JPH10171304A

JPH10171304A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH10171304A
Application number: JP9056736A
Authority: JP
Inventors: Noboru Katakabe; 昇片伯部; Masanori Yoshikawa; 正紀吉川; Kenji Asakura; 建治朝倉; Masahiro Aizawa; 昌宏相澤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の感光体を１つの像形成位置に順次移動
させてカラー画像を形成する方式において、各色のトナ
ー像の位置合わせを高精度で実現する。【解決手段】回転するキャリッジ２の軸の周りに、各
色の感光体３０を含む複数の像形成ユニット３が装着さ
れ、像形成位置に移動した像形成ユニット３の感光体３
０の一端側に備えられたカップリング部材４２に駆動側
カップリング部材６１が係合して駆動力を感光体３０に
伝達する。駆動側カップリング部材６１を回転させる出
力軸７０によって感光体軸の一端側が心合わせされた状
態で支持される。感光体３０に形成されたトナー像は、
一定速度で回転する転写ベルトに順次、色重ね転写さ
れ、転写ベルトに形成されたカラー像が記録用紙に転写
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機やカラーファクシミリ等に用いられるカラ
ー画像形成装置、特に電子写真方式によって多色トナー
像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像形成装置の構成を、特
開平７−３６２４６号公報に記載されているカラープリ
ンタを例にとって説明する。この従来例のプリンタの側
面から見た内部構造を図１７に示す。この装置は、転写
ベルト２０２、第１転写ローラ２０３、第２転写ローラ
２０４、クリーナローラ２０５、廃トナー溜め２０６等
からなる中間転写ベルトユニット２０１を備えており、
転写ベルト２０２上でカラー像を重ね合わせる。

【０００３】プリンタ中央にはブラック、シアン、マゼ
ンタ、イエロー用の４組の扇形断面を有する像形成ユニ
ット２０７Ｂｋ、２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃが図に
示すように円環状に配置され、これらが像形成ユニット
群２０８を構成している。各色の像形成ユニット２０７
Ｂｋ、２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃがプリンタ内に正
しく装着されると、像形成ユニット側とプリンタ側との
機械駆動系統及び電気回路系統が相互カップリング部材
を介して結合し、両者が機械的・電気的に一体化する。

【０００４】円環状に配置された像形成ユニット２０７
Ｂｋ、２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃは、円筒状の軸２
０９を中心とする回転可能な支持体に支持され、全体と
して駆動モーターによって回転駆動される。像形成時に
は、各像形成ユニットは回転移動によって順次、前述の
中間転写ベルト２０２が掛け渡された第１転写ローラ２
０３に対向する像形成位置２１０に移動することにな
る。像形成位置２１０はレーザ光２１１による露光位置
でもある。

【０００５】２１２はプリンタ内の下部に配置されたレ
ーザ露光装置である。レーザ信号光２１１は像形成ユニ
ット２０７Ｍと２０７Ｃとの間に形成された光路用窓２
１３を通り、円筒状の軸２０９に開けられた窓を通っ
て、軸２０９内に位置し装置本体に固定されたミラー２
１４に入射する。ミラー２１４で反射したレーザ信号光
２１１は、像形成位置２１０にある像形成ユニット２０
７Ｂｋの露光窓２１５から像形成ユニット２０７Ｂｋ内
に進入し、像形成ユニット内に上下に配設されている現
像器２１６とクリーナ２１７との間の光路用空間を通っ
て感光体ドラム２１８の左側面の露光部に入射する。入
射したレーザ信号光が感光体ドラム２１８の母線方向に
走査されることにより、感光体ドラム２１８が露光され
る。

【０００６】感光体ドラム２１８に形成されたトナー像
は転写ベルト２０２に転写され、次に像形成ユニット群
２０８が９０゜回転し、イエローの像形成ユニット２０
７Ｙが像形成位置２１０に移動する。そして、上述のブ
ラックトナー像の形成と同じ動作を行い、中間転写ベル
ト２０２上に形成済みのブラックトナー像に重ねてイエ
ロートナー像を形成する。同様の動作をさらにマゼン
タ、シアンの像形成ユニットを用いて行い、中間転写ベ
ルト２０２上にフルカラー像を形成した後、第３転写ロ
ーラ２１９で紙にカラー像を転写し、定着機２２０で定
着する。

【０００７】このようなカラープリンターにおいて、像
形成位置にある像形成ユニットの感光体ドラムにプリン
ター本体側の駆動機構を接続して感光体ドラムに回転駆
動力を伝達する機構を図１８に示す。図１８において、
像形成位置に移動した像形成ユニットの感光体ドラム２
１８は、その回転軸２３５が図示しない軸受けによって
位置決めされた状態で支持され、回転軸２３５の一端側
に固定されたギア２３２が本体側の出力軸２４５に固定
されたギア２４１に係合する。このようにして、本体側
の駆動力が感光体ドラム２１８に伝達される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】高精度のフルカラー画
像を記録するにはブラック、シアン、マゼンタ、イエロ
ーの４色のトナー像を精密に位置合わせすることが必要
である。上記の従来例のように、各色ごとに感光体ドラ
ムを含む像形成部をユニット化し、各色の感光体ドラム
を像形成位置に順次移動させて像形成を行い、４色のト
ナー像を重ねたカラー画像を形成する構成は、単一の感
光体ドラムを用いてカラー画像を形成する構成に比べ
て、メンテナンスのし易さでは優れているが、各色のト
ナー像の位置合わせ（以下、色位置合わせという）の精
度が悪くなる欠点を有する。

【０００９】位置合わせ精度を悪くする要因として、各
色の感光体ドラムの外径精度や真円度のバラツキ、感光
体ドラムと本体側の駆動機構とのカップリング部で生じ
る伝達角速度の非忠実性、感光体ドラムのセンター位置
決め精度、本体側駆動機構自身の回転精度等がある。

【００１０】本発明の目的は、複数の感光体（ドラム）
を１つの像形成位置に順次移動させてフルカラー画像を
形成する方式において、各色のトナー像の位置合わせを
困難にする上記のような要因の影響を極力小さくして、
高精度の色位置合わせが可能なカラー画像形成装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるカラー画像
形成装置は、少なくとも一端部にカップリング部材を備
えたドラム状の感光体と現像器とを含む複数の色の像形
成ユニットと、前記複数の像形成ユニットを待避位置と
像形成位置との間で移動させる移送手段と、前記像形成
位置へ移動した像形成ユニットの感光体を、像形成位置
に位置決めした状態で回転駆動するために、前記感光体
の回転軸心と同軸上に回転軸心を有し、かつ、前記感光
体のカップリング部材と着脱自在である駆動側カップリ
ング部材を有する感光体駆動手段と、前記像形成位置に
ある感光体を露光する露光装置と、前記像形成位置にあ
る感光体に形成されたトナー像を転写体上に写し取るこ
とにより、複数の色の感光体から転写されたトナー像を
重ねたカラー画像を前記転写体上に形成する転写手段
と、前記転写体を予め定めた一定速度で駆動する転写体
駆動手段とを備えていることを特徴とする。

【００１２】上記の構成によれば、感光体の回転軸心と
感光体駆動手段の回転軸心とが一致するので、装置本体
の駆動側の角速度が各像形成ユニットの感光体に忠実に
伝達される。その結果、各色の像形成ユニットごとにカ
ップリング部で生じ得る角速度の変動が無くなる。一
方、感光体外周が有する回転軸心からの偏心成分によっ
て生じる感光体周速度の変動成分は、一定速度で走行す
る転写体と感光体外周との間に生じる滑りにより吸収す
ることができる。従って、各色の感光体の外径や真円度
の精度バラツキ、カップリング部材の精度バラツキの影
響を極力小さくして、転写体上に各色のトナー像を正確
に位置合わせすることができる。

【００１３】好ましくは、前記感光体の像形成位置への
位置決めは、前記ドラム状の感光体の両端部を位置決め
することによって行われ、前記感光体の一端側の位置決
めは、前記駆動側カップリング部材の回転軸心に位置す
る部材が前記感光体の回転軸心を位置決めすることによ
って行われる。これによって、感光体の回転軸心と感光
体駆動手段の回転軸心とを確実に一致させ、感光体の像
形成位置への正確な位置決めと、正確な角速度の伝達が
可能になる。

【００１４】前記感光体の他端側の位置決めは、前記感
光体の他端側から突出した軸部材の外周部に位置決め用
部材が当接することによって行われることが好ましい。
こうすれば、カップリング部材と反対側での感光体の位
置決めを、例えばディテント機構のような比較的簡単な
構造で行うことができる。

【００１５】また、前記駆動側カップリング部材を回転
させる出力軸の端部が前記感光体の端部に係合すること
により、前記像形成位置にある感光体を前記出力軸で支
持する構造が好ましい。この構造によれば、駆動側のカ
ップリング部材の回転軸心、即ち出力軸の軸心と感光体
の回転軸心とを一致させることがごく自然に達成され
る。また、カップリング動作と位置決め動作を同一部材
で行うとができるので構造が簡素になる。

【００１６】さらに、感光体の端部から感光体軸が突出
し、この感光体軸の端部に前記出力軸の端部が係合する
構造とすることにより、駆動側の出力軸と感光体とが遊
び無く結合される。また、この感光体軸が感光体の両端
部を貫通する一本の軸であり、前記出力軸の端部が係合
する感光体軸端部の反対側端部において感光体軸の外周
部に位置決め用部材が当接する構造とすることにより、
各感光体を像形成位置に正確に位置決めすることができ
る。

【００１７】好ましくは、複数の像形成ユニットがそれ
ぞれ装置本体から着脱自在であり、像形成ユニットがさ
らに感光体を帯電させる帯電器とトナーを収容するトナ
ーホッパとを有する。トナーホッパ内のトナーが無くな
ったときは像形成ユニット全体を取り替えるようにし
て、プロセス要素を全てユニット化することにより、ト
ナー漏れが発生しにくく信頼性が高くなると共に、取り
扱いも容易になる。また、感光体やカップリング手段に
高精度の部品を用いる必要が無く、加工精度が劣る安価
な部品を用いても色位置ずれのない高精細なカラー画像
を得ることができる。

【００１８】前記移送手段は好ましくは、前記複数の像
形成ユニットを保持し、かつ、これらの像形成ユニット
を同時に移動させることにより、各像形成ユニットを一
つづつ順番に像形成位置へ移動させるキャリッジで構成
される。このような簡素な構成によって像形成ユニット
の切替移動が容易に実現される。また、前記感光体が所
定の方向に付勢された状態で前記キャリッジに保持さ
れ、前記感光体が前記像形成位置に位置決めされること
により、前記付勢に対抗する方向に前記感光体が移動し
て前記感光体と前記転写体とが接触するように構成すれ
ば、感光体と転写体とを接近・離間させるための専用の
駆動機構が不要となる。通常は感光体が転写体から離間
しているので、像形成ユニットの切替時に感光体と転写
体とが互いに擦れ合わないようにすることができる。

【００１９】具体的な構造として前記キャリッジは、装
置本体に回転自在に支持され、かつ、その回転軸の周り
に前記複数の像形成ユニットを保持している構造が、装
置全体のコンパクト化の観点から好ましい。また、感光
体が前記キャリッジに対して所定範囲内で移動可能に保
持されていることにより、装置本体側から感光体の位置
決めを直接行うことができるので、高い位置決め精度が
確保される。

