JP5931711B2

JP5931711B2 - 感光体ドラム、画像形成装置および防振構造

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Description

本発明は、静電潜像にトナーを付着させて形成したトナー像を担持する感光体ドラム、画像形成装置および防振構造に関する。

一般的に、電子写真技術による画像形成装置において、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像し、その現像されたトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うという手順で画像形成が行われている。また、感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニングブレードで掻き取ることで除去される。この場合、残留トナーのクリーニングを行う際に、所謂スティックスリップ振動と呼ばれるクリーニングブレードの微小振動が起こり、この振動が感光体ドラム等と共振して振動音を発生させることがあった。

このような振動音の発生を低減するため、従来から種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１には、感光体ドラムの振動を抑制する目的で、比重の大きな（１ｇ／ｃｍ^３以上）振動抑制材料（防振部材）を弾性変形させて感光体ドラムの円筒状基体（ドラム素管）の内部に挿入し、自らの復元力により振動抑制材料を円筒状基体に密着させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、振動低減効果を発揮させるため、比較的分厚い（３〜１０ｍｍ）合成樹脂製または合成ゴム製の円筒状の防振部材を弾性変形させて感光体ドラム内に挿入し、自らの復元力により防振部材を感光体ドラム内に密着させると共に、強度を増加させたブレードホルダーにクリーニングブレードを保持させる技術が開示されている。

特開２００２−１４９００６号公報特開２００４−２８７３６０号公報

ところで、スティックスリップ振動の振動数（周波数）に対する振幅のスペクトルは、図６に示すように、基準振動数×ｎ［Ｈｚ］（ｎは自然数）に振幅のピーク値を持ち、且つｎが大きくなるほどピーク値が指数関数的に減衰するという特徴を有している。一方、感光体ドラムの固有振動数（数ｋＨｚ）は、通常、クリーニングブレードのスティックスリップ振動の基準振動数よりも大きな振動数を有している。スティックスリップ振動の基準振動数は、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの押圧力等、使用条件によって変化するため、スティックスリップ振動の基準振動数と、感光体ドラムの固有振動数とが一致することで共振による振動音が発生する。従って、振動音を抑制するにはスティックスリップ振動の基準振動数と感光体ドラムの固有振動数とをずらすようにすることが有効である。しかしながら、上記したようにスティックスリップ振動では、振幅がピーク値となる振動数が等間隔に並んでいるため、意図的に感光体ドラムの振動数とずらすことは困難であるという問題があった。

また、上記した従来の技術では、いずれも十分な防振効果が得られないという問題があった。すなわち、特許文献１および２に記載の技術では、重い防振部材を感光体ドラム内に設けているため、感光体ドラムの固有振動数が大きく下がることとなる（図６において左方向に移動）。このため、より高い振幅をピーク値に有する振動数のスティックスリップ振動と共振し、より大きな振動音を発する虞がある。また、特許文献２に記載の技術では、クリーニングブレードが高強度のブレードホルダーに保持されているため、スティックスリップ振動の基準振動数が上昇することとなる（図６において右方向に移動）。このため、感光体ドラムと共振した場合に非常に大きな振動音が生じるという問題があった。さらに、特許文献１および２に記載の技術では、防振部材自体が弾性変形するために必要なコシを有する材料（重い材料）で防振部材を構成しているため、振動音の原因となる共振を避けるために防振部材を軽量化することが困難であった。

本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、振動音の原因となる共振を避けるために防振部材の軽量化を図ることができる感光体ドラム、画像形成装置および防振構造を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明の感光体ドラムは、静電潜像にトナーを付着させて形成したトナー像を担持すると共に外周面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードが接触する感光体ドラムであって、外周面に感光層が形成されるドラム素管と、前記ドラム素管の内周面に接する繊維質のシートからなる防振部材と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、繊維質のシートからなる防振部材は、比重が小さく数ｋＨｚ帯の振動数での減衰が大きくなるため、感光体ドラムの固有振動数（数ｋＨｚ）の低下を防止することができる。このように防振部材の軽量化を図ることで、より高い振幅を有する振動数のスティックスリップ振動との共振を避けることができるため、より大きな振動音の発生を抑制することができる。

