JP6516069B2 - 電子写真方式の画像形成装置、及び画像形成装置に用いられる除電部材 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置及び除電部材に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、帯電した感光体に静電潜像が形成された後、トナーで現像された前記感光体上のトナー像がシートに転写され、前記感光体に残存する電荷が除電装置によって除去される。前記除電装置の一例として、接地された除電部材を感光体に接触させて感光体の電荷を除去する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、感光体に除電部材が接触する構成では、その除電部材の内部抵抗などの電気特性が除電性能に影響を与えることがある。しかしながら、除電部材の内部抵抗だけでなく除電部材の接触抵抗も除電性能に影響を与えることがある。
本発明の目的は、接触抵抗も考慮して除電性能を向上させることが可能な画像形成装置及び前記画像形成装置で用いられる除電部材を提供することにある。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、感光体と、電気的に接地されており前記感光体の表面に接触して回転可能に配置される除電部材と、を備える。そして、前記画像形成装置では、交流インピーダンス法による予め定められた周波数範囲のCole−Coleプロットから得られる前記除電部材の内部インピーダンスの抵抗成分及び接触インピーダンスの抵抗成分について、前記内部インピーダンスの抵抗成分が、前記感光体及び前記除電部材の接触幅を前記感光体の線速で除して得られる除電時間の間に前記感光体の除電前電位を予め定められた除電後電位まで低下させるために必要な前記除電部材の直流抵抗値として予め定められた演算式に基づいて算出される算定抵抗値に、前記感光体の線速に対する前記除電部材の線速の比率に基づいて算出される第1特定値を乗じた値以下であり、前記接触インピーダンスの抵抗成分が、前記算定抵抗値に、前記比率に基づいて算出される第2特定値を乗じた値以下である。
本発明によれば、接触抵抗も考慮して除電性能を向上させることが可能な画像形成装置及び前記画像形成装置で用いられる除電部材が提供される。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。
[第1実施形態]
図1に示されるように、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10は、制御部1、画像形成部2、給紙部3、及び排紙部4などを備える電子写真方式のモノクロプリンターである。本発明に係る画像形成装置の他の例には、ファックス、コピー機、及び複合機などが含まれる。また、本発明に係る画像形成装置は、第1実施形態で説明するようにモノクロ対応の画像形成装置10に限らず、各色に対応する画像形成部を備えるタンデム方式などのカラー印刷可能な電子写真方式の画像形成装置であってもよい。
図1に示されるように、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10は、制御部1、画像形成部2、給紙部3、及び排紙部4などを備える電子写真方式のモノクロプリンターである。本発明に係る画像形成装置の他の例には、ファックス、コピー機、及び複合機などが含まれる。また、本発明に係る画像形成装置は、第1実施形態で説明するようにモノクロ対応の画像形成装置10に限らず、各色に対応する画像形成部を備えるタンデム方式などのカラー印刷可能な電子写真方式の画像形成装置であってもよい。
制御部1は、CPU、RAM、ROM、及びEEPROMなどを備え、前記ROMに記憶されている制御プログラムに従って前記CPUで各種の処理を実行することにより画像形成装置10を制御する。
画像形成部2は、感光体ドラム21、帯電装置22、光走査装置23、現像装置24、転写ローラー25、クリーニング部材26、除電部材27、及び定着装置28などを備える電子写真方式の画像形成部である。なお、感光体ドラム21は感光体の一例であって、例えば感光体ドラム21に代えて感光体ベルトが感光体として用いられてもよい。
そして、画像形成装置10では、制御部1によって画像形成部2が制御されることにより、給紙部3の給紙カセット31から供給される紙などのシートに画像が形成される画像形成処理(印刷処理)が実行され、画像形成処理後のシートが排紙部4に排紙される。
具体的に、前記印刷処理では、帯電装置22によって帯電された感光体ドラム21の表面に、光走査装置23による光ビームの走査によって画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム21の表面に形成された静電潜像は、現像装置24によりトナーで現像された後、転写ローラー25によって前記シートに転写される。
その後、前記シートに転写されたトナーは、定着装置28によって前記シートに溶融定着される。なお、感光体ドラム21の表面に残存するトナーは、クリーニング部材26によってクリーニングされる。また、感光体ドラム21に残存する電荷は、クリーニング部材26の下流側に配置された除電部材27によって除去される。
感光体ドラム21は、例えばアルミニウム管の周囲に電荷発生材料及び電荷輸送材料を含有する感光層が形成された単層構造の有機感光体(OPC)である。例えば、前記電荷発生材料は、ペリレン系顔料、フタロシアニン系顔料等であって、前記電荷輸送材料は、ヒドラゾン系化合物、フルオレノン系化合物、アリールアミン系化合物等である。
特に、感光体ドラム21は、正帯電される単層構造の正帯電単層有機感光体ドラム(PSLP:Positive−charged Single Layer Photoconductor)である。なお、感光体ドラム21が多層構造の有機感光体である場合、及び負帯電される有機感光体である場合も他の実施形態として考えられる。
図2に示されるように、帯電装置22は、感光体ドラム21に接触する帯電ローラー220(帯電部材の一例)を備える。帯電ローラー220は、電源221からプラスの直流電圧を印加される。これにより、帯電ローラー220から感光体ドラム21にプラスの直流電圧が印加されて、感光体ドラム21が所定の帯電電位に帯電する。即ち、本実施形態に係る帯電装置22は、直流電圧に交流電圧を重畳するAC重畳型の帯電装置ではなく、且つ、スコロトロン帯電のように非接触式で感光体ドラム21を帯電させる非接触型の帯電装置でもない。なお、他の実施形態として、帯電装置22がAC重畳型の帯電装置であること、又は非接触式の帯電装置であることも考えられる。
除電部材27は、電気的にアースに接地されている。また、除電部材27は、感光体ドラム21の表面に接触した状態で回転可能に支持されている。具体的に、除電部材27は、導電性を有する金属材料又は樹脂材料で形成されたブラシ状のローラー部材である。図2に示されるように、除電部材27は、円筒状の基体部270、及び一端が基体部270に固定され他端が感光体ドラム21の表面に接触するブラシ毛271を有する。なお、除電部材27は、ブラシ状に限らず、導電性を有する金属材料又は樹脂材料で形成された円筒状(ロール状)のローラー部材であってもよい。前記樹脂材料は、例えばゴム又はスポンジなどである。
ところで、画像形成装置10のように、感光体ドラム21に除電部材27が接触する構成では、その除電部材27の内部静電容量などの電気特性が、感光体ドラム21における電位安定性及びメモリー画像の有無に影響を与えることがある。しかしながら、除電部材27の内部静電容量だけでなく、除電部材27の接触静電容量も電位安定性及びメモリー画像の有無に影響を与えることがある。
また、画像形成装置10では、除電部材27の内部抵抗などの電気特性が除電性能に影響を与えることがある。しかしながら、除電部材27の内部抵抗だけでなく除電部材27の接触抵抗も除電性能に影響を与えることがある。具体的には、感光体ドラム21は表面抵抗値が高いため、感光体ドラム21の表面上では電荷の横流れが生じない。そのため、除電部材27の内部抵抗が小さくても感光体ドラム21との接触抵抗が大きければ、感光体ドラム21の電荷を効果的に除去することができない。
特に、第1実施形態のように、感光体ドラム21に接触する接触式の帯電装置22が用いられる場合には、スコロトロン帯電のように非接触で帯電する帯電装置に比べて、VOC(Volatile Organic Compounds)等の発生が抑制される。しかしながら、接触式の帯電装置22では、非接触式の帯電装置に比べて帯電性能が劣ることがある。また、帯電装置22が直流電圧印加型の帯電装置であることも帯電性能を阻害する要因になり得る。
これに対し、画像形成装置10では、以下に説明するように、除電部材27の電気特性が予め設定された第1特定条件を満たすように構成されていることによって、接触静電容量も考慮して電位安定性を向上させると共にメモリー画像の発生を抑制することが可能である。また、以下に説明するように、除電部材27の電気特性が予め設定された第2特定条件を満たすように構成されていることによって、除電部材27の接触抵抗も考慮して除電性能を向上させることが可能である。
まず、図3に示されるように、画像形成部2の感光体ドラム21と除電部材27との間の電気特性を示す等価回路5では、感光体ドラム21の直流抵抗値R1に対応する抵抗51、感光体ドラム21の静電容量C1に対応するコンデンサ52、及び除電部材27の直流抵抗値R2に対応する抵抗53が並列接続されている。
一般に、等価回路5において、除電部材27の直流抵抗値R2が低いほど、除電部材27による感光体ドラム21の除電性能が高くなると考えられている。しかしながら、実際には、除電部材27の直流抵抗値R2だけでなく、除電部材27の感光体ドラム21との接触抵抗が除電性能に影響することがわかった。
これに対し、図4に示されるように、除電部材27について、交流インピーダンス法により、例えば0.05Hz以上100kHz以下のような予め設定される周波数範囲について除電部材27の内部インピーダンスZ1及び接触インピーダンスZ2を測定すると、Cole−Coleプロットが得られる。これにより、内部インピーダンスZ1における内部抵抗成分Ra及び内部静電容量成分Caと、接触インピーダンスZ2における接触抵抗成分Rb及び接触静電容量成分Cbとが算出可能である。ここで、図4に示されるように、Cole−Coleプロットでは、内部インピーダンスZ1及び接触インピーダンスZ2各々に対応するプロットが半円を描いているが、半楕円形状などの円弧状であってもよい。
なお、第1実施形態では、感光体ドラム21の芯金と感光層との間の抵抗は無視できるものとする。また、感光体ドラム21の直流抵抗値R1は、除電部材27の直流抵抗値R2に対して非常に大きい。そのため、感光体ドラム21及び除電部材27の合成抵抗R3は、除電部材27の直流抵抗値R2と同じであると考えることが可能である。
