JP2527493B2

JP2527493B2 - プロッタ及びインキ加圧ポンプ

Info

Publication number: JP2527493B2
Application number: JP2242292A
Authority: JP
Inventors: ハインヅ・ジョセフ・ガーバー
Original assignee: ガーバー・ガーメント・テクノロジー・インコーポレーテッド
Priority date: 1989-09-15
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: FR2652040A1; GB2237847A; DE4029449C2; GB2237847B; US5005296A; GB9020130D0; FR2652040B1; DE4029449A1; JPH03132399A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、描画その他の作表（drawing and/or oth
er graphic）が支持面により支持される紙上にペンに
より描かれ、支持面とペンが協働する形式のＸ−Ｙプロ
ッタ（plotter）に関する。本発明は、より詳しくは、
描画作業の間ペンからの受け入れられるインキの流れを
果たすためにペンにより使用されるインキを保持するイ
ンキ貯留槽に圧力空気を供給する手段、及びインキ貯留
槽がインキ切れであるときを指示する手段を扱う。

（従来の技術及び解決しようとする課題）ペンプロッタ、特にボールポイントペン又は毛細管ペ
ンを用いるペンプロッタは、連続線を隙間又は弱い線部
分が現れることなく描くためペンから正確なインキ流量
を得ることにおいて問題が生じることに気付かれてい
た。この問題は、インキ自体の直接加圧によると同じく
ペンへのインキの供給を加圧することにより、予め加圧
されたカプセルのインキを供給することにより、又は加
圧空気の体積が上方にある再充填可能なインキ貯留槽を
用意することにより、多くの事例において、解決され、
又は大きく減少された。後者の場合、典型的にはインキ
貯留槽を加圧する空気が、空気ポンプ自体の分離したモ
ータにより駆動される空気ポンプによりインキ貯留槽へ
供給される。しかしながら、空気ポンプのための分離し
たモータの使用は、プロッタに費用及び複雑性を加え、
ポンプ自体がしばしば要求されるより大きな容量である
かその応用に良好に適合していなかった。

またインキ貯留槽内のインキが消費され尽されるなら
ば、インキの欠乏のためペンは許容される線を描くこと
が当然できず、インキ切れの状態を警報するため又はそ
のような状態のときプロッタの更なる運転を阻止するた
め、何か手段が設けられるべきであった。

本発明の一般的な目的は、それ故インキが再充填可能
な貯留槽からペンへ供給され、線描画作業の間ペンから
の許容可能なインキの流れを推進するため、インキがそ
の上方にある圧力空気の体積により有効な方法において
加圧される、前述の形式のプロッタを提供することであ
る。

この一般的な目的を果たすための本発明のより詳細な
目的は、インキの上方に存在する圧力空気の体積が、支
持面上でペンにより描画される紙のウエブ又はその他の
シート材料を送るために使用されるモータと同じモータ
により駆動される空気ポンプにより加圧されるプロッタ
を提供することである。

本発明の他の目的は、単純な低費用の構造の、インキ
貯留槽内のインキの上の空気を加圧する前述の形式のプ
ロッタに使用するのに特に好適な、改良されたポンプを
提供することである。ポンプは紙が前進されるとき単に
周期的に駆動されるに拘わらずそのような空気を正確に
圧縮し続けることができる。

本発明の別の目的は、インキ貯留槽を備えるプロッタ
であって、インキがその上の圧力空気の体積により加圧
され、インキ切れの状態を表示する信号を提供する単純
な手段を含み、その信号が協働する表示器又は警報器を
作動させるため又はプロッタの更なる運転を妨げるため
に使用されるプロッタを提供することである。

本発明のその他の目的及び利点は、本発明の詳細な実
施例の以下の説明及び添付の図面及び特許請求の範囲か
ら明らかにされるであろう。

（解決するための手段）本発明は、シート材料を支持する支持面、支持面によ
り支持されるシート材料上に描画するため支持面上を運
動可能なペンを備えるペン機構、ペンに供給されるイン
キを収容する再充填可能なインキ貯留槽、及びインキ貯
留槽内のインキを加圧するためインキの上に空気の体積
を供給するインキ加圧手段を有するプロッタに存する。
また本発明は、インキ貯留槽のインキが空になると現れ
る信号を提供する単純な協働手段に存する。

本発明は、更にシート材料がシート材料のウエブ（巻
取紙）として用意され、駆動モータを有するシート材料
前進手段、即ちウエブ前進手段により支持面上を前進さ
れるプロッタに存し、そして加圧手段がインキ貯留槽内
のインキの上に存在するスペースに圧力空気を供給する
空気ポンプであることに存する。このことを保つため、
より詳しくは本発明は、ウエブ巻き取りロールを直接的
に駆動する駆動モータに存し、空気ポンプが偏心部材に
より駆動され、偏心部材がウエブ巻き取りロールと一緒
に回転するプーリ及び偏心部材と共に回転可能な別のプ
ーリ上に掛け回されるベルトにより駆動されることに存
する。

