JP2009069206A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラム方式に比べて現像チリの抑制効果が期待できる感光体ベルト方式において、現像チリによる地汚れをさらに高精度に防ぐことができ、一層の高画質化を実現できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに接触している回動方向の幅である、感光体ベルト２が像対向ローラ６ｄに巻き付き始める上流側接点から巻き付き終わる下流側接点までの巻き付き幅を規定する巻き付き角度をθとするとき、感光体ベルト２との現像ギャップが最適となるよう設定された現像ローラ６ｅの現像位置を、現像対向ローラ６ｄの上流側接点からθ／２までの間の位置となるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは、無端ベルト状の像担持体に静電潜像を形成し、これを可視像化する画像形成装置に関する。

一般に画像形成装置は、ドラム状またはベルト状の像担持体である感光体を用いて、その感光体の外周面に対向するように帯電、露光、現像、転写、クリーニング等の作像プロセス手段が順次適所に配置されている。
このとき感光体とトナー担持体である現像ローラの位置関係は現像方式によって、互いに当接または非当接としているが、高速化、高画質化、混色回避等の要求から最近の画像形成装置においては、非当接としているものが多く、非接触現像や磁気ブラシ現像などの現像方式が採られている。

具体的に公報開示されているカラー画像形成装置の一例を挙げると以下のようになる（接触現像方式は参考）。
［接触現像方式］
１成分の磁性または非磁性トナーを用いて感光体に現像ローラを当接させて直接現像する。最近はこの現像方式を採る画像形成装置は少ない。
特許文献１の図３、図５には、感光体ベルトを用いて現像ローラを当接させて現像する例が示されている。
［非接触現像方式］
１成分または２成分のトナーを用いて感光体と現像ローラを非当接状態で飛翔現像する。
特許文献１の図２、特許文献２の図１、特許文献３の図１、特許文献４の図１には、感光体ベルトを用いて現像ローラとの所定間隔を保持し、交番電界を印加して現像する例が示されている。
［磁気ブラシ現像方式］
２成分トナーを用い、感光体と現像ローラは非当接とし磁気ブラシにより摺擦現像する。
特許文献５の図５、図７には、感光体ドラムを用いて現像ローラとの所定間隔を保持し、磁性粒子の穂を形成して現像する例が示されている。

非当接の構成は、感光体と現像ローラが互いに機械的ストレスや負荷変動を与え合うことがなく、どちらかを弾性体にする必要もなくなるが、所定間隔を高精度に保持・管理し、現像ギャップが最適となるようにする必要がある。
また、上記各引用文献を含む非接触現像方式と磁気ブラシ現像方式の共通した問題点として、感光体と現像ローラを非当接としたことによる現像時のトナー飛散や現像チリなどが挙げられ、画像劣化の大きな要因となっている。
特に現像チリは、現像位置で現像ローラから感光体にトナーが移動する時に、所定の有効現像領域（感光体移動方向の現像幅）から少し外れる上流側と下流側の境目近傍においてトナーが不安定状態となり、制御できなくなったトナーが現像ローラから離脱し、浮遊し、感光体のトナーが本来付いてはならない所に付着してしまうことで起こる現象である。

本出願人が行った現像チリ観察実験によれば、現像チリの原因となる浮遊トナーの数（量）を現像領域外側の上流側と下流側で比較してみたところ、上流側よりも下流側の方が２〜３割多いことが確認された。
簡単に言うと、現像領域直前の入り口付近よりも直後の出口付近の方が現像チリが多く発生している、ということである。これは現像のポテンシャルや、感光体ドラムと現像ローラの回転で生じる気流などが影響していると考えられる。もっとも現像領域に入る直前の上流側で浮遊トナーが感光体に付着しても、感光体はそのまま現像領域に突入し正規の現像を開始するので、上流側での浮遊トナーはあまり問題とならない。
現像チリは下流側の浮遊トナーが要因である、といえる。

