JP2022147899A - 間欠駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】省スペース化を図れるとともに安定した動作切替えが可能な間欠駆動装置を提供する。【解決手段】間欠駆動装置100は、入力ギア110と、出力ギア120と、カップリング部材130と、歯欠けギア170とを備えている。入力ギア110には、駆動力を受ける第1ギア列111と歯欠けギア170に駆動力を伝達する第2ギア列112とが形成されている。カップリング部材130は、回転軸方向に移動して、入力ギア110の駆動力を出力ギア120へ伝達し、あるいはその伝達を解除する部材である。また、この間欠駆動装置100は、入力ギア110からの駆動力が解除された状態から歯欠けギア170の回転を開始させて入力ギア110と噛み合わせる歯欠けギア制御機構と、カップリング部材130の回転軸方向の位置を切り替える切替え機構とを備えている。【選択図】図2
Description
本発明は、間欠駆動装置に関する。
駆動と駆動の停止を繰り返す間欠駆動装置が様々な分野で使用されている。例えば、用紙を搬送してその用紙上にプリントするプリンタにおいて、搬送される用紙を一旦停止させた後搬送を再開することにより、用紙の搬送とプリントとの同期をとることが行われる。この間欠駆動を実現するにあたり、回転と回転停止を高速で切り換えるモータを備えるとコスト高又は大型となりがちであり、ソレノイドと歯欠け歯車を用い、モータ側から駆動を受ける入力歯車を連続的に回転させながら、駆動力を他の部材へ伝える出力歯車へ駆動力を伝達し、あるいはその伝達を遮断する構成が採用されている。
特許文献1,2には、ソレノイドと歯欠け歯車を採用し、入力歯車とは別途に歯欠け歯車を駆動する歯欠け駆動歯車を入力歯車とは別途に必要とする間欠駆動装置が開示されている。
また、特許文献3には、ソレノイドと歯欠け歯車を採用し、入力歯車が歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置が開示されている。
歯欠け歯車を、入力歯車とは別途の歯欠け駆動歯車で駆動させる構成の場合、入力歯車の回転速度とは切り離して、歯欠け歯車を適切な速度で駆動することができるが、駆動が2系統必要となるため、大型化を招きやすい。また、入力歯車で歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置であっても入力歯車が駆動源から駆動を受ける歯列と、歯欠け歯車を駆動させる歯列とが同じ歯列である構成の場合、歯欠け歯車を適切な速度で駆動させることができず、安定性に欠ける。
本発明は、歯欠け歯車を、入力歯車とは別途の歯欠け駆動歯車で駆動させる構成の場合と比較して、省スペース化を図れるとともに、入力歯車で歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置であって入力歯車が駆動源から駆動を受ける歯列と、歯欠け歯車を駆動させる歯列とが同じ歯列である構成の場合と比較して、安定した動作切替えが可能な間欠駆動装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、
歯列が部分的に欠如した歯欠け歯車と、
出力歯車と、
駆動力を受ける歯列であって前記歯欠け歯車に接触しない第1歯列と前記歯欠け歯車に駆動力を伝達する第2歯列とが形成され、前記出力歯車から回転軸方向に離間した位置に配置された入力歯車と、
前記入力歯車の駆動力を前記出力歯車へ伝達する第1位置および該伝達を解除する第2位置へと回転軸方向に移動する軸継手部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態から該歯欠け歯車の回転を開始させて該入力歯車と噛み合わせる歯欠け歯車制御機構と、
前記軸継手部材の回転軸方向の位置を前記第1位置と前記第2位置とに切り替える切替え機構とを備えたことを特徴とする間欠駆動装置である。
歯列が部分的に欠如した歯欠け歯車と、
出力歯車と、
駆動力を受ける歯列であって前記歯欠け歯車に接触しない第1歯列と前記歯欠け歯車に駆動力を伝達する第2歯列とが形成され、前記出力歯車から回転軸方向に離間した位置に配置された入力歯車と、
前記入力歯車の駆動力を前記出力歯車へ伝達する第1位置および該伝達を解除する第2位置へと回転軸方向に移動する軸継手部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態から該歯欠け歯車の回転を開始させて該入力歯車と噛み合わせる歯欠け歯車制御機構と、
前記軸継手部材の回転軸方向の位置を前記第1位置と前記第2位置とに切り替える切替え機構とを備えたことを特徴とする間欠駆動装置である。
