JP3757521B2 - 像担持体ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術によっ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に用いられる像担持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(特開平3−33768号)。
【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21〜図23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21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21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21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24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(Cu,Al,W,Mo等)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で鋼鉄製の軸34に固設したドラム状像担持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21〜図23参照)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24参照)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21〜図23参照)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。しかも、このドラム状像担持体部材(図24参照)は、ドラム基体31の両端を単なる円板状の端板33で直接支持する構造であるから、次のような問題がある。
【0033】
すなわち、ドラム基体31と円板状の端板33には嵌め合い公差があるから、この公差分だけドラム基体31が端板33の周面から浮いた状態となり、ドラム基体31の真円度が劣化し、像担持層(光導電性物質層)32の振れが大きくなってしまう。嵌め合い公差を極力小さくすれば、この問題は多少改善されるが、そうするとドラム基体31と端板33とを嵌め合わせること、すなわち製造が著しく困難になる。
【0034】
また、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された場合には、その中央部分をオペレータが誤って押圧してしまうと破損してしまうという問題がある。この種の像担持体は通常、交換部品であるため、その取扱いによって破損するおそれがあると、交換作業が極めて行ない難くなってしまう。
【0035】
本発明は以上のような問題を解決しようとするもので、その第1の目的は、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単な像担持体ユニットを提供することにある。
【0036】
また、第2の目的は、さらに、取扱い性に優れた像担持体ユニットを提供することにある。
【0037】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために請求項1記載の像担持体ユニットは、両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径に比べて少なくとも前記バリの高さ分だけ小さな外径を有し像担持体の内方に配置されて像担持体の両端部を内方から支持する支持体と、
前記バリを接着代として像担持体の両端部と支持体とを接着した接着剤と、
前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサと,
を備えていることを特徴とする。
【0040】
請求項2記載の像担持体ユニットは、両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径に比べて少なくとも前記バリの高さ分だけ小さな外径を有し像担持体の内方に配置されて像担持体の両端部を内方から支持する支持体と、
この支持体上に前記像担持体の両端部を固定する固定手段とを備え、
この固定手段は、前記像担持体と前記支持体との間に介装され前記バリが埋設されるリング状の弾性部材と、この弾性部材および前記像担持体端部を前記支持体に接着した接着剤とを有していることを特徴とする。
【0041】
請求項3記載の像担持体ユニットは、両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径よりも小さな外径を有し、像担持体の両端部を、前記バリ部分を変形させて内方から支持する支持体と、を備え、
前記像担持体と支持体とが、変形したバリ部分の復原力によって固定されていることを特徴とする。
【0042】
請求項4記載の像担持体ユニットは、請求項3記載の像担持体ユニットにおいて、前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサを備えていることを特徴とする。
【0043】
請求項5記載の像担持体ユニットは、請求項3または4記載の像担持体ユニットにおいて、前記バリ部分と支持体とが、さらに接着剤により固着されていることを特徴とする。
【0044】
さらに上記第2の目的を達成するために、請求項6記載の像担持体ユニットは、請求項1,2,3,4,または5記載の像担持体ユニットにおいて、前記支持体は、その軸線方向長さが前記像担持体よりも長く形成された剛性の円筒部材を有しており、前記像担持体は、その内周面と前記円筒部材の外周面との間に、像担持体の許容変形量より小さな間隔を隔てて配置されていることを特徴とする。
【0046】
請求項7記載の像担持体ユニットは、請求項1,2,5,または6記載の像担持体ユニットにおいて、前記支持体および接着剤は、導電性を有していることを特徴とする。
【0047】
【作用効果】
請求項1記載の像担持体ユニットは、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、像担持体の内方に配置された支持体によって支持された構成となっているので、像担持体は、支持体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。
【0048】
したがって、この像担持体の中央部分は、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、これに当接される部材が硬質のもの(例えば硬質のローラ)であっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0049】
また、この像担持体ユニットは、比較的大径の像担持体の内方に比較的小径の支持体を配置し、像担持体の両端部と支持体とを接着剤で接着することにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0050】
しかも、この像担持体ユニットは、その像担持体の両端縁において内方にバリが形成されており、このバリを接着代として像担持体の両端部と支持体とが接着剤で接着されているから、接着面積が増大し、結果として接着強度が増大するので、耐久性および信頼性が向上するという効果が得られる。
【0051】
すなわち、この請求項1記載の像担持体ユニットによれば、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0052】
請求項2記載の像担持体ユニットは、請求項1記載の像担持体ユニットにおいて、前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサを備えているので、より一層簡単に製造することができる。
【0053】
上記請求項1記載の像担持体ユニットは、例えば、支持体と像担持体とを適宜の治具等で同芯状に保持しておき、像担持体の端部と支持体との間に接着剤を注入することによって製造することが可能である。しかしながら、この場合、支持体と像担持体とを適宜の治具等で同芯状に保持しておく作業が多少煩雑である。
【0054】
これに対し、請求項2記載の像担持体ユニットは、像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサを備えているので、支持体上に像担持体を装着すると、支持体上に像担持体が同芯状に保持されることとなる。なお、弾性部は、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から均一に支持するから、バリの影響を受けずに像担持体を均一に支持することができる。
【0055】
したがって、この請求項2記載の像担持体ユニットによれば、支持体と像担持体とを同芯状に保持しておくための特別の治具等が不要となり、支持体上に像担持体を装着し、像担持体の端部と支持体との間に接着剤を注入することによって像担持体ユニットを一層簡単に製造することができる。
【0056】
請求項3記載の像担持体ユニットは、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、支持体によって支持された構成となっているので、像担持体は、支持体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。
【0057】
したがって、この像担持体の中央部分は、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、これに当接される部材が硬質のもの(例えば硬質のローラ)であっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0058】
また、この像担持体ユニットは、像担持体の両端部に支持体のテーパ面を軽く圧入し、像担持体の両端部と支持体とを接着剤で接着することにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0059】
