JP2012181407A

JP2012181407A - Charging device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2012181407A
Application number: JP2011044882A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Haga; 正安芳賀
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-09-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging device capable of controlling amount of current flowing through a unit area of a charging roller according to peripheral speed of a body to be charged turning around, without depending on change of applied voltage to the charging roller.SOLUTION: A charging device 22 has a charging roller 76 which comes into contact with a surface of a photosensitive drum 18 which is a body to be charged turning around, forms a contact nip between the charging roller and the photosensitive drum 18 by elastic deformation, and charges the surface of the photosensitive drum 18 while rotating. The charging device 22 includes: a high voltage power supply being voltage applying means for applying voltage to the charging roller 76; and suspension devices 78, 80 being change means for changing a state of the elastic deformation according to a peripheral speed of the photosensitive drum 18, to change an area of a surface of the charging roller 76 contributing to aerial discharge which occurs between the charging roller and the surface of the photosensitive drum 18 in the vicinity of the nip.

Description

本発明は、感光体ドラム等の被帯電体表面を帯電させる帯電装置および複写機等の画像形成装置に関し、特に、ローラ帯電方式の帯電装置、および当該帯電装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a charging device for charging a surface of a member to be charged such as a photosensitive drum and an image forming apparatus such as a copying machine, and more particularly to a roller charging type charging device and an image forming apparatus including the charging device.

周回走行する被帯電体である感光体ドラムの表面を帯電させる装置としては、構成の簡易さ等の理由から、従来、コロトロン帯電装置やスコロトロン帯電装置などの、コロナ帯電を利用した非接触方式の帯電装置が用いられている。コロナ帯電は、感光体表面と一定の間隔で離間して張架された放電ワイヤーに高電圧を印加して、感光体表面との間でコロナ放電を起こし、空気中に発生した正あるいは負のイオンを感光体ドラムに与える非接触な帯電法である。しかしながら、このような非接触帯電方式では、気中放電に伴って、人体に有害とされるオゾンが僅かながら発生する。 As a device for charging the surface of the photosensitive drum, which is an object to be rotated, for the reasons of the simplicity of the configuration, conventionally, a non-contact method using corona charging such as a corotron charging device or a scorotron charging device has been used. A charging device is used. In corona charging, a high voltage is applied to the discharge wire that is stretched apart from the surface of the photoreceptor at a constant interval, causing corona discharge between the surface of the photoreceptor and positive or negative generated in the air. This is a non-contact charging method in which ions are given to the photosensitive drum. However, in such a non-contact charging method, a slight amount of ozone that is harmful to the human body is generated with the air discharge.

そこで、最近、クリーンなオフィス環境への関心の高まりなどもあり、上記した非接触方式の場合と比較して気中放電が格段に少ない上、電源の低電圧化が図れる接触方式の帯電装置が多く採用されている。
この接触方式の帯電装置の一つとして、帯電ローラを備えた帯電装置が知られている。帯電ローラは、金属製の芯金の上に適当な体積抵抗値を有する導電性弾性層が形成されてなる構造のものが一般的である。帯電ローラは、前記芯金の両端部分が回転自在に保持されると共に、当該両端部分を介して感光体ドラム表面に適当な押圧力で押し付けられる。押し付けられることで、導電性弾性層の表層付近は適度に変形して接触ニップを形成する。そして、帯電ローラは、感光体ドラムに従動回転しながら、接触ニップ近傍の気中放電によって感光体ドラム表面の帯電を行う。 Therefore, recently there has been a growing interest in clean office environments, and there is a contact-type charging device that can significantly reduce air discharge compared to the non-contact method described above and can lower the power supply voltage. Many have been adopted.
As one of the contact type charging devices, a charging device including a charging roller is known. The charging roller generally has a structure in which a conductive elastic layer having an appropriate volume resistance value is formed on a metal cored bar. The charging roller is rotatably held at both end portions of the core metal and is pressed against the surface of the photosensitive drum via the both end portions with an appropriate pressing force. By being pressed, the vicinity of the surface layer of the conductive elastic layer is appropriately deformed to form a contact nip. The charging roller charges the surface of the photosensitive drum by air discharge near the contact nip while being driven to rotate by the photosensitive drum.

特開平４−１５７４８５号公報JP-A-4-157485 特開２００６−２１５０８３号公報JP 2006-215083 A

ところで、複写機においては、種々の条件によって従動回転する帯電ローラの周速が変化する。例えば、記録シートの種類に応じて通紙速度が変更されるため、感光体ドラムの回転速度（周速）が切り替えられ、これに伴い、帯電ローラの周速も変化する。この場合、普通紙よりも厚紙の場合は、感光体ドラムの回転速度は遅く設定され、帯電ローラの周速も遅くなる。 By the way, in the copying machine, the peripheral speed of the charging roller that rotates in accordance with various conditions changes. For example, since the sheet passing speed is changed according to the type of the recording sheet, the rotational speed (circumferential speed) of the photosensitive drum is switched, and accordingly, the peripheral speed of the charging roller also changes. In this case, when the paper is thicker than plain paper, the rotational speed of the photosensitive drum is set to be slow, and the peripheral speed of the charging roller is also slow.

帯電ローラの周速が遅くなると、帯電ローラ表面の単位面積当たりに流れる電流量が増大し、感光体ドラム表面の単位面積当たりに流れ込む電流量が増大する。このため、帯電ローラの劣化が早まったり、感光体ドラムの劣化に起因する摩耗の進行が早まったりして、帯電ローラや感光体ドラムの寿命が短くなる。
これを防止するため、帯電ローラへの印加電圧を下げることにより前記電流量の増大を抑制することが考えられるが、そうすると、ニップ近傍の電界強度の低下を招いて、感光体ドラムを均一に帯電することができなくなるおそれがある。 When the peripheral speed of the charging roller becomes slow, the amount of current flowing per unit area on the surface of the charging roller increases, and the amount of current flowing per unit area on the surface of the photosensitive drum increases. For this reason, the deterioration of the charging roller is accelerated or the wear due to the deterioration of the photosensitive drum is accelerated, and the life of the charging roller and the photosensitive drum is shortened.
In order to prevent this, it is conceivable to suppress the increase in the amount of current by lowering the voltage applied to the charging roller. However, if this is done, the electric field strength in the vicinity of the nip is reduced, and the photosensitive drum is uniformly charged. You may not be able to do it.

本発明は、上記した課題に鑑み、帯電ローラへの印加電圧の変更に依らずに、周回走行する被帯電体の周速に応じて帯電ローラの単位面積当たりに流れる電流量を制御できる帯電装置、および当該帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a charging device capable of controlling the amount of current flowing per unit area of a charging roller in accordance with the peripheral speed of a charged body that circulates without depending on a change in the voltage applied to the charging roller. And an image forming apparatus including the charging device.

上記の目的を達成するため、本発明に係る帯電装置は、周回走行する被帯電体の表面に当接して弾性変形により当該被帯電体との間で接触ニップを形成し、回転しながら前記被帯電体表面を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置であって、前記帯電ローラに電圧を印加する電圧印加手段と、前記被帯電体の周速に応じ、前記弾性変形の状態を変化させることにより、前記ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で生じる気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the charging device according to the present invention forms a contact nip with the charged body by elastic deformation by contacting with the surface of the charged body that circulates and rotates while the rotating body is rotated. A charging device having a charging roller for charging the surface of a charged body, wherein a voltage applying means for applying a voltage to the charging roller, and changing a state of the elastic deformation according to a peripheral speed of the charged body, Changing means for changing the area of the surface of the charging roller that contributes to the air discharge that occurs between the surface of the member to be charged in the vicinity of the nip.

また、前記変更手段は、前記被帯電体の周速が速い程、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を大きくすることを特徴とする。
さらに、前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記芯金の両端部が支持手段により回転自在に支持されており、前記変更手段は、前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を第１の位置に保持し、前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を前記第１の位置よりも前記帯電ローラが前記被帯電体に近づく第２の位置に保持することを特徴とする。 The changing means increases the area of the surface of the charging roller that contributes to the air discharge as the peripheral speed of the member to be charged increases.
Further, the charging roller includes a cored bar and a conductive elastic layer formed on an outer periphery of the cored bar, and both ends of the cored bar are rotatably supported by a supporting unit, and the changing unit includes: When the charged body travels at a first peripheral speed, the support position by the support means is held at the first position, and the charged body is at a second peripheral speed that is slower than the first peripheral speed. When traveling, the support position by the support means is held at a second position where the charging roller is closer to the member to be charged than the first position.

