JP2006349040A - 駆動力伝達装置、加圧ポンプ装置、液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力伝達時に生じる摺動摩擦抵抗によって不必要に駆動負荷が増大することを極力低減して耐久寿命を向上することができる駆動力伝達装置、加圧ポンプ装置、液体噴射装置を提供する。
【解決手段】所定の軸線ａ上に駆動力に基づき回転可能に配置された第３歯車６３（駆動要素）と、該第３歯車６３と同一の軸線ａ上に回転可能に配置された従動部品６４（従動要素）と、第３歯車６３及び従動部品６４のうち一方の要素と一体的に回転しながら、他方の要素に設けられた軸線ａを中心とする円筒状又は円柱状の摺動部６６の周面に対して軸線ａと直交する方向から所定の弾性力を付与する板ばね６５（弾性要素）とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、駆動力伝達装置、加圧ポンプ装置、液体噴射装置に関する。

従来から、液体をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）が広く知られている。このプリンタは、往復移動するキャリッジに記録ヘッド（液体噴射ヘッド）を搭載し、通常は、この記録ヘッドに対してプリンタ上の所定箇所（例えば、キャリッジ上）に設けられたカートリッジホルダに装着されたインクカートリッジ（液体収容体）からインク（液体）を供給するようにしている。そして、インクカートリッジから記録ヘッドに供給されたインクを記録ヘッドに形成されたノズルから噴射することにより、ターゲットとしての記録媒体に印刷を施すようになっている。

こうしたプリンタにあって、インクカートリッジをプリンタ上におけるキャリッジとは別の固定位置に装着するタイプ（所謂オフキャリッジタイプ）のプリンタの場合は、インクカートリッジと記録ヘッドとの間をインク供給チューブ（液体供給路）で連結し、該チューブを介してインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド側へ供給する必要がある。そのため、オフキャリッジタイプのプリンタの場合には、例えば、ダイアフラム式の加圧ポンプ装置（例えば、特許文献１参照）を備え、加圧ポンプ装置とインクカートリッジの間を空気供給チューブ（加圧気体供給路）で連結するようにしている。

そして、加圧ポンプにおける駆動モータの駆動に基づいて加圧された加圧空気をインクカートリッジ内の空気室に空気供給チューブを介して送り込み、その空気室内に収容されたインクパックを押し潰すように加圧することで、インクカートリッジからインク供給チューブを介して記録ヘッド側にインクが送出されるようにしている。ところで、こうした加圧ポンプ装置には、一般に、加圧空気の通路を大気に開放するための大気開放弁（弁装置）が備えられている。そして、加圧ポンプ装置の駆動モータと大気開放弁との間に摩擦クラッチ機構（駆動力伝達装置）を配設し、この摩擦クラッチ機構を介して駆動モータの駆動力に基づき大気開放弁を開弁動作又は閉弁動作させるようにしている。

図９に示すように、摩擦クラッチ機構１００は、図示しない駆動源からの駆動力に基づき回転するクラッチ歯車１０１と、該クラッチ歯車１０１と同軸上に回転可能に配設されるクラッチ部材１０２と、該クラッチ部材１０２と支持壁１０３との間に配設されるコイルスプリング１０４とを備える。コイルスプリング１０４は、一端が支持壁１０３の側面に当接し、他端がクラッチ部材１０２の側面に当接した蓄力状態に配設されている。

このため、クラッチ歯車１０１とクラッチ部材１０２とはコイルスプリング１０４の付勢力により圧接した摩擦係合状態となり、駆動モータの駆動力に基づきクラッチ歯車１０１が回転した場合には、該クラッチ歯車１０１の回転に従動してクラッチ部材１０２が所定の回転角度範囲内で回転することになる。そして、このクラッチ部材１０２の回転に伴い、図示しない大気開放弁が開弁動作又は閉弁動作させられるようになっている。
特開２０００−３５２３７９号公報

ところで、上記の摩擦クラッチ機構１００においては、コイルスプリング１０４の付勢力がクラッチ歯車１０１及びクラッチ部材１０２の軸方向にかかるようになっている。そのため、クラッチ歯車１０１が加圧ポンプの駆動時にクラッチ部材１０２の回転角度範囲を超えて更にクラッチ部材１０２と摺接しながら回転する場合には、クラッチ部材１０２とクラッチ歯車１０１との摺動面１０１ａに生じる摺動摩擦抵抗が駆動モータの負荷を増大させてしまう。また、クラッチ部材１０２が大気開放弁の開閉制御時にクラッチ歯車１０１に従動して回転する場合には、クラッチ部材１０２とコイルスプリング１０４との摺動面１０２ａに生じる摺動摩擦抵抗が、同様に、駆動モータの負荷を増大させてしまう。したがって、こうした駆動モータの負荷増大により、摩擦クラッチ機構１００の耐久寿命が低下するといった問題が生じていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、駆動力伝達時に生じる摺動摩擦抵抗によって不必要に駆動負荷が増大することを極力低減して耐久寿命を向上することができる駆動力伝達装置、加圧ポンプ装置、液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の駆動力伝達装置は、所定の軸線上に駆動力に基づき回転可能に配置された駆動要素と、該駆動要素と同一の軸線上に回転可能に配置された従動要素と、前記駆動要素及び前記従動要素のうち一方の要素と一体的に回転しながら、他方の要素に設けられた前記軸線を中心とする円筒状又は円柱状の摺動部の周面に対して前記軸線と直交する方向から所定の弾性力を付与する弾性要素とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、所定の軸線を中心に駆動要素が回転駆動された場合、その駆動要素及び従動要素のうち一方の要素と一体的に回転する弾性要素が他方の要素に設けられた摺動部に付与する弾性力が摩擦係合力となって、前記一方の要素と他方の要素すなわち駆動要素と従動要素が一体的に回転する。そして、この場合において、弾性要素が前記他方の要素の摺動部に付与する弾性力は、その摺動部の周面に対して前記軸線と直交する方向から付与されるものであるため、かかる弾性力に対応した摩擦係合力による摺動摩擦抵抗は小さなものとなる。したがって、駆動要素と従動要素が前記弾性力に対応した摩擦係合力で一体的に回転する場合、及び、駆動要素のみが前記摩擦係合力に抗して回転する場合において、駆動要素に駆動力を付与するモータ等の駆動源の駆動負荷を極力低減でき、耐久性を向上させることができる。

