JP4970082B2 - プリンタの軸受機構 - Google Patents

Description

本発明はプリンタの軸受機構に係り、特に、回転軸と該回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えたプリンタの軸受機構に関する。

従来より、例えばプリンタにおける記録用紙を搬送する搬送機構においては、搬送ローラやプラテンローラ等の回転軸と該回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構が用いられている。

このような従来の軸受機構は、一対の軸受を備えており、両軸受は円筒形状の軸受本体を有し、軸受本体の一端縁には円盤状の顎部が設けられている。前記軸受機構においては、円柱形状の回転軸の両端部が、両軸受の軸受本体の内部に挿通されており、回転軸は、両軸受に支持されながら、回転モータの駆動により回転するようになっている。そして、このような軸受機構を備えたプリンタの搬送機構は、回転軸としての一対の搬送ローラや、記録ヘッドおよびプラテンローラによって記録用紙を挟持しながら、回転モータの駆動によって搬送ローラおよびプラテンローラを所定の方向に回転させることにより、記録用紙を所定の方向に搬送するようになっている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００３−２９１４３２号公報 特開２００５−３５０２１８号公報

ここで、近年、プリンタのさらなる小型化・薄型化の要請が高まっており、プリンタの小型化・薄型化を図るための一手段として、搬送機構における回転モータの小型化が望まれている。

また、前記搬送機構において小型の回転モータを採用可能にするため、軸受機構の回転軸における両軸受との摺接部分の摺接負荷を低下させることが考えられている。すなわち、搬送機構において従来よりも小型の回転モータを用いた場合に、前記搬送機構による記録用紙の搬送力を低下させることなく、前記小型の回転モータによる低出力トルクによって記録用紙を搬送可能とするため、軸受機構において回転軸の回転により回転軸が両軸受に摺接する摺接部分の摺接負荷を低下させることが考えられている。

さらに、この摺接部分における摺接負荷を低下させるため、従来より、軸受機構における回転軸と両軸受との摺接部分に潤滑材を用いることが行われているが、従来の軸受機構において潤滑材を用いることのみでは、前記摺接部分におけるさらなる摺接負荷の低下を図ることが困難であった。このため、搬送機構において低出力トルクの小型の回転モータを採用することが難しく、この結果、プリンタの小型化・薄型化を図ることが困難であった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、回転軸と軸受との摺接部分における摺接負荷の低下を図ることが可能なプリンタの軸受機構を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るプリンタの軸受機構の特徴は、回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、前記軸受における前記回転軸との摺接部分のうち前記回転軸による加重が加わる一部分に、前記潤滑材が貯留される軸受側凹部を形成し、前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加して、前記軸受側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成する点にある。

この本発明に係るプリンタの軸受機構によれば、軸受のうち回転軸による加重より負荷が加わる一部分に、軸受側凹部が形成されており、軸受と回転軸との摺接部分に配置された潤滑材が軸受側凹部に貯留されるようになっている。これにより、軸受と回転軸との間であって回転軸による加重により負荷が加わる部分に、特に十分な量の潤滑材をとどめることができるので、両軸受の内部において回転軸をより円滑に摺接させることができる。

また、この本発明に係るプリンタの軸受機構によれば、潤滑材に添加された各球状粒子は、軸受側凹部の内部に配置される。そして、回転軸が両軸受の内部において回転すると、軸受側凹部の内部に配置された各球状粒子は、回転軸と両軸受の軸受側凹部との間において回転する。これにより、軸受機構は、各球状粒子の転がりによって回転軸を両軸受本体の内部において一層円滑に摺接させることができ、摺接部分の摺接負荷を低下させることができる。

本発明に係る他のプリンタの軸受機構の特徴は、前記軸受側凹部を、細長状の軸受側溝とする点にある。

この本発明に係る他のプリンタの軸受機構によれば、軸受側凹部を、細長状の軸受側溝とすることにより、十分な量の潤滑材および各球状粒子を軸受側溝の内部に配置させることができ、これにより、回転軸と両軸受との摺接部分における摺接負荷を一層低下させることができる。

本発明に係る他のプリンタの軸受機構の特徴は、前記軸受における前記回転軸を支持する軸受本体は、一体形成されている点にある。

この本発明に係る他のプリンタの軸受機構によれば、軸受における軸受本体の内周面における回転軸による加重により負荷が加わる一部分のみに軸受側溝を形成することにより、一体形成された軸受本体を備える軸受を用いた場合においても、容易かつ確実に軸受側凹部を形成することができる。