像担持体の両端部に支持体のテーパ面を軽く圧入すると、像担持体の端縁部が広がるとともに、その軸線方向内側部分が支持体のテーパ面と当接して、これによって支持されることとなるので、像担持体は、バリの影響を受けることなく支持体と同芯状に支持されることととなる。
【0060】
しかも、この像担持体ユニットは、その像担持体の両端縁において内方にバリが形成されており、このバリを接着代として像担持体の両端部と支持体とが接着剤で接着されているから、接着面積が増大し、結果として接着強度が増大するので、耐久性および信頼性が向上するという効果が得られる。
【0061】
すなわち、この請求項3記載の像担持体ユニットによれば、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0062】
請求項4記載の像担持体ユニットは、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、像担持体の内方に配置された支持体によって支持された構成となっているので、像担持体は、支持体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。
【0063】
したがって、この像担持体の中央部分は、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、これに当接される部材が硬質のもの(例えば硬質のローラ)であっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0064】
また、この像担持体ユニットは、像担持体の内方に支持体を配置し、像担持体の両端部と支持体とを固定手段で固定することにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0065】
しかも、固定手段は、像担持体と支持体との間に介装され前記バリが埋設されるリング状の弾性部材を有しているので、像担持体は、リング状弾性部材の弾性力によって支持体上に同芯状に保持されるとともに、バリが弾性部材に埋設されることによって、像担持体と弾性部材との結合力が強まり、そして、この弾性部材および像担持体端部が接着剤によって支持体に接着されるので、特別の治具等を用いることなく簡単に製造することができるとともに、強固な固定状態が得られることとなる。
【0066】
すなわち、この請求項4記載の像担持体ユニットによれば、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単で、しかも耐久性および信頼性が向上するという効果が得られる。
【0067】
請求項5記載の像担持体ユニットは、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、像担持体の内方に配置された支持体によって支持された構成となっているので、像担持体は、支持体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。
【0068】
したがって、この像担持体の中央部分は、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、これに当接される部材が硬質のもの(例えば硬質のローラ)であっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体上に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0069】
また、この像担持体ユニットは、像担持体の両端部のバリ部分を変形させるようにして内方から像担持体の両端部を支持体で支持することにより、像担持体と支持体とが、変形したバリ部分の復原力によって固定される構造であるから、像担持体の両端部を支持体で上述のように支持させることにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0070】
なお、像担持体は、そのバリ部分が支持体で支持されることによって、両端部部分が膨らむように歪み、したがって両端部分における真円度は損なわれるが、像担持体は可撓性を有する薄肉円筒状であるため、上記歪は像担持体の中央部に向かうにつれて低減され、両端部以外の中央部分においては実用上問題のない程度の真円度が確保されることとなる。
【0071】
以上のように、この請求項5記載の像担持体ユニットによれば、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0072】
請求項6記載の像担持体ユニットによれば、請求項5記載の像担持体ユニットにおいて、前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサを備えているので、像担持体の両端部部分において生じ、中央部に向かうにつれて低減される歪が、スペーサ部分において確実に除去されることとなる。
【0073】
したがって、像担持体の中央部分における真円度がより確実に得られることとなる。
【0074】
請求項7記載の像担持体ユニットによれば、請求項5または6記載の像担持体ユニットにおいて、前記バリ部分と支持体とが、さらに接着剤により固着されているので、像担持体と支持体とがより確実に固定される。
【0075】
請求項8記載の像担持体ユニットによれば、請求項1,2,4,5,6,または7記載の像担持体ユニットにおいて、前記支持体は、その軸線方向長さが前記像担持体よりも長く形成された剛性の円筒部材を有しており、前記像担持体は、その内周面と前記円筒部材の外周面との間に、像担持体の許容変形量より小さな間隔を隔てて配置されているので、例えば像担持体ユニットの交換作業時等にオペレータが誤って像担持体の中央部を強く押圧したとしても、像担持体は破損にいたる前に円筒部材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、この像担持体ユニットは、前述した特開昭58−86550号公報に開示されたドラム状像担持体部材(図24参照)に比べて取扱い性に優れている。
【0076】
しかも、像担持体を強く押圧してもこれが破損しないから、当接部材を強く当接させることができる。
【0077】
すなわち、この請求項8記載の像担持体ユニットによれば、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単でしかも取扱い性に優れているという効果が得られる。
【0078】
請求項9記載の像担持体ユニットによれば、請求項3記載の像担持体ユニットにおいて、前記支持体は、前記像担持体の内径よりも小さな外径を有して像担持体の内方に配置された剛性の円筒部材を備えており、前記像担持体は、その内周面と前記円筒部材の外周面との間に、像担持体の許容変形量より小さな間隔を隔てて配置されているので、上記請求項8記載の像担持体ユニット同様、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単でしかも取扱い性に優れているという効果が得られる。
【0079】
請求項10記載の像担持体ユニットによれば、請求項1,2,3,4,7,8,または9記載の像担持体ユニットにおいて、前記支持体および接着剤は、導電性を有しているので、画像形成に必要な像担持体に対する電気的導通をこれら支持体および接着剤を通じて得ることができる。したがって、別途導通手段を設ける必要がなくなる。
【0080】
【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。
【0081】
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係る像担持体ユニットの第1の実施の形態を用いた画像形成装置の要部を示す模式図、図2は図1におけるII−II断面図で、主として像担持体ユニットを示す図である。
【0082】
これらの図において、100は像担持体ユニットであり、この実施の形態においては、電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光体ユニットとして構成してある。
【0083】
この感光体ユニット100は、図示しない適宜の駆動手段によって図1の矢印方向(時計方向)に回転駆動されるようになっている。
【0084】
感光体ユニット100は、両端縁において内方にバリ111bが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体110と、この像担持体110の内径に比べて少なくとも前記バリ111bの高さ分だけ小さな外径を有し像担持体110の内方に配置されて像担持体110の両端部111,111を内方から支持する支持体120と、像担持体110の両端部111と支持体120とを接着した接着剤121と、像担持体110と支持体120との間に介装され、像担持体110を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部132を有するスペーサ130とを備えている。
【0085】
像担持体110は、可撓性を有する薄肉円筒状に形成された基材の表面(外周面)に感光層を形成することにより構成されている。
【0086】
基材は、例えば図3に示すように、シームレス管(例えば、電鋳法にて作製したニッケルシームレス管)110Aを、スリッター(またはローリングカッター)510とバックアップローラ520とを用いて切断し、バリ111bを内側に形成する。
【0087】
スリッター510は、刃物面511を有しており、モータ等の駆動手段530によって矢印a方向に回転駆動される。
【0088】
バックアップローラ520は、スリッター510を受け入れる溝部521と、刃物面522とを有しており、スリッター510に従動して矢印b方向に回転する。
【0089】
これらスリッター510およびバックアップローラ520は、それぞれ図(b)の矢印Y方向に進退動可能である(なお、いずれか一方のみがシームレス管110Aに対して相対的に進退動可能であればよい)。
【0090】
したがって、スリッター510およびバックアップローラ520とでシームレス管110を挟むようにして回転させ、かつこれらスリッター510およびバックアップローラ520を、シームレス管110Aに対して相対的に矢印X方向に移動させることによってシームレス管110Aを切断することが可能である。この場合、バリ111bは管の内側に形成される。
