(57)【要約】【課題】  製造が容易で帯電周波数における騒音の減少を可能にする帯電装置及びその帯電装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】  被帯電体１に対向して配置されて前記被帯電体１の表面を帯電させる帯電部材２と、入力により設定される周波数の信号を発生する発振手段３を備えて、前記発振手段３により前記帯電部材２の帯電周波数を被帯電体１の形状に合わせて決定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体を帯電する帯電装置において、前記被帯電体に対向して配置されて前記被帯電体の表面を帯電させる帯電部材と、入力により設定された周波数の信号を発生する発振手段と、を備え、前記発振手段により前記帯電部材の帯電周波数を被帯電体の形状に合わせて決定することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において、前記被帯電体は、像担持体であることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の帯電装置において、前記像担持体は、ドラム形状の感光体ドラムであることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の帯電装置において、前記帯電部材は、帯電ローラであることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段は、前記被帯電体の形状にあわせて帯電周波数を変更可能であることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記被帯電体の形状に合わせて決定した帯電周波数を記録する記録媒体を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段が発生する帯電周波数は、前記被帯電体の共振周波数と異なることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記帯電周波数を整数倍した周波数は、前記被帯電体の共振周波数と異なることを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記被帯電体の発する音を検知する音検知手段を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の帯電動装置において、前記発振手段が、前記音検知手段より取得する検知情報により、可聴周波数帯において、帯電周波数を連続的に変化させながら発生させ、前記被帯電体の帯電騒音を低減する帯電周波数を自動的に選択することを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の帯電装置において、前記音検知手段より取得する検知情報および選択した帯電騒音を低減する帯電周波数を記録する記録媒体を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
被帯電体を帯電して画像を形成する画像形成装置において、画像を形成する画像形成ユニットと、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の前記帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、前記画像形成ユニットは、前記画像形成ユニットを支持する構造体と、前記構造体に取り付けられて前記画像形成ユニットを覆う外装部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置、及びその帯電装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機、ファクシミリ装置、プリンタ機器等の電子写真式の画像形成装置においては、帯電装置に起因して騒音が発生しているが、オフィスの静音化の要請の進行に伴い画像形成装置の低騒音化が強く求められている。
また、オフィス業務の高効率化、高速化が高まり、これに伴って画像形成装置に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、カラー化に伴って一つの画像形成装置内に使用する帯電装置の個数が増大して騒音が増大し、また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、装置一台当りの騒音量は、数分の一から数十分の一に下げる必要がある。
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体に帯電を施し、その帯電された範囲を露光により選択的に消去あるいは減少させ、像担持体上に静電潜像を形成する。像担持体に帯電する帯電装置としては、コロナ放電を利用したものが主流であった。しかし、このコロナ放電を用いた帯電装置は、オゾンが多量に発生してしまうという不具合があり、またコロナ放電を行わせるために５ｋＶ〜１０ｋＶという高電圧を印加する高電圧電源が必要となり、画像形成装置の低コスト化が難しくなる。
従って、近年、コロナ放電を利用しない帯電部材を像担持体に対向して設ける帯電装置が提案されている。この帯電装置には、像担持体と直接接触させる接触型と、微小な間隙を設ける非接触型とがある。接触型の帯電装置では、コロナ放電を用いる場合の不具合の多くが解消される一方、「像流れ」と呼ばれる異常画像の発生及び像担持体の摩耗量が増大する等の不具合が発生している。また、印加電圧に交流を用いた場合は騒音が発生するという不具合がある。さらに、接触型帯電装置では、トナーや紙粉を像担持体と帯電部材で擦りつけるので汚染を助長するという不具合もある。
