JP2711334B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、所定の画像形成プロセスを介して感光ドラ
ムの如き像担持体上に潜像を形成して、この潜像を現像
剤で現像装置にて可視画像化し、この可視画像化された
像担持体上の画像を転写材に転写して、定着するような
複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に上記感
光ドラムの如き像担持体及び現像装置等を駆動する際に
発生する駆動異常時に、この異常を早期に検出可能にし
て画像形成装置の破損、損傷を効果的に防止することが
できると共にコンパクトな構成で駆動することができる
好適な駆動装置を備えた画像形成装置に関する。

従来の技術 従来、所定の画像形成プロセスを介して感光ドラムの
如き像担持体上に潜像を形成して、この潜像を現像剤で
現像装置にて可視画像化し、この可視画像化された像担
持体上の画像を転写材に転写して、定着すると共に、像
担持体上の現像剤をクリーナにてクリーニングするよう
なプロセスを経て画像を形成する複写機、プリンタ等の
画像形成装置では、ベルト形状あるいはドラム形状に形
成された感光ドラムの如き像担持体を回転させて、上記
したような画像形成に必要な潜像形成プロセス、可視画
像形成プロセス及び転写プロセス等の所定のプロセスを
行なっていた。

その際、感光ドラム（以下、ドラム形状のものについ
て述べる）の如き像担持体を駆動する駆動装置として
は、感光ドラムに一体的に形成されたフランジ部にギア
を設け、このフランジ部のギアに外部から別のギアを係
合させて回転駆動し、感光ドラムを駆動する方法を用い
るもの、あるいは感光ドラムの支軸と同軸上に設けた感
光ドラム駆動板にピンを設け、これを回転駆動させるこ
とにより、そのピンによって感光ドラムに一体的に形成
されたフランジ部を引掛けて駆動する方法を用いるもの
があった。また、可視画像形成プロセスに用いられる現
像器の駆動は、上記した感光ドラムのフランジに設けた
ギアにより行うか、全く別の系統の現像器駆動装置を配
設して行なうものであった。

これらの駆動装置の中には、感光ドラムや現像器、ク
リーナなどの負荷トルクに対する異常に際し、画像形成
装置の破損を防止するため、駆動トルクの上限を定める
トルクリミッタを有するもの、あるいは上記したような
トルクリミッタを有する駆動装置が、廃トナー容器に用
いられて、廃トナー容器満タン時に廃トナー搬送部材の
回転駆動により生じる恐れのある廃トナー搬送部の破損
を防止していた。しかしながら、上記の従来例におい
て、感光ドラムのフランジに設けたギアを駆動させるこ
とによって、現像器と、廃トナー搬送部材を同時に駆動
するタイプの駆動装置では、負荷トルクの異常を検知す
るためのトルクリミッタが感光ドラムの駆動系統の上流
側にある場合には、トルクリミッタの容量を、感光ドラ
ム下流側の全ての負荷トルクよりも大きく設定しなけれ
ば負荷トルクの異常を検知することができず、トルクリ
ミッタの作動トルクに対する誤差が大きくなる。

すなわち、例えば、感光ドラムの作動トルクを4kg・c
m±0.5kg・cm、クリーナの作動トルクを2kg・cm±0.2kg
・cm、現像器の作動トルクを8kg・cm±1kg・cmとし、ト
ルクリミッタ自体の公差を±10％とすると、トルクリミ
ッタの作動トルクの設定は、14kg・cm±1.7kg・cmに対
して、17.5kg・cm±1.8kgcmとなってしまい、負荷トル
クの異常時に、最大で（17.5＋1.8）−（14−1.7）＝7k
g・cmのトルクが発生しなければ検知できない場合があ
る。

トルクリミッタにおいて、このような大きなトルクで
負荷トルクの異常を検知するようにした場合、例えば廃
トナー搬送部材を有するクリーナ内部に異常があったよ
うなときには、異常を検知した時点で、すでにかなりの
破損が起きている可能性が大きく、最悪の場合にはユニ
ットを交換しなければならないことも考えられる。その
ような場合に備えて、もちろん十分な強度を持たせてお
くことは可能であるが、そのような方策は、装置本体の
スペースの面、あるいは部品コストの面等で、好ましい
ものではない。

また、上記したようなクリーナ内部の異常の発生を防
止するために、廃トナー容器の廃トナー搬送部材に独立
してトルクリミッタを持つようにされたものでは、トル
クリミッタの作動は確実であるが、ユーザーへの異常表
示としては、作動音のみとなるため、ユーザーが異常表
示の作動音に気付かずにコピーし続けた場合、廃トナー
搬送部材を有するクリーナ部からのトナーのボタ落ちに
よるトナーの装置内飛散等の問題を起こすものがあっ
た。

