JP2022075015A - 駆動力伝達機構および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転むらを低減できる駆動力伝達機構を提供する。【解決手段】駆動力伝達機構は、駆動側カップリング部１４４を有する第２回転体１０８の回転力を、従動側カップリング部を有する第１回転体に伝達する機構である。駆動側カップリング部は、胴部１４６と従動側カップリング部の第１係合部と係合する複数の第２係合部１４８とを備え、各第２係合部は、対応する第１係合部の当接面との当接部位に、胴部の回転方向の下流側から上流側に向かって当該胴部の回転軸線から遠ざかるように傾斜する第１傾斜面１４８ａを有する。【選択図】図９

Description

この発明は駆動力伝達機構および画像形成装置に関し、特にたとえば、第２回転体が有する駆動側カップリング部と第１回転体が有する従動側カップリング部とを嵌合させて第２回転体の回転力を第１回転体に伝達する、駆動力伝達機構および画像形成装置に関する。

従来のこの種の駆動力伝達機構を備える画像形成装置の一例が特許文献１に開示される。特許文献１の技術では、装置本体側の動力伝達軸（第２回転体）の先端部（駆動側カップリング部）に駆動突起が設けられ、現像ローラの駆動軸の先端部に軸継ぎ手（第１回転体）が設けられる。この軸継ぎ手は、駆動側カップリング部と嵌め合わされる第２係合部（従動側カップリング部）を有しており、第２係合部には、動力伝達軸の駆動突起を収容する係合溝と、駆動突起を係合溝へ案内する傾斜面とが形成される。

特開２００２－３４１６５８号公報

駆動側カップリング部と従動側カップリング部と接続する際に、駆動側カップリング部の軸中心と従動側カップリング部の軸中心とが必ずしも一致するとは限らず、部材の寸法誤差などにより、互いの軸中心がずれた状態で接続される場合がある。特に、複数の軸を同時に位置決めしないといけない場合、１つの軸を主として位置決めすると、それに付随する他の軸は、カップリング部どうしの軸中心がずれ易い。

特許文献１の技術では、駆動側カップリング部（延いては装置本体側の動力伝達軸）の軸中心と従動側カップリング部（延いては現像ローラの駆動軸）の軸中心とがずれていた場合でも、動力伝達軸の回転力を現像ローラの駆動軸に伝えることはできるが、互いの軸中心を合わせる（調芯する）ことができない。このため、これらの軸中心が一致しないことに起因する回転むら（回転速度の変動）が現像ローラの駆動軸に発生してしまう恐れがある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、駆動力伝達機構および画像形成装置を提供することである。

この発明の他の目的は、従動側の部材である第１回転体に生じる回転むらを低減できる、駆動力伝達機構および画像形成装置を提供することである。

第１の発明は、第１回転体が有する従動側カップリング部と第２回転体が有する駆動側カップリング部とを嵌合させて第２回転体の回転力を第１回転体に伝達する駆動力伝達機構であって、従動側カップリング部は、円筒状の受容部、および受容部の内周面に周方向に所定間隔で設けられ、受容部の回転軸線を通る面と平行な当接面を有する複数の第１係合部を備え、駆動側カップリング部は、受容部に挿入される円筒状または円柱状の胴部、胴部の外周面に周方向に所定間隔で設けられ、複数の第１係合部と係合する複数の第２係合部を備え、複数の第２係合部のそれぞれは、対応する第１係合部の当接面との当接部位に、胴部の回転方向の下流側から上流側に向かって当該胴部の回転軸線から遠ざかるように傾斜する第１傾斜面を有する、駆動力伝達機構である。

第１の発明によれば、従動側カップリング部の軸中心と駆動側カップリング部の軸中心とがずれていた場合でも、第１傾斜面によって従動側カップリング部と駆動側カップリング部とが自動調芯（芯合わせ）されるので、第１回転体に生じる回転むらを低減ないし防止することができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、胴部は、複数の第２係合部の間の外周面に、当該胴部の基端側から先端側に向かって当該胴部の回転軸線に近づくように傾斜する第２傾斜面を有する。

第３の発明は、第１または第２の発明に従属し、第２回転体は、基端部が回転支軸によって回転可能に支持される回転軸部、および回転軸部の基端部に形成されるギヤ部を備え、駆動側カップリング部は、回転軸部の先端部に形成され、第２回転体は、駆動側カップリング部が回転軸部の基端部を支点として首振り可能に設けられる。

第４の発明は、第３の発明に従属し、第２回転体のギヤ部を覆うように設けられるホルダをさらに備え、ギヤ部は、ホルダと当接することで駆動側カップリング部の首振り角度を規制する角度規制部を有する。

第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明に従属し、複数の第２係合部のそれぞれは、胴部の回転方向の下流側から上流側に向かって当該胴部の基端部側に近づくように傾斜する第３傾斜面を先端部に有する。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明に係る駆動力伝達機構を備える、画像形成装置である。

