JP6797700B2

JP6797700B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6797700B2
Application number: JP2017006924A
Authority: JP
Inventors: 正史福田
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Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: JP2018116149A

Description

本発明は、電子写真方式などを用いてトナー像を記録材に形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光ドラムの表面を所定の極性、電位に一様に帯電するためにコロナ帯電器が用いられている。コロナ帯電器は感光ドラムに非接触に対向配置されており、感光ドラムはコロナ放電器が発生する荷電粒子（コロナイオン）によって帯電される。コロナ帯電器としては、放電により荷電粒子を発生し感光ドラムの表面を帯電する放電電極と、電圧の印加により感光ドラム表面の帯電電位を制御する制御電極とを有するスコロトロンが知られている。制御電極としては、ワイヤ状に形成されたワイヤグリッドや、板状部材にエッチング処理により多数の孔が網目状に形成されたエッチンググリッドなどがある。

エッチンググリッドを有する帯電器はワイヤグリッドを有する帯電器に比べると、帯電電位の制御が容易である一方、コロナ放電の際に荷電粒子と共に発生される放電生成物がエッチンググリッドに付着しやすい。エッチンググリッド（以下、本明細書ではこれをグリッドと呼ぶ）に付着した放電生成物は、グリッドを酸化して錆を生じさせ得る。グリッドに錆が生じると、感光ドラムを所定電位に一様に帯電し難くなる。つまり、帯電ムラが生じやすくなる。そこで、めっき加工によりグリッドの表面に保護層を形成し、グリッドの放電生成物に対する耐腐食性を高めることによって、帯電ムラを抑制できるようにした装置が提案されている（特許文献１）。また、グリッドに圧接してグリッドを清掃することにより、グリッドに付着した放電生成物やトナーあるいはトナーの外添剤などの付着物を除去可能な清掃ブラシを備えた装置が提案されている（特許文献２）。

特開２００７−２５６３９７号公報特開２００６−９１４８４号公報

上記の清掃ブラシはグリッドの清掃を繰り返すにつれ摩耗することで劣化し、次第に上記したような付着物を除去し難くなるが故に、交換が必要である。また、グリッドについても、繰り返しの画像形成により清掃ブラシで除去しきれない付着物が増え、また時間経過に伴いグリッド自体が腐食するなど劣化するが故に、交換が必要である。従来、グリッドは所定の画像形成枚数毎に交換され、清掃ブラシはグリッドと同時に交換されていた。これは、清掃ブラシが劣化するよりも先にグリッドが劣化し、グリッドの交換時に清掃ブラシを一緒に交換すれば、清掃ブラシを劣化前に交換できるからである。

ところで、最近では、放電生成物に対する耐腐食性がより高い材料（例えば、ダイヤモンドライクカーボン等）を表面に蒸着（例えば、ＦＣＶＡ法、ＰＶＤ法）して保護層を形成することによって、交換サイクルをより長くしたグリッドが提供されている。このグリッドを用いた場合、グリッドが劣化するよりも先に清掃ブラシが劣化することがある。それにも関わらず、従来のように清掃ブラシがグリッドの交換時に一緒に交換されると、交換まで劣化した清掃ブラシが使い続けられ、それによりグリッドの劣化を早めることになりかねない。あるいは、清掃ブラシの交換タイミングがグリッドの交換時であると、まだ使用可能であるにも関わらず清掃ブラシを交換することにもなりかねない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、グリッドを清掃する清掃ブラシを適切な交換タイミングで交換可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に対向する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、放電して前記感光体の表面を帯電する放電電極と、前記感光体と前記放電電極との間に着脱自在に設けられ、電圧の印加により前記感光体表面の帯電電位を制御する制御電極と、を有するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器に着脱自在に設けられ、前記制御電極に摺動して前記制御電極を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を駆動する駆動手段と、前記制御電極の初期状態からの使用時間をカウントする第一カウント手段と、前記清掃部材の初期状態からの清掃回数をカウントする第二カウント手段と、前記使用時間が所定時間に到達した場合に前記制御電極の交換タイミングを、前記清掃回数が所定回数に到達した場合に前記清掃部材の交換タイミングを、それぞれ通知する通知信号を出力する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に対向する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、放電して前記感光体の表面を帯電する放電電極と、前記感光体と前記放電電極との間に着脱自在に設けられ、電圧の印加により前記感光体表面の帯電電位を制御する制御電極と、を有するコロナ帯電器と、前記コロナ帯電器に着脱自在に設けられ、前記制御電極に摺動して前記制御電極を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を駆動する駆動手段と、表示部と、初期状態の前記制御電極の使用開始からの第一画像形成枚数で前記制御電極の交換タイミングを前記表示部に表示し、前記第一画像形成枚数と異なる、初期状態の前記清掃部材の使用開始からの第二画像形成枚数で前記清掃部材の交換タイミングを前記表示部に表示する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、制御電極の交換の通知とは別に、制御電極を清掃する清掃部材の交換が清掃部材の初期状態からの清掃回数に基づいて適切な交換タイミングで通知されることから、清掃部材は無駄なく使用された時点で効率的に交換され得る。

実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。画像形成部を示す概略図。コロナ帯電器を示す外観斜視図。コロナ帯電器を示す断面図。コロナ帯電器を示す側面図であり、（ａ）はシャッタが開いた状態、（ｂ）はシャッタが閉じた状態を示す。グリッドの形状について説明する模式図。引き込み部材を示す一部拡大図であり、（ａ）はグリッドを引き込む前、（ｂ）はグリッドを引き込んだ後を示す。テトラヘデラルアモルファスカーボンの構造を示す図。テトラヘデラルアモルファスカーボンに含まれる構造を示す図であり、（ａ）はダイヤモンド構造、（ｂ）はグラファイト構造を示す。グリッドの清掃制御系の制御ブロック図。画像形成ジョブ制御を示すフローチャート。グリッド清掃制御を示すフローチャート。清掃時のグリッドの状態を示す模式図。清掃回数とブラシ長との関係を示すグラフ。清掃ブラシの交換タイミングを表示する画面であり、（ａ）は交換タイミングの到来を通知する画面、（ｂ）は交換を警告する画面を示す。清掃ブラシの交換タイミングを変更する画面であり、（ａ）は交換タイミングの設定画面、（ｂ）は交換タイミングの登録画面を示す。

＜画像形成装置＞
本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａに接続された原稿読取装置（不図示）又は装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器からの画像信号に応じてトナー像を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

図１に示すように、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、中間転写ベルト８の移動方向に沿って並べて配置されている。中間転写ベルト８は複数のローラに張架されて、矢印Ｒ２方向に走行するように構成されている。そして、中間転写ベルト８は後述するようにして一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト８を張架するローラ９と中間転写ベルト８を挟んで対向する位置には、二次転写ローラ１０が配置され、中間転写ベルト８上のトナー像を記録材に転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置１１が配置されている。

画像形成装置１００の下部には、記録材が収容されたカセット１２が配置されている。記録材は、搬送ローラ１３によりカセット１２からレジストレーションローラ１４に向けて搬送される。その後、レジストレーションローラ１４が中間転写ベルト８上のトナー像と同期して回転開始されることにより、記録材は二次転写部Ｔ２に搬送される。

画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。従って、ここでは代表して画像形成部ＰＫについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。

図２に示すように、画像形成部ＰＫには、像担持体として円筒型の感光体、即ち感光ドラム１が配設されている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲にはコロナ帯電器２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニング装置６が配置されている。

上述のように構成される画像形成装置１００により、例えば４色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１の表面（感光体表面）がコロナ帯電器２によって一様に帯電される。コロナ帯電器２は、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。コロナ帯電器２については詳細を後述する（図３〜図５参照）。次いで、感光ドラム１は、露光装置３から発せられる画像信号に対応したレーザー光Ｌにより走査露光される。これにより、感光ドラム上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム上の静電潜像は、現像装置４内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト８を挟んで配置される一次転写ローラ５との間で構成される一次転写部Ｔ１にて、中間転写ベルト８に一次転写される。この際、一次転写ローラ５には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム１の表面に残ったトナーなどは、クリーニング装置６によって除去される。

このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト８上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングにあわせてカセット１２に収容された記録材が二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、二次転写ローラ１０に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を、記録材上に一括して二次転写する。

次いで、記録材は定着装置１１に搬送される。定着装置１１は、搬送される記録材を加熱、加圧する。これにより、記録材上のトナーが溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材に定着される。その後、記録材は排出トレイ１５に排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが終了する。

＜コロナ帯電器＞
次に、コロナ帯電器２の構成について図３乃至図５を用いて説明する。本実施形態のコロナ帯電器２はスコロトロンであり、図３には感光ドラム側から視たコロナ帯電器２を示した。コロナ帯電器２は画像形成装置１００の装置本体１００Ａ（図１参照）に挿抜可能に設けられ、図３に示すように、感光ドラム１の回転軸線方向（長手方向）に沿って感光ドラム１に対向する位置に配置される。

コロナ帯電器２は、シールド電極としての一対のシールド板２０３と、コロナ帯電器２の挿入方向（図中矢印Ｘ方向）の手前側に配置された前ブロック２０１と、コロナ帯電器２の挿入方向の奥側に配置された奥ブロック２０２とを有する。シールド板２０３はステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いて形成され、筐体９０の短手方向（感光ドラム１の回転軸線方向に交差する幅方向）に所定間隔で互いに対向するように配置されている。シールド板２０３と前ブロック２０１と奥ブロック２０２とは、断面が略コの字状の開口した筐体９０を形成する。前ブロック２０１と奥ブロック２０２は、後述の放電ワイヤ２０５（図４参照）を感光ドラム１の長手方向に張架し、またグリッド２０６を保持する。

＜放電ワイヤ＞
図４に示すように、コロナ帯電器２は、放電電極としての放電ワイヤ２０５と、制御電極としてのグリッド２０６とを有する。放電ワイヤ２０５は、一対のシールド板２０３の内側（筐体内）に配置されている。放電ワイヤ２０５は、不図示の高圧電源から帯電電圧が印加されることによってコロナ放電を生じる。放電ワイヤ２０５は、例えばステンレススチール、ニッケル、モリブデン、タングステンなどが用いられ、これらがワイヤ状に形成されたものである。放電ワイヤ２０５は直径が小さくなるにつれ、放電に伴い発生するイオンの衝突により切断等しやすくなる。反対に、放電ワイヤ２０５は直径が大きくなるにつれ、安定したコロナ放電を生じさせるために帯電電圧をより高くする必要がある。しかしながら、帯電電圧を高くしすぎると、放電に伴いオゾンが発生しやすくなる。上記点に鑑み、放電ワイヤ２０５は、直径が４０μｍ〜１００μｍに形成するのが好ましい。なお、放電電極は上記の放電ワイヤ２０５に限らず、長手方向に凹凸状に形成されたのこぎり歯を有するものでもよい。

＜グリッド＞
グリッド２０６は、感光ドラム１の表面に近接されるように筐体９０の開口部９０ａに、感光ドラム１と放電ワイヤ２０５との間に着脱自在に設けられている。グリッド２０６は、不図示の高圧電源から高圧電圧が印加されることに伴って感光ドラム側に流れる電流量を制御し得る。これにより、感光ドラム１の表面の帯電電位が制御される。グリッド２０６は感光ドラム表面に近付けたほうが、感光ドラム表面を均一に帯電する効果を高くし得る。本実施形態では、グリッド２０６と感光ドラム１との最近接距離を「１．５±０．５ｍｍ」とした。

グリッド２０６は、例えば厚みが１ｍｍ以下の薄い板状の金属平板（薄板）の基材２０６ｃにエッチング処理を施すことによって多数の貫通孔が形成された網目部分を有した、所謂エッチンググリッドである。本実施形態では、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる厚さ約０．１ｍｍの薄板を用いた。なお、基材２０６ｃとしては他にも、マルテンサイト系ステンレス鋼あるいはフェライト系ステンレス鋼等を用いてよい。

ここで、グリッド２０６の形状について図６を用いて説明する。参照しやすくするために、図６において符号「ａ〜ｆ」を付した箇所の寸法を表１にまとめて記した。

貫通孔２０６ａは、開口幅「０．３１２±０．０３ｍｍ」となるように（図６中のａ参照）、貫通孔２０６ａ以外の基材２０６ｃ（図４参照）の残り部分が幅「０．０７１±０．０３ｍｍ」となるように形成される（図６中のｂ参照）。また、貫通孔２０６ａは、グリッド２０６の長手方向に延びる仮想線に対し角度「４５±１°」（図６のｃ参照）に形成される。貫通孔２０６ａの部分と、貫通孔２０６ａ以外の残り部分との面積比が大きいほど、感光ドラム１の表面を均一に帯電する効果が高い。グリッド２０６の短手方向には、「６．９±０．１ｍｍ」間隔毎に（図６中のｅ参照）、幅「０．１±０．０３ｍｍ」（図６中のｄ参照）の梁２０６ｂがグリッド２０６の長手方向に設けられている。なお、グリッド２０６の短手方向の両端部には、幅「１．５±０．１ｍｍ」程度に基材２０６ｃを残しておくのが好ましい（図６中のｆ参照）。また、グリッド２０６は網目状に形成されることに限られず、例えばハニカム状に形成されてもよい。

＜グリッドの保護層＞
グリッド２０６の表面には、耐腐食性の向上を目的にコーティングなどと呼ばれる表面処理が施されて、保護層が形成される。即ち、コロナ放電により生成されるＮＯｘなどの放電生成物は酸化剤として作用する。そのため、グリッド２０６が比較的高い耐腐食性を有するステンレス鋼などを用いて形成されたとしても、その表面には絶縁性の金属酸化物が発生し得る。ただし、ステンレス鋼の表面にはクロム酸化物を主成分とした不動態膜が形成されやすく、この不動態膜は金属素地を外界から遮断し得る。そして、不動態膜は自然に補修することが知られている。それ故、ステンレス鋼は耐腐食性の高い状態が比較的に長い期間にわたって維持される。

しかしながら、グリッド２０６にステンレス鋼を用いた場合、グリッド２０６は極めて過酷な環境（高温、高濃度のオゾン、ＮＯｘ環境）にさらされる。とりわけ、高湿環境下では不動態膜の自己補修が間に合わなくなり、発錆等による腐食損傷が生じてしまいやすい。これは、酸化性物質（オゾン、ＮＯｘ等）により不動態膜中のクロム等の金属原子が破壊され、不動態膜が自己補修される前に酸化性物質と反応するからである。具体的には、空気中の水分に溶けたオゾンの一部が分解してフリーラジカル（ＯＨ）となり、これによりオゾンの間接酸化反応が起きてステンレス鋼が酸化する。これを避けるため、グリッド２０６の表面には防錆効果のある保護層が形成される。

本実施形態では、コロナ放電によって発生する放電生成物に対して化学的に不活性度が高い材料であるテトラヘデラルアモルファスカーボン（ＴｅｔｒａｈｅｄｒａｌＡｍｏｒｐｈｏｕｓＣａｒｂｏｎ：以下ｔａ−Ｃと略す）の保護層が形成されている。本実施形態では、ＦＣＶＡ（ＦｉｌｔｅｒｅｄＣａｔｈｏｄｉｃＶａｃｕｕｍＡｒｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）法を用いて、基材２０６ｃに保護層としてｔａ−Ｃ層を形成した。ｔａ−ＣはＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）の一種であり、水素を若干含有したダイヤモンド結合（ｓｐ３結合）とグラファイト結合（ｓｐ２結合）とが混在した非晶質構造である。ｔａ−Ｃは他の材料に比べると、常温で空気や水等に対して不活性、耐腐食性、低摩耗性、自己潤滑性、高硬度、表面平滑性に優れている。また、ｔａ−Ｃは化学的吸着及び酸化反応等が起き難く、さらに磨耗や傷の発生による部分的な劣化が生じ難い。

