JP3570357B2 - 駆動装置付ポンプおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は駆動装置付ポンプおよびインクジェット記録装置に関するものであり、特にハウジングとそれに摺動可能に嵌合された可動部材とにより形成される容積可変のポンプ室を備えたポンプと、そのポンプと共に駆動装置を含む駆動装置付ポンプおよびそのポンプを備えるインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平３─５１６０号公報にこの種のポンプの一種であるインク吸引ポンプが記載されている。このインク吸引ポンプは、インクジェット記録装置においてインクジェットヘッドの吐出口やインク液室からインクを吸引するポンプであり、図６，７に示すように、筒状のハウジング３００とその内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材としての１個のピストン３０２とを備え、それらハウジング３００とピストン３０２とにより容積可変のポンプ室３０４が形成されたものである。
【０００３】
この吸引ポンプにより吸引が行われる場合には、まず、駆動軸３０８が図示しない移動装置により図の右方へ移動させられる。ピストン３０２に形成された吐出口３１０が、駆動軸３０８と一体の第一頭部３１２によって塞がれるとともに、その第一頭部３１２によってピストン３０２が右方へ移動させられる。駆動軸３０８の移動に伴ってポンプ室３０４の容積が増加し、ポンプ室３０４の圧力が低下する。ハウジング３００に形成された吸入口３１６がポンプ室３０４に開放されると、吸入口３１６からインクが吸入される。
【０００４】
次に、図７に示すように駆動軸３０８が左方へ移動させられる。第二頭部３１８がピストン３０２の端面３２０に当接する一方、第一頭部３１２が端面３２２から離間し、吐出口３１０がポンプ室３０４に開放される。ピストン３０２は、第二頭部３１８によって左方へ移動させられ、それに伴って、ポンプ室３０４の容積が減少し、ポンプ室３０４に吸入されたインクが吐出口３１０から吐出される。
【０００５】
このように、本インク吸引ポンプにおいては、吸入口３１６がピストン３０２によって開閉され、吐出口３１０が駆動軸３０８と一体の第一頭部３１２によって開閉されるため、インクによって開閉される吸入弁，吐出弁による場合に比較して吸入口，吐出口の開閉が確実に行われる。しかも、ポンプ室３０４の容積を変化させるためのピストン３０２および第一頭部３１２によって吸入口３１６および吐出口３１０が開閉されるため、専用の弁駆動装置が不要であって、構成が簡単である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このインク吸引ポンプには、吸入口３１６がピストン３０２によって開閉され、吐出口３１０の開閉が駆動軸３０８と一体の第一頭部３１２によって行われることによって不可避的に生じる欠点がある。ポンプ室３０４に吸入されたインクの一部が吸入口３１６から逆流することを避け得ないことがその一例である。上述のように、吐出時には、図６に示す状態から駆動軸３０８が左方へ移動させられ、第一頭部３１２が端面３２２から離間させられることによって吐出口３１０が開放される。しかし、この吐出口３１０が開放される時点には、吸入口３１６も開放されている。そして、吸入口３１６が開放されたまま、駆動軸３０８が左方へ移動させられ、ポンプ室３０４の容積が減少させられるため、吸入口３１６が閉じられるまではポンプ室３０４のインクの一部が、吸入口３１６から逆流するのである。
【０００７】
また、このインク吸引ポンプには、吐出終了時におけるポンプ室３０４の容積を十分小さくすることができないという欠点もある。吐出終了時のポンプ室３０４の容積を、吐出口３１０が開放された状態における第一頭部３１２とピストン３０２の端面３２２との距離ｄ（バルブリフト量と称する）に相当する大きさ、すなわちポンプ室３０４の断面積と距離ｄとの積より小さくすることができないからである。上述のように、吐出口３１０の開閉は、駆動軸３０８の第一頭部３１２が端面３２２に対して当接，離間させられることによって行われるようになっており、ピストン３０２は、駆動軸３０８の第二頭部３１８によって端面３２０側から押されることによって、左方へ移動させられるようになっている。そのためには、駆動軸３０８の第一頭部３１２と第二頭部３１８との間の長さを、ピストン３０２の端面３２０，３２２間の長さよりバルブリフト量ｄだけ長くしなければならない。したがって、駆動軸３０８が最も左端まで移動させられても、ピストン３０２の端面３２２と第一頭部３１２（ハウジング３００の底部と見なすことができる）との間には、上述のバルブリフト量ｄに相当する隙間ｄが残ることを避け得ず、吐出されないでポンプ室内に残るインクの量（吐出残量と称する）が多くなるのである。
【０００８】
このインク吸引ポンプは他の液体や気体（流体と総称する）を吸引するポンプとしては勿論、流体を圧送するポンプとしても利用可能であり、上記例示の欠点はそれらの場合にも同様に発生する。第一発明ないし第六発明は、以上の事情を背景として、吸入口，吐出口の開閉が確実に行われ、しかも専用の弁駆動装置が不要であって構成が簡単であるという特開平３─５１６０号公報に記載のポンプの長所を維持しつつ、ポンプ室の流体の吸入口への逆流や、吐出残量の低減困難等の欠点を除去もしくは低減することが可能な駆動装置付ポンプおよびインクジェット記録装置を得ることを課題としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第一発明においては、筒状のハウジングとその内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のポンプにおいて、前記ハウジングが筒状を成し、吸入口と吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、前記一対の可動部材にそれぞれ駆動軸が連結されるとともに、一方の前記可動部材に連結された駆動軸が他方の前記可動部材を通って前記両駆動軸とも前記ハウジングの同じ側の端部にそれぞれ延び出されその延び出された部分にそれぞれカムフォロワが設けられ、前記両駆動軸の各カムフォロワが、１つの駆動源によって駆動される各カム部にそれぞれ係合され、前記一対の可動部材がそれに対応する各カム部によってそれぞれ駆動される。
