JP2010072048A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、コロナ帯電器のグリッド電極にトナーなどの異物が付着してしまう問題に対して、グリッド電極を清掃することで対処している。しかし、このような異物は、帯電処理を繰り返すうちに、グリッド電極への静電的な付着力が大きくなり、清掃を行っても、グリッド電極から異物を適切に除去することができなかった。
【解決手段】 コロナ帯電器のグリッド電極の清掃処理に先立ってコロナ帯電器の放電ワイヤへ交流電圧を印加することで、グリッド電極の除電処理を行う。その結果、異物のグリッド電極への静電的な付着力による影響を無くすことが可能となり、異物を適切に除去することが可能となる。従って、その後の帯電処理を適切に行うことが可能となる。
【選択図】 図５

Description

本発明はコロナ帯電器を用いて被帯電体を帯電する帯電装置に関する。この帯電装置は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、もしくはこれらの機能を複数備えた複合機などの電子写真画像形成装置において用いられる。

従来の電子写真画像形成装置では、電子写真プロセスの１つである帯電工程において、被帯電体である感光体をコロナ帯電器により一様に帯電する処理が行われている。

このコロナ帯電器を用いて帯電処理を行う構成では、構造上、装置内に浮遊しているホコリや飛散トナーなどの異物（付着物）がグリッド電極に付着してしまう状況にある。

このようにグリッド電極に異物が付着してしまうと、異物が付着した部位での帯電効率が低下することに伴い感光体の帯電電位にムラが生じ、出力画像の濃度ムラを引き起こす原因となってしまう。

そこで、特許文献１〜３に記載の装置では、清掃パッドや清掃ブラシを用いたグリッド電極の清掃装置を設け、コロナ帯電器のグリッド電極の内面に付着した異物をこの清掃装置により清掃する構成を採用している。
特開平０６−４３７３５号公報 特開平０６−２０８２８３号公報 特開２００５−３３８７９７号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載の装置では、グリッド電極の内面に付着した異物を適切に除去することができない。

これは、グリッド電極に付着したトナーなどの絶縁性の異物がコロナ放電を受けてその電荷量が増大し、グリッド電極に対する異物の静電的な付着力が大きくなってしまった為であると考えられる。

この静電的な付着力（鏡映力と呼ばれる）は、コロナ放電を受ける時間が長くなるほど増大し、また、グリッド電極に生じる鏡像電荷との静電気力で表すことができることから異物の電荷量の２乗に比例する。

このように強固に付着した状態にある異物をグリッド電極から除去するため、清掃装置の清掃能力を高める、例えば、清掃ブラシをグリッド電極に強く押し当てる、といった対処方法が考えられる。

しかし、このような対処方法では、逆に、異物をグリッド電極に擦り付けてしまうことになり、かえって逆効果となってしまう。その結果、グリッド電極に異物が融着してしまい、感光体の帯電電位にムラが生じ、出力画像の濃度ムラを引き起こす原因となってしまう。

そこで、本発明の目的は、コロナ帯電器のグリッド電極の内面の付着物を適切に除去することができる帯電装置を提供することである。

本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明は、被帯電体を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器に設けられたグリッド電極の内面を清掃する清掃部材と、を有する帯電装置において、
前記清掃部材による清掃処理に先立って前記グリッド電極の内面の付着物を除電する除電手段を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、コロナ帯電器のグリッド電極に付着した異物を適切に除去することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

図１は、電子写真画像形成装置の概略側面図である。まず、画像形成装置の画像形成部の全体構成について説明し、次に帯電装置について詳述する。

（画像形成部）
図１に示すように、被帯電体である電子写真感光体（以下、感光体と呼ぶ）１が矢印方向に回転可能に設置されている。

この感光体１の周囲には、帯電装置（コロナ帯電器）２、画像露光装置７、現像装置３、転写装置４、クリーニング装置５、光除電装置６が、感光体１の回転方向に沿って順に設置されている。

このような画像形成部では、電子写真プロセスによりトナー像を記録紙であるシートＰに形成することができる。

具体的には、帯電装置２により感光体１の表面を負極性に一様に帯電する。そして、画像露光装置７から画像信号に対応したレーザ光Ｌが感光体１の表面に照射される。その結果、感光体１の光が照射された部位の電位が減衰し、画像信号に対応した静電潜像が形成される。次に、感光体１上に形成された静電潜像は現像装置３により負帯電特性のトナーを付着させることによって、静電潜像に対応したトナー像が形成される。そして、感光体１上に形成されたトナー像は転写装置４によってシートＰに静電的に転写される。その後、シートＰ上に転写されたトナー像は不図示の定着装置によって定着処理され、機外へと排出される。

