JP3603525B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置、およびこれに用いられる感光体ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段とを有している。
【０００３】
感光体としては、外周面に感光層が形成された硬質の感光体ドラムと、表面に感光層が形成された可撓性を有する感光体ベルトとが一般に知られている。
【０００４】
また、帯電手段、現像手段、および転写手段としては、それぞれ、前記感光体の表面に接触させるローラ状のものが知られており、そのローラとしては、硬質のものと軟質ゴムからなるものとが知られている。
【０００５】
感光体として硬質の感光体ドラムを用い、またこれに接触させるローラとしても硬質のものを用いる場合には、感光体ドラムおよび硬質ローラを高精度に製造するには自ずと限界があり、必ず誤差が生ずるから、両者を均一に接触させることは困難である。両者が均一に接触しないと、局部的に隙間が生じて帯電むら、現像むら、転写むらが生じたり、必要以上に強く圧接されて感光ドラムや硬質ローラに傷がついたりするという問題が生ずる。
【０００６】
したがって、感光体とこれに接触させるローラとを両者とも硬質のもので構成するということは通常行なわれておらず、感光体として硬質の感光体ドラムを用いる場合には、ローラを軟質ゴムで構成する、ローラとして硬質のものを用いる場合には、感光体として可撓性を有する感光体ベルトを用いる、ということが行なわれている。
【０００７】
しかしながら、感光体に接触させるローラを軟質ゴムで構成した場合には、次のような問題があった。
【０００８】
感光体に接触させる帯電ローラ等をゴムローラで構成する場合には、これに導電性を付与するために、カーボン等の導電性粒子を分散させるということが行なわれるが、カーボン分散度のムラやバラツキでゴム硬度が変化し、ローラ表面における硬度がばらつくために、感光体に対する良好な密着状態が得られなくなるという問題があった。
【０００９】
逆に、感光体に対する良好な密着状態を得るべく、カーボンの分散量を小さくすると、導電性にバラツキが生じ、帯電むらの原因になるという問題があった。
【００１０】
また、柔軟性を高めるために、配合剤として可塑剤を加えたものを用いると、長期間の使用や使用環境によって、可塑剤が表面に滲み出してくる場合があり、この可塑剤が感光体に付着して感光体中の光導電材料が変性したり、ローラに感光体が張り付いて感光体表面が剥がれてしまうという問題があった。
【００１１】
このような問題は、ローラとして硬質のものを用い、感光体として可撓性を有する感光体ベルトを用いることにより解決することができる。
【００１２】
しかしながら、感光体として感光体ベルトを用いた場合には、これを支持するために少なくとも２本の支持ローラが必要なために、構造が複雑になるばかりでなく装置が大型化してしまうという問題があった。
【００１３】
以上のような問題を全て解決しようとしたものとして、従来、特公平４−６９３８３号（特開昭５９−１９２２６０号）公報記載の感光体ドラムが知られている。
【００１４】
この特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラムを、図１５〜図１７に示す。
【００１５】
この感光体ドラム１は、回転軸２と、この回転軸２に支持され、かつフリー状態で円筒状をなす弾性変形可能な弾性材料層３と、この弾性材料層３のまわりに装着された外側層４とを有している。外側層４は、弾性変形可能な感光体支持層５と、この支持層５の表面に支持された感光層６とを有している。弾性材料層３は、回転軸２と外側層４との間に、実質的に隙間を形成することなく充填されている。
【００１６】
このような感光ドラム１は、弾性変形可能な外側層４と、弾性材料層３とを有しているため、その表面に外力が加えられると、この表面は弾性変形することが可能である。
【００１７】
図１５において、７は帯電チャージャ、１０は現像ローラ、１３は転写チャージャである。
【００１８】
画像形成時には、感光体ドラム１が図１５における時計方向に回転駆動され、帯電チャージャ７によってドラム１の感光層６が所定の極性に帯電される。この帯電部分に光８が照射されることによりドラム１上に静電潜像が形成される。この潜像は、図中矢印方向に回転する現像ローラ１０に担持されるトナーにより現像されて可視像化され、転写チャージャ１３によって転写紙１２に転写される。
【００１９】
なお、図１５において、１４は分離チャージャ、１５はクリーニングブレード、１６は除電チャージャである。
【００２０】
以上のような構成によれば、感光ドラム１の表面が弾性変形可能であるため、現像ローラ１０を感光体ドラム１に押し付け、感光ドラム１の表面をその半径方向に弾性変形させることができる。このため、感光ドラム１および現像ローラ１０の周面がその中心軸線に対し多少偏心し、あるいはこれらの外径に多少製造上のバラツキがあったり、また、現像ローラ１０の少なくとも表面が剛体からできていても、ドラム表面や現像ローラに傷を付けるといった不都合を伴うことなく、現像ローラ１０上のトナーを感光体ドラム１に従来よりも確実かつ安定した状態で接触させることができ、現像ローラ１０上のトナーと、ドラム１の表面とに大きな間隙ができることによる可視像の画質低下を抑制することができる。
【００２１】
すなわち、この感光ドラム１によれば、硬質の現像ローラを用いても、感光ドラムや現像ローラに傷がつくということがなく、また、装置の大型化も防止することができる。
【００２２】
なお、この感光ドラムと同様な感光ドラムは、特開昭５８−９０６５５号公報にも開示されている。
【００２３】
一方、特開昭５８−８６５５０号公報には、軽量化および誘導渦電流の発生防止を図る目的で、図１８に示すように、電鋳法によって作成した厚さ０．０１〜２ｍｍの非磁性金属からなる無端ベルトをドラム基体３１とし、このドラム基体３１の上に像担持層（光導電性物質層）３２を形成し、ドラム基体３１の両端を円板状の端板３３で支持したドラム状感光体部材が開示されている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１５〜図１７参照）は、回転軸２と外側層４との間に、弾性材料層３を、実質的に隙間を形成することなく充填した構成であるため、次のような問題を有している。
【００２５】
感光層６は弾性材料層３の上に形成されているため、感光層６は軸線方向に微小な力で変位する。感光層６には、これと圧接する現像ローラ１０やクリーニングブレード１５等の圧接部材が配設されるため、感光層６の回転軸と圧接部材の軸等が傾いていたり、圧接力が軸方向において不均一であったりすると、感光層６は軸線方向にスラスト力を受け、このスラスト力によって軸線方向に変位することとなる。そして、このスラスト力は変動するため、感光層６に形成された画像も軸線方向に変位することとなり、結果として、軸線方向における画像の位置精度が劣化するという問題がある。特に、多色の色重ねを行なう場合には、色重ね精度の劣化が色相のズレとなって、画像が著しく劣化するという問題がある。
【００２６】
また、このような感光体ドラム１を製造する方法としては、
（１）先ず、感光層支持層５上に感光層６を形成した外側層４を作製し、次いで、軸２と外側層４とを所定間隔になるように配置し、軸２と外側層４との空間に、加熱された弾性材料を流し込んで弾性材料層３を形成することにより製造する方法
（２）先ず、軸２と感光体支持層５とを所定間隔になるように配置して軸２と感光体支持層５との空間に、加熱された弾性材料を流し込んで弾性材料層３を形成し、次いで、感光層支持層５上に感光層６を形成することにより製造する方法
（３）外側層４の内径よりも多少大きな外径を有する筒状弾性部材を作製し、この筒状弾性部材を、径方向に圧縮した状態で外側層４内に挿入することによって弾性材料層３を形成することにより製造する方法
が考えられる。
【００２７】
しかし、上記（１）の方法では、外側層４の表面に感光層６が形成された状態で、外側層４の内部に、加熱した弾性材料を流し込むという作業が行なわれることとなるから、熱等によって感光体特性が劣化するという問題がある。また、感光層６の表面に傷が付いたり、異物（弾性材料等の異物）が付着するおそれがある。
【００２８】
上記（２）の方法では、弾性材料層３が形成された後に感光層６が形成されることとなるから、感光層塗工時の洗浄液や塗工液によって弾性材料層３の膨潤、溶解、あるいは硬化が生じ、その結果、弾性材料層としての機能が低下するおそれがある。
【００２９】
したがって、上記（１）（２）の方法では所望の感光体ドラム１を得ることが極めて困難である。
【００３０】
また、上記（３）の方法では、筒状弾性部材が圧縮状態から解放されて外側層４に向け膨張する過程で、不均一に膨張するおそれがある。このため、軸２と外側層４との同軸度が損なわれ、感光体ドラム１が回転した際の振れが非常に大きくなるおそれがある。画像形成装置においては、感光体の周囲に、感光体と当接する帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段等の当接部材が配置されるため、感光体の振れが大きくなると、感光体と当接部材との接触状態が不安定になり、画像ムラが発生するという問題が生じる。
