JP2001117451A

JP2001117451A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001117451A
Application number: JP29191299A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tsunoda; 幸一角田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で且つ騒音の静音化が図れる画像形成装
置を提供する。【解決手段】静電潜像を担持する感光体ドラム１７
と、少なくとも感光体ドラム１７を駆動する駆動機構４
７と、感光体ドラム１７に設けられたヘルムホルツ共鳴
器７９とを備え、感光体ドラム１７の静電潜像を可視化
して用紙Ｐに画像を形成する複写機１であって、ヘルム
ホルツ共鳴器７９は、感光体ドラム１７の内部に形成さ
れた内部空間８７と、この内部空間８７と感光体ドラム
１７の外部空間８６とを連通する貫通孔８５ａとを備
え、ヘルムホルツ共鳴器７９は、駆動機構４７から発生
する騒音の少なくとも１つの周波数に共鳴する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】複写機、ファクシミリ、レー
ザプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、ファクシミリ、レーザ
ープリンタ等の画像形成装置から発生する騒音には様々
な種類がある。例えば、紙の擦れ音や、クラッチ、ソレ
ノイド等の動作に起因する衝撃音の周波数成分は広帯域
であり、周波数のピークを持たない。

【０００３】一方、駆動手段であるモータやギアの噛み
合い音等の回転に起因する駆動音や、帯電部材が感光体
（像担持体）に接触帯電するときにおいて交流成分を有
する電圧が印加された場合に、帯電部材と感光体との間
で発生する帯電音について、周波数分析をおこなうと急
峻な周波数のピークが立つ。これらの音は、画像形成装
置の稼動時において、常にその周波数が発生している定
常音である場合が多く、音圧レベルが周囲の周波数より
も高いので、聞き分けることができ、耳障りに感じるこ
とが多い。

【０００４】帯電音に対しては、感光体に接触帯電する
とき、帯電部材が印加する電圧を交流から直流に変える
ことで、帯電部材と感光体との間で発生する帯電音を静
音化することができる。このように帯電音を静音化する
と、駆動手段から発生する騒音の周波数の音圧レベルが
一番大きいことが多い。この駆動手段から発生する騒音
を静音化する技術として、特開平７−２１００６１号公
報に開示されている技術が公知である。

【０００５】これは、画像形成装置等のＯＡ機器の外装
材の送風ファンの排風口に、ヘルムホルツ共鳴空間（内
部空間）と通路とからなるヘルムホルツ共鳴器（静音手
段）を有したダクトを取り付け、送風ファンの回転時に
発生する風切り音、又は駆動手段からの騒音等を、ヘル
ムホルツ共鳴空間に閉じ込めて減衰させて静音化を図る
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の技術で
は、ヘルムホルツ共鳴器を別途設ける必要があるので、
画像形成装置として大型になってしまうという課題があ
る。

【０００７】そこで、本発明は、小型で且つ騒音の静音
化が図れる画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、静電潜像を担持する像担持体と、少なくとも像担持
体を駆動する駆動手段と、像担持体に設けられた静音手
段とを備え、像担持体の静電潜像を可視化して転写材に
画像を形成する画像形成装置であって、静音手段は、像
担持体の内部に形成された内部空間と、この内部空間と
像担持体の外部空間とを連通する通路とを備え、静音手
段は、駆動手段から発生する騒音の少なくとも１つの周
波数に共鳴することを特徴とする。

【０００９】この請求項１に記載の発明では、駆動手段
から発生した騒音は、静音手段の通路を介して内部空間
に閉じ込められて減衰させられ静音化する。即ち、通路
に騒音（音圧）が作用すると、通路内の媒質（空気）が
一体運動をし、内部空間内の媒質（空気）に圧力変動を
生じ、騒音の少なくとも１つの周波数と共鳴（共振）す
る。この１つの周波数において、外部空間の音響エネル
ギーが内部空間に閉じ込められ、外部空間においては静
音状態となる。

