JP6729176B2 - Torque detector and image forming apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、トルク検出装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a torque detection device and an image forming apparatus.

従来、トルク検出装置としては、駆動対象を回転駆動する駆動源として駆動モータを使用し、当該駆動モータに流れる電流を検知することで駆動対象の駆動トルクを検出するように構成したものがある。かかるトルク検出装置に関連する技術としては、例えば、特許文献1〜3等に開示されたものが既に提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a torque detection device that uses a drive motor as a drive source for rotationally driving a drive target and detects a drive torque of the drive target by detecting a current flowing through the drive motor. As a technique related to such a torque detection device, for example, those disclosed in Patent Documents 1 to 3 have been already proposed.

特許文献1は、像担持体表面に形成された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装置と、前記トナー像の転写後に前記像担持体表面に残った転写残トナーを除去し回収するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置で回収した回収トナーを前記現像装置側に搬送するリサイクル手段と、該リサイクル手段の搬送負荷が所定の負荷より増大したときに、その過負荷状態を検知する過負荷検知手段と、を備えるように構成したものである。 Patent Document 1 discloses a developing device that develops a toner image by adhering toner to an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrier, and a transfer residual toner remaining on the surface of the image carrier after transferring the toner image. In an image forming apparatus provided with a cleaning device for removing and collecting, when a recycling means for carrying the collected toner collected by the cleaning device to the developing device side, and a carrying load of the recycling means is larger than a predetermined load. , And an overload detecting means for detecting the overload state.

特許文献2は、現像剤を収納する現像剤容器と、現像剤を用いて像担持体に形成した潜像を可視像化する現像手段と、前記現像剤容器内に収納されている現像剤を搬送又は撹拌するための現像剤搬送部材とを有する画像形成装置において、前記現像剤搬送部材を回転させるための駆動力を伝達するための駆動力伝達手段と、前記現像剤搬送部材の回転速度を検出する検出手段とを有し、前記現像剤搬送部材は収納現像剤への侵入時及び収納現像剤からの退出時に現像剤による負荷抵抗が変化するのに応じて揺動し、その揺動により生ずる回転速度の変化を前記検出手段によって検出することにより、前記現像剤容器内の現像剤量を逐次検出するように構成したものである。 Patent Document 2 discloses a developer container that contains a developer, a developing unit that visualizes a latent image formed on an image bearing member using the developer, and a developer that is contained in the developer container. In an image forming apparatus having a developer transport member for transporting or agitating toner, a driving force transmission unit for transmitting a drive force for rotating the developer transport member, and a rotation speed of the developer transport member. The developer transport member swings in response to a change in load resistance due to the developer when entering the stored developer and when exiting from the stored developer, and the swinging thereof is performed. The amount of developer in the developer container is sequentially detected by detecting the change in the rotation speed caused by the detecting means.

特許文献3は、像担持体から回収された現像剤を受け入れて収容する回収容器と、前記回収容器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材に回転力を伝達する2本の軸の軸間を結合したり遮断したりするトルクリミッタと、前記軸間の遮断状態を検出し、この検出した遮断状態に基づき前記回収容器が現像剤で満杯になったことを判定する満杯判定部とを備えた現像剤回収装置であって、前記トルクリミッタは、前記各軸に設けられた相互に係合するそれぞれのカムと、前記各カムの一方を付勢し移動させて、前記各カムを相互に係合させ、前記軸間を結合させるバネとを有し、前記バネは、前記一方のカムに設けられて、前記一方のカムと共に回転する第1回転部材と、前記一方のカムに設けられた軸に沿って位置決めされて、前記一方のカムと共に回転する第2回転部材との間に設けられているものである。 Patent Document 3 discloses a collection container that receives and stores the developer collected from the image carrier, a stirring member that stirs the developer in the collection container, and two shafts that transmit a rotational force to the stirring member. A torque limiter for connecting or disconnecting between the shafts and a full-judgment unit for detecting a shut-off condition between the shafts and judging whether the recovery container is full of developer based on the detected shut-off condition. And a torque limiter for urging and moving one of the cams, which are engaged with each other, provided on each of the shafts and one of the cams. And a spring that connects the shafts to each other, the spring being provided on the one cam and rotating on the one cam with the first rotating member that rotates with the one cam. It is provided between the second rotating member which is positioned along the provided axis and rotates together with the one cam.

特開平10−254318号公報JP, 10-254318, A 特開平11−84850号公報JP-A-11-84850 特開2012−8381号公報JP 2012-8381 A

この発明の目的は、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、トルク検出位置の自由度を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the degree of freedom of the torque detection position as compared with the case where the current flowing in the drive source is detected to detect the torque.

また、この発明の他の目的は、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、トルクの検出精度を向上させることにある。 Another object of the present invention is to improve the torque detection accuracy as compared with the case where the current flowing in the drive source is detected to detect the torque.

請求項1に記載された発明は、回転駆動力の入力側に配置される第1の回転体と、
前記第1の回転体に対して同軸状且つ回転自在に設けられ、回転駆動力の出力側に配置される第2の回転体と、
前記第1の回転体と一体的に形成され、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間に回転方向に沿った弾性力を作用させる弾性部材と、
前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段により検出された前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差に基いてトルクを検出するトルク検出装置である。
The invention described in claim 1 is a first rotating body arranged on an input side of a rotational driving force,
A second rotating body which is provided coaxially and rotatably with respect to the first rotating body and is arranged on the output side of the rotational driving force;
An elastic member that is integrally formed with the first rotating body and that applies an elastic force along the rotation direction between the first rotating body and the second rotating body,
Detection means for detecting a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body;
Equipped with
It is a torque detection device that detects torque based on a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body detected by the detecting means.

請求項2に記載された発明は、前記検出手段は、前記第1の回転体及び前記第2の回転体にそれぞれ扇形状に設けられた第1及び第2の回転角検知部を光学的に検知することにより、前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差を検出する請求項1に記載のトルク検出装置である。 According to a second aspect of the present invention, the detection means optically includes first and second rotation angle detection units provided in a fan shape on the first rotary body and the second rotary body, respectively. The torque detection device according to claim 1, wherein a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body is detected by detecting the phase difference.

請求項3に記載された発明は、前記弾性部材は、前記第1の回転体又は前記第2の回転体の回転軸に配置され、一端部が前記第1の回転体に、他端部が前記第2の回転体にそれぞれ係止された捩じりバネからなる請求項1又は2に記載のトルク検出装置である。 According to a third aspect of the present invention, the elastic member is arranged on a rotation shaft of the first rotating body or the second rotating body, one end of the elastic member is the first rotating body, and the other end of the elastic member is the rotating shaft of the first rotating body. The torque detection device according to claim 1, wherein the torque detection device is formed of a torsion spring locked to each of the second rotating bodies.

請求項4に記載された発明は、駆動源によって回転駆動される画像形成手段と、
前記駆動源と前記画像形成手段との間に配置され、前記画像形成手段に作用する負荷トルクを検出するトルク検出手段と、
を備え、
前記トルク検出手段として請求項1乃至3のいずれかに記載のトルク検出装置を用いた画像形成装置である。
The invention described in claim 4 is an image forming unit that is rotationally driven by a drive source,
A torque detecting unit arranged between the drive source and the image forming unit, for detecting a load torque acting on the image forming unit;
Equipped with
An image forming apparatus using the torque detecting device according to any one of claims 1 to 3 as the torque detecting means.

請求項1に記載された発明によれば、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、トルク検出位置の自由度を向上させることができる。 According to the invention described in claim 1, the degree of freedom of the torque detection position can be improved as compared with the case of detecting the torque by detecting the current flowing through the drive source.

また、請求項1に記載された発明によれば、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、トルクの検出精度を向上させることができる。
さらに、請求項1に記載された発明によれば、弾性部材を第1の回転体と別体に形成した場合に比較して、部品点数を削減させることができる。
According to the invention described in claim 1, the torque detection accuracy can be improved as compared with the case where the current flowing through the drive source is detected to detect the torque.
Further, according to the invention described in claim 1, the number of parts can be reduced as compared with the case where the elastic member is formed separately from the first rotating body.

請求項2に記載された発明によれば、前記検出手段が、前記第1の回転体及び前記第2の回転体にそれぞれ扇形状に設けられた第1及び第2の回転角検知部を光学的に検知して、前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差を検出するものでない場合に比較して、簡単な構成で第1の回転体と第2の回転体との回転角の位相差を検出することができる。 According to the invention described in claim 2, the detecting means optically includes the first and second rotation angle detecting portions provided in the first rotating body and the second rotating body in fan shapes, respectively. Of the first rotating body and the second rotating body with a simple structure, as compared with the case where the phase difference of the rotation angle between the first rotating body and the second rotating body is not detected by the automatic detection. The phase difference of the rotation angle with the rotating body can be detected.

請求項3に記載された発明によれば、前記弾性部材を一端部が前記第1の回転体に、他端部が前記第2の回転体にそれぞれ係止された捩じりバネから構成しない場合に比較して、弾性部材の小型化が可能となる。 According to the invention described in claim 3, one end of the elastic member is not a torsion spring, and the other end is a torsion spring locked to the second rotary member. The elastic member can be downsized as compared with the case.

請求項4に記載された発明によれば、トルク検出手段として請求項1乃至3のいずれかに記載のトルク検出装置を用いない場合に比較して、トルク検出位置の自由度を向上させることができ、画像形成手段のトルク変動に容易に対応することができる。 According to the invention described in claim 4, the degree of freedom of the torque detection position can be improved as compared with the case where the torque detection device according to any one of claims 1 to 3 is not used as the torque detection means. Therefore, it is possible to easily cope with the torque fluctuation of the image forming unit.

