JP7099109B2 - 画像形成装置、カートリッジ、および、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、画像形成装置におけるクリーニングに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーが、感光体ドラム等の転写像担持体上に画像を形成する。そして、チャージャーが、転写像担持体上のトナーを紙等の転写媒体に転写させる。転写後、転写像担持体上の残トナーは、クリーニング装置等により清掃される。

残トナーのクリーニングに関し、例えば、特開平４－２９２８３号公報（特許文献１）は、「当初のクリーニング性能を、湿度条件が変化した環境下においても維持し得る」クリーニング装置を開示している（第２頁右上欄第１１～１３行）。特開２００９－２１６７８４号公報（特許文献２）は、「湿度の条件等が変動した時に清掃装置の清掃不良や板状部材の摩耗等が発生することを抑制できる画像形成装置」を開示している（［要約］）。

特開平４－２９２８３号公報 特開２００９－２１６７８４号公報

特許文献１に開示された技術によると、クリーニングブラシに高い電圧を印加するため、クリーニングブラシの劣化が早まってしまう。したがって、クリーニングブラシの劣化を抑制する技術が必要とされている。

特許文献２に開示された技術によると、十分なクリーニング性能を発揮できなくなる。したがって、回転ブラシの劣化を抑えたまま、十分なクリーニング性能を発揮できる技術が必要とされている。

本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、高いクリーニング性能を維持しつつ、クリーニングブラシの劣化を抑制する技術を提供することにある。

ある局面に従う画像形成装置は、転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、転写像担持体から、バイアス電圧を用いたクリーニングで転写後の残留トナーを除去するクリーニング部と、クリーニング部の位置を変更し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を調整する駆動部と、クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、駆動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量となるように駆動部を制御し、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように駆動部を制御する。

好ましくは、制御部は、温度計測部の計測結果に基づいて、クリーニング部の回転速度を変更する。

好ましくは、クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転する。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度よりも、転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる。

好ましくは、クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転し、制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる。

好ましくは、画像形成装置は、転写像担持体とクリーニング部の電圧と電流を計測する電圧電流計測部をさらに備える。制御部は、電圧電流計測部の計測結果に基づいて、バイアス電圧を変更する。

好ましくは、画像形成装置は、クリーニング部からトナーを回収する回収ローラーをさらに備え、電圧電流計測部は、制御部が回収ローラーを電位的に独立した状態に切り替えた後に計測を行う。

ある局面に従う画像形成装置は、転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、転写像担持体から転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、制御部とを備える。クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転する。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度よりも、転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる。

ある局面に従う画像形成装置は、転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、転写像担持体から、転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、駆動部を制御する制御部と、を備える。クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転する。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる。

好ましくは、画像形成装置は、クリーニング部の位置を変更し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を調整する駆動部をさらに備える。制御部は、温度計測部の計測結果に基づいて、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を調節するために駆動部を制御する。

好ましくは、制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量となるように駆動部を制御し、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように駆動部を制御する。

ある局面に従う画像形成装置用カートリッジは、転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、転写像担持体から、転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、クリーニング部の位置を変更し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を調整する駆動部と、クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、駆動部を制御する制御部とを備える。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量となるように駆動部を制御し、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように駆動部を制御する。

好ましくは、制御部は、温度計測部の計測結果に基づいて、クリーニング部の回転速度を変更する。

好ましくは、クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転する。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度よりも、転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる。

好ましくは、クリーニング部は、クリーニング部と転写像担持体との接触面において、クリーニング部の表面の進行方向が、転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転する。制御部は、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、温度計測部の計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部を第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる。

好ましくは、画像形成装置用カートリッジは、転写像担持体とクリーニング部の電圧と電流を計測する電圧電流計測部をさらに備える。制御部は、電圧電流計測部の計測結果に基づいて、バイアス電圧を変更する。

好ましくは、画像形成装置用カートリッジは、クリーニング部からトナーを回収する回収ローラーをさらに備える。電圧電流計測部は、制御部が回収ローラーを電位的に独立した状態に切り替えた後に計測を行う。

ある局面における画像形成装置の制御手段は、転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、バイアス電圧を印加されたクリーニング部により、転写像担持体から、転写後の残留トナーを除去するステップと、転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量にするステップと、温度計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、転写像担持体の表面とクリーニング部との接触量を第１の接触量よりも小さい第２の接触量にするステップとを含む。

好ましくは、転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、クリーニング部を転写像担持体と接触させ、クリーニング部と転写像担持体の表面との接触面において、クリーニング部を転写像担持体の表面の進行方向と同じ方向に回転させるステップと、転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度で回転させるステップと、温度計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度よりも、転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させるステップとをさらに含む。

好ましくは、転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、クリーニング部を転写像担持体と接触させ、クリーニング部と転写像担持体の表面との接触面において、クリーニング部を転写像担持体の表面の進行方向と逆方向に回転させるステップと、転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度で回転させるステップと、温度計測結果が予め定められた温度を下回る場合は、クリーニング部に第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、クリーニング部を第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させるステップとをさらに含む。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

本技術によれば、高いクリーニング性能を維持しつつ、クリーニングブラシの劣化を抑制することが可能である。

第１の実施の形態における画像形成装置１００の一構成例を示す構成図である。 イメージングユニット１０の第１の構成例を示す構成図である。 イメージングユニット１０の第２の構成例を示す構成図である。 イメージングユニット１０の第３の構成例を示す構成図である。 クリーニングブラシ２０１の駆動部の一構成例を示す構成図である。 第１の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。 第１の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１の別の一制御方法を示すフローチャートである。 クリーニングブラシ２０１のバイアス電圧と機械的清掃の強度の設定の一例である。 クリーニングブラシ２０１の回転方向の種類を示す概要図である。 第２の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１の別の一制御方法を示すフローチャートである。 第３の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。 第３の実施の形態におけるクリーニングブラシの一制御方法を示すフローチャートである。 クリーニングブラシ２０１の放電特性の一例を示したグラフである。 第４の実施の形態におけるイメージングユニット１０の一構成例を示す構成図である。 回収ローラー２０２の駆動部の一構成例を示す構成図である。 第４の実施の形態におけるクリーニングブラシ２０１のバイアス電圧の設定の一制御方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
＜Ａ．画像形成装置の装置構成＞
まず、本実施の形態に従う画像形成装置１００の装置構成について説明する。以下では、典型例として、複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）として実装されるカラー画像形成装置である画像形成装置１００について説明するが、カラー画像形成装置に限定されるわけではなく、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。また、カラー画像を形成する機構として、タンデム方式を例示するが、サイクル方式（典型的には、４サイクル方式）にも適用可能である。

図１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す構成図である。
図１を参照して、画像形成装置１００は、プリントエンジン１１０と、原稿読取部１２０と、排出トレイ１３０とを含む。

プリントエンジン１１０は、電子写真方式の画像形成プロセスを実行する。図１に示す構成においては、フルカラーの印刷出力が可能である。印刷出力された媒体は、排出トレイ１３０へ排出される。プリントエンジン１１０の詳細な構成については、後述する。