この場合、前記防振部材は、フェルトからなることが好ましい。

この構成によれば、フェルトは、その表面が起毛状になっており自由端が多い構造であるため、ドラム素管の内周面との間に摩擦を生じさせ易くなっている。したがって、クリーニングブレードから伝搬した振動エネルギーを、熱エネルギーへと効率良く変換することができる。これにより、感光体ドラムの振動（振動音の発生）を抑制することができる。

また、この場合、前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付ける押付部材を備えたことが好ましい。

この構成によれば、押付部材によって、軽量化した防振部材をドラム素管の内周面に所望の押圧力で押し付けることができる。これにより、感光体ドラムの防振効果を担保することができる。

この場合、前記防振部材の密度は、０．４ｇ／ｃｍ^３以下であり、前記防振部材と前記押付部材との合計重量が、前記ドラム素管の重量の１０％以下であることが好ましい。

この構成によれば、防振部材の適度な軽量化を図ることができる。これにより、感光体ドラムの固有振動数の低下を防止することができると共に感光体ドラムの振動を抑制することができる。

また、この場合、前記押付部材は、前記防振部材の厚みが非圧縮時の厚みの３０％以上７０％未満になるように、前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付けることが好ましい。

この構成によれば、防振部材とドラム素管の内周面との間に、防振のために有効な摩擦を作用させることができる。これにより、振動音の発生を抑制することができる。

この場合、前記押付部材は、板状の弾性材料からなり、円筒状に丸めて前記防振部材の内側に挿入されていることが好ましい。

この構成によれば、ドラム素管の内部に設けた防振部材の内側に、円筒状に丸めた板状の押付部材を挿入すると、押付部材自らの弾性力（復元力）によって防振部材をドラム素管の内周面に押し付けることができる。この押付部材は、板状の単純な形状であるため、低コストで製造することができる。

この場合、前記押付部材は、前記防振部材の内径よりも大きな外径を有する円筒状の弾性材料からなり、軸方向にスリットが形成されていることが好ましい。

この構成によれば、押付部材は、弾性材料であるため、スリットの幅を縮めることで縮径され、ドラム素管の内部に設けた防振部材の内径より小さくすることができる。また、防振部材の内部に挿入された押付部材は、自らの弾性力（復元力）によって防振部材をドラム素管の内周面に押し付けることができる。この押付部材は、予め円筒状に形成されており、容易に縮径させることができるため、防振部材の内部に挿入する作業を円滑に行うことができる。

この場合、前記押付部材は、収縮した状態で前記防振部材の内径よりも大きな外径に形成されたコイルバネであり、前記防振部材は、前記コイルバネの外側に巻装されていることが好ましい。

この構成によれば、押付部材は、コイルバネであるため、引き延ばすことによって縮径し、ドラム素管の内部に設けた防振部材の内径より小さくすることができる。このため、押付部材を容易に防振部材の内側に挿入することができる。また、防振部材の内側に挿入された押付部材は、収縮して拡径するため、防振部材をドラム素管の内周面に押し付けることができる。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記いずれかに記載の感光体ドラムを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、比重が小さく、数ｋＨｚ帯の振動数での減衰が大きい防振部材により、感光体ドラムの固有振動数の低下を防止することができる。このように防振部材の軽量化を図ることで、より高い振幅を有する振動数のスティックスリップ振動との共振を避けることができるため、振動音の発生が抑制された画像形成装置を構成することができる。

また、上記した目的を達成するため、本発明の防振構造は、静電潜像にトナーを付着させて形成したトナー像を担持する感光層がドラム素管の外周面に形成され、前記感光層の外周面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードが接触する感光体ドラムの防振構造であって、前記ドラム素管の内周面に接する繊維質のシートからなる防振部材と、前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付ける押付部材と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、押付部材によって、軽量化した防振部材をドラム素管の内周面に所望の押圧力で押し付けることができる。これにより、スティックスリップ振動との共振を避けることができ、感光体ドラムの防振効果を担保することができる。