そのために、非接触方式により像担持体を帯電させる帯電装置が多く提案されている。この非接触型の帯電装置では、接触型の帯電装置と比較して、帯電部材が像担持体に機械的に当接しないために互いに摩耗することが無く、さらに、トナー又は紙粉等により汚れることが少ないために、経時劣化を防止することができる。
【０００３】
また、従来、所定の間隙にするために、帯電部材の両端にスペーサ部材を接着剤で貼着させているが、この接着剤が圧力を受けてスペーサ部材から染み出してくることがある。この染み出した接着剤にトナー等が付着して異常生成物を形成すると、異常放電が発生して像担持体、帯電部材の劣化を招くことになる。
また、異常放電により像担持体が正常に帯電しないために画像斑等の異常画像が形成されることがある。また、帯電部材の両端にスペーサ部材を接着剤で貼着させることにより、端部の構造が接触式と同様となり、印加電圧に交流を用いた場合は騒音が発生するという不具合は解消されず、接触型と非接触型の区別無く、帯電装置より騒音が発生している。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。
また、電子写真方式における帯電騒音の原因は、放電による気体の急膨張ではなく、機械振動であるという説もある（非特許文献１参照）。
感光体ドラムの帯電騒音を低減する方法として、帯電ローラを感光体ドラムに押し当てることがよく知られている（特許文献１を参照）。この方法では、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を得ている。
しかしながら、この方法は帯電ローラと感光体ドラムが完全に接触していることが絶対条件であり、製造上の精度等の原因で非接触区間が存在してしまう場合、静電力が非接触部位に集中してしまうため、帯電装置自体の破損を招いてしまう。このため、現実的ではない。
【０００４】
また、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共に円筒状ドラムの剛性を増加させることができ、固有の共振周波数（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も知られている（特許文献２を参照）。
しかしながら、この方法において使用するドラムは、その特徴のため、精度の良い製造が困難である。
またさらに、交流バイアスによる共振現象をベルト状基体等の薄肉部材からなる像担持体およびこれに対向近接してバイアス特性を設定される装置を備えた構成を対象とした像担持体の振動吸収方法として、バイアス特性を設定される装置との対向面と反対側に振動吸収部材が少なくとも一部を接触させた状態で配置されている像担持体を用いる方法も知られている（特許文献３を参照）。
しかしながら、この方法で使用する像担持体は、重量が大幅に増加しており、環境負荷の側面からは好ましくない。
【特許文献１】特許第３１０９９５９号
【特許文献２】特開２０００−２６７４９９公報
【特許文献３】特開２００４−７８１７９公報
【非特許文献１】「Vibration and Noise Induced by Electrostatic Force on a Contact Charger Roller of Electrophotography」 Journal of Imaging Science and Technology Vol.39,No.6,Nov./Dec. 1995Hiroyuki Kawamoto, Koji Udagawa, and Masahiro Mori et al.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の帯電装置、及びその帯電装置を備えた画像形成装置においては、帯電騒音を低減するために帯電装置を破損させたり、被帯電体の製造が困難で、重量が大幅に増加するなどと言う問題が発生していた。
本発明は、このような問題点を解決するもので、製造が容易で帯電周波数における騒音の減少を可能にする帯電装置及びその帯電装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、被帯電体を帯電する帯電装置において、被帯電体に対向して配置されて前記被帯電体の表面を帯電させる帯電部材と、入力により設定される周波数の信号を発生する発振手段を備えて、前記発振手段により前記帯電部材の帯電周波数を被帯電体の形状に合わせて決定する帯電装置であることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の帯電装置において、前記被帯電体は、像担持体である帯電装置であることを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の帯電装置において、前記像担持体は、ドラム形状の感光体ドラムである帯電装置であることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１、２又は３に記載の帯電装置において、前記帯電部材は、帯電ローラである帯電装置であることを特徴とする。
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段は、前記被帯電体の形状にあわせて帯電周波数を変更可能である帯電装置であることを特徴とする。