本発明の駆動力伝達装置において、前記弾性要素は、前記駆動要素と前記従動要素との間に介在し、前記両要素のうち前記一方の要素に組み付け支持された状態で、前記他方の要素における前記摺動部の周面に前記弾性力でもって摩擦係合し、前記駆動要素と前記従動要素とは前記弾性要素を介して間接的に摩擦係合するように構成されている。

この構成によれば、駆動要素と従動要素とは、両要素が直接的に摩擦係合関係を有する構成ではないため、特に両要素のうち前記弾性要素を組み付け支持した一方の要素が前記弾性力に対応した摩擦係合力による摺動摩擦抵抗で摩耗することを抑制でき、より一層、耐久性を向上することが出来る。

本発明の駆動力伝達装置において、前記弾性要素は、前記軸線を中心にして周方向へ等角度間隔をなす複数位置に配置されている。
この構成によれば、弾性要素が軸線を中心にして周方向へ等角度間隔をなす複数位置に配置されるため、弾性要素による弾性力が軸線に関して偏ることがなく、その弾性力を周面に付与される摺動部が設けられた前記他方の要素の回転を円滑ならしめることが可能となる。

本発明の駆動力伝達装置は、前記従動要素の回転を一定の回転角度範囲内に規制する回転規制手段をさらに備えている。
この構成によれば、回転規制手段によって従動要素の回転角度を一定の回転角度範囲内に規制することができる。これにより、例えば、従動要素からさらに駆動力を伝達される部材に対して、従動要素から駆動力を伝達したり該駆動力の伝達を遮断したりする構成を容易に実現できる。

本発明の駆動力伝達装置において、前記従動要素には、前記軸線と直交する断面の輪郭形状によりカム面を構成するカム部が設けられると共に、該カム部のカム面と係合可能な係合面を有する変位部材が前記従動要素に近接配置されており、前記駆動要素の回転に従動して前記従動要素が回転する際には、前記カム部のカム面と前記変位部材の係合面とが摺接係合することにより前記変位部材が変位動作する。

この構成によれば、従動要素の回転に伴い、従動要素に設けられるカム部のカム面が当該カム面に近接配置された変位部材の係合面に摺接係合するため、従動要素の回転を利用して容易に変位部材を変位動作させることができる。また、この際、係合面に摺接係合するカム面が徐々に変位部材を変位させるように作用するため、変位部材を変位動作させるために必要なトルクを軽減することができる。

本発明の加圧ポンプ装置は、駆動力を発生させる駆動源と、該駆動源から伝達される駆動力に基づくポンプ作動により流体を排出するポンプ部と、該ポンプ部から排出された流体を流通させる流体流路と、該流体流路の途中に配置され、弁体が開弁動作した際には前記流体流路の内外間を連通する弁装置と、上記駆動力伝達装置とを備え、前記駆動力伝達装置における従動要素の回転に伴い前記弁装置における弁体を開閉動作させる。

この構成によれば、駆動源の駆動負荷が極力低減された駆動力伝達装置によって、効率的に弁装置における弁体を開閉動作させることができる。
本発明の液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給可能に接続された液体収容体と、該液体収容体に対して流体流路が接続された上記加圧ポンプ装置とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、加圧ポンプ装置のポンプ部が駆動されて該ポンプ部から排出された流体が流体流路を介して液体収容体に加圧供給されると、液体収容体の収容液体が液体噴射ヘッドに送出され、液体噴射ヘッドから液体噴射が行われるようになる。この際、加圧ポンプ装置の駆動源の駆動負荷が極力低減された状態で液体噴射が行われるとともに、加圧ポンプ装置（駆動力伝達装置）の耐久性の向上が図られた安定した液体噴射装置として構成できる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）１０は、平面視矩形状をなす本体ケース１１を備えている。本体ケース１１内には棒状のガイド軸１２が本体ケース１１の長手方向となる左右方向に沿って架設され、ガイド軸１２には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１３を搭載したキャリッジ１４がガイド軸１２の長手方向に沿って移動可能に挿通支持されている。

また、本体ケース１１内においてキャリッジ１４の移動範囲から外れた位置（図１における右端側位置）には、液体収容体装着部としてのカートリッジホルダ１５が固設されている。そして、そのカートリッジホルダ１５上には複数（本実施形態では４つ）の液体収容体としてのインクカートリッジ１６が着脱自在に装着されている。この点で、本実施形態のプリンタ１０は、インクカートリッジ１６がキャリッジ１４と共に移動する所謂オンキャリッジタイプのプリンタではなく、インクカートリッジ１６がプリンタ１０上において移動しない所謂オフキャリッジタイプのプリンタとして構成されている。

キャリッジ１４は駆動プーリ１７と従動プーリ１８との間に張設された無端状のタイミングベルト１９を介してキャリッジモータ２０に連結されている。そして、キャリッジ１４はタイミングベルト１９がキャリッジモータ２０により回転駆動されることで、ガイド軸１２に沿う主走査方向（図１の左右方向）に往復移動するようになっている。

