專利名稱：墨泵選擇性驅(qū)動器和裝有該驅(qū)動器的噴墨打印機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種墨泵選擇性驅(qū)動器，該驅(qū)動器選擇性地驅(qū)動多個管式泵(tube pump)，以便供給不同種類的墨水。同樣，本發(fā)明涉及設(shè)有這種墨泵選擇性驅(qū)動器的噴墨打印機。
對于這種結(jié)構(gòu)的噴墨打印機。其不便之處是噴墨打印機的尺寸大并且成本高，因為當(dāng)分別專用的轉(zhuǎn)動驅(qū)動源(電機等)安裝在各個被選擇性地驅(qū)動的墨泵上時，所安裝的轉(zhuǎn)動驅(qū)動源的數(shù)目隨著所供給的彩色墨水的種類而增加。因此，希望提供一種使用單個轉(zhuǎn)動驅(qū)動源的墨水選擇器機構(gòu)，以便能夠選擇性地驅(qū)動三個或更多的墨泵。
一種相關(guān)技術(shù)的選擇性驅(qū)動器包括單個轉(zhuǎn)動驅(qū)動源和布置在各個墨泵之間的動力傳輸通路中的離合器機構(gòu)。然而，需要諸如電磁線圈等的致動器連接在離合器機構(gòu)上，以便切換離合器機構(gòu)。與為每個墨泵設(shè)有專用轉(zhuǎn)動驅(qū)動源的機構(gòu)相比，設(shè)有單個轉(zhuǎn)動驅(qū)動源和多個離合器機構(gòu)的墨水選擇器機構(gòu)的優(yōu)點是使噴墨打印機的尺寸小并且成本低。然而，因為另外需要切換離合器機構(gòu)的諸如電磁線圈等的致動器，所以在降低噴墨打印機尺寸和成本方面具有一定的限度。
再者，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)有這種墨泵選擇性驅(qū)動器的尺寸小并且廉價的噴墨打印機。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述和其他目的，本發(fā)明提供一種用于選擇性驅(qū)動至少三個泵的泵驅(qū)動器，包括驅(qū)動源；恒星齒輪，所述恒星齒輪由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動；行星齒輪；所述行星齒輪與所述恒星齒輪相嚙合；行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個驅(qū)動齒輪相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的其中一個泵；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置上，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述行星齒輪圍繞所述恒星齒輪沿所述第一方向轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度時，所述驅(qū)動齒輪中的一個驅(qū)動齒輪被選擇。然后，當(dāng)所述行星齒輪沿所述第二方向反向轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)動限制器將所述行星齒輪置于與所述泵驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的狀態(tài)。由此，所述泵驅(qū)動齒輪由所述行星齒輪輪流驅(qū)動，以便驅(qū)動所述泵驅(qū)動齒輪連接到其上的墨泵。
優(yōu)選方式是，所述轉(zhuǎn)動限制器包括棘輪機構(gòu)。例如，所述棘輪機構(gòu)可以包括棘輪柄，所述棘輪柄設(shè)置在所述行星齒輪架上，及棘輪齒，所述棘輪齒相對于所述泵例如以一個接一個的方式布置，所述棘輪柄嚙合到所述棘輪齒上。
以這種設(shè)置，諸如棘輪機構(gòu)的組成件設(shè)置在從驅(qū)動源到各個泵的動力傳輸通路中，而不用提供用于切換離合器機構(gòu)的諸如電磁線圈等的致動器，這樣就足夠了。因此，可以實現(xiàn)尺寸小并且廉價的驅(qū)動器。
優(yōu)選方式是，所述的泵驅(qū)動器還包括轉(zhuǎn)動位置探測器，所述轉(zhuǎn)動位置探測器探測所述行星齒輪的轉(zhuǎn)角。這里，優(yōu)選方式是，所述轉(zhuǎn)動位置探測器包括多個探測件，所述多個探測件相對于所述泵布置；第一探測器，所述第一探測器探測所述探測件中的預(yù)定的一個，以便當(dāng)所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的預(yù)定的一個相嚙合時所述探測件中的預(yù)定的一個被探測；及第二探測器，所述第二探測器探測所述探測件中的剩余的探測件，以便當(dāng)所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中剩余的驅(qū)動齒輪中的任意一個相嚙合時所述剩余的探測件被探測。
在這種布置的情況下，通過根據(jù)由所述轉(zhuǎn)動位置探測器的位置探測控制所述驅(qū)動源，可以可靠地執(zhí)行所述泵的選擇性驅(qū)動。再者，廉價的電機，而不是能夠控制準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角位置的步進電機，能夠用作驅(qū)動源。
優(yōu)選方式是，所述泵中的每一個包括柔性管。這里，當(dāng)所述驅(qū)動齒輪中的相關(guān)的一個沿向前的方向被轉(zhuǎn)動時，所述泵中的每一個都壓縮所述柔性管，并且當(dāng)所述驅(qū)動齒輪中的相關(guān)的一個沿向后的方向被轉(zhuǎn)動時，釋放所述柔性管的壓縮狀態(tài)。
