(57)【要約】【課題】  ノコ歯の放電むら防止および感光体表面の帯電電位の安定化と併せてオゾンや窒素酸化物の発生を抑制し、長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる画像形成装置およびその制御方法、制御プログラムならびに記録媒体を提供する。【解決手段】  画像形成装置は、像担持体と、電位検出手段と、針電極と、クリーニング部材と、制御手段とを含む。針電極をクリーニング部材でクリーニングし、その後、帯電させた像担持体の帯電電位を電位検出手段で検出する。制御手段は、その帯電電位と設定値とを比較し、その結果に基づいて、第１制御動作、第２制御動作、第３制御動作、第４制御動作、のいずれか１つの制御動作を選択し実行する。【選択図】      図２６
2010160291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電させる電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯に対して垂直にノコ歯を保持するベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段と、
クリーニング部材で針電極をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その結果に基づいて、
（１）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、
（２）電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、
（３）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、
（４）電圧値および電流値を変更しない第４制御動作、
のいずれか１つの制御動作を選択し、実行する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より低い場合、第１制御動作または第２制御動作を選択し、実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
第２制御動作は、電圧印加手段によってグリッド電極に印加する電圧値を増加させた後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ、電流印加手段によってノコ歯に印加する電流値を調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より高い場合、第３制御動作を選択し、実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電させる電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯に対して垂直にノコ歯を保持するベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段と、
クリーニング部材で針電極をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その結果に基づいて、
電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
電流印加手段によってノコ歯に印加される前記クリーニング前の電流値は、その時の像担持体に含まれる感光層の厚さに応じて設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング部材保持体は、クリーニング部材をクリーニング部材保持体の一端に圧接する圧接片を含み、前記移動部材によるノコ歯の配列方向に沿った移動に伴い、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動し、
ベース部分は、ベース面に平行な方向に湾曲していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸の回転によって、ねじ軸に沿って前記クリーニング部材保持体を移動させ、この移動に伴い、クリーニング部材保持体はベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動し、
ベース部分は一定の幅を有し、
複数のノコ歯は、ねじ軸に対して平行に、かつベース面の長手方向における中心軸に対して非平行に配列されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸を含み、その回転によってねじ軸に沿ってクリーニング部材保持体を移動させ、
ねじ軸とベース面の長手方向における中心軸とは平行であり、
複数のノコ歯は、前記中心軸およびねじ軸に対して非平行に配列されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電する電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段とを含む画像形成装置において、
クリーニング部材でノコ歯先端をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その比較の結果に基づいて、
（１）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、
（２）電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、
（３）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、
（４）電圧値および電流値を変更しない、
のいずれか１つの制御動作を選択し、実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを前記制御手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる感光体表面を均一に帯電させる帯電装置において、ノコ歯に付着した汚染物質をクリーニング部材で清掃するクリーニング機構を有する画像形成装置およびその制御方法、制御プログラム、ならびに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体の表面を均一に帯電させる帯電装置が搭載される。帯電装置として、たとえば感光体の表面に接触しない非接触帯電装置があり、非接触の帯電装置は、高圧電源が印加された電極からの放電により感光体表面を帯電させる。
【０００３】
非接触帯電装置としては、たとえばノコ歯電極、グリッド電極およびシールドケースで構成されるスコロトロン帯電装置がある。この帯電装置で感光体表面を帯電させる方式において、感光体のライフを通じて所定の電位を得るため、ノコ歯に対して高めの帯電電流を印加し、感光体に含まれる感光層の膜減り量に応じてグリッド電極に印加するグリッドバイアスを上げることによって、感光体表面の帯電電位を一定となるように制御している。オゾンおよび窒素酸化物はノコ歯に印加する帯電電流値が大きいほど多く発生するので、ノコ歯に対して高めの帯電電流を印加する前記の制御方法では、オゾンおよび窒素酸化物の発生が多くなり、感光体およびグリッド電極にダメージを与え、ノコ歯電極の劣化を加速させていた。
【０００４】
またノコ歯電極を用いる場合の課題として、高圧電界が発生しているノコ歯先端部において画像形成装置内に浮遊しているトナー、シリカ、塵が吸着し易い。これらが吸着したまま放置すると適正な放電が行われず、いわゆる放電不良が発生する。この放電不良によって、感光体が均一に帯電されないので画像不良が生じる。近年では特にトナーの外添剤であるシリカに添加されている疎水化処理剤であるＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）が定着工程で加熱されてＴＭＳ（トリメチルシラノール）の揮発ガスが発生し、これがノコ歯の先端に付着して堆積することによって放電不良が顕著化することが大きな問題となっている。
【０００５】
しかしながら、ＨＭＤＳはトナーの高温高湿環境における帯電性低下を防ぐ目的で使用されており、容易に使用を中止することはできないため、たとえばノコ歯先端を定期的にクリーニングゴムローラでクリーニングすることで対応している。
【０００６】
特許文献１には、清掃部による帯電部の清掃が終了した後であって、画像を形成するための帯電処理を行う前に、画像を形成する時の電流よりも大きな電流をワイヤに供給する画像形成装置が開示されている。特許文献１によれば、帯電部の清掃直後に生じる放電ムラを防止することができる。
【０００７】
また、特許文献２には、帯電器の清掃作業が完了した後、帯電電流値を検出して帯電器の汚れをチェックし、帯電電流値が所定値以下である場合に再度帯電器の清掃作業をユーザーに促す画像形成装置が開示されている。特許文献２によれば、帯電器を構成するコロナワイヤの清掃作業を行った直後に帯電異常が再発することを未然に防止し、画像品質を良好に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４-１７０４７４号公報（平成１６年６月１７日公開）
【特許文献２】特開２００６-１８４８２６号公報（平成１８年７月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示の画像形成装置は、清掃による放電ムラは解消できても、感光体のライフを通じて感光体表面の帯電電位を所定の電位に維持し、またノコ歯に電流を印加することによって発生するオゾンおよび窒素酸化物の問題を解消する有効な手段にはなっていない。
【００１０】
本発明の目的は、ノコ歯の放電むら防止および感光体表面の帯電電位の安定化と併せてオゾンや窒素酸化物の発生を抑制し、長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる画像形成装置およびその制御方法、制御プログラムならびに記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電させる電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯に対して垂直にノコ歯を保持するベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段と、
クリーニング部材で針電極をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その結果に基づいて、
（１）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、
（２）電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、
（３）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、
（４）電圧値および電流値を変更しない第４制御動作、
のいずれか１つの制御動作を選択し、実行する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