【００２０】さらに好ましくは、像形成ユニットが前記
キャリッジに対して移動可能に保持され、前記感光体の
位置決めによって前記感光体を含む像形成ユニットの全
体が前記キャリッジに対して移動する構造とすれば、各
色の感光体と露光手段および転写手段との位置関係を常
に正確に保つことができる。感光体周りのトナーシール
等の条件を一定にすることもでき動作の安定化に寄与す
る。位置決め時にキャリッジ全体を動かす必要はなく、
慣性の小さい像形成ユニットのみを動かせばよいので、
位置決め動作を高速に行うことができる。また、キャリ
ッジ自体の位置決め精度は特に正確である必要がない。

【００２１】前記駆動側カップリング手段は、前記像形
成位置にある感光体に対して軸方向にスライドして前記
感光体のカップリング部材と係合し、又は係合解除する
構造が好ましい。このような構造によれば、駆動側カッ
プリング部材の回転軸心と感光体の回転軸心とを一致さ
せ易く、また、カップリング動作と感光体の位置決めと
を同時に行う簡素な構造を実現しやすい。

【００２２】また、感光体の両端部の位置決めを行うに
際し、前記駆動側カップリング手段が係合する端部と反
対側の感光体端部の位置決めを先に行うことが好まし
い。カップリング部と反対側の位置決め手段で先に感光
体の位置をほぼ正確な位置に位置決めしておくことによ
り、カップリング部の結合がスムーズに行われる。像形
成位置に位置決めされた感光体の両端部の位置決めを解
除する際は逆に、前記駆動側カップリング手段が係合す
る端部の位置決め解除を反対側の端部の位置決め解除よ
り先に行うことが好ましい。カップリング部材に出力軸
と直角方向の力が加わると、係合しているカップリング
部材の歯面に生ずる摩擦力のためにカップリング解除が
されにくいが、駆動側カップリング部材が係合する端部
の位置決め解除を先に行うことにより、感光体が正確な
位置にあるときにカップリングの解除動作を行うので、
カップリングの解除がスムーズに行なわれる。

【００２３】また、駆動側カップリング部材を回転させ
る出力軸に出力軸駆動ギアが固定され、この出力軸駆動
ギアは原動側のギアと噛み合った状態で軸方向に所定範
囲内でスライド可能であり、出力軸駆動ギア、出力軸及
び駆動側カップリング手段が一体になって軸方向にスラ
イドする構造が好ましい。このような簡単な構造によ
り、駆動側カップリング部材の出力軸への動力伝達を維
持したままで駆動側カップリング部材及びその出力軸が
感光体軸方向にスライドすることができる。

【００２４】さらに、出力軸駆動ギアがハスバ歯車であ
り、かつその歯面ねじれ方向を感光体の回転方向と同一
にすることにより、カップリング解除のために駆動側カ
ップリング部材を感光体のカップリング部材から離間さ
せるときに、感光体を回転させる方向の負荷がカップリ
ング部材にかからないので、カップリング解除が容易に
なる。

【００２５】また、駆動側カップリング部材を回転させ
る出力軸の先端部に凸状テーパ面を設けると共に、感光
体の端部に凹状テーパ面を設け、出力軸の凸状テーパ面
を軸方向に押圧して感光体の凹状テーパ面に係合させる
ことによって感光体の一端側の位置決めを行うことが好
ましい。凹状テーパと凸状面テーパ面とが押し付け合う
ことにより、出力軸と感光体端部とがとが遊びなく結合
され、より正確な角速度伝達が可能になる。そして、像
形成位置にある感光体が前記出力軸から受けるスラスト
力をキャリッジで受けることにより、感光体の切り替え
動作がスムーズに行われる。

【００２６】また、転写体駆動手段は各色のトナー像の
転写毎に転写体を１回転させ、かつ、転写体の１回転に
対する駆動側カップリング部材の回転数比を整数とする
ことにより、出力軸の角速度変動に起因する色位置ずれ
を抑えることができる。つまり、感光体を駆動する出力
軸は出力軸駆動ギアのピッチ誤差に起因する角速度変動
を有するが、この変動成分は各色の感光体によって変化
するものではなく装置本体に固有のものである。したが
って、上記のような構成とすることにより、出力軸の角
速度変動に起因する感光体上のトナー像の位置ずれは、
すべての感光体について同じパターンで発生することに
なり、転写体上での色位置ずれの要因にはならない。ま
た、駆動側カップリング部材に連結された回転部材の駆
動側カップリング部材に対する回転数比をも整数とする
ことにより、出力軸駆動ギアのピッチ誤差に起因する出
力軸の角速度変動だけでなく、回転部材の角速度変動に
起因する出力軸の角速度変動についても、色位置ずれの
原因とならない。

【００２７】前記移送手段により前記像形成位置の像形
成ユニットを入れ替える際は、前記感光体駆動手段およ
び前記転写体駆動手段を共に停止させることが好まし
い。像形成位置から離れる感光体と感光体駆動手段との
カップリングは解除されて感光体は停止し、新たに像形
成位置に移動する感光体は静止した状態で移動する。カ
ップリングを行う際に、駆動側カップリング部材が静止
している方がカップリング動作がスムーズに行われ、衝
撃振動が発生しない。この際、転写体が回転していると
カップリング部材と転写体の回転位相との同期を取りに
くいが、転写体をいったん静止させカップリング終了
後、カップリング部材の回転と転写体の回転とを同時に
開始すれば容易に同期をとることができる。また、転写
体の周長を短くすることもできるし、像形成ユニットの
切替時間を制限する必要もない。

【００２８】また、感光体駆動手段と転写体駆動手段と
が単一のモーターによって駆動される構成としておけ
ば、両手段の回転位相がずれることはなく、位相合わせ
が容易である。また、各色の転写毎に転写体を１回転さ
せる構成とし、転写体の１回転に対する転写体駆動手段
の転写部材の回転数比を整数とすることにより、転写体
を駆動する回転部材に起因する転写体の速度変動成分を
各色について同期させ、転写体上での色位置ずれの発生
を抑えることができる。

【００２９】前記転写体は、ループ状のエンドレスベル
トから成り、前記複数の感光体から写し取ったカラー画
像をさらに他の転写体に再転写する中間転写ベルトであ
ることが好ましい。ドラム状の材料や、記録用紙に直接
転写する方式に比べて、このような中間転写ベルトを用
いる方式は、感光体と転写材との接触圧及び摩擦力を小
さくして安定化できるので、転写材と感光体外周との滑
りを利用して感光体外周の速度変動に起因する記録ピッ
チムラの補正を行いやすい。また、直接記録用紙に転写
する場合のように記録用紙が感光体を傷つけるおそれも
ない。中間転写ベルトの１回転に対する、前記中間転写
ベルトを駆動する駆動プーリーの回転数比についても整
数であることが好ましい。これによって、軸方向に長い
プーリーの寸法精度をさほど高くしなくても色位置ずれ
は発生しないので、安価な部品を使用することができ
る。

【００３０】また、中間転写ベルトのループ内にガイド
プーリーを少なくとも１個備え、前記ガイドプーリーは
中間転写ベルトと感光体とが接触する位置から上流側の
前記駆動プーリーまでの間に配置され、前記ガイドプー
リーの外周長が前記中間転写ベルトの周長の整数分の１
であることが好ましい。このような構成によれば、仮に
ガイドプーリー外周の偏心成分によって、駆動プーリー
から感光体との接触位置（即ち転写位置）までの部分ベ
ルト長がガイドプーリーの回転角により変化し、転写位
置でのベルト速度変動が生じることがあっても、中間転
写ベルト上では各色についてその変動位相を一致させる
ことができるので、色位置ずれを防止できる。

【００３１】また、中間転写ベルトに張力を与えるテン
ションプーリーを、感光体と中間転写ベルトが接触する
転写位置より下流側に配置することが好ましい。中間転
写ベルトの張力によって中間転写ベルトと感光体とを接
触させる方式において、感光体に偏心があるとベルトパ
スが変化してテンションプーリーが動くが、転写位置よ
り下流にテンションプーリーを配置しておけば、テンシ
ョンプーリーの動きが転写位置での中間転写ベルトの速
度変動に直接影響することはなく、中間転写ベルトの定
速走行が確保される。また、上記のように中間転写ベル
トの張力によって中間転写ベルトと感光体とを接触させ
る方式は、例えば中間転写ベルトを挟んで感光体の反対
側にバックアップローラを設ける方式に比べて、感光体
と中間転写ベルトとの接触圧を軽くすることができるの
で、中間転写ベルトが感光体の周速変動の影響を受け難
く、感光体と独立した中間転写ベルト定速走行が確保さ
れる結果、感光体の偏心要素に起因する色位置ずれが抑
えられる。

【００３２】また、好ましくは、中間転写ベルトは、複
数のプーリーに掛け渡され、プーリーとプーリーとの間
の部分で前記像形成位置の前記感光体に接触し、前記像
形成位置の像形成ユニットを切り替える際に前記感光体
が前記中間転写ベルトを擦りながら移動する。このよう
な構成によれば、感光体と中間転写ベルトとの接近・離
間機構を設ける必要もなく、構造が簡素になる。また、
感光体と中間転写ベルトとの接触圧を十分小さくするこ
とにより、感光体との摩擦による感光体のダメージを少
なくできる。

【００３３】さらに、中間転写ベルトの転写終了位置か
ら転写開始位置までの間にトナー像が転写されない無像
領域が設けられ、前記像形成ユニットの切り替え時に前
記感光体が擦りながら移動する前記中間転写ベルトの箇
所が必ず前記無像領域となるように構成されていること
が好ましい。このようにすれば、感光体と中間転写ベル
トとの接近・離間機構を設けることなく、かつ、中間転
写ベルト上の画像を乱すことなく、像形成ユニットの切
替えを行うことができる。また、像形成ユニットの切り
替え時に中間転写ベルトの駆動を停止させることによ
り、感光体が移動する際に擦る中間転写ベルト部分が短
くなるので、中間転写ベルトの周長を短くすることがで
きる。また使用しない像形成ユニットをスキップする場
合、中間転写ベルトを停止した状態のまま像形成ユニッ
トのみ移動させればよいので無駄な時間がなく記録時間
を短縮できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。（第１の実施形態）本発明の第１の実施形態に係るカラ
ー画像形成装置の側面から見た内部構造を図１に示し、
各部の構成と動作を順に説明する。［像形成ユニット］図１において３はイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック各色毎に感光体３０とその周辺の
プロセス要素を一体化した像形成ユニットであり、それ
ぞれ以下の部品で構成される。３４は感光体３０を一様
に負電圧に帯電させるコロナ帯電器、３５は現像ローラ
を含む現像器、３９はトナーホッパである。トナーホッ
パ３９内には、ポリエステル樹脂に顔料を分散した負電
圧帯電性のトナー３２が入っている。このトナー３２は
現像器３５の現像ローラ表面によって運ばれて感光体３
０を現像する。３８は転写後の感光体３０の表面に残っ
たトナーを清掃するクリーナであり、ゴム製のクリーニ
ングブレード３６と廃トナーを溜める廃トナー溜３７と
からなる。３３はレーザ光が像形成ユニットに進入でき
るように設けられた露光窓である。感光体３０の直径は
３０ｍｍ、現像器３５の現像ローラは直径約１６ｍｍで
あり、それぞれ像形成ユニット３の側壁に回転可能に支
持されている。［転写ベルトユニット］転写ベルトユニット５は像形成
位置１０で感光体３０上に形成されたトナー像を写し取
りこれを記録用紙に再転写するためのものである。転写
ベルトユニット５は、中間転写ベルト５０とこれが掛け
渡されたガイドプーリー群５５Ａ〜５５Ｄ、クリーナ５
１、及び、クリーニング後の廃トナーを収容する廃トナ
ーケース５７を一体化して装置本体１に着脱自在とした
ものである。

