JP2006349938A - Charging device and image forming apparatus - Google Patents

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正安 芳賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging device capable of accurately detecting soil on a charging member in its longitudinal direction, and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The charging device 105 includes a charging roller 1, and a sound collecting member 2 disposed in the vicinity of the charging roller 1. The charging roller 1 is disposed in parallel with a photoreceptor drum in its longitudinal direction (axial direction) and rotated at a predetermined speed by a drive mechanism such as a motor. The sound collecting member 2 collects sound emitted from the charging roller 1 and the peripheral devices thereof. On the basis of signals output from the sound collecting member 2, the frequencies of the various kinds of sounds are extracted by a frequency conversion section 4. Then, a frequency corresponding to the natural oscillation of the charging roller 1 is extracted from the frequencies. On the basis of the frequency, it is determined whether the charging roller 1 is soiled or not. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は,電子写真方式の画像形成装置およびそれに用いる帯電装置に関する。さらに詳細には,像担持体に接触あるいは近接(非接触)して像担持体の表面を帯電させる帯電装置であって,その長手方向の汚れ分布を精度よく検知する帯電装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a charging device used therefor. More specifically, a charging device for charging the surface of an image carrier by contacting or approaching (non-contacting) the image carrier, and a charging device for accurately detecting the stain distribution in the longitudinal direction, and the same The present invention relates to an image forming apparatus.

従来から,電子写真方式の画像形成装置には,導電ローラや導電ブラシ等の帯電部材を利用し,回転する像担持体に接触し,あるいは近接して像担持体の表面を帯電させる帯電装置が実用化されている。これらの帯電装置は,コロナ放電を利用するコロナ放電帯電器と比較して,オゾン発生量が軽微であり,低い印加電圧で作動できるといった利点を有している。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus uses a charging member such as a conductive roller or a conductive brush to charge a surface of an image carrier in contact with or close to a rotating image carrier. It has been put into practical use. These charging devices have the advantage that the amount of ozone generated is small and can be operated with a low applied voltage, compared to a corona discharge charger using corona discharge.

しかしながらこれらの帯電装置は,像担持体の表面に残留するトナーや紙粉を取り込み易い。そして,トナー等の付着物は,抵抗成分や静電容量成分を有しており,結果として帯電ムラや帯電不足が生じてしまう。すなわち,付着物が不特定の部位に集中することによって表面電圧降下が不均一に発生し,表面電位ムラとなる。また,電流供給不足によるドット状放電が発生し,その結果として画像ノイズとなる。   However, these charging devices tend to take in toner and paper powder remaining on the surface of the image carrier. Further, the deposit such as toner has a resistance component and a capacitance component, resulting in uneven charging and insufficient charging. That is, when the deposits are concentrated on an unspecified part, a surface voltage drop occurs non-uniformly, resulting in surface potential unevenness. In addition, dot-like discharge occurs due to insufficient current supply, resulting in image noise.

これを防止するため,帯電部材にブラシやパッド,フィルムなどを当接させて機械的に清掃する方法や,所定のタイミングで帯電部材に印加する電圧を変更して電気的に清掃する方法が提案されている。また,帯電部材の汚れを検知する方法として,例えば特許文献1に示すように,像担持体の表面電位を測定する方法,像担持体上の画像濃度を測定する方法,帯電部材表面の光の反射率を測定する方法,帯電部材のインピーダンスの変化により汚れを推測する方法が提案されている。この画像形成装置では,測定箇所を1箇所に限定せず,2箇所以上に検出手段を配置することも提案されている。
特開平6−250504号公報
In order to prevent this, a method of mechanically cleaning the charging member with a brush, pad, film, etc., or a method of changing the voltage applied to the charging member at a predetermined timing and cleaning it electrically are proposed. Has been. Further, as a method of detecting the contamination of the charging member, for example, as shown in Patent Document 1, a method of measuring the surface potential of the image carrier, a method of measuring the image density on the image carrier, There have been proposed a method for measuring reflectance and a method for estimating dirt based on a change in impedance of a charging member. In this image forming apparatus, it has also been proposed to arrange the detection means at two or more places without limiting the number of measurement places to one.
JP-A-6-250504