【００３１】
一方、前述した特開昭５８−８６５５０号公報記載のドラム状像担持体部材（図１８参照）において、そのドラム基体３１が内方に容易に撓むことができるように構成すれば、このドラム基体３１を疑似軟質材として利用することができるようになると考えられ、上記特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１５〜図１７参照）における問題が解決されることが期待できる。
【００３２】
しかしながら、この特開昭５８−８６５５０号公報には、ドラム基体３１を疑似軟質材として利用することについては何等記載されていない。
【００３３】
また、近年では、画像形成装置における主要部分をユニット化することがなされているが、その点についても同公報には何等記載されていない。
【００３４】
本発明は以上のような問題を解決しようとするもので、その目的は、当接部材が硬質ローラ等の硬質部材であってもこれと確実で安定した接触状態を得ることが可能であるとともに、製造が簡単な感光体ユニット、およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、外周面に感光層が形成された可撓性を有する薄肉円筒状の感光体と、この感光体の内径よりも小さな外径を有していて感光体の内方に配置されている円筒部材と、この円筒部材上に前記感光体の両端部を支持する支持部材と、前記感光体の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電ローラと、これら各部材を保持するフレームとを備えた感光体ユニットと、前記帯電ローラにより一様に帯電させられた感光体の外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像を現像する現像ローラと、この現像ローラにより現像された像を転写媒体に転写させる転写手段と、前記感光体の外周面に当接して当該感光体の内周面が前記円筒部材の外周面に当接するまで感光体を押圧して前記転写後に感光体の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレードとを備えた画像形成装置であって、
前記支持部材は、感光体の両端部を円筒部材上に固着する固着部材と、感光体の軸線方向において固着部材よりも内側において円筒部材と感光体との間に円環状に介装された、弾性突起を有するスペーサとを備えているとともに、
前記支持部材によって支持される感光体の被支持部と、前記帯電ローラの端部との距離が、前記帯電ローラの当接によって撓む感光体に永久変形が生じない長さに設定されており、
前記帯電ローラの外周端部が面取りされているとともに、当該帯電ローラの軸線方向長さが前記クリーナブレードの長さよりも長く構成されていることを特徴とする。
【００３８】
【作用効果】
請求項１記載の画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【００３９】
（ａ）感光体は、外周面に感光層が形成された可撓性を有する薄肉円筒状であり、その両端部が支持部材によって支持された構成となっているので、感光体は、支持部材によって支持されていない中央部分が内方に変形可能である。
【００４０】
したがって、この感光体の中央部分は、いわば疑似軟質材として利用することが可能であるため、これに当接される帯電ローラが硬質ローラであっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に感光体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【００４１】
（ｂ）可撓性を有する薄肉円筒状の感光体と、この感光体の両端部を支持する支持部材と、前記感光体の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電ローラとがフレームで保持されてユニット化されているので、これら感光体等の取扱いが容易になる。
【００４２】
感光体と、これに当接する帯電ローラとをユニット化した場合において、何等の手段も講じないとすると、感光体は帯電ローラに押圧されて撓み、永久変形してしまうおそれがあるが、この請求項１記載の構成によれば、支持部材によって支持される感光体の被支持部と、帯電ローラの端部との距離が、帯電ローラの当接によって撓む感光体に永久変形が生じない長さに設定されているので、感光体と帯電ローラとがユニット化されているにもかかわらず、感光体に永久変形が生じるおそれがなくなる。
【００４３】
（ｃ）感光体は、その両端部が支持部材で支持される構成であり、前述した特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１５〜図１７参照）のように弾性材料層を充填する必要がないから、簡単に製造することが可能である。
【００４４】
また、請求項１記載の感光体ユニットによれば、前記帯電ローラの外周端部が面取りされているので、感光体の永久変形がより確実に防止される。
【００４５】
請求項１記載の画像形成装置によれば、帯電ローラにより一様に帯電させられた感光体の外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像を現像する現像ローラと、この現像ローラにより現像された像を転写媒体に転写させる転写手段とを備えているので、上記感光体上に像を形成し、担持させ、転写媒体に転写させることができる。
【００４６】
しかも、前記感光体ユニットにおける支持部材によって支持される感光体の被支持部と、前記現像ローラの端部との距離が、現像ローラの当接によって撓む感光体に永久変形が生じない長さに設定されているので、感光体に永久変形が生じるのを一層確実に防止することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４８】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る感光体ユニットおよび画像形成装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【００４９】
先ず、この画像形成装置の概要について説明し、次いで、主として感光体ユニットについて詳しく説明する。
【００５０】
この画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【００５１】
図１において、５０は装置本体のケースであり、このケース５０内に、露光ユニット６０、給紙装置７０、感光体ユニット１００、現像ユニット２００、中間転写ユニット３００、定着ユニット４００、およびこの装置全体の制御を行なう制御ユニット８０、等が設けられている。
【００５２】
感光体ユニット１００は、後に詳しく説明するが、感光体１１０と、この感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１２０と、クリーニング手段１３０とを有している。
【００５３】
現像ユニット２００は、イエロー用の現像手段２１０Ｙ、シアン用の現像手段２１０Ｃ、マゼンタ用の現像手段２１０Ｍ、ブラック用の現像手段２１０Ｋを備えている。これら各現像手段２１０Ｙ，２１０Ｃ，２１０Ｍ，２１０Ｋは、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵しており、いずれか１つの現像手段のみが感光体１１０に当接し得るようになっている。２１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は感光体１１０と当接する現像ローラであり、表面を粗面化した金属ローラ、または、硬質の樹脂ローラで構成されている。
【００５４】
中間転写ユニット３００は、駆動ローラ３１０と、１次転写ローラ３２０と、皺取りローラ３３０と、テンションローラ３４０と、バックアップローラ３５０と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間転写ベルト３６０と、この中間転写ベルト３６０に対して接離可能なクリーニング手段３７０とを有している。
【００５５】
バックアップローラ３５０には、２次転写ローラ３８０が対向配置されている。この２次転写ローラ３８０は、支軸３８１で揺動可能に支持されたアーム３８２に回転可能に支持されており、アーム３８２が、カム３８３の作動で揺動することによって、中間転写ベルト３６０に対して接離するようになっている。
【００５６】
駆動ローラ３１０は、その端部に歯車３１１（図８参照）が固定されており、この歯車が、感光体ユニット１００の歯車（図８の１４４参照）と噛み合っていることによって、感光体１００と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６０が感光体１１０と略同一の周速で循環駆動されるようになっている。
【００５７】
