JP6541340B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、中間転写ユニット、プロセスカートリッジ等の着脱可能なユニットに対して画像形成装置本体からの駆動伝達を行うカップリング部を備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、感光体に形成したトナー像を、中間転写体を経由して記録材に転写して、定着装置により記録材に熱定着させる画像形成装置が広く用いられている。

このような画像形成装置において、記録材にトナー像を転写する転写部と画像形成部の間で中間転写体にクリーニングブレードを当接させて、転写部で転写されなかった未転写トナーを回収している。また、記録材に転写されない制御用のトナー像（パッチ画像）や、画像形成中に記録材のジャムが発生した場合もクリーニングブレードにより回収される。

このように、転写部と画像形成部との間で中間転写体にクリーニングブレードを当接させた画像形成装置では、画像形成の累積に伴って、クリーニングブレードのブレードエッジに紙粉やトナーの塊が挟まって、トナーのすり抜けが発生する可能性がある。

そこで、特許文献１では、画像形成ジョブの終了後に、中間転写ベルトを停止して所定距離だけ逆方向に回転させて、ブレードエッジに固着した紙粉とトナーの塊を崩して中間転写ベルトへ排出させている。その後、中間転写ベルトを順方向に回転させて紙粉とトナーをクリーニングブレードで掻き落として回収している。

一方、中間転写ベルトやプロセスカートリッジ等の着脱可能なユニットに駆動を伝達する手段として、従来のカップリング構成には、ねじれた多角形状を有していて逆回転させてカップリングの係合を解除するものがある。

例えば特許文献２では、前述のカップリング構成として、着脱可能なプロセスカートリッジに具備された像担持体の一端に設けた被駆動部と、装置本体側で駆動源からの駆動力を伝達するため中心に駆動部を有する回転体を配置している。このカップリング部の被駆動部はねじれた多角柱状の突起を有していて、駆動部は多角柱とねじれ角及びねじれ方向が同一で断面が多角形のねじれた穴を有している。また、回転体は軸方向に移動自在に支持されている。像担持体を正回転させるときにはカップリング部のねじれ角により駆動側と被駆動側が引き込み合い安定した駆動伝達を実現している。そして、駆動源を逆回転制御させ、ねじれた多角形状の作用により回転体が軸方向に逃げ、カップリング部の係合が解除される。したがって、逆回転時には像担持体へは駆動力は伝達されない。この制御によりプロセスカートリッジの着脱操作が容易に行われている。

また特許文献３では、像担持体が停止した時に像担持体のクリーニングブレードの当接領域で残留したトナーや外添剤などの影響で発生する像担持体の表面摩擦係数の低下による負荷変動の低減のため、以下の制御を行っている。像担持体が一端停止した後に、画像形成時と同方向に所定量回転させ、次に逆方向に回転させ停止させる制御が行われている。

特開平１０−１０９３９号 特開平１１−１０９８３６号 特開２００５−６２２８０号

しかしながら、上記特許文献２の構成では、逆回転時にカップリングの係合が解除される構成になっているため、特許文献１や特許文献３に記載されている逆回転制御を実施するのが困難であった。

そこで、カップリング部で像担持体を逆回転させるために、以下のような手段を用いていた。具体的には、逆回転時にカップリング部にはねじれた多角形状によりカップリングの係合が解除される方向の力が作用し回転体が逃げる。よって、逆回転時に回転体が逃げないようにするため、解除方向とは反対方向のカップリング係合方向で、ねじれた多角形状により作用する力以上の付勢力を持った付勢部材で回転体を付勢する必要があった。また、この付勢力は画像形成時（すなわち正回転時）も含め、常時、カップリング部を介して中間転写ベルトやプロセスカートリッジといったユニット側に作用するため、軸線方向に関してユニットの位置が不安定になる恐れがあった。したがって、ユニット側には回転体から受ける付勢力とは逆方向でさらに強い付勢力で抑えることが必要であった。また、強い付勢力で抑えたとしても、ユニット側の駆動トルクによっては、逆回転時にカップリング部に作用する力で、回転体がカップリング部の係合解除方向に微小にズレ、駆動伝達のロスが発生していた。したがって、上記逆回転制御を行う際、駆動伝達のロスも考慮して制御を行っていたため、制御に必要な時間や動きに制約があった。

