JP7251282B2 - 歯車装置及び印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯車装置及び印刷装置に関するものである。

従来、複数の歯車を介して駆動力を伝達する歯車装置が知られている。
具体的には、駆動源としてのモータ等で発生した駆動力を、歯車を介在させることで速度やトルクを調整しながら、タイミングベルト等の駆動ベルトによって伝達し、駆動（移動）対象を、一定方向に駆動（移動）させる。
歯車装置は、例えば、印刷装置の印刷ヘッドを移動させる移動機構等に適用される。

しかし、歯車装置においては、部品の取り付け部分・嵌合箇所におけるガタつきや、回転軸に取り付けられた歯車のバックラッシュに起因するガタつき等が発生しやすい。
例えば、印刷ヘッドのノズルからインク液滴を吐出させ印刷を行うインクジェット方式の印刷装置において、マルチパス方式のシングリング印刷を行う場合、ノズルから吐出されるインク液滴のインクドット径よりも小さい誤差範囲内で印刷ヘッドを移動させなければインク液滴の着弾位置のずれ等により高精細な印刷を実現することができない。
このため、印刷ヘッドの移動機構には高い駆動精度が要求され、印刷ヘッドの移動機構に歯車装置が用いられる場合には、ガタつきの発生をできるだけ抑える必要がある。

この点、例えば、特許文献１には、歯車装置に、歯車をスラスト方向に付勢するスプリングを設け、スプリングの付勢力によってギヤ（歯車）を付勢することによりバックラッシュ等に起因するガタを抑制する構成が開示されている。
こうした構成により、バックラッシュ等に起因するガタつきの発生を防ぐことができれば、高い駆動精度が要求される場面でも印刷ヘッド等の移動対象を高精度に移動させることができる。

特開２０１８－１６５５３１号公報

しかしながら、スプリング等、ガタつき防止のための部品を別途設ける場合には、その分部品点数が増加してしまう。また、スプリング等は微細部品であることから製造及び組付け段階で手間が掛かるとの問題もある。
このため、全体として装置のコストアップにつながるおそれがある。
また、歯車装置に用いられるスプリング等の部品は、寸法精度の高い焼結等で加工する必要があり、この点でもコストアップの要因となる。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、ガタつきを抑えて良好な精度を実現することのできる歯車装置及び印刷装置を提供することを利点とするものである。

前記課題を解決するために、本発明の歯車装置は、
両端部が支持枠体から突出するようにして、前記支持枠体に回転自在に取り付けられた回転軸と、
前記支持枠体から突出した前記両端部にそれぞれ取り付けられた歯車と、
前記支持枠体と前記歯車の間にそれぞれ配置される軸受部材と、
を備え、
前記軸受部材の少なくとも一方は付勢軸受部材であって、前記付勢軸受部材は、前記回転軸が挿通される軸受け部と、前記軸受け部の外周から張り出し、前記歯車と前記支持枠体とを離間させる方向に付勢力を付与するばね性を有する付勢部と、を有していることを特徴としている。

本発明によれば、ガタつきを抑えて良好な精度を実現することができる。

本実施形態における歯車装置を組み込んだ印刷装置の要部を前方斜め上側から見た斜視図である。 本実施形態の歯車装置を図１における装置後方側から見た平面図である。 図２における歯車装置の左側部分を拡大した斜視図である。 図２における歯車装置の右側部分を拡大した斜視図である。 本実施形態の歯車装置の模式的な分解斜視図である。 本実施形態における歯車装置に用いられる軸受部材の斜視図である。 バックラッシュを説明するための説明図である。 軸受部材の一変形例を示す斜視図である。

図１から図７を参照しつつ、本発明に係る歯車装置及び歯車装置を備える印刷装置の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の実施形態では、歯車装置６を備える印刷装置１が人の爪に印刷を施すネイルプリント装置である場合を例に説明するが、本発明における印刷装置１はネイルプリント装置に限定されない。また、本実施形態では、印刷装置１が手の指の爪を印刷対象としてこれに印刷する場合を例とするが、本発明における印刷装置１がネイルプリント装置である場合にその印刷対象は手の指の爪に限るものではなく、例えば足の指の爪を印刷対象としてもよい。また、ネイルチップや各種アクセサリの表面等、爪以外のものを印刷対象としてもよい。

《印刷装置の全体構成》
図１は、本実施形態における歯車装置を組み込んだ印刷装置を前方斜め上側から見た斜視図である。なお、図１では図示を省略しているが、印刷装置１は、図１に示す装置本体の他、装置本体全体を収容する筐体（外装ケース）を備え、装置本体が筐体内に収められている。
図１に示すように、印刷装置１は、後述する歯車装置６等を有する駆動機構４９、この駆動機構４９により移動可能に構成された印刷ヘッド４１等、各種構造物を備えている。
具体的には、印刷装置１は、例えば以下のように構成されている。
すなわち、図１に示すように、印刷装置１は、各種の内部構造物が組み込まれた基台１０を備えている。
基台１０の上側は、ほぼ平坦な基台上面２０となっている。基台上面２０は、後述の指固定部３に印刷を施す爪に対応する指（これを以下「印刷指」という。図示せず。）を固定した状態における爪の表面（印刷対象面）とほぼ面一となる高さに配置されている。

