JP2010156920A - Electrifying roller and image forming apparatus - Google Patents

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Katsunori Ono
克徳 大野
Shinichi Kamoshita
伸一 鴨志田
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrifying roller and an image forming apparatus for obtaining excellent images by suppressing resonance. <P>SOLUTION: The electrifying roller 3 includes a sidewall 31a and a sidewall 31b, which are provided on both ends of a cylindrical body 31 and a cylindrical body 31 and mutually facing in an axial center direction, and charges a photoreceptor when at least an alternating current voltage is applied. An opening part 36a penetrating the sidewall 31a and an opening part 36b penetrating the sidewall 31b are formed in the sidewall 31a and the sidewall 31b. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、帯電ローラー及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a charging roller and an image forming apparatus.

電子写真方式を採用するコピー機やプリンター等の画像形成装置は、例えば帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程等の一連の画像形成プロセスによって、紙等の記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。帯電工程においては、例えば帯電ローラーを像担持体の近傍に配置し、像担持体の表面を一様に帯電させることがなされている。   An image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method uses an image formed of toner on a recording medium such as paper by a series of image forming processes such as a charging process, an exposure process, a development process, and a transfer process. Form. In the charging process, for example, a charging roller is disposed in the vicinity of the image carrier to uniformly charge the surface of the image carrier.

像担持体を帯電させる帯電ローラーとしては、下記特許文献1に記載の帯電ローラーが知られている。この帯電ローラーは、両端部にギャップ部材を巻き付け、像担持体と所定の帯電ギャップを維持するように配置され、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加することによって像担持体を非接触帯電させる構成となっている。   As a charging roller for charging an image carrier, a charging roller described in Patent Document 1 below is known. This charging roller is arranged so that a gap member is wound around both ends and a predetermined charging gap is maintained between the image carrier and the image carrier is made non-conductive by applying a charging bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. It is configured to be contact charged.

特開2007−121480号公報JP 2007-121480 A

ところで、上記帯電ローラーには、軽量化を図るために内部が中空のパイプ型ローラー(軸心方向両端部に側壁が設けられる円筒体)を採用することがなされている。
しかしながら、このパイプ型の帯電ローラーに交流電圧を印加して駆動させると、パイプ長に起因して帯電ローラー内部の空気が震えて共鳴音が生じる場合がある。この共鳴音は、聴覚に不快な騒音として感じられるだけでなく、帯電ローラー自体を振動させて像担持体とのギャップを変動させ、画像形成不良の一因である像担持体の帯電不良を生じさせる原因ともなる。
By the way, in order to reduce the weight, the charging roller adopts a pipe-type roller having a hollow inside (a cylindrical body having side walls provided at both ends in the axial direction).
However, when an AC voltage is applied to the pipe-type charging roller to drive the pipe-type charging roller, the air inside the charging roller may vibrate due to the pipe length and a resonance sound may be generated. This resonance sound is not only perceived as an unpleasant noise, but also causes the charging roller itself to vibrate to fluctuate the gap with the image carrier, resulting in poor charging of the image carrier that contributes to poor image formation. It will also cause.

この共鳴音は、交流電圧の周波数と帯電ローラーのパイプ長に起因する共鳴周波数とが近しい場合に互いに干渉し合うことが発生の原因の一つとなっている。通常は、交流電圧の周波数を共鳴音が生じないような値に設計するが、像担持体の回転速度(印字速度)が可変の場合には像担持体の帯電不良を防止すべくその速度に応じて交流電圧の周波数を調節しなければならないため、この調節の結果、共鳴音が生じてしまう場合がある。   This resonance sound is one of the causes of the occurrence of mutual interference when the frequency of the AC voltage is close to the resonance frequency caused by the pipe length of the charging roller. Normally, the frequency of the AC voltage is designed to a value that does not generate resonance noise. However, when the rotation speed (printing speed) of the image carrier is variable, the speed is set to prevent charging failure of the image carrier. Accordingly, since the frequency of the AC voltage must be adjusted, resonance may occur as a result of this adjustment.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、共鳴音を抑制し、良好な画像を得ることができる帯電ローラー及び画像形成装置を提供することを目的としている。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a charging roller and an image forming apparatus capable of suppressing a resonance sound and obtaining a good image.

上記の課題を解決するために、本発明は、円筒体と上記円筒体の両端部に設けられ軸心方向において互いに対向する側壁とを有すると共に少なくとも交流電圧が印加されて像担持体を帯電させる帯電ローラーであって、上記側壁の少なくともいずれか一方には、上記側壁を貫通する開口部が形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、側壁に開口部が形成されているため、側壁を固定端として振動する内部の空気を該開口部から外部に逃がすことが可能となる。また、側壁の面積が小さくなることから、内部空気が該側壁にて反射し軸心方向において振動することが低減される。
In order to solve the above problems, the present invention has a cylindrical body and side walls provided at both ends of the cylindrical body and facing each other in the axial direction, and at least an alternating voltage is applied to charge the image carrier. The charging roller employs a configuration in which an opening penetrating the side wall is formed in at least one of the side walls.
By adopting such a configuration, in the present invention, since the opening is formed in the side wall, it is possible to let the internal air that vibrates with the side wall as a fixed end escape from the opening to the outside. Further, since the area of the side wall is reduced, it is possible to reduce the internal air reflected by the side wall and vibrating in the axial direction.