本発明の目的は、正回転時は像担持体への駆動伝達精度を維持しつつ、逆回転時においても効率よく駆動伝達を行い、かつ、カップリング部あるいはユニット側に与える付勢力を最小限に抑えることができるカップリング構成（形状）を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置の装置本体に設けられた本体駆動源からの駆動力の伝達により、ユニットが有する回転体を正回転および逆回転する画像形成装置において、前記装置本体に設けられ、前記本体駆動源からの駆動力を伝達する本体側のカップリングと、前記ユニットに設けられ、前記本体側のカップリングと噛み合い、前記本体側のカップリングを通して前記本体駆動源からの駆動力を受けるユニット側のカップリングと、を備え、前記本体側のカップリングあるいは前記ユニット側のカップリングのいずれか一方のカップリングを軸方向に移動自在に設け、前記本体側のカップリングは、正回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第１の駆動伝達面と、逆回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第２の駆動伝達面と、を備え、前記ユニット側のカップリングは、正回転時に前記第１の駆動伝達面と当接する第３の駆動伝達面と、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と当接する第４の駆動伝達面と、を備え、前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面は、お互いのカップリングが軸方向に引き込み合う方向に傾斜しており、正回転時に前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力が発生し、前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面は、軸方向に平行であり、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力がゼロであることを特徴とする。

本発明によれば、逆回転時にもお互いの駆動伝達面が当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合うため、正回転だけでなく、逆回転も駆動伝達を安定して、かつ、精度良く行うことができる。

また、逆回転時にお互いのカップリングが軸方向に離れてしまうことを防止する付勢力をなくす、もしくは、減らすことができ、ユニットの位置を安定して保持することができる。

本発明を適用可能な実施例１に係る装置本体側および中間転写ベルト側のカップリング形状を説明する図 中間転写ベルトを用いた４ドラム式のフルカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図 画像形成装置の構成を示すブロック図 画像形成装置の動作工程を示す図 画像形成装置に中間転写ベルトユニットを脱着する様子を示す斜視図 中間転写ベルトを駆動する駆動ユニットを示す正面図 中間転写ベルトの駆動を連結するカップリングを上面からみた図 中間転写ベルトのカップリングの連結が解除されたときの上面からみた図 中間転写ベルト（感光体ドラム）を正回転させるときのカップリングの駆動伝達面に係る力の関係を示すイメージ図 中間転写ベルト（感光体ドラム）を逆回転させるときのカップリングの駆動伝達面（回転軸に対して略平行）に係る力の関係を示すイメージ図 感光体ドラムを逆回転させるときのカップリングの駆動伝達面に係る力の関係を示すイメージ図 正回転時の駆動伝達面と逆回転時の駆動伝達面が、回転軸と垂直方向で位相が異なっているときの図 感光体ドラムを逆回転させるときのカップリングの駆動伝達面に係る力の関係を示すイメージ図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
本発明に係る画像形成装置について説明する。ここでは、画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した画像形成装置のうち中間転写ベルトを用いた４ドラムフルカラー画像形成装置を例示している。図２は、中間転写ベルトを用いた４ドラムフルカラー画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。

（画像形成装置の全体構成）
図２に示すように、４ドラムフルカラー画像形成装置１は、画像形成装置本体（以下、装置本体という）２に対して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のプロセスカートリッジＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋが着脱自在に構成されている。また、装置本体２には、中間転写体（回転体）である中間転写ベルト３０を有する中間転写ベルトユニット３１や、定着器２５が設けられている。

また、各プロセスカートリッジＰは、それぞれ像担持体である感光体ドラム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋを有している。さらに各プロセスカートリッジＰは、それぞれ感光体ドラム２６の周囲に、帯電手段としての帯電器５０、現像手段としての現像器５１、及びクリーニング手段としてのクリーナ５３を一体に有している。各プロセスカートリッジＰは、中間転写ベルト３０に沿って並列配置されている。