さらに、現像器の駆動を別系統の駆動装置で行なうも
のに関しては、トルクリミッタを感光ドラムの駆動系統
の上流側に配置することによって、上述の様な欠点を生
じないが、別系統の駆動装置を配設し、駆動系統を分け
るという方策によって、部品点数の増加、装置本体のコ
ンパクト化が難しい等の不都合を生ずるものであった。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、画像形成を行なうために感光ドラム
を駆動する際、感光ドラムから除去された現像剤を搬送
するための廃トナー搬送部材のような現像剤搬送手段及
び感光ドラム上の潜像を現像するための現像手段も一緒
にコンパクトな構成の駆動手段にて駆動し、小スペース
でもってより高精度に前記現像剤搬送手段に過負荷が生
じたことを検出することのできる駆動装置を備えた画像
形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段 上記諸目的は、本発明に係わる画像形成装置により達
成される。すなわち、要約すれば本発明記録媒体に画像
を形成する画像形成装置において、 感光ドラムと、 前記感光ドラムに形成された潜像を現像するための現
像手段と、 前記感光ドラムから除去された現像剤を搬送するため
の現像剤搬送手段と、 前記感光ドラムの回転中心の一端を支持する回転可能
な軸上に配設された駆動ユニットと、 前記駆動ユニットの外周に設けられた、前記現像手段
を駆動するための駆動ギアと、 前記駆動ユニットの内部に設けられたトルクリミッタ
と、 前記駆動ギアの駆動力を前記トルクリミッターを介し
て前記感光ドラムに伝達するための第一の駆動力伝達手
段と、 前記第一の駆動力伝達手段によって前記感光ドラムに
伝達された駆動力を前記感光ドラムから前記現像剤搬送
手段に伝達するための第二の駆動力伝達手段と、 前記駆動ギアの駆動力を前記トルクリミッターを介さ
ずに前記現像手段に伝達するための第三の駆動力伝達手
段と、 を有し、 前記現像剤搬送手段に過負荷が生じた場合に、前記ト
ルクリミッターは前記感光ドラムへの駆動力の伝達を切
断して前記感光ドラムの回転を停止することを特徴とす
る画像形成装置である。

実施例 以下、本発明を、その実施例に基づいて添付図面を参
照しつつ説明する。

第１図を参照すると、本発明に係わる画像形成装置の
一実施例が概略的に示されている。

第１図に示される画像形成装置は、像担持体としての
感光ドラム１を備え、この感光ドラム１は、ドラム状
（円筒状）に形成されており、矢印方向に回転する。感
光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、感光ド
ラム１の表面上を均一に帯電するための帯電装置２、感
光ドラム１上に潜像を形成するべく例えばレーザ光学系
を使用して画像情報に応じて露光を行なう露光装置４、
感光ドラム１上に形成された潜像に現像剤としてのトナ
ーを付着して可視画像化する現像装置６、感光ドラム上
の可視画像を記録媒体としての転写材Ｐに転写する転写
帯電装置８、転写材Ｐ上の転写画像を定着する定着装置
10、感光ドラム１上の残留トナーを清掃するクリーニン
グ装置12等が配置されており、このクリーニング装置12
には、清掃された残留トナーをクリーニング装置12の側
部へ搬送する現像剤搬送手段、例えばスクリュー部材等
からなる廃トナー搬送部材13が備えられている。

このような構成により画像を形成する画像形成プロセ
スは、当業者には周知の技術であるのでこれ以上詳しい
説明は省略する。

ここで、第１図に示されている感光ドラム１の周辺要
部を部分的に詳細に示している第２図を参照すると、感
光ドラム１には、フランジ14が固定され、このフランジ
14の外周部には、前述した廃トナー搬送部材13に駆動力
を伝達するためのギア14aが形成されている。フランジ1
4は、その中心において、装置本体15に回転自在に配設
された軸16によって遊嵌状に軸支されている。したがっ
て、感光ドラム１は軸16を介して装置本体15に遊嵌状に
軸支されていることになる。

さらに、前記感光ドラム１の回転中心の一端を支持す
る回転可能な軸16の同軸上には、駆動ユニットとしての
略円筒状のギア17が配設され、このギア17内にはトルク
リミッタ17Aが内包されている。感光ドラム１はこのト
ルクリミッタ17Aを介して駆動される。即ち、駆動ギア1
7内には、図示のように、コイル状のバネ18、リング状
のリミッタ板19、段部を有する略円筒状の駆動板20が、
所定位置に配置されるように、それぞれ内蔵されて（第
３図参照）、全体としてトルクリミッタ17Aを構成して
いる。トルクリミッタ17Aの駆動板20には、フランジ14
側へ突出するようにピン20aが設けられており、このピ
ン20aは、フランジ14のリブ14bに係合するようにされて
いる（第４図参照）。フランジ14の外周に形成されたギ
ア14aには、アイドラギア21が、かみ合っており、この
アイドラギア21の噛合いギア部21aには、廃トナー搬送
部の廃トナー搬送部材13を駆動するための廃トナー搬送
部材駆動ギア23がかみ合っている。

