(57)【要約】【課題】歯車軸の径を極力小さくしつつも、歯面に受ける圧力の半径方向成分により歯車軸が容易に変形することを防止し、もって歯車の円滑な回転を実現することのできる歯車支持装置を得る。【解決手段】歯車支持装置５２は、歯車６３の軸穴に挿通される軸体としての回転軸５２ａ、及びリブ形状を成す補強部５２ｂを備えている。また歯車支持装置５２は、回転軸５２ａの自由端側に位置するカバー体８に、円筒形状を成す突起部７２の内部により形成される軸穴７２ａと、リブ形状を成す補強部７２ｂと、を備えている。カバー体８がフレーム７ａに装着されると、回転軸５２ａの先端が軸穴７２ａに入り込み、回転軸５２ａが基端側と先端側の双方で支持される。補強部５２ｂ、７２ｂは、歯車６３が歯面に圧力を受けることによって回転軸５２ａに加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の軸穴に挿通されて前記歯車の回転軸を構成する軸体を備えた、前記歯車を回転可能に支持する歯車支持装置であって、
前記軸体の外周に設けられて当該軸体を補強する補強部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車支持装置において、前記軸体の自由端側には、前記軸体の基端側を構成するフレームを覆うカバー体が設けられ、
前記カバー体には、当該カバー体が前記フレームに装着された際に前記軸体の先端部を軸支する軸穴が形成されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の歯車支持装置において、前記軸穴は円筒形状を成す突起部により形成されており、
前記突起部の外周には、当該突起部を補強するカバー体側補強部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸穴に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車を回転可能に支持する歯車支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車を支持する支持構造は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１記載の歯車支持構造は、歯車軸の先端中央部に縦方向にＶ字状の切欠溝を形成するとともに、先端外周縁に膨出部（係止形状）を形成する。この様に構成することで、歯車の挿嵌時には膨出部が内側に縮まって取り付けすることができるとともに、取り付け後は膨出部が弾性復帰するので歯車が抜けないように保持されることとなる。
【特許文献１】実開昭６２−１０１５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
歯車軸は、歯車の軸穴との間の摩擦力（回転負荷）を小さくする為に、極力その径は小さいことが好ましい。しかしながら歯車は、歯面に圧力を受け、この圧力は基準円の接線方向成分と半径方向成分とに分解することができるが、接線方向成分は歯車を回転させる回転モーメントを生じさせ、半径方向成分は歯車軸を曲げようとする曲げモーメントを生じさせる。従って歯車軸の径を小さくすると、この曲げモーメントに対抗できず、歯車軸が変形してむしろ歯車の円滑な回転を阻害してしまうことになる。
【０００４】
そこで本発明はこの様な状況に鑑み成されたものであり、その目的は、歯車軸の径を極力小さくしつつも、歯面に受ける圧力の半径方向成分により歯車軸が容易に変形することを防止し、もって歯車の円滑な回転を実現することのできる歯車支持装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、歯車の軸穴に挿通されて前記歯車の回転軸を構成する軸体を備えた、前記歯車を回転可能に支持する歯車支持装置であって、前記軸体の外周に設けられて当該軸体を補強する補強部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
