JP3767735B2

JP3767735B2 - Tube pump and ink jet recording apparatus using the same

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Publication number: JP3767735B2
Application number: JP2000352478A
Authority: JP
Inventors: 秀平原田; 淳小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2020-11-20
Also published as: JP2002155873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブの加圧変形を利用して圧力を発生させるチューブポンプ、およびこのチューブポンプにより発生する負圧を利用して記録ヘッドからインクを排出するインク吐出能力の回復手段を備えたインクジェット式記録装置、また同じくチューブポンプにより発生する負圧を利用してメインタンクからサブタンクにインクを供給するインク供給手段を備えたインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を中心とした多くの印刷に使用されている。
このようなインクジェット式記録装置には、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドに対して記録用紙を相対的に移動させる紙送り手段とが備えられている。そして、印字信号に応じて記録ヘッドを移動させながら記録用紙にインク滴を吐出させてドットを形成することで記録が行われる。
【０００３】
このように、インクジェット式記録装置においては、インクという液体を扱う関係上、記録ヘッドへのインクの充填や、インク溶媒の揮散によるノズル開口の目詰まりを防止するために、記録ヘッドからインクを強制的に吸引排出させるインク吐出能力の回復処理が実行される。
このような記録ヘッドの目詰まり解消のため、または記録ヘッド内に気泡が残留している場合になされるインクの強制的な排出処理は、クリーニング操作と呼ばれる。そして、記録装置における長時間の休止後に印刷を再開する場合や、ユーザが印字かすれ等の印字品質不良を認識し、クリーニングスイッチを操作した場合に実行される。
【０００４】
このクリーニング操作においては、記録ヘッドをキャッピング手段により封止して負圧を作用させることで、記録ヘッドのノズル開口よりインクを排出させるとともに、キャッピング手段内に排出されたインクを負圧により吸引して廃インクタンクに送り出す。その後、ゴムなどの弾性板からなるクリーニング部材により、記録ヘッドのノズルプレート（ノズル形成面）を払拭（ワイピング）するシーケンスが実行される。
【０００５】
前記キャッピング手段内に負圧を与える手段としては、比較的構造が簡単で小形化が図りやすく、しかもインクの吸引および排出する機構部分で汚染を生じさせない、いわゆるチューブポンプが用いられている。このチューブポンプは例えば図１２に示すような構成とされている。
このチューブポンプには、可撓性チューブ５１の外形を円弧状に規制するチューブ支持面５２を有するポンプフレーム４４と、紙送りモータ等によって回動するポンプホイル４２と、このポンプホイル４２に形成された一対のローラ支持溝４２ａ，４２ｂに沿って移動するローラ４３ａ，４３ｂとが具備されている。
【０００６】
このようなチューブポンプにおいては、図１２に示すように、ポンプホイル４２を正方向（矢印Ａ方向）に回転させると、各ローラ４３ａ，４３ｂ（ローラ軸）がローラ支持溝４２ａ，４２ｂのホイル外周部側に移動し、チューブ５１を矢印Ａ方向に順次押し潰しながら回転する。
これにより、可撓性チューブ５１内に圧力を発生させてキャッピング手段に負圧を与えるようになされる。そして、記録ヘッドから負圧により強制的にインクを排出させるとともに、さらにキャッピング手段内に排出されたインクを吸引して廃インクタンクに送り出す。
【０００７】
また、図１２に示すように、ポンプホイル４２を逆方向（矢印Ｂ方向）に回転させると、各ローラ４３ａ，４３ｂ（ローラ軸）がローラ支持溝４２ａ，４２ｂのホイル内周部側に移動する。
これにより、ローラ４３ａ，４３ｂが可撓性チューブ５１に少しだけ接するレリース状態を保ち、ローラ４３ａ，４３ｂの可撓性チューブ５１への貼り付きなどの故障発生が防止される。
【０００８】
ところで、前記したチューブポンプは、前記記録ヘッドよりインクを排出するインク吐出能力の回復手段として用いられている。
また、インクを貯留するメインタンクから記録ヘッド側に設置してあるサブタンクにインクを供給するインク供給手段としても用いられている。この場合、メインタンクはカートリッジホルダに装填され、一方サブタンクがヘッド搭載のキャリッジ上に配置される。そして、メインタンクからサブタンクに対してインク補給チューブを介してインクを補給し、さらにサブタンクから記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来のチューブポンプにおいては、ローラ４３ａ，４３ｂが可撓性チューブ５１を周方向に連続して押し潰しながら回転し、可撓性チューブ５１内に圧力を発生させて負圧を与えるようになされている。
この場合、可撓性チューブ５１は、ローラ４３ａ，４３ｂの加圧によって押し潰され、また加圧状態の解除によって初期（押し潰される前）の形状に復元される。
【００１０】
したがって、可撓性チューブ５１の復元は、チューブ自体の弾性力（自己復元力）によるものであるため、可撓性チューブ５１の肉厚（外径と内径との差）は所定の寸法に設定する必要があった。
すなわち、可撓性チューブ５１の肉厚が小さ過ぎると、復元力に欠け、所定のインク吸引・供給力を確保することができない。一方、その肉厚が大き過ぎると、チューブ内径が（チューブ外径を所定の寸法とした場合）小さくなり、所定のインク吸引・供給量を確保することができない。
【００１１】
また、チューブ内外径を共に大きくして所定のインク吸引・供給力およびインク吸引・供給量を確保することが考えられるが、この場合チューブポンプ全体が大型化する。
【００１２】
この結果、可撓性チューブ５１における内外径の設定に厳密性が要求され、ポンプ設計を面倒なものにするという問題があった。
また、従来のチューブポンプにおいて、可撓性チューブ５１の初期状態への復元がチューブ自体の弾性力（チューブ厚さ方向の弾性力）によって行われることは、それだけ可撓性チューブ５１の材料が限定されてしまい、チューブ選択上の自由度が低下するという問題があった。例えば、アルミニウム等の金属材料は、その弾性力が乏しいため、チューブポンプ用のチューブとして用いることができなかった。
【００１３】
さらに、可撓性チューブ５１の自己復元力がローラ４３ａ，４３ｂによる押し潰し時の反力となり、このため自己復元力の大きいチューブ材料を用いると、押し潰し荷重の増加を招き、延いてはポンプ効率が低下するという問題もあった。この他、可撓性チューブ５１の初期状態への復元がチューブ自体の自己復元力によるものであることは、ローラ４３ａ，４３ｂの可撓性チューブ５１への貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要があり、この点においてもポンプ設計を面倒なものにするという不都合があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、ポンプ設計を簡単に行うことができるとともに、チューブ選択上の自由度およびポンプ効率を高めることができるチューブポンプ、およびこのチューブポンプを用いたインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明に係るチューブポンプは、固定中心軸としてのポンプ軸と、このポンプ軸の周囲に円環状に巻回するように配設されチューブ巻径方向に変形して復元可能なチューブと、このチューブの巻回中心軸周囲に配設され前記ポンプ軸の周方向に転動可能な球体と、この球体の環状転動経路の内外に配設され各筒径が互いに異なる内外二つの筒体とを備え、これら両筒体のうち外側の筒体は前記ポンプ軸の回りに回転可能な回転筒からなり、内側の筒体は前記回転筒の回転による前記球体の転動によって揺動する揺動筒からなり、この揺動筒の内周面と前記ポンプ軸の外周面との間には前記チューブが介装されていることを特徴とするものである。
【００１６】
このように構成されているため、回転筒がポンプ軸の回りに回転すると、球体が揺動筒の外周面を押圧しながらポンプ軸の周方向に転動し、この転動動作に伴い揺動筒がポンプ軸と直角な平面内で揺動する。
この場合、球体が揺動筒の外周面を押圧すると、揺動筒がポンプ軸の径方向に移動するため、揺動筒の内周面がポンプ軸の外周面に最も接近する位置でチューブを押し潰すとともに、ポンプ軸の外周面から最も離間する位置でチューブを初期状態に復元する。
【００１７】
したがって、チューブの復元をチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないため、チューブ内外径を設定する場合に要求された厳密性を緩和することができ、ポンプ設計を簡単に行うことができる。
また、チューブの初期状態への復元をチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないことは、それだけチューブの材料を多数の材料から選定することができ、チューブ選択上の自由度を高めることができる。これにより、例えばアルミニウム等の金属材料をチューブ材料として用いることが可能となる。
【００１８】
さらに、揺動筒の揺動動作によってチューブを押し潰して復元可能であることは、チューブ材料として自己復元力の大きい材料を用いる必要がないため、押し潰し荷重を軽減することができ、ポンプ効率を高めることができる。
この他、チューブの初期状態への復元が揺動筒の揺動動作によるものであることは、従来のようにチューブ貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要がないため、この点からもポンプ設計を簡単に行うことができる。
【００１９】
この場合、前記回転筒に前記球体を空転自在に位置決めする凹部が形成され、前記揺動筒に前記球体を外周方向に案内する環状溝が形成されていることが望ましい。
このように構成されているため、回転筒の回転動作時に球体が揺動筒の外周面上を環状溝に沿って確実に転動することとなり、揺動筒の安定した揺動動作を得ることができる。
【００２５】
さらに、本発明に係るチューブポンプは、固定中心軸としてのポンプ軸と、このポンプ軸の周囲に円環状に巻回するように配設されチューブ巻径方向に変形して復元可能なチューブと、このチューブの巻回中心軸周囲に配設され前記ポンプ軸の周方向に転動可能な球体と、この球体の転動経路の内外に配設され各筒径が互いに異なる内外三つの筒体とを備え、これら筒体のうち最外位置の筒体は前記ポンプ軸に固定された固定筒からなり、最内位置の筒体は前記ポンプ軸の回りに回転可能な回転筒からなり、これら内外両筒体間に介在する筒体は前記回転筒の回転による前記球体の転動によって揺動する揺動筒からなり、この揺動筒の外周面と前記固定筒の内周面との間には前記チューブが介装されていることを特徴とするものである。
【００２６】
このように構成されているため、回転筒がポンプ軸の回りに回転すると、球体が揺動筒の内周面を押圧しながらポンプ軸の周方向に転動し、この転動動作に伴い揺動筒がポンプ軸と直角な平面内で揺動する。
この場合、球体が揺動筒の内周面を押圧すると、揺動筒がポンプ軸の径方向に移動するため、揺動筒の外周面が固定筒の内周面に最も接近する位置でチューブを押し潰すとともに、固定筒の内周面から最も離間する位置でチューブを初期状態に復元する。
【００２７】
したがって、チューブの復元をチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないため、チューブ内外径を設定する場合に要求された厳密性を緩和することができ、ポンプ設計を簡単に行うことができる。
また、チューブの初期状態への復元をチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないことは、それだけチューブの材料を多数の材料から選定することができ、チューブ選択上の自由度を高めることができる。例えば、アルミニウム等の金属材料をチューブ材料として用いることが可能となる。
【００２８】
さらに、揺動筒の揺動動作によってチューブを押し潰して復元可能であることは、自己復元力の大きいチューブ材料を用いる必要がないため、押し潰し荷重を軽減することができ、ポンプ効率を高めることができる。
この他、チューブの初期状態への復元が揺動筒の揺動動作によるものであることは、従来のようにチューブ貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要がないため、この点からもポンプ設計を簡単に行うことができる。
【００２９】
この場合、前記回転筒に前記球体を空転自在に位置決めする凹部が形成され、前記揺動筒に前記球体を内周方向に案内する環状溝が形成されていることが望ましい。
このように構成されているため、回転筒の回転動作時に球体が揺動筒の内周面上を環状溝に沿って確実に転動することとなり、揺動筒の安定した揺動動作を得ることができる。
【００３０】
また、前記チューブは、前記筒体の軸方向に沿って引き出されている構成とされる。
このように構成されているため、ポンプ組立時にチューブの引き出し部をポンプ軸（固定中心軸）あるいは固定筒に配置することができる。
この場合、前記チューブは、前記筒体の径方向に沿って引き出されている構成も採用し得る。
このように構成されているため、ポンプ組立時にチューブの引き出し部を固定筒の径方向位置に配置することができる。
【００３１】
そして、前記球体が、前記チューブを常時加圧する球体からなる構成とされる。
このように構成されているため、チューブ内におけるインクの逆流を阻止することができる。
なお、チューブが常時加圧されない場合には、インクの逆流を阻止するためにインク経路に逆止弁を設ける必要がある。
【００３２】
さらに、前記チューブが、前記球体によって押し潰し可能な低剛性金属部材によって形成されていることが望ましい。
このように構成されているため、チューブの押し潰し荷重が軽減され、ポンプ効率が高められる。
例えば、チューブとしては、アルミニウム等の金属材料によって形成されたもの、アルミニウム素材の表面に樹脂コーティング・ラミネート処理が施されたものあるいはビニール等の合成樹脂によって形成されたものが用いられる。
【００３３】
また、前記チューブの内面が、外面に比べて摩擦抵抗が小さいことが望ましい。
このように構成されているため、チューブ内における流体（空気）の流動が円滑に行われる。
【００３４】
そして、前記チューブが、チューブ内周部と前記ポンプ軸の外周面とを一体化するとともにチューブ外周部と前記揺動筒の内周面とを一体化することにより、介装されている構成とされる。
このように構成されているため、一体化するにあたり、チューブ内周部がポンプ軸の外周面に装着され、チューブ外周部が揺動筒の内周面に装着される。
【００３５】
また、前記チューブが、チューブ内周部と前記揺動筒の外周面とを一体化するとともにチューブ外周部と前記固定筒の内周面とを一体化することにより、介装されている構成とされる。
このように構成されているため、一体化するにあたり、チューブ内周部が揺動筒の外周面に装着され、チューブ外周部が固定筒の内周面に装着される。
【００３６】
この場合、前記チューブが、接着または溶着によって介装されていることが望ましい。
このように構成されているため、チューブ，揺動筒およびポンプ軸または固定筒が接着または溶着によって一体化される。
なお、一体化するにあたっては、チューブの内周部がポンプ軸の外周面に接着・溶着され、チューブの外周部が揺動筒の内周面に接着・溶着される。また、チューブの内周部が揺動筒の外周面に接着・溶着され、チューブの外周部が固定筒の内周面に接着・溶着される。
【００３７】
一方、前記した目的を達成するためになされた本発明に係るインクジェット式記録装置は、記録ヘッドからインクを吸引するポンプユニットとして、前記したチューブポンプを用いることにより、ポンプ設計を簡単に行うことができるとともに、チューブ選択上の自由度およびポンプ効率を高めることができる。
【００３８】
また、本発明に係るインクジェット式記録装置は、メインタンクからサブタンクへインクを供給するインク供給手段として、前記したチューブポンプを用いることにより、ポンプ設計を簡単に行うことができるとともに、チューブ選択上の自由度およびポンプ効率を高めることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチューブポンプを用いたインクジェット式記録装置につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明が適用されたインクジェット式記録装置の全体構成を示すものである。
同図において、符号１で示すキャリッジは、キャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【００４０】
このキャリッジ１の記録用紙６に対向する側にはインクジェット式の記録ヘッド７が搭載され、その上部には前記記録ヘッド７にインクを供給するブラックインクカートリッジ８およびカラーインクカートリッジ９が着脱可能に装填されている。
【００４１】
図中符号１０は、非印字領域（ホームポジション）に配置されたキャッピング手段であって、前記キャリッジ１に搭載された前記記録ヘッド７が直上に移動した時に上昇し、前記記録ヘッド７のノズル形成面を封止できるように構成されている。そして、このキャッピング手段１０の下方には、キャッピング手段１０の内部空間に負圧を与えるためのポンプユニットとしてのチューブポンプ１１が配置されている。
【００４２】
前記キャッピング手段１０は、記録装置の休止期間中における記録ヘッド７のノズル開口の乾燥を防止する蓋体としての機能を備えている。また、印刷とは関係のない駆動信号を記録ヘッド７に印加してインク滴を空吐出させるフラッシング動作時のインク受けとして機能、およびチューブポンプ１１からの負圧を記録ヘッド７に作用させてインクを吸引するクリーニング手段としての機能も兼ね備えている。
【００４３】
このキャッピング手段１０における印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１２が、水平方向に進退可能となるように配置されている。そして、前記キャリッジ１がキャッピング手段１０側に往復移動する際に、記録ヘッド７の移動経路上にワイピング部材２１が進出し得るように構成されている。
【００４４】
次に、前記キャッピング手段につき、図２を用いて説明する。図２は、前記した記録装置に装備されたキャッピング手段およびこのキャッピング手段に接続されるチューブポンプの構成を模式的に示したものである。
前記キャッピング手段１０は、上方に開放された有底角箱状のキャップケース１０ａと、このキャップケース１０ａ内に一部が収納されたキャップ部材１０ｂとを有している。
【００４５】
キャップケース１０ａの底部には、ケース内外に開口する貫通孔としてのインク吸引口１０ｃおよび大気開放口１０ｄが設けられている。このキャップケース１０ａのインク吸引口１０ｃにはチューブＴ１を介して前記チューブポンプ１１が接続されており、このチューブポンプ１１には廃インクタンク１３内の多孔質材料からなるインク吸収部材１３ａがチューブＴ１を介して接続されている。また、キャップケース１０ａの大気開放口１０ｄには、チューブＴ２を介して大気開放バルブ１４が接続されている。
【００４６】
一方、キャップ部材１０ｂは、ゴム素材などの可撓性部材からなり、その上縁部が前記キャップケース１０ａより上方に突出する有底角箱によって形成されている。そして、前記キャリッジ１の移動動作に伴い前記記録ヘッド７がキャッピング手段１０の上方に位置した時、そのノズル形成面７ａにおけるノズル開口７ｂを封止するように構成されている。このキャップ部材１０ｂの底部には、前記インク吸引口１０ｃおよび前記大気開放口１０ｄにそれぞれ連通する貫通孔１０ｅ，１０ｆが設けられている。また、前記キャップ部材１０ｂの内面には、多孔質材料からなるインク吸収部材１０ｇを位置決めするための凸部１０ｈが一体に設けられている。
【００４７】
なお、前記記録ヘッド７には、前記ノズル開口７ｂに対応して圧電素子７ｃが配置されている。これら圧電素子７ｃの振動作用によってブラックインクおよびカラーインク（イエロー，シアンおよびマゼンタなど）が、印刷時にノズル開口７ｂから吐出される。
【００４８】
以上の構成において、記録ヘッド７またはインク供給路内の残留気泡の排出、およびノズル開口の目詰まりを解消させるためのインク吸引作用は、図２に示すように、キャップ部材１０ｂを記録ヘッド７のノズル形成面７ａに密着させるとともに、大気開放バルブ１４を閉塞させた状態で行われる。
【００４９】
この状態でチューブポンプ１１を駆動させると、キャップ部材１０ｂの内部空間に負圧が与えられ、記録ヘッド７のノズル開口７ｂからインクが吸引排出される。次に、チューブポンプ１１の駆動を停止した後、大気開放バルブ１４を開放させると、キャップ部材１０ｂ内に大気が導入され、キャップ部材１０ｂの内部空間に大気圧が与えられる。そして、チューブポンプ１１を再度駆動させると、キャップ部材１０ｂ内に排出されたインクがチューブＴ１を介して廃タンク１３に送り込まれる。
【００５０】
次に、本発明が適用されたチューブポンプの構造につき、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第一実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図である。
同図において、符号１１で示すチューブポンプは、前記した（図１に示す）ように、キャッピング手段１０の下方に配置されている。このチューブポンプ１１には、固定中心軸としてのポンプ軸３１を有している。このポンプ軸３１には、軸線方向に延在するチューブ引き出し路３１ａが設けられている。そして、前記ポンプ軸３１の周囲には、チューブ巻径方向に変形して復元可能なチューブ３２が円環状に巻回するように配設されている。
【００５１】
また、前記チューブ３２は、前記ポンプ軸３１の外周面と後述する揺動筒の内周面との間に介装されている。すなわち、このチューブ３２は、内外両筒壁３２ａ，３２ｂが接着剤，溶接法あるいは係止手段等を用いてそれぞれ前記ポンプ軸３１の外周面と揺動筒（後述）の内周面に取り付けられている。
【００５２】
そして、前記チューブ３２としては、自己復元力が小さい柔軟性材料あるいは剛性の低い材料によって形成されている。例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されたもの、アルミニウム素材の表面に樹脂コーティング・ラミネート処理が施されたものあるいはビニール等の合成樹脂によって形成されたものが用いられる。これにより、ポンプ駆動時にチューブ３２の押し潰し荷重が軽減され、ポンプ効率が高められる。また、前記チューブ３２の引き出し部３２ｅ（一部）は、前記ポンプ軸３１のチューブ引き出し路３１ａ内に配置されている。
【００５３】
なお、チューブ３２としては、後述する揺動筒に対して自己復元力や流体圧が作用しないようにするために、チューブ内外径差（周長差）を可能な限り小さくすることが望ましい。また、チューブ３２内の流体（空気）が円滑に流動するために、チューブ内面の摩擦抵抗を小さくすること望ましい。