【００１０】
このように第一発明においては、少なくとも一対の可動部材を備えている。そして、各一対の可動部材の間にポンプ室が形成される。各一対の可動部材同士が互いに離間させられれば、これらの間に形成されるポンプ室の容積が増加させられ、互いに接近させられれば、ポンプ室の容積が減少させられる。また、ポンプ室の吸入口および吐出口が、ハウジングに形成され、可動部材の各々によって開閉される。すなわち、従来のポンプのように、吐出口が可動部材に形成され、駆動軸によって開閉されるわけではないから、吸入口が開放された状態においてはポンプ室の容積が減少しないようにすることができる。また、理論上、可動部材同士を吐出口近傍で互いに当接するまで接近させることも可能である。
【００１１】
そして、各可動部材に連結された駆動軸が、それぞれ前記ハウジングの同じ側の端部から延び出され、各カムとそれぞれ係合され、それらカムを一体的に駆動する１つの駆動源によって、それぞれ駆動される。可動部材の各々の移動速度の変化をカムに形成されるカム部の形状によって決めることが可能であり、通常の電動モータ等等速回転駆動源を駆動源として使用し得る。
【００１２】
また第二発明は、前記他方の可動部材に連結された駆動軸は、円筒状をなし、その内部に前記一方の可動部材に連結された駆動軸を嵌合している。
【００１３】
第三発明においては、筒状のハウジングとその内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のポンプであって、前記ハウジングが筒状を成し、吸入口と吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、前記対の可動部材の一方が駆動軸に相対移動不能に固定され、他方の可動部材の内周に前記駆動軸が相対移動可能に嵌合され、前記他方の可動部材の外周面と前記ハウジングの内周面との間の摩擦力は、前記他方の可動部材の内周面と駆動軸の外周面との間の摩擦力より大きくされており、前記駆動軸において前記他方の可動部材の前記一方の可動部材とは反対側にストッパが設けられ、前記ストッパが前記他方の可動部材に当接するまで前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を増加するように移動されその後両可動部材が一体的に移動される方向と、前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を減少するように移動されその後前記他方の可動部材と一体的に移動される方向とに、前記駆動軸を駆動する１つの駆動源からなる駆動装置を備える。
【００１４】
第三発明は、第一発明と同様に、吸入口が開放された状態においてはポンプ室の容積が減少しないようにすることができ、かつポンプ室に吸入された流体の殆ど全部が吐出されるようにすることができる。さらに、１つの駆動軸で対の可動部材をそれぞれ駆動でき、したがって、１つの駆動源で駆動できる。
【００１５】
第四発明は、ノズルからインクを噴射して画像形成を行うインク噴射ヘッドと、そのインク噴射ヘッドのノズルを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに接続されキャップがノズルを覆った状態でノズルからインクを吸引し廃インクタンクに廃出する駆動装置付きポンプとを備えるインクジェット記録装置において、前記駆動装置付きポンプとして第一発明の駆動装置付きポンプを用いる。
【００１６】
第五発明は、ノズルからインクを噴射して画像形成を行うインク噴射ヘッドと、そのインク噴射ヘッドのノズルを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに接続されキャップがノズルを覆った状態でノズルからインクを吸引し廃インクタンクに廃出する駆動装置付きポンプとを備えるインクジェット記録装置において、前記駆動装置付きポンプとして第三発明の駆動装置付きポンプを用いる。
【００１７】
第六発明は、第四または第五発明において、前記駆動装置は、少なくとも前記吸入口がポンプ室に開放されている間は、前記少なくとも一対の可動部材の各対の可動部材の各々とハウジングとをポンプ室の容積が減少しない状態を保ちつつ相対移動させる。このように、一対の可動部材の各々を、一方の可動部材が吸入口を閉じるまでは、両可動部材が一定の距離を保つか、あるいは互いに離間するように移動させることで、吸入口が閉じられるまではポンプ室の容積が減少することがなく、ポンプ室に吸入された流体が吸入口から逆流しない。また、吐出終了時にはそれら可動部材が互いに当接するように両可動部材を移動させれば、ポンプ室の容積を極めて小さく、あるいは実質的に０にすることが可能であり、ポンプ室に吸入された流体の殆ど全部が吐出されるようにすることができる。
【００１８】
【実施例】
第一、第二、第四および第六発明に共通の一実施例である駆動装置付き吸引ポンプを備えたインクジェット記録装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１において、１０はプラテンである。このプラテン１０は軸方向に延びた円筒状を成したものであり、図示しない軸を介してフレーム１２に矢印Ａ方向に回転可能に取り付けられている。プラテン１０に対向してインク噴射ヘッド１４が設けられている。
【００１９】
インク噴射ヘッド１４は、キャリッジ１６上に載置されている。キャリッジ１６は、プラテン１０の中心線に平行に配設されたガイドロッド２０に摺動可能に支持されるとともに、一対のプーリ２２，２４に巻付けられたタイミングベルト２６に係合させられている。一方のプーリ２２がキャリッジ駆動モータ２８によって回転させられ、タイミングベルト２６が送られることによりキャリッジ１６は、プラテン１０に沿って矢印Ｂ方向に移動させられる。インク噴射ヘッド１４は、記録時には、予め定められた記録範囲内において往復動させられるが、記録が終了すれば、図示する非記録位置に移動させられるようになっている。
【００２０】