また本発明は、前記制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より低い場合、第１制御動作または第２制御動作を選択し、実行することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、第２制御動作は、電圧印加手段によってグリッド電極に印加する電圧値を増加させた後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ、電流印加手段によってノコ歯に印加する電流値を調整することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より高い場合、第３制御動作を選択し、実行することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電させる電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯に対して垂直にノコ歯を保持するベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段と、
クリーニング部材で針電極をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その結果に基づいて、
電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
また本発明は、電流印加手段によってノコ歯に印加される前記クリーニング前の電流値は、その時の像担持体に含まれる感光層の厚さに応じて設定されることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記クリーニング部材保持体は、クリーニング部材をクリーニング部材保持体の一端に圧接する圧接片を含み、前記移動部材によるノコ歯の配列方向に沿った移動に伴い、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動し、
ベース部分は、ベース面に平行な方向に湾曲していることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸の回転によって、ねじ軸に沿って前記クリーニング部材保持体を移動させ、この移動に伴い、クリーニング部材保持体はベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動し、
ベース部分は一定の幅を有し、
複数のノコ歯は、ねじ軸に対して平行に、かつベース面の長手方向における中心軸に対して非平行に配列されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸を含み、その回転によってねじ軸に沿ってクリーニング部材保持体を移動させ、
ねじ軸とベース面の長手方向における中心軸とは平行であり、
複数のノコ歯は、前記中心軸およびねじ軸に対して非平行に配列されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、円柱状の基体とその基体表面に形成される感光層とを含む像担持体と、
像担持体表面の帯電電位を検出する電位検出手段と、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
ノコ歯に電流を印加し、像担持体に対して放電する電流印加手段と、
針電極と像担持体との間に設けられて像担持体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、
グリッド電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
ノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部に順に接することで針電極をクリーニングするクリーニング部材と、
クリーニング部材を支持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段とを含む画像形成装置において、
クリーニング部材でノコ歯先端をクリーニングした後、電位検出手段で像担持体表面の帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた像担持体表面の帯電電位である設定値とを比較し、その比較の結果に基づいて、
（１）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、
（２）電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、
（３）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、
（４）電圧値および電流値を変更しない、
のいずれか１つの制御動作を選択し、実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法である。
【００２１】
また本発明は、前記画像形成装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを前記制御手段として機能させるための制御プログラムである。
【００２２】
また本発明は、前記制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、針電極をクリーニング部材でクリーニングし、その後、帯電させた像担持体の帯電電位を電位検出手段で検出する。制御手段は、その帯電電位と設定値とを比較し、その結果に基づいて、（１）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、（２）電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、（３）像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、（４）電圧値および電流値を変更しない第４制御動作、のいずれか１つの制御動作を選択し実行する。これによって、ノコ歯先端に付着している汚染物質、ならびにオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物をクリーニングでき、かつノコ歯に汚染物質および放電生成物の影響がない状態で像担持体表面の帯電電位が設定値となるように制御することができるので、放電むらがなく安定したノコ歯の像担持体帯電付与性能を実現できる。したがって、長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。
【００２４】
また本発明によれば、制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より低い場合、第１制御動作または第２制御動作を選択し実行するので、ノコ歯に印加する電流を最小限に留め、放電生成物の発生を抑制できるので、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。したがって、クリーニングの頻度を少なくすることができ、かつ長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。
【００２５】
また本発明によれば、第２制御動作は、電圧印加手段によってグリッド電極に印加する電圧値を増加させた後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ、電流印加手段によってノコ歯に印加する電流値を調整するので、電圧値を増加させた後の像担持体表面の帯電電位と、設定値との差が比較的大きい場合でも、ノコ歯に印加する電流を最小限に留め、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。
【００２６】
また本発明によれば、制御手段は、前記検出された帯電電位が設定値より高い場合、第３制御動作を選択し実行するので、ノコ歯に印加する電流を下げることができ、放電生成物の発生を低減できるので、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。したがって、クリーニングの頻度を少なくすることができ、かつ長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、針電極をクリーニング部材でクリーニングし、その後、帯電させた像担持体の帯電電位を電位検出手段で検出する。制御手段は、その帯電電位と設定値とを比較し、その結果に基づいて電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面を帯電させ、この時の像担持体表面の帯電電位が設定値より低ければ像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する。これによって、ノコ歯先端に付着している汚染物質、ならびにオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物をクリーニングでき、かつノコ歯に汚染物質および放電生成物の影響がない状態でノコ歯に印加する電流を最小限に留めながら像担持体表面の帯電電位が設定値となるように制御することができるので、安定したノコ歯の感光体帯電付与性能を実現できる。したがって、長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。
【００２８】
また本発明によれば、電流印加手段によってノコ歯に印加される前記クリーニング前の電流値は、その時の像担持体に含まれる感光層の厚さに応じて設定される。同じ電流値をノコ歯に印加した場合でも感光層の厚さによって像担持体表面の帯電電位が変わるので、感光層の厚さに応じて印加する電流値が設定されることによって、ノコ歯に印加される電流を確実に最小限に留めることができ、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を一層抑制できる。
【００２９】
また本発明によれば、クリーニング部材保持体は、クリーニング部材をクリーニング部材保持体の一端に圧接する圧接片を含む。クリーニング部材保持体は、移動手段によるノコ歯の配列方向に沿った移動に伴い、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動する。ベース部分は、ベース面に平行な方向に湾曲している。これによって、移動手段によるクリーニング部材保持体の移動に伴い、クリーニング部材保持体は、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に確実に移動するので、クリーニング部材の外周面全域をノコ歯と接触させることができる。したがって、クリーニング部材の外周面全域を用いて確実にノコ歯をクリーニングできるので、針電極の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能となるので、高品位の画像をより一層安定して得ることができる。また、クリーニングの際にクリーニング部材の一部分のみがノコ歯と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニング部材およびノコ歯の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