請求項６に記載の本発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段は、前記被帯電体の形状に合わせて決定した帯電周波数を記録する帯電装置であることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段が発生する帯電周波数は、前記被帯電体の共振周波数と異なる帯電装置であることを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の本発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記発振手段が発生する整数倍する帯電周波数は、前記被帯電体の共振周波数と異なる帯電装置であることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の帯電装置において、前記被帯電体の発する音を検知する音検知手段を備える帯電装置であることを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載の帯電動装置において、前記発振手段が、前記音検知手段より取得する検知情報により、可聴周波数帯において、帯電周波数を連続的に変化させながら発生させ、前記被帯電体の帯電騒音を低減する帯電周波数を自動的に選択する帯電装置であることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明は、請求項９又は１０に記載の帯電装置において、前記発振手段が、前記音検知手段より取得する検知情報および選択した帯電騒音を低減する帯電周波数を記録する帯電装置であることを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明は、被帯電体を帯電して画像を形成する画像形成装置において、画像を形成する画像形成ユニットと、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の前記帯電装置を備える画像形成装置であることを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記画像形成ユニットは、前記画像形成ユニットを支持する構造体と、前記構造体に取り付けられて前記画像形成ユニットを覆う外装部材を備える画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、破損することなく製造が困難となることもなく重量が大幅に増加することなく帯電周波数における騒音の減少を可能にする帯電装置、及びその帯電装置を備えた画像形成装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０の基本構成図である。
図２は本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０の帯電ローラ２０に入力する帯電信号を示す図である。
図１において、被帯電体１としての像担持体１１を帯電する帯電装置１０は、像担持体１１（感光体ドラム１２）に対向して配置されてその表面を帯電させる帯電部材２（帯電ローラ２０）と、パラレルまたはシリアル入力により設定される周波数の信号を発生する発振手段３と、演算装置５を備えて、発振手段３により帯電ローラ２０の帯電周波数を感光体ドラム１２の形状、構造に合わせて決定するようになっている。
発振手段３は、帯電ローラ２０に図２に示すような周波数の信号を入力する。図２の例は通常のサイン波であるが、オフセットを乗せるのが一般的である。
また、図２は理想状態のサイン波であるが、矩形波、あるいは他の周期を持った信号パターンであっても良い。
図３は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における感光体ドラム１２の振動形状を示す図である。
図３において、感光体ドラム１２の振動形状には、円筒方向に全体が曲がる「曲げモード」（ａ）、表面が円筒方向に曲がる「表面振動モード」（ｂ）、全体が高速で平行移動する「剛体モード」（ｃ）の３種類が存在する。
感光体ドラム１２の騒音原因となりうる振動形状は、「曲げモード」（ａ）と「表面振動モード」（ｂ）である。
【００１０】
図４は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における発振手段３の機能構成を示すブロック図である。
図４において、発振手段３を、サイン波を発生する手段を用いて説明する。発振手段３の全体は、ロータリ・エンコーダ３０、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス３１（以降ＣＰＬＤ３１と略す）、ディジタル直接合成発振器３２（以降ＤＤＳ３２と略す）及びＬＣＤ（液晶）モジュール３３などから構成されている。
ロータリ・エンコーダ３０により周波数の数値をアップ／ダウンすることができる。また、桁設定スイッチＵＰ３４および桁設定スイッチＤＯＷＮ３５は、ロータリ・エンコーダ３０により入力する周波数の桁を設定することとし、桁設定スイッチＵＰ３４または桁設定スイッチＤＯＷＮ３５を押すごとに位置が１桁ずつ上位、あるいは下位にずれるようにする。ロータリ・エンコーダ３０は、Ａ相、あるいはＢ相の回転方向情報と回転量の情報をＣＰＬＤ３１内のエンコーダ入力判定モジュール３１０に入力する。
エンコーダ入力判定モジュール３１０は、これらの情報から入力数値を判定し、周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール３１１へと入力数値情報を送信する。また、周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール３１１は桁設定スイッチＵＰ３４および桁設定スイッチＤＯＷＮ３５からの入力情報も送信される。これらの情報により周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール３１１は、信号周波数を設定する。設定された周波数の情報は１０進→２進変換モジュール３１２において２進数に変換され、ＤＤＳ３２に設定値が入力される。ＤＤＳ３２は基準クロックに同期して、図示しない波形メモリからデータを呼び出し、そのデータを図示しないＤ−Ａコンバータおよびローパスフィルタによりアナログ波形に変換し、出力する。
