(57)【要約】  蠕動圧縮を用いて流体を吸い出すためのポンプである。ポンプは、回転部とローラーとを含む。回転部は、回転部に対して円周方向に沿って延びる第１カムを含む。第１カムは、第１ドウェルと第２ドウェルとを有する。ローラーは、回転部が回転軸線周りに第１方向および第２方向に回転する際、第１カムの第１ドウェルと第２ドウェルとの間を、回転部に対して移動可能である。回転部は、ローラーに係合するために、軸から半径方向に延びる第２カムを含む。第２カムとローラーとの間の接触は、第１カムの第１と第２とドウェルとの間を滑ることなくローラーが移行するように、第１カムの第１と第２とドウェルとの間をローラーが移行する際、回転部とローラーとの間の摩擦抵抗を増加させる。
2015520330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蠕動圧縮を用いて流体を吸い出すためのポンプであって、
空洞部を規定する内面を含む本体と、
前記内面に沿って延びるように配置された配管と、
回転軸線を規定する軸を含む回転部であって、前記回転部に対して円周方向に沿って延びるとともに、第１ドウェルと第２ドウェルとを有する第１カムを含む前記回転部と、
前記回転部が前記回転軸線周りに第１方向および第２方向に回転する際、前記第１カムの前記第１ドウェルと前記第２ドウェルとの間を、前記回転部に対して移動可能なローラーであって、前記回転部が前記第１方向に回転される際前記ローラーが前記配管を塞がない前記第１カムの前記第１ドウェルに位置する場合には、前記配管を通気可能なように動作するとともに、前記回転部が前記第２方向に回転される際前記ローラーが前記配管を前記内面に寄せて塞ぐ前記第１カムの前記第２ドウェルに位置する場合には、流体を強制的に前記配管に流通させるように動作する前記ローラーと、を備え、
前記回転部は、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように前記ローラーに係合するために、前記軸から半径方向に延びる少なくとも１つの第２カムを含む、ポンプ。
【請求項２】
前記ローラーは、前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合には、前記少なくとも１つの第２カムに接触しない、請求項１のポンプ。
【請求項３】
前記ローラーと前記少なくとも１つの第２カムとの間の第１摩擦力は、前記ローラーと前記第１カムとの間の第２摩擦力よりも大きい、請求項１のポンプ。
【請求項４】
前記ローラーの端部に配置された環状輪をさらに備え、
前記回転部は、第３カムをさらに含み、前記第３カムは、前記回転部に対して円周方向に沿って延びるとともに、前記カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように、前記環状輪が前記第３カムと係合するように、前記ローラーの前記端部と隣接する、請求項１のポンプ。
【請求項５】
前記環状輪は、前記ローラーが前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合には、前記第３カムに接触しない、請求項４のポンプ。
【請求項６】
前記環状輪と前記第３カムとの間の第１摩擦力は、前記ローラーと前記第１カムとの間の第２摩擦力よりも大きい、請求項４のポンプ。
【請求項７】
前記環状輪は、Ｏ−リングを含む、請求項４のポンプ。
【請求項８】
前記ローラーの端部に取り付けられたギヤをさらに備え、
前記回転部は、前記回転部に対して円周方向に沿って延びるギヤ部分であって、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように、前記ローラーの前記ギヤが前記ギヤ部分と噛み合うように、前記ローラーの前記端部と隣接する前記ギヤ部分をさらに含む、請求項１のポンプ。
【請求項９】
前記ローラーの前記ギヤは、前記ローラーが前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合には、前記ギヤ部分に接触しない、請求項８のポンプ。
【請求項１０】
内壁を有するハウジングと、
前記内壁に沿って延びるように配置された配管と、
前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部であって、前記回転部の回転軸線を規定する軸を含む前記回転部と、
前記回転部に対して円周方向に沿って延びるとともに、前記軸の第１長手方向の端部に配置され、前記回転部の前記回転軸線に対して偏心している第１ドウェルと第２ドウェルとを有する第１カムと、
前記回転部が第１方向および第２方向に回転する際、前記第１カムの前記第１ドウェルと前記第２ドウェルとの間を、前記回転部に対して移動可能なローラーであって、前記回転部が前記第１方向に回転される際前記ローラーが前記配管を塞がない前記第１カムの前記第１ドウェルに位置する場合には、前記配管を通気可能なように動作するとともに、前記回転部が前記第２方向に回転される際前記ローラーが前記配管を前記内壁に寄せて塞ぐ前記第１カムの前記第２ドウェルに位置する場合には、流体を強制的に前記配管に流通させるように動作する前記ローラーと、