本発明は、更にインキ貯留槽に圧力空気を供給する単
純な構造のポンプに存し、ポンプは、ピストンを収容す
る円筒形室を有し、ピストンは円筒形室から伸長し偏心
部材に連結可能であり、ポンプの圧縮比を変えるためピ
ストンの内方端と外方端の間で長さが調整可能であり、
それによりインキ貯留槽に供給される空気の圧力を変え
得る。また、円筒形室は異なる直径の内方部分及び外方
部分、及び内方部分と外方部分を相互に連結するほぼ円
錐形の中間部分を有する。ピストンはその内方端におい
て環状リング（Ｏ−ring）又はピストンリングを提供す
る同様の要素を有し、ピストンの行程は行程の小部分の
間ピストンリングが円筒形室の中間部分に入り大気の空
気が円筒形室の内方部分へ入ることを可能にし、続いて
大気の空気がピストンの行程の他の部分の間圧縮される
ようにされる。この構造はピストンリングの過度の摩耗
を回避するためのポンプの単純な空気入口手段を提供す
る。

本発明は、またインキを加圧する空気を収容する空気
スペース存する。空気スペースは、それと協働し空気ス
ペース内の空気の圧力に応答する圧力スイッチを有す
る。空気圧縮手段は、インキ貯留槽から幾らかのインキ
がペンに届く間は空気スペース内の空気が予め決められ
る値以上の圧力を有するようにされ、またペンを通る空
気の故に、インキ貯留槽、インキ貯留槽をペンに連結す
るライン、及びペン自体がインキ切れのため、インキ貯
留槽からインキがペンにもはや達しないとき、空気スペ
ース内の空気の圧力が予め決められる値以下に下降する
ようにされる。信号を提供する圧力スイッチは、感知さ
れる圧力が予め決められる値以下に下降するとき、信号
がそれに従ってインキ貯留槽がインキ切れであることを
表示する。また信号はインキ貯留槽内のインキ上に圧力
空気を保持することを妨げる他の故障を表示する。

（実施例）第１図は、本発明の実施例のプロッタ10を示す。プロ
ッタのペンで使用されるインキの貯留槽へ圧力空気を供
給するポンプ及び関連部品を除き、プロッタは、例示と
して、本発明の発明者による1988年５月17日の米国特許
出願第07/195,128号（米国特許第4,916,819号）「単一
方向に紙が移動する漸進プロッタ（PROGRESSIVE PROTT
TER WITH UNIDIREC−TIONAL PAPER MOVEMENT）」に
示されるものと同様に描かれる。プロッタの細部につい
て、必要があれば上記出願が参照される。

ここでは、プロッタ10が、紙18のウエブの一部16を支
持する上向きの水平の支持面14を提供するテーブル12を
有することに注意すれば充分である。紙18は供給ロール
20から供給され、巻き取りロール22上に巻き付けられ
る。供給ロール20及び巻き取りロール22は、それぞれ軸
線26及び28のまわりで、プロッタのフレーム24に対し回
転するように適当に支持される。

プロッタ10は、図面又は他の図表を支持面14により支
持される紙18の一部分16上に作図するように作動する。
作図は、図示されるＸ及びＹ座標軸方向に運動可能なペ
ン機構32の一部分を形成するペン30により遂行される。
ペン機構32は、Ｘ座標軸方向に伸長するキャリッジ34に
対してＸ座標軸方向に運動可能であり、テーブル12の対
向する側部においてＹ座標軸方向に伸長する側方レール
36、36の長さ方向に沿ってＹ座標軸方向に運動可能であ
る。電力、電気信号及びインキに圧力を与える圧力空気
は、可撓性帯38によりペン機構32とプロッタのその他の
部分との間で連通される。可撓性帯38はペン機構32に枢
着される一端と、図示のようにレール36の一端に固着さ
れる取付具40に枢着される他端を有する。

紙18は、供給ロール20から巻き取りロール22への移動
において、支持面14上を通過する。支持面14上の紙の前
進は、紙の新しい部分を支持面14上へ移動するために、
駆動モータ42の作動により得られる。駆動モータ42は、
巻き取りロール22を第１図の矢印Ａの方向へ回転させ巻
き取りロール22上に紙を巻き付ける。支持面14上の紙の
前進は、種々の異なる方法において、ペン機構の作画作
動に整合され得るが、最も普通にはペン機構は、図表の
一部分を支持面14上のシート材料の一部分上に描くよう
に作動され、紙は次に支持面14上に新しい部分が移るよ
うに前進される。次に作画作動は再び図表の他の部分を
支持面14上のシート材料の新しい部分に描き始め、これ
らの交替の作画段階と前進段階は、完全な図表が作成さ
れるまで続けられる。

本発明によると、第１図のプロッタ10は、また圧力空
気を空気スペースへ供給する空気ポンプ44を含む。空気
スペースは、ペン機構32に含まれるインキ貯留槽に含ま
れるインキに上に置かれる関係で接続される。このポン
プ44は、巻き取りロール22を駆動するモータと同じモー
タ42により駆動されるように配置される。これは、ポン
プ44が紙18の間欠的前進と一致して間欠的に駆動される
ことを意味する。