【００５４】
前記チューブ３２における巻回中心軸（ポンプ軸の軸線）の周囲には、前記ポンプ軸３１の外周方向に延在する環状の転動経路Ａが形成されている。この転動経路Ａ内には、前記ポンプ軸３１の周方向に転動可能な球体３３が配設されている。この球体３３は、例えば金属あるいは合成樹脂によって形成されている。前記球体３３における前記転動経路Ａの内外には、各筒径が互いに異なる内外二つの筒体３４，３５が配設されている。
【００５５】
なお、前記転動経路Ａの内径は球体３３のチューブ押し潰し位置（揺動筒への加圧位置）からポンプ軸３１の軸線までの最短寸法ａを二倍した寸法（ａ×２）に設定され、その外径は寸法ａに球体３３の外径を加算した寸法ｂを二倍した寸法（ｂ×２）に設定されている。また、前記転動経路Ａの幅寸法は球体３３の外径とほぼ同一の寸法に設定されている。
【００５６】
前記両筒体３４，３５のうち外側の筒体３４は、駆動手段（図示せず）によってチューブ巻回中心軸（ポンプ軸）の回りに回転可能な回転筒（有底筒）からなり、前記ポンプ軸３１の外周面上にボールベアリング３６を介して回転自在に取り付けられている。これにより、ポンプ駆動時に筒体３４が回転すると、筒体３４の内周面と球体３３との間に摩擦力を発生させ、球体３３が筒体３４の回転方向に引かれるにようにして筒体３５の外周面上を転動する。また、前記筒体３４の底部には、前記チューブ引き出し路３１ａの長手方向中間部に位置し、前記ボールベアリング３６を収納するための貫通孔３４ａが設けられている。
一方、内側の筒体３５は、前記筒体３４の回転による前記球体３３の転動によって揺動する揺動筒（無底筒）からなり、前記筒体３４内に前記球体３３の押圧力を受けて前記チューブ３２の一部を加圧した状態で保持されている。
【００５７】
なお、前記各筒体３４，３５は、ポンプ駆動時（筒体３４の回転動作時）に筒体３４の回転動作に伴い球体３３が転動経路Ａ内を円滑に転動するために、筒体３４と球体３３間に発生する摩擦力より筒体３５と球体３３間に発生する摩擦力が小さくなるような材料によって形成されていることが望ましい。
【００５８】
以上の構成において、筒体（回転筒）３４をポンプ軸３１の回りに回転させると、図３に示すように球体３３が筒体（揺動筒）３５の外周面を押圧しながらポンプ軸３１の周方向に転動経路Ａ内を転動し、この転動動作に伴い揺動筒３５がポンプ軸３１と直角な平面内で揺動する。
この場合、球体３３が揺動筒３５の外周面を押圧すると、揺動筒３５がポンプ軸３１の径方向に移動するため、揺動筒３５の内周面がポンプ軸３１の外周面に最も接近する位置（図３において上側）でチューブ３２をチューブ巻径方向に押し潰す（閉塞する）とともに、ポンプ軸３１の外周面から最も離間する位置（図３において下側）でチューブ３２を初期状態に復元（回復）する。
【００５９】
すなわち、図４に矢印（一点鎖線）で示すように、回転筒３４の回転時（ポンプ駆動時）に球体３３による揺動筒３５に対する加圧位置が連続的に移動し、この移動動作に伴い球体３３の押圧力がチューブ押し潰し位置で揺動筒３５を介してチューブ３２に伝達されるとともに、チューブ復元位置で解除され、チューブ押し潰し動作とチューブ復元動作が同時に行われる。
そして、押し潰されたチューブ３２の形状が球体３３（揺動筒３５）によるチューブ加圧位置の移動方向に沿って徐々に回復するため、チューブ３２内（キャッピング手段１０におけるキャップ部材１０ｂの内部空間）に与えられる負圧が漸次大きくなり、記録ヘッド７のノズル開口７ｂからインクが吸引排出される。
【００６０】
したがって、本実施形態においては、チューブ３２の復元がチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないため、チューブ内外径を設定する場合に要求された厳密性を緩和することができ、ポンプ設計を簡単に行うことができる。
また、本実施形態において、チューブ３２の初期状態への復元をチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないことは、それだけチューブ３２の材料を多数の材料から選定することができ、チューブ選択上の自由度を高めることができる。これにより、例えばアルミニウム等の金属材料をチューブ材料として用いることが可能となる。
【００６１】
さらに、本実施形態において、揺動筒３５の揺動動作によってチューブ３２を復元可能であることは、チューブ材料として自己復元力の大きい材料を用いる必要がないため、押し潰し荷重を軽減することができ、ポンプ効率を高めることができる。
この他、本実施形態において、チューブ３２の初期状態への復元が揺動筒３５の揺動動作によるものであることは、従来のようにチューブ貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要がないため、この点からもポンプ設計を簡単に行うことができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、ポンプ駆動時に球体３３を筒体（回転筒）３４との間に発生する摩擦力によってつれ回し、筒体（揺動筒）３５の外周面上で転動させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図５に示すように球体３３を回転筒３４に空転自在に位置決めし、揺動筒３５の外周面上で案内しながら転動させてもよい。
この場合、回転筒３４には球体３３を空転自在に位置決めする断面Ｖ字状の凹部３４ｂが形成されており、揺動筒３５には球体３３を外周方向に案内する断面Ｖ字状の環状溝３５ａが形成されている。これにより、回転筒３４の回転動作時（ポンプ駆動時）に球体３３が揺動筒３５の外周面上を環状溝３５ａに沿って確実に転動することとなり、揺動筒３５の安定した揺動動作を得ることができる。
【００６３】
図６は第二実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図で、同図におけるチューブポンプ，チューブおよび球体については図３と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
同図において、符号１１で示すチューブポンプには、駆動手段（図示せず）によって回転するポンプ軸（回転中心軸）６１を有している。このポンプ軸６１は、記録装置内の固定壁６２にボールベアリング６３を介して回転自在に取り付けられている。そして、前記ポンプ軸６１の周囲には、チューブ巻径方向に変形して復元可能な前記チューブ３２が円環状に巻回するように配設されている。これにより、ポンプ駆動時にポンプ軸６１が回転すると、ポンプ軸６１の外周面と球体３３との間に摩擦力を発生させ、球体３３がポンプ軸６１の回転方向に引かれるにようにして揺動筒（後述）の内周面上を転動する。
【００６４】
そして、前記チューブ３２は、後述する固定筒の内周面と同じく後述する揺動筒の外周面との間に介装されている。すなわち、このチューブ３２は、内外両筒壁３２ａ，３２ｂが接着剤，溶接法あるいは係止手段等を用いてそれぞれ揺動筒（後述）の外周面と固定筒（後述）の内周面に取り付けられている。
【００６５】
前記チューブ３２における巻回中心軸（ポンプ軸の軸線）の周囲には、前記ポンプ軸６１の外周方向に延在する環状の転動経路Ｂが形成されている。この転動経路Ｂ内には、前記ポンプ軸６１の周方向に転動可能な球体３３が配設されている。この球体３３における前記転動経路Ｂの外側には、各筒径が互いに異なる内外二つの筒体６４，６５が配設されている。
【００６６】
なお、前記転動経路Ｂの内径はポンプ軸６１の外径と同一の寸法に設定され、その外径（転動経路の外径）は球体３３の外径を二倍した寸法にポンプ軸６１の外径を加算した寸法ｃに設定されている。また、前記転動経路Ｂの幅寸法は球体３３の外径とほぼ同一の寸法に設定されている。
【００６７】
前記両筒体６４，６５のうち外側の筒体６４は、軸線両方向に開口する固定筒（無底筒）からなり、チューブ巻回中心軸線上に配設され、かつ前記ポンプ軸６１の周囲に位置する固定壁６６（円筒壁）に取り付けられている。この筒体６４の両開口部には、各フランジ端面が互いに前記チューブ３２を介して対向する内フランジ６４ａ，６４ｂが一体に設けられている。これら内フランジ６４ａ，６４ｂのうち一方の内フランジ６４ｂには、前記チューブ３２の引き出し部３２ｅを前記ポンプ軸６１の軸線方向に沿って引き出すための切欠き６４ｃが設けられている。
一方、内側の筒体６５は、前記ポンプ軸６１の回転による前記球体３３の転動によって揺動する揺動筒（無底筒）からなり、前記筒体６４内に前記球体３３の押圧力を受けて前記チューブ３２の一部を加圧した状態で保持されている。
【００６８】
なお、前記筒体６５および前記ポンプ軸６１は、ポンプ駆動時（ポンプ軸６１の回転動作時）にポンプ軸６１の回転動作に伴い球体３３が転動経路Ｂ内を円滑に転動するために、筒体６５と球体３３間に発生する摩擦力がポンプ軸６１と球体３３間に発生する摩擦力より小さくなるような材料によって形成されていることが望ましい。
【００６９】
以上の構成において、ポンプ駆動時にポンプ軸６１を回転させると、図６に示すように球体３３が筒体（揺動筒）６５の内周面を押圧しながらポンプ軸６１の周方向に転動経路Ｂ内を転動し、この転動動作に伴い揺動筒６５がポンプ軸６１と直角な平面内で揺動する。
この場合、球体３３が揺動筒６５の内周面を押圧すると、揺動筒６５がポンプ軸６１の径方向に移動するため、揺動筒６５の外周面が筒体（固定筒）６４の内周面に最も接近する位置（図６において上側）でチューブ３２をチューブ巻径方向に押し潰す（閉塞する）とともに、固定筒６４の内周面から最も離間する位置（図６において下側）でチューブ３２を初期状態に復元（回復）する。
【００７０】
すなわち、図４に矢印（一点鎖線）で示すように、ポンプ軸６１の回転時（ポンプ駆動時）に球体３３による揺動筒６５に対する加圧位置が連続的に移動し、この移動動作に伴い球体３３の押圧力がチューブ押し潰し位置で揺動筒６５を介してチューブ３２に伝達されるとともに、チューブ復元位置で解除され、チューブ押し潰し動作とチューブ復元動作が同時に行われる。
そして、押し潰されたチューブ３２の形状が球体３３（揺動筒６５）によるチューブ加圧位置の移動方向に沿って徐々に回復するため、チューブ３２内（キャッピング手段１０におけるキャップ部材１０ｂの内部空間）に与えられる負圧が漸次大きくなり、記録ヘッド７のノズル開口７ｂからインクが吸引排出される。
【００７１】
したがって、本実施形態においては、チューブ３２の復元がチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないため、第一実施形態と同様に、ポンプ設計を簡単に行うことができるとともに、チューブ選択上の自由度を高めることができる。
また、本実施形態において、揺動筒６５の揺動動作によってチューブ３２を復元可能であることは、チューブ材料として自己復元力の大きい材料を用いる必要がないため、第一実施形態と同様に、ポンプ効率を高めることができる。
さらに、本実施形態において、チューブ３２の初期状態への復元が揺動筒６５の揺動動作によるものであることは、第一実施形態と同様に、従来のようにチューブ貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要がないため、この点からもポンプ設計を簡単に行うことができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、前記チューブ３２の引き出し部３２ｅをポンプ軸３１の軸線方向に沿って引き出す場合について説明したが、これに限定されず、図７に示すようにポンプ軸６１の径方向に沿って引き出してもよい。これにより、ポンプ組立時にチューブ３２の引き出し部３２ｅを筒体６４および固定壁６６に挿通させて配置することができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、ポンプ駆動時に球体３３をポンプ軸６１との間に発生する摩擦力によってつれ回し、筒体（揺動筒）６５の内周面上で転動させる場合について説明したが、これに限定されず、図８に示すように球体３３をポンプ軸６１に空転自在に位置決めし、揺動筒６５の内周面上で案内しながら転動させてもよい。
この場合、ポンプ軸６１には球体３３を空転自在に位置決めする断面Ｖ字状の凹部６１ａが形成されており、揺動筒６５には球体３３を内周方向に案内する断面Ｖ字状の環状溝６５ａが形成されている。これにより、ポンプ軸６１の回転動作時（ポンプ駆動時）に球体３３が揺動筒６５の内周面上を環状溝６５ａに沿って確実に転動することとなり、揺動筒６５の安定した揺動動作を得ることができる。
【００７４】
次に、本発明の第三実施形態につき、図９を用いて説明する。図９は本発明の第三実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図で、同図におけるチューブポンプ，チューブおよび球体については図３および図６と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
同図において、符号１１で示すチューブポンプには、固定中心軸としてのポンプ軸９１を有している。このポンプ軸９１の周囲には、チューブ巻径方向に変形して復元可能なチューブ３２が円環状に巻回するように配設されている。
【００７５】
そして、前記チューブ３２は、後述する固定筒の内周面と同じく後述する揺動筒の外周面との間に介装されている。すなわち、このチューブ３２は、内外両筒壁３２ａ，３２ｂが接着剤，溶接法あるいは係止手段等を用いてそれぞれ固定筒（後述）の内周面と揺動筒（後述）の外周面に取り付けられている。
【００７６】
前記チューブ３２における巻回中心軸（ポンプ軸の軸線）の周囲には、前記ポンプ軸９１の外周方向に延在する環状の転動経路Ｃが形成されている。この転動経路Ｃ内には、前記ポンプ軸９１の周方向に転動可能な球体３３が配設されている。前記球体３３における前記転動経路Ｃの内外には、各筒径が互いに異なる内外三つの筒体９４〜９６が配設されている。
【００７７】
なお、前記転動経路Ｃの内径は回転筒（後述）の外径と同一の寸法ｄに設定され、その外径（転動経路Ｃの外径）は球体３３のチューブ押し潰し位置（揺動筒への加圧位置）からポンプ軸９１の軸線までの最短寸法ｅを二倍した寸法（ｅ×２）に設定されている。また、前記転動経路Ｃの幅寸法は球体３３の外径とほぼ同一の寸法に設定されている。
【００７８】
前記筒体９４〜９６のうち最外位置の筒体９４は、軸線方向（一方向）に開口する固定筒（有底筒）からなり、前記ポンプ軸９１の外周面に取り付けられている。この筒体９４の底部には、前記ポンプ軸９１が挿通するシャフト挿通孔９４ａおよびこのシャフト挿通孔９４ａの開口周縁に突出する立ち上がり筒部９４ｂが設けられている。また、前記筒体９４の底部には、前記チューブ３２の引き出し部３２ｅを前記ポンプ軸９１の軸線方向に引き出すための貫通孔９４ｃが設けられている。
【００７９】
また、最内位置の筒体９５は、前記筒体９４の軸線（チューブ巻回中心軸）の回りに回転可能な回転筒（無底筒）からなり、前記ポンプ軸９１の外周面上にボールベアリング９７を介して回転自在に取り付けられている。これにより、ポンプ駆動時に筒体９５回転すると、筒体９５の外周面と球体３３との間に摩擦力を発生させ、球体３３が筒体９５の回転方向に引かれるにようにして筒体９６の内周面上を転動する。また、前記筒体９５の外周面には、前記筒体９４の底面に前記球体３３を介して対向するフランジ端面を有するフランジ９５ａが一体に設けられている。
【００８０】
前記両筒体９４，９５間に介在する筒体９６は、前記筒体９５の回転による前記球体３３の転動によって揺動する揺動筒（無底筒）からなり、前記筒体９４内に前記球体３３の押圧力を受けて前記チューブ３２の一部を加圧した状態で保持されている。
【００８１】
なお、前記筒体９５，９６は、ポンプ駆動時（筒体９５の回転動作時）に筒体９５の回転動作に伴い球体３３が転動経路Ｃ内を円滑に転動するために、筒体９５と球体３３間に発生する摩擦力より筒体９６と球体３３間に発生する摩擦力が小さくなるような材料によって形成されていることが望ましい。
【００８２】
以上の構成において、筒体（回転筒）９５をポンプ軸９１の回りに回転させると、図９に示すように球体３３が筒体（揺動筒）９６の内周面を押圧しながらポンプ軸９１の周方向に転動経路Ｃ内を転動し、この転動動作に伴い揺動筒９６がポンプ軸９１と直角な平面内で揺動する。
この場合、球体３３が揺動筒９６の内周面を押圧すると、揺動筒９６がポンプ軸９１の径方向に移動するため、揺動筒９６の外周面が固定筒９４の内周面に最も接近する位置（図９において上側）でチューブ３２をチューブ巻径方向に押し潰す（閉塞する）とともに、固定筒９４の内周面から最も離間する位置（図９において下側）でチューブ３２を初期状態に復元（回復）する。
【００８３】
すなわち、図４に矢印（一点鎖線）で示すように、回転筒９５の回転時（ポンプ駆動時）に球体３３による揺動筒９６に対する加圧位置が連続的に移動し、この移動動作に伴い球体３３の押圧力がチューブ押し潰し位置で揺動筒９６を介してチューブ３２に伝達されるとともに、チューブ復元位置で解除され、チューブ押し潰し動作とチューブ復元動作が同時に行われる。
そして、押し潰されたチューブ３２の形状が球体３３（揺動筒９６）によるチューブ加圧位置の移動方向に沿って徐々に回復するため、チューブ３２内（キャッピング手段１０におけるキャップ部材１０ｂの内部空間）に与えられる負圧が漸次大きくなり、記録ヘッド７のノズル開口７ｂからインクが吸引排出される。
【００８４】
したがって、本実施形態において、チューブ３２の復元がチューブ自体の弾性力によるものとする必要がないため、ポンプ設計が簡単に行えることおよびチューブ選択上の自由度が高められることは、第一実施形態および第二実施形態と同様である。
また、本実施形態において、揺動筒９６の揺動動作によってチューブ３２を復元可能であることは、チューブ材料として自己復元力の大きい材料を用いることを必要としないため、第一実施形態および第二実施形態と同様に、ポンプ効率を高めることができる。
さらに、本実施形態において、チューブ３２の初期状態への復元が揺動筒９６の揺動動作によるものであることは、従来のようにチューブ貼り付きなどによる故障発生の防止対策を講じる必要がないため、第一実施形態および第二実施形態と同様に、この点からもポンプ設計を簡単に行うことができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、前記チューブ３２の引き出し部３２ｅをポンプ軸９１の軸線方向に沿って引き出す場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図１０に示すようにポンプ軸９１の径方向に沿って引き出してもよい。この場合、前記筒体９４の周壁には、チューブ３２の引き出し部３２ｅをポンプ軸９１の径方向に沿って引き出すための貫通孔９４ｃが設けられている。これにより、ポンプ組立時にチューブ３２の引き出し部３２ｅを筒体９４（貫通孔９４ｃ）に挿通させて配置することができる。
【００８６】
また、本実施形態においては、ポンプ駆動時に球体３３を筒体９５との間に発生する摩擦力によってつれ回し、筒体（揺動筒）９６の内周面上で転動させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図１１に示すように球体３３を筒体９５に空転自在に位置決めし、揺動筒９６の内周面上で周方向に案内しながら転動させてもよい。
この場合、回転筒９５には球体３３を空転自在に位置決めする断面Ｖ字状の凹部９５ｂが形成されており、揺動筒９６には球体３３を内周方向に案内する断面Ｖ字状の環状溝９６ａが形成されている。これにより、回転筒９５の回転動作時（ポンプ駆動時）に球体３３が揺動筒９６の内周面上を環状溝９６ａに沿って確実に転動することとなり、揺動筒９６の安定した揺動動作を得ることができる。
【００８７】
なお、各実施形態においては、インク吐出能力の回復手段としてチューブポンプを用いたインクジェット式記録装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、メインタンクからサブタンクにインクを供給するインク供給手段としてチューブポンプを用いたインクジェット式記録装置にも各実施形態と同様に適用可能である。
【００８８】
また、各実施形態においては、チューブ３２の一部を常時加圧してチューブ押し潰し動作とチューブ復元動作とが同時に行われる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、両動作が同時に行われないものでもよい。この場合、チューブ３２が常時加圧されないため、インク経路におけるインク逆流の発生を防止する必要がある。
例えば、チューブポンプをインク吐出能力の回復手段として用いる場合には、チューブポンプ１１とキャッピング手段１０との間あるいはチューブポンプ１１と廃インクタンク１３との間に逆止弁（図示せず）を設けるとよい。また、チューブポンプをインク供給手段として用いる場合には、メインタンクとチューブポンプ１１との間あるいはチューブポンプ１１とサブタンクとの間に逆止弁（図示せず）を設けるとよい。
【００８９】
この他、各実施形態においては、単一のチューブポンプを備えたインクジェット式記録装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のチューブポンプを備えたインクジェット式記録装置にも各実施形態と同様に適用できることは勿論である。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、本発明に係るチューブポンプおよびこれを用いたインクジェット式記録装置によると、ポンプ設計を簡単に行うことができるとともに、チューブ選択上の自由度およびポンプ効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたインクジェット式記録装置の構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置に具備されたキャッピング手段およびチューブポンプの概略を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図である。
【図４】図３におけるチューブポンプの動作を説明するために示す側面図である。
【図５】図３におけるチューブポンプの変形例を示す断面図である。
【図６】第二実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図である。
【図７】図６におけるチューブポンプの第一変形例を示す断面図である。
【図８】同じく図６におけるチューブポンプの第二変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係るチューブポンプの要部を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９におけるチューブポンプの第一変形例を示す断面図である。
【図１１】同じく図９におけるチューブポンプの第二変形例を示す断面図である。
【図１２】従来におけるチューブポンプの概略を示す透視図である。
【符号の説明】
１キャリッジ
２キャリッジモータ
６記録用紙
７記録ヘッド
８，９インクカートリッジ
１０キャッピング手段
１１ポンプユニット（チューブポンプ）
１２ワイピング手段
３１ポンプ軸
３１ａチューブ引き出し路
３２チューブ
３２ｅ引き出し部
３３球体
３４，３５筒体
３６ボールベアリング
