JP4216301B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置の感光体の表面を均一の電位に帯電させる帯電装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、感光体の表面を均一の電位に帯電させる帯電装置が搭載される。帯電装置として、感光体の表面に接触しない非接触式の帯電装置がある。非接触式の帯電装置は、高圧電源が印加された電極からの放電により、感光体の表面を帯電させる。電極のうち高圧電界を発生する部分には、周囲の塵埃が吸着する。これを放置すると、針電極から適正な放電を行うことができなくなる。

従来の帯電装置には、感光体の表面の移動方向に直交する方向に配列された複数の針を有する針電極と、針電極の針を挟んで対向する一対のパッド部材とを備え、パッド部材を複数の針の配列方向に沿って移動させることで、パッド部材を複数の針の表面に順次接触させ、針に付着した塵埃を除去しようとするものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３３８２６５号公報

しかし、清掃部材を感光体の表面に沿った第１端部と第２端部との間で往復移動させることで電極を清掃するとき、往路では電極の汚れ度合いが大きいために清掃部材を移動させる駆動源に作用する駆動負荷が大きくなり、清掃部材の移動速度が低くなる。一方、復路では電極の汚れが除去されて汚れ度合いが小さくなっているために駆動源に作用する駆動負荷が小さくなり、清掃部材の移動速度が往路より高くなる。このため、駆動源に往路と復路とで同一の電力を供給したのでは、往路と復路とで清掃部材の移動速度が異なってしまう。

第１端部近傍に位置検出センサを配置し、往路方向へ移動中に位置検出センサに検出された時から所定時間後に復路方向へ反転移動するようにした従来の構成では、汚れ度合いの変化によって、往路方向から復路方向への反転タイミング、及び、１往復して第１端部側に戻ったものとして清掃部材を停止させるタイミングに、ズレが生じる。

上述のタイミングにズレが生じた場合、往路で清掃部材が第２端部近傍の目標箇所へ辿り着かず電極に清掃されない箇所が生じることや、往路で清掃部材が第２端部をオーバーランしようとして第２端部周辺の部材が損傷すること、復路で清掃部材が第１端部に辿り着かないこと、復路で清掃部材が第１端部をオーバーランしようとして第１端部周辺の部材が損傷することがある。

この発明の目的は、電極の清掃効率を向上できるとともに、装置の損傷を抑制することができる帯電装置を提供することにある。

この発明の帯電装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１）この発明の帯電装置は、長尺状の電極、清掃部材、時間計測装置、駆動源、負荷計測装置、及び、制御装置を備える。電極は、感光体の表面に対向して配置される。清掃部材は、電極の長尺方向に沿って電極に接触しながら第１端部から第２端部へ向かう往路方向及び第２端部から第１端部へ向かう復路方向に移動自在にされる。時間計測装置は、清掃部材が第１端部近傍の所定の第１箇所を往路方向に通過する往路通過時からの経過時間を計測する。駆動源は、清掃部材を往路方向に往路通過時から所定の第１時間移動させた後に復路方向に反転移動させる。負荷計測装置は、清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷を計測する。制御装置は、清掃部材の第１箇所から第１時間の半分の時間の移動中における駆動源に作用する駆動負荷の積算値に基づいて、第２端部の近傍の所定の目標箇所で清掃部材の移動方向が往路方向から復路方向に反転するように駆動源の動作を制御する。

この構成では、第１箇所から第１時間の半分の時間の清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷の積算値に基づいて、清掃部材が第１箇所から第１時間の半分の時間移動した後の駆動源の動作が制御される。このため、清掃部材の移動方向が往路方向から復路方向に反転する箇所が、第２端部の近傍の所定の目標箇所に近付けられる。このため、往路で清掃部材が目標箇所に辿り着かないこと、往路で清掃部材が第２端部をオーバーランしようとすること、復路で清掃部材が第１箇所に辿り着かないこと、復路で清掃部材が第１端部をオーバーランしようとすることが、抑制される。

（２）この発明の帯電装置の制御装置は、第１時間の半分の時間以降の駆動源に供給される電力を調整することにより、清掃部材の移動速度を調整することができる。

この構成では、駆動源に供給される電力が調整されることで、清掃部材の移動速度が調整される。第１箇所から第１時間の半分の時間が経過するまでの清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷の積算値が大きい場合、清掃部材の移動速度を予め想定されていた速度に近付けるように、清掃部材が第１箇所から第１時間の半分の時間移動した後に駆動源へ供給される電力が大きくされて、清掃部材の移動速度が高められる。

第１箇所から第１時間の半分の時間が経過するまでの清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷の積算値が小さい場合、清掃部材の移動速度を予め想定されていた速度に近付けるように、清掃部材が第１箇所から第１時間の半分の時間移動した後に駆動源へ供給される電力が小さくされて、清掃部材の移動速度が低められる。

