画像形成装置
【課題】ベルト状の像担持体を用いる画像形成装置において、レイアウトの自由度を維持しつつ、現像チリに起因する画像劣化を抑制する。
【解決手段】複数の支持ローラ３，４，５に張架されて表面移動する感光体ベルト２と、感光体ベルト表面と対向配置される現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）と、現像装置の現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）に対向する位置の感光体ベルト裏面に接触して感光体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）とを備え、感光体ベルト裏面が現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置となる感光体ベルト表面に、現像ローラが最近接するように現像装置を配置する。
【解決手段】複数の支持ローラ３，４，５に張架されて表面移動する感光体ベルト２と、感光体ベルト表面と対向配置される現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）と、現像装置の現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）に対向する位置の感光体ベルト裏面に接触して感光体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）とを備え、感光体ベルト裏面が現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置となる感光体ベルト表面に、現像ローラが最近接するように現像装置を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、ベルト状の像担持体を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、像担持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するものが広く知られている。このとき、現像手段の現像剤担持体と像担持体と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、近年、非当接としているものが多くなりつつある。その一例として、像担持と現像剤担持体とを所定の間隙を維持して配置し、現像剤担持体からトナーを像担持体表面に飛翔させて現像する非接触現像装置が知られている。また、他の例として、像担持体と現像剤担持体とを所定の間隙を維持して配置し、現像剤担持体上に担持する磁気ブラシで像担持体表面を摺擦して現像する磁気ブラシ現像装置が知られている。
【０００３】
また、像担持体と現像剤担持体とが当接、非当接の何れの場合であっても現像時に生じる問題点として、現像チリがあり画像劣化の大きな原因となっている。現像チリは、現像がおこなわれる有効現像領域（当接現像方式では当接する領域、非当接現像方式の場合は、感光体表面と現像剤担持体表面との距離が良好な現像を行うことができる所定の現像ギャップ以下となる領域）に隣接する上流側近傍と下流側近傍において、トナーが不安定となって現像剤担持体から離脱して浮遊し、像担持体に付着してしまうことにより起こる現象である。
【０００４】
図２０の非当接現像方式を採用する非接触現像装置における像担持体と現像剤担持体との対向部拡大図に基づき、現像チリの発生について詳しく説明する。図２０は、像担持体として感光体ドラム５０を、現像剤担持体として現像ローラ３１を用いたものであり、両者を所定の間隙に管理維持しやすいというメリットがある。現像ギャップＧ１は、予備実験等によって最適値（通常、０．２〜０．５［ｍｍ］）が決められて、現像ローラ３１、感光体ドラム５０それぞれの回転中心を結ぶ最近接位置にて調整される。有効現像領域Ａ１の感光体表面移動方向の長さである幅Ｗ１は、最近接位置近傍の感光体表面の曲率、現剤担持体の曲率、及び、現像ギャップによって決定される。すなわち、図２０の現像装置では、有効現像領域Ａ１の幅Ｗ１は、感光体ドラム５０の径、現像ローラ３１の径、及び、現像ギャップＧ１によって決定される。
【０００５】
有効現像領域Ａ１では、現像ローラ３１から感光体ドラム５０にトナーが移動して良好な現像がおこなわれる。この有効現像領域Ａ１に隣接する上流側近傍と下流側近傍とでは、現像ローラ３１と感光体ドラム５０との間隙が、現像ギャップＧ１に近い、ある程度の大きさ（以下、現像影響ギャップＧ２という）になると、現像ローラ３１にトナーを付着させている力とそのトナーを感光体ドラム５０側に移動させようとする力が拮抗し、または、感光体ドラム５０側に移動させようとする力の方が僅かに上回り、トナーが現像ローラ３１から離脱して浮遊してしまう。この浮遊したトナーＴｆが感光体ドラム５０に付着することにより現像チリが発生する。トナーが浮遊してしまう領域が、図２０で現像影響領域Ａ２，Ａ３として示した領域であり、現像影響領域Ａ２，Ａ３の感光体表面移動方向の長さである幅Ｗ２，Ｗ３は、図２０の現像装置では、有効現像領域Ａ１の幅Ｇ１と同様に、感光体ドラム５０の径、現像ローラ３１の径、および、現像影響ギャップＧ２で決定される。
【０００６】
現像チリを抑制するためには、トナーが浮遊してしまう現像影響領域Ａ２，Ａ３の幅を狭くすることが有効であり、感光体ドラム５０および現像ローラ３１の小径化が望まれる。近年、装置本体の小型化に伴い感光体ドラム５０および現像ローラ３１の小径化も進んでいるが、感光体寿命に関わるユーザのコスト負担や交換頻度、製造技術、装置のレイアウト等から限界がある。現状では、感光体ドラムは直径２５ｍｍ程度、現像ローラは直径１４ｍｍ程度がほぼ限界であり、これ以上の小径化は難しい。また、感光体ドラムの径、現像ローラの径が同じであれば、感光体ドラムに対する現像ローラの位置や角度が変わっても、有効現像領域および現像影響領域の幅は変わらない。このため、感光体ドラムを用いた画像形成装置では、現像チリの抑制は難しい状況である。
【０００７】
一方、像担持体として複数のローラで張架される感光体ベルトを用いるものは、感光体ドラムまでの小周長化は望めないが、レイアウトの自由度が大きいという利点があり広く採用されている。しかし、感光体ドラムに比べて、感光体ベルトの撓みや浮きによる変位により、現像ギャップの管理維持が難しい。そこで、特許文献１、２に記載されるように、現像ローラに対向する感光体ベルト裏面に接触して感光体ベルトの張架の一部を担う現像対向部材を設けて、対向部での感光体ベルトの変位を防止して現像ギャップを安定して管理維持するようにしている。
【０００８】
このような感光体ベルトを用いたもので、現像チリを改善するため現像影響領域の幅を狭くするには、現像対向部材としての現像対向ローラを小径化すると共に、特許文献１の図６に示すように、感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく幅が広くなるよう架張して、感光体ベルトが現像対向ローラの径に倣って曲率の小さい対向面を形成することが有効である。現像対向ローラは一般的な金属ローラで良いので、形状の自由度は大きく、感光体ドラムよりも大幅な小径化が望める。
【０００９】
【特許文献１】特許３６３２２４５号公報
