JPH07189922A - インクジェットプリンタ用インク吸引ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁のシール性を安定化し、インク吸引ポンプ
の小型化を達成する。 【構成】 シリンダ１内にピストン２を軸方向に往復移
動可能に配置し、ピストン２の一方端と他方端のそれぞ
れ外側のシリンダ１の壁面に、吸引管1aと排出管1bとを
設ける。ピストン２の中心部に貫通孔2aと、貫通孔より
も大径の中空室2bと、貫通孔よりも小径の排出孔2cとを
貫通して設ける。中空室2b内の排出孔の開口周囲にリブ
状の第１突部2dを設ける。ピストン軸３の細軸部3aはピ
ストンの貫通孔2aを貫通し、ピストン軸の大径の頭部3b
は中空室2b内に位置する。頭部の長さは中空室の長さよ
りも若干短く、頭部の先端面3dと第１突部2dとにより排
出孔2cを閉鎖解放する弁４を構成する。頭部3bの後端面
の一部にピストン軸３の後退時にインクが通過できるた
めの切欠部3eを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いられ、ヘッドの吐出口からインクの吸引を行っ
て吐出回復をするためのインク吸引ポンプに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のインク吸引ポンプとして、例え
ば、特開平３−５１６０号公報に開示されているものが
ある。これは図４に示しているように、シリンダａ内を
往復移動するピストン軸ｂに、ゴム等の弾性材料からな
るピストンｃを軸方向に移動可能に配置し、ピストン軸
ｂとピストンｃとの相対移動により後述の弁の開閉を行
い、インクを吸引管ｄから吸引して排出管ｅへ排出す
る。ピストン軸ｂはピストンｃの中心部に設けられた貫
通孔ｆを貫通し、ピストンの一方の端面に設けたリブ状
接触部ｇと、ピストン軸のピストン押し部ｈとが当接す
ることにより弁を構成している。ピストンの他方の端面
ｉにはピストン軸のピストン受け部ｊが当接し、ピスト
ンを初期位置まで復帰させる。ピストン軸ｂの先端は更
にシリンダの排出管ｅまで延長され、ピストン軸往復移
動時のガイドとなる。ｋはシリンダａのキャップ兼ピス
トン軸のガイドであり、ｍはピストン軸のシーリングで
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、イ
ンクの吸引、排出を行う弁を、ピストン軸ｂが貫通する
貫通孔ｆの開口端面に設けたリブ状接触部ｇと、ピスト
ン軸のピストン押し部ｈとを当接させることにより構成
しているので、弁のシール部の面積が大きくなり、この
ためにシール不良が発生し、ポンプの吸引圧が低下して
吸引不可となる問題がある。弁を構成するピストン押し
部ｈとピストンｃを復帰させるピストン受け部ｊとを、
貫通孔ｆの反対側にそれぞれ設けなければならないの
で、ポンプの長手方向の長さが長くなり、大型化してし
まう。更にピストン軸ｂのガイドのために、先端を排出
管ｅまで延長させているので、ますます大型化し、ポン
プのスペースを確保するためにインクジェットプリンタ
本体も大型化してしまうという問題があった。そこで本
発明の目的は、弁のシール性を安定化し、インク吸引ポ
ンプの性能の向上と小型化を達成することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェットプリンタ用インク吸引ポン
プは、シリンダとシリンダ内を往復動作するピストン
と、ピストンを駆動するピストン軸とを有し、ピストン
の往復動作に伴ってインクの吸引及びインクの排出を行
うインク吸引ポンプにおいて、ピストンには、その中心
部を貫通するように、貫通孔と、この貫通孔よりも大径
の中空室と、貫通孔より小径の排出孔とが設けてあり、
ピストン軸には、貫通孔を貫通する細軸部と、細軸部の
先端に中空室内に位置する頭部とが設けてある。この頭
部の長さは、中空室の長さよりも若干短く形成してあ
り、ピストン軸の往復動作時に、頭部が排出孔を閉鎖解
放する弁として機能することを特徴としている。