しかしながら,前記した従来の汚れ検出方法では,次のような問題があった。すなわち,帯電部材中の付着物の付着箇所は,印字パターンによってばらつきがあり,特定の位置に決まるものではない。従って,複数箇所にセンサ等の汚れ検知手段を配置したとしても,汚れを検知する部位はセンサの検出範囲に限定されてしまい,帯電部材の表面全体の汚れを検知することはできない。そのため,汚れを検知していない部位が存在し,帯電ムラ等を確実に回避することができない。また,センサを長手方向に隙間なく配置することも考えられるが,コストアップは避けられない。   However, the conventional stain detection method described above has the following problems. In other words, the deposit location of the deposit in the charging member varies depending on the print pattern and is not determined at a specific position. Therefore, even if dirt detecting means such as sensors are arranged at a plurality of places, the part for detecting dirt is limited to the detection range of the sensor, and dirt on the entire surface of the charging member cannot be detected. For this reason, there is a portion where no dirt is detected, and charging unevenness cannot be avoided reliably. In addition, it may be possible to arrange the sensors in the longitudinal direction without any gap, but an increase in cost is inevitable.

本発明は,前記した従来の帯電装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,帯電部材の長手方向の汚れを高精度に検知することができる帯電装置および画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional charging device described above. That is, an object of the present invention is to provide a charging device and an image forming apparatus that can detect dirt in the longitudinal direction of the charging member with high accuracy.

この課題の解決を目的としてなされた帯電装置は,帯電部材を備えた帯電装置であって,帯電部材に隣接し,帯電部材の近傍の音を採取する集音部材と,集音部材にて採取した音を周波数成分に変換し,帯電部材の固有振動に対応する周波数を抽出する周波数抽出部とを備え,周波数抽出部にて抽出した周波数を基に,帯電部材の汚れの有無を判断することを特徴としている。   A charging device designed to solve this problem is a charging device including a charging member, which is adjacent to the charging member and collects sound in the vicinity of the charging member, and is collected by the sound collecting member. A frequency extraction unit that converts the generated sound into a frequency component and extracts a frequency corresponding to the natural vibration of the charging member, and determines whether the charging member is contaminated based on the frequency extracted by the frequency extraction unit It is characterized by.

本発明の帯電装置は,ローラ状あるいはブラシ状の帯電部材を有するものであって,その帯電部材の近傍に所定の周波数領域の音を採取する集音部材を備えている。この集音部材では,帯電部材およびその周辺機器から生じる各種の音(帯電バイアスや現像バイアスのAC電源音,ポリゴンミラーの回転音,帯電部材等の振動部材の固有振動音など)を検知する。そして,周波数抽出部にて,採取した音を周波数成分に変換する。具体的には,所定の周波数帯の音圧ピークの周波数を抽出する。これにより,採取した音から各種の音の周波数を取得することができる。そして,抽出された幾つかの周波数から,帯電部材の固有振動に対応する周波数を抽出する。   The charging device of the present invention has a roller-shaped or brush-shaped charging member, and includes a sound collecting member that collects sound in a predetermined frequency region in the vicinity of the charging member. In this sound collecting member, various sounds generated from the charging member and its peripheral devices (AC power supply sound of charging bias and developing bias, rotation sound of polygon mirror, natural vibration sound of vibrating member such as charging member, etc.) are detected. Then, the collected sound is converted into a frequency component by the frequency extraction unit. Specifically, the frequency of the sound pressure peak in a predetermined frequency band is extracted. Thereby, the frequency of various sounds can be acquired from the collected sounds. Then, a frequency corresponding to the natural vibration of the charging member is extracted from the extracted frequencies.

この帯電部材の固有振動に対応する周波数を基に帯電部材の汚れを判断する。すなわち,帯電部材の表面のいずれかにトナーが付着していると,帯電部材の固有振動の周波数に変化が生じる。そのため,周波数の変化量の大きさを基に帯電部材の汚れを判断することができる。この帯電部材の固有振動の周波数は,帯電部材の特定の部位から得られるものではなく,帯電部材全体から得られるものである。よって,長手方向全長にわたってどこにトナーが付着していたとしても汚れとして検知することができる。   The contamination of the charging member is determined based on the frequency corresponding to the natural vibration of the charging member. That is, if toner adheres to any surface of the charging member, the frequency of the natural vibration of the charging member changes. Therefore, it is possible to determine the contamination of the charging member based on the magnitude of the frequency change amount. The frequency of the natural vibration of the charging member is not obtained from a specific portion of the charging member, but is obtained from the entire charging member. Therefore, no matter where the toner adheres over the entire length in the longitudinal direction, it can be detected as dirt.

