非接触帯電装置
【課題】 帯電装置の騒音を抑えるための静音機構を備える非接触帯電装置を提供する。
【解決手段】 帯電体１１と被帯電体１０との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体１１により前記被帯電体１０を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体１１と前記被帯電体１０の位置を一定に保つ静音の固定手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有し、この固定手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃは前記被帯電体１０に従動する。
【解決手段】 帯電体１１と被帯電体１０との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体１１により前記被帯電体１０を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体１１と前記被帯電体１０の位置を一定に保つ静音の固定手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有し、この固定手段１１ａ、１１ｂ、１１ｃは前記被帯電体１０に従動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して帯電体により被帯電体を帯電させる、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に利用する非接触帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今オフィスの静音化が進み、複写機、ファックス、プリンタ機器の低騒音化が必須となっている。また、オフィス業務の高効率化、高速化が高まり、これに伴って複写機、プリンタ、ファックスなどは、今後ますますカラー化、高速化が進むと考えられる。
この結果、カラー化に伴う一製品内の帯電装置の多量化による製品全体騒音の増大、高速駆動に伴う製品振動の増大化とこれに伴う製品騒音の増大が予測され、オフィス機器のさらなる静音化は急務となっている。
帯電装置においても、装置１つあたりの騒音量は、数分の１から数十分の１に下げる必要がある。ここに至り、これまでは遮蔽されていたため、ある程度寛容であった中空部品の内部騒音に関して、これを効率的に吸音、あるいは消音あるいは防音する必要が生じた。
非特許文献１によると、帯電騒音の原因は、放電による気体の急膨張ではなく、機械振動であることがわかっている。
従来、接触帯電部材に起因した帯電音を軽減するとともに、トナー付着による画像不良をなくす技術、振動及び騒音の発生を抑制することができる感光体ドラムを備える画像形成装置が提案されている。例えば、帯電ローラを感光体ドラムに押し当てることにより、感光体ドラムの帯電騒音を低減する方法がよく知られている。この方法は、帯電ローラと感光体ドラムが接触することにより、お互いの振動を抑制する効果がある。（例えば、特許文献１、２、及び非特許文献１参照）。
特許文献１には、「帯電部材及び帯電装置及び画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ」が開示され、この開示は略述すれば、接触帯電部材において、帯電音を軽減するとともに、トナー付着による画像不良をなくす技術である。
この技術では、芯金の周囲を発泡部材とチューブとからなる弾性体によって囲繞して帯電ローラを構成し、加圧ばねによってチューブを感光ドラムに押圧して接触させて電源から帯電バイアスを芯金に印加し、弾性体を介して感光ドラム表面を一様に帯電する。そして、弾性体における感光ドラムとの接触面についてのアスカーＣ硬度を５５°以下に、また国際ゴム硬度規格のＩＲＨＤを８０°以下に設定することによって、帯電音、トナー付着を低減するように構成している。
【０００３】
非特許文献１には、「電子写真の接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる振動及び雑音」が開示されている。この開示では、略述すれば、電子写真の接触帯電サブシステムの電気機械的ダイナミクスが、接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる機械的な振動及び音響的な雑音の基本的な特性を明瞭にするために研究された。
以下の結論がモデリング及び実験から推論された。（１）交番静電力はローラ及びフォトレセプタドラムを含むカートリッジカバーの近傍において発生される。ドラムのガス放電及びパイプ共振による雑音は少ない。（２）静電力の主周波数は印加されたａｃ電圧の２倍である。
静電力の大きさは印加された高いａｃ電圧動作により大きい。それゆえ、カートリッジカバーの共振周波数はａｃ電圧周波数の２倍から著しく異なるように設計されるべきであり、そしてａｃ電圧をできる限り低く設定するのが好ましい。
特許文献２には、振動及び騒音の発生を抑制することができる感光体ドラムを備える画像形成装置が開示されている。この画像形成装置に用いる感光体ドラムは、感光層を表面に塗布した円筒状のドラムである。その場合に、円筒状ドラムの中央部の肉厚は両端部の肉厚よりも薄く、かつ、中央部と両端部に挟まれた部分の肉厚は中央部の肉厚よりも薄く形成されている。したがって、固有振動数を変化させずに振動応答を低減することができる。
また、帯電ローラのビビリ振動が感光体ドラムに伝播することで帯電騒音は耳障りな音圧レベルとなる。そのため、帯電ローラの振動を遮断した静音機構付き帯電装置を提供することも研究されている。
【特許文献１】特開平７−９２７７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７４９９公報
【非特許文献１】ヒロユキ・カワモト、コウジ・ウダガワ及びマサヒロ・モリ等による「電子写真の接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる振動及び雑音」、ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス・アンド・テクノロジー、第３９巻、第６号、１９９５年１１月／１２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの従来方法は帯電ローラと感光体ドラムの振動をゼロにするものではない。必ず接触端において、帯電ローラと感光体ドラムの間に振動の伝播が生じ、この振動が接触面外では騒音へと変化してしまう。
またさらに、特許文献２のように、円筒状ドラムの曲げ１次モード及び曲げ２次モードの腹に対応する部分の肉厚を薄くし、節に対応する部分の肉厚を厚くすることで、円筒状ドラムの曲げ１次モード及び曲げ２次モードの腹に対応する部分の重量の増加を抑制するとともに円筒状ドラムの剛性を増加させることができる。これにより固有振動数を含む全周波数領域における振動応答レベルを低下できることが知られている。