【特許文献２】特開平３−９６９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、感光体ベルトが現像対向ローラの径に巻きつく幅を広くなるよう張架すると、スペースが必要となる共に、感光体ベルトを用いる利点であるレイアウトの自由度が制限をうけてしまう。特に、複数の現像手段を用いるカラー画像形成装置では、感光体ベルトが現像対向ローラの径に巻きつく幅を広くなるよう張架すると、レイアウトが大きく制限をうけてしまい、装置の大型化が避けられない。
【００１１】
また、カラー画像形成装置としては、設計のしやすさから、複数の現像手段が略一列に並ぶように感光体ベルトを張架するものが広く用いられている。このように感光体ベルトを張架するものでは、複数の現像対向ローラに広い幅で巻きつくようにすることは難しく、感光体ベルトの現像ローラとの対向面は平面または、ほぼ平面に近い面となってしまう。このため、現像影響領域の幅が広くなり現像チリを抑制することは難しくなっている。
【００１２】
なお、上述の記載では、現像剤担持体と感光体ベルトとが非当接の非当接現像方式を用いて説明したが、当接現像方式であっても、現像剤担持体と感光体ベルトとが当接する領域を有効現像領域とすると、その領域に対して感光体表面移動方向上流側及び下流側にトナーが不安定な状態となる現像影響領域があり、同様の問題が生じる。
【００１３】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レイアウトの自由度を維持しつつ、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の支持ローラに張架されて表面移動する像担持体ベルトと、該像担持体ベルト表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体ベルト表面と対向配置され、該像担持体ベルト上の静電潜像を可視像化する現像剤担持体を備えた現像手段と、該現像剤担持体に対向する位置の該像担持体ベルト裏面に接触して該像担持体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラとを備えた画像形成装置において、上記像担持体ベルト裏面が上記現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置となる像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するように上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１に画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点、及び、上記半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面と、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも黒色の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうちイエロー色の現像手段を上記範囲外に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも最下流の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、上記現像対向ローラを上記像担持体ベルトの表面移動方向に対して移動可能とする現像対向ローラ移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記現像手段は、現像剤担持体上でトナーが浮遊してトナークラウドを形成して現像を行う非接触現像方式であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、現像手段を像担持体ベルトに対向配置する際、像担持体ベルト裏面が現像対向ローラに接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の像担持体ベルト表面に現像剤担持体が最近接するように配置することにより、浮遊トナーが発生する現像影響領域の幅を狭くして、現像チリを抑制するものである。以下、詳細に説明する。
本発明者は、現像チリの原因となる浮遊トナーが発生する現像影響領域で浮遊トナーの観察実験を行ったところ、有効現像領域上流側に隣接する上流側現像影響領域に比べ、下流側に隣接する下流側現像影響領域で浮遊トナーが多いことを確認した。すなわち、上流側現像影響領域よりも下流側現像影響領域で現像チリが多く発生しているといえる。さらに、上流側現像影響領域で浮遊トナーが像担持体に付着しても、有効現像領域で通常な現像が行われるので、上流側現像影響領域で付着してしまったトナーの影響は少なくなりあまり問題とならない。よって、現像チリを抑制するには、下流側現像影響領域の幅を狭くすることが有効であることがわかった。
また、像担持体ベルトでは、現像対向ローラによる像担持体ベルトの張架の仕方と、張架された像担持体ベルトに対する現像剤担持体の位置とで、現像剤担持体に対向する対向面の形状を変化させることができ、これに伴い有効現像領域および現像影響領域の幅が変化する。ここで、現像剤担持体が像担持体に最近接する位置を、像担持体ベルトの対向ローラとの接触幅のうち半分より上流側にすることにより、有効現像領域は上流側に移動する。これにより、有効現像領域隣接する下流側では、像担持体ベルトは現像対向ローラに接触して、現像対向ローラの径に倣った曲率を有する対向面となる。よって、下流側現像影響領域の幅は狭くなり、現像チリを効果的に抑制することができる。このように、現像対向ローラにより張架される像担持体ベルトに対する現像手段の配置を規定することのみで、レイアウトの自由度が大きく制限されることなく、現像チリを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、本発明によれば、レイアウトの自由度を維持しつつ、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した第一の実施形態の画像形成装置として、カラー画像形成装置であるカラープリンタ（以下、単にプリンタ１００という）について説明する。
図１は、第一の実施形態のプリンタ１００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ１００は、像担持体ベルトとしてのベルト状の感光体（以下、感光体ベルト２という）上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を、感光体ベルト２の１回転中に順次重ね合わせてカラー画像を形成するものである。
【００１８】
感光体ベルト２は、駆動ローラ３、テンションローラ４、転写対向ローラ５、４つの現像対向ローラ（６ｄ、７ａ、８ｄ、９ｄ）等によって張架され、縦長に略垂直配置されている。駆動ローラ３と連結された図示しない駆動モータを駆動することによって、駆動ローラ３が図１中反時計回り方向に回転し、感光体ベルト２は反時計周回り方向に無端移動する。縦長に配置された感光体ベルト２の図１中の左側の外周面には、上からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つの作像部としての第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９が積み重なるようにして感光体ベルト２の表面移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置されている。また、第四作像部９の下部にテンションローラ４に対向するように転写前除電器１０が配置されている。
