(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯底部と歯部とを有するとともに、長手方向に沿う断面において、前記歯部は第１の中心線に関して対称の形状を呈し、前記歯部の歯先部の外周は曲率中心が前記第１の中心線上にある第１の弧によって形成される、歯付きベルトと、
前記歯底部に係合する頂部と、前記歯部に係合する溝部が外周面に形成されるとともに、長手方向に沿う断面において、前記溝部は第２の中心線に関し対称の形状を呈し、前記溝部の底部は曲率中心がこの第２の中心線上にある第２の弧によって形成される、プーリとを備え、
前記歯付きベルトが前記プーリに係合し前記第１の中心線と前記第２の中心線が一致するとき、歯付きベルトの長手方向に設定された基準線に対して、所定の距離だけ離れた位置における前記溝部の対向する２つの側面の間の距離が、前記所定の距離だけ離れた前記歯部の両側面の間の距離より小さく、かつ前記溝部の溝深さが前記歯部の歯高さより大きく、さらに前記第２の弧の曲率中心の前記基準線からの距離は、前記第１の弧の曲率中心の前記基準線からの距離より大きく、前記第２の弧の曲率半径は前記第１の弧の曲率半径より小さいことを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２】
前記一致する第１および第２の中心線から同一の距離離れた位置における、前記歯先部の外周の前記基準線からの距離と、前記底部の前記基準線からの距離との差は、前記第１および第２の中心線に向かって徐々に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達システム。
【請求項３】
前記一致する第１および第２の中心線から同一の距離離れた位置において、前記頂部は、前記歯底部の外周より、前記歯先部に近い位置に位置することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達システム。
【請求項４】
前記溝部は、前記対向する側面との距離が、前記基準線から同一の距離離れた位置における前記歯部の両側面間の距離より小さく、かつ前記頂部に接続される側面部と、前記側面部に接続される前記底部とによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達システム。
【請求項５】
頂部と溝部とが外周面に形成されるとともに、長手方向に沿う断面において、前記溝部は第２の中心線に関し対称の形状を呈し、前記溝部の底部は曲率中心が前記第２の中心線上にある第２の弧によって形成され、歯付きベルトに係合されるプーリであって、
前記歯付きベルトは前記頂部に係合する歯底部と前記溝部に係合する歯部とを有するとともに、長手方向に沿う断面において、前記歯部は第１の中心線に関して対称の形状を呈し、前記歯部の歯先部の外周は曲率中心がこの第１の中心線上にある第１の弧によって形成され、
前記歯付きベルトが前記プーリに係合し前記第１の中心線と前記第２の中心線が一致するとき、歯付きベルトの長手方向に設定された基準線に対して、所定の距離だけ離れた位置における前記溝部の対向する２つの側面の間の距離が、前記所定の距離だけ離れた前記歯部の両側面の間の距離より小さく、かつ前記溝部の溝深さが前記歯部の歯高さより大きく、さらに前記第２の弧の曲率中心の前記基準線からの距離は、前記第１の弧の曲率中心の前記基準線からの距離より大きく、前記第２の弧の曲率半径は前記第１の弧の曲率半径より小さいことを特徴とするプーリ。
【請求項６】
歯底部と歯部とを有するとともに、長手方向に沿う断面において、前記歯部は第１の中心線に関して対称の形状を呈し、前記歯部の歯先部の外周は曲率中心がこの第１の中心線上にある第１の弧によって形成され、プーリに係合する歯付きベルトであって、
前記プーリは前記歯底部に係合する頂部と、前記歯部に係合する溝部が外周面に形成されるとともに、長手方向に沿う断面において、前記溝部は第２の中心線に関し対称の形状を呈し、前記溝部の底部は曲率中心がこの第２の中心線上にある第２の弧によって形成され、