Ａ転動経路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tube pump that generates pressure using pressure deformation of a tube, and an inkjet including a recovery means for ink discharge capability that discharges ink from a recording head using negative pressure generated by the tube pump. The present invention also relates to an ink jet recording apparatus provided with an ink supply unit that supplies ink from a main tank to a sub tank using a negative pressure generated by a tube pump.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording apparatuses are used for many printings centering on color printing in recent years because noise during printing is relatively small and small dots can be formed with high density.
Such an ink jet recording apparatus includes an ink jet recording head that receives ink supplied from an ink cartridge, and a paper feeding unit that moves the recording paper relative to the recording head. Recording is performed by forming dots by ejecting ink droplets onto the recording paper while moving the recording head in accordance with the print signal.
[0003]
As described above, in an ink jet recording apparatus, ink is forced from the recording head in order to prevent clogging of the nozzle opening due to ink filling into the recording head or volatilization of the ink solvent because of handling a liquid called ink. Thus, the recovery process of the ink discharge capacity for suction and discharge is executed.
Such a forced ink discharge process for eliminating clogging of the recording head or when bubbles remain in the recording head is called a cleaning operation. Then, it is executed when printing is resumed after a long pause in the recording apparatus, or when the user recognizes a print quality defect such as fading and operates the cleaning switch.
[0004]
In this cleaning operation, the recording head is sealed with a capping unit and negative pressure is applied, thereby discharging ink from the nozzle opening of the recording head and sucking the ink discharged into the capping unit with negative pressure. And send it to the waste ink tank. Thereafter, a sequence of wiping the nozzle plate (nozzle formation surface) of the recording head is executed by a cleaning member made of an elastic plate such as rubber.
[0005]
As a means for applying a negative pressure to the capping means, a so-called tube pump is used which has a relatively simple structure and is easily miniaturized, and does not cause contamination in the mechanism for sucking and discharging ink. This tube pump is configured as shown in FIG. 12, for example.
The tube pump has a pump frame 44 having a tube support surface 52 that regulates the outer shape of the flexible tube 51 in an arc shape, a pump wheel 42 that is rotated by a paper feed motor, and the like, and is formed in the pump wheel 42. And a pair of rollers 43a and 43b that move along the pair of roller support grooves 42a and 42b.
[0006]
In such a tube pump, as shown in FIG. 12, when the pump wheel 42 is rotated in the forward direction (the direction of arrow A), the rollers 43a and 43b (roller shafts) are arranged on the outer periphery of the foil of the roller support grooves 42a and 42b. It moves to the part side and rotates while crushing the tube 51 sequentially in the direction of arrow A.
Thereby, a pressure is generated in the flexible tube 51 to apply a negative pressure to the capping means. Then, the ink is forcibly discharged from the recording head by a negative pressure, and the ink discharged into the capping unit is sucked and sent out to the waste ink tank.
[0007]
Also, as shown in FIG. 12, when the pump wheel 42 is rotated in the reverse direction (arrow B direction), the rollers 43a and 43b (roller shafts) move toward the wheel inner periphery of the roller support grooves 42a and 42b. .
Accordingly, the release state in which the rollers 43a and 43b are slightly in contact with the flexible tube 51 is maintained, and the occurrence of failure such as sticking of the rollers 43a and 43b to the flexible tube 51 is prevented.
[0008]
By the way, the tube pump described above is used as a means for recovering the ink discharge capability for discharging ink from the recording head.
Further, it is also used as an ink supply means for supplying ink from a main tank for storing ink to a sub tank installed on the recording head side. In this case, the main tank is loaded in the cartridge holder, while the sub tank is arranged on the carriage on which the head is mounted. Then, ink is supplied from the main tank to the sub tank via the ink supply tube, and ink is supplied from the sub tank to the recording head.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional tube pump, the rollers 43a and 43b rotate while continuously crushing the flexible tube 51 in the circumferential direction, thereby generating pressure in the flexible tube 51 to generate a negative pressure. Has been made to give.
In this case, the flexible tube 51 is crushed by the pressure of the rollers 43a and 43b, and is restored to the initial shape (before being crushed) by releasing the pressure state.
[0010]
Accordingly, since the restoration of the flexible tube 51 is due to the elastic force (self-restoring force) of the tube itself, the thickness (difference between the outer diameter and the inner diameter) of the flexible tube 51 is set to a predetermined dimension. There was a need to do.
That is, if the thickness of the flexible tube 51 is too small, the restoring force is insufficient and a predetermined ink suction / supply force cannot be ensured. On the other hand, if the wall thickness is too large, the inner diameter of the tube becomes small (when the outer diameter of the tube is set to a predetermined dimension), and a predetermined ink suction / supply amount cannot be secured.
[0011]
Further, it is conceivable to increase both the inner and outer diameters of the tube to ensure a predetermined ink suction / supply force and ink suction / supply amount, but in this case, the entire tube pump is increased in size.
[0012]
As a result, the setting of the inner and outer diameters of the flexible tube 51 requires strictness, and there is a problem that the pump design becomes troublesome.
Further, in the conventional tube pump, the restoration of the flexible tube 51 to the initial state is performed by the elastic force of the tube itself (elastic force in the tube thickness direction), so that the material of the flexible tube 51 is limited accordingly. As a result, the degree of freedom in selecting a tube is reduced. For example, a metal material such as aluminum cannot be used as a tube for a tube pump because its elasticity is poor.
[0013]
Furthermore, the self-restoring force of the flexible tube 51 becomes a reaction force at the time of crushing by the rollers 43a and 43b. For this reason, if a tube material having a large self-restoring force is used, the crushing load increases, and eventually the pump There was also a problem that efficiency decreased. In addition, the fact that the return of the flexible tube 51 to the initial state is due to the self-restoring force of the tube itself is a measure to prevent the occurrence of failure due to sticking of the rollers 43a, 43b to the flexible tube 51, etc. This also has the disadvantage of making the pump design cumbersome.
[0014]
The present invention has been made paying attention to such a problem, and it is possible to easily design a pump and to increase the degree of freedom in selecting a tube and the pump efficiency, and the tube. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus using a pump.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The tube pump according to the present invention, which has been made to achieve the above-described object, is arranged so as to be wound around in an annular shape around the pump shaft as a fixed central shaft and deformed in the tube winding diameter direction. A tube that can be restored, a sphere disposed around the winding center axis of the tube and capable of rolling in the circumferential direction of the pump shaft, and each cylindrical diameter disposed inside and outside the annular rolling path of the sphere. And the outer cylinder of the two cylinders is a rotating cylinder rotatable around the pump shaft, and the inner cylinder is the spherical body formed by the rotation of the rotating cylinder. And the tube is interposed between the inner peripheral surface of the swing tube and the outer peripheral surface of the pump shaft.
[0016]
With this configuration, when the rotating cylinder rotates around the pump shaft, the sphere rolls in the circumferential direction of the pump shaft while pressing the outer peripheral surface of the swinging cylinder, and swings with this rolling operation. The cylinder swings in a plane perpendicular to the pump shaft.
In this case, when the sphere presses the outer peripheral surface of the oscillating cylinder, the oscillating cylinder moves in the radial direction of the pump shaft, so that the tube is placed at a position where the inner peripheral surface of the oscillating cylinder is closest to the outer peripheral surface of the pump shaft. In addition to crushing, the tube is restored to the initial state at the position farthest from the outer peripheral surface of the pump shaft.
[0017]
Therefore, since it is not necessary to restore the tube by the elastic force of the tube itself, the strictness required when setting the inner and outer diameters of the tube can be relaxed, and the pump design can be performed easily.
In addition, since it is not necessary to restore the tube to its initial state by the elastic force of the tube itself, the tube material can be selected from a large number of materials, which increases the degree of freedom in selecting the tube. it can. Thereby, for example, a metal material such as aluminum can be used as the tube material.
[0018]
Furthermore, the fact that the tube can be crushed and restored by the oscillating action of the oscillating cylinder eliminates the need for using a material with a large self-restoring force as the tube material, so the crushing load can be reduced and the pump efficiency Can be increased.
In addition, the fact that the tube is restored to its initial state is due to the swinging motion of the swinging cylinder, since there is no need to take measures to prevent failure due to tube sticking as in the past. Pump design can be done easily.