請求項2に係る発明は、
前記歯欠け歯車制御機構が、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車を該入力歯車との噛合いの向きに付勢する第1バネ部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車に引っ掛って前記第1バネ部材による回転を阻止し、前記ソレノイドへの通電により該引っ掛りを解除する腕部を備えたソレノイドとを有することを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置である。
前記歯欠け歯車制御機構が、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車を該入力歯車との噛合いの向きに付勢する第1バネ部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車に引っ掛って前記第1バネ部材による回転を阻止し、前記ソレノイドへの通電により該引っ掛りを解除する腕部を備えたソレノイドとを有することを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置である。
請求項3に係る発明は、前記歯欠け歯車が、前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にあるときに前記腕部が引っ掛る爪部を有することを特徴とする請求項2に記載の間欠駆動装置である。
請求項4に係る発明は、
前記切替え機構が、
前記軸継手部材を前記第1位置に向けて付勢する第2バネ部材と、
前記軸継手部材を介して前記第2バネ部材の付勢を受け、該軸継手部材とともに回転軸方向に移動するとともに回転軸の周りに回転可能な移動部材と、
前記歯欠け歯車とともに回転して前記移動部材に干渉し、前記軸継手部材を、前記第2位置よりも前記第1位置からさらに離れた第3位置に移動させるカム部材と、
前記移動部材と干渉して、前記軸継手部材を前記第1位置へ移動させる第1溝、該軸継手部材を前記第2位置に保持させる第2溝、および、該第1溝と該第2溝との間に形成された、該第1溝あるいは該第2溝への誘い込みの斜面を有するラッチ部が設けられた移動位置決め部材とを備え、
前記移動部材が、該移動部材の回転位置に応じて、前記ラッチ部の、前記第1溝または前記第2溝に入り込み、あるいは前記斜面に接する作用部を有することを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の間欠駆動装置である。
前記切替え機構が、
前記軸継手部材を前記第1位置に向けて付勢する第2バネ部材と、
前記軸継手部材を介して前記第2バネ部材の付勢を受け、該軸継手部材とともに回転軸方向に移動するとともに回転軸の周りに回転可能な移動部材と、
前記歯欠け歯車とともに回転して前記移動部材に干渉し、前記軸継手部材を、前記第2位置よりも前記第1位置からさらに離れた第3位置に移動させるカム部材と、
前記移動部材と干渉して、前記軸継手部材を前記第1位置へ移動させる第1溝、該軸継手部材を前記第2位置に保持させる第2溝、および、該第1溝と該第2溝との間に形成された、該第1溝あるいは該第2溝への誘い込みの斜面を有するラッチ部が設けられた移動位置決め部材とを備え、
前記移動部材が、該移動部材の回転位置に応じて、前記ラッチ部の、前記第1溝または前記第2溝に入り込み、あるいは前記斜面に接する作用部を有することを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の間欠駆動装置である。
請求項5に係る発明は、
前記移動部材が、
前記軸継手部材が前記第3位置に移動したときに前記歯欠け歯車に干渉する干渉部を有し、
前記干渉部が前記歯欠け歯車から回転力を受けて前記作用部が前記斜面に対応する位置まで回転することを特徴とする請求項4に記載の間欠駆動装置である。
前記移動部材が、
前記軸継手部材が前記第3位置に移動したときに前記歯欠け歯車に干渉する干渉部を有し、
前記干渉部が前記歯欠け歯車から回転力を受けて前記作用部が前記斜面に対応する位置まで回転することを特徴とする請求項4に記載の間欠駆動装置である。
請求項1に係る間欠駆動装置によれば、歯欠け歯車を入力歯車で駆動し、かつ、安定した動作切替が可能な間欠駆動装置が実現する。
請求項2および請求項3に係る間欠駆動装置によれば、ソレノイドと第1バネ部材とにより歯欠け歯車の回転停止と回転が制御される。