また,本発明の帯電装置は,帯電部材の汚れが検知された場合に,その帯電部材の清掃を行うこととするとよりよい。すなわち,汚れを落とすことにより,帯電ムラや画像ノイズを回避することができる。   Further, the charging device of the present invention is better if the charging member is cleaned when contamination of the charging member is detected. That is, by removing dirt, uneven charging and image noise can be avoided.

本発明によれば,帯電部材の固有振動の周波数を取得し,その周波数を基に帯電部材の汚れを判断することができる。そのため,帯電部材の長手方向全体における汚れの有無を判断することができる。よって,帯電部材の長手方向の汚れを精度よく検知することができる。   According to the present invention, the frequency of the natural vibration of the charging member can be acquired, and contamination of the charging member can be determined based on the frequency. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of dirt in the entire longitudinal direction of the charging member. Therefore, it is possible to accurately detect the contamination in the longitudinal direction of the charging member.

以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお,本実施の形態は,電子写真方式の画像形成装置に備えられた接触方式の帯電装置に本発明を適用したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a contact charging device provided in an electrophotographic image forming apparatus.

本形態の画像形成装置は,電子写真方式のレーザプリンタであり,図1に示すように光学系にレーザ発振器102と,ポリゴンミラー103と,反射ミラー104とが配置され,画像プロセス部に感光体ドラム101と,帯電装置105と,現像器106と,転写チャージャ107と,クリーニングブレード108とが配置されている。また,搬送部に給紙ローラ109と,排紙ローラ115と,給紙センサ110と,排紙センサ114と,定着装置111等とが配置されている。   The image forming apparatus according to the present embodiment is an electrophotographic laser printer. As shown in FIG. 1, a laser oscillator 102, a polygon mirror 103, and a reflecting mirror 104 are arranged in an optical system, and a photoconductor is provided in an image processing unit. A drum 101, a charging device 105, a developing device 106, a transfer charger 107, and a cleaning blade 108 are arranged. Further, a paper feed roller 109, a paper discharge roller 115, a paper feed sensor 110, a paper discharge sensor 114, a fixing device 111, and the like are arranged in the transport unit.

次に,上記のように構成されたレーザプリンタの動作を簡単に説明する。感光体ドラム101は,図1中矢印方向に回転している。帯電装置105は,接触方式のローラ部材であり,感光体ドラム101に接触して感光体ドラム101の表面を一様に帯電する。また,画像信号に基づいて,レーザ発振器102からレーザ光が変調発光される。このレーザ光は,ポリゴンミラー103により主走査方向に走査され,反射ミラー104により反射されて感光体ドラム101に入射する。これにより,感光体ドラム101上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器106により現像されてトナー像となる。トナー像は,感光体ドラム101に対向して配置された転写チャージャ107により,給紙ローラ109によって給紙された記録紙P上に転写される。その後,トナー像が転写された記録紙Pは,定着装置111において加熱され,その熱によりトナー像が溶融して記録紙P上に定着される。画像定着後,記録紙Pは,排紙ローラ115により装置外に排出される。以上の動作により,1枚分のプリントが行われる。   Next, the operation of the laser printer configured as described above will be briefly described. The photosensitive drum 101 rotates in the direction of the arrow in FIG. The charging device 105 is a contact type roller member, and contacts the photosensitive drum 101 to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 101. Further, the laser light is modulated and emitted from the laser oscillator 102 based on the image signal. This laser beam is scanned in the main scanning direction by the polygon mirror 103, reflected by the reflection mirror 104, and incident on the photosensitive drum 101. Thereby, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is developed by the developing device 106 to become a toner image. The toner image is transferred onto the recording paper P fed by the paper feed roller 109 by a transfer charger 107 disposed opposite to the photosensitive drum 101. Thereafter, the recording paper P to which the toner image has been transferred is heated in the fixing device 111, and the toner image is melted and fixed on the recording paper P by the heat. After the image is fixed, the recording paper P is discharged out of the apparatus by a paper discharge roller 115. With the above operation, printing for one sheet is performed.

続いて,本形態のレーザプリンタに備えられている帯電装置105の構成について説明する。帯電装置105は,図2に示すように,帯電ローラ1と,帯電ローラ1に隣接する集音部材2とを備えている。帯電ローラ1は,感光体ドラム101に対して長手方向(軸方向)に接触して並行配置されており,感光体ドラム101の回転に従動して回転する。   Next, the configuration of the charging device 105 provided in the laser printer of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the charging device 105 includes a charging roller 1 and a sound collecting member 2 adjacent to the charging roller 1. The charging roller 1 is arranged in parallel with the photosensitive drum 101 in the longitudinal direction (axial direction), and rotates in accordance with the rotation of the photosensitive drum 101.

