(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体からなる駆動体と、この駆動体の回転により往復動する従動体とを備えた機構であって、前記従動体自体に、この従動体がその従動始端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第１当接部と、従動体がその従動終端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第２当接部とが設けられているとともに，前記駆動体には，前記第１当接部に当接する第１突部と，前記第２当接部に当接する第２突部とが設けられており，かつ，前記第１突部および第２突部は，前記第１当接部または第２当接部に当接した際に弾性変形して弾性エネルギーを蓄える弾性体で構成されていることを特徴とする往復運動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は往復運動機構に関する。例えば、ウォームとラック、雄ねじと雌ねじ、等からなる往復運動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転体からなる駆動体と、この駆動体の回転により往復動する従動体とを備えた往復運動機構として、例えば、ウォームとラック、雄ねじと雌ねじ、等からなる機構が知られている。
この種の往復運動機構においては、その従動体（例えばラック）の移動範囲を規制すべく、従動体に当接するストッパを設けるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の往復運動機構では、従動体の移動範囲を規制すべく、従動体に当接するストッパを設けてあったので、次のような問題があった。
【０００４】
１．従動体がストッパに当接してその移動が規制された時点で、駆動体である回転体は依然として回転しようとするため、駆動体と従動体との係合部（噛み合い部）が食い付いてしまい、作動不良（駆動体が逆転できない等）を起こすことがあった。
【０００５】
２．上記の問題は、駆動体の駆動系路中にトルクリミッタ等を設け、駆動体に一定の負荷がかかった際に、それ以上の回転を停止するように構成することで解決することが可能である。
しかしながら、この場合、往復運動には本来不要であるトルクリミッタ等を設けなければならなくなる。
【０００６】
３．また、上記１．の問題は、ストッパを設けることをやめ、それに代えて、従動体がその従動始端部に来たときに駆動体との係合（噛み合い）が解除され、また、従動体がその従動終端部に来たときに駆動体との係合が解除されるように構成する（すなわち、従動体の往復動における両端位置で駆動体との係合が解除されてそれ以上には駆動されなくなるように構成する）ことによって解決することも可能である。
しかしながら、この場合、従動体がその従動始端部または従動終端部に来て駆動体との係合が解除された後、再び回転体との係合を可能にするための手段が必要となる。
【０００７】
図７は上記３．の構成による往復運動機構の一例を示す図である。
図中、１はウォーム（回転体からなる駆動体）、２はウォーム１の回転により往復動するスライダ（従動体）である。スライダ２には、ウォーム１と噛み合うラック２ａが一体的に設けられている。３はモータであり、このモータ３の出力軸に固定されたピニオン３ａが、ウォーム１の軸１ａに固定された歯車１ｂと噛み合っていることでウォーム１が回転駆動され、その回転方向に応じてスライダ２が矢印Ｘ１またはＸ２方向へスライド（従動）するようになっている。
この機構ではスライダ２に当接してその移動範囲を直接規制するストッパは設けられておらず、仮想線で示すようにスライダ２が矢印Ｘ１方向へ移動してそのラック２ａがウォーム１の一端部１ｃから外れるとスライダ２の移動が停止し、逆に実線で示すように矢印Ｘ２方向へ移動してそのラック２ａがウォーム１の他端部１ｄから外れるとスライダ２の移動が停止する（図７に実線で示す状態になる）ようになっている。
【０００８】
しかしながら、このような構成とすると、スライダ２（従動体）がその従動始端部（図７に実線で示す位置）または従動終端部（仮想線で示すように矢印Ｘ１方向へ移動しきった位置）に来てウォーム１との係合が解除された後、再びウォーム１との係合を可能にするための手段が必要となる。
図７に示す機構では、その手段として板バネ４を設けてある。
板バネ４は、この機構のフレーム５に固定されており、その両端４ａ、４ｂが、スライダ２に設けられた突部２ｂの移動軌道中に臨んでいる。
したがって、図示実線の位置からスライダ２が矢印Ｘ１方向へスライドすると、ラック２ａとウォーム１との係合が解除される前に突部２ｂが板バネ４の一端４ａに当接してこれを撓ませながらさらに移動し、ウォーム１との係合が解除され時点で突部２ｂが板バネ４の一端４ａを仮想線で示すように撓ませた状態となる。
