JP5741844B2 - ベルト駆動装置、記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つのプーリー間に巻回される無端ベルトを駆動するベルト駆動装置に関する。また、本発明は前記ベルト駆動装置を備えた、ファクシミリやプリンター等に代表される記録装置に関する。

少なくとも２つのプーリー間に巻回される無端ベルトを駆動するベルト駆動装置は、ファクシミリやプリンター等に代表される記録装置をはじめ、種々の機器に用いられている。ベルト駆動装置において無端ベルトのテンションを適切に維持することは重要であり、例えばベルトテンションが適正値より弱い場合には、プーリーの歯から無端ベルトの歯が外れる「歯飛び」が生じてしまう。また逆に、ベルトテンションが適正値より強い場合には、モーターに不適切な高負荷が掛かってしまう。そこで、従来のベルト駆動装置においてはベルトテンションを適正に保つ為に、特許文献１に示される様な、無端ベルトにテンションを付与するローラーが設けられることがある。

特開２０１０−２４２７８９号公報

特許文献１に示されるベルト駆動装置は、揺動可能なホルダーにテンション付与ローラーを設け、モータープーリーとテンションローラーとの間でＳ字状に無端ベルトを取り回すとともに、ばねによってテンション付与方向にホルダーを付勢する構成を有していた。しかしこの様な従来のベルト駆動装置は、以下の技術的課題を有していた。

以下、図７及び図８を参照しながら従来技術に係るベルト駆動装置が有する技術的課題について説明する。ベルト駆動装置１２０は、駆動プーリー１３０と、第１プーリー１８０と、第２プーリー２００と、テンション付与ローラー１７０と、を有しており、これらプーリー及びローラー間に無端ベルト２２０が係回されている。

自由回転可能なテンション付与ローラー１７０は、駆動プーリー１３０と同軸で揺動するホルダ部材１５０に軸支されており、テンション付与ローラー１７０が無端ベルト２２０にテンションを付与する方向にホルダ部材１５０を付勢するばね１６０のばね力により、無端ベルト２２０にテンションが付与されている。

図７及び図８において、黒矢印はベルト移動方向を示しており、また矢印ｒは駆動プーリー１３０の回転方向を示している。ここで、駆動プーリー１３０が図の時計回り方向に回転するときは（図７）、駆動プーリー１３０から無端ベルト２２０に伝達されるトルクはテンション付与ローラー１７０に直接伝わらず、駆動プーリー１３０と第２プーリー２００との間における無端ベルト２２０に伝わる為、無端ベルト２２０には弛みは生じない。

しかしながら、駆動プーリー１３０が図の反時計回り方向に回転するときは（図８）、駆動プーリー１３０から無端ベルト２２０に伝達されるトルクはテンション付与ローラー１７０に直接伝わる為、これによりホルダ部材１５０はばね１６０のばね力に負けて図８に示す様にテンションを弱める方向に揺動してしまい（同図反時計回り方向）、これにより駆動プーリー１３０と第２プーリー２００との間における無端ベルト２２０に弛みが生じ、歯飛びが生じてしまうこととなる。

即ち、従来のベルト駆動装置にあっては、所定方向のベルト駆動時には適切なテンションを維持できるものの、前記所定方向とは逆方向のベルト駆動時には適切なテンションを維持できず、歯飛びが生じてしまうという課題があった。そしてこの様な技術的課題は、ベルトテンションが弱まる方向へのホルダ部材１５０の揺動を規制する手段を設けることで解決することもできる。

しかしながら、単にホルダ部材１５０の揺動を規制するのみでは、更に以下の様な技術的問題が生じる。即ちホルダ部材１５０には、駆動中においてプーリーの振れやベルト厚のばらつきによって微小揺動が生じる。

そしてホルダ部材１５０の揺動を規制する手段を設けると、この様な微小揺動までも拘束されてしまい、ベルトテンションが一時的に大きく増加してしまう場合がある。そしてこの様な一時的なベルトテンションの急激な増加は、異音の発生やモーター回転精度の低下を招くこととなる。

また、この様な問題を回避すべく、ホルダ部材１５０の微小揺動を許容可能な様に、ホルダ部材１５０の揺動を規制する手段を微調整して設けることも考えられるが、この場合には装置の組み立て工数が増加するし、また組み立て精度にばらつきが生じる虞もある。

そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、ベルトの正／逆いずれの回転方向であってもベルトの弛みを招くことがなく、しかもベルトテンションが一時的に急激に増加することを簡易且つ確実に防止することのできるベルト駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決する為の、本発明の第１の態様に係るベルト駆動装置は、少なくとも２つのプーリー間に巻回される無端ベルトと、前記無端ベルトにテンションを付与するテンション付与ローラーと、前記テンション付与ローラーを軸支するとともに、揺動支点を中心に揺動することにより前記テンションを変化させるホルダ部材と、前記テンションの増加方向に前記ホルダ部材を付勢する付勢手段と、前記ホルダ部材に形成された凸状の被規制部と当接することにより、前記テンションの減少方向への前記ホルダ部材の揺動を規制するストッパーと、を備え、前記ストッパーには、複数の歯状突起が形成されており、前記ストッパーを前記ホルダ部材に当接させて固定した状態において、前記被規制部が２つの前記歯状突起の間に入り込むとともに、当該２つの歯状突起の間の底部と前記被規制部の先端との間における、前記ホルダ部材の揺動に伴う前記被規制部の移動方向に、所定のクリアランスが形成される構成を備えることを特徴とする。

本態様によれば、前記ホルダ部材の大きな揺動は前記ストッパーにより規制されるが、前記ストッパーを前記ホルダ部材に当接させて固定した際に、前記被規制部が２つの歯状突起の間に入り込むとともに、当該２つの歯状突起の間の底部と前記被規制部の先端との間に所定のクリアランスが形成されるので、このクリアランスによって前記被規制部、即ち前記ホルダ部材は微小揺動が可能となる。よって、ベルトの正／逆いずれの回転方向であってもベルトの弛みを招くことがなく、しかもベルトテンションが一時的に急激に増加することを簡易且つ確実に防止することのできるベルト駆動装置を構成することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記歯状突起には、前記ホルダ部材の揺動に伴う前記被規制部の側面との接触を避ける逃げ形状が形成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記歯状突起には、前記ホルダ部材の揺動に伴う前記被規制部の側面との接触を避ける逃げ形状が形成されているので、前記ホルダ部材が微小揺動する際に前記被規制部によって前記歯状突起をこじることがなく、当該ホルダ部材が円滑に微小揺動することができる。

本発明の第３の態様は、第１のまたは第２の態様において、前記ストッパーが揺動支点を中心に揺動可能に設けられ、揺動することにより、前記ホルダ部材に当接する取付固定姿勢と、前記ホルダ部材から離間する非取付固定姿勢とを取り得ることを特徴とする。

本態様によれば、前記ストッパーが揺動支点を中心に揺動可能に設けられ、揺動することにより、前記ホルダ部材に当接する取付固定姿勢と、前記ホルダ部材から離間する非取付固定姿勢とを取り得るので、前記ストッパーの取付固定作業を容易に行うことができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記ストッパーを前記ホルダ部材に向けて押圧する押圧手段を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記ストッパーを前記ホルダ部材に向けて押圧する押圧手段を備えるので、装置の組立時において前記ストッパーを前記ホルダ部材に当接させる際の力のばらつきを抑えることができ、つまり組み立てばらつきを抑えることができる。その結果、上述したクリアランスを適切に確保することができる。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記押圧手段が、前記ストッパーに一体的に形成された弾性変形可能なアームと、前記アームを引っ掛ける為の穴が前記アームの弾性変形量を変化させる方向に所定間隔を空けて複数形成されたフレーム部材と、を備えて構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記押圧手段が、前記ストッパーに一体的に形成された弾性変形可能なアームと、前記アームを引っ掛ける為の穴が前記アームの弾性変形量を変化させる方向に所定間隔を空けて複数形成されたフレーム部材と、を備えて構成されているので、前記押圧力を容易に調整することができ、またその様な調整機構を構造簡単にして低コストに得ることができる。

本発明の第６の態様に係る記録装置は、媒体に記録を行う記録手段と、モーターから媒体を搬送するローラーへの動力伝達経路に設けられる、第１から第５の態様のいずれかに係るベルト駆動装置とを備えたことを特徴とする。本態様によれば、媒体に記録を行う記録装置において、上記第１から第５の態様のいずれかと同様な作用効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置の正面図。 ホルダ部材の被規制部と、ストッパーの歯状突起と、の係合状態を示す図。 ホルダ部材の被規制部と、ストッパーの歯状突起と、の係合状態を示す図。 ホルダ部材の被規制部と、ストッパーの歯状突起と、の係合状態を示す図。 ストッパーの固定前状態における被規制部と歯状突起との位置関係を示す図。 ホルダ部材の被規制部と、ストッパーの歯状突起と、の係合状態を示す図（比較例）。 従来技術に係るベルト駆動装置の正面図。 従来技術に係るベルト駆動装置の正面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、以下説明する実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることを前提として、以下本発明の一実施形態を説明するものとする。

