JPH10211727A - カム機構及びプリンター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フェースカムのカム面における接触摩擦力やモ
ーター駆動の負荷トルクを小さくし、カム面の上りと下
りにおけるカム従動子の移動に伴うトルクムラを解消す
るカム機構及びプリンターを提供する。 【解決手段】本発明に係るカム機構は、モータ１４によ
って回転する回転軸１５にフェースカム１８を固着し、
揺動ピン１１をフェースカム１８のカム面１８Ａに、軸
方向に直動自在の押さえカム２０で付勢する。この押さ
えカム２０はフェースカム１８のカム面１８Ａに対向す
るカム面２０Ａを有し、このカム面２０Ａのカム曲線
は、フェースカム１８のカム曲線と同一に形成される。
これにより、モータ１４の回転時に揺動ピン１１がフェ
ースカム１８のカム面１８Ａに従動して移動する一方
で、押さえカム２０は略同位置に停止したまま、揺動ピ
ン１１を略一定の付勢力で付勢することができる。従っ
て、カム面における接触摩擦力やモーター駆動の負荷ト
ルクを小さくすることができ、カム面の上りと下りにお
けるカム従動子の移動に伴うトルクムラを解消すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカム機構及びプリン
ターに係り、特にフェースカムによるカム機構、及び該
カム機構が適用され、ＬＥＤ光源等による光ビームを感
光体に照射してプリントを作成するプリンターに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＥＤ光源等による光ビームを感
光体に照射してプリントを作成するプリンターが知られ
ている。従来のこの種のプリンターでは、主走査とし
て、ＬＥＤ光源による光ビームをカム機構によって揺動
するミラーに反射させて光ビームを走査し、主走査方向
にライン状の光ビーム（以下、ラインビームという。）
を生成して感光体に照射するとともに、副走査として、
感光体をセットしたユニット（ステージ）（以下、副走
査ユニットと称す。）を副走査方向に水平に移動して、
ＬＥＤ光源によるラインビームを副走査方向に走査する
ようにしている。これにより、ＬＥＤ光源による光ビー
ムは感光体上で主走査方向と副走査方向に走査され、感
光体にプリントが作成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のプリンターにおいてミラーを揺動させるカム機構
にフェースカムが使用されている。このカム機構は、回
転するフェースカムのカム面にカム従動子をスプリング
バネ等の付勢力によって押し当て、フェースカムのカム
面にカム従動子を従動させるというものである。

【０００４】しかしながら、このカム機構では、フェー
スカムとカム従動子のあいだにおける接触摩擦が大き
く、駆動モーターの負荷トルクも大きくなり、フェース
カムのカム面の上りと下りにおけるカム従動子の移動に
伴うトルクムラも発生して、プリントの作成に悪影響を
与えるという問題がある。この機構でプリントを高速で
作成した場合、スプリングバネは回転速度に２乗に比例
して伸縮力を増加させ、動力源のモーター駆動力は回転
速度の３乗に比例して増加させなければならない。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、フェースカムのカム面における接触摩擦力やモ
ーター駆動の負荷トルクを小さくし、カム面の上りと下
りにおけるカム従動子の移動に伴うトルクムラを解消す
るカム機構及びプリンターを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカム機構は
上記目的を達成するために、回転軸に固着され該回転軸
とともに回転するフェースカムと、前記回転軸の軸方向
に移動自在に配設されるとともに該回転軸とともに回転
する押さえカムであって、前記フェースカムのカム面と
対抗するカム面を有するとともにフェースカムのカム曲
線と同じカム曲線を有する押さえカムと、前記押さえカ
ムを前記フェースカムに向かって付勢する付勢手段と、
前記フェースカムと押さえカムとの間に挟持されるカム
従動子を有し、前記回転軸の回転に伴って往復移動する
カム従動節と、を備えたことを特徴としている。

