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【発明の名称】 画像形成装置
【発明者】 【氏名】石田 英樹

【要約】 【課題】コンパクトな構成で感光体ドラム10の偏心を防止すること。

【解決手段】中空円筒状のドラム本体11を含む感光体ドラム10が側壁6及び8間に回転自在に支持され、感光体ドラム10の周囲には作像エレメントが配置されている画像形成装置。ドラム本体11の両端部の外周面にはベアリング12及び14が圧入され、感光体ドラム10の外周面はベアリング12及び14を介して側壁6及び8に直接支持される。作像エレメントはベアリング12及び14間に配設される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 外周面に感光体が配設された中空円筒状のドラム本体を含む感光体ドラムが間隔を置いて対向する一対の側壁間に回転自在に支持され、該感光体ドラムの周囲には該感光体ドラムと協動する作像エレメントが配置されている、画像形成装置において、中空円筒状の該ドラム本体の両端部の外周面にはそれぞれベアリングが圧入され、該感光体ドラムの外周面は該ベアリングを介して該側壁の各々に直接支持され、該作像エレメントは該ベアリングの各々間に配設されている、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 該側壁の各々の相互に対向する面は、該ベアリングの各々の、軸線方向の相互に対向する端面よりも該軸線方向内方に位置付けられている、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 該作像エレメントはフレーム手段に離脱自在に支持され、該フレーム手段は、該ベアリングの各々の軸線方向の相互に対向する該端面より内側に配設されている、請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】 該作像エレメントは回転エレメントを含み、該回転エレメントは、回転軸と、該回転軸に装着された回転部材及び被駆動ギヤとを備え、該回転部材は該感光体ドラムの外周面の一部に接触するよう配設され、該被駆動ギヤの歯先円直径は該回転部材の外径より小さく規定されている、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】 該回転エレメントは、現像ローラ、クリーニングローラ及び転写ローラのうちの少なくとも現像ローラを含む、請求項4記載の画像形成装置。
【請求項6】 該側壁の各々を備えた作像ユニットと、相互に間隔をおいて配設された側板とを含み、該ベアリングの各々の軸線方向の一部は、対応する該側壁の外端から突出するよう配設され、該側板の各々には軸受手段が離脱自在に配設され、該ベアリングの各々の該一部が対応する該軸受手段に支持されることにより該作像ユニットは該側板間に支持される、請求項1記載の画像形成装置。
【請求項7】 該軸受手段の各々は、該感光体ドラムの軸線方向に見て、それぞれ対応する該ベアリングの外周面であって該ベアリングの軸中心を通る水平線より下方の領域の、該軸中心を通る鉛直線を挟んだ2箇所をそれぞれ点接触により支持しうるよう形成された一対の支持面、を有する下軸受部材と、該ベアリングの該外周面であって該水平線より上方の領域の、少なくとも1箇所を点接触により押さえうるよう形成された少なくとも一つの押さえ面、を有する上軸受部材とを含む、請求項6記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式複写機、静電式プリンタあるいは静電式ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静電式複写機、静電式プリンタあるいは静電式ファクシミリ等の画像形成装置においては、外周面に感光体を配設した感光体ドラムが使用されている。感光体ドラムは、相互に間隔を置いて配設された画像形成装置の側壁、あるいは画像形成装置本体に支持される作像ユニットの両側壁、に回転自在に支持される。感光体ドラムは上記側壁に支持された状態において、可能な限り偏心することなく(ブレを生ずることなく)円滑に回転することが要求される。特に、相互に色の異なったトナーを有する4つの作像ユニットを備えた周知のカラー画像形成装置においては、各感光体ドラムの偏心は色ずれの大きな要因となり、感光体ドラムの偏心に対しては格別の高い精度が要求されるものである。すなわち、上記形態のカラー画像形成装置においては、各感光体ドラムは、それぞれ、軸中心が所定の位置に容易にかつ正確に位置付けられること及び水平方向の平行度を容易にかつ高い精度で確保できること、等が特に要求される。
【0003】従来の画像形成装置の典型例としては、感光体ドラムに配設された軸の両端にベアリングを支持し、ベアリングケースを介して側壁に回転自在に支持する機構を挙げることができる(例えば特開平4−67191号公報参照)。感光体ドラムは、外周面に感光体が配設されている中空円筒状のドラム本体及びドラム本体の軸方向両端部の内周面にそれぞれ圧入されたフランジ部材を含んでいる。上記軸はフランジ部材の各々を貫通して延在し、軸の両端にベアリングが支持される。そして感光体ドラムは、ベアリングの各々をベアリングケースを介して対応する側壁に回転自在に支持することにより、側壁に回転自在に支持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】而して、上記従来の画像形成装置においては、ドラム本体の軸方向両端部の内周面とフランジ部材の各々の外周面との間、フランジ部材の各々の内周面と軸の外周面との間、軸の外周面とベアリングの各々の内輪との間、ベアリングの各々の外輪とベアリングケースの内周面との間、のそれぞれがすきまばめとなっている。このようにすきまばめの部分が多いことに起因してガタを発生し易い箇所が多くなり、側壁に支持された状態で感光体ドラムが回転駆動させられた場合、ブレすなわち偏心が多くなる、との問題点を有している。その結果、偏心に対する精度が特に厳しく要求される上記形態のカラー画像形成装置に適用されることは困難であるといえる。また、軸方向の嵌合作業により感光体ドラムを対応する側壁に支持しなければならず、支持作業が困難である。支持作業が困難であることに起因して交換作業も困難となる。更には部品点数が多く、構成が複雑となる、製造コストが高くなる、との問題点も有している。