本態様によれば、歯車の回転軸を構成する軸体の外周に設けられて当該軸体を補強する補強部が、歯車が歯面に圧力を受けることによって軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されているので、前記補強部によって前記半径方向成分の力に対抗することができ、前記半径方向成分の力により軸体が容易に変形してしまうことを防止できる。従って軸体の径を極力小さくしつつも、歯面に受ける圧力の半径方向成分により軸体が容易に変形することが防止され、もって歯車の円滑な回転を実現することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る歯車支持装置は、第１の態様において、前記軸体の自由端側には、前記軸体の基端側を構成するフレームを覆うカバー体が設けられ、前記カバー体には、当該カバー体が前記フレームに装着された際に前記軸体の先端部を軸支する軸穴が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、軸体の自由端側には、軸体の基端側を構成するフレームを覆うカバー体が設けられるが、このカバー体には、フレームに装着された際に軸体の先端部を軸支する軸穴が形成されているので、軸体は基端側と自由端側の両方で支持されることとなり、軸体の変形がより確実に防止される。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る歯車支持装置は、第２の態様に係る歯車支持装置において、前記軸穴は円筒形状を成す突起部により形成されており、前記突起部の外周には、当該突起部を補強するカバー体側補強部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸穴に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本態様によれば、前記軸穴を形成する突起部には、当該突起部を補強するカバー体側補強部が、歯面に加わる圧力の半径方向成分の作用方向に配置されているので、前記カバー体側補強部によって前記突起部が容易に変形してしまうことを防止でき、ひいては軸体の変形をより一層確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１乃至図７を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は記録装置の一実施形態であるインクジェットプリンタ（以下「プリンタ」と言う）１の用紙搬送経路を示す側断面図、図２は本発明に係る歯車支持装置を備えた両面ユニット７における動力伝達装置５０の分解斜視図、図３及び図４は動力伝達装置５０の正面図、図５（Ａ）は本発明に係る歯車支持装置５１〜５４の正面図、図５（Ｂ）はカバー体８の裏側の平面図、図６は歯車の歯面に掛かる圧力の作用方向を示す図、図６は動力伝達装置５０を構成する歯車６２ｂ、６３、６４ａ、のこれらの噛み合いに伴い生じる力を示す説明図である。
【００１２】
以下、図１を参照しつつプリンタ１の全体構成について概説する。尚、図１はプリンタ１の用紙搬送経路上に配置されるローラを図示する為に、ほぼ全てのローラを同一面上に描いているが、その奥行き方向（図１の紙面表裏方向）の位置は必ずしも一致しているとは限らない（一致している場合もある）。
【００１３】
プリンタ１は、装置底部に給送装置２を備え、当該給送装置２から被記録媒体としての記録用紙Ｐを１枚ずつ給送し、記録手段４においてインクジェット記録を行い、装置前方側（図１において右側）に設けられた図示しない排紙スタッカへ向けて排出する構成を備えている。またプリンタ１は装置後部に両面ユニット７を着脱自在に備えており、最初に記録の行われた用紙Ｐの第１面に対し反対側の第２面が記録ヘッド４２と対向するよう湾曲反転させ、これにより用紙Ｐの両面に記録が実行可能となっている。
【００１４】
以下、各構成要素について更に説明する。給送装置２は、用紙カセット１１と、ピックアップローラ１６と、ガイドローラ２０と、分離手段２１と、を備えている。複数枚の用紙Ｐを積層状態で収容可能な用紙カセット１１は、給送装置２の装置本体に対し、装置前方側から装着及び取り外し可能に構成されており、図示しないモータによって回転駆動されるピックアップローラ１６は、揺動軸１８を中心に揺動する揺動部材１７に設けられ、用紙カセット１１に収容された用紙と接して回転することにより、当該最上位の用紙Ｐを用紙カセット１１から送り出す。
【００１５】