如果在所述泵中的所述柔性管不被驅(qū)動，保持壓縮狀態(tài)，會引起墨水管惡化這種不良情況。根據(jù)上述設(shè)置，當(dāng)所述行星齒輪沿所述第一方向被轉(zhuǎn)動以便運轉(zhuǎn)地選擇被驅(qū)動的墨泵時所述柔性管的被壓縮狀態(tài)被釋放。
為了實現(xiàn)這種釋放操作，所述泵驅(qū)動器還可以包括多個釋放行星齒輪，優(yōu)選方式是所述釋放行星齒輪相對于所述泵以一個接一個的方式設(shè)置并且與所述恒星齒輪相嚙合；及釋放行星齒輪架，所述釋放行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述釋放行星齒輪。這里，當(dāng)所述行星齒輪沿所述第一方向在預(yù)定的角度被轉(zhuǎn)動時所述釋放行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪相嚙合。當(dāng)所述行星齒輪沿所述第二方向被轉(zhuǎn)動時所述釋放行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪相分離。
在這種情況下，當(dāng)所述行星齒輪通過與所述各個驅(qū)動齒輪相嚙合的位置時，所述行星齒輪沿第一方向被驅(qū)動，所述各個驅(qū)動齒輪由所述釋放行星齒輪輪流驅(qū)動。因此，當(dāng)所述行星齒輪通過所述嚙合位置時轉(zhuǎn)動的各個驅(qū)動齒輪對所述行星齒輪施加適當(dāng)?shù)妮d荷，以便所述行星齒輪能夠平穩(wěn)地通過所述嚙合位置。
在所述各個驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速較大的情況下，所述行星齒輪的轉(zhuǎn)動可能在所述嚙合位置被抑制。
因此，優(yōu)選方式是，由所述釋放行星齒輪所確定的所述驅(qū)動齒輪的第一轉(zhuǎn)速低于由所述行星齒輪確定的所述驅(qū)動齒輪的第二速度。
本發(fā)明還提供一種噴墨打印機，包括打印頭；多個箱，例如至少三個，每一個中都貯存墨水；多個泵，每一個都與所述箱中的其中一個相連；驅(qū)動源，并且優(yōu)選為單個驅(qū)動源；恒星齒輪，所述恒星齒輪由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動；行星齒輪；所述行星齒輪與所述恒星齒輪相嚙合；行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即被轉(zhuǎn)動的行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的一個；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明還提供一種噴墨打印機，包括打印頭；多個內(nèi)部箱，每一個中都貯存從相應(yīng)的多個外部箱中的一個供給的墨水，并且被供給所述打印頭；多個泵，每一個都與所述內(nèi)部箱中的其中一個相連；探測器，所述探測器探測所述內(nèi)部箱中的每一個中的墨水量；及根據(jù)所述探測器的輸出選擇性驅(qū)動所述泵的泵驅(qū)動器，所述泵驅(qū)動器包括驅(qū)動源，并且優(yōu)選為單個驅(qū)動源；恒星齒輪，所述恒星齒輪由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動；行星齒輪；所述行星齒輪與所述恒星齒輪相嚙合；
行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即被轉(zhuǎn)動的行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的一個；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
通過提供用于選擇性驅(qū)動三個或更多的墨泵的尺寸小并且廉價的泵驅(qū)動器，可以實現(xiàn)噴墨打印機的小型化和降低成本。


圖16是圖14所示墨水箱沿C-C線的剖視圖；及圖17是表示噴墨打印機墨水供給操作的流程圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的噴墨打印機中的打印頭2使用黃色，品紅，青色，及黑色執(zhí)行打印。各個顏色的墨水從墨水箱4供給打印頭2。墨水箱4由貯存各個顏色墨水的四個墨水箱4A，4B，4C，4D組成，各個墨水箱4A至4D通過墨水管6(6A至6D)從外部墨水箱5的各個墨水箱5A至5D補充各個顏色的墨水。設(shè)有管式泵7(7A至7D)的泵單元10設(shè)置在沿各個墨水管6A至6D的中間，并且在補充墨水時，設(shè)置在墨水管上以便供給被補充的墨水的管式泵7A至7D被選擇性地驅(qū)動，以便利用壓力供給墨水。
各個墨水箱4A至4D的墨水補充動作由控制器8控制，控制器8控制該打印機各個部件的驅(qū)動。更準(zhǔn)確地說，當(dāng)根據(jù)用于探測墨水末端的光學(xué)傳感器9的輸出探測到墨水箱4A至4D的墨水末端時控制器8選擇性地驅(qū)動用于補充墨水的相應(yīng)的管式泵7A至7D。在此實施例中，光學(xué)傳感器9安裝在各個墨水箱4A至4D上。
再者，噴墨打印機1包括廢墨泵9a和廢墨箱9b，廢墨泵9a用于在清除部分(未示出)中從打印頭2汲取和除去廢墨，廢墨箱9b用于廢墨的回收。廢墨泵9a的驅(qū)動也可以由控制器8控制。
