(57)【要約】【課題】歯を有さない従動プーリやテンションプーリを用いた記録計のペンやプロッタ等の記録手段を駆動するベルト駆動機構の場合、急激な速度の変化や、駆動方向が反転した場合に駆動ベルトの歯の山が変形し変形し、駆動プーリの動きに対するベルトの応答性が悪化してしまう。【解決手段】本件発明では、上記課題に鑑み、以下のベルト駆動機構を提供する。すなわち、記録紙に記録を行う記録計において、記録を行うためのペンやプロッタなどの記録手段が取り付けられ、リング外側にのみ歯を有するリング状の駆動ベルトと、前記駆動ベルトに内接し、且つ駆動ベルトを引張する、少なくとも二以上の歯無し従動プーリと、前記駆動ベルトに外接し、駆動ベルトと自身の歯と噛み合うことで動力を駆動ベルトへ伝える駆動プーリと、を有するベルト駆動機構を提供する。【選択図】図１
2012135936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙に記録を行う記録計において、
記録を行うためのペンやプロッタなどの記録手段が取り付けられ、リング外側にのみ歯を有するリング状の駆動ベルトと、
前記駆動ベルトに内接し、且つ駆動ベルトを引張する、少なくとも二以上の歯無し従動プーリと、
前記駆動ベルトに外接し、駆動ベルトと自身の歯と噛み合うことで動力を駆動ベルトへ伝える駆動プーリと、
を有するベルト駆動機構。
【請求項２】
前記駆動ベルトに内接し、前記駆動ベルトを前記駆動プーリへ押圧させるテンションプーリを有する請求項１に記載のベルト駆動機構。
【請求項３】
前記駆動ベルトに設けられた歯は、駆動ベルト外周の一部にのみ設けられている請求項１または２に記載のベルト駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、記録紙に記録を行う記録計に関し、記録紙に数値やグラフなどの記録内容を記録するペンやプロッタ等の記録手段を駆動するベルト駆動機構などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録計などにおいてペンやプロッタなどの記録手段を駆動させるためには、引用文献１のようなベルト駆動機構を用いて駆動させる方法が一般的であった。図５に引用文献１に示されるベルト駆動機構の概念図を示した。引用文献１や図５に示したベルト駆動機構では、リング状の駆動ベルト（０５０１）の内側に歯が設けられていた。この歯に、駆動ベルトの内側に配置された駆動プーリ（０５０２）の歯が噛み合わされることで、動力が駆動プーリに伝達されている。これにより、駆動プーリの回転が駆動ベルトに伝わり、駆動ベルトが駆動される。駆動プーリ以外は、従動プーリ（０５０３、０５０４）またはテンションプーリ（０５０５）などである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０２５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１や図５に示されたベルト駆動機構の場合、従動プーリに駆動ベルトに設けられた歯と噛み合うための歯が設けられている。この従動プーリに設けられた歯は、駆動ベルトに設けられた歯と適切に噛み合うようにするため、ある程度の精度を有する必要がある。従動プーリに設けられた歯の精度が低い場合、駆動ベルトに設けられた歯と適切に噛み合うことが出来ず、ズレ等が生じる可能性があるためである。このため、駆動ベルトの歯と適切に噛み合う歯を有する従動プーリの価格は比較的高価となってしまい、強いては、ベルト駆動機構全体の価格が高くなってしまう原因となり得る。
【０００５】
一方、図６のように、歯を有さない従動プーリやテンションプーリ（０６０１、０６０２、０６０３）を用いることもある。このような歯を有さない従動プーリは、先に述べた駆動ベルトの歯と適切に噛み合う歯を有する従動プーリに比べて価格が大幅に低い利点がある。従って、ベルト駆動機構の価格を抑えるには、歯を有さない従動プーリを使用することがより適している。
【０００６】
しかし、記録計のペンやプロッタ等の記録手段を駆動するベルト駆動機構の場合、ベルトは一定方向ではなく前後に動く方向を変化させながら動く。このため、動きが反転したりする場合に、ベルトに大きな負荷が瞬間的にかかることがある。図７に駆動ベルトの駆動方向が変化した時の駆動ベルトの歯の山の形状を説明した概念図を示した。通常速度変化なく駆動していたり、停止していたりする時は、（ａ）に示したように、歯の山の形状に変化は無い。しかし、（ａ）の矢印方向の駆動から、急激に（ｂ）の様な（ａ）とは反対の矢印方向に駆動方向が変化した場合、ベルトは急激に動く方向が反転するため、瞬間的に大きな負荷がベルトの歯の山と従動プーリの外周にかかる。このため、図７の（ｂ）に示すように、ベルトの歯の山は、駆動プーリの外周との接触面との摩擦により変形してしまう。