JPH0216379A

JPH0216379A - エアーポンプの駆動装置

Info

Publication number: JPH0216379A
Application number: JP16461588A
Authority: JP
Inventors: Hou Itou; 伊藤　倣; Yoshiyuki Sasaki; 芳行佐々木; Hisahiro Shimizu; 久弘清水
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、ダイヤフラム等を作動させて空気を送り込
むエアーポンプの駆動装置に関するものである。

［従来の技術］従来インクジェットプリンタには、印字を行う印字前の
スタート時、或は印字中でのインク噴射時に、インク中
のバルブ（気泡）を抜く目的でパージングを行う。この
ようなパージングを行う時には、インクタンクの貯蔵イ
ンク表面に空気タンクの空気圧によって加圧してインク
をフィルタ付の供給管を介してインクノズルよりインク
を噴射して行うものであり、空気タンク内への空気の供
給には第７図に示すような小型のエアーポンプＡが用い
られている。

図において、１は折曲形状を成すフレームで、その上面
には板ばね２を介して板状のアーマチュア（作動部材）
３が収り付けられており、ストッパ４にて常には水平に
保持されている。５は吸気孔５ａ及び排気孔５ｂを有す
る弾性体としてのダイヤフラムで、前記フレームｌの底
部とアーマチュア３との間に取り付けられている。６は
前記アーマチュア３を吸着する電磁ソレノイドである。

このように構成されたエアーポンプＡにおいて、電磁ソ
レノイド６をＯＮすると、これに設けた鉄心６ａに発生
した磁力によりアーマチュア３が吸引されて下降し、ダ
イヤフラム５か押圧されて内部容積が縮小し、排気孔５
ｂからこれに接続された空気タンク（図示せず）に向か
って空気が送出される。この後、電磁ソレノイド６がＯ
ＦＦされると、板ばね２の弾性力によってアーマ−１−
ニア３が初期位置に復・帰する。これにより、吸入孔５
ａからダイヤフラム５内に空気が導入され、元の容積に
復・帰する。以上のアーマチュア３の昇降動作を繰り返
し行うことにより、空気タンク内の空気正分所定の空気
圧まで上昇させることができるところで、上述の電磁ソ
レノイド６の駆動には、従来、商用電源を半波整流した
ものを用いて半波整流自身によりオン、オフ制御を行っ
ていた。

このため、アーマチュア３は、常に一定の周波数、すな
わち５０Ｈｚまたは６０Ｈｚで昇降し、送気動作が行わ
れるようになっている。

るエアーポンプの駆動装置の提供を目的とする。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、電磁ソレノイド６によるアーマチュア３
の下降速度は、負荷の増加、すなわち空気ポンプＡ内の
圧力の上昇に伴って低下するため、上述のように商用周
波数により一定の駆動時間で電磁ソレノイド６をＯＮし
た場合には、アーマチュア３が最下降位置に達する以前
にソレノイド６がＯＦＦされてしまい、適正に送気動作
が行われず、空気タンク内の空気圧を十分に上昇し得な
い。また、６０　／　５０　Ｈｚの周波数にあわせて両
方を満足できる様に機械的調整（バネ圧、ストッパ位置
等）を必要とし、かつその調整は使用時間の経過ととも
にずれ規定圧が得られなくなってくる等の信頼性の問題
もあった。

この発明は、前記問題点に着目して成されたもので、空
気タンク内の空気圧に拘わりなく、作動部材の往復動を
適確に行わせることができ、空気タンク内の空気圧を十
分に上昇させることができ［課頭を解決するための手段
］この発明は、以下のような構成とすることにより、上記
従来の課題を解決するものである。

（イ）吸気孔及び排気孔を有する弾性体の内部容積を、
所定の電磁力発生手段にて往復動する作動部材により拡
大、縮小させるようにしたエアーポンプに対し、その駆
動装置を、電磁力発生手段の駆動信号を出力する信号発
生手段と、前記弾性体の内部容積が予め定めた値まで縮
小したか否かを検出する検出手段と、この検出手段から
の出力に応じて前記信号発生手段による駆動信号の発生
を所定時間停止させる制御手段とを備えるものとする。

（ロ）エアーポンプの駆動装置を、電磁力発生手段の駆
動信号を断続的に出力する信号発生手段と、弾性体の排
気孔に連結された空気タンク内の圧力上昇に応じて前記
信号発生手段より出力される各駆動信号の出力時間を制
御する制御手段とを備えるものとする。