しかしながら、重量の増加を抑制し、剛性を増加させた結果、円筒状ドラムの固有振動数は、上記加工を施す前の円筒状ドラムの固有振動数よりも全体的に高い周波数へと移行する。これにより騒音レベルは下がるが、耳障りな騒音に変化してしまうことが往々にして生じている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、帯電装置の騒音を抑えるための静音機構を備える非接触帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体により前記被帯電体を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体と前記被帯電体の位置を一定に保ちつつ前記帯電体から伝搬する振動を抑制、減衰する静音固定手段を有し、この静音固定手段は前記被帯電体に従動して回転する非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記帯電体が中空であること、あるいは軽量化した請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記帯電体表面に吸音手段を有する請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記帯電体表面あるいは帯電体裏面に振動を抑制する振動抑制手段を有する請求項２記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記固定手段と前記帯電体との間に振動を減衰する振動減衰手段を有し、前記帯電体の振動を前記被帯電体に伝播させない請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記帯電体を支える帯電体固定手段を有し、この帯電体固定手段は前記帯電体の振動を抑制する請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記帯電体固定手段が前記帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、前記帯電体の振動を抑制する請求項６記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記帯電体固定手段が導電材を含有する請求項６または７記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記帯電体固定手段が帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ね備える請求項６または７記載の非接触帯電装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、固定手段は被帯電体に従動し、帯電体は回転運動を行わないので、発音物体である中空の感光体ドラムへの帯電体振動の伝播を遮断あるいは抑制し、振動の発生源の１つである、帯電体からの入力を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置の一例である電子写真方式による複写機を示す概略図である。図１には複写機１の内部構成を略示している。この複写機は一般にコンソールタイプと称せられて、床面に載置して使用できるように全高が高く設定され、その全体が上部Ｅと下部Ｆとから構成されている。
上部Ｅは、光学要素からなる光学ユニット２と、その下方に位置する作像系の各ユニットを有している。下部Ｆは、複数のサイズの転写紙Ｐがそれぞれ載置された複数の給紙カセットを収納する給紙ユニット３を有している。
上部Ｅの上方には、自動原稿搬送装置４が搭載されている。この自動原稿搬送装置４の原稿台５に載置された原稿Ｏは、光学ユニット２のケース６に支持されたコンタクトガラス７上に自動給送されて停止する。
次いで、光学ユニット２の光源８が図示の矢印Ａ方向、すなわち、右方に移動し、このとき、原稿Ｏの原稿面が光源８により照明される。原稿Ｏの画像が結像光学系９によって、画像担持体である感光体ドラム１０上に結像される。
感光体ドラム１０は、図示の矢印Ｂ方向、すなわち、時計方向に回転し、このとき帯電チャージャ１１によって表面を一様に帯電され、その帯電面に光学ユニット２により原稿画像が結像される。これによって画像担持体である感光体ドラム１０上に静電潜像が形成され、この潜像は現像ユニット１２によってトナー像として可視像化される。
一方、前述の下部Ｆに配置された給紙ユニット３から転写紙Ｐが感光体ドラム１０に向けて給送され、転写チャージャ１３によって感光体ドラム１０上のトナー像が転写紙Ｐに転写される。
１枚目のコピー時間を短くするため、給紙ユニット３で転写紙Ｐが分離された後、図示しない搬送モータが高速回転して感光体ドラム１０まで高速で搬送されるモードもある。
この転写紙Ｐは、定着ユニット１４を通り、転写されたトナー像が転写紙Ｐ上に定着され、次いで転写紙Ｐはコピー紙として機外に排出される。図示した複写機は、両面コピーも取れるように構成されているが、ここでは説明を割愛する。感光体ドラム１０上に残留するトナーは、クリーニングユニット１５によって除去される。
上述のように、図示した複写機１は各種部品やユニットを有しているが、これらは複数の図示しない駆動モータによって駆動力を得て回転している。また、光学ユニット２の光源８や給紙ユニット３等の各種部品やユニットは構造体１６に支持されている。
とくに、感光体ドラム１０などのごとき回転運動を行う中空のローラは、構造体１６と結合する図示しない棒状の芯を通し、偏芯を抑えて回転するように支持されている。
【０００８】
図２は図１に示した構造体を詳細に説明する分解斜視図である。この構造体１６は上部骨格体１７と下部骨格体１８とを有し、上部骨格体１７は、前述の図示しない上部Ｅを支持するための構成を有している。即ち、上部骨格体１７は図１の光学ユニット２、画像担持体である感光体ドラム１０、現像ユニット１２、定着ユニット１４、及びクリーニングユニット１５等を支持するものである。
また、下部骨格体１８は複写機の下部Ｆを支持するための構成を有している。即ち、図１の給紙ユニット３等を支持するものである。
下部骨格体１８は、その底部に位置するベース部材である板部材１９と、板部材１９上に組み上げられる骨組み２０とから構成されている。この骨組み２０は、チャンネル状に形成された複数の骨組み部材、すなわち、板部材１９の四隅から垂直に立設された柱状の骨組み部材２１、２２、２３、２４、各柱状の骨組み部材の上部間、適所間に夫々差し渡された横骨組み部材２５、２６、２７、横骨組み部材２５、２６間に差し渡された骨組み部材２８、２９から構成され、これらを溶接によって一体に固着して構成されている。
【０００９】
板部材１９は、絞り加工を施された内側板部材３０と外側板部材３１とを互いに組み付け、これらを溶接によって一体に固着したものからなり、上記内側板部材３０の４隅のコーナー部に、図示のように垂直に立った４本の骨組み部材２１、骨組み部材２２、骨組み部材２３、骨組み部材２４の下部が溶接によって固着されている。
板部材１９は、絞り加工による成形と上下２部品の内側板部材３０と外側板部材３１を弁当箱状の構成にしたものを溶接したことで、剛性の高いものになっている。
図示の矢印Ｃで示した向きが、複写機の手前側、すなわち通常オペレータに向き合う側となり、図示の矢印Ｄで示した側が奥側となる。また、操作者が複写機に向き合ったときに左右方向となる向きは、図示の矢印Ｇで示してある。
板部材１９に固定された４本の骨組み部材２１、２２、２３、２４のうち、手前側の２本の骨組み部材２１、２３の上部と、奥側の２本の骨組み部材２２、２４の上部には、それぞれ左右方向に延びる骨組み部材２５と骨組み部材２６が溶接によって固着されている。
また、手前側の１本の骨組み部材２１と奥側の１本の骨組み部材２２には前後に延びる骨組み部材２７の各端部が溶接によって固着されている。同様に前後の骨組み部材２５と２６にも、前後に延びる２本の骨組み部材２８と２９の各端部が溶接によって固着されている。