なお、感光体１上に残留した転写残トナーはクリーニング装置５によって掻き取られ、クリーニング装置５に回収される。その後、光除電装置６によって感光体１に残存している電位履歴を消去し、次の画像形成に供される。

（帯電装置）
次に、図２、３を用いて帯電装置について説明する。図２は帯電装置２の長手方向（正面）から見た断面図であり、図３は帯電装置２の短手方向（側面）から見た断面図である。

本例では、図２、３に示すように、帯電装置２としてコロナ帯電器を採用している。コロナ帯電器２は、両端に絶縁性支持部１１を備えたコの字状のシールドケース１０（以下、シールド）と、シールド１０の内部に長手方向に沿って張架された放電電極としての放電ワイヤ（ワイヤ電極とも呼ぶ）１２を有している。さらに、シールド１０の感光体１と対向する開口には、グリッド電極１３が設けられている。

本例では、放電ワイヤ１２として直径φが６０μｍのタングステン線を使用しており、このタングステン線が絶縁支持部１１に設けられた不図示の凸部とバネを介して張架されている。また、放電ワイヤ１２には電源Ｓ１が接続されており、感光体の帯電処理を行う際には直流電圧が印加される。なお、その際、放電電流が−８００μＡとなるように放電ワイヤ１２へ印加する直流電圧（ＤＣ電圧）が制御される（定電流制御）。

なお、後述するが、グリッド電極１３を清掃する際には、図３、４に示す切替え手段としてのスイッチ１９によって放電ワイヤ１２に接続する電源がＳ１からＳ２に切替えられる。このとき、除電手段として機能する電源Ｓ２から、±６ｋＶ、６００Ｈｚの矩形波状の交流電圧（ＡＣ電圧）が放電ワイヤ１２に印加される。

本例では、グリッド電極１３として厚さが０．１ｍｍのＳＵＳ３０４を使用しており、このＳＵＳ３０４にはエッチング処理により多数の開口部が形成されている。このグリッド電極１３と感光体の最近接位置での距離は１．０ｍｍとなっている。さらに、グリッド電極１３の表面には、防錆処理として、厚さが１μｍとなるようにニッケルメッキ処理が施されている。

以上の構成から、コロナ帯電器２による帯電処理範囲はグリッド電極１３の設置範囲に対応した領域Ｗ１とされている。言い換えると、上述したシールドの開口がこの領域Ｗ１に対応する範囲で設けられている。

また、グリッド電極１３には電源Ｓ３が接続されており、感光体の帯電処理を行う際には−４００〜−９００Ｖの直流電圧が印加される。これは、放電ワイヤ１２から感光体に向かうイオンの量を安定化させるためのものであり、その結果、感光体を所望の電位（本例では−６００Ｖ）に帯電することが可能となる。

なお、後述するが、図４に示すように、グリッド電極１３を清掃する際には、Ｓ３電源による帯電用の電圧を印加停止するのに伴い、接地（０Ｖ）に切替えられる。

（帯電装置の清掃機構）
本例の帯電装置２には、放電ワイヤ１２とグリッド電極１３をそれぞれ清掃する清掃装置が設けられている。

（放電ワイヤの清掃装置）
放電ワイヤ１２を清掃する清掃装置には、図２、３に示すように、放電ワイヤ清掃部材１５が設けられている。この放電ワイヤ清掃部材１５は、図２に示すように、一対のスポンジパッド１５ａ、１５ｂを有しており、これが放電ワイヤ１２を両側から圧接するように配設されている。この一対のスポンジパッドの放電ワイヤ１２との摺動面に研磨紙などを貼り付けても良い。

また、放電ワイヤ清掃部材１５は移動機構により図３のｂ方向（放電ワイヤ１２の張架方向と略平行な方向）へ往復可能に移動する構成とされている。

具体的には、この放電ワイヤ清掃部材１５はホルダ１６に保持され、このホルダ１６はコロナ帯電器２の感光体に対面する側とは反対側に配置されたネジ軸１７に係合している。

このネジ軸１７は、らせん状の溝が長手方向に亘って周面に形成された、所謂、スクリュー軸となっている。また、このネジ軸１７は、絶縁性支持部１１が有する軸受け１８によって保持されており、また、駆動連結関係にあるモータＭ１によってａ方向へ回転駆動される構成となっている。

