JP2019031029A - プリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタ本体部に対して開閉可能なスキャナ部を備えるプリント装置において、スムーズな開閉動作と装置小型化を両立する。【解決手段】プリンタ本体部１１にはピニオンギア７が支持され、スキャナ部２にはラックギア４がその一端が揺動支点４０１を中心に揺動可能に取り付けられている。スキャナ部２の開閉に伴って、ラックギアギア４はピニオンギ７との噛み合いを維持しながら揺動支点４０１を中心に揺動して、スキャナ部２の底面に対しての姿勢が変わる。【選択図】図１３

Description

本発明は、プリンタ本体部とスキャナ部とを含むプリント装置に関する。

画像の記録を行うプリンタ本体部の上部に、画像の読み取りを行なうスキャナ部が開閉可能に連結されたプリント装置（複合機）が知られている。このプリント装置ではスキャナ部を開くことによって、プリンタ本体部の内部への操作などが可能になる。スキャナ部の内部への操作としては、例えば、インクタンクや記録ヘッドなどの着脱・交換、あるいはジャム発生時のシートの除去などがある。操作後は、スキャナ部を回動させて閉じることにより、プリント装置を通常の使用可能状態へと戻すことができる。

特許文献１には、スキャナ部に固定されたラックギアとプリンタ本体部に設けられたピニオンギアとの噛合を含むダンパ機構によってスキャナ部の開閉時の衝撃を緩和する構成が開示されている。

特開２００７−０２５１９３４号公報

特許文献１の装置は、ダンパ機構のラックギアはスキャナ部から下方に飛び出て固定されており、スキャナ部を閉じたときにラックギアを受け入れるスペースが装置内に必要である。ラックギアのスキャナ部への取り付け位置が、開閉の回動中心から離れるほどにラックギアの長さおよびそれを受け入れる必要スペースは大きくなる。これは装置の小型化とくに高さ方向における薄型化を追求する上での設計自由度を狭めることになり、この点に改善の余地があった。

本発明は、プリンタ本体部に対して開閉可能なスキャナ部を備えるプリント装置において、スムーズな開閉動作と装置小型化を両立することを目的とする。

本発明は、プリンタ本体部に対して開閉可能なスキャナ部を備えるプリント装置であって、前記プリンタ本体部の側に設けられた第１ギア部材と、前記第１ギア部材に噛み合う第２ギア部材と、を有し、前記第２ギア部材は前記スキャナ部に対して揺動することができるよう前記スキャナ部に取り付けられており、前記プリンタ本体部に対する前記スキャナ部の開閉に伴って、前記第２ギア部材は、前記第１ギア部材との噛み合いを維持しながら前記スキャナ部に対して揺動することを特徴とする。

本発明によれば、プリンタ本体部に対して開閉可能なスキャナ部を備えるプリント装置において、スムーズな開閉動作と装置小型化が両立する。

第１実施形態におけるプリント装置の斜視図である。 図１のプリント装置のスキャナ部が開いた状態を示す斜視図である。 図１のプリント装置の圧板ユニットが開いた状態を示す斜視図である。 第１実施形態の基本構成におけるラックギアを示す斜視図である。 第１実施形態の基本構成におけるダンパ機構を示す側面図である。 第１実施形態のギアベースを示す斜視図である。 第１実施形態のギアカバーを示す斜視図である。 第１実施形態のギア群を示す分解斜視図である。 第１実施形態のピニオンギアの斜視図である。 第１実施形態のアイドラギアの斜視図である。 第１実施形態のクラッチギアユニットの斜視図である。 図５のダンパ機構におけるギア群のかみ合いを示す斜視図である。 第１実施形態の基本構成における動作を示す側面図である。 第１実施形態の基本構成における案内機構を示す側面図である。 第１実施形態のラックギアとピニオンギアの動作を示す側面図である。 第１実施形態のギアの噛み合い保証範囲を示す側面図である。 第１実施形態における第１変形例を示す側面図である。 第１実施形態における第２変形例を示す側面図である。 第１実施形態における第３変形例を示す側面図である。 第１実施形態における第４変形例を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態の要部を示す斜視図である。 従来のプリント装置におけるギアの噛み合いを模式的に示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

プリント装置は、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に、構成要素の一部として組み込まれることがある。この場合、スキャナ部によって読み取られた読取情報は、プリンタ本体部によって、シートなどの記録媒体に画像として記録される。すなわち、スキャナ部によって読み取られた画像は、プリンタ本体部によってシートに複写される。

本実施形態においては、本発明を適用可能なプリント装置として、インクジェットプリンタを例に採り説明する。

［第１実施形態］
（全体構成）
まず、第１実施形態におけるプリント装置の全体構成を説明する。
図１ないし図３は第１実施形態におけるプリント装置の斜視図である。プリント装置の下側には、インクジェット方式のプリンタエンジン部がユニット筐体の内部に設けられてプリンタ本体部１１（プリンタユニット）が配置されている。プリンタ本体部１１は、底部に配置された不図示のシート供給カセット、あるいは不図示のシート供給トレイに積載されたシートを、一枚ずつ不図示のプリンタユニット１のプリントヘッドへと供給してプリントを行い、不図示のシート排出トレイに排出する。

プリンタ本体部１１の上には、メンテナンスのためにプリンタ本体部１１に対してユニットを回動して開けることができるフラットベッド型のスキャナ部（スキャナユニット）２が配置されている。スキャナ部２には、原稿を載置するための原稿台ガラス２０４と圧板ユニット３が設けられている（図３参照）。なお、スキャナ部２は、オートドキュメントフィーダにより自動搬送読み取りが行えるものであってもよい。スキャナ部２は原稿台ガラス２０４に載置された原稿の画像をラインセンサによって読み取り、読み取った画像のデータをプリンタ本体部１１へ送信する。プリンタ本体部１１は、受信した画像データに基づいてシートへのプリントを行う。なお、プリンタ本体部１１は、受信した画像データを、プリント装置に接続された不図示の外部装置に保管することも可能である。

