(57)【要約】【課題】本発明は、チューブに過度の磨耗を生じることなく、確実に圧送できる製造しやすい蠕動型ポンプを提供しようとするものである。【解決手段】本発明の１実施形態である蠕動ポンプは、可動圧迫表面と、独立して移動可能な閉塞フィンガと、この閉塞フィンガを独立して弾性付勢し、単一体の一部として一体的に成形されたばねと、この圧迫表面を移動させる駆動システムとを備えている。【選択図】図２
2005069226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク供給ペンと、
インクタンクと、
ポンプと、
駆動システムとを備え、
前記ポンプは、
前記インクタンクと前記インク供給ペンに流体連通しており、各々が可撓性壁部分を有する圧送チューブと、
前記圧送チューブの第１の側部にある可動な圧迫表面と、
前記圧送チューブの前記第１の側部と反対の第２の側部にあって、独立して移動可能で、単一体として成形されている閉塞フィンガと、
前記閉塞フィンガを前記圧送チューブに向かって独立して弾性付勢するばねとを有し、
前記駆動システムは、前記圧迫表面を移動させ、前記チューブを前記フィンガに押し付けて圧縮することを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
可動な圧迫表面と、
圧送チューブを介して可動な前記圧迫表面と反対の側部にあり、独立して移動可能で、単一体として成形されている閉塞フィンガと、
前記閉塞フィンガを独立して弾性付勢するばねと、
を有することを特徴とする蠕動型ポンプ。
【請求項３】
前記フィンガは、少なくとも１つの高分子材料から、単一体として一体成形されていることを特徴とする請求項２に記載の蠕動型ポンプ。
【請求項４】
前記圧迫表面は、第１の共通軸を中心にして回転し、前記ばねは、前記第１の軸に平行な少なくとも１本の第２の軸を中心にして回動することを特徴とする請求項２に記載の蠕動型ポンプ。
【請求項５】
前記圧迫表面は、前記チューブと係脱する経路に沿って移動し、前記ポンプはさらに、
前記経路に隣接した位置で前記圧送チューブの第１端部に接続された第１流体カプラと、
前記経路に隣接した位置で前記圧送チューブの第２端部に接続された第２流体カプラと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の蠕動型ポンプ。
【請求項６】
可動な圧迫表面と、
独立して移動可能な閉塞フィンガと、
前記閉塞フィンガを独立して弾性付勢する単一体の一部として成形されているばねと、
前記圧迫表面を移動させる駆動システムと、
を備えることを特徴とする蠕動型ポンプ。
【請求項７】
各々が可撓性壁部分を有する圧送チューブと、
可動な圧迫表面と、
独立して移動可能な閉塞フィンガと、
前記閉塞フィンガを独立して弾性付勢するばねと、
前記圧送チューブに接続され、前記フィンガによって支持される、流体カプラと、
を備えることを特徴とする蠕動型ポンプ。
【請求項８】
各々が可撓性壁部分を有する圧送チューブと、
前記圧送チューブの第１の側部の可動な圧迫表面と、
前記圧送チューブの前記第１の側部と反対の第２の側部にあって、独立して移動可能な閉塞フィンガと、
前記閉塞フィンガを前記圧送チューブの方へ独立して弾性付勢するばねと、
前記圧迫表面を移動させ、前記チューブを前記フィンガに押し付けて圧縮するように構成された駆動システムと、
前記圧送チューブに接続され、少なくとも１つに流体センサを有する、流体カプラと、
を備えることを特徴とする蠕動型ポンプ。
【請求項９】
可動な圧迫表面と、
ベース部分と前記ベース部分に回動可能に連結された閉塞フィンガとを備えた閉塞体と、
締結具を用いないで前記閉塞体の前記ベース部分に着脱式に連結されるホルダと、
締結具を用いないで前記ホルダに着脱式に連結されるベース部と前記ベース部から前記フィンガに係合する位置に延出したばねとを備えたばねシステムと、
前記圧迫表面を移動させ、前記チューブを前記フィンガに押し付けて圧縮するように構成された駆動システムと、
を備えることを特徴とする蠕動型ポンプ。
【請求項１０】
独立して移動可能な閉塞フィンガを備え、前記フィンガは、単一体として成形されていることを特徴とする、蠕動型ポンプに使用される閉塞体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蠕動型ポンプに関し、特に流体が入ったチューブを閉塞体に押し付けて流体を移動させるようになっている蠕動型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
蠕動型ポンプが、チューブ内での流体の移動に使用されている。蠕動型ポンプは通常、複数のローラを有し、これらのローラは、流体入りチューブを押し付けながら回転して、チューブを複数の閉塞体(occlusion)に押し付けて圧縮し、それにより、流体をチューブ内で移動させる。蠕動型ポンプは、ローラ及び閉塞体間の物理的差すなわちギャップの影響を非常に受けやすい。ギャップが大きすぎる場合、ポンプは流体をチューブ内で移動させない。ギャップが小さすぎる場合、チューブは過剰に圧縮され、これにより、ポンプを移動させるために余分なトルクが必要になると共に、チューブの磨耗を増加させる。
【０００３】