また、プリンタ１０内には、印刷用紙を紙送りするときの駆動源となる紙送りモータ（図示略）が搭載されている。紙送りモータの出力軸にはギヤが固定され、このギヤがギヤ列を介して紙送りローラ及び排紙ローラ（いずれも図示略）に連結されている。そして、紙送りモータが回転すると、紙送りローラ及び排紙ローラが回転して、用紙が紙送り部材（プラテン）２５に沿って副走査方向（図１の上下方向）に紙送りされる。

キャリッジ１４には、記録ヘッド１３にインク（収容液体）を供給するサブタンク（バルブユニットとも言う）２６が搭載されている。インクカートリッジ１６及びサブタンク２６はインク色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の数（本実施形態では４つ）だけ配設され、サブタンク２６は各色毎にインク供給チューブ２７を介して各色のインクカートリッジ１６に接続されている。各サブタンク２６はインクカートリッジ１６から取り込んだインクを一時貯留し、その貯留インクを所定圧に圧力調整して記録ヘッド１３に供給する。

本体ケース１１の端部（図１における右端部）においてカートリッジホルダ１５の近傍には、加圧ポンプ装置としての加圧ユニット３１が搭載されている。加圧ユニット３１は流体流路としての空気供給チューブ３２を介して加圧空気をインクカートリッジ１６に送り出す装置であり、加圧ポンプ３３、圧力センサ３４及び大気開放弁３５を備えている。空気供給チューブ３２は大気開放弁３５の下流側の分配器３６によって複数（本例は４本）に分岐し、分岐した各チューブがインクカートリッジ１６の各色に接続されている。

各インクカートリッジ１６は、カートリッジホルダ１５にそれぞれ着脱可能に収容される。各インクカートリッジ１６は、図２に示すように液体としてのインクが封入されたインクパック３７と、インクパック３７を収納するインクケース３８とからなる。インクパック３７はインク排出口３７ａを有し、このインク排出口３７ａにインク供給チューブ２７が接続される。インクパック３７はインク排出口３７ａのみが外部に露出し、それ以外の部分が気密状態でインクケース３８に収納され、これによりインクケース３８の内部には気密状態の空間（すなわち、インクケース３８の内部に形成されたインクパック収容室の内面とインクパック３７の外面との間の空間）３９が形成される。

また、インクケース３８には外部から内部の空間３９に連通する連通孔４１が形成され、この連通孔４１に空気供給チューブ３２が接続されている。そして、加圧ポンプ３３が作動して加圧空気が排出されると、その加圧空気が空気供給チューブ３２を伝ってインクカートリッジ１６内の空間３９に導入され、加圧空気の空気圧（加圧力）によってインクパック３７が押し潰される。これにより、インクパック３７内のインクがインク供給チューブ２７を介してサブタンク２６に供給されるようになっている。

このように、加圧ポンプ３３の排気・吸気の繰り返しに伴い加圧空気の圧力が上昇し、インクパック３７が押し潰されることでインクがサブタンク２６に供給される。そのインクはサブタンク２６で一時貯留され、圧力調整された状態で記録ヘッド１３へと供給される。プリンタ１０は、ホストコンピュータやメモリーカードから取り込んだ印刷データに基づきキャリッジモータ２０及び紙送りモータを駆動し、記録ヘッド１３からインクを吐出して印刷処理を実行する。

図３に示すように、加圧ポンプ３３は蛇腹式ポンプであり、ポンプ駆動源となるポンプモータ４５と、内部にポンプ室５４ａを有するポンプ部４６とを備えている。加圧ユニット３１は加圧ポンプ３３、圧力センサ３４及び大気開放弁３５が金属製の取付板４７に取着されることでユニット化されている。従って、加圧ユニット３１の本体ケース１１への組付けは取付板４７を複数のネジ等で本体ケース１１に取付けることで行われる。ポンプモータ４５の回転は、歯車機構４８及びカム機構４９を介して往復直線運動に変換されてポンプ部４６に伝達される。

歯車機構４８及びカム機構４９を以下に説明する。ポンプモータ４５には例えば小型のＤＣモータが用いられ、その出力軸にはモータ歯車５１が固着されている。一方、取付板４７の端縁には、押え板４７ａが取付板４７の底壁に対して垂直に立設するように設けられている。その押え板４７ａには第１支軸５２がポンプモータ４５側に延びるように一体形成されている。第１支軸５２は根元が大径で先端側（図３における左端側）が小径となっており、第１支軸５２の小径部分には第１歯車５３が回転可能な状態で支持されている。第１歯車５３は大径歯車部５３ａと小径歯車部５３ｂとを有し、大径歯車部５３ａがモータ歯車５１と噛合っている。

ポンプ部４６は、一端が円形状に開口した蛇腹５４と、蛇腹５４の開口部を密封状態で閉じる蓋部５５とを備えている。従って、蓋部５５で閉じられた蛇腹５４の内部がポンプ室５４ａとして機能する。蛇腹５４は側壁が複数に折り返された蛇腹形状をなし、樹脂等をブロー成形することで製造される。蛇腹５４はポンプモータ４５を駆動源として長手方向（図３に示す矢印Ａ方向）に伸縮可能であり、この伸縮動作に伴ってポンプ室５４ａの容積が増減するようになっている。

