(57)【要約】【課題】像担持体上のトナー付着量のバラツキを無くし、転写画像にチリや像乱れ等の不具合を発生させない、均一な画像濃度の画像形成を行える画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体、静電潜像形成手段、現像手段、及び転写手段を有するとともに、現像領域の下流側で転写領域の上流側の、前記像担持体に近接又は接触して配設され、前記像担持体上のトナー像を均す、トナー均一化部材を有し、前記トナー均一化部材は表面に空隙部を有する回転体からなり、前記像担持体と前記トナー均一化部材の線速度をｖ１、ｖ２とするとき、線速比はｖ２／ｖ１であり、両者の線速比の差をΔθとすると、該線速比の差Δθは、Δθ＝｜１−ｖ２／ｖ１｜、となり、前記トナー均一化部材の外周にトナー像が接触する長さとしてのトナー均しニップ幅をｃ、トナー粒子の平均粒径をｂで表すとき、ｂ＜ｃ×Δθ＜１０ｂ、となることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2012113025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成される静電潜像をトナー像に変える現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記像担持体とが対向する現像領域の転写材移動方向下流側で、かつ前記転写手段と前記像担持体とが対向する転写領域の転写材移動方向上流側に、前記像担持体に近接又は接触する位置に配設され、前記像担持体上に形成されたトナー像を均す、トナー均一化部材を有し、
前記トナー均一化部材は、表面に空隙部を有する回転体からなり、
前記像担持体の線速度をｖ１、前記トナー均一化部材の線速度をｖ２とするとき、前記トナー均一化部材の線速比は、ｖ２／ｖ１であり、
前記像担持体と前記トナー均一化部材との線速比の差をΔθとすると、Δθ＝｜１−ｖ２／ｖ１｜、で表され、
前記像担持体上に形成されるトナー像が前記トナー均一化部材の外周の回転方向に接触する領域の長さをトナー均しニップ幅と称し、該トナー均しニップ幅をｃ、トナー粒子の平均粒径をｂで表すとき、前記線速比の差Δθ、前記トナー均しニップ幅ｃ、及びトナー粒子の平均粒径ｂの関係が、
ｂ＜ｃ×Δθ＜１０ｂ
となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー均一化部材の空隙部の平均空隙寸法をａで表すとき、該平均空隙寸法ａと前記トナー粒子の平均粒径ｂとの関係が、
０．５ｂ≦ａ≦５ｂ
となることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー均一化部材と前記像担持体との間に電界を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の電子写真技術を用いた画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成されるトナー像を均一化するトナー像均一化手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像は現像手段によりトナー像として像担持体表面に現像され、この現像されて形成されたトナー像を直接又は中間転写体を介して、紙等の転写材に転写させる。更に、このトナー像を転写された転写材を加熱・加圧して転写材表面にトナー像を定着させるという画像形成工程を有するものが一般的である。上記のような画像形成装置では、一定品質の画像を形成するため、現像手段内のトナー濃度を略一定に保つようにトナー濃度制御が行われている。
【０００３】
然るに、トナー濃度制御を行っていても環境の変化や経時により、トナーの物性、感光体の特性等の変化により、現像後の像担持体上に形成されるトナー像内のトナー付着量にバラツキを生じさせるという問題がある（図５（ａ）参照）。このようなトナー付着量のバラツキは、次工程の転写工程において、不安定なトナーの飛び散りを生じさせ易く、転写画像にチリ（トナーの飛び散り）や像乱れ等の不具合を発生させる要因となる。また、画像濃度のバラツキの懸念も生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、現像領域の下流側で転写領域の上流側に、像担持体上に形成されたトナー像を補正する画像補正部材を設けるという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている技術は、像担持体上に形成されたトナー像を補正するために像担持体に像担持体との間に電界を形成する画像補正部材と、画像補正部材上のトナーを除去するトナー除去手段とを有するものである。画像補正部材としては、金属、樹脂、ゴム等からなる回転するローラが用いられ、画像補正部材と像担持体との間には電界が形成されている。この技術は、特に画像領域のエッジ部に生じる濃度ムラに有効な技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然るに、特許文献１の技術では像担持体と画像補正部材との間に電界を形成する必要があり、高圧電源やケーブルが必要となり、コストアップの要因となる。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、簡単な構成でありながら、転写画像にチリや像乱れ等の不具合を発生させることのない、均一な画像濃度の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的は下記の発明により達成される。