圖2是表示管式泵7(7A至7D)的驅(qū)動狀態(tài)的視圖，而圖3是表示管式泵7(7A至7D)的停止?fàn)顟B(tài)(釋放動作)的視圖。如圖所示，管式泵7包括輥子15，控制桿16，轉(zhuǎn)盤17，及彈簧18。墨水管6(6A至6B)至少部分是柔性的，該部分由輥子15壓扁，該部分沿著形成在泵單元10的單元外殼11中的弓形導(dǎo)向部分11a設(shè)置。
控制桿16形成有用于可轉(zhuǎn)動地和可移動地支撐輥子主軸15a的凸輪溝槽16a。凸輪溝槽16a的一端相對于轉(zhuǎn)盤17的圓周方向徑向向內(nèi)延伸，以便當(dāng)沿該曲線引導(dǎo)輥子主軸15a時，輥子15徑向移動。轉(zhuǎn)盤17可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在單元外殼11中，以便通過控制桿主軸16b可轉(zhuǎn)動地支撐控制桿16?？刂茥U16由彈簧18向外偏壓并且由止動器16c限定在一轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)。再者，向上凸起的泵驅(qū)動軸17a一體形成在轉(zhuǎn)盤17的中央。
在管式泵7(7A至7D)將被驅(qū)動的情況下，轉(zhuǎn)盤17沿圖2所示的向前的方向(由箭頭a表示)轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤17沿向前的方向轉(zhuǎn)動時，輥子15沿凸輪溝槽16a的曲線徑向地移動并且由此擠壓墨水管6。當(dāng)轉(zhuǎn)盤17以此狀態(tài)繼續(xù)被轉(zhuǎn)動時，輥子15在擠壓墨水管的同時沿弓形導(dǎo)向部分11a移動，以便容納在墨水管6中的墨水有壓力地被供給到墨水箱4。
同時，在管式泵7(7A至7D)將被停止的情況下，轉(zhuǎn)盤17再次沿相反的方向(由箭頭b表示)被轉(zhuǎn)動，然后如圖3所示被停止。當(dāng)轉(zhuǎn)盤17沿相反的方向轉(zhuǎn)動時，輥子15沿凸輪溝槽16a的曲線徑向向內(nèi)地移動，由此釋放對墨水管6的擠壓。管式泵7(7A至7D)在這種狀態(tài)下被停止，由此避免墨水管6的永久變形和惡化。
圖4是表示設(shè)有以上述方式構(gòu)造的管式泵7A至7D的泵單元10的透視圖，而圖5是表示省去單元外殼11的泵單元的透視圖。泵單元10包括用于驅(qū)動安裝在單元外殼11中的四個管式泵7A至7D的單個電機(驅(qū)動源)12，用于選擇性將電機12的轉(zhuǎn)動傳送到各個管式泵7A至7D以便驅(qū)動管式泵7A至7D的選擇器機構(gòu)13，及用于將各個管式泵7A至7D切換到釋放狀態(tài)的釋放器機構(gòu)14。
圖6是表示省去釋放器機構(gòu)14的泵單元的局部透視圖，圖7是僅僅表示選擇器機構(gòu)13的透視圖，而圖8A是表示選擇器機構(gòu)13和釋放器機構(gòu)14的分解透視圖，圖8B是表示沿線A-A的局部剖視圖。再者，圖9是表示選擇器機構(gòu)13的視圖，而圖10A和10B是表示釋放器機構(gòu)14的視圖。
首先，將參照圖4到9描述選擇器機構(gòu)13。選擇器機構(gòu)13包括恒星齒輪20，恒星齒輪20設(shè)置在單元外殼11大致的中心，其轉(zhuǎn)軸是垂直的，行星齒輪架21，由行星齒輪架21可轉(zhuǎn)動地支撐的行星齒輪22，及用于限制行星齒輪22轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動限制器23。恒星齒輪20由單元外殼11可轉(zhuǎn)動地支撐并且依照電機12向前和向后的驅(qū)動沿第一方向CW和第二方向CCW轉(zhuǎn)動(見圖7)。圓柱形的行星齒輪架21由柱狀部分20b可轉(zhuǎn)動地支撐(見圖8)，柱狀部分20b從恒星齒輪20的下端向下并且同軸地延伸。在行星齒輪架21上形成有行星齒輪軸21a，行星齒輪22可轉(zhuǎn)動地支撐在其上。
四個管式泵7A至7D以90度的角度間隔圍繞恒星齒輪20同心布置(見圖5)，并且泵驅(qū)動齒輪19A至19D被整體地和同心地安裝在各個管式泵7A至7D的泵驅(qū)動軸17a的上端上。
由行星齒輪架21支撐的行星齒輪22與恒星齒輪20相嚙合，以便當(dāng)恒星齒輪20轉(zhuǎn)動時，行星齒輪22與恒星齒輪20形成一體以便圍繞恒星齒輪20轉(zhuǎn)動。再者，行星齒輪22的上端面一體并且同軸地形成有較小直徑的減速齒輪22a，以便構(gòu)成組合齒輪，并且各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D設(shè)置在減速齒輪22a的轉(zhuǎn)動軌跡上。由此，當(dāng)行星齒輪22被轉(zhuǎn)動時，出現(xiàn)這種狀態(tài)，即減速齒輪22a順序地與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合。
轉(zhuǎn)動限制器23由棘輪機構(gòu)構(gòu)成，并且包括可轉(zhuǎn)動地支撐在行星齒輪架21上的棘輪柄26，偏置棘輪柄26的螺旋彈簧27，及形成在圓柱形部分11b的內(nèi)圓周表面上的四個棘輪齒11A至11D，圓柱形部分11b的內(nèi)圓周表面以覆蓋行星齒輪架21的圓周的方式形成在單元外殼11上(見圖9)。棘輪柄26壓在棘輪齒11A至11D上以便允許行星齒輪22按照恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動沿第一方向CW轉(zhuǎn)動。再者，行星齒輪22按照恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動沿第二方向CCW的轉(zhuǎn)動在與泵驅(qū)動齒輪19嚙合的位置中通過棘輪柄26和棘輪齒11A至11D之間的嚙合被限制。
