(57)【要約】  【課題】  回転軸と垂直方向に着脱可能でガタが少ない駆動伝達装置を提供する。  【解決手段】  装置本体に設けられた回転可能な第１のカップリングと、前記装置本体に着脱可能な回転部材に設けられ、前記第１のカップリングと係合、離脱可能な第２のカップリングとを有し、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングが係合することで前記回転部材に駆動力を伝達可能な駆動伝達装置において、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、一方に係合凸部を有し、他方に前記係合凸部と係合可能な係合凹部を有し、前記係合凸部と前記係合凹部は、それぞれ回転方向に対して垂直であって相互に当接可能な突当面を有し、前記係合凸部と前記係合凹部の少なくとも一方には回転半径方向の内径側および外径側に傾斜する傾斜面を有する。【選択図】  図５
2020020909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に設けられた回転可能な第１のカップリングと、前記装置本体に着脱可能な回転部材に設けられ、前記第１のカップリングと係合、係合解除可能な第２のカップリングとを有し、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングが係合することで前記回転部材に駆動力を伝達可能な駆動伝達装置において、
前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、一方に係合凸部を有し、他方に前記係合凸部と係合可能な係合凹部を有し、
前記係合凸部と前記係合凹部は、それぞれ回転方向に対して垂直であって相互に当接可能な突当面を有し、前記係合凸部と前記係合凹部の少なくとも一方には回転半径方向の内径側および外径側に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
前記突当面は、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングが係合して回転するときに、回転方向の一箇所で係合することを特徴とする請求項１記載の駆動伝達装置。
【請求項３】
前記傾斜面は、略Ｖ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達装置。
【請求項４】
前記傾斜面は、前記カップリングの回転中心に同心な円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
【請求項５】
前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、少なくとも一方のカップリングが回転軸方向に移動可能であり、他方のカップリングへ付勢されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
【請求項６】
前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、少なくとも一方のカップリングの回転中心軸が回転半径方向に対して規制されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
【請求項７】
前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、少なくとも一方のカップリングが回転軸に対して傾き可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
【請求項８】
前記第１のカップリングの駆動を制御する制御部は、回転停止するときに前記第１のカップリングが回転方向の所定位置で停止するように駆動制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
【請求項９】
前記第１のカップリングを回転停止させる位置は、前記回転部材を前記装置本体から着脱するときに、前記傾斜面に力がかかる位置であることを特徴とする請求項８記載の駆動伝達装置。
【請求項１０】
記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
画像記録部と、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の駆動伝達装置と、