図１０は、非接触現像方式の現像チリ観察実験の様子を表したものであり、所定間隔（現像ギャップ）を離した現像ローラと感光体ドラムの現像位置周辺の概念図である。
感光体ドラムは左回転、現像ローラは右回転している。図に示すように有効現像領域の幅は現像ギャップの間隔で決まるが、その現像ギャップは現像方式の予備実験等によって最適値が設定されるものなので、非接触現像方式などの非当接構成の場合、実質は現像ローラ径および感光体ドラム径で決定される（２成分現像の場合は穂の形成幅も影響する）。
また現像チリの原因となる浮遊トナーは、トナーが不安定になる領域で発生するのだが、その領域は、感光体ドラムと現像ローラの間隔が現像ギャップまでは近づかないが、あるところまで近づくと現像ローラにトナーを付着させている力とトナーを感光体ドラム側に移動させようとする力が拮抗、または感光体ドラム側に移動させようとする力の方が多少上回り、トナーが現像ローラから浮上って、どっちつかずの状態となってしまう領域がある。
それが図１０に現像影響領域として示した領域である（有効現像領域の両外側の上流側と下流側にある）。現像影響領域の幅は、図１０で現像影響ギャップとして示している感光体ドラムと現像ローラの間隔で決まるが、その間隔は、ある程度予備実験で把握できるので、現像影響領域の幅も有効現像領域と同じように感光体ドラムと現像ローラの径に左右される。
なお感光体ドラムの場合、感光体ドラム径および現像ローラ径、現像ギャップが同じであれば、感光体ドラムに対する現像ローラ位置や角度が変わっても、現像領域および現像影響領域の幅は変わらない。

最近の画像形成装置においては、装置自体の小型化に伴い感光体ドラムおよび現像ローラの小径化も進んでいるが、感光体ドラムおよび現像ローラの小径化は現像領域の幅を狭くすることにも役立ち、所謂、狭間現像となり、凝集した密な現像を行うことができるので現像画質を向上させている。
さらに現像影響領域の幅をも狭くすることになるので、現像チリの発生を抑制することができる。しかし逆に言えば、現像影響領域の幅は感光体ドラムおよび現像ローラの径に依存しており、現像影響領域を更に小幅化するには更に小径化するしかないが、技術的にも装置のレイアウト的にも現状では感光体ドラム：２５ｍｍ程度、現像ローラ：１４ｍｍ程度がほぼ限界と思われるので、感光体をドラムとする場合、現像影響領域の更なる小幅化は困難であり、現像チリのこれ以上の改善は難しい状況である。
しかしながら感光体をベルトにすると、現像ローラに直接対向するのは実質は感光体ベルトであるが、現像ローラと対向する感光体ベルトの面の形状を決めるのは感光体ベルトの裏面をガイドする現像対向ローラであることから、現像対向ローラであれば感光体ドラムよりも小径化は十分可能とすることができる。
従って感光体をベルトにすれば、現像影響領域の更なる小幅化は可能となり、現像チリの発生を抑制することができる。

特許第３６３２２４５号公報 実用登録第２５４３３０８号公報 特開２００４−１０９５３９号公報 特開平３−９６９７６号公報 特開２００４−１９８５９３号公報

感光体ベルトと感光体ベルトの裏面に現像対向部材を設けた非接触現像の画像形成装置の一例を挙げると、特許文献４の図１、図７に記載のものがある。
ガイド部材で感光体ベルトをガイドし、現像ローラとの対向面を平面または曲率面としている。ガイド部材４により、現像位置での感光体ベルトの撓みや振動による浮きを防止して安定した現像ギャップを確保するようにしているが、現像ローラとの対向面が平面または、ほぼ平面に近い曲率面であるため、現像影響領域の幅が広くなり現像チリを抑制することができない。
特許文献２の図１、特許文献３の図１、特許文献１の図２に示される例では、対向ローラ（当接ローラ、バックアップローラ）で感光体ベルトをガイドし、現像ローラとの対向面を対向ローラ（当接ローラ、バックアップローラ）の径に倣った曲率面を形成している。
対向ローラ（当接ローラ、バックアップローラ）により現像ギャップを確保するようにしているが、現像ローラとの対向面がほぼ平面に近い曲率面であるため、現像影響領域の幅が広くなり現像チリを抑制することができない。
それに対し、特許文献１の図６に示される例では、感光体ベルトが当接ローラ６１３に９０度程度巻き付いており、当接ローラ６１３の径に倣って深く湾曲した対向面を形成しているので、上記例よりも現像影響領域の幅がかなり狭く現像チリを抑制することができる。従ってこのようにすることが現像チリを抑制する一つの方法である。
［参考］
特許文献５の図１
現像位置に感光体ベルトをガイドする部材がない例である。現像ローラと対向する位置に感光体ベルトのガイド部材を設けていないので、現像ギャップの精度および維持管理が不安定となり、現像チリ以前の問題を抱えている。

