JP7615813B2

JP7615813B2 - 間欠駆動装置

Info

Publication number: JP7615813B2
Application number: JP2021049361A
Authority: JP
Inventors: 康平橘; 裕也塩川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2025-01-17
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: US20220307577A1; JP2022147899A; US11480237B2

Description

本発明は、間欠駆動装置に関する。

駆動と駆動の停止を繰り返す間欠駆動装置が様々な分野で使用されている。例えば、用紙を搬送してその用紙上にプリントするプリンタにおいて、搬送される用紙を一旦停止させた後搬送を再開することにより、用紙の搬送とプリントとの同期をとることが行われる。この間欠駆動を実現するにあたり、回転と回転停止を高速で切り換えるモータを備えるとコスト高又は大型となりがちであり、ソレノイドと歯欠け歯車を用い、モータ側から駆動を受ける入力歯車を連続的に回転させながら、駆動力を他の部材へ伝える出力歯車へ駆動力を伝達し、あるいはその伝達を遮断する構成が採用されている。

特許文献１，２には、ソレノイドと歯欠け歯車を採用し、入力歯車とは別途に歯欠け歯車を駆動する歯欠け駆動歯車を入力歯車とは別途に必要とする間欠駆動装置が開示されている。

また、特許文献３には、ソレノイドと歯欠け歯車を採用し、入力歯車が歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置が開示されている。

特開２０１１－１８５２９３号公報特開２００８－１６４１５１号公報特開２００５－２２７３１５号公報

歯欠け歯車を、入力歯車とは別途の歯欠け駆動歯車で駆動させる構成の場合、入力歯車の回転速度とは切り離して、歯欠け歯車を適切な速度で駆動することができるが、駆動が２系統必要となるため、大型化を招きやすい。また、入力歯車で歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置であっても入力歯車が駆動源から駆動を受ける歯列と、歯欠け歯車を駆動させる歯列とが同じ歯列である構成の場合、歯欠け歯車を適切な速度で駆動させることができず、安定性に欠ける。

本発明は、歯欠け歯車を、入力歯車とは別途の歯欠け駆動歯車で駆動させる構成の場合と比較して、省スペース化を図れるとともに、入力歯車で歯欠け歯車の駆動を兼用する間欠駆動装置であって入力歯車が駆動源から駆動を受ける歯列と、歯欠け歯車を駆動させる歯列とが同じ歯列である構成の場合と比較して、安定した動作切替えが可能な間欠駆動装置を提供することを目的とする。

第１態様に係る発明は、
歯列が部分的に欠如した歯欠け歯車と、
出力歯車と、
駆動力を受ける歯列であって前記歯欠け歯車に接触しない第１歯列と前記歯欠け歯車に駆動力を伝達する第２歯列とが形成され、前記出力歯車から回転軸方向に離間した位置に配置された入力歯車と、
前記入力歯車の駆動力を前記出力歯車へ伝達する第１位置および該伝達を解除する第２位置へと回転軸方向に移動する軸継手部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態から該歯欠け歯車の回転を開始させて該入力歯車と噛み合わせる歯欠け歯車制御機構と、
前記軸継手部材の回転軸方向の位置を前記第１位置と前記第２位置とに切り替える切替え機構とを備えたことを特徴とする間欠駆動装置である。

第２態様に係る発明は、
前記歯欠け歯車制御機構が、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車を該入力歯車との噛合いの向きに付勢する第１バネ部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車に引っ掛って前記第１バネ部材による回転を阻止し、前記ソレノイドへの通電により該引っ掛りを解除する腕部を備えたソレノイドとを有することを特徴とする第１態様に記載の間欠駆動装置である。

第３態様に係る発明は、前記歯欠け歯車が、前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にあるときに前記腕部が引っ掛る爪部を有することを特徴とする第２態様に記載の間欠駆動装置である。

第４態様に係る発明は、
前記切替え機構が、
前記軸継手部材を前記第１位置に向けて付勢する第２バネ部材と、
前記軸継手部材を介して前記第２バネ部材の付勢を受け、該軸継手部材とともに回転軸方向に移動するとともに回転軸の周りに回転可能な移動部材と、
前記歯欠け歯車とともに回転して前記移動部材に干渉し、前記軸継手部材を、前記第２位置よりも前記第１位置からさらに離れた第３位置に移動させるカム部材と、
前記移動部材と干渉して、前記軸継手部材を前記第１位置へ移動させる第１溝、該軸継手部材を前記第２位置に保持させる第２溝、および、該第１溝と該第２溝との間に形成された、該第１溝あるいは該第２溝への誘い込みの斜面を有するラッチ部が設けられた移動位置決め部材とを備え、
前記移動部材が、該移動部材の回転位置に応じて、前記ラッチ部の、前記第１溝または前記第２溝に入り込み、あるいは前記斜面に接する作用部を有することを特徴とする第１から第３態様のうちのいずれか１態様に記載の間欠駆動装置である。

