JP4619587B2

JP4619587B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP4619587B2
Application number: JP2001288154A
Authority: JP
Inventors: 政一村中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP2003094678A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、特に可撓性インク袋を使用したインクカートリッジによるインクジェットプリンタのインク供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例として、特開平１０−２９６９９２号公報（以下従来例１と称す）には、弁機能を持つインク袋を選択的にカムで加圧しインクを充填する機構が提案されている。また、特許第２，９８０，４７６号明細書（以下従来例２と称す）には、メインタンクとチューブの間に羽根車による加圧ポンプ（タービンポンプ）を設けたインク供給装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例１によれば、駆動部と伝達部材及び加圧用カムらが複数（カートリッジの数分）必要であり、装置が大きくなり、またコストもかかる。更に、インク袋を側面から加圧しており、中のインクを全部出すことは不可能である。また、上記従来例２によれば、インクカートリッジがセットされたメインタンクの直下に、吐出回復処理を行うための加圧ポンプ（タービンポンプ）が設けられているが、タービンポンプにおける最大の欠点はケーシング内に液体が満たされていないと圧力が発生しない点である。また、装置出荷時は液体を全て抜くはずで、メインタンクのインクはないはずである。更に、タービンポンプは密閉空間が存在しないため、高い圧力を発生させるためには、タービンを高速で回さなければならない。インクジェットプリンタのように高粘度の液体を加圧するには適していない。
【０００４】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、汎用性に優れ、小型で低コストなインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明のインクジェットプリンタは、プリンタ本体側に載置されたインクカートリッジと、キャリッジ上に搭載された記録ヘッドと連結されたサブタンクと、インクカートリッジ近傍に、インクをサブタンクに向けて加圧供給するためのポンプ機構とを備え、ポンプ機構は、駆動モータ及び該駆動モータの軸に固定されたウォームギアを有する減速機と、ウォームギアと噛み合う歯車と、歯車と同軸上に固定された偏心カムと、偏心カムにより動作され、吸引側から排出側へとインクを吸引するピストンポンプとを有し、駆動モータの軸の向きと、ピストンポンプのピストンの中心軸の向きとが同じであることに特徴がある。よって、ポンプ機構を１ユニットとして構成しており、機種が変わっても対応でき汎用性に優れ、共通ユニットとして部品管理、製品管理がやり易い。
【０００６】
また、減速機は、ウォームギアから回転を伝達されたウォームギアホィールと、ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２の歯車と、第２の歯車と噛み合う第３の歯車と、第３の歯車と同軸上に固定された第４の歯車と、第４の歯車と噛み合う第５の歯車とを含んで構成し、ウォームギアの軸の中心、第３の歯車の軸の中心、第５の歯車の軸の中心が、同一の平面上に横一列に配置される。よって、保持部材を共通化することができ、小型化が図れる。
【０００７】
更に、ピストンポンプの可動部材と、可動部材を保持する保持部材の中心が、平面の一部に含まれている。
【０００８】
また、偏心カムが第５の歯車と同軸上に固定され、ピストンポンプの往復動作を行わせることにより、耐久性を増すことができる。
【０００９】
更に、減速機は、ウォームギアと、ウォームギアによって回転を伝達されたウォームギアホィールと、ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２のウォームギアと、第２のウォームギアに噛み合う第２のウォームギアホィールとを含んで構成する。よって、部品の共通化が図れ、部品コストを更に低減することができる。
【００１０】
また、偏心カムが第２のウォームギアホィールと同軸上に固定され、ピストンポンプを動作させることにより、耐久性を増すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットプリンタは、プリンタ本体側に載置されたインクカートリッジと、キャリッジ上に搭載された記録ヘッドと連結されたサブタンクと、インクカートリッジ近傍に、インクをサブタンクに向けて加圧供給するためのポンプ機構とを備え、ポンプ機構は、駆動モータ及び該駆動モータの軸に固定されたウォームギアを有する減速機と、ウォームギアと噛み合う歯車と、歯車と同軸上に固定された偏心カムと、偏心カムにより動作され、吸引側から排出側へとインクを吸引するピストンポンプとを有し、駆動モータの軸の向きと、ピストンポンプのピストンの中心軸の向きとが同じである。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明のインクジェットプリンタのインク供給装置を適用するカラーインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。同図において、キャリッジ１１に固定された記録ヘッド（図示せず）には、サブタンク１２が連結され、キャリッジ１１内に収まっている。