実際の製造時には４本の骨組み部材２５、２６、２８、２９を図示のように一体に組み付けて結合したものを、４本の垂直な骨組み部材２１、２２、２３、２４の上部に固着すると作業効率が良い。
他方、上部骨格体１７も４本の略水平な骨組み部材３２、３３、３４、３５を矩形枠体状に組み付け、これに必要に応じて補強用の骨組み部材３６をすじかい状に組み付ける。
これとともに、これらを溶接によって互いに固着した下部構造体部分と、この構造体部分に溶接によって固着されて垂直に立った４本の骨組み部材３７、３８、３９、４０を組み付ける。
奥側の骨組み部材３９、４０の上部間に溶接により固着された骨組み部材４１と、手前側の骨組み部材３７、３８の上部間に溶接された骨組み部材４２と、前後の骨組み部材３７、３９、３８、４０に溶接によって一体化された骨組み部材４３、４４とを有している。
【００１０】
構造体１６の骨組みは、スポット溶接とプラグ溶接の少なくとも一方の溶接法によって結合され、溶接電極が入る個所はスポット溶接とし、そうではない個所は、締結すべき一方の骨組み部材に例えば長穴をあけて、プラグ溶接を行えばよい。
また、下部骨格体１８の奥側上部の骨組み部材２６の上部左右には、上方に突出する少なくとも２本のピン２２ａ、２４ａが固定され、これらのピン２２ａ、２４ａは上部骨格体１７の骨組み部材３２、３４の夫々の奥側の部位に穿設された取り付け孔３２ａ、３４ａに嵌合する。
このように上部骨格体１７及び下部骨格体１８の両方は、上記ピン２２ａ、２４ａを介して互いに連結され、かつ位置決めされる。そのさい、１対の取り付け孔３２ａ、３４ａの一方の孔を長孔にすると良い。
一般的に、構造体１６に外装材４５を取り付けて外観を良くしたり、ユーザへの安全性を高めたり、上記構造体１６内に粉塵が入ることを防いだり、騒音が漏れるのを防ぐようになっている。帯電装置においては、特許文献２にあるように、感光体ドラムが騒音（帯電周波数の２倍の周波数）を発生している。
【００１１】
図３は静音固定手段付き帯電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。図１の感光体ドラム１０及び帯電ローラ（帯電体）１１と、これらを支持する固定部材を抜粋したものである。図３の感光体ドラム１０及び帯電ローラ（帯電体）１１は図１の同部品とそれぞれ同等である。
非接触帯電装置においては、帯電体１１と被帯電体（感光体ドラム）１０間の微小間隔の精密性を保つために、帯電機能に影響を与えない帯電体１１の両端部に、ギャップ制御部としてスペーサ１１ａを有するのが一般的である。
図３では、帯電体１１の径に対して、微小間隔分だけ大きな径を有するコロをスペーサに利用した例を示している。図４にも示すように帯電体１１は三角柱であり、回転しないように構成されている。スペーサ１１ａは、例えば帯電体１１から長手方向の両端に突設された軸１１Ａにより、その中心を回転自在に支持されている。
コロとしてのスペーサ１１ａは静音固定手段を構成しており、スペーサ１１ａは、図３のように帯電体１１の両端部から分離した位置において、軸１１Ａに対する結合部１１ｂを備えている。静音固定手段は結合部１１ｂにおいて、感光体ドラム１０の回転方向にのみ自由度を与えた状態で結合されている。
つまり、軸１１Ａに対して回転自在に支持されている。さらに言えば、静音固定手段はスペーサ１１ａが帯電体１１から分離して結合部１１ｂを備えている構成である。静音固定手段は静音化する機能と帯電体を固定する機能を有している。
つまり、感光体ドラム１０が回転するさい、スペーサであるコロ１１ａは感光体ドラム１０の回転運動に従動して回転運動を行うが、帯電体１１は一定の回転方向位置で静止する（回転しない）。この結果、帯電体１１で生じた振動のうち、感光体ドラム回転方向への力以外は全て遮断される。すなわち、本静音固定手段付き帯電装置では、帯電体１１からの振動の伝播は大きく抑制される。
帯電体１１が感光体ドラム１０と従動しないので、帯電体１１を直接支持することが可能となる。直接支持し固定することにより、帯電時に生じるビビリ振動を抑制することが可能となる。
【００１２】
図４は三角柱からなる帯電体を示す概略図である。図５（ａ）及び（ｂ）は中空の三角柱からなる帯電体の側面図と断面図である。帯電体１１は回転運動を行わないので、図４に示すような三角柱、また四角柱や五角柱、その他の多角柱形状の帯電体であってもよい。
また、図５に示すような中空の三角柱型以外でも、帯電機能を損なわない範囲であればどのような中空形状であってもよく、長手側両端における切り口が異なるような複雑な形状など円筒形も含めた全ての形状の帯電体を使用可能であることは言うまでもない。
帯電体１１は回転運動を行わない形状であるため、帯電体１１において帯電チャージ機能に使用する部位とそれ以外の機能に使用する部位とを分けることが可能となる。したがって、帯電体表面に後述する吸音手段を設けることが可能となる。
上述したように、中空の帯電体を使用すれば、この帯電体は、材質などの他に肉厚を適切に設定することによっても、固有振動数を制御することが可能となる。振動伝播が原因の騒音の抑制・快音設計の他に、画像形成装置の画質改善を考慮することができるようになる。
【００１３】
図６はヘルムホルツ共鳴器を説明する概略図である。ヘルムホルツ共鳴器ＨＲは帯電体（図示せず）表面に配設可能な吸音機構の１つである。ヘルムホルツ共鳴器とは、ある容積とダクトを有する空間が、内部容積とダクト内の空気の質量によって共鳴を起こす現象を再現させる、レゾネータ（共鳴器）のことである。
ここで、ある容積をＶ0（ｃｍ3）、ダクト長をｌ（ｃｍ）、ダクト半径をｒ（ｃｍ）、ダクト表面積をＳ（ｃｍ2）とし、音速をｃとした場合、共振周波数ｆ0は
（Ｈｚ）
で表される周波数の共鳴音を発生させることが良く知られている。
図６に示すようなヘルムホルツ共鳴器構造に音波が入ってくると、共鳴器内部の空気がばねの作用を、ダクト部分の空気の質量が錘の役目をして、ばね質量系における「単共振」と同様の現象が生じる。ここで、ダクト部分において生じた空気の激烈な振動は、空気の分子間における摩擦熱を発生し、音響エネルギが熱エネルギへと変換される。
以上のような現象により、上記数式によって算出される周波数の音は吸音される（「流体音工学入門」朝倉書店 Ｐ．１５４〜Ｐ．１５６参照）。このような吸音機構を帯電体表面に配設することにより、帯電体は帯電騒音を抑制する吸音材の役目をも兼ね備えるようになる。中空の帯電体を用いて、帯電体裏面に制振機構を設けることで、帯電体自体の振動も著しく抑制することが可能となる。
帯電体表面に吸音手段（ヘルムホルツ共鳴器）を有することによって、感光体ドラムか（図示せず）ら発する騒音を発生直後に大きく減衰することが可能となる。初期の減衰が、その後の距離減衰に大きく影響を及ぼすため、帯電騒音を著しく減少可能となる。
【００１４】
図７は静音固定手段付き帯電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。図７には、帯電体１１を固定する固定手段１１ｃと帯電体１１との間に振動を減衰するダンパ（振動減衰手段）１１ｄを有する静音固定手段付き帯電装置の例を示している。
図７に示した静音固定手段付き帯電装置には、感光体ドラム１０と非接触で対向した帯電体１１、固定手段１１ｃ、ダンパ（振動減衰手段）１１ｄを示している。帯電体１１で発生した振動は、ダンパ１１ｄにより大きく減衰する。このダンパ１１ｄを介した固定手段１１ｃには、帯電体１１の振動はほとんど伝播しない。これにより、感光体ドラム１０への振動の入力は著しく小さくなる。
帯電体１１と固定手段１１ｃとの間に振動を抑制、減衰する上記振動減衰手段（ダンパ１１ｄ）を設けることによって、結合部１１ｂ（図７）への入力が小さくなることにより、入力内における、感光体ドラム回転方向への力の成分も小さくなる。これにより、さらなる静音化が可能となる。