第５態様に係る発明は、
前記移動部材が、
前記軸継手部材が前記第３位置に移動したときに前記歯欠け歯車に干渉する干渉部を有し、
前記干渉部が前記歯欠け歯車から回転力を受けて前記作用部が前記斜面に対応する位置まで回転することを特徴とする第４態様に記載の間欠駆動装置である。

第１態様に係る間欠駆動装置によれば、歯欠け歯車を入力歯車で駆動し、かつ、安定した動作切替が可能な間欠駆動装置が実現する。

第２態様および第３態様に係る間欠駆動装置によれば、ソレノイドと第１バネ部材とにより歯欠け歯車の回転停止と回転が制御される。

第４態様および第５態様に係る間欠駆動装置によれば、移動位置決め部材を用いない構成と比べ、ソレノイドへの通電が短時間でよい。

インクジェットプリンタの模式図である。間欠駆動装置の断面斜視図である。入力ギアと出力ギアの非連結状態（図３（Ａ））と連結状態（図３（Ｂ））を示した断面図である。スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の説明図である。歯欠けギアの回転と停止を切り替えるクラッチ機構を示した図である。出力ギア側から見たときの、図５と同じクラッチ機構を示した図である。ソレノイドに通電された直後のクラッチ機構を示した図である。回転を開始した初期段階のクラッチ機構を示した図である。スライド部材およびカップリング部材がカム部材により押し下げられている状態を示した断面図である。スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の動作説明図である。歯欠けギアとスライド部材の相互作用を示した図である。歯欠けギアの爪部に押されてスライド部材が回転した状態にある歯欠けギアとスライド部材を示した図である。ラッチ部材と押し上げられた状態のスライド部材とを示した図である。ラッチ部材と、柱状部が斜面に突き当たった後の回転を開始した状態にあるスライド部材とを示した図である。ラッチ部材と、柱状部が第１溝に入り込んだ状態にあるスライド部材を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、インクジェットプリンタの模式図である。このインクジェットプリンタには、本発明の一実施形態としての間欠駆動装置が採用されている。

このインクジェットプリンタ１０には、無端の転写ベルト２０が備えられている。この転写ベルト２０は、複数のロール３１，３２，３３に巻き架けられて矢印Ａの向きに循環移動している。

また、このインクジェットプリンタ１０には、転写ベルト２０の上部に、４基の印字ヘッド４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋが備えられている。これらの印字ヘッド４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、インクジェット方式の印字ヘッドであって、順に、イエロー、マゼンタ、サイアン、および黒色のインクを転写ベルト２０上に吐出して転写ベルト２０上に各色のインク画像を形成する。転写ベルト２０上に各色のインク画像を形成するにあたっては、転写ベルト２０上に全体としてカラーのインク画像が形成されるように、転写ベルト２０の矢印Ａ方向への移動に同期した印字が行われる。

転写ベルト２０上に形成されたインク画像は、転写ベルト２０の移動に伴って、転写ベルト２０を巻き架けている複数のロール３１，３２，３３のうちの１つである転写ロール３１とバックアップロール５０とに挟まれた転写位置に到達する。そして、この転写位置において、転写ベルト２０上に形成されたインク画像がその転写位置に搬送されてきた用紙上に転写される。用紙の搬送については後述する。インク画像転写後の転写ベルト２０は、さらに移動し、クリーナ５１によりその表面がクリーニングされて、再び、印字ヘッド４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋによるインク画像の形成を受ける。

