(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の画像形成が可能な複数の作像部を有し、各作像部には帯電手段と該帯電手段に付着するトナーや異物を除去するために該帯電手段に対して接離可能なクリーニング手段とを備える帯電装置が設けられるとともに、該帯電装置に設けられる各クリーニング手段を個別に接離動作させる制御部とを備え、該制御部は、前記作像部に保存されている作像履歴および作像部に対する使用環境条件に基づき、前記クリーニング手段の動作を制御するとともに、クリーニング手段の動作時期が他の帯電装置に設けられたクリーニング手段の動作時期と同時と判断した場合に各クリーニング手段の動作時期をずらして動作させる画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記クリーニング手段の動作時期が同時であると判断した場合に、前記作像部からの画像転写順序に対応させてクリーニング手段の動作時期を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は、前記帯電手段から離間した状態を初期状態として設定され、クリーニング動作時期に前記帯電手段に当接する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電手段がローラ形状であり、帯電領域が像担持体に非接触に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電手段は、ＤＣにＡＣを重畳した帯電バイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電手段に用いられるローラは、少なくとも支持体である芯金と、該芯金上に設けられて画像形成に用いられる像担持体に対して帯電を施す帯電部材と、該像担持体に当接して該像担持体との間に隙間を形成する隙間形成部材とを備え、前記帯電部材と隙間形成部材とが樹脂部材で構成されていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング手段が、芯金とクリーニング部材であるメラミン樹脂フォームを積層したローラで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電装置のクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置には、単一色画像を対象とした作像部を用いる構成の他に、複数色の画像を形成可能な作像部を用いてフルカラー画像などの多色画像を形成する構成がある。
作像部には、潜像担持体に対する一様帯電を行うための帯電装置が設けられているが、帯電装置に用いられる帯電部材は、潜像担持体表面に接触する構成や近接して非接触な状態を維持される構成が知られている。
【０００３】
記録媒体への転写を終えた潜像担持体表面には、未転写トナーが付着していることがあるので、潜像担持体表面をクリーニングすることが行われている。
潜像担持体表面に接触する構成を用いた帯電部材の場合、帯電部材が潜像担持体表面に接触しながら連れ動くことから、クリーニング後においても未だ付着しているトナーが帯電部材に擦り取られることがある。帯電部材に付着したトナーは堆積すると帯電部材の表面特性が変化し、帯電特性が低下する虞れがある。
【０００４】
これに対し、非接触な構成を用いる帯電部材の場合には、トナーを擦り取ることがないので帯電部材表面へのトナーの付着は少なくなる。
しかし、非接触な構成を用いる帯電部材の場合、潜像担持体表面での帯電を均一化する目的で直流に交流を重畳した帯電バイアスを印加した際のバイアス極性によってトナーやトナーの外添剤等が僅かならがも帯電部材に飛翔して付着することがある。
【０００５】
従来、帯電部材に付着するトナーや異物を除去して帯電特性を適正に維持するための構成として、帯電部材表面にクリーニング部材を当接させることによりトナーを除去する構成が知られている。
帯電部材表面にクリーニング部材を接触させてトナーを除去する場合、クリーニング部材が常時接触していると、帯電部材から除去したトナーがクリーニング部材に堆積すると、その汚れが帯電部材に転移して汚れを生じさせ足り、クリーニング部材自体のクリーニング特性を低下させる虞がある。
【０００６】
そこで、クリーニング部材を帯電部材に対して接離できる構成を用い、所定サイクルによる間欠的なクリーニングを行う構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
間欠的なクリーニングに際しては、単に所定サイクルとする代わりに、使用環境や画像面積などの履歴に基づき現実的なトナーの除去量を割り出し、その割り出し量に応じてクリーニングを実行する方法も提案されている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
帯電部材に対してクリーニング部材を接離させる構成においては、次のような問題がある。
複数色の画像形成が可能な画像形成装置の場合、各色の作像部に帯電装置が設けられており、この帯電装置にはクリーニング部材が接離できる構成が用いられることになる。
複数の作像部を用いた場合、各作像部、換言すれば、色毎での画像面積が異なることから、各作像部毎で実行されるクリーニング時期も異なるので、各作像部毎で独自に帯電部材へのクリーニングを行うことが望ましいが、使用状況によっては、同時期に複数の作像部においてクリーニングが行われ、クリーニング部材が帯電部材に接離することがある。
【０００８】