インクカートリッジ１３はプリンタ本体側に装着されている。同図では左右に２個ずつ別れているが、片側に４個のインクカートリッジが装着されていてもよい。そして、インクカートリッジ１３とサブタンク１２の間には、フィルタ１４、ポンプ１５、中継部材１６等が組み込まれており、基本的にはチューブ１７と連通されている。フィルタ１４はインクカートリッジ１３側からくるゴミの濾過を、中継部材１６はキャリッジ１１とプリンタ本体側とのチューブ１７の中継用である。なお、同図ではチューブ１７を連結しているが特に限定せず、チューブのない構成でもよい。ポンプ１５はインクカートリッジ１３のインクを、サブタンク１２に強制的に加圧し充填させるための機能を有す。そのためポンプ１５はインクカートリッジ１３の近傍のプリンタ本体側に装着される。インクカートリッジ１３から離れた位置に装着されると、チューブ１７の這いまわしが煩雑になる。そこで要求されるのは例えば片側にインクカートリッジが４個装着されると、その近傍、例えば図１のように奥側とか、真下にポンプ１４も装着するため可能な限り小型化、薄型化が要求される。
【００１３】
図２に一般的なピストンポンプとその駆動機構を示す。同図において、駆動モータ２１はＤＣモータで、他にステッピングモータでもよい。小型のＤＣモータは回転数が６０００〜９０００回転もあり、それを１／１００〜１／２００に減速して使用する。一般的な減速機構を図２に示すが、駆動モータからポンプ本体までを１つのユニットとして考え、そのユニットを薄く構成すると、図２のような配置となる。同図に示すように、どうしてもＤＣモータ２１とポンプ２９とが直角の向きとなってしまう。それを４個並べるとＤＣモータ２１の高さが問題となる。また、減速に使用するギア２２〜２７の数も多く６枚となってしまう。図２の各ギアを以下の歯数とした場合の減速比は次の通り。駆動ギア２２：１０枚、第２ギア２３：５０枚、第３ギア２４：１０枚、第４ギア２５：５０枚、第５ギア２６：１０枚、第６ギア２７：５０枚であると、１０／５０×１０／５０×１０／５０＝１／１２５の減速比となる。
【００１４】
そこで、本発明に係るインク供給装置はそのような問題を解決し、ギアの個数を少なくすると共に減速比も大きくとれる機構である。
【００１５】
図３は本発明の第１の実施例に係るインクジェットプリンタのインク供給装置の構成を示す図である。同図の（ａ）は平面図、同図の（ｂ）は正面図である。同図において、ＤＣモータ３１の駆動モータ軸にウォームギア４０と第１ギア３２、第１ギア３２と一体に形成された第２ギア３３と噛み合う第３ギア３４、その第３ギア３４と同軸上に第４ギア３５、第４ギア３５と噛み合う第５ギア３６で構成する。ウォームギア４０を含めれば６個の構成であるが、ウォームギア４０の減速比は大きいため以下の歯数で構成できる。
【００１６】
ウォームギア４０：条数１、第１ギア３２：２０枚、第２ギア３３：１２枚、第３ギア３４：３６枚、第４ギア３５：１２枚、第５ギア３６：３６枚であると、１／２０×１２／３６×１２／３６＝１／１２０の減速比となる。大きいギアが従来例では歯数５０枚に対して、３６枚としても減速比はほとんどかわらない。また、ＤＣモータ３１とポンプ本体３８は両者横向きである。図３の（ａ）の平面図で示すとおりユニットの厚さは僅かに増す程度である。図３の（ｂ）においてＤＣモータ３１、第３ギア３４、第５ギア３６、ポンプ本体３８らの中心軸が１つの平面内に存在し、正面図のように横一列に配置されると、全体を小型にまとめることができる。図３ではピストンポンプの例を示すが、ダイアフラムポンプでも同様な性能を得ることができる。また、ピストンには常時偏芯カム３７側に押し付けるための圧縮スプリング３９が取り付けられている。そのことによって部品の取り付けがずれたりしても容易に調整することが可能となる。
【００１７】
図４は本発明の第２の実施例に係るインクジェットプリンタのインク供給装置の構成を示す概略図である。同図に示す第２の実施例でも、やはり駆動モータ軸にはウォームギアを使用する。第１ギア４３と同軸上に固定された第２ウォームギア４４と、それに噛み合う第２ギア４５で構成する。減速比は第１、２ウォームギア４２，４４：条数１、第１ギア４３：１１枚、第２ギア４５：１１枚である１／１１×１／１１＝１／１２１となる。第１ギア４３と第２ギア４５の歯数が１１枚でも１／１２１の減速比が得られる。このように、少ない部品点数で大きな減速比が得られる。
【００１８】
図５はインクカートリッジのインク残量と負圧の関係を示す特性図であり、インクカートリッジからインクが排出されていく際、供給口での圧力の変化を示したものである。なお、インクカートリッジはインク袋構成を想定している。また図６は駆動モータの負荷トルクと駆動電流値の関係を示す特性図である。カートリッジのインクが無くなると、負荷が増加しモータの電流値も増加する。
【００１９】
そこで、予めインク残量と駆動電流の関係を記憶しておき、図７に示すように、駆動電流検知回路６１によって駆動電流値を検知し、インク残量−駆動電流値比較回路６２によって予め記憶しておいたインク残量と駆動電流の関係と比較してインクの残量を求め、インク残量表示部６３にインク残量を表示することができる。また、インクカートリッジのインクエンドは、インクが無くなると負圧が急激に増加するのでそのときの電流値（異常に値が増加）と、インクを補給する時間（サブタンクの満タンセンサＯＮによって補給完了）を監視し、いずれかが異常な値を示す場合、具体的には図７の駆動電流検知回路６１によって検知した駆動電流値（Ａ）がＭＡＸ電流値（Ａ’）より多くなったとき、あるいはタイマによって計時した時間（Ｂ）がＭＡＸ補給時間（Ｂ’）を超過したときにエンドとする。