また、本発明においては、上記開口部は、上記側壁の両方にそれぞれ設けられ、且つ、設けられる位置が上記対向する方向において互いに非一致となるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、開口部が対向する方向において互いに非一致となるため、内部空気が軸心方向において該側壁の同位置にて反射し振動することが低減される。
In the present invention, a configuration is adopted in which the openings are provided on both of the side walls, and the provided positions are not coincident with each other in the opposing direction.
By adopting such a configuration, in the present invention, since the openings do not coincide with each other in the direction in which the openings face each other, the internal air is reduced from being reflected and vibrated at the same position on the side wall in the axial direction. The

また、本発明においては、上記開口部は、軸心周りに一定間隔で複数設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、開口部が軸心周りに一定間隔で複数設けられるため、帯電ローラーの軸心と重心とが一致することとなり、帯電ローラーの軸心周りの回転駆動が円滑に行われる。
Moreover, in this invention, the structure that the said opening part is provided with two or more by the surroundings of an axial center is employ | adopted.
By adopting such a configuration, in the present invention, since a plurality of openings are provided at regular intervals around the axis, the axis of the charging roller coincides with the center of gravity. The rotation drive is performed smoothly.

また、本発明においては、像担持体と、上記像担持体を帯電させる帯電ローラーとを備える画像形成装置であって、上記帯電ローラーとして、先に記載の帯電ローラーを備える画像形成装置が得られる。   In the present invention, an image forming apparatus including an image carrier and a charging roller for charging the image carrier, and the image forming apparatus including the above-described charging roller as the charging roller is obtained. .

本発明の実施形態におけるプリンターを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to an embodiment of the present invention. 図1におけるプリンターにおける感光体及び帯電ローラーを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the photoreceptor and the charging roller in the printer in FIG. 本発明の実施形態における帯電ローラーの軸心方向における断面図である。It is sectional drawing in the axial center direction of the charging roller in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における帯電ローラーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the charging roller in embodiment of this invention. 図4における帯電ローラーの矢視A図及び矢視B図である。It is an arrow A figure and arrow B figure of the charging roller in FIG. 本発明の実施形態における帯電ローラーにおいて発生する共鳴音の発生メカニズムを説明する図である。It is a figure explaining the generation | occurrence | production mechanism of the resonance sound which generate | occur | produces in the charging roller in embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における開口部を示す図である。It is a figure which shows the opening part in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における開口部を示す図である。It is a figure which shows the opening part in 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る帯電ローラーを備える画像形成装置として、レーザビームプリンター(以下、プリンターと称する)を例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a laser beam printer (hereinafter referred to as a printer) is exemplified as an image forming apparatus including the charging roller according to the present invention.

(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態におけるプリンター1を示す概略構成図である。
図2は、図1におけるプリンター1における感光体2及び帯電ローラー3を模式的に示す図である。
プリンター1は、図1に示すように、静電潜像及びトナー像を担持する感光体(像担持体)2を有しており、この感光体2の周囲には、感光体2を帯電させる帯電ローラー3と、感光体2に静電潜像を形成する露光装置4と、感光体2の静電潜像をトナーで現像する現像装置5と、感光体2のトナー像を転写する転写装置6と、感光体2をクリーニングするクリーニング装置7とが配置される。また、プリンター1は、各構成機器を統括して制御するコンピューターシステムを有する制御装置8を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the photoreceptor 2 and the charging roller 3 in the printer 1 in FIG.
As shown in FIG. 1, the printer 1 has a photoconductor (image carrier) 2 that carries an electrostatic latent image and a toner image. The photoconductor 2 is charged around the photoconductor 2. A charging roller 3; an exposure device 4 that forms an electrostatic latent image on the photoconductor 2; a developing device 5 that develops the electrostatic latent image on the photoconductor 2 with toner; and a transfer device that transfers the toner image on the photoconductor 2 6 and a cleaning device 7 for cleaning the photosensitive member 2 are disposed. The printer 1 also includes a control device 8 having a computer system that controls each component device in an integrated manner.

感光体2は、円筒状の導電性基材と、その周面(外周面)に形成された感光層とを有する。この感光体2における導電性基材には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられ、感光層には、従来公知の有機感光体が用いられる。そして、感光体2は、軸心方向において両側面にそれぞれ突設された回転軸2a及び回転軸2bが不図示の軸受を介して回転自在に支持され、モータ等の駆動源を有する回転駆動装置2cにより軸心周り(本実施形態では、図1中矢印方向(時計回り))に所定速度で回転する構成となっている。   The photoreceptor 2 has a cylindrical conductive substrate and a photosensitive layer formed on the peripheral surface (outer peripheral surface) thereof. For example, a conductive tube made of aluminum or the like is used as the conductive base material in the photosensitive member 2, and a conventionally known organic photosensitive member is used as the photosensitive layer. The photoconductor 2 is a rotary drive device having a rotary shaft 2a and a rotary shaft 2b projecting from both side surfaces in the axial direction so as to be rotatably supported via a bearing (not shown) and having a drive source such as a motor. 2c is configured to rotate at a predetermined speed around the axis (in this embodiment, in the direction of the arrow in FIG. 1 (clockwise)).

