(57)【要約】【課題】歯飛び防止のためのクリアランス調整等の作業を不要として生産性を向上させることができると共に、稼働時の被駆動部材の速度乱れや騒音を低減することもできるベルト駆動装置を提供する。【解決手段】ベルト駆動装置２１は、ベースフレーム２３に配設されたキャリッジモータ９により回転駆動される駆動プーリ７と、ベースフレーム２３に対して移動可能に配設されると共に付勢部材１０により駆動プーリ７と離間する方向に付勢される従動プーリ６と、駆動プーリ７と従動プーリ６との間に巻き掛けられるタイミングベルト３と、タイミングベルト３上に固定されたヘッドキャリッジ４と、を備える。駆動プーリ７の近傍には、該駆動プーリ７に巻き掛けられたタイミングベルト３の外周部を駆動プーリ７側に押圧付勢するベルト押え機構２５が設けられる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフレームに配設されたモータにより回転駆動される駆動プーリと、
前記ベースフレームに対して移動可能に配設されると共に付勢部材により前記駆動プーリと離間する方向に付勢される従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられるタイミングベルトと、
前記タイミングベルト上に固定された被駆動部材と、
を備えたベルト駆動装置であって、
前記駆動プーリの近傍には、該駆動プーリに巻き掛けられた前記タイミングベルトの外周部を前記駆動プーリ側に押圧付勢するベルト押え機構が設けられることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記ベルト押え機構は、揺動端側が前記タイミングベルトの外周部に接近・離反可能なように前記ベースフレームに揺動自在に支持されたレバー部材と、前記レバー部材の揺動端が前記タイミングベルトの外周部に接触して前記タイミングベルトを駆動プーリ側に押圧付勢するように前記レバー部材を付勢するばね部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記ベルト押え機構が、揺動端側が前記タイミングベルトの外周部に接近・離反可能なように前記ベースフレームに揺動自在に支持されたレバー部材と、前記レバー部材の揺動端に回転自在に支持されて外周面が前記タイミングベルトの外周部に接触する押えローラと、前記押えローラが前記タイミングベルトの外周部に接触して前記タイミングベルトを駆動プーリ側に押圧付勢するように前記レバー部材を付勢するばね部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記ベルト押え機構が、前記タイミングベルトの外周部に押圧接触しながら回転自在な押えローラを備えることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記押えローラは、少なくとも外周面が弾性変形可能な弾性材料により形成されており、自体の弾性復元力によって前記タイミングベルトの外周部を駆動プーリ側に押圧付勢することを特徴とする請求項４に記載のベルト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動プーリから離間する方向に付勢された従動プーリにタイミングベルトが張架されるベルト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来のベルト駆動装置の一例を示す概略構成図であり、図９は図８に示したベルト駆動装置の要部拡大斜視図である。
図８に示したベルト駆動装置１は、インクジェットプリンタのヘッドキャリッジ駆動装置であり、ベルトクランプ２によってタイミングベルト３に固定されたヘッドキャリッジ（被駆動部材）４には、図示しないインクカートリッジや印字ヘッド等が設けられている。
【０００３】
タイミングベルト３は、内周面に歯を有しており、該タイミングベルト３の歯に噛合する歯を外周面に有した従動プーリ６と駆動プーリ７とに張架されている。
図９に示すように、駆動プーリ７は、モータ９の駆動軸に軸着されており、モータ９に駆動されて回動する。モータ９は、プリンタ筐体の一部をなすベースフレーム２３に固定されている。
【０００４】