これによって、清掃部材の移動方向が往路方向から復路方向に反転する箇所が、目標箇所に近付けられる。

また、復路における清掃部材の移動速度も、駆動負荷の積算値が大きい場合は高められ、駆動負荷の積算値が小さい場合は低められる。これによって、復路において清掃部材が停止する位置が第１端部側の所定位置に近付けられる。

（３）この発明の帯電装置の制御装置は、清掃部材を第１箇所から第１時間の半分の時間往路方向へ移動させた後から復路方向へ反転させるまでの時間を調整することができる。

この構成では、清掃部材を第１箇所から第１時間の半分の時間往路方向へ移動させた後から復路方向へ反転させるまでの時間が調整される。即ち、清掃部材の反転タイミングが調整される。第１箇所から第１時間の半分の時間が経過するまでの清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷の積算値が大きい場合、清掃部材を第１箇所から第１時間の半分の時間往路方向へ移動させた後から復路方向へ反転させるまでの時間が延長されることで清掃部材の反転タイミングは遅らされる。

第１箇所から第１時間の半分の時間が経過するまでの清掃部材の移動中に駆動源に作用する駆動負荷の積算値が小さい場合、清掃部材を第１箇所から第１時間の半分の時間往路方向へ移動させた後から復路方向へ反転させるまでの時間が短縮されることで清掃部材の反転タイミングは早められる。

これによって、清掃部材の移動方向が往路方向から復路方向に反転する箇所が、目標箇所に近付けられる。

また、復路方向の清掃部材の移動時間を、駆動負荷の積算値が大きい場合は延長し、駆動負荷の積算値が小さい場合は短縮することで、復路において清掃部材が停止する位置が第１端部側の所定位置に近付けられる。

（４）この発明の帯電装置は、第１箇所を通過する前記清掃部材を検出する位置検出センサをさらに備えることができる。

この構成では、位置検出センサによって、清掃部材が第１箇所を通過したことを正確に認識される。このため、駆動負荷の積算値が正確に計測される。

（５）この発明の帯電装置の制御装置は、復路方向に移動する清掃部材を往路通過時から所定の第２時間内に位置検出センサが検出しないとき、清掃部材の移動のトラブルを知らせる警告を行うことができる。

この構成では、清掃部材が第１箇所より第１端部側に戻ったか否かが位置検出センサによって確実に認識される。所定の第２時間内に清掃部材が第１箇所より第１端部側に戻らない場合は、清掃部材の移動のトラブルとして即座に警告される。

（６）この発明の帯電装置の制御装置は、通電初期のウォームアップ時間、印刷処理開始直前の印刷処理用初期化工程時間、及び、印刷処理終了直後の印刷処理用後処理工程時間のうち、少なくとも１の時間内に、清掃部材を電極に接触させながら移動させることができる。

この構成では、通電初期のウォームアップ時間、印刷処理開始直前の印刷処理用初期化工程時間、及び、印刷処理終了直後の印刷処理用後処理工程時間という、印刷処理時間以外に電極の清掃処理が行われる。

（７）この発明の帯電装置は、清掃部材を回転自在に支持する支持体をさらに備え、電極は一方向に配列された複数の針を有する針電極であり、支持体は複数の針の配列方向に沿って移動自在に配置され、清掃部材の移動時に複数の針のそれぞれの先端部が順に清掃部材の表面から内部に埋没した後に清掃部材の内部から露出する構成とすることができる。

清掃部材としてフェルト等を素材とするパッド部材を用いた従来の帯電装置では、パッド部材に充分な弾力性を与えることができず、針電極の針の先端部が変形を生じ易い。また、針との接触によって切断されたフェルトの繊維が、針の表面に付着して針電極を汚損する。さらに、パッド部材は、針の表面のうち針の配列方向に平行な側面に接触するため、高圧電界の発生によって最も塵埃が付着し易い針の先端部の全面を確実に清掃することができない。

これに対してこの発明の構成では、清掃部材が移動することで、針電極の複数の針の先端部が、順に清掃部材の内部に没入及び抜脱される。各針の先端部が清掃部材の内部に没入する時、及び、清掃部材の内部から抜脱される時に、各針の先端部の全面が清掃部材に接触し、清掃部材によって各針の先端部の全面が清掃される。

（８）この発明の帯電装置の制御装置は、復路での清掃部材の移動速度を往路での移動速度より低く設定することができる。

この構成では、復路での清掃部材の移動速度が往路での移動速度より低く設定されるので、復路での清掃部材による針電極の清掃効果が高められる。これによって、往路では針電極が素早く清掃され、復路で針電極の清掃効果が高められる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）駆動源の動作を制御して清掃部材の移動方向が往路方向から復路方向に反転する箇所を目標箇所に近付けることで、清掃部材によって清掃されずに残る電極の箇所を少なくすることができる。したがって、電極の清掃効率を向上させることができる。また、第１端部及び第２端部周辺の装置の損傷を抑制することができる。