また本発明によれば、クリーニング部材保持体は、クリーニング部材をクリーニング部材保持体の一端に圧接する圧接片を含む。クリーニング部材保持体は、移動手段によるノコ歯の配列方向に沿った移動に伴い、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯の配列方向に直交する方向に移動する。移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸の回転によって、ねじ軸に沿ってクリーニング部材保持体を移動させ、ベース部分は一定の幅を有し、複数のノコ歯は、ねじ軸に対して平行に、かつベース面の長手方向における中心軸に対して非平行に配列される。これによって、クリーニング部材の外周面全域を用いて確実にノコ歯をクリーニングできる。したがって、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能となるので、高品位の画像をより一層安定して得ることができる。また、クリーニングの際にクリーニング部材の一部分のみがノコ歯と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニング部材およびノコ歯の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また本発明によれば、移動手段は、ベース部分の長手方向に渡って設けられるねじ軸を含み、その回転によってねじ軸に沿ってクリーニング部材保持体を移動させ、ねじ軸とベース面の長手方向における中心軸とは平行である。複数のノコ歯は前記中心軸およびねじ軸に対して非平行に配列されるので、クリーニング部材保持体をねじ軸に沿って移動させると、クリーニング部材の外周面全域を針電極と接触させることができる。したがって、クリーニング部材の外周面全域を用いて確実にノコ歯をクリーニングできるので、針電極の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能な帯電装置とすることができる。また、クリーニングの際にクリーニング部材の一部分のみがノコ歯と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニング部材およびノコ歯の長寿命化を図ることができる。
【００３２】
また本発明によれば、画像形成装置の制御方法は、針電極をクリーニング部材でクリーニングし、その後、帯電させた像担持体の帯電電位を電位検出手段で検出する。その比較の結果に基づいて、制御手段は、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する第１制御動作、電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第２制御動作、像担持体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する第３制御動作、電圧値および電流値を変更しない、のいずれか１つの制御動作を選択し実行する。これによって、ノコ歯先端に付着している汚染物質、ならびにオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物をクリーニングでき、かつノコ歯に汚染物質および放電生成物の影響がない状態で像担持体表面の帯電電位が設定値となるように制御することができるので、安定したノコ歯の感光体帯電付与性能を実現できる。したがって、長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。
【００３３】
また本発明によれば、制御プログラムは、本発明の画像形成装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを前記制御手段として機能させるので、電位検出手段によって検出される像担持体表面の電位と設定値とを比較してグリッド電極に印加する電圧、およびノコ歯に印加する電流によって像担持体表面の帯電電位を制御する方法を制御手段が読み取り、実行することができ、この制御方法を汎用的なものにすることができる。
【００３４】
また本発明によれば、記録媒体は前記制御プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能であるので、電位検出手段によって検出される像担持体表面の電位と設定値とを比較してグリッド電極に印加する電圧、およびノコ歯に印加する電流によって像担持体表面の帯電電位を制御するプログラムを容易にコンピュータに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態である画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す感光体１１の周辺の構造を示す説明図である。
【図３】第１帯電装置３０１の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】第１帯電装置３０１の構成を模式的に示す底面図である。
【図５】図４に示す第１帯電装置３０１を切断面線Ｓ３５７−Ｓ３５７から見た断面図である。
【図６】図５に示すクリーニングゴムローラ６６周辺の拡大図である。
【図７】図６に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３０９−Ｓ３０９から見た断面図である。
【図８】図７に示すクリーニング部材保持体３９４周辺の拡大図である。
【図９】第２帯電装置１の構成を模式的に示す底面図である。
【図１０】図９に示す第２帯電装置１を切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。
【図１１】図１０に示すクリーニングゴムローラ６６周辺の拡大図である。
【図１２】図１１に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５０−Ｓ５０から見た断面図である。
【図１３】クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。
【図１４】図１３に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５５−Ｓ５５から見た断面図である。
【図１５】クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の端まで移動した状態を示す底面図である。
【図１６】図１５に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５７−Ｓ５７から見た断面図である。
【図１７】第３帯電装置９３の構成を模式的に示す底面図である。
【図１８】第４帯電装置９５に含まれるクリーニングゴムローラ６６および案内手段の構成を模式的に示す底面図である。
【図１９】第５帯電装置１０１の構成を模式的に示す底面図である。
【図２０】図１９に示す第５帯電装置１０１を切断面線Ｓ１０５−Ｓ１０５から見た断面図である。
【００３６】
【図２１】図２０に示す第５帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５０−Ｓ１５０から見た断面図である。
【図２２】クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。
【図２３】図２２に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５５−Ｓ１５５から見た断面図である。
【図２４】クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動した状態を示す底面図である。
【図２５】図２４に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５７−Ｓ１５７から見た断面図である。
【図２６】ノコ歯のクリーニング後において、感光体表面の帯電電位を調整するための制御方法を示すフローチャートである。
【図２７】グリッドバイアスＶｇを−６２０Ｖに固定した場合において、感光層の厚さの違いによるノコ歯の帯電電流と感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。
【図２８】ノコ歯の帯電電流値を−７００μＡに固定した場合におけるグリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。
【図２９】ノコ歯の帯電電流値を−３５０μＡに固定した場合において、感光層の厚さの違いによるグリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。
【図３０】感光体膜厚およびノコ歯に印加する帯電電流値に応じた、グリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
１、画像形成装置
（１）画像形成装置の構成
図１は、本発明の第１の実施形態である画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式のフルカラー画像形成装置であり、たとえばネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや読取部２０６によって読み取った画像データに基づいて、記録紙（転写媒体）に対し多色または単色の画像を形成する。
【００３８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、可視像形成ユニット１０、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０および定着装置４０を備える。ここでは、可視像形成ユニット１０にて現像した像（トナー像）は、記録紙Ｐに直接転写するものとするが、中間転写ベルト等の中間転写媒体に転写するようになっていてもよい。
【００３９】
可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが並設される。つまり、可視像形成ユニット１０は４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録紙Ｐを搬送する搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが配設されており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写する。図２に示すように、可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体１１、表面電位計３１３、第１帯電装置３０１、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６および除電装置１７が設けられる。
【００４０】
図２は、図１に示す感光体１１の周辺の構造を示す説明図である。第１帯電装置３０１、表面電位計３１３、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６および除電装置１７がこの順で像担持体である感光体１１表面を臨むように配置される。
【００４１】