その後、ウォーム１が逆転すると、板バネ４の一端４ａの付勢力によって、ラック２ａがウォーム１に噛み合い、スライダ２が矢印Ｘ２方向へスライドすることとなる。矢印Ｘ２方向へのスライド終端部においても同様の作動がなされ、ラック２ａとウォーム１との係合が解除される前に突部２ｂが板バネ４の他端４ｂに当接してこれを撓ませながらさらに移動し、ウォーム１との係合が解除され時点で突部２ｂが板バネ４の他端４ｂを実線で示すように撓ませた状態となる。その後、ウォーム１が正転すると、板バネ４の他端４ｂの付勢力によって、ラック２ａがウォーム１に噛み合い、スライダ２が矢印Ｘ１方向へスライドすることとなる。
【０００９】
以上から明らかなように、このような機構によれば、ストッパを設けることなくスライダ２の移動範囲を規定することができるので、ウォーム１とラック２ａとの食い付きを防止することができる。
しかしながら、この機構では、駆動体１と従動体２とが係脱を繰り返すので作動が不安定になりがちである。また、従動体２を、その移動終端部近くにおいては付勢手段の付勢力に抗して移動させなければならないので、必要以上に大きなモータ３が必要になるという問題もある。
【００１０】
この発明の目的は、以上のような問題を全て解決し、簡単な構成で確実な作動が得られる往復運動機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の往復運動機構は、回転体からなる駆動体と、この駆動体の回転により往復動する従動体とを備えた機構であって、前記従動体自体に、この従動体がその従動始端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第１当接部と、従動体がその従動終端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第２当接部とが設けられているとともに，前記駆動体には，前記第１当接部に当接する第１突部と，前記第２当接部に当接する第２突部とが設けられており，かつ，前記第１突部および第２突部は，前記第１当接部または第２当接部に当接した際に弾性変形して弾性エネルギーを蓄える弾性体で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【作用効果】
請求項１記載の往復運動機構は、回転体からなる駆動体と、この駆動体の回転により往復動する従動体とを備えた機構であって、前記従動体自体に、この従動体がその従動始端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第１当接部と、従動体がその従動終端部に来たときに前記駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第２当接部とが設けられているので、この請求項１記載の往復運動機構によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）従動体自体に、この従動体がその従動始端部または従動終端部に来たときに駆動体と当接して駆動体の回転を停止させる第１当接部と第２当接部が設けられているので、従動体がその従動始端部または従動終端部に来ると、駆動体である回転体のその回転自体が停止させられる。
このため、駆動体と従動体との係合部が食い付いてしまうということがなくなる。
したがって、作動不良（駆動体が逆転できない等）が生じなくなる。
（ｂ）上記（ａ）の作用により、往復運動には本来不要であるトルクリミッタ等を設ける必要もなくなり、構造が簡単になる。
（ｃ）従動体がその従動始端部または従動終端部に来たときに駆動体との係合を解除させる必要がないので、再び回転体との係合を可能にするための手段も不要となる。
結果として、安定した作動が得られ、また、必要以上に大きなモータも不要となる。
以上のように、この請求項１記載の往復運動機構によれば、簡単な構成で確実な作動が得られることとなる。
しかも、駆動源であるモータを小型化することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る往復運動機構の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は図（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図である。図２は作動説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図である。
【００１４】
これらの図に示すように、この往復運動機構は、回転体からなる駆動体としてのウォーム１０と、このウォーム１０の回転により往復動する従動体としてのスライダ２０とを備えている。
スライダ２０には、ウォーム１０と噛み合うラック２３が一体的に設けられている。