（２）清掃部材が第１箇所から第１時間の半分の時間移動した後に駆動源へ供給される電力を調整することで、清掃部材が反転する箇所を目標箇所に近付けることができるとともに、清掃部材が戻る位置を第１端部側の所定箇所に近付けることができる。したがって、清掃部材によって清掃されずに残る電極の箇所を少なくして電極の清掃効率を向上させることができるとともに、第１端部及び第２端部周辺の装置の損傷を抑制することができる。

（３）往路通過時から清掃部材が復路方向に反転するまでの第１時間を調整することで、清掃部材が反転する箇所を目標箇所に近付けることができるとともに、清掃部材が戻る位置を第１端部側の所定箇所に近付けることができる。したがって、清掃部材によって清掃されずに残る電極の箇所を少なくして電極の清掃効率を向上させることができるとともに、第１端部及び第２端部周辺の装置の損傷を抑制することができる。

（４）位置検出センサによって清掃部材の第１箇所の通過を正確に認識して駆動負荷の積算値を正確に計測することができるので、駆動源の動作を正確に制御することができる。

（５）清掃部材が第１箇所より第１端部側に戻ったか否かを位置検出センサによって確実に認識することができる。また、清掃部材の移動のトラブルが即座に知らされるので、トラブル発生後早期にトラブルに対処することができる。

（６）印刷処理時間以外の所定の時間内に電極の清掃処理を行うことで、印刷効率を向上できるとともに、画質を向上させることができる。

（７）針電極の複数の針の先端部を順に清掃部材の内部に没入及び抜脱させることで、各針の先端部の全面を清掃部材に接触させて、針の変形や繊維の付着を生じることなく、針の先端部の全面を確実に清掃することができる。

（８）復路での清掃部材の移動速度を往路での移動速度より低く設定することで、針電極の清掃時間を短縮できるとともに、針電極の清掃効果を高めることができる。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る帯電装置１を適用した画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、コピアモード、プリンタモード及びＦＡＸモードのうちのいずれかの画像形成モードで、用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する。各モードはユーザによって選択される。画像形成装置１００では、両面印刷が可能である。

画像形成装置１００は、原稿読取部１０、給紙部２０、画像形成部３０、排紙部４０及び図示しない操作パネル部等を備えている。原稿読取部１０は、装置本体の上部に配置され、プラテンガラス１１、原稿載置トレイ１２及びスキャナ光学系１３等を有する。スキャナ光学系１３は、光源１４、反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃ、光学レンズ１６及びＣＣＤ（Charge Coupled Device)１７を有する。光源１４は、プラテンガラス１１に載置された原稿又は原稿載置トレイ１２から原稿搬送路Ｒ上を搬送される原稿に光を照射する。反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃは、原稿からの反射光を反射させて光学レンズ１６に導く。光学レンズ１６は、反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃによって導かれた反射光をＣＣＤ１７に結像する。ＣＣＤ１７は、反射光に応じた電気信号を出力する。

給紙部２０は、装置本体の下部に配置され、給紙トレイ２１及びピックアップローラ２２を備えている。給紙トレイ２１は、画像形成時に用紙搬送路Ｓ１に給紙すべき用紙を収納する。ピックアップローラ２２は、回転することで、給紙トレイ２１に載置された用紙を用紙搬送路Ｓ１に給紙する。

画像形成部３０は、原稿読取部１０の下方の手差トレイ側に配置されている。画像形成部３０は、レーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと言う。）３７、感光体ドラム３１及び定着装置３６を有する。感光体ドラム３１の周囲には、帯電装置１、現像装置３３、転写装置３４及びクリーナユニット３５が、感光体ドラム３１の回転方向である図１に示す矢印の方向に沿ってこの順に配置されている。

排紙部４０は、給紙トレイ２１の上方に配置され、排紙ローラ４１、排紙トレイ４２を備えている。排紙ローラ４１は、用紙搬送路Ｓ１上を搬送されてきた用紙を排紙トレイ４２に排出する。排紙ローラ４１は、可逆回転が可能であり、用紙の両面に画像形成を行う際、用紙搬送路Ｓ１上を搬送されてきた表面の画像形成が終了した用紙を挟持した状態で、上記用紙を排出する回転方向とは逆方向に回転して用紙搬送路Ｓ２に搬送する。これにより、用紙の表裏面を反転させて裏面が感光体ドラム３１に対向し、裏面にトナー画像の転写が行われる。排紙トレイ４２は、排紙ローラ４１から排出された用紙を積層して収納する。

操作パネル部に設けられたスタートキーが押下されると、画像形成装置１００は、ピックアップローラ２２を回転させて用紙搬送路Ｓ１に用紙を給紙する。給紙された用紙は、用紙搬送路Ｓ１上に設けられたレジストローラ５１に搬送される。

レジストローラ５１は、用紙の先端部が到達した時には回転を停止している。レジストローラ５１は、用紙の先端部が感光体ドラム３１と転写装置３４との間で感光体ドラム３１上に形成されるトナー画像の先端部に一致するタイミングで回転を開始する。