【００１９】
第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９は、それぞれ、帯電手段としての帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）と、現像手段として現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）とを備えている。各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は横置きに配置され、感光体ベルト２を挟んで現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）と対向するよう配置される。このとき、各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）は、図示しないギャップコロやスペーサなどの部材により感光体ベルト２に対して現像ギャップと言われる所定の間隔を維持するよう配置されている。現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）は、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）との対向部で感光体ベルト２を張架して、感光体ベルト２の変位を防止して、安定した現像ギャップを維持する機能を有している。このように各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）が感光体ベルト２と現像ギャップを維持して対向する位置が有効現像領域である。また、縦長に配置された感光体ベルト２の図１中の右側の外周面には、クリーニング手段としてのクリーニング部１１、除電手段としての除電ランプ１２が配置されている。
【００２０】
また、感光体ベルト２の右側外周面の下部側に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と対向し、転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。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、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と、搬出側に定着装置２０が配置されている。
【００２１】
また、作像部（６、７、８、９）の図１中左側には、各作像部（６、７、８、９）に対応して感光体ベルト２上に潜像を形成する書込みユニット２１が配置されている。各作像部（６、７、８、９）の各帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）と各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）との間には、書込みユニット２１から射出されるレーザ光による露光位置である露光部（６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ）が設けられている。
【００２２】
本実施形態の帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）はコロナ帯電器である。解りやすくするため具体的な数値の例を示して説明すると、コロナ電極に印加する交流電圧をピーク間電圧１２［ｋＶ］、周波数２［ｋＨｚ］、感光体ベルト２の表面移動方向の上流側のシールドに印加する直流電圧を−８００［Ｖ］、下流側のシールドに印加する直流電圧を−４００［Ｖ］とし、帯電の目標電位を−４００［Ｖ］とする。感光体ベルト２の表面移動方向の上流側では目標電位の−４００［Ｖ］よりも大きい−８００［Ｖ］をシールドに印加するので帯電速度が大きく、一時的に−４００［Ｖ］より大きく感光体ベルト２は帯電される。そして、感光体ベルト２の表面移動方向の下流側のシールドに−４００［Ｖ］の電圧を印加するので、−４００［Ｖ］まで除電されて収束することになる。このように、一度電位を上げてから下げる経路を経ると、感光体ベルト２上にトナー層が形成されている時に、トナーが持つ電荷を除電（または、帯電量の増加を抑えること）することが可能となる。
【００２３】
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上の各露光部（６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ）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。
【００２４】
次に、本実施形態の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は、クラウド現像方式の現像装置であり、このような現像装置としては、例えば、特開２００７−１３３３８７号公報に記載の現像装置を用いることができる。クラウド現像方式については後で詳しく説明するが、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は同構成であるので第一現像装置６ａを用いてここでは簡単に説明する。
【００２５】
第一現像装置６ａは、現像速度や現像画質の観点から感光体ベルト２と第一現像ローラ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。第一現像装置６ａは、第一現像ローラ６ｅ、第一マグローラ６ｆ、２本の第一攪拌スクリュ６ｇと、第一現像ローラ６ｅ上のトナーを薄層化する第一ブレード６ｉ、そしてそれらを収納する第一ケース６ｈなどで構成され、例えばイエローの二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二成分現像剤は永久磁石が内包された第一マグローラ６ｆに担持され、第一マグローラ６ｆの表面移動によって第一現像ローラ６ｅとの対向部まで搬送される。そこでトナーの一部が第一マグローラ６ｆと第一現像ローラ６ｅとの間のバイアス電位によって第一現像ローラ６ｅの表面に転移する。第一現像ローラ６ｅに転移されたトナーは、クラウド状態となり、第一現像ローラ６ｅの回転によって第一現像ローラ６ｅと感光体ベルト２とが対向する現像位置へと運ばれる。そして、感光体ベルト２表面から０．２〜０．５［mm］程度の現像ギャップが設けられた第一現像ローラ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）。現像位置で、現像に用いられなかったトナーは第一現像ローラ６ｅの回転によって第一現像ローラ６ｅと第一マグローラ６ｆとの対向部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、第一マグローラ６ｆの回転に追随した二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、第一現像ローラ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。他の現像装置（７ａ、８ａ、９ａ）についても同様である。
