JPH07225538A - 過負荷安全装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクリミッタの次に負荷側に連結する出力
側はすば歯車を同軸に備え、出力側はすば歯車をトルク
リミッタに向けて加圧するばねを設けると、出力側はす
ば歯車の歯荷重により、トルクリミッタの作動が不安定
となるのを改善するのが目的である。 【構成】 駆動クラッチ３９付入力側はすば歯車４１と
出力側はすば歯車４８間に駆動クラッチ３９と噛合する
被動クラッチ４７を軸３８に配列し、被動クラッチ４７
と出力側はすば歯車４８を軸方向に可動の軸継手５４，
５５で連結し、圧縮コイルばね４９を介装した。出力側
はすば歯車４８の推力Ｆ_a は枠体３７で受け、ばね４９
と切り離されているので正確な過負荷トルクで被動クラ
ッチ４７が外れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトルクリミッタを用いた
過負荷安全装置及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザービームプリンタ
等に用いられる画像形成装置としては例えば図９に示さ
れるような構成が知られている。

【０００３】画像形成装置１は原稿台２上の原稿を照射
して走査する光学系２Ａ及び画像信号をレーザ光に変え
て光像を照射する光学系２Ｂと、光像が投影される感光
ドラム１２等からなる画像形成部３を有している。プリ
ンタとして用いる場合画像形成動作が開始されると、先
ずコントローラ（図示せず）によりレーザ発信器に信号
が送られ、レーザ光が発せられる。次にレーザ光が回転
しているミラー９に反射し、反射ミラー１０で折り返さ
れることで感光ドラム１２上に照射される。或は複写を
行う場合光学系２Ａにより原稿台２上の原稿像を照射し
た光像を反射ミラー１０に送って折り返して感光ドラム
１２上に結像する。上記感光ドラム１２に形成された静
電潜像に現像装置１１でもってトナーを付着させること
により感光ドラム１２には光像に対応したトナー像が形
成される。給紙部４にはサイズの異なる記録材Ｐをそれ
ぞれ収納した複数の用紙カセット１４が設けられてい
て、そのいずれかの記録材Ｐが選択されて画像形成部３
の感光ドラム１２に送られる。記録材Ｐは、転写部１５
において感光ドラム１２上のトナー像が転写され、更に
搬送部１６により定着器８に送られてトナー像が定着さ
れる。複写が通常の片面コピーである場合には、記録材
Ｐは送りローラ５対により排紙部６に送られ排紙され
る。記録材Ｐに両面コピーを行う場合は、フラッパ７が
図９に示す位置から矢印３４方向に回動し、定着器８か
ら送りだされる記録材Ｐは送りローラ１７対間の搬送路
２２に導かれる。この時不図示のセンサーによって記録
材Ｐが検知されると反転ローラ２７対が矢印２０の方向
に回転し始める。さらに送りローラ１７対の下方のフラ
ッパ２３が図に示す位置から矢印２４方向に回動し、記
録材Ｐは搬送路２５へ導かれ、反転ローラ２７対により
引込まれる。この記録材Ｐの後端がフラッパ２３の近傍
に設けられた不図示のセンサーを通過して検知される
と、フラッパ２３が切り換わると共に反転ローラ２７対
が逆転し記録材Ｐは搬送路２８を通って排出部２９内へ
送られる。排出部２９内には、複数の排出ローラ３０対
およびフラッパ１８を設けることにより、複数の排出口
１９がそれぞれ形成されている。なお各フラッパ１８は
それぞれソレノイド（図示略）の作動により回動し、上
記排出口１９を開くようになっている。

【０００４】前記排紙部２９には記録材Ｐのサイズを検
知する複数の検知部（図示略）が設けられている。この
検知部により検知された記録材のサイズに従って複数の
排出口１９の何れかから記録材Ｐが排出される。排出部
２９内に送られた記録材Ｐは排出部２９の下方に排出さ
れた中間トレイ２１に排出され、中間トレイ２１の記録
材Ｐは再給紙され既に画像を形成した面の裏面にトナー
像が転写された後に定着器８で定着されて排紙部６から
装置外に排出される。

