JP4952929B2 - 動力伝達装置及び動力伝達装置の組付け方法及び記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力伝達部と軸部とが一体成形され、回転中心に孔部が形成された動力伝達部材と、前記孔部に圧入固定され、前記動力伝達部材と一体になって回転する軸体と、前記動力伝達部材の軸部外周面を自由回転可能な状態で支持する軸受部とを備えた動力伝達装置、該動力伝達装置の組付け方法及び該動力伝達装置を備えた記録装置に関する。ここで、「記録装置」とは、プリンタ(シリアルプリンタ、ラインプリンタ等)、ファクシミリ、複写機等を含む概念である。
記録装置の一例として、以下、インクジェットプリンタを例に採って従来の動力伝達装置の構造を説明する。インクジェットプリンタには用紙の搬送や用紙の被記録面に対する記録の実行等の各部の動作を実行する動作実行手段が設けられている。また、これらの動作実行手段には動力源となる駆動モータの回転が動力伝達装置を介して伝達されている。例えば、動作実行手段が記録実行後の用紙を排出用スタッカに向けて排出する排出用ローラである場合には、駆動モータの回転がギア輪列を介して排出用駆動ローラの回転軸となる軸体に伝達されるように構成されている。
また、動作実行手段が記録ヘッドを走査方向に搬送するキャリッジである場合には、駆動モータの回転が歯付きプーリと歯付きベルトを介してキャリッジに伝達されるように構成されている。そして、これらの場合には軸体とギアあるいは軸体と歯付きプーリを一体に結合する必要があり、従来の結合構造としてはキー溝を利用した係止構造や下記の特許文献1に開示されているような圧入構造が採用されていた。
しかし、前記キー溝を利用した係止構造は、軸体の回転方向が反転する度にキーとキー溝間のクリアランス分、ガタが生じ、軸体とギアないし歯付きプーリ間に回転量差が発生してしまう。また、特許文献1に開示されているような圧入構造を採用した場合には、軸体の圧入によってギアないし歯付きプーリの軸部に外径変位が生じるため、軸部の外径と軸受部の内径とのクリアランスにばら付きが生じてしまう。この場合、圧入に基づく前記軸部の外径変位を想定して軸部の外形寸法を設定することも可能であるが、圧入による軸部の外径変位は一様ではないため、軸部の外形寸法の設定のみによって前記クリアランスのばら付きを低減させることは簡単ではない。従って、当該圧入位置には軸受作用部位を設けることはできず、前記圧入位置以外の軸体の他の部位に軸受作用部位を設けるようにしていた。しかし、前記圧入位置において軸受作用部位を設けることができれば、軸体の長さの短縮、ひいてはインクジェットプリンタの小型化が図れ、軸体の加工寸法精度の要求を低く抑えて軸体の加工効率を向上させることができる。
特開2001−235010号公報
本発明の課題は、動力伝達部材と軸体とが圧入構造の動力伝達装置において、動力伝達部材の軸部の軸受作用部位に前記圧入に起因する外径変位を生じさせることのない動力伝達装置、該動力伝達装置の組付け方法及び該動力伝達装置を備えた記録装置を提供することにある。
前記課題を解決するために本発明の第1の態様に係る動力伝達装置は、動力伝達部と軸部とが一体成形され、回転中心に孔部が形成された動力伝達部材と、前記孔部に圧入固定され、前記動力伝達部材と一体になって回転する軸体と、前記動力伝達部材の軸部外周面を自由回転可能な状態で支持する軸受部とを備え、前記孔部と前記軸体とは、前記圧入固定を実現する圧入接触部位と、互いに離間している非接触部位とを有して一体となっており、該非接触部位外方の軸部外周面に対して前記軸部と軸受部との対向領域が位置していることを特徴とするものである。
本態様によれば、動力伝達部材の軸部の軸受作用部位には圧入接触部位は存在していないから、当該軸受作用部位には前記圧入に起因した外径変位は生じない。また、孔部中に圧入接触部位と非接触部位とを設けることで同一の圧入位置に圧入接触部位と軸受作用部位とを併存させることができ、もって装置の小型化を図ることができる。