図４に示す発振手段３は説明の便宜上、単体でパラレルまたはシリアル入力により設定された周波数の信号を発生できる装置としてあるが、周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール３１１、１０進→２進変換モジュール３１２、およびＤＤＳ３２以外の構成は図示しない画像形成装置の操作パネル部等と共用可能であることは言うまでも無い。
また、後天的に周波数を変更する必要がない場合、即ち製造工程内で周波数を設定し、これを変更しない、あるいは、する必要が無い場合は前記周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール３１１、１０進→２進変換モジュール３１２、およびＤＤＳ３２以外は生産・検査等の工程内の機器に備え付けられていても良い。
【００１１】
図５は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における演算装置５の演算部をになうシステム構成を示すブロック図である。
図５において、演算装置５は、測定した帯電騒音情報はインターフェース５０（以下Ｉ／Ｆ５０と略す）、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、表示装置５４、ハードディスク５５、キーボード５６及びＣＤ−ＲＷドライブ５７を含んで構成されている。また、汎用の処理装置を用意し、ＣＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲＷ）５８などの読取可能な記憶媒体には、帯電装置１０における発振手段３の演算部を実行するプログラムが記憶されている。
更に、Ｉ／Ｆ５０を介して外部装置から制御信号が入力され、キーボード５６によって操作者による指令又は自動的に帯電装置１０における発振手段３のプログラムが起動される。そして、ＣＰＵ５１は帯電装置１０における発振手段３の算出プログラムに従い、演算処理を行う。
図６は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における発振手段３の帯電周波数を決定するフローチャートである。
図６において、発振手段３は、演算装置５を利用して次のように製造が困難などとなることなく帯電周波数における騒音の減少を可能にする。
まず事前に感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を作成する（ステップ１）。このとき、感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）は一定とは考えにくいため、製造上の特徴的な部位、例えば接合部などと共振周波数（Ｈｚ）の相関関係を考えると作成しやすい。図５に示す演算装置５を用いて相関関係を演算する。
【００１２】
図７は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を示すグラフである。ある半径の感光体ドラム１２を、肉厚を０．１ｍｍずつ変更し、１ｍｍから１．５ｍｍまでの６本を用意する。このときの、ある振動形状をした振動の周波数を調べた結果である。これより、この場合の共振周波数はほぼ線形に推移することがわかる。
図７のように、相関が正かつ線形であることは絶対条件ではない。形状により、相関が線形でないことも当然ありうる。ある程度の仕様が決定されれば、感光体ドラム１２の形状も搭載可能なサイズも決定される。この時点で以上のような相関関係を作成する。感光体ドラム１２の騒音の要因となりうる振動形状で、且つ可聴域に存在する共振周波数において、この相関関係を作成するが、はじめから問題となる振動形状がわかっている場合は、該当する相関関係のみが作成できれば良い。今回の説明においては、実験的に相関関係を求める手法を用いたが、相関関係を作成するための方法は、例えばシミュレーションを利用する方法など、どんな方法でも良い。
部品の組み付けを行う前に、感光体ドラム１２の肉厚情報を取得する（ステップ２）。取得方法は、手動であっても自動であっても良いが、事前に相関を作成した際と同様の方法にする必要がある。
次に、感光ドラム１２の肉厚情報と相関関係からこの感光体ドラム１２固有の共振周波数を決定する（ステップ３）。
【００１３】
次に、帯電周波数の設定をする（ステップ４）。帯電周波数は、感光体ドラム１２の回転数等から機能を満たす、即ち感光体ドラム１２を帯電させることが可能な周波数帯が決定される。この周波数帯のうち、前記共振周波数ではない周波数を選択し、図４に示すパラレルまたはシリアル入力により設定された周波数の信号を発生する発振手段３の発生周波数を前記帯電周波数に設定する。また、この周波数帯内に前記共振周波数が存在する場合、設定する周波数はこの共振周波数との差異が、少なくとも５Ｈｚ以上となるように帯電周波数を設定する。
次に、実際に低騒音となっているか確認を行う。定められた基準値よりも小さな騒音となっているかチェックを行う（ステップ５）。設定した帯電周波数で製品、あるいは部品を使用し、その際の騒音を測定する。基準値よりも騒音が小さければエンドで完了するが、基準値を越える場合は、帯電周波数を変化させて、微調整を行う（ステップ６）。
連続的、あるいは断続的に帯電周波数を変化させて、それぞれの帯電周波数における騒音を測定する。測定された周波数微調整後の騒音情報を基準値と比較する（ステップ７）。基準値よりも小さくなるまで、上記作業を繰り返す。上記の工程で取得・加工した情報はすべてＣＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲＷ）５８、ハードディスク５４などの記録媒体に記録可能であり、記録媒体に記録して後にこの情報を活用しても良い。
以上により、製造誤差にかかわりなく帯電周波数の騒音を抑制し、破損したり重量が大幅に増加することもなく低騒音の帯電装置１０を提供することができる。
