JP7377461B2 - 駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るプリンタ100の概略構成図である。プリンタ100は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー(以下、K、C、M、Yと記す)のトナー像を形成するための四つのプロセスユニット26K,26C,26M,26Yを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のK,C,M,Yトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
カラー駆動装置150は、感光体24Y,24M,24Cを駆動するカラー用感光体モータ51と、現像ローラ81Y,81M,81Cを駆動するカラー用現像モータ160と、カラー用感光体モータ51の駆動力を各感光体24Y,24M,24Cに伝達する感光体ギヤ列50、カラー用現像モータ160の駆動力を各現像ローラ81Y,81M,81Cに伝達する現像駆動ギヤ列15などを有している。
感光体24C,24M,24Yの奥側端部には、感光体駆動軸53aC,53aM,53aYが挿入されて係合するスプライン穴を有する感光体係合部24aC,24aM,24aYを有している。感光体駆動軸53aC,53aM,53aYが感光体係合部24aC,24aM,24aYに係合することで、感光体24C,24M,24Yにカラー用感光体モータ51の駆動力が伝達され、感光体24C,24M,24Yが感光体ギヤ53Y,53M,53Cとともに回転駆動する。
現像内歯外歯一体ギヤ155は、図7に示すように、内歯部155aと外歯部155bと有し、内歯部155aは、カラー用現像モータ160のモータシャフト160aに形成されたモータギヤ164に噛み合っている。
図8に示すように、感光体駆動軸53aY,53aM,53aCが、装置の後側板141を貫通している。そして、後側板141から貫通した感光体駆動軸53aY,53aM,53aCの先端側部分が、感光体係合部24aC,24aM,24aYのスプライン穴に入り込んで駆動連結している。
図9に示すように、カラー用のプロセスユニット26Y,26M,26Cには、位置決めピン26aY,26aM,26aCを備えており、位置決めピン26aY,26aM,26aCが後側板141の位置決め穴142Y,142M,142Cに挿入することで、プロセスユニット26Y,26M,26Cが装置本体に位置決めされる。
図9,図10に示すように、プロセスユニット26Mが装置本体に位置決めされたときプロセスユニット26Mの位置決めピン26aが、現像内歯外歯一体ギヤ155に対向している。
図11(a)に示すように、駆動伝達部材である現像内歯外歯一体ギヤ155は、外周面に外歯部155b、内周面に内歯部155aを有する筒状部1と、軸である駆動ピン163aが挿入される軸挿入孔155cを有する筒状の軸支持部3と、筒状部1の軸方向一端部(プロセスユニット側端部)と、軸支持部3の一端部とを連結する連結部2とからなり、筒状部1の一端側が閉じられたような形状となっている。
図12に示すように、変形量検知手段たる変位検知センサ91が、筒状部1の外周面に対向して配置されている。変位検知センサ91としては、発光素子から測定対象物に向けて照射した光が反射して受光素子に入射するまでの時間を計測して距離を測る測距センサなど、非接触で筒状部1の半径方向の変位を測定できるものである。このように、非接触で変位を測定することで、現像内歯外歯一体ギヤ155の負荷トルクの増加などを防ぐことができる。
図13に示すように、カラー用現像モータ160の駆動を開始したら、制御部90は、変位検知センサ91による筒状部の開口側端部の変位の測定を開始し(S1)、初期位置に対する変位量が閾値を超えたか否かを監視する(S2)。変位量が閾値を超えたとき(S2のYes)は、異常負荷により、現像内歯外歯一体ギヤ155の筒状部1が大きく変形し、内歯部155aがモータギヤ164に対して片当たり状態となっている。従って、このときは、カラー用現像モータ160の駆動を停止する(S3)。これにより、片当たり状態が生じて、駆動し続けるのを防止でき、内歯部155aの内歯に割れが生じ、現像内歯外歯一体ギヤ155が破損してしまうのを未然に防止することができる。さらには、カラーの現像ローラ81Y,81M,81Cの少なくともひとつに異常が発生していることを検知することもできる。
図15に示す変形例では、連結部2の変形量を変位検知センサ91で検知するようにしたものである。
図15に示すように、装置のレイアウトによって、筒状部1の外周面に形成する外歯部155bを、筒状部1の開口側に設ける場合がある。このような場合は、図15に示すように、変位検知センサ91を連結部2と対向配置して、連結部2の変位を測定するようにしてもよい。
(態様1)
カラー用現像モータ160などの駆動源と、内周面に内歯部155aを有する筒状部1を備え、駆動源の駆動力を現像ローラ81Y,81M,81Cなどの被駆動体へ伝達する現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材とを備えたカラー駆動装置150などの駆動装置において、駆動伝達部材の変形を検知する変位検知センサ91などの変形量検知手段と、変形量検知手段の検知結果に基づいて、駆動源を制御する制御部90などの制御手段とを備えた。