【００２６】
次に、プリンタ１００における画像形成動作について説明する。
駆動ローラ３が回転することにより所定の線速で無端移動する感光体ベルト２を、先ず、第一作像部６において第一帯電器６ｂにより例えば−４００［Ｖ］で一様に帯電させる。そして、画像のイエロー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である第一露光部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イエローの静電潜像を形成する。その静電潜像は、例えば−３００［Ｖ］の現像バイアスの第一現像装置６ａによってイエロートナー像として感光体ベルト２上に形成する。
さらに、感光体ベルト２の無端移動により、イエロートナー像が形成された感光体ベルト２表面は第二作像部７まで移動する。そして、第二帯電器７ｂにより再帯電され、露光位置である第二露光部７ｃでの露光後、第二現像装置７ａでマゼンタトナー像をイエロートナー像の上に重なり合わせるように現像する。
続けて、感光体ベルト２の無端移動により、現像されたイエローとマゼンタとの二色重ねトナー像が形成された感光体ベルト２表面は、第三作像部８まで移動する。そして、第三帯電器８ｂにより再再帯電され、露光位置である第三露光部８ｃでの露光後、第三現像装置８ａでシアントナー像をイエローとマゼンタとの二色重ねトナー像の上に重なり合わせるように現像する。
最後に、感光体ベルト２の回動により、現像されたイエロー、マゼンタ及びシアンの三色重ねトナー像が形成された感光体ベルト２表面は第四作像部９まで移動する。そして、第四帯電器９ｂにより四度目の帯電が行われ、露光位置である第四露光部９ｃでの露光後、第四現像装置９ａでブラックトナー像をイエロー、マゼンタ及びシアンの三色重ねトナー像の上に重なり合わせるように現像する。
【００２７】
感光体ベルト２上に形成された四色の重ねトナー像は、用紙への転写効率が最適となるよう転写前除電器１０で電荷が調整され、転写部１４まで進む。そして、上述した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４色のトナー像が一括して用紙に転写される。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。一方、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。
【００２８】
上述した動作によってプリンタ１００での４色の画像形成動作が完了する。このようなカラー画像形成装置によれば、中間転写体を用いることなく感光体ベルト２上に４色を重ね合わせ、感光体ベルト２の１回転でカラー画像を出力するので、高品位なカラー画像を高速で出力することができ、しかも装置の小型化が可能となる。
【００２９】
次に、本実施形態の各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）に適用可能なクラウド現像方式の現像装置についてさらに詳しく説明する。
図２は、本実施形態の各現像装置に適用可能なクラウド現像方式の現像装置５６の概略説明図である。
図２に示すように、現像装置５６は、現像ローラ３１、ケース６０、マグローラ５７、及び、２本の攪拌スクリュ６１等から構成される。
図３は、マグローラ５７から供給されたトナーを現像位置まで担持するトナー担持体としての現像ローラ３１の斜視説明図である。トナー担持体としての現像ローラ３１は、トナー搬送基板を回転ローラ形状に形成したものであり、現像ローラ３１の表面移動に所定（数［μｍ］程度）のピッチで配列されて空間周期的に配置された複数の電極４１、４２、４３・・・を備える。複数の電極４１、４２、４３・・・からなる電極バターンにおける、ある電極から現像ローラ３１の表面移動方向に数えて奇数番目の電極の集合体である奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第一共通電極としての第一電極軸４０Ａを有している。また、偶数番目の電極の集合体である偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第二共通電極としての第二電極軸４０Ｂも有している。
第一電極軸４０Ａは、現像ローラ３１の回転軸線方向の一端側に位置する金属製の回転軸部材が第一共通電極として兼用されたものである。また、第二電極軸４０Ｂは、現像ローラ３１の回転軸線方向の他端側に位置する金属製の回転軸部材が第二共通電極として兼用されたものである。これら第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂは、互いに絶縁状態を維持するように配設されており、それぞれ図示しない軸受けに回転自在に支持されている。そして、現像ローラ３１の表面移動方向である回転方向の全周に渡って導電性表面を露出させている。
【００３０】
第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂには、図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材によって交流電源からバイアス電位として交流電圧が印加される。この交流電圧は、図４に示されるように、上述の奇数番目電極群を束ねた第一電極軸４０Ａに印加される矩形波状のＡ相パルス電圧と、偶数番目電極群を束ねた第二電極軸４０Ｂに印加される矩形波状のＢ相パルス電圧とからなる。これらＡ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧は、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。なお、図５に示すように、一方の電極軸に周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方の電極軸には、前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である。
【００３１】
現像ローラ３１は、図６（ａ）に示すように、絶縁体であるアクリル樹脂の円筒５１に軸穴５２を設け、図６（ｂ）に示すようにステンレス製の第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂを円筒５１の軸穴５２に圧入して第一電極軸４０Ａを奇数番目電極群４１、４３・・・に、第二電極軸４０Ｂを偶数番目電極群４２・・・にそれぞれ接続する。
次に、図７（ａ）〜（ｅ）に示す各工程でパターン電極を形成する。図７は現像ローラ３１の表面を回転軸に沿った方向に見た図である。図７（ａ）に示す工程では、図６に示す工程よって得られた円筒５１の表面を外周旋削によって平滑に仕上げる。図７（ｂ）に示す工程では、溝のピッチが１００[μｍ]、溝幅が５０[μｍ]となるように溝５３の切削を行う。図７（ｃ）に示す工程では、溝切削を行った円筒５１に無電解ニッケル５４のメッキを施し、図７（ｄ）に示す工程では、無電解ニッケル５４のメッキを施した円筒５１の外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。この時点で電極４１、４２、４３・・・が溝５３の部分に互いに絶縁して形成される。その後、円筒５１にシリコーン系樹脂をコーティングすることで円筒５１の表面を平滑にし、同時に表面保護層５５（厚み約５[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]）を形成して現像ローラ３１を製作した。