第２図乃至第７図が、ポンプ44の駆動機構及びその構
造を理解するために、参照される。

最初にポンプ44の駆動機構を考えると、モータ42は、
プロッタのフレーム24に固着されるハウジングを有し、
そして巻き取りロール22の軸線28と同軸の出力シャフト
46を含む。連結部材48（第７図）が、シャフト46に回転
可能に取り付けられる。連結部材48は、巻き取りロール
22の管状内方コア52に固定されるプラグ50に取り外し可
能に連結される。それ故、モータ42の出力シャフト46が
回転するとき、その回転運動は、連結部材48及びプラグ
50を介してコア52へ伝達され、巻き取りロール22をシャ
フト46と一緒に駆動する。

歯付きプーリ54が連結部材48に取り付けられる。歯付
きプーリ54の周りにタイミングベルト56が係合する。こ
のタイミングベルト56は、また他の歯付きプーリ58の周
りに係合する。歯付きプーリ58は第２軸線60の周りに回
転可能である。第２軸線60は、フレーム24に対し定着さ
れ、軸線28に平行である。プーリ58は、第３図に示され
るように、軸線60の周りに回転するように支持されるシ
ャフト62の一端に固着される。偏心部材64がシャフト62
の他端に固着される。偏心部材64は、軸線60から半径方
向に離間される偏心ピン66を有する。偏心ピン66は、以
下に詳細に説明するように、ポンプ44のピストンを駆動
するように働く。モータ42が駆動され巻き取りロール22
を駆動するとき、モータ42は、またタイミングベルト5
6、プーリ54及び58を介してポンプ44を駆動する偏心部
材64を駆動することが明瞭に理解されるであろう。

次にポンプ44の構造を考慮すると、第３図、第４図及
び第５図の最も良く示されるように、ポンプ44は、全体
にブロックのような外観を有する主体68を含む。主体68
は、機械加工又は型鋳造によりアルミニウム又はその他
の金属から作られ得るが、好ましくは機械加工又は射出
成形により作られるナイロン又はアセタール樹脂のよう
なプラスチックにより作られる。主体68の中にピストン
72を受け入れる円筒形室70が含まれる。円筒形室70は、
その長手方向に沿って一様な直径の内方部分74、及び長
手方向に沿って別の一様の直径の外方部分76を有する。
外方部分76の直径は、内方部分74の直径より大きい。内
方部分74と外方部分76の間に、中間部分78がある。中間
部分78は全体的に円錐形状であり、外方部分76の大きな
直径と内方部分74の小さな直径の間の緩やかな移行部分
を提供する。ピストン72は、その内方端において環状溝
80を含む。環状溝80は、円筒形室70の内方部分74の壁に
係合可能なピストンリングとして働く環状リング82を収
容する。

ピストン72の外方端は、偏心部材64の偏心ピン66上に
回転可能に受け入れられる。ポンプ44の主体68は、更に
プロッタのフレーム24に連結されるように調整され、軸
線28及び60に平行の第３軸線84の周りに回転される。主
体68をフレーム24にそのように取り付けるための図示の
手段は固着具85である。固着具85は、主体68における孔
を緩く貫通する。固着具85は、頭部を有し、頭部には、
主体に係合する滑らかな表面が続き、次にフレーム24に
ねじ込まれるねじ付き部分が続く。このように、偏心部
剤64が回転するとき、ピストン72は、円筒形室70内で往
復運動され、主体68は固着具85の軸線84の周りに振動
し、ピストン72の往復運動が、偏心ピン66とピストン72
の間に追加のリンクを必要とすることなく生じ得る。

ブッシュ86が、円筒形室70の外方部分76の外方端に置
かれ、ピストン72を摺動可能に支持する。

ピストン72の行程は、ピストン72が第５図の下死点位
置を通過するピストン72の行程の最小部分の間に、環状
リング82が円錐形の中間部分78へ入り、それにより大気
圧の空気が、円筒形室70の内方部分74、中間部分78及び
外方部分76へ入ることを可能にする。外方部分76は、第
３図に示される入口ポート88によりポンプを取り囲む大
気に連通される。入口ポート88は、ポンプ44の主体68を
主体68の外面から円筒形室70の中間部分78及び外方部分
76の一方または他方へ通過する。第３図において、入口
ポート88は外方部分76に連通して示されるが、入口ポー
ト88は円錐形の中間部分78に連通して配置されることが
できる。ちり濾過網90が入口ポート88を覆う。

ピストン72は、第５図に示される下死点位置から内方
へ運動するとき、円筒形室70の内方部分74に収容される
空気を圧縮する。圧縮された空気は、充分な圧力であれ
ば、内方部分74から小さな連通開口94を通り内方部分と
共軸のボア92へ流れる。連通開口94は内方部分74とボア
92の底との間を連通させる。

内方部分74とボア92との間に逆止弁があり、この逆止
弁は、内方部分74の圧力が充分に高い値であるときのみ
圧力空気が内方部分74からボア92へ流れることを可能に
し、そしてボア92の圧力空気が内方部分74へ逆流するこ
とを防止する。この逆止弁は、種々の形態を取り得る
が、好ましくは第４図及び第５図に示されるように、ボ
ア92の底に収容され開口94を取り囲む環状リング96を含
む。環状リング96は、環状リング96の外方に位置される
円板状弁部材98と協働する。弁部材98は、螺旋圧縮ばね
100により環状リング96に着座係合するように押圧され
る。螺旋圧力ばね100は、ボア92に収容され、弁部材98
と係合可能な内方端、及びボア92の外方端を密封するプ
ラグ102に係合可能な外方端を有する。