このインクジェットプリンタ１０には、２基の用紙トレイ６０が備えられている。各用紙トレイ６０には用紙Ｐが積み重ねられた状態で収容されている。プリントにあたっては、それら２基の用紙トレイ６０のいずれかから、ピックアップロール７１により用紙Ｐが取り出され、さばきロール７２により、確実に１枚の用紙のみが送り出される。送り出された用紙Ｐは、搬送ロール７３により、矢印Ｂ方向に、その用紙先端がタイミング調整ロール７４に到達するまで搬送される。そして、タイミング調整ロール７４にまで搬送された用紙Ｐは、そのタイミング調整ロール７４により、転写ベルト２０上に形成されたインク画像が転写ロール３１とバックアップロール５０とに挟まれた転写位置に到達するタイミングでその転写位置に到達すように、送り出される。

その転写位置でインク画像の転写を受けた用紙Ｐは、搬送ベルト７５に乗ってさらに搬送される。そして、その搬送ベルト７５で搬送されている間、用紙Ｐ上のインク画像が乾燥機８１からの熱で乾燥し、用紙Ｐ上に定着した画像が形成される。この用紙Ｐは、送出しロール７６により、矢印Ｃの向きに、インクジェットプリンタ１０の外に送り出される。

ここで、用紙Ｐは、タイミング調整ロール７４に少し早めのタイミングで到達するように搬送され、タイミング調整ロール７４により、転写ロール２０上のインク画像と同期するタイミングで転写位置に向けて送りだされる。このため、タイミング調整ロール７４は、回転と停止を繰り返すことになる。そこで、ここには、間欠駆動装置１００が備えられている。詳細は後述するが、間欠駆動装置１００は駆動力の入力を受ける入力ギアとタイミング調整ロール７４に駆動力を伝える出力ギアを備えている。入力ギアには、不図示のモータからの駆動力が連続的に入力されている。そして、この間欠駆動装置１００は、入力ギアに連続的に入力されている駆動力を、制御に応じて、出力ギアに伝達し、あるいは出力ギアへの伝達を遮断する。タイミング調整ロール７４は、この出力ギアからの駆動力の断続を受けて停止し、あるいは回転する。

以下、この間欠駆動装置１００について、その構造および動作を説明する。

図２は、間欠駆動装置の断面斜視図である。ここでは、この図２を参照して、この間欠駆動装置１００について概括的に説明する。

この間欠駆動装置１００は、ベース部材１０１に支持された軸部材１０２を有する。そして、その軸部材１０２には、ベース部材１０１の直ぐ上に入力歯車１００が回転自在に支持され、また、この入力ギア１１０から回転軸方向に離れた一番上に出力ギア１２０が回転自在に支持されている。

入力ギア１１０は、その下部に、第１ギア列１１１が一周に亘って形成され、さらにその上に第１ギア列１１１よりも小径の第２ギア列１１２が一周に亘って形成されている。ここで、第２ギア列１１２に関しては、後述する歯欠けギア１７０との相互作用の説明の必要上、ギア列の凹凸が示されている。一方、第１ギア列１１１は、不図示のモータから伝達されてきた駆動力を単純に受ける役割を担うギア列であって歯欠けギア１７０とは接触せず、ここでは歯の凹凸の図示は省略されて単純な円形として示されている。ここで、入力ギア１１０、第１ギア列１１１，および第２ギア列１１２は、本発明にいう、それぞれ、入力歯車、第１歯列、および第２歯列の各一例に相当する。

また、出力ギア１２０は、その最大径の部分に一周に亘ってギア列１２１が形成されている。このギア列１２１も、入力ギア１１０の第１ギア列１１１と同じく、歯の凹凸の図示は省略されて単純な円形として示されている。このギア列１２１は、図１に示すタイミング調整ロール７４に向けて駆動力を出力する役割を担っている。この出力ギア１２０は、本発明にいう出力歯車の一例に相当する。

また、軸部材１０２の周りには、入力ギア１１０と出力ギア１２０のほか、入力ギア１１０側から順に、カップリング部材１３０、スライド部材１４０、および、ラッチ部材１５０が備えられている。軸部材１０１の周りには、さらに、コイルばね１６０も備えられている。

カップリング部材１３０は、入力ギア１１０が受けた駆動力を出力ギア１２０に伝達する役割を担っている。このカップリング部材１３０は、軸部材１０１に沿って上下動可能であり、コイルばね１６０により出力ギア１２０側に押し上げられて出力ギア１２０と噛み合っている。そして、後述するカム部材１８０がスライド部材１４０を押し下げると、そのスライド部材１４０を介してカップリング部材１３０も押し下げられて、カップリング部材１３０が出力ギア１２０から離れ、出力ギア１２０へ駆動力の伝達が遮断される。