第７の発明は、第６の発明に従属し、装置本体と、装置本体に着脱可能な着脱ユニットとを備え、第１回転体が着脱ユニットに設けられ、第２回転体が装置本体に設けられる。

第８の発明は、第７の発明に従属し、着脱ユニットは、第１回転体が設けられる位置とは異なる位置に、装置本体に対する位置決め部を有する。

この発明によれば、従動側カップリング部の軸中心と駆動側カップリング部の軸中心とがずれていた場合でも、第１傾斜面によって従動側カップリング部と駆動側カップリング部とが自動調芯されるので、第１回転体に生じる回転むらを低減ないし防止することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の第１実施例の画像形成装置の内部構造を示す概略断面図である。 装置本体にプロセスユニットを装着するときの様子を示す図解図である。 プロセスユニットの後端部を示す斜視図である。 プロセスユニットの後端部を示す断面図である。 プロセスユニットが備えるスクリューカップリング（第１回転体）を示す背面図である。 図５のVI-VI線で切断したスクリューカップリングの断面を示す断面図である。 装置本体が備えるプロセスユニット駆動装置を示す斜視図である。 プロセスユニット駆動装置を示す断面図である。 スクリュー駆動ギヤ（第２回転体）を示す斜視図である。 スクリュー駆動ギヤを示す側面図である。 スクリュー駆動ギヤを示す正面図である。 図１１のXII-XII線で切断したスクリュー駆動ギヤの断面を示す断面図である。 プロセスユニット駆動装置のスクリュー駆動ギヤ周辺部分を拡大して示す断面図である。 プロセスユニット駆動装置とプロセスユニットとを連結した状態を示す図解図である。 従動側カップリング部と駆動側カップリング部とが自動調芯されるときの動作を模式的に示す図解図である。 この発明の第２実施例である画像形成装置が備えるスクリュー駆動ギヤを示す斜視図である。

［第１実施例］
図１を参照して、この発明の一実施例である画像形成装置１０は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）であって、電子写真方式によって用紙（記録媒体）に多色または単色の画像を形成する。詳細は後述するように、画像形成装置１０は、第１回転体の一例であるスクリューカップリング８８と第２回転体の一例であるスクリュー駆動ギヤ１０８とで構成される駆動力伝達機構２００（図１４参照）を備え、この駆動力伝達機構２００を介して、プロセスユニット駆動装置１００（図７参照）からの駆動力をクリーナユニット３８の搬送スクリュー８４に伝達する。

先ず、画像形成装置１０の基本構成について概略的に説明する。なお、この第１実施例では、画像形成装置１０を操作するユーザの立ち位置に対向する面、つまり操作パネル２８が設けられる側の面を前面（正面）として画像形成装置１０およびその構成部材の前後方向（奥行方向）を規定する。また、画像形成装置１０およびその構成部材の左右方向（横方向）は、画像形成装置１０を正面から見た状態を基準として規定する。

図１および図２に示すように、画像形成装置１０は、画像形成部３０等を備える装置本体１２、およびその上方に配置される画像読取装置１４を含む。

画像読取装置１４は、透明材によって形成される原稿載置台１６を備える。原稿載置台１６の上方には、ヒンジ等を介して原稿押えカバー１８が開閉自在に取り付けられる。この原稿押えカバー１８には、原稿載置トレイ２０に載置された原稿を画像読取位置２２に対して１枚ずつ自動的に給紙するＡＤＦ（自動原稿送り装置）２４が設けられる。また、原稿載置台１６の前面側には、ユーザによる印刷指示等の入力操作を受け付ける操作パネル２８が設けられる。この操作パネル２８には、ディスプレイおよび操作ボタン等が適宜設けられる。

また、画像読取装置１４には、光源、複数のミラー、結像レンズおよびラインセンサ等を備える画像読取部２６が内蔵される。画像読取部２６は、原稿表面を光源によって露光し、原稿表面から反射した反射光を複数のミラーによって結像レンズに導く。そして、結像レンズによって反射光をラインセンサの受光素子に結像させる。ラインセンサでは、受光素子に結像した反射光の輝度や色度が検出され、原稿表面の画像に基づく画像データが生成される。ラインセンサとしては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）等が用いられる。

装置本体１２には、ＣＰＵやメモリ等を含む制御部（図示せず）および画像形成部３０等が内蔵される。制御部は、操作パネル２８への入力操作などに応じて、画像形成装置１０の各部位に制御信号を送信し、画像形成装置１０に種々の動作を実行させる。

画像形成部３０は、露光ユニット３２、現像器３４、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８、帯電器４０、中間転写ベルトユニット４２、転写ローラ４４および定着ユニット４６等を備え、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０から搬送される用紙上に画像を形成し、画像形成済みの用紙を排紙トレイ５２に排出する。用紙上に画像を形成するための画像データとしては、画像読取部２６で読み取った画像データまたは外部コンピュータから送信された画像データ等が利用される。

なお、画像形成装置１０において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のカラー画像に応じたものである。このため、現像器３４、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８および帯電器４０のそれぞれは、各色に応じた４種類の潜像を形成するように４個ずつ設けられ、これらによって４つの画像ステーションが構成される。また、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８および帯電器４０は、ユニット化されており、これらによって着脱ユニットの一例であるプロセスユニット７０が構成される。つまり、画像形成部３０には、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８および帯電器４０等を備える４つのプロセスユニット７０が設けられている。プロセスユニット７０のそれぞれは、装置本体１２の前面側から個別に着脱することが可能である。