前記歯付きベルトが前記プーリに係合し前記第１の中心線と前記第２の中心線が一致するとき、歯付きベルトの長手方向に設定された基準線に対して、所定の距離だけ離れた位置における前記溝部の対向する２つの側面の間の距離が、前記所定の距離だけ離れた前記歯部の両側面の間の距離より小さく、かつ前記溝部の溝深さが前記歯部の歯高さより大きく、さらに前記第２の弧の曲率中心の前記基準線からの距離は、前記第１の弧の曲率中心の前記基準線からの距離より大きく、前記第２の弧の曲率半径は前記第１の弧の曲率半径より小さいことを特徴とする歯付きベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタおよびスキャナ等のキャリッジ駆動にタイミングベルトとして使用される歯付きベルトと、この歯付きベルトと共に作動するプーリとを用いた動力伝達システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタおよびスキャナ等において、モータの回転駆動力をキャリッジに伝達する動力伝達システムとして、プーリおよび歯付きベルトを使用するものが知られている。無端の歯付きベルトは、モータにより回転駆動される駆動プーリと従動プーリとの間に巻回され、キャリッジは歯付きベルトに固定される。駆動プーリの回転と共に歯付きベルトが回転し、これにより、キャリッジは駆動プーリと従動プーリとの間でベルトの長手方向に沿って移動する。
【０００３】
駆動プーリおよび従動プーリの外周面には、円弧状断面を呈するプーリ溝部が円周方向に沿って所定間隔毎に形成されており、歯付きベルトにはプーリ溝部に係合するベルト歯部が所定間隔毎に形成される。駆動プーリの回転に伴ってプーリ溝部にベルト歯部が順次係合することにより、歯付きベルトにモータの回転駆動力が伝達される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プーリ溝部とベルト歯部との間にはバックラッシが存在する。このため、上述した動力伝達システムでは噛合い振動が生じ、騒音の発生、または動力伝達が確実に行われないという問題が生じる。特にカラープリンタにおいては、噛合い振動が生じると、キャリッジの位置、即ち各色毎に印刷位置がずれ、鮮明なカラー印刷画像が得られなくなる。このような問題を解決するために、例えば歯付きベルトを一定の張力で張り、プーリ溝部とベルト歯部とを半強制的に密着させて、動力伝達を確実に行っている。
【０００５】
しかし、歯付きベルトに張力を付与すると、噛合い振動は抑えられるが、プーリ溝部とベルト歯部との接触面における摩耗が大きくなったり、ベルト歯部の歯欠けが生じ易くなる等、歯付きベルトの寿命低下を招く恐れがある。
【０００６】
本発明は、この様な点に鑑みてなされたものであり、動力伝達システムにおける噛合い振動を低減すると共にベルト寿命の向上を図ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるプーリは、歯付きベルトの円弧状の歯部に係合する溝部が外周面に形成されたプーリであって、歯部が長手方向において左右対称の形状を呈し、歯付きベルトがプーリに係合しているときに、歯付きベルトの長手方向に設定された基準線に対して所定の距離だけ離れた位置における溝部の対向する２つの側面の間の溝幅が、所定の距離だけ離れた歯部の両側面の歯幅より小さく、かつ基準線から溝部の最深点までの溝深さが、基準線から歯部の頂点までの歯高さより大きいことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による動力伝達システムは、長手方向において左右対称であって輪郭が円弧状である歯部を備えた歯付きベルトと、歯部に係合する溝部が外周面に形成された駆動プーリおよび従動プーリとを備え、歯付きベルトがプーリに係合しているときに、歯付きベルトの長手方向に設定された基準線に対して所定の距離だけ離れた位置における溝部の対向する２つの側面の間の溝幅が、所定の距離だけ離れた歯部の両側面の歯幅より小さく、かつ基準線から溝部の最深点までの溝深さが、基準線から歯部の頂点までの歯高さより大きいことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による動力伝達システムの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１および図２には、本発明による一実施形態である動力伝達システムが適用されたプリンタが示される。