JP2002132001A

JP2002132001A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002132001A
Application number: JP2000326940A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Tanaka; 邦章田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体および転写媒体の駆動状態を安定化さ
せて高品質な画像を安定して形成することが可能な画像
形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】回転駆動される感光体２１と、感光体２
１上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト
４１とを用いて画像形成装置が構成される。ここで、感
光体２１の表面速度Ｖopよりも中間転写ベルト４１の表
面速度Ｖtbの方が速くなるように、複数のギヤ７１〜７
４，６１，６２等が構成され、表面速度の遅い感光体２
１と電動モータ７０等とが、カービックカップリング機
構８を介して接続されている。したがって、感光体２１
は、転写媒体４１の影響を受けることなく、電動モータ
７０の回転駆動力に応じて回転駆動するので、感光体２
１および中間転写ベルト４１の駆動状態が安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、感光体および転
写媒体を回転させながら、感光体上に形成されたトナー
像を転写媒体に転写するように構成された画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置では、基準信号が
出力されるごとに感光体上にトナー像を形成した後、感
光体と同期して一定の搬送速度で回転する転写媒体上に
当該トナー像を一次転写しており、このような像形成・
転写処理を互いに異なる複数のトナー色について繰り返
すことにより、各トナー像を正確に重ね合わせてカラー
画像を形成している。

【０００３】ここで、従来の画像形成装置では、例えば
図７に示すように構成することによって感光体および転
写媒体を同期して回転駆動し、感光体と転写媒体との接
触部における表面速度を同一に設定している。すなわ
ち、この画像形成装置においては、同図に示すように、
感光体２２１と転写媒体たる中間転写ベルト２４１との
共通駆動源として電動モータ２７０が設けられ、この電
動モータ２７０で発生した回転駆動力が複数のギヤ２７
１〜２７６等を組み合わせてなる動力伝達機構を介して
感光体２２１を備えたプロセスユニットと、中間転写ベ
ルト２４１を備えた転写ユニットとに向けてそれぞれ伝
達される。そして、プロセスユニットでは、回転駆動力
によって回転軸を回転させることによって感光体２２１
が回転駆動される。一方、転写ユニットでは、回転駆動
力によって駆動ローラ２４３を回転させることによって
駆動ローラ２４３に巻き掛けられた中間転写ベルト２４
１が駆動される。

【０００４】また、この種の画像形成装置においては、
感光体２２１を有するプロセスユニットと、中間転写ベ
ルト２４１を有する転写ユニットとをそれぞれ装置本体
に対して着脱可能とするために、装置本体側の動力伝達
機構と、プロセスユニットおよび転写ユニットとは、カ
ップリング機構２６３，２６４を介して連結自在となっ
ている。

【０００５】このため、プロセスユニットを装置本体に
装着することによって、感光体２２１の回転軸に取り付
けられたカップリング機構２６３の従動側カップリング
と、動力伝達機構のギヤ２７６に取り付けられたカップ
リング機構２６３の駆動側カップリングとが相互に嵌合
して電動モータ２７０からの回転駆動力が動力伝達機構
およびカップリング機構２６３を介して感光体２２１の
回転軸に与えられ、感光体２２１が駆動される。一方、
転写ユニットについても、装置本体に装着することによ
って、駆動ローラ２４３の回転軸に取り付けられたカッ
プリング機構２６４の従動側カップリングと、動力伝達
機構のギヤ２７３に取り付けられたカップリング機構２
６４の駆動側カップリングとが相互に嵌合して電動モー
タ２７０からの回転駆動力が動力伝達機構およびカップ
リング機構２６４を介して駆動ローラ２４３の回転軸に
与えられ、駆動ローラ２４３の回転動作に伴って中間転
写ベルト２４１が駆動される。

【０００６】また、消耗品たる感光体２２１や中間転写
ベルト２４１が長期にわたって使用されて消耗してきた
時点で装置本体からプロセスユニット単位や転写ユニッ
ト単位で装置本体から取り外し可能となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光体
２２１と転写媒体たる中間転写ベルト２４１とを同一の
表面速度で回転するように構成したとしても、感光体２
２１、中間転写ベルト２４１、あるいは中間転写ベルト
２４１を駆動させるための駆動ローラ２４３等の製作上
の誤差、およびギヤ２７１〜２７６間のバックラッシ等
に起因して、感光体２２１および中間転写ベルト２４１
の表面速度が相互に相違してしまうことがある。この場
合、次のような問題が生じてしまう。

【０００８】感光体２２１の表面速度の方が中間転写ベ
ルト２４１の表面速度を上回る場合には、中間転写ベル
ト２４１は、電動モータ２７０からの駆動力にて回転駆
動される駆動ローラ２４３により一定速度で駆動される
と同時に、一次転写部にて感光体２２１からも駆動力を
受ける。よって、中間転写ベルト２４１は、電動モータ
２７０から供給される駆動力にて得られる速度よりも、
わずかながら速い速度で駆動することとなる。ここで、
一次転写部にて感光体２２１から受ける駆動力とは、一
次転写を行うために印加されたバイアスによる静電吸着
力、または、機械的に感光体２２１が中間転写ベルト２
４１を押しつける垂直抗力による摩擦力があげられる。
このように、同期駆動の設計を行ったにも関わらず、感
光体２２１の表面速度の方が中間転写ベルト２４１の表
面速度を上回った場合においては、中間転写ベルト２４
１は、感光体２２１によって押されて、駆動ローラ２４
３との巻き掛け部に押し込まれる状態となり、感光体２
２１、中間転写ベルト２４１、延いては画像形成装置の
駆動状態が不安定になるという問題があった。