また、装置本体１２には、その背面側にプロセスユニット駆動装置１００が固定的に設けられる。装置本体１２にプロセスユニット７０を装着すると、プロセスユニット７０とプロセスユニット駆動装置１００とが連結され、各感光体ドラム３６および搬送スクリュー８４等は、プロセスユニット駆動装置１００から回転駆動力を受けて回転駆動される。プロセスユニット７０およびプロセスユニット駆動装置１００の具体的構成については後述する。

感光体ドラム３６は、導電性を有する円筒状の基体７４の表面に感光層が形成された像担持体であり、帯電器４０は、この感光体ドラム３６の表面を所定の電位に帯電させる部材である。また、露光ユニット３２は、レーザ出射部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成され、帯電された感光体ドラム３６の表面を露光することによって、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３６の表面に形成する。現像器３４は、感光体ドラム３６の表面に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーによって顕像化するものである。また、クリーナユニット３８は、クリーニングブレード（図示せず）および搬送スクリュー８４などを備え、現像および画像転写後における感光体ドラム３６の表面に残留したトナー等の異物を除去して廃トナーボックス（図示せず）に送り込む。

中間転写ベルトユニット４２は、中間転写ベルト５４、駆動ローラ５６、従動ローラ５８および４つの中間転写ローラ６０等を備え、感光体ドラム３６の上方に配置される。中間転写ベルト５４は、各感光体ドラム３６に接触するように設けられており、中間転写ローラ６０を用いて、各感光体ドラム３６に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト５４に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト５４上に多色のトナー像が形成される。また、駆動ローラ５６の近傍には、転写ローラ４４が配置されており、中間転写ベルト５４と転写ローラ４４との間のニップ域を用紙が通過することによって、中間転写ベルト５４に形成されたトナー像が用紙に転写される。

定着ユニット４６は、ヒートローラ６２および加圧ローラ６４を備え、転写ローラ４４の上方に配置される。ヒートローラ６２は、所定の定着温度となるように設定されており、ヒートローラ６２と加圧ローラ６４との間のニップ域を用紙が通過することによって、用紙に転写されたトナー像が溶融、混合および圧接されて、用紙に対してトナー像が熱定着される。

このような装置本体１２内には、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０からの用紙をレジストローラ６８、転写ローラ４４および定着ユニット４６を経由させて排紙トレイ５２に送るための第１用紙搬送路Ｌ１が形成される。また、用紙に対して両面印刷を行う際に、片面印刷が終了して定着ユニット４６を通過した後の用紙を、転写ローラ４４の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に戻すための第２用紙搬送路Ｌ２が形成される。この第１用紙搬送路Ｌ１および第２用紙搬送路Ｌ２には、用紙に補助的に推進力を与えるための複数の搬送ローラ６６が適宜設けられる。

装置本体１２において片面印刷（画像形成）を行う際には、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０によって用紙が１枚ずつ第１用紙搬送路Ｌ１に導かれ、搬送ローラ６６によってレジストローラ６８まで搬送される。そして、レジストローラ６８によって、用紙の先端と中間転写ベルト５４上の画像情報の先端とが整合するタイミングで転写ローラ４４に搬送され、用紙上にトナー像が転写される。その後、定着ユニット４６を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱で溶融して固着され、排紙トレイ５２上に用紙が排出される。

一方、両面印刷を行う際には、片面印刷が終了して定着ユニット４６を通過した用紙の後端部が排紙トレイ５２近傍の搬送ローラ６６まで到達したとき、この搬送ローラ６６を逆回転させることによって、用紙が逆走して第２用紙搬送路Ｌ２に導かれる。第２用紙搬送路Ｌ２に導かれた用紙は、第２用紙搬送路Ｌ２を搬送されて、レジストローラ６８の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に導かれる。この時点で用紙の表裏は反転されるので、その後、転写ローラ４４および定着ユニット４６を用紙が通過することによって、用紙の裏面に印刷が行われる。

次に、図２～図４を参照して、プロセスユニット７０の構成について説明する。図２～図４に示すように、プロセスユニット７０は、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８および帯電器４０などを備え、これらはプロセスユニットフレーム７２によって所定の配置態様で一体的に保持される。プロセスユニット７０は、装置本体１２のフロント側から着脱可能であり、装置本体１２の奥行方向（前後方向）に摺動させることによって、装置本体１２に装着されたり、装置本体１２から離脱されたりする。

感光体ドラム３６は、表面に感光層が形成された円筒状の基体７４と、基体７４の軸中心を貫通するように設けられる金属製のドラム軸７６とを備える。ドラム軸７６の両端部は、プロセスユニットフレーム７２に設けられる第１ベアリング７８によって回転可能に支持され、基体７４はこのドラム軸７６の回転に伴って回転する。

また、ドラム軸７６の後側先端部には、外歯を有する感光体カップリング８０が設けられる。感光体カップリング８０は、後述するプロセスユニット駆動装置１００のドラム駆動ギヤ１０６が有する駆動カップリング１２４と着脱可能に嵌合（連結）されて、ドラム駆動ギヤ１０６の回転駆動力を感光体ドラム３６に伝達する。さらに、ドラム軸７６の後側端部には、第１ベアリング７８と感光体カップリング８０との間において、第２ベアリング８２が設けられる。第２ベアリング８２は、装置本体１２に対してプロセスユニット７０を装着したときに、後述するプロセスユニット駆動装置１００のサポートホルダ１１０に形成されるドラム位置決め部１３０に嵌め込まれて、ドラム位置決め部１３０と共にプロセスユニット７０の位置決め（感光体ドラム３６の芯出し）に利用される。