本発明の第2の態様に係る動力伝達装置は、前記第1の態様に係る動力伝達装置において、前記圧入接触部位は、前記軸部と前記軸受部との前記対向領域を挟んでその両側に配置されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記第1の態様の作用効果に加えて以下の作用効果が得られる。動力伝達部材と軸体との圧入固定が確実となり、両者の回転中心のずれや傾きが防止される。また、両側に設けられる圧入接触部位の間の位置に軸受作用部位が存在することになり、一体に回転する動力伝達部材と軸体の回転が円滑になって回転が安定する。
本発明の第3の態様に係る動力伝達装置は、前記第2の態様に係る動力伝達装置において、前記孔部は、前記非接触部位を挟んで動力伝達部側の圧入接触部位の内径が小径、軸部側の圧入接触部位の内径が大径になる異径段差孔形状に形成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記第2の態様の作用効果に加えて以下の作用効果が得られる。当該孔部を前記異径段差孔形状としたことにより、軸体に対して動力伝達部材を圧入する際の負荷が軽減され、円滑な圧入によって圧入精度が向上する。また、圧入中における軸体や動力伝達部材の変形、摩耗及び破損が防止される。
本発明の第4の態様に係る動力伝達装置は、前記第1の態様から第3の態様のいずれか一つの態様に係る動力伝達装置において、前記圧入接触部位外方の軸部外周面には前記軸部が軸受部から抜け出るのを防止する抜け止め部が前記圧入により形成されることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記第1の態様から第3の態様のいずれか一つの態様の作用効果に加えて以下の作用効果が得られる。当該抜け止め部によって、動力伝達部材の軸受部からの脱落が防止される。しかも、該抜け止め部は、前記軸体を前記孔部に圧入することにより前記圧入接触部位に対応する部分に形成されるので、前記軸部の外周面に予め抜け止め部を突出形成等しておく必要がない。すなわち、動力伝達部材の軸部は、圧入接触部位としての機能と、軸受作用部位としての機能に加えて軸受部からの抜け止め部としての機能を併有するようになっている。
本発明の第5の態様に係る動力伝達装置は、前記第1の態様、第2の態様又は第4の態様に係る動力伝達装置において、前記軸体の外径は、前記非接触部位との対向領域で小径、前記圧入接触部位との対向領域で大径になる異径段差軸形状に形成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記第1の態様、第2の態様又は第4の態様の作用効果に加えて以下の作用効果が得られる。動力伝達部材の孔部の内径を一定に形成した場合でも、前記孔部中に圧入接触部位と非接触部位とを併存させることが可能になる。
本発明の第6の態様に係る動力伝達装置は、前記第1の態様から第5の態様のいずれか一つの態様に係る動力伝達装置において、前記動力伝達部材は歯部と軸部が一体成形され、回転中心に孔部が形成されたギアであることを特徴とするものである。
本態様によれば、軸体の一端にギアが圧入固定された動力伝達装置に対して前記各態様と同様の作用効果を発現させることが可能になる。例えば、インクジェットプリンタの排出用駆動ローラの回転軸に回転を伝達する動力伝達装置として適用でき、前記回転軸の円滑な回転と回転軸の長さの短縮化に寄与し、被記録材の円滑な排出と、装置の小型化、構造の簡素化及び製造コストの削減等が図れるようになる。
本発明の第7の態様に係る動力伝達装置の組付け方法は、軸体を軸受部が取り付けられた支持フレームに対して配置する軸体配置工程と、動力伝達部と軸部が一体成形され、回転中心に孔部が形成された動力伝達部材を前記軸体の一端面側から挿入し、軸部外周面と軸受部との嵌合及び孔部に対する軸体の圧入固定とを同時に実行する動力伝達部材取付け工程と、を備えていることを特徴とするものである。
本態様によれば、支持フレームに配置された軸体の一端面側から動力伝達部材を挿入することによって動力伝達部材の軸部の軸受作用部位に外径変位を生じさせることなく、軸体の所定の位置に動力伝達部材を圧入固定することが可能になる。また、圧入接触部位では軸部の外径変位が生ずるが、該外径変位が軸受部からの軸部の抜け止めを防止する抜け止め部として機能するようになる。