図８に、ｔａ−Ｃの構造を示す。図８において白丸が炭素原子を、白丸を結ぶ線が結合状態を示す。ｔａ−Ｃはミクロ的にみれば四面体結晶構造を有し、マクロ的にみれば非晶質構造を持つ化学種（アモルファス）である。ｔａ−Ｃは、炭素のダイヤモンド構造とグラファイト構造の組成比（以下、結合割合と呼ぶ）に応じて耐摩擦性や耐磨耗性などが変化する。なお、ｓｐ３混成軌道のみ炭素原子が結晶化すると、図９（ａ）に示すようなダイヤモンド構造となる。同様に、ｓｐ２混成軌道のみ炭素原子が結晶化すると、図９（ｂ）に示すようなグラファイト構造となる。

上記のように、ｔａ−Ｃにより保護層を形成した場合、ｔａ−Ｃ層中の炭素はダイヤモンド構造とグラファイト構造が一定の割合で存在する。そして、発明者らが検討したところによると、グラファイト構造よりダイヤモンド構造を多く含む方が、耐腐食性や耐摩耗性に優れることが分かった。即ち、グラファイト構造の結合割合が多い場合、グラファイト平面層間にミクロ孔充填が発生しやすく、他の化学種（例えばオゾン、放電生成物、遊離基）を吸着、充填しやすい状態になる。そして、腐食の発生は両構造で変わりないことから、もらい錆等の他因子による腐食が影響したと考えられる。これに対し、ダイヤモンド構造の結合割合が多い場合には、ナノ細密構造となって結晶構造の割合が高くなることから、他因子による影響が抑制されたと考えられる。

本実施形態のｔａ−Ｃ層に関しては、６：４以上でグラファイト構造よりもダイヤモンド構造を多く含む結合割合とするのが好ましい。発明者らの検討によれば、７：３以上でグラファイト構造よりもダイヤモンド構造を多く含む結合割合とすると、より好ましいことが分かった。そこで、本実施形態では、ダイヤモンド構造とグラファイト構造の結合割合が７：３となるようにｔａ−Ｃ層を形成した。なお、ｔａ−Ｃ層中の炭素のダイヤモンド構造とグラファイト構造の結合割合は、ラマン顕微鏡（例えば、ナノフォトン社製ＲＡＭＡＮ−１１）などを用いて検出することができる。具体的には、レーザー光をｔａ−Ｃ層に照射して得られるラマン散乱光を分光器や干渉計で検出することによってスペクトル分布を得て、各スペクトルのピークに基づいてダイヤモンド構造とグラファイト構造の結合割合を検出できる。

なお、上記の結合割合を変更してｔａ−Ｃ層を形成するにはＦＣＶＡ法の他に、レーザーアブレーション法、高周波マグネトロンスパッタリング法等を用いてもよい。この場合、基板温度、パルス電圧、アシストガス流量、雰囲気内ガス種及びアニール処理温度を設定することにより、様々な結合割合でｔａ−Ｃ層を形成することが容易にできる。

グリッド表面にｔａ−Ｃ層を形成する際には、帯電性能を阻害することなく高い腐食効果を得ることができるように、体積抵抗率、層厚、表面の平滑性などが調整される。ｔａ−Ｃ層の体積抵抗率は１０^７〜１０^１０Ω・ｃｍ程度であればよいが、１０^８〜１０^９Ω・ｃｍ程度であればより好ましい。

＜保護層の形成＞
本実施形態では、上記のようにＦＣＶＡ法を用いて基材２０６ｃにｔａ−Ｃ層を形成した。ｔａ−Ｃはクロムよりも耐腐食性等の面で優れた特性を有するが、形成方法が限られる。具体的には、ｔａ−Ｃを基材上に蒸着することでｔａ−Ｃ層を形成つまりは成膜する。ただし、蒸着による形成方法はめっき液に基材２０６ｃを浸ける「液浸めっき」による形成方法と異なり、基材２０６ｃの両面に略同一厚さの保護層を形成するのが難しい。これは、蒸着による場合、低圧の保護膜形成室（チャンバーなどと呼ばれる）内に収容された基材２０６ｃに対し、材料のｔａ−Ｃを一方向から吹きつけてｔａ−Ｃ層を形成するからである。なお、本実施形態の場合には層厚の１０％、具体的には±０．００５μｍ程度までの誤差を略同一厚さと呼んでいる。

ＦＣＶＡ法により基材２０６ｃにｔａ−Ｃ層を形成する際には、黒鉛からバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出し、基材上に堆積させる。ｔａ−Ｃ層は放電ワイヤ２０５や感光ドラム１に対向する基材２０６ｃの対向面だけでなく、それ以外の基材２０６ｃの側周面にも形成される。ｔａ−Ｃ層の形成温度は０℃以上３５０℃以下が好ましく、４０℃以上２２０℃以下がより好ましい。そして、ｔａ−Ｃ層の形成速度は例えば１．５ｎｍ／ｓｅｃに設定される。なお、ｔａ−Ｃ層はＦＣＶＡ法の他に、ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって形成してもよい。

ＦＣＶＡ法等の蒸着によってｔａ−Ｃ層を形成する場合、基材上に形成されるｔａ−Ｃ層は指向性を有する。つまり、ｔａ−Ｃを吹き付ける面とその反対側の面では、ｔａ−Ｃ層の形成速度が異なる。ここで、エッチング処理後の基材２０６ｃである場合には、貫通孔から炭素プラズマが通過して反対側の面に回り込みやすい。そのため、基材２０６ｃの片面側からｔａ−Ｃを吹き付けるだけでも、反対側にも十分な厚みのｔａ−Ｃ層を形成することができる。ただし、両面からｔａ−Ｃを吹き付けるわけではないので、一方の面のｔａ−Ｃ層は他方の面のｔａ−Ｃ層よりも厚く形成されやすい。なお、蒸着により両面でｔａ−Ｃ層を略同一厚さに形成するには、基材２０６ｃの両面からｔａ−Ｃを吹き付ければよい。しかしながら、両面側からｔａ−Ｃを吹き付ける場合は、片面側からｔａ−Ｃを吹き付ける場合に比べてコストが高くなるので好ましくない。

＜保護層の層厚＞
ｔａ−Ｃ層の厚さは、エッチング処理により形成された貫通孔２０６ａ（図６参照）のエッジ部分で、ｔａ−Ｃ層の形成不良が発生しない層厚に形成されるのが望ましい。これは、エッジ部分においてｔａ−Ｃ層の形成不良が発生すると、画像形成時にエッジ部分に腐食電流が集中するためである。なお、ｔａ−Ｃ層が０．０２μｍ未満の厚さに形成されると、エッジ部分で形成不良が発生しやすくなる。そのため、ｔａ−Ｃ層は０．０２μｍ以上の厚さに形成されるのが好ましい。

本実施形態ではグリッド２０６の表面に付着した付着物を除去するために、グリッド２０６は清掃ブラシ２５０によって清掃される（図４参照）。そして、清掃ブラシ２５０に清掃させるため、詳しくは後述するが、グリッド２０６は引き込み部材２５２により清掃ブラシ２５０側に引き込まれる。その際に、グリッド２０６は引き込み部材２５２に摺擦され移動するので、引き込み部材２５２と摺擦する部分（図６においてｇで示す）で局所的な摩耗が生じやすい。そのため、グリッド２０６の引き込み部材２５２と摺擦する面側（ここでは感光ドラム側）の層厚が反対の面側（ここでは放電ワイヤ２０５側）の層厚よりも厚くなるように、ｔａ−Ｃ層を形成するのがよい。例えば、グリッド２０６の放電ワイヤ２０５側の層厚に対して、感光ドラム側の層厚を１．１５倍〜２．０倍とする。放電ワイヤ側の面と感光ドラム側の面の汚染、摩耗をほぼ同程度とするには、感光ドラム側の層厚を１．２倍〜１．８倍にするのがより好ましい。ただし、グリッド２０６の層厚を厚くすれば、グリッド２０６に保護層を形成するのに時間がかかるなどして、コストアップを招くため好ましくない。この点に鑑み、本実施形態では、放電ワイヤ側の層厚を０．０５μｍ、感光ドラム側の層厚を０．０７μｍとしてｔａ−Ｃ層を形成した。

