JP2009058543A - クリーニング装置、画像形成装置、クリーニング方法、制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーと外添剤との両方を効率よくクリーニングできるクリーニング装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置７０は、クリーニングローラ６２を帯電ローラ６１に対して離接させる離接機構６３と、感光体１１の回転時に、帯電ローラ６１をクリーニングするために、帯電ローラ６１に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替えて印加する電圧切替手段７１とを備えている。離接制御部８１は、クリーニングローラ６２の当接頻度及び当接時間を決定し、電圧切替手段７１の制御とは独立して離接機構６３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置、特に、像担持体を帯電する帯電装置のクリーニング装置に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置において感光体（像担持体）の表面を帯電するための帯電装置は、環境への配慮から、オゾン発生量が多いコロナ帯電器から、発生量の少ない接触ローラ帯電器が用いられるようになってきている。またそれを用いた高速機（高速処理が可能な画像形成装置）の開発が進んでいる。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成されたトナー像の一部は転写プロセスで転写媒体（中間転写体や転写用紙）へと転写されるが、残りのトナーは転写工程後も感光体の表面上に残存する。そのため、この感光体上に残存したトナーを放置すると、次の画像形成において画像品質が低下してしまう。そこで、感光体上に残存するトナーを除去するために、感光体に当接するクリーニングブレードが設けられているクリーニング装置が多用されている。転写プロセスにおいて、トナーの転写媒体への転写率が高くても９５％程度であるため、いくらかのトナーが感光体ドラムに残留する（このトナーを残留トナーという）が、残留トナーは、次のクリーニング工程で基本的に全てクリーニングされるものである。

ところが、上記したように通常の電子写真方式の画像形成装置のクリーニング装置では、構造や制御が簡単なブレードクリーニング方式が採用されている。そのクリーニング現象をミクロに見てみると、感光体とクリーニングブレードとはある程度の振動（スリツプステイツク現象）を起こしている。そのため、タイミングにより、残留トナーがクリーニングブレードを通過することが起こる。

ここで、帯電装置に上記接触ローラ帯電器を用いた場合、クリーニングブレードによるクリーニングが完全には行えないため、クリーニングブレードを通り抜けたトナーや小粒径の外添剤シリカが帯電ローラを汚染してしまう。その結果、帯電性能が低下したり帯電ムラが発生したりする現象が現れる。特に高速機になればなるほど、その傾向が強くなる。

そこで、スポンジローラやクリーニングブラシ等のクリーニング手段を帯電ローラに当接させてクリーニングする方法が検討されている。例えば、特許文献１には、クリーニング対象物との当接部分がメラミン樹脂発泡体からなるクリーニング部材を有する帯電装置および転写装置が開示されている。また、例えば特許文献２には、帯電部材に当接して表面に付着した異物を除去するクリーニング手段を有する画像形成装置が開示されている。

さらに、過剰にクリーニングすると磨耗してしまうため、帯電ローラのクリーニングを行う場合、帯電ローラにクリーニング部材を当接する方法や、トナーと逆極性の電圧やＡＣ電圧を帯電ローラに印加する方法が知られている。例えば特許文献３では、クリーニング部材を離接可能に、かつ帯電部材の回転速度やクリーニング時間を制御する方法が提案されている。また、特許文献４には、クリーニングバイアス印加により転写ローラに付着したトナーのクリーニングを行う方法が提案されており、画像形成枚数に応じてクリーニングバイアスの印加時間を変更することが開示されている。
特開２００３−６６８０７号報（２００３年３月５日公開） 特開２００４−４７４９号報（２００４年１月８日公開） 特開２００３−１４０４４９号報（２００３年５月１４日公開） 特開２０００−２９２８１号報（２０００年１月２８日公開）

しかし、特許文献３の技術では、機械的な力でのみでクリーニングしているため、帯電ローラに付着したトナーやトナーの外添剤である小粒径のシリカや酸化チタンの両方を効率良くクリーニングするのには限界がある。さらにクリーニング部材は、ローラ径、トナーに外添された外添材添加量、印字率、プロセス速度により汚れ方が異なるため、これらの汚れ方に応じたクリーニング制御が充分に行えない。

また特許文献４の技術では、電気的な力でのみトナーのクリーニングを行うため、外添剤のクリーニングを行うのには不充分である。また、１ジョブの画像形成枚数に応じてクリーニングを行うため、１ジョブの画像形成枚数が常に少ない状況であるとクリーニングが満足にできないという問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、トナーと外添剤との両方を効率よくクリーニングできるクリーニング装置、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することを目的とする。また、帯電ローラのクリーニング性確保し、不要なストレス低減させ、ライフ性（耐久性）の確保が可能なクリーニングを行えるクリーニング装置等を提供することを、目的とする。

本発明に係るクリーニング装置は、上記課題を解決するために、像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて当該像担持体を帯電させる接触帯電部材を、クリーニングするクリーニング装置において、上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替える電圧切替手段と、クリーニング部材と、上記クリーニング部材を上記接触帯電部材に対して離接させる離接手段と、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替手段の制御とは独立して上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御手段と、を備えることを特徴としている。

上記構成によると、接触帯電部材に付着したトナーに対してはＡＣ電圧を印加することによる電気的なクリーニングを行い、かつ、小粒径のため付着力の大きい外添剤に対しては、クリーニング部材による機械的なクリーニング行うことができる。このように、電気的および機械的クリーニングを併用することで、トナーと外添剤の両方で効率よくクリーニングを行うことができる。さらに、クリーニング部材によるクリーニングに関しては、離接制御手段が、ＡＣ電圧印加の制御とは独立して、クリーニング部材の離接の制御をするので、接触帯電部材のクリーニング性を確保でき、かつ、不要なストレスを低減により、接触帯電部材およびクリーニング部材のライフ性の確保ができる。また、クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定することで、多種多様な使用状況に合わせて、最適なクリーニングを行うことができる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記接触帯電部材および上記クリーニング部材は、ローラ形状であってもよい。

上記構成によると、ローラ形状の接触帯電部材に、ローラ形状のクリーニング部材が均一に接触しながら回転する。そのため、クリーニング部材の一部分に汚れが蓄積することによる、クリーニング性能の低下と、接触帯電部材の損傷とを抑制できる。このため、接触帯電部材のクリーニングを満遍なく正確に行うことができ、なおかつ接触帯電部材のロングライフ化が可能となる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記離接制御手段は、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置での印字処理において、複数回印字した場合の累積印字枚数と、１回印字した場合の印字率及び複数印字した場合の累積印字枚数と、複数印字した場合の累積印字率との何れか１つに基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定してもよい。

