专利名称：输出辊及其制造方法，和装有该输出辊的记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输出已经在其上进行了数据记录的纪录介质的输出辊，制造该输出辊的方法，及装有该输出辊的记录装置。
图13A是日本专利公开No.10-129910A中所披露的第一相关技术输出辊的透视图。该输出辊1如此形成，即由塑料制成的轴部2变得长于至少最大可记录薄片宽度，并且由橡胶制成的多个辊子部分3以固定的间隔装配在轴部2上。如图13B所示，这种输出辊1的结构是轴部2的截面形状的环形部分的直径为Ds并且其十字形部分的厚度为t，并且直径Ds必须小于辊子部分3的直径Dr。具体地说，直径Ds为6.8mm，直径Dr为11.26mm。因此，轴部的外径与辊子部分的外径的比值是60.4％。
图14是日本专利公开No.10-29167A中所披露的第二相关技术输出辊的截面图。该输出辊包括圆柱体30和轴部20，轴部20从圆柱体30的两个纵向端延伸并且其直径小于圆柱体30的直径。圆柱体30和轴部20都由塑料制成。轴部分别具有空心部分，空心部分由芯部75或树脂注射口77。空心部分中的一个与形成在圆柱体30内部的腔室31连通。
如果第一相关技术的输出辊1由合成树脂形成，则为了防止模制中内部应力造成的转轴变形或沉陷必须提供厚度去除，以致不会致使输出辊较厚。由此，仅仅可以保证一定的刚度。而且，由于设定输出辊1的转速高于进给辊的转速，因此，拉向进给辊侧的力作用在输出辊上。从而，存在这种忧虑，即输出辊1发生诸如弯曲的变形。
由于当薄片的后端从进给辊对释放时输出辊1恢复诸如弯曲等的变形，因此此时产生所谓的薄片轻抛(flip)现象。在喷墨打印机能够在薄片的全部表面上或者几乎全部表面上记录数据的情况下，即使薄片的后端从进给辊对释放之后纪录也在薄片的后端继续进行。从而，在发生上述轻抛现象的情况下，对记录精度产生不良的影响。
对于图14所示的第二相关技术输出辊，当辅助腔室40填充注入的树脂时趋向于产生沉陷34。这会造成输出辊表面的变形或刚度降低。此外，如果在气体注入法的塑料模制工艺中在轴部20和圆柱体部分30的外圆周表面上形成溢料，则存在这种隐患，即溢料使承载部分的滑动载荷增加或薄片进给精度恶化。
为了实现上述目的，本发明提供一种输出辊，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述输出辊包括空心的轴部，轴部由合成树脂构成。
优选方式是，合成树脂包括添加物，以便增加轴部的刚度。
优选方式是，输出辊还包括辊子部分，辊子部分形成在轴部的外部圆周上，其中轴部的外径相对于辊子部分的外径的比例不低于60.5％。
根据本发明，还提供一种用于模制输出辊的模具，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述模具包括第一模具，形成有第一凹部，第一凹部沿输出辊的轴部的轴向延伸；及第二模具，形成有第二凹部，第二凹部沿所述轴向延伸，第二模具与第一模具结合，以便第一凹部和第二凹部相对，形成用于模制轴部的孔部的连续腔室。
优选方式是，第一凹部形成在第一模具的凹形部分的底部表面上，并且第二凹部形成在第二模具的凸形部分上，凸形部分配合在凹形部分中。
优选凹形部分的入口拐角部和与所述入口拐角部相对的角部是锥形的。
优选方式是，第一模具和第二模具中的至少一个形成有流体通道，用于冷却腔室的液体流过所述流体通道。
根据本发明，还提供一种用于制造输出辊的方法，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述方法包括以下步骤提供第一模具，第一模具，形成有第一凹部，第一凹部沿输出辊的轴部的轴向延伸；提供第二模具，第二模具，形成有第二凹部，第二凹部沿所述轴向延伸；将第一模具与第二模具结合，以便第一凹部和第二凹部相对，形成连续腔室；及将合成树脂注入所述腔室中，以便模制轴部的孔部。
优选方式是，所述的制造方法还包括如下步骤如此调节腔室的温度，以便注入的树脂在附在腔室内部表面上的状态下凝固。
优选方式是，所述的制造方法还包括如下步骤将气体注入腔室中，以便在注入腔室中的合成树脂中形成空腔。
由于通过上述模具或模制或通过上述方法制造的输出辊增强了弯曲刚度，即使与输出方向相对的方向上作用力施加在输出辊上，也可以抑制输出辊诸如弯曲的变形。因此，记录介质由于输出辊而产生的轻抛现象可以被防止，并且特别是可以提高在整个表面上的记录精度。
根据本发明，还提供一种记录装置，包括上述的输出辊。