一方、従動プーリ６は、図８（ａ）に示すように、後述する付勢部材１０により駆動プーリ７と離間する方向（即ち、図中Ａ方向）に付勢されている。この付勢部材１０によって、タイミングベルト３には所定の張力が付与されており、タイミングベルト３は駆動プーリ７の回転方向に応じて駆動されて、図中左右両方向に回動する。この結果、ヘッドキャリッジ４は、従動プーリ６と駆動プーリ７との間を往復運動し、図示しないプリント用紙の所望の位置に印字可能に構成されている。
【０００５】
図８（ａ）に示したヘッドキャリッジ４は、該ヘッドキャリッジ４が従動プーリ６側の限界位置まで到達して停止している状態であり、限界位置に到達した時には、ヘッドキャリッジ４に装備された位置決め部がベースフレーム２３側に装備された度当たり８に当接して、位置ずれが防止される。
【０００６】
ところで、このようなベルト駆動装置１では、停止中のヘッドキャリッジ４が急加速や急停止した場合や、従動プーリ６側に走行中のヘッドキャリッジ４が度当たり８に当接して急停止した場合などには、ヘッドキャリッジ４の慣性力の作用等でタイミングベルト３に作用する伝達トルクが急激に変わる時がある。そのような場合の衝撃を緩和するために、従動プーリ６は引張りコイルばね等の付勢部材１０により駆動プーリ７と離間する方向にバネ付勢されている。
【０００７】
そこで、図８（ｂ）に示すように、例えばヘッドキャリッジ４が度当たり８に当接して急停止した時には、タイミングベルト３を介して従動プーリ６に強い張力が作用するために、付勢部材１０が伸びて、従動プーリ６の位置がキャリッジ静止時の基準位置から駆動プーリ７側に距離ｓだけ変位する。
ここで、駆動プーリ７に巻き掛けられているタイミングベルト３の内、駆動プーリ７の出側（回転方向の先端側）に位置するタイミングベルト３には、張力が作用しないため、前記変位距離ｓの発生によって両プーリ６，７間の軸間距離が縮まると、図６（ｂ）に矢印Ｂで示す駆動プーリ出側位置に、タイミングベルト３の弛みが発生する。
【０００８】
そして、図８（ｃ）に示すように、変位距離ｓが一定以上になると、駆動プーリ７では、弛みによってタイミングベルト３と駆動プーリ７との噛合がはずれ、所謂歯飛び現象が発生してしまう可能性がある。
従って、このような歯飛び現象の発生を防止するために、従動プーリ６の駆動プーリ７側への変位を規制するストッパ（歯飛び防止板）を、ベースフレーム２３に装備する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】実開平５−７４８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、前述したストッパによって従動プーリ６の変位を規制する場合、従動プーリ６の変位距離ｓが小さいときには不用意にストッパにより変位が規制されることのないように、従動プーリ６とストッパとの間のクリアランスを適正に調整する必要がある。そして、このクリアランスの調整は、ベルト駆動機構を構成する部品寸法バラツキや付勢部材１０の弾性特性の個体差等も考慮して、製造するベルト駆動装置の一台毎に、個別に行う必要が生じるため、手間がかかり、生産性の低下を招くという問題がある。
また、ストッパによる歯飛び防止策では、従動プーリ６がストッパに衝突した際に、衝撃が発生して被駆動部材の速度乱れや騒音が発生する虞もあった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、歯飛び防止のためのクリアランス調整等の作業を不要として生産性を向上させることができると共に、稼働時の被駆動部材の速度乱れや騒音を低減することもできるベルト駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、ベースフレームに配設されたモータにより回転駆動される駆動プーリと、
前記ベースフレームに対して移動可能に配設されると共に付勢部材により前記駆動プーリと離間する方向に付勢される従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられるタイミングベルトと、
前記タイミングベルト上に固定された被駆動部材と、
を備えたベルト駆動装置であって、