【0005】本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主目的は、コンパクトな構成によって感光体ドラムの偏心を充分確実に防止することができる、新規かつ改良された画像形成装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外周面に感光体が配設された中空円筒状のドラム本体を含む感光体ドラムが間隔を置いて対向する一対の側壁間に回転自在に支持され、該感光体ドラムの周囲には該感光体ドラムと協動する作像エレメントが配置されている、画像形成装置において、中空円筒状の該ドラム本体の両端部の外周面にはそれぞれベアリングが圧入され、該感光体ドラムの外周面は該ベアリングを介して該側壁の各々に直接支持され、該作像エレメントは該ベアリングの各々間に配設されている、ことを特徴とする画像形成装置、が提供される。
【0007】上記発明においては、感光体ドラムはドラム本体の両端部の外周面に圧入されたベアリングの各々を介して対応する側壁に直接支持されるので、軸が存在する上記従来の画像形成装置に比較して、すきまばめの部分が最小限に抑えられ、このことに起因してガタを発生し易い箇所が最小限となり、感光体ドラムの回転時のブレすなわち偏心が充分確実に防止される。その結果、本発明に係る画像形成装置は、偏心に対する精度が特に厳しく要求される上記形態のカラー画像形成装置にも好適に使用されるものである。上記発明においては更に、感光体ドラムと協動する作像エレメントがベアリングの各々間に配設されているので、装置全体を大型化することなくコンパクトにしながら感光体ドラムの外周面をベアリングで直接支持する構成を容易に可能とするものである。
【0008】本発明によれば、前記構成に加えて更に、該側壁の各々の相互に対向する面は、該ベアリングの各々の、軸線方向の相互に対向する端面よりも該軸線方向内方に位置付けられている、画像形成装置が提供される。上記発明においては、上記作像エレメントをベアリングの各々間に配設することを容易に可能とする。
【0009】本発明によれば、前記構成に加えて更に、該作像エレメントはフレーム手段に離脱自在に支持され、該フレーム手段は該ベアリングの各々の軸線方向の、相互に対向する該端面より内側に配設されている、画像形成装置が提供される。上記発明においては、上記作像エレメントをベアリングの各々間に配設することを容易に可能とする。
【0010】本発明によれば、第一番目に記載された構成に加えて更に、該作像エレメントは回転エレメントを含み、該回転エレメントは、回転軸と、該回転軸に装着された回転部材及び被駆動ギヤとを備え、該回転部材は該感光体ドラムの外周面の一部に接触するよう配設され、該被駆動ギヤの歯先円直径は該回転部材の外径より小さく規定されている、画像形成装置が提供される。上記発明においては、回転エレメントの被駆動ギヤが感光体ドラムの外周面に干渉することを確実に防止しながら、回転エレメントをベアリングの各々間に配設することを容易に可能とする。
【0011】本発明によれば、前記構成に加えて更に、該回転エレメントは、現像ローラ、クリーニングローラ及び転写ローラのうちの少なくとも現像ローラを含む、画像形成装置が提供される。上記発明においては、少なくとも現像ローラの被駆動ギヤが感光体ドラムの外周面に干渉することを確実に防止しながら、現像ローラをベアリングの各々間に配設することを容易に可能とする。また、現像ローラに加えて、クリーニングローラ及び/又は転写ローラが該被駆動ギヤを備えている場合には、クリーニングローラ及び/又は転写ローラの被駆動ギヤが感光体ドラムの外周面に干渉することを確実に防止しながら、クリーニングローラ及び/又は転写ローラをベアリングの各々間に配設することを容易に可能とする。なお上記クリーニングローラとは、ファーブラシからなる回転部材、あるいは合成ゴムやスポンジ等からなる回転部材の何れをも含むものである。
【0012】本発明によれば、上記第1番目に記載された構成に加えて更に、該側壁の各々を備えた作像ユニットと、相互に間隔をおいて配設された側板とを含み、該ベアリングの各々の軸線方向の一部は、対応する該側壁の外端から突出するよう配設され、該側板の各々には軸受手段が離脱自在に配設され、該ベアリングの各々の該一部が対応する該軸受手段に支持されることにより該作像ユニットは該側板間に支持される、画像形成装置が提供される。上記発明においては、作像ユニットをベアリングの各々を介して側板の各々に装着した場合、ベアリングの各々と対応する側板との間に軸受手段が介在されたとしても、軸が存在する上記従来の画像形成装置に比較して、すきまばめの部分が最小限に抑えられ、このことに起因してガタを発生し易い箇所が最小限となり、感光体ドラムの回転時のブレすなわち偏心が充分確実に防止される。
【0013】本発明によれば、前記構成に加えて更に、該軸受手段の各々は、該感光体ドラムの軸線方向に見て、それぞれ対応する該ベアリングの外周面であって該ベアリングの軸中心を通る水平線より下方の領域の、該軸中心を通る鉛直線を挟んだ2箇所をそれぞれ点接触により支持しうるよう形成された一対の支持面、を有する下軸受部材と、該ベアリングの該外周面であって該水平線より上方の領域の、少なくとも1箇所を点接触により押さえうるよう形成された少なくとも一つの押さえ面、を有する上軸受部材とを含む、画像形成装置が提供される。上記発明は、ベアリングの各々の外周面の、軸中心を通る水平線より下方の半円部の2箇所が下軸受部材の一対の支持面によってそれぞれ点接触により支持されるよう構成されているので、対応する側板に位置決めされた下軸受部材に対し、感光体ドラムの軸中心を必ず同一位置に位置付けることができる(下軸受部材の各々は一対の支持面が形成された単品であり、対応する側板に対する位置決めを正確に遂行することはきわめて容易である)。その結果、本発明は偏心に対する精度が特に厳しく要求される上記形態のカラー画像形成装置にも好適に使用されるものである。すなわち上記形態のカラー画像形成装置においては、特に4本の感光体ドラムの軸線の横方向の平行度が重要であるが、作像ユニットの交換においても、感光体ドラムの各々を、対応する下軸受部材に対する所定の位置に容易かつ正確に支持することができるので、4本の感光体ドラムの平行度が変化することはなく、常に一定に保持されるのである。また上記発明は、ベアリングの各々の外周面の、軸中心を通る水平線より下方の半円部の2箇所が対応する下軸受部材の一対の支持面によってそれぞれ点接触により支持されることに加えて、軸中心を通る水平線より上方の半円部の少なくとも1箇所が対応する上軸受部材の少なくとも一つの押さえ面によって点接触により押さえられるよう構成されている。すなわちベアリングの各々の外周面は対応する下軸受部材及び上軸受部材により、少なくとも3箇所において点接触により遊びなく挟み込むことにより支持されるので、感光体ドラムの軸中心は所定の位置に容易にかつ確実に位置付けられ、しかも感光体ドラムの回転時のブレすなわち偏心は充分確実に防止される。作像ユニットの側板の各々に対する装着及び交換(離脱)は、ベアリングの各々の軸方向の一部が対応する側壁の外端から突出するよう配設されている故に、容易に遂行することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された画像形成装置の好適実施形態を添付図面を参照して、詳細に説明する。