本発明は、感光体ドラム方式に比べて現像チリの抑制効果が期待できる感光体ベルト方式において、現像チリによる地汚れをさらに高精度に防ぐことができ、一層の高画質化を実現できる画像形成装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、複数の支持部材間に掛け回されて回動され、書込み手段によって静電潜像を形成される像担持体ベルトと、
前記像担持体ベルトの表面外周に対向配置され、前記像担持体ベルトと非当接の現像剤担持体を介して該像担持体ベルト上の潜像を可視像化する現像手段と、
前記像担持体ベルトを挟んで前記現像剤担持体に対向し、前記像担持体ベルトの裏面に接触しながらベルト展張の一部を担う現像対向部材と、を有し、
前記像担持体ベルトが前記現像対向部材に接触している回動方向の幅である、前記像担持体ベルトが前記現像対向部材に巻き付き始める上流側接点から巻き付き終わる下流側接点までの巻き付き幅を規定する巻き付き角度をθとするとき、
前記現像対向部材の部位における前記像担持体ベルトとの現像ギャップが最適となるよう設定された前記現像剤担持体の現像位置を、前記現像対向部材の上流側接点からθ／２までの間の位置となるように設定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体の現像位置のうち、前記θ／２位置は除くことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体の現像位置のうち、前記上流側接点位置は除くことを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像対向部材に対する前記ナー担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の上流側にのみ巻き付き、下流側は巻き付かない構成の下で設定したことを特徴とする。

請求項５記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像対向部材に対する前記現像剤担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の下流側にのみ巻き付き、上流側は巻き付かない構成の下に設定したことを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像対向部材に対する前記現像剤担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の上流側、下流側共に巻き付く構成の下に設定したことを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体上でトナーが浮遊しているトナークラウド状態を形成して現像を行う非接触現像方式としたことを特徴とする。

本発明によれば、現像チリによる地汚れを高精度に防ぐことができ、高品質の画像を得ることができる。
請求項２記載の発明によれば、θ／２位置での感光体ベルトの振動や撓みなどの影響を受け難くしているため、現像ギャップ変動による現像不良の問題を解消することができる。
請求項３記載の発明によれば、上流側接点位置での感光体ベルトの振動や撓みなどの影響を受け難くしているため、現像ギャップ変動による現像不良の問題も解消することができる。
請求項４記載の発明によれば、感光体ベルトが現像対向部材に現像位置を基準に上流側にのみ巻き付き、下流側は巻き付かない構成において、現像チリや現像ギャップ変動を防ぎ、高品質の画像を提供することができる。
請求項５記載の発明によれば、感光体ベルトが現像対向部材に現像位置を基準に下流側にのみ巻き付き、上流側は巻き付かない構成において、現像チリや現像ギャップ変動を防ぎ、高品質の画像を提供することができる。
請求項６記載の発明によれば、感光体ベルトが現像対向部材に現像位置を基準に上流側、下流側共に巻き付く構成において、現像チリや現像ギャップ変動を防ぎ、高品質の画像を提供することができる。
請求項７記載の発明によれば、非接触のクラウド現像方式において、現像チリを防ぎ、高品質の画像を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
感光体ベルトと、感光体ベルトを挟んで現像位置に現像ローラと対向する現像対向ローラを設け、感光体ベルトと現像ローラを非当接状態にして画像形成を行う画像形成装置においては、感光体ベルトと現像ローラが所定の間隔を離して高精度に保持し、現像ギャップが最適となるようにしている。このとき感光体ベルトは、現像位置で撓みや振動による浮きが発生しないように、感光体ベルトにテンションを与えて、ある程度の幅で現像対向ローラに巻き付くようにしている。その巻き付き状態は大まかに３種類の構成に分けられるが、それらの構成別に本発明の実施形態を説明する。