原稿読取部１２０は、原稿を読み取って、その読み取り結果をプリントエンジン１１０に対する入力画像として出力する。より具体的には、原稿読取部１２０は、イメージスキャナー１２２と、原稿給紙台１２４と、原稿自動送り装置１２６と、原稿排紙台１２８とを含む。

イメージスキャナー１２２は、プラテンガラス上に配置された原稿をスキャンする。イメージスキャナー１２２は、主要な構成要素として、原稿に対して光を照射する光源と、光源から照射された光が原稿で反射して生じる画像を取得するイメージセンサーと、イメージセンサーから画像信号を出力するAD(Analog to Digital：アナログデジタル）変換機と、イメージセンサーの前段に配置された結像光学系とを含む。

原稿自動送り装置１２６は、原稿給紙台１２４に配置された原稿を連続的にスキャンする。原稿給紙台１２４上に配置された原稿は、図示しない送出ローラーにより１枚ずつ送られ、イメージスキャナー１２２または原稿自動送り装置１２６内に配置されたイメージセンサーによって順次スキャンされる。スキャン後の原稿は、原稿排紙台１２８へ排出される。

プリントエンジン１１０は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれのトナー像を生成するイメージングユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋ（以下、「イメージングユニット１０」と総称することもある。）を含む。

本実施の形態に従う画像形成装置１００は、一例として、それぞれのイメージングユニット１０が生成したトナー像を、中間転写体を介して被転写部材である媒体４０に転写する構成を採用する。画像形成装置１００は、中間転写体として、中間転写体駆動ローラー１４および１６により張架された中間転写ベルト１２を含む。中間転写ベルト１２は、中間転写体駆動ローラー１４および１６の回転駆動により、予め定められた方向に回動される。中間転写体としては、図１に示す中間転写ベルト１２に代えて、中間転写ローラーを採用してもよい。なお、図１では、トナー像を中間転写体に一旦転写した後、媒体４０に転写する構成について例示するが、感光体上のトナー像を媒体４０に直接転写するようにしてもよい。

イメージングユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、プリントエンジン１１０内に張加されて回転駆動される中間転写ベルト１２に沿って、その順序に配置される。イメージングユニット１０の各々は、感光体１と、帯電部２と、露光部３と、現像部４（対応するイメージングユニット１０が生成するトナー像の色に対応させて、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋとそれぞれ記載する）と、クリーニング部５と、中間転写体接触ローラー６とを含む。

感光体１は、トナー像を担持する像担持体であり、その表面に感光層が形成された感光体ローラーが用いられる。感光体１は、その表面にトナー像が形成されるように配置されるとともに、中間転写ベルト１２の回転方向に対応する方向に回転する。なお、像担持体としては、感光体ローラーに代えて、感光体ベルトを採用してもよい。

感光体１には、露光部３により静電気潜像が形成されるとともに、現像部４によって静電潜像が現像されてトナー像が生成される。このようにして、帯電部２、露光部３、および、現像部４は、感光体１に静電潜像およびトナー像を形成する。

帯電部２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光部３は、レーザー書き込み等により、指定された画像パターンに従って感光体１の表面を露光することで、その表面上に静電潜像を形成する。典型的には、露光部３は、レーザー光を発生するレーザーダイオードと、主走査方向に沿ってレーザー光で感光体１の表面を露光させるポリゴンミラーとを含む。

現像部４は、像担持体である感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。典型例として、現像部４は、トナーおよびトナーを帯電するためのキャリアを含む二成分系の現像剤を用いて静電潜像を現像する。トナーとしては、特に限定されることをなく、公知のトナーを用いることができる。例えば、バインダー樹脂中に着色剤、および、必要に応じて荷電制御剤および離型剤等を含有させた上で、外添剤を処理させたものをトナーとして使用してもよい。トナー粒径としては、例えば、３～１５μｍ程度が好ましい。二成分系の現像剤に限らず、一成分系の現像剤を用いてもよい。

また、キャリアとしては、特に限定されることもなく、公知のキャリアを用いることができる。例えば、バインダー型キャリア、コート型キャリア等を使用できる。キャリア粒系としては、例えば、１５～１００μｍが好ましい。

感光体１の表面に形成されたトナー像は、中間転写体接触ローラー６によって中間転写ベルト１２に転写される。中間転写体接触ローラー６は、感光体１上に現像されたトナー像を被転写媒体である中間転写ベルト１２に転写する。感光体１と中間転写ベルト１２は、中間転写体接触ローラー６を設けた部分で接触している。この接触している部分には、所定の転写電位差（転写バイアス）が印加されるように構成されており、この転写電位差によって、感光体１上のトナー像が中間転写ベルト１２へ転写される。

中間転写ベルト１２上には、それぞれの感光体１からトナー像が順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされることになる。重ね合わされたトナー像は、転写ローラー２０および２１によって、中間転写ベルト１２から媒体４０へ転写される。媒体４０の転写に関する構成として、プリントエンジン１１０は、媒体４０を保持する給紙部３０と、送出ローラー３２と、搬送ローラー３４および３６と、定着部２２とを含む。送出ローラー３２は、給紙部３０から媒体４０の送り出しおよび搬送のタイミングと、中間転写ベルト１２上でトナー像が重ね合わされた位置とを同期させることで、媒体４０の適切な位置に、トナー像を転写できる。トナー像が転写された媒体４０は、搬送経路３８に沿って定着部２２まで搬送され、定着部２２でトナー像の定着処理が実行される。そして、トナー像が定着された後の媒体４０は、排出トレイ１３０へ排出される。

プリントエンジン１１０は、画像形成装置１００の全体制御を司る制御部５０を含む。制御部５０は、主な構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサー、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性メモリー、および、各種インターフェースを含む。典型的には、プリントエンジン１１０では、プロセッサーが不揮発性メモリーに格納されている各種プログラムを実行することで、画像形成装置１００における画像形成に係る処理等が実行される。

制御部５０としては、プロセッサーがプログラムを実行することで実現されているが、これに代えて、その処理の全部または一部を専用のハードウェアを用いて実現してもよい。また、プロセッサーがプログラムを実行する場合には、そのプログラムは、各種の記録媒体を介して不揮発性メモリーにインストールされ、あるいは、通信回線を介して図示しないサーバー装置等からダウンロードされてもよい。

＜Ｂ．基本的な画像形成プロセス＞
次に、図１に示す画像形成装置１００で実行される基本的な画像形成プロセスについて、その実行順に沿って説明する。

イメージングユニット１０の各々において、感光体１は、帯電部２によりその表面を一様に帯電された後、露光部３により、入力画像の情報に従って発光が制御されるレーザーの走査露光を受ける。これによって、感光体１の表面には静電潜像が形成される。この感光体１を回転させながら露光部３により走査露光し、静電潜像を形成する工程（光書込工程）に用いる画像情報は、指定された入力画像（フルカラー画像）をシアン、マゼンダ、イエロー、黒のそれぞれの色情報に分解して得られた単色の画像情報であり、制御部５０は、それぞれの画像情報に従って、レーザーの発行および走査を制御する。