歯の山が変形すると、変形によりベルトの動きが鈍くなり、駆動プーリの動きに対するベルトの応答性が悪化してしまう。これにより記録計が記録紙に記録するデータにも影響が生じてしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本件発明では、上記課題に鑑み、以下のベルト駆動機構を提供する。すなわち第一の発明としては、記録紙に記録を行う記録計において、記録を行うためのペンやプロッタなどの記録手段が取り付けられ、リング外側にのみ歯を有するリング状の駆動ベルトと、前記駆動ベルトに内接し、且つ駆動ベルトを引張する、少なくとも二以上の歯無し従動プーリと、前記駆動ベルトに外接し、駆動ベルトと自身の歯と噛み合うことで動力を駆動ベルトへ伝える駆動プーリと、を有するベルト駆動機構を提供する。
【０００８】
第二の発明としては、前記駆動ベルトに内接し、前記駆動ベルトを前記駆動プーリへ押圧させるテンションプーリを有する第一の発明に記載のベルト駆動機構を提供する。
【０００９】
第三の発明としては、前記駆動ベルトに設けられた歯が、駆動ベルト外周の一部にのみ設けられている第一の発明または第二の発明に記載のベルト駆動機構を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本件発明のベルト駆動機構のように、リング状の駆動ベルトをリング外側方向にのみ歯を有するように配置することで、ベルトの駆動方向が変化した場合などでも、駆動ベルトの歯の山が変形することが無いため、ペンやプロッタの位置がずれることなく正確な記録が可能となる。
【００１１】
また、本件発明のベルト駆動機構のように、駆動ベルトの一部のみに駆動ベルトと噛み合うための歯を設けることで、ペンやプロッタ等の記録手段を確実に固定することが出来る。また、歯を有する部分を減らすことが可能であるため、駆動ベルトの価格を抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のベルト駆動機構の概念図
【図２】実施形態１のベルト駆動機構の概念図
【図３】実施形態１のベルト駆動機構の概念図
【図４】実施形態２のベルト駆動機構の概念図
【図５】従来例を説明するための概念図
【図６】従来例を説明するための概念図
【図７】従来例を説明するための拡大概念図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本件発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【００１４】
実施形態１は主に請求項１、請求項２などに関する。実施形態３は主に請求項２などに関する。
＜＜実施形態１＞＞
＜実施形態１  概要＞
【００１５】
本実施形態は、記録を行うペンやプロッタなどを駆動させるためのリング状の駆動ベルトがリング外側にのみ歯を有することを特徴とした記録計である。リング状の駆動ベルトのリング外側にのみ歯を有することで、ベルトの駆動方向が変化した場合などでも、駆動ベルトの歯の山が変形することが無いため、ペンやプロッタの位置がずれることなく正確な記録が可能となる。
＜実施形態１  構成＞
【００１６】
図１に本実施形態を説明するための概念図を示した。本実施形態のベルト駆動機構は、記録紙に記録を行う記録計において、記録を行うためのペンやプロッタなどの記録手段（０１０１）が取り付けられ、リング外側にのみ歯（０１０２）を有するリング状の駆動ベルト（０１０３）と、前記駆動ベルトに内接し、少なくとも二以上の歯無し従動プーリ（０１０４、０１０５）と、前記駆動ベルトに外接し、駆動ベルトの歯と噛み合うことで動力を駆動ベルトへ伝える駆動プーリ（０１０６）と、からなる。
【００１７】
「駆動ベルト」は、リング状のベルトであって、駆動ベルト状には記録紙に記録を行うためのペンやプロッタ等の記録手段が固定されている。この駆動ベルトは、後述する駆動プーリの回転によって駆動し、駆動ベルト上に固定された記録手段が動作する。
【００１８】
この駆動ベルトには、記録紙に記録すべき情報を記述するためのペンやプロッタなどの記録手段を有している。記録手段は駆動ベルトの動きに応じて移動するため、駆動ベルトの動きがそのまま記録手段の動きに反映され、さらに記録紙に記録される記録結果にも影響を与える。このため、駆動プーリの動きに駆動ベルトは正確に追従する必要がある。
【００１９】