原稿読取部１０によって読み取られた画像データは、操作パネル部から入力された条件で画像処理が施された後、ＬＳＵ３７にプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３７は、帯電器３２によって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１の表面に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、現像装置３３に設けられたＭＧローラ３３Ａの表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１の表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１の表面に引き寄せられて付着し、静電潜像がトナー像に顕像化される。

感光体ドラム３１の表面のトナー像は、転写装置３４によって用紙の表面に転写される。この転写工程後に感光体ドラム３１の表面に残留したトナーは、クリーナユニット３５によって回収される。

転写工程を終了した用紙は、定着装置３６を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー画像が溶融・固着され、排紙ローラ４１によって排紙トレイ４２に排出される。

図２（Ａ）は帯電装置１の正面断面図であり、図２（Ｂ）は帯電装置１の要部の右側面図である。帯電装置１は、針電極２、ホルダ３、支持体４、清掃ローラ５、スクリューネジ６１、モータ６２、ケース７を備えている。帯電装置１は、感光体ドラム３１の上方に配置される。針電極２は、この発明の電極に相当する。

針電極２は、薄い帯状の金属材料からなり、全長にわたって一定の間隔で下端部から複数の針２Ａが下向きに延出している。複数の針２Ａは、針電極２の長さ方向に平行な配列方向Ｘに沿って配列されている。帯電装置１は、針電極２の長手方向を感光体ドラム３１の軸方向に平行にして配置される。したがって、配列方向Ｘは、感光体ドラム３１の回転軸に平行である。針電極２の長さは、感光体ドラム３１の周面の軸方向の長さよりも長い。

ホルダ３は、樹脂等の絶縁性材料によって構成されており、保持部３Ａ及び端子部３Ｂを備えている。保持部３Ａは、針電極２を保持する。保持部３Ａの長さは、針電極２における複数の針２Ａの配列範囲よりも長い。保持部３Ａは、配列方向Ｘに直交する面内で、図２（Ａ）中にハッチングで示す一定の断面形状を呈する。端子部３Ｂは、図示しない端子を収納する。端子は、図示しない高圧電源と針電極２とを接続する。

支持体４は、下面が開放しており、保持部３Ａの外側に上方から装着される。支持体４の内側面には、突起４Ａ，４Ｂが形成されている。支持体４は、内側の上面と突起４Ａ，４Ｂとの間に保持部３Ａを上下方向に挟み、内側の側面で保持部３Ａを左右方向に挟む。したがって、支持体４は、配列方向Ｘに直交する面内での回転を含む移動を規制されている。支持体４の上部には孔部４Ｃが形成され、孔部４Ｃには雌ネジ部が形成されている。

清掃ローラ５は、この発明の清掃部材であり、支持体４の下端部に回転自在に支持されている。清掃ローラ５は、一例として、研磨剤を含有した弾性体である。研磨剤の硬度は、針電極２の素材よりも低く、トナー等の塵埃よりも高く設定されている。清掃ローラ５の周面から内部に針２Ａの先端部が埋没する。

清掃ローラ５を構成する弾性体としては、針２Ａの没入及び抜脱によって容易に切断されることなく弾性変形することを条件に、公知のゴム材料や樹脂材料のなかから好適な材料を実験的に選択することができる。研磨剤は、針２Ａの表面に損傷を与えることなく針２Ａの表面からトナーや塵埃を除去できることを条件に、公知の材料から適宜選択して使用することができ、公知の方法で弾性体に含有させることができる。

スクリューネジ６１の背面側の端部は、支持体４の孔部４Ｃに螺合する。スクリューネジ６１の図示しない前面側の端部は、ホルダ３の前面から突出している。

ケース７は、ホルダ３の全長にわたって、支持体４の外側に装着される。ケース７は、針電極２をシールドする。

端子部３Ｂに収納された端子を介して針電極２に高圧電源が印加されると、針電極２の複数の針２Ａのそれぞれの先端部に印加電界が集中し、この部分に放電を発生し易くなる。これによって、複数の針２Ａのそれぞれから感光体ドラム３１の表面に放電を生じる。この放電によって、感光体ドラム３１の表面が、所定の電位に帯電する。

保持部３Ａは、配列方向Ｘに直交する断面形状が、少なくとも複数の針２Ａの配列範囲内で一定である。支持体４は、上述のように、保持部３Ａの外側に装着されて配列方向Ｘに直交する面内での回転を含む移動を規制されている。したがって、支持体４は、保持部３Ａに案内されて、少なくとも複数の針２Ａの配列範囲内で、配列方向Ｘに往復移動自在にされている。

図３は、清掃ローラ５の清掃動作を示す図である。支持体４に回転自在に支持された清掃ローラ５の周面には、針２Ａの先端部が埋没する。支持体４が配列方向Ｘに沿って移動すると、清掃ローラ５も支持体４とともに移動する。このとき、清掃ローラ５の周面に複数の針２Ａのそれぞれが順次埋没する。清掃ローラ５は、複数の針２Ａから周面に作用する抵抗により、回転しつつ配列方向Ｘに沿って移動する。

