(57)【要約】  【課題】圧力上昇を抑えることでセンサ等を用いずにオンオフ制御を実施せずに常時駆動であり、複数のポンプユニットを単一の駆動源で駆動することが可能なチューブポンプ及びこれを備えた画像形成装置を提供する。  【解決手段】ポンプケース２０２内の密閉空間２０３内に設けられ液体が通るチューブ２０４と、チューブ２０４を回転しつつ押圧する押圧手段２０５と、チューブ２０４を密閉空間２０３の内方に向けて付勢する付勢手段５００とを有するチューブポンプ２００。【選択図】図１０
2015206280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケース内の密閉空間内に設けられ液体が通るチューブと、
前記チューブを回転しつつ押圧する押圧手段と、
前記チューブを前記密閉空間の内方に向けて付勢する付勢手段とを有するチューブポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は前記チューブの一部を前記密閉空間の外方から内方に向けて付勢することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項３】
請求項２記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段はコイルばねを有することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項４】
請求項３記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段の一部は前記ポンプケースに回動自在に支持されていることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項５】
請求項２記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は板ばねを有することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項６】
請求項２記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は可撓性部材を有することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項７】
請求項２ないし６の何れか一つに記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は前記チューブの出入口から最も遠い位置に配置されていることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項８】
請求項２記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は前記押圧手段による前記チューブの押圧範囲よりも長い範囲で前記チューブを付勢することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項９】
請求項２記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段を複数有することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項１０】
請求項１記載のチューブポンプにおいて、
前記付勢手段は前記チューブの全体を前記密閉空間の外方から内方に向けて付勢することを特徴とするチューブポンプ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか一つに記載のチューブポンプを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のチューブポンプを有するインクジェットプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の画像形成装置において、インクをインクタンクから印字ヘッドに移送する手段としてポンプユニットを用い、その際に複数のヘッドを有することなどから複数のポンプユニットを複数の駆動源により駆動する技術が知られている。また、ポンプユニットのチューブから水分蒸発を抑えるための組立性に関する課題及び部品点数が増加して複数のポンプユニットの設置スペースが増加してしまうという課題がある。これに対して、チューブと、チューブを回転しながら押圧する押圧手段と、チューブ及び押圧手段を一方が開放される凹部空間内に収容したポンプケースとを備える少なくとも２つのポンプユニットが一体化され、２つのポンプユニットのそれぞれのポンプケースは凹部空間が対向されてシール部材を介して固定され、チューブ及び押圧手段が収容された凹部空間内がほぼ密閉空間である構成が開示されている（例えば「特許文献１」参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来のポンプユニットを駆動する技術では、駆動し続けると供給ユニット内の圧力が上昇し続けるため、センサ等による駆動のオンオフ制御が必要であり、また複数のポンプユニットの駆動では同数の駆動源または駆動切り替えが必要となり、部品点数の増加やコストアップ、制御機構が必要になるという問題点があった。また、センサ等の故障により駆動が継続した場合、圧力が上昇し続けて何れはインク漏れの危険があるため、装置に大きなダメージを与えてしまうという問題点があった。  
本発明は上述の問題点を解決し、圧力上昇を抑えることでセンサ等を用いずにオンオフ制御を実施せずに常時駆動であり、複数のポンプユニットを単一の駆動源で駆動することが可能なチューブポンプ及びこれを備えた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、ポンプケース内の密閉空間内に設けられ液体が通るチューブと、前記チューブを回転しつつ押圧する押圧手段と、前記チューブを前記密閉空間の内方に向けて付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、チューブポンプを連続駆動することで内部の圧力が上昇しすぎた場合に、内圧により付勢手段を押し返してニップ部を開放し、サブタンク側にインクを押し戻して圧力過多を抑制することができるので、装置の故障等の不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられるインク供給手段を説明する概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられるインク供給手段を説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に用いられるチューブポンプを説明する概略図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１５】本発明の第１ないし第５の実施形態に用いられる付勢手段の配置を説明する概略図である。