その結果、ネジ軸１７の回転に伴い、ホルダ１６が矢印ｂ方向へ往復動することが可能な構成となっている。具体的には、ネジ軸１７を正方向へ回転させることでホルダ１６が往動作し、一方、ネジ軸１７を正方向とは逆方向へ回転させることでホルダ１６が復動作する。

このような往復動作は、図４に示すＤＣコントローラ２２によりモータＭ１を制御することにより行われ、放電ワイヤ清掃部材１５の移動速度が３５（ｍｍ／ｓｅｃ）となるように制御される。

また、図２、３は、放電ワイヤ清掃部材１５が帯電処理範囲Ｗ１外の退避位置にある状態を示しており、通常の画像を形成すべく感光体に対して帯電処理を行う際には放電ワイヤ清掃部材１５はこの退避位置に位置している。この位置が放電ワイヤ清掃部材１５のホームポジションとなる。

つまり、上述したように、放電ワイヤ清掃部材による清掃処理を行う際は、放電ワイヤ清掃部材１５をこのホームポジションから帯電処理範囲Ｗ１よりも右方（図３において）の反転位置へと移動させる。そして、放電ワイヤ清掃部材１５が反転位置に到達すると、ＤＣコントローラ２２によりネジ軸１７の回転方向を逆転させ、放電ワイヤ清掃部材１５の移動方向を反転させホームポジションに移動させる。

なお、モータＭ１の回転方向を反転させるタイミング並びにモータＭ１を停止させるタイミングについては、モータＭ１を駆動（オン）させる動作時間を基にＣＰＵ２１により制御される。なお、反転位置と退避位置（ホームポジション）に相当する部位に位置検知センサを設置し、且つ、位置検知センサによって検知される検知フラグをホルダ１６に設置することでモータＭ１の制御を行う構成であっても構わない。つまり、位置検知センサの出力に基づき、モータＭ１の回転方向を反転させるタイミングとモータＭ１を停止させるタイミングをＣＰＵ２１により制御する構成としても構わない。

このような一連の往復動作を行うことで、放電ワイヤ清掃部材１５による清掃処理が完了する。

（グリッド電極の清掃装置）
グリッド電極１３の内面に付着している異物（付着物）を清掃除去する清掃装置には、図２、３に示すように、グリッド電極清掃部材（清掃部材）１４が設けられている。このグリッド電極清掃部材１４は、図２に示すように、グリッド電極１３と摺動可能に設けられた可撓性の繊維が基布に植毛された構造のブラシを有している。そして、このブラシの毛先がグリッド電極１３の内面（放電ワイヤ１２側の面）と接触するように、ブラシがホルダ１６に貼り付けられている。また、グリッド電極１３からのリーク防止の観点から、ブラシとしては絶縁性のものを用いることが好ましく、本例ではブラシの素材としてナイロンを用いている。

また、グリッド電極清掃部材１４は、放電ワイヤ清掃部材１５と同様にホルダ１６に取り付けられているので、放電ワイヤ清掃部材１５と共に移動機構により図３のｂ方向へ往復可能に移動する構成とされている。

つまり、モータＭ１によってネジ軸１７が回転するのに伴いホルダ１６をコロナ帯電器の長手方向に沿って往復動させることで、グリッド電極清掃部材１４は放電ワイヤ清掃部材１５とともに往復動する構成となっている。

従って、上述したように、グリッド電極清掃部材１４による清掃処理を行う際は、放電ワイヤ清掃部材１５とともにグリッド電極清掃部材１５をホームポジションから帯電処理範囲Ｗ１よりも右方の反転位置へ移動させる。そして、放電ワイヤ清掃部材１５とともにグリッド電極清掃部材１４が反転位置に到達すると、ＤＣコントローラ２２によりネジ軸１７の回転方向を逆転させ、放電ワイヤ清掃部材１５とともにグリッド電極清掃部材１４の移動方向を反転させる。その結果、グリッド電極清掃部材１４は放電ワイヤ清掃部材１５とともにホームポジションに戻り、グリッド電極清掃部材１４による清掃処理が完了する。