蓋部５５の端面（図３における左端面）には複数（本例は３つ）の爪部５５ａが形成されている。一方、蓋部５５の端面と対向する位置において取付板４７には、取付板４７の底壁に対して垂直に立設した保持壁４７ｂが折曲げ形成されている。保持壁４７ｂの中央部には円形状の係止孔（図示略）が形成されており、ポンプ部４６は、爪部５５ａをこの係止孔に係止することによって、基端側（即ち、蓋部５５側）が取付板４７に対して固定されている。蛇腹５４の他端（図３における右端）には、ポンプモータ４５の回転運動に基づき往復直線運動して蛇腹５４を伸縮させる押圧部材５６が取り付けられている。この押圧部材５６は、平板状をなす基部５７と、基部５７に一体形成された円柱状のピストン５８とを備えている。

取付板４７のピストン５８に相対する位置には、一対の支持片４７ｃが折曲げ形成されている。これら支持片４７ｃは取付板４７の底壁に対し垂直に延びており、各支持片４７ｃには同じ高さ位置に支持孔４７ｄが形成されている。ポンプ部４６のピストン５８は往復直線運動可能な状態で一対の支持孔４７ｄに挿通され、これによってピストン５８が取付板４７に支持された状態となる。

一対の支持片４７ｃの間には、第１歯車５３とともに連れ回り可能な第２歯車５９が配設されている。第２歯車５９は、大径部分の歯部５９ａと、小径部分の円筒部５９ｂとを備えている。これらの歯部５９ａと円筒部５９ｂとは同軸上に位置している。さらに、第２歯車５９には、歯部５９ａと円筒部５９ｂとの両方に亘って連通する連通孔（図示略）が形成されており、当該連通孔にピストン５８が挿通されることによって、第２歯車５９はピストン５８に対して相対回転可能に支持されている。なお、歯車機構４８はモータ歯車５１、第１歯車５３及び第２歯車５９で構成される。

また、第２歯車５９における円筒部５９ｂの内周面側にはピストン５８の外周面に形成されたカム溝（図示略）と摺動可能に係合する突起（図示略）が形成されている。そのため、ポンプモータ４５が回転すると、それに連れて第１歯車５３及び第２歯車５９が回転し、その際に第２歯車５９側の突起がピストン５８側のカム溝内を摺動することで、ポンプモータ４５の回転運動がピストン５８の往復直線運動に変換されることになる。そして、ポンプモータ４５の回転に伴ってピストン５８が往復直線運動して、蛇腹５４が伸びたり（図３の実線の状態）、縮んだり（図３の一点鎖線の状態）するようになっている。

ポンプ部４６の蓋部５５には、前記ポンプ室５４ａへの流入口となる吸気口と、ポンプ室５４ａ内の加圧空気の排出口となる排気口とが形成されている（いずれも図示略）。吸気口にはポンプ室５４ａ内への空気流通のみを許容する吸気用一方向弁が接続され、排気口にはポンプ室５４ａ外への空気流通のみを許容する排気用一方向弁が接続されている。この吸気用一方向弁及び排気用一方向弁が逆止弁に相当するため、ポンプ部４６はこの逆止弁構造によって、蛇腹５４が伸縮動作するごとに加圧量が上昇するようになっている。

ポンプモータ４５の回転に伴いピストン５８が蛇腹５４側（図３における左側）に直線運動（往動）すると、蛇腹５４が図３に実線で示す状態から破線で示す状態へと縮む。このとき、蛇腹５４が排気状態となり、ポンプ室５４ａ内の加圧空気が排気口からインクカートリッジ１６に供給される。一方、ポンプモータ４５の回転に伴いピストン５８が反蛇腹側（図３における右側）に直線運動（復動）すると、蛇腹５４が図３に破線で示す状態から実線で示す状態へと伸びる。このとき、ポンプ室５４ａが吸気状態となり、大気中の空気が吸気口からポンプ室５４ａ内に送られる。

図３に示すように、圧力センサ３４は、ポンプ部４６が排出する加圧空気の圧力を検出し、その圧力に応じた検出値を出力可能なセンサである。圧力センサ３４は、加圧空気の入口となる入力接続管３４ａと、取り込んだ加圧空気の出口となる出力接続管３４ｂとを備えている。圧力センサ３４は、入力接続管３４ａが第１空気供給チューブ３２ａを介してポンプ部４６の排気接続管４６ａに接続され、出力接続管３４ｂが第２空気供給チューブ３２ｂを介して大気開放弁３５の吸入接続管３５ａに接続されている。

一方、第１歯車５３及び大気開放弁３５の間には、本発明の要部である駆動力伝達装置としての摩擦クラッチ機構６１が配設されている。この摩擦クラッチ機構６１を、図４〜図６を参照しつつ詳細に説明する。摩擦クラッチ機構６１は、図５、図６に示すように、駆動要素としての第３歯車６３と、従動要素としての従動部品６４と、押え板４７ａと、弾性要素としての板ばね６５とを含んで構成されている。第３歯車６３と従動部品６４とは、同一軸線ａ上に配置されており、第３歯車６３と従動部品６４及び押え板４７ａの各部材は、第３歯車６３と押え板４７ａとで従動部品６４を挟むように配設されている。なお、摩擦クラッチ機構６１に関する以下の説明では、前記軸線ａに沿う方向において、従動部品６４から見た場合の第３歯車６３の方向を前方、同じく従動部品６４から見た場合の押え板４７ａの方向を後方として、説明する。

第３歯車６３は、第１歯車５３の小径歯車部５３ｂと噛合っている。第３歯車６３の後面からは軸線ａを中心とした円筒状をなす摺動部６６が後方に向けて突出形成されており、この摺動部６６の内側には、摺動部６６よりも小さな筒状のボス６７が第３歯車６３の前面側及び後面側にわたって突出形成されている。一方、押え板４７ａの前面からは第２支軸６８が前方に向けて延設されている。この第２支軸６８の前端側がボス６７に貫挿されることで、第３歯車６３は第２支軸６８に回転可能に取り付けられている。また、第２支軸６８の前端にはワッシャ（図示略）を介して固定ピン（図示略）が固着され、第３歯車６３は、前記固定ピンによって第２支軸６８から抜け落ちない状態に保持されている。