図１は本発明に係るベルト駆動装置の一実施形態であるベルト駆動装置１２の正面図であり、また本発明に係る記録装置の一実施形態であるインクジェットプリンター１の要部構成を仮想線で示したものである。また、図２〜図４はホルダ部材１５に形成された被規制部１５ａと、ストッパー２４に形成された歯状突起２４ｄとの係合状態を示す図である。更に、図５はストッパー２４の固定前状態における被規制部１５ａと歯状突起２４ｄとの位置関係を示す図である。尚、無端ベルト２２、第１プーリー１８、第２プーリー２０、のこれらに形成されたギア歯は、図１では一部のみを示し、その他は省略している。

図１はインクジェットプリンター１の用紙搬送経路を側視した図でもあり、同図において符号１０は、媒体の一例である記録用紙Ｐに対してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを示しており、符号８はインクジェット記録ヘッド１０と対向配置された、記録用紙Ｐを支持する支持部材を示している。インクジェット記録ヘッド１０は、用紙幅方向（図１の紙面表裏方向）に往復動可能なキャリッジ９に設けられており、用紙幅方向に移動しつつインクを吐出することにより記録が行われる。

符号３は、用紙搬送方向（図１の左右方向）においてインクジェット記録ヘッド１０の上流側に設けられた搬送駆動ローラーを示しており、符号４は搬送駆動ローラー３との間で記録用紙Ｐをニップする搬送従動ローラーを示している。記録用紙Ｐは、搬送駆動ローラー３と搬送従動ローラー４とによってニップされた状態で、搬送駆動ローラー３が回転駆動されることにより、下流側に精密送りされる。

符号６は、用紙搬送方向においてインクジェット記録ヘッド１０の下流側に設けられた排出駆動ローラーを示しており、符号７は排出駆動ローラー６との間で記録用紙Ｐをニップする排出従動ローラーを示している。記録の行われた記録用紙Ｐは、排出駆動ローラー６と排出従動ローラー７とによってニップされた状態で、排出駆動ローラー６が回転駆動されることにより、図示しないスタッカに向けて排出される。尚、符号６ａは、排出駆動ローラー６の回転軸である。

続いてベルト駆動装置１２について説明する。ベルト駆動装置１２は、図示を省略するモーターから搬送駆動ローラー３及び排出駆動ローラー６（回転軸６ａ）に動力を伝達する。このベルト駆動装置１２は、搬送駆動ローラー３の軸端に取り付けられた第１プーリー１８と、排出駆動ローラー６（回転軸６ａ）の軸端に取り付けられた第２プーリー２０と、モーター回転軸１４に取り付けられた駆動プーリー１３と、テンション付与ローラー１７と、を有しており、これらプーリー及びローラー間に無端ベルト２２が係回されている。

自由回転可能なテンション付与ローラー１７は、駆動プーリー１３と同一軸芯を中心に揺動可能なホルダ部材１５に軸支されており、テンション付与ローラー１７が無端ベルト２２にテンションを付与する方向にホルダ部材１５を付勢するばね１６のばね力により、無端ベルト２２にテンションが付与されている。

ホルダ部材１５には、凸状の被規制部１５ａが形成されており、この被規制部１５ａに対向する位置に、ホルダ部材１５のテンション減少方向への揺動（図１の反時計回り方向）を規制するストッパー２４が設けられている。符号２８はストッパー２４を取り付けるフレームを示しており、ストッパー２４はこのフレーム２８に対して揺動軸２４ａを中心に図の時計回り方向／反時計回り方向に揺動可能に軸支され、また図示を省略する固定ねじによって固定される様になっている。

ストッパー２４の取付固定作業は、大略的には、先ずストッパー２４をフレーム２８に揺動可能に取付ける。その後、モーター停止状態において、ストッパー２４を揺動させることにより、当該ストッパー２４をホルダ部材１５に当接させる。即ち、ストッパー２４の姿勢を、ホルダ部材１５から離間する非取付固定姿勢（図１仮想線：符号２４’）から、ホルダ部材１５に当接する取付固定姿勢（図１実線：符号２４）に切り替える。そしてこの状態で、ストッパー２４をねじ固定する