【００３２】
図８は、現像ローラ３１を平面状に展開した状態を示す平面図である。この現像ローラ３１は、表面保護層５５上に薄いトナー層が形成される。そして、第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂに対して図４に示した交流電圧がバイアス電位として図示しない交流電源から電極ブラシ等を介して印加される。この印加は、次のようにして行われる。即ち、図９に示すように、現像ローラ３１の第一電極軸４０Ａの周面には、現像装置５６本体側に固定された金属等の導電性材料からなる第一摺擦接点部材９１Ａが接触しており、回転する第一電極軸４０Ａと摺擦する。上述の奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に対しては、Ａ相交流電源５９Ａから出力される上述のＡ相パルス電圧（図４参照）が、この第一摺擦接点部材９１Ａと第一電極軸４０Ａとを介して印加される。また、現像ローラ３１の第二電極軸４０Ｂの周面には、現像装置５６本体側に固定された金属等の導電性材料からなる第二摺擦接点部材９１Ｂが接触しており、回転する第二電極軸４０Ｂと摺擦する。上述の偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に対しては、Ｂ相交流電源５９Ｂから出力される上述のＢ相パルス電圧（図４参照）が、この第二摺擦接点部材９１Ｂと第二電極軸４０Ｂとを介して印加される。このようにして各電極にパルス電圧が印加されると、トナーは奇数番目電極群４１、４３・・・と偶数番目電極群４２・・・を往復するような運動（フレア）を行う。
【００３３】
かかる構成において、現像ローラ３１の複数の電極における同一群の電極に対して共通した電圧を導くための第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂについては、トナーの粒径やホッピング性を考慮して幅を決定する必要がないため、図示のようにかなり広幅のものを用いることが可能となる。更には、これら電極軸に摺擦せしめる図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材についても、電極軸（４０Ａ、４０Ｂ）の幅にあわせて、広幅のものを用いることが可能になる。これらの結果、電極軸と摺擦接点部材との摩耗による接触不良の発生時期を従来よりも遅らせて、従来よりも現像装置の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
第一電極軸４０Ａと第二電極軸４０Ｂとは、現像ローラ３１において互いに回転軸線方向にずらして配設されている。かかる構成では、第一電極軸４０Ａと第二電極軸４０Ｂとを互いに回転軸線方向にずらしていることで、回転する電極軸４０Ａ、電極軸４０Ｂに対して、それぞれ摺擦接点部材を独立させて摺擦せしめることができる。
【００３５】
また、本実施形態に適用可能な現像装置５６においては、現像ローラ３１の回転軸線方向における一端側に位置する金属製の第一電極軸４０Ａを第一共通電極として兼用するとともに、他端側に位置する金属製の第二電極軸４０Ｂを第二共通電極として兼用し、それら電極軸を互いに絶縁状態にしている。かかる構成では、現像ローラ３１に新たな共通電極を設けることなく、それぞれの電極群に独立してパルス電圧を印加することができる。
【００３６】
ここで現像装置５６において、交流電源から電極４１、４２、４３・・・間に印加する交流電圧のプラス側ピーク値とマイナス側ピーク値との差分の絶対値がＶｍａｘ［Ｖ］とし、電極４１、４２、４３・・・のうち、隣り合う電極間の距離をｐ［μｍ］とする。この場合、特開２００７−１３３３８７号公報に記載されているように、Ｖｍａｘ［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞１である時にフレアが活性化し始めて、Ｖｍａｘ［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞３はフレアが完全に活性化する。また、現像ローラ３１は、表面保護層５５の体積抵抗率が１０９〜１０１２［Ω・ｃｍ］の範囲にあることが適正であり、表面保護層５５がシリコーン系樹脂である。表面保護層５５の材料は、上述のように、トナーとの摩擦でトナーに正規の電荷を与えられる材質であることが好ましく、例えばガラス系のものや、二成分現像剤のキャリアコートに使用されている材料を用いることが好ましい。ｐは現像ギャップＧ１より小さいこと、すなわちｐ＜Ｇ１に設定される。
【００３７】
プリンタ１００では、トナーとして、母材樹脂（トナーの主成分）がポリエステル又はスチレンアクリルからなり、且つ正規帯電極性がマイナス極性（負極性）であるものを用いている。そして、潜像担持体である感光体ベルト２の一様帯電部（地肌部）と潜像部とを共にトナーの正規帯電極性と同極性（本例ではマイナス極性）にし、且つ地肌部よりも電位を減衰せしめた潜像部に対してトナーを選択的に付着させるいわゆる反転現像を行うようになっている。
【００３８】
図８における現像ローラ３１は、図７を用いて説明した基板となる円筒５１と、複数の電極（４１、４２・・・）と、これら電極を覆う表面保護層５５とを有している。この表面保護層５５としては、トナー担持体たる現像ローラ３１の表面上でホッピングするトナーとの摺擦に伴ってトナーの正規帯電極性側（本例ではマイナス側）への摩擦帯電を促す材料からなるもの、を用いている。即ち、トナーの方が表面保護層５５よりも摩擦帯電系列上でマイナス側に位置しているのである。このような関係を実現し得る表面保護層５５の材料としては、シリコーン、ナイロン、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＡ、ウレタンなどの有機材料を例示することができる。また、第四級アンモニウム塩やニグシロン系染料などでもよい。更には、これまでに例示した材料の２つ以上を混合した材料でもよい。これらの材料は、トナーの正規帯電極性側への摩擦帯電を促すことに加えて、自らの絶縁性によってトナー電荷の電極へのリークを回避することが可能である。
【００３９】
このような表面保護層５５を具備する現像ローラ３１では、表面保護層５５がホッピングするトナーとの摺擦に伴ってトナーの正規帯電極性側への摩擦帯電を促す。そして、表面保護層５５との摺擦に伴うトナーの正規帯電極性とは逆極性側への摩擦帯電を回避する。これにより、ホッピングに伴うトナーの帯電量（正規帯電極性）の低下を抑えることで、トナーのホッピング不良による現像不良の発生を抑えることができる。
【００４０】
なお、トナーとして、正規帯電極性がプラス極性（正極性）であるものを用いてもよい。この場合には、表面保護層５５として、トナーとの摺擦に伴ってトナーのプラス極性側への摩擦帯電を促す材料からなるものを用いればよい。
【００４１】
