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JP2018031691A - Torque detection device and image forming apparatus - Google Patents

Torque detection device and image forming apparatus Download PDF

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JP2018031691A
JP2018031691A JP2016164370A JP2016164370A JP2018031691A JP 2018031691 A JP2018031691 A JP 2018031691A JP 2016164370 A JP2016164370 A JP 2016164370A JP 2016164370 A JP2016164370 A JP 2016164370A JP 2018031691 A JP2018031691 A JP 2018031691A
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峻広 合田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the degree of freedom of a torque detection position compared with a case where torque is detected by detecting a current flowing in a driving source.SOLUTION: A torque detection device comprises: a first rotating body 101 that is arranged on a side to which a rotational driving force is input; a second rotating body 102 that is provided coaxially and rotatably with respect to the first rotating body 101 and arranged on a side from which the rotational driving force is output; an elastic member 103 that causes an elastic force along a rotation direction to act between the first rotating body 101 and the second rotating body 102; and detection means 104 that detects a phase difference in rotation angle between the first rotating body 101 and the second rotating body 102. The torque detection device detects torque on the basis of the phase difference in rotation angle between the first rotating body 101 and the second rotating body 102 detected by the detection means 104.SELECTED DRAWING: Figure 1

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, some torque detection devices are configured to use a drive motor as a drive source for rotationally driving a drive target and detect 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 already been 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 attaching 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 the toner image is transferred. In an image forming apparatus including a cleaning device that removes and collects, a recycling unit that transports the collected toner collected by the cleaning device to the developing device side, and a transport load of the recycling unit increases beyond 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 stores a developer, a developing unit that visualizes a latent image formed on an image carrier using the developer, and a developer that is stored in the developer container. In the image forming apparatus having a developer conveying member for conveying or stirring the toner, a driving force transmitting means for transmitting a driving force for rotating the developer conveying member, and a rotation speed of the developer conveying member The developer conveying member swings in response to a change in load resistance caused by the developer when entering the developer and retracting from the stored developer, and the swing The amount of developer in the developer container is sequentially detected by detecting the change in the rotation speed caused by the above-described detection 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 accommodates a developer collected from an image carrier, a stirring member that stirs the developer in the collection container, and two shafts that transmit rotational force to the stirring member. A torque limiter that couples and shuts off the shafts, and a fullness determination unit that detects a shutoff state between the shafts and determines that the recovery container is full of developer based on the detected shutoff state Each of the cams provided on the shafts to be engaged with each other, and one of the cams is urged and moved to move each of the cams. Are connected to each other and the shafts are coupled to each other. The spring is provided on the one cam, and the first rotating member that rotates together with the one cam and the one cam. Positioned along a provided axis, In which it is provided between the second rotary member which rotates together with the square of the cam.

特開平10−254318号公報JP-A-10-254318 特開平11−84850号公報JP 11-84850 A 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 a torque detection position as compared with a case where torque is detected by detecting a current flowing through a drive source.

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 torque detection accuracy as compared with the case of detecting torque by detecting a current flowing through a drive source.

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 includes a first rotating body arranged on the input side of the rotational driving force;
A second rotating body provided coaxially and rotatably with respect to the first rotating body and disposed on the output side of the rotational driving force;
An elastic member for applying an elastic force along a rotation direction between the first rotating body and the second rotating body;
Detecting means for detecting a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body;
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 detectors provided in a fan shape on the first rotating body and the second rotating body, respectively. The torque detection device according to claim 1, wherein a phase difference between rotation angles of 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 disposed on a rotation shaft of the first rotating body or the second rotating body, one end is on the first rotating body, and the other end is on the other end. The torque detection device according to claim 1, wherein the torque detection device includes 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。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided image forming means that is rotationally driven by a drive source;
A torque detecting means that is disposed between the drive source and the image forming means and detects a load torque acting on the image forming means;
With
An image forming apparatus using the torque detection device according to claim 1 as the torque detection 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 first aspect of the present invention, 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。   According to the first aspect of the present invention, the torque detection accuracy can be improved as compared with the case where the torque flowing is detected by detecting the current flowing through the drive source.

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 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 rotating body and the second rotating body, respectively. Compared to the case where the phase difference of the rotation angle between the first rotating body and the second rotating body is not detected, the first rotating body and the second rotating body can be detected with a simple configuration. 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, the elastic member is not composed of a torsion spring in which one end is locked to the first rotating body and the other end is locked to the second rotating body. Compared to the case, the elastic member can be downsized.

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. And can easily cope with torque fluctuations of the image forming means.