あるいは、前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記接触ニップで生じる摩擦力により前記被帯電体の走行に従動して回転し、前記変更手段は、前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記帯電ローラに対し回転制動を加え、前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記帯電ローラの自由な回転を許容することを特徴とする。 Alternatively, the charging roller includes a cored bar and a conductive elastic layer formed on an outer periphery of the cored bar, and is rotated by the traveling of the charged body by the frictional force generated in the contact nip, and the change The means applies rotational braking to the charging roller when the member to be charged travels at a first peripheral speed, and the member to be charged travels at a second peripheral speed that is slower than the first peripheral speed. In this case, the charging roller is allowed to freely rotate.

また、前記電圧印加手段は、前記被帯電体の周速にかかわらず、前記帯電ローラに同じ大きさの電圧を印加することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、被帯電体である感光体ドラムを有し、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であって、前記感光体ドラムを帯電させる帯電装置として、上記の帯電装置を備えたことを特徴とする。 Further, the voltage applying means applies the same voltage to the charging roller regardless of the peripheral speed of the member to be charged.
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that has a photosensitive drum as a member to be charged and forms an image by an electrophotographic method, and charges the photosensitive drum. The charging device is provided with the above charging device.

上記の構成からなる帯電装置によれば、被帯電体の周速に応じ、帯電ローラが当該被帯電体との間で接触ニップを形成するための当該帯電ローラの弾性変形の状態を変化させることにより、当該ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積が変更される。よって、被帯電体の周速が遅い場合には、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を縮小することができるため、帯電ローラへの印加電圧の大きさを変更しなくとも、当該気中放電に起因して帯電ローラ表面の単位面積当たりに流れる電流量の増大を抑制し、また、被帯電体表面の単位面積当たりに流れ込む電流量の増大を抑制することが可能となる。 According to the charging device having the above configuration, the charging roller changes the state of elastic deformation of the charging roller for forming a contact nip with the charged body according to the peripheral speed of the charged body. As a result, the area of the surface of the charging roller that contributes to air discharge between the surface of the member to be charged in the vicinity of the nip is changed. Therefore, when the peripheral speed of the member to be charged is slow, the area of the surface of the charging roller that contributes to the air discharge can be reduced, so that the relevant voltage can be changed without changing the magnitude of the voltage applied to the charging roller. It is possible to suppress an increase in the amount of current flowing per unit area on the surface of the charging roller due to the air discharge, and to suppress an increase in the amount of current flowing per unit area on the surface of the charged body.

実施の形態に係る複写機の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a copier according to an embodiment. 上記複写機に備えられた操作パネルを示す図である。It is a figure which shows the operation panel with which the said copying machine was equipped. 上記操作パネルにおける液晶タッチパネルの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the liquid crystal touch panel in the said operation panel. 感光体ドラムおよび帯電装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a photosensitive drum and a charging device. 上記帯電装置における懸架装置の断面図である。It is sectional drawing of the suspension apparatus in the said charging device. （ａ）はメイン制御部の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）はプリンタ部の有する制御部の構成の一部を示す図である。(A) is a block diagram showing a schematic configuration of the main control unit, (b) is a diagram showing a part of the configuration of the control unit of the printer unit. プリンタ部の制御部において実行される感光体ドラム速度設定プログラムのフローチャートである。6 is a flowchart of a photosensitive drum speed setting program executed in the control unit of the printer unit. プリンタ部の制御部において実行される帯電ローラ位置設定プログラムのフローチャートである。6 is a flowchart of a charging roller position setting program executed in a control unit of a printer unit. （ａ）は帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部の拡大図である。(A) is a figure which shows an example of the contact state (state of elastic deformation of a charging roller) with the photosensitive drum of a charging roller, (b) is an enlarged view of the A section in (a). （ａ）は帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ部の拡大図である。(A) is a figure which shows an example of the contact state (state of elastic deformation of a charging roller) with the photosensitive drum of a charging roller, (b) is an enlarged view of the B section in (a). 図９、図１０の両当接状態を比較するための図である。It is a figure for comparing both the contact state of FIG. 9, FIG. （ａ）は、実施の形態２に係る帯電装置および感光体ドラムの正面図であり、（ｂ）は、同側面図の一部である。(A) is a front view of the charging device and the photosensitive drum according to Embodiment 2, and (b) is a part of the side view. 実施の形態２に係る帯電装置の有する制動装置の断面図である。6 is a cross-sectional view of a braking device included in a charging device according to Embodiment 2. FIG. （ａ）は、上記制動装置により帯電ローラに制動を掛けた場合の帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態の一例を示す図であり。（ｂ）は、制動を掛けた場合と掛けない場合とにおける帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）を比較するための図である。(A) is a figure which shows an example of the contact state with the photoconductive drum of a charging roller at the time of braking on a charging roller with the said braking device. (B) is a diagram for comparing the contact state of the charging roller with the photosensitive drum (the state of elastic deformation of the charging roller) when the brake is applied and when the brake is not applied.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について複写機を例にとり、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るデジタル式の複写機（以下、単に「複写機」と言う。）２全体の概略構成を示す図である。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by taking a copying machine as an example with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an entire digital copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) 2 according to the first embodiment.

複写機２は、電子写真方式で画像を形成する装置であり、図１に示すように、大きくわけて、原稿画像を読み取るイメージリーダ部４と読み取った画像を記録シート上にプリントして再現するプリンタ部６とから構成される。
イメージリーダ部４は自動原稿搬送装置８を有しており、自動原稿搬送装置８の原稿トレイ１０にセットされた原稿は１枚ずつ原稿ガラス台１２上の読取位置まで搬送される。原稿ガラス台１２の読取位置まで搬送された原稿はイメージセンサ１４によって読み取られ、画像データが生成される。生成された画像データは、後述する画像メモリ１１８（図６（ａ））に格納される。 The copying machine 2 is an apparatus for forming an image by an electrophotographic method. As shown in FIG. 1, the copying machine 2 is roughly divided and an image reader unit 4 for reading an original image and the read image are printed on a recording sheet and reproduced. And a printer unit 6.
The image reader unit 4 has an automatic document feeder 8, and the documents set on the document tray 10 of the automatic document feeder 8 are conveyed one by one to the reading position on the document glass table 12. The document transported to the reading position on the document glass table 12 is read by the image sensor 14, and image data is generated. The generated image data is stored in an image memory 118 (FIG. 6A) described later.

画像メモリ１１８内の画像データは、後述するメイン制御部１１０のＣＰＵ１１２によって読み出され、プリンタ部６に備えられたレーザ制御部１６に入力される。レーザ制御部１６は当該画像データに基づいてレーザダイオード駆動信号を生成し、不図示のレーザダイオードを発光させる。前記レーザダイオードが射出したレーザ光Ｌは、感光体モータ１２４（図６（ｂ））を駆動源として矢印の向きに回転する感光体ドラム１８表面（感光面）を露光走査する。 Image data in the image memory 118 is read by a CPU 112 of a main control unit 110 described later and input to a laser control unit 16 provided in the printer unit 6. The laser control unit 16 generates a laser diode drive signal based on the image data, and causes a laser diode (not shown) to emit light. The laser beam L emitted from the laser diode performs exposure scanning on the surface (photosensitive surface) of the photosensitive drum 18 that rotates in the direction of the arrow using the photosensitive motor 124 (FIG. 6B) as a driving source.

感光体ドラム１８の周囲には、クリーニング装置２０、帯電装置２２、現像装置２４および転写装置２６が配されている。感光体ドラム１８は、上記露光走査を受ける前に、クリーニング装置２０で表面の残留トナーが除去された後、帯電装置２２によって一様に帯電される。一様に帯電された感光面が露光されると、静電潜像が形成され、当該静電潜像は現像装置２４によってトナー像として顕像化される。なお、帯電装置２２については後で詳述する。 Around the photosensitive drum 18, a cleaning device 20, a charging device 22, a developing device 24, and a transfer device 26 are arranged. Before the exposure scanning, the photosensitive drum 18 is uniformly charged by the charging device 22 after the residual toner on the surface is removed by the cleaning device 20. When the uniformly charged photosensitive surface is exposed, an electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing device 24. The charging device 22 will be described in detail later.

