JP2006071727A - 駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モノカラーの画像形成速度をフルカラーの画像形成速度よりも速くしても、装置を大型にすることなく、安定した画像を得ること。
【解決手段】駆動モータ100ｃに駆動される感光体ドラム１ｃと、駆動モータ100ｄに駆動される感光体ドラム１ｄと、駆動モータ100ｃの駆動トルクを感光体ドラム１ｄに付与するための駆動トルク付与手段と、を有し、前記駆動トルク付与手段は、所定の駆動トルクでスリップを発生するトルクリミッタ150を有することを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、駆動装置、駆動装置を備えた機器及び画像形成装置に関するものである。

インライン型カラー画像形成装置において、現像剤の浪費や感光体ドラムの寿命の問題を解決するため、感光体ドラムと現像器を別々に制御するものがある。別々に制御することで、モノカラー時に一色（例えばブラック）以外の色の現像ローラの回転を停止させたり、現像ローラを感光体ドラムから退避させたりして、所望の色以外は現像を行わないようにしている。

また、インライン特有の複数色の色ズレ対策として、各色独立のモータで感光体ドラムの回転を制御する方法が採用されてきている。そして両者の組み合わせを低コストで実現するためには、各色１つのモータで感光体ドラムと現像器を駆動し、現像駆動に回転、停止を制御するクラッチを入れ、また現像ローラを感光体ドラムから退避させる機構を入れる方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

一方、一般的にカラー画像形成装置とモノクロ画像形成装置のプリント速度を比較すると、カラー画像形成装置の方が遅い。これは、プリント速度が決まる大きな要因として、トナーの転写材への定着性が挙げられる。即ち、カラー画像は、トナーを複数重ね合わせて得られるため、モノカラー画像に比べてより定着性が必要となる。よって、定着器の能力が同じ場合、プリント速度を遅くすることで、カラー画像の定着性を十分に確保する必要がある。

このように、カラー画像形成装置においては、定着性のより厳しいカラー画像が転写材へ定着できるように、プリント速度を遅めの速度に合わせるのが一般的である。しかし、定着器に余裕があるモノカラー時は、プリント速度をできるだけ速くしたほうが、ユーザーにとってメリットは大きい。このため、モノカラーのプリント速度をフルカラーのプリント速度より速く設定するものもある。

特開２００３−２０８０２４ 特開２００３−１８６３４８

しかしながら上記従来例では以下の問題点がある。

通常、モータを選定する際、耐久による負荷アップなどを考慮した最大の負荷トルクを算出し、それにマージンを加えたトルクが出せるようなモータを採用する。よって、フルカラーのプリント速度とモノカラーのプリント速度が同じ機械においては、フルカラー（またはモノカラー）の速度においてトルクが満足できるようなモータを選定していた。

ここで、モータの出力トルクは、モータの回転数が上がるにつれて、下がる特性を持つ。このため、この機械でモノカラーのプリント速度をフルカラーのプリント速度より規定値よりも速くすると、モノカラー時のモータの出力トルクが不足する場合がある。モータの出力トルクが不足すると、安定した回転が得られなくなり、ジャムや画像不良などの問題が発生する場合がある。

これを解決するために、単純にモータの出力トルクを上げようとすると、モータのサイズを大きくすることにつながる。すると装置本体サイズが大きくなり、又はコストアップ等のデメリットがある。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、モノカラーの画像形成速度をフルカラーの画像形成速度よりも速くしても、装置を大型にすることなく、安定した画像を得ることを目的とする。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、第一駆動源に駆動される第一被駆動手段と、第二駆動源に駆動される第二被駆動手段と、前記第一駆動源の駆動トルクを前記第二被駆動手段に付与するための駆動トルク付与手段と、を有し、前記駆動トルク付与手段は、所定の駆動トルクでスリップを発生する駆動トルク制限手段を有することを特徴とする。

本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、モノカラーの画像形成速度をフルカラーの画像形成速度よりも速くしても、装置を大型にすることなく、安定した画像を得ることができる。

〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の実施形態について説明する。説明においては、画像形成装置、プロセスカートリッジ、画像形成時又は非画像形成時の現像ローラ周りの構成及び動作、について説明をした後、本発明の特徴となる駆動トルク付与手段について説明する。