ここで、感光体ドラム21の各領域が除電部材27に接触している除電時間をt、除電時間tの経過後の感光体ドラム21の表面電位の目標値として予め定められた除電後電位をV1、除電部材27による除電開始時の感光体ドラム21の除電前電位をV0、感光体ドラム21の静電容量をCとする。この場合、除電時間tで感光体ドラム21の表面電位を除電前電位V0から除電後電位V1まで除電することが可能な理論上の除電部材27の直流抵抗値R2の値(以下、「算定抵抗値R21」と称する)は下記(1)式に基づいて算出される。なお、感光体ドラム21の線速(表面速度)をS、感光体ドラム21の回転方向における感光体ドラム21と除電部材27との接触幅をLとしたとき、除電時間tはL/Sで算出可能である。
しかしながら、前述したように、除電部材27による除電性能には、除電部材27の感光体ドラム21との接触インピーダンスも影響する。そのため、画像形成装置10では、下記(2)式及び下記(3)式の条件(前記第2特定条件)が満たされるように除電部材27が構成されている。
即ち、画像形成装置10では、上記(2)式に示されるように、除電部材27の内部抵抗成分Raは、除電部材27の算定抵抗値R21に、感光体ドラム21の線速に対する除電部材27の線速の比率Srに基づいて算出される第1特定値を乗じた値以下である。また、画像形成装置10では、上記(3)式に示されるように、除電部材27の接触抵抗成分Rbは、除電部材27の算定抵抗値R21に、比率Srに基づいて算出される第2特定値を乗じた値以下である。
このように、画像形成装置10では、除電部材27の直流抵抗値R2だけでなく、内部抵抗成分Ra及び接触抵抗成分Rbを考慮して除電部材27の電気特性が決定されていることにより、除電部材27による除電性能を向上させることが可能である。一方、実際の除電部材27の直流抵抗値R2は算定抵抗値R21以下又は算定抵抗値R21より大きい値であってもよい。
具体的には、除電部材27の内部抵抗成分Ra及び接触抵抗成分Rbが、除電時間tで除電後電位V1まで除電可能な算定抵抗値R21及び感光体ドラム21の線速に対する除電部材27の線速の比率Srに基づいてそれぞれ規定される値以下であることにより、除電部材27による除電性能が向上する。なお、同様の効果が生じるのであれば、前記第1特定値、及び前記第2特定値は、上述した値に限らない。
例えば、画像形成装置10では、図9に示されるように、除電部材27のブラシ毛271が、芯部271A、及び表層部271Bを有する。ここで、図9は1本のブラシ毛271の断面図である。芯部271Aは樹脂製である。表層部271Bはカーボン製であって、芯部271Aの表面を覆う。例えば、表層部271Bは、ブラシ毛271の製造時に芯部271Aと共に形成される。また、表層部271Bは、芯部271Aが形成された後に、その芯部271Aの表面にカーボンが吹き付けられることで形成されてもよい。これにより、ブラシ毛271がカーボンを含む樹脂層のみで形成される構成と比較して、ブラシ毛271の強度を維持しつつ、除電部材27の内部抵抗成分Ra及び接触抵抗成分Rbを低下させることが可能である。なお、表層部271Bは、除電部材27が上記(2)式及び上記(3)式を満たす範囲内で、カーボン以外の成分を含むものであってよい。また、芯部271Aは、カーボンを含んでいてもよい。また、ブラシ毛271がカーボンを含む樹脂層のみで形成されていてもよい。
また、画像形成装置10において、除電部材27は、モーターなどの第1駆動部272(図10参照)から供給される回転駆動力を受けて回転する。例えば、除電部材27は、感光体ドラム21より速い線速で回転する。なお、除電部材27は、感光体ドラム21と同じ、又は感光体ドラム21より遅い線速で回転してもよい。また、除電部材27は、感光体ドラム21の線速に対して予め定められた比率を乗じた速度で感光体ドラム21に従動して回転してもよい。
また、前述したように、感光体ドラム21の電位安定性及び画像メモリーの有無には、除電部材27の感光体ドラム21との接触インピーダンスも影響する。画像形成装置10では、下記(4)式及び下記(5)式の条件(前記第1特定条件)も満たされるように除電部材27が構成されている。
Ca≦1.0E+05 ・・・(4)
0≦Cb/Ca≦0.4 ・・・(5)
即ち、画像形成装置10では、上記(4)式に示されるように、除電部材27の内部静電容量成分Caは、予め定められる第4特定値の一例である1.0E+05以下である。また、画像形成装置10では、上記(5)式に示されるように、除電部材27の接触静電容量成分Cbを内部静電容量成分Caで除した値である静電容量比率(Cb/Ca)が、予め定められる第3特定値の一例である0.4以下である。
このように、画像形成装置10では、除電部材27の内部静電容量成分Ca、及び接触静電容量成分Cbを考慮して除電部材27の電気特性が決定されていることにより、感光体ドラム21の電位安定性を向上させると共に画像メモリーの発生を抑制することが可能である。具体的には、除電部材27に蓄積する電荷が少なくなるように内部静電容量成分Caが定められており、且つ内部静電容量成分Caに対する接触静電容量成分Cbの比率も小さく、除電部材27から電荷が抜けやすくなっているため、電位安定性が向上すると共に画像メモリーの発生が抑制される。なお、同様の効果が生じるのであれば、前記第3特定値及び前記第4特定値は、上述した値に限らない。
[実施例]
以下、図5〜図8を参照しつつ、画像形成装置10における測定結果について説明する。
以下、図5〜図8を参照しつつ、画像形成装置10における測定結果について説明する。
図5及び図6は、除電部材27の内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、内部静電容量成分Ca、及び接触静電容量成分Cbを測定するための実験装置90を示す図である。実験装置90は、水平方向へ4mmの間隔を隔てて配置された直径18mmの2本のステンレス製のSUSローラー91及びSUSローラー92を備える。SUSローラー91及びSUSローラー92の間には、アルミ製のフィルム電極93(水平方向長さ150mm)が懸架されている。そして、実験対象である比較例1〜15及び実施例1〜5に係る除電部材27が、フィルム電極93の上面に接触するように配置される。
また、実験装置90は、除電部材27の上方に配置された直径30mmのSUSローラー95を備える。SUSローラー95には、1kgのウエイト96によって下方へ荷重がかけられており、その荷重がSUSローラー95を介して除電部材27にかけられている。なお、除電部材27、SUSローラー91、92、及び95は回転されない状態で実験される。2本のSUSローラー91、92は、インピーダンス測定器97(日置電機株式会社製のLCRハイテスタ3522)の一方の電極に接続されており、除電部材27の基体部270は、インピーダンス測定器97の他方の電極に接続されており、この状態で、インピーダンス測定器97によるインピーダンス測定が行われる。当該実験において、インピーダンス測定器97の電極の両端には、電圧値が5.0Vの正弦波形の交流電圧が印加される。そして、印加される交流電圧の周波数を0.05Hzから100kHzまでの範囲で変化させながら、除電部材27の内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、内部静電容量成分Ca、及び接触静電容量成分Cbを測定する。測定は複数回(2回〜16回)行われ、測定値の平均値に基づいて図7の表に実験結果が示されている。
また、図7には、図7に示される各例の除電部材27を搭載した画像形成装置10によって前記印刷処理を実行し、除電部材27による感光体ドラム21の除電性能、電位安定性、画像メモリー有無を評価した評価結果が示されている。
ここで、前記除電性能については、画像形成装置10において除電部材27によって感光体ドラム21が除電された後、感光体ドラム21の電位が所望の除電後電位V1まで除電されたか否かを評価した。図7では、所望の除電後電位V1まで除電された場合は「成功」、所望の除電後電位V1以下まで除電されなかった場合は「失敗」が除電性能の評価結果として示されている。
前記電位安定性については、画像形成装置10において60分間の連続印字を行った後に、帯電装置22で帯電された後の感光体ドラム21の表面電位を測定した結果、前記連続印字の開始前に帯電装置22で帯電された後の初期表面電位から10%以上低下したか否かを評価した。図7では、前記初期表面電位から10%以上低下していない場合は「成功」、前記初期表面電位から10%以上低下した場合は「失敗」が電位安定性の評価結果として示されている。なお、前記初期表面電位から10%以上低下した場合にはカブリ等の問題が生じるおそれがあるため、ここでは10%という値を採用した。
前記画像メモリー有無については、画像形成装置10において前記印刷処理によって、印刷用紙の先端に予め定められた形状の黒色パッチを形成し、その後の他の領域にはハーフ画像(グレー画像)を印刷させ、画像メモリーの発生の有無を目視で評価した。具体的に、黒色パッチの形状がハーフ画像の領域に現れた場合に画像メモリーが発生したと判断する。図7では、画像メモリーが発生しなかった場合は「成功」、画像メモリーが発生した場合は「失敗」が画像メモリー有無の評価結果として示されている。
より具体的に、実験に用いた画像形成装置10は、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のプリンター「FS−1320DN」の改造機である。また、画像形成装置10では、感光体ドラム21の除電前電位V0が500[V]、感光体ドラム21の表面速度(線速)Sが0.15[m/s]、接触幅Lが0.005[m]である。また、真空の誘電率ε0が8.9E−12[F/m]、感光体ドラム21の比誘電率εrが3.5、感光体ドラム21の膜厚dが3.5E−05[m]である。この場合、感光体ドラム21の静電容量値Cは、「ε0×εr/d」より8.85E−07[F]となる。
そして、除電部材27による感光体ドラム21の除電後の所望の電位である除電後電位V1を100Vとする。この場合、上記(1)式により、除電部材27の算定抵抗値R21は、2.34E+04[Ω]と算出される。なお、除電後電位V1は、例えばV1=V0×0.2のような演算式によって算出される値であってもよく、裕度を持たせるためにV1=V0×0.22+80のような演算式によって算出される値であってもよい。
ここで、比較例1〜13及び実施例1〜3では、除電部材27の表面速度(線速)を感光体ドラム21の線速Sと同じ0.15[m/s]に設定した。そのため、比較例1〜13及び実施例1〜3では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3倍である7.02E+04[Ω]以下である場合に、上記(2)式を満たすことになる。また、除電部材27の接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の1.2倍である2.81E+04[Ω]以下である場合に、上記(3)式を満たすことになる。
一方、比較例14〜15及び実施例4〜5では、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sより速い速度に設定した。