[0019]
In this case, it is desirable that a concave portion for positioning the sphere so as to rotate freely is formed in the rotary cylinder, and an annular groove for guiding the sphere in the outer circumferential direction is formed in the swing cylinder.
With this configuration, the sphere is surely rolled along the annular groove on the outer peripheral surface of the swinging cylinder during the rotating operation of the rotating cylinder, and a stable swinging operation of the swinging cylinder is obtained. Can do.
[0025]
Furthermore, the tube pump according to the present invention includes a pump shaft as a fixed central shaft, a tube disposed around the pump shaft in an annular shape and deformable in the tube winding diameter direction, and a recoverable tube. A sphere arranged around the winding center axis of the tube and capable of rolling in the circumferential direction of the pump shaft; and three inner and outer cylinders arranged inside and outside the rolling path of the sphere and having different cylinder diameters; Of these cylinders, the outermost cylinder is a fixed cylinder fixed to the pump shaft, and the innermost cylinder is a rotating cylinder rotatable around the pump shaft. The cylinder interposed between the two cylinders is an oscillating cylinder that is oscillated by the rolling of the sphere due to the rotation of the rotating cylinder, and between the outer peripheral surface of the oscillating cylinder and the inner peripheral surface of the fixed cylinder. Is characterized in that the tube is interposed.
[0026]
With this configuration, when the rotating cylinder rotates around the pump shaft, the sphere rolls in the circumferential direction of the pump shaft while pressing the inner peripheral surface of the oscillating cylinder. The moving cylinder swings in a plane perpendicular to the pump shaft.
In this case, when the sphere presses the inner peripheral surface of the oscillating cylinder, the oscillating cylinder moves in the radial direction of the pump shaft, so that the tube is located at a position where the outer peripheral surface of the oscillating cylinder is closest to the inner peripheral surface of the fixed cylinder. The tube is restored to the initial state at a position farthest from the inner peripheral surface of the fixed cylinder.
[0027]
Therefore, since it is not necessary to restore the tube by the elastic force of the tube itself, the strictness required when setting the inner and outer diameters of the tube can be relaxed, and the pump design can be performed easily.
In addition, since it is not necessary to restore the tube to its initial state by the elastic force of the tube itself, the tube material can be selected from a large number of materials, which increases the degree of freedom in selecting the tube. it can. For example, a metal material such as aluminum can be used as the tube material.
[0028]
Furthermore, the fact that the tube can be crushed and restored by the oscillating action of the oscillating cylinder eliminates the need for using a tube material with a large self-restoring force, so the crushing load can be reduced and the pump efficiency is increased. be able to.
In addition, the fact that the tube is restored to its initial state is due to the swinging motion of the swinging cylinder, since there is no need to take measures to prevent failure due to tube sticking as in the past. Pump design can be done easily.
[0029]
In this case, it is desirable that a concave portion for positioning the sphere so as to rotate freely is formed in the rotary cylinder, and an annular groove for guiding the sphere in the inner circumferential direction is formed in the swing cylinder.
With this configuration, the sphere is surely rolled along the annular groove on the inner peripheral surface of the oscillating cylinder during the rotating operation of the rotating cylinder, thereby obtaining a stable oscillating operation of the oscillating cylinder. be able to.
[0030]
Moreover, the said tube is set as the structure pulled out along the axial direction of the said cylinder.
Due to such a configuration, the tube lead-out portion can be arranged on the pump shaft (fixed central shaft) or the fixed cylinder when the pump is assembled.
In this case, the tube may be adapted to be drawn along the radial direction of the cylindrical body.
Since it is constituted in this way, the drawer part of a tube can be arranged in the radial direction position of a fixed cylinder at the time of pump assembly.
[0031]
The sphere is configured by a sphere that constantly pressurizes the tube.
Since it is configured in this way, it is possible to prevent the backflow of ink in the tube.
When the tube is not constantly pressurized, it is necessary to provide a check valve in the ink path in order to prevent the back flow of ink.
[0032]
  further,It is desirable that the tube is formed of a low-rigidity metal member that can be crushed by the sphere.
  Since it is comprised in this way, the crushing load of a tube is reduced and pump efficiency is improved.
  For example, as the tube, a tube formed of a metal material such as aluminum, a tube of which the surface of an aluminum material is subjected to resin coating / laminate treatment, or a tube formed of a synthetic resin such as vinyl is used.
[0033]
In addition, it is desirable that the inner surface of the tube has a lower frictional resistance than the outer surface.
Since it is configured in this manner, the fluid (air) flows smoothly in the tube.
[0034]
The tube is interposed by integrating the tube inner peripheral portion and the outer peripheral surface of the pump shaft, and by integrating the tube outer peripheral portion and the inner peripheral surface of the swinging cylinder. Is done.
Since it is configured in this manner, when integrating, the tube inner peripheral portion is attached to the outer peripheral surface of the pump shaft, and the tube outer peripheral portion is attached to the inner peripheral surface of the swinging cylinder.
[0035]
Further, the tube is interposed by integrating the tube inner peripheral portion and the outer peripheral surface of the swinging cylinder and integrating the tube outer peripheral portion and the inner peripheral surface of the fixed cylinder. Is done.
Since it is configured in this manner, the tube inner peripheral part is attached to the outer peripheral surface of the swinging cylinder and the tube outer peripheral part is attached to the inner peripheral surface of the fixed cylinder for integration.
[0036]
In this case, it is desirable that the tube is interposed by adhesion or welding.
Since it is configured in this way, the tube, the swinging cylinder, the pump shaft or the fixed cylinder are integrated by bonding or welding.
When integrating, the inner peripheral portion of the tube is bonded and welded to the outer peripheral surface of the pump shaft, and the outer peripheral portion of the tube is bonded and welded to the inner peripheral surface of the swinging cylinder. Further, the inner peripheral portion of the tube is bonded and welded to the outer peripheral surface of the swinging cylinder, and the outer peripheral portion of the tube is bonded and welded to the inner peripheral surface of the fixed cylinder.
[0037]
On the other hand, the ink jet recording apparatus according to the present invention, which has been made to achieve the above-described object, can easily design the pump by using the tube pump as a pump unit for sucking ink from the recording head. In addition, the degree of freedom in selecting a tube and the pump efficiency can be increased.
[0038]
In addition, the ink jet recording apparatus according to the present invention can easily design a pump by using the tube pump as an ink supply means for supplying ink from the main tank to the sub tank. The degree of freedom and pump efficiency can be increased.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an ink jet recording apparatus using a tube pump according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
In the drawing, a carriage denoted by reference numeral 1 is configured to be guided by a guide member 4 and reciprocated in the axial direction of a platen 5 via a timing belt 3 driven by a carriage motor 2.
[0040]
An ink jet recording head 7 is mounted on the side of the carriage 1 facing the recording paper 6, and a black ink cartridge 8 and a color ink cartridge 9 for supplying ink to the recording head 7 are detachably loaded on the upper portion. Has been.
[0041]
Reference numeral 10 in the figure denotes a capping unit arranged in a non-printing area (home position), which rises when the recording head 7 mounted on the carriage 1 moves immediately above, and forms nozzles of the recording head 7. It is comprised so that a surface can be sealed. A tube pump 11 serving as a pump unit for applying a negative pressure to the internal space of the capping unit 10 is disposed below the capping unit 10.
[0042]
The capping means 10 has a function as a lid for preventing the nozzle openings of the recording head 7 from being dried during the rest period of the recording apparatus. In addition, a function as an ink receiver during a flushing operation in which a drive signal unrelated to printing is applied to the recording head 7 to eject ink droplets idly, and a negative pressure from the tube pump 11 is applied to the recording head 7 to cause ink. It also has a function as a cleaning means for sucking.
[0043]
In the vicinity of the printing area side of the capping means 10, a wiping means 12 provided with an elastic plate such as rubber is disposed so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction. When the carriage 1 reciprocates toward the capping means 10, the wiping member 21 can advance on the moving path of the recording head 7.
[0044]
Next, the capping means will be described with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows a configuration of a capping unit provided in the above-described recording apparatus and a tube pump connected to the capping unit.
The capping means 10 has a bottomed square box-like cap case 10a opened upward, and a cap member 10b partially accommodated in the cap case 10a.
[0045]
