WO2019131293A1

WO2019131293A1 - 帯電装置

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Publication number: WO2019131293A1
Application number: PCT/JP2018/046424
Authority: WO
Inventors: 正史福田; 北島　健一郎; 俊也深澤; 仁滝澤
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-07-04
Also published as: JP2019113766A

Abstract

帯電装置は、放電ワイヤと、グリッド電極と、グリッド電極と摺擦して清掃する清掃ブラシと、を備える。清掃ブラシの毛体（５０３）は、長手方向に直交する断面形状において、毛体（５０３）の全てを内包する最小円（Ｃ１）の半径をｒ１とし、最小円（Ｃ１）の中心（Ｃ２）からｒ１の６５％以上の長さを有する毛体（５０３）の外形線の外径側への突出部を足部（５０３ａ）とし、足部（５０３ａ）の数をＮとした場合に、１０≧Ｎ≧３であり、全ての足部（５０３ａ）について足部（５０３ａ）と隣り合う足部（５０３ａ）との間における毛体（５０３）の外形線から最小円（Ｃ１）までの半径方向の最大距離をｒ２とした場合に、ｒ２／ｒ１≧０．１である。

Description

帯電装置

　本発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置に用いて好適な帯電装置に関する。

　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、帯電装置として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、スコロトロン方式のものが知られている。スコロトロン方式のコロナ帯電器は、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、感光ドラム表面の帯電量を制御する制御電極とを有している。放電電極にはワイヤ状に形成されたもの（放電ワイヤと呼ぶ）が用いられ、制御電極には板状部材にエッチング処理により多数の孔がメッシュ状に形成されたもの（グリッド電極と呼ぶ）が用いられる。

　スコロトロン方式の場合、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、あるいはトナーやトナーの外添剤などの付着物がグリッド電極に付着しやすい。グリッド電極に付着した付着物は、グリッド電極を酸化して錆を生じさせてしまう虞がある。グリッド電極に錆が生じると、感光ドラムを所定電位に一様に帯電し難くなり、帯電ムラを生じやすくなる。そこで、グリッド電極に付着した付着物を除去するために、グリッド電極を摺擦することにより清掃する清掃ブラシを備えた帯電装置が提案されている（特許文献１参照）。清掃ブラシの毛体としては、断面円形状のものが一般的であり（特許文献２参照）、コロナ帯電器の清掃ブラシとしても断面円形状の毛体が一般に使用されている。

特開２００６－９１４８４号公報特開２０１１－３９４２７号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に記載の清掃ブラシに特許文献２に記載の断面円形状の毛体が適用された場合、以下のような問題が発生する可能性がある。まず、断面円形状の毛体では、グリッド電極を摺擦する際に付着物をグリッド電極に押し付ける方向に力が作用し易く、グリッド電極から付着物を効果的に除去することは困難である。また、断面円形状の毛体は、表面に凹部を有していないためグリッド電極から除去した付着物が毛体の表面の凸状の円周面に保持される。このため、表面に付着物を保持した毛体が再びグリッド電極に接触すると、毛体に保持されていた付着物が再びグリッド電極に接触して再付着してしまうことがあり、清掃効率が良くない。

　本開示は、グリッド電極の清掃効率を向上できる清掃ブラシを備えた帯電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様によると、帯電装置は、感光体の表面に面して配置され、前記感光体に対向する面に開口部が形成された筐体と、前記筐体の内部に配置され、電圧が印加されて放電する放電ワイヤと、前記感光体と前記放電ワイヤとの間に配置され、電圧が印加されるグリッド電極と、前記グリッド電極と摺擦して清掃する清掃ブラシと、を備え、前記清掃ブラシの毛体は、長手方向に直交する断面形状において、前記毛体の全てを内包する最小円の半径をｒ１とし、前記最小円の中心からｒ１の６５％以上の長さを有する前記毛体の外形線の外径側への突出部を足部とし、前記足部の数をＮとした場合に、１０≧Ｎ≧３であり、全ての前記足部について前記足部と隣り合う前記足部との間における前記毛体の外形線から前記最小円までの半径方向の最大距離をｒ２とした場合に、ｒ２／ｒ１≧０．１である。

　本発明の一態様によれば、清掃ブラシによるグリッド電極の清掃効率を向上できる。本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

本実施形態の帯電装置を適用可能な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。本実施形態の帯電装置を示す外観斜視図。本実施形態の帯電装置を示す断面図。グリッド電極について説明する模式図。本実施形態の帯電装置においてシャッタが開いた状態を示す側面図。本実施形態の帯電装置においてシャッタが閉じた状態を示す側面図。清掃部材の移動制御系の制御ブロック図。グリッド電極を引き込む前における引き込み部材を示す部分拡大斜視図。グリッド電極を引き込んだ後における引き込み部材を示す部分拡大斜視図。ワイヤ面清掃ブラシを示すグリッド電極側から視た底面図。ワイヤ面清掃ブラシを示す側面図。ワイヤ面清掃ブラシの侵入量について説明する模式図。ワイヤ面清掃ブラシの突出量について説明する模式図。ワイヤ面清掃ブラシによるグリッド電極の清掃について説明する模式図。グリッド清掃の制御動作の処理手順を示すフローチャート。実施例１のブラシ部の毛体の断面図。実施例１の変形例のブラシ部の毛体の断面図。比較例１のブラシ部の毛体の断面図。本実施形態のブラシ部の毛体の変形例を示す斜視図である。