従動部品６４は、有底筒状をなし、底部７１が押え板４７ａ側に対向する姿勢態様で配置されている。従動部品６４の内部には、第３歯車６３の摺動部６６を遊挿可能な凹部７２が形成されており、該凹部７２内には第３歯車６３のボス６７を内挿する孔部７３が形成されている。従動部品６４の前面側には、従動部品６４の外周壁６４ａから径方向内側へ向けて複数（本実施形態では、４つ）の板ばね係止部７４が前記軸線ａに関して対称配置となるように突出形成されている。

また、従動部品６４の底部７１には、略半円弧状の貫通溝７５が軸線ａに関して対称配置となるように形成されている。一方、本実施形態では、複数（本実施形態では２つ）の板ばね６５が従動部品６４の凹部７２内に配置され、前記板ばね係止部７４と対応する位置に組み付け支持されている。各板ばね６５は、略長方形状をなし、その長手方向に沿う前後両辺のうち前側片の両端部が小さな正方形状に切り欠かれた切欠部７６として形成されている。そして、従動部品６４に対して底部７１側から貫通溝７５を介して凹部７２内に挿通された各板ばね６５は、該板ばね６５の切欠部７６が前記板ばね係止部７４に係止することで、従動部品６４の凹部７２内に軸線ａに関して対称配置状態で支持されている。

さらに、従動部品６４の底部７１には、カム部７７が後方側に向けて突出形成されている。カム部７７は、中心角約２４０度の略扇形状をなし、その中心ｃの位置が軸線ａから偏心した位置となるように形成されている（図７参照）。また、従動部品６４の外周壁６４ａには、軸線ａ方向から見た場合に略四半円弧状をなすストッパ７８が外周壁６４ａに沿うようにして突出形成されている。一方、押え板４７ａの前面には、従動部品６４のストッパ７８と同一円弧上に位置するようにして略四半円弧状のストッパ受部７９が前方に向けて突出形成されている。

なお、図７に示す状態では、ストッパ７８の一方の周方向端部である第１端部８１がストッパ受部７９の一方の周方向端部である第１係止部８２に当接している。そして、この場合、ストッパ７８の他方の周方向端部である第２端部８３とストッパ受部７９の他方の周方向端部である第２係止部８４とは周方向において１８０度離間している。ここで、ポンプモータ４５は正転及び逆転が可能であることから、本実施形態ではポンプモータ４５が正転すると従動部品６４が図７に示す矢印Ｂ方向に回転することとし、ポンプモータ４５が逆転すると従動部品６４は図７に示す矢印Ｃ方向に回転することとする。

以上の構成により、第３歯車６３と従動部品６４及び押え板４７ａが、押え板４７ａに形成される第２支軸６８を介して一体に組み付けられた際には、従動部品６４のカム部７７が押え板４７ａのストッパ受部７９の内側に収納され、従動部品６４のストッパ７８がストッパ受部７９と略同一円の円弧を形成する位置態様となるように配置される。一方、第３歯車６３の摺動部６６は従動部品６４の凹部７２内に収納される。このとき、第３歯車６３の摺動部６６の周面６６ａが凹部７２内に支持された板ばね６５の受圧面６５ａをその弾性力に抗して軸線ａと直交する外方向に押圧するようにして板ばね６５の受圧面６５ａと当接する。すなわち、この組み付け状態においては、第３歯車６３と従動部品６４に支持された板ばね６５とが板ばね６５の弾性力によって軸線ａと直交する方向において摩擦係合しており、その摩擦係合力に基づき従動部品６４は板ばね６５を介して第３歯車６３と一体回転可能となっている。すなわち、第３歯車６３と従動部品６４とは、板ばね６５を介して間接的に摩擦係合しており、直接的には摩擦係合していない。

従って、ポンプモータ４５が回転すると第１歯車５３を介して第３歯車６３が回転し、この回転動作に伴って摩擦クラッチ機構６１が作動することとなる。例えば、図７に示す状態からポンプモータ４５の逆転駆動により第３歯車６３が回転すると、第３歯車６３に摩擦係合された板ばね６５を介して従動部品６４は第３歯車６３と一体的に図７における矢印Ｂ方向に回転する。そして、半回転（１８０度回転）すると、図８に示すように、ストッパ７８の第２端部８３がストッパ受部７９の第２係止部８４に当接する。このとき、ストッパ７８の第２端部８３とストッパ受部７９の第２係止部８４とが対向して当接係止する係止力は、第３歯車６３と従動部品６４との半径方向における板ばね６５による摩擦係合力より極めて大きいため、従動部品６４はその回転が規制される。その一方、第３歯車６３は摺動部６６の周面６６ａを板ばね６５の受圧面６５ａ（軸線ａ側の面）に摺動させつつ回転を継続することとなる。