基台上面２０のうちの前側（手前側）部分であって左右方向のほぼ中央部には、指固定部３が配置されている。
指固定部３は装置前面側に開口する開口部３１を有する箱状の部材であり、指固定部３内部には印刷指を固定する指固定部材３２が配置されている。
指固定部材３２は、印刷指を下側から押し上げ支持するものであり、例えば柔軟性を有する樹脂等で形成されている。本実施形態では、指固定部材３２は、幅方向（左右方向）のほぼ中央部が窪んだ形状となっており、印刷指を指固定部材３２上に載置した際に、印刷指の腹部分を指固定部材３２が受けて、左右方向に指がガタつくのを防止することができる。

指固定部３の天面奥側（Ｙ方向後側）は開口した開口部３３となっている。開口部３３からは指固定部３内に挿入された指の爪が露出するようになっている。
本実施形態では、開口部３３の設けられている領域において、後述の印刷部４０（印刷部４０の印刷ヘッド４１）により印刷が行われるようになっている。

また、指固定部３の天面手前側（Ｙ方向前側）は印刷指の浮き上がりを防止して印刷指の上方向の位置を規制する指押え３４となっている。
また、指固定部３の内部奥側（Ｙ方向後側）には、印刷対象である爪の爪先部分を載置する爪置台３５が設けられている。
印刷指が下側から指固定部材３２によって支持され、印刷指の上側が指押え３４によって押さえられるとともに、爪の先が爪置台３５に載置されることで、印刷指の爪の表面（印刷対象面）の高さ方向の位置が印刷部４０による印刷を行うのに適した所定の位置に位置決めされる。

また、図１に示すように、印刷装置１には、印刷対象面に印刷を施す印刷部４０が設けられている。ここで印刷対象面とは、印刷対象の表面であり、本実施形態では、指の爪の表面である。
印刷部４０は、印刷ヘッド４１、印刷ヘッド４１を支持するホルダ４２、印刷ヘッド４１（印刷ヘッド４１を支持するホルダ４２）を移動させるための駆動機構４９等を備えている。

印刷ヘッド４１は、例えば、イエロー（Ｙ；YELLOW）、マゼンタ（Ｍ；MAGENTA）、シアン（Ｃ；CYAN）のインクに対応する図示しないインクカートリッジと各インクカートリッジにおける印刷対象（爪の表面）に対向する面に設けられた図示しないインク吐出部とが一体に形成されたインクカートリッジ一体型のヘッドである。
インク吐出部には、それぞれの色のインクを吐出する複数のノズルからなるノズルアレイの吐出口（インク吐出口、図示せず）が列状に形成されている。印刷ヘッド４１は、インクを微滴化し、インク吐出面（インク吐出面のインク吐出口）から爪の表面に対して直接にインクを吹き付けて印刷を行うインクジェット方式のインクジェットヘッドである。また、本実施形態では、印刷ヘッド４１は、例えばマルチパス方式のシングリング印刷を行うように図示しない制御部によって制御され、爪の表面等に繊細な印刷を施すことが可能に構成されている。
なお、印刷ヘッド４１は、上記３色のインクを吐出させるものに限定されない。その他のインクを貯留するインクカートリッジ及びインク吐出口を備えていてもよい。
印刷ヘッド４１は、ホルダ４２に支持された状態でＸ方向の移動機構４５のキャリッジ４５１に取り付けられており、基台上面２０（基台上面２０とほぼ面一の高さ位置に配置された印刷指の爪）の上方をＸ方向及びＹ方向に移動しながら印刷を行うように構成されている。

駆動機構４９は、印刷ヘッド４１を基台上面２０の上方で移動させるものである。
本実施形態の印刷装置１は、前述のように、図示しない爪等に印刷を行うネイルプリント装置であり、印刷ヘッド４１をＸ方向（図１におけるＸ方向、装置の左右方向）及びＹ方向（図１におけるＹ方向、装置の前後方向）に移動させながら印刷動作を行う。このため、駆動機構４９は、印刷ヘッド４１をＸ方向に移動させるＸ方向の移動機構４５と印刷ヘッド４１をＹ方向に移動させるＹ方向の移動機構４７とを有する２軸構成となっている。