本実施形態のベルト駆動機構の最大の特徴は、この駆動ベルトがリング状、つまり環状となっており、駆動ベルトの歯がリングの外側方向にむけて配置されている点である。通常のベルト駆動では、引用文献１に示したように、駆動ベルトは内側に歯を有するように配置するのが一般的である。しかし、本実施形態のベルト駆動機構では、ベルトの歯をリング状構造の外側方向に向けて配置したことを特徴としている。先の図６に示したように、駆動ベルトの内側は、プーリとの間で力が加わる。このため、駆動ベルトの内側に歯を設けると、プーリとの間に加わる力の影響で、歯が変形し、駆動ベルトの駆動プーリの動きに対する応答性が悪くなってしまう。特に記録計のように、駆動ベルトの駆動方向が急激に変化する場合などは、プーリとベルトの間に加わる力の大きさの変化が激しいため、歯の変形がたびたび発生し、それに応じて応答性が悪化してしまう。
【００２０】
しかし、本実施形態のベルト駆動機構では、先にも述べたように、駆動ベルトの歯は、リングの外側方向に向いており、歯はプーリと接触しないため歯の変形は発生せず、駆動方向が変化した場合でも応答性に悪影響を与えることがない。
【００２１】
「従動プーリ」は、前述したリング状の駆動ベルトの内側に内接するように配置されている。前述のように本実施形態のベルト駆動機構では、駆動ベルトの歯は、リング状の駆動ベルトの外側方向に向けて配置している。このため従動プーリと内接する面には駆動ベルト歯は配置されていない。従って、従動プーリに歯は必要ないため、本実施形態の従動プーリには、駆動ベルトの歯に対応する歯は配置されていない。
【００２２】
本実施形態のベルト駆動機構では、後述する駆動プーリは駆動ベルトの外側に配置されるため、駆動ベルトを引張させるためには、最低２つの従動プーリが必要である。図１のように、従動プーリを２つ配置することで、駆動ベルトは引張され、ベルトの外側から駆動プーリが駆動ベルトを駆動して駆動機構が形成される。従動プーリは図２のように２つ以上であればいくつ配置してもよい。図２は、図１に示した記録手段（０２０１）と、リング外側にのみ歯（０２０２）を有するリング状の駆動ベルト（０２０３）と、駆動プーリ（０２０４）に、さらに従動プーリ（０２０５、０２０６、０２０７）が３つ設けられた例である。ベルト駆動機構を配置する位置や、用途に応じて従動プーリを配置する位置や数は適宜変更可能である。
【００２３】
「駆動プーリ」は、駆動ベルトに外接するように配置され、駆動ベルトの歯とかみ合う歯を有し、駆動ベルトの歯と駆動プーリの歯が噛み合うことで駆動プーリから駆動ベルトへ動力を伝達する。つまり、駆動プーリはリング状の駆動ベルトの外側に配置され、駆動プーリの回転に追従して駆動ベルトが駆動する。駆動プーリは、モータなどによって回転駆動するように構成されている。また駆動プーリを回転駆動させるモータなどは、記録計に入力される記録すべきデータに基づき、駆動量を制御されている。つまり、駆動プーリは、記録計に入力される記録すべきデータに基づき回転駆動をするため、駆動ベルトが駆動プーリの回転駆動に対して正確に駆動するか否かによって、記録紙にデータが正確に記録されるか否かが決まるのである。従って、駆動ベルトがいかに駆動プーリの回転駆動に正確に応答されるかが記録計の精度を左右する重要なポイントである。
【００２４】
また、駆動プーリを駆動ベルトに外接するように配置する際には、駆動プーリの外周の１／４以上を駆動ベルトと駆動プーリの歯がかみ合うように配置することが好ましい。ただし、駆動プーリと駆動ベルトとの噛み合わせの長さは、噛み合う歯の数等にも影響されるため、一概に決めることはできない。ただし、最低でも駆動プーリの回転が駆動ベルトに適切に伝えることが可能な長さである必要がある。駆動プーリと駆動ベルトの外接する長さが短いと、駆動にトルクが必要な場合など、歯同士がずれて噛み合わせがすべるなどの恐れがあるためである。
【００２５】
なお、駆動プーリを回転駆動させるモータは、ステッピングモータなど、どのような種類のモータであってもよい。記録計の使用用途や、使用環境、モータの制御機構などに応じて適宜変更してよい設計事項である。
【００２６】
また、駆動ベルトに設けられる記録手段も、記録計が打点式であるか、ペン記録式であるか、デジタル印字を行うかなどの使用に応じて変更可能な設計事項である。
【００２７】
さらに、本実施形態のベルト駆動機構においては、図３のように、駆動ベルトを引張させるテンションプーリを設けてもよい。図３は、図１に示した記録手段（０３０１）と、リング外側にのみ歯（０３０２）を有するリング状の駆動ベルト（０３０３）と、駆動プーリ（０３０４）と、従動プーリ（０３０５、０３０６）にさらに、テンションプーリ（０３０７）が設けられた例である。
【００２８】
先に説明したように、本実施形態のベルト駆動機構では、２つ以上の従動プーリによって駆動ベルトが引張されている。しかし、長時間の使用などによって、駆動ベルトが伸びた場合など、駆動ベルトが弛みを生じてしまい、正確な駆動ベルトの駆動に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、テンションプーリは、常に駆動ベルトに一定の力（テンション）を与え、常に駆動ベルトが引張した状態に保たせている。本実施形態のベルト駆動機構において、テンションプーリは、駆動ベルトに内接するように配置し、常に一定の力で駆動ベルトを押圧している。テンションプーリが駆動ベルトを押圧することで、駆動ベルトは常に引張した状態に保たれる。