露光装置4は、例えばレーザ光等により帯電状態の感光体2に静電潜像を書き込む。また、現像装置5は、現像ローラー5a、トナー供給ローラー5bおよびトナー層厚規制部材5cを有している。そして、トナー供給ローラー5bによって現像ローラー5a上に現像剤であるトナーが供給されるとともに、この現像ローラー5a上のトナーがトナー層厚規制部材5cによりその厚みを規制されて感光体2の方へ搬送され、搬送されたトナーで感光体2上の静電潜像が現像されて感光体2上にトナー像が形成される。   The exposure device 4 writes an electrostatic latent image on the charged photoconductor 2 with, for example, a laser beam. The developing device 5 includes a developing roller 5a, a toner supply roller 5b, and a toner layer thickness regulating member 5c. Then, toner as a developer is supplied onto the developing roller 5a by the toner supply roller 5b, and the thickness of the toner on the developing roller 5a is regulated by the toner layer thickness regulating member 5c toward the photoreceptor 2. The electrostatic latent image on the photosensitive member 2 is developed with the conveyed toner, and a toner image is formed on the photosensitive member 2.

転写装置6は、転写ローラー6aを有し、この転写ローラー6aにより感光体2上にトナー像が転写紙や中間転写媒体等の転写媒体13に転写される。そして、トナー像が転写媒体13である転写紙に転写された場合には、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成され、また、トナー像が転写媒体13である中間転写媒体に転写された場合には、中間転写媒体上のトナー像が更に転写紙に転写された後、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成される。   The transfer device 6 includes a transfer roller 6a, and the transfer roller 6a transfers the toner image onto the photoreceptor 2 onto a transfer medium 13 such as transfer paper or an intermediate transfer medium. When the toner image is transferred to the transfer paper as the transfer medium 13, the toner image on the transfer paper is fixed by a fixing device (not shown) to form an image on the transfer paper, and the toner image is transferred to the transfer medium 13. When the toner image is transferred to the intermediate transfer medium, the toner image on the intermediate transfer medium is further transferred to the transfer paper, and then the toner image on the transfer paper is fixed by a fixing device (not shown) to form an image on the transfer paper. Is done.

クリーニング装置7は、例えばクリーニングブレード等のクリーニング部材7aを有し、このクリーニング部材7aにより感光体2がクリーニングされて、感光体2上の転写残りトナーが除去されかつ回収される。   The cleaning device 7 has a cleaning member 7a such as a cleaning blade, for example, and the photosensitive member 2 is cleaned by the cleaning member 7a, and the transfer residual toner on the photosensitive member 2 is removed and collected.

続いて、本発明に係る帯電ローラー3の構成について、図3〜図5を参照して詳細に説明する。
図3は、本発明の実施形態における帯電ローラー3の軸心方向における断面図である。
図4は、本発明の実施形態における帯電ローラー3を示す斜視図である。
図5は、図4における帯電ローラー3の矢視A図及び矢視B図である。
帯電ローラー3は、内部に中空部30aを有するパイプ型の帯電ローラーであり、軸心方向両端部に側壁31a及び側壁31bが設けられる円筒体31を有する。また、帯電ローラー3は、直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加するバイアス電源32を有する。
Next, the configuration of the charging roller 3 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view in the axial direction of the charging roller 3 in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing the charging roller 3 in the embodiment of the present invention.
5 is an arrow A view and an arrow B view of the charging roller 3 in FIG.
The charging roller 3 is a pipe-type charging roller having a hollow portion 30a therein, and includes a cylindrical body 31 having side walls 31a and 31b provided at both ends in the axial center direction. Further, the charging roller 3 includes a bias power source 32 that applies a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage.

帯電ローラー3は、導電性を有する金属材(例えば、SUM22の表面にNiメッキを施したもの)から形成され、その周面(外周面)には、導電性塗装材を例えばスプレー塗装することにより抵抗層31cが形成されている。円筒体31の両端部の周面には、感光体2との帯電ギャップGを所定の距離(例えば10〜50μm程度)に規制するためのギャップ部材33が設けられる。このギャップ部材33は、円筒体31に一定膜厚のフィルム部材を巻き付けることにより形成される。   The charging roller 3 is formed from a conductive metal material (for example, a surface of the SUM 22 plated with Ni), and a conductive coating material is applied to the peripheral surface (outer peripheral surface) by, for example, spray coating. A resistance layer 31c is formed. Gap members 33 for restricting the charging gap G with the photosensitive member 2 to a predetermined distance (for example, about 10 to 50 μm) are provided on the peripheral surfaces of both ends of the cylindrical body 31. The gap member 33 is formed by winding a film member having a constant film thickness around the cylindrical body 31.