【０００９】また、中間転写ベルト２４１の表面速度の
方が感光体２２１の表面速度を上回る場合には、感光体
２２１は、電動モータ２７０からの駆動力が動力伝達機
構等を介して回転軸に与えられて一定速度で駆動される
と同時に、一次転写部にて中間転写ベルト２４１からも
駆動力を受ける。よって、感光体２２１は、電動モータ
２７０から供給される駆動力にて得られる速度よりも、
わずかながら速い速度で駆動することとなる。ここで、
一次転写部にて中間転写ベルト２４１から受ける駆動力
とは、上述したように、静電吸着力あるいは摩擦力に起
因した駆動力があげられるが、この静電吸着力および摩
擦力は、転写を実行する際のプロセス的な条件、例えば
トナーの有無等によって変動するものであるため、中間
転写ベルト２４１から受ける駆動力は、一定とはならな
い。

【００１０】さらに、電動モータ２７０からの回転駆動
力をプロセスユニットおよび転写ユニットに向けて伝達
する動力伝達機構は、複数のギヤ２７１〜２７６を用い
て構成されているため、バックラッシ等のガタ成分を有
する。また、プロセスユニットおよび転写ユニットを装
置本体に対して着脱自在とするために、カップリング機
構２６３，２６４を設けているが、従来の画像形成装置
では、装置コストの低減を図るために、カップリング機
構２６３，２６４として多少ガタ成分を有していたとし
ても、より安価なものを採用していた。そのため、感光
体２２１と中間転写ベルト２４１との表面速度に速度差
が生ずると、ギヤ２７１〜２７６およびカップリング機
構２６３，２６４等の有するバックラッシにより、駆動
状態が不安定になるという問題があった。

【００１１】以上のことから、従来技術にかかる画像形
成装置においては、感光体２２１あるいは中間転写ベル
ト２４１の速度変動等に起因して、感光体２２１、中間
転写ベルト２４１、延いては画像形成装置が不安定な駆
動状態となるという問題があった。また、このように、
駆動状態が不安定となるため、レジストずれが不均一に
起こり、画像が劣化するという問題もあった。

【００１２】そこで、本発明はかかる問題を解決するた
めになされたものであって、感光体および転写媒体の駆
動状態を安定化させて、高品質な画像を安定して形成す
ることができる画像形成装置を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、回転駆動力を発生する駆動力発生部
と、前記駆動力発生部からの回転駆動力を受けて第１回
転軸が回転することによって感光体が回転するプロセス
ユニットと、前記駆動力発生部からの回転駆動力を受け
て第２回転軸が回転することによって転写媒体が回転す
る転写ユニットと、前記駆動力発生部からの回転駆動力
を前記プロセスユニットおよび前記転写ユニットに向け
て伝達する動力伝達機構とを備え、前記感光体および前
記転写媒体を回転させながら、前記感光体上に形成され
たトナー像を前記転写媒体に転写する画像形成装置にお
いて、前記感光体の表面速度と、前記転写媒体の表面速
度とが相互に相違しており、前記感光体および前記転写
媒体のうち表面速度が遅い方の回転軸を低速側回転軸と
し、速い方の回転軸を高速側回転軸としたとき、前記低
速側回転軸がカービックカップリング機構によって前記
動力伝達機構に対して連結されて、前記駆動力発生部か
らの回転駆動力が前記動力伝達機構および前記カービッ
クカップリング機構を介して前記低速側回転軸に与えら
れることを特徴としている。

【００１４】本発明においては、前記感光体の表面速度
と前記転写媒体の表面速度との間に、予め速度差を設定
しておき、表面速度の遅い方の回転軸（前記低速側回転
軸）が、前記カービックカップリング機構によって前記
動力伝達機構に連結されている。つまり、前記感光体お
よび前記転写媒体のうちで表面速度の遅い方は、その回
転軸に対して前記カービックカップリング機構を介して
回転駆動力が伝達されるため、表面速度の速い方から与
えられる力に影響されることなく、前記動力伝達機構お
よび前記カービックカップリング機構を介して前記駆動
力発生部から与えられる回転駆動力にて、回転駆動され
ることとなる。したがって、本発明によれば、速度差の
影響を受けやすい表面速度の遅い方が、前記カービック
カップリング機構と連結された前記低速側回転軸によっ
て安定して駆動されるため、前記感光体および前記転写
媒体の駆動状態の安定化を図ることが可能となる。ま
た、前記感光体および前記転写媒体の駆動状態を安定化
させることによって、画像の劣化を防止して高品質な画
像を形成することができる。

【００１５】また、本発明にかかる画像形成装置は、前
記駆動力発生部は一の共通駆動源を有するとともに、前
記動力伝達機構は、前記カービックカップリング機構を
介して前記低速側回転軸に連結される低速側動力伝達部
材と、直接的またはカップリング機構を介して間接的に
前記高速側回転軸に連結される高速側動力伝達部材とを
有しており、前記動力伝達機構では、前記共通駆動源か
らの回転駆動力を前記低速側動力伝達部材に伝達し、さ
らに前記低速側動力伝達部材を経由して前記高速側動力
伝達部材に伝達するように、前記低速側動力伝達部材お
よび前記高速側動力伝達部材を用いて一列の駆動経路が
形成されていることを特徴としている。

【００１６】このような構成によれば、前記共通駆動源
からの回転駆動力が前記低速側動力伝達部材を経由して
前記高速側動力伝達部材に伝達されているので、一次転
写部において、前記感光体および前記転写媒体のうち前
記低速側回転軸にて回転する遅い方は、常に、速い方に
とっての負荷となっている。つまり、速い方は遅い方に
引っ張られる状態となるため、前記一列の駆動経路とし
て構成された前記動力伝達機構においては、前記低速側
動力伝達部材から前記高速側動力伝達部材に回転駆動力
が伝達されると、これらの動力伝達部材間のバックラッ
シは常に付勢された状態となる。したがって、本発明に
よれば、前記感光体および前記転写媒体のうち表面速度
の速い方は、バックラッシ等の影響を受けることがなく
なるため、安定した駆動状態を得ることができる。加え
て、前記感光体および前記転写媒体のうち表面速度の遅
い方は、上述したように、前記カービックカップリング
機構によって前記動力伝達機構に連結され、前記共通駆
動源からの回転駆動力が前記動力伝達機構および前記カ
ービックカップリング機構を介して前記低速側回転軸に
与えられるので、この遅い方も安定した駆動状態を得る
ことができる。