請求項4および請求項5に係る間欠駆動装置によれば、移動位置決め部材を用いない構成と比べ、ソレノイドへの通電が短時間でよい。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、インクジェットプリンタの模式図である。このインクジェットプリンタには、本発明の一実施形態としての間欠駆動装置が採用されている。
このインクジェットプリンタ10には、無端の転写ベルト20が備えられている。この転写ベルト20は、複数のロール31,32,33に巻き架けられて矢印Aの向きに循環移動している。
また、このインクジェットプリンタ10には、転写ベルト20の上部に、4基の印字ヘッド40Y,40M,40C,40Kが備えられている。これらの印字ヘッド40Y,40M,40C,40Kは、インクジェット方式の印字ヘッドであって、順に、イエロー、マゼンタ、サイアン、および黒色のインクを転写ベルト20上に吐出して転写ベルト20上に各色のインク画像を形成する。転写ベルト20上に各色のインク画像を形成するにあたっては、転写ベルト20上に全体としてカラーのインク画像が形成されるように、転写ベルト20の矢印A方向への移動に同期した印字が行われる。
転写ベルト20上に形成されたインク画像は、転写ベルト20の移動に伴って、転写ベルト20を巻き架けている複数のロール31,32,33のうちの1つである転写ロール31とバックアップロール50とに挟まれた転写位置に到達する。そして、この転写位置において、転写ベルト20上に形成されたインク画像がその転写位置に搬送されてきた用紙上に転写される。用紙の搬送については後述する。インク画像転写後の転写ベルト20は、さらに移動し、クリーナ51によりその表面がクリーニングされて、再び、印字ヘッド40Y,40M,40C,40Kによるインク画像の形成を受ける。
このインクジェットプリンタ10には、2基の用紙トレイ60が備えられている。各用紙トレイ60には用紙Pが積み重ねられた状態で収容されている。プリントにあたっては、それら2基の用紙トレイ60のいずれかから、ピックアップロール71により用紙Pが取り出され、さばきロール72により、確実に1枚の用紙のみが送り出される。送り出された用紙Pは、搬送ロール73により、矢印B方向に、その用紙先端がタイミング調整ロール74に到達するまで搬送される。そして、タイミング調整ロール74にまで搬送された用紙Pは、そのタイミング調整ロール74により、転写ベルト20上に形成されたインク画像が転写ロール31とバックアップロール50とに挟まれた転写位置に到達するタイミングでその転写位置に到達すように、送り出される。
その転写位置でインク画像の転写を受けた用紙Pは、搬送ベルト75に乗ってさらに搬送される。そして、その搬送ベルト75で搬送されている間、用紙P上のインク画像が乾燥機81からの熱で乾燥し、用紙P上に定着した画像が形成される。この用紙Pは、送出しロール76により、矢印Cの向きに、インクジェットプリンタ10の外に送り出される。
ここで、用紙Pは、タイミング調整ロール74に少し早めのタイミングで到達するように搬送され、タイミング調整ロール74により、転写ロール20上のインク画像と同期するタイミングで転写位置に向けて送りだされる。このため、タイミング調整ロール74は、回転と停止を繰り返すことになる。そこで、ここには、間欠駆動装置100が備えられている。詳細は後述するが、間欠駆動装置100は駆動力の入力を受ける入力ギアとタイミング調整ロール74に駆動力を伝える出力ギアを備えている。入力ギアには、不図示のモータからの駆動力が連続的に入力されている。そして、この間欠駆動装置100は、入力ギアに連続的に入力されている駆動力を、制御に応じて、出力ギアに伝達し、あるいは出力ギアへの伝達を遮断する。タイミング調整ロール74は、この出力ギアからの駆動力の断続を受けて停止し、あるいは回転する。
以下、この間欠駆動装置100について、その構造および動作を説明する。
図2は、間欠駆動装置の断面斜視図である。ここでは、この図2を参照して、この間欠駆動装置100について概括的に説明する。
この間欠駆動装置100は、ベース部材101に支持された軸部材102を有する。そして、その軸部材102には、ベース部材101の直ぐ上に入力歯車100が回転自在に支持され、また、この入力ギア110から回転軸方向に離れた一番上に出力ギア120が回転自在に支持されている。
入力ギア110は、その下部に、第1ギア列111が一周に亘って形成され、さらにその上に第1ギア列111よりも小径の第2ギア列112が一周に亘って形成されている。ここで、第2ギア列112に関しては、後述する歯欠けギア170との相互作用の説明の必要上、ギア列の凹凸が示されている。一方、第1ギア列111は、不図示のモータから伝達されてきた駆動力を単純に受ける役割を担うギア列であって歯欠けギア170とは接触せず、ここでは歯の凹凸の図示は省略されて単純な円形として示されている。ここで、入力ギア110、第1ギア列111,および第2ギア列112は、本発明にいう、それぞれ、入力歯車、第1歯列、および第2歯列の各一例に相当する。
