JP2009297760A - シャフトの撓み矯正機構 - Google Patents

Abstract

【課題】撓みを精度良く矯正し、強度も向上させることができるシャフトの撓み矯正機構を提供する。
【解決手段】筒状で鋼鉄製のメインシャフト１１と、このメインシャフト１１の両端に溶接により固着される鋼鉄製の連結部材２１と、この連結部材２１の一方である第一連結部材に一端部が嵌合させられて固着され、貫通部３１ａが連結部材２１の他方である第二連結部材２１２を貫通させられるとともに、メインシャフト１１の矯正される一側１１１から少なくとも中心軸よりも離れた位置であって、メインシャフト１１内に配設される鋼鉄製のサブシャフト３１と、第二連結部材２１２を貫通するサブシャフト３１の貫通部３１ａに設けられたナット４１ａと、からなるシャフト１の撓み矯正機構により、ナット４１ａを操作することのみで、メインシャフト１１の軸方向の一側１１１の撓みを矯正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、Ａ０、Ａ１の用紙などに対して記録（印字）を行う大型のインクジェットプリンタにおいて、プリンタヘッドを案内するシャフトの撓みを容易かつ確実に矯正することができ、強度も向上させることができるシャフトの撓み矯正機構に関する。

一般に、コンピュータ、ワードプロセッサ等の出力装置として、インクジェットプリンタが用いられている。

インクジェットプリンタは、一般に、土台となるベースに複数の支持台が設られ、これらの支持台にシャフトが取り付けられて、印字部を有するプリンタヘッドがシャフト上を可往復動できるように装着されて構成されている。そして、プリンタヘッドの印字部が精度良く印字するためには、印字部により印字される印字面とシャフトとが平行となるように設定されなければならず、従来、支持台の位置を微調整するとともに、シャフトの部品精度を高めることで、その平行を保持している。しかし、Ａ０、Ａ１の記録用紙あるいは、さらに大型の記録用紙に印字する大型のインクジェットプリンタでは、シャフトの長さ寸法が１メートルを超えるものがあり、シャフトがその自重で撓んでしまい、印字面に対して平行を保持することができないという問題が生じている。また、ベースの歪みの影響によりシャフトが支持台間で波打った状態になって取り付けられる場合もあり、この場合にも印字面に対して平行を保持することができないという問題がある。

このような問題に対し、例えば、下記の特許文献１および特許文献２にてそれぞれ、シャフトを印字面に対して平行に保持するための仕組みが提案されている。
特開平８−３００７６２号公報 特開２００１−１２１７７６号公報

特許文献１には、サーマルヘッドを搭載したキャリッジが配設されるキャリッジシャフトを印刷時の変形方向と逆方向に撓ませて保持する撓み用支持板が、プリンタフレームに配設されてキャリッジシャフトが補強されることにより、サーマルヘッドがプラテンに圧接された状態で、キャリッジシャフトが変形することを防止して適正な印字を行うことができる熱転写プリンタに係る発明が提案されている。

特許文献２には、プラテンおよびメインシャフトに対して平行にサブシャフトを配設し、このサブシャフトによりサーマルヘッド（キャリッジ）がプラテンに圧接する際に生じる反作用力を受けることにより、または、キャリッジを上記サブシャフトにサブ軸受けを介して摺動自在に取り付けることにより、サーマルヘッドの圧接力の反作用力に対してサブシャフトがキャリッジ又はサブ軸受けを介して対抗するようにして、メインシャフトに加わる反作用を軽減させ、メインシャフトが撓んでしまうのを防止することができる熱転写プリンタに係る発明が提案されている。

すなわち、上記特許文献１では、撓み用支持板を用いてキャリッジシャフトを補強し、特許文献２では、サブシャフト又はサブ軸受けを用いることでメインシャフトを補強し、キャリッジシャフト又はメインシャフトを印字面に対して平行を保持する仕組みが開示されている。

しかし、上記特許文献１又は特許文献２に開示された発明は、キャリッジシャフト又はメインシャフトを補強することにより、キャリッジシャフト又はメインシャフトが撓むのを防止しているに過ぎず、過度な負荷がかかったり、経時的な変形等により、一旦、シャフトが撓んでしまうと、シャフトを印字面に対して平行となる状態に少なくとも精度良く回復することができないという問題がある。このため、一旦、シャフトが撓んでしまうと交換の必要性があり、不経済であるという問題が生じている。また、ベースの歪みが影響して支持台間でシャフトが波打った状態になる場合に対応することができないという問題もある。