単色の画像情報に従って形成された感光体１上の静電潜像は、それぞれの感光体１上で現像部４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋによって、対応するシアン、マゼンダ、イエロー、黒のトナーからなる単色の現像剤により現像され、それぞれの画像情報に応じたトナー像が形成される。すなわち、それぞれの感光体１上に対応する色の単色トナー像が形成される。それぞれの単色トナー像は、所定の転写電位差の作用により、対応する感光体１と同期して、中間転写ベルト１２上に順次転写されて重ね合わされる。中間転写ベルト１２上に重ね合わされたそれぞれの単色トナー像は、転写ローラー２０および２１により、給紙部３０から搬送された媒体４０上に一括転写される。このとき、中間転写ベルト１２と媒体４０との間には、所定の転写電位差が印加される。転写終了後、媒体４０上のトナー像が定着部２２により定着されることで、フルカラー画像が完成し、フルカラー画像が形成された媒体４０が排出トレイ１３０へ排出される。

感光体１における画像形成プロセスの最終工程として、感光体１上の転写残トナー（感光体１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１２に転写した後に残ったトナー）がクリーニングされる。感光体１の表面に対するクリーニングを実施するために、クリーニング部５が設けられている。クリーニング部５は、感光体１に常時圧接するクリーニングブレードを含む。さらに、感光体１に印加されている電圧と逆のバイアス電圧を印加したクリーニングブラシを含んでもよい。クリーニング部５の詳細に関しては後述する。

同様に、中間転写ベルト１２上の残留トナーについてもクリーニングされる。中間転写ベルト１２の表面に対するクリーニングを実施するために、中間転写ベルト１２に圧接するクリーニングブレード１８が設けられている。クリーニングブレード１８は、トナー像の転写後に像担持体である中間転写ベルト１２上に残留するトナーを回収するクリーニング部材である。

＜Ｃ．クリーニング部の構成＞
次に、イメージングユニット１０に含まれるクリーニング部５のより詳細な構成について説明する。

（ｃ１：基本構成）
図２は、本実施例の形態に従う画像形成装置１００内のイメージングユニット１０の一構成例を示す構成図である。図２を用いて、クリーニング部５の詳細について説明する。

図２を参照して、クリーニング部５は、感光体１を清掃するためのクリーニングブラシ２０１とクリーニングブレード２０４を含む。感光体１の回転方向に沿って、クリーニングブラシ２０１およびクリーニングブレード２０４が、その順に配置される。

クリーニングブラシ２０１は、転写後の感光体１に対して、当接するように配置され、感光体１の表面の残留トナーを除去する。次に、残った残留トナーは、感光体１に当接されるクリーニングブレード２０４で除去される。

クリーニングブラシ２０１はさらに、回収ローラー２０２と接している。回収ローラー２０２は、クリーニングブラシ２０１の表面の残留トナーを回収する。最終的に、回収ローラー２０２が回収した残留トナーは、スクレーパー２０３によって、残トナー入れに回収される。クリーニングブレード２０４は、保持部材２０５によって固定される。

クリーニングブラシ２０１には、感光体１に印加された電圧と逆のバイアス電圧が印加される。クリーニングブラシ２０１はバイアス電圧により、感光体１の表面に付着した残留トナーを吸着して除去する。また、クリーニングブラシ２０１は、その表面のブラシの先端を感光体１に押し当てることにより、機械的にも感光体１の表面のトナーを除去する。クリーニングブラシ２０１の回転方向は、感光体１の回転方向と同一の向きでも逆向きでもよい。

感光体１とクリーニングブラシ２０１との間に形成される電位差をブラシバイアスという。ブラシバイアスの絶対値が大きいほど、感光体１の表面の転写残トナーに対するクリーニング性能は高くなる。

常温以下または常湿以下の環境においてのブラシバイアスの絶対値は１００Ｖ～１０００Ｖに設定するのが望ましい。さらに望ましくは、ブラシバイアスの絶対値は２００Ｖ～６００Ｖである。

クリーニングブラシ２０１には、回転可能なローラー型ブラシが用いることが望ましい。クリーニングブラシ２０１は、軸の周囲に弾性を持つ電導繊維からなるブラシであり、ブラシ繊維の先端形状は、ループ形状でも、直毛形状でもよい。もしくは、２種類以上の繊維で構成してもよい。

クリーニングブラシ２０１は、駆動部（図示しない）により回転駆動される。なお、駆動部は感光体の駆動部の駆動力をベルトなどで利用してもよいし、独立した駆動部が設けられてもよい。

クリーニングブラシ２０１に使用する電導繊維としてカーボンブラック等の電導剤を分散させた繊維を用いることができる。例えば、ナイロン、アクリル、レーヨン、ポリエステルなどが電導繊維として使用できる。

電導繊維の繊度は小さすぎると十分なクリーニング性が得られず、大きすぎると感光体の摩耗を促進し耐久性を低下させる原因となり得る。そのため、繊度は、１～１０デニール、より好ましくは、２～６デニールのものを使用することが望ましい。

回収ローラー２０２は、回転可能に構成された金属などの電導性ローラーをクリーニングブラシ２０１に当接するように配置され、クリーニングブラシ２０１に付着する残留トナーを除去する。回収ローラー２０２の回転方向は、クリーニングブラシ２０１の回転方向と同一の向きでも逆向きでもよい。

クリーニングブラシ２０１と回収ローラー２０２の間に形成される電位差を回収バイアスという。クリーニングブラシ２０１と回収ローラー２０２はそれぞれ逆の極性を持つ。回収バイアスの絶対値が大きいほど、クリーニングブラシ２０１に付着した残留トナーに対するクリーニング性能は高くなる。常温以下または常湿以下の環境においての回収バイアスの絶対値は１００Ｖ～２０００Ｖに設定するのが望ましい。さらに望ましくは、回収バイアスの絶対値は２００Ｖ～１２００Ｖである。

クリーニングブレード２０４には、平板状のゴムブレード等が用いられ、クリーニングブラシ２０１とクリーニングブレード２０４とを組み合わせることによって、クリーニング部５は高いクリーニング性能を発揮できる。保持部材２０５は、クリーニングブレード２０４を固定するハウジングであってもよいし、クリーニングブレード２０４を感光体１に一定荷重で当接するようなバネを含む構成であってもよい。

クリーニングブレード２０４の素材に関し、素材の硬度が低すぎると感光体１への当接姿勢が安定せず、クリーニングブレード２０４の異音やめくれが発生する可能性がある。逆に、素材の硬度が高すぎると、クリーニングブレード２０４が回転する感光体１の表面に追随しにくくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。クリーニングブレード２０４の素材の２５℃での反発弾性は１０～８０％であること、より好ましくは、クリーニングブレード２０４の素材の２５℃での反発弾性は３０～７０％であることが望ましい。また、クリーニングブレード２０４の素材のＪＩＳ Ａ硬度は２０～９０度であること、より好ましくは、クリーニングブレード２０４の素材のＪＩＳ Ａ硬度は６０～８０度であることが望ましい。