【００３５】中間転写ベルト５０は、厚さ約１００μｍ
のエンドレスベルト状の半導電性（電気抵抗が中程度）
のウレタンを基材とし、表面層はポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフ
ルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）等
のフッ素樹脂を用い全体で１００〜３００μｍの厚さと
したフィルムである。中間転写ベルト５０の周長は、Ａ
４サイズ又はレターサイズの紙にフルカラープリントで
きるように、Ａ４サイズの長手方向の長さ（２９７ｍ
ｍ）に、感光体ドラム（直径３０ｍｍ）の周長の半分よ
り若干長い長さを加えた３７８ｍｍに設定している。

【００３６】クリーナ５１は、中間転写ベルト５０に残
留したトナーを清掃除去するものであり、ゴム製のクリ
ーニングブレード５３と、掻き取ったトナーを廃トナー
ケース５７に搬送するスクリュー５２とから構成され
る。このクリーナ５１は、中間転写ベルト５０上にカラ
ー像を形成している間は、支点５８を中心に回動して中
間転写ベルトから離れるように構成されている。

【００３７】中間転写ベルト５０のガイドプーリー５５
Ａは、中間転写ベルト５０を駆動する駆動プーリーであ
ると共に、クリーニングブレード５３のバックアップロ
ーラを兼ねている。ガイドプーリー５５Ｂは中間転写ベ
ルト５０上のトナー像を記録用紙に転写する２次転写ロ
ーラ９のバックアップローラであり、ガイドプーリー５
５Ｃは感光体３０から中間転写ベルト５０にトナー像を
転写するための１次転写バイアスを印加している。ガイ
ドプーリー５５Ｄは中間転写ベルト５０にテンションを
与えるテンションプーリである。中間転写ベルト５０は
これらのガイドプーリーに掛け渡され、駆動プーリー５
５Ａの回転に従って回転する。なお、５６は中間転写ベ
ルト５０を保護するカバーである。［装置全体の構成］（像形成ユニット、キャリッジ）図１に示すように、装
置本体１のほぼ中央にキャリッジ２が設けられている。
装置本体の前面（図１の右側）には前面アリゲータ１Ａ
が設けられ、装置の天面には天面扉１７が設けられてい
る。

【００３８】キャリッジ２は４色の像形成ユニット３
Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋを収容し、装置本体１に対して
円管２１を軸として回動自在に支持されている。これに
よって、各像形成ユニットの感光体３０が、像形成位置
１０とその他の待避位置との間を回転移動できる。天面
扉１７を開くと、像形成ユニット３の取っ手（図示せ
ず）をつかんで、像形成ユニット３をキャリッジ２から
容易に取り外すことができる。したがって、像形成ユニ
ット３の交換が必要な場合、その像形成ユニット３が天
面扉１７のすぐ下方に位置するようにキャリッジ２を回
転させた後、天面扉１７を開いてその像形成ユニット３
を新しいユニットと交換すればよい。

【００３９】各色の像形成ユニット３は、像形成位置１
０にあるときのみ動作する。このとき、感光体３０にレ
ーザー光８が照射され、転写ベルトユニット５と感光体
３０とが接触する。そして、この位置で像形成ユニット
３は装置本体１の機械的な駆動機構に連結されると共
に、電気的にも電源等と接続される。その他の待避位置
では像形成ユニット３は動作しない。

【００４０】（前面アリゲータ、転写ベルトユニット）
前面アリゲータ１Ａは装置本体１に対してヒンジ軸１Ｂ
で枢着されており、前方に倒すように開くことができ
る。この前面アリゲータ１Ａの内面には定着器１５、２
次転写ローラ９、除電針７、紙ガイド１３ａ〜１３ｄの
前面側が取り付けられており、前面アリゲータ１Ａを前
方に倒すとこれらも前面アリゲータ１Ａに付随して倒れ
る。その結果、装置本体１の前面が大きく解放され、こ
の部分から転写ベルトユニット５の着脱が可能となる。
また、紙詰まりの際、詰まった紙を容易に除去すること
ができる。

【００４１】転写ベルトユニット５は装置本体１に装着
されたときには所定の位置に確実に位置決めされ、像形
成位置１０にある感光体３０に対面する中間転写ベルト
５０の部分がこの感光体３０に接触する。また、転写ベ
ルトユニット５の各部が装置本体と電気的に接続される
と共に、駆動プーリー５５Ａが装置本体側の駆動手段と
連結して中間転写ベルト５０が回転可能となる。なお、
除電針７は記録用紙が中間転写ベルト５０から分離する
ときにトナー像が乱れないようにするためのものであ
る。

【００４２】（光学系）図１に示すように、転写ベルト
ユニット５の下方にレーザ露光装置６が配置されてい
る。レーザ露光装置６は、半導体レーザ、ポリゴンミラ
ー６Ａ、レンズ系６Ｂ、第１ミラー６Ｃ等から構成され
ている。画像情報の時系列電気画素信号に対応した画素
レーザ信号光８が像形成ユニット３Ｙの廃トナー溜３７
と像形成ユニット３Ｂｋのトナーホッパ３９との間に形
成された光路窓２４を通り、円管２１に設けられた窓２
２を通って円管２１内に位置するミラー１９に入射す
る。ミラー１９は装置本体１に固定されている。ミラー
１９で反射したレーザ信号光は、像形成位置１０にある
像形成ユニット３Ｙの露光窓３３から像形成ユニット３
Ｙ内に進入し、感光体３０の左側面の露光部に入射す
る。入射したレーザ信号光が感光体（ドラム）３０の母
線方向に走査されることにより、感光体３０が露光され
る。

【００４３】（給紙系）図１において、１２は給紙ユニ
ットであり、１４は給紙ローラ、１６はレジストロー
ラ、１８は排紙ローラである。１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄはこれらのローラ、中間転写ベルト５０と２
次転写ローラ９との接触部、そして定着器１５の間を結
ぶ紙ガイドである。［装置全体の動作］次に、カラー画像形成装置の動作を
説明する。

【００４４】図１において、転写ベルトユニット５と各
色の像形成ユニット３がそれぞれ所定の位置に装着され
た状態で画像形成装置１の電源が投入されると、定着器
１５が昇温し、レーザー露光装置６のポリゴンミラー６
Ａが回転を始めて準備を完了する。なお、電源投入直後
に感光体３０や中間転写ベルト５０の状態を整えるイニ
シャライズモードを動作させる場合もある。

【００４５】準備が完了すると、初めに像形成位置１０
にあるイエローの像形成ユニット３Ｙが像形成を開始す
る。装置本体１の駆動機構に連結されたイエローの感光
体３０が像形成位置１０で回転を始めると同時に現像器
３５、帯電器３４、中間転写ベルト５０が動き始める。
中間転写ベルト５０は駆動プーリー５５Ａの駆動によっ
て図１の矢印方向に回動する。このとき感光体３０の周
速度と中間転写ベルト５０の周速度とがほぼ等速になる
ように設定されている。また二次転写ローラ９とクリー
ナ５１は中間転写ベルト５０から離間している。

【００４６】帯電器３４が感光体３０の表面を帯電さ
せ、一様に帯電した部分が露光位置に達する頃に合わせ
て、中間転写ベルト５０の先頭位置が検知手段によって
検知され、この検知信号に同期して、画像信号に対応す
るレーザー光８がレーザ露光装置６から発せられる。一
様に帯電した感光体３０上にレーザー光が照射されると
画像信号に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像は
現像器３５で順次顕像化されてトナー像が形成される。
感光体３０上に形成されたトナー像は、感光体３０の回
転に伴って中間転写ベルト５０に接触する一次転写位置
に移動し、ここで中間転写ベルト５０に順次写し取られ
る。この動作をＡ４一画面の終端部が中間転写ベルト５
０に転写され終わるまで継続してイエローの像形成が終
了し、感光体３０と中間転写ベルト５０は初期位置で停
止する。

【００４７】なお、帯電器３４は感光体３０を−４５０
Ｖに帯電させ、感光体の露光電位は−５０Ｖである。ま
た、感光体３０の未帯電部分が現像ローラを通過する際
は現像ローラに＋１００Ｖの直流電圧が印加され、感光
体３０の静電潜像が書き込まれた部分が現像ローラを通
過する際は現像ローラに−２５０Ｖの直流電圧が印加さ
れる。また、中間転写ベルト５０のガイドプーリー５５
Ｃとテンションプーリー５５Ｄには、＋１．０ｋＶの直
流電圧が印加されている。

【００４８】イエローの像形成が終了して感光体３０と
中間転写ベルト５０が停止すると、次にイエローの感光
体３０に系合していた装置本体１の駆動機構が感光体３
０との結合を解除する。そして、キャリッジ２が矢印方
向に９０度回転することにより、イエローの像形成ユニ
ット３Ｙが像形成位置１０から離れると同時に、マゼン
タの像形成ユニット３Ｍが像形成位置１０に移動する。
マゼンタの像形成ユニット３Ｍが像形成位置１０に停止
すると、装置本体１の駆動機構がマゼンタの感光体３０
に系合して像形成ユニット３Ｍと転写ベルトユニット５
が動作を始め、マゼンタの像形成が開始される。そし
て、上述のイエローの像形成と同様の動作により、中間
転写ベルト５０上にはイエローのトナー像に重ねてマゼ
ンタのトナー像が形成される。シアンおよびブラックに
ついても上記と同様の動作が繰り返され、中間転写ベル
ト５０上に４色のトナー像が形成される。最後のブラッ
クトナー像が形成されている間に、中間転写ベルト５０
の回動に伴ってトナー像の先頭が２次転写ローラ９の位
置に達する直前に２次転写ローラ９が中間転写ベルト５
０に接近する。そして、給紙ユニット１２から送り出さ
れた記録用紙を２次転写ローラ９と中間転写ベルト５０
の間に挟んで送ることにより、４色のトナー像が一括し
て記録用紙上に転写される。このとき２次転写ローラ９
には＋３００Ｖの電圧が印加されている。トナー像が転
写された記録用紙は、定着機１５を通過してトナー像を
定着させた後、排紙ローラ１８から装置外に排出され
る。

【００４９】２次転写後に中間転写ベルト５０上に残留
しているトナーは、クリーニングブレード５３が中間転
写ベルト５０に接触することによってかきとられ、かき
とられたトナーはスクリュー５２によって廃トナーケー
ス５７に収容される。２次転写が終了すると中間転写ベ
ルト５０および像形成ユニット３は停止し、キャリッジ
２が９０度回転してイエローの像形成ユニット３Ｙが再
び像形成位置１０へ移動する。これでカラー画像形成動
作が完了する。

【００５０】なお、トナー像の記録用紙への２次転写
は、上述のように最後のブラックトナー像が形成されて
いる間に同時に行う方法の他に、ブラックトナー像の形
成が終了した後、中間転写ベルト５０をさらに一回転さ
せて２次転写を行う方法もある。［感光体の位置決め及び駆動機構の詳細］次に各色のト
ナー像の位置合わせを正確に行うための各色の感光体３
０の位置決め及び駆動機構の詳細について図２〜８を用
いて説明する。