このように複数の作像部において同時にクリーニング部材の接離が行われると、そのときに発生する動作音が大きく発生し、いわゆる、騒音として認識される虞がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来の画像形成装置における複数の作像部を用いる場合のクリーニングにおける問題に鑑み、複数の帯電部材を用いた場合の騒音の発生を抑えることが可能な構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）異なる色の画像形成が可能な複数の作像部を有し、各作像部には帯電手段と該帯電手段に付着するトナーや異物を除去するために該帯電手段に対して接離可能なクリーニング手段とを備える帯電装置が設けられるとともに、該帯電装置に設けられる各クリーニング手段を個別に接離動作させる制御部とを備え、該制御部は、前記作像部に保存されている作像履歴および作像部に対する使用環境条件に基づき、前記クリーニング手段の動作を制御するとともに、クリーニング手段の動作時期が他の帯電装置に設けられたクリーニング手段の動作時期と同時と判断した場合に各クリーニング手段の動作時期をずらして動作させる画像形成装置。
【００１１】
（２）前記制御部は、前記クリーニング手段の動作時期が同時であると判断した場合に、前記作像部からの画像転写順序に対応させてクリーニング手段の動作時期を設定することを特徴とする（１）記載の画像形成装置。
【００１２】
（３）前記クリーニング手段は、前記帯電手段から離間した状態を初期状態として設定され、クリーニング動作時期に前記帯電手段に当接する構成であることを特徴とする（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００１３】
（４）前記帯電手段がローラ形状であり、帯電領域が像担持体に非接触に配置されていることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の画像形成装置。
【００１４】
（５）前記帯電手段は、ＤＣにＡＣを重畳した帯電バイアスを印加することを特徴とする（１）乃至（４）のうちの一つに記載の画像形成装置。
【００１５】
（６）前記帯電手段に用いられるローラは、少なくとも支持体である芯金と、該芯金上に設けられて画像形成に用いられる像担持体に対して帯電を施す帯電部材と、該像担持体に当接して該像担持体との間に隙間を形成する隙間形成部材とを備え、前記帯電部材と隙間形成部材とが樹脂部材で構成されていることを特徴とする（５）記載の画像形成装置。
【００１６】
（７）前記クリーニング手段が、芯金とクリーニング部材であるメラミン樹脂フォームを積層したローラで構成されていることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の帯電手段を対象としたクリーニングが同時である場合に、各クリーニング動作をずらすことにより、同時にクリーニング手段が帯電手段に当接した際と違って動作音を低減することができる。これにより、動作音が大きくなることによる騒音の発生を抑えることが可能となる。
【００１８】
特に、動作時期をずらす際には、画像の転写順序に対応してずらすので、画像転写が終了した作像部から順にクリーニング手段が当接する順序となることで、作像時に発生する音の一部とすることができ、不用意な騒音の発生を防止することができる。
【００１９】
また、帯電手段に対して非接触な状態でＤＣにＡＣを重畳することによる帯電バイアスを用いることにより、帯電手段へのトナーや異物の付着を抑えることができるので、クリーニング動作を低減することにより、クリーニング手段の動作による動作音の発生機会を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による帯電装置を用いる画像形成装置の全体構成を説明するための概略図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の他の例を示す模式図である。
【図４】本発明による帯電装置に用いられる血伝手段の構成を説明するための断面図である。
【図５】本発明による帯電装置に用いられるクリーニング手段の構成を説明するための図である。
【図６】本発明による帯電装置に用いられる構成を説明するための図である。
【図７】本発明による帯電装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明をタンデム中間転写方式のフルカラー複写機に適用した例を示す全体構成図である。
同図においてフルカラー複写機は装置本体１００、本体を載せる給紙テーブル２００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００、等から構成されている。
【００２２】
フルカラー複写機は、本体中央に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの４つの画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋを横に並べて配置したタンデム画像形成装置２０として構成されている。
タンデム画像形成装置の各画像形成ユニットは、それぞれＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの各色トナー像が形成される感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋを有している。
【００２３】
タンデム画像形成装置の上方には、露光装置２１が設けられている。
露光装置は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてＬＤから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体に照射される。
【００２４】