【０００５】上記のピストンの排出孔は、ピストンの外
周部に連続する肉薄部に形成し、シリンダのピストンと
の間の摺動抵抗の変化に対応するように構成するとよ
い。弁のシール性の向上のためには、上記の排出孔の中
空室内の開口周囲に、ピストン軸の頭部と接離する第１
突部を設けるとよい。更に、弁のシール性をより確実と
するためには、上記のピストンの端面に、ピストン軸と
接離する第２突部を設け、ピストン軸と第２突部とによ
り、予備弁を構成するとよい。更に、上記の排出孔を開
閉する弁は、ピストン軸の頭部の先端面または排出孔の
中空室内の開口周囲のどちらか一方を半球状面とし、他
方を円錐面として構成してもよい。

【０００６】

【作用】ピストンに設けた中空室内にピストン軸の頭部
を位置させて排出孔の弁を構成すると、ポンプの長さが
短くてすみ、小径の排出孔の開口を閉鎖解放する弁であ
るのでシール性がよくなる。

【０００７】

【実施例】図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
まず、図１に示す第１実施例について説明する。シリン
ダ１内に、ゴム等の弾性材料からなるピストン２を軸方
向に往復移動可能に配置してある。ピストン２の一方端
と他方端のそれぞれ外側のシリンダ１の壁面には、吸引
管１ａと排出管１ｂとが設けてある。吸引管１ａはチュ
ーブ等により図示しないキャップに連通しており、排出
管１ｂは図示しない廃インクタンクに連通している。

【０００８】ピストン２の中心部には、貫通孔２ａと、
この貫通孔２ａよりも大径の中空室２ｂと、貫通孔２ａ
よりも小径の排出孔２ｃとが、ピストン２の一方端から
他方端へ貫通して設けてある。中空室２ｂの内面には、
排出孔２ｃの開口周囲にリブ状の第１突部２ｄが設けて
ある。

【０００９】ピストン軸３は、シリンダ１のキャップ兼
ピストン軸のガイド５を貫通し、ピストンシール６によ
りシールされて往復移動可能になっている。ピストン軸
３の細軸部３ａはピストン２の貫通孔２ａを貫通し、貫
通孔２ａより大径のピストン軸３の頭部３ｂは中空室２
ｂ内に位置している。頭部３ｂの長さは中空室２ｂの長
さよりも若干短く形成してあり、頭部３ｂの後端面であ
るピストン受け部３ｃは貫通孔２ａが開口する中空室２
ｂの面であるピストン当接部２ｅに当接し、この位置に
おいて、頭部３ｂの先端面であるピストン押し部３ｄ
は、第１突部２ｄと所定の間隙で対向している。ピスト
ン押し部３ｄと第１突部２ｄとにより排出孔２ｃを閉鎖
解放する弁４を構成している。弁４の解放間隙であるピ
ストン押し部３ｄと第１突部２ｄとの間隙は、頭部３ｂ
の長さと中空室２ｂの長さとの差により設定される。ピ
ストン受け部３ｃの一部には、ピストン軸３の後退時に
インクが通過できるための切欠部３ｅが形成してある。

【００１０】この様な構成であるので、ピストン軸３が
下降すると、ピストン押し部３ｄが第１突部２ｄに当接
して弁４を閉じて排出孔２ｃを閉鎖する。更にピストン
軸３が下降すると、ピストン２がピストン軸３と一体的
に下降し、シリンダ１の吸引管１ａ側に負圧が発生す
る。発生した負圧によりキャップを介して図示しないノ
ズルからインクが吸引される。

【００１１】ピストン軸３が下死点から反転してし上昇
すると、ピストン押し部３ｄと第１突部２ｄとが離隔
し、排出孔２ｃの弁４が解放される。更にピストン軸３
が上昇すると、ピストン受け部３ｃがピストン当接部２
ｅと当接し、ピストン２はピストン軸３と一体的に上昇
する。シリンダ１の吸引管１ａ側に吸引されたインクは
切欠部３ｅを通って排出管１ｂ側に排出される。

【００１２】シリンダ１内のインクを排出管１ｂを通し
て廃インクタンクへ排出するためには、ノズル面からキ
ャップを離隔して、キャップを大気開放後、次のポンプ
動作を行えばよい。即ち、ピストン軸３の次の下降によ
り、排出孔２ｃの弁４が閉鎖され、ピストン軸３がさら
に下降すると、排出管１ｂ側のインクは排出管１ｂを通
って廃インクタンクへ排出される。ピストンの下降時に
は、キャップは大気開放されているので、新たにノズル
からインクが吸引されることはない。