一方、第１〜第３給紙カセット２８，３０，３２および手差トレイ３４のいずれかからは、所望種類、所望サイズの記録シートが給紙され、給紙された記録シートは、転写装置２６に臨む転写位置へと搬送され、転写装置２６の作用により感光体ドラム１８上のトナー像が記録シートへと転写される。
トナー像が転写された記録シートは、搬送ベルト３６によって定着装置３８の定着ローラ４０へと搬送され、ここでトナー像の定着がなされた後、排出ローラ４２によって、排出トレイ４４に排出される。
また、複写機２は、その上面の操作しやすい位置に、図２に示すような操作パネル４６を備えている。
操作パネル４６は、本図に示すように、液晶タッチパネル４８の他各種のキーを有している。液晶タッチパネル４８には、コピー条件やコピーモードを選択するためのキーおよび用紙切れや紙詰まりなどのメッセージが表示される。 On the other hand, a recording sheet of a desired type and a desired size is fed from any of the first to third sheet feeding cassettes 28, 30, 32 and the manual feed tray 34, and the fed recording sheet is transferred to the transfer device 26. The toner image on the photosensitive drum 18 is transferred to the recording sheet by the action of the transfer device 26.
The recording sheet onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing roller 40 of the fixing device 38 by the conveying belt 36, where the toner image is fixed and then discharged to the discharge tray 44 by the discharge roller 42.
In addition, the copying machine 2 includes an operation panel 46 as shown in FIG.
The operation panel 46 includes various keys in addition to the liquid crystal touch panel 48 as shown in the figure. On the liquid crystal touch panel 48, a key for selecting a copy condition and a copy mode and a message such as out of paper or paper jam are displayed.

図２に示す液晶タッチパネル４８は、初期画面であり、タッチしたキーに対応して、サブ画面表示に切り替わる。例えば、用紙キー５０がタッチされると、画面は図３（ａ）に示すような記録シート選択画面に切り替わる。ここで、タッチするキーに応じて、画像形成に用いられる記録シートの種類やサイズが選択される。キー５２がタッチされると、第１給紙カセットに収納されたＡ４サイズの普通紙が、キー５４がタッチされると第２給紙カセット３０に収納されたＢ５サイズの普通紙が、キー５６がタッチされると第３給紙カセットに収納された厚紙５６が、そしてキー５８がタッチされると手差トレイ３４から給紙されるＯＨＰ用のポリエステルフィルムが画像形成に用いられる記録シートに選択される。 The liquid crystal touch panel 48 shown in FIG. 2 is an initial screen, and switches to the sub screen display corresponding to the touched key. For example, when the paper key 50 is touched, the screen is switched to a recording sheet selection screen as shown in FIG. Here, the type and size of the recording sheet used for image formation are selected according to the touched key. When the key 52 is touched, the A4 size plain paper stored in the first paper feed cassette is touched, and when the key 54 is touched, the B5 size plain paper stored in the second paper feed cassette 30 is touched by the key 56. Is selected as the recording sheet used for image formation, with the thick paper 56 stored in the third paper feed cassette when touched and the OHP polyester film fed from the manual feed tray 34 when the key 58 is touched. Is done.

また、図２に示す初期画面において、解像度キー６０がタッチされると、画面は図３（ｂ）に示すような解像度選択画面に切り替わる。ここで、タッチするキーに応じて、記録シートに形成される画像の解像度が決定される。キー６２がタッチされると前記解像度が６００ｄｐｉに決定され、キー６４がタッチされると前記解像度が２４００ｄｐｉに決定される。 In addition, when the resolution key 60 is touched on the initial screen shown in FIG. 2, the screen is switched to a resolution selection screen as shown in FIG. Here, the resolution of the image formed on the recording sheet is determined according to the touched key. When the key 62 is touched, the resolution is determined to be 600 dpi, and when the key 64 is touched, the resolution is determined to be 2400 dpi.

図２に戻り、テンキー６６はコピー枚数を設定するためのキーであり、クリアキー６８はコピー枚数を「１」にリセットするためのキーである。スタートキー７０は、コピー動作（原稿の読み込み動作およびプリント動作）を開始させるためのキーであり、ストップキー７２はコピー動作を停止させるためのキーである。パネルリセットキー７４は、解像度やコピー倍率などのコピー条件や設定モードをすべて標準値あるいは初期モードに戻すためのキーである。 Returning to FIG. 2, the numeric keypad 66 is a key for setting the number of copies, and the clear key 68 is a key for resetting the number of copies to “1”. The start key 70 is a key for starting a copying operation (original reading operation and printing operation), and the stop key 72 is a key for stopping the copying operation. The panel reset key 74 is a key for returning all the copy conditions such as resolution and copy magnification and the setting mode to the standard value or the initial mode.

次に、図４、図５を参照しながら、帯電装置２２について詳述する。
図４に示すように、帯電装置２２は、帯電ローラ７６と帯電ローラ７６を両端部で懸架支持する懸架装置７８，８０とを有する。帯電ローラ７６は、懸架装置７８，８０により、円筒形をした感光体ドラム１８の軸心Ｘと平行する姿勢で支持される。なお、感光体ドラム１８は、アルミニウム等からなる金属円筒状基体８２と、その外周面に形成された感光層８４とを含む。 Next, the charging device 22 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
As shown in FIG. 4, the charging device 22 includes a charging roller 76 and suspension devices 78 and 80 that support the charging roller 76 at both ends. The charging roller 76 is supported by the suspension devices 78 and 80 in a posture parallel to the axis X of the cylindrical photosensitive drum 18. The photosensitive drum 18 includes a metal cylindrical base 82 made of aluminum or the like and a photosensitive layer 84 formed on the outer peripheral surface thereof.

懸架装置７８，８０は、帯電ローラ７６を感光体ドラム１８に対し適当な押圧力で押し付けた状態で支持している。両懸架装置７８，８０の構成は同じなので、懸架装置７８を代表に、その構造について説明する。
懸架装置７８を軸心Ｘと直交する平面で切断した縦断面であって、帯電ローラ７６が背景に現れる縦断面図を図５に示す。ここで、懸架装置７８の説明に入る前に、帯電ローラ７６の構成について説明する。 The suspension devices 78 and 80 support the charging roller 76 in a state where it is pressed against the photosensitive drum 18 with an appropriate pressing force. Since both suspension devices 78 and 80 have the same configuration, the structure of the suspension device 78 will be described as a representative.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the suspension device 78 cut along a plane orthogonal to the axis X and the charging roller 76 appears in the background. Here, before describing the suspension device 78, the configuration of the charging roller 76 will be described.

帯電ローラ７６は、銅合金などの金属からなり、細長い円柱状をした芯金８６と、複数層（本例では、２層）からなる導電性弾性ロール８８とからなる。導電性弾性ロール８８は、芯金８６に近い方から、導電性弾性体層９０と、導電性弾性体層９０を被覆する表層９２から構成される。導電性弾性層９０は、主にＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）とカーボンブラックを含んだ発泡ゴム材からなり、体積抵抗値は、１×１０^６［Ω・ｃｍ］を有する。表層９２は、主にシリコーンゴムからなり、体積抵抗値は、１×１０^９［Ω・ｃｍ］を有する。芯金８６の全長は、導電性弾性ロール８８の全長よりも長く、芯金８６の両端部は、導電性弾性ロール８８の両端面から突出している。この突出部分が懸架装置７８の後述する軸受部１０４Ａに支えられて、帯電ローラ７６は、懸架装置７８，８０に支持されている。 The charging roller 76 is made of a metal such as a copper alloy, and includes an elongated cylindrical cored bar 86 and a conductive elastic roll 88 having a plurality of layers (in this example, two layers). The conductive elastic roll 88 includes a conductive elastic layer 90 and a surface layer 92 that covers the conductive elastic layer 90 from the side closer to the cored bar 86. The conductive elastic layer 90 is made of a foamed rubber material mainly containing EPDM (ethylene-propylene-diene rubber) and carbon black, and has a volume resistance value of 1 × 10 ⁶ [Ω · cm]. The surface layer 92 is mainly made of silicone rubber, and has a volume resistance value of 1 × 10 ⁹ [Ω · cm]. The total length of the cored bar 86 is longer than the total length of the conductive elastic roll 88, and both end portions of the cored bar 86 protrude from both end surfaces of the conductive elastic roll 88. The protruding portion is supported by a later-described bearing portion 104 </ b> A of the suspension device 78, and the charging roller 76 is supported by the suspension devices 78 and 80.

懸架装置７８は、ステッピングモータ９４を有する。ステッピングモータ９４の回転シャフト９６には、雄ねじ９６Ａが形成されており、雄ねじ９６Ａがスライダー９８の雌ねじに螺合している。
スライダー９８は、直方体状をしたブロック部９８Ａとブロック部９８Ａの下面から下方に延設された円筒部９８Ｂとを有する。ブロック部９８Ａが角筒状をしたガイド部材１００内に挿入されて、スライダー９８は、上下方向にスライド自在に保持されている。円筒部９８Ｂの外周には、雄ねじ９８Ｃが形成されており、雄ねじ９８Ｃに圧縮コイルばね１０２の一端部が螺合している。 The suspension device 78 has a stepping motor 94. A male screw 96 </ b> A is formed on the rotating shaft 96 of the stepping motor 94, and the male screw 96 </ b> A is screwed into the female screw of the slider 98.
The slider 98 has a rectangular parallelepiped block portion 98A and a cylindrical portion 98B extending downward from the lower surface of the block portion 98A. The block portion 98A is inserted into the rectangular guide member 100, and the slider 98 is held slidable in the vertical direction. A male screw 98C is formed on the outer periphery of the cylindrical portion 98B, and one end of the compression coil spring 102 is screwed into the male screw 98C.