この帯電ローラー3には、側壁31a及び側壁31bから軸心と一致するように回転軸31a1及び回転軸31b1が突設される。回転軸31a1及び回転軸31b1は、図2に示すように、それぞれ軸受34a及び軸受34bに回転自在に支持されている。軸受34a及び軸受34bには、それぞれ付勢装置35a及び付勢装置35bが接続されている。帯電ローラー3は、付勢装置35a及び付勢装置35bにより感光体2側に付勢され、ギャップ部材33と感光体2の周面とを圧接させ、帯電ギャップGを形成する。そして、バイアス電源32から直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加された帯電ローラー3は、帯電ギャップGをおいて感光体2を非接触帯電させる構成となっている。   The charging roller 3 is provided with a rotating shaft 31a1 and a rotating shaft 31b1 protruding from the side wall 31a and the side wall 31b so as to coincide with the axis. As shown in FIG. 2, the rotating shaft 31a1 and the rotating shaft 31b1 are rotatably supported by a bearing 34a and a bearing 34b, respectively. An urging device 35a and an urging device 35b are connected to the bearing 34a and the bearing 34b, respectively. The charging roller 3 is urged toward the photosensitive member 2 by the urging device 35a and the urging device 35b, and presses the gap member 33 and the peripheral surface of the photosensitive member 2 to form a charging gap G. The charging roller 3 to which a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage is applied from the bias power source 32 is configured to charge the photoconductor 2 in a non-contact manner with a charging gap G.

図4及び図5に示すように、円筒体31の軸心方向において互いに対向する側壁31a及び側壁31bには、側壁31a及び側壁31bを軸心方向に貫通する開口部36a及び開口部36bがそれぞれ形成されている。開口部36a及び開口部36bは、中空部30aと外部とを連通させる構成となっている。
開口部36aは、図5(a)に示すように、回転軸31a1周りに形成された略円弧形状を有する。一方、開口部36bは、図5(b)に示すように、回転軸31b1周りに形成された略円弧形状を有するが、設けられる位置が開口部36aと、対向する方向において互いに非一致となっている。本実施形態では、開口部36aと開口部36bとが、それぞれ回転軸31a1及び回転軸31b1を挟んで互いに対称となる位置に設けられる。
4 and 5, the side wall 31a and the side wall 31b facing each other in the axial direction of the cylindrical body 31 have an opening 36a and an opening 36b penetrating the side wall 31a and the side wall 31b in the axial direction, respectively. Is formed. The opening 36a and the opening 36b are configured to communicate the hollow portion 30a with the outside.
As shown in FIG. 5A, the opening 36a has a substantially arc shape formed around the rotation shaft 31a1. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), the opening 36b has a substantially arc shape formed around the rotation shaft 31b1, but the provided position does not coincide with the opening 36a in the opposite direction. ing. In the present embodiment, the opening 36a and the opening 36b are provided at positions that are symmetric with respect to the rotation shaft 31a1 and the rotation shaft 31b1, respectively.

次に、上記構成のプリンター1の動作、帯電ローラー3における共鳴音の発生メカニズムについて図6を参照して説明し、その後、上記構成の帯電ローラー3の作用について説明する。
図6は、本発明の実施形態における帯電ローラー3において発生する共鳴音の発生メカニズムを説明する図である。
Next, the operation of the printer 1 having the above-described configuration and the generation mechanism of resonance sound in the charging roller 3 will be described with reference to FIG. 6, and then the operation of the charging roller 3 having the above-described configuration will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining a generation mechanism of resonance generated in the charging roller 3 according to the embodiment of the present invention.

プリンター1は、帯電ギャップGをおいて配置された帯電ローラー3を駆動させ、感光体2の表面を所定の帯電量に(均一に)帯電させる。具体的には、制御装置8から駆動指令を受けたバイアス電源32が、帯電ローラー3に対して直流電圧(Vdc)に交流電圧(Vac)を重畳した電圧(Vcr)を印加することで感光体2を帯電させる。バイアス電源32が印加する電圧(Vcr)は、下式(1)で表される。
Vcr=Vdc+Vac … (1)
The printer 1 drives a charging roller 3 arranged with a charging gap G, and charges the surface of the photoreceptor 2 to a predetermined charging amount (uniformly). Specifically, the bias power supply 32 that has received a drive command from the control device 8 applies a voltage (Vcr) in which the AC voltage (Vac) is superimposed on the DC voltage (Vdc) to the charging roller 3, thereby causing the photoconductor. 2 is charged. The voltage (Vcr) applied by the bias power supply 32 is expressed by the following expression (1).
Vcr = Vdc + Vac (1)