【0091】
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。
【0092】
以上のような像担持体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。
【0093】
図2に示すように、支持体120は、円筒部材140と、この円筒部材140の両端部141,141に固定された円板状の側板142,143とを備えている。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。
【0094】
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、一方の軸143aには歯車144が固定されている。
【0095】
スペーサ130は、像担持体110の端縁部111aよりも多少中央側に位置している。スペーサ130は円筒部材140の外周面に円環状に配置され、円筒部材140と像担持体110との間に介装されている。
【0096】
この実施の形態において、接着剤121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。
【0097】
図4は主としてスペーサ130の一例を示す模式図で、図(a1)は像担持体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)は像担持体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)は像担持体110が装着された後の状態を示す左側面である。
【0098】
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130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131と、この基部131の外周面に突設された弾性部としての弾性突起132とを備えている。基部131は、例えば金属または合成樹脂で構成され、弾性突起132は、例えばシリコンゴムで構成されている。弾性突起132は、図(c)に示すように、基部131の円周方向に等間隔で複数(図では12個)設けられている。図(a2)に示すように、基部131の外径Rfは像担持体110の内径Raよりも小さく設定されており、像担持体110が装着される前の弾性突起132の先端を結んだ円の半径(像担持体110の中心から弾性突起132の先端までの距離)Reは像担持体110の内径Raよりも大きく設定されている。なお、基部131の厚さは100μm程度、弾性突起132の高さは、図(b1)(b2)に示すように像担持体110が装着された状態で同じく100μm程度である。弾性突起132は、例えば、シリコン系ゴム塗料を基部131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。
【0099】
像担持体110は、これを円筒部材140にかぶせた後(円筒部材140を像担持体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121を注入することによって円筒部材140上に固着される。
【0100】
この際、スペーサ130は、次のように作用する。
【0101】
像担持体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を像担持体110に挿入する)過程で、スペーサ130の先端は像担持体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。
【0102】
その後、円筒部材140が像担持体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130は、それ自身の弾性力(復原力)によって像担持体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像担持体110を支持することとなる。
【0103】
ここで、弾性突起132は、図(c)に示すように、基部131の円周方向に等間隔で複数設けられているので、弾性突起132の弾性力(復原力)fcが像担持体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、像担持体110は、円筒部材140との間隔Sがほぼ均一となる状態(すなわちほぼ真円状態)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、図5(a)(b)に示すように、像担持体110の両端部111と円筒部材140の外周面との間に接着剤121が注入されて像担持体110が円筒部材140上に固着される。この際、像担持体110のバリ111bは接着代としての役割を果たす。
【0104】
円筒部材140の外周面145と像担持体110の内周面113との間の間隔Sは、前記バリ111bの高さよりも大きく、かつ、像担持体110の許容変形量、すなわち像担持体110を内方に変形させたときに破壊にいたる変形量δ2(図2参照)よりも小さく設定されている。
【0105】
次に、画像形成装置の一例について説明すると、以上のような像担持体ユニット100は、例えば図2に示すように、軸142a,143aが装置のフレームFに回転可能に支持される。146,146はベアリングである。歯車144とベアリング146との間には、ガタつき防止のための圧縮バネ147が設けられている。
【0106】
このようにして、感光体ユニット100はフレームFに回転可能に支持されており、図示しない適宜の駆動手段によって図1矢印方向(時計方向)に回転駆動される。
【0107】
図1に示すように、感光体ユニット100の回りには、その回転方向に沿って、帯電手段210、露光手段220、現像手段230、転写手段240、クリーニング手段250、および除電手段260が配置されている。
【0108】
帯電手段210は、像担持体110の外周面に当接して回転する、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おり、感光体ユニット100の像担持体110の外周面を一様に帯電させるようになっている。
【0109】
露光手段220は、レーザー光Lで像担持体110の外周面を走査することにより、像担持体110上に静電潜像を形成するようになっている。
【0110】
現像手段230は、像担持体110の外周面に当接して回転し、像担持体110の外周面にトナーを付着させてトナー像を形成する硬質の現像ローラ231と、この現像ローラ231に供給されるトナーが収容されたトナー貯留室232とを備えている。現像ローラ231は、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。
【0111】
転写手段240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おり、像担持体110上のトナー像を転写媒体(用紙等の記録媒体あるいは中間転写ベルト)Tに転写させるようになっている。
【0112】
クリーニング手段250は、像担持体110の外周面に当接し、転写手段240によりトナー像が転写された後に像担持体110の外周面に残存している残留トナーを掻き落として除去するクリーニング部材としてのクリーニングブレード251と、このブレード251によって掻き落とされたトナーを回収するトナー回収室252とを有している。
【0113】
除電手段260は除電ランプで構成されており、像担持体110の表面に一様に光を照射することにより、その表面の除電を行なうようになっている。
【0114】
以上のような各手段のうち、帯電ローラ210、および転写ローラ240は、いずれも、像担持体110と接触して像担持体110の内周面113が円筒部材140の外周面145と当接するまで像担持体110を内方に撓ませ、かつ像担持体110の周速と同一の周速度で回転するようになっている。このように帯電位置および転写位置においては、像担持体110の内周面113と円筒部材140の外周面145とが接触するから、両者間の摩擦係数は、できるだけ小さくしておくことが望ましい。帯電ローラ210は、図1に示すようにモータ212で(直接または歯車等を介して)駆動されて像担持体110の周速と同一の周速度で回転し、転写ローラ240は、像担持体110との接触により(転写媒体Tがある場合には転写媒体Tを介した接触により)、像担持体110に従動して像担持体110の周速と同一の周速度で回転するようになっている。なお、帯電ローラ210は、その軸211が図示しない一対の軸受部材で回転可能に支持され、かつ図示しない公知の付勢手段(例えばバネ)で円筒部材140に向けて付勢されている。転写ローラ240の支持構造および付勢構造も同様である。
【0115】
現像ローラ231は、像担持体110の内周面113が円筒部材140の外周面145に当接しないように像担持体110を内方に撓ませて像担持体110に接触している。ローラ当接部位における像担持体110の内側に撓んだ内周面113と円筒部材140の外周面145との間隙をS1で示してある。現像ローラ231の軸233は、一対の軸受部材234,234で回転可能に支持されており、この軸受部材234が、像担持体110の両側において円筒部材140の外周面145に回転可能に当接していることによって、現像ローラ231と円筒部材140との間隔が規制されている。なお、現像ローラ231は、その軸233が図示しない付勢手段により円筒部材140に向けて付勢されている。また、現像ローラ231は、軸233が図示しない駆動手段で駆動されることにより、回転駆動されるようになっている。現像ローラ231の回転速度は、その周速が像担持体110の周速と同一となるようにしても良いし、異なるように(通常は増速)しても良い。
【0116】
クリーニング手段250のクリーニングブレード251は、像担持体110の内周面113が円筒部材140の外周面145に当接するまで像担持体110を押圧してその外周面のトナーを除去するようになっている。このクリーニング位置においては、像担持体110の内周面113と円筒部材140の外周面145とが接触するから、両者間の摩擦係数は、できるだけ小さくしておくことが望ましい。
【0117】
以上のような画像形成装置による画像形成動作は次の通りである。