【０００７】また、本発明に係るプリンターは上記目的
を達成するために、モータによってカム機構を駆動し、
該カム機構によってミラーを揺動させ、該ミラーによっ
て光ビームを主走査方向に走査させるとともに、前記モ
ータによって感光体と前記光ビームとを相対的に副走査
方向に移動させて前記光ビームを副走査方向に走査さ
せ、前記感光体にプリントを行うプリンターにおいて、
前記カム機構は、前記モータによって回転する回転軸に
固着され、該回転軸とともに回転するフェースカムと、
前記回転軸の軸方向に移動自在に配設されるとともに該
回転軸とともに回転する押さえカムであって、前記フェ
ースカムのカム面と対抗するカム面を有するとともにフ
ェースカムのカム曲線と同じカム曲線を有する押さえカ
ムと、前記押さえカムを前記フェースカムに向かって付
勢する付勢手段と、前記フェースカムと押さえカムとの
間に挟持されるカム従動子を有し、前記回転軸の回転に
伴って往復移動し前記ミラーを揺動させるカム従動節
と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】本発明に係るカム機構によれば、フェース
カムと、このフェースカムのカム面に対向するカム面を
有するとともにフェースカムのカム曲線と同じカム曲線
を有する押さえカムとによってカム従動子を挟持する。
そして、付勢手段によって前記押さえカムを前記フェー
スカムに向かって付勢する。また、本発明に係るプリン
ターは上記カム機構を適用する。

【０００９】これにより、フェースカム及び押さえカム
の回転時に、押さえカムがカム従動子をフェースカムに
向かって付勢する力は、略一定に保たれるとともに、小
さくて良く、フェースカムのカム面とカム従動子との接
触摩擦力や駆動モータの負荷トルクが小さくなるととも
に、カム面の上りと下りにおけるカム従動子の移動に伴
うトルクムラが解消される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るカム機構及びプリンターの好ましい実施の形態につい
て詳説する。図１は本発明に係るカム機構が適用された
プリンターの構造を示した斜視図である。同図に示すプ
リンターは主走査方向（同図ｘ方向）にビームを揺動さ
せてラインビームを生成する主走査機構と、副走査ユニ
ット２６に載置された感光体２５を副走査方向（同図ｙ
方向）に移動させてラインビームを順次副走査方向に走
査させる副走査機構とから構成されている。

【００１１】まず、主走査機構について説明する。同図
に示すようにプリンター本体１の底面２に、ＬＥＤ（発
光ダイオード）光源３、照明レンズ４、揺動ミラー５、
反射ミラー６等が配置される。ＬＥＤ光源３は例えば３
本の発光ダイオードから成り、それぞれ感光体２５の発
色波長に応じた３つの波長の光を出力する。また、ＬＥ
Ｄ光源３から出力されるＬＥＤ光はプリント画像に応じ
て強度変調される。ＬＥＤ光源３から出力されたＬＥＤ
光は照明レンズ４によって感光体１７上で焦点を結ぶ光
ビームとなり、揺動ミラー５の反射面に入射する。

【００１２】揺動ミラー５は揺動レバー７に固定され、
揺動レバー７は支柱８を介してプリンター本体１の底面
２に回転自在に支持される。そして、揺動レバー７の先
端には、揺動ピン１１が回転自在に設けられ、この揺動
ピン１１は後述するフェースカム１８と押さえカム２０
に挟持される。フェースカム１８は回転軸１５に固着さ
れ、この回転軸１５はプリンター本体１の壁面１２内に
固着された軸受け１３Ａに回転自在に支持されるととも
にモータ１４の回転軸１６に連結される。尚、モータ１
４は、壁面１２内に固着された軸受け１３Ｂに装着され
る。

【００１３】また、図２に示すようにフェースカム１８
に隣接して押さえカム２０が回動自在に嵌合される。そ
して、押さえカム２０にはフェースカム１８に固着され
た一対の回り止めピン２１、２１が嵌合自在に嵌入さ
れ、フェースカム１８と連動して回転する。また、押さ
えカム２０には、一端がスプリング保持部材２３によっ
て固定されたスプリングバネ２４が取り付けられ、これ
により押さえカム２０はフェースカムの方向に付勢され
るようになっている。尚、スプリング保持部材２３はセ
ットビス２２によって回転軸１５の任意位置に固定され
る。

【００１４】一方、揺動レバー７の先端に装着された揺
動ピン１１の先端には径の異なるボールベアリング９、
１０が装着される。そして、揺動ピン１１はフェースカ
ム１８と押さえカム２０に挟持され、ボールベアリング
９は、フェースカム１８のカム面１８Ａのみに接触し、
ボールベアリング１０は押さえカム２０のカム面２０Ａ
のみに接触する。