（画像形成装置の構成）
図１を用いて画像形成装置の構成を説明する。図１は画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

図１に示すカラー画像形成装置Ａは、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム（像担持体）１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、モータからの動力の伝達によって反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置としての転写ローラ12、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング手段６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。ここで、感光体ドラム１と帯電手段２、現像ユニット４、クリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータからの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電手段２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ10（10ａ、10ｂ、10ｃ、10ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。

現像ユニット４はそれぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナーを図示時計方向に回転する現像ローラ（現像手段）40の外周に塗布し、且つトナーに電荷を付与する。そして現像ユニット４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、静電潜像に応じて感光体ドラム１上にトナー現像を行う。

静電転写ベルト11は、すべての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して接し、循環移動するように配設される。静電転写ベルト11は、１０¹¹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせたフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト11は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。

静電転写ベルト11は、周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ13、従動ローラ14ａ、14ｂ、テンションローラ15の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト11が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ14ａ側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー像を転写される。

この静電転写ベルト11の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ12（12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ）が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が静電転写ベルト11を介して転写材Ｓに印可され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

給送部16は、画像形成部に転写材Ｓを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18（半月ローラ）、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット17内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと給送されていく。

定着手段20は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ21ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ21ｂとからなる。すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは、定着手段20を通過する際に定着ローラ対21（21ａ、21ｂ）で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。

（画像形成装置の動作）
以上の構成により、画像形成装置は、画像形成時に以下のように動作をする。

プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、画像形成タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。

この駆動により、帯電手段２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３はその感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像ユニット４内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流の感光体ドラム１の周面上に形成されたトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジストローラ対19が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト11へ給送する。

転写材Ｓは、静電吸着ローラ22と静電転写ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルトの駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着手段20に搬入される。転写材Ｓは、定着手段20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。

（プロセスカートリッジ７）
プロセスカートリッジ７について図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面及び斜視図を示している。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。

ここで、プロセスカートリッジとは、感光体ドラム１と、少なくとも感光体ドラム１に作用するプロセス手段（帯電手段、現像ローラ、クリーニング手段）の１つを備えたものをいう。

本実施形態のプロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段２及びクリーニング手段６を備えた感光体ドラムユニット50、及び感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像ローラ40を有する現像ユニット４に分かれている。

感光体ドラムユニット50は、感光体ドラム１が軸受（ベアリング）31（31ａ、31ｂ）を介して、ドラム枠体51に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電手段２、及び感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード60が配置される。

クリーニングブレード60によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってドラム枠体51の図２中左方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。そして図中後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させる。

現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ40と、トナーが収容されたトナー容器41と、現像枠体45とから構成される。

現像ローラ40は軸受部材を介して回転自在に現像枠体45に支持される。また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Ｚ方向（図中時計回り）に回転するトナー供給ローラ43と、現像ブレード44とがそれぞれ配置されている。一方、トナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともに、トナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。

そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材47、48の支持軸49を回動中心として、感光体ドラムユニット50に対して揺動自在に支持されている。支持軸49においては、ピン49ａ、49ｂによって留められている。

また、プロセスカートリッジ７の装着方向奥側には、加圧バネ54（図２参照）が配設されている。加圧バネ54は、感光体ドラムユニット50と現像ユニット４とを離間するように圧縮して配設されている。このため、プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体に装着しない状態においては、支持軸49を中心にして、現像ローラ40が感光体ドラム１に当接することになる。

現像ユニット４のトナー容器41には、現像ローラ40を感光体ドラム１から離間させる際に画像形成装置Ａ本体の離接手段80（後述）が当接するためのリブ46が一体的に設けられている。

（画像形成時又は非画像形成時の現像ローラ40周りの構成及び動作）
画像形成時に現像ローラ40を感光体ドラム１に当接し現像を行うための構成、及び、非画像形成時に現像ローラ40を感光体ドラム１から離間し現像を行なわないための構成について説明する。これに関して、離接手段80の構成及び動作と、クラッチ92を含めた駆動機構の構成及び動作について説明する。