［作用］上記（イ）のエアーポンプの駆動装置において、電磁力
発生手段が信号発生手段からの駆動信号を受けて駆動さ
れると、作動部材が電磁力発生手段により吸引されて移
動し、弾性体を収縮させるこれにより弾性体内の空気が
排気孔がら空気タンク内Ｉ＼送られ、その後、信号発生
手段からの駆動信号の出力が停止すると作動部材は初期
位置へ復・掃するが、この時、信号発生手段からの駆動
信号は、弾性体の内部容積が、所定容積に縮小するまで
停止されない。従って、空気タンク内の圧力がある程度
高まり、作動部材の移動速度が低下したとしても、作動
部材が往動時に途中で初期位置に復・掃してしまうこと
はなく、各送気動作による排気量を適正値に保つことが
でき、確実に空気タンク内の空気圧を高めることができ
る。

また、前記（ロ）記載のエアーポンプの駆動装置におい
ては、空気タンク内の圧力の上昇に件ない、信号発生手
段から出力される各駆動信号の出力時間を増大させるこ
とにより、たとえ、作動部材の移動速度が低下しても、
作動部材を確実に適正位置まで移動させることかでき、
各送気動作による排気量を適正値に保つことができる。

［発明の実施例］以下、この発明の実施例を第１図ないし第６図に基づき
説明する。

第１図ないし第４図はこの発明の第１実施例を示す図で
あり、第１図及び第２図はこの実施例に適用するエアー
ポンプの斜視図及び側面図であるこのエアーポンプは、
基本的には前述の第７図に示すものと同一であり、両ポ
ンプの同一もしくは相当部分には同一符号を付しである
。但し、この実施例におれるエアーポンプは、作動部材
としてのアーマチュア３に、電磁力発生手段としての電
磁ソレノイド６の鉄心６ａと対向して貫通孔３ａ、３ａ
が穿設されており、これによって電磁ンレノイド６によ
るアーマチュア３の吸引効率を向上させ得るようになっ
ている。また、このエアーポンプのフレーム１には、投
光器（発光ダイオード）７ａと受光器（フォトトランジ
スタ）７ｂとにより成るフォトインタラプタ７が設けら
れている７このフォトインタラプタ７は、アーマチュア
３か最下降位置に達した時点、すなわち、収納体として
のダイヤフラム５の内部容積が最小値と成った時点で、
アーマチュア３に突設された被検出板８が投光器７ａと
受光器７ｂとの間に入り込みＯＦＦとなるようになって
おり、このフォトインタラプタ７と被検出板８とにより
検出手段が構成されている。なお、このエアーポンプに
おける池の構成は前記従来例にて示したものと同一であ
る８第３図は、この発明の第１実施例の電気回路図である。

図において、９は前記フォトトランジスタ７ｂの出力側
にインバータＩＶ、を介して接続した単安定マルチバイ
ブレータ（制御手段）で、時定数調整用ボリュームＶＲ
，、コンデンサＣ３、アンドゲートＧ２等を有するＩＣ
素子ＩＣより成る。

１０は前記単安定マルチバイブレータ９の出力側に接続
されたソレノイド駆動回路（信号発生手段）で、ＮＡＮ
ＤゲートＧ２、トランジスタＴＲ。

、電界効果トランジスタＴＲ２，抵抗Ｒ２、Ｒ３及び保
護タイオードＤ１により構成されており、前記ｒＣ素子
ＩＣの出力端子ＱにＮＡＮＤゲートＧ２の一方の入力端
子が接続され、また、前記電磁ソレノイド６の一端に電
界効果トランジスタＴＲ２が接続されている。１１は前
記ＮＡＮＤゲートＧ２の他方の入力端子にインバータ■
■２を介して接続した駆動開始スイッチである。１２は
電源１３からの交流電圧（ここでは６０■）を所定の直
流電圧（８０Ｖ）に変換して電磁ソレノイド６に供給す
る電源回路で、４個の整流ダイオードＤ２．Ｄ３’、Ｄ
４．Ｄ５及び抵抗Ｒ４、電界コンデンサＣ２により構成
されている。なお、Ｒ５は発光ダイオード７ａに直列に
接続した抵抗、Ｒ６はフォトトランジスタ７ｂのコレク
タに接続した抵抗、Ｃ３はこの抵抗Ｒ６に直列に接続し
たコンデンサ、Ｒ７はスイッチ１１に直列に接続した抵
抗である。また、Ｄ６は前記電界効果トランジスタＴＲ
２の保護用ダイオード、Ｒ８はこのダイオードＤ６に直
列に接続した電圧降下抵抗で、前記ダイオードＤ６と共
に電磁ソレノイド６に対して並列接続されている。また
、この第３図中に図示した８は、第１図に示した検出板
８を意味する。

