(57)【要約】【課題】高コストとなることなく、高画質を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】モータ１１の出力軸１２が、感光体ドラム３０１に設けられた回転支持軸１３に直接接続される。第１の支持部材１４は、転がり軸受け１７を介して出力軸１２に取り付けられ、この出力軸１２につながる回転支持軸１３を介して感光体ドラム３０１が支持される。第２の支持部材は、感光体ドラム３０１の他方側と、露光ユニット３０３の他方側を共通に支持する。転がり軸受け１７は軸に取り付けられるものであるので小型であり、安価である。【選択図】  図７
2004219657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムに対向配置される固体走査方式の露光ユニットを備えた画像形成装置において、
出力軸が突出されたモータと、
前記感光体ドラムの一方側と前記露光ユニットの一方側とを共通に支持する第１の支持部材と、
前記感光体ドラムの他方側と前記露光ユニットの他方側とを共通に支持する第２の支持部材とを備え、
前記出力軸が、前記感光体ドラムの一方側の回転支持軸に直結され、
前記第１の支持部材による前記感光体ドラムの支持が、前記一方側の回転支持軸または／及び前記出力軸に対して転がり軸受けを介してなされ、
前記第２の支持部材による前記感光体ドラムの支持が、前記感光体ドラムの他方側の回転支持軸に対して転がり軸受けを介してなされるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラム及び前記露光ユニットを複数有し、それぞれに前記第１の支持部材と前記第２の支持部材が備えられてなる画像形成装置であり、前記感光体ドラムのそれぞれに対して前記モータを備えた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の支持部材が画像形成装置の本体フレームに取り付けられたものである請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記露光ユニットは、その両側に前記感光体ドラムに向かって突出するピンを有し、
前記第１，第２の支持部材のいずれか一方には、前記ピンの先端を嵌挿可能な穴部が形成され、
前記第１，第２の支持部材の他方には、前記ピンを受ける溝部が、前記感光体ドラムの回転軸方向に向かって形成されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ピンを前記第１，第２の支持部材に向かって付勢する弾性材を備えたものである請求項４に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、電子写真プロセスを用いた複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オフィス等において汎用されている複写機やプリンタ等の画像形成装置には、一般に電子写真プロセスが採用されている。図８はこの様な複写機（画像形成装置）の画像形成部周辺を示す模式図である。
【０００３】
画像形成部は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、その回転方向に沿って順に、ドラム面を均一帯電する帯電ユニット３０２、ドラム面に潜像を形成する露光ユニット３０３、潜像を顕在化する現像ユニット３０４、ドラム面の画像を記録用紙に転写する転写ユニット３０５、残留トナーを除去するクリーナー３０６、及び残留電荷を除去する除電ユニット３０７を備えている。
【０００４】
感光体ドラム３０１へは、離れた位置のモータから回転駆動力が供給されている。このモータは感光体ドラムだけでなく用紙搬送部等にもその駆動力を提供し、感光体ドラム３０１へはモータの回転力を複数のギヤーを介して減速調整し、感光体ドラムの回転軸に伝達する様にしている。
【０００５】
露光ユニットは機械走査方式と固体走査方式に大別され、機械走査方式はレーザ光束をポリゴンミラー等の各種ミラーによって機械的に偏向して感光体ドラム表面を走査するものである。一方固体走査方式は、光源自体や光源の前に置かれたシャッタをアレイ化し、これを感光体ドラム表面に対峙し定置させ、発光素子（光源自体或いは各シャッタ）のそれぞれに画像データを配分することにより光を点滅させて、この光を結像レンズを介して感光体ドラム表面に照射するものである。
【０００６】
図示例は固体走査方式の露光ユニット３０３であり、感光体ドラム３０１の像形成表面に対峙して発光素子アレイ３１３と結像レンズ３２３が配置されている。
【０００７】
