JP2002244488A

JP2002244488A - 潜像担持体および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002244488A
Application number: JP2001035146A
Authority: JP
Inventors: Takatsugu Fujishiro; 宇貢藤城
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-30
Also published as: EP1231522B1; EP1231522A1; DE60233910D1; US6754462B2; US20020110387A1

Abstract

(57)【要約】【課題】薄肉の円筒体を潜像担持体として用いた場合
に、騒音の発生を防止できると共に帯電装置との対向間
隔が変化するのを防止して帯電特性の変化を生じさせず
に異常画像の発生を防止できる構成を備えた潜像担持体
を提供する。【解決手段】感光層を一様帯電された後に、光書き込
みにより画像に対応した静電潜像を形成可能な潜像担持
体であって、上記潜像担持体は、薄肉の円筒体で構成さ
れ、内部に周方向および軸方向に沿って裏打ち手段が配
置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像担持体および
これを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潜
像担持体として用いられる感光体での騒音防止構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷
機等の画像形成装置には、紙などの記録媒体上に転写さ
れて担持されている未定着画像を定着して複写物や印刷
出力とすることがある。

【０００３】画像形成装置において実行される画像形成
処理の一つに帯電処理がある。この処理は、潜像担持体
である感光体に対して一様な電荷を帯電させる処理であ
るが、その方法として、コロナ放電による帯電あるいは
接触帯電がある。コロナ放電は感光体との間に所定間隔
を設けた配置したコロナチャージャを配置し、チャージ
ャワイヤに対して高電圧を印加することにより光路な放
電を行う方式である。この方式では、放電時にオゾンや
窒素酸化物などの放電生成物が発生し、この生成物が環
境悪化を招くため、近年では、低電圧の印加が可能で上
述した不具合を発生させない接触帯電方式が採用される
ようになっている。

【０００４】接触帯電方式は導線性のローラやブラシあ
るいはブレードを感光体に接触させ、両者間に電圧を印
加して感光体への電荷注入を行うことができる。接触帯
電方式の場合には、低電圧の印加で済ませることがで
き、放電生成物の発生がないものの、感光体と直接接触
するため、感光体上に残留したトナー等の付着物が逆転
移しやすい。しかも、長時間放置されたままになると、
感光体に接触している帯電部材の一部が永久歪みを発生
して変形し、再度帯電処理を行う場合には感光体との間
の接触状態が変化することがある。この結果、感光体に
対する一様接触が損なわれることにより帯電ムラを招く
虞があった。

【０００５】上記接触方式における不具合を解消するた
めに、感光体と帯電部材との間に微小な所定間隔を維持
させて、所謂、感光体と帯電部材との間に非接触な状態
の帯電範囲を形成する方法が提案されている。この方法
に用いられる構成の一つに、例えば、帯電部材をローラ
とした場合、帯電ローラの軸方向両側周面に所定厚さの
フィルムを捲装し、フィルムの厚さにより微小間隔の隙
間を設ける構成がある。

【０００６】上記微小間隔の隙間は所定寸法で維持され
ることが帯電特性を変化させない上で重要となる。つま
り、上記隙間が維持されていることを前提とした場合、
比較的設定が容易なＤＣ電圧を印加することにより一様
帯電できるが、その隙間が所定間隔よりも大きくなるよ
うに変化した場合には、その大きくなる変化に応じて帯
電電位が変化する。このため、従来では、ＤＣ電圧に対
してＡＣ電圧を重畳して隙間変化が生じた場合でも一様
な帯電特性が得られるようにすることが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】感光体の構成として
は、比較的軽量材質で導電性を有する芯金が用いられ、
具体的にはアルミニュウムを薄肉構成とした円筒が用い
られる。このような構成の感光体では、稼働中に騒音を
発生する場合がある。つまり、感光体には、帯電、書き
込み、現像、転写およびクリーニングの各処理を行う装
置が対向して配置されている。これら装置のうちで、特
に、帯電装置とクリーニング装置は、感光体の騒音発生
源となることが多い。帯電装置は、上述した帯電条件か
らも明らかなように、ＤＣ電圧に重畳させてＡＣ電圧が
印加されるため、ＡＣ電圧の印加時に薄肉の円筒部が共
振しやすくなり、この共振が原因して周辺部に騒音を伝
搬する。クリーニング装置では、感光体に接触するブレ
ードが設けられており、ブレードが感光体の移動に伴う
引きずりと元位置への復帰を繰り返すことにより薄肉の
円筒部で振動し、感光体が共鳴して騒音を発生すること
になる。