感光体１１は、図示しない円柱状の感光体支持基体と、感光体支持基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。感光体支持基体は導電性材料によって形成される。本実施形態の感光体支持基体は、導電性材料としてアルミニウムを使用したアルミニウム素管が用いられる。感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することによって形成される。電荷発生物質としては、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料などが挙げられる。電荷輸送物質としてはたとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などが挙げられる。
【００４２】
第１帯電装置３０１は、感光体１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、感光体１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる非接触帯電方式のコロナ帯電方式の帯電装置を用いている。
【００４３】
電位検出手段である表面電位計３１３は、感光体１１表面の帯電電位を測定する装置である。
【００４４】
レーザ光照射手段１３は、第１帯電装置３０１によって帯電された感光体１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体１１の表面に静電潜像を形成する。
【００４５】
現像装置１４は、感光体１１表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。感光体１１の表面へのトナーの供給に際しては、現像装置１４にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧として印加される。これによって、トナーが静電潜像に円滑に供給される。
【００４６】
転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体１１に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段３０によって搬送される記録紙Ｐに転写させる。
【００４７】
クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体１１の表面に残留したトナーを除去および回収する。クリーナユニット１６は、ケース５４およびクリーニングブレード５１を備えている。クリーニングブレード５１は、感光体１１の表面に残留するトナーを回収するためのものであり、感光体１１の軸方向を長手方向とする長尺状のゴム部材によって形成されている。
除電装置１８は、感光体１１表面を除電する装置である。
【００４８】
上記の構成の各可視像形成ユニットにおいて、感光体１１は除電装置１７で除電された後、第１帯電装置３０１によって表面が帯電され、帯電した感光体１１の表面をレーザ光照射手段１３で露光して静電潜像を形成し、静電潜像を現像装置１４によって現像し、現像したトナー像を転写ローラ１５によって記録紙Ｐに転写する。転写工程後に感光体１１の表面に残ったトナー像は、クリーナユニット１６によって除去回収される。そして、このような、記録紙Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニット１０において順次行うことで、記録紙Ｐに各色のトナー像を多重転写する。
【００４９】
図１に戻って、記録紙搬送手段３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２および搬送ベルト３３を含み、各可視像形成ユニット１０によって記録紙Ｐにトナー像が転写されるように、記録紙Ｐを搬送する。駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転する。また、搬送ベルト３３は、外側表面は所定の電位に帯電しており、記録紙Ｐを静電吸着しながら搬送する。
【００５０】
記録紙搬送手段３０によって搬送されて各可視像形成ユニット１０を通過し、トナー像（未定着トナー像）を転写された記録紙は、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。
【００５１】
定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、記録紙Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録紙Ｐに定着させ、記録紙を排紙トレイ（図示せず）に排出する。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、たとえば加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録紙Ｐを挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。これらの動作によって、記録紙Ｐに画像が形成される。
【００５２】
画像形成装置１００に備えられる上記各部材の動作は、制御手段である主制御部（図示しない制御用集積回路基板または図示しないコンピュータ）によって制御される。
【００５３】
（２）帯電装置
以下、第１帯電装置３０１の構成について詳しく説明する。
【００５４】
（第１帯電装置３０１）
図３は、第１帯電装置３０１の構成を模式的に示す側面図である。図４は、第１帯電装置３０１の構成を模式的に示す底面図である。図５は、図４に示す第１帯電装置３０１を切断面線Ｓ３５７−Ｓ３５７から見た断面図である。
【００５５】
図３，４では省略しているが、第１帯電装置３０１（以下「帯電装置３０１」と記載する）は、図５に示すように帯電ケース３００に囲まれており、針電極３６３と、ノコ歯保持部材３６２と、クリーニングゴムローラ６６と、クリーニング部材保持体３９４と、移動手段３０３と、スクリーングリッド６４と、端子部３５０とを含む。
【００５６】
針電極３６３は、薄い帯状の金属材料からなり、その全長に渡って一定の間隔で複数のノコ歯５３が下向きに延出している。複数のノコ歯５３は、針電極３６３の長さ方向に平行な矢符Ｂ１，Ｂ２に沿って一方向に配列している。針電極３６３からの放電によって後述する感光体１１の表面が一様の電位に帯電する。複数のノコ歯５３は、感光体１１の長手方向に渡って配列しており、ノコ歯５３の先端部と感光体１１との間には、一定の距離がある。針電極３６３の長さは、感光体１１における周面の軸方向の長さより長い。ノコ歯５３には、定電流電源が接続されている。スクリーングリッド６４には、定電圧電源が接続されている。
【００５７】
複数のノコ歯を保持するノコ歯保持部材３６２は、ノコ歯５３に対して垂直にノコ歯５３を保持するベース面３０８を有するベース部分３０６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分３０７で針電極３６３を保持する。ノコ歯保持部材３６２の長さは、針電極３６３の長さより長い。ベース部分３０６は、ノコ歯５３が存在する存在部３６２ａの両端部にノコ歯５３が存在しない非存在部３６２ｂが一体的に形成されてなる。本実施形態において、存在部３６２ａの長手方向の長さ３８３は（３２８）ｍｍであり、短手方向の長さ３８４は１０ｍｍである。ノコ歯保持部材３６２は、その長手方向の両端部で帯電装置３０１の帯電ケース３００に固定される。ノコ歯保持部材３６２は、合成樹脂などの絶縁性材料によって構成される。
【００５８】
クリーニング部材であるクリーニングゴムローラ６６は、シャフト６５の外周において、２つの回転コロ（第１回転コロ６７ａ、第２回転コロ６７ｂ）の間に形成される。クリーニングゴムローラ６６は、ノコ歯５３の先端部と感光体１１との間において、ノコ歯５３の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯５３の先端部に順に外周面が接することで針電極３６３をクリーニングする。
【００５９】
図６は、図４に示すクリーニングゴムローラ６６周辺の拡大図である。図７は、図６に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３０９−Ｓ３０９から見た断面図である。クリーニングゴムローラ６６は、その内側から順に円柱状のシャフト６５、円筒状の芯金６７、弾性層９６が形成される３層構造のロール状部材である。シャフト６５の材料としては、ポリカーボネートおよびＳＵＳ（Stainless Used Steel）材が挙げられる。芯金６７の材料としては、ポリカーボネートおよびＳＵＳ材が挙げられる。弾性層９６の材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）が挙げられる。クリーニングゴムローラ６６の直径は、スクリーングリッド６４の周面に接触しない範囲でできるだけ大きくすることができ、たとえば直径が６ｍｍであり、軸線方向の長さが４ｍｍである。クリーニングゴムローラ６６は、材料をポリカーボネートとするシャフト６５を用い、外径が２ｍｍであり、材料をポリカーボネートとする芯金６７を用い、厚さが１．５ｍｍ、軸線方向の長さが４ｍｍであり、材料をエチレンプロピレンジエンゴムとする弾性層９６を用いて構成される。なお、シャフト６５と芯金６７とは共に材料をポリカーボネートとする一体成型のものを用いてもよい。
【００６０】
図７に示すように、ノコ歯５３の先端部がクリーニングゴムローラ６６に埋没するようにして順に接することで、コロナ放電に伴う静電気力の集塵作用によりノコ歯５３先端部に付着した、浮遊トナー、揮発したＴＭＳおよび塵がクリーニングされる。クリーニングゴムローラ６６は、複数のノコ歯５３から周面に作用する抵抗によって回転しつつ矢符Ｂ１，Ｂ２に沿って移動する。後述するクリーニング部材保持体３９４は、クリーニングゴムローラ６６の周面にノコ歯５３の先端が０．５ｍｍ程度の長さで埋没するようにクリーニングゴムローラ６６を保持する。
【００６１】
図３，４，５に戻って、クリーニング部材保持体３９４は、ゴムローラ保持体３０２と、シャフト６５と、２つの回転コロ６７ａ，６７ｂと、突起片３０２ａ，３０２ｂとを含む。クリーニング部材保持体３９４は、ゴムローラ保持体２にシャフト６５の両端部を回転自在に固定することで、クリーニングゴムローラ６６を回動自在に支持する。突起片３０２ａ，３０２ｂは、クリーニング部材保持体３９４の内面側に形成される。クリーニング部材保持体３９４は、該内面における上面３０２ｃと、突起片３０２ａ，３０２ｂとでノコ歯保持部材３６２を上下方向に挟み、該内面における側面３０２ｄ，３０２ｅでノコ歯保持部材３６２を左右方向に挟む。このためクリーニング部材保持体３９４は、ベース面３０８に平行で矢符Ｂ１，Ｂ２に直交する方向において、回転を含む移動を規制される。針電極３６３のクリーニング後、クリーニング部材保持体３９４は、印字の妨げとならないノコ歯５３の無い位置、すなわち２つの非存在部３６２ｂのいずれか一方まで移動手段によって移動する。
【００６２】