図１はプリンタのキャリッジ近傍を示す側面図、図２はその斜視図である。プリンタ１０はキャリッジ部１２を備え、このキャリッジ１２にはインク射出口１１ａを有する印刷ヘッド１１が一体的に固定される。このキャリッジ部１２は上下２本の平行なガイド棒１５に支持され、これらのガイド棒１５の軸方向、即ち矢印Ａ方向に移動可能である。キャリッジ部１２は２本のガイド棒１５の間に設けられた無端の歯付きベルト３０に固定部材１７により固定される。
【００１１】
歯付きベルト３０は、駆動プーリ１６および従動プーリ１８に巻回され、従動プーリ１８を駆動プーリ１６から離間する方向に付勢するバネ１９により一定の張力が与えられる。駆動プーリ１６および従動プーリ１８は、図示しないプリンタ本体に回転可能に支持固定される。駆動プーリ１６はモータ１４により回転駆動される。
【００１２】
駆動プーリ１６および従動プーリ１８の外周面には、それぞれプーリ頂部５２およびプーリ溝部５４が交互に形成される。一方、歯付きベルト３０の一方の面には、プーリ頂部５２に対応したベルト歯底部５８と、プーリ溝部５４に対応したベルト歯部５６とが交互に形成される。プーリ頂部５２とベルト歯底部５８、およびプーリ溝部５４とベルト歯部５６とが係合することにより、歯付きベルト３０は回転する。
【００１３】
キャリッジ部１２は歯付きベルト３０の回転と共にキャリッジ部１２が駆動プーリ１６および従動プーリ１８との間で移動する。このようにして、モータ１４の駆動力が歯付きベルト３０を介してキャリッジ部１２に伝達され、キャリッジ部１２が印刷用紙２１に対して矢印Ａの方向に移動する。
【００１４】
図３は歯付きベルト３０を示す部分断面図であり、歯付きベルト３０の輪郭の寸法形状を定義する図である。歯付きベルト３０のベルト本体は、クロロプレンゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムにより成型される。補強のためにベルト歯部５６が形成される面はナイロン繊維等の織布である帆布により覆われてもよく、またベルト本体内部に長手方向に延びる心線を埋設してもよい。心線は例えばアラミド繊維や高強度ガラス繊維から形成される。
【００１５】
歯付きベルト３０は、歯ピッチを定めるための基準線ＰＬを基に設計される。一点鎖線で示す歯底線Ｘは、図３の縦断面において隣り合うベルト歯底部５８における長さＬＢ  の直線部分を接続する直線である。歯底線Ｘは、基準線ＰＬに対して平行、かつ距離ＰＬＤだけ離れている。
【００１６】
一点鎖線Ｙはベルト歯部５６の中心線であり、基準線ＰＬおよび歯底線Ｘに対して直交している。それぞれのベルト歯部５６は、中心線Ｙに関して対称のほぼＵ字型の縦断面を有している。隣り合う２つのベルト歯部５６の中心線Ｙ間の距離が歯ピッチに定められる。
【００１７】
ベルト歯部５６は、中心線Ｙに関して対称であり互いに向かい合った側面部分を備え、この側面部分は図３の縦断面図において、歯底線Ｘに対して凸状に膨らんだ２つの弧３２および弧３４で示される。弧３２および弧３４で示される側面部分は圧力面と定義される。
【００１８】
弧３２は点Ｃ２  を中心とし点Ａ２  から点Ａ３  に延びる円弧であり、弧３４は点Ｃ４  を中心とし点Ａ５  から点Ａ６  に延びる円弧である。弧３２および弧３４の半径は共にＲＢ２であり、それら弧３２、３４の中心Ｃ２  およびＣ４  は、共に歯底線Ｘ上に位置し、かつ中心線Ｙに対して等距離の位置、即ち中心線Ｙに関して対称位置に設けられる。
【００１９】
ベルト歯部５６の先端部分は、歯底線Ｘに対して凸状の曲面である弧３３により形成される。この弧３３で示される先端部分は歯先面と定義される。弧３３は、点Ｃ３  を中心とする半径ＲＢ３の円弧であり、点Ａ３  から点Ａ５  に延び、弧３２と弧３４とを接続している。
【００２０】