（離接手段80）
まず、図４及び図５を用いて、現像ローラ40を感光体ドラム１に対して離間又は当接させる離接手段80の説明をする。

図４に示すように、離接手段80は、イエロー、マゼンタ、シアン用の離接手段80ｘと、ブラック用の離接手段80ｙとから構成される。離間手段80ｘには、現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃのリブ46ａ、46ｂ、46ｃとそれぞれ当接する離間板80ａ、80ｂ、80ｃが配設され、離接手段80ｙには、現像ユニット４ｄのリブ46ｄと当接する離間板80ｄが配設される。また、離接手段80ｘ、80ｙはそれぞれ、回転軸89に付帯されるカム81ｘ、81ｙの回転によって鉛直方向に上下動が行われる。

このように離接手段80を有することで、プロセスカートリッジ７の感光体ドラム１と現像ローラ40とは、画像形成の状態に応じて適切に接離される。図４及び図５を用いて説明する。

画像形成が行われない待機状態においては、離接手段80の離接手段80ｘ、80ｙは上がった状態にある。このため、現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのリブ46ａ、46ｂ、46ｃ、46ｄは加圧バネ54（図２参照）の付勢力に抗して押し上げられている。この結果、現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄは、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離間した状態にある（図５（ａ）参照）。

フルカラープリント時においては、回転軸89とともにカム81ｘ、81ｙが時計回りに回転する。このときのカム81ｘ、81ｙの形状は、離接手段80ｘ、80ｙを下げるような形状となっている。このため、回転軸89の回転により離接手段80ｘ、80ｙが下降し、離間板80ａ、80ｂ、80ｃ、80ｄが下がる。

すると、現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのリブ46ａ、46ｂ、46ｃ、46ｄは、離間板80ａ、80ｂ、80ｃ、80ｄからの押し上げを解除されることとなる。このとき、現像ユニット４の加圧バネ54（図２参照）の付勢力によって、現像ユニット４は、支持軸49を軸として回動する。このため、現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄは、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと当接した状態になる（図５（ｂ）参照）。

モノカラープリント時においては、回転軸89とともにカム81ｘ、81ｙが反時計回りに回転する。このときのカム81ｘ、81ｙの形状は、離接手段80ｘを上げたままに保ち、80ｙを下げるような形状となっている。このため、回転軸89の回転により離接手段80ｘは上昇したまま離接手段80ｙのみが下降し、離間板80ｄのみが下がる。

すると、現像ユニット４ｄのリブ46ｄのみが、離間板80ｄからの押し上げを解除されることとなる。このため、現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃが感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間した状態のまま、現像ローラ40ｄのみが感光体ドラム１ｄに当接した状態になる（図５（ｃ）参照）。

（クラッチ92を含めた駆動機構）
次に、図４及び図６を用いて、現像ローラ40を駆動する駆動モータ100から駆動を伝達・解除するクラッチ92を含めた駆動機構の説明をする。

図６に示すように、各色のプロセスカートリッジ７に配設される感光体ドラム１には、同軸にギア110（110ａ、110ｂ、110ｃ、110ｄ）が付帯される。また、現像ローラ40には、同軸にギア120（120ａ、120ｂ、120ｃ、120ｄ）が付帯される。ギア110とギア120との間には、駆動モータ100（100ａ、100ｂ、100ｃ、100ｄ）の駆動軸101（101ａ、101ｂ、101ｃ、101ｄ）が配設され、ギア110及びギア120にかみ合う。

ギア120には、クラッチ92（92ａ、92ｂ、92ｃ、92ｄ）が付帯され、クラッチ92にはそれぞれスイッチ93（93ａ、93ｂ、93ｃ、93ｄ）が付帯される。スイッチ93は、切換部材91の凹部に保持され、切換モータ90の駆動により上下に移動する。クラッチ92を繋ぐことで駆動軸101からの駆動力をギア120に伝達し、現像ローラ40を回転させる。このため、クラッチ92が切れている時は、駆動軸101からの駆動力はギア120に伝達されず、現像ローラ40は回転しない。スイッチ93は、初期状態においてはクラッチ92の中央に位置し、ギア120への駆動伝達は切れた状態にある。このような構成により、クラッチ92はプリントの態様に応じて以下のように動作する。