図８は、図４に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３５０−Ｓ３５０から見た断面図である。図８に示すように、移動手段３０３はスクリューネジ７０と移動部材３７１とを含む。移動部材３７１には、ねじ軸であるスクリューネジ７０から螺合されるねじ穴８２が貫通している。スクリューネジ７０は、ベース部分３０６の長手方向に渡って設けられ、その回転によって、スクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体３９４を移動させる。スクリューネジ７０は、図示しないモータによって回転する。モータは正逆回転が可能である。スクリューネジ７０が矢符Ａ１の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体３９４は矢符Ｂ１の方向に移動し、スクリューネジ７０が矢符Ａ２の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体３９４は矢符Ｂ２の方向に移動する。スクリューネジ７０は、ノコ歯５３の配列方向および感光体１１の軸線方向と平行に構成される。
【００６３】
端子部３５０は、図示しない端子を収納する。端子は、高圧電源と針電極３６３とを接続する。端子を介して針電極３６３に高圧電源が印加されると、ノコ歯５３の先端部に印加電界が集中し、この部分が放電しやすくなる。これによって、複数のノコ歯５３から感光体１１の表面に放電され、この放電によって感光体１１表面が所定の電位に帯電される。
【００６４】
以下、第１帯電装置３０１以外に本実施形態の画像形成装置１００に用いることができる帯電装置の構成例を複数挙げる。
【００６５】
（第２帯電装置１）
図９は、第２帯電装置１の構成を模式的に示す底面図である。図１０は、図９に示す第２帯電装置１を切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。図９，１０に示すように、第２帯電装置１（以下「帯電装置１」と記載する）は、針電極６３と、ノコ歯保持部材６２と、クリーニングゴムローラ６６と、クリーニング部材保持体９４と、移動手段３と、案内手段と、図示しないスクリーングリッドと、図示しない端子部とを含む。スクリーングリッドおよび端子部については、帯電装置３０１と同一の構成のため記載を省略する。
【００６６】
針電極６３は、複数のノコ歯５３が一方向に配列したものである。針電極６３からの放電によって後述する感光体１１の表面が一様の電位に帯電する。複数のノコ歯５３は、感光体の長手方向に渡って配列しており、ノコ歯５３の先端部と感光体１１との間には、一定の距離がある。
【００６７】
複数のノコ歯を保持するノコ歯保持部材６２は、ノコ歯５３に対して垂直にノコ歯５３を保持するベース面８を有するベース部分６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分７で針電極６３を保持する。図９に示すように、ノコ歯保持部材６２は一定の幅を有し、ベース面８に平行な方向、すなわち矢符Ａ３の方向に湾曲している。ノコ歯保持部材６２は、ノコ歯５３が存在する存在部６２ａの両端部にノコ歯５３が存在しない非存在部６２ｂが一体的に形成されてなる。本実施形態において、存在部６２ａの長手方向の長さ８３は３２８ｍｍであり、短手方向の長さ８４は１０ｍｍである。ノコ歯保持部材６２の曲率は、１．４８１×１０−１（１／ｍ）である。曲率とは、曲線または曲面上の各点における、その曲線または曲面のまがりの程度を示す値である。曲率は、曲率半径の逆数で示す。たとえば曲率半径ｒの曲率円の曲率は１／ｒであり、まがりの程度が大きいほど曲率の値は大きくなる。本実施形態において、ノコ歯保持部材６２の曲率は、存在部６２ａにおける中心軸９９と、中心軸９９の両端部Ｂ，Ｃとからなる円弧ＢＣによって設定される。円弧ＢＣの長さは３２９．８ｍｍであり、円弧ＢＣの弦の長さは前記存在部６２ａの長手方向の長さ８３と等しく、円弧ＢＣを含む曲率円の曲率半径は６７５２ｍｍである。中心軸９９の両端部Ｂ，Ｃと曲率中心とから成る角度は２．８°である。ノコ歯保持部材６２は、その長手方向の両端部で帯電装置１の図示しない帯電ケースに固定される。
【００６８】
クリーニング部材であるクリーニングゴムローラ６６は、シャフト６５の外周において、２つの回転コロ（第１回転コロ６７ａ、第２回転コロ６７ｂ）の間に形成される。クリーニングゴムローラ６６は、ノコ歯５３の先端部と感光体１１との間において、ノコ歯５３の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯５３の先端部に順に外周面が接することで針電極６３をクリーニングする。
【００６９】
図１１は、図９に示すクリーニングゴムローラ６６周辺の拡大図である。クリーニングゴムローラ６６の構成は、帯電装置３０１におけるクリーニングゴムローラ６６の構成と同様である。
【００７０】
図９，１０に戻って、クリーニング部材保持体９４は、ゴムローラ保持体２と、シャフト６５と、２つの回転コロ６７ａ，６７ｂとを含む。クリーニング部材保持体９４は、ゴムローラ保持体２にシャフト６５の両端部を回転自在に固定することで、クリーニングゴムローラ６６を回動自在に支持する。針電極６３のクリーニング後、クリーニング部材保持体は、印字の妨げとならないノコ歯５３の無い位置、すなわち２つの非存在部６２ｂのいずれか一方まで移動手段によって移動する。図１１に示すようにゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の一端に存在する時点において、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６外周面の第１回転コロ６７ａ側の端に接している。
【００７１】
図１２は、図９に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５０−Ｓ５０から見た断面図である。図１４に示すように、移動手段３はスクリューネジ７０と移動部材７１とを含む。移動部材７１は、基部８０と、基部８０の下面の逆Ｔ字状の案内レール８１とが一体的に形成される。基部８０には、ねじ軸であるスクリューネジ７０から螺合されるねじ穴８２が貫通している。スクリューネジ７０は、ベース部分６の長手方向に渡って設けられ、その回転によって、スクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体９４を移動させる。スクリューネジ７０は、図示しないモータによって回転する。モータは正逆回転が可能である。スクリューネジ７０が矢符Ａ１の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体９４は矢符Ｂ１の方向に移動し、スクリューネジ７０が矢符Ａ２の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体９４は矢符Ｂ２の方向に移動する。スクリューネジ７０は、ノコ歯５３の配列方向および感光体１１の軸線方向と平行に構成される。
【００７２】
クリーニング部材保持体９４を構成するゴムローラ保持体２は、案内溝部８９と、案内溝部８９の下面の一対の保持部８８とが一体的に形成される。一対の保持部８８は、ノコ歯保持部材６２が収まるよう、Ｃ１，Ｃ２の方向に間隔を空けて一体的に形成される。案内溝部８９は、断面が逆Ｔ字状であり、案内溝９０を形成する。案内溝９０は、断面が逆Ｔ字状で、案内レール８１がはまり込んでおり、案内レール８１がＣ１，Ｃ２の方向に移動できるよう案内する。各保持部には、シャフト６５が回転自在に固定される。案内溝部８９のＣ方向における両端部には、図示しない端壁が存在する。そのため、案内レール８１は各端壁の間においてＣの方向に移動する。なお、図１１に示す帯電装置１を側面から見た場合、案内溝９０は見えず、ゴムローラ保持体２と移動部材７１とは一体的に形成されているように見える。ゴムローラ保持体２および移動手段３が上記のような構成であることによってクリーニング部材保持体９４が、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向、すなわちＣの方向に移動可能となる。クリーニング部材保持体９４および移動手段３の構造は、Ｃの方向に移動可能であれば、前記の構造に限定されない。
【００７３】
案内手段は、移動手段３によるクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向、すなわちＣの方向にクリーニング部材保持体９４を移動させる。本実施形態では、ベース部分６が案内手段に相当する。
【００７４】
図１０に戻って、一対の保持部８８が相互に対面する内面のいずれか一方には、その保持部８８と一体的に固定され、各保持部間に挿入されたノコ歯保持部材６２の一側面に弾発的に当接する圧接片４を有する。圧接片４はノコ歯保持部材６２を樹脂弾性で圧接する。前述のように、ベース部分６はベース面８に対して平行な方向に湾曲しており、クリーニング部材保持体９４が湾曲したベース部分６を含むノコ歯保持部材６２に沿って円滑に移動するためには、ノコ歯保持部材６２とゴムローラ保持体２との間においてベース面８に平行な方向にある程度の隙間５２が必要となる。しかしながら、隙間５２があるとクリーニング部材保持体９４は、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列する方向に直交する方向に自由に移動することができる。圧接片４を設けてクリーニングゴムローラ６６がゴムローラ保持体２の一端に常に接する構造とすることによって、クリーニング部材保持体９４が湾曲した形状のノコ歯保持部材６２に沿って円滑に移動でき、かつクリーニング部材保持体９４を矢符Ａ４，Ａ５の所望の方向に確実に移動させることができる。本実施形態において、隙間５２の幅は２ｍｍである。圧接片４の材料はある程度の弾性を有するものであれば特に限定されないが、本実施形態ではポリカーボネート樹脂である。また、圧接片４の形状は、ノコ歯保持部材６２をゴムローラ保持体２の一端に圧接することができれば図２に示す形状に限定されないが、ノコ歯保持部材６２との摩擦係数が小さく、クリーニング部材保持体９４の移動を妨げないような形状が好ましい。
【００７５】
図１３は、クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。図１４は、図１３に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５５−Ｓ５５から見た断面図である。図１４に示すようにゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の中心に存在する時点では、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６の第２回転コロ６７ｂ側に接している。これは、ノコ歯５３の配列方向に沿ったゴムローラ保持体２の移動に伴い、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向にクリーニング部材保持体９４が移動したためである。クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の中心に移動するまでの間、クリーニングゴムローラ６６の外周面において、第１回転コロ６７ａ側の端から第２回転コロ６７ｂ側の端へとノコ歯５３の先端部と接する位置が移動する。
【００７６】