清掃ローラ５は、針電極２と感光体ドラム３１の周面との間に配置される。清掃ローラ５の直径は、感光体ドラム３１の周面に接触しない範囲でできるだけ大きくされている。清掃ローラ５が配列方向Ｘに移動する際に、少なくとも１つの針２Ａの先端部が常に清掃ローラ５の周面に埋没する。このため、清掃ローラ５は、配列方向Ｘに移動する際に確実に回転し、針２Ａの先端部による清掃ローラ５の周面の損傷、及び、清掃ローラ５の周面による針２Ａの変形が、最小限に抑えられる。

支持体４における清掃ローラ５の支持位置は、清掃ローラ５の周面に針２Ａの先端から０．５ｍｍ程度の長さの先端部が埋没するように設定されている。清掃ローラ５が支持体４とともに配列方向Ｘに沿って移動すると、針２Ａの先端部が先端から徐々に清掃ローラ５の内部に没入した後、徐々に抜脱されていく。この間に、針２Ａの先端部の全面が清掃ローラ５を構成する弾性体に接触し、弾性体が含有する研磨剤によって研磨される。清掃ローラ５は複数の針２Ａが順に没入及び抜脱される間に回転するため、少なくとも隣接する針２Ａは、清掃ローラ５の周面の異なる位置に埋没する。これによって、針２Ａの先端部の全面が、確実に清掃される。

図４は、帯電装置１の右側面図である。帯電装置１は、上面側にスクリューネジ６１を備えている。スクリューネジ６１は、ホルダ３の略全長に匹敵する長さにされている。スクリューネジ６１の背面側の端部は、支持体４の孔部４Ｃに螺合している。ホルダ３の前端部には、装着部９が形成されている。装着部９は、端子部３Ｂと略同一の外形を呈する。装着部９の上面には軸受９Ａが形成されている。スクリューネジ６１の前面側の端部は、装着部９の軸受９Ａに軸受けされている。

帯電装置１が画像形成装置１００内に装着されている状態で、端子部３Ｂ及び装着部９は、感光体ドラム３１の表面における画像形成領域Ｗの外側の範囲に位置している。また、支持体４は、清掃を行っていない待機状態では、感光体ドラム３１の表面における画像形成領域Ｗの外側の範囲内に設定されたホームポジションに位置している。このため、支持体４、端子部３Ｂ及び装着部９が感光体ドラム３１の表面における画像形成の障害となることがない。

スクリューネジ６１には、モータ６２の回転が伝達される。モータ６２は、正逆両方向に回転する。

支持体４は、ホルダ３に対して配列方向Ｘに直交する面内での移動を規制されており、配列方向Ｘの軸周りに回転しない。スクリューネジ６１の回転力は、スクリューネジ６１の軸方向への移動力に変換されて支持体４に伝達される。モータ６２からスクリューネジ６１に正逆両方向の回転を供給することで、支持体４はホルダ３の保持部３Ａに案内されて配列方向Ｘに沿って往復移動する。このとき、支持体４に支持された清掃ローラ５が回転しつつ針電極２の複数の針２Ａを順に表面に埋没させていく。所定のタイミングでモータ６２を駆動することで、針電極２の清掃を自動的に行うことができる。

針電極２の複数の針２Ａの先端部が順に清掃ローラ５の内部に没入及び抜脱する時に、各針２Ａの先端部の全面が清掃ローラ５に接触し、針２Ａの変形や繊維の付着を生じることなく、針２Ａの先端部の全面が確実に清掃される。

図５（Ａ）は、帯電装置１の右側面視の説明図であり、図５（Ｂ）は、清掃ローラ５の往路及び復路での移動時の駆動負荷を示す説明図である。スクリューネジ６１には、ギヤ６３，６４を介してモータ６２の回転が伝達される。スクリューネジ６１を回転させて支持体４を移動させるときにモータ６２に作用する駆動負荷は、負荷計測装置７２によって計測される。負荷計測装置７２によって計測された駆動負荷は、制御装置７１に出力される。

制御装置７１には、時間を計測するタイマ７３が接続され、タイマ７３から制御装置７１に時間に関する情報が出力される。タイマ７３はこの発明の時間計測装置に相当する。また、制御装置７１には、記憶装置であるメモリ７７が接続されている。メモリ７７には、針電極２の汚れがない場合に支持体４の移動中のモータ６２に作用する駆動負荷である基準駆動負荷、及び、前回の清掃処理時から再び清掃処理を行うべき時期までの印刷枚数などの情報が記憶されている。