【図１６】本発明の第１ないし第５の実施形態に用いられる付勢手段の押圧範囲と圧力変動との関係を説明する概略図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【図１８】本発明の第７の実施形態に用いられる付勢手段を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置であるインクジェットプリンタの概略構成図である。同図においてインクジェットプリンタ１はキャリッジ３３に記録ヘッド３４を有しており、副走査方向に印刷される用紙Ｐを搬送することで必要なサイズの用紙に画像形成を行う。また本発明は、キャリッジ３３を用いずに主走査方向の全域にヘッドを有するラインインクジェットプリンタにも適用可能である。
【０００８】
図２は、インクジェットプリンタ１の記録ヘッド３４へインクを供給するインク供給手段３０の概略構成を示している。本実施形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクを用い、各インク供給手段３０はそれぞれの駆動源により駆動されて各色のインクカートリッジ３１からサブタンク３５にインクを供給する構成である。
【０００９】
図３は、本実施形態に用いられるインク供給手段３０の一例を示す。キャリッジ３３（図１参照）に搭載された記録ヘッド３４には、フィルタ３００を介してサブタンク３５が一体的に設けられている。インクカートリッジ１０には、その内部に外圧によって変形可能なインク袋３１０が収納されている。インク袋３１０は、インクカートリッジ１０を装置本体に装着した際に、後述するチューブポンプ２００に設けられた中空針２２３に接続される。そして、インク供給手段３０を構成するチューブポンプ２００とサブタンク３５とが供給チューブ３６によって接続され、チューブポンプ２００を駆動することによりインクカートリッジ１０からサブタンク３５にインク３０１が供給される。
【００１０】
次に、チューブポンプ２００について図４ないし図９を参照して説明する。  
チューブポンプ２００は、２個のポンプユニット２０１Ａと２０１Ｂ（区別しない場合には単にポンプユニット２０１という）とを、各ポンプユニット２０１Ａ，２０１Ｂが有する各ポンプケース２０２間にシール部材２３０を挟み込んで一体化したものである。ポンプユニット２０１は、ポンプケース２０２内に内壁面２０３ａが円弧状の密閉空間としての凹部空間２０３が形成されている。凹部空間２０３内には、インクが通る弾性チューブ２０４、チューブ２０４を回転しつつ押圧する押圧手段２０５（図８参照）が収容されており、他の凹部空間２０６内には押圧手段２０５を駆動する駆動手段であるＤＣモータ２０７が収容されている。
【００１１】
押圧手段２０５は、図７ないし図９に示すように、ポンプケース２０３に取り付けられた軸２１０を中心に、リング２１１、押圧ローラ（カラー）２１２、偏心カム付きギヤ２１３、ギヤカバー２１４等によって構成されている。偏心カム付きギヤ２１３には、ＤＣモータ２０７の出力軸に取り付けられたウォームギヤ２１５が噛合している。
【００１２】
ポンプユニット２０１は、図９に示すように、ＤＣモータ２０７を正逆転することによりウォームギヤ２１５を介して偏心カム付きギヤ２１３が偏心しつつ回転することで、押圧ローラ２１２が弾性チューブ２０４を内壁面２０３ａに押圧しつつ回転する。これにより、図９の矢印方向の何れかに押圧ローラ２１２が回転しつつ弾性チューブ２０４を内壁面２０３ａに押圧したり押圧を解除したりすることにより、インクの供給または吸引を行う。弾性チューブ２０４の一端はポンプケース２０２に取り付けられたジョイントパイプ２２１に接続され、他端はジョイントパイプ２２２に接続されている。ジョイントパイプ２２１には中空針２２３が接続されており、ジョイントパイプ２２２には供給チューブ３６が接続されている。
【００１３】
図６に示すように、チューブポンプ２００は上述した２個のポンプユニット２０１Ａ，２０１Ｂが有する各ポンプケース２０２の接合面間に、弾性チューブ２０４よりもガス遮断性の高いパッキンやゴムシート等からなるシール部材２３０を挟み込んでいる。そして、爪部２３１と図示しない係止片及びねじ２３３等を用い、弾性チューブ２０４及び押圧手段２０５が収容されている各凹部空間２０３をそれぞれ対向させて固定し、各ポンプケース２０２の各凹部空間２０３をほぼ密閉空間としている。
【００１４】
次に、図１０を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。この第１の実施形態では、弾性チューブ２０４の外周の一部を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５００を有している。付勢手段５００は、弾性チューブ２０４の一部に接触する樹脂や金属製の板状部材５０２と、板状部材５０２を弾性チューブ２０４に向けて付勢する圧縮コイルばね５０１とからなる。付勢手段５００は、凹部空間２０３と連続するようにポンプケース２０２に形成された図示しない凹部空間内に配設されている。
【００１５】
この構成により、チューブポンプ２００を連続駆動することでインク供給手段３０内の圧力が上昇しすぎた場合に、内圧により付勢手段５００を押し返してニップ部を開放し、サブタンク３５側にインクを押し戻して圧力過多を抑制することができる。通常時には付勢手段５００によって弾性チューブ２０４を押圧しているため、ニップ部が形成されて弾性チューブ２０４の内圧が保持されている。なお、軸２１０側に付勢する部材を有する構成が知られているが、この構成の目的は送液ばらつきを抑えることであり本発明とは異なるものである。また軸に圧力をかけるために軸の撓みが懸念されるが、本発明では軸に圧力をかけないためにその問題はない。
【００１６】
図１１は本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態は、付勢手段５００に代えて弾性チューブ２０４の外周の一部を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５０３を用いる点においてのみ第１の実施形態と相違しており、他の構成は同一である。付勢手段５０３は、弾性チューブ２０４の一部に接触する樹脂や金属製の板状部材５０５と、板状部材５０５を弾性チューブ２０４に向けて付勢する圧縮コイルばね５０４とからなる。板状部材５０５は、その一端をポンプケース２０２の内壁面２０３ａに回動自在に支持されている。この構成により、押圧手段２０５が図１１の矢印方向に回動して弾性チューブ２０４を押圧した場合に、弾性チューブ２０４の押圧方向下流側で圧力が高くなるためニップ部を開放し易くなり、第１の実施形態に比して圧力過多の抑制効果を向上することができる。