この発明の実施の形態1に係るトルク検出装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るトルク検出装置を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a torque detector according to Embodiment 1 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. 4A is a perspective view showing the surface of the first rotating body, and FIG. 4B 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. 4A is a perspective view showing the surface of the second rotating body, and FIG. 4B is a perspective view showing the back surface of the second rotating body. この発明の実施の形態1に係るトルク検出装置を示す平面図である。It is a top view which shows the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図5のE−E線矢示図である。It is the EE arrow line figure 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 views showing the operation of the torque detection device according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態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 Embodiment 1 of this invention. 同図(a)(b)(c)はこの発明の実施の形態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) are schematic diagrams respectively showing the principle of the torque detection device according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態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 Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るトルク検出装置の原理を示すグラフである。It is a graph which shows the principle of the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this 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 relationship between the exposure time of an optical sensor, and 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。It is a graph which shows the relationship between angle (theta) of the 1st and 2nd rotation angle detection part, and the load torque. この発明の実施の形態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。It is a block diagram which shows the image forming apparatus to which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is applied. この発明の実施の形態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。It is a block diagram which shows the image formation part of the image forming apparatus to which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is applied. 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 apparatus. この発明の実施の形態2に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。It is a perspective block diagram which shows the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態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 which shows the driving force transmission device to which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention is applied. この発明の実施の形態3に係るトルク検出置を示す斜視構成図である。It is a perspective block diagram which shows the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態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. この発明の実施の形態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. この発明の実施の形態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. この発明の実施の形態5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 5 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.

[実施の形態1]
図1及び図2は、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。
[Embodiment 1]
1 and 2 show a torque detection apparatus according to the first embodiment. FIG. 1 shows the entirety of the torque detection device, and FIG. 2 shows a state where components 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 divided into a first rotating body 101 disposed on the input side of the rotational driving force and a coaxial shape with respect to the first rotating body 101. An elastic force is applied along the rotational direction between the second rotating body 102 provided rotatably and arranged on the output side of the rotational driving force, and the first rotating body 101 and the second rotating body 102. A torsion spring 103 (see FIG. 2) as an example of the elastic member to be moved, and a transmission type as an example of detection means for detecting the phase difference of the rotation angle between the first rotating body 101 and the second rotating body 102 The optical sensor 104 is provided. The first rotating body 101 and the second rotating body 102 are supported so as to be rotatable with respect to the rotating shaft 105.

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 includes a shaft support portion 112 formed in a columnar shape having an insertion hole 111 into which the rotation shaft 105 is inserted at the center, and the shaft support portion 112 on one side surface of the shaft support portion 112. A disk part 113 formed in a disk shape having an outer diameter (diameter) larger than the support part 112, and formed so as to form a part of a cylindrical shape in a state of standing along the axial direction at the outer peripheral end of the disk part 113 The flange portion 114 is formed in a fan shape so as to form a required center angle β smaller than the center angle α of the flange portion 114 outward in the radial direction on the outer peripheral surface of the front end along the axial direction of the flange portion 114. The rotation angle detection unit 115 is integrally formed. In addition, an insertion hole 111 of the shaft support portion 112 is provided in the center of the disc portion 113, and a cylindrical mounting portion 116 for mounting the torsion spring 103 is flanged along the axial direction. It is provided to have the same height (length) as the portion 114. Further, the flange 114 has a locking groove 117 for locking the linearly formed one end 131 a of the torsion spring 103 at a position corresponding to the one end 115 b of the rotation angle detecting unit 115. It is formed to a depth that reaches the surface of the portion 113. The first rotating body 101 is rotatably mounted on the rotating shaft 105. The first rotator 101 may be configured as a mere rotator, or may be configured as a gear for transmitting a rotational driving force by forming teeth such as spur teeth on the outer periphery of the shaft support portion 112. The first rotating body 101 is integrally formed by synthetic resin injection molding or the like. Further, when a large torque acts on the first rotating body 101, it may be formed integrally with 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 shielding 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 with 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. Normally, one end edge 115 a along the rotation direction (circumferential direction) of the rotation angle detection unit 115 formed in the fan shape of the first rotating body 101 is detected by the optical sensor 104. In the first rotating body 101, one end 131a of the torsion spring 103 is locked to the other end edge 115b of the rotation angle detecting unit 115, and the other end edge 115b of the rotation angle detecting unit 115 is engaged. Is the point of action where the rotational force acts.