【０００９】
１．回転する像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成される静電潜像をトナー像に変える現像剤担持体を備えた現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記像担持体とが対向する現像領域の転写材移動方向下流側で、かつ前記転写手段と前記像担持体とが対向する転写領域の転写材移動方向上流側に、前記像担持体に近接又は接触する位置に配設され、前記像担持体上に形成されたトナー像を均す、トナー均一化部材を有し、
前記トナー均一化部材は、表面に空隙部を有する回転体からなり、
前記像担持体の線速度をｖ１、前記トナー均一化部材の線速度をｖ２とするとき、前記トナー均一化部材の線速比は、ｖ２／ｖ１であり、
前記像担持体と前記トナー均一化部材との線速比の差をΔθとすると、Δθ＝｜１−ｖ２／ｖ１｜、で表され、
前記像担持体上に形成されるトナー像が前記トナー均一化部材の外周の回転方向に接触する領域の長さをトナー均しニップ幅と称し、該トナー均しニップ幅をｃ、トナー粒子の平均粒径をｂで表すとき、前記線速比の差Δθ、前記トナー均しニップ幅ｃ、及びトナー粒子の平均粒径ｂの関係が、
ｂ＜ｃ×Δθ＜１０ｂ
となることを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
２．前記トナー均一化部材の空隙部の平均空隙寸法をａで表すとき、該平均空隙寸法ａと前記トナー粒子の平均粒径ｂとの関係が、
０．５ｂ≦ａ≦５ｂ
となることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１１】
３．前記トナー均一化部材と前記像担持体との間に電界を形成することを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、簡単な構成でありながら、像担持体上のトナー付着量のバラツキを無くし、転写画像にチリや像乱れ等の不具合を発生させることのない、均一な画像濃度の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置を有する画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの実施形態の構成及び動作について説明するための画像形成ユニット１０Ｙの感光体ドラム１Ｙ周辺の概略部分断面図である。
【図３】感光体ドラム１Ｙとの間に電界を形成するトナー均一化部材５Ｙの実施形態の構成を示す概略図である。
【図４】トナー均一化部材５Ｙにクリーニング部材ＣＬを接触させる実施形態の構成を示す概略図である。
【図５】感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺのトナー付着量にバラツキが生じた状態と、トナー均一化部材５Ｙによりそのバラツキを解消した状態とを示す部分拡大断面図である。
【図６】本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第１の実施形態（実施例１）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第２の実施形態（実施例２）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【図８】本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第３の実施形態（実施例３）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【図９】トナー均しニップ幅ｃ及び線速比差Δθの積と、トナー粒子の平均粒径ｂとの関係をグラフにした図である。
【図１０】トナー均一化部材５Ｙの空隙部の寸法ａと、トナー粒子の平均粒径ｂとの関係をグラフにした図である。