針電極２の長尺方向の第１端部７５側の所定位置に、支持体４のホームポジション６５が設定されている。支持体４は、待機状態ではホームポジション６５に位置している。ホームポジション６５の近傍であって往路方向Ｐにおいてホームポジション６５の下流側の第１箇所７５Ａに、位置検出センサ７４が配置されている。位置検出センサ７４は、往路の方向Ｐに移動する支持体４、及び、復路の方向Ｑに移動する支持体４をそれぞれ区別して検出して、その情報を制御装置７１に出力する。

針電極２の長尺方向の第１端部７５と反対側の端部である第２端部７６の近傍に、所定の目標箇所７６Ａが設定されている。支持体４は、ホームポジション６５から往路方向Ｐに移動開始して、目標箇所７６Ａで反転し、ホームポジション６５に戻るように想定されている。

ホームポジション６５、第１箇所７５Ａ、目標箇所７６Ａは、画像形成領域Ｗの外側に設定されている。

制御装置７１は、第１箇所７５Ａを往路方向に通過する支持体４を位置検出センサ７４によって検出し、その検出時である往路通過時からの経過時間をタイマ７３によって計測する。制御装置７１は、往路通過時から所定の第１時間後に、モータ６２を逆回転させることで支持体４を復路方向Ｑに反転移動させる。

図５（Ｂ）の線図８１に示すように、支持体４が往路方向Ｐに移動するとき、針電極２の汚れ度合いが大きいので、支持体４を往路方向Ｐに移動させるモータ６２の駆動負荷は、大きくなる。一方、図５（Ｂ）の線図８２に示すように、支持体４が復路方向Ｑに移動するとき、往路で針電極２が清掃されているので針電極２の汚れ度合いが小さくなっており、支持体４を復路方向Ｑに移動させるモータ６２の駆動負荷は、小さくなる。

図６は、制御装置７１の処理手順の一部を示すフローチャートである。制御装置７１は、印刷要求を受信すると（Ｓ１）、前回の清掃処理時以降の積算印刷枚数Ｍ１に、今回の印刷要求による印刷枚数Ｍ２を加算して枚数Ｍ３を算出する（Ｓ２）。制御装置７１は、前回の清掃処理時からこの枚数に達すれば清掃処理すべきであるという予め設定された印刷枚数Ｍ４と枚数Ｍ３とを比較し（Ｓ３）、Ｍ４≦Ｍ３でない場合は、印刷処理を行い（Ｓ４）、積算印刷枚数Ｍ１として枚数Ｍ３を定義する（Ｓ５）。

制御装置７１は、Ｓ３においてＭ４≦Ｍ３であると判定した場合、モータ６２を正回転することで、支持体４を往路方向Ｐに移動させる（Ｓ６）。制御装置７１は、支持体４が位置検出センサ７４を往路方向Ｐに通過したことを検出すると（Ｓ７）、タイマ７３による時間の計測を開始するとともに、負荷計測装置７２によって計測される駆動負荷の積算を開始する（Ｓ８）。

メモリ７７は、針電極２が所定の汚れ度合いである場合に支持体４が第１箇所７５Ａから目標箇所７６Ａまで移動するのに要する時間Ｍ５（この発明の第１時間に相当する。）をさらに記憶している。制御装置７１は、支持体４を往路方向Ｐに時間Ｍ５の半分の時間だけ移動させた時点までの駆動負荷の積算値を算出する（Ｓ９）。このとき、支持体４は、ホームポジション６５と目標箇所７６Ａとの中央部７９（この実施形態では、この発明の第２箇所に相当する。）、即ち、感光体ドラム３１の軸方向の中央部近傍に対向する位置の近傍まで移動していると考えられる。

メモリ７７は、針電極７７が汚れていないときの支持体４の移動時の駆動負荷である基準駆動負荷をさらに記憶している。また、メモリ７７は、ホームポジション６５から中央部７９までの基準駆動負荷の積算値と針電極２が種々の度合いに汚れている場合のホームポジション６５から中央部７９までの駆動負荷の積算値のそれぞれとの差と、モータ６２に供給すべき電力との関係をさらに記憶している。

制御装置７１は、ホームポジション６５から中央部７９までの基準駆動負荷の積算値と、実際に計測したホームポジション６５から中央部７９までの駆動負荷の積算値とを比較し（Ｓ１０）、モータ６２に供給すべき電力を調整する（Ｓ１１）。

例えば、実際に計測された駆動負荷の積算値と基準駆動負荷の積算値との差が大きいほど、モータ６２に供給される電力が大きくされ、支持体４の移動速度が高められる。一方、実際に計測された駆動負荷の積算値と基準駆動負荷の積算値との差が小さいほど、モータ６２に供給される電力が小さくされ、支持体４の移動速度が低められる。これによって、支持体４の移動速度が調整され、支持体４が往路方向Ｐに時間Ｍ５だけ移動したときに位置する箇所が、目標箇所７６Ａに近付けられる。したがって、支持体４が目標箇所７６Ａに辿り着かないこと、及び、支持体４が第２端部７６をオーバーランしようとすることが抑制され、清掃ローラ５によって清掃されずに残る針電極２の箇所を少なくして針電極２の清掃効率を向上させることができるとともに、第２端部７６周辺の装置の損傷が抑制される。