図１に示すように、本実施形態の印刷装置１は、本体シャーシ１１を備え、この本体シャーシ１１に歯車装置６を含む駆動機構４９としてのＹ方向の移動機構４７が組付けられている。
本体シャーシ１１は、例えば板金等を折り曲げ加工等することで形成された支持枠体であり、印刷装置１の基台１０上（すなわち、基台上面２０上）であって、装置後方側（すなわち、Ｙ方向の奥側）に配置されている。
具体的には、本体シャーシ１１は、ほぼ平面状の底面板１１１、底面板１１１の両側部に立設された一対の側面板１１２等を備えて全体がほぼコ字状に形成されており、底面板１１１が図示しないねじ等によって基台上面２０の装置後方側に固定されている。

また、基台上面２０上であって装置前方側には、本体シャーシ１１の左右の側面板１１２に対応する位置に、それぞれ立設部材１１４が設けられており、各立設部材１１４には回転自在にプーリー４７７が取り付けられている。プーリー４７７には、後述する歯車装置６によってＹ方向に沿って駆動する駆動ベルト４７４が巻き掛けられている。
また、本体シャーシ１１の側面板１１２と各立設部材１１４との間には、駆動ベルト４７４とほぼ並行してＹ方向に沿って延在するガイド軸４７５が設けられている。
Ｘ方向の移動機構４５のキャリッジ４５１はガイド軸４７５に取り付けられており、駆動ベルト４７４の駆動に応じてＹ方向に沿って移動可能となっている。

また、キャリッジ４５１内には、Ｘ方向の移動機構４５の図示しないＸ方向駆動モータの駆動によりＸ方向に沿って駆動する駆動ベルト４５４及びこの駆動ベルト４５４とほぼ並行してＸ方向に沿って延在するガイド軸４５５が設けられている。
ガイド軸４５５には、印刷ヘッド４１を保持するホルダ４２が取り付けられており、駆動ベルト４５４の駆動に応じてホルダ４２に保持された印刷ヘッド４１がＸ方向に沿って移動可能となっている。
なお、本実施形態では、以下において、駆動機構４９のうち、Ｙ方向の移動機構４７に以下の特徴的な構成を有する歯車装置６が組み込まれている場合を例示するが、歯車装置６はＹ方向の移動機構４７のみでなくＸ方向の移動機構４５にも組み込まれていてもよい。

《歯車装置の構成》
以下、駆動機構４９であるＹ方向の移動機構４７に組み込まれる歯車装置６について詳細に説明する。
図２は、支持枠体である本体シャーシ及びこれに組付けられたＹ方向の移動機構を装置後方側から見た場合の概略構成を示す平面図である。図３は、図２における歯車装置の左側部分を拡大した斜視図であり、図４は、図２における歯車装置の右側部分を拡大した斜視図である。また、図５は、本体シャーシ及びこれに組付けられる歯車装置の模式的な分解斜視図である。
なお、図５では、歯車装置の構成を分かりやすくするため、図２に示した歯車の一部、及びＹ方向駆動モータ４８の図示を省略している。

図３から図５に示すように、本体シャーシ１１の左右の側面板１１２には、互いに対応する位置に貫通孔１１３が形成されている。
貫通孔１１３には、本体シャーシ１１の外側から軸受部材６５が装着されている。貫通孔１１３には、Ｘ方向に沿って延在しＹ方向移動駆動モータ４８によって軸線方向で回転駆動する回転軸６１が、軸受部材６５を介して回転自在に取り付けられている。回転軸６１は、その両端部が本体シャーシ１１（本体シャーシ１１の側面板１１２）の貫通孔１１３から突出するように設けられる。

回転軸６１は、例えばＳＵＳ等の金属で形成された部材である。なお、回転軸６１において、側面板１１２から突出した部分の先端部分は、他の部分（すなわち、軸本体部６１ｂ）よりも径の小さな細軸部６１ａ（図５参照）となっている。
本体シャーシ１１（側面板１１２）の貫通孔１１３から本体シャーシ１１の外側に突出した回転軸６１の両端部には、それぞれ歯車が取り付けられている。
具体的には以下のような構成となっている。

本実施形態において、回転軸６１の一端側には、Ｙ方向駆動モータ４８（図２参照）が配置されている。
Ｙ方向駆動モータ４８のシャフト４８１の自由端側には、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動によりシャフト４８１が回転することで回転する駆動ギヤ４８２が取り付けられている。
回転軸６１におけるＹ方向駆動モータ４８が配置されている側の端部には、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動ギヤ４８２と噛合って駆動力を伝達する主動歯車６２が取り付けられている。主動歯車６２は、径が大きく歯数の多い大歯車６２１及び径が小さく歯数も少ない小歯車６２２と回転軸６１に取り付けられる筒状の部分であるハブ６２３とが同軸上に重なり合うように一体的に形成されている。なお、主動歯車６２の形状、構成はここに例示したものに限定されない。
主動歯車６２は、長期間使用しても歯（大歯車６２１の歯列６２１ａ及び小歯車６２２の歯列６２２ａ）が摩耗等しないように、各種のエンジニアリングプラスチック等の硬質な樹脂や金属等で形成されている。なお、主動歯車６２は、全体が同じ材料で一体形成されていてもよいし、溶着等により各部が一体化されたものであってもよい。また、摩耗しやすい部分のみを金属等で形成する等、部分的に異なる材料で形成されていてもよい。