各プロセスカートリッジＰにおいて、帯電器５０は、感光体ドラム２６の外周表面上に配置され、感光体ドラム２６表面を一様に帯電する。また、現像器５１は、各レーザ露光器（露光手段）２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｂｋからの露光により形成された感光体ドラム２６表面上の各色の静電潜像を、対応する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを用いて現像する。なお、現像器５１内の現像ローラ５４は、現像器５１ごと感光体ドラム２６から離間し回転を停止させることで、現像剤の劣化を防止できるように構成されている。すなわち、現像ローラ５４は現像器５１ごと感光体ドラム２６に対して当接又は離間可能に構成されている。クリーナ５３は、トナー画像が転写された後、感光体ドラム表面に付着している転写残りトナーを除去する。

また、感光体ドラム２６と共に中間転写ベルト３０を挟持する位置には、感光体ドラム２６と共に一次転写部を形成する一次転写ローラ５２が対向設置されている。

一方、中間転写ベルトユニット３１は、中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０を張架する駆動ローラ１００、テンションローラ１０５、二次転写対向ローラ１０８の３本のローラを備えている。そして、本体駆動源としてのベルト駆動モータ１８１により駆動ローラ１００を回転駆動させることで中間転写ベルト３０を回転搬送している。

テンションローラ１０５は、中間転写ベルト３０の長さに応じて図２の水平方向に移動可能に構成されている。なお、中間転写ベルト３０上の記録媒体Ｑに転写されなかった未転写トナーや紙粉などの異物をクリーニングするクリーニング手段としてのベルトクリーナ２０１がテンションローラ１０５に対向し、テンションローラに追従するように配置している。ベルトクリーナ２０１は、中間転写ベルト３０にクリーニングブレードを当接させて、トナー、紙粉等の付着物を掻き落す。

ブレードによって掻き落されたトナー、紙粉等の異物はスクリューなどによって受け渡され、回収トナー容器（不図示）に蓄えられる。

駆動ローラ１００の近傍には、中間転写ベルト３０上のトナーパッチを検出するためのレジ検知センサ９０がローラ長手方向両端に２個設置されている。なお、長手方向とは、ローラの軸線方向であり、ベルトの搬送方向と直交する幅方向である。

また、二次転写対向ローラ１０８の中間転写ベルト３０を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ１０８と共に二次転写部を形成する二次転写ローラ２７が対向配置されている。この二次転写ローラ２７は、転写搬送ユニット３３によって保持されている。

また、装置本体２の下部には、二次転写部に記録媒体Ｑを給送する給送部３が配置されている。この給送部３は、複数枚の記録媒体Ｑを収納したカセット２０、給送ローラ２１、重送防止のリタードローラ対２２、搬送ローラ対２３ａ，２３ｂ、レジストローラ対２４等を備えている。

定着器２５の下流側搬送路には、排出ローラ対６１，６２，６３が設けられている。

更に、このカラー画像形成装置１は、両面印刷に対応しており、１面目の画像形成を終えた記録媒体が定着器２５から排出された後、切替部材６９を切り替えることで、反転ローラ対７０，７１側に記録媒体Ｑを搬送する。この記録媒体Ｑの後端が切替部材７２を越えたところで、切替部材７２を切り替えると同時に、反転ローラ７１を逆回転させて記録媒体Ｑを両面搬送路７３に導く。

そして両面搬送路ローラ対７４，７５，７６を回転駆動して記録媒体Ｑを再給送することで、２面目への印刷を可能にしている。

次に図３を用いて、画像形成装置の制御構成について説明する。図３は、画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示す装置本体２は、装置本体に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器１０、あるいは、装置本体が別途備える原稿読み取り部（不図示）からのＲＧＢ画像信号を受信する。

画像処理制御部（制御手段）１１では、受信したＲＧＢ信号を、ＣＭＹＫ信号に変換し、階調、濃度補正を加えた後に、レーザ露光器２８用の露光信号を生成する。画像形成制御部１２では、以下に説明する画像形成動作を統括して制御すると共に、パッチ検出手段としてのレジ検知センサ９０、マーク検出手段としてのマークセンサ９１を用いた画像形成動作補正時の装置本体２の制御を行っている。