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、一旦、シャフトが撓んでしまっても、印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することができるように、シャフトの撓みを矯正することで、印字面に対して平行を保持しつつ、強度も向上させることができるシャフトの撓み矯正機構を提案する。そして、簡便な作業で、プリンタヘッドを案内するシャフトの撓みを容易かつ確実に矯正することができ、さらに、撓んだシャフトを矯正することができるので、シャフトの交換を寿命等の必要最低限に抑えて低コスト化にも貢献することができるシャフトの撓み矯正機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シャフトの軸方向の一側の撓みを矯正するシャフトの撓み矯正機構であって、矯正する対象としてのメインシャフトと、このメインシャフトの両端に固着される連結部材と、この連結部材の一方に一端部が固着され、他端部が前記連結部材の他方を貫通するとともに、前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側から少なくとも中心軸より離れた位置に配設されるサブシャフトと、前記連結部材の他方を貫通する前記サブシャフトの他端部に設けられる矯正操作部材と、からなり、前記矯正操作部材が操作され、前記サブシャフトが軸方向に引っ張られることにより、前記連結部材を介して前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に圧縮の応力が伝わり、前記連結部材を介して前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側に引っ張りの応力が伝わって、前記メインシャフトの軸方向の一側の撓みが矯正される、ことを特徴とする。

特に、メインシャフトが筒状であり、サブシャフトがメインシャフトの筒内に配設されることが好ましい。

また、メインシャフトが外周の軸方向に溝が設けられた棒状であり、サブシャフトがメインシャフトの外周の軸方向に設けられた溝に嵌められて配設されても好ましい。

また、メインシャフトの外にサブシャフトが配設されてもよい。

本発明は、矯正する対象としてのメインシャフトと、このメインシャフトの両端に固着される連結部材と、この連結部材の一方に一端部が固着され、他端部が連結部材の他方を貫通するとともに、メインシャフトの矯正される軸方向の一側から少なくとも中心軸より離れた位置に配設されるサブシャフトと、連結部材の他方を貫通するサブシャフトの他端部に設けられる矯正操作部材と、からなるシャフトの軸方向の一側の撓みを矯正するシャフトの撓み矯正機構であって、矯正操作部材が操作され、サブシャフトが軸方向に引っ張られることにより、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に圧縮の応力が伝わり、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側に引っ張りの応力が伝わって、メインシャフトの軸方向の一側の撓みが矯正されるものであるので、メインシャフトの軸方向の一側を矯正することができることにより、例えば、一旦、シャフトが撓んでしまっても、シャフトを印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することができる。さらに、サブシャフトが軸方向に引っ張られる応力と、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に伝わる圧縮の応力と、が均衡した応力となって存在するため、この均衡した応力によりメインシャフトの強度向上に寄与することができる。また、撓んだメインシャフトを矯正するのが、矯正操作部材を操作するのみという簡便な作業で済ますことができる。また、シャフトを印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することができるので、シャフトの交換を寿命等の必要最低限に抑えて低コスト化にも貢献することができる。

特に、メインシャフトを筒状とし、サブシャフトをメインシャフトの筒内に配設すれば、上記効果に加え、例えば、外観が従来に比べて矯正操作部材が付加されたことのみ異なるシャフトとなるので、従来のプリンタにも非常に高い確率で適用することができる。したがって、本発明のシャフトの撓み矯正機構の効果を低コストで導入することが可能となる。

また、メインシャフトを外周の軸方向に溝が設けられた棒状とし、サブシャフトをメインシャフトの外周の軸方向に設けられた溝に配設しても、上記効果に加え、例えば、外観が従来に比べて矯正操作部材が付加されたことのみ異なるシャフトとなるので、従来のプリンタにも非常に高い確率で適用することができる。したがって、本発明のシャフトの撓み矯正機構の効果を低コストで導入することが可能となる。

また、メインシャフトの外にサブシャフトを配設すると、メインシャフトから離れた位置にサブシャフトを配置することができることにより、力点と作用点との間の距離が大きいため、テコの原理により小さな応力で大きな応力を作用させることができるので、使い勝手の良いシャフトの撓み矯正機構を提供することができる。