用紙カセット１１に収容された用紙先端と対向する位置には分離部材１２が設けられており、給送されるべき最上位の用紙Ｐの先端が分離部材１２に摺接しつつ下流側に進むことで、次位以降の用紙Ｐとの第１段階分離が行われる。分離部材１２の下流側には自由回転可能なガイドローラ２０が設けられ、更にその下流側には、分離ローラ２２と駆動ローラ２３とを備えて構成された、用紙Ｐの第２段階分離を行う分離手段２１が設けられている。
【００１６】
分離手段２１の下流側には、図示を省略するモータにより回転駆動される駆動ローラ２６と、駆動ローラ２６との間で用紙Ｐをニップして従動回転するアシストローラ２７と、を備えて構成された第１中間送り部２５が設けられており、この第１中間送り部２５により、用紙Ｐが更に下流側へと送られる。尚、符号２９は、用紙Ｐが湾曲反転経路を通過する際の（特に用紙後端が通過する際の）通紙負荷を軽減する従動ローラを示している。
【００１７】
従動ローラ２９の下流側には図示を省略するモータにより回転駆動される駆動ローラ３２と、駆動ローラ３２との間で用紙Ｐをニップして従動回転するアシストローラ３３と、を備えて構成された第２中間送り部３１が設けられており、この第２中間送り部３１により、用紙Ｐが更に下流側へと送られる。
【００１８】
第２中間送り部３１の下流側には、記録手段４が配置されている。記録手段４は、搬送手段５と、記録ヘッド４２と、紙案内前３９と、排出手段６と、を備えている。搬送手段５は、図示を省略するモータによって回転駆動される搬送駆動ローラ３５と、該搬送駆動ローラ３５に圧接して従動回転するよう紙案内上３７に軸支される搬送従動ローラ３６とを備えて構成され、この搬送手段５により用紙Ｐが記録ヘッド４２と対向する位置に向けて精密送りされる。
【００１９】
続いて記録ヘッド４２はキャリッジ４０の底部に設けられ、当該キャリッジ４０は主走査方向（図１の紙面表裏方向）に延びるキャリッジガイド軸４１にガイドされながら、図示を省略するモータによって主走査方向に往復動する様に駆動される。記録ヘッド４２と対向する位置には紙案内前３９が設けられ、当該紙案内前３９によって、用紙Ｐと記録ヘッド４２との距離が規定されるようになっている。
【００２０】
紙案内前３９の下流側に設けられた排出手段６は、図示を省略するモータによって回転駆動される排出駆動ローラ４４と、当該排出駆動ローラ４４に接して従動回転する排出従動ローラ４５とを備えて構成され、記録手段４によって記録の行われた用紙Ｐは、排出手段６により、装置前方側に設けられた図示を省略するスタッカへと排出される。
【００２１】
両面ユニット７は、大径の反転ローラ４６と、当該反転ローラ４６との間で用紙Ｐをニップして従動回転するアシストーラ４７、４８を備えている。用紙カセット１１から繰り出されて第１面に記録の行われた用紙Ｐは、第２中間送り部３１、搬送手段５、排出手段６、のこれらによる逆送り動作によって、第１面に記録が実行された際に用紙後端となっていた側が先端となって、反転ローラ４６とアシストローラ４８との間に誘い込まれる。
【００２２】
反転ローラ４６は回転軸４６ａに設けられ、後述する動力伝達装置５０を介してプリンタ１本体側に設けられたモータ（図示せず）により図１の反時計回り方向に回転駆動される。反転ローラ４６とアシストローラ４８との間に誘い込まれた用紙は、反転ローラ４６とアシストローラ４７との間を通って再び第２中間送り部３１に到達し、記録手段４に導かれ、以降同様に記録が実行される。
【００２３】
尚、以上説明した用紙搬送経路中に設けられるピックアップローラ１６、駆動ローラ２３、２６、３２、搬送駆動ローラ３５、排出駆動ローラ４４、反転ローラ４６、のこれら回転駆動されるローラは、全て共通の駆動モータにより回転駆動されるよう構成されている。
【００２４】
続いて図２〜図４を参照しながら動力伝達装置５０について説明する。図３及び図４において符号６１はプリンタ１の装置本体側に設けられる伝達歯車を示しており、プリンタ１の装置本体に対して着脱自在な反転ユニット７が装置本体に装着されると、伝達歯車６１が、反転ユニット７側の入力歯車６２ａと噛合するようになっている。
【００２５】
そしてこの入力歯車６２ａから、符号６２ｂ、６３、６４ａ、６４ｂ、６５、で示す歯車の順に回転トルクが伝達される。尚、図３及び図４において符号６２ａと符号６２ｂで示す歯車は２段歯車であり、一体的に回転する。また、符号６４ａ及び符号６４ｂで示す歯車も同様に２段歯車であり、一体的に回転する。
【００２６】