タンデム画像形成装置の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設置されている。
中間転写ベルト１０は、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、支持ローラ１４は中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラである。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間には、各色の感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋが中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体に対向するように設けられている。
【００２５】
第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７を設けられている。
中間転写ベルト１０の材質としてはポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成型し使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
【００２６】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２が設けられている。
図示実施例において２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して配置されており、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を転写材に転写する。
２次転写ベルト２４としては、中間転写ベルト１０と同様の材料を用いることができる。
【００２７】
２次転写装置２２の横には、転写材上の画像を定着する定着装置２５が設けられている。
定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の転写材をこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を別途備える必要がある。
【００２８】
なお、図示例では２次転写装置２２および定着装置２５の下方に、上述したタンデム画像形成装置と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置２８を備えている。
このようなタンデム画像形成装置によりコピー動作をおこなうときは、ＡＤＦの原稿台３０上に原稿をセットする。または、ＡＤＦを開いてスキャナのコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦを閉じて原稿を押さえる。
そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦに原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動した後、また、コンタクトガラス上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナを駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体に向け、第２走行体のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
【００２９】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体が図１で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体の表面が帯電装置である帯電ローラにより一様に帯電される。そして、各色の感光体には露光装置から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体が回転することにより各色の現像装置６０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋで各色のトナーが現像される。各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送とともに、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。転写後の感光体は除電ランプにより光除電され、クリーニング手段により転写残のトナーが除去される。
【００３０】
一方、給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル４３を多段に備える給紙カセット４４の１つから転写材を送り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して本体内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写材を送り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写材を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写材上にトナー像を一括転写する。
【００３１】
トナー像が転写された転写材は、２次転写装置２２で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５において熱と圧力とを加えて転写材に定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５７で排紙トレイ上に排出される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００３２】
