(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源部からの駆動力を被駆動部に伝達する駆動力伝達装置において、
上記駆動源部に接続された第１連結部材と上記被駆動部に接続された第２連結部材との間を解除可能に連結する連結手段を有し、
上記連結手段は、所定値以上の負荷によって衝撃が上記被駆動部に加えられたときに、上記第１連結部材と上記第２連結部材との間の連結を解除するように構成されており、
上記駆動力の伝達経路上には、上記被駆動部に加わる衝撃を緩衝するための緩衝部材が存在しないことを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１の駆動力伝達装置において、
上記連結が解除された後に、上記連結手段により上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を再連結させる連結復元手段を有することを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２の駆動力伝達装置において、
上記連結が解除された後の上記被駆動部に加わる衝撃については緩和し、上記連結が維持されているときの上記被駆動部に加わる衝撃については緩和しないように構成された緩衝手段を有することを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１の駆動力伝達装置において、
上記連結が解除された後に、上記連結手段により上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を再連結させる連結復元手段と、
上記連結が解除された後の上記被駆動部に加わる衝撃については緩和し、上記連結が維持されているときの上記被駆動部に加わる衝撃については緩和しないように構成された緩衝手段とを有し、
上記緩衝手段を構成する少なくとも一つ部材を、上記連結復元手段を構成する部材として兼用したことを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項２、３又は４の駆動力伝達装置において、
上記連結復元手段又は上記緩衝手段は、弾性体が有する弾性力によって再連結し又は上記衝撃を緩和するものであることを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の駆動力伝達装置において、
上記連結手段は、上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を磁力又は静電引力により連結するものであることを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置において、
上記駆動源部として、ステッピングモータを用いることを特徴とする駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被駆動部で発生した負荷による衝撃を駆動源部に伝達することを防止する衝撃伝達防止装置を備えた駆動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような衝撃伝達防止装置は、従来から緩衝装置として利用されている。従来の緩衝装置は、大型の機械から小型の電子機器に至るまでの広い技術分野で利用されている。例えば、大型機械の分野では、クレーンの連結部材における衝撃の緩和に利用されるものが挙げられる。また、電子機器の分野においては、正確な位置決めや回転数の制御に用いられるステッピングモータと、該ステッピングモータにより駆動する回転体との間における衝撃の緩和のために利用されるものが挙げられる。
【０００３】
従来の緩衝装置を上記ステッピングモータに用いられてるものを例に挙げて説明する。ステッピングモータは、オープンループで正確な位置決めを行うことできること、決められた回転数で正確に回転できること等の優れた特徴をもっている。しかし、ステッピングモータは、一瞬でも過大な負荷が加わった場合には、脱調して正確な位置の把握や正確な回転数での運転ができなくなるという欠点を有する。特に、自起動周波数を越えた回転数で運転しているときに過大な負荷が加わった場合には、運転が停止してしまうという事態も発生する。
【０００４】
そこで、従来、上述した欠点を解消するため、ステッピングモータとこれにより駆動される回転体との間に緩衝装置を設けて、該ステッピングモータに過大な負荷が加わることを防いでいた。従来の緩衝装置は、一般的にスプリング等の弾性体からなる緩衝部材を有しており、その弾性効果を利用して、衝撃の運動エネルギーを弾性エネルギーに変換し、摩擦などによってエネルギー消散を行なうものである。また、スプリング以外の緩衝部材、例えば、ゴム、空気、油なども同様に、粘性、固体の内部摩擦などによってエネルギー消散を行なう。