【００５１】（キャリッジの構造）キャリッジ２は中央
の円管２１に右側壁２０Ｒと左側壁２０Ｌが固定され、
この両側壁２０Ｒと２０Ｌの間に、各色の像形成ユニッ
ト３を仕切る仕切板２３が９０度の等間隔で４カ所に固
定されている。１カ所につき２枚の仕切板２３が狭い空
間を挟んで平行に設置されている。２枚の仕切板２３の
間の空間はレーザー光８が通過する光路用の空間であ
り、光路窓２４が形成されている。また円管２１には、
光路２４に対応する位置と、ミラー１９によって反射し
たレーザー光８が出ていく位置とに合計８カ所の窓２２
が設けられている。

【００５２】また右側壁２０Ｒの外周には像形成ユニッ
ト３の感光体に固定されたカップリング板４２を受ける
右切欠き２６が形成されている。他方の左側壁２０Ｌの
外周には感光体３０の軸４０の左端に設けられたカラー
４３を受ける左切欠き２９が形成されている。２５は右
側壁２０Ｒ及び左側壁２０Ｌの内側に形成されたガイド
溝であり、像形成ユニット３の両側壁に設けられたガイ
ドピン４５Ｒ，４５Ｌを案内して像形成ユニット３をキ
ャリッジ２内で概略位置決めする。なお、図６に示すよ
うに、像形成ユニット３がキャリッジ２内に装着された
状態ではキャリッジ２に対して像形成ユニット３はガイ
ドピン４５Ｒ，４５Ｌを中心にして、カップリング板４
２と右切り欠き２６との隙間、またはカラー４３と左切
り欠き２９との隙間分だけ回動可能である。一実施例と
して、これらの隙間を約１ｍｍ確保した。

【００５３】また、像形成ユニット３のガイドピン４５
Ｒ，４５Ｌとキャリッジ２のガイド溝２５との間（特に
径方向）、及び、像形成ユニット３の外面とキャリッジ
２の各部との間にもそれぞれ隙間が設けられている。こ
のように、感光体３０はキャリッジ２に対して全方向に
遊びを持った状態で保持される。なお、図示は省略する
が、両側壁２０Ｒ，２０Ｌの外周部に内側へ突出する突
起部又は部材を設けることにより、像形成ユニット３が
キャリッジ２から落下しないようにしている。また、キ
ャリッジ２に対して、図６に二点鎖線で示す中心位置に
像形成ユニット３を保持するために、バネ等を用いて像
形成ユニット３をキャリッジ２から浮かした状態で支持
しする構造を採用しても良い。

【００５４】図２において、２８は左側壁２０Ｌに固定
されたキャリッジギアであり、本体側に設けられたキャ
リッジ駆動機構８６と連結する。このキャリッジ駆動機
構８６は、駆動源（図９のモーター１００）に連結され
たウォームギア８９とこれに噛み合うウォームホイール
８８、そしてウォームホイール８８と一体化されキャリ
ッジギア２８とかみ合うギア８７より構成される。

【００５５】なお、キャリッジ２は、図３に示すように
左右の本体壁１Ｒ，１Ｌに軸受け４６で回転自在に支持
され、レーザ露光装置６及びミラー１９と平行に配置さ
れている。ミラー１９は支持部材（図示せず）によって
左右の本体壁１Ｒ，１Ｌに直接固定されている。

【００５６】（感光体断面）像形成ユニット３の感光体
３０は図３に示すように、ドラムの両端部内側にフラン
ジ４１が固定され、これらのフランジ４１を貫通するよ
うに１本の感光体軸４０が固定されている。この感光体
軸４０は像形成ユニット３の両側壁で回転自在に枢支さ
れる。感光体軸４０の右端には凹状テーパ面４８が形成
され、その周りには軸方向に突出する８枚の爪４７が円
環状に配置されたカップリング板４２が感光体軸４０に
固定されている。カップリング板４２が回転駆動される
と感光体軸４０が回転し、同時にフランジ４１を介して
感光体３０が回転する。また、感光体軸３０の左端には
ラジアル軸受けとなるカラー４３が回転自在に取り付け
られている。

【００５７】次に感光体３０を像形成位置１０に正確に
位置決めして回転駆動するために、装置本体１の両側壁
１Ｒ，１Ｌに設けた感光体駆動機構６０とディテント機
構８０について説明する。

【００５８】（感光体駆動機構）感光体駆動機構６０は
右側本体壁１Ｒに設けられ、出力軸７０、出力軸７０と
一体的に回転するカップリング板６１、出力軸駆動ギア
７１、及びこれらを駆動する駆動源からなる。出力軸７
０は右側本体壁１Ｒとこれに平行に固定された基板６７
とにそれぞれ設けられた軸受け７７によって、回転可能
かつ軸方向に移動可能に支持される。

【００５９】出力軸７０の先端に形成された先端テーパ
部７５は、感光体３０の軸４０の右端に形成された凹状
テーパ面４８に対応する凸状テーパ面を有する。出力軸
７０の基端は、スラスト軸受け６９に少ない面積で接触
するように、球面状に形成されている。出力軸７０に固
定された出力軸駆動ギア７１は、回転方向と同じ方向の
左ねじれのハスバ歯車であり、駆動源側のギア７２とか
み合っている。

【００６０】７４は軸受け７７と出力軸駆動ギア７１間
に挿入された圧縮バネであり、出力軸７０のカップリン
グ板６１が感光体３０のカップリング板４２から離間す
る方向へ出力軸７０を常時付勢しておくためのものであ
る。出力軸７０は、スラスト軸受け６９を動かす駆動手
段によって、出力軸７０のカップリング板６１が感光体
３０のカップリング板４２から離間した離間位置（図
４）から、感光体軸４０の凹状テーパ面４８と出力軸７
０の先端テーパ部７５とが係合する係合位置（図３）
へ、圧縮バネ７４の付勢力に対抗して移動可能である。
離間位置及び係合位置のいずれの位置においても出力軸
駆動ギア７１が駆動源側ギア７２にかみ合うように、原
動側ギア７２は軸方向に十分な長さを有している。出力
軸７０が軸方向に移動するとき、出力軸駆動ギア７１と
原動側ギア７２は互いに歯面で滑りながら相対移動す
る。

【００６１】カップリング板６１は感光体３０側のカッ
プリング板４２と噛み合って動力を伝達するためのもの
であり、カップリング板４２と同様に軸方向に突出する
８枚のカップリング爪６５を有する。このカップリング
板６１は出力軸７０に対して回転方向はピン６４によっ
て固定されるが、軸方向には所定量移動可能に構成され
ている。このような構成により、カップリング爪６５と
カップリング爪４７の先端同士が当接した場合にカップ
リング板６１が一時的に後退して、感光体軸４０の凹状
テーパ面４８と出力軸７０の先端テーパ部７５との係合
を妨げないようにしている。カップリング板６１は、圧
縮バネ６２によって出力軸７０の先端側へ付勢され、先
端ストッパ６３に当接した位置に規制される。

【００６２】（ディテント機構）次に左本体壁１Ｌに設
けたディテント機構８０について説明する。ディテント
機構８０はガイド板８１、ディテントレバー８２、ディ
テントレバー８２を動かすソレノイド８５等から構成さ
れる。ガイド板８１は像形成位置１０近傍で感光体軸４
０の左端に備えられたカラー４３をガイドし、キャリッ
ジ２の中心から所定の径方向距離にある位置にカラー４
３を位置決めするためのものであり、左側本体壁１Ｌに
固定されている。ディテントレバー８２は支軸８３によ
って左側本体壁１Ｌに枢着され、先端部のＶ溝でカラー
４３をガイド板８１に押しつけるようにしてカラー４３
を正確に位置決めする。ディテントレバー８２はレバー
８４を介してソレノイド８５に連結されており、ソレノ
イド８５が作動するとディテントレバー８２が揺動し
て、そのＶ溝がカラー４３をガイド板８１に強く押しつ
ける。

【００６３】なお、感光体駆動機構６０の出力軸７０の
軸心とディテント機構８０のＶ溝のセンターとを結ぶ直
線がレーザ露光装置６及びミラー１９と正確な平行度を
有するように各部品が配置されている。また、軸受けの
遊びは最小限に抑えられている。その結果、感光体駆動
機構６０とディテント機構８０とが動作したとき、感光
体３０は像形成位置１０に精度よく位置決めされる。

【００６４】（感光体及び中間転写ベルトの駆動機構）
次に、感光体３０と中間転写ベルト５０とを駆動する駆
動機構について説明する。図７に示すように、感光体及
び中間転写ベルトの駆動機構９０は、駆動源としての第
１モーター９５と、これに連結された減速ギア９２及び
９３を備えている。減速ギア９２は図４に示した駆動源
側ギア７２と一体である。

【００６５】減速ギア９３は駆動プーリー５５Ａに固定
されたプーリーギア９４にかみ合う。減速ギア９２は出
力軸駆動ギア７１にかみ合って感光体３０を回転駆動す
る。９１は減速ギア９２とアイドラギア９６にかみ合う
モーターギアである。なお、これらのギアの回転比はす
べて整数比に設定してある。

【００６６】駆動プーリー５５Ａの外径は３０mmであ
り、駆動プーリー５５Ａが４回転すると周長３７７mmの
中間転写ベルト５０が丁度一回転する。駆動プーリー５
５Ａに固定されたプーリーギア９４と減速ギア９３との
回転比は１対２、プーリーギア９４とアイドラギア９６
との回転比は１対４、プーリーギア９４とモーターギア
９１との回転比は１対６にそれぞれ設定されている。ま
た、プーリーギア９４と出力軸駆動ギア７１との回転比
は１対１であり、出力軸駆動ギア７１と減速ギア９２と
の回転比は１対２である。

【００６７】（中間転写ベルトと感光体との関係）図８
は像形成位置１０にある感光体３０と中間転写ベルト５
０の位置関係を説明する図である。転写ベルトユニット
５が装置本体１の左右の側壁１Ｌ，１Ｒ間に位置決め固
定されているとき、像形成位置１０に位置決めされた感
光体３０の外周は、図８に示すように、ガイドローラ５
５Ｃとテンションローラ５５Ｄとの共通接線よりベルト
内部に約１mm程度入った位置にある。したがって、中間
転写ベルト５０に与えられた張力によって中間転写ベル
ト５０と感光体３０の外周面には一定の圧接力が与えら
れ、両者が均一に接触する。例えば、図８に矢印で示す
ように、テンションローラ５５Ｄに約２〜３Ｋｇのバネ
力を付与することにより充分な転写性能が得られた。こ
のときの中間転写ベルト５０の幅は約２５０ｍｍであっ
た。

【００６８】なお、キャリッジ２が回転して像形成ユニ
ット３が切り替えられる際、感光体３０が中間転写ベル
ト５０の表面を擦りながら移動することになる。しか
し、中間転写ベルト５０は一色のトナー像を転写するた
びに一回転し、画像が形成されない無像領域が感光体３
０に接した状態で停止する。したがって、色切替時に画
像が乱されることはなく、またベルトの無像領域の表面
が多少磨耗しても画像に影響はない。