既知の蠕動型ポンプは、流体を圧送する各チューブに対して調節可能な閉塞体を有する。各閉塞体をローラに対して手動調節することにより、ユーザは、ローラ及び個別閉塞体間のギャップ距離に変動を生じる製造のばらつきを吸収することができる。そのような蠕動型ポンプの例が、米国特許第６，０６３，０６０号、第５，０９６，３９３号及び第４，８８６，４３１号に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、チューブに過度の磨耗を生じることなく確実に圧送できる製造しやすい蠕動型ポンプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１実施形態である蠕動ポンプは、可動圧迫表面と、独立して移動可能な閉塞フィンガと、この閉塞フィンガを独立して弾性付勢し、単一体の一部として一体的に成形されたばねと、この圧迫表面を移動させる駆動システムとを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の流体送出システム２２の一例を用いたプリンタ２０を概略的に示している。流体送出システム２２に加えて、プリンタ２０は、媒体供給部２４と、キャリッジ２６と、ペン２８と、インク供給部３０と、コントローラ３２とを備えている。媒体供給部２４は、紙などの媒体をキャリッジ２６及びペン２８に対して供給して位置決めするように構成された、従来から既知の、または将来的に開発される機構を備えている。キャリッジ２６は、媒体供給部２４から供給された媒体に対してペン２８を移動させる、従来から既知の、または将来的に開発される機構を備えている。図示の特定の実施形態では、媒体供給部２４は、媒体をキャリッジ２６及びペン２８に対して矢印３４で示された方向に移動させる一方、キャリッジ２６は、ペン２８を矢印３６で示された方向に媒体の端から端まで繰り返し移動させる。
【０００７】
ペン２８（「プリントカートリッジ」としても知られる）は、流体インクを媒体上に定量供給するノズルを備えるプリントヘッドを含む、従来から既知の、または将来的に開発されるペンを備えている。サービスステーション２９は、ペン２８の保守点検を行うように構成された既知の従来型サービスステーションである。保守点検作業の例として、ワイピング、スピッティング及びキャッピングがある。インク供給部３０は、ペン２８に対し１つまたは複数の彩色または無彩色インクを収容しているインクタンクを提供する。インク供給部３０及び流体送出システム２２は、プリンタ２０用のインク供給システムとして機能する。
【０００８】
流体送出システム２２は、インクをインク供給部３０からペン２８へ移動させる。流体送出システム２２は、蠕動型ポンプ４０及び流体インク導管４２、４４を備えている。より詳細に後述するように、蠕動型ポンプ４０は、圧送チューブ４６を有する。流体導管４２は、インク供給部３０が提供するインクタンクと圧送チューブ４６を流体接続する。流体導管４４は、圧送チューブ４６をペン２８に流体接続する。導管４２及び４４の実際の長さは、インク供給部３０及びポンプ４０の実際の近接状態、及びペン２８及びポンプ４０間の最大／最小距離によって変化するであろう。特定の用例では、導管４２及び４４は、流体カプラによって圧送チューブ４６に着脱式に接続される。代替の実施形態では、導管４２、４４の一方または両方を、圧送チューブ４６の一部として一体的に成形してもよい。図示の実施形態では、導管４２及び４４は、圧送チューブ４６に較べて流れ断面積が小さく、それにより、圧送チューブ４６は、圧送率を高めるのに最適な寸法にすることができる。代替の実施形態では、導管４２、４４及び圧送チューブ４６を同様な内部流れ断面積にすることができる。別の実施形態では、複数の導管４４の各々、複数の導管４２の各々、及び複数のチューブ４６の各々が、互いにほぼ同一である。代替の実施形態では、個々に異なった圧送チューブ４６、個々に異なった導管４２、または個々に異なった導管４４をポンプ４０に設けることができる。圧送チューブ４６は、圧送チューブ４６を収縮できるようにする可撓性壁部分を有するが、導管４２及び４４は、可撓性チューブで提供しても、あるいは、可撓性でないチューブで、あるいは成形または内部が成形された流体通路を有する他の構造体で提供することもできる。プリンタ２０は、６個のペン２８と、６個のインク供給部３０と、６本の圧送チューブ４６と、６本の導管４２と、６本の導管４４とを有するように図示されているが、代替のプリンタ２０は、プリンタ２０が使用する異なったインクの数に応じて、そのような部品の数を増減することができる。
【０００９】
コントローラ３２は、従来より既知の方法で通信線３３を介して、媒体供給部２４、キャリッジ２６、ペン２８、インク供給部３０及び流体送出システム２２と通信し、それにより、インク供給部３０から供給されるインクを使用して、媒体２４上に画像を形成する。コントローラ３２は、既知の従来型プロセッサユニットを備えている。本開示の目的のため、「プロセッサユニット」という用語は、メモリに含まれる命令順序を実行する、従来より既知の、または将来的に開発される処理装置を含むものとする。命令順序の実行により、処理装置は、制御信号の生成などのステップを実行することができる。命令は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、大容量記憶装置、または何らかの他の持続性記憶装置(persistent storage)からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）にロードして、処理装置によって実行することができる。他の実施形態では、上記機能を実行するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれとの組み合わせて、ハード配線回路を使用してもよい。コントローラ３２は、ハードワイヤ回路及びソフトウェアのいずれの特定の組み合わせにも、また、処理装置によって実行される命令のいずれの特定ソースにも制限されない。