【０００８】一方、感光体に対峙している帯電装置は、
上記構成のように、微小間隔の隙間を設定されている
が、感光体側での変形、つまり、周壁の一部が窪んだり
これとは逆に膨らんだりした場合には帯電装置側におい
て微小間隔を維持したにも拘わらず、微小間隔が狂って
しまい、帯電特性が変化してしまう。帯電特性の変化
は、異常画像の形成を引き起こす。

【０００９】本発明の目的は、従来の潜像担持体および
これ用いる画像形成装置における問題に鑑み、薄肉の円
筒体を潜像担持体として用いた場合に、騒音の発生を防
止できると共に帯電装置との対向間隔が変化するのを防
止して帯電特性の変化を生じさせずに異常画像の発生を
防止できる構成を備えた潜像担持体および画像形成装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
感光層を一様帯電された後に、光書き込みにより画像に
対応した静電潜像を形成可能な潜像担持体であって、上
記潜像担持体は、薄肉の円筒体で構成され、内部に周方
向および軸方向に沿って裏打ち手段が配置されているこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記裏打ち手段
が、上記潜像担持体の軸心に位置する基部と、上記基部
から上記潜像担持体の周方向に沿って複数箇所で該潜像
担持体内面に向けて延長された先端に上記潜像担持体内
面に接触可能な膨出部が設けられている脚部とを備えて
いることを特徴としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記裏打ち手段
が、上記潜像担持体の軸方向でねじられて軸方向一方端
から他方端に向けて連続した羽根構造をなしていること
を特徴としている。

【００１３】請求項４記載の発明は、上記裏打ち手段
が、可撓性を有する弾性体で構成されていることを特徴
としている。

【００１４】請求項５記載の発明は、上記裏打ち手段と
してゴムが用いられることを特徴としている。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
うちの一つに記載の潜像担持体を用いることを特徴とし
ている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例により、本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明実施例による
定着装置を適用した画像形成装置の一つを示す図であ
り、同図に示す画像形成装置は、フルカラー画像を形成
可能な複写機あるいはプリンタが用いられる。画像形成
装置には、この他に、受信した画像信号に基づき上述し
た複写機およびプリンタと同様な画像形成処理が可能な
ファクシミリ装置がある。なお、画像形成装置には、上
述したカラー画像を対象とするだけでなく、単一色の画
像を対象とする装置も勿論含まれる。

【００１７】図１に示す画像形成装置２０は、色分解毎
の画像を同一の中間転写体に順次転写し、紙などのシー
ト状の記録媒体に対して中間転写体上に重畳された画像
を一括転写する方式が用いられている。

【００１８】図１において、画像形成装置２０は、次に
挙げる各装置を備えている。原稿画像に応じた各色毎の
画像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫと、各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫ
に対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１
Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向
する転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒
体供給手段としての手差しトレイ２３、給紙カセット２
４、２４と、手差しトレイ２３、給紙カセット２４、２
４から搬送されてきたシート状媒体を作像装置２１Ｃ、
２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングに合
わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域におい
て転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１であ
る。

【００１９】画像形成装置２０は、一般にコピー等に用
いられる普通紙（以下単に普通紙という）と、ＯＨＰシ
ートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１０
０ｇ／ｍ^２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱
容量が大きないわゆる特殊シート（以下単に特殊シート
という）との何れをもシート状媒体として用いることが
可能である。

【００２０】各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラッ
クの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が
異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｃ
の構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｂ
Ｋの代表として説明する。

【００２１】作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体とし
て、外径３０ｍｍ、内径２７．５ｍｍ、周壁の厚さが
０．７５ｍｍの薄肉円筒体で構成された感光体ドラム２
５Ｃの回転方向Ａに沿って順に配置されている帯電装置
２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃを有
し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で露光光２
９Ｃを受ける周知の構成が用いられる。図１に示す画像
形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてある
ので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さ
くすることができる。

【００２２】各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫは、図２に示すユニット構成とされて画像形成装置
２０内に装備されている。図２において作像装置ユニッ
トには、感光体ドラム（便宜上、作像装置２１Ｃを対象
として説明するので、符号は作像装置２１Ｃに関連する
２５Ｃで示す）、電装置２７Ｃ、クリーニング装置２８
Ｃが配置されている。