クリーナユニット３８は、クリーニングブレード、およびクリーニングブレードによって感光体ドラム３６の表面から除去された異物を廃トナーボックスに送り込む搬送スクリュー８４等を備える。搬送スクリュー８４のスクリュー軸８４ａの両端部は、プロセスユニットフレーム７２に設けられる第３ベアリング８６によって回転可能に支持される。また、スクリュー軸８４ａの後側先端部には、スクリューカップリング８８が設けられる。このスクリューカップリング８８と後述するスクリュー駆動ギヤ１０８とで駆動力伝達機構２００が構成される。

図５および図６に示すように、スクリューカップリング８８は、第１回転体の一例であって、一方端側（前端側）に設けられるスクリュー軸取付部９０と、他端側（後端側）に設けられる従動側カップリング部９２とを有する。スクリューカップリング８８は、スクリュー軸取付部９０にスクリュー軸８４ａの後側先端部が嵌め入れられることで、スクリュー軸８４ａに対して同軸であってかつ回転不可に取り付けられる。

また、従動側カップリング部９２は、プロセスユニット駆動装置１００が備えるスクリュー駆動ギヤ１０８の駆動側カップリング部１４４と着脱可能に嵌合（連結）されて、スクリュー駆動ギヤ１０８の回転駆動力をスクリューカップリング８８および搬送スクリュー８４に伝達する。

具体的には、従動側カップリング部９２は、円筒状の受容部９４を備える。受容部９４の内周面には、周方向に所定間隔で設けられ、軸方向に沿って延びる突条である複数の第１係合部９６が形成される。第１係合部９６の数は、たとえば３つ以上６つ以下が好ましく、この第１実施例では、４つの第１係合部９６が９０度間隔で受容部９４の内周面に形成される。各第１係合部９６の当接面９６ａ（駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８と当接する回転方向上流側の面）は、受容部９４の回転軸線Ｘ（つまりスクリューカップリング８８の回転軸線）を通る面と平行、つまり受容部９４の回転方向に対して直交するように形成される。受容部９４の回転軸線Ｘから当接面９６ａの内側縁９６ｂまでの距離Ｒ１は、たとえば３.０ｍｍである。つまり、各当接面９６ａの内側縁９６ｂを結ぶ仮想円の直径は、６.０ｍｍである。

また、各第１係合部９６の先端部には、受容部９４の回転方向の上流側から下流側に向かって徐々に受容部９４の基端部側に近づくように傾斜する傾斜面９６ｃが形成される。従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とを嵌め合わせる際には、この傾斜面９６ｃによって、駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８が第１係合部９６間の溝部に案内される。

続いて、図７および図８を参照して、プロセスユニット駆動装置１００の構成について説明する。図７および図８に示すように、プロセスユニット駆動装置１００は、駆動装置フレーム１０２、駆動モータ１０４、ドラム駆動ギヤ１０６、スクリュー駆動ギヤ１０８およびサポートホルダ１１０等を備える。プロセスユニット駆動装置１００は、装置本体１２の後側の側壁に対して固定的に設けられ、各感光体ドラム３６および各搬送スクリュー８４に対して回転駆動力を与える。このため、ドラム駆動ギヤ１０６、スクリュー駆動ギヤ１０８およびサポートホルダ１１０のそれぞれは、４つのプロセスユニット７０に対応するように４つずつ設けられ、駆動装置フレーム１０２によって所定の配置態様で保持される。ただし、図７ではそのうちの３つを示している。

駆動装置フレーム１０２は、たとえば金属製であって、後側に配置される外側板１０２ａと、外側板１０２ａの前側に所定間隔を開けて配置される内側板１０２ｂとを含む。外側板１０２ａの背面には、駆動モータ１０４が設けられる。駆動モータ１０４のモータ軸は、外側板１０２ａから前側に突出するように設けられる。また、図示は省略するが、外側板１０２ａには、ドラム駆動ギヤ１０６を回転可能に支持するギヤ支軸が設けられる。

また、ドラム駆動ギヤ１０６は、ボス部１２０、第１ギヤ部１２２および駆動カップリング１２４等を含み、これらは合成樹脂によって一体成形される。ボス部１２０は、略円筒状に形成され、その基端部（後端部）には、円盤状の第１ギヤ部１２２が形成される。また、ボス部１２０の先端部（前端部）には、内歯を有する駆動カップリング１２４が形成される。つまり、ドラム駆動ギヤ１０６の先端部分には、駆動カップリング１２４が一体的に形成されている。駆動カップリング１２４は、上述のように、感光体ドラム３６のドラム軸７６に取り付けられる感光体カップリング８０と着脱可能に嵌合される。また、ドラム駆動ギヤ１０６のボス部１２０には、後側に向かって開口する軸穴１２６が形成される。この軸穴１２６に対して外側板１０２ａに設けられるギヤ支軸が挿入されることによって、ギヤ支軸に対してドラム駆動ギヤ１０６が回転可能に支持される。