【０００５】記録材Ｐに多重コピーを行なう場合には、
記録材Ｐは両面コピーと同様にして搬送路２２まで送ら
れてくる。多重コピーの場合は下側のフラッパ２３は図
９の矢印２４と反対方向に回動した位置に留まっていて
搬送路２２から送られてくる記録材Ｐは搬送路２８を経
て排出部２９へ送られた後中間トレイ２１にストックさ
れる。中間トレイ２１から再給紙される記録材Ｐは既に
画像を形成した面に再びトナー像が転写された後定着器
８で定着されて排紙部６から装置外に排出される。

【０００６】上記において、例えば給紙部４では給紙ロ
ーラ１３、給紙搬送部の搬送ローラ３５、レジストロー
ラ３１、画像形成部３においては感光ドラム１２、現像
装置１１の現像ローラ１１ａ、画像形成部３から定着器
８までの搬送部１６の駆動プーリ３３、一対のローラで
ある定着器８、両面或は多重複写のための搬送路の送り
ローラ１７、反転ローラ２７、排出ローラ３０等は夫々
回転部材で不図示の駆動部から駆動力を受けて回転す
る。

【０００７】このような画像形成装置において画像のブ
レや振動、騒音を考慮して駆動部にははすば歯車が多く
使用されており、かつ、歯車列の運動伝達経路の下流で
何らかのトラブル等で負荷が重くなったとき、歯車や装
置の破損を防ぐためにトルクリミッタを設けて、ある定
められた負荷を越えるとトルクリミッタが作動して、歯
車や装置の破損を防止するよう構成されている。

【０００８】ここで従来のトルクリミッタについて図７
を用いて説明する。画像形成装置の枠体３６，３７には
軸３８が固定されている。軸３８には詳細は図示されな
いが駆動クラッチ３９付の入力側はすば歯車４１が回転
自在で軸方向に移動しないように取り付けられている。
又軸３８には駆動クラッチ３９に噛合う被動クラッチ４
２付の出力側はすば歯車４３が回転自在で且つ軸方向移
動自在に嵌合している。出力側はすば歯車４３と機枠３
７間において軸３８には圧縮コイルばね４４が縮設挿入
されている。入力側はすば歯車４１には駆動はすば歯車
４５が噛み合っており、出力側はすば歯車４３には負荷
側はすば歯車４６が噛み合っている。上記において出力
側はすば歯車４３は左ねじれ（図７において側面で見て
右上り）である。

【０００９】駆動クラッチ３９、被動クラッチ４２はク
ラッチ爪を有し、図示矢印イの方向に駆動クラッチ３９
の円筒形周面が移動する方向に対して斜めに互いに圧接
するクラッチ面３９ａ，４２ａが設けてある。このクラ
ッチ面３９ａ，４２ａを設けるように駆動クラッチ３９
には周方向を等配して山３９ｂを設け、この山３９ｂ間
に丁度入る山４２ｂを被動クラッチ４２に設けてある。
このクラッチ爪は通常矢印イの方向への駆動クラッチ３
９の回転駆動状態においてクラッチ面３９ａ，４２ａ及
び駆動クラッチ３９の山３９ｂの頂面３９ｃとこの頂面
３９ｃと対している被動クラッチ４２の山４２ｂ間の谷
底４２ｃは接するが、反クラッチ面３９ｄ，４２ｄ間及
び山４２ｂの頂面４２ｅと山３９ｂ間の谷底３９ｅ間は
隙間を生ずるようにしてある。

【００１０】駆動はすば歯車４５が図示矢印方向に回転
すると、駆動はすば歯車４５に噛合つている駆動クラッ
チ３９付入力側はすば歯車４１は矢印イ方向に回転し、
駆動クラッチ３９は図示矢印イの方向に周面が移動し、
駆動クラッチ３９のクラッチ面３９ａは被動クラッチ４
２のクラッチ面４２ａを圧して被動クラッチ４２を図示
矢印イと同方向へ回転する。この被動クラッチ４２と共
に出力側はすば歯車４３は回転し、出力側はすば歯車４
３は負荷側はすば歯車４６を回転させる。