【0118】
図示しない駆動手段によって感光体ユニット100が回転駆動され、これによって像担持体110も回転駆動される。
【0119】
その過程において、像担持体110は、先ず除電手段260によって除電された後、帯電手段210によって一様に帯電させられる。
【0120】
次いで、露光手段220によりレーザー光Lが照射されることで像担持体110上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段230で現像されてトナー像となる。
【0121】
このトナー像は、転写ローラ240と像担持体110との間に供給される転写媒体Tに転写ローラ240によって転写される。
【0122】
この際、完全に転写されることなく像担持体110の表面に残留したトナーは、クリーニング手段250のクリーニングブレード251によって掻き落とされる。
【0123】
その後、像担持体110は、再び除電手段260によって除電され、次の画像形成がなされる。
【0124】
以上のような像担持体ユニット100によれば、次のような作用効果が得られる。
【0125】
(a)像担持体110は、可撓性を有する薄肉円筒状であり、その両端部111が、像担持体110の内方に配置された支持体120によって支持された構成となっているので、像担持体110は、支持体120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。
【0126】
したがって、この像担持体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手段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、確実に像担持体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。
【0127】
この点について、図6〜図9を参照して詳しく説明する。
【0128】
図6は、像担持体110に対して硬質ローラ200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200を用いている。
【0129】
像担持体110は、その両端部111が前述した支持体120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。
【0130】
図6に示すように、硬質ローラ200を軽く当接させただけでは、その両端201,201のみが像担持体110に接触するだけであり、中央部202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。
【0131】
図7は、硬質ローラ200を、図6に示した状態からさらに像担持体110に向けて、硬質ローラのクラウン量δ3(図6参照)よりも大きな量δ4だけ押圧した場合の像担持体110の変形状態を有限要素法にて解析し、像担持体の変形量を倍率50倍にして示したワイヤーフレームの斜視図である。像担持体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。
【0132】
図8は、図7における矢印X方向からみた図である。図9は図8におけるa断面、b断面、c断面、およびd断面における像担持体110の外周面を図7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断面における像担持体110の外周面をそれぞれ示している。
【0133】
図7〜図9から明らかなように、クラウン量δ3の硬質ローラ200を像担持体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、像担持体110は硬質ローラ200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200に確実に接触することとなる。
【0134】
これは、像担持体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。薄肉円筒状である像担持体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、像担持体の変形は、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像担持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。
【0135】
図8および図9を参照し、像担持体の変形状態について、より詳しく説明すると、図8におけるa部(像担持体の両端部分(支持体120で支持されている部分))では、図9に実線aで示すように、像担持体110は基本的に真円状態に保持されている。
【0136】
b部(ローラ200の端部直近)では、図9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。
【0137】
d部はローラ200の中央部であり、像担持体は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。
【0138】
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。
【0139】
以上からも明らかなように、薄肉円筒状である像担持体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。
【0140】
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200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、像担持体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。
【0141】
上述した画像形成装置では、帯電手段210、転写手段240が、像担持体110と接触して像担持体110の内周面113が円筒部材140の外周面145と当接するまで像担持体110を内方に撓ませる硬質ローラで構成されているので、帯電位置および転写位置においては、像担持体110とこれら硬質ローラ210,240とを確実かつ安定した状態で接触させることができ、確実に像担持体110を帯電させ、あるいは像を転写させることができる。
【0142】
硬質ローラが、像担持体110と接触してその内周面113が円筒部材140の外周面145と当接するまで像担持体110を内方に撓ませると、像担持体110は、硬質ローラと円筒部材140との間に挟まれた状態となる。このような状態においては、像担持体110が硬質ローラに対して適度な圧接力で良好に確実かつ安定した状態で接触することとなる。
【0143】
(b) この像担持体ユニット100は、像担持体110の内方に支持体120を配置し、像担持体110の両端部111と支持体120とを接着剤121で接着することにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0144】
(c) この像担持体ユニット100は、その像担持体110の両端縁において内方にバリ111bが形成されており、このバリ111bを接着代として像担持体110の両端部111と支持体120とが接着剤121で接着されているから、接着面積が増大し、結果として接着強度が増大するので、耐久性および信頼性が向上する。
【0145】
(d) この像担持体ユニット100は、像担持体110と支持体120との間に介装され、バリ部分111bよりも軸線方向内側において像担持体110を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部132を有するスペーサ130を備えているので、より一層簡単に製造することができる。
【0146】
像担持体ユニットとして、スペーサ130を備えていないものを製造することも可能である。例えば、支持体120と像担持体110とを適宜の治具等で同芯状に保持しておき、像担持体110の端部111と支持体120との間に接着剤121を注入することによって製造することが可能である。しかしながら、この場合、支持体120と像担持体110とを適宜の治具等で同芯状に保持しておく作業が多少煩雑である。
【0147】
これに対し、この実施の形態の像担持体ユニット100は、像担持体110と支持体120との間に介装され、バリ部分111bよりも軸線方向内側において像担持体110を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部132を有するスペーサ130を備えているので、支持体120上に像担持体110を装着すると、支持体120上に像担持体110が同芯状に保持されることとなる(図4(c)参照)。なお、弾性部132は、バリ部分111bよりも軸線方向内側において像担持体110を内方から均一に支持するから、バリ111bの影響を受けずに像担持体110を均一に支持することができる。
【0148】
したがって、この像担持体ユニット100によれば、特別の治具等が不要となり、支持体120上に像担持体110を装着し、像担持体110の端部111と支持体120との間に接着剤121を注入することによって像担持体ユニット100を一層簡単に製造することができる。
【0149】
しかも、スペーサ130で支持された像担持体110は円筒部材140に対してその間隔Sが円周方向において等間隔すなわちほぼ真円状態で支持された状態で接着剤121で接着されることとなるので、像担持体110の軸線方向への変位や振れが極めて少ない安定した回転状態が得られることとなる。
【0150】
(e) スペーサ130は、円筒部材140が像担持体110の内方に配置されたときに、円筒部材140と像担持体110とで圧縮されることにより像担持体110を弾性的に支持する構成であるから、このスペーサ130を円筒部材140(または像担持体110)に予め装着しておくことにより、より一層簡単に像担持体ユニットを製造することができる。
【0151】
(f) スペーサ130は、像担持体110の端縁部111aよりも多少中央側に位置しているので、像担持体110が円筒部材140に対してより一層均一に支持されることとなり、より一層振れ精度の向上が図られる。
【0152】