本発明によれば、繊維質のシートからなる防振部材を感光体ドラムの内部に設けることにより、感光体ドラムの固有振動数の低下を防止すると共に振動の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る感光体ドラムおよびクリーニング装置を模式的に示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る感光体ドラムを模式的に示す軸方向側面図であり、（ａ）はドラム素管および感光層を示し、（ｂ）は（ａ）に加えて防振部材を示し、（ｃ）は（ｂ）に加えて押付部材を示している。本発明の第２実施形態に係る押付部材を模式的に示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は軸方向側面図である。本発明の第３実施形態に係る押付部材を模式的に示す平面図であり、（ａ）は収縮した状態を示し、（ｂ）は引っ張った状態を示している。スティックスリップ振動の振動数に対する振幅のスペクトルおよび感光体ドラムの固有振動数を示す説明図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る感光体ドラムを備えた画像形成装置について説明する。

（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の画像形成装置１の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１を模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る感光体ドラム２１およびクリーニング装置２６を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、用紙（図示せず）を収納した用紙収容部１０と、用紙収容部１０にセットされた用紙を搬送経路１１に供給する給紙部１２と、給紙された用紙に感光体ドラム２１上のトナー像を転写する画像形成部１３と、用紙に転写したトナー像を定着させる定着装置１４と、トナー像を定着させた用紙の排出先となる用紙排出部１５と、を備えている。

画像形成部１３は、例えばモノクロの画像形成処理を行うものであり、補給用トナー（ブラック（Ｋ））を収納したトナーコンテナ２０と、パーソナルコンピューター（図示せず）から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を担持する感光体としての感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の表面を所定の電圧に帯電させる帯電器２２と、感光体ドラム２１の表面に光束（図１において矢印Ｐで示す）を出射して所定の静電潜像を形成する露光器２３と、露光器２３が形成した静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像器２４と、そのトナー像を感光体ドラム２１と協働して用紙に転写する転写ローラー２５と、転写後の感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去させるクリーニング装置２６と、感光体ドラム２１の電荷を除去する除電デバイス（図示せず）と、を有している。帯電器２２、露光器２３、現像器２４、転写ローラー２５およびクリーニング装置２６は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って転写のプロセス順に配置されている。

図２（図３（ａ）も参照）に示すように、感光体ドラム２１は、アルミニウム等の導電性材料で円筒状に形成されるドラム素管３０と、ドラム素管３０の外側（外周面）に形成された感光層３１と、を含んで構成されている。なお、感光層３１は、ドラム素管３０の外周面に無機光導電性材料であるアモルファスシリコンや有機光導電性材料が形成されている。

感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向（軸方向）に延び、その軸方向を水平にして配置されている。また、感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙の搬送速度（例えば、１５０ｍｍ／ｓ）と略同一となるように回転駆動される。

帯電器２２は、感光体ドラム２１の表面を所定の極性および電位で一様に帯電（例えば、帯電電位２００〜１０００Ｖ程度）させる。

露光器２３は、光源（図示せず）から放射された各光束を、ポリゴンミラー等の偏光器（図示せず）で偏光走査しつつ、感光体ドラム２１に光束を結像する。これにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。

現像器２４は、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像にトナーコンテナ２０から供給され、現像器２４に収容されているトナーを付着させてトナー像を現像する。

転写ローラー２５は、感光体ドラム２１の下方に対向配置されており、搬送されてくる用紙を感光体ドラム２１に圧接させ、用紙に感光体ドラム２１上のトナー像を転写する。

図２に示すように、クリーニング装置２６は、回転自在に軸支されたクリーニングローラー４０と、感光体ドラム２１の表面（感光層３１の外周面）に接するクリーニングブレード４１と、クリーニングブレード４１により感光体ドラム２１の表面から除去されたトナーを受けるトナー受け部材４２と、除去されたトナー（廃トナー）を排出する排出スクリュー４３と、をハウジング４４の内部に備えている。

クリーニングローラー４０は、感光体ドラム２１と略同一の軸方向長さを有し、ハウジング４４内の下部に設けられている。また、クリーニングローラー４０は、その軸部の両端に配設された図示しない付勢手段により感光体ドラム２１に対して押圧されており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。なお、クリーニングローラー４０の周速度は、感光体ドラム２１表面の研磨を効率良く実施できるように設定されている。