【００１０】静音手段は、像担持体の内部空間及び通路
とで構成されるいわゆるヘルムホルツ共鳴器であり、像
担持体そのものをヘルムホルツ共鳴器として用いている
ことにより、ヘルムホルツ共鳴器を別途設ける必要がな
いので、画像形成装置の小型化を図りつつ騒音を静音化
することができる。また、像担持体そのものをヘルムホ
ルツ共鳴器として用いているので、画像形成装置内のレ
イアウトを変更したりする必要がなく、構成が簡単であ
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記通路は、前記像担持体の内部空間
内に挿通された円筒部材であり、像担持体は円筒部材を
中心に回転することを特徴とする。

【００１２】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、静音
手段の通路として用いられる円筒部材は像担持体の回転
中心軸を兼ねているので、部品点数の削減が図れる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、静電潜像を担持
する像担持体と、少なくとも像担持体を駆動する駆動手
段と、像担持体に設けられた静音手段とを備え、像担持
体の静電潜像を可視化して転写材に画像を形成する画像
形成装置であって、静音手段は、像担持体の内部に形成
された内部空間と、この内部空間と像担持体の外部空間
とを連通する通路とを備え、静音手段は、像担持体の固
有振動数に共鳴することを特徴とする。

【００１４】この請求項３に記載の発明では、像担持体
の固有振動数と像担持体の周辺の騒音の周波数とが一致
すると、像担持体が共振して更に大きな騒音を発生して
しまうことがあるが、この騒音は、静音手段の通路を介
して内部空間に閉じ込められて減衰させられ静音化され
る。従って、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏す
る。

【００１５】また、像担持体周囲の騒音による像担持体
の共振を防止するために、像担持体内に重量物を挿入し
て像担持体の剛性を高めたり、像担持体内に吸振部材を
配置する必要がないので、構成が簡単であり、画像形成
装置の軽量化を図ることができ、像担持体の動作に負担
がかかることを防止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら第１実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を
適用した複写機を概略的に示す構成図であり、図２は、
感光体ドラムの近傍を示す構成図である。

【００１７】先ず、複写機（画像形成装置）１の構成及
び作用を概略的に説明する。複写機１は、該して、複写
機１の上から順に、原稿画像を読み取る読み取り部３
と、画像を形成する作像部５と、用紙Ｐを給紙する給紙
部７とを有している。

【００１８】読み取り部３は、周囲を被うカバー９の頂
面に、原稿画像（コピー原稿）を伏せてセットするコン
タクトガラス１１と、コンタクトガラス１１に対して開
閉可能に設けられ、コンタクトガラス１１上にセットし
たコピー原稿を押える原稿押さえ１３と、コンタクトガ
ラス１１にセットされたコピー原稿を読み取って感光体
ドラム１７に静電潜像を形成する光学装置１５とを有し
ている。

【００１９】作像部５は、図２に示すように、後述する
駆動機構（駆動手段）４７により図中時計方向に回転す
る（矢印参照）感光体ドラム（像担持体）１７を有して
おり、感光体ドラム１７の周囲には、その回転方向に、
感光体ドラム１７に接触して感光体ドラム１７の表面を
一様に帯電する帯電ローラ（帯電部材）１９と、現像ス
リーブ２１により感光体ドラム１７の静電潜像をトナー
像として可視化する現像装置２３と、感光体ドラム１７
のトナー像を転写材である用紙Ｐに転写する転写装置２
５と、転写後に感光体ドラム１７に残留したトナーをク
リーニングブレード２７で掻き落として感光体ドラム１
７をクリーニングするクリーニング装置２９とが配置さ
れている。また、クリーニング装置２９の図中左下方に
位置して、熱を加える定着ローラ３０と用紙Ｐを定着ロ
ーラ３０に向けて押し付ける（加圧する）加圧ローラ３
１とを有し、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱的に定着
する定着装置３２が配置されている。

【００２０】給紙部７は、複写機１の下部に位置してお
り、用紙Ｐを収納する給紙カセット３３と、給紙カセッ
ト３３の給紙方向の一端部側（図１中右側）に配置され
給紙カセット３３の用紙Ｐを給紙する給紙ローラ３５
と、給紙ローラ３５により給紙された用紙Ｐを感光体ド
ラム１７と転写装置２５との間に向けて搬送する用紙搬
送装置３７とを有している。