【００１５】これにより、押さえカム２０がスプリング
バネ２４の付勢力によってボールベアリング１０を介し
て揺動ピン１１をフェースカム１８の方向に付勢し、こ
の付勢力がボールベアリング９をフェースカム１８のカ
ム面１８Ａに押し当てる。従って、揺動ピン１１はフェ
ースカム１８のカム面１８Ａに従動して移動する。とこ
ろで、フェースカム１８のカム面１８Ａに対向する押さ
えカム２０は、フェースカム１８との間隔がどの位置に
おいても一定となるようにフェースカム１８のカム曲線
と同一のカム曲線が形成される。即ち、押さえカム２０
のカム面２０Ａはフェースカム１８のカム面１８Ａと平
行となるように形成される。これにより、モータ１４の
回転時に、押さえカム２０の軸方向の移動はほとんどな
く、スプリングバネ２４による付勢力が一定に保たれ
る。従って、揺動ピン１１がフェースカム１８に与える
押圧力は略一定に保たれる。また、これによりスプリン
グバネ２４による付勢力を小さくしてモータ１４のトル
クを小さくすることができ、モータ１４を小形化するこ
とができる。

【００１６】このように揺動ミラー５がフェースカム１
８及び押さえカム２０と揺動ピン１１によるカム機構に
より揺動することによって、ＬＥＤ光源３から発光さ
れ、照明レンズ４を介して揺動ミラー５に入射した光ビ
ームは、反射方向を変化させながら反射ミラー６に入射
する。そして、反射ミラー６で反射された光ビームはラ
インビームを生成し、感光体２５に照射される。

【００１７】次に副走査機構について説明する。図１に
示すように、上面にアパーチャー（内溝）２６Ａが設け
られた副走査ユニット（図示の如きコの字型の箱）２６
がプリンター１の底面２に設置されたレール２７上に副
走査方向（同図ｙ方向）に移動自在に設置される。そし
て、アパーチャー２６Ａ上に感光体２５がセットされ
る。

【００１８】また、プリンター本体１の壁面１２内に固
着された軸受け１３Ｃに、送りネジが形成された回転軸
２８が回転自在に支持される。この回転軸２８の送りネ
ジには、上記副走査ユニット２６に固着された連結部材
２９が螺合される。また、回転軸２８にプーリー３０が
固着されるとともに、回転軸１５にプーリー３１が固着
され、プーリー３０とプーリー３１の間にベルト３２が
張設される。これにより、モータ１４が回転するとモー
ター１４の回転が減速されて回転軸２８に伝達され、回
転軸２８が回転する。そして、回転軸２８が回転するこ
とにより、連結部材２９を介して副走査ユニット２６が
副走査方向に水平移動する。

【００１９】以上説明した主走査機構及び副走査機構に
より、モータ１４を回転させると、揺動ミラー５が揺動
し、ＬＥＤ光源３から出力された光ビームを主走査方向
に走査してラインビームを生成するとともに、副走査ユ
ニット２６にセットされた感光体２５が副走査方向に水
平移動し、ＬＥＤ光源３によるラインビームが感光体２
５の副走査方向に走査されて感光体２５のプリント（感
光）が作成される。

【００２０】次に、以上の如く構成されたプリンターの
作用について説明する。副走査ユニット２６が前端（ス
タート位置）に静止している状態においてスイッチオン
（図示せず）によりＬＥＤ光源３が発光すると、モータ
ー１４が始動（正回転）しフェースカム１８及び押さえ
カム２０が回転する。これにより、揺動レバー７の揺動
ピン１１がフェースカム１８のカム面１８Ａに従動し、
揺動ミラー５の反射面が左右に揺動する。

【００２１】そして、ＬＥＤ光源３から出力されて照明
レンズ４を介して揺動ミラー５の反射面に入射した光ビ
ームは、揺動ミラー５の揺動によって反射され反射ミラ
ー６を介して副走査ユニット２６の上面にセットされた
感光体２５に投射される。一方、モーター１４の始動に
より副走査ユニット２６が後方（図１のＹ軸の正方向）
に移動して、感光体２５が副走査方向に移動し、ＬＥＤ
光源３によるラインビームの投射による感光体２５のプ
リントが行われる。

【００２２】このようにして感光体２５のプリントが終
了し、副走査ユニット２６が後端まで移動すると、次
に、モータ１４が高速で逆転して副走査ユニット２６が
高速でスタート位置まで復帰する。そして、次の感光体
のプリントの準備が行われる。以上、上記実施の形態で
はＬＥＤ光源を用いていたが、これに限らず、レーザー
等の他の光源を用いたプリンターにも適用できる。