【図１１】トナー均一化部材としてベルト状部材５ａＹを用いた実施形態の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の構成及び動作について図示の実施の形態を用いて説明するが、本発明は該実施の形態に限られるものではない。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る定着装置を有する画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１６】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段及び定着装置１００等からなる。
【００１８】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と、読取光学系２０２及び撮像素子ＣＣＤを有する画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、撮像素子ＣＣＤは原稿の画像を読み取る。
【００１９】
撮像素子ＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに送られる。
【００２０】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、転写手段としての一次転写手段７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段７Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段７Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段７Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。
【００２１】
帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋは、静電潜像形成手段を構成する。なお、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、現像剤担持体４Ｙａ、４Ｍａ、４Ｃａ、４Ｋａを備えており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤で静電潜像をトナー像に変える現像を行う。この現像は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの現像剤担持体４Ｙａ、４Ｍａ、４Ｃａ、４Ｋａとが対峙する現像領域で行われる。
【００２２】
本発明に係る転写手段及び転写材としては、一次転写における一次転写手段及び一次転写材と、二次転写における二次転写手段及び二次転写材がある。一次転写材としての中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。一次転写は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋとが対峙する転写領域で行われる。転写手段としての二次転写手段７Ａは中間転写体６上のカラートナー像を二次転写材としての二次転写材としての記録材Ｐに転写する。二次転写は、中間転写体６と、二次転写手段７Ａとが対峙する転写領域で行われる。
【００２３】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体６と、二次転写手段７Ａとは記録材Ｐ上に画像を形成する画像形成部を構成する。
【００２４】
定着装置１００は、加熱ローラ１０１と定着ベルト１０２との間に形成されたニップで記録材Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００２５】
画像形成においては、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて、帯電、露、及び現像により感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にトナー像が形成され、一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより、中間転写体６に転写される。
【００２６】
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおけるトナー像の形成は、中間転写体６上において、各トナー像が重ね合わされて一つのカラートナー像が形成されるようにタイミング制御されて行われる。
【００２７】
給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、二次転写手段７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラートナー像が二次転写手段７Ａにより転写される。
【００２８】
カラートナー像が転写された記録材Ｐは定着装置１００において加熱・加圧され、記録材Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、記録材Ｐは排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２９】