ドラム駆動ギヤ１０６の第１ギヤ部１２２およびアイドルギヤ（図示せず）等のギヤ列は、外側板１０２ａと内側板１０２ｂとの間に収容される。駆動モータ１０４からの回転駆動力は、モータ軸から適宜のアイドルギヤを介してドラム駆動ギヤ１０６に伝達され、このドラム駆動ギヤ１０６からカップリング部（駆動カップリング１２４および感光体カップリング８０）を介して感光体ドラム３６のドラム軸７６に伝達される。

また、ドラム駆動ギヤ１０６のボス部１２０の外周面には、内側板１０２ｂよりも前側の位置において、第２ギヤ部１２８が設けられる。第２ギヤ部１２８は、スクリュー駆動ギヤ１０８のギヤ部１４２と噛み合わされ、ドラム駆動ギヤ１０６の回転駆動力をスクリュー駆動ギヤ１０８に伝達する。つまり、駆動モータ１０４からの回転駆動力は、ドラム駆動ギヤ１０６からスクリュー駆動ギヤ１０８にも伝達される。スクリュー駆動ギヤ１０８は、駆動モータ１０４からの回転駆動力を搬送スクリュー８４に伝達するための部材であって、回転軸部１４０、ギヤ部１４２および駆動側カップリング部１４４などを備える。スクリュー駆動ギヤ１０８の具体的な構成および支持構造については、後述する。

また、サポートホルダ１１０は、ドラム駆動ギヤ１０６の内側板１０２ｂからの突出部分およびスクリュー駆動ギヤ１０８の先端部（駆動側カップリング部１４４）を除く部分を覆うように、内側板１０２ｂに対して固定される。サポートホルダ１１０は、装置本体１２対してプロセスユニット７０を位置決めするための合成樹脂製の保持部材であって、ドラム駆動ギヤ１０６の軸中心と同心である円筒状のドラム位置決め部１３０を有している。そして、サポートホルダ１１０は、このドラム位置決め部１３０において、感光体ドラム３６のドラム軸７６の後側端部を、第２ベアリング８２を介して回転可能に支持する（図１４参照）。これによって、感光体ドラム３６（延いてはプロセスユニット７０全体）が位置決めされ、ドラム駆動ギヤ１０６と感光体ドラム３６のドラム軸７６とが適切に芯出しされる。したがって、ドラム駆動ギヤ１０６の回転をドラム軸７６にスムーズに伝達でき、感光体ドラム３６を高精度で回転駆動させることができる。

一方、スクリューカップリング８８とスクリュー駆動ギヤ１０８とは、装置本体１２対するプロセスユニット７０の位置決め部である第２ベアリング８２およびドラム位置決め部１３０から離れた位置において連結される。すなわち、プロセスユニット７０は、スクリューカップリング８８が設けられる位置とは異なる位置に、装置本体１２に対する位置決め部である第２ベアリング８２を有している。このため、スクリューカップリング８８の軸中心とスクリュー駆動ギヤ１０８の軸中心とを一致させることは、加工誤差や組立誤差などの製造誤差（寸法公差）があることから困難であり、互いのカップリング部（従動側カップリング部９２および駆動側カップリング部１４４）どうしの軸中心にずれが生じ易い。

そこで、この第１実施例では、スクリュー駆動ギヤ１０８に第１傾斜面１４８ａを形成することで、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが互いの軸中心がずれた状態で接続された場合でも、スクリュー駆動ギヤ１０８の回転に伴って従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが自動調芯（芯合わせ）されるようにした。以下、具体的に説明する。

図９～図１２に示すように、スクリュー駆動ギヤ１０８は、第２回転体の一例であって、スクリューカップリング８８（延いては搬送スクリュー８４）に回転駆動力を伝達する部材である。スクリュー駆動ギヤ１０８は、回転軸部１４０、ギヤ部１４２および駆動側カップリング部１４４などを備え、これらは合成樹脂によって一体成形される。

回転軸部１４０は、略円筒状に形成され、その基端部（後端部）には、円盤状のギヤ部１４２が形成される。なお、図示は省略しているが、ギヤ部１４２の外周面には外歯が形成されている。また、回転軸部１４０の先端部（前端部）には、駆動側カップリング部１４４が形成される。つまり、回転軸部１４０の先端部には、駆動側カップリング部１４４が一体的に形成されている。駆動側カップリング部１４４は、上述のように、搬送スクリュー８４のスクリュー軸８４ａに取り付けられたスクリューカップリング８８と着脱可能に嵌合される。

駆動側カップリング部１４４は、従動側カップリング部９２の受容部９４に挿入される円筒状の胴部１４６を備える。ただし、胴部１４６は、円柱状に形成されてもよい。胴部１４６の外周面には、従動側カップリング部９２が有する第１係合部９６と係合する複数の第２係合部１４８が形成される。第２係合部１４８は、胴部１４６の軸方向に沿って延びる突条であって、胴部１４６の周方向に所定間隔で設けられる。第２係合部１４８の数は、たとえば３つ以上６つ以下が好ましく、この第１実施例では、４つの第２係合部１４８が９０度間隔で胴部１４６の外周面に形成される。なお、第２係合部１４８の数は、第１係合部９６の数よりも少なくすることも可能である。