帯電ローラ1は,図3に示すように,導電性の芯金上11に,弾性層12,第1被覆層13,第2被覆層14が順次積層されている。支持体としての芯金11には,外径が6mm程度のSUS材を用いる。なお,芯金11は,導電性および防錆性を有していればよい。例えば,ニッケルメッキ鋼棒材を使用することも可能である。   As shown in FIG. 3, the charging roller 1 has an elastic layer 12, a first covering layer 13, and a second covering layer 14 sequentially laminated on a conductive core 11. A SUS material having an outer diameter of about 6 mm is used for the core 11 as a support. In addition, the metal core 11 should just have electroconductivity and rust prevention property. For example, it is possible to use a nickel-plated steel bar.

弾性層12には,厚さが3mmであり,体積抵抗率が106 Ωcmであり,導電性カーボンブラックを分散し発泡加硫したEPDM(エチレン・プロピレン・ジェン・ゴム)スポンジを用いる。なお,弾性層12は,帯電ローラ1が所定の硬度(例えば,アスカーC硬度で75度以下)を有していればよい。例えば,ウレタンゴム,エピクロルヒドリンゴム,シリコンゴムなどが適用可能である。また,ソリッド状でもスポンジ状でもよい。また,厚さは,通常,2mm〜5mmの範囲内である。また,弾性層12へは,カーボンブラック,金属,金属酸化物などの導電性物質を分散させる。これにより,弾性層12は導電性を有する。 The elastic layer 12 is made of EPDM (ethylene / propylene / gen / rubber) sponge having a thickness of 3 mm and a volume resistivity of 10 6 Ωcm, in which conductive carbon black is dispersed and foam vulcanized. The elastic layer 12 only needs to have a predetermined hardness (for example, an Asker C hardness of 75 degrees or less). For example, urethane rubber, epichlorohydrin rubber, silicon rubber, etc. are applicable. Also, it may be solid or sponge. The thickness is usually in the range of 2 mm to 5 mm. Further, a conductive material such as carbon black, metal, or metal oxide is dispersed in the elastic layer 12. Thereby, the elastic layer 12 has conductivity.

第1被覆層13には,厚さが250μmであり,体積抵抗率が107 Ωcmであり,導電性酸化スズを分散したヒドリンゴムを用いる。また,第2被覆層14には,厚さが10μmであり,体積抵抗率が108 Ωcmであり,導電性カーボンブラックを分散したナイロン樹脂を用いる。なお,これらの被覆層は,弾性層12からのオイル等の染み出しの抑制,帯電ローラの電気抵抗の均一化,帯電ローラの表面への付着抑制,帯電ローラの硬度の調節などを目的として弾性層12上に設けられる。被覆層は,これらの目的を達成していれば単層でも多層でもよい。例えば,ヒドリンゴム,ウレタンゴム,ナイロン樹脂などが適用可能である。また,厚さは,100μm〜1000μmの範囲内が望ましい。さらに,体積抵抗率は,105 Ωcm〜109 Ωcmの範囲内が望ましい。また,被覆層にも,カーボンブラック,金属,金属酸化物などの導電性物質を分散し電気抵抗を調節している。これにより,各被覆層も導電性を有する。 The first coating layer 13 is made of hydrin rubber having a thickness of 250 μm, a volume resistivity of 10 7 Ωcm, and conductive tin oxide dispersed therein. The second coating layer 14 is made of nylon resin having a thickness of 10 μm, a volume resistivity of 10 8 Ωcm, and conductive carbon black dispersed therein. These coating layers are elastic for the purpose of suppressing the seepage of oil and the like from the elastic layer 12, making the electric resistance of the charging roller uniform, suppressing adhesion to the surface of the charging roller, and adjusting the hardness of the charging roller. Provided on layer 12. The coating layer may be a single layer or multiple layers as long as these purposes are achieved. For example, hydrin rubber, urethane rubber, nylon resin, etc. are applicable. The thickness is preferably in the range of 100 μm to 1000 μm. Furthermore, the volume resistivity is desirably in the range of 10 5 Ωcm to 10 9 Ωcm. Also, the electrical resistance is adjusted by dispersing conductive materials such as carbon black, metal, and metal oxide in the coating layer. Thereby, each coating layer also has conductivity.