　＜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、感光体として円筒型の感光ドラム１が配設されている。感光ドラム１の周囲には帯電装置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。感光ドラム１は、像担持体として回転する電子写真用の感光体である。本実施形態では、感光ドラム１は、負極性の有機感光体（以降、ＯＰＣという）で、外径８４ｍｍ、長さ３８０ｍｍで、４５０ｍｍ／ｓの回転周速で矢印Ｒ１方向に駆動される。また、感光ドラム１は、アルミシリンダ上に、約３０μｍの感光層を備えた構成のものを用いている。尚、本実施形態ではアルミシリンダのドラムを適用しているが、これには限られず、アモルファスシリコンドラム等、他の種類の感光ドラムを用いてもよい。

　上述した構成の画像形成装置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の表面が帯電装置２によって一様に帯電される。帯電装置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。本実施形態の帯電装置２については、詳細を後述する。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。

　＜帯電装置＞
　本実施形態の帯電装置２の構成について、図３～図６Ｂを用いて説明する。本実施形態の帯電装置２はスコロトロン方式のコロナ帯電器であり、図３には感光ドラム側から視た帯電装置２を示した。帯電装置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。なお、図３では図示の都合上、後述する清掃部材２５０の図示を省略し、また図４では後述するシャッタ２１０の図示を省略している。

　図３に示すように、帯電装置２は、一対のシールド電極２０３と、帯電装置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、帯電装置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。シールド電極２０３はステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いて板状に形成され、感光ドラム１の回転軸線方向に交差する幅方向（短手方向）に所定間隔（例えば３０ｍｍ）で互いに対向するように配置されている。即ち、帯電装置２の帯電幅は、シールド電極２０３の内側の距離で、例えば約３０ｍｍである。シールド電極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。筐体９０は、感光ドラム１の表面に面して配置され、感光ドラム１に対向する面に開口部９０ａが形成されている（図４参照）。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の回転軸線方向に張架し、またグリッド電極２０６を保持している。

　＜放電ワイヤ＞
　図４に示すように、帯電装置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電極２０６とを有する。放電ワイヤ２０５は、筐体９０の内部、一対のシールド電極２０３の内側に配置され、感光ドラム１の表面を帯電可能である。放電ワイヤ２０５は、高圧電源３０７（図７参照）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はその直径が４０μｍ～１００μｍに形成されていると好ましい。本実施形態では、放電ワイヤ２０５は、直径６０μｍのタングステンワイヤ製としている。尚、放電ワイヤ２０５の線径、形状、材質等は、画像形成装置１００の構成や使用条件に応じて、適宜選択してもよい。

　＜グリッド電極＞
　図４に示すように、グリッド電極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との間に配置され、感光ドラム１の表面の帯電量を制御可能である。グリッド電極２０６は、帯電装置２の前ブロック２０１及び奥ブロック２０２間に、帯電装置２の放電動作時に振動しないように、所定の張力で懸架されている。また、グリッド電極２０６は、前ブロック２０１に配置され、保持部２０７のつまみ２０８を調整して張力を解放することで、容易に着脱可能となっている。グリッド電極２０６は、高圧電源３０８（図７参照）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の表面の帯電量が制御される。グリッド電極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、グリッド電極２０６と感光ドラム１との最近接距離（ＧＤギャップ）を１．３±０．３ｍｍに設定した。なお、グリッド電極２０６と放電ワイヤ２０５との最近接距離は８ｍｍに設定した。本実施形態では、グリッド電極２０６の短手方向の幅は２４ｍｍ、開口部９０ａの幅は２１ｍｍ、長手方向の開口幅は３４０ｍｍである。

　グリッド電極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メッシュ状の部分を有した、所謂エッチンググリッドである。本実施形態では、基材２０６ｃとして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。

　グリッド電極２０６の形状について、図５を用いて説明する。図５には、グリッド電極２０６の形状を説明するために、便宜的に符号ａ～ｆを付してある。貫通孔２０６ａは、開口幅０．３±０．０３ｍｍとなるように（図５中の符号ａ参照）、貫通孔２０６ａ以外の基材２０６ｃ（図４参照）の残り部分が幅０．０７±０．０３ｍｍとなるように形成される（図５中の符号ｂ参照）。また、貫通孔２０６ａは、長手方向に延びる仮想線に対し角度４５±１°（図５中の符号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。グリッド電極２０６の短手方向には、撓み防止のために６．９±０．１ｍｍ間隔毎に（図５中の符号ｅ参照）、幅０．１±０．０３ｍｍ（図５中の符号ｄ参照）の梁２０６ｂが長手方向に設けられている。なお、グリッド電極２０６の幅方向の両端部には、幅１．５±０．１ｍｍ程度に基材２０６ｃを残しておくのが好ましい（図５中の符号ｆ参照）。また、グリッド電極２０６はメッシュ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。

　なお、グリッド電極２０６の表面には、耐腐食性の向上を目的に表面処理（所謂、コーティング）が施されて、防錆効果のある保護層が形成されている。例えば、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（ｔａ－Ｃ）の保護層が形成される。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。それ故、グリッド電極表面の保護層に用いるのに適している。

　＜シャッタ＞
　また、帯電装置２は、図３に示すように、グリッド電極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、グリッド電極２０６と感光ドラム１との間を長手方向に移動し、筐体９０の開口部９０ａ（図４参照）が開口された開位置と開口部９０ａが遮蔽された閉位置とに移動自在に設けられている。

　シャッタ２１０は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、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６Ａ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（図４参照）は開口された状態である。反対に、図６Ｂ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６Ｂ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６Ａ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がグリッド電極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。ここで、保持部２０７（２０９）は前ブロック２０１と奥ブロック２０２にそれぞれ配置されてグリッド電極２０６を保持するもので、つまみ２０８は使用者による操作に応じてグリッド電極２０６を保持部２０７、２０９から取り外すためのものである。