中間転写ベルト３６０が循環駆動される過程で、１次転写ローラ３２０と感光体１１０との間において、感光体１１０上のトナー像が中間転写ベルト３６０上に転写され、中間転写ベルト３６０上に転写されたトナー像は、２次転写ローラ３８０との間に供給される用紙等の記録媒体Ｓに転写される。記録媒体Ｓは、給紙装置７０から供給される。
【００５８】
給紙装置７０は、複数枚の記録媒体Ｓが積層状態で載置されるトレイ７１と、ピックアップローラ７２と、トレイ７１上に載置された記録媒体Ｓをピックアップローラ７２に向けて付勢するホッパ７３と、ピックアップローラ７２により給送される用紙を確実に１枚ずつに分離する分離ローラ対７４とを有している。
【００５９】
給紙装置７０により給送された記録媒体Ｓは、第１搬送ローラ対９１、第１用紙センサ９１Ｓ、第２搬送ローラ対９２、第２用紙センサ９２Ｓ、ゲートローラ対９３を経て前記第２転写部すなわち中間転写ベルト３６０と２次転写ローラ３８０との間に供給され、その後、定着ユニット４００、第１排紙ローラ対９４、第２排紙ローラ対９５を経てケース５０上に排出される。
【００６０】
定着ユニット４００は、熱源を有する定着ローラ４１０と、これに圧接されている加圧ローラ４２０とを有している。
【００６１】
以上のような画像形成装置全体の作動は次の通りである。
【００６２】
（ｉ）図示しないホストコンピュータ（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が制御ユニット８０に入力されると、感光体１１０および中間転写ベルト３６０が回転駆動される。
【００６３】
（ｉｉ）感光体１１０の外周面が帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。
【００６４】
（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１１０の外周面に、露光ユニット６０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００６５】
（ｉｖ）感光体１１０には、第１色目（例えばイエロー）用の現像手段２１０Ｙのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー像が感光体１１０上に形成される。
【００６６】
（ｖ）感光体１１０上に形成されたトナー像が、１次転写部すなわち、感光体１１０と１次転写ローラ３２０との間において中間転写ベルト３６０上に転写される。このとき、クリーニング手段３７０および２次転写ローラ３８０は、中間転写ベルト３６０から離間している。
【００６７】
（ｖｉ）感光体１１０上に残留しているトナーがクリーニング手段１３０によって除去された後、除電手段（図６の６１参照）によって感光体１１０が除電される。
【００６８】
（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６０上において重ね合わされて中間転写ベルト３６０上に形成される。
【００６９】
（ｖｉｉｉ）所定のタイミングで給紙装置７０から記録媒体Ｓが供給され、記録媒体Ｓの先端が第２転写部に達する直前にあるいは達した後に（要するに記録媒体Ｓ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６０上のトナー像が転写されるタイミングで）２次転写ローラ３８０が中間転写ベルト３６０に押圧され、中間転写ベルト３６０上のトナー像（基本的にはフルカラー画像）が記録媒体Ｓ上に転写される。また、クリーニング手段３７０が中間転写ベルト３６０に当接し、２次転写後に中間転写ベルト３６０上に残留したトナーが除去される。
【００７０】
（ｉｘ）記録媒体Ｓが定着ユニット４００を通過することによって記録媒体Ｓ上にトナー像が定着し、その後排紙ローラ対９４，９５を経て記録媒体Ｓがケース５０上に排出される。
【００７１】
以上、画像形成装置の概要について説明したが、次に感光体ユニット１００の詳細について説明する。
【００７２】
感光体ユニット１００は、前述したように、感光体１１０と、この感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１２０と、クリーニング手段１３０とを有している。また、後述するように、感光体１１０の両端部を支持する支持部材と、フレームとを備えている。
【００７３】
図２は感光体およびその支持部材の第１例を示す正断面図である。図３は同じく模式図であるが、図３には帯電ローラ１２０、および現像手段の現像ローラ２１１（図１参照）も描いてある。
【００７４】
これらの図において、１４０は円筒部材であり、感光体１１０の内径よりも小さな外径を有し、感光体１１０の内方に配置されている。
【００７５】
１５０は一対の支持部材であり、円筒部材１４０と感光体１１０との間に設けられ、感光体１１０の両端部１１１，１１１を円筒部材１４０上に支持している。
【００７６】
感光体１１０は、可撓性を有する薄肉円筒状に形成されており、可撓性を有する基材の表面（外周面）に感光層を形成することにより構成されている。例えば、基材としては、電鋳法にて作製したニッケルシームレス管を用いることができる。感光層は、いわゆるＯＰＣ（有機感光体）をディッピング法で形成することができる。このような感光体１１０の可撓性すなわち柔軟さは、基材の厚みと径とを調整することにより決定することが可能であるから、使用される画像形成装置に応じて適宜設定することが可能である。例えば、基材厚み２０〜２００μｍ、基材直径１０〜３００ｍｍの範囲で、後述する許容変形量δ２が２０〜５００μｍ程度となるように適宜設定する。なお、ＯＰＣは主として樹脂からなるので、可撓性の面では優れるが、基材との密着性を確保し、レーザー光の干渉対策を施すために、基材とＯＰＣとの間に下引き層を形成することが望ましい。下引き層としては、酸化亜鉛、酸化チタン等のレーザー光を吸収可能な粒子をナイロン樹脂等の樹脂に分散させた層が好適である。
【００７７】
支持部材１５０は、固着部材１５１と、スペーサ１６０とを備えている。これら固着部材１５１，スペーサ１６０は円筒部材１４０の外周面に円環状に配置され、円筒部材１４０と感光体１１０との間に介装されている。
【００７８】
この実施の形態において、固着部材１５１は導電性接着剤、例えば、エポキシ系、シアノ系、アクリル系の樹脂接着剤に導電性粒子を分散させた導電性接着剤で構成されている。なお、導電性粒子としては、金属（銀、アルミ等）、カーボン等を用いることができる。
【００７９】
図４は主としてスペーサ１６０の一例を示す模式図で、図（ａ１）は感光体１１０が装着される前の状態を示す正断面図、図（ａ２）は図（ａ１）の部分左側面図、図（ａ３）は作用説明図、図（ｂ１）は感光体１１０が装着された後の状態を示す正断面図、図（ｂ２）は図（ｂ１）の部分左側面図、図（ｃ）は感光体１１０が装着された後の状態を示す左側面である。
【００８０】
これらの図に示すように、この実施の形態におけるスペーサ１６０は、円筒部材１４０の外周面１４５に固着される薄リング状の基部１６１と、この基部１６１の外周面に突設された弾性突起１６２とを備えている。基部１６１は、例えば金属または合成樹脂で構成され、弾性突起１６２は、例えばシリコンゴムで構成されている。弾性突起１６２は、図（ｃ）に示すように、基部１６１の円周方向に等間隔で多数（図では１２個）設けられている。図（ａ２）に示すように、基部１６１の外径Ｒｆは感光体１１０の内径Ｒａよりも小さく設定されており、感光体１１０が装着される前の弾性突起１６２の先端を結んだ円の半径（感光体１１０の中心から弾性突起１６２の先端までの距離）Ｒｅは感光体１１０の内径Ｒａよりも大きく設定されている。なお、基部１６１の厚さは１００μｍ程度、弾性突起１６２の高さは、図（ｂ１）（ｂ２）に示すように感光体１１０が装着された状態で同じく１００μｍ程度である。弾性突起１６２は、例えば、シリコン系ゴム塗料を基部１６１の表面に印刷することにより形成することが可能である。
【００８１】
感光体１１０は、これを円筒部材１４０にかぶせた後（円筒部材１４０を感光体１１０に挿入した後）、その両端部１１１と円筒部材１４０の外周面との間に接着剤１５１を注入することによって円筒部材１４０上に固着される。
【００８２】
この際、スペーサ１６０は、次のように作用する。
【００８３】
感光体１１０を図（ａ１）に矢印Ｘ１で示すように円筒部材１４０にかぶせる（円筒部材１４０を感光体１１０に挿入する）過程で、スペーサ１６０の先端は感光体１１０の内面と接触して矢印Ｘ１方向に押され、図（ａ３）に示すように一時的に矢印Ｘ１方向に変形する。
【００８４】
その後、円筒部材１４０が感光体１１０に完全に挿入され、矢印Ｘ１方向に作用する外力がなくなると、スペーサ１６０は、それ自身の弾性力（復原力）によって感光体１１０を図（ｂ１）に示すように矢印Ｘ２方向に多少押し戻しつつ同図に示すように押しつぶされた状態となり、それ自身の弾性によって内方から感光体１１０を支持することとなる。
【００８５】
ここで、弾性突起１６２は、図（ｃ）に示すように、基部１６１の円周方向に等間隔で多数設けられているので、弾性突起１６２の弾性力（復原力）ｆｃが感光体１１０に対してほぼ均一に作用することとなり、結果として、図（ｂ２）に示すように、感光体１１０は、円筒部材１４０との間隔Ｓがほぼ均一となる状態（すなわち略真円状態）で円筒部材１４０上に装着されることとなる。このような状態で感光体１１０の両端部１１１と円筒部材１４０の外周面との間に接着剤１５１（図２参照）が注入されて感光体１１０が円筒部材１４０上に固着される。