前記ローラーの端部に配置された環状輪と、
前記軸の第２長手方向の端部に配置されるとともに、前記回転部に対して円周方向に沿って延びる第２カムであって、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように、前記環状輪が前記第２カムと係合するように、前記ローラーの前記端部と隣接する前記第２カムと、を備える、蠕動ポンプ。
【請求項１１】
前記環状輪は、前記ローラーが前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合には、前記第２カムに接触しない、請求項１０の蠕動ポンプ。
【請求項１２】
前記環状輪と前記第２カムとの間の第１摩擦力は、前記ローラーと前記第１カムとの間の第２摩擦力よりも大きい、請求項１０の蠕動ポンプ。
【請求項１３】
前記環状輪は、Ｏ−リングを含む、請求項１０の蠕動ポンプ。
【請求項１４】
前記回転部は、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を実質的に増加させるように前記ローラーの中央部に係合するために、前記軸から半径方向に延びる少なくとも１つの第３カムをさらに含む、請求項１０の蠕動ポンプ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第３カムは、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移行する場合に、前記回転部の前記回転軸線に対して前記ローラーを実質的に平行に保つ、請求項１４の蠕動ポンプ。
【請求項１６】
前記ローラーは、前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合に、前記少なくとも１つの第３カムに接触しない、請求項１４の蠕動ポンプ。
【請求項１７】
内壁を有するハウジングと、
前記内壁に沿って延びるように配置された配管と、
前記ハウジング内に回転可能に配置される回転部であって、前記回転部の回転軸線を規定する軸を含む前記回転部と、
前記回転部に対して円周方向に沿って延びるとともに、前記軸の第１長手方向の端部に配置され、前記回転部の前記回転軸線に対して偏心している第１ドウェルと第２ドウェルとを有する第１カムと、
前記回転部が第１方向および第２方向に回転する際、前記第１カムの前記第１ドウェルと前記第２ドウェルとの間を、前記回転部に対して移動可能なローラーであって、前記回転部が前記第１方向に回転される際前記ローラーが前記配管を塞がない前記第１カムの前記第１ドウェルに位置する場合には、前記配管を通気可能なように動作するとともに、前記回転部が前記第２方向に回転される際前記ローラーが前記配管を前記内壁に寄せて塞ぐ前記第１カムの前記第２ドウェルに位置する場合には、流体を強制的に前記配管に流通させるように動作する前記ローラーと、
前記ローラーの端部に取り付けられたギヤと、
前記軸の第２長手方向の端部に配置されるとともに、前記回転部に対して円周方向に沿って延びるギヤ部分であって、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように、前記ローラーの前記ギヤが前記ギヤ部分と噛み合うように、前記ローラーの前記端部と隣接する前記ギヤ部分と、を備える、蠕動ポンプ。
【請求項１８】
前記ローラーの前記ギヤは、前記ローラーが前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合に、前記ギヤ部分に接触しない、請求項１７の蠕動ポンプ。
【請求項１９】
前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を実質的に増加させるように前記ローラーの中央部に係合するために、前記軸から半径方向に延びる少なくとも１つの第２カムをさらに含む、請求項１７の蠕動ポンプ。
【請求項２０】
前記ローラーは、前記第１カムの前記第１および第２ドウェルに位置する場合には、前記少なくとも１つの第２カムに接触しない、請求項１９の蠕動ポンプ。
【請求項２１】
空洞部を規定する内面を含む本体と、
前記内面に沿って延びるように配置された配管と、
軸を含む回転部であって、前記軸の長手方向の端部において前記回転部に対して円周方向に沿って延びるとともに、第１ドウェルと第２ドウェルとを有する第１カムを含み、前記空洞部内で前記軸により規定される回転軸線周りに回転可能な前記回転部と、
前記回転部が前記回転軸線周りに第１方向および第２方向にそれぞれ回転する際、前記第１カムの前記第１ドウェルと前記第２ドウェルとの間を、前記回転部に対して移動可能なローラーであって、前記回転部が前記第１方向に回転される際前記ローラーが前記配管を塞がない前記第１カムの前記第１ドウェルに位置する場合には、前記配管を通気可能なように動作するとともに、前記回転部が前記第２方向に回転される際前記ローラーが前記配管を前記内面に寄せて塞ぐ前記第１カムの前記第２ドウェルに位置する場合には、流体を強制的に前記配管に流通させるように動作する前記ローラーと、を備え、
