JP2023028699A - Photoconductor drum and image forming apparatus - Google Patents

Abstract

To provide a configuration that is light-weighted and can obtain a damping effect for a long period.SOLUTION: A photoconductor drum 1Y comprises: a cylindrical substrate 21; a photosensitive layer 22 provided on an outer peripheral surface of the substrate 21; a sheet-like restraining member 24; and an adhesion part 25 having a viscoelastic layer. The restraining member 24 is a sheet-like member that is formed of resin material and provided along a longitudinal direction in a predetermined area in the longitudinal direction that is part in a circumferential direction of an inner peripheral surface of the substrate 21. The adhesion part 25 is provided between the substrate 21 and the restraining member 24 to cause the restraining member 24 to adhere to the inner peripheral surface of the substrate 21.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる感光ドラム、及び、このような感光ドラムを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive drum used in an electrophotographic image forming apparatus, and to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunctional machine having a plurality of these functions, which are provided with such a photosensitive drum.

電子写真方式を用いた画像形成装置において、感光ドラムの外周面に接触して感光ドラムの外周面を帯電させる帯電部材を用いた構成が知られている。このような構成の場合、帯電部材を接触させて電圧を印加することで感光ドラムの外周面を帯電させるが、この際、電圧の交流成分の周波数を高くすると感光ドラムが共振し、所謂帯電ノイズといわれる騒音が大きくなる場合がある。 2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus, there is known a configuration using a charging member that contacts the outer peripheral surface of a photosensitive drum to charge the outer peripheral surface of the photosensitive drum. In such a configuration, the outer peripheral surface of the photosensitive drum is charged by bringing the charging member into contact and applying a voltage. At this time, if the frequency of the AC component of the voltage is increased, the photosensitive drum resonates, resulting in so-called charging noise. The noise that is said to be loud may increase.

このため、例えば、特許文献１には、円筒状の感光ドラムの中に所定の隙間をもって中実のアルミニウムなどの挿入部材を挿入し、挿入部材を感光ドラムに接着固定する構成が開示されている。また、特許文献２には、感光ドラム内にスリットを設けたポリスチレン製の当接部材を挿入し、楔部材によって感光ドラムに固定する構成が開示されている。 For this reason, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100001 discloses a structure in which a solid aluminum insertion member is inserted into a cylindrical photosensitive drum with a predetermined gap, and the insertion member is adhered and fixed to the photosensitive drum. . Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a configuration in which a polystyrene contact member having a slit is inserted into a photosensitive drum and fixed to the photosensitive drum by a wedge member.

特開平５－３５１６７号公報JP-A-5-35167 特開平８－４４２４９号公報JP-A-8-44249

しかしながら、特許文献１のように感光ドラム内に中実の挿入部材を挿入し、接着剤により固定した場合、接着剤の硬化時の「引け」により感光ドラムの外径寸法に影響を及ぼす虞がある。また、近年、要求が高まっているリサイクル対応という観点からは、硬化型接着剤で接着してしまうと製品廃棄時の分別が困難になる。さらに、中実の挿入部材は重量が嵩むため、感光ドラムの駆動負荷が高くなり、大出力のモータ（駆動源）及び駆動のための大電流が必要になるという問題もある。 However, when a solid insertion member is inserted into the photosensitive drum and fixed with an adhesive as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200310, there is a risk that the outer diameter of the photosensitive drum may be affected by "shrinkage" of the adhesive when it hardens. be. In addition, from the viewpoint of recycling, which has been in increasing demand in recent years, it becomes difficult to separate products when they are disposed of if they are adhered with a curable adhesive. Furthermore, since the solid insertion member is heavy, the driving load of the photosensitive drum is increased, and there is also the problem that a high-output motor (driving source) and a large current for driving are required.

一方、特許文献２に開示されているように、感光ドラムへの当接部材を樹脂製とし、接着剤を用いずに変形によって感光ドラムに固定した場合、当接部材の剛性を高くしないと、十分な制振効果を得られない。そして、十分な制振効果を得るために、当接部材として比重が高い材料を選んだ場合には、当接部材の重量が嵩んでしまう。例えば、感光ドラムの基体を構成する素管の材料であるアルミニウムのヤング率が７０［ＧＰａ］であるのに対して、合成樹脂製の当接部材のそれは２～５［ＧＰａ］と非常に低い。したがって、当接部材の剛性だけで制振性能を得ようとすると、結局比重が高く軽量化に不向きな材料選択をせざるをえない。 On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100000, when the contact member to the photosensitive drum is made of resin and is fixed to the photosensitive drum by deformation without using an adhesive, the rigidity of the contact member must be increased. Sufficient damping effect cannot be obtained. If a material having a high specific gravity is selected for the contact member in order to obtain a sufficient damping effect, the weight of the contact member increases. For example, while the Young's modulus of aluminum, which is the material of the tube forming the base of the photosensitive drum, is 70 [GPa], that of the contact member made of synthetic resin is as low as 2 to 5 [GPa]. . Therefore, if an attempt is made to obtain vibration damping performance solely by the rigidity of the contact member, it is necessary to select a material that has a high specific gravity and is unsuitable for weight reduction.

また、感光ドラムへの当接部材を弾性ゴム等の弾性体にすると、軽量である利点を生かしつつ、弾性特性により振動を吸収することができ、制振効果を高めることができる。しかし、感光ドラムを長期間にわたって亘って使用する際には、弾性ゴム等の弾性体だけでは弾性劣化を生ずるおそれがあり、使用開始中に振動吸収効果が異なる場合があるため好ましくない。 Further, if the contact member to the photosensitive drum is made of an elastic material such as elastic rubber, vibration can be absorbed by the elastic characteristic while making the most of the advantage of being lightweight, and the damping effect can be enhanced. However, when the photosensitive drum is used for a long period of time, the elasticity of the elastic material such as elastic rubber alone may deteriorate, and the vibration absorption effect may change during the start of use, which is not preferable.

本発明は、軽量で、長期間にわたって制振効果を得られる構成を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure that is lightweight and provides a damping effect over a long period of time.

本発明の感光ドラムは、電子写真方式の画像形成装置に用いる中空円筒状の感光ドラムであって、円筒状の基体と、前記基体の外周面に設けられた感光層と、前記基体の内周面の円周方向の一部で、且つ、長手方向の所定の領域に、長手方向に沿って設けられた樹脂材料からなるシート状の拘束部材と、前記拘束部材を前記基体の内周面に接着させるべく、前記基体と前記拘束部材との間に設けられた、粘弾性層を有する接着部と、を備えたことを特徴とする。 A photosensitive drum of the present invention is a hollow cylindrical photosensitive drum for use in an electrophotographic image forming apparatus, comprising a cylindrical substrate, a photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the substrate, and an inner peripheral surface of the substrate. A sheet-shaped restraining member made of a resin material provided along the longitudinal direction in a part of the surface in the circumferential direction and in a predetermined region in the longitudinal direction, and the restraining member is attached to the inner peripheral surface of the base a bonding portion having a viscoelastic layer provided between the base and the restraining member for bonding.

本発明によれば、軽量で、長期間にわたって制振効果を得られる。 According to the present invention, it is lightweight, and a damping effect can be obtained over a long period of time.