図１乃至図３に基づいて第１の実施形態［現像位置を基準に上流側にのみ巻き付き、下流側は巻き付かない構成］
図１は像担持体ベルトとしての感光体ベルト２を用いた画像形成装置の画像形成部１の構成を示す概略側面図である。この画像形成装置は、走査型書込み手段により感光体ベルト２に形成した潜像から現像手段によりトナー像を生成し、そのトナー像を転写媒体に転写して画像を得る画像形成装置である。
画像形成部１において、感光体ベルト２は、支持部材としての駆動ローラ３、テンションローラ４、転写対向ローラ５、現像対向ローラ６ｄ間に掛け回されて展張されている。駆動ローラ３と連結された図示しないモータによって感光体ベルト２は反時計回り方向に回動される。
感光体ベルト２の展張表面の一辺側（左側）には現像手段としての現像装置６ａが横置きに配置され、感光体ベルト２を挟んで現像対向部材としての現像対向ローラ６ｄが対向し、現像装置６ａの現像剤担持体またはトナー担持体としての現像ローラ６ｅと感光体ベルト２が所定の間隔を離して最も近づいている位置を現像位置としている。

反対側の一辺側（右側）には、クリーニング部１１、除電ランプ１２が配置され、下部側に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。現像装置６ａが配置されている側には、感光体ベルト２上に潜像を形成する書込み手段としての書込みユニット２１が配置され、その潜像を形成するための帯電器６ｂと露光位置６ｃが駆動ローラ３に対向するように配置、設定されている。
感光体ベルト２の下方には、転写部１４に対して用紙搬送方向が斜めになるように、搬入側に給紙ローラ１９やレジストローラ対１８などから成る給紙搬送部１７が、搬出側に定着装置２０が配置されている。

書込みユニット２１に関して説明する。本実施形態の書込みユニット２１は一般的なレーザ走査光学系の書込み手段であり、画像情報毎に変調されたレーザ光を射出する。一般的にレーザ光は、コリメートレンズを通過して走査手段としてのポリゴンミラーによりその偏向反射面で偏向され、ポリゴンミラーの回転により主走査方向に走査する。
ポリゴンミラーにより走査されるレーザ光は結像レンズにより集光されて感光体ベルト２上の露光位置６ｃに結像され、感光体ベルト２の副走査方向の動きと同期して画像全体の潜像を形成する。
次に現像装置６ａについて説明すると、現像装置６ａは現像速度や現像画質から感光体ベルト２と現像ローラ６ｅを非当接状態にして現像を行う非接触の現像装置である。現像装置６ａは、現像ローラ６ｅ、マグローラ６ｆ、２本の攪拌スクリュ６ｇと、現像ローラ６ｅ上のトナーを薄層化するブレード６ｉ、そしてそれらを収納するケース６ｈなどで構成され、例えば２成分現像剤が格納されている。

磁性キャリアにトナーを混合させた２成分現像剤を永久磁石が内包されたマグローラ６ｆによって現像ローラ６ｅまで搬送し、そこでトナーの一部が印加され、そのバイアス電位によって現像ローラ６ｅに転移する。現像ローラ６ｅに転移されたトナーは、クラウド状態となり、現像ローラ６ｅの回転によって現像位置へと運ばれ、感光体ベルト２表面から０．２〜０．５ｍｍ程度の現像ギャップが設けられた現像ローラ６ｅ表面の平均電位と感光体ベルト２の表面電位との差によって現像が行われる（トナー像が形成される）。
現像されなかったトナーは再びマグローラ６ｆに戻ってくるようになっている。クラウドはトナーの付着力が非常に低い状態なので、現像されず戻ってきたトナーは、マグローラ６ｆの回転に追随した２成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり均されたりする。これを繰り返すことによって、現像ローラ６ｅ上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態として担持される。
なお、本発明は感光体ベルト２と現像ローラ６ｅが非当接状態であれば現像方式は問わない。現像剤も１成分であっても良い。