プリンタ本体部１１の上面にはプリンタ本体部１１の内部にあるプリンタユニット１に通じる開口部１１ａが形成されている。この開口部１１ａは、シートの搬送不良（ジャム）や、インク無しなどが発生した場合に、オペレータがプリンタ本体部１１内のシートの除去やインク交換などの操作を行うために形成されている。

プリンタ本体部１１の上部に配置された読取部であるスキャナ部２は、プリント装置の背面側に構成されたスキャナヒンジ２０３を介してプリンタ本体部１１に回動自在に連結されている。スキャナ部２がスキャナヒンジ２０３の回動中心２０３ａを中心にＤ２１方向へと回転することにより、図２に示すようにスキャナ部２の前面側がプリンタ本体部１１から離間して開状態となる。これにより、プリンタ本体部１１の開口部１１ａが露出し、メンテナンスためのプリンタ本体部１１内部のプリンタユニット１にアクセスすることが可能になる。なお、プリンタ本体部１１を開状態とするには、オペレータがスキャナ部２に形成された把手部２０２に手を掛けてスキャナ部２をＤ２１方向へと回転させればよい。

スキャナ部２を開いた状態からオペレータが手を離すと、スキャナ部２とプリンタ本体部１１との間に架け渡されたラックギア４が上下に立ち上がった状態となっており（図５参照）、スキャナ部２を開放状態に保つ。なお、ラックギア４については、ダンパ機構の説明において詳述する。

圧板ユニット３は、画像読取装置の背面側に構成された不図示の圧板ヒンジを介してスキャナ部２に回動自在に連結されている。オペレータは圧板ユニット３に形成された把手部３０２に手を掛けて圧板ユニット３をＤ３１方向に回転させることで、図３に示すように圧板ユニット３の前面側がスキャナ部２から離間した状態（開状態）となる。圧板ユニット３を開くことにより、スキャナ部２の上面に設けられた原稿台ガラス２０４上に原稿を載置することが可能になる。原稿台ガラス２０４に原稿を載置した後は、圧板ユニット３をＤ３２方向へと回転させて（閉塞して）原稿の裏面を覆い、スキャナ部２を動作させて原稿の画像の読み取りを行う。

（ダンパ機構の基本構成）
次に図４ないし図１６を参照しつつ第１実施形態におけるダンパ機構の基本構成を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は第１実施形態におけるラックギア４の構成を示す斜視図であり、（ａ）は複数の歯部が形成されたラック部４０３を、（ｂ）はラック部の裏側をそれぞれ示している。図５は図１に示すプリント装置の外装部品の一部を取り外してダンパ機構の内部構成を可視化した側面図である。

図４（ａ）のように、ラックギア４の上端部にはスキャナ部と係合する軸部（揺動支点）４０１が設けられており、側面部にはギアが形成されたラック部４０３が形成されている。ラック部４０３の噛み合いピッチ線は円弧形状をなしている。また、ギアの歯底部を挟んで裏側には溝部４０４が形成されている。

図５のように、スキャナ部２の底面部には軸受部２００が設けられている。軸受部２００には回動穴２０１が形成され、回動穴２０１にはラックギア４の一端部に形成された軸部（揺動支点）４０１が回動自在に挿通支持されている。すなわち、ラックギア４は、スキャナ部２に対し軸部４０１を中心に揺動可能に連結されている。なお、回動穴２０１に挿通された軸部４０１は、スキャナヒンジ２０３の回動中心２０３ａと平行になっている。

プリンタ本体部１１の外殻をなすケース部材１１Ｃの内側部にはギアベース５がネジにて締結固定されている。図６にギアベース５の内部構造を示す。図示のように、ギアベース５は板状の側壁部と、その側壁部の端部に沿って一体的に形成された周壁部５ａとを有している。周壁部５ａの上部には、ラックギアが挿入される開口部５ｂが形成されている。ギアベース５の内側面には、ギアを支持するための穴５０８、および軸５０１、５０２、５０３などのギア軸保持形状部群５１が一体的に形成されている。

図７は、前述のギアベース５に固定されるギアカバー６を示す図であり、ギアカバー６は、ギアベース５とほぼ同じ大きさで板状を成している。ギアカバー６にはギアベース５と同じく内側面にギア軸保持形状部群６１が一体的に形成されている。ギアベース５とギアカバー６は各々に形成されたギア軸保持形状部群５１とギア軸保持形状部群６１とが互いに向かい合わせになるように組み合わされる。このギアベース５とギアカバー６とにより、後述のギア群を収容するギア収容部５６が構成されている。

図８は、ギア収容部５６およびその内部に収容されるギア群を示す分解斜視図である。ギア収容部５６には、後に詳述するピニオンギア７、アイドラギア８、およびクラッチギア９が収容されている。ギアカバー６は、ギア軸保持形状部群６１とギアベース５のギア軸保持形状部群５１とが互いに対向するように、ギアベース５に固定される。ギアベース５とギアカバー６の固定には、例えば、スナップフィット、剛性のあるフックによる係止、または、ねじ止めなどを用いることができる。

ここで、ギア収容部５６に収容されるギア群の各ギアについて説明する。
図９（ａ）、（ｂ）は、ピニオンギア７の両側面を示す図である。ピニオンギア７は円形歯車であり、その中心部には回転軸方向に延びる円筒状のシャフト７０２がギア両側面に形成されている。また、ギアの一方の側面部には円環状のリブ７０３が回転軸方向の歯車の歯幅の外側に突出するように形成されている。ピニオンギア７の回転軸はプリンタ本体部１１の中で位置が固定されている。

図８のように、ギアベース５に形成されたギア軸保持形状部群５１の一つであるピニオン保持形状部５０１、およびギアカバー６に形成されたギア軸保持形状部群６１の一つであるピニオン保持形状部６０１は、それぞれ円筒状に突出したリブで形成されている。ピニオンギア７のシャフト７０２の一端部はピニオン保持形状部（軸）５０１に、他端部はピニオン保持形状部６０１にそれぞれ回動自在に挿入されており、半径方向の位置が規制されている。また、円環状のリブ７０３はギアベース５の板状の内側面の一部に対向しており、ピニオンギア７が傾いた際にギアベース５の内側面に摺擦するような位置関係に積極的に設定されている。これにより、ピニオンギア７の傾きを規制することができる。このように、ピニオンギア７はギアベース５およびギアカバー６に形成されたシャフト７０２の軸を中心に回転可能に支持されている。