この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a torque detection device according to a first embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the torque detection device according to the first embodiment of the present invention. 同図(a)は第1の回転体の表面、同図(b)は第1の回転体の裏面をそれぞれ示す斜視図である。FIG. 3A is a perspective view showing the front surface of the first rotating body, and FIG. 3B is a perspective view showing the back surface of the first rotating body. 同図(a)は第2の回転体の表面、同図(b)は第2の回転体の裏面をそれぞれ示す斜視図である。FIG. 7A is a perspective view showing the front surface of the second rotating body, and FIG. 7B is a perspective view showing the back surface of the second rotating body. この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a torque detection device according to a first embodiment of the present invention. 図5のE−E線矢示図である。It is the EE line arrow line view of FIG. 捩じりばねを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a torsion spring. 光センサーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an optical sensor. 同図(a)(b)はこの発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置の作用をそれぞれ示す説明図である。FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams showing the operation of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention, respectively. この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置の原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principle of the torque detection apparatus which concerns on reference embodiment 1 of this invention. 同図(a)(b)(c)はこの発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置の原理をそれぞれ示す模式図である。(A), (b) and (c) of FIG. 1 are schematic diagrams respectively showing the principle of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置の原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principle of the torque detection apparatus which concerns on reference embodiment 1 of this invention. この発明の参考実施の形態1に係るトルク検出装置の原理を示すグラフである。3 is a graph showing the principle of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention. 光センサーの露光時間と負荷トルクTの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the exposure time of an optical sensor, and the relationship of the load torque T. 第1及び第2の回転角検出部の角度θと負荷トルクTの関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the angle θ of the first and second rotation angle detectors and the load torque T. この発明の参考実施の形態2に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。Is a structural view showing an image forming apparatus including a torque detection device according to a second reference embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態2に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。Is a structural view showing an image forming unit of an image forming apparatus of the torque detecting apparatus according to a second reference embodiment of the present invention. 駆動力伝達装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows a driving force transmission device. この発明の参考実施の形態2に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。FIG. 9 is a perspective configuration diagram showing a torque detection device according to a second embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態3に係るトルク検出置を適用した駆動力伝達装置を示す構成図である。It is a block diagram showing a driving force transmission apparatus according to the torque detection location according to a third reference embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態3に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。FIG. 9 is a perspective configuration diagram showing a torque detection device according to a third embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。FIG. 3 is a perspective configuration diagram showing a torque detection device according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。FIG. 3 is a perspective configuration diagram showing a torque detection device according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。FIG. 3 is a perspective configuration diagram showing a torque detection device according to the first embodiment of the present invention. この発明の参考実施の形態4に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。It is a perspective block diagram which shows the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[参考実施の形態1]
図1及び図2は、参考実施の形態1に係るトルク検出装置を示すものである。図1はトルク検出装置の全体を示し、図2はそのトルク検出装置の構成部材を分解した状態を示している。
[ Reference Embodiment 1]
Figures 1 and 2 show a torque detecting apparatus according to the first reference embodiment. FIG. 1 shows the entire torque detection device, and FIG. 2 shows a state in which constituent members of the torque detection device are disassembled.

トルク検出装置100は、図1及び図2に示されるように、大別して、回転駆動力の入力側に配置される第1の回転体101と、第1の回転体101に対して同軸状且つ回転自在に設けられ、回転駆動力の出力側に配置される第2の回転体102と、第1の回転体101と第2の回転体102との間に回転方向に沿った弾性力を作用させる弾性部材の一例としての捩じりバネ103(図2参照)と、第1の回転体101と第2の回転体102との回転角の位相差を検出する検出手段の一例としての透過型の光センサー104を備えている。第1の回転体101及び第2の回転体102は、回転軸105に対してそれぞれ回転自在に支持されている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the torque detection device 100 is roughly classified into a first rotating body 101 arranged on the input side of the rotational driving force and a coaxial body with respect to the first rotating body 101. An elastic force is applied between the first rotating body 101 and the second rotating body 102, which is rotatably provided and arranged on the output side of the rotational driving force, and between the first rotating body 101 and the second rotating body 102. A torsion spring 103 (see FIG. 2) that is an example of an elastic member that is made to transmit, and a transmissive type that is an example of a detection unit that detects a phase difference in rotation angle between the first rotating body 101 and the second rotating body 102. The optical sensor 104 of FIG. The first rotary body 101 and the second rotary body 102 are rotatably supported by a rotary shaft 105, respectively.

第1の回転体101は、図3に示されるように、中心に回転軸105が挿入される挿入孔111を有する円柱形状に形成された軸支部112と、軸支部112の一側面に当該軸支部112より大きい外径(直径)を有する円板状に形成された円板部113と、円板部113の外周端に軸方向に沿って起立した状態で円筒形状の一部を成すよう形成されたフランジ部114と、フランジ部114の軸方向に沿った先端の外周面に半径方向外側へ向けて当該フランジ部114の中心角αよりも小さな所要の中心角βをなすように扇形状に形成された回転角検出部115とを一体的に有している。また、円板部113の中心には、軸支部112の挿入孔111が貫通した状態に設けられているとともに、捩じりバネ103を装着する円筒形状の装着部116が軸方向に沿ってフランジ部114と同一の高さ(長さ)を有するように設けられている。さらに、フランジ部114には、回転角検出部115の一端部115bに対応した位置に、捩じりバネ103の直線状に形成された一端部131aを係止する係止溝117が、円板部113の表面に到達する深さに形成されている。第1の回転体101は、回転軸105に対して回転自在に装着されている。第1の回転体101は、単なる回転体として構成しても良いが、軸支部112の外周に平歯等の歯が形成されて回転駆動力を伝達する歯車として構成しても良い。第1の回転体101は、合成樹脂の射出成形等により一体的に形成される。また、第1の回転体101に大きなトルクが作用する場合には、合成樹脂ではなく、金属等によって一体的に形成しても良い。 As shown in FIG. 3, the first rotating body 101 has a columnar supporting portion 112 formed in a cylindrical shape having an insertion hole 111 into which the rotating shaft 105 is inserted, and the shaft supporting portion 112 having the shaft supporting portion 112 on one side thereof. A disk part 113 formed in a disk shape having an outer diameter (diameter) larger than that of the support part 112, and formed so as to form a part of a cylindrical shape in an upright state along the axial direction at the outer peripheral end of the disk part 113. The formed flange portion 114 and the outer peripheral surface of the tip along the axial direction of the flange portion 114 are fan-shaped so as to form a required center angle β smaller than the center angle α of the flange portion 114 toward the outer side in the radial direction. It integrally has the formed rotation angle detection unit 115. Further, at the center of the disc portion 113, an insertion hole 111 of the shaft support portion 112 is provided so as to penetrate therethrough, and a cylindrical mounting portion 116 for mounting the torsion spring 103 is provided along the flange along the axial direction. It is provided so as to have the same height (length) as the portion 114. Further, in the flange portion 114, a locking groove 117 for locking the linearly formed one end portion 131a of the torsion spring 103 is provided at a position corresponding to the one end portion 115b of the rotation angle detection unit 115. It is formed to a depth reaching the surface of the portion 113. The first rotating body 101 is rotatably attached to the rotating shaft 105. The first rotating body 101 may be configured as a simple rotating body, but may be configured as a gear in which teeth such as spur teeth are formed on the outer periphery of the shaft support portion 112 to transmit the rotational driving force. The first rotating body 101 is integrally formed by injection molding of synthetic resin or the like. When a large torque acts on the first rotating body 101, the first rotating body 101 may be integrally formed of metal or the like instead of synthetic resin.

第1の回転体101の回転角検出部115は、透過型の光センサー104からの光を遮蔽することにより、当該第1の回転体101の回転角を検出するものである。ただし、第1の回転体101の回転角は、ある位置を基準とした絶対な角度を意味するものではなく、第2の回転体102との回転角の差、つまり当該第1の回転体101と第2の回転体102の回転角を位相差として検出するものである。通常は、第1の回転体101の扇形状に形成された回転角検出部115のうち、回転方向(周方向)に沿った一方の端縁115aが光センサー104によって検出される。なお、第1の回転体101は、回転角検出部115の他方の端縁115bに捩じりバネ103の一端部131aが係止されており、当該回転角検出部115の他方の端縁115bは、回転力が作用する作用点となっている。 The rotation angle detection unit 115 of the first rotating body 101 detects the rotation angle of the first rotating body 101 by blocking the light from the transmissive optical sensor 104. However, the rotation angle of the first rotating body 101 does not mean an absolute angle with respect to a certain position, but a difference in rotation angle from the second rotating body 102, that is, the first rotating body 101. And the rotation angle of the second rotating body 102 is detected as a phase difference. Usually, one end 115a of the rotation angle detection unit 115 formed in the fan shape of the first rotating body 101 along the rotation direction (circumferential direction) is detected by the optical sensor 104. In the first rotating body 101, the one end 131a of the torsion spring 103 is locked to the other end 115b of the rotation angle detector 115, and the other end 115b of the rotation angle detector 115 is locked. Is the point of action of the rotational force.

一方、第2の回転体102は、図4に示されるように、中心に回転軸105が挿入される挿入孔121を有する円柱形状に形成された軸支部122と、軸支部122の一側面に半径方向外側へ向けて所要の中心角γをなすように扇形状に形成された第2の回転角検出部123と、第2の回転角検出部123の外側面に所要の間隙を介して対向するように配置され、捩じりバネ103の直線状に形成された他方の端部131bを係止する一対の係止用突起124,125が形成されている。また、第2の回転角検出部123の開口部内に外径が小さく形成された円弧部126は、例えば、第1の回転体101の円板部113と同一の外径を有するように構成される。一対の係止用突起124,125は、図5及び図6に示されるように、その外周面が第1の回転体101のフランジ部114の外周と一致するように配置されている。第2の回転体102は、回転軸105に対して回転自在に装着されている。第2の回転体102は、単なる回転体として構成しても良いが、軸支部122は、外周に平歯等の歯が形成されて回転駆動力を伝達する歯車として構成しても良い。第2の回転体102も、合成樹脂の射出成形等により一体的に形成される。また、第2の回転体102は、第1の回転体101と同様に、大きなトルクが作用する場合、合成樹脂ではなく、金属等によって一体的に形成しても勿論良い。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the second rotating body 102 has a columnar support portion 122 formed in a cylindrical shape having an insertion hole 121 into which the rotation shaft 105 is inserted, and one side surface of the shaft support portion 122. The second rotation angle detection unit 123, which is formed in a fan shape so as to form the required center angle γ toward the outside in the radial direction, faces the outer surface of the second rotation angle detection unit 123 with a required gap. And a pair of locking protrusions 124 and 125 for locking the other linear end portion 131b of the torsion spring 103. Further, the circular arc portion 126 having a small outer diameter formed in the opening portion of the second rotation angle detection portion 123 is configured to have the same outer diameter as the disc portion 113 of the first rotating body 101, for example. It As shown in FIGS. 5 and 6, the pair of locking protrusions 124 and 125 are arranged such that the outer peripheral surfaces thereof coincide with the outer periphery of the flange portion 114 of the first rotating body 101. The second rotating body 102 is rotatably attached to the rotating shaft 105. The second rotary body 102 may be configured as a simple rotary body, but the shaft support portion 122 may be configured as a gear having teeth such as spur teeth formed on the outer periphery to transmit the rotational driving force. The second rotating body 102 is also integrally formed by injection molding of synthetic resin or the like. Also, like the first rotary body 101, the second rotary body 102 may be integrally formed of metal or the like instead of synthetic resin when a large torque is applied.