制御装置７１は、調整された移動速度によって支持体４が目標箇所７６Ａへ到達する時間を算出する（Ｓ１２）。

メモリ７７は、ホームポジション６５から中央部７９までの往路でモータ６２に作用した駆動負荷の積算値と、復路でモータ６２に供給すべき電力との関係をさらに記憶している。制御装置７１は、ホームポジション６５から中央部７９までの往路での駆動負荷に基づいて、復路でモータ６２に供給する電力を算出する（Ｓ１３）。

制御装置７１は、調整後の電力によって支持体４がホームポジション６５に到達する時間を算出する（Ｓ１４）。

制御装置７１は、Ｓ１２で算出した時間、即ち、調整された移動速度によって支持体４が目標箇所７６Ａへ到達する時間の経過時に（Ｓ１５）、モータ６２を逆回転させる（Ｓ１６）。

制御装置７１は、復路でモータ６２に供給する電力をＳ１３で算出した値に調整する（Ｓ１７）。これによって、復路において清掃ローラ５が停止する位置がホームポジション６５に近付けられる。したがって、支持体４がホームポジション６５に辿り着かないこと、及び、支持体４が第１端部７５をオーバーランしようとすることが抑制され、清掃ローラ５によって清掃されずに残る針電極２の箇所を少なくして針電極２の清掃効率を向上させることができるとともに、第１端部７５周辺の装置の損傷が抑制される。

制御装置７１は、Ｓ１４で算出した時間に所定の余裕時間を加算した時間（この発明の第２時間に相当する。）が経過したとき（Ｓ１８）、位置検出センサ７４によって復路方向Ｑに移動する支持体４が検出済みである否かを判定する（Ｓ１９）。

制御装置７１は、Ｓ１９で支持体４が検出済みであると判定した場合、支持体４がホームポジション６５に戻ったと判断して、タイマ７３の計測時間を初期化する（Ｓ２０）。

制御装置７１は、Ｓ１９で支持体４を未検出であると判定した場合、支持体４がホームポジション６５と目標箇所７６Ａとの間で移動トラブルを起こしていると判断して、表示部７８に警告を表示して、印刷処理を停止する（Ｓ２１）。

上述のように、この実施形態では、第１箇所７５Ａから中央部７９までの駆動負荷の積算値に基づいて、モータ６２への供給電力又は支持体４の反転タイミングが調整される。駆動負荷の計測距離が短すぎる場合は針電極２の汚れ度合いが正確に測定されないが、この実施形態では、第１箇所７５Ａから中央部７９までの駆動負荷の積算値に基づくので、針電極２の汚れ度合いが正確に測定され、それ以後の支持体４の移動速度又は反転タイミングが、正確に調整される。また、駆動負荷の計測距離が長過ぎる場合は、それ以後の支持体４の移動速度を調整するための距離が短くなり、支持体４が目標箇所７６Ａまで辿り着かなくなる、又は、支持体４の移動速度を無理に高くする必要が生じる。しかし、この実施形態では、第１箇所７５Ａから中央部７９までの駆動負荷の積算値に基づくので、駆動負荷の計測後に無理なく支持体４の移動速度が調整されて支持体４が目標箇所７９に近付けられる。

Ｓ１１では、支持体４の移動速度が、清掃ローラ５による清掃効果が最も大きくなるときの移動速度となるように、モータ６２に供給する電力を調整することもできる。

Ｓ１３では、一例として、ホームポジション６５から中央部７９までの往路での駆動負荷が大きいほど、復路でモータ６２に供給する電力が大きくされる。往路での駆動負荷が大きい場合、往路での駆動負荷が小さい場合と比較して、往路で清掃された後に残留する汚れが大きいと考えられ、復路でモータ６２に作用する駆動負荷が大きくなるからである。

Ｓ１３では、復路での支持体４の移動速度が往路での移動速度より低くなるように、モータ６２に供給される電力が設定されることが好ましい。これによれば、往路では針電極２が素早く清掃され、復路では支持体４の移動速度が低められることで清掃ローラ５による針電極２の清掃効果が高められる。したがって、針電極２の清掃時間を短縮できるとともに、針電極２の清掃効果を高めることができる。

制御装置７１は、Ｓ１１において、モータ６２に供給する電力を調整することに代えて、モータ６２を逆回転させるタイミングを調整することもできる。例えば、実際に計測された駆動負荷の積算値と基準駆動負荷の積算値との差が大きいほど、第１時間を延長してモータ６２を逆回転させるタイミングを遅らせることができる。一方、上述の差が小さいほど、第１時間を短縮してモータ６２を逆回転させるタイミングを早めることができる。これによっても、清掃ローラ５によって清掃されずに残る針電極２の箇所を少なくして針電極２の清掃効率を向上させることができるとともに、第１端部７５周辺の装置の損傷が抑制される。