集音部材2は,帯電ローラ1に向けて配置され,帯電ローラ1の近傍音をサンプリングしている。集音部材2としては,例えば,100Hz〜10000Hzの音をサンプリング可能な集音マイクがある。   The sound collecting member 2 is arranged toward the charging roller 1 and samples the sound near the charging roller 1. As the sound collecting member 2, for example, there is a sound collecting microphone capable of sampling a sound of 100 Hz to 10000 Hz.

また,帯電装置105は,図2に示したように,帯電ローラ1が高圧電源3に接続されており,帯電ローラ1に所定のバイアスが印加される。また,周波数変換部4が集音部材2に接続されており,集音部材2から送られてくる電気信号を周波数ごとの音圧に変換される。さらに,制御部5によりその音圧のサンプリングが行われ,その音圧値を基に帯電ローラ1の汚れの有無が判断される。   Further, as shown in FIG. 2, in the charging device 105, the charging roller 1 is connected to the high voltage power source 3, and a predetermined bias is applied to the charging roller 1. Moreover, the frequency conversion part 4 is connected to the sound collection member 2, and the electric signal sent from the sound collection member 2 is converted into the sound pressure for every frequency. Further, the sound pressure is sampled by the control unit 5, and the presence or absence of contamination of the charging roller 1 is determined based on the sound pressure value.

また,帯電ローラ1の近傍には,清掃モード時に帯電ローラ1に当接し,帯電ローラ1を清掃する清掃部材6が設けられている。清掃部材6としては,例えばブラシ状に織り込まれたレーヨンを芯金に巻き付けたものがある。   A cleaning member 6 is provided near the charging roller 1 for cleaning the charging roller 1 in contact with the charging roller 1 in the cleaning mode. As the cleaning member 6, for example, there is one in which a rayon woven in a brush shape is wound around a cored bar.

続いて,帯電ローラ1の汚れの検知処理について説明する。汚れの検知処理は,非画像形成時に行われる。非画像形成時としては,例えば画像形成装置の電源投入の直後,プリントジョブ終了時,ジャム処理後の復帰シーケンス中などが該当する。   Next, a process for detecting dirt on the charging roller 1 will be described. The stain detection process is performed during non-image formation. Non-image formation corresponds to, for example, immediately after the image forming apparatus is turned on, at the end of a print job, or during a return sequence after jam processing.

まず,帯電ローラ1の回転を開始する。汚れの検知処理中,帯電ローラ1は一定の速度で回転し続ける。帯電ローラ1には,所定の電圧を印加する。印加電圧は,放電開始電圧以上であればよく,画像形成時と同様の電圧でもよい。   First, rotation of the charging roller 1 is started. During the dirt detection process, the charging roller 1 continues to rotate at a constant speed. A predetermined voltage is applied to the charging roller 1. The applied voltage need only be equal to or higher than the discharge start voltage, and may be the same voltage as during image formation.

次に,集音部材2により帯電ローラ1およびその周辺機器から発生する各種の音をサンプリングする。サンプリングされた音は,周波数変換部4にて周波数ごとの音圧に変換される。次に,所定の周波数帯の音圧ピークの周波数を取得する。すなわち,各種の音(帯電バイアスや現像バイアスのAC電源音,ポリゴンミラー103の回転音,帯電ローラ1等の振動部材の固有振動音など)の周波数を取得する。そして,その中から,帯電ローラ1の固有振動に関する周波数を取得する。   Next, the sound collecting member 2 samples various sounds generated from the charging roller 1 and its peripheral devices. The sampled sound is converted into a sound pressure for each frequency by the frequency converter 4. Next, the frequency of the sound pressure peak in a predetermined frequency band is acquired. That is, the frequency of various sounds (AC power supply sound of charging bias and developing bias, rotation sound of polygon mirror 103, natural vibration sound of vibration member such as charging roller 1) is acquired. And the frequency regarding the natural vibration of the charging roller 1 is acquired from the inside.

次に,その帯電ローラ1の固有振動の周波数を基に帯電ローラ1の汚れを判断する。すなわち,帯電ローラ1にトナーや紙屑などが付着している場合には,帯電ローラ1の表面の硬さに変化が生じる。そのため,帯電ローラ1の固有振動の周波数に変化が生じる。そこで,この帯電ローラ1の固有振動の周波数を取得し,その周波数を基に帯電ローラ1の表面全体について汚れの有無を判断する。   Next, the contamination of the charging roller 1 is determined based on the natural vibration frequency of the charging roller 1. That is, when toner or paper scraps adhere to the charging roller 1, the surface hardness of the charging roller 1 changes. Therefore, the frequency of the natural vibration of the charging roller 1 changes. Therefore, the frequency of the natural vibration of the charging roller 1 is acquired, and the presence / absence of contamination on the entire surface of the charging roller 1 is determined based on the frequency.