次に、上記画像形成装置における画像形成動作について説明する。
駆動ローラ３により所定の線速で回動される感光体ベルト２を、帯電器６ｂにより一様に帯電させる。そして、画像情報により変調された書込みユニット２１のレーザ光が露光位置６ｃで感光体ベルト２を露光すると、露光部分の電位が低下し静電潜像を形成する。
その静電潜像は、現像バイアスを印加した現像装置６ａによって現像位置でトナー像として感光体ベルト２上に形成する。
続いて、感光体ベルト２上に形成したトナー像は転写部１４まで進み込むのと同時に、上記作像動作に同期して給紙搬送部１７で用紙搬送シーケンスが動作し、給紙ローラ１９やレジストローラ対１８などにより用紙が搬送され、感光体ベルト２の表面に沿うように接触する。そして転写部１４でトナー像と用紙が合わさり、転写ローラ１５のバイアス印加により感光体ベルト２上のトナー像が用紙に転写される。
転写後の用紙は、図示しない除電針などにより感光体ベルト２から剥離され、定着装置２０に送られ定着される。
転写後の残トナーおよび感光体ベルト２は、除電ランプ１２で帯電状態が調整され、残トナーはクリーニング部１１でクリーニングされ、感光体ベルト２は次の画像形成に備える。
以上で画像形成動作が完了する。

図２は現像動作時における図１の現像位置周辺の拡大図である。感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに現像位置を基準に上流側にのみ巻き付き、下流側は巻き付いていない状態となっている。
図１０の感光体ドラムと比べれば明らかなように、図２においては現像領域および現像影響領域に上流側、下流側で違いが出ている。有効現像領域は全体ではＡ２という幅であるが、有効現像領域を現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの中心を結ぶ中心線を基準に上流側と下流側で分けると、上流側の幅は狭く、下流側の幅は広くなっている。
また現像影響領域では上流側の幅をＢ１、下流側の幅をＢ２とするとＢ１＜Ｂ２となり、下流側の幅が広くなっている。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いているか否かによるものである。
現像ギャップの間隔を上流側をＣ１、下流側をＣ２、現像影響ギャップの間隔を上流側をＤ１、下流側をＤ２とすると、これら現像ギャップ、現像影響ギャップは決められた値なので、Ｃ１＝Ｃ２、Ｄ１＝Ｄ２であるが、下流側は感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いていない分、ギャップ間隔が現像ローラ６ｅ側に移動し、結果として下流側の現像領域および像影響領域の方が広くなってしまうのである。

よって図２の現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの位置関係では、有効現像領域の幅が広くなり狭間現像が難しくなると共に、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である現像影響領域の幅も広くなり現像チリの発生をかえって増進させることになる。
また下流側の現像領域と現像影響領域は感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いていない状態にあるので、その領域では感光体ベルト２の振動や撓みの影響を受けやすく、ギャップ変動による現像不良も危惧される。
そこで現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ６ｄを中心に現像ローラ６ｅの位置を感光体ベルト２が巻き付いている上流側に移動させ、感光体ベルト２が巻き付いていないことで生じる上記下流側の問題点を解決するようにした。

しかしながら、ただ単に現像ローラ６ｅを上流側に位置させたのでは下流側の浮遊トナーの抑制効果は小さい。最も効果が期待できる位置は、上流側の感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付き始める接点位置である。
図３で説明すると、図３（ａ）は図２と同じ状態で、下流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄから離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き終わる下流側接点位置（巻き付き角度θの位置）に現像ローラ６ｅが位置している状態である。
このときは上記したように下流側で有効現像領域と現像影響領域の幅が広くなってしまう。そこで下流側での問題点を解決するために図３（ｂ）では、上流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに当接する位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）に現像ローラ６ｅを位置させた。
下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を狭くすることができるので一見、良いように見えるが、上流側の状況が図３（ａ）の下流側の状況と全く同じになってしまっている。上流側において浮遊トナー（転写チリ）は上流側なのであまりの問題にならないが、有効現像領域が広くなってしまうことは現像画質上問題である。