また、出力ギア120は、その最大径の部分に一周に亘ってギア列121が形成されている。このギア列121も、入力ギア110の第1ギア列111と同じく、歯の凹凸の図示は省略されて単純な円形として示されている。このギア列121は、図1に示すタイミング調整ロール74に向けて駆動力を出力する役割を担っている。この出力ギア120は、本発明にいう出力歯車の一例に相当する。
また、軸部材102の周りには、入力ギア110と出力ギア120のほか、入力ギア110側から順に、カップリング部材130、スライド部材140、および、ラッチ部材150が備えられている。軸部材101の周りには、さらに、コイルばね160も備えられている。
カップリング部材130は、入力ギア110が受けた駆動力を出力ギア120に伝達する役割を担っている。このカップリング部材130は、軸部材101に沿って上下動可能であり、コイルばね160により出力ギア120側に押し上げられて出力ギア120と噛み合っている。そして、後述するカム部材180がスライド部材140を押し下げると、そのスライド部材140を介してカップリング部材130も押し下げられて、カップリング部材130が出力ギア120から離れ、出力ギア120へ駆動力の伝達が遮断される。
スライド部材140は、カップリング部材130の肩部131の上に乗っていて、コイルばね160により、カップリング部材130とともに押し上げられる。また、このスライド部材140は、カム部材180により押し下げられる。さらに、このスライド部材140は、ラッチ部材150との干渉により押し下げられた状態にラッチされ、また、そのラッチから解放されコイルばね160に押されて、カップリング部材130が出力ギア120と噛み合う位置まで持ち上げられる。このスライド部材140は、カップリング部材130とともに上下にスライドするだけでなく、ラッチ部材150へのラッチおよびラッチからの解放のために、軸部材101の周りに回転可能となっている。
ここで、本実施形態の間欠駆動装置100における、カップリング部材130、スライド部材140、ラッチ部材150、および、コイルばね160は、本発明にいう、それぞれ、軸継手部材、移動部材、移動位置決め部材、および、第2バネ部材の各一例に相当する。
この間欠駆動装置100には、さらに、歯欠けギア170、カム部材180、およびコイルばね190が備えられている。
歯欠けギア170は、例えば図6に示すように、ギア列171が一周に亘っては形成されておらず、ギア列が欠如した歯欠け領域172が存在するギアである。この歯欠けギア170は、ラッチ部材150の一部に形成された軸部151に回転可能に支持されていて、入力ギア110の第2ギア列112と噛み合って回転し、あるいは、歯欠け領域172が第2ギア列112と対面すると噛み合いが外れて回転を停止する。
また、カム部材180は、歯欠けギア170と一体的に回転あるいは停止し、スライド部材140を押し下げ、あるいは、その押し下げを解除する部材である。
また、コイルばね190は、ベース部材101と歯欠けギア170とに架けられていて、図6に示すように、歯欠けギア170の歯欠け領域172が第2ギア列112側を向いて歯欠けギア170と第2ギア列112との噛合いが解除された状態にあるときに、歯欠けギア170を回転させる向き(矢印Yで示す向き)に引っ張る役割を担っている。
また、図1には示されていないが、例えば図6に示すように、この間欠駆動装置100には、ソレノイド200が備えられている。このソレノイド200はアーム201を備えていて、そのアーム201の先端には、歯欠けギア170の爪部173に引っ掛って歯欠けギア170の回転を阻止する鉤部201aが設けられている。
ここで、この間欠駆動装置100における、歯欠けギア170、カム部材180、コイルばね190、およびソレノイド200は、本発明にいう、それぞれ、歯欠け歯車、カム部材、第1バネ部材、および、ソレノイドの各一例に相当する。また、ソレノイド200に備えられている鉤部201a付きのアーム201は、本発明にいう腕部の一例に相当する。
以下、図1に示した間欠駆動装置100を構成する各部材の相互作用を説明する。
図3は、入力ギアと出力ギアの非連結状態(図3(A))と連結状態(図3(B))を示した断面図である。なお、この図3以降の各図では、基本的には説明に必要な部材のみを図示し、説明に不要な部材は図示を省略してある。