第2の回転体102の回転角検出部123は、第1の回転体101の回転角検出部115と同様に、光センサー104からの光を遮蔽することにより、当該第2の回転体102の回転角を検出するものである。ただし、第2の回転体102の回転角は、ある位置を基準とした絶対な角度を検出するものではなく、第1の回転体101との回転角の差、つまり当該第2の回転体102と第1の回転体101の回転角の位相差を検出するものである。通常は、第2の回転体102の扇形状に形成された回転角検出部123のうち、回転方向(周方向)に沿った一方の端縁123aが光センサー104によって検出される。第2の回転体102の回転角検出部123は、第1の回転体101の回転角検出部115の中心角βよりも大きな中心角γ(例えば、180度以上)を有する扇形状に形成されている。なお、第2の回転体102は、回転角検出部123の他方の端縁123a近傍に捩じりバネ103の他端部131bが係止されており、当該回転角検出部123の他端縁123bの近傍は、回転力が作用する作用点となっている。 The rotation angle detection unit 123 of the second rotating body 102 blocks the light from the optical sensor 104 in the same manner as the rotation angle detecting unit 115 of the first rotating body 101, so that The rotation angle is detected. However, the rotation angle of the second rotating body 102 does not detect an absolute angle with respect to a certain position, but a difference in rotation angle from the first rotating body 101, that is, the second rotating body 102. And the phase difference of the rotation angle of the first rotating body 101 is detected. Usually, one end 123a of the rotation angle detection unit 123 formed in the fan shape of the second rotating body 102 along the rotation direction (circumferential direction) is detected by the optical sensor 104. The rotation angle detection unit 123 of the second rotation body 102 is formed in a fan shape having a central angle γ (for example, 180 degrees or more) larger than the central angle β of the rotation angle detection unit 115 of the first rotation body 101. ing. In the second rotating body 102, the other end 131b of the torsion spring 103 is locked near the other end 123a of the rotation angle detector 123, and the other end of the rotation angle detector 123 is locked. The vicinity of 123b is an action point where the rotational force acts.

第1の回転体101及び第2の回転体102は、図1に示されるように、第1の回転角検出部115と第2の回転角検出部123とが重ねた状態で配置される。第1の回転体101及び第2の回転体102は、初期的に、両者の間にトルクが作用していない状態で、端縁115aと第2の回転角検出部123の端縁123aとの間に予め定められた角度θの間隙が形成されるように組み合わされている。すなわち、捩じりバネ103は、トルクが作用していない自由状態において、捩じりバネ103の一端部131aが第1の回転体101の溝部117に係止され、捩じりバネ103の他端部131bが第2の回転体102の一対の係止用突起124,125の間に係止されて、第1の回転角検出部115の端縁115aと第2の回転角検出部123の端縁123aとの間に予め定められた角度θの間隙が形成される。 As shown in FIG. 1, the first rotating body 101 and the second rotating body 102 are arranged in a state in which the first rotation angle detection unit 115 and the second rotation angle detection unit 123 overlap each other. The first rotating body 101 and the second rotating body 102 initially have an edge 115a and an edge 123a of the second rotation angle detector 123 in a state where no torque acts between them. They are combined so as to form a gap having a predetermined angle θ 0 therebetween. That is, in the torsion spring 103, one end 131 a of the torsion spring 103 is locked in the groove 117 of the first rotating body 101 in the free state where no torque is applied, and The end portion 131b is locked between the pair of locking projections 124, 125 of the second rotating body 102, and the end edge 115a of the first rotation angle detecting unit 115 and the second rotation angle detecting unit 123 are locked. A gap having a predetermined angle θ 0 is formed between the end edge 123a and the end edge 123a.

捩じりバネ103は、図7に示されるように、所要の矩形や円形等の断面形状を有する金属製の弾性線材131を所要の回数だけ軸方向に沿って環状に巻回した環状部131cを有するとともに、弾性線材131の両端部131a,131bを環状部131cの接線方向に延在させるように構成したものである。捩じりバネ103は、金属製弾性線材131の断面形状や太さ、あるいは環状部131cの直径や巻回する回数等を適宜調整することにより、第1及び第2の回転体101,102の回転方向に沿った弾性力(ねじり剛性)が予め定められた値となるよう設定されている。なお、弾性線材131の一端部131bは、他端部131aより長く形成されている。 As shown in FIG. 7, the torsion spring 103 is an annular portion 131c formed by winding a metal elastic wire rod 131 having a required rectangular or circular cross-sectional shape in an annular shape a required number of times along the axial direction. And has both ends 131a and 131b of the elastic wire rod 131 extending in the tangential direction of the annular portion 131c. The torsion spring 103 adjusts the cross-sectional shape and thickness of the metal elastic wire rod 131, the diameter of the annular portion 131c, the number of windings, and the like, so that the first and second rotating bodies 101 and 102 have The elastic force (torsional rigidity) along the rotation direction is set to a predetermined value. The one end portion 131b of the elastic wire 131 is formed longer than the other end portion 131a.

第1及び第2の回転体101,102は、図1及び図2に示されるように、第1の回転体101の挿入孔111に回転軸105を挿入し、第1の回転体101の装着部116に捩じりバネ103の環状部131cを挿入するとともに、捩じりバネ103の一端部131aを係止溝117に係止する。また、回転軸105には、第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123とが重なり合うように、第2の回転体102が挿入孔121を介して装着される。捩じりバネ103の他端部131bは、第2の回転体102の一対の係止用突起124,125(図6参照)に係止される。因みに、第1及び第2の回転体101,102には、図1中、矢印方向に沿った反時計回り方向に回転駆動力が付与される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the first and second rotating bodies 101 and 102 are mounted on the first rotating body 101 by inserting the rotating shaft 105 into the insertion hole 111 of the first rotating body 101. The annular portion 131c of the torsion spring 103 is inserted into the portion 116, and the one end 131a of the torsion spring 103 is locked in the locking groove 117. In addition, the second rotating body 102 has an insertion hole 121 on the rotating shaft 105 so that the rotating angle detecting section 115 of the first rotating body 101 and the rotating angle detecting section 123 of the second rotating body 102 overlap each other. Is installed through. The other end 131b of the torsion spring 103 is locked to the pair of locking projections 124 and 125 (see FIG. 6) of the second rotating body 102. Incidentally, a rotational driving force is applied to the first and second rotating bodies 101 and 102 in the counterclockwise direction along the arrow direction in FIG.

また、光センサー104は、図8に示されるように、細長い直方体形状に形成されたセンサー本体151を備えている。センサー本体151の一側面には、第1及び第2の回転体101,102の各回転角検出部115,123を挟んだ状態に対向配置される一対の対向部152,153が設けられている。一方の対向部152には、図示しないLED等の発光素子が内蔵されている。また、他方の対向部153には、図示しないフォトダイオード等の受光素子が内蔵されている。光センサー104は、一方の対向部152に内蔵された発光素子から出射された光を、他方の対向部153に内蔵された受光素子によって受光することにより、第1及び第2の回転体101,102の各回転角検出部115,123を検出する。なお、図中、符号154,155はセンサー本体151をトルク検出装置100の図示しないハウジングに取り付けるための取付部を示し、156は光センサー104にケーブルを接続するためのソケット部を示している。光センサー104からの出力信号は、図1に示されるように、ソケット部156に接続された図示しないケーブルを介してトルクを演算して検出するためのCPU等からなる演算手段の一例としての制御回路200に送られる。 Further, the optical sensor 104 includes a sensor main body 151 formed in an elongated rectangular parallelepiped shape, as shown in FIG. On one side surface of the sensor body 151, a pair of facing portions 152, 153 are provided to face each other so as to sandwich the rotation angle detecting portions 115, 123 of the first and second rotating bodies 101, 102. .. A light emitting element such as an LED (not shown) is built in one of the facing portions 152. Further, a light receiving element such as a photodiode (not shown) is built in the other facing portion 153. The optical sensor 104 receives the light emitted from the light emitting element built in the one facing portion 152 by the light receiving element built in the other facing portion 153, so that the first and second rotating bodies 101, The rotation angle detection units 115 and 123 of 102 are detected. In the figure, reference numerals 154 and 155 denote attachment portions for attaching the sensor main body 151 to a housing (not shown) of the torque detection device 100, and 156 denotes a socket portion for connecting a cable to the optical sensor 104. As shown in FIG. 1, the output signal from the optical sensor 104 is a control as an example of a calculation unit including a CPU for calculating and detecting torque via a cable (not shown) connected to the socket 156. Sent to circuit 200.

<トルク検出装置の検出原理>
トルク検出装置100は、図1に示されるように、図示しない駆動源としての駆動モータの回転駆動力が第1の回転体101に入力され、第1の回転体101に入力された回転駆動力は、捩じりバネ103を介して第2の回転体102に伝達され、第2の回転体102から負荷に対して回転駆動力が出力される。
<Detection principle of torque detection device>
In the torque detection device 100, as shown in FIG. 1, the rotational driving force of a drive motor as a drive source (not shown) is input to the first rotating body 101, and the rotational driving force input to the first rotating body 101 is input. Is transmitted to the second rotating body 102 via the torsion spring 103, and the rotational driving force is output from the second rotating body 102 to the load.

その際、トルク検出装置100は、第1の回転体101と第2の回転体102とが回転軸105に対して同軸状且つ回転自在に設けられており、第1の回転体101と第2の回転体102との間には、捩じりバネ103によって回転方向に沿った弾性力(ねじり剛性)が付与される。 At that time, in the torque detection device 100, the first rotating body 101 and the second rotating body 102 are coaxially and rotatably provided with respect to the rotating shaft 105, and the first rotating body 101 and the second rotating body 101 are provided. An elastic force (torsional rigidity) along the rotation direction is applied between the rotating body 102 and the rotating body 102 by the torsion spring 103.