ｔａ−Ｃ層の層厚に関し、基材２０６ｃの色とｔａ−Ｃ層の色とに差があれば、これらの光学濃度を測定することによってｔａ−Ｃ層の層厚は検出され得る。具体的に、ステンレス鋼は銀白色であり、ｔａ−Ｃ層は層厚が厚くなるのにつれて赤茶色〜青紫色（群青色）〜青みがかった銀色に変わる。そこで、ｔａ−Ｃ層の層厚は色味や濃度差に基づいて検出することができる。なお、ｔａ−Ｃ層の層厚をより正確に検出する場合には、グリッド２０６の断面を電子顕微鏡等を用いて観察すればよい。

ところで、グリッド２０６の表面粗さは、ｔａ−Ｃ層の表面積が大きくなることにより粗くなる。そして、ｔａ−Ｃ層の表面積が大きくなるにつれて、グリッド２０６の表面に放電生成物やエアロゾル、またトナーやトナーの外添剤等の付着物が付着しやすくなる。グリッド２０６の表面に付着した付着物はグリッド２０６を腐食させる原因となり、既に述べたように、感光ドラム表面を一律に帯電できなくなり、もって画像不良を招き得る。そのため、グリッド２０６の表面は平滑に形成されるのが好ましい。

また、グリッド２０６は清掃ブラシ２５０（図４参照）によって清掃されるが故に、清掃ブラシ２５０との接触によるｔａ−Ｃ層の摩耗はできる限り抑制するのがよい。ｔａ−Ｃ層は対摩耗性に優れていることから、清掃ブラシ２５０との接触摩擦が生じるグリッド２０６の保護層に用いるのに好適であるが、ｔａ−Ｃ層の摩耗をより抑制するためにも、グリッド２０６の表面は平滑に形成されるのが好ましい。

上記点に鑑み、グリッド２０６の表面は算術平均高さＲａ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１）が２．０μｍ以下であるのが望ましい。算術平均高さＲａが１．０μｍ以下であれば、放電生成物の他にもトナーやトナーの外添剤などの付着を抑制できるので、より好ましい。本実施形態の場合、グリッド２０６の表面は、算術平均高さＲａが０．０５〜０．２μｍとなるように形成されている。なお、こうした算術平均高さＲａのグリッド２０６を形成するためには、基材２０６ｃであるステンレス鋼の表面の算術平均高さＲａが１．５μｍ以下である必要がある。これは、グリッド２０６の算術平均高さＲａは、ｔａ−Ｃ層よりも下地であるステンレス鋼の表面粗さに大きく影響されるからである。本実施形態の場合、算術平均高さＲａが０．０５〜０．２μｍのステンレス鋼を用いた。これにより、耐腐食性に加えて耐摩耗性や耐付着性が良好なグリッド２０６を提供することができる。なお、保護層を形成する材料は上述したｔａ−Ｃを用いるのが好ましいが、それ以外のＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）を用いてもよい。

＜シャッタ＞
コロナ帯電器２の説明に戻り、コロナ帯電器２は、図３に示すように、グリッド２０６と感光ドラム１との間を移動し得るシャッタ２１０を有する。シャッタ２１０は、グリッド２０６と感光ドラム１との間をグリッド２０６の長手方向に移動して、筐体９０の開口部９０ａ（図４参照）を開閉自在に設けられている。シャッタ２１０は、例えばレーヨン繊維などの柔らかい可撓性の不織布を用いて、厚み１００μｍ程度の薄いシート状に形成されている。勿論、これに限られず、シャッタ２１０は薄いシート状に形成可能であれば、ナイロン繊維を編んだものや、ウレタンやポリエステル等のフィルムなどを用いて形成されていてもよい。シャッタ２１０は筐体９０の開口部９０ａを覆い得るように、幅方向（短手方向）の長さが一対のシールド板２０３の間隔よりも広めに形成されている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、シャッタ２１０は長手方向の一端が巻き取り機構２１１に接続され、巻き取り機構２１１によって長手方向へ移動される。巻取り機構２１１は、シャッタ２１０をロール状に巻き取って収納する。図５（ａ）に示すように、シャッタ２１０が全て巻き取り機構２１１に巻き取られた位置（開位置）にある場合、筐体９０の開口部９０ａは開口された状態である。反対に、図５（ｂ）に示すように、シャッタ２１０が全て巻き取り機構２１１から引き出された位置（閉位置）にある場合、筐体９０の開口部９０ａは遮蔽された状態にある。即ち、シャッタ２１０は、感光ドラム１の一端側（図５（ｂ）の右側）に移動されることで筐体９０の開口部９０ａを遮蔽し、他端側（図５（ａ）の左側）に移動されることで筐体９０の開口部９０ａを開口する。

巻取り機構２１１は、巻取り機構２１１を保持する保持ケース２１４ととともに前ブロック２０１に保持されている。保持ケース２１４のシャッタ引出部近傍には、シャッタ２１０がグリッド２０６のエッジ、保持部２０７、つまみ２０８などと当接して、シャッタ２１０の引き出し動作が阻害されないように、シャッタ２１０を案内するガイドコロ２１５が配置されている。

巻き取り機構２１１と反対側のシャッタ２１０の他端は、板ばね２１２に保持されている。板ばね２１２はシャッタ２１０を閉位置方向に付勢すると共に、閉位置でシャッタ２１０をアーチ状に維持することができる。シャッタ２１０は閉位置で、幅方向（短手方向）の中央付近が放電ワイヤ側に向けて凸状となるように維持されることによって、筐体外へ放電生成物を漏れ難くしている。

板ばね２１２は、キャリッジ２１３に接続されている。キャリッジ２１３は、駆動スクリュ２１７の回転により駆動される。駆動スクリュ２１７は、モータＭにより回転駆動される。キャリッジ２１３が閉位置方向に移動するのに応じて、シャッタ２１０は巻取り機構２１１から引き出される。反対に、キャリッジ２１３が開位置方向に移動するのに応じて、シャッタ２１０は巻取り機構２１１により巻き取られる。なお、板ばね２１２は例えば厚さ０．１０ｍｍの金属を用いて形成され、薄いながらもシャッタ２１０を保持するに耐える強度が確保されている。

＜光学センサ＞
上述のシャッタ２１０が開位置にあるか閉位置にあるかを検出するために、コロナ帯電器２には検出手段としての第一の光学センサＰＳ１、第二の光学センサＰＳ２が設けられている。光学センサＰＳ１、ＰＳ２はシャッタ２１０の位置検出、具体的にはシャッタ２１０が巻き取り機構２１１に巻き取られた状態（開位置）か巻き取られていない状態（閉位置）かを検出する。本実施形態の場合、光学センサＰＳ１、ＰＳ２はシャッタ２１０が開位置にある場合と閉位置にある場合とでそれぞれ所定の信号を出力可能に、駆動スクリュ２１７の軸上方の二箇所に配置されている。

光学センサＰＳ１、ＰＳ２としては、例えば光を照射する発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とが対向配置されたフォトインタラプト式のセンサを用いるのが好ましい。フォトインタラプト式のセンサの場合、遮蔽部材２２０がキャリッジ２１３に設けられる。遮蔽部材２２０は、キャリッジ２１３つまりはシャッタ２１０の移動に応じて移動される。遮蔽部材２２０が光学センサＰＳ１、ＰＳ２を遮蔽した遮蔽位置にある場合、光学センサＰＳ１、ＰＳ２は所定の信号（ここでは光量に応じた信号）を出力する。反対に、遮蔽部材２２０が光学センサＰＳ１、ＰＳ２を遮蔽していない非遮蔽位置にある場合、光学センサＰＳ１、ＰＳ２は所定の信号を出力しない。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、巻取り機構２１１側に近い方に配置された光学センサＰＳ１から所定の信号が出力されている場合、シャッタ２１０は開位置にある。他方、図５（ｂ）に示すように、巻取り機構２１１側から遠い方に配置された光学センサＰＳ２から所定の信号が出力されている場合、シャッタ２１０は閉位置にある。