【００１７】また、本発明にかかる画像形成装置を構成
する前記カービックカップリング機構は、前記低速側動
力伝達部材に固着された駆動側カップリングと、前記低
速側回転軸に固着された従動側カップリングとを備え、
前記両カップリングの各々は、その軸線方向に延び、か
つ円周方向において互いに隣接する複数の凹部および複
数の凸部を有するとともに、各凸部の先端部は角錐形状
または円錐形状となっており、対向するカップリングの
凹部に噛み合い可能となっていることを特徴としてい
る。

【００１８】このような構成によれば、前記両カップリ
ングが噛み合った状態において、各凸部の先端部が角錐
形状または円錐形状となっているので、その最尖端部
（頂点）は、面積の小さな点状態となる。したがって、
本発明によれば、前記低速側動力伝達部材と前記低速側
回転軸との装着時にカップリング同士を噛み合わせる際
には、両カップリングの凸部における最尖端部（頂点）
同士が当接するという事態は極めて生じにくくなるた
め、カップリング同士を円滑に噛み合わせることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態にかか
る画像形成装置の概略図を示したものである。この画像
形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせて
フルカラー画像を形成する装置であり、ホストコンピュ
ータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット（図示
省略）に与えられると、この制御ユニットによってエン
ジン部Ｅの各部が制御されて転写紙、複写紙やＯＨＰシ
ートなどの画像形成対象たるシートＳに画像信号に対応
する画像が形成される。

【００２０】このエンジン部Ｅでは、プロセスユニット
２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。す
なわち、プロセスユニット２は、図１の矢印Ｑ方向に回
転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の
周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ロ
ーラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２
３Ｍ，２３Ｋ、および感光体用クリーナブレード２４が
それぞれ配置されている。

【００２１】この装置では、帯電ローラ２２が感光体２
１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させた後、感
光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光
Ｌが照射される。この露光ユニット３は、同図に示すよ
うに、画像信号に応じて変調駆動される半導体レーザな
どの発光素子３１を備えており、この発光素子３１から
のレーザ光Ｌが高速モータ３２によって回転駆動される
多面鏡３３に入射されている。そして、多面鏡３３によ
って反射されたレーザ光Ｌはレンズ３４およびミラー３
５を介して感光体２１上に主走査方向（同図の紙面に対
して垂直な方向）に走査して画像信号に対応する静電潜
像を形成する。なお、符号３６は主走査方向における同
期信号を得るための水平同期用読取センサである。

【００２２】こうして形成された静電潜像は現像部２３
によってトナー現像される。すなわち、この実施形態で
は現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シア
ン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およ
びブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に
沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３
Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接
離自在に構成されており、制御ユニットからの指令に応
じて、上記４つの現像器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３
Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接する
とともに、高電圧が印加されて選択された色のトナーを
感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を
顕在化する。

【００２３】現像部２３で現像されたトナー像は、ブラ
ック用現像器２３Ｋと感光体用クリーナブレード２４と
の間に位置する一次転写領域で転写ユニット４の中間転
写ベルト４１上に一次転写される。また、感光体２１
が、一次転写領域から周方向（図１の矢印Ｑ方向）に進
んだ位置には、感光体用クリーナブレード２４が配置さ
れており、この感光体用クリーナブレード２４は、一次
転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナー
を掻き落とすべく機能する。

【００２４】この転写ユニット４は、７個のローラ４２
〜４８、つまり(1)一次転写バックアップローラ４２、
(2)駆動ローラ４３、(3)テンションローラ４４、(4)二
次転写バックアップローラ４５、(5)クリーナバックア
ップローラ４６、(6)一次転写サポートローラ４７、お
よび(7)二次転写ローラ４８を有している。そして、二
次転写ローラ４８を除く６個のローラ４２〜４７に無端
状の中間転写ベルト（本発明の「転写媒体」に相当）４
１が掛け渡されている。そして、カラー画像をシートＳ
に転写する場合には、感光体２１上に形成される各色の
トナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー
像を形成するとともに、カセットや手差しトレイから取
り出されたシートＳが上ガイド部材５Ｕおよび下ガイド
部材５Ｄの間を通過して二次転写領域に搬送され、当該
シートＳにカラー像を二次転写することでフルーカラー
画像を得ている（カラー印字処理）。また、モノクロ画
像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上のブラ
ックトナー像のみを中間転写ベルト４１上に形成し、カ
ラー画像の場合と同様にして二次転写領域に搬送されて
きたシートＳに転写してモノクロ画像を得る（モノクロ
印字処理）。

【００２５】また、駆動ローラ４３の下方位置には、中
間転写ベルト４１の基準位置を検出するためのセンサ４
０が配置されており、主走査方向とほぼ直交する副走査
方向における同期信号、つまり垂直同期信号を得るため
の垂直同期用読取センサとして機能する。

【００２６】さらに、クリーナバックアップローラ４６
に対向して、ベルトクリーナ４９が設けられている。こ
のベルトクリーナ４９は、二次転写後に中間転写ベルト
４１に残留する残留トナー、および中間転写ベルト４１
に付着した堆積トナーをクリーニング除去するものであ
り、次のように構成されている。すなわち、このベルト
クリーナ４９では、クリーナケース４９１にクリーナブ
レード４９２が取り付けられ、クリーナカバー４９３内
で中間転写ベルト４１に対して離当接可能に構成される
とともに、ベルトクリーナ用駆動部（図示省略）によっ
て離当接駆動される。そして、制御ユニットからの動作
信号に応じてベルトクリーナ用駆動部が作動し、その結
果、クリーナブレード４９２が中間転写ベルト４１に当
接してその外周面に付着しているトナーを掻き落す。な
お、図１中の符号４９４はクリーナすくいシートであ
る。