３０はモータであり、このモータ３０の出力軸に固定されたピニオン３１が、ウォーム１０の軸１３に固定された歯車１４と噛み合っていることでウォーム１０が回転駆動され、その回転方向に応じてスライダ２０が矢印Ｘ１またはＸ２方向へスライド（従動）するようになっている。この機構のフレーム５０には、スライダ２０の往復動を案内する図示しないガイドが設けられている。
【００１５】
ウォーム１０の両端部には、第１の突部１１と第２の突部１２とが一体的に設けられている一方、スライダ２０には、スライダ２０が図１（ａ）に示すように従動始端部に来たときに、図（ｂ）に示すように上記ウォーム１０の第１突部１１と当接してウォーム１０の回転を停止させる第１当接部２１と、スライダ２０が図２（ａ）に示すように従動終端部に来たときに同図（ｂ）に示すようにウォーム１０の第２突部１２と当接してウォーム１０の回転を停止させる第２当接部２２とが一体的に設けられている。
【００１６】
したがって、この往復運動機構は次のように作動する。
図１に示す状態からモータ３０の駆動によりウォーム１０が図（ｂ）において矢印Ｌ方向に回転すると、スライダ２０が図１（ａ）において矢印Ｘ１方向へスライドする。そして、スライダ２０が図２（ａ）に示すようにスライド終端位置まで来ると、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ウォーム１０の第２突部１２がスライダ２０の第２当接部２２に当接することでウォーム１０の矢印Ｌ方向への回転自体が停止され、結果として、スライダ２０の矢印Ｘ１方向への移動も停止することとなる。
逆に、図２に示す状態からモータ３０の駆動によりウォーム１０が図（ｂ）において矢印Ｒ方向に回転すると、スライダ２０が図２（ａ）において矢印Ｘ２方向へスライドする。そして、スライダ２０が図１（ａ）に示すようにスライド始端位置まで来ると、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ウォーム１０の第１突部１１がスライダ２０の第１当接部２１に当接することでウォーム１０の矢印Ｒ方向への回転自体が停止され、結果として、スライダ２０の矢印Ｘ２方向への移動も停止することとなる。
【００１７】
以上のような往復運動機構は、回転体からなる駆動体１０と、この駆動体１０の回転により往復動する従動体２０とを備えた機構であって、従動体２０自体に、この従動体２０がその従動始端部に来たときに（図１参照）、駆動体１０と当接して駆動体１０の回転を停止させる第１当接部２１と、従動体２０がその従動終端部に来たときに（図２参照）、駆動体１０と当接して駆動体１０の回転を停止させる第２当接部２２とが設けられているので、この往復運動機構によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）従動体２０自体に、この従動体２０がその従動始端部または従動終端部に来たときに駆動体１０と当接して駆動体１０の回転を停止させる第１当接部２１と第２当接部２２が設けられているので、従動体２０がその従動始端部または従動終端部に来ると、駆動体である回転体１０のその回転自体が停止させられる。
このため、駆動体１０と従動体２０との係合部（噛み合い部）が食い付いてしまうということがなくなる。
したがって、作動不良（駆動体が逆転できない等）が生じなくなる。
（ｂ）上記（ａ）の作用により、往復運動には本来不要であるトルクリミッタ等を設ける必要もなくなり、構造が簡単になる。
（ｃ）従動体２０がその従動始端部または従動終端部に来たときに駆動体１０との係合（噛み合い）を解除させる必要がないので、再び回転体１０との係合を可能にするための手段（例えば図７に示した板バネ４等）も不要となる。
結果として、安定した作動が得られ、また、必要以上に大きなモータも不要となる。
以上のように、この往復運動機構によれば、簡単な構成で確実な作動が得られることとなる。
しかも、駆動源であるモータ３０を小型化することもできる。
【００１８】
＜使用例＞
以上のような往復運動機構は、例えば図３に示すようなカラー画像形成装置に使用することができる。
この画像形成装置は、用紙の両面にフルカラー画像を形成することのできる装置であり、ケース１００と、このケース１００内に収容された、像担持体ユニット１２０と、露光手段としての露光ユニット１３０と、現像手段としての現像ユニット１４０と、中間転写体ユニット１５０とを備えている。
【００１９】
像担持体ユニット２０は、外周面に感光層を有する感光体（像担持体）１２１と、この感光体１２１の外周面を一様に帯電させる図示しない帯電手段とを有しており、この帯電手段により一様に帯電させられた感光体１２１の外周面を露光ユニット１３０からのレーザー光で選択的に露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ユニット１４０で現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とし、このトナー像を中間転写体ユニット１５０の中間転写体（中間転写ベルト）１５１に一次転写部Ｔ１で一次転写し、さらに、二次転写部Ｔ２で、転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。