複数の第２係合部１４８のそれぞれには、胴部１４６の回転方向における下流側の面の根元部分、つまり対応する第１係合部９６の当接面９６ａ（具体的にはその内側縁９６ｂ）との当接部位に第１傾斜面１４８ａが形成される。第１傾斜面１４８ａは、胴部１４６の回転方向の下流側から上流側に向かって徐々に、胴部１４６の回転軸線から遠ざかる（つまり径大となる）ように直線状に傾斜している。胴部１４６の接線方向に対する第１傾斜面１４８ａの傾斜角度は、たとえば３０度～６０度に設定され、この第１実施例では４５度である。

また、胴部１４６は、基端側（後端側）から先端側（前端側）に向かって徐々に径小となる先細り形状を有する。すなわち、胴部１４６は、複数の第２係合部１４８の間の外周面に、基端側から先端側に向かって徐々に胴部１４６の回転軸線に近づく（つまり径小となる）ように傾斜する第２傾斜面１４６ａを有する。なお、第１傾斜面１４８ａも、この第２傾斜面１４６ａに沿って傾いて形成される。

胴部１４６の基端部の外径は、たとえば７ｍｍであり、胴部１４６の先端部の外径は、たとえば５ｍｍである。また、第１傾斜面１４８ａの後端の最大径（つまり回転方向上流側の側縁の径）は、たとえば８ｍｍであり、第１傾斜面１４８ａの前端の最大径は、たとえば６ｍｍである。ここで、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とを嵌め合わせた際には、駆動側カップリング部１４４の胴部１４６の軸方向中央部分に従動側カップリング部９２の先端が位置する（図１４参照）。したがって、従動側カップリング部９２が有する第１係合部９６の当接面９６ａの内側縁９６ｂは、駆動側カップリング部１４４の胴部１４６の外周面よりも径方向外側であって、かつ第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａの回転方向上流側の側縁よりも径方向内側に位置する。そして、第１係合部９６は、この内側縁９６ｂにおいて第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａに対して点接触する。

また、複数の第２係合部１４８のそれぞれの先端部には、胴部１４６の回転方向の下流側から上流側に向かって徐々に、胴部１４６の基端部側に近づくように傾斜する第３傾斜面１４８ｂが形成される。従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とを嵌め合わせる際には、この第３傾斜面１４８ｂによって、駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８が第１係合部９６間の溝部に案内される。

さらに、スクリュー駆動ギヤ１０８の回転軸部１４０には、後側に向かって開口する円柱状の空間である軸穴１４０ａが形成される。図８および図１３に示すように、駆動装置フレーム１０２の内側板１０２ｂには、前側に突出する短円筒状の回転支軸１３２が設けられており、軸穴１４０ａに対して回転支軸１３２が挿入されることによって、回転支軸１３２に対してスクリュー駆動ギヤ１０８が回転可能に支持される。

ここで、軸穴１４０ａの径は、回転支軸１３２の外径よりも僅かに小さく設定され、スクリュー駆動ギヤ１０８の軸穴１４０ａと回転支軸１３２とは、回転支軸１３２の径方向に僅かなガタを持って摺接する。また、回転支軸１３２の軸方向長さは小さく設定されており、スクリュー駆動ギヤ１０８は、その基端部のみにおいて回転支軸１３２と摺接する。回転支軸１３２の軸方向長さ、つまり軸穴１４０ａと回転支軸１３２との摺接部の軸方向長さは、たとえば３ｍｍ～８ｍｍである。

このように、スクリュー駆動ギヤ１０８の軸穴１４０ａと回転支軸１３２との摺接部の軸方向長さを小さくすることによって、スクリュー駆動ギヤ１０８の回転精度を確保しつつ、回転支軸１３２に対してスクリュー駆動ギヤ１０８を揺動（傾動）させることが可能になる。つまり、スクリュー駆動ギヤ１０８は、基端部を支点として先端部（つまり駆動側カップリング部１４４）が旋回するように、回転支軸１３２を中心としてその全周に亘って首振り可能に設けられている。また、駆動側カップリング部１４４を含む回転軸部１４０の軸方向長さを大きくしておくことで、回転軸部１４０が弾性変形し易くなり、駆動側カップリング部１４４が首振りし易くなる。

また、サポートホルダ１１０は、スクリュー駆動ギヤ１０８の先端部分の最大振れ幅（首振り角度）を規制（調整）する規制部材としても機能する。具体的には、スクリュー駆動ギヤ１０８のギヤ部１４２の前面（サポートホルダ１１０の背面と対向する面）には、円環突起状の角度規制部１５０が形成される。一方、サポートホルダ１１０の背面には、角度規制部１５０と対応する位置に、円環突起状の抑え部１３４が形成される。角度規制部１５０と抑え部１３４との間には、所定間隔の隙間が形成されており、スクリュー駆動ギヤ１０８は、角度規制部１５０が抑え部１３４に当接するまで傾斜可能である。回転軸部１４０に対するスクリュー駆動ギヤ１０８の傾斜可能な最大角度は、たとえば０.３度～１.０度に設定される。

