JP2010242928A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直径の増大や自重の増加を伴うことなく回転軸の捻れをより一層効果的に低減する。
【解決手段】ローラー回転軸２０は、その一方側端部に歯車１４が設けられ、他方側端部に設けられた歯車１５へと回転トルクを伝達する。ローラー回転軸２０は樹脂材料により形成されており、その外周には、回転軸心線に沿って旋回する螺旋状のリブと、隣り合う螺旋リブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブとが、樹脂成形によって一体的に形成されている。螺旋状のリブにより、ローラー回転軸２０の捻れ剛性が向上し、捻れ量（捻れ角）を抑えることができる。
【選択図】図４

Description

ファクシミリやプリンター等に代表される記録装置において記録用紙を搬送する搬送経路には、ローラーが随所に設けられている。モーターにより回転駆動されるローラーの回転軸（以下「ローラー回転軸」と言う）には、その一端にモーターのトルクが付与され、ローラー回転軸はこれをローラーへと伝達する。

この様にローラー回転軸はモーターからのトルクをローラーへと伝達するが、ローラーからは回転抵抗を受ける為、この回転抵抗と前記モーターからのトルクとによってローラー回転軸には捻れが生じる。特に、低コスト化を目的として樹脂成形によって形成されたローラー回転軸は、より一層捻れが生じ易い。

ローラー回転軸に捻れが生じると、用紙送り制御の精度が低下し、ひいては記録品質の低下を招く事になる。また低コスト化を目的として、ローラー回転軸が、更に他の駆動対象への動力伝達軸を兼用する様に構成される場合がある。この様な場合、ローラー回転軸に捻れが生じることにより前記他の駆動対象へ動力伝達を行う際の位相遅れが生じ、所望する制御を正確に行えなくなる。

一方で、この様な捻れを防止する為に軸径を大きくすると、ローラー回転軸の自重が増加し、これによりローラー回転軸の撓みや、慣性が増大することにより回転させるために大きなトルクが必要となるといった、新たな問題が生じる虞がある。そこでローラー回転軸に、特許文献１に示されるような捻れ抑制部（太径部）を局所的に設けることが従来から行われている。

特開２００３−７２９６２号公報

上記特許文献１に示されるような捻れ抑制部（太径部）は、ローラー回転軸の特定箇所にのみ設けられる為、それ以外の部分においてはなお捻れが発生するとともに、太径部によって占有スペースが大きくなるというデメリットを有していた。
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、直径の増大や自重の増加を伴うことなく回転軸の捻れをより一層効果的に低減することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、動力源から回転トルクが付与されて回転する回転軸であって、外周に回転軸心線に沿って旋回する螺旋状のリブを一体的に備えていることを特徴とする。

本態様によれば、動力源から回転トルクが付与されて回転する回転軸は、外周に回転軸心線に沿って旋回する螺旋状のリブを一体的に備えているので、回転軸の捻れ剛性が向上し、回転軸の捻れ量（捻れ角）を抑えることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、隣り合う前記螺旋状のリブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブを一体的に備えていることを特徴とする。本態様によれば、隣り合う前記螺旋状のリブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブを一体的に備えているので、回転軸の捻れ剛性がより一層向上し、回転軸の捻れ量（捻れ角）をより一層抑えることができる。

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、前記螺旋状のリブと、前記回転軸心線と直交する面との成す角度が４５°であることを特徴とする。本態様によれば、前記螺旋状のリブと、前記回転軸心線と直交する面との成す角度が４５°であるので、回転軸に付与されるトルクがいずれの回転方向であっても、捻れ剛性を向上させることができる。

本発明の第４の態様は、被記録媒体と接して回転することにより被記録媒体を給送する給送ローラーと、前記給送ローラーが取り付けられ、前記給送ローラーの駆動源であるモーターのトルクを前記給送ローラーへ伝達する、第１から第３の態様のいずれかに係る回転軸とを備えたことを特徴とする。本態様によれば、記録装置において、上記第１から第３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。

