KR100432074B1 - 잉크젯기록장치및그것에사용되는펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프 구동을 위한 토크가 작고 튜브의 수명이 긴 튜브 펌프를 구비한 신뢰성이 높은 잉크젯 기록 장치를 제공하는데 있다.

잉크젯 기록 장치에 설치된 펌프(15)는 가요성을 갖는 튜브(103)와, 튜브의 미리 정해진 부분을 배치하는 가이드부재(106)를 구비하고 있다. 튜브(103)를 가압 변형시키는 적어도 1 개의 롤러(105)는 롤러가 정방향으로 회전했을 때는 튜브를 가압하고 롤러가 역방향으로 회전했을 때는 튜브의 가압을 완화하게 레버(107)에 지지되어 있다. 이 레버(106)는 스프링(108)에 의해서 롤러가 튜브를 가압하는 방향으로 가압되어 있다.

Description

잉크젯 기록장치 및 그것에 사용되는 펌프

본 발명은 노즐에서 잉크를 분사하여 피기록부재에 기록하는 잉크젯기록장치에 관한 것이며, 특히 노즐에 잉크를 공급하는 잉크공급로, 또는 노즐에서 잉크를 배출하는 잉크배출로의 일부에 설치된 펌프의 구조에 관한 것이다.

종래의 잉크젯 기록장치에 있어서, 노즐 근처의 잉크가 증점(增粘)하거나 노즐내에 기포가 혼입한 상태에 있는 잉크젯헤드를 정상 상태로 회복시키기 위한 회복 장치가 많이 제안되어 있다. 이같은 회복 장치에는 노즐을 캡으로 덮고 캡에 연통한 잉크 배출로중에 설치된 펌프를 구동하여 펌프가 발생하는 압력(부압)을 이용해서 노즐에서 잉크를 흡인하고 배출하는 수단을 설치한 것이 알려져 있다.

또한, 잉크 탱크에서 노즐에 잉크를 공급하기 위해서 이것들을 연결하는 잉크 공급로중에 펌프를 두고 펌프가 발생하는 압력을 이용해서 잉크를 공급하는 공급 장치가 알려져 있다.

이같은 회복장치, 공급장치에 쓰이는 펌프의 하나로 가이드를 따라서 원호형 상으로 배치된 가요성 튜브와, 이 가요성 튜브를 가압하는 롤러를 지지하는 회전체를 가지며 튜브의 변형을 이용하여 압력을 발생하는 튜브 펌프가 제안되어 있다. 이같은 튜브 펌프에서는 회전체를 회전시킴으로써 롤러가 가요성 튜브를 순차적으로 눌러서 찌그려뜨리면서 이동하고 그것에 의해 튜브내에 압력을 발생시키고 있다.

일본 특개평 6-286158 호 공개공보에는 회전체를 정방향에 회전했을 때 롤러가 튜브를 가압하고 역방향에 회전했을 때는 롤러가 튜브를 미는 힘을 완화하는 튜브 펌프가 개시되어 있다. 이 튜브 펌프의 롤러의 축은 회전체에 설치된 긴 구멍에 끼어져 있고 회전체의 회전방향에 의해서 롤러의 축의 위치는 긴 구멍의 어느쪽의 단부에 이동하게 된다. 이 긴 구멍의 각 단부에서 회전체의 중심에서의 거리는 다르기 때문에 롤러는 회전 방향이 바뀔때마다 진퇴하게 된다.

또, 특개평 4-261864 호 공보에는 롤러를 스프링에 의해서 튜브에 가압하고 이 스프링에 의한 가압력에 의해서 튜브를 변형하고 압력을 발생하는 튜브 펌프가 개시되어 있다.

그러나, 상술한 튜브 펌프에서는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

(1) 특개소 6-286158 호 공보에 개시된 펌프에선 롤러가 튜브를 눌러서 찌그려뜨리는 양(침입량)은 회전체의 중심에서 긴 구멍의 한쪽의 끝에 있는 롤러의 축까지의 거리, 롤러의 외경, 튜브를 배치하기 위한 원호형상의 가이드의 형성, 및 튜브에 두꺼운 두께, 또는 상기 부품의 장치 정밀도에 영향된다. 따라서, 상기 부품의 치수 정밀도, 조립 정밀도를 감안하고 공차상 가장 바람직하지 않은 부품이 쓰인다고 해도 롤러가 가압하는 부분의 튜브내에 공간이 생기지 않게(튜브가 완전히 찌그러지게)해야 한다.