上述のような画像形成装置１０において、図１４に示すように、装置本体１２に対してプロセスユニット７０を装着すると、プロセスユニット駆動装置１００とプロセスユニット７０とが連結される。すなわち、ドラム駆動ギヤ１０６の駆動カップリング１２４に対して感光体ドラム３６の感光体カップリング８０が嵌合されると共に、スクリュー駆動ギヤ１０８の駆動側カップリング部１４４に対してスクリューカップリング８８の従動側カップリング部９２が嵌合される（つまり駆動力伝達機構２００が接続される）。そして、駆動モータ１０４からの回転駆動力が、ドラム駆動ギヤ１０６を介して感光体ドラム３６のドラム軸７６に伝達されると共に、スクリュー駆動ギヤ１０８を介して搬送スクリュー８４のスクリュー軸８４ａに伝達されることによって、感光体ドラム３６および搬送スクリュー８４が所定方向に回転駆動される。

ここで、スクリュー駆動ギヤ１０８の駆動側カップリング部１４４とスクリューカップリング８８の従動側カップリング部９２とを嵌合させる際に、第１係合部９６の周方向位置と第２係合部１４８の周方向位置とが一致してしまった場合でも、第１係合部９６の傾斜面９６ｃおよび第２係合部１４８の第３傾斜面１４８ｂによって、駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８が第１係合部９６間の溝部によって案内される。

また、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが、互いの軸中心が大きくずれた状態で接続されようとしても、駆動側カップリング部１４４の胴部１４６が有する第２傾斜面１４６ａに対して従動側カップリング部９２の第１係合部９６が摺動することによって、駆動側カップリング部１４４の軸中心が従動側カップリング部９２の軸中心に近づく方向に駆動側カップリング部１４４が傾動する（首を振る）。これにより、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４との互いの軸中心のずれが、ある程度補正（調芯）される。

さらに、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが、互いの軸中心がずれた状態で接続されても（つまり接続完了時に軸ずれが残っても）、駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８が有する第１傾斜面１４８ａによって、駆動側カップリング部１４４が回転するに伴って従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが自動調芯される。

図１５には、第１傾斜面１４８ａによって従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが自動調芯されるときの動作を模式的に示す。従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とが互いの軸中心がずれた状態で接続された場合、図１５(Ａ)に示すように、駆動側カップリング部１４４の軸中心から最も近い位置にある従動側カップリング部９２の第１係合部９６の内側縁９６ｂが、対応する駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａに対して当接点ａ１にて当接する。

ここで、駆動側カップリング部１４４が回転すると、第１係合部９６の内側縁９６ｂが第１傾斜面１４８ａに当接していることから、駆動側カップリング部１４４の回転力は、第１係合部９６を回転方向（周方向）に押すだけでなく、第１係合部９６を径方向外側に押す方向にも作用する。このため、駆動側カップリング部１４４には、その反力で従動側カップリング部９２の径方向内側に向かう力が作用する。これにより、当接点ａ１にて当接したものが、図１５(Ｂ)に示すように、当接点ａ１よりも回転方向上流側（つまり径方向外側）の位置である当接点ａ２にて当接するようにスクリュー駆動ギヤ１０８が傾動する。つまり、スクリュー駆動ギヤ１０８が調芯される方向に首を振る。また、このスクリュー駆動ギヤ１０８の首振りに伴い、駆動側カップリング部１４４の軸中心から２番目に近い位置にある従動側カップリング部９２の第１係合部９６の内側縁９６ｂが、対応する駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａに対して当接点ｂ１にて当接する。

その後、駆動側カップリング部１４４の回転が進むと、図１５(Ｃ)に示すように、当接点ａ２にて当接したものが当接点ａ３にて当接し、当接点ｂ１にて当接したものが当接点ｂ２にて当接するようにスクリュー駆動ギヤ１０８が傾動する。つまり、さらに調芯が進む方向にスクリュー駆動ギヤ１０８が首を振る。また、これに伴い、駆動側カップリング部１４４の軸中心から３番目に近い位置にある従動側カップリング部９２の第１係合部９６の内側縁９６ｂが、対応する駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａに対して当接点ｃ１にて当接する。

そして、さらに駆動側カップリング部１４４の回転が進むと、図１５(Ｄ)に示すように、従動側カップリング部９２の４つの第１係合部９６の内側縁９６ｂのそれぞれが、対応する駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８の第１傾斜面１４８ａに対して当接点ａ４,ｂ３,ｃ２,ｄ１にて当接する。すなわち、従動側カップリング部９２の軸中心と駆動側カップリング部１４４の軸中心とが互いに一致するようになる。その後、スクリュー駆動ギヤ１０８が傾動状態を維持したまま回転することによって、回転むら（回転速度の変動）を生じることなく、搬送スクリュー８４のスクリュー軸８４ａに対して回転駆動力が伝えられる。

以上のように、この第１実施例によれば、駆動側カップリング部１４４の第２係合部１４８が第１傾斜面１４８ａを有するので、従動側カップリング部９２の軸中心と駆動側カップリング部１４４の軸中心とがずれていた場合でも、第１傾斜面１４８ａによって従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とを自動調芯することができる。したがって、スクリューカップリング８８に生じる回転むらを低減ないし防止することができ、スクリューカップリング８８（延いては搬送スクリュー８４のスクリュー軸８４ａ）を円滑に回転させることができる。