【００２３】帯電装置２７Ｃは、図３に示すように、ロ
ーラ状芯金が用いられ、その軸方向両端部近傍の周面に
は感光体ドラム２５Ｃとの間で所定の微小間隔を持たせ
るための厚さを有したフィルム２７Ｃ１が捲装されてい
る。帯電装置２７Ｃは、回転軸２７Ｃ２に設けられてい
るバネ２７Ｃ３によって感光体ドラム２５Ｃに向けて押
圧付勢されており、フィルム２７Ｃ１が感光体ドラム２
５Ｃの周面に当接することにより感光体ドラム２５Ｃの
周面との間に隙間Ｇを設定されて対向している。帯電装
置２７Ｃは、芯金に対して、例えば、ＤＣ−７００Ｖを
定電圧制御により印加されるとともに、ＡＣ電圧を定電
流制御により印加されることにより、感光体ドラム２５
Ｃに対して上記隙間Ｇを介して気中放電による一様帯電
を行うようになっている。

【００２４】図２において、クリーニング装置２８Ｃ
は、感光体ドラム２５Ｃに接触して残留トナーを掻き落
とすクリーニングブレード２８Ｃ１とクリーニングブレ
ード２８Ｃ１によって掻き落とされたトナーを回収する
ブラシ２８Ｃ２とブラシ２８Ｃによって回収されたトナ
ーを廃トナー収容部に向けて搬送するためのスクリュー
オーガからなる廃トナー搬送手段２８Ｃ３とで構成され
ている。クリーニング機構に関しては帯電装置２７Ｃに
も設けられており、帯電装置２７Ｃのクリーニング機構
は、芯金の軸方向両端に捲装されているフィルム２７Ｃ
１に接触するパッド部材２７Ｃ４が用いられる。帯電装
置２７Ｃでのクリーニングはフィルム２７Ｃ１が感光体
ドラム２５Ｃに常時接触している関係上、感光体ドラム
２７Ｃに付着したトナーなどがフィルムに逆転移してし
まうのを防止するための部材であり、逆転移したトナー
やゴミなどによりフィルム２７Ｃ１と感光体ドラム２５
Ｃとの接触状態が変化するのを防止して感光体ドラム２
５Ｃと帯電装置２７Ｃとの対向間隔を常時一定に維持す
るようになっている。

【００２５】感光体ドラム２５Ｃには、騒音発生防止の
ための構成が設けられている。図４において感光体ドラ
ム２５Ｃは、周壁の厚さが０．７５ｍｍという薄肉で構
成されており、その内部の空間部には裏打ち手段３１が
装填されている。

【００２６】裏打ち手段３１は、感光体ドラム２５Ｃの
内部に位置して感光体ドラム２５Ｃの周方向および軸方
向に沿って周壁内面に圧接可能な部材であり、感光体ド
ラム２５Ｃの軸心に位置する基部３１Ａを備えている。

【００２７】基部３１Ａには、周方向に沿って複数の脚
部３１Ｂが径方向に延長されており、脚部３１Ｂは、感
光体ドラム２５Ｃの周壁内面に圧接した際に撓み変形可
能な弾性体で構成されている。本実施例では、脚部３１
Ｂが基部３１Ａと共に一体成形されたＥＰゴムが用いら
れている。

【００２８】基部３１Ａは、中空円筒部で構成され、周
方向に沿って複数箇所に脚部３１Ｂが一体化されてい
る。図５は、裏打ち手段３１の詳細を示す図であり、同
図（Ａ）において脚部３１Ｂは、感光体ドラム２５Ｃの
内径よりも大きい延長距離を以て基部３１Ａから径方向
に延長された羽根構造からなり、先端部には周方向に突
出する肉厚部で構成された膨出部３１Ｂ１が設けられて
いる。膨出部３１Ｂ１は、脚部３１Ｂが撓み変形した際
に感光体ドラム２５Ｃの周壁内面に面接触可能な面積を
有している。

【００２９】裏打ち手段３１は脚部３１Ｂの延長距離と
感光体ドラム２５Ｃの内径との差により感光体ドラム２
５Ｃ内に挿入されると周方向に撓むことができ、弾性復
元力により膨出部３１Ｂ１を周壁内面に圧接させること
ができる。