このように、グリッド電極清掃部材１４による清掃処理が放電ワイヤ清掃部材１５による清掃処理と同時に行われる。

（帯電装置の清掃シーケンス）
図４に、帯電装置２の放電ワイヤ１２とグリッド電極１３を清掃する清掃装置を制御するための制御回路のブロック図を示す。

カウンタ２０は画像形成部での画像出力枚数のカウントを行う。ＣＰＵ２１は画像出力枚数が所定枚数（本例では５０００枚）に達した場合に清掃処理が行われるようにＤＣコントローラ２２を制御する。具体的には、清掃処理が行われるように、ＤＣコントローラ２２によって、スイッチ１９、モータＭ１、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の動作が制御される。

本例では、グリッド電極１３の清掃処理に先立って、グリッド電極１３の内面に付着している異物を除電手段により除電処理する構成を採用している。本例では、電源Ｓ２、放電ワイヤ１２、スイッチ１９が除電手段としての機能、役割を果たしている。

次に、図５に示すフローチャートを用いて、帯電装置の清掃シーケンスについて説明する。これらのステップ全体はＣＰＵ２１によって制御される。

画像形成がスタートすると（ｓｔｅｐ１）、画像出力が開始され（ｓｔｅｐ２）、カウンタ２０により画像出力枚数がカウントされる（ｓｔｅｐ３）。そして、画像出力枚数が所定枚数（５０００枚）に達していないとＣＰＵ２１により判定された場合（ｓｔｅｐ４）は、ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ３が繰り返される。

画像出力枚数が所定枚数（５０００枚）に達したとＣＰＵ２１により判定された場合（ｓｔｅｐ４）は、ＤＣコントローラ２２に命令が渡り、ＤＣコントローラ２２からの信号によりスイッチ１９を動作させる。つまり、放電ワイヤ１２に電圧を印加する電源がＳ１からＳ２に切替えられる。従って、放電ワイヤ１２に印加される電圧が、電源Ｓ１による帯電用の電圧ものから電源Ｓ２による除電用の電圧へと切替えられる（ｓｔｅｐ５）。さらに、このとき、ＤＣコントローラ２２からの信号により電源Ｓ３による帯電用の電圧印加が停止され、これに伴い、グリッド電極１３は接地される（ｓｔｅｐ６）。

電源Ｓ２から放電ワイヤ１２にＡＣ電圧を５秒間印加し、グリッド電極１３の内面に付着したトナー等の異物を除電する除電処理が実行される（ｓｔｅｐ７）。本例では、この電源Ｓ２から除電用の電圧を放電ワイヤ１２に印加する時間を、除電時間と呼ぶことにする。また、本例では、グリッド電極（異物）をほぼ完全に除電しているが、清掃効果に寄与する範囲内であれば、清掃時（除電処理後）においてグリッド電極（異物）に多少の電荷が残っている場合であっても構わない。

このように、本例では、清掃処理を行う前に、異物のグリッド電極への静電的な付着力による影響を無くすことが可能となる。従って、その後に行われる清掃処理時に異物を適切に除去することが可能となる。

その後、清掃装置を駆動するモータＭ１を動作させて、放電ワイヤ清掃部材とグリッド電極清掃部材をホームポジションから反転位置へと移動させる（ｓｔｅｐ８）。このとき、放電ワイヤ１２とグリッド電極１３は放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４によりそれぞれ清掃される。

放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４が反転位置に到達すると、モータＭ１の回転方向を逆転させることにより、放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４の移動方向を反転させる（ｓｔｅｐ９）。そして、放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４がホームポジションに到達すると、モータＭ１を停止させて、一連の清掃処理が終了する。このときも、放電ワイヤ１２とグリッド電極１３は放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４によりそれぞれ清掃される。

このような清掃処理が終了し、画像形成ジョブがこの清掃処理の割り込みにより終了していない場合（ｓｔｅｐ１０）には、中断されている画像出力を再開する（ｓｔｅｐ２）。このとき、ＤＣコントローラ２２からの信号によりスイッチ１９を動作させて、放電ワイヤ１２に電圧を印加する電源をＳ２からＳ１へ切替え、さらに、グリッド電極１３用の電源Ｓ３をオンさせる。

そして、画像形成ジョブの残りの画像形成が終了した時点で、画像形成部の動作が終了となる（電源Ｓ１、Ｓ３がオフされる）。

一方、清掃処理を行う時点で画像形成ジョブが終了していれば（ｓｔｅｐ１０）、画像形成部の動作も終了となる（ｓｔｅｐ１１）。

なお、グリッド電極清掃部材１４を清掃処理するため往復移動させている間も上述した除電処理を引き続き実施させる構成としても構わない。つまり、グリッド電極清掃部材１４の除電処理を、グリッド電極清掃部材１４による清掃処理を開始する前に少なくとも実施させるのが好ましい。