【００２７】次に、上記のように構成された画像形成装
置に組み込まれ、感光体２１および中間転写ベルト４１
を回転駆動させるための構成について図２を参照しつつ
説明する。この画像形成装置では、感光体２１および中
間転写ベルト４１の共通駆動源たる電動モータ７０が設
けられており、この電動モータ７０で発生する回転駆動
力が複数のギヤ６１，６２，７１〜７６を組み合わせて
なる動力伝達機構を介して感光体２１を有するプロセス
ユニット２と、中間転写ベルト４１を有する転写ユニッ
ト４側に伝達している。なお、この実施形態では、駆動
ローラ４３によって回転駆動される中間転写ベルト４１
の表面速度Ｖtbが感光体２１の表面速度Ｖopよりも速く
なるように、ギヤ配列やギヤ比などを決定している。

【００２８】この動力伝達機構は、図２に示すように、
感光体２１を回転駆動させるべく、感光体２１の回転軸
２１ａに対してカービックカップリング機構８を介して
連結自在な第一のヘリカルギヤ６１と、中間転写ベルト
４１の駆動手段たる駆動ローラ４３を回転駆動させるべ
く、駆動ローラ４３の回転軸４３ａに対してカップリン
グ機構６４を介して連結自在な第二のヘリカルギヤ６２
と、複数のギヤ７１〜７４とを有しており、これらのギ
ヤ６１，６２，７１〜７６によって一列の駆動経路とし
て構成されている。

【００２９】より具体的には、共通駆動源たる電動モー
タ７０からの回転駆動力は複数の動力伝達ギヤ７１〜７
４を介して第一のヘリカルギヤ６１に伝達され、後で詳
述するカービックカップリング機構８を介して感光体２
１の回転軸２１ａに伝達されるように構成されている。
これによって、本発明の「低速側回転軸」に相当する回
転軸２１ａが回転し、感光体２１が表面速度Ｖop（＜Ｖ
tb）で回転する。このように、この実施形態では、第一
のヘリカルギヤ６１が本発明の「低速側動力伝達部材」
として機能する。

【００３０】また、第一のヘリカルギヤ６１に対して第
二のヘリカルギヤ６２が噛合しており、第一のヘリカル
ギヤ６１に伝達されてきた回転駆動力が当該ギヤ６１を
経由して第二のヘリカルギヤ６２にさらに伝達される。
これによって、本発明の「高速側回転軸」に相当する回
転軸４３ａが回転し、駆動ローラ４３に掛け渡された中
間転写ベルト４１を表面速度Ｖtbで駆動する。このよう
に、この実施形態では、第二のヘリカルギヤ６２が本発
明の「高速側動力伝達部材」として機能する。

【００３１】なお、この実施形態では、図２（ａ）に示
すように、第一および第二のヘリカルギヤ６１，６２の
みならず、動力伝達ギヤ７１〜７４もヘリカルギヤで構
成されている。もちろん、ヘリカルギヤを用いる代わり
に平歯を用いてもよいのであるが、ヘリカルギヤを用い
たことによって平歯を用いた場合に比べてギヤ同士のか
み合い率を向上させて動力伝達機構における速度ムラを
効果的に抑えることができるという有利な効果が得られ
る。また、動力伝達部材としてギヤを用いる代わりに、
ベルトやプーリなどの他の動力伝達要素で構成してもよ
いことはいうまでもない。この点に関しては、後で説明
する実施形態についても全く同様である。

【００３２】ところで、この実施形態では、上記のよう
にプロセスユニット２を装置本体に着脱可能とするため
にカービックカップリング機構８を用いる一方、転写ユ
ニット４を装置本体に対して着脱可能とするために従来
例（図７）と同様に一般的なカップリング機構６４を用
いている。一般的なカップリング機構６４については改
めて説明するまでもないが、本実施形態で使用したカー
ビックカップリング機構８は従来には見られない特有の
構成および作用効果を有していることから、その構成お
よび作用効果について詳述しておく。

【００３３】図３〜図５は、図２に示されたカービック
カップリング機構８を具体的に説明するための図であ
る。ここで、図３（ａ）は、カービックカップリング機
構の噛み合い状態を示す側面図であり、図３（ｂ）は、
図３（ａ）の部分拡大図である。また、図４（ａ）は、
カービックカップリング機構を構成する一方のカップリ
ングの斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の部分
拡大図である。さらに、図５（ａ）は、カービックカッ
プリング機構を構成する一方のカップリングの平面図で
あり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の側面図であり、図５
（ｃ）は、カップリングの歯形（凸部の形状）を説明す
るための図（歯形の凸部の拡大図）である。

【００３４】本実施形態にかかるカービックカップリン
グ機構８は、低速側動力伝達部材たる第一のヘリカルギ
ヤ６１に固着される駆動側カップリング８２と、低速側
回転軸たる回転軸２１ａに固着される従動側カップリン
グ８１とで構成されている。これらのカップリング８
２，８１は、図３に示すように、その軸線方向に延びか
つ円周方向において互いに隣接する複数の凹部８２ａ，
８１ａと凸部８２ｂ，８１ｂとを有しており、両者は互
いに嵌合自在となっている。そして、後述するように、
両カップリング８２，８１における凸部の先端部は、角
錐形状または円錐形状となっている。

【００３５】両カップリング８２，８１の構成は、基本
的に同様であるので、以下、従動側カップリング８１を
例にとって、詳しく説明する。

【００３６】図４および図５は、上述したように従動側
カップリング８１の概略図であって、図４（ａ）は従動
側カップリングの斜視図を示し、図４（ｂ）は図４
（ａ）のｂ部の部分拡大図を示し、図５（ａ）は従動側
カップリングの平面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）
の側面図を示し、図５（ｃ）は従動側カップリングの歯
形（凸部の形状）の説明図を示したものである。