回転軸６１に対する主動歯車６２の取り付け方は特に限定されないが、例えば主動歯車６２の軸孔６２４（図５参照）に回転軸６１の細軸部６１ａを圧入することにより固定される。
なお、主動歯車６２は、接着や溶着等により回転軸６１に取り付けられてもよい。また、圧入後にさらに接着等が行われてもよい。
主動歯車６２の軸孔６２４は、細軸部６１ａの径よりもわずかに内径が大きく、回転軸６１の軸本体部６１ｂの径よりも内径が小さく形成されている。このため、細軸部６１ａに主動歯車６２を圧入した場合、主動歯車６２は回転軸６１のうち細軸部６１ａの奥まで圧入されたところで、回転軸６１の軸本体部６１ｂとの段差に突き当たって止まるようになっている。

本実施形態では、この主動歯車６２と駆動ギヤ４８２との間に回転速度等を調整する調速歯車６３が１つ配置されている。主動歯車６２は、調速歯車６３を介して間接的に駆動ギヤ４８２と噛合い、その駆動力を伝達する。
本実施形態において、調速歯車６３は、回転軸６１に取り付けられる歯車である主動歯車６２と噛合う第２の歯車である。
主動歯車６２と駆動ギヤ４８２との間に調速歯車６３を介在させることにより、調速歯車６３の歯列の歯数等に応じてＹ方向駆動モータ４８により発生した駆動力（回転速度やトルク等）を適宜調整（例えば減速）することができる。

本実施形態の調速歯車６３は、径が大きく歯数の多い大歯車６３１及び径が小さく歯数も少ない小歯車６３２と筒状の部分であるハブ６３３とが同軸上に重なり合うように一体的に形成されている。調速歯車６３は、ハブ６３３が本体シャーシ１１（側面板１１２）の外側に回転自在に取り付けられている。なお、調速歯車６３の形状、構成、形成材料等は、主動歯車６２と同様に適宜設定される。
なお、調速歯車６３を主動歯車６２と駆動ギヤ４８２との間に介在させることは必須ではなく、駆動ギヤ４８２に直接主動歯車６２が噛合っていてもよい。調速歯車６３が設けられない場合には、駆動ギヤ４８２のみが主動歯車６２と噛合う第２の歯車となる。また、調速歯車６３を複数介在させてもよい。

本実施形態では、駆動ギヤ４８２の図示しない歯列に、調速歯車６３の大歯車６３１の歯列６３１ａが噛み合い、調速歯車６３の小歯車６３２の歯列６３２ａに、主動歯車６２の大歯車６２１の歯列６２１ａ（図７参照）が噛み合っており、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動力が複数段階で調整されて、伝達・出力されるようになっている。
そして、主動歯車６２の小歯車６２２には、駆動ベルト４７４が巻き掛けられている。本実施形態の駆動ベルト４７４は、その内側に小歯車６２２の歯列６２２ａと噛合う歯列４７４ａが形成された歯付ベルト（タイミングベルト）となっており、精密な駆動を可能としている。
主動歯車６２の小歯車６２２に巻き掛けられた駆動ベルト４７４は、主動歯車６２の前方位置に配置されたプーリー４７７に巻き掛けられている（図１参照）。

また、回転軸６１における他端側（主動歯車６２が取り付けられている側とは反対側）には、主動歯車６２の回転と同期して回転する従動歯車６４が取り付けられている。従動歯車６４も、主動歯車６２と同様に、例えば軸孔６４４（図５参照）に回転軸６１の細軸部６１ａが圧入等されることにより回転軸６１に固定されている。
従動歯車６４は、歯車本体６４１と歯車本体６４１における本体シャーシ１１と対向する側に設けられたフランジ部６４２とを有し、歯車本体６４１には、主動歯車６２の小歯車６２２と同様に駆動ベルト４７４が巻き掛けられている。駆動ベルト４７４は、その内側に従動歯車６４の歯車本体６４１の歯列６４１ａと噛合う歯列４７４ａが形成された歯付ベルト（タイミングベルト）となっている。
従動歯車６４に巻き掛けられた駆動ベルト４７４は、従動歯車６４の前方位置に配置されたプーリー４７７に巻き掛けられている（図１参照）。

