JP4978252B2 - プラスチック製軸受、搬送装置、記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック製軸受、搬送装置、記録装置に関する。

プリンタ等の記録装置では、印刷用紙等の被記録材を搬送するために、給紙用回転軸（給紙ローラ）や排紙用回転軸（排紙駆動ローラ）等を備えており、これらを回転駆動させることで、印刷用紙が回転軸上を搬送されるのが一般的である。
給紙用回転軸や排紙用回転軸は、プラスチックからなるフレームやプラテン等に形成された軸受に軸支される（特許文献１参照）。

この軸受にはオイルやグリース等の潤滑油が予め供給されており、給紙用回転軸や排紙用回転軸が円滑に回転できるようになっている。軸受に供給された潤滑油が不十分な場合には、回転軸の起動トルクの増大やスティックスリップ現象（摩擦力が周期的に大きく変動する現象）が発生し、微振動や異音を引き起こす。このため、軸受の軸受面には、溝が形成されており、この溝（油溝）に潤滑油を溜めて、保持できるようになっている。
特開２００２−２６５０８９号公報

しかしながら、軸受は、プラスチックからなるフレームやプラテン等と同時に成形されるため、その軸受面は金型の型抜き方向に開口する形状（Ｕ字形状）となっている。同様に、軸受面に形成される油溝も同様である（図８参照）。
このため、油溝に予め供給された潤滑油は、徐々に油溝から漏れ出して、潤滑不足を引き起こしてしまうという問題がある。特に、離油度の高いグリースの場合には、潤滑成分である基油が漏れ出して、潤滑不足が発生しやすいという問題がる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、回転軸を軸支する軸受面からの潤滑油の漏れを抑えて、良好な潤滑を維持することができるプラスチック製軸受、搬送装置、記録装置を提案することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係るプラスチック製軸受は、プラスチック成形品の一部に形成されるプラスチック製軸受であって、回転軸を支持する半円形の軸受面と、前記軸受面と相反する方向に開口する半円形に形成されて前記軸受面からの前記回転軸の抜け出し規制する曲面部と、を備え、前記軸受面に、潤滑油を保持可能な複数の不貫通穴がそれぞれ同一方向に平行に形成されることを特徴とする。
これにより、回転軸を挿入した際に、不貫通穴から潤滑油が漏れ出しづらくなる。したがって、良好な潤滑及び軸支を長期間にわたり維持されて、回転軸の起動トルクの増大、スティックスリップ現象、微振動、異音の発生を防止できる。

前記不貫通穴と前記軸受面との接合部分に、面取りが形成されることを特徴とする。
前記軸受面と前記回転軸との間に、５０μｍ以下の隙間が形成されることを特徴とする。
少なくとも前記軸受面が発泡成形されることを特徴とする。
これにより、良好な潤滑及び軸支を長期間にわたり維持しつづけることができる。

本発明に係る搬送装置は、プラスチック成形品の一部に形成された軸受と、前記軸受により軸支された回転軸とを備え、前記回転軸を回転駆動することにより搬送物を搬送する搬送装置において、前記軸受として、本発明に係るプラスチック製軸受を用いることを特徴とする。
これにより、搬送物を円滑かつ高精度に搬送することが可能となる。

本発明に係る記録装置は、被記録材を搬送部により搬送しつつ、記録部により前記被記録材に記録処理を施す記録装置において、前記搬送部として、本発明に係る搬送装置を用いることを特徴とする。
これにより、被記録材に対する記録処理の精度向上を図ることができる。

以下、本発明に係るプラスチック製軸受、搬送装置、記録装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ装置の外観斜視図であり、図２は同正面図、図３は同側断面図である。

インクジェットプリンタＩＪ（以下「プリンタ」と略称する）は、印刷用紙Ｐを給送する給紙ユニット１０、インクジェット記録ヘッド２４及びキャリッジ２２を備えるキャリッジユニット２０、印刷用紙Ｐを搬送する搬送ユニット６０、インクジェット記録ヘッド２４のメンテナンスを行うインクシステムユニット８０を備えている。
そして、搬送ユニット６０の上側にキャリッジユニット２０が、側方にインクシステムユニット８０がそれぞれ連結し、キャリッジユニット２０の背面側に給紙ユニット１０が連結し、４つのユニットが合体するように構成されている。