点Ａ３  は中心Ｃ２  と中心Ｃ３  とを結んだ直線の延長線上であり、かつ中心Ｃ３  から半径ＲＢ３の距離だけ離れた所に位置するベルト歯部５６の表面を示している。点Ａ５  は中心Ｃ４  と中心Ｃ３  とを結んだ直線の延長線上であり、かつ中心Ｃ３  から半径ＲＢ３の距離だけ離れた所に位置するベルト歯部５６の表面を示している。
【００２１】
頂点Ａ４  は歯底線Ｘから最も離れたベルト歯部５６の表面、即ち歯底線Ｘから距離ＨＢ  の所に位置するベルト歯部５６の表面を示し、中心線Ｙ上に位置する。この距離ＨＢ  はベルト歯部５６の高さを表している。中心Ｃ３  は中心線Ｙ上であり、かつ高さＨＢ  から半径ＲＢ３を差し引いた距離だけ歯底線Ｘから離れた位置に定められる。
【００２２】
ベルト歯部５６は、中心線Ｙに関して対称であり互いに向かい合った歯元部分を備え、この歯元部分は図３の縦断面図において、歯底線Ｘに対して凹状を呈する２つの弧３１および弧３５で示される。弧３１および弧３５で示される歯元部分は歯元面と定義される。
【００２３】
弧３１は点Ｃ１  を中心とし点Ａ１  から点Ａ２  に延びる円弧であり、弧３５は点Ｃ５  を中心とし点Ａ６  から点Ａ７  に延びる円弧である。弧３１および弧３５の半径は共にＲＢ１であり、それらの弧３１および３５の中心Ｃ１  およびＣ５  は、共に歯底線Ｘに平行な直線（図示せず）上に位置し、かつ中心線Ｙに関して対称位置に設けられる。中心Ｃ１  は中心Ｃ２  から半径ＲＢ２と半径ＲＢ１とを加算した距離だけ離れており、かつ歯底線Ｘから半径ＲＢ１だけ離れている。中心Ｃ５  は中心Ｃ４  から半径ＲＢ２と半径ＲＢ１とを加算した距離だけ離れており、かつ歯底線Ｘから半径ＲＢ１だけ離れている。
【００２４】
点Ａ１  およびＡ７  は、歯底線Ｘ上であり、かつ中心Ｃ１  およびＣ５  からそれぞれ半径ＲＢ１だけ離れた所に位置するベルト歯部５６の表面を示している。また、点Ａ２  は、中心Ｃ１  と中心Ｃ２  とを結んだ線分上でありかつ中心Ｃ２  から半径ＲＢ２だけ離れた所に位置するベルト歯部５６の表面を示し、点Ａ６  は、中心Ｃ４  と中心Ｃ５  とを結んだ線分上でありかつ中心Ｃ４  から半径ＲＢ２だけ離れた所に位置するベルト歯部５６の表面を示している。
【００２５】
このように、ベルト歯部５６の最外部分は、長手方向（Ｘ方向）に沿って延びる端点Ａ１  から端点Ａ７  までの連続線、即ち歯元面を形成する弧３１および弧３５と、圧力面を形成する弧３２および弧３４と、歯先面を形成する弧３３とから構成される。
【００２６】
隣り合う２つのベルト歯部５６は直線部分である線分３６により接続される。線分３６は、点Ａ７  と点Ａ８  とを結ぶ線分であり、その長さは歯底長さＬＢ  で示される。線分３６で示される表面は歯底面と定義され、歯底線Ｘを画定している。なお、点Ａ８  は隣のベルト歯部５６の端点であり、点Ａ１  と実質的に同一である。同様に、中心Ｃ６  も中心Ｃ１  と実質的に同一である。
【００２７】
各ベルト歯部５６は、歯元面の弧３１、３５と圧力面の弧３２、３４との接続点である点Ａ２  と点Ａ６  との間の距離、即ち幅ＷＢ  を有する。高さＨＢ  は、幅ＷＢ  の０．５０倍から０．６７倍の範囲であることが好適である。
【００２８】
歯ピッチを１としたとき、歯ピッチに対する距離ＰＬＤ、幅ＷＢ  、歯高さＨＢ  、半径ＲＢ１、ＲＢ２およびＲＢ３、歯底長さＬＢ  の比は、それぞれＰＬＤ＝０．０７、ＷＢ  ＝０．５６３、ＨＢ  ＝０．３７６、ＲＢ１＝０．１４１、ＲＢ２＝０．４７０、ＲＢ３＝０．２５９、ＬＢ  ＝０．１６２に定められる。
【００２９】
また、中心Ｃ１  ないしＣ５  の相対位置は、それぞれＣ１  ＝（  ０．４１９，０．１４１）、Ｃ２  ＝（−０．１７６，０．０００）、Ｃ３  ＝（  ０．０００，０．１１７）、Ｃ４  ＝（  ０．１７６，０．０００）、Ｃ５  ＝（−０．４１９，０．１４１）に定められる。なお、これらの相対位置は歯底線Ｘと中心線Ｙとの交点Ｏを原点とし、歯底線Ｘおよび中心線Ｙを２軸とする２次元座標における座標値で示され、その値は歯ピッチを１としたときの比で示される。なおこの２次元座標においては、Ｘ軸は図の左方に行くほど、またＹ軸は図の下方に行くほど数値は大きくなるものとする。
【００３０】