【0015】先ず、図示しない画像形成装置である静電式複写機における、本発明に係る部分の概要を説明する。図1、図2及び図5を参照して、作像ユニット2は作像ユニットハウジング4を備えている。作像ユニットハウジング(以下単に「ハウジング」と略称する)4の側壁6及び8間には、感光体ドラム10がベアリング12及び14を介して回転自在に支持されている。感光体ドラム10は図1及び図5において反時計方向に回転させられる。ハウジング4には現像手段16の現像ハウジング17が離脱自在に装着されている。感光体ドラム10の周囲には感光体ドラム10と協動する作像エレメントが配置されている。作像エレメントは回転エレメントと静止エレメントからなる。回転エレメントは、クリーニングファーブラシ18、現像ローラ20及び転写ローラ22を含んでいる。静止エレメントは、クリーニングシール24、クリーニングブレード26、除電ランプ28及び帯電器(帯電用コロナ放電器)30を含んでいる。これらの作像エレメントはベアリング12及び14間に配設されている。なお図5において番号31はふた部材であって、ハウジング4の上部開口を覆うよう、ハウジング4に離脱自在に装着されている。
【0016】図12を参照して、ベアリング12及び14の軸線方向の一部は側壁6及び8の外端から突出するよう配設されている。図示しない静電式複写機には、側板後32及び側板前34が相互に間隔を置いて対向するよう配設されている。側板後32には軸受手段36が、また側板前34には軸受手段38がそれぞれ離脱自在に配設されている。ベアリング12及び14の上記突出部が、対応する軸受手段36及び38に支持されることにより、作像ユニット2は側板後32及び側板前34間に離脱自在に支持される。作像ユニット2の下方には、その一部が図17〜図19に示されている複写紙の搬送ベルト機構40が配設され、この搬送ベルト機構40に上記転写ローラ22が配設されている。
【0017】次に本発明に係る構成について詳細に説明する。先ず主として図20〜図27(及び図3〜図5)を参照してハウジング4について説明する。なお図20及び図24において、符号Oは、後に詳述するようにしてハウジング4に装着される感光体ドラム10の軸線乃至軸中心を示している。例えばABS樹脂等の合成樹脂から一体に成形することができるハウジング4は、図20に示されているように平面から見て略矩形状をなし、側壁(後)6及び側壁6と間隔を置いて配設された他の側壁(前)8を備えている。側壁6と側壁8との間にはそれらを連結する幾つかの枠体が延在している。すなわちハウジング4を図24の表から裏に向かう方向(感光体ドラム10の軸線O方向)に見て、側壁6及び側壁8の上端の左右の部位には枠体42及び44が延在している。また同方向に見て、右側の上下方向の中間よりやや下寄りの部位には枠体46及び48が延在し、それぞれの長手方向両端部は、他の枠体50及び52を介して側壁6及び側壁8に連結されている。
【0018】図25から容易に理解されるように、枠体42は、所定の厚さで鉛直方向に延びる下部、所定の厚さでハウジング4の幅方向(図25の左右方向)に水平に延びる上部、上部と下部間を傾斜して延びる中間部とからなる断面形状を有している。また枠体44及び46は所定の厚さで鉛直方向に延びるプレート状の断面形状を有している。更に枠体48は、所定の厚さで上記幅方向に略水平に延びる下部48a、該下部48aの一端(ハウジング4の中央部側すなわち上記軸線O側の一端)から上方に延びる中間部48b、中間部48bの上端から略半円状に延びる上部48cとからなる断面形状を有している。半円状の上部48cはその開放側がハウジング4の中央部側に向くよう位置付けられている。半円状の上部48cには複数個の開口48dが長手方向に間隔をおいて形成されている。図25に示されているように、枠体46は、枠体44の下方に間隔をおいて位置付けられると共に、枠体48の上部48cの右方に、かつ枠体48の下部48aの右端の上方にそれぞれ間隔をおいて位置付けられている。
【0019】図4、図26及び図27に示されているように、枠体50及び52は略ブロック状の断面をなしている。枠体46及び48の長手方向両端部であって、枠体50及び52の相互に対向する内側には傾斜面54及び56が形成されている。図3及び図23に明確に示されているように、側壁6と枠体48の一端の上記中央部側との間には隙間D1を有する空間S1が形成され、また側壁8と枠体48の他端の上記中央部側との間には隙間D2を有する空間S2が形成されている。更に、側壁8と枠体52における下部の、側壁8に対向する端面52aとの間には隙間D3を有する空間S3が形成されている。隙間D2は隙間D3より大きく形成されている。空間S1、S2及びS3の上記中央部側及び下方は開放され、空間S3は更に上記中央部の反対側(図24の右側)も開放されている。図24に示すように、側壁8の右下角部には切欠き57が形成され、この切欠き57により、枠体50の端面52aの大部分が側壁8側に露呈される。そして枠体50の端面52aの露呈された部位には図24の表裏方向(上記軸線O方向)に延在するねじ孔58が形成されている。ねじ孔58は、金属製の円筒部材に形成された雌ねじからなり、同部分に形成された孔に該円筒部材を圧入することにより配設される。なお後の記載において、合成樹脂製部材に形成された「ねじ孔」とは、特別な記載のない限り上記と同じ構成を意味するものとし、上記の如き説明は省略する。図22及び図27から容易に理解されるように、枠体50及び52の上記中央部と反対側の鉛直面には、それぞれ上記幅方向に延在するねじ孔51が形成され、枠体50及び52の水平な下面には、それぞれ鉛直方向に延在するねじ孔53が形成されている。ねじ孔51の各々は、後述するクリーニングブレード26用の取付板134の両端部を装着するために形成されたものであり、ねじ孔53の各々は、後述するクリーニングシール24用の取付板116の両端部を装着するために形成されたものである。