ピストン72が圧縮行程を行うとき、内方部分74が圧縮
され、内方部分74の圧力がボア92内の圧力を超えるま
で、内方部分74からボア92へ空気は流れない。以下に説
明されるように、ボア92は、インキ貯留槽へ連通する空
気スペースの一部分である。それ故、ボア92内及びイン
キ貯留槽内のインキ上に生じる最大圧力は、ピストン72
の作動により内方部分74に達成される最大圧力に限定さ
れる。この最大圧力は、またピストン72と内方部分74と
の圧縮比に依存する。

本発明の特徴は、ピストン72が内方部分74と協働する
ときの圧縮比が調整可能であり、インキ貯留槽へ供給さ
れる圧力空気の圧力を調整することを可能にすることで
ある。この調整は、ピストン72を相互にねじ結合され得
るインナ部分104及びアウタ部分106から作ることにより
達成される。それ故、インナ部分104をアウタ部分106に
対し一方又は他方の方向へ回転させることにより、イン
ナ部分104はアウタ部分106に向かって又はアウタ部分10
6から離間するように移動し、ピストン72の有効な長さ
を変化する。ピストン72がこのようにして長くされる
と、圧縮比及びインキ貯留槽に供給される空気圧力は増
加される。同様にピストン72が短くされると、圧縮比及
びインキ貯留槽に供給される圧力は減少される。

第４図及び第５図に示されるように、ポンプの主体68
は、通路110によりボア92に連結される空気貯留槽108を
含む。空気貯留槽108は出口ポート112に連結される。出
口ポート112は適当な空気ライン114を通り第８図に示さ
れるインキ貯留槽116に連結される。インキ貯留槽は、
ペン機構32の一部分を形成する。空気ライン114は、そ
の全長の一部分に、取付具40とペン機構32との間に伸び
る可撓性帯38の一部分を形成する。ボア92、通路110、
空気貯留槽108、空気ライン114、及びインキ貯留槽116
のインキ上方にスペース128は、インキ貯留槽116のイン
キに加えられる圧力空気を収容する空気スペースを画成
する。空気貯留槽108は、圧力空気に余分の容量を用意
し、インキ貯留槽116に供給される空気の圧力を許容可
能な安定値に保つことを助ける。

第８図に示されるように、ペン機構32は、ペン30及び
インキ貯留槽116に加えて、キャリッジ34に沿って移動
するための１組の車輪120を含む。ソレノイド122が、フ
レーム118に担持され、ペン30を実線により示される上
方位置即ち非描画位置と破線により示される下方位置即
ち描画位置の間で運動させるように、作動可能である。
インキ貯留槽116は、インキ貯留槽の底からライン126を
介してペンへ供給される多量のインキを収容する。イン
キ124のレベルが低くなるとき、インキ貯留槽は、常閉
充填開口（図示されない）を介してインキ貯留槽に供給
されるインキにより再び充満され得る。プロッタの通常
運転において、インキ124の上方表面の上のスペース128
は、ライン114を介して供給される圧力空気により満た
される。

インキ貯留槽116において用いられるために最良の空
気圧力は、ペン30の性質と、インキの粘性及びその他の
性質に依存し、前述のように、空気圧力は、ピストン72
の有効な長さを変えることにより任意の所望の値に設定
することができる。典型的には、例えば、ポンプは、空
気を約1.41〜1.76kg/cm²（20−25 psig）の圧力で貯留
槽へ供給するように設定され得る。ポンプが必要とされ
るどのような圧力の出力にも適切に設定されることを助
け、そして圧力の監視を可能にするために、ポンプは、
好ましくは第２図に示されるように、圧力計130を装備
される。圧力計130は、空気貯留槽108の空気に連通さ
れ、その空気の圧力を感知する。空気貯留槽が、インキ
貯留槽116内のインキに加えられる圧力空気を収容する
全空気スペースの一部分を形成する故に、圧力計により
感知される圧力は、インキに加えられる空気の圧力でも
ある。

作画運転の間にインキは、極めて小さな体積割合でイ
ンキ貯留槽116から流れるので、ポンプは、単に極めて
少量の圧力空気をインキ貯留槽へ供給することが必要で
ある。それ故、ポンプは、比較的小さく、紙の進行の一
緒に単に頻繁でなく駆動されるが、この必要に答えイン
キ貯留槽を所望のレベルに加圧することができる。他方
ではインキ貯留槽とペン30のインキが空になるときのペ
ンを通る空気流量は、ポンプが、紙の進行と一緒に駆動
されるので、ペンを通る空気の漏洩の故に、空気貯留槽
内に役立つ圧力ヘッドを維持することができないように
なる。