【００６９】（キャリッジ駆動機構）図９はキャリッジ
２を回転駆動するキャリッジ駆動機構の構成図である。
図９において、８９は図２に示したウォームホイール８
８にかみ合うウォームギアである。ウォームギア８９は
軸９７でかさ歯車１０２ａと一体に連結されている。か
さ歯車１０２ａはかさ歯車１０２ｂとかみ合い、かさ歯
車１０２ｂはワンウェイクラッチ１０７を介して第２モ
ーター１００のモーター軸１０１にに連結されている。
このワンウェイクラッチ１０７は第２モーター１００の
右回転のみをかさ歯車１０２ｂに伝達し、左回転ではモ
ーター軸１０１が空回りして回転を歯車１０２ｂに伝達
しない。

【００７０】モーター軸１０１にはさらに切替ギア１０
４が第２のワンウェイクラッチ１０８を介して連結され
ている。この第２のワンウェイクラッチ１０８は、上記
のワンウェイクラッチ１０７とは逆方向の回転のみを切
替ギア１０４に伝達する。切替ギア１０４はギア１０５
にかみ合い、ギア１０５は定着器１５、給紙・排紙ロー
ラ群、及び像形成位置の現像器３５にそれぞれ連結され
ている。従って、第２モーター１００は、右回転時には
キャリッジ２を回転させ、左回転時には定着器１５、給
紙・排紙ローラ群、及び像形成位置の現像器３５を回転
駆動するといった具合に、回転方向によって異なる装置
を切替駆動するする。なお、第２モーターにはステッピ
ングモーターを用いている。

【００７１】（キャリッジ位置検知）図１０は、キャリ
ッジ２の右側壁２０Ｒに設けたキャリッジ２の位置を検
知するための位置検知手段を示している。図１１に斜視
図で示すように、この位置検知手段は、検知ピン１１２
と検知センサ１１０からなる。図１０において、４個の
検知ピン１１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）は対応する像形成
ユニット３が像形成位置へ達する前に検知センサ１１０
を通過するように、かつ、円周を４等分するように配置
されている。また、ブラックの像形成ユニット３に対応
する検知ピン１１２Ｂｋのすぐ後（回転方向での後側）
にもう１本の検知ピン１１７が設けられている。この検
知ピン１１７は、後述するように、キャリッジ２の回転
位置（初期位置）を検知するために使用される。

【００７２】また、位置検知ピン１１２は像形成ユニッ
ト３がキャリッジ２に装着されているか否かの検知にも
用いられる。この検知の原理を図１２に従って説明す
る。像形成ユニット３がキャリッジ２に装着されていな
い場合は、（ａ）に示すように、圧縮バネ１１５によっ
て検知ピン１１２が検知センサ１１０から離間する方向
に付勢されているので、検知ピン１１２は検知センサ１
１０によって検知されない。一方、像形成ユニット３が
キャリッジ２に装着されると、（ｂ）に示すように、像
形成ユニット３が検知ピン１１２の内側先端を押し、バ
ネ１１５の付勢力に対抗して位置検知ピン１１２を右側
壁２０Ｒの外側に押し出す。この結果、検知ピン１１２
が検知センサ１１０で検知可能な状態になる。なお、１
１４は、検知ピン１１０が右側壁２０Ｒから脱落するの
を防止するストッパである。

【００７３】（位置決め及び駆動機構の動作）次に、位
置決め及び駆動機構の動作いついて説明する。各色の像
形成ユニット３がキャリッジ２に装着された状態で、キ
ャリッジ駆動用の第２モーター１００（図９）が回転し
てウォームギア８９を回転させると、キャリッジ２が矢
印の方向に回転してイエローの像形成ユニット３Ｙが像
形成位置１０に運ばれてくる（図１）。この時、感光体
駆動機構６０（図４）の出力軸７０はバネ７４に付勢さ
れて後方に下がり、先端テーパ部７５とカップリング板
６１は感光体側のカップリング板４２から離間した位置
にある。また、ディテント機構８０（図５）のソレノイ
ド８５はオフ状態であり、ディテントレバー８２は図５
に破線で示す位置に待機している。感光体と中間転写ベ
ルトを駆動する第１モーター９５は停止している。イエ
ローの感光体３０が中間転写ベルト５０の表面を擦りな
がら運ばれてきて像形成位置の近傍に来ると、キャリッ
ジ駆動用の第２モーターが停止してウォームギア８９の
回転が停止し、キャリッジ２はその位置でロックされ
る。

【００７４】キャリッジ２が停止すると直ちにソレノイ
ド８５がオンにされ、ディテントレバー８２が感光体軸
４０のカラー４３をガイド板８１に押しつける方向に付
勢されそのＶ溝がカラー４３を挟みつけて規定位置に位
置決めする。

【００７５】同時に、スラスト軸受け６９がバネ力に対
抗して出力軸７０を図３の左方に押し出す。出力軸７０
の先端テーパ部７５は押し出されると感光体軸４０の凹
状テーパ面４８に係合し始め、感光体軸４０を出力軸７
０の軸心に合わせながら前進する。先端テーパ部７５と
凹状テーパ面４８が係合し、さらにスラスト軸受け６９
が出力軸７０を押しつけると感光体軸４０の軸心と出力
軸７０の軸心は完全に一致し感光体３０は像形成位置１
０に正確に位置決めされる。この時、出力軸７０によっ
て与えられるスラスト力は、フランジ４１の端面を像形
成ユニット３の側板軸受け部に押し当て、この側板軸受
け部はキャリッジ２の左側壁２０Ｌに当接して受けとめ
られる。また、先端テーパ部７５が凹状テーパ面４８と
係合すると、カップリング板４２と６１が互いに係合
し、出力軸７０の回転力が感光体３０に伝達できる状態
になる。

【００７６】上記のようにディテント機構８０と感光体
駆動機構６０が動作して感光体３０が正確に位置決めさ
れる際、感光体３０を含む像形成ユニット３全体がキャ
リッジ２内で移動することになる。前述のように、像形
成ユニット３はある程度の遊びを有する状態でキャリッ
ジ２内に保持されているので、キャリッジ２が像形成ユ
ニット３の位置決め時の移動を妨げることはない。ま
た、キャリッジ２には平歯車２８とギア８７との間のバ
ックラッシュ等による回転方向の遊びが多少あるが、感
光体３０は装置本体側の位置決め機構によって直接位置
決めされるので、キャリッジ２の遊びが感光体３０の位
置決めに影響することはない。

【００７７】次に、感光体３０の位置決めが終了する
と、感光体とベルト駆動用の第１モーター９５が回転を
開始し、感光体３０Ｙと中間転写ベルト５０が回転を開
始する。これらの動作開始に伴って、各プロセス要素が
動作を開始し、感光体３０上に順次イエローのトナー像
が形成され、このトナー像は順次中間転写ベルト５０上
に転写されていく。

【００７８】上記の動作中は、出力軸７０がスラスト軸
受け６９によって図２の左方に押しつけられ、また、ソ
レノイド８５がオン状態を維持してディテントレバー８
２がガイド板８１との間にカラー４２を挟み続ける。

【００７９】中間転写ベルト５０が１回転すると（感光
体３０と駆動プーリー５５Ａは４回転、ガイドプーリー
５５Ｃは６回転する）イエローの像形成を終了し、第１
モーター９５は停止し中間転写ベルト５０は初期位置に
停止する。

【００８０】中間転写ベルト５０と感光体３０が停止す
るとソレノイド８５がオフにされディテントが解除され
ると同時にスラスト軸受け６９が図２の右方に後退し、
バネ７４の付勢力によって出力軸７０も右方へ後退す
る。この結果、カップリング板６１及び先端テーパ部７
５がカップリング板４２及び感光体軸４０から離間し、
キャリッジ２の回転が可能となる。

【００８１】出力軸７０は、図２の右方から見て反時計
回りに回転駆動される。第１モーター９５が停止して感
光体３０が止まったとき、感光体３０には回転負荷があ
るためカップリング爪６５と感光体側のカップリングの
爪４７の側面が互いに押し合った状態になる場合があ
る。この状態では互いの爪の側面に摩擦力が働きカップ
リング板６１をカップリング板４２から引き抜き難くな
る。本実施形態では出力軸駆動ギア７１がハスバギアで
あり、そのねじれ方向が回転方向と同じ左ねじれである
ので、カップリング板６１を感光体３０の駆動方向と逆
方向に歯面のねじれの分回転しながら引き抜くことにな
り、爪部分に摩擦力がかからず容易に引き抜くことがで
きる。

【００８２】また、本実施形態はディテント機構８０の
動作と出力軸７０のスラスト方向のカップリング動作と
を同時に行ったが、カップリング爪６５と感光体側のカ
ップリングの爪４７に横方向の力がかかると爪同士に摩
擦力がかかり着脱動作が多少困難となる。従って、出力
軸７０と感光体軸４０はカップリング動作時にはできる
だけその軸心同士が一致している方が望ましい。そこ
で、カップリングを形成する際は、ディテント機構８０
を先に動作させて感光体軸４０の一端側の位置決めをし
た後に出力軸７０を移動させ、カップリングを解除する
際は出力軸７０をディテント機構８０より先に動作させ
た方が、より確実かつスムーズな動作が実現できる。

【００８３】特にカップリングを解除する際に出力軸７
０をバネ７４の力で移動させる構成の場合は、カップリ
ング部に負荷があると爪同士が離れにくいので、ディテ
ント機構８０を解除する前に出力軸７０を移動させるこ
とが望ましい。本実施形態は、出力軸７０をバネ７４で
戻すように構成している。スラスト軸受け６９側の駆動
機構で強制的に戻すようにしてもよいが、バネを用いた
本実施形態の構成の方が構造が簡単になる。

【００８４】カップリングが解除されるとウォームギア
８９が再び回転し、キャリッジ２が図２の矢印方向に回
転駆動され、次のマゼンタの像形成ユニット３Ｍが像形
成位置１０の近傍に移動して停止する。そして、再びデ
ィテント機構８０と感光体駆動機構が作動してマゼンタ
の感光体３０の位置決め、カップリング動作を行い２色
目のトナー像形成に入る。

【００８５】このように、色の切り替え動作とトナー像
形成を繰り返して４色のカラー画像を中間転写ベルト５
０上に形成し、最後にこれを記録紙上に転写する。な
お、一実施例として、キャリッジ２を９０度回転させる
動作に要する時間を約０．６秒、出力軸のカップリング
の着脱動作に要する時間を約０．２秒に設定し、プロセ
ス速度を約１００ｍｍ／秒に設定した。

【００８６】（キャリッジ駆動機構動作）次にキャリッ
ジ駆動機構８６及びキャリッジ２の位置検知手段の動作
を説明する。まず、画像の記録を開始する前にイニシャ
ライズ動作を行う。このとき、第２モーター１００が図
９に矢印で示す方向の右回転を開始し、この回転力はワ
ンウェイクラッチ１０７、かさ歯車１０２ｂ，１０２
ａ、ウォームギア８９、ウォームホイール８８（図２）
等を介してキャリッジ２に伝達される。このとき他方の
ワンウェイクラッチ１０８は切替ギア１０４及びギア１
０５に回転力を伝達しない。

【００８７】キャリッジ２が回転を開始すると、検知セ
ンサ１１０（図１０）が検知ピン１１２を検知すること
によって各色の像形成ユニット３の有無が認識される。
また、図１０に示すように、検知ピン１１７が検知セン
サ１１０を通過するときのみ検知信号が２個連続して検
出されることから、キャリッジ２の位置が判別される。
最初に記録する色の像形成ユニット３（本実施形態では
イエローの像形成ユニット３Ｙ）を像形成位置１０へ移
動して第２モーター１００は停止する。