ここで、歯車輪列の中で符号６４ｂは太陽歯車を、符号６５は太陽歯車６４ｂの回転軸５３ａを中心に揺動可能なレバー部材５９に軸支されることにより、太陽歯車６４ｂの周囲を遊星運動する遊星歯車を示している。そしてモータ正転時（図３）には、遊星歯車６５は歯車６６を介して、反転ローラ４６の回転軸４６ａの軸端に取り付けられた歯車６７と噛合し、これにより反転ローラ４６の回転軸４６ａが同図反時計回り方向に回転する。
【００２７】
そしてモータ逆転時（図４）には、遊星歯車６５が歯車６７と直接噛合し、これにより図３に示したモータ正転時と同様に、反転ローラ４６の回転軸４６ａが同図反時計回り方向に回転する。以上のような遊星歯車機構を備えた動力伝達装置５０により、反転ローラ４６は、モータの回転方向に拘わらず、常に用紙Ｐを下流側に搬送する回転方向に回転するようになっている。
【００２８】
続いて図２及び図５〜図７を参照しながら、歯車６２ｂ（歯車６２ａ）、歯車６３、歯車６４ａ（歯車６４ｂ）、歯車６６、のこれらを支持する歯車支持装置について説明する。  
図５（Ａ）及び図２において符号７ａは反転ユニット７の基体を構成するフレームを示しており、図５（Ｂ）及び図２において符号８はフレーム７を覆う着脱自在なカバー体を示している。また、図５（Ａ）において符号５１〜５４は、それぞれ歯車６２ｂ、歯車６３、歯車６４ａ、歯車６６、のこれらを支持する歯車支持装置を示している。
【００２９】
以下では、この中の歯車支持装置５２を取り上げて詳説するが、他の歯車支持装置５１、５３、５４のこれらについても、歯車支持装置５２と同様な技術的思想に基づき構成されている。  
歯車支持装置５２は、歯車６３の軸穴に挿通される軸体としての回転軸５２ａ、及びリブ形状を成す補強部５２ｂを備えている（図２のＡ部拡大図も参照）。また歯車支持装置５２は、回転軸５２ａの自由端側に位置するカバー体８に、円筒形状を成す突起部７２の内部により形成される軸穴７２ａと、リブ形状を成す補強部７２ｂと、を備えている。
【００３０】
回転軸５２ａは、樹脂成形によりフレーム７ａと一体的に形成されており、また補強部５２ｂも、樹脂成形により回転軸５２ａ（フレーム７ａ）と一体的に形成されている。カバー体８の側においても同様に、突起部７２が樹脂成形によりカバー体８に一体的に形成されており、また補強部７２ｂも、樹脂成形により突起部７２（カバー体８）と一体的に形成されている。
【００３１】
そしてカバー体８がフレーム７ａに装着されると、回転軸５２ａの先端（自由端）が軸穴７２ａに入り込み、即ち回転軸５２ａが基端側（フレーム７ａ）と先端側（カバー体８）の双方で支持されるようになっている。
【００３２】
ここで、補強部５２ｂは回転軸５２ａの外周に設けられて当該回転軸５２ａを曲げモーメントに対抗するように補強し、また補強部７２ｂも同様に突起部７２の外周に設けられて当該突起部７２を曲げモーメントに対抗するように補強する。そしてその配置位置は、歯車６３が歯面に圧力を受けることによって回転軸５２ａに加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に配置されている。
【００３３】
以下、これについて更に詳説する。先ず、図６において符号Ｔａは噛合する２つの歯車の一方側の歯を、符号Ｔｂは他方側の歯を示している。また、破線（ａ）は歯面同士の接点における接線を、破線（ｂ）は歯面の接線（ａ）と直交する線（歯面の法線）を、一点鎖線（ｅ）、（ｆ）は両歯車の基準円を、実線（ｃ）は両歯車の中心線を結ぶ線（即ち、半径線）を、実線（ｄ）は基準円の接線を、符号αは圧力角を、それぞれ示している。
【００３４】
歯Ｔａが図６の左方向に変位して、歯Ｔｂを押す際に歯Ｔｂに掛かる圧力Ｆの向きは、歯面の法線（ｂ）に沿っており、この圧力Ｆは半径線（ｃ）に平行な半径方向成分ｆ１と、基準円の接線（ｄ）に平行な接線方向成分ｆ２と、に分解できる。このうち、半径方向成分ｆ１は、歯車の回転軸である軸体により受け止められる。
【００３５】
以上により、歯車６３については図７に示すように、歯車６２ｂとの関係において、回転軸５２ａに符号ｆ１ａで示す方向の力が掛かることになり、また歯車６４ａとの関係において、符号ｆ１ｂで示す方向の力が掛かることになる。
【００３６】