スライド部材１４０は、カップリング部材１３０の肩部１３１の上に乗っていて、コイルばね１６０により、カップリング部材１３０とともに押し上げられる。また、このスライド部材１４０は、カム部材１８０により押し下げられる。さらに、このスライド部材１４０は、ラッチ部材１５０との干渉により押し下げられた状態にラッチされ、また、そのラッチから解放されコイルばね１６０に押されて、カップリング部材１３０が出力ギア１２０と噛み合う位置まで持ち上げられる。このスライド部材１４０は、カップリング部材１３０とともに上下にスライドするだけでなく、ラッチ部材１５０へのラッチおよびラッチからの解放のために、軸部材１０１の周りに回転可能となっている。

ここで、本実施形態の間欠駆動装置１００における、カップリング部材１３０、スライド部材１４０、ラッチ部材１５０、および、コイルばね１６０は、本発明にいう、それぞれ、軸継手部材、移動部材、移動位置決め部材、および、第２バネ部材の各一例に相当する。

この間欠駆動装置１００には、さらに、歯欠けギア１７０、カム部材１８０、およびコイルばね１９０が備えられている。

歯欠けギア１７０は、例えば図６に示すように、ギア列１７１が一周に亘っては形成されておらず、ギア列が欠如した歯欠け領域１７２が存在するギアである。この歯欠けギア１７０は、ラッチ部材１５０の一部に形成された軸部１５１に回転可能に支持されていて、入力ギア１１０の第２ギア列１１２と噛み合って回転し、あるいは、歯欠け領域１７２が第２ギア列１１２と対面すると噛み合いが外れて回転を停止する。

また、カム部材１８０は、歯欠けギア１７０と一体的に回転あるいは停止し、スライド部材１４０を押し下げ、あるいは、その押し下げを解除する部材である。

また、コイルばね１９０は、ベース部材１０１と歯欠けギア１７０とに架けられていて、図６に示すように、歯欠けギア１７０の歯欠け領域１７２が第２ギア列１１２側を向いて歯欠けギア１７０と第２ギア列１１２との噛合いが解除された状態にあるときに、歯欠けギア１７０を回転させる向き（矢印Ｙで示す向き）に引っ張る役割を担っている。

また、図１には示されていないが、例えば図６に示すように、この間欠駆動装置１００には、ソレノイド２００が備えられている。このソレノイド２００はアーム２０１を備えていて、そのアーム２０１の先端には、歯欠けギア１７０の爪部１７３に引っ掛って歯欠けギア１７０の回転を阻止する鉤部２０１ａが設けられている。

ここで、この間欠駆動装置１００における、歯欠けギア１７０、カム部材１８０、コイルばね１９０、およびソレノイド２００は、本発明にいう、それぞれ、歯欠け歯車、カム部材、第１バネ部材、および、ソレノイドの各一例に相当する。また、ソレノイド２００に備えられている鉤部２０１ａ付きのアーム２０１は、本発明にいう腕部の一例に相当する。

以下、図１に示した間欠駆動装置１００を構成する各部材の相互作用を説明する。

図３は、入力ギアと出力ギアの非連結状態（図３（Ａ））と連結状態（図３（Ｂ））を示した断面図である。なお、この図３以降の各図では、基本的には説明に必要な部材のみを図示し、説明に不要な部材は図示を省略してある。

図３（Ａ）に示す非連結状態では、カップリング部材１３０およびスライド部材１４０は下に下がった位置にある。出力ギア１２０には、駆動力を外部に伝えるためのギア列１２１のほか、カップリング部材１３０と噛み合うギア列１２２が設けられている。図３（Ａ）に示す非連結状態にあるときは、カップリング部材１３０は、下に下がった位置にあり、出力ギア１２０のギア列１２２から離れている。

図３（Ｂ）に示す連結状態では、カップリング部材１３０およびスライド部材１４０は上に上がった位置にある。入力ギア１１０には、外部から駆動力を受ける第１ギア列１１１および歯欠けギア１７０と噛み合う第２ギア列のほか、カップリング部材１３０と噛み合うギア列１１３が設けられている。このギア列１１３は、図３（Ａ）に示す非連結状態および図３（Ｂ）に示す連結状態のいずれにあるときも常に、入力ギア１１０のギア列１１３と噛み合っている。したがって、カップリング部材１３０は、非連結状態および連結状態のいずれにあっても、入力ギア１１０の回転に伴って回転する。