【００８６】
円筒部材１４０の外周面１４５と感光体１１０の内周面１１３との間の間隔Ｓは、感光体１１０の許容変形量、すなわち感光体１１０を内方に変形させたときに破壊にいたる変形量δ２（図３参照）よりも小さく設定されている。
【００８７】
図２、図３に示すように、円筒部材１４０は、その両端部１４１，１４１が、それぞれ円板状の側板１４２，１４３に固定されている。円筒部材１４０および側板１４２，１４３は、極めて変形しにくい金属あるいは合成樹脂等の高剛性材で構成されている。合成樹脂で構成する場合には、これにアルミニウム、ニッケル、銅等の金属を蒸着し、あるいはメッキ等で導電層を形成するか、または、樹脂中に、カーボン等の導電材を入れて導電性を付与する。
【００８８】
円筒部材１４０と側板１４２，１４３との固定は適宜の手段、例えば接着、圧入、圧着等によって行なうことができる。側板１４２，１４３には、軸１４２ａ，１４３ａが一体的に設けられており、これら軸１４２ａ，１４３ａが感光体ユニット１００のフレーム１７０に回転可能に支持されている。１４６，１４６はベアリングである。一方の側板１４２には、図２に示すように、歯車１４４が固定されている。
【００８９】
図５（ａ）（ｂ）は、感光体ユニット１００の主としてフレーム構造を示す側面図と概略平面図、図６は感光体ユニット１００の部分省略側面図である。
【００９０】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、感光体ユニット１００のフレーム１７０は、２枚の板金製のメインフレーム１７２，１７２と、これらメインフレーム１７２，１７２を連結する合成樹脂製のサブフレーム１８０とを有している。
【００９１】
メインフレーム１７２は、１枚の金属板を平面視で略コの字形に折り曲げ加工されており、サブフレーム１８０の両端に固定されている。
【００９２】
そして、サブフレーム１８０に、帯電ローラ１２０およびクリーニング手段１３０が組み込まれている。
【００９３】
図６に示すように、帯電ローラ１２０は、その軸１２１の両端（図６において手前側の一端のみ図示）が軸受部材１２２を介してサブフレーム１８０に回転可能かつ、感光体１１０の中心に向けてスライド可能に支持されており、軸受部材１２２とサブフレーム１８０の背板１８１との間に介装された付勢手段としての圧縮コイルバネ１２３，１２３（図６において手前側のもののみ図示）によって感光体１１０に向けて付勢され、感光体１１０の外周面と当接するようになっている。帯電ローラ１２０は、硬質の高抵抗樹脂ローラ、または、表面に高抵抗層をもつ金属ローラで構成されている。
【００９４】
クリーニング手段１３０は、感光体１１０の外周面に残留し付着しているトナーを払い落とすファーブラシ１３１と、さらに感光体１１０の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード１３２と、これらファーブラシ１３１あるいはクリーナブレード１３２によって払い落とされあるいは掻き落とされたトナーを搬送する搬送手段としてのトナー搬送スクリュー１３３とを備えている。
【００９５】
サブフレーム１８０の下部には、トナー回収室１８２が形成されており、このトナー回収室１８２内に、前記ファーブラシ１３１、クリーナブレード１３２、およびトナー搬送スクリュー１３３が配置されている。なお、１３４はファーブラシ規制板、１３５は、ファーブラシによって払い落とされ、あるいはブレード１３２によって掻き落とされたトナーが飛散するのを防止するすくいシートである。
【００９６】
ファーブラシ１３１は、サブフレーム１８０およびメインフレーム１７２を貫通する軸１３１ａに固定され、この軸１３１ａが後述する駆動手段によって駆動されることによって、図６矢印方向に回転駆動されるようになっている。
【００９７】
クリーナブレード１３２は、取付板１３２ａによってサブフレーム１８０に取り付けられており、その先端（下端）が感光体１１０外周面に当接してトナーを掻き落とすようになっている。
【００９８】
トナー搬送スクリュー１３３は、サブフレーム１８０およびメインフレーム１７２を貫通する軸１３３ａを有しており、この軸１３３ａ（図７参照）が後述する駆動手段によって図６矢印方向に回転駆動され、トナー回収室１８２内に回収されたトナーを廃トナーとして、図示しない廃トナーボックスに搬送するようになっている。
【００９９】
以上のような感光体ユニット１００は、上記各部材を組み込んだサブフレーム１８０を一方のメインフレーム（側板）１７２に取り付けた後、そのメインフレーム１７２に感光体１１０を取り付け、その後、他方のメインフレーム１７２をサブフレーム１８０および感光体１１０に、これら各部材を前記一方のメインフレーム１７２との間に挟み込むようにして取り付けることによって組み立てられる。
【０１００】
感光体１１０は、図２に示すように、その軸受部材１４６の外側面に設けられた突起１４６ａを、フレーム１７０のメインフレーム１７２，１７２に設けられた穴１７２ａに係合させることによってメインフレーム１７２に位置精度よく取り付けられる。
【０１０１】
軸受部材１４６の外側面には、ボルト１４６ｂが突設されており、このボルト１４６ｂはメインフレーム１７２を貫通している。一方、図５に示すように、画像形成装置本体のフレーム５１の側板には、前記ボルト１４６ｂを受け入れる溝５２が形成されている。また、本体フレーム５１の背面には、位置決めピン５３が設けられているとともに、感光体ユニット１００のメインフレーム１７２およびサブフレーム１８０の背部には、位置決めピン５３と精度よく嵌合する穴１７４が設けられている。さらに、図１において、ケース５０のカバー５４は、ヒンジ５４ａによって矢印ａ方向に開放可能に構成されているとともに（図１において５４ｂはカバー５４の端部を示している）、現像ユニット２００も、そのフレーム２２０が軸２２１によって矢印ａ１方向に開放可能に構成されている。
【０１０２】
したがって、感光体ユニット１００は、カバー５４および現像ユニット２００を上述のように開放した状態で、図５の矢印ｂで示すように、本体フレーム５１に対して装着することができ、また、取り外すことができる。図２において、１４６ｃは締め付け用のナットである。
【０１０３】
なお、図６において、６１は除電光照射手段であり、露光ユニット６０（図１参照）に取り付けられている。この除電光照射手段６１からの除電光Ｌ’により、感光体１１０が除電されるようになっている。
【０１０４】
図８は、感光体ユニット１００が取り付けられた状態における歯車列の主要部分を示す図である。
【０１０５】
同図において、５００は駆動モータであり、その出力軸５０１に固定されたピニオン５１０が減速歯車５２０を介して感光体１１０端部の歯車１４４（図２参照）と噛み合っていることによって、感光体１１０が回転駆動されるようになっている。
【０１０６】
感光体１１０端部の歯車１４４は、中間転写ベルト３６０の駆動ローラ３１０（図１参照）端部に固定された歯車３１１と噛み合っており、これによって駆動ローラ３１０すなわち中間転写ベルト３６０が感光体１１０と略同じ周速で駆動されるようになっている。
【０１０７】
歯車３１１は、中間歯車５２０および減速歯車５２１を介して、トナー搬送スクリュー１３３の軸１３３ａの端部に固定された歯車１３３ｂと噛み合っており、これによってトナー搬送スクリュー１３３が回転駆動されるようになっている。
【０１０８】
また、図示はしないが、この歯車１３３ｂが中間歯車を介して、ファーブラシ１３１の軸１３１ａの端部に固定された歯車と噛み合っており、これによってファーブラシ１３１が回転駆動されるようになっている。
【０１０９】
感光体ユニット１００が取り付けられ、上述のように感光体１１０等が回転駆動される際には、図３に示したように、感光体１１０に対して帯電ローラ１２０が当接され、また、現像ローラ２１１も当接される。
【０１１０】
ここで、この実施の形態においては、支持部材１５０によって支持される感光体１１０の被支持部（この場合、スペーサ１６０との当接部分）と、帯電ローラ１２０の端部との距離Ｌ１が、帯電ローラ１２０の当接によって撓む感光体１１０に永久変形が生じない長さに設定されている。また、帯電ローラ１２０の外周端部１２４が丸く面取りされている。
【０１１１】
さらに、支持部材１５０によって支持される感光体１１０の被支持部と、現像ローラ２１１の端部との距離Ｌ２も、現像ローラ２１１の当接によって撓む感光体１１０に永久変形が生じない長さに設定されている。また、現像ローラ２１１の外周端部２１２も丸く面取りされている。
【０１１２】
以上のような感光体ユニットないし画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【０１１３】
（ａ）感光体１１０は、可撓性を有する薄肉円筒状であり、その両端部１１１が一対の支持部材１５０，１５０によって支持された構成となっているので、感光体１１０は、支持部材１５０によって支持されていない中央部分１１４が内方に変形可能である（図３参照）。