制御装置７１は、画像形成装置１００への通電初期のウォームアップ時間、印刷処理開始直前の印刷処理用初期化工程時間、及び、印刷処理終了直後の印刷処理用後処理工程時間のうち、少なくとも１の時間内に、清掃ローラ５を針電極２に沿って移動させる清掃処理を行う。印刷処理時間以外の所定の時間内に針電極２の清掃処理を行うことで、印刷効率を向上できるとともに、画質を向上させることができる。

針電極２に対しては、清掃効果を高めるために、支持体４の移動速度は遅い方が好ましい。

針電極２に代えて、コロナチャージャ電極が用いることもできる。この場合は、支持体４の移動速度が高い方が好ましい。

清掃部材として必ずしも清掃ローラ５を用いる必要はなく、支持体４に回転自在に支持される回転体であればよい。

小型のモータ６２を帯電装置１Ａに装着し、帯電装置１を画像形成装置１００に装着した時にモータ６２が、画像形成装置１００に設けられた電源に電気的に接続されるようにすることができる。また、モータ６２を画像形成装置１００に取り付け、帯電装置１を画像形成装置１００に装着した時に、スクリューネジ６１の背面側の端部をモータ６２の回転軸に機械的に接続する構成とすることもできる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態に係る帯電装置１を適用した画像形成装置１００の構成を示す断面図である。 （Ａ）は帯電装置１の正面断面図であり、（Ｂ）は帯電装置１の要部の右側面図である。 清掃ローラ５の清掃動作を示す図である。 帯電装置１の右側面図である。 （Ａ）は、帯電装置１の右側面視の説明図であり、（Ｂ）は、清掃ローラ５の往路及び復路での移動時の駆動負荷を示す説明図である。 制御装置７１の処理手順の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 帯電装置
２ 針電極
２Ａ 針
３ ホルダ
３Ａ 保持部
４ 支持体
５ 清掃ローラ（清掃部材）
３１ 感光体ドラム
６１ スクリューネジ
７１ 制御装置
７２ 負荷計測装置
７３ タイマ（時間計測装置）
７４ 位置検出センサ
７５ 第１端部
７５Ａ 第１箇所
７６ 第２端部
７６Ａ 目標箇所
７７ メモリ
７８ 表示部
７９ 中央部
１００ 画像形成装置
Ｘ 配列方向
Ｐ 往路方向
Ｑ 復路方向

Claims (8)

1. 感光体の表面に対向して配置された長尺状の電極と、
   前記電極の長尺方向に沿って前記電極に接触しながら第１端部から第２端部へ向かう往路方向及び前記第２端部から前記第１端部へ向かう復路方向に移動自在にされた清掃部材と、
   前記清掃部材が前記第１端部近傍の所定の第１箇所を前記往路方向に通過する往路通過時からの経過時間を計測する時間計測装置と、
   前記清掃部材を前記往路方向に前記往路通過時から所定の第１時間移動させた後に前記復路方向に反転移動させる駆動源と、
   前記清掃部材の移動中に前記駆動源に作用する駆動負荷を計測する負荷計測装置と、
   前記清掃部材の前記第１箇所から前記第１時間の半分の時間の移動中における前記駆動源に作用する駆動負荷の積算値に基づいて、前記第２端部の近傍の所定の目標箇所で前記清掃部材の移動方向が前記往路方向から前記復路方向に反転するように前記駆動源の動作を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする帯電装置。
2. 前記制御装置は、前記第１時間の半分の時間以降の前記駆動源に供給される電力を調整することにより、前記清掃部材の移動速度を調整することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記制御装置は、前記清掃部材を前記第１箇所から前記第１時間の半分の時間前記往路方向へ移動させた後から前記復路方向へ反転させるまでの時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
4. 前記第１箇所を通過する前記清掃部材を検出する位置検出センサをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 前記制御装置は、前記復路方向に移動する前記清掃部材を前記往路通過時から所定の第２時間内に前記位置検出センサが検出しないとき、前記清掃部材の移動のトラブルを知らせる警告を行うことを特徴とする請求項４に記載の帯電装置。
6. 前記制御装置は、通電初期のウォームアップ時間、印刷処理開始直前の印刷処理用初期化工程時間、及び、印刷処理終了直後の印刷処理用後処理工程時間のうち、少なくとも１の時間内に、前記清掃部材を前記電極に接触させながら移動させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の帯電装置。
7. 前記清掃部材を回転自在に支持する支持体をさらに備え、
   前記電極は、一方向に配列された複数の針を有する針電極であり、
   前記支持体は、前記複数の針の配列方向に沿って移動自在に配置され、
   前記清掃部材の移動時に前記複数の針のそれぞれの先端部が順に前記清掃部材の表面から内部に埋没した後に前記清掃部材の内部から露出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の帯電装置。
8. 前記制御装置は、前記復路での前記清掃部材の移動速度を前記往路での移動速度より低く設定することを特徴とする請求項７に記載の帯電装置。

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