給紙ユニット１０は、給紙ユニットフレーム１２、給紙ローラ１３、可動ガイド１４，固定ガイド１５及びホッパ１６等を備える。そして、給紙ユニットフレーム１２に対して、給紙ローラ１３の回動軸１３ａ、ホッパ１６等が取り付けられる。

キャリッジユニット２０は、キャリッジガイド軸２５、キャリッジモータ２７、従動プーリ２９及び用紙検出器３６等を備える。また、キャリッジユニット２０には、排紙フレーム３０が取り付けられる。
キャリッジモータ２７には、駆動プーリ２８が取り付けられ、駆動プーリ２８と従動プーリ２９との間にキャリッジベルト２６が掛架される。そして、キャリッジベルト２６には、キャリッジ２２に固定され、キャリッジモータ２７の回動によって、キャリッジガイド軸２５に沿って主走査方向に往復動するようになっている。

搬送ユニット６０は、搬送ユニットフレーム６１、搬送駆動ローラ６２、搬送従動ローラホルダ６４、排紙駆動ローラ軸６５ａ及び紙案内６７等を備える。
そして、搬送ユニットフレーム６１に対して、搬送従動ローラホルダ６４及び紙案内６７等が取り付けられる。また、搬送ユニットフレーム６１には、プラテン６６が形成され、このプラテン６６に対して、搬送駆動ローラ６２、排紙駆動ローラ軸６５ａが取り付けられる。
なお、プラテン６６に対する搬送駆動ローラ６２及び排紙駆動ローラ軸６５ａの取り付け構造については後述する。

また、搬送ユニット６０は駆動モータ６９を備え、この駆動モータ６９により、給紙ローラ１３、搬送駆動ローラ６２、排紙駆動ローラ６５及びインクシステムユニット８０が駆動源されるようになっている。
駆動モータ６９から給紙ローラ１３、搬送駆動ローラ６２及び排紙駆動ローラ６５への動力伝達は、搬送ユニット６０の側方に設けられる歯車装置９０によって行われる。
一方、インクシステムユニット８０への動力伝達は、排紙駆動ローラ軸６５ａ及び不図示の歯車装置を介して行われる。
なお、歯車装置９０には、搬送駆動ローラ６２及び排紙駆動ローラ６５の回転位置（回転角度）や回転速度を検出するエンコーダ装置４０が付設され、このエンコーダ装置４０の検出結果に基づいて駆動モータ６９の回転量等が制御される。

インクシステムユニット８０は、キャップ装置、ポンプ装置及びブレードユニット（いずれも不図示）備えており、搬送ユニットフレーム６１の側方に連結される。
キャップ装置は、キャリッジ２２がホームポジションに移動した際に、インクジェット記録ヘッド２４をキャップしてノズル面を保護する。ポンプ装置は、キャップ状態のキャップ装置に負圧を供給し、インクジェット記録ヘッド２４のノズル開口からのインク吸引を行う。ブレードユニットは、キャリッジ２２の往復動領域を横切る位置と往復動領域から退避する位置とを移動可能に構成され、例えば、キャリッジ２２が印字領域からホームポジションに移動する際に、インクジェット記録ヘッド２４のノズル面を払拭することでクリーニングを行う。

プリンタＩＪの上流側（プリンタＩＪの後方側）に配置されるホッパ１６上には、例えばＡ４サイズ等の印刷用紙Ｐが傾斜姿勢で堆積・収納される。ホッパ１６は、上部に位置する回動支点（不図示）を中心に回動可能に構成されており、回動することによりその下部が給紙ローラ１３に対して圧接したり、離間したりする様になっている。
また、ホッパ１６上の印刷用紙Ｐは、ホッパ１６の幅方向にスライド可能な可動ガイド１４と固定ガイド１５により、その側端がガイドされる。
そして、印刷用紙Ｐのうちの最上位のものは、ホッパ１６が給紙ローラ１３に対して圧接した際に、給紙ローラ１３の回動動作に伴って、下流側（プリンタＩＪの前方側）に繰り出されるようになっている。

給紙ローラ１３は、側面視略Ｄ形の形状を有しており、回動軸１３ａが回動駆動されることによって回動する。そして、この給紙ローラ１３は、印刷動作時にはその平坦部が印刷用紙Ｐに対向する状態に制御され、これによって印刷用紙Ｐの搬送負荷の発生を防止するようになっている。