At the bottom of the cap case 10a, an ink suction port 10c and an air release port 10d are provided as through holes that open to the inside and outside of the case. The tube pump 11 is connected to the ink suction port 10c of the cap case 10a via a tube T1, and an ink absorbing member 13a made of a porous material in the waste ink tank 13 is connected to the tube pump 11 with the tube T1. Connected through. An air release valve 14 is connected to the air release port 10d of the cap case 10a via a tube T2.
[0046]
On the other hand, the cap member 10b is made of a flexible member such as a rubber material, and is formed by a bottomed square box whose upper edge protrudes upward from the cap case 10a. Then, when the recording head 7 is positioned above the capping means 10 as the carriage 1 moves, the nozzle opening 7b in the nozzle forming surface 7a is sealed. At the bottom of the cap member 10b, there are provided through holes 10e and 10f communicating with the ink suction port 10c and the atmosphere opening port 10d, respectively. A convex portion 10h for positioning the ink absorbing member 10g made of a porous material is integrally provided on the inner surface of the cap member 10b.
[0047]
The recording head 7 is provided with a piezoelectric element 7c corresponding to the nozzle opening 7b. Black ink and color ink (yellow, cyan, magenta, etc.) are ejected from the nozzle openings 7b during printing by the vibration action of the piezoelectric elements 7c.
[0048]
In the above-described configuration, the ink suction action for discharging the remaining bubbles in the recording head 7 or the ink supply path and eliminating the clogging of the nozzle openings is performed by using the cap member 10b of the recording head 7 as shown in FIG. This is performed in a state in which the air release valve 14 is closed while being in close contact with the nozzle forming surface 7a.
[0049]
When the tube pump 11 is driven in this state, a negative pressure is applied to the internal space of the cap member 10b, and ink is sucked and discharged from the nozzle openings 7b of the recording head 7. Next, when driving of the tube pump 11 is stopped and then the atmosphere release valve 14 is opened, the atmosphere is introduced into the cap member 10b, and atmospheric pressure is applied to the internal space of the cap member 10b. When the tube pump 11 is driven again, the ink discharged into the cap member 10b is sent into the waste tank 13 through the tube T1.
[0050]
Next, the structure of the tube pump to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the main part of the tube pump according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, the tube pump denoted by reference numeral 11 is disposed below the capping means 10 as described above (shown in FIG. 1). This tube pump 11 has a pump shaft 31 as a fixed central shaft. The pump shaft 31 is provided with a tube lead-out path 31a extending in the axial direction. A tube 32 that can be deformed and restored in the tube winding diameter direction is disposed around the pump shaft 31 so as to be wound in an annular shape.
[0051]
The tube 32 is interposed between an outer peripheral surface of the pump shaft 31 and an inner peripheral surface of a swing cylinder described later. That is, the tube 32 has both inner and outer cylindrical walls 32a and 32b attached to the outer peripheral surface of the pump shaft 31 and the inner peripheral surface of the swinging cylinder (described later) using an adhesive, a welding method, or a locking means, respectively. ing.
[0052]
The tube 32 is formed of a flexible material having a small self-restoring force or a material having low rigidity. For example, those formed of a metal material such as aluminum, those obtained by applying a resin coating / laminate treatment to the surface of an aluminum material, or those formed of a synthetic resin such as vinyl are used. Thereby, the crushing load of the tube 32 is reduced when the pump is driven, and the pump efficiency is increased. In addition, the drawer portion 32 e (part) of the tube 32 is disposed in the tube withdrawal path 31 a of the pump shaft 31.
[0053]
In addition, as for the tube 32, in order to prevent a self-restoring force and a fluid pressure from acting on the swinging cylinder described later, it is desirable to make the difference between the inner and outer diameters (circumferential length) as small as possible. Moreover, in order for the fluid (air) in the tube 32 to flow smoothly, it is desirable to reduce the frictional resistance on the inner surface of the tube.
[0054]
An annular rolling path A extending in the outer peripheral direction of the pump shaft 31 is formed around the winding center axis (pump axis) of the tube 32. In this rolling path A, a sphere 33 that can roll in the circumferential direction of the pump shaft 31 is disposed. The sphere 33 is made of, for example, metal or synthetic resin. Inside and outside the rolling path A in the sphere 33, two inside and outside cylinders 34, 35 having different cylinder diameters are disposed.
[0055]
The inner diameter of the rolling path A is set to a dimension (a × 2) that is twice the shortest dimension a from the tube crushing position of the sphere 33 (pressing position to the swinging cylinder) to the axis of the pump shaft 31. The outer diameter is set to a dimension (b × 2) that is twice the dimension b obtained by adding the outer diameter of the sphere 33 to the dimension a. The width dimension of the rolling path A is set to be approximately the same as the outer diameter of the sphere 33.
[0056]
Outer cylinder 34 of both cylinders 34, 35 comprises a rotating cylinder (bottomed cylinder) that can be rotated around a tube winding central axis (pump shaft) by a drive means (not shown). It is rotatably mounted on the outer peripheral surface of the pump shaft 31 via a ball bearing 36. Thus, when the cylinder 34 rotates when the pump is driven, a frictional force is generated between the inner peripheral surface of the cylinder 34 and the sphere 33 so that the sphere 33 is pulled in the rotation direction of the cylinder 34. Roll on the outer peripheral surface of the body 35. Further, a through hole 34a for accommodating the ball bearing 36 is provided at the bottom of the cylindrical body 34, which is located in the middle in the longitudinal direction of the tube lead-out path 31a.
On the other hand, the inner cylinder 35 is formed of a swinging cylinder (bottomless cylinder) that is oscillated by the rolling of the sphere 33 by the rotation of the cylinder 34, and the pressing force of the sphere 33 is applied to the cylinder 34. Receiving and holding a part of the tube 32 in a pressurized state.
[0057]
Each of the cylinders 34 and 35 is arranged so that the sphere 33 smoothly rolls in the rolling path A along with the rotation of the cylinder 34 when the pump is driven (when the cylinder 34 rotates). It is desirable that the frictional force generated between the cylindrical body 35 and the sphere 33 is smaller than the frictional force generated between the body 34 and the sphere 33.
[0058]
In the above configuration, when the cylindrical body (rotating cylinder) 34 is rotated around the pump shaft 31, the spherical body 33 presses the outer peripheral surface of the cylindrical body (oscillating cylinder) 35 as shown in FIG. The rolling cylinder 35 swings in a plane perpendicular to the pump shaft 31 in accordance with the rolling operation.
In this case, when the spherical body 33 presses the outer peripheral surface of the swinging cylinder 35, the swinging cylinder 35 moves in the radial direction of the pump shaft 31, so that the inner peripheral surface of the swinging cylinder 35 is closest to the outer peripheral surface of the pump shaft 31. The tube 32 is crushed (closed) in the tube winding direction in the approaching position (upper side in FIG. 3), and the tube 32 is in the initial state at the position farthest from the outer peripheral surface of the pump shaft 31 (lower side in FIG. 3). Restore (recover).
[0059]
That is, as indicated by an arrow (dashed line) in FIG. 4, when the rotating cylinder 34 rotates (when the pump is driven), the pressurizing position of the sphere 33 against the swinging cylinder 35 continuously moves. The pressing force of the sphere 33 is transmitted to the tube 32 via the swing cylinder 35 at the tube crushing position, and is released at the tube restoring position, so that the tube crushing operation and the tube restoring operation are performed simultaneously.
And since the shape of the crushed tube 32 gradually recovers along the moving direction of the tube pressurizing position by the sphere 33 (the swinging cylinder 35), the inside of the tube 32 (the internal space of the cap member 10b in the capping means 10). ) Is gradually increased, and ink is sucked and discharged from the nozzle openings 7 b of the recording head 7.
[0060]
Therefore, in this embodiment, since it is not necessary to restore the tube 32 by the elastic force of the tube itself, the strictness required when setting the inner and outer diameters of the tube can be relaxed, and the pump design can be reduced. It can be done easily.
In the present embodiment, it is not necessary to restore the tube 32 to the initial state due to the elastic force of the tube itself, so that the material of the tube 32 can be selected from a large number of materials. Can increase the degree of freedom. Thereby, for example, a metal material such as aluminum can be used as the tube material.
[0061]
Furthermore, in the present embodiment, the fact that the tube 32 can be restored by the swinging motion of the swinging cylinder 35 does not require the use of a material having a large self-restoring force as the tube material, so that the crushing load can be reduced. And pump efficiency can be increased.
In addition, in this embodiment, the fact that the restoration of the tube 32 to the initial state is due to the swinging motion of the swinging cylinder 35, it is necessary to take measures to prevent the occurrence of failure due to sticking of the tube as in the prior art. Therefore, the pump can be designed easily from this point.
[0062]