所定枚数の画像形成が終了した後には、作像後処理を行ってから感光体の回転を停止する。
作像後処理では帯電バイアス、転写バイアスをオフした状態で感光体を１周以上回転させ、その際に除電手段により感光体表面の電荷を除電して、感光体が除電したまま放置されて感光体が劣化することを防止する。
【００３３】
白黒モードが選択された場合には、支持ローラ１５が下方に移動し、中間転写ベルトを感光体Ｙ、Ｃ、Ｍから離間させる。Ｂｋの感光体のみが図１において反時計回り方向に回転し、Ｂｋ感光体の表面が帯電ローラにより一様に帯電され、Ｂｋの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成され、Ｂｋのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト上に転写される。この際、Ｂｋ以外の３色の感光体４０Ｙ、Ｃ、Ｍ、現像装置６０Ｙ、Ｃ、Ｍは停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００３４】
一方、給紙カセット４４から転写材が給紙され、レジストローラ４９により、中間転写ベルト１０上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。トナー像が転写された転写材は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置２５で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００３５】
次に、作像ユニットについて詳しく説明する。作像ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、収容されるトナーの色が異なる以外は、同じ構成であるので、以下、添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略して説明する。
図２は、作像ユニットの概略構成図である。
同図において感光体４０の周りには、感光体４０を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ７０、感光体４０の電位を検知する電位センサ７１、感光体４０に形成された静電潜像を現像する現像装置６０、トナー像が転写された後の感光体４０の表面を除電する除電ランプ７２、転写残トナーをクリーニングするための感光体クリーニング装置が配置されている。また、作像ユニット１８のケースには露光装置２１からの露光光７６を通過させるための開口が設けられている。
【００３６】
現像装置６０は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。現像装置６０は感光体４０に対向した現像ローラ６１、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー６２、６３、トナー濃度センサ６４等から構成される。現像ローラ６１は外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。スクリュー６２、６３で、攪拌されることで摩擦帯電した現像剤は、現像ローラ６１の磁力により担持され、感光体４０との対向部へ搬送され、感光体４０上の潜像にトナーを供給することで現像する。また、トナーを消費した現像剤のトナー濃度を、トナー濃度センサ６４により検知し、検知結果に応じて現像装置６０の上部に設けられた図示しないトナー供給装置より必要量のトナーが供給される。
【００３７】
トナー供給装置は、トナーを収容する図示しないトナー収納容器からトナーを移送して収納する。また、トナー供給装置には、現像装置６０とを連通する供給口と、収納したトナーを供給口に移動させるためのスクリューが設けられている。そして、トナー濃度センサ６４により、現像装置６０へのトナー供給指令が発せられると、図示しないクラッチがオンしてスクリューを作動し、その回転時間に応じた量のトナーを供給口に向けて移動させ、供給口から現像装置６０内へ落下させることによりトナーが供給される。
【００３８】
感光体クリーニング装置としては、２本のブラシローラ７３、７４とクリーニングブレード７５を備えている。また、ブラシローラ７４には固形の潤滑剤７８が当接しており、潤滑剤供給部材としての機能も持っている。
固形の潤滑剤の例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。また、必要に応じてその他の材料を混合することもできる。固形の潤滑剤は潤滑剤粒子を溶融固化させたり、圧縮成形することで作製することができる。
ブラシローラ７３、７４や、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７５により感光体４０から掻き取られたトナーは、トナー搬送コイル７９により回収され、図示しない廃トナー収納部に搬送するように構成されている。
【００３９】
なお、この作像ユニット１８では転写後に除電された感光体４０をクリーニングするように構成されているが、転写後にクリーニングされた感光体４０を除電するように構成してもよい。
【００４０】
また、図２の作像ユニット１８では感光体クリーニング装置内に潤滑剤供給部材が配置されているが、この構成ではクリーニングに入力してくるトナー量により潤滑剤の供給が影響を受けやすいという欠点があった。これに対して、図３のように感光体クリーニング装置の下流に潤滑剤供給部材を配置することで、形成される画像面積により転写残トナーや逆転写トナーの入力量が変化しても感光体４０に潤滑剤を安定に供給することができる。