【００３０】脚部３１Ｂは、図５（Ｂ）に示すように、
軸方向一方端から他方端に向けてねじられて連続してお
り、ねじられる方向は、感光体ドラム２５Ｃに挿入され
た際に膨出部３１Ｂ１が感光体ドラム２５Ｃの周壁内面
に圧接する向きが得られる脚部３１Ｂの倒れ込みが可能
な方向に設定されている。

【００３１】本実施例は以上のような構成であるから、
感光体ドラム２５Ｃの内部に裏打ち手段３１が挿入され
て組み込まれる。裏打ち手段３１の組み込みは、感光体
ドラム２５Ｃの軸方向一方端から挿入する。裏打ち手段
３１は、感光体ドラム２５Ｃ内に挿入されると、挿入抵
抗を受け手ねじり方向に回転しながら移動することがで
きる。脚部３１Ｂ１がねじり方向による摺動抵抗を受け
ると、膨出部３１Ｂ１が周壁内面に面接触させる方向に
倒れ、脚部３１Ｂの弾性復元力を利用して膨出部３１Ｂ
１が周壁内面に圧接する。これにより、脚部３１Ｂは、
感光体ドラム２５Ｃの周壁内面に圧接するつっかい棒の
役目を担い、周壁が変形するのを抑えて制振機能を発揮
することができる。

【００３２】感光体ドラム２５Ｃの周壁内面では、周方
向および軸方向において裏打ち手段３１の脚部先端、つ
まり、膨出部３１Ｂ１が圧接しているので、周壁に対す
る補強部として機能させることができ、周壁のバネ係数
を大きくして制振機能が得られる。しかも、膨出部３１
Ｂ１は、感光体ドラム２５Ｃの周壁における周方向およ
び軸方向に沿って圧接しているので、周方向で脚部３１
Ｂ同士が隣接する空間、つまり、図５（Ａ）において符
号Ｓで示す空間が基部３１Ａと、脚部３１Ｂとで閉空間
を構成され、その空間断面での剛性が高められることに
より周壁の変形が抑制される。この結果、周壁の変形が
生じた際の感光体ドラム２５Ｃ周面と帯電装置２７Ｃと
の間の隙間（図３中、符号Ｇで示す隙間）が狂ってしま
うのを未然に防ぐことができる。このことは、例えば、
図７に示すように、脚部３１Ｂを感光体ドラム２５Ｃの
周方向で径方向および軸方向で直線状に延長した場合の
ように、隣り合う脚部３１Ｂ同士の間に空間ができない
ので、感光体ドラム２５Ｃの周方向で隣り合う脚部３１
Ｂ間の周壁が変形（図６（Ａ）中、二点鎖線Ｐで示す状
態）するということがないことを意味する。

【００３３】本実施例によれば、脚部３１Ｂが軸方向で
ねじられて成形されているので、挿入操作によって自動
的に膨出部３１Ｂ１が周壁内面に圧接する状態を得るこ
とができるので、特別な回転操作などを要することなく
脚部３１Ｂを感光体ドラム２５Ｃの周壁内面に圧接させ
た補強部とすることができる。