紙案内６７は、給紙ローラ１３よりも下流側下方に、略水平に配置されており、給紙ローラ１３によって繰り出された印刷用紙Ｐの先端が紙案内６７に斜めに当接し、滑らかに下流側に案内されるようになっている。
更に下流側には、回動駆動する搬送駆動ローラ６２と、この搬送駆動ローラ６２に圧接する搬送従動ローラ６３とが設けられており、印刷用紙Ｐが搬送駆動ローラ６２と搬送従動ローラ６３とにニップされて、一定ピッチで下流側に搬送される。
なお、搬送従動ローラ６３は、搬送従動ローラホルダ（不図示）によって、常に搬送駆動ローラ６２に対して圧接するように付勢される。

搬送駆動ローラ６２の下流には、プラテン６６及びインクジェット記録ヘッド２４が上下方向に対向して配設されており、印刷用紙Ｐが搬送駆動ローラ６２の回動によってインクジェット記録ヘッド２４の下へ搬送され、更にプラテン６６によって下から支持されるようになっている。
インクジェット記録ヘッド２４は、インク・カートリッジ２３を搭載するキャリッジ２２の底部に設けられている。そして、キャリッジ２２が主走査方向に延びるキャリッジガイド軸２５にガイドされながら主走査方向に往復動する際に、インクジェット記録ヘッド２４は、印刷用紙Ｐに向けてブラック、イエロー、シアン、マゼンダ等のインクを吐出する。
なお、インク・カートリッジ２３は、例えば、４つのカートリッジ（すなわち、４色のインク（ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ）がそれぞれ別個独立に充填された容器）からなり、それぞれが別個独立に交換可能となっている。

インクジェット記録ヘッド２４よりも下流には、排紙駆動ローラ６５と、排紙従動ローラ３１と、排紙補助ローラ３２とが配設される。排紙駆動ローラ６５は、主走査方向に延びる排紙駆動ローラ軸６５ａに対して複数個取り付けられる。排紙従動ローラ３１は、排紙駆動ローラ６５に軽く圧接することによって従動回動するように設けられている。
したがって、インクジェット記録ヘッド２４によって印刷処理された印刷用紙Ｐは、排紙駆動ローラ６５と排紙従動ローラ３１とによってニップされた状態で排紙駆動ローラ６５が回動することにより、下流側に排出される。
排紙補助ローラ３２は、排紙従動ローラ３１のやや上流側に設けられ、印刷用紙Ｐをやや下方に押しつけて、印刷用紙Ｐのプラテン６６からの浮き上がりを防止する。これにより、印刷用紙Ｐとインクジェット記録ヘッド２４との距離を規制している。

図４は、エンコーダ装置４０及び歯車装置９０の斜視図であって、プラテン６６の裏面（下面）側から見た図である。
歯車装置９０は、搬送ユニットフレーム６１のプラテン６６に設けられている。プラテン６６には複数の軸受１００が形成されており、この軸受１００により搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａが軸支される。
搬送駆動ローラ６２の軸端には、搬送駆動ローラ歯車９２が設けられている。搬送駆動ローラ６２の側方（後方下側）には、駆動モータ６９が、その回動軸を搬送駆動ローラ６２の軸方向と平行にした状態で搬送ユニットフレーム６１（図４では不図示）に固定されている。

駆動モータ６９の回動軸には、ピニオン歯車９４が取り付けられ、このピニオン歯車９４と搬送駆動ローラ歯車９２とが噛み合っている。なお、ピニオン歯車９４は、例えば、真鍮（黄銅）により形成される。
また、排紙駆動ローラ軸６５ａの軸端には、排紙駆動ローラ歯車９６が設けられている。そして、排紙駆動ローラ歯車９６と搬送駆動ローラ歯車９２の間には、これら２つの歯車９２，９６にそれぞれ噛み合う伝達歯車９８が設けられている。
これにより、駆動モータ６９が回動すると、搬送駆動ローラ６２が回動すると同時に、排紙駆動ローラ軸６５ａが回動するようになっている。
なお、搬送駆動ローラ歯車９２、排紙駆動ローラ歯車９６、伝達歯車９８は、樹脂成形される。

エンコーダ装置４０は、搬送駆動ローラ歯車９２の側面に両面テープ等を介して接着された円盤状スケール４２と、搬送ユニットフレーム６１に取り付けられたセンサ部（不図示）と等から構成されている。
円盤状スケール４２の外周側面には、光透過部と光遮断部が円周方向に一定ピッチで交互に繰り返し形成されてなる回転検出用パターン（スリットパターン：不図示）が形成される。