　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をグリッド電極側に向けて付勢すると共に、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）の中央付近がグリッド電極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。

　シャッタ２１０を保持する板ばね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、清掃部材駆動モータＭ２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＞
　上記のシャッタ２１０が開位置にあるか閉位置にあるかを検出するために、帯電装置２は手前側ＨＰセンサＰＳ１と、奥側ＨＰセンサＰＳ２とを有している。各ＨＰ（ホームポジション）センサＰＳ１，ＰＳ２は光学センサであり、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。本実施形態では、手前側ＨＰセンサＰＳ１は、シャッタ２１０が開位置にある場合に所定の信号を出力し、奥側ＨＰセンサＰＳ２は、シャッタ２１０が閉位置にある場合に所定の信号を出力するように、駆動スクリュ２１７の軸上方の異なる位置に配置されている。

　各ＨＰ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が各ＨＰセンサＰＳ１，ＰＳ２を遮蔽した遮蔽位置にある場合、各ＨＰ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が各ＨＰセンサＰＳ１，ＰＳ２を遮蔽していない非遮蔽位置にある場合、各ＨＰ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６Ａに示すように、巻取り機構２１１側に近い方に配置された手前側ＨＰ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６Ｂに示すように、巻取り機構２１１側から遠い方に配置された奥側ＨＰ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。尚、各ＨＰセンサＰＳ１，ＰＳ２は、図７に示すように、制御部３００に接続されており、検出信号を制御部３００に送信する。

　＜高圧構成＞
　帯電装置２の高圧構成について、図７を用いて説明する。放電ワイヤ２０５及びグリッド電極２０６は、それぞれ直流電源である高圧電源３０７，３０８に接続されている。高圧電源３０７は定電流制御により制御され、高圧電源３０８は定電圧制御により制御されている。また、グリッド電極２０６と帯電装置２のシールド電極２０３とは、同電位になるように接続されている。制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、帯電高圧制御データを格納する記憶部３０２と、画像形成枚数をカウントするカウンタ３０３と、タイマ３０４と、出力画像の画素数を検知するビデオカウント３０５とを有している。制御部３００には、機内の温度及び湿度を検知する温度湿度センサ３０６が接続されている。ＣＰＵ３０１は、記憶部３０２に記憶されたデータや、カウンタ３０３、温度湿度センサ３０６、タイマ３０４から取得した情報に基づいて、高圧電源３０７，３０８に制御信号を送信する。高圧電源３０７，３０８は、受信した制御信号に基づいて、放電ワイヤ２０５に通電する一次電流Ｉｐと、グリッド電極２０６に印加するグリッド電圧Ｖｇとを出力する。本実施形態では、放電ワイヤ２０５に印加される高圧は、－４００～－１２００μＡの間で可変であり、グリッド電極２０６に印加されるグリッド電圧は、０～－１２００Ｖの範囲で可変であるようにしている。

　＜清掃部材＞
　図６Ａ及び図６Ｂに示すように、帯電装置２は、グリッド電極２０６を清掃する清掃部材２５０を有している。本実施形態では、清掃部材２５０はキャリッジ２１３に保持されている。このため、清掃部材２５０は、清掃部材駆動モータＭ２（図７参照）の駆動に応じて、つまりはシャッタ２１０の開位置と閉位置間の移動にあわせて、長手方向に往復動される。非清掃時には、図６Ａに示すように、清掃部材２５０は本体手前側のホームポジション（ＨＰ）位置で、グリッド電極２０６に圧接しないように配置されている。また、清掃時には、図６Ｂに示すように、グリッド電極２０６が放電ワイヤ２０５側に引き込まれ、清掃部材２５０はグリッド電極２０６に接触しながら長手方向に移動するように配置されている。尚、本実施形態では、清掃部材２５０の移動速度は、約７５ｍｍ／ｓで、約１０秒で往復する。

　清掃部材２５０の移動制御について説明する。本実施形態の場合、上記のように、清掃部材２５０はシャッタ２１０の移動にあわせて往復動されることから、実質的にシャッタ２１０の移動制御に従って清掃部材２５０が移動される。シャッタ２１０は、制御部３００（図７参照）による制御の下で移動される。

　図７に示すように、制御部３００には、感光ドラム駆動モータＭ１、清掃部材駆動モータＭ２、手前側ＨＰセンサＰＳ１、奥側ＨＰセンサＰＳ２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。記憶部３０２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、記憶部３０２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を動作させる。本実施形態の場合、制御部３００は清掃部材２５０を動作させてグリッド電極２０６を清掃する清掃制御を実行可能である。なお、記憶部３０２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。

　制御部３００は、記憶部３０２、カウンタ３０３、温度湿度センサ３０６、タイマ３０４、ビデオカウント３０５などを用いて、グリッド電極２０６の清掃頻度や清掃回数等を制御可能である。本実施形態の場合、制御部３００は、カウンタ３０３により計時される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、グリッド電極２０６を清掃する清掃制御を行う。その際に、制御部３００は清掃部材駆動モータＭ２を制御し、上述した駆動スクリュ２１７及びキャリッジ２１３を介してシャッタ２１０を動作させることで、清掃部材２５０を移動させる。グリッド電極２０６に対して清掃部材２５０が移動した際には、各ＨＰセンサＰＳ１，ＰＳ２によって移動方向の両端部へ到達が検出される。制御部３００は、各ＨＰセンサＰＳ１，ＰＳ２から出力される信号を取得する。制御部３００は、清掃部材２５０の移動制御時、奥側ＨＰセンサＰＳ２から所定の信号が出力されるまでは、往路動作を行うよう清掃部材駆動モータＭ２を制御する。制御部３００は、奥側ＨＰセンサＰＳ２から所定の信号が出力されたことを検知した場合に、復路動作を行うよう清掃部材駆動モータＭ２を反転制御する。なお、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）を過ぎたらシャッタ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。