本発明に係るプリンターの用紙搬送経路を示す側断面図。 本発明に係るプリンターの用紙搬送経路を示す側断面図。 用紙給送部の斜視図。 本発明に係るローラー回転軸の斜視図。 （Ａ）はリブ傾斜角が０°に設定されたローラー回転軸の外周面を平面に展開した図、（Ｂ）は所定のリブ傾斜角を有するローラー回転軸の外周面を平面に展開した図。

以下、図１〜図５を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。ここで図１及び図２は本発明に係る記録装置の一例としてのインクジェットプリンター１の用紙搬送経路を示す側断面図、図３は用紙給送部２の斜視図、図４は本発明の一実施形態に係るローラー回転軸２０の斜視図、図５（Ａ）はリブ傾斜角が０°に設定されたローラー回転軸（比較例）の外周面を平面に展開した図、（Ｂ）は所定のリブ傾斜角を有する、本発明に係るローラー回転軸２０の外周面を平面に展開した図である。

尚、以下では図１において中間ローラー２４から排出駆動ローラー４７に至る用紙搬送経路において同図右方向を用紙搬送経路の「下流側」と言い、同図左方向を用紙搬送経路の「上流側」と言うこととする。

図１においてインクジェットプリンター１は装置底部に用紙給送部２を備えており、この用紙給送部２から用紙Ｐを送り出し、用紙送りローラーユニット３にて湾曲反転させて記録ヘッド３７の側へと給送し、記録を行う構成を備えている。尚、図１において破線Ｒ１はこのときの用紙Ｐの搬送ルート（通過軌跡）を示している。

またインクジェットプリンター１は用紙Ｐの第１面（おもて面）に記録を行った後、これをバックフィードして用紙送りローラーユニット３に送り込み、反転させ、第２面（うら面）を上にして再び記録ヘッド３７の側へ搬送することができるように構成されている。即ち両面記録可能に構成されており、図２において破線Ｒ２はこのときの用紙Ｐの搬送ルート（通過軌跡）を示している。

符号４はプリンター機構部の上部に設けられるスキャナーユニットを示しており、インクジェットプリンター１はこのスキャナーユニット４にて読み込んだ原稿画像を下部のプリンター機構部により印刷出力が可能な、所謂複合機として構成されている。

以下、更に用紙搬送経路の構成について詳説する。用紙給送部２は用紙カセット１１と、給送ローラー１８と、を備えている。装置本体に対して着脱可能な用紙カセット１１には図示を省略するエッジガイドが設けられており、このエッジガイドによって用紙カセット１１に収容された用紙Ｐの側端位置および後端位置が規制されるようになっている。

用紙カセット１１に収容された用紙Ｐの先端と対向する位置には分離斜面１２が設けられており、給送ローラー１８により送り出される用紙Ｐの先端が分離斜面１２に摺接しつつ下流側へ給送されることで、給送されるべき最上位の用紙Ｐと、これに連れられて重送されようとする次位以降の用紙Ｐとの予備的な分離が行われる。

給送ローラー１８は、ローラー回転軸２０を中心にして図１及び図２の時計回り方向及び反時計回り方向に揺動可能な揺動部材１９に軸支されている。給送ローラー１８は図示しない駆動モーターの動力をローラー回転軸２０及び歯車輪列１６を介して受け、回転駆動される。用紙給送時に給送ローラー１８は、用紙給送時には用紙カセット１１に収容された用紙Ｐの最上位のものに接して回転することにより、最上位の用紙Ｐを用紙カセット１１から送り出す。

尚、本実施形態において給送ローラー１８は、非給送時（給送待機時）には最上位の用紙Ｐから離間するように構成されているが、非給送時においても最上位の用紙Ｐに圧接するように構成することもできる。

用紙カセット１１の底面１１ａにおいて給送ローラー１８と対向する位置には摩擦パッド１３が設けられており、給送ローラー１８が用紙束に上方から圧接した際に、最下位の用紙Ｐが摩擦パッド１３に向けて押圧されることにより、用紙束ごと送り出されないように用紙束を保持する機能を果たす。