また、感光体１に対するクリーニングブレード２０４の当接荷重が小さすぎると、感光体１とクリーニングブレード２０４との間の摩擦力が不足するため、クリーニング性能が不足することがある。逆に、当接荷重が大きすぎると、摩擦力も大きくなるため、感光体１の表面を摩耗させやすくなる。当接荷重は１－４０［Ｎ／ｍ］であること、より好ましくは、当接荷重は５－２５［Ｎ／ｍ］であることが望ましい。

画像形成装置１００は、温度センサー２０７と湿度センサー２０８を備える。温度センサー２０７と湿度センサー２０８は、それぞれ、画像形成装置１００の機外の温度と湿度を計測する。これらの計測結果は、クリーニングブラシ２０１のバイアス電圧の設定、および、後述するクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量の調節のパラメータとして使用される。なお、別の局面において、温度センサー２０７と湿度センサー２０８は、画像形成装置１００の機外の温度と湿度ではなく、クリーニングブラシ２０１周辺の温度と湿度を計測してもよい。

清掃制御部２０９は、クリーニング部５の内部にあり、温度と湿度の計測結果に基づいてクリーニングブラシ２０１の回転速度やクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量の調節を行う。温度センサー２０７と湿度センサー２０８が、画像形成装置１００の機外の温度と湿度を計測する場合、清掃制御部２０９は、取得した画像形成装置１００の機外の温度と湿度から、クリーニングブラシ２０１周辺の温度と湿度を推定する。なお、別の局面において、制御部５０が、清掃制御部２０９の機能を有していてもよい。

本実施の形態における説明のため、クリーニングブラシ２０１の繊維の毛先が、感光体１の表面と接触した状態で、かつ、クリーニングブラシ２０１の繊維の毛先が、感光体１の表面から受ける圧力で変形していない状態を「接触量＝０」と定義する。さらに、クリーニングブラシ２０１が、感光体１の中心に向かってＮ［ｍｍ］移動した場合、「接触量＝Ｎ」とする。

例えば、「接触量＝０」の状態から、クリーニングブラシ２０１が感光体１の中心に向かって０．１［ｍｍ］移動した場合、「接触量＝０．１」となる。「接触量＝０．１」の場合、クリーニングブラシ２０１の繊維は、感光体１の表面から圧力を受けて曲がることになるので、当然、「接触量＝０」と比較して、より高いクリーニング性能を発揮する。

（ｃ２：滑材塗布機構を含む構成）
図３は、イメージングユニット１０の第２の構成例を示す構成図である。図３を参照して、イメージングユニット１０は、図２の構成に加えて滑材供給部３０１を含む。滑材供給部３０１は固形滑材をクリーニングブラシ２０１に押し当てるように構成されている。固形滑材は、クリーニングブラシ２０１の植毛部の回転駆動により掻き取られ、感光体１の表面に塗布される。固形滑材の一例として、ステアリン酸金属塩などの金属石鹸が使用される。

（ｃ３：トナーカートリッジの構成）
図４は、イメージングユニット１０の第３の構成例を示す構成図である。図４を参照して、イメージングユニット１０は、図２の構成に加えてカートリッジカバー４０１を含む。イメージングユニット１０は、帯電部２、露光部３、及び、現像部４以外を含むカートリッジユニットとして、画像形成装置１００から取り外しできるように構成され得る。清掃制御部２０９は、カートリッジカバー４０１の内部に配置され得る。温度センサー２０７、湿度センサー２０８は、クリーニングブラシ２０１周辺の環境をセンシングする場合は、カートリッジカバー４０１の内部に配置され得る。

この場合、カートリッジカバー４０１は、温度センサー２０７、湿度センサー２０８および清掃制御部２０９等のパーツと画像形成装置１００とを電気的に接続するインターフェース４０２を構成として含み得る。なお、図４は一例であり、カートリッジカバー４０１は、帯電部２、露光部３、及び、現像部４のいずれか、又は、全てを内部に含んでもよいし、温度センサー２０７、湿度センサー２０８を内部に含まなくてもよい。

温度センサー２０７、湿度センサー２０８および清掃制御部２０９が、カートリッジ内部に配置されることにより、画像形成装置１００とは独立して、イメージングユニット１０内だけで、感光体１の清掃の構成や処理内容の変更が可能となる。

＜Ｄ：クリーニングブラシの詳細な構成＞
次に、クリーニングブラシ２０１のバイアス電圧と、ブラシ表面での残留トナーの除去（以下、「機械的清掃」という。）の調整機構について説明する。

（ｄ１：クリーニングブラシの摩耗問題）
クリーニングブラシ２０１は、図２の説明で述べたように、感光体１に対して、バイアス電圧での清掃と、機械的清掃を行う。

しかし、高温または高湿度の環境下でのバイアス電圧での清掃は、クリーニングブラシ２０１表面の不純物がジュール熱等で溶けてクリーニングブラシ２０１に固着し、温度が下がってもクリーニングブラシ２０１の電気的抵抗が上がり続ける等の劣化原因になる問題がある。そのため、高温または高湿度であるほど、バイアス電圧を用いたクリーニングの使用は、クリーニングブラシ２０１の寿命を短くする可能性がある。

そこで、本実施の形態に従うクリーニング方法では、温度センサー２０７と湿度センサー２０８で、画像形成装置１００の機外の環境、又は、クリーニングブラシ２０１の周辺の環境をセンシングし、アクチュエーターと帯電器等とを用いることにより、低温または低湿度の環境下ではバイアス電圧でのトナー除去を中心に、高温または高湿度の環境下では機械的清掃を中心に行うようにクリーニング内容を調整する構成を採用している。

（ｄ２：駆動部の構成）
図５は、クリーニングブラシ２０１の駆動部の一構成例を示す構成図である。図５の構成はクリーニングブラシ２０１の駆動部である。クリーニングブラシ２０１は、直接的または間接的にモーター５００と接続されている。モーター５００は、クリーニングブラシ２０１を回転駆動させる。モーター５００は、土台５０１を挟んで、クリーニングブラシ２０１の軸に接続されている。

土台５０１は、その内部または外部に取り付けられた送りねじナットやボールねじ等を介して、スクリューシャフト５０２に接続されており、スクリューシャフト５０２はカップラー５０３を介して位置調節モーター５０４に接続される。土台５０１は、送りねじナットやボールねじ等を介して、スクリューシャフト５０２と並行に配置されたシャフト５０５にも接続されている。

少なくとも、位置調節モーター５０４とシャフト５０５は、クリーニング部５の壁面などに固定されており、位置調節モーター５０４を駆動させることにより、シャフト５０５に沿って、左右に土台５０１を動かすことが可能である。位置調整機構は、シャフトを用いた構成のみに限られるものではなく、駆動ベルトやギアの組み合わせ、バネ等が用いられてもよい。