In the present embodiment, when the sphere 33 is swung around by the frictional force generated between the cylinder (rotating cylinder) 34 when the pump is driven, and rolled on the outer peripheral surface of the cylinder (oscillating cylinder) 35. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 5, the spherical body 33 may be positioned on the rotating cylinder 34 so as to be freely rotatable and rolled while being guided on the outer peripheral surface of the oscillating cylinder 35. Good.
In this case, the rotary cylinder 34 is formed with a V-shaped recess 34b for positioning the sphere 33 so as to freely rotate, and the oscillating cylinder 35 is an annular groove having a V-shaped section for guiding the sphere 33 in the outer circumferential direction. 35a is formed. As a result, the spherical body 33 rolls reliably on the outer peripheral surface of the swinging cylinder 35 along the annular groove 35a during the rotation operation of the rotating cylinder 34 (when the pump is driven). Dynamic motion can be obtained.
[0063]
  FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the tube pump according to the second embodiment. The tube pump, the tube and the sphere in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. .
  In the figure, the tube pump denoted by reference numeral 11 has a pump shaft (rotation center shaft) 61 that is rotated by drive means (not shown). The pump shaft 61 is rotatably attached to a fixed wall 62 in the recording apparatus via a ball bearing 63. The tube 32 that can be deformed and restored in the tube winding diameter direction is arranged around the pump shaft 61 so as to be wound in an annular shape. As a result, when the pump shaft 61 rotates when the pump is driven, a frictional force is generated between the outer peripheral surface of the pump shaft 61 and the sphere 33, and the sphere 33 swings so as to be pulled in the rotation direction of the pump shaft 61. Rolls on the inner peripheral surface of a cylinder (described later).
[0064]
And the said tube 32 is interposed between the outer peripheral surface of the rocking | swiveling cylinder mentioned later similarly to the inner peripheral surface of the fixing cylinder mentioned later. That is, the tube 32 has both inner and outer cylinder walls 32a and 32b attached to the outer peripheral surface of the swinging cylinder (described later) and the inner peripheral surface of the fixed cylinder (described later) using an adhesive, a welding method or a locking means, respectively. It has been.
[0065]
An annular rolling path B extending in the outer peripheral direction of the pump shaft 61 is formed around the winding center axis (pump axis) of the tube 32. In this rolling path B, a sphere 33 that can roll in the circumferential direction of the pump shaft 61 is disposed. On the outside of the rolling path B in the sphere 33, two inner and outer cylinders 64, 65 having different cylinder diameters are disposed.
[0066]
The inner diameter of the rolling path B is set to the same dimension as the outer diameter of the pump shaft 61, and the outer diameter (outer diameter of the rolling path) is set to a dimension that is twice the outer diameter of the sphere 33. Is set to a dimension c obtained by adding the outer diameters. The width dimension of the rolling path B is set to be approximately the same as the outer diameter of the sphere 33.
[0067]
Outer cylinder 64 of both cylinders 64, 65 is a fixed cylinder (bottomless cylinder) that opens in both axial directions, is disposed on the tube winding center axis, and around pump shaft 61. It is attached to the fixed wall 66 (cylindrical wall) located. Inner flanges 64 a and 64 b are integrally provided at both openings of the cylindrical body 64 so that the end faces of the flanges face each other through the tube 32. One of the inner flanges 64 a and 64 b is provided with a notch 64 c for pulling out the drawn portion 32 e of the tube 32 along the axial direction of the pump shaft 61.
On the other hand, the inner cylinder 65 is formed of an oscillating cylinder (bottomless cylinder) that is oscillated by the rolling of the sphere 33 due to the rotation of the pump shaft 61. Receiving and holding a part of the tube 32 in a pressurized state.
[0068]
The cylindrical body 65 and the pump shaft 61 are configured so that the spherical body 33 smoothly rolls in the rolling path B as the pump shaft 61 rotates when the pump is driven (when the pump shaft 61 rotates). The frictional force generated between the cylinder 65 and the sphere 33 is preferably made of a material that is smaller than the frictional force generated between the pump shaft 61 and the sphere 33.
[0069]
In the above configuration, when the pump shaft 61 is rotated when the pump is driven, the sphere 33 rolls in the circumferential direction of the pump shaft 61 while pressing the inner peripheral surface of the cylinder (oscillating cylinder) 65 as shown in FIG. Rolling in the path B, the swinging cylinder 65 swings in a plane perpendicular to the pump shaft 61 in accordance with the rolling operation.
In this case, when the spherical body 33 presses the inner peripheral surface of the swinging cylinder 65, the swinging cylinder 65 moves in the radial direction of the pump shaft 61, so that the outer peripheral surface of the swinging cylinder 65 is the cylindrical body (fixed cylinder) 64. The tube 32 is crushed (closed) in the tube winding diameter direction at a position closest to the inner peripheral surface (upper side in FIG. 6), and is positioned farthest from the inner peripheral surface of the fixed cylinder 64 (lower side in FIG. 6). Thus, the tube 32 is restored (recovered) to the initial state.
[0070]
That is, as indicated by an arrow (dashed line) in FIG. 4, when the pump shaft 61 rotates (when the pump is driven), the pressurizing position of the sphere 33 against the swinging cylinder 65 continuously moves. The pressing force of the sphere 33 is transmitted to the tube 32 via the swing cylinder 65 at the tube crushing position, and is released at the tube restoring position, so that the tube crushing operation and the tube restoring operation are performed simultaneously.
And since the shape of the crushed tube 32 is gradually recovered along the moving direction of the tube pressurizing position by the sphere 33 (the swinging cylinder 65), the inside of the tube 32 (the internal space of the cap member 10b in the capping means 10). ) Is gradually increased, and ink is sucked and discharged from the nozzle openings 7 b of the recording head 7.
[0071]
Therefore, in this embodiment, since it is not necessary to restore the tube 32 due to the elastic force of the tube itself, the pump design can be easily performed as in the first embodiment, and the tube can be selected. The degree of freedom can be increased.
In the present embodiment, the fact that the tube 32 can be restored by the swinging motion of the swinging cylinder 65 does not require the use of a material having a large self-restoring force as the tube material. Pump efficiency can be increased.
Furthermore, in this embodiment, the fact that the restoration of the tube 32 to the initial state is due to the swinging motion of the swinging cylinder 65 is the same as in the first embodiment. Since it is not necessary to take measures to prevent this, pump design can be easily performed from this point.
[0072]
  In the present embodiment, the case where the drawer portion 32e of the tube 32 is pulled out along the axial direction of the pump shaft 31 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the radial direction of the pump shaft 61 as shown in FIG. It may be pulled out along. Thereby, the drawer | drawing-out part 32e of the tube 32 can be penetrated by the cylinder 64 and the fixed wall 66 at the time of pump assembly.
[0073]
  Further, in the present embodiment, a case has been described in which the sphere 33 is swung around by the frictional force generated between the pump shaft 61 and the cylinder (oscillating cylinder) 65 on the inner peripheral surface of the cylinder (oscillating cylinder) 65 when the pump is driven. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 8, the sphere 33 may be positioned on the pump shaft 61 so as to be freely rotatable, and may be rolled while being guided on the inner peripheral surface of the swinging cylinder 65.
  In this case, the pump shaft 61 is formed with a concave section 61a having a V-shaped cross section for positioning the sphere 33 so as to freely rotate, and the swinging cylinder 65 has an annular shape with a V-shaped section for guiding the sphere 33 in the inner circumferential direction. A groove 65a is formed. As a result, the spherical body 33 reliably rolls along the annular groove 65a on the inner peripheral surface of the swinging cylinder 65 when the pump shaft 61 rotates (when the pump is driven), and the swinging cylinder 65 is stabilized. Oscillating motion can be obtained.
[0074]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the main part of the tube pump according to the third embodiment of the present invention. The tube pump, the tube, and the sphere in FIG. Detailed description is omitted.
In the figure, the tube pump denoted by reference numeral 11 has a pump shaft 91 as a fixed central axis. Around the pump shaft 91, a tube 32 that can be deformed and restored in the tube winding diameter direction is arranged to be wound in an annular shape.
[0075]
And the said tube 32 is interposed between the outer peripheral surface of the rocking | swiveling cylinder mentioned later similarly to the inner peripheral surface of the fixing cylinder mentioned later. That is, the tube 32 has inner and outer cylindrical walls 32a and 32b attached to the inner peripheral surface of a fixed cylinder (described later) and the outer peripheral surface of a swinging cylinder (described later) using an adhesive, a welding method, or a locking means, respectively. It has been.
[0076]
An annular rolling path C extending in the outer peripheral direction of the pump shaft 91 is formed around the winding center axis (pump axis) of the tube 32. In this rolling path C, a sphere 33 that can roll in the circumferential direction of the pump shaft 91 is disposed. Inside and outside of the rolling path C in the sphere 33, three inside and outside cylinders 94 to 96 having different cylinder diameters are disposed.
[0077]
