JP6851764B2 - 感光体及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光層が形成された感光体及び前記感光体にトナーを付着させることにより画像を形成する画像形成装置に関する。

感光体は、その表面に所定の電圧を印加して、電荷を付与させ、現像器によって逆電荷をもつトナーを静電的に感光体表面に付着させることにより顕画像を形成させる。この電圧を印加する時、感光体には変動する静電力が働き、その作用により感光体の表面は振動する。その振動周波数が感光体の持つ固有振動数に一致すると、感光体表面は共振現象により大きく振動し、感光体から音が発生する。

このため、感光体の固有振動数と一致しないように感光体に印加する電圧の周波数を設定するのであるが、感光体に形成される顕画像の質を向上させるために感光体の固有振動数と一致してしまうことがある。その場合、感光体から音が発生してしまう可能性があるため、感光体から発生する音を吸音する吸音材を感光体から画像形成装置外部への伝搬経路に配置する対策がとられる。

また特許文献１に開示されているように、感光体内部に制振部材を配置して、感光体の振動を抑制する対策がとられている。

特開２００３−３０２８７０号公報

しかしながら、感光体から発生する音の原因は、その感光体の固有振動数であるため、感光体の固有振動数を変えれば良い。感光体の固有振動数を変えるには感光体の円筒肉厚を大きくする対策があるが、感光体の素材であるアルミニウムのコストが高いため、この対策は大きなコストアップになる。

また従来技術に記載した吸音材の対策は、感光体から画像形成装置外部への伝搬経路全てに吸音材を配置する必要がある。吸音材のコストは高く、広範囲に吸音材を配置すると、さらに大きなコストアップになる。また伝搬経路に吸音材を貼れるスペースが確保できない可能性もある。また吸音材の対策は、吸音材の特性が広い周波数であり、音の低減量も少ないため、感光体から発生する特定周波数の音を大きく低減させることができずにいた。

また特許文献１に開示されているような制振部材を配置する対策は、音の低減効果は高いのであるが、コストが非常に大きくなってしまう可能性がある。特にカラーの画像形成装置の場合、感光体が４箇所あり、制振部材も４箇所つける必要があるため、さらにコストアップする可能性がある。

また、感光体は画像形成装置１機種のみに適用するのではなく、複数の機種の画像形成装置への適用を実施するのが一般的である。その場合、感光体には複数の固有振動数があり、機種が異なると感光体へ印加する電圧の周波数も異なるため、１つの固有振動数に対する対策が他の機種に対しての対策として有効にならない可能性もある。

そこで、本発明の目的は、感光体の振動に起因する音の低減をコストをかけずに実現でき、さらに感光体に印加される電圧の周波数が異なる場合においても音の低減ができるようにすることである。

上記目的を達成するため、本発明は、感光層が形成され所定の電圧が印加される円筒状の支持体と、前記支持体の回転軸線方向における端部に設けられたフランジと、を有する感光体であって、前記フランジは、前記感光体に印加された電圧の周波数又は前記感光体の固有振動数に対して共鳴現象を発生させる容積に設定された管部を有する第１のフランジ部と、前記管部に連結され前記管部の共鳴により発生した空気の振動を熱に変換する穴部を有する第２のフランジ部と、を有し、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部は、前記感光体の回転方向に相対位置を移動可能に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、感光体の振動に起因する音の低減がコストをかけずに実現できる。さらに、感光体に印加される電圧の周波数が異なる場合においても音の低減ができる。

実施例１のプリンタの縦断面図 実施例１の感光ドラムの斜視図 実施例１の感光ドラム内部の正面図 実施例１の感光ドラム内部の断面図 実施例１のドラムフランジの斜視図 実施例１のドラムフランジの組み立て図 実施例１のドラムフランジの断面図 実施例１の帯電ローラ電圧印加装置の電気ブロック図 実施例１の帯電ローラ電圧印加装置のシーケンス図 実施例１で帯電ローラに印加された電圧波形図 実施例２のドラムフランジの斜視図 実施例２のドラムフランジ管部の背面図 （ａ）（ｂ）は実施例２のドラムフランジの正面図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
本実施例に係る感光体及びこの感光体を有する画像形成装置について説明する。まず画像形成装置について説明し、次に感光体について説明する。