【０００５】
しかし、上述した従来の緩衝装置においては、比較的弱い負荷が加わった場合でも延伸又は収縮が起こるので、ステッピングモータを用いて、これに連動する装置又は部材を正確に位置決めしようとする場合、上記緩衝部材の延伸又は収縮が回復するまでは、正確な位置決めを行うことができなかった。特に、マイクロメータ単位の精度を必要とする場合や、極短時間で位置決めを繰り返すような場合には、その位置決めを正確に行うことができなかった。
【０００６】
上述した従来の緩衝装置を具体的に説明するために、従来の緩衝装置を電子写真複写機における原稿読取装置に適用した場合について説明する。図７は、原稿読取装置における走査部の概略構成を示す模式図である。この原稿読取装置の走査部は、第１プーリー５４ａと第２プーリー５４ｂにより支持されたワイヤ５５上に、光源５２と、セルフォックレンズ５７と、ＣＣＤ５８とを搭載した移動台５９から構成されている。上記第１プーリー５４ａには、図示しない制御部からのパルス信号によって稼働するステッピングモータＭが連結されている。また、このステッピングモータＭの脱調を防ぐため、該ステッピングモータと連動する第１プーリー５４ａと上記移動台５９との間のワイヤ５５に、スプリングを有する緩衝装置５１が設けられている。
【０００７】
上記原稿読取装置によってコンタクトガラス５３上にセットされた原稿５６の画像情報を読み取る場合、上記ステッピングモータＭが稼働して第１プーリー５４ａが回転する。これにより、第１プーリー５４ａと第２プーリー５４ｂの間で、上記移動台５９が移動しながら光を照射する。この移動台５９は等速で移動するが、このとき、この移動台５９に搭載されたＣＣＤ５８の位置はマイクロメータ単位で制御される必要がある。しかし、上記ステッピングモータＭからの駆動力を移動台５９に伝達する駆動力伝達経路中に、上述したスプリングを有する緩衝装置５１が設けられているため、弱い負荷が加わった場合でも振動し、移動台５９上のＣＣＤ５８の位置を正確に制御することができない。このような原稿読取装置を具備した電子写真複写機で画像形成を行った場合、正確な位置の画像情報を読み取ることができないため、異常画像が形成されるという不具合が生じる。
【０００８】
尚、緩衝装置５１を設けないで上記原稿読取装置を構成した場合には、ステッピングモータに瞬間的に過大な負荷が加わわらないように、上記プーリーやワイヤ等を、非常に高い精度で形成し、かつ、極めて正確に配置しなければならない。このように高い精度でプーリーやワイヤ等を製造し、配置するのは極めて困難であり、またコストも増大する。
また、従来の緩衝装置を上述した電子写真複写機に適用する場合に限らず、他の技術分野の装置、機械、器具等に適用する場合おいても、緩衝部材の延伸又は収縮によって不具合が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の緩衝装置においては、過大な負荷による衝撃を緩和することは可能であるが、その延伸又は収縮により正確な位置決めや回転数の制御ができない等の問題点を有する。
【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、過大な負荷による衝撃が駆動源に伝達してしまうのを防止でき、かつ、緩衝部材の延伸又は収縮による不具合を解消することができる駆動力伝達装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動源部からの駆動力を被駆動部に伝達する駆動力伝達装置において、上記駆動源部に接続された第１連結部材と上記被駆動部に接続された第２連結部材との間を解除可能に連結する連結手段を有し、上記連結手段は、所定値以上の負荷によって衝撃が上記被駆動部に加えられたときに、上記第１連結部材と上記第２連結部材との間の連結を解除するように構成されており、上記駆動力の伝達経路上には、上記被駆動部に加わる衝撃を緩衝するための緩衝部材が存在しないことを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、被駆動部に所定値以上の負荷が加えられるまでは、連結手段が上記第１連結部材と上記第２連結部材との間の連結状態を維持する。そして、駆動力の伝達経路上には、被駆動部に加わる衝撃を緩衝するための緩衝部材が存在しないので、所定値以下の弱い負荷が加わった場合でも当該緩衝部材による延伸又は収縮の不具合は発生しない。また、一瞬でも所定値以上の負荷が加わった場合には上記連結状態が解除され、その衝撃を逃がすことができる。尚、連結を解除する所定値は、この駆動力伝達装置を適用する装置に対応して適宜設定される。