이 때문에 부품정밀도, 장치 정밀도에 의한 롤러의 침입량의 불균일에 의해서 롤러의 침입량이 많아지는 측에 어긋났다고 해도 회전체를 구동하는 모터의 토크가 부족하지 않게 출력이 큰 대형의 모터를 쓰고 있다. 그 때문에 비용면 뿐만 아니라 프린터의 소형화라는 관점에서도 불리하였다.

(2) 특개평 4-261864 호에 개시된 튜브 펌프는 튜브를 눌러서 찌그려뜨리는 롤러를 스프링으로 가압하는 구성을 구비하고 있기 때문에 펌프를 구동하기 위한 토크의 증대를 방지할 수 있다. 그러나, 이같은 튜브 펌프에선 롤러를 항상 스프링으로 가압하고 튜브에 눌러붙이고 있기 때문에 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 이같은 펌프에선 롤러가 원호형상의 가이드상의 튜브를 가압하고 있는 위치에 있을 경우, 항상 튜브에 압력이 가해지고 튜브는 변형된 상태에 있다. 롤러가 이 상태로 장기간 방치된 경우, 튜브에 소성 변형이 생기거나 튜브가 열화 파손된다는 문제가 있다. 이 때문에 펌프의 비작동시에는 항상 가이드상의 튜브에서 어긋난 위치에 롤러를 정지시켜 둘 필요가 있다. 그러므로 롤러의 위치(펌프의 위상(位相))를 파악하기 위해서 예를들면 포토센서 등의 검출기를 설치할 필요가 있었다. 롤러 그리고 포토센서 등의 검출수단의 추가에 의한 비용상승, 및 펌프 치수의 대형화 등의 과제를 초래하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 튜브나 기타의 펌프 구성부재의 부품 정밀도, 장치 정밀도가 어느정도 불균일하더라도, 펌프를 구동시키는 힘이 작아서 그 때문에 펌프 구동용 토크를 작게할 수가 있고 또한 튜브의 수명이 긴 튜브 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 소형이며 발생 부압이 높고 확실하게 기록헤드를 회복시키는 것이 가능한 튜브 펌프를 구비한 신뢰성이 높은 잉크젯 기록장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 잉크젯 기록장치는 노즐에 잉크를 공급하는 잉크공급로 또는 노즐에서 잉크를 배출하는 잉크 배출로의 일부에 설치되며, 회전체위에 배치된 롤러에 의해 가요성 튜브를 순차적으로 가압, 변형시켜서 압력을 발생시키는 펌프를 구비하고 있으며 이 펌프는 이하의 특징을 갖고 있다.

즉, 가요성 튜브의 일부는 원호형상의 가이드에 배치되어 있으며 가요성 튜브는 가이드와 롤러에 끼게 되므로서 변형한다. 롤러는 회전체에 회전가능하게 지지된 레버에 이동가능하도록 지지되어 있다. 예를들면 레버에는 홈이 설치되어 있으며 롤러의 축을 상기 홈에 삽입함으로써 롤러는 홈을 따라서 홈의 양단부사이를 이동하는 것이 가능하게 된다. 이 홈의 형상은 회전체의 원주 방향에 대해서 경사지게된 형상이기 때문에, 롤러는 회전방향에 따라서 가이드에 배치된 튜브에 대하여 진퇴한다. 즉, 회전체가 정방향으로 회전하면 롤러는 튜브를 가압하는 제 1 의 위치로, 회전체가 역방향으로 회전하면 튜브에 걸리는 가압력이 완화되는 제 2 의 위치로 이동한다. 또, 레버는 예를들면 비틀림 스프링과 같은 가압수단에 의해 가이드측에 가압되고 있기 때문에 튜브는 스프링의 탄성력에 의해서 제 1 의 위치에 있는 롤러에 가압된다.

이것에 의해서 롤러가 튜브를 눌러서 찌그려뜨리는 양(침입량)은 스프링의 탄성력에 의해서 결정되기 때문에, 부품 정밀도, 조립 정밀도의 불균일에 의한 펌프의 구동 토크의 증대를 방지하고 저구동 토크의 펌프를 얻을 수 있다.

회전체가 정방향으로 회전하면 롤러는 제 1 의 위치로 이동하여 순차적으로 튜브를 눌러 찌끄려뜨려서 튜브내에 압력이 발생한다. 펌프를 정지시키는 경우에는 회전체를 정지한 후, 소정의 역방향으로 회전시켜 롤러를 제 2 의 위치로 이동시킨다. 롤러가 제 2 의 위치에 있을 때, 스프링으로 가압되고 있는 레버가 이 이상 회동하지 않게 레버 억지 수단에 의해 레버의 회동이 저지된다. 이 때문에 롤러의 튜브에 대한 가압력이 해제되며 롤러는 튜브에 가볍게 접촉하고 있는 상태로 되므로서 튜브의 소성변형, 열화 손상이라는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 이같은 문제를 해결하기 위해서 롤러의 위치를 파악하기 위한 검출기를 설치할 필요도 없다.