（検証実験）
まず、上述したように清掃処理前にグリッド電極１３の除電処理を行うことによる、グリッド電極１３の清掃効果を確認するため耐久実験を行った。

この耐久実験では、画像形成部において１０万枚のシートＰに画像出力を連続して行い、グリッド電極の汚れ具合、画像不良の発生の有無について確認を行った。なお、帯電装置の清掃処理は、上述したように、画像出力を５０００枚行う毎に実行した。

本例の構成であれば、１０万枚の画像出力を経てもグリッド電極の汚れ具合は軽微であり、グリッド電極の汚れに起因した画像不良の発生は無かった。

一方、比較例として、清掃処理工程においてグリッド電極の除電処理を行わない条件で同様の検証実験を行った。

この比較例では、画像出力を２万枚行った時点でスジ状の画像濃度ムラが発生してしまった。画像濃度ムラが発生した時点でのグリッド電極の汚れ具合を観察したところ、スジ状の画像濃度ムラが現れる場所に対応する位置で、トナーやホコリなどの異物が多く付着していた。このような異物は、現像装置３やクリーニング装置５から飛散してきたトナーや、画像形成装置の外から入り込んだホコリが原因となったものと考えられる。

また、比較例では、グリッド電極にトナーが強固に固着している箇所も一部存在した。これは、トナーがほとんど動かない状態でグリッド電極の清掃処理（ブラシによる摺擦処理）を繰り返した為と思われる。このようにトナーがいったん強固に固着してしまうと、清掃装置での除去はほぼ不可能になってしまう。

次に、グリッド電極の清掃処理を行う前にグリッド電極を除電する効果について述べる。そのため、グリッド電極清掃部材１４による清掃能力を評価する検証実験を行った。

この検証実験では、グリッド電極１３の内面（感光体１と対面する側とは反対の面）にトナーを均一に付着させ、これをコロナ帯電器２にセットしグリッド電極清掃部材によりグリッド電極１３の清掃処理を行った。その後、グリッド電極１３でのトナー被覆面積割合の変化率を求め、これを清掃能力の尺度とした。具体的には、「清掃後のトナー被覆面積割合」を「清掃前のトナー被覆面積割合」で除して１００を乗じたものであり、以下、これを清掃効率Ｙ（％）と表す。この尺度では変化率Ｙが大きいほど清掃能力が高いということになる。この値の再現性を高める為に、清掃前のトナー被覆面積割合が６０（％）となるように調整されている。

まず、この検証結果を説明する前に、グリッド電極に付着した異物が通常の画像形成時の条件下で帯電処理を受けた際に、清掃効果がどのように推移するかについて検証を行ったので、これを説明する。つまり、図６は帯電時間（放電時間）と清掃効率Ｙ（％）の関係を示したものである。

グリッド電極１３に上述した条件でトナーを付着させた後、帯電時間を０秒、５秒、２０秒、４０秒と変えて、それぞれの条件での清掃効率Ｙを測定した。このとき、帯電電流が通常の画像形成時と同じ−８００μＡとなるように放電ワイヤに帯電用の電圧を印加し、グリッド電極には−７００Ｖを印加した。帯電処理後、グリッド電極の除電処理を行わずに清掃処理を直ちに行い、清掃効率Ｙ（％）を測定した。

図６に示すように、帯電時間が長くなるほど、清掃効率Ｙが急激に低下することが分かる。これは、絶縁体であるトナーがコロナ放電を受けて帯電され（電荷量が増大し）、グリッド電極に対する静電的な付着力（鏡映力と呼ばれる）が増大した為であると思われる。

次に、清掃処理前に実施する除電処理の実行時間（除電時間）と清掃効率との関係についての検証結果を説明する。この検証結果を図７に示す。

グリッド電極に上述した条件でトナーを付着させた後、通常の画像形成時と同じ電圧を放電ワイヤとグリッド電極に６０秒間印加した。具体的には、放電ワイヤには帯電電流が−８００μＡとなるような帯電用の電圧を印加し、グリッド電極には−７００Ｖを印加した。その後、グリッド電極の除電処理を行ってから清掃処理を行い、清掃効率Ｙ（％）を測定した。