【００４１】
図４には帯電ローラの概略構成が示されている。
同図において帯電ローラ７０は、導電性支持体である芯金１０１と、帯電部材としての樹脂層１０２と、感光体４０との間のギャップを保持するギャップ保持部材１０３とから構成される。芯金１０１はステンレス等の金属が用いられる。芯金１０１が細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体４０に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、芯金１０１が太すぎる場合には帯電ローラ７０が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金１０１の直径としては６〜１０［ｍｍ］程度が望ましい。
【００４２】
帯電ローラ７０の樹脂層１０２は１０４〜１０９［Ω・ｃｍ］の体積抵抗を持つ材料が好ましい。抵抗が低すぎると感光体４０にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアスのリークが発生しやすく、抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができない。基材となる樹脂に導電性材料を配合することで所望の体積抵抗を得ることができる。
【００４３】
基材樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。導電性材料としては四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物のようなイオン導電性材料が好ましい。四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンの例としては、四級アンモニウム塩基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレンーエチルアクリレート共重合、エチレンーメチルアクリレート共重合、エチレン−酢酸ビニル共重合、エチレン−プロピレン共重合、エチレン−ヘキセン共重合等のポリオレフィンである。本実施形態では、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンについて例示したが、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィン以外の高分子化合物であっても構わない。前記のイオン導電性材料は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより、前記の基材樹脂に均一に配合される。配合された材料を芯金上に射出成形、あるいは押出成形にすることにより、容易にローラ形状に成型することができる。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂１００重量部に対してイオン導電性材料３０〜８０重量部が望ましい。
【００４４】
帯電ローラ７０の樹脂層１０２の厚さとしては０．５〜３［ｍｍ］が望ましい。樹脂層１０２が薄すぎると成型が困難である上に強度の面でも問題がある。樹脂層１０２が厚すぎると帯電ローラ７０が大型化するうえに樹脂層１０２の実際の抵抗が大きくなるため帯電効率が低下してしまう。
【００４５】
樹脂層１０２を成形した後、樹脂層１０２の両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材１０３を圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金１０１に固定する。このようにして、樹脂層１０２とギャップ保持部材１０３を一体化してから、切削や研削等の加工を行って帯電ローラ７０の外径を整えることで樹脂層１０２とギャップ保持部材１０３のフレの位相を揃えることができ、帯電ギャップの変動を低減することができる。
【００４６】
ギャップ保持部材１０３の材質としては帯電部材の基材と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。ただし、感光体４０にギャップ保持部材１０３を当接させるので感光体４０が損傷するのを防止するために、帯電部材より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。
また、摺動性に優れ感光体４０に損傷を与えにくい樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いることもできる。また、樹脂層１０２やギャップ保持部材１０３にはコーティング等により、トナー等が付着しにくい表層を数１０［μｍ］程度の厚さで形成することもできる。
【００４７】
ギャップ保持部材１０３を感光体４０の画像領域外に付き当てることで、帯電ローラ７０の樹脂層１０２と感光体４０との間にギャップを形成する。帯電ローラ７０は芯金１０１の端部に取り付けられたギヤが感光体４０フランジに形成されたギヤとかみ合っており、図示しない感光体駆動モータにより感光体４０が回転すると帯電ローラ７０も感光体４０とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。
樹脂層１０２と感光体４０とは接触することがないので、帯電ローラ７０として硬い樹脂材料と有機感光体を使用した場合でも画像領域の感光体に傷が付いたりすることはない。また、ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大ギャップは１００［μｍ］程度以下に抑える必要がある。このような感光体４０と帯電ローラ７０間にギャップを設けた帯電ローラ７０を使用する場合には、帯電バイアスとしてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳することが望ましい。
【００４８】
作像ユニット１８で使用可能な帯電手段は上記の近接配置の帯電ローラ７０に限定されるものではなく、接触配置の帯電ローラや帯電ブラシでもよい。帯電ローラ７０を感光体４０に接触配置した場合には、帯電ローラ７０が感光体４０に連れ回り回転する際に感光体４０表面の汚れが帯電ローラ７０にこすりつけられるため、帯電ローラ７０にトナー等の汚れが付着しやすく、さらに固着しやすい。これに対して、帯電ローラ７０を感光体４０に非接触で近接配置することで、帯電ローラ７０表面が感光体４０にこすりつけられることがないので、帯電ローラ７０の汚れを大幅に低減することができる。
【００４９】
しかしながら、感光体４０を均一に帯電させるためにＡＣ電圧を重畳しているために、非接触に配置した場合でもわずかながら感光体４０上のトナーやトナー外添剤等が帯電ローラ７０に飛翔して付着してしまう。このため、接触配置の帯電ローラ７０は言うまでもなく、近接配置の帯電ローラ７０でも、帯電ローラ７０をクリーニングするクリーニング手段として帯電クリーニング部材７７を設け、帯電ローラ７０の汚れを除去する必要がある。
【００５０】
ところが、このような帯電クリーニング部材７７を、常時、帯電ローラ７０に接触させると、初期的には帯電ローラ７０表面の汚れを除去できているものの、長期間で帯電クリーニング部材７７に表面に溜まったトナー等の汚れを帯電ローラ７０表面にこすりつけることになり、逆に帯電ローラ７０を汚してしまう。
また、帯電ローラ７０にＡＣバイアスを印加しているため、感光体４０上の汚れを静電的に引き寄せてしまうものの、逆に帯電ローラ７０に付着した汚れを感光体４０に静電的に戻す力も働く。そこで、帯電クリーニング部材７７を間欠的に当接させてクリーニングを行うことで、帯電クリーニング部材７７に溜まるトナー等の量が少なくして帯電クリーニング部材７７の劣化を抑制して、帯電ローラ７０と帯電クリーニング部材７７との寿命が長くする。
【００５１】
そこで、本発明では、各作像ユニットに設けられているクリーニング部材の接離動作を同時に行わせないようにしたことを特徴としている。
以下、その特徴にかかる構成について説明する。
【００５２】
図５は、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に対して接離する接離機構の概略構成図である。
帯電クリーニング部材７７はローラ形状であり、両端をアーム８０で支持されている。
アーム８０は、支軸８０Ａを支点として揺動可能に設けられており、クリーニング時以外には図示しない付勢部材の習性により、クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させた状態が初期状態とされている。
アーム８０は、初期状態にあるとき、本体側に設置された図示しないソレノイドでアーム８０の揺動端側に位置する突起部８２を押し下げる（図５中、矢印Ａと逆方向）ことにより、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる。
これにより、帯電クリーニング部材７７は帯電ローラ７０に連れ回り回転しながら、帯電ローラ７０表面をクリーニングする。クリーニング終了後は、本体側に設置された図示しないソレノイドを解除することで、アーム８０の突起部８２を図５中矢印Ａ方向に移動させ、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させる。なお、図５中、符号７０Ａは、帯電ローラ７０を支持する帯電フレームを示している。
【００５３】
クリーニング部材７７が帯電ローラ７０に対して離間している状態が初期状態とされていることにより、クリーニング部材７７への帯電ローラ７０からのトナーの付着機会が少なくされるので、クリーニング部材でのトナー堆積量を抑えて帯電ローラ７０を汚すのを抑制することができる。
【００５４】
このような帯電クリーニング部材７７の接離動作を画像形成動作中に実行すると、ソレノイドの動作による振動が露光装置２１等に伝達して画像が乱れる恐れがある。このため、帯電クリーニング部材７７による帯電ローラクリーニング動作を作像動作中以外に実施する必要がある。また、帯電ローラクリーニング動作が頻繁に実行されると、ユーザの待ち時間が増えることになるため、できる限り帯電ローラクリーニング動作の実行頻度を小さくすることが望ましい。
【００５５】
帯電クリーニング部材７７としてはスポンジ、ブラシ等の多様な材料を使用することができるが、帯電ローラ７０に対して固定して当接した場合には当接面に溜まったトナー等がかえって帯電ローラ７０に付着しやすくなるため、クリーニング部材はローラ形状として帯電ローラ７０に連れまわり回転とすることが望ましい。
【００５６】
図６は、ローラ形状の帯電クリーニング部材７７の概略構成図である。
この帯電クリーニング部材７７は、芯金８６の周りにメラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７で覆った構成であり、メラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７を帯電ローラ７０表面に当接させて帯電ローラ７０の汚れを除去する。メラミン樹脂フォーム８７は他のスポンジ状の材料より強度に優れ、フォーム内に空間が多く存在するため大量のトナー等の汚れを保持することが可能であり、長期にわたってクリーニング性能を維持することができる。
【００５７】
上記構成を備えた帯電クリーニング部材７７は、以下に説明する作像履歴や使用環境に基づき、図７に示す制御部により、各作像部での動作時期が同じにならないように制御されるようになっている。