本発明は、矯正する対象としてのメインシャフトと、このメインシャフトの両端に固着される連結部材と、この連結部材の一方に一端部が固着され、他端部としての貫通部が連結部材の他方を貫通するとともに、メインシャフトの矯正される軸方向の一側から少なくとも中心軸より離れた位置に配設されるサブシャフトと、連結部材の他方を貫通するサブシャフトの貫通部に設けられる矯正操作部材と、からなるメインシャフトの軸方向の一側の撓みを矯正するシャフトの撓み矯正機構であって、矯正操作部材が操作され、サブシャフトが軸方向に引っ張られることにより、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に圧縮の応力が伝わり、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側に引っ張りの応力が伝わって、メインシャフトの軸方向の一側の撓みが矯正されるものである。特に、サブシャフトが引っ張られる応力と、連結部材を介してメインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に伝わる圧縮の応力とが均衡した応力となって存在し、この均衡した応力によりメインシャフトの強度が向上している。なお、サブシャフトの軸方向の引っ張りの応力は、矯正操作部材を操作するのみで与えるものである。

ここで、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構に用いられる各部品について、メインシャフトやサブシャフト、連結部材、矯正操作部材は、使用態様に見合ったヤング率の大きな材質を用いることが望ましいが、金属製のものに限らず、樹脂製、木製のもの等を適宜用いることが可能である。
また、矯正操作部材は、ナット又はネジを使用することが使い勝手の観点から望ましいが、操作によりサブシャフトを軸方向に引っ張ることが可能な部材であれば、適宜適用することが可能である。
メインシャフトと連結部材との固着の方法は、サブシャフトが軸方向に引っ張られることにより発生する応力が、連結部材を介してメインシャフトに適切に伝わる方法であればよく、下記するように、例えば、溶接等により行うことが望ましい。

以下、本発明に係るいくつかの実施形態について図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の一の実施形態（第１実施例）を示す要部斜視図、図２は、図１におけるメインシャフト、サブシャフト、連結部材、矯正操作部材の位置関係を示す説明図、図３は、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の一の実施形態が適用されたインクジェットプリンタの斜視図である。
図４は、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の他の実施形態（第２実施例）を示す要部斜視図、図５は、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構のさらに他の実施形態（第３実施例）を示す要部斜視図である。

（第１実施例）
第１実施例に係るシャフト１の撓み矯正機構は、図１に示す通り、矯正の対象となる金属製、例えば、鋼鉄製のメインシャフト１１と、このメインシャフト１１の両端に溶接により固着される、金属製、例えば、鋼鉄製の連結部材２１（図示されない第一連結部材および第二連結部材２１２）と、この連結部材２１の一方である第一連結部材に図示されない一端部が嵌合させられて固着され、他端部としての貫通部３１ａが連結部材２１の他方である第二連結部材２１２を貫通させられるとともに、メインシャフト１１の矯正される一側１１１から少なくとも中心軸よりも離れた位置に配設される、金属製、例えば、鋼鉄製であって、メインシャフト１１に比して小径のサブシャフト３１と、第二連結部材２１２を貫通するサブシャフト３１の貫通部３１ａに設けられた矯正操作部材としてのナット４１ａとからなる。

特に、図２に示す通り、メインシャフト１１は、中空の筒状である。サブシャフト３１は、メインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１から少なくとも中心軸よりも離れた位置であって、且つ、メインシャフト１１の筒内に配設されている。
連結部材２１は、第一連結部材と第二連結部材２１２とが共に、軸方向断面視凸状であり、突出した連結部分２１ａが、メインシャフト１１の筒状の内壁にぴったりと嵌る構造を有している。また、第二連結部材２１２には、サブシャフト３１の貫通部３１ａが貫通する孔２１２ｂが設けられ、第一連結部材には、サブシャフト３１の一端部が嵌合かつ固着する図示されない孔がそれぞれ形成されている。なお、第一連結部材の孔と第二連結部材２１２の孔２１２ｂは同径であってもよい。すなわち、第一連結部材と第二連結部材２１２とは、便宜上区別しているに過ぎず、相互に入れ替え可能なものである。