本実施形態において、回転軸６１における従動歯車６４が取り付けられる側に配置される軸受部材６５は、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａとなっている。
本実施形態では、回転軸６１と、この回転軸６１の両端部にそれぞれ取り付けられた歯車（すなわち、主動歯車６２及び従動歯車６４）と、回転軸６１の少なくとも一端側に配置される付勢軸受部材６５ａとによって歯車装置６が構成されている。

ここで、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａの構成について、詳細に説明する。
図６は、付勢機能を有する軸受部材を拡大した斜視図である。
図４から図６に示すように、付勢軸受部材６５ａは、回転軸６１が挿通されるとともに本体シャーシ１１（本体シャーシ１１の側面板１１２）の貫通孔１１３内に挿入される円筒状の軸受け部６５１と、この軸受け部６５１の外周から張り出し、歯車（本実施形態では、従動歯車６４）と支持枠体である本体シャーシ１１（本体シャーシ１１の側面板１１２）との間に配置されて従動歯車６４と本体シャーシ１１（側面板１１２）とを離間させる方向に付勢力を付与するばね性を有する付勢部６５２と、を有している。
付勢軸受部材６５ａは、軸受として機能する程度の摺動性があり耐摩耗性を有する硬質な樹脂等で形成されており、具体的には、ＰＯＭ（PolyOxyMethylene）等のエンジニアリングプラスチックを好適に用いることができる。本実施形態において、付勢軸受部材６５ａは、軸受け部６５１と付勢部６５２とが一体的に形成されている。

本実施形態の付勢軸受部材６５ａは、付勢部６５２として、軸受け部６５１の外周から外側に向かって伸びる複数の腕部６５３と、この腕部６５３の自由端側に設けられ回転軸６１の軸線方向に突出する突起部６５４と、を有している。腕部６５３は、腕部６５３の向き（すなわち、軸受け部６５１との接触点から腕部６５３の自由端に向かう向き）が、回転軸６１の軸線方向に対して直交する向きと略一致するようにして、軸受け部６５１の外周に等間隔で配置されているため、突起部６５４は軸受け部６５１から突出すようになっている。
従動歯車６４の軸孔６４４は、主動歯車６２の軸孔６２４と同様に、細軸部６１ａの径よりもわずかに内径が大きく、回転軸６１の軸本体部６１ｂの径よりも内径が小さく形成されている。このため、細軸部６１ａに従動歯車６４を圧入した場合、従動歯車６４は回転軸６１のうち細軸部６１ａの奥まで圧入されたところで、回転軸６１の軸本体部６１ｂとの段差に突き当たって止まるようになっている。
本体シャーシ１１（側面板１１２）の貫通孔１１３からは、回転軸６１のうち細軸部６１ａとこれに続く軸本体部６１ｂの一部が突出しているが、従動歯車６４は細軸部６１ａの奥までしか圧入されないため、従動歯車６４と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間には軸本体部６１ｂの突出分だけ隙間が生じる。

一般に、歯車（本実施形態では従動歯車６４）の回転軸６１への固定位置は、その圧入量で決まる。歯車（ここでは従動歯車６４）と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間に全く隙間のない状態では歯車が円滑に回転できない。このため、歯車（ここでは従動歯車６４）と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間には、通常、回転動作に支障が出ない程度の隙間（遊び）が設けられる。
本実施形態の付勢軸受部材６５ａの付勢部６５２は、従動歯車６４と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間の隙間を埋めるように配置される。付勢部６５２の腕部６５３は、撓み変形可能となっており、突起部６５４が従動歯車６４と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間で平面に突き当たったときに両者の間隔を広げるように平面（本実施形態では、本体シャーシ１１の側面板１１２及び従動歯車６４のフランジ部６４２）を押圧し、テンションを与える弾性体として機能する。そのため、図４に示す付勢軸受部材６５ａは、回転軸６１の軸線方向に対して直交する向きに対して、腕部６５３の向きが斜めとなっている。
このため、隙間があることで生じる回転軸６１と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間、本体シャーシ１１（側面板１１２）と従動歯車６４との間等、各部品間に生じるガタを、付勢部６５２（特に撓み変形する腕部６５３）が吸収し、部品の嵌合部分、取り付け部分に生じるガタつきを抑えることができる。
また、付勢部６５２が撓むことによってガタが吸収されるため、回転軸６１が安定し、回転軸６１の他端側に設けられている歯車（本実施形態では、主動歯車６２）のガタつきも抑えられる。

さらに、付勢部６５２は、図４に白抜き矢印で示すように、従動歯車６４と本体シャーシ１１（側面板１１２）との間を押し広げるように、従動歯車６４を外側に向かって押圧・付勢する。
これにより、回転軸６１を介して主動歯車６２に常に一定の予圧（予荷重）が掛かった状態を維持することができる。このため、回転軸６１に取り付けられる歯車（本実施形態では、主動歯車６２）と噛合う第２の歯車（本実施形態では、直接的には調速歯車６３、間接的には駆動ギヤ４８２）が設けられている場合にも、バックラッシュに起因するガタつきも抑えることができる。