現像ローラ81などの被駆動体が何らかの要因により回転駆動し難くなり、異常負荷が発生すると、内歯部155aのモータギヤ164などのギヤとの噛み合い部における内歯の歯面にかかる負荷トルクが増加する。内歯の歯面は、傾斜面であるため、歯面にかかる負荷トルクは、円周方向と半径方向に作用し、負荷トルクの増加により上記半径方向に作用する負荷トルクf1も増加する。この半径方向に作用する負荷トルクf1により筒状部1が軸方向に対して傾くように現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材が変形する場合がある。特に、上記特許文献1に記載のように、筒状部1の外周面に外歯部155bを設けたものでは、外歯部155bの噛み合い部において、外歯部155bの外歯にも半径方向の負荷トルク(図11のf2やf3参照)が加わるため、筒状部1が軸方向に対して傾くように変形しやすい。筒状部1が軸方向に対して傾くと、内歯部155aの噛み合い部において、歯幅方向の一部に歯当たりが集中する片当たりが発生し、歯幅方向の一部に応力が集中する。その結果、内歯部155aの内歯の根元に割れが生じ、駆動伝達部材が破損するおそれがある。
これに対し、態様1では、変位検知センサ91などの変形量検知手段が、片当たりにより内歯に歯割れが発生するおそれがあるほど駆動伝達部材の変形を検知したら、制御部90などの制御手段によりカラー用現像モータ160などの駆動源の駆動を停止することが可能となる。これにより、駆動伝達部材の内歯に歯割れが生じて駆動伝達部材が破損するのを未然に防止することが可能となる。
態様1において、制御部90などの制御手段は、変位検知センサ91などの変形量検知手段が、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の変形量が閾値を超えたことを検知したら、カラー用現像モータ160などの駆動源の駆動を停止する。
これによれば、実施形態で説明したように、内歯が片当たり状態で駆動し続けるのを防止することができ、内歯に割れが発生するのを防止できる。これにより、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の破損を未然に防止することができる。
態様1または2において、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の筒状部1の外周面に外歯部155bを有する。
これによれば、実施形態で説明したように、筒状部1の外歯部の外歯との噛み合い箇所にも半径方向の負荷トルクが加わるため、異常負荷が発生したときに筒状部1が軸方向に傾きやすく、内歯の片当たり状態が生じ、破損しやすい。従って、態様1または2の構成を備えて駆動伝達部材の破損を未然に防ぐことが好適である。
態様1乃至3いずれかにおいて、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、非接触センサである。
これによれば、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の負荷トルクの増加を防止できる。
態様1乃至4いずれかにおいて、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の筒状部1の半径方向の変位を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、内歯の片当たりは、筒状部1の軸方向に傾きに応じて生じる。よって、変位検知センサ91などの変形量検知手段により筒状部1の半径方向の変位を検知する片当たり発生要因である筒状部1の軸方向に対する傾き量を直接検知することができる。これにより、内歯が片当たり状態となっていることを精度よく検知でき、良好に駆動伝達部材の破損を未然に防ぐことができる。
態様5において、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、筒状部1の歯が形成されていない面の半径方向の変位を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、精度よく筒状部1の半径方向の変位を検知することができる。
態様4乃至6いずれかにおいて、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材は、駆動ピン163aなどの軸が挿入される軸挿入孔155cを有する軸支持部3と、軸支持部3と筒状部1の軸方向一端とを連結する連結部2とを備え、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、筒状部1の軸方向他端の半径方向の変位を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の筒状部1が異常負荷により軸方向に対して傾いたときに最も半径方向に変位する筒状部1の軸方向他端を、変位検知センサ91などの変形量検知手段により検知することで、感度よく筒状部1の軸方向に対する傾き量を検知できる。これにより、内歯が片当たり状態となっていることを精度よく検知でき、良好に駆動伝達部材の破損を未然に防ぐことができる。
態様1乃至4いずれかにおいて、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材は、駆動ピン163aなどの軸が挿入される軸挿入孔155cを有する軸支持部3と、軸支持部3と筒状部1の軸方向一端とを連結する連結部2とを備え、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、連結部2の軸方向の変位を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材に異常負荷が加わったときに、連結部2と軸支持部3との連結箇所を支点にして連結部2が半径方向に対して傾き、筒状部1が軸方向に対して傾く。筒状部1が軸方向に対して傾くことで、内歯に片当たりが生じる。よって、連結部2の軸方向の変位を検知して、連結部2の半径方向に対する傾き量を検知することで、筒状部の軸方向に対する傾きを推測することができる。これにより、内歯が片当たり状態となっていることを検知でき、駆動伝達部材の破損を未然に防ぐことができる。