【００３７】これらの図に示すように、従動側カップリ
ング８１における凸部８１ｂの先端部８１ｂ１は、角錐
形状となっている。また、先端部８１ｂ１における最尖
端部８１ｂ１１は、従動側カップリング８１の外周側に
位置している。すなわち、先端部８１ｂ１における外周
側の最尖端部８１ｂ１１は、内周側の尖端部８１ｂ１２
よりも高くなるように形成され、これによって、凸部８
１ｂの先端部８１ｂ１が角錐形状となっている。

【００３８】さらに、図５（ｃ）にてその概念図を示す
ように、凸部８１ｂの先端部８１ｂ１を成す角度θ４
は、凸部８１ｂ１の基部８１ｂ１３を成す角度θ３より
も大きく形成されている。すなわち、この実施形態にお
ける凸部８１ｂの先端部８１ｂ１は、いわば二段階の角
度変化を持って形成されている。なお、凸部８１ｂの外
郭線８１ｃは、この実施形態では、直線状となっている
が、外方に僅かに膨らむ曲線状とすることもできる。

【００３９】このように構成されたカービックカップリ
ング機構８を用いた場合には、プロセスユニット２を装
置本体に装着する場合、一方のカップリング８２に設け
られた凹部および凸部がそれぞれ他方のカップリング８
１の凸部および凹部にしっかりと噛み合って電動モータ
７０からの回転駆動力が動力伝達機構および当該カービ
ックカップリング機構８を介して回転軸２１ａに与えら
れ、感光体２１が安定して駆動される。

【００４０】また、上記カービックカップリング機構８
を用いているために、次のような作用効果も得られる。
すなわち、このカービックカップリング機構８によれ
ば、両カップリング８２，８１における凸部８２ｂ，８
１ｂの先端部８２ｂ１，８１ｂ１が角錐形状となってい
るので、その最尖端部（頂点）８２ｂ１１，８１ｂ１１
は、面積の小さな点状態となる。したがって、感光体２
１の装着時にカップリング同士が噛み合う際に、両カッ
プリング８２，８１の凸部における最尖端部（頂点）８
２ｂ１１，８１ｂ１１同士が当接してしまうという事態
は極めて生じにくくなり、その結果として、プロセスユ
ニット２を装置本体に対して、容易に装着することが可
能となる。

【００４１】また、カップリング８２，８１の先端部８
２ｂ１，８１ｂ１における最尖端部８２ｂ１１，８１ｂ
１１がカップリングの外周側に位置しているので、感光
体２１の装着時に両カップリングの凸部における最尖端
部（頂点）８２ｂ１１，８１ｂ１１同士が当接する確率
が一層小さくなり、その結果として、感光体２１を装置
本体に対して、一層容易に装着することが可能となる。

【００４２】さらに、凸部の先端部８２ｂ１，８１ｂ１
を成す角度θ４が、凸部の基部８２ｂ１３，８１ｂ１３
を成す角度θ３よりも大きく形成されているので、カッ
プリング同士の噛み合いによる動力伝達は、基部８２ｂ
１３，８１ｂ１３同士の当接によってなされることとな
る。よって、動力伝達時には、凸部の先端部８２ｂ１，
８１ｂ１には力が作用しないため（図３等参照）、感光
体２１を回転駆動させる際において、先端部８２ｂ１，
８１ｂ１が破損することはなくなる。また、感光体２１
の装着時において、カップリングの凸部の先端部８２ｂ
１，８１ｂ１同士が当接したとしても、先端部８２ｂ
１，８１ｂ１の角度θ４は比較的大きい角度に形成され
ているので、やはり破損は生じにくくなる。

【００４３】そして、本実施形態にかかるカービックカ
ップリング機構８においては、動力伝達の際に当接して
いる基部８２ｂ１３，８１ｂ１３を成す角度θ３が、上
述したように、比較的小さく形成されている。したがっ
て、本実施形態によれば、駆動側カップリング８２と従
動側カップリング８１とが噛み合った状態において、噛
み合いが外れる方向へ作用する力は小さなものとなる。

【００４４】つまり、本実施形態のように第一のヘリカ
ルギヤ（低速側動力伝達部材）６１と低速側回転軸２１
ａとは、カービックカップリング機構８にて相互に連結
されており、通常のカップリング機構を用いて連結され
ている場合と比較すれば、両者は極めて強固に連結され
ている状態となる。したがって、本実施形態によれば、
駆動源たる電動モータ７０からの回転駆動力は、的確に
感光体２１の回転軸２１ａに伝達されることとなる。ま
た、感光体２１の回転軸２１ａはカービックカップリン
グ機構８にて強固に動力伝達機構と連結されているた
め、感光体２１に対して外部から何らかの力が作用した
としても、感光体２１はかかる外部からの力の影響を殆
ど受けることなく、感光体２１は、カービックカップリ
ング機構８を介して与えられる電動モータ７０からの回
転駆動力にて回転駆動されることとなる。よって、感光
体２１の表面速度Ｖopは、基本的に、駆動源たる電動モ
ータ７０からの回転駆動力に応じて定められることとな
る。

【００４５】以上、図１〜図５を用いて説明したよう
に、本実施形態にかかる画像形成装置においては、感光
体２１の表面速度Ｖopの方が中間転写ベルト４１の表面
速度Ｖtbよりも遅くなるように設定されている。そし
て、感光体２１を回転させるために設けられた回転軸２
１ａが、カービックカップリング機構８等を介して、回
転軸２１ａに回転駆動力を与える駆動力発生部を構成す
る電動モータ７０と接続されている。したがって、次の
ような作用効果が得られる。