具体的に、比較例14では、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sの1.6倍である0.24[m/s]に設定した。そのため、比較例14では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.42倍である1.502E+05[Ω]以下である場合に、上記(2)式を満たすことになる。また、除電部材27の接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の2.57倍である6.01E+04[Ω]以下である場合に、上記(3)式を満たすことになる。
また、比較例15では、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sの1.1倍である0.165[m/s]に設定した。そのため、比較例15では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3.57倍である8.35E+04[Ω]以下である場合に、上記(2)式を満たすことになる。また、除電部材27の接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の1.43倍である3.35E+04[Ω]以下である場合に、上記(3)式を満たすことになる。
また、実施例4では、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sの1.6倍である0.24[m/s]に設定した。そのため、実施例4では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.42倍である1.502E+05[Ω]以下である場合に、上記(2)式を満たすことになる。また、除電部材27の接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の2.57倍である6.01E+04[Ω]以下である場合に、上記(3)式を満たすことになる。
また、実施例5では、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sの1.7倍である0.255[m/s]に設定した。そのため、実施例5では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.99倍である1.64E+05[Ω]以下である場合に、上記(2)式を満たすことになる。また、除電部材27の接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の2.80倍である6.55E+04[Ω]以下である場合に、上記(3)式を満たすことになる。
比較例1では、ブラシ毛271が東レ株式会社製SA7の導電性アクリル繊維に開裂処理を施した原糸である除電部材27を用いた。比較例1に係る除電部材27では、原糸抵抗が1.00E+07[Ω]であり、ブラシ繊度が30[μm]であって高く(繊維が太く)、ブラシ密度が100[kF/inch2]であって低密度である。なお、比較例1〜9は、繊維のカーボンの存在状態が原糸の全域に分散している全分散系である。即ち、比較例1〜9に係る除電部材27において、ブラシ毛271はカーボンを含む樹脂層のみで形成されている。
比較例2では、比較例1と同様に、ブラシ毛271が東レ株式会社製SA7の導電性アクリル繊維に開裂処理を施した原糸である除電部材27を用いた。比較例2に係る除電部材27では、原糸抵抗が1.00E+06[Ω]であり、ブラシ繊度が7[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が500[kF/inch2]であって高密度である。
比較例3では、ブラシ毛271がユニチカ株式会社製UUNの導電性ナイロンの原糸である除電部材27を用いた。比較例3に係る除電部材27では、原糸抵抗が1.00E+06[Ω]であり、ブラシ繊度が7[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が500[kF/inch2]であって高密度である。なお、比較例3〜13及び実施例1〜3に係る除電部材27は、繊維断面形状が円形である。
比較例4〜6では、比較例3と同様に、ブラシ毛271がユニチカ株式会社製UUNの導電性ナイロンの原糸である除電部材27を用いた。比較例4〜6に係る除電部材27では、原糸抵抗がそれぞれ1.00E+05[Ω]、1.04E+05[Ω]、1.00E+05[Ω]である。また、比較例4〜6に係る除電部材27では、繊度がそれぞれ7[μm]、6[μm]、6[μm]である。更に、比較例4〜6に係る除電部材27では、密度がそれぞれ500[kF/inch2]、550[kF/inch2]、500[kF/inch2]である。
比較例7〜9では、比較例3と同様に、ブラシ毛271がユニチカ株式会社製UUNの導電性ナイロンの原糸である除電部材27を用いた。一方、比較例7〜9に係る除電部材27は、内部抵抗成分Ra及び接触抵抗成分Rbの値が小さくなるように、比較例3に比べて繊維のカーボン量を増加している。比較例7〜9に係る除電部材27では、原糸抵抗が1.00E+05[Ω]、1.00E+04[Ω]、1.00E+05[Ω]であり、ブラシ繊度が6[μm]、7[μm]、6[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が550[kF/inch2]、500[kF/inch2]、580[kF/inch2]であって高密度である。
実施例1では、ブラシ毛271がKBセーレン株式会社製のGBN繊維の原糸である除電部材27を用いた。実施例1に係る除電部材27では、原糸抵抗が1.00E+04[Ω]であり、ブラシ繊度が7[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が500[kF/inch2]であって高密度である。また、実施例1〜3及び比較例10〜13に係る除電部材27では、繊維のカーボンの存在状態が全分散系ではなく、繊維の外側にカーボンが存在する2層構造であり、接触抵抗成分Rbが減少している。即ち、実施例1〜3及び比較例10〜13に係る除電部材27において、ブラシ毛271は芯部271A、及び表層部271Bを有する。
比較例10では、実施例1と同様に、ブラシ毛271がKBセーレン株式会社製のGBN繊維の原糸である除電部材27を用いたが、原糸抵抗が2桁高い点で異なる。
比較例11〜13では、ブラシ毛271がポリエステル原糸にカーボンを吹き付けた糸である除電部材27を用いた。比較例11〜13に係る除電部材27は、内部抵抗成分Ra及び接触抵抗成分Rbの値が小さくなるように、ポリエステル原糸にカーボンが吹き付けられている。なお、比較例11〜13におけるカーボンの吹き付け量は実施例3と同様であり、ポリエステル原糸の繊度及び密度が実施例3と異なる。
実施例2では、ブラシ毛271がポリエステルの原糸である除電部材27を用いた。実施例2に係る除電部材27では、原糸抵抗が5.80E+03[Ω]であり、ブラシ繊度が7[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が300[kF/inch2]であって高密度である。また、実施例2に係る除電部材27では、実施例1と同様に繊維の外側にカーボンが存在する2層構造であるが、繊維の外側にカーボン粒子が直接吹き付けられた状態である。これにより、実施例1よりも低いブラシ密度で実施例1と同レベルの電気特性が実現されている。
実施例3では、ブラシ毛271がポリエステルの原糸である除電部材27を用いた。実施例3に係る除電部材27では、原糸抵抗が6.40E+03[Ω]であり、ブラシ繊度が7[μm]であって低く(繊維が細く)、ブラシ密度が300[kF/inch2]であって高密度である。また、実施例3に係る除電部材27では、実施例1と同様に繊維の外側にカーボンが存在する2層構造であるが、繊維の外側にカーボン粒子が直接吹き付けられた状態である。なお、実施例3におけるカーボンの吹き付け量は、実施例2に比べて少ない。
比較例14では、比較例10と同一の除電部材27を用いた。また、比較例15では、比較例13と同一の除電部材27を用いた。また、実施例4では、比較例5と同一の除電部材27を用いた。また、実施例5では、比較例6と同一の除電部材27を用いた。
図7に示されるように、比較例1〜6及び比較例10では、内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3倍である7.02E+04[Ω]を超えているため、上記(2)式の条件が満たされていない。一方、比較例7〜9及び比較例11〜13では、内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3倍である7.02E+04[Ω]以下であるため、上記(2)式の条件が満たされている。また、比較例14では、内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.42倍である1.502E+05[Ω]以下であるため、上記(2)式の条件が満たされている。また、比較例15では、内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3.57倍である8.35E+04[Ω]以下であるため、上記(2)式の条件が満たされている。しかしながら、比較例1〜6、比較例10、及び比較例13では、接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の1.2倍である2.81E+04[Ω]を超えているため、上記(3)式の条件が満たされていない。そして、比較例1〜6、比較例10、及び比較例13では、除電性能の評価結果が「失敗」であった。
一方、実施例1〜3では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の3倍である7.02E+04[Ω]以下であるという上記(2)式の条件が満たされており、且つ、接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の1.2倍である2.81E+04[Ω]以下であるという上記(3)式の条件が満たされている。また、実施例4では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.42倍である1.502E+05[Ω]以下であるという上記(2)式の条件が満たされており、且つ、接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の2.57倍である6.01E+04[Ω]以下であるという上記(3)式の条件が満たされている。また、実施例5では、除電部材27の内部抵抗成分Raが算定抵抗値R21の6.99倍である1.64E+05[Ω]以下であるという上記(2)式の条件が満たされており、且つ、接触抵抗成分Rbが算定抵抗値R21の2.80倍である6.55E+04[Ω]以下であるという上記(3)式の条件が満たされている。そして、実施例1〜5では、除電性能の評価結果が「成功」であった。