本発明に係る他のプリンタの軸受機構の特徴は、回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、前記回転軸における前記軸受との摺接部分に、前記潤滑材が貯留される軸側凹部を前記回転軸の全周にわたって形成し、前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加し、前記軸側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成した点にある。

この本発明に係るプリンタの軸受機構によれば、回転軸における軸受との摺接部分に、回転軸の全周にわたるように複数の軸側凹部が形成されており、回転軸と軸受との摺接部分に配置された潤滑材が各軸側凹部の全周に貯留されるようになっている。これにより、回転軸と両軸受との間における回転軸の全周に、特に十分な量の潤滑材を留めることができるので、回転軸を両軸受の内部においてより円滑に摺接させることができる。

また、この本発明に係る他のプリンタの軸受機構によれば、潤滑材に添加された各球状粒子は、軸側凹部の内部に配置される。そして、回転軸が両軸受の内部において回転すると、軸側凹部の内部に配置された各球状粒子は、回転軸と両軸受の軸側凹部との間において回転する。これにより、軸受機構は、各球状粒子の転がりによって回転軸を両軸受本体の内部において一層円滑に摺接させることができ、摺接部分の摺接負荷を低下させることができる。

本発明に係る他のプリンタの軸受機構の特徴は、前記軸側凹部を、細長状の軸側溝とする点にある。

この本発明に係る他のプリンタの軸受機構によれば、軸側凹部を、細長状の複数の軸側溝とすることにより、十分な量の潤滑材および各球状粒子を軸側溝の内部に配置させることができ、これにより、回転軸と両軸受との摺接部分における摺接負荷を一層低下させることができる。

また、本発明に係る他のプリンタの軸受機構の特徴は、回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、前記回転軸における前記軸受との摺接部分の全体に、前記潤滑材が貯留される軸側凹部を形成し、前記軸受における前記回転軸との摺接部分のうち前記回転軸による加重により負荷が加わる一部分に、前記潤滑材が貯留される軸受側凹部を形成し、前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加して、前記軸受側凹部の深さ寸法および前記軸側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成した点にある。

この本発明に係るプリンタの軸受機構によれば、潤滑材に添加された各球状粒子は、軸側凹部の内部に配置される。そして、回転軸が両軸受の内部において回転すると、軸側凹部の内部に配置された各球状粒子は、回転軸と両軸受の軸側凹部との間において回転する。これにより、軸受機構は、各球状粒子の転がりによって回転軸を両軸受本体の内部において一層円滑に摺接させることができ、摺接部分の摺接負荷を低下させることができる。また、軸受のうち回転軸の回転による加重により負荷が加わる一部分に、軸受側凹部が形成されており、軸受と回転軸との摺接部分に配置された潤滑材が軸受側凹部に貯留されるようになっている。これにより、軸受と回転軸との間であって加重負担が加わる部分に、特に十分な量の潤滑材をとどめることができるので、回転軸を両受軸の内部においてより円滑に摺接させることができる。また、潤滑材に添加された各球状粒子が、軸側凹部の内部に配置された状態で回転軸が両軸受の内部において回転すると、軸側凹部の内部に配置された各球状粒子が、回転軸と両軸受の軸側凹部との間において回転する。これにより、軸受機構は、回転軸を各球状粒子の転がりによって両軸受本体の内部において一層円滑に摺接させることができ、摺接部分の摺接負荷を低下させることができる。

以上述べたように、本発明に係る各プリンタの軸受機構によれば、回転軸を潤滑材を介して軸受の内部においてより円滑に摺接させることができ、回転軸と軸受との摺接部分における摺接負荷を低下させることができる。

以下、本発明に係るプリンタの軸受機構の一実施形態を図１から図５を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るプリンタの軸受機構を示す概略斜視図であり、図１に示すように、本実施形態に係るプリンタの軸受機構１は、円柱形状の回転軸２と、該回転軸２を回転自在に支持する一対の軸受３とを備えている。

両軸受３は円筒形状の軸受本体３ａを有し、軸受本体３ａの一端縁には円盤状の顎部３ｂが設けられており、円筒形状の軸受本体３ａは、一体形成されている。そして、軸受機構１においては、回転軸２の両端部が、両軸受３の軸受本体３ａの内部に挿通されて、回転軸２は、回転軸２の両端部を両軸受３に支持されながら、図示しない回転モータの駆動により回転するようになっており、回転軸２の回転により、両軸受３における軸受本体３ａの内周面と回転軸２の外周面とは摺接するようになっている。