ストッパー２４は、本実施形態では樹脂材料により形成されており、揺動軸２４ａの近傍から、弾性変形可能なアーム部２４ｂが延びている。一方、フレーム２８には穴２８ａ、２８ｂが所定間隔を空けて形成されており、穴２８ａ、２８ｂのいずれかに、アーム部２４ｂの先端２４ｃを引っ掛けることにより、アーム部２４ｂを弾性変形させることができる様になっている（図１実線）。

即ち、本実施形態に係るベルト駆動装置１は、ストッパー２４をホルダ部材１５に向けて押圧する押圧手段を備え、この押圧手段は本実施形態においてアーム部２４ｂと、アーム部２４ｂを引っ掛ける為の穴（２８ａ、２８ｂ）がアーム部材２４ｂの弾性変形量を変化させる方向に所定間隔を空けて複数形成されたフレーム２８と、を備えて構成されている。

そしてアーム部材２４ｂの弾性変形に伴う弾性力でストッパー２４をホルダ部材１５に押し付けることで、これによりストッパー２４をホルダ部材１５に当接させる際の力の大きさのばらつきを抑えることができ、これにより後述する被規制部１５ａとストッパー２４との間のクリアランスａを適正に設定することができる。また、複数の穴２８ａ、２８ｂが形成されていることで、ストッパー２４をホルダ部材１５に押し付ける際の押し付け力を容易に調整することができる。尚、押圧手段としては上記構成に限らず、例えばストッパー２４とは別個独立に設けられるばね等の付勢手段を利用しても良い。また、更に他の実施形態として上記押圧手段を備えない構成であっても構わない。

次に、ホルダ部材１５に形成された凸状の被規制部１５ａと当接することにより、テンション減少方向へのホルダ部材１５の揺動を規制するストッパー２４には、図２に示す様に複数の歯状突起２４ｄが形成されている。そして、ストッパー２４をホルダ部材１５に当接させて固定した状態において、被規制部１５ａが２つの歯状突起２４ｄ、２４ｄの間に入り込むとともに、当該２つの歯状突起２４ｄ、２４ｄの間の底部２４ｅと被規制部１５ａの先端との間における、ホルダ部材１５の揺動に伴う被規制部１５ａの移動方向（図２の矢印ｍ方向）に、所定のクリアランスａが少なくとも必ず形成される様になっている。

このクリアランスａは、被規制部１５ａと、２つの歯状突起２４ｄ、２４ｄと、の間の位置関係がどの様な場合であっても、必ず確保されることとなる。即ち、図５はストッパー２４を揺動させる際、歯状突起２４ｄが被規制部１５ａに近づく（矢印）ときの状態を示しており、被規制部１５ａの先端ＱがＹ１線より上側にあれば、被規制部１５ａは歯状突起２４ｄ_1と２４ｄ_2の間に入り込む（歯状突起２４ｄ_2が被規制部１５ａの側面に当接する）。

ストッパー２４の揺動軌跡上、被規制部１５ａが２つの歯状突起２４ｄ_1と２４ｄ_2の間に入り込んだ後に、当該被規制部１５ａが更に２つの歯状突起２４ｄ_1と２４ｄ_2の奥深くに入り込むことは無い為、クリアランスａは必ず確保される。尚、クリアランスａは、本実施形態では歯状突起２４ｄの頂部２４ｆと底部２４ｅとの間の高低差でもある。

次に、被規制部１５ａの先端ＱがＹ１線とＹ２線との間にあれば、被規制部１５ａは歯状突起２４ｄ_2と２４ｄ_3の間に入り込む（歯状突起２４ｄ_3が被規制部１５ａの側面に当接する）。或いは、被規制部１５ａの先端ＱがＹ２線より下側にあれば、被規制部１５ａは歯状突起２４ｄ_3と２４ｄ_4の間に入り込む（歯状突起２４ｄ_4が被規制部１５ａの側面に当接する）。いずれの場合であっても、上述の通りクリアランスａは必ず確保される。尚、Ｙ１、Ｙ２線は、歯状突起２４ｄが被規制部１５ａの側面に当接する直前の、歯状突起２４ｄの揺動軌跡に接する接線である。

