JP3794090B2 - 像担持体ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【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１３〜図１５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１３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１３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１３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１６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１３〜図１５参照）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１６参照）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り、上記特公平４−６９３８３号公報記載の感光体ドラム１（図１３〜図１５参照）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、このドラム状像担持体部材（図１６参照）は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ等からなるドラム基体３１の両端を円板状の端板３３で鋼鉄製の軸３４に固設した構造であるから、次のような問題がある。
【００３３】
すなわち、軸３４に固設された端板３３にドラム基体３１が固設されており、軸３４とドラム基体３１とが上記の異種材料で構成されているため、使用環境や輸送環境で温度が変化すると、ドラム状像担持体部材の内部に大きな熱歪が発生する。
【００３４】
このため、薄肉円筒状のドラム基体３１が歪み、変形して振れが発生し、これによって、現像ローラ等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって変動し、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が不可能になり、帯電むら、現像不良、転写不良等による画像不良が発生するおそれがある。
【００３５】
また、薄肉円筒状のドラム基体３１が熱歪で座屈し、破断し、あるいは永久変形してしまうおそれがある。
【００３６】
さらに、構成部品の固設部が熱応力で破損してしまうおそれがある。
【００３７】
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。
【００３８】
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、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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。
【００３９】
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。
【００４２】
【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、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、像担持体の内方に配置された剛性の円筒部材と、この円筒部材上に前記像担持体の両端部を固定する固定部材とを備え、前記像担持体における固定部材との連結部間の軸線方向長さおよび線膨張率がＬ１およびα１，前記円筒部材における固定部材との連結部間の長さおよび線膨張率がＬ３およびα３，前記固定部材の前記像担持体および前記円筒部材との連結部間の軸線方向長さがＬ２，Ｌ４、線膨張率がα２，α４であり、
上記軸線方向長さについては、上記連結された像担持体と円筒部材と固定部材とを有する構造体における，上記連結部のうちのある連結点を起点および終点とし，この起点から，当該起点から最も離れた他の連結点へ向かい，この最も離れた連結点から前記終点に向かうに閉ループを考えたときに，前記起点から前記最も離れた連結点に向かう方向を正，前記最も離れた連結点から前記終点に向かう方向を負とし，かつ，
前記像担持体のヤング率をＥ１，許容応力をσａとしたとき、
n
σａ＞Ｅ１× Σ Ｌｉ×（１＋αｉ・△Ｔ）／Ｌ１
i=1
Ｌｉ：ｉ番目の部材の長さ
αｉ：ｉ番目の線膨張率
△Ｔ：△Ｔ＝２０°Ｃ
であることを特徴とする。
【００４３】
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前記固定部材で支持されていることを特徴とする。
【００４４】
請求項３記載の像担持体ユニットは、請求項１，２，３，または４記載の像担持体ユニットにおいて、前記円筒部材および固定部材は、導電性を有していることを特徴とする。
【００４５】
【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、像担持体の内径よりも小さな外径を有する円筒部材上に固定部材で固定された構成となっているので、像担持体は、固定部材によって固定されていない中央部分が内方に変形可能である。
【００４６】
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。
【００４７】
また、この像担持体ユニットは、像担持体の内方に円筒部材を配置するようにして、像担持体の両端部を固定部材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１３〜図１５参照）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。
【００４８】
そして、像担持体の線膨張率と円筒部材の線膨張率とが、略等しく構成されているので、使用環境や輸送環境で温度が変化しても、像担持体ユニットの内部には熱膨張差による熱歪が発生しないか、発生したとしても微小なものとなる。
【００４９】
したがって、薄肉円筒状の像担持体の歪み、変形が防止され、振れの発生も防止されるので、現像ローラ等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって変動せず、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が可能となり、帯電むら、現像不良、転写不良等のない良好な画像を得ることができる。
【００５０】
また、像担持体が熱歪で座屈し、破断し、あるいは永久変形してしまうということがなくなり、構成部品の固定部が熱応力で破損してしまうということもなくなるので、機械的信頼性が向上する。