図７は、制御部の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部１０００は、画像形成処理シーケンスプログラムを実行するプロセッサが用いられる。
【００５８】
制御部１０００の入力側には、本実施例と関連する部材として、各作像ユニットでの作像履歴、いわゆる、感光体４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの使用履歴を記憶保存しているメモリ１００１と、装置内温度を検知する温度センサ１００２，同じく湿度を検知する湿度センサ１００３が接続され、出力側には、クリーニング部材７７の接離駆動源として用いられるソレノイドの駆動部１００４が接続されている。
上述した使用履歴には、感光体ドラムへのトナーの付着量、換言すれば残留トナー量に影響する画像面積に関する情報も保存されている。
【００５９】
制御部１００では、次の条件を前提としてクリーニング部材７７の接離動作を制御し、この条件において同時に接離動作が行われる必要があると判断した場合に後述する手順により個別にクリーニング部材７７の接離動作を行わせるようになっている。
【００６０】
複数の作像ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを用いる画像形成装置では、フルカラー画像を形成する場合にはすべての作像ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを使用し、白黒画像を形成する場合には黒用の作像ユニット１８Ｂｋのみを使用する。このため、作像ユニット１８に含まれる帯電ローラ７０の使用時間は黒とカラーで異なっている。
また、各作像ユニット１８は寿命により交換されるが、使用時間異なっているため交換サイクルが一致しない。また、故障等により複数のうちの１つが交換される場合もある。このように、各作像ユニット１８の帯電ローラ７０の使用時間が同じでないことが一般的であるため、各帯電ローラ７０の汚れは異なっている。
【００６１】
そこで、各感光体４０の使用履歴より、各帯電ローラ７０の汚れを推測し、これに応じて、それぞれ適切な間隔で帯電ローラクリーニング動作を行うよう、各帯電クリーニング部材７７の接離機構の動作条件を個別に設定可能とする。具体的には、各感光体４０の使用履歴が所定値に達していると、該当する色の接離ソレノイドを動作させて、該当する帯電クリーニング部材７７を該当する帯電ローラ７０に当接させて帯電ローラクリーニング動作を実行する。
【００６２】
また、使用環境が低温低湿環境の場合には帯電ローラ７０自体や帯電ローラ７０に付着した汚れの抵抗が上昇して帯電不良が発生しやすくなる。そこで、使用環境により、使用履歴に基づき個別に設定された接離機構の動作間隔を変更可能とする。具体的には、温湿度センサ出力により各感光体４０の使用履歴を補正し、補正した使用履歴が所定値に達していると、該当する色の接離ソレノイドを動作させて、該当する帯電クリーニング部材７７を該当する帯電ローラ７０に当接させて帯電ローラクリーニング動作を実行する。これにより、さらに適した間隔のクリーニングをおこなうことができ、長期に渡って各帯電ローラ７０の帯電性能を維持することができる。
【００６３】
フルカラー画像形成装置では、各色で画像面積が異なることが一般的であり、各色の画像面積が同じになることは非常に稀である。高画像面積の画像が多く出力された場合は、感光体クリーニング装置に入力するトナーが増加するので帯電ローラ７０が汚れやすくなる。そこで、各色の画像面積により、各感光体の使用履歴に基づき個別に設定された接離機構の動作間隔を変更可能とする。具体的には、画像面積率により各感光体４０の使用履歴を補正し、補正した各使用履歴が所定値に達していると、該当する色の接離ソレノイドを動作させて、該当する帯電クリーニング部材７７を該当する帯電ローラ７０に当接させて帯電ローラクリーニング動作を実行する。これにより、さらに各帯電ローラ７０の汚れに適した間隔のクリーニングをおこなうことができる。
【００６４】
また、装置の条件によっては画像形成以外でトナーが消費される場合もあり、これにより感光体クリーニング装置に入力するトナーが増加するので帯電ローラ７０が汚れやすくなる。そこで、各現像装置６０に補給されたトナー供給量を検知し、各トナー供給量に基づき各感光体の使用履歴に基づき個別に設定された接離機構の動作間隔を変更可能とする。具体的には、各現像装置６０に補給されたトナー供給量を検知する検知手段として、トナー供給装置のスクリュウを駆動する補給モータの回転時間から各現像装置６０に補給されたトナー供給量を算出する。各現像装置６０に補給されたトナー供給量により各感光体４０の使用履歴を補正し、補正した各使用履歴が所定値に達していると、該当する色の接離ソレノイドを動作させて、該当する帯電クリーニング部材７７を該当する帯電ローラ７０に当接させて帯電ローラクリーニング動作を実行する。これにより、さらに各帯電ローラ７０の汚れに適した間隔のクリーニングをおこなうことができる。
【００６５】
さらに、使用枚数が多くなるに従い感光体クリーニング装置の劣化（具体的には、クリーニングブレード７５の摩耗等）が進行するためにトナー等のすり抜けが増加して帯電ローラ７０が汚れやすくなる。帯電ローラ７０とクリーニングブレード７５が個別に交換された場合には、クリーニングブレード７５の使用状況を正確に把握することが難しいが、感光体４０と帯電ローラ７０と感光体クリーニング手段を一体で交換可能なプロセスカートリッジ構成では、プロセスカートリッジの交換時期を記憶しておけば、感光体クリーニング手段の使用枚数に応じて、各感光体の使用履歴に基づき個別に設定された接離機構の動作間隔を変更可能とする。