詳しく説明すると、像担持体110を電鋳法で構成し、切断した場合、その端縁部111aには、前述したようにバリ111bが生じることとなる。仮に、このバリ111bを除去することなく、スペーサ130で像担持体110の端縁部111aを支持する構成とすると、バリ111bによる影響で、像担持体110の円筒部材140に対する間隔Sが不均一になってしまうおそれがある。一方、上記バリ111bを除去しようとすると、薄肉円筒状である像担持体110に新たな歪を加えたり、いたずらに変形を増やすばかりでなく、非常に工数が掛かるという問題も生じる。
【0153】
これに対し、この実施の形態の像担持体ユニットによれば、スペーサ130が像担持体110の端縁部111aよりも多少中央側に位置しているので、像担持体110にバリ111bがあってもその影響を受けることなく、像担持体110を円筒部材140に対して均一に支持することができ、一層振れ精度の向上を図ることができる。しかも、上述したようにバリ111bを接着代として利用することができる。
【0154】
(g) スペーサ130が、像担持体110をその内方からその円周方向において複数箇所かつ等間隔で弾性的に支持する構成となっているので、スペーサ130による弾性力が像担持体110の円周方向全体に亙って良好に分散され、像担持体110が円筒部材140に対してより均一に支持されることとなる。
【0155】
(h) 支持体120は、その軸線方向長さが像担持体110よりも長く形成された剛性の円筒部材140を有しており、像担持体110は、その内周面113と円筒部材140の外周面145との間に、像担持体110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、例えば像担持体ユニット100の交換作業時等にオペレータが誤って像担持体110の中央部を強く押圧したとしても、像担持体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、この像担持体ユニット100は、前述した特開昭58−86550号公報に開示されたドラム状像担持体部材(図24参照)に比べて取扱い性に優れている。
【0156】
(i) 像担持体110を強く押圧してもこれが破損しないから、硬質ローラやクリーニングブレード等の当接部材を強く当接させることができる。
【0157】
(j) 支持体120および接着剤121は、導電性を有しているので、画像形成に必要な像担持体110に対する電気的導通をこれら支持体120および接着剤121を通じて得ることができる。したがって、別途導通手段を設ける必要がなくなる。
【0158】
(k)上述した画像形成装置においては、硬質ローラである帯電ローラ210,転写ローラ240が、像担持体110の周速と同一の周速度で回転するので、帯電ローラ210,転写ローラ240と像担持体110との接触部すなわち帯電位置および転写位置においては像担持体と各ローラとの間に相対速度差が生じない。したがって、接触部における摩擦が発生せず、これによる振動挙動も生じないため、安定した接触回転が得られることとなり、安定した帯電動作および転写動作が得られることとなる。
【0159】
また、上記振動挙動による像担持体110の破損も生じ難くなり、信頼性が向上する。
【0160】
なお、現像ローラ231の回転速度を、その周速が像担持体110の周速と異なるようにした場合、像担持体110は現像ローラ231との接触部において、現像ローラ231から摩擦力を受けることとなるが、両者の当接は、像担持体110の内周面113と円筒部材140の外周面145との間に間隔S1が形成される程度の当接であるから、像担持体110と現像ローラ231との当接力は小さい。このため、両者間の摩擦力も小さく、したがって、その変動による振動挙動も小さくなり、現像ローラ231と像担持体110とは、比較的安定した状態で接触し、回転することとなる。
【0161】
<第2の実施の形態>
図10は本発明に係る像担持体ユニットの第2の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の側面図、(b)は部分斜視図である。
【0162】
この第2の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、スペーサの構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0163】
この第2の実施の形態におけるスペーサ133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133aと、この基部133aの外周面に突設された弾性部としての弾性突条133bとを備えており、前述した第1の実施の形態におけるスペーサ130の弾性部がいわば点状の12個の突起132であったのに対し、弾性部が軸線方向に一定の長さを有する24個の弾性突条133bとなっている点でのみ第1の実施の形態と異なっている。
【0164】
弾性部がこのような突条133bであると、像担持体110がより安定した状態で支持されることとなる。
【0165】
また、個数が多いことによって、弾性部の復原力が像担持体110に対して、より一層均一に作用することとなり、結果として、像担持体110と円筒部材140との間隔Sがより一層均一となる。
【0166】
<第3の実施の形態>
図11は本発明に係る像担持体ユニットの第3の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の側面図、(b)は部分斜視図、(c)は図(a)の部分拡大図、(d)は作用説明図である。
【0167】
この第3の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、スペーサの構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0168】
この第3の実施の形態におけるスペーサ134は、円筒部材140の外周面145に固着される金属テープにエンボス加工を施すことにより、それ自身が弾性部として構成されている。なお、エンボス加工により形成される弾性突条134bの数は24個である。
【0169】
このようなスペーサ134は、図(d)に示すように像担持体110が装着されると、弾性突条134bが押圧された状態となり、それ自身の弾性によって内方から像担持体110を支持することとなる。
【0170】
このようなスペーサ134は、金属テープにエンボス加工を施すことにより簡単に作成することができる。
【0171】
また、スペーサ134によって像担持体110と円筒部材140との導通がとられるので、この実施の形態においては、接着剤121に必ずしも導電性を持たせる必要がなくなる。
【0172】
<第4の実施の形態>
図12は本発明に係る像担持体ユニットの第4の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の部分斜視図、(b)は断面図、(c)は作用説明図である。
【0173】
この第4の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、スペーサの構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0174】
この第4の実施の形態におけるスペーサ135は、全体として截頭円錐筒形状をなしており、円筒部材140の外周面145に固着される薄リング状の基部135aと、この基部135aから一体的に放射状に形成された弾性部としての24枚の可撓片135bとを備えている。なお、円筒部材140にはスペーサ135の基部135aの固着を確実にするために、円環状の凹部140aを設けることが望ましい。
【0175】
このようなスペーサ135は、像担持体110を図(b)に矢印X1で示すように円筒部材140にかぶせると(円筒部材140を像担持体110に挿入すると)、可撓片135bが矢印Y方向に撓み、それ自身の復原力によって図(c)に示すように内方から像担持体110を支持することとなる。
【0176】
このようなスペーサ135は薄肉金属または合成樹脂を截頭円錐筒形状に成形し、これにスリット135cを形成することにより簡単に作成することができる。
【0177】
また、スペーサ135を金属で作成した場合には、これによって像担持体110と円筒部材140との導通がとられるので、接着剤121に必ずしも導電性を持たせる必要がなくなる。
【0178】
<第5の実施の形態>
図13は本発明に係る像担持体ユニットの第5の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図である。なお、図(a)は像担持体ユニットの右部分を描いた図であるが、左部分は右部分と対称に構成されている。
【0179】
この第5の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、像担持体110の両端部111の固定構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0180】
この第5の実施の形態において、支持体120上に像担持体110の両端部111を固定する固定手段150は、像担持体110と支持体120との間に介装されバリ111bが埋設されるリング状の弾性部材151と、この弾性部材151および像担持体端部111を支持体120に接着した接着剤121とを有している。
【0181】
弾性部材151はスポンジで構成されており、自由状態における厚さは、像担持体110と円筒部材140との間隔Sよりも大きく形成されている。したがって、この弾性部材151は、前述したスペーサと同様な役割を果たす。
【0182】
接着剤121は、弾性部材151および像担持体端部111を覆うように盛り付けられている。
【0183】
この像担持体ユニットは、例えば、像担持体のバリ111bを弾性部材151に食い込ませるようにして弾性部材151を像担持体の端部内面側に装着しておき、これを支持体120にかぶせ(像担持体110に支持体120を挿入し)、接着剤121を盛り付けることによって容易に製造することができる。
【0184】