【００２０】
ケース１００内には、上記二次転写部Ｔ２により片面に画像が形成された用紙をケース１００上面の用紙排出部（排紙トレイ部）１１５に向けて搬送する搬送路１１６と、この搬送路１１６により用紙排出部１１５に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路１１７とが設けられている。
ケース１００の下部には、複数枚の用紙を積層保持する給紙トレイ１１８と、その用紙を一枚ずつ上記二次転写部Ｔ２に向けて給送する給紙ローラ１１９とが設けられている。
【００２１】
現像ユニット１４０はロータリ現像装置であり、回転体である本体１４１に対して、イエロー用の現像器カートリッジ１４２Ｙと、マゼンタ用の現像器カートリッジ１４２Ｍと、シアン用の現像器カートリッジ１４２Ｃと、ブラック用の現像器カートリッジ１４２Ｋとが設けられていて、本体１４１が矢印方向に９０&deg;ピッチで回転することによって、感光体１２１の表面を選択的に現像することが可能となっている。
【００２２】
装置本体の奥側には、上記感光体１２１，中間転写ユニット１５０，現像ユニット１４０等の駆動機構やバイアスを印加するための高圧接点等が配置されている一方、装置本体前面には、図１に仮想線で示すように現像器カートリッジ１４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の抜き差し口１１０が設けられており、この抜き差し口１１０から抜き差しすることによって各現像器カートリッジ１４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が前記本体１４１に対して着脱可能となっている。
【００２３】
中間転写体ユニット１５０は、図示しないフレームで回転可能に支持された駆動ローラ１５４，従動ローラ１５５，一次転写ローラ１５６、一次転写部Ｔ１での中間転写ベルト１５１の状態を安定させるためのガイドローラ１５７，およびテンションローラ１５８と、これらローラに掛け回されて張架された中間転写ベルト１５１とを備えており、ベルト１５１が図示矢印方向に循環駆動される。感光体１２１と一次転写ローラ１５６との間において前記一次転写部Ｔ１が形成されており、駆動ローラ１５４と本体側に設けられた二次転写ローラ１００ｂとの圧接部において前記二次転写部Ｔ２が形成される。
二次転写ローラ１００ｂは、前記駆動ローラ１５４に対して（したがって中間転写ベルト１５１に対して）接離可能であり、接触した際に二次転写部Ｔ２が形成される。
したがって、カラー画像を形成する際には、二次転写ローラ１００ｂが中間転写ベルト１５１から離間している状態で中間転写ベルト１５１上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され、その後、二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１に当接し、その当接部（二次転写部Ｔ２）に用紙が供給されることによって用紙上に画像が転写されることとなる。
【００２４】
例えば以上のようなロータリ現像装置１４０を用いたカラー画像形成装置にあっては、回転体本体１４１に対して着脱される各現像器カートリッジ１４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に関する情報（例えばそのカートリッジに収容されているトナーの色、容量、トナー残量、製造年月日等）を画像形成装置本体側で読みとり可能とすることが望ましい。
上述した往復運動機構は、その読みとり機構として以下のようにして使用されている。
図４に示すように、各現像器カートリッジ１４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のケース前面には、上記情報が記録されたメモリが内蔵されているコネクタ１４３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が取り付けられている。
一方、上述した往復運動機構のスライダ２０の先端部には、上記コネクタ１４３と接続可能なコネクタ２４（図１，図２参照）が取り付けられている。
したがって、図３，図４に示すように、ある現像器カートリッジ１４２（図の場合、ブラック用の現像器カートリッジ１４２Ｋ）のコネクタ１４３とスライダ２０側のコネクタ２４とが対向している状態で、往復運動機構を作動させてスライダ２０を矢印Ｘ１方向へ移動させることによって両コネクタ１４３，２４同士を接続させることができ、逆にスライダ２０を矢印Ｘ２方向へスライドさせることによって、両コネクタ１４３，２４の接続を解除することができる。