【0020】ハウジング4を上記軸線O方向に見て、枠体42の左側の部位には、金属製のロッド60(図1及び図21にのみ示す)が配設されている。側壁6及び側壁8の同部位には共通の軸線を有する取付孔62がそれぞれ形成され、ロッド60の両端が対応する取付孔62に挿入され、図示しないストップリングにより抜け出さないように保持されている。また枠体42の下方であって、側壁6及び側壁8の相互に対向する内側部にはそれぞれボス64が形成されている。略直方体形状をなすボス64の各々には、水平方向にかつ上記軸線Oに直交する方向(ハウジング4の幅方向)に延在するねじ孔66が形成されている。ロッド60、ボス64の各々及びねじ孔66の各々は現像手段16をハウジング4に離脱自在に装着するために設けられている。
【0021】次に、ハウジング4の側壁6及び8の特徴ある構成を説明する前に、図12を参照して感光体ドラム10について説明する、感光体ドラム10は、例えばアルミ合金等から形成することができる中空円筒状のドラム本体11と、ドラム本体11の軸方向両端部の内周面にそれぞれ圧入されたフランジ部材13及び15と、ドラム本体11の軸方向両端部の外周面にそれぞれ圧入された、それ自体は周知の上記ベアリング(ボールベアリング)12及び14とを備えている。ドラム本体11の外周面には感光体が配設されている。フランジ部材13及び15は、例えばPOM等の合成樹脂から一体に成形された実軸状部材からなる。フランジ部材13及び15は、もちろん焼結金属により、あるいは金属部材に切削加工を施すことにより形成することもできる。ドラム本体11の一端部の、フランジ部材13が圧入された部位の外周面には、内輪と外輪を備えたベアリング12が、内輪が外周面に圧入されることにより装着されている。フランジ部材13の、ベアリング12の内輪の軸方向外側にはストップリングが装着されている。これによりベアリング12のドラム本体11に対する軸方向外方への移動が阻止される。フランジ部材13の軸方向の他端には被駆動歯車13aが一体に形成されている。ドラム本体11の他端部の、フランジ部材15が圧入された部位の外周面には、内輪と外輪を備えたベアリング14が、内輪が外周面に圧入されることにより装着されている。フランジ部材15の、ベアリング14の内輪の軸方向外側には内輪の内径より大きな外径部が一体に設けられている。これによりベアリング14のドラム本体11に対する軸方向外方への移動が阻止される。
【0022】次に、主として図20、図23及び図24を参照して、ハウジング4の側壁6及び8について説明する。側壁6及び8の上端には、それぞれ上記軸線O方向の外方に突出する枠体68及び70が形成されている。ハウジング4の把持部である枠体68及び70は図20に示されているように、平面から見て、それぞれ側壁6及び8との間で矩形状の開口を形成している。各開口の上記幅方向の一端部にはそれらを覆うよう略水平に延在する、上記ふた部材31(図3及び図5参照)のための支持面72及び74が形成されている。枠体68及び70の上記幅方向の両端には、ふた部材31の取付用の孔76、77、78及び79が形成されている。
【0023】側壁6及び8は、感光体ドラム10をベアリング12及び14を介して好適に装着できるよう構成されている。なお側壁6及び8において、上記感光体ドラム10が装着される部分の構成は実質上同一であるので、ここでは側壁8に関して説明する。なお、側壁6の同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。実質上鉛直に延在する側壁8には、切欠き80が形成されている。切欠き80は、開放された上端からドラム本体11の直径より大きな幅で鉛直下方に平行に延びると共に下端が半円状の閉塞部80aをなすよう形成されている。閉塞部80aの内径はベアリング14の外輪の外径より小さく規定されている。閉塞部80aの外側(軸線O方向の外側)には環状の凹部(側壁8の外側面に対し内側方向に低くなるように形成された凹部)82及び84が形成されている。環状の凹部82は、閉塞部80aと共通の軸心を有しかつ閉塞部80aよりも大きな半径を有すると共に半円以上の大きさを有し、しかも凹部82それ自体の直径より小さな幅でありかつ切欠き80の幅より大きな幅をもって規定された上端82a及び82bを有するよう形成されている。
【0024】凹部82は、更に切欠き80の両側に沿って上方に実質上対称的に延在する他の凹部86に連続している。側壁8の外側面からの深さが凹部80と同一である他の凹部86は、切欠き80の両側に沿って上方に延びる凹部と、凹部80の上端から切欠き80を挟んで相互に離れる横方向に張り出した凹部とからなる。横方向に張り出した凹部には、後述する軸受部材90を取り付けるためのねじ孔88がそれぞれ配設されている。環状の凹部84は、閉塞部80aと共通の軸心を有しかつ閉塞部80aよりも大きく環状の凹部82よりも小さな半径を有するよう形成されている。そして環状の凹部84の半径は、ベアリング14の内輪の外径より大きく形成されている。環状の凹部84の上端は切欠き80の鉛直下方に平行に延びる部分により規定されている。凹部84は、後述するように感光体ドラム10が側壁8に装着された状態で、ベアリング14の内輪の側面に対する当接を防ぐために形成されているものである。上記各凹部82及び84の底面は、それぞれ鉛直な平坦面をなしている。
【0025】側壁8の上記凹部82には、図6に示されているように軸受部材90が離脱自在に装着される。図28〜図30を参照して、全体として略板状の部材からなる軸受部材90は、例えばPC(ポリカーボネイト)樹脂等の合成樹脂から一体に成形され、上記凹部82に嵌合しうる形状をなしている。すなわち軸受部材90は、半円よりやや大きな環状部分92と、環状部分92の上方にある装着部94とからなる。環状部分92には貫通孔である支持孔96が形成されている。環状部分92と支持孔96とは共通の軸心Oを有している。支持孔96は、ベアリング14の外輪に圧入しうる直径を有している。装着部94は、環状部分92及び支持孔96の上端部から上方に延在する部分と、上方に延在する部分から相互に離れる横方向に張り出した部分とからなる。装着部94の上方に延在する部分には、上記切欠き80よりも小さな幅を有した板厚部98が形成されている。板厚部98には、後述する帯電器30のエンドブロック174に形成された被支持部175を離脱自在に受け入れて支持しうる支持部100が形成されている。