上記構成によると、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置での印字処理において、複数印字した場合の、複数印字した場合の累積印字枚数と、１回印字した場合の印字率及び複数印字した場合の累積印字枚数と、複数回印字した場合の累積印字率との何れかの何れか１つに基づき、クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定するで、多様な使用状況に応じて、最適なクリーニングを行うことができる。よって接触帯電部材のクリーニング性を維持しながら、不要なストレスを低減させることにより、接触帯電部材及びクリーニング部材のロングライフ化が可能となる。

ここで、複数印字した場合の累積印字枚数に基づき当接頻度及び当接時間を決定して、クリーニング部材の離接を制御するとは、累積印字枚数が所定枚数に達したら（例えば１０枚毎に）、クリーニング部材を所定時間（例えば１秒）接触帯電部材に当接させる制御を行うということである。また、１回印字した場合の印字率及び複数印字した場合の累積印字枚数に基づき当接頻度及び当接時間を決定して、クリーニング部材の離接を制御するとは、例えば、各印字処理が印字率５％未満で行われ続けている場合、累積印字枚数が所定枚数（５０枚毎）に達したら、クリーニング部材を当接させる制御を行うということである。また、複数印字した場合の累積印字率に基づき当接頻度及び当接時間を決定して、クリーニング部材の離接を制御するとは、印字率が用紙毎に異なっていれば、印字率を累積していき、累積印字率が、予め設定された値に到達したら、クリーニング当接させる制御を行うということである。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記離接制御手段は、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置のプロセス速度と、上記接触体帯電部材のローラ径と、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置で使用されるトナーの外添剤添加量とのうちの少なくとも１つに基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定してもよい。

上記構成によると、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置のプロセス速度と、上記接触体帯電部材のローラ径と、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置で使用されるトナーの外添剤添加量とのうちの少なくとも１つに基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定するので、多様な使用状況に応じて、より適切なクリーニングを行うことができる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間の情報である当接条件情報が書き換え可能に記憶されている記憶部を備え、上記離接制御手段は、上記当接条件情報に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定してもよい。

上記構成によると、当接条件情報が書き換え可能に記憶されているので、印字する様々の画像やユーザによる個別な要求に対応し、予め設定された（デフォルトの）当接条件情報に対して、サービスマン等が当接条件情報の書き換えが可能となる。よって、例えば、画質優先するか、または接触帯電部材の長寿命化を優先するかを選択することが可能となる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記接触帯電部材の回転方向とは反対方向に、上記クリーニング部材を回転させる駆動手段を備えていてもよい。

上記構成によると、駆動手段がクリーニング部材を、上記接触帯電部材の回転方向とは反対方向に回転させ、接触帯電部材のクリーニングを行う。このようにクリーニング部材を回転させることで、より高いクリーニング性能が得られ、安定した高画質画像を提供することができる。なお、クリーニング部材は、接触帯電部材に対し１．１〜１．５倍の速度差にて回転させることが好ましいが、この数値に限定はされない。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、温度および湿度を検知する検知手段を有しており、上記離接制御手段は、上記検知手段が検知した温度および湿度に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定してもよい。

上記構成によると、検知した温度および湿度に基づき、クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定するので、実際の使用環境に応じて、最適なクリーニングを行うことができる。よって、接触帯電部材のクリーニング性を維持しながら、不要なストレスを低減させることにより、接触帯電部材及びクリーニング部材のロングライフ化が可能となる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記離接制御手段は、当該クリーニング装置と入力画像読み取り装置とを備えた画像形成装置に入力される入力画像の種類に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定してもよい。

高精細で緻密性が要求される、例えばハーフトーン調の画像が入力され、それを出力する場合、印字（印刷）直前にクリーニングを実施したり、印字中は継続したクリーニングを行うことにより、帯電部材の清掃性を高め高品位の画質が得られる。よって、上記構成により、入力画像の種類に応じて、クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定することで、高精細で緻密性が要求される画像の印字処理に対して、適切に、接触帯電部材をクリーニングすることができる。

本発明に係るクリーニング装置では、上記構成に加え、上記離接制御手段は、上記接触帯電部材の使用期間に基づいて、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定してもよい。

初期未使用時に対して、使用期間の経過に応じて接触帯電部材の表面粗度のアップや、クリーング部材の劣化等の原因により、接触帯電部材のクリーング性が低下する。そのため、接触帯電部材の使用期間を計測して、上記構成により、その情報に基づきクリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定することで、安定したクリーング性が得られる。なお、接触帯電部材の使用期間は、例えば、接触帯電部材の未使用時からの使用累積枚数や使用累積時間等をカウントすることで、計測することができる。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記何れかのクリーニング装置を備えることを特徴とする。

上記構成によると、形成する画像の品位に悪影響を及ぼさず、高品質の画像を形成することができる。

また、本発明に係るクリーニング方法は、上記課題を解決するために、像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて像担持体を帯電させる接触帯電部材を、クリーニングするクリーニング方法であって、上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替えて印加する電圧切替ステップと、上記接触帯電部材に対して離接するクリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替ステップとは独立して、上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御ステップと、を含むことを特徴としている。

上記方法によると、上記クリーニング装置と同様の効果を奏し、トナーと外添剤との両方を効率よくクリーニングすることができる。

なお、上記クリーニング装置の制御方法をコンピュータによって実現してもよい。この場合には、像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて像担持体を帯電させる接触帯電部材をクリーニングするクリーニング装置を制御する制御プログラムであって、上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替える制御である印加切替制御と、上記接触帯電部材に対して離接するクリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替制御とは独立して、上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御と、をコンピュータに実行させる制御プログラム、また、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。

上記制御プログラムおよび上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体も、上記したクリーニング装置と同様の効果を奏する。

本発明に係るクリーニング装置は、上記のように、上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替えて印加する電圧切替手段と、クリーニング部材と、上記クリーニング部材を上記接触帯電部材に対して離接させる離接手段と、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替手段の制御とは独立して上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御手段と、を備えている。

上記構成によると、接触帯電部材に付着したトナーに対してはＡＣ電圧を印加することによる電気的なクリーニングを行い、かつ、小粒径のため付着力の大きい外添剤に対しては、クリーニング部材による機械的なクリーニング行うことができる。このように、電気的および機械的クリーニングを併用することで、トナーと外添剤の両方で効率よくクリーニングを行うことができる。さらに、クリーニング部材によるクリーニングに関しては、離接制御手段が、ＡＣ電圧印加の制御とは独立して、クリーニング部材の離接の制御をするので、接触帯電部材のクリーニング性を確保でき、かつ、不要なストレスを低減により、接触帯電部材およびクリーニング部材のライフ性の確保ができる。また、クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定することで、多種多様な使用状況に合わせて、最適なクリーニングを行うことができる。