＜画像形成装置の構成＞
本発明が適用できる画像形成装置は、例えば感光体、誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電記録方式等によって画像情報信号に対応した潜像を形成し、この潜像をトナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤を用いた現像装置によって現像して可視画像（トナー像）を形成し、これら可視画像を紙等の記録材に転写し、定着手段にて定着する構成のものであればよい。

まず、図１を参照して本発明による画像形成装置の一実施例の全体構成について説明する。本実施例では本発明を電子写真方式のデジタル複写機に適用した場合を示すが、本発明が電子写真方式や静電記録方式の他の種々の画像形成装置に等しく適用できることは言うまでもない。

図１に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンタ４２であり、図１はその装置を前側から見た縦断面図である。

このプリンタ４２は、制御回路部（制御基板：ＣＰＵ）１００と通信可能に接続した外部ホスト装置１５０からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。

外部ホスト装置１５０は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御回路部１００は、外部ホスト装置１５０と信号の授受をする。また制御回路部１００は、各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。

図１において、２１は給紙カセット、２２はピックアップローラ、２３はフィードローラ、２４はリタードローラ、６０は搬送ローラ、２５はレジストローラ対である。

図１において、２７は中間転写ユニットであり、２７Ｄは駆動ローラ、２７Ｔはテンションローラで、これらのローラ２７Ｄ，２７Ｔは無端ベルトである中間転写ベルト２７Ｂを張架する。駆動ローラ２７Ｄはベルト２７Ｂを介して二次転写ローラ２６と当接する。３９Ｂｋ，３９Ｃ，３９Ｍ，３９Ｙはそれぞれ一次転写ローラである。一次転写ローラ３９Ｂｋ，３９Ｃ，３９Ｍ，３９Ｙは、不図示のバネによってベルト２７Ｂ側に加圧されている。

図１において、２８〜３１は感光体（像担持体）である感光ドラムであり、プリンタ４２本体に保持されている。感光ドラム２８，２９，３０，３１は、外装を兼ねる開閉部材（不図示）を開放することで、プリンタ４２本体に対して感光ドラム２８〜３１の中心軸方向に着脱可能である。３５は露光手段であるレーザースキャナーであり、画像情報（画像信号）に応じて感光ドラム（２８〜３１）表面を露光し、感光ドラム上に潜像を形成する。２００は定着手段である定着装置であり、プリンタ４２本体に保持されている。定着装置２００は定着ドア４５を開けることにより、プリンタ４２本体に対して図１の上方向に着脱可能である。

３４は排紙ローラ対、３２は排紙トレイであり、それぞれプリンタ４２本体の上部に設置されている。

このプリンタ４２で画像形成する場合には、まず記録材である用紙Ｐがピックアップローラ２２によって給紙カセット２１から数枚搬送されるが、フィードローラ２３とリタードローラ２４によって１枚だけに分離される。その後、用紙Ｐは搬送ローラ６０によってレジストローラ対２５まで搬送される。ここで用紙Ｐは一旦停止する。

感光ドラム２８〜３１には表面に所定の電荷を形成するために、所定の電圧（ここでは、およそ４〜５ｋＶ）を帯電ローラ４０に印加し、帯電ローラ４０を所定圧で感光ドラム２８〜３１に付勢することにより放電をしている。