を有することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動側のカップリングと被駆動側のカップリングを係合することにより駆動力を伝達可能な駆動伝達装置及びこれを用いた画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロール紙に画像の記録を行う画像記録装置にあっては、ロール紙を保持するスプールユニットを装置本体へ簡単に着脱可能で且つ、ロール紙のたるみを巻き取るためにスプールユニットへ回転駆動を伝達する手段を有した給送装置がある。こうした着脱と駆動の連結を行う場合によく用いられる手段として、一方の部材の凹部と、他方の部材の凸部が係合することで同軸上の別部材に回転駆動を伝達するカップリング機構が考えられる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、軸方向と直交する方向にドラムカートリッジを挿抜可能なカップリング機構が提案されている。このカップリング機構は駆動側カップリングと被駆動側カップリングで構成され、相対的に向き合う軸方向へバネで付勢されており、少なくとも一方のカップリングの外径側にはテーパが設けられていることで、軸方向と直交する方向へドラムカートリッジを挿抜しようとした際に、前記テーパの斜面に沿ってカップリングの一方が軸方向へ力を受け、一方のカップリングが相対的に軸方向へ移動することで駆動伝達機能が解除される。
【０００４】
回転方向にはテーパの無い面があり、その面がカップリングの係合時に回転方向へ２点接触することで回転駆動を伝達する形状となっている。これにより、軸方向と直交する方向へ挿抜可能であるという高い操作性でありながらも回転駆動を確実に伝えられるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６-１０５１９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のカップリング機構にあっては、カップリングの一方が斜面を登りきるまでの距離に対し、駆動伝達のための面間の距離が大きくなければ軸と直交する方向への挿抜が不可能なため、必然的にガタが発生することになる。その結果、回転方向を変更する反転の際に、回転精度の低下や、ショックムラ、異音が発生するという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸と直交する方向に着脱可能でガタを小さくできる駆動伝達装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、装置本体に設けられた回転可能な第１のカップリングと、前記装置本体に着脱可能な回転部材に設けられ、前記第１のカップリングと係合、離脱可能な第２のカップリングとを有し、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングが係合することで前記回転部材に駆動力を伝達可能な駆動伝達装置において、前記第１のカップリングと前記第２のカップリングは、一方に係合凸部を有し、他方に前記係合凸部と係合可能な係合凹部を有し、前記係合凸部と前記係合凹部は、それぞれ回転方向に対して垂直であって相互に当接可能な突当面を有し、前記係合凸部と前記係合凹部の少なくとも一方には回転半径方向の内径側および外径側に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軸方向と直交する方向へ挿抜可能で且つ、正転・反転時のガタを小さくできる駆動伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェット記録装置のロールユニット部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】スプールユニットが装着された状態のロールユニットを説明する図である。
【図３】スプールユニットが非装着状態のロールユニットを説明する図である。
【図４】ロールユニットの駆動伝達系を示す図である。
【図５】駆動側カップリングの係合部を説明する図である。
【図６】被駆動側カップリングの係合部を説明する図である。
【図７】カップリング係合部の位相が合致した状態を示す図である。
【図８】被駆動側カップリングの支持部を説明する図である。
【図９】被駆動側カップリングの係合凸部の角度範囲を示す図である。
【図１０】挿抜時のカップリングの動作を示す図である。
【図１１】回転検知の構成を示す図である。
【図１２】制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】カップリング挿抜時の動作を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係るカップリングの斜視図である。
【図１５】第２実施形態に係るカップリングの断面図である。
【図１６】第２実施形態の挿抜時のカップリングの動作を示す図である。
【図１７】係合部を複数有する実施形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施形態に係る駆動伝達装置について、これをインクジェット記録装置に用いた例で説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