【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、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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によれば、請求項１記載の像担持体ユニット同様、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、像担持体の内径よりも小さな外径を有する円筒部材上に固定部材で固定された構成となっているので、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、また、簡単に製造することが可能である。
【００５３】
そして、像担持体と円筒部材とが、同種の材料で構成されているので、使用環境や輸送環境で温度が変化しても、像担持体ユニットの内部には熱膨張差による熱歪が発生しないか、発生したとしても微小なものとなる。
【００５４】
したがって、薄肉円筒状の像担持体の歪み、変形が防止され、振れの発生も防止されるので、現像ローラ等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって変動せず、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が可能となり、帯電むら、現像不良、転写不良等のない良好な画像を得ることができる。
【００５５】
また、像担持体が熱歪で座屈し、破断し、あるいは永久変形してしまうということがなくなり、構成部品の固定部が熱応力で破損してしまうということもなくなるので、機械的信頼性が向上する。
【００５６】
すなわち、この請求項２記載の像担持体ユニットによれば、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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。
【００５７】
請求項３記載の像担持体ユニットによれば、請求項１記載の像担持体ユニット同様、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体の両端部が、像担持体の内径よりも小さな外径を有する円筒部材上に固定部材で固定された構成となっているので、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、また、簡単に製造することが可能である。
【００５８】
そして、前記像担持体における固定部材との連結部間の軸線方向長さおよび線膨張率がＬ１およびα１，前記円筒部材における固定部材との連結部間の長さおよび線膨張率がＬ３およびα３，前記固定部材の前記像担持体および前記円筒部材との連結部間の軸線方向長さがＬ２，Ｌ４、線膨張率がα２，α４であり、
前記像担持体のヤング率をＥ１，許容応力をσａとしたとき、

Ｌｉ：ｉ番目の部材の長さ
αｉ：ｉ番目の線膨張率
△Ｔ：温度差
となるように構成されているので、使用環境や輸送環境で温度が変化しても、像担持体ユニットの内部には、その軸線方向における熱歪が発生しないか、発生したとしても許容応力以下のものとなる。
【００５９】
したがって、薄肉円筒状の像担持体の大きな歪み、永久変形が防止され、振れの発生も防止されるので、現像ローラ等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって大きく変動せず、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が可能となり、帯電むら、現像不良、転写不良等のない良好な画像を得ることができる。
【００６０】
また、像担持体が熱歪で座屈し、あるいは破断してしまうということがなくなり、構成部品の固定部が熱応力で破損してしまうということもなくなるので、機械的信頼性が向上する。
【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、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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によれば、請求項１，２，または３記載の像担持体ユニットにおいて、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前記固定部材で支持されているので、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１６参照）に比べて取扱い性に優れている。
【００６３】
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。
【００６４】
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、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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。
【００６５】
請求項５記載の像担持体ユニットによれば、請求項１，２，３，または４記載の像担持体ユニットにおいて、前記円筒部材および固定部材は、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円筒部材および固定部材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。
【００６６】
【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。
【００６７】
＜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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
感光体ユニット１００は、像担持体１１０と、この像担持体１１０の両端部１１１，１１１を支持する一対の支持部材１２０，１２０と、像担持体１１０の内方に配置された円筒部材１４０とを備えている。
【００７１】
像担持体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。
【００７２】
支持部材１２０は、像担持体１１０の端縁部１１１ａよりも多少中央側に位置しており、固定部材としての固着部材１２１と、スペーサ１３０とを備えている。
【００７３】
固着部材１２１は、それ自体の熱膨張を無視し得る短い長さで、像担持体１１０と円筒部材１４０とを、その両端部付近で支持し、連結している。ここで、図２に示すように、像担持体１１０における固着部材１２１との連結部間の軸線方向長さをＬ１、円筒部材１４０における固着部材１２１との連結部間の長さをＬ３とすると、Ｌ１＝Ｌ３となる。
【００７４】