本発明の一実施形態について説明する。

初めに本実施形態に係るクリーニング装置が備えられる本実施形態にかかる画像形成装置について説明する。図２は、本実施形態にかかる画像形成装置１の概略構成を示す説明図である。画像形成装置１は、電子写真方式のカラー画像形成装置であり、例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画像読取装置（図示せず）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）に対して多色または単色の画像を形成するものである。

図２に示すように、画像形成装置１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、定着装置４０、を備えている。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。

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が並設されている。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ようになっている。

図１は、可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂの構成を示す断面図である。この図に示すように、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（感光体ドラム、像担持体）１１、帯電装置１２、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が設けられている。

帯電装置１２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、本実施形態では帯電ローラを感光体１１の表面に接触させて帯電させる接触帯電方式の帯電装置を用いている。また、帯電装置１２には、本実施形態のクリーニング装置７０が設けられている。この帯電装置１２の詳細については後述する。

レーザ光照射手段１３は、帯電装置１２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ものである。

現像装置１４は、感光体１１の表面に形成された静電潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成するものである。

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に転写させるものである。

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・回収するものである。図１に示すように、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。クリーニングブレード５１に用いるゴム部材としては、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等からなるものを用いることができる。このクリーニングブレード５１は、一方の長辺がケース５４に設けられた開口部における感光体１１の回転方向下流側に取り付けられ、他方の長辺のエッジ（角）が感光体１１の表面に接触するよう配置されている。これにより、クリーニングブレード５１は、トナー像の転写後に感光体１１の表面上に残る転写残トナーを感光体１１との当接部位で堰き止め、スティック・スリップ動作を行いながら掻き落として除去する。スティック・スリップ動作とは、クリーニングブレード５１における感光体１１との当接部分が、感光体１１の表面の動きにつられて感光体１１の回転方向に移動する動作と、クリーニングブレード５１自身の弾性力により元の位置に戻る動作とを繰り返す動きのことであり、クリーニングブレード５１のエッジが感光体１１の表面を摺動する動作のことである。

なお、クリーニングブレードによる感光体１１の磨耗を防止するために、感光体１１に潤滑剤を塗布するための手段が設けられていてもよい。

上記の構成により、各可視像形成ユニットにおいて、帯電装置１２によって感光体１１の表面を帯電し、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によって記録紙に転写する処理が行われる。また、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ようになっている。

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、搬送ベルト３３からなり、記録紙Ｐに各可視像形成ユニットによってトナー像が転写されるように、記録紙を搬送するものである。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が回転するようになっている。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。

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。定着装置４０は、記録紙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、例えば加熱ローラ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。

なお、画像形成装置１に備えられる上記各部材の動作は、主制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ，不図示）によって制御される。

次に、帯電装置１２の構成について説明する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、帯電装置１２は、帯電ローラ（接触帯電部材）６１、クリーニングローラ（クリーニング部材）６２、離接機構（離接手段）６３を備えている。

帯電ローラ６１は、感光体１１の軸方向の長さと同程度の長さを有し、感光体１１の表面に接触するように感光体１１と互いの軸が平行になるように配置されている。高圧電源からＤＣ電圧を給電されることにより感光体１１の表面を均一に帯電させるものである。なお、帯電ローラ６１は感光体１１に従動回転するようになっている。

帯電ローラ６１は、導電性支持体を基体としてその外周面上に弾性層が形成され、この弾性層上に抵抗層が形成されている。本実施形態では、帯電ローラの外径は１４φとなっている。上記導電性支持体としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属材料の丸棒を用いることができる。なお、防錆や耐傷性付与のために、これらの金属表面にメッキ処理を施してもよい。ただし、導電性を損なわないことが必要である。

上記弾性層は、被帯電体としての感光体１１に対する給電や、帯電ローラ６１の感光体１１に対する良好な均一密着性を確保するために、適当な導電性と弾性とを有している。具体的には、上記弾性層としては、例えば天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等の合成ゴム、あるいはポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の弾性材料中に、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物等の電子電導機構を有する導電剤、アルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等のイオン電導機構を有する導電剤などを適宜添加したものを用いることができる。なお、帯電ローラ６１と感光体１１との均一密着性を確保するためには、上記弾性層を研磨して、軸方向の中央部が一番太く、中央部から両端部に行くにつれて細くなる形状（いわゆるクラウン形状）に形成することが好ましい。

上記抵抗層は、弾性層に接して形成され、弾性層中に含有される軟化油や可塑剤等の帯電ローラ６１表面へのブリードアウトを防止するとともに、帯電ローラ６１全体の電気抵抗を調整するために設けられる。上記抵抗層としては、導電性または半導電性を有する材料が用いられる。例えば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等、あるいはこれらの混合材料、または共重合体からなる材料に、電子電導機構を有する導電剤（例えば、導電性カーボン、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉等）、イオン電導機構を有する導電剤（例えば、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等）を適宜添加したものを用いる。この場合、所望の電気抵抗を得るために、上記各種導電剤を２種以上併用してもよい。ただし、環境変動や感光体１１の汚染を考慮すると、電子電導機構を有する導電剤を用いることが好ましい。

この帯電ローラ６１には、感光体１１表面に電位を与える際には、ＤＣ電圧が印加されるようになっており、帯電ローラのクリーニング時には、ＡＣ電圧が印加されるようになっている。ＤＣ電圧とＡＣ電圧との切り替えは、電圧切替手段７１によって行われる。この切り替え動作については後段で説明する。

クリーニングローラ６２は、帯電ローラ６１の表面に接触するように配置され、帯電ローラ６１の表面に付着した残留トナー，紙粉等を除去するためのものである。クリーニングローラ６２は、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシなどの樹脂、またはＩＲ，ＮＢＲ，ＦＰＤＭ，ポリウレタンなどの有機ゴム等を用いることができる。またクリーニングローラ６２はソリッドおよび発泡体のいずれでもよいが、特に発泡体のものが好ましい。本実施形態では、クリーニングローラ６２の外径は１２φ、軸径は８φのＳＵＳ３０４シャフト、材質ウレタンフォーム、密度３０（Ｋｇ／ｍ³）、アスカＣ硬度１０度、セル径５０μｍのものを使用した。なお、本実施形態では、帯電ローラ６１の表面をクリーニングするクリーニング部材としてクリーニングローラ６２を用いているが、これに限らず、例えば、クリーニングブラシを用いて、帯電ローラ６１の表面をクリーニングしてもよい。このクリーニングブラシとして、カーボンブラックを分散したナイロン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を用いてもよい。また、帯電ローラ６１の表面をクリーニングするクリーニング部材には、ローラ形状以外の形状を有するものを用いてもよい。すなわち、帯電ローラ６１の表面に付着した汚染物質等を除去できるものであればよく、例えば、ＩＲ，ＮＢＲ，ＦＰＤＭ，ポリウレタンなどの有機ゴム、または不織布等を、帯電ローラ６１の表面に当接させる形状にしたものでもよい。