次に、本発明（第１実施例）に係るシャフトの撓み矯正機構が、例えば、Ａ０、Ａ１の記録用紙あるいは、さらに大型の記録用紙に印字する大型のインクジェットプリンタに適用され、シャフト（メインシャフト）がその自重で撓んでしまい、印字面に対して平行を保持することができなくなった場合の本発明の実施方法を、図３に基づいて説明する。

インクジェットプリンタＡは、土台となるベースＢに複数の支持台Ｃが設けられ、これらの支持台Ｃに本発明に係るシャフトの撓み矯正機構を備えるシャフト１が取り付けられ、印字部を有するヘッドＤがシャフト１上を可往復動できるように装着されて構成されている。しかし、この場合、シャフト１は、その自重で下向きに撓んでしまい、シャフト１がヘッドＤの印字部により印字される印字面に対して平行を保持することができなくなっている。そこで、実施者は、矯正操作部材としてのナット４１ａを螺合又は螺出する操作を行い、サブシャフト３１の軸方向に引っ張りの応力を与える。
その結果、サブシャフト３１が軸方向に引っ張られると、その応力が連結部材２１（第一連結部材２１１および第二連結部材２１２）に伝わる。続いて、連結部材２１は、メインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１と逆側の他側１１２に圧縮の応力を、矯正される軸方向の一側１１１に引っ張りの応力をそれぞれ与える。そうすると、メインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１には、引っ張りの応力により上向きの力が働き、シャフト１の自重で生じた下向きの撓みが矯正される。すなわち、一旦、シャフト１が撓んでしまっても、ナット４１ａを螺合又は螺出する操作をすれば、シャフト１が印字面に対して平行となる状態に精度良く回復する。

したがって、本発明は、矯正操作部材としてのナット４１ａを螺合又は螺出する操作のみで、例えば、サブシャフト３１を軸方向に引っ張ることを通じ、連結部材２１を介してメインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１の逆側の他側１１２に圧縮の応力を、矯正される軸方向の一側１１１に引っ張りの応力を伝えて、メインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１を矯正することができる。このため、一旦、撓んだシャフト１であっても、シャフト１を印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することができる。さらに、サブシャフト３１が軸方向に引っ張られる応力と、連結部材２１を介してメインシャフト１１の矯正される軸方向の一側１１１と逆側の他側１１２に伝わる圧縮の応力とが均衡した応力となって存在するため、この均衡した応力によりメインシャフト１１（シャフト１）の強度向上に寄与することができる。また、シャフト１を印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することができるので、シャフト１の交換を寿命等の必要最低限に抑えて低コスト化にも貢献することができる。

（第２実施例）
第２実施例に係るシャフト１の撓み矯正機構において、上記第１実施例と異なる点は、図４に示す通り、メインシャフト１２が、外周の軸方向において溝１２ａが設けられた棒状であって、この溝１２ａにサブシャフト３２が嵌められるようにして配設されて構成されていることである。また、メインシャフト１２と連結部材２２との接触面が、相互に全面にわたって固着されていることである。
なお、ナット４２ａの螺合又は螺出の操作により、サブシャフト３２の軸方向に引っ張りの応力が与えられることを通じて、連結部材２２を介して伝わる応力は、メインシャフト１２の外周の軸方向に設けられた溝１２ａ側が圧縮の応力であり、その逆側に相当する矯正される軸方向の一側１２１が引っ張りの応力である。
すなわち、本実施例においても、一旦、シャフト１が撓んでしまった後において、ナット４２ａを操作するのみという簡便な作業で、シャフト１を印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することが可能となる。

（第３実施例）
第３実施例に係るシャフト１の撓み矯正機構において、上記第１実施例と異なる点は、図５に示す通り、メインシャフト１３の外部にサブシャフト３３に配設され、また、メインシャフト１３は棒状で構成されていることである。なお、連結部材２３は、サブシャフト３３の一端部が嵌合かつ固着する孔、又は貫通部（他端部）３３ａの貫通する孔２３ｂを有し、メインシャフト１３がその接触面において、全面にわたって固着されている。
そして、本実施例においても、一旦、シャフト１が撓んでしまった後において、ナット４３ａを操作するのみという簡便な作業で、シャフト１を印字面に対して平行となる状態に精度良く回復することが可能となる。