このような固定構造によれば、像担持体110は、リング状弾性部材151の弾性力によって支持体120上に同芯状に保持されるとともに、バリ111bが弾性部材151に埋設されることによって、像担持体110と弾性部材151との結合力が強まり、そして、この弾性部材151および像担持体端部111が接着剤121によって支持体120に接着されるので、像担持体110と支持体120とを同芯状に保持しておくための特別の治具等を用いることなく簡単に製造することができるとともに、強固な固定状態が得られることとなる。
【0185】
この実施の形態の像担持体ユニットによっても、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単で、しかも耐久性および信頼性が向上するという効果が得られる。
【0186】
<第6の実施の形態>
図14は本発明に係る像担持体ユニットの第6の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図である。なお、図(a)は像担持体ユニットの右部分を描いた図であるが、左部分は右部分と対称に構成されている。
【0187】
この第6の実施の形態が、前述した第5の実施の形態と異なる点は、リング状の弾性部材として、スポンジに変えてOリング152を用いた点にあり、その他の点に変わりはない。
【0188】
Oリング152の自由状態における厚さは、像担持体110と円筒部材140との間隔Sよりも大きく形成されている。したがって、このOリング152も、前述したスペーサと同様な役割を果たす。
【0189】
この第6の実施の形態によっても、上述した第5の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【0190】
<第7の実施の形態>
図15は本発明に係る像担持体ユニットの第7の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図である。なお、図(a)は像担持体ユニットの右部分を描いた図であるが、左部分は右部分と対称に構成されている。
【0191】
この第7の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、支持体およびこの支持体による像担持体の支持構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0192】
この第7の実施の形態における支持体122は、軸123と、この軸123に固定された円板状の支持部材124と、この支持部材124に固定された筒状部材140’とを備えている。これら軸123、支持部材124、円筒部材140’は、第1の実施の形態の説明で掲げたのと同様、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。円筒部材140’は、像担持体110の軸線方向長さよりも短くなっている点を除いて第1の実施の形態における円筒部材140と同じ構成である。
【0193】
支持部材124は、像担持体110の端部111をバリ111bよりも軸線方向内側において支持するテーパ面125と、像担持体110の外径よりも大きな外径のフランジ部126とを有している。
【0194】
接着剤121は、像担持体110のバリ111bを接着代として像担持体110の端部111と支持体122とを接着している。
【0195】
このような像担持体ユニットは、像担持体110の端部111に支持体122のテーパ面125を軽く圧入し、像担持体110の端部111と支持体122とを接着剤121で接着することにより製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0196】
像担持体110の端部111に支持体のテーパ面125を軽く圧入すると、像担持体110の端縁部が図15(a)に示すように広がるとともに、その軸線方向内側部分111cが支持体のテーパ面125と当接して、これによって支持されることとなるので、像担持体110は、バリ111bの影響を受けることなく支持体122と同芯状に支持されることととなる。
【0197】
すなわち、この実施の形態の像担持体ユニットによっても、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0198】
また、支持部材124の少なくとも表面が金属である場合には、前記当接部分(111c)によって像担持体110と支持部材124との導通がとられるので、接着剤121に必ずしも導電性を持たせる必要がなくなる。
【0199】
さらに、支持部材124は、像担持体110の外径よりも大きな外径のフランジ部126を有しているので、例えばオペレータがこの像担持体ユニットを机上に置いた場合等でも、像担持体110が直接机等と接触せず、傷つくことがなくなるので、取扱い性が一層向上する。
【0200】
しかも、当接部材を像担持体110に当接させる際に、このフランジ部126を、像担持体110と当接部材との間隔を規制する間隔規制手段として用いることができる。例えば、図2における現像ローラ231の軸受部材234をフランジ部126に当接させることによって像担持体110とローラ231との間隔を規制することができる。
【0201】
<第8の実施の形態>
図16は本発明に係る像担持体ユニットの第8の実施の形態を示す図で、(a)は部分省略断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図、(c)は図(a)におけるc−c断面図である。また、図17(a)は像担持体端部の拡大図、(b)は図17(a)の左側面図である。
【0202】
この第8の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、支持体120’の外径寸法、およびこの支持体120’による像担持体の支持構造ないし固定構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0203】
この第8の実施の形態における支持体120’の外径は、第1の実施の形態における支持体120の外径よりも多少大きく形成されている。すなわち、第1の実施の形態における支持体120の外径は、像担持体110の内径に比べて少なくともバリ111bの高さ分だけ小さく形成されていたのに対し、この第8の実施の形態における支持体120’の外径は、像担持体110の内径よりも小さいけれども、バリ111bの高さ分に満たない分だけ小さく形成されている。
【0204】
したがって、支持体120’を像担持体110の内方に挿入すると、バリ111bが支持体120’の外周面と当接し、像担持体110の両端部分は、そのバリ111b部分において膨らむように変形することとなる。逆に言えば、像担持体110と支持体120とは、変形したバリ111b部分の復原力によって固定されることとなる。
【0205】
像担持体110と支持体120’との間には、第1の実施の形態と同様なスペーサ130が介装されており、その弾性部132が、バリ111b部分よりも軸線方向内側において像担持体110を内方から弾性的かつ均一に支持している。なお、このスペーサ130に代えて、図10〜図12に示したいずれかのスペーサを用いることもできる。
【0206】
このような像担持体ユニットは、先ず像担持体110に支持体120’を挿入する。この際、像担持体110の一端のバリはスペーサ130を乗り越えつつ軸線方向において内側に変形することとなるので、支持体120’を挿入した後、図16(a)において支持体120’(または像担持体110)を左右に何度か往復動させて、バリ111bと支持体120’との当接状態を馴染ませる。これによって、バリ111b部分は、図17(a)(b)に示すように変形するとともに、このバリ111b部分において像担持体110は外側に膨らみ、逆にこのバリ111b部分および像担持体110の復原力によって、像担持体110と支持体120’とが固定されることとなる。
【0207】
すなわち、この実施の形態によれば、像担持体110に支持体120’を挿入して両者を相対的に何度か往復動作せるだけで製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0208】
なお、像担持体110は、そのバリ111b部分が支持体120’で支持されることによって、両端部部分が膨らむように歪み、したがって両端部分における真円度は図16(b)に示すように損なわれるが、像担持体110は可撓性を有する薄肉円筒状であるため、上記歪は図16(a)(c)に示すように像担持体110の中央部に向かうにつれて低減され、両端部以外の中央部分においては実用上問題のない程度の真円度が確保されることとなる。したがって、この中央部分(図(a)にLで示す領域)を画像領域として利用することができる。なお、図16および図17(およびこの明細書に添付した全ての図)は模式図であり、したがって、バリ111bの大きさおよび像担持体110の変形が誇張されて描かれているが、実際には、バリ111bの大きさおよび像担持体110の変形はそれほど大きくはない。像担持体110端部の半径方向への膨らみ量は、通常0.02〜0.03mm、最大でも0.05mm程度の微小量である。
【0209】
また、この実施の形態においては、像担持体110と支持体120’との間に介装され、バリ111b部分よりも軸線方向内側において像担持体110を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部132を有するスペーサ130を備えているので、像担持体110の両端部部分において生じ、中央部に向かうにつれて低減される歪は、スペーサ130部分において確実に除去されることとなる。
【0210】
したがって、像担持体の中央部分Lにおける真円度は、より確実に得られることとなる。
【0211】
すなわち、この実施の形態の像担持体ユニットによっても、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0212】
なお、バリ111b部分と支持体120’とを、さらに接着剤により固着することによって、像担持体110と支持体120’とをより確実に固定することもできる。この際、支持体120’の少なくともバリ111bとの接触部分が金属である場合には、像担持体110と支持部材124との導通がとられるので、接着剤に必ずしも導電性を持たせる必要はない。
【0213】
<第9の実施の形態>
図18は本発明に係る像担持体ユニットの第9の実施の形態を示す断面図、図19分解図である。
【0214】