離接機構（接触手段）６３は、クリーニングローラ（クリーニング部材）６２の位置を帯電ローラ６１に当接する位置と、帯電ローラ６１から離間する位置とに切り替えるためのものである。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、離接機構６３は、クリーニングローラ支持体６３ａとソレノイド６３ｂからなるアクチュエータとを備えている。図３（ａ）に示すように、クリーニングローラ支持体６３ａは、クリーニングローラ６２の支持軸の両端に固定されている。ソレノイド６３ｂは、クリーニングローラ６２の支持軸に固定されたクリーニングローラ支持体６３ａを、持ち上げ可能に構成されている。これにより、クリーニングローラ６２の位置は、帯電ローラ６１に当接する位置と、帯電ローラ６１から離間する位置とに切り替えられる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、ソレノイド６３ｂがＯＮのときには、クリーニングローラ６２は帯電ローラ６１から離間する。また、図３（ｃ）に示すように、ソレノイド６３ｂがＯＦＦのときには、クリーニングローラ６２は帯電ローラ６１に当接する。なお、クリーニングローラ６２の離接動作は、帯電ローラのクリーニングに関する制御全般を行うクリーニング制御部８０の、離接制御部８１によって制御される。離接機構６３の構成は、上記構成に限定されることはなく、クリーニングローラ６２の位置を帯電ローラ６１に当接する位置と、帯電ローラ６１から離間する位置とに切り替えることができるものであればよい。

ここで、残留トナーについて説明する。転写工程後の感光体１１上には、残留物質が残っている。この残留物質には、転写されなかったトナー（小粒径トナーや帯電不良トナー）の他に、トナー外添剤（シリカ、マグネタイト等）が含まれている。ここで、外添剤であるシリカは、トナーの流動性を確保することを目的に、トナーの粒径に比べ１桁から２桁小さいものが一般的に用いられる。残留物質は基本的にクリーニングブレード５１で除去されるが、クリーニングブレード５１を通過した微小トナーや外添剤は、感光体１１に接触した帯電ローラ６１に吸着されていく。ライフを重ねると、通過したトナーなどが多量に帯電ローラ６１に付着して、帯電不良や帯電ムラが引き起こす原因になる。

そこで、本実施形態の帯電装置１２では、帯電ローラ６１は、感光体１１の表面電位付加用のＤＣ電圧と、帯電ローラ６１に付着したトナーを感光体１１に戻すためのＡＣ電圧が印加されるように構成されている。この電圧の切り替えは、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、スイッチからなる電圧切替手段７１によって行われる。なお、電圧の切り替えの動作は、電圧制御部８２によって制御される。本実施形態では、クリーニング装置７０は、クリーニングローラ６２と、離接機構６３と、電圧切替手段７１とを含んでいる。

次に、離接制御部８１が、離接機構６３を介して、帯電ローラ６１に対するクリーニングローラ６２の離接を制御する処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。クリーニングローラ６２が帯電ローラ６１に当接することで、クリーニングローラ６２によるクリーニングが行われる。

まず、プロセス速度（Ｓ１）、ローラ径（Ｓ２）、トナーの外添剤添加量（Ｓ３）、トナー消費量に対応する、印刷用紙の面積に対する画像が形成された部分の面積の割り合いで定義されるいわゆる、印字率（Ｓ４）の情報の読み出しを行う。そして、これらＳ１〜Ｓ４で読み出した情報に基づいて、クリーニング頻度（当接頻度）とクリーニング時間とを決定する（Ｓ５）。なお、Ｓ１〜４の順序は問わない。ここで、離接制御部８１の記憶部８３には、表１に示す印字率に応じたクリーニング頻度とクリーニング時間との関係を示すクリーニング条件データテーブル（当接条件情報）が記憶されている。クリーニング頻度とは、クリーニングローラ（クリーニング部材）６２を当接することでクリーニングを行う用紙間隔を意味している。例えば、クリーニング頻度が５０枚毎であれば、印刷（印字）処理の枚数５０枚毎にクリーニングを行うという意味である。クリーニング時間（当接時間）とは、クリーニングローラ６２を当接する時間を意味している。印字率が高いほどクリーニングの必要性が高いため、クリーニング条件データテーブルでは、印字率が高い程、クリーニング頻度が小さくなり、クリーニング時間が長くなっている。

また、プロセス速度、ローラ径、トナーの外添剤添加量に応じて、クリーニングの必要性が変わる。そこで、様々なプロセス速度、ローラ径、トナーの外添剤添加量に応じて、同一の印字率であってもクリーニング頻度やクリーニング時間が異なる表１のようなクリーニング条件テーブルが、記憶部８３に複数記憶されている。そして、Ｓ１〜Ｓ３で読み出す情報により、記憶部８３の中のどのクリーニング条件テーブルを用いるかを決定し、決定したテーブルの中で、Ｓ４で読み出した印字率に応じたクリーニング頻度とクリーニング時間とを決定する。

その後、前回清掃後からの累積印字枚数の情報を読み出し（Ｓ６）、クリーニングローラ６２の当接の可否判断を行う（Ｓ７）。即ち、前回清掃後の累積印字枚数がクリーニング頻度（枚数）を上回ればクリーニング実施と判断する（Ｓ７でＹＥＳ）。そして、Ｓ５で決定されたクリーニング時間の間クリーニングローラ６２の当接を行う（Ｓ８）。その後、クリーニングローラ６２がクリーニング時間（当接時間）に到達したかを確認し（Ｓ９）、到達していれば（Ｓ９でＹＥＳ）クリーニングローラ６２を離間（Ｓ１０）し、クリーニングローラ６２によるクリーニング工程が完了する。

なお、ここでは、図４に示す上記フローにおいて、Ｓ１〜Ｓ３での読み出しと、これらに基づくクリーニング条件テーブルの決定とは、Ｓ４で読み出す印字率が同じである限り行わなくてよい。ただし、プロセス速度やローラ径やトナーの外添剤量に変更があった時点で行ってもよいし、１枚の印字毎に行ってもよい。

印字率は１枚の印字処理毎に変わるため、１枚毎に表１に示すクリーニング頻度やクリーニング時間が異なってくる。その場合は、直近の印字処理に基づくクリーニング頻度やクリーニング時間を用いるか、前回清掃後からの累積印字率に基づいてクリーニング頻度やクリーニング時間を求めるか、前回清掃後からの印字処理により読み出された各クリーニング頻度や各クリーニング時間の平均値を用いてもよい。