この画像形成制御部１２は、この画像形成制御部１２による処理を制御するＣＰＵ１２１、このＣＰＵ１２１により実行されるプログラムなどを記憶しているＲＯＭ１２２、ＣＰＵ１２１による制御処理時に各種データを記憶するＲＡＭ１２３を有している。

なお、画像形成部１３は、図２に示すように、感光体ドラム２６と、このドラムに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段、露光手段を有し、中間転写ベルトの回転方向に複数（ここでは４つ）設けられている。

メイン駆動モータ１４は、画像形成制御部１２からの指示により、中間転写ベルト３０および、全ての感光体ドラム２６を所定の速度で回転駆動するための駆動手段である。

レジ検知センサ部１６は、レジ検知センサ９０を用いて中間転写ベルト３０上のトナーパッチの検出を行っている。

マークセンサ部１７は、マークセンサ９１を用いて中間転写ベルト３０上に設けられた位置表示マークの検出を行っている。

（画像形成動作）
ここで、以上のように構成された４ドラムフルカラー画像形成装置１の画像形成動作について図２を用いて説明する。画像形成装置１は、記録媒体に複数色（ここでは４色）のトナーからなる画像を形成することが可能な構成となっている。

画像形成動作が開始されると、まずカセット２０内の記録媒体Ｑは、給送ローラ２１により給送された後、リタードローラ対２２により一枚ずつに分離され、ついで搬送ローラ対２３ａ，２３ｂ等を経てレジストローラ対２４に搬送される。

一方、この記録媒体Ｑの搬送動作に並行して例えばイエローのプロセスカートリッジＰＹにおいては、まず感光体ドラム２６Ｙの表面が帯電器５０によって一様に帯電され、次にレーザ露光器２８Ｙにより画像露光が行われる。これにより、感光体ドラム２６Ｙの表面には画像信号のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。

次に、現像器５１内の現像ローラ５４が回転駆動されながら、感光体ドラム２６Ｙに当接し、上記静電潜像が、現像器５１により帯電したイエロートナーを用いて現像され、イエロートナー画像として可視化される。そして、このようにして得られたイエロートナー画像は、一次転写バイアスが供給された一次転写ローラ５２により、中間転写ベルト３０上に一次転写される。

なお、トナー画像が転写された後、感光体ドラム２６Ｙは、表面に付着している転写残りトナーがクリーナ５３によって除去される。

このような一連のトナー画像形成動作は、他のプロセスカートリッジＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋにおいても所定のタイミングをもって順次行われる。なお、現像ローラ５４は画像形成動作が開始される直前に上流側のプロセスカートリッジＰが一次転写中であっても、現像剤の劣化を防止するため順次感光体ドラム２６に回転しながら当接する。そして、各感光体ドラム２６上に形成された各色トナー画像は、それぞれの一次転写部で中間転写ベルト３０上に順次重ねて一次転写される。なお、現像ローラ５４は、現像動作を終えると、下流側のプロセスカートリッジＰが一次転写中であっても、現像剤の劣化を防止するために順次感光体ドラム２６から離間し回転が停止される。

次に、このように中間転写ベルト３０上に重畳して転写された４色のトナー画像は、中間転写ベルト３０の矢印方向の回転に伴い、二次転写部に移動される。

さらに、レジストローラ対２４で記録媒体Ｑは、中間転写ベルト３０上の画像とタイミングをとって二次転写部に送り出される。

この後、記録媒体Ｑを挟んで中間転写ベルト３０に当接した二次転写ローラ２７により、中間転写ベルト３０上の４色のトナー画像が記録媒体Ｑ上へ一括して二次転写される。そして、このようにしてトナー画像が転写された記録媒体Ｑは、定着器２５に搬送されて、加熱、加圧されることによりトナー画像が定着された後、排出ローラ対６１，６２，６３により、装置本体上面に排出され、積載される。