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 includes a cylindrical support 122 having a cylindrical shape having an insertion hole 121 into which the rotary shaft 105 is inserted at the center, and one side of the support 122. The second rotation angle detector 123 formed in a fan shape so as to form a required central angle γ outward in the radial direction, and opposed to the outer surface of the second rotation angle detector 123 via a required gap A pair of locking protrusions 124 and 125 are formed to lock the other end 131b of the torsion spring 103 formed in a straight line. In addition, the arc portion 126 having a small outer diameter formed in the opening of the second rotation angle detection unit 123 is configured to have the same outer diameter as the disk portion 113 of the first rotating body 101, for example. The As shown in FIGS. 5 and 6, the pair of locking protrusions 124 and 125 are arranged so 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 mounted on the rotating shaft 105. The second rotating body 102 may be configured as a mere rotating body, but the shaft support portion 122 may be configured as a gear having teeth such as spur teeth formed on the outer periphery and transmitting a rotational driving force. The second rotating body 102 is also integrally formed by synthetic resin injection molding or the like. Further, as in the case of the first rotating body 101, the second rotating body 102 may of course be integrally formed with metal or the like instead of synthetic resin when a large torque acts.

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。   Similar to the rotation angle detection unit 115 of the first rotator 101, the rotation angle detection unit 123 of the second rotator 102 blocks the light from the optical sensor 104, thereby preventing the second rotator 102 from rotating. 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 with the first rotating body 101, that is, the second rotating body 102. And the phase difference between the rotation angles of the first rotator 101 are detected. Normally, one end edge 123a along the rotation direction (circumferential direction) of the rotation angle detection unit 123 formed in the fan shape of the second rotating body 102 is detected by the optical sensor 104. The rotation angle detection unit 123 of the second rotating 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 rotating body 101. ing. In the second rotating body 102, the other end 131 b of the torsion spring 103 is locked in the vicinity of the other end 123 a of the rotation angle detection unit 123, and the other end edge of the rotation angle detection unit 123. 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 where the first rotation angle detection unit 115 and the second rotation angle detection unit 123 overlap each other. Initially, the first rotating body 101 and the second rotating body 102 are in a state in which no torque acts between them, and the edge 115a and the edge 123a of the second rotation angle detector 123 are They are combined so that a gap with a predetermined angle θ 0 is formed therebetween. That is, the torsion spring 103 is configured so that one end portion 131 a of the torsion spring 103 is locked to the groove portion 117 of the first rotating body 101 in a free state where no torque is applied. The end 131 b is locked between the pair of locking protrusions 124 and 125 of the second rotating body 102, so that the end edge 115 a of the first rotation angle detection unit 115 and the second rotation angle detection unit 123. A gap with a predetermined angle θ 0 is formed between the edge 123a and the 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 has an annular portion 131c in which a metal elastic wire 131 having a required rectangular or circular cross section is wound in an annular shape along the axial direction a required number of times. And both ends 131a and 131b of the elastic wire 131 are configured to extend in the tangential direction of the annular portion 131c. The torsion spring 103 is formed by appropriately adjusting the cross-sectional shape and thickness of the metal elastic wire 131, the diameter of the annular portion 131c, the number of windings, and the like. The elastic force (torsional rigidity) along the rotation direction is set to a predetermined value. In addition, the one end part 131b of the elastic wire 131 is formed longer than the other end part 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 FIG. 1 and FIG. 2, the first and second rotating bodies 101 and 102 have the rotating shaft 105 inserted into the insertion hole 111 of the first rotating body 101 and the first rotating body 101 is attached. The annular portion 131 c of the torsion spring 103 is inserted into the portion 116, and one end portion 131 a 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 rotation angle detecting section 115 of the first rotating body 101 and the rotation angle detecting section 123 of the second rotating body 102 overlap each other. It is mounted via. The other end 131 b of the torsion spring 103 is locked to the pair of locking protrusions 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, as shown in FIG. 8, the optical sensor 104 includes a sensor main body 151 formed in an elongated rectangular parallelepiped shape. On one side surface of the sensor main body 151, a pair of facing portions 152 and 153 are provided so as to face each other with the rotation angle detecting portions 115 and 123 of the first and second rotating bodies 101 and 102 interposed therebetween. . One facing portion 152 incorporates a light emitting element such as an LED (not shown). The other facing portion 153 includes a light receiving element such as a photodiode (not shown). 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, whereby the first and second rotating bodies 101, Each rotation angle detection unit 115, 123 of 102 is 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 means including a CPU for calculating and detecting torque via a cable (not shown) connected to the socket portion 156. Sent to the 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 detector>
As shown in FIG. 1, the torque detection apparatus 100 receives a rotational driving force of a driving motor (not shown) as a driving source that is input to the first rotating body 101 and is input to the first rotating body 101. Is transmitted to the second rotating body 102 via the torsion spring 103, and a 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 provided coaxially and rotatably with respect to the rotating shaft 105, and the first rotating body 101 and the second rotating body 102 are provided. An elastic force (torsional rigidity) along the rotational direction is applied to 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 detector 100 rotates the first rotating body 101, a rotational driving force is applied to the second rotating body 102 in a state where torsional rigidity is applied 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 has the load torque T applied 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 is configured so that the torque does not act between the first rotating body 101 and the second rotating body 102, and the first rotating body 101. Is set such that a required phase difference θ 0 (= θ) initially exists between the rotation angle detection unit 115 of the second rotation body 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, the torque of the load is T, the rotational angular velocity of the first rotating body 101 during steady rotation is ω, the torsional rigidity of the torsion spring 103 is k, and the phase of the rotational angle detecting unit 115 of the first rotating body 101 is θ in , the phase of the rotation angle detector 123 of the second rotator 102 is θ out , the first rotation angle detector 115 in the first rotator 101 and the second rotation angle detection in the second rotator 102. The angle formed by the unit 123 is θ, the initial gap between the rotation angle detection unit 115 of the first rotator 101 and the rotation angle detection unit 123 of the second rotator 102 is θ 0 , and the first detected by the optical sensor 104. If the exposure time in the gap 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 is t, the following relational expression is established.