前記駆動プーリの近傍には、該駆動プーリに巻き掛けられた前記タイミングベルトの外周部を前記駆動プーリ側に押圧付勢するベルト押え機構が設けられることを特徴とするベルト駆動装置により達成される。
【００１３】
上記構成のベルト駆動装置によれば、タイミングベルトを介して従動プーリに強い張力が作用し、従動プーリが駆動プーリ側に変位する際にも、駆動プーリに巻き掛けられたタイミングベルトはベルト押え機構により駆動プーリから離れることが防止される。
そこで、従動プーリが駆動プーリ側へ大きく変位し、駆動プーリの出側でタイミングベルトに弛みが生じても、該タイミングベルトが駆動プーリから外れて歯飛びを生じることがない。
【００１４】
更に、ベルト押え機構は、予め所定の押圧力でタイミングベルトの外周部を駆動プーリ側に押圧付勢しているので、クリアランス調整等の作業が不要である。
そこで、歯飛び防止のために手間のかかるクリアランス調整等の作業が不要で、生産性を向上させることができる。
また、従来のベルト駆動装置のように、従動プーリの変位をストッパにより規制する場合と異なり、衝突がないために被駆動部材の速度乱れや騒音発生もなく、稼働時の騒音低減にも好適である。
【００１５】
また、上記構成のベルト駆動装置において、前記ベルト押え機構は、揺動端側が前記タイミングベルトの外周部に接近・離反可能なように前記ベースフレームに揺動自在に支持されたレバー部材と、前記レバー部材の揺動端が前記タイミングベルトの外周部に接触して前記タイミングベルトを駆動プーリ側に押圧付勢するように前記レバー部材を付勢するばね部材と、を備えることが望ましい。
【００１６】
上記構成によれば、ばね部材を変更するだけで、レバー部材の揺動端がタイミングベルトの外周部に接触して押圧付勢する付勢力を変更できるので、ベルト駆動装置の仕様変更等に際して、柔軟な対応が可能になる。
【００１７】
また、上記構成のベルト駆動装置において、前記ベルト押え機構が、揺動端側が前記タイミングベルトの外周部に接近・離反可能なように前記ベースフレームに揺動自在に支持されたレバー部材と、前記レバー部材の揺動端に回転自在に支持されて外周面が前記タイミングベルトの外周部に接触する押えローラと、前記押えローラが前記タイミングベルトの外周部に接触して前記タイミングベルトを駆動プーリ側に押圧付勢するように前記レバー部材を付勢するばね部材と、を備えることが望ましい。
【００１８】
上記構成によれば、タイミングベルトの外周部への接触が、回転自在な押えローラの外周面を介して行われることで、ベルト押え機構のタイミングベルトとの接触摩擦を最小限に抑えることができる。またそれと同時に、摺動音の発生を抑制することもできる。
また、ばね部材を変更するだけで、押えローラとタイミングベルトとの接触圧を変更できるので、ベルト駆動装置の仕様変更等に際して、柔軟な対応が可能になる。
【００１９】
また、上記構成のベルト駆動装置において、前記ベルト押え機構が、前記タイミングベルトの外周部に押圧接触しながら回転自在な押えローラを備えることが望ましい。
更に、前記押えローラは、少なくとも外周面が弾性変形可能な弾性材料により形成されており、自体の弾性復元力によって前記タイミングベルトの外周部を駆動プーリ側に押圧付勢することが望ましい。
【００２０】
上記構成によれば、ベルト走行時のタイミングベルトとベルト押え機構との間の摩擦を小さくでき、摩擦摺動によるタイミングベルトの摩耗を防止できると同時に、摺動音の発生を抑制することができる。
更に、前記押えローラの少なくとも外周面を弾性変形可能な弾性材料により形成した場合には、押えローラをタイミングベルトの外周部に弾性接触させるための独立したばね部材の組み込みが不要になり、ベルト押え機構の構成を単純化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るベルト駆動装置によれば、駆動プーリに巻き掛けられたタイミングベルトはベルト押え機構により駆動プーリから離れることが防止されるので、従動プーリが駆動プーリ側へ大きく変位し、駆動プーリの出側でタイミングベルトに弛みが生じても、該タイミングベルトが駆動プーリから外れて歯飛びを生じることがない。
更に、ベルト押え機構は、歯飛び防止のために手間のかかるクリアランス調整等の作業が不要であるので、生産性を向上させることができる。