図3(A)に示す非連結状態では、カップリング部材130およびスライド部材140は下に下がった位置にある。出力ギア120には、駆動力を外部に伝えるためのギア列121のほか、カップリング部材130と噛み合うギア列122が設けられている。図3(A)に示す非連結状態にあるときは、カップリング部材130は、下に下がった位置にあり、出力ギア120のギア列122から離れている。
図3(B)に示す連結状態では、カップリング部材130およびスライド部材140は上に上がった位置にある。入力ギア110には、外部から駆動力を受ける第1ギア列111および歯欠けギア170と噛み合う第2ギア列のほか、カップリング部材130と噛み合うギア列113が設けられている。このギア列113は、図3(A)に示す非連結状態および図3(B)に示す連結状態のいずれにあるときも常に、入力ギア110のギア列113と噛み合っている。したがって、カップリング部材130は、非連結状態および連結状態のいずれにあっても、入力ギア110の回転に伴って回転する。
図4は、スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の説明図である。
ラッチ部材150には、スライド部材140側に向いたラッチ部152を有する。このラッチ部152には、上方に深く切り込まれた第1溝153と、第1溝153よりも浅い第2溝154が、周回方向に間隔を置いて交互に形成されている。そして、これら第1溝153と第2溝154は、第1溝153から第2溝154に向かう上り斜面155と、第2溝154から第1溝153に向かう上り斜面156とでつながっている。
また、スライド部材140には、内向きに突き出て上下方向に延びる柱状部141が形成されている。この柱状部141は、スライド部材140の回転位置に応じて、第1溝153または第2溝154に入り込み、あるいは、その柱状部141の上端面141aが、上り斜面155または上り斜面156に接する。
柱状部141が第1溝153に入り込むと、コイルばね160に押されて、スライド部材140およびカップリング部材130が上方に移動し、図3(B)に示したように、カップリング部材130が出力ギア120のギア列122と噛み合い、入力ギア110から出力ギア120に駆動力が伝達される連結状態となる。この、柱状部141が第1溝153に入り込むことで上方に移動したカップリング部材130の高さ位置を、ここでは「第1位置」と称する。
また、柱状部141が第2溝154に入り込むと、スライド部材140およびカップリング部材130が下方に押し下げられた状態にラッチされ、図3(A)に示したように、カップリング部材130が出力ギア120から離れ、入力ギア110から出力ギア120に駆動力が伝達されない非連結状態となる。この、柱状部141が第2溝154に入り込むことで下方に押し下げられた状態にあるときのカップリング部材130の高さ位置を、ここでは「第2位置」と称する。
前述の通り、スライド部材140は、カム部材180により押し下げられる。スライド部材140は、柱状部141が第1溝153あるいは第2溝154から抜け出し、柱状部141の上端面141aがラッチ部152から離間した状態となる。この状態にあるときのカップリング部材130の高さ位置を、ここでは「第3位置」と称する。
ここで、ラッチ部材150のラッチ部152、ラッチ部152の第1溝153および第2溝154は、本発明にいう、ラッチ部、第1溝、および第2溝の各一例に相当する。また、ラッチ部152の上り斜面155、156は、それらの双方が本発明にいう斜面の一例に相当する。さらに、スライド部材140の柱状部141は、本発明にいう作用部の一例に相当する。
図5は、歯欠けギアの回転と停止を切り替えるクラッチ機構を示した図である。この図5は、ベース部材101側から見た形状を示した図である。
また、図6は、出力ギア側から見たときの、図5と同じクラッチ機構を示した図である。
これら図5、図6では、歯欠けギア170の歯欠け領域172が入力ギア110の第2歯列112に対面した回転位置にあり、歯欠けギア170は入力ギア110から切り離されている。この状態にある歯欠けギア170は、コイルばね190に矢印X方向に引かれていて、これにより矢印Y方向の回転力を受けている。ただし、歯欠けギア170の爪部173にソレノイド200のアーム201先端の鉤部201aが引っ掛ているため、歯欠けギア170は回転が阻止されて、図5,図6に示した回転位置をそのまま保っている。
図7は、ソレノイドに通電された直後のクラッチ機構を示した図である。
ソレノイド200に通電すると、アーム201がソレノイドの磁力に引かれて、鉤部201aが爪部173から外れる。すると、歯欠けギア170は、コイルばね190により矢印X方向に引かれて矢印Y方向への回転を開始する。