一方、二次転写手段７Ａを通過した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａによりクリーニングされる。
【００３０】
２６は両面画像形成において、裏面に画像を形成する工程において、記録材Ｐを表裏反転して画像形成部に再終始する再給紙部である。再給紙部２６は記録材Ｐをスイッチバック搬送して表裏反転する反転部２６Ａを有する。２７は記録材Ｐの表裏を反転して排紙する反転排紙部である。裏面画像形成時及び反転排紙時は、記録材Ｐは再給紙部２６に搬送される。裏面画像形成時は、記録材Ｐは反転部２６Ａにおいて反転された後に画像形成部へと搬送される。反転排紙時は、記録材Ｐは再給紙部２６においてスイッチバックし、反転排紙部２７から排紙トレイ２５に排出される。
【００３１】
定着装置１００を通過した記録材Ｐを排紙トレイ２５へと搬送するか又は再給紙部２６に搬送するかの切換は切換ゲート２８により行われる。
【００３２】
なお、前記に説明した実施の形態はカラー画像を形成する画像形成装置であるが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよいし、中間転写体を用いない画像形成装置にも本発明を適用することも可能である。
【００３３】
図２は、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの実施形態の構成及び動作について説明するための画像形成ユニット１０Ｙの感光体ドラム１Ｙ周辺の概略部分断面図である。なお、図２以下の説明に用いる図面は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙの構成を示す図であるが、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについても同様に適用される。即ち、画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについては、それぞれトナー均一化部材５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。以下、画像形成ユニットは１０Ｙ、トナー均一化部材は５Ｙ、を代表として説明するが、その説明は、画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、及びトナー均一化部材５Ｍ、５Ｃ、５Ｋについても同様に適用されることは言うまでもない。
【００３４】
図２において、トナー均一化部材５Ｙは、回転体としてのローラ状部材からなり、現像領域の転写材移動方向下流側で転写領域の転写材移動方向上流側の、感光体ドラム１Ｙに近接又は接触する位置に配設される。トナー均一化部材５Ｙは図示しない駆動源に連結されて感光体ドラム１Ｙと逆方向に回転する（この回転により、感光体ドラム１Ｙ表面とそれに対向するトナー均一化部材５Ｙ表面とはともに転写材移動方向に移動することになる）。本実施形態においては、トナー均一化部材５Ｙは、感光体ドラム１Ｙから１０〜５０μｍだけ間隔を空けた位置に近接して配設されている。
【００３５】
なお、本実施形態においては、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを、中間転写体６を用いるカラー画像形成装置に配設する構成としたが、中間転写体６を用いずにトナー像を直接記録材Ｐに転写するモノクロの画像形成装置に配設しても良い。
【００３６】
図３は、図２に示すトナー均一化部材５Ｙに電源ＤＧを接続し、感光体ドラム１Ｙとの間に電界を形成するトナー均一化部材５Ｙの実施形態の構成を示す概略図である。本発明においては、トナー均一化部材５Ｙと感光体ドラム１Ｙとの間に電界を形成しなくても、トナー像ＴＺ内のトナー付着量のバラツキを解消できるが、画像形成の条件によっては電界を形成することにより、画像濃度の更なる均一化が期待できる。図３において、本実施形態の電源ＤＧは直流の電源であるが、直流に交流を重畳して印加するという構成でも良い。直流の電源を接続する場合、トナーの極性と逆極性の電圧を印加する。
【００３７】
本実施の形態によれば、感光体ドラム１Ｙ上に付着するトナー付着量にバラツキを有するトナーをより効果的に均すことができる。
【００３８】
図４は、図２に示すトナー均一化部材５Ｙにクリーニング部材ＣＬを接触させる実施形態の構成を示す概略図である。図４において、クリーニング部材ＣＬは回転する繊維状部材を有する構成であるが、クリーニング部材としては固定のブレードやエア吸引装置を用いる構成でも良い。
【００３９】
本実施の形態によれば、トナー均一化部材５Ｙ上に貯留されるトナーをより効果的に除去することができる。
【００４０】
