JPH0854804A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、感光体に接触して感光体を帯電する
方式の帯電装置を備えた画像形成装置に関し、感光体ド
ラムの重量を、その重量によって帯電音の十分な低減化
が図られるほど増すことなく、帯電音の十分な低減化を
図る。 【構成】感光体ドラムの内部に、その感光体ドラムの内
壁面と摺動自在に接しその内壁面を所定の摩擦力で押圧
する摺接部材を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真複写
機、レーザプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置に
関し、特に感光体に接触して感光体を帯電する方式の帯
電装置を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真方式の画像形成装置が
広く普及している。この電子写真方式の画像形成装置
は、通常ドラム状に構成された感光体（感光体ドラム）
を一様に帯電し、原稿に記録された画像の情報を担持し
た光をその感光体ドラムに照射することによりその感光
体ドラム上に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナー
で現像してそのトナー像を直接にもしくは転写ドラム
を、介して用紙に転写することによりプリント（コピ
ー）画像を得る装置である。

【０００３】上記電子写真方式の画像形成装置におけ
る、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電装置として
は、従来コロトロンが広く利用されている。このコロト
ロンは、例えば直径５０〜１００μｍのタングステンワ
イヤを、感光体ドラム表面から１ｃｍ程度離して配置
し、そのワイヤをアルミニウム等の金属でシールドした
構成を有している。

【０００４】このコロトロンは均一帯電する手段として
有効な装置であるが、感光体ドラムを所定の表面電位に
帯電するためにこのコロトロンに数ｋＶという高圧を印
加する必要があり、コロナ放電によりオゾンが発生し、
ゴム部品や感光体ドラムの劣化を引き起こすという問題
がある。このため、オゾンに冒されないように、材料や
形状の検討や、排気ファンの設置が必要となる。また空
気中のゴミやフューザーオイルによりコロトロンのワイ
ヤが汚れて画像にムラが発生しやすいため、ワイヤ清掃
装置を配設している画像形成装置もある。

【０００５】そこで、コロトロンに代わる帯電装置とし
て、感光体に接触して感光体を帯電する方式の帯電装置
が注目されている。この接触帯電方式の帯電装置には、
感光体に直接接触する接触帯電部材、例えば帯電ロール
が備えられており、その接触帯電部材に、直流電圧Ｖ_DC
に所定のピーク間電圧を有する交流電圧Ｖ_ACが重畳され
た電圧Ｖ_DC＋Ｖ_ACが印加され、この電圧Ｖ_DC＋Ｖ_ACが印
加された接触帯電部材が感光体に接触してその感光体が
帯電される。

【０００６】図１は、接触帯電方式の帯電装置を備えた
画像形成装置の一例を示す概略構成図である。感光体ド
ラム１１が図示の矢印Ａの方向に回動しており、この感
光体ドラム１１が帯電装置１２により一様に接触帯電さ
れる。この帯電装置１２には、感光体ドラム１１の軸と
平行の軸を中心に回転自在に軸支された帯電ロール１２
１が備えられており、この帯電ロール１２１は、図示し
ない加圧バネにより感光体ドラム１１に押圧付勢されて
感光体ドラム１１に直線状に接触し、感光体ドラム１１
の回動に従動して矢印Ｂの方向に回転する。この帯電ロ
ール１２１には、板バネ状の電極１２２を経由して図示
しない電圧印加電源からの所定の電圧（直流電圧＋交流
電圧）が印加されており、これにより、感光体ドラム１
１の表面が必要な電位に帯電処理される。また、この帯
電装置１２には、帯電ロール１２１の表面を常にクリー
ニングされた状態に保つためにクリーニングパッド１２
３が備えられている。

【０００７】感光体ドラム１１の、帯電装置１２により
帯電された領域には、レーザ光１３により画像が記録さ
れて静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１４
の、矢印Ｃ方向に回転する現像ロール１４１により運ば
れたトナーにより現像され、そのトナー像が転写装置１
５を構成する転写ロール１５１に転写され、その後、そ
の転写ロール１５１に転写されたトナー像が、図示しな
い用紙上に転写される。

【０００８】一方、感光体ロール１１は転写装置１５よ
りもさらに下流側に配置されたクリーナ１６により、次
の画像形成のためにクリーニングされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように接触帯電
部材、例えば帯電ロールを感光体ドラムに直接接触さ
せ、交流電圧を印加して感光体ドラムを帯電させる方式
の帯電装置の問題点のひとつとして、帯電の際に帯電音
と呼ばれる騒音が発生することが挙げられる。この帯電
音は、帯電ロール１２１に印加された交流電圧が誘因と
なって帯電ロール１２１と感光体ドラム１１の接触点に
プラス電荷とマイナス電荷が発生して互いに引き合い、
これが繰り返されることにより帯電ロール１２１と感光
体ドラム１１が振動して互いに叩きあうことにより発生
するものである。この振動の発生メカニズムについて
は、特開平４−８６６８２号公報に示されている。