【００１１】駆動クラッチ３９の回転により、クラッチ
面３９ａ，４２ａ間には法線方向の圧力が生じその分力
として軸３８方向に両クラッチ３９，４２を引き離す方
向の推力が生ずるが圧縮コイルばね４４で駆動クラッチ
３９へ向って被動クラッチ４２が押圧されており、定格
負荷の場合は被動クラッチ４２は軸方向に移動しない。
過負荷が加わるとクラッチ面３９ａ，４２ａ間に生ずる
軸３８方向分力の推力により被動クラッチ４２付出力側
はすば歯車４３は軸３８上を圧縮コイルばね４４を圧し
て右行し、駆動クラッチ３９、被動クラッチ４２の係合
は外れて駆動クラッチ３９付の入力側はすば歯車４１は
軸３８上で空転し、被動クラッチ４２付出力側はすば歯
車４３は停止状態を保つ、この時のクラッチ３９，４２
間の離脱トルクは一定であり、トルクリミッタを構成し
ている。これによって、各はすば歯車４１，４３，４
５，４６及びはすば歯車４５，４６につらなる歯車及び
これらの歯車を支持する軸、軸受等の破損を防止してい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では出力側はすば歯車４３が負荷側はすば歯車４
６に動力を伝達する場合、ピッチ点ＰＰを軸心に向って
みる図８に示すように出力側はすば歯車４３のねじれ角
をβ、ピッチ円周上の接線力をＦとすると、図３の平面
上では歯に直角方向にＦ_n ＝Ｆ／ｃｏｓβの力がはたら
き、また軸方向にはＦ_a ＝Ｆｔａｎβの推力がはたら
く、つまり出力側はすば歯車４３は圧縮コイルばね４４
に推力Ｆ_a を作用することになり、トルクリミッタの離
脱するときの作動トルク即ち、離脱トルク値が不安定に
なるという欠点があった。なんとなれば上記推力Ｆ_a
と、クラッチ面に生ず接線力により生ずるクラッチ面に
対する法線方向力によるクラッチ軸方向の分力である推
力と、は同方向で負荷に比例するが、クラッチの推力の
合力は軸中心と一致し、一方出力側はすば歯車の推力Ｆ
_a はピッチ円近傍（歯の噛合の作用線上）に働き、且つ
クラッチが外れ始めると被動クラッチと一体の出力側は
すば歯車と負荷側はすば歯車が軸方向にずれ、歯荷重の
加わる位置が軸方向にずれるためである。

【００１３】本発明は出力側はすば歯車とトルクリミッ
タを同軸に配したものにおいて、出力側はすば歯車の歯
荷重の状態が離脱トルクに影響を与えないトルクリミッ
タを備えた過負荷安全装置及び画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明はト
ルクリミッタの出力側にトルクリミッタと同軸でトルク
リミッタから駆動される出力側はすば歯車を設け、該出
力側はすば歯車に噛合せた負荷側はすば歯車を介して負
荷側に連結した過負荷安全装置において、出力側はすば
歯車の歯荷重による推力がトルクリミッタに加わらない
ようにトルクリミッタと出力側はすば歯車が軸方向に可
動の軸継手で連結されていることを特徴とする過負荷安
全装置である。

【００１５】本発明の第２の発明はトルクリミッタは駆
動クラッチと被動クラッチが軸方向に加圧部材で加圧さ
れてなることを特徴とする第１の発明に記載の過負荷安
全装置である。

【００１６】本発明の第３の発明は駆動側歯車と噛合う
入力側歯車と同軸上の出力側はすば歯車間にトルクリミ
ッタが介装されていることを特徴とする第１又は第２の
発明に記載の過負荷安全装置である。

【００１７】本発明の第４の発明はトルクリミッタは互
いに噛合うクラッチ爪を備えた駆動クラッチと被動クラ
ッチを同軸上に備え、駆動クラッチを軸方向に不動とす
ると共に被動クラッチを軸方向に移動自在としたことを
特徴とする第３の発明に記載の過負荷安全装置である。

【００１８】本発明の第５の発明は第１から第４の発明
の何れか１つに記載の過負荷安全装置を具備することを
特徴とする画像形成装置である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。なお本発明は前述図９で示した画像形成装置に適用
できるものであって、以下説明する実施例は前述画像形
成装置に適用した場合である。

【００２０】「実施例１」図１は実施例１の側面図、図
２は図１の縦断面図である。図において従来例と同一部
材には同符号を用い、説明を援用する。

【００２１】枠体３６，３７に固定された軸３８には枠
体３６に接してカラー５１が嵌入し、カラー５１に接し
て入力側はすば歯車４１が嵌入し、入力側はすば歯車４
１に接してカラー５２が嵌入し、カラー５２に接する軸
用止め輪５３が軸３８に設けた周方向の溝３８ａに嵌合
し、入力側はすば歯車４１を回転自在で軸方向に移動し
ないように支持している。