直流電圧(Vdc)は、感光体の表面電位を決めるパラメータであり、例えば、直流電圧を−600(V)とすることで、感光体2の表面電位は、−600(V)より少し0(V)に近い値(例えば−590(V))となる。
この直流電圧に重畳する交流電圧(Vac)は、下式(2)で表される。
Vac=1/2Vpp・sin(2π・f・t) … (2)
ここで、Vpp、f、tは、それぞれ交流電圧のピーク電圧、交流電圧の周波数、時間を示す。なお、ピーク電圧(Vpp)の2分の1(1/2Vpp)は、振幅電圧となる。
The DC voltage (Vdc) is a parameter that determines the surface potential of the photosensitive member. For example, when the DC voltage is set to −600 (V), the surface potential of the photosensitive member 2 is slightly 0 (−600 (V)). V) is a value close to (for example, -590 (V)).
The AC voltage (Vac) superimposed on this DC voltage is expressed by the following equation (2).
Vac = 1 / 2Vpp · sin (2π · f · t) (2)
Here, Vpp, f, and t indicate the peak voltage of the AC voltage, the frequency of the AC voltage, and the time, respectively. Note that one half (1/2 Vpp) of the peak voltage (Vpp) is an amplitude voltage.

ピーク電圧(Vpp)または振幅電圧(1/2Vpp)の値は、帯電ローラー3の表面と感光体2の近接距離、感光体2の膜厚、装置内の温度湿度等によって決まる値であるが、振幅電圧は、いわゆる放電開始電圧よりも大きいことが要件となる。帯電は、放電によって行われるからである。具体的に、帯電ローラー3の表面と感光体2の表面の距離(帯電ギャップG)を20(μm)、感光体2の膜厚を20(μm)とした場合に、振幅電圧を800〜900(V)とすることで放電させることができる。なお、上限(上記例で900(V))を定めたのは、印加電圧が高すぎると、いわゆる放電(コロナ放電)を起こす放電領域を越えて火花放電(絶縁破壊現象)を起こしてしまうため帯電ができなくなるためである。また、印加電圧を高くしすぎると、コロナ放電を起こす際にオゾンが発生しすぎるためである(オゾンは酸化剤の役目も果たすため極力発生させないことが人体への影響の点で好ましい)。   The value of the peak voltage (Vpp) or the amplitude voltage (1/2 Vpp) is a value determined by the proximity distance between the surface of the charging roller 3 and the photosensitive member 2, the film thickness of the photosensitive member 2, the temperature and humidity in the apparatus, and the like. It is a requirement that the amplitude voltage is larger than a so-called discharge start voltage. This is because charging is performed by discharging. Specifically, when the distance (charging gap G) between the surface of the charging roller 3 and the surface of the photosensitive member 2 is 20 (μm) and the film thickness of the photosensitive member 2 is 20 (μm), the amplitude voltage is 800 to 900. It can be made to discharge by setting to (V). Note that the upper limit (900 (V) in the above example) is set because, if the applied voltage is too high, spark discharge (dielectric breakdown phenomenon) occurs beyond the discharge region that causes so-called discharge (corona discharge). This is because charging cannot be performed. Further, if the applied voltage is too high, ozone is generated too much when corona discharge occurs (ozone also serves as an oxidizing agent, so it is preferable not to generate ozone as much as possible from the viewpoint of influence on the human body).

f(Hz)は、交流電圧の周波数である。fは、感光体2の周速(感光体2の回転速度)によって決定される。具体的には、感光体2の周速を100(mm/s)程度とすると、A4サイズの紙を横送りに搬送して約10(ppm)(1分間に10枚程度の印字速度)で印刷することができる。この場合、fは、600(Hz)程度にすれば、いわゆる紙搬送方向に対する帯電斑、すなわち現像した際にあらわれる印字斑に対して人間の視覚をごまかすことができ、良好な画像形成を行うことができる。   f (Hz) is the frequency of the AC voltage. f is determined by the peripheral speed of the photoreceptor 2 (the rotational speed of the photoreceptor 2). Specifically, if the peripheral speed of the photosensitive member 2 is about 100 (mm / s), A4 size paper is transported in the lateral feed and is about 10 ppm (printing speed of about 10 sheets per minute). Can be printed. In this case, if f is set to about 600 (Hz), human vision can be deceived with respect to charging spots in the so-called paper conveyance direction, that is, printing spots appearing during development, and good image formation can be performed. Can do.

一方、印字速度を上げるべく制御装置8が、回転駆動装置2cに駆動指令をあたえて、感光体2の周速を100(mm/s)から200(mm/s)程度に可変させた場合、A4サイズの紙を横送りに搬送して約20ppmの印刷を行うことができるが、fが600(Hz)のままであると、人間の視覚をごまかすことができず、fに起因した印字斑が目立ち画像形成不良となる。そこで、この場合、制御装置8がバイアス電源32に交流電圧の周波数を調節する駆動指令を与えて、f=1200(Hz)程度に調節することで印字斑の問題を解消することができる。   On the other hand, when the control device 8 gives a drive command to the rotational drive device 2c to increase the printing speed and changes the peripheral speed of the photosensitive member 2 from about 100 (mm / s) to about 200 (mm / s), A4 size paper can be transported horizontally and printing can be performed at about 20 ppm. However, if f remains at 600 (Hz), human vision cannot be deceived, and print spots caused by f can be printed. Is conspicuous, resulting in poor image formation. Therefore, in this case, the control device 8 gives a drive command for adjusting the frequency of the AC voltage to the bias power source 32 and adjusts it to about f = 1200 (Hz), whereby the problem of printing unevenness can be solved.