図４は駆動プーリ１６を示す部分断面図であり、駆動プーリ１６の輪郭の寸法形状を定義する図である。駆動プーリ１６は金属等により成型される。なお、従動プーリ１８は駆動プーリ１６と同じ寸法形状を有し、ここでは説明を省略する。従動プーリ１８は、例えばポリアセタール熱可塑性樹脂等の合成樹脂により成型される。
【００３１】
一点鎖線Ｘ’は、プーリ頂部５２の最外周を表す円弧である。一点鎖線Ｙ’はプーリ溝部５４の半径方向の中心線であり、外周線Ｘ’の法線である。一点鎖線Ｘ”は、外周線Ｘ’と中心線Ｙ’との交点における外周線Ｘ’の接線である。
【００３２】
それぞれのプーリ溝部５４は、中心線Ｙ’に関して対称のほぼＵ字型の縦断面を有しており、その輪郭は図３に明らかなように、円周方向（Ｘ’方向）に沿って延びる点Ａ１１から点Ａ１９までの連続線で示される。この輪郭は溝部側面を形成し外周線Ｘ’に対して凸状の弧４３および弧４５と、溝部底面を形成し外周線Ｘ’に対して凹状の弧４４と、溝頂部曲面を形成し中心線Ｙ’に関して対称の弧４１、４２および弧４６、４７とから構成される。隣り合うプーリ溝部５４は直線部分である線分４８により接続される。
【００３３】
弧４３は点Ｃ１３を中心とし点Ａ１３から点Ａ１４に延びる円弧であり、弧４５は点Ｃ１５を中心とし点Ａ１６から点Ａ１７に延びる円弧である。弧４３および弧４５の半径は共にＲＰ３であり、それら弧の中心Ｃ１３およびＣ１５は、共に外周線Ｘ’上であり、かつ中心線Ｙ’に関する対称位置にそれぞれ設けられる。
【００３４】
弧４４は点Ｃ１４を中心とする半径ＲＰ４の円弧であり、点Ａ１４から点Ａ１６に延び、弧４３と弧４５とを接続している。点Ａ１４は中心Ｃ１３と中心Ｃ１４とを結んだ直線の延長線上であり、かつ中心Ｃ１４から半径ＲＰ４の距離だけ離れた所に位置するプーリ溝部５４の表面を示しており、点Ａ１６は中心Ｃ１５と中心Ｃ１４とを結んだ直線の延長線上であり、かつ中心Ｃ１４から半径ＲＰ４の距離だけ離れた所に位置するプーリ溝部５４の表面を示している。
【００３５】
点Ａ１５は外周線Ｘ’から距離ＨＰ  の所に位置するプーリ溝部５４の表面を示し、中心線Ｙ’上に位置する。この距離ＨＰ  は、プーリ溝部５４の深さを表している。中心Ｃ１４は中心線Ｙ’上であり、かつ高さＨＰ  から半径ＲＰ４を差し引いた距離だけ外周線Ｘ’から離れた位置に定められる。
【００３６】
弧４１は点Ｃ１１を中心とし点Ａ１１から点Ａ１２に延びる円弧であり、弧４７は点Ｃ１７を中心とし点Ａ１８から点Ａ１９に延びる円弧である。弧４１および弧４７の半径は共にＲＰ１であり、それら弧の中心Ｃ１１およびＣ１７は、共に外周線Ｘ’に平行かつ半径ＲＰ１だけ離れている線（図示せず）上に位置し、かつ中心線Ｙ’に関する対称位置にそれぞれ設けられる。
【００３７】
点Ａ１１およびＡ１９は、外周線Ｘ’上であり、かつ中心Ｃ１１およびＣ１７からそれぞれ半径ＲＰ１だけ離れた所に位置するプーリ溝部５４の表面を示している。また、点Ａ１２は、中心Ｃ１２と中心Ｃ１１とを結んだ直線の延長上であり、かつ中心Ｃ１２から半径ＲＰ２だけ離れた所に位置するプーリ溝部５４の表面を示し、点Ａ１８は、中心Ｃ１６と中心Ｃ１７とを結んだ線分上であり、かつ中心Ｃ１６から半径ＲＰ２だけ離れた所に位置するプーリ溝部５４の表面を示している。
【００３８】
弧４２は点Ｃ１２を中心とし点Ａ１２から点Ａ１３に延びる円弧であり、点Ａ１２において弧４１に接続し、点Ａ１３において弧４３に接続している。弧４６は点Ｃ１６を中心とし点Ａ１７から点Ａ１８に延びる円弧であり、点Ａ１７において弧４５に接続し、点Ａ１８において弧４７に接続している。
【００３９】
弧４２および弧４６の半径は共にＲＰ２であり、それら弧の中心Ｃ１２およびＣ１６は、共に外周線Ｘ’に平行な線（図示せず）上に位置し、かつ中心線Ｙ’に関する対称位置にそれぞれ設けられる。中心Ｃ１２は半径ＲＰ２と半径ＲＰ３とを加算した距離だけ中心Ｃ１３から離れており、かつ半径ＲＰ２から半径ＲＰ１を差し引いた距離だけ中心Ｃ１１から離れている。中心Ｃ１６は半径ＲＰ２と半径ＲＰ３とを加算した距離だけ中心Ｃ１５から離れており、かつ半径ＲＰ２から半径ＲＰ１を差し引いた距離だけ中心Ｃ１７から離れている。
【００４０】