ところで最近、画像形成装置に対して画質向上の要請が高い。高画質を得るためには、露光ユニット３０３から感光体ドラム３０１表面への光照射を解像度良く行う必要があり、この為には感光体ドラム３０１に対する露光ユニット３０３の位置を高い精度で設置することを要する。
【０００８】
そこで従来では、ＬＥＤヘッド等の露光ユニットと感光体ドラムとを共通の支持部材により支え、これによってＬＥＤヘッドと感光体ドラムとの相対位置を設定する様にしたものが提案されている（従来例▲１▼、例えば特許文献１参照）。
【０００９】
しかし単なる支持部材では、感光体ドラムの回転によって支持部材との接触面が摺擦されて、相対位置が安定しないことから、感光体ドラムの外周にベアリングを用いたものも提案されている（従来例▲２▼）。
【００１０】
図９は従来例▲２▼の露光ユニット（ＬＥＤヘッド６２）と感光体ドラム３０１を表す側面図である。この従来例▲２▼は、感光体ドラム３０１の外周をボールベアリング６１で支持し、ＬＥＤヘッド６２の保持ホルダ６３から突出する軸６３ａを、コイルバネ６４の付勢力によってボールベアリング６１の外周に当接させる（当接箇所６５）ものである。従来例▲２▼においては、ボールベアリング６１の外周面が回転しないので当接箇所６５は摺擦されず、従って摩耗等が起こらないから、ＬＥＤヘッド６２と感光体ドラム３０１表面間の寸法が経時的に変化することがないという利点を有する（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−９５０１３号公報
【特許文献２】
特開平９−３２９９４１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に従来例▲２▼によればＬＥＤヘッドと感光体ドラム表面間の寸法が経時変化することなく、高精度に維持できるものの、ボールベアリングが感光体ドラム外周に取り付けられる構造であるから、ボールベアリングとして大径のものが必要であり、この様な大型ベアリングは高価であるからコストが嵩む問題がある。加えて感光体ドラム表面に対してボールベアリングのボールが直接接触するので、ボールベアリングに使用されるグリスが感光体ドラム表面を汚染する虞、また逆にトナーがボールベアリングに侵入してベアリング機能を低下する懸念が高まる。この懸念等を払拭するにはシール性の非常に優れたベアリングを用いれば良いのであるが、更にコスト上昇と大型化をもたらす。
【００１３】
殊にタンデム型カラー複写機の場合では感光体ドラムを４つ有するから、これら感光体ドラムの両側にそれぞれ大型ベアリングを設けると、合計８個必要となり、非常にコスト高となってしまう。
【００１４】
他方、高画質を得るためには、感光体ドラム３０１を滑らかに回転させることも重要である。感光体ドラムは現像ユニットやクリーナー，通紙等による外力を受けながら回転しているが、上述の様に感光体ドラムへの回転駆動力は、離れて配置されたモータからギヤーや継ぎ手を介して伝達される構成であるから、上記通紙等による外力が作用すると、ギヤーの偏心やバックラッシュを生じ易く、また継ぎ手等のクリアランスによっても速度変動を起こし易い。そして速度変動が生じると画像が乱されることになる。
【００１５】
特にタンデム型カラー複写機の様に複数の画像形成部を有する装置の場合では、各感光体ドラムの回転が高精度に行われないと、色ズレやジッタを発生する虞があり、一層高精度に回転速度を保持することが求められる。
【００１６】
そこで本発明においては、高コストとなることなく、小型で且つ高画質を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムに対向配置される固体走査方式の露光ユニットを備えた画像形成装置において、出力軸が突出されたモータと、前記感光体ドラムの一方側と前記露光ユニットの一方側とを共通に支持する第１の支持部材と、前記感光体ドラムの他方側と前記露光ユニットの他方側とを共通に支持する第２の支持部材とを備え、前記出力軸が前記感光体ドラムの一方側の回転支持軸に直結され、前記第１の支持部材による前記感光体ドラムの支持が、前記一方側の回転支持軸または／及び前記出力軸に対して転がり軸受けを介してなされ、前記第２の支持部材による前記感光体ドラムの支持が、前記感光体ドラムの他方側の回転支持軸に対して転がり軸受けを介してなされるものであることを要旨とする。
【００１８】
前述の様に従来ではモータと感光体ドラムに間にギヤー等が介在するので、これらギヤー等の歪みやクリアランスが速度変動の原因となっていたが、本発明ではギヤー等を介さずにモータの出力軸が直接ドラムの回転支持軸に連結されているから、モータの駆動力が乱されることなく感光体ドラムに伝えられ、感光体ドラムは速度変動を殆ど生じずに回転することととなる。