インク噴射ヘッド１４は、図示しない多数個のインク流路と、それらインク流路に対応して設けられた多数個のノズルを含むものである。インク流路には、フレーム１２に固定され、あるいはキャリッジ１６に載置された図示しないインク供給装置からインクが供給される。インク流路の壁は振動板によって形成され、その振動板が後述する制御装置３０の指令に基づいて図示しない駆動回路により変形させられると、その変形に起因する圧力変化によりインクがノズルから噴射される。したがって、振動板は記録データに基づいて変形させられ、インク流路に供給されたインクは、記録データに基づいて決められたノズルから噴射されることになる。インクは、プラテン１０とインク噴射ヘッド１４との間に供給される記録用紙３２に、キャリッジ１６の移動に伴って噴射され、それにより１行分の画像が形成される。１行分の画像形成が終了したならば、プラテン１０の回転により記録用紙３２が１行分送られ、再び１行分の画像の形成が行われる。この繰返しにより、記録用紙３２全体の画像形成が行われる。記録用紙３２は、フレーム１２の後方の図示しない用紙供給口から矢印Ｃ方向に供給され、プラテン１０の回転によって矢印Ｄ方向に送られ、図示しない用紙排出口から排出される。
【００２１】
非記録位置にあるインク噴射ヘッド１４に対向する位置にはキャップ装置３４が設けられている。キャップ装置３４はプラテン１０の一端の側方に設けられており、インク噴射ヘッド１４に対向する位置にキャップゴム３６を備えている。キャップゴム３６の中央部には、幅１．５mm×長さ２０mm×深さ１mmの大きさの窪み３７が形成されている。この窪み３７を囲むキャップゴム３６の先端面が、インク噴射ヘッド１４の先端面のノズル列を囲む部分に密着することによって、ノズル列が気密に覆われる。以下、単に、ノズルが覆われると称することにする。また、窪み３７の底面には孔が形成されており、キャップ装置３４の本体に形成された図示しないインク通路に接続されている。インク通路は、吸引ポンプ３８に吸引チューブ４０によって接続されている。
【００２２】
キャップ装置３４は、矢印Ｅ方向に移動可能とされている。常には、後方の退避位置にあるが、記録終了後にインク噴射ヘッド１４が記録終了位置から非記録位置に移動させられると、それに連動して前進させられるようになっている。本実施例においては、インク噴射ヘッド１４が記録終了位置から非記録位置に移動させられると図示しないクラッチが接続され、キャップ装置３４が駆動モータ２８の駆動により前進させられるようになっているのである。同様に、記録開始時にインク噴射ヘッド１４が非記録位置から記録開始位置（記録終了位置と同じ）に移動させられると、それに連動してキャップ装置３４が後退させられる。したがって、インク噴射ヘッド１４が非記録位置にある間には、キャップ装置３４は前進位置にあり、キャップゴム３６がノズルを覆う状態にある。
【００２３】
一方、プラテン１０とキャップ装置３４との間には、ワイパブレード４４が移動装置により矢印Ｆ方向に移動可能に取り付けられている。ワイパブレード４４は、Ｆ方向に延びた平板状を成した可撓性部材であり、矢印Ｇ方向に撓み易くなっている。常には、後方の退避位置にあるが、記録終了時には、ワイパ駆動モータ４６（図３参照）の駆動により前進させられる。その後、インク噴射ヘッド１４の記録終了位置から非記録位置への移動に伴って、ワイパブレード４４が撓められながらノズル先端部に摺接することによって、先端面が拭われることになる。ワイパブレード４４は、所定時間経過後に後退位置に戻される。同様に、記録開始時にも前進させられ、インク噴射ヘッド１４の非記録位置から記録開始位置への移動に伴ってノズル先端面が拭われる。
【００２４】
前記吸引ポンプ３８には、吸引チューブ４０の他に吐出チューブ４８が接続されており、その吐出チューブ４８が吸着体５０が収容された廃インクタンク５２に接続されている。したがって、吸引ポンプ３８によって、吸引されたノズル内のインクは、吐出チューブ４８を経て廃インクタンク５２内の吸着材５０に吸着される。
【００２５】
吸引ポンプ３８は、図２に示すように、駆動装置５４と共に駆動装置付吸引ポンプ５６を構成しており、この駆動装置付吸引ポンプ５６が前記キャップ装置３４，キャップ装置３４を進退させるキャップ装置移動装置および吸引チューブ４０等と共に吸引装置５８を構成している。吸引ポンプ３８は、軸方向に真っ直ぐに延びた円筒状の本体６０と、その本体６０の内部に本体６０に対して軸方向に相対移動可能に嵌合された一対の可動部材としてのピストン６２，６４とを備えている。本実施例においては、本体６０が固定され、ピストン６２，６４が移動させられることによって、ピストン６２，６４と本体６０とが相対移動させられるようになっている。
【００２６】
本体６０の中間部には、吸入口６６と吐出口６８とが軸方向、すなわち、ピストン６２，６４の移動方向に隔たった位置に設けられている。吸入口６６には、吸引チューブ４０が接続され、吐出口６８には、吐出チューブ４８が接続される。吸入口６６および吐出口６８は、図には、１個の孔として記載されているが、実際には、それぞれ周方向に並んだ複数個の小孔から成っている。また、ハウジング６０の内部には、ピストン６２，６４が対向して配設され、これらの間にポンプ室６９が形成される。また、ピストン６２，６４は、それぞれ、駆動軸７０，７２に嵌合され、駆動軸７０，７２は、ハウジング６０と同軸に配設されている。
【００２７】
駆動軸７０の一端部７８は中空の駆動軸７２の内部に相対移動可能に配設され、その一端部７８より小径の他端部８０はハウジング６０の端壁８１に形成されボス部８２内の貫通孔８３に摺動可能に嵌合されている。貫通孔８３はボス部８２の中央部に、ハウジング６０の中心線と平行に形成されている。したがって、駆動軸７０の軸方向の移動が貫通孔８３によってガイドされることになり、ボス部８２によってガイド部が構成されることになる。
【００２８】