【００２２】被動クラッチ４７は駆動クラッチ３９と噛
合う周方向に複数の山４７ｂを配列したクラッチ爪を備
える。被動クラッチ４７のクラッチ爪を設けた軸方向端
面と反対側の端面に駆動側軸継手５４を一体に備える。
出力側はすば歯車４８は軸３８に回転自在に嵌合し、そ
のボス４８ａは枠体３７の面と摺擦しており、ボス４８
ａと反対側の端面には前記した被動クラッチ４７に設け
た駆動側軸継手５４と係合する被動側軸継手５５を備え
ている。

【００２３】図３、図４は夫々が軸方向からみる駆動側
軸継手５４、被動側軸継手５５の正面図である。駆動側
軸継手５４は中空円筒形であって端面の周方向を６等配
して、交互に山５４ａ、谷５４ｂを設けてある。この山
５４ａの側面５４ｃは軸心をとおる平面となっている。
駆動側軸継手５４と同径で中空円筒形の被動側軸継手５
５は端面の周方向を６等配して、交互に山５５ａ、谷５
５ｂを設けてある。山５５ａの側面５５ｃは軸心をとお
る平面となっている。そして、駆動クラッチ５４、被動
クラッチ５５夫々の一方の山５４ａ，５５ａは相手の谷
５４ｂ，５５ｂに軸方向移動自在に嵌合している。図１
のように被動クラッチ４７の山４７ｂの高さをｘとする
と駆動クラッチ３９と被動クラッチ４７が噛合っている
状態において駆動側軸継手５４の山５４ａの頂面５４ｄ
と対向する被動側軸継手５５の谷５５ｂの谷底５５ｄと
の間の距離はｘ＋Δｘに選ばれており、図１の状態か
ら、被動クラッチ４７が軸３８上をｘだけ右行して駆動
クラッチ３９と被動クラッチ４７の係合が外れる位置で
は、前記駆動側軸継手５４の山５４ａの頂面５４ｄと前
記被動側軸継手５５の谷底５５ｄ間はΔｘだけすいてい
るようになっている。又、駆動側軸継手５４の谷底５４
ｅと対向する被動側軸継手５５の山５５ａの頂面５５ｅ
との間は、被動クラッチ４７と駆動クラッチ３９の係合
時はｘ＋Δ、非係合時はΔｘだけすいている。

【００２４】被動クラッチ４７と出力側はすば歯車４８
間には駆動側軸継手５４、被動側軸継手５５に挿入して
圧縮コイルばね４９が縮設されている。

【００２５】このばね４９は駆動クラッチ３９と被動ク
ラッチ４７間に加圧力を加えるものであれば、ばねのよ
うな弾性体に限らず、油空圧のような流体圧によるシリ
ンダ、磁石のようなものであればよく、加圧部材として
材料、形状は限定はされない。

【００２６】上記構成の作用を説明する。駆動はすば歯
車４５が図示矢印方向に回転するとこれと噛合う入力側
はすば歯車４１は矢印イの方向に回転し駆動クラッチ３
９は被動クラッチ４７に回転力を加える。この際、被動
クラッチ４７は右方へ向って推力を受けるが圧縮コイル
ばね４９のばね力で対抗して駆動クラッチ３９と被動ク
ラッチ４７の噛合は保たれており、駆動側軸継手５４か
ら、被動側軸継手５５へ回転力が伝えられ、出力側はす
ば歯車４８が回転し、負荷側はすば歯車４６へ回転力を
伝える。出力側はすば歯車４８には推力Ｆ_a が働くがボ
ス４８ａが枠体３７に接して推力Ｆ_a に抗する。

【００２７】今、過負荷が生ずると、クラッチ面３９
ａ，４７ａ間に生ずる該面に直角な法線方向の力の軸方
向分力によって被動クラッチ４７は圧縮コイルばね４９
のばね力に抗して右行する。この際、駆動側軸継手５４
と被動側軸継手５５は互いに山と谷の重なりを深くす
る。そして駆動クラッチ３９のクラッチ爪と被動クラッ
チ４７のクラッチ爪が外れ、被動クラッチ４７、出力側
はすば歯車４８、負荷側はすば歯車４６は過負荷により
停止し、駆動クラッチ３９付入力側はすば歯車４１は軸
３８上で空転する。空転中駆動クラッチ３９と被動クラ
ッチ４７の夫々の山の頂面３９ｃ，４７ｅが接触してい
る間は駆動クラッチ３９と被動クラッチ４７間には少く
ともクラッチ爪の半径Ｒと前記頂面３９ｃ，４７ｅ間の
摩擦力Ｆとの積ＦＲの回転力で通過し、山と谷が一致す
る位置では圧縮コイルばね４９のばね力で山と谷が少し
くかみ合う方向に移動し矢印イ方向の駆動クラッチ３９
の回転により、クラッチ面３９ａ，４７ａがわずかに係
合して被動クラッチ４７を圧縮コイルばね４９に抗して
押し戻すことをくり返す。