롤러를 2개 이상 구비하고 또, 각 롤러를 상술한 바와 같이 지지하는 복수의 레버를 구비하고 적어도 항상 1 개의 롤러가 원호형상의 가이드의 앞면에 위치케하는 것이 발생하는 압력을 누적할 수 있기 때문에 펌프의 효율의 관점에서 바람직하다. 즉, 롤러가 순차적으로 튜브를 눌러찌끄림으로서 발생한 압력을 롤러가 일단 튜브에서 벗어나는 것에 의해 대기압으로 되돌리지 않고 증가할 수 있다.

그러나, 롤러가 가이드상에 있는 튜브에서 벗어난 위치에 있을 때 튜브를 페쇄하는 밸브를 구비하면 롤러가 1개의 경우라도 효율이 좋은 펌프를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명을 적용한 잉크젯 기록 장치의 개략적인 구성을 도시하는 사시도.

도 2 는 본 발명의 잉크젯 기록 장치에 있어서의 튜브 펌프의 1 실시예의 구성을 도시하는 분해 사시도.

도 3 은 도 2 의 실시예의 튜브 펌프의 주요부를 도시하는 사시도.

도 4 는 롤러(105)가 대피 위치에 있으며, 또한 가이드(106A)에서 벗어나서 정지하고 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도.

도 5 는 펌프가 부압(負壓)을 발생하는 방향에 회전하고 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도.

도 6 은 펌프가 부압을 발생하는 방향으로 회전하고 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도.

도 7 은 펌프가 역전하고 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도.

도 8 은 펌프가 역전하고 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도.

도 9 는 본 발명의 튜브 펌프(15)의 동작을 개략적으로 도시하는 설명도.

도 10 은 롤러(105)가 원호형상의 가이드(106A)의 선단 X-후단 Y 사이에 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프(15)의 밸브(110)가 장치된 면측에서 본 평면도.

도 11 은 롤러(105)가 가이드(106A)의 후단 Y에 있는 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프(15)의 밸브(110)가 장치된 면측에서 본 평면도.

도 12은 롤러(105)가 가이드(106A)에서 벗어난 상태를 도시하는 도 2 에 도시한 튜브 펌프(15)의 밸브(110)가 장치된 면측에서 본 평면도.

도 13 은 도 2 에 도시하는 튜브 펌프의 회전과 롤러 및 밸브의 동작과의 관계를 도시하는 타이밍챠트.

도 14 는 본 발명의 다른 실시예의 튜브 펌프를 측면에서 본 단면도.

도 15 는 롤러(205)가 작동 위치에 있는 상태를 도시하는 도 14 의 A-A선에 따른 단면도.

도 16 은 롤러(205)가 대피 위치에 있는 상태를 도시하는 도 14 의 A-A선에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 기록헤드 17 : 캡

103 : 튜브 104, 204 : 회전판

105, 205 : 롤러 106, 206 : 가이드부재

107, 207 : 레버 108, 208 : 비틀림 스프링

110 : 밸브

도 1 내지 도 3 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 있어서의 잉크젯 기록 장치를 설명한다.

도 1 은 본 발명의 1 실시예에 있어서의 잉크젯 기록 장치의 개략도이다. 기록 헤드(11)(도 9 에 도시)는 캐리지(12)에 탑재되며 가이드축(14)에 의해 가이드되어서 캐리지 모터(13)에 의해서 벨트(19)를 거쳐서 이동한다. 캡(17)은 기록 헤드(11)의 노즐(11A)(도 9 에 도시)의 캡핑을 위한 것이다. 캡(17)에는 튜브 펌프(15)의 구성 요소인 가요성 튜브(103)가 접속되어 있다. 튜브 펌프(15)는 펌프 모터(18)에 의해 구동된다.

도 9는 튜브 펌프(15)의 동작을 개략적으로 도시하는 설명도이다. 튜브(103)는 잉크 배출로를 형성하는 것이며 그 일단은 캡(17)에 접속되며 타단은 잉크 탱크(30)에 접속되어 있다. 회전판(104)을 축(104a)을 중심으로 화살표 a 방향으로 회전시킴으로써 롤러(105)는 b 방향으로 회전하면서 원호형상의 가이드(106A)에 배치된 튜브(103)를 순차적으로 가압한다. 이것에 의해서, 튜브는 변형하고 튜브(103)내에 발생한 부압에 의해서 노즐(11A)내의 잉크가 캡을 거쳐서 흡인되며, 불필요한 잉크가 잉크 탱크로 배출된다. 또한, 본 실시예에선 잉크 배출로의 일부에 펌프가 설치된 예를 설명하는데, 이것에 한하지 않으며 잉크 공급 탱크와 기록 헤드(11)를 연결하는 잉크 공급로에 설치한 펌프에도 적용할 수 있다.