このときの除電条件は、放電ワイヤへ印加する除電用の電圧を±６ｋＶ、８００Ｈｚの矩形波状の交流電圧とし、除電時間を０秒、５秒、２０秒、４０秒とした。

図７に示すように、除電時間が５秒で清掃効率Ｙ（％）が大幅に上昇することが分かる。これ以上除電時間を長くしても、清掃効率が上昇するものの、その良化率は低くなっている。

このような理由から、本例では、グリッド電極の清掃処理を行う前に実施する除電処理の時間を５秒に設定している。なぜなら、除電時間が長くなることは、清掃工程の時間が長くなることを意味し、画像出力できない時間が増大することに繋がってしまう。つまり、画像形成装置の画像生産性の低下に影響するので、除電時間は効果のある範囲で最小限に留めることが好ましい。

なお、本例では、グリッド電極の外面（感光体と対面する側の面）を清掃していないが、これについては問題ないと考えられる。なぜならば、コロナ帯電器による感光体の帯電電位ムラに影響する汚れはグリッド電極の外面よりも内面に付着した場合の方が顕著であるからである。これは、コロナ帯電器内での電位分布が、グリッド電極の外面に付着した異物にはほとんど影響されない為である。

一方で、グリッド電極は、構造上、その内面が受け皿のような形態となってしまいそこに異物が堆積し易い。さらに、グリッド電極の内面に付着した異物は、コロナ帯電器内での電位分布を乱す要因となるので、放電電流の分布が不均一になり易く、感光体の帯電電位ムラを生じさせ易い。

このようなことから、本例のような、グリッド電極の内面を清掃する構成は感光体の帯電電位ムラの発生を防止する上で有効である。もちろん、必要であれば、グリッド電極の外面を清掃する清掃装置を更に設ける構成としても構わない。

以上では、グリッド電極清掃部材としてブラシを用いる例について説明したが、このような例に限らず、スポンジやゴム等の弾性部材も好適に用いることが可能である。

また、以上では、グリッド電極清掃部材がホームポジションに位置しているときグリッド電極清掃部材がグリッド電極に接触している構成となっているが、このような例に限らず、次のような構成としても構わない。例えば、グリッド電極清掃部材がホームポジションに位置しているとき、グリッド電極清掃部材をグリッド電極から離れた状態となるようにさせる離間機構を設けても構わない。具体的には、ネジ軸１７を帯電範囲Ｗ１からホームポジションに至るに連れて感光体から徐々に離れていくような形状とすることで、ホームポジションにおいてグリッド電極清掃部材をグリッド電極から離した状態で保持することができる。

このような構成を採用することにより、ブラシの毛倒れを防止することが可能となる。

以上のように、本例の構成によれば、コロナ帯電器のグリッド電極を適切に清掃することができるので、帯電ムラの発生を回避することが可能となる。従って、画像濃度ムラの発生を防止することが可能となる。

次に、図８〜１０を用いて実施例２について説明する。図８は検証結果を示すグラフであり、図９は帯電装置２を清掃する清掃装置を制御するための制御回路のブロック図であり、図１０はコロナ帯電器の清掃シーケンスを説明するためのフローチャートである。

本例では、グリッド電極１３の清掃処理に先立って実施するグリッド電極の除電処理の仕方が異なる。従って、この構成以外は上述した実施例１と同様であるので、同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

実施例１ではグリッド電極の除電処理時に放電ワイヤ１２へ印加する除電用の電圧をＡＣ電圧としていたが、本例ではＤＣ電圧としている。

具体的には、グリッド電極の除電処理時において、通常の帯電処理時に印加するＤＣ電圧（負極性）とは逆極性のＤＣ電圧（正極性）を放電ワイヤ１２へ印加する。このＤＣ電圧印加によるコロナ放電を行うことで、グリッド電極１３に付着した異物を除電処理する。

従って、本例では、図９に示すように、放電ワイヤ１２へ電圧を印加する電源として、通常の画像形成時用のＳ１と除電処理時用のＳ４が用意されており、Ｓ１とＳ４のいずれかの電源がスイッチ１９により放電ワイヤと接続関係となる。このスイッチ１９の動作はＤＣコントローラ２２により制御される。

本例においても、グリッド電極１３を清掃する前に、グリッド電極１３を除電手段により除電処理する構成を採用している。本例では、電源Ｓ４、放電ワイヤ１２、スイッチ１９が除電手段としての機能、役割を果たしている。