点Ａ１３は中心Ｃ１２と中心Ｃ１３とを結ぶ線分上に位置し、中心Ｃ１３から半径ＲＰ３だけ離れている。点Ａ１７は中心Ｃ１５と中心Ｃ１６とを結ぶ線分上に位置し、中心Ｃ１５から半径ＲＰ３だけ離れている。
【００４１】
線分４８は、点Ａ１９と点Ａ２０とを結ぶ長さＬＰ  の直線であり、外周線Ｘ’を画定している。線分４８は歯頂部面と定義される。なお、点Ａ２０は隣のプーリ溝部５４の端点であり、点Ａ１１と実質的に同一である。同様に、中心Ｃ１８も中心Ｃ１１と実質的に同一である。
【００４２】
各プーリ溝部５４は、溝頂部曲面である弧４２、４６と溝部側面である弧４３、４５との接続点である点Ａ１３と点Ａ１７との間の距離、即ち幅ＷＰ  を有する。高さＨＰ  は幅ＷＰ  の０  ．７５  倍であることが好適である。なお、幅ＷＰ  は円弧の長さで示され，その円弧の中心は駆動プーリ１６の中心と一致する。
【００４３】
溝ピッチを１としたとき、溝ピッチに対する溝幅ＷＰ  、溝深さＨＰ  、半径ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３、およびＲＰ４、および頂部面長さＬＰ  の比は、それぞれＷＰ  ＝０．５２４、ＨＰ  ＝０．３９５、ＲＰ１＝０．１００、ＲＰ２＝０．２４５、ＲＰ３＝０．４５２、ＲＰ４＝０．２１４、およびＬＰ  ＝０．１６２に定められる。
【００４４】
また中心Ｃ１１ないしＣ１７の相対位置は、それぞれＣ１１＝（０．４０８，０．１１９５）、Ｃ１２＝（０．４９４，０．２３７）、Ｃ１３＝（−０．１６５，０．００８）、Ｃ１４＝（−０．００３，０．１８２）、Ｃ１５＝（０．１６５，０．００８）、Ｃ１６＝（−０．４９４，０．２３７）、Ｃ１７＝（−０．４０８，０．１１９）に定められる。
【００４５】
なお、これら中心Ｃ１１ないしＣ１７の座標は、図４に示す外周線Ｘ’と中心線Ｙ’との交点を原点とし、原点における外周線Ｘ’の接線Ｘ”と中心線Ｙ’とを２軸とする２次元座標における座標値で示され、その値は溝ピッチを１としたときの比で示される。なおこの２次元座標においては、Ｘ”軸（接線Ｘ”）は図の左方に行くほど、またＹ’軸（中心線Ｙ’）は図の下方に行くほど数値は大きくなる。
【００４６】
図５には、図３に示す形状の歯付きベルト３０の輪郭と、図４に示す形状の駆動プーリ１６の輪郭とを併せて示す図である。駆動プーリ１６の輪郭は実線で示され、歯付きベルト３０の輪郭は破線で示される。図５において、歯底線Ｘと線Ｘ”とが一致し、中心線Ｙと中心線Ｙ’とが一致する。
【００４７】
図５に明らかなように、歯付きベルト３０の歯先面３３は、駆動プーリ１６の溝部底面４４に対してクリアランスを有している。また、歯付きベルト３０の歯元面３１および３５は、駆動プーリ１６の溝頂部曲面４１、４２および４６、４７に対してクリアランスを有している。
【００４８】
歯付きベルト３０の圧力面３２、３４は、駆動プーリ１６の溝部側面４３、４５よりも中心線Ｙ（Ｙ’）から離れて位置する。即ち、圧力面３２、３４の領域において、ベルト歯部５６のＸ方向における幅はプーリ溝部５４の幅より大きい。このため、歯付きベルト３０に圧力が与えられ、歯付きベルト３０が駆動プーリ１６に付勢されると、圧力面３２、３４は溝部側面４３、４５によりベルト歯部５６の中心、即ちＹ軸側に向かって圧縮される。このとき、歯先面２２と溝部底面４４との間、および歯元面３１と溝頂部曲面４１、４２との間、および歯元面３５と溝頂部曲面４６、４７との間のクリアランスにより、ベルト歯部５６の微小変形が許容される。
【００４９】
また、圧力面３２、３４が溝部側面４３、４５に圧着するため、ベルト歯部５６がプーリ溝部５４内において高精度に位置決めされる。さらに、従来では圧力面と溝部側面との間にバックラッシが設けられていたが、本実施形態においては、バックラッシは設けられていないので、騒音の低下が可能となる。
【００５０】
このように、本実施形態の動力伝達システムにおいては、ベルト歯部５６の幅が圧力面３２、３４近傍において、対応するプーリ溝部５４の幅、即ち溝部側面４３と溝部側面４５との距離より大きいので歯付きベルト３０に圧力が付与されて、駆動プーリ１６および従動プーリ１８に巻回された場合に、歯付きベルト３０とプーリ１６、１８との係合時に生じる噛合い振動を低減できる。さらに、プーリ溝部５４とベルト歯部５６の歯先面３３との接触が避けられるので、歯先面３３の摩耗が防止でき、ベルト歯部５６の歯欠けが生じにくく、歯付きベルト３０の寿命が向上できる。