図３（ｃ）は、図３（ａ）と図３（ｂ）の中間である巻き付き角度θの１／２の位置に現像ローラ６ｅを位置させた例を示している。中央位置であれば巻き付き角度θによる感光体ベルト２の曲率を有効に利用でき、有効現像領域と現像影響領域の幅をほどほど狭く、しかも上流側と下流側で同じにすることができる。
しかしこの状態は図１で説明した感光体ドラムの場合と同様となり、下流側の転写チリ問題（上流側よりも下流側の方が転写チリが多い）は解決できない。

そこで本発明を適用したのが図３（ｄ）である。感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）からθ／２の間に現像ローラ６ｅを位置させた。
この位置であれば感光体ベルト２の曲率を有効に利用し、下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を図３（ｃ）より狭くすることができるので、下流側の転写チリ発生を抑制することができる。
上流側の有効現像領域と現像影響領域においては、図３（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図３（ｃ）とほとんど変わらない幅なので狭間現像は十分可能であり、上流側の転写チリはあまり問題にならないので現像影響領域が多少広くなっても構わない。
以上のことから、現像ローラ６ｅを感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させれば狭間現像と転写チリ対策の両立が可能となる。
なお、巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させるといっても、上流側接点位置にすれば図３（ｂ）と同様となり、しかも感光体ベルト２の振動や撓みの影響を受けやすい位置なので、現像画質を問題にするならば上流側接点位置は避けた方が良い。
またθ／２の位置にすれば図３（ｃ）と同様となり下流側の転写チリが危惧されるので、巻きつき角度θ／２の位置も避けた方が良い。

図４乃至図６に基づいて第２の実施形態［現像位置を基準に下流側にのみ巻き付き、上流側は巻き付かない構成］を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示す（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態では、図４に示すように、図１のテンションローラ４と現像対向ローラ６ｄの位置を変えて、感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに対して現像位置を基準に下流側にのみ巻き付き、上流側は巻き付かない構成としている。
図５は現像動作時における図４の現像位置周辺の拡大図である。図２の場合と同様に、現像領域および現像影響領域に上流側、下流側で違いが出ている。
有効現像領域は全体ではＡ２という幅であるが、有効現像領域を現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの中心を結ぶ中心線を基準に上流側と下流側で分けると、下流側の幅は狭く、上流側の幅は広くなっている。
また現像影響領域では下流側の幅をＢ１、上流側の幅をＢ２とするとＢ１＜Ｂ２となり、上流側の幅が広くなっている。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いているか否かによるものである。

現像ギャップの間隔を下流側をＣ１、上流側をＣ２、現像影響ギャップの間隔を下流側をＤ１、上流側をＤ２とすると、これら現像ギャップ、現像影響ギャップは決められた値なので、Ｃ１＝Ｃ２、Ｄ１＝Ｄ２であるが、上流側は感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いていない分、ギャップ間隔が現像ローラ６ｅ側に移動し、結果として上流側の現像領域および像影響領域の方が広くなってしまうのである。
よって図５の現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの位置関係では、有効現像領域の幅が広くなり狭間現像が難しくなるが、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である現像影響領域の幅を狭くすることできるので、現像チリ発生の抑制効果がある。
また上流側の現像領域と現像影響領域は感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻き付いていない状態にあるので、その領域では感光体ベルト２の振動や撓みの影響を受けやすく、ギャップ変動による現像不良も危惧される。

そこで現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ６ｄを中心に現像ローラ６ｅの位置を感光体ベルト２が巻き付いている下流側に移動させ、感光体ベルト２が巻き付いていないことで生じる上記上流側の有効現像領域の幅が広くなるという問題点を解決するようにした。
しかしながら、ただ単に現像ローラ６ｅを下流側に位置させたのでは下流側の浮遊トナーの抑制効果が軽減されてしまう。
図６で説明すると、図６（ａ）は図５と同じ状態で、上流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに当接する位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）に現像ローラ６ｅを位置させた例である。
下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を狭くすることができるが、上流側において有効現像領域が広くなってしまう。そこでこの問題点を解決するために図６（ｂ）では、下流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄから離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き終わる下流側接点位置（巻きつき角度θの位置）に現像ローラ６ｅが位置している状態である。