そして、上述したグリッド２０６は、前ブロック２０１と奥ブロック２０２にそれぞれ配置された保持部２０７、２０９に保持されている。グリッド２０６は、使用者によりつまみ２０８が操作されることに応じて、保持部２０７、２０９から取り外されたり、取り付けられたりされるようになっている。つまり、グリッド２０６は筐体９０に対し着脱可能に設けられていることから、使用者は交換することができる。なお、図５（ｂ）に示すように、グリッド２０６は保持部２０９付近で一部が放電ワイヤ側に曲げられたアーチ状に形成されていてよい。こうした場合、グリッド２０６は例え外力を受けたとしても伸縮して外力を吸収し得るので、グリッド２０６が壊れたりあるいは保持部２０７、２０９から外れたりし難くなる。

＜清掃パットと清掃ブラシ＞
また、コロナ帯電器２は、放電ワイヤ２０５を清掃する清掃パット２１６と、グリッド２０６を清掃する清掃ブラシ２５０とを有する。これら清掃パット２１６と清掃ブラシ２５０は、キャリッジ２１３に保持されている。それ故、清掃パット２１６と清掃ブラシ２５０は、モータＭの駆動に応じてグリッド２０６の長手方向に往復動される。特に清掃ブラシ２５０は、シャッタ２１０の開位置と閉位置間の移動にあわせてグリッド２０６に対して長手方向に往復動する。清掃パット２１６は、例えばスポンジを用いて形成され、放電ワイヤ２０５を両側から挟み込んだ状態で往復動することで放電ワイヤ２０５を清掃する。

図４に示すように、清掃部材としての清掃ブラシ２５０は、ＡＢＳ樹脂やポリカーボネート樹脂などを用いて形成されたブラシホルダ２５１に着脱可能に保持される。つまり、清掃ブラシ２５０はブラシホルダ２５１から取り外して交換可能に、コロナ帯電器２に設けられている。清掃ブラシ２５０は、樹脂製ブラシを難燃化処理して基布に織り込んだものを用いる。本実施形態では、太さが９デシテックスのアクリル製のパイルを７万本／インチの密度で、ブラシ先端が清掃時にグリッド２０６側に０．３〜１．０ｍｍ程、侵入可能な長さに織り込まれた清掃ブラシ２５０を用いた。なお、清掃ブラシ２５０は、ナイロン（登録商標）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の樹脂製ブラシを用いたものでもよい。また、ブラシ状のものに限らず、例えばフェルトやスポンジなどによって形成されたパット状のもの、あるいはアルミナや炭化珪素などの研磨剤を塗布したシート状のものなどを用いたものでもよい。

本実施形態の場合、清掃ブラシ２５０にグリッド２０６を清掃させるため、グリッド２０６は感光ドラム側から放電ワイヤ側に移動（引き込み）される。即ち、グリッド２０６は清掃前、感光ドラム側の清掃ブラシ２５０に接触しない待機位置に待機している。そして、グリッド２０６は清掃時、キャリッジ２１３の短手方向両端に配置されている引き込み部材２５２（図６参照）によって、待機位置と清掃ブラシ２５０に接触する清掃位置との間を移動されながら、清掃ブラシ２５０によって清掃されていく。引き込み部材２５２については後述する（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）。清掃ブラシ２５０はグリッド２０６の清掃時、ブラシホルダ２５１によってブラシ先端のグリッド２０６に対する上記の侵入量が維持されたまま移動される。即ち、ブラシホルダ２５１は清掃ブラシ２５０を保持する機能に加え、清掃時の清掃ブラシ２５０の侵入量を規定するガイドとしての機能を有している。

＜引き込み部材＞
グリッド２０６を清掃位置と待機位置とに移動する引き込み部材２５２について、図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）には、感光ドラム側から視たコロナ帯電器２を示した。即ち、図７（ａ）及び図７（ｂ）では図面上側が重力方向である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、引き込み部材２５２はキャリッジ２１３からシールド板２０３よりも内側に向けて突出するように設けられている。引き込み部材２５２はキャリッジ２１３の移動方向に延設されて、テーパ部２５２ａと摺擦部２５２ｂとを有する。テーパ部２５２ａは、コロナ帯電器２の挿入方向（図中矢印Ｘ方向）に進むにつれて感光ドラム側に近付くように形成された傾斜面である。他方、摺擦部２５２ｂはテーパ部２５２ａよりも前ブロック２０１側に形成された水平面である。

図７（ａ）に示すように、引き込み部材２５２は、キャリッジ２１３が閉位置方向に移動するのに応じて図中矢印Ｘ方向に移動する。引き込み部材２５２の移動に応じて、グリッド２０６はテーパ部２５２ａに沿って感光ドラム側へ向け重力方向反対側（図面上側）に押し上げられるようにして移動される。テーパ部２５２ａにより重力に逆らって押し上げられたグリッド２０６は局所的に変形する。そして、図７（ｂ）に示すように、摺擦部２５２ｂまで進むと、グリッド２０６は摺擦部２５２ｂにより放電ワイヤ側（図面下側）へ変位する力Ｆを受けて、変位した状態に保持される。即ち、グリッド２０６はキャリッジ２１３の移動に応じて、感光ドラム側から放電ワイヤ側へと押圧される。上述したように、キャリッジ２１３には清掃ブラシ２５０が保持されていることから、清掃ブラシ２５０はキャリッジ２１３が移動すると同様に移動する。その際に、清掃ブラシ２５０は感光ドラム側から放電ワイヤ側へ押圧されたグリッド２０６に接触しながら移動され、グリッド２０６を清掃していく。

上述のように、引き込み部材２５２はグリッド２０６と摺擦して移動されるため、清掃ブラシ２５０による清掃回数が増えるにつれて、グリッド２０６は局所的に摩耗し得る。図６には、引き込み部材２５２との摺擦により摩耗するグリッド２０６の箇所を示してある。図６に示すグリッド２０６の箇所ｇが、引き込み部材２５２と摺擦する箇所である。グリッド２０６の箇所ｈは、引き込み部材２５２と摺擦しない箇所である。図６に示すように、引き込み部材２５２はグリッド２０６に形成された網目部分と接触しないように設けられている。これは、網目部分において貫通孔２０６ａ以外の基材２０６ｃ（図４参照）の残りの部分は細いが故に、引き込み部材２５２に摺擦されると切断され得るからである。

既に述べた通り、グリッド２０６は劣化して感光ドラム１に対する帯電性能が低下することから、グリッド２０６は交換した方がよい。他方、清掃ブラシ２５０はグリッド２０６に摺動してグリッド２０６を清掃するので、清掃ブラシ２５０は清掃回数が増えるにつれて摩耗する（つまり劣化する）。摩耗によって清掃ブラシ２５０の清掃力が低下するので、清掃ブラシ２５０も交換した方がよい。ただし、従来では清掃ブラシ２５０の劣化とグリッド２０６の劣化とはその進行度合いが異なるにも関わらず、清掃ブラシ２５０はグリッド２０６の交換時にグリッド２０６と一緒に交換されていた。この場合、清掃ブラシ２５０がまだ使用可能であるにも関わらずに交換されてしまうことがあった。そこで、本実施形態では、使用者が清掃ブラシ２５０とグリッド２０６とをそれぞれ適切な交換タイミングで適宜に交換できるように、清掃ブラシ２５０の交換タイミングと、グリッド２０６の交換タイミングとを別々に通知できるようにした。以下、説明する。

＜制御部＞
図１に示すように、画像形成装置１００は制御部３００を備える。制御部３００について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照しながら図１０を用いて説明する。図１０に示すように、制御部３００にはメモリ３０１、モータＭ、光学センサＰＳ１、ＰＳ２、表示部４００、外部出力手段４１０などが接続されている。なお、制御部３００には図示した以外にも画像形成装置１００を動作させるモータや電源等の各種機器が接続されるが、ここでは発明の本旨でないのでそれらの図示及び説明を省略している。