【００５１】
【実施例】
以下、比較例と共に実施例について説明する。なお、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００５２】
〔実施例ベルトおよび実施例プーリ〕
図３に示す歯付きベルト３０の実施例として実施例ベルト１および実施例ベルト２が作成され、図４に示す駆動プーリ１６の実施例として実施例プーリ１および実施例プーリ２が作成された。
【００５３】
実施例ベルト１：
実施例ベルト１においては、歯ピッチが１ｍｍとされ、形状を定義する他の長さは前述した歯ピッチに対する比に基づいて定められた。ベルト幅は４ｍｍ、歯数は４６９歯とされた。実施例ベルトのベルト本体はポリウレタンゴムにより成型され、心線としてアラミド繊維が用いられた。
【００５４】
実施例ベルト２：
実施例ベルト２は、ベルト幅が４．５ｍｍ、歯数が２８７歯であること以外は、実施例ベルト１と実質的に同じものである。
【００５５】
実施例プーリ１：
実施例プーリ１においては、溝ピッチ＝１ｍｍとされ、形状を定義する他の長さは前述した溝ピッチに対する比に基づいて定められた。歯先円直径は８．７３０ｍｍ、プーリ幅は１２ｍｍ、歯数は２８歯とされた。実施例プーリ１は高力アルミニウムにより成型された。
【００５６】
実施例プーリ２：
実施例プーリ２は、歯先円直径が８．４１ｍｍ、プーリ幅が１５ｍｍ、歯数が２７歯であること以外は、実施例プーリ１と実質的に同じものである。
【００５７】
〔比較例プーリ〕
本発明のプーリに対する比較例として、比較例プーリ１および２が作成された。
【００５８】
比較例プーリ１：
比較例プーリ１は、形状が異なること以外は、実施例プーリ１と実質的に同じものである。図６には比較例プーリ１の形状が示され、同図には形状比較のために実施例ベルト１の輪郭線が破線で示される。図６に明らかなように、比較例プーリ１の溝深さは実施例ベルト１の歯高さとほぼ同じであり、比較例プーリ１の溝部側面は実施例ベルト１の歯部側面との間にクリアランスを有している。代表して中心線Ｙ’の左側の形状について説明する。比較例プーリ１は、点Ｃ１２’（０．５６９，０．２０６）を中心とする半径Ｒｐ２’（＝０．２９４ｍｍ）の円弧と、点Ｃ１３’（−０．０５４，０．０５８）を中心とする半径ＲＰ３’（＝０．３４６ｍｍ）の円弧と、点Ｃ１４’（−０．００３，０．１８２）を中心とする半径ＲＰ４’（＝０．２１４ｍｍ）の円弧とにより形成される。溝深さＨＰ  ’は０．３７６ｍｍである。
【００５９】
比較例プーリ２：
比較例プーリ２は、形状が異なること以外は、実施例プーリ２と実質的に同じものである。比較例プーリ２の形状は比較例プーリ１の形状と同じである。
【００６０】
〔走行試験および走行寿命評価〕
次に、実施例ベルト１および２と、実施例プーリ１および２と、比較例プーリ１および２とを用いて、第１および第２の走行試験が行われた。
【００６１】
図７は走行試験装置の概略構成を示す図である。走行試験装置は、駆動プーリ７２および従動プーリ７４とから成り、被試験歯付きベルト７１は２つのプーリ７２、７４に２．０ｋｇｆのベルト張力で架け渡され、１．０ｋｇｆ・ｃｍの負荷が与えられた。駆動プーリ７２は一方向に回転させられ、その回転速度は２０００ｒｐｍであった。
【００６２】
被試験歯付きベルト７１として実施例ベルト１を用い、駆動プーリ７２として実施例プーリ１を用いた場合の実施例ベルト１の耐久性が測定され、比較対照のために駆動プーリ７２として比較例プーリ１を用いた場合の実施例ベルト１の耐久性が測定された。
【００６３】
耐久性の評価として、走行開始から歯欠けに至るまでの走行時間が測定された。表１には走行時間の平均値と、ワイブル確立紙に基づいて求められた信頼寿命とが示される。
【００６４】
【表１】
0003601987.tif 000002
【００６５】