一端部７８には、カムフォロワ８６が固定され、後述するカム８８のカム溝９０に嵌合されている。また、他端部８０には、２個のフランジ９２，９３が設けられ、フランジ９２，９３の間に前記ピストン６２が嵌合されている。ピストン６２は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴム状弾性材によって成形された円筒状を成したものである。軸方向の両端部付近には、外径がハウジング６０の内径より大径の環状の大径部９４，９５が形成されている。大径部９４，９５が設けられているのは、ピストン６２の外周面とハウジング６０の内周面との間を液密に保つためである。ピストン６２の内径は他端部８０の外径より多少大きくされ、軸方向の長さは、フランジ９２，９３間の距離より多少長く、端面９６には円環状の溝９８が形成されている。
【００２９】
溝９８が形成されているのは、ピストン６２の駆動軸７０への嵌合を容易にするためである。ピストン６２を駆動軸７０に嵌め込む場合には、ピストン６２の内径を広げながら比較的小径で一端部に丸みが付けられたフランジ９２側から挿入することになるが、この場合に溝９８の幅を狭めれば、フランジ９２の通過が容易になる。ピストン６２の内径が他端部８０の外径より大きくされているのも、ピストン６２の駆動軸７０への嵌合を容易にするためである。また、ピストン６２の軸方向の長さがフランジ９２，９３の間の距離より長いのは、ピストン６２と駆動軸７０との間を液密に保つためである。ピストン６２がフランジ９２，９３間に嵌合された状態においては、ピストン６２の溝９８より内周側の部分が、軸方向に圧縮され、フランジ９２，９３に弾性的に当接させられることになる。なお、ピストン６２は、駆動軸７０の２個のフランジ９２，９３に挟まれた状態となるため、駆動軸７０に対して軸方向に移動不能となる。
【００３０】
駆動軸７２は、概して円筒状を成しており、内部には、上述のように、駆動軸７０が半径方向の隙間を残して嵌合されている。駆動軸７２は、一端部が環状に半径方向外向きに延び出した環状のフック９９とされ、中間部は、駆動軸７０と同様に、ハウジング６０の端壁１００に設けられたボス部１０１に摺動可能に支持されている。また、他端部にはカムフォロワ１０２が固定され、前記カム８８のカム溝１０４に嵌合されている。フック９９の近傍には、フランジ１０６が設けられている。
【００３１】
ピストン６４は、ピストン６２と同様にニトリルゴムによって成形された円筒状部材である。軸方向の両端部には、環状の大径部１１０，１１２が形成されてハウジング６０に液密に嵌合される一方、内径は駆動軸７０の一端部７８の外径より僅かに小さくされている。ピストン６４には、また、形状が前記フック９９とほぼ同じで、フック９９より若干大きい環状の溝１１４が形成されており、この溝１１４がフック９９に引っかけられることによって駆動軸７２に嵌合される。この状態ではピストン６４の内周部がフック９９とフランジ１０６とにより軸方向の両側から挟まれ、ピストン６４が駆動軸７２に対して軸方向に移動不能となる。なお、内径が一端部７８の外径より小さくされているため、ピストン６４と駆動軸７０との間の液密が保持される。
【００３２】
以上の説明から明らかなように、ピストン６２，６４とハウジング６０の内周面との間が共に液密に保たれ、かつ、ピストン６２，６４と駆動軸７０との間も液密に保たれため、前記ピストン６２，６４間に形成されたポンプ室６９は大気に開放されたピストン６２と端壁８１との間の大気圧室１１８、ピストン６４と端壁１００との間の大気圧室１２２から完全に遮断されることになる。
【００３３】
駆動軸７０の一端部７８の、駆動軸７２のカムフォロワ１０２が固定される部分付近には、軸方向に延びた長穴１２６が形成され、カムフォロワ１０２の軸がガイド軸１２８として貫通している。これにより、カムフォロワ８６とカム溝９０との摩擦力によって駆動軸７０を図２の面に直角な方向へ移動させようとする力は、ガイド軸１２８と長穴１２６の内面との接触により駆動軸７２に伝達され、さらに駆動軸７２からハウジング６０に伝達される。ハウジング６０は固定されているため、前記伝達された力が吸引装置５８に悪影響を与えることが回避される。
【００３４】
駆動装置５４は、上述の駆動軸７０，７２、カムフォロワ８６，１０２、カム溝９０，１０４が形成されたカム８８および駆動源としての電動モータであるポンプ駆動モータ１３０等を備えている。カム８８がカム軸回りにポンプ駆動モータ１３０の駆動により回転させられると、カムフォロワ８６，１０２と駆動軸７０，７２とがカム溝９０，１０４の作用により駆動軸７０，７２の軸方向に移動させられ、これら駆動軸７０，７２と共にピストン６２，６４が移動させられるのである。カム溝９０，１０４は、ピストン６２，６４が後述するように移動させられるように形成されている。カム溝９０，１０４が形成されたカム８８は、電動モータ１３０の回転を軸方向の直線運動に変換する運動変換機能と、ピストン６２，６０の移動速度を決定する速度決定機能との両方を備えることになる。
【００３５】
上記ポンプ駆動モータ１３０と、前記キャリッジ駆動モータ２８およびワイパ駆動モータ４６とは、当該インクジェット記録装置の制御装置３０により駆動回路を介して制御される。制御装置３０は、ＣＰＵ１３２，ＲＡＭ１３３，ＲＯＭ１３４，入力部１３５，出力部１３６等を備えたものであり、インクジェット記録装置全体の作動を制御するものであるが、図３には、吸引ポンプ３８の作動に関連する部分のみが記載されている。
【００３６】
ＲＡＭ１３３には、記録すべき記録データが格納される記録データメモリが設けられ、ＲＯＭ１３４のプログラムメモリには、吸引作動プログラム等が格納されている。また、入力部１３５には、吸引スイッチ１４０，１４１等各種スイッチが接続されるとともに図示しない記録データ入力手段が接続されている。また、出力部１３６には、キャリッジ駆動モータ２８，ポンプ駆動モータ１３０，ワイパ駆動モータ４６を制御する駆動回路１４２，１４３，１４４等が接続されるとともにインク噴射ヘッド１４の振動板を制御する図示しない駆動回路等が接続されている。
【００３７】
以上のように構成されたインクジェット記録装置における作動について説明する。本インクジェット記録装置において、通常は、インク噴射ヘッド１４は、ノズルがキャップゴム３６に覆われた状態で非記録位置にある。記録データが入力されると記録が行われる。記録用紙３２が、プラテン１０とインク噴射ヘッド１４との間に供給される。ワイパ駆動モータ４６が駆動され、それによりワイパブレード４４が前進させられる。また、キャリッジ駆動モータ２８の作動によりインク噴射ヘッド１４が非記録位置から記録開始位置に移動させられ、それと同時に、キャップ装置３４が後退させられる。その結果、インク噴射ヘッド１４が、ノズルの先端部がワイパブレード４４によって拭われた後、記録開始位置に移動させられることになる。インク噴射ヘッド１４が、記録データに基づいてインクを噴射しつつ記録範囲内において往復動させられることによって、記録用紙３２上に所望の画像が形成される。