図２および図３に示すように、軸受本体３ａの内周面における回転軸２の外周面と摺接する摺接部分のうち回転軸２による加重により負荷が加わる一部分には、潤滑材６が貯留されるような軸受側凹部として、細長状の複数の軸受側溝５が並列して形成されている。ここで、回転軸２による加重により負荷が加わる一部分とは、例えば、回転軸２としてプリンタのプラテンローラを用いた場合、サーマルヘッドが前記プラテンローラに圧接したときに、このサーマルヘッドの圧接によってプラテンローラにより負荷が加わる一部分をいう。

各軸受側溝５は、回転軸２の回転方向に対し直交方向に沿って形成されており、例えば、軸受本体３ａの内径寸法が４〜６ｍｍの軸受３について、２〜６μｍの深さ寸法に形成されている。

なお、各軸受側溝５の形成方向は、本実施形態の形成方向に限定されず、回転軸２の回転方向に規制されるものではなく、例えば、図４に示すように、回転軸２の回転方向に沿って形成してもよい。また、本実施形態においては、軸受側凹部として細長状の複数の軸受側溝５が形成されているが、軸受側凹部の形状は、本実施形態の形状に限定されるものではない。

また、図５に示すように、回転軸２の外周面のうち両軸受３との摺接部分には、潤滑材６が貯留される軸側凹部として、細長状の複数の軸側溝８が回転軸２の回転方向に沿って形成されており、各軸側溝８は、例えば、軸受本体３ａの内径寸法が４〜６ｍｍの軸受３について、２〜６μｍの深さ寸法に形成されている。

なお、各軸側凹部の形成方向や形状は、本実施形態の形成方向や形状に限定されるものではなく、回転軸２における軸受３との摺接部分において全周にわたって連続または断続して形成されるものであれば、回転軸２の回転方向に規定されずに形成することができる。

さらに、各軸受側溝５および各軸側溝８は、軸受３と回転軸２との摺接部分において軸受本体３ａの内周面と回転軸２の外周面との接触面積が、軸受本体３ａの内周面および回転軸２の外周面の全体が接触している場合に対して１０〜６０％となるように形成されていることが好ましい。

軸受機構１における回転軸２と両軸受３との摺接部分には、フッ素系材料等からなる潤滑材６が配置されており、潤滑材６には、炭素系もしくはＰＴＦＥ材の複数の球状粒子７が添加されている。各球状粒子７としては、各球状粒子７の直径寸法が各軸受側溝５の深さ寸法よりも長い寸法の各球状粒子７が用いられており、本実施形態においては、１０μｍ程度の直径寸法の球状粒子７が用いられている。そして、図５に示すように、各球状粒子７が添加された潤滑材６は、各軸受側溝５の内部に貯留されるようになっている。なお、潤滑材６や球状粒子７の大きさや材料は、本実施形態に限定されるものではない。

この軸受機構１は、プリンタにおける記録用紙を搬送する搬送機構のうち、例えば、回転モータによって駆動される搬送ローラやプラテンローラの軸受機構１に用いられている。そして、搬送機構は、一対の搬送ローラや、記録ヘッドおよびプラテンローラによって記録用紙を挟持しながら、回転モータの駆動によって搬送ローラおよびプラテンローラを所定の方向に回転させることにより、記録用紙を所定の方向に搬送するようになっている。なお、本発明に係るプリンタの軸受機構１は搬送機構に用いられる場合に限定されるものではない。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態によれば、軸受３の軸受本体３ａのうち回転軸２による加重により負荷が加わる一部分に、複数の軸受側溝５が形成されており、軸受３と回転軸２との摺接部分に配置された潤滑材６が各軸受側溝５に貯留されるようになっている。これにより、両軸受３と回転軸２との間であって加重負担が加わる部分に、特に十分な量の潤滑材６をとどめることができるので、回転軸２を両軸受３の内部においてより円滑に摺接させることができる。また、回転軸２における両軸受３との摺接部分に、回転軸２の全周にわたるように複数の軸側溝８が形成されており、回転軸２と軸受３との摺接部分に配置された潤滑材６が各軸側溝８の全周に貯留されるようになっている。これにより、回転軸２と両軸受３との間における回転軸２の全周に、特に十分な量の潤滑材６を留めることができるので、回転軸２を両軸受３の内部においてより円滑に摺接させることができる。