圧縮コイルばね１０２の他端部は、軸受部材１０４が有する円筒部１０４Ｂの外周に形成された雄ねじ１０４Ｃに螺合している。
軸受部材１０４は、ポリアセタールからなる。軸受部材１０４は、直方体状をした軸受部１０４Ａと軸受部１０４Ａの上面から上方に延設された前記円筒部１０４Ｂを有する。軸受部１０４Ａが、角筒状をしたガイド部材１００内に挿入されて、軸受部材１０４は、上下方向にスライド自在に保持されている。軸受部１０４Ａは、紙面に垂直な方向に貫通する貫通孔１０４Ｄを有する。貫通孔１０４Ｄの内周面には、周方向に等角度間隔で突起１０４Ｅが３個形成されている。突起１０４Ｅは、紙面に垂直な方向に延びる畝状をしている。 The other end of the compression coil spring 102 is screwed into a male screw 104C formed on the outer periphery of the cylindrical portion 104B of the bearing member 104.
The bearing member 104 is made of polyacetal. The bearing member 104 has a rectangular parallelepiped bearing portion 104A and the cylindrical portion 104B extending upward from the upper surface of the bearing portion 104A. The bearing portion 104A is inserted into the rectangular guide member 100, and the bearing member 104 is held slidable in the vertical direction. The bearing portion 104A has a through hole 104D that penetrates in a direction perpendicular to the paper surface. Three protrusions 104E are formed on the inner peripheral surface of the through hole 104D at equal angular intervals in the circumferential direction. The protrusion 104E has a hook shape extending in a direction perpendicular to the paper surface.

帯電ローラ７６の芯金８６は、貫通孔１０４Ｄに挿入されており、３個の突起１０４Ｅの先端部で回転自在に支持されている。
上記の構成からなる懸架装置７８において、ステッピングモータ９４を駆動して、回転シャフト９６を逆転させると、１回転当たりシャフト９６に形成された雄ねじ９６Ａの１ピッチ分、スライダー９８は下降する。これに伴い、スライダー９８と圧縮コイルばね１０２によって連結された軸受部材１０４および軸受部材１０４に軸支された帯電ローラ７６も下降する。 The cored bar 86 of the charging roller 76 is inserted into the through hole 104D, and is rotatably supported by the tip portions of the three protrusions 104E.
In the suspension device 78 configured as described above, when the stepping motor 94 is driven to rotate the rotating shaft 96 in the reverse direction, the slider 98 moves down by one pitch of the male screw 96A formed on the shaft 96 per one rotation. Accordingly, the bearing member 104 connected by the slider 98 and the compression coil spring 102 and the charging roller 76 pivotally supported by the bearing member 104 are also lowered.

帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８の外周面に接触を開始した後、逆転を続けると、圧縮コイルばね１０２は縮む。縮んだ圧縮コイルばね１０２の復元力によって、帯電ローラ７６が感光体ドラム１８に押圧される。押圧された帯電ローラ７６の導電性弾性ロール８８外周面が、感光体ドラム１８の外周面に沿って変形し、接触ニップが形成される。 If the reverse rotation is continued after the outer peripheral surface of the charging roller 76 starts to contact the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18, the compression coil spring 102 contracts. The charging roller 76 is pressed against the photosensitive drum 18 by the restoring force of the compressed compression coil spring 102. The outer peripheral surface of the conductive elastic roll 88 of the charged charging roller 76 is deformed along the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18 to form a contact nip.

感光体ドラム１８の周方向に沿った接触ニップの長さ（以下、「ニップ長さ」と言う。）は、帯電ローラ７６に加える押圧力によって決まり、当該押圧力は帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８の外周面との接触を開始ときからの、ステッピングモータ９４の回転量（回転角）によって決まる。
帯電ローラ７６が感光体ドラム１８と接触しない（非接触の）待機状態から、第１のニップ長さとなるまでの第１の回転角、および第１のニップ長さよりも長い第２のニップ長さとなるまでの第２の回転角は、予め、試験などにより求めることができ、この求められた回転角は、後述するメイン制御部１１０のＲＯＭ１１４（図６（ａ））に記憶されている。ここで、帯電ローラ７６が上記待機状態にある位置を「待機位置」と言い、当該待機位置からステッピングモータ９４が第１の回転角分駆動されて下降した後における帯電ローラ７６の位置を「第１の位置」と言い、待機位置からステッピングモータ９４が第２の回転角分駆動されて下降した後における帯電ローラ７６の位置を「第２の位置」と言うこととする。 The length of the contact nip along the circumferential direction of the photosensitive drum 18 (hereinafter referred to as “nip length”) is determined by the pressing force applied to the charging roller 76, and the pressing force is determined by the outer peripheral surface of the charging roller 76. This is determined by the rotation amount (rotation angle) of the stepping motor 94 from the start of contact with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18.
A first rotation angle from the standby state where the charging roller 76 does not contact the photoconductor drum 18 (non-contacting) to the first nip length, and a second nip length longer than the first nip length. The second rotation angle up to can be obtained in advance by a test or the like, and the obtained rotation angle is stored in the ROM 114 (FIG. 6A) of the main control unit 110 described later. Here, the position where the charging roller 76 is in the standby state is referred to as a “standby position”, and the position of the charging roller 76 after the stepping motor 94 is driven by the first rotation angle from the standby position and descends is referred to as the “first position”. The position of the charging roller 76 after the stepping motor 94 is driven by the second rotation angle and lowered from the standby position is referred to as a “second position”.

図６（ａ）はメイン制御部１１０の概略を示す図である。
本図に示すように、メイン制御部１１０は、ＣＰＵ１１２を中心にして、ＣＰＵ１１２にＲＯＭ１１４、ＲＡＭ１１６、および画像メモリ１１８が接続された構成をしている。また、ＣＰＵ１１２は、前記したイメージリーダ部４、プリンタ部６、および操作パネル４６の各々のＣＰＵと接続されている。 FIG. 6A is a diagram illustrating an outline of the main control unit 110.
As shown in the figure, the main control unit 110 has a configuration in which a ROM 114, a RAM 116, and an image memory 118 are connected to the CPU 112 with the CPU 112 as a center. The CPU 112 is connected to each of the CPUs of the image reader unit 4, the printer unit 6, and the operation panel 46 described above.

ＲＯＭ１１４は、上記各ＣＰＵが実行する制御プログラムの他、上記した第１の回転角、第２の回転角の情報を格納している。
ＲＡＭ１１６は、操作パネル４６を介して設定される、コピー枚数、使用する記録シートや解像度などのコピー条件を記憶する。
画像メモリ１１８は、前記したように、イメージリーダ部４から出力される画像データを一旦記憶する。 The ROM 114 stores information on the first rotation angle and the second rotation angle as well as the control program executed by each CPU.
The RAM 116 stores copy conditions set via the operation panel 46, such as the number of copies, recording sheets to be used, and resolution.
As described above, the image memory 118 temporarily stores the image data output from the image reader unit 4.

ＣＰＵ１１２は、操作パネル４６、イメージリーダ部４、およびプリンタ部６を統括的に制御して、円滑なコピー動作を実現する。
図６（ｂ）は、プリンタ部６の有する制御部１２０の構成の一部を示す図である。制御部は、メイン制御部１１０のＣＰＵ１１２（図６（ａ））に接続されたＣＰＵ１２２を有する。 The CPU 112 comprehensively controls the operation panel 46, the image reader unit 4, and the printer unit 6 to realize a smooth copy operation.
FIG. 6B is a diagram illustrating a part of the configuration of the control unit 120 included in the printer unit 6. The control unit includes a CPU 122 connected to the CPU 112 (FIG. 6A) of the main control unit 110.

ＣＰＵ１２２には、感光体モータ１２４を駆動する感光体モータ駆動部１２６、および２台のステッピングモータ９４を駆動するステッピングモータ駆動部１２８が接続されている。
ＣＰＵ１２２は、操作パネル４６から入力される種々の設定を、ＣＰＵ１１２を介して受け取り、各々の設定に応じて感光体ドラム１２４の回転速度を決定して、当該回転速度で回転するよう感光体モータ駆動部１２６を制御する。 The CPU 122 is connected to a photoconductor motor drive unit 126 that drives the photoconductor motor 124 and a stepping motor drive unit 128 that drives the two stepping motors 94.
The CPU 122 receives various settings input from the operation panel 46 via the CPU 112, determines the rotation speed of the photoconductor drum 124 according to each setting, and drives the photoconductor motor so as to rotate at the rotation speed. The unit 126 is controlled.