判断する方法としては,例えば,基準となる周波数(基準値)を記憶しておき,実測値とのズレ量が許容範囲内であるか否かによって汚れを判断する。すなわち,許容範囲外である場合には,汚れが生じていると判断する。   As a determination method, for example, a reference frequency (reference value) is stored, and contamination is determined based on whether or not the deviation from the actual measurement value is within an allowable range. That is, if it is out of the allowable range, it is determined that contamination has occurred.

なお,帯電ローラ1は,その表面の硬さが均一となるように形成されているが,僅かながらにもばらつきがある。さらに,環境変化(温度や湿度による変化)などにより固有振動の周波数は変化する。そのため,これらの変動要因を補正することにより,より帯電ローラの汚れの検知精度を向上させることができる。   The charging roller 1 is formed so that the surface hardness is uniform, but there is a slight variation. Furthermore, the frequency of natural vibration changes due to environmental changes (changes due to temperature and humidity). Therefore, by correcting these fluctuation factors, it is possible to improve the detection accuracy of the charging roller dirt.

具体的に,初期的な固有振動のばらつきについては,帯電装置を画像形成装置にセットした際にあらかじめ帯電ローラ1の固有振動の周波数を測定し,比較データとして制御部5に記憶させておくと補正が可能とになる。また,環境変化は,帯電装置105近傍に設置された環境センサ(温度センサ,湿度センサなど)にて取得されるデータによって補正が可能となる。   Specifically, regarding the variation of the initial natural vibration, when the charging device is set in the image forming apparatus, the natural vibration frequency of the charging roller 1 is measured in advance and stored in the control unit 5 as comparison data. Correction becomes possible. The environmental change can be corrected by data acquired by an environmental sensor (temperature sensor, humidity sensor, etc.) installed in the vicinity of the charging device 105.

次に,帯電ローラ1の汚れの判断について説明する。図4は,帯電装置105を画像形成装置にセットし,1枚のテストプリントを行った際に生じた音を集音部材2で採取し,その音を周波数成分に変換してノイズを除去した結果の具体例を示している。図4中の横軸は,印字開始から終了までの時間経過を意味する。すなわち,図4のグラフから,およそ2秒目でポリゴンミラー103が所定の回転速度に達し,3秒目〜7秒目の間で画像形成が行われ,8秒目以降にポリゴンミラー103を停止させていることがわかる。   Next, determination of contamination of the charging roller 1 will be described. In FIG. 4, the charging device 105 is set in the image forming apparatus, the sound generated when one test print is performed is collected by the sound collecting member 2, and the sound is converted into a frequency component to remove noise. The example of a result is shown. The horizontal axis in FIG. 4 means the passage of time from the start to the end of printing. That is, from the graph of FIG. 4, the polygon mirror 103 reaches a predetermined rotational speed in about 2 seconds, image formation is performed in the 3rd to 7th seconds, and the polygon mirror 103 is stopped after the 8th second. You can see that

また,図4では,各種の音の周波数を示している。帯電ローラ1の近傍で検知される音は,主として帯電音(帯電ローラ1に印加したAC電圧のn倍の周波数:n=2,3,4),露光手段からの発生音(ポリゴンミラー103の回転音),現像器106からの発生音(現像ローラに印加するAC電圧の電源音),帯電ローラ1の振動部材の固有振動音がある。   FIG. 4 shows various sound frequencies. The sound detected in the vicinity of the charging roller 1 is mainly a charging sound (frequency n times the AC voltage applied to the charging roller 1: n = 2, 3, 4), and a sound generated from the exposure means (the polygon mirror 103). Rotation sound), sound generated from the developer 106 (AC power supply sound applied to the developing roller), and natural vibration sound of the vibrating member of the charging roller 1.

振動部材としては,帯電ローラ1のほか,例えば感光体ドラム101やハウジングがある。図4では,帯電ローラ1の表面の固有振動に対応する周波数を「固有振動」と表記している。このテストプリント時の固有振動の周波数を基準値に設定する。   As the vibrating member, in addition to the charging roller 1, for example, a photosensitive drum 101 and a housing are used. In FIG. 4, the frequency corresponding to the natural vibration of the surface of the charging roller 1 is expressed as “natural vibration”. The frequency of natural vibration at the time of this test print is set as a reference value.

