JPH06330962A - クラッチ装置およびこのクラッチ装置を用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸に嵌合した部材の円筒状部に設けた溝
から、ばねクラッチの端末部が内側に入り込むことのな
いクラッチ装置、およびこのクラッチ装置を用いた記録
装置を提供する。 【構成】 送給ローラ軸２１に、ウォームホイール２２
を嵌合し、このウォームホイール２２の円筒状部２２ｂ
と、送給ローラ軸２１に固着したアーバ２３との間に、
コイル状のばねクラッチ２４を設け、ばねクラッチの端
末部２４ａを円筒状部２２ｂの溝２２ａから突出させた
クラッチ装置において、円筒状部２２ｂととばねクラッ
チ２４の間に円筒状のばね保持体４０を設け、端末部２
４ａをばね保持体４０の溝に通す。この構成によりウォ
ームホイール２２がＦ方向に回転するとき、端末部２４
ａはばね保持体４０の溝で支えられ、たわみが少なくな
って、溝２２ａから抜け落ちることがなく、クラッチ動
作が確実に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル状のバネクラッ
チを用い、双方向の回転を単一方向のみ軸に伝えるクラ
ッチ装置またはこのクラッチ装置を用いた記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、図７および図８によって、従来例
である記録装置の全体構成を説明する。これらの図にお
いて、１は記録装置の外殻をなすフレーム、２はフレー
ムに固定され、後述するようにしてステッピングモータ
７やピンチローラ３等を支承する基台（以下シャーシと
いう）、４はその両端部がフレーム１に固定され、キャ
リッジ５を移動自在に案内する案内軸である。６は、更
に後で詳述するが、キャリッジ５にその一部が拘持さ
れ、ステッピングモータ７によって駆動されるタイミン
グベルトであり、このタイミングベルト６によりキャリ
ッジ５と共にキャリッジ５に搭載された記録ヘッド８を
移動させ、記録ヘッド８からインクを吐出させて記録を
行う。

【０００３】９は、挿入口１０から図８に示すようにし
て挿入された記録シート１１を記録位置に送給する送給
ローラであり、その表面には滑り止めの弾性体が装着さ
れている。送給ローラ９は、後述するようにしてステッ
ピングモータ７によりシート送り時に駆動され、記録シ
ート１１をピンチローラ３との間に挟持して送り出すこ
とができる。

【０００４】１２は記録シート１１を記録位置に保持す
るプラテン、１３はキャリッジ５に搭載の記録ヘッド８
に記録信号を供給するためのフレキシブルケーブル、１
４はキャリッジ５がホームポジションにきたときにこれ
を検知するホームポジションセンサである。

【０００５】ついで、ステップピングモータ７による、
タイミングベルト６の駆動系および送給ローラ９の駆動
系を図９〜図１３を参照しながら説明する。各図におい
て、２１は送給ローラ軸、２２は送給ローラ軸２１に嵌
合され、後述するようにして、送給ローラ軸２１を一方
向にのみ回転可能なウォームホイールである。２３はロ
ーラ軸２１に嵌着固定されているアーバ、２４はアーバ
２３とウォームホイール２２との間に介装されたコイル
状のバネクラッチである。

【０００６】このばねクラッチ２４は、その端末部２４
ａが図１１に示すように、ウォームホイール２２円筒状
部２２ｂの溝２２ａを貫通して突起しており、ウォーム
ホイール２２の駆動力をその端末部２４ａによって受け
一体になって回転する。いま、ウォームホイール２２が
後述するようにして、ステッピングモータ７により図１
０に示す矢印Ｅ方向に回転する時（記録時）は、ばねク
ラッチ２４のばねがゆるみ内径が大となってアーバ２３
とはスリップし、ばねクラッチ２４の回転はアーバ２３
に伝達されず、従って、送給ローラ９はローラ軸２１と
共に停止状態に保たれる。ウォームホイール２２がＦ方
向に回転するとき（シート送り時）にのみ、ばねクラッ
チ２４は摩擦抵抗によってアーバ２３にからまり、ばね
内径が縮まりアーバ２３と係合して送給ローラ９および
ローラ軸２１をその方向に回転させることができる。