図8は、回転を開始した初期段階のクラッチ機構を示した図である。
歯欠けギア170がコイルばね190の作用により矢印Y方向に回転を開始すると、この図8に示すように、歯欠けギア70のギア列171の一部が、入力ギア110の第2歯列に噛み合う。一旦噛み合うと、その後は、歯欠けギア170は、入力ギア110の第2歯列112との噛合いにより回転する。
ここで、この入力ギア110には、歯欠けギア170と噛み合う第2ギア列112が、不図示のモータからの駆動力を受ける第1ギア111とは別に設けられている。このため、この入力ギア110を高速回転させる仕様の間欠駆動装置であっても、第2歯列の径やギア数を適切に選択した設計とすることにより、歯欠けギア170を適度な速度で回転させることができ、安定動作を確保することができる。仮に、入力ギア110に第2ギア列112が存在せず、モータからの駆動力を受ける第1ギア111自体で歯欠けギア170を駆動する構成の場合、クラッチ機構を安定的に動作させる必要上、第2ギア列112を第1ギア列111とは別に設けた本実施形態のクラッチ機構と比較し、クラッチ機構の安定動作の観点から入力ギア110の回転速度が制限を受けることになる。
あるいは、入力ギア110で歯欠けギア170を駆動するのではなく、歯欠けギア170を入力ギア110とは別途のギアで駆動する構成も考えられる。ただし、その場合、入力ギア110の駆動用と歯欠けギア170の駆動用との2系統の駆動機構が必要となり、大型化を招くおそれがある。
図8に戻って、本実施形態のクラッチ機構について説明を続ける。
図8に示した状態、すなわち、歯欠けギア170のギア列171の一部が入力ギア110の第2ギア列112と噛み合った状態になると、ソレノイド200への通電はもはや不要であり、通電が遮断される。通電が遮断されると、ソレノイド200のアーム201は元の姿勢に戻るが、歯欠けギア170の爪部173は過ぎ去った後であり、歯欠けギア170の回転はそのまま継続される。そして、この歯欠けギア170は、一周して、歯欠け領域172が第2ギア列112側を向くと、アーム200の先端の鉤部201aが爪部173に引っ掛り、その回転位置、すなわち、図5、図6に示す回転位置で停止する。ここで、図5から図8を参照しながら説明したクラッチ機構は、本発明にいう歯欠け歯車制御機構の一例に相当する。
この歯欠けギア170が回転を開始すると、それまで図3(A)に示す非連結状態にあったときは図3(B)に示す連結状態に切り替わり、あるいは、それまで図3(B)に示す連結状態にあったときは、図3(A)に示す非連結状態に切り替わる。
以下、この切替え機構について説明する。
図9は、スライド部材140およびカップリング部材130がカム部材により押し下げられている状態を示した断面図である。
歯欠けギア170が回転を開始すると、カム部材180もその歯欠けギア170と一緒に回転し、カム部材180のカム部181により、直接にはスライド部材140が押し下げられ、そのスライド部材140によりカップリング部材130も押し下げられる。
図10は、スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の動作説明図である。
スライド部材140は、ラッチ部材180のラッチ部181により、図10に示す高さ位置まで押し下げられる。この図10は、押し下げられる直前まで、スライド部材140の柱状部141が第2溝154に入り込んでいたことを示している。前述の通り、柱状部141が第2溝154に入り込んでいるときのカップリング部材130の高さ位置は、図3(A)に示す、カップリング部材130と出力ギア120との連結が外れた非連結状態の「第2位置」にある。図10には、柱状部141が第2溝154から外れるまで押し下げられた状態のスライド部材140が示されている。このときのカップリング部材130は、「第2位置」よりもさらに押し下げられた「第3位置」にある。
図10には、スライド部材140の爪部142が示されている。スライド部材140がカム部材180により押し下げられると、この爪部142は、歯欠けギア170の爪部173(例えば図6参照)と同じ高さ位置となる。そして、この爪部142は、歯欠けギア170が回転すると歯欠けギア170の爪部173と干渉する位置にある。
図11は、歯欠けギアとスライド部材の相互作用を示した図である。
スライド部材140には周回方向等間隔に複数の爪部142が形成されている。これら複数の爪部142の間隔、すなわち、隣接する爪部どうしの間の周回方向の角度は、ラッチ部材150のラッチ部152に形成されている第1溝153と第2溝154との間の周回方向の角度と一致している。