【００３４】なお、感光体ドラム２５Ｃの軸方向におい
てねじられた状態となる構成としては、コイルがある。
この場合には、図６に示すように、裏打ち手段（便宜
上、符号３１’で示す）として、コイル３３およびこの
コイル３３の伸縮動作に連動可能な弾性筒体３２をコイ
ル３３の外周に装填した構成とする。この構成において
は、コイル３３をねじることにより縮径させた状態で感
光体ドラム２５Ｃ内に挿入後、コイル３３を感光体ドラ
ム２５Ｃの周壁内面に圧接させる状態に形状復元させる
と、弾性板３２が周壁内面に対して周方向および軸方向
で圧接することができる。これにより、周方向および軸
方向での周壁の変形を抑制することが可能となる。ま
た、膨出部３１Ｂ１は、面接触可能な凸部とするだけで
なく、凸部を複数形成して脚部３１Ｂの撓み変形状態に
拘わらず、凸部の少なくとも一つが感光体ドラム２５Ｃ
の周壁内面に圧接できるようにすることも可能である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
薄肉の円筒体で構成されている潜像担持体の周方向およ
び軸方向に沿って配置されている裏打ち手段により周壁
のバネ係数が高められて共振を抑えることができる。特
に、請求項２記載の発明によれば、潜像担持体の軸心に
位置する基部から潜像担持体内面に向けて延長された先
端に潜像担持体内面と接触可能な膨出部を有する脚部を
備えているので、脚部が潜像担持体の周方向および軸方
向に沿って圧接することができ、共振時の周壁の変形を
抑えて周壁の振動を抑制することが可能となる。この結
果、帯電装置においてＤＣ電圧に加えてＡＣ電圧の印加
時においても共振することがなく、さらには、クリーニ
ングブレードの振動を伝搬することもないので、騒音の
発生を抑えることが可能となる。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、裏打ち手段
が潜像担持体の軸方向でねじられて軸方向一方端から他
方単に向けて連続する羽根で構成されているので、潜像
担持体の周方向全域に圧接して周壁の振動を抑えること
でき、径方向に延長されただけの羽根構造と違って、周
方向での周壁の共振を確実に抑えることが可能となる。
しかも、軸方向でねじられているので、裏打ち手段を潜
像担持体に挿入する際には軸方向に回転と軸方向への摺
動とが同時に行え、押し込みのみによる挿入と違って、
円滑に挿入することができる。

【００３７】請求項４および５記載の発明によれば、裏
打ち手段が弾性体であり、特にゴムで構成されているの
で、周壁の共振を弾性変形によって吸収することができ
るので、効率よく共振を抑制して騒音の発生を防止する
ことが可能となる。

【００３８】請求項６記載の発明によれば、裏打ち手段
により周壁が補強される潜像担持体を備えているので、
帯電条件によって発生しやすい共振を抑えることにより
騒音の発生が防止されると共に、軸方向での変形を防止
できる。これにより、帯電部材との間の対向状態を所定
条件に維持して帯電特性が変化するのを防止することが
可能となり、帯電特性の変化による異常画像の形成を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による潜像担持体を適用し
た画像形成装置の一例を説明するための模式図である。

【図２】図１に示した画像形成装置での作像装置ユニッ
トを示す模式図である。

【図３】図２に示した作像装置ユニットに適用される帯
電装置の構成を説明するための正面図である。

【図４】図１に示した画像形成装置に適用される潜像担
持体の構成の一部を示す斜視図である。

【図５】図４に示した潜像担持体の内部に装填される裏
打ち手段を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正
面図である。

【図６】図５に示した裏打ち手段の別例を示す図であ
り、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。

【図７】図５に示した裏打ち手段による作用を説明する
ための疑似構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、
（Ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

２０画像形成装置２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１ＢＫ作像装置２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｙ、２５ＢＫ潜像担持体であ
る感光体ドラム２７Ｃ、２７Ｍ、２７Ｙ、２７ＢＫ帯電装置３１裏打ち手段３１Ａ基部３１Ｂ脚部３１Ｂ１膨出部Ｇ感光体ドラムと帯電装置との間の隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光層を一様帯電された後に、光書き込み
により画像に対応した静電潜像を形成可能な潜像担持体
であって、上記潜像担持体は、薄肉の円筒体で構成され、内部に周
方向および軸方向に沿って裏打ち手段が配置されている
ことを特徴とする潜像担持体。
【請求項２】請求項１記載の潜像担持体において、上記裏打ち手段は、上記潜像担持体の軸心に位置する基
部と、上記基部から上記潜像担持体の周方向に沿って複数箇所
で該潜像担持体内面に向けて延長された先端に上記潜像
担持体内面に接触可能な膨出部が設けられている脚部と
を備えていることを特徴とする潜像担持体。
【請求項３】請求項１または２記載の潜像担持体におい
て、上記裏打ち手段は、上記潜像担持体の軸方向でねじられ
て軸方向一方端から他方端に向けて連続した羽根構造を
なしていることを特徴とする潜像担持体。
【請求項４】請求項３記載の潜像担持体において、上記裏打ち手段は、可撓性を有する弾性体で構成されて
いることを特徴とする潜像担持体。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの一つに記載の潜像
担持体において、上記裏打ち手段はゴムが用いられることを特徴とする潜
像担持体。
【請求項６】請求項１乃至５のうちの一つに記載の潜像
担持体を用いることを特徴とする画像形成装置。