ここで、比較例5では除電性能の評価結果が「失敗」であるのに対して、同一の除電部材27が用いられた実施例4では除電性能の評価結果が「成功」に改善している。また、比較例6では除電性能の評価結果が「失敗」であるのに対して、同一の除電部材27が用いられた実施例5では除電性能の評価結果が「成功」に改善している。同様に、比較例10及び比較例13では除電性能の評価結果が「失敗」であるのに対して、同一の除電部材27が用いられた比較例14及び比較例15では除電性能の評価結果が「成功」に改善している。これらの結果から、除電部材27の線速を感光体ドラム21の線速Sより速い速度に設定することで除電性能を向上させることが可能であることがわかる。図8に、比較例5〜比較例6、比較例10、及び比較例13に係る除電部材27を搭載した画像形成装置10における除電部材27の線速と除電後電位V1との関係を示す。
このように、画像形成装置10において、除電部材27の直流抵抗値R2だけでなく、内部インピーダンスZ1及び接触インピーダンスZ2を考慮することによって、所望の除電性能を得ることが可能であることがわかった。より具体的には、上記(2)式及び(3)式の条件が満たされる場合に、所望の除電性能が得られた。
また、図7に示されるように、比較例1〜15及び実施例1〜5に係る除電部材27について実験装置90を用いて測定したCole−Coleプロットにおける接触静電容量成分Cbの内部静電容量成分Caに対する静電容量比率(Cb/Ca)を算出した。ここで、比較例1〜4、比較例8〜9、比較例12〜13、及び比較例15では、静電容量比率(Cb/Ca)が0.4を超えているため、静電容量比率(Cb/Ca)が0以上0.4以下であるという上記(5)式の条件が満たされていない。一方、比較例5〜7、比較例10〜11、及び比較例14では、静電容量比率(Cb/Ca)が0.4以下であるため、静電容量比率(Cb/Ca)が0以上0.4以下であるという上記(5)式の条件が満たされている。しかしながら、比較例1〜3、比較例7〜8、及び比較例10〜15では、除電部材27の内部静電容量成分Caが1.0E+5.0を超えているため、内部静電容量成分Caが1.0E+5.0以下であるという上記(4)式の条件が満たされていない。そして、電位安定性及び画像メモリー有無については、前記除電性能の評価結果が「成功」であったものについてのみ評価を行った。具体的に、前記除電性能の評価結果が「成功」であった比較例7〜9、比較例11〜12、及び比較例14〜15では、電位安定性及び画像メモリー有無の評価結果が「失敗」であった。
一方、実施例1〜5では、除電部材27の内部静電容量成分Caが1.0E+5.0以下であるという上記(4)式の条件が満たされており、且つ、静電容量比率(Cb/Ca)が0以上0.4以下であるという上記(5)式の条件が満たされている。そして、実施例1〜5では、電位安定性及び画像メモリー有無の評価結果が「成功」であった。
このように、画像形成装置10において、除電部材27の直流抵抗だけでなく、内部インピーダンスZ1及び接触インピーダンスZ2を考慮することによって、電位安定性が向上すると共に画像メモリーの発生が抑制されることがわかった。より具体的には、上記(4)式及び(5)式の条件が満たされる場合に、電位安定性が向上すると共に画像メモリーの発生が抑制された。
ところで、画像形成装置10では、感光体ドラム21を帯電させる帯電ローラー220に印加される印加電圧が変更される。ここで、感光体ドラム21に除電部材27が接触する構成において、前記印加電圧の最大値に合わせて除電部材27の除電性能が設定される場合には、感光体ドラム21の摩耗が促進されて感光体ドラム21の寿命が短期化することがある。これに対し、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10では、以下に説明するように、必要な除電性能を確保しつつ感光体ドラム21の摩耗を抑制することが可能である。
具体的に、制御部1の前記ROMには、前記CPUに後述の第1速度変更処理(図11のフローチャート参照)を実行させるための第1速度変更プログラムが予め記憶されている。なお、前記第1速度変更プログラムは、CD、DVD、フラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて制御部1の前記EEPROM等の記憶装置にインストールされるものであってもよい。
そして、制御部1は、図10に示されるように、濃度検出部11、電圧変更部12、及び第1速度変更部13Aを含む。具体的に、制御部1は、前記CPUを用いて前記ROMに記憶されている前記第1速度変更プログラムを実行する。これにより、制御部1は、濃度検出部11、電圧変更部12、及び第1速度変更部13Aとして機能する。
濃度検出部11は、感光体ドラム21の表面に形成される予め定められた画像データに基づくパッチ画像の濃度を検出する濃度検出処理を実行する。
具体的に、画像形成装置10では、図2に示されるように、現像装置24よりも感光体ドラム21の回転方向における下流側であって、転写ローラー25よりも前記回転方向の上流側に、濃度センサー29が設けられている。例えば、濃度センサー29は、発光部及び受光部を有する光センサーである。濃度センサー29では、前記発光部から射出されて感光体ドラム21の表面で反射された光が前記受光部で受光される。そして、前記受光部から受光量に応じた電気信号が出力される。
例えば、濃度検出部11は、予め定められた第1タイミングが到来した場合に、画像形成部2の各部の動作を制御して感光体ドラム21の表面に前記パッチ画像を形成する。そして、濃度検出部11は、濃度センサー29を用いて、前記パッチ画像の濃度を検出する。例えば、前記第1タイミングは、画像形成装置10の電源投入時、画像形成装置10の一部の機能が停止するスリープ状態から通常状態への復帰時、及び前記印刷処理の実行時などである。
電圧変更部12は、電源221から帯電ローラー220に印加される前記印加電圧を変更する。
具体的に、電圧変更部12は、濃度検出部11によって検出された前記パッチ画像の濃度に基づいて、前記印加電圧を変更する。なお、電圧変更部12は、前記印加電圧と共に、現像装置24に設けられる現像ローラーに印加される現像バイアス電圧も変更する。
例えば、画像形成装置10では、前記印加電圧の初期設定値が500Vに設定されている。電圧変更部12は、濃度検出部11によって検出された前記パッチ画像の濃度が予め定められた特定範囲を超えて薄い場合は、前記印加電圧を500Vから800Vに変更する。また、電圧変更部12は、前記パッチ画像の濃度が前記特定範囲を超えて濃い場合は、前記印加電圧を500Vから300Vに変更する。
なお、画像形成装置10に、機内の温度及び湿度を検出する温湿度センサーが設けられていてもよい。この場合、電圧変更部12は、前記温湿度センサーによる機内の温度及び湿度の検出結果に基づいて、前記印加電圧を変更してもよい。
第1速度変更部13Aは、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。ここに、第1速度変更部13Aが、本発明における速度変更部の一例である。
具体的に、第1速度変更部13Aは、上記(1)式に基づいて算出される電圧変更部12による前記印加電圧変更後の算定抵抗値をR22としたとき、除電部材27の線速を、比率Srが下記(6)式及び下記(7)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる第1特定速度(本発明の特定速度の一例)に変更する。なお、上記(1)式における除電前電位V0は、電圧変更部12による変更後の前記印加電圧と同一、又は変更後の前記印加電圧に予め定められ係数が乗算されて取得される。
例えば、画像形成装置10では、前述のように、除電部材27が感光体ドラム21より速い線速で回転する。そこで、第1速度変更部13Aは、除電部材27の線速を増加させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。なお、除電部材27が感光体ドラム21より遅い線速で回転する場合、第1速度変更部13Aは、除電部材27の線速を減少させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
例えば、画像形成装置10では、内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、及び画像形成装置10で設定可能な前記印加電圧各々に対応する算定抵抗値R22が予め制御部1の前記ROMに格納されている。第1速度変更部13Aは、電圧変更部12により前記印加電圧が変更される場合に、前記ROMに格納されている内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、及び算定抵抗値R22を用いて、上述の条件を満たす除電部材27の線速を算出する。そして、第1速度変更部13Aは、算出結果に基づいて除電部材27の線速を変更する。
なお、第1速度変更部13Aは、除電部材27の線速を、前記第1特定速度との差が予め設定された許容値以下の速度に変更してもよい。また、第1速度変更部13Aは、除電部材27の線速を、比率Srが上記(6)式及び上記(7)式を満たす速度に変更してもよい。
また、画像形成装置10において、画像形成装置10で設定可能な前記印加電圧各々に対応する除電部材27の線速を示す第1テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されていてもよい。この場合、第1速度変更部13Aは、電圧変更部12により前記印加電圧が変更される場合に、前記第1テーブルデータを用いて除電部材27の線速を変更してもよい。例えば、前記第1テーブルデータは、画像形成装置10を用いた除電前電位V0各々に対応する比率Srと除電後電位V1との関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。ここで、図12に、前記実験により得られる実験データの一例を示す。
また、第1速度変更部13Aは、感光体ドラム21の線速を変更して、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
[第1速度変更処理]
以下、図11を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第1速度変更処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップS11、S12・・・は、制御部1により実行される処理手順(ステップ)の番号を表している。
以下、図11を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第1速度変更処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップS11、S12・・・は、制御部1により実行される処理手順(ステップ)の番号を表している。
<ステップS11>