【００１０】従来この帯電音を減少させるために、いろ
いろな施策がなされてきたが、感光体ドラムの内部に錘
を配置したものが実用化されており、帯電音を減少させ
る点については効果も大きいことが確認されている（特
開平５−３５１６７号公報、特開平５−３５０４８号公
報参照）。しかし、帯電音を十分低減させるほど重量の
ある錘を感光体ドラムの内部に配置するとその感光体ド
ラムの重量が増し、その取扱いや操作が大変であるとい
う問題がある。また、内部に配置する錘として、感光体
ドラムの温度膨張係数と同じ温度膨張係数を有する材質
の錘を用いる必要があり、安い材料を選択することが難
しく、また、感光体ドラムの内壁に錘を接着剤で固定す
るためにその感光体ドラムの内径と錘の外径との公差が
厳しいなどの製造上の問題もある。

【００１１】特開平５−３５１６６号公報には、周囲を
ゴム層で囲んだ錘部材を感光体内部に配置することが提
案されており、周囲をゴムで囲うことから錘そのものの
材料はかなり自由に選択することができるものの、感光
体内部で錘が振動したりせずに感光体と一体的であるた
めにはある程度硬いゴムを用いる必要があり、その場
合、やはりそのゴムの外径と感光体ドラムの内径との交
差が厳しく、ゴムの外径が僅かに大きくてもその錘を感
光体内部に挿入することが困難であり、一方感光体内壁
との間に隙間があると帯電音を減少させる効果が少な
い。また感光体内部に錘を挿入することから感光体が重
く操作が大変であるとい問題もそのまま残っている。

【００１２】上述のように、従来の帯電音対策は感光体
の重量を増すことであり、従来の提案は、その感光体の
重量を増す手段や感光体内部に錘を配置する方法の工夫
である。また特開平３−４５９８１号公報には感光体ド
ラムの長さ方向の共振を防ぐために複数の振動阻害物を
接着剤で接着することが提案されているが、帯電音は共
振とは別のメカニズムで生じるものであって、共振を防
止したからといってかならずしも帯電音自体は減少しな
い。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑み、接触帯電部材
を備えた画像形成装置において、感光体ドラムの重量
を、その重量によって帯電音の十分な低減化が図られる
ほど増すことなく、帯電音の十分な低減化が図られた画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、円筒状の感光体ドラムと、感光体
ドラムに接触して感光体ドラムを帯電させる接触帯電部
材とを備え、感光体ドラムを帯電し、感光体ドラム上に
静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像して用
紙に転写する画像形成装置において、感光体ドラムの内
部に、その感光体ドラムの内壁面に所定の摩擦力で摺動
自在に押接する摺接部材を備えたことを特徴とする。

【００１５】ここで、上記本発明の画像形成装置におい
て、上記摺接部材が、感光体ドラムの長手方向に延びる
スリットが形成された円筒形状の樹脂であることが好ま
しい。また、上記本発明の画像形成装置において、上記
摺接部材は、例えば、感光体ドラムと摺接部材を相対的
に移動させるに要する力が０．５ｋｇ・ｆ以上かつ１
２．５ｋｇ・ｆ以下である摩擦力で、感光体ドラムの内
壁面に摺動自在に押接するように構成される。

【００１６】

【作用】接触帯電部材と感光体が互いに振動しあって発
生する帯電時の騒音は、通常金属で構成される感光体ド
ラムの振動が支配的であるので、その感光体ドラムの振
動を抑制するのが効果的である。前述したように、従来
は振動を抑制するために感光体ドラムの質量を増加させ
ていた。

【００１７】これに対し、本発明は、摺接部材を、感光
体ドラムの内壁に摺動自在に、かつその内壁に所定の摩
擦力を持って押接するように感光体ドラム内部に配設し
たことを特徴とするものである。この摺接部材は、感光
体ドラムの重量を増すことで帯電音を減少させるほど重
量のあるものである必要はなく、感光体ドラムの重量を
実質的に増加させないような、例えば円筒状の軽い樹脂
製のものであってもよい。この摺接部材がその重量によ
り帯電音を減少させているものでないことは、感光体ド
ラムの内壁との間で摺動しないようにその摺接部材を感
光体ドラムに強く押圧したり、あるいはその摺接部材を
感光体ドラムに接着すると、その摺接部材を感光体ドラ
ム内部に配置しない場合と同程度の帯電音が発生するこ
とによって確認される。