固定手段１１ｃは図３のコロとしてのスペーサ１１ａと同様の機能を果たし、静音固定手段を構成している。固定手段１１ｃは、図３のように帯電体１１の両端部から分離した位置において、軸１１Ａに対する結合部１１ｂを備えている。静音固定手段１１ｃは結合部１１ｂにおいて、感光体ドラム１０の回転方向にのみ自由度を与えた状態で結合されている。
【００１５】
図８は導電性の帯電体固定手段を示す概略斜視図である。図８には帯電体固定手段１１ｅを導電性にして、この帯電体固定手段１１ｅより通電させた帯電体１１を例示している。帯電固定手段１１ｅは、図９で単品として上方に示しておりかつ図示のごとき帯電体１１の振動の腹に相当する位置に固定される。かかる帯電固定手段１１ｅに通電することにより、帯電体１１の長手方向の振動がキャンセルされる。
帯電体を支える帯電体固定手段１１ｅは、帯電体１１と感光体ドラム１０との間の微小スペースを確保するために帯電体を固定する手段であるが、帯電体１１の振動を抑制する機能を併有しており、例えば、帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、帯電体の振動を抑制する。また、帯電体固定手段１１ｅは導電材を含有し、帯電体１１に対して帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ねている。
図８において、帯電体固定手段１１ｅは上述のごとく帯電体１１の振動形状に合わせた位置に配設されることによって振動減衰手段の役目も兼ねている。帯電体１１の端部分には感光体ドラム１０と接触する図３と同様なスペーサ１１ａが配置されており、図３の場合と同様に振動を抑制する。
図９（ａ）及び（ｂ）は図８の導電性の帯電体固定手段と帯電体との関係を示す概略側面図である。図９（ａ）には固定手段により支持されていない帯電体１１の振動状態を示している。つまり、（ａ）に示した帯電体１１は、或る周波数における帯電体１１の振動形状を示している。
帯電体の固定手段１１ｅは帯電体１１の機能を妨げない位置に配設されており、固定手段１１ｅの一端は帯電体１１に、他端は図２の本体構造体などに固定されている。
（ａ）に示したように固定手段によって固定されていない帯電体１１がこのような振動形状にて振動する場合、図に点線ａで示す位置が「振動の腹」となる。この「振動の腹」の位置に固定手段１１ｅを配設することで、帯電体１１の振動を抑制することが可能となる。固定手段１１ｅは接着などの適宜な方法で帯電体１１に固定される。
帯電体の振動形状を考慮し、振動形状における振動の腹の位置に帯電体固定手段を配設することにより、ビビリ振動に加えて、曲げモードの振動及び表面振動モードの振動をも抑制することが可能となる。
図１０は感光体ドラムの放射音発生メカニズムを簡略化して示すブロック図である。図１０において、被帯電体である感光体ドラム１０には、帯電ローラなどから入力となる振動が伝播する（４６）。この入力に応じた騒音が感光体ドラム１０から発生している。騒音は、感光体ドラム１０の振動特性４７と音響特性４８に基づいた騒音（放射音）４９を発生する。
【００１６】
本発明によれば、発音物体である中空の感光体ドラム１０において、帯電体（図示せず）、すなわち、これを支持するスペーサ１１ａ（図３参照）との接触端点における振動伝播が遮断あるいは抑制される。振動の発生源の１つである帯電体からの入力を小さくする。すなわち、全ての周波数における騒音量を低減することが可能となる。
帯電体１１を中空にすることによって帯電体自体も騒音を発生し易くなるが、帯電体１１に振動を抑制する振動抑制手段或いは振動減衰手段（スペーサ１１ａ、ヘルムホルツ共振器、図８、図９（ｂ）の各構造、ダンパ１１ｄ）を付加することで、帯電体自体からの騒音を抑制することが可能となる。
帯電体１１と固定手段１１ｄとの間に振動を抑制、減衰する上記振動減衰手段（ダンパ１１ｄ）を設けることによって、結合部１１ｂ（図４）への入力が小さくなる。入力が小さくなることにより、入力内における、感光体ドラム回転方向への力の成分も小さくなる。これにより、さらなる静音化が可能となる。
本発明によれば、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して帯電体により被帯電体を帯電させる非接触帯電方法において、帯電体と被帯電体との位置関係を一定に保つ固定手段が被帯電体と従動し、帯電体が回転運動を行わないように構成する静音帯電方法あるいはソフトウェアを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例である電子写真方式による複写機を示す概略図である。
【図２】図１に示した構造体を詳細において説明する分解斜視図である。
【図３】静音固定手段付き帯電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図４】三角柱からなる帯電体を示す概略図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は中空の三角柱からなる帯電体を示す側面図、断面図である。
【図６】ヘルムホルツ共鳴器を説明する概略図である。
【図７】静音固定手段付き帯電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図８】導電性の帯電体固定手段を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は図８の導電性の帯電体固定手段と帯電体との関係を示す概略側面図である。
【図１０】感光体ドラムの放射音発生メカニズムを簡略化して示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０ 被帯電体（感光体ドラム）
１１ 帯電体（帯電ローラ、非接触帯電装置）
１１ａ 静音固定手段（スペーサ）
１１ｂ 静音固定手段（結合部）
１１ｃ 静音固定手段
１１ｄ 振動減衰手段（ダンパ）
１１ｅ 振動抑制手段（帯電体固定手段、帯電電圧供給手段）
ＨＲ 吸音手段（ヘルムホルツ共鳴器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して帯電体により被帯電体を帯電させる、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に利用する非接触帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今オフィスの静音化が進み、複写機、ファックス、プリンタ機器の低騒音化が必須となっている。また、オフィス業務の高効率化、高速化が高まり、これに伴って複写機、プリンタ、ファックスなどは、今後ますますカラー化、高速化が進むと考えられる。
この結果、カラー化に伴う一製品内の帯電装置の多量化による製品全体騒音の増大、高速駆動に伴う製品振動の増大化とこれに伴う製品騒音の増大が予測され、オフィス機器のさらなる静音化は急務となっている。
帯電装置においても、装置１つあたりの騒音量は、数分の１から数十分の１に下げる必要がある。ここに至り、これまでは遮蔽されていたため、ある程度寛容であった中空部品の内部騒音に関して、これを効率的に吸音、あるいは消音あるいは防音する必要が生じた。
非特許文献１によると、帯電騒音の原因は、放電による気体の急膨張ではなく、機械振動であることがわかっている。