図11は、歯欠けギア170が矢印Yの向きに回転してきて、歯欠けギア170の爪部173がスライド部材140の爪部142に接した状態が示されている。歯欠けギア170の爪部173がスライド部材140の爪部142に接すると、歯欠けギア170のその後の回転により、歯欠けギア170の爪部173がスライド部材140の爪部142に押され、歯欠けギア170の爪部173がスライド部材140の爪部142から外れるまでの間、スライド部材140が矢印Zの向きに回転する。スライド部材140の爪部142は、本発明にいう干渉部の一例に相当する。
図12は、歯欠けギアの爪部に押されてスライド部材が回転した状態にある歯欠けギアとスライド部材を示した図である。
スライド部材140は、この図12に示す回転位置まで回転した段階で、カム部材180による押し下げから解放される。すると、スライド部材140は、コイルばね160により、カップリング部材130とともに押し上げられる。
図13は、ラッチ部材と押し上げられた状態のスライド部材とを示した図である。
上述の通り、スライド部材140は爪部173と爪部142との干渉により少し回転し、その回転した状態でカム部材180による押し下げから解放される。すると、図13に示すように、スライド部材140の柱状部141の頂部141aが、上り斜面156の、第2溝154の直下から少し外れた位置に突き当たる。この柱状部141の頂部141aが突き当たった位置は上り斜面156であり、このスライド部材140はコイルばね160によりさらに押されているため、スライド部材140は矢印Zの向きにさらに回転を続ける。
図14は、ラッチ部材と、柱状部が斜面に突き当たった後の回転を開始した状態にあるスライド部材とを示した図である。
また、図15は、ラッチ部材と、柱状部が第1溝に入り込んだ状態にあるスライド部材を示した図である。
スライド部材140がカム部材180による押し下げから解放されてコイルばね160により押し上げられると、図13に示すように、柱状部141の頂部141aが上り斜面156に突き当たる。すると、コイルばね160の更なる押し上げにより、図14に示すように、柱状部141の頂部141aが上り斜面156に沿って進む。すなわち、スライド部材140は、コイルばね160に押し上げられながら矢印Zの向きに回転する。そして、最終的には、図15に示すように、柱状部141が第1溝153に入り込んだ状態でスライド部材140の回転が停止する。このとき、カップリング部材130は、「第1位置」、すなわち、図3(B)に示す連結状態となる高さ位置まで持ち上げられる。
図3(B)に示す連結状態を図3(A)に示す非連結状態に切り替えるときも、上述した、図3(A)に示す非連結状態を図3(B)に示す連結状態に切り替えるときと同じ切替え動作が行われる。すなわち、ソレノイド200が通電されて歯欠けギア170が回転する。すると、歯欠けギア170と一緒に回転するカム部材180によりスライド部材140が押し下げられ、柱状部141が第1溝153から抜け出る。そして、歯欠けギア170の爪部173によりスライド部材140の爪部142が押されてスライド部材140が少し回転する。そして、その段階で、スライド部材140はカム部材180による押し下げから解放される。すると、スライド部材140はコイルばね10により押し上げられて、柱状部141の頂部141aが上り斜面155に突き当たる。そして、コイルばね160によるさらなる押し上げにより、スライド部材140が回転し、柱状部141が第2溝154に入り込む。柱状部141が第2溝154に入り込むと、スライド部材140の回転が停止する。スライド部材140の柱状部141が第2溝154に入り込むと、カップリング部材130は、「第2位置」まで持ち上げられる。この「第2位置」は、図3(A)に示す非連結状態の高さ位置であり、ソレノイド200が次に通電されるまでの間、この非連結状態が維持される。
以上の通り、本実施形態の間欠駆動装置100によれば、入力ギア110に、第1ギア列111と第2ギア列112が形成されているため、入力ギア110を高速回転させる仕様の間欠駆動装置であっても、歯欠けギア170を安定動作が可能な適切な回転速度となるように設計することができる。また、この間欠駆動装置100の駆動は一系統で済み、入力ギアを駆動する駆動系統と歯欠けギアを駆動する駆動系統を別系統とする構成と比べ、小型化が図られる。
また、本実施形態の間欠駆動装置は、上述のラッチ機構を備えているため、非連結状態と連結状態をソレノイドへの短時間の通電により切り替えることができ、省電力化が図られる。