本発明の他の観点によると、この装置の後の特徴がイ
ンキ切れの状態を示す簡単な手段を提供する利点を有す
ることである。第２図、第４図及び第５図に示されるよ
うに、ポンプ44は圧力スイッチ132を具備する。圧力ス
イッチ132は、ポンプの空気貯留槽108に連通され、それ
故空気貯留槽108、空気ライン114及びインキ貯留槽116
内の空気圧力に応答する。好ましくは、スイッチ132
は、例えば図示されるねじ134を回転することにより変
えられ得る可変設定圧力を有する。どの場合にも、スイ
ッチ132の設定圧力は、予め決められた圧力、例えば約
0.28kg/cm²（４ psig）に設定される。予め決められた
圧力は、通常インキ貯留槽116に維持される圧力よりか
なり下の圧力であり、そしてインキ貯留槽とペンがイン
キ切れのときポンプによりインキ貯留槽116に維持され
得る圧力より上の圧力である。それ故、インキ貯留槽及
びペンがインキ切れになると、インキ貯留槽116内の圧
力と及び空気貯留槽108内の圧力の両者が、スイッチ132
の設定圧力以下に下降し、スイッチ132をしてその出力
ライン136上に圧力損失を示す信号を発生させる。普通
はこの信号の出現は、インキ切れの状態に応答するもの
であるが、それはまた空気ラインの破損又は空気ポンプ
の故障によるその他の圧力損失によって起こされ得る。
どの場合にも、出力ライン136上に出現する信号は、第
１図に示されるプロッタの制御ユニット138へ送られ、
制御ユニット138により、可視的なインキ切れ警報表示
を、例えばプロッタの可視表示ユニット140により発生
するために使用されるか、又は制御ユニット138によ
り、ペンをソレノイド122により紙から上昇させるか又
はプロッタの更なる作動を完全に停止することにより、
プロッタの更なる描画を阻止するために使用され得る。

本発明の別の実施例が、第９図に示され、インキ貯留
槽116のインキ124に圧力空気を供給する異なる形態の圧
力手段を含む。この相違を除き、プロッタの他の部品
は、第１図乃至第８図に示されるプロッタの部品と同様
である。

第９図に示されるように、インキ貯留槽116のインキ1
24に圧力空気を供給する手段は、貯留槽116に連通する
閉じられた空気スペースを提供する協働する手段から成
る。閉じられた空気スペースは、貯留槽116がインキの
最大量で満たされるとき、貯留槽116に収容されるイン
キの体積に比較し充分に大きな体積を有する。空気スペ
ースは、インキ貯留槽がインキで満たされた後、空気ス
ペースは、インキ貯留槽がほぼインキ切れになるまでイ
ンキ貯留槽のインキに正確に圧力を加え続けるような圧
力空気の量を与えられ得る。そのような空気スペースを
提供する手段は、種々の異なる形態を取ることができ、
そしてプロッタの種々の場所に配置され得る。好ましく
は空気スペースは、インキ貯留槽116及びペン30に近接
してペン機構32のフレーム118上に位置されペン機構32
の一部分を形成するが、必要に応じプロッタの他の場所
に位置され空気ラインを介してインキ貯留槽116に連結
される。その空気ラインの長さに沿って帯38の一部分が
形成される。

第９図において、空気スペース提供手段は、ペン機構
32のフレーム118（第９図に示されない）に担持される
中空の薄壁体142として図示される。薄壁体142は、接続
ライン144によりインキ貯留槽と連結される。インキ貯
留槽のインキ充填ポート146は、ポート146にねじ係合さ
れるキャップ148により常時閉じられる。

薄壁体142の内部は、接続ライン144を介してインキ貯
留槽116の上端に連通される。薄壁体142の内部が、イン
キ貯留槽116内のインキ上方のスペース及び接続ライン1
44の内部と結合して、インキの上に横たわる空気スペー
ス150を形成する。また薄壁体142に、空気スペース150
内の空気の圧力を感知し表示する圧力計130、及び圧力
感知スイッチ132が取り付けられる。圧力感知スイッチ1
32は、空気スペース150内の圧力が予め決められた値以
下に下降するとき、ライン136上に信号を提供する。こ
の予め決められた、即ち設定圧力値は、調整ねじ134を
作動することにより調整され得る。

圧力空気の装入物が逆止弁154を有する薄壁体142の空
気入口ポート152を介して空気スペース150へ導入され得
る。逆止弁154は、空気入口ポート152を通る薄壁体142
内への空気流を許し、その逆方向の空気流を阻止する。
圧力空気の装入物が空気スペース150へ供給されるべき
とき、自転車用ポンプに類似の手動ポンプの使用、又は
圧力空気容器の使用によるような、種々の方法におい
て、圧力空気が入口ポート152を介して加えられる。

第９図に示される機構の作動は以下の通り。貯留槽11
6をインキで再充填することが必要になったとき、プロ
ッタが停止され、キャップ148がインキ充填ポート146か
ら取り外される。これにより空気スペース150の圧力
が、もし有る場合も、解放される。インキが次に貯留槽
116内へ所望のレベルに達するまで満たされる。キャッ
プ148が次にインキ充填ポート146に再配置され、空気漏
れのない密封を提供するまで充分に緊締される。次に圧
力空気の装入物が、空気スペース150内の圧力が与えら
れた所望の値に達するまで、空気スペース150内へ空気
入口ポート152を介して供給される。圧力計130が空気ス
ペース150内の圧力を感知する。それ故空気スペース150
内への空気の充填の間、圧力計130が監視され、所望の
圧力が達成されたことを圧力計130が示すとき、充填工
程が終了される。空気スペース150が最初に充填される
圧力は、多くの要因、特に使用されるペンの形式、使用
されるインキのタイプに依存し、広く変わり得る。しか
しながら説明の事例においては、空気スペース150が最
初に充填される圧力は、約1.41〜1.76kg/cm²（20 to
25 psig）に取られ得る。