【００２５】
＜第２の実施の形態＞
図５は本発明に係る往復運動機構の第２の実施の形態を示す図で、図１（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図に相当する図である。同図において、前述した第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上述した第１の実施の形態と異なる点は、ウォーム１０における第１突部１１および第２突部１２を、スライダ２０の第１当接部２１または第２当接部２２に当接した際に、図示のように弾性変形して弾性エネルギーを蓄える弾性体で構成した点にあり、その他の点に変わりはない。なお、図５においては第１突部１１，第１当接部２１を描いてあるが第２突部１２も同様に変形する。
このように構成すると、ウォーム１０が逆転する際（図示の場合矢印Ｌ方向に回転する際）、第１突部１１（または第２突部１２）に蓄えられている弾性エネルギーがウォーム１０の逆転に対するアシスト力として作用するので、より円滑なウォーム１０の逆転動作が得られることとなる。
【００２６】
＜第２の実施の形態＞
図６は本発明に係る往復運動機構の第３の実施の形態を示す図である。同図において、前述した第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上述した第１の実施の形態と異なる点は、従動体を、スライダ２０に代えて、ウォーム１０と噛み合う斜歯歯車２５で構成し、第１及び第２の当接部を構成する１つの当接部２６を斜歯歯車２５に一体に設けた点にあり、その他の点に変わりはない。
この往復運動機構は次のように作動する。
図（ａ）に示す状態からモータ３０の駆動によりウォーム１０が矢印Ｒ方向に回転すると、斜歯歯車２５が図（ａ）において矢印Ｒ１方向へ回転する。そして、斜歯歯車２５が図（ｂ）に示すように回転終端位置（回転始端位置でもある）まで来ると、図（ｂ）に示すように、ウォーム１０の第１突部１１が斜歯歯車２５の当接部２６に当接することでウォーム１０の矢印Ｒ方向への回転自体が停止され、結果として、斜歯歯車２５の矢印Ｒ１方向への回転も停止することとなる。
逆に、図（ｂ）に示す状態からモータ３０の駆動によりウォーム１０が図（ｂ）において矢印Ｌ方向に回転すると、斜歯歯車２５が図（ｃ）に示すように矢印Ｌ１方向へ回転する。そして、斜歯歯車２５が図（ｃ）に示すように回転終端位置まで来ると、図（ｃ）に示すように、ウォーム１０の第２突部１２が斜歯歯車２５の当接部２６に当接することでウォーム１０の矢印Ｌ方向への回転自体が停止され、結果として、斜歯歯車２５の矢印Ｌ１方向への移動も停止することとなる。
したがって、この実施の形態によっても、上記第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
また、第１突部１１，第２突部１２を第２の実施の形態同様、弾性体で構成することにより、第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
例えば、駆動体と従動体とを雄ねじと雌ねじとで構成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の往復運動機構によれば、簡単な構成で確実な作動が得られることとなる。
しかも、駆動源を小型化することもできる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復運動機構の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は図（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図。
【図２】作動説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図。
【図３】使用例を示す図。
【図４】図３の部分拡大図。
【図５】本発明に係る往復運動機構の第２の実施の形態を示す図で、図１（ａ）における部分省略ｂ−ｂ拡大断面図に相当する図。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る往復運動機構の第３の実施の形態を示す図。
【図７】従来技術の説明図。
【符号の説明】
１０    ウォーム（駆動体）
２０    スライダ（従動体）
２１    第１当接部
２２    第２当接部
２５    斜歯歯車（従動体）
２６    第１，第２当接部
【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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