本発明の第8の態様に係る記録装置は、記録装置の各部の動作を実行する動作実行手段と、前記動作実行手段を駆動する動力源となる駆動手段と、前記駆動手段によって生起された動力を前記動作実行手段に伝達する動力伝達装置とを備え、前記動力伝達装置は前記第1の態様から第6の態様のいずれか一つの態様に係る動力伝達装置であることを特徴とするものである。
本態様によれば、インクジェットプリンタ等の記録装置において、前記各態様と同様の作用効果が得られるようになる。そしてコンパクトで構造が簡単で安価な記録装置を提供できるようになる。
以下、本発明に係る動力伝達装置、該動力伝達装置の組付け方法及び該動力伝達装置を備えた記録装置について説明する。最初に本願発明の記録装置を実施するための最良の形態としてインクジェットプリンタ100を採り上げて、その全体構成の概略を図面に基づいて説明する。
図1はインクジェットプリンタの内部構造の概略を示す側断面図である。インクジェットプリンタ100は、記録装置本体の一例であるプリンタ本体3を備え、該プリンタ本体3の後部に斜め後方上部に向けて突出するように給送用トレイ5が設けられている。給送用トレイ5上には、積畳された多数枚の被記録材(本明細書において用紙ともいう)Pが載置されるようになっている。給送用トレイ5上に積畳された用紙Pは、エッジガイド15によって左右の側縁(エッジ)が案内され、自動給送装置の主要な構成部材である給送用ローラ14とホッパ16との挟圧送り作用によって1枚ずつ自動給送されるようになっている。
また、自動給送された用紙Pは、搬送用駆動ローラ19aと搬送用従動ローラ19bとの一対のニップローラによって構成されている搬送用ローラ19に供給され、該搬送用ローラ19の搬送力によって記録ポジション26に送られる。記録ポジション26には記録実行手段である記録ヘッド13と、記録ヘッド13の往復移動方向Xへの往復移動手段であるキャリッジ10と、用紙Pの下面を支持して記録ヘッド13との間のギャップPGを規定するプラテン28とがそれぞれ設けられている。そして、記録が実行された用紙Pは、排出用駆動ローラ20aと排出用従動ローラ20bとの一対のニップローラによって構成されている排出用ローラ20によって用紙搬送方向Yの下流端に設けられている排出用スタッカ50の載置面51上に排出され、スタックされるように構成されている。
尚、このように構成されるインクジェットプリンタ100には、後述するように、記録の実行や用紙Pの搬送等の各部の動作を実行する動作実行手段30と、該動作実行手段30を駆動する動力源となる駆動手段31と、該駆動手段31によって生起された動力を前記動作実行手段30に伝達する以下詳述する本発明の動力伝達装置1とが設けられている。
[実施例]
次に、このようにして構成されるインクジェットプリンタ100に対して設けられる本発明の動力伝達装置1について図面に基づいて具体的に説明する。尚、本実施例では動作実行手段30として、前述した排出用ローラ20における排出用駆動ローラ20a、駆動手段31として排出用駆動ローラ20aの動力源となる駆動モータ32、動力伝達装置1として前記排出用駆動ローラ20aの回転軸となる軸体33に動力を伝える装置を例に採って説明する。
図2は排出用駆動ローラへの動力伝達に適用した本実施例に係る動力伝達装置を示す斜視図、図3は同上、要部正面図である。図4は組付け後の動力伝達装置の要部拡大断面図であって、図3中のA部を拡大して示す縦断正面図、図5は組付け途中の動力伝達装置を示す縦断正面図である。
本実施例の動力伝達装置1は、動力伝達部34と軸部35とが一体成形され、回転中心に孔部36が形成された動力伝達部材37と、前記孔部36に圧入固定され、前記動力伝達部材37と一体になって回転する軸体33と、前記動力伝達部材37の軸部35の外周面35aを自由回転可能な状態で支持する軸受部38とを備えることによって基本的に構成されている。