制御手段としての制御部３００は、画像形成動作などの画像形成装置１００の各種制御を行うものであり、図示を省略したＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を有する。制御部３００には、記憶手段としてのＲＯＭやＲＡＭあるいはハードディスク装置などのメモリ３０１が接続されている。メモリ３０１には、画像形成装置１００を制御するための各種プログラムやデータ等が記憶されている。制御部３００はメモリ３０１に記憶されている画像形成ジョブを実行して、画像形成を行うよう画像形成装置１００を動作させ得る。本実施形態の場合、制御部３００は清掃ブラシ２５０を動作させてグリッド２０６を清掃する清掃制御を実行可能である。グリッド２０６の清掃制御については、後述する（図１１参照）。なお、メモリ３０１には、各種制御プログラムの実行に伴う演算処理結果などが一時的に記憶され得る。

画像形成ジョブとは、記録材に画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの受信）後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間を含む。

制御部３００は駆動手段としてのモータＭを制御することで、上述したように駆動スクリュ２１７及びキャリッジ２１３を介してシャッタ２１０を動作させ得る。本実施形態の場合、制御部３００は画像形成ジョブの実行後、画像形成ジョブ終了後からの経過時間が所定時間（例えば２時間）過ぎたらシャッタ２１０を閉める制御を行ってスリープモードに入る。また、制御部３００はスリープモードから画像形成ジョブを開始させる場合、シャッタ２１０を開ける制御を行ってから画像形成を開始する。シャッタ２１０が開位置にあるか閉位置にあるかは、上述の通り、光学センサＰＳ１、ＰＳ２によって検出される。また、上述のように、清掃ブラシ２５０はシャッタ２１０と一緒に動作されることから、グリッド２０６に対する清掃ブラシ２５０の摺動動作は光学センサＰＳ１、ＰＳ２によって検出される。制御部３００は、光学センサＰＳ１、ＰＳ２から出力される所定の信号（光量に応じた信号）を取得可能である。

表示部４００は、実行可能な画像形成ジョブなどの各種制御プログラムを使用者に提示するメニューや、エラー表示を含む装置本体の動作状態などを表示する。本実施形態の場合、制御部３００はグリッド２０６の交換タイミングと清掃ブラシ２５０の交換タイミングとをそれぞれ通知する通知信号を表示部４００に対し出力する。表示部４００には、通知信号に基づいてグリッド２０６の交換タイミングと清掃ブラシ２５０の交換タイミングとがそれぞれ表示される。外部出力手段４１０は、不図示のインタフェースを介して通信可能に接続された外部機器に各種信号を出力可能である。制御部３００は、外部出力手段４１０により上記の通知信号を外部機器に対し出力することも可能である。

上記の制御部３００は、第一カウンタ３０２と第二カウンタ３０３とを有している。第一カウント手段としての第一カウンタ３０２は、グリッド２０６の交換後からつまり初期状態のグリッド２０６の使用開始からの使用時間をカウントする。具体的に、第一カウンタ３０２はグリッド２０６の交換後に画像形成した記録材の累計枚数、あるいはグリッド２０６の交換後からのコロナ帯電器２の動作時間（電圧印加時間）などをカウントする。第二カウント手段としての第二カウンタ３０３は、清掃ブラシ２５０の交換後からつまり初期状態の清掃ブラシ２５０の使用開始からのグリッド２０６の清掃回数をカウントする。上述したように、清掃ブラシ２５０は、モータＭの制御によりシャッタ２１０と共に動作される。従って、第二カウンタ３０３は光学センサＰＳ１、ＰＳ２から取得した信号に基づいて、清掃ブラシ２５０の清掃回数をカウントできる。なお、第一カウンタ３０２は、グリッド２０６の交換時に記録材の累計枚数あるいはコロナ帯電器２の動作時間を「０」にクリアする。第二カウンタ３０３は、清掃ブラシ２５０の交換時にグリッド２０６の清掃回数を「０」にクリアする。

本実施形態の場合、制御部３００は第一カウンタ３０２により計時された記録材の累計枚数が所定の画像形成枚数（例えば６０００枚）に達する毎に、グリッド２０６を清掃する清掃制御を行う。その際に、清掃ブラシ２５０は１回の清掃制御で１往復されるので、第二カウンタ３０３は清掃ブラシ２５０の１往復を「＋１回」とカウントする。また、清掃ブラシ２５０はシャッタ２１０の開閉時にも動作されるので、第二カウンタ３０３はシャッタの開閉時にもグリッド２０６の清掃回数をカウントする。なお、初期状態のグリッド２０６は帯電に一度も供されていない未使用状態のグリッドである。また、初期状態の清掃ブラシ２５０は、清掃に一度も供されていない未使用状態の清掃ブラシである。

＜画像形成ジョブ制御＞
本実施形態の画像形成ジョブ制御について、図１、図５（ａ）及び図５（ｂ）、図１０を参照しながら図１１を用いて説明する。図１１に、本実施形態の画像形成ジョブ制御を示す。

図１１に示すように、制御部３００はモータＭを制御してシャッタ２１０を閉位置から開位置に移動させる（Ｓ１）。上述したように、シャッタ２１０が移動すれば、それに連動して清掃ブラシ２５０も移動してグリッド２０６が清掃される。ただし、この場合、清掃ブラシ２５０は１往復せずに往路を移動するだけなので、第二カウンタ３０３はグリッド２０６の清掃回数を「０．５」回とカウントする。制御部３００は不図示のドラム駆動モータを制御して、感光ドラム１の回転を開始させる（Ｓ２）。そして、制御部３００は放電ワイヤ２０５への帯電電圧の印加及びグリッド２０６への電圧印加を開始させる（Ｓ３）。その後、制御部３００は各種制御を行って画像形成を開始させる（Ｓ４）。第一カウンタ３０２は、これにあわせ画像形成した記録材の累計枚数をカウントしていく。

制御部３００は画像形成ジョブの最後の画像形成終了後、放電ワイヤ２０５への帯電電圧の印加及びグリッド２０６への電圧印加を停止させる（Ｓ５）。そして、制御部３００は不図示のドラム駆動モータを制御して、感光ドラム１の回転を停止させる（Ｓ６）。制御部３００は、モータＭを制御してシャッタ２１０を開位置から閉位置に移動させスリープモードに入る（Ｓ７）。この際に、清掃ブラシ２５０はシャッタ２１０に連動して復路を移動するので、第二カウンタ３０３はグリッド２０６の清掃回数を「０．５回」とカウントする。つまり、第二カウンタ３０３はシャッタ２１０の開動作時にカウントした「０．５回」とあわせて、グリッド２０６の清掃回数を「＋１回」とカウントすることになる。

制御部３００は、第一カウンタ３０２によってカウントされた記録材の累計枚数が所定通知枚数（第一画像形成枚数、例えば５０万枚）に到達したか否かを判定する（Ｓ８）。カウントされた記録材の累計枚数が所定通知枚数に到達している場合（Ｓ８のＹＥＳ）、制御部３００はグリッド２０６の交換タイミングを通知する（Ｓ９）。また、制御部３００は、第二カウンタ３０３によってカウントされたグリッド２０６の清掃回数が所定回数（例えば５００回）に到達したか否かを判定する（Ｓ１０）。グリッド２０６の清掃回数が所定回数に到達している場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、制御部３００は清掃ブラシ２５０の交換タイミングを通知する（Ｓ１１）。なお、後述するように、清掃ブラシ２５０の交換タイミングは、例えば二段階に分けて通知するようにしてよい（後述する図１５（ａ）及び図１５（ｂ）参照）。また、グリッド２０６は上述したように例えば６０００枚ごとに１回清掃されることに鑑みれば、上記の清掃ブラシ２５０の交換タイミングは、初期状態の清掃ブラシ２５０の使用開始からの第二画像形成枚数で通知されるようにしてよい。