【0026】支持部100は、軸心Oを通る鉛直線に対して対称に形成された一対の傾斜面102と、傾斜面102の各々の下端を結ぶよう形成された円弧状の底面104とからなる。傾斜面102の各々は、図28において、鉛直下方に延びるに従って上記鉛直線に近付き軸心Oに交わる線(面)上に位置するよう形成され、底面104は支持孔96の軸心Oと共通の軸心を有する円弧形状をなしている。傾斜面102の各々及び底面104の、軸心Oを通る軸線方向の幅は略一定に形成されている。上記支持部100は、板厚部98の、上記軸線Oを通る軸線方向の片側に形成されているので、その軸線方向の片側及び鉛直上方は開放されている。環状部分92は側壁8の環状の凹部82に整合し、装着部94は側壁8の上記他の凹部86に整合するよう形成されている。横方向に張り出した部分の各々には取り付け用の孔106が形成されている。これらの孔106は側壁8の上記ねじ孔88の各々に整合する。
【0027】次に図6及び図12を参照して、上記感光体ドラム10の一端部の、側壁8に対する装着について説明する。感光体ドラム10のドラム本体11を、側壁8の切欠き80に上方から挿入し、閉塞部80aと同一軸心O上に位置付ける。この状態で、ベアリング14の軸方向の一部は閉塞部80aの軸方向外側に位置付けられる。次いで軸受部材90の支持孔96をベアリング14の外輪に圧入しながら軸受部材90を側壁8の環状の凹部82及び他の凹部86に嵌合するように位置付け、軸受部材90をビス108により側壁8に装着する。ベアリング14の内輪の軸方向外方への移動はフランジ部材15の大径部によって阻止され、外輪の軸方向内方への移動は側壁8の凹部82の底面によって阻止される。以上の構成により感光体ドラム10の偏心は確実に防止される。感光体ドラム10の他端部の、側壁6に対する装着も同様にして遂行される(図7参照)。図12から容易に理解されるように、側壁6及び8の相互に対向する面は、ベアリング12及び14の、軸線方向の相互に対向する端面よりも軸線方向内方に位置付けられる。そして、ベアリング12の軸線方向の一部は側壁6の外端から突出するよう配設され、ベアリング14の軸線方向の一部は側壁8の外端から突出するよう配設される。このようにして感光体ドラム10は側壁8及び側壁6に離脱自在にかつ回転自在に支持される。
【0028】なお上記感光体ドラム及びその装着機構の各々の構成の詳細については、本出願人によって出願された特願平9−24536号及び特願平9−24537号の各々の明細書及び図面に詳細に説明されているので、本明細書及び図面においては更なる説明は省略する。
【0029】主として図1〜図5を参照して、回転部材であるクリーニングファーブラシ(以下単に「ファーブラシ」と略称する)18は回転軸110に装着され、回転軸110の両端部はファーブラシ18の両端から外方に突出している。回転軸110の一端には被駆動ギヤ112が備えられている。回転軸110のファーブラシ18の両端からの突出部には、合成樹脂製の軸受部材114(図4にのみ示されている)が相対回転自在に装着されている。ファーブラシ18は、軸受部材114の各々がハウジング4の枠体48の両端部に離脱自在に装着されることにより、ハウジング4に回転自在に装着される。軸受部材114の各々は、取付板116によって、その下面及びハウジング4の上記中央部側の面(上下方向の下方の面)が押さえられる。取付板116は、枠体48の下部48aに略密着してその長手方向に沿って延在するよう、長手方向両端部が上記枠体50及び52の下面にねじ孔53を介してビス117により離脱自在に装着されている。取付板116の先端部にはクリーニングシール24が装着されている。クリーニングシール24の先端部は感光体ドラム10のドラム本体11の外周面に接触させられている。軸受部材114の各々の上記中央部側の面の一部(上下方向の中間の面)には、ドラム本体11の外周面に対して間隔をおいて略平行に延びる円弧状部が形成されている。この円弧状部を含む、軸受部材114の各々の上記中央部側の面(上下方向の上方の面)にはパイル状のシール部材118(図4にのみ示されている)が貼着されている。感光体ドラム10が上記の如くハウジング4に装着されると、ドラム本体11の外周面が上記円弧状部においてシール部材118を上記中央部側から押さえる(図4参照)。
【0030】以上のようにして、軸受部材114の各々はハウジング4に保持される。ファーブラシ18は上記枠体48の半円状の上部48c(図25参照)内に位置付けられる。回転軸110の一端の被駆動ギヤ112は上記空間S2(図23参照)内に位置付けられ、回転軸110の他端は上記空間S1(図23参照)内に位置付けられる。ファーブラシ18、回転軸110及び被駆動ギヤ112の全ては側壁6及び8、したがってベアリング12及び14間に位置付けられることになる。図1から容易に理解されるように、被駆動ギヤ112の歯先円直径はファーブラシ18の外径より小さく規定されているので、ファーブラシ18の外周面の一部がドラム本体11の外周面に接触しているにもかかわらず、被駆動ギヤ112がドラム本体11の外周面に接触することはない。枠体48に装着された取付板116及び上記クリーニングシール24も側壁6及び8間に位置付けられる(それらの長手方向の長さは側壁6及び8の間隔より短く設定されている)。なお、図3の番号120は電極プレートであって、側壁6に離脱自在に装着されている。電極プレート120は適宜の弾性をもって、ファーブラシ18の回転軸110の他端をその一端方向にむけて押圧している。電極プレート120の先端、すなわち回転軸110の他端との接触部には球面部が形成されている。
【0031】ハウジング4の上記枠体52の端面52aにはギヤ取付板122がビス124によって離脱自在に装着されている。ビス124は端面52aに形成されたねじ孔58に係止される。ギヤ取付板122には4個のギヤ126、128、130及び132が回転自在に装着されている。ギヤ130及び132は一体に形成され、ギヤ126と128、ギヤ128と130がそれぞれ噛み合わされている。そしてギヤ126はファーブラシ18の被駆動ギヤ112と噛み合わされている。ギヤ取付板122及びギヤ126及び128は上記空間S3(図23参照)内に位置付けられる。図3に示されているように、ギヤ126の軸の一端は側壁8に形成された支持孔内に圧入され、ビス124と共にギヤ取付板122を上記位置に保持している。この圧入は側壁8の弾性を利用して容易に遂行される。ギヤ(入力ギヤ)132は側壁8の切欠き57によって空間S3から外部に露呈され、図示しないギヤを介して図示しない電動モータでよい駆動源に駆動結合されることができる。