レーザスキャナー３５によって露光することで感光ドラム２８〜３１上に形成された潜像は、現像器４１によってトナーで現像される。このようにして感光ドラム２８〜３１上に形成されたトナー像は、無端ベルトである中間転写ベルト２７Ｂに重ね合わせるようにして一次転写される。中間転写ベルト２７Ｂ上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ２６へ進み、そのトナー像に合わせて、レジストローラ対２５で停止していた用紙Ｐを再スタートさせる。再スタートした用紙Ｐは、二次転写ローラ２６によってトナー像が転写される。未定着トナー像が担持された用紙Ｐは、定着装置２００によって加熱・加圧され、未定着トナー像が用紙Ｐ上に定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、用紙Ｐの搬送方向における定着下流部搬送ローラ対３８を通過した後に、排紙ローラ対３４によって排紙トレイ３２上に排出される。

＜感光ドラムの構成＞
次に、実施例１で用いた感光ドラム２８〜３１について説明する。図２〜図４は感光ドラムの構成を示した説明図である。図２は感光ドラム２８〜３１の斜視図である。図３は感光ドラム２８〜３１のドラム素管１の除いた断面図である。図４は図３におけるＡ―Ａ断面図である。

図２において、感光ドラムは、円筒状の支持体であるドラム素管１と、ドラムフランジ２を有している。さらに感光ドラムは、金属軸３と、カップリング４を有している。

図２において、ドラム素管１は、約１ｍｍの肉厚をもつアルミニウム金属の表面に感光層（不図示）が形成されている。ドラムフランジ２は、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）等の樹脂で形成されている。ドラムフランジ２は、ドラム素管１の両端（端部）に所定圧で圧入されている。さらにドラムフランジ２には略中心に対して十字で形成された十字溝２ｃが形成され、図４に示す金属軸３に明けられた丸穴３ａに金属の円柱状のピン（不図示）を介在させることにより締結されている。さらに金属軸３とドラムフランジ２は図２に示すように所定圧で圧入することにより、確実に金属軸３とドラムフランジ２は締結されている。

図２において、金属軸３の一方の端部にはＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）で形成された十字形状のカップリング４が固定されている。カップリング４は、図４に示すように金属軸３に設けた切欠部３ｂと金属軸３に設けた丸穴３ｃに金属の円柱状のピン５を介在させることによって締結している。カップリング４はプリンタ４２内に設けているドラム駆動モータ（不図示）およびギヤなどの駆動伝達手段（不図示）を介して駆動が伝達される。感光ドラム２８〜３１は、カップリング４を介して駆動が伝達されることにより、所定の回転数で回転する。

＜ドラムフランジ２の構成＞
図５〜図７は実施例１のドラムフランジ２の説明図である。図５はドラムフランジ２の斜視図である。図６はドラムフランジ２の組み立て図である。図７はドラムフランジ２の断面図である。

図５において、ドラムフランジ２は、複数のフランジ部で形成されている。ここでは、ドラムフランジ２は、第２のフランジ部としてのフランジ穴部２ａと第１のフランジ部としてのフランジ管部２ｂに分けて設けられている。フランジ穴部２ａは、金属軸３が通る金属軸穴２ａ１とヘルムホルツ穴部２ａ２が設けられている。ヘルムホルツ穴部２ａ２は、後述するヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４にそれぞれ連結され前記ヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４の共鳴により発生した空気の振動を熱に変換する複数の穴部である。ヘルムホルツ穴部２ａ２の役割に関しては後述する。

図６において、フランジ穴部２ａとフランジ管部２ｂは、フランジ管部２ｂに設けた円筒状のボス部２ｂ１がフランジ穴部２ａに配置したボス部２ｂ１と同径の穴（不図示）に入り込むことによって精度よく嵌合する。フランジ管部２ｂには金属軸３が通る金属穴２ｂ２とヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４が配置されている。フランジ管部２ｂに配置されたヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４は、ドラム素管１に印加された電圧の周波数又はドラム素管１の固有振動数に対して共鳴現象を発生させる容積が異なる複数の空隙である。ヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４の役割に関しては後述する。ドラム素管１内部の音はヘルムホルツ穴部２ａ２から入り、ヘルムホルツ管部２ｂ３，２ｂ４の内部で共鳴する構成になっている。