実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment; FIG. 実施形態に係る感光ドラムを帯電する構成を示す模式図。4 is a schematic diagram showing a configuration for charging a photosensitive drum according to the embodiment; FIG. 実施形態に係る感光ドラムの、（ａ）長手方向に沿った断面図、（ｂ）長手方向に直交する断面図。1A and 1B are sectional views of a photosensitive drum according to an embodiment taken along the longitudinal direction; FIG. 1B is a sectional view perpendicular to the longitudinal direction; 感光ドラムの素管を加振した際のＣＡＥによる振動モード解析結果を示す図で、（ａ）１次振動モードを、（ｂ）２次振動モードを、（ｃ）３次振動モードをそれぞれ示す図。FIG. 4 is a diagram showing the results of vibration mode analysis by CAE when the blank tube of the photosensitive drum is vibrated, showing (a) primary vibration mode, (b) secondary vibration mode, and (c) tertiary vibration mode. figure. 感光ドラムの素管を加振した際のＣＡＥによる振動モード解析結果を示す模式図で、（ａ）１次振動モードを、（ｂ）２次振動モードを、（ｃ）３次振動モードをそれぞれ示す模式図。Schematic diagrams showing results of vibration mode analysis by CAE when a blank tube of a photosensitive drum is vibrated, showing (a) primary vibration mode, (b) secondary vibration mode, and (c) tertiary vibration mode. Schematic diagram shown. 感光ドラムの素管をハンマリング加振実験した際の周波数解析結果を示すグラフ。7 is a graph showing frequency analysis results when a hammering vibration test is performed on the base tube of the photosensitive drum. 拘束部材を３個所に貼り付けた中空管の、（ａ）長手方向に沿った断面図、（ｂ）長手方向に直交する断面図。(a) Cross-sectional view along the longitudinal direction, (b) Cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of a hollow tube with three restraining members attached. 拘束部材を１個所に貼り付けた中空管の、（ａ）長手方向に沿った断面図、（ｂ）長手方向に直交する断面図。(a) Cross-sectional view along the longitudinal direction, (b) Cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of a hollow tube with a restraining member attached at one location. 比較例における感光ドラムをハンマリング加振実験した際の周波数解析結果を示すグラフ。7 is a graph showing frequency analysis results when a hammering vibration test is performed on a photosensitive drum in a comparative example; 実施例における感光ドラムをハンマリング加振実験した際の周波数解析結果を示すグラフ。5 is a graph showing frequency analysis results when a hammering vibration test is performed on the photosensitive drum in the example. 拘束部材の拘束領域と振動モードの腹と節の位置関係を示す模式図で、（ａ）本実施形態における状態を、（ｂ）本実施形態の別の第１例を、（ｃ）第２例を、（ｄ）第３例を、それぞれ示す模式図。Schematic diagrams showing the positional relationship between the restraining region of the restraining member and the antinodes and nodes of the vibration mode, (a) the state in this embodiment, (b) another first example of this embodiment, and (c) second FIG. 11D is a schematic diagram showing an example, and (d) a third example. 拘束部材がある場合とない場合とにおいて、感光ドラムを加振実験した際の音圧レベル低減効果を説明するためのグラフ。7 is a graph for explaining the sound pressure level reduction effect when a photosensitive drum is subjected to a vibration experiment with and without a restraining member.

実施形態について、図１ないし図１２を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置１００について図１を用いて説明する。 An embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. First, the image forming apparatus 100 of this embodiment will be described with reference to FIG.

［画像形成装置］
図１に示す画像形成装置１００は、装置本体１０１内に４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを中間転写ベルト８に対向させて配置した、中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１００で利用可能な記録材Ｐとしては、例えば普通紙、厚紙、ラフ紙、凹凸紙、コート紙等の用紙、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、布など、といった様々な種類のシート材が挙げられる。 [Image forming apparatus]
The image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 has four color (yellow, cyan, magenta, and black) image forming units PY, PM, PC, and PK arranged in an apparatus main body 101 so as to face an intermediate transfer belt 8 . This is a transfer tandem type color image forming apparatus. Examples of the recording material P that can be used in the image forming apparatus 100 include various types of sheet materials such as plain paper, thick paper, rough paper, textured paper, coated paper, OHP sheets, plastic films, and cloth. be done.

画像形成装置１００は、制御部５００によって制御される。なお、本実施形態の場合、画像形成部ＰＹ～ＰＫ、一次転写ローラ５Ｙ～５Ｋ、中間転写ベルト８、二次転写内ローラ７６、二次転写外ローラ７７により、記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成ユニット２００が構成されている。また、カセット７２、給送ローラ７３、搬送パス７４、レジストローラ７５は、給送部８００を構成している。 Image forming apparatus 100 is controlled by control unit 500 . In the case of this embodiment, toner images are formed on the recording material P by the image forming units PY to PK, the primary transfer rollers 5Y to 5K, the intermediate transfer belt 8, the inner secondary transfer roller 76, and the outer secondary transfer roller 77. An image forming unit 200 is configured. Also, the cassette 72 , the feeding roller 73 , the conveying path 74 , and the registration rollers 75 constitute a feeding section 800 .

画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｐは、カセット７２内に積載される形で収納されており、給送ローラ７３により画像形成タイミングにあわせて１枚ずつ搬送パス７４に給送される。また、不図示の手差しトレイや積載装置に積載された記録材Ｐが１枚ずつ搬送パス７４に給送されてもよい。記録材Ｐは搬送パス７４の途中に配置されたレジストローラ７５へ搬送されると、レジストローラ７５により記録材Ｐの斜行補正やタイミング補正が行われた後に二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ７６及び二次転写外ローラ７７により形成される転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、トナー像が中間転写ベルト８から記録材Ｐへ二次転写される。 A recording material conveying process of the image forming apparatus 100 will be described. The recording materials P are stacked in a cassette 72 and stored one by one to a conveying path 74 by a feeding roller 73 in accordance with image forming timing. Alternatively, recording materials P stacked on a manual feed tray (not shown) or a stacking device may be fed one by one to the transport path 74 . When the recording material P is conveyed to the registration rollers 75 arranged in the middle of the conveying path 74, the registration rollers 75 perform skew correction and timing correction on the recording material P, and then the recording material P is sent to the secondary transfer portion T2. . The secondary transfer portion T2 is a transfer nip formed by a secondary transfer inner roller 76 and a secondary transfer outer roller 77 facing each other. The toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 8 to the recording material P at the secondary transfer portion T2.

上記した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｐの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部ＰＹ～ＰＫについて説明する。ただし、画像形成部ＰＹ～ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部ＰＹを例に説明し、その他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては説明を省略する。なお、図示の都合上、後述の現像容器４１Ｙと現像ローラ４２Ｙについては画像形成部ＰＹのみに符号を付してある。 A process of forming an image sent to the secondary transfer portion T2 at the same timing as the above-described process of conveying the recording material P to the secondary transfer portion T2 will be described. First, the image forming units PY to PK will be described. However, the image forming units PY to PK are configured almost identically except that the toner colors used in the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K are different from yellow, magenta, cyan, and black. Therefore, the yellow image forming station PY will be described below as a representative example, and descriptions of the other image forming stations PM, PC, and PK will be omitted. For convenience of illustration, only the image forming portion PY of the developing container 41Y and the developing roller 42Y, which will be described later, are denoted by reference numerals.

画像形成部ＰＹは、主に感光ドラム１Ｙ、帯電部材としての帯電ローラ２Ｙ、現像装置４Ｙ、及び感光ドラムクリーナ６Ｙ等から構成される。画像形成に際し、感光ドラム１Ｙは、所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向に回転駆動される。帯電ローラ２Ｙには不図示の高圧電源により帯電電圧が印加され、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの間に電流が流れることにより、感光ドラム１Ｙの表面は所定の極性・電位に一様に帯電される。 The image forming section PY mainly includes a photosensitive drum 1Y, a charging roller 2Y as a charging member, a developing device 4Y, a photosensitive drum cleaner 6Y, and the like. During image formation, the photosensitive drum 1Y is rotationally driven in the direction of arrow R1 at a predetermined process speed (peripheral speed). A charging voltage is applied to the charging roller 2Y from a high-voltage power supply (not shown), and current flows between the charging roller 2Y and the photosensitive drum 1Y, thereby uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1Y to a predetermined polarity and potential. be done.

帯電後の感光ドラム１Ｙは、画像情報に基づく露光装置３の露光によって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４Ｙによってトナーが付着されてトナー像として現像される。現像装置４Ｙは、現像剤を収容した現像容器４１Ｙ、現像剤を担持して回転する現像ローラ４２Ｙ（現像スリーブとも呼ぶ）を有し、現像ローラ４２Ｙに対し現像電圧が印加されることにより、静電潜像をトナー像に現像する。 An electrostatic latent image is formed on the charged photosensitive drum 1Y by exposure of the exposure device 3 based on image information. This electrostatic latent image is developed as a toner image by attaching toner to it by the developing device 4Y. The developing device 4Y has a developing container 41Y containing a developer, and a developing roller 42Y (also referred to as a developing sleeve) that rotates while carrying the developer. Developing the electrostatic latent image into a toner image.