また、請求項２の発明は、請求項１の駆動力伝達駆動力伝達装置において、上記連結が解除された後に、上記連結手段により上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を再連結させる連結復元手段を有することを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を確実かつ迅速に連結状態に復元することが可能である。従って、衝撃を逃がした後から再び連結状態に戻るまでの時間を短縮でき、この駆動力伝達装置を有する装置等を迅速に通常の稼働状態に戻すことが可能となる。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の駆動力伝達装置において、上記連結が解除された後の上記被駆動部に加わる衝撃については緩和し、上記連結が維持されているときの上記被駆動部に加わる衝撃については緩和しないように構成された緩衝手段を有することを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、所定値以上の負荷が加わり、上記連結状態が解除された後、緩衝手段により衝撃が緩和される。この駆動力伝達装置は、所定値以上の負荷が加わるまでは、その緩衝手段が緩衝機能を発揮することはない。すなわち、この緩衝手段は、上記連結状態が解除されるまでは力学的に駆動力伝達経路と切り離された状態となっている。従って、所定値以下の弱い負荷が加わった場合でも、上記連結状態が維持されるので上記緩衝手段が延伸又は収縮することがない。一方、所定値以上の過大な負荷が加わった場合には連結状態が解除されるので、上記緩衝手段が機能を発揮してその負荷による衝撃を緩和する。
また、請求項４の発明のように、請求項１の駆動力伝達装置において、上記連結が解除された後に、上記連結手段により上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を再連結させる連結復元手段と、上記連結が解除された後の上記被駆動部に加わる衝撃については緩和し、上記連結が維持されているときの上記被駆動部に加わる衝撃については緩和しないように構成された緩衝手段とを有し、上記緩衝手段を構成する少なくとも一つ部材を、上記連結復元手段を構成する部材として兼用したことを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、上記連結復元手段及び上記緩衝手段の構造が簡素化する上、装置の構成部品数を減少させることができる。これにより、装置の小型化が図れる一方、製造コストの削減も実現することができる。
また、請求項５の発明は、請求項２、３又は４の駆動力伝達装置において、上記連結復元手段又は上記緩衝手段は、弾性体が有する弾性力によって再連結し又は上記衝撃を緩和するものであることを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、上記緩衝部材又は上記連結復元手段が、弾性体が有する弾性力によって再連結し又は上記衝撃を緩和するものである。この弾性体としては、スプリングやゴムなどのほか、油などの液体や空気などの気体も利用することができる。この液体や気体の利用は、特に、この駆動力伝達装置を非常に大きい負荷が加わる大型機械の分野などで適用する場合に有利である。本駆動力伝達装置においては、衝撃の緩和又は連結状態の復元を、機械的機構を用いるのではなく、材料の特性を利用して実現しているので、構造が複雑化せずに装置の簡素化、小型化を図ることが可能となる。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の駆動力伝達装置において、上記連結手段は、上記第１連結部材と上記第２連結部材との間を磁力又は静電引力により連結するものであることを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、上記連結手段の機能、すなわち、所定値以下の負荷が加えられても連結状態を維持でき、かつ、所定値以上の大きい負荷が加えられたときには該連結状態を解除できる機能を、磁力又は静電引力による吸着性を利用して実現する。このうち、磁力の吸着性を利用した連結手段としては、例えば、永久磁石や電磁石等の磁界発生手段と鉄等の磁性体との組み合わせや、このような磁界発生手段同士の組み合わせなどが挙げられる。