下面參照圖9進行描述，四個棘輪齒11A至11D以90度的角度間隔形成在圓柱形部分11b上。各個棘輪齒11A至11D能夠分別在行星齒輪22上面的減速齒輪22a與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的位置中防止行星齒輪22沿第二方向CCW轉(zhuǎn)動。由此，在恒星齒輪20沿第一方向CW被轉(zhuǎn)動以便轉(zhuǎn)動(泵選擇動作)行星齒輪22到行星齒輪22與是驅(qū)動目標(biāo)的各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D中的任何一個相嚙合的位置之后，恒星齒輪20沿第二方向CCW被轉(zhuǎn)動，然后，棘輪柄26與防止轉(zhuǎn)動的棘輪齒11A至11D中的任何一個嚙合。
由此，出現(xiàn)這種狀態(tài)，即行星齒輪22上面的減速齒輪22a與一個泵驅(qū)動齒輪相嚙合。在這種狀態(tài)下，行星齒輪22的轉(zhuǎn)動使泵驅(qū)動齒輪向前驅(qū)動(泵驅(qū)動動作)。在圖9所示的狀態(tài)下，行星齒輪22與泵驅(qū)動齒輪19A相嚙合。
這里，行星齒輪22的轉(zhuǎn)動位置由兩個探測器S1，S2探測。探測器S1用于探測行星齒輪22與管式泵7A的泵驅(qū)動齒輪19A相嚙合的行星齒輪22的轉(zhuǎn)動位置(稱作“位置A”)，并且以光學(xué)的方式探測從行星齒輪架21的外部圓周表面向外延伸的單個探測板21A(見圖7和8)。探測器S2用于探測行星齒輪22與管式泵7B至7D的泵驅(qū)動齒輪19B至19D相嚙合的行星齒輪22的轉(zhuǎn)動位置(稱作“位置B至D”)，并且以光學(xué)的方式探測從行星齒輪架21的下端面向下延伸的三個探測板21B至21D。
這里，在探測板21A被圖9所示的探測器S1探測到的狀態(tài)下，行星齒輪22位于與管式泵7A的泵驅(qū)動齒輪19A相嚙合的位置。再者，三個探測板21B至21D以90度的角度間隔布置并且在探測板21B被探測器S2探測到的狀態(tài)下，行星齒輪22位于與管式泵7B的泵驅(qū)動齒輪19B相嚙合的位置。同樣，在探測板21C，21D被探測器S2探測到的狀態(tài)下，行星齒輪22位于與管式泵7C，7D的泵驅(qū)動齒輪19C，19D相嚙合的位置。
因此，盡管位置A僅僅由探測到的探測器S1的波形(后沿)確定，但位置B至D以探測到的探測器S1的波形為參考位置波形并且可以由其后輸入的探測器S2的波形數(shù)目確定。這種位置探測在控制器8中執(zhí)行(見圖1)。
下面將參照圖4，5，8A，10A，10B描述釋放器機構(gòu)14。釋放器機構(gòu)14包括十字形釋放行星齒輪架24，及由釋放行星齒輪架24可轉(zhuǎn)動支撐的四個釋放行星齒輪25A至25D。釋放行星齒輪架24可轉(zhuǎn)動并且同軸地設(shè)置在形成在恒星齒輪20的上端上并且從其凸起的杠桿主軸(lever spindle)上。釋放行星齒輪架24包括以90度的角度間隔徑向凸出的四個臂狀部分24A至24D，各個臂狀部分24A至24D設(shè)置有一體的向下延伸的行星心軸(未示出)。釋放行星齒輪25A至25D相應(yīng)于泵驅(qū)動齒輪19A至19D設(shè)置，并且在釋放行星齒輪25A至25D與恒星齒輪20相嚙合的狀態(tài)下由釋放行星齒輪架24的各個行星心軸可轉(zhuǎn)動地支撐。
因此，釋放行星齒輪25A至25D根據(jù)恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動沿與恒星齒輪相同的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動。再者，當(dāng)釋放行星齒輪25A至25D的轉(zhuǎn)動被抑制時，各個釋放行星齒輪25A至25D根據(jù)恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。
這里，釋放行星齒輪25在其下端面上一體形成有減速齒輪25a，以便構(gòu)成圖8B所示的組合齒輪，當(dāng)釋放行星齒輪25A至25D相應(yīng)于恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動沿第一方向CW轉(zhuǎn)動時減速齒輪25a與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合，以便抑制釋放行星齒輪25A至25D的轉(zhuǎn)動。圖10B示出了這種狀態(tài)，即其轉(zhuǎn)動已被抑制的釋放行星齒輪25A至25D在釋放行星齒輪25A至25D與泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，由此反向驅(qū)動(泵釋放動作)泵驅(qū)動齒輪19A至19D。
同時，當(dāng)釋放行星齒輪25A至25D相應(yīng)于恒星齒輪20的轉(zhuǎn)動沿第二方向CCW轉(zhuǎn)動時，釋放行星齒輪架24撞在止動器上(未示出)，以便在釋放行星齒輪25A至25D不與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的位置上上述轉(zhuǎn)動被抑制。圖10A示出了這種狀態(tài)。