本発明の歯形を適用した実施例プーリ１を用いた場合、実施例ベルト１の平均走行時間は３３４時間であり、信頼寿命は４２１時間であった。これに対して、従来歯形の比較例プーリを用いた場合、実施例ベルト１の平均走行時間および信頼寿命は、それぞれ１４８時間、１９１時間に過ぎなかった。以上の結果により、本発明の歯形を適用したプーリを用いれば、歯付きベルトの寿命を飛躍的に向上させることができることが分かる。
【００６６】
第２の走行試験は、実施例ベルト２および実施例プーリ２をスキャナ（図示せず）に適用したときの振動および騒音が測定された。比較対照として、実施例ベルト２および比較例プーリ２をスキャナに適用したときの振動および騒音が同様の測定方法を用いて測定された。第２の走行試験に用いられたスキャナは、カラーイメージスキャナであった。
【００６７】
振動測定においては、２つの条件で測定が行われた。第１の条件ではスキャナが解像度２００ＤＰＩ、倍率１００％に設定され、この設定で画像を読込ませたときのキャリッジの進行方向および上下方向の振動のピーク値がそれぞれ測定された。第２の条件では、スキャナが解像度１００ＤＰＩ、倍率５０％に設定され、この設定で画像を読込ませたときのキャリッジの進行方向および上下方向の振動、即ち加速度のピーク値がそれぞれ測定された。測定装置として加速度ピックアップ（ＰＶ−９７Ｂ：リオン社製）、および振動計（ＰＶ−９７Ｂ：リオン社製）が用いられた。加速度ピックアップはキャリッジ中央部およびモータの直下部分に取付けられた。振動測定結果は図８および表２に示される。
【００６８】
【表２】
0003601987.tif 000003
【００６９】
また騒音測定においては、スキャナが解像度２００ＤＰＩ、倍率１００％に設定され、この設定で画像が読込まれた後キャリッジが初期位置に戻るときの騒音が測定された。測定装置として、ＮＡ−２０（リオン社製）が用いられ、マイクはキャリッジガイドレールの中央部から９０ｍｍ離れた位置に取付けられた。騒音測定結果は表２に示される。
【００７０】
本発明の歯形を適用した実施例プーリ２を用いた場合、図８に明らかなように振動は低く抑えられ、その総量は１．０７Ｇであった。また騒音量は５７．６ｄＢ−Ａであった。これに対して、従来歯形である比較例プーリ２を用いた場合、振動の総量は１．２１Ｇと高く、また騒音量は５８．６ｄＢ−Ａであった。以上の結果により、本発明の歯形を適用したプーリを用いれば、振動および騒音が共に低減できることが分かる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によると、動力伝達システムにおける噛合い振動を低減すると共にベルト寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による駆動伝達システムを備えたプリンタの一部を示す図であって、キャリッジ部近傍を示す側面図である。
【図２】図１に示すキャリッジ部の近傍を印刷用紙と共に示す斜視図である。
【図３】図１に示す歯付きベルトの縦断面図である。
【図４】図１に示す駆動プーリの縦断面図である。
【図５】歯付きベルトおよび駆動プーリの輪郭を併せて示す図である。
【図６】比較例プーリ１の形状を示す縦断面図である。
【図７】第１の走行試験に用いられる走行試験装置の概略を示す模式図である。
【図８】第２の走行試験の騒音測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１６  駆動プーリ
１８  従動プーリ
３０  歯付きベルト
５２  プーリ頂部
５４  プーリ溝部
５６  ベルト歯部
５８  ベルト歯底部
【図１】
0003601987.tif 000004
【図２】
0003601987.tif 000005
【図３】
0003601987.tif 000006
【図４】
0003601987.tif 000007
【図５】
0003601987.tif 000008
【図６】
0003601987.tif 000009
【図７】
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【図８】
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