また、静電引力の吸着性を利用した連結手段としては、例えば２つの電極部材間に電圧を印加したものなどが挙げられる。このように例示した中でも、電磁石を用いた連結手段を適用する場合、当該駆動力伝達手段に加わる負荷を検知する検知装置、該検知装置と接続しかつ該電磁石の電流を制御する制御部、該電磁石に電流を供給する電源部などを設け、該負荷が所定値に達したときに該制御部により連結状態を解除するように構成すれば、高い精度で、連結状態の維持、解除を行うことができる。しかし、このように電磁石を用いた連結手段を利用した場合、構造が複雑化するため、装置の小型化を望む場合には、永久磁石と鉄との組み合わせからなる連結手段を用いる方が好適である。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置において、上記駆動源部として、ステッピングモータを用いることを特徴とするものである。
この駆動力伝達装置においては、所定値以上の負荷が加わるまでは、上記ステッピングモータと被駆動部との接続状態が維持される。これにより、所定値以下の弱い負荷が加わっても、従来のように駆動力伝達経路上に設けられた緩衝部材が延伸又は収縮するようなことがなく、ステッピングモータにより位置決めや回転数を正確に制御することが可能となる。一方、所定値以上の過大な負荷が加わった場合、この負荷による衝撃を逃がし又は緩和することができるので、ステッピングモータの脱調を防ぎ、該ステッピングモータが停止してしまう事態を防ぐことができる。
【００１２】
なお、上記連結手段、緩衝手段及び連結復元手段は、この駆動力伝達装置に加えられる負荷の大きさ等によって適宜選択される。連結手段としては、上述した請求項５のような磁力又は静電引力により連結するものに限らず、例えば、互いに連結する２つの連結部材と、これら連結部材間にかかる負荷を検知する負荷検知手段と、所定値以上の負荷が加わった場合にその負荷検知装置からの信号に応じて上記連結部材間の連結を解除する解除手段とから構成されたものを利用して、機械的機構によって、上記連結手段の機能を実現してもよい。
また、上記緩衝手段としては、従来装置で緩衝部材として利用していたゴムやスプリングなどの材料の特性を利用したもののほか、該緩衝手段の機能を機構的な構成により実現したものであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の駆動力伝達装置における実施形態について説明する。
まず、第１実施形態に係る駆動力伝達装置の構成について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図である。この連結手段１は、ケーシング２と、該ケーシング内に位置する第１連結部材３ａ及び第２連結部材３ｂと、図示しない駆動源部における駆動手段としてのステッピングモータに接続される第１ワイヤ４ａと、図示しない被駆動部における被駆動部材に接続される第２ワイヤ４ｂとを有する。尚、ステッピングモータを上記第２ワイヤ４ｂに、被駆動部材を上記第１ワイヤ４ａに接続してもよい。本実施形態は、例えば、ステッピングモータの駆動力を伝達する駆動力伝達経路がワイヤで構成されている場合に適用される。
【００１４】
上記ケーシング２は、非磁性体からなる中空円柱状部材で構成されたものであり、その両端面の中心部分には、上記第１ワイヤ４ａ及び第２ワイヤ４ｂが通過可能な孔部がそれぞれ設けられている。このケーシング２の内部に配置された第１連結部材３ａは、永久磁石から形成されており、該ケーシング端部の内壁に対向し当接する端部には上記第１ワイヤ４ａが連結している。また、上記第２連結部材３ｂは、磁性体である鉄から形成されており、上記第１連結部材３ａと連結しない端部には上記第２ワイヤ４ｂが連結している。本実施形態において、図１（ａ）に示すように、第１連結部材３ａ及び第２連結部材３ｂは、これらの間に作用する磁力により連結している。
【００１５】