ここで、感光体ドラム１２４の回転速度の決定要因となる設定には、例えば、記録シートの種類、形成する画像の解像度がある。
ＣＰＵ１２２は、記録シートが普通紙の場合には、感光体ドラム１２４の回転速度は第１の速度（回転数）に設定し、記録シートが普通紙よりも厚みの厚い厚紙やＯＨＰ用シートの場合には、第１の速度（回転数）よりも遅い第２の速度（回転数）に設定する。これは、厚紙やＯＨＰ用シートは、普通紙よりも熱容量が大きく、そのためトナー像の定着に時間を要するため定着装置３８を通過させる時間を長くする関係上、いわゆるプロセス速度を遅くするためである。 Here, the settings that determine the rotational speed of the photosensitive drum 124 include, for example, the type of recording sheet and the resolution of the image to be formed.
When the recording sheet is plain paper, the CPU 122 sets the rotation speed of the photosensitive drum 124 to the first speed (rotation speed), and when the recording sheet is thick paper thicker than plain paper or an OHP sheet. Is set to a second speed (number of revolutions) slower than the first speed (number of revolutions). This is because the thick paper and the OHP sheet have a larger heat capacity than the plain paper, so that it takes time to fix the toner image, so that the time required to pass through the fixing device 38 is lengthened, and so-called process speed is reduced. .

また、ＣＰＵ１２２は、解像度が６００ｄｐｉに設定されている場合は、前記第１の速度（回転数）に、２４００ｄｐｉに設定されている場合は、前記第２の速度（回転数）に設定する。これは、６００ｄｐｉよりも２４００ｄｐｉの方が、レーザ制御部１６による感光体ドラム１８表面の露光走査に時間を要するため、これに合わせて、プロセス速度を遅くするためである。 Further, the CPU 122 sets the first speed (rotation speed) when the resolution is set to 600 dpi, and sets the second speed (rotation speed) when the resolution is set to 2400 dpi. This is because 2400 dpi requires more time for exposure scanning of the surface of the photosensitive drum 18 by the laser control unit 16 than 600 dpi, and accordingly, the process speed is reduced.

ＣＰＵ１２２が実行する感光体ドラム速度設定プログラムについて、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
図７に示すように、使用する記録シートとして普通紙が設定され（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ形成する画像の解像度が６００ｄｐｉに設定されている（ステップＳ２でＹＥＳ）場合には、第１の回転速度に設定する（ステップＳ３）。 The photosensitive drum speed setting program executed by the CPU 122 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 7, when plain paper is set as the recording sheet to be used (YES in step S1) and the resolution of the image to be formed is set to 600 dpi (YES in step S2), the first The rotation speed is set (step S3).

一方、使用する記録シートとして普通紙以外の記録シート（本例では、厚紙、ＯＨＰ用シート）が設定されているか（ステップＳ１でＮＯ）、または形成する画像の解像度として６００ｄｐｉではなく２４００ｄｐｉが設定されている（ステップＳ２でＮＯ）場合には、第２の回転速度に設定する（ステップＳ４）。
なお、スタートキー７０（図２）が押下されると、感光体モータ駆動部１２６は、設定された回転速度（回転数）で感光体モータ１２４の回転制御を行う。 On the other hand, a recording sheet other than plain paper (in this example, a thick paper or an OHP sheet) is set as the recording sheet to be used (NO in step S1), or the resolution of the image to be formed is set to 2400 dpi instead of 600 dpi. If it is (NO in step S2), the second rotation speed is set (step S4).
When the start key 70 (FIG. 2) is pressed, the photoconductor motor driving unit 126 controls the rotation of the photoconductor motor 124 at the set rotation speed (number of rotations).

また、ＣＰＵ１２２は、感光体ドラムについて設定した回転速度に応じ、ステッピングモータ９４を第１の回転角分または第２の回転角分駆動して帯電ローラ７６を第１の位置または第２の位置に移動させる。なお、帯電ローラ７６は、待機位置を初期位置としている。
ＣＰＵ１２２が実行する帯電ローラ位置設定プログラムについて、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Further, the CPU 122 drives the stepping motor 94 by the first rotation angle or the second rotation angle in accordance with the rotation speed set for the photosensitive drum to move the charging roller 76 to the first position or the second position. Move. The charging roller 76 has a standby position as an initial position.
The charging roller position setting program executed by the CPU 122 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

スタートキー７０（図２）が押下されたときに（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第１の回転速度が設定されていると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、帯電ローラ７６を第１の位置に移動すべく、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、第１の回転角分、ステッピングモータ９４を逆転させるように指示する（ステップＳ１３）。この指示を受けた、ステッピングモータ駆動部１２８は、両ステッピングモータ９４を第１の回転角だけ逆転駆動する。 When the start key 70 (FIG. 2) is pressed (YES in step S11), if the first rotation speed is set (YES in step S12), the charging roller 76 should be moved to the first position. The CPU 122 instructs the stepping motor drive unit 128 to reverse the stepping motor 94 by the first rotation angle (step S13). Receiving this instruction, the stepping motor drive unit 128 drives the two stepping motors 94 in the reverse direction by the first rotation angle.

一方、スタートキー７０（図２）が押下されたときに（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第２の回転速度が設定されていると（ステップＳ１２でＮＯ）、帯電ローラ７６を第２の位置に移動すべく、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、第２の回転角分、ステッピングモータ９４を逆転させるように指示する（ステップＳ１４）。この指示を受けたステッピングモータ駆動部１２８は、両ステッピングモータ９４を第２の回転角だけ逆転駆動する。 On the other hand, when the start key 70 (FIG. 2) is pressed (YES in step S11), if the second rotation speed is set (NO in step S12), the charging roller 76 is moved to the second position. Accordingly, the CPU 122 instructs the stepping motor driving unit 128 to reverse the stepping motor 94 by the second rotation angle (step S14). Receiving this instruction, the stepping motor drive unit 128 drives the two stepping motors 94 in the reverse direction by the second rotation angle.

そして、一連の画像形成が終了すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、帯電ローラ７６を待機位置まで移動させるため、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、所定の回転角分、ステッピングモータ９４を正転させるよう指示する（ステップＳ１６）。所定の回転角は、ステップＳ１２の後、ステップＳ１３の処理を実行していれば第１の回転角であり、ステップＳ１４の処理を実行していれば第２の回転角である。この指示を受けたステッピングモータ駆動部１２８は、上記所定の回転角だけ両ステッピングモータ９４を正転駆動する。 When a series of image formation is completed (YES in step S15), the CPU 122 rotates the stepping motor 94 forward by a predetermined rotation angle with respect to the stepping motor driving unit 128 in order to move the charging roller 76 to the standby position. (Step S16). The predetermined rotation angle is the first rotation angle if the process of step S13 is executed after step S12, and the second rotation angle if the process of step S14 is executed. Upon receiving this instruction, the stepping motor drive unit 128 drives both the stepping motors 94 in the normal direction by the predetermined rotation angle.

以上の制御により、感光体ドラム１８の回転速度、すなわち、感光体ドラム１８の周速に応じて、帯電ローラ７６の位置が変更される。このようにする理由について、図９、図１０、図１１を用いて説明する。なお、図９〜図１１において、帯電ローラ７６における導電性弾性体層９０と表層９２との間の境界線の図示は省略し、感光体ドラム１８は、その外周面のみを表している。 With the above control, the position of the charging roller 76 is changed according to the rotational speed of the photosensitive drum 18, that is, the peripheral speed of the photosensitive drum 18. The reason for this will be described with reference to FIGS. 9 to 11, illustration of the boundary line between the conductive elastic body layer 90 and the surface layer 92 in the charging roller 76 is omitted, and the photosensitive drum 18 represents only the outer peripheral surface thereof.

図９（ａ）は、帯電ローラ７６が第１の位置にある状態を表しており、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＡ部の拡大図である。なお、帯電ローラ７６には、芯金８６に対し、電圧印加手段である高圧電源１２８によって、画像形成の際には、感光体の帯電に必要な電圧が印加される。
図９（ａ）に示すように、感光体ドラム１８が時計回りに回転されると、これに従動して帯電ローラ７６が反時計回りに回転する。この状態で、高圧電源１２８によって帯電ローラ７６に電圧が印加されると、帯電ローラ７６外周面が接触ニップＮに突入する側の接触ニップＮ近傍の空隙において気中放電が生じ、これにより帯電ローラ７６から感光体ドラム１８に向って電荷が移動して、感光体ドラム１８の表面が帯電される。 FIG. 9A shows a state where the charging roller 76 is in the first position, and FIG. 9B is an enlarged view of a portion A in FIG. 9A. A voltage necessary for charging the photosensitive member is applied to the charging roller 76 by the high-voltage power supply 128 that is a voltage applying unit with respect to the cored bar 86 at the time of image formation.
As shown in FIG. 9A, when the photosensitive drum 18 is rotated clockwise, the charging roller 76 is rotated counterclockwise following this rotation. In this state, when a voltage is applied to the charging roller 76 by the high-voltage power supply 128, an air discharge occurs in the gap near the contact nip N on the side where the outer peripheral surface of the charging roller 76 enters the contact nip N. The charge moves from 76 toward the photosensitive drum 18, and the surface of the photosensitive drum 18 is charged.