そして、モーターが回転すると、プーリーの振れやベルト厚のばらつきによってホルダ部材１５には微小揺動が生じ、例えば図２の矢印ｍ方向に被規制部１５ａ（ホルダ部材１５）が揺動すると、図３に示す様に被規制部１５ａが２つの歯状突起２４ｄの奥深くに入り込む。このとき、歯状突起２４ｄには、被規制部１５ａの側面との接触を避ける逃げ形状（凹部：符号２４ｇで示す）が形成されているので、ホルダ部材１５ａは確実且つ円滑に微小揺動することができる。また、図２の矢印ｎ方向に被規制部１５ａ（ホルダ部材１５）が揺動すると、図４に示す様に被規制部１５ａが２つの歯状突起２４ｄの間から離れる。

この様に、図２のクリアランスａが確保されていることによって、ホルダ部材１５の微小揺動が確保され、ベルトテンションが一時的に急激に増加することを防止することができる。また、ストッパー２４によってホルダ部材１５の必要以上の揺動が防止されるので、無端ベルト２２の正／逆いずれの駆動方向であっても、図８を参照しつつ説明した様な大きなベルトの弛みを招くことがない。

尚、図６にクリアランスａが確保されない歯状突起の一例を、比較例として示す。図６のストッパー２４’に形成された歯状突起２４ｄ’は、図２に示す歯状突起２４ｄとは異なり単なるギザ状を成しており、ストッパー２４’をホルダ部材１５に突き当てた際に、２つの歯状突起２４ｄ’と被規制部１５ａとの間にクリアランスａは形成されない。この様に、上述した歯状突起２４ｄは単なるギザ形状ではなく、クリアランスａを確実に確保できる形状を有している。

１ インクジェットプリンター、３ 搬送駆動ローラー、４ 搬送従動ローラー、６ 排出駆動ローラー、７ 排出従動ローラー、８ 支持部材、９ キャリッジ、１０ インクジェット記録ヘッド、１２ ベルト駆動装置、１３ 駆動プーリー、１４ モーター回転軸、１５ ホルダ部材、１５ａ 被規制部、１６ ばね、１７ テンション付与ローラー、１８ 第１プーリー、２０ 第２プーリー、２２ 無端ベルト、２４ ストッパー、２４ａ 揺動軸、２４ｂ アーム部、２４ｃ 先端、２４ｄ 歯状突起、２４ｅ 底部、２４ｆ 先端、２４ｇ 逃げ形状、２８ フレーム、２８ａ、２８ｂ 穴、Ｐ 記録用紙

Claims (6)

1. 少なくとも２つのプーリー間に巻回される無端ベルトと、
   前記無端ベルトにテンションを付与するテンション付与ローラーと、
   前記テンション付与ローラーを軸支するとともに、揺動支点を中心に揺動することにより前記テンションを変化させるホルダ部材と、
   前記テンションの増加方向に前記ホルダ部材を付勢する付勢手段と、
   前記ホルダ部材に形成された凸状の被規制部と当接することにより、前記テンションの減少方向への前記ホルダ部材の揺動を規制するストッパーと、を備え、
   前記ストッパーには、複数の歯状突起が形成されており、
   前記ストッパーを前記ホルダ部材に当接させて固定した状態において、前記被規制部が２つの前記歯状突起の間に入り込むとともに、当該２つの歯状突起の間の底部と前記被規制部の先端との間における、前記ホルダ部材の揺動に伴う前記被規制部の移動方向に、所定のクリアランスが形成される構成を備える、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
2. 請求項１に記載のベルト駆動装置において、前記歯状突起には、前記ホルダ部材の揺動に伴う前記被規制部の側面との接触を避ける逃げ形状が形成されている、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
3. 請求項１または２に記載のベルト駆動装置において、前記ストッパーが揺動支点を中心に揺動可能に設けられ、揺動することにより、前記ホルダ部材に当接する取付固定姿勢と、前記ホルダ部材から離間する非取付固定姿勢とを取り得る、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
4. 請求項３に記載のベルト駆動装置において、前記ストッパーを前記ホルダ部材に向けて押圧する押圧手段を備える、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
5. 請求項４に記載のベルト駆動装置において、前記押圧手段が、前記ストッパーに一体的に形成された弾性変形可能なアームと、
   前記アームを引っ掛ける為の穴が前記アームの弾性変形量を変化させる方向に所定間隔を空けて複数形成されたフレーム部材と、を備えて構成されている、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
6. 媒体に記録を行う記録手段と、
   モーターから媒体を搬送するローラーへの動力伝達経路に設けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
   を備えた記録装置。

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