クリーニングブレード４１は、例えばウレタンゴム製で、感光体ドラム２１の軸方向に延びる板状に形成されている。クリーニングブレード４１は、その上端側をＬ字状のブレードホルダー４５に固定され、その下端を感光体ドラム２１の外周面に接触させている。なお、ブレードホルダー４５は、ハウジング４４内のホルダーフレーム４６に固定されている。クリーニングブレード４１は、図示しない付勢手段により感光体ドラム２１に対して所定の圧力で押圧されており、感光体ドラム２１の外周面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにして除去する役割を果たす。

トナー受け部材４２は、クリーニングローラー４０と略同一の軸方向長さを有するステンレス（ＳＵＳ）製でトレイ状に形成され、クリーニングローラー４０の直下に配置されている。

排出スクリュー４３は、クリーニングローラー４０よりハウジング４４の内部側で、且つクリーニングローラー４０のやや下方に設けられている。排出スクリュー４３の軸方向の一端には、廃トナー回収容器（図示せず）が接続されている。排出スクリュー４３は、図示しない駆動手段により回転駆動されることで、廃トナーを廃トナー回収容器に排出する役割を果たす。

図１に示すように、定着装置１４は、用紙のトナー像が形成された側に配設され回転駆動される加熱ローラー４７と、加熱ローラー４７に対向する位置に配設され従動回転する加圧ローラー４８と、を有している。用紙の表面に形成されたトナー像は、加熱ローラー４７に接触することにより溶融し、用紙の裏面側から加圧ローラー４８により加圧することにより、用紙に定着する。

次に、本実施形態の画像形成装置１による画像形成動作について説明する。上記の構成において、画像形成装置１に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着装置１４の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器２２によって感光体ドラム２１（感光層３１）の表面が帯電された後、露光器２３により感光体ドラム２１に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム２１に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像は、現像器２４によってトナー像に現像される。そして、転写ローラー２５に対し、トナー像を形成するトナーの極性と逆極性（−）の電圧（転写バイアス）が印加されることにより、用紙収容部１０から搬送経路１１を通って搬送されてきた用紙にトナー像が転写される。用紙に転写されたトナー像は、定着装置１４により用紙に定着される。トナー像が定着した用紙は、排出ローラー対１６により搬送されて用紙排出部１５に排出される。また、転写の完了後、感光体ドラム２１の感光層３１表面に残留したトナーは、クリーニング装置２６によって除去される。

ところで、上記したように、クリーニング装置２６のクリーニングブレード４１は、感光体ドラム２１の外周面に接している。このため、クリーニングブレード４１は、回転する感光体ドラム２１に摺接し、微小振動（所謂スティックスリップ振動）することとなる。この微小振動は、感光体ドラム２１の回転開始時および停止時に特に大きくなり、感光体ドラム２１を共振させ振動音を発生させる。

そこで、第１実施形態に係る感光体ドラム２１では、ドラム素管３０の内部に防振部材３２等を設けている。以下、図２および図３を参照して、第１実施形態に係る感光体ドラム２１の防振構造について詳細に説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る感光体ドラム２１を模式的に示す軸方向側面図であり、（ａ）はドラム素管３０および感光層３１を示し、（ｂ）は（ａ）に加えて防振部材３２を示し、（ｃ）は（ｂ）に加えて押付部材３３を示している。

上記したように感光体ドラム２１は、ドラム素管３０および感光層３１を有していると共に、ドラム素管３０の内周面３４に接する防振部材３２と、防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付ける押付部材３３と、を有している。

ドラム素管３０は、肉厚の薄い（０．５〜１．５ｍｍ程度）円筒状に形成され、その内側軸方向には、円柱形状の内部開口３５が貫通形成されている（図３（ａ）参照）。

防振部材３２は、平面視で略長方形状に形成された繊維質のシートから構成されている。使用される繊維としては、植物性繊維、動物性繊維または合成繊維のいずれでもよい。また、繊維質のシートとしては、繊維を撚って糸にしたものを織ったものでもよいが、表面が起毛状になっている不織布等（例えば、ウール製フェルトシート等）が好ましい。