このように、本例では、除電処理時にＤＣ電圧を印加する構成を採用しているので、交流電源が不要となり装置コストを抑えられることや、低ノイズである点が実施例１に比して有利である。

次に、図８を用いて検証実験について説明する。

本例でも、実施例１と同様に、グリッド電極に上述した条件でトナーを付着させた後、通常の画像形成時と同じ電圧を放電ワイヤとグリッド電極に６０秒間印加した。具体的には、放電ワイヤには帯電電流が−８００μＡとなるような帯電用の電圧を印加し、グリッド電極には−７００Ｖを印加した。その後、グリッド電極の除電処理を行ってから清掃処理を行い、清掃効率Ｙ（％）を測定した。

除電処理時には、図９に示すスイッチ１９により、放電ワイヤに電圧を印加する電源をＳ１からＳ４へ切替えることによって、除電用の電圧が印加される。このとき、放電ワイヤ１２には、帯電電流が＋８００μＡとなるように除電用のＤＣ電圧が印加される（定電流制御）。また、このとき、電源Ｓ３をオフさせることに伴い、グリッド電極は接地状態となる。

そして、この除電用のＤＣ電圧を放電ワイヤへ印加する時間、即ち、除電時間は０秒、５秒、２０秒、４０秒とした。

図８に示すように、除電時間が５秒のとき清掃効率Ｙ（％）はほぼピークとなり、以後は徐々に低下することが分かる。これは、通常の画像形成時において帯電処理を受けたトナーは負極性となっているものの除電用のコロナ放電を受けて徐々に除電され、除電時間が５秒の時点で電荷量が最小になる。その後は、極性が逆となり正極性に帯電されていくことを示している。

従って、本例では、除電処理時に放電ワイヤへ除電用の電圧を印加する時間、即ち、除電時間を５秒に設定した。

次に、清掃シーケンスについて図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、図５に示す実施例１のフローチャートとほぼ同様である。つまり、本例では、除電用の電圧が異なるだけであるので、ｓｔｅｐ５’とｓｔｅｐ７’だけが異なる。これらのステップ全体はＣＰＵ２１によって制御される。

画像形成がスタートすると（ｓｔｅｐ１）、画像出力が開始され（ｓｔｅｐ２）、カウンタ２０により画像出力枚数がカウントされる（ｓｔｅｐ３）。そして、画像出力枚数が所定枚数（５０００枚）に達していないとＣＰＵ２１により判定された場合（ｓｔｅｐ４）は、ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ３が繰り返される。

画像出力枚数が所定枚数（５０００枚）に達したとＣＰＵ２１により判定された場合（ｓｔｅｐ４）は、ＤＣコントローラ２２に命令が渡り、ＤＣコントローラからの信号によりスイッチ１９を動作させる。つまり、放電ワイヤ１２に印加する電圧が、電源Ｓ１による帯電用のものから電源Ｓ４による除電用のものへと切替えられる（ｓｔｅｐ５’）。また、このとき、電源Ｓ３をオフさせることにより、グリッド電極は接地される（ｓｔｅｐ６）。

電源Ｓ４から放電ワイヤ１２にＤＣ電圧を５秒間印加し、グリッド電極１３の内面に付着したトナー等の異物を除電する除電処理が実行される（ｓｔｅｐ７’）。

その後、清掃装置を駆動するモータＭ１を動作させて、放電ワイヤ清掃部材とグリッド電極清掃部材をホームポジションから反転位置へと移動させる（ｓｔｅｐ８）。

放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４が反転位置に到達すると、モータＭ１の回転方向を逆転させることにより、放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４の移動方向を反転させる（ｓｔｅｐ９）。そして、放電ワイヤ清掃部材１５とグリッド電極清掃部材１４がホームポジションに到達すると、モータＭ１を停止させて、一連の清掃処理が終了する。

このような清掃処理が終了し、画像形成ジョブがこの清掃処理の割り込みにより終了していない場合（ｓｔｅｐ１０）には、中断されている画像出力を再開する（ｓｔｅｐ２）。このとき、ＤＣコントローラ２２からの信号によりスイッチ１９を動作させて、放電ワイヤ１２に電圧を印加する電源をＳ４からＳ１へ切替え、さらに、グリッド電極１３用の電源Ｓ３をオンさせる。