　また、本実施形態の場合、清掃部材２５０にグリッド電極２０６を清掃させるため、清掃部材２５０の移動制御の開始前に、グリッド電極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、グリッド電極２０６は清掃前、感光ドラム側の清掃部材２５０に接触しない待機位置に待機している。そして、グリッド電極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５参照）によって、待機位置と清掃部材２５０に接触する清掃位置との間を移動されながら、清掃部材２５０によって清掃されていく。

　＜引き込み部材＞
　引き込み部材２５２について、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａ及び図８Ｂは感光ドラム１側から視た帯電装置２を示し、図面上側が重力方向である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、引き込み部材２５２はキャリッジ２１３からシールド電極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、帯電装置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８Ａには、清掃部材２５０が、本体手前側のＨＰ位置より、移動開始後に引き込み部材２５２が、グリッド電極２０６と接触して引き込み動作を開始した時の様子を示している。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、グリッド電極２０６はテーパ部２５２ａに沿って感光ドラム側へ向け重力方向と反対側（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電極２０６は局所的に変形する。

　図８Ｂには、清掃動作開始後、引き込み部材２５２へのグリッド電極２０６の引き込み動作が終了した直後の様子を示している。摺擦部２５２ｂまで進むと、グリッド電極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、グリッド電極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には清掃部材２５０が保持されていることから、清掃部材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、清掃部材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電極２０６に接触しながら移動され、グリッド電極２０６を清掃していく。

　このように、引き込み部材２５２は、奥側への移動を開始すると、グリッド電極２０６の両端部と接触して、グリッド電極２０６を放電ワイヤ２０５側へと引き込む。このように引き込み構成を用いることで、長手移動時に感光ドラム１の表面を傷つけるなどの問題が発生しない構成となっている。また、本装置のキャリッジ２１３及び引き込み部材２５２の材質は、ＡＢＳ樹脂を用いている。引き込み部材２５２の材料は、適時変更してかまわないが、グリッド電極２０６と接触するため、剛性や耐摩耗性に高い樹脂を用いた方が望ましい。

　清掃部材２５０の構成について詳しく説明する。本実施形態の清掃部材２５０は、図４に示すように、ワイヤ面清掃ブラシ（清掃ブラシ）５００と、ドラム面清掃ブラシ（清掃ブラシ）６００とを有する。ワイヤ面清掃ブラシ５００とドラム面清掃ブラシ６００とは、それぞれがグリッド電極２０６の表裏それぞれの面を摺擦して清掃する。即ち、ワイヤ面清掃ブラシ５００は、放電ワイヤ２０５に面したグリッド電極２０６の表面（ワイヤ面と呼ぶ）に摺動してワイヤ面を清掃する。他方、ドラム面清掃ブラシ６００は、感光ドラム１に面したグリッド電極２０６の表面（ドラム面と呼ぶ）に摺動してドラム面を清掃する。

　＜ワイヤ面清掃ブラシ＞
　ワイヤ面清掃ブラシ５００について、図９Ａ～図１１Ｂを用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ワイヤ面清掃ブラシ５００は樹脂ブラシを難燃処理して基布に織り込んだものであり、樹脂ブラシであるブラシ部５０１と基布部５０２とを有している。基布部５０２の裏側は貼り付け面であり、接着層になっている。ブラシ部５０１は、多数の毛体５０３を有している。ブラシ部５０１は自由長Ｌ１０で、ブラシ部５０１の短手方向の幅は、放電ワイヤ２０５から影響のある範囲、ここではグリッド電極２０６のメッシュ形状の開口部を覆う幅に設定している（図５参照）。本実施形態では、ワイヤ面清掃ブラシ５００のサイズは、例えば短手方向長さが２１ｍｍ、長手方向長さが５ｍｍである。ブラシ部５０１は、基布部５０２に対する余白部の長さΔｇが例えば１ｍｍとなるように設けられている。また、本実施形態では、ブラシ部５０１としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）系のブラシを難燃化処理したものを用いている。ブラシ部５０１の毛体５０３としては、太さ１１デシテックス、パイル密度が６万本／インチ^２で織り込んだものを用い、自由長Ｌ１０は２．３ｍｍに設定している。なお、毛体５０３としては、ナイロン（登録商標）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル等に難燃処理した樹脂ブラシを用いてもよい。

　図１０に示すように、ワイヤ面清掃ブラシ５００の基布部５０２の接着層は、キャリッジ２１３に接着されている。本実施形態の場合、ワイヤ面清掃ブラシ５００がグリッド電極２０６に摺動していない静止状態におけるブラシ部５０１の毛体５０３のグリッド電極２０６に対する侵入量（図中ΔＸ）は、例えば０．８ｍｍに設定される。

　図１１Ａに示すように、ワイヤ面清掃ブラシ５００が長手方向に移動しグリッド電極２０６に摺動している場合、ブラシ部５０１の毛体５０３はグリッド電極２０６のワイヤ面を清掃するものと、貫通孔２０６ａの側面を清掃するものとに分かれる。図１１Ａ中に記載のグリッド電極２０６の撓み量は、ワイヤ面を清掃しているブラシ部５０１がグリッド電極２０６を押し付けた量を示す。本実施形態では、グリッド電極２０６の撓み量は約０．１ｍｍに抑制されている。また、ワイヤ面清掃ブラシ５００がグリッド電極２０６に摺動している動作状態におけるブラシ部５０１の毛体５０３のグリッド電極２０６に対する突出量ΔＬは、例えば０．４～０．６ｍｍに設定される。突出量ΔＬは、貫通孔２０６ａの側面を清掃しているブラシ部５０１の毛体５０３がグリッド電極２０６から感光ドラム１側に突出した長さである。