【０１１４】
したがって、この感光体１１０の中央部分１１４は、いわば疑似軟質材として利用することが可能であるため、これに当接される帯電ローラ１２０等が硬質ローラであっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に感光体１１０上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【０１１５】
この点について、図９〜図１２を参照して詳しく説明する。
【０１１６】
図９は、感光体１１０に対して硬質ローラ２０を軽く当接させた状態を示している。なお、説明を分かりやすくするために、完全に円柱形とはなっていない硬質ローラの例として、逆クラウン形状のローラ２０を用いている。
【０１１７】
感光体１１０は、その両端部１１１が前述した一対の支持部材１５０，１５０によって支持されているが、図の煩雑を避けるために図示していない。
【０１１８】
図９に示すように、硬質ローラ２０を軽く当接させただけでは、その両端２１，２１のみが感光体１１０に接触するだけであり、中央部２２は接触しない。したがって、このような状態では、良好な帯電状態、現像状態、転写状態等は得られない。
【０１１９】
図１０は、硬質ローラ２０を、図９に示した状態からさらに感光体１１０に向けて、硬質ローラのクラウン量δ３（図９参照）よりも大きな量δ４だけ押圧した場合の感光体１１０の変形状態を有限要素法にて解析し、感光体の変形量を倍率５０倍にして示したワイヤーフレームの斜視図である。感光体１１０は軸対称変形するので、図の煩雑を避けるために半分だけ示してある。
【０１２０】
図１１は、図１０における矢印Ｘ方向からみた図である。図１２は図１１におけるａ断面、ｂ断面、ｃ断面、およびｄ断面における感光体１１０の外周面を図１０における矢印Ｚ方向から見て重ね合わせて示した図で、図中実線ａはａ断面、破線ｂはｂ断面、一点鎖線ｃはｃ断面、二点鎖線ｄはｄ断面における感光体１１０の外周面をそれぞれ示している。
【０１２１】
図１０〜図１２から明らかなように、クラウン量δ３の硬質ローラ２０を感光体１１０に向けて、クラウン量δ３よりも大きな量δ４で押圧すると、その押圧部（いわゆるニップ部）Ｎにおいて、感光体１１０は硬質ローラ２０の形状に忠実に沿って変形し、ニップ部Ｎ全域に亙って硬質ローラ２０に確実に接触することとなる。
【０１２２】
これは、感光体１１０が可撓性を有する薄肉円筒状であることによる作用である。薄肉円筒状である感光体１１０は、軸方向に直交する平面方向に非常に大きな可撓性を有しており、逆クラウン形状の硬質ローラ表面に追従するようにして軸方向に連続的に変形形状を変えて行く。薄肉円筒の軸方向にも金属の弾性範囲内で極微小な変形は発生するが、軸方向の剛性は直交する断面方向の剛性に比べて非常に高く、可撓性にはあまり大きく貢献しない。したがって、感光体の変形は、軸に直交する断面方向の可撓性によるところが非常に大きい。これは薄肉円筒特有の変形モードであり、この変形を利用して感光体を変形させることにより、硬質なローラの凹凸に追従させ、安定した接触を確保することができる。
【０１２３】
図１１および図１２を参照し、感光体の変形状態について、より詳しく説明すると、図１１におけるａ部（感光体の両端部分（支持部材１５０で支持されている部分））では、図１２に実線ａで示すように、感光体１１０は基本的に真円状態に保持されている。
【０１２４】
ｂ部（ローラ２０の端部直近）では、図１２に破線ｂで示すように、最大変形量であるδ４だけ内方に変形しているが、円周方向におけるｂ点（ニップ部）近くのｂ１点では大きく外側に膨らむように変形している。
【０１２５】
ｄ部はローラ２０の中央部であり、感光体はδ４−δ３だけ変形しているが、円周方向におけるｄ点近くのｄ１点では外側に膨らむように変形している。逆に、このｄ１点から多少離れたｄ２点では内側にやや凹むように変形している。
【０１２６】
ｂ部からｄ部に至る部分ではｂ部における変形状態からｄ部における変形状態へと連続的に変化して行く。その一例としてｃ部での変形状態を一点鎖線ｃで示す。ｃ１点はｄ１点よりもｂ１点寄りで膨らんでおり、ｃ２点の凹み量はｄ２点の凹み量よりも小さい。
【０１２７】
以上からも明らかなように、薄肉円筒状である感光体１１０は、軸方向に直交する平面方向に非常に大きな可撓性を有していて、逆クラウン形状の硬質ローラの表面に追従するようにして軸方向に連続的に変形形状を変えて行く。
【０１２８】
なお、以上の説明では、説明を分かりやすくするために、完全には円柱形とはなっていない硬質ローラの例として、逆クラウン形状のローラ２０を用いて説明したが、多少の凹凸のあるローラは逆クラウン形状のローラを複数本連続させたものと同等であり、また多少のテーパがついたローラは逆クラウン形状（またはクラウン形状）のローラの一部と同等であるから、感光体１１０は、完全には円柱形とはなっていない硬質ローラ（製造誤差程度の凹凸やテーパを有するローラ）に対しても良好に確実かつ安定した状態で接触することとなる。
【０１２９】
（ｂ）可撓性を有する薄肉円筒状の感光体１１０と、この感光体１１０の両端部１１１を支持する支持部材１５０と、感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電ローラ１２０とがフレーム１７０で保持されてユニット化されているので、これら感光体１１０等の取扱いが容易になる。
【０１３０】
感光体１１０と、これに当接する帯電ローラ１２０とをユニット化した場合において、何等の手段も講じないとすると、感光体１１０は帯電ローラ１２０に押圧されて撓み、永久変形してしまうおそれがあるが、この実施の形態の構成によれば、支持部材１５０によって支持される感光体の被支持部と、帯電ローラ１２０の端部との距離が、帯電ローラ１２０の当接によって撓む感光体１１０に永久変形が生じない長さＬ１に設定されているので、感光体１１０と帯電ローラ１２０とがユニット化されているにもかかわらず、感光体１１０に永久変形が生じるおそれがなくなる。
【０１３１】
（ｃ）感光体１１０は、その両端部１１１が支持部材１５０で支持される構成であり、前述した特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１５〜図１７参照）のように弾性材料層を充填する必要がないから、簡単に製造することが可能である。
【０１３２】
（ｄ）帯電ローラ１２０の外周端部１２４が面取りされているので、感光体１１０の永久変形がより確実に防止される。
【０１３３】
（ｅ）支持部材１５０によって支持される感光体１１０の被支持部と、現像ローラ２１１の端部との距離が、現像ローラ２１１の当接によって撓む感光体に永久変形が生じない長さＬ２に設定されているので、感光体１１０に永久変形が生じるのを一層確実に防止することができる。また、現像２１１の外周端部２１２が面取りされているので、感光体１１０の永久変形がより確実に防止される。
【０１３４】
（ｆ）感光体１１０の内方には、剛性の円筒部材１４０が、その外周面１４５と感光体１１０の内周面１１３との間に感光体の許容変形量δ２より小さな間隔Ｓを隔てて配置されているから、例えば感光体１１０の交換作業時等にオペレータが誤って感光体１１０の中央部１１４を強く押圧したとしても、感光体１１０は破損にいたる前に円筒部材１４０によって支持されることとなるため破損しない。したがって、この画像形成装置は、前述した特開昭５８−８６５５０号公報に開示されたドラム状感光体部材（図１８参照）に比べて取扱い性に優れている。
【０１３５】
（ｇ）クリーナブレード１３２は、感光体１１０と接触し、感光体１１０の内周面１１３が円筒部材１４０の外周面１４５に当接するまで感光体１１０を押圧してその外周面の残留トナーを除去するものであり、比較的大きな当接力によって、より確実に感光体１１０を綺麗にすることができる。
【０１３６】
＜第２の実施の形態＞
図１３は本発明に係る感光体ユニットの第２の実施の形態における感光体およびその支持部材の例を示す正断面図である。
【０１３７】
この第２の実施の形態が、上述した第１の実施の形態と異なる点は、主として、感光体１１０を支持する支持体およびその支持構造にあり、その他の点に代わりはない。
【０１３８】
この実施の形態における支持体１９０は、軸１９１と、この軸１９１の一端側にベアリング１９２Ｌを介して回転可能に取り付けられた支持部材としての側板１９３Ｌと、軸１９１の他端側にベアリング１９２Ｒを介して回転可能に取り付けられた支持部材としての側板１９３Ｒと、これら側板１９３Ｌ，１９３Ｒによって支持された円筒部材１９４と、一方の側板１９３Ｒに固定された歯車１４４’とを備えている。
【０１３９】
側板１９３Ｌ，１９３Ｒの内側には、それぞれ円筒状の結合部１９３ａが一体的に形成されている。側板１９３Ｌと円筒部材１９４とは、側板１９３Ｌの結合部１９３ａに円筒部材１９４の端部が圧入されることによって、一体的に結合されており、側板１９３Ｒと円筒部材１９４とは、側板１９３Ｒの結合部１９３ａが円筒部材１９４の内周面に摺動自在に嵌合されていることによって、軸線方向の相対移動が可能となるように取り付けられている。なお、両者の結合部にはそれぞれ同方向のテーパＴ１が形成されている。