(펌프의 구조의 설명)

도 2 는 도 1중의 잉크젯 기록 장치에 있어서의 튜브 펌프(15)의 구성을 도시하는 분해 사시도이며 도 3 은 도 2중의 튜브 펌프(15)의 주요부분을 도시하는 조립 사시도이다.

이 튜브 펌프(15)는 가이드 부재(106), 튜브(103), 롤러(105), 레버(107), 회전판(104) 및 비틀림 스프링(108)으로 구성되어 있다.

튜브(103)는 적어도 롤러(10)에 의해서 가압되는 피가압부분에 있어서 가요성을 갖고 있다. 이 피가압부분은 롤러(105)에 의해 순차적으로 매끄럽게 가압되도록 통형상의 가이드부재(106)의 내벽에 형성된 원호형상의 가이드면(106A)(도시에 도시)에 배치되어 있다. 튜브(103)의 103A 측은 캡에 접속된다. 한편, 103B 측은 가이드부재(106)의 저면측의 원호형상의 가이드(106D)에 안내된 후, 폐잉크탱크에 접속된다.

롤러(105)의 축부분(105A)은 레버(107)의 홈형상의 캠(109)에 회전가능상태로 장치되어 있다. 롤러(105)를 지지하기 위한 레버(107)에는 롤러의 축부분(105A)이 장치되는 홈형상의 캠(109)이 설치되어 있다. 이 캠(109)은 레버(107)가 회전판(104)에 조립된 상태이며 회전판의 원주 방향에 대해서 경사된 형상을 갖고 있다. 즉, 회전판(104) 중심에서 캠 홈(109)의 한쪽 끝까지의 거리와 다른쪽 끝까지의 거리는 다르다.

레버(107)에는 동일선상에 회전 구멍(107A) 및 회전축(107B)이 설치되며 회전 구멍(107a)은 회전판(104)에 설치된 축(104A)으로, 회전축(107B)은 회전부재(104)에 설치된 구멍(104B)으로 각각 삽입된다. 이것에 의해서 레버(107)는 회전 판(104)에 회전가능하게 장치된다.

또, 레버(107)의 회전판측의 면에는 후술하는 비틀림 스프링(108)에 의해서 회전판(104)의 외측에 가압되는 레버(107)의 회동을 일정 범위에 규제하기 위한 스토퍼 핀(107C)(도 4에 도시)가 설치되어 있다. 이 스토퍼 핀(107C)은 회전판(104)의 스토퍼 구멍(104D)에 삽입되며 스토퍼 핀(107)이 구멍(104D)의 벽면에 맞닿으므로서 레버(107)의 회동이 일정량 이하로 규제된다.

비틀림 스프링(108)은 더블토션 타입의 스프링이 쓰이며, 그 코일부는 회전 판에 설치된 원주 축(104E)의 외주에 완만하게 삽입되어 있다. 비틀림 스프링(108)의 암(108A)은 회전판(104)에 설치된 스프링 수용기둥(104F)에 맞닿으며, 또한 스프링(108) 양단의 2개의 암(108B)은 레버(107)의 스프링 수용부(107D)(도 4에 도시)에 맞닿게 스프링(108)이 회전판(104)에 장착되어 있다.

도 4는 도 2 에 도시한 펌프의 레버(107)의 부분 단면도이다.

홈형상의 롤러 캠부(109)의 일단(109A)은 캠 곡선중, 회전판(104)의 회전축(104C)에서 가장 먼 위치에 있고 롤러의 축(105A)이 이 위치(제 1 의 위치, 이하 작동 위치라 부른다)에 있을 때는 튜브(103)는 롤러(105)에 가압된다. 또한, 롤러 캠부(109)의 타단(109B)은 회전판(104)의 회전축(1040)에 가장 가까운 위치에 있으며 롤러의 축(105A)이 이 위치(제 2 의 위치, 이하, 대피 위치라 부른다)에 있을 때는 튜브로의 가압은 이완된다.

회전체(104)가 정방향(a 방향)으로 회전하면 레버(107)의 캠곡선(109)을 따라서 롤러(105)는 작동 위치로 이동하고 역방향(b 방향)으로 회전하면 롤러(105)는 대피 위치로 이동한다.