この放電開始条件はパッシェンの法則に従い、大気圧中で使用される複写機にあっては、印加電圧と空隙幅によって決まる。ここで、当該空隙幅は、感光体ドラムの径方向における当該感光体ドラム外周面と帯電ローラ外周面との間の距離である。ここで、放電が開始される空隙幅をｇとする。すなわち、気中放電が生じる接触ニップの近傍とは、感光体ドラムの径方向における（径方向に測定した）当該感光体ドラム外周面と帯電ローラ外周面との間の距離がｇ以下になる領域を指す。 This discharge start condition follows Paschen's law and is determined by the applied voltage and the gap width in a copying machine used at atmospheric pressure. Here, the gap width is a distance between the outer circumferential surface of the photosensitive drum and the outer circumferential surface of the charging roller in the radial direction of the photosensitive drum. Here, g is the gap width at which discharge starts. That is, the vicinity of the contact nip where air discharge occurs is an area where the distance between the outer peripheral surface of the photosensitive drum and the outer peripheral surface of the charging roller in the radial direction of the photosensitive drum (measured in the radial direction) is g or less. Point to.

図９（ｂ）に、感光体ドラム１８の外周面の半径よりも、空隙幅ｇだけ大きい半径を有する同心円Ｃを二点鎖線で表す。同心円Ｃよりも内側にある帯電ローラ７６外周面と感光体ドラム外周面との間で気中放電が生じる。回転する感光体ドラム１８の外周面は、この放電領域を通過する間に帯電される。ここで、帯電ローラ７６の外周面における任意の一点が当該放電領域を通過するのに要する時間を「放電時間」と定義し、感光体ドラム１８の外周面における任意の一点が、当該放電領域を通過するのに要する時間を「受電時間」と定義する。また、同心円Ｃよりも内側にあり、感光体ドラム１８外周面との間の空隙に面する帯電ローラ７６外周面、すなわち、気中放電に寄与する面を「放電面」と定義する。 In FIG. 9B, a concentric circle C having a radius larger than the radius of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18 by the gap width g is represented by a two-dot chain line. Air discharge occurs between the outer peripheral surface of the charging roller 76 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum, which are inside the concentric circle C. The outer peripheral surface of the rotating photosensitive drum 18 is charged while passing through this discharge region. Here, a time required for an arbitrary point on the outer peripheral surface of the charging roller 76 to pass through the discharge region is defined as a “discharge time”, and an arbitrary point on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18 defines the discharge region. The time required to pass is defined as “power reception time”. Further, the outer peripheral surface of the charging roller 76 that is inside the concentric circle C and faces the gap between the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18, that is, the surface that contributes to air discharge is defined as “discharge surface”.

ここで、仮に、帯電ローラ７６が第１の位置にある状態のまま、例えば、記録シートとして厚紙が選択されたため、感光体ドラム１８の回転速度（すなわち、周速）を遅くした場合を考える。この場合、放電時間が長くなるため、帯電ローラ７６外周面の単位面積当たりに流れる電流量は増大し、また、受電時間が長くなるため、感光体ドラム１８外周面の単位面積当たりに流れ込む電流量が増大する。このため［発明が解決しようとする課題］欄で指摘した問題が生じる。 Here, it is assumed that the rotation speed (that is, the peripheral speed) of the photosensitive drum 18 is reduced because, for example, thick paper is selected as the recording sheet while the charging roller 76 is in the first position. In this case, since the discharge time becomes longer, the amount of current flowing per unit area on the outer peripheral surface of the charging roller 76 increases, and since the power reception time becomes longer, the amount of current flowing per unit area on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18. Will increase. For this reason, the problem pointed out in the [Problems to be solved by the invention] column arises.

そこで、実施の形態１では、この問題を、帯電ローラ７６を第２の位置に移動させることで解決している。図１０（ａ）に、帯電ローラ７６が第２の位置にある状態を示し、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）におけるＢ部の拡大図を示す。また、第１の位置にある状態と第２の位置にある状態とを比較し易くするため、両状態における接触ニップＮの端部を重ねた状態で描いた拡大図を図１１に示す。図１１において、一点鎖線で示すのは、第１の位置にある場合の帯電ローラ７６外周面を示し、符号７６Ｂで示す実線で描いたものが、第２の位置にある場合の帯電ローラ７６の外周面である。 Therefore, in the first embodiment, this problem is solved by moving the charging roller 76 to the second position. FIG. 10A shows a state where the charging roller 76 is in the second position, and FIG. 10B shows an enlarged view of a portion B in FIG. 10A. Moreover, in order to make it easy to compare the state at the first position and the state at the second position, an enlarged view drawn with the end portions of the contact nip N in both states overlapped is shown in FIG. In FIG. 11, an alternate long and short dash line indicates the outer peripheral surface of the charging roller 76 in the first position, and the solid line indicated by reference numeral 76 </ b> B represents the charging roller 76 in the second position. It is an outer peripheral surface.

第２の位置とすることにより、帯電ローラ７６の導電性弾性ロール８８は、より大きく変形し、接触ニップＮの長さが長くなると共に、接触ニップＮの端部からの帯電ローラ７６外周面７６Ｂの立ち上がり（感光体ドラム１８の外周面からの立ち上がり）が急峻になる。このように弾性変形の状態が変化することにより、帯電ローラ７６の放電面の面積は縮小されるため、帯電ローラ７６の周速が遅くなっても放電時間が増大するのを防止できる。その結果、帯電ローラ７６外周面７６Ｂの単位面積当たりに流れる電流量の増大を抑制することが可能となる。 By setting the second position, the conductive elastic roll 88 of the charging roller 76 is deformed more greatly, the length of the contact nip N is increased, and the outer peripheral surface 76B of the charging roller 76 from the end of the contact nip N is increased. Rises (rise from the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18) becomes steep. By changing the state of elastic deformation in this way, the area of the discharge surface of the charging roller 76 is reduced, so that it is possible to prevent the discharge time from increasing even if the peripheral speed of the charging roller 76 is slow. As a result, an increase in the amount of current flowing per unit area of the outer peripheral surface 76B of the charging roller 76 can be suppressed.

また、上記したように、帯電ローラ７６の外周面７６Ｂは接触ニップＮの端部から急峻に立ち上がり、放電面の面積が縮小されるため、当該放電面と感光体ドラム１８の径方向において対抗する感光体ドラム１８の外周面部分（以下、この外周面部分を便宜上「受電面」と定義する。）の面積が縮小される。これにより、感光体ドラム１８の周速が遅くなっても受電時間が増大するのを防止できる。その結果、感光体ドラム１８外周面の単位面積当たりに流れ込む電流量の増大を抑制することが可能となる。 Further, as described above, the outer peripheral surface 76B of the charging roller 76 rises steeply from the end of the contact nip N and the area of the discharge surface is reduced, so that the discharge surface and the photosensitive drum 18 are opposed in the radial direction. The area of the outer peripheral surface portion of the photosensitive drum 18 (hereinafter, this outer peripheral surface portion is defined as a “power receiving surface” for convenience) is reduced. As a result, it is possible to prevent the power reception time from increasing even if the peripheral speed of the photosensitive drum 18 is slow. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of current flowing per unit area on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18.

なお、帯電ローラ７６が第１の位置にある場合（図９）と、第２の位置にある場合（図１０）とで、高圧電源１２８による帯電ローラ７６への印加電圧の大きさは同じである。当該印加電圧は、感光体ドラムを均一に帯電するのに必要な大きさに設定される。
＜実施の形態２＞
実施の形態２に係る複写機は、実施の形態１の複写機とは、帯電ローラの支持方法および帯電ローラの放電面の面積を変更する手段（帯電ローラの弾性変形の状態を変化させる手段）が異なる以外は、基本的に同じである。よって、図面において実質的に共通する部分については、実施の形態１と同じ符号を付し必要に応じて言及するに留め、以下、異なる部分を中心に説明する。 The magnitude of the voltage applied to the charging roller 76 by the high voltage power supply 128 is the same when the charging roller 76 is in the first position (FIG. 9) and when it is in the second position (FIG. 10). is there. The applied voltage is set to a magnitude necessary for uniformly charging the photosensitive drum.
<Embodiment 2>
The copying machine according to the second embodiment is different from the copying machine according to the first embodiment in that the charging roller support method and means for changing the area of the discharge surface of the charging roller (means for changing the state of elastic deformation of the charging roller). It is basically the same except that is different. Therefore, substantially common parts in the drawings are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and are referred to as necessary, and different parts will be mainly described below.