前記回転部は、前記第１カムの前記第１と第２ドウェルとの間を前記ローラーが移動する際、前記回転部と前記ローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるように前記ローラーに係合するために、前記軸から半径方向に延びる少なくとも１つの第２カムを含む、蠕動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷のような微小流体の利用に関する。特に、本発明は、インクジェットプリンタに用いられる蠕動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小流体技術による画像印刷技術は、比較的よく知られている。一の一般的な形式のインクジェットプリンタは、印刷ヘッドと、文字列および画像を印刷媒体に記録するためにカートリッジ内に収容されたインクの蓄えとを有する交換式の印刷カートリッジを用いる。印刷ヘッドは、一般的には、印刷ヘッドキャリア上で媒体経路に対して移動し、制御系は、印刷される画像に対応する画素のパターンで印刷媒体上にインクの液滴を選択的に噴射するために印刷ヘッドを駆動する。カートリッジ内に収容されたインクの蓄えが消耗された場合には、印刷カートリッジは、処分されるとともに、新たな印刷カートッジが印刷ヘッドキャリアに設置される。
【０００３】
他の形式のインクジェットプリンタは、印刷ヘッドキャリア上に配置されないオフ−キャリアインク供給槽内に一般的に収納される遠隔のインク源からインクが供給されるオフ−キャリアインク供給システムを利用する。インクは、柔軟な供給導管または供給管を介して、インク供給槽から、連続的または間欠的に、サイフォンで吸い上げるかまたはポンプで吸い出すかされることにより、印刷ヘッドに届けられる。
【０００４】
オフ−キャリアインク供給システムでは、印刷ヘッドを適切に動作させるために、ノズルに呼び水を入れる機能が必要とされる。蠕動ポンプは、一般的には、ノズルに呼び水を入れる機能を促進するために真空を必要とする保守場所で用いられる。いくつかの設計では、管のある部分は、円形のポンプケーシングの内側に取り付けられているとともに、カム面は、回転部の回転運動によって、ポンプローラーを係合するか、または管からポンプローラーを係合解除するために用いられる。特に、ローラーは、回転部の回転方向に応じて、カム面の２つの端部により規定される通気位置とポンプ位置との２つの位置の間を移動する。ポンプ位置では、ローラーは、管と係合し圧縮するために回転部の中心から十分離れた場所に位置する。回転部が回転すると、圧縮下の管の部分が塞がれることにより、流体が管に流通される。回転部が反対方向に回転した場合には、ローラーは、カム面の他方の端部に向けて移動し、もはや管を圧縮しないような回転部の中心近くに連れて行かれる。これは、ポンプを通気するためか、および／または、ポンプ管の寿命を延ばすために管を塞がないようにするために行われる。
【０００５】
モーター効率およびより良い音響特性のために、ローラーは低回転抵抗であることが好ましい。しかしながら、このことは、ローラーが２つの位置の間を移行する場合には、カムとローラーとの間の小さい摩擦力をももたらす。このため、ローラーは、カム面に沿って滑りがちになり、その結果、ローラーが容易にカムを移行せず、十分にチューブを塞がないことが起こり得る。
【０００６】
したがって、この技術分野では、通気およびポンプ位置で低摩擦を維持する一方、ローラーが通気およびポンプ位置の間を移行する際、ローラーに与える摩擦力を増加させる必要がある。解決を考案する場合に、追加の利点および代替手段も求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した問題および他の問題は、ローラーが回転部上の機能的な位置の間を移行する際、回転部とローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるという特徴点を有するポンプにより解決される。
【０００８】
代表的な実施形態では、ポンプは、空洞部を規定する内面を含む本体と、内面に沿って延びるように配置された配管と、回転部と、ローラーとを含んでいる。回転部は、回転部に対して円周方向に沿って延びる第１カムを含んでいる。第１カムは、第１ドウェル（ｄｗｅｌｌ）と第２ドウェルとを有している。ローラーは、回転部が回転軸線周りに第１方向および第２方向にそれぞれ回転する際、第１カムの第１ドウェルと第２ドウェルとの間を、回転部に対して移動可能である。ローラーは、回転部が第１方向に回転される際ローラー部材が配管を塞がない第１カムの第１ドウェルに位置する場合に、配管を通気可能なように動作する。他方、ローラーは、回転部が第２方向に回転される際ローラーが配管を内面に寄せて塞ぐ第１カムの第２ドウェルに位置する場合に、流体を強制的に配管に流通させるように動作する。
【０００９】