以上の構成に基づき、次に作用を説明する。

初期状態においては、アーマチュア３は板ばね２の弾性
力によりストッパ４との当接位置まで上昇しており、発
光ダイオード７ａからの光がフォトトランジスタ７ｂに
受光され、フォトトラジスタ７ｂはＯＮとなっている。

従って、単安定マルチハイブレーク９のアンドゲートＧ
、には、インバータＩＶ、を介してハイレベルの信号（
以下Ｈ信号と記す）が出力されており、ＩＣ素子ＩＣの
出力端子ＱからはＨレベルの信号が、ソレノイド駆動回
路１０のＮＡＮＤゲートＧ２へ出力されている。

今、ここで駆動開始スイッチ１１をＯＮするとインバー
タ■Ｖ２を介して■４信号がＮＡＮＤゲートＧ２へ送出
される。このため、ＮＡＮＤゲートＧ２からはロウレベ
ルの信号（以下り信号と記す）が送出され、トランジス
タＴＲ，はＯＦＦとなる５従って、電界効果トランジス
タＴＲ２はＯＮとなり、電磁ソレノイド６に所定の電流
が流れて磁力が発生し、その磁力によってアーマチュア
３が下降し始め、ダイヤフラム５内の空気が排気孔５ｂ
から図外の空気タンクへ送給されてゆく。

そして、アーマチュア３が最下降位置に達すると、すな
わち、ダイヤフラム５の内部容積が最小値に達すると、
その時点で、被検出板８がフオｌ−１−ラジスタ７ｂと
発光ダイオード７ａとの間に入り込み、発光ダイオード
７ａからの光を遮断する。

その結果、フォトトランジスタ７ｂはＯＦＦとなり、イ
ンバータＩＶ、を介してアントゲ−ｈ　Ｇ　１にはＬ信
号が出力され、ＩＣ素子ＩＣの出力端子Ｑからはボリュ
ームＶＲにて予め定めた一定時間ＴＣ（第４図参照）Ｌ
信号が出力される。出力端子ＱからＬ信号が出されてい
る間、ＮＡＮＤゲー１−Ｇ２からはＨ信号が出力され、
トランジスタＴＲ１はＯＮとなり、電界効果トランジス
タＴＲ２はＯＦＦとなって、電磁ソレノイド６への電流
は遮μ斤される。このためアーマチュア３は板ばね２の
弾性力によって初期位置へ復帰する。なお、電界トラン
ジスタＴＲ２がＯＦＦとなった時点で、電磁ソレノイド
６に８積されていた電磁エネルギーはダイオードＤ６及
び抵抗Ｒ８にて吸収されるため、電界効果トランジスタ
ＴＲ２が破壊されることはなく、しかも、抵抗Ｒ８を設
けて電磁ソレノイド６、ダイオードＤ６及び抵抗Ｒ８に
より形成される閉回路の時定数を減少させたため、電磁
ンレノイド６における電流を、電界トランジスタＴＲ２
のＯＦＦ時点から急峻に立ち下げることができる。従っ
て、アーマチュア３の解放動作は迅速に行われ、エアー
ポンプＢを拘束駆動させることができる。

一方、単安定マルチバイブレーク９よりＬ信号が出力さ
れた後、一定時間ＴＣが経過すると、このとき既にアー
マチュア３は初期位置に復帰しており、フォトトランジ
スタ７ｂがＯＮとなっているため、単安定マルチバイブ
レーク９はインバータＩＶ、より出力されるＨ信号を受
けて再びＨ信号を出力する。その結果、トランジスタＴ
Ｒ，はＯＦＦ、電界効果トランジスタＴＲ２はＯＮとな
り、電磁ソレノイド６は給電され、アーマチュア３は下
降を開始する。

このように上記実施例では、アーマチュア３が最下降位
置に達したか否かをフォトトランジスタ７ｂにより検出
し、最下降位置に達するまで電磁ソレノイド６をＯＮす
るようにしたため、空気タンク内の圧力の上昇に伴い、
アーマチュア３の下降速度が低下してきたとしても、下
降途中で電磁ソレノイド６がＯＦＦされることはなく、
アーマチュア３は確実に最下降位置にまで達する。この
ため、空気タンク内の圧力を十分に高めることができる
。