図１２（ａ）は、感光体ドラム１８の軸心Ｘの方向から、感光体ドラム１８と帯電装置２００を視た正面図であり、図１２（ｂ）はその側面図である。なお、図１２（ｂ）は、帯電ローラ７６の一方端部およびその近傍のみを表している。
帯電ローラ７６は、芯金８６の両端部が軸受２０２によって軸支されている。軸受２０２は、すべり軸受であり、実施の形態１における軸受部１０４Ａ（図５）と同様の構成である。軸受２０２で支持された状態で、帯電ローラ７６の外周面は感光体ドラム１８の外周面に押圧されており、接触ニップが形成されている。この状態で、感光体ドラム１８を回転させると、帯電ローラ７６は、その外周面が感光体ドラム１８の外周面との間でほとんどすべりを生じることなく、感光体ドラム１８に従動して回転する。 12A is a front view of the photosensitive drum 18 and the charging device 200 as viewed from the direction of the axis X of the photosensitive drum 18, and FIG. 12B is a side view thereof. FIG. 12B shows only one end portion of the charging roller 76 and its vicinity.
The charging roller 76 is pivotally supported by bearings 202 at both ends of the cored bar 86. The bearing 202 is a sliding bearing and has the same configuration as the bearing portion 104A (FIG. 5) in the first embodiment. While being supported by the bearing 202, the outer peripheral surface of the charging roller 76 is pressed against the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18, and a contact nip is formed. When the photosensitive drum 18 is rotated in this state, the charging roller 76 rotates following the photosensitive drum 18 with almost no slip between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18. .

帯電装置２００は、軸受２０２から突出した芯金８６部分の上方に設けられた制動装置２０４を有する。なお、制動装置２０４は、芯金８６の一端部にのみ設けても、両端部に設けてもいずれでも構わない。
制動装置２０４の縦断面図を図１３に示す。制動装置２０４は、実施の形態１の懸架装置７８と、共通する機構を有している。したがって、制動装置２０４において、懸架装置７８と実質的に形状と機能が同じ部材については、懸架装置７８の部材と同じ符号を付し、必要に応じて言及するに留める。 The charging device 200 includes a braking device 204 provided above the cored bar 86 protruding from the bearing 202. The braking device 204 may be provided only at one end of the core metal 86 or may be provided at both ends.
A longitudinal sectional view of the braking device 204 is shown in FIG. The braking device 204 has a mechanism in common with the suspension device 78 of the first embodiment. Therefore, in the braking device 204, members having substantially the same shape and function as the suspension device 78 are denoted by the same reference numerals as those of the suspension device 78, and will be referred to only when necessary.

制動装置２０４は、ブレーキ部材であるブレーキシュー２０６を有する。ブレーキシュー２０６は、ポリアセタールなどの合成樹脂からなる。ブレーキシュー２０６は、全体的に直方体状をしたブロック部２０６Ａとブロック部２０６Ａの上面から上方に延出された円筒部２０６Ｂとを有する。ブレーキシュー２０６は、ブロック部２０６Ａが角筒状をしたガイド部材１００に挿入されて、上下方向にスライド自在に保持されている。円筒部１０６Ｂの外周には雄ねじ２０６Ｃが形成されていて、雄ねじ２０６Ｃに圧縮コイルばね１０２の下端部が螺合している。 The braking device 204 includes a brake shoe 206 that is a brake member. The brake shoe 206 is made of a synthetic resin such as polyacetal. The brake shoe 206 includes a block portion 206A that is generally rectangular parallelepiped and a cylindrical portion 206B that extends upward from the upper surface of the block portion 206A. The brake shoe 206 is inserted into the guide member 100 in which the block portion 206A has a rectangular tube shape, and is held so as to be slidable in the vertical direction. A male screw 206C is formed on the outer periphery of the cylindrical portion 106B, and the lower end portion of the compression coil spring 102 is screwed into the male screw 206C.

ブロック部２０６の下面には、半円筒面状にくぼんだ摺接面２０６Ｄが形成されている。摺接面２０６の横断面に現れる円弧の半径は、芯金８６の半径と等しい。
上記の構成からなる制動装置２００において、ブレーキシュー２０６が芯金８６から離間した図１２に示す状態から、ステッピングモータ９４を逆転させると、スライダー９８が下降し、これに伴い圧縮コイルばね１０２で連結されたブレーキシュー２０６も下降する。ブレーキシュー２０６の摺接面２０６Ｄが芯金８６の外周面に当接した後も、スライダー９８を下降させると圧縮コイルばね１０２が縮み、その復元力でブレーキシュー２０６の摺接面２０６Ｄが芯金８６の外周面を圧接する。これにより、回転する感光体ドラム１８に従動して回転しようとする帯電ローラ７６に回転制動が加わる。この制動力は、帯電ローラ７６の回転を完全に停止させるほど強いものではなく、従動回転しようとする帯電ローラ７６に、適度に回転抵抗を加える程度のものである。 On the lower surface of the block portion 206, a slidable contact surface 206D recessed in a semi-cylindrical surface shape is formed. The radius of the arc that appears in the cross section of the sliding contact surface 206 is equal to the radius of the cored bar 86.
In the braking device 200 having the above-described configuration, when the stepping motor 94 is reversed from the state shown in FIG. 12 where the brake shoe 206 is separated from the core metal 86, the slider 98 is lowered, and accordingly, the compression coil spring 102 is connected. The brake shoe 206 is also lowered. Even after the sliding contact surface 206D of the brake shoe 206 comes into contact with the outer peripheral surface of the metal core 86, when the slider 98 is lowered, the compression coil spring 102 contracts, and the restoring force causes the sliding contact surface 206D of the brake shoe 206 to contract. The outer peripheral surface of 86 is pressed. As a result, rotational braking is applied to the charging roller 76 that is to rotate following the rotating photosensitive drum 18. This braking force is not so strong as to completely stop the rotation of the charging roller 76, but is sufficient to apply a suitable rotational resistance to the charging roller 76 to be driven to rotate.

回転制動が加わった状態を図１４（ａ）に示す。帯電ローラ７６には、回転制動が加わっているため、帯電ローラ７６は自由に回転できず、帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８表面との摩擦力で、感光体ドラム１８に引っ張られる。これにより、帯電ローラ７６は、左右非対称に変形する。
気中放電が専ら発生する側の接触ニップＮ近傍の拡大図を図１４（ｂ）に示す。図１４（ｂ）は、制動装置２０４による制動を掛けていない状態と掛けている状態とにおける帯電ローラ７６の外周面の状態を比較し易くするため、両状態における接触ニップＮの端部を重ねた状態で描いた図である。図１４（ｂ）において、符号７６Ｄで示す実線で描いたものが、制動が掛かっている第１の状態の帯電ローラ７６の外周面を示し、一点鎖線で描いたものが、制動が掛かっていない第２の状態の帯電ローラ７６の外周面７６Ｅを示している。 FIG. 14A shows a state where rotational braking is applied. Since rotation braking is applied to the charging roller 76, the charging roller 76 cannot freely rotate, and the outer peripheral surface of the charging roller 76 is pulled by the photosensitive drum 18 by frictional force with the surface of the photosensitive drum 18. As a result, the charging roller 76 is deformed asymmetrically.
FIG. 14B shows an enlarged view of the vicinity of the contact nip N on the side where the air discharge is exclusively generated. In FIG. 14B, in order to make it easier to compare the state of the outer peripheral surface of the charging roller 76 in the state where the braking by the braking device 204 is not applied and the state where it is applied, the end of the contact nip N in both states is overlapped. It is the figure drawn in the state. In FIG. 14B, the solid line indicated by reference numeral 76D indicates the outer peripheral surface of the charging roller 76 in the first state where braking is applied, and the one drawn by the alternate long and short dash line is not applied. The outer peripheral surface 76E of the charging roller 76 in the second state is shown.

制動を掛けた場合、上記したように帯電ローラ７６の外周面７６Ｄは、感光体ドラム１８の周方向に引っ張られるため、制動をかけない場合の外周面７６Ｅと比較して、接触ニップＮ端部からの立ち上がり（感光体ドラム１８の外周面からの立ち上がり）が緩やかになる。このように弾性変形の状態が変化することにより、制動を掛けた場合の放電面の面積は、制動を掛けない場合の放電面の面積よりも大きくなる。 When braking is applied, the outer peripheral surface 76D of the charging roller 76 is pulled in the circumferential direction of the photosensitive drum 18 as described above. Therefore, the end portion of the contact nip N is compared with the outer peripheral surface 76E when braking is not applied. The rise from (the rise from the outer peripheral surface of the photosensitive drum 18) becomes gentle. By changing the state of elastic deformation in this way, the area of the discharge surface when braking is applied becomes larger than the area of the discharge surface when braking is not applied.