図４は、スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の説明図である。

ラッチ部材１５０には、スライド部材１４０側に向いたラッチ部１５２を有する。このラッチ部１５２には、上方に深く切り込まれた第１溝１５３と、第１溝１５３よりも浅い第２溝１５４が、周回方向に間隔を置いて交互に形成されている。そして、これら第１溝１５３と第２溝１５４は、第１溝１５３から第２溝１５４に向かう上り斜面１５５と、第２溝１５４から第１溝１５３に向かう上り斜面１５６とでつながっている。

また、スライド部材１４０には、内向きに突き出て上下方向に延びる柱状部１４１が形成されている。この柱状部１４１は、スライド部材１４０の回転位置に応じて、第１溝１５３または第２溝１５４に入り込み、あるいは、その柱状部１４１の上端面１４１ａが、上り斜面１５５または上り斜面１５６に接する。

柱状部１４１が第１溝１５３に入り込むと、コイルばね１６０に押されて、スライド部材１４０およびカップリング部材１３０が上方に移動し、図３（Ｂ）に示したように、カップリング部材１３０が出力ギア１２０のギア列１２２と噛み合い、入力ギア１１０から出力ギア１２０に駆動力が伝達される連結状態となる。この、柱状部１４１が第１溝１５３に入り込むことで上方に移動したカップリング部材１３０の高さ位置を、ここでは「第１位置」と称する。

また、柱状部１４１が第２溝１５４に入り込むと、スライド部材１４０およびカップリング部材１３０が下方に押し下げられた状態にラッチされ、図３（Ａ）に示したように、カップリング部材１３０が出力ギア１２０から離れ、入力ギア１１０から出力ギア１２０に駆動力が伝達されない非連結状態となる。この、柱状部１４１が第２溝１５４に入り込むことで下方に押し下げられた状態にあるときのカップリング部材１３０の高さ位置を、ここでは「第２位置」と称する。

前述の通り、スライド部材１４０は、カム部材１８０により押し下げられる。スライド部材１４０は、柱状部１４１が第１溝１５３あるいは第２溝１５４から抜け出し、柱状部１４１の上端面１４１ａがラッチ部１５２から離間した状態となる。この状態にあるときのカップリング部材１３０の高さ位置を、ここでは「第３位置」と称する。

ここで、ラッチ部材１５０のラッチ部１５２、ラッチ部１５２の第１溝１５３および第２溝１５４は、本発明にいう、ラッチ部、第１溝、および第２溝の各一例に相当する。また、ラッチ部１５２の上り斜面１５５、１５６は、それらの双方が本発明にいう斜面の一例に相当する。さらに、スライド部材１４０の柱状部１４１は、本発明にいう作用部の一例に相当する。

図５は、歯欠けギアの回転と停止を切り替えるクラッチ機構を示した図である。この図５は、ベース部材１０１側から見た形状を示した図である。

また、図６は、出力ギア側から見たときの、図５と同じクラッチ機構を示した図である。

これら図５、図６では、歯欠けギア１７０の歯欠け領域１７２が入力ギア１１０の第２歯列１１２に対面した回転位置にあり、歯欠けギア１７０は入力ギア１１０から切り離されている。この状態にある歯欠けギア１７０は、コイルばね１９０に矢印Ｘ方向に引かれていて、これにより矢印Ｙ方向の回転力を受けている。ただし、歯欠けギア１７０の爪部１７３にソレノイド２００のアーム２０１先端の鉤部２０１ａが引っ掛ているため、歯欠けギア１７０は回転が阻止されて、図５，図６に示した回転位置をそのまま保っている。

図７は、ソレノイドに通電された直後のクラッチ機構を示した図である。

ソレノイド２００に通電すると、アーム２０１がソレノイドの磁力に引かれて、鉤部２０１ａが爪部１７３から外れる。すると、歯欠けギア１７０は、コイルばね１９０により矢印Ｘ方向に引かれて矢印Ｙ方向への回転を開始する。

図８は、回転を開始した初期段階のクラッチ機構を示した図である。

歯欠けギア１７０がコイルばね１９０の作用により矢印Ｙ方向に回転を開始すると、この図８に示すように、歯欠けギア７０のギア列１７１の一部が、入力ギア１１０の第２歯列に噛み合う。一旦噛み合うと、その後は、歯欠けギア１７０は、入力ギア１１０の第２歯列１１２との噛合いにより回転する。