位置調節モーター５０４の駆動は、清掃制御部２０９によって制御される。他の局面において、制御部５０が位置調節モーター５０４を駆動してもよい。精密に位置調節モーター５０４を駆動させるために、清掃制御部２０９は、エンコーダーやポテンショメーター等から位置調節モーター５０４の回転数や土台５０１の現在の位置を検出できるようにすることが望ましい。

帯電器５０６と除電器５０７は、クリーニングブラシ２０１に印加される電圧を調整するための構成であり、土台５０１に固定されてクリーニングブラシ２０１と共に移動するように構成されてもよい。

＜Ｅ：クリーニング部の制御＞
（ｅ１：第１の制御方法）
図６は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。図６の処理は一度実行して終わりではなく、予め定められた間隔で定期的に実行され得る。

ステップＳ６００において、清掃制御部２０９は、温度センサー、湿度センサーを用いて、定期的な環境のセンシングを行い、環境の変化があったか否かを判断する。前回の環境から変化があった場合は（ステップＳ６００においてＹＥＳ）、清掃制御部２０９は、ステップＳ６１０の処理に進む。前回の環境から変化がない場合は（ステップＳ６００においてＮＯ）、クリーニング方法は変更される必要がないので、清掃制御部２０９は、ステップＳ６６０の処理に進んで一定時間待機した後、ステップＳ６００の処理に戻る。

なお、ここでの「前回の環境から変化」に関しては、例えば、清掃制御部２０９上で動作するプログラム等で、予め温度は１０℃単位ごとに区切って環境が変化したと定義することにより、検知が可能となる。

ステップＳ６１０において、清掃制御部２０９は、後述する図８の設定８００を読み込む。設定８００には、温度または湿度ごとに、クリーニングブラシ２０１に印加されるバイアス電圧、および、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量が定義されている。清掃制御部２０９は、設定８００を参照する場合は、現在の温度または湿度に関連するバイアス電圧と接触量情報を読み込むだけでも良いし、全ての設定項目を読み込んでもよい。

ステップＳ６２０において、清掃制御部２０９は、設定８００を参照して、バイアス電圧を変更する必要があるか否かを判断する。清掃制御部２０９は、バイアス電圧を変更する必要があると判断すると（ステップＳ６２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ６３０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ６２０においてＮＯ）、清掃制御部２０９は、制御をステップＳ６４０に切り替える。なお、ステップＳ６００の計測結果で、前回の環境から変化した場合でも必ずしもバイアス電圧が変更されるわけではない。設定８００の内容によっては、バイアス電圧だけが変更される場合もあれば、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量だけが変更される場合もある。当然、バイアス電圧と接触量の両方が変更される場合もある。

ステップＳ６３０において、清掃制御部２０９は、設定８００から、ステップＳ６００で計測した環境で使用するバイアス電圧の設定を読み出し、読み出した設定に基づいて、クリーニングブラシ２０１に印加するバイアス電圧を変更する。

ステップＳ６４０において、清掃制御部２０９は、設定８００を参照して、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を変更する必要があるかを判断する。清掃制御部２０９は当該接触量を変更する必要があると判断すると（ステップＳ６４０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ６５０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ６４０においてＮＯ）、清掃制御部２０９は、制御をステップＳ６６０に切り替える。

ステップＳ６５０において、清掃制御部２０９は、設定８００から、ステップＳ６００で計測した環境で使用するクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量の設定を読み出し、読み出した設定に基づいて、位置調節モーター５０４を駆動してクリーニングブラシ２０１の位置を変更する。

ステップＳ６６０において、清掃制御部２０９は、タイマー等を用いて一定時間待機する。なお、待機の必要がない場合は、清掃制御部２０９は、ステップＳ６６０の処理を実行しなくてもよい。

（ｅ２：第２の制御方法）
図７は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の別の一制御方法を示すフローチャートである。図７の処理は一度実行して終わりではなく、予め定められた間隔で定期的に実行され得る。図６と同一の処理には同じステップ番号を使用する。ステップＳ６６０の処理は図６のフローチャートと同じである。

図７の処理は，図６の処理と異なり、条件判断を行わず、環境のセンシング値と設定情報に基づいて、毎ループ、バイアス電圧と接触量が更新される。こうすることで、温度または湿度の条件が多い場合の処理の簡略化や、設定８００を使用する代わりに条件式をプログラムの中に記載することが可能となる。

ステップＳ７００において、清掃制御部２０９は、温度センサーと湿度センサーを用いて、定期的な環境のセンシングを行う。

ステップＳ７１０において、清掃制御部２０９は、設定８００を参照する。設定を参照する場合は、現在の温度、湿度に関連するバイアス電圧と接触量情報を読み込むだけでも良いし、全ての設定を読み込んでもよい。別の局面において、清掃制御部２０９は、設定８００を参照せずに、プログラムの中で定義された計算式を用いて、環境のセンシング値からバイアス電圧と、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を導き出してもよい。

ステップＳ７２０において，清掃制御部２０９は、設定８００から読み出したバイアス電圧の設定に基づいて、クリーニングブラシ２０１に印加するバイアス電圧を更新する。別の局面においては、清掃制御部２０９は、計算によって導き出されたバイアス電圧に基づいて、クリーニングブラシ２０１に印加するバイアス電圧を更新する。

ステップＳ７３０において，清掃制御部２０９は、設定８００から読み出したクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量の設定に基づいて、位置調節モーター５０４を駆動させてクリーニングブラシ２０１の位置を更新する。別の局面においては、清掃制御部２０９は、計算によって導き出されたクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量に基づいて、位置調節モーター５０４を駆動させてクリーニングブラシ２０１の位置を更新する。

＜Ｆ：設定情報＞
図８は、図６及び図７のフローチャートで使用するクリーニングブラシ２０１のバイアス電圧と機械的清掃の強度（「クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量」に相当する。）の設定８００の一例である。

設定８００に含まれる「バイアス」とは、クリーニングブラシ２０１に印加されるバイアス電圧のことである。「バイアス」の右側の「低」、「中」および「高」はバイアス電圧の強さを表す。プログラム中で「低＝２００Ｖ」、「中＝５００Ｖ」、「高＝１０００Ｖ」のように定義されてもよいし、設定８００が、バイアス電圧を直接格納してもよい。

設定８００に含まれる「機械」とは、機械的清掃の強度（本実施の形態においては「クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量」に相当する。）のことである。「機械」の右側の「低」、「中」および「高」は機械的清掃の強度を表す。プログラム中で「低＝接触量（０．０５）」、「中＝接触量（０．１）」、「高＝接触量（０．１５）」のように定義されてもよいし、設定８００が、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を直接格納してもよい。