【００４６】従来技術においては、感光体と中間転写ベ
ルトとの間で速度にずれが生ずると、その速度ずれによ
って、両者のうち遅い方が速い方の影響を受けて、感光
体、中間転写ベルト、延いては画像形成装置全体の動き
が不安定になっていた。また、従来技術においては、感
光体と中間転写ベルトの表面速度を同一とすべく設定し
ていたので、どのような速度のずれが生ずるのかを判断
するのは困難であった。

【００４７】これに対して、本実施形態においては、予
め、感光体２１の表面速度Ｖopと中間転写ベルト４１の
表面速度Ｖtbとの間に所定の速度差（＝Ｖtb−Ｖop）を
設け、表面速度の遅い感光体２１を有するプロセスユニ
ット２を装置本体に対して着脱自在とするための連結手
段としてカービックカップリング機構８（図３〜図５等
参照）を採用している。つまり、本実施形態において
は、速度ずれを予め設定しておき、速度の影響を受ける
感光体２１をカービックカップリング機構８を介して駆
動しているので、中間転写ベルト４１から与えられる力
に影響されることなく、カービックカップリング機構８
を介して与えられる電動モータ７０からの回転駆動力に
て感光体２１を駆動することができ、感光体２１を安定
して動作させることが可能となる。

【００４８】また、本実施形態においては、駆動力発生
部を構成する一の共通駆動源たる電動モータ７０から、
駆動力伝達機構を介して、各回転軸（感光体２１の回転
軸２１ａおよび駆動ローラ４３の回転軸４３ａ）に対し
て回転駆動力が伝達され、低速側回転軸である回転軸２
１ａに連結されたギヤ（低速側動力伝達部材）６１か
ら、高速側回転軸である回転軸４３ａに連結されたギヤ
（高速側動力伝達部材）６２に対して、回転駆動力が伝
達される。つまり、本実施形態においては、駆動力伝達
方向（図２の矢印Ｘ方向）の下流側に、より速い表面速
度を有すべく設定された中間転写ベルト４１を駆動させ
る高速側回転軸である回転軸４３ａが設けられている。

【００４９】このような構成に基づき、本実施形態にお
いては、駆動ローラ４３にて回転駆動される中間転写ベ
ルト４１の表面速度Ｖtbの方が、感光体２１の表面速度
Ｖopよりも速くなるように（Ｖtb＞Ｖopとなるように）
設定されているので、回転駆動中の中間転写ベルト４１
にとっては、常に、一次転写部にて感光体２１が負荷と
なっている。つまり、感光体２１が、中間転写ベルト４
１の負荷となっているため、中間転写ベルト４１を回転
駆動させている駆動ローラ４３は、中間転写ベルト４１
を介して感光体２１によって引っ張られている状態とな
る。

【００５０】そうすると、本実施形態においては、上述
したように、動力伝達方向の上流側のギヤ６１から、動
力伝達方向の下流側のギヤ６２に対して、回転駆動力が
伝達される構成となっているため、ギヤ６１からギヤ６
２へ回転駆動力を伝達する際には、これらのギヤ６１，
６２間およびカップリング機構６４のバックラッシは常
に付勢された状態となる。したがって、本実施形態によ
れば、駆動ローラ４３の回転状態は所定の状態に維持さ
れることとなり、駆動ローラ４３に掛け渡された中間転
写ベルト４１の回転状態も所定の状態を維持するため、
中間転写ベルト４１の駆動状態は安定する。

【００５１】したがって、本実施形態によれば、感光体
２１および中間転写ベルト４１の駆動状態が安定化する
ため、これらを用いて構成されている画像形成装置につ
いても、安定した駆動状態を実現することが可能とな
る。その結果、不安定な駆動状態に起因して生じていた
レジストずれも効果的に防止して、高品質な画像を安定
して形成することができる。

【００５２】さらに、本実施形態においては、回転軸２
１ａを駆動させるギヤ６１と、駆動ローラ４３の回転軸
４３ａを駆動させるギヤ６２とを直接噛合させている
が、もちろん両者の間にアイドルギヤ等を介在させても
よい。但し、本実施形態の如くアイドルギヤ等を設ける
ことなく、動力伝達機構を構成した場合には、ギヤの伝
達効率を容易に改善することができる。また、アイドル
ギヤ等を設けず直接駆動させるので、段数が減少し、ギ
ヤ６１からギヤ６２への回転方向の剛性が改善されるこ
ととなって、感光体２１および駆動ローラ４３の駆動状
態をより安定化させることが可能となる。

【００５３】また、カービックカップリング機構８を用
いているため、カービックカップリング機構の特徴とし
て、感光体２１の位置出し手段を兼ねることが可能とな
る。

【００５４】なお、本実施形態においては、中間転写ベ
ルト４１の表面速度よりも感光体２１の表面速度の方を
低速度に設定する場合について説明したが、本発明はこ
の構成に限定されるものではなく、感光体２１の表面速
度Ｖopよりも中間転写ベルト４１の表面速度Ｖtbの方が
低速度となるように動力伝達機構のギヤ構成やギヤ比等
を構成してもよい。ただし、感光体２１と中間転写ベル
ト４１とで表面速度を逆転させた場合には、それに対応
した動力伝達機構およびカップリング機構などを採用す
る必要があり、この発明にかかる画像形成装置の他の実
施形態は次に説明する点で上記実施形態と大きく相違す
る。以下、相違点を中心に図６を参照しつつ他の実施形
態について説明する。