そして、画像形成ジョブの残りの画像形成が終了した時点で、画像形成部の動作が終了となる（電源Ｓ１、Ｓ３がオフされる）。

一方、清掃処理を行う時点で画像形成ジョブが終了していれば（ｓｔｅｐ１０）、画像形成部の動作も終了となる（ｓｔｅｐ１１）。

以上のように、本例の構成であっても、実施例１と同様に、コロナ帯電器のグリッド電極を適切に清掃することができるので、帯電ムラの発生を回避することが可能となる。従って、画像濃度ムラの発生を防止することが可能となる。

なお、以上の実施例１、２では、感光体を一様に帯電処理するための帯電処理工程に帯電装置（コロナ帯電器）を用いる例について説明したが、この例だけに限らず、以下のような構成であっても構わない。

例えば、実施例１、２と同様な帯電装置（コロナ帯電器）が感光体に形成されたトナー像をシートに転写する前に帯電処理する用途に用いられる場合である。

また、転写装置４で用いられている転写ローラの代わりに、実施例１、２と同様な帯電装置（コロナ帯電器）を採用する構成としても構わない。つまり、この例では、帯電装置が転写工程に用いられることになる。

また、以上の実施例１、２では、被帯電体として感光体を例に説明したが、この例だけに限らず、以下のような構成であっても構わない。

例えば、被帯電体が中間転写体である場合でも構わない。この中間転写体とは、公知のものであり、感光体に形成されたトナー像が１次転写されるとともに１次転写されたトナー像をシートへ２次転写するために用いられるものである。この場合、帯電装置（コロナ帯電器）は、感光体から中間転写体に１次転写されたトナー像を、２次転写前に、帯電処理する装置として用いられ得る。また、帯電装置（コロナ帯電器）は、感光体から中間転写体への１次転写工程や中間転写体からシートへの２次転写工程にも用いられ得る。

また、以上の実施例１、２では、除電手段として放電ワイヤを利用しこれに除電用の電圧を印加することでグリッド電極を除電する構成を例に説明したが、この例だけに限らず、以下のような構成であっても構わない。

例えば、グリッド電極を除電する専用の除電器を別途設置し、これを用いてグリッド電極の除電処理を行う構成としても構わない。なお、このような構成の場合、構成が複雑化してしまうことから、上述した実施例１、２のように、放電ワイヤを利用する構成の方がより好ましい。

画像形成装置の概略断面図である。 コロナ帯電器の正面から見た概略断面図である。 コロナ帯電器の側面から見た概略断面図である。 コロナ帯電器を制御する制御系を示すブロック図である。 コロナ帯電器の清掃処理の流れを示すフローチャートである。 帯電時間と清掃効率の関係を表すグラフである。 除電時間と清掃効率の関係を表すグラフである。 除電時間と清掃効率の関係を表すグラフである。 コロナ帯電器を制御する制御系を示すブロック図である。 コロナ帯電器の清掃処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電装置（コロナ帯電器）
３ 現像装置
４ 転写装置
５ クリーニング装置
６ 光除電装置
７ 画像露光装置
１２ 放電ワイヤ
１３ グリッド電極
１４ グリッド電極清掃部材
１５ 放電ワイヤ清掃部材
１６ ホルダ
１７ ネジ軸
１９ スイッチ
２０ カウンタ
２１ ＣＰＵ
２２ ＤＣコントローラ
Ｍ１ モータ
Ｓ１ 放電ワイヤへの帯電用の電源
Ｓ２ 放電ワイヤへの除電用の電源
Ｓ３ グリッド電極への帯電用の電源
Ｓ４ 放電ワイヤへの除電用の電源

Claims (5)

1. 被帯電体を帯電するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器に設けられたグリッド電極の内面を清掃する清掃部材と、を有する帯電装置において、
   前記清掃部材による清掃処理に先立って前記グリッド電極の内面の付着物を除電する除電手段を有することを特徴とする帯電装置。
2. 前記除電手段は前記グリッド電極を除電するとき前記コロナ帯電器の放電ワイヤへ交流電圧を印加することを特徴とする請求項１の帯電装置。
3. 前記除電手段は前記グリッド電極を除電するとき前記コロナ帯電器の放電ワイヤへ直流電圧を印加することを特徴とする請求項１の帯電装置。
4. 前記清掃部材は前記グリッド電極と摺動可能なブラシを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの帯電装置。
5. 前記被帯電体は電子写真感光体であり、前記コロナ帯電器は前記電子写真感光体を一様に帯電処理するために用いられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの帯電装置。

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