図７は、歯車装置におけるバックラッシュを説明するための説明図である。なお、本実施形態において主動歯車６２等の歯車装置６の各構成部は、本体シャーシ１１（側面板１１２）の外側に配置されるが、図７では、図示の都合上、本体シャーシ１１（側面板１１２）を歯車装置の各構成部よりも奥側に示している。
図７に示すように、本実施形態では、回転軸６１の一端側に取り付けられた主動歯車６２の大歯車６２１には、第２の歯車としての調速歯車６３の小歯車６３２の歯列６３２ａが噛み合っている。調速歯車６３の大歯車６３１の歯列６３１ａ（図３参照）は駆動ギヤ４８２と噛合っており、これにより、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動力が主動歯車６２に間接的に伝達されるようになっている。主動歯車６２の小歯車６２２には駆動ベルト４７４が巻き掛けられており、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動力は主動歯車６２等を介して駆動ベルト４７４に伝達される。

しかし、噛み合っている歯車の歯列同士の間には、製造誤差等を考慮して円滑な動作を可能にするためにバックラッシュ（適度な遊び）が設けられている。このため、Ｙ方向駆動モータ４８が一時停止した場合等には、駆動ギヤ４８２と調速歯車６３及び主動歯車６２との噛合い部分のバックラッシュ分、Ｙ方向駆動モータ４８に戻りが発生する場合がある。このような戻りやずれが発生した場合、Ｙ方向の移動機構４７の精度がバックラッシュ分落ちてしまう。
なお、図７では、回転軸６１に取り付けられた歯車である主動歯車６２と噛合う第２の歯車が調速歯車６３である場合を図示しているが、調速歯車６３を設けず、主動歯車６２に直接駆動ギヤ４８２が噛み合う構成とした場合（すなわち、第２の歯車が駆動ギヤ４８２のみである場合）にも同様に、主動歯車６２と第２の歯車としての駆動ギヤ４８２との間のバックラッシュ分のずれやガタつきが生じるおそれがある。

この点、本実施形態では付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａを、回転軸６１における従動歯車６４の取付側の端部に配置することにより、ばね性を有する腕部６５３によって突起部６５４が常に従動歯車６４を外側（図４において白抜き矢印で示す方向）に向かって付勢されている。これにより、回転軸６１の両端部に取り付けられている歯車（主動歯車６２及び従動歯車６４）には、常にテンションが掛かった状態となっている。
このため、主動歯車６２に常に一定の予圧（予荷重）が掛かった状態を維持することができ、主動歯車６２と噛合う第２の歯車（本実施形態では、直接的には調速歯車６３、間接的には駆動ギヤ４８２）との間のバックラッシュに起因するガタつきの発生が抑制される。

《歯車装置及びこれを備える印刷装置の作用》
本実施形態の歯車装置６を組み立てる際は、まず、本体シャーシ１１の左右の側面板１１２に形成された貫通孔１１３に本体シャーシ１１の外側から軸受け部６５１を挿通させ、軸受部材６５を取り付ける。このとき、一方の側面板１１２（本実施形態では従動歯車６４が配置される側の側面板１１２）に取り付けられる軸受部材６５は、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａとする。そして、回転軸６１を、軸受部材６５を介して貫通孔１１３に挿通させ、装置のＸ方向に沿って本体シャーシ１１を貫通するように回転軸６１を取り付ける。

さらに、本体シャーシ１１から外側に突出している回転軸６１の端部のうち、付勢軸受部材６５ａが取り付けられている側に、従動歯車６４を圧入固定し、逆側の端部に主動歯車６２を圧入固定する。
また、Ｙ方向駆動モータ４８の駆動ギヤ４８２の歯列と主動歯車６２の歯列とに噛合う位置に第２の歯車としての調速歯車６３を配置する。
そして、主動歯車６２とこれに対応するプーリー４７７との間及び従動歯車６４とこれに対応するプーリー４７７との間にそれぞれ駆動ベルト４７４を巻き掛ける。
これにより、Ｙ方向の移動機構４７の歯車装置６の組み立てが完了する。

Ｙ方向駆動モータ４８が駆動すると、これに伴って主動歯車６２が回転し、回転軸６１の他端側に固定された従動歯車６４も主動歯車６２と同期して回転する。これにより主動歯車６２及び従動歯車６４に巻き掛けられた一対の駆動ベルト４７４が同じタイミングで駆動する。そして、Ｙ方向の移動機構４７に取り付けられている印刷ヘッド４１（印刷ヘッド４１を搭載したキャリッジ４５１）がＹ方向駆動モータ４８の駆動に応じてガイド軸４７５に沿ってＹ方向に移動する。
また、Ｘ方向の移動機構４５のキャリッジ４５１内には図示しないＸ方向駆動モータ等が設けられている。Ｘ方向駆動モータが駆動すると、その駆動力が駆動ベルト４５４に伝達され、印刷ヘッド４１（印刷ヘッド４１を保持したホルダ４２）がガイド軸４５５に沿ってＸ方向に適宜往復移動する。