また、従来のベルト駆動装置のように、従動プーリの変位をストッパにより規制する場合と異なり、衝突がないために被駆動部材の速度乱れや騒音発生もなく、稼働時の騒音を低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るベルト駆動装置を備えたインクジェットプリンタの外観斜視図、図２は図１に示したインクジェットプリンタの排紙トレイ及び上部ケースを取り外した状態の斜視図、図３は図２に示したベルト駆動装置の拡大斜視図、図４は図３に示したベルト駆動装置を説明する為の要部拡大図、図５は図３に示したベルト駆動装置の動作説明図である。
【００２３】
本実施形態に係るインクジェットプリンタ１１は、フロント給・排紙タイプのプリンタであり、図１に示すように、上部ケース１３と下部ケース１２とから構成される装置ケース１４の前面中央に開口するカセット収容部１９に、用紙を積層収容した略箱形の用紙カセット１５が着脱自在に挿着されている。
また、用紙カセット１５の上面開放部を覆うように、印刷が終了した用紙を受ける排紙トレイ１６が装備されている。更に、装置ケース１４の前面左右には、インジケータ等の表示部１７や電源スイッチ等の操作部１８が配設されている。
【００２４】
装置ケース1４の内部には、図２に示すように、給紙ユニットのピックアップローラによって用紙カセット１５から一枚ずつ繰り出される用紙をＵ字状搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、この搬送機構による用紙の搬送方向と直交する方向へ往復移動自在にヘッドキャリッジ４を支持するベルト駆動装置２１と、このヘッドキャリッジ４に搭載されて用紙に記録用インクの微少粒を噴射して印刷を行う不図示の印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給する記録用インクを貯留したインクタンク２２，２４と、搬送機構による用紙の搬送速度やヘッドキャリッジ４の移動速度や印字ヘッドのインク噴射動作等を制御する不図示の制御部とが設けられている。
【００２５】
ヘッドキャリッジ４は、図２に示すように、用紙幅方向に延在する一対のキャリッジ軸２６により用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、キャリッジモータ（モータ）９によって駆動されるタイミングベルト３にベルトクランプ２（図５参照）を介して固定されており、タイミングベルト３の走行に応じて用紙幅方向に往復移動させられる。
尚、図５（ａ）に示すように、前記ヘッドキャリッジ４が従動プーリ６側の移動限界位置に到達した時には、ヘッドキャリッジ４に設けた位置決め部４ａが、ベースフレーム２３に装備された度当たり８に当接して位置ずれが防止される。
このインクジェットプリンタ１１は、用紙の搬送方向を副走査方向、キャリッジ４の移動方向を主走査方向として、キャリッジ４に搭載された印字ヘッドからのインク吐出を制御することで、用紙に文字や図形等の画像記録（印刷）を行う。
【００２６】
本第１実施形態のベルト駆動装置２１は、図２乃至図５に示すように、ブリンタ本体の筐体に固定されるベースフレーム２３と、このベースフレーム２３の背板部２３ａの向かって右端寄り位置に配設されたキャリッジモータ９により回転駆動される駆動プーリ７と、前記駆動プーリ７側に変位可能に不図示のスライド機構を介して前記ベースフレーム２３の向かって左端寄り位置に支持された従動プーリ６と、駆動プーリ７と従動プーリ６との間に巻き掛けられたタイミングベルト３と、ベルトクランプ２（図３参照）によってタイミングベルト３に固着して設けられて駆動プーリ７によるタイミングベルト３の走行により駆動プーリ７と従動プーリ６との間を往復運動する被駆動部材としてのヘッドキャリッジ４と、駆動プーリ７から離れる方向に従動プーリ６を付勢してタイミングベルト３に所定の張力を付与する張力調整ばね（付勢部材）１０と、駆動プーリ７の近傍に装備されたベルト押え機構２５と、を備えた構成となっている。
【００２７】
ベルト押え機構２５は、図４に示すように、ヘッドキャリッジ４が駆動プーリ７側から従動プーリ６に向かって走行する方向に駆動プーリ７が回転駆動される時の駆動プーリ７の出側（回転方向の先端側）で、タイミングベルト３の外周部を駆動プーリ７側に押圧付勢する。