＜記録装置＞
図１はインクジェット記録装置のロールユニット部の概略構成を示す、ロールカバー４を開けた状態の斜視図である。記録媒体であるロール紙Ｓはロールユニット１に格納され、ロール紙Ｓの幅方向の蛇行や斜行を規制するガイドユニット２を通り、画像記録部となる図示しないインクジェットヘッドにてロール紙Ｓを搬送しながら記録を行う、ラインプリンタ型のインクジェット記録装置３である。
【００１３】
図２および図３はロール紙Ｓを支持するスプールユニット１８を、ロールユニット１へ装着した状態と、取り外しあるいは挿入中を示す図である。スプールユニット１８とは、ロールガイド支持軸１３を軸中心として、左ロールガイド５と右ロールガイド６でロール紙Ｓの両側をガイドして送り出すための回転部材となるユニットである。
【００１４】
スプールユニット１８は、装置本体に設けられた左ロールガイドホルダ７と右ロールガイドホルダ８にて構成されるロールユニット１に格納されることでロール紙Ｓの幅方向への移動を規制している。また後述のカップリングが係合して駆動伝達可能な状態となっている。ロール紙Ｓを交換あるいは補充する際は、図３に示すように、スプールユニット１８を図中の上方向に取り外してから行う。
【００１５】
図４はロールユニット１を、図２に示す矢印Ａ方向側に設けられた駆動源を示す図である。駆動源であるＤＣモータ９の回転駆動がアイドラギア１７を介して駆動側カップリング１０へ伝達され、スプールユニット１８に設けられた被駆動側カップリング１１（図５参照）と係合した状態でロール紙Ｓへ駆動を伝達する。これにより、記録後にロール紙Ｓを戻す、ロール紙Ｓのたるみを巻き取る、あるいは記録搬送に合わせてロール紙Ｓを送り出すことが可能である。
【００１６】
＜カップリング機構＞
ここで、前記カップリング機構の構成について、図５乃至図１０を用いて説明する。本実施形態のカップリング機構は、図５に示すように、第１のカップリングである駆動側カップリング１０と、これと係合可能な第２のカップリングである被駆動側カップリング１１が係合することで駆動伝達可能となり、係合解除されることによって駆動伝達されなくなる。駆動側カップリング１０は装置本体側に回転可能に設けられ、被駆動側カップリング１１はスプールユニット１８に回転可能に設けられている。
【００１７】
駆動側カップリング１０には、図５に示すように、係合凹部１０ａが形成されている。この係合凹部１０ａは、駆動側カップリング１０の側面に形成された凹形状をした係合部であり、駆動側カップリング１０の回転中心と同心の部分円弧形状に形成されている。前記凹形状は略Ｖ字形状に切り込まれた形状をしており、駆動側カップリング１０の回転半径方向の内径側から外径側へ下るように傾斜した内径側傾斜面１０ａ１と、これに連続して回転半径方向の内径側から外径側に上がるように傾斜した外径側傾斜面１０ａ２とを有する。そして、前記凹部形状の回転方向の端部、すなわち前記円弧形状の端部にはカップリングの回転方向に対して垂直な面で形成された突当面１０ａ３が形成されている。
【００１８】
被駆動側カップリング１１には、図６に示すように、係合凸部１１ａが形成されている。この係合凸部１１ａは前記係合凹部１０ａと係合する形状に形成されている。すなわち、係合凸部１１ａは、被駆動側カップリング１１の側面に形成された凸形状をした係合部であり、被駆動側カップリング１１の回転中心と同心の部分円弧形状に形成されている。そして、前記凸形状は略Ｖ字に突出した形状をしており、被駆動側カップリング１１の回転半径方向の内径側から外径側へ上がるように傾斜した内径側傾斜面１１ａ１と、これに連続して回転半径方向の内径側から外径側に下がるように傾斜した外径側傾斜面１１ａ２とを有する。そして、前記凸部形状の回転方向の端部である前記円弧形状の端部にはカップリングの回転方向に対して垂直な面で形成され、前記突当面１０ａ３と当接可能な突当面１１ａ３が形成されている。
【００１９】
前記被駆動側カップリング１１はロールガイド支持軸１３に対して回転軸方向へ移動可能に設けられ、バネ１２によって被駆動側カップリング１１の方へ付勢されている。そして、スプールユニット１８を装置本体に装着したときに、図７に示すように、駆動側カップリング１０の係合凹部１０ａと被駆動側カップリング１１の係合凸部１１ａの位相が一致して両者が嵌合したときに回転駆動力が伝達可能となる。
【００２０】
また、スプールユニット１８を記録装置本体に装着したときに、駆動側カップリング１０の回転中心軸に対して、装着した被駆動側カップリング１１の回転中心軸が一致するように、被駆動側カップリング１１の位置決め部が設けられている。本実施形態では、図８に示すように、装置本体に対してスプールユニット１８を上から挿入したときに、被駆動側カップリング１１の外周面を規制するＵ字形状をした位置決め部１６が形成されている。これにより、スプールユニット１８を装着したときに、被駆動側カップリング１１の外周面が前記位置決め部１６に支持されて位置決めされることで駆動側カップリング１０と被駆動側カップリング１１の回転中心軸が一致する。