次に,実際に所定の枚数のプリントを行った後,1枚のテストプリントを行った。そして,その際に生じた音を集音部材2で採取し,帯電ローラ1の表面の固有振動に対応する周波数を抽出した。図5は,抽出した周波数と基準値とのズレ量を示している。図5に示したように,本実験でのプリント後のズレ量は,およそ30Hzで許容範囲(±15Hz以内)外となっている。そのため,帯電ローラ1の表面が汚れていると判断できる。   Next, after actually printing a predetermined number of sheets, one test print was performed. Then, the sound generated at that time was sampled by the sound collecting member 2 and the frequency corresponding to the natural vibration of the surface of the charging roller 1 was extracted. FIG. 5 shows the amount of deviation between the extracted frequency and the reference value. As shown in FIG. 5, the amount of deviation after printing in this experiment is about 30 Hz and is outside the allowable range (within ± 15 Hz). Therefore, it can be determined that the surface of the charging roller 1 is dirty.

帯電ローラ1の表面が汚れていると判断したため,帯電装置105を清掃モードとし,帯電ローラ1の清掃を行った。清掃後のズレ量は,許容範囲内となった。そのため,帯電ローラ1の汚れが除去されたと判断できる。   Since it was determined that the surface of the charging roller 1 was dirty, the charging device 105 was set to the cleaning mode and the charging roller 1 was cleaned. The amount of misalignment after cleaning was within the allowable range. Therefore, it can be determined that the contamination of the charging roller 1 has been removed.

なお,本実験では,1回の清掃によりズレ量が許容範囲内になったために1回の清掃により清掃モードを完了したが,1回の清掃では許容範囲内とならないこともある。その場合は,許容範囲内となるまで清掃および汚れ検知処理を繰り返す。ただし,所定の回数を繰り返しても許容範囲内とならない場合には,帯電ローラ1の寿命と判断し,その旨を操作パネル等に通知するととともに汚れ検知処理および清掃モードを完了する。   In this experiment, the amount of misalignment was within an allowable range after a single cleaning, and thus the cleaning mode was completed by a single cleaning. However, the cleaning may not be within the allowable range after a single cleaning. In that case, the cleaning and dirt detection processing are repeated until the allowable range is reached. However, if it does not fall within the allowable range even after repeating the predetermined number of times, it is determined that the charging roller 1 has reached the end of its life, and a notification to that effect is given to the operation panel and the dirt detection process and cleaning mode are completed.

以上詳細に説明したように実施の帯電装置105は,帯電ローラ1の近傍に集音部材2を備えることとしている。この集音部材2は,帯電ローラ1およびその周辺機器から発生した音を採取する。そして,その採取した音から帯電ローラ1の固有振動の周波数を取得することとしている。そして,その取得した周波数と基準値となる周波数とを比較し,その比較結果を基に帯電ローラ1の汚れの有無を判断することとしている。すなわち,帯電ローラ1の表面付着物に伴う固有振動の変化を基に汚れの有無を判断していることから,従来の汚れ検知方法のように汚れの検知箇所が特定の位置に限定されることはない。よって,帯電部材の長手方向の汚れを精度よく検知することができる帯電装置および画像形成装置が実現している。   As described above in detail, the charging device 105 according to the embodiment includes the sound collecting member 2 in the vicinity of the charging roller 1. The sound collecting member 2 collects sound generated from the charging roller 1 and its peripheral devices. The frequency of the natural vibration of the charging roller 1 is obtained from the collected sound. Then, the acquired frequency is compared with a frequency serving as a reference value, and the presence / absence of contamination of the charging roller 1 is determined based on the comparison result. That is, since the presence or absence of dirt is determined based on the change in the natural vibration accompanying the surface deposit on the charging roller 1, the spot for detecting dirt is limited to a specific position as in the conventional dirt detection method. There is no. Therefore, a charging device and an image forming apparatus that can accurately detect contamination in the longitudinal direction of the charging member are realized.