なお、二次転写を終了した中間転写ベルト３０は、テンションローラ１０５近傍に設置されたベルトクリーナ２０１によって表面に残留した転写残りトナーが除去される。

（画像形成装置の動作工程）
図４にこの画像形成装置の動作工程図を示した。

１）前多回転工程
画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）である。画像形成装置のメイン電源スイッチのＯＮにより、画像形成装置を起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。

２）待機（スタンバイ）
所定の始動動作期間終了後、画像形成装置の駆動が停止し、画像形成トリガ（プリントジョブ開始信号）が入力されるまで画像形成装置を待機状態に保持する。

３）前回転工程
画像形成トリガの入力に基づいて、画像形成装置を再駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。

より実際的には、画像形成装置が画像形成トリガを受信、フォーマッタで画像を展開（画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる）、前回転工程開始、という順序になる。

なお、前記１）の前多回転工程中に画像形成トリガが入力している場合は、前多回転工程の終了後、前記２）の待機無しに、引き続き前回転工程に移行する。

４）プリントジョブ実行
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録媒体Ｑが出力される。

連続プリントジョブの場合は画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録媒体Ｑが順次に出力される。

５）紙間工程
連続プリントジョブの場合において、一の記録媒体Ｑの後端と次の記録媒体Ｑの先端との間隔工程である。

６）後回転工程
１枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録媒体Ｑが出力される（プリントジョブの終了）。あるいは連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録媒体Ｑが出力される（プリントジョブの終了）。後回転工程は、このプリントジョブの終了後も画像形成装置を引き続き駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する期間である。例えば、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置では、画像形成装置の長期使用によりクリーニングブレードと中間転写ベルトとの間に紙粉等の異物が挟み込まれ、クリーニングブレードのクリーニング性能が低下し、クリーニング不良が発生することがある。そのため、画像形成ジョブが終了した後回転処理など、画像形成を行っていないタイミングで中間転写ベルトを所定距離だけ（数ｃｍ）逆回転させ、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの間に挟まった紙粉を掻き出す制御を行う。

７）待機
所定の後回転工程終了後、画像形成装置の駆動が停止し、次の画像形成トリガが入力されるまで画像形成装置を待機状態に保持する。

前回転工程から後回転工程までが一つの画像形成プロセスＡであり、次の画像形成トリガが入力されることで次の画像形成プロセスＢが実行される。

（中間転写ベルトユニットの脱着方法）
装置本体２に対して、中間転写ベルトユニット３１を脱着する方法について説明する。図５に示すように、装置本体２の右側の扉を開け、中間転写ベルトユニット３１を右側から抜き差しする。このとき、右扉に連動して図７から図８のように、中間転写ベルトユニット３１に駆動伝達する本体側のカップリング１８５ａは、中間転写ベルト３０側のカップリング１８５ｂから離間する方向に退避する。また、右扉を閉めるときは、図８から図７のように、本体側のカップリング１８５ａが中間転写ベルト３０側のカップリング１８５ｂに係合する側に移動する。

駆動ギア１８４は、図１５に示すように、回転軸方向に移動自在に保持され、かつ、バネ等の中間転写駆動ギア付勢手段１８６によって中間転写ベルトの方向に付勢されている。中間転写ベルトユニットの装着時、カップリング１８５ａ，１８５ｂ同士の位相が不一致の場合には、本体側のカップリング１８５ａはユニット側のカップリング１８５ｂには噛み合わない。しかし、装着後、駆動モータ１８１が駆動し、カップリング１８５ａ，１８５ｂ同士の位相が一致したところで、付勢手段１８６（図１５参照）の付勢力によってカップリング１８５ａ，１８５ｂが噛み合い、駆動モータ１８１からの駆動力が伝達される。

次に、中間転写ベルト３０を駆動する駆動ユニット１８０について説明する。図６に示すように、駆動ユニット１８０は駆動モータ１８１、モータギア１８２、駆動ギア１８４で構成され、装置本体側に設けられている。駆動ギア１８４には、その回転中心軸にカップリング１８５ａが一体的に具備されている。また、図７に示すように、駆動ギア１８４のカップリング１８５ａが中間転写ベルトユニットの軸方向の一端にあるカップリング１８５ｂに係合して、駆動モータ１８１から中間転写ベルトユニットに駆動力が伝達される。