【００１４】
図８は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における感光体ドラム１２の放射音発生メカニズムを簡略に示した図である。
図８において、被帯電体１である感光体ドラム１２には、帯電ローラ２０などから入力となる振動が伝播する。この入力に応じた騒音が感光体ドラム１２から発生している。騒音は、感光体ドラム１２の振動特性と音響特性に基づいた騒音を発生する。すなわち、入力となる振動の周波数が感光体ドラム１２の共振周波数と一致するとき、騒音が発生する。
帯電装置１０では、全ての周波数における騒音量を低減する。特に帯電周波数における騒音の大幅な減少が可能になる。
【００１５】
次に、他の実施例を説明する。
図９は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における２種類の肉厚の感光体ドラム１２における、帯電周波数（Ｈｚ）と帯電騒音の音響パワーレベル（ｄＢ）の特性を示すグラフである。
図９のグラフにおいて、周波数Ａ〜Ｄは帯電信号の帯電周波数（Ｈｚ）を示している。周波数Ａ以外の周波数においては、感光体ドラム１２を厚肉化することで、騒音が下がることがわかる。
また、図１０は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における帯電周波数を周波数Ａとしたときに帯電ローラ２０の近傍での放射音を周波数解析した結果のグラフである。これによると、周波数Ａの４倍の周波数において、放射音は最大となっている。
また、この周波数Ａの４倍の周波数には、肉厚が厚い感光体ドラム１２の、図３にて説明した「表面振動モード」（ｂ）の振動形状を有した共振周波数が存在している。すなわち、この帯電周波数の４倍と共振周波数が一致したため、周波数Ａにおいては、騒音が大きくなったことがわかる。図２にて図示してあるが、帯電騒音は、帯電周波数に依存している。電気的な周波数に対し、帯電ローラ２０及び感光体ドラム１２間の引力は絶対値で生じる。すなわち図２のようにオフセットのない帯電周波数の場合、その波長と相関がある。また、オフセットがある場合は波長との相関があることが知られていた。前記結果より、これらの周波数と、その整数倍を考慮しなければならないことが明確である。これらより、帯電周波数の整数倍まで考慮して帯電周波数を決定する帯電装置１０における発振手段３を説明する。
【００１６】
図１１は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における発振手段３の帯電周波数の整数倍まで考慮して帯電周波数を決定するフローチャートである。
図１１において、発振手段３は、演算装置５を利用して次のように帯電周波数の整数倍の周波数における騒音の減少を可能にする。
まず事前に感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を作成する（ステップ１１）。このとき、感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）は一定とは考えにくいため、製造上の特徴的な部位、例えば接合部などと共振周波数（Ｈｚ）の相関関係を考えると作成しやすい。図５に示す演算装置５を用いて相関関係を演算する。
図７の感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を示すグラフより、この場合の共振周波数はほぼ線形に推移することがわかる。相関が線形であることは絶対条件ではない。形状により、相関が線形でないことも当然ありうる。ある程度の仕様が決定されれば、感光体ドラム１２の形状も搭載可能なサイズも決定される。この時点で以上のような相関関係を作成する。感光体ドラム１２の騒音の要因となりうる振動形状で、且つ可聴域に存在する共振周波数において、この相関関係を作成するが、はじめから問題となる振動形状がわかっている場合は、該当する相関関係のみが作成できれば良い。今回の説明においては、実験的に相関関係を求める手法を用いたが、相関関係を作成するための方法は、例えばシミュレーションを利用する方法など、どのような方法であっても良い。
部品の組み付けを行う前に、感光体ドラム１２の肉厚情報を取得する（ステップ１２）。取得方法は、手動であっても自動であっても良いが、事前に相関を作成した際と同様の方法にする必要がある。
【００１７】
次に、感光体ドラム１２の肉厚情報と相関関係からこの感光体ドラム１２固有の共振周波数を決定する（ステップ１３）。
次に、帯電周波数の設定をする（ステップ１４）。帯電周波数は、感光体ドラム１２の回転数等から機能を満たす、即ち感光体ドラム１２を帯電させることが可能な周波数帯が決定される。この周波数帯のうち、前記共振周波数ではない周波数を選択し、図４に示すパラレルまたはシリアル入力により設定された周波数の信号を発生する発振手段３の発生周波数を前記帯電周波数に設定する。また、この周波数帯内に前記共振周波数が存在する場合、設定する周波数はこの共振周波数との差異が、少なくとも５Ｈｚ以上となるように帯電周波数を設定する。
次に、帯電周波数とその整数倍が共振周波数に一致していない（帯電周波数＊ｎ≠共振周波数）ことを確認する（ステップ１５）。これは、帯電周波数とその整数倍が共振周波数に一致していないかどうかを演算装置５にて演算して確認する。帯電周波数とその整数倍が共振周波数に一致しているならば、帯電周波数を再設定し、前記数式が「真」となるまで繰り返す。
【００１８】
次に、実際に低騒音となっているか否かの確認を行う。定められた基準値よりも小さな帯電騒音となっているかのチェックを行う（ステップ１６）。設定した帯電周波数で製品、あるいは部品を使用し、その際の帯電騒音を測定する。基準値よりも帯電騒音が小さければエンドで完了するが、基準値を越える場合は、帯電周波数を変化させて、帯電周波数の微調整を行う（ステップ１７）。