【００８８】イニシャライズが完了するとカラー像形成
動作に移行する。まず感光体駆動のためのカップリング
動作が完了し感光体３０が位置決めされると第１モータ
ー９５が回転を始め、感光体３０と中間転写ベルト５０
が回転を始めると同時に第２モーター１００が左回転を
始める。第２モーター１００の左回転はワンウェイクラ
ッチ１０８を介して切替ギア１０４、ギア１０５を回転
駆動し（図９）、定着器１５、給紙、排紙ローラ群、及
び像形成位置の現像器３５を駆動する。ギア１０５から
先の伝達機構はごく普通のギア伝達系でよい。このとき
第２モーター１００は左回転であるからワンウェイクラ
ッチ１０７は回転力を伝達せず、キャリッジ２は静止し
たままである。ワンウェイクラッチ１０７からキャリッ
ジ２までの伝動系にウォームギア８９とウォームホイー
ル８８とが含まれているので、キャリッジ２はロックさ
れた状態を維持することができる。

【００８９】次に１色目の記録が完了すると第１モータ
ー、第２モーターが停止して、感光体３０、中間転写ベ
ルト５０、定着器１５、給紙、排紙ローラ群、及び像形
成位置の現像器３５の全てが停止し、感光体のカップリ
ングが解除される。カップリングが解除されると第２モ
ーター１００が再び右回転を開始し、キャリッジ２を回
転移動させる。

【００９０】図１３は、像形成ユニット３を切り替える
ときに制御される第２モーター１００の回転速度の変化
と、検知ピン１１２を検知センサ１１０が検知するタイ
ミングとを示している。像形成ユニット３を切り替える
とき、オープンループ制御されるステッピングモーター
である第２モーターは、図１３に示すように加速、減速
され、所定のステップ数だけ回転した後に停止する。こ
のとき、第２モーター１００とキャリッジ２との機械的
な連結は、伝動系に挿入されたクラッチによって１色の
像形成ごとに切断される。第２モーター１００の回転位
置とキャリッジ２の回転位置との関係は常に一定にはな
らないので、第２モーター１００の回転開始から停止ま
でのパルス数は多少のばらつきを含む。

【００９１】そこで、本実施形態では、まずキャリッジ
２を回転させて検知ピン１１２の位置を検知センサ１１
０が検知すると、その時点から一定のスパルス数だけ回
転させた後に第２モーターを停止するようにしている。
キャリッジ２の回転中はキャリッジ２と第２モーターと
の回転位置関係がずれることはないので、上記のような
制御によってキャリッジ２の位置決めを正確に行うこと
ができる。

【００９２】本実施形態ではさらに、図１３に示すよう
に、第２モーター１００の減速中に、検知センサ１１０
が検知ピン１１２の通過を検知した時点から一定のパル
ス数だけ回転させた後に第２モーターを停止する。モー
ター軸１０１からキャリッジ２に至る各ギアにはバック
ラッシュがあり、またキャリッジ２は大きな慣性を有し
ているので、定速回転中にはバックラッシュに起因する
第２モーター１００とキャリッジ２の位置関係のずれが
不安定である。一方、減速中であればキャリッジ２の慣
性に対抗してキャリッジ２を停止させる方向に力が加わ
るので、伝達系のギアのバックラッシュはすべて一定方
向に偏っており、第２モーター１００とキャリッジ２と
の位置関係が一義的に決まる。この結果、キャリッジ２
を正確な位置に停止させることができる。

【００９３】なお、記録速度を上げるべく像形成ユニッ
ト３の切替えを短時間で行うためには、慣性の大きいキ
ャリッジ２を急速に加速・減速する必要がある。本実施
形態では伝動系にワンウェイクラッチ１０７が挿入され
ているので、第２モーター１００の制動制御によってキ
ャリッジ２を減速させることができない。しかし、ワン
ウェイクラッチ１０７とキャリッジ２との間にウォーム
ギア８９およびウオームホイール８８が介在しているの
で、これらによってキャリッジ２に制動がかけられ、減
速動作が可能になる。

【００９４】また、上記のようなウォームギア８９およ
びウオームホイール８８を用いた簡単な構造によって、
キャリッジ２の停止時、特に電源がオフであるときに
も、像形成ユニット３を保持するキャリッジ２を任意の
位置でロックすることができるので、像形成ユニット３
を交換するとき等に便利である。

【００９５】なお、本実施形態では、キャリッジが複数
の像形成ユニットを支持して回転する構造を有するが、
本発明のキャリッジ駆動機構は、必ずしもこのような構
造のキャリッジに限定されるわけではない。例えば特開
昭６３−２３１７２号公報に記載されているような構
造、すなわち、単一の感光体と、各色ごとの複数の現像
ユニットを備え、キャリッジが複数の現像ユニットを支
持して回転する構造に本発明のキャリッジ駆動機構を適
用することもできる。この構造の場合、キャリッジを回
転することによって各色の現像ユニットを切り替えなが
ら感光体上に異なる色のトナー像を順次形成し、感光体
上のカラートナー像を記録用紙に直接転写する。

【００９６】また、本実施形態のキャリッジ駆動機構で
は、第２モーターからの駆動力を２種類の負荷に切り替
えながら伝達するために、２つのワンウェイクラッチ１
０７，１０８を用いたが、ワンウェイクラッチに代えて
通常の電磁クラッチ等を用いてもよい。要は動力伝達の
断続を制御できればよいのであるが、小型化および簡素
化の観点からはワンウェイクラッチが最も適している。

【００９７】また、本実施形態ではキャリッジの位置検
知手段として検知ピン１１２とインタラプター型のフォ
トセンサを用いたが、センサの種類やピンの形態、位置
については、実施形態のものに限定する必要はない。キ
ャリッジの回転中に各像形成ユニットに対応したキャリ
ッジの位置が検知できればよい。

【００９８】また、第２モーター１００にはステッピン
グモーターを用いたが、回転角度をオープン制御可能な
モーターであればよく、例えばＡＣサーボモーター等を
用いてもよい。

【００９９】（各色のトナー像の位置合わせ）次に各色
のトナー像の位置合わせについて説明する。各色のトナ
ー像の位置を正確に合わせるためには、感光体３０と中
間転写ベルト５０が一定の正確な速度で回転する必要が
ある。これを実現するために、本実施形態では感光体３
０と中間転写ベルト５０の駆動用第１モーター９５にＦ
Ｇサーボモーターを用い、これに加わる負荷変動を極力
抑えるために、第１モーター９５を感光体３０と中間転
写ベルト５０の専用駆動源としている。

【０１００】また、中間転写ベルト５０に転写されるト
ナー像の先頭位置を正確に一致させるために、各色の像
形成において、第１モーター９５が起動してから完全に
定速走行状態になった後に中間転写ベルト５０の先頭位
置を検出し、この検出信号に基づいて、感光体３０上へ
のレーザー光による潜像記録を開始するように、中間転
写ベルト５０の先頭検出用の穴とセンサとが設けられて
いる。

【０１０１】さらに、位置精度を確保するためには、４
本の感光体３０を像形成位置１０に正確に保持する必要
がある。本実施形態では前述したように、感光体３０の
位置決めは、左右の本体壁１Ｒ、１Ｌ上に取り付けられ
た出力軸７０とディテントレバー８２とによって感光体
軸を直接支持することによって行われる。この際、感光
体３０はキャリッジ２内で一定範囲内で変位自在に支持
されているので、キャリッジ２の位置決め精度に無関係
に感光体３０を正確に位置決めすることができる。

【０１０２】次に、正確に位置決めされた感光体３０を
正確に回転させる必要がある。従来例の図１８に示した
ような通常の平ギアを組み合わせた伝動機構では、感光
体側のギアの偏心成分によるピッチ誤差が各色ごとに異
なるため、各色の感光体に固有の角速度の伝達誤差が生
じ、これが色位置ずれ（各色の像の位置ずれ）の要因と
なる。特に感光体３０を含む像形成ユニットは、トナー
を消費し終わると新しいユニットに交換されるので、感
光体側のギアの機械精度のばらつきを考慮する必要があ
る。

【０１０３】本実施形態では、前述したように、感光体
３０の軸４０と駆動側の出力軸７０とを軸心が一致する
ように結合させるので、出力軸７０の角速度と感光体３
０の角速度とが一致する。従って、出力軸７０の角速度
が正確に感光体３０に伝達され、各色の感光体が同一の
回転角速度で回転すると共に、感光体が交換されても回
転角速度は変わらない。また、感光体と出力軸７０との
カップリング部材に特に高い寸法精度を要求する必要が
ない。

【０１０４】次に、出力軸７０の先端テーパ部７５に係
合する感光体軸４０の凹状テーパ面４８の中心に対して
感光体が偏心していると、感光体の周速が変動して記録
ピッチが変化する。そして、各感光体で偏心量と位相と
が異なれば色位置ずれが生じ得る。本実施形態では前述
したように、中間転写ベルト５０をその張力で感光体３
０に軽く接触させ、感光体３０の周速度と独立に一定速
度で中間転写ベルト５０を走行させている。したがっ
て、感光体の偏心による周速度の変動は感光体３０と中
間転写ベルト５０との間に滑りが生じることによって吸
収される。つまり、周速度が速く記録ピッチが伸びて記
録された部分は中間転写ベルト５０上に圧縮されて転写
され、逆の場合は伸長して転写されるので、感光体３０
の周速度の変動にかかわらず、角速度に対応した記録ピ
ッチが正確に中間転写ベルト上に転写される。

【０１０５】次に、第１モーター９５から出力軸７０ま
たは中間転写ベルト５０へ至る本体側の伝動系に生じる
回転速度および角速度の誤差は、中間転写ベルト５０の
１回転に対する各ギア９１、９２、９３、９４、９６、
７１（図７）の回転比、及び、駆動プーリ５５Ａ、ガイ
ドプーリー５５Ｃ（図８）の回転比をそれぞれ整数倍と
することにより解消している。上記の構成により、一色
の記録ごとに各ギア及び各プーリが初期位置に復帰し各
色について同じ初期位置から記録を開始するので、理想
的な記録位置からのずれ量および位相が各色について同
じになり、中間転写ベルト５０上での色位置ずれが無く
なる。

【０１０６】以上のように本実施形態によれば、感光体
３０を装置本体上の像形成位置に正確に位置決めした上
で、本体側駆動軸７０と感光体３０を係合するカップリ
ング部での角速度の伝達誤差を無くし、感光体３０の外
周の回転軸心からの偏心に起因する記録ピッチ誤差は定
速走行する中間転写ベルト５０との滑りによって吸収
し、さらに本体側の伝動機構に起因する中間転写ベルト
５０の走行速度の変動による位置ずれ量及び位相を各色
について一致させることによって解消している。このよ
うにして、寸法精度にバラツキのある複数の感光体を切
り替えて使用しても色位置ずれのない高精度のカラー画
像を記録することができる。

【０１０７】一実施例として、感光体３０の外径を３０
ｍｍとし、感光体３０の外周速度と中間転写ベルト５０
の周速度をはぼ等しくした。別の実施例では、感光体３
０の外径を数％程度大きく設定し、感光体３０を中間転
写ベルト５０に対して常時滑らせて走行させるようにし
た。この場合、中間転写ベルト５０に対する摩擦力のか
かる方向が感光体や中間転写ベルト５０に多少の速度変
動があっても常に一定となるので、摩擦力が安定する。
この結果、中間転写ベルト５０をより安定した状態で定
速走行させることができ、より高精度のカラー画像が得
られた。なお、このとき、出力軸駆動ギア７１は駆動プ
ーリー５５Ａと同一の回転数であるので、感光体と中間
転写ベルト５０との回転同期が崩れることはない。