そして、本実施例では、動力伝達部材37として動力伝達部34である歯部34aと軸部35が一体成形され、回転中心に孔部36が貫通状態で形成されているギア37aが適用されている。歯部34aは外周面に多数の歯39、39、・・・が刻設されている円板状の部材で、該歯部34aの中心には軸芯方向に突出するように円筒状の軸部35が一体成形されている。尚、動力伝達部材37は、軸体33より硬度が低く、剛性と弾性を兼ね備えた材料、例えばポリオキシメチレン(POM)等のプラスチック材料によって形成されている。
ギア37aの中心を貫通する孔部36には、軸体33に接触し圧入固定される2つの圧入接触部位40、41と、これら2つの圧入接触部位40、41の間に位置し、前記軸体33から離間する非接触部位42とが設けられている。そして、前記非接触部位42の外方の軸部35における外周面35aに、軸部35と軸受部38とが摺接する軸受作用部位として機能する対向領域43が設けられている。従って、2つの圧入接触部位40、41は、前記軸部35と軸受部38との対向領域43を挟んで歯部34a側と軸部35側の両側に配置されており、歯部34a側に配置されている内径の小さなものが小径の圧入接触部位40、軸部35側に配置されている内径の大きなものが大径の圧入接触部位41になっている。
また、前記非接触部位42の内径は、前記大径の圧入接触部位40の内径とほぼ同じに設定されている。すなわち、孔部36は、内径の違う前記小径の圧入接触部位40、非接触部位42、大径の圧入接触部位41によって構成されている異径段差孔形状に形成されている。また、前記大径の圧入接触部位41の外方に位置する軸部35の外周面35aには、軸部35が軸受部38から抜け出るのを防止する抜け止め部44が前記圧入によって形成されている。該抜け止め部44は、前記対向領域43に隣接する軸部35の先端部分の外周面35aが前記圧入の結果、外方(直径が大きくなる方向)に盛り上がることによって形成されている。
軸体33は、前記動力伝達部材37よりも硬質の剛性の高い材料、例えば金属製材料によって形成される丸棒状の部材である。軸体33は、プリンタ本体3の支持フレームの一例である左右のサイドフレーム45、46間に水平に架け渡される長さを有しており、プリンタ本体3の幅方向に適宜の間隔で一例として6個の排出用駆動ローラ20aが配設されている(図2、図3)。また、図3及び図4中、向かって左側に位置する軸体33の左端部33aには、先端部が前記小径の圧入接触部位40に圧入固定され、基端部が前記非接触部位42と隙間47を隔てて対向している外径の小さな小径部48と、前記大径の圧入接触部位41に圧入固定される大径部49とが設けられている。
軸受部38は、図3及び図4中、向かって左側に位置する軸受部38aと、図3中、向かって右側に位置する軸受部38bとの2つの軸受部によって構成されている。これらの軸受部38a、38bは、左右のサイドフレーム45、46に対して個別に取り付けられており、このうち向かって左側に位置する軸受部38aが前記ギア37aの軸部35において軸受作用部位として機能している対向領域43の外周面35aに摺接するように構成されている。
次に、このようにして構成される本実施例の動力伝達装置1をプリンタ本体3に対して組み付ける本発明の動力伝達装置の組付け方法の一実施例について説明する。本発明の動力伝達装置の組付け方法は、(1)軸体配置工程と、(2)動力伝達部材取付け工程との2つの工程によって構成されている。以下、これら2つの工程について具体的に説明する。
(1)軸体配置工程(図5参照)
軸体設置工程は、軸体33を軸受部38が取り付けられた支持フレームの一例である左右のサイドフレーム45、46間に水平に架け渡すように配置する工程である。即ちプリンタ本体3に対して設けられている図示しない軸受部や前記左右端の2つの軸受部38a、38bを利用して左右のサイドフレーム45、46間の所定の位置に軸体33を設置する。尚、本実施例では、該軸体33には予め排出用駆動ローラ20aが所定の位置に所定の個数、取り付けられている。
(2)動力伝達部材取付け工程(図4、図5参照)