롤러가 작동 위치에 있으며, 튜브를 순차적으로 가압할 때는 스토퍼 핀(107C)은 구멍(104D)의 벽면에서 떨어져 있으며, 스프링(108)의 탄성력에 의해서 튜브가 가압된다. 또한, 스프링(108)은 튜브(103)의 피가압 부분의 튜브내측의 공간을 0 으로 하는데 필요한 힘이 얻어지도록 미리 적당한 탄성력으로 설정하고 있다.

한편, 롤러가 대피위치에 있을 때, 스토퍼 핀(107C)은 구멍(104D)의 벽면에 맞닿으며 레버(107)의 회동을 억제하고 롤러(105)가 튜브(103)를 가압하는 것을 방해한다. 또한, 회전판(104)의 회전 방향에 의하지 않고 도 4 에 도시하듯이 롤러(105)가 원상의 가이드(106A)에서 벗어난 위치에 있을 때에도 스토퍼 핀(107c)에 의해 레버(107)의 회전이 규제된다.

여기에서 롤러가 대피위치에 있을 때의 회전판(104)의 회전축(104C)의 중심에서 롤러(105)의 튜브측까지의 거리(L1)는 회전축(104C)의 중심에서 튜브(103)의 회전축까지의 거리(L2)에 대해서

로 되는 조건을 만족하게 설정되어 있다. 즉, 롤러(105)가 대피 위치에 있어도 튜브의 가압은 완전히 해제되지 않으며 튜브와 접촉하고 있다. 다만, 롤러(105)의 튜브(103)의 접촉부에 있어서 튜브의 내측엔 충분한 공간이 얻어지게 미리 스토퍼 핀의 위치가 정해져 있다.

도 2 에 도시하듯이 회전판(104)은 일반적인 형상의 가이드부재(106)에 대해서 회전가능하게 장치되어 있다. 또, 회전판(104)의 하부에는 기어(120)가 일체로 형성되어 있으며 펌프 모터(18)(도 1 에 도시)를 구동하므로서 기어(120)에 접속된 아이들 기어(도시생략)을 거쳐서 회전판(104)이 정역 양방향으로 회전한다.

가이드부재(106)에는 회전부재의 축(104C)을 받은 구멍(106B)이 형성되어 있다. 또한, 가이드부재(106)의 회전판(104)이 장착되는 면의 역방향측에는 가이드(106D)를 따라서 튜브(103)가 안내되어 있다. 가이드부재(106)의 다른 면에는 튜브(103)를 폐쇄하는 T 자형의 밸브(110)가 가이드부재(106)에 설치된 축(106C)을 중심으로 회동가능하게 장치되어 있다. 밸브(110)의 구멍(110A)은 가이드부재(106)의 축(106C)에 밸브를 장치하기 위한 구멍이다.

레버(107)에는 밸브를 작동시키기 위한 캠(107E)이 설치되어 있으며, 롤러(105)가 가이드(106A)에서 벗어난 위치에 있을 때, 캠(107E)이 밸브(110)의 암(110C)의 선단을 가압하여 밸브(110)는 회동하고 암(110B)의 선단이 튜브(103)를 눌러 찌그려뜨린다. 이것에 의해 펌프의 동작중, 롤러가 튜브를 가압하지 않는 위치에 있을 때에도 튜브(103)의 내부가 대기에 개방되는 것이 방지된다.

(펌프의 동작의 설명)

다음은 본 실시예의 튜브 펌프의 동작에 대해서 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 4 내지 도 8의 도면은 도 2 에 도시하는 튜브 펌프의 레버(107)의 부분 단면도이며, 도 4 는 롤러(105)가 대피 위치에 있으며 또한, 가이드(106A)에서 벗어나 정지하고 있는 상태를 도시하며 도 5 및 도 6 은 펌프가 부압을 발생하는 화살표 a 방향(이후, 정전)으로 회전하고 있는 상태를 도시하며 도 7 및 도 8 은 펌프가 정전 방향과 역의 화살표 b 방향(이후, 역전)으로 회전하고 있는 상태를 도시한다.

도 4 의 상태에서 도 5 에 도시한 바와 같이 회전판(104)이 화살표 a 방향으로 회전하면, 롤러(105)가 튜브(103)에 접촉하고 다시 회전하면 롤러(105)가 캠(109)을 따라서 대피 위치에서 작동 위치로 이동한다. 그리고 도 6 에 도시한 바와 같이 롤러(105)는 튜브(103)와의 접촉력에 의해서 화살표 C 방향에 종동적으로 회전하면서, 원호형상의 가이드(106A)측에 서서히 이동하고 가이드(106A)의 시점인 X 의 위치에서 튜브(103)의 내부의 공간이 0으로 되기 까지 튜브를 가압 변형시킨다.