トルク検出装置100は、図9に示されるように、第1の回転体101を回転駆動すると、捩じりバネ103を介してねじり剛性が作用した状態で第2の回転体102に回転駆動力が伝達される。このとき、トルク検出装置100の捩じりバネ103には、負荷のトルクTに対応した弾性力が作用し、第2の回転体102は、第1の回転体101に対して負荷トルクTに応じて決まる回転角の位相差だけ遅れて従動回転される。 As shown in FIG. 9, when the torque detection device 100 rotationally drives the first rotating body 101, the torque detecting device 100 applies a rotational driving force to the second rotating body 102 in a state in which torsional rigidity acts via the torsion spring 103. Is transmitted. At this time, an elastic force corresponding to the torque T of the load acts on the torsion spring 103 of the torque detection device 100, and the second rotating body 102 applies the load torque T to the first rotating body 101. The driven rotation is delayed by the phase difference of the rotation angle determined accordingly.

図10はトルク検出装置100を模式的に示した構成図である。トルク検出装置100は、図10及び図11(a)に示されるように、第1の回転体101と第2の回転体102との間にトルクが作用しない状態で、第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123との間に初期的に所要の位相差θ(=θ)が存在するように設定されている。 FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing the torque detection device 100. As shown in FIGS. 10 and 11A, the torque detection device 100 includes the first rotating body 101 in a state where no torque acts between the first rotating body 101 and the second rotating body 102. The required phase difference θ 0 (=θ) is initially set between the rotation angle detection unit 115 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotating body 102.

いま、負荷のトルクをT、定常回転時の第1の回転体101の回転角速度をω、捩じりバネ103のねじれ剛性をk、第1の回転体101の回転角検出部115の位相をθin、第2の回転体102の回転角検出部123の位相をθout、第1の回転体101における第1の回転角検出部115と第2の回転体102における第2の回転角検出部123とが成す角度をθ、第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123との初期隙間をθ、光センサー104によって検出される第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123との間隙における露光時間をtとすると、次の[数1]で示す関係式が成り立つ。 Now, let T be the load torque, ω be the rotational angular velocity of the first rotating body 101 during steady rotation, k be the torsional rigidity of the torsion spring 103, and be the phase of the rotation angle detecting unit 115 of the first rotating body 101. θ in , the phase of the rotation angle detection unit 123 of the second rotary body 102 are θ out , the first rotation angle detection unit 115 of the first rotary body 101 and the second rotation angle detection of the second rotary body 102. The angle formed by the portion 123 is θ, the initial gap between the rotation angle detection unit 115 of the first rotary body 101 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotary body 102 is θ 0 , and the first gap detected by the optical sensor 104 is When the exposure time in the gap between the rotation angle detection unit 115 of the first rotary body 101 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotary body 102 is t, the following relational expression shown in [Equation 1] is established.

Figure 0006729176
Figure 0006729176

図9(a)(b)及び図11(b)(c)は、負荷トルクTの大きさに応じて第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123とが成す角度θ、すなわち位相差が異なる状態を示したものである。負荷トルクT(T2>T1)が大きくなるにしたがって、第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123とが成す回転角の差θ(位相差)は、増大する(θ2>θ1)。 9A and 9B and FIG. 11B and FIG. 11C show the rotation angle detection unit 115 of the first rotating body 101 and the rotation angle of the second rotating body 102 according to the magnitude of the load torque T. The angle θ formed by the detection unit 123, that is, the phase difference is different. As the load torque T (T2>T1) increases, the rotation angle difference θ (phase difference) between the rotation angle detection unit 115 of the first rotating body 101 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotating body 102 is increased. ) Increases (θ2>θ1).

したがって、第1の回転体101の回転角検出部115と第2の回転体102の回転角検出部123との間隙(回転角の差θ)を、光センサー104の露光時間tによって検出することにより、[数1]で示す関係式である次式に基いて負荷側に作用する負荷トルクTの大きさが制御回路200による演算処理によって求められる。
T=k(ωt−θ
Therefore, the gap (difference in rotation angle θ) between the rotation angle detection unit 115 of the first rotation body 101 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotation body 102 should be detected by the exposure time t of the optical sensor 104. Thus, the magnitude of the load torque T acting on the load side is calculated by the control circuit 200 based on the following equation, which is the relational expression shown in [Equation 1].
T=k(ωt−θ 0 )

制御回路200は、図12乃至図14に示されるように、光センサー104から出力される露光時間tに対応した信号に基づいて、数1に示す関係式により負荷トルクTを演算による検出する。なお、数1に示す関係式では、回転速度ωを既知の値として示している。 As shown in FIGS. 12 to 14, the control circuit 200 detects the load torque T by calculation based on the signal corresponding to the exposure time t output from the optical sensor 104 by the relational expression shown in Expression 1. In the relational expression shown in Formula 1, the rotation speed ω is shown as a known value.

回転速度ωが未知の値である場合には、光センサー104から出力される露光時間tに対応した信号の立ち上がりの周期を制御回路200によって検出することにより、回転速度ωは、信号の立ち上がり周期の逆数として求められる。したがって、この実施の形態に係るトルク検出装置100では、回転速度ωが未知の値である場合であっても、信号の立ち上がりの周期から回転速度ωが求められる。 When the rotation speed ω has an unknown value, the control circuit 200 detects the rising cycle of the signal corresponding to the exposure time t output from the optical sensor 104, so that the rotation speed ω is the rising cycle of the signal. It is calculated as the reciprocal of. Therefore, in the torque detection device 100 according to the present embodiment, the rotational speed ω is obtained from the rising cycle of the signal even when the rotational speed ω has an unknown value.

また、制御回路200は、図15に示されるように、回転速度ωが既知の値である場合、光センサー104から出力される露光時間tに対応した信号に基づいて角度θを求め、
角度θに基いて負荷トルクTを演算により求めるように構成しても良い。
Further, as shown in FIG. 15, when the rotation speed ω has a known value, the control circuit 200 obtains the angle θ based on the signal corresponding to the exposure time t output from the optical sensor 104,
The load torque T may be calculated based on the angle θ.

このように、上記参考実施の形態に係るトルク検出装置100では、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、駆動源に流れる電流を検知する必要がなく、駆動力が伝達する任意の位置でトルクを検出することができ、トルク検出位置の自由度を向上させることができる。 As described above, in the torque detection device 100 according to the reference embodiment , it is not necessary to detect the current flowing in the drive source as compared with the case where the current flowing in the drive source is detected to detect the torque. The torque can be detected at any position transmitted by, and the degree of freedom of the torque detection position can be improved.

また、上記参考実施の形態に係るトルク検出装置100では、駆動源に流れる電流を検知してトルクを検出する場合に比較して、駆動源に流れる電流を検知する必要がないため、駆動電流を検知する場合のように電気的なノイズの影響を受け難く、また回転体101,102の回転角の位相差は、光センサー104によって精度良く検出することができるため、トルクの検出精度を向上させることができる。 Further, in the torque detection device 100 according to the above-described reference embodiment , it is not necessary to detect the current flowing in the drive source as compared with the case where the current flowing in the drive source is detected to detect the torque. It is less susceptible to electrical noise as in the case of detection, and the phase difference between the rotation angles of the rotating bodies 101 and 102 can be accurately detected by the optical sensor 104, thus improving the torque detection accuracy. be able to.

[参考実施の形態2]
図16及び図17は、参考実施の形態2に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置を示すものである。図16は画像形成装置の全体を示し、図17はその画像形成装置の画像形成部を示している。
[ Reference Embodiment 2]
16 and 17 shows an image forming apparatus including a torque detection device according to a second reference embodiment. 16 shows the entire image forming apparatus, and FIG. 17 shows the image forming section of the image forming apparatus.

参考実施の形態2に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置1は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置1は、現像剤4を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する画像形成部の一例としての複数の作像装置10と、各作像装置10で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙5に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置20と、中間転写装置20の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙5を収容して搬送する給紙装置50と、中間転写装置20で二次転写された記録用紙5上のトナー像を定着させる定着装置40等を備えている。なお、図中の1aは画像形成装置1の本体を示し、この本体1aは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。 The image forming apparatus 1 to which the torque detection device according to the second embodiment is applied is configured as a color printer, for example. The image forming apparatus 1 includes a plurality of image forming devices 10 as an example of an image forming unit that forms a toner image developed with the toner forming the developer 4, and a toner image formed by each image forming device 10. An intermediate transfer device 20 that holds each of them and finally conveys them to a secondary transfer position where they are secondarily transferred to a recording sheet 5 as an example of a recording medium, and required recording to be supplied to the secondary transfer position of the intermediate transfer device 20. A sheet feeding device 50 that accommodates and conveys the sheet 5 and a fixing device 40 that fixes the toner image on the recording sheet 5 secondarily transferred by the intermediate transfer device 20 are provided. In addition, reference numeral 1a in the drawing denotes a main body of the image forming apparatus 1, and the main body 1a is formed of a support structure member, an outer cover, and the like.

作像装置10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像をそれぞれ専用に形成する4つの作像装置10Y,10M,10C,10Kで構成されている。これらの4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、本体1aの内部空間において傾斜した状態で1列に並べた状態となるよう配置されている。4つの作像装置10(Y,M,C,K)は、イエロー(Y)の作像装置10Yが鉛直方向に沿った上方に位置して相対的に高く、ブラック(K)の作像装置10Kが相対的に低くなる位置に存在している。 The image forming device 10 includes four image forming devices 10Y, 10M, 10C, and 10K that exclusively form toner images of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively. It is configured. These four image forming devices 10 (Y, M, C, K) are arranged so as to be arranged in one line in a tilted state in the internal space of the main body 1a. The four image forming devices 10 (Y, M, C, K) are relatively high because the yellow (Y) image forming device 10Y is located above in the vertical direction, and the black (K) image forming device 10 is relatively high. It is in a position where 10K is relatively low.

イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各作像装置10(Y,M,C,K)は、図16や図17に示されるように、静電潜像を保持する像保持体の一例としての回転する感光体ドラム11を備えており、この感光体ドラム11の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム11の像形成が可能な周面(像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム11の帯電された周面に画像の情報(信号)に基づく光を照射して電位差のある(各色用の)静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置13と、その静電潜像を対応する色(Y,M,C,K)の現像剤4のトナーで現像してトナー像にする現像装置14(Y,M,C,K)と、その各トナー像を中間転写装置20に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置15(Y,M,C,K)と、一次転写後における感光体ドラム11の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置16(Y,M,C,K)等である。 As shown in FIGS. 16 and 17, each of the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming devices 10 (Y, M, C, K) has an electrostatic latent image. A rotating photosensitive drum 11 is provided as an example of an image holding member that holds an image, and the following respective devices as an example of toner image forming means are mainly arranged around the photosensitive drum 11. ing. The main devices include a charging device 12 that charges a peripheral surface (image holding surface) of the photosensitive drum 11 on which an image can be formed to a required electric potential, and image information on the charged peripheral surface of the photosensitive drum 11 ( An exposure device 13 as an example of an electrostatic latent image forming unit that irradiates light based on a signal) to form an electrostatic latent image having a potential difference (for each color), and the electrostatic latent image corresponding to a color (Y). , M, C, K) developing device 14 (Y, M, C, K) that is developed with the toner of the developer 4 and primary transfer means for transferring each toner image to the intermediate transfer device 20. As an example, a primary transfer device 15 (Y, M, C, K) and a drum cleaning device that removes and cleans adhering substances such as toner remaining on the image holding surface of the photosensitive drum 11 after the primary transfer. 16 (Y, M, C, K) and the like.

感光体ドラム11は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層(感光層)を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム11は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Aで示す方向に回転するように支持されている。 The photoconductor drum 11 is formed by forming an image holding surface having a photoconductive layer (photosensitive layer) made of a photosensitive material on a peripheral surface of a cylindrical or cylindrical base material which is grounded. The photoconductor drum 11 is supported so as to rotate in a direction indicated by an arrow A when power is transmitted from a rotation driving device (not shown).

帯電装置12は、感光体ドラム11に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置12には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置14が反転現像を行うものである場合、その現像装置14から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置12としては、感光体ドラム11の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。 The charging device 12 is composed of a contact type charging roll which is arranged in contact with the photosensitive drum 11. A charging voltage is supplied to the charging device 12. As the charging voltage, when the developing device 14 performs reversal development, a voltage or current having the same polarity as the charging polarity of the toner supplied from the developing device 14 is supplied. As the charging device 12, a non-contact type charging device such as a scorotron arranged in a non-contact state on the surface of the photosensitive drum 11 may be used.

露光装置13は、画像形成装置1に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光体ドラム11の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置13には、潜像形成時になると画像形成装置1に任意の手段で入力される画像の情報(信号)が送信される。 The exposure device 13 irradiates the peripheral surface of the charged photosensitive drum 11 with light configured according to image information input to the image forming apparatus 1 to form an electrostatic latent image. It is a thing. Image information (signal) input to the image forming apparatus 1 by an arbitrary means is transmitted to the exposure device 13 when a latent image is formed.

露光装置13は、感光体ドラム11の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのLED(Light Emitting Diode)により感光体ドラム11に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するLEDプリントヘッドからなるものである。なお、露光装置13としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム11の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。 The exposure device 13 irradiates the photoconductor drum 11 with light according to image information by using LEDs (Light Emitting Diodes) as a plurality of light emitting elements arranged along the axial direction of the photoconductor drum 11 to form an electrostatic latent image. And an LED print head for forming the. As the exposure device 13, a device that deflects and scans laser light configured according to image information along the axial direction of the photoconductor drum 11 may be used.

現像装置14(Y,M,C,K)はいずれも、図17に示されるように、開口部と現像剤4の収容室が形成された現像剤収容容器の一例としての装置ハウジング140の内部に、現像剤4を保持して感光体ドラム11と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール141と、現像剤4を攪拌しながら現像ロール141を通過させるよう搬送する2つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材142,143と、現像ロール141に保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材144などを配置して構成したものである。この現像装置14には、その現像ロール141と感光体ドラム11の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール141や攪拌搬送部材142,143は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記4色の現像剤4(Y,M,C,K)としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。 As shown in FIG. 17, each of the developing devices 14 (Y, M, C, K) has an inside of a device housing 140 as an example of a developer accommodating container in which an opening and a container for accommodating the developer 4 are formed. A developing roll 141 that holds the developer 4 and conveys the developer 4 to a developing area facing the photoconductor drum 11, and a stirring and conveying member such as two screw augers that conveys the developer 4 while passing the developing roll 141 while stirring. 142 and 143, and a layer thickness regulating member 144 that regulates the amount (layer thickness) of the developer held on the developing roll 141 are arranged. A developing voltage is supplied to the developing device 14 between the developing roll 141 and the photoconductor drum 11 from a power supply device (not shown). Further, the developing roll 141 and the agitating/conveying members 142, 143 are rotated in a desired direction by the transmission of power from a rotation driving device (not shown). Further, as the four-color developer 4 (Y, M, C, K), a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier is used.

一次転写装置15(Y,M,C,K)は、感光体ドラム11の周囲に中間転写ベルト21を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。 The primary transfer device 15 (Y, M, C, K) is a contact type equipped with a primary transfer roll that is in contact with the periphery of the photosensitive drum 11 via the intermediate transfer belt 21 and rotates and is supplied with a primary transfer voltage. Transfer device. As the primary transfer voltage, a DC voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is supplied from a power supply device (not shown).

ドラム清掃装置16は、図17に示されるように、一部が開口する容器状の本体160と、一次転写後の感光体ドラム11の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板161と、清掃板161で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材162等で構成されている。清掃板161としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。 As shown in FIG. 17, the drum cleaning device 16 is arranged so as to contact with the container-shaped main body 160, which is partially open, and the peripheral surface of the photosensitive drum 11 after the primary transfer with a required pressure, and remains. The cleaning plate 161 removes and cleans the adhered substances such as toner, and the delivery member 162 such as a screw auger that collects and removes the adhered substances such as the toner removed by the cleaning plate 161 and conveys them to a recovery system (not shown). ing. As the cleaning plate 161, a plate-shaped member (for example, a blade) made of a material such as rubber is used.

中間転写装置20は、図16に示されるように、各作像装置10(Y,M,C,K)の上方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置20は、感光体ドラム11と一次転写装置15(一次転写ロール)の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール22〜26と、ベルト支持ロール25に支持されている中間転写ベルト21の外周面(像保持面)側に配置されて中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に二次転写させる二次転写部材の一例としての二次転写装置30と、二次転写装置30を通過した後に中間転写ベルト21の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置27とで主に構成されている。 As shown in FIG. 16, the intermediate transfer device 20 is arranged so as to be located above each image forming device 10 (Y, M, C, K). The intermediate transfer device 20 includes an intermediate transfer belt 21 that rotates in a direction indicated by an arrow B while passing a primary transfer position between the photosensitive drum 11 and a primary transfer device 15 (primary transfer roll), and an intermediate transfer belt 21. Are arranged on the outer peripheral surface (image holding surface) side of the intermediate transfer belt 21 supported by the belt support rolls 25 and a plurality of belt support rolls 22 to 26 that rotatably support the inner support surface in a desired state. A secondary transfer device 30 as an example of a secondary transfer member that secondarily transfers the toner image on the intermediate transfer belt 21 to the recording sheet 5, and an outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 21 after passing through the secondary transfer device 30. The belt cleaning device 27 mainly removes adhered substances such as toner and paper powder remaining and adhered to the belt cleaning device 27.

中間転写ベルト21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール22は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール23は中間転写ベルト21の走行位置などを保持する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール24は中間転写ベルト21に張力を付与する張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール25は二次転写のバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール26はベルト清掃装置27が接触する中間転写ベルト21を背面側から支持する支持ロールとして構成されている。 As the intermediate transfer belt 21, for example, an endless belt made of a material in which a resistance adjusting agent such as carbon black is dispersed in a synthetic resin such as polyimide resin or polyamide resin is used. Further, the belt support roll 22 is configured as a drive roll that is rotationally driven by a drive device (not shown), the belt support roll 23 is configured as a face-up roll that holds the running position of the intermediate transfer belt 21, and the belt support roll 24 is The intermediate transfer belt 21 is configured as a tensioning roll that applies a tension, the belt support roll 25 is configured as a secondary transfer backup roll, and the belt support roll 26 is a back side of the intermediate transfer belt 21 with which the belt cleaning device 27 contacts. It is configured as a support roll that supports from.

二次転写装置30は、図16に示されるように、中間転写装置20におけるベルト支持ロール25に支持されている中間転写ベルト21の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト21の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロール31を備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール31又は中間転写装置20のベルト支持ロール25には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。 As shown in FIG. 16, the secondary transfer device 30 moves the intermediate transfer belt 21 at the secondary transfer position, which is the outer peripheral surface portion of the intermediate transfer belt 21 supported by the belt support roll 25 of the intermediate transfer device 20. The contact-type transfer device includes a secondary transfer roll 31 that rotates while contacting the peripheral surface and is supplied with a secondary transfer voltage. The secondary transfer roll 31 or the belt support roll 25 of the intermediate transfer device 20 is supplied with a DC voltage having a polarity opposite to or the same as the charging polarity of the toner as a secondary transfer voltage.

ベルト清掃装置27は、一部が開口する容器状の本体270と、二次転写後の中間転写ベルト21の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板271と、清掃板271で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材272等で構成されている。清掃板271としては、ゴム等の材料からなる板状の部材(例えばブレード)が使用される。 The belt cleaning device 27 is arranged so as to contact with a container-shaped main body 270 having an opening at a part thereof and a peripheral surface of the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer with a required pressure to remove an adhered matter such as residual toner. The cleaning plate 271 is configured to be cleaned by a cleaning plate 271, and a delivery member 272 such as a screw auger that collects and removes adhered substances such as toner removed by the cleaning plate 271 and sends the collected product to a recovery system (not shown). As the cleaning plate 271, a plate-shaped member (for example, a blade) made of a material such as rubber is used.