図１０（ａ）、（ｂ）は、アイドラギア８の両側面を示す斜視図である。アイドラギア８は、２つの歯車部を同軸上に一体的に組み合わせた段ギアによって構成されている。２つの歯車部のうち第１歯車部８０１はモジュール１．５、第２歯車部８０２はモジュール０．８に設定されている。

図８に示すように、ギアベース５に形成されたギア軸保持形状部群５１の一つであるアイドラ保持形状部５０２は軸形状に形成されている。ギアベース５に形成されたギア軸保持形状部群６１の一つであるアイドラ保持形状部６０２は、中空円筒形状に形成されている。アイドラ保持形状部５０２とアイドラ保持形状部６０２とが互いに嵌合することで各々の中心が一致する。アイドラ保持形状部５０２はアイドラギア８の中心孔に回動自在に挿入され、アイドラギア８は回動自在に支持される。

図１１は、クラッチギアユニット９を示す斜視図である。本実施形態では、図８のように、２つのクラッチギアユニット９が設けられている。２つのクラッチギアユニット９は、ギア軸保持形状部群５１と６１に含まれるクラッチ保持形状部５０３と６０３によってそれぞれ回動自在に支持されている。また、各クラッチギアユニット９は、複数部品で構成されている。すなわち、クラッチギアユニット９は、アイドラギア８の第２歯車部８０２と噛合するクラッチギア９０１と、クラッチギア９０１の回転に規制をかけるクラッチ機構（図示せず）とを少なくとも備えている。クラッチ機構は、クラッチギア９０１の時計方向（以下ＣＷ）への回転は制動をかけつつ許容する。また、クラッチ機構は、反時計方向へ（以下ＣＣＷ）への回転には全く制動をかけず、クラッチギア９０１を空転させる。

次に、図１２ないし図１６を参照しつつ、スキャナ部２のダンパ機構を構成する各構成部品の連動関係について説明する。ダンパ機構は、図１２のように、ラックギア４（第２ギア部材部材）、ピニオンギア７（第１ギア部材部材）、アイドラギア８、クラッチギアユニット９で構成されている。図１２では、アイドラギア８の第１、第２歯車部８０１、８０２の一部のみを示している。

ピニオンギア７は、ラックギア４に噛合すると共に、アイドラギア８の第１歯車部８０１に噛合している。アイドラギア８の第２歯車部８０２は、その円周上の２箇所に配置された２つのクラッチギアユニット９のクラッチギア９０１に噛合している。このように、ピニオンギア７からクラッチギアユニット９までが直結された状態となっており、ピニオンギア７には常にクラッチギアユニット９の力が伝達される。すなわちピニオンギア７のＣＷ回転には、２つのクラッチギアユニット９の制動力がかかり、ＣＣＷ回転には制動力がかからず、ピニオンギア７は空転するように構成されている。

図１３は本実施形態におけるダンパ機構のうち、プリンタ本体部１１、スキャナ部２、ピニオンギア７、ラックギア４、摺動軸５０４の動作を示す図である。図１３（ａ）はスキャナ部２がプリンタ本体部１１の上面から所定の角度まで回転した開位置、図１３（ｂ）はスキャナ部２がプリンタ本体部１１の上面を覆う閉位置にそれぞれ配置された状態を示している。

ラックギア４のラック部４０３（歯部）の裏側には、ガイド面である溝部４０４が形成されている。溝部４０４には、ギアベース５の内側面に突設されたガイド部である摺動軸５０４の端部が移動可能に係合している。従って、ラックギア４は、その上端部に設けられた軸部４０１がスキャナ部２の軸受部２００の回動穴２０１に回動自在に支持される一方、溝部４０４の形成範囲内で摺動軸５０４により移動可能に支持されている。このため、ラックギア４は、スキャナ部２の開閉位置に関わらず、常にプリンタ本体部１１側に形成された摺動軸５０４と係合した状態を維持する。

また、図１３における一点鎖線１００はスキャナ部２の回動中心２０３ａとピニオンギア７の回転中心を結ぶ仮想の直線であり、常に一定の位置に描かれる。二点鎖線１０１はラックギア４に形成されたラック部４０３のピッチ線であり、ラックギア４と共に移動する。ピッチ線１０１は凸状の円弧形状をなし、ピニオンギア７の回動中心に対して凸状に湾曲している。つまり、ラックギア４は凸状に湾曲した円弧形状のラック部を有し、このラック部の歯とピニオンギア７の歯が噛み合っている。

図１４は、本実施形態におけるピニオンギア７、ラックギア４、摺動軸５０４を拡大して示す図である。ラックギア４の歯底の壁の裏側に形成された溝部４０４には、ギアベース５に突設された摺動軸５０４が移動可能に係合している。この摺動軸５０４と溝部４０４とにより、ピニオンギア７とラックギア４との噛み合いを保証する案内機構が構成されている。

次に、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、スキャナ部２を開く際のダンパ機構の動作について説明する。図１５（ａ）はスキャナ部２が閉じた状態を示している。ラックギア４は、スキャナ部２の軸受部２００の回動穴２０１とギアベース５の摺動軸５０４とに支持されている。図示の状態では、ラックギア４のうち、ラック部４０３が形成されている範囲外の部分（非噛合部）４０６がピニオンギア７と対向している。このため、図１５（ａ）の状態では、ラック部４０３とピニオンギア７とは噛み合っていない。

図１５（ａ）の状態からオペレータがスキャナ部２を開く方向に回転させると、スキャナ部２はスキャナヒンジ２０３の回動中心周りにＤ２１方向に回動する。これに伴って、スキャナ部２の軸受部２００に支持されているラックギア４の軸部４０１もＤ２１方向へと移動する。その結果、ラックギア４は溝部４０４が摺動軸５０４に案内されながらＤ１方向へと移動する（図１５（ｂ）参照）。この移動により、ラック部４０３はピニオンギア７との噛み合い距離を保ちながらピニオンギア７の歯部に近づき、非噛合部４０６の端部を越えた時点でピニオンギア７と噛み合う。