しかしこの位置では下流側で有効現像領域と現像影響領域の幅が広くなってしまう。図６（ｃ）は、図６（ａ）と図６（ｂ）の中間である巻き付き角度θの１／２の位置に現像ローラ６ｅを位置させた。中央位置であれば図３（ｃ）と同様に、巻き付き角度θによる感光体ベルト２の曲率を有効に利用でき、有効現像領域と現像影響領域の幅をほどほど狭く、しかも上流側と下流側で同じにすることができる。
しかしこの位置では下流側の転写チリ問題（上流側よりも下流側の方が転写チリが多い）は解決できない。
そこで本発明を適用したのが図６（ｄ）である。感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻き付き角度０°の位置）からθ／２の間に現像ローラ６ｅを位置させた。
この位置であれば感光体ベルト２の曲率を有効に利用し、下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を図６（ｃ）より狭くすることができるので、下流側の転写チリ発生を抑制することができる。上流側の有効現像領域と現像影響領域においては、図６（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図６（ｃ）とほとんど変わらない幅なので狭間現像は十分可能であり、上流側の転写チリはあまり問題にならないので現像影響領域が多少広くなっても構わない。

以上のことから、現像ローラ６ｅを感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させれば狭間現像と転写チリ対策の両立が可能となる。
なお、巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させるといっても、上流側接点位置にすれば図６（ｂ）と同様となり、しかも感光体ベルト２の振動や撓みの影響を受けやすい位置なので、現像画質を問題にするならば上流側接点位置は避けた方が良い。
またθ／２の位置にすれば図６（ｃ）と同様となり下流側の転写チリが危惧されるので、巻き付き角度θ／２の位置も避けた方が良い。

図７乃至図９に基づいて第３の実施形態［現像位置を基準に上流側、下流側共に巻き付く構成］を説明する。
本実施形態では、図７に示すように、図１のテンションローラ４と現像対向ローラ６ｄの位置を変えて、感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに対して現像位置を基準に上流側、下流側共に巻き付く構成としている。
図８は現像動作時における図７の現像位置周辺の拡大図である。図１０の感光体ドラムの場合と同様に、現像領域および現像影響領域に上流側、下流側で違いが出ない。また、この構成での欠点も上述した感光体ドラムの場合と同様に下流側の転写チリ問題（上流側よりも下流側の方が転写チリが多い）である。
そこで現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ６ｄを中心に現像ローラ６ｅの位置を上流側に移動させ、下流側の転写チリ問題を解決するようにした。しかし、ただ単に現像ローラ６ｅを上流側に位置させたのでは上流側の有効現像領域の幅が広がってしまう。

図９で説明すると、図９（ａ）は図８と同じ状態で、感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）と巻き付き終わる下流側接点位置（巻きつき角度θの位置）の１／２の位置に現像ローラ６ｅを位置させた。
中央位置であれば図３（ｃ）、図６（ｃ）と同様に、巻き付き角度θによる感光体ベルト２の曲率を有効に利用でき、有効現像領域と現像影響領域の幅をほどほど狭く、しかも上流側と下流側で同じにすることができる。
しかしこの位置では上記したように下流側の転写チリ問題（上流側よりも下流側の方が転写チリが多い）は解決できない。そこでそでの問題点を解決するために図９（ｂ）では、上流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに当接する位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）に現像ローラ６ｅを位置させた。下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を狭くすることができるが、上流側において有効現像領域が広くなってしまう。