なお、ここで、ドラム素管とドラムフランジとを有する感光ドラムの固有振動数の測定方法について説明する。まずドラム素管とドラムフランジとを有する感光ドラムの両端をゴムのような弾性体で吊るして保持する。この感光ドラムのドラム素管に加速度計を付ける。その後、ドラム素管の中央をハンマーなどで叩き、このハンマーで加える力に対する加速度を計測して、結果、伝達関数＝ドラム素管上の加速度／ハンマの力を計測する。この伝達関数のピークを示す周波数が、感光ドラムの固有振動数である。このようにして、感光ドラムの固有振動数を測定する。

＜ドラムフランジ２の消音原理＞
感光ドラムのドラム素管１は、図１に示す帯電ローラ４０に印加された電圧の変動により所定の周波数で加振される。その加振力がドラム素管１とドラムフランジ２とからなる感光ドラムの固有振動数に一致すると、ドラム素管１はドラム素管１の面方向と垂直方向に激しく振動する。その結果、ドラム素管１の内部および外部に音が放射される。ドラム素管１内部に放射された音はドラム素管１の内部で反射して、反射した音はドラム素管１をさらに振動させてドラム素管１の外部へ放射される。つまり、ドラム素管１の外部に放射される音は、直接外部へ放射される直接音とドラム素管内部で反射された音が外部へ放射される間接音の合成音として放射される。本発明はドラム素管内部で反射する音（間接音）を消音させることにより、上述した合成音を消音させるものである。

図７において、ヘルムホルツ穴部２ａ２の入口半径をｒ１、入口断面積をＳ１、ヘルムホルツ穴部２ａ２の軸方向の長さをＬ、ヘルムホルツ穴部２ａ２の出口半径をｒ２、ヘルムホルツ管部２ｂ３の内部の体積をＶ１とする。ヘルムホルツ穴部２ａ２から入射した音は、ヘルムホルツ管部２ｂ３の内部を共鳴させることにより、ヘルムホルツ穴部２ａ２の内部の空気が激しく振動する。この空気の振動はヘルムホルツ穴部２ａ２の壁面と空気の摩擦力によって、熱エネルギーに変換される。この作用によりヘルムホルツ穴部２ａ２に入った音が消音され、その結果ドラム素管内部の音および上述したドラム素管１の合成音も低減される。なお、ここでヘルムホルツ穴部２ａ２から入射した音とは、印加電圧の変動による所定の周波数（加振力）が感光ドラムの固有振動数に一致してドラム素管が振動し、この振動により発生する音（間接音）のうち、ヘルムホルツ穴部２ａ２から入射した音のことである。

また、フランジ管部２ｂのヘルムホルツ管部２ｂ３は、ヘルムホルツ穴部２ａ２から入射した音を共鳴させる空間（共鳴空間）であるが、ヘルムホルツ管部２ｂ３のみがあっても共鳴をするだけで消音はしない。前述したように、ヘルムホルツ管部２ｂ３の内部を共鳴させることにより、このヘルムホルツ管部２ｂ３につながったフランジ穴部２ａの内部の空気が激しく振動し、この振動がヘルムホルツ穴部２ａ２の壁面と空気の摩擦力によって熱エネルギーの変換され、消音される。すなわち、印加電圧の変動に起因してドラム素管が振動し、この振動により発生する音は、ヘルムホルツ管部とこのヘルムホルツ管部につながったヘルムホルツ穴部の作用により、共鳴され、熱エネルギーに変換され、消音されるのである。

このように、ヘルムホルツ現象を用いた消音の技術は、空気を共鳴させることにより、音を熱に変換して消音する技術である。なお、共鳴空間であるフランジ管部のヘルムホルツ管部（空隙）の体積は、その大きさにもよるが、およそ±５％の範囲で前述したヘルムホルツ穴部から入射した音に対する共鳴効果が得られる。具体的には、ヘルムホルツ管部２ｂ３の体積Ｖ１は効果を発するため±５％の許容差を持つために、例えばＶ１＝３．２７ｅ−７（ｍ^３）ならば±１．６ｅ−８（ｍ^３）の許容差をもつことになる。なお、共鳴空間であるヘルムホルツ管部の体積は、共鳴現象を発生させる容積と同等である。