【００１０】
媒体上に画像を形成するために、媒体２５及びペン２８の両方を互いに対して移動させるプリンタ２０に用いられるものとして、流体送出システム２２を示している。代替として、他のプリンタで、流体インクを１つまたは複数のインク供給部から１つまたは複数のインク定量供給プリントヘッドまたはノズルに移動させるために、流体送出システム２２を使用することができる。たとえば、代替として、媒体を矢印３４の方向に移動させる時、媒体の幅方向全体にわたって固定インク定量供給ノズルが設けられているプリンタに、流体送出システム２２を用いることもできる。このプリンタは一般的に、ページ幅配列プリンタ(page-wide-array) と呼ばれる。さらに他の実施形態では、流体インクをペンまたはプリントヘッド以外の手段で媒体に付着させるようにするか、または、インクを媒体に付着させる時に媒体自体がほぼ静止状態に保持されるような他の画像形成装置に流体送出システム２２を使用することができる。流体送出システム２２は概ね、媒体に付着させるインクまたは他の流体を使用するいずれの画像形成装置にも使用することができる。
【００１１】
図２〜図７は、蠕動型ポンプ４０をさらに詳細に示している。図３に示されているように、ポンプ４０は通常、圧送チューブ４６、ハウジング５０、可動圧迫部材５２、圧迫部材駆動システム５４、ホルダ５６、流体カプラ５８、６０、閉塞体６２（「閉塞ベッド］とも呼ぶ）、及びばねシステム６４を備えている。圧送チューブ４６は、カプラ５８及び６０によって導管４２及び４４の各々に流体連結された細長いチューブを有する。本開示の目的のため、「流体連結する」、「流体連通状態」または「流体接続状態」という用語は、流体収容体積を有する２つ以上の部材が、１つまたは複数の流体通路で互いに接続すなわち配管接続されて、流体がそれらの体積間を一方向または両方向に流れることができるようにしたことを意味する。弁装置を選択的に作動させることによって、そのような流体の流れを一時的に停止させることができる。
【００１２】
チューブ４６は、圧迫部材５２及び閉塞体６２間に延在し、壁の少なくとも一部分が可撓性であって、圧迫部材５２がチューブ４６を閉塞体６２に押し付けて圧縮することができる。高い流体圧送率を達成するために、チューブ４６の断面の内径は通常、導管４２及び４４の断面の内径より大きい。チューブ４６は通常、円形断面形状を有するように示されているが、チューブ４６は他の変更断面形状を有することができが、チューブの少なくとも一部分は可撓性を有している。図示の実施形態では、チューブ４６は、１つまたは複数の高分子材料で形成されている。チューブ４６は、単層または多重層で形成してもよい。チューブ４６は、本質的に均質であっても、複数の混合材料で形成してもよい。チューブ４６を形成することができる材料の一例として、Advanced Elastomers,Inc.が現在販売しているＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ熱可塑性エラストマーがある。
【００１３】
ハウジング５０は、ポンプ４０のその他の構成要素を包囲して、少なくとも部分的に支持している。ハウジング５０は、側部プレート７０、７２及びリテーナ７４を有する。側部プレート７０及び７２は、ポンプ４０の両側部に延在する金属プレートを有し、これらの金属プレートは、互いに協働して、圧迫部材５２を軸７６中心に回転するように回転可能に支持するように構成されている。
【００１４】
リテーナ７４は、側部プレート７０、７２の一方または両方に固定的に連結された金属プレートを備えて、全体的にホルダ５６に対向して延在するように構成されている。リテーナ７４は、ホルダ５６と協働して、導管４４を構成する可撓管の案内及び方向決めを行う。その結果、リテーナ７４及びホルダ５６は、そのようなチューブの取り扱いを容易にし、ポンプ４０及び（図１に示された）プリンタ２０をまとめてコンパクトにすることができる。
【００１５】
図示の特定の実施形態では、側部プレート７０及び７２は互いに固定されており、チャネル８０及びスロット８２を有する。リテーナ７４は、タブ８４及びプロング８６を有する。ハウジング５０の組み立て時に、チャネル８０がタブ８４を受け取る。タブ８４をチャネル８０内へ挿入する間、プロング８６が弾性的に内向きにたわみ、やがてスロット８２から横方向に移動する。プロング８６がスロット８２を通って突出し、それにより、締結具を必要としないで、リテーナ７４を側部プレート７０、７２に着脱式に固定することができる。したがって、組み立てが簡単になり、必要な部品数が減少する。
【００１６】
さらに図３に示されているように、リテーナ７４は、ホルダ５６を位置合わせして支持するための複数の機構を有する。特に、リテーナ７４は、開口８７と、縁部分８８と、スペーサ８９とを有する。開口８７は、ホルダ５６から延出した対応突起を受け取るように構成されたデテントを有する。図示の特定の実施形態では、開口８７は、支柱を受け取るように構成されている。代替の実施形態では、開口８７は、他の形式の突起を着脱式に受け取るように構成することができる。さらに別の実施形態では、リテーナ７４は、ホルダ５６から延出した突起を受け取るように、窪みなどの他の形式のデテントを使用することができる。
【００１７】
縁部分８８及びスペーサ８９は、リテーナ７４をホルダ５６にキー連結することができる。スペーサ８９は、リテーナ７４の縁部に沿って幅広または肉厚部分を形成する。後述するように、縁部分８８及びスペーサ８９は、ホルダ５６へのリテーナ７４の固定及び正確な位置合わせを容易にする。