従来、接触帯電部材に起因した帯電音を軽減するとともに、トナー付着による画像不良をなくす技術、振動及び騒音の発生を抑制することができる感光体ドラムを備える画像形成装置が提案されている。例えば、帯電ローラを感光体ドラムに押し当てることにより、感光体ドラムの帯電騒音を低減する方法がよく知られている。この方法は、帯電ローラと感光体ドラムが接触することにより、お互いの振動を抑制する効果がある。（例えば、特許文献１、２、及び非特許文献１参照）。
特許文献１には、「帯電部材及び帯電装置及び画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ」が開示され、この開示は略述すれば、接触帯電部材において、帯電音を軽減するとともに、トナー付着による画像不良をなくす技術である。
この技術では、芯金の周囲を発泡部材とチューブとからなる弾性体によって囲繞して帯電ローラを構成し、加圧ばねによってチューブを感光ドラムに押圧して接触させて電源から帯電バイアスを芯金に印加し、弾性体を介して感光ドラム表面を一様に帯電する。そして、弾性体における感光ドラムとの接触面についてのアスカーＣ硬度を５５°以下に、また国際ゴム硬度規格のＩＲＨＤを８０°以下に設定することによって、帯電音、トナー付着を低減するように構成している。
【０００３】
非特許文献１には、「電子写真の接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる振動及び雑音」が開示されている。この開示では、略述すれば、電子写真の接触帯電サブシステムの電気機械的ダイナミクスが、接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる機械的な振動及び音響的な雑音の基本的な特性を明瞭にするために研究された。
以下の結論がモデリング及び実験から推論された。（１）交番静電力はローラ及びフォトレセプタドラムを含むカートリッジカバーの近傍において発生される。ドラムのガス放電及びパイプ共振による雑音は少ない。（２）静電力の主周波数は印加されたａｃ電圧の２倍である。
静電力の大きさは印加された高いａｃ電圧動作により大きい。それゆえ、カートリッジカバーの共振周波数はａｃ電圧周波数の２倍から著しく異なるように設計されるべきであり、そしてａｃ電圧をできる限り低く設定するのが好ましい。
特許文献２には、振動及び騒音の発生を抑制することができる感光体ドラムを備える画像形成装置が開示されている。この画像形成装置に用いる感光体ドラムは、感光層を表面に塗布した円筒状のドラムである。その場合に、円筒状ドラムの中央部の肉厚は両端部の肉厚よりも薄く、かつ、中央部と両端部に挟まれた部分の肉厚は中央部の肉厚よりも薄く形成されている。したがって、固有振動数を変化させずに振動応答を低減することができる。
また、帯電ローラのビビリ振動が感光体ドラムに伝播することで帯電騒音は耳障りな音圧レベルとなる。そのため、帯電ローラの振動を遮断した静音機構付き帯電装置を提供することも研究されている。
【特許文献１】特開平７−９２７７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７４９９公報
【非特許文献１】ヒロユキ・カワモト、コウジ・ウダガワ及びマサヒロ・モリ等による「電子写真の接触帯電ローラ上に静電力によって引き起こされる振動及び雑音」、ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス・アンド・テクノロジー、第３９巻、第６号、１９９５年１１月／１２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの従来方法は帯電ローラと感光体ドラムの振動をゼロにするものではない。必ず接触端において、帯電ローラと感光体ドラムの間に振動の伝播が生じ、この振動が接触面外では騒音へと変化してしまう。
またさらに、特許文献２のように、円筒状ドラムの曲げ１次モード及び曲げ２次モードの腹に対応する部分の肉厚を薄くし、節に対応する部分の肉厚を厚くすることで、円筒状ドラムの曲げ１次モード及び曲げ２次モードの腹に対応する部分の重量の増加を抑制するとともに円筒状ドラムの剛性を増加させることができる。これにより固有振動数を含む全周波数領域における振動応答レベルを低下できることが知られている。
しかしながら、重量の増加を抑制し、剛性を増加させた結果、円筒状ドラムの固有振動数は、上記加工を施す前の円筒状ドラムの固有振動数よりも全体的に高い周波数へと移行する。これにより騒音レベルは下がるが、耳障りな騒音に変化してしまうことが往々にして生じている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、帯電装置の騒音を抑えるための静音機構を備える非接触帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体により前記被帯電体を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体と前記被帯電体の位置を一定に保ちつつ前記帯電体から伝搬する振動を抑制、減衰する静音固定手段を有し、この静音固定手段は前記被帯電体に従動して回転する非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記帯電体が中空であること、あるいは軽量化した請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記帯電体表面に吸音手段を有する請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記帯電体表面あるいは帯電体裏面に振動を抑制する振動抑制手段を有する請求項２記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記固定手段と前記帯電体との間に振動を減衰する振動減衰手段を有し、前記帯電体の振動を前記被帯電体に伝播させない請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記帯電体を支える帯電体固定手段を有し、この帯電体固定手段は前記帯電体の振動を抑制する請求項１記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記帯電体固定手段が前記帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、前記帯電体の振動を抑制する請求項６記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記帯電体固定手段が導電材を含有する請求項６または７記載の非接触帯電装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記帯電体固定手段が帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ね備える請求項６または７記載の非接触帯電装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、固定手段は被帯電体に従動し、帯電体は回転運動を行わないので、発音物体である中空の感光体ドラムへの帯電体振動の伝播を遮断あるいは抑制し、振動の発生源の１つである、帯電体からの入力を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置の一例である電子写真方式による複写機を示す概略図である。図１には複写機１の内部構成を略示している。この複写機は一般にコンソールタイプと称せられて、床面に載置して使用できるように全高が高く設定され、その全体が上部Ｅと下部Ｆとから構成されている。