Figure 2018031691
Figure 2018031691

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, 9B, 11B, and 11C show the rotation angle detector 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. FIG. This shows the state where the angle θ formed by the detection unit 123, that is, the phase difference is different. As load torque T (T2> T1) increases, rotation angle difference θ (phase difference) formed by rotation angle detector 115 of first rotating body 101 and rotation angle detecting section 123 of 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 (rotation angle difference 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 is 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 obtained by the arithmetic processing by the control circuit 200 based on the following expression which is the relational expression represented by [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 relational expression shown in Equation 1 based on the signal corresponding to the exposure time t output from the optical sensor 104. In the relational expression shown in Equation 1, the rotational 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 rotational speed ω is an unknown value, the control circuit 200 detects the rising period of the signal corresponding to the exposure time t output from the optical sensor 104, so that the rotational speed ω is determined by the signal rising period. It is obtained as the reciprocal of. Therefore, in the torque detection device 100 according to this embodiment, even when the rotational speed ω is an unknown value, the rotational speed ω is obtained from the signal rising period.

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 rotational speed ω is a known value, the control circuit 200 obtains the angle θ based on the signal corresponding to the exposure time t output from the photosensor 104,
You may comprise so that the load torque T may be calculated | required by calculation based on angle (theta).

このように、上記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。   Thus, in the torque detection device 100 according to the above-described embodiment, it is not necessary to detect the current flowing through the drive source and the driving force is lower than when detecting the torque by detecting the current flowing through the drive source. Torque can be detected at an arbitrary position for transmission, and the degree of freedom of the torque detection position can be improved.

また、上記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 embodiment, it is not necessary to detect the current flowing through the drive source, as compared with the case where the current flowing through the drive source is detected and the torque is detected. The phase difference between the rotation angles of the rotating bodies 101 and 102 can be detected with high accuracy by the optical sensor 104, so that the torque detection accuracy can be improved. Can do.

[実施の形態2]
図16及び図17は、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。
[Embodiment 2]
16 and 17 illustrate an image forming apparatus to which the torque detection device according to the second embodiment is applied. FIG. 16 shows the entire image forming apparatus, and FIG. 17 shows an image forming unit of the image forming apparatus.

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 apparatuses 10 as an example of an image forming unit that forms a toner image developed with toner constituting the developer 4, and toner images formed by the image forming apparatuses 10. An intermediate transfer device 20 that respectively holds and finally transports it to a secondary transfer position for secondary transfer onto a recording sheet 5 as an example of a recording medium, and a required recording to be supplied to the secondary transfer position of the intermediate transfer device 20 A paper feeding device 50 that accommodates and conveys the paper 5 and a fixing device 40 that fixes the toner image on the recording paper 5 that is secondarily transferred by the intermediate transfer device 20 are provided. In the figure, reference numeral 1a denotes a main body of the image forming apparatus 1, and the main body 1a is formed of a support structure member, an exterior 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 respectively form four color toner images exclusively for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). It is configured. These four image forming devices 10 (Y, M, C, K) are arranged so as to be arranged in a line in an inclined state in the internal space of the main body 1a. The four image forming devices 10 (Y, M, C, and K) are relatively high because the yellow (Y) image forming device 10Y is positioned above the vertical direction, and the black (K) image forming device. 10K exists at a relatively low position.