また、トナーの帯電系列とは、トナー母材樹脂（粒子）にシリカ、酸化チタンなどの外添剤を添加したトナー全体としての帯電系列を意味する。帯電系列における序列については、次のようにして調べることが可能である。即ち、トナーを表面保護層上で所定時間だけ表面保護層に摺擦せしめた後、そのトナーを吸引して採取する。そして、採取したトナーの帯電量をエレクトロメータで測定する。この測定結果がトナーの負極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもマイナス側の帯電系列となる。また、測定結果がトナーの正極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもプラス側の帯電系列となる。
【００４２】
また、表面保護層５５と電極との間に中間層を設けてもよい。この場合、中間層として、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の導電性の材料からなるものを用いることも可能である。
【００４３】
図２に示す現像装置５６は上述した現像ローラ３１を備える現像装置である。ケース６０とマグローラ５７とからなる構成は、通常の二成分現像装置と同様の構成であり、マグローラ５７上に形成された二成分現像剤の穂が現像ローラ３１の表面に当接されている。具体的には、粒径５０［μｍ］の磁性キャリア粉と粒径約６［μｍ］のポリエステルトナーを重量比で７〜８［ｗｔ％］混合させた二成分現像剤をケース６０内に収容し、永久磁石を内包するマグローラ５７によって二成分現像剤を現像ローラ３１と対向する位置まで搬送する。そして、この対向する位置でトナーの一部がマグローラ５７と現像ローラ３１との間に印加される直流バイアス電位によって現像ローラ３１に転移する。
現像ローラ３１に転移したトナーは、現像ローラ３１上でフレアを形成しながら、現像ローラ３１が図示しない駆動部により回転駆動されることで感光体ベルト２との対向部である現像位置に搬送される。そして、現像ローラ３１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ローラ３１表面上のトナーが感光体ベルト２上の静電潜像に付着することで静電潜像を現像してトナー像を形成する。なお、第一電極軸４０Ａ及び第二電極４０Ｂ間には交流電源５９から電極ブラシ等によってバイアス電位として交流電圧が印加され、奇数番目電極群４１、４３・・・と偶数番目電極群４２・・・との間に時間周期的な電位差が形成される。
【００４４】
現像位置で現像に寄与しなかったトナーは現像位置から再びマグローラ５７との対向部に戻ってくる。フレアが形成されているので、現像ローラ３１に対するトナーの付着力は非常に低く、現像ローラ３１の表面移動によって現像位置からマグローラ５７との対向部に戻ってきたトナーは、マグローラ５７の回転に追随した二成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり馴らされたりする。これを繰り返すことによって、現像ローラ３１上には常にほぼ一定量のトナーフレアが形成されることになる。現像装置５６では、ケース６０内の二成分現像剤６３を２本の攪拌スクリュ６１で攪拌しながら搬送して循環させ、マグローラ５７がその二成分現像剤の一部を現像ローラ３１まで搬送すると共に現像位置から現像に寄与しなかった不要なトナーケース６０内を戻す。
【００４５】
本実施形態のプリンタ１００の各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）には、このような構成のクラウド現像方式の現像装置５６が適用可能であるが、クラウド現像方式の現像装置としてはこの一例の構成に限るものではない。
【００４６】
ところで、上記クラウド現像方式の現像装置５６のように、感光体と現像ローラとが非当接の構成は、両者が互いにメカ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いというメリットがある。しかし、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、感光体と現像ローラとが非当接の構成では上述のように現像チリが問題となる。特に、クラウド現像方式では、トナーの付着力が非常に低い状態にあるので、現像チリの原因となる浮遊トナーの発生が必至であり、その量が他の現像方式に比べて多くなることが確認されている。
【００４７】
さらに、本出願人が行った現像チリの観察実験によれば、現像チリの原因となる浮遊トナーの数（量）を感光体の表面移動方向について有効現像領域の上流側と下流側とで比較してみたところ、上流側に比べて下流側の方が多いことが確認された。簡単に言うと、感光体表面が有効現像領域に進入する直前である入り口付近よりも有効現像領域を通過した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。これは現像ポテンシャルや、感光体及びトナー像担持体の表面移動で生じる気流などが影響していると考えられる。もっとも感光体表面が有効現像領域に進入する直前となる上流側で浮遊トナーが感光体の潜像以外の箇所に付着してしまっても、感光体表面はそのまま有効現像領域に入り、通常の現像が行われる。このため、感光体表面の潜像以外の箇所に付着したトナーは、有効現像領域での現像ポテンシャルによってトナー担持体側へ移動するため、有効現像領域に対して感光体の表面移動方向上流側で感光体表面上に付着したトナーの影響はほとんど無く、有効現像領域の上流側での浮遊トナーはあまり問題とならない。すなわち、画像劣化の大きな原因となる現像チリは、有効現像領域の下流側での浮遊トナーが要因であり、有効現像領域の下流側での浮遊トナーを抑制することにより、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態のプリンタ１００のように、感光体ベルト２を用いたものでは、感光体ドラムに比べて、感光体ベルト２の撓みや浮きによる変位により、現像ギャップの管理維持が難しい。そこで、上述のような感光体ベルト２の張架の一部を担う現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を設けて、対向部での変位を防止して現像ギャップを良好に管理維持している。現像影響領域の幅を狭くするには、この現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を小径化すると共に、感光体ベルト２が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に巻きつく幅が広くなるよう架張して、感光体ベルト２が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の径に倣って曲率の小さい対向面を形成することが有効である。しかし、プリンタ１００のように、複数の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）が感光体ベルト２に沿って上述のように配置された装置では、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に広い幅で巻きつき曲率の小さい対向面を形成することは難しく、感光体ベルトの現像ローラとの対向面は平面または、ほぼ平面に近い面となってしまう。このため、現像影響領域の幅が広くなってしまう。
【００４９】