まず、ステップS11において、制御部1は、前記第1タイミングが到来したか否かを判断する。
まず、ステップS11において、制御部1は、前記第1タイミングが到来したか否かを判断する。
ここで、制御部1は、前記第1タイミングが到来したと判断すると(S11のYes側)、処理をステップS12に移行させる。また、前記第1タイミングが到来していなければ(S11のNo側)、制御部1は、ステップS11で前記第1タイミングの到来を待ち受ける。
<ステップS12>
ステップS12において、制御部1は、前記濃度検出処理を実行する。ここで、ステップS11及びステップS12の処理は、制御部1の濃度検出部11により実行される。
ステップS12において、制御部1は、前記濃度検出処理を実行する。ここで、ステップS11及びステップS12の処理は、制御部1の濃度検出部11により実行される。
例えば、制御部1は、画像形成部2の各部の動作を制御して感光体ドラム21の表面に前記パッチ画像を形成する。そして、制御部1は、濃度センサー29を用いて、前記パッチ画像の濃度を検出する。なお、ステップS12において、制御部1は、画像形成装置10の機内の温度及び湿度を検出してもよい。
<ステップS13>
ステップS13において、制御部1は、ステップS12で検出された前記パッチ画像の濃度に基づいて、前記印加電圧を変更する。ここで、ステップS13の処理は、制御部1の電圧変更部12により実行される。
ステップS13において、制御部1は、ステップS12で検出された前記パッチ画像の濃度に基づいて、前記印加電圧を変更する。ここで、ステップS13の処理は、制御部1の電圧変更部12により実行される。
例えば、制御部1は、ステップS12で検出された前記パッチ画像の濃度が前記特定範囲を超えて薄い場合は、前記RAMの予め定められた第1記憶領域に記憶されている前記印加電圧の設定値を示すデータを書き換えて、前記印加電圧を800Vに変更する。また、制御部1は、前記パッチ画像の濃度が前記特定範囲を超えて濃い場合は、前記第1記憶領域のデータを書き換えて、前記印加電圧を300Vに変更する。また、制御部1は、前記パッチ画像の濃度が前記特定範囲内である場合に、前記第1記憶領域のデータを書き換えて、前記印加電圧を500Vに変更する。
<ステップS14>
ステップS14において、制御部1は、ステップS13における変更後の前記印加電圧に応じて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS14の処理は、制御部1の第1速度変更部13Aにより実行される。
ステップS14において、制御部1は、ステップS13における変更後の前記印加電圧に応じて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS14の処理は、制御部1の第1速度変更部13Aにより実行される。
具体的に、制御部1は、除電部材27の線速を、比率Srが上記(6)式及び上記(7)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第1特定速度に変更する。例えば、制御部1は、前記RAMの予め定められた第2記憶領域に記憶されている除電部材27の線速の設定値を示すデータを書き換えて、除電部材27の線速を変更する。
このように、第1実施形態に係る画像形成装置10では、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が増加する。これにより、前記印加電圧の最大値に合わせて除電部材27の線速が設定される構成と比較して、必要な除電性能を確保しつつ感光体ドラム21の摩耗を抑制することが可能である。
また、第1実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27の線速が、比率Srが上記(6)式及び上記(7)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第1特定速度に変更される。これにより、必要な除電性能を確保可能な範囲内で感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が最小化される。そのため、感光体ドラム21の摩耗をより効果的に抑制することが可能である。
なお、第1速度変更部13Aが、経年劣化等による感光体ドラム21の表面電位の低下に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を減少させる構成が第1実施形態の変形例として考えられる。例えば、第1速度変更部13Aが、予め定められた期間が経過するごとに、除電部材27の線速を減少させる構成が考えられる。この構成によれば、感光体ドラム21の摩耗をより効果的に抑制することが可能である。
[第2実施形態]
以下、図13〜図15を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第2実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27及び制御部1の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第2実施形態とで共通である。
以下、図13〜図15を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第2実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27及び制御部1の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第2実施形態とで共通である。
具体的に、第2実施形態に係る画像形成装置10において、除電部材27は、図13に示されるように、感光体ドラム21に接近する第1方向D1及び第1方向D1とは逆の第2方向D2に移動可能である。例えば、第2実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27の回転軸を支持する軸受けが、画像形成装置10の筐体により第1方向D1及び第2方向D2に移行可能に支持されている。
また、制御部1は、図14に示されるように、第1速度変更部13Aに替えて移動処理部14を含む。
具体的に、制御部1の前記ROMには、前記CPUに後述の接触圧力変更処理(図15のフローチャート参照)を実行させるための接触圧力変更プログラムが予め記憶されている。そして、制御部1は、前記CPUを用いて前記ROMに記憶されている前記接触圧力変更プログラムを実行することで、濃度検出部11、電圧変更部12、及び移動処理部14として機能する。なお、濃度検出部11及び電圧変更部12については、第1実施形態と異なるところがないため、その説明を省略する。
移動処理部14は、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を減少させる。即ち、移動処理部14は、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21及び除電部材27の接触圧力を増加させる。これにより、感光体ドラム21及び除電部材27の間の接触抵抗成分Rbが減少する。
具体的に、移動処理部14は、電圧変更部12により前記印加電圧が増加する場合に、除電部材27を第1方向D1に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を減少させる。また、移動処理部14は、電圧変更部12により前記印加電圧が減少する場合に、除電部材27を第2方向D2に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を増加させる。
例えば、画像形成装置10では、図14に示されるように、除電部材27を移動させるモーターなどの第2駆動部273が設けられている。また、画像形成装置10では、画像形成装置10で設定可能な前記印加電圧各々に対応する除電部材27の可動範囲内における位置を示す第2テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されている。移動処理部14は、電圧変更部12により前記印加電圧が変更される場合に、前記第2テーブルデータを用いて除電部材27を移動させる。
[接触圧力変更処理]
以下、図15を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される接触圧力変更処理の手順の一例について説明する。なお、前記接触圧力変更処理に含まれる各ステップのうち、前記第1速度変更処理に含まれるステップと処理内容が共通するステップについては、前記第1速度変更処理と同一の符号を付し示すことによりその説明を省略する。
以下、図15を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される接触圧力変更処理の手順の一例について説明する。なお、前記接触圧力変更処理に含まれる各ステップのうち、前記第1速度変更処理に含まれるステップと処理内容が共通するステップについては、前記第1速度変更処理と同一の符号を付し示すことによりその説明を省略する。
<ステップS15>
ステップS15において、制御部1は、ステップS13における変更後の前記印加電圧に応じて、除電部材27を第1方向D1又は第2方向D2に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を増減させる。ここで、ステップS15の処理は、制御部1の移動処理部14により実行される。
ステップS15において、制御部1は、ステップS13における変更後の前記印加電圧に応じて、除電部材27を第1方向D1又は第2方向D2に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を増減させる。ここで、ステップS15の処理は、制御部1の移動処理部14により実行される。
例えば、制御部1は、前記印加電圧が増加する場合に、前記第2テーブルデータに基づいて除電部材27を第1方向D1に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を減少させる。また、制御部1は、前記印加電圧が減少する場合に、前記第2テーブルデータに基づいて除電部材27を第2方向D2に移動させて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離を増加させる。
このように、第2実施形態に係る画像形成装置10では、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離が減少する。これにより、前記印加電圧の最大値に合わせて感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離が設定される構成と比較して、必要な除電性能を確保しつつ感光体ドラム21の摩耗を抑制することが可能である。