【００１３】ピストンの１往復でシリンダ１内のインク
が全て排出されない場合には、この動作を複数回行えば
よい。次に、図２に示す第２実施例について説明する。
シリンダ２１の構造は実質的に第１実施例と同様であ
り、吸引管２１ａと排出管２１ｂとが同様に備わってい
る。

【００１４】ピストン２２の中心部には、貫通孔２２ａ
と、大径の中空室２２ｂと、小径の排出孔２２ｃとが、
貫通して設けてあることは第１実施例と同様であるが、
この例では、ピストン２２の排出管２１ｂ側の端面に凹
部２２ｆを形成し、排出孔２２ｃは肉薄部２２ｇの中心
に形成してある。また、中空室２２ｂ内面の排出口２２
ｃの開口周囲にリブ状の第１突部２２ｄが設けられてい
る。更に、ピストン２２の吸引管２１ａ側の端面２２ｈ
には、貫通孔２２ａの開口周囲にリブ状の第２突部２２
ｉが形成してある。

【００１５】ピストン軸２３は、ガイド５を貫通し、ピ
ストンシール６によりシールされて往復移動可能になっ
ており、細軸部２３ａが貫通孔２２ａを貫通し、ピスト
ン軸２３の貫通孔２２ａより大径の頭部２３ｂが中空室
２２ｂ内に位置し、ピストン受け部２３ｃがピストン当
接部２２ｅに当接し、ピストン押し部２３ｄと第１突部
２２ｄとにより排出孔２２ｃを閉鎖解放する弁２４を構
成し、ピストン受け部２３ｃの一部に切欠部２３ｅが形
成してあることは第１実施例と同様である。この構成に
加えて、ピストン軸２３には、細軸部２３ａの基部に第
２ピストン押し部２３ｉが形成してあり、第２ピストン
押し部２３ｉと第２突部２２ｉとにより、排出孔２２ｃ
を閉鎖解放する予備弁２５を構成している。予備弁２５
の間隙は、弁２４の間隙よりも大きく設定してある。

【００１６】このように、ピストン押し部２３ｄと第１
突部２２ｄとにより排出孔２２ｃを閉鎖解放する弁２４
を構成し、第１突部２２ｄを肉薄部２２ｇの中心に形成
することにより、ピストン押し部２３ｄが第１突部２２
ｄに押圧されて弁２４を閉鎖したときに、第１突部２２
ｄが容易に変形できることとなる。このことは、例えば
シリンダ２１とピストン２２との摺動面にインクが付着
して乾燥し、摺動抵抗に変化を生じ、第１突部２２ｄに
大きな押圧力が加わった時などに、肉薄部２２ｇが撓ん
でこの抵抗変化を吸収し、弁２４のシール性を安定して
保持することになる。更に、第２ピストン押し部２３ｉ
と第２突部２２ｉとにより、予備弁２５を構成している
ので、抵抗変化の量が甚大で、肉薄部２２ｇの変形によ
っても吸収し得ないと、このままでは当然シール不良と
なり、所望のポンプ動作が得られないことになるので、
この時には、第２ピストン押し部２３ｉが第２突部２２
ｉに当接することにより予備弁２５が閉鎖し、これによ
り正常なポンプ動作が得られる。

【００１７】次に、図３に示す第３実施例について説明
する。シリンダ３１の構造は実質的に第１実施例と同様
であり、吸引管３１ａと排出管３１ｂとが同様に備わっ
ている。ピストン３２の中心部には、貫通孔３２ａと、
大径の中空室３２ｂと、小径の排出孔３２ｃとが、貫通
して設けてあることは第１実施例と同様であるが、この
例では、排出孔３２ｃの中空室３２ｂ内の開口周囲を円
錐面３２ｄに形成している。