図５は、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺのトナー付着量にバラツキが生じた状態と、トナー均一化部材５Ｙによりそのバラツキを解消した状態とを示す部分拡大断面図である。図５（ａ）は、像担持体上のトナー像ＴＺのトナー付着量にバラツキを有する状態を示し、図５（ｂ）は、トナー均一化部材５Ｙによりトナー付着量のバラツキが解消された状態を示す。図から判るように、図５（ａ）においてトナー付着量にバラツキ（凹凸）があったトナー像ＴＺが、図５（ｂ）においてはトナー均一化部材５Ｙの作用により均されてほぼ均一な厚みを有するトナー像ＴＺに変えられている。
【００４１】
なお、図５（ｂ）に示すように、感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとは逆方向に回転するため、トナー像ＴＺを挟んで対向して近接する互いの表面はともに転写材移動方向に移動する。感光体ドラム１Ｙの線速度はｖ１、トナー均一化部材５Ｙの線速度はｖ２で表すとき、トナー均一化部材５Ｙの感光体ドラム１Ｙに対する線速比は、ｖ２／ｖ１で表される。
【００４２】
実施の形態におけるトナー均一化部材５Ｙは樹脂又はゴム等からなる回転自在なローラとして構成され、図示しない駆動手段により駆動回転される。
【００４３】
本発明者らは、トナー付着量のバラツキの問題に対し、感光体ドラム１Ｙ上に形成されるトナー像ＴＺに、表面に空隙部を有するトナー均一化部材５Ｙを回転させながら接触させることにより、トナーの付着状態を改善することができることを発見した。また、トナー付着量バラツキ解消の対策は、トナー粒子の粒径により変化させる必要があること、及び、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺに接触させるトナー均一化部材５Ｙにより形成されるトナー均しニップ幅ｃにより影響を受けること、に着目した。ここでいうトナー均しニップ幅ｃとは、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺが、感光体ドラム１Ｙに近接するトナー均一化部材５Ｙの外周に接触する領域の回転方向における長さをいう（図５（ｂ）参照）。
【００４４】
そこで本発明者らは、トナー粒子の粒径に対して、表面に空隙部を有するトナー均一化部材５Ｙの空隙部の大きさ、感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの線速比、及びトナー均しニップ幅ｃ、を変化させ、転写画像への影響を確認する実験を行った。その結果については実施例１〜３、及び表１、表２を用いて後述する。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第１〜第３の実施形態の構成について、実施例１〜３、及び図６〜図８を用いて説明する。なお、本実験に用いる画像形成装置は、図１に示す、タンデム型のデジタル複写機「ｂｉｚｈｕｂ  ＰＲＯ  Ｃ６５００」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）を母体機とし、実験装置に改造したものを用いた。
【００４６】
図６は、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第１の実施形態（実施例１）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【００４７】
図６において、トナー均一化部材５Ｙの第１の実施形態は、ウレタン発泡弾性体等からなる多孔質部材を用いている。実施例１の実験の条件は以下の通りである。
（実施例１）
１．トナー均一化部材５Ｙ：
材料：ウレタン発泡弾性体（ポリウレタンフォーム）
外径：１５〜３０ｍｍ
空隙部形状：発泡セル状、平均空隙寸法としての平均開口径ａ：２．５〜２５μｍ（トナー平均粒径ｂ＝５μｍの場合）、又は、５〜５０μｍ（トナー平均粒径ｂ＝１０μｍの場合）、発泡セルの開口径の測定は、レーザ顕微鏡により、非接触で表面の発泡セルの直径を測定距離２ｍｍの範囲で測定を行い、その平均値を求めたものである。
【００４８】
アスカーＣ硬度：２５
２．感光体ドラム１Ｙ外径：１００ｍｍ
３．感光体ドラム１Ｙの周速ｖ１：２００ｍｍ／ｓ
４．トナー均一化部材５Ｙの周速ｖ２：１４０〜２６０ｍｍ／ｓ
５．感光体ドラム１Ｙに対するトナー均一化部材５Ｙの線速比ｖ２／ｖ１：０．７〜１．３
６．感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの間隙：１０〜５０μｍ
７．トナー像に対するトナー均一化部材５Ｙのトナー均しニップ幅ｃ：０．１〜０．７ｍｍ（１００〜７００μｍ）
なお、本実施の形態においては、発泡セルの構造が単泡のものを用いているが、単泡と連泡とが混在するものを用いても良い。また、発泡弾性体の材料としては、ポリウレタンフォームに限らず、ポリエチレンフォームやメラミンフォームでも良い。
【００４９】