【００２１】給紙ローラ３５には、図示しない給紙クラ
ッチが設けられており、給紙ローラ３５は、給紙クラッ
チを介して複写機１内のモータにより間欠に回転駆動す
るようになっている。給紙カセット３３は、複写機本体
に対して着脱可能な構成になっており、給紙方向と直交
する方向（図中手前方向）に引出し自在に収納されてい
る。

【００２２】また、用紙搬送装置３７は、給紙ローラ３
５の図中右側から感光体ドラム１７と転写装置２５の間
に向けて略Ｕ字状に折り返す用紙搬送路４０を複数のガ
イド板３９で形成しており、この用紙搬送経路４０中
に、第１中間ローラ対４１ａと、第２中間ローラ対４１
ｂと、レジストローラ対４３とが配置されている。第１
及び第２中間ローラ対４１ａ、４１ｂには、それぞれ中
間クラッチ（図示せず）、レジストーローラ対４３には
レジストクラッチ（図示せず）が配置されており、第１
及び第２中間ローラ対４１ａ、４１ｂ、レジストーロー
ラ対４３はそれぞれ、中間クラッチ、レジストクラッチ
を介して複写機１のモータからの駆動力により間欠に回
転駆動するようになっている。

【００２３】上述の複写機１を用いて画像を形成すると
きは、先ず原稿押さえ１３を開いてコンタクトガラス１
１上にコピー原稿を伏せてセットし、原稿押さえ１３を
閉じてそのコピー原稿を上から押さえる。その後、複写
機１の操作パネル（図示せず）に設けられたスタートス
イッチを押下する。スタートスイッチを押下すると、光
学装置１５が作動し、コンタクトガラス１１に沿って光
走査してそのコンタクトガラス１１上のコピー原稿の原
稿内容を読み取る。

【００２４】同時に、給紙クラッチ及び中間クラッチを
ＯＮにして駆動機構４７のモータ５１の回転駆動を伝達
されることにより、給紙ローラ３５、第１及び第２中間
ローラ４１ａ、４１ｂがそれぞれ回転する。この給紙ロ
ーラ３５の回転により、給紙カセット３３の用紙Ｐを繰
り出す。繰り出された用紙Ｐは、第１及び第２中間ロー
ラ４１ａ、４１ｂにより、複数の搬送ガイド板３９で形
成された用紙搬送路４０を通って搬送され、レジストロ
ーラ対４３に付き合ったって止められる。

【００２５】一方、スタートスイッチが押下されたと
き、感光体ドラム１７は、図２の矢印方向に回転し、帯
電ローラ２１によりその周面（表面）を一様に帯電され
る。周面を帯電された感光体ドラム１７は、光学装置１
５により光学装置１５が読み取ったコピー原稿の内容を
書き込まれることにより、静電潜像を担持する。感光体
ドラム１７の静電潜像は、現像装置２３の現像スリーブ
２１によりトナー付着されてトナー像（現像画像）とし
て可視化される（現像される）。

【００２６】このトナー像が形成された感光体ドラム１
７の回転とタイミングを合わせ、レジストローラ対４３
のレジストクラッチをＯＮにしてレジストーローラ対４
３を回転させる。レジストローラ対４３の回転により、
レジストローラ対４３に突き当たっていた用紙Ｐを感光
体ドラム１７と転写装置２５との間に向けて送り出す。

【００２７】感光体ドラム１７と転写装置２５との間に
送り込まれた用紙Ｐは、転写装置２５により感光体ドラ
ム１７の原稿画像を転写され、定着装置３２に向けて搬
送される。定着装置３２の定着ローラ３０と加圧ローラ
３１との間に搬送された用紙Ｐの原稿画像は、定着ロー
ラ３０の熱と加圧ローラ３１の加圧により用紙Ｐに定着
し、原稿画像を定着された用紙Ｐは、排紙トレイ４５上
に排出されてスタックされる。