態様8において、変位検知センサ91などの変形量検知手段は、連結部2の半径方向の中央よりも外側の軸方向の変位を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の連結部2が異常負荷により半径方向に対して傾いたときに、最も変位するのが、半径方向の外側端部である。従って、変位検知センサ91などの変形量検知手段により、連結部2の半径方向の中央よりも外側の軸方向の変位を検知することで、感度よく連結部2の半径方向に対する傾き量を検知できる。
態様1乃至9いずれかにおいて、変位検知センサ91などの変形量検知手段が、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の変形量が閾値を超えたことを検知したときに、警告表示行う。
これによれば、ユーザーに異常負荷が発生しているなどの装置に異常が発生している旨を警告することができ、ユーザーに所定の対処を促すことができる。
現像ローラなどの被駆動体と、被駆動体を駆動するカラー駆動装置150などの駆動装置とを備えたプリンタなどの画像形成装置において、駆動装置として、態様1乃至10いずれかの駆動装置を用いた。
これによれば、現像内歯外歯一体ギヤ155などの駆動伝達部材の破損を未然に防ぐことができる。
2 :連結部
3 :軸支持部
15 :現像駆動ギヤ列
23 :現像ユニット
24 :感光体
26 :プロセスユニット
81 :現像ローラ
90 :制御部
91 :変位検知センサ
92 :表示部
93 :外部通信部
94 :パソコン
100 :プリンタ
141 :後側板
144 :後側板
150 :カラー駆動装置
151 :アイドラギヤプーリ
151a :アイドラギヤ部
151b :プーリ部
152 :駆動出力ギヤ
152a :従動ギヤ部
152b :プーリ部
152c :駆動側カップリング部
153 :第一タイミングベルト
154 :第二タイミングベルト
155 :現像内歯外歯一体ギヤ
155a :内歯部
155b :外歯部
155c :軸挿入孔
156 :第一タイトナ
157 :第二タイトナ
160 :カラー用現像モータ
160a :モータシャフト
163a :駆動ピン
164 :モータギヤ
180 :ユニット側現像ギヤ列
181 :従動側カップリング
182 :現像入力ギヤ
183 :現像アイドラギヤ
184 :現像出力ギヤ
Claims (11)
- 駆動源と、
内周面に内歯部を有する筒状部を備え、前記駆動源の駆動力を被駆動体へ伝達する駆動伝達部材とを備えた駆動装置において、
前記駆動伝達部材の変形を検知する変形量検知手段と、
前記変形量検知手段の検知結果に基づいて、前記駆動源を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置において、
前記制御手段は、前記変形量検知手段が、前記駆動伝達部材の変形量が閾値を超えたことを検知したら、前記駆動源の駆動を停止することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2に記載の駆動装置において、
前記駆動伝達部材の筒状部の外周面に外歯部を有することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の駆動装置において、
前記変形量検知手段は、非接触センサであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動装置において、
前記変形量検知手段は、前記駆動伝達部材の筒状部の半径方向の変位を検知することを特徴とする駆動装置。 - 請求項5に記載の駆動装置において、
前記変形量検知手段は、前記筒状部の歯が形成されていない面の変形量を検知することを特徴とする駆動装置。 - 請求項5または6に記載の駆動装置において、
前記駆動伝達部材は、軸が挿入される軸挿入孔を有する軸支持部と、前記軸支持部と前記筒状部の軸方向一端とを連結する連結部とを備え、
前記変形量検知手段は、前記筒状部の軸方向他端の半径方向の変位を検知することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動装置において、
前記駆動伝達部材は、軸が挿入される軸挿入孔を有する軸支持部と、前記軸支持部と前記筒状部の軸方向一端とを連結する連結部とを備え、
前記変形量検知手段は、前記連結部の軸方向の変位を検知することを特徴とする駆動装置。 - 請求項8に記載の駆動装置において、
前記変形量検知手段は、前記連結部の半径方向の中央よりも外側の軸方向の変位を検知することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至9いずれか一項に記載の駆動装置において、
前記変形量検知手段が、前記駆動伝達部材の変形量が閾値を超えたことを検知したときに、警告表示を行うことを特徴とする駆動装置。 - 被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する駆動装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動装置として、請求項1乃至10いずれか一項に記載の駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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JP2017003635A (ja) | 駆動装置及び画像形成装置 |
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