ヘルムホルツ管部２ｂ３の共鳴周波数Ｆは、ヘルムホルツの共鳴方程式と管の開口端補正式から算出できる。開口端補正の影響により、ヘルムホルツ穴部２ａ２の長さＬは実際の長さよりも長く補正される。この補正された長さＬを実効長Ｌ′と表記する。まず実効長Ｌ′の式（１）を示す。

Ｌ′＝Ｌ＋０．７５×（ｒ１＋ｒ２）・・・・（１）

次にヘルムホルツ管部２ｂ３の共鳴周波数Ｆの式（２）を示す。式（２）において、Ｃは空気中の音速、ＳＱＲＴはルートである。

Ｆ＝Ｃ／２π×ＳＱＲＴ（Ｓ１／（Ｌ′×Ｖ１））・・・・（２）

本実施例のドラムフランジ２の大きさに対して実際に計算をしてみる。

Ｌ＝５ｅ−３（ｍ）、ヘルムホルツ穴部２ａ２は半径ｒ１，ｒ２＝２ｅ−３（ｍ）の円形であるので、Ｓ１，Ｓ２＝１．２５７ｅ−５（ｍ^３）である。

式（１）より、実効長Ｌ′を計算する。

Ｌ′＝Ｌ＋０．７５×（ｒ１＋ｒ２）
＝５ｅ−３＋０．７５×（２ｅ−３＋２ｅ−３）＝８．００ｅ−３（ｍ^３）

次に式（２）を計算する。空気中の音速Ｃ＝３４０（ｍ／ｓ）として計算する。

ヘルムホルツ管部２ｂ３の体積Ｖ１は３．２７ｅ−７（ｍ^３）となるように設定している。したがって式（２）より、ヘルムホルツ管部２ｂ３の共鳴周波数Ｆは、以下のようになる。

Ｆ＝３４０／２π×ＳＱＲＴ（１．２５７ｅ−５／（８．００ｅ−３×３．２７ｅ−７））＝３７５１（Ｈｚ）

ヘルムホルツ管部２ｂ４の体積Ｖ２は６．９１ｅ−７（ｍ^３）になるように設定している。したがって式（２）より、ヘルムホルツ管部２ｂ４の共鳴周波数Ｆは、以下のようになる。

Ｆ＝３４０／２π×ＳＱＲＴ（１．２５７ｅ−５／（８．００ｅ−３×６．９１ｅ−７））＝２５８０（Ｈｚ）

よって、本実施例では、ヘルムホルツ管部２ｂ３とヘルムホルツ管部２ｂ４により異なる２種類の音（３７５１（Ｈｚ），２５８０（Ｈｚ））を消音する構成になっている。ドラム素管１の内部の音が仮に３７５１（Ｈｚ）とすると、ヘルムホルツ管部２ｂ３が共鳴して、ドラム内部の３７５１（Ｈｚ）の音が前記ヘルムホルツ管部２ｂ３とこのヘルムホルツ管部につながったヘルムホルツ穴部２ａ２の作用により消音する。この時、ヘルムホルツ管部２ｂ４の内部の共鳴周波数は２５８０（Ｈｚ）で共鳴しないので、ヘルムホルツ管部２ｂ３の共鳴周波数である３７５１（Ｈｚ）のみの消音が行われる。

なお、本実施例では、異なる２種類の周波数に対して消音を行っているが、これに限定されるものではない。ドラムフランジのスペースが許せば、フランジ穴部２ａにヘルムホルツ穴部を更に設け、フランジ管部２ｂに前記ヘルムホルツ穴部と連結し他のヘルムホルツ管部とは体積（容積）の異なるヘルムホルツ管部を更に設けてもよい。これにより、２種類以上の異なる周波数に対する消音が可能となる。またドラム素管１とドラムフランジ２とからなる感光ドラムを複数のプリンタ４２で使用する場合も帯電ローラ４０の周波数が異なるが、本実施例を用いることにより感光ドラム２８〜３１を共通にして、異なる周波数（ここでは２種類の周波数）の消音が可能である。