根據(jù)此實施例，各個釋放行星齒輪25A至25D以此方式在以下兩個位置之間是可動的，即圖10A所示的釋放行星齒輪25A至25D被置于各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D之間的位置，及圖10B所示的釋放行星齒輪25A至25D沿第一方向CW轉(zhuǎn)動45度并且各個釋放行星齒輪25A至25D與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的位置。
此外，此實施例中減速比這樣設(shè)定，即由釋放行星齒輪25A至25D驅(qū)動的各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D的轉(zhuǎn)速小于由選擇器機構(gòu)13的行星齒輪22驅(qū)動的各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D的轉(zhuǎn)速。由此，可以避免下述不便，即當(dāng)行星齒輪22經(jīng)過它與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的位置時，各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相反驅(qū)動速度太大，以至不能抑制行星齒輪22的通過。
下面將參照圖11到13描述泵單元10的動作的例子。圖11所示的時間圖表示選擇和驅(qū)動管式泵7A并且停止管式泵7A的動作。如圖所示，電機12首先沿第一方向CW被驅(qū)動，以便開始泵選擇動作。在泵選擇動作的過程中，各個管式泵7A至7D如圖10B所示反向被驅(qū)動，以便執(zhí)行釋放動作。當(dāng)在泵選擇動作的過程中探測器S1的位置波形被探測到時，電機12沿第二方向CCW被驅(qū)動，以便執(zhí)行管式泵7A的驅(qū)動動作。圖9和圖10A示出了此時選擇器機構(gòu)13和釋放器機構(gòu)14的狀態(tài)。
然后，當(dāng)管式泵7A的驅(qū)動被停止時，電機12同樣沿第一方向CW被驅(qū)動，以便執(zhí)行泵釋放動作(圖10B)，然后電機12被停止。
圖12所示的時間圖表示管式泵7C被選擇并且驅(qū)動，然后被停止的情形。如圖所示，電機12首先沿第一方向CW被驅(qū)動，以便開始泵選擇動作。當(dāng)在泵選擇動作的過程中探測器S1的位置波形被探測到，然后探測器S2的位置波形被探測到兩次時，電機12沿第二方向CCW被驅(qū)動以便執(zhí)行管式泵7C的驅(qū)動動作。然后，當(dāng)管式泵7C的驅(qū)動被停止時，電機12同樣沿第一方向CW被驅(qū)動，以便執(zhí)行泵釋放動作，然后電機12被停止。
圖13所示的時間圖表示這種情形，即管式泵7B被選擇并且被驅(qū)動，然后管式泵7D被選擇并且被驅(qū)動。首先，電機12沿第一方向CW被驅(qū)動，以便開始泵選擇動作。當(dāng)在泵選擇動作的過程中探測器S1的位置波形被探測到然后探測器S2的位置波形被探測到一次時，電機12沿第二方向CCW被驅(qū)動，以便執(zhí)行管式泵7B的驅(qū)動動作。然后，電機12沿第一方向CW被驅(qū)動，以便重新開始泵選擇動作，而當(dāng)探測器S2的位置波形被探測到兩次時，電機12沿第二方向CCW被驅(qū)動以便執(zhí)行管式泵7D的驅(qū)動動作。然后，當(dāng)管式泵7D的驅(qū)動被停止時，電機12再一次沿第一方向CW被驅(qū)動，以便執(zhí)行泵釋放動作，然后電機12被停止。
如上所述，在根據(jù)此實施例的噴墨打印機中的泵單元10包括用于供給墨水箱4A至4D各種顏色墨水的四個管式泵7A至7D，單個電機12，及選擇器機構(gòu)13，其動作是由電機12輸入的沿第一方向CW的力矩選擇是驅(qū)動目標(biāo)的泵A至D并且由電機12輸入的沿第二方向CCW的力矩驅(qū)動所選擇的泵A至D。
選擇器機構(gòu)13包括能夠根據(jù)轉(zhuǎn)動位置與各個泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合的行星齒輪22，及用于限制行星齒輪22轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動限制器23，轉(zhuǎn)動限制器23由棘輪機構(gòu)組成。
因此，由于單個電機12選擇性地驅(qū)動四個管式泵7A至7D，消除了單獨提供諸如電磁線圈等的致動器的需要，因此根據(jù)本實施例能夠?qū)崿F(xiàn)減小泵單元10的尺寸和降低其成本。從而，可以實現(xiàn)減小裝有泵單元10的噴墨打印機1的尺寸和降低其成本。
再者，選擇器機構(gòu)13包括用于探測行星齒輪22的轉(zhuǎn)動位置的探測器S1，S2，以便能夠僅僅通過根據(jù)探測器S1，S2的位置探測控制電機12向前和向后驅(qū)動而選擇性驅(qū)動管式泵7A至7D。再者，廉價的電機，而不是步進電機，可以用作驅(qū)動源。
此外，實施例包括用于將管式泵返回到釋放狀態(tài)的釋放器機構(gòu)14，釋放器機構(gòu)14由釋放行星齒輪架24和釋放行星齒輪25A至25D組成，以便為了釋放利用恒星齒輪20沿第一方向CW的轉(zhuǎn)動使釋放行星齒輪25A至25D與泵驅(qū)動齒輪19A至19D相嚙合，并且利用恒星齒輪20沿第二方向CCW的轉(zhuǎn)動釋放釋放行星齒輪25A至25D與泵驅(qū)動齒輪19A至19D的嚙合。由此，用簡單的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)釋放動作。再者，由于當(dāng)行星齒輪22通過行星齒輪22與各個泵驅(qū)動齒輪19相嚙合的位置時，各個泵驅(qū)動齒輪19被置于反向驅(qū)動狀態(tài)，因此適當(dāng)?shù)妮d荷被施加到行星齒輪22上，以便行星齒輪22能夠平穩(wěn)地通過嚙合位置。