一の例示的な実施形態では、回転部は、ローラー部材に係合するために、回転部の軸から半径方向に延びる少なくとも１つの第２カムを含んでいる。少なくとも１つの第２カムとローラー部材との間の接触は、第１カムの第１と第２ドウェルとの間をローラーが移動する際、ローラーが第１と第２ドウェルとの間を滑ることなく移行するように、回転部とローラーとの間の摩擦抵抗を増加させる。第１カムの第１と第２ドウェルとに位置する場合には、ローラーは、低摩擦を維持するために、少なくとも１つの第２カムに接触しない。
【００１０】
他の例示的な実施形態では、環状輪は、ローラーの端部に配置されている。第３カムは、軸の長手方向の端部に配置されるとともに、回転部に対して円周方向に沿って延び、ローラーの端部に隣接している。環状輪は、第１カムの第１と第２ドウェルとの間をローラーが移動する際、摩擦抵抗を増加させるように、第２カムと係合する。
【００１１】
代替的な実施形態では、ギヤは、ローラーの端部に取り付けられている。ギヤ部分は、軸の長手方向の端部に配置されるとともに、回転部に対して円周方向に沿って延び、ローラーの端部に隣接している。ローラーのギヤは、第１カムの第１と第２ドウェルとの間をローラーが移動する際、ローラーが第１と第２ドウェルとの間を滑ることなく移動するように、ギヤ部分と噛み合う。
【００１２】
環状輪とギヤとの両方は、それぞれ、ローラーが第１カムの第１と第２ドウェルとに位置する場合には、第３カムとギヤ部分とに接触しない。このようにして、低摩擦が第１と第２ドウェルとで維持される一方、ローラーが第１と第２ドウェルとの間を移動する際、摩擦抵抗が増加する。
【００１３】
これらおよび他の実施形態は、以下の記載により明らかになる。それらの利点および特徴点は、当業者には容易に明らかになるだろう。請求項は、特定の限定を述べている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
中に組み込まれるとともに、明細書の一部を形成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を例示するとともに、記載と共に発明の原理を説明するのに役立つ。図面では：
【図１】本発明による印刷ヘッドキャリアシステムを示す図である。
【図２】オフ−キャリアインク供給システムの概略図である。
【図３】図２のオフ−キャリアインク供給システムで用いられる蠕動ポンプの断面図である。
【図４】図３の蠕動ポンプの斜視図である。
【図５】図４に示す蠕動ポンプの回転部材とローラー部材の分解図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図３に示すローラー部材の回転部材に対して異なる位置の側面図および断面図である。
【図７】他の実施形態による回転部材を説明する斜視図である。
【図８】他の例示的な実施形態による回転部材を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の詳細な説明では、細部を示す符号の付された添付図面が参照される。実施形態は、当業者が発明を実施可能に十分に詳細に記載されている。他の実施形態が利用されてもよいし、プロセス、電気的および機械的変更などは、本発明の範囲から逸脱することなく行われてもよいと理解される。詳細な説明は、それゆえ、制限的なものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物により定義される。本発明の実施形態によれば、蠕動圧縮を用いるポンプは、ローラーに関する滑り問題を克服するために、ローラーが回転部上の機能的な位置の間を移行する際、回転部とローラーとの間の摩擦抵抗を増加させるという特徴点を含んでいる。
【００１６】
図１を参照して、画像装置のために用いられる印刷ヘッドキャリアシステム１０は、１または複数の使い捨てまたは（準）常設の印刷ヘッド２０が配置されるキャリア１５を含んでいる。キャリア１５は、双方向の走査経路３３を規定する軸３０に沿って、モーター２５により駆動されるように配置されている。制御器３５の指令の下、モーター２５は、印刷動作の間、制御された方法で、キャリア１５を双方向走査経路３３に沿い、かつ、印刷媒体３５のシートを横切って移動させる。
【００１７】
図２では、オフ−キャリアインク供給システム５０は、印刷ヘッド２０にインクを連続的に供給するために利用される。遠隔のインク供給槽５５と印刷ヘッド２０との間の絶えず続く流体伝達は、インク供給線６０を経由して維持される。インクは、インク供給線６０を介して遠隔のインク供給槽５５からインクの連続的なサイフォニングにより印刷ヘッド２０に届けられる。その後、インクの完全な消耗または枯渇では、オフ−キャリアインク供給システム５０におけるインクの供給は、インク供給槽５５を取り換えることまたは同じインクを詰め替えることにより更新されてもよい。
【００１８】
印刷ヘッドの修理または保守作業を行うために、制御器３５は、保守場所６５に印刷ヘッド２０を位置させるように、キャリア１５の移動を制御する。保守場所６５は、印刷ヘッドの保守を実行するためかまたは印刷ヘッド２０のノズルの修理作業を行うために設けられる保守領域を規定する。このような作業は、たとえば、スピット保守作業、拭き取り作業、および、蓋付け作業を含んでもよい。呼び水を入れることおよび吸引することのような他のサービスは、また、真空ポンプのような真空装置を含めることによって行うことができる。