【0032】図5に示されているように、枠体46に略密着して取付板134が装着されている。取付板134は、枠体46の長手方向に沿って延在するよう、その長手方向両端部が上記枠体50及び52の鉛直面にねじ孔51を介してビス136により離脱自在に装着されている。取付板134は略L型形状をなし、その上部はドラム本体11に向かうに従って低くなるよう傾斜している。この傾斜した上部には更に略L型形状をなす取付板138がビス140により離脱自在に装着されている。取付板138の先端部にはクリーニングブレード26が装着されている。クリーニングブレード26の先端部はドラム本体11の外周面に接触させられている。これら取付板134、取付板138及びクリーニングブレード26も、側壁6及び8間に位置付けられる(それらの長手方向の長さは側壁6及び8の間隔より短く設定されている)。
【0033】上記したように、ハウジング4の上端部に形成されている矩形状の開口は、矩形状をなすふた部材31により覆われる。ふた部材31の二つのコーナ部はハウジング4の支持面72及び74上に載置され、周縁の4箇所が、枠体68及び70に形成された取付用の孔76、77、78及び79(図2参照)を介して図示しないビスにより離脱自在に装着される。ふた部材31の下面には略L型形状をなす取付板142がビス144により離脱自在に装着されている。ドラム本体11に向かって延びる取付板142の先端部には除電ランプ28が装着されている。取付板142及び除電ランプ28も、側壁6及び8間に位置付けられる(それらの長手方向の長さは側壁6及び8の間隔より短く設定されている)。
【0034】次に現像手段16の装着機構について説明する。現像手段16の現像ハウジング17の上部には、その長手方向に間隔をおいて二つの係止部150(図1及び図5にその片方が示されている)が設けられている。係止部150の各々は略U型形状をなし、その開放側が上方に向けられている。現像ハウジング17にはまた、その長手方向に間隔をおいて二つの取付部152が設けられている。取付部152の各々は、現像ハウジング17の下面から下方に突出する板状片からなり、それぞれ取付用の孔が形成されている。係止部150の各々をハウジング4のロッド60に係止しながら現像手段16全体を図5の反時計方向に回動させると取付部152の各々がハウジング4の対応するボス64の端面に当接して位置付けられる。取付部152の各々の取付用の孔がボス64のねじ孔66に整合させられ、ねじ孔66の各々にビス154を係止することにより、現像ハウジング17、したがって現像手段16はハウジング4に離脱自在に装着される。現像ハウジング17の図示しない側壁の一方は、ハウジング4の側壁6に対し間隔をおいて位置付けられ、現像ハウジング17の図示しない側壁の他方は、ハウジング4の側壁8に対し間隔をおいて位置付けられる。
【0035】現像ハウジング17には現像ローラ20及びトナー補給ローラ156が配設されている。現像ローラ20は回転軸158に装着され、回転軸158の両端部は現像ローラ20の両端から外方に突出している。現像ローラ20は、その回転軸158が図示しない軸受部材を介して現像ハウジング17の図示しない両側壁に回転自在に支持されることにより、現像ハウジング17に回転自在に支持される。回転軸158の一端部は側壁の一方からハウジング4の側壁8に向かって突出しており、その突出端部には被駆動ギヤ160が装着されている。現像ローラ20全体は側壁6及び8、したがってベアリング12及び14間に位置付けられる。図1から容易に理解されるように、被駆動ギヤ160の歯先円直径は現像ローラ20の外径より小さく規定されているので、現像ローラ20の外周面の一部がドラム本体11の外周面に接触しているにもかかわらず、被駆動ギヤ160がドラム本体11の外周面に接触することはない。
【0036】トナー補給ローラ156は回転軸162に装着され、回転軸162の両端部はトナー補給ローラ156の両端から外方に突出している。トナー補給ローラ156は、その回転軸162が図示しない軸受部材を介して現像ハウジング17の両側壁に回転自在に支持されることにより、現像ハウジング17に回転自在に支持される。回転軸162の一端部は側壁の一方からハウジング4の側壁8に向かって突出しており、その突出部には被駆動ギヤ164が装着されている。回転軸162はハウジング4の側壁8の更に外方まで突出し、その突出端部には入力ギヤ166が装着される。なお回転軸162の上記突出部との干渉を避けるため、側壁8の対応する部分には切欠き167が形成されている。現像ハウジング17の側壁の一方側にはアイドルギヤ168が回転自在に配設されている。現像ローラ20の被駆動ギヤ160はアイドルギヤ168に噛み合わされ、アイドルギヤ168はトナー補給ローラ156の被駆動ギヤ164に噛み合わされている。入力ギヤ166は、図示しないギヤを介して図示しない電動モータでよい駆動源に駆動結合されることができる。以上の説明から明らかなように、回転軸162の突出部を除いて、現像ローラ20、回転軸158、被駆動ギヤ160等の全ての構成部材を含む現像手段16は、側壁6及び8、したがってベアリング12及び14間に位置付けられることになる。なお、回転軸162の如くそれ自体の位置がベアリング12及び14の外輪より半径方向外方に位置する部材については、必ずしもベアリング12及び14間に位置付けなくとも支障はない。
【0037】次に、主として図6〜図9を参照して、帯電器30の構成及びその装着機構について説明する。帯電器30は、直線状に延在するシールド部材170と、シールド部材170の両端に配設されたエンドブロック(ハウジング)172及び174とを含んでいる。シールド部材170は、例えばステンレス鋼板から形成することができるチャンネル部材からなる。例えばPC(ポリカーボネイト)等の合成樹脂から形成することができるエンドブロック172及び174は、シールド部材170の延在方向に対し実質上直角な方向にかつ相互に略平行に延在する形態でシールド部材170の両端に装着されている。帯電器30の下面、すなわちシールド部材170の開放側の下面、エンドブロック172及び174の下面は、略一つの平面に沿って延在するよう構成されている。