【００１８】
ハウジング５０は、３つの噛み合わせプレートで形成されているように図示されているが、代替の実施形態では、さまざまな他の構造を有することができる。たとえば、代替として、ハウジング５０は、個別部品数を増減して互いに留め合わせるか、着脱式に互いに噛み合わせるか、または単一体の一部として互いに一体的に成形するようにしてもよい。板金から形成する代わりに、代替として、ハウジング５０の一部分を、適当な強度及び耐久特性を有するポリマーまたは他の材料で形成してもよい。
【００１９】
図５に示されているように、可動圧迫部材５２は、複数の圧迫表面９０を有しており、これらの圧迫表面は、圧送チューブ４６を圧縮するために、圧送チューブ４６に係合または接触しながら移動するように構成されている。特に、圧迫表面９０は、駆動システム５４によって軸７６を中心にして円形経路に沿って回転して、チューブ４６を閉塞体６２に押し付けて圧縮するように構成され、それにより、チューブ４６内の流体インクを（図１に示された）ペン２８の方へ、またはその逆に移動させる。図示の特定の実施形態では、圧迫表面９０を前方、すなわち押し付け方向に回転させて、ペン２８に過剰に充填する。次に、圧迫表面(occlusion members)９０を軸７６中心に逆方向に回転させて一部のインクを後退させ、それにより、ペン２８内のインク量を既知値にリセットする。代替の実施形態では、インクをペン２８に向けてだけ圧送するために、圧迫表面９０を軸７６中心に第１方向に移動させるようにポンプ４０を構成するだけであってもよい。
【００２０】
図示の特定の実施形態では、圧迫部材５２は通常、軸９８を中心にして回転するように端部分９４、９６によって回転可能に支持された複数のローラ９２を有するローラアセンブリを備えている。ローラ９２は、圧迫表面９０を有する。他の代替の実施形態では、代替として圧迫表面９０は、圧送チューブ４６に係合しながら何らかの方法で移動する表面を提供する他の従来より既知の、または将来的に開発される構造体または機構によって提供することができる。
【００２１】
流体をチューブ４６内で圧送するために、ローラ９２の少なくとも１つをチューブ４６に係合させなければならない。図示の特定の実施形態では、ローラ９２は、（図３に示された）軸７６を中心にして互いに約１２０°の間隔で配置されている。その結果、図示の実施形態では、閉塞体６２は、軸７６を中心にして少なくとも１２０°にわたって延在している。代替の実施形態では、圧迫部材５２に設けるローラ９２の数を増減することができ、また、閉塞体６２が軸７６を中心にして延在する範囲を変更することもできる。一般的に、一部の実施形態によれば、ローラ９２の数を増加させると、閉塞体６２が軸７６を中心に包囲する範囲が狭くなる構成にすることができる。しかし、圧迫部材５２のローラ９２の数を増加させると、ローラがチューブ４６上の空間をふさぐので、一定速度での流体の圧送率が低下する。その結果、必要な圧送率を達成するために、圧迫部材５２をより高速で回転させる必要があるであろう。端部分９４、９６によって回転可能に支持する代わりに、代替として、そのような回転をしないように、ローラ９２をほぼ固定してもよい。
【００２２】
端部分９４、９６は、ローラ９２の対向端部に延在している。端部分９４、９６は、軸７６を中心にして回転するように、ハウジング５０に回転可能に連結されている。図示の特定の実施形態では、端部分９６は、駆動システム５４と噛み合う歯車を有する。代替の実施形態では、端部分９６からそのような歯を省いて、別の歯車に連結してもよい。さらに別の実施形態では、端部分９６は、それを連結する駆動列に応じて、他の構造を有することができる。たとえば、代替として、端部分９６がスプロケットまたはプーリを有することができる。
【００２３】
駆動システム５４は、圧迫部材５２を圧送チューブ４６及び閉塞体６２に対して移動させる。図示の特定の実施形態では、駆動システム５４は、部材５２を軸７６中心に回転させる。図４に示されているように、駆動システム５４は通常、回転アクチュエータ１００及び駆動列１０２を有する。回転アクチュエータ１００は、回転機械エネルギすなわちトルクを発生するように構成された装置を有する。図示の特定の実施形態では、回転アクチュエータ１００は、出力軸１０４を有する既知の従来型電動モータを備えている。代替の実施形態では、回転アクチュエータ１００は、他の空気圧、油圧、または他の動力式回転アクチュエータを備えることができる。
【００２４】
駆動列１０２は、動力またはトルクを回転アクチュエータ１００の出力軸１０４から部材５２に伝達するように構成された、従来より既知の、または将来的に開発される動力列を有する。図示の特定の実施形態では、駆動列１０２は、減速して、部材５２に加えるトルクを増加させるように構成されている。図４に示されているように、駆動列１０２は、複数の噛み合い歯車１０３を有し、最も端部の歯車１０３が、部材５２の端部分９６と噛み合い係合している。代替の実施形態では、駆動列１０２は、チェーン及びスプロケット、またはベルト及びプーリ構造などの他の駆動列機構を有することができる。さらに別の実施形態では、駆動列１０２を省くことができ、その場合、回転アクチュエータ１００を圧迫部材５２に直接連結する。
【００２５】
ホルダ５６には通常、ばねシステム６４を閉塞体６２に対して支持すると共に、閉塞体６２及びばねシステム６４をハウジング５０に連結するように構成された構造体が設けられている。図示の特定の実施形態では、ホルダ５６は、締結具を用いないで、ばねシステム６４及び閉塞体６２の両方に着脱式に連結される。特に、ホルダ５６は、複数の突出歯１０５を有し、これらの歯は、閉塞体６２に形成された対応の開口１０６にはまる。歯１０５が開口１０６と協働して、ホルダ５６を閉塞体６２に対して保持する。ホルダ５６をばねシステム６４に連結しやすくするために、ホルダ５６はさらに、ばねシステム６４をホルダ５６に取り付けるためのキャッチ１０８を有する。