この第9の実施の形態が、前述した第1の実施の形態と異なる点は、支持体を軸123と、この軸123に固定された一対の円板状支持部材127,128で構成した点、およびこの支持体による像担持体110の支持構造ないし固定構造にあり、その他の点に変わりはない。
【0215】
この第9の実施の形態における軸123、支持部材127,128は、第1の実施の形態の説明で掲げたのと同様、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。
【0216】
支持部材127,128は、それぞれ小径部127a,128aと、大径部127b,128bと、中心部の穴127c,128cとを有している。
【0217】
支持部材の小径部127a,128aの外径は、第1の実施の形態における支持体120の外径よりも多少大きく形成されている。すなわち、第1の実施の形態における支持体120の外径は、像担持体110の内径に比べて少なくともバリ111bの高さ分だけ小さく形成されていたのに対し、この第9の実施の形態における支持部材の小径部127a,128aの外径は、像担持体110の内径よりも小さいけれども、バリ111bの高さ分に満たない分だけ小さく形成されている。
【0218】
したがって、支持部材の小径部127a,128aを像担持体110の両端部内方に挿入すると、バリ111bが支持部材の小径部127a,128aの外周面と当接し、像担持体110の両端部分は、そのバリ111b部分において膨らむように変形することとなる。逆に言えば、像担持体110と支持部材127,128とは、変形したバリ111b部分の復原力によって固定されることとなる。
【0219】
この像担持体ユニットの作成法について図19を参照して具体的に説明する。
【0220】
像担持体110の内径をD2、像担持体110の両端部において内方にはみ出したバリ111bの高さをh、支持部材の小径部127a,128aの外径をD1、一方の支持部材128の穴128cの内径をD3、軸123の外径をD4とする。
【0221】
像担持体110の基材は、前述したようにニッケル電鋳管等で高精度に形成することができ、その公差は±0.01mm程度に仕上げることができる。
【0222】
バリ111bの高さhは像担持体110の内周面と支持部材の小径部127a,128aの外周面との間の隙間よりも大きい。
【0223】
すなわち、h>(D2−D1)/2である。
【0224】
支持部材127,128は高精度に切削加工することができ、その公差は±0.01mm程度に仕上げることができる。
【0225】
支持部材の小径部127a,128aの外径D1は、この公差および像担持体110の公差分だけ像担持体110の内径D2より小さく設定される。
【0226】
すなわち、D1=D2−0.02mmである。
【0227】
したがって、像担持体110の内周面と支持部材の小径部の外周面との間には、0〜0.04mmのクリアランスが生じ得る。
【0228】
また、支持部材128の穴128cの径D3は、軸123の外径D4より大きく(D3>D4)設定されるが、両者間のクリアランスは、0.01mm以下に設定することが可能である。
【0229】
像担持体ユニットを組み立てるには、予め、一方の支持部材127と軸123とを圧入等の手段で固着しておく。
【0230】
そして、先ず、矢印aで示すように、一方の支持部材127の小径部127aに対して像担持体110の一端を、バリ111bを変形させつつ装着する。バリ111bが変形することにより、その復原力で支持部材127と像担持体110の一端部とが固定される。なお、支持部材127の小径部127aに対して像担持体110の一端を装着する際、バリ111bを馴染ませるべく何度か往復動させてもよい。
【0231】
次いで、矢印bで示すように、軸123に対して他方の支持部材128を装着しつつ、その小径部128aを像担持体110の他端部に挿入する。このとき、像担持体110他端部のバリ11bは支持部材128の小径部128aと接触して拡大変形し、その復原力で支持部材128と像担持体110の他端部とが固定される。なお、支持部材128の小径部128aを像担持体110の他端部に挿入する際、バリ111bを馴染ませるべく何度か往復動させてもよい。
【0232】
その後、支持部材128の穴128c部分において、支持部材128と軸123とを接着等によって固着する。
【0233】
このような像担持体ユニットは、軸123、支持部材127,128、および像担持体110が一体となって回転可能である。
【0234】
すなわち、この実施の形態によれば、像担持体110に軸123付きの支持部材127および、支持部材128とを挿入するだけで製造することができ、前述した特公平4−69383号公報記載の感光体ドラム1(図21〜図23参照)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。
【0235】
なお、前述した第8の実施の形態における場合と同様、像担持体110は、そのバリ111b部分が支持部材127,128で支持されることによって、両端部分が膨らむように歪み、したがって両端部分における真円度は損なわれるが、像担持体110は可撓性を有する薄肉円筒状であるため、上記歪は像担持体110の中央部に向かうにつれて低減され、両端部以外の中央部分においては実用上問題のない程度の真円度が確保されることとなる。したがって、この中央部分を画像領域として利用することができる。
【0236】
すなわち、この実施の形態の像担持体ユニットによっても、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0237】
なお、バリ111b部分と支持部材127,128とを、さらに接着剤により固着することによって、像担持体110と支持部材127,128とをより確実に固定することもできる。この際、支持部材127,128の少なくともバリ111bとの接触部分が金属である場合には、像担持体110と支持部材124との導通がとられるので、接着剤に必ずしも導電性を持たせる必要はない。
【0238】
さらに、支持部材127,128は、像担持体110の外径よりも大きな外径の大径部(フランジ部)127b,128bを有しているので、例えばオペレータがこの像担持体ユニットを机上に置いた場合等でも、像担持体110が直接机等と接触せず、傷つくことがなくなるので、取扱い性が一層向上する。
【0239】
しかも、当接部材を像担持体110に当接させる際に、この大径部127b,128bを、像担持体110と当接部材との間隔を規制する間隔規制手段として用いることができる。例えば、図2における現像ローラ231の軸受部材234をフランジ部126に当接させることによって像担持体110とローラ231との間隔を規制することができる。
【0240】
<第10の実施の形態>
図20は、図1に示した画像形成装置において、転写媒体Tとして中間転写ベルトT1を用いた実施の形態を示すもので、その転写部の断面図である。
【0241】
中間転写ベルトT1は、図示の転写ローラ241を含め複数のローラに掛け渡されて張られ、適宜の駆動手段によって像担持体110と同じ周速で駆動され、少なくとも画像領域A以上の幅において、裏側から転写ローラ241によって像担持体110に押圧されている。この押圧部において、像担持体110上のトナーが中間転写ベルトT1上に転写電界(バイアス電界)によって転写されるようになっている。
【0242】
転写ローラ241には、像担持体の両端部(支持部分)を半径方向に逃がし、画像領域Aにおいて中間転写ベルトT1が確実に像担持体110に押圧されるようにするための逃がし溝242,242が形成されている。
【0243】
中間転写ベルトT1は回転時に蛇行するおそれがあるので、この蛇行を防止すべく、中間転写ベルトT1の裏面に肉厚レール状のビードT11を一体に設けるとともに、このビードT11と高精度に係合するビード案内溝243を転写ローラ241に設けてある。
【0244】
これらビードT11および案内溝243は、画像領域Aにおいて中間転写ベルトT1と像担持体110との確実な押圧状態を得るために、軸線方向において像担持体110の外側に設ける必要がある。
【0245】
また、中間転写ベルトT1が、絶縁樹脂基体上に抵抗層を施した多層構造となっている場合には、上記転写電界を発生させるために、中間転写ベルトT1の画像領域外に、例えばカーボン、金属粉等を分散させた導電性樹脂を塗布して電極部T12を設け、この電極部T12に、固定のブラシ244を接触させてバイアス電圧を供給する。
【0246】
この電極部T12も、画像領域Aにおいて中間転写ベルトT1と像担持体110との確実な押圧状態を得るために、軸線方向において像担持体110の外側に設ける必要がある。
【0247】
以上のような画像形成装置において、仮に像担持体110のバリ111bが外側に形成されていたとすると、バリ111bによって中間転写ベルトT1が傷つけられるおそれがあるが、この発明の実施の形態の像担持体ユニットによれば、バリ111bが内側に形成されているので、バリ111bによって中間転写ベルトT1が傷つけられるということがなくなる。
【0248】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明する。
【0249】
<像担持体110>
像担持体110の基材は、厚さ50μm、内径85.36mm、長さ400mmのニッケル電鋳管とした。この際、電鋳管は長さ400mm以上のものを作成した後、その両端部をスリッターで切断して長さ400mmとした。ニッケル電鋳管は、電鋳時に、両端部分の厚さが著しく不均一になったり、表面が凸凹することが多いから、この部分を捨て去るためである。
【0250】
感光層は、上記基材に下引き層を形成し、厚さ20μmのOPC(有機感光層)をディッピングにて形成した。
【0251】
なお、基材としては、ニッケル電鋳管の他、ステンレス、鉄鋼、アルミ、真鍮、銅等の合金からなる薄肉金属パイプを用いることもできる。
【0252】
<支持体120>
パイプ状の円筒部材140として、直径84.91mm、長さ440mm、厚さ2mmの鋼鉄製中空円筒を用いた。
【0253】
円板状の側板142,143は、鋼鉄製の切削部品で構成した。
【0254】
円筒部材140は、これらを圧入、圧着、接着等で一体に形成した後、防錆のためにニッケルメッキを施した。
【0255】