したがって、感光体ユニット１００をとりまく温度が変化して温度差が発生した場合でも、後述するように、像担持体１１０と円筒部材１４０とを、その線膨張率を略等しく構成し、あるいは同種の材料で構成することによって、Ｌ１，Ｌ３の長さの変化を略同じとし、像担持体１１０に生じる歪や変形を小さくし、良好な機械精度を保持することができる。
【００７５】
上記固着部材１２１，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。
【００７６】
この実施の形態において、固着部材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。
【００７７】
図３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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
この際、スペーサ１３０は、次のように作用する。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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（図２参照）が注入されて像担持体１１０が円筒部材１４０上に固着される。
【００８４】
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、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。
【００８５】
図２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。
【００８６】
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。
【００８７】
以上のような像担持体ユニット１００は、次の（１）（２）のいずれかによって構成する。
【００８８】
（１）像担持体１１０の線膨張率と円筒部材１４０の線膨張率とが、略等しくなるように構成する。
【００８９】
例えば、像担持体１１０の基材をニッケルシームレス管（線膨張率は１２．８×１０^-6／゜Ｃ〜１３．４×１０^-6／゜Ｃである）とした場合には、筒状部材１４０をガラス繊維または雲母等の無機質（ミネラル）入りのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成する。ガラス含有率を５５％（重量比）とすることによって、線膨張率を１１．０×１０^-6／゜Ｃ〜１４．０×１０^-6／゜Ｃとすることができる。
【００９０】
（２）像担持体１１０と円筒部材１４０とを同種の材料で構成する。
【００９１】
例えば、像担持体１１０の基材をニッケルシームレス管とした場合には、筒状部材１４０をニッケルあるいはステンレスで構成する。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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が一対の支持部材１２０，１２０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、支持部材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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
この点について、図４〜図７を参照して詳しく説明する。
【０１１５】
図４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。
【０１１６】
像担持体１１０は、その両端部１１１が前述した一対の支持部材１２０，１２０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。
【０１１７】
図４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。
【０１１８】
図５は、硬質ローラ２００を、図４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４参照）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。
【０１１９】
図６は、図５における矢印Ｘ方向からみた図である。図７は図６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５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。
【０１２０】
図５〜図７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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図６および図７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６におけるａ部（像担持体の両端部分（支持部材１２０で支持されている部分））では、図７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。
【０１２３】
ｂ部（ローラ２００の端部直近）では、図７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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
（ｂ） この像担持体ユニット１００は、像担持体１１０の内方に円筒部材１４０を配置するようにして、像担持体１１０の両端部１１１を一対の支持部材１２０で支持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１３〜図１５参照）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。
【０１３１】
（ｃ） 像担持体ユニット１００は、上記（１）（２）のいずれかの構成となっているので、使用環境や輸送環境で温度が変化しても、像担持体ユニット１００の内部には熱膨張差による熱歪が発生しないか、発生したとしても微小なものとなる。
【０１３２】
したがって、薄肉円筒状の像担持体１１０の歪み、変形が防止され、振れの発生も防止されるので、現像ローラ２３１等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって変動せず、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が可能となり、帯電むら、現像不良、転写不良等のない良好な画像を得ることができる。
【０１３３】