【００２８】また、転写後に感光体ドラム１７の表面に
残留したトナーは、クリーニング装置２９のクリーニン
グブレード２７により掻き落とされ、トナー搬送ローラ
２８により、クリーニング装置２９内の回収容器等に搬
送されて感光体ドラム１７の表面が清掃される。

【００２９】次に、感光体ドラム１７及び駆動機構４７
について詳細に説明する。図３は、感光体ドラムの近傍
を拡大して示す断面図である。

【００３０】駆動機構４７は、モータ初段ギア４９が一
体に設けられたモータ５１を有しており、モータ５１
は、側板５３に精度良く固定されているモータブラケッ
ト５５に精度良く固定されている。モータ５１の回転駆
動は、モータ初段ギア４９から軸受け５７、５７により
両端を支持された軸５９に固定されているギア６１、６
３を介して減速しながら後述する感光体ドラム１７のド
ラム駆動ギア８１に伝達されるようになっている。

【００３１】また、モータ５１の回転駆動は、モータ初
段ギア４９からアイドルギア６５、６７を介して現像装
置２３、定着装置３２、用紙搬送装置３７を駆動させる
図示しない駆動系にも伝達されるようになっている。な
お、アイドルギア６５、６７は、側板５３にカシメられ
ているスタッド６９、７１を中心に回転するようになっ
ている。

【００３２】感光体ドラム１７は、中空の密閉構造であ
り、中空の円筒状のドラム管７３と、ドラム管７３の両
端に挿入されたフランジ７５、７７と、静音手段７９と
を有している。図中左側のフランジ７５には、ギア６３
と歯合するドラム駆動ギア８１が一体に設けられてい
る。このフランジ７５の中心には、転がり軸受け８３が
圧入され、感光体ドラム１７の回転中心であるスタッド
（円筒部材）８５が設けられている。

【００３３】スタッド８５は側板５３にカシメられてお
り、その一端部が側板５３を突き抜け、他端部がフラン
ジ７５を突き抜けている。スタッド８５は、感光体ドラ
ム１７の回転中心であり、モータ４７の駆動を伝達され
たドラム駆動ギア８１により感光体ドラム１７は、スタ
ッド８５を回転中心軸として回転するようになってい
る。また、スタッド８５には貫通孔８５ａが形成されて
おり、貫通孔８５ａは、駆動機構４７側の外部空間８６
と感光体ドラム１７の内部空間８７とを連通し、後述す
る静音手段７９の通路の役割を果たしている。

【００３４】静音手段７９は、感光体ドラム１７の内部
に形成された空洞である内部空間８７と、通路であるス
タッド８５とを備えており、駆動機構４７から発生する
騒音のうち少なくとも１つを静音状態にするものであ
る。即ち、本実施の形態では、消音手段７９はいわゆる
ヘルムホルツ共鳴器であり、感光体ドラム１７の内部空
間８７をヘルムホルツ共鳴器の閉鎖空間として利用し
て、感光体ドラム１７そのものをヘルムホルツ共鳴器と
して用いている。

【００３５】ここで、図３に基づいてヘルムホルツ共鳴
器（消音手段）７９について説明する。一般に、ヘルム
ホルツ共鳴器は、閉鎖空間（本実施の形態では、内部空
間８７）と短管（本実施の形態ではスタッド８５）とで
構成されている。即ち、本実施の形態のヘルムホルツ共
鳴器７９は、体積Ｖの内部空間８７と、長さＴｂ、断面
積Ｓｂのスタッド８５の貫通孔８５ａとで構成されてお
り、貫通孔８５ａは内部空間８７と駆動機構４７に繋が
る外部空間８６とを連通している。

【００３６】外部空間８６より貫通孔８５ａの入口に音
圧（駆動機構４７の騒音）が作用したとすると、貫通孔
８５ａ内の媒質（空気）が一体運動をし、内部空間８７
内の媒質（空気）に圧力変動を生じる。このような現象
は、貫通孔８５ａ内の空気を質点、内部空間８７内の空
気の体積変化による圧力変動をバネと仮定すると、力学
系の質点―バネモデルと等価となり、ある周波数Ｆｈ
（以下、「ヘルムホルツ共鳴周波数」という）で共振
（共鳴）が生じる。