その後、画像形成部ＰＹと中間転写ベルト８を挟んで対向配置される一次転写ローラ５Ｙにより所定の加圧力及び一次転写電圧が与えられ、感光ドラム１Ｙ上に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１Ｙ上に僅かに残る転写残トナーは、感光ドラムクリーナ６Ｙにより除去され、再び次の作像プロセスにそなえる。 After that, a predetermined pressure and a primary transfer voltage are applied by a primary transfer roller 5Y arranged to face the image forming portion PY with the intermediate transfer belt 8 interposed therebetween, and the toner image formed on the photosensitive drum 1Y is transferred to the intermediate transfer belt 8. Primary transfer is performed on the top. A small amount of untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1Y after the primary transfer is removed by the photosensitive drum cleaner 6Y to prepare for the next image forming process.

中間転写ベルト８は、テンションローラ１０、二次転写内ローラ７６、及び張架ローラとしてのアイドラローラ７ａ、７ｂによって張架され、図中矢印Ｒ２方向へと移動するように駆動される。本実施形態の場合、二次転写内ローラ７６は中間転写ベルト８を駆動する駆動ローラを兼ねている。上述の画像形成部ＰＹ～ＰＫにより処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト８上に一次転写された移動方向上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置１１によって中間転写ベルト８から除去される。 The intermediate transfer belt 8 is stretched by a tension roller 10, a secondary transfer inner roller 76, and idler rollers 7a and 7b as tension rollers, and is driven to move in the direction of arrow R2 in the drawing. In this embodiment, the inner secondary transfer roller 76 also serves as a drive roller for driving the intermediate transfer belt 8 . The image forming process of each color processed by the image forming units PY to PK described above is performed at the timing of sequentially superimposing on the toner image of the color upstream in the moving direction primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8 . As a result, a full-color toner image is finally formed on the intermediate transfer belt 8 and conveyed to the secondary transfer portion T2. The transfer cleaner device 11 removes the transfer residual toner from the intermediate transfer belt 8 after passing through the secondary transfer portion T2.

以上、それぞれ説明した搬送プロセス及び作像プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｐとフルカラートナー像のタイミングが一致し、中間転写ベルト８から記録材Ｐにトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｐは定着装置１０３へと搬送され、定着装置１０３により加圧及び加熱されることにより、トナー像が記録材Ｐ上に溶融固着される。こうしてトナー像が定着された記録材Ｐは、排出ローラ７８により排出トレイ６０１上に排出される。 With the conveying process and the image forming process described above, the timings of the recording material P and the full-color toner image are matched at the secondary transfer portion T2, and the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 8 to the recording material P. After that, the recording material P is conveyed to the fixing device 103, and the toner image is melted and fixed on the recording material P by being pressurized and heated by the fixing device 103. FIG. The recording material P on which the toner image is thus fixed is discharged onto the discharge tray 601 by the discharge roller 78 .

［感光ドラムの帯電構成］
次に、感光ドラム１Ｙの帯電構成について、図２を用いてより詳しく説明する。なお、他の感光ドラム１Ｍ～１Ｋの帯電構成についても同じである。上述のような電子写真プロセスを利用したプリンタや複写機などの画像形成装置において、感光ドラムを帯電処理する帯電装置として、ローラ型やブレード型の帯電部材（帯電ローラ，帯電ブレード）を感光ドラムに接触させる帯電装置が多く採用されている。これらは、電源の低圧化が図れる点やオゾンの発生が微量である点などの長所を有している。本実施形態では、感光ドラム１に接触させる帯電部材として帯電ローラ２を用いているが、帯電ブレードであっても良い。 [Charging Configuration of Photosensitive Drum]
Next, the charging structure of the photosensitive drum 1Y will be described in more detail with reference to FIG. The same applies to the charging structure of the other photosensitive drums 1M to 1K. In image forming apparatuses such as printers and copiers that use the above-described electrophotographic process, a roller-type or blade-type charging member (charging roller, charging blade) is attached to the photosensitive drum as a charging device that charges the photosensitive drum. Many contact charging devices are used. These have advantages such as a low voltage power source and a very small amount of ozone generated. In this embodiment, the charging roller 2 is used as the charging member that contacts the photosensitive drum 1, but a charging blade may be used.

図２に示すように、感光ドラム１Ｙは、アルミニウムからなる円筒状の基体２１の外周面に有機感光層２２を形成したものであり、矢印Ｒ１０１方向に所定のプロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。なお、図２では省略しているが、本実施形態の感光ドラム１Ｙは、後述するように素管の内周面に拘束部材２４を接着部２５を介して貼り付けている（図３（ａ）など参照）。 As shown in FIG. 2, the photosensitive drum 1Y has an organic photosensitive layer 22 formed on the outer peripheral surface of a cylindrical substrate 21 made of aluminum, and is rotationally driven at a predetermined process speed (peripheral speed) in the direction of an arrow R101. be done. Although not shown in FIG. 2, in the photosensitive drum 1Y of the present embodiment, a restraining member 24 is adhered to the inner peripheral surface of the base tube via an adhesive portion 25 as will be described later (see FIG. 3A). ), etc.).

感光ドラム１Ｙには、帯電部材としての帯電ローラ２Ｙが当接されている。帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転に伴って、矢印Ｒ１０２方向に従動回転する。帯電ローラ２Ｙは、例えば、鉄やステンレス等の導電性の芯金２ａの外周面を、カーボン含有のウレタンゴム等の導電性弾性層２ｂで被覆したものである。この帯電ローラ２Ｙは、芯金２ａの長手方向（帯電ローラ２Ｙの回転軸線方向）両端部がバネ部材（不図示）によって感光ドラム１Ｙに向けて付勢されることにより、感光ドラム１Ｙの表面に対して圧接されている。また、感光ドラム１Ｙと帯電ローラ２Ｙとは、互いに略平行に配置されている。即ち、感光ドラム１Ｙの回転軸線方向と帯電ローラ２Ｙの回転軸線方向とが略平行であり、以下、この方向を長手方向ともいう。 A charging roller 2Y as a charging member is in contact with the photosensitive drum 1Y. The charging roller 2Y is driven to rotate in the direction of arrow R102 as the photosensitive drum 1Y rotates. The charging roller 2Y includes, for example, a conductive core metal 2a made of iron, stainless steel, or the like, and the outer peripheral surface of the metal core 2a is covered with a conductive elastic layer 2b made of carbon-containing urethane rubber or the like. The charging roller 2Y is biased toward the photosensitive drum 1Y by a spring member (not shown) at both ends in the longitudinal direction of the core metal 2a (in the direction of the rotation axis of the charging roller 2Y). pressed against. Further, the photosensitive drum 1Y and the charging roller 2Y are arranged substantially parallel to each other. That is, the rotation axis direction of the photosensitive drum 1Y and the rotation axis direction of the charging roller 2Y are substantially parallel, and hereinafter, this direction is also referred to as the longitudinal direction.

帯電ローラ２Ｙは、芯金２ａに高圧電源２ｃから帯電バイアスが印加されることにより、感光ドラム１Ｙ表面を所定の極性・電位に帯電処理する。即ち、帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの外周面に接触して感光ドラム１Ｙの外周面を帯電させる。 The charging roller 2Y charges the surface of the photosensitive drum 1Y to a predetermined polarity and potential by applying a charging bias to the metal core 2a from the high-voltage power supply 2c. That is, the charging roller 2Y contacts the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1Y and charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1Y.

帯電ローラ２Ｙに印加する帯電バイアスは、帯電の均一化のために直流電圧と交流電圧とが重畳させた振動電圧を印加している。ここでいう振動電圧とは、時間とともに周期的に電圧値が変化する電圧であり、その波形については、正弦波に限らず、矩形波、三角波、パルス波でもよいが、帯電音を低減するという観点からは、高調波成分を含まない正弦波が好ましい。交流電圧には、例えば直流電源を周期的にオン－オフすることによって形成された矩形波の電圧等も含まれる。 As the charging bias applied to the charging roller 2Y, an oscillating voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied for uniform charging. The oscillating voltage referred to here is a voltage whose voltage value changes periodically over time, and its waveform is not limited to a sine wave, but may be a rectangular wave, a triangular wave, or a pulse wave. From the point of view, a sine wave containing no harmonic components is preferable. The AC voltage includes, for example, a rectangular wave voltage formed by periodically turning on and off a DC power supply.