【００２６】
ホルダ５６はさらに、スロット１０９及び保持支柱１１０によって、リテーナ７４及びハウジング５０に着脱式に連結される。スロット１０９は、互いに間隔をおいて設けられた開口を有し、これらの開口は、リテーナ７４の縁部分８８及びスペーサ８９と組み合わされる、すなわち、キー連結されるように構成されている。図２に示されているように、（図５に示されている）スロット１０９は、（図３に示されている）スペーサ８９を挟み込みながら縁部分８８を受け取って、ホルダ５６及びポンプ４０のその他の構成要素を互いに正確に位置合わせすることができる。代替の実施形態では、リテーナ７４をホルダ５６に正確にキー連結する、または位置合わせするために、他の構造体を使用してもよい。
【００２７】
保持支柱１１０は、ホルダ５６から突出して、リテーナ７４内の対応開口８７を貫通する。その結果、支柱１１０がホルダ５６をリテーナ７４に対して、２本の直交軸に沿って保持する一方、スロット１０９がホルダ５６をリテーナ７４に対して、第３の直交軸に沿って保持する。
【００２８】
ホルダ５６は、ばねシステム６４を閉塞体６２に対して支持するのに加えて、導管４４の案内及び方向決めも行って、流体導管４４が絡まったり、不都合にはさまれることを防止する。ホルダ５６は、前部リテーナ７４から間隔をおいて向き合い、導管４４を収容して案内する内部通路を形成している。特に、ホルダ５６の表面１１１に導管４４が当接して、それに沿って延在する。また、ホルダ５６は、チャネル部材１１２を有する。チャネル部材１１２は、表面１１１から延出して、流体カプラ５８から延出している導管４４に係合し、方向決めを行い、それらを分離させ、まとめるように構成されている。図示の特定の実施形態では、チャネル部材１１２は、支柱１１０によって表面１１１に調節可能に回動連結されたパドルを有する。代替の実施形態では、チャネル部材１１２を表面１１１に固定的に連結して、回転しないようにする。さらに別の実施形態では、チャネル部材１１２を、単一体の一部として、表面１１１と一体的に成形してもよい。
【００２９】
図示の特定のポンプでは、流体導管４４は、流体カプラ５８によって圧送チューブ４６に着脱式に相互接続されている。ホルダ５６は、流体カプラ５８を閉塞体６２に適切に位置合わせすることを確実にする構造体を提供している。図５に示されているように、ホルダ５６は、プラッフォーム１１４及びチューブ仕切り１１６を有する。プラットフォーム１１４は、流体カプラ５８を閉塞体６２に対して接近位置に取り付けることができる表面を提供する。チューブ仕切り１１６は、プラットフォーム１１４及び閉塞体６２の前面１１８に隣接して延在する。仕切り１１６は通常、圧送チューブ４６が前面１１８から延出して流体カプラ５８に接続される時、隣接した圧送チューブ４６間に延在するように構成されている。隣接した仕切り１１６は、圧送チューブ４６を受け取ってチューブ４６の鋭角の折れ曲がりの発生を防止する複数の滑らかなチャネルまたは溝１２０を形成する。溝１２０は、圧送チューブ４６をそれぞれの流体カプラ５８に接続するのを助けることによって、ポンプ４０の組み立てをさらに容易にする。
【００３０】
流体カプラ５８は通常、導管４４を圧送チューブ４６に流体接続するように構成された複数の装置を有する。言い換えると、カプラ５８は、流体が導管４４及び圧送チューブ４６間を少なくとも一方向に流れることができるようにする。各カプラ５８は通常、第１連結部分１１１６及び第２連結部分１１１８を有する。連結部分１１１６は、導管４２に着脱式に接続されるように構成され、連結部分１１１８は、圧送チューブ４６に着脱式に接続されるように構成されている。内部流体通路が、連結部分１１１６及び１１１８からその内部に延在している。カプラ５８は、導管４４及びチューブ４６が異なった寸法及び形状を有することができるようにし、それにより、チューブ４６は、導管４４と同一形状にする必要がなく、圧送用に最適化することができる。特定の実施形態では、カプラ５８はさらに、導管４４及びチューブ４６間の流体の流れを選択的に制御するための弁機構を有することができる。
【００３１】
図示の特定の実施形態では、ポンプ４０はさらに、チューブ４６内を通るインクの流れを感知または監視するように構成されている。ポンプ４０は、印刷回路板１２２及びコネクタ１２３を有する。印刷回路板１２２は、プラットフォーム１１４に取り付けられて、カプラ５８を支持する。印刷回路板１２２は、カプラ５８及び導管４４によって形成された流体経路に沿って配置された流体センサに電気接続されている。図示の実施形態では、この流体センサは、カプラ５８内に形成されてカプラ５８の内部流体通路内に突出している１対の電気リード線（図示せず）を有する。電気リード線は、カプラ５８内のインクなどの流体の存在を感知する。そのような信号は、印刷回路板１２２を通ってコネクタ１２３に送られる。コネクタ１２３は、コントローラ３２に電気接続されている電気ケーブル、フレキシブル回路または他の電気接続手段に印刷回路板１２２を電気接続する。図示の実施形態では、コントローラ３２は、カプラ５８内の流体の有無の検出を利用して、モータ１００を動作させるための制御信号を発生する。代替の実施形態では、カプラ５８の一部として設けられている印刷回路板１２２、コネクタ１２３及び電気リード線を省略してもよく、その場合、カプラ５８を直接的にプラットフォーム部分１１４に取り付ける。