また、防振部材３２の長辺の長さは、ドラム素管３０の軸方向の長さ以下に形成されている。防振部材３２の短辺の長さは、防振部材３２を短辺方向に円筒状に丸めた状態でドラム素管３０の内周面３４に接触することができる長さ、すなわちドラム素管３０の内径の周長程度の長さとなるように形成されている。

押付部材３３は、防振部材３２と略同一形状（平面視で略長方形状）に形成された板状（またはシート状）の弾性材料により構成されている。使用される弾性材料としては、ゴムや合成樹脂等の任意の弾性材料（例えば、ＰＥＴシート等）を用いることができる。

また、防振部材３２と同様に、押付部材３３の長辺の長さは、ドラム素管３０の軸方向の長さ以下に形成されている。押付部材３３の短辺の長さは、押付部材３３を短辺方向に円筒状に丸めた状態で、ドラム素管３０の内周面３４に接するように円筒状に丸められた防振部材３２の内周面３６に接触することができる長さ、すなわち円筒状に丸めた押付部材３３の内径の周長程度の長さとなるように形成されている。

次に、図３を参照して、ドラム素管３０の内部（内部開口３５）に対する防振部材３２および押付部材３３の取付方法について説明する。

まず、作業者は、短辺方向に丸めた状態の防振部材３２を、ドラム素管３０の一端から内部開口３５に挿入する。内部開口３５に挿入された防振部材３２は、自らのコシにより僅かに広がり（拡径し）、ドラム素管３０の内周面３４に軽く接した状態となる（図３（ｂ）参照）。

続いて、作業者は、防振部材３２の挿入と同様に、短辺方向に丸めた状態の押付部材３３を、ドラム素管３０の内部開口３５内で円筒状を成す防振部材３２の内部（内部開口３７）に挿入する。すると、弾性材料で形成された押付部材３３は、自らの弾性力（復元力）によって広がり（拡径し）、防振部材３２の内周面３６に接して防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付ける（図３（ｃ）参照）。これにより、防振部材３２は、所定の圧力でドラム素管３０の内周面３４に押し付けられた状態で取り付けられる。

なお、防振部材３２と押付部材３３とを個別に挿入せずに、防振部材３２を押付部材３３上に重ねた状態で、防振部材３２が外側に向くように丸めてドラム素管３０の内部開口３５内に挿入してもよい。

次に、本発明の効果を確認するために行った検証実験について説明する。本検証実験は、京セラミタ株式会社製のレーザープリンター（ＦＳ−４０２０ＤＮ）の感光体ドラム２１に、上記した防振部材３２および押付部材３３を導入して行った。

本検証実験は、感光体ドラム２１を水平な台に載置し、感光体ドラム２１の軸方向略中央に、３０ｇのＡＢＳ樹脂製の球体を高さ５ｃｍから落下させて衝突させた時の衝撃音を測定することにより行った。詳細には、この衝撃音の４．７ｋＨｚ周辺に発生する振動数のピーク値および音圧を測定した。まず、比較例１として、防振部材３２および押付部材３３を設けていない感光体ドラム２１について測定し、次に、実験１〜８として、様々な防振部材３２および押付部材３３を設けた感光体ドラム２１について測定を行った。なお、検証実験に使用した感光体ドラム２１の寸法は、軸方向長さ２５６ｍｍ、１５ｍｍ、内径１３．５ｍｍである。

実験１〜８における防振部材３２および押付部材３３について以下に示す。なお、実験２〜８において、示した条件以外の条件は（実験１）と同一である。
（実験１）
防振部材３２として、平面視寸法２００ｍｍ×８１ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ^３のウール製フェルトシートを用い、押付部材３３として、平面視寸法２００ｍｍ×８１ｍｍ、厚み０．１２５ｍｍ、密度１．００ｇ／ｃｍ^３、ヤング率３２００ＭＰａ１．００ｇ／ｃｍ^３のＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）製シートを用いた。
（実験２）
防振部材３２（フェルト）の密度を０．４０ｇ／ｃｍ^３とした。
（実験３）
防振部材３２（フェルト）の密度を０．５０ｇ／ｃｍ^３とした。
（実験４）
防振部材３２として、平面視寸法２００ｍｍ×８１ｍｍ、厚み５．０ｍｍ、密度０．０２５ｇ／ｃｍ^３のウレタン製スポンジシートを用いた。
（実験５）
押付部材３３の厚みを０．０５０ｍｍとした。
（実験６）
押付部材３３の厚みを０．０７５ｍｍとした。
（実験７）
押付部材３３の厚みを０．２００ｍｍとした。
（実験８）
押付部材３３の厚みを０．２５０ｍｍとした。