また、像担持体１１０が熱歪で座屈し、破断し、あるいは永久変形してしまうということがなくなり、構成部品の固定部が熱応力で破損してしまうということもなくなるので、機械的信頼性が向上する。
【０１３４】
（ｄ） 支持部材１２０は、像担持体１１０をその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１３０と、このスペーサ１３０で支持された像担持体１１０と円筒部材１４０とを固着する固着部材１２１とを備えているから、特開昭５８−８６５５０号のドラム状像担持体部材（図１６）に比べて製造が容易であると共に、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固着部材１２１で固着されることとなる。したがって、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。
【０１３５】
（ｅ） 像担持体１１０の内方には、剛性の円筒部材１４０が、その外周面１４５と像担持体１１０の内周面１１３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１６参照）に比べて取扱い性に優れている。
【０１３６】
（ｆ） 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。
【０１３７】
（ｇ） 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。
【０１３８】
（ｈ） 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。
【０１３９】
（ｉ） 円筒部材１４０および支持部材１２０が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円筒部材１４０および支持部材１２０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。
【０１４０】
（ｊ） 支持部材１２０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。
【０１４１】
詳しく説明すると、像担持体１１０を電鋳法で構成した場合、その端縁部１１１ａには、カッティングによるカエリやバリが生じることとなる。仮に、このバリ等を除去することなく、支持部材１２０で像担持体１１０の端縁部１１１ａを支持する構成とすると、バリ等による影響で、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、上記バリ等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。
【０１４２】
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、支持部材１２０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に上記バリ等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。
【０１４３】
（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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
＜第２の実施の形態＞
図８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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
＜第３の実施の形態＞
図９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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
＜第４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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
＜第５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５の実施の形態の要部を示す模式図で、上半分の断面を示した図である。下半分は上半分と対称である。
【０１６４】
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。
【０１６５】
この第５の実施の形態において、円筒部材１４０上に像担持体１１０の両端部１１１を固定する固定部材１５１，１５２は、それぞれ像担持体１１０と円筒部材１４０との間に円環状に設けられており、像担持体１１０との連結部（例えば接着等による接合部）１５１ａ，１５２ａと、円筒部材１４０との連結部１５１ｂ，１５２ｂとを有している。
【０１６６】
そして、像担持体１１０における固定部材１５１，１５２との連結部１５１ａ，１５２ａ間の軸線方向長さおよび線膨張率がＬ１およびα１，円筒部材１４０における固定部材１５１，１５２との連結部１５１ｂ，１５２ｂ間の長さおよび線膨張率がＬ３およびα３，固定部材１５２，１５１の像担持体１１０および円筒部材１４０との連結部間、すなわち１５２ａ，１５２ｂ間、１５１ａ，１５１ｂ間の軸線方向長さがＬ２，Ｌ４、線膨張率がα２，α４であり、
像担持体１１０のヤング率をＥ１，許容応力をσａとしたとき、

Ｌｉ：ｉ番目の部材の長さ
αｉ：ｉ番目の線膨張率
△Ｔ：温度差
ｎ：連結された部材の総数（この場合ｎ＝４）
ｉ：連結された部材の順番（この場合ｉは１からｎ）
となるように構成してある。なお、具体例については、後述する実施例の欄に記載してある。
【０１６７】
ここで、先ず、上式に関する定義について図１２（ａ）を参照して説明する。
【０１６８】
図１２（ａ）（ｂ）は、長さおよび熱膨張率がそれぞれ異なる部材を連結した構造体において発生する熱膨張を説明するための図である。
【０１６９】
図１２において、部材１，２，３，４は、それぞれ、
長さが、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
熱膨張率が、α１，α２，α３，α４である。
【０１７０】
なお、ここでの長さは、部材同士の連結部（接合部）間の長さである。
【０１７１】
ここで熱膨張を考えるとき、長さについては、その正負を次のようにして定義する。
【０１７２】
先ず、連結した構造体のある連結点を起点および終点とする。図１２（ａ）では、最左端の連結点における部材１側の連結点ア点を起点とし、部材４側の連結点イを終点とする。
【０１７３】
次に、起点アに対して最も離れた連結点を決める。図１２（ａ）では、最右端に位置するウ点が、起点アに対して最も離れた連結点である。
【０１７４】
そして、起点ア→点ウ→終点イという時計回りの閉ループを考えたときに、