【００３２】
流体カプラ６０は、導管４２を圧送チューブ４６に流体接続するように構成された複数の装置を有する。各流体カプラ６０は、第１連結部分１２４及び第２連結部分１２６を有し、これらの連結部分１２４及び１２６内に連続流体通路が形成されている。連結部分１２４は、流体導管４２に着脱式に接続されるように構成されている。連結部分１２６は、圧送チューブ４６に着脱式に接続されるように構成されている。カプラ５８と同様に、カプラ６０は、導管４２がチューブ４６と比べて異なった特性を有することができるようにし、また、チューブ４６を圧送用に最適化することができる。代替の実施形態では、カプラ６０はさらに、カプラ６０内の流体の流れまたは存在を感知する流体感知装置か、または導管４２及びチューブ４６間の流体の流れを選択的に制御するための弁機構を有することができる。
【００３３】
流体カプラ６０は通常、閉塞体６２の対向端部に流体カプラ５８と向き合わせて配置される。図５に示されているように、流体カプラ６０は、閉塞体６２の前面１１８に隣接した位置で閉塞体６２に取り付けられた単一体として形成または構成される。特に、流体カプラ６０は、複数のＴ字型トング１３０を有し、これらは、閉塞体６２の一部として形成された対応する複数の溝１３２にはめ込まれる。その結果、流体カプラ６０は、締結具を必要としないで、閉塞体６２に対して支持され、組み立てが容易になる。また、トング１３０は、溝１３２内で移動して、閉塞体６２の部分間の相対移動を妨害しない。代替の実施形態では、従来より既知の、または将来的に開発される他の締結または取り付け構造によって、流体カプラ６０を閉塞体６２に着脱式に連結してもよい。
【００３４】
流体カプラ５８及び６０は、チューブ４６を、適当な緊張状態で、閉塞体６２の面１１８の全体に維持するアンカー点として機能する。図６に示されているように、流体カプラ５８及び６０は、面１１８に隣接した位置で閉塞体６２の両端部に支持されている。図示の実施形態では、これは、カプラ５８を閉塞体６２の上端部に沿ってホルダ５６に取り付け、カプラ６０を閉塞体６２の下端部に直接的に取り付けることによって、容易になる。その結果、チューブ４６の、圧迫表面９０の経路に沿っていない部分の長さ，及びチューブ４６の体積が減少する。したがって、ポンプ４０の始動時に、最初に汲み出してシステムから排出しなければならないチューブ４６内の空気の量も減少する。圧送チューブ４６の全長を短くすることで、ポンプ４０の製造コストも減少する。
【００３５】
閉塞体６２は、圧迫表面９０と向き合う位置にホルダ５６によって支持されている。図８及び図９に示されているように、閉塞体６２は、ベース部分１４０及び閉塞フィンガ１４２を有する。ベース部分１４０は、各フィンガ１４２を相互連結する構造体を有し、それにより、閉塞体６２は単一体である。その結果、閉塞体６２及びそれの複数のフィンガ１４２は、圧迫表面９０に向き合う位置に迅速かつ容易に組み立てて取り付けることができる。上述したように、ベース部分１４０は、ホルダ５６の歯１０５を受け取る開口１０６を有し、それにより、閉塞体６２をホルダ５６に連結することができると共に、閉塞体６２及びホルダ５６の適切な位置合わせが確実に行われる。
【００３６】
閉塞フィンガ１４２は、ベース部分１４０から延出して、圧迫表面９０が圧送チューブ４６を押し付ける表面を提供している。各閉塞フィンガ１４２は、隣接フィンガ１４２から１つまたは複数分のギャップ１４４をおいて離間配置されている。ギャップ１４４は、フィンガ１４２相互の独立移動を容易にする。図示の特定の実施形態では、フィンガ１４２は、圧迫表面９０の回転中心である軸７６に平行に延在する軸１４６をほぼ中心にして回動する。フィンガ１４２は、圧迫表面９０が移動する円形経路に隣接した軸１４６を中心にして回動する。その結果、各フィンガ１４２の全長すなわち寸法を小さくすることができ、閉塞体６２及びポンプ４０をよりコンパクトに配置させることができる。
【００３７】
図８に示されているように、フィンガ１４２は、ベース部分１４０から、圧迫表面９０の回転中心である軸７６に平行な軸を中心にした円弧に沿って延在する。図示の特定の実施形態では、フィンガ１４２は、軸７６を中心にして圧迫表面９０の回転経路に沿って約１５０°にわたって円弧状に延在する。代替の実施形態では、フィンガ１４２が、軸１７６中心に色々な角度で延在することができる。フィンガ１４２が軸７６を中心に、圧迫表面９０が移動する円形経路に沿って湾曲しているので、圧迫部材５２及び閉塞体６２の全体的なコンパクトさを維持しながら、圧縮されているチューブ４６の長さが増加する。
【００３８】
閉塞体６２及び圧迫部材５２のコンパクトな関係をさらに高めるために、各フィンガ１４２がチャネル１５０を有する。チャネル１５０は、閉塞体６２の面１１８に沿って延在して、ベース部分１４０に形成されたチャネル１５２に合流している。チャネル１５０は、チューブ４６を部分的に受け取るように構成されている。チューブ４６が圧迫表面９０によって圧縮されている間、チャネル１５０がチューブ４６を所定位置に保持する。その結果、フィンガ１４２及びチューブ４６は、軸１４６に沿ってより密接状態に配置することができる。
【００３９】
チューブ４６がほぼ非圧縮状態で円形断面を有する図示の特定の実施形態では、チャネル１５０は、対応の円周形状を有する。代替として、チャネル１５０は、他の断面形状を有することもできる。さらに別の実施形態では、チャネル１５０の代わりに、チューブ４６を所定位置に保持するように構成された１つまたは複数の離間配置された仕切り、タブまたは突起を用いることができる。