　図１１Ｂに示すように、自由長Ｌ１０のブラシ部５０１が貫通孔２０６ａの側面に接触して清掃する際は、ブラシ部５０１による貫通孔２０６ａの側面の清掃力は、ブラシ部５０１が貫通孔２０６ａの側面に接触して移動した距離に比例する。このことから、突出量ΔＬ（図１１Ａ参照）を大きくすれば、ブラシ部５０１と貫通孔２０６ａの側面との接触移動距離を増加し得るので、ブラシ部５０１による貫通孔２０６ａの側面の清掃力を高めることができる。また、この突出量ΔＬは、ブラシ部５０１の自由長Ｌ１０と、ブラシ部５０１のグリッド電極２０６に対する侵入量ΔＸとで決まる。本実施形態では、グリッド電極２０６の清掃範囲（図９ＢのＲ領域）における突出量ΔＬを上述した０．４～０．６ｍｍとし、それ以外の幅方向の両端部における突出量を０～０．２ｍｍとした。つまり、付着物が付着し難い幅方向両端部に比べて、付着物が付着しやすいＲ領域の清掃力を高くしている。そうなるように、ブラシ部５０１の自由長Ｌ１０と、ブラシ部５０１のグリッド電極２０６に対する侵入量ΔＸとが設定されることが好ましい。

　ここで、グリッド電極２０６のワイヤ面と貫通孔２０６ａの側面との両方を清掃するには、突出量ΔＬが０ｍｍ以上である必要がある。より好適には、グリッド電極２０６の板厚や清掃時の撓み量を考慮して、確実に側面と接触できるように、突出量ΔＬを０．１ｍｍ以上に設定するのが望ましい。また、突出量ΔＬを、図１１Ｂに示した貫通孔２０６ａの長手方向の長さＪと同等に設定するのが望ましい。例えば、貫通孔２０６ａの形成角度が４５度、貫通孔２０６ａの長手方向の長さＪが０．３ｍｍである場合には、突出量ΔＬが０．４ｍｍ以上に設定される。なお、突出量ΔＬの上限は、グリッド電極２０６の清掃時に、ブラシ部５０１の動きが感光ドラム１との接触で変動しないように、グリッド電極２０６と感光ドラム１との間隔（グリッド－ドラム間距離、ＧＤギャップ）より小さくするのが望ましい。以上のようにすることで、グリッド電極２０６の撓み量を抑制しながら、突出量ΔＬの設定値に沿った清掃力の設定が可能となり、好適にグリッド電極２０６のワイヤ面と貫通孔２０６ａの側面とを清掃できるようになる。

　＜ドラム面清掃ブラシ＞
　次に、ドラム面清掃ブラシ６００について説明する。図４に示すように、ドラム面清掃ブラシ６００は、本体部６０１と、摺動部としての摺動ブラシ部６０２とを有する。本体部６０１は例えば厚み１００μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いて形成された板バネであり、グリッド電極２０６のドラム面に向かう方向に可撓性を有する。摺動ブラシ部６０２は、例えば自由長が１．５ｍｍの難燃処理された樹脂ブラシが植毛された植毛シートを用い、本体部６０１に設けられている。摺動ブラシ部６０２は本体部６０１により、グリッド電極２０６に接触される。なお、摺動ブラシ部６０２は、アクリル、ナイロン（登録商標）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等に難燃処理したものを用いてよい。また、摺動ブラシ部６０２はブラシに限らず、スポンジやゴム、樹脂シートであってもよい。

　次に、グリッド電極２０６の清掃の制御動作について、図１２に示すフローチャートに沿って説明する。制御部３００は、所定のタイミングで清掃動作を開始する（ステップＳ１）。まず、制御部３００は、清掃部材駆動モータＭ２に制御信号を送信して、清掃部材２５０を本体手前側から本体奥側に向けて往路方向へ駆動させる（ステップＳ２）。制御部３００は、キャリッジ２１３が奥側まで達したことが奥側ＨＰセンサＰＳ２により検知されたか否かを判断する（ステップＳ３）。制御部３００は、キャリッジ２１３が奥側まで達したことが奥側ＨＰセンサＰＳ２により検知されていないと判断した場合は、清掃部材駆動モータＭ２の駆動を継続する（ステップＳ２）。

　制御部３００は、キャリッジ２１３が奥側まで達したことが奥側ＨＰセンサＰＳ２により検知されたと判断した場合は、清掃部材駆動モータＭ２に逆回転させる制御信号を送信する。そして、制御部３００は、清掃部材２５０を本体奥側から本体手前側に向けて復路方向へ駆動させる（ステップＳ４）。更に、制御部３００は、キャリッジ２１３が手前側まで達したことが手前側ＨＰセンサＰＳ１により検知されたか否かを判断する（ステップＳ５）。制御部３００は、キャリッジ２１３が手前側まで達したことが手前側ＨＰセンサＰＳ１により検知されていないと判断した場合は、清掃部材駆動モータＭ２の駆動を継続する（ステップＳ４）。制御部３００は、キャリッジ２１３が手前側まで達したことが手前側ＨＰセンサＰＳ１により検知されたと判断した場合は、清掃部材駆動モータＭ２の駆動を停止して、清掃動作を終了する（ステップＳ６）。