このように、本実施例によれば、感光ドラムの振動に起因する音の低減がコストをかけずに実現できる。さらに、感光ドラムに印加される電圧の周波数が異なる複数の画像形成装置に対しても同一感光体で音の低減ができる。

＜帯電ローラ４０の帯電シーケンス＞
なお、ここで、帯電ローラ４０の帯電シーケンスについて図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０は本実施例のプリンタ４２における帯電ローラ４０への電圧印加方法に関する説明図である。図８は帯電ローラ４０の電圧印加装置６の電気ブロック図である。図９は帯電ローラ４０の電圧印加装置６のシーケンス図である。図１０は帯電ローラ４０に印加する電圧波形図である。

図８において、帯電ローラ４０の電圧印加装置６は、内部に直流電圧電源７と交流電圧電源８を持ち、それぞれ所定電圧の直流電圧と交流電圧を出力できるようになっている。交流電圧電源８から出力された交流電圧は、交流電圧周波数変更手段９により変調され、所定の周波数の交流電圧に変換される。そして、この変調された周波数の交流電圧と直流電圧電源７から出力された直流電圧は、印加用電源１０により合成され、帯電ローラ４０に電圧印加される。

図９において、プリンタ４２の画像形成が開始される（ステップＳ１）と、同時に帯電ローラ４０電圧印加装置６が作動して（ステップＳ２）、帯電ローラ４０に直流と交流の合成電圧が印加される。そして、プリンタ４２により画像形成が行われた後、画像形成が終了すると（ステップＳ３）、帯電ローラ４０の電圧印加装置６が停止する（ステップＳ４）。このようにして、印加される帯電ローラ４０の電圧波形は、図１０に示すように中心電圧が０から正側にシフトしている正弦波形として、帯電ローラ４０に印加される。この時の周期Ｔは帯電ローラ４０の帯電周波数である。

〔実施例２〕
次に実施例２に係る感光ドラム及びこの感光ドラムを有する画像形成装置について説明する。実施例２は、実施例１に対して、ドラムフランジの構成のみ異なる。ドラムフランジ２の構成を除く、感光ドラム及び画像形成装置の構成は前述した実施例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。以下、本実施例のドラムフランジについて説明する。

＜ドラムフランジ２の構成＞
図１１〜図１３は実施例２におけるプリンタ４２内の感光ドラム２８〜３１のドラムフランジ１１の説明図である。図１１は実施例２におけるドラムフランジ１１の斜視図である。図１２はドラムフランジ１１のフランジ穴部１１ａの背面図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）はドラムフランジ１１のフランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂの位置（位相）を変えた時のドラムフランジ１１の正面図である。

図１１において、ドラムフランジ１１は、複数のフランジ部で形成されている。ここでは、ドラムフランジ１１は、第２のフランジ部としてのフランジ穴部１１ａと第１のフランジ部としてのフランジ管部１１ｂに分けて設けられている。フランジ穴部１１ａには実施例１と同様に金属軸３が通る丸穴１１ａ１と、ヘルムホルツ穴部１１ａ２が設けられている。フランジ管部１１ｂには、断面が三カ月型で形成された体積の異なる２種類のヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２が設けられている。

ドラムフランジ１１のフランジ穴部１１ａに配置された複数のヘルムホルツ穴部１１ａ２，１１ａ２は、後述するヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２にそれぞれ連結され、前記ヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２の共鳴により発生した空気の振動を熱に変換する複数の穴部である。

ドラムフランジ１１のフランジ管部１１ｂに配置されたヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２は、ドラム素管１に印加された電圧の周波数又はドラム素管１の固有振動数に対して共鳴現象を発生させる容積が異なる複数の空隙（管部）である。また前記ヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２は、フランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂの相対位置を移動させる移動方向である感光ドラムの回転方向において開口の面積が変化する形状、すなわち前記フランジ１１の回転中心より面積が変化する形状で形成されている。ここでは、ヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２は、前述したように断面が三カ月型の形状で形成されている。