フルカラープリント時においては、切換モータ90の軸が時計回りに回転する。すると図４において切換部材91が上に移動し、クラッチ92ａ、92ｂ、92ｃ、92ｄのスイッチ93ａ、93ｂ、93ｃ、93ｄは全て上に移動する。

ここで、クラッチ92ａ、92ｂ、92ｃ、92ｄは、スイッチ93が上に移動すると繋がるように構成されている。このため、全てのクラッチ92ａ、92ｂ、92ｃ、92ｄは繋がり、現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄは全て回転することとなる。

モノカラープリント時においては、切換モータ90の軸が反時計回りに回転する。すると図４において切換部材91が下に移動し、クラッチ92ａ、92ｂ、92ｃ、92ｄのスイッチ93ａ、93ｂ、93ｃ、93ｄは全て下に移動する。

ここで、クラッチ92ｄはスイッチ93が下に移動すると繋がり、クラッチ92ａ、92ｂ、92ｃはスイッチ93が下に移動すると切れた状態のままになるように構成されている。このため、クラッチ92ｄは繋がるが、クラッチ92ａ、92ｂ、92ｃは切れた状態のままになり、現像ローラ40ｄのみが回転することとなる。

（離接手段80とクラッチ92の動作）
図４に示すように、カム81と切換部材91とが回転軸89により連結されているため、上述した離接手段80及びクラッチ92の動作は連動する。即ち、切換モータ90を駆動すると、その軸の回転方向により、切換部材91が上下に移動する。これに伴い、クラッチ92の93も上下に移動する。一方、切換部材91の移動に伴って回転軸89が回転する。するとカム81ｘ、81ｙが回転することにより、離接手段80ｘ、80ｙも上下に移動する。

本実施形態においては、切換モータ90はステッピングモータを使用しており、２段階に回転する。切換モータ90の回転方向は、フルカラープリント時、モノカラープリント時によって変化する。

フルカラープリント時には、まず、切換モータ90が時計回りに第１段階まで回転する。すると、切換部材91が上に移動し、上述のようにクラッチ92のスイッチ93が入って現像ローラ40が回転する。

次に切換モータ90が時計回りに第２段階まで回転する。すると、カム81ｘ、81ｙに持ち上げられていた離接手段80ｘ、80ｙが下がることにより、現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄが感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと当接する。

プリント終了後、まず、切換モータ90を第１段階まで戻すと、離接手段80ｘ、80ｙが上がって現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄが感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離間する。次に、切換モータ90を初期状態まで戻すと、クラッチ92が中央に戻って切れた状態になり、現像ローラ40の回転が停止する。

モノカラープリント時には、まず、切換モータ90が反時計回りに第１段階まで回転する。すると、切換部材91が下に移動し、上述のようにクラッチ92ｄのスイッチ93ｄのみが入って現像ローラ40ｄのみが回転する。

次に切換モータ90が反時計回りに第２段階まで回転する。すると、カム81ｙに持ち上げられていた離接手段80ｙのみを下げることにより、現像ローラ40ｄのみが感光体ドラム１ｄと当接する。

プリント終了後、まず、切換モータ90を第１段階まで戻すと、離接手段80ｙが上がって現像ローラ40ｄが感光体ドラム１ｄから離間する。次に、切換モータ90を初期状態まで戻すと、クラッチ92が中央に戻って切れた状態になり、現像ローラ40の回転が停止する。

このように、現像作動タイミングに合わせて現像ローラ40が感光体ドラム１に当接する。このため、非画像形成時における現像ローラ40と感光体ドラム１とが摺擦することによる表層の削れを軽減することができる。

尚、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと静電転写ベルト11は、常に定位置に固定されていて、画像形成時においては両方とも回転駆動されている。また、感光体ドラム１が静電転写ベルト11の搬送ローラの役割も果たすため、画像形成の精度や、静電転写ベルト11及び転写材Ｓの搬送精度を損なうことがない。

（駆動トルク付与手段）
次に、本実施形態の特徴的な構成である、駆動トルク付与手段について説明する。本実施形態の駆動トルク付与手段は、モノカラープリント時において感光体ドラム１ｄの回転速度を速くした場合に不足する駆動トルクを、感光体ドラム１ｃの駆動軸111ｃを介して受け取るものである。