なお、第2実施形態に係る画像形成装置10の制御部1に、第1速度変更部13Aが含まれていてもよい。具体的に、第2実施形態に係る画像形成装置10において、帯電ローラー220に印加される前記印加電圧が高いほど、感光体ドラム21及び除電部材27の離間距離が減少すると共に、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が増加してもよい。
ところで、感光体ドラム21に除電部材27が接触する構成では、トナーに含まれるシリカなどの外添剤が除電部材27に付着することがある。ここで、除電部材27における前記外添剤の付着量が増加すると、感光体ドラム21と除電部材27との間の接触抵抗が上昇して、除電部材27の除電性能が低下する。
[第3実施形態]
以下、図16〜図19を参照しつつ、本発明の第3実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第3実施形態に係る画像形成装置10では、制御部1及び画像形成部2の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第3実施形態とで共通である。
以下、図16〜図19を参照しつつ、本発明の第3実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第3実施形態に係る画像形成装置10では、制御部1及び画像形成部2の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第3実施形態とで共通である。
具体的に、第3実施形態に係る画像形成装置10では、画像形成部2に濃度センサー29が設けられていない。
また、制御部1は、図16に示されるように、濃度検出部11、電圧変更部12、及び第1速度変更部13Aに替えて、第1取得処理部15A、第1変化量取得部16A、及び第2速度変更部13Bを備える。
具体的に、制御部1の前記ROMには、前記CPUに後述の第2速度変更処理(図17のフローチャート参照)を実行させるための第2速度変更プログラムが予め記憶されている。そして、制御部1は、前記CPUを用いて前記ROMに記憶されている前記第2速度変更プログラムを実行することで、第1取得処理部15A、第1変化量取得部16A、及び第2速度変更部13Bとして機能する。
第1取得処理部15Aは、予め設定された第1取得条件に基づいて、トナー(現像剤)の消費量の累積値を取得する。
例えば、第1取得処理部15Aは、予め定められた第2タイミングが到来した場合に、トナーの消費量の累積値を取得する。例えば、前記第2タイミングは、前記第1タイミングと同様に、画像形成装置10の電源投入時、画像形成装置10の一部の機能が停止するスリープ状態から通常状態への復帰時、及び前記印刷処理の実行時などである。
例えば、画像形成装置10では、画像形成装置10で出力された印刷物各々の印字率の累積値である累積印字率が前記EEPROMの予め定められた第3記憶領域に格納されている。例えば、制御部1は、前記印刷処理が実行される場合に、前記印刷処理で印刷される画像データに基づいて、前記印刷処理で出力される印刷物各々における印字率を算出する。また、制御部1は、前記印刷処理で画像が印刷されるシートのサイズが予め定められた基準サイズとは異なる場合には、算出される印字率各々を前記基準サイズのシートにおける印字率に換算する。そして、制御部1は、算出又は換算された印字率各々の合計値に基づいて、前記第3記憶領域に格納されている前記累積印字率を更新する。
そして、第1取得処理部15Aは、前記第3記憶領域に格納されている前記累積印字率(前記第1取得条件の一例)に基づいて、トナーの消費量の累積値を取得する。例えば、第1取得処理部15Aは、前記第3記憶領域から読み出される前記累積印字率に予め定められた係数を乗算することで、トナーの消費量の累積値を取得する。
なお、第1取得処理部15Aは、画像形成装置10で出力された印刷物の枚数の累積値である累積印刷枚数(前記第1取得条件の他の一例)に基づいて、トナーの消費量の累積値を取得してもよい。
第1変化量取得部16Aは、第1取得処理部15Aによって取得されるトナーの消費量の累積値に基づいて、除電部材27の接触インピーダンスZ2の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。
例えば、画像形成装置10では、予め定められたトナーの消費量の累積値各々に対応する除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを示す第3テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されている。第1変化量取得部16Aは、第1取得処理部15Aによって取得されるトナーの消費量の累積値及び前記第3テーブルデータに基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。例えば、前記第3テーブルデータは、画像形成装置10を用いた画像形成装置10におけるトナーの消費量の累積値と接触抵抗成分Rbとの関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。ここで、図18に、前記実験により得られる実験データの一例を示す。なお、図18では、トナーの消費量の累積値の算出に用いられる累積印字率Pと接触抵抗成分Rbとの関係が示されている。
なお、図18に示される実験データから導き出される累積印字率Pと接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbとの関係を示す下記(8)式が予め制御部1の前記ROMに記憶されていてもよい。この場合、第1変化量取得部16Aは、前記第3記憶領域から読み出される累積印字率P及び下記(8)式に基づいて、接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得してもよい。また、制御部1に、第1取得処理部15Aが含まれていなくてもよい。なお、下記(8)式において、F、G、Hは図18に示される実験データから導き出される定数である。
第2速度変更部13Bは、前記第1取得条件に基づいて取得されるトナーの消費量の累積値の増加に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。
具体的に、第2速度変更部13Bは、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び下記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる第2特定速度に変更する。
例えば、画像形成装置10では、前述のように、除電部材27が感光体ドラム21より速い線速で回転する。そこで、第2速度変更部13Bは、除電部材27の線速を増加させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。なお、除電部材27が感光体ドラム21より遅い線速で回転する場合、第2速度変更部13Bは、除電部材27の線速を減少させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
例えば、画像形成装置10では、内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、及び算定抵抗値R21が予め制御部1の前記ROMに格納されている。第2速度変更部13Bは、第1変化量取得部16Aにより接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbが取得される場合に、前記ROMに格納されている内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、及び算定抵抗値R21を用いて、上述の条件を満たす除電部材27の線速を算出する。そして、第2速度変更部13Bは、算出結果に基づいて除電部材27の線速を変更する。
なお、第2速度変更部13Bは、除電部材27の線速を、前記第2特定速度との差が前記許容値以下の速度に変更してもよい。また、第2速度変更部13Bは、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たす速度に変更してもよい。
また、画像形成装置10において、予め定められたトナーの消費量の累積値各々に対応する除電部材27の線速を示す第4テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されていてもよい。この場合、第2速度変更部13Bは、第1取得処理部15Aにより取得されるトナーの消費量の累積値及び前記第4テーブルデータを用いて除電部材27の線速を変更してもよい。また、この場合、制御部1は、第1変化量取得部16Aを含んでいなくてもよい。例えば、前記第4テーブルデータは、画像形成装置10を用いたトナーの消費量の累積値と除電後電位V1との関係を調査する実験により得られる実験データ、及び画像形成装置10を用いた比率Srと除電後電位V1との関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。
また、第2速度変更部13Bは、感光体ドラム21の線速を変更して、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。また、第2速度変更部13Bは、予め設定された上限値以下の範囲内で、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
[第2速度変更処理]
以下、図17を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第2速度変更処理の手順の一例について説明する。
以下、図17を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第2速度変更処理の手順の一例について説明する。
<ステップS21>
まず、ステップS21において、制御部1は、前記第2タイミングが到来したか否かを判断する。
まず、ステップS21において、制御部1は、前記第2タイミングが到来したか否かを判断する。
ここで、制御部1は、前記第2タイミングが到来したと判断すると(S21のYes側)、処理をステップS22に移行させる。また、前記第2タイミングが到来していなければ(S21のNo側)、制御部1は、ステップS21で前記第2タイミングの到来を待ち受ける。
<ステップS22>
ステップS22において、制御部1は、画像形成装置10におけるトナーの消費量の累積値を取得する。ここで、ステップS21及びステップS22の処理は、制御部1の第1取得処理部15Aにより実行される。
ステップS22において、制御部1は、画像形成装置10におけるトナーの消費量の累積値を取得する。ここで、ステップS21及びステップS22の処理は、制御部1の第1取得処理部15Aにより実行される。
具体的に、制御部1は、前記第3記憶領域から読み出される前記累積印字率に前記係数を乗算することで、トナーの消費量の累積値を取得する。
<ステップS23>