此外，在此實施例中動力傳送通路的減速比這樣設(shè)置，使被釋放行星齒輪25A至25D驅(qū)動的泵驅(qū)動齒輪19A至19D的轉(zhuǎn)速小于被選擇器機構(gòu)13的行星齒輪22驅(qū)動的泵驅(qū)動齒輪19A至19D的轉(zhuǎn)速。由此，可以避免下述不便，即當(dāng)行星齒輪22經(jīng)過它與各個泵驅(qū)動齒輪19相嚙合的位置時，各個泵驅(qū)動齒輪19相反驅(qū)動速度太大，以至不能抑制行星齒輪22的通過。
此外，盡管在實施例中管式泵用作墨泵，但可以使用諸如隔膜泵，活塞泵等各種類型的泵。再者，盡管在實施例中墨泵的數(shù)目是四，但本發(fā)明同樣可應(yīng)用于多個墨泵，例如，其數(shù)目是三個或五個或更多的情形。
再者，實施例中可以在泵單元10中容納廢墨泵9a，以便選擇性地驅(qū)動廢墨泵9a。
下面將參照圖14至17說明噴墨打印機1中的墨水箱4A至4D的結(jié)構(gòu)和其墨水補充動作。
首先，由于墨水箱4A至4D結(jié)構(gòu)相同，因此僅說明墨水箱4A的結(jié)構(gòu)。圖14是墨水箱的分解透視圖。墨水箱4A包括一側(cè)開口的大體立方體形的外殼200，覆蓋外殼200的開口側(cè)表面的頂板202，及熱焊接到頂板202上用于覆蓋墨水供給槽212和通風(fēng)槽216的薄板220，墨水供給槽212和通風(fēng)槽216形成在頂板202的頂部表面上，下面將對其進行描述。墨水箱4A安裝在噴墨打印機1中的位置，且頂板202向上并且外殼200向下。
容納在外殼200中的是用于吸收和保持墨水的吸收器204。吸收器204由直到墨水被充分吸收不引起墨水泄漏的材料組成，例如毛氈。外殼200限定用于貯存吸收器204的貯存腔。
形成在頂板202的側(cè)端面上的是墨水供給部分210，由墨水供給部分210從外部墨水箱5(見圖1)供給的墨水被供給墨水箱4A。墨水供給部分210是管狀的，以便允許墨水管6的安裝。墨水供給槽212形成在頂板202的表面上，并且墨水供給槽212的開始端212a連通到墨水供給部分210的空心部分210a上。墨水供給槽212從墨水供給部分210向頂板202的中央以曲線的形式延伸。形成在墨水供給槽212的終端的是通過頂板202沿其厚度方向延伸的通孔214。再者，墨水供給槽212由熱焊接到頂板202上的薄板220封閉。由此，從墨水供給部分210供給的墨水經(jīng)具有封閉截面并且由墨水供給槽212和薄板220形成的墨水供給通道引導(dǎo)到墨水箱4A的內(nèi)部。
形成在頂板202上的還有通風(fēng)槽216，通風(fēng)槽216提供墨水箱4A內(nèi)部和外部空氣的通風(fēng)。通風(fēng)槽216從頂板202的側(cè)端面向頂板202的中心區(qū)域彎曲地延伸，并且通過頂板202沿其厚度方向延伸的通孔218形成在通風(fēng)槽216的終端。通風(fēng)槽216以彎曲的形狀形成的原因是抑制墨水箱4A中的墨水的蒸發(fā)。
圖15是圖14所示墨水箱4A沿B-B線的剖視圖。在外殼200的底部300上形成有用于將吸收器204中的墨水供給到打印頭108中的排放口302。在排放口302上安裝有用于排放墨水的排放噴嘴304。外殼200的底部300是樓梯式的，其方式是在排放口302一側(cè)(圖中的右側(cè))形成在下部并且在相對側(cè)(圖中的左側(cè))形成在上部。形成在上部的部分是梯級部分306。
圖16是圖14所示墨水箱4A沿C-C線的剖視圖。在外殼200下部區(qū)域中的上述梯級部分306上形成有倒置的V形槽404(上部窄而下部擴展開)。此外，在梯級部分306的上表面上形成有與倒置的V形槽404相連通的通槽402。
棱鏡400安裝在倒置的V形槽404中。棱鏡400包括形成在實質(zhì)上三角形的棱鏡的側(cè)面上的透明支座408。棱鏡400安裝在梯級部分306上，并且支座408向下并且兩個側(cè)面S11，S12朝向倒置的V形槽404的延伸的表面。預(yù)定的間隙形成在棱鏡400的側(cè)面S11，S12和倒置的V形槽404的延伸的表面之間。在棱鏡400和倒置的V形槽404之間的間隙和通槽402限定用于使從吸收器204溢出的墨水流入的墨水通道406。
光學(xué)傳感器9設(shè)置在棱鏡400之下。光學(xué)傳感器9包括用于將光照射在棱鏡400上的光電發(fā)射器412，及接收棱鏡400反射光的光電檢測器414。光學(xué)傳感器9和棱鏡400之間的位置關(guān)系這樣設(shè)置，即從光電發(fā)射器412照射的光通過棱鏡400的內(nèi)部傳輸，順序地由側(cè)面S11，S12反射，入射在光電檢測器414上。然而，在墨水出現(xiàn)在棱鏡400和倒置的V形槽404之間的間隙中的情形下，光線由棱鏡400上的側(cè)面S11，S12吸收，因此沒有光線入射在光電檢測器414上。控制器8(見圖1)可以根據(jù)光學(xué)傳感器9的光電檢測器414是否接收到入射光判斷墨水是否溢出。
此外，光學(xué)傳感器9可以安裝在噴墨打印機1或墨水箱4A上。在前一種情況下，棱鏡400和光學(xué)傳感器9朝向彼此，并且墨水箱安裝在噴墨打印機1。
如圖14所示，在外殼200中，接近外殼200的上端延伸的兩個平行的脊?fàn)钗?10，312形成在形成有梯級部分306的一側(cè)的側(cè)面上。兩個脊?fàn)钗?10，312限定了其間的凹槽314，凹槽314連通到形成在梯級部分306上的通槽402上。當(dāng)從吸收器204溢出的墨水流入墨水通道406中時凹槽314允許墨水通道406中的空氣逸出。沿凹槽314流動的空氣在外殼200上通過通風(fēng)槽216和形成在頂板202中的通孔218被引導(dǎo)，流到外面。