図１５は、クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の端まで移動した状態を示す底面図である。図１６は、図１５に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５７−Ｓ５７から見た断面図である。図１５に示すようにクリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６の外周面において、第１回転コロ６７ａ側に接している。これは、ノコ歯５３の配列方向に沿ったクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向にクリーニング部材保持体９４が移動したためである。ゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の端に移動するまでの間、クリーニングゴムローラ６６の外周面において、第２回転コロ６７ｂ側の端から第１回転コロ６７ａ側の端へとノコ歯５３の先端部と接する位置が移動する。すなわち、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域が確実にノコ歯５３の先端部と接する。
【００７７】
このように本実施形態では、移動手段によるクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、クリーニング部材保持体９４は、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向に移動するので、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域をノコ歯５３と接触させることができる。したがって、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域を用いて確実にノコ歯５３をクリーニングできるので、針電極６３の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能な帯電装置１とすることができる。また、クリーニングの際にクリーニングゴムローラ６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングゴムローラ６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００７８】
（第３帯電装置９３）
図１７は、第３帯電装置９３の構成を模式的に示す底面図である。第３帯電装置９３（以下「帯電装置９３」と記載する）は、ノコ歯保持部材９２の形状が異なる以外は帯電装置１の構成と同じである。図１７に示すように、本実施形態ではノコ歯保持部材９２は一定の幅を有し、複数のノコ歯５３の配列方向とベース面の長手方向における中心軸９１とは非平行である。このような形状のノコ歯保持部材９２を用いても、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域で確実にノコ歯５３のクリーニングを行うことができるので、安定したクリーニング性と画質を維持することができる。また、クリーニングゴムローラ６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００７９】
（第４帯電装置９５）
図１８は、第４帯電装置９５に含まれるクリーニングゴムローラ６６および案内手段の構成を模式的に示す底面図である。第４帯電装置９５（以下「帯電装置９５」と記載する）では、案内手段がガイド６８である点が帯電装置１および帯電装置９３と異なる。また、ノコ歯保持部材の形状が帯電装置１および帯電装置９３と異なり、一定の幅を有するベース面の長手方向における中心軸が、スクリューネジ７０およびノコ歯５３の配列方向と平行である。それ以外の構成は帯電装置１および帯電装置９３と同じであるため、記載を省略する。
【００８０】
ガイド６８は、第１ガイド部材６８ａと第２ガイド部材６８ｂとから構成される。第１回転コロ６７ａは、第１ガイド部材６８ａに沿って移動し、第２回転コロ６７ｂは第２ガイド部材６８ｂに沿って移動する。一対のガイド部材は、ベース面に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向と直交する方向に湾曲しており、これによって移動手段によるクリーニング部材保持体の移動に伴い、クリーニング部材保持体は、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向に移動するので、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域をノコ歯５３と接触させることができる。したがって、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域を用いて確実にノコ歯５３をクリーニングできるので、針電極の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能な帯電装置１とすることができる。また、クリーニングの際にクリーニングゴムローラ６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングゴムローラ６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００８１】
（第５帯電装置１０１）
図１９は、第５帯電装置１０１の構成を模式的に示す底面図である。図２０は、図１９に示す第５帯電装置１０１を切断面線Ｓ１０５−Ｓ１０５から見た断面図である。図２１は、図１９に示す第５帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５０−Ｓ１５０から見た断面図である。図１９，２０に示すように、第５帯電装置１０１（以下「帯電装置１０１」と記載する）は、針電極１６３と、ノコ歯保持部材１６２と、クリーニングゴムローラ６６と、クリーニング部材保持体１９４と、移動手段１０３とを含む。帯電装置１０１では、案内手段を含まない点が帯電装置９３と異なる。また、ノコ歯保持部材１６２、クリーニング部材保持体１９４に含まれるゴムローラ保持部材１０２および移動部材１７１の構造も異なる。その他の構成は帯電装置９３と同じであるため記載を省略し、図面において同一の参照符号を用いる。
【００８２】
ノコ歯保持部材１６２は、ノコ歯５３に対して垂直にノコ歯５３を保持するベース面１０８を有するベース部分１０６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分１０７で針電極１６３を保持する。移動手段１０３は、ベース部分１０６の長手方向に渡って設けられる、ねじ軸であるスクリューネジ７０を含み、その回転によってスクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体１９４を移動させる。クリーニング部材保持体１９４は、クリーニング部材であるクリーニングゴムローラ６６を回動自在に支持する。図２１に示すように、移動部材１７１は、図１２にて示される断面が逆Ｔ字状の案内レール８１を含まず、クリーニング部材保持体１９４は、案内溝部８９を含まず、移動部材１７１の下面にゴムローラ保持部材１０２が一体的に形成される。そのため、本実施形態ではゴムローラ保持部材１０２がＣの方向に移動することはなく、ゴムローラ保持部材１０２をノコ歯保持部材１６２の一側面に圧接させる圧接片４を含まない。
【００８３】
帯電装置９３では、複数のノコ歯５３は、スクリューネジ７０に対して平行に、かつベース面の長手方向における中心軸に対して非平行に配列されていたが、帯電装置１０１では、スクリューネジ７０とベース面１０８の長手方向における中心軸１９１とは平行であり、複数のノコ歯５３は、前記中心軸１９１およびスクリューネジ７０に対して非平行に配列される。具体的には、ノコ歯５３の配列方向と、中心軸１９１との成す角度は、０．５°であり、ノコ歯５３はノコ歯保持部材１６２における矩形の存在部１６２ａの対角線上に配列される。クリーニングゴムローラ６６の外周面全域でクリーニングを行う目的で、ノコ歯５３の配列方向と中心軸１９１との角度に調整するので、前記角度は、クリーニングゴムローラ６６の軸線方向の長さ、および存在部１６２ａの長手方向の長さによって決まる。
【００８４】
図２０に示されるように、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６の外周面において第１回転コロ６７ａ側の端と接している。
【００８５】
図２２は、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。図２３は、図２２に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５５−Ｓ１５５から見た断面図である。図２３に示すようにゴムローラ保持体がノコ歯保持部材１６２の中心に存在する時点では、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６の外周面において、クリーニングゴムローラ６６軸の中心と接している。これは、ゴムローラ保持部材１０２はノコ歯５３の配列方向に沿って移動するが、中心軸１９１とノコ歯５３の配列方向とが非平行なためである。クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２における長手方向の中心まで移動する間、クリーニングゴムローラ６６外周面において、クリーニングゴムローラ６６における第１回転コロ６７ａ側の端からクリーニングゴムローラ６６軸の中心へとノコ歯５３の先端部と接する位置が移動する。
【００８６】
図２４は、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動した状態を示す底面図である。図２５は、図２４に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５７−Ｓ１５７から見た断面図である。図２５に示すようにクリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３の先端部はクリーニングゴムローラ６６の第２回転コロ６７ｂ側の端に接している。これは、クリーニング部材保持体１９４はノコ歯５３の配列方向に沿って移動するが、中心軸１９１とノコ歯５３の配列方向とが非平行なためである。クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動する間、クリーニングゴムローラ６６外周面において、クリーニングゴムローラ６６軸の中心からクリーニングゴムローラ６６における第２回転コロ６７ｂ側の端へとノコ歯５３の先端部と接する位置が移動する。すなわち、クリーニングゴムローラ６６の外周面全域が確実にノコ歯５３の先端部と接する。したがって、針電極１６３の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与が可能な帯電装置１０１とすることができる。また、クリーニングの際にクリーニングゴムローラ６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングゴムローラ６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００８７】
（３）制御手段による制御
これまでに述べてきたような本発明の画像形成装置を用いた制御方法を図２６に基づいて説明する。図２６は、ノコ歯のクリーニング後において、感光体表面の帯電電位を調整するための制御方法を示すフローチャートである。