【００５５】同図に示すように、この画像形成装置では
上記実施形態と同様に感光体２１および中間転写ベルト
４１の共通駆動源たる電動モータ７０が設けられてお
り、この電動モータ７０で発生する回転駆動力が複数の
ギヤ９１，９２，７１〜７６を組み合わせてなる動力伝
達機構を介して感光体２１を有するプロセスユニット２
と、中間転写ベルト４１を有する転写ユニット４側に伝
達している。なお、この実施形態では、駆動ローラ４３
によって回転駆動される中間転写ベルト４１の表面速度
Ｖtbが感光体２１の表面速度Ｖopよりも低速となるよう
に、ギヤ配列やギヤ比などを決定している。つまり、こ
の実施形態では、駆動ローラ４３の回転軸４３ａが「低
速側回転軸」となり、この回転軸４３ａに対応して設け
られるギヤ９１がいわゆる「低速側動力伝達部材」と機
能する一方、感光体２１の回転軸２１ａが「高速側回転
軸」となり、この回転軸２１ａに対応して設けられたギ
ヤ９２がいわゆる「高速側動力伝達部材」として機能す
る。

【００５６】この動力伝達機構では、電動モータ７０か
らの回転駆動力は、複数の動力伝達ギヤ７１〜７４を介
して低速側動力伝達部材たるギヤ９１に伝達された後、
このギヤ９１と噛合する高速側動力伝達部材たるギヤ９
２に伝達される。このように電動モータ７０からの回転
駆動力を低速側に伝達した後、さらに高速側に伝達する
ように所定の駆動力伝達方向（同図の矢印Ｙ方向）に一
列の駆動輪列を構成している点で先の実施形態と全く同
一である。

【００５７】そして、低速側のギヤ９１はカービックカ
ップリング機構１０を介して駆動ローラ４３の回転軸４
３ａに連結されており、こうして与えられた回転駆動力
によって回転軸４３ａが回転し、中間転写ベルト４１が
表面速度Ｖtb（＜Ｖop）で回転する。また、高速側のギ
ヤ９２は通常のカップリング機構９４を介して感光体２
１の回転軸２１ａに連結されており、こうして与えられ
た回転駆動力によって回転軸２１ａが回転し、感光体２
１が表面速度Ｖop（＞Ｖtb）で回転する。

【００５８】また、図６に示されたカービックカップリ
ング機構１０と図３等に示されたカービックカップリン
グ機構８とは、その大きさ等に異なるところがあるが、
駆動側カップリングおよび従動側カップリングを構成す
る各歯形等は基本的に同様の構成を有している。よっ
て、カービックカップリング機構８の有する種々の作用
および効果については、カービックカップリング機構１
０も同様に有している。

【００５９】上述したように、図６に示された他の実施
形態にかかる画像形成装置においては、予め、感光体２
１の表面速度Ｖopと中間転写ベルト４１の表面速度Ｖtb
との間に所定の速度差（＝Ｖop−Ｖtb）を設け、遅い表
面速度を有するように設定された中間転写ベルト４１を
有する転写ユニット４を装置本体に対して着脱自在とす
るための連結手段としてカービックカップリング機構１
０が採用されている。つまり、この他の実施形態におい
ても、先に説明した実施形態の場合と同様に、速度ずれ
を予め設定しておき、速度の影響を受ける中間転写ベル
ト４１をカービックカップリング機構１０を介して駆動
している。したがって、駆動ローラ４３は、感光体２１
から与えられる力に影響されることなく、カービックカ
ップリング機構１０を介して与えられる電動モータ７０
からの回転駆動力にて中間転写ベルト４１を駆動するこ
とができ、中間転写ベルト４１を安定して動作させるこ
とができる。

【００６０】また、この図６に示した実施形態において
は、電動モータ７０から、駆動力伝達機構を介して、駆
動ローラ４３の回転軸４３ａおよび回転軸２１ａに対し
て回転駆動力が伝達される。そして、駆動力伝達機構を
構成するギヤ７１〜７４，９１，９２間においては、低
速側回転軸である駆動ローラ４３の回転軸４３ａに連結
されたギヤ９１を経由して、高速側回転軸である回転軸
２１ａに連結されたギヤ９２に、電動モータ７０からの
回転駆動力が伝達される。

【００６１】すなわち、本実施形態においては、回転軸
２１ａにて回転駆動される感光体２１の表面速度Ｖopの
方が、中間転写ベルト４１の表面速度Ｖtbよりも速くな
るように設定されているので、回転駆動中の感光体２１
にとっては、常に、一次転写部にて中間転写ベルト４１
が負荷となっている。つまり、中間転写ベルト４１が、
感光体２１の負荷となっているため、感光体２１（およ
びこれを回転駆動させている回転軸２１ａ）は、中間転
写ベルト４１によって引っ張られている状態となる。

【００６２】そうすると、本実施形態においては、動力
伝達方向Ｙの上流側のギヤ９１から、動力伝達方向Ｙの
下流側のギヤ９２に対して、回転駆動力が伝達される構
成となっているため、ギヤ９１からギヤ９２へ回転駆動
力を伝達する際には、これらのギヤ９１，９２間および
カップリング機構９４のバックラッシは常に付勢された
状態となる。したがって、本実施形態によれば、感光体
２１の回転状態は所定の状態に維持され、安定して駆動
することとなる。

【００６３】したがって、本実施形態によれば、感光体
２１および中間転写ベルト４１の駆動状態が安定化する
ため、これらを用いて構成されている画像形成装置につ
いても、安定した駆動状態を実現することができる。そ
の結果、不安定な駆動状態に起因して生じていたレジス
トずれも効果的に防止して、高品質な画像を安定して形
成することができる。

【００６４】さらに、図６に示された他の実施形態と、
図１〜図５を用いて説明した実施形態とは、基本的に同
様の技術的思想を有しているため、上述したもの以外の
作用効果であっても、他の実施形態は、図１〜図５を用
いて説明した実施形態と同様の作用効果を有している。