そして、本検証実験において本発明の効果を検証するために、各実験（１〜８）の測定値（振動数および音圧）から、比較例１の測定値を差し引いた値を、振動数差および音圧差として算出した。本検証実験の検証では、振動数差が−５００Ｈｚ以上で、且つ音圧差が−１５ｄＢ以下であれば、良好な防振効果があるものとする。また、音圧差が−２０ｄＢ以下の場合には、更に良好な防振効果があるものとする。なお、このような基準を設けた理由は、温度３２．５℃、湿度８０％という環境下で、感光体ドラム２１の固有振動由来の騒音を起こさない条件となるためである。この振動数差および音圧差の算出結果を表１に示す。なお、表１において圧縮率とは、非圧縮時の防振部材３２の厚みに対する、圧縮時の防振部材３２の厚みの減少量の割合であり、防振部材３２の元の厚みを「Ｄ」とし、押付部材３３によりドラム素管３０の内周面３４に押し付けられた時の防振部材３２の厚みの減少量を「Δｄ」とした場合、以下に示す式（１）により算出される値である。
Δｄ／Ｄ×１００・・・（１）

表１が示すように、実験１および２では、振動数差が−５００Ｈｚ以上、且つ音圧差が−１５ｄＢ以下となっており、良好な防振効果があることを示している。また、実験１〜３の各振動数差を比較すると、より低密度の防振部材３２（フェルト）を用いた方が有効な防振性能を発揮している。実験１および２では、音圧差が−２０ｄＢ以下（振動数差−５００Ｈｚ以上）となり、より優れた防振性能を発揮している。

以上より、防振部材３２（フェルト）は、その密度が０．４ｇ／ｃｍ^３以下で、防振部材３２と押付部材３３との合計重量が、ドラム素管３０の重量の１０％以下である場合に、振動数差が−５００Ｈｚ以上となり、感光体ドラム２１の振動を有効に抑制することができるという結果となった。これにより、防振部材３２の適度な軽量化を図ることができるため、感光体ドラム２１の固有振動数の低下を防止することもできる。

また、防振部材３２を軽量なスポンジシートとした実験４では、振動数差および音圧差は、ともに比較例１と大きな差が表れなかった。スポンジシートの防振部材３２よりも、フェルトシートの防振部材３２の方が良好な結果となった理由としては、フェルトのような不織布は、その表面が起毛状になっており自由端が多い構造を有しているためであると考えられる。すなわち、表面に自由端が多いフェルトシートは、ドラム素管３０の内周面３４との間に摩擦を生じさせ易く、クリーニングブレード４１から伝搬した振動エネルギーを、効率良く熱エネルギーに変換することができると解される。従って、振動音の発生原因である感光体ドラム２１の振動を有効に抑制するためには、フェルトのような不織布を防振部材３２として用いることが好ましい。

また、表１が示すように、実験５〜８では、振動数差が−５００Ｈｚ以上、且つ音圧差が−１５ｄＢ以下となっており、良好な防振効果があることを示している。さらに、圧縮率が３０％以上６０％以下の場合に、音圧差が−２０ｄＢ以下となり、より優れた防振性能を発揮している。

以上の結果から、押付部材３３は、防振部材３２の厚みが非圧縮時の厚みの３０％以上７０％未満（すなわち防振部材３２の圧縮率３０％以上７０％未満）になるように、防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付けることで、防振のために有効な摩擦を、防振部材３２とドラム素管３０の内周面３４との間に作用させることができる。これにより、感光体ドラム２１の振動を有効に抑制することができる。さらに好ましくは、圧縮率が３０％以上６０％以下になるように、押付部材３３が、防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付けることで、感光体ドラム２１の振動をより有効に抑制することができる。