ステップS23において、制御部1は、ステップS22で取得されたトナーの消費量の累積値に基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。ここで、ステップS23の処理は、制御部1の第1変化量取得部16Aにより実行される。なお、ステップS23の処理は省略されてもよい。
ステップS23において、制御部1は、ステップS22で取得されたトナーの消費量の累積値に基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。ここで、ステップS23の処理は、制御部1の第1変化量取得部16Aにより実行される。なお、ステップS23の処理は省略されてもよい。
具体的に、制御部1は、ステップS22で取得されたトナーの消費量の累積値及び前記第3テーブルデータに基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。
<ステップS24>
ステップS24において、制御部1は、ステップS23で取得された除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbに基づいて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS24の処理は、制御部1の第2速度変更部13Bにより実行される。
ステップS24において、制御部1は、ステップS23で取得された除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbに基づいて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS24の処理は、制御部1の第2速度変更部13Bにより実行される。
具体的に、制御部1は、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第2特定速度に変更する。例えば、制御部1は、前記RAMの前記第2記憶領域に記憶されている除電部材27の線速の設定値を示すデータを書き換えて、除電部材27の線速を変更する。
このように、第3実施形態に係る画像形成装置10では、前記第1取得条件に基づいて取得されるトナーの消費量の累積値の増加に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が増加する。これにより、除電部材27における前記外添剤の付着量の増加に伴う除電部材27の除電性能の低下を抑制することが可能である。
また、第3実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27の線速が、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第2特定速度に変更される。これにより、必要な除電性能を確保可能な範囲内で感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が最小化される。そのため、感光体ドラム21の摩耗を抑制することが可能である。
なお、第2速度変更部13Bが、画像が形成されるシートの搬送方向に直交する主走査方向における予め定められた分割領域のうち前記分割領域ごとに取得される前記累積印字率が最も多い特定分割領域に対応する前記累積印字率に基づいて取得されるトナーの消費量の累積値の増加に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる構成が第3実施形態の変形例として考えられる。例えば、制御部1の前記EEPROMに前記分割領域ごとの前記累積印字率が格納される複数の記憶領域が設けられていることが考えられる。また、第1取得処理部15Aが、前記特定分割領域に対応する前記累積印字率に、前記分割領域の数、及び前記係数を乗算して、トナーの消費量の累積値を取得することが考えられる。この構成によれば、除電部材27における前記主走査方向上の最も前記外添剤の付着量が多い箇所を基準に除電部材27の線速を設定することが可能である。
また、画像形成装置10が、図19に示されるように、除電部材27の表面を清掃するクリーニング部材274を備える構成が第3実施形態の他の変形例として考えられる。例えば、クリーニング部材274は、感光体ドラム21の回転軸の軸方向に長尺なブレード状の部材であって、除電部材27のブラシ毛271に接触して設けられる。例えば、クリーニング部材274は、除電部材27の外径に対して0.1mm〜1.1mmだけ食い込む位置に設けられる。この構成によれば、除電部材27における前記外添剤の付着を抑制することが可能である。なお、画像形成装置10にクリーニング部材274が設けられる場合、前記第3テーブルデータ、上記(8)式、及び前記第4テーブルデータの内容を修正することが考えられる。
ところで、感光体ドラム21に除電部材27が接触する構成では、前記印刷処理の実行回数の増加に応じて感光体ドラム21と接触するブラシ毛271の先端が湾曲して、除電部材27の外径が減少することがある。ここで、除電部材27の外径が減少すると、感光体ドラム21及び除電部材27の接触面積が減少して感光体ドラム21と除電部材27との間の接触抵抗が増加し、除電部材27の除電性能が低下する。
[第4実施形態]
以下、図20〜図23を参照しつつ、本発明の第4実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第4実施形態に係る画像形成装置10では、制御部1及び画像形成部2の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第4実施形態とで共通である。
以下、図20〜図23を参照しつつ、本発明の第4実施形態に係る画像形成装置10について説明する。第4実施形態に係る画像形成装置10では、制御部1及び画像形成部2の構成が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第1実施形態と第4実施形態とで共通である。
具体的に、第4実施形態に係る画像形成装置10では、画像形成部2に濃度センサー29が設けられていない。
また、制御部1は、図20に示されるように、濃度検出部11、電圧変更部12、及び第1速度変更部13Aに替えて、第2取得処理部15B、第2変化量取得部16B、及び第3速度変更部13Cを備える。
具体的に、制御部1の前記ROMには、前記CPUに後述の第3速度変更処理(図21のフローチャート参照)を実行させるための第3速度変更プログラムが予め記憶されている。そして、制御部1は、前記CPUを用いて前記ROMに記憶されている前記第3速度変更プログラムを実行することで、第2取得処理部15B、第2変化量取得部16B、及び第3速度変更部13Cとして機能する。
第2取得処理部15Bは、予め設定された第2取得条件に基づいて、除電部材27の外径を取得する。
例えば、第2取得処理部15Bは、予め定められた第3タイミングが到来した場合に、除電部材27の外径を取得する。例えば、前記第3タイミングは、前記第1タイミングと同様に、画像形成装置10の電源投入時、画像形成装置10の一部の機能が停止するスリープ状態から通常状態への復帰時、及び前記印刷処理の実行時などである。
例えば、第2取得処理部15Bは、画像形成装置10における前記累積印刷枚数(前記第2取得条件の一例)に基づいて、除電部材27の外径を取得する。
例えば、画像形成装置10では、画像形成装置10における前記累積印刷枚数が前記EEPROMの予め定められた第4記憶領域に格納されている。例えば、制御部1は、前記印刷処理が実行される毎に、前記第4記憶領域に格納されている前記累積印刷枚数を更新する。
また、画像形成装置10では、予め定められた前記累積印刷枚数各々に対応する除電部材27の外径を示す第5テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されている。第2取得処理部15Bは、前記第4記憶領域から読み出される前記累積印刷枚数及び前記第5テーブルデータに基づいて、除電部材27の外径を取得する。例えば、前記第5テーブルデータは、画像形成装置10を用いた画像形成装置10における前記累積印刷枚数と除電部材27の外径との関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。ここで、図22に、前記実験により得られる実験データの一例を示す。
なお、第2取得処理部15Bは、除電部材27の累積回転回数(前記第2取得条件の他の例)に基づいて、除電部材27の外径を取得してもよい。また、第2取得処理部15Bは、除電部材27を駆動する第1駆動部272に流れる電流値(前記第2取得条件の他の例)に基づいて、除電部材27の外径を取得してもよい。また、第2取得処理部15Bは、前記累積印刷枚数、前記累積回転回数、及び第1駆動部272に流れる電流値のうちのいずれか複数に基づいて、除電部材27の外径を取得してもよい。例えば、第2取得処理部15Bは、前記累積印刷枚数に基づいて取得される除電部材27の外径と、前記累積回転回数に基づいて取得される除電部材27の外径との平均値を、除電部材27の外径として取得してもよい。
第2変化量取得部16Bは、第2取得処理部15Bによって取得される除電部材27の外径の減少量に基づいて、除電部材27の接触インピーダンスZ2の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。
例えば、画像形成装置10では、予め定められた除電部材27の外径の減少量各々に対応する除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを示す第6テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されている。第2変化量取得部16Bは、第2取得処理部15Bによって取得される除電部材27の外径、及び前記ROMに予め格納された画像形成装置10の製造時における除電部材27の外径に基づいて、除電部材27の外径の減少量を算出する。そして、第2変化量取得部16Bは、算出された除電部材27の外径の減少量及び前記第6テーブルデータに基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。例えば、前記第6テーブルデータは、画像形成装置10を用いた除電部材27の外径の減少量と接触抵抗成分Rbとの関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。
第3速度変更部13Cは、前記第2取得条件に基づいて取得される除電部材27の外径の減少に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。
具体的に、第3速度変更部13Cは、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる第3特定速度に変更する。
例えば、画像形成装置10では、前述のように、除電部材27が感光体ドラム21より速い線速で回転する。そこで、第3速度変更部13Cは、除電部材27の線速を増加させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させる。なお、除電部材27が感光体ドラム21より遅い線速で回転する場合、第3速度変更部13Cは、除電部材27の線速を減少させて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