【００１９】
そして第１，第２の支持部材による感光体ドラムに対する支持は、回転支持軸や出力軸に取り付けられる転がり軸受けを介したものであり、この様な軸に取り付けられる転がり軸受けとしては比較的小型のもので済むから、コストが低減される。また小型の転がり軸受けであれば高シール性のものであってもあまり高価ではなく、従ってシール性に優れた転がり軸受けを採用して、転がり軸受けからのグリスの漏れや転がり軸受け内部へのトナー侵入を防止することも可能となる。
【００２０】
加えて画像形成装置が前記感光体ドラム及び前記露光ユニットを複数有し、それぞれに前記第１の支持部材と前記第２の支持部材が備えられてなるものである場合には、感光体ドラムのそれぞれに対して前記モータを備えることが好ましい。これにより個々の感光体ドラムをそれぞれ高精度に回転させることができ、色ズレ等を防止することができる。
【００２１】
更に本発明において前記第１の支持部材が画像形成装置の本体フレームに取り付けられたものであることが好ましい。これにより本体フレームに対して第１の支持部材が安定し、その結果、この第１の支持部材が支持する感光体ドラム及び露光ユニットの位置が本体フレームに対して安定する。
【００２２】
露光ユニットに対する第１，第２の支持部材の支持手法としては、次のものが推奨される。つまり前記露光ユニットの両側に前記感光体ドラムに向かって突出するピンをそれぞれ設け、前記第１，第２の支持部材のいずれか一方に、前記ピンの先端を嵌挿可能な穴部を形成し、前記第１，第２の支持部材の他方に、前記ピンを受ける溝部を前記感光体ドラムの回転軸方向に向かって形成したものが挙げられる。
【００２３】
この様に一方側についてはピンを穴部に嵌挿させ、他方側については溝によってピンを受ける様にすれば、露光ユニットと第１，第２の支持部材とに寸法のバラツキがあっても、溝におけるピンの受け位置がずれることで上記寸法バラツキを吸収することができる。
【００２４】
更に前記ピンを前記第１，第２の支持部材に向かって付勢する弾性材（例えばバネ）を備えたものであることが好ましく、これにより第１，第２の支持部材による露光ユニットの支持が一層安定する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
先ず本発明の一実施形態に係る画像形成装置として複写機の全体について説明する。
【００２６】
図１は本複写機の一例を示す全体断面図である。この複写機は、複写機本体の下部に配設された給紙部１００と、この給紙部１００の側方及び上方に配設された用紙搬送部２００と、この用紙搬送部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、これらの画像形成部３００および定着部４００の上方に配設された画像読取部５００を備えている。
【００２７】
給紙部１００は、給紙カセット１１１に積層載置された転写用紙１１５の束を、給紙ローラ１１２の回転動作によって最上位置の転写用紙１１５から１枚ずつ用紙搬送部２００に給紙するようになっている。用紙搬送部２００は、給紙部１００から給紙された用紙１１５を、各種ローラ対２０２，２０３によって画像形成部３００に向けて搬送し、さらに画像形成部３００から定着部４００において画像形成がなされた転写用紙１１５を排出ローラ対２０５によって排出トレイ２０４上に排出するようになっている。
【００２８】
画像形成部３００は、前述の様に電子写真プロセスによって用紙１１５に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット３０４、転写ユニット３０５、クリーナー３０６および除電ユニット３０７を備えている。
【００２９】
上記露光ユニット３０３は固体走査方式のものであり、感光体ドラム３０１の像形成表面に対峙して発光素子アレイ３１３と結像レンズ３２３が配置されている。そして発光素子アレイ３１３には用紙搬送幅方向（感光体ドラム３０１の幅方向）に発光素子が複数列べて配置されている。尚固体走査方式の露光ユニットとしてはＬＥＤ光学系やＬＣＳ光学系等があり、ＬＥＤ光学系は光源としてＬＥＤを用い、このＬＥＤからの光を直接結像レンズ３２３で集光するものであり、ＬＣＳ光学系は光源として蛍光ランプを用い、この前に液晶シャッタパネルを置いて、液晶シャッタパネルを介した光を結像レンズ３２３で集光するものである。
【００３０】
定着部４００は、画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙１１５を、加熱ローラ４０１と加圧ローラ４０２によって挟んで加熱し、転写用紙１１５上にトナー像を定着させる。
【００３１】