ラックギア４のラック部４０３とピニオンギア７との噛み合いにより、ラックギア４から動力を伝達されたピニオンギア７は、ＣＣＷ方向に回転を開始する。前述のようにピニオンギア７のＣＣＷ方向の回転時には、クラッチギア９０１が制動をかけることなく回転するため、ピニオンギア７も低負荷で回転（空転）する。このため、スキャナ部２を開く方向への動作を、オペレータは軽い力で行うことが可能になる。スキャナ部２が不図示のストッパに当接して回動を停止するまでラックギア４はピニオンギア７との噛み合いを維持しつつ移動する。

スキャナ部２が所定の開位置に達し、不図示のストッパに当接して回転が停止すると、それに伴ってラックギア４の移動動作およびピニオンギア７の回転動作も停止し、図１５（ｃ）に示す状態となる。本実施形態では以下のような構成をとることにより、オペレータがスキャナ部２から手を離しても、スキャナ部２が開位置で保持されるようになっている。

スキャナ部２が不図示のストッパに突き当たると、スキャナ部２はそれ以上開かなくなるため、オペレータは開き切ったことを認識して開く動作を止め、把手部２０２から手を離す。オペレータによる支えを失ったスキャナ部２は、重力に引っ張られて閉じる方向に付勢される。スキャナ部２が重力方向に付勢されることによって、ラックギア４にも図１５（ｃ）のＤ２の方向に向けて付勢力が発生し、ラックギア４と噛合しているピニオンギア７にはＣＷ方向へと回転する付勢力が加わる。

前述のようにピニオンギア７は、制動をかけつつＣＷ方向への回転を許容するように構成されている。従って、アイドラギア８とピニオンギア７の回転、およびラックギア４の移動には制動がかかっており、その制動力が、スキャナ部２の重力によるピニオンギア７のＣＷ方向への回転力よりも大きくなるように設定されている。このため、各ギアの回転および移動は停止し、スキャナ部２はその位置で保持される。

次に、スキャナ部２を図１５（ｃ）の開位置から図１５（ａ）の閉位置まで移動させる際の各部の動作について説明する。図１５（ｃ）のようにスキャナ部２が開位置にある状態から、オペレータがスキャナ部２を閉じる方向に力を加えると、スキャナ部２には、重力とオペレータの操作力の合力が加わる。この合力がクラッチギアの制動力よりも大きくなった時点で、スキャナ部２はスキャナヒンジ２０３の回動中心２０３ａを中心として閉じる方向に回転を開始する。

オペレータが大きな操作力を加えることなくスキャナ部２を閉じることができるように、不図示のクラッチギア９の制動力は、製造上のバラツキ等を含めてスキャナ部２の重力によるＣＷ方向の回転力を少し上回る程度に設定されている。オペレータが押圧操作によってスキャナ部２が閉じ方向への回転を開始すると、ラックギア４は溝部４０４が摺動軸５０４に案内されながらＤ２方向へと移動する。この移動において、ラックギア４にはクラッチギア９からの制動力が伝達されるため、オペレータはこれに対向するようにスキャナ部２を押し下げる。

オペレータの操作によりスキャナ部２が閉じる方向に回動し、これに伴ってラックギア４が移動してスキャナ部２が閉位置に近づく。すると、図１５（ｂ）のように、ラック部４０３はピニオンギア７の対向部から離れ、最後には図１５（ａ）のようにギアが形成されていない非噛合部４０６がピニオンギア７と対向し、ラックギア４とピニオンギア７との噛合が解消される。このように、スキャナ部２は閉位置で保持するための不図示のストッパに突き当たる直前に、ダンパ機構による保持・制動が解消される。閉位置では、スキャナ部２は、ダンパ機構ではなく、ストッパによって確実に保持される。

スキャナ部２の開動作時にはピニオンギア７に制動をかけず、閉動作時にはピニオンギア７に制動をかける構成としては、クラッチギア９以外の構成も適用することも可能である。例えば、特許文献１のようにピニオンギアから制動をかける構成部分までのギア連結を、スキャナ部２の開閉動作に応じて切り替えるようにしてもよい。この場合、開動作時には制動力は伝達されないので、クラッチギア９のように、ある方向への回転時には制動力が発生しないような構成をとる必要はない。すなわち、回転方向に関係なく、常に制動力を発生する構成をとることも可能である。また、閉位置への回転時には制動力を発生させ、閉鎖動作時の回転方向とは反対の回転方向には回転しない構成を適用することも可能である。このように、ピニオンギア７に制動力をかける構成は、特に限定されず、直接的または間接的にピニオンギアに制動力を加えることが可能であればよい。

次に、図１３、図１４、および図１６を用いて、上記ダンパ機構の一連の動作におけるラックギア４とピニオンギア７との噛み合い部の動作を詳細に説明する。ダンパ機構におけるラックギア４は、図１３のようにその一端にある軸部４０１がスキャナ部２の回動穴２０１に回動可能に挿通支持されている。また、ラックギア４の溝部４０４には、プリンタ本体部１１に固定されたギアベース５内の摺動軸５０４が摺動可能に嵌合している。従って、ラックギア４は、スキャナ部２に対して回動可能であり、かつプリンタ本体部１１に対して摺動可能となっている。

スキャナ部２は摺動軸５０４とは独立した位置関係にある回動中心２０３を中心として回転する。スキャナ部２の回転に伴って、ラックギア４は単純な直線運動や円運動ではなく、特殊な軌跡を描いて移動する。その際、スキャナ部２の回転により、ラックギア４のラック部４０３とピニオンギア７との噛み合い位置が変化する。そして、ラックギア４の軸部４０１は、スキャナ部２の軸受部２００に設けられている回動穴２０１内を回転し、ラックギア４とスキャナ部２との相対位置が変化する。