【００８８】
本フローチャートにて示す制御は、たとえば画像の印刷途中にノコ歯の汚れを検出した場合や印刷終了直後に行われる。本制御を行う前の印刷動作においてノコ歯に印加されていたノコ歯の帯電電流を初期帯電電流と呼び、グリッド電極に印加されていた電圧を初期グリッドバイアスと呼ぶ。また本制御を行う前の印刷動作において、感光体表面の帯電電位は、所定の帯電電位になるように調整されている。所定の帯電電位（以下「所定の電位」とも記載する）とは、感光体表面の予め定められた帯電電位である設定値からある程度の幅を有して設定される値である。設定値および所定の電位は高品位の画像を形成できる値であれば特に限定されないが、本実施形態において設定値は−６２０Ｖであり、所定の電位は−６１５Ｖ以上−６２５Ｖ以下である。
【００８９】
ステップＳ１で針電極のクリーニングを行う。ノコ歯が汚染されていると、ノコ歯からの放電がばらつき、それによって感光体表面に帯電むらができるので印字不良が発生するが、定期的にクリーニングを行うことでノコ歯に付着した汚染物質、ならびにオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物を取り除くことができる。しかしながらクリーニングを行うと、汚染物質および放電生成物の影響が無くなったことでノコ歯からの放電が変化し、感光体表面の帯電電位が変化する。そのため以下のステップで制御手段は感光体表面の帯電電位を所定の電位に調整する。
【００９０】
針電極のクリーニング後、ステップＳ２で感光体表面を帯電させ、ステップＳ３で感光体表面の帯電電位を測定する。
【００９１】
ステップＳ４で、測定した帯電電位が所定の電位であるかどうか判断する。測定した帯電電位が所定の電位であれば、本制御の終了となり、たとえば印刷を途中で中断して本制御を開始した場合には感光体表面を露光して印刷を再開し、印刷終了直後に本制御を開始した場合であれば画像形成装置を停止させる。測定した帯電電位が所定の電位ではない場合、ステップＳ４ａに進む。
【００９２】
ステップＳ４ａで、前記測定した帯電電位が所定の電位よりも低いかどうか判断する。所定の電位より低ければステップＳ５に進む。所定の電位より低くない、すなわち所定の電位よりも高ければステップＳ１３に進む。
【００９３】
ステップＳ５において、電圧印加手段によって印加されるグリッドバイアスを初期グリッドバイアスよりも上げる。本実施形態においてグリッドバイアスは１回だけ上げているが、１回で上げる場合と同じ上げ幅を複数回に分けて上げてもよい。その後、ステップＳ６で感光体表面を帯電させ、ステップＳ７で感光体表面の帯電電位を測定する。この時の帯電電位はステップＳ４で測定した帯電電位より上昇している。
【００９４】
ステップＳ８において、ステップＳ７で測定した帯電電位が所定の電位であるか判断する。所定の電位であれば、本制御の終了となる。以降の画像形成動作は、補正したグリッドバイアス値で行う。所定の電位でなければ、ステップＳ９に進む。
【００９５】
ステップＳ９で、ノコ歯に印加する電流を初期帯電電流よりも上げる。ステップＳ１０で感光体表面を帯電させ、ステップＳ１１で感光体表面の帯電電位を測定する。
【００９６】
ステップＳ１２で、測定された帯電電位が所定の電位であるか判断する。所定の電位であれば、本制御の終了となる。以降の画像形成動作は補正したグリッドバイアスおよび帯電電流値を用いて行う。所定の電位でなければステップＳ９に戻り、ノコ歯に印加する電流を現在の電流値よりもさらに上げる。ステップＳ１２で帯電電位が所定の電位であると判断されるまでステップＳ９〜Ｓ１２の動作を繰り返し、帯電電位が所定の電位となれば本制御の終了となる。
【００９７】
ステップＳ４ａで、測定された帯電電位が所定の電位より低い状態ではない、すなわち所定の電位よりも高い場合にはステップＳ１３に進み、ノコ歯に印加する電流を初期帯電電流よりも下げる。その後、ステップＳ１４で感光体表面を帯電させ、ステップＳ１５で感光体表面の帯電電位を測定する。
【００９８】
ステップＳ１６で、測定された帯電電位が所定の電位であるか判断する。所定の電位であれば、本制御を終了する。以降の画像形成動作は補正した帯電電流値を用いて行う。所定の電位でなければステップＳ１３に戻り、ステップＳ１６で帯電電位が所定の電位であると判断されるまでステップＳ１３〜Ｓ１６の動作を繰り返し、帯電電位が所定の電位となれば本制御の終了となる。
【００９９】
このように本発明の画像形成装置の制御動作としては、クリーニング部材で針電極をクリーニングした後、クリーニングを行った針電極を用いて感光体表面を帯電させ電位検出手段で帯電電位を検出し、その検出された帯電電位と予め定められた感光体表面の帯電電位である設定値とを比較し、制御手段はその結果に基づいて以下の第１〜４の制御動作を選択し、実行する。ステップＳ４〜８を経る第１制御動作では、感光体表面の帯電電位が前記設定値となるように電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を調整する。ステップＳ４〜１２を経る第２制御動作では、電圧印加手段によってグリッド電極に印加される電圧値を変更した後、感光体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する。ステップＳ４〜１６を経る第３制御動作では、感光体表面の帯電電位が前記設定値となるように電流印加手段によってノコ歯に印加される電流値を調整する。ステップＳ４を経る第４制御動作では、電圧値および電流値を変更しない。
【０１００】
これらの制御動作を選択し実行することによって、ノコ歯先端に付着している汚染物質、ならびにオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物をクリーニングでき、かつノコ歯に汚染物質および放電生成物の影響がない状態で像担持体表面の帯電電位が設定値となるように制御することができるので、放電むらがなく安定したノコ歯の感光体帯電付与性能を実現できる。また、ノコ歯に印加する電流を最小限に留め、放電生成物の発生を抑制できるので、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。したがって、クリーニングの頻度を少なくすることができ、かつ長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。また、放電量の増加に伴うノコ歯の劣化、ならびに画像形成装置内に浮遊しているトナーおよびゴミ、特にトナーの外添剤であるシリカに添加された揮発成分の付着を抑制することによって、帯電装置の長寿命化を実現することができる。
【０１０１】
（ステップＳ５〜１２について）
ステップＳ４ａで、感光体表面の帯電電位Ｖｏが所定の電位より低くなる場合としては、たとえば放電に伴ってノコ歯が劣化した場合、ステップＳ１のクリーニングを行ってもノコ歯に付着した汚染物質を完全に除去できない場合、ならびにライフにおいてクリーナユニット１６に含まれるクリーニングブレード５１との摩擦で感光体の感光層に膜減りが発生し、感光層が薄くなった場合などが挙げられる。
【０１０２】
図２７は、グリッドバイアスＶｇを−６２０Ｖに固定した場合において、感光層の厚さの違いによるノコ歯の帯電電流と感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。このグラフでは、感光層の厚さ（以下「感光体膜厚」または「膜厚」とも記載する）が２５μｍの場合と、２１μｍの場合と、１８μｍの場合とを示す。感光体膜厚２５μｍは、感光体が画像形成に使用される初期の段階での厚さであり、感光体膜厚１８μｍは、１５０Ｋ枚印字後の感光体のライフでの感光層の厚さである。感光層の厚さは、感光体の回転数から算出している。感光体の回転数およびその回転数での感光層膜厚のデータを事前に多数蓄積してそこから両者の関係を見出し、その見出された関係を基に作成したデータを事前に補正テーブルとしてプログラムに登録し、感光体の回転数を実機でカウントすることで、ある印字枚数での感光層の厚さを算出している。感光層は、感光体が回転するたびにクリーニングブレードによって少しずつ削られるので、感光体の初期からライフにかけて厚さが薄くなる。グリッドバイアスＶｇは−６２０Ｖに固定してノコ歯の帯電電流を変化させ、その時の感光体表面の帯電電位Ｖｏを測定した。
【０１０３】
図２７から、膜厚が厚いほど、ノコ歯の帯電電流値が同じ場合に感光体表面の帯電電位Ｖｏが大きい傾向にあることがわかる。また膜厚が厚いほど、ノコ歯の帯電電流値低下に対して感光体表面の帯電電位Ｖｏの低下量が小さくなることがわかる。具体的には、膜厚が２５μｍであると、ノコ歯の帯電電流が−３５０〜−７００μＡの間は感光体表面の帯電電位Ｖｏが−６２０Ｖに保たれており、帯電電位Ｖｏを−６２０Ｖにするために必要な帯電電流の最小値（以下、「最小必要値」と記載する）は−３５０μＡであるが、膜厚が２１μｍまで薄くなると、−４６０μＡ程度以上の帯電電流をノコ歯に印加しなければ帯電電位Ｖｏが−６２０Ｖとはならない。さらに膜厚が１８μｍまで薄くなると、ノコ歯の帯電電流を−７００μＡにしても帯電電位Ｖｏを−６２０Ｖにすることはできない。
【０１０４】
このグラフおよび以下の図２８〜３０に示すグラフの作成には、商品名がフルカラー機ＭＸ４５０１の画像形成装置（シャープ株式会社製）を用いた。初期からライフにかけては、５枚マルチでの実写エージングを行い、印字枚数１０００枚毎に針電極のクリーニングを実施している。クリーニングゴムローラにはＥＰＤＭ（硬度：ＪＩＳＡ９０）を使用し、その外径は６ｍｍであり、軸線方向の長さは４ｍｍであり、弾性層の内径は３ｍｍである。なお、この画像形成装置以外の画像形成装置を用いた場合でも図２７〜３０と同様の傾向を示す。
【０１０５】
ここで、従来の制御方法について述べる。従来では、表面電位計を有さない画像形成装置において感光体の回転数を記録し、そのデータに基づいてグリッドバイアスＶｇを補正して感光体表面の帯電電位Ｖｏを一定にするという方法がある。この方法では、グリッドバイアスＶｇ補正量、および所定の電位と実際の帯電電位Ｖｏとの差を出来るだけ小さくするため、膜厚が２５μｍである感光体の初期においては、ノコ歯の帯電電流値を最小必要値である−３５０μＡに設定し、感光体のライフを通じて−７００μＡまで上げている。
【０１０６】
図２８は、ノコ歯の帯電電流値を−７００μＡに固定した場合におけるグリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。膜厚が１８μｍまで薄くなった感光体のライフにおいて帯電電流を−７００μＡに固定すると、グリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係は図２８のようになり、膜厚が薄くなるとグリッドバイアス値が同じでも感光体表面の帯電電位Ｖｏが低下することがわかる。この傾向は特にグリッドバイアス値が上がるほど顕著になる。
【０１０７】
図２８に示されるように、ノコ歯の帯電電流値を−７００μＡに固定し、グリッドバイアス値を−６２０Ｖから−６４５Ｖまで上げることによって、所定の電位である−６２０Ｖが得られる。このような方法によって帯電電位Ｖｏを所定の電位に保つことができるが、ノコ歯に印加する電流値が高いほどオゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物の発生量が増加するので、従来のこの制御方法ではライフにおいてノコ歯への放電生成物の付着が加速する。