【００６６】
以上の条件に基づき、クリーニング部材７７の接離動作が実行されるが、制御部１０００では、接離動作時期を判別した結果、各作像ユニット間で同時期に接離動作が必要であると判断した場合に、作像ユニット間でクリーニング部材７７の接離動作時期をずらすことが行われる。
【００６７】
動作時期のずらし方としては、予め設定されている時間を各作像ユニットでのクリーニング部材の接離開始タイミングに割り当てて各作像ユニット間で接離時期を順次遅延させてずらす方法が用いられる。
また、接離タイミングを設定されて接離動作を開始する方法としては、作像ユニットニットが並べられている順序に従って、例えば、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの順でクリーニング部材７７の接離動作を行う。
また、これとは別に、各色の画像が転写されている過程において各色の転写が終了した順に感光体ドラムがクリーニングを実施される時期を利用してクリーニング部材７７の接離動作を行うようにすることも可能である。
【００６８】
図８は、制御部１０００の作用を説明するためのフローチャートである。
同図において、制御部１０００では、各色の作像ユニットを対象とした使用履歴が読み込まれてその履歴に基づき帯電ローラ７０のクリーニング時期であるかどうかが判別される（ＳＴ１，ＳＴ２）。
ステップＳＴ２においてクリーニング時期でないと判別すると、作像ユニット周辺あるいは内部の温度および湿度の検知情報が取り込まれ、その取り込まれた検知結果からクリーニング時期であるかどうかが判別される（ＳＴ３〜ＳＴ６）。
履歴および検知結果においてクリーニング時期であることが判別されると、作像ユニット同士においてクリーニング時期が同じであるかどうかが判別され（ＳＴ７）、同じ時期であると判別されると、ずらし処理が実行され、このずらし処理に基づいてソレノイドが駆動される（ＳＴ８，ＳＴ９）。
ずらし処理は、前述したように、各作像ユニット間で予め設定されている時間をクリーニング部材７７の接離開始時間に割り当てて接離開始時間を遅延する方法や、接離順序などが設定される。
【００６９】
このように、作像ユニットの並び順あるいは転写順序に応じてクリーニング部材７７の接離動作時期をずらすことにより、同時に接離動作を行う場合にような動作音が大きくなることがない。
さらに、動作音の発生箇所も作像ユニットと異なる場合に装置内のあちらこちらからというようにばらばらで無作為に動作音が生じることがなく、画像形成処理順に動作音が発せられるので作像ユニットの動作音の一つとして異常な音の発生機会をなくすことができる。つまり、順序だてることで接離動作の際の動作音を聞いた際の違和感を軽減することができる。
【００７０】
本実施例は以上のような構成であるから、以下に実験例を挙げる。
（実験例１）
帯電ローラは図４の樹脂製の非接触帯電ローラを用い、帯電ローラクリーナは金属製の芯金とメラミン樹脂フォームから構成されるローラを用いた。
通常は帯電ローラから帯電ローラクリーナを離間させておき、所定の条件に達するとジョブ後に帯電ローラクリーニング動作を実施するようにした。
帯電ローラクリーニング動作は帯電ローラを回転させた状態で帯電ローラクリーナを帯電ローラに３秒間当接させた後、１秒間離間させる動作を３回繰り返すものである。
４色の帯電ローラクリーニングを同時に実施する場合、３秒間当接、１秒間離間の制御は同じであるが、４色の接離ソレノイドを同時に動作させるのではなく、０．１秒の遅延を持たせた。
すなわち、Ｙのソレノイドの動作から０．１秒後にＣのソレノイドを動作させ、Ｃのソレノイドの動作から０．１秒後にＭのソレノイドを動作させ、Ｍのソレノイドの動作から０．１秒後にＫのソレノイドを動作させる構成とした。
このような動作とすることで、複数のソレノイドが同時に動作することによる騒音の発生を防止することができる。
【００７１】
（実験例２）
２色の帯電ローラクリーニングを同時に実施する場合、たとえばＹとＣを同時に実施するには、Ｙのソレノイドの動作から０．１秒後にＣのソレノイドを動作させ、Ｍ、Ｂｋのソレノイドは動作させない。
ＣとＫを同時に実施するには、Ｃのソレノイドの動作から０．１秒後にＫのソレノイドを動作させ、Ｙ、Ｍのソレノイドは動作させないようにすればよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０  中間転写ベル
１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ  作像ユニット
４０ＣＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ  感光体
７０  帯電ローラ
７７  クリーニング部材
８０  アーム
８２  アーム突起部
８７  メラミン樹脂フォーム
１００  画像形成装置本体
１０１  芯金
１０２  樹脂層
１０３  ギャップ保持部材
１０００  制御部
１００１  使用履歴保存用メモリ
１００２  温度センサ
１００３  湿度センサ
１００４  ソレノイドの駆動部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開平０６−２５０５０４号公報
【特許文献２】特開２００９−５８５５９号公報
【図１】
0005765057.tif 000002
【図２】
0005765057.tif 000003
【図３】
0005765057.tif 000004
【図４】
0005765057.tif 000005
【図５】
0005765057.tif 000006
【図６】
0005765057.tif 000007
【図７】
0005765057.tif 000008
【図８】
0005765057.tif 000009