The inner diameter of the rolling path C is set to the same dimension d as the outer diameter of the rotating cylinder (described later), and the outer diameter (outer diameter of the rolling path C) is the tube crushing position (swinging) of the sphere 33. The dimension (e × 2) is set to double the shortest dimension e from the pressure position to the cylinder) to the axis of the pump shaft 91. The width dimension of the rolling path C is set to be approximately the same as the outer diameter of the sphere 33.
[0078]
Of the cylinders 94 to 96, the outermost cylinder 94 is a fixed cylinder (bottomed cylinder) that opens in the axial direction (one direction), and is attached to the outer peripheral surface of the pump shaft 91. A shaft insertion hole 94a through which the pump shaft 91 is inserted and a rising cylinder portion 94b protruding from the opening periphery of the shaft insertion hole 94a are provided at the bottom of the cylinder 94. In addition, a through hole 94 c is provided at the bottom of the cylindrical body 94 for drawing out the drawing portion 32 e of the tube 32 in the axial direction of the pump shaft 91.
[0079]
The innermost cylinder 95 is a rotating cylinder (bottomless cylinder) that can rotate around the axis (tube winding center axis) of the cylinder 94, and a ball is placed on the outer peripheral surface of the pump shaft 91. It is rotatably attached via a bearing 97. As a result, when the cylinder 95 is rotated when the pump is driven, a frictional force is generated between the outer peripheral surface of the cylinder 95 and the sphere 33 so that the sphere 33 is pulled in the rotation direction of the cylinder 95. Roll on the inner peripheral surface of. Further, a flange 95 a having a flange end surface facing the bottom surface of the cylindrical body 94 through the spherical body 33 is integrally provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body 95.
[0080]
A cylindrical body 96 interposed between the cylindrical bodies 94 and 95 is a swinging cylinder (bottomless cylinder) that swings due to the rolling of the spherical body 33 by the rotation of the cylindrical body 95. The tube 33 is held in a state where a part of the tube 32 is pressurized under the pressing force of the spherical body 33.
[0081]
The cylinders 95 and 96 are arranged in order to smoothly roll the sphere 33 in the rolling path C along with the rotation of the cylinder 95 when the pump is driven (when the cylinder 95 rotates). It is desirable that the frictional force generated between the cylindrical body 96 and the sphere 33 is smaller than the frictional force generated between the cylinder 95 and the sphere 33.
[0082]
In the above configuration, when the cylinder (rotating cylinder) 95 is rotated around the pump shaft 91, the sphere 33 presses the inner peripheral surface of the cylinder (oscillating cylinder) 96 as shown in FIG. It rolls in the rolling path C in the circumferential direction 91, and the swinging cylinder 96 swings in a plane perpendicular to the pump shaft 91 with this rolling operation.
In this case, when the spherical body 33 presses the inner peripheral surface of the swinging cylinder 96, the swinging cylinder 96 moves in the radial direction of the pump shaft 91, so that the outer peripheral surface of the swinging cylinder 96 becomes the inner peripheral surface of the fixed cylinder 94. The tube 32 is crushed (closed) in the tube winding diameter direction at the closest position (upper side in FIG. 9), and the tube 32 is moved away from the inner peripheral surface of the fixed cylinder 94 (lower side in FIG. 9). Restore (recover) to the initial state.
[0083]
That is, as indicated by an arrow (dashed line) in FIG. 4, when the rotary cylinder 95 rotates (when the pump is driven), the pressurizing position of the sphere 33 against the swinging cylinder 96 continuously moves. The pressing force of the sphere 33 is transmitted to the tube 32 via the swing cylinder 96 at the tube crushing position, and is released at the tube restoring position, so that the tube crushing operation and the tube restoring operation are performed simultaneously.
And since the shape of the crushed tube 32 is gradually recovered along the moving direction of the tube pressurizing position by the sphere 33 (the swinging cylinder 96), the inside of the tube 32 (the internal space of the cap member 10b in the capping means 10). ) Is gradually increased, and ink is sucked and discharged from the nozzle openings 7 b of the recording head 7.
[0084]
Therefore, in this embodiment, since it is not necessary to restore the tube 32 due to the elastic force of the tube itself, the pump design can be easily performed and the flexibility in selecting the tube is increased in the first embodiment. And it is the same as that of 2nd embodiment.
In the present embodiment, the fact that the tube 32 can be restored by the swinging motion of the swing cylinder 96 does not require the use of a material having a large self-restoring force as the tube material. As in the second embodiment, the pump efficiency can be increased.
Furthermore, in the present embodiment, the fact that the restoration of the tube 32 to the initial state is due to the swinging motion of the swinging cylinder 96, and it is not necessary to take measures to prevent the occurrence of failure due to sticking of the tube as in the prior art. Therefore, similarly to the first embodiment and the second embodiment, the pump design can be easily performed from this point.
[0085]
In the present embodiment, the case where the drawing portion 32e of the tube 32 is pulled out along the axial direction of the pump shaft 91 has been described, but the present invention is not limited to this, and the pump shaft 91 is shown in FIG. You may pull out along the radial direction. In this case, a through hole 94 c for pulling out the drawing portion 32 e of the tube 32 along the radial direction of the pump shaft 91 is provided in the peripheral wall of the cylindrical body 94. Thereby, the drawer | drawing-out part 32e of the tube 32 can be penetrated and arrange | positioned at the cylinder 94 (through-hole 94c) at the time of pump assembly.
[0086]
Further, in the present embodiment, the case has been described in which the sphere 33 is swung around by the frictional force generated between the cylinder 95 and the cylinder (oscillating cylinder) 96 when the pump is driven to roll on the inner peripheral surface of the cylinder (oscillating cylinder) 96. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 11, the sphere 33 is positioned on the cylinder 95 so as to be freely rotatable, and is rolled while being guided in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the swing cylinder 96. Also good.
In this case, the rotary cylinder 95 is formed with a V-shaped concave section 95b for positioning the sphere 33 so as to be free to rotate, and the swing cylinder 96 has an annular V-shaped section for guiding the sphere 33 in the inner circumferential direction. A groove 96a is formed. As a result, the spherical body 33 reliably rolls along the annular groove 96a on the inner peripheral surface of the swinging cylinder 96 when the rotating cylinder 95 is rotating (when the pump is driven). Oscillating motion can be obtained.
[0087]
In each of the embodiments, the case where the present invention is applied to an ink jet recording apparatus using a tube pump as a means for recovering ink discharge capacity has been described. However, the present invention is not limited to this, and ink is supplied from a main tank to a sub tank. The present invention can also be applied to an ink jet recording apparatus using a tube pump as an ink supply means.
[0088]
Moreover, in each embodiment, although the case where a part of the tube 32 was constantly pressurized and the tube crushing operation and the tube restoration operation were performed simultaneously was described, the present invention is not limited to this, and both operations are performed simultaneously. It may not be done. In this case, since the tube 32 is not constantly pressurized, it is necessary to prevent the occurrence of ink backflow in the ink path.
For example, when the tube pump is used as a means for recovering the ink discharge capacity, a check valve (not shown) is provided between the tube pump 11 and the capping means 10 or between the tube pump 11 and the waste ink tank 13. Good. When a tube pump is used as the ink supply means, a check valve (not shown) may be provided between the main tank and the tube pump 11 or between the tube pump 11 and the sub tank.
[0089]
In addition, in each embodiment, the case where the present invention is applied to an ink jet recording apparatus including a single tube pump has been described. Of course, the present invention can be applied in the same manner as each embodiment.
[0090]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the tube pump and the ink jet recording apparatus using the same according to the present invention, the pump design can be easily performed, and the degree of freedom in selecting the tube and the pump efficiency can be increased. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus to which the invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a capping unit and a tube pump provided in the recording apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the tube pump according to the first embodiment of the present invention.
4 is a side view for explaining the operation of the tube pump in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the tube pump in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a tube pump according to a second embodiment.
7 is a cross-sectional view showing a first modification of the tube pump in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a second modification of the tube pump in FIG. 6;
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a tube pump according to a third embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a first modification of the tube pump in FIG. 9. FIG.
11 is a cross-sectional view showing a second modification of the tube pump in FIG.
FIG. 12 is a perspective view showing an outline of a conventional tube pump.
[Explanation of symbols]
  1 Carriage
  2 Carriage motor
  6 Recording paper
  7 Recording head
  8,9 Ink cartridge
  10 Capping means
  11 Pump unit (tube pump)
  12 Wiping means
  31 Pump shaft
  31a Tube lead-out path
  32 tubes
  32e drawer
  33 Sphere
  34,35 cylinder
  36 ball bearing
  A Rolling path