【００２９】
テンションプーリは、例えばバネなどの付勢手段（０３０８）を用いてテンションプーリを駆動ベルトに押し付けることで駆動ベルトを引張している。図３に示したようなバネを用いた付勢手段の他、モータ等を用いた付勢手段であってもよい。付勢の方法について、とくに限定されるものではない。
＜実施形態１  効果＞
【００３０】
本実施形態のベルト駆動機構のように、リング状の駆動ベルトをリング外側方向にのみ歯を有するように配置することで、ベルトの駆動方向が変化した場合などでも、駆動ベルトの歯の山が変形することが無いため、ペンやプロッタの位置がずれることなく正確な記録が可能となる。
＜＜実施形態２＞＞
＜実施形態２  概要＞
【００３１】
本実施形態は、実施形態１に述べたベルト駆動機構の駆動ベルトにおいて、駆動ベルトの一部にのみ歯が設けられていることを特徴とするベルト駆動機構である。本件発明のベルト駆動機構は、記録計におけるペンやプロッタ等の記録手段を動かすことを想定している。従って、ペンやプロッタ等が動く範囲に限って、駆動ベルトに歯を設けた事を特徴としている。
＜実施形態２  構成＞
【００３２】
図４に本実施形態のベルト駆動機構の概念図を示した。本実施形態のベルト駆動機構は、実施形態１に述べた記録手段（０４０１）が設けられた駆動ベルト（０４０２）、従動プーリ（０４０３、０４０４）、テンションプーリ（０４０５）、駆動プーリ（０４０６）、付勢手段（０４０７）からなるベルト駆動機構において、駆動ベルトに設けられる歯が駆動ベルト外周の一部にのみ設けられている。
【００３３】
本件発明のベルト駆動機構は、前述のように記録計においてペンやプロッタなどの記録手段が取り付けられたベルト駆動機構を想定している。記録計における記録手段の動きは、記録紙の幅の間を幅方向に往復して移動する。従って、駆動プーリおよび駆動ベルトが動く範囲も、記録手段が動く範囲内に限られる。例えば、図４においては、破線矢印で示した範囲のみ、記録手段は移動することになる。従って、駆動プーリが駆動ベルトに動力を伝える範囲も、上記の記録手段が動く範囲に限られるため、駆動ベルトに設けられた歯は、この記録手段が動く範囲内にのみ設けられていればよい。
【００３４】
特に、駆動ベルトの内、記録手段を取り付ける部分は、駆動トルクと噛み合う可能性が無いので、歯は必要ない。このため、記録手段を駆動ベルトに取り付ける際に、駆動ベルトの凹凸、つまり歯の形状に依らずに記録手段を取り付けることが出来る。また駆動ベルトの歯を有する凹凸形状の場所に記録手段を設ける場合、凹凸であるために取り付けが難しくなったり、正確に固定するのが難しかったり、固定されても長時間の稼働でズレを生じてしまう可能性もある。しかし、本実施形態のように、駆動ベルトの一部、特に記録手段を取り付ける部分に歯を設けないことで、記録手段を駆動ベルトに容易に取り付けることが可能であり、さらに確実に駆動ベルトに記録手段を取り付けることが可能である。本件発明においては、記録手段の位置がずれることは、記録計にとっては致命的な欠陥であるため、記録手段は駆動ベルトに確実に固定することは重要なことである。
＜実施形態２  効果＞
【００３５】
本実施形態のベルト駆動機構のように、駆動ベルトの一部のみに駆動ベルトと噛み合うための歯を設けることで、ペンやプロッタ等の記録手段を確実に固定することが出来る。また、歯を有する部分を減らすことが可能であるため、駆動ベルトの価格を抑えることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
０１０１  ０２０１  ０３０１  ０４０１  記録手段
０１０２  ０２０２  ０３０２  歯
０１０３  ０２０３  ０３０３  ０４０２  駆動ベルト
０１０４  ０１０５  ０２０５  ０２０６  ０２０７  ０３０５  ０３０６  ０４０３  ０４０４  従動プーリ
０１０６  ０２０４  ０３０４  ０４０６  駆動プーリ
０３０７  ０４０５  テンションプーリ
０３０８  ０４０７  付勢手段
【図１】
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【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】
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【図７】
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