具体的には、本第１実施形態のベルト押え機構２５は、揺動端側が駆動プーリ７の出側（図４中下側）に接近・離反可能なように基端３３ａ側が前記ベースフレーム２３に揺動自在に支持されたレバー部材３３と、このレバー部材３３の揺動端に回転自在に支持されて外周面が駆動プーリ７に巻き掛けられたタイミングベルト３の外周部に接触する押えローラ３１と、この押えローラ３１がタイミングベルト３の外周部に接触してタイミングベルト３を駆動プーリ７側に押圧付勢するように前記レバー部材３３を付勢するばね部材（ねじりコイルバネ）３５と、を備えている。
【００２８】
上述した本第１実施形態のベルト駆動装置２１によれば、図５（ｂ）に示すように、例えばヘッドキャリッジ４が度当たり８に当接して急停止した時には、タイミングベルト３を介して従動プーリ６に強い張力が作用するために、付勢部材１０が伸びて、従動プーリ６の位置がキャリッジ静止時の基準位置から駆動プーリ７側に変位する際にも、駆動プーリ７に巻き掛けられたタイミングベルト３はベルト押え機構２５により駆動プーリ７から離れることが防止される。
【００２９】
即ち、図５（ｂ）中矢印Ｃに示すように、駆動プーリ７の出側のタイミングベルト３の弛みは、従動プーリ６と駆動プーリ７との中間部に出現し、駆動プーリ７に巻き掛けられている領域では発生しない。
そこで、従動プーリ６が駆動プーリ７側へ大きく変位し、駆動プーリ７の出側でタイミングベルト３に弛みが生じても、該タイミングベルト３が駆動プーリ７から外れて歯飛びを生じることがない。
【００３０】
更に、ベルト押え機構２５は、予め所定の押圧力でタイミングベルト３の外周部を駆動プーリ７側に押圧付勢しているので、クリアランス調整等の作業が不要である。
そこで、歯飛び防止のために手間のかかるクリアランス調整等の作業が不要で、生産性を向上させることができる。
また、従来のベルト駆動装置のように、従動プーリ６の変位をストッパにより規制する場合と異なり、衝突がないために被駆動部材の速度乱れや騒音発生もなく、稼働時の印字品質向上や騒音低減にも好適である。
【００３１】
更に、本第１実施形態におけるベルト押え機構２５の構成によれば、タイミングベルト３の外周部への接触が、回転自在な押えローラ３１の外周面を介して行われることで、ベルト押え機構２５のタイミングベルトとの接触摩擦を最小限に抑えることができるので、摩擦摺動によるタイミングベルト３の摩耗を防止できると同時に、摺動音の発生を抑制することができる。
また、上記第１実施形態の構成では、ばね部材３５が独立した部品として構成されており、ばね部材３５を変更するだけで、押えローラ３１とタイミングベルト３との接触圧を変更できるので、ベルト駆動装置２１の仕様変更等に際して、柔軟な対応が可能になる。
【００３２】
尚、本発明のベルト駆動装置に係るベルト押え機構の具体的な構成は、上記第１実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
図６は、本発明の第２実施形態に係るベルト駆動装置の概略構成図である。
本第２実施形態のベルト駆動装置４１は、上記第１実施形態に示したベルト駆動装置２１のベルト押え機構２５をベルト押え機構４３に変更したものであり、それ以外の構成は第１実施形態と共通であるので、共通の構成部材については同符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本第２実施形態のベルト押え機構４３は、揺動端側が駆動プーリ７の出側（図６中下側）に接近・離反可能なように基端４５ａ側がベースフレーム２３に揺動自在に支持されたレバー部材４５と、このレバー部材４５の揺動端４５ｂが駆動プーリ７に巻き掛けられたタイミングベルト３の外周部に接触してタイミングベルト３を駆動プーリ７側に押圧付勢するように前記レバー部材４５を付勢するばね部材４７とを備えている。
なお、レバー部材４５の揺動端４５ｂは、タイミングベルト３との摺動摩擦が低減するように、滑らかな湾曲面が形成されている。また、揺動端４５ｂのタイミングベルト３と摺動する部分に、低摩擦材を設けることもできる。
【００３４】