用紙カセット１１から上方に送り出された用紙Ｐは、用紙送りローラーユニット３に入る。この用紙送りローラーユニット３は、反転ローラー２２と、リタードローラー２３と、中間ローラー２４と、ガイド部材２５と、を備えている。

反転ローラー２２は、用紙Ｐを湾曲反転させる経路の内側を形成する大径ローラーであり、本実施形態では用紙幅方向（図１及び図２の紙面表裏方向）において中心位置、即ち本実施形態に係るインクジェットプリンター１の給送基準位置に１つ、配置されている。反転ローラー２２は、図示しない駆動モーターの動力により回転駆動されるよう設けられており、図１及び図２の時計回り方向に回転することにより、用紙Ｐを下流側へと搬送する。

リタードローラー２３は所定の回転摩擦抵抗が付与された状態で反転ローラー２２に対して圧接可能に設けられており、反転ローラー２２との間で用紙Ｐをニップすることにより、給送されるべき最上位の用紙Ｐと、これに連れられて重送されようとする次位以降の用紙Ｐとを分離する。

尚、この付近の用紙給送経路には用紙戻しレバー１７（図示せず）が設けられており、リタードローラー２３によって進行が止められた次位以降の用紙Ｐは、この用紙戻しレバーによって用紙カセット１１へと戻されるように構成されている。

中間ローラー２４は自由回転可能なローラーであり、反転ローラー２２との間で用紙Ｐをニップすることにより、反転ローラー２２による用紙送りを補助する。ガイド部材２５は、反転ローラー２２と搬送駆動ローラー４０との間に位置し、上側経路と、第１面に記録がおこなわれた用紙Ｐがバックフィードされる際に経由する下側経路とを形成する。

次に、中間ローラー２４の下流側には、搬送駆動ローラー４０と搬送従動ローラー４１とを備えて構成された第１搬送手段が設けられている。搬送駆動ローラー４０は、本実施形態では用紙幅方向に長い金属軸の表面に耐摩耗性粒子が付着されて成り、図示を省略する駆動モーターにより回転駆動される。搬送従動ローラー４１は、本実施形態では樹脂材料により形成され、搬送駆動ローラー４０の長手方向に沿って適宜の間隔を空けて複数配置される。

搬送従動ローラー４１は、ローラー支持体としての紙案内上３０に自由回転可能に軸支されるとともに、搬送駆動ローラー４０に対して圧接するよう設けられ、搬送駆動ローラー４０との間で用紙Ｐをニップする。

搬送従動ローラー４１を支持する紙案内上３０は、揺動軸３０ａを介してフレーム３３に揺動可能に支持されるとともに、フレーム３３と紙案内上３０との間で付勢力を発揮する引っ張りばね３１により、搬送従動ローラー４１が搬送駆動ローラー４０に圧接する方向に付勢された状態に設けられる。この紙案内上３０は、本実施形態では搬送駆動ローラー４１の軸線方向に沿って複数（本実施形態では３つ）に配置される。

次に、搬送駆動ローラー４０の下流側には、インクジェット記録ヘッド３７と、紙案内前４５とが上下に対向配置されている。インクジェット記録ヘッド３７はキャリッジ３６の底部に設けられ、このキャリッジ３６は前後に配置されたフレーム３３、３４にガイドされながら、図示を省略する駆動モーターの動力を受けて主走査方向（図１及び図２の紙面表裏方向）に往復動するよう設けられる。尚、このキャリッジ３６には図示を省略するンクカートリッジが収容される。

紙案内前４５においてインクジェット記録ヘッド３７と対向する面には用紙搬送方向に延びるリブ４５ａ、４５ｂ、４５ｃが、用紙搬送方向の上流側から下流側に向かってこの順で所定間隔で配置され、また各リブが主走査方向に適宜の間隔を置いて複数設けられている（主走査方向の配置は図示せず）。用紙Ｐは、これらリブにより支持され、インクジェット記録ヘッド３７との距離が規定される。