圧力空気の装入物が空気スペースに供給された後、プ
ロッタはペン30で描画するように作動され得る。描画が
進行するとき、インキはペン30によりインキ貯留槽116
から消費される。このことはインキの上にある空気スペ
ース150の体積が徐々に増加することを意味する。一般
的に、インキ貯留槽116の再充填の間に空気スペース150
に追加の空気は供給されないので、インキ貯留槽116が
空になるときに空気スペース150内の体積が増加するた
め、空気スペース150内の空気圧力は、徐々に低下す
る。しかしながら前述のように、インキ貯留槽116が充
満された状態にあるときの空気スペース150の大きさ
は、インキ貯留槽116がほぼインキ切れになる状態に達
するとき空気スペース150内の圧力がまだ充分実在する
値を有するような大きさである。インキ貯留槽116がイ
ンキで満たされるとき空気スペース150内に始動圧力が
与えられると、インキ貯留槽116がほぼインキ切れにな
る状態に達するとき空気スペース150内の圧力は、問題
の２倍の空気スペース150の相対容積に依存し、それに
従って、これらの相対容積は、インキ貯留槽116がほぼ
インキ切れになる状態に達するとき必要とされるいかな
る圧力も提供するため、主としてインキ貯留槽116及び
薄壁体142の寸法の制御により、設計され得る。事例と
して、この場合インキ貯留槽116がインキで満たされる
とき、約1.76kg/cm²（25 psig）の始動空気圧力が与え
られるとすると、空気スペース150の最初及び最終の容
積は、インキ貯留槽116がほぼインキ切れになるとき空
気スペース150内の空気圧力が少なくとも約0.28kg/cm²
（４ psig）であるようにされる。

プロッタの好ましい運転は、常にインキ貯留槽116が
完全に空にの状態になる前にインキ貯留槽を再充填する
ことである。しかしながら、そのような再充填が適時に
なされない場合は、圧力スイッチ132が、第１図乃至第
８図の実施例について述べたように、警報信号の表示を
提供し又はプロッタの更なる描画運転を禁止する。

インキ貯留槽116がインキ切れになる順序は以下の通
り。インキ貯留槽116がほぼインキ切れの状態に達する
とき、インキの上の空気スペースは、まだ充分実在する
値、即ち約0.28kg/cm²（４ psig）以上であり、ペン30
への及びペン30と通るインキの正確な流れを推進するに
充分である。圧力スイッチ132は、空気スペース150の圧
力が充分小さな値、例えば約0.0703kg/cm²（１ psig）
に達するとき作動するように設定される。インキ貯留槽
116からの最後のインキがペン30を通過した後、ペン30
はペンを通り空気が流れ又は漏洩することを可能にす
る。このペン30を通る空気の流れ又は漏洩は、空気スペ
ース15内の空気圧力を周囲の大気の圧力まで急速に減少
させ、圧力スイッチ132が予め設定された圧力値以下に
下降した空気スペース150内の空気圧力を検出するとき
ライン136上に出力信号を提供することを生じさせる。