【００１８】本発明は、上記摺接部材を感光体ドラム内
部に配置することによって帯電音の減少を図るものであ
り、感光体ドラムの重量を大幅に増す必要がなく、取扱
いや操作の容易な感光体ドラムを備えた画像形成装置が
構成される。本発明の画像形成装置は、上記摺接部材の
材料や形状が特に問われるものではないが、上記摺接部
材として、感光体ドラムの長手方向に延びるスリットが
形成された円筒形状の樹脂を備えることが好ましい。そ
の樹脂の外径を感光体ドラムの内径よりもやや大きく形
成しておき、スリットが形成されていることからその樹
脂の径を縮める方向に撓ませてその摺接部材を感光体ド
ラムに簡単に挿入することができ、組立ての作業性が向
上する。感光体ドラムに挿入された摺接部材はその径が
広がろうとして感光体ドラムの内壁を所期の摩擦力が生
じるように押圧する。

【００１９】摺接部材は感光体ドラムの内壁を所定の摩
擦力で押圧する必要はあるが、どの程度の摩擦力が適当
であるかは、感光体ドラムの材質や形状等を考慮して適
応的に定められる。その一例として、本発明者の実験に
よると、その所定の摩擦力を、感光体ドラムと摺接部材
を相対的に移動させるに要する力で規定したとき、その
力が０．５ｋｇ・ｆ以上１２．５ｋｇ・ｆ以下である
と、帯電音を５ｄＢないしそれ以上低減させることがで
きた。

【００２０】その力が０．５ｋｇ・ｆより小さいと摺接
部材が容易に動きすぎるため、また、その力が１２．５
ｋｇ・ｆを越えると、摺接部材が感光体ドラム内壁と摺
動しにくく感光体ドラムとほぼ一体化されてしまうた
め、いずれの場合も帯電音の減少効果は５ｄＢに満たな
かった。尚、０．５ｋｇ・ｆ〜１２．５ｋｇ・ｆの範囲
内のうち、１．０ｋｇ・ｆ以上８．５ｋｇ・ｆ以下の範
囲内では帯電音の減少効果は約９ｄＢにも達するとい
う、さらに好ましい結果が得られた。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
２は、本発明の画像形成装置の一実施例における、感光
体ドラムの長手方向の断面図である。円筒状の感光体ド
ラム１１の内部に摺接部材１１１が装入されており、ま
た、その感光体ドラム１１の両端はフランジ１１２で閉
じられている。

【００２２】図３は、図２に示す矢印Ｘ−Ｘ方向に見た
摺接部材の形状の各例を示した図である。図３（Ａ）〜
（Ｃ）に示す各摺接部材１１１いずれにもその長手方向
に延びるスリット１１１ａが形成されている。図３
（Ａ）と図３（Ｂ）との相違は肉厚の相違であり、図３
（Ｃ）には、スリット１１１ａの反対側に、やはりその
長手方向に延びるくびれ部１１１ｂが形成されており、
径方向に撓みやすく形成されている。

【００２３】これらの摺接部材１１１は、例えばアクリ
ル，ＡＢＳ，ガラス入りポリカーボネート等の樹脂で形
成することができる。その他、ステンレス等の金属、硬
質ゴム等で摺接部材１１１を形成してもよい。摺接部材
１１１は、感光体ドラム１１の内部に配置したときに、
その感光体ドラム１１の内壁との間で所定の摩擦力を持
って接するよう、その外径寸法や表面粗さ等が予め定め
られている。

【００２４】図４は、摺接部材の、感光体ドラムの内壁
との摩擦力と帯電音の減音効果との関係の一例を示すグ
ラフである。以下に実験条件を記す。 ・感光体ドラム：外径３０ｍｍφ，内径２８．５ｍｍ
φ，長さ３５０ｍｍの有機感光体 ・感光体ドラムの表面速度：１３６ｍｍ／ｓｅｃ ・帯電ロール：外径１４ｍｍφ，長さ３３０ｍｍの弾性
体（８ｍｍφのステンレス製芯金入り） ・印加電圧：５２０Ｖ（ＤＣ）＋８００Ｈｚ・１．０ｍ
Ａ（ＡＣ） ・摺接部材：内径２６．５ｍｍφ，長さ１００ｍｍ，ア
クリル製 種々の外径のものを製作して実験を行った。