【０１４０】
感光体１１０は、その両端部１１１が側板１９３Ｌ，１９３Ｒに接着されることによって支持されている。側板１９３Ｌ，１９３Ｒの感光体１１０の支持部１９３ｂにはテーパＴ２が形成されている。
【０１４１】
一方のベアリング１９２Ｌの両側には、軸１９１に固定された止め輪１９５と、側板１９３Ｌに係合する止め輪１９６とが設けられている。外側の止め輪１９６は軸１９１とは係合していないので、ベアリング１９２Ｌおよび側板１９３Ｌは軸１９１に対して、図１３において左方にのみスライド可能である。
【０１４２】
他方のベアリング１９２Ｒの両側にも止め輪１９７，１９８が設けられているが、内側の止め輪１９７はベアリング１９２Ｒと間隔を隔てて軸１９１に固定されており、この止め輪１９７とベアリング１９２Ｒとの間には付勢手段としての圧縮バネ１９９が設けられている。外側の止め輪１９８は側板１９３Ｒと係合しているが、軸１９１に対しては係合しておらずスライド可能である。したがって、ベアリング１９２Ｒおよび側板１９３Ｒは軸１９１に対して左右方向にスライド可能である。
【０１４３】
このものは、例えば、次のようにして組み立てられる。
【０１４４】
（ｉ）一方の側板１９３Ｌと円筒部材１９４の一端とを圧入により結合する。
【０１４５】
（ｉｉ）感光体１１０に円筒部材１９４を挿入する。この際、感光体１１０の端部１１１に、側板１９３Ｌの支持部１９３ｂが軽く圧入されるまで挿入する。
【０１４６】
（ｉｉｉ）他方の側板１９３Ｒの結合部１９３ａを円筒部材１９４の他端に挿入する。このとき、感光体１１０の他端に側板１９３Ｒの支持部１９３ｂが軽く圧入される。
【０１４７】
（ｉｖ）感光体１１０の両端部１１１と側板の支持部１９３ｂとを接着剤にて固着する。
【０１４８】
（ｖ）予め、止め輪１９５，ベアリング１９２Ｌ，止め輪１９７，圧縮バネ１９９，およびベアリング１９２Ｒを装着しておいた軸１９１を、挿入する。
【０１４９】
（Ｖｉ）一方の止め輪１９６を側板１９３Ｌに装着し、他方の止め輪１９８を、圧縮バネ１９９を圧縮しつつ押し込んで他方の側板１９３Ｒと係合させる。
【０１５０】
このような構造によると、感光体１１０と、円筒部材１９４および側板１９３Ｌ，１９３Ｒとの間に熱膨張率の差があり、温度変化によって両者に伸縮量の差が生じても、その差が、側板１９３Ｌの結合部１９３ａと円筒部材１９４の内周面との相対移動によって吸収される。したがって、感光体１１０が温度変化によって変形してしまうということがなくなる。
【０１５１】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明する。
【０１５２】
＜主として画像形成装置全体に関し＞
（１）感光体１１０の直径（外径）は、φ８５．５ｍｍとした。
【０１５３】
この画像形成装置は、Ａ３ノビサイズの用紙に画像を形成することができるものであり、したがって連続して供給される用紙に対して連続して画像を形成するためには、用紙間の間隔（先行する用紙の後端と後続する用紙の先端との距離）を考慮すると、中間転写ベルト３６０の外周長さは直径にして、φ１７１ｍｍ以上必要である。
【０１５４】
一方、中間転写ベルト３６０上に形成されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像のベルト進行方向における相対的な位置誤差を小さくし、部品の公差を緩くするためには、中間転写ベルト３６０の直径と感光体１１０の直径とを整数比とし、感光体１１０上に形成される画像の感光体１１０に対する位置が各色で同一にすることが望ましい。
【０１５５】
他方、４つの現像手段２１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を感光体１１０の周りに配置することができるようにするためには、感光体１１０の直径はφ６０ｍｍ以上とすることが望ましいけれども、装置の小型化を図るためにはできるだけ小さくする方が望ましい。
【０１５６】
そこで、この実施例では、感光体１１０の直径（外径）をφ８５．５ｍｍとした。
【０１５７】
しかしながら、連続して供給される用紙間の間隔を小さくし、あるいは大きくすることにより、感光体１１０の直径は、φ８０〜９０ｍｍの範囲とすることができる。
【０１５８】
（２）感光体１１０の周速を１８０ｍｍ／ｓとし、露光位置（図６参照）から第１番目の現像手段（この場合現像ローラ２１１Ｙ）までの距離を図６に示すように感光体１１０の中心角度で３６゜とし、第４番目の現像手段（この場合現像ローラ２１１Ｋ）までの距離を１６２．２゜とした。
【０１５９】
感光体１１０のＰＩＤＣ特性は図１４に示す通りであり、感光体１１０の第１現像位置（この場合現像ローラ２１１Ｙとの当接位置）での暗部電位（非露光位置の電位）と、第４現像位置（この場合現像ローラ２１１Ｋとの当接位置）での暗部電位との電位差が５０Ｖ以下であることが望ましい。
【０１６０】
また、感光体１１０の第１現像位置での明部電位（露光位置の電位）と、第４現像位置での明部電位との電位差も５０Ｖ以下であることが望ましい。
【０１６１】
そこで、この実施例では、感光体１１０の周速を１８０ｍｍ／ｓとし、露光位置から第１番目の現像手段までの距離を感光体１１０の中心角度で３６゜とし、第４番目の現像手段までの距離を１６２．２゜とした。この場合、感光体１１０の外周面のある点が露光位置から第１現像位置まで達するのに要する時間は０．１５ｓ、第４現像位置に達するのに要する時間は、０．７ｓであり、その差は０．５５ｓである。
【０１６２】
しかしながら、この時間差を短縮する（すなわち、上記５０Ｖ以下の電位差を達成する）ことは、感光体１１０の周速を１８０ｍｍ／ｓ以上とする、あるいは、露光位置から第４番目の現像手段までの距離を１６２．２゜以下とすることによっても達成することができる。
【０１６３】
（３）帯電ローラ１２０の長さを３６９ｍｍとし、クリーナブレード１３２の長さを３６７．４ｍｍとした。
【０１６４】
帯電ローラ１２０よりもクリーナブレード１３２が長いと、感光体１１０の両端部の非帯電領域をクリーナブレード１３２の端部がクリーニングすることとなり、こうした非帯電領域は感光体の電位が不安定であるため、良好なクリーニング特性が得られない。
【０１６５】
そこで、この実施例では、帯電ローラ１２０よりもクリーナブレード１３２を短くした。
【０１６６】
（４）感光体ユニット１００の重さは３．４ｋｇ、外装込みで３．５〜４ｋｇとした。
【０１６７】
＜感光体１１０に関し＞
（１）感光層の膜厚は、０．０１５〜０．０３ｍｍとした。
【０１６８】
感光層は、クリーニング手段１３０等の当接部材との当接によって摩耗して行くため、感光層の膜厚が薄すぎると、寿命が短くなってしまう。したがって、感光層の膜厚は、０．０１５ｍｍ以上であることが望ましい。
【０１６９】
一方、感光層が厚くなると、電荷が分散し易くなり、高解像度が得られなくなってしまう。この実施例では、６００ｄｐｉ以上の解像度が得られるようになっており、そのためには、感光層の膜厚は、０．０３ｍｍ以下であることが望ましい。
【０１７０】
そこで、この実施例では、感光層の膜厚を、０．０１５〜０．０３ｍｍとした。
【０１７１】
（２）感光体１１０のクリーナブレード１３２に対する摩擦係数は、１．０以下とした。
【０１７２】
摩擦係数が１．０を越えると、感光体１１０の駆動トルクが増大するからである。
【０１７３】
（３）感光体１１０の長さは、３９８±０．３ｍｍとした。
【０１７４】
前述したように、帯電ローラ１２０等のの当接によって撓む感光体１１０に永久変形が生じないようにするためには、感光体１１０の被支持部と、帯電ローラ１２０の端部との間の距離Ｌ１あるいは現像ローラ２１１の端部との距離Ｌ２を設定する必要があり、この距離は３０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【０１７５】
そこで、この実施例では、感光体１１０の長さを、３９８±０．３ｍｍとした。
【０１７６】
（４）感光体１１０の、ニッケル電鋳管等による基材の厚さは、０．０３〜０．１ｍｍとした。
【０１７７】
基材の厚さが小さすぎると、剛性（自らが形状を保持する強さ）が弱くなり、円筒度不良や現像ローラ等の当接部材との当接不良が生じる。したがって、基材の厚さは、０．０４ｍｍ以上とすることが望ましい。
【０１７８】
一方、基材の厚さが大きすぎると、良好な可撓性が得られ難くなるとともに、当接部材との当接によって生じる応力も大きくなってしまう。また、電鋳時間が長くなることから、製造コストも増大してしまう。したがって、基材の厚さは、０．０５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【０１７９】
そこで、この実施例では、基材の厚さを、０．０３〜０．１ｍｍとした。
【０１８０】
（５）感光体ユニット１００に組み込まれた状態での感光体１１０の円筒度を、０．０５以下とした。
【０１８１】
現像ローラ２１１の感光体１１０に対する食い込み深さ（図３におけるδ２−Ｓ１）を０．１５程度として安定した当接状態を得るためである。
【０１８２】