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。   The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming devices 10 (Y, M, C, and K) each include an electrostatic latent image as shown in FIGS. A rotating photosensitive drum 11 is provided as an example of an image holding member for holding an image, and the following devices as examples of toner image forming means are mainly disposed around the photosensitive drum 11. ing. The main devices are a charging device 12 that charges a peripheral surface (image holding surface) on the photosensitive drum 11 on which an image can be formed to a required potential, and image information (on the charged peripheral surface of the photosensitive drum 11). The 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 (for each color) having a potential difference, and the corresponding color (Y , M, C, K) developing device 14 (Y, M, C, K) which develops with toner of developer 4 to form a toner image, and primary transfer means for transferring each toner image to intermediate transfer device 20 Primary transfer device 15 (Y, M, C, K) as an example, and drum cleaning device that removes adhering matter such as toner remaining on the image holding surface of the photosensitive drum 11 after the primary transfer and cleans it. 16 (Y, M, C, K).

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 photosensitive drum 11 is formed by forming an image holding surface having a photoconductive layer (photosensitive layer) made of a photosensitive material on the peripheral surface of a cylindrical or columnar base material to be grounded. The photosensitive 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 includes a contact-type charging roll that is disposed 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 disposed 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 forms an electrostatic latent image by irradiating the circumferential surface of the charged photosensitive drum 11 with light configured according to image information input to the image forming apparatus 1. Is. When the latent image is formed, image information (signal) input to the image forming apparatus 1 by any means is transmitted to the exposure apparatus 13.

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 photosensitive drum 11 with light corresponding to image information by LEDs (Light Emitting Diodes) as a plurality of light emitting elements arranged along the axial direction of the photosensitive drum 11 to electrostatic latent images. The LED print head that forms As the exposure device 13, a device that deflects and scans laser light configured according to image information along the axial direction of the photosensitive 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 interior of a device housing 140 as an example of a developer storage container in which an opening and a storage chamber for the developer 4 are formed. In addition, a developing roller 141 that holds the developer 4 and conveys it to the developing region facing the photosensitive drum 11, and a stirring and conveying member such as two screw augers that convey the developer 4 while passing the developing roller 141 while stirring the developer 4. 142, 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 from a power supply device (not shown) between the developing roll 141 and the photosensitive drum 11. Further, the developing roll 141 and the agitating / conveying members 142 and 143 are rotated in a required direction by receiving 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 nonmagnetic 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 in contact with the periphery of the photosensitive drum 11 via an intermediate transfer belt 21 and rotates, and a contact type provided with a primary transfer roll to which a primary transfer voltage is supplied. This is a 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 disposed so as to be in contact with the peripheral surface of the photosensitive drum 11 after the primary transfer with a container-shaped main body 160 that is partially opened at a required pressure. A cleaning plate 161 that removes and removes deposits such as toner, and a sending member 162 such as a screw auger that collects and removes deposits such as toner removed by the cleaning plate 161 and sends them to a collection system (not shown). ing. As the cleaning plate 161, a plate-like 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 disposed so as to exist at a position 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 the 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 hold the toner in a desired state from the inner surface thereof. The secondary transfer device 30 as an example of a secondary transfer member for secondary transfer of the toner image on the intermediate transfer belt 21 to the recording paper 5, and the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 21 after passing through the secondary transfer device 30 And a belt cleaning device 27 that removes and adheres toner, paper dust, and other adhering matter.