なお、円筒部材140は、その全体を切削加工により成形することもできる。
【0256】
また、円筒部材140を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。
【0257】
<スペーサ130等>
スペーサ130は、その基部131として金属テープを用い、この金属テープの外周面に、弾性印刷にて弾性突起132を形成した。
【0258】
スペーサ133は、その基部133aとして金属テープを用い、この金属テープの外周面に、弾性印刷にて弾性突条133bを形成した。
【0259】
スペーサ134は、金属テープにエンボス加工を施して構成した。
【0260】
スペーサ135は、薄肉金属を截頭円錐筒形状に成形し、これにスリット135cを形成することにより構成した。
【0261】
円筒部材140の外周面145と像担持体110の内周面113との間の間隔Sは0.225mmとした。
【0262】
<硬質ローラ>
硬質ローラは具体的には次のようにして構成することができる。
【0263】
すなわち、硬質のローラ状基体の表面に抵抗層を設けることによって構成する。
【0264】
ローラ状基体としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅等の金属を、切削、研磨等で、振れ精度、表面精度を良好に加工する。表面はバフ加工、ポリッシュ加工、スーパーフィニッシュ加工、ダイヤモンド研削、センタレス研磨等で鏡面仕上げを施す。
【0265】
または、合成樹脂例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(NY)、等をローラ状に成形し、これにアルミニウム、ニッケル、銅等の金属を蒸着、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、導電性樹脂として導電性を付与すれば良い。
【0266】
抵抗層は、体積抵抗108〜1014Ωcmの抵抗性樹脂を厚さ2μm〜1mm位に形成し中高抵抗の表面層を形成する。抵抗性樹脂としては、ナイロン、ポリウレタン、ポリエチレン等の薄膜樹脂に、カーボン、アルミニウム、ニッケル等の導電性粒子を分散したものを採用することができる。また、ポリビニールアニリン等の導電性樹脂やイオン導電性樹脂を用いても良い。
【0267】
以上のような硬質ローラは、ローラ状基体が硬質なため、鏡面仕上げが可能であり、これに形成された薄膜の樹脂の表面も極めて平滑である。
【0268】
また、表面が薄膜の樹脂であるため、硬度のバラツキや導電性のバラツキも少ない。
【0269】
<像担持体の変形状態を有限要素法にて解析するために用いた各部材等>
図7および図9に示した像担持体の変形状態を有限要素法にて解析するために用いた各部材等の諸元は次の通りである。
【0270】
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。
【0271】
例えば、
(1)上記実施の形態では像担持体ユニットを感光体ユニットとして説明したが、本発明の像担持体ユニットは、これに限らず、中間転写媒体ユニットとしても構成することができる。この場合、像担持体は薄肉円筒状の中間転写体で構成される。
【0272】
また、本発明の像担持体ユニットは、外周面に記録媒体(用紙等)を担持する転写ドラムユニットとしても構成することができる。この場合、薄肉円筒状の像担持体の外周面に、用紙等が静電吸着等によって付着(担持)される。
【0273】
(2)弾性部である弾性突起132,弾性突条133b,134b,可撓片135bの数は、それぞれ複数であれば任意であるが、望ましくは4個以上、より望ましくは8個以上、さらに望ましくは12個以上である。
【0274】
【発明の効果】
請求項1〜7記載のいずれの像担持体ユニットによっても、硬質ローラ等の当接部材との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、製造が簡単であるという効果が得られる。
【0275】
さらに、
請求項2〜5記載のいずれの像担持体ユニットによっても、より一層簡単に製造することができるという効果が得られる。。
請求項6記載の像担持体ユニットによれば、取扱い性に優れているという効果が得られる。
【0276】
請求項7記載の像担持体ユニットによれば、別途導通手段を設ける必要がなくなるという効果が得られる。
【0277】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る像担持体ユニットの第1の実施の形態を用いた画像形成装置の要部を示す模式図。
【図2】図1におけるII−II断面図で、主として像担持体ユニットを示す図。
【図3】像担持体の切断方法の説明図で、(a)は正面図、(b)は側面図。
【図4】主としてスペーサの一例を示す模式図で、図(a1)は像担持体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)は像担持体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)は像担持体110が装着された後の状態を示す左側面。
【図5】像担持体ユニットの端部を示す図で、(a)は断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図。
【図6】作用説明図。
【図7】作用説明図。
【図8】作用説明図。
【図9】作用説明図。
【図10】本発明に係る像担持体ユニットの第2の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の側面図、(b)は部分斜視図。
【図11】本発明に係る像担持体ユニットの第3の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の側面図、(b)は部分斜視図、(c)は図(a)の部分拡大図、(d)は作用説明図。
【図12】本発明に係る像担持体ユニットの第4の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は円筒部材およびスペーサを示す上半分の部分斜視図、(b)は断面図、(c)は作用説明図。
【図13】本発明に係る像担持体ユニットの第5の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図。
【図14】本発明に係る像担持体ユニットの第6の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図。
【図15】本発明に係る像担持体ユニットの第7の実施の形態の要部を示す模式図で、(a)は部分断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図。
【図16】本発明に係る像担持体ユニットの第8の実施の形態を示す図で、(a)は部分省略断面図、(b)は図(a)におけるb−b断面図、(c)は図(a)におけるc−c断面図。
【図17】(a)は図16における像担持体端部の拡大図、(b)は図(a)の左側面図。
【図18】本発明に係る像担持体ユニットの第9の実施の形態を示す断面図。
【図19】同上分解図。
【図20】図1に示した画像形成装置において、転写媒体Tとして中間転写ベルトT1を用いた実施の形態を示すもので、その転写部の断面図。
【図21】従来技術の説明図。
【図22】従来技術の説明図。
【図23】従来技術の説明図。
【図24】従来技術の説明図。
【符号の説明】
100 感光体ユニット
110 像担持体
111 両端部
111a 端縁部
111b バリ
113 内周面
120 支持体
121 接着剤
125 テーパ面
130 スペーサ
132 弾性部
140 円筒部材
145 外周面
150 固定手段
151 スポンジ(弾性部材)
151 Oリング(弾性部材)
Claims (7)
- 両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径に比べて少なくとも前記バリの高さ分だけ小さな外径を有し像担持体の内方に配置されて像担持体の両端部を内方から支持する支持体と、
前記バリを接着代として像担持体の両端部と支持体とを接着した接着剤と、
前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサと,
を備えていることを特徴とする像担持体ユニット。 - 両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径に比べて少なくとも前記バリの高さ分だけ小さな外径を有し像担持体の内方に配置されて像担持体の両端部を内方から支持する支持体と、
この支持体上に前記像担持体の両端部を固定する固定手段とを備え、
この固定手段は、前記像担持体と前記支持体との間に介装され前記バリが埋設されるリング状の弾性部材と、この弾性部材および前記像担持体端部を前記支持体に接着した接着剤とを有していることを特徴とする像担持体ユニット。 - 両端縁において内方にバリが形成された可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体と、
この像担持体の内径よりも小さな外径を有し、像担持体の両端部を、前記バリ部分を変形させて内方から支持する支持体と、を備え、
前記像担持体と支持体とが、変形したバリ部分の復原力によって固定されていることを特徴とする像担持体ユニット。 - 前記像担持体と支持体との間に介装され、前記バリ部分よりも軸線方向内側において像担持体を内方から弾性的かつ均一に支持する弾性部を有するスペーサを備えていることを特徴とする請求項3記載の像担持体ユニット。
- 前記バリ部分と支持体とが、さらに接着剤により固着されていることを特徴とする請求項3または4記載の像担持体ユニット。
- 前記支持体は、その軸線方向長さが前記像担持体よりも長く形成された剛性の円筒部材を有しており、前記像担持体は、その内周面と前記円筒部材の外周面との間に、像担持体の許容変形量より小さな間隔を隔てて配置されていることを特徴とする請求項1,2,3,4,または5記載の像担持体ユニット。
- 前記支持体および接着剤は、導電性を有していることを特徴とする請求項1,2,5,または6記載の像担持体ユニット。
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