圖17是噴墨打印機1的動作流程圖，流程圖中的程序由控制器8執(zhí)行。當(dāng)開始噴墨打印機1中的打印程序時，控制器8根據(jù)打印頭2的操作信息計算從上次供給墨水箱4A至4D墨水到此刻所使用墨水的累計量，并且將累計量與預(yù)定值進行比較(步驟502)。在所使用墨水的累計量小于設(shè)定值的情況下(在步驟502中為否)，判斷為墨水箱4A至4D中仍然剩下足夠量的墨水，并且打印過程繼續(xù)進行(步驟504)。這里，打印過程不僅包括打印頭2的打印動作，還包括由廢墨泵9a執(zhí)行吸取墨水。
當(dāng)進行打印處理并且所使用墨水的累計量達到設(shè)定值時(在步驟502中為是)，控制器8驅(qū)動泵單元10中相應(yīng)的管式泵7A至7D，以便使其從外部墨水箱5供給墨水箱4A至4D墨水(步驟506)。例如，墨水箱4A以下述方式補充墨水。由于吸收器204直到其充滿墨水不會引起墨水溢出，因此此刻沒有墨水流入墨水通道406。在這種狀態(tài)下，從光學(xué)傳感器9的光電發(fā)射器412發(fā)射的光通過棱鏡400的內(nèi)部傳輸，由側(cè)面S11，S12反射，入射在光電檢測器414上。由此，控制器8判斷為沒有墨水從吸收器204溢出。在這種情況下(在步驟508中為否)，控制器8繼續(xù)驅(qū)動管式泵7A。
同時，當(dāng)吸收器204充滿墨水時，墨水從其溢出。溢出的墨水在吸收器204之下流動，流入墨水通道406中。在墨水通道406中由流入的墨水排擠出的空氣通過凹槽314流到外面。在墨水流入墨水通道406的狀態(tài)下，由于從光學(xué)傳感器9的光電發(fā)射器412發(fā)射的光由側(cè)面S11，S12吸收，因此光線不能入射在光電檢測器414上。從而，控制器8判斷為墨水從吸收器204溢出。
在這種情況下(在步驟508中為是)，控制器8停止驅(qū)動管式泵7A，由此停止供給墨水箱4A墨水。然后控制器8驅(qū)動廢墨泵9a，以便使其吸取墨水(步驟510)。由于當(dāng)廢墨泵9a吸取墨水時在打印頭2中產(chǎn)生負(fù)壓，因此少量的墨水從墨水箱4A吸出(到打印頭2中)。由此，留在墨水箱4A的墨水通道406中的墨水被吸收，并且墨水箱4A保持負(fù)壓。
如上所述，根據(jù)此實施例，當(dāng)探測到從墨水箱4A至4D中的吸收器204溢出墨水時，可以在吸收器204充滿墨水的時刻停止供給墨水箱4A至4D墨水。由于以這種方式當(dāng)供給墨水箱4A至4D墨水時可以自動使吸收器204充滿墨水，因此能夠防止由剩余墨水量不足所引起的打印失效。再者，還可以防止由于過多供給墨水箱4A至4D墨水所引起的墨水泄漏。
再者，在溢出墨水流入的墨水通道406中探測墨水，以便可以無誤地探測泄漏墨水。再者，當(dāng)墨水流入墨水通道406時允許空氣沿凹槽314逸出，以便墨水容易流入墨水通道406。
此外，通過結(jié)合棱鏡400和光學(xué)傳感器9探測墨水，以便用簡單的設(shè)置能夠可靠地探測墨水。此外，吸收器204可以由毛氈形成，由此直到吸收器204吸滿墨水，可以防止墨水溢出。
盡管參照附圖，描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明不限于實施例中所述內(nèi)容并且覆蓋此范圍，即本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)權(quán)力要求書和說明書中的說明，及已知的相關(guān)技術(shù)所進行的修改和應(yīng)用。
例如，盡管四個管式泵7A至7D圍繞恒星齒輪以90度的角度間隔同心地布置，但管式泵不限于上述數(shù)目，角度或同心布置。例如，管式泵可以是三個或六個，并且提到角度，假設(shè)探測板21B至21D以相應(yīng)于各個泵的位置的角度間隔布置，可以獲得類似的效果。提到布置，例如，如下方式將同樣可行，即泵齒輪與行星齒輪相嚙合，例如，可以使泵齒輪中的一個與其他的泵齒輪不同心，以便它直接與行星齒輪22相嚙合。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性驅(qū)動多個泵的泵驅(qū)動器，包括驅(qū)動源；由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的恒星齒輪；與所述恒星齒輪相嚙合的行星齒輪；行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的一個泵；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵驅(qū)動器，其中所述轉(zhuǎn)動限制器包括棘輪機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵驅(qū)動器，其中所述棘輪機構(gòu)包括棘輪柄，所述棘輪柄設(shè)置在所述行星齒輪架上；及棘輪齒，所述棘輪齒相對于所述泵布置，所述棘輪柄嚙合到所述棘輪齒上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵驅(qū)動器，還包括轉(zhuǎn)動位置探測器，所述轉(zhuǎn)動位置探測器探測所述行星齒輪的轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵驅(qū)動器，其中所述轉(zhuǎn)動位置探測器包括多個探測件，所述多個探測件相對于所述泵布置；第一探