【００４０】
１つの実施形態によれば、各フィンガ１４２は、単一体の一部として、他のフィンガ１４２及びベース部分１４０と一体的に成形される。フィンガ１４２及びベース部分１４０間の接合部は、軸１４６に沿った一体ヒンジ(living hinge)を形成するような寸法の材料から形成されて、各フィンガ１４２が互いに独立し、軸１４６を中心にしてわずかに回動するか、それからたわむことができる。図示の特定の実施形態では、閉塞体６２は、ポリカーボネートまたはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）などの高分子材料にガラスまたはポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮ）などの充填材料を任意に含むものから、単一体として一体的に成形される。代替として他の適当な材料を使用することができる。フィンガ１４２が個別に形成されて、圧迫部材５２に個別に取り付けられるのではなく、閉塞体６２は単一体として一体的に成形されるので、閉塞体６２及び圧迫部材５２間の間隔を不均一にする許容誤差合計が減少する。特に、アセンブリの個々の構成要素は、製造の不正確さ及びばらつきのため、異なった寸法を有するであろう。構成要素の数を減少させることによって、閉塞体６２は、各フィンガ１４２及び圧迫部材５２間の間隔の均一さを改善したポンプ４０を提供する。また、製造及び組み立てコストも減少させることができる。
【００４１】
ばねシステム６４は、ホルダ５６によって閉塞体６２に係合状態に保持される。ばねシステム６４は、ベース部１６０と、プロング１６２と、ばねフィンガ１６４とを有する。ベース部１６０は、各ばねフィンガ１６４を支持し、プロング１６２によってホルダ５６に連結される。プロング１６２は、ベース部１６０から延出して、弾性的にたわんでホルダ５６のキャッチ１０８の周囲にスナップ式にはめ付けられる。その結果、ばねシステム６４は、締結具を用いないでホルダ５６に着脱式に連結されて、組み立てを簡単にすると共に、製造コストを減少させる。代替の実施形態では、他のスナップ構造または締結具によって、ばねシステム６４をホルダ５６に連結してもよい。さらに別の実施形態では、ばねシステム６４は、単一体の一部として、ホルダ５６と一体的に成形してもよい。
【００４２】
ばねフィンガ１６４は、ベース部１６０から延出して、閉塞体６２の個々のフィンガ１４２に係合する。図７に示されているように、各ばねフィンガ１６４は、各溝１３２の上方で各フィンガ１４２に形成された対応の窪み１７０に捕らえられる。したがって、ばねシステム６４は、締結具を用いないで閉塞体６２に着脱式に連結されて、組み立てをさらに簡単にする。さらに別の実施形態では、ばねシステム６４を締結具で閉塞体６２に留め付けてもよい。
【００４３】
個々のフィンガ１６４は、対応の個々のフィンガ１４２を他のフィンガ１４２から独立して弾性付勢して、圧迫部材５２から離れる移動を防止する。ばねフィンガ１６４がフィンガ１４２を独立して付勢して、圧迫部材５２から離れる移動を阻止するので、ばね１６４は、個々のフィンガ１４２、及びそれに対向する圧迫部材５２の圧迫表面９０間の残留許容誤差合計すなわち寸法のばらつきをすべて独立的かつ自動的に調整する。
【００４４】
図示の特定の実施形態では、ばねフィンガ１６４は、チューブ４６のレジリエンス特徴に基づいて、圧送チューブ４６を適当に圧壊する(just collapse)ように選択された寸法及びばね力が与えられる材料から形成される。特に、各チューブ４６は、圧迫表面９０に係合している時、それ自体がばねとして機能する。一般的にその結果として、フィンガ１４２が、個々のばねフィンガ１６４の方に移動する。各ばねフィンガ１６４は、チューブ４６を適当に圧壊するためにチューブ４６の特性に基づいて選択されたばね抵抗力を有するので、各ばねフィンガ１６４及びそれの対応チューブ４６間に力のつりあいが達成され、その結果、チューブ４６は、過剰に圧縮されることなく、流体を移動させるのに理想的に圧縮される。この力のつりあいにより、許容誤差合計すなわち寸法のばらつきに対応するために各閉塞フィンガ１４２の位置を個別の調節する必要がなくなる。
【００４５】
図示の特定の実施形態では、ばねフィンガ１６４は、単一体の一部として、ベース部１６０と一体的に成形された板ばねを有する。ばねフィンガ１６４が板ばねであるので、ばねフィンガ１６４は、閉塞体６２の後面に接近した位置でフィンガ１４２に沿って延在して、ポンプ４０のコンパクト性を高める。ばねシステム６４は、鋼、ステンレス鋼、板金などの金属の打ち抜き加工及び変形によって形成される。代替の実施形態では、ばねシステム６４は、ポリマーなどの他の材料から形成してもよい。ばねシステム６４は、単一体の一部として一体的に成形されているので、複数の個別ばねフィンガ１６４は、より容易に製造して、閉塞体６２に対してより容易に組み付けられる。また、個々のばねフィンガ１６４間の許容誤差がなくなるか、減少する。代替の実施形態では、一体的に成形されたばねフィンガ１６４の代わりに、個別のばねを使用してもよい。
【００４６】
ポンプ４０の実施形態は全体的に、流体を複数のチューブ内で、それらのチューブに過度の磨耗を生じることなく、均一かつ確実に圧送しながら、コンパクトであると共に製造コストが低くなるであろう。ポンプ４０のコンパクトさの一因として、チャネル１５０により、閉塞フィンガ１４２は、圧迫部材５２の周囲に正確に延在して互いに接近する。ばねフィンガ１６４を形成している個々の板ばねは、空間をほとんど必要とせず、対応のフィンガ１４２内に部分的にはまり込む。ホルダ５６は、流体導管４２及び４４を閉塞体６２の後側に沿って案内し、閉塞体６２に密着して組み合わされ、その結果、導管４２及び４４が、閉塞体６２の同一面からポンプ４０に出入りする。