次に、図１を用いて、カップリング１８５の形状を説明する。図１（ａ）は本体側のカップリング１８５ａの形状を示す斜視図、図１（ｂ）は中間転写ベルトユニット側のカップリング１８５ｂの形状を示す斜視図である。なお、以下の説明において、画像形成時に回転する正回転の方向を矢印ａ方向で示し、逆回転の方向を矢印ｂ方向で示す。また、本体側の駆動ギア１８４側を駆動側、駆動ギア１８４から駆動力が伝達される中間転写ベルトユニット側を被駆動側と記す。

まず、図１（ｂ）、図９に示すように、被駆動側のカップリング１８５ｂにおいて、正回転する際に、駆動側のカップリング１８５ａの第１の駆動伝達面である駆動伝達面１８７ａと当接する第３の駆動伝達面である駆動伝達面１８７ｂは、お互いが引き込み合う方向に傾斜している。そのため、図９に示すように、正回転時には、前記駆動伝達面１８７ａ，１８７ｂ同士の傾斜角により、駆動側のカップリング１８５ａと被駆動側のカップリング１８５ｂが、お互いに軸方向に引き込み合う分力Ｆａ、Ｆａ'が作用する。そのため、正回転時には、安定して駆動力Ｆｂが伝達される。

一方、図１（ｂ）、図１０に示すように、画像形成動作終了後に行う、クリーニングブレードの紙粉除去制御の逆回転時に当接する駆動伝達面１８８ｂは、正回転時に当接する駆動伝達面１８７ｂより半径方向で内側で、駆動ローラ軸線に対して略平行である。すなわち、逆回転時に当接する駆動伝達面１８８ｂは、正回転時に当接する駆動伝達面１８７ｂより回転中心からの半径が小さい位置に設けられている。また、逆回転時に当接する駆動伝達面１８８ａ，１８８ｂは、それぞれ、正回転時に当接する駆動伝達面１８７ａ，１８７ｂを持つカップリング１８５ａ，１８５ｂの一部に設けられている。そして、逆回転時に、駆動側のカップリング１８５ａにおける第２の駆動伝達面である駆動伝達面１８８ａが、前記被駆動側のカップリング１８５ｂにおける第４の駆動伝達面である駆動伝達面１８８ｂに当接する。この逆回転時に当接した駆動伝達面１８８ａ，１８８ｂの間に作用する軸方向に離れ合う方向の分力（軸方向に引き合う方向の分力）はゼロであり、正回転時の引き合う分力（図９に示すＦａ，Ｆａ'）より小さい。そのため、図１０に示すように、逆回転時にも、前記駆動伝達面１８８ｂ，１８８ａ同士が当接することで、駆動側のカップリング１８５ａと被駆動側のカップリング１８５ｂが離れようとする力が働くことなく駆動力Ｆが伝達される。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、回転中心からの半径方向において、逆回転時の駆動伝達面１８８ａ，１８８ｂが正回転時の駆動伝達面１８７ａ，１８７ｂの内側にしている。これは、正回転時の駆動の安定性を優先し、大きなトルクが発生した場合でも、カップリングの変形量を小さくするためである。また、中間転写ベルトの正回転時の負荷トルクが逆回転時の負荷トルクに比べ大きく、負荷トルクの大きい側を半径方向で外側に配置するという点でも、逆回転時の駆動伝達面よりも外側に正回転時の駆動伝達面を設けている。

したがって、正逆回転時に駆動ギア１８４が回転軸方向に移動することはなく、駆動側から被駆動側への駆動伝達効率のロスが無くなり、回転精度が向上する。このことにより、中間転写ベルト３０のクリーニングブレードの紙粉除去制御の逆回転時にも、より精度良く回転させることができるので、制御時間を短縮させたり、より微小な回転をさせることができる。