【００３７】このヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈにおい
て、外部空間８６の音響エネルギーが内部空間８７に閉
じ込められて減衰させられて、外部空間８６にとっては
静音状態となる。従って、駆動機構４７からのヘルムホ
ルツ共鳴周波数に対応する騒音は、内部空間８７に閉じ
込められるので、外部空間８６に漏れにくくなる。

【００３８】この場合、ヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈ
（Ｈｚ）は、音速Ｃを３４００００（ｍｍ／ｓ）とし、
長さの単位を（ｍｍ）とすると下記の式（１）で示され
る。

【００３９】

【数１】Ｆｈ（Ｈｚ）＝Ｃ／２π（Ｓｂ／Ｖ・Ｔｂ）^1/2・・・（１）式（１）によりスタッド８５の貫通孔８５ａの断面積Ｓ
ｂ、貫通孔８５ａの長さＴｂ、内部空間８７の体積Ｖを
変化させることによりヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈを変
えることができる。

【００４０】ここで、複写機１内の騒音の周波数分析を
したので、その結果を図４に示す。なお、図４は、縦軸
に音圧レベル（ｄＢ）をとり、横軸に周波数（Ｈｚ）を
とったものである。

【００４１】このグラフの符号Ａで示す２００Ｈｚ、Ｂ
で示す２８３．３Ｈｚ、及びＣで示す４００Ｈｚにおい
て、急峻に音圧レベルが上がっており、耳障りな騒音と
してはっきり聞こえてくる。その他は、広帯域ノイズで
あり、騒音としてはさほど耳障りにならない。これら
は、駆動機構４７からの騒音の周波数であるが、どこか
ら発生している周波数であるか調べると、本実施の形態
では、以下のようになる。

【００４２】モータ４７の回転数を１０００ｒｐｍ（１
６．６６ｒｐｓ）、モータ４７のホール素子の数を３
つ、ロータマグネットの磁極数を４つ、モータ初段ギア
４９の歯数ｚを１７とすると、モータ４７の回転に起因
する騒音の周波数ｆ１（Ｈｚ）は、次式（２）で示され
る。

【００４３】

【数２】ｆ１＝モータ回転数（ｒｐｓ）×ホール素子の数×磁極数×ｎ・・・（２）ｎ＝１、２、３、４・・・また、モータ初段ギア４９の噛み合い周波数ｆ２（Ｈ
ｚ）は、次式（３）で示される。

【００４４】

【数３】ｆ２＝モータ回転数（ｒｐｓ）×モータ初段ギアの歯数ｚ×ｎ・・・（３）ｎ＝１、２、３、４・・・式（２）に各数値を代入して計算すると、ｆ１＝２０
０、４００・・・となり、式（３）に各数値を代入して
計算すると、ｆ２＝２８３．３・・・となる。

【００４５】従って、図４のグラフの符号Ａはモータ４
７の回転に起因する周波数の第１次の高調波２００Ｈｚ
であり、符号Ｂはモータ４７の回転に起因する周波数の
第２次の高調波４００Ｈｚである。また、符号Ｃは、モ
ータ初段ギア４９の噛み合い周波数の１次の高調波であ
る２８３．３Ｈｚであることがわかる。

【００４６】一方、本実施の形態の複写機１の帯電ロー
ラ１９は、上述したように感光体ドラム１７に接触して
おり、高圧電源２０から帯電ローラ１９に電圧を印加す
るようになっている。このような帯電ローラ１９の場
合、高圧電源２０から帯電ローラ２１に印加する電圧が
交流成分（ＡＣ成分）を含むと、帯電ローラ１９と感光
体ドラム１７との間に振動電界が形成され、これによっ
て帯電ローラ１９と感光体ドラム１７とが振動を起こ
し、帯電音と呼ばれる騒音が発生してしまうことがあ
る。