また,従来の帯電装置では,高精度化を図るために複数のセンサを設置する必要があるが,本形態では1つの集音部材2によって帯電ローラ1の長手方向全体における汚れを判断できるため,少ない部品点数で高精度化を図ることができる。さらに,集音部材2は,帯電ローラ1に対して非接触であるため,摺接によるセンサの劣化がない。そのため,長期の信頼性が確保される。   Further, in the conventional charging device, it is necessary to install a plurality of sensors in order to achieve high accuracy. However, in this embodiment, the contamination in the entire longitudinal direction of the charging roller 1 can be determined by one sound collecting member 2. High accuracy can be achieved with a small number of parts. Furthermore, since the sound collecting member 2 is not in contact with the charging roller 1, there is no deterioration of the sensor due to sliding contact. Therefore, long-term reliability is ensured.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,実施の形態ではプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち,複写機等であっても適用可能である。また,カラー機であっても,モノクロ機であっても適用可能である。また,帯電装置は,接触式であっても非接触式であってもよい。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment, the present invention is applied to a printer, but the present invention is not limited to this. That is, it can be applied to a copying machine or the like. It can be applied to a color machine or a monochrome machine. Further, the charging device may be a contact type or a non-contact type.

また,帯電部材は,ローラ状の導電部材に限らない。すなわち,ブラシ状の導電部材であってもよい。ブラシ状の部材の場合は,その繊維の植設密度などよって初期的な固有振動のばらつきが大きい。そのため,初期的な固有振動のばらつきを補正する処理を行うことが好ましい。   Further, the charging member is not limited to a roller-like conductive member. That is, a brush-like conductive member may be used. In the case of a brush-like member, variations in initial natural vibration are large due to the density of the fibers. For this reason, it is preferable to perform a process for correcting initial variations in natural vibration.

実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 帯電装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a charging device. 帯電ローラの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a charging roller. 汚れの検知処理時における固有振動周波数の基準値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the reference value of a natural vibration frequency at the time of dirt detection processing. 周波数の基準値と測定値とのズレ量の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the gap | deviation amount of the reference value and measured value of a frequency.

符号の説明Explanation of symbols

1 帯電ローラ(帯電部材)
2 集音部材(集音部材)
3 高圧電源
4 周波数変換部(周波数変換部)
5 制御部(制御部)
6 清掃部材
100 レーザプリンタ(画像形成装置)
105 帯電装置(帯電装置)
1 Charging roller (charging member)
2 Sound collecting member (sound collecting member)
3 High voltage power supply 4 Frequency converter (frequency converter)
5 Control unit (control unit)
6 Cleaning member 100 Laser printer (image forming apparatus)
105 Charging device (charging device)

Claims (4)

帯電部材を備えた帯電装置において,
前記帯電部材に隣接し,前記帯電部材の近傍の音を採取する集音部材と,
前記集音部材にて採取した音を周波数成分に変換し,前記帯電部材の固有振動に対応する周波数を抽出する周波数抽出部とを備え,
前記周波数抽出部にて抽出した周波数を基に,前記帯電部材の汚れの有無を判断することを特徴とする帯電装置。
In a charging device provided with a charging member,
A sound collecting member adjacent to the charging member and collecting sound in the vicinity of the charging member;
A frequency extraction unit that converts the sound collected by the sound collecting member into a frequency component and extracts a frequency corresponding to the natural vibration of the charging member;
A charging device characterized by determining whether the charging member is contaminated based on the frequency extracted by the frequency extraction unit.
請求項1に記載する帯電装置において,
前記帯電部材の汚れが検知された場合に,前記帯電部材の清掃を行うことを特徴とする帯電装置。
The charging device according to claim 1,
A charging device that cleans the charging member when contamination of the charging member is detected.
帯電部材にて像担持体の表面を帯電する帯電装置を備えた画像形成装置において,
前記帯電部材に隣接し,前記帯電部材の近傍の音を採取する集音部材と,
前記集音部材にて採取した音を周波数成分に変換し,前記帯電部材の固有振動に対応する周波数を抽出する周波数抽出部と,
前記周波数抽出部にて抽出した周波数を基に,前記帯電部材の汚れの有無を判断する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus including a charging device that charges the surface of an image carrier with a charging member,
A sound collecting member adjacent to the charging member and collecting sound in the vicinity of the charging member;
A frequency extraction unit that converts a sound collected by the sound collecting member into a frequency component and extracts a frequency corresponding to the natural vibration of the charging member;
An image forming apparatus comprising: a control unit that determines whether the charging member is contaminated based on the frequency extracted by the frequency extraction unit.
請求項3に記載する画像形成装置において,
前記帯電部材の汚れが検知された場合に,前記帯電部材の清掃を行うことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 3,
An image forming apparatus, wherein the charging member is cleaned when contamination of the charging member is detected.
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