上述のように、帯電ローラ２Ｙに振動電圧を印加して感光ドラム１Ｙを帯電処理するが、感光ドラム１Ｙのプロセススピードが速くなると、感光ドラム表面の均一帯電を確保するために帯電ローラ２Ｙに印加する交流電圧の周波数も上げることが要求される。ところが、交流電圧の周波数がほぼ２００Ｈｚを超えると、印加電圧の２倍の周波数に共振して感光ドラム１Ｙが騒音を発生する、いわゆる「帯電ノイズ」が大きくなってしまう。 As described above, the photosensitive drum 1Y is charged by applying an oscillating voltage to the charging roller 2Y. It is also required to increase the frequency of the AC voltage applied. However, when the frequency of the AC voltage exceeds approximately 200 Hz, the photosensitive drum 1Y resonates at a frequency twice that of the applied voltage and generates noise, that is, so-called "charging noise" increases.

この現象は、帯電ローラ２Ｙに交流電圧が印加されると、感光ドラム１Ｙと帯電ローラ２Ｙとの間に生じる静電気力による引力の変動が、感光ドラム１Ｙへの加振力となり作用することで生じることが知られている。交流電圧の最大値および最小値の部分では相互の引き合う力が大きくなり、交流電圧の中央値の部分では相互の引き合う力が小さくなる。このため感光ドラム１Ｙと帯電ローラ２Ｙとは印加された交流電圧の２倍の周波数で加振しあうことになる。 This phenomenon occurs when, when an AC voltage is applied to the charging roller 2Y, fluctuations in the attractive force due to the electrostatic force generated between the photosensitive drum 1Y and the charging roller 2Y act as an excitation force on the photosensitive drum 1Y. It is known. At the maximum and minimum values of the AC voltage, the mutual attractive force is large, and at the median value of the AC voltage, the mutual attractive force is small. Therefore, the photosensitive drum 1Y and the charging roller 2Y vibrate each other at a frequency twice as high as that of the applied AC voltage.

このような帯電ノイズは、感光ドラム１Ｙと帯電ローラ２Ｙとの当接部に生じた加振力により、加振力を受けた感光ドラム１Ｙあるいは帯電ローラ２Ｙから直接音として発せられる。この外に、感光ドラム１Ｙの振動が、例えば他のプロセス機器や画像形成装置に伝わり、そこでノイズが発生する場合がある。 Such charging noise is emitted as a direct sound from the photosensitive drum 1Y or the charging roller 2Y receiving the excitation force due to the excitation force generated at the contact portion between the photosensitive drum 1Y and the charging roller 2Y. In addition, the vibration of the photosensitive drum 1Y may be transmitted to, for example, other process equipment or image forming apparatus, generating noise there.

また、帯電ノイズ以外にも、感光ドラム停止時に感光ドラム１Ｙに当接しているクリーニングブレード等がスティックスリップを起こし、その振動によって感光ドラムがノイズを発生する場合もある。これらの要因により感光ドラム１Ｙが加振力を受けた際、感光ドラム１Ｙからの放射音は高周波で聴感上耳障りであることが分かっている。これは、感光ドラム１Ｙが製造方法やコストの観点から通常は中空のアルミニウムの素管で構成されていることに起因する。 In addition to the charging noise, the cleaning blade or the like in contact with the photosensitive drum 1Y may stick-slip when the photosensitive drum is stopped, and the vibration of the stick-slip may cause the photosensitive drum to generate noise. It is known that when the photosensitive drum 1Y receives an excitation force due to these factors, the sound radiated from the photosensitive drum 1Y is high-frequency and offensive to the ear. This is because the photosensitive drum 1Y is generally made of a hollow aluminum tube from the viewpoint of the manufacturing method and cost.

［拘束部材］
本実施形態では、上述のような帯電ノイズを抑制すべく、感光ドラム１Ｙの基体２１の内周面に拘束部材２４を接着部２５を介して貼り付けている。この点について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は、感光ドラム１Ｙの回転軸線を含む平面で切った縦断面図である。また、図３（ｂ）のＡ－Ａ線矢視図である。前述のとおり、感光ドラム１Ｙは代表してイエローを説明するものであり、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋも同様の構成である。 [Restraint member]
In this embodiment, the restraining member 24 is attached to the inner peripheral surface of the base 21 of the photosensitive drum 1Y via the adhesive portion 25 in order to suppress the charging noise as described above. This point will be described with reference to FIGS. FIG. 3A is a longitudinal sectional view taken along a plane including the rotation axis of the photosensitive drum 1Y. It is also a view taken along the line AA in FIG. 3(b). As described above, the photosensitive drum 1Y represents yellow, and the photosensitive drums 1M, 1C, and 1K have the same configuration.

これらの図に示すように感光ドラム１Ｙは、円筒状の基体２１と、その外周面には有機感光層２２が形成されている。基体２１の内側には、本実施形態の特徴であるシート状の拘束部材２４が、接着部２５を介して基体２１に貼り付けられている。即ち、樹脂材料からなるシート状の拘束部材２４は、基体２１の内周面の円周方向の一部で、且つ、長手方向の所定の領域に、長手方向に沿って設けられている。本実施形態では、拘束部材２４は、感光ドラム１Ｙの円周方向１個所に設けられている。接着部２５は、粘弾性層を有し、拘束部材２４を基体２１の内周面に接着させるべく、基体２１と拘束部材２４との間に設けられている。 As shown in these figures, the photosensitive drum 1Y has a cylindrical base 21 and an organic photosensitive layer 22 formed on the outer peripheral surface thereof. Inside the base 21, a sheet-like restraining member 24, which is a feature of this embodiment, is attached to the base 21 via an adhesive portion 25. As shown in FIG. That is, the sheet-shaped restraining member 24 made of a resin material is provided along the longitudinal direction in a part of the inner peripheral surface of the base 21 in the circumferential direction and in a predetermined region in the longitudinal direction. In this embodiment, the restraint member 24 is provided at one location in the circumferential direction of the photosensitive drum 1Y. The bonding portion 25 has a viscoelastic layer and is provided between the base 21 and the restraining member 24 so as to bond the restraining member 24 to the inner peripheral surface of the base 21 .

上述の所定の領域は、帯電ローラ２Ｙが感光ドラム１Ｙの外周面に接触する部分に対応する感光ドラム１Ｙの内周面の長手方向に関する領域である。即ち、拘束部材２４が感光ドラム１Ｙの円周方向に関して帯電ローラ２Ｙが存在する位置にある場合に、帯電ローラ２Ｙが感光ドラム１Ｙの外周面に接触する長手方向の領域と、拘束部材２４が感光ドラム１Ｙの内周面に配置される長手方向の領域とが、感光ドラム１Ｙの径方向から見て重なるようにしている。本実施形態では、帯電ローラ２Ｙと拘束部材２４の長手方向に関する位置及び長さを同じとしている。 The above-described predetermined area is an area in the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the photosensitive drum 1Y corresponding to the portion where the charging roller 2Y contacts the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1Y. That is, when the restraining member 24 is located at the position where the charging roller 2Y exists with respect to the circumferential direction of the photosensitive drum 1Y, the longitudinal region where the charging roller 2Y contacts the outer circumferential surface of the photosensitive drum 1Y and the restraining member 24 are photosensitive. A longitudinal region disposed on the inner peripheral surface of the drum 1Y overlaps with the photosensitive drum 1Y when viewed from the radial direction. In this embodiment, the positions and lengths of the charging roller 2Y and the restraining member 24 in the longitudinal direction are the same.

また、感光ドラム１Ｙは、基体２１の長手方向の両端部に取り付けられたフランジ部材２３を有している。基体２１は、外径３０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムの素管によって形成されている。有機感光層２２は、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、表面層（いずれも不図示）等を有している。 The photosensitive drum 1Y also has flange members 23 attached to both ends of the base 21 in the longitudinal direction. The base 21 is formed of an aluminum tube having an outer diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm. The organic photosensitive layer 22 has an undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, a surface layer (all not shown), and the like.

シート状の拘束部材２４は、本実施形態では樹脂シート材によって形成されている。樹脂シート材を構成する樹脂材料としては、ポリエチエンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用している。樹脂材料としては、ポリエチエンテレフタレートの外に、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）なども使用することができる。これらの中から、生産性、加工性、コスト等を勘案して適宜に選択すればよい。ただし、基体２１のひずみエネルギーを拘束部材２４で拘束する機能を有しているため、拘束部材２４の樹脂材料としては、引張強さや引張伸び等の機械強度が強いものを選択する方が好ましい。 The sheet-shaped restraint member 24 is formed of a resin sheet material in this embodiment. Polyethylene terephthalate (PET) is used as the resin material forming the resin sheet material. As the resin material, polyphenylene ether (PPE) or the like can be used in addition to polyethylene terephthalate. A suitable material may be selected from these in consideration of productivity, workability, cost, and the like. However, since the restraining member 24 has a function of restraining the strain energy of the base 21, it is preferable to select a resin material having high mechanical strength such as tensile strength and tensile elongation as the resin material for the restraining member 24.