图1是喷墨打印机的全部外部结构的透视图，其中薄片输出口处于关闭状态；图2是喷墨打印机的全部外部结构的透视图，其中薄片输出口处于打开状态；图3是喷墨打印机移去上部外壳的状态下全部内部结构的透视图；图4是喷墨打印机的必要部分的侧剖视图；图5A是喷墨打印机中的输出辊的透视图；图5B是输出辊的截面图；图6是用于模制本发明第一个实施例的输出辊的上模和下模的透视图；图7A是上模和下模的俯视图；图7B是沿图7A中的线A-A的截面图；图8A和8B是下模的透视图；图9是上模和下模的配合部分的侧视图；图10A是下模的俯视图，其中示出了用于冷却液体的流体通道；图10B是沿图10A中的线B-B的截面图；图11是装有该模的注模机的截面图；图12是用于以气体注入法模制本发明第二个实施例的输出辊的模具的截面图；图13A是第一相关技术输出辊的透视图；图13B是第一相关技术输出辊的放大透视图；及图14是用于以气体注入法模制第二相关技术输出辊的模具的截面图。
如图1和2所示，作为记录装置之一的喷墨打印机100包括上部外壳101和下部外壳102。上部外壳101和下部外壳102通过搭扣配合彼此接合。
在上部外壳101的后侧，形成有薄片进给口103。在该薄片进给口103中，连接有薄片进给托盘110，被供给的薄片堆叠在其上。薄片进给托盘110如此连接，即对角地向上后侧伸出，并且保持薄片处于倾斜状态。在上部外壳101的前侧，形成有薄片输出口104。在上部外壳101和下部外壳102的前侧，提供有叠式存储器120，输出的薄片堆叠在叠式存储器120上。
叠式存储器120连接到上部外壳101和下部外壳102的前侧，并且围绕位于其下部的转轴可枢轴转动。当叠式存储器120不使用时，将其向上绕枢轴转动，关闭薄片输出口104。而使用时，向下绕枢轴转动，打开薄片输出口104，并且停止在该位置，即其从下部外壳102向对角的上前侧伸出以便以倾斜状态接受薄片的位置。叠式存储器120具有两级结构，该结构包括第一叠式存储器元件121和第二叠式存储器元件122，第二叠式存储器元件122的末端部分可滑动地连接到第一叠式存储器元件121上。第二叠式存储器元件122不使用时容纳在第一叠式存储器元件121中，使用时从第一叠式存储器元件121中拉出。
从上部外壳101的上部到其前部表面形成有窗口105。窗口105覆盖有透明或半透明的可打开的盖子106。通过打开该盖子106，能够容易进行墨盒更换工作和内部机构的维护工作。而且，在上部外壳101的左后侧设有按钮式的电源开关131和操作开关132，133。
如图3所示，在下部外壳102中，构成打印机控制器的控制板130垂直放置，并且安装有构成打印机械的记录部分140，图4所示的薄片进给器150和输送器160。
诸如CPU，ROM，RAM，ASIC的控制元件和存储元件(均未示出)，和其它各种电路元件安装在控制板130上。在控制板130的上端，发光二极管133和134伸出地设置，当按压打开电源开关131或操作开关132，133时，发光二极管133和134分别发光，由此用户确认开关打开。
记录部分140包括托架141，记录头142，托架电机143，同步齿形带144，及吸泵145。在输送器160输送的薄片上，数据由记录头142记录，记录头142安装在托架141上，托架电机143和同步齿形带144使托架141扫描。从容纳在托架141中的四种颜色例如黄色，品红色，青色和黑色的墨水盒146中，将每一种颜色的墨水供给记录头142，以便能够进行全色打印。
进给器150包括薄片进给托盘110，薄片进给导向器111，薄片进给辊151，送卡箱或漏斗形件(hopper)152，及分离垫153。薄片P堆叠在薄片进给托盘110上并且由薄片进给导向器111对准校直，薄片P通过升起送卡箱152转动薄片进给辊151由分离垫153压靠在薄片进给辊151上，被一个接一个地从最上面的薄片P分离，并且传送到输送器160。
输送器160包括进给辊161，从动辊162，输出辊163，齿形辊164，薄片进给电机165，及叠式存储器120。从进给器150供给的薄片P输送到记录部分140，同时被保持在由薄片进给电机165驱动的进给辊161和从动辊162之间，并且进一步传送到输出薄片叠式存储器120，同时保持在由薄片进给电机165驱动的输出辊163和齿形辊164之间。
如图5A和5B所示，输出辊163如此形成，即由塑料制成的轴部163a长于至少可记录的最大薄片宽度并且输出辊163具有轴向延伸的空心部分163c。此外，由诸如橡胶的弹性体制造的多个辊子部分163b以固定的间隔连接到轴部163a上。输出辊163的轴部163a由注射法或气体注射法模制，当利用模具进行模制时通过抑制所产生的内应力该方法产生空腔，能够防止沉陷和弯曲。输出辊163的辊子部分163b通过注射法模制在轴部163a上。