本実施形態のＹ方向の移動機構４７には、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａが設けられている。このため、付勢部６５２の腕部６５３が撓み変形することによって回転軸６１周りの部材に発生する取り付けガタ等が吸収される。
また、腕部６５３が撓むことで突起部６５４が従動歯車６４を本体シャーシから離間する方向に付勢し、回転軸６１の両端部に設けられた主動歯車６２及び従動歯車６４には常にテンションが掛けられた状態となる。
これにより、部品の取り付け部分に生じるガタつきやバックラッシュ等に起因するガタつきが抑えられ、印刷ヘッド４１の移動位置精度が向上するため、マルチパス方式でシングリング印刷をする場合等、高精度が要求される印刷を適切に行うことができる。

《歯車装置及びこれを備える印刷装置の効果》
以上のように、本実施形態の歯車装置は、両端部が本体シャーシ１１から突出するように本体シャーシ１１に回転自在に取り付けられた回転軸６１と本体シャーシ１１から突出した回転軸６１の両端部にそれぞれ取り付けられた主動歯車６２及び従動歯車６４と、回転軸６１の少なくとも一端側に配置される付勢軸受部材６５ａと、を備え、軸受部材６５ａは、回転軸６１が挿通される軸受け部６５１と、軸受け部６５１の外周から張り出し、従動歯車６４と本体シャーシ１１との間に配置されて従動歯車６４と本体シャーシ１１とを離間させる方向に付勢力を付与するばね性を有する付勢部６５２と、を有している。
このため、部品取り付け部分のガタ等を付勢軸受部材６５ａの付勢部６５２が吸収し、ガタつきの発生を抑えることができる。
また、付勢軸受部材６５ａの付勢部６５２のばね性によって従動歯車６４が本体シャーシ１１に対して離間する方向に付勢されているため、常にテンションが掛かった状態が維持され、バックラッシュに起因するガタつきの発生が抑制される。

また、本実施形態では、付勢軸受部材６５ａは、軸受け部６５１と付勢部６５２とが一体的に形成されている。
このため、部品取り付け部分等に生じるガタつきやバックラッシュに起因するガタつき等の発生を抑える構成を、部品点数を増やすことなく実現することができる。また、ガタつき抑制のための細かい部品を別途組み込む手間も抑えることができる。
また、軸受け部６５１と付勢部６５２とを有する付勢軸受部材６５ａを樹脂等で簡易に形成することができる。
これにより、装置コストを抑えつつ、高精度の歯車装置６を実現することができる。

また、本実施形態では、付勢部６５２は、軸受け部６５１の外周から外側に向かって伸びる複数の腕部６５３と、この腕部６５３の自由端側に設けられ回転軸６１の軸線方向に突出する突起部６５４と、を有している。
これにより、腕部６５３の撓みによって突起部６５４が従動歯車６４を本体シャーシ１１から離れる方向に押圧する構成となり、部品取り付け部分のガタつきが吸収される。さらに、主動歯車６２に常に予圧が掛かった状態とすることができるため、バックラッシュが発生するような場合でも、バックラッシュに起因するガタつきを抑えることができる。
このように、本実施形態では、付勢軸受部材６５aにばね性を有する腕部６５３と突起部６５４とを有するという比較的簡易な構成により、ガタつきの発生を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、歯車装置６が、回転軸６１に取り付けられる主動歯車６２と噛合う第２の歯車としての調速歯車６３を備えている。
このため、互いに噛合う歯車間において適宜バックラッシュが設定されるが、歯車装置に付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａが設けられていることにより、常にテンションの掛かった状態を維持することができ、バックラッシュに起因するガタつきの発生を抑えることができる。

また、本実施形態では、印刷装置１を、上記のような歯車装置６を有する駆動機構４９により印刷ヘッド４１を移動させる構成としている。
このため、駆動機構４９における部品取り付け部分のガタつきやバックラッシュに起因するガタつきを効果的に抑えることができる。これにより、例えば、印刷装置１がマルチパス方式でシングリング印刷を行う等、印刷ヘッド４１の位置精度が高度に要求される印刷手法を用いて印刷を行うものである場合でも、簡易な構成で、ガタつきによる位置ずれを防いで高精細な印刷を実現することができる。
また、別部材としての弾性部材等を設けることなく、歯車装置６に配置される付勢軸受部材６５ａによってガタつきの発生を抑えることができる。このため、部品点数が少なくて済み、組付けの手間を省くこともできるため、装置コストを抑えることができる。

なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａの形状は、本実施形態に示したものに限定されない。
例えば付勢軸受部材６５ａは、図８に示すように、２本の腕部６５３と各腕部６５３の自由端に設けられた突起部６５４とを有する付勢部６５２を備えるものでもよい。さらに付勢部６５２は、螺旋状に形成された撓み変形可能な１本の腕部６５３を備えるものでもよい。
また、腕部６５３の形状によっては腕部６５３のみで十分な付勢力を有する構成とすることもでき、この場合には突起部６５４を備えない構成としてもよい。

また、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａは回転軸６１の一端側に設けられる場合に限定されない。
例えば、回転軸６１の左右両端側に配置される軸受部材６５をいずれも付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａとしてもよい。
さらに、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａは従動歯車６４の設けられる側に設けられる場合に限定されない。
例えば、付勢機能を有する付勢軸受部材６５ａを主動歯車６２が設けられる側のみに設けてもよい。

また、本実施形態では、歯車装置６が印刷装置１の印刷ヘッド４１を移動させる駆動機構４９に適用される場合を例示したが、歯車装置６は、印刷装置１に適用されるものに限定されない。
歯車を備える装置において、回転軸及び歯車において部品の取り付け部分や嵌合部分で生じるガタつきやバックラッシュに起因するガタつきを生じるような構成をとる場合には、本実施形態に示すような付勢軸受部材６５ａを備える歯車装置６を適用することで、各部のガタつきの発生を抑えて歯車を備える装置の精度を向上させることが可能である。

以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
両端部が支持枠体から突出するようにして、前記支持枠体に回転自在に取り付けられた回転軸と、
前記支持枠体から突出した前記両端部にそれぞれ取り付けられた歯車と、
前記支持枠体と前記歯車の間にそれぞれ配置される軸受部材と、
を備え、
前記軸受部材の少なくとも一方は付勢軸受部材であって、前記付勢軸受部材は、前記回転軸が挿通される軸受け部と、前記軸受け部の外周から張り出し、前記歯車と前記支持枠体とを離間させる方向に付勢力を付与するばね性を有する付勢部と、を有していることを特徴とする歯車装置。
＜請求項２＞
前記付勢軸受部材は、前記軸受け部と前記付勢部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
＜請求項３＞
前記付勢部は、
前記軸受け部の外周から外側に向かって伸びる複数の腕部と、
この腕部の自由端側に設けられ前記回転軸の軸線方向に突出する突起部と、
を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯車装置。
＜請求項４＞
前記回転軸に取り付けられる前記歯車と噛合う第２の歯車を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯車装置。
＜請求項５＞
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯車装置と、前記歯車装置の歯車を回転駆動させる駆動源と、前記駆動源により与えられる駆動力を伝達する駆動ベルトと、を有する駆動機構と、
前記駆動機構により移動可能に構成された印刷ヘッドと、
を備えていることを特徴とする印刷装置。

１ 印刷装置
６ 歯車装置
１１ 本体シャーシ（支持枠体）
４０ 印刷部
４１ 印刷ヘッド
４５ Ｘ方向の移動機構
４７ Ｙ方向の移動機構
４８ Ｙ方向駆動モータ
４９ 駆動機構
６１ 回転軸
６２ 主動歯車
６３ 調速歯車（第２の歯車）
６４ 従動歯車
６５ 軸受部材
６５ａ 付勢軸受部材
６５１ 軸受け部
６５２ 付勢部
６５３ 腕部
６５４ 突起部

Claims (5)

1. 両端部が支持枠体から突出するようにして、前記支持枠体に回転自在に取り付けられた回転軸と、
   前記支持枠体から突出した前記両端部にそれぞれ取り付けられた歯車と、
   前記支持枠体と前記歯車の間にそれぞれ配置される軸受部材と、
   を備え、
   前記軸受部材の少なくとも一方は付勢軸受部材であって、前記付勢軸受部材は、前記回転軸が挿通される軸受け部と、前記軸受け部の外周から張り出し、前記歯車と前記支持枠体とを離間させる方向に付勢力を付与するばね性を有する付勢部と、を有していることを特徴とする歯車装置。
2. 前記付勢軸受部材は、前記軸受け部と前記付勢部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
3. 前記付勢部は、
   前記軸受け部の外周から外側に向かって伸びる複数の腕部と、
   この腕部の自由端側に設けられ前記回転軸の軸線方向に突出する突起部と、
   を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯車装置。
4. 前記回転軸に取り付けられる前記歯車と噛合う第２の歯車を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯車装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯車装置と、前記歯車装置の歯車を回転駆動させる駆動源と、前記駆動源により与えられる駆動力を伝達する駆動ベルトと、を有する駆動機構と、
   前記駆動機構により移動可能に構成された印刷ヘッドと、
   を備えていることを特徴とする印刷装置。

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