動力伝達部材取付け工程は、動力伝達部材37である前記ギア37aを前記軸体33の一端面側(本実施例では左端部33a側)から挿入し、対向領域43における軸部35の外周面35aと軸受部38aとの嵌合及び孔部36に対する軸体33の圧入固定とを同時に実行する工程である。即ち、ギア37aの軸部35を内側に向けて軸体33の左端部33aに押し込むと、大径の圧入接触部位41と非接触部位42は軸体33の小径部48を擦り抜けて軸体33に当接する位置まで進入する。
この状態から更にギア37aを押し込んで行くと、小径の圧入接触部位40に対する小径部48の圧入と、大径の圧入接触部位41に対する大径部49の圧入とが開始され、一杯に押し込んだ位置でギア37aは軸体33の左端部33aに圧入固定される。尚、この状態では、ギア37aは軸体33の左端部33aと完全に一体化されており、ギア37aに伝達された動力は損失なく軸体33に伝わり、軸体33に取り付けられている複数の排出用駆動ローラ20aを回転させ、所望の用紙Pの排出を実行できるようになっている。
またこの時、同時に大径の圧入接触部位41外方の軸部35の外周面35aが外方に膨らむことによって抜け止め部44が形成される。従って、嵌合後の軸部35の軸受部38aからの脱落がギア37aの軸体33に対する圧入に伴って同時に防止されるようになっている。また、孔部36の形状を上述したように異径段差孔形状に形成し、軸部35の左端部33aに小径部48と大径部49とを形成することによってギア37aを軸体33に圧入する際の負荷が軽減され円滑な動力伝達装置の組み付けができるようになっている。
[実施例2]
本願発明に係る動力伝達装置1、該動力伝達装置の組付け方法及び該動力伝達装置を備えた記録装置100は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
図6は軸体の左端部と孔部の構成を異にする動力伝達装置の他の実施例2を示す縦断正面図である。この実施例の動力伝達装置1Aは、孔部36Aの形状を段差のない軸方向にフラットな円孔とし、一方当該孔部36Aに挿嵌される軸体33Aは、その左端部33aの形状を先端部と基端部に互いに同径の大径部49を配置し、これらの間に小径部48を配置した異径段差軸形状に形成されている。
このように構成した場合においても、中央部の非接触部位42を挟んで両側に2つの圧入接触部位41、41が形成され、前記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。また、異径段差軸形状の軸体33Aの成形に当たっては、割り型を利用した型成形や切削加工との併用、あるいは2部材を接合する等の手法が採用できる。
[実施例3]
図7は動力伝達部材を異にする動力伝達装置の他の実施例3を示す平断面図である。この実施例の動力伝達装置1Bは、キャリッジ10の往復移動方向Xへの動力伝達に使用されている動力伝達部材37である歯付きプーリによって構成されている駆動プーリ37bと、該駆動プーリ37bを駆動する動力源となる駆動モータ32bと、該駆動モータ32bと駆動プーリ37bとを接続する軸体33Bとの間に本発明の動力伝達装置の構成を適用したものである。
このように構成した場合においても、動力伝達部材37としてギア37aを適用した前記実施例1、実施例2と同様の作用効果を得ることができる。尚、図7中、符号11で示す部材は、駆動プーリ37bと図示しない従動プーリ間に巻回される無端帯状の歯付きベルトであり、符号52で示す部材は左右のサイドフレーム45、46間に設けられる支持フレームの一例であるメインフレーム、符号38cで示す部材はメインフレーム52に取り付けられる軸受部である。
[その他の実施例]
この他、本発明の動力伝達装置1は搬送用駆動ローラ19aへの動力伝達にも利用でき、インクジェットプリンタ100における他の種々の動作実行手段30への動力伝達に利用可能である。また、インクジェットプリンタ100以外の他の記録装置や、記録装置以外の種々の電子機器の動作実行手段30への動力伝達手段としても勿論利用することが可能である。
インクジェットプリンタの内部構造の概略を示す側断面図。 本実施例に係る動力伝達装置を示す斜視図。 本実施例に係る動力伝達装置を示す正面図。 本実施例に係る組み付け後の動力伝達装置を示す要部拡大断面図。 本実施例に係る組み付け途中の動力伝達装置を示す要部拡大断面図。 他の実施例に係る動力伝達装置を示す要部拡大断面図。 更に他の実施例に係る動力伝達装置を示す要部拡大断面図。