例えば、温度が「低温」であり、湿度が「低湿」である場合は、バイアス電圧は「高」と設定され、機械的清掃は「低」と設定されている。低温かつ低湿度の環境下であれば、バイアス電圧でのクリーニングの効率が良いため、バイアス電圧を高めにしても、不純物の固着等によるクリーニングブラシ２０１の劣化は発生しにくい。他の局面において、機械的清掃の強度を低くすれば（クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を小さくすれば）、クリーニングブラシ２０１のブラシの摩耗を抑制することができる。

また、温度が「高温」であり、湿度が「高湿」である場合は、バイアス電圧は「低」と設定され、機械的清掃は「高」と設定されている。高温かつ高湿度の環境下であれば、バイアス電圧でのクリーニングの効率は悪くなるので、バイアス電圧を低くしなければ、不純物の固着等によるクリーニングブラシ２０１の劣化が発生しやすい。そこで、機械的清掃の強度を高くすれば（クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を大きくすれば）、クリーニング性能を落とさずに済む。

以上のように本実施の形態によれば、高温または高湿度の環境下では、機械的清掃を中心に使用し、低温または低湿度の環境下では、バイアス電圧での清掃を中心とすることで、クリーニング性能を落とすことなく、不純物の固着等によるクリーニングブラシ２０１の劣化と、機械的な劣化（ブラシの毛先の摩耗等）とを抑制することができる。

なお、本実施例の説明では、ステップＳ６００及びステップＳ７００の処理で、清掃制御部２０９は、温度および湿度の両方をセンシングしていたが、温度だけを参照してもよいし、湿度だけを参照してもよい。

また、設定８００の内容は、図８の内容に限られるものではない。例えば、別の局面において、温度および湿度を低・中・高だけでなく、より詳細にレベル１、２、３および４のように設定してもよいし、一定区間の温度と湿度で区切ってもよい。

また、バイアス電圧と機械的清掃の強度との関係についても、低・中・高だけでなく、より詳細にレベル１、２、３および４のようにしてもよいし、具体的な電圧とクリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量を規定してもよい。

［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェアは、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成と同じである。したがって、当該ハードウェア構成の説明は繰り返さない。

図９は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の回転方向の種類を示す概要図である。本実施の形態に従うクリーニング方法において、機械的清掃の強度の調整方法として、清掃制御部２０９は、クリーニングブラシ２０１の回転速度の調整を行う。図９を参照して、クリーニングブラシ２０１の回転方向と感光体１に対するクリーニング性能との関係について説明する。

感光体１とクリーニングブラシ２０１との「接触部分における進行方向が同一」になる方向を、「ウィズ方向」という。例えば、感光体１が時計回りに回転して、クリーニングブラシ２０１が反時計回りに回転する場合、感光体１とクリーニングブラシ２０１との接触部分における進行方向は同一になる。この場合、クリーニングブラシ２０１は感光体１に対して、ウィズ方向に回転することになる。

クリーニングブラシ２０１が感光体１に対して、ウィズ方向に回転する場合、クリーニングブラシ２０１の感光体１に対する回転速度比が、１に対して差が大きくなる程、感光体１に対するクリーニング性能は高くなる。例えば、「回転速度比＝０．１」のほうが「回転速度比＝０．９」よりクリーニング性能は高い。「回転速度比＝１．５」のほうが「回転速度比＝１．１」よりクリーニング性能は高い。

感光体１とクリーニングブラシ２０１との「接触部分における進行方向が逆向き」になる方向を、「カウンター方向」という。例えば、感光体１が時計回りに回転して、クリーニングブラシ２０１も時計回りに回転する場合、感光体１とクリーニングブラシ２０１との接触部分における進行方向は逆向きになる。この場合、クリーニングブラシ２０１は感光体１に対して、カウンター方向に回転することになる。

クリーニングブラシ２０１が感光体１に対して、カウンター方向に回転する場合、クリーニングブラシ２０１の感光体１に対する回転速度比が大きくなるほど、感光体１に対するクリーニング性能は高くなる。例えば、「回転速度比＝１．０」のほうが「回転速度比＝０．５」よりクリーニング性能は高い。「回転速度比＝１．５」のほうが「回転速度比＝１．０」よりクリーニング性能は高い。

本実施の形態に従うクリーニング方法において、クリーニングブラシ２０１の表面は感光体１の表面に対して、ウィズ方向に回転してもよいし、カウンター方向に回転してもよい。

クリーニングブラシ２０１の表面が、感光体１の表面に対してウィズ方向に回転する方式が利用される場合、機械的清掃の強度の調整には次の方式が利用される。機械的清掃の強度を低くするために、クリーニングブラシ２０１の感光体１に対する回転速度比を１に対して差を小さくする。機械的清掃の強度を高くするために、クリーニングブラシ２０１の感光体１に対する回転速度比を１に対して差を大きくする。

クリーニングブラシ２０１の表面が、感光体１の表面に対してカウンター方向に回転する方式が利用される場合、機械的清掃の強度の調整には次の方式が利用される。機械的清掃の強度を低くするために、クリーニングブラシ２０１の回転速度を下げる。機械的清掃の強度を高くするために、クリーニングブラシ２０１の回転速度を上げる。

なお、クリーニングブラシ２０１の回転方向に係らず、感光体１に対するクリーニング性能が高くなると、クリーニングブラシ２０１の負荷が高くなり、ブラシの擦り切れが発生しやすくなる。そのため、クリーニングブラシ２０１の感光体１に対する回転速度比は０．１～３の範囲であること、より好ましくは、０．３～２の範囲であることが望ましい。

図１０は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。図６のフローチャートと同じ処理には同一の符号が付してある。したがって、同じ処理の説明は繰り返さない。より具体的には、ステップＳ６００～Ｓ６３０およびステップＳ６６０は図６のフローチャートと同じであるので、各ステップの説明は繰り返さない。

ステップＳ１０１０において、清掃制御部２０９は、設定８００を参照して、クリーニングブラシ２０１の回転速度を変更する必要があるか否かを判断する。清掃制御部２０９は当該回転速度を変更する必要があると判断すると（ステップＳ１０１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１０２０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１０１０においてＮＯ）、清掃制御部２０９は、制御をステップＳ６６０に切り替える。

ステップＳ１０２０において、清掃制御部２０９は、設定８００から、ステップＳ６００で計測した環境で使用するクリーニングブラシ２０１の回転速度の設定を読み出し、読み出した設定に基づいて、モーター５００の回転数を変更し、クリーニングブラシ２０１の回転速度を変更する。

図１１は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の別の一制御方法を示すフローチャートである。図６および図７のフローチャートに示される処理と同じ処理には同一の符号が付してある。したがって、同じ処理の説明は繰り返さない。より具体的には、ステップＳ６６０およびステップＳ７００～ステップＳ７２０は図６および図７のフローチャートに示されるステップと同じであるので、これらのステップの説明は繰り返さない。