上部Ｅは、光学要素からなる光学ユニット２と、その下方に位置する作像系の各ユニットを有している。下部Ｆは、複数のサイズの転写紙Ｐがそれぞれ載置された複数の給紙カセットを収納する給紙ユニット３を有している。
上部Ｅの上方には、自動原稿搬送装置４が搭載されている。この自動原稿搬送装置４の原稿台５に載置された原稿Ｏは、光学ユニット２のケース６に支持されたコンタクトガラス７上に自動給送されて停止する。
次いで、光学ユニット２の光源８が図示の矢印Ａ方向、すなわち、右方に移動し、このとき、原稿Ｏの原稿面が光源８により照明される。原稿Ｏの画像が結像光学系９によって、画像担持体である感光体ドラム１０上に結像される。
感光体ドラム１０は、図示の矢印Ｂ方向、すなわち、時計方向に回転し、このとき帯電チャージャ１１によって表面を一様に帯電され、その帯電面に光学ユニット２により原稿画像が結像される。これによって画像担持体である感光体ドラム１０上に静電潜像が形成され、この潜像は現像ユニット１２によってトナー像として可視像化される。
一方、前述の下部Ｆに配置された給紙ユニット３から転写紙Ｐが感光体ドラム１０に向けて給送され、転写チャージャ１３によって感光体ドラム１０上のトナー像が転写紙Ｐに転写される。
１枚目のコピー時間を短くするため、給紙ユニット３で転写紙Ｐが分離された後、図示しない搬送モータが高速回転して感光体ドラム１０まで高速で搬送されるモードもある。
この転写紙Ｐは、定着ユニット１４を通り、転写されたトナー像が転写紙Ｐ上に定着され、次いで転写紙Ｐはコピー紙として機外に排出される。図示した複写機は、両面コピーも取れるように構成されているが、ここでは説明を割愛する。感光体ドラム１０上に残留するトナーは、クリーニングユニット１５によって除去される。
上述のように、図示した複写機１は各種部品やユニットを有しているが、これらは複数の図示しない駆動モータによって駆動力を得て回転している。また、光学ユニット２の光源８や給紙ユニット３等の各種部品やユニットは構造体１６に支持されている。
とくに、感光体ドラム１０などのごとき回転運動を行う中空のローラは、構造体１６と結合する図示しない棒状の芯を通し、偏芯を抑えて回転するように支持されている。
【０００８】
図２は図１に示した構造体を詳細に説明する分解斜視図である。この構造体１６は上部骨格体１７と下部骨格体１８とを有し、上部骨格体１７は、前述の図示しない上部Ｅを支持するための構成を有している。即ち、上部骨格体１７は図１の光学ユニット２、画像担持体である感光体ドラム１０、現像ユニット１２、定着ユニット１４、及びクリーニングユニット１５等を支持するものである。
また、下部骨格体１８は複写機の下部Ｆを支持するための構成を有している。即ち、図１の給紙ユニット３等を支持するものである。
下部骨格体１８は、その底部に位置するベース部材である板部材１９と、板部材１９上に組み上げられる骨組み２０とから構成されている。この骨組み２０は、チャンネル状に形成された複数の骨組み部材、すなわち、板部材１９の四隅から垂直に立設された柱状の骨組み部材２１、２２、２３、２４、各柱状の骨組み部材の上部間、適所間に夫々差し渡された横骨組み部材２５、２６、２７、横骨組み部材２５、２６間に差し渡された骨組み部材２８、２９から構成され、これらを溶接によって一体に固着して構成されている。
【０００９】
板部材１９は、絞り加工を施された内側板部材３０と外側板部材３１とを互いに組み付け、これらを溶接によって一体に固着したものからなり、上記内側板部材３０の４隅のコーナー部に、図示のように垂直に立った４本の骨組み部材２１、骨組み部材２２、骨組み部材２３、骨組み部材２４の下部が溶接によって固着されている。
板部材１９は、絞り加工による成形と上下２部品の内側板部材３０と外側板部材３１を弁当箱状の構成にしたものを溶接したことで、剛性の高いものになっている。
図示の矢印Ｃで示した向きが、複写機の手前側、すなわち通常オペレータに向き合う側となり、図示の矢印Ｄで示した側が奥側となる。また、操作者が複写機に向き合ったときに左右方向となる向きは、図示の矢印Ｇで示してある。
板部材１９に固定された４本の骨組み部材２１、２２、２３、２４のうち、手前側の２本の骨組み部材２１、２３の上部と、奥側の２本の骨組み部材２２、２４の上部には、それぞれ左右方向に延びる骨組み部材２５と骨組み部材２６が溶接によって固着されている。
また、手前側の１本の骨組み部材２１と奥側の１本の骨組み部材２２には前後に延びる骨組み部材２７の各端部が溶接によって固着されている。同様に前後の骨組み部材２５と２６にも、前後に延びる２本の骨組み部材２８と２９の各端部が溶接によって固着されている。
実際の製造時には４本の骨組み部材２５、２６、２８、２９を図示のように一体に組み付けて結合したものを、４本の垂直な骨組み部材２１、２２、２３、２４の上部に固着すると作業効率が良い。
他方、上部骨格体１７も４本の略水平な骨組み部材３２、３３、３４、３５を矩形枠体状に組み付け、これに必要に応じて補強用の骨組み部材３６をすじかい状に組み付ける。
これとともに、これらを溶接によって互いに固着した下部構造体部分と、この構造体部分に溶接によって固着されて垂直に立った４本の骨組み部材３７、３８、３９、４０を組み付ける。
奥側の骨組み部材３９、４０の上部間に溶接により固着された骨組み部材４１と、手前側の骨組み部材３７、３８の上部間に溶接された骨組み部材４２と、前後の骨組み部材３７、３９、３８、４０に溶接によって一体化された骨組み部材４３、４４とを有している。
【００１０】
構造体１６の骨組みは、スポット溶接とプラグ溶接の少なくとも一方の溶接法によって結合され、溶接電極が入る個所はスポット溶接とし、そうではない個所は、締結すべき一方の骨組み部材に例えば長穴をあけて、プラグ溶接を行えばよい。
また、下部骨格体１８の奥側上部の骨組み部材２６の上部左右には、上方に突出する少なくとも２本のピン２２ａ、２４ａが固定され、これらのピン２２ａ、２４ａは上部骨格体１７の骨組み部材３２、３４の夫々の奥側の部位に穿設された取り付け孔３２ａ、３４ａに嵌合する。
このように上部骨格体１７及び下部骨格体１８の両方は、上記ピン２２ａ、２４ａを介して互いに連結され、かつ位置決めされる。そのさい、１対の取り付け孔３２ａ、３４ａの一方の孔を長孔にすると良い。
一般的に、構造体１６に外装材４５を取り付けて外観を良くしたり、ユーザへの安全性を高めたり、上記構造体１６内に粉塵が入ることを防いだり、騒音が漏れるのを防ぐようになっている。帯電装置においては、特許文献２にあるように、感光体ドラムが騒音（帯電周波数の２倍の周波数）を発生している。
【００１１】
図３は静音固定手段付き帯電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。図１の感光体ドラム１０及び帯電ローラ（帯電体）１１と、これらを支持する固定部材を抜粋したものである。図３の感光体ドラム１０及び帯電ローラ（帯電体）１１は図１の同部品とそれぞれ同等である。
非接触帯電装置においては、帯電体１１と被帯電体（感光体ドラム）１０間の微小間隔の精密性を保つために、帯電機能に影響を与えない帯電体１１の両端部に、ギャップ制御部としてスペーサ１１ａを有するのが一般的である。
図３では、帯電体１１の径に対して、微小間隔分だけ大きな径を有するコロをスペーサに利用した例を示している。図４にも示すように帯電体１１は三角柱であり、回転しないように構成されている。スペーサ１１ａは、例えば帯電体１１から長手方向の両端に突設された軸１１Ａにより、その中心を回転自在に支持されている。