次に、上記駆動力伝達の動作を、画像形成装置の原稿読取装置における走査部に適用したもので説明する。本実施形態では、モータトルクが２ｋｇｆ／ｍで、自起動周波数が２０００Ｐ／ｓであるステッピングモータを使用しており、図示しない制御部によって制御されている。本実施例においては、この制御部からの信号により、上記ステッピングモータを４０００Ｐ／ｓで駆動する。この場合、まず２０００Ｐ／ｓで起動し、安定したら、例えば３０００Ｐ／ｓ、４０００Ｐ／ｓと段階を経てパルス数を上げていく必要がある。しかし、例えば２０００Ｐ／ｓから３０００Ｐ／ｓに上げるとき、ステッピングモータの回転数が急激に上昇するため、該ステッピングモータに瞬間的な負荷が生じる。通常、ステッピングモータを起動する際、起動時間の短縮のために、段階を上げるときに生じる負荷が上記モータトルク付近となるように設定し、目的のパルス数を得るまでの段階をなるべく少なくする。しかし、ステッピングモータにかかる負荷は、装置や部材等の製造精度、温度や湿度等の環境によって変化する。従って、ときには、上記ステッピングモータにそのモータトルク２ｋｇｆ／ｍを越える負荷が加えられる場合が生じる。このような場合、ステッピングモータに脱調が起こったり、停止する事態が発生してしまう。
【００１６】
本実施形態の駆動力伝達装置は、上記第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとの間に１．８ｋｇｆ／ｍの負荷が加わった場合にこれら連結部材間の連結状態が解除されるように、該第１連結部材の磁力の強さが設定されている。従って、上記ステッピングモータに、そのモータトルク２ｋｇｆ／ｍを越える負荷が加わる直前に、図１（ｂ）に示すように、上記連結部材間の連結状態が解除される。尚、本実施形態では、所定値として１．８ｋｇｆ／ｍと設定したが、これに限らず、この駆動力伝達装置の使用目的や用途等を考量して適宜選択する。
【００１７】
また、この駆動力伝達装置は、通常の状態にあるとき、すなわち、上記第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとが連結状態にあるとき、駆動源部の駆動力を被駆動部に伝達する。本実施形態においては、通常の状態で、上記第１ワイヤ４ａ及び第２ワイヤ４ｂは一体となっている。従って、本実施形態に係る駆動力伝達装置１を、上述した図７に示す従来の緩衝装置と同様に配置したとき、駆動源部に設けられたステッピングモータと被駆動部とは１対１に連動する。これにより、ステッピングモータの回転角と被駆動部材の位置を正確に対応させることができる。
【００１８】
上記ステッピングモータを駆動して上記走査部における移動台の位置を制御する際、例えば、被駆動部を構成する図示しない移動台を静止状態から移動を開始させる場合、該ステッピングモータに瞬間的な負荷が生じることがある。この負荷は、通常、ステッピングモータを脱調させるほど大きい負荷ではないが、従来の緩衝装置、例えばスプリングからなる緩衝装置では、この弱い負荷が加わったときにも緩衝機能が働き、該スプリングが延伸又は収縮していた。これにより、このスプリングが延伸又は収縮している間は、ステッピングモータの回転角と光源の位置とが正確に対応しなかった。また、負荷による衝撃が緩和した後も、スプリングが振動し続けるので、しばらくの間は正確な制御を行うことができなかった。具体的には、原稿の画像情報を読み取るために光源を等速で移動させているときに、瞬間的な弱い負荷が加わった場合、スプリングが振動して、読み取った画像情報の位置が原稿の画像情報の位置とずれが生じる。その結果、転写紙上に形成された画像がブレたり、ズレたりして、高品質の画像を得ることができなかった。
【００１９】
これに対して、本実施形態の駆動力伝達装置においては、無負荷状態若しくは上述のようなステッピングモータが脱調しない程度の弱い負荷が加わった状態では、上記第１連結部材３ａ及び第２連結部材３ｂが連結状態を維持しているため、ステッピングモータが脱調しない程度の弱い負荷が加わっても、該ステッピングモータの回転と被駆動部材の位置とが１対１で対応し、該ステッピングモータの回転角と被駆動部材の位置とを正確に対応させることができる。
【００２０】
また、ステッピングモータに脱調を起こさせる負荷が加わったとき、上記第１連結部材４ａと第２連結部材４ｂとの連結が解除されるように上記永久磁石の磁力が調節されている。これにより、上記ステッピングモータに脱調するおそれのある負荷が加わった場合、上記第１連結部材４ａと第２連結部材４ｂとの連結が解除され、その負荷による衝撃を逃がすことができる。尚、ステッピングモータが脱調するおそれのある負荷が加わったときに発生する衝撃は、通常、瞬間的なものであり、その一瞬の衝撃を逃がすことができれば、ステッピングモータの脱調を十分に防ぐことができる。
【００２１】
次に、本発明の駆動力伝達装置における第２実施形態について説明する。
まず、第２実施形態に係る駆動力伝達装置の構成について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図であり、図１と同じ部材には同じ符号を付している。この連結手段１１は、緩衝手段と連結復元手段とを兼用するスプリング１５が設けられている以外は、上記第１実施形態と同様である。