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 driving device (not shown), the belt support roll 23 is configured as a surface roll that holds the traveling position of the intermediate transfer belt 21, and the belt support roll 24 is The intermediate transfer belt 21 is configured as a tension applying roll that applies tension. The belt support roll 25 is configured as a secondary transfer backup roll. It is comprised as a support roll which 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 is configured such that the intermediate transfer belt 21 has a secondary transfer position at the secondary transfer position that is the outer peripheral surface portion of the intermediate transfer belt 21 supported by the belt support roll 25 in the intermediate transfer device 20. The contact type transfer device includes a secondary transfer roll 31 that rotates in contact with a 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 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 disposed so as to come into contact with the peripheral surface of the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer and the container-like main body 270 partially opened to remove adhered matters such as residual toner. The cleaning plate 271 is cleaned, and the adhering material such as toner removed by the cleaning plate 271 is collected and sent to a collecting system (not shown) and sent out such as a screw auger. As the cleaning plate 271, a plate-like 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. A belt-type or drum-type pressurizing rotator 42 rotating in contact with each other is arranged. In the fixing device 40, a contact portion where the heating rotator 41 and the pressing rotator 42 come into contact becomes a fixing processing portion (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 sheet feeding device 50 is disposed so as to be present at a position below the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming devices 10 (Y, M, C, K). Is done. The paper feeding device 50 is a single (or plural) paper container 51 that accommodates recording papers 5 of a desired size and type, and sends out the recording paper 5 from the paper container 51 one by one. It is mainly composed of devices 52 and 53. The paper container 51 is attached, for example, so that it can be pulled out to the front side (side surface on which the user faces during operation) of the main body 1a, that is, the left side surface 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, and OHP sheet used in electrophotographic copying machines, printers, and the like. In order to further improve the smoothness of the image surface after fixing, the surface of the recording paper 5 is preferably as smooth as possible. For example, coated paper in which the surface of plain paper is coated with resin, art paper for printing, etc. So-called cardboard having a relatively large basis weight can 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 paper feeding device 50 and the secondary transfer device 30, a single (or plural) paper conveyance roll pair 54, a conveyance guide 55, and the like that convey the recording paper 5 delivered from the paper supply device 50 to the secondary transfer position. Is provided. The pair of paper transport rolls 54 is configured as, for example, a roll (registration roll) that adjusts the transport timing of the recording paper 5. Further, a conveyance guide for conveying the recording sheet 5 after the secondary transfer fed from the secondary transfer roll 31 of the secondary transfer device 30 to the fixing device 40 between the secondary transfer device 30 and the fixing device 40. 57, 58, etc. are provided. Further, in the portion near the paper discharge port formed in the main body 1 a, the recording paper 5 after fixing sent out from the fixing device 40 is fed to a paper discharge portion 60 provided on the upper portion of the main body 1 a via the conveyance guide 59. A paper discharge roll pair 61 for discharging is disposed.

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。   Between the fixing device 40 and the paper discharge roll pair 61, a switching gate 62 for switching the paper transport path is provided. The rotation direction of the paper discharge roll pair 61 can be switched between a normal rotation direction (discharge direction) and a reverse rotation direction. When images are formed on both sides of the recording paper 5, after the rear end 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 set to the normal rotation direction (discharge). Direction) to reverse direction. The recording paper 5 transported in the reverse direction by the paper discharge roll pair 61 is transported to the double-sided transport path 63 formed so as to be substantially along the vertical direction by switching the transport path by the switching gate 62. The duplex conveyance path 63 includes a sheet conveyance roll pair 64 that conveys the recording sheet 5 to the sheet conveyance roll pair 54 with the front and back sides 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 that is openably and closably provided on the front surface (left side surface in the figure) of the main body 1 a of the image forming apparatus 1, and between the manual feed tray 70 and the pair of paper transporting rolls 54. Is provided with a feeding device 71 for feeding the recording sheets 5 stored in the manual feed tray 70 one by one, and a manual feed conveyance path 76 including a plurality of sheet conveyance roll pairs 72 to 74, a conveyance guide 75, and the like. Yes.

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。   Also, reference numeral 145 (Y, M, C, K) in FIG. 16 is arranged in a plurality along a direction perpendicular to the paper surface, and at least the toner supplied to the corresponding developing device 14 (Y, M, C, K). Each of the toner cartridges containing the developer is shown.

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 comprehensively controls the 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), a bus connecting these CPUs and ROM, a communication interface, and the like (not shown).

<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>
Hereinafter, a basic image forming operation by the image forming apparatus 1 will be described.

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, using the four image forming devices 10 (Y, M, C, K), an operation of forming a full-color image configured by combining toner images of four colors (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 command information for requesting an image forming operation (printing), the four image forming apparatuses 10 (Y, M, C, K), the intermediate transfer apparatus 20, the secondary transfer apparatus 30, and the fixing apparatus. 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。   In each image forming device 10 (Y, M, C, K), each photoconductor drum 11 is first rotated in the direction indicated by an arrow A, and each charging device 12 makes a required surface of each photoconductor drum 11 on the surface. Each is charged to a polarity (negative polarity in Embodiment 2) and a potential. Subsequently, the exposure apparatus 13 converts the image information input to the image forming apparatus 1 into each color component (Y, M, C, K) with respect to the surface of the photosensitive drum 11 after charging. The light emitted on the basis of the signal is irradiated to form an electrostatic latent image of each color component composed of a required potential difference on the surface.