よって、実施の形態１の場合と同様、感光体ドラム１８を第１の速度（回転数）で回転させる場合は制動を掛け、第１の速度（回転数）よりも遅い第２の速度（回転数）で回転させる場合は、制動を掛けずに帯電ローラの自由な回転を許容する。これにより、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。 Therefore, as in the case of the first embodiment, when the photosensitive drum 18 is rotated at the first speed (rotation speed), braking is applied and the second speed (rotation) slower than the first speed (rotation speed) is applied. In the case of rotating by a number), the charging roller is allowed to rotate freely without applying braking. Thereby, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on embodiment, this invention is not restricted to an above-described form, Of course, it can also be set as the following forms, for example.

（１）上記実施の形態では、記録シートの種類に対応してプロセス速度（感光体ドラムの回転速度）を２段階に切り替え、これに応じて、実施の形態１では、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力（帯電ローラの感光体ドラムに対する相対位置）を２段階に切り替えて帯電ローラ（導電性弾性体層）の変形度合（弾性変形の状態）を変化させ、放電面の面積を変更することとした。しかし、例えば、使用する記録シートの種類がさらに多くなった場合などで、プロセス速度を３段階以上に切り替える場合には、これに対応して、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力（帯電ローラの感光体ドラムに対する相対位置）も３段階以上に切り替えることとしても構わない。 (1) In the above embodiment, the process speed (rotational speed of the photosensitive drum) is switched in two steps corresponding to the type of the recording sheet, and in accordance with this, in the first embodiment, the photosensitive drum of the charging roller is used. The pressing force (relative position of the charging roller with respect to the photosensitive drum) is switched in two stages to change the degree of deformation (elastic deformation state) of the charging roller (conductive elastic layer) and change the area of the discharge surface. It was. However, for example, when the number of types of recording sheets to be used is increased and the process speed is switched to three or more stages, the pressing force of the charging roller against the photosensitive drum (corresponding to the charging roller) The relative position with respect to the photosensitive drum may be switched between three or more stages.

実施の形態２においても、必要に応じ、帯電ローラに掛ける制動の程度（制動装置による制動を掛けない、自由な回転を許容する場合を含む）を３段階以上に切り替えるようにしても構わない。
（２）実施の形態１，２では、帯電ローラを感光体表面に対して弾発付勢する手段として圧縮コイルばねを用いたが、弾発付勢手段はこれに限らず、例えば、ゴムやスポンジなどでも構わない。 Also in the second embodiment, the degree of braking applied to the charging roller (including the case where braking by the braking device is not applied and free rotation is allowed) may be switched between three or more stages as necessary.
(2) In the first and second embodiments, the compression coil spring is used as means for elastically urging the charging roller with respect to the surface of the photosensitive member. However, the elastic urging means is not limited to this. A sponge or the like is also acceptable.

（３）また、実施の形態１では、圧縮コイルばねを介して帯電ローラを感光体ドラムに押圧したが、必ずしも圧縮コイルばね等の弾発付勢手段を用いる必要はなく、例えば、スライダー９８と軸受部材１０４（図５）とを一体的に形成したものを採用しても構わない。要は、帯電ローラの感光体ドラムに対する相対的な位置を変更することにより、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力が変更でき、帯電ローラの弾性変形の状態を変更することができれば構わないのである。 (3) In the first embodiment, the charging roller is pressed against the photosensitive drum via the compression coil spring. However, it is not always necessary to use an elastic biasing means such as a compression coil spring. What formed the bearing member 104 (FIG. 5) integrally may be employ | adopted. In short, it is only necessary that the pressing force of the charging roller with respect to the photosensitive drum can be changed by changing the relative position of the charging roller with respect to the photosensitive drum, and the state of elastic deformation of the charging roller can be changed. .

（４）実施の形態２では、ブレーキ部材として合成樹脂からなるブレーキシューを採用したが、ブレーキ部材はこれに限らす、例えば、合成樹脂からなるブロック部材の表面に、フェルト製のシート材、合成皮革、ＮＢＲのようなゴム製のシート材を固着させたものでも構わない。
（５）上記実施の形態では、複写機を例に説明したが、本発明は、複写機に限らず電子写真方式で画像を形成する他の画像形成装置、例えば、ファクシミリ、プリンタ、あるいは複写機、ファクシミリおよびプリンタの機能を有する複合機にも適用できることは言うまでも無い。 (4) In the second embodiment, the brake shoe made of synthetic resin is used as the brake member. However, the brake member is not limited to this. For example, the felt sheet material, synthetic resin is formed on the surface of the block member made of synthetic resin. A leather or a rubber sheet material such as NBR may be fixed.
(5) In the above embodiment, the copying machine has been described as an example. However, the present invention is not limited to the copying machine, and other image forming apparatuses that form an image by an electrophotographic method, such as a facsimile, a printer, or a copying machine. Needless to say, the present invention can also be applied to a multifunction machine having functions of a facsimile and a printer.

本発明に係る帯電装置は、例えば、電子写真方式により画像形成する複写機などにおける感光体などの被帯電体を帯電させる装置として好適に利用可能である。 The charging device according to the present invention can be suitably used as a device for charging a charged object such as a photosensitive member in a copying machine that forms an image by electrophotography.

２複写機
１８感光体ドラム
２２，２００帯電装置
７６帯電ローラ
７８，８０懸架装置
１２８高圧電源
２０４制動装置 2 Copier 18 Photosensitive drum 22, 200 Charging device 76 Charging roller 78, 80 Suspension device 128 High voltage power supply 204 Braking device

Claims

周回走行する被帯電体の表面に当接して弾性変形により当該被帯電体との間で接触ニップを形成し、回転しながら前記被帯電体表面を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置であって、
前記帯電ローラに電圧を印加する電圧印加手段と、
前記被帯電体の周速に応じ、前記弾性変形の状態を変化させることにより、前記ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で生じる気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする帯電装置。 A charging device having a charging roller that contacts a surface of a charged body that circulates and forms a contact nip with the charged body by elastic deformation and charges the surface of the charged body while rotating,
Voltage applying means for applying a voltage to the charging roller;
Changing the area of the charging roller surface that contributes to the air discharge generated between the charged object surface and the vicinity of the nip by changing the state of elastic deformation according to the peripheral speed of the charged object Means,
A charging device comprising:

前記変更手段は、前記被帯電体の周速が速い程、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。 The charging device according to claim 1, wherein the changing unit increases the area of the surface of the charging roller that contributes to the air discharge as the peripheral speed of the member to be charged increases.

前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記芯金の両端部が支持手段により回転自在に支持されており、
前記変更手段は、
前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を第１の位置に保持し、
前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を前記第１の位置よりも前記帯電ローラが前記被帯電体に近づく第２の位置に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。 The charging roller includes a cored bar and a conductive elastic layer formed on the outer periphery of the cored bar, and both ends of the cored bar are rotatably supported by support means,
The changing means is
When the charged body travels at the first peripheral speed, the support position by the support means is held at the first position;
When the charged body travels at a second peripheral speed that is slower than the first peripheral speed, the charging roller moves closer to the charged body than the first position in the support position by the support means. The charging device according to claim 1, wherein the charging device is held at the position.

前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記接触ニップで生じる摩擦力により前記被帯電体の走行に従動して回転し、
前記変更手段は、
前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記帯電ローラに対し回転制動を加え、
前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記帯電ローラの自由な回転を許容することを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。 The charging roller includes a cored bar and a conductive elastic layer formed on an outer periphery of the cored bar, and rotates following the traveling of the charged body by the frictional force generated in the contact nip.
The changing means is
When the charged body travels at a first peripheral speed, rotational braking is applied to the charging roller,
3. The charging device according to claim 1, wherein the charging roller is allowed to freely rotate when the member to be charged travels at a second peripheral speed that is slower than the first peripheral speed.

前記電圧印加手段は、前記被帯電体の周速にかかわらず、前記帯電ローラに同じ大きさの電圧を印加することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置。 5. The charging device according to claim 1, wherein the voltage applying unit applies the same voltage to the charging roller regardless of a peripheral speed of the charged body.

被帯電体である感光体ドラムを有し、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であって、
前記感光体ドラムを帯電させる帯電装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having a photosensitive drum as a charged body and forming an image by an electrophotographic method,
An image forming apparatus comprising the charging device according to claim 1 as a charging device for charging the photosensitive drum.