【図面の簡単な説明】

第１図は細部を開示するために部分的に破断された本発
明を具体化するプロッタの斜視図、第２図は第１図のポ
ンプを示す断片的正面図、第３図は第２図のほぼ線３−
３に沿うポンプの断面図、第４図は第２図とほぼ同様の
断面図であるがポンプが第３図の線４−４の沿う断面に
おいて示され偏心駆動部材が上死点位置にあるときに占
める位置におけるポンプのピストンを示す断面図、第５
図は第４図と同様の断面図であるが偏心駆動部材が下死
点位置にあるときに占める位置におけるポンプのピスト
ンを示す断面図、第６図は第２図のほぼ線６−６に沿っ
て見た図、第７図は第６図のほぼ線７−７に沿って見た
図、第８図は第１図のプロッタのペンキャリッジを通る
垂直断面図、第９図は本発明の他の実施例を含むペン、
インキ貯留槽、インキ加圧手段及びプロッタの協働する
構成要素を示す概要図である。 10……プロッタ、12……テーブル、14……支持面、18…
…紙、20……供給ロール、22……巻き取りロール、24…
…フレーム、26、28、60、84……軸線、30……ペン、32
……ペン機構、34……キャリッジ、36……レール、38…
…可撓性帯、40……取付具、42……駆動モータ、44……
空気ポンプ、46……出力シャフト、48……連結部材、50
……プラグ、54、58……歯付きプーリ、56……タイミン
グベルト、62……シャフト、64……偏心部材、66……偏
心ピン、68……主体、70……円筒形室、72……ピスト
ン、74……内方部分、76……外方部分、78……中間部
分、80……環状溝、82、96……環状リング、85……固着
具、88……入口ポート、90……塵濾過網、92……ボア、
94……連通開口、98……円板状弁部材、100……螺旋圧
縮ばね、102……プラグ、104……インナ部分、106……
アウタ部分、108……空気貯留槽、110……通路、112…
…出口ポート、114……空気ライン、116……インキ貯留
槽、118……フレーム、120……車輪、122……ソレノイ
ド、124……インキ、128……スペース、130……圧力
計、132……圧力スイッチ、134……ねじ、136……出力
ライン、138……制御ユニット、140……可視表示ユニッ
ト、142……薄壁体、144……接続ライン、146……イン
キ充填ポート、148……キャップ、150……空気スペー
ス、152……空気入口ポート、154……逆止弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プロッタのペン機構に圧力空気を供給する
ために使用され偏心部材（64）により駆動されるポンプ
にして、偏心部材（64）は、プロッタのフレームに対し固定の第
１軸線（60）の周りに回転可能であり、そして第１軸線
（60）から離間した偏心点（66）を有し、前記ポンプは、円筒形室（70）を有する主体（68）、円
筒形室に摺動可能に収容されるピストン（72）、及び第
１軸線の周りの偏心部材の回転に応答しピストンが円筒
形室内において上死点位置と下死点位置の間で往復運動
されるようにピストンを偏心部材の偏心点（66）に連結
する手段を含み、ピストン（72）は、円筒形室内で摺動可能なインナ部分
（104）、ピストンのインナ部分に担持されるピストン
リング（82）、及び主体の外方へ伸長するアウタ部分
（106）を有し、アウタ部分（106）は、偏心部材の偏心
点（66）に連結され偏心部材が第１軸線（60）の周りに
回転されるときピストンが円筒形室（70）内において往
復運動するようにされ、主体（68）は、大気と円筒形室
の長さ方向に形成される空気取り入れ点の間の連通を可
能にする空気入口ポート手段（76、78、88）を含み、空気取り入れ点は、ピストンが下死点位置にあるときピ
ストンリング（82）が空気取り入れ点と偏心部材の間に
位置されて空気が大気から偏心部材と反対のピストンの
端面に位置される円筒形室の内方部分（74）へ流れるよ
うに、且つピストンの下死点位置から上死点位置へのピ
ストンの運動の間にピストンリング（82）が空気取り入
れ点を通過して大気と円筒形室の内方部分（74）の間の
連通を遮断し円筒形室の内方部分（74）の空気がその後
のピストンの上死点位置へ向かう運動により圧縮される
ように位置され、ポンプの圧縮比を変えるためにピストンのインナ部分
（104）をアウタ部分（106）に対して接近又は離間する
ように調節可能に移動させる手段を含むことを特徴とす
るポンプ。
【請求項２】請求項１に記載のポンプにして、ポンプの
主体（68）は、出口ポート（112）を含み、円筒形室（7
0）は、内方端を含み、円筒形室（70）の内方端から出
口ポート（112）への空気通路を形成する手段（94、9
2、110、108）が設けられ、該空気通路に設けられる逆
止弁（96、98）が円筒形室の内方端と出口ポートの間に
配置され、逆止弁は、環状リング（96）、弁部材（9
8）、螺旋圧縮ばね（100）、及びボア（92）を含み、ボ
ア（92）は、ポンプの主体内に円筒形室（70）と同軸に
形成され且つ円筒形室の内方端から軸方向に離間した底
端を有し、中央通路（94）が円筒形室の内方端とボア
（92）の底端の間の連通を可能にし、環状リング（96）
は、ボア（92）内で底端に平坦に係合可能にされて中央
通路（94）を取り囲む弁座を形成し、弁部材（98）は、
ボア（92）内で環境リング（96）の外方に隣接し、ボア
（92）の底端と反対側の弁部材の側面が環状リング（9
6）に平坦に係合可能であり、螺旋圧縮ばね（100）は、
ボア（92）内で弁部材の外方に配置され且つ弁部材に係
合する内方端及び内方端の外方に位置される外方端を有
し、ボア（92）の外方端における閉鎖部材（102）がボ
ア（92）の外方端を閉じ且つ螺旋圧縮ばね（100）の外