ステップＳ１１１０において，清掃制御部２０９は、設定８００から読み出した回転速度の設定に基づいて、モーター５００の回転数を変更し、クリーニングブラシ２０１の回転速度を変更する。別の局面においては、清掃制御部２０９は、計算によって導き出された回転速度に基づいて、モーター５００の回転数を変更し、クリーニングブラシ２０１の回転速度を変更する。

本実施の形態においては、設定８００の機械的清掃の強度（「機械」）は、クリーニングブラシ２０１もしくはモーター５００の回転速度（または「回転数」）になる。また、本実施例では、機械的清掃の強度として、「接触量」ではなく、「回転速度（または「回転数」）」が利用されているため、実施例1と異なり、土台５０１、スクリューシャフト５０２、カップラー５０３位置調節モーター５０４、シャフト５０５を使用しなくてもよい。

［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェアは、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成と同じである。したがって、当該ハードウェア構成の説明は繰り返さない。

図１２は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１の一制御方法を示すフローチャートである。図６および図１０のフローチャートと同じ処理に関しては同一の符号が付してある。ステップＳ６００～Ｓ６６０およびステップＳ１０１０は図６のフローチャートと同じである。

図６および図１０と異なり、機械的清掃の強度を調整するために、「接触量」と「回転速度」の両方を使用している。温度または湿度が変化する毎に、回転速度と接触量を同時に変化させてもよいし、回転速度と接触量を交互に変更させてもよい。

図１３は、本実施の形態に従うクリーニングブラシの一制御方法を示すフローチャートである。図６および図７のフローチャートと同じ処理に関しては同一の符号が付してある。ステップＳ６６０、ステップＳ７００～Ｓ７２０は図６および図７のステップＳ７００～Ｓ７２０と同じである。したがって、同じステップの説明は繰り返さない。

ステップ１３１０において、清掃制御部２０９は、設定８００から読み出した接触量および回転速度の設定に基づいて、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量、または、クリーニングブラシ２０１の回転速度を変更する。別の局面において、清掃制御部２０９は、クリーニングブラシ２０１と感光体１の表面との接触量と、クリーニングブラシ２０１の回転速度との両方を変更してもよい。

本実施の形態において、図８の機械的清掃の強度は、一例として、「接触量」と「回転数（回転速度でも良い）」との組み合わせになる。例えば、カウンター方向への回転の場合、機械的清掃の強度「低」は「接触量＝０．１」で「回転数＝１２０ｒｐｍ」。機械的清掃の強度「中」は「接触量＝０．２」で「回転数＝２４０ｒｐｍ」等。

接触量と回転数とを組み合わせて、機械的清掃の強度を調節することにより、機械的清掃の強度の微調整には「回転数」を利用し、機械的清掃の強度を大きく変更する場合には「接触量」を変更することができる。このようにすれば、広範囲かつ詳細な調整が可能となる効果を奏する。

［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェアは、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成と同じである。したがって、当該ハードウェア構成の説明は繰り返さない。

図１４は、クリーニングブラシ２０１の放電特性の一例を示したグラフである。クリーニングブラシ２０１に電圧を印加すると、電圧電流曲線のある地点から急激に電流の傾きが大きく変動する。電流の傾きが大きく変動する付近の電圧を放電開始電圧という。図１４では［－Ｖｓｈ］と［Ｖｓｈ］の付近が放電開始電圧になる。

放電は、感光体１の表面に放電による負荷および不純物の固着の原因となり得る。そのため、クリーニングブラシ２０１に印加するバイアス電圧は、放電開始電圧以下に設定することが望ましい。ただし、使用時間の経過により、クリーニングブラシ２０１に固着した不純物などの影響で、クリーニングブラシ２０１の放電開始電圧は変化するため、定期的にクリーニングブラシ２０１の電流電圧特性を計測し、設定８００の内容を修正することが望ましい。

本実施の形態において、クリーニングブラシ２０１の電気抵抗が変わった場合のバイアス電圧の設定を変更する構成について説明する。

図１５は、本実施例の形態に従う画像形成装置１００の構成部品である、イメージングユニット１０の一構成例を示す構成図である。図１５を参照して、イメージングユニット１０は、図２の構成に加えて電圧センサー１５０１と電流センサー１５０２とを含む。電圧センサー１５０１および電流センサー１５０２は、クリーニングブラシ２０１と感光体１との電圧と電流を計測するためのものである。

図１６は、回収ローラー２０２の駆動部の一構成例を示す構成図である。回収ローラー２０２も、クリーニングブラシ２０１と同様に回転するためのモーターと位置を調節するための機構を備える。ただし、モーターやシャフトなどのサイズは異なっていてよい。図５と同一の構成については同一の符号が付してある。

モーター１６００は、回収ローラー２０２を回転駆動させる。モーター１６００は、土台５０１を挟んで、回収ローラー２０２の軸に接続されている。清掃制御部２０９は、位置調節モーター５０４を駆動することにより、回収ローラー２０２の位置を調節する。他の局面において、制御部５０が位置調節モーター５０４を駆動してもよい。

図１７は、本実施の形態に従うクリーニングブラシ２０１のバイアス電圧の設定の一制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１７００において、清掃制御部２０９は、温度センサー２０７と湿度センサー２０８を用いて、温度および湿度を計測する。

ステップＳ１７１０において、清掃制御部２０９は、回収ローラー２０２をクリーニングブラシ２０１から離して電気的に独立した状態にする（「フローティングさせる」という）。回収ローラー２０２をフローティングさせるのは、クリーニングブラシ２０１の電圧と電流の特性を検査するときに、放電を防止するためである。

ステップＳ１７２０において、清掃制御部２０９は、電圧センサー１５０１および電流センサー１５０２を用いて、クリーニングブラシ２０１と感光体１との間の電圧電流特性を計測する。

ステップＳ１７３０において、清掃制御部２０９は、ステップＳ１７００で計測した温度と湿度、および、ステップＳ１７２０で計測したクリーニングブラシ２０１と感光体１との間の電圧電流特性を基にして、設定８００の設定項目を修正する必要があるか否かを判断する。設定８００の設定項目を修正する必要がある場合は（ステップＳ１７３０においてＹＥＳ）、清掃制御部２０９は、制御をステップＳ１７４０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１７３０においてＮＯ）、清掃制御部２０９は、制御をステップＳ１７６０に切り替える。

ステップＳ１７４０において、清掃制御部２０９は、設定８００の設定項目の中で、ステップＳ１７００で計測した温度と湿度が該当する条件におけるバイアス電圧の設定値を更新する。

ステップＳ１７５０において、清掃制御部２０９は、更新された設定８００の内容に基づいて、クリーニングブラシ２０１に印加されるバイアス電圧を変更する。

ステップＳ１７６０において、清掃制御部２０９は、回収ローラー２０２ステップ１７１０で動かす前の位置に戻す。

図１７の処理は、待ち時間を設けて定期的に行ってもよいし、温度または湿度が変化したタイミングで行ってもよい。また、設定８００の中に、一定期間更新されていない条件があった場合に、その条件「特定の温度または特定の湿度」になった時点で処理を開始してもよい。