以下の説明において、プロセスカートリッジ７ｃの感光体ドラム１ｃ側の負荷トルクをＴ１ｃとし、現像ローラ40ｃ側の負荷トルクをＴ２ｃとする。また、駆動モータ100ｃの出力トルクをＴｍｃとし、駆動モータ100ｄの出力トルクをＴｍｄとする。

（駆動トルク付与手段の構成）
図７は、プロセスカートリッジ７ｃ及び７ｄの駆動部を下方から見た斜視図である。図７に示すように、駆動トルク付与手段は、ギア110ｃと同じ軸111ｃに付帯されたトルクリミッタ150と、トルクリミッタ150に連結されたギア151と、ギア110ｄと同じ軸111ｄに付帯されたギア152と、ギア151とギア152との間に配設され、駆動トルクを伝達するための電磁クラッチ160とを有する。

ここで、トルクリミッタ150の設定トルクＴｔは、ブラック色の感光体ドラム１ｄの負荷トルクＴ１ｄよりも小さく設定する。即ち、Ｔｔ＜Ｔ１ｄの関係を満たす。

電磁クラッチ160には、ギア151とかみ合う伝達ギア160ａと、ギア152とかみ合う伝達ギア160ｂと、が付帯される。電磁クラッチ160の電源が切れると、伝達ギア160ａと伝達ギア160ｂとの連結が解除され、電磁クラッチ160の電源が入ると、伝達ギア160ａと伝達ギア160ｂとが連結される。

ここで、電磁クラッチ160の電源を切った状態においては、トルクリミッタ150の設定トルクＴｔにトルクが至らない。このため、駆動モータ100ｃからの出力トルクＴｍｃを受けて、ギア151はスリップすることなく回転する。この時のギア151の周速度をＶ１とする。また、電磁クラッチ160の電源を入れた状態においては、トルクリミッタ150の設定トルクＴｔ以上にトルクがかかり、ギア151はスリップしながら回転する。この時のギア151の周速度をＶ２とする。本実施形態においては、Ｖ１＞Ｖ２の関係になるように設定する。

これについて次に具体的に説明する。図７に示すように、ギア110ｃと同軸のギア151よりも、ギア110ｄと同軸のギア152の直径を小さく構成する。電磁クラッチ160の伝達ギヤ160ａと160ｂは、同じ直径とした。

このとき、感光体ドラム１ｃと感光体ドラム１ｄとは同じ回転速度で回転するため、ギア110ｃ及びギア110ｄとは同じ周速度Ｖ１で回転する。そして、ギア151とギア152の直径の差により、ギア151は、周速度Ｖ１よりも遅い周速度Ｖ２で回転することとなる。このように設定することで、Ｖ１＞Ｖ２の関係になる。

（画像形成時の動作について）
以上の構成により、画像形成時の動作は次のようになる。

フルカラープリント時には、電磁クラッチ160の電源は切られており、伝達ギア160ａと伝達ギア160ｂとの連結は解除されている。このため、駆動トルク付与手段によるトルク付与は行われないが、以下の条件を満たしている。

フルカラープリント時には、全ての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び全ての現像ローラ40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄが回転駆動され、現像ローラ40は感光体ドラム１に当接している。

この時、駆動モータ100ｃ、100ｄの出力トルクは、プロセスカートリッジ７ｃ、７ｄの負荷トルクよりも大きく設定されている。即ち、次の関係を満たしている。

Ｔｍｃ＞Ｔ１ｃ＋Ｔ２ｃ、
Ｔｍｄ＞Ｔ１ｄ＋Ｔ２ｄ

モノカラープリント時における、駆動トルク付与手段の付与動作について説明する。

まず、全ての駆動モータ100ａ、100ｂ、100ｃ、100ｄを駆動すると、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが回転する。この時、電磁クラッチ160の電源は切られているため、トルクリミッタ150でのスリップは生じない。このため、ギア110ｃと同軸のギア151は、周速度Ｖ１で回転している。