図７は、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第２の実施形態（実施例２）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【００５０】
図７において、トナー均一化部材５Ｙの第２の実施形態は、ＮＢＲゴム等からなる繊維状部材が形成される部材を用いている。実施例２の実験の条件は以下の通りである。
（実施例２）
１．トナー均一化部材５Ｙ：
材料：ＮＢＲゴム
外径：１５〜３０ｍｍ
空隙部形状：繊維状（静電植毛により形成）、繊維の長さ０．１〜２ｍｍ、繊維の太さ０．１〜５ｄＴ（デシテックス）、平均空隙寸法としての平均繊維間間隔ａ：２．５〜２５μｍ（トナー平均粒径ｂ＝５μｍの場合）、又は、５〜５０μｍ（トナー平均粒径ｂ＝１０μｍの場合）、繊維間間隔の測定は、レーザ顕微鏡により、非接触で繊維間の間隔を測定距離２ｍｍの範囲で測定を行い、その平均値を求めたものである。
【００５１】
アスカーＣ硬度：３０
２．感光体ドラム１Ｙ外径：１００ｍｍ
３．感光体ドラム１Ｙの周速ｖ１：２００ｍｍ／ｓ
４．トナー均一化部材５Ｙの周速ｖ２：１４０〜２６０ｍｍ／ｓ
５．感光体ドラム１Ｙに対するトナー均一化部材５Ｙの線速比ｖ２／ｖ１：０．７〜１．３
６．感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの間隙：１０〜５０μｍ
７．トナー像に対するトナー均一化部材５Ｙのトナー均しニップ幅ｃ：０．１〜０．７ｍｍ（１００〜７００μｍ）
材料として、本実施の形態ではＮＢＲゴム製のものを用いたが、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、又はレーヨン等の樹脂繊維製のものでも良い。繊維の長さが０．１ｍｍより短くなると、感光体ドラム１Ｙの表面を傷つけるおそれがある。また、２ｍｍより長くなると、繊維が倒れてトナー粒子の捕捉が不十分になるおそれがある。更に、繊維の太さが０．１ｄＴより細いと、トナーの捕捉が不十分になるおそれがあり、５ｄＴより太くなると、感光体ドラム１Ｙを傷つけるおそれがある。
【００５２】
図８は、本発明に係るトナー均一化部材５Ｙの第３の実施形態（実施例３）について、その構成を説明するための概略断面図である。
【００５３】
図８において、トナー均一化部材５Ｙの第３の実施形態は、シリコンゴム等からなる基体にアクリル樹脂粒子等を静電吸着させて形成した部材を用いているが、塗膜の形成により粒子状部材を形成しても良い。実施例３の実験の条件は以下の通りである。
（実施例３）
１．トナー均一化部材５Ｙ：
材料：シリコンゴム
外径：１５〜３０ｍｍ
空隙部形状：粒子状（静電吸着により形成）、平均空隙寸法としての平均粒子間間隔ａ：２．５〜２５μｍ（トナー平均粒径ｂ＝５μｍの場合）、又は、５〜５０μｍ（トナー平均粒径ｂ＝１０μｍの場合）、粒子間間隔の測定は、レーザ顕微鏡により、非接触で粒子間の間隔を測定距離２ｍｍの範囲で測定を行い、その平均値を求めたものである。
【００５４】
アスカーＣ硬度：３０
２．感光体ドラム外径：１００ｍｍ
３．感光体ドラム１Ｙの周速ｖ１：２００ｍｍ／ｓ
４．トナー均一化部材５Ｙの周速ｖ２：１４０〜２６０ｍｍ／ｓ
５．感光体ドラム１Ｙに対するトナー均一化部材５Ｙの線速比ｖ２／ｖ１：０．７〜１．３
６．感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの間隙：１０〜５０μｍ
７．トナー像に対するトナー均一化部材５Ｙのトナー均しニップ幅ｃ：０．１〜０．７ｍｍ（１００〜７００μｍ）
静電吸着により形成される粒子部材の材料として、本実施の形態ではアクリル樹脂を用いたが、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等を用いても良い。
【００５５】
実施例１〜３を用いて記録材Ｐに画像形成を実施した結果を表１〜表４に示す。
【００５６】
なお、画像評価は、Ａ４サイズの画像を１００枚連続プリントして行った。また、表１及び表２に表示した画像評価結果の欄の記号は、社内規格に基づくトナー飛び散り判定用画像見本により行った判定結果であり、合格を○、不合格を×、良品限界を△、で表したものである。
【００５７】
【表１】
2012113025.tif 000003
【００５８】
表１は、トナー粒子の平均粒径ｂが５μｍであるトナーを用いて、トナー均しニップ幅ｃと、感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの線速比差Δθとを変化させたときにおける、出力画像への影響を調べた実験結果を示す表である。ここでいう線速比差Δθとは、感光体ドラム１Ｙの線速度ｖ１を１としたときのトナー均一化部材５Ｙの線速比ｖ２／ｖ１を算出し、感光体ドラム１Ｙの線速度１とトナー均一化部材５Ｙの線速比ｖ２／ｖ１との差を絶対値で表したものである。即ち、線速比差Δθは、Δθ＝｜１−ｖ２／ｖ１｜で表される。