Claims

A pump shaft as a fixed central shaft;
A tube that is arranged around the pump shaft so as to be wound in an annular shape, can be deformed and restored in the tube winding diameter direction, and
A sphere disposed around the winding center axis of the tube and capable of rolling in the circumferential direction of the pump shaft;
It is arranged inside and outside the annular rolling path of this sphere, and includes two inner and outer cylinders with different cylinder diameters,
Out of these two cylinders, the outer cylinder consists of a rotating cylinder rotatable around the pump shaft,
The inner cylinder is composed of an oscillating cylinder that oscillates by rolling of the sphere due to the rotation of the rotating cylinder,
A tube pump characterized in that the tube is interposed between an inner peripheral surface of the swinging cylinder and an outer peripheral surface of the pump shaft.

2. The tube according to claim 1, wherein a concave portion for positioning the sphere so as to be idled is formed in the rotating cylinder, and an annular groove for guiding the sphere in an outer circumferential direction is formed in the swinging cylinder. pump.

A pump shaft as a fixed central shaft;
A tube that is arranged around the pump shaft so as to be wound in an annular shape, can be deformed and restored in the tube winding diameter direction, and
A sphere disposed around the winding center axis of the tube and capable of rolling in the circumferential direction of the pump shaft;
It is arranged inside and outside the annular rolling path of this sphere, and comprises three cylinders inside and outside with different cylinder diameters,
Of these cylinders, the outermost cylinder consists of a fixed cylinder fixed to the pump shaft,
The innermost cylinder is a rotating cylinder rotatable around the pump shaft,
The cylinder interposed between the inner and outer cylinders is composed of an oscillating cylinder that oscillates by rolling of the sphere due to the rotation of the rotating cylinder,
A tube pump characterized in that the tube is interposed between an outer peripheral surface of the swinging cylinder and an inner peripheral surface of the fixed cylinder.

Said recess for positioning freely idle the spheres rotary cylinder is formed, according to claim 3, characterized in that the annular groove for guiding the balls in the inner circumferential direction to the swing cylinder is formed Tube pump.

The tube pump according to any one of claims 1 to 4 , wherein the tube is pulled out along an axial direction of the cylindrical body.

The tube pump according to claim 3 or 4 , wherein the tube is pulled out along a radial direction of the cylindrical body.

The tube pump according to any one of claims 1 to 6 , wherein the sphere is a sphere that constantly pressurizes the tube.

The tube pump according to any one of claims 1 to 7 , wherein the tube is formed of a low-rigidity metal member that can be crushed by the spherical body.

The tube pump according to any one of claims 1 to 8 , wherein the inner surface of the tube has a smaller frictional resistance than the outer surface.

The tube is interposed by integrating the tube inner peripheral portion and the outer peripheral surface of the pump shaft and by integrating the tube outer peripheral portion and the inner peripheral surface of the swinging cylinder. The tube pump according to claim 1 or 2 .

The tube is interposed by integrating the tube inner peripheral portion and the outer peripheral surface of the swinging cylinder and integrating the tube outer peripheral portion and the inner peripheral surface of the fixed cylinder. The tube pump according to claim 3 or 4 .

The tube pump according to any one of claims 1 to 11 , wherein the tube is interposed by adhesion or welding.

An ink jet recording head that ejects ink droplets in response to print data; and
An ink jet recording apparatus comprising a capping unit that seals a nozzle forming surface of the recording head and receives negative pressure from a pump unit to suck ink from the recording head,
An ink jet recording apparatus comprising the tube pump according to any one of claims 1 to 12 as the pump unit.

An ink jet recording head that ejects ink droplets in response to print data; and
Two main and sub tanks for supplying ink to the recording head;
An ink jet recording apparatus comprising an ink supply means for connecting both the tanks,
An ink jet recording apparatus, wherein the ink supply means includes the tube pump according to any one of claims 1 to 12 .