ここで、直近の印字処理に基づくクリーニング頻度やクリーニング時間を用いる場合について、以下に、具体例を用いて説明する。

５％未満の印字率でのみで印字している場合、５０枚目の印字後（５１枚目の前）に、０．５秒（表１参照）のクリーニングローラ６２の当接（クリーニング）を実行する。次のクリーニングは、５１〜１００枚目の間は行わず、１００枚目の印字後（１０１枚目の前）に行う。他方、印字率が異なっている場合は、５％の印字率のみで印字している間は、５０枚毎に０．５秒のクリーニングを行い、途中１０％の印字率の印字が行われたら、前回清掃時からの累積印字枚数が２５枚に達したら（表１参照）、５０枚に達していなくても、クリーニングを１秒行う。また、１０％の印字率のみでの印字の間は２５枚毎に１秒のクリーニングを行い、途中５％の印字率の印字が行われたら、前回清掃時からの累積印字枚数が２５枚目に達しても、５０枚目に達していなければ、クリーニングを行わない。なお、これらは単なる例示であり、クリーニング頻度およびクリーニング時間はこれに限定されない。

次に、前回清掃後からの累積印字率に基づいてクリーニング頻度やクリーニング時間を求める場合について、以下に、具体例を用いて説明する。なお、前回清掃後からの累積印字率に基づいている場合、図４のＳ６の代わりに、前回清掃後からの累積印字率を確認する。

ここでは、印字率５％×５０枚毎のクリーング実施＝累積印字率２５０％をクリーニング（クリーニングローラ６２の当接）実行の基本として予め設定されているものとする。また、同じく、印字率１０％×２５枚毎＝２５０％、クリーニング（クリーニングローラ６２の当接）実行の基本として予め設定されているものとする。また、同じく、印字率２０％×１２枚毎＝２４０％を、クリーニング（クリーニングローラ６２の当接）実行の基本として予め設定されているものとする。

例えば５％、１０％、２０％の繰り返しで印字していると、５％×８（１、４、７、１０、１３、１６、１９、２２枚目）＋１０％×７（２、５、８、１１、１４、１７、２０枚目）＋２０％×７（３、６、９、１２、１５、１８、２１枚目）＝２５０％で、２２枚目の５％印字後に、予め設定された累積印字率２５０％に到達する。このタイミングでクリーニングを行う。クリーニング時間は、前回清掃後から行われた印字における印字率の最大値のものに対するクリーニング時間で行う。例えば色々な印字率が混在した場合、その中の印字率が最大のものが５％であれば０．５秒、１０％であれば１秒、２０％であれば２秒行う。上記の場合、２０％の印字率が含まれているので、２秒行う。もちろん、これらは単なる例示である。

ここで、例えば、印字率を５％のみで印字しているとする。そして、４９枚目の印字後に、印字率２０％の印字が行われると、累積印字率は５％×４９枚＋２０％×１＝２６５％と２５０％をオーバーすることになるが、この場合、累積印字枚数が５０枚後にクリーニングを行ってもよい。また、本実施形態では、クリーニングローラ６２の当接を独立して制御できるので、感光体１１が回転している、立ち上がり時、印字時、立ち下げ時、ＡＣ電圧印加によるクリーニング時、の何れのタイミングでも当接可能である。以下に、図６，７を用いて説明するが、出力画像の印字率は、入力画像データを基に事前に判るので、立ち上がり時、印字シーケンス時、の感光体１１が回転しているタイミングで当接を行うことができる。よって、印字率５％の印字の４９枚後の累積印字率２４５％でクリーニングを行うことも可能である。

クリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）が温度および湿度を検知する温湿度センサー（検知手段、図示せず）を備えている場合、離接制御部８１は、この温湿度センサーから得られる温湿度センサー情報（温度及び湿度）を基に、クリーニング時間を補正し、クリーニングローラ６２の離接を制御してもよい。この制御について、図５のフローチャートを用いて以下に説明する。ここでは、記憶部８３には、表２で示す温湿度補正テーブルが記憶されている。この補正テーブルとは、温度および湿度に対応させた、クリーニング時間を補正するための補正係数を表したものである。表２に示す温湿度補正テーブルは、ここでは、温湿度による空気中の絶対水分量を基に、画像形成装置１のプロセス速度等を考慮し作成される。もちろん、これら以外の条件に基づいて作成されてもよい。また、ここでは、表３で示すクリーニング条件テーブルを用いて、基準となるクリーニング頻度とクリーニング時間とを求める。

まず、温湿度センサー情報である温度および湿度を取得し（Ｓ２１）、表２の温湿度補正テーブルから補正係数を求める。補正係数は、常温常湿を１として、低温低湿ならば高く、高温高湿ならば低く設定されている。そして、表３の基準クリーニング時間に対して、補正係数が乗算されたクリーニング時間を決定する（Ｓ２２）。即ち、温度および湿度によってクリーニング時間が変わる。その後、前回清掃後からの累積印字枚数の情報を読み出し（Ｓ２３）、基準となるクリーニング頻度とクリーニング頻度とＳ２３で読み出した前回清掃後からの累積印字枚数の情報とからクリーニングローラ６２の当接の可否判断を行い（Ｓ２４）、前回清掃後の累積印字枚数がクリーニング頻度（枚数）を上回ればクリーニング実施と判断する（Ｓ２４でＹＥＳ）。そして、Ｓ２２で決定されたクリーニング時間の間クリーニングローラ６２の当接を行う（Ｓ２５）。その後、クリーニングローラ６２がクリーニング時間（当接時間）に到達したかを確認し（Ｓ２６）、到達していれば（Ｓ２６でＹＥＳ）クリーニングローラ６２を離間し（Ｓ２７）、クリーニングローラ６２によるクリーニング工程が完了する。

また、離接制御部８１は、画像形成装置１に入力された画像に応じて、クリーニングローラ６２の離接を制御してもよい。この制御について、図６のフローチャートを用いて以下に説明する。ここでは、表３の基準クリーニング頻度や基準クリーニング時間を用いて、クリーニング処理を行う。ただし、入力画像データがハーフトーン調の画像であると、前回清掃後からの累積印字枚数が基準クリーニング頻度（枚数）に到達しなくても、クリーニング処理を行う。なお、入力画像が、ハーフトーン画像であるかは、画像形成装置１の読み取り装置（図示せず）が判断する。