　次に、ワイヤ面清掃ブラシ５００の毛体５０３の長手方向に直交する断面形状について説明する。ここでは、ワイヤ面清掃ブラシ５００の毛体５０３の断面形状について説明するが、ドラム面清掃ブラシ６００の毛体の断面形状も同様としている。本実施形態では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、毛体５０３の断面形状は、外周側に３箇所の突出した足部５０３ａを有する異形形状としている。足部５０３ａは、毛体５０３の長手方向に沿って平行に形成されている。このような断面形状に足部５０３ａを有する毛体５０３は、例えば、毛体を紡ぐ装置の出口部分を所望の形状にすることで生成することができる。

　ここで、足部５０３ａの定義について説明する。まず、断面形状において、毛体５０３の全てを内包する最小円Ｃ１を設定する。この最小円Ｃ１とは、毛体５０３の断面において外径側に延びた足部５０３ａの最外部に最低２箇所以上が外側から接し、毛体５０３の断面全体を内包する最小の円である。従って、最小円Ｃ１は、足部５０３ａに接しない場合もあり、その場合には最小円Ｃ１が外接円より小さくなる（図１３Ｂ参照）。そして、本実施形態で足部５０３ａとは、最小円Ｃ１の半径をｒ１とし、最小円Ｃ１の中心Ｃ２からｒ１の６５％以上の長さを有する毛体５０３の外形線の外径側への突出部を意味している。即ち、中心Ｃ２からｒ１の６５％以上の長さを有する突出部であれば、最小円Ｃ１に届かなくても足部５０３ａに該当する（図１３Ｂ参照）。

　このように、毛体５０３は断面形状において足部５０３ａを有することにより、グリッド電極２０６を摺擦する際には足部５０３ａが付着物７をグリッド電極２０６から掻き落とすように作用し、グリッド電極２０６から付着物７を効果的に除去できる。尚、足部５０３ａの数Ｎとしては、本実施形態では３箇所としているが、これには限られない。但し、足部５０３ａが２箇所であると、後述する凹部５０３ｂの深さが不十分であり、グリッド電極２０６から掻き落として毛体５０３に保持された付着物７が再びグリッド電極２０６に接触して再付着してしまう虞がある。また、足部５０３ａが１０箇所を超えると、各足部５０３ａが細くなり剛性が不足することによって清掃時における付着物７の掻き落とし力が弱くなってしまう。そこで、足部５０３ａの数Ｎは１０≧Ｎ≧３とし、より好ましくは８≧Ｎ≧３である。

　また、毛体５０３は断面形状において、全ての足部５０３ａについて、足部５０３ａと隣り合う足部５０３ａとの間には、外周側から中心Ｃ２側に向けて凹んだ凹部５０３ｂが形成されている。凹部５０３ｂにおいて、毛体５０３の外形線から最小円Ｃ１までの半径方向の最大距離をｒ２とした場合に、凹部５０３ｂの深さ比ｒ２／ｒ１≧０．１であるようにしている。凹部５０３ｂが浅すぎると、グリッド電極２０６から掻き落として毛体５０３に保持された付着物７が再びグリッド電極２０６に接触して再付着してしまう虞がある。これに対し、本実施形態では、凹部５０３ｂに十分な深さを設けているので、グリッド電極２０６から掻き落とされた付着物７の一部は、足部５０３ａと足部５０３ａとの間の凹部５０３ｂに保持され、グリッド電極２０６に直接接触しにくくなる。このため、付着物７を保持した状態の毛体５０３が再びグリッド電極２０６に接触しても、毛体５０３に保持されていた付着物７は再びグリッド電極２０６に接触しにくく、清掃効率が向上される。

　また、本実施形態では、毛体５０３は断面形状において、凹部５０３ｂの深さ比ｒ２／ｒ１≦０．８であるようにしている。凹部５０３ｂが深ければ、掻き取った付着物７の捕集能は向上するが、凹部５０３ｂが深すぎると足部５０３ａの剛性が不足することにより清掃時の付着物７の掻き落とし力が弱くなってしまい、また毛体５０３の量産性が低下してしまう。これに対し、本実施形態では、凹部５０３ｂが深くなりすぎないように毛体５０３を形成しているので、凹部５０３ｂが深すぎて足部５０３ａの剛性が不足することや量産性の低下を防止している。尚、本実施形態では、凹部５０３ｂの深さ比ｒ２／ｒ１として、最も好ましい範囲である０．６～０．８を採用している。

　また、本実施形態では、毛体５０３は断面形状において、最小円Ｃ１の面積をＳ１とし、毛体５０３の断面積をＳ２とした場合に、８５≧（Ｓ１－Ｓ２）／Ｓ１×１００＋２×Ｎ≧３５であるようにしている。（Ｓ１－Ｓ２）は、概ね凹部５０３ｂの総面積である。このため、（Ｓ１－Ｓ２）／Ｓ１は、最小円Ｃ１の面積Ｓ１に対する凹部５０３ｂの面積の割合である。尚、２×Ｎは、足部５０３ａの数Ｎに対応した調整項であり、足部５０３ａの数が多いと凹部５０３ｂの面積が減少してしまうので、それを補うために設けている。最小円Ｃ１の面積Ｓ１に対する凹部５０３ｂの面積の割合が少なすぎると、凹部５０３ｂが浅すぎる状態であり、グリッド電極２０６から掻き落として毛体５０３に保持された付着物７が再びグリッド電極２０６に接触して再付着してしまう虞がある。最小円Ｃ１の面積Ｓ１に対する凹部５０３ｂの面積の割合が多すぎると、凹部５０３ｂが深すぎる状態であり、足部５０３ａの剛性が不足することにより清掃時の付着物７の掻き落とし力が弱くなってしまい、また毛体５０３の量産性が低下してしまう。これに対し、本実施形態では、最小円Ｃ１の面積Ｓ１に対する凹部５０３ｂの面積の割合を適切な範囲に設定することにより、凹部５０３ｂの深さを適切な範囲にして、これらの課題の解決を図っている。