次に、インクジェット記録ヘッド３７と紙案内前４５とが対向する領域の下流側には用紙浮きを防止する補助ローラー４６が設けられ、更にその下流側には第２搬送手段を構成する排出駆動ローラー４７と排出従動ローラー４８とが設けられている。排出駆動ローラー４７はゴムローラーにより構成され、図示を省略する駆動モーターにより回転駆動される。排出従動ローラー４８は排出駆動ローラー４７に軽く弾接するよう設けられた拍車であり、排出駆動ローラー４７との間で用紙Ｐをニップする。これらローラーにより、記録の行われた用紙Ｐは、図示を省略するスタッカへむけて排出される。

以上がインクジェットプリンター１の用紙搬送経路の構成であり、以下図３乃至図５を参照しながら用紙給送部２が備えるローラー回転軸２０について詳説する。
ローラー回転軸２０は、用紙カセット１１に収容された用紙Ｐの用紙幅方向に平行に配置され、その一方側端部には歯車１４が設けられている。

歯車１４は、駆動源としてのモーター（図示せず）により駆動される歯車（図示せず）と噛合しており、ローラー回転軸２０に回転トルクを付与する。ローラー回転軸２０の他方側端部には歯車１５が設けられており、この歯車１５は上述した歯車輪列１６と噛合し、給送ローラー１８へとモーターの回転トルクを伝達する。尚、歯車１４、１５は、本実施形態ではローラー回転軸２０とは別体に形成され、ローラー回転軸２０の両軸端に図示しない固定手段により取付固定されている。

ローラー回転軸２０は樹脂材料により形成されており、樹脂材料としてはＡＢＳ樹脂やＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）などを用いることができる。ローラー回転軸２０の外周には、回転軸心線（回転中心を通る軸方向に平行な線）に沿って旋回する螺旋状のリブ（図５（Ｂ）においては符号Ｒ２、Ｒ５で示す：以下「螺旋リブ」と言う）と、隣り合う螺旋リブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブ（図５（Ｂ）において符号Ｒ１、Ｒ３、Ｒ６で示す）とが、樹脂成形によって一体的に形成されている。尚、符号Ｒ４、Ｒ７は、回転軸心線方向に平行に延びるリブ（以下「主リブ」と言う）を示している。

本実施形態では、螺旋リブと、ローラー回転軸２０の回転軸心線（図５において左右方向に平行な線）と直交する面との成す角度（図５（Ｂ）において符号αで示す：以下「リブ傾斜角」と言う）が４５°に設定されている。

このリブ傾斜角は、ねじの場合において、ねじ山のつる巻き線と、その１点を通るねじの軸に直角な平面とが成す角度、即ち所謂リード角に相当するものであり、０°であれば、図５（Ａ）において符号ｒ２で示すリブのように、ローラー回転軸２０の回転軸心線と平行となる。
尚、本実施形態ではリブ傾斜角は４５°に設定されているが、これに限られず、使用態様によって種々の最適な値を選択することができることは言うまでもない。

図５（Ａ）はリブ傾斜角が０°である実施例（リブｒ２のリブ傾斜角が０°）において各リブに掛かる力を、図５（Ｂ）はリブ傾斜角が４５°である実施例（リブＲ２、Ｒ５のリブ傾斜角が４５°：即ち螺旋リブ）において各リブに掛かる力を、それぞれ示している。

図５（Ａ）においてリブｒ２は回転軸心線に平行に延びるリブであり、リブｒ１はリブｒ２と直角な方向に延びる（円周方向に沿って延びる）リブである。リブｒ１に力ｆ１（モーターから付与されるトルク）が掛かると、リブｒ２に力ｆ２が作用する。この力ｆ２の方向はリブｒ１が延びる方向に対して直交する方向であり、即ち横方向の圧縮に強いリブｒ１に縦方向の力が加わるため、捻れに対する抵抗力（捻れ剛性）が低くなる。