【０００７】また、図９において、２５は、ステッピン
グモータ７によって回転されタイミンクベルト６を駆動
させるベルト駆動プーリである。図１０において、２６
はステッピングモータ７によって回転され、ウォームホ
イール２２と噛合するウォームギヤであって、ベルト駆
動プーリ２５とウォームギヤ２６とはここでは重ねて図
示されているが、両者は図１２に示すように一体的に構
成された上、ステッピングモータ７の軸に取付けられて
いる。

【０００８】従って、ステッピンクモータ７によりベル
ト駆動プーリ２５とウォームギヤ２６とを同時に駆動す
ることができる。

【０００９】図８，図９，図１０，図１３を参照して、
ピンチローラ３にかかる構成について説明する。これら
の図において、３１はピンチローラ軸であり、ピンチロ
ーラ軸３１はピンチローラ３と共に導電性材料で形成さ
れる。また、ピンチローラ軸３１の両端部は図８に示す
ように、フレーム１の案内溝１Ａに保持されると共に、
その両端部とピンチローラ３との間でローラ軸３１は図
９に示すように導電性材料で形成されたシャーシ２から
ローラ軸２１の側に突出させたばね部３２により送給ロ
ーラ９に向けて偏倚される。

【００１０】ついで、このように構成した記録装置にお
ける動作を説明する。記録開始前の状態ではキャリッジ
５の隅部がホームポジションセンサ１４に当接し、セン
サ１４によってその状態が検知されることにより停止し
ているが、記録のためにキャリッジ５を桁送りする移動
信号がステッピングモータ７に供給されると、モータ７
は図１０の矢印Ａの方向に回転を始め、ウォームギヤ２
６によりウォームホイール２２がＥ方向に回転させられ
るが、この方向回転では前述のように図１１に示したば
ねクラッチ２４がアーバ２３との間の係合状態をレリー
ズするので、アーバ２３が固着されているローラ軸２１
は回転せず、従って送給ローラ９によるシート送り動作
は行われない。

【００１１】かくして、ベルト駆動プーリ２５の図１０
に示すＡ方向の回転により、キャリッジ５が矢印Ｃの方
向に移動させられると共に、その間にモータ７の桁送り
信号に同期して選択的にインク吐出信号がフレキシブル
ケーブル１３を介して記録ヘッド８に供給され、不図示
のインクカートリッジから供給されるインクが記録へど
８から吐出されることによって記録が行われる。なお、
タイミンクベルト６は、駆動プーリ２５と、不図示のア
イドラプーリとの間に張設されている。

【００１２】次に記録が終了すると、キャリッジ５をホ
ームポジション１４の方向すなわちＤ方向に戻すため
に、ステッピングモータ７が逆転、すなわちＢ方向に回
転され、ウォームギヤ２６およびベルト駆動プーリ２５
の同方向の回転によりウォームホール２２がＦ方向に回
転させられる。そして、ウォームホイール２２がこのＦ
方向に回転するときは、前述のようにばねクラッチ２４
がアーバ２３と係合することにより、送給ローラ軸２１
を同方向、すなわちＦ方向に回転させることができ、送
給ローラ９によりシート送りが実施され、つまり記録動
作が行われないキャリッジ５の戻し動作のときにシート
送りが行われる。