また、ギア17の外周部には現像装置を駆動するための
ギア部17aが形成される。即ち、このギア部17aには、現
像スリーブ24に固定されたスリーブギア25がかみ合って
いる。

ここで、上記したトルクリミッタ17Aの構成を、さら
に説明する。

第３図に示すように、駆動ユニットとして略円筒状に
形成されたギア17の内周には、溝17bが所定位置に３ケ
所形成されており、この溝17bは、リミッタ板19の外周
の所定位置に設けられた爪19bと係合するようになって
おり、このリミッタ板19は、溝17bと係合したままギア1
7に内蔵された状態でギア17の軸方向にスライド可能に
なっている。リミッタ板19の外周側面の所定位置には、
さらに、台形状の凸部19aが３ケ所形成されており、駆
動板20の外周側面の所定位置に形成された台形状の凹部
20bに係合している。そして、駆動板20はギア17の内径
に嵌合するようにされている。

かくして、駆動板20、リミッタ板10及びバネ18が、所
定位置においてギア17の内部にセットされている状態で
（第２図に示す）、ギア17が回転駆動されると、駆動板
20のピン20aにかかる負荷トルクに抗してリミッタ板19
が回転しようとするが、この時の回転力は、リミッタ板
19の凸部19aと駆動板20の凹部20bの係合によって駆動板
側へ伝えられるため、その台形の斜面の方向にリミッタ
板19が逃げようとする力が働く。この時、バネ18とリミ
ッタ板19による摩擦力およびリミッタ板19における斜面
の摩擦力の合力よりも、上記したリミッタ板19の逃げよ
うとする力が小さな間は、リミッタ板19は台形の斜面の
方向に逃げることなく、駆動板20に回転を伝える。しか
し、駆動板20のピン20aにかかる負荷トルクが大きくな
ると、リミッタ板19の台形の斜面方向に逃げようとする
力も大きくなり、この逃げ力が、バネ18とリミッタ板19
による摩擦力およびリミッタ板19における斜面の摩擦力
の合力よりも大きくなったときに、リミッタ板19は台形
の斜面から逃げ、すなわち溝17bに沿ってスライドし、
駆動板20に回転を伝えなくなる。このときが、トルクリ
ミッタ17Aの作動時である。トルクリミッタ17Aの作動時
の値は、斜面の角度および摩擦係数、バネ18の力を好適
に設定することにより、適切な値に設定することができ
るのはいうまでもない。

このような構成において、軸16が駆動源（図示せず）
により回転駆動されると、駆動手段としてのギア17が軸
16の回転と共に回転し、スリーブギア25を介して、現像
スリーブ24および現像器６内の撹拌機構6a（第１図参
照）を駆動する。

さらに、ギア17の回転に伴い、第２図及び第３図に示
すように、、バネ18、リミッタ板19、駆動板20、ピン20
aの順に駆動力が伝わり、ピン20aが、第４図に示すフラ
ンジ14のリブ14bを引掛けてフランジ14及び感光ドラム
１を回転駆動する。また、フランジ14の外周部に形成さ
れたギア14aには、アイドラギア21がかみ合っているの
で、アイドラギア21及びその噛合いギア部21aを介し
て、廃トナー搬送部材駆動ギア23及び廃トナー搬送部材
13を駆動することになる。従って、この場合、ピン20a
には、感光ドラム１、廃トナー搬送部材13による負荷ト
ルクがかかっていることになる。

かくして、本発明による上記実施例では、上述したよ
うな構成のトルクリミッタを内部に有する駆動手段とし
てのギア17にて、トルクリミッタ17A並びに第一駆動力
伝達手段としての例えば前記ピン20a、リブ14b及び第二
駆動力伝達手段としての例えば前記ギア14a、21、21a、
23を介してそれぞれ感光ドラム１および廃トナー搬送部
13を駆動するようにしたので、通常の負荷の小さい駆動
部の異常に対しても、従来に比して、感度の良い、トル
クリミッタの作動点を設定することが可能となる。

また、上述したように、本実施例では、トルクリミッ
タ17Aを内部に有する駆動ユニットとしてのギア17の外
周面に形成されたギア部17a及びスリーブギア25のよう
な第三駆動力伝達手段にて直接に、トルクリミッタ17A
を介さずに現像装置６を駆動することが可能であり、装
置本体のスペースを最小限に抑えることができる。即
ち、本発明では、感光ドラムの回転中心の一端を支持す
る回転可能な軸16上に駆動ユニット、即ち、ギア17を配
設し、そのギア17の外周に現像装置駆動ギア17aを設
け、ギア17内にトルクリミッタ17Aを内包し、感光ドラ
ム１はそのトルクリミッタ17Aを介して駆動する構成と
することによって、駆動機構のコンパクト化を達成する
ことができる。