第１実施形態に係る感光体ドラム２１によれば、フェルト等の繊維質のシートからなる防振部材３２は、比重が小さく数ｋＨｚ帯の振動数での減衰が大きくなるため、感光体ドラム２１の固有振動数（一般的に数ｋＨｚ）の低下を防止することができる。このように防振部材３２の軽量化を図ることで、より高い振幅を有する振動数のスティックスリップ振動（クリーニングブレード４１の微小振動）との共振を避けることができるため、より大きな振動音の発生を抑制することができる。特に、自由端が多い（表面が起毛状）構造であるフェルトのような不織布を防振部材３２として用いることにより、振動音の発生原因である感光体ドラム２１の振動を有効に抑制することができる。

また、第１実施形態に係る感光体ドラム２１によれば、押付部材３３によって、軽量化な繊維質の防振部材３２を、ドラム素管３０の内周面３４に所望の押圧力で押し付けることができる。これにより、感光体ドラム２１の防振効果を担保することができる。さらに、押付部材３３は、板状の単純な形状であるため、低コストで製造することができる。

（第２実施形態）
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置１の感光体ドラム２１について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る押付部材５０を模式的に示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は軸方向側面図である。なお、第１実施形態に係るものと同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図４（ａ）に示すように、第２実施形態に係る感光体ドラム２１では、押付部材５０が弾性材料（ゴムや合成樹脂等）により円筒状に形成されていると共に、軸方向に延びてスリット５１が切り込まれている。この押付部材５０は、ドラム素管３０の内部開口３５への挿入前にはスリット５１の幅Ｌが広がった状態（図４（ｂ）の実線参照）であり、ドラム素管３０の内部開口３５内で円筒状を成す防振部材３２の内径（内部開口３７の直径）よりも大きな外径を有する円筒状に形成されている。弾性材料から成る押付部材５０は、スリット５１の幅Ｌを狭くするように押しつぶして全体を縮径させることができるようになっている（図４（ｂ）の二点鎖線参照）。

この押付部材５０をドラム素管３０の内部開口３５内で円筒状を成す防振部材３２の内部開口３７に挿入する時は、作業者は、上記のように押付部材５０を縮径させることで、防振部材３２の内部開口３７の内径よりも押付部材５０の外径を小さくする。そして、縮径した押付部材５０を防振部材３２の内部開口３７に挿入する。すると、押付部材５０は、自らの弾性力によって拡径し、防振部材３２の内周面３６に接して防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付ける。

なお、防振部材３２と押付部材５０とを個別に挿入せずに、円筒状の押付部材５０の外側（外周面）に、防振部材３２を巻き付けた状態でドラム素管３０の内部開口３５内に挿入してもよい。

第２実施形態に係る感光体ドラム２１によれば、押付部材５０は、予め円筒状に形成されており、容易に縮径させることができるため、防振部材３２の内部開口３７に挿入する作業を円滑に行うことができる。

なお、押しつぶす前の押付部材５０の外径やスリット５１の幅Ｌは、少なくとも、スリット５１の内側に対向する一対の端面５２が当接した状態（スリット５１の幅Ｌがゼロ）で、防振部材３２の内部開口３７に挿入可能な外径となるように設定されている。また、防振部材３２の内部開口３７に挿入した状態で、押付部材５０のスリット５１の幅Ｌが狭すぎるとドラム素管３０が変形し印刷性能を悪化させる虞があり、一方、幅Ｌが広すぎると防振効果が不十分となると共に、ドラム素管３０（感光体ドラム２１）の重心がぶれて、回転ムラが生じ印刷性能を悪化させる虞がある。このため、スリットの幅Ｌは、防振部材３２の内部開口３７に挿入した状態で、０ｍｍ〜１．０ｍｍ程度となることが好ましい。