まず、前回清掃後からの累積印字枚数を読み出す（Ｓ３１）。次に、例えばスキャナーやパーソナルコンピュータを通じて画像形成装置１に入力された入力画像データを判断して（Ｓ３２）、出力画像データを決定する（Ｓ３３）。そして、Ｓ３２で判断した入力画像データから、出力される画像が高精細であるハーフトーン調の画像であるか否かの判断をする（Ｓ３４）。ハーフトーン調の画像である場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、クリーニングローラ６２を当接し（Ｓ３６）、クリーニングを行う。ハーフトーン調の画像でない場合（Ｓ３４でＮＯ）、Ｓ３１で読み出した前回清掃後からの累積印字枚数がクリーニング頻度（枚数）に達したか否かの判断を行い（Ｓ３５）、印字枚数がクリーニング頻度（枚数）に達していない場合（Ｓ３５でＮＯ）、次の印字を行いＳ３１に戻る。印字枚数がクリーニング頻度（枚数）に達している場合（Ｓ３５でＹＥＳ）、クリーニングローラ６２を当接し（Ｓ３６）、クリーニングを行う。Ｓ３６では、クリーニングローラ６２の当接時間は、表３に示す基準クリーニング時間が用いられる。当接後の処理は、上記図４や図５を用いて説明したのと同様、クリーニング時間（当接時間）に到達したかを確認し（Ｓ３７）、クリーニングローラ６２を離間して（Ｓ３８）、クリーニングローラ６２によるクリーニング工程が完了する。

また、離接制御部８１は、プロセス速度、ローラ径、トナーの外添剤添加量、印字率、温湿度情報、前回清掃後からの累積印字枚数、帯電ローラ未使用時からの累積使用枚数、入力画像を総合的に判断して、クリーニング頻度及びクリーニング時間を決定して、クリーニングローラ６２の離接を制御してもよい。この制御について、図７のフローチャートを用いて以下に説明する。

まず、プロセス速度（Ｓ４１）、ローラ径（Ｓ４２）、トナーの外添剤添加量（Ｓ４３）、印字率（Ｓ４４）により、表１に示すクリーニング条件テーブルを用いてクリーニング頻度とクリーニング時間とを求める（Ｓ４５）。その後、温湿度センサー情報である温度および湿度を取得し（Ｓ４６）、表２に示す温湿度補正テーブルを用いて読み出された補正係数を、Ｓ４５で求めたクリーニング時間に乗算してクリーニング時間を決定する（４７）。

そして、前回清掃後からの累積印字枚数を読み出す（Ｓ４８）。また、帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数を読み出し（Ｓ４９）、帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数に対するクリーニング時間の補正係数を表すテーブルを用いて、Ｓ４７で決定したクリーニング時間を補正する。この帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数に対するクリーニング時間を示すテーブルの例を表４に示す。なお、ここでは、帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数に基づいているが、例えば、帯電ローラ６１の未使用時からの使用期間に基づく補正であってもよい。

次に、画像形成装置１に入力された入力画像データを判断して（Ｓ５０）、出力画像データを決定する（Ｓ５１）。そして、Ｓ５０で判断した入力画像データから、出力される画像が高精細であるハーフトーン調の画像であるか否かの判断する（Ｓ５１）。ハーフトーン調の画像である場合（Ｓ５１でＹＥＳ）、クリーニングローラ６２を当接する（Ｓ５４）。この場合、クリーニング時間は基準クリーニング時間を用いる。

ハーフトーン調の画像でない場合（Ｓ５２でＮＯ）、Ｓ４８で読み出した前回清掃後からの累積印字枚数が、クリーニング頻度（枚数）に達したか否かの判断を行う（Ｓ５３）。印字枚数がクリーニング頻度（枚数）に達していない場合（Ｓ５３でＮＯ）、次の印字を行いＳ４１に戻る。印字枚数がクリーニング頻度（枚数）に達している場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、クリーニングローラ６２を当接し（Ｓ５４）、クリーニングを行う。Ｓ５４では、クリーニングローラ６２の当接時間は、Ｓ４９で補正したクリーニング時間が用いられる。なお、帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数あるいは使用期間に応じて、クリーニング頻度が決定されるようになっていてもよい。この場合、クリーニング条件テーブルにて、帯電ローラ６１未使用時からの累積印字枚数あるいは試用期間に対応して、クリーニング頻度が設定されていてもよい。

当接後の処理は、上記図４、５、６を用いて説明したのと同様、クリーニング時間（当接時間）に到達したかを確認し（Ｓ５５）、クリーニングローラ６２を離間して（Ｓ５６）、クリーニングローラ６２によるクリーニング工程が完了する。

次に、電圧切替手段７１により、帯電ローラ６１に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替えてクリーニング（ＡＣクリーニング）する場合の、感光体１１表面電位と、現像装置１４の現像ローラに印加される現像バイアスとの、推移についてのチャートの一例を、図８に示す。ＡＣクリーニング（クリーニングローラ６２を帯電ローラ６１に当接させて、かつ帯電ローラ６１にＡＣ電圧を印加して、行うクリーニング）時の現像バイアスを感光体１１表面電位と逆極性にすることで、現像装置１４によるかぶりやキャリア上がりの発生を防ぐことができる。なお、ＡＣクリーニング時の、ＡＣ電圧は感光体１１表面電位にほとんど影響せず、感光体１１表面電位はほぼ０Ｖとなる。

なお、図４〜７のフローチャートは、クリーニングローラ６２の当接離間タイミングのみを制御するフロー（クリーニングローラ６２）であり、当接離間は、図８の立ち下げシーケンス、印字シーケンス、立ち上げシーケンス、ＡＣクリーニング時の何れのタイミングでも構わない。

一方、ＡＣ電圧によるクリーニングの実施（ＡＣ電圧の印加）は、図８に示すように、立ち下げシーケンスの後に行なわれる。ＡＣ電圧によるクリーニング（ＡＣクリーニング）時の条件、つまり、印加の頻度、印加時間、印加するＡＣ電圧の大きさ、についての制御は、電圧制御部８２が行う。

ＡＣクリーニング時、感光体１１に戻されたトナーは、次のように現像装置１４に戻される。本実施の形態では、現像ローラに、感光体１１の表面電位（ここでは、ほぼ０Ｖ）よりも正極となる現像バイアス（ここでは、＋１５０Ｖ）を印加していることで、現像ローラに、感光体１１上に残留した、マイナス帯電しているトナー等の異物を静電吸着することが可能となっている。現像ローラと感光体１１とが近接する現像領域よりも感光体１１の回転方向上流側において感光体１１表面に残留している未除去の残留現像剤成分（回収後残留物）、具体的には、帯電ローラ６１から戻されたトナーを、現像ローラの表面に磁気的に吸着することで、トナー等の異物を、感光体１１表面から除去するようになっている。現像ローラに吸着されたトナーは、現像ローラの回転に伴って現像槽に戻される。なお、本実施形態では、トナーはマイナス帯電している場合を例に挙げて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。

このように、現像装置１４は、現像兼クリーニング装置として、帯電装置１２通過後に感光体１１上に残留しているトナー等の異物を、上記現像領域における感光体１１の回転方向上流側（現像ローラによる感光体１１への現像剤の供給位置よりも感光体１１の回転方向上流側）において、回収することで、現像とあわせて感光体１１のクリーニングを行うようになっている。本実施形態では、モノクロモードで印字の場合は、１０００Ｈｚ、Ｖｐｐ４４０Ｖにし、フルカラーモードで印字の場合は、１０００Ｈｚ、Ｖｐｐ４１０Ｖとした。