起点アからウ点に向かう方向を正（図中右方向）、ウ点から終点イに向かう方向を負（図中左方向）とする。
【０１７５】
すなわち、起点アから、順次連結点を追ってゆくとき、ある連結点に対して次の連結点が有る方向（ある連結点から次の連結点に向かう方向）によって上記のように正負を決定する。
【０１７６】
したがって、部材１，２，３，４の長さの正負は、Ｌ１，Ｌ２は＋、Ｌ３，Ｌ４は−となる。
【０１７７】
次に、上式の意義について図１２（ｂ）を参照して説明する。
【０１７８】
ア点とイ点とを連結した時点（すなわち構造体を作成した時点）から、構造体をとりまく環境温度が変化し、温度差△Ｔ（△Ｔは、温度が上昇した場合を＋、低下した場合を−とする）が生じたとする。ここで、仮にア点とイ点とが連結されていないとすると、温度変化によって伸縮した各部材１，２，３，４の長さＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’は、
Ｌ１’＝Ｌ１×（１＋α１×△Ｔ）
Ｌ２’＝Ｌ２×（１＋α２×△Ｔ）
Ｌ３’＝Ｌ３×（１＋α３×△Ｔ）
Ｌ４’＝Ｌ４×（１＋α４×△Ｔ）
となる。
【０１７９】
ここで、これらの総和が０でないとすると、図１２（ｂ）に示すようにア点とイ点とはずれることとなり、そのずれ量Ｌｔは、

となる。
【０１８０】
なお、Ｌｔの値が正であれば、図１２（ｂ）に示すように、イ点はア点より正側（右側）にずれ、負であれば負側（左側）にずれることとなる。
【０１８１】
しかしながら、実際には、ア点とイ点とは連結されているから、上記ずれは生じず、その分、構造体内に熱歪ないし熱応力が生じることとなる。
【０１８２】
この熱歪ないし熱応力は、構造体内の最も弱い部材に対して作用し、その部材の許容応力を越える熱応力が生じると、その部材が破壊し、あるいは永久変形することとなる。
【０１８３】
この実施の形態では、可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体１１０が最も弱い部材であるから、温度変化があった場合、熱応力は像担持体１１０に作用することとなる。
【０１８４】
しかしながら、この実施の形態では、上述したように、像担持体１１０における固定部材１５１，１５２との連結部１５１ａ，１５２ａ間の軸線方向長さおよび線膨張率がＬ１およびα１，円筒部材１４０における固定部材１５１，１５２との連結部１５１ｂ，１５２ｂ間の長さおよび線膨張率がＬ３およびα３，固定部材１５２，１５１の像担持体１１０および円筒部材１４０との連結部間、すなわち１５２ａ，１５２ｂ間、１５１ａ，１５１ｂ間の軸線方向長さがＬ２，Ｌ４、線膨張率がα２，α４であり、
像担持体１１０のヤング率をＥ１，許容応力をσａとしたとき、

となるように構成されているので、使用環境や輸送環境で温度が変化し、像担持体ユニットの内部に、その軸線方向における熱歪が発生したとしてもその熱応力は許容応力以下のものとなる。
【０１８５】
したがって、薄肉円筒状の像担持体１１０の大きな歪み、永久変形が防止され、振れの発生も防止されるので、現像ローラ等の各プロセス部材との間隔が温度環境によって大きく変動せず、確実で安定した接触状態、あるいはギャップ管理が可能となり、帯電むら、現像不良、転写不良等のない良好な画像を得ることができる。
【０１８６】
また、像担持体１１０が熱歪で座屈し、あるいは破断してしまうということがなくなり、構成部品の固定部が熱応力で破損してしまうということもなくなるので、機械的信頼性が向上する。
【０１８７】
なお、上式におけるσａとしては、永久変形を問題とする場合には比例限度または耐力（０．２％耐力等）を採用し、破壊を問題とする場合には、引っ張り強さを採用する。
【０１８８】
また、図１１に示したこの実施の形態における部材と、図１２に示した各部材との対応関係について、念のために説明すると、
像担持体１１０は、図１２の部材１に、
固定部材１５２は、図１２の部材２に、
円筒部材１４０は、図１２の部材３に、
固定部材１５１は、図１２の部材４に、
連結部１５１ａは、図１２のア点およびイ点に、
連結部１５２ａは、図１２のウ点に、
それぞれ対応している。
【０１８９】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明する。
【０１９０】
なお、実施例１〜５は前述した構成（２）の実施例であり、実施例６〜７は前述した構成（１）の実施例であり、実施例８は前述した第５の実施の形態の実施例である。
【０１９１】
｛実施例１｝
＜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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
＜円筒部材１４０＞
パイプ状の円筒部材として、直径８４．９１ｍｍ、長さ４４０ｍｍ、厚さ２ｍｍのステンレス製中空円筒を用いた。
【０１９４】
円板状の側板１４２，１４３は、ステンレス製の切削部品で構成した。
【０１９５】
なお、円筒部材１４０および側板１４２，１４３は、その全体を切削加工により成形することもできる。
【０１９６】
＜支持部材１２０＞
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。
【０１９７】
固着部材１２１としては、導電性接着剤を用いた。
【０１９８】
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。
【０１９９】
＜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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
＜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５および図７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。
【０２０７】

｛実施例２｝
像担持体１１０の基材および、円筒部材１４０を両者ともステンレスで構成した。その他は実施例１と同じである。
【０２０８】
｛実施例３｝
像担持体１１０の基材および、円筒部材１４０を両者ともポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成した。像担持体１１０の基材および円筒部材１４０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し、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した。
【０２０９】
その他は実施例１と同じである。
【０２１０】
｛実施例４｝
像担持体１１０の基材、円筒部材１４０を、アルミ、ジュラルミン、マグナリウムのいずれかで構成した。
【０２１１】
その他は実施例１と同じである。
【０２１２】
｛実施例５｝
像担持体１１０の基材、円筒部材１４０を、黄銅、銅、りん青銅のいずれかで構成した。