【００２２】
本実施形態においては、上記ケーシング２端部の内壁と上記第２連結部材３ｂとの間にスプリング１５が設けられており、該第２連結部材を上記第１連結部材３ａ側に付勢している。また、このスプリング１５は、上記第２連結部材３ｂを介して、上記第１連結部材３ａもケーシング２の内壁に付勢している。このスプリング１５による付勢力、及び第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとの間の磁力により、これら連結部材は図２（ａ）に示すように連結状態に維持されている。
【００２３】
次に、上記駆動力伝達装置の動作について説明する。本実施形態においても、上記第１実施形態と同じステッピングモータを使用している。
本実施形態の駆動力伝達装置は、上記第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとの間に１．８ｋｇｆ／ｍの負荷が加わった場合にこれら連結部材間の連結状態が解除されるように、該第１連結部材の磁力の強さ及びスプリング１５の付勢力が設定されている。従って、上記ステッピングモータに、そのモータトルク２ｋｇｆ／ｍを越える負荷が加わる直前に、図２（ｂ）に示すように、上記連結部材間の連結状態が解除され、その衝撃が上記スプリング１５により吸収される。そして、このスプリング１５は、圧縮により吸収したエネルギーを利用して、第２連結部材３ｂを再び第１連結部材３ａ側に付勢し、これらを連結状態に戻す。このとき、ある程度負荷が減少すれば、上記第１連結部材３ａの磁力により瞬時に連結状態が完了するので、スプリングの振動時間は、極めて短い。
【００２４】
また、本実施形態の駆動力伝達装置においては、通常の状態では、上記第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとの連結が維持されているため、上記スプリング１５の弾性力が駆動力伝達経路と切り離された状態となっている。従って、ステッピングモータが脱調しない程度の弱い負荷が加わっても、該ステッピングモータの回転と被駆動部材の位置とが１対１で対応し、該ステッピングモータの回転角と被駆動部材の位置とを正確に対応させることができる。
【００２５】
次に、上記第２実施形態における緩衝手段の変形例について説明する。図３は、本変形例に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図であり、上記第２実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。上述した第２実施形態では、負荷による衝撃をスプリング１５の収縮により吸収したが、本変形例では負荷による衝撃をスプリング２５の延伸により吸収する。この連結手段２１の構成は、緩衝手段としてのスプリング２５の配置を除いて、上記第２実施形態と同様である。
【００２６】
本変形例において、上記スプリング２５は、ケーシング２の外部に設けられている。このケーシング２の外部に位置する第２ワイヤ４ｂの部位には、ケーシング２の径方向外方に延出するプレート２６が固定されており、この延出部分には上記スプリング２５の一端が取り付けられている。また、上記ケーシング２の外周面上における軸方向中央付近には突起部２７が設けられており、上記スプリング２５の他端が取り付けられている。これにより、第２連結部材３ｂは、第１連結部材３ａ側に付勢されている。
このような構成により、瞬間的に過大な負荷が加わった場合には、上記第２実施形態と同様に、連結状態が解除され、上記スプリング２５によりその負荷による衝撃を吸収する。尚、本変形例においては、スプリングをケーシングの外部に設置したが、該ケーシング内部に設置することも可能である。
【００２７】
次に、本発明の第３実施形態に係る駆動力伝達装置について説明する。図４は、本実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図である。この連結手段３１は、ケーシング３２と、該ケーシング内に位置する連結部材３３と、該連結部材と連結する被駆動部材としてのプーリー３４と、連結復元手段としてのスプリング３５とを有する。この実施形態は、例えば、ステッピングモータの駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に、プーリー等の回転体が設けられている場合に適用される。具体的には、画像形成装置における画像読取装置の走査部などが挙げられる。
【００２８】