　ここで、毛体５０３の断面形状による清掃挙動について説明する。まず、図１３Ｃに示すように、断面円形状の毛体１０３を使用してグリッド電極２０６のワイヤ面と貫通孔２０６ａの側面とを清掃した場合について説明する。この場合、毛体１０３が断面円形状であるので、グリッド電極２０６を摺擦する際に付着物７を掻き落とすのではなく、むしろ覆い被さり易く、付着物７をグリッド電極２０６に押し付ける方向に力が作用し易い。このため、毛体１０３が断面円形状では、グリッド電極２０６から付着物７を効果的に除去することは困難である。また、断面円形状の毛体１０３は、表面に凹部を有していないためグリッド電極２０６から除去した付着物７が毛体１０３の表面の凸状の円周面に保持される。このため、付着物７を保持した状態の毛体１０３が再びグリッド電極２０６に接触すると、毛体１０３に保持されていた付着物７が再びグリッド電極２０６に接触して再付着してしまうことがあり、清掃効率が良くない。

　これに対し、本実施形態では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、断面形状において足部５０３ａを３箇所に有する毛体５０３を使用してグリッド電極２０６のワイヤ面と貫通孔２０６ａの側面とを清掃する。このため、グリッド電極２０６を摺擦する際に足部５０３ａが付着物７をグリッド電極２０６から掻き落とすように作用し、グリッド電極２０６から付着物７を効果的に除去することができ、清掃効率が良い。また、掻き落とした付着物７の一部は、足部５０３ａと足部５０３ａとの間の凹部５０３ｂに保持される。凹部５０３ｂはグリッド電極２０６に直接接触しにくい。このため、付着物７を保持した状態の毛体５０３が再びグリッド電極２０６に接触しても、毛体５０３に保持されていた付着物７は再びグリッド電極２０６に接触しにくく、清掃効率が良い。

　上述したように、本実施形態の帯電装置２によれば、毛体５０３の断面形状において、３箇所の足部５０３ａを有している。このため、グリッド電極２０６を摺擦する際に足部５０３ａが付着物７をグリッド電極２０６から掻き落とすように作用し、グリッド電極２０６から付着物７を効果的に除去することができ、清掃効率を向上することができる。また、毛体５０３の断面形状において、凹部５０３ｂの深さ比をｒ２／ｒ１≧０．１としている。このため、凹部５０３ｂに付着物７を保持した状態の毛体５０３が再びグリッド電極２０６に接触しても、凹部５０３ｂに保持されていた付着物７は再びグリッド電極２０６に接触しにくく、清掃効率を向上することができる。

　（実施例１）
　ここで、毛体５０３の足部５０３ａの数Ｎを異ならせて、清掃性能を比較した。まず、上述した本実施形態の毛体５０３を帯電装置２のグリッド電極２０６の清掃部材２５０として利用した画像形成装置１００（キヤノン製、ｉｍａｇｅＰＲＥＳＳ　Ｃ１）を用いて、清掃部材２５０の清掃性能を測定した。ここでは、清掃性能の測定として、グリッド電極２０６に異物が付着していれば帯電均一性を損なって濃度差を生ずることに着目し、全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。試験条件としては、温度２５℃、湿度４０％の環境下に画像形成装置１００を設置し、画像比率１５％の画像を２００００枚出力した。その後、全面均一ハーフトーン画像を出力し、画像上の濃度差を濃度測定機（Ｘ－ｒｉｔｅ社製）の利用により測定した。毛体５０３の断面形状の観察と、最小円Ｃ１の半径ｒ１及び凹部５０３ｂの深さｒ２の測定とは、走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製、超高分解能電界放出型走査電子顕微鏡ＳＵ８２００）を用いて行った。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．０８であった。

　（実施例２）
　足部を４箇所有する毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．０８であった。

　（実施例３）
　足部を５箇所有する毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．０７であった。

　（実施例４）
　足部を５箇所有する毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．０７であった。

　（比較例１）
　足部を有さない断面円形状の毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．１９であった。

　（比較例２）
　足部を２箇所有する毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表１に示す。表１に示すように、濃度差は０．１３であった。

　グリッド電極２０６に異物が付着した状態だと画像上の濃度差が発生することを踏まえると、画像上の濃度差が小さいほどグリッド電極２０６の異物が除去されていることを示し、清掃能力が高いことを意味する。上記の試験における濃度差は、０．１以上をＮＧ、０．１未満をＯＫとすると、足部の数が３本以上の毛体の清掃性能はＯＫ、２本以下の毛体の清掃性能はＮＧであった。従って、本実施形態の毛体５０３を帯電装置２のグリッド電極２０６の清掃部材２５０として利用した画像形成装置１００では、清掃部材２５０の清掃性能が良好であると確認された。また、足部の数が３箇所以上であると濃度差が０．１未満になり清掃性能がＯＫとなった。従って、清掃部材の毛体の断面形状における足部は３本以上であることが好ましいことが確認された。

　（実施例５）
　次に、毛体５０３の凹部５０３ｂの深さ比ｒ２／ｒ１を異ならせて、清掃性能を比較した。まず、上述した本実施形態の毛体５０３を帯電装置２のグリッド電極２０６の清掃部材２５０として利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で清掃部材２５０の清掃性能を測定した。この毛体５０３では、凹部５０３ｂの深さｒ２／ｒ１は０．１とした。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．０８であった。

　（実施例６）
　凹部の深さ比ｒ２／ｒ１を０．２とした毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例５と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．０８であった。

　（実施例７）
　凹部の深さ比ｒ２／ｒ１を０．３とした毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例５と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．０８であった。