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 with a required polarity (minus polarity) with respect to the electrostatic latent image of each color component formed on the photosensitive drum 11. Development is performed by supplying (Y, M, C, K) toner from the developing roll 141 and electrostatically adhering them. By this development, the electrostatic latent images of the respective color components formed on the respective photosensitive drums 11 are visualized as toner images of four colors (Y, M, C, K) respectively developed with the corresponding color toners. It becomes.

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 that time, in the developing device 14 (Y, M, C, K), the developer 4 accommodated in the device housing 140 is transported while being stirred by the two stirring transport members 142 and 143, and is developed on the developing roll 141. Agent 4 is supplied. Further, the developer 4 supplied to the developing roll 141 is regulated in layer thickness by the layer thickness regulating member 144, and an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive 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 each color toner image formed on the photosensitive drum 11 of each image forming device 10 (Y, M, C, K) is conveyed to the primary transfer position, the primary transfer device 15 (Y, M, C, K) are primarily transferred in such a manner that the toner images of the respective colors are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 21 that rotates 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。   Further, in each image forming apparatus 10 for which the primary transfer has been completed, the drum cleaning device 16 cleans the surface of the photosensitive drum 11 by removing the adhered material so as to scrape off. Thereby, each image forming apparatus 10 is brought into a state in which the next image forming operation can be performed.

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。   Subsequently, 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, the paper feeding device 50 sends out the required recording paper 5 to the paper feeding conveyance path 56 in accordance with the image forming operation. In the paper feed transport path 56, a pair of paper transport rolls 54 as registration rolls feeds the recording paper 5 to the secondary transfer position in accordance with the transfer timing.

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 collectively transfers the toner image on the intermediate transfer belt 21 onto the recording paper 5. Further, in the intermediate transfer device 20 after the secondary transfer is completed, the belt cleaning device 27 removes adhered matters such as toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer, and cleans it.

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 paper 5 on which the toner image has been secondarily transferred is peeled 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 necessary fixing process (heating and heating) is performed by introducing and passing the recording sheet 5 after the secondary transfer through the contact portion between the rotating rotating body 41 for heating and the rotating body 42 for pressing. Pressure) to fix the unfixed toner image on the recording paper 5. Finally, the recording paper 5 after the fixing is completed is, for example, a paper set on the upper portion of the main body 1a by the paper discharge roll pair 61 in the image forming operation only for forming an image on one side. 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 forming images on both sides of the recording paper 5, the recording paper discharge roller pair 61 does not discharge all of the recording paper 5 having an image formed on one side to the paper discharge unit 60 by the paper discharge roll pair 61. While the trailing edge of the recording paper 5 is held, the rotation direction of the paper discharge roll pair 61 is switched to the reverse direction. The recording paper 5 conveyed in the reverse 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, the conveyance guides 65 to 68, and the like. The paper is transported to the pair of paper transport rollers 54 with the front and back sides reversed. The pair of paper transporting rolls 54 feeds the recording paper 5 to the secondary transfer position in accordance with the transfer timing, forms an image on the back surface of the recording paper 5, and is installed on the upper portion of the main body 1a by the paper discharge roll pair 61. The paper is discharged to the paper 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。   Through the above operation, the recording paper 5 on which a full color image formed by combining four color toner images 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 it is left for a long time in a high-temperature and high-humidity environment, the developer 4 accommodated inside the device housing 140 is agglomerated called blocking. May occur. In the developing device 14 (Y, M, C, K), when blocking occurs in the developer 4 accommodated in the device housing 140, loads such as stirring and conveying members 142 and 143 that convey the developer 4 while stirring the developer 4 are loaded. May become excessive, and the drive motor that drives the developing device 14 (Y, M, C, K) may be stepped out or the drive gear may be damaged.

そこで、この実施の形態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 second embodiment, as described later, a driving force transmission system that transmits a driving force to the developing device 14 (Y, M, C, K) includes the torque detection device 100.

<駆動力伝達装置の構成>
図18は、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。
<Configuration of driving force transmission device>
FIG. 18 shows a driving force transmission device to which the torque detection device according to the second embodiment is applied.

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 second driven gear 304 provided coaxially with the first driven gear 303 is set to have a large diameter. It is meshed with a third driven gear 306 that transmits a rotational driving force to the developing device 14 through the reduced gear 305. Further, the third driven gear 306 is configured in the same manner as the third driven gear 306, and a fourth driven gear 307 that transmits the rotational driving force to the developing device 14 is coaxially spaced apart. Yes.

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、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。   Incidentally, between the third driven gear 306 and the fourth driven gear 307, as shown in FIG. 19, the torque detection device 100 according to the second embodiment is interposed.