【０１０８】
図２８を用いて、前述の制御方法とは別の従来の制御方法について説明する。本制御では、ノコ歯の帯電電流を初期からライフに渡って−７００μＡに固定する。感光体の回転数を記録し、感光層の膜減りに応じた補正テーブルとプロセスコントロールとの結果に基づき、グリッドバイアスＶｇの印加電圧の補正を行う。具体的には、膜厚が２５μｍである初期にはグリッドバイアスＶｇを−６２０Ｖに設定し、ライフにかけて徐々に上げていき、膜厚が１８μｍまで薄くなるライフでは、グリッドバイアスＶｇを−６４５Ｖにすることによって感光体表面の帯電電位Ｖｏを−６２０Ｖに保つ。しかしながら、この制御方法では初期からノコ歯に印加する電流が高く、オゾンおよび窒素酸化物などの放電生成物の発生量が多いので、ノコ歯への放電生成物の付着を抑えることができない。
【０１０９】
以下、本発明の制御方法についての説明に戻る。図２９は、ノコ歯の帯電電流値を−３５０μＡに固定した場合において、感光層の厚さの違いによるグリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位Ｖｏとの関係を示すグラフである。膜厚が２５μｍである初期においては、図２９に示すように、初期帯電電流を−３５０μＡとし、初期グリッドバイアスＶｇを−６２０Ｖに設定することによって感光体表面の帯電電位Ｖｏとして−６２０Ｖが得られる。
【０１１０】
本実施形態では、感光体の初期において本制御を初めて行う前の前記初期帯電電流は、像担持体に含まれる感光層のその時点での厚さに応じて設定される。図２７から分かるように、同じ電流値をノコ歯に印加した場合でも感光層の厚さによって像担持体表面の帯電電位が変わる。ノコ歯に印加する電流が少ないほど放電生成物の発生量が少なくなるので、初期感光体膜厚が２５μｍであり、所定の電位を−６２０Ｖに設定した本実施形態においては、初期帯電電流を−３５０μＡに設定することによってノコ歯に印加される電流を確実に最小限に留めることができる。
【０１１１】
図２９に戻って、膜厚が２１μｍまで薄くなった８５Ｋ枚印字時点において、クリーニング後の感光体表面の帯電電位Ｖｏを電位検出手段である表面電位計でモニタすると−６０５Ｖである。この場合の表面電位Ｖｏの不足分は、グリッドバイアスＶｇを−６４０Ｖまで上げることによって、初期と同じ−６２０Ｖの表面電位Ｖｏに調整できる。このように、ライフにおける表面電位Ｖｏと所定値との差が比較的小さい場合には、図２６のステップＳ１〜８で示されるグリッドバイアスＶｇの制御のみで所望の帯電電位Ｖｏを得ることができる。この制御方法は、前記第１制御動作に相当する。
【０１１２】
図２６のステップＳ５〜１２で示されるように、グリッドバイアスＶｇを上げる補正を行い、なお所定の電位とならない場合には、感光体表面の帯電電位Ｖｏと所定の帯電電位との差分のみノコ歯に印加する帯電電流を上げる。
【０１１３】
図３０は、感光体膜厚およびノコ歯に印加する帯電電流値に応じた、グリッドバイアスＶｇと感光体表面の帯電電位との関係を示すグラフである。膜厚が２５μｍの初期において、グリッドバイスＶｇを−６２０Ｖとし、ノコ歯の帯電電流を−３５０μＡに設定することによって、感光体表面の帯電電位Ｖｏとして−６２０Ｖが得られている。
【０１１４】
１５０Ｋ枚印字後のライフにおいて膜厚が１８μｍまで薄くなると、ノコ歯の帯電電流が−３５０μＡでは、グリッドバイアスＶｇ−６２０Ｖにおいて帯電電位Ｖｏは約−５８０Ｖまで低下する。このとき、グリッドバイアスＶｇを−７００Ｖまで上げたとしても帯電電位Ｖｏは−６００Ｖで、所定の電位である−６２０Ｖまで達せず、グリッドバイアス値の補正のみでは対応できない。そこで膜厚が１８μｍであり、グリッドバイアスＶｇを−７００Ｖまで上げたライフにおいて、ノコ歯の帯電電流を−４５０μＡまで上げることによって、帯電電位Ｖｏを−６２０Ｖに調整することができる。本実施形態では、ステップＳ９〜１２の動作を４回繰り返し、１回につき帯電電流を−２５μＡずつ上げた。１回につき−２５μＡ以内で帯電電流を上げることによって、グリッド電極への流れ込み電流（ロス電流）を少なくし、所定の帯電電位を得ることができる。なお、ステップＳ９〜１２でのグリッドバイアスＶｇが−７００Ｖと高すぎる値ではないので、もし１回に上げる帯電電流の値を−２５μＡよりずっと高い値に設定したとしても、その分グリッド電極へのロス電流が増えるだけであり、感光体表面の帯電電位Ｖｏが所定の帯電電位である−６１５Ｖ以上−６２５Ｖ以下の範囲を超えることはない。この制御方法は第２制御動作に相当し、これによって電圧値を増加させた後の像担持体表面の帯電電位と設定値との差が比較的大きい場合でも、ノコ歯に印加する電流を最小限に留め、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。
【０１１５】
このような制御方法によって、ライフを通じて最小限の帯電電流で所定の電位Ｖｏ−６２０Ｖが得られる。この制御では放電不良による画像への影響もなく、初期から帯電電流値を−７００μＡに固定した場合よりもオゾンの発生量を、初期で５０％減少させることができ、ライフを通じて３５％減少させることができる。なお、オゾンの発生量は帯電電流値に比例するので、これらの割合は、−７００μＡに対する初期の帯電電流値である−３５０μＡの比率、および−７００μＡに対するライフでの帯電電流値である−４５０μＡの比率から算出した。オゾンの発生が抑制されることで、感光体およびグリッド電極、更にはクリーニングブレードなど他の部品へのダメージを抑制することができるので、部材の長寿命化が可能となる。
【０１１６】
（ステップＳ１３〜１６について）
ステップＳ４ａで、感光体表面の帯電電位Ｖｏが所定の電位より高くなる要因としては、たとえば湿度変化が挙げられる。具体的には、長期間に渡って画像形成装置を使用することなく放置した場合、放置した期間が夏から秋にかけてであれば、画像形成装置の帯電電位制御補正における環境が高温高湿下（気温３０℃、湿度８５％）から、常温常湿下（気温２２℃、湿度５５％）に変化する。このような場合には、湿度の影響が少なくなって感光体表面の抵抗がアップし、感光体支持基体であるアルミニウム素管へ電荷が流れ込むことによる感光体表面の電荷の損失が少なくなるので、感光体の帯電性が良くなり、クリーニング後に測定される帯電電位Ｖｏが高くなる。
【０１１７】
本実施形態では、ステップＳ９〜１２の動作１回につき帯電電流値を−２５μＡ以内の範囲で下げていく。１回の帯電電流変化量が−２５μＡ以内であれば、感光体表面の帯電電位Ｖｏが所定の帯電電位である−６１５Ｖ以上−６２５Ｖ以下の範囲より小さくなることはない。
【０１１８】
制御手段が前記検出された帯電電位が設定値より高い場合、第３制御動作を選択し実行することによって、ノコ歯に印加する電流を下げることができ、放電生成物の発生を低減できるので、ノコ歯の劣化およびノコ歯先端における放電生成物の付着を抑制できる。したがって、クリーニングの頻度を少なくすることができ、かつ長期間に渡って高品位の画像を安定して形成することができる。本制御方法は、前記第３制御動作に相当する。
【０１１９】
なお、クリーニングゴムローラの稼動頻度や材質、設定値などは画像形成装置毎に任意の設定が可能である。
【０１２０】
これまでに述べてきたように、感光体表面の帯電電位Ｖｏを上げる場合、まずグリッドバイアスを上げる。グリッドバイアスを上げても感光体表面の帯電電位Ｖｏが所定の帯電電位まで達しない場合にノコ歯の帯電電流を上げる。感光体表面の帯電電位Ｖｏを下げる場合には、グリッドバイアスの値は変更せず、ノコ歯の帯電電流を下げる。このようにノコ歯の帯電電流をできるだけ下げるような制御を行うことによって放電生成物の発生を低減することができる。
【０１２１】
２、プログラムおよび記録媒体
本発明の第１の実施形態である画像形成装置１００の前記制御手段は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。ＣＰＵを用いてソフトウェアによって前記制御手段を実現する場合、制御手段は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（Central Processing 
Unit）、前記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、前記プログラムおよび各種データを格納するメモリなどの記憶装置（記録媒体）などを備える。
【０１２２】
上述した機能を実現するソフトウェアである定着装置の定着制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記定着装置の制御部に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによって、定着ローラ表面の傷の発生を防止できる定着装置を実現することが可能である。
【０１２３】
前記記録媒体としては、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１２４】
また、画像形成装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。通信ネットワークとしては、特に限定されず、たとえば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
【０１２５】
また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、たとえば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１２６】
このように、制御プログラムは、本発明の画像形成装置１００を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを制御手段として機能させるので、電位検出手段によって検出される像担持体表面の電位と設定値とを比較してグリッド電極に印加する電圧、およびノコ歯に印加する電流によって像担持体表面の帯電電位を制御する方法を制御手段が読み取り、実行することができ、この制御方法を汎用的なものにすることができる。
【０１２７】
また、記録媒体は前記制御プログラムが記録され、コンピュータで読み取り可能であるので、電位検出手段によって検出される像担持体表面の電位と設定値とを比較してグリッド電極に印加する電圧、およびノコ歯に印加する電流によって像担持体表面の帯電電位を制御するプログラムを容易にコンピュータに供給することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
３  移動手段
５３  ノコ歯
６６  クリーニングゴムローラ
３０１  第１帯電装置
３０２  ゴムローラ保持体
３０６  ベース部分
３０７  保持部分
３０８  ベース面
３６２  ノコ歯保持部材
３６２ａ  存在部
３６２ｂ  非存在部
３６３  針電極
３９４  クリーニング部材保持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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