【００２０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットプリンタは、プリンタ本体側に載置されたインクカートリッジと、キャリッジ上に搭載された記録ヘッドと連結されたサブタンクと、インクカートリッジ近傍に、インクをサブタンクに向けて加圧供給するためのポンプ機構とを備え、ポンプ機構は、駆動モータ及び該駆動モータの軸に固定されたウォームギアを有する減速機と、ウォームギアと噛み合う歯車と、歯車と同軸上に固定された偏心カムと、偏心カムにより動作され、吸引側から排出側へとインクを吸引するピストンポンプとを有し、駆動モータの軸の向きと、ピストンポンプのピストンの中心軸の向きが同じであることに特徴がある。よって、ポンプ機構を１ユニットとして構成しており、機種が変わっても対応でき汎用性に優れ、共通ユニットとして部品管理、製品管理がやり易い。
【００２２】
また、減速機は、ウォームギアから回転を伝達されたウォームギアホィールと、ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２の歯車と、第２の歯車と噛み合う第３の歯車と、第３の歯車と同軸上に固定された第４の歯車と、第４の歯車と噛み合う第５の歯車とを含んで構成し、ウォームギアの軸の中心、第３の歯車の軸の中心、第５の歯車の軸の中心が、同一の平面上に横一列に配置される。よって、保持部材を共通化することができ、小型化が図れる。
【００２３】
更に、ピストンポンプの可動部材と、可動部材を保持する保持部材の中心が、平面の一部に含まれている。
【００２４】
また、偏心カムが第５の歯車と同軸上に固定され、ピストンポンプの往復動作を行わせることにより、耐久性を増すことができる。
【００２５】
更に、減速機は、ウォームギアと、ウォームギアによって回転を伝達されたウォームギアホィールと、ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２のウォームギアと、第２のウォームギアに噛み合う第２のウォームギアホィールとを含んで構成する。よって、部品の共通化が図れ、部品コストを更に低減することができる。
【００２６】
また、偏心カムが第２のウォームギアホィールと同軸上に固定され、ピストンポンプを動作させることにより、耐久性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリンタのインク供給装置を適用するカラーインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】一般的なピストンポンプとその駆動機構を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るインクジェットプリンタのインク供給装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るインクジェットプリンタのインク供給装置の構成を示す概略図である。
【図５】インクカートリッジのインク残量と負圧の関係を示す特性図である。
【図６】駆動モータの負荷トルクと駆動電流値の関係を示す特性図である。
【図７】インク残量表示回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３１；ＤＣモータ、３２；第１のギア、３３；第２のギア、３４；第３のギア、
３５；第４のギア、３６；第５のギア、３７；偏芯カム、３８；ポンプ本体、
３９；圧縮スプリング、４０；ウォームギア。

Claims

プリンタ本体側に載置されたインクカートリッジと、キャリッジ上に搭載された記録ヘッドと連結されたサブタンクと、前記インクカートリッジ近傍に、インクを前記サブタンクに向けて加圧供給するためのポンプ機構とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
前記ポンプ機構は、
駆動モータ及び該駆動モータの軸に固定されたウォームギアを有する減速機と、
前記ウォームギアと噛み合う歯車と、
該歯車と同軸上に固定された偏心カムと、
該偏心カムにより動作され、吸引側から排出側へとインクを吸引するピストンポンプと
を有し、
前記駆動モータの軸の向きと、前記ピストンポンプのピストンの中心軸の向きとが同じであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記減速機は、前記ウォームギアから回転を伝達されたウォームギアホィールと、該ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２の歯車と、該第２の歯車と噛み合う第３の歯車と、該第３の歯車と同軸上に固定された第４の歯車と、該第４の歯車と噛み合う第５の歯車とを含んで構成し、前記ウォームギアの軸の中心、前記第３の歯車の軸の中心、前記第５の歯車の軸の中心が、同一の平面上に横一列に配置される請求項１記載のインクジェットプリンタ。
前記ピストンポンプの可動部材と、該可動部材を保持する保持部材の中心が、前記平面の一部に含まれている請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
前記偏心カムが前記第５の歯車と同軸上に固定され、前記ピストンポンプの往復動作を行わせる請求項２記載のインクジェットプリンタ。
前記減速機は、前記ウォームギアと、該ウォームギアによって回転を伝達されたウォームギアホィールと、該ウォームギアホィールと同軸上に固定された第２のウォームギアと、該第２のウォームギアに噛み合う第２のウォームギアホィールとを含んで構成する請求項１記載のインクジェットプリンタ。
前記偏心カムが前記第２のウォームギアホィールと同軸上に固定され、前記ピストンポンプを動作させる請求項５記載のインクジェットプリンタ。