（実施例１）
実際の画像形成装置（シャープ製フルカラー機ＭＸ４５００）を用いて、モノクロ４５枚／分（プロセス速度：２２５ｍｍ/ｓ）、フルカラー３５枚／分（１６７ｍｍ/ｓ）で、印字（エージングテスト）を行った。モノクロの印字では、ブラック単色のみを用いて行い、印字率５％、１０％、２０％の１Ｋ（１千）枚毎印字を繰り返し、トータル１００Ｋ枚の印字を行った。つまり、印字率５％で１Ｋ印刷，１０％で１Ｋ印刷，１５％で１Ｋ印刷、５％で１Ｋ印刷，１０％で１Ｋ印刷，１５％で１Ｋ印刷，…というように繰り返して、１００Ｋ印刷した。フルカラーの印字では、各色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）毎の印字率を５％、１０％、１５％で統一し、１Ｋ枚毎印字の繰り返し、トータル１００Ｋ枚の印字を行った。

まず、比較例として、上記のように印字を行っている中、一定枚数毎に一定時間（ここでは１秒）のクリーニングを行った場合の、１００Ｋ印字後の画像評価の結果を表５に示す。

表５からわかるように、１枚毎に１秒のクリーニングを行った場合、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生は良好に抑制できたが、帯電ローラ傷による画像黒筋発生の抑制はうまく行えなかった。また、５枚毎に１秒のクリーニングを行った場合、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生の抑制も、帯電ローラ傷による画像黒筋発生の抑制もどちらも、あまりうまく行えなかった。また、５０枚毎に１秒のクリーニングを行った場合、帯電ローラ傷による画像黒筋発生は良好に抑制できたが、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生の抑制はうまくできなかった。このように、一定枚数及び一定時間でクリーニングを規定すると、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生の防止と、帯電ローラ傷による画像黒筋発生の防止とにおいて、双方を満足する結果は得られなかった。

これらに対し、上述したように印字を行っている中、印字率に応じてクリーニング頻度及びクリーニング時間を、表１のクリーニング条件テーブル用いて設定した場合１００Ｋ印字後の画像評価では、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生は良好に抑制でき、帯電ローラ傷による画像黒筋発生も良好に抑制できた、という結果が得られた。

なお、本実施例では、立ち下げシーケンス前の印字シーケンス時に、クリーニングローラの当接を行った。

以上のように予めクリーニング制御部８０（ＣＰＵ）にプログラムされた、クリーニング実行プログラムによって、離接制御部８１は、プロセス速度、ローラ径、トナーの外添剤添加量、印字率、よりクリーニング頻度およびクリーニング時間を決定し、前回清掃後からの累積印字枚数を基に、クリーニングローラ６２の当接（クリーニング）を制御する。よって、クリーニング性を向上させ、帯電ローラのロングライフ化を図ることができる。

（実施例２）
印字は、実施例１と同様に行った。本実施例のクリーニングでは、温湿度センサー情報により、表２の温度湿度補正テーブルを用いて補正係数の決定を行った。

ここで、低温低湿環境下ではクリーニングブレードが硬くなる等、クリーニングブレードからのトナー外添剤のすり抜けが多い状況にあるため、クリーニングの頻度や時間を増やす必要がある。一方、高温高湿環境下では、クリーニングブレードからのトナー外添剤のすり抜け等も特に増加すること無く、逆に高湿の影響を受けて帯電ローラに付着したトナー外添剤のクリーニング性が向上するためクリーニングの頻度や時間を減らすことができる。

そこで、本実施例では、温湿度センサー情報により、表２の温度湿度補正テーブルを用いて補正係数の決定を行いクリーニング行った。表２の温度湿度補正テーブルにおいて、２３℃、相対湿度５５％における補正係数は１．００である。ここで表３に示すように２０枚毎のクリーニング時間を１秒と設定した場合、２０枚印字毎に１秒間のクリーニングが実施される。１５℃、相対湿度２０％であると、表２より補正係数は１．２０なので、２０枚印字毎に１.２秒間のクリーニングが、３１℃、相対湿度８１％であると、補正係数は０．９０なので、２０枚印字毎に０.９秒間のクリーニングが実施される。このように温度湿度補正テーブルを用いて、クリーニング時間を設定し（全て２０枚印字毎にクリーニング）、実施例１と同様の印字を行った。その結果、各温湿度環境下において、１００Ｋ印字後の画像評価では、帯電ローラ汚れによる対ハーフトーンムラ発生は良好に抑制でき、帯電ローラ傷による画像黒筋発生も良好に抑制できた、という結果が得られた。

なお、本実施例でも、立ち下げシーケンス前の印字シーケンス時に、クリーニングローラの当接を行った。
（実施例３）
高精細なハーフトーンを出力する場合、帯電ローラの表面が少しでも汚れていると帯電ばらつきが生じ、画像への影響が現れるので、都度帯電ローラのクリーニングを実施する必要がある。一方、文字や黒ベタ画像の場合、帯電ローラが汚染されても画像への影響が少ないため、クリーニングの頻度や時間を少なくすることが可能である。そのため、入力された画像データに対して、以下のようにクリーニング制御してもよい。

入力された画像データに対する制御として、スキャナーやパソコンを通じて画像形成装置内にて入力画像データを判断し、そして印字される画像および画像処理が決定される。例えば、高精細であるハーフトーン調の画像等の出力画像データが決定された場合、画像形成前より帯電ローラのクリーニングを開始する等の方法が可能であり、更に連続印字される場合は常にクリーニング部材を帯電ローラに当接する方法も可能である。

他方、印字率の低い文字や黒ベタ原稿が印字される場合、前回清掃後からの累積印字枚数の情報を基に、クリーニング実施の頻度や時間を減らすことが可能である。

（実施例４）
帯電ローラの累積使用枚数が多くなるに連れて、帯電ローラの表面粗度が大きくなったり、劣化が進む等してクリーニング性が低下する問題が発生する。このため前回クリーニングからの累積枚数に加え、帯電ローラの未使用時からの累積使用枚数の情報を元にクリーニングを行ってもよい。

表４は、帯電ローラの未使用時からの累積印字枚数に対応した補正係数を表す補正テーブルである。例えば１０Ｋ枚印字未満における補正係数は１．００であるため、クリーニング時間が１秒間に設定されている場合、実際のクリーング時間は１秒間である。同様に５０Ｋ到達時点での補正係数は１．０６より1.０６秒間、１００Ｋ到達時点での補正係数は１．１８より１．１８秒間のクリーニングローラ６２の当接（クリーニング）が実施される。このように、帯電ローラ６１の累積印字枚数に対応した補正係数を表す補正テーブルに基づき、クリーニングローラの当接（クリーニング）を行う事により、良好なクリーニング性が得られ、また、帯電ローラのロングライフ化を図ることができる。