また、正逆回転でカップリング１８５ａ，１８５ｂが噛み合い、離れずに安定して駆動を伝えることが可能なため、正逆回転のカップリング１８５ａ，１８５ｂそれぞれの噛み合い高さを低く抑えることができる。また、正逆回転の駆動伝達面１８７ａ，１８７ｂ、１８８ａ，１８８ｂを回転軸と垂直方向で同位相にすることで、ユニット交換時にカップリングの連結を解除するときのカップリングの退避量を少なくすることができる。例えば、図１２に示すように、正回転時の駆動伝達面と逆回転時の駆動伝達面が垂直方向（カップリングの当接・退避方向）でずれていると、カップリングの連結を解除するストロークを多くとる必要がある。

すなわち、カップリングの噛み合い高さと、ユニット交換時にカップリングの連結を解除するときのカップリングの退避量を少なくすることで製品の小型化につながる。

さらに、駆動ギア１８４を中間転写ベルトユニット３１方向へ付勢している付勢手段１８６（図１５参照）による付勢力は、逆回転時の逃げ力を考慮する必要が無くなり、カップリングを係合させるのに最低限必要な付勢力に低減させることができる。

加えて、プリントをしていない製品状態においても、中間転写ベルトユニットや駆動ユニットにかかる力が低減でき、カップリング以外で付勢力を受ける樹脂部品のクリープ変形を低減させることができる。

〔他の実施例〕
なお、前述した実施例では、装置本体側のカップリング部が回転軸方向に移動自在に支持された構成について例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ユニット側（中間転写ベルトユニット側）のカップリング部が回転軸方向に移動自在に支持された構成であっても良い。

また、図１１に示すように、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂが、逆回転時にカップリング８５ａ，８５ｂ同士が軸方向に引き込み合う角度（例えば、回転軸に対して１度以上）でねじれていても同様の効果を得ることが可能である。このときは、逆回転時も軸方向に引き込み合うので、正回転時と同様の駆動伝達精度で回転させることができる。また、仮に駆動ギア８４にカップリング８５を離間させる方向の力が作用したとしても、カップリング８５同士が軸方向に引き込み合う方向の力（分力）Ｆａ、Ｆａ'が作用するので、駆動ギア８４の付勢手段８６の付勢力を最小化することができる。

また図１１では、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂが、回転軸に対して、正回転時に当接する駆動伝達面８７ａ，８７ｂとは逆方向に傾斜した構成を例示したが、これに限定されるものでもない。具体的には、図１３に示すように、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂが、回転軸に対して、正回転時に当接する駆動伝達面８７ａ，８７ｂと同方向に傾斜した構成であっても良い。ここで、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂの傾斜角度は、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂの間に作用する軸方向に離れ合う方向の分力Ｆａ，Ｆａ’が、正回転時に当接する駆動伝達面８７ａ，８７ｂの間に作用する軸方向に引き合う方向の分力Ｆａ，Ｆａ’より小さくなるよう設定されている。すなわち、逆回転時に当接する駆動伝達面８８ａ，８８ｂの傾斜角度は、回転軸に対して、正回転時に当接する駆動伝達面８７ａ，８７ｂの傾斜角度より小さい角度に設定されている。この構成によっても、前述した実施例らと同様に、逆回転時においても、正回転時と同様の駆動伝達精度で回転させることができる。

また前述した実施例では、複数の画像形成部として、色の異なる４つの画像形成部を使用した構成を例示したが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、プロセスカートリッジは、これに限定されるものではない。感光体ドラム、クリーニング手段の他に、帯電手段、現像手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また、前述した実施例１のカップリング形状では中間転写ベルトを駆動しているが、実施例１のカップリング形状でプロセスカートリッジを駆動してもよい。また、その逆の組み合わせであっても問題なく、カップリング形状と駆動されるものを特定したものではない。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。或いは、記録媒体搬送体を使用し、該記録媒体搬送体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｆ，Ｆ’，Ｆａ，Ｆａ’，Ｆｂ，Ｆｂ’ …力
ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋ …プロセスカートリッジ
Ｑ …記録媒体
１ …カラー画像形成装置
２ …装置本体
１２ …画像形成制御部
１３ …画像形成部
１４ …メイン駆動モータ
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋ …感光体ドラム
３０ …中間転写ベルト
３１ …中間転写ベルトユニット
８０，１８０ …駆動ユニット
８１，１８１ …駆動モータ
８２，１８２ …モータギア
８４，１８４ …駆動ギア
８５ａ，８５ｂ，１８５ａ，１８５ｂ …カップリング
８７ａ，８７ｂ，８８ａ，８８ｂ，１８８ａ，１８８ｂ …駆動伝達面