（第３実施形態）
次に、図５を参照して、第３実施形態に係る画像形成装置１の感光体ドラム２１について説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係る押付部材６０を模式的に示す平面図であり、（ａ）は収縮した状態を示し、（ｂ）は引っ張った状態を示している。なお、第１実施形態に係るものと同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５に示すように、第３実施形態に係る感光体ドラム２１では、押付部材６０が、コイルバネ（金属製や樹脂製等）により形成されている。この押付部材６０（コイルバネ）は、収縮した状態（図５（ａ）参照）で、ドラム素管３０の内部開口３５内で円筒状を成す防振部材３２の内部開口３７の直径よりも大きな外径を有している。この押付部材６０は、コイルバネであるため、軸方向に引き延ばすことによって全体を縮径させることができるようになっている（図５（ｂ）参照）。

この押付部材６０を防振部材３２の内部開口３７に挿入する時は、作業者は、上記のようにコイルバネを引き延ばして縮径させることで、防振部材３２の内部開口３７の内径よりも押付部材６０の外径を小さくする。そして、縮径した押付部材６０を防振部材３２の内部開口３７に挿入する。その後、押付部材６０（コイルバネ）は、自身の収縮力により縮むことで拡径し、防振部材３２の内周面３６に接して防振部材３２をドラム素管３０の内周面３４に押し付ける。

なお、防振部材３２と押付部材６０とを個別に挿入せずに、コイルバネから成る押付部材６０の外側（外周）に、防振部材３２を巻き付けた状態でドラム素管３０の内部開口３５内に挿入してもよい。

第３実施形態に係る感光体ドラム２１によれば、押付部材６０は、既存のコイルバネで構成することができるため、低コストで製造することができる。また、押付部材６０は、軸方向に引き延ばすことで縮径し、収縮することで拡径するため、押付部材６０を容易に防振部材３２の内部開口３７に挿入可能であると共に、防振部材３２を適切にドラム素管３０の内周面３４に押し付けることができる。

なお、上記した各実施形態において、押付部材３３，５０，６０の外側に防振部材３２を重ねた（巻き付けた）状態でドラム素管３０の内部開口３５内に挿入する場合、防振部材３２と押付部材３３，５０，６０とは、接着剤等で全面を固定するのではなく、押付部材３３，５０，６０の縮径および拡径を阻害しないように部分的に固定することが好ましい。

なお、上記した本発明の各実施形態の説明は、本発明に係る感光体ドラム２１、画像形成装置１および感光体ドラム２１の防振構造における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１画像形成装置
２１感光体ドラム
３０ドラム素管
３１感光層
３２防振部材
３３押付部材
４１クリーニングブレード

Claims

静電潜像にトナーを付着させて形成したトナー像を担持すると共に外周面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードが接触する感光体ドラムであって、
外周面に感光層が形成されるドラム素管と、
前記ドラム素管の内周面に接する繊維質のシートからなる防振部材と、
前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付ける押付部材と、を備え、
前記防振部材は、フェルトからなり、
前記防振部材の密度は、０．３ｇ／ｃｍ ^３以上０．４ｇ／ｃｍ ^３以下であり、
前記押付部材は、ポリエチレンテレフタラートからなり、前記防振部材の厚みが非圧縮時の厚みの３０％以上６０％以下になるように、前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付け、
前記押付部材の厚みは、０．０７５ｍｍ以上０．２００ｍｍ以下であることを特徴とする感光体ドラム。
前記押付部材は、板状の弾性材料からなり、円筒状に丸めて前記防振部材の内側に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の感光体ドラム。
請求項１または２に記載の感光体ドラムを備えたことを特徴とする画像形成装置。
静電潜像にトナーを付着させて形成したトナー像を担持する感光層がドラム素管の外周面に形成され、前記感光層の外周面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードが接触する感光体ドラムの防振構造であって、
前記ドラム素管の内周面に接する繊維質のシートからなる防振部材と、
前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付ける押付部材と、を備え、
前記防振部材は、フェルトからなり、
前記防振部材の密度は、０．３ｇ／ｃｍ ^３以上０．４ｇ／ｃｍ ^３以下であり、
前記押付部材は、ポリエチレンテレフタラートからなり、前記防振部材の厚みが非圧縮時の厚みの３０％以上６０％以下になるように、前記防振部材を前記ドラム素管の内周面に押し付け、
前記押付部材の厚みは、０．０７５ｍｍ以上０．２００ｍｍ以下であることを特徴とする防振構造。