【００２５】・摩擦力の測定：感光体ドラム内部に配置
した摺接部材を図１の矢印Ｄ方向に押して摺接部材を感
光体ドラムに対し相対的に移動させるに要する動摩擦力
を測定 ・帯電音の測定：騒音計を感光体ドラムに相対するよう
に固定して測定 以上の実験条件で摩擦力と帯電音を測定し、図３に示す
結果が得られた。

【００２６】この図３のグラフから、摩擦力には適切な
範囲が存在し、摩擦力が小さ過ぎても減音効果は小さい
が、摩擦力が大き過ぎても減音効果が減殺されることが
わかる。この点からこの摺接部材１１１は、その重さで
帯電音を減音しているのではないことがわかる。減音効
果として十分効果があると判定される基準を５ｄＢとす
ると、上記の実験例では０．５ｋｇ・ｆ〜１２．５ｋｇ
・ｆの範囲内の摩擦力が適切であり、さらに、１．０ｋ
ｇ・ｆ〜８．５ｋｇ・ｆの範囲内の摩擦力では約９ｄＢ
もの減音効果が確認された。

【００２７】上記の実施例はアクリル製の、略Ｃ型のパ
イプ状（図３参照）の摺接部材の外径寸法を変更するこ
とにより摩擦力を変化させたときの例であるが、同一の
外径寸法であってその肉厚を変更することにより摩擦力
を変化させた場合も図４に示すグラフとほぼ同一の結果
が得られた。さらに摺接部材の材質を、ＡＢＳ、ガラス
入りポリカーボネート、ステンレス、硬質ゴム等に変更
しても近似した結果が得られた。ただし、全体的な傾向
として樹脂の方が金属よりも減音効果が多少大きいよう
であり、摺接部材の材質も多少は関係がありそうではあ
る。

【００２８】図５は、本発明の画像形成装置の感光体ド
ラムの他の例を示す模式図である。この例に示す感光体
ドラムでは、フランジ１１２の、感光体ドラム１１の内
部に挿入された部分が摺接部材の役割りを成している。
図５（Ａ）のように構成するとフランジ１１２を感光体
ドラム１１に取り付けるときに、その摩擦力に抗して、
フランジ１１２の摺接部材の部分を感光体ドラム１１に
挿入する必要があるが、図５（Ｂ）に示すように構成す
ると、フランジ１１２が感光体ドラム１１に挿入された
後にその径が広げられ、フランジ１１２を感光体ドラム
１１に取り付ける作業が、より容易となる。

【００２９】この図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、本
発明にいう摺接部材は、それのみ単独に独立した部材と
して備えられている必要はない。また、本発明にいう摺
接部材は、感光体ドラムの内壁を所定の摩擦力をもって
押圧すればよく、図３示すような断面が略Ｃ字状のもの
に限定されるものではなく、その材質も特に限定される
ものではなく、軽く、加工しやすく、しかも組立性の良
い材料を選定することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感光体ドラムの重量を大きく増すことなく、帯電量を有
効に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】接触帯電方式の帯電装置を備えた画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。

【図２】本発明の画像形成装置の一実施例の、感光体ド
ラムの長手方向の断面図である。

【図３】図２に示す矢印Ｘ−Ｘ方向に見た摺接部材の形
状の各例を示した図である。

【図４】摺接部材の、感光体ドラムの内壁との摩擦力と
帯電音の減音効果との関係の一例を示すグラフである。

【図５】本発明の画像形成装置の感光体ドラムの他の例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１１ 感光体ドラム １１１ 摺接部材 １１２ フランジ １２ 帯電装置 １２１ 帯電ロール

フロントページの続き (72)発明者 勝野 龍司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 新井 明雄 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の感光体ドラムと、該感光体ドラ
   ムに接触して該感光体ドラムを帯電させる接触帯電部材
   とを備え、前記感光体ドラムを帯電し、該感光体ドラム
   上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して
   用紙に転写する画像形成装置において、 前記感光体ドラムの内部に、該感光体ドラムの内壁面に
   所定の摩擦力で摺動自在に押接する摺接部材を備えたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記摺接部材が、前記感光体ドラムの長
   手方向に延びるスリットが形成された円筒形状の樹脂で
   あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記摺接部材が、前記感光体ドラムと前
   記摺接部材を相対的に移動させるに要する力が０．５ｋ
   ｇ・ｆ以上かつ１２．５ｋｇ・ｆ以下である摩擦力で、
   前記感光体ドラムの内壁面に摺動自在に押接するもので
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装
   置。