また、ステップＳ１７００は、ステップ１７１０またはステップＳ１７２０の後に実行されてもよい。ステップＳ１７５０は実行されなくてもよい。その場合、クリーニングブラシ２０１のバイアス電圧が次に更新されるのは、図６、図７および図１０～１３の処理が実行されるタイミングになる。

本実施の形態に係る構成を用いることにより、クリーニングブラシ２０１の状態が変化した場合にも最適なバイアス電圧を設定できる。当該構成により、クリーニングブラシ２０１の経年劣化によるクリーニング性能の劣化を抑制できるという効果を奏する。また、本実施の形態に係る構成は、実施例１～３に係る構成と組み合わせてもよい。

今回開示された実施の形態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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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。

１ 感光体、２ 帯電部、３ 露光部、４ 現像部、５ クリーニング部、６ 中間転写体接触ローラー、１０ イメージングユニット、１２ 中間転写ベルト、１４ 中間転写体駆動ローラー、１８，２０４ クリーニングブレード、２０ 転写ローラー、２２ 定着部、３０ 給紙部、３２ 送出ローラー、３４ 搬送ローラー、３８ 搬送経路、４０ 媒体、５０ 制御部、１００ 画像形成装置、１１０ プリントエンジン、１２０ 原稿読取部、１２２ イメージスキャナー、１２４ 原稿給紙台、１２６ 原稿自動送り装置、１２８ 原稿排紙台、１３０ 排出トレイ、２０１ クリーニングブラシ、２０２ 回収ローラー、２０３ スクレーパー、２０５ 保持部材、２０７ 温度センサー、２０８ 湿度センサー、２０９ 清掃制御部、３０１ 滑材供給部、４０１ トナーカートリッジカバー、４０２ インターフェース、５００，１６００ モーター、５０１ 土台、５０２ スクリューシャフト、５０３ カップラー、５０４ 位置調節モーター、５０５ シャフト、５０６ 帯電器、５０７ 除電器、８００ 設定、１５０１ 電圧センサー、１５０２ 電流センサー。

Claims (19)

1. 転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、
   前記転写像担持体から、バイアス電圧を用いたクリーニングで転写後の残留トナーを除去するクリーニング部と、
   前記クリーニング部の位置を変更し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を調整する駆動部と、
   前記クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を第１の接触量となるように前記駆動部を制御し、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を前記第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように前記駆動部を制御する、画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記温度計測部の計測結果に基づいて、前記クリーニング部の回転速度を変更する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転し、
   前記制御部は、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも、前記転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転し、
   前記制御部は、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる、請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記転写像担持体と前記クリーニング部の電圧と電流を計測する電圧電流計測部をさらに備え、
   前記制御部は、前記電圧電流計測部の計測結果に基づいて、バイアス電圧を変更する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング部からトナーを回収する回収ローラーをさらに備え、
   前記電圧電流計測部は、前記制御部が前記回収ローラーを電位的に独立した状態に切り替えた後に計測を行う、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、
   前記転写像担持体から、転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、
   前記クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、
   制御部と、を備え、
   前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転し、
   前記制御部は、
   前記温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも、前記転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる、画像形成装置。
8. 転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、
   前記転写像担持体から、転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、
   前記クリーニング部の周辺の温度を計測する温度計測部と、
   制御部と、を備え、
   前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転し、
   前記制御部は、
   前記温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
   前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる、画像形成装置。
9. 前記クリーニング部の位置を変更し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を調整する駆動部をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度計測部の前記計測結果に基づいて、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を調節するために前記駆動部を制御する、請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、
    前記温度計測部の計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を第１の接触量となるように前記駆動部を制御し、
    前記温度計測部の計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を前記第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように前記駆動部を制御する、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 画像形成装置に組み込んで使用されるカートリッジであって、
    転写媒体に転写するトナー像を担持する転写像担持体と、
    前記転写像担持体から、転写後の残留トナーをバイアス電圧を用いたクリーニングで除去するクリーニング部と、
    前記クリーニング部の位置を変更し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を調整する駆動部と、
    前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記画像形成装置の温度計測部から取得した計測結果が、予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を第１の接触量となるように前記駆動部を制御し、
    前記計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を前記第１の接触量よりも小さい第２の接触量となるように前記駆動部を制御する、カートリッジ。
12. 前記制御部は、前記計測結果に基づいて、前記クリーニング部の回転速度を変更する、請求項１１に記載のカートリッジ。
13. 前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と同一になるように回転し、
    前記制御部は、
    前記計測結果が前記予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
    前記計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも、前記転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させる、請求項１２に記載のカートリッジ。
14. 前記クリーニング部は、前記クリーニング部と前記転写像担持体との接触面において、前記クリーニング部の表面の進行方向が、前記転写像担持体の表面の進行方向と逆になるように回転し、
    前記制御部は、
    前記計測結果が前記予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させ、
    前記計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させる、請求項１２に記載のカートリッジ。
15. 前記転写像担持体と前記クリーニング部の電圧と電流を計測する電圧電流計測部をさらに備え、
    前記制御部は、前記電圧電流計測部の計測結果に基づいて、バイアス電圧を変更する、請求項１１～請求項１４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
16. 前記クリーニング部からトナーを回収する回収ローラーをさらに備え、
    前記電圧電流計測部は、前記制御部が前記回収ローラーを電位的に独立した状態に切り替えた後に計測を行う、請求項１５に記載のカートリッジ。
17. 転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、
    バイアス電圧を印加されたクリーニング部により、前記転写像担持体から、転写後の残留トナーを除去するステップと、
    前記転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、
    温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を第１の接触量にするステップと、
    前記温度計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記転写像担持体の表面と前記クリーニング部との接触量を前記第１の接触量よりも小さい第２の接触量にするステップとを含む、画像形成装置の制御方法。
18. 転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、
    クリーニング部を前記転写像担持体と接触させ、前記クリーニング部と前記転写像担持体の表面との接触面において、前記クリーニング部を前記転写像担持体の表面の進行方向と同じ方向に回転させるステップと、
    前記転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、
    温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させるステップと、
    前記温度計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも、前記転写像担持体に対する回転速度比が１に近い第２の回転速度で回転させるステップとを含む、画像形成装置の制御方法。
19. 転写像担持体に担持したトナー像を転写媒体に転写するステップと、
    クリーニング部を前記転写像担持体と接触させ、前記クリーニング部と前記転写像担持体の表面との接触面において、前記クリーニング部を前記転写像担持体の表面の進行方向と逆方向に回転させるステップと、
    前記転写像担持体の周辺の温度を計測するステップと、
    温度計測結果が予め定められた温度を上回る場合は、前記クリーニング部に第１のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を第１の回転速度で回転させるステップと、
    前記温度計測結果が前記予め定められた温度を下回る場合は、前記クリーニング部に前記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を印加し、前記クリーニング部を前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で回転させるステップと、を含む、画像形成装置の制御方法。

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