【００５９】
表１から、実施例１〜３のいずれにおいても、線速比差Δθとトナー均しニップ幅ｃとの積Δθ×ｃの値が５を超え５０未満であるときには、出力画像にトナーの飛び散りが発生せず、合格となることが判る。また、積Δθ×ｃの値が５未満又は５０を超えるときには、出力画像にトナーの飛び散りが発生し、不合格となることが判る。
【００６０】
【表２】
2012113025.tif 000004
【００６１】
表２は、トナー粒子の平均粒径ｂが１０μｍであるトナーを用いて、トナー均しニップ幅ｃと、感光体ドラム１Ｙとトナー均一化部材５Ｙとの線速比差Δθとを変化させたときにおける、出力画像への影響を調べた実験結果を示す表である。
【００６２】
表２から、実施例１〜３のいずれにおいても、線速比差Δθとトナー均しニップ幅ｃとの積Δθ×ｃの値が１０を超え１００未満であるときには、出力画像にトナーの飛び散りが発生せず、合格となることが判る。また、積Δθ×ｃの値が１０未満又は１００を超えるときには、出力画像にトナーの飛び散りが発生し、不合格となることが判る。
【００６３】
【表３】
2012113025.tif 000005
【００６４】
表３は、トナー粒子の平均粒径ｂが５μｍであるトナーを用いて、空隙部の平均空隙寸法ａを変化させたときにおける、出力画像への影響を調べた実験結果を示す表である。但し、トナー均しニップ幅ｃは、実施例１及び３では０．３ｍｍ、実施例２では０．２ｍｍに固定している。また、線速比ｖ２／ｖ１は、実施例１及び３では０．９、実施例２では１．１に固定した。従って、線速比差Δθは、実施例１及び３では、Δθ＝｜１−０．９｜＝０．１となり、実施例２では、Δθ＝｜１−１．１｜＝０．１となる。
【００６５】
表３から、実施例１〜３のいずれにおいても空隙部の平均空隙寸法ａが２．５〜２５μｍの範囲にあるときに出力画像にトナーの飛び散りが発生せず、合格となることが判る。
【００６６】
【表４】
2012113025.tif 000006
【００６７】
表４は、トナー粒子の平均粒径が１０μｍであるトナーを用いて、空隙部の平均空隙寸法ａを変化させたときにおける、出力画像への影響を調べた実験結果を示す表である。トナー均しニップ幅ｃと線速比ｖ２／ｖ１との条件は、表３における条件と同一である。従って、線速比差Δθは、実施例１〜３において、Δθ＝０．１となる。
【００６８】
表４から、実施例１〜３のいずれにおいても空隙部の平均空隙寸法ａが５〜５０μｍの範囲にあるときに出力画像にトナーの飛び散りが発生せず、合格となることが判る。
【００６９】
次に本発明者らは実験の結果から、トナー均一化部材５Ｙの感光体ドラム１Ｙに対する線速比ｖ２／ｖ１、線速比差Δθ、トナー粒子の平均粒径ｂ、及びトナー均しニップ幅ｃの関係を数式で表すことを試みた。
【００７０】
トナー均一化部材５Ｙの線速度ｖ２と、感光体ドラム１Ｙの線速度ｖ１との線速比の差である線速比差Δθは、
Δθ＝｜１−ｖ２／ｖ１｜
で表されることから、
表１及び表２の結果から、線速比差Δθとトナー均しニップ幅ｃとの積は、
ｂ＜ｃ×Δθ＜１０ｂ・・・（数式１）、即ち、
ｂ＜ｃ×｜１−ｖ２／ｖ１｜＜１０ｂ
の範囲内にあることを把握した。
【００７１】
また、トナー均一化部材５Ｙの空隙部の平均空隙寸法をａで表すとき、空隙部の平均空隙寸法ａとトナー粒子の平均粒径ｂとの関係は、表３及び表４の結果から、
０．５ｂ≦ａ≦５ｂ・・・（数式２）
で表されることを把握した。
【００７２】
図９は、上記の数式１に示す、トナー均しニップ幅ｃ及び線速比差Δθの積と、トナー粒子の平均粒径ｂとの関係をグラフにした図である。
【００７３】
図９において、横軸はトナー粒子の平均粒径ｂを表し、縦軸はトナー均しニップ幅ｃ及び線速比差Δθの積を表す。図９から、トナー均しニップ幅ｃ及び線速比差Δθの積の値は、トナー粒子の平均粒径ｂが極めて小さい場合には小さくする必要があり、トナー粒子の平均粒径ｂがある程度の大きさになると、該粒径ｂの大きさに応じて大きくする必要があることが判る。トナー均しニップ幅ｃと線速比差Δθとの積（ｃ×Δθ）がトナー粒子の平均粒径ｂの１０倍の値１０ｂ以上となるときは、図９に示す「ＯＫ」の領域から外れ、縦軸に沿った「像乱れＮＧ」の領域に入り、画像が乱れて不合格となる（表１のトナー均しニップ幅ｃ７００μｍ、線速比差０．１の欄、及び表２のトナー均しニップ幅ｃ４００μｍ、線速比差０．３の欄を参照）。また、トナー均しニップ幅ｃと線速比差Δθとの積がトナー粒子の平均粒径ｂ以下の値となるときは、図９に示す「ＯＫ」の領域から外れ、横軸に沿った「均し効果ＮＧ」の領域に入り、均しの作用が働かずに不合格となる（表１のトナー均しニップ幅ｃ１００μｍ、線速比差０．０２の欄、及び表２のトナー均しニップ幅ｃ１００μｍ、線速比差０．０５の欄を参照）。
【００７４】
図１０は、上記の数式２に示す、トナー均一化部材５Ｙの平均空隙寸法ａと、トナー粒子の平均粒径ｂとの関係をグラフにした図である。
【００７５】