【0038】帯電器30は更に、シールド部材170内をそれに沿って直線状に延在するよう配設された帯電ワイヤ176及びシールド部材170の開放側に沿って延在するよう配設されたグリッド178とを含んでいる。帯電ワイヤ176の一端は、エンドブロック174内において、シールド部材170の延在方向から向きが変えられて実質上エンドブロック174の延在方向に向かって延びた位置に係止されている。ハウジングであるエンドブロック174内には、帯電ワイヤ176の一端を係止しうる係止手段が配設され、また帯電ワイヤ176を方向転換させてその一端を該係止手段まで延在させることができる、ワイヤ張設空間が形成されている。帯電ワイヤ176の他端は、エンドブロック172内において、シールド部材170の延在方向から向きが変えられて実質上エンドブロック172の延在方向に向かって延びた位置にテンションばね部材であるコイルばね180を介して係止されている。ハウジングであるエンドブロック172内には、コイルばね180の一端を係止するための係止手段が配設され、また帯電ワイヤ176を方向転換させてその他端をコイルばね180の他端まで延在させることができる、ワイヤ張設空間が形成されている。
【0039】エンドブロック172及び174には、シールド部材170の延在方向の外端から相互に離れる外方に突出する被支持部173及び175が一体に形成されている。被支持部173及び175は、図6及び図7に示されているように、シールド部材170の延在方向に見て、帯電器30の下面に対して平行ではなく、ある角度をもって延在するよう形成され、かつ上記軸受部材90(図28〜図30参照)の支持部100に対し、上方から離脱自在に嵌め込まれうる形状をなしている。すなわち被支持部173及び175は、一定の突出幅をもって上記の如く延在すると共にその延在方向の両端には、軸受部材90の支持部100の傾斜面102の各々に整合する傾斜面173a及び175aが形成され、下面には支持部100の底面104に整合する底面173b及び175bが形成されている。
【0040】ベアリング12及び14が軸受部材90を介してハウジング4の側壁6及び8に支持された状態で、上記被支持部173及び175を対応する支持部100に上方から嵌め込むことにより、帯電器30は側壁6及び8の各々間に支持される。帯電器30は、側壁6及び8の各々間に支持された状態で、シールド部材170、帯電ワイヤ176及びグリッド178は、それぞれドラム本体11の外周面に対し間隔をおいて感光体ドラム10の軸線O方向に直線状に延在するよう位置付けられ、エンドブロック172及び174は、シールド部材170の延在方向に対し実質上直角な方向にかつドラム本体11の外周面の実質上接線方向に延在するよう位置付けられる。軸受部材90の支持部100は、ベアリング12又は14の外輪が嵌合される支持孔96よりも半径方向の外方に配設されているので、エンドブロック172及び174の被支持部173及び175は、ベアリング12及び14の外輪よりも半径方向外方の上部において支持部100(したがって側壁6及び8間)に離脱自在に支持される。図8及び図9から明らかなように、エンドブロック172及び174はベアリング12及び14間に位置付けられる。この装着状態で、エンドブロック172及び174の外端と、支持部100の各々の、エンドブロック172及び174の外端に対向する内端との間には隙間が形成される。被支持部173及び175はそれぞれ後述する押さえ片220によって上方から押さえられる。
【0041】次に図12〜図16を参照して、上記した如く、ハウジング4の側壁6及び8に支持されたベアリング12及び14の上記突出部が、側板後32及び側板前34に装着された軸受手段36及び38に支持されることにより、感光体ドラム10を含む作像ユニット2は側板後32及び側板前34間に離脱自在に支持される。軸受手段36は、それぞれ例えばPC(ポリカーボネイト)等の合成樹脂から一体成形することができる下軸受部材180と上軸受部材190とを含んでいる。下軸受部材180は、感光体ドラム10の軸線方向に見て、ベアリング12の外周面であってベアリング12の軸中心Oを通る水平線より下方の領域の、軸中心Oを通る鉛直線を挟んだ2箇所をそれぞれ点接触により支持しうるよう形成された一対の支持面182及び184を有している。下軸受部材180は、ビス186により側板後32に装着される。上軸受部材190は、ベアリング12の外周面であって上記水平線より上方の領域の、少なくとも1箇所を点接触により押さえうるよう形成された少なくとも一つの押さえ面、この実施形態においては2箇所をそれぞれ点接触により押さえうるよう形成された一対の押さえ面192及び194を有している。上軸受部材190は、ビス196により下軸受部材180における上部に装着される。
【0042】軸受手段38は、それぞれ例えばPC(ポリカーボネイト)等の合成樹脂から一体成形することができる下軸受部材200と上軸受部材210とを含んでいる。下軸受部材200は、感光体ドラム10の軸線方向に見て、ベアリング14の外周面であってベアリング14の軸中心Oを通る水平線より下方の領域の、軸中心Oを通る鉛直線を挟んだ2箇所をそれぞれ点接触により支持しうるよう形成された一対の支持面202及び204を有している。下軸受部材200は、ビス206により側板前34に装着される。上軸受部材210は、ベアリング14の外周面であって上記水平線より上方の領域の、少なくとも1箇所を点接触により押さえうるよう形成された少なくとも一つの押さえ面、この実施形態においては2箇所をそれぞれ点接触により押さえうるよう形成された一対の押さえ面212及び214を有している。上軸受部材210は、ビス216により下軸受部材200における上部に装着される。
【0043】なお上記軸受手段の各々の構成の詳細については、本出願人によって出願された特願平9−79192号明細書及び図面に説明されているので、本明細書及び図面においては更なる説明は省略する。
【0044】下軸受部材180が側板後32に、また下軸受部材200が側板後34に、それぞれ装着された状態で、作像ユニット2を下降させることにより、ベアリング12の、側壁6から外方に突出した外周面の2箇所が下軸受部材180の支持面182及び184上に、それぞれ上記軸線O方向から見て点接触により載置・支持され、またベアリング14の、側壁8から外方に突出した外周面の2箇所が下軸受部材200の支持面202及び204上に、それぞれ上記軸線O方向から見て点接触により載置・支持される。次いで、上軸受部材190を下軸受部材180に装着することにより、押さえ面192及び194によりベアリング12の外周面の2箇所が上方から押さえられ、また上軸受部材210を下軸受部材200に装着することにより、押さえ面212及び214によりベアリング14の外周面の2箇所が上方から押さえられる。