ただし、上記のように画像形成不良を防止すべくfを大きくしすぎると、放電の際に流れる電流が大きくなり感光体2の表面を放電により傷つけるという不利益があり、また、オゾンの発生量が多くなるという不利益がある。よって、fは、感光体2の回転速度との関係により決まる値であるが、印字斑が視認されることを防止するという画像形成特性及び過放電を防止するという放電特性を考慮して適切な値に調節されることとなる。   However, if f is increased too much to prevent image formation defects as described above, there is a disadvantage that the current flowing during the discharge increases and the surface of the photoreceptor 2 is damaged by the discharge, and the amount of ozone generated There is a disadvantage that increases. Therefore, f is a value determined by the relationship with the rotation speed of the photosensitive member 2, but is appropriate in consideration of image formation characteristics that prevent printing spots from being visually recognized and discharge characteristics that prevent overdischarge. Will be adjusted to the value.

共鳴音は、帯電ローラー3の長さ(軸心方向)と帯電ローラー3に印加する交流電圧の周波数fに起因して決まる。より詳しくは、この共鳴音は、帯電ローラー3のパイプ長に起因する共鳴周波数と交流電圧の周波数とが近しい場合に互いに干渉し合うことが発生の原因の一つとなっている。なお、共鳴音は、交流電圧の振幅(Vpp)によっても決まるが、これにより決まるのは、各周波数における音圧(音の強度)である。この共鳴音は、例えば図6に示す細線の如く、帯電ローラー3の中空部30aにおいて、側壁31a及び側壁31bを固定端として軸心方向において空気が震えることにより生じる。   The resonance noise is determined due to the length (axial direction) of the charging roller 3 and the frequency f of the AC voltage applied to the charging roller 3. More specifically, this resonance noise is one of the causes of occurrence of mutual interference when the resonance frequency caused by the pipe length of the charging roller 3 is close to the frequency of the AC voltage. The resonance sound is also determined by the amplitude (Vpp) of the AC voltage, but this is determined by the sound pressure (sound intensity) at each frequency. For example, as shown in a thin line in FIG. 6, the resonance sound is generated when air shakes in the axial direction in the hollow portion 30 a of the charging roller 3 with the side wall 31 a and the side wall 31 b as fixed ends.

以下、具体的に共鳴周波数について数値を入れて説明する。ここでは、帯電ローラー3の放電領域の長さLを340(mm)とし、帯電ローラー3に印加する電圧Vcr=Vdc+Vac=−600+800sin(2π・f・t)とする条件下を想定する。
ここで、常温時の空気の移動速度(v)は、約340(m/s)である。
すると、共鳴周波数f´は、v=f´λより、図6に示す場合では、f´=v/λの式で表すことができる。よって、上記の条件の場合は、f´=1000(Hz)と求められる。すなわち、fがf´となる場合、共鳴音が発生する。
Hereinafter, the resonance frequency will be specifically described with numerical values. Here, it is assumed that the length L of the discharge region of the charging roller 3 is 340 (mm) and the voltage Vcr = Vdc + Vac = −600 + 800 sin (2π · f · t) applied to the charging roller 3 is assumed.
Here, the moving speed (v) of air at room temperature is about 340 (m / s).
Then, the resonance frequency f ′ can be expressed by the equation f ′ = v / λ in the case shown in FIG. 6 from v = f′λ. Therefore, in the case of the above conditions, f ′ = 1000 (Hz) is obtained. That is, when f becomes f ′, a resonance sound is generated.

本実施形態の帯電ローラー3によれば、上述したように側壁31a及び側壁31bに開口部36a及び開口部36bが形成されているため、上記のように感光体2の回転速度を可変した際に交流電圧の周波数と共鳴周波数が近しい値になり共鳴音が生じる場合であっても、該共鳴音が低減される。すなわち、図6に示すように固定端となる側壁31aには開口部36aが、同じく逆側で固定端となる側壁31bには開口部36bが形成されているため、軸心方向に振動する空気を開口部36aあるいは開口部36bを介して中空部30aから外部に逃がすことが可能となる。したがって、中空部30aにおける空気の振動の度合いが低減され、その結果共鳴音の発生が抑制されることとなる。また、開口部36a及び開口部36bの設けられる位置が、対向する方向において互いに非一致となっているため、振動する空気を、例えば開口部36aから外部に逃がすことができない場合であっても逆側で対称的に設けられた開口部36bから外部に逃がすことができるため、共鳴音をより効果的に抑制することが可能となる。   According to the charging roller 3 of the present embodiment, the opening 36a and the opening 36b are formed in the side wall 31a and the side wall 31b as described above. Therefore, when the rotation speed of the photoconductor 2 is varied as described above. Even when the frequency of the AC voltage and the resonance frequency are close to each other and a resonance sound is generated, the resonance sound is reduced. That is, as shown in FIG. 6, since the opening 36a is formed in the side wall 31a serving as the fixed end, and the opening 36b is formed in the side wall 31b serving as the fixed end on the opposite side, air that vibrates in the axial direction. Can be released from the hollow portion 30a to the outside through the opening 36a or the opening 36b. Therefore, the degree of vibration of air in the hollow portion 30a is reduced, and as a result, the generation of resonance noise is suppressed. Further, since the positions where the opening 36a and the opening 36b are provided do not coincide with each other in the facing direction, even if the oscillating air cannot escape from the opening 36a to the outside, for example, Since the opening 36b provided symmetrically on the side can be released to the outside, the resonance sound can be more effectively suppressed.