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, the third driven gear 306 is engaged with the shaft support portion 112 configured as the gear of the first rotating body 101, and the rotational driving force is input. A fourth driven gear 307 is meshed with the shaft support portion 112 configured as a gear of the second rotating body 102, and the drive motor is connected to the fourth driven gear 307 via a coupling member 308. A rotational driving force is output to a developing device (not shown) as a load that is 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. 306 is transmitted to the developing device 14 via the fourth driven gear 307. At that time, the torque detection device 100 is disposed 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 obtains the load torque T of the developing device 14 by calculation based on a 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 has exceeded the required upper limit, the control circuit 200 stops the drive motor 301 and displays a message notifying the user of a warning (not shown). 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 driving 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, thereby developing the developing device 14 (Y, M , C, K), the occurrence of step-out of the drive motor 301 and damage to the drive gear are avoided or suppressed.

[実施の形態3]
図20及び図21は、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。
[Embodiment 3]
20 and 21 show a drive device for an image forming apparatus to which the torque detection device according to the third embodiment is applied.

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 a driven gear and a coupling member for transmitting driving force. Yes. In the torque detection device 100, the shaft support 112 of the first rotating body 101 constitutes the driven gear 306 for driving force transmission (see FIG. 18) itself in which teeth such as spur teeth are formed on the outer periphery thereof. The second rotating body 102 includes driving claws 127 and 128 for transmitting a driving force to a developing device (not shown) on the distal end surface of the shaft support portion 122, and transmits the rotational driving force to the developing device. A coupling member is configured. The driving claws 127 and 128 are fitted into a driving force transmitting portion formed of a concave portion or the like, with the driving claws 127 and 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 on both the first and second rotating bodies 101 and 102.

この実施の形態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 the third embodiment, as shown in FIGS. 20 and 21, the third driven gear 306, the fourth driven gear 307, and the coupling member 308 are not necessary, and the number of parts is reduced and the apparatus is downsized. Is possible.

[実施の形態4]
図22乃至図24は、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。
[Embodiment 4]
22 to 24 show a drive device of an image forming apparatus to which the torque detection device according to the fourth embodiment is applied.

実施の形態4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 fourth embodiment is formed integrally with the first rotating body 101 instead of using a torsion spring as an elastic member. The elastic deformation portion 118 is 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 elastic deformation portion 118 is formed integrally with the flange portion 114 of the first rotating body 101. The elastic deformation portion 118 is formed at the end portion of the flange portion 114 along the circumferential direction so that the front shape is substantially V-shaped along the inner circumferential direction. As shown in FIG. 23, the distal end portion 118 a of the elastic deformation portion 118 is locked to a pair of locking protrusions 124 and 125 of the second rotating body 102.

この実施の形態4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 fourth 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.

[実施の形態5]
図25は、実施の形態5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 5]
FIG. 25 shows a drive device of an image forming apparatus to which the torque detection device according to the fifth embodiment is applied.

実施の形態5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 fifth embodiment 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 interposed between the support plate portion 119 provided in the rotation angle detection unit 115 of the first rotary body 101 and the support plate portion 128 provided in the rotation angle detection unit 123 of the second rotary body 102. It is being handed over.

この実施の形態5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 fifth embodiment, the elastic force acting by the coil spring 103 can be set relatively small, which is effective when the detected torque is relatively small.

なお、前記実施の形態では、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 above-described embodiment, the case where a transmission type photosensor is used as the detection unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that a reflection type photosensor may be used. .

また、前記実施の形態では、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。   In the above embodiment, a full-color image forming apparatus that forms toner images of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) has been described as an image forming apparatus. Of course, the present invention can be similarly applied to the 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 apparatus 100 ... Torque detection apparatus 101 ... 1st rotary body 102 ... 2nd rotary 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 disposed on the input side of the rotational driving force;
A second rotating body provided coaxially and rotatably with respect to the first rotating body and disposed on the output side of the rotational driving force;
An elastic member for applying an elastic force along a rotation direction between the first rotating body and the second rotating body;
Detecting means for detecting a phase difference in rotation angle between the first rotating body and the second rotating body;
With
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.
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 detecting means optically detects the first and second rotation angle detectors provided in a fan shape on the first rotating body and the second rotating body, respectively, to thereby perform the first rotation. The torque detection device according to claim 1, wherein a phase difference in rotational 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 disposed on a rotation shaft of the first rotating body or the second rotating body, and one end 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, comprising a torsion spring that is provided. 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 means that is rotationally driven by a drive source;
A torque detecting means that is disposed between the drive source and the image forming means and detects a load torque acting on the image forming means;
With
An image forming apparatus using the torque detection device according to claim 1 as the torque detection unit.
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