【００１８】ピストン軸３３は、ガイド５を貫通し、ピ
ストンシール６によりシールされて往復移動可能になっ
ており、細軸部３３ａが貫通孔３２ａを貫通し、ピスト
ン軸３３の貫通孔３２ａより大径の頭部３３ｂが中空室
３２ｂ内に位置し、ピストン受け部３３ｃがピストン当
接部３２ｅに当接し、ピストン受け部３３ｃの一部に切
欠部３３ｅが形成してあることは第１実施例と同様であ
る。しかし、この例においては、頭部３３ｂの先端面を
半球状面３３ｄに形成してあり、この半球状面３３ｄと
円錐面３２ｄとにより排出孔３２ｃを閉鎖解放する弁３
４を構成している。

【００１９】このように、弁３４が半球状面３３ｄと円
錐面３２ｄとで構成されることにより、ピストン軸３３
の下降時に、例えばピストン軸が傾斜しても、この傾斜
に追従し、弁のシール性を良好に保つことができる。
尚、半球状面と円錐面とを形成する個所は、上例と反対
であっても実質的に同一である。

【００２０】

【発明の効果】上に説明したように、本発明のポンプ
は、貫通孔よりも小径の排出孔の開口に排出孔を閉鎖解
放する弁が形成してあるので、弁のシール部の面積がそ
れだけ小さくなり、シール性が安定化し、ポンプの性能
が向上する。また、ピストン軸がピストンを貫通してい
ないので、ポンプが大型化せず、このためにこのポンプ
を用いたインクジェットプリンタの小型化に有効であ
る。

【００２１】更に、排出孔を肉薄部に形成することによ
り、シリンダとピストンとの間の摺動抵抗の変化に対応
でき、弁のシール性を一層安定化するのに有効である。
またピストン軸の頭部と接離する第１突部を設けたり、
予備弁を設けることにより、一層排出孔の閉鎖解放が確
実化し、ポンプの性能を安定化できる。弁を構成する一
方の面を半球状面とし、他方の面を円錐面とすることに
より、弁を構成する部材の一方が傾斜しても排出孔の閉
鎖状態が安定して得られ、シール性が一層安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す断面図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２１，３１ シリンダ ２，２２，３２ ピストン ２ａ，２２ａ，３２ａ 貫通孔 ２ｂ，２２ｂ，３２ｂ 中空室 ２ｃ，２２ｃ，３２ｃ 排出孔 ２ｄ，２２ｄ 第１突部 ２２ｉ 第２突部 ３，２３，３３ ピストン軸 ３ａ，２３ａ，３３ａ 細軸部 ３ｂ，２３ｂ，３３ｂ 頭部 ３２ｄ 円錐面 ３３ｄ 半球状面 ４，２４，３４ 弁 ２５ 予備弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと上記シリンダ内を往復動作す
   るピストンと、上記ピストンを駆動するピストン軸とを
   有し、上記ピストンの往復動作に伴ってインクの吸引及
   びインクの排出を行うインク吸引ポンプにおいて、 上記ピストンには、その中心部を貫通するように、貫通
   孔と、この貫通孔よりも大径の中空室と、上記貫通孔よ
   り小径の排出孔とが設けてあり、 上記ピストン軸には、上記貫通孔を貫通する細軸部と、
   上記細軸部の先端に上記中空室内に位置する頭部とが設
   けてあり、 上記頭部の長さは、上記中空室の長さよりも若干短く形
   成してあり、 上記ピストン軸の往復動作時に、上記頭部が上記排出孔
   を閉鎖解放する弁として機能することを特徴とするイン
   クジェットプリンタ用インク吸引ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記ピストンの排出
   孔は、上記ピストンの外周部に連続する肉薄部に形成し
   てあることを特徴とするインクジェットプリンタ用イン
   ク吸引ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記排出孔
   の上記中空室内の開口周囲にピストン軸の頭部と接離す
   る第１突部が設けてあることを特徴とするインクジェッ
   トプリンタ用インク吸引ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、上
   記ピストンの端面に、上記ピストン軸と接離する第２突
   部が設けてあり、 上記ピストン軸と上記第２突部とにより、予備弁が構成
   してあることを特徴とするインクジェットプリンタ用イ
   ンク吸引ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１において、上記排出孔を開閉す
   る弁が、上記ピストン軸の頭部の先端面または上記排出
   孔の上記中空室内の開口周囲のどちらか一方を半球状面
   とし、他方を円錐面として構成してあることを特徴とす
   るインクジェットプリンタ用インク吸引ポンプ。