そこで、本実施形態のプリンタ１００では、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を感光体ベルト２に対向配置する際、感光体ベルト２裏面が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の感光体ベルト２表面に現像ローラ（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）が最近接するように配置することにより、浮遊トナーが発生する現像影響領域の幅を狭くして、現像チリを抑制するものである。以下、詳細に説明する。
【００５０】
感光体ベルト２の、現像対向ローラ３２への巻きつき状態は大まかに、以下の（１）〜（３）の３つに分けることができる。
（１）現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きつかない状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向上流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となり、最近接位置に対して感光体表面移動方向下流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線と実質的に重なる状態（図１０参照）。
（２）現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きつかない状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向下流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となり、最近接位置に対して感光体表面移動方向上流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線と実質的に重なる状態（図１２参照）。
（３）現像位置を基準に上流側、下流側の両方ともに巻きつく状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向下流側と感光体表面移動方向上流側との両側とも、感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となる状態（図１４参照）。
【００５１】
図１に示すプリンタ１００では、感光体ベルト２が各現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に張架され、各作像部（６、７、８、９）がそれぞれ上記（１）、上記（２）、または上記（３）の何れかの状態をとる。よって、本実施形態では、これらの状態について説明する。なお、従来のカラー画像形成装置では、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との関係は設計のし易さ、位置設定の容易性などから現像ローラ３１の回転中心と現像対向ローラ３２の回転中心とを結ぶ直線が水平方向や鉛直方向に平行になるように、または、水平方向や鉛直方向に対して５［°］や２０［°］などと判りやすい位置や角度に設定することが多い。
【００５２】
先ず、上記（１）の状態について説明する。図１０は、上記（１）の状態における現像動作時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３２に、現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きついていない状態となっている。
【００５３】
ここで、図２０を用いて説明したように感光体がドラム状の場合、現像位置の感光体ドラム５０と現像ローラ３１の中心を結ぶ一点鎖線Ｌ１（この場合は水平線）を基準に、有効現像領域Ａ１、上流側現像影響領域Ａ２及び下流側現像影響領域Ａ３を比較すると、同じ幅、すなわち、一点鎖線Ｌ１を挟んで上下対象であることが分かる。一方、図１０では、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象ではなく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３とも違いが出ていることは明らかである。
有効現像領域Ａ１は全体ではｗ１という幅であるが、有効現像領域Ａ１を現像ローラ３１と現像対向ローラ３２の中心を結ぶ一点鎖線Ｌ１（この場合は水平線）を基準に感光体表面移動方向について上流側と下流側とで分けると、上流側の幅は狭く、下流側の幅は広くなっていることが分かる。また現像影響領域については、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３との関係が、ｗ２＜ｗ３となり、現像影響領域も下流側の幅が広くなっていることが分かる。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついているか否かによるものである。
【００５４】
現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２は予備実験等により設定される値であり、一点鎖線Ｌ１を挟んで上流側または下流側に関係無く、等しい値である。そして、プリンタ１００では、現像ギャップＧ１は０．４［ｍｍ］であり、現像影響ギャップＧ２は０．７［ｍｍ］である。
しかし、現像ギャップＧ１、及び、現像影響ギャップＧ２の間隔が等しくても上流側と下流側では感光体ベルト２の巻きつき方が違うので、現像ローラ３２と感光体ベルト２との間隔が、現像ギャップＧ１以下となる領域、及び現像影響ギャップＧ２以下となる領域の位置に違いが出る。
これは、一点鎖線Ｌ１を挟んで下流側では感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついていない分、現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２となる領域が現像ローラ３１側（図の左側）にシフトしてしまうことにより違いが生じるためである。結果として図１０の状態（現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きついていない状態）では、上流側に比べて下流側の有効現像領域および現像影響領域の方が広くなってしまうのである。よって、図１０の現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方、及びそのときの現像対向ローラ３２に対する現像ローラ３１の位置においては、有効現像領域の幅ｗ１が広くなる。さらに、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も広くなってしまうので、現像チリの発生をかえって増進させてしまっている。ここで、有効現像領域の幅ｗ１が広いと、所謂、狭間現像が難しくなり、凝集した密な現像を行うことができず、現像画質を劣化させてしまう。また有効現像領域Ａ１の下流側と下流側現像影響領域Ａ３との感光体ベルト２が、現像対向ローラ３２に巻きついていない状態にあるため、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。
【００５５】