上記ケーシング３２は、非磁性体を有底中空円筒状に形成したものである。上記連結部材３３は、永久磁石を上記ケーシング３２と同様に有底中空円筒状に形成し、その内部に非磁性体からなる第１係合部３７を設けたものであり、該ケーシングの内壁に固着されている。この第１係合部３７には断面Ｖ字型の溝が形成されている。また、このケーシング３２及び連結部材３３には、それらの軸線上にそれぞれ孔部（３２ａ，４３ａ）が設けられており、この孔部にケーシング３２の外部に設けられたステッピングモータ６０の駆動シャフト６１が挿通されている。このケーシング３２は、ネジ６２によって該駆動シャフトに固定されている。
【００２９】
上記プーリー３４は、磁性体である鉄から形成されており、図示しないベルトを案内する案内溝３４ｂを有する。このプーリー３４には、上記ケーシング３２及び連結部材３３と同様に孔部３４ａが設けられており、この孔部３４ａに上記駆動シャフト６１が挿通される。このプーリー３４は、上記駆動シャフト６１に対して回転可能となっている。また、上記プーリー３４の一端面には、上記第１係合部３７と係合する第２係合部３８が形成されている。この第２係合部３８は、図５に示すように、上記第１係合部３７の溝に対応した突起形状になっている。尚、この突起の高さを上記第１係合部３７の溝の深さよりも小さくして、該突起のテーパを該溝の形状に対して調節すれば、上記連結部材３３とプーリー３４との連結したときのガタが軽減でき、安定した連結を実現することができる。
【００３０】
また、上記ケーシング３２、連結部材３３及びプーリー３４を貫通した駆動シャフト６１の端部には、該プーリーを連結部材３３側に付勢するスプリング３５及びエンドリング３９が設けられている。そして、上記第１係合部３７と第２係合部３８とが係合することで、上記スプリング３５による付勢力、及び連結部材３３とプーリー３４との間の磁力により、該連結部材とプーリーとが連結状態となる。従って、ステッピングモータ６０が駆動して駆動シャフト６１が回転すると、その駆動力は上記プーリー３４に伝達され、該プーリーを回転させることができる。
【００３１】
上記駆動力伝達装置３１の動作を、画像形成装置の原稿読取装置における走査部に適用したもので説明する。本実施形態においても、上記第１実施形態及び第２実施形態と同じステッピングモータを使用している。
本実施形態に係る駆動力伝達装置３１を上記走査部に適用する場合、該駆動力伝達装置におけるプーリー３４を、上述した従来の緩衝装置を示す図７における第１プーリー５４ａとして使用することができる。このとき、例えば、被駆動部を構成する図示しない光源が何かに引っ掛かって、該光源の移動が急停止した場合、従来の緩衝装置では、上記ステッピングモータに過大な負荷が加わることを防ぐことができない。この結果、高速回転しているステッピングモータ６０は、急激に停止させられ、これに起因して該ステッピングモータは故障する場合がある。
【００３２】
本実施形態の駆動力伝達装置３１は、上述した係合及びスプリングのほか、磁力を利用して連結状態を維持しているため、ステッピングモータ６０が脱調しない程度の弱い負荷が加わった場合でも、安定して連結状態を維持することができ、安定した駆動性能を得ることができる。一方で、上記ステッピングモータ６０に瞬間的に過大な負荷が加わえられば、この負荷により上記プーリー３４が上記連結部材３３の磁力から解き放たれ、連結状態が解除する。これにより、過大な負荷による衝撃は、上記プーリー３４が空回転することにより逃がされる。衝撃が逃がされた後は、空回転しているプーリー３４の第２係合部３８がスプリング３５の弾性力によって再び連結部材３３の第１係合部３７と係合し、再び連結状態に戻る。
【００３３】
次に、本発明の第４実施形態に係る駆動力伝達装置について説明する。図６は、本実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図である。この連結手段４１においては、非磁性体を有底中空円筒状に形成されたプーリー４４の底部に凹部４２が形成されており、その凹部４２内に設けられている。この駆動力伝達装置４１は、永久磁石からなる第１連結部材４３ａ及び鉄からなる第２連結部材４３ｂと、図示しないステッピングモータの駆動シャフト６１に基部が固定されたアーム４６と、緩衝手段と連結復元手段とを兼用するスプリング４５とを有する。この実施形態は、例えば、ステッピングモータの駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に、プーリー等の回転体が設けられている場合に適用され、特にタイミングベルトを駆動する場合に有利である。
【００３４】