【００１９】
印刷ヘッドに呼び水を入れることが必要とされる場合には、印刷ヘッド２０は、キャリア１５により保守場所６５上に配置されるとともに、印刷ヘッド蓋７０で密封係合される。蓋７０は、導管８０を経由して真空容器７５に流体接続される。第１ピンチ弁８５は、印刷ヘッド蓋７０と真空容器７５との間で導管８０を通る流体の流れを制御するために、導管８０の中間部に配置されている。印刷ヘッド２０は、また、空気通気管９０を通る流体の流れを制御するために用いられる第２ピンチ弁９５と連結された空気通気管９０を経由して真空容器７５と流体接続される。流体配管１００、一般的には柔軟な導管または管は、真空容器７５と廃棄インク容器１０５とを流体接続する。流体配管１００は、蠕動ポンプ１１０内で係合された中間部分１００Ａ（図３）を有している。流体配管１００を流通する流体は、上流開口部２０５でポンプ１１０に入り、下流開口部２１０でポンプ１１０から出る。ポンプ１１０は、制御器３５によるポンプモーター１１５の起動時に、流体すなわち空気および／またはインクを真空容器７５から廃棄インク容器１０５に流体を引き込むために用いられる。
【００２０】
画像装置の最初の調整時または印刷ヘッドの取り換え時後のように、印刷ヘッド２０に呼び水を入れることの初期の間、第２ピンチ弁９５が空気通気管９０を締める一方、第１ピンチ弁８５が導管８０を開通する。ポンプ１１０が起動された場合には、インクは、インク供給タンク５５からインク供給線６０を通って吸い出されるとともに、印刷ヘッド２０に供給される。やがて、インクおよび／または空気泡は、印刷ヘッド２０のノズルの外側に引き込まれるとともに、真空容器７５に向けて移動される。インクおよび／または空気泡は、次に、ポンプ１１０により廃棄インク容器１０５に排出される。ポンピングは、印刷ヘッド２０に十分に呼び水を入れるために必要な所定の期間継続されうる。
【００２１】
たとえ印刷ヘッド２０にすでに呼び水が入れられたとしても、呼び水を入れる作業は、前回の呼び水を入れる作業の後蓄積したであろう空気泡を除くためにさらに必要とされうる。これに続く呼び水を入れる作業では、第２ピンチ弁９５が開通される一方、第１ピンチ弁８５は、導管８０に沿った流体の流れを制限するように制御される。ポンプ１１０が起動され、インク供給線６０からのインクがキャリア１５に流入する際、空気および／または泡は、印刷ヘッド２０の上側に配置された真空室（図示せず）に向けて移動されるとともに、空気通気管９０と流体接続される。その後、空気は、ポンプ１１０によって、空気通気管９０を通って真空室から吸引されるとともに、真空容器７５に向けて移動され、廃棄インク容器１０５に流入される。ポンピングは、実質的に全ての空気泡をインク供給システムから除くため、および、印刷ヘッド２０に十分に呼び水を入れるために必要な所定の期間継続されうる。
【００２２】
使用の間、ポンプ１１０は、流体配管１００に流体を強制的に流通させるために中間部分１００Ａを繰り返し圧縮および加圧する。中間部分１００Ａの繰り返し圧縮は、蓋７０または通気管９０で負圧を生み出し、印刷ヘッド２０または真空室からのインクおよび／または空気の導管８０または通気管９０への引き込みを引き起こす。インクおよび／または空気は、ポンプ１１０によって、導管８０または通気管９０を流通するとともに、真空容器７５に流入し、徐々に廃棄インク容器１０５に排出される。
【００２３】
その一方、呼び水を入れることまたは吸引が必要とされない場合には、ポンプ１１０は、中間部分１００Ａと係合しないとともに、切られる。これにより、インクおよび／または空気は印刷ヘッド２０または真空室の外側に決して引き込まれない。このことは、また、中間部分１００Ａの流体の流れる領域の変形を抑制するとともに、流体配管１００の寿命を伸ばす。
【００２４】
上記の機能性は、ポンプ回転部上の自身の位置に基づいて中間部分１００Ａと選択的に係合するかまたは係合解除するように構成され、ポンプ回転部に対して移動可能なポンプローラーの使用によって達成される。ポンプ使用の間の加圧位置であるような一の位置と、ポンプが使用されていない場合に係合解除する位置である他の位置との間のポンプローラーの移動は、ポンプ回転部の回転運動およびポンプローラーとポンプ回転部との間の摩擦力によって促進される。増加された摩擦力は、ポンプ回転部に接触するポンプローラーの滑りを抑制し、位置間のポンプローラーの成功した移動を可能とする。
【００２５】
図３は、中間部分１００Ａを選択的に圧縮するように設計されたポンプ１１０を示す。カム２８０は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を、矢印１０７に示すように、カム２８０に沿って移動可能なローラー２３０を支持する。第１位置Ｐ１は、ポンプ１１０が使用されていない場合の“非加圧”または通気位置を表す。他方、第２位置Ｐ１は、ポンプ１１０が呼び水を入れるかまたは吸引作業の間に使用されている場合の“加圧”またはポンプ位置を表す。
【００２６】