定着装置40は、表面温度が所要の温度に保持されるよう加熱源によって加熱されるベルト形態の加熱用回転体41と、この加熱用回転体41の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するベルト形態又はドラム形態の加圧用回転体42などを配置して構成されたものである。この定着装置40では、加熱用回転体41と加圧用回転体42が接触する接触部が所要の定着処理(加熱及び加圧)を行う定着処理部(ニップ部)になる。 The fixing device 40 includes a belt-shaped heating rotator 41 that is heated by a heating source so that the surface temperature is maintained at a required temperature, and a predetermined pressure in a state substantially along the axial direction of the heating rotator 41. It is configured by arranging a pressing rotary body 42 in the form of a belt or a drum that rotates in contact with each other. In the fixing device 40, a contact portion where the heating rotator 41 and the pressure rotator 42 contact each other serves as a fixing processing unit (nip portion) that performs a required fixing process (heating and pressing).

給紙装置50は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の作像装置10(Y,M,C,K)の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置50は、所望のサイズ、種類等の記録用紙5を積載した状態で収容する単数(又は複数)の用紙収容体51と、用紙収容体51から記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置52,53とで主に構成されている。用紙収容体51は、例えば、本体1aの正面(使用者が操作時に向き合う側面)側、図示例では左側面側に引き出すことができるように取り付けられている。 The paper feeding device 50 is arranged so as to be located below the image forming devices 10 (Y, M, C, K) for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). To be done. This paper feeding device 50 sends a single (or a plurality of) paper accommodating body 51 for accommodating the recording paper 5 of a desired size, type, etc. in a stacked state, and sends out the recording paper 5 one by one from the paper accommodating body 51. It is mainly composed of the devices 52 and 53. The sheet container 51 is attached so that it can be pulled out, for example, to the front side (side surface facing the user during operation) of the main body 1a, that is, the left side surface side in the illustrated example.

記録用紙5としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、薄紙、OHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙5の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども使用することができる。 Examples of the recording paper 5 include plain paper, thin paper, OHP sheet, and the like used in electrophotographic copying machines, printers, and the like. In order to further improve the smoothness of the image surface after fixing, it is preferable that the surface of the recording paper 5 is also as smooth as possible. For example, coated paper obtained by coating the surface of plain paper with resin or the like, art paper for printing, etc. So-called thick paper or the like having a relatively large basis weight can also be used.

給紙装置50と二次転写装置30との間には、給紙装置50から送り出される記録用紙5を二次転写位置まで搬送する単数(又は複数)の用紙搬送ロール対54や搬送ガイド55等で構成される給紙搬送路56が設けられている。用紙搬送ロール対54は、例えば記録用紙5の搬送時期を調整するロール(レジストロール)として構成されている。また、二次転写装置30と定着装置40との間には、二次転写装置30の二次転写ロール31から送り出される二次転写後の記録用紙5を定着装置40まで搬送するための搬送ガイド57,58等が設けられている。さらに、本体1aに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置40から送り出される定着後の記録用紙5を搬送ガイド59を介して本体1aの上部に設けられた用紙排出部60に排出するための用紙排出ロール対61が配置されている。 Between the sheet feeding device 50 and the secondary transfer device 30, a single (or a plurality of) sheet transport roll pair 54 or a transport guide 55 that transports the recording sheet 5 delivered from the sheet feeder 50 to the secondary transfer position. A sheet feeding/transporting path 56 is provided. The paper transport roll pair 54 is configured as a roll (registration roll) for adjusting the transport timing of the recording paper 5, for example. Further, between the secondary transfer device 30 and the fixing device 40, a conveyance guide for conveying the recording sheet 5 after the secondary transfer sent from the secondary transfer roll 31 of the secondary transfer device 30 to the fixing device 40. 57, 58, etc. are provided. Further, at a portion near the sheet discharge port formed on the main body 1a, the recording sheet 5 after fixing sent out from the fixing device 40 is transferred to a sheet discharge section 60 provided on an upper part of the main body 1a via a conveyance guide 59. A paper discharge roll pair 61 for discharging is arranged.

定着装置40と用紙排出ロール対61との間には、用紙搬送路を切り替える切替ゲート62を備えている。用紙排出ロール対61は、その回転方向が正転方向(排出方向)と逆転方向に切り替え可能である。記録用紙5の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙5の後端が切替ゲート62を通過した後、用紙排出ロール対61の回転方向を正転方向(排出方向)から逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対61によって逆転方向に搬送される記録用紙5は、切替ゲート62によって搬送経路が切り替えられ、略鉛直方向に沿うように形成された両面用搬送経路63へと搬送される。両面用搬送経路63は、表裏を反転させた状態で記録用紙5を用紙搬送ロール対54へと搬送する用紙搬送ロール対64と、搬送ガイド65〜68等を備えている。 A switching gate 62 for switching the paper transport path is provided between the fixing device 40 and the paper discharge roll pair 61. The rotation direction of the paper discharge roll pair 61 can be switched between the normal rotation direction (discharge direction) and the reverse rotation direction. When images are formed on both sides of the recording paper 5, after the trailing edge of the recording paper 5 having an image formed on one side passes through the switching gate 62, the rotation direction of the paper discharge roll pair 61 is changed to the forward rotation direction (discharge). Direction) to the reverse direction. The recording sheet 5 conveyed in the reverse direction by the pair of sheet discharge rolls 61 has its conveying path switched by the switching gate 62 and is conveyed to the double-sided conveying path 63 formed along the substantially vertical direction. The double-sided conveyance path 63 includes a paper conveyance roll pair 64 that conveys the recording paper 5 to the paper conveyance roll pair 54 with the front and back reversed, and conveyance guides 65 to 68.

図16中、符号70は画像形成装置1の本体1aの正面(図中、左側面)に開閉自在に設けられた手差しトレイを示しており、手差しトレイ70と用紙搬送ロール対54との間には、手差しトレイ70に収容された記録用紙5を1枚ずつ送り出す送出装置71と、複数の用紙搬送ロール対72〜74や搬送ガイド75等で構成される手差し給紙搬送路76が設けられている。 In FIG. 16, reference numeral 70 denotes a manual feed tray provided on the front surface (left side in the drawing) of the main body 1a of the image forming apparatus 1 so as to be openable and closable, and between the manual feed tray 70 and the paper transport roll pair 54. Is provided with a feeding device 71 for feeding the recording papers 5 stored in the manual feed tray 70 one by one, and a manual paper feed conveyance path 76 composed of a plurality of paper conveyance roll pairs 72 to 74, a conveyance guide 75, and the like. There is.

また、図16中符号145(Y,M,C,K)は、紙面に垂直な方向に沿って複数配列され、対応する現像装置14(Y,M,C,K)に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。 In addition, reference numeral 145 (Y, M, C, K) in FIG. 16 indicates a plurality of toners which are arranged in a direction perpendicular to the paper surface and are supplied to the corresponding developing device 14 (Y, M, C, K). 3A and 3B respectively show a toner cartridge containing a developer containing the toner.

さらに、図16中符号200は、画像形成装置1の動作を統括的に制御する制御回路を示している。制御回路200は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、あるいはこれらCPUやROM等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。 Further, reference numeral 200 in FIG. 16 indicates a control circuit that controls the overall operation of the image forming apparatus 1. The control circuit 200 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) (not shown), a bus connecting these CPU and ROM, a communication interface, and the like.

<画像形成装置の動作>
以下、画像形成装置1による基本的な画像形成動作について説明する。
<Operation of image forming apparatus>
The basic image forming operation of the image forming apparatus 1 will be described below.

ここでは、前記4つの作像装置10(Y,M,C,K)を使用して、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する動作について説明する。 Here, an operation of forming a full-color image configured by combining toner images of four colors (Y, M, C, K) using the four image forming devices 10 (Y, M, C, K) Will be described.

画像形成装置1は、画像形成動作(プリント)の要求の指令情報を受けると、4つの作像装置10(Y,M,C,K)、中間転写装置20、二次転写装置30、定着装置40等が始動する。 When the image forming apparatus 1 receives the command information of the image forming operation (print) request, the four image forming apparatuses 10 (Y, M, C, K), the intermediate transfer device 20, the secondary transfer device 30, and the fixing device. 40 etc. starts.

そして、各作像装置10(Y,M,C,K)においては、まず各感光体ドラム11が矢印Aで示す方向に回転し、各帯電装置12が各感光体ドラム11の表面を所要の極性(実施の形態2ではマイナス極性)及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置13が、帯電後の感光体ドラム11の表面に対し、画像形成装置1に入力される画像の情報を各色成分(Y,M,C,K)に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。 Then, in each of the image forming devices 10 (Y, M, C, K), each photoconductor drum 11 first rotates in the direction indicated by the arrow A, and each charging device 12 causes the surface of each photoconductor drum 11 to move to a desired position. The polarity (negative polarity in the second embodiment) and the electric potential are charged respectively. An image obtained by the exposure device 13 converting the information of the image input to the image forming device 1 into each color component (Y, M, C, K) on the surface of the photosensitive drum 11 after charging. The light emitted based on the signal is emitted to form an electrostatic latent image of each color component having a required potential difference on the surface thereof.

続いて、各現像装置14(Y,M,C,K)が、感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性(マイナス極性)に帯電された対応する色(Y,M,C,K)のトナーを現像ロール141からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム11に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された4色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化される。 Subsequently, each developing device 14 (Y, M, C, K) has a corresponding color charged to a required polarity (minus polarity) with respect to the electrostatic latent image of each color component formed on the photosensitive drum 11. (Y, M, C, K) toners are respectively supplied from the developing roll 141 to be electrostatically adhered to develop. By this development, the electrostatic latent image of each color component formed on each photoconductor drum 11 is visualized as a four-color (Y, M, C, K) toner image developed with the toner of the corresponding color. Be converted.

その際、現像装置14(Y,M,C,K)では、装置ハウジング140の内部に収容された現像剤4が2つの攪拌搬送部材142,143によって撹拌されつつ搬送され、現像ロール141に現像剤4が供給される。また、現像ロール141に供給された現像剤4は、層厚規制部材144によって層厚が規制され、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像が形成される。 At this time, in the developing device 14 (Y, M, C, K), the developer 4 contained in the device housing 140 is conveyed while being agitated by the two agitating and conveying members 142 and 143, and is developed on the developing roll 141. Agent 4 is supplied. The layer thickness of the developer 4 supplied to the developing roll 141 is regulated by the layer thickness regulating member 144, and an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor drum 11 is formed.