接着部２５は、本実施形態ではシリコーン系の材料を使用している。接着部２５としては、シリコーン系の外に、両面テープ等で広く使用されているアクリル系なども使用することができる。これらの中から、生産性、加工性、コスト等を勘案して適宜に選択すればよい。ただし、基体２１と拘束部材２４の間に介在する接着層は、基体２１のひずみエネルギーを熱変換により低減させる機能を有しているため、接着部２５の粘弾性特性は高いものを選択する方が好ましい。 The bonding portion 25 uses a silicone-based material in this embodiment. As the adhesive portion 25, in addition to silicone-based materials, acrylic-based materials that are widely used in double-sided tapes and the like can also be used. A suitable material may be selected from these in consideration of productivity, workability, cost, and the like. However, since the adhesive layer interposed between the base 21 and the restraining member 24 has the function of reducing the strain energy of the base 21 by thermal conversion, it is preferable to select the adhesive portion 25 having high viscoelastic properties. is preferred.

上述のシート状の拘束部材２４の形状は、略長方形のシート状であり、その寸法は幅１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、長さは感光ドラム１Ｙに対向配置される帯電ローラ２Ｙの長さと略同等の３１０ｍｍに設定されている。また、厚みは５０μｍ以上１００μｍ以下である。 The above-described sheet-shaped restraint member 24 has a substantially rectangular sheet-like shape, with a width of 10 mm or more and 20 mm or less, and a length of 310 mm, which is substantially the same as the length of the charging roller 2Y arranged to face the photosensitive drum 1Y. is set to Moreover, the thickness is 50 μm or more and 100 μm or less.

上述の接着部２５の形状もまた、略長方形のシート状であり、その寸法は幅１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、長さは３１０ｍｍでシート状の拘束部材２４と同じ値に設定されている。また、厚みの制約は少なく、５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲で市販品の両面テープ寸法に準ずる。本実施形態では１４５μｍのアクリル系粘着テープを選択している。 The shape of the above-described bonding portion 25 is also a substantially rectangular sheet shape, and its dimensions are set to 10 mm or more and 20 mm or less in width and 310 mm in length, which are the same values as those of the sheet-like restraint member 24 . In addition, there are few restrictions on the thickness, and the thickness is in the range of 50 μm to 1000 μm, which conforms to the size of the double-sided tape on the market. In this embodiment, a 145 μm acrylic adhesive tape is selected.

［感光ドラム表面に加振力が入力された場合について］
上述したように、感光ドラム表面は、作像プロセスの過程においてさまざまな加振力を受ける。加振力は、帯電ローラに交流電圧を印加する際に生じる力、あるいはクリーニングブレードとのスティックスリップにより生じる力等である。 [When excitation force is applied to the surface of the photosensitive drum]
As described above, the surface of the photosensitive drum receives various excitation forces during the imaging process. The excitation force is a force generated when an AC voltage is applied to the charging roller, a force generated by stick-slip with the cleaning blade, or the like.

感光ドラムのような中空円筒状部材の表面に加振力が入力された場合、中空円筒状部材の振動モード現象を把握する手法として、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）による振動モード解析やハンマリング加振による周波数応答実験等が知られている。ここで、感光ドラムに本実施形態の特徴であるシート状の拘束部材を貼り付ける前の感光ドラムの中空アルミ素管を用いて、ＣＡＥによる振動モード解析を行った。図４（ａ）～（ｃ）を用いて感光ドラムの中空アルミ素管の振動モード解析結果について説明する。 When an excitation force is input to the surface of a hollow cylindrical member such as a photosensitive drum, vibration mode analysis by CAE (Computer Aided Engineering) and hammering excitation are used as methods of grasping the vibration mode phenomenon of the hollow cylindrical member. and frequency response experiments are known. Vibration mode analysis by CAE was performed using the hollow aluminum tube of the photosensitive drum before attaching the sheet-shaped restraining member, which is a feature of the present embodiment, to the photosensitive drum. Vibration mode analysis results of the hollow aluminum tube of the photosensitive drum will be described with reference to FIGS.

（１）ＣＡＥによる振動モード解析
感光ドラムの中空アルミ素管をモデル化し、ＣＥＡによる振動モード解析を行った結果を図４（ａ）～（ｃ）に示す。図４（ａ）～（ｃ）の順に、つぶれ１次モード、つぶれ２次モード、つぶれ３次モードの解析結果である。つぶれ１次モード、つぶれ２次モード、つぶれ３次モードは、それぞれ１次振動モードを、２次振動モードを、３次振動モードにおいて、中空アルミ素管につぶれが生じるような振動モードである。図４（ａ）～（ｃ）は、アニメーションの一部を静止画で抽出したものである。 (1) Vibration Mode Analysis by CAE FIGS. 4(a) to 4(c) show the results of a model of a hollow aluminum tube of a photosensitive drum and a vibration mode analysis by CEA. 4(a) to 4(c) show, in order, the analysis results of the first-order collapse mode, the second-order collapse mode, and the third-order collapse mode. The primary crushing mode, the secondary crushing mode, and the tertiary crushing mode are vibration modes in which the hollow aluminum tube is crushed in the primary vibration mode, the secondary vibration mode, and the tertiary vibration mode, respectively. FIGS. 4A to 4C are still images extracted from part of the animation.

中空管振動モードの特徴としては、１０００Ｈｚ以下の低周波帯域でモードを持つ曲げモード（不図示）に加え、２０００Ｈｚ以上の比較的高周波帯域でモードを持つ円周方向のつぶれ振動モードが存在することがわかる。図中、矢印を付している箇所は、中空管の円周方向のつぶれ振動が最大となる位置を示している。この位置で中空管の円周方向の伸縮が最大すなわち波長の振幅が最大となり、隣り合う矢印との中間位置で振幅が最小となる。 The characteristics of the hollow tube vibration mode include a bending mode (not shown) having a mode in a low frequency band of 1000 Hz or less, and a crushing vibration mode in the circumferential direction having a mode in a relatively high frequency band of 2000 Hz or more. I understand. In the figure, the locations marked with arrows indicate the positions where the crushing vibration in the circumferential direction of the hollow tube is maximum. At this position, the expansion and contraction of the hollow tube in the circumferential direction is maximum, that is, the amplitude of the wavelength is maximum, and the amplitude is minimum at the intermediate position between the adjacent arrows.

図５（ａ）～（ｃ）は、図４（ａ）～（ｃ）の振動モードを模式的に表した図である。振幅の最大位置（図４（ａ）～（ｃ））を腹、最小位置を節とすると、中空管の長手方向において、つぶれ１次、つぶれ２次、つぶれ３次の波長や腹と節の位置がそれぞれ異なることがわかる。 5(a) to (c) are diagrams schematically showing the vibration modes of FIGS. 4(a) to (c). Assuming that the maximum amplitude position (FIGS. 4(a) to (c)) is an antinode and the minimum position is a node, in the longitudinal direction of the hollow tube, the wavelengths of the first-order, second-order, and third-order collapses, the antinode and the node It can be seen that the positions of are different.