位置Ｐ１において、ローラー２３０は、ポンプ１１０の中心１１２から距離Ｄ１に位置している。この位置では、ローラー２３０は、中間部分１００Ａに達しないか、または、代わりに、壁２１５に接触する流体配管１００の閉塞が起こるのに十分でない加圧力により中間部分１００Ａに接触する。このように、ローラー２３０は、位置Ｐ１に位置する間、流体配管１００を通気可能とする。
【００２７】
位置Ｐ２において、ローラー２３０は、ポンプ１１０の中心１１２から距離Ｄ１よりも大きい距離Ｄ２に位置するとともに、通気位置Ｐ１に位置する場合と比べて壁２１５のより近くに位置する。距離Ｄ１と距離Ｄ２との間の相違は、ポンプ１１０の中心１１２と同心ではなく、ずれた中心を有するカム２８０の外形に起因する。この位置に位置する間、ローラー２３０は、中間部分１００Ａの部分をポンプ１１０の壁２１５に寄せて挟み込む。これは、中間部分１００Ａが開放され挟まれていない位置Ｐ１にローラー２３０が位置する場合とは対照的に、ピンチ１００Ｂを作り出すとともに、中間部分１００Ａを閉塞させる。
【００２８】
カム２８０がポンプ１１０の中心１１２周りに時計回り方向１１７に回転された場合には、ローラー２３０と、流体配管１００と、カム２８０との間の摩擦は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へのローラー２３０の移動を引き起こす。カム２８０がさらに時計回り方向１１７に回転された際、カム２８０は、ローラー２３０をそれと共に回転させるとともに、流体配管１００内に収容された流体に推進力を与えるために、回転中に中間部分１００Ａを壁２１５に寄せて圧縮する。
【００２９】
反時計回り方向１１９のカム２８０の回転は、他方、ローラー２３０と、流体配管１００と、カム２８０との間の摩擦の補助によって通気位置Ｐ１に戻るようにローラー２３０を移動させる。このように、位置Ｐ１とＰ２との間のローラー２３０の移行は、ローラー２３０と、カム２８０と、流体配管１００の中間部分１００Ａとの間の摩擦はもちろん、反対のポンプ回転によっても促進される。しかしながら、ローラー２３０とカム２８０との間の摩擦は、ポンプ効率の増加のために一般的に低摩擦材料で作られるローラー２３０の移行を補助するのに十分でない可能性がある。このことは、移行を補助するためにより少ない総合的な摩擦を示し、ローラー２３０とカム２８０との間の滑りを引き起こす可能性がある。このように、滑りを抑制するまたは防止するために、移行を促進するように摩擦の追加的な源が必要とされている。
【００３０】
本開示の一実施形態によれば、蠕動ポンプ１１０は、ローラー２３０とカム２８０との間の滑りに打ち勝つのを助けるという特徴点を含んでいる。図４および図５を参照して、蠕動ポンプ１１０は、空洞部２０３内に流体配管１００の中間部分１００Ａを収納するポンプハウジングまたは本体２００を有する。ポンプ本体２００は、流体配管１００を通って流れる流体がポンプ１１０に入る上流開口部２０５と、流体配管１００を通って流れる流体がポンプ１１０から出る下流開口部２１０とを含んでいる。流体配管１００の中間部分１００Ａは、上流開口部２０５から下流開口部２１０まで中空部２０３の内壁または内面２１５に沿って延びている。中間部分１００Ａは、ポンプ本体２００内でループを形成しているとともに、上流開口部２０５と下流開口部２１０との間の領域において部分的に重なる部分を有している。回転部材２２０は、ポンプ本体２００に対して回転可能に配置されるとともに、回転部部材２２０の回転軸線２２７を規定する回転部軸２２５を含んでいる。ローラー部材２３０は、回転部材２２０に対して移動可能に配置されるとともに、上述のように、回転部材２２０の回転状態で、流体配管１００の中間部分１００Ａと係合するかまたは係合解除するように構成されている。
【００３１】
回転部材２２０は、回転部軸２２５の長手方向の端部で向かい合う円形輪２４０と２４５とを含んでいる。円形輪２４０と２４５とのうち１つは、ポンプ１１０を駆動するためのポンプモーター１１５に動作可能なように連結されている。旋回構造体２５０は、円形輪２４０と２４５との間に配置されるとともに、支持部２５７と２５９とによって互いに接続された上側構造体部分２５３と下側構造体部分２５５とを含んでいる。上側構造体部分２５３と下側構造体部分２５５とは、円形輪２４０と２４５とに形成された対応する穴部２６３に挿入され、その結果、旋回構造体２５０を旋回軸線２４７周りに旋回可能に配置する旋回ピン２６０を有している。リブ２６５は、また、円形輪２４０と２４５との間に延びている。バネ２７０（図５）は、旋回軸線２４７周りに旋回構造体２５０を連続的に旋回するのを促すためにリブ２６５と支持部２５９との間に配置されるとともに、以下で行う詳細な説明のように、流体配管１００を圧縮するローラー部材２３０を支援する。
【００３２】