ここで、上記実施例では、自重等により撓んだシャフトを、印字面に対して平行となる状態に精度良く回復するためにシャフトを矯正する実施例を例示して説明したが、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構は、矯正操作部材を操作して故意にシャフトを撓ませた状態をつくり、この状態のシャフトをプリンタに適用することで、ベースの歪みが影響して支持台間でシャフトが波打った状態になるのを回避する手段としても適用することができる。

また、メインシャフトにつき、軸方向の一側側をヤング率の大きな材質で、軸方向の他側側を相対的にヤング率の小さな材質で、それぞれ構成した場合には、メインシャフトの矯正される軸方向の一側から少なくとも中心軸よりも離れた位置に配設しなければならないという要件が不必要となる。

なお、矯正操作部材は、矯正することができるシャフトの軸方向の一側を確認する目印にもなるという効果を有している。

以上、本発明についていくつかの実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、上記実施例では、本発明に係るシャフトの撓み矯正機構を、いずれもプリンタのシャフトの撓みを矯正することに適用した例を説明したが、本発明が適用できる範囲は、プリンタの技術分野に限られず、シャフトが撓むことにより問題が生じている技術分野のいずれにおいても、適用することができるものである。

本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の一の実施形態（第１実施例）を示す要部斜視図である。 図１におけるメインシャフト、サブシャフト、連結部材、矯正操作部材の位置関係を示す説明図である。 本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の一の実施形態が適用されたプリンタの斜視図である。 本発明に係るシャフトの撓み矯正機構の他の実施形態（第２実施例）を示す要部斜視図である。 本発明に係るシャフトの撓み矯正機構のさらに他の実施形態（第３実施例）を示す要部斜視図である。

符号の説明

１ シャフト
１１ メインシャフト
１１１ 軸方向の一側
１１２ 他側
１２ メインシャフト
１２１ 軸方向の一側
１２ａ 溝
１３ メインシャフト
２１ 連結部材
２１ａ 連結部分
２１１ 第一連結部材
２１２ 第二連結部材
２１２ｂ 孔
２２ 連結部材（円板）
２２ｂ 孔
２３ 連結部材（長円板）
２３ｂ 孔
３１ サブシャフト
３１ａ 貫通部（他端部）
３２ サブシャフト
３２ａ 貫通部（他端部）
３３ サブシャフト
３３ａ 貫通部（他端部）
４１ａ ナット（矯正操作部材）
４２ａ ナット（矯正操作部材）
４３ａ ナット（矯正操作部材）
Ａ インクジェットプリンタ
Ｂ ベース
Ｃ 支持台
Ｄ ヘッド

Claims (4)

1. シャフトの軸方向の一側の撓みを矯正するシャフトの撓み矯正機構であって、
   矯正する対象としてのメインシャフトと、
   このメインシャフトの両端に固着される連結部材と、
   この連結部材の一方に一端部が固着され、他端部が前記連結部材の他方を貫通するとともに、前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側から少なくとも中心軸より離れた位置に配設されるサブシャフトと、
   前記連結部材の他方を貫通する前記サブシャフトの他端部に設けられる矯正操作部材と、
   からなり、
   前記矯正操作部材が操作され、前記サブシャフトが軸方向に引っ張られることにより、前記連結部材を介して前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側と逆側の他側に圧縮の応力が伝わり、前記連結部材を介して前記メインシャフトの矯正される軸方向の一側に引っ張りの応力が伝わって、前記メインシャフトの軸方向の一側の撓みが矯正される、
   ことを特徴とするシャフトの撓み矯正機構。
2. 請求項１に記載のシャフトの撓み矯正機構において、
   前記メインシャフトが、筒状であり、
   前記サブシャフトが、前記メインシャフトの筒内に配設される、
   ことを特徴とするシャフトの撓み矯正機構。
3. 請求項１に記載のシャフトの撓み矯正機構において、
   前記メインシャフトが、外周の軸方向に溝が設けられた棒状であり、
   前記サブシャフトが、前記溝に嵌められて配設される、
   ことを特徴とするシャフトの撓み矯正機構。
4. 請求項１に記載のシャフトの撓み矯正機構において、
   前記メインシャフトの外に前記サブシャフトが配設される、
   ことを特徴とするシャフトの撓み矯正機構。

Images