【００１７】
図１２は本発明の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態は、付勢手段５００に代えて弾性チューブ２０４の外周の一部を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５０６を用いる点においてのみ第１の実施形態と相違しており、他の構成は同一である。付勢手段５０６は、弾性を有する板状部材をロ字形状に曲折形成した板ばねであり、その両端部が内壁面２０３ａの切欠部から凹部空間２０３と対向するように配置されている。この構成により、第１の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、部品点数を削減してコストダウン及び構成の簡易化を図ることができる。
【００１８】
図１３は本発明の第４の実施形態を示している。この第４の実施形態は、付勢手段５００に代えて弾性チューブ２０４の外周の一部を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５０７を用いる点においてのみ第１の実施形態と相違しており、他の構成は同一である。付勢手段５０７は、弾性を有する板状部材をコ字形状に曲折形成した板ばねであり、その一方の自由端部が内壁面２０３ａの切欠部から凹部空間２０３と対向するように配置されている。この構成により、第２の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、部品点数を削減してコストダウン及び構成の簡易化を図ることができる。
【００１９】
図１４は本発明の第５の実施形態を示している。この第５の実施形態は、付勢手段５００に代えて弾性チューブ２０４の外周の一部を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５０８を用いる点においてのみ第１の実施形態と相違しており、他の構成は同一である。付勢手段５０８は可撓性部材であるフィルム状部材であり、弾性チューブ２０４の円弧状部分全体を覆うように配置され、その一部が内壁面２０３ａの切欠部から膨出可能に構成されている。この構成により、第１の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、部品点数を削減してコストダウン及び構成の簡易化を図ることができ、さらに継ぎ目や段差をなくすことができ弾性チューブ２０４が傷付くことを防止できる。
【００２０】
上述した第１ないし第５の実施形態において、各付勢手段５００，５０３，５０６，５０７，５０８を弾性チューブ２０４の出入口から最も遠い位置に配置することにより、その作用効果を高めることができる。これは、弾性チューブ２０４の出入口付近は図１５に示すように湾曲部５０９が形成されているため、内圧による外方への膨らみが小さくなってしまうためである。
【００２１】
上述した第１ないし第５の実施形態において、各付勢手段５００，５０３，５０６，５０７，５０８による弾性チューブ２０４の押圧範囲を、押圧手段２０５による弾性チューブ２０４の押圧範囲よりも長くすることが望ましい。これは、図１６（ａ）に示す押圧範囲の短い場合よりも図１６（ｂ）に示す押圧範囲の長い場合の方が、圧力変動を小さく抑えることができるためである。従って、各付勢手段５００，５０３，５０６，５０７，５０８による弾性チューブ２０４の押圧範囲は、できるだけ長くすることが望ましい。
【００２２】
図１７は本発明の第６の実施形態を示している。上述した理由より、付勢手段による弾性チューブ２０４の押圧範囲は長い方が好ましいことから、第１の実施形態で示した付勢手段５００を複数用い、弾性チューブ２０４の周囲を覆う構成としている。この構成により、第１の実施形態に比して圧力変動を小さく抑えることができ、より一層不具合の発生を防止することができる。
【００２３】
図１８は、本発明の第７の実施形態を示している。この第７の実施形態は、付勢手段５００に代えて弾性チューブ２０４の全体を凹部空間２０３の外方から内方に向けて付勢する付勢手段５１０を用いる点においてのみ第１の実施形態と相違しており、他の構成は同一である。付勢手段５１０は、弾性チューブ２０４の全面に紙面方向から接触する樹脂やゴム製のパッキン５１２と、パッキン５１２を弾性チューブ２０４に向けて付勢する圧縮コイルばね５１１とからなる。この構成により、第６の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、部品点数を削減してコストダウン及び構成の簡易化を図ることができる。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。  
本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２５】
１  画像形成装置（インクジェットプリンタ）
２００  チューブポンプ
２０１  ポンプユニット
２０２  ポンプケース
２０３  密閉空間（凹部空間）
２０４  弾性チューブ
２０５  押圧手段
５００，５０３，５０６，５０７，５０８  付勢手段
５０１，５０４  圧縮コイルばね
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２０１０−１４３１５８号公報
【図１】
2015206280.tif 000003
【図２】
2015206280.tif 000004
【図３】
2015206280.tif 000005
【図４】
2015206280.tif 000006
【図５】
2015206280.tif 000007
【図６】
2015206280.tif 000008
【図７】
2015206280.tif 000009
【図８】
2015206280.tif 000010
【図９】
2015206280.tif 000011
【図１０】
2015206280.tif 000012
【図１１】
2015206280.tif 000013
【図１２】
2015206280.tif 000014
【図１３】
2015206280.tif 000015
【図１４】
2015206280.tif 000016
【図１５】
2015206280.tif 000017
【図１６】
2015206280.tif 000018
【図１７】
2015206280.tif 000019
【図１８】
2015206280.tif 000020