したがって、上述した本実施形態では、円筒体31と円筒体31の両端部に設けられ軸心方向において互いに対向する側壁31a及び側壁31bとを有すると共に少なくとも交流電圧が印加されて感光体2を帯電させる帯電ローラー3であって、側壁31a及び側壁31bに、側壁31aを貫通する開口部36a及び側壁31bを貫通する開口部36bが形成されているという構成を採用することによって、側壁31a及び側壁31bを固定端として振動する中空部30aの空気を開口部36a及び開口部36bから外部に逃がすことが可能となる。また、側壁31a及び側壁31bの面積が小さくなることから、内部空気が側壁31a及び側壁31bにて反射し軸心方向において振動することが低減される。
したがって、本実施形態では、共鳴音を抑制することで該共鳴音に伴う帯電ローラー3の振動が抑制されるため、良好な画像を得ることができる効果がある。
Therefore, in the above-described embodiment, the cylindrical body 31 and the side wall 31a and the side wall 31b that are provided at both ends of the cylindrical body 31 and face each other in the axial direction and at least an alternating voltage is applied to charge the photoreceptor 2. The side wall 31a and the side wall 31b are formed by adopting the configuration in which the side wall 31a and the side wall 31b are formed with an opening 36a that penetrates the side wall 31a and an opening 36b that penetrates the side wall 31b. As a result, the air in the hollow portion 30a that vibrates can be released to the outside through the opening 36a and the opening 36b. Moreover, since the area of the side wall 31a and the side wall 31b becomes small, it is reduced that internal air reflects in the side wall 31a and the side wall 31b, and vibrates in an axial direction.
Therefore, in this embodiment, since the vibration of the charging roller 3 due to the resonance sound is suppressed by suppressing the resonance sound, there is an effect that a good image can be obtained.

また、本実施形態においては、感光体2と、上記感光体2を帯電させる帯電ローラーとを備えるプリンター1であって、上記帯電ローラーとして、先に記載の帯電ローラー3を備えるという構成を採用することによって、聴覚に不快な騒音として感じられる共鳴音の発生を抑制し、良好な画像を形成することができるプリンター1が得られる効果がある。   In the present embodiment, the printer 1 includes the photosensitive member 2 and a charging roller that charges the photosensitive member 2, and the configuration includes the charging roller 3 described above as the charging roller. Thus, there is an effect of obtaining the printer 1 that can suppress the generation of resonance sound that is perceived as unpleasant noise to the hearing and can form a good image.

(第2実施形態)
続いて、図7及び図8を参照して本発明の第2実施形態について説明する。なお、上記実施形態と構成を同じくする部分の説明は割愛することとする。
図7は、本発明の第2実施形態における開口部36a及び開口部36bの構成を示す図である。
図8は、本発明の第2実施形態における開口部36a及び開口部36bの構成を示す図である。
図7及び図8に示すように、第2実施形態においては、側壁31a及び側壁31bに開口部36a及び開口部36bがそれぞれ複数で且つ軸心周りに一定間隔で設けられる点で上記実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description of the part which has the same structure as the said embodiment shall be omitted.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the opening 36a and the opening 36b in the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the opening 36a and the opening 36b in the second embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 7 and 8, in the second embodiment, the side wall 31a and the side wall 31b are provided with a plurality of openings 36a and openings 36b at regular intervals around the axis. Different.

図7における実施例では、開口部36aは、図7(a)に示すように、軸心方向から視て円形状に開口している。この開口部36aは、複数(該実施例においては3つ)設けられており、回転軸31a1周りに互いに等間隔で設けられる。一方、開口部36bは、図7(b)に示すように、軸心方向から視て円形状に開口し、複数(該実施例においては3つ)設けられ、回転軸31b1周りに互いに等間隔で設けられるが、設けられる位置が開口部36aと対向する方向において互いに非一致となっている。   In the embodiment shown in FIG. 7, the opening 36a opens in a circular shape when viewed from the axial direction, as shown in FIG. 7 (a). A plurality (three in this embodiment) of openings 36a are provided, and are provided at equal intervals around the rotation shaft 31a1. On the other hand, as shown in FIG. 7B, the openings 36b open in a circular shape when viewed from the axial direction, and are provided in a plurality (three in this embodiment), and are equidistant from each other around the rotation shaft 31b1. However, the positions provided are not coincident with each other in the direction facing the opening 36a.