図１６は、図１３におけるピニオンギア７とラックギア４の噛み合い部を拡大した図であり、ここではラックギア４は一部省略して示している。図１６に示す環状の範囲１０２はピニオンギア７のピッチ円から、ピニオンギア７とラックギア４との間のバックラッシや公差などを含めたギアの噛み合い保証範囲を示している。すなわちピニオンギア７とラックギア４のピッチ点がこの噛み合い保証範囲内にあればラックギア４とピニオンギア７とが歯車として確実に噛み合い、互いに動力を伝達することが可能になる。

また、図１６における一点鎖線１００は、図１３におけるスキャナ部２の回動中心２０３とピニオンギア７の回動中心とを結ぶ直線であり、二点鎖線１０１ａ、１０１ｂはラックギア４のピッチ線である。

図１４を用いて説明したように、ラックギア４のラック部４０３は、摺動軸５０４に案内されることによりピニオンギア７との噛み合いが保証されている。このため、図１３のようにスキャナ部２を開閉した時、ラックギア４は図１３（ａ）に示す位置と、図１３（ｂ）に示す位置との間を移動する。この時、図１６上ではラックギア４の移動に伴ってラックギア４とピニオンギア７の噛み合い中心点（ピッチ点１０３）は１０３ａ、１０３ｂに示す位置の間を移動する。

ピッチ点が１０３ａに示す位置にある時のラックギア４のラック部４０３のピッチ線が１０１ａ、ピッチ点が１０３ｂにある時のラックギア４のラック部４０３のピッチ線が１０１ｂである。すなわち、スキャナ部２の開閉動作によって、ピッチ線は１０１ａと１０１ｂの間を移動し、ピッチ点は１０３ａ、１０３ｂの間を移動する。ピッチ点は、前述のスキャナ部２の回動中心２０３ａとピニオンギア７の回動中心とを結ぶ一点鎖線１００から常に離れた位置にある。

本実施形態のラックギア４およびピニオンギア７のピッチ点１０３は、従来技術のようにスキャナ部の回動中心とピニオンギアの回動中心とを結ぶ直線上にある不動のピッチ点ではなく、ラックギア４の位置によって変動するピッチ点である。このピッチ点１０３は、図１６に示す範囲１０２内で、ピニオンギア７を中心とする円周方向に移動し、かつ図１６上の一点鎖線１００上を通過しない。なお、ピッチ点はピニオンギア７を中心に約０．５歯分以上の範囲で移動することが好ましく、本例では０．７歯分の範囲で移動している。

また、この構成によって、図１３に示すようにラックギア４の移動は単純な円運動ではなく、摺動軸５０４の位置と溝部４０４の形状を設定することで、ラックギアの動作軌跡を設定することができる。つまり、スキャナ部２を図１３（ａ）に示す開位置から図１３（ｂ）示す閉位置へと移動させたときに、スキャナ部２の移動方向とは異なる方向（矢印Ｄ方向）にラックギア４を、回動穴２０１を中心に回動させることができる。

ここで、本実施形態と従来の画像記録読取装置との差異を明らかにするため、従来の画像記録読取装置に設けられているスキャナ部２００２の開閉ダンパ機構およびその課題を説明する。図２２（ａ）は前述の特許文献１に開示された画像読取装置の開閉ダンパ機構を模式的に示した図であり、図２２（ｂ）は図２２（ａ）のピニオンギア２００７の周辺を拡大した図である。

プリンタ本体部２０１１の背面側の上面には、回転中心２２０３を中心として回動可能（開閉可能）にスキャナ部２００２が設けられている。スキャナ部２００２には、円弧形状のラックギア２００４の一端部がビスによって固定されている。ラックギア２００４のピッチ円２１０１の中心は、スキャナ部２００２の回転中心２２０３と一致している。ラックギア２００４は、プリンタエンジンを含むプリンタ本体部２０１１に回動自在に支持されると共に、ラックギア２００４と噛み合っている。なお、２１００はスキャナ部２００２の回転中心２２０３とピニオンギア２００７の回転中心とを結ぶ直線を示している。

このように従来のダンパ機構は、ピニオンギア２００７と固定式のラックギア２００４とを用いている。スキャナ部２００２の開閉動作（回転動作）によって、ラックギア２００４はスキャナ部２００２の回転中心２２０３周りに回転するギアの一部のように振舞う。すなわち、ラックギア２００４はそのピッチ線がピッチ円２１０１に沿って移動する。

ピニオンギア２００７とラックギア２００４との噛み合い中心点であるピッチ点２１０３は、動作保証のためのガタを除いては固定である。ピッチ点２１０３はピニオンギア２００７とラックギア２００４の各々のピッチ円の中心を結ぶ直線、すなわちピニオンギア２００７の中心とスキャナ部２００２の回転中心２２０３とを結ぶ直線２１００上に位置する。よって、ピッチ点２１０３がスキャナ部２００２の開閉角度によって移動することはない。

このため、開閉移動するスキャナ部２００２に固定されたラックギア２００４と、プリンタ本体部２０１１に設けられたピニオンギア２００７とが常に安定して噛み合うようにするためには、設計上、種々の制約が生じる。例えば、ラックギア２００４のピッチ線は円形とし、その直径はピニオンギア２００７と噛み合う長さに設定する必要がある。この条件が満たされない場合、ラックギア２００４のピッチ線はプリンタ本体部２０１１に対して一定の位置を通過せず、ラックギア２００４とピニオンギア２００７とが噛合不能となったり、干渉したりすることとなる。

また、ラックギア２００４は、ギア形状を維持し得る剛性を確保するため、ある程度の幅を持たせる必要がある。さらに、スキャナ部２００２を開位置に保持できるようにラックギア２００４の高さ方向の長さを設定する必要もある。しかし、ラックギア２００４を幅広に形成し、かつ高さ方向の長さを長尺に形成した場合には、これを収容するスペースをプリンタ本体部２０１１内に形成しなければならず、装置が大型化する可能性がある。つまり、従来のダンパ機構では、ラックギア２００４の剛性、スキャナ部２００２の開き量、および本体部側のサイズなどを考慮して、ラックギア２００４の形状、サイズを決定する必要がある。