例えば、第3速度変更部13Cは、第2変化量取得部16Bにより接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbが取得される場合に、前記ROMに格納されている内部抵抗成分Ra、接触抵抗成分Rb、及び算定抵抗値R21を用いて、上述の条件を満たす除電部材27の線速を算出する。そして、第3速度変更部13Cは、算出結果に基づいて除電部材27の線速を変更する。
なお、第3速度変更部13Cは、除電部材27の線速を、前記第3特定速度との差が前記許容値以下の速度に変更してもよい。また、第3速度変更部13Cは、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たす速度に変更してもよい。
また、画像形成装置10において、予め定められた除電部材27の外径の減少量各々に対応する除電部材27の線速を示す第7テーブルデータが予め制御部1の前記ROMに格納されていてもよい。この場合、第3速度変更部13Cは、第2取得処理部15Bによって取得される除電部材27の外径の減少量及び前記第7テーブルデータを用いて除電部材27の線速を変更してもよい。また、この場合、制御部1は、第2変化量取得部16Bを含んでいなくてもよい。例えば、前記第7テーブルデータは、画像形成装置10を用いた除電部材27の外径の減少量と除電後電位V1との関係を調査する実験により得られる実験データ、及び画像形成装置10を用いた比率Srと除電後電位V1との関係を調査する実験により得られる実験データに基づいて作成される。
また、第3速度変更部13Cは、感光体ドラム21の線速を変更して、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。また、第3速度変更部13Cは、予め設定された上限値以下の範囲内で、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差を増加させてもよい。
[第3速度変更処理]
以下、図21を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第3速度変更処理の手順の一例について説明する。
以下、図21を参照しつつ、画像形成装置10において制御部1により実行される第3速度変更処理の手順の一例について説明する。
<ステップS31>
まず、ステップS31において、制御部1は、前記第3タイミングが到来したか否かを判断する。
まず、ステップS31において、制御部1は、前記第3タイミングが到来したか否かを判断する。
ここで、制御部1は、前記第3タイミングが到来したと判断すると(S31のYes側)、処理をステップS32に移行させる。また、前記第3タイミングが到来していなければ(S31のNo側)、制御部1は、ステップS31で前記第3タイミングの到来を待ち受ける。
<ステップS32>
ステップS32において、制御部1は、除電部材27の外径を取得する。ここで、ステップS31及びステップS32の処理は、制御部1の第2取得処理部15Bにより実行される。
ステップS32において、制御部1は、除電部材27の外径を取得する。ここで、ステップS31及びステップS32の処理は、制御部1の第2取得処理部15Bにより実行される。
具体的に、制御部1は、前記第4記憶領域から読み出される前記累積印刷枚数及び前記第5テーブルデータに基づいて、除電部材27の外径を取得する。
<ステップS33>
ステップS33において、制御部1は、ステップS32で取得された除電部材27の外径の減少量に基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。ここで、ステップS33の処理は、制御部1の第2変化量取得部16Bにより実行される。なお、ステップS33の処理は省略されてもよい。
ステップS33において、制御部1は、ステップS32で取得された除電部材27の外径の減少量に基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。ここで、ステップS33の処理は、制御部1の第2変化量取得部16Bにより実行される。なお、ステップS33の処理は省略されてもよい。
具体的に、制御部1は、ステップS32で取得された除電部材27の外径、及び前記ROMに予め格納された画像形成装置10の製造時における除電部材27の外径に基づいて、除電部材27の外径の減少量を算出する。そして、制御部1は、算出された除電部材27の外径の減少量及び前記第6テーブルデータに基づいて、除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbを取得する。
<ステップS34>
ステップS34において、制御部1は、ステップS33で取得された除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbに基づいて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS34の処理は、制御部1の第3速度変更部13Cにより実行される。
ステップS34において、制御部1は、ステップS33で取得された除電部材27の接触抵抗成分Rbの変化量ΔRbに基づいて、除電部材27の線速を変更する。ここで、ステップS34の処理は、制御部1の第3速度変更部13Cにより実行される。
具体的に、制御部1は、除電部材27の線速を、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第3特定速度に変更する。例えば、制御部1は、前記RAMの前記第2記憶領域に記憶されている除電部材27の線速の設定値を示すデータを書き換えて、除電部材27の線速を変更する。
このように、第4実施形態に係る画像形成装置10では、前記第2取得条件に基づいて取得される除電部材27の外径の減少に応じて、感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が増加する。これにより、除電部材27における外径の減少に伴う除電部材27の除電性能の低下を抑制することが可能である。
また、第4実施形態に係る画像形成装置10では、除電部材27の線速が、比率Srが上記(2)式及び上記(9)式を満たし、且つ感光体ドラム21の線速との差が最小となる前記第3特定速度に変更される。これにより、必要な除電性能を確保可能な範囲内で感光体ドラム21の線速と除電部材27の線速との差が最小化される。そのため、感光体ドラム21の摩耗を抑制することが可能である。
なお、画像形成装置10が、図23に示されるように、回転制御部17を備える構成が第4実施形態の変形例として考えられる。具体的に、回転制御部17は、前記累積印刷枚数又は前記累積回転回数が予め定められた基準値だけ増加するごとに、前記印刷処理の実行時とは異なる予め定められた第4タイミングで、除電部材27を前記印刷処理の実行時における回転方向とは逆方向に回転させる。例えば、回転制御部17は、除電部材27を予め定められた時間又は回転回数だけ前記印刷処理の実行時における回転方向とは逆方向に回転させる。この構成によれば、ブラシ毛271の先端の湾曲が定期的に矯正されるため、除電部材27の外径の減少を抑制することが可能である。なお、画像形成装置10に回転制御部17が設けられる場合、前記第5テーブルデータの内容を修正することが考えられる。
Claims (14)
- 感光体と、電気的に接地されており前記感光体の表面に接触して回転可能に配置される除電部材と、を備える画像形成装置であって、
交流インピーダンス法による予め定められた周波数範囲のCole−Coleプロットから得られる前記除電部材の内部インピーダンスの抵抗成分及び接触インピーダンスの抵抗成分について、
前記内部インピーダンスの抵抗成分が、前記感光体及び前記除電部材の接触幅を前記感光体の線速で除して得られる除電時間の間に前記感光体の除電前電位を予め定められた除電後電位まで低下させるために必要な前記除電部材の直流抵抗値として予め定められた演算式に基づいて算出される算定抵抗値に、前記感光体の線速に対する前記除電部材の線速の比率に基づいて算出される第1特定値を乗じた値以下であり、
前記接触インピーダンスの抵抗成分が、前記算定抵抗値に、前記比率に基づいて算出される第2特定値を乗じた値以下である画像形成装置。 - 前記感光体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に印加される印加電圧を変更する電圧変更部と、
前記帯電部材に印加される前記印加電圧が高いほど、前記感光体の線速と前記除電部材の線速との差を増加させる速度変更部と、
を備える請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記速度変更部が、前記除電部材の線速を、前記比率Srが上記(4)式及び上記(5)式を満たし、且つ前記感光体の線速との差が最小となる特定速度、又は前記特定速度との差が予め設定された許容値以下の速度に変更する、
請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記除電部材の線速は、前記感光体の線速より速い、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記除電部材の線速は、前記感光体の線速より遅い、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記内部インピーダンスの静電容量成分及び前記接触インピーダンスの静電容量成分について、
前記接触インピーダンスの静電容量成分を前記内部インピーダンスの静電容量成分で除した値が予め定められた第3特定値以下であり、且つ、前記内部インピーダンスの静電容量成分が予め定められた第4特定値以下である、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第3特定値が0.4であって、前記第4特定値が1.0E+05である、
請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記感光体が接触型の帯電部材によって帯電される、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記感光体が直流電圧の印加によって帯電される、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記除電部材が、円筒状の基体部、及び一端が前記基体部に固定され他端が前記感光体の表面に接触するブラシ毛を有し、
前記ブラシ毛が、樹脂製の芯部、及び前記芯部の表面を覆うカーボン製の表層部を有する、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置で用いられる前記除電部材。
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