画像読取部５００は、コンタクトガラス５０１上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介してＣＣＤラインセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。なお、この画像情報が露光ユニット３０３に伝えられ、感光体ドラム３０１表面を露光する。
【００３２】
図２，３は感光体ドラムと露光ユニット及びその周辺を表す斜視図であり、図２は感光体ドラム及び露光ユニットの一方側付近を示し、図３は他方側付近を示す図である。また図４は感光体ドラム及び露光ユニットの一方側付近における用紙搬送方向と直交する方向の断面図で、図５は感光体ドラム及び露光ユニットの他方側付近における用紙搬送方向と直交する方向の断面図である。更に図６は図５に示すＡ−Ａ線断面図である。また図７は、感光体ドラム及び露光ユニットの支持の仕方を説明する為の概略図である。
【００３３】
図２，４，７に示す様にモータ１１はボルト２６によって取付板３１を介して複写機の本体フレーム２１に取り付けられている。モータ１１から突出する出力軸１２は、第１の回転支持軸１３に形成された挿入穴１３ａに差し込まれ、接着剤による接着と共に、取付ピン１６が第１の回転支持軸１３と出力軸１２を貫いて差し込まれることにより固定されており、従ってモータ１１の回転が直に第１の回転支持軸１３に伝えられる。また第１の回転支持軸１３は感光体ドラム３０１の側面に対して圧入により固定されており、第１の回転支持軸１３に伝えられた回転力により感光体ドラム３０１が回転する。尚上記モータ１１は減速機構が内蔵されたものであり、所定の回転速度に定速で回転可能なものである。
【００３４】
出力軸１２には小型のボールベアリング（転がり軸受け）１７が取り付けられており、このボールベアリング１７を介して第１の支持部材１４が接続されている。尚ボールベアリング１７はシール性に優れたものである。
【００３５】
上記第１の支持部材１４は複写機の本体フレーム２１に直接固定されており、安定して位置している。
【００３６】
一方露光ユニット（ＬＥＤヘッドユニット）３０３の一方端近傍にはピン１９が突出して設けられており、このピン１９の先部分と等サイズの穴部１８が、第１の支持部材１４に形成されている。ピン１９の先部分を穴部１８に挿嵌することにより、第１の支持部材１４に対して露光ユニット３０３が位置固定される。また露光ユニット３０３の端近傍にはコイルバネ２２が設けられ、このコイルバネ２２の一方端が取付板３２に当接し、他方端が露光ユニット３０３の端近傍部分に当接することによって、露光ユニット３０３の取付ピン１９が第１の支持部材１４に向かって付勢され、第１の支持部材１４に対して露光ユニット３０３が安定的に支持される。
【００３７】
尚上述の様に第１の支持部材１４は本体フレーム２１に固定されているので、感光体ドラム３０１及び露光ユニット３０３の一方側の位置が、本体フレーム２１に対して安定している。尚モータ１１も本体フレーム２１に取付板３１を介して固定されているので、このモータ１１の出力軸１２から回転支持軸１３を介してつながっている感光体ドラム３０１、及び第１の支持部材１４を介してつながっている露光ユニット３０３の一方側の位置が、本体フレーム２１に対して一層安定する。
【００３８】
他方図３，５に示す様に、感光体ドラム部３０１の他方側側面に対しても第２の回転支持軸２３が圧入固定されており、この第２の回転支持軸２３に取り付けられた小型のボールベアリング（転がり軸受け）２７を介して第２の支持部材２４が取り付けられている。尚ボールベアリング２７もシール性に優れたものである。
【００３９】
第２の支持部材２４には、感光体ドラム回転軸方向（用紙搬送方向と直交する方向）の溝部２８が形成されおり、ピン２９の先端を受けることができる様になっている。上記ピン２９は露光ユニット３０３の他方端近傍から突出して設けられたものであり、このピン２９をコイルバネ２５の付勢力で第２の支持部材２４に向かって押し付けることにより、露光ユニット３０３が第２の支持部材２４に対して安定的に支持される。尚コイルバネ２５の一方端が取付板３２に当接し、その他方端が露光ユニット３０３の端近傍部分に当接することによって、露光ユニット３０３に付勢力が作用している。
【００４０】
第２の支持部材２４は本体フレーム２１に固定されており、従ってこの第２の支持部材２４に支持される感光体ドラム３０１の他方側と露光ユニット３０３の他方側も本体フレーム２１に対して安定することとなる。
【００４１】