＜グリッド清掃制御＞
次に、本実施形態のグリッド２０６の清掃制御について、図１、図５（ａ）及び図５（ｂ）、図１０を参照しながら図１２を用いて説明する。図１２に、本実施形態のグリッド清掃制御を示す。制御部３００は図１２に示した清掃制御を、図１１に示した画像形成ジョブ制御の実行にあわせて開始する。

図１２に示すように、制御部３００は第一カウンタ３０２によりカウントされた記録材の累計枚数が所定枚数（例えば６０００枚）以上であるか否かを判定する（Ｓ２１）。記録材の累計枚数が所定枚数以上でない場合（Ｓ２１のＮＯ）、制御部３００はＳ２１の処理を繰り返して待機する。他方、カウントされた記録材の累計枚数が所定枚数以上である場合（Ｓ２１のＹＥＳ）、制御部３００はモータＭを制御して清掃ブラシ２５０を往路動作させる（Ｓ２２）。そして、制御部３００は光学センサＰＳ２から所定の信号が出力されるまで（Ｓ２３のＮＯ）、Ｓ２２の処理を繰り返す。光学センサＰＳ２から所定の信号が出力された場合（Ｓ２３のＹＥＳ）、制御部３００は清掃ブラシ２５０のグリッド２０６に対する往路の清掃動作が終わったと判定し、モータＭを往路動作時と逆回転させて清掃ブラシ２５０を復路動作させる（Ｓ２４）。そして、制御部３００は光学センサＰＳ１から所定の信号が出力されるまで（Ｓ２５のＮＯ）、Ｓ２４の処理を繰り返す。光学センサＰＳ１から所定の信号が出力された場合（Ｓ２５のＹＥＳ）、制御部３００は清掃ブラシ２５０のグリッド２０６に対する復路の清掃動作が終わったと判定し、第二カウンタ３０３によりグリッド２０６の清掃回数を「＋１回」カウントする（Ｓ２６）。その後、制御部３００は本清掃制御を終了する。

＜交換タイミングについて＞
発明者らは清掃ブラシ２５０とグリッド２０６の好ましい交換タイミングを検討すべく、画像形成枚数、画像形成時に画像形成する画像の画像比率、グリッド２０６を清掃する清掃間隔などを変更して、繰り返し画像形成する実験を行った。実験では、カラー複写機「ｉｍａｇｅＰＲＥＳＳＣ１」（キヤノン社製）に、ｔａ−Ｃ層が形成されたグリッド２０６と清掃ブラシ２５０とを有する上述のコロナ帯電器２を取り付けた。そして、上記のカラー複写機を２５℃、５５％の環境下に設置して、放電ワイヤ２０５に１０００μＡの電流が流れるように帯電電圧を印加し、且つグリッド２０６に−８００Ｖの電圧を印加した。

比較のために、第一条件として画像比率は３パターン１％、１０％、５０％とした。第二条件としてグリッド２０６の清掃間隔は１０００枚、５０００枚、１００００枚毎に、清掃ブラシ２５０を１回往復動させた。また、スリープモード時のシャッタ開閉動作を再現すべく、適宜の間隔でシャッタ２１０を開け閉めした。これは、シャッタ２１０の開閉時にも、清掃ブラシ２５０が動作されグリッド２０６を清掃するからである。第三条件として１回分の実験では、画像形成枚数を５０００枚と３００００枚とした。第四条件として画像形成ジョブは、１０枚、５００枚の記録材に連続で画像形成を行うものとした。上記の第一条件〜第四条件を組み合わせて繰り返し画像形成を行い、３００００枚毎にグリッド２０６による感光ドラム１の帯電電位の均一性と、清掃ブラシ２５０によるグリッド２０６の清掃状態を調べた。また、画像形成した記録材の累計枚数をカウントした。

上記の第一条件〜第四条件を組合せて実験を行った結果、グリッド２０６の劣化に最も影響したのは記録材の累計枚数であった。記録材の累計枚数は、グリッド２０６への電圧印加時間と相関関係にある。実験の結果、記録材の累計枚数つまりはグリッド２０６への電圧印加時間に応じて感光ドラム１の帯電電位が均一となり難くなることがわかった。実験的に、感光ドラム１の帯電電位が均一となり難くなるのは、記録材の累計枚数が５０万枚を超えたあたりであることが確かめられた。そして、次にグリッド２０６の劣化に影響したのは第一条件の画像比率であった。これは、画像比率が高いほどグリッド表面に付着する付着物の量が増えやすいからである。ただし、記録材の累計枚数に比べれば、その影響の程度は小さかった。そこで、本実施形態では、記録材の累計枚数が５０万枚になったらグリッド２０６の交換タイミングを使用者へ通知するようにした。

他方、清掃ブラシ２５０の劣化に最も影響したのは、第二条件のグリッド２０６の清掃間隔つまりはグリッド２０６の清掃回数であった。実験結果から、グリッド２０６の清掃回数が最も清掃ブラシ２５０の清掃力に関連し、その清掃力は摩耗量に比例して低下することがわかった。ここで、グリッド清掃時のグリッド２０６が撓んだ状態の断面方向の概略図を図１３に示す。上述したように、清掃時、グリッド２０６は両端が引き込み部材２５２により清掃ブラシ２５０側に引き込まれるので、グリッド２０６は撓む。その結果、図１３に示すように、グリッド両端に近付くにつれて清掃ブラシ２５０のグリッド２０６に対する侵入量は大きくなり、グリッド２０６の長手方向中央部ほど清掃ブラシ２５０のグリッド２０６に対する侵入量は小さくなる。そのため、清掃ブラシ２５０はグリッド２０６の長手方向中央部の摩耗量に比べて、両端部の摩耗量が大きくなる。

図１４に、グリッド２０６の清掃回数と清掃ブラシ２５０の平均ブラシ長との関係を示す。清掃ブラシ２５０の平均ブラシ長は、清掃ブラシ２５０の摩耗量が中央部と両端部で異なるため、中央部のブラシ長と両端部のブラシ長の平均値を平均ブラシ長とした。清掃回数「０回」（初期状態）のブラシ長から各清掃回数時に測定されたブラシ長を減算すれば、ブラシの摩耗量は求められる。図１４に示すように、清掃ブラシ２５０は初期状態から清掃回数２００回程度までは一気に摩耗するが、２００回を超えてから以降は清掃回数に対する摩耗量の変化が小さくなり、清掃回数８００回以降はほとんど摩耗しなくなる。この点について確認すべく、発明者らが清掃回数１００回後の清掃ブラシ２５０を電子顕微鏡にて調べたところ、ブラシ先端が削られて細くなっていた。また、ブラシ先端の一部は細くなるだけでなく、ブラシ先端が途中からちぎれていた。このように、清掃回数が増すにつれて、初期状態に比べてブラシ先端が細くなったりちぎれたりすると、清掃ブラシ２５０の剛性が弱くなり、剛性が弱い状態でグリッド２０６に接触して清掃を行うことになる。接触力が弱ければ、清掃回数に対する摩耗量の変化は緩やかになる。

清掃ブラシ２５０の劣化に次に影響したのは、第一条件の画像比率であった。これは、グリッド２０６に付着した付着物の量が多いと、付着物が緩衝材として機能し、清掃ブラシ２５０とグリッド２０６とが直接的に接触せず、その結果、清掃回数に対する摩耗量の変化が緩やかになるからである。なお、清掃ブラシ２５０は、平均ブラシ長が２．０ｍｍ以下になると清掃力が著しく低下するため、平均ブラシ長が２．０ｍｍになる清掃回数を交換タイミングとした。実験的に、平均ブラシ長が２．０ｍｍになる清掃回数は５００回であることが確かめられた。そこで、本実施形態では、清掃回数が５００回になったら清掃ブラシ２５０の交換タイミングを使用者へ通知するようにした。なお、第一カウンタ３０２にグリッド２０６への電圧印加時間をカウントさせる場合、制御部３００はグリッド２０６への電圧印加時間が例えば１５０時間に到達する毎にグリッド２０６の交換タイミングを通知するとよい。