次に、電磁クラッチ160の電源が入ると、伝達ギア160ａと伝達ギア160ｂとが連結される。ここで、前述のようにトルクリミッタ150の設定トルクＴｔは、伝達ギア160ａを通じて受ける感光体ドラム１ｄの負荷トルクＴ１ｄよりも小さく設定されている（Ｔｔ＜Ｔ１ｄ）。このため、トルクリミッタ150においてスリップを生じる。

このとき、駆動モータ100ｃの出力トルクＴｍｃのうち、トルクリミッタ150の設定トルクＴｔが、電磁クラッチ160を通じてギア151からギア152へと分配されることとなる。尚、上記のトルクの関係を満たすことにより、電磁クラッチ160の伝達ギア160ａの回転速度は、駆動モータ100ｄにより決定することができる。

ここで、モノカラープリント時の画像形成速度を、フルカラープリント時よりも速くする場合について説明する。

モノカラープリント時に、画像形成速度を速くしても、プロセスカートリッジ７の負荷トルクはほとんど変わらない。しかしながら、駆動モータ100ｄの回転速度が速くなることに伴い、駆動モータ100ｄの出力トルクＴｍｄ₁は小さくなる（Ｔｍｄ₁＜Ｔｍｄ）。このとき、プロセスカートリッジ７ｄの負荷トルクよりも、出力トルクＴｍｄ₁が小さくなってしまう場合がある（Ｔｍｄ₁＜Ｔ１ｄ＋Ｔ２ｄ）。

このような場合においても、本実施形態においては、前述のように、駆動モータ100ｃからトルクリミッタ150の設定トルクＴｔが付与され、必要なトルクを確保する。即ち、次の関係式を満たす。

Ｔｍｄ₁＋Ｔｔ＞Ｔ１ｄ＋Ｔ２ｄ

このように、プロセスカートリッジ７ｄの負荷トルク以上のトルクによって、感光体ドラム１ｄ及び現像ローラ40ｄを駆動することができる。このため、常に安定した回転を得ることができ、トルクが不足することによるジャムや画像不良などの問題を防止することができる。

尚、このとき、プロセスカートリッジ７ｃの感光体ドラム１ｃをも安定して駆動するためには、フルカラープリント時よりも速い回転速度で回転させたときの駆動モータ100ｃの出力トルクＴｍｃ₁を、少なくとも、感光体ドラム１ｃの負荷トルクＴ１ｃとトルクリミッタ150の設定トルクＴｔの和よりも大きく設定することが必要である（Ｔｍｃ₁＞Ｔ１ｃ＋Ｔｔ）。感光体ドラム１ｄの回転速度と同様に速い速度で感光体ドラム１ｃを回転するときには、駆動モータ100ｃの回転速度が速くなり、これに伴い駆動モータ100ｃの出力トルクＴｍｃ₁は小さくなるからである。

〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の実施形態について説明する。前述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

（駆動トルク付与手段）
本実施形態の特徴的な構成である、駆動トルク付与手段について説明する。本実施形態の駆動トルク付与手段は、モノカラープリント時において感光体ドラム１ｄの回転速度を速くした場合に不足する駆動トルクを、定着手段20の定着ローラ対21の回転軸211を介して受け取るものである。

まず、定着手段20の周辺について説明する。定着手段20は駆動モータ200によって動力を付与される。駆動モータ200の駆動軸201はギア210とかみ合い、ギア210の回転軸211は定着ローラ対21（図１参照）と連結している。

（駆動トルク付与手段の構成）
図８は、定着手段20及びプロセスカートリッジ７ｄの駆動部を上方から見た斜視図である。図８に示すように、駆動トルク付与手段は、定着ローラ対21のギア210の回転軸211と同じ軸に付帯されたトルクリミッタ170と、トルクリミッタ170に連結されたギア171と、ギア110ｄと同じ軸111ｄに付帯されたギア173と、ギア171とギア173との間配設され駆動トルクを伝達するギア172とを有する。

ここで、駆動モータ200の出力トルクをＴｍｅ、定着手段20の負荷トルクをＴｅ、定着手段20トルクリミッタ170の設定トルクをＴｕ、駆動モータ200により定まるトルクリミッタ170のスリップなしで回転したときのギア171の周速度をＶ３、駆動モータ100ｄにより定まるギア172の周速度をＶ４及び負荷トルクをＴｖとするとき、次の関係式を満たすように構成する。