【００４７】この帯電音は、周囲の他の騒音における周
波数に比べて１０（ｄＢ）以上音圧レベルが高い場合が
多く、耳障りな音としてはっきり聞こえてくるが、本実
施の形態では、高圧電源２０から帯電ローラ１９に直流
（ＤＣ）電圧を印加しており、帯電音の発生を防止して
いる。

【００４８】本実施の形態では、帯電音の発生を防止し
ているので、次に騒音発生源として目立つのが駆動機構
４７であり、駆動機構４７からの騒音のうち、特に耳障
りな騒音の１つである２００Ｈｚの騒音を静音化するよ
うに感光体ドラム１７を設計した。

【００４９】即ち、図３に示す感光体ドラム１７のドラ
ム管７３の内径半径Ｒ＝１４（ｍｍ）、ドラム管７３長
さＬ＝３４０（ｍｍ）、スタッド８５の貫通孔８５ａの
半径（スタッド８５の内径半径）ｒ＝６（ｍｍ）、フラ
ンジ７５の厚さＴｂ＝３（ｍｍ）として、それぞれの値
を上述の式（１）に代入してヘルムホルツ共鳴周波数Ｆ
ｈに合うスタッド８５の貫通孔８５ａの長さＴｂを計算
した。なお、内部空間８７の体積Ｖは、Ｖ＝πＲ²×Ｌ
であり、貫通孔８５ａの断面積Ｓｂは、Ｓｂ＝πｒ²で
ある。この計算結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１により、周波数が２００Ｈｚの騒音を
静音化するためには、スタッド８５の貫通孔８５ａの長
さＴｂを４２．５（ｍｍ）にすれば良い。このように感
光体ドラム１７を設計すると、駆動機構４７からの騒音
の１つを静音化することができる。

【００５２】感光体ドラム１７そのものを、ヘルムホル
ツ共鳴器７９として用いていることにより、ヘルムホル
ツ共鳴器を別途設ける必要がないので、複写機１の小型
化を計りつつ騒音を静音化することができる。また、感
光体ドラム１７そのものをヘルムホルツ共鳴器７９とし
て用いているので、複写機１内のレイアウトを変更した
りする必要がなく、構成が簡単である。しかも、ヘルム
ホルツ共鳴器７９の通路として用いられるスタッド８５
は感光体ドラム１７の回転中心軸を兼ねているので、部
品点数の削減が図れる。

【００５３】なお、周波数が２８３．３Ｈｚの騒音を静
音化するためには、表１により、貫通孔８５ａの長さＴ
ｂを２１．２（ｍｍ）にすれば良く、周波数が４００Ｈ
ｚの騒音を静音化するためには、貫通孔８５ａの長さＴ
ｂを１０．６（ｍｍ）にすれば良い。

【００５４】次に、他の実施の形態を説明するが、その
説明にあたり上述と同様な部分には同一の符号を付し、
その説明は省略する。

【００５５】図５は、第２実施の形態に係る感光体ドラ
ムの近傍を示す構成図であり、図６は、第２実施の形態
に係る感光体ドラムの近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【００５６】第２実施の形態では、図５に示すように、
帯電ローラ１９の代わりに、感光体ドラム１７と非接触
方式のコロナ放電によるチャージワイヤ８９とグリット
９１で構成された帯電チャージャー９３を設けている。
感光体ドラム１７と非接触の帯電チャージャー９３を設
けることにより、感光体ドラム１７との接触による帯電
音を防止することができる。

【００５７】また、図６に示すように、感光体ドラム１
７のスタッド８５には、第１実施の形態のような貫通孔
８５ａが形成されておらず、スタッド８５は、感光体ド
ラム１７の回転中心軸のみとして作用するになってい
る。

【００５８】一方、フランジ７５には、ヘルムホルツ共
鳴器の短管の作用をなす貫通孔７５ａが形成されてお
り、貫通孔７５ａは感光体ドラム１７の内部空間８７
と、感光体ドラム１７の外部空間８６とを連通してい
る。即ち、第２実施の形態のヘルムホルツ共鳴器７９
は、感光体ドラム１７の内部空間８７と、貫通孔７５ａ
とで構成されている。