また本実施例のドラムフランジ１１をなすフランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂは、前記移動方向である感光ドラムの回転方向に相対位置を移動可能に設けられている。具体的には、以下の通りである。すなわち、フランジ管部１１ｂには表面に突出したスナップフィット１１ｂ３が形成されている。図１２に示すようにフランジ穴部１１ａの背面にスナップフィット１１ｂ３が入り込む長丸形状の溝部１１ａ３が形成されている。フランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂを結合させる時はフランジ管部１１ｂのスナップフィット１１ｂ３を図１２に示す溝部１１ａ３に変形させながら挿入する。スナップフィット１１ｂ３は溝部１１ａ３の側面に所定圧を持って接触する。これにより、フランジ穴部１１ａを回転可能に移動し、回転を停止するとその位置でフランジ穴部１１ａはフランジ管部１１ｂに対して保持しながら停止する。図１３（ａ）において、フランジ穴部１１ａを矢印Ｂ方向に回転させると、フランジ穴部１１ａのヘルムホルツ穴部１１ａ２は、ヘルムホルツ管部とヘルムホルツ穴部の間の連結された面積が図１３（ａ）の位置よりも小さい図１３（ｂ）の位置に変えられる。これにより、消音効果が得られる周波数が変更（調整）される。

＜ドラムフランジ２の消音原理＞
実施例２に関してのドラムフランジ２の消音原理について説明する。図１１において、Ｌはフランジ穴部１１ａの厚さである。ｒ３，ｒ４はフランジ穴部１１ａのヘルムホルツ穴部１１ａ２の入口半径である。ヘルムホルツ穴部１１ａ２の入口断面積は図１３（ａ），（ｂ）いずれも、図１２に示すようにそれぞれＳ３，Ｓ４である。ヘルムホルツ穴部１１ａ２の出口断面積は、ヘルムホルツ穴部１１ａ２とヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２の交わった面であるので、図１３（ａ），（ｂ）の各位置で異なり、図１３（ａ）の位置ではＳ５、図１３（ｂ）の位置ではＳ６となる。ヘルムホルツ穴部１１ａ２の出口断面積Ｓ５，Ｓ６は、図１３（ａ），（ｂ）の斜線部である。ヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２の体積はそれぞれＶ４，Ｖ３とする。

実施例１にて説明したように、ヘルムホルツ穴部１１ａ２の長さＬは実際の長さよりも長く補正される。この補正された長さＬを実効長Ｌ′と表記する。実効長Ｌ′の式（３）を示す。

Ｌ′＝Ｌ＋０．７５×（ｒ３＋ｒ５）・・・・（３）

次に共鳴周波数Ｆの式（４）を示す。式（４）において、Ｃは空気中の音速、ＳＱＲＴはルートである。ｒ５，ｒ６はヘルムホルツ穴部１１ａ２の出口断面積Ｓ５，Ｓ６を円形と仮定して算出した半径である（不図示）。

Ｆ＝Ｃ／２π×ＳＱＲＴ（Ｓ３／（Ｌ′×Ｖ３））・・・・（４）

図１３（ａ）において、ヘルムホルツ管部１１ｂ１，１１ｂ２の体積はそれぞれ異なる体積Ｖ３，Ｖ４に設定しているため、実施例１と同様に異なる周波数の消音が可能になる。また図１３（ａ），（ｂ）ではヘルムホルツ穴部１１ａ２の入口半径ｒ３＝ｒ４であるが、ヘルムホルツ穴部１１ａ２の出口半径はｒ５＞ｒ６である。そのため、式（３）により実効長Ｌ′は、図１３（ｂ）に比べて図１３（ａ）の方が少し長くなる。この開口端補正の原理を利用して、フランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂの位相角を変えることにより消音する周波数を変更することができる。本実施例では位相角１°変えると、周波数を約３Ｈｚ変更するようにしている。