コロとしてのスペーサ１１ａは静音固定手段を構成しており、スペーサ１１ａは、図３のように帯電体１１の両端部から分離した位置において、軸１１Ａに対する結合部１１ｂを備えている。静音固定手段は結合部１１ｂにおいて、感光体ドラム１０の回転方向にのみ自由度を与えた状態で結合されている。
つまり、軸１１Ａに対して回転自在に支持されている。さらに言えば、静音固定手段はスペーサ１１ａが帯電体１１から分離して結合部１１ｂを備えている構成である。静音固定手段は静音化する機能と帯電体を固定する機能を有している。
つまり、感光体ドラム１０が回転するさい、スペーサであるコロ１１ａは感光体ドラム１０の回転運動に従動して回転運動を行うが、帯電体１１は一定の回転方向位置で静止する（回転しない）。この結果、帯電体１１で生じた振動のうち、感光体ドラム回転方向への力以外は全て遮断される。すなわち、本静音固定手段付き帯電装置では、帯電体１１からの振動の伝播は大きく抑制される。
帯電体１１が感光体ドラム１０と従動しないので、帯電体１１を直接支持することが可能となる。直接支持し固定することにより、帯電時に生じるビビリ振動を抑制することが可能となる。
【００１２】
図４は三角柱からなる帯電体を示す概略図である。図５（ａ）及び（ｂ）は中空の三角柱からなる帯電体の側面図と断面図である。帯電体１１は回転運動を行わないので、図４に示すような三角柱、また四角柱や五角柱、その他の多角柱形状の帯電体であってもよい。
また、図５に示すような中空の三角柱型以外でも、帯電機能を損なわない範囲であればどのような中空形状であってもよく、長手側両端における切り口が異なるような複雑な形状など円筒形も含めた全ての形状の帯電体を使用可能であることは言うまでもない。
帯電体１１は回転運動を行わない形状であるため、帯電体１１において帯電チャージ機能に使用する部位とそれ以外の機能に使用する部位とを分けることが可能となる。したがって、帯電体表面に後述する吸音手段を設けることが可能となる。
上述したように、中空の帯電体を使用すれば、この帯電体は、材質などの他に肉厚を適切に設定することによっても、固有振動数を制御することが可能となる。振動伝播が原因の騒音の抑制・快音設計の他に、画像形成装置の画質改善を考慮することができるようになる。
【００１３】
図６はヘルムホルツ共鳴器を説明する概略図である。ヘルムホルツ共鳴器ＨＲは帯電体（図示せず）表面に配設可能な吸音機構の１つである。ヘルムホルツ共鳴器とは、ある容積とダクトを有する空間が、内部容積とダクト内の空気の質量によって共鳴を起こす現象を再現させる、レゾネータ（共鳴器）のことである。
ここで、ある容積をＶ0（ｃｍ3）、ダクト長をｌ（ｃｍ）、ダクト半径をｒ（ｃｍ）、ダクト表面積をＳ（ｃｍ2）とし、音速をｃとした場合、共振周波数ｆ0は
（Ｈｚ）
で表される周波数の共鳴音を発生させることが良く知られている。
図６に示すようなヘルムホルツ共鳴器構造に音波が入ってくると、共鳴器内部の空気がばねの作用を、ダクト部分の空気の質量が錘の役目をして、ばね質量系における「単共振」と同様の現象が生じる。ここで、ダクト部分において生じた空気の激烈な振動は、空気の分子間における摩擦熱を発生し、音響エネルギが熱エネルギへと変換される。
以上のような現象により、上記数式によって算出される周波数の音は吸音される（「流体音工学入門」朝倉書店 Ｐ．１５４〜Ｐ．１５６参照）。このような吸音機構を帯電体表面に配設することにより、帯電体は帯電騒音を抑制する吸音材の役目をも兼ね備えるようになる。中空の帯電体を用いて、帯電体裏面に制振機構を設けることで、帯電体自体の振動も著しく抑制することが可能となる。
帯電体表面に吸音手段（ヘルムホルツ共鳴器）を有することによって、感光体ドラムか（図示せず）ら発する騒音を発生直後に大きく減衰することが可能となる。初期の減衰が、その後の距離減衰に大きく影響を及ぼすため、帯電騒音を著しく減少可能となる。
【００１４】
図７は静音固定手段付き帯電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。図７には、帯電体１１を固定する固定手段１１ｃと帯電体１１との間に振動を減衰するダンパ（振動減衰手段）１１ｄを有する静音固定手段付き帯電装置の例を示している。
図７に示した静音固定手段付き帯電装置には、感光体ドラム１０と非接触で対向した帯電体１１、固定手段１１ｃ、ダンパ（振動減衰手段）１１ｄを示している。帯電体１１で発生した振動は、ダンパ１１ｄにより大きく減衰する。このダンパ１１ｄを介した固定手段１１ｃには、帯電体１１の振動はほとんど伝播しない。これにより、感光体ドラム１０への振動の入力は著しく小さくなる。
帯電体１１と固定手段１１ｃとの間に振動を抑制、減衰する上記振動減衰手段（ダンパ１１ｄ）を設けることによって、結合部１１ｂ（図７）への入力が小さくなることにより、入力内における、感光体ドラム回転方向への力の成分も小さくなる。これにより、さらなる静音化が可能となる。
固定手段１１ｃは図３のコロとしてのスペーサ１１ａと同様の機能を果たし、静音固定手段を構成している。固定手段１１ｃは、図３のように帯電体１１の両端部から分離した位置において、軸１１Ａに対する結合部１１ｂを備えている。静音固定手段１１ｃは結合部１１ｂにおいて、感光体ドラム１０の回転方向にのみ自由度を与えた状態で結合されている。
【００１５】
図８は導電性の帯電体固定手段を示す概略斜視図である。図８には帯電体固定手段１１ｅを導電性にして、この帯電体固定手段１１ｅより通電させた帯電体１１を例示している。帯電固定手段１１ｅは、図９で単品として上方に示しておりかつ図示のごとき帯電体１１の振動の腹に相当する位置に固定される。かかる帯電固定手段１１ｅに通電することにより、帯電体１１の長手方向の振動がキャンセルされる。
帯電体を支える帯電体固定手段１１ｅは、帯電体１１と感光体ドラム１０との間の微小スペースを確保するために帯電体を固定する手段であるが、帯電体１１の振動を抑制する機能を併有しており、例えば、帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、帯電体の振動を抑制する。また、帯電体固定手段１１ｅは導電材を含有し、帯電体１１に対して帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ねている。
図８において、帯電体固定手段１１ｅは上述のごとく帯電体１１の振動形状に合わせた位置に配設されることによって振動減衰手段の役目も兼ねている。帯電体１１の端部分には感光体ドラム１０と接触する図３と同様なスペーサ１１ａが配置されており、図３の場合と同様に振動を抑制する。
図９（ａ）及び（ｂ）は図８の導電性の帯電体固定手段と帯電体との関係を示す概略側面図である。図９（ａ）には固定手段により支持されていない帯電体１１の振動状態を示している。つまり、（ａ）に示した帯電体１１は、或る周波数における帯電体１１の振動形状を示している。
帯電体の固定手段１１ｅは帯電体１１の機能を妨げない位置に配設されており、固定手段１１ｅの一端は帯電体１１に、他端は図２の本体構造体などに固定されている。
（ａ）に示したように固定手段によって固定されていない帯電体１１がこのような振動形状にて振動する場合、図に点線ａで示す位置が「振動の腹」となる。この「振動の腹」の位置に固定手段１１ｅを配設することで、帯電体１１の振動を抑制することが可能となる。固定手段１１ｅは接着などの適宜な方法で帯電体１１に固定される。
帯電体の振動形状を考慮し、振動形状における振動の腹の位置に帯電体固定手段を配設することにより、ビビリ振動に加えて、曲げモードの振動及び表面振動モードの振動をも抑制することが可能となる。