これに対し図５（B）に示す本発明の実施例の場合、リブＲ１に力Ｆ１（モーターから付与されるトルク）が掛かると、リブＲ２に力Ｖ２が作用し、これによって力Ｈ２が発生する。力Ｆ２は力Ｖ２と力Ｈ２の合力であり、その方向は圧縮に強い螺旋リブR2を圧縮する方向（リブが延びる方向）となるため、捻れ剛性が向上する。

また、F2のうちの一部の力は補助リブR3に作用し、その垂直方向成分がリブＲ５に力Ｖ３を付与し、これによりリブＲ５には力Ｈ３が発生する。力Ｆ3は力Ｖ3と力Ｈ3の合力であり、その方向は圧縮に強い螺旋リブR5を圧縮する方向（リブが延びる方向）となるため、リブR5によっても捻じれ剛性が向上する。

また、力F3はリブR6にも作用し、以下同様にリブ同士に力が作用し、その大きさは減衰していくこととなる。即ち、補助リブＲ３は、螺旋リブＲ２に伝わる力の一部を負担し、螺旋リブＲ５に伝える機能を果たしている為、捻じれ剛性が向上する。

尚、本願発明者は、有限要素法によるモデル解析を行ったところ、軸体積（リブも含めた体積）を一定にしてリブ角度を０°（図５（Ａ））から４５°（図５（Ｂ））に変化させた場合、捻れ角が顕著に低減することを確認している。

以上により、ローラー回転軸２０は、外周に回転軸心線に沿って旋回する螺旋リブを一体的に備えているので、捻れ剛性が向上し、捻れ量（捻れ角）を抑えることができる。また、螺旋状リブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブを一体的に備えているので、捻れ剛性がより一層向上し、捻れ量（捻れ角）をより一層抑えることができる。また本実施形態ではリブ傾斜角が４５°であるので、ローラー回転軸２０に付与されるトルクがいずれの回転方向であっても、捻れ剛性を向上させることができる。

１ インクジェットプリンター、２ 用紙給送部、３ 用紙送りローラーユニット、４ スキャナーユニット、１１ 用紙カセット、１２ 分離斜面、１３ 摩擦パッド、１４、１５ 歯車、１６ 歯車輪列、１８ 給送ローラー、１９ 揺動部材、２０ ローラー回転軸、２２ 反転ローラー、２３ リタードローラー、２４ 中間ローラー、２５ ガイド部材、３０ 紙案内上、３１ 引っ張りばね、３３、３４ フレーム、３６ キャリッジ、３７ インクジェット記録ヘッド、４０ 搬送駆動ローラー、４１ 搬送従動ローラー、４５ 紙案内前、４５ａ〜４５ｂ リブ、４６ 補助ローラー、４７ 排出駆動ローラー、４８ 排出従動ローラー、Ｐ 記録用紙、Ｒ２、Ｒ５ 螺旋リブ、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ６ 補助リブ、Ｒ４、Ｒ７ 主リブ

Claims (4)

1. 動力源から回転トルクが付与されて回転する回転軸であって、
   外周に回転軸心線に沿って旋回する螺旋状のリブを一体的に備えている、
   ことを特徴とする回転軸。
2. 請求項１に記載の回転軸において、隣り合う前記螺旋状のリブを接続する、円周方向に沿って延びる補助リブを一体的に備えている、
   ことを特徴とする回転軸。
3. 請求項１または２に記載の回転軸において、前記螺旋状のリブと、前記回転軸心線と直交する面との成す角度が４５°である、
   ことを特徴とする回転軸。
4. 被記録媒体と接して回転することにより被記録媒体を給送する給送ローラーと、
   前記給送ローラーが取り付けられ、前記給送ローラーの駆動源であるモーターのトルクを前記給送ローラーへ伝達する、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転軸と、
   を備えたことを特徴とする記録装置。

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