【００３８】
ＲＡＭ１３３の記録データメモリに記録すべき記録データがなくなり、記録が終了すると、ワイパブレード４４が前進させられ、インク噴射ヘッド１４が記録終了位置から非記録位置に移動させられ、キャップ装置３４が前進させられる。その結果、ノズルの先端部がワイパブレード４４によって拭われた後、ノズルがキャップゴム３６によって覆われることになる。このように、ノズルがキャップゴム３６によって覆われれば、使用しない間にノズル先端部が乾燥することが回避される。
【００３９】
インク噴射ヘッド１４が非記録位置にあり、ノズルがキャップゴム３６によって覆われた状態にある間に、吸引スイッチ１４０が操作されれば、吸引作動プログラムが実行され、ポンプ駆動モータ１３０が制御される。本実施例においては、ポンプ駆動モータ１３０は、吸引、吐出が１回行われる間駆動されるようになっている。一方、吸引スイッチ１４１が操作されれば、吸引，吐出が複数回行われるようになっている。
【００４０】
吸引スイッチ１４０，１４１は、インク噴射不良が生じた場合，メンテナンスを行う場合等インクを吸引する必要がある場合に操作されるスイッチである。吸引スイッチ１４１は、吸引スイッチ１４０の操作による吸引では、インク噴射不良が直らなかった場合，インク供給装置のインクカートリッジが交換された場合等インクを多量に吸引する必要がある場合に操作される。ノズルに気泡，塵等が溜まることが原因で噴射不良が生じた場合には、通常、吸引スイッチ１４０が操作される。以下、駆動装置付吸引ポンプ５６の作動について説明する。
【００４１】
駆動装置付吸引ポンプ５６の吸引ポンプ３８において、通常は、ピストン６２，６４は、図４の（Ａ）に示す位置にある。ピストン６２が吸入口６６より図における左側にあり、ピストン６４がフランジ９３に当接する位置にある。また、吐出口６８はピストン６４の外周面（厳密には大径部１１０，１１２）によって塞がれている。
【００４２】
ポンプ駆動モータ１３０の作動によりカム８８が回転させられる。（Ｂ）に示すように、ピストン６４のみが右方へ移動させられ、ピストン６２は静止したままに保たれてポンプ室６９の容積が増大させられる。ポンプ室６９が負圧になり、ノズル内のインクが吸引され、吸入口６６からポンプ室６９に吸入される。厳密にいえば、インクは、キャップゴム３６の窪み３７内の空気が吸入された後に吸入される。ピストン６４の右方への移動に伴って、ポンプ室６９の容積が増大させられる間、インクの吸入が継続される。
【００４３】
ポンプ室６９の容積が（Ｃ）に示す大きさになると、ピストン６２がピストン６４と共に同じ速度で右方へ移動させられる。ポンプ室６９の容積が一定に保たれたままでピストン６２，６４が移動させられるのである。この間においても、ポンプ室６９が大気圧になるまでインクは吸引され、吸入口６６からポンプ室６９に流入する。ピストン６２，６４の移動速度が非常に遅い場合には、ポンプ室６９の容積の増大に伴う吸入口６６からのインクおよび空気の流入によって、ポンプ室６９の圧力を常に大気圧に保つことも可能であるが、本実施例においては、ピストン６２，６４がポンプ室６９の圧力がインク等の流入により大気圧に戻るより早く移動させられる。そのため、ポンプ室６９が、容積の増加に伴って負圧にされ、ポンプ室６９の容積が一定に保たれている間においても、インクが吸引され、吸入口６６からポンプ室６９に流入するのである。
【００４４】
（Ｄ）に示すように、吐出口６８が開放され、吸入口６６が塞がれると、ピストン６４の移動が停止させられ、ピストン６２のみが右方へ移動させられる。ポンプ室６９の容積が減少させられ、それに伴ってポンプ室６９に吸入されたインクが吐出口６８から吐出される。インクは、吐出チューブ４８を経て廃インクタンク５２に排出される。
【００４５】
本実施例においては、吸入口６６が開放されている間は、ポンプ室６９の容積が一定に保たれ、吸入口６６が塞がれて吐出口６８が開放された後、容積が減少させられる。そのため、吸入口６６からインクが逆流することが回避される。本実施例の駆動装置付吸引ポンプ５６においては、一対のピストン６２，６４が設けられ、かつ、ピストン６２，６４が各々別個に移動させられるため、ピストン６２，６４間に形成されるポンプ室６９の容積をインクが逆流しないように変化させることができるのである。
【００４６】
また、ピストン６２は、（Ｅ）に示すように、フランジ９３が吐出口６８の右縁にあるピストン６４に当接するまで移動させられる。この場合には、ポンプ室６９の容積はフランジ９３の外周に形成される環状の空間に対応する大きさとなり、非常に小さい。このように、ポンプ室６９の容積を非常に小さくできるのは、吸引ポンプ３８が２個のピストン６２，６４を備えており、吐出口６８近傍でこれらを当接させることができるからである。なお、フランジ９３の外径をハウジング６０の内径とほぼ同じにすれば、吐出終了時のポンプ室６９の容積を殆ど０にすることができ、理論的には０にすることが可能である。以上の作動の後、（Ｆ）に示すように、ピストン６２，６４は共に左方へ移動させられ、（Ａ）に示す状態に戻される。
【００４７】
このように、本実施例によれば、ピストン６２，６４を２個備えた吸引ポンプ３８によって、ノズル内に溜まった気泡，塵等をインクと共に吸引して良好に排除することができ、インクの噴射不良等を解消することができる。また、一旦吸入口６６からポンプ室６９に吸入されたインクが逆流することを回避することができるため、逆流防止用の弁を設ける必要がなくなり、その分、部品点数を減らし得、コストダウンを図ることができる。さらに、吐出終了時にポンプ室６９の容積を非常に小さくすることができるため、吸引されたインクおよび空気の殆どすべてをポンプ室６９から吐出させることができる。吐出終了時のポンプ室６９の容積が十分に小さくできず、空気を完全に排出することができない場合には、次にインクを吸入する際、ポンプ室６９内の負圧の高まりを妨げ、インクの吸引能力を低下させるのであるが、本実施例においてはこの不都合を良好に回避することができるのである。