（２）ハンマリング加振による周波数応答実験
ハンマリング加振による周波数応答実験は、中空アルミ素管の両端をゴムバンドで宙吊りにした状態で、中空アルミ素管の表面をインパルスハンマーで加振し、その結果生じる振動音をマイクロホンで検出し、ＦＦＴアナライザーで周波数解析するものである。この解析結果を図６に示す。図６において、横軸はマイクロホンで検出された周波数、縦軸は音圧レベルを示している。この結果より、感光ドラムの基材となる中空アルミ素管には、複数の卓越周波数が存在することがわかる。特筆すべきは、画像形成装置に搭載されているモータやファンなどの音源の動作音の周波数が５００Ｈｚ程度であるのに対し、２０００Ｈｚ以上の比較的高周波の卓越周波数音が発生することである。このような高周波音は、耳障りな音として認識されやすい反面、完全になくさなくてもバックグラウンドノイズと同等以下まで音圧レベルを低減させれば、聴感上認識されないことも分かっている。なお、図６の卓越周波数と、図４（ａ）～（ｃ）のつぶれモード周波数はほぼ一致していることも解析結果より明らかになった。 (2) Frequency response experiment by hammering excitation In the frequency response experiment by hammering excitation, both ends of the hollow aluminum tube were suspended with rubber bands, and the surface of the hollow aluminum tube was vibrated with an impulse hammer. , the resulting vibration sound is detected by a microphone and frequency-analyzed by an FFT analyzer. This analysis result is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the frequency detected by the microphone, and the vertical axis indicates the sound pressure level. From this result, it can be seen that a plurality of dominant frequencies exist in the hollow aluminum tube, which is the base material of the photosensitive drum. It is worth noting that while the operating sound of sound sources such as motors and fans installed in the image forming apparatus has a frequency of about 500 Hz, dominant frequency sounds of relatively high frequencies of 2000 Hz or higher are generated. Such high-frequency sounds are easily recognized as harsh sounds, but it is also known that even if they are not completely eliminated, they are not perceived audibly if the sound pressure level is reduced to the level equal to or lower than the background noise. It is also clear from the analysis results that the dominant frequency in FIG. 6 and the crushing mode frequencies in FIGS.

［拘束部材の貼り付け方向］
以上の結果を踏まえ、本実施形態においては、つぶれ振動に起因するすべての卓越周波数を効果的に低減するためのシート状の拘束部材２４の貼り付け方向に特徴がある。ここで、拘束部材２４の貼り付け方向の違いによりノイズ低減効果がどのように異なるのかを確認するため、以下の２種類の貼り付け方向でそれぞれハンマリング加振実験をおこなった。図７（ａ）は、シート状の拘束部材２４ａを中空管２１０の長手方向の３個所にそれぞれ円周方向に沿って貼り付けた長手方向の断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）を、拘束部材２４ａを貼り付けた位置で長手方向に直交する方向に切断した断面図である。図８（ａ）は、シート状の拘束部材２４ｂを中空管２１０の円周方向の１個所に長手方向に沿って貼り付けた長手方向の断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）を拘束部材２４ａを貼り付けた位置で、長手方向に直交する方向に切断した断面図である。 [Attachment direction of restraining member]
Based on the above results, this embodiment is characterized by the attachment direction of the sheet-like restraint member 24 for effectively reducing all dominant frequencies caused by crushing vibration. Here, in order to confirm how the noise reduction effect differs depending on the attachment direction of the restraining member 24, a hammering excitation experiment was conducted in each of the following two attachment directions. FIG. 7(a) is a longitudinal cross-sectional view in which sheet-like restraining members 24a are attached to three locations in the longitudinal direction of the hollow tube 210 along the circumferential direction. FIG. 7(b) is a cross-sectional view of FIG. 7(a) cut in a direction orthogonal to the longitudinal direction at the position where the restraining member 24a is attached. FIG. 8(a) is a longitudinal cross-sectional view of a sheet-shaped restraining member 24b attached to one circumferential position of the hollow tube 210 along the longitudinal direction. FIG. 8(b) is a cross-sectional view of FIG. 8(a) cut in a direction orthogonal to the longitudinal direction at the position where the restraining member 24a is attached.

図７（ａ）、（ｂ）に示した第１例では、直径３０ｍｍの中空アルミニウムの素管である中空管２１０の内周面に、シート幅１５ｍｍの拘束部材２４ａを粘弾性層を有する接着部２５ａを介して、ドーナツ状に３個所配置した。３個所の拘束部材２４ａのうち、中空管２１０の長手方向で真ん中の貼り付け位置は、中空管２１０の長手方向寸法の中央に配置し、左右の拘束部材２４ａのピッチはそれぞれ１００ｍｍ間隔とした。シート状の拘束部材２４ａの３個所の合計長さは約２６５ｍｍである。 In the first example shown in FIGS. 7A and 7B, a constraining member 24a having a sheet width of 15 mm and a viscoelastic layer are provided on the inner peripheral surface of a hollow tube 210 which is a hollow aluminum tube having a diameter of 30 mm. They are arranged in a donut shape at three locations via the bonding portion 25a. Of the three restraint members 24a, the middle position in the longitudinal direction of the hollow tube 210 is arranged in the center of the longitudinal dimension of the hollow pipe 210, and the left and right restraint members 24a are spaced at intervals of 100 mm. bottom. The total length of the three portions of the sheet-shaped restraining member 24a is approximately 265 mm.

一方、図８（ａ）、（ｂ）に示した第２例では、シート状の拘束部材２４ｂを、直径３０ｍｍの中空アルミニウムの素管である中空管２１０の内周面の１個所に長手方向に沿って貼り付けている。拘束部材２４ｂは、図７（ａ）、（ｂ）に示した第１例と同様に、シート幅１５ｍｍで、粘弾性層を有する接着部２５ｂを介して、シームレスに直線状に貼り付けている。拘束部材２４ｂの中空管２１０の円周方向の位相は任意とし、長手方向の貼り付け位置は、中空管２１０の長手方向寸法の中央で対称となる位置に配置した。拘束部材２４ｂの長さは、第１例の合計長さと同じく約２６５ｍｍとした。なお、拘束部材２４ａ、２４ｂの材質は同じとし、それぞれポリエチエンテレフタレート（ＰＥＴ）とを用い、厚みも同じ８０μｍとした。接着部２５ａ、２５ｂについても、材質は同じとし、アクリル系粘着テープを用い、厚みも同じ１４５μｍとした。 On the other hand, in the second example shown in FIGS. 8(a) and 8(b), a sheet-like restraining member 24b is longitudinally extended at one point on the inner peripheral surface of a hollow aluminum tube 210 having a diameter of 30 mm, which is a hollow aluminum tube. Attached along the direction. Similar to the first example shown in FIGS. 7A and 7B, the restraining member 24b has a sheet width of 15 mm, and is seamlessly and linearly attached via an adhesive portion 25b having a viscoelastic layer. . The phase of the restraining member 24b in the circumferential direction of the hollow tube 210 is arbitrary, and the sticking positions in the longitudinal direction are arranged symmetrically at the center of the longitudinal dimension of the hollow tube 210. FIG. The length of the restraint member 24b was approximately 265 mm, the same as the total length of the first example. The restraining members 24a and 24b are made of the same material, polyethylene terephthalate (PET), and have the same thickness of 80 μm. The adhesive portions 25a and 25b were also made of the same material, using acrylic adhesive tape, and had the same thickness of 145 μm.

［ノイズ低減効果比較］
次に、図７（ａ）、（ｂ）に示した第１例と、図８（ａ）、（ｂ）に示した第２例において、それぞれハンマリング加振実験を行った際のノイズ低減効果を説明する。拘束部材なしの中空アルミニウム素管をハンマリング加振した実験結果（図６）と対比して、第１例のハンマリング加振実験結果を図９に示す、第２例のハンマリング加振実験結果を図１０に示す。 [Comparison of noise reduction effects]
Next, in the first example shown in FIGS. 7A and 7B and the second example shown in FIGS. Explain the effect. Fig. 9 shows the results of the hammering vibration experiment of the first example in comparison with the experimental results of hammering and vibrating a hollow aluminum tube without a restraint member (Fig. 6). The results are shown in FIG.

図９において、点線グラフは拘束部材なしの中空アルミ素管の周波数解析結果、実線グラフは第１例の周波数解析結果である。図９から、拘束部材２４ａを長手方向３個所にドーナツ状に設けた第１例においては、つぶれ振動モードに起因するすべての卓越周波数に対してノイズ低減効果が得られないことがわかる。この理由としては、つぶれ振動モードが中空管２１０の円周方向の伸縮であるため、円周方向に拘束部材２４ａを貼り付けても周長を保存する形で拘束部材２４ａと中空管２１０が一体的に変形してしまい、拘束部材２４ａの制振機能が発揮しにくいためと推測する。 In FIG. 9, the dotted line graph is the frequency analysis result of the hollow aluminum tube without the restraint member, and the solid line graph is the frequency analysis result of the first example. From FIG. 9, it can be seen that in the first example in which the restraining members 24a are provided in a donut shape at three positions in the longitudinal direction, the noise reduction effect cannot be obtained for all dominant frequencies caused by the crushing vibration mode. The reason for this is that the compression vibration mode is expansion and contraction of the hollow tube 210 in the circumferential direction. is integrally deformed, and the damping function of the restraint member 24a is difficult to exert.