図１０において、横軸はトナー粒子の平均粒径ｂを表し、縦軸はトナー均一化部材の空隙部の寸法ａを表す。図１０から、トナー均一化部材５Ｙの平均空隙寸法ａは、トナー粒子の平均粒径ｂが小さい場合には小さくし、トナー粒子の平均粒径ｂが大きくなると、該粒径ｂの大きさに応じて大きくする必要があることが判る。トナー均一化部材５Ｙの平均空隙寸法ａがトナー粒子の平均粒径ｂの５倍を超える値となるときは、図９に示す「ＯＫ」の領域から外れ、縦軸に沿った「ＮＧ」の領域に入り、空隙が大きすぎて不合格となる（表３の平均空隙寸法３０〜６０μｍ、及び表４の平均空隙寸法６０〜１００μｍの欄を参照）。トナー均一化部材５Ｙの空隙が大きすぎると、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺから捕捉したトナー粒子が空隙の内部に入り込んでしまうからである。また、トナー均一化部材５Ｙの平均空隙寸法ａがトナー粒子の平均粒径ｂの０．５倍未満の値となるときは、図９に示す「ＯＫ」の領域から外れ、横軸に沿った「ＮＧ」の領域に入り、空隙が小さすぎて不合格となる（表３の平均空隙寸法１．５〜２μｍ、及び表４の平均空隙寸法４μｍの欄を参照）。トナー均一化部材５Ｙの空隙が小さすぎると、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像ＴＺのトナー粒子を捕捉し難く、トナー均しの効果が発揮されないからである。      
【００７６】
図１１は、トナー均一化部材としてベルト状部材５ａＹを用いた実施形態の構成を示す概略断面図である。本実施形態は図２に示すローラ状部材からなる実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。本実施形態が図２に示す実施形態と異なる点は、トナー均一化部材がローラ状部材でなく、回転体としてのベルト状部材からなるという点である。ベルト状部材５ａＹは、バックアップローラ５ｂＹを含む複数のローラに巻回されて保持される。バックアップローラ５ｂＹに保持されるベルト状部材５ａＹは、現像領域の転写材移動方向下流側で転写領域の転写材移動方向上流側の、感光体ドラム１Ｙに近接又は接触する位置に配設され、感光体ドラム１Ｙ上のバラツキを有するトナーを均す機能を有する。ベルト状部材５ａＹの材料は、図６〜８で説明したローラ状部材からなるトナー均一化部材５Ｙと同様のゴム又は樹脂製の、多孔質体、繊維状部材、又は粒子状表面保有部材からなる。本実施形態においてもローラ状部材からなるトナー均一化部材５Ｙと同様に、数式１及び数式２の関係式が適用されることは言うまでもない。
【００７７】
本実施形態によればトナー均一化部材としてのベルト状部材５ａＹの長さを長くすることができるため、トナー均一化部材の長寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム（像担持体）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電手段（静電潜像形成手段）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光手段（静電潜像形成手段）
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像手段
４Ｙａ、４Ｍａ、４Ｃａ、４Ｋａ  現像剤担持体
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  トナー均一化部材
５ａＹ  ベルト状部材（トナー均一化部材）
５ｂＹ  バックアップローラ
６  中間転写体（一次転写材）
７Ａ  二次転写手段（転写手段）
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  一次転写手段（転写手段）
Ｐ  記録材（二次転写材）
ａ  トナー均一化部材の空隙部の平均空隙寸法（平均開口径、平均繊維間間隔、平均粒子間間隔）
ｂ  トナー粒子の平均粒径
ｃ  トナー均しニップ幅
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成ユニット
ＣＬ  クリーニング部材
ＤＧ  電源
ＧＨ  画像形成装置本体
ＴＺ  トナー像
ｖ１、ｖ２  線速度
【図１】
2012113025.tif 000007
【図２】
2012113025.tif 000008
【図３】
2012113025.tif 000009
【図４】
2012113025.tif 000010
【図５】
2012113025.tif 000011
【図６】
2012113025.tif 000012
【図７】
2012113025.tif 000013
【図８】
2012113025.tif 000014
【図９】
2012113025.tif 000015
【図１０】
2012113025.tif 000016
【図１１】
2012113025.tif 000017