이 상태에서 또한 회전판(104)이 회전하면 롤러에 의해서 눌러찌그러진 튜브의 체적 변화에 의해서 부압이 발생하고 노즐의 흡입 동작이 행해진다. 또한, 튜브(103)의 가이드 부재에 가이드된 X 위치의 상류에는 캡(17)이 Y의 위치의 하류에는 잉크를 저장하는 잉크 탱크(30)가 배치되어 있다.

이하, 도 7 에서 도 8을 참조하여 펌프의 휴지 동작에 대해서 설명한다.

기록 헤드의 회복에 필요한 흡인 동작(소정 횟수의 정전)을 종료시키면 모터(18)와 펌프의 구동은 정지한다. 이 상태에선 상술한 바와 같이 롤러(105)는 작동 위치에 있으며 롤러(106)가 가이드부재의 가이드부(106A)의 선단 X-후단 Y 사이에 정지한 경우에는 도 7 에 도시한 바와 같이 튜브(103)는 롤러(105)에 찌그러진 상태에 있다. 이 상태에서 장기간 방치되면 튜브의 영구변형, 내구성의 열화 등의 문제가 있는 것은 상술한 대로이다.

그 때문에 펌프를 휴지시키기 위해선 회전판(104)을 정전에서 정지한 후, 일단 회전판(104)을 역전시키고 롤러(105)를 작동 위치(109A)에서 대피 위치(109B)에 이동시킨 후 재차 정지시킨다.

즉, 회전판(104)을 역전(b 방향)하는 것에 의해서 작동 위치(109A)에 있는 롤러(도 7)는 대피 위치(109B)(도 8)로 이동한다. 이같이 회전판을 역전하고 다시 정지한 후, 도 8 에 도시하듯이 롤러(105)가 가이드(106D)의 X-Y 간에 정지해도 롤러(105)가 튜브(103)에 가볍게 접촉한 상태에 있다. 임시로 이 상태에서 펌프의 역전을 계속해도 튜브는 거의 찌그러지지 않기 때문에 한번 흡인된 잉크가 역류하는 일은 없다.

(밸브의 동작 설명)

이하, 도 10 에서 도 12를 참조하여 롤러(105)와 밸브(110)의 동작에 대해서 설명한다. 도 10 내지 도 12의 도면은 도 2 에 도시하는 튜브 펌프(15)의 밸브(110)가 장치된 면측에서 본 평면도이며 도 10 은 롤러(105)가 원호형상의 가이드(106A)의 선단 X-후단 Y 사이에 있는 상태, 도 11은 롤러(105)가 가이드(106A)의 후단 Y에 있는 상태, 도 12 는 롤러(105)가 가이드(106A)에서 벗어난상태를 도시하는 것이다.

상술한 바와 같이 튜브(103)의 가이드부재(106)에 가이드(106A)의 선단 X의 상류측은 캡(17)이 접속되어 있다. 또, 튜브(103)는 가이드(106A)의 후단 Y에서 앞쪽으로 연장되며 가이드(106D)에 안내되며 또한, 그 하류측에 설치된 잉크 탱크(30)에 접속되어 있다.

도 10 에 도시하는 롤러(105)는 작동 위치에 있으며 a 방향에 이동하면서 가이드(106A)상의 튜브를 순차 가압하고 이것에 의해 노즐에서 잉크가 흡인된다. 도 12 에 도시하듯이 롤러(105)가 가이드(106A)의 후단 Y을 통과하면 튜브를 가압할수 없는 영역(가이드부 X-Y 를 제외한 영역)에 들어간다.

도 11에 도시한 바와 같이 롤러(105)가 가이드(106A)의 후단에 이르면 레버(107)에 설치된 캠(107E)이 밸브(110)의 부분(110C)과 맞닿으며 밸브(110)는 축(106e)을 지점으로 하여 화살표 d 방향으로 회동한다. 이것에 의해서 튜브(103)는 밸브의 전단(110B)에서 눌려찌그러지며 폐쇄된다. 그후, 롤러(105)가 가이드(106A)의 전단에 이르면 밸브(110)에 대한 캠(107E)의 구속력이 해제되며 밸브(110)는 튜브 자체의 탄성 복원력에 의해 원위치로 되돌아간다. 즉, 밸브에 의한 폐쇄 상태가 해제된다.

이상에서 서술한 펌프 정전(正轉)시에 있어서의 롤러(105)와 밸브(110)의 일련의 동작을 도 13에 도시하는 타이밍 챠트로 설명한다.