上述した本第２実施形態のベルト駆動装置４１によれば、ばね部材４７を変更するだけで、レバー部材４５の揺動端４５ｂがタイミングベルト３の外周部に接触して押圧付勢する付勢力を変更できるので、ベルト駆動装置４１の仕様変更等に際して、柔軟な対応が可能になる。また、押えローラ３１を省くことにより、上記第１実施形態のベルト押え機構２５に比べてベルト押え機構４３の構成を単純化することができ、コスト低減を図ることができる。
【００３５】
図７は、本発明の第３実施形態に係るベルト駆動装置の概略構成図である。
本第３実施形態のベルト駆動装置５１は、上記第１実施形態に示したベルト駆動装置２１のベルト押え機構２５をベルト押え機構５３に変更したものであり、それ以外の構成は第１実施形態と共通であるので、共通の構成部材については同符号を付して説明を省略する。
【００３６】
本第３実施形態のベルト押え機構５３は、駆動プーリ７に巻き掛けられたタイミングベルト３の外周部に押圧接触しながら回転自在な押えローラ５５が、駆動プーリ７の出側（図７中下側）に設けられている。この押えローラ５５の外周面は、合成ゴム材料等の弾性変形可能な弾性材料により形成されており、自体の弾性復元力によって前記タイミングベルト３の外周部を駆動プーリ７側に押圧付勢することができる。
【００３７】
上述した本第３実施形態のベルト駆動装置５１によれば、ベルト走行時のタイミングベルト３とベルト押え機構５３との間の摩擦を小さくでき、摩擦摺動によるタイミングベルト３の摩耗を防止できると同時に、摺動音の発生を抑制することができる。
更に、前記押えローラ５５の外周面を弾性変形可能な弾性材料により形成したので、押えローラ５５をタイミングベルト３の外周部に弾性接触させるための独立したばね部材の組み込みが不要になり、ベルト押え機構５３の構成を単純化することができる。
【００３８】
尚、例えば上記第１及び第２実施形態におけるレバー部材３３（４５）及びばね部材３５（４７）の代わりに、板ばね等を用いることで、これらレバー部材３３（４５）及びばね部材３５（４７）を単一部品で構成することが可能になり、ベルト押え機構の構成を更に単純化することもできる。
更に、本発明に係るベルト駆動装置の用途は、上記実施形態に示したプリンタのキャリッジ駆動装置に限らない。従動プーリが駆動プーリ側に移動可能に弾性支持される各種の機器のベルト駆動装置に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るベルト駆動装置を備えたインクジェットプリンタの外観斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンタの排紙トレイ及び上部ケースを取り外した状態の斜視図である。
【図３】図２に示したベルト駆動装置の拡大斜視図である。
【図４】図３に示したベルト駆動装置を説明する為の要部拡大図である。
【図５】図３に示したベルト駆動装置の動作説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るベルト駆動装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るベルト駆動装置の概略構成図である。
【図８】従来のベルト駆動装置の動作説明図である。
【図９】図８に示したベルト駆動装置の要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
３…タイミングベルト、４…ヘッドキャリッジ（被駆動部材）、６…従動プーリ、７…駆動プーリ、９…キャリッジモータ（モータ）、１０…付勢部材、２１…ベルト駆動装置、２３…ベースフレーム（ベース）、２５…ベルト押え機構、３１…押えローラ、３３…レバー部材、３５…ばね部材、４１
【図１】
2006275121.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006275121.tif 000008
【図７】
2006275121.tif 000009
【図８】
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【図９】
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