一方、図8における実施例では、開口部36aは、図8(a)に示すように、時計回りの回転方向に向かうにつれて、側壁31aの外縁部から回転軸31a1に漸次近接する略円弧形状に開口している。この開口部36aは、複数(該実施例においては3つ)設けられており、回転軸31a1周りに互いに等間隔で設けられる。一方、開口部36bは、図8(b)に示すように、反時計回りの回転方向に向かうにつれて、側壁31bの外縁部から回転軸31b1に漸次近接する略円弧形状に開口し、複数(該実施例においては3つ)設けられ、回転軸31b1周りに互いに等間隔で設けられるが、設けられる位置が開口部36aと対向する方向において互いに非一致となっている。   On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 8, the opening 36a has a substantially arc shape gradually approaching the rotating shaft 31a1 from the outer edge of the side wall 31a as it goes in the clockwise rotation direction, as shown in FIG. 8A. It is open. A plurality (three in this embodiment) of openings 36a are provided, and are provided at equal intervals around the rotation shaft 31a1. On the other hand, as shown in FIG. 8 (b), the opening 36b opens in a substantially arc shape gradually approaching the rotating shaft 31b1 from the outer edge of the side wall 31b as it goes counterclockwise. In the embodiment, three are provided, and are provided at equal intervals around the rotation shaft 31b1, but the provided positions are not coincident with each other in the direction facing the opening 36a.

上記構成の帯電ローラー3によれば、開口部36a及び開口部36bが軸心周りに一定間隔で複数設けられるため、帯電ローラー3の軸心と重心とが一致することとなり、帯電ローラーの軸心周りの回転駆動が円滑に行われる。したがって、回転に伴う帯電ローラー3の振動が抑制され、帯電ギャップGを一定に規制した状態での良好な帯電を行うことができる効果がある。   According to the charging roller 3 configured as described above, since a plurality of openings 36a and 36b are provided at regular intervals around the axis, the axis of the charging roller 3 coincides with the center of gravity, and the axis of the charging roller is aligned. The surrounding rotational drive is performed smoothly. Therefore, vibration of the charging roller 3 due to rotation is suppressed, and there is an effect that good charging can be performed in a state where the charging gap G is regulated to be constant.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の実施形態においては、開口部は、対向する側壁の両方に設けられると説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、対向する側壁のいずれか一方に設けることでも共鳴音の抑制の効果がある。しかし、上記構成のように、対向する側壁の両方に開口部を設けて、且つ、対向する方向で設けられる位置を非一致とさせることでより効果的に共鳴音が抑制される。   For example, in the above-described embodiment, it has been described that the opening is provided on both of the opposing side walls, but the present invention is not limited to the above configuration, and is provided on either one of the opposing side walls. But it has the effect of suppressing resonance. However, as in the above-described configuration, the resonance sound is more effectively suppressed by providing openings on both of the opposing side walls and making the positions provided in the opposing directions non-matching.

1…プリンター(画像形成装置)、2…感光体(像担持体)、3…帯電ローラー、31…円筒体、31a…側壁、31b…側壁、36a…開口部、36b…開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer (image forming apparatus), 2 ... Photoconductor (image carrier), 3 ... Charging roller, 31 ... Cylindrical body, 31a ... Side wall, 31b ... Side wall, 36a ... Opening, 36b ... Opening

Claims (4)

円筒体と前記円筒体の両端部に設けられ軸心方向において互いに対向する側壁とを有すると共に少なくとも交流電圧が印加されて像担持体を帯電させる帯電ローラーであって、
前記側壁の少なくともいずれか一方には、前記側壁を貫通する開口部が形成されていることを特徴とする帯電ローラー。
A charging roller provided on both ends of the cylindrical body and side walls opposed to each other in the axial direction and charging at least an alternating voltage to charge the image carrier;
The charging roller according to claim 1, wherein an opening penetrating the side wall is formed in at least one of the side walls.
前記開口部は、前記側壁の両方にそれぞれ設けられ、且つ、設けられる位置が前記対向する方向において互いに非一致となることを特徴とする請求項1に記載の帯電ローラー。   2. The charging roller according to claim 1, wherein the openings are provided on both of the side walls, and the positions where the openings are provided do not coincide with each other in the facing direction. 前記開口部は、軸心周りに一定間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電ローラー。   The charging roller according to claim 1, wherein a plurality of the openings are provided at regular intervals around the axis. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電ローラーとを備える画像形成装置であって、
前記帯電ローラーとして、上記請求項1〜3のいずれか一項に記載の帯電ローラーを備えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising an image carrier and a charging roller for charging the image carrier,
An image forming apparatus comprising the charging roller according to claim 1 as the charging roller.
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