도 13 의 횡축은 펌프의 회전각, 종축은 롤러 및 밸브의 튜브 가압의 ON(작동 상태), OFF(대피 상태) 상태를 나타낸다. 롤러, 밸브와 더불어 작동상태에서는 튜브는 폐쇄하고 대피 상태에서는 개방되어 있다. 이 도면으로 알 수 있듯이 정전시의 펌프에는 롤러 또는 밸브의 적어도 어느 한쪽이 항상 튜브를 가압하기 때문에 펌프보다 상류측의 튜브내의 공간은 펌프보다 하류측에 개방되어 있지 않다.

이와 같이, 롤러가 위치 X-Y 영역에서 튜브를 눌러 눌러찌그려뜨리고 펌프 상류측의 튜브내에 부압을 발생시키며 롤러가 위치 X-Y 이외의 영역에 있을 때 밸브로 튜브를 폐쇄하므로서 튜브내에 발생한 부압은 유지된다. 그리고 재차, 롤러가 위치 X-Y 의 영역에서 밸브에 의해 유지된 부압을 증폭시킨다. 이 반복 동작에 의해서 펌프가 발생하는 부압은 펌프의 1 회전 째로부터 2 회전째, 2 회전째로부터 3회전째로 누적되고 서서히 높혀진다.

즉, 이같은 밸브를 설치하므로서 1 개의 롤러만을 구비한 튜브 펌프에도 롤러가 튜브를 누르지 않는 위치를 통과할 때에, 부압이 저하하는 것에 의해서 펌프의 효율이 저하하는 일은 없다. 또한, 이것에 의해 복수의 롤러의 튜브 펌프에 비해서 1 개의 롤러로 되므로 각별한 펌프의 소형화가 실현 가능하다.

본 실시예에선 밸브(110)는 튜브의 롤러로 눌러찌그러지는 영역 X-Y 의 하류 측(잉크 탱크측)에 설치되어 있는데 상류측(캠측)에 배치해도 좋으며 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또, 튜브(103)의 밸브(110)에 눌러찌그러지는 부분에 롤러(105)로 눌러찌그러지는 부분에 비해 연하고 가는 튜브를 써도 좋으며 이경우엔 또한 밸브(110)가 튜브를 눌러 찌그려뜨리는 가압력을 작게 할 수 있으며 펌프의 구동 토크를 낮게 할 수 있는 효과를 나타낸다.

(다른 실시예)

이하, 롤러를 2 개 사용한 펌프를 도 14 내지 도 16 을 참조하여 설명한다.

도 14 는 본 발명의 다른 실시예의 튜브 펌프를 측면에서 본 단면도이며 도 15, 도 16 은 도 14 의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 15는 롤러(205)가 작동 위치에 있는 상태를, 도 16은 롤러(205)가 대피 위치에 있는 상태를 도시하는 것이다.

튜브 펌프(200)는 1 쌍의 롤러(205), 롤러(205)를 지지하는 1 쌍의 레버(207), 각 레버(207)를 회전가능하게 지지하는 회전체(204), 각 레버(20)를 독립적으로 외측에 가압하는 2 개의 스프링, 회전판(204)을 회전가능하게 지지하는통상의 가이드 부재(206) 등으로 이루어진다. 통상의 가이드부재(106)의 내벽엔 튜브(103)를 가이드하기 위한 원호형상의 가이드면(206A)이 형성되어 있다.

각 레버(207)는 회전판(204)에 설치된 축(204A)을 지점으로 회전판(204)에 대해서 회전 가능하게 장착되어 있다. 각 레버(207)는 회전판(204)의 축(204c)에 대해서 점대칭이 되게 배치되어 있다. 회전판에는 2 개의 돌기(204F)가 형성되어 있으며 각 스프링은 돌기(204F)와 레버(207) 사이에 장치된다. 각 롤러(205)의 가압력을 동등케 하기 위해서 본 실시예에선 각 레버(207)를 독립적으로 가압하는 2개의 스프링을 쓰고 있는데 2 개의 레버(207)가 열리는 방향에 공통으로 가압하는 1 개의 스프링을 써도 무방하다.

레버(207)에는 롤러(205)의 축(205A)이 레버(207)의 홈형상의 캠(109)에 회전가능한 상태로 장착되어 있다. 이것에 의해 각 롤러(207)는 회전판(204)이 정점(화살표 A 방향)으로 회전하면 작동 위치(도 15)로, 역전(화살표 B 방향)으로 회전하면 대피 위치(도 16)로 이동한다. 이동하는 짜임새는 앞의 실시예와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 각 레버(207)의 회전판(204)측의 면에는 외측에 가압되는 레버(207)의 회동을 일정 범위에서 규제하기 위한 스토퍼 핀(207c)이 설치되어 있다. 콜러가 대피 위치에 있을 때 스토퍼 핀(207)이 회전판(204)에 설치된 구멍(204D)의 벽면에 맞닿으므로서 각 레버(207)의 회동이 일정량 이하에 규제된다.