【００２１】
したがって、スプールユニット１８を装置本体に挿入して両カップリング１０、１１の回転中心軸が一致した状態で、例えばスプールユニット１８を手動で回転させて被駆動側カップリング１１を回転させると、係合凸部１１ａと係合凹部１０ａの位相が一致したところで係合凸部１１ａが係合凹部１０ａに嵌合し、両カップリングが係合状態となる。
【００２２】
この係合状態で駆動側カップリング１０が回転すると、係合凹部１０ａの突当面１０ａ３が係合凸部１１ａの突当面１１ａ３に当接して回転力が伝達される。本実施形態のカップリングにあっては、前記のように駆動伝達は一箇所の係合部（突当面１０ａ３と突当面１１ａ３との当接）によって伝達される。
【００２３】
なお、本実施形態では、図９（図７のＢ-Ｂ断面）に示すように、前記係合凹部１０ａ、係合凸部１１ａの部分円弧が角度θ＝８０°となるように構成している。この角度θは８０°±１０°程度に設定するのが好ましい。前記角度θが小さすぎると係合部の強度が不足するようになり、角度θが大きすぎるとスプールユニット１８を挿抜するときに、係合部での負荷が大きくなるからである。
【００２４】
装着されたスプールユニット１８を取り外すときは、記録装置本体からスプールユニット１８を上方へ引き抜く。このとき、図１０（ａ）に示すように、係合状態にある係合凸部１１ａの外径側傾斜面１１ａ２が、図１０（ｂ）に示すように、矢印Ｃ方向に被駆動側カップリング１１が移動すると、係合凹部１０ａの外径側傾斜面１０ａ２に沿ってスライドし、駆動側カップリング１０が回転軸方向（矢印Ｄ方向）に移動して、係合凸部１１ａが係合凹部１０ａから離脱する。このため、スプールユニット１８はスムーズに記録装置本体から引き抜かれ、取り外すことができる。
【００２５】
上記カップリング構成にあっては、係合凹部１０ａと係合凸部１１ａは略同じサイズにすることができ、両者が嵌合した状態において隙間を極めて小さくできる。このため、駆動側カップリング１０から被駆動側カップリング１１に駆動力が伝達されるときに、ガタを小さくすることが可能となる。なお、このとき内径側傾斜面１０ａ１，１１ａ１相互、外径側傾斜面１０ａ２，１１ａ２相互間に隙間があっても問題はない。
【００２６】
そして、前記ガタを小さくするために、係合状態において相互の突当面１０ａ３，１１ａ３間の隙間が小さくなるようにしても、スプールユニット１８を引き抜くことによって外径側傾斜面１０ａ２，１１ａ２に沿って係合凹部１０ａと係合凸部１１ａの係合は容易に解除される。
【００２７】
（カップリング停止位置制御）
本実施形態では、カップリングの挿抜が容易になるように、カップリングが回転停止する位置を制御するようにしている。
【００２８】
本実施形態にあっては、スプールユニット１８を着脱する際は、図１１に示すように、係合凹部１０ａの円弧形状がスプールユニット１８の挿抜方向（図１１の矢印Ｅ方向）と交差する位置、具体的にはスプールユニット１８の挿抜方向と平行であってカップリングの回転中心Ｏを通過する線分Ｆと円弧形状の係合凹部１０ａが交差する位置に駆動側カップリング１０が回転停止するように駆動制御する。係合状態にあるカップリングが前記位置で停止しているときに、スプールユニット１８を引き抜くと、外径側傾斜面１０ａ２に引き抜き力がかかる位置であるために、小さな力で係合解除が行われる。
【００２９】
そのために、本実施形態では図１１に示すように、駆動側カップリング１０に一部に切欠１９ａを有したフラグ１９と、前記切欠１９ａを検知可能な透過型の検知センサ２０（ホームポジション検知センサ）を設けてある。そして、前記検知センサ２０が切欠１９ａを検知したとき、円弧形状の係合凹部１０ａが前記線分Ｆと交差位置となるように設定されている。
【００３０】
図１２は前記駆動制御するための構成ブロック図であり、図１３は動作フローチャートである。駆動側カップリング１０に駆動力を伝達するＤＣモータ９の停止制御においては、必要に応じてエンコーダ３０を用いてＰＩＤ制御等にて制御部３１がモータ駆動部３２を制御してＤＣモータ９を停止させることによって、より精度良く所定位置で停止させることが可能である。
【００３１】
また、スプールユニット１８を引き抜く場合のみならず装着する場合には、図１３のフローチャートに示すように、スプールユニット１８を装着するためにロールカバー４を開くと（Ｓ１）、ＤＣモータ９が駆動し（Ｓ２）、検知センサ２０が切欠１９ａを検知したときにＤＣモータ９を停止する。これにより円弧形状の係合凹部１０ａが前記線分Ｆと交差位置となるために、装着を容易に行うことができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について図１４乃至図１６を参照して説明する。図１４は第２実施形態に係るカップリング部分の斜視説明図であり、図１５及び図１６は図１４のＧ-Ｇ断面説明図である。ここでは、第１実施形態と異なる構成部分について説明し、第１実施形態と同様の部分の説明は省略する。