Claims (10)

1. 画像形成装置の装置本体に設けられた本体駆動源からの駆動力の伝達により、ユニットが有する回転体を正回転および逆回転する画像形成装置において、
   前記装置本体に設けられ、前記本体駆動源からの駆動力を伝達する本体側のカップリングと、
   前記ユニットに設けられ、前記本体側のカップリングと噛み合い、前記本体側のカップリングを通して前記本体駆動源からの駆動力を受けるユニット側のカップリングと、を備え、
   前記本体側のカップリングあるいは前記ユニット側のカップリングのいずれか一方のカップリングを軸方向に移動自在に設け、
   前記本体側のカップリングは、正回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第１の駆動伝達面と、逆回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第２の駆動伝達面と、を備え、
   前記ユニット側のカップリングは、正回転時に前記第１の駆動伝達面と当接する第３の駆動伝達面と、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と当接する第４の駆動伝達面と、を備え、
   前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面は、お互いのカップリングが軸方向に引き込み合う方向に傾斜しており、正回転時に前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力が発生し、
   前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面は、軸方向に平行であり、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力がゼロであることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置の装置本体に設けられた本体駆動源からの駆動力の伝達により、ユニットが有する回転体を正回転および逆回転する画像形成装置において、
   前記装置本体に設けられ、前記本体駆動源からの駆動力を伝達する本体側のカップリングと、
   前記ユニットに設けられ、前記本体側のカップリングと噛み合い、前記本体側のカップリングを通して前記本体駆動源からの駆動力を受けるユニット側のカップリングと、を備え、
   前記本体側のカップリングあるいは前記ユニット側のカップリングのいずれか一方のカップリングを軸方向に移動自在に設け、
   前記本体側のカップリングは、正回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第１の駆動伝達面と、逆回転時に前記ユニット側のカップリングと当接する第２の駆動伝達面と、を備え、
   前記ユニット側のカップリングは、正回転時に前記第１の駆動伝達面と当接する第３の駆動伝達面と、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と当接する第４の駆動伝達面と、を備え、
   前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面は、お互いのカップリングが軸方向に引き込み合う方向に傾斜しており、正回転時に前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力が発生し、
   前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面は、軸方向において前記第１の駆動伝達面と前記第３の駆動伝達面とは逆方向に傾斜しており、逆回転時に前記第２の駆動伝達面と前記第４の駆動伝達面がお互いに当接して、お互いのカップリングが軸方向に引き合う方向に分力が発生することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記正回転時に当接する前記第１及び前記第３の駆動伝達面と、前記逆回転時に当接する前記第２及び前記第４の駆動伝達面は、回転軸と垂直方向で同位相であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ユニットは、画像形成装置の本体に着脱自在なユニットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ユニットは、回転体に当接して付着物を掻き落とすブレードを用いたクリーニング手段を備えたユニットであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記ユニットは、回転体としての中間転写ベルトを有する中間転写ベルトユニットであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記逆回転時に当接する駆動伝達面は、前記正回転時に当接する駆動伝達面を持つカップリング形状の一部であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記逆回転時に当接する前記第２及び前記第４の駆動伝達面は、前記正回転時に当接する前記第１及び前記第３の駆動伝達面より回転中心からの半径が小さい位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の駆動伝達面は、前記第２の駆動伝達面に対して、回転中心からの半径方向において外側に配置したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第３の駆動伝達面は、前記第４の駆動伝達面に対して、回転中心からの半径方向において外側に配置したことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

Images