【００２８】「実施例２」図５、図６は夫々が軸継手部
分の変形例である。図５では駆動側軸継手５４に軸３８
を中心とする周上で軸方向のピン５６を植設固定し、被
動側軸継手５５には該ピン５６の嵌合する穴５５ｆを設
けてある。

【００２９】図６では駆動側軸継手５４におすスプライ
ン５４ｇを設け、このおすスプラインに嵌合するめすス
プライン５５ｇを被動側軸継手５５に設けてある。

【００３０】

【発明の効果】本発明の第１の発明は同軸上のトルクリ
ミッタと出力側はすば歯車を切り離して可動の軸継手で
連結してあるので、出力側はすば歯車の歯荷重による推
力がトルクリミッタに作用しない。そのためトルクリミ
ッタの作動が正確となる。

【００３１】本発明の第２の発明は第１の発明において
トルクリミッタを駆動クラッチと被動クラッチを軸方向
に加圧部材で加圧してある。この加圧部材には出力側は
すば歯車の歯荷重によるスラスト力が作用しないので離
脱トルクが一定する。

【００３２】本発明の第３の発明は第１又は第２の発明
において同軸上に入力側はすば歯車、トルクリミッタ、
出力側はすば歯車が並列し、従来例の過負荷安全装置と
容易に置換できる。

【００３３】本発明の第４の発明は第３の発明におい
て、駆動クラッチと被動クラッチに互いに噛合するクラ
ッチ爪を備えたので、過負荷限界付近における作動が正
確である。

【００３４】本発明の第５の発明は画像形成装置に第１
から第４の発明の何れか１つの発明に記載の過負荷安全
装置を設けたので正確な設定過負荷で確実に作動し、確
実に過負荷から、駆動部を保護し、又過負荷でない状態
で作動して装置を停止させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の側面図である。

【図２】図１の縦断面図である。

【図３】図１の駆動側軸継手の正面図である。

【図４】図１の被動側軸継手の正面図である。

【図５】本発明の実施例２の縦断面図である。

【図６】本発明の実施例２の縦断面図である。

【図７】従来例の側面図である。

【図８】従来例の歯荷重の説明図である。

【図９】本発明の適用される画像形成装置の実施例の縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ３６ 枠体 ３７ 枠体 ３８ 軸 ３９ 駆動クラッチ ４１ 入力側はすば歯車 ４７ 被動クラッチ ４８ 出力側はすば歯車 ４９ 圧縮コイルばね ５４ 駆動側軸継手 ５５ 被動側軸継手

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルクリミッタの出力側にトルクリミッ
   タと同軸でトルクリミッタから駆動される出力側はすば
   歯車を設け、該出力側はすば歯車に噛合せた負荷側はす
   ば歯車を介して負荷側に連結した過負荷安全装置におい
   て、出力側はすば歯車の歯荷重による推力がトルクリミ
   ッタに加わらないようにトルクリミッタと出力側はすば
   歯車が軸方向に可動の軸継手で連結されていることを特
   徴とする過負荷安全装置。
2. 【請求項２】 トルクリミッタは駆動クラッチと被動ク
   ラッチが軸方向に加圧部材で加圧されてなることを特徴
   とする請求項１に記載の過負荷安全装置。
3. 【請求項３】 駆動側歯車と噛合う入力側歯車と同軸上
   の出力側はすば歯車間にトルクリミッタが介装されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の過負荷安全
   装置。
4. 【請求項４】 トルクリミッタは互いに噛合うクラッチ
   爪を備えた駆動クラッチと被動クラッチを同軸上に備
   え、駆動クラッチを軸方向に不動とすると共に被動クラ
   ッチを軸方向に移動自在としたことを特徴とする請求項
   ３に記載の過負荷安全装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４の何れか１つに記載の過
   負荷安全装置を具備することを特徴とする画像形成装
   置。