続いて、各作像装置10(Y,M,C,K)の感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置15(Y,M,C,K)が、その各色のトナー像を中間転写装置20の矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト21に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。 Subsequently, when the toner images of the respective colors formed on the photoconductor drums 11 of the respective image forming devices 10 (Y, M, C, K) are conveyed to the primary transfer position, the primary transfer devices 15 (Y, M, C, K) primary transfer the toner images of the respective colors in such a state that they are sequentially superposed on the intermediate transfer belt 21 rotating in the direction indicated by the arrow B of the intermediate transfer device 20.

また、一次転写が終了した各作像装置10では、ドラム清掃装置16が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム11の表面を清掃する。これにより、各作像装置10は、次の作像動作が可能な状態にされる。 In each of the image forming devices 10 that have completed the primary transfer, the drum cleaning device 16 cleans the surface of the photoconductor drum 11 by scraping off the adhering substances. As a result, each image forming device 10 is brought into a state in which the next image forming operation is possible.

続いて、中間転写装置20では、中間転写ベルト21の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置50では、作像動作に合わせて所要の記録用紙5を給紙搬送路56に送り出す。給紙搬送路56では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対54が記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。 Then, in the intermediate transfer device 20, the toner image primarily transferred by the rotation of the intermediate transfer belt 21 is held and conveyed to the secondary transfer position. On the other hand, in the paper feeding device 50, the required recording paper 5 is sent to the paper feeding and conveying path 56 in accordance with the image forming operation. In the paper feeding/transporting path 56, a pair of paper transporting rolls 54 serving as registration rolls feed the recording paper 5 to a secondary transfer position at a transfer timing and supply it.

二次転写位置においては、二次転写装置30の二次転写ロール31が、中間転写ベルト21上のトナー像を記録用紙5に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置20では、ベルト清掃装置27が、二次転写後の中間転写ベルト21の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。 At the secondary transfer position, the secondary transfer roll 31 of the secondary transfer device 30 secondarily transfers the toner images on the intermediate transfer belt 21 onto the recording paper 5 collectively. Further, in the intermediate transfer device 20 that has completed the secondary transfer, the belt cleaning device 27 removes and cleans the adhering substances such as toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer.

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙5は、中間転写ベルト21と二次転写ロール31から剥離された後に搬送ガイド57,58を介して定着装置40まで搬送される。定着装置40では、回転する加熱用回転体41と加圧用回転体42との間の接触部に二次転写後の記録用紙5を導入して通過させることにより、必要な定着処理(加熱及び加圧)をして未定着のトナー像を記録用紙5に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙5は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対61により、例えば、本体1aの上部に設置された用紙排出部60に排出される。 Subsequently, the recording sheet 5 to which the toner image has been secondarily transferred is separated from the intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roll 31 and then conveyed to the fixing device 40 via the conveyance guides 57 and 58. In the fixing device 40, the recording paper 5 after the secondary transfer is introduced into and passed through the contact portion between the rotating heating rotator 41 and the pressing rotator 42, so that a necessary fixing process (heating and heating) is performed. Pressure) to fix the unfixed toner image on the recording paper 5. Finally, when the recording paper 5 after the fixing is completed is an image forming operation for forming an image on one side thereof, the paper discharge roll pair 61 is used to, for example, install the paper on the upper portion of the main body 1a. It is discharged to the discharge unit 60.

また、記録用紙5の両面に画像を形成するときは、片面に画像が形成された記録用紙5のすべてを用紙排出ロール対61により用紙排出部60に排出せずに、用紙排出ロール対61が記録用紙5の後端を保持している間に当該用紙排出ロール対61の回転方向を逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対61により逆方向に搬送される記録用紙5は、切替ゲート62の上部を通過した後、用紙搬送ロール対64や搬送ガイド65〜68等を備えた両面用搬送経路63を介して表裏が反転された状態で用紙搬送ロール対54へと搬送される。用紙搬送ロール対54は、記録用紙5を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給し、記録用紙5の裏面に画像を形成し、用紙排出ロール対61によって本体1aの上部に設置された用紙排出部60に排出する。 When images are formed on both sides of the recording paper 5, the recording paper 5 with the image formed on one side is not discharged to the paper discharge section 60 by the paper discharge roll pair 61, and the paper discharge roll pair 61 is used. While holding the trailing edge of the recording paper 5, the rotation direction of the paper discharge roll pair 61 is switched to the reverse direction. The recording paper 5 conveyed in the opposite direction by the paper discharge roll pair 61 passes through the upper part of the switching gate 62, and then passes through the double-sided conveyance path 63 including the paper conveyance roll pair 64 and the conveyance guides 65 to 68. The sheet is conveyed to the sheet conveyance roll pair 54 with the front and back reversed. The paper transport roll pair 54 sends the recording paper 5 to the secondary transfer position in synchronization with the transfer timing to supply the secondary transfer position, forms an image on the back surface of the recording paper 5, and is installed on the main body 1a by the paper discharge roll pair 61. The sheet is discharged to the sheet discharge unit 60.

以上の動作により、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙5が出力される。 By the above operation, the recording paper 5 on which a full-color image formed by combining toner images of four colors is formed is output.

ところで、現像装置14(Y,M,C,K)では、高温高湿の環境下において長時間放置された場合など、装置ハウジング140の内部に収容された現像剤4にブロッキングと称される凝集が生じることがある。現像装置14(Y,M,C,K)は、装置ハウジング140の内部に収容された現像剤4にブロッキングが生じると、現像剤4を撹拌しつつ搬送する攪拌搬送部材142,143等の負荷が過大となり、現像装置14(Y,M,C,K)を駆動する駆動モータに脱調や駆動ギアの損傷などが生じる虞れがある。 By the way, in the developing device 14 (Y, M, C, K), when the developer 4 is left in a high temperature and high humidity environment for a long time, the developer 4 contained in the device housing 140 is agglomerated, which is called blocking. May occur. In the developing device 14 (Y, M, C, K), when the developer 4 contained in the device housing 140 is blocked, the loads of the agitating and conveying members 142, 143 and the like that convey the developer 4 while stirring it. May become excessive, and the drive motor for driving the developing device 14 (Y, M, C, K) may be out of synchronization or the drive gear may be damaged.

そこで、この参考実施の形態2では、後述するように、現像装置14(Y,M,C,K)に駆動力を伝達する駆動力伝達系がトルク検出装置100を備えている。 Therefore, in the present second reference embodiment, as described later, the developing device 14 (Y, M, C, K) driving force transmission system for transmitting a driving force to is provided with a torque detector 100.

<駆動力伝達装置の構成>
図18は、参考実施の形態2に係るトルク検出装置を適用した駆動力伝達装置を示すものである。
<Structure of driving force transmission device>
Figure 18 shows a driving force transmission apparatus according to the torque detecting device according to a second reference embodiment.

駆動力伝達装置300は、図18に示されるように、駆動源としての駆動モータ301を備えている。駆動モータ301の回転軸には、駆動歯車302が取り付けられている。駆動モータ301の駆動歯車302は、駆動力伝達用の第1の従動歯車303に噛み合わされており、第1の従動歯車303と同軸に設けられた第2の従動歯車304は、直径が大きく設定された減速歯車305を介して、現像装置14に回転駆動力を伝達する第3の従動歯車306に噛み合わされている。また、第3の従動歯車306には、当該第3の従動歯車306と同様に構成され、現像装置14に回転駆動力を伝達する第4の従動歯車307が同軸状に離間して配置されている。 As shown in FIG. 18, the driving force transmission device 300 includes a driving motor 301 as a driving source. A drive gear 302 is attached to the rotation shaft of the drive motor 301. The drive gear 302 of the drive motor 301 is meshed with the first driven gear 303 for transmitting the driving force, and the diameter of the second driven gear 304 provided coaxially with the first driven gear 303 is set large. It is meshed with the third driven gear 306 that transmits the rotational driving force to the developing device 14 via the reduced gear 305. A fourth driven gear 307, which has the same structure as the third driven gear 306 and transmits the rotational driving force to the developing device 14, is coaxially arranged on the third driven gear 306. There is.

ところで、第3の従動歯車306と第4の従動歯車307との間には、図19に示されるように、参考実施の形態2に係るトルク検出装置100が介在するように設けられている。 Meanwhile, the third driven gear 306 is provided between the fourth driven gear 307, as shown in FIG. 19, a torque detecting apparatus 100 according to the second reference embodiment is provided so as to intervene.

トルク検出装置100には、第1の回転体101の歯車として構成された軸支部112に第3の従動歯車306が噛み合わされて回転駆動力が入力されている。また、第2の回転体102の歯車として構成された軸支部112には、第4の従動歯車307が噛み合わされており、第4の従動歯車307からは、カップリング部材308を介して駆動モータ301によって回転駆動される負荷としての図示しない現像装置に回転駆動力が出力される。 In the torque detection device 100, a rotational driving force is input by engaging a third driven gear 306 with a shaft support portion 112 configured as a gear of the first rotating body 101. Further, a fourth driven gear 307 is meshed with the shaft support portion 112 configured as a gear of the second rotating body 102, and from the fourth driven gear 307, a drive motor is provided via a coupling member 308. The rotational driving force is output to a developing device (not shown) as a load rotationally driven by 301.

<駆動力伝達装置の動作>
駆動力伝達装置300は、図18に示されるように、駆動モータ301の回転駆動力が駆動歯車302から第1の従動歯車303、第2の従動歯車304、減速歯車305、第3の従動歯車306、第4の従動歯車307を介して現像装置14に伝達される。その際、第3の従動歯車306と第4の従動歯車307との間には、トルク検出装置100が配置されている。
<Operation of driving force transmission device>
As shown in FIG. 18, in the driving force transmission device 300, the rotational driving force of the driving motor 301 is changed from the driving gear 302 to the first driven gear 303, the second driven gear 304, the reduction gear 305, and the third driven gear. It is transmitted to the developing device 14 via 306 and the fourth driven gear 307. At that time, the torque detection device 100 is arranged between the third driven gear 306 and the fourth driven gear 307.