これは、図８に示す状態からポンプモータ４５が正転駆動される場合も同様であって、この場合、従動部品６４は図７における矢印Ｃ方向に回転し、半回転（１８０度回転）すると、ストッパ７８の第１端部８１がストッパ受部７９の第１係止部８２に当接する。そして、従動部品６４はそれ以上の回転が規制されて、第３歯車６３は空転する。すなわち、従動部品６４は、ストッパ７８がストッパ受部７９に当接係止しない範囲において第３歯車６３に従動して回転する。しかし、ポンプモータ４５の正転駆動時（図７における矢印Ｂ方向）であって第１端部８１が第１係止部８２に当接した状態にある場合、及び、ポンプモータ４５の逆転駆動時（図７における矢印Ｃ方向）であって、第２端部８３が第２係止部８４に当接した状態にある場合（図８参照）、従動部品６４は、その回転が規制される。このように、本実施形態では、従動部品６４に形成されるストッパ７８及び押え板４７ａに形成されるストッパ受部７９によって、従動部品６４の回転を一定の回転角度範囲内（本実施形態では１８０度）に規制する回転規制手段が構成されている。なお、摩擦クラッチ機構６１の詳細な作用については、大気開放弁３５における作用とともに、後に詳述する。

次に、大気開放弁３５の構成について、図７、図８を参照して詳細に説明する。図７、図８は、大気開放弁３５の動作状態を示す断面図である。大気開放弁３５は、大気開放機能とレギュレータ機能との２つの機能を有する弁であり、加圧空気の通路を有する弁本体８５と、大気開放弁３５の弁開閉を行う変位部材としての弁開放レバー８６とを備えている。この弁開放レバー８６の力点側（従動部品６４側）端部は、従動部品６４のカム部７７に近接配置されるとともに、突部８６ａがカム部７７側に突出形成されている。この突部８６ａのカム部７７側の面は、従動部品６４が回転した際に、カム部７７のカム面７７ａと摺接係合する係合面８６ｂとして構成されている。弁本体８５は、加圧ポンプ３３から圧力センサ３４を介して送られた加圧空気の入口となる吸入口８７と、弁内の加圧空気の圧力検出室として機能する弁室８８と、弁内の加圧空気の出口となる排出口８９とを備えている。

弁本体８５には弁室８８とその室外（大気）とを連通する弁孔９０が形成されている。弁本体８５には第２支軸６８の軸方向に沿って延びる回転軸９１が架設され、この回転軸９１に弁開放レバー８６は揺動可能に支持されている。弁開放レバー８６における作用点側端部（図７における左端）には、弁孔９０を開閉可能な弁体９２（バルブ）が取り付けられている。

一方、弁本体８５の上壁と弁開放レバー８６との間には、弁開放レバー８６の作用点側端部を弁孔９０側に付勢するバネ（以下、第２バネ９３と記す）が介装されている。本実施形態では、閉弁時には、図７に示すように、弁開放レバー８６の作用点側端部が第２バネ９３の付勢力を受けて下方に傾き、弁開放レバー８６の弁体９２が弁孔９０を閉じることから、大気開放弁が閉弁状態となる。また、従動部品６４が逆回転して、カム部７７のカム面７７ａと弁開放レバー８６の係合面８６ｂとが摺接係合することにより、弁開放レバー８６の作用点側端部が第２バネ９３の付勢力に抗して上方へ傾くように揺動すると、弁開放レバー８６の弁体９２が弁孔９０を開放することから、大気開放弁が開放状態となる。

次に、上述したプリンタ１０の作用について、特に摩擦クラッチ機構６１の作用に着目して以下説明する。
まず、プリンタ１０が印刷を開始すると、ポンプモータ４５が正転駆動し、ポンプモータ４５の正転駆動に伴い、モータ歯車５１、第１歯車５３が従動して回転し、さらに第１歯車５３の小径歯車部５３ｂと噛み合う第３歯車６３が図７に示す矢印Ｂ方向に回転する。なお、プリンタ１０の動作開始時には、大気開放弁３５は図７に示す閉弁状態であって、ストッパ７８の第１端部８１がストッパ受部７９の第１係止部８２と当接係止している。このため、ポンプモータ４５が正転を続けて第３歯車６３が回転し続けても、従動部品６４は矢印Ｂ方向の回転が規制されることになり、それ以上は回転しない状態となる。なお、このとき、第３歯車６３は、摺動部６６の周面６６ａを板ばね６５の受圧面６５ａ（軸線ａ側の面）に摺動させつつ回転を継続する。

一方、加圧ポンプ３３は、圧力センサ３４の検出値から求まる圧力値Ｐに基づき、その動作が停止状態及び駆動状態の間で切り換わる。即ち、加圧ポンプ３３は、ポンプ駆動を開始してから圧力値Ｐが設定圧Ｐａ以上になると停止状態になってポンプ駆動を一旦停止し、設定圧Ｐａを下回るとポンプモータ４５が正転を開始してポンプ駆動を再開する。そして、この処理が繰り返されることで、インクカートリッジ１６に供給される加圧空気が所定範囲の圧力値に維持される。

また、その一方で、プリンタ１０が印刷を終了すると、大気開放弁３５の大気解放機能が作動する。このとき、まずポンプモータ４５が正転に代えて逆転を開始し、これに伴って第３歯車６３が図７に示す矢印Ｃ方向に回転する。このとき、第３歯車６３と従動部品６４に組み付け支持された板ばね６５とは、摺動部６６の周面６６ａと板ばね６５の受圧面６５ａとの間に生じる摩擦力によって軸線ａと直交する方向において摩擦係合している。このため、第３歯車６３の回転に伴い、従動部品６４は、第３歯車６３と一体となって図７に示す矢印Ｃ方向に回転する。そして、従動部品６４が図７における矢印Ｃ方向に約６０度回転すると、図７に破線で示すように、従動部品６４と一体に回転するカム部７７のカム面７７ａが弁開放レバー８６の係合面８６ｂと摺接係合する。そして、この状態で従動部品６４（カム部７７）が回転を続けることにより、カム部７７（カム面７７ａ）が弁開放レバー８６（係合面８６ｂ）を徐々に下方へ押し下げる。そして、上記したように、弁開放レバー８６の弁体９２が上方へ揺動して弁孔９０を開放することから、大気開放弁が開放状態となる。