連続的、あるいは断続的に帯電周波数を変化させて、それぞれの帯電周波数における帯電騒音を測定する。測定された周波数微調整後の帯電騒音情報を基準値と比較する（ステップ１８）。基準値よりも小さくなるまで、上記作業を繰り返す。上記の工程で取得・加工した情報はすべてＣＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲＷ）５８、ハードディスク５４などの記録媒体に記録可能であり、記録媒体に記録して後にこの情報を活用しても良い。
以上により、製造誤差にかかわりなく帯電周波数の整数倍の騒音を抑制した、破損したり重量が大幅に増加することもなく低騒音の帯電装置１０を提供することができる。
帯電装置１０では、全ての周波数における騒音量を低減する。特に帯電周波数の整数倍の周波数における騒音の大幅な減少が可能になる。
【００１９】
次に、さらに他の実施例を説明する。
図１２は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０が感光体ドラム１２の発する音を検知する音検知手段４を有する基本構成図である。
図１２において、感光体ドラム１２の発する音を検知する音検知手段４を有する帯電装置１０は、感光体ドラム１２の帯電騒音を低減する周波数を自動的に選択する。感光体ドラム１２の近傍に音検知手段４の指向性のあるマイクロフォンが、感光体ドラム１２を挟んだ帯電ローラ２０と反対の位置に配置されている。
音検知手段４のマイクロフォンは演算装置５に接続されており、音検知手段４によって取得された感光体ドラム１２の騒音情報は、直ちに演算装置５によって処理可能となっている。また、演算装置５は、単体で計算機を構成しても良く、図示しない画像形成装置内の部位、例えば操作パネルなどと共用可能なものは共用しても良い。
【００２０】
図１３は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０における発振手段３により感光体ドラム１２の帯電騒音を低減する帯電周波数を自動的に選択するフローチャートである。
図１３において、発振手段３は、演算装置５を利用して次のように感光体ドラム１２の帯電騒音を低減する周波数を自動的に選択して帯電周波数における騒音の減少を可能にする。
まず事前に感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を作成する（ステップ２１）。このとき、感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）は一定とは考えにくいため、製造上の特徴的な部位、例えば接合部などと共振周波数（Ｈｚ）の相関関係を考えると作成しやすい。演算装置５を用いて相関関係を演算する。
相関関係は、ある程度仕様が決定された時点で、前述の各実施例と同様、図７に示すような感光体ドラム１２の肉厚（ｍｍ）と共振周波数（Ｈｚ）との相関関係を作成する。感光体ドラム１２の騒音の要因となりうる振動形状で、且つ可聴域に存在する共振周波数において、この相関関係を作成するが、はじめから問題となる振動形状がわかっている場合は、該当する相関関係のみが作成できれば良い。今回の説明においては、実験的に相関関係を求める手法を用いたが、相関関係を作成するための方法は、例えばシミュレーションを利用する方法など、どのような方法であっても良い。
部品の組み付けを行う前に、感光体ドラム１２の肉厚情報を取得しておく（ステップ２２）。取得方法は、手作業であっても自動であっても良いが、事前に相関を作成した際と同様の方法にする必要がある。
次に、感光体ドラム１２の肉厚情報と相関関係からこの感光体ドラム固有の共振周波数を決定する（ステップ２３）。
次に、帯電周波数の設定をする（ステップ２４）。帯電周波数は、感光体ドラム１２の回転数等から機能を満たす、即ち感光体ドラム１２を帯電させることが可能な周波数帯が必要条件として決定される。この周波数帯のうち、前記共振周波数ではない周波数を選択し、図４に示すパラレルまたはシリアル入力により設定された周波数の信号を発生する発振手段３の発生周波数を前記帯電周波数に設定する。また、この周波数帯内に前記共振周波数が存在する場合、設定する周波数はこの共振周波数と異なるような周波数を設定する。また、前述の実施例と同様、帯電周波数とその整数倍が共振周波数に一致していないかも考慮し帯電周波数を設定する。
【００２１】
次に、実際に低騒音となっているかについて確認を行う。実際に図示しない画像形成装置を駆動させ、感光体ドラム１２を帯電させ、このときの感光体ドラム１２の騒音を音検知手段４のマイクロフォンから取得する（ステップ２５）。
取得した騒音情報を演算装置５にて周波数解析し、周波数毎の音圧レベルの情報、例えば前述の図１０のような情報を取得する（ステップ２６）。
次に、この騒音情報に関して、自動判別を行う（ステップ２７）。判別式は、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６である。
判別式、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６を満たすか否かで判別する。判別式、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６を満たしているならば（ステップ３０）へ進むが、判別式、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６を満たさなかった場合、帯電周波数を微調整して帯電周波数を再設定し再び騒音情報を取得、周波数解析する（ステップ２８）。
再度判別式、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６を用いて判別を行う。以上を判別式、（共振周波数での音圧レベル）≦（周辺周波数帯の平均音圧レベル）＋６が「真」となるまで繰り返す（ステップ２９）。