一方、図１０において、点線グラフは拘束部材なしの中空アルミ素管の周波数解析結果、実線グラフは第２例の周波数解析結果である。図１０から、拘束部材２４ｂを円周方向１個所に長手方向に設けた第２例においては、つぶれ振動モードに起因するすべての卓越周波数に対してノイズ低減効果が得られることがわかる。低減量としては、２ｄＢから最大８ｄＢとなった。この理由としては、つぶれ振動モードに対する拘束部材２４ｂの拘束範囲が考えられる。前述したＣＡＥ解析により、つぶれ振動は中空管２１０の円周方向の伸縮であり、中空管２１０の長手方向に周波数に応じた振幅の腹と節ができる結果を得ている。言い換えれば、中空管２１０の長手方向の節に近い位置では円周方向の伸縮がない拘束領域となる。したがって、中空管２１０の長手方向において、円周方向のひずみが最大となる振幅の腹の位置から、円周方向のひずみが最小となる振幅の節の位置までをシームレスで拘束することで、つぶれ振動を抑制し、効果的に熱変換することができたと考えられる。 On the other hand, in FIG. 10, the dotted line graph is the frequency analysis result of the hollow aluminum tube without the restraint member, and the solid line graph is the frequency analysis result of the second example. From FIG. 10, it can be seen that in the second example in which the restraining member 24b is provided at one position in the longitudinal direction in the circumferential direction, the noise reduction effect can be obtained for all dominant frequencies caused by the crushing vibration mode. The amount of reduction was from 2 dB to a maximum of 8 dB. A conceivable reason for this is the restraining range of the restraining member 24b against the crushing vibration mode. According to the CAE analysis described above, the crushing vibration is expansion and contraction of the hollow tube 210 in the circumferential direction, and an antinode and a node having an amplitude corresponding to the frequency are generated in the longitudinal direction of the hollow tube 210 . In other words, the positions near the nodes in the longitudinal direction of the hollow tube 210 become constrained areas where there is no expansion and contraction in the circumferential direction. Therefore, in the longitudinal direction of the hollow tube 210, by seamlessly constraining from the position of the antinode of the amplitude where the strain in the circumferential direction is the maximum to the position of the node of the amplitude where the strain in the circumferential direction is the minimum, It is considered that the crushing vibration was suppressed and the heat was effectively converted.

図１１（ａ）～（ｄ）は、本実施形態、１次、２次、３次のそれぞれのつぶれ振動モードの腹節位置に対する理想的な拘束領域を示す模式図である。それぞれのつぶれ周波数に相当する波長で一義的に決定される振幅の腹と節に対し、腹の位置を中心に両端を節の近くまでシームレスに拘束するのが望ましい。一方で、ハンマリング加振試験では１次、２次、３次すべての卓越周波数が確認されている。このように感光ドラムの長手方向で複数の振動モード位置を持ち、すべてのモード位置で効率的に制振効果を発揮するためには、シート状の拘束部材２４は長手方向ですべてのモード位置を包含するように長手方向に沿って直線状に貼り付けると良いという検討結果が得られた。 FIGS. 11(a) to 11(d) are schematic diagrams showing ideal restraint regions for abdominal node positions in the first, second, and third crushing vibration modes of this embodiment. It is desirable to seamlessly constrain both ends around the position of the antinode to the vicinity of the node, with respect to the antinode and node of the amplitude uniquely determined by the wavelength corresponding to each collapse frequency. On the other hand, in the hammering excitation test, all dominant frequencies of the first, second and third orders were confirmed. Thus, in order to have a plurality of vibration mode positions in the longitudinal direction of the photosensitive drum and to effectively exhibit the damping effect at all the mode positions, the sheet-like restraint member 24 must cover all the mode positions in the longitudinal direction. As a result of examination, it was found that it would be better to stick them in a straight line along the longitudinal direction so as to include them.

［本実施形態のノイズ低減効果］
図３（ａ）、（ｂ）で説明した構成において、本実施形態の特徴であるシート状の拘束部材２４を、接着部２５を介して基体２１に貼り付けてハンマリング加振実験を行った結果を、図１２を用いて説明する。 [Noise reduction effect of the present embodiment]
In the configuration described with reference to FIGS. 3A and 3B, a sheet-like restraint member 24, which is a feature of this embodiment, was attached to the base 21 via an adhesive portion 25, and a hammering vibration test was conducted. A result is demonstrated using FIG.

図１２は、拘束部材ありと拘束部材なしの音圧レベルの低減量総和を示した図である。図１２において、実際に音として聞こえる音圧レベル（ＳＰＬ（Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ））が６．３［ｄＢ］低減し、エネルギーとしては７７％低減した。発明者らの聴感試験結果によれば、つぶれ振動モードに起因する高周波帯域の耳障りな音は、卓越高周波成分の音圧レベルの総和が３［ｄＢ］低減すると、マスキング効果により聴感上認識できなくなった。 FIG. 12 is a diagram showing the total amount of reduction in sound pressure level with and without a restraining member. In FIG. 12, the sound pressure level (SPL (Sound Pressure Level)) actually heard as sound was reduced by 6.3 [dB], and the energy was reduced by 77%. According to the auditory test results of the inventors, when the sum of the sound pressure levels of the dominant high-frequency components is reduced by 3 [dB], the offensive sound in the high-frequency band caused by the crushing vibration mode becomes inaudible due to the masking effect. rice field.

以上説明したように、本実施形態のように、感光ドラム１Ｙの基体２１の内周面に樹脂材料からなるシート状の拘束部材２４と、基体２１の内周面と拘束部材２４とを接着する粘弾性層を有する接着部２５とを配設することで、感光ドラム１Ｙが受ける振動を制振することができる。 As described above, as in this embodiment, the sheet-like restraining member 24 made of a resin material is adhered to the inner circumferential surface of the base 21 of the photosensitive drum 1Y, and the restraining member 24 is adhered to the inner circumferential surface of the base 21. By arranging the bonding portion 25 having the viscoelastic layer, the vibration received by the photosensitive drum 1Y can be damped.

シート状の拘束部材２４は、図１１（ａ）に示したように、感光ドラム１Ｙの円周方向の一部かつ感光ドラム１Ｙの長手方向の略帯電ローラ２Ｙが接触対向する領域にシームレスで配置することが好ましい。このように配置することで、感光ドラム１Ｙが受ける複数の振動モード位置すべてに対して、効率的に制振することができる。なお、図１１（ｂ）～（ｄ）のように拘束部材を配置しても良い。これにより、何れかの振動モードに対する制振が行える。 As shown in FIG. 11A, the sheet-shaped restraint member 24 is seamlessly arranged in a region in which the charging roller 2Y contacts and faces a portion of the photosensitive drum 1Y in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1Y. preferably. By arranging in this way, it is possible to efficiently suppress vibrations for all of the plurality of vibration mode positions that the photosensitive drum 1Y receives. Note that restraining members may be arranged as shown in FIGS. 11(b) to 11(d). As a result, any vibration mode can be damped.

また、拘束部材２４の厚みは５０～１００μｍの範囲とすることで、基体２１の内周面に貼付ける際に、曲率に倣うために浮きが発生する心配がなく、基体２１の引けが生じることもない。拘束部材２４の材質は、ポリエチエンテレフタレートあるいは、ポリフェニレンエーテルとすることで、材質の引張強さや引張伸び等の機械強度が強いため、厚みが５０～１００μｍの範囲においても十分な制振効果を発揮することができる。 In addition, by setting the thickness of the restraining member 24 to be in the range of 50 to 100 μm, there is no concern that the restraining member 24 will float due to following the curvature when it is attached to the inner peripheral surface of the base body 21, and the base body 21 will not shrink. Nor. By using polyethylene terephthalate or polyphenylene ether as the material of the restraining member 24, the mechanical strength such as tensile strength and tensile elongation of the material is strong. can do.