＜ドラムフランジ１１の調整＞
フランジ穴部１１ａのＬ，ｒ３，ｒ４、フランジ管部１１ｂのＶ３，Ｖ４は、部品を製作する際の部品精度などにより、ばらついてしまう。そこで実施例２では、フランジ穴部１１ａとフランジ管部１１ｂの位相を部品組み立て時に調整することにより消音の周波数を確実なものにする。具体的にはフランジ穴部１１ａのヘルムホルツ穴部１１ａ２に沿ってピストンホン（所定周波数の音を発生させる装置：不図示）を押し当てて、ドラムフランジ１１の内部に音を送り込む。ドラムフランジ１１の外部には音を検知できるマイクロホン（不図示）を配置しておき、音のレベルを測定する。音のレベルがあらかじめ決められている閾値を超えている場合はドラムフランジ１１のフランジ穴部１１ａを音の測定値を見ながら回転させ、上記閾値に以下になった所でフランジ穴部１１ａを停止させる。この状態で次の組み立て工程に移行する。このようにすることで、部品精度などによりばらつきがあったとしても、消音の周波数を確実なものにすることができる。

このように、本実施例によれば、前述した実施例と同様に、感光ドラムの振動に起因する音の低減がコストをかけずに実現できる。さらに、感光ドラムに印加される電圧の周波数が異なる複数の画像形成装置に対しても同一感光体で音の低減ができる。さらに、部品精度などによりばらつきがあったとしても、消音の周波数を確実なものにすることができる。

〔他の実施例〕
前述した実施例では、画像形成装置が４つの感光体を有する構成を例示しているが、この感光体の使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる感光体に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

１ …ドラム素管
２，１１ …ドラムフランジ
２ａ，１１ａ …フランジ穴部
２ａ１ …金属軸穴
２ａ２，１１ａ２ …ヘルムホルツ穴部
２ｂ，１１ｂ …フランジ管部
２ｂ１ …ボス部
２ｂ２ …金属穴
２ｂ３，２ｂ４，１１ｂ１，１１ｂ２ …ヘルムホルツ管部
２ｃ …十字溝
３ …金属軸
３ａ …丸穴
３ｂ …切欠部
４ …カップリング
１１ａ１ …丸穴
１１ａ３ …溝部
１１ｂ３ …スナップフィット
２８，２９，３０，３１ …感光ドラム
４０ …帯電ローラ
４２ …プリンタ

Claims (5)

1. 感光層が形成され所定の電圧が印加される円筒状の支持体と、前記支持体の回転軸線方向における端部に設けられたフランジと、を有する感光体であって、
   前記フランジは、前記感光体に印加された電圧の周波数又は前記感光体の固有振動数に対して共鳴現象を発生させる容積に設定された管部を有する第１のフランジ部と、前記管部に連結され前記管部の共鳴により発生した空気の振動を熱に変換する穴部を有する第２のフランジ部と、を有し、
   前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部は、前記感光体の回転方向に相対位置を移動可能に設けられていることを特徴とする感光体。
2. 前記支持体は、所定の肉厚をもつ金属の表面に前記感光層が形成されたドラム素管であり、
   前記フランジは、樹脂材料からなり、前記ドラム素管の前記回転軸線方向両端に圧入されているとともに金属軸に締結されており、
   前記金属軸の一端に固定されたカップリングを介して駆動が伝達されることにより、前記感光体は所定の回転数で前記回転方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の感光体。
3. 前記第１のフランジ部が有する管部は、前記感光体の回転方向において開口の面積が変化する形状で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の感光体。
4. 前記穴部は、前記管部に連結され前記支持体の振動により発生した音を前記管部に入射する穴部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の感光体。
5. 感光体の表面に所定の電圧を印加して電荷を形成し、その電荷とは逆の電荷をもつトナーを前記感光体の表面に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
   前記感光体として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感光体を有することを特徴とする画像形成装置。

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