因为输出辊163的轴部163a由此以空心形形成，空心形的截面面积大于相关技术输出辊1的截面面积，因此输出辊163的弯曲刚度能够增强，使其大于相关技术输出辊1的弯曲刚度。具体地说，直径Dr1(见图5B)为11.26mm，直径Ds1为8.25mm。因此，轴部的外径与辊子部分的外径的比值是73.3％。因此，当薄片在输出辊163和进给辊161之间张紧时，能够抑制输出辊163诸如弯曲的变形。从而，能够避免输出辊163所引起的轻抛现象，特别是能够提高全部表面上的记录精度。
作为输出辊163的轴部163a的材料，可以使用热塑树脂，例如，ABS(丙烯腈，丁二烯和苯乙烯的共聚物)，PS(polystrene)，POM(聚缩醛树脂)，改进的PPE(聚苯醚)，PC(聚碳酸酯)，PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)，及合金系。此外，为了进一步提高弯曲刚度，可以加入诸如GF(玻璃纤维)，GB(玻璃珠)，碳，尼龙，或钛酸钾纤维的添加物。该附加物的数量优选5至50％，并且为了进一步增强弯曲刚度特别优选10至30％。
如图6所示，在用于模制本发明第一个实施例的输出辊163轴部163a的模具200中，形成有腔室部分201和202，以便模制一个输出辊163轴部163a，并且模具200包括上模210和下模220，上模210和下模220沿输出辊163的径向分开。这里，由于传统的由金属形成的输出辊的轴部刚度较高，通过两端支撑的双点支撑结构能够防止变形。然而，由于本发明的输出辊163轴部163a由刚度低于金属的塑料形成，因此采用五点支撑结构以便防止变形，其中不仅支撑两端而且支撑中间的部位。
由于输出辊163的轴部163a中的每一个孔(bore)部的模制精度极大地影响输出辊163的转动精度，因此为了提供模制精度，上模210和下模220分别在模制除孔部以外的部分之处分成三部分。换句话说，包括至少一个孔部的每一孔部分由单个模(第一上模211，第二上模212，第三上模213，第一下模221，第二下模222，和第三下模223)模制，如图6，7A和7B所示。
因此，在制造模具时，可以进行诸如线切割放电加工或切割等的贯穿加工(through-work)，可以提高模具的加工精度，并且能够降低模具的制造成本。因此，可以提高输出辊163的轴部163a的模制精度，并且可以抑制输出辊163的偏心转动。此外，由于简化了输出辊163的轴部163a截面形状，因此可以降低输出辊163的成本。
由于每一孔部的附近形状的限制，可以具有不能共同形成腔室部分201和202的部分。然而，插入模214和224插入这些部分中，以便获得腔室部分的期望形状。图8A和8B是详细描述第二下模222的透视图。在该第二下模222中，插入5个插入模224。每一个插入模224从底部表面222c侧插入通孔222a，构成腔室202的部分。尽管没有示出，第一上模211，第二上模212，第三上模213，第一下模221，第三下模223也具有类似的结构。
如图9所示，上模210的配合部分215和下模220的配合部分225以可以彼此配合的凹凸形状形成，并且上配合部分215的下部角部215a和下配合部分225的上部角部225a是锥形的，以便方便配合操作。
由于在上模210中的腔室部分201和下模部分220中的腔室部分202能够以高精度彼此相对，因此，能够抑制沿轴部163a圆周的轴向延伸的溢料的发生并且可以提高模制精度，从而，可以抑制输出辊163的偏心转动。
如图10A和10B所示，腔室部分201和202是热调节的。在该第二下模222中，形成有流体通道204，用于热调节腔室部分202的冷却液(例如，水)流过流体通道204。如图10B所示，流体通道204在一端部表面222b侧垂直于底部表面222c延伸，几乎以直角转向，从一端部表面222b侧延伸到另一端部表面222d侧，并且然后几乎以直角转向，在另一端部表面222d侧穿过底部表面222c。如图10A所示，这种流体通道204分别形成在腔室202的横向的两侧。尽管没有示出，在第一下模221和第三下模223中形成有类似的流体通道。
图11是截面图，图中示出了模具200连接到注模机的模具连接部分300的状态。在注模机的模具连接部分300中，形成有流体通道301，用于热调节模具连接部分300自身的冷却液(例如，水)流过流体通道301。此外，形成有流体通道302，用于热调节腔室部分201，202的冷却液流过流体通道302，以便连通到模具200的流体通道204。