【0045】図10及び図11を参照して、上軸受部材210には押さえ片220がビス222によって離脱自在に装着される。押さえ片220は、例えばPOM等の合成樹脂から一体に成形することができる。感光体ドラム10の軸線O方向に見て、押さえ片220は矩形状をなし、軸線O方向に直交する水平方向に見て、押さえ片220は略逆U形状をなしている。押さえ片220の、下方に向かって延在する基部224は上軸受部材210の片面側にビス222によって装着され、基部224の上端から円弧状に突出して下方に向かって延在する押さえ部226はプレート状をなしている。上軸受部材210が下軸受部材200に装着された状態で、押さえ片220の押さえ部226は、帯電器30のエンドブロック174の外端と軸受部材90の支持部100の内端との間の隙間に離脱自在に挿入され、押さえ部226の下端がエンドブロック174の被支持部175を上方から押さえる。この押さえには、押さえ片220の上記材料及び上記構成に起因して弾性力が作用する。上軸受部材190にも実質上同一の押さえ片220が装着されるので、帯電器30のエンドブロック172の被支持部173が上記の如く上方から押さえる。以上により、帯電器30は作像ユニット2の所定位置に離脱自在に固定される。
【0046】上記の如く作像ユニット2は静電式複写機の側板後32及び側板前34間に装着される。作像ユニット2の下方には複写紙の搬送ベルト機構40が配設されている。図17〜図19を参照して、無端搬送ベルト機構40は、感光体ドラム10の軸線O方向に間隔をおいて配置された一対の側板230と、側板230の各々の図示しない一端及び他端に配設された図示しない駆動ローラ及び従動ローラと、各ローラ間に巻き掛けられた搬送ベルト232と、側板230の各々間に配設された転写ローラ22とを備えている。転写ローラ22は回転軸234に装着され、回転軸234の両端部は軸受部材236を介して対応する側板230に支持されている。回転軸234の両端にはスペーサであるローラ238が装着されている。軸受部材236の各々は、対応する側板230に形成された装着孔240に上下動自在に装着されると共にコイルばね242により上方に付勢されている。これによりローラ238がドラム本体11の外周面に圧接され、転写ローラ22は搬送ベルト232を介してドラム本体11の外周面に圧接させられる。側板230の各々の間隔は上記ベアリング12及び14の間隔よりも小さく設定され、したがってベアリング12及び14よりも内側に位置付けられている。そして転写ローラ22を含む搬送ベルト機構40の幅(感光体ドラム10の軸線O方向の幅)は上記ベアリング12及び14の間隔よりも小さく設定されている。転写ローラ22はベルト232に圧接させられることにより連れ回りさせられる。なお、転写ローラ22は被駆動ギヤにより駆動される実施形態もありうる。その場合、被駆動ギヤの歯先円直径は転写ローラ22の外径より小さく規定される。
【0047】上記実施形態の説明から明らかなように、クリーニングファーブラシ18、現像ローラ20、転写ローラ22、クリーニングシール24、クリーニングブレード26、除電ランプ28及び帯電器(帯電用コロナ放電器)30等の作像エレメントはそれぞれ対応するフレーム手段に離脱自在に支持されている。そして作像エレメントが支持されるフレーム手段は、ベアリング12及び14の各々の軸線方向の相互に対向する端面より内側に配設されている。主として図2、図5及び図21を参照して更に具体的に説明すると、クリーニングファーブラシ18が支持されるフレーム手段はハウジング4の枠体48、50及び52であり、それらは側壁6及び8の相互に対向する壁面間、したがってベアリング12及び14の各々の該端面間に位置付けられている。現像ローラ20が支持されるフレーム手段は現像ハウジング17であり、現像ハウジング17は側壁6及び8の該壁面間に位置付けられる。転写ローラ22が支持されるフレーム手段は側板230(図17〜図19参照)の各々であり、側板230の各々は側壁6及び8の該壁面間に配置されている。
【0048】クリーニングシール24が取付板116を介して支持されるフレーム手段及びクリーニングブレード26が取付板138及び134を介して支持されるフレーム手段は、それぞれ、枠体46、50及び52であり、それらは側壁6及び8の該壁面間に位置付けられている。帯電器30が被支持部173及び175を介して支持されるフレーム手段は、側壁6及び8に装着された軸受部材90の各々の支持部100であり、支持部100の各々は実質上ベアリング12及び14の各々の該端面間に位置付けられている。フレーム手段は上記の如くベアリング12及び14の各々の該端面より内側に配設されているので、それらに支持される作像エレメントをベアリング12及び14の各々の該端面間に位置付けることを容易に可能とするものである。
【0049】以上、添付図面を参照して本発明に従って構成された画像形成装置の好適実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形あるいは修正が可能であることが理解されるべきである。例えば、上記実施形態において、感光体ドラム2は、作像ユニットハウジングの側壁22及び他の側壁間に支持された状態で更に、画像形成装置である静電式複写機の側板後4及び側板前8間に支持されているが、画像形成装置の側壁間(側板後及び側板前間)に直接支持される実施形態もあることはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、コンパクトな構成によって感光体ドラムの偏心を充分確実に防止することができる。したがって本発明の画像形成装置は、偏心に対する精度が特に厳しく要求される上記形態のカラー画像形成装置にも好適に使用されるものである。
【出願人】 【識別番号】000006150
【氏名又は名称】京セラミタ株式会社
【出願日】 平成9年7月1日(1997.7.1)
【代理人】 【識別番号】100075177
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純
【公開番号】 特開2001−305912(P2001−305912A)
【公開日】 平成13年11月2日(2001.11.2)
【出願番号】 特願2001−80780(P2001−80780)