次に、この発明の第２実施例を第５図および第６図に基
づき説明する。

この第２実施例は、前記第１実施例におけるトランジス
タＴＲ，の前段に設けた回路に替えて、ＣＰＵ　（制御
手段）１４及びインバータ１５を設け、ＣＰＵ１４から
断続的に駆動パルスを発生させてトランジスタＴＲ，を
ＯＮ、ＯＦＦさせることにより、電磁ソレノイド６を駆
動するようにしたものである。なお、図中１０ａはトラ
ンジスタＴＲ，、電界効果トランジスタＴＲ２、抵抗Ｒ
２・Ｒ３より成るソレノイド駆動回路（信号発生手段）
である。そして、ＣＰＵ１４は第６図（ａ＞に示すよう
に、空気タンク内の空気圧が上昇しなくなる時点、すな
わち、アーマチュア３の下降速度か低下し、アーマチュ
ア３の下降途中で電磁ソレノイド６がＯＦＦされてしま
うといった現象が生じる時点（ｔａ）で、駆動パルスの
周波数を低下させ、各駆動パルスの周期（ＯＮ時間）を
増加させる。これにより、電磁ソレノイド６はアーマチ
ュア３が完全に下降するまでＯＮ状態を保つよう駆動さ
れる６従って各送気動作は、時間ｔａ以後も適確に行わ
れ、空気タンク内の空気圧は確実に上昇してゆく。

なお、この第２実施例における時間ｔａは、予め操作者
か第６図（ｂ）に示す空気圧上昇曲線に基づき設定して
おくようになっているが、さらに空気タンク内の圧力を
検出する空気圧センサを設けこのセンサからの出力に基
づき前記ＣＰ　Ｕ　１４が逐次駆動パルスの周期を変更
するようにすることも可能である。また、本発明による
エアーポンプ駆動装置は、水槽用のエア給送のためのエ
アーポンプ等にも適用できる。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明によれば、＆ｅ来技術の
ような多数の機械的調整は必要なく空気タンク内の空気
圧に拘わりなく、作動部材の往復動を確実に実行させる
ことができ、空気タンク内の空気圧を十分に上昇させる
ことができる信頼性の向上に著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に適用するエアーポンプ
を示す斜視図、第２図は第１図に示したものの側面図、
第３図はこの発明の第１実施例の電気回路図、第４図は
第３図に示した電磁ソレノイドの駆動パルスを示す波形
図、第５図はこの発明の第２実施例の要部を示す電気回
路図、第６図は第５図に示したものの動作を示す線図、
第７図は従来のエアーポンプを示す斜視図である。３・・・アーマチュア（作動部材）５・・・ダイヤフラム（弾性体）６・・・電磁ソレノイド（電磁力発生手段〉９・・・単
安定マルチバイブレーク（制御手段）１０、ｌＯａ・・
・ソレノイド駆動回路（信号発生手段）１４・・・ＣＰ
Ｕ　（制御手段）出願人の名称　ジューキ株式会社第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気孔及び排気孔を有し、内部容積を縮小、拡大
させることによって吸気孔からの外気の導入、排気孔か
ら空気タンク内への送気を行うようにした弾性体と、前記弾性体に固定され、所定の電磁力発生手段の駆動、
停止によって前記弾性体の内部容積を縮小、拡大させる
よう往復動する作動部材とを備えたエアーポンプの駆動
装置であつて、前記電磁力発生手段の駆動信号を出力する信号発生手段
と、前記弾性体の内部容積が予め定めた値まで縮小したか否
かを検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に応じて前記信号発生手段によ
る駆動信号の発生を所定時間停止させる制御手段とを備
えたことを特徴とするエアーポンプの駆動装置。
（２）吸気孔及び排気孔を有し、内部容積を縮小、拡大
させることによって吸気孔からの外気の導入、排気孔か
ら空気タンク内への送気を行うようにした弾性体と、前記弾性体に固定され、所定の電磁力発生手段の駆動、
停止によって前記弾性体の内部容積を縮小、拡大させる
よう往復動する作動部材とを備えたエアーポンプの駆動
装置であって、前記電磁力発生手段の駆動信号を断続的に出力する信号
発生手段と、前記空気タンク内の圧力上昇率に応じて前記信号発生手
段より断続的に出力される各駆動信号の出力時間を制御
する制御手段とを備えたことを特徴とするエアーポンプ
の駆動装置。