【００１３】なお、本従来例では１回のシート送り量
が、ステッピングモータ７の回転量（回転角度）、すな
わちキャリッジ５を復動させるときの回転量によって決
められることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、図１４に示す如く、ウォームホイール２２が
Ｆ方向に急回転した時に、ばねクラッチ２４の端末部２
４ａは、そのばね性により撓みを生じ、ウォームホイー
ル円筒状部２２ｂの内側に入り込んでしまうといった不
具合がある。そのため、クラッチ手段が正常に作動せ
ず、記録時にも送給ローラ９を駆動させてしまう現象が
生じる。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、回転軸に嵌合した部材の円筒状部に設けた溝
から、ばねクラッチの端末部が内側に入り込むといった
不具合のないクラッチ装置、およびこのクラッチ装置を
用いた記録装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明ではクラッチ装置を次の（１），（２）のと
おりに、また記録装置を次の（３）のとおりに構成す
る。

【００１７】（１）回転軸に嵌合した部材の円筒状部の
内側と、前記回転軸との間にコイル状のばねクラッチを
配置し、このばねクラッチの端末部を前記円筒状部に設
けた溝から突出させて、前記部材の両方の回転に対し、
前記回転軸を所定の一方向にのみ回転させるようにした
クラッチ装置であって、前記円筒状部と前記ばねクラッ
チとの間に、前記端末部を通す溝を有する円筒体を備え
たクラッチ装置。

【００１８】（２）回転軸に嵌合した部材の円筒状部の
内側と、前記回転軸との間にコイル状のばねクラッチを
配置し、このばねクラッチの端末部を前記円筒状部に設
けた溝から突出させて、前記部材の両方向の回転に対
し、前記回転軸を所定の一方向にのみ回転させるように
したクラッチ装置であって、前記端末部を前記円筒状部
の外側で折り曲げ、前記回転軸を前記所定の一方向に回
転させる際に前記端末部が前記円筒状部の溝から内側に
入り込むことのないようにしたクラッチ装置。

【００１９】（３）前記（１）または前記（２）記載の
クラッチ装置を、記録媒体を記録位置に送給する送給ロ
ーラの駆動系に用いた記録装置。

【００２０】（４）記録手段には、インク吐出用の熱エ
ネルギを発生するための電気熱変換体が備えられている
前記（３）記載の記録装置。

【００２１】（５）記録手段は、電気熱変換体によって
印加される熱エネルギにより、インクに生ずる膜沸騰を
利用して吐出口よりインクを吐出させる前記（４）記載
の記録装置。

【００２２】

【作用】前記（１）記載のクラッチ装置では、回転軸を
所定の一方向に回転させる際、ばねクラッチの端末部は
円筒体の溝で支えられたわみが少なくなり、円筒状部の
溝から抜け落ちることがない。前記（２）記載のクラッ
チ装置では、回転軸を所定の一方向に回転させる際、ば
ねクラッチの端末部の折り曲げ部は、円筒状部の溝にひ
っかかり抜け落ちることがない。前記（３），（４），
（５）記載の記録装置では、前記（１）または（２）記
載の装置の作用により、記録時に送給ローラを駆動する
ことがない。

【００２３】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。

【００２４】（実施例１）図１，図２は実施例１である
“記録装置”におけるクラッチ装置の説明図である。本
実施例における全体的構成は従来例と同様なので説明を
省略し、要部であるクラッチ装置について、図１，図２
により詳細に説明する。図１，図２において、２１は記
録シート（記録媒体）を記録位置に給送する送給ローラ
軸、２２は送給ローラ軸２１に嵌合され、後述するよう
にして、送給ローラ軸２１を一方向にのみ回転駆動する
ウォームホイールである。２３はローラ軸２１に嵌着固
定されているアーバ、２４はアーバ２３とウォームホイ
ール２２の円筒状２２ｂとの間に介装されたコイル状の
ばねクラッチ、４０はばねクラッチ２４とウォームホイ
ール２２との間に介装され、ばねクラッチ２４を保持す
る筒状のばね保持体（円筒体）である。このばね保持体
４０自体には、ばねクラッチ端末部２４ａの線径と略等
しい溝４０ａが設けられていて、前記端末部２４ａを挟
持する。そのためウォームホイール２２がＦ方向に駆動
回転したときにばねクラッチ２４のたわみを抑え、ウォ
ームホイール２２と送給ローラ軸２１の係止を安定さ
せ、ばねクラッチ端末部２４ａにかかる負荷を分散させ
ることができる。