【００４８】
また、本実施例においては、駆動装置５４が、２個のカム溝９０，１０４が形成されたカム８８を含むものであるため、２個のピストン６２，６４を移動させるのに、カム８８およびポンプ駆動モータ１３０が１個で済み、その分コストダウンを図ることができる。
【００４９】
なお、上記実施例においては、（Ｃ）に示す状態から（Ｄ）に示す状態まではピストン６２，６４がポンプ室６９の容積を一定に保って移動させられるようになっていたが、ポンプ室６９の容積が増大するように移動させられるようにしてもよい。そのためには、カム溝９０，１０４の少なくとも一方の形状を変えればよい。吸引口６６がポンプ室６９に開放されている間には、ポンプ室６９の容積が増大させられるようにすれば、インクの逆流を一層確実に回避することができる。
【００５０】
また、上記実施例においては、インク噴射ヘッド１４のノズル先端部が、ワイパブレード４４によって、記録開始時と、終了時との両方において拭われるようになっていたが、いずれか一方においてのみ拭われるようにしてもよい。さらに、使用者がワイピングさせるための操作ボタンを押下することによって、ワイパ駆動モータ４６の駆動が行われるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施例においては、ハウジング６０が固定され、ピストン６２，６４が移動させられるようになっていたが、ピストン６２，６４のいずれか一方が固定され、ピストン６２，６４の他方とハウジング６０とが移動させられるようにし、あるいはピストン６２，６４の両方とハウジング６０とが移動させられるようにしても、同様の目的を達することができる。
【００５２】
また、ピストン６２，６４の材質は、ニトリルゴム以外のゴム状弾性材であってもよい。さらに、ピストン６２，６４や駆動軸７０，７２の形状も、上記実施例に限らず、他の形状であってもよい。また、駆動装置５４を、カム溝等のカム部がそれぞれ１個ずつ形成された２個のカムを含む駆動装置や、ポンプ駆動モータを２個含む駆動装置に変更することも可能である。さらに、運動変換装置は、ねじ機構を利用するもの等他の態様のものであってもよい。
【００５３】
次に、第三発明、第五および第六発明に共通の一実施例としての駆動装置付き吸引ポンプを図５に基づいて説明する。この駆動装置付吸引ポンプは、ねじ機構を利用した運動変換装置を備えたものである。駆動装置付吸引ポンプは、ハウジング６０，ピストン１５４，１５６を含む吸引ポンプ１５８と、１個の駆動軸１６０，ポンプ駆動モータ１６１，図示しないねじ機構を利用する運動変換装置等を含む駆動装置１６２とを備えたものである。ポンプ駆動モータ１６１はキャリッジ駆動モータ２８等と共に、制御装置１６３により図示しない駆動回路を介して制御される。
【００５４】
吸引ポンプ１５８において、吸入口６６，吐出口６８を有するハウジング６０の内部には、２個のピストン１５４，１５６が対向して配設され、これらの間にポンプ室１６４が形成されている。ピストン１５４は駆動軸１６０の中間部に固定され、駆動軸１６０と一体的に軸方向に移動させられるようになっている。それに対してピストン１５６は、駆動軸１６０に対して液密かつ相対移動可能に嵌合されている。また、ピストン１５６の外周面とハウジング６０の内周面との間の摩擦力は、ピストン１５６の内周面と駆動軸１６０の外周面との間の摩擦力より大きくされており、駆動軸１６０の移動に伴って、ピストン１５６が移動させられないようになっている。駆動軸１６０の、ピストン１５６に対してピストン１５４とは反対側の部分（図示の例では先端部）にはストッパ１６６が設けられている。
【００５５】
ピストン１５４，１５６は、上記実施例におけるピストン６２，６４と同様に、ニトリルゴムによって成形された円筒状を成したものであり、ハウジング６０の内周面との間が液密に保たれている。その結果、ポンプ室１６４は、ピストン１５６の左側の大気圧室やピストン１５４の右側の大気圧室から完全に遮断されている。
【００５６】
駆動装置１６２において、ポンプ駆動モータ１６１の回転が、ねじとナットとを含むねじ機構によって軸方向の移動に変換され、それによって駆動軸１６０が移動させられる。また、制御装置１６３の入力部には、上述の吸引スイッチ１４０，１４１等の他に光電センサ１６８，１７０が接続され、出力部には、ポンプ駆動モータ１６１を駆動する図示しない駆動回路等が接続されている。
【００５７】
光電センサ１６８，１７０は、駆動軸１６０の位置を検出する位置センサであり、駆動装置付吸引ポンプのフレーム１７２に固定されている。光電センサ１６８，１７０はそれぞれ発光部と受光部とを備えた透過型のセンサであり、発光部から発射された光が、駆動軸１６０に設けられたドグ１７４によって遮られ、受光部に受光されなくなることによって、ドグ１７４を検出するものである。
【００５８】
ドグ１７４が光電センサ１６８によって検出されれば、駆動軸１６０が左端にあり、ピストン１５４，１５６が左端にあることが判り、光電センサ１７０によって検出されれば、駆動軸１６０が右端にあり、ピストン１５６の右側端面１７６が吐出口６８の左縁の位置にあることが判る。
【００５９】
吸引スイッチ１４０が操作されると、ポンプ駆動モータ１６１は、駆動軸１６０を右方へ移動させる方向に回転させられる。そして、ドグ１７４が光電センサ１７０によって検出されると、回転方向が逆にされる。駆動軸１６０を左方へ移動させる方向に回転させられるのである。ドグ１７４が光電センサ１６８によって検出されると、回転が停止させられる。これによって、駆動軸１６０が軸方向に一往復動させられ、一回の吸引，吐出が行われる。
【００６０】
以下、この吸引，吐出を説明する。通常、ピストン１５４，１５６は、図５の（Ａ）に示すように、ハウジング６０の左端付近にある。ポンプ駆動モータ１６１が回転させられると、（Ｂ）に示すように、駆動軸１６０が右方へ移動させられる。駆動軸１６０の移動に伴ってピストン１５４のみが右方へ移動させられるが、ピストン１５６は静止したままである。その結果、ピストン１５４，１５６の間に形成されるポンプ室１６４の容積が増加してポンプ室１６４内が負圧になる。その後、ストッパ１６６がピストン１５６に当接させられると、ピストン１５６は、ピストン１５４と一体的に移動させられる。ピストン１５４，１５６が一体的に移動させられれば、ポンプ室１６４の容積は一定に保たれる。