センサ部は、フォトインタラプタ等を備えており、フォトインタラプタの発光部と受光部との間に、円盤状スケール４２の外周部が挟入するようになっている。そして、発光部から受光部に向けて放射される光の光軸は、円盤状スケール４２の外周部を垂直に貫く様に設定される。
これにより、円盤状スケール４２が搬送駆動ローラ６２（搬送駆動ローラ歯車９２）の回動に伴って回転すると、センサ部のフォトインタラプタから、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返す矩形波の信号が、不図示の制御部に向けて出力される。
そして、制御部は、この矩形波の個数から搬送駆動ローラ６２の回動量を求めると同時に、矩形波の繰り返し周期から搬送駆動ローラ６２の回動速度を求め、必要な印刷制御（印刷用紙Ｐの搬送制御）を行うようになっている。

図５は、本発明の実施形態に係る軸受１００を示す斜視図であって、図５（ａ）はプラテン６６の表面（上面）側から見た斜視図、図５（ｂ）は同断面斜視図である。
軸受１００は、プラテン６６の複数個所に一体成形されたのもであって、上側（プラテン６６の表面側）に開口するＵ字形の主軸受部１１０と、下側（裏面側）に開口するＵ字形の副軸受部１２２，１２４とから構成される。
主軸受部１１０は、主として搬送駆動ローラ６２等を支持する部位であって、搬送駆動ローラ６２等の周面に接触する断面視半円形の曲面部１１１を有している。副軸受部１２２，１２４は、搬送駆動ローラ６２等が主軸受部１１０の開口側に抜け出ることを防止する部位であって、曲面部１１１に対向する断面視半円形の曲面部１２３，１２５を有すると共に主軸受部１１０の両端に配置される。
これにより、搬送駆動ローラ６２等は、その半径方向への移動が、主軸受部１１０及び副軸受部１２２，１２４により規制（軸支）されるようになっている。

主軸受部１１０の曲面部１１１には、複数のグリース溜まり１１４が形成されている。グリース溜まり１１４は、曲面部１１１の表面から陥没するよう形成された不貫通穴であって、全てのグリース溜まり１１４が主軸受部１１０の開口方向（鉛直方向）に平行となるように形成される。そして、このグリース溜まり１１４には、グリース等の潤滑油が充填されて、搬送駆動ローラ６２等と軸受１００との潤滑を行うようになっている。
グリース溜まり１１４と曲面部１１１との境界には、面取り１１６が形成される。面取り１１６は、いわゆるＲ形状（曲面）であってもよいし、直線形状（chamfer形状）であってもよい。面取り１１６を設けることにより、グリース溜まり１１４に収容されたグリースが、搬送駆動ローラ６２等と軸受１００との間に良好にしみ込むようになっている。
なお、搬送駆動ローラ６２と軸受１００（曲面部１１１，１２３，１２５）との間には、約５０μｍ以下の隙間が形成される。

図６は、軸受１００を成形する金型１５０（コア型１５２）を示す斜視図であって、図６（ａ）は全景斜視図、図６（ｂ）は拡大斜視図である。
金型１５０のコア型１５２には、主軸受部１１０の副軸受部１２２，１２４等を成形するためのキャビティ１５４が形成されており、このキャビティ１５４内に主軸受部１１０の曲面部１１１を成形するための中子１５６が配置されている。
中子１５６には、型抜き方向（コア面１５２ｓに垂直な方向）に平行に複数のピン１５８が突出するように埋め込まれる。このピン１５８により、グリース溜まり１１４が成形される。つまり、全てのグリース溜まり１１４は、型抜き方向に平行に形成される。
このように、グリース溜まり１１４は、比較的簡単に成形することができる。

次に、軸受１００等の作用について説明する。
プラテン６６の複数個所に一体成形された軸受１００により搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａを軸支する場合には、まず、軸受１００の曲面部１１１に形成された複数のグリース溜まり１１４に対して、シリンジ等のディスペンサを用いてグリース等の潤滑油を充填する。また、曲面部１１１，１２３，１２５にも、潤滑油を塗布しておく。
次に、軸受１００の側方から、側方から搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａ等を挿入する。そして、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａに対して、軸受１００からの抜け止めとしてのＣリング等を装着する。