方端に係合し、螺旋圧縮ばね（100）は、弁部材を環状
リング（96）に密封係合するように押圧するような長さ
を有し、空気通路を形成する手段（94、92、110、108）
は、環状リング（96）の外方に位置されるボアの一点と
出口ポートの間の空気通路を形成することを特徴とする
ポンプ。
【請求項３】請求項２に記載のポンプにして、ポンプの
主体（68）は、空気貯留槽（108）を有し、空気貯留槽
（108）は、空気通路を形成する手段（94、92、110、10
8）に含まれ、そしてボア（92）と出口ポート（112）の
間に配置されることを特徴とするポンプ。
【請求項４】請求項１に記載のポンプにして、円筒形室
（70）は、長さ方向において均一の第１直径を有する内
方部分（74）、第１直径より大きく長さ方向において均
一の第２直径を有する外方部分（76）、及びほぼ円錐形
であり第１直径と第２直径の間の移行部分を提供する中
間部分（78）を有し、ピストンのインナ部分（104）
は、内方端付近における環状溝（80）及び該環状溝に収
容され円筒形室の内方部分の壁に係合するピストンリン
グとして作用する環状リング（82）を有し、円筒形室の
中間部分（78）とポンプの主体（68）を囲む大気の間の
連通を可能にする手段（76、88）が設けられ、環状リン
グ（82）は、ピストンの行程の大部分の間、円筒形室の
内方部分に位置され、そしてピストンの行程の小部分の
間、円筒形室の中間部分（78）に位置されて大気圧の空
気が円筒形室の内方部分（74）に入ることを可能にする
ことを特徴とするポンプ。
【請求項５】請求項１に記載のポンプにして、ピストン
リング（82）は、環状リングであることを特徴とするポ
ンプ。
【請求項６】請求項１に記載のポンプにして、円筒形室
の内方部分（74）は、その長さ方向において一様な直径
を有し、空気入口ポート手段は、空気吸入点において内
方部分（74）の直径より大きな直径の室部分（78）を含
み、より大きな直径の室部分（78）は、ピストンがその
下死点位置にあるときピストンリング（82）を受けるこ
とを特徴とするポンプ。
【請求項７】請求項６に記載のポンプにして、より大き
な直径の室部分（78）は、円錐形であることを特徴とす
るポンプ。
【請求項８】プロッタのペン機構に圧力空気を供給する
ために使用され偏心部材（64）により駆動されるポンプ
にして、偏心部材（64）は、プロッタのフレームに対し固定の第
１軸線（60）の周りに回転可能であり、そして第１軸線
から離間した偏心点（66）を有し、前記ポンプは、内方端及び出口ポート（112）を備える
円筒形室（70）を有する主体（68）、円筒形室（70）に
摺動可能に収容されるピストン（72）、円筒形室（70）
の内方端と出口ポート（112）の間に空気通路を形成す
る手段（94、92、110、108）、及び該空気通路を形成す
る提供手段に設けられる逆止弁（96、98）を含み、円筒形室（70）は、長さ方向において均一の第１直径を
有する内方部分（74）、第１直径より大きく長さ方向に
均一の第２直径を有する外方部分（76）、及びほぼ円錐
形であり第１直径と第２直径の間の移行部分を提供する
中間部分（78）を有し、ピストンは、その内方端付近に
おける環状溝（80）、環状溝（80）に収容され円筒形室
の内方部分の壁に係合するピストンリングとして作用す
る環状リング（82）を有し、円筒形室の中間部分（78）とポンプの主体（68）を取り
巻く大気の間の連通を可能にする手段（76、88）が設け
られ、環状リング（82）は、ピストンの行程の大部分の
間、円筒形室の内方部分に位置され、そしてピストンの
行程の小部分の間、円筒形室の中間部分（78）に位置さ
れて大気圧の空気が円筒形室の内方部分（74）に入るこ
とを可能にすることを特徴とするポンプ。
【請求項９】請求項８に記載のポンプにして、円筒形室
の外方部分（76）におけるブッシュ（86）がピストンに
摺動可能に係合され、円筒形室の中間部分（78）とポン
プの主体（68）を取り巻く大気の間の連通を可能にする
手段（76、88）は、主体（68）の外面から円筒形室の中
間部分（78）又は円筒形室の外方部分（76）のいずれか
へ主体を介して通る入口ポート（88）であることを特徴
とするポンプ。
【請求項１０】シート材料（18）の一部分を支持する支
持面、ペン機構、シート材料前進手段（22）、ポンプ
（44）、駆動手段（42、56、62）、及び圧力感知スイッ
チ（132）を含むプロッタにして、ペン機構は、支持面に対し可動であり、インキ貯留槽
（116）及びペン（30）を有し、支持面に支持されるシ
ート材料の一部分上にインキ貯留槽からのインキで描画
し、シート材料前進手段（22）は、支持面を越えてシー
ト材料を移動させ、シート材料の新しい部分を支持面へ
運搬し、ポンプ（44）は、ペン機構へ圧力空気を供給し
インキに圧力を加えるものであり、駆動手段（42、56、
62）は、シート材料前進手段（22）及びポンプ（44）を
一緒に駆動してシート材料前進手段によりシート材料が
支持面（14）上を移動されるときのみポンプ（44）を作
動させ、ポンプ（44）は、シート材料前進手段（22）と
一緒に駆動されてインキがペンに残っている限りインキ
貯留槽（116）内の空気を予め決められた圧力値以上に
加圧した状態に保つように圧力空気を供給し、ペン（3
0）は、インキ切れのときペンを通る空気の流れを可能
にし、その空気の流量は、ポンプ（44）がウエブ前進手
段と一緒に駆動される結果、インキ貯留槽（116）内の
空気を予め決められた圧力値以上に加圧した状態に保た
ないような流量であり、圧力感知スイッチ（132）は、
インキ貯留槽（116）内の空気圧力に応答し、インキ貯
留槽（116）内の空気の圧力が予め決められた圧力値以
下に下降するとき信号を発生することを特徴とするプロ
ッタ。