接着部２５の材質は、シリコーン系あるいはアクリル系であり、厚みは５０～１０００μｍの範囲とすることで、両面テープ等で広く使用されている市販品を選定することができる。また、粘弾性特性を有するため、基体２１と拘束部材２４の拘束層の間に密着介在させることで、感光ドラム１Ｙが受ける振動のひずみエネルギーを熱変換することで制振することができる。また、剥離容易性に優れた接着部２５を用いても同様の制振効果が得られており、リサイクル性も考慮した材料選定を行うことができる。 The material of the adhesive portion 25 is silicone or acrylic, and the thickness is in the range of 50 to 1000 μm, so that commercially available double-sided tapes and the like that are widely used can be selected. In addition, since it has viscoelastic properties, it is possible to suppress vibration by thermally converting the strain energy of the vibration received by the photosensitive drum 1Y by interposing it in close contact between the base 21 and the restraining layer of the restraining member 24 . A similar damping effect is obtained by using the adhesive portion 25 having excellent peelability, and the material can be selected in consideration of recyclability.

したがって、本実施形態によれば、帯電ノイズの主原因たる感光ドラム１Ｙの振動を抑制することができ、帯電ローラ２Ｙに印加する交流電圧の周波数を高く設定した場合にあっても、帯電ノイズの発生を低く押えることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the vibration of the photosensitive drum 1Y, which is the main cause of charging noise, can be suppressed. You can keep the outbreak low.

また、本実施形態の感光ドラム１Ｙは、軽量で、長期間にわたって制振効果を得られる。即ち、本実施形態では、特許文献１、２に記載の構成のように、感光ドラム１Ｙに詰物を充填することなく制振効果が得られるため、感光ドラム１Ｙの軽量化を図れる。また、感光ドラム１Ｙに弾性ゴムなどの部材を充填する場合と比べて、長期間にわたって十分な制振性能を得られる。 In addition, the photosensitive drum 1Y of the present embodiment is lightweight and can provide a damping effect over a long period of time. That is, in the present embodiment, the damping effect can be obtained without filling the photosensitive drum 1Y with a filler as in the configurations described in Patent Documents 1 and 2, so that the weight of the photosensitive drum 1Y can be reduced. Further, compared to the case where the photosensitive drum 1Y is filled with a member such as elastic rubber, sufficient vibration damping performance can be obtained over a long period of time.

具体的に説明すると、本実施形態の場合、感光ドラム１Ｙの内側に薄いシート状の拘束部材２４を貼り付けているので、特許文献１、２の記載の挿入部材や当接部材のように、中実の金属、樹脂或いは弾性ゴム等で形成される場合と比較して、感光ドラム１Ｙ全体の重量を軽減することができる。これにより、例えば、感光ドラム１Ｙを駆動するモータの出力を小さくすることができ、また感光ドラム１Ｙの駆動時の電流を低減することができる等、あらゆる面でコストを抑えることができる。 Specifically, in the case of this embodiment, since the thin sheet-like restraining member 24 is attached to the inner side of the photosensitive drum 1Y, like the insertion member and the contact member described in Patent Documents 1 and 2, The weight of the entire photosensitive drum 1Y can be reduced compared to the case where the photosensitive drum 1Y is formed of solid metal, resin, elastic rubber, or the like. As a result, for example, the output of the motor that drives the photosensitive drum 1Y can be reduced, and the current used to drive the photosensitive drum 1Y can be reduced, thereby reducing costs in all aspects.

また、挿入部材や当接部材の圧入による感光ドラム１Ｙの外形寸法への影響や、硬化型接着剤を用いた挿入部材の固定による接着剤が硬化する際の「引け」による感光ドラム１Ｙの外径寸法への影響をなくすことができる。更に、硬化型接着剤を用いた場合には、リサイクル時の分別が非常に困難であったのに対し、拘束部材２４を基体２１に貼り付ける接着部２５は、粘弾性層を有するものであり、両面テープを剥離するがごとく、容易に基体２１から剥がすことができ、この基体２１の回収を容易に行える。 In addition, the impact on the outer dimensions of the photosensitive drum 1Y due to the press-fitting of the insertion member and the contact member, and the external dimension of the photosensitive drum 1Y due to the "shrinkage" when the adhesive is cured due to the fixing of the insertion member using a curable adhesive. It is possible to eliminate the influence on the diameter dimension. Furthermore, when a curable adhesive is used, it is very difficult to separate it for recycling. It can be easily peeled off from the substrate 21 as if peeling off a double-sided tape, and the substrate 21 can be easily recovered.

また、感光ドラム１Ｙの長手方向に沿った形でシームレスに拘束部材２４を貼り付けているので、感光ドラム１Ｙの長手方向の複数個所に生じる振動モードに対して効率的に制振性能を得ることができる。 In addition, since the restraining member 24 is seamlessly attached along the longitudinal direction of the photosensitive drum 1Y, it is possible to efficiently obtain damping performance against vibration modes occurring at a plurality of locations in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1Y. can be done.

即ち、本実施形態によると、感光ドラム１Ｙに詰物を充填することなく軽量化、低コスト化、リサイクル対応の容易化を実現し、長期間にわたって帯電ノイズやスティックスリップ音の低減を図れる感光ドラム及び画像形成装置を得ることができる。 That is, according to the present embodiment, the photosensitive drum 1Y can be made lighter, cheaper, and easier to recycle without filling the photosensitive drum 1Y with a filler, and can reduce charging noise and stick-slip noise over a long period of time. An image forming apparatus can be obtained.

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ・・・感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ・・・帯電ローラ（帯電部材）
２１・・・基体
２２・・・感光層
２４・・・拘束部材
２５・・・接着部
１００・・・画像形成装置 1Y, 1M, 1C, 1K: photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, 2K: charging rollers (charging members)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21... Base|substrate 22... Photosensitive layer 24... Restricting member 25... Adhesion part 100... Image forming apparatus

Claims (6)

電子写真方式の画像形成装置に用いる中空円筒状の感光ドラムであって、
円筒状の基体と、
前記基体の外周面に設けられた感光層と、
前記基体の内周面の円周方向の一部で、且つ、長手方向の所定の領域に、長手方向に沿って設けられた樹脂材料からなるシート状の拘束部材と、
前記拘束部材を前記基体の内周面に接着させるべく、前記基体と前記拘束部材との間に設けられた、粘弾性層を有する接着部と、を備えた
ことを特徴とする感光ドラム。 A hollow cylindrical photosensitive drum used in an electrophotographic image forming apparatus,
a cylindrical substrate;
a photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the substrate;
a sheet-shaped restraining member made of a resin material provided along the longitudinal direction in a part of the inner peripheral surface of the base body in the circumferential direction and in a predetermined region in the longitudinal direction;
and a bonding portion having a viscoelastic layer provided between the base and the restraining member so as to bond the restraining member to the inner peripheral surface of the base. 前記拘束部材は、前記基体の内周面に前記所定の領域に亙ってシームレスに設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム。 2. The photosensitive drum according to claim 1, wherein the restraining member is seamlessly provided over the predetermined area on the inner peripheral surface of the base. 前記拘束部材は、厚みが５０μｍ以上１００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の感光ドラム。 3. The photosensitive drum according to claim 1, wherein the restraint member has a thickness of 50 [mu]m or more and 100 [mu]m or less. 拘束部材の材質は、ポリエチエンテレフタレート、或いは、ポリフェニレンエーテルである
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の感光ドラム。 4. The photosensitive drum according to claim 1, wherein the material of the restraining member is polyethylene terephthalate or polyphenylene ether. 接着部は、材質がシリコーン系或いはアクリル系であり、厚みが５０μｍ以上１０００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の感光ドラム。 5. The photosensitive drum according to any one of claims 1 to 4, wherein the adhesive part is made of a silicone-based or acrylic-based material and has a thickness of 50 [mu]m or more and 1000 [mu]m or less. 感光ドラムと、
前記感光ドラムの外周面に接触して前記感光ドラムの外周面を帯電させる帯電部材と、を備えた画像形成装置であって、
前記感光ドラムは、請求項１ないし５の何れか１項に記載の感光ドラムであり、
前記所定の領域は、前記帯電部材が接触する部分に対応する前記感光ドラムの内周面の長手方向に関する領域である
ことを特徴とする画像形成装置。 a photosensitive drum;
an image forming apparatus comprising: a charging member that contacts the outer peripheral surface of the photosensitive drum and charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum,
The photosensitive drum is the photosensitive drum according to any one of claims 1 to 5,
The image forming apparatus, wherein the predetermined area is an area in the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the photosensitive drum corresponding to a portion with which the charging member contacts.

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