以上の様に感光体ドラム３０１と露光ユニット３０３はその一方側部分において第１の支持部材１４によって共通に支持され、他方側部分において第２の支持部材２４によって共通に支持されているから、感光体ドラム３０１と露光ユニット３０３の相対位置関係が高精度に位置決めされる。そして回転する感光体ドラム３０１に対する第１，第２の支持部材１４，２４の支持は、軸に取り付けられた小型のベアリング１７，２７を介してなされているから、回転による摩耗等が生じず、位置精度が永続的に保たれ、しかもこのベアリング１７，２７は小型であるから、コスト低減が図れる。
【００４２】
また感光体ドラム３０３はギヤー等を介さずにモータ１１から直接駆動力を受けるので、回転の速度変動が殆ど生じない。
【００４３】
加えて露光ユニット３０３一方側の第１の支持部材１４ではピン１９と穴部１８を嵌合させ、露光ユニット３０３他方側の第２の支持部材２４では、ピン２９を溝部２８に嵌める構造であるから、溝部２８における様々な位置でピン２９を受けることができ、従って感光体ドラム３０１と露光ユニット３０３の幅方向の寸法精度を厳密に行わなくても良く、よって製造コストが低減する。
【００４４】
なお上記実施形態では感光体ドラム３０１と露光ユニット３０３をそれぞれ１個ずつ有する画像形成装置の例を示したが、これらをそれぞれ２個以上有する画像形成装置に適用しても良く、この様に複数の画像形成部を有する装置はよりコスト低減の効果が高い。具体的に述べると、例えばタンデム型カラー複写機の様に画像形成部を４つ有する装置の場合に、これら画像形成部の４組の感光体ドラム３０１と露光ユニット３０３に対してそれぞれ第１の支持部材１４と第２の支持部材２４を設け、これら第１，第２の支持部材１４，２４の感光体ドラム３０１への支持を、前述の様に第１，第２の回転支持軸１３，２３、或いはモータ出力軸１２と第２の回転支持軸２３に対して行えば、いずれの支持も比較的安価な小型のボールベアリング１７，２７（転がり軸受け）を介して行うことができ、従来の様に高価な大型のベアリングを８個（４つの感光体ドラムの両側に設けるので４×２個となる）使用する場合に比べて、コストが非常に低減される。
【００４５】
また上記実施形態では第１の支持部材１４を出力軸１２に対して小型ベアリング１７を介して取り付ける構成を示したが、第１の回転支持軸１３に対して小型ベアリングを介して取り付ける様にしても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上の様に本発明に係る画像形成装置によれば、転がり軸受けを軸に取り付ける構成としたので、小型の転がり軸受けを使用することができ、従って低コスト化を図るができ、しかも感光体ドラム回転による摺擦等も生じず、感光体ドラムに対する露光ユニットの位置精度が良好に保たれる。加えてモータの駆動が直接感光体ドラムに伝えられるから、感光体ドラムは殆ど回転変動を生じない。その結果、高画質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機（画像形成装置）の一例を示す全体断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る複写機の感光体ドラムと露光ユニットの一方側、及びその周辺を表す斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る複写機の感光体ドラムと露光ユニットの他方側、及びその周辺を表す斜視図。
【図４】感光体ドラム及び露光ユニットの一方側付近における用紙搬送方向と直交する方向の断面図。
【図５】感光体ドラム及び露光ユニットの他方側付近における用紙搬送方向と直交する方向の断面図。
【図６】図５に示すＡ−Ａ線断面図。
【図７】感光体ドラム及び露光ユニットの支持の仕方を説明する為の概略図。
【図８】複写機（画像形成装置）の画像形成部周辺を示す模式図。
【図９】従来例▲２▼の露光ユニットと感光体ドラムを表す側面図。
【符号の説明】
１１  モータ
１２  出力軸
１３  第１の回転支持軸
１４  第１の支持部材
１５  ドラム部
１７，２７  ボールベアリング
１８  穴部
１９，２９  ピン
２１  本体フレーム
２２，２５  コイルバネ
２３  第２の回転支持軸
２４  第２の支持部材
２８  溝部
３０１  感光体ドラム
３０３  露光ユニット
【図１】
2004219657.tif 000003
【図２】
2004219657.tif 000004
【図３】
2004219657.tif 000005
【図４】
2004219657.tif 000006
【図５】
2004219657.tif 000007
【図６】
2004219657.tif 000008
【図７】
2004219657.tif 000009
【図８】
2004219657.tif 000010
【図９】
2004219657.tif 000011