【００３３】
本実施形態は、被駆動側カップリング１１を回転軸に対して傾き可能に設けたものである。具体的には、図１４に示すように、被駆動側カップリング１１に形成された円筒状の支持部１１ｂに軸方向に長孔の係合孔１１ｃが形成されている。この支持部１１ｂはスプールユニット１８のロールガイド支持軸１３の軸端部に嵌合され、ピン２３を係合孔１１ｃに挿通することでガイド支持軸端部に取り付けられている。また、被駆動側カップリング１１は、図１５に示すように、支持部１１ｂの内周にリング状の突起部１１ｄが形成されており、この突起部１１ｄによってロールガイド支持軸１３に対して一点接地するように取り付けられている。また、被駆動側カップリング１１はロールガイド支持軸１３に取り付けられたバネ２４によって駆動側カップリング１０の方へ付勢されている。
【００３４】
このため、被駆動側カップリング１１は、ロールガイド支持軸１３に対して回転方向には固定されているが、図１６に示すように、係合孔１１ｃの長手方向の範囲で移動可能であり、突起部２６を中心として矢印Ｇ方向へ首振り可能となっている。
【００３５】
上記のように、被駆動側カップリング１１が首振り可能となっているために、スプールユニット１８を着脱するときに、挿抜方向に被駆動側カップリング１１が傾くことで係合凹部１０ａと係合凸部１１ａとの係合、係合離脱がスムーズに行われる。
【００３６】
なお、図１６では、ピン２３の軸方向がスプールユニット１８の挿抜方向と平行になっている状態（縦向き）を示しているが、ピン２３の軸方向がスプールユニット１８の挿抜方向と直交する方向（横向き）となるように配置された状態でスプールユニット１８を挿抜すると被駆動側カップリング１１の首振りがよりスムーズに行われる。
【００３７】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では係合凸部１１ａと係合凹部１０ａを１つ設けた例を示したが、図１７に示すように、係合凹部１０ａは複数設けるようにすることで、スプールユニット１８挿入時の係合部凹凸位相合わせが容易になる。ただし、係合部凸１１aについては複数になると、片方の手でカップリングを軸方向へ移動させて係合部凹凸を離す必要があり、挿抜の操作性が悪化するため、係合凹部１０ａの個数に関わらず係合部凸１１aは１つが良い。
【００３８】
また、前述した実施形態では駆動側カップリング１０に係合凹部１０ａを、被駆動側カップリング１１に係合凸部１１ａを設けた例を示したが、凹部、凸部は逆に配置してもよい。すなわち、駆動側カップリング１０に係合凸部を設け、被駆動側カップリング１１に係合凹部をもうけてもよいことは当然である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ    …ロール紙
１    …ロールユニット
３    …インクジェット記録装置
９    …ＤＣモータ
１０  …駆動側カップリング
１０ａ …係合凹部
１０ａ１ …内径側傾斜面
１０ａ２ …外径側傾斜面
１０ａ３ …突当面
１１  …被駆動側カップリング
１１ａ …係合凸部
１１ａ１ …内径側傾斜面
１１ａ２ …外径側傾斜面
１１ａ３ …突当面
１１ｂ …支持部
１１ｃ …係合孔
１１ｄ …突起部
１３  …ロールガイド支持軸
１６  …位置決め部
１８  …スプールユニット
１９  …フラグ
１９ａ …切欠
２０  …検知センサ
２６  …突起部
３１  …制御部
【図１】
2020020909.tif 000003
【図２】
2020020909.tif 000004
【図３】
2020020909.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020020909.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020020909.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020020909.tif 000011
【図１０】
2020020909.tif 000012
【図１１】
2020020909.tif 000013
【図１２】
2020020909.tif 000014
【図１３】
2020020909.tif 000015
【図１４】
2020020909.tif 000016
【図１５】
2020020909.tif 000017
【図１６】
2020020909.tif 000018
【図１７】
2020020909.tif 000019