【００６１】
（Ｃ）に示すように、ピストン１５４の左側端面１７８が吸入口６６の左縁より右方に位置すると、吸入口６６が開放される。ノズル内のインクが吸引され、吸入口６６からポンプ室１６４に供給される。本実施例においては、吸入口６６が、予め負圧にされたポンプ室１６４に開放されるため、ノズル内のインクが急速に吸引されることになる。したがって、上記実施例における場合より、インクの流速を大きくすることができ、ノズル内に溜まった気泡，塵等を良好に排除することができる。また、その場合に必要なインクの量が少なくて済むという利点もある。
【００６２】
さらに、ピストン１５４，１５６は、ポンプ室１６４の容積を一定の大きさに保ちつつ移動させられるが、この間も、ポンプ室１６４が大気圧に戻されるまで、インクが吸引され、吸入口６６からインクが供給される。（Ｄ）に示す状態において、吐出口６８がポンプ室１６４に開放されるが、この時点においてはポンプ室１６４の圧力がほぼ大気圧にあるため、吐出口６８からインクが流出したり、流入したりすることは殆どない。
【００６３】
（Ｅ）に示すように、吸入口６６がポンプ室１６４から遮断され、ピストン１５６の右側端面１７６が吐出口６８の左縁より右方に位置する状態になった後、駆動軸１６０が逆方向に移動させられる。（Ｆ）に示すように、駆動軸１６０の左方への移動によってピストン１５４が左方へ移動させられるが、ピストン１５６は静止したままである。ピストン１５４の移動に伴い、ポンプ室１６４の容積が減少させられ、ポンプ室１６４内のインクは吐出口６８から吐出される。
【００６４】
やがて、（Ｇ）に示すように、ピストン１５４の左側端面１７８がピストン１５６の右側端面１７６に当接してポンプ室１６４の容積は殆ど０になり、ポンプ室１６４に収容されたインクの殆どすべてが吐出される。その後、駆動軸１６０の左方への移動に伴いピストン１５４，１５６が左方へ移動させられ、（Ａ）に示す状態に戻される。
【００６５】
以上のように、本実施例においては、一対のピストン１５４，１５６が１個の駆動軸１６０の移動によってそれぞれ相対移動させられるようになっている。そのため、駆動源としてのポンプ駆動モータ１６１と、運動変換装置としてのねじ機構が１個で済むという利点がある。また、本実施例においては、駆動軸１６０にストッパ１６６が設けられているため、ストッパ１６６を利用して一対のピストン１５４，１５６を、ポンプ室１６４の容積を正確に一定に保ったまま移動させることができる。
【００６６】
なお、本実施例においては、吸入口６６がポンプ室１６４に開放される以前に、ストッパ１６６がピストン１５６に当接させられ、ポンプ室１６４の容積が一定に保たれるようになっていたが、ポンプ室１６４の容積が増大途中にある時に吸入口６６が開放されるようにしてもよい。この場合にも、インクを大きな吸引力で吸引することができる。さらに、（Ａ），（Ｅ）ないし（Ｇ）に示す状態において、吸入口６６がピストン１５６の外周面によって完全に塞がれた状態とすることもできる。
【００６７】
また、本実施例においては、ポンプ駆動モータ１６１の駆動が光電センサ１６８，１７０の出力信号に基づいて制御されるようになっていたが、ポンプ駆動モータがサーボモータ，ステップモータ等回転量の制御が可能な回転駆動装置である場合には、回転量に基づいて制御されるようにすることができる。その場合には光電センサ１６８，１７０は不要となる。サーボモータ等を予め決められた回転数だけ一方向に回転させた後、逆方向に同じ数の回転数だけ回転させれば、駆動軸１６０を決まった距離だけ一往復動させることができる。
【００６８】
さらに、運動変換装置を、ねじ機構を利用したものに限らず、ラックアンドピニオン機構，クランク機構等を利用したものとすることができる。クランク機構等を利用するものとした場合には、回転運動が直線往復運動に変換されるとともに駆動軸１６０の移動範囲が決まるため、ポンプ駆動モータの回転方向を逆にする必要がなく、また、回転量をそれほど正確に制御する必要がなくなる利点がある。また、駆動軸１６０の位置を検出するセンサは、リミットスイッチ，近接スイッチ等であってもよい。さらに、駆動軸１６０を手動で移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一から第六発明に共通の一実施例である駆動装置付きポンプを備えたインクジェット記録装置全体の概略図である。
【図２】第一、第二、第四および第六発明の一実施例である駆動装置付きポンプの正面断面図である。
【図３】上記インクジェット記録装置の制御装置のブロック図である。
【図４】上記駆動装置付吸引ポンプの作動を説明するための図である。
【図５】第三、第五および第六発明に共通の実施例である駆動装置付きポンプの構造を概念的に示すとともに、作動を説明するための図である。
【図６】従来のインク吸引ポンプの一例を示す正面断面図である。
【図７】図６のインク吸引ポンプの異なる作動状態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１４ インク噴射ヘッド
３８，１５８ 吸引ポンプ
５４ 駆動装置
５６ 駆動装置付吸引ポンプ
６０ ハウジング
６６ 吸入口
６８ 吐出口
７０，７２，１６０ 駆動軸
６２，６４，１５４，１５６ ピストン
８６，１０２ カムフォロワ
６９，１６４ ポンプ室
８８ カム
９０，１０４ カム溝
１３０，１６１ ポンプ駆動モータ
３０，１６２ 制御装置

Claims (6)

1. 筒状のハウジングとその内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のポンプであって、
   前記ハウジングが筒状を成し、吸入口と吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、
   前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、