次に、カウンターの数値をセンシングし、画像形成装置などで設定された『セルフチェック』を行う枚数まで稼動したかを判定する（ステップ３０）。設定された枚数とカウンターの情報が等しければ再び（ステップ２５）以降を繰り返す。しかし設定された枚数とカウンターの情報が等しくなければ、等しくなるまで待機する（ステップ３１）。
上記の工程で取得・加工した情報はすべてＣＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲＷ）５８、ハードディスク５４などの記録媒体に記録可能であり、記録媒体に記録した後にこの情報を活用しても良い。
以上により、帯電周波数および整数倍の帯電周波数において、感光体ドラム１２の帯電騒音を低減する周波数を自動的に選択して、感光体ドラム１２の経時変化に伴う騒音発生を抑制する低騒音の帯電装置１０を提供することができる。
【００２２】
図１４は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０を備えた画像形成装置１００の要部構成を示す正面図である。
図１４において、帯電装置１０を備えた画像形成装置１００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、全体が高く設定され、その全体が上部と下部とから構成されている。
上部には、画像形成ユニット１０１と、画像形成ユニット１０１上に載置された光学ユニット１４０と自動原稿搬送装置１４１を備える原稿画像読み取りユニット１０４が構造体１０２に支持されて配置されている。
下部には、上部に配置された画像形成ユニット１０１に被記録媒体（Ｐ）の記録用紙を給送する複数の給紙カセットが収納された被記録媒体給送ユニット１０５が構造体１０２に支持されて配置されている。
自動原稿搬送装置１４１の原稿台１４２に載置された原稿（Ｏ）が、光学ユニット１４０のコンタクトガラス１４３上に自動搬送されて停止する。
次いで、光学ユニット１４０の光源１４４が図示の矢印（Ａ）方向の右方に移動し、このとき、原稿（Ｏ）の原稿面が光源１４４により照明され、原稿（Ｏ）の画像が結像光学系１４５によって、画像形成ユニット１０１の像担持体１１である感光体ドラム１２上に結像される。
【００２３】
被帯電体１である感光体ドラム１２は、図示の矢印（Ｂ）方向の時計方向に回転し、この時帯電装置１０の帯電ローラ２０によって表面を一様に帯電され、その帯電面に結像光学系１４５により原稿画像が結像される。帯電装置１０の帯電ローラ２０は、製造が困難になることなく帯電周波数における騒音を減少して感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する。
これによって感光体ドラム１２上に静電潜像が形成され、この潜像は画像形成ユニット１０１の現像ユニット１１０によってトナー像として可視像化される。
一方、下部に配置された被記録媒体給送ユニット１０５から被記録媒体（Ｐ）が感光体ドラム１２に向けて給送され、画像形成ユニット１０１の転写部に配置された転写用の帯電装置１０の帯電ローラ２０によって感光体ドラム１２上のトナー像が被記録媒体（Ｐ）に転写される。この転写用の帯電装置１０の帯電ローラ２０も製造が困難などとなることなく帯電周波数における騒音を減少して感光体ドラム１２上のトナー像が被記録媒体（Ｐ）に転写される。
この被記録媒体（Ｐ）は、画像形成ユニット１０１の定着ユニット１１１を通り、転写されたトナー像が被記録媒体（Ｐ）上に定着され、ついで被記録媒体（Ｐ）は機外に排出されて収納される。図示した画像形成装置１００は、両面コピーもとれるように構成されているが、ここではその説明は割愛する。
感光体ドラム１２上に残留するトナーは、画像形成ユニット１０１のクリーニングユニット１１２によって除去されて次工程に備えられる。
上述のように、図示した画像形成装置１００は画像形成ユニット１０１の各種部品やユニットを有しているが、これらの駆動は、複数の図示しない駆動モータによって駆動を得て回転している。
また、画像形成ユニット１０１や光学ユニット１４０の光源１４４等の各種部品とユニットは構造体１０２に支持されている。特に感光体ドラム１２などの回転運動を行う中空のローラは、構造体１０２と結合する図示しない棒状の芯を通し、偏芯をおさえて回転するように支持されている。
【００２４】
図１５は、本発明の実施の形態例に係る帯電装置１０を備えた画像形成装置１００の構造体１０２の分解斜視図である。
図１５において、構造体１０２は、上部の上部骨格体１２０と下部の下部骨格体１２１とを有する。
上部骨格体１２０は、前述の図示しない画像形成ユニット１０１と原稿画像読み取りユニット１０４などの支持用であって、感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電装置１０、現像ユニット１１０、感光体ドラム１２上のトナー像を被記録媒体（Ｐ）に転写する帯電装置１０、定着ユニット１１１、およびクリーニングユニット１１２等を支持するものである。
また、下部骨格体１２１は、前述の図示しない被記録媒体給送ユニット１０５などを支持するものである。
まず、下部骨格体１２１は、その底部に位置するベース部材の板部材１２２にチャンネル状に形成された複数の骨組み部材１２３を組み付け、これらを溶接によって一体に固着したものから構成されている。
図示の矢印（Ｃ）で示した向きが、画像形成装置１００の手前側、すなわち通常オペレータに向き合う側の正面となり、図示の矢印（Ｄ）で示した側が奥側となる。また、オペレータが画像形成装置１００に向き合ったときに左右方向となる向きは、図示の矢印（Ｅ）で示してある。
【００２５】