測器，所述第一探測器探測所述探測件中的預(yù)定的一個，以便當(dāng)所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的預(yù)定的一個相嚙合時所述探測件中預(yù)定的一個被探測到；及第二探測器，所述第二探測器探測所述探測件中的剩余的探測件，以便當(dāng)所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中剩余的驅(qū)動齒輪中的任意一個相嚙合時所述剩余的探測件中的該任意一個被探測到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵驅(qū)動器，其中所述泵中的每一個都包括柔性管；及當(dāng)所述驅(qū)動齒輪中的相關(guān)的一個沿向前的方向被轉(zhuǎn)動時，所述泵中的每一個都可操作壓縮所述柔性管，并且當(dāng)所述驅(qū)動齒輪中的相關(guān)的一個沿向后的方向被轉(zhuǎn)動時，釋放所述柔性管的壓縮狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵驅(qū)動器，還包括多個釋放行星齒輪，所述釋放行星齒輪相對于所述泵設(shè)置并且與所述恒星齒輪相嚙合；及釋放行星齒輪架，所述釋放行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述釋放行星齒輪，其中當(dāng)所述行星齒輪沿所述第一方向在預(yù)定的角度被轉(zhuǎn)動時所述釋放行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪相嚙合；及當(dāng)所述行星齒輪沿所述第二方向被轉(zhuǎn)動時所述釋放行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪相分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵驅(qū)動器，其中由所述釋放行星齒輪所確定的所述驅(qū)動齒輪的第一轉(zhuǎn)速低于由所述行星齒輪確定的所述驅(qū)動齒輪的第二速度。
9.一種噴墨打印機，包括打印頭；多個箱，每一個中都貯存墨水；多個泵，每一個都與所述箱中的一個相連；驅(qū)動源；由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的恒星齒輪；與所述恒星齒輪相嚙合的行星齒輪；行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即被轉(zhuǎn)動的行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的一個泵；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
10.一種噴墨打印機，包括打印頭；多個內(nèi)部箱，每一個中都貯存從相應(yīng)的多個外部箱中的一個供給的墨水，并且被供給所述打印頭；多個泵，每一個都與所述內(nèi)部箱中的一個相連；探測器，所述探測器探測所述內(nèi)部箱中的每一個中的墨水量；及根據(jù)所述探測器的輸出選擇性驅(qū)動所述泵的泵驅(qū)動器，所述泵驅(qū)動器包括驅(qū)動源；由所述驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的恒星齒輪；與所述恒星齒輪相嚙合的行星齒輪；行星齒輪架，所述行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞所述恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐所述行星齒輪；多個驅(qū)動齒輪，所述多個驅(qū)動齒輪相對于所述泵這樣布置，即被轉(zhuǎn)動的行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動所述泵中的一個泵；及轉(zhuǎn)動限制器，在所述行星齒輪與所述驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置，所述轉(zhuǎn)動限制器允許所述行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制所述行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種用于選擇性驅(qū)動多個泵的泵驅(qū)動器，其中恒星齒輪由單個驅(qū)動源轉(zhuǎn)動。行星齒輪與恒星齒輪相嚙合。行星齒輪架可旋轉(zhuǎn)地圍繞恒星齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐行星齒輪。多個驅(qū)動齒輪相對于泵以一個接一個的方式布置，以便行星齒輪與驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合，以便選擇性地驅(qū)動泵中的一個。在行星齒輪與驅(qū)動齒輪中的一個相嚙合的位置轉(zhuǎn)動限制器允許行星齒輪沿第一方向的轉(zhuǎn)動并且限制行星齒輪沿與第一方向相反的第二方向的轉(zhuǎn)動。
文檔編號B41J2/175GK1418776SQ02150538
公開日2003年5月21日 申請日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月13日
發(fā)明者佐藤和彥, 荒井健一郎, 成田浩士 申請人:精工愛普生株式會社