なお、ここでは、間欠駆動装置をインクジェットプリンタに適用した例を取り上げて説明したが、本発明の間欠駆動装置は、インクジェットプリンタに限られず、例えば電子写真方式など様々な方式のプリンタにも適用することができる。さらに、本発明の間欠駆動装置の適用分野は、プリンタに限られるものではなく、駆動対象となる被駆動体を間欠的に駆動する必要がある場合に広く適用することができる。
10 インクジェットプリンタ
100 間欠駆動装置
101 ベース部材
102 軸部材
110 入力ギア
111 第1ギア列
112 第2ギア列
120 出力ギア
130 カップリング部材
131 カップリング部材の肩部
140 スライド部材
141 柱状部
141a 柱状部の上端面
142 スライド部材の爪部
150 ラッチ部材
152 ラッチ部
153 第1溝
154 第2溝
155、156 上り斜面
160 コイルばね
170 歯欠けギア
172 歯欠け領域
173 爪部
180 カム部材
181 カム部
190 コイルばね
200 ソレノイド
201 アーム
201a 鉤部
100 間欠駆動装置
101 ベース部材
102 軸部材
110 入力ギア
111 第1ギア列
112 第2ギア列
120 出力ギア
130 カップリング部材
131 カップリング部材の肩部
140 スライド部材
141 柱状部
141a 柱状部の上端面
142 スライド部材の爪部
150 ラッチ部材
152 ラッチ部
153 第1溝
154 第2溝
155、156 上り斜面
160 コイルばね
170 歯欠けギア
172 歯欠け領域
173 爪部
180 カム部材
181 カム部
190 コイルばね
200 ソレノイド
201 アーム
201a 鉤部
Claims (5)
- 歯列が部分的に欠如した歯欠け歯車と、
出力歯車と、
駆動力を受ける歯列であって前記歯欠け歯車に接触しない第1歯列と前記歯欠け歯車に駆動力を伝達する第2歯列とが形成され、前記出力歯車から回転軸方向に離間した位置に配置された入力歯車と、
前記入力歯車の駆動力を前記出力歯車へ伝達する第1位置および該伝達を解除する第2位置へと回転軸方向に移動する軸継手部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態から該歯欠け歯車の回転を開始させて該入力歯車と噛み合わせる歯欠け歯車制御機構と、
前記軸継手部材の回転軸方向の位置を前記第1位置と前記第2位置とに切り替える切替え機構とを備えたことを特徴とする間欠駆動装置。 - 前記歯欠け歯車制御機構が、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車を該入力歯車との噛合いの向きに付勢する第1バネ部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車に引っ掛って前記第1バネ部材による回転を阻止し、前記ソレノイドへの通電により該引っ掛りを解除する腕部を備えたソレノイドとを有することを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置。 - 前記歯欠け歯車が、前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にあるときに前記腕部が引っ掛る爪部を有することを特徴とする請求項2に記載の間欠駆動装置。
- 前記切替え機構が、
前記軸継手部材を前記第1位置に向けて付勢する第2バネ部材と、
前記軸継手部材を介して前記第2バネ部材の付勢を受け、該軸継手部材とともに回転軸方向に移動するとともに回転軸の周りに回転可能な移動部材と、
前記歯欠け歯車とともに回転して前記移動部材に干渉し、前記軸継手部材を、前記第2位置よりも前記第1位置からさらに離れた第3位置に移動させるカム部材と、
前記移動部材と干渉して、前記軸継手部材を前記第1位置へ移動させる第1と、該軸継手部材を前記第2位置に保持させる第2溝、および、該第1溝と該第2溝との間に形成された、該第1溝あるいは該第2溝への誘い込みの斜面とを有するラッチ部が設けられた移動位置決め部材とを備え、
前記移動部材が、該移動部材の回転位置に応じて、前記ラッチ部の、前記第1溝または前記第2溝に入り込み、あるいは前記斜面に接する作用部を有することを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の間欠駆動装置。 - 前記移動部材が、
前記軸継手部材が前記第3位置に移動したときに前記歯欠け歯車に干渉する干渉部を有し、
前記干渉部が前記歯欠け歯車から回転力を受けて前記作用部が前記斜面に対応する位置まで回転することを特徴とする請求項4に記載の間欠駆動装置。
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