図７に示すように、軸受１００では、グリース溜まり１１４が主軸受部１１０の開口方向に向けて平行に形成されているので、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａが挿入された際には、グリース溜まり１１４が外部に露出することなく、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａの外周面に面する。
図８に示すように、従来の油溝では充填したグリース等の潤滑油が外部に露出する部分から漏れ出してしまう。
一方、軸受１００では、グリース溜まり１１４が外部に露出していないので、グリース等の潤滑油が外部に漏れ出してしまうことが殆どない。したがって、良好な潤滑を維持して、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａを良好に軸支し続けることができる。

このように、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａが良好に軸支されるので、起動トルクの増大やスティックスリップ現象の発生が殆どなくなる。更に、微振動や異音も抑えられる。
したがって、印刷用紙Ｐを良好かつ高精度に搬送（給紙・排紙）することができるので、印刷処理（記録処理）も高精度、高効率に行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明はこれに限定されるものではない。特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、軸受１００の主軸受部１１０の曲面部１１１にのみ、グリース溜まり１１４を形成する場合について説明したが、副軸受部１２２，１２４の曲面部１２３，１２５にグリース溜まり１１４を形成してもよい。

また、図９に示すように、軸受１００に搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａを挿入した際に、全てのグリース溜まり１１４の開口が搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａにより完全に閉塞されるように、グリース溜まり１１４の位置を調整することが望ましい。

また、曲面部１１１，１２３，１２５を発泡成形してもよい。曲面部１１１，１２３，１２５に多数の凸凹形状が形成され、この凸凹にグリース等の潤滑油が介在しやすくなって、搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａを良好に軸支可能となるからである。

グリース溜まり１１４の形状は、上面視円形以外であってもよい。また、グリース溜まり１１４の大きさ（開口面積）、数、深さは、潤滑油の種類、回転軸の材質・回転速度等に応じて、適宜、変更可能である。

また、複数のリース溜まり１１４に、複数種類の潤滑油等を充填してもよい。例えば、Ａ材とＢ材を複数のリース溜まり１１４に分けて充填し、これらが搬送駆動ローラ６２や排紙駆動ローラ軸６５ａに接触する際に混ぜ合わされて潤滑成分Ｃに化学変化するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ装置の外観斜視図である。 インクジェットプリンタ装置本体の正面図である。 インクジェットプリンタ装置本体の側断面図である。 エンコーダ装置及び歯車装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受を示す斜視図である。 軸受を成形する金型を示す斜視図である。 軸受を示す断面図である。 従来の軸受及び油溝を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る軸受の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

ＩＪ…インクジェットプリンタ（記録装置）、 ６０…搬送ユニット（搬送装置、搬送部）、 ６１…搬送ユニットフレーム、 ６２…搬送駆動ローラ（回転軸）、 ６５ａ…排紙駆動ローラ軸（回転軸）、 ６６…プラテン（プラスチック成形品）、 １００…軸受（プラスチック製軸受）、 １１０…主軸受部、 １１１…曲面部（軸受面）、 １１４…グリース溜まり、 １１６…面取り、 １２２，１２４…副軸受部、 １２３，１２５…曲面部（軸受面）、 １５０…金型、 １５２…コア型、 １５２ｓ…コア面、 １５４…キャビティ、 １５６…中子、 １５８…ピン、 Ｐ…印刷用紙（搬送物、被記録材）

Claims (6)

1. プラスチック成形品の一部に形成されるプラスチック製軸受であって、
   回転軸を支持する半円形の軸受面と、
   前記軸受面と相反する方向に開口する半円形に形成されて前記軸受面からの前記回転軸の抜け出し規制する曲面部と、
   を備え、
   前記軸受面に、潤滑油を保持可能な複数の不貫通穴がそれぞれ同一方向に平行に形成されることを特徴とするプラスチック製軸受。
2. 前記不貫通穴と前記軸受面との接合部分に、面取りが形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製軸受。
3. 前記軸受面と前記回転軸との間に、５０μｍ以下の隙間が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラスチック製軸受。
4. 少なくとも前記軸受面が発泡成形されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のプラスチック製軸受。
5. プラスチック成形品の一部に形成された軸受と、前記軸受により軸支された回転軸とを備え、前記回転軸を回転駆動することにより搬送物を搬送する搬送装置において、
   前記軸受として、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の軸受を用いることを特徴とする搬送装置。
6. 被記録材を搬送部により搬送しつつ、記録部により前記被記録材に記録処理を施す記録装置において、
   前記搬送部として、請求項５に記載の搬送装置を用いることを特徴とする記録装置。

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