ここで、この入力ギア１１０には、歯欠けギア１７０と噛み合う第２ギア列１１２が、不図示のモータからの駆動力を受ける第１ギア１１１とは別に設けられている。このため、この入力ギア１１０を高速回転させる仕様の間欠駆動装置であっても、第２歯列の径やギア数を適切に選択した設計とすることにより、歯欠けギア１７０を適度な速度で回転させることができ、安定動作を確保することができる。仮に、入力ギア１１０に第２ギア列１１２が存在せず、モータからの駆動力を受ける第１ギア１１１自体で歯欠けギア１７０を駆動する構成の場合、クラッチ機構を安定的に動作させる必要上、第２ギア列１１２を第１ギア列１１１とは別に設けた本実施形態のクラッチ機構と比較し、クラッチ機構の安定動作の観点から入力ギア１１０の回転速度が制限を受けることになる。

あるいは、入力ギア１１０で歯欠けギア１７０を駆動するのではなく、歯欠けギア１７０を入力ギア１１０とは別途のギアで駆動する構成も考えられる。ただし、その場合、入力ギア１１０の駆動用と歯欠けギア１７０の駆動用との２系統の駆動機構が必要となり、大型化を招くおそれがある。

図８に戻って、本実施形態のクラッチ機構について説明を続ける。

図８に示した状態、すなわち、歯欠けギア１７０のギア列１７１の一部が入力ギア１１０の第２ギア列１１２と噛み合った状態になると、ソレノイド２００への通電はもはや不要であり、通電が遮断される。通電が遮断されると、ソレノイド２００のアーム２０１は元の姿勢に戻るが、歯欠けギア１７０の爪部１７３は過ぎ去った後であり、歯欠けギア１７０の回転はそのまま継続される。そして、この歯欠けギア１７０は、一周して、歯欠け領域１７２が第２ギア列１１２側を向くと、アーム２００の先端の鉤部２０１ａが爪部１７３に引っ掛り、その回転位置、すなわち、図５、図６に示す回転位置で停止する。ここで、図５から図８を参照しながら説明したクラッチ機構は、本発明にいう歯欠け歯車制御機構の一例に相当する。

この歯欠けギア１７０が回転を開始すると、それまで図３（Ａ）に示す非連結状態にあったときは図３（Ｂ）に示す連結状態に切り替わり、あるいは、それまで図３（Ｂ）に示す連結状態にあったときは、図３（Ａ）に示す非連結状態に切り替わる。

以下、この切替え機構について説明する。

図９は、スライド部材１４０およびカップリング部材１３０がカム部材により押し下げられている状態を示した断面図である。

歯欠けギア１７０が回転を開始すると、カム部材１８０もその歯欠けギア１７０と一緒に回転し、カム部材１８０のカム部１８１により、直接にはスライド部材１４０が押し下げられ、そのスライド部材１４０によりカップリング部材１３０も押し下げられる。

図１０は、スライド部材とラッチ部材とによるラッチ機構の動作説明図である。

スライド部材１４０は、ラッチ部材１８０のラッチ部１８１により、図１０に示す高さ位置まで押し下げられる。この図１０は、押し下げられる直前まで、スライド部材１４０の柱状部１４１が第２溝１５４に入り込んでいたことを示している。前述の通り、柱状部１４１が第２溝１５４に入り込んでいるときのカップリング部材１３０の高さ位置は、図３（Ａ）に示す、カップリング部材１３０と出力ギア１２０との連結が外れた非連結状態の「第２位置」にある。図１０には、柱状部１４１が第２溝１５４から外れるまで押し下げられた状態のスライド部材１４０が示されている。このときのカップリング部材１３０は、「第２位置」よりもさらに押し下げられた「第３位置」にある。

図１０には、スライド部材１４０の爪部１４２が示されている。スライド部材１４０がカム部材１８０により押し下げられると、この爪部１４２は、歯欠けギア１７０の爪部１７３（例えば図６参照）と同じ高さ位置となる。そして、この爪部１４２は、歯欠けギア１７０が回転すると歯欠けギア１７０の爪部１７３と干渉する位置にある。

図１１は、歯欠けギアとスライド部材の相互作用を示した図である。

スライド部材１４０には周回方向等間隔に複数の爪部１４２が形成されている。これら複数の爪部１４２の間隔、すなわち、隣接する爪部どうしの間の周回方向の角度は、ラッチ部材１５０のラッチ部１５２に形成されている第１溝１５３と第２溝１５４との間の周回方向の角度と一致している。