【００６５】また、上述した二つの実施形態において
は、感光体２１および中間転写ベルト４１のうち表面速
度が遅い方の回転軸と、動力伝達機構とを連結する手段
として、図３等にて示されたカービックカップリング機
構８，１０を用いる場合について説明したが、本発明に
おけるカービックカップリング機構は、この図３等にて
示された構成に限定されるものではない。したがって、
本発明にかかるカービックカップリング機構は、例え
ば、動力伝達機構と低速側回転軸との強固な連結状態を
維持しつつ、駆動力発生部から供給される回転駆動力を
低速側回転軸に伝達可能であって、必要に応じて低速側
回転軸を装置本体側の動力伝達機構に対して着脱可能で
あれば、如何なる構成であってもよい。

【００６６】さらに、本実施形態においては、共通駆動
源たる一の電動モータ７０から、駆動力伝達機構を介し
て、感光体２１および中間転写ベルト４１に回転駆動力
を伝達する場合について説明したが、本発明はこの構成
に限定されるものではない。したがって、例えば、必要
に応じて二以上の駆動源を用いて駆動力発生部を構成
し、これらの駆動源から供給される回転駆動力によっ
て、感光体２１および中間転写ベルト４１を回転駆動さ
せるべく構成してもよい。

【００６７】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホ
ストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を
複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの
シートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機や
ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置に
適用することができる。

【００６８】また、上記実施形態では、感光体２１上に
形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上に転写する
転写工程を、各トナー色について実行して中間転写ベル
ト４１上にカラー画像を形成しているが、中間転写ベル
ト以外の転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シー
ト、中間転写ドラム、中間転写シートなど）にトナー像
を転写してカラー画像を形成する画像形成装置にも本発
明を適用することができる。さらに、上記実施形態で
は、４色のトナーを用いたカラー画像を形成することが
できる画像形成装置であったが、本発明の適用対象はこ
れに限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成
する画像形成装置にも当然に適用することができる。

【００６９】また、上記実施形態では、プロセスユニッ
ト２および転写ユニット４の両者を装置本体に対して着
脱自在に構成しているが、本発明の適用対象はこれに限
定されるものではなく、少なくとも低速側に設定したユ
ニットを装置本体に対して着脱自在に構成する画像形成
装置に適用することができる。また、プロセスユニット
２および転写ユニット４の構成も上記実施形態に限定さ
れるものではなく、プロセスユニットに少なくとも感光
体が含まれ、転写ユニットに中間転写ベルト、中間転写
ドラムなどの転写媒体が含まれる画像形成装置に対して
本発明を適用することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる画像形成
装置においては、感光体の表面速度と転写媒体の表面速
度との間に、予め速度差を設定しておき、速度の影響を
受ける側（表面速度の遅い側）をカービックカップリン
グ機構を介して回転させている。したがって、本発明に
よれば、感光体および転写媒体の駆動状態を安定化させ
て高品質な画像を安定して形成することが可能な画像形
成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略
図である。

【図２】図１に示された画像形成装置に組み込まれる動
力伝達機構を示す図である。

【図３】本実施形態にかかるカービックカップリング機
構の噛み合い状態を示す概略図である。

【図４】本実施形態にかかるカービックカップリング機
構を構成するカップリングの概略斜視図である。

【図５】本実施形態にかかるカービックカップリング機
構を構成するカップリングの概略側面図である。

【図６】本発明の他の実施形態にかかる画像形成装置に
組み込まれる動力伝達機構を示す図である。

【図７】従来技術にかかる画像形成装置に組み込まれる
動力伝達機構を示す図である。

【符号の説明】

８，１０カービックカップリング機構２１感光体２１ａ回転軸（第１回転軸）４１中間転写ベルト（転写媒体）４３駆動ローラ４３ａ回転軸（第２回転軸）７０電動モータ（一の共通駆動源）６１，９１ギヤ（低速側動力伝達部材）６２，９２ギヤ（高速側動力伝達部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動力を発生する駆動力発生部と、
前記駆動力発生部からの回転駆動力を受けて第１回転軸
が回転することによって感光体が回転するプロセスユニ
ットと、前記駆動力発生部からの回転駆動力を受けて第
２回転軸が回転することによって転写媒体が回転する転
写ユニットと、前記駆動力発生部からの回転駆動力を前
記プロセスユニットおよび前記転写ユニットに向けて伝
達する動力伝達機構とを備え、前記感光体および前記転
写媒体を回転させながら、前記感光体上に形成されたト
ナー像を前記転写媒体に転写する画像形成装置におい
て、前記感光体の表面速度と、前記転写媒体の表面速度とが
相互に相違しており、前記感光体および前記転写媒体のうち表面速度が遅い方
の回転軸を低速側回転軸とし、速い方の回転軸を高速側
回転軸としたとき、前記低速側回転軸がカービックカップリング機構によっ
て前記動力伝達機構に対して連結されて、前記駆動力発
生部からの回転駆動力が前記動力伝達機構および前記カ
ービックカップリング機構を介して前記低速側回転軸に
与えられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記駆動力発生部は一の共通駆動源を有
するとともに、前記動力伝達機構は、前記カービックカップリング機構
を介して前記低速側回転軸に連結される低速側動力伝達
部材と、直接的またはカップリング機構を介して間接的
に前記高速側回転軸に連結される高速側動力伝達部材と
を有しており、前記動力伝達機構では、前記共通駆動源からの回転駆動
力を前記低速側動力伝達部材に伝達し、さらに前記低速
側動力伝達部材を経由して前記高速側動力伝達部材に伝
達するように、前記低速側動力伝達部材および前記高速
側動力伝達部材を用いて一列の駆動経路が形成されてい
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記カービックカップリング機構は、前
記低速側動力伝達部材に固着された駆動側カップリング
と、前記低速側回転軸に固着された従動側カップリング
とを備え、前記両カップリングの各々は、その軸線方向
に延び、かつ円周方向において互いに隣接する複数の凹
部および複数の凸部を有するとともに、各凸部の先端部
は角錐形状または円錐形状となっており、対向するカッ
プリングの凹部に噛み合い可能となっている請求項２記
載の画像形成装置。