【０２１３】
その他は実施例１と同じである。
【０２１４】
｛実施例６｝
筒状部材１４０をガラス繊維含有率５５％（重量比）のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成した。円筒部材１４０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し、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した。
【０２１５】
その他は実施例１と同じである。
【０２１６】
｛実施例７｝
像担持体１１０の基材をアルミニウム管（線膨張率は２３．１×１０^-6／゜Ｃである）で構成し、筒状部材１４０をガラス繊維または雲母等の無機質（ミネラル）入りのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成したる。ガラス含有率を４５％（重量比）とすることによって、線膨張率を２３．０×１０^-6／゜Ｃとした。円筒部材１４０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し、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した。
【０２１７】
その他は実施例１と同じである。
【０２１８】
｛実施例８｝
像担持体１１０の基材はニッケル電鋳管で構成し、その長さは、Ｌ１＝３００ｍｍとした。熱膨張率はα１＝１３．４×１０^-6／゜Ｃ、ヤング率はＥ１＝２００００ｋｇ／ｍｍ²である。許容応力としては０．２％耐力を採用した。すなわち、
σａ＝５０ｋｇ／ｍｍ²である。
【０２１９】
左右の固定部材１５１，１５２としては、ナイロン６１０を用い、その長さは、
Ｌ２＝Ｌ４＝５ｍｍとした。熱膨張率はα２＝α４＝９０×１０^-6／゜Ｃである。
【０２２０】
円筒部材１４０は炭素鋼で構成し、その長さは、Ｌ３＝２９０ｍｍとした。熱膨張率はα３＝１０．７×１０^-6／゜Ｃである。
【０２２１】
そして、通常、像担持体ユニット１００の組立は室温（およそ２０〜２５゜Ｃ）の環境下で行なわれ、実際に使用される（あるいは輸送中における）環境温度は、通常、０〜４５゜Ｃ位であるので、温度差としては△Ｔ＝２０゜Ｃを採用した。
【０２２２】
以上のような条件で前述したずれ量Ｌｔを計算すると、
Ｌｔ＝０．０００３４ｍｍとなる。
【０２２３】
したがって、像担持体１１０の熱歪εｔは、
εｔ＝Ｌｔ／Ｌ１＝１．１３×１０^-6
熱応力σｔは
σｔ＝Ｅ１×εｔ＝０．０２２６７ｋｇ／ｍｍ²
となり、許容応力σａ＝５０ｋｇ／ｍｍ²でに比べて極めて小さな値となる。
【０２２４】
したがって、熱膨張による像担持体１１０の歪、振れ等が増加することなく、組立時の状態が維持され、極めて高精度な像担持体ユニット１００が得られる。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
（２）支持部材１２０は、固定部材としての固着部材１２１と、スペーサ１３０とを備えている構成としたが、固定部材だけで構成することもできる。
【０２２８】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のいずれの像担持体ユニットによっても、使用環境や輸送環境で温度が変化しても破損等を生じることなく、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。
【０２２９】
さらに、請求項２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、請求項３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。
【０２３０】
【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】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４】作用説明図。
【図５】作用説明図。
【図６】作用説明図。
【図７】作用説明図。
【図８】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９】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１０】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１１】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、上半分の断面を示した図。
【図１２】（ａ）（ｂ）は、長さおよび熱膨張率がそれぞれ異なる部材を連結した構造体において発生する熱膨張を説明するための図。
【図１３】従来技術の説明図。
【図１４】従来技術の説明図。
【図１５】従来技術の説明図。
【図１６】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
１１３ 内周面
１２０ 支持部材
１２１ 固着部材（固定部材）
１３０ スペーサ
１４０ 円筒部材
１４５ 外周面
１５１，１５２ 固定部材

Claims (3)

1. 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、像担持体の内方に配置された剛性の円筒部材と、この円筒部材上に前記像担持体の両端部を固定する固定部材とを備え、前記像担持体における固定部材との連結部間の軸線方向長さおよび線膨張率がＬ１およびα１，前記円筒部材における固定部材との連結部間の長さおよび線膨張率がＬ３およびα３，前記固定部材の前記像担持体および前記円筒部材との連結部間の軸線方向長さがＬ２，Ｌ４、線膨張率がα２，α４であり、
   上記軸線方向長さについては、上記連結された像担持体と円筒部材と固定部材とを有する構造体における，上記連結部のうちのある連結点を起点および終点とし，この起点から，当該起点から最も離れた他の連結点へ向かい，この最も離れた連結点から前記終点に向かうに閉ループを考えたときに，前記起点から前記最も離れた連結点に向かう方向を正，前記最も離れた連結点から前記終点に向かう方向を負とし，かつ，
   前記像担持体のヤング率をＥ１，許容応力をσａとしたとき、
   n
   σａ＞Ｅ１× Σ Ｌｉ×（１＋αｉ・△Ｔ）／Ｌ１
   i=1
   Ｌｉ：ｉ番目の部材の長さ
   αｉ：ｉ番目の線膨張率
   △Ｔ：△Ｔ＝２０°Ｃ
   であることを特徴とする像担持体ユニット。
2. 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前記固定部材で支持されていることを特徴とする請求項１記載の像担持体ユニット。
3. 前記円筒部材および固定部材は、導電性を有していることを特徴とする請求項１または２記載の像担持体ユニット。

Images