図１１は、歯欠けギア１７０が矢印Ｙの向きに回転してきて、歯欠けギア１７０の爪部１７３がスライド部材１４０の爪部１４２に接した状態が示されている。歯欠けギア１７０の爪部１７３がスライド部材１４０の爪部１４２に接すると、歯欠けギア１７０のその後の回転により、歯欠けギア１７０の爪部１７３がスライド部材１４０の爪部１４２に押され、歯欠けギア１７０の爪部１７３がスライド部材１４０の爪部１４２から外れるまでの間、スライド部材１４０が矢印Ｚの向きに回転する。スライド部材１４０の爪部１４２は、本発明にいう干渉部の一例に相当する。

図１２は、歯欠けギアの爪部に押されてスライド部材が回転した状態にある歯欠けギアとスライド部材を示した図である。

スライド部材１４０は、この図１２に示す回転位置まで回転した段階で、カム部材１８０による押し下げから解放される。すると、スライド部材１４０は、コイルばね１６０により、カップリング部材１３０とともに押し上げられる。

図１３は、ラッチ部材と押し上げられた状態のスライド部材とを示した図である。

上述の通り、スライド部材１４０は爪部１７３と爪部１４２との干渉により少し回転し、その回転した状態でカム部材１８０による押し下げから解放される。すると、図１３に示すように、スライド部材１４０の柱状部１４１の頂部１４１ａが、上り斜面１５６の、第２溝１５４の直下から少し外れた位置に突き当たる。この柱状部１４１の頂部１４１ａが突き当たった位置は上り斜面１５６であり、このスライド部材１４０はコイルばね１６０によりさらに押されているため、スライド部材１４０は矢印Ｚの向きにさらに回転を続ける。

図１４は、ラッチ部材と、柱状部が斜面に突き当たった後の回転を開始した状態にあるスライド部材とを示した図である。

また、図１５は、ラッチ部材と、柱状部が第１溝に入り込んだ状態にあるスライド部材を示した図である。

スライド部材１４０がカム部材１８０による押し下げから解放されてコイルばね１６０により押し上げられると、図１３に示すように、柱状部１４１の頂部１４１ａが上り斜面１５６に突き当たる。すると、コイルばね１６０の更なる押し上げにより、図１４に示すように、柱状部１４１の頂部１４１ａが上り斜面１５６に沿って進む。すなわち、スライド部材１４０は、コイルばね１６０に押し上げられながら矢印Ｚの向きに回転する。そして、最終的には、図１５に示すように、柱状部１４１が第１溝１５３に入り込んだ状態でスライド部材１４０の回転が停止する。このとき、カップリング部材１３０は、「第１位置」、すなわち、図３（Ｂ）に示す連結状態となる高さ位置まで持ち上げられる。

図３（Ｂ）に示す連結状態を図３（Ａ）に示す非連結状態に切り替えるときも、上述した、図３（Ａ）に示す非連結状態を図３（Ｂ）に示す連結状態に切り替えるときと同じ切替え動作が行われる。すなわち、ソレノイド２００が通電されて歯欠けギア１７０が回転する。すると、歯欠けギア１７０と一緒に回転するカム部材１８０によりスライド部材１４０が押し下げられ、柱状部１４１が第１溝１５３から抜け出る。そして、歯欠けギア１７０の爪部１７３によりスライド部材１４０の爪部１４２が押されてスライド部材１４０が少し回転する。そして、その段階で、スライド部材１４０はカム部材１８０による押し下げから解放される。すると、スライド部材１４０はコイルばね１０により押し上げられて、柱状部１４１の頂部１４１ａが上り斜面１５５に突き当たる。そして、コイルばね１６０によるさらなる押し上げにより、スライド部材１４０が回転し、柱状部１４１が第２溝１５４に入り込む。柱状部１４１が第２溝１５４に入り込むと、スライド部材１４０の回転が停止する。スライド部材１４０の柱状部１４１が第２溝１５４に入り込むと、カップリング部材１３０は、「第２位置」まで持ち上げられる。この「第２位置」は、図３（Ａ）に示す非連結状態の高さ位置であり、ソレノイド２００が次に通電されるまでの間、この非連結状態が維持される。