なお、感光体１１０の円筒度を０．０５以下とすることは、基材の円筒度を０．０２以下とし、感光層を形成することによる円筒度を０．０３以下とすることによって達成することができる。
【０１８３】
（６）感光体１１０の内周面１１３（図３参照）と円筒部材１４０（または図１３の円筒部材１９４）の外周面１４５との間の間隔Ｓ（図３参照）は０．１５〜０．３ｍｍとした。
【０１８４】
間隔Ｓが小さすぎると、感光体１１０の可撓性による十分な変形が得られなくなり、現像ローラ等との安定した当接状態が得られなくなるおそれがある。したがって、間隔Ｓは、０．１５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【０１８５】
一方、間隔Ｓが大きすぎると、感光体１１０が変形し過ぎて露光位置ずれが生じるおそれがある。また、当接部材との当接によって生じる応力が許容応力を越えてしまうおそれがある。したがって、間隔Ｓは、０．３ｍｍ以下とすることが望ましい。
【０１８６】
そこで、この実施例では、間隔Ｓを０．１５〜０．３ｍｍとした。
【０１８７】
（７）感光体１１０の内径の公差を±０．０３ｍｍ以下とした。
【０１８８】
上記間隔Ｓの精度を高めるためには、小さい方が望ましいからである。
【０１８９】
（８）電極の取り付け方は次のようにした。
【０１９０】
図１３に示したものにおいては、感光体１１０の内周面→側板１９３→ベアリング１９２→軸１９１→電極へと導通させた。
【０１９１】
図２（図３）に示したものにおいては、感光体１１０の内周面→導電性接着剤１５１→円筒部材１４０→側板１４２→軸１４２ａ端面→電極へと導通させた。
【０１９２】
＜帯電ローラ１２０に関し＞
（１）帯電ローラ１２０には表面層を設けた。
【０１９３】
感光体１１０を侵す物質のブリードアウトを防止するためである。
【０１９４】
また、帯電ローラ１２０の抵抗値を制御するためである。
【０１９５】
表面層は、３層構造とした。
【０１９６】
（２）帯電ローラ１２０の直径は、φ１４ｍｍとした。
【０１９７】
長さ３６９ｍｍのシャフトの変形を防止するにはφ８ｍｍ程度の径が必要であり、また、通常用いられる帯電ローラのゴムあるいは樹脂の厚さは３ｍｍ程度である。
【０１９８】
そこで、この実施例では、帯電ローラ１２０の直径をφ１４ｍｍとした。
【０１９９】
（３）帯電ローラ１２０の材質は、金属塩（過塩素酸リチウム）をウレタンやナイロン樹脂に分散させたイオン導電性ゴム（ＮＢＲ）とした。
【０２００】
抵抗値の電圧、電流依存性を小さくするためである。
【０２０１】
（４）帯電ローラ１２０の抵抗値を１×１０^５〜５×１０^６Ωとした。
【０２０２】
抵抗値が１×１０^５Ω以下であるとピンホールに対応できなくなるし、５×１０^６Ω以上であると帯電能力が低下するからである。
【０２０３】
（５）帯電ローラ１２０の駆動方法は、感光体１１０に従動させる方法、すなわち感光体１１０によって駆動される方法とした。
【０２０４】
感光体１１０と帯電ローラ１２０とが相対的に摺動して（滑って）電荷注入による帯電むらが発生するのを抑えるためである。
【０２０５】
また、構造が簡単で安価に作成することができるからである。
【０２０６】
（６）帯電ローラ１２０の感光体１１０へ向けての押圧力は０．５〜３．０ｇｆ／ｍｍとした。
【０２０７】
押圧力が大きすぎると感光体１１０へ与える応力が大きくなりすぎるからであり、押圧力が小さすぎると、感光体１１０との安定した当接状態および従動が得られなくなるからである。
【０２０８】
そこで、この実施例では、押圧力を０．５〜３．０ｇｆ／ｍｍとした。より具体的には、１．４ｇｆ／ｍｍとした。
【０２０９】
（７）帯電ローラ１２０の端部は前述したようにＲ形状に面取りしたが、これにかえて、両端部のみクラウン形状としてもよい。
【０２１０】
（８）帯電ローラ１２０には、感光体１１０に対する離接機構を設け、輸送時には、帯電ローラ１２０が感光体１１０から離間する構造とした。
【０２１１】
感光体１１０のクリープ特性による永久変形を防止するためである。
【０２１２】
（９）電極の取り方は、次のいずれかとする。
【０２１３】
（ｉ）軸１２１の端面に電極板を押し付ける。
【０２１４】
（ｉｉ）軸１２１の周面に電極を当てる。
【０２１５】
（ｉｉｉ）軸受部材１２２として導電性を有するものを用いる。
【０２１６】
（ｉ）によれば、帯電ローラ１２０の駆動トルクを低減できる。（ｉｉ）によれば、線接触となるので、信頼性が向上する。
【０２１７】
＜クリーナブレード１３２に関し＞
（１）クリーナブレード１３２は定位置に固定し、クリーナブレード１３２自体の弾性力によってその先端を感光体１１０に圧接させた。
【０２１８】
この構造によれば、構造が単純で、安価に作成することができる。
【０２１９】
（２）クリーナブレード１３２は、回転あるいは移動可能とし、ばねにより感光体１１０へ圧接させる構造とすることもできる。
【０２２０】
このような構造とすれば、ブレードの形状精度やゴム硬度に左右されず、感光体１１０へ一定圧力で圧接させることができる。
【０２２１】
また、圧力変動を小さくして感光体フィルミングを防止することができる。
【０２２２】
（３）ブレードの材質はウレタンゴムとした。
【０２２３】
耐摩耗性に優れ、安価だからである。
【０２２４】
（４）ブレードの硬度は、６０゜〜８０゜（ＪＩＳ Ａ）とした。
【０２２５】
硬すぎると感光体１１０の摩耗が激しくなり、柔すぎるとブレードの摩耗が激しくなるからである。
【０２２６】
（５）ブレードの使用稜線粗さは、Ｒｍａｘ１０μｍ以下とした。
【０２２７】
クリーニング性を確保するためである。
【０２２８】
（６）ブレードの感光体１１０に対する当接圧は、２０〜１００ｇｆ／ｃｍとした。
【０２２９】
当接圧が大きすぎると、ブレードとの摩擦によって感光体１１０が摩耗し易くなり、感光体１１０の寿命が短くなるからである。また、感光体１１０の駆動トルクが増大するとともに、感光体１１０の応力も増大するからである。
【０２３０】
逆に、当接圧が小さすぎると、クリーニング性が低下するとともに、感光体フィルミングの防止が困難になるからである。
【０２３１】
（７）ブレードの感光体１１０に対する当接角度（当接部における両者の接線同士がなす角度）は、５〜２０゜とした。
【０２３２】
当接角度が大きすぎると、クリーニング性が低下し、これを向上させるためには当接圧を増大させなければならなくなるからである。
【０２３３】
逆に、当接角度が小さすぎると、ブレードの位置精度の範囲内において腹当て状態にならない、すなわち、ブレードの稜線が感光体１１０に確実には当接しなくなるのを防止するためにブレードの位置精度を厳しくしなければならないからである。
【０２３４】
（８）ブレードには、感光体１１０に対する離接機構を設け、輸送時には、ブレードが感光体１１０から離間する構造とした。
【０２３５】
感光体１１０のクリープ特性による変形を防止するためである。
【０２３６】
＜ファーブラシ１３１に関し＞
このブラシローラ１３１は、クリーニングをアシストするものであり、必要に応じて設けることとした。
【０２３７】
重合トナーを用いた場合には、ブレードクリーニングだけでは、不十分だからである。
【０２３８】
ブラシローラ１３１の材質としては、周知の天然あるいは合成繊維を用いることができ、例えば、ポリエステル、ナイロン等を用いることができる。
【０２３９】
また、ブラシローラにバイアス電圧を印加することによりクリーニング性を向上させることができる。
【０２４０】
＜トナー搬送スクリュー１３３に関し＞
（１）この廃トナースクリュー１３３は、図７に示したように、廃トナーの排出部１３３ｂでスクリューの巻方向を逆にしてある。
【０２４１】
廃トナーの圧粉を防止し、トナーを確実に排出するためである。
【０２４２】
（２）スクリューの回転速度は、３０〜１２０ｒｐｍとする。
【０２４３】
回転速度が速すぎると、駆動系の負荷が増大するとともに、振動の抑制が困難となるからである。
【０２４４】
逆に、回転速度が遅すぎると、廃トナーの搬送量が確保できなくなる、例えば、黒べた印字時に生じる比較的多量の廃トナーを確実に搬送することが困難となるからである。
【０２４５】
そこで、この実施例では、スクリューの回転速度を３０〜１２０ｒｐｍとした。より具体的には、６０ｒｐｍとした。
【０２４６】
＜駆動系に関し＞
（１）図２に示したものは軸１４２ａ，１４３ａが回転する方式であり、図１３に示したものは軸１９１が固定されている方式である。
【０２４７】
図２に示したものによると、側板１４２，１４３と軸１４２ａ，１４３ａとを一体にできるため、安価に作成することができる。
【０２４８】
図１３に示したものによると、側板１９３Ｌ，１９３Ｒに対してベアリング１９２Ｌ，１９２Ｒを設置することができるため、回転精度を向上させることができ、また、軸１９１を本体への位置決め部材として利用することができる。
【０２４９】
（２）感光体ユニット１００における軸受部材（１９２Ｌ等）はボールベアリングとした。
【０２５０】
軸受損失が小さく、寿命が長いからである。
【０２５１】
しかしながら、軸受部材としては、滑り軸受を用いることもできる。
【０２５２】
滑り軸受を用いた場合、回転精度を向上させることができるとともに、安価に作成することができる。また、制振効果も得られる。