図１０は感光体ドラムの放射音発生メカニズムを簡略化して示すブロック図である。図１０において、被帯電体である感光体ドラム１０には、帯電ローラなどから入力となる振動が伝播する（４６）。この入力に応じた騒音が感光体ドラム１０から発生している。騒音は、感光体ドラム１０の振動特性４７と音響特性４８に基づいた騒音（放射音）４９を発生する。
【００１６】
本発明によれば、発音物体である中空の感光体ドラム１０において、帯電体（図示せず）、すなわち、これを支持するスペーサ１１ａ（図３参照）との接触端点における振動伝播が遮断あるいは抑制される。振動の発生源の１つである帯電体からの入力を小さくする。すなわち、全ての周波数における騒音量を低減することが可能となる。
帯電体１１を中空にすることによって帯電体自体も騒音を発生し易くなるが、帯電体１１に振動を抑制する振動抑制手段或いは振動減衰手段（スペーサ１１ａ、ヘルムホルツ共振器、図８、図９（ｂ）の各構造、ダンパ１１ｄ）を付加することで、帯電体自体からの騒音を抑制することが可能となる。
帯電体１１と固定手段１１ｄとの間に振動を抑制、減衰する上記振動減衰手段（ダンパ１１ｄ）を設けることによって、結合部１１ｂ（図４）への入力が小さくなる。入力が小さくなることにより、入力内における、感光体ドラム回転方向への力の成分も小さくなる。これにより、さらなる静音化が可能となる。
本発明によれば、帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して帯電体により被帯電体を帯電させる非接触帯電方法において、帯電体と被帯電体との位置関係を一定に保つ固定手段が被帯電体と従動し、帯電体が回転運動を行わないように構成する静音帯電方法あるいはソフトウェアを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例である電子写真方式による複写機を示す概略図である。
【図２】図１に示した構造体を詳細において説明する分解斜視図である。
【図３】静音固定手段付き帯電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図４】三角柱からなる帯電体を示す概略図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は中空の三角柱からなる帯電体を示す側面図、断面図である。
【図６】ヘルムホルツ共鳴器を説明する概略図である。
【図７】静音固定手段付き帯電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図８】導電性の帯電体固定手段を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は図８の導電性の帯電体固定手段と帯電体との関係を示す概略側面図である。
【図１０】感光体ドラムの放射音発生メカニズムを簡略化して示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０ 被帯電体（感光体ドラム）
１１ 帯電体（帯電ローラ、非接触帯電装置）
１１ａ 静音固定手段（スペーサ）
１１ｂ 静音固定手段（結合部）
１１ｃ 静音固定手段
１１ｄ 振動減衰手段（ダンパ）
１１ｅ 振動抑制手段（帯電体固定手段、帯電電圧供給手段）
ＨＲ 吸音手段（ヘルムホルツ共鳴器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体により前記被帯電体を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体と前記被帯電体の位置を一定に保ちつつ前記帯電体から伝搬する振動を抑制、減衰する静音固定手段を有し、この静音固定手段は前記被帯電体に従動して回転することを特徴とする非接触帯電装置。
【請求項２】
前記帯電体は中空形状、あるいは軽量化された形状を有することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項３】
前記帯電体表面に吸音手段を有することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項４】
前記帯電体表面あるいは帯電体裏面に振動を抑制する振動抑制手段を有することを特徴とする請求項２記載の非接触帯電装置。
【請求項５】
前記固定手段と前記帯電体との間に振動を減衰する振動減衰手段を有し、前記帯電体の振動を前記被帯電体に伝播させないことを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項６】
前記帯電体を支える帯電体固定手段を有し、この帯電体固定手段は前記帯電体の振動を抑制することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項７】
前記帯電体固定手段は前記帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、前記帯電体の振動を抑制することを特徴とする請求項６記載の非接触帯電装置。
【請求項８】
前記帯電体固定手段は導電材を含有することを特徴とする請求項６または７記載の非接触帯電装置。
【請求項９】
前記帯電体固定手段は前記帯電体に対して帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ね備えることを特徴とする請求項６または７記載の非接触帯電装置。
【請求項１】
帯電体と被帯電体との間に微小間隔を有し、この微小間隔を介して前記帯電体により前記被帯電体を帯電させる非接触帯電装置において、前記帯電体と前記被帯電体の位置を一定に保ちつつ前記帯電体から伝搬する振動を抑制、減衰する静音固定手段を有し、この静音固定手段は前記被帯電体に従動して回転することを特徴とする非接触帯電装置。
【請求項２】
前記帯電体は中空形状、あるいは軽量化された形状を有することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項３】
前記帯電体表面に吸音手段を有することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項４】
前記帯電体表面あるいは帯電体裏面に振動を抑制する振動抑制手段を有することを特徴とする請求項２記載の非接触帯電装置。
【請求項５】
前記固定手段と前記帯電体との間に振動を減衰する振動減衰手段を有し、前記帯電体の振動を前記被帯電体に伝播させないことを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項６】
前記帯電体を支える帯電体固定手段を有し、この帯電体固定手段は前記帯電体の振動を抑制することを特徴とする請求項１記載の非接触帯電装置。
【請求項７】
前記帯電体固定手段は前記帯電体の振動形状に合わせた位置に配設され、前記帯電体の振動を抑制することを特徴とする請求項６記載の非接触帯電装置。
【請求項８】
前記帯電体固定手段は導電材を含有することを特徴とする請求項６または７記載の非接触帯電装置。
【請求項９】
前記帯電体固定手段は前記帯電体に対して帯電電圧を供給する帯電電圧供給手段を兼ね備えることを特徴とする請求項６または７記載の非接触帯電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２５１７３４（Ｐ２００６−２５１７３４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７２０５６（Ｐ２００５−７２０５６）
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]