【００４７】
ポンプ４０の製造しやすさの一因として、個々の閉塞フィンガ１４２及び複数の個別ばねフィンガ１６４が、それぞれ単一体として一体的に成形されており、組み立てるべき部品の数が減少する。ホルダ５６、閉塞体６２及びばねシステム６４はそれぞれ、締結具を必要としないで、互いに着脱式に連結されて、互いに対して所定位置に保持される。さらに、これらの３つの構成要素は、互いに簡単にスナップ式はめ込み、はめ合わせ、または噛み合わせされる。同様に、ホルダ５６は、締結具を用いないで、リテーナ７４に対して固定的に連結され、所定位置に保持される。リテーナ７４も、締結具を用いないで、側部プレート７０及び７２に迅速かつ容易に連結される。締結具を使用する必要を最小限に抑えることによって、ポンプ４０は、部分的に工具不要の組み立てを容易にする。
【００４８】
ポンプによる均一かつ確実な流体圧送の一因として、流体カプラ５８及び６０が、閉塞体６２の作用面１１８に隣接して支持されている。その結果、圧送チューブ４６の長さが減少し、各圧送サイクルの開始毎に排出しなければならない空気の量が減少する。これは１つには、流体カプラ６０が閉塞体６２に直接連結されていることによって容易になる。フィンガ１４２が単一体の一部として一体的に成形されているので、許容誤差合計を減少させることによって、フィンガ１４２及び圧迫部材５２間の空間をより均一にすることを達成できる。各フィンガ１４２及び圧迫表面９０間のギャップをさらにうまく制御することによって、ポンプ４０は、チューブ４６の磨耗を減少させながら、圧送すべきインクの量をよりうまく最適化する。同時に、複数のばねフィンガ１６４は、流体を最適に圧送することを達成できるようにチューブ４６の最適圧縮を達成しながら、各フィンガ１４２の位置を個別に調節する必要をなくすように構成されている。
【００４９】
上記特徴の各々は、互いに組み合わされて、蠕動型ポンプ４０に相乗効果を与える。しかし、代替として、上記特徴の各々は、その他の特徴の一部またはすべてとは無関係の他のポンプに使用することもできる。たとえば、代替として、圧迫部材５２に対して独立して支持されているか、または別体のベース部分１４０に機械的にヒンジ連結された、すなわち、それに対して回動する複数の個別フィンガによって閉塞体６２を設けることができる。代替の実施形態では、ばねシステム６４は、他の形式のばねを有することができる。代替として、流体カプラ５８及び６０は、閉塞体６２の面１１８から離れた場所に支持するか、ホルダ５６または閉塞体６２の横の他の構造体によって支持してもよい。プリンタ２０などの画像形成装置に関連させて蠕動型ポンプ４０を説明してきたが、代替として、医療及び健康関連用途または製造用途などの、流体を圧送しなければならないさまざまな他の用途に蠕動型ポンプ４０を使用してもよい。
【００５０】
例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、当該技術分野の専門家であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形及び詳細に変更を加えることができることを理解できるであろう。本発明の技術は比較的複雑であるので、技術の変化のすべてを予測することはできない。例示的な実施形態を参照しながら説明し、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明は、できる限り広い範囲であることが意図されることは明らかである。たとえば、そうでないと特記されていない限り、単一の特定要素を記載している請求項は、複数のそのような特定要素も包含している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の蠕動型ポンプを備えた画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】図１の蠕動型ポンプの実施形態の一例を示す上部斜視図である。
【図３】各部分を分解した図２の蠕動型ポンプの上部斜視図である。
【図４】一部を取り除いた、図２の蠕動型ポンプの底部斜視図である。
【図５】一部を取り除いた、図２の蠕動型ポンプの分解斜視図である。
【図６】一部を取り除いた、図２の蠕動型ポンプの拡大破断斜視図である。
【図７】図２の７−７線に沿った図２の蠕動型ポンプの断面図である。
【図８】図２の蠕動型ポンプの閉塞体の上部斜視図である。
【図９】図８の閉塞体の正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０  インク定量供給ペン
３０  インクタンク
４０  ポンプ
４６  圧送チューブ
５４  駆動システム
５８、６０  流体カプラ
６２  閉塞体
９０  圧迫表面
１４２  閉塞フィンガ
１６０  ベース部
１６４  ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005069226.tif 000006
【図５】
2005069226.tif 000007
【図６】
2005069226.tif 000008
【図７】
2005069226.tif 000009
【図８】
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【図９】
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