【０２５３】
（３）感光体１１０の駆動歯車１４４（または１４４’）の材質は、ポリアセタールまたはガラス繊維強化ナイロン等の線膨張係数の小さい樹脂とした。
【０２５４】
ポリアセタールとした場合、金属に比べて制振性が高い、成形により製作可能であり型の精度を高めることによって金属の切削加工より高精度化が可能である、安価である、という利点が得られる。
【０２５５】
また、ガラス繊維強化ナイロンとした場合、線膨張係数が２．０×１０^５と低く、熱膨張が小さいので、歯車精度を高くすることができる、という利点が得られる。
【０２５６】
（４）歯車１４４のモジュールは、０．５〜１．０とした。
【０２５７】
ジッタ対策上、モジュールを大きくし過ぎると、噛み合い率が小さくなって、安定したトルク伝達ができなくなる。
【０２５８】
逆に、モジュールを小さくし過ぎると、部材の公差や熱膨張による歯車と歯車の軸間距離の変動に対して噛み合い率の変動が大きくなってしまう。
【０２５９】
そこで、この実施例では、歯車１４４のモジュールを０．５〜１．０とした。より具体的には、０．８とした。
【０２６０】
（５）図８に示したように、感光体１１０の歯車１４４から中間転写ベルト３６０の駆動ローラ３１０の歯車３１１にトルク伝達し、かつ、この伝達部分が１次転写部分（１次転写ローラ３２０部分）よりも、中間転写ベルト３６０の循環方向において下流側に位置する構成とした。
【０２６１】
このような構成によると、駆動ローラ３１０への中間転写ベルト３６０の巻き付け角を大きく取ることができ、中間転写ベルト３６０の駆動が安定する。
【０２６２】
また、中間転写ベルト３６０の周速よりも感光体１１０の周速を遅くすることにより、駆動ローラ３１０と１次転写部との間において中間転写ベルト３６０に安定したテンションがかかるようにして、中間転写ベルト３６０の駆動をより一層安定させることができる。
【０２６３】
（６）感光体１１０の直径よりも、歯車１４４の基準ピッチ円直径を大きくした。
【０２６４】
このような構成によって、感光体１１０と駆動ローラ３１０とを離して配置しても、駆動ローラ３１０へトルク伝達することができる。
【０２６５】
＜感光体ユニット１００の本体への取付方法等に関し＞
感光体ユニット１００の軸１９１等を本体に対する位置決め部材として用いた。
【０２６６】
感光体ユニット１００は軸１９１等を基準として構成されているため、軸１９１等を位置決め部材として用いることによって、本体に対する感光体ユニット１００の高精度な位置決めが可能となる。
【０２６７】
なお、感光体ユニット１００と本体との固定は、レバー等を用いて行なうことができる。
【０２６８】
＜その他＞
（１）サブフレーム１８０（図６参照）には、除電光照射手段６１からの除電光Ｌ’の光路を設ける。
【０２６９】
感光体ユニット１００は交換部品であるため、除電光照射手段６１は本体側に設けてある。これによってランニングコストを低減することができる。
【０２７０】
また、光路内に金属製（例えばステンレス製）の導光板を設けることによって、除電光が帯電位置側に透けて漏れない構造とし、除電光による帯電電位の低下を防ぐことができ、さらに、除電光の感光体１１０への伝達効率を高めることができる。
【０２７１】
（２）感光体ユニット１００の出荷時に、感光体１１０のクリーナブレード１３２位置近傍から上流側半周付近まで粉体潤滑剤（フッ化ビニリデン樹脂）を塗布することによって、感光体１１０が未使用の場合に生じるクリーナブレード１３２の感光体１１０への貼り付きを防止し、使用開始時における感光体１１０の駆動トルクを低減することができる。また、クリーナブレード１３２から帯電ローラ１２０までの間には、粉体潤滑剤を塗布しないことによって、帯電ローラ１２０が粉体潤滑剤で汚れるのを防止することができる。
【０２７２】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態または実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【０２７３】
【発明の効果】
請求項１記載の画像形成装置によれば、感光体の中央部分をいわば疑似軟質材として利用することが可能であるため、これに当接される帯電ローラが硬質ローラであっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に感光体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【０２７４】
また、感光体と帯電ローラとがフレームで保持されてユニット化されているので、これら感光体等の取扱いが容易になる。
【０２７５】
しかも、感光体と帯電ローラとがユニット化されているにもかかわらず、感光体に永久変形が生じるおそれがなくなる。
【０２７６】
さらに、感光体は、その両端部が支持部材で支持される構成であり、前述した特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１５〜図１７参照）のように弾性材料層を充填する必要がないから、簡単に製造することが可能である。
【０２７７】
さらに、帯電ローラの外周端部が面取りされているので、感光体の永久変形がより確実に防止される。
【０２７８】
請求項１載の画像形成装置によれば、感光体に永久変形が生じるのを一層確実に防止することができる。
【０２７９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る感光体ユニットおよび画像形成装置の第１の実施の形態を示す模式図。
【図２】感光体およびその支持部材の第１例を示す正断面図。
【図３】同上模式図であり、帯電ローラ１２０および現像ローラ２１１も描いてある図。
【図４】主としてスペーサ１６０の一例を示す模式図で、図（ａ１）は感光体１１０が装着される前の状態を示す正断面図、図（ａ２）は図（ａ１）の部分左側面図、図（ａ３）は作用説明図、図（ｂ１）は感光体１１０が装着された後の状態を示す正断面図、図（ｂ２）は図（ｂ１）の部分左側面図、図（ｃ）は感光体１１０が装着された後の状態を示す左側面。
【図５】感光体ユニット１００の主としてフレーム構造を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。
【図６】感光体ユニット１００の部分省略側面図。
【図７】トナー搬送スクリュー１３３の部分省略正面図。
【図８】感光体ユニット１００が取り付けられた状態における歯車列の主要部分を示す図。
【図９】作用説明図。
【図１０】作用説明図。
【図１１】作用説明図。
【図１２】作用説明図。
【図１３】本発明に係る感光体ユニットの第２の実施の形態における感光体およびその支持部材の例を示す正断面図。
【図１４】ＰＩＤＣ特性を示す図。
【図１５】従来技術の説明図。
【図１６】従来技術の説明図。
【図１７】従来技術の説明図。
【図１８】従来技術の説明図。
【符号の説明】
６０ 露光手段
１００ 感光体ユニット
１１０ 感光体
１１１ 両端部
１１３ 内周面
１１４ 外周面
１２０ 帯電ローラ
１２４ 外周端部
１４０ 円筒部材
１４５ 外周面
１５０ 支持部材
１７０ フレーム
２１１ 現像ローラ
３００ 転写ユニット
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離

Claims (1)

1. 外周面に感光層が形成された可撓性を有する薄肉円筒状の感光体と、この感光体の内径よりも小さな外径を有していて感光体の内方に配置されている円筒部材と、この円筒部材上に前記感光体の両端部を支持する支持部材と、前記感光体の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電ローラと、これら各部材を保持するフレームとを備えた感光体ユニットと、前記帯電ローラにより一様に帯電させられた感光体の外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像を現像する現像ローラと、この現像ローラにより現像された像を転写媒体に転写させる転写手段と、前記感光体の外周面に当接して当該感光体の内周面が前記円筒部材の外周面に当接するまで感光体を押圧して前記転写後に感光体の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレードとを備えた画像形成装置であって、
   前記支持部材は、感光体の両端部を円筒部材上に固着する固着部材と、感光体の軸線方向において固着部材よりも内側において円筒部材と感光体との間に円環状に介装された、弾性突起を有するスペーサとを備えているとともに、
   前記支持部材によって支持される感光体の被支持部と、前記帯電ローラの端部との距離が、前記帯電ローラの当接によって撓む感光体に永久変形が生じない長さに設定されており、
   前記帯電ローラの外周端部が面取りされているとともに、当該帯電ローラの軸線方向長さが前記クリーナブレードの長さよりも長く構成されていることを特徴とする画像形成装置。

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