さらに、ポンプモータ４５が引き続き逆転駆動されると、第３歯車６３に従動して従動部品６４はさらに回転する。このとき、図８に示すように、従動部品６４が図７に示す閉弁状態から１８０度回転した位置となったとき、従動部品６４のストッパ７８の第２端部８３がストッパ受部７９の第２係止部８４に当接係止する。よって、ポンプモータ４５が逆回転を続けて第３歯車６３が回転し続けても、従動部品６４は図７における矢印Ｃ方向の回転が規制されることになり、それ以上は回転しない状態となる。なお、このとき、第３歯車６３は摺動部６６の周面６６ａを板ばね６５の受圧面６５ａ（軸線ａ側の面）に摺動させつつ回転を継続する。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、第３歯車６３と従動部品６４に支持された板ばね６５が、板ばね６５の弾性力によって軸線ａと直交する方向において摩擦係合している。すなわち、第３歯車６３と従動部品６４とは、板ばね６５を介して間接的に摩擦係合しており、直接的には摩擦係合していない。よって、その摩擦係合力に基づき、第３歯車６３と従動部品６４とが一体となって回転する場合に、従動部品６４（カム部７７）と板ばね６５との間には摺接摩擦抵抗が生じず、第３歯車６３と従動部品６４との摺接部位に生じる摺接摩擦抵抗も著しく低減される。また、第３歯車６３が従動部品６４の回転角度範囲を超えて更に摺動部６６の周面６６ａと板ばね６５の受圧面６５ａとを摺接させながら回転する場合も、第３歯車６３と従動部品６４とを軸線ａ方向において摩擦係合させた場合（上記背景技術、図９参照）と比較して、該摺動部６６の周面６６ａには軸線ａ方向に不要な付勢力がなんら作用していないため、その摺接摩擦抵抗が低減される。これにより、ポンプモータ４５の駆動負荷が増大すること及び、摺動部６６の摩耗量が増大することを極力低減することができる。さらに、これに伴い、各部材（第３歯車６３、従動部品６４、押え板４７ａ）の耐久寿命を向上させることができる。

（２）上記実施形態では、第３歯車６３と従動部品６４とを、板ばね６５の切欠部７６が前記板ばね係止部７４に係止した状態において、第３歯車６３の摺動部６６を板ばね６５の受圧面６５ａ側から板ばね６５の弾性力に抗して軸線ａと直交する外方向に押圧するようにして容易に組み付けることができる。

（３）上記実施形態では、各板ばね６５は、従動部品６４の凹部７２内に軸線ａに関して対称に２つ組み付け支持されているため、板ばね６５による弾性力が軸線ａに関して偏ることなく均等に作用し、第３歯車６３と従動部品６４とを安定して回転させることができる。

（４）上記実施形態では、従動部品６４に形成されるストッパ７８及び押え板４７ａに形成されるストッパ受部７９によって、従動部品６４の回転を一定の回転角度範囲内（本実施形態では１８０度）に規制する回転規制手段が構成されている。このため、所定方向に第３歯車６３が回転し続けた場合でも、従動部品６４の回転に伴い回転するカム部７７によって、大気開放弁３５の弁開放レバー８６に対して駆動力を伝達したり該駆動力の伝達を遮断したりすることができる。

（５）上記実施形態では、従動部品６４の回転に伴い、カム部７７のカム面７７ａが当該カム面７７ａに近接配置された弁開放レバー８６の係合面８６ｂに摺接係合するため、従動部品６４の回転を利用して容易に大気開放弁３５の開閉動作を行うことができる。また、この際、係合面８６ｂに摺接係合するカム面７７ａが徐々に弁開放レバー８６を変位させるように作用するため、変位動作に必要なトルクを軽減することができる。

なお、実施形態は前記構成に限らず、以下の別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・ 上記実施形態におけるストッパ７８は、連続した円弧状ではなく、第１端部８１及び第２端部８３の位置にそれぞれ独立して形成される凸部として構成してもよい。同様に、ストッパ受部７９についても、連続した円弧状ではなくストッパ７８の第１端部８１（若しくは凸部）と係止する第１係止部８２及びストッパ７８の第２端部８３（若しくは凸部）と係止する第２係止部８４の位置にそれぞれ独立して形成される凸部として構成してもよい。

・ 上記実施形態における板ばね６５は、例えばコイルスプリング等のその他の弾性部材で構成してもよい。
・ 上記実施形態における板ばね６５を第３歯車６３に組み付け支持し、その板ばね６５に弾性力を付与されて摩擦係合する摺動部６６を従動部品６４側に突出形成する構成としてもよい。

・ 上記実施形態において板ばね６５に具体化した弾性要素は、従動部品６４に対して別部材ではなく、例えば従動部品６４の凹部７２内に一体形成された複数の弾性片によって構成してもよい。この場合、第３歯車６３と従動部品６４とを、第３歯車６３の摺動部６６によって各弾性片を押し広げるようにして組み付けることで、上記実施形態と同様に、第３歯車６３と従動部品６４とが軸線ａと直交する方向からの弾性力により付勢されて摩擦係合させることができる。なお、この複数の弾性片を第３歯車６３側に形成する構成としてもよい。

・ 上記実施形態における回転規制手段（ストッパ７８、ストッパ受部７９）は、従動部品６４及び押え板４７ａに設けられる形態に限定されるものではなく、その他の別部材との係止によって従動部品６４の回転を規制するようにしてもよい。

・ 上記実施形態のインクカートリッジ１６は４つに限定されるものではなく、単数もしくは４つ以外の複数個設ける構成としてもよい。この構成であっても、上記した電源オフ時の制御を同様に実施できる。