【０１０８】また、本実施形態では第１モーター９５と
駆動プーリー５５Ａ及び出力軸駆動ギア７１との間の減
速機構としてギアを用いたが、これに代えてベルト及び
プーリーによる減速機構を用いてもよい。この場合も、
回転部材の回転数比を整数倍に設定しておけば本実施形
態と同様の効果が得られる。

【０１０９】なお、駆動プーリー５５Ａの外径および中
間転写ベルト５０の周長を決めるに際してベルトの厚み
を考慮し、中間転写ベルト５０の１回転に対する駆動プ
ーリー５５Ａの回転比を正確に整数倍に設定することが
好ましい。

【０１１０】また、一実施例として、転写ベルトユニッ
ト５のガイドプーリー５５Ｃの外径を２０ｍｍとし、こ
れについても中間転写ベルト５０との回転比を整数倍に
した。ガイドプーリー５５Ｃが偏心していると、駆動プ
ーリー５５Ａから感光体３０と中間転写ベルト５０とが
接触する転写位置までのベルトの部分長が変動すること
により転写位置におけるベルトの移動速度に変動が生じ
る。この変動は、上記のようにガイドプーリー５５Ｃと
中間転写ベルト５０との回転数比を整数倍にすることに
より、各色のトナー像の転写において同じパターンでベ
ルトの回転に同期して発生するので、この変動による色
位置ずれは生じない。転写位置の上流側で駆動プーリー
５５Ａとの間に複数のガイドプーリーを配置する実施形
態の場合は、それらのガイドプーリーの中間転写ベルト
５０との回転比がすべて整数倍になるように、ガイドプ
ーリーの外径を設定することが望ましい。

【０１１１】また、テンションプーリー５５Ｄを中間転
写ベルト５０と感光体３０が接触する転写位置の下流側
に配置することにより、感光体３０が多少偏心していて
も、転写位置での中間転写ベルト５０の移動速度が変動
しにくい。仮にテンションプーリー５５Ｄが転写位置よ
り上流にある場合、感光体３０に偏心があると感光体３
０の中間転写ベルト５０への食い込み量が変動し、それ
によってテンションプーリー５５Ｄが揺動する。その結
果、駆動ローラ５５Ａから転写位置までのベルト部分長
が変動し、転写位置でのベルトの速度変動が発生する。
このベルトの速度変動は各色の感光体３０に固有の偏心
によって生ずるものであるから、各色ごとに変動パター
ンが異なり、色位置ずれを引き起こす。

【０１１２】なお、本実施形態では複数色の感光体上の
トナー像を重ねて転写する転写体として中間転写ベルト
を用いたが、本発明は必ずしも中間転写ベルトを用いる
ものに限定されず、例えば中間転写ドラムを用いた構成
にも適用できる。又はドラムに記録用紙を巻き付けて感
光体から記録用紙に直接転写する方式にも適用できる。
要は、転写体を感光体から独立して一定速度で走行さ
せ、複数の感光体の外径精度のばらつきを転写体と感光
体との間に滑りを生じさせることにより吸収することが
できる構成であればよい。そのためには、感光体と転写
体とが軽く接触し、または非接触であることが好まし
い。（第２の実施形態）本発明の第２の実施形態に係るカラ
ー画像形成装置の出力軸と感光体とのカップリング部を
図１４に示す。図１４において、出力軸７０に固定され
た係合ピン７８は、第１の実施形態におけるカップリン
グ板６１（図４）の代替部材である。この係合ピン７８
は出力軸７０の先端凸状テーパ部７５が感光体３０の軸
端部の凹状テーパ面４８（図３）に係合したとき、感光
体３０側のカップリング板４２の爪４７の溝に入り込ん
でカップリング板４２と係合し、感光体３０を回転駆動
可能にする。出力軸７０の軸心と感光体３０の回転中心
とが同軸上にあり、しかも出力軸７０で感光体３０の軸
４０を支持する構成であるから、この様な簡単な構成の
カップリングでも十分に機能を発揮することができる。

【０１１３】なお、本実施形態とは逆に、感光体３０側
に係合ピンを備えさせ、この係合ピンが出力軸側のカッ
プリング板（第１の実施形態と同様の形状）に係合する
ように構成してもよい。（第３の実施形態）本発明の第３の実施形態に係るカラ
ー画像形成装置の出力軸と感光体とのカップリング部を
図１５に示す。図１５において、出力軸７０および感光
体３０に備えられたカップリング板４２および６１は第
１の実施形態と全く同じものであるが、出力軸７０の端
部が感光体軸４０の端部を支持する構造が第１の実施形
態と異なっている。感光体軸４０の端部には位置決め穴
４９が形成され、出力軸７０の端部には感光体軸４０の
位置決め穴４９に嵌入する寸法の係合軸７９が形成され
ている。出力軸７０が図１５の矢印方向に押し出される
と、係合軸７９が位置決め穴４９に嵌入し、出力軸７０
と感光体軸４０とが一体化する。この状態でカップリン
グ板４２および６１が係合し、出力軸７０から感光体軸
４０への回転力の伝達が可能となる。このとき、感光体
軸４０にはスラスト力がかからない。本実施形態の場合
は、係合軸７９と位置決め穴４９との間に隙間があると
出力軸７０と感光体軸４０との軸心のずれが生じ、感光
体３０の周速度変動が発生するので、係合軸７９と位置
決め穴４９とのクリアランスを厳しく管理する必要があ
る。なお、この実施形態も既述の実施形態と同様に、出
力軸７０の軸心と感光体の回転中心とが同軸上に位置す
るので、従来例の図１８に示したように感光体の回転中
心と出力軸の軸心とが全く同軸上に位置しない駆動機構
に比べて、出力軸７０の回転角速度をより忠実に感光体
３０に伝達することができる。

【０１１４】特に、感光体を他のプロセス部材と一体化
した像形成ユニットを頻繁に取り替えるような場合、図
１８の従来の感光体の駆動機構では、感光体２１８に備
えられたギア２３２は通常、安価な成型品のギアが用い
られるため寸法精度が悪く、バラツキも大きいので、本
体側出力軸２４５の回転角速度を感光体２１８に忠実に
伝達することができない。つまり、微視的に見れば各色
の感光体がそれぞれ異なる角速度で回転することにな
る。その結果、感光体上に記録されるトナー像は各色ご
とに異なるパターンのピッチずれを含み、このピッチず
れは感光体と中間転写ベルトとの滑りで吸収することは
できないため、中間転写ベルト上で色位置ずれが生じて
しまう。

【０１１５】これに対して、本発明による感光体の駆動
機構では、感光体の回転中心と出力軸の軸心とが同軸上
に位置し、感光体軸を出力軸で支持して感光体軸と出力
軸をカップリングした状態で感光体軸を回転させるの
で、カップリング部材の寸法精度にかかわらず出力軸の
回転角速度が忠実に感光体に伝達される。出力軸の回転
角速度が忠実に感光体に伝達されれば、感光体の精度
（外径精度、真円度、真直度等）およびカップリング部
材、フランジ等の精度についてはすべて回転中心に対す
る感光体外周の偏心成分と見なせる。前述したように、
この感光体の回転中心に対する外周の偏心成分に起因す
る感光体の周速変動によって生じる記録ピッチの変動
は、感光体の回転角速度が一定で、かつ、中間転写ベル
トが一定速で走行しておれば、感光体と中間転写ベルト
との間に滑りが生じることにより中間転写ベルト上で補
正される。したがって、各色間の色位置ずれを無くする
ことができる。

【０１１６】なお、図１５に示した出力軸と感光体との
カップリング部の構成において、出力軸７０を筒状の軸
とし、係合軸７９が出力軸７０を貫通する回転しない位
置決め専用の軸として、回転しない感光体軸４０を位置
決め固定し、感光体３０と一体化したカップリング板４
２を感光体軸４０の周りに回転させる構成としてもよ
い。この場合も、出力軸の軸心と感光体の回転中心とが
同軸上に位置し、感光体軸を出力軸（係合軸を含む）で
支持する構造であるといえる。筒状の出力軸７０と感光
体３０とが滑りや遊びのない状態で一体的に結合し、感
光体３０を出力軸７０で支持した状態で回転させる構成
とすることが好ましく、出力軸７０で感光体３０を支持
する構造としては、図１４または１５の構造の他に、カ
ップリング爪同士が係合して回転負荷がかかることによ
って出力軸７０と感光体３０とが自動調心され強固に一
体化される構造も可能である。

【０１１７】また、キャリッジは、本実施形態のように
回転によって複数の像形成ユニットを像形成位置へ切替
移動させるタイプに限らず、複数の像形成ユニットを平
面上に並べた状態で支持し、往復動作によって複数の像
形成ユニットを像形成位置へ切替移動させる構成として
もよい。（第４の実施形態）本発明の第４の実施形態に係るカラ
ー画像形成装置のキャリッジの構造を図１６に示す。図
１６はキャリッジ２を軸方向から見た側面図であり、周
方向に区切られた４箇所のうちの１箇所に像形成ユニッ
ト３が二点鎖線で示されている。そして、キャリッジ２
の側壁２０Ｒ、２０Ｌに、像形成ユニット３を径方向内
側へ付勢する押さえ板バネ６６が設けられている。図１
６では押さえ板バネ６６についても４箇所のうちの１箇
所のみに図示され、他の３箇所については省略されてい
る。

【０１１８】像形成ユニット３がキャリッジ２に装着さ
れたとき、像形成ユニット３は押さえ板バネ６６によっ
て径方向内側へ付勢されるので、感光体３０の中心は図
１６のＡの位置にある。像形成ユニット３の切替えのた
めにキャリッジ２が回転している間は、４個の像形成ユ
ニット３はすべてこの位置にある。感光体３０の中心が
図１６のＡ位置まで後退しているので、感光体３０の表
面が中間転写ベルト５０の表面を擦ることなく感光体３
０が像形成位置１０に移動することができる。

【０１１９】キャリッジ２によって像形成ユニット３が
像形成位置１０に運ばれてくると、第１の実施形態で述
べたように、出力軸７０が押し出されてきて先端テーパ
部７５が感光体軸４０の凹状テーパ面４８と係合する。
先端テーパ部７５と凹状テーパ面４８との係合によって
出力軸７０と感光体軸４０との心合わせが行われ、その
結果、感光体３０の中心が図１６のＡ位置からＢ位置に
移動して感光体３０の外周面が中間転写ベルト５０に接
触する。

【０１２０】また、感光体軸４０の凹状テーパ面４８と
反対側に備えられたカラー４３の位置決めを行うディテ
ント機構８０は、図５に示した第１の実施形態の構成に
おいて、ガイド板８１とディテントレバー８２との位置
関係を逆にして、ディテントレバー８２でカラー４３を
径方向外側に引き出す方向に移動させる構成とすること
が好ましい。