制御回路200は、トルク検出装置100の光センサー104から出力される信号に基いて、現像装置14の負荷トルクTを演算により求め、当該負荷トルクTを常時あるいは一定時間毎にモニターしている。制御回路200は、トルク検出装置100によって検出された現像装置14の負荷トルクTが所要の上限値を超えたと判定すると、駆動モータ301を停止させてユーザーに警告を知らせるメッセージを図示しない操作パネル等に表示する。 The control circuit 200 calculates the load torque T of the developing device 14 based on the signal output from the optical sensor 104 of the torque detection device 100, and monitors the load torque T constantly or at regular intervals. When the control circuit 200 determines that the load torque T of the developing device 14 detected by the torque detection device 100 exceeds the required upper limit value, the control circuit 200 stops the drive motor 301 and issues a message notifying the user of a warning to the operation panel or the like. To display.

このように、制御回路200は、トルク検出装置100によって検出された現像装置14の負荷トルクTが所要の上限値を超えたとき、駆動モータ301を停止させることにより、現像装置14(Y,M,C,K)を駆動する駆動モータ301の脱調や駆動歯車の損傷などが生じることが回避乃至抑制される。 As described above, the control circuit 200 stops the drive motor 301 when the load torque T of the developing device 14 detected by the torque detecting device 100 exceeds the required upper limit value, and thereby the developing device 14 (Y, M). , C, K), the occurrence of step-out of the drive motor 301 and the damage of the drive gear are avoided or suppressed.

[参考実施の形態3]
図20及び図21は、参考実施の形態3に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置の駆動装置を示すものである。
[ Reference Embodiment 3]
20 and 21 shows a driving device of an image forming apparatus including a torque detection device according to a third reference embodiment.

参考実施の形態3に係るトルク検出装置100は、図20及び図21に示されるように、第1及び第2の回転体が駆動力伝達用の従動歯車及びカップリング部材を兼ねるように構成されている。トルク検出装置100は、第1の回転体101の軸支部112がその外周に平歯等の歯が形成された駆動力伝達用の従動歯車306(図18参照)そのものを構成している。また、第2の回転体102は、軸支部122の先端面に駆動力を図示しない現像装置に伝達するための駆動用の爪127,128を備えており、現像装置に回転駆動力を伝達するカップリング部材を構成している。駆動用の爪127,128は、現像装置14側に設けられる駆動用の爪127,128が凹部等からなる駆動力伝達部に嵌め合わされる。なお、駆動用の爪は、第2の回転体102ではなく、第1の回転体101に設けても良く、第1及び第2の回転体101,102の双方に設けても良い。 As shown in FIGS. 20 and 21, the torque detection device 100 according to the third embodiment is configured such that the first and second rotating bodies also serve as driven gears for driving force transmission and coupling members. ing. In the torque detection device 100, the driven gear 306 (see FIG. 18) itself for transmitting the driving force, in which the shaft support portion 112 of the first rotating body 101 has teeth such as spur teeth formed on the outer periphery thereof. Further, the second rotating body 102 is provided with driving claws 127 and 128 for transmitting the driving force to a developing device (not shown) on the tip end surface of the shaft support portion 122, and transmits the rotational driving force to the developing device. It constitutes a coupling member. The driving claws 127, 128 are fitted to the driving force transmitting portion formed of a recess or the like, the driving claws 127, 128 provided on the developing device 14 side. The driving claw may be provided not on the second rotating body 102 but on the first rotating body 101, or may be provided on both the first and second rotating bodies 101, 102.

この参考実施の形態3では、図20及び図21に示されるように、第3の従動歯車306や第4の従動歯車307、及びカップリング部材308が不要となり、部品点数の削減及び装置の小型化が可能となる。 In this reference embodiment 3, as shown in FIGS. 20 and 21, the third driven gear 306, the fourth driven gear 307, and the coupling member 308 are unnecessary, reducing the number of parts and reducing the size of the apparatus. Can be realized.

[実施の形態1]
図22乃至図24は、実施の形態1に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置の駆動装置を示すものである。
[ Embodiment 1 ]
22 to 24 show a driving device of an image forming apparatus to which the torque detecting device according to the first embodiment is applied.

実施の形態1に係るトルク検出装置100は、図22乃至図24に示されるように、弾性部材として捩じりばねからなるものを用いるのではなく、第1の回転体101と一体的に形成された弾性変形部118を用いるように構成したものである。 As shown in FIGS. 22 to 24, the torque detection device 100 according to the first embodiment does not use a torsion spring as an elastic member but is integrally formed with the first rotating body 101. The elastically deformable portion 118 is configured to be used.

弾性変形部118は、第1の回転体101のフランジ部114と一体的に形成されている。弾性変形部118は、フランジ部114の周方向に沿った端部に、内周方向に沿って正面形状が略V字形状を成すように形成されている。弾性変形部118の先端部118aは、図23に示されるように、第2の回転体102の一対の係止用突起124,125に係止されている。 The elastically deformable portion 118 is formed integrally with the flange portion 114 of the first rotating body 101. The elastically deformable portion 118 is formed at the end portion of the flange portion 114 along the circumferential direction so that the front surface shape is substantially V-shaped along the inner circumferential direction. As shown in FIG. 23, the tip portion 118 a of the elastically deformable portion 118 is locked to the pair of locking projections 124 and 125 of the second rotating body 102.

この実施の形態1では、弾性部材を別途設ける必要がなく、トルク検出装置100を構成する部品点数を減少させることができ、トルク検出装置100を安価に提供することができる。 In the first embodiment , it is not necessary to separately provide an elastic member, the number of parts constituting the torque detection device 100 can be reduced, and the torque detection device 100 can be provided at low cost.

[参考実施の形態4]
図25は、参考実施の形態4に係るトルク検出装置を適用した画像形成装置の駆動装置を示すものである。
[ Reference Embodiment 4 ]
FIG. 25 shows a driving device of an image forming apparatus to which the torque detection device according to the fourth embodiment is applied.

参考実施の形態4に係るトルク検出装置100は、図25に示されるように、弾性部材として捩じりばねからなるものを用いるのではなく、コイルバネ103’を用いるように構成したものである。 As shown in FIG. 25, the torque detection device 100 according to the reference embodiment 4 is configured to use a coil spring 103' instead of using a torsion spring as an elastic member.

コイルバネ103は、第1の回転体101の回転角検出部115に設けられた支持板部119と、第2の回転体102の回転角検出部123に設けられた支持板部128との間に掛け渡されている。 The coil spring 103 is provided between the support plate portion 119 provided on the rotation angle detection unit 115 of the first rotary body 101 and the support plate portion 128 provided on the rotation angle detection unit 123 of the second rotary body 102. It has been passed over.

この参考実施の形態4では、コイルバネ103によって作用する弾性力を相対的に小さく設定することができ、検出するトルクが相対的に小さい場合などに有効である。 In the reference fourth embodiment , the elastic force acting by the coil spring 103 can be set to be relatively small, which is effective when the detected torque is relatively small.

なお、前記参考実施の形態及び実施の形態では、検出手段として、透過型の光センサーを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、反射型の光センサーを用いても良いことは勿論である。 In the reference embodiments and the embodiments, the case where the transmissive optical sensor is used as the detecting means has been described, but the present invention is not limited to this, and the reflective optical sensor may be used. Of course.

また、前記参考実施の形態及び実施の形態では、画像形成装置としてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像を形成するフルカラー画像形成装置について説明したが、モノクロの画像形成装置にも同様に適用することができることは勿論である。 Further, in the above-described reference embodiments and embodiments, the image forming apparatus is a full-color image forming apparatus that forms toner images of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Although described, it is needless to say that the invention can be similarly applied to a monochrome image forming apparatus.

1…画像形成装置
1a…画像形成装置本体
11…感光体ドラム
14…現像装置
100…トルク検出装置
101…第1の回転体
102…第2の回転体
103…捩じりばね
104…光センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Image forming apparatus 1a... Image forming apparatus main body 11... Photosensitive drum 14... Developing device 100... Torque detecting device 101... First rotating body 102... Second rotating body 103... Torsion spring 104... Optical sensor

Claims (4)

回転駆動力の入力側に配置される第1の回転体と、
前記第1の回転体に対して同軸状且つ回転自在に設けられ、回転駆動力の出力側に配置される第2の回転体と、
前記第1の回転体と一体的に形成され、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間に回転方向に沿った弾性力を作用させる弾性部材と、
前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段により検出された前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差に基いてトルクを検出するトルク検出装置。
A first rotating body arranged on the input side of the rotational driving force;
A second rotating body which is provided coaxially and rotatably with respect to the first rotating body and is arranged on the output side of the rotational driving force;
An elastic member that is integrally formed with the first rotating body and that applies an elastic force along the rotation direction between the first rotating body and the second rotating body,
Detection means for detecting a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body;
Equipped with
A torque detection device for detecting torque based on a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body detected by the detecting means.
前記検出手段は、前記第1の回転体及び前記第2の回転体にそれぞれ扇形状に設けられた第1及び第2の回転角検知部を光学的に検知することにより、前記第1の回転体と前記第2の回転体との回転角の位相差を検出する請求項1に記載のトルク検出装置。 The detection means optically detects the first and second rotation angle detection units provided in a fan shape on the first rotating body and the second rotating body, respectively, to thereby detect the first rotation. The torque detection device according to claim 1, wherein a phase difference in rotation angle between a body and the second rotating body is detected. 前記弾性部材は、前記第1の回転体又は前記第2の回転体の回転軸に配置され、一端部が前記第1の回転体に、他端部が前記第2の回転体にそれぞれ係止された捩じりバネからなる請求項1又は2に記載のトルク検出装置。 The elastic member is arranged on a rotation shaft of the first rotating body or the second rotating body, and one end of the elastic member is locked to the first rotating body and the other end is locked to the second rotating body. The torque detection device according to claim 1 or 2, which comprises a twisted spring. 駆動源によって回転駆動される画像形成手段と、
前記駆動源と前記画像形成手段との間に配置され、前記画像形成手段に作用する負荷トルクを検出するトルク検出手段と、
を備え、
前記トルク検出手段として請求項1乃至3のいずれかに記載のトルク検出装置を用いた画像形成装置。
An image forming unit that is rotationally driven by a drive source
A torque detecting unit arranged between the drive source and the image forming unit, for detecting a load torque acting on the image forming unit;
Equipped with
An image forming apparatus using the torque detection device according to claim 1 as the torque detection means.
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