以上のように、本実施形態の画像形成装置１００では、グリッド２０６の交換タイミングの通知が初期状態のグリッド２０６の使用開始からの使用時間に基づき行われる。他方、グリッド２０６の交換タイミングの通知とは別に、清掃ブラシ２５０の交換タイミングの通知が初期状態の清掃ブラシ２５０の使用開始からの清掃回数に基づいて行われる。そして、清掃回数は光学センサＰＳ１、ＰＳ２が清掃ブラシ２５０の清掃動作を実際に検出することに応じてカウントされる。こうして、清掃ブラシ２５０の交換タイミングは適切な交換タイミングで通知され、もって清掃ブラシ２５０は無駄なく使用された時点で効率的に交換され得る。これにより、劣化した清掃ブラシ２５０が用いられることによるグリッド２０６の劣化を抑制でき、また清掃ブラシ２５０を無駄なく使用できることから、これらの交換にかかるコストを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
上述のように、制御部３００はグリッド２０６の清掃回数が５００回に到達したら、清掃ブラシ２５０の交換タイミングと判断して使用者へ通知する。しかしながら、清掃ブラシ２５０がグリッド２０６に影響を与えるほど著しく劣化した状態となってから、交換タイミングを使用者に通知すると、使用者が実際に交換するまでは劣化した清掃ブラシ２５０が用いられ、グリッド２０６の劣化を早める虞がある。これを避けるため、本実施形態では通知回数（５００回）の例えば８５％程度（４２５回）の段階で、使用者に対して清掃ブラシ２５０の交換タイミングの到来を通知する。そして、通知回数を超えたら使用者に対して清掃ブラシ２５０の交換を警告する。

図１５（ａ）に、使用者に対し清掃ブラシ２５０の交換タイミングである旨を通知する画面を表示部４００に表示した場合を示す。図１５（ａ）に示すように、この画面では使用者に対して早めの交換を促すために、清掃ブラシ２５０の交換タイミングが到来したことが表示される。図１５（ｂ）に、使用者に対し清掃ブラシ２５０の交換を警告する画面を表示部４００に表示した場合を示す。図１５（ｂ）に示すように、この画面では使用者に対して早急の交換を促すために、清掃ブラシ２５０の交換を強く促す旨の警告が表示される。外部出力手段４１０（図１０参照）を用いて交換タイミングを通知する場合には、インターネットなどを介して所定のサービスセンター側の端末装置（外部機器）などに清掃ブラシ２５０の交換タイミングが近いことを通知する。サービスセンター側ではこの通知を受けて、交換用の清掃ブラシ２５０を使用者に対して送付する、あるいはサービスマンを派遣して清掃ブラシ２５０の交換を行うことができる。なお、グリッド２０６の交換タイミングに関しても、上記したような清掃ブラシ２５０の交換タイミングと同様の通知を行ってよい。

また、使用者が使用状況にあわせて好みの交換タイミングで清掃ブラシ２５０やグリッド２０６を交換できるよう、制御部３００がそれらの交換タイミングを変更可能な変更画面を表示部４００に表示できるようにしてもよい。その場合、制御部３００は表示部４００に仮想操作子を表示して、使用者が仮想操作子を操作してグリッド２０６や清掃ブラシ２５０の交換通知タイミングを変更できるようにする。図１６（ａ）は、コロナ帯電器２の各パーツの交換タイミングを変更可能な変更画面である。使用者はパーツ名が記された仮想操作子を操作して、そのパーツの寿命に対する割合を変更することができる。制御部３００は、この画面で変更されるパーツの寿命に対する割合に従って、各パーツの交換タイミングを通知する。例えば、ここではグリッド２０６の寿命に対する割合が「５０％」であることから、制御部３００はグリッド２０６の寿命に対応した基準交換タイミングである所定通知枚数（５０万枚）の「５０％」である「２５万枚」で交換タイミングを通知する。清掃ブラシ２５０の寿命に対する割合が「８０％」であることから、制御部３００は清掃ブラシ２５０の基準交換タイミングである清掃回数（５００回）の「８０％」である「４００回」で交換タイミングを通知する。

なお、図１６（ｂ）に示すように、制御部３００は外部出力手段４１０（図１０参照）を用いてサービスセンターに対し、使用者がパーツの交換を連絡できる画面を表示部４００に表示させることもできる。特には、表示部４００に交換タイミングを表示させるようにした場合に、使用者は図１６（ｂ）に示した画面を用いてサービスセンターに清掃ブラシ２５０やグリッド２０６の交換を行いたい旨を通知することができる。

なお、上述した実施形態では、清掃回数をカウントするためにフォトインタラプト式の光学センサＰＳ１、ＰＳ２からの出力信号を用いたがこれに限られない。例えば、シャッタに押圧されることで信号を出力する圧電センサや接触センサを巻き取り機構２１１から遠い側に設け、これらからの出力信号を用いて清掃回数をカウントしてもよい。また、センサは巻き取り機構２１１に近い側と遠い側のいずれかに一個だけ設ければよい。即ち、シャッタ２１０が開位置と閉位置の少なくともいずれか一方にあることを検出可能であればよい。

なお、上述した実施形態では、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの各感光ドラム１から中間転写ベルト８に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、感光ドラム１から記録材に直接転写する構成の直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

１・・・感光体（感光ドラム）、２・・・コロナ帯電器、９０・・・筐体、２０５・・・放電電極（放電ワイヤ）、２０６・・・制御電極（グリッド）、２１０・・・シャッタ、２５０・・・清掃部材（清掃ブラシ）、３００・・・制御手段（制御部）、３０２・・・第一カウント手段（第一カウンタ）、３０３・・・第二カウント手段（第二カウンタ）、４００・・・表示部、Ｍ・・・駆動手段（モータ）、ＰＳ１（ＰＳ２）・・・検出手段（光学センサ）

Claims

感光体と、
前記感光体に対向する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、放電して前記感光体の表面を帯電する放電電極と、前記感光体と前記放電電極との間に着脱自在に設けられ、電圧の印加により前記感光体表面の帯電電位を制御する制御電極と、を有するコロナ帯電器と、
前記コロナ帯電器に着脱自在に設けられ、前記制御電極に摺動して前記制御電極を清掃する清掃部材と、
前記清掃部材を駆動する駆動手段と、
前記制御電極の初期状態からの使用時間をカウントする第一カウント手段と、
前記清掃部材の初期状態からの清掃回数をカウントする第二カウント手段と、
前記使用時間が所定時間に到達した場合に前記制御電極の交換タイミングを、前記清掃回数が所定回数に到達した場合に前記清掃部材の交換タイミングを、それぞれ通知する通知信号を出力する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記清掃部材の摺動動作を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出に応じて前記第二カウント手段に前記清掃回数をカウントさせる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記開口部を開閉自在なシャッタを備え、
前記駆動手段は、前記清掃部材を駆動すると共に、前記シャッタを前記開口部が開口された開位置と前記開口部が遮蔽された閉位置とに移動させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記検出手段は、前記シャッタが開位置と閉位置の少なくともいずれか一方にあることを検出可能なセンサである、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記使用時間は、初期状態の前記制御電極の使用開始からの画像形成枚数である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記使用時間は、初期状態の前記制御電極の使用開始からの電圧印加時間である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
表示部を備え、
前記制御手段は、前記通知信号に基づいて前記制御電極の交換タイミングと前記清掃部材の交換タイミングとを前記表示部に表示させる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記通知信号を外部機器に出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
感光体と、
前記感光体に対向する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、放電して前記感光体の表面を帯電する放電電極と、前記感光体と前記放電電極との間に着脱自在に設けられ、電圧の印加により前記感光体表面の帯電電位を制御する制御電極と、を有するコロナ帯電器と、
前記コロナ帯電器に着脱自在に設けられ、前記制御電極に摺動して前記制御電極を清掃する清掃部材と、
前記清掃部材を駆動する駆動手段と、
表示部と、
初期状態の前記制御電極の使用開始からの第一画像形成枚数で前記制御電極の交換タイミングを前記表示部に表示し、前記第一画像形成枚数と異なる、初期状態の前記清掃部材の使用開始からの第二画像形成枚数で前記清掃部材の交換タイミングを前記表示部に表示する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。