・ ポンプモータ４５には、ＤＣモータに限らず、ＡＣモータを用いてもよい。
・ 蛇腹５４は、例えば椀型等のその他の形状として構成してもよい。
・ ポンプ部４６は蛇腹５４を用いた構造に限らず、例えば、シリンダ内を往復動するピストン等によって構成してもよい。

・ ポンプモータ４５の回転をカム機構４９や摩擦クラッチ機構６１に伝達する機構は歯車機構４８に限らず、例えばタイミングベルトによってポンプモータ４５の回転をカム機構４９や摩擦クラッチ機構６１に伝達してもよい。

・ 上記実施形態では、大気開放弁３５において、従動部品６４が弁開放レバー８６を揺動させることで大気開放を行う構成としたが、弁開放レバー８６と従動部品６４との間に、従動部品６４により変位動作させられる別部材を変位部材として介在させてもよい。

・ 上記実施形態の駆動力伝達装置（摩擦クラッチ機構６１）は、大気開放弁３５の弁開放レバー８６以外の変位部材に駆動力を伝達する駆動力伝達装置として具体化してもよい。

・ 上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出しするプリンタ１０について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、液体もインクに限られず、他の液体に応用してもよい。

以下に、上記実施形態から把握できる技術的思想について追記する。
・所定の軸線上に駆動力に基づき回転可能に配置された駆動要素と、該駆動要素と同一の軸線上に回転可能に配置された従動要素とを備え、該従動要素には、前記軸線と直交する断面の輪郭形状によりカム面を構成するカム部が設けられると共に、該カム部のカム面と係合可能な係合面を有する変位部材が前記従動要素に近接配置されており、前記駆動要素の回転に従動して前記従動要素が回転する際には、前記カム部のカム面と前記変位部材の係合面とが摺接係合することにより前記変位部材が変位動作することを特徴とする駆動力伝達装置。

この技術的思想によれば、従動要素の回転に伴い、従動要素に設けられるカム部のカム面が当該カム面に近接配置された変位部材の係合面に摺接係合するため、従動要素の回転を利用して容易に変位部材を変位動作させることができる。また、この際、係合面に摺接係合するカム面が徐々に変位部材を変位させるように作用するため、変位部材を変位動作させるために必要なトルクを軽減することができる。

本実施形態のインクジェット式プリンタの要部平面図。 インクカートリッジの構成を示す断面図。 インクカートリッジに加圧空気を送る加圧ユニットの平面図。 クラッチ機構近傍を示す斜視図。 主にクラッチ機構の構成を示す分解斜視図。 図５とは別の角度から見た場合の、主にクラッチ機構の構成を示す分解斜視図。 閉弁状態のときの大気開放弁を示す図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 開弁状態のときの大気開放弁を示す断面図。 従来のクラッチ機構を示す分解図。

符号の説明

１０…液体噴射装置としてのプリンタ、１３…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１６…液体収容体としてのインクカートリッジ、３１…加圧ポンプ装置としての加圧ユニット、３２…流体流路としての空気供給チューブ、３３…加圧ポンプ、３５…大気開放弁（弁装置）、４５…駆動源としてのポンプモータ、４６…ポンプ部、６１…摩擦クラッチ機構、６３…駆動要素としての第３歯車、６４…従動要素としての従動部品、６６…摺動部、６６ａ…摺動部の周面、７４…弾性要素としての板ばね、７７…カム部、７７ａ…カム面、８６…変位部材としての弁開放レバー、８６ｂ…係合面、９２…弁体、ａ…軸線。

Claims (7)

1. 所定の軸線上に駆動力に基づき回転可能に配置された駆動要素と、
   該駆動要素と同一の軸線上に回転可能に配置された従動要素と、
   前記駆動要素及び前記従動要素のうち一方の要素と一体的に回転しながら、他方の要素に設けられた前記軸線を中心とする円筒状又は円柱状の摺動部の周面に対して前記軸線と直交する方向から所定の弾性力を付与する弾性要素と
   を備えることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記弾性要素は、前記駆動要素と前記従動要素との間に介在し、前記両要素のうち前記一方の要素に組み付け支持された状態で、前記他方の要素における前記摺動部の周面に前記弾性力でもって摩擦係合し、前記駆動要素と前記従動要素とは前記弾性要素を介して間接的に摩擦係合するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記弾性要素は、前記軸線を中心にして周方向へ等角度間隔をなす複数位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記従動要素の回転を一定の回転角度範囲内に規制する回転規制手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記従動要素には、前記軸線と直交する断面の輪郭形状によりカム面を構成するカム部が設けられると共に、該カム部のカム面と係合可能な係合面を有する変位部材が前記従動要素に近接配置されており、前記駆動要素の回転に従動して前記従動要素が回転する際には、前記カム部のカム面と前記変位部材の係合面とが摺接係合することにより前記変位部材が変位動作することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の駆動力伝達装置。
6. 駆動力を発生させる駆動源と、
   該駆動源から伝達される駆動力に基づくポンプ作動により流体を排出するポンプ部と、
   該ポンプ部から排出された流体を流通させる流体流路と、
   該流体流路の途中に配置され、弁体が開弁動作した際には前記流体流路の内外間を連通する弁装置と、
   請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の駆動力伝達装置とを備え、
   前記駆動力伝達装置における従動要素の回転に伴い前記弁装置における弁体を開閉動作させることを特徴とする加圧ポンプ装置。
7. 液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   該液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給可能に接続された液体収容体と、
   該液体収容体に対して流体流路が接続された請求項６に記載の加圧ポンプ装置と
   を備えることを特徴とする液体噴射装置。

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