符号の説明
1 動力伝達装置、3 プリンタ本体(記録装置本体)、5 給送用トレイ、10 キャリッジ、11 歯付きベルト、13 記録ヘッド、14 給送用ローラ、15 エッジガイド、16 ホッパ、19 搬送用ローラ、19a 搬送用駆動ローラ、19b 搬送用従動ローラ、20 排出用ローラ、20a 排出用駆動ローラ、20b 排出用従動ローラ、26 記録ポジション、28 プラテン、30 動作実行手段、31 駆動手段、32 駆動モータ、32b 駆動モータ、33 軸体、33a 左端部、34 動力伝達部、34a 歯部、35 軸部、35a 外周面、36 孔部、37 動力伝達部材、37a ギア、37b 駆動プーリ、38 軸受部、39 歯、40 (小径の)圧入接触部位、41 (大径の)圧入接触部位、42 非接触部位、43 対向領域、44 抜け止め部、45 (左側の)サイドフレーム(支持フレーム)、46 (右側の)サイドフレーム(支持フレーム)、47 隙間、48 小径部、49 大径部、50 排出用スタッカ、51 載置面、52 メインフレーム(支持フレーム)、100 インクジェットプリンタ(記録装置)、P 用紙(被記録材)、X 往復移動方向、PG ギャップ、Y 用紙搬送方向

Claims (7)

  1. 動力伝達部と軸部とが一体成形され、回転中心に孔部が形成された動力伝達部材と、
    前記孔部に圧入固定され、前記動力伝達部材と一体になって回転する軸体と、
    前記動力伝達部材の軸部外周面を自由回転可能な状態で支持する軸受部とを備え、
    前記孔部と前記軸体とは、前記圧入固定を実現する圧入接触部位と、互いに離間している非接触部位とを有して一体となっており、該非接触部位外方の軸部外周面に対して前記軸部と軸受部との対向領域が位置しており、
    前記圧入接触部位外方の軸部外周面には前記軸部が軸受部から抜け出るのを防止する抜け止め部が前記圧入により形成されることを特徴とする動力伝達装置。
  2. 請求項1に記載の動力伝達装置において、
    前記圧入接触部位は、前記軸部と前記軸受部との前記対向領域を挟んでその両側に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
  3. 請求項2に記載の動力伝達装置において、
    前記孔部は、前記非接触部位を挟んで動力伝達部側の圧入接触部位の内径が小径、軸部側の圧入接触部位の内径が大径になる異径段差孔形状に形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
  4. 請求項1又は2に記載の動力伝達装置において、
    前記軸体の外径は、前記非接触部位との対向領域で小径、前記圧入接触部位との対向領域で大径になる異径段差軸形状に形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の動力伝達装置において、
    前記動力伝達部材は歯部と軸部が一体成形され、回転中心に孔部が形成されたギアであることを特徴とする動力伝達装置。
  6. 軸体を軸受部が取り付けられた支持フレームに対して配置する軸体配置工程と、
    動力伝達部と軸部が一体成形され、回転中心に孔部が形成された動力伝達部材を前記軸体の一端面側から挿入し、軸部外周面と軸受部との嵌合及び孔部に対する軸体の圧入固定とを同時に実行する動力伝達部材取付け工程と、を備えていることを特徴とする動力伝達装置の組付け方法。
  7. 記録装置の各部の動作を実行する動作実行手段と、
    前記動作実行手段を駆動する動力源となる駆動手段と、
    前記駆動手段によって生起された動力を前記動作実行手段に伝達する動力伝達装置とを備え、
    前記動力伝達装置は請求項1〜のいずれか1項に記載の動力伝達装置であることを特徴とする記録装置。
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