以上の通り、本実施形態の間欠駆動装置１００によれば、入力ギア１１０に、第１ギア列１１１と第２ギア列１１２が形成されているため、入力ギア１１０を高速回転させる仕様の間欠駆動装置であっても、歯欠けギア１７０を安定動作が可能な適切な回転速度となるように設計することができる。また、この間欠駆動装置１００の駆動は一系統で済み、入力ギアを駆動する駆動系統と歯欠けギアを駆動する駆動系統を別系統とする構成と比べ、小型化が図られる。

また、本実施形態の間欠駆動装置は、上述のラッチ機構を備えているため、非連結状態と連結状態をソレノイドへの短時間の通電により切り替えることができ、省電力化が図られる。

なお、ここでは、間欠駆動装置をインクジェットプリンタに適用した例を取り上げて説明したが、本発明の間欠駆動装置は、インクジェットプリンタに限られず、例えば電子写真方式など様々な方式のプリンタにも適用することができる。さらに、本発明の間欠駆動装置の適用分野は、プリンタに限られるものではなく、駆動対象となる被駆動体を間欠的に駆動する必要がある場合に広く適用することができる。

１０インクジェットプリンタ
１００間欠駆動装置
１０１ベース部材
１０２軸部材
１１０入力ギア
１１１第１ギア列
１１２第２ギア列
１２０出力ギア
１３０カップリング部材
１３１カップリング部材の肩部
１４０スライド部材
１４１柱状部
１４１ａ柱状部の上端面
１４２スライド部材の爪部
１５０ラッチ部材
１５２ラッチ部
１５３第１溝
１５４第２溝
１５５、１５６上り斜面
１６０コイルばね
１７０歯欠けギア
１７２歯欠け領域
１７３爪部
１８０カム部材
１８１カム部
１９０コイルばね
２００ソレノイド
２０１アーム
２０１ａ鉤部

Claims

歯列が部分的に欠如した歯欠け歯車と、
出力歯車と、
駆動力を受ける歯列であって前記歯欠け歯車に接触しない第１歯列と前記歯欠け歯車に駆動力を伝達する第２歯列とが形成され、前記出力歯車から回転軸方向に離間した位置に配置された入力歯車と、
前記入力歯車の駆動力を前記出力歯車へ伝達する第１位置および該伝達を解除する第２位置へと回転軸方向に移動する軸継手部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態から該歯欠け歯車の回転を開始させて該入力歯車と噛み合わせる歯欠け歯車制御機構と、
前記軸継手部材の回転軸方向の位置を前記第１位置と前記第２位置とに切り替える切替え機構とを備えたことを特徴とする間欠駆動装置。
前記歯欠け歯車制御機構が、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車を該入力歯車との噛合いの向きに付勢する第１バネ部材と、
前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にある歯欠け歯車に引っ掛って前記第１バネ部材による回転を阻止すると共に通電により該引っ掛りを解除する腕部を備えたソレノイドと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の間欠駆動装置。
前記歯欠け歯車が、前記入力歯車からの駆動力が解除された状態にあるときに前記腕部が引っ掛る爪部を有することを特徴とする請求項２に記載の間欠駆動装置。
前記切替え機構が、
前記軸継手部材を前記第１位置に向けて付勢する第２バネ部材と、
前記軸継手部材を介して前記第２バネ部材の付勢を受け、該軸継手部材とともに回転軸方向に移動するとともに回転軸の周りに回転可能な移動部材と、
前記歯欠け歯車とともに回転して前記移動部材に干渉し、前記軸継手部材を、前記第２位置よりも前記第１位置からさらに離れた第３位置に移動させるカム部材と、
前記移動部材と干渉して、前記軸継手部材を前記第１位置へ移動させる第１溝と、該軸継手部材を前記第２位置に保持させる第２溝、および、該第１溝と該第２溝との間に形成された、該第１溝あるいは該第２溝への誘い込みの斜面とを有するラッチ部が設けられた移動位置決め部材とを備え、
前記移動部材が、該移動部材の回転位置に応じて、前記ラッチ部の、前記第１溝または前記第２溝に入り込み、あるいは前記斜面に接する作用部を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の間欠駆動装置。
前記移動部材が、
前記軸継手部材が前記第３位置に移動したときに前記歯欠け歯車に干渉する干渉部を有し、
前記干渉部が前記歯欠け歯車から回転力を受けて前記作用部が前記斜面に対応する位置まで回転することを特徴とする請求項４に記載の間欠駆動装置。