しかしラックギア２００４は、スキャナ部２００２に固定されているため、スキャナ部２００２の開閉時には、その開閉角度と同一の角度だけラックギア２００４も移動する。このため、スキャナ部２００２が閉じ位置へと移動した際に、ラックギア２００４の占有エリアの高さ成分が減少することは期待できない。

また、ダンパ機構は、制動力を発生させながらできるだけ軽い力でスキャナ部２００２を回転させ得るように構成することが、良好な操作性およびコスト性を得る上で望ましい。そのため、従来は、回転中心からできるだけ離れた部分にピッチ線を配置している。しかしながら、これはラックギアのピッチ円を拡大させることを意味し、ピッチ円を拡大させるためには、ラックギア２００４を収容する本体部を拡大させることが必要となる。従って、ピッチ円の大きさはプリンタ本体部２０１１の大きさによって制限されることとなる。このように、ラックギア２００４のピッチ円の直径設定を変更すると、プリンタ本体部２０１１のサイズアップや材料変更のためのコストアップが懸念される。

これに対し、本実施形態では、以上のような構成によって上記従来技術の課題を全て解消することが可能になる。すなわち、本実施形態では、ラックギア４の位置、角度、可動範囲について自由度を高めることが可能になり、プリント装置の設計上の制約を低減することができる。

また、前述したスキャナ部２の閉じた時の噛み合いを解消するために、図１３のように歯部が除去されている非噛合部４０６を形成している。この非係合部にギア部を追加してラック部３０７の長さを延長するだけで制動解除タイミングの調整が可能になる。よって、ラック部４０３を延長可能な部分についても歯部を追加することで、ギアの噛み合いが保証されるような形状（円弧形状）に構成されている。

図１３ないし図１５のように、ラックギア４の歯部（ラック部）とピニオンギア７の歯部との噛み合わせを安定させるためには、スキャナ部２と共に移動するラックギア４をピニオンギア７との係合位置に案内することが望ましい。すなわち、スキャナ部２が閉位置から開位置へと移動する間、ラックギア４はプリンタ本体部１１側に設けられた案内部（摺動軸５０４）にガイドされている。

スキャナ部２の回動角度や、スキャナ部２を保持する位置の設定によっては部品の大きさ、特にスキャナ部２とプリンタ本体部１１の間を連結するラックギア４が長尺にならざるを得ないこともある。しかし本実施形態では、ピッチ点の設定位置に自由度があるため、プリンタ本体部１１のサイズに影響しない位置や他ユニットとの干渉が発生しない位置へとラックギア４が移動するように、ラックギア４の移動位置や移動方向を設定することが可能になる。図１３に示す例では、スキャナ部２を閉じる際に、ラックギア４の先端部がＤの方向にスイングするように移動して、ラックギア４がより水平に近い角度に姿勢に変化する。つまり、プリンタ本体部に１１対してスキャナ部２を開けたときのよりもスキャナ部２を閉じたときの方が、スキャナ部２の下面（底面部）を基準でみたラックギア４の姿勢はより寝た状態となって、重力方向下方への進入量が従来よりも小さくなる。逆に言えば、プリンタ本体部１１に対してスキャナ部２を閉じたときのよりもスキャナ部２を開けたときの方が、スキャナ部２の下面を基準でみたラックギア４の姿勢はより起き上がった状態となる。そのため、スキャナ部２を閉じたときに、プリンタ本体部１１に進入するラックギア４の占有するエリアの高さ成分を従来よりも減少させることができ、装置の小型化（薄型化）が実現する。

また、ピニオンギア７の回転中心の位置、およびピニオンギア７のピッチ円直径、噛み合っている位置のピッチ点、およびピッチ点におけるラックギア４のピッチ線の角度等のパラメータが一定である場合にも本実施形態の構成は有効である。ラックギア４のピッチ線１０１は、ピニオンギア７の中心に対して凸になるような円弧形状になっているため、ラックギア４がより水平に近くなり、さらなる装置の薄型化が実現する。

さらに、図１３のように、ラックギア４がプリンタ本体部１１の前面方向（Ｄ方向）に移動するため、電源のケーブルや信号線などの配線群がプリンタ本体部１１の背面側の領域１０４に配置されていても、ラックギア４と配線群との干渉を避けることができる。

このように、本実施形態では、ラックギア４の可動範囲を他の部品との位置関係を考慮して設定することができる。このためラックギア４のサイズアップが生じた場合にも、ラックギア４との干渉を避けるために、プリンタ本体部１１や他ユニットのサイズアップをする必要性は低減される。

（変形例）
次に、上記の第１実施形態における変形例を説明する。図１７ないし図２０は、第１ないし第４変形例を模式的に示す側面図である。これらの変形例は、前述のダンパ機構の基本構成におけるラックギア４に代えて、異なる形状のラックギア４を設けたものである。

＜第１変形例＞
第１変形例を図１７に基づいて説明する。本変形例は、基本構成に設けられた円弧形状のラックギア４に代えて、ピッチ線が直線形状をなすラックギア４２を備える。ラックギア４２は、一端部に設けられた軸部４２１がスキャナ部２に設けられた軸受部２００の回動穴２０１に回動自在に挿通支持されている。また、ラックギア４２のラック部４２３がプリンタ本体部１１側に設けられた摺動軸５０４に案内されてピニオンギア７に噛合している。その他の構成は、前述の基本構成と同一であり、同一部分には同一符号を付す。

図１３のラックギア４、軸部４０１、ラック部４０３、溝部４０４、非噛合部４０６を、図１７のラックギア４２、軸部４２１、ラック部４２３、溝部４２４、非噛合部４２６とそれぞれ読み替えれば、第１変形例も基本構成と同様である。

＜第２ないし第４変形例＞
図１８は第２変形例を示す図である。前述の図１３に示す基本構成では、ラックギア４がピニオンギア７の右上側に噛合しているのに対し、本変形例におけるラックギア４４は、図１８においてピニオンギア７の左上側の歯部に噛合しており、この点が基本構成と異なる。また、ラックギア４４のピッチ線は基本構成と同様に円弧形状をなしているが、その円弧形状の中心が、基本構成ではピニオンギア７の回転中心より前方側に位置し、本変形例では後方側（背面側）に位置しており、これも両者の相違点となっている。