【００２３】また、上記実施の形態で説明した揺動ミラ
ー５の揺動させるカム機構は、上記実施の形態で説明し
たプリンターに限らず、他の機器にも適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカム機構及
びプリンターによれば、プリンター等に使用されるカム
機構を、フェースカムと、このフェースカムのカム面に
対向し、フェースカムのカム曲線と同じカム曲線を有す
る押さえカムとの間にカム従動子を配置し、付勢手段に
よって前記押さえカムを前記フェースカムに向かって付
勢して前記カム従動子を挟持するように構成したことに
より、フェースカムのカム面とカム従動子との接触摩擦
力や駆動モータの負荷トルクが小さくなるとともに、カ
ム面の上りと下りにおけるカム従動子の移動に伴うトル
クムラが解消される。また、これにより、小形の駆動モ
ータを高速に回転してカム機構を駆動することができ効
率の向上を図れるとともに、カム従動子の揺動を正確に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るプリンターの構造を示し
た斜視図である。

【図２】図２は、本発明に係るカム機構を示した断面図
である。

【符号の説明】

１…プリンター本体 ２…底面 ３…Ｌ
ＥＤ光源 ４…照明レンズ ５…揺動ミラー ６…反
射ミラー ７…揺動レバー ８…支柱 ９…ス
プリング支持部材 １０…ボールベアリング １１…揺動ピン １２
…壁面 １３…軸受け １４…モーター １５
…回転軸 １６…回転軸 １８…フェースカム１８
Ａ…カム面 ２０…押さえカム ２０Ａ…カム面 ２１
…回り止めピン ２２…セットビス ２３…スプリングバネ保
持部材 ２４…スプリングバネ ２５…感光体 ２６
…副走査ユニット ２７…レール ２８…回転軸 ２９
…連結部材 ３０…プーリー ３１…プーリー ３２
…ベルト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固着され該回転軸とともに回転
   するフェースカムと、 前記回転軸の軸方向に移動自在に配設されるとともに該
   回転軸とともに回転する押さえカムであって、前記フェ
   ースカムのカム面と対抗するカム面を有するとともにフ
   ェースカムのカム曲線と同じカム曲線を有する押さえカ
   ムと、 前記押さえカムを前記フェースカムに向かって付勢する
   付勢手段と、 前記フェースカムと押さえカムとの間に挟持されるカム
   従動子を有し、前記回転軸の回転に伴って往復移動する
   カム従動節と、 を備えたことを特徴とするカム機構。
2. 【請求項２】 前記カム従動節は、前記カム従動子に前
   記フェースカムのカム面のみに当接する第１のベアリン
   グと、前記押さえカムのカム面のみに当接する第２のベ
   アリングとが設けられていることを特徴とする請求項１
   のカム機構。
3. 【請求項３】モータによってカム機構を駆動し、該カム
   機構によってミラーを揺動させ、該ミラーによって光ビ
   ームを主走査方向に走査させるとともに、前記モータに
   よって感光体と前記光ビームとを相対的に副走査方向に
   移動させて前記光ビームを副走査方向に走査させ、前記
   感光体にプリントを行うプリンターにおいて、 前記カム機構は、 前記モータによって回転する回転軸に固着され、該回転
   軸とともに回転するフェースカムと、 前記回転軸の軸方向に移動自在に配設されるとともに該
   回転軸とともに回転する押さえカムであって、前記フェ
   ースカムのカム面と対抗するカム面を有するとともにフ
   ェースカムのカム曲線と同じカム曲線を有する押さえカ
   ムと、 前記押さえカムを前記フェースカムに向かって付勢する
   付勢手段と、 前記フェースカムと押さえカムとの間に挟持されるカム
   従動子を有し、前記回転軸の回転に伴って往復移動し前
   記ミラーを揺動させるカム従動節と、 を備えたことを特徴とするプリンター。
4. 【請求項４】 前記カム従動節は、前記カム従動子に前
   記フェースカムのカム面のみに当接する第１のベアリン
   グと、前記押さえカムのカム面のみに当接する第２のベ
   アリングとが設けられていることを特徴とする請求項３
   のプリンター。