   前記一対の可動部材にそれぞれ駆動軸が連結されるとともに、一方の前記可動部材に連結された駆動軸が他方の前記可動部材を通って前記両駆動軸とも前記ハウジングの同じ側の端部にそれぞれ延び出されその延び出された部分にそれぞれカムフォロワが設けられ、
   前記両駆動軸の各カムフォロワが、１つの駆動源によって駆動される各カム部にそれぞれ係合され、前記一対の可動部材がそれに対応する各カム部によってそれぞれ駆動されることを特徴とする駆動装置付きポンプ。
2. 前記他方の可動部材に連結された駆動軸は、円筒状をなし、その内部に前記一方の可動部材に連結された駆動軸を嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置付きポンプ。
3. 筒状のハウジングとその内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のポンプであって、
   前記ハウジングが筒状を成し、吸入口と吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、
   前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、
   前記対の可動部材の一方が駆動軸に相対移動不能に固定され、他方の可動部材の内周に前記駆動軸が相対移動可能に嵌合され、前記他方の可動部材の外周面と前記ハウジングの内周面との間の摩擦力は、前記他方の可動部材の内周面と駆動軸の外周面との間の摩擦力より大きくされており、
   前記駆動軸において前記他方の可動部材の前記一方の可動部材とは反対側にストッパが設けられ、
   前記ストッパが前記他方の可動部材に当接するまで前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を増加するように移動されその後両可動部材が一体的に移動される方向と、前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を減少するように移動されその後前記他方の可動部材と一体的に移動される方向とに、前記駆動軸を駆動する１つの駆動源からなる駆動装置を備えたことを特徴とする駆動装置付きポンプ。
4. ノズルからインクを噴射して画像形成を行うインク噴射ヘッドと、そのインク噴射ヘッドのノズルを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに接続されキャップがノズルを覆った状態でノズルからインクを吸引し廃インクタンクに廃出する駆動装置付きポンプとを備えるインクジェット記録装置において、
   前記駆動装置付きポンプは、筒状のハウジングと、その内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のものであって、
   前記ハウジングが筒状を成し、前記キャップに接続された吸入口と廃インクタンクに接続された吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、
   前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、
   前記一対の可動部材にそれぞれ駆動軸が連結されるとともに、一方の前記可動部材に連結された駆動軸が他方の前記可動部材を通って前記両駆動軸とも前記ハウジングの同じ側の端部にそれぞれ延び出されその延び出された部分にそれぞれカムフォロワが設けられ、
   前記両駆動軸の各カムフォロワが、１つの駆動源によって駆動される各カム部にそれぞれ係合され、前記一対の可動部材がそれに対応する各カム部によってそれぞれ駆動されることを特徴とする駆動装置付きポンプ。
5. ノズルからインクを噴射して画像形成を行うインク噴射ヘッドと、そのインク噴射ヘッドのノズルを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに接続されキャップがノズルを覆った状態でノズルからインクを吸引し廃インクタンクに廃出する駆動装置付きポンプとを備えるインクジェット記録装置において、
   前記駆動装置付きポンプは、筒状のハウジングと、その内部に液密かつ摺動可能に嵌合された可動部材とを備え、それらハウジングと可動部材とにより容積可変のポンプ室が形成される形式のものであって、
   前記ハウジングが筒状を成し、前記キャップに接続された吸入口と廃インクタンクに接続された吐出口とがハウジングの軸方向に離れて形成され、
   前記可動部材が前記ハウジング内に少なくとも一対互いに対向して設けられ、その一対の可動部材の間に前記ポンプ室が形成されるとともに、前記吸入口および吐出口がその一対の可動部材の各々により開閉される位置に設けられ、
   前記対の可動部材の一方が駆動軸に相対移動不能に固定され、他方の可動部材の内周に前記駆動軸が相対移動可能に嵌合され、前記他方の可動部材の外周面と前記ハウジングの内周面との間の摩擦力は、前記他方の可動部材の内周面と駆動軸の外周面との間の摩擦力より大きくされており、
   前記駆動軸において前記他方の可動部材の前記一方の可動部材とは反対側にストッパが設けられ、
   前記ストッパが前記他方の可動部材に当接するまで前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を増加するように移動されその後両可動部材が一体的に移動される方向と、前記一方の可動部材のみが前記ポンプ室の容積を減少するように移動されその後前記他方の可動部材と一体的に移動される方向とに、前記駆動軸を駆動する１つの駆動源からなる駆動装置を備えたことを特徴とする駆動装置付きポンプ。
6. 前記駆動装置は、少なくとも前記吸入口がポンプ室に開放されている間は、前記少なくとも一対の可動部材の各対の可動部材の各々とハウジングとをポンプ室の容積が減少しない状態を保ちつつ相対移動させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のインクジェット記録装置。

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