図９（ｃ）は参考までに示したもので、下流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄから離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻き付き終わる下流側接点位置（巻きつき角度θの位置）に現像ローラ６ｅが位置している状態である。図９（ａ）の問題解決のために現像ローラ６ｅの位置を下流側に移動させることはない。
そこで本発明を適用したのが図９（ｄ）である。感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置）からθ／２の間に現像ローラ６ｅを位置させた。
この位置であれば感光体ベルト２の曲率を有効に利用し、下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅を図９（ａ）より狭くすることができるので、下流側の転写チリ発生を抑制することができる。
上流側の有効現像領域と現像影響領域においては、図９（ａ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図９（ａ）とほとんど変わらない幅なので狭間現像は十分可能であり、上流側の転写チリはあまり問題にならないので現像影響領域が多少広くなっても構わない。

以上のことから、現像ローラ６ｅを感光体ベルト２が巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させれば狭間現像と転写チリ対策の両立が可能となる。
なお、巻き付き始める上流側接点位置からθ／２の間に位置させるといっても、上流側接点位置にすれば図９（ｂ）と同様となり、しかも感光体ベルト２の振動や撓みの影響を受けやすい位置なので、現像画質を問題にするならば上流側接点位置は避けた方が良い。またθ／２の位置にすれば図９（ｄ）と同様となり下流側の転写チリが危惧されるので、巻きつき角度θ／２の位置も避けた方が良い。

上記各実施形態では、現像装置６ａが１つの画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は現像装置６ａが複数個設置されたカラー画像形成装置にも適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の要部側面図である。 現像動作時における図１の現像位置周辺の拡大図である。 現像ローラの位置の変化と現像機能との関係を説明するための図で（ｄ）は第１の実施形態に係る現像ローラの配置図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の要部側面図である。 現像動作時における図４の現像位置周辺の拡大図である。 現像ローラの位置の変化と現像機能との関係を説明するための図で（ｄ）は第２の実施形態に係る現像ローラの配置図である。 第３の実施形態に係る画像形成装置の要部側面図である。 現像動作時における図７の現像位置周辺の拡大図である。 現像ローラの位置の変化と現像機能との関係を説明するための図で（ｄ）は第３の実施形態に係る現像ローラの配置図である。 従来における非接触方式の現像動作時における現像位置周辺の拡大図である。

符号の説明

２ 像担持体ベルトとしての感光体ベルト
３ 支持部材としての駆動ローラ
４ 支持部材としてのテンションローラ
５ 支持部材としての転写対向ローラ
６ｄ 現像対向部材としての現像対向ローラ
６ｅ 現像剤担持体としての現像ローラ
２１ 書込み手段

Claims (7)

1. 複数の支持部材間に掛け回されて回動され、書込み手段によって静電潜像を形成される像担持体ベルトと、
   前記像担持体ベルトの表面外周に対向配置され、前記像担持体ベルトと非当接の現像剤担持体を介して該像担持体ベルト上の潜像を可視像化する現像手段と、
   前記像担持体ベルトを挟んで前記現像剤担持体に対向し、前記像担持体ベルトの裏面に接触しながらベルト展張の一部を担う現像対向部材と、を有し、
   前記像担持体ベルトが前記現像対向部材に接触している回動方向の幅である、前記像担持体ベルトが前記現像対向部材に巻き付き始める上流側接点から巻き付き終わる下流側接点までの巻き付き幅を規定する巻き付き角度をθとするとき、
   前記現像対向部材の部位における前記像担持体ベルトとの現像ギャップが最適となるよう設定された前記現像剤担持体の現像位置を、前記現像対向部材の上流側接点からθ／２までの間の位置となるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記現像剤担持体の現像位置のうち、前記θ／２位置は除くことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記現像剤担持体の現像位置のうち、前記上流側接点位置は除くことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   前記現像対向部材に対する前記ナー担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の上流側にのみ巻き付き、下流側は巻き付かない構成の下で設定したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   前記現像対向部材に対する前記現像剤担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の下流側にのみ巻き付き、上流側は巻き付かない構成の下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   前記現像対向部材に対する前記現像剤担持体の位置関係を、前記像担持体ベルトが現像位置を基準に前記現像対向部材の上流側、下流側共に巻き付く構成の下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   前記現像剤担持体上でトナーが浮遊しているトナークラウド状態を形成して現像を行う非接触現像方式としたことを特徴とする画像形成装置。

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