上側構造体部分２５３は、回転部材２２０の回転軸線２２７に対して偏心し、回転部材２２０の円周方向に離間した第１ドウェル２８３と第２ドウェル２８５とを有する第１カム２８０を規定する。特に、図３の距離Ｄ１とＤ２とに対応するように、回転部材２２０の回転軸線２２７からの第１ドウェル２８３の半径方向の距離は、回転軸線２２７からの第２ドウェル２８５の半径方向の距離よりも小さい。第１ドウェル２８３と第２ドウェル２８５との半径方向の距離の相違は、回転軸線２２７からの半径方向の距離の異なる場所にローラー部材２３０を位置させることを可能とし、その結果、回転部材２２０上の相対位置に応じて、中間部分１００Ａにローラー部材２３０を選択的に係合させることを可能とする。他方、下側構造体部分２５５は、第１カム２８０の外形と一致する外形を有する湾曲ガイド溝２９０を規定する。通気位置とポンプ位置との間のローラー部材２３０の移行の間、ローラー部材２３０は、カム２８０とガイド溝２９０に沿って移動する。
【００３３】
ローラー部材２３０は、筒状の本体３００と、ローラー軸３０５とを含み、旋回構造体２５０の上側構造体部分２５３と下側構造体部分２５５とによって支持されている。ローラー軸３０５の端部は筒状の本体３００の両端部から突出している。ローラー軸３０５の第２端部３０９は、第１カム２８０の第１ドウェル２８３と第２ドウェル２８５との間およびガイド溝２９０の第１端部２９３と第２端部２９５との間をローラー部材２３０が移動可能なように第１カム２８０に配置される一方、ローラー軸３０５の第１端部３０７は、ガイド溝２９０に挿入される。第１カム２８０のドウェルと端部と、ガイド溝２９０は、図３の位置Ｐ１とＰ２とに対応するように、ローラー部材２３０が流体配管１００と係合するかまたは係合解除する２つの動作または機能的位置を規定する。特に、第１ドウェル２８３と第１端部２９３とは、図３に示すように、解放することまたは十分でない加圧力を中間部分１００Ａに与えることに起因してローラー部材２３０の筒状の本体３００が流体配管１００を塞がない通気位置を規定する。第２ドウェル２８５と第２端部２９５とは、図３に示すように、回転軸線２２７に対して半径方向により遠い位置に位置することおよび中間部分１００Ａを挟み込み係合することに起因して筒状の本体３００が流体配管１００を塞ぐポンプ位置を規定する。
【００３４】
第１カム２８０、ガイド溝２９０および／またはローラー軸３０５は、両機能的位置における摩擦抵抗が低減されるような比較的小さい摩擦係数を有する材料により作られている。このことは、ポンプ１１０の起動時に、回転部材２２０を回転させるために必要なトルクまたは力を有利に低減するとともに、ポンプ効率を改善する。しかしながら、低摩擦抵抗に起因して、上述の２つの機能的位置の間のローラー部材２３０の容易な移行が困難となるかも知れない。たとえば、低摩擦抵抗は、第１カム２８０および／またはガイド溝２９０に沿ってローラー部材２３０を滑らせ、他の機能的位置にローラー部材２３０を移行させないだろう。他の可能性としては、回転部材２２０は、一の機能的位置から他の機能的位置までローラー部材２３０を適切に移行させる前に、何度も回転しなければならないであろう。
【００３５】
滑り作用を抑制するため、１または複数の第２カム３２０は、２つの機能的位置の間のローラー部材２３０の移行を補助するために、円形輪２４０と２４５との間の回転部軸２２５から半径方向に延びるように配置されている。示されている例では、第２カム３２０とローラー部材２３０との間の接触によって摩擦力がローラー部材２３０の長手方向周りに実質的にバランスが保たれたままであるように、２つの第２カムがローラー軸３０５の長手方向の中央に対して対称的に配置されている。代わりに、１または２以上の第２カム３２０は、ローラー軸３０５に沿って配置されるとともに、力がローラー部材２３０の長手方向周りにバランスするように配置されてもよい。第２カム３２０の対称的な配置は、機能的位置の間を移行する状態でローラー部材２３０が斜めに曲がることを引き起こす可能性のあるローラー部材２３０の長手方向周りのモーメントが生じるのを排除する。これにより、ローラー部材２３０は、移行の間、回転部材２２０の回転軸線２２７に対して実質的に平行のままであることが可能である。しかしながら、対称的な配置は、必須条件ではないこと、および、ローラー部材２３０の長手方向の中央周りに均一に位置しない第２カムを有することが等しく実行可能であると理解される。
【００３６】
第２カム３２０は、第１カム２８０のそれと比べて比較的高い摩擦係数の表面を有する。このように、移行の間の第２カム３２０と筒状の本体３００との間の接触は、ローラー部材２３０と回転部材２２０との間の摩擦抵抗の増加を助け、その結果、滑ることなく機能的位置の間をローラー部材２３０が容易に移行することが可能となる。
【００３７】
第２カム３２０の外形は、図６の（ｂ）に示すように、通気とポンプ位置との間のローラー部材２３０の移行の間のみ、筒状の本体３００に接触するように形成されている。ローラー部材２３０が通気とポンプ位置とのうち１つの位置に位置する時、すなわち、ローラー軸３０５が第１カム２８０の第１ドウェル２８３または第２ドウェル２８５にそれぞれ位置する時、第２カム３２０は、図６の（ａ）および図６の（ｃ）に示すように、筒状の本体３００に接触しない。このように、回転部材２２０がローラー２３０上で与える唯一存在する摩擦力がローラー軸３０５とカム２８０との間の比較的低い摩擦であるので、機能的位置における摩擦抵抗は、大幅に低く維持される。
【００３８】