【００２５】ばねクラッチ２４の端末部２４ａは、ウォ
ームホイール２２の溝２２ａ内に嵌入されウォームホイ
ール２２と一体になって回転する。今、ウォームホイー
ル２２が後述するようにして、ステッピングモータ７に
より図１０に示すＥ方向に回転するとき（記録時）は、
ばねクラッチ２４のばねはゆるむ状態となってアーバ２
３とは係合せず、従って送給ローラ９はローラ軸２１と
共に回転しないままの状態に保たれ、ウォームホイール
２２がＦ方向に回転するとき（シート送り時）にのみ、
ばねクラッチ２４はアーバ２３に巻きつく状態となっ
て、アーバ２３と係合し送給ローラ９およびローラ軸２
１をＦ方向に回転させる。

【００２６】このように、本実施例によれば、シート送
り時におけるばねクラッチの端末部のたわみは、ばね保
持体で抑えられるので、端末部が、ウォームホイールの
円筒状部の溝から内側に入り込むことがなく、記録時に
送給ローラを駆動する不具合は生じず、シートを確実に
記録位置に送給することができる。

【００２７】（実施例２）図３，図４により実施例２を
説明する。

【００２８】図に示すように、ばねクラッチ４１の端末
部４１ａは、ウォームホイール円筒状部２２ｂの外側に
おいて、ウォームホイール２２の駆動回転Ｆ方向と略反
対方向に、端末部４１ａの先端が１８０°に折り曲げら
れている形状をもつ。

【００２９】本実施例では、実施例１におけるばねクラ
ッチの端末部の先端を１８０°に曲げることによって、
ウォームホイール２２がＦ方向に駆動回転したときに、
たとえばねクラッチ端末部４１ａがたわみウォームホイ
ール２２の円筒状部２２ｂの内側に入り込もうとしても
１８０°に折り曲げられた先端がウォームホイール２２
の円筒状部２２ｂに形成された溝２２ａの縁に引掛かる
ので、ウォームホイール２２の溝２２ａの内側に入り込
まないようになり、クラッチ手段をより確実に作動させ
ることができる。

【００３０】（実施例３）図５，図６により実施例３を
説明する。

【００３１】図に示すように、ばねクラッチ４２の端末
部４２ａは、ウォームホイール円筒状部２２ｂの外側に
おいて、ウォームホイール２２の駆動回転Ｆ方向と略反
対方向に、端末部４２ａの先端が９０°に折り曲げられ
ている形状をもつ。

【００３２】本実施例では、実施例１におけるばねクラ
ッチの端末部の先端を９０°に曲げることによって、ウ
ォームホイール２２がＦ方向に駆動回転したときに、た
とえばねクラッチ端末部４２ａがたわみウォームホイー
ル円筒状部２２ｂの内側に入り込もうとしても９０°に
折り曲げられた先端がウォームホイールの円筒状部２２
ｂに形成された溝４０ａの縁に引掛かるので、ウォーム
ホイールの溝２２ａの内側に入り込まないようになり、
クラッチ手段をより確実に作動させることができる。

【００３３】なお、実施例２，実施例３では、ばね保持
体を用いているが、本発明は、これに限定されるもので
はなく、このばね保持体を用いず、ばねクラッチの端末
部を折り曲げるだけの形で実施することができる。

【００３４】（本発明の関連技術）本発明は、特にイン
クジェット記録方式の中でも熱エネルギを利用して飛翔
的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録
ヘッド，記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。

【００３５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを
発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ
て、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（イ
ンク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡
の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）
を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆
動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収
縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）
の吐出が達成でき、より好ましい。