図１８（ａ）に示した開位置から図１８（ｂ）に示した閉位置までスキャナ部２を移動させると、ラックギア４４はその溝部４４４が摺動軸５０４に案内されながら移動する。その結果、ラックギア４４は、スキャナ部２の移動方向とは異なる方向（矢印Ｄ４４で示す方向）に回動穴２０１に挿通されている軸部４４１を中心として回転する。その他は図１３の基本構成と同様であり、ラックギア４、軸部４０１、ラック部４０３、溝部４０４、非噛合部４０６を、図１８のラックギア４４、軸部４４１、ラック部４４３、溝部４４４、非噛合部４４６とそれぞれ読み替えればよい。

図１９にて示された第３変形例も、前述の基本構成のラックギア４、軸部４０１、ラック部４０３、溝部４０４、非噛合部４０６を、ラックギア４６、ラック部４６６、軸部４６１、ラック部４６３、溝部４６４、非噛合部４６６とそれぞれ読み替えればよい。

第３変形例では、図１９（ａ）示した開位置から図１９（ｂ）に示した閉位置まで、スキャナ部２を移動させると、ラックギア４６はその溝部４６４が摺動軸５０４に案内されながら移動する。その結果、ラックギア４６はスキャナ部２の移動方向とは異なる方向（矢印Ｄ４６で示す方向）に回動穴２０１に挿通されている軸部４６１を中心に回転する。

図２０は第４変形例を示す図である。この変形例においても、基本構成の各部分、４０１、４０３、４０４、４０６を、ラック部４８、軸部４８１、ラック部４８３、溝部４８４、非噛合部４８６とそれぞれ読み替えることで基本構成と同様に説明することができる。

第４変形例では、図２０（ａ）に示した開位置から図２０（ｂ）に示した閉位置までスキャナ部２を移動させると、ラックギア４８はその溝部４８４が摺動軸５０４に案内されながら移動する。その結果、ラックギア４８は、スキャナ部２の移動方向とは異なる方向（矢印Ｄ４８で示す方向）に回動穴２０１に挿通されている軸部４６１を中心に回動する。

以上のように、基本構成と異なる形状を有する第１ないし第４変形例にあっても、スキャナ部２の開閉動作（回動）に伴って、ラックギアが回動穴２０１に挿通された軸部４６１を中心とした回転移動を行いながらピニオンギアとの噛み合いを維持することができる。このように、他の部品との位置関係に応じて、基本構成あるいは第１ないし第４変形例などのような構成を適宜採用することが可能であり、設計の自由度は大幅に向上する。

以上のように、第１実施形態によれば、ラックギアをスキャナ部に対して回動可能に保持することで、ラックギアの動きの自由度をアップさせ、ラックギアと他ユニットとの干渉や、ラックギアの移動範囲の拡大を抑制することが可能になる。このため、動作信頼性の高い緩衝装置を持つ読取記録装置を小型で安価に提供することが可能になる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図２１は第２実施形態におけるダンパ機構の要部を示す図である。図２１において（ａ）はダンパ機構におけるピニオンギア７および軸ホルダ１０（回動部材）をギアベース５２内に取り付けた状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の軸ホルダ１０の構成を示す図である。

第２実施形態では、第１実施形態に示すギアベース５に代えて、ギアベース５２がプリンタ本体部（図２１には図示せず）のケース部材に設けられている。ギアベース５２にはピニオンギア７と軸ホルダ１０とがギアベース５２に設けられた軸によって同一の回動中心軸線を中心に回動自在に支持されている。軸ホルダ１０の一端部には摺動軸（軸状の係合部）１００１が突設されている。

摺動軸１００１はピニオンギア７の回動中心軸と同一の軸を中心として図２１（ｂ）の矢印Ｄ６で示す軌跡で回動可能である。すなわち、摺動軸１００１はピニオンギア７の回動中心と摺動軸１００１との間の距離を常に一定に保ちながら移動する。摺動軸１００１は第１実施形態における摺動軸５０４と同様に不図示のラックギアの溝部（例えば、図４に示す溝部４０４）に摺動自在かつ回動自在に係合している。この構成により、ラックギアとピニオンギア７の噛み合いを保証することができる。すなわち、プリンタ本体部側に構成された摺動軸は、ピニオン軸中心と摺動軸との距離を一定に保つ構成であれば、プリンタ本体部側に固定されていない構成であっても構わない。

以上の各実施形態によれば、プリンタ本体部に回動可能に連結されたスキャナ部を、ラックギアとピニオンギアによるダンパ機構で保持しているので、スキャナ部の開閉時の衝撃が緩和されスムーズな開閉動作がなされる。ラックギアはスキャナ部に対して揺動（回動）することができるよう自由度を持って取り付けられており、ラックギアの移動軌跡がスキャナ部とは異なるものとなる。これにより、スキャナ部を閉じた際にプリンタ本体部に進入するラックギアの重力方向における移動範囲が抑制され、且つ、プリンタ本体部内の各種部品やユニットとラックギアとの物理的な干渉を避けることが容易になる。つまり、装置の薄型化を追求する設計の自由度を高めることが可能になる。こうしてスキャナ部のスムーズな開閉動作と装置小型化が両立した優れたプリント装置が実現する。

［他の実施形態］
上記各実施形態では、プリンタ本体部に回動可能に連結されたスキャナ部を、ラックギアとピニオンギアとによって保持するように構成した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ラックギア以外の構成によってラックギアと同等の機能を実現することも可能である。例えば、第２実施形態に用いたラックギアに代えて、リンク部材と円形ギアとを用いることも可能である。この場合、リンク部材の一端部をプリンタ本体部に回動自在に連結し、リンク部材の他端部にピニオンギア（第１ギア部材）と噛合可能な円形ギアである第２ギア部材を回動可能に設ける。また、第２実施形態の軸ホルダと同様にピニオンギアと同心で回動可能な案内部材を設け、この案内部材と第２ギア部材の回動中心軸とを連結することによって、第２ギア部材とピニオンギアとの噛み合いを維持する。このような構成によっても、第２実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