また、この第１実施例によれば、駆動側カップリング部１４４の胴部１４６が第２傾斜面１４６ａを有するので、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とをより適切に自動調芯することができる。

［第２実施例］
次に、図１６を参照して、この発明の第２実施例である画像形成装置１０について説明する。この第２実施例では、スクリュー駆動ギヤ１０８の構成が、上述の第１実施例と異なる。その他の部分については同様であるので、上述の第１実施例と重複する説明は、省略または簡略化する。

簡単に説明すると、第２実施例では、スクリュー駆動ギヤ１０８の駆動側カップリング部１４４が備える胴部１４６は、外径がその軸方向全長に亘って同径とされる。つまり、胴部１４６に第２傾斜面１４６ａは形成されない。

この第２実施例においても、第１実施例と同様に、駆動側カップリング部１４４が第１傾斜面１４８ａを有するので、従動側カップリング部９２と駆動側カップリング部１４４とを自動調芯することができ、スクリューカップリング８８に生じる回転むらを低減ないし防止することができる。

なお、上述の各実施例では、画像形成装置１０として、複写機、ファクシミリおよびプリンタ等を組み合わせた複合機を例示したが、画像形成装置１０は、複写機、ファクシミリおよびプリンタ等のいずれか、またはこれらの少なくとも２つを組み合わせた複合機であってもよい。

また、上述の各実施例では、駆動力伝達機構２００をスクリューカップリング８８およびスクリュー駆動ギヤ１０８に適用したが、駆動力伝達機構２００は、画像形成装置１０の他の動力伝達部に適用することもできるし、画像形成装置１０以外の他の装置が備える動力伝達部に適用することもできる。

また、上で挙げた具体的な数値および部品形状などは、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …画像形成装置
１２ …装置本体
１４ …画像読取装置
２６ …画像読取部
３０ …画像形成部
３６ …感光体ドラム
７０ …プロセスユニット（着脱ユニット）
８４ …搬送スクリュー
８８ …スクリューカップリング（第１回転体）
９２ …従動側カップリング部
９４ …受容部
９６ …第１係合部
１００ …プロセスユニット駆動装置
１０８ …スクリュー駆動ギヤ（第２回転体）
１１０ …サポートホルダ
１４０ …回転軸部
１４２ …ギヤ部
１４４ …駆動側カップリング部
１４６ …胴部
１４６ａ …第２傾斜面
１４８ …第２係合部
１４８ａ …第１傾斜面
１４８ｂ …第３傾斜面
１５０ …角度規制部
２００ …駆動力伝達機構

Claims (8)

1. 第１回転体が有する従動側カップリング部と第２回転体が有する駆動側カップリング部とを嵌合させて前記第２回転体の回転力を前記第１回転体に伝達する駆動力伝達機構であって、
   前記従動側カップリング部は、
   円筒状の受容部、および、
   前記受容部の内周面に周方向に所定間隔で設けられ、前記受容部の回転軸線を通る面と平行な当接面を有する複数の第１係合部を備え、
   前記駆動側カップリング部は、
   前記受容部に挿入される円筒状または円柱状の胴部、
   前記胴部の外周面に周方向に所定間隔で設けられ、前記複数の第１係合部と係合する複数の第２係合部を備え、
   前記複数の第２係合部のそれぞれは、対応する前記第１係合部の前記当接面との当接部位に、前記胴部の回転方向の下流側から上流側に向かって当該胴部の回転軸線から遠ざかるように傾斜する第１傾斜面を有する、駆動力伝達機構。
2. 前記胴部は、前記複数の第２係合部の間の外周面に、当該胴部の基端側から先端側に向かって当該胴部の回転軸線に近づくように傾斜する第２傾斜面を有する、請求項１記載の駆動力伝達機構。
3. 前記第２回転体は、
   基端部が回転支軸によって回転可能に支持される回転軸部、および
   前記回転軸部の基端部に形成されるギヤ部を備え、
   前記駆動側カップリング部は、前記回転軸部の先端部に形成され、
   前記第２回転体は、前記駆動側カップリング部が前記回転軸部の基端部を支点として首振り可能に設けられる、請求項１または２記載の駆動力伝達機構。
4. 前記第２回転体の前記ギヤ部を覆うように設けられるホルダをさらに備え、
   前記ギヤ部は、前記ホルダと当接することで前記駆動側カップリング部の首振り角度を規制する角度規制部を有する、請求項３記載の駆動力伝達機構。
5. 前記複数の第２係合部のそれぞれは、前記胴部の回転方向の下流側から上流側に向かって当該胴部の基端部側に近づくように傾斜する第３傾斜面を先端部に有する、請求項１から４のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の駆動力伝達機構を備える、画像形成装置。
7. 装置本体と、前記装置本体に着脱可能な着脱ユニットとを備え、
   前記第１回転体が前記着脱ユニットに設けられ、前記第２回転体が前記装置本体に設けられる、請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記着脱ユニットは、前記第１回転体が設けられる位置とは異なる位置に、前記装置本体に対する位置決め部を有する、請求項７記載の画像形成装置。

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