【００３６】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、前記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００３７】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。

【００３８】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの
圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示
する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成と
しても本発明は有効である。

【００３９】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。

【００４０】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段，予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段，クリーニング
手段，加圧あるいは吸引手段，電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段，記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００４１】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。

【００４２】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは前述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。

【００４３】加えて、積極的に熱エネルギによる昇温を
インクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギ
として使用せしめることで防止するか、またはインクの
蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用い
るかして、いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じ
た付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出
するものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始
めるもの等のような、熱エネルギによって初めて液化す
る性質のインクの使用も本発明には適用可能である。こ
のような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報
あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよ
うな、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形
物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向
するような形態としてもよい。本発明においては、前述
した各インクに対して最も有効なものは、前述した膜沸
騰方式を実行するものである。

【００４４】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リード等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２記載
のクラッチ装置の発明によれば、回転軸に嵌合した部材
の円筒状部に設けた溝から、ばねクラッチの端末部が内
側に入り込むことがなく、前記部材の両方向の回転に対
し、前記回転軸を所定の一方向にのみ確実に回転させる
ことができる。請求項３記載の記録装置の発明によれば
前述のクラッチ装置を用いることにより記録媒体を記録
位置に確実に送給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１におけるクラッチ手段の説明図

【図２】 実施例１におけるばね保持体とばねクラッチ
の斜視図

【図３】 実施例２におけるクラッチ手段の説明図

【図４】 実施例２におけるばね保持体とばねクラッチ
の斜視図

【図５】 実施例３におけるクラッチ手段の説明図

【図６】 実施例３におけるばね保持体とばねクラッチ
の斜視図

【図７】 従来例の構成の概略を示す斜視図

【図８】 従来例の右側板を取り除き一部を断面で示す
右側面図

【図９】 従来例を一部断面で示す正面図

【図１０】 従来例を一部断面で示す平面図

【図１１】 従来例におけるクラッチ手段の説明図

【図１２】 ステッピングモータとその駆動系の側面図

【図１３】 従来例の裏面図

【図１４】 従来例における問題の説明図

【符号の説明】

２１ 送給ローラ軸 ２２ ウォームホイール ２２ａ 溝 ２２ｂ 円筒状部 ２４ ばねクラッチ ４０ ばね保持体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に嵌合した部材の円筒状部の内側
   と、前記回転軸との間にコイル状のばねクラッチを配置
   し、このばねクラッチの端末部を前記円筒状部に設けた
   溝から突出させて、前記部材の両方の回転に対し、前記
   回転軸を所定の一方向にのみ回転させるようにしたクラ
   ッチ装置であって、前記円筒状部と前記ばねクラッチと
   の間に、前記端末部を通す溝を有する円筒体を備えたこ
   とを特徴とするクラッチ装置。
2. 【請求項２】 回転軸に嵌合した部材の円筒状部の内側
   と、前記回転軸との間にコイル状のばねクラッチを配置
   し、このばねクラッチの端末部を前記円筒状部に設けた
   溝から突出させて、前記部材の両方向の回転に対し、前
   記回転軸を所定の一方向にのみ回転させるようにしたク
   ラッチ装置であって、前記端末部を前記円筒状部の外側
   で折り曲げ、前記回転軸を前記所定の一方向に回転させ
   る際に前記端末部が前記円筒状部の溝から内側に入り込
   むことのないようにしたことを特徴とするクラッチ装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のクラッチ
   装置を、記録媒体を記録位置に送給する送給ローラの駆
   動系に用いたことを特徴とする記録装置。
4. 【請求項４】 記録手段には、インク吐出用の熱エネル
   ギを発生するための電気熱変換体が備えられていること
   を特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 【請求項５】 記録手段は、電気熱変換体によって印加
   される熱エネルギにより、インクに生ずる膜沸騰を利用
   して吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする請
   求項４記載の記録装置。