【０１２１】カップリング機構とディテント機構を解除
すると、像形成ユニット３がキャリッジ２の径方向内側
へ移動し、感光体３０の外周面が中間転写ベルト５０と
離れ、感光体３０の中心が図１６のＡ位置に戻る。この
ような構成により、像形成ユニットの切替時に感光体が
中間転写ベルトを擦りながら移動することが無くなる。
また、特別な駆動手段を設けることなく、押さえ板バネ
を用いた簡単な手段によって感光体を像形成位置で出退
移動させることができる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー画
像形成装置は、複数の感光体を１つの像形成位置に順次
移動させてフルカラー画像を形成する方式を採用しなが
ら、各色の感光体ドラムの外径精度や真円度のバラツ
キ、感光体ドラムと本体側の駆動機構とのカップリング
部で生じる伝達角速度の非忠実性、感光ドラムのセンタ
ー位置決め精度、本体側駆動機構自身の回転精度等に起
因する色位置ずれを低減し、高精度の色位置合わせを実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るカラー画像形成装
置の側面から見た内部構造を示す断面図

【図２】図１のカラー画像形成装置のキャリッジ及び感
光体の位置決め及び駆動機構を示す分解斜視図

【図３】図１のカラー画像形成装置の像形成位置にある
感光体の軸心を含む平面で切断したキャリッジの断面図

【図４】図１のカラー画像形成装置の感光体を駆動する
駆動機構の斜視図

【図５】図１のカラー画像形成装置の感光体の、駆動機
構と反対側に設けられた軸の位置決め機構を示す側面図

【図６】図１のカラー画像形成装置のキャリッジを軸に
垂直な面で切断した断面図

【図７】図１のカラー画像形成装置の感光体及び中間転
写ベルトを駆動する本体側の駆動機構の動力伝達図

【図８】図１のカラー画像形成装置の感光体と中間転写
ベルトとの位置関係を示す詳細図

【図９】図１のカラー画像形成装置のキャリッジ駆動機
構をキャリッジの軸方向から見た断面図

【図１０】図１のカラー画像形成装置のキャリッジ位置
検知手段の構成図

【図１１】図１０のキャリッジ位置検知手段の斜視図

【図１２】図１０のキャリッジ位置検知手段が像形成ユ
ニットの装着検知手段を兼ねることの動作説明図

【図１３】図１のカラー画像形成装置のキャリッジ駆動
用モーターの回転速度制御プロフィールとキャリッジ位
置検知タイミングとの関係を示す図

【図１４】本発明の第２実施形態に係るカラー画像形成
装置の出力軸と感光体とのカップリング部の構造を示す
斜視図

【図１５】本発明の第３実施形態に係るカラー画像形成
装置の出力軸と感光体とのカップリング部の構造を示す
断面図

【図１６】本発明の第４実施形態に係るカラー画像形成
装置のキャリッジ内での像形成ユニットの位置を規制す
る手段を示す図

【図１７】従来のカラー画像形成装置の側面から見た内
部構造を示す断面図

【図１８】図１７のカラー画像形成装置の出力軸と感光
体とのカップリング部の構造を示す図

【符号の説明】

１装置本体２キャリッジ３像形成ユニット１０像形成位置１９ミラー３０感光体４０感光体軸４２カップリング板５０中間転写ベルト５５Ａ駆動プーリー６０感光体駆動機構６１駆動側カップリング板７０出力軸７１出力軸駆動ギア７５先端テーパ部８０ディテント機構８６キャリッジ駆動機構８９ウォームギア９０感光体及び中間転写ベルトの駆動機構９５第１モーター１００第２モーター１０７ワンウェイクラッチ

フロントページの続き (72)発明者相澤昌宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一端部にカップリング部材を
備えたドラム状の感光体と現像器とを含む複数の色の像
形成ユニットと、前記複数の像形成ユニットを待避位置と像形成位置との
間で移動させる移送手段と、前記像形成位置へ移動した像形成ユニットの感光体を、
像形成位置に位置決めした状態で回転駆動するために、
前記感光体の回転軸心と同軸上に回転軸心を有し、か
つ、前記感光体のカップリング部材と着脱自在である駆
動側カップリング部材を有する感光体駆動手段と、前記像形成位置にある感光体を露光する露光装置と、前記像形成位置にある感光体に形成されたトナー像を転
写体上に写し取ることにより、複数の色の感光体から転
写されたトナー像を重ねたカラー画像を前記転写体上に
形成する転写手段と、前記転写体を予め定めた一定速度で駆動する転写体駆動
手段とを備えているカラー画像形成装置。
【請求項２】前記感光体の像形成位置への位置決め
は、前記ドラム状の感光体の両端部を位置決めすること
によって行われ、前記感光体の一端側の位置決めは、前
記駆動側カップリング部材の回転軸心に位置する部材が
前記感光体の回転軸心を位置決めすることによって行わ
れる請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】前記感光体の他端側の位置決めは、前記
感光体の他端側から突出した軸部材の外周部に位置決め
用部材が当接することによって行われる請求項２記載の
カラー画像形成装置。
【請求項４】前記駆動側カップリング部材を回転させ
る出力軸の端部が前記感光体の端部に係合することによ
り、前記像形成位置にある感光体を前記出力軸で支持す
る請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】前記感光体の端部から感光体軸が突出
し、この感光体軸の端部に前記出力軸の端部が係合する
請求項４記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】前記感光体軸が前記感光体の両端部を貫
通する一本の軸であり、前記出力軸の端部が係合する感
光体軸端部の反対側端部において感光体軸の外周部に位
置決め用部材が当接する請求項５記載のカラー画像形成
装置。
【請求項７】前記複数の像形成ユニットがそれぞれ装
置本体から着脱自在である請求項１記載のカラー画像形
成装置。
【請求項８】前記複数の像形成ユニットがさらに感光
体を帯電させる帯電器とトナーを収容するトナーホッパ
とを有する請求項７記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】前記移送手段は、前記複数の像形成ユニ
ットを保持し、かつ、これらの像形成ユニットを同時に
移動させることにより、各像形成ユニットを一つづつ順
番に像形成位置へ移動させるキャリッジを含んでいる請
求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項１０】前記感光体が所定の方向に付勢された
状態で前記キャリッジに保持され、前記感光体が前記像
形成位置に位置決めされることにより、前記付勢に対抗
する方向に前記感光体が移動して前記感光体と前記転写
体とが接触する請求項９記載のカラー画像形成装置。
【請求項１１】前記キャリッジは、装置本体に回転自
在に支持され、かつ、その回転軸の周りに前記複数の像
形成ユニットを保持している請求項１０記載のカラー画
像形成装置。
【請求項１２】前記感光体が前記キャリッジに対して
所定範囲内で移動可能に保持されている請求項１０記載
のカラー画像形成装置。
【請求項１３】前記像形成ユニットが前記キャリッジ
に対して移動可能に保持され、前記感光体の位置決めに
よって前記感光体を含む像形成ユニットの全体が前記キ
ャリッジに対して移動する請求項１２記載のカラー画像
形成装置。
【請求項１４】前記駆動側カップリング部材は、前記
像形成位置にある感光体に対して軸方向にスライドして
前記感光体のカップリング部材と係合し、又は係合解除
する請求項２記載のカラー画像形成装置。
【請求項１５】前記感光体の両端部の位置決めを行う
に際し、前記駆動側カップリング手段が係合する端部と
反対側の感光体端部の位置決めを先に行う請求項１４記
載カラーの画像形成装置。
【請求項１６】前記像形成位置に位置決めされた感光
体の両端部の位置決めを解除するに際し、前記駆動側カ
ップリング手段が係合する端部の位置決め解除を反対側
の端部の位置決め解除より先に行う請求項１４記載のカ
ラー画像形成装置。
【請求項１７】前記駆動側カップリング部材を回転さ
せる出力軸に出力軸駆動ギアが固定され、この出力軸駆
動ギアは原動側のギアと噛み合った状態で軸方向に所定
範囲内でスライド可能であり、出力軸駆動ギア、出力軸
及び駆動側カップリング手段が一体になって軸方向にス
ライドする請求項１４記載のカラー画像形成装置。
【請求項１８】前記出力軸駆動ギアはハスバ歯車であ
り、その歯面のねじれ方向が感光体の回転方向と同一で
ある請求項１７記載のカラー画像形成装置。
【請求項１９】前記駆動側カップリング部材を回転さ
せる出力軸の先端部に凸状テーパ面を設けると共に、前
記感光体の端部に凹状テーパ面を設け、前記出力軸の凸
状テーパ面を軸方向に押圧して前記感光体の凹状テーパ
面に係合させることによって前記感光体の一端側の位置
決めを行う請求項１４記載のカラー画像形成装置。
【請求項２０】前記像形成位置にある感光体が前記出
力軸から与えられたスラスト力を前記キャリッジが受け
る請求項１９記載のカラー画像形成装置。
【請求項２１】前記転写体駆動手段は各色のトナー像
の転写毎に前記転写体を１回転させ、かつ、前記転写体
の１回転に対する前記駆動側カップリング部材の回転数
比が整数である請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項２２】前記駆動側カップリング部材に連結さ
れた回転部材の前記駆動側カップリング部材に対する回
転数比が整数である請求項２１記載のカラー画像形成装
置。
【請求項２３】前記移送手段により前記像形成位置の
像形成ユニットを入れ替える際に、前記感光体駆動手段
および前記転写体駆動手段を共に停止させる請求項２１
記載のカラー画像形成装置。
【請求項２４】前記感光体駆動手段と前記転写体駆動
手段とが単一のモーターによって駆動される請求項２３
記載のカラー画像形成装置。
【請求項２５】前記転写体の１回転に対する前記転写
体駆動手段の回転部材の回転数比が整数である請求項１
記載のカラー画像形成装置。
【請求項２６】前記転写体は、ループ状のエンドレス
ベルトから成り、前記複数の感光体から写し取ったカラ
ー画像をさらに他の転写体に再転写する中間転写ベルト
である請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項２７】前記中間転写ベルトの１回転に対する
前記中間転写ベルトを駆動する駆動プーリーの回転数比
が整数である請求項２６記載の画像形成装置。
【請求項２８】前記中間転写ベルトのループ内にガイ
ドプーリーを少なくとも１個備え、前記ガイドプーリー
は中間転写ベルトと感光体とが接触する位置から上流側
の前記駆動プーリーまでの間に配置され、前記ガイドプ
ーリーの外周長が前記中間転写ベルトの周長の整数分の
１である請求項２７記載のカラー画像形成装置。
【請求項２９】前記中間転写ベルトに張力を与えるテ
ンションプーリーを備え、このテンションプーリーは前
記感光体と前記中間転写ベルトが接触する転写位置より
下流側に配置されている請求項２７記載のカラー画像形
成装置。
【請求項３０】前記中間転写ベルトに張力を与えるテ
ンションプーリーを備え、前記中間転写ベルトは前記テ
ンションプーリーから与えられる張力により前記像形成
位置の感光体に圧接される請求項２６記載の画像形成装
置。
【請求項３１】前記中間転写ベルトは、複数のプーリ
ーに掛け渡され、プーリーとプーリーとの間の部分で前
記像形成位置の前記感光体に接触し、前記像形成位置の
像形成ユニットを切り替える際に前記感光体が前記中間
転写ベルトを擦りながら移動する請求項２６記載のカラ
ー画像形成装置。
【請求項３２】前記中間転写ベルトの転写終了位置か
ら転写開始位置までの間にトナー像が転写されない無像
領域が設けられ、前記像形成ユニットの切り替え時に前
記感光体が擦りながら移動する前記中間転写ベルトの箇
所が必ず前記無像領域となるように構成されている請求
項３１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３３】前記像形成ユニットの切り替え時に前
記中間転写ベルトの駆動を停止させる請求項３１記載の
画像形成装置。