蠕動ポンプ１１０の動作を説明する。図６の（ａ）は、初めにローラー部材２３０が通気位置にいることを示している。ポンプモーター１１５が起動され、回転部材２２０が矢印１１７によって示された時計回り方向に回転された場合には、図５Ｂに示すように、筒状の本体３００と流体配管１００との間の摩擦は、ローラー部材２３０を第２カム３２０に向けて巻き上げさせる。同じ方向に回転部材２２０がさらに回転する際、筒状の本体３００と第２カム３２０との間の接触に起因して増加した摩擦抵抗は、大きな困難なくローラー部材２３０をポンプ位置に向けてさらに移動させるとともに、流体配管１００の中間部分１００Ａを徐々に加圧し、絞る。そして、ローラー部材２３０は、図５Ｃに示すように、ポンプ位置に到達する。ローラー部材２３０がポンプ位置にいる間、回転部材２２０を時計回り方向１１７に回転することは、中間部分１００Ａの蠕動圧縮を引き起こし、その結果、流体配管１００内の流体が強制的に移動される。バネ２７０は、ローラー部材２３０が中間部分１００Ａを十分に圧縮し、十分に塞ぐことを確保するように、方向１１７に向けて旋回軸線２６３周りに旋回構造体２８０を連続的に旋回させるバネ力を供給する。流体は、これにより、流体配管１００を強制的に流れるとともに、インクおよび／または空気を印刷ヘッド２０の内および外から引き込み、インクおよび／または空気を真空容器７５および廃棄インク容器１０５に向けて移動させる。
【００３９】
矢印１１７により示す方向とは反対の反時計回り方向に回転部材２２０を回転させるためにポンプモーター１１５が起動された場合には、筒状の本体３００と流体配管１００との間の摩擦は、図５Ｃに示すように、ポンプ位置から第２カム３２０に向けてローラー部材２３０を巻き上げさせる。反時計回り方向に回転部材２２０がさらに回転する際、筒状の本体３００と第２カム３２０との間の接触に起因して増加した摩擦抵抗は、大きな困難なくローラー部材２３０を通気位置に向けてさらに移動させるとともに、流体配管１００の中間部分１００Ａを閉塞から徐々に解放する。そして、ローラー部材２３０は、図５Ａに示すように、通気位置に戻る。
【００４０】
さらに、図７に示すように、ローラー部材２３０の移行を補助するための摩擦抵抗は、下側構造体部分２５５上でガイド溝２９０に隣接する第３カム４００を実施することによってさらに増加されてもよい。Ｏ−リングであるような環状輪部材４０５は、ローラー軸３０５の第１端部３０７に配置されている。第２カム３２０と同様に、第３カム４００は、通気とポンプ位置との間をローラー部材２３０が移行する際、ローラー部材２３０と回転部材２２０との間の摩擦抵抗を増加させるために機能する。第３カム４００は、回転部材２２０の円周方向に沿って延びるとともに、ローラー軸３０５が第１カム２８０の第１ドウェル２８３と第ドウェル２８５とに位置する場合に、環状輪部材４０５に接触しないように形成されている。環状輪部材４０５は、ローラー部材２３０の動作又は機能的位置では低摩擦が維持される一方、移行の間だけ摩擦が増加できるように、移行の間だけ第３カム４００と接触する。
【００４１】
図６では、代替的な実施形態は、環状輪部材４０５の代わりにローラー軸３０５の第１端部３０７に取り付けられたギヤ５０５を提供する。したがって、第３カム４００は、通気とポンプ位置との間をローラー部材２３０が移行する際、ローラー部材２３０のギヤ５０５と噛み合うギヤ部分５００に置き換えられる。第３カム４００のように、ギヤ部分５００は、回転部材２２０の円周方向に沿って延びるとともに、ローラー軸３０５が第１カム２８０の第１ドウェル２８３と第ドウェル２８５とに位置する場合に、ギヤ部分５００の歯がギヤ５０５の歯に接触しないように形成されている。このように、ローラー部材２３０の通気とポンプ位置とでは低摩擦が維持される一方、ローラーの移行の間の滑りが抑制される。
【００４２】
上記の特徴点により、摩擦抵抗は、ローラー部材２３０が一の機能的位置から他の機能的位置に移動する際、増加される。第２カム３２０、第３カム４００、または、ギヤ部分５００は、通気とポンプ位置とでは低摩擦が維持できるように、ローラー部材２３０が通気とポンプ位置との間を移動する際、ローラー部材２３０またはそれのパーツとのみ接触する。異なる実施形態は、独立してまたは当業者が思いつく組み合わせで実施できると理解され、それの組み合わせは、通気とポンプ位置との間のローラー部材２３０の移行の補助のための摩擦抵抗をより増加させることを生じると理解される。
【００４３】
以上は、本発明の様々な態様を示している。これらは、完全なものを意図していない。むしろ、それは本発明の原理の最適な説明および当業者に本発明を利用可能にするための実用的応用を提供するために選択され、当然に続く様々な変更を含んでいる。全ての変更および変形は、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内で期待される。比較的明らかな変更は、様々な実施形態の１または複数の特徴点と他の実施形態の特徴点とを組み合わせることを含んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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