（実施例５）
高画質化対応のため多種多様な環境下、使用状況に対して安定した帯電ローラ６１のクリーニングを行う必要があるが、従来のクリーニングシステムではこれに対応できていない。このため、プロセス速度、ローラ径、トナーの外添剤添加量、印字率、温湿度情報、前回清掃後からの累積印字枚数、帯電ローラ未使用時からの累積使用枚数、出力画像を総合的に判断し、予めクリーニング制御部８０（ＣＰＵ）にプログラムされた、クリーニング実行プログラムによって、離接制御部８１が、クリーニングの頻度及び時間を決定して、最適なクリーニング処理を行うことにより、良好なクリーニング性と帯電ローラのロングライフ化を図ることができる。

（実施例６）
記憶部８３に記憶されている、クリーニング条件テーブルは、書き換え可能になっていてもよい。

例えば、主に高精細のクラビア印刷を出力する場合は帯電ローラの汚れが画像に影響し易いため、高いクリーニング性を要求されるが、主にテキスト印刷を出力する場合、帯電ローラが若干汚れても画像への影響が少ない。このため、主にグラビア印刷を出力し高画質を要求する場合には、例えばサービスマンがシュミレーションコード用いることにより、表６に示すクリーニング条件テーブルのようにデフォルトに対する当接頻度を上げたり、更には当接時間を長くすることによって、帯電ローラの寿命多少下げても、常に高画質を得ることができる。

また、テキスト印刷が中心で画質への影響が少ない場合で、帯電ローラのクリーングストレスによる傷に起因する交換コールの頻度を下げたい場合には、表７に示すクリーニング条件テーブルのようにデフォルトに対する当接頻度を下げたり、更には当接時間を短くすることによって、帯電ローラの傷を抑制し超寿命化を図ることが可能である。

（実施例７）
温度１０℃湿度１５％である低温低湿環境、かつ印字率が２０％で実施例１と同様のエージングテストにて印字を行い、表１に示すクリーンニング条件テーブルを用い、かつ、表２に示す温湿度補正テーブルにより補正を行って、印字枚数が１２枚毎に２．４秒の当接させるクリーニングを行った。このとき、クリーニングローラ６２をモーター（駆動手段）にて、帯電ローラ６１に対し１．５倍の速度差で回転させると、１００Ｋ枚を通じて安定したクリーング性と良好な画像が得られた。なお、クリーニングローラ６２は、帯電ローラに対し１．１〜１．５倍の速度差にて回転させることが好ましいがこの数値に限定はされない。

最後に、クリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）のクリーニング制御部８０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。つまり、クリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）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）、上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）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるクリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）の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、上記クリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）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も、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、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。

また、クリーニング装置７０（あるいは画像形成装置１）を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、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。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、例えば、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。

本発明は上述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態、実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置の帯電装置をクリーニングするクリーニング装置に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置に備えられる可視像形成ユニットの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた帯電装置の構成を示す図である。 帯電ローラに対するクリーニングローラの離接を制御する処理のフローチャートを示す図である。 画像形成装置に入力された画像に応じて、クリーニングローラの離接を制御する処理のフローチャートを示す図である。 温度及び湿度を基に、クリーニング時間を補正し、クリーニングローラの離接を制御する処理のフローチャートを示す図である。 総合的判断によりクリーニングローラの離接を制御する処理のフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に備えられる感光体の表面電位と、現像装置の現像バイアスとの、推移についてのチャートの一例を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ 可視像形成ユニット
１１ 感光体（像担持体）
１２ 帯電装置（帯電手段）
１４ 現像装置（現像手段）
１５ 転写ローラ
１６ クリーナユニット
５１ クリーニングブレード
６１ 帯電ローラ（接触帯電部材）
６２ クリーニングローラ（クリーニング部材）
６３ 離接機構（離接手段）
７０ クリーニング装置
７１ 電圧切替手段
８０ クリーニング制御部
８１ 離接制御部（離接制御手段）
８２ 電圧制御部
８３ 記憶部

Claims (13)

1. 像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて当該像担持体を帯電させる接触帯電部材を、クリーニングするクリーニング装置において、
   上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替える電圧切替手段と、
   クリーニング部材と、
   上記クリーニング部材を上記接触帯電部材に対して離接させる離接手段と、
   上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替手段の制御とは独立して上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御手段と、
   を備えることを特徴とするクリーニング装置。
2. 上記接触帯電部材および上記クリーニング部材は、ローラ形状であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 上記離接制御手段は、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置での印字処理において、複数回印字した場合の累積印字枚数と、１回印字した場合の印字率及び複数回印字した場合の累積印字枚数と、複数印字した場合の累積印字率との何れか１つに基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 上記離接制御手段は、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置のプロセス速度と、上記接触体帯電部材のローラ径と、当該クリーニング装置を備えた画像形成装置で使用されるトナーの外添剤添加量とのうちの少なくとも１つに基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間の情報である当接条件情報が書き換え可能に記憶されている記憶部を備え、
   上記離接制御手段は、上記当接条件情報に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
6. 上記接触帯電部材の回転方向とは反対方向に、上記クリーニング部材を回転させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
7. 温度および湿度を検知する検知手段を有しており、
   上記離接制御手段は、上記検知手段が検知した温度および湿度に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のクリーニング装置。
8. 上記離接制御手段は、当該クリーニング装置と入力画像読み取り装置とを備えた画像形成装置に入力される入力画像の種類に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のクリーニング装置。
9. 上記離接制御手段は、上記接触帯電部材の使用期間に基づき、上記クリーニング部材の当接頻度および当接時間を決定することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のクリーニング装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて像担持体を帯電させる接触帯電部材を、クリーニングするクリーニング方法であって、
    上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替えて印加する電圧切替ステップと、
    上記接触帯電部材に対して離接するクリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替ステップとは独立して、上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御ステップと、
    を含むことを特徴とするクリーニング方法。
12. 像担持体に接触して配置された接触帯電部材であり、印加されたＤＣ電圧にて像担持体を帯電させる接触帯電部材をクリーニングするクリーニング装置を制御する制御プログラムであって、
    上記像担持体が回転している際に、上記接触帯電部材をクリーニングするために、上記接触帯電部材に印加する電圧をＤＣ電圧からＡＣ電圧に切り替える制御である印加切替制御と、
    上記接触帯電部材に対して離接するクリーニング部材の当接頻度及び当接時間を決定し、上記電圧切替制御とは独立して、上記クリーニング部材の離接を制御する離接制御と、
    をコンピュータに実行させる制御プログラム。
13. 請求項１２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。

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