【００５９】感光体ドラム１７は、上述したように、ク
リーニング装置２９のクリーニングブレード２７により
その表面が清掃される。このクリーニングブレード２７
は、感光体ドラム１７の表面に摩擦摺動することによ
り、感光体ドラム１７表面の残留トナーを掻き落してお
り、この時、感光体ドラム１７とクリーニングブレード
１７間で、スティックスリップというビビリ振動が発生
することがある。

【００６０】この場合、クリーニングブレード２７が発
生するスティックスリップは、広い周波数帯域を持つノ
イズの加振源となり、広帯域ノイズのうちのある周波数
成分が感光体ドラム１７の固有振動数と一致すると、感
光体ドラム１７が共振して大きな振動音（騒音）を発生
する。

【００６１】なお、このスティックスリップは、動摩擦
係数や感光体ドラム１７の回転速度、温度等の影響を受
けるので、通常時においてスティックスリップ発生しな
い条件になっていても、ある特定条件になった場合に発
生することがある。例えば、大量に画像形成した場合、
感光体ドラム１７とクリーニングブレード２７との間の
摩擦熱によってクリーニングブレード２７の粘性が高く
なって動摩擦係数が大きくなったり、複写機１の動作を
停止した場合に、感光体ドラム１７の回転速度が遅くな
って、ある速度になった瞬間にだけ発生することがあ
る。

【００６２】感光体ドラム１７の共振による振動音は、
感光体ドラム１７の表面から放射される。従って、本実
施の形態では、この振動音を静音化するために、感光体
ドラム１７のヘルムホルツ共鳴器７９のヘルムホルツ共
鳴振動数Ｆｈを感光体ドラム１７の固有振動数（共振周
波数）に合わせている。この感光体ドラム１７の固有振
動数は、例えば、インパルスハンマーで加振して伝達関
数を測定し、その共振ピークを調べることができる。

【００６３】この第２実施の形態では、測定した共振ピ
ーク（クリーニングブレード２７による振動音のうち、
特に耳障りな騒音の１つ）を静音化するように感光体ド
ラム１７を設計した。

【００６４】即ち、図６に示す感光体ドラム１７のドラ
ム管７３の内径半径Ｒ、ドラム管７３の長さＬ、フラン
ジ７５の貫通孔７５ａの半径ｒ、フランジ７５の厚さＴ
ｂとして、それぞれの値を上述の式（１）に代入してヘ
ルムホルツ共鳴周波数Ｆｈに合うフランジ７５の貫通孔
７５ａの長さＴｂを計算した。

【００６５】このように計算して得た長さＴｂになるよ
うに、フランジ７５の厚さを削ったり、盛ったりするこ
とで貫通孔７５ａの長さＴｂを調節し、ヘルムホルツ共
鳴器７９のヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈを、感光体ドラ
ム１７の固有振動数に合わせることにより、クリーニン
グブレード２７による振動音（共振音）を静音化するこ
とができる。

【００６６】この第２実施の形態においても、第１実施
の形態と同様に、感光体ドラム１７そのものを、ヘルム
ホルツ共鳴器７９として用いていることにより、ヘルム
ホルツ共鳴器を別途設ける必要がないので、複写機１の
小型化を計りつつ騒音を静音化することができる。ま
た、感光体ドラム１７そのものをヘルムホルツ共鳴器７
９として用いているので、複写機１内のレイアウトを変
更したりする必要がなく、構成が簡単である。

【００６７】また、クリーニングブレード２７による感
光体ドラム１７の共振による騒音を防止するために、感
光体ドラム１７内に重量物を挿入して感光体ドラム１７
の剛性を高めたり、感光体ドラム１７内に吸振部材を配
置する必要がないので、構成が簡単であり、複写機１の
軽量化を図ることができ、感光体ドラム１７の動作に負
担がかかることを防止することができる。