　（実施例８）
　凹部の深さ比ｒ２／ｒ１を０．５とした毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例５と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．０７であった。

　（比較例３）
　凹部の深さ比ｒ２／ｒ１を０．０とした断面円形状の毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例５と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．１９であった。

　（比較例４）
　凹部の深さ比ｒ２／ｒ１を０．０５とした毛体を利用した画像形成装置１００を用いて、実施例５と同様の条件で全面均一ハーフトーン画像を出力して画像上の濃度差を測定した。その結果を表２に示す。表２に示すように、濃度差は０．１４であった。

　上記の試験における濃度差は、０．１以上をＮＧ、０．１未満をＯＫとすると、凹部の深さ比ｒ２／ｒ１が０．１以上の毛体の清掃性能はＯＫ、０．１未満の毛体の清掃性能はＮＧであった。従って、本実施形態の毛体５０３を帯電装置２のグリッド電極２０６の清掃部材２５０として利用した画像形成装置１００では、清掃部材２５０の清掃性能が良好であると確認された。また、凹部の深さ比ｒ２／ｒ１が０．１以上であると濃度差が０．１未満になり清掃性能がＯＫとなった。従って、清掃部材の毛体の断面形状における凹部の深さ比ｒ２／ｒ１は０．１以上であることが好ましいことが確認された。

　＜他の実施形態＞
　上述した実施形態では、足部５０３ａは毛体５０３の長手方向に沿って平行に形成されている場合について説明したが、これには限られない。例えば、図１４に示すように、毛体４０３は長手方向に沿って捻じれた形状であってもよい。この場合、毛体４０３の足部４０３ａ及び凹部４０３ｂが、毛体４０３の中心線を中心に捻じれた形状になる。ここでの毛体４０３は、例えば長さ５ｍｍで、長手方向の両端部の間で約１００°捻じれたものとしている。即ち、毛体４０３は、長手方向１ｍｍあたり、２０°程度捻じれたものとしている。

　毛体４０３が捻じれていることにより、毛体４０３を回転させずに直線状にグリッド電極２０６を摺擦するだけで、足部４０３ａと凹部４０３ｂとがグリッド電極２０６の表面及び貫通孔２０６ａの側面を順次摺擦するようになる。これにより、毛体４０３の足部４０３ａはグリッド電極２０６の表面に付着した異物を掻き落とすように摺動するので、清掃効率を更に向上することができる。尚、毛体４０３の捩れ角度としては、長手方向１ｍｍあたり、２０°には限られず、清掃効率をより向上するために、例えば、長手方向１ｍｍあたり、約１５～２５度の範囲内であることが好ましい。

　ここで、この毛体４０３を帯電装置２のグリッド電極２０６の清掃部材２５０として利用した画像形成装置１００を用いて、実施例１と同様の条件で清掃部材２５０の清掃性能を測定した。その結果、濃度差は０．０６であった。従って、毛体５０３の長手方向に沿って平行な足部５０３ａを有する実施例１と比較して、捩れた形状であることで更に清掃性能が向上したことが確認された。

　尚、グリッド電極２０６の表面や貫通孔２０６ａの側面への接触性を高めるためには、図１４に示す捻じれた毛体４０３を使用しなくても、例えば、毛体の表面に粒子を付着させて凹凸を形成した毛体を使用してもよい。毛体の表面に粒子を付着させるためには、熱融着等、材質や求める電気抵抗などにより適宜選択して製造した毛体を用いればよい。この場合も、粒子を付着させない場合に比べて、更に清掃性能を向上することができる。

　本帯電装置は、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置に用いることが可能であり、特にコロナ帯電器を有するものに用いて好適である。本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１…感光体（感光ドラム）、２…帯電装置、９０…筐体、９０ａ…開口部、２０５…放電ワイヤ、２０６…グリッド電極、４０３…毛体、４０３ａ…足部、５００…ワイヤ面清掃ブラシ（清掃ブラシ）、５０３…毛体、５０３ａ…足部、６００…ドラム面清掃ブラシ（清掃ブラシ）、Ｃ１…最小円。

Claims

　感光体の表面に面して配置され、前記感光体に対向する面に開口部が形成された筐体と、
　前記筐体の内部に配置され、電圧が印加されて放電する放電ワイヤと、
　前記感光体と前記放電ワイヤとの間に配置され、電圧が印加されるグリッド電極と、
　前記グリッド電極と摺擦して清掃する清掃ブラシと、を備え、
　前記清掃ブラシの毛体は、長手方向に直交する断面形状において、
　前記毛体の全てを内包する最小円の半径をｒ１とし、前記最小円の中心からｒ１の６５％以上の長さを有する前記毛体の外形線の外径側への突出部を足部とし、前記足部の数をＮとした場合に、１０≧Ｎ≧３であり、
　全ての前記足部について前記足部と隣り合う前記足部との間における前記毛体の外形線から前記最小円までの半径方向の最大距離をｒ２とした場合に、ｒ２／ｒ１≧０．１である帯電装置。
　前記毛体は、前記断面形状において、０．８≧ｒ２／ｒ１である請求項１に記載の帯電装置。
　前記毛体は、前記断面形状において、前記最小円の面積をＳ１とし、前記毛体の断面積をＳ２とした場合に、８５≧（Ｓ１－Ｓ２）／Ｓ１×１００＋２×Ｎ≧３５である請求項１又は２に記載の帯電装置。
　前記毛体は、前記長手方向に沿って捻じれた形状である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の帯電装置。
　前記毛体は、長手方向１ｍｍあたり、１５～２５度の範囲内で捻じれた形状である請求項４に記載の帯電装置。