また、本発明はスキャナ部をプリンタ本体部に開閉可能に設けたプリント装置を例に採り説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリンタ本体部に開閉可能に開閉部を設けたプリント装置の全てに適用可能である。すなわち、プリント装置のプリンタ本体部にピニオンギアなどの第１ギア部材を設ける一方、開閉部に所定の揺動支点を中心に揺動可能に連結されたラックギアなどの第２ギア部材を第１ギア部材と噛み合うように設ける。そして、開閉部の開閉動作に伴い、第２ギア部材と前記スキャナ部との相対位置が揺動支点を中心に変化するようにすれば、上記実施形態と同様に、第２ギア部材と他ユニットとの干渉や、第２ギア部材の移動範囲の拡大を抑制することができる。このため、設計の自由度を高めることが可能になると共に、動作信頼性の高い緩衝装置を持つプリント装置を小型で安価に提供することが可能になる。

また、上記各実施形態では、第２ギア部材であるラックギアに溝部（溝状の係合部）を設ける一方、溝部に摺動および回動可能に係合する軸状の係合部（摺動軸）をプリンタ本体部側に設けることによって、第２ギア部材の案内機構を設けた。しかし、第２ギア部材に軸状の係合部を設け、プリンタ本体部側に溝状の係合部を設けるようにしてもよい。つまり、プリンタ本体部と第２ギア部材のいずれか一方に軸状の係合部を設け、他方に溝状の係合部を設けることによって案内機構を構成することも可能である。

２ スキャナ部
７ ピニオンギア（第１ギア部材）
４ ラックギア（第２ギア部材）
１１ プリンタ本体部
２０３ スキャナヒンジ
４０１ 軸部（揺動支点）

Claims (15)

1. プリンタ本体部に対して開閉可能なスキャナ部を備えるプリント装置であって、
   前記プリンタ本体部の側に設けられた第１ギア部材と、
   前記第１ギア部材に噛み合う第２ギア部材と、を有し、
   前記第２ギア部材は前記スキャナ部に対して揺動することができるよう前記スキャナ部に取り付けられており、
   前記プリンタ本体部に対する前記スキャナ部の開閉に伴って、前記第２ギア部材は、前記第１ギア部材との噛み合いを維持しながら前記スキャナ部に対して揺動することを特徴とするプリント装置。
2. 前記プリンタ本体部に対して前記スキャナ部を開けたときのよりも前記スキャナ部を閉じたときの方が、前記スキャナ部の下面を基準でみた前記第２ギア部材の姿勢はより寝た状態となることを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記スキャナ部の開閉に伴って変化する前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の噛み合い位置が、前記スキャナ部の回動中心と前記第１ギア部材の回動中心とを結ぶ直線上を通過しないことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記噛み合い位置が、前記第１ギア部材の円周方向において０．５歯分以上の範囲で移動することを特徴とする請求項３に記載のプリント装置。
5. 前記第１ギア部材は前記プリンタ本体部の中で回転軸の位置が固定されたピニオンギアを含み、前記第２ギア部材はラックギアを含み一端が前記スキャナ部に回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント装置。
6. 前記ラックギアは凸状に湾曲した形状のラック部を有し、前記ラック部の歯と前記ピニオンギアの歯が噛み合うことを特徴とする請求項５に記載のプリント装置。
7. 前記ラックギアは直線形状のラック部を有し、前記ラック部の歯と前記ピニオンギアの歯が噛み合うことを特徴とする請求項５に記載のプリント装置。
8. 前記スキャナ部の開閉に伴って、前記第２ギア部材が前記第１ギア部材との噛み合いを維持しつつ移動するように、前記第２ギア部材の移動を案内する案内機構を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプリント装置。
9. 前記案内機構は、前記プリンタ本体部と前記第２ギア部材のいずれか一方に設けられた係合部と、他方に設けられた案内部とが互いに移動可能に係合するように構成され、
   前記スキャナ部の開閉動作に連動して、前記係合部が前記案内部と係合しつつ移動することを特徴とする請求項８に記載のプリント装置。
10. 前記プリンタ本体部側に軸状の前記案内部が構成され、前記案内部に移動可能に係合する溝状の係合部が前記第２ギア部材に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のプリント装置。
11. 前記案内機構は、
    前記プリンタ本体部側に、前記第１ギア部材と同一の回動中心軸を中心として前記第１ギア部材とは独立して回動可能に設けられた回動部材と、
    前記第２ギア部材に設けられた案内部と、
    前記回動部材に設けられ、前記案内部と移動可能に係合する係合部と、を備え、
    前記スキャナ部の開閉動作に連動して、前記係合部が前記案内部と係合しつつ移動することにより、前記第２ギア部材が前記第１ギア部材と噛合しつつ移動することを特徴とする請求項８に記載のプリント装置。
12. 前記回動部材に軸状の前記案内部が構成され、前記案内部に移動可能に係合する溝状の前記係合部が前記第２ギア部材に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のプリント装置。
13. 前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の少なくとも一方に、直接的もしくは間接的に制動力を加える制動手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９に記載のプリント装置。
14. 前記制動手段は、前記スキャナ部が開位置から閉位置へと移動する際には、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の少なくとも一方に制動力を加え、
    前記スキャナ部が前記閉位置から前記開位置へと移動する際には、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の少なくとも一方に制動力を加えないことを特徴とする請求項１３に記載のプリント装置。
15. 本体部に開閉部が設けられたプリント装置であって、
    前記本体部の側に設けられた第１ギア部材と、
    前記開閉部の側に設けられ前記第１ギア部材に噛み合う第２ギア部材と、を有し、
    前記第２ギア部材は前記開閉部に対して揺動することができるよう前記開閉部に取り付けられており、前記本体部に対する前記開閉部の開閉に伴って、前記第２ギア部材は前記第１ギア部材との噛み合いを維持しながら前記開閉部に対して揺動することを特徴とするプリント装置。

Images