なお、符号ｃ１は歯車６２ｂ及び歯車６３の、両歯車の回転中心を結ぶ線（即ち半径線）を示しており、力ｆ１ａの向きはこの半径線ｃ１に沿っている。また同様に、符号ｃ２は歯車６４ａ及び歯車６３の、両歯車の回転中心を結ぶ線（即ち半径線）を示しており、力ｆ１ｂの向きはこの半径線ｃ２に沿っている。
【００３７】
符号ｆｔは、力ｆ１ａと力ｆ１ｂとの合力を示しており、この合力ｆｔが、軸体５２ａを変形させようとする力（曲げモーメント）となる。そして補強部５２ｂ、７２ｂは、回転軸５２ａの外周において、合力ｆｔの作用方向、即ち歯車６３が歯面に圧力を受けることによって回転軸５２ａに加わる前記圧力の半径方向成分の、合力の作用方向に配置されている。
【００３８】
従ってこれにより、補強部５２ｂ、７２ｂによって合力ｆｔに対抗することができ、合力ｆｔにより回転軸５２ａが容易に変形してしまうことを防止できる。加えて回転軸５２ａは基端側と自由端側の両方で支持される為、合力ｆｔによる変形がより一層確実に防止されている。
【００３９】
従って回転軸５２ａの径を極力小さくすることにより歯車回転の際の摩擦力を低減しながらも、回転軸５２ａが容易に変形することが防止され、もって歯車６３の円滑な回転を実現することができる。
【００４０】
なお、他の歯車支持装置も同様に、歯車支持装置５１については回転軸５１ａが上述した回転軸５２ａに相当し、また同様に歯車支持装置５３、５４のそれぞれについては回転軸５３ａ、５４ａが上述した回転軸５２ａに相当する。また、カバー体８側の突起部７１、７３、７４は上述した突起部７２に相当し、軸穴７１ａ、７３ａ、７４ａは上述した軸穴７２ａに相当し、また補強部７１ｂ、７３ｂ、７４ｂは上述した補強部７２ｂに相当する。従って他の歯車支持装置５１、５３、５４も同様に、上述した歯車支持装置５２と同様な作用効果を得ることができる
なお、歯車支持装置５３については、回転軸５３ａに掛かる力が、遊星歯車６５の噛合位置により変位するため、遊星歯車６５が歯車６６と噛合する際に回転軸５２ｂに掛かる力と、遊星歯車６５が歯車６７と噛合する際に回転軸５２ｂに掛かる力と、の双方に対抗するように補強部５３ｂが２箇所設けられている。
【００４１】
以上説明した実施形態では、図７の符号ｆｔで示すように２つの歯車から受ける力（ｆ１ａ、ｆ１ｂ）の合力方向に補強部５２ｂを設けたが、力ｆ１ａの作用方向、及び力ｆ１ｂの作用方向に、それぞれ１つずつ補強部を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るプリンタの用紙搬送経路を示す側断面図。
【図２】本発明に係る歯車支持装置を備えた両面ユニットにおける動力伝達装置の分解斜視図。
【図３】動力伝達装置の正面図。
【図４】動力伝達装置の正面図。
【図５】（Ａ）は本発明に係る歯車支持装置の正面図、（Ｂ）はカバー体裏側の平面図。
【図６】歯車の歯面に掛かる圧力の作用方向を示す図。
【図７】歯車の噛み合いに伴い生じる力の作用方向を示す説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１  インクジェットプリンタ、３  給送装置、４  記録手段、５  搬送手段、６  排出手段、７  両面ユニット、８  カバー体、
１１  用紙カセット、１２  分離部材、１６  ピックアップローラ、１７  揺動部材、１８  揺動軸、２０  従動ローラ、２１  分離手段、２２  分離ローラ、２３  駆動ローラ、２５  第１中間送り部、２６  駆動ローラ、２７  アシストローラ、２９  従動ローラ、３１  第２中間送り部、３２  駆動ローラ、３３  アシストローラ、３５  搬送駆動ローラ、３６  搬送従動ローラ、３７  紙案内上、３９  紙案内前、４０  キャリッジ、４１  キャリッジガイド軸、４２  記録ヘッド、４４  排出駆動ローラ、４５  排出従動ローラ、４６  反転ローラ、４７、４８  アシストローラ、
５０  歯車支持装置、５１〜５４  歯車支持装置、５１ａ〜５４ａ  回転軸、５１ｂ〜５４ｂ  補強部、６１  伝達歯車、６２ａ  入力歯車、６２ｂ、６３、６４ａ  歯車、６４ｂ  太陽歯車、６５  遊星歯車、６６、６７  歯車、７１〜７４  突起部、７１ａ〜７４ａ  軸穴、７１ｂ〜７４ｂ  補強部、
Ｐ  記録用紙
【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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