他方、上記上部骨格体１２０も、４本の略水平な骨組み部材１２４を矩形に組み付け、これに必要に応じて補強用の骨組み部材を組み付けると共に、これらを溶接によって互いに固着した下部部分と、この下部部分に溶接によって固着されて垂直に立った四本の骨組み部材１２５、奥側の骨組み部材１２６の上部に溶接により固着された骨組み部材１２７などを有して溶接で結合されている。
また、下部骨格体１２１の奥側の骨組み部材１２３の上部左右には、上方に突出する少なくとも二つのピン１２８が固定され、このピン１２８が上部骨格体１２０の骨組み部材１２４の奥側の部位に穿設された取り付け孔１２９に嵌合するようになっている。上部骨格体１２０を図示の矢印（Ｆ）方向に下ろして、下部骨格体１２１に、ピン１２８を介して互いに連結され、かつ位置決めされる。その際、一対の取り付け孔１２９の一方の孔を長孔にすると良い。
さらに上記構造体１０２の上部骨格体１２０と下部骨格体１２１を図示の矢印（Ｇ）方向に囲む外装部材１０３を取り付けて、概観を良くしたり、ユーザーへの安全性を高めたり、上記構造体１０２内に粉塵が入る事を防いだり、画像形成ユニット１０１を覆うことで騒音が漏れるのを確実に防ぐようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態例に係る帯電装置の基本構成図である。
【図２】本発明の実施の形態例に係る帯電装置の帯電ローラに入力する帯電信号を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における感光体ドラムの振動形状を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における発振手段の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における演算装置の演算部をになうシステム構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における発振手段の帯電周波数を決定するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における感光体ドラムの肉厚と共振周波数との相関関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における感光体ドラムの放射音発生メカニズムを簡略に示した図である。
【図９】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における２種類の肉厚の感光体ドラムにおける、帯電周波数と帯電騒音の音響パワーレベルの特性を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における帯電周波数を周波数Ａとしたときに帯電ローラの近傍での放射音を周波数解析した結果のグラフ図である。
【図１１】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における発振手段の帯電周波数の整数倍まで考慮して帯電周波数を決定するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態例に係る帯電装置が感光体ドラムの発する音を検知する音検知手段を有する基本構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態例に係る帯電装置における発振手段により感光体ドラムの帯電騒音を低減する帯電周波数を自動的に選択するフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態例に係る帯電装置を備えた画像形成装置の要部構成を示す正面図である。
【図１５】本発明の実施の形態例に係る帯電装置を備えた画像形成装置の構造体の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  被帯電体、２  帯電部材、３  発振手段、４  音検知手段、５  演算装置、１０  帯電装置、１１  像担持体、１２  感光体ドラム、２０  帯電ローラ、３０  ロータリ・エンコーダ、３１  コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、３２  ディジタル直接合成発振器（ＤＤＳ）、３３  ＬＣＤモジュール、３４  桁設定スイッチＵＰ、３５  桁設定スイッチＤＯＷＮ、５０  インターフェース（Ｉ／Ｆ）、５１  ＣＰＵ、５２  ＲＯＭ、５３  ＲＡＭ、５４  表示装置、５５  ハードディスク、５６  キーボード、５７  ＣＤ−ＲＷドライブ、５８  ＣＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−ＲＷ）、１００  画像形成装置、１０１  画像形成ユニット、１０２  構造体、１０３  外装部材、１０４  原稿画像読み取りユニット、１０５  被記録媒体給送ユニット、１１０  現像ユニット、１１１  定着ユニット、１１２  クリーニングユニット、１２０  上部骨格体、１２１  下部骨格体、１２２  板部材、１２３〜１２７  骨組み部材、１２８  ピン、１２９  取り付け孔、１４０  光学ユニット、１４１  自動原稿搬送装置、１４２  原稿台、１４３  コンタクトガラス、１４４  光源、１４５  結像光学系、３１０  エンコーダ入力判定モジュール、３１１  周波数設定ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタモジュール、３１２  １０進→２進変換モジュール、３１３  文字列表示シーケンサモジュール、３１４  キャラクタ表示シーケンサモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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