したがって、軸受機構１は、回転軸２を潤滑材６を介して両軸受３の内部においてより円滑に摺接させることができ、回転軸２と両軸受３との摺接部分における摺接負荷を低下させることができる。これにより、従来よりも低出力トルクの小型の回転モータを用いて回転軸２を回転させた場合であっても、この軸受機構１を用いた搬送機構の搬送力を維持することができるので、プリンタにおいて小型の回転モータを用いることができ、ひいてはプリンタの小型化・薄型化を図ることが可能となる。

また、潤滑材６には、各軸受側溝５の深さ寸法よりも長い直径寸法の炭素系もしくはＰＴＦＥ材料からなる複数の球状粒子７が添加されており、各球状粒子７は、各軸受側溝５および各軸側溝８の内部に配置される。そして、回転軸２が両軸受３の軸受本体３ａの内部において回転すると、各軸受側溝５および各軸側溝８の内部に配置された各球状粒子７は、回転軸２と両軸受３の各軸受側溝５との間において回転する。これにより、軸受機構１は、各球状粒子７の転がりによって、回転軸２を両軸受本体３ａの内部において一層円滑に摺接させることができ、摺接部分の摺接負荷を低下させることができる。

さらに、軸受側凹部および軸側凹部を、細長状の軸受側溝５に形成することにより、十分な量の潤滑材６および各球状粒子７を軸受側溝５および軸側溝８の内部に配置させることができ、これにより、回転軸２と両軸受３との摺接部分における摺接負荷を一層低下させることができる。

さらにまた、軸受本体３ａの内周面における回転軸２による加重により負荷が加わる一部分のみに軸受側溝５を形成することにより、一体形成された軸受本体３ａを備える軸受３を用いた場合においても、容易かつ確実に軸受側溝５を形成することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、本実施形態においては、軸受機構１における回転軸２に軸側溝８が形成されているとともに、軸受３に軸側溝８が形成されているが、本発明に係る軸受機構１はこれに限定されるものではなく、回転軸２および軸受３のいずれか一方に、軸側溝８また軸受側溝５が形成されていればよい。

本発明に係る軸受機構の一実施形態を示す概略斜視図 図１の軸受機構における軸受を示す概略斜視図 図１の軸受機構における回転軸と軸受との摺接部分を示す概略断面図 本発明に係る他の軸受機構における軸受を示す概略斜視図 図１の軸受機構における回転軸を示す概略斜視図

符号の説明

１ 軸受機構
２ 回転軸
３ 軸受
３ａ 軸受本体
３ｂ 顎部
５ 軸受側溝
６ 潤滑材
７ 球状粒子
８ 軸側溝

Claims (6)

1. 回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、
   前記軸受における前記回転軸との摺接部分のうち前記回転軸による加重により負荷が加わる一部分に、前記潤滑材が貯留される軸受側凹部を形成し、
   前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加して、前記軸受側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成したことを特徴とするプリンタの軸受機構。
2. 前記軸受側凹部を、細長状の軸受側溝とすることを特徴とする請求項１に記載のプリンタの軸受機構。
3. 前記軸受における前記回転軸を支持する軸受本体は、一体形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの軸受機構。
4. 回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、
   前記回転軸における前記軸受との摺接部分に、前記潤滑材が貯留される軸側凹部を前記回転軸の全周にわたって形成し、
   前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加し、前記軸側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成したことを特徴とするプリンタの軸受機構。
5. 前記軸側凹部を、細長状の軸側溝とすることを特徴とする請求項４に記載のプリンタの軸受機構。
6. 回転軸と、潤滑材を介して前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えた軸受機構であって、
   前記回転軸における前記軸受との摺接部分の全体に、前記潤滑材が貯留される軸側凹部を形成し、
   前記軸受における前記回転軸との摺接部分のうち前記回転軸による加重により負荷が加わる一部分に、前記潤滑材が貯留される軸受側凹部を形成し、
   前記潤滑材に炭素系もしくはＰＴＦＥ材の球状粒子を添加して、前記軸受側凹部の深さ寸法および前記軸側凹部の深さ寸法を前記球状粒子の直径寸法より短く形成したことを特徴とするプリンタの軸受機構。

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