ここで、実際の負荷トルクの例をあげると、本発明の
上記実施例を用いた場合には、感光ドラム１および廃ト
ナー搬送部13の負荷トルクが4kg・cm±0.5kg・cm、現像
装置の負荷トルクが4kg・cm±1.5kg・cmであるとき、廃
トナー容器満タンの際に、5kg・cm±0.5kg・cmのトルク
リミッタで負荷トルクに対し検知可能であり、最大の誤
差は、5.5−3.5＝2kg・cmの差で検知可能となる。これ
に対し、前述した従来例では、用いられるトルクリミッ
タは、11kg・cm±1.1kg・cmに設定しなければならず、
最大誤差は、12.1kg・cm−6kg・cm＝6.1kg・cmとなり、
約6kg・cmの負荷トルクの増加がなければ検知できない
ことになる。

また、上記構成によって、感光ドラム１がトルクリミ
ッタの作動と共に回転を停止するためトルクリミッタ作
動時には、断続的に白抜けした画像となり、ユーザーに
対して、確実に異常表示することが可能となる。

また、本発明においては、トルクリミッタの形式には
かかわりなく、トルクリミッタの配設位置にのみ依存す
るものであることは明らかである。

さらに、感光ドラムの形状によって本発明の効果は失
なわれるものではなく、ベルト状のものに対しても、十
分な効果が得られるものである。

発明の効果 以上説明してきたように本発明によれば、感光ドラム
の回転中心の一端を支持する回転可能な軸上に駆動ユニ
ットを配設し、その駆動ユニットの外周に現像装置駆動
ギアを設け、駆動ユニット内にトルクリミッタを内包
し、感光ドラムはそのトルクリミッタを介して駆動する
構成とされるので、駆動機構のコンパクト化及び小スペ
ースを実現すると共に、更に、この感光ドラムの駆動力
を現像剤搬送手段へと伝達し、更に、この駆動ギアにて
直接現像手段をも駆動する構成とされるので、現像手段
を駆動する負荷を背負わずに前記トルクリミッタを作用
させることができ、従来に比して現像剤搬送手段に対す
る高感度なトルクリミッタの値の設定が可能であり、そ
の結果、現像剤搬送手段に過負荷が生じたことをより高
精度にて検出することができ、現像剤搬送手段に対する
負荷トルクの異常の発見が早く、かつユーザーに対し
て、異常を確実に知らせることが可能であると共に、一
つの駆動手段により感光ドラム、現像剤搬送手段及び現
像手段を駆動することができるので装置本体のスペース
を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像形成装置の一実施例の概略
断面説明図である。 第２図は、第１図に示されている感光ドラム１の周辺要
部を詳細に示した部分図である。 第３図は、第２図に用いられている駆動ユニットとして
のギアに内蔵、構成されているトルクリミッタの斜視図
である。 第４図は、第１図に用いられている感光ドラムのフラン
ジ部を示す斜視図である。 1:像担持体 6:現像装置 13:廃トナー搬送部材 17:駆動ユニット 17A:トルクリミッタ P:転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 達哉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 木村 直雅 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 安藤 英一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 白井 正成 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 遠山 芳邦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 大橋 将志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−188627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−247279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279355（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−150567（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体に画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 感光ドラムと、 前記感光ドラムに形成された潜像を現像するための現像
   手段と、 前記感光ドラムから除去された現像剤を搬送するための
   現像剤搬送手段と、 前記感光ドラムの回転中心の一端を支持する回転可能な
   軸上に配設された駆動ユニットと、 前記駆動ユニットの外周に設けられた、前記現像手段を
   駆動するための駆動ギアと、 前記駆動ユニットの内部に設けられたトルクリミッタ
   と、 前記駆動ギアの駆動力を前記トルクリミッタを介して前
   記感光ドラムに伝達するための第一の駆動力伝達手段
   と、 前記第一の駆動力伝達手段によって前記感光ドラムに伝
   達された駆動力を前記感光ドラムから前記現像剤搬送手
   段に伝達するための第二の駆動力伝達手段と、 前記駆動ギアの駆動力を前記トルクリミッタを介さずに
   前記現像手段に伝達するための第三の駆動力伝達手段
   と、 を有し、 前記現像剤搬送手段に過負荷が生じた場合に、前記トル
   クリミッタは前記感光ドラムへの駆動力の伝達を切断し
   て前記感光ドラムの回転を停止することを特徴とする画
   像形成装置。