因此，由于当融化的塑料注入时能够冷却腔室部分201，202的内部表面，因此，塑料的外表面以附在腔室部分201，202的内部表面上的状态而凝固，并且在其内侧容易产生空腔。从而，能够抑制用于轴部163a的模制产品的内应力的发生，可以防止沉陷和弯曲。此外，可以提高轴部163a的外径的尺寸精度，因此能够抑制输出辊163的偏心转动。再者，因为模具冷却相对较快，因此，可以降低模制的操作循环。
此外，作为注射法，可以采用气体注射法。图12示出了本发明第二实施例的结构。模具400和模具450连接到该实施例的注模机的模具连接部分上。模具400与模具200具有类似的结构，其中形成有用于模制输出辊163的一个轴部163a的腔室部分401，402。辅助腔室451连接到排出口404上。
在以预定的温度热调节模具400腔室部分401，402的条件下，预定量融化的塑料从模具400的注入口403注入。然后，预定量的气体从模具400的注入口注入。由此，与腔室部分401，402内表面接触的塑料外部表面迅速冷却并且受塑料内部的气体压力所压。
在模具400的注入口403和排出口404之间的塑料内部的熔化塑料由气体从排出口404推出并且流出进入辅助腔室451中。由此，可以抑制用于输出辊163的轴部163a的模制产品的内应力的产生，从而，可以防止沉陷和弯曲。此外，可以提高轴部163a的外径的尺寸精度，并且均匀的空心部分163c能够在轴部163a中在轴向的整个区域稳定地形成。因此，可以抑制输出辊163的偏心转动。
尽管在上述各个实施例中描述了本发明，但在权利要求的范围内本发明不限于上述实施例，还可以应用于其他实施例。例如，尽管作为记录装置的例子描述了喷墨打印机，但本发明不限于此，而是可以适用于其他具有输出辊的记录装置，例如，传热式打印机，和喷墨式或传热式传真机或复印机。
权利要求
1.一种输出辊，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述输出辊包括空心的轴部，轴部由合成树脂构成。
2.根据权利要求1所述的输出辊，其中合成树脂包括添加物，以便增加轴部的刚度。
3.根据权利要求1所述的输出辊，还包括辊子部分，辊子部分形成在轴部的外部圆周上，其中轴部的外径相对于辊子部分的外径的比例不低于60.5％。
4.一种用于模制输出辊的模具，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述模具包括第一模具，形成有第一凹部，第一凹部沿输出辊的轴部的轴向延伸；及第二模具，形成有第二凹部，第二凹部沿所述轴向延伸，第二模具与第一模具结合，以便第一凹部和第二凹部相对，形成用于模制轴部的孔部的连续腔室。
5.根据权利要求4所述的模具，其中第一凹部形成在第一模具的凹形部分的底部表面上，并且第二凹部形成在第二模具的凸形部分上，凸形部分配合在凹形部分中。
6.根据权利要求5所述的模具，其中凹形部分的入口拐角部和与所述入口拐角部相对的角部是锥形的。
7.根据权利要求4所述的模具，其中第一模具和第二模具中的至少一个形成有流体通道，用于冷却腔室的液体流过所述流体通道。
8.一种用于制造输出辊的方法，所述输出辊从记录装置输出记录介质，所述方法包括以下步骤提供第一模具，第一模具，形成有第一凹部，第一凹部沿输出辊的轴部的轴向延伸；提供第二模具，第二模具，形成有第二凹部，第二凹部沿所述轴向延伸；将第一模具与第二模具结合，以便第一凹部和第二凹部相对，形成连续腔室；及将合成树脂注入所述腔室中，以便模制轴部的孔部。
9.根据权利要求8所述的制造方法，还包括如下步骤如此调节腔室的温度，以便注入的树脂在附在腔室内部表面上的状态下凝固。
10.根据权利要求8所述的制造方法，还包括如下步骤将气体注入腔室中，以便在注入腔室中的合成树脂中形成空腔。
11.一种输出辊，由权利要求4所述的模具模制。
12.一种输出辊，由权利要求8所述的方法制造。
13.一种记录装置，包括权利要求1所述的输出辊。
14.一种记录装置，包括权利要求11所述的输出辊。
15.一种记录装置，包括权利要求12所述的输出辊。
全文摘要
一种输出辊，输出辊从记录装置输出记录介质，为了制造该输出辊，有第一模具，形成有第一凹部，第一凹部沿输出辊的轴部的轴向延伸；及第二模具，形成有第二凹部，第二凹部沿所述轴向延伸。将第一模具与第二模具结合，以便第一凹部和第二凹部相对，形成连续腔室。将合成树脂注入所述腔室中，以便模制轴部的孔部。
文档编号B65H27/00GK1453139SQ03121669
公开日2003年11月5日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月14日
发明者野田聪志, 滨川宽史 申请人:精工爱普生株式会社