Ｖ３＞Ｖ４、
Ｔｕ＜Ｔｖ、
Ｔｍｅ＞Ｔｅ＋Ｔｕ

この構成により、プロセスカートリッジ７ｄの回転速度を駆動モータ100ｄによって制御できる状態のまま、プロセスカートリッジ７ｄに、定着手段20の駆動モータ200側からトルクＴｕを付与することができる。

本実施形態の構成によれば、プロセスカートリッジ７の駆動部周りを小さく構成することができる。プロセスカートリッジ７の駆動部周りの部分は機械レイアウトに影響を与えやすいため、当該部分を小さく構成することで、装置の小型化を図ることができる。

また、プロセスカートリッジ７の駆動モータ100と、定着手段20の駆動モータ200とを同様の構成のモータを使用すれば、量産効果により低コストのモータを使用することができるため、低コストの装置を作ることができる。

〔他の実施形態〕
前述の実施形態においては、感光体ドラム１ｄの回転軸111ｄに対して、隣接する駆動モータからトルクを付与する構成としたが、これに限るものではなく、駆動トルク付与手段の構成は、トルクを付与すべき装置一般に用いることができる。

画像形成装置の全体構成を示す断面図。 プロセスカートリッジ７の全体構成を示す断面図。 感光体ドラムユニット50と現像ユニット４との関係を示す断面図。 離接手段80とクラッチ92の説明をするための斜視図。 各画像形成動作におけるプロセスカートリッジ７の状態を示す説明図。 プロセスカートリッジ７の駆動機構を説明する側面図。 第１実施形態に係る駆動トルク付与手段の斜視図。 第２実施形態に係る駆動トルク付与手段の斜視図。

符号の説明

Ａ …画像形成装置
Ｓ …転写材
１ｃ …感光体ドラム（像担持体：第一被駆動手段）
１ｄ …感光体ドラム（像担持体：第二被駆動手段）
20 …定着手段（第一被駆動手段）
21 …定着ローラ対（第一被駆動手段）
40ｃ …現像ローラ（現像手段：第二被駆動手段）
92 …クラッチ
100ｃ …駆動モータ（第一駆動源）
100ｄ …駆動モータ（第二駆動源）
150 …トルクリミッタ（駆動力制限手段）
151 …ギア（第一ギア）
152 …ギア（第二ギア）
160ａ …伝達ギア（第二ギア）
170 …トルクリミッタ（駆動力制限手段）
171 …ギア（第一ギア）
172 …ギア（第二ギア）
200 …駆動モータ（第一駆動源）

Claims (5)

1. 第一駆動源に駆動される第一被駆動手段と、
   第二駆動源に駆動される第二被駆動手段と、
   前記第一駆動源の駆動トルクを前記第二被駆動手段に付与するための駆動トルク付与手段と、を有し、
   前記駆動トルク付与手段は、所定の駆動トルクでスリップを発生する駆動トルク制限手段を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動トルク付与手段は、
   前記駆動トルク制限手段に付帯される第一ギアと、
   前記第一ギアとかみ合い前記第二駆動源に駆動される第二ギアと、を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記第二被駆動手段は複数配設され、
   前記第二被駆動手段の少なくとも一つはクラッチを介して前記第二駆動源からの駆動伝達が接続又は切断されることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記第一駆動源により前記第一ギアが回転される場合の周速度は、前記第二ギアの周速度よりも大きくなるように設定し、
   前記駆動力制限手段の設定トルクは、前記第二ギアの負荷トルクよりも小さくなるように設定し、
   前記第一駆動源の出力トルクは、前記駆動力制限手段の設定トルクと前記第一被駆動手段の負荷トルクとの和よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動装置。
5. 複数の像担持体と、該像担持体に当接することでトナー像を形成する複数の現像手段と、前記トナー像を転写材に定着させる定着手段と、前記像担持体及び前記現像手段を駆動する駆動装置と、を有する画像形成装置において、
   前記駆動装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の駆動装置であって、
   前記第一被駆動手段は、前記複数のうちの一つの像担持体又は前記定着手段であり、
   前記第二被駆動手段は、前記像担持体と異なる一つの像担持体であることを特徴とする画像形成装置。

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