이상에서 서술한 바와 같이 본 실시예에선 회전판(204)의 축(204c)에 대해서 2 개의 롤러가 점대칭이 되게 배치되어 있다. 또, 가이드(206)의 내벽에는 약 180° 이상에 걸쳐서 튜브(103)를 배치하는 가이드면(206A)이 형성되어 있기 때문에 어느 한쪽의 롤러는 반드시 가이드면(206A)의 앞면에 위치하게 된다. 또한, 롤러의 직경에 따라선 반드시 180 °이상일 필요는 없고 실험에선 190 °이상이어도 기능상 문제없음이 확인되었다. 그러므로 본 실시예의 튜브 펌프에서는 앞의 실시예에서 설명한 밸브가 불필요하다. 또, 이같이 2 개의 롤러를 사용함으로써 또한 효율이 좋은 펌프를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 롤러가 튜브를 눌러 찌그려뜨리는 양(침입량)은 스프링의 탄성력에 의해서 결정되므로 부품 정밀도, 조립 정밀도의 불균일에 의한 펌프의 구동 토크의 증대를 방지하고 저구동 토크의 펌프를 얻을 수 있다. 이것에 의해 구동 모터의 소형화 및 비용 절감이 실현된다.

또, 회전판의 방향에 따라서 롤러가 순차적으로 튜브를 눌러 찌그려뜨리는 작동 위치, 튜브에 대한 롤러의 가압력이 해제되는 대피 위치에 이동하기 때문에 펌프의 휴지시에 튜브가 소성변형하거나 열화 손상되는 일이 없다.

일반적으로 저비용, 저구동 토크, 소형, 그리고 수명이 긴 펌프를 얻을 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급로 또는 노즐에서 잉크를 배출하는 잉크 배출로의 일부에 설치되고, 회전체위에 배치된 롤러에 의해 가요성 튜브를 순차적으로 가압, 변형시켜서 압력을 발생시키는 펌프를 구비한 잉크젯 기록장치에 있어서,

   가요성 튜브의 일부를 배치하는 원호 형상의 가이드와,

   상기 회전체의 회전 방향에 따라서 상기 튜브를 가압하는 제 1 위치와, 상기 튜브에 걸리는 가압력이 완화되는 제 2 위치에 상기 롤러를 이동가능하게 지지함과 동시에 상기 회전체에 회동 가능하게 부착된 레버와,

   상기 레버를 상기 가이드측에 가압하는 가압수단을 구비한 펌프를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 롤러가 상기 가이드위에 있는 튜브에서 벗어난 위치에 있을 때, 상기 펌프와 그 펌프가 설치된 잉크 공급로 또는 잉크 배출로를 차단하는 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
3. 잉크젯 기록 장치의 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급로, 또는 노즐에서 잉크를 배출하는 잉크 배출로의 일부에 설치되고, 회전체위에 배치된 롤러에 의해 가요성 튜브를 순차적으로 가압, 변형시켜서 압력을 발생시키는 잉크젯 기록장치에사용되는 펌프에 있어서,

   가요성 튜브의 일부를 배치하는 원호 형상의 가이드와,

   상기 회전체의 회전 방향에 따라서 상기 튜브를 가압하는 제 1 위치와, 상기 튜브에 가해지는 가압력이 완화되는 제 2 위치에 상기 롤러를 이동가능하게 지지함과 동시에 상기 회전체에 회동가능하게 부착된 레버와,

   상기 레버를 상기 가이드측에 가압하는 가압수단을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 가압 수단은 비틀림 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
5. 제 3 또는 제 4 항에 있어서, 상기 롤러가 상기 가이드위에 있는 튜브에서 벗어난 위치에 있을 때, 상기 튜브를 폐쇄하는 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
6. 제 3 항에 있어서, 복수의 롤러와 그 각 롤러를 독립적으로 지지하고, 상기 회전체에 각각 회동 가능하게 지지된 복수의 레버를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 각 레버를 독립적으로 상기 가이드측에 가압하는 복수의 가압수단을 가지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 각 레버를 상기 가이드측으로 가압하는 공통의 가압 수단을 갖는 것을 특징으로하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 가압수단에 의해 가압된 상기 레버의 소정량 이상의 회동을 억제하는 레버 억제 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 롤러가 상기 제 2 위치에 있을 때 상기 레버의 회동이 억제되도록 상기 레버 억제 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치에 사용되는 펌프.

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