上記アーム４６は、上記プーリー４４の径方向に延びており、図示の例では、２つのアーム４６が直線上に位置するように基部から互いに反対側に延びている。また、このアーム４６の自由端部は、上記プーリー４４の底部に向かってＬ字状に曲がっており、その端部が該プーリーの凹部４２内に挿入されている。この凹部４２の内部には、上記第１連結部４３ａとスプリング４５とが収容されており、該第１連結部材が上記アーム４６の端部における図中矢印Ａで示すプーリー４４の回転方向に対応する側面に固定されている。更に、この第１連結部材が固定されている側面の裏面と、上記凹部４２の内壁との間には、スプリング４５が設置されている。また、このスプリング４５が当接する内壁に対面する内壁、すなわち、上記第１連結部材４３ａが当接する内壁は、上記第２連結部材４３ｂによって形成されており、この第２連結部材４３ｂはプーリー４４に固着されている。
【００３５】
上記スプリング４５は、アーム４６の端部を介して上記第１連結部材４３ａを第２連結部材４３ｂに付勢している。このスプリング４５による付勢力、及び第１連結部材３ａと第２連結部材３ｂとの間の磁力により、これら連結部材は図６に示すように連結状態を維持している。従って、ステッピングモータが駆動して駆動シャフト６１が回転すると、その駆動力はアーム４６を介して上記プーリー４４に伝達され、該プーリーを回転させることができる。
【００３６】
次に、上記駆動力伝達装置４１の動作について説明する。本実施形態に使用するステッピングモータは、上述した実施形態のものと同じである。本実施形態の駆動力伝達装置４１は、上記ステッピングモータに１．８ｋｇｆ／ｍの負荷が加わった場合に、上記第１連結部材４３ａと第２連結部材４３ｂとの連結状態が解除されるように、該第１連結部材の磁力の強さ及びスプリング４５の付勢力を設定している。従って、上記ステッピングモータに、そのモータトルク２ｋｇｆ／ｍを越える瞬間的な負荷が加わる直前に連結状態が解除され、その衝撃が上記スプリング４５により吸収される。そして、このスプリング４５は、圧縮により吸収したエネルギーを利用して、第１連結部材４３ａを再び第２連結部材４３ｂ側に付勢し、これらを連結状態に戻す。
【００３７】
また、本実施形態の駆動力伝達装置においても、上記ステッピングモータが脱調しない程度の弱い負荷が加わっても、第１連結部材４３ａとプーリー４４に固着された第２連結部材４３ｂとの連結状態が維持され、該ステッピングモータの回転角とプーリー４４の回転位置とを正確に対応させることできる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、所定値以上の大きい負荷による衝撃が加えられるまでは連結を維持し、この所定値を越えたときに初めてその負荷による衝撃を逃がす又は緩和させるため、過大な負荷による衝撃が駆動源に伝達してしまうのを防止でき、かつ、駆動力の伝達経路上には、被駆動部に加わる衝撃を緩衝するための緩衝部材が存在しないので、従来の緩衝部材の延伸又は収縮により生じる不具合を解消することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図。
【図２】  （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図。
【図３】  第２実施形態の変形例に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図。
【図４】  第３実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図。
【図５】  第３実施形態に係る駆動力伝達装置のプーリーを示す拡大図。
【図６】  第４実施形態に係る駆動力伝達装置の連結手段の概略構成を示す断面図。
【図７】  従来の駆動力伝達装置が設けられた電子写真複写機における原稿読取装置の概略構成を示す正面図。
【符号の説明】
１  １１  ２１  ３１  ４１  連結手段
２  ３２          ケーシング
３ａ  ４３ａ      第１連結部材
３ｂ  ４３ｂ      第２連結部材
１５  ２５  ３５  ４５  スプリング
３４  ４４        プーリー
６０              ステッピングモータ
３３              連結部材
６１              駆動シャフト
【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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