【００６８】本発明は、上述の実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、第１及び第２実施の形態におい
て、貫通孔８５ａ、７５ａの長さＴｂを変えることによ
り、ヘルムホルツ共鳴周波数Ｆｈを変えていたが、これ
に限定されず、内部空間８７の体積Ｖ、貫通孔８５ａ、
７５ａの断面積Ｓｂを変ることでヘルムホルツ共鳴周波
数Ｆｈを変えても良く、内部空間８７の体積Ｖ、貫通孔
８５ａの断面積Ｓｂ及び長さＴｂのうち少なくとも１つ
を変更すれば良い。騒音の周波数が変わったり、静音化
したい騒音が変わった場合であっても、感光体ドラム１
７の各種寸法を変更するだけで容易に対応することがで
き、様々な騒音に対応することができる。

【００６９】また、本実施の形態では、ヘルムホルツ共
鳴器７９を駆動機構４７からの騒音、又はクリーニング
ブレード２７による振動音を静音化するために用いてい
たが、これに限定されず、例えば、複写機１の排気ファ
ンや、モータ４７の駆動音を静音化するために用いても
良く、複写機１から発生する任意の騒音を静音化するた
めに用いることができる。

【００７０】更に、ヘルムホルツ共鳴器７９の通路であ
る貫通孔８５ａ、７５ａは、本実施の形態では、円形状
であったがこれに限定されるものではない。

【００７１】また、本発明は、複写機１に適用したが、
例えば、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成
装置に適用しても同様の作用効果を得る。

【００７２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、静音手段
は、像担持体の内部空間及び通路とで構成されるいわゆ
るヘルムホルツ共鳴器であり、像担持体そのものをヘル
ムホルツ共鳴器として用いていることにより、ヘルムホ
ルツ共鳴器を別途設ける必要がないので、画像形成装置
の小型を図りつつ騒音を静音化することができる。ま
た、像担持体そのものをヘルムホルツ共鳴器として用い
ているので、画像形成装置内のレイアウトを変更したり
する必要がなく、構成が簡単である。

【００７３】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、静音手段の通
路として用いられる円筒部材は像担持体の回転中心軸を
兼ねているので、部品点数の削減が図れる。

【００７４】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、像担持体周囲
の騒音による像担持体の共振を防止するために、像担持
体内に重量物を挿入して像担持体の剛性を高めたり、像
担持体内に吸振部材を配置する必要がないので、構成が
簡単であり、画像形成装置の軽量化を図ることができ、
像担持体の動作に負担がかかることを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図
である。

【図２】感光体ドラムの近傍を示す構成図である。

【図３】感光体ドラムの近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図４】複写機の騒音の周波数分析結果を示すグラフで
ある。

【図５】第２実施の形態に係る感光体ドラムの近傍を示
す構成図である。

【図６】第２実施の形態に係る感光体ドラムの近傍を拡
大して示す断面図である。

【符号の説明】

１複写機（画像形成装置）１７感光体ドラム（像担持体）４７駆動機構（駆動手段）７５ａフランジの貫通孔（通路）７９ヘルムホルツ共鳴器（静音手段）８５スタッド（円筒部材）８６外部空間８７内部空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と、少なく
とも像担持体を駆動する駆動手段と、像担持体に設けら
れた静音手段とを備え、像担持体の静電潜像を可視化し
て転写材に画像を形成する画像形成装置であって、静音手段は、像担持体の内部に形成された内部空間と、
この内部空間と像担持体の外部空間とを連通する通路と
を備え、静音手段は、駆動手段から発生する騒音の少な
くとも１つの周波数に共鳴することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記通路は、前記像担持体の内部空間内
に挿通された円筒部材であり、像担持体は円筒部材を中
心に回転することを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】静電潜像を担持する像担持体と、少なく
とも像担持体を駆動する駆動手段と、像担持体に設けら
れた静音手段とを備え、像担持体の静電潜像を可視化し
て転写材に画像を形成する画像形成装置であって、静音手段は、像担持体の内部に形成された内部空間と、
この内部空間と像担持体の外部空間とを連通する通路と
を備え、静音手段は、像担持体の固有振動数に共鳴する
ことを特徴とする画像形成装置。