そこで、図１０のような現像下流側で現像チリやギャップ変動が危惧される構成においては、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１０の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させ、感光体ベルト２が巻きついていないことで生じる上記下流側の問題点を解決できる範囲を検討する。図１１は、図１０と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１１（ａ）〜（ｄ）に基づき、現像チリに有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００５６】
図１１（ａ）は、図１０と同じ状態で、現像ローラ３１は、下流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつき終わる下流側接点位置(巻きつき角度θの位置)に位置している状態である。このとき、図１０で説明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。
【００５７】
図１１（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)まで、現像ローラ３１を移動させたものである。このように、現像ローラ３１を上流側に移動させることで、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。なお、図１１（ｂ）では、上流側の有効現像領域が広くなり、さらに上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２も広くなってしまうが、浮遊トナー(現像チリ)に関しては上流側なのであまり問題にならない。このように、現像ローラ３１を上流側接点位置に配置することにより、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３を狭くして、現像チリを抑制することができる。しかし、有効現像領域の幅ｗ１は広いままであり、狭間現像は難しい。
【００５８】
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ３１を移動させたものである。中央位置(θ／２位置)であれば巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も狭くできるので、図１１（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は図２０で説明した感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００５９】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１１（ｄ）であり、図１１（ｂ）よりも下流側で図１１（ｃ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１１（ｃ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１１（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１１（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。
【００６０】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１１（ｂ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１１（ｃ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００６１】
次に、上記（２）の状態について説明する。図１２は、上記（２）の状態における現像動作時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３２に現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きついていない状態となっている。
【００６２】
図１２では、現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方が図１０と上下逆さな関係となっている。図１０の場合と同様に、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象ではなく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３とも違いが出ている。有効現像領域Ａ１は全体では幅ｗ１であるが、図１０とは逆に下流側の幅は狭く、上流側の幅は広くなっている。また現像影響領域については、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３との関係が、ｗ２＞ｗ３となり、現像影響領域も上流側の幅が広くなっていることが分かる。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついているか否かによるものである。
【００６３】
また、現像ギャップＧ１、及び、現像影響ギャップＧ２の間隔が等しくとも、上流側と下流側では感光体ベルト２の巻きつき方が違うので、現像ローラ３２と感光体ベルト２との間隔が、現像ギャップＧ１以下となる領域、及び現像影響ギャップＧ２以下となる領域の位置に違いが出る。
これは、一点鎖線Ｌ１を挟んで上流側では感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついていない分、現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２となる領域が現像ローラ３１側（図の左側）にシフトしてしまうことにより違いが生じるためである。結果として図１２の状態（現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きついていない状態）では、図１０とは逆に下流側に比べて上流側の有効有効現像領域および現像影響領域の方が広くなってしまうのである。言い換えれば、図１２の現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方、及びその時の現像対向ローラ３２に対する現像ローラ３１の位置においては、図１０の場合とは異なり、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ｗ３を狭くすることできるので、現像チリ発生の抑制することができる。しかし、有効現像領域の幅ｗ１が広くなり狭間現像が難しいという問題は残されている。また、上流側の有効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３２に巻きつ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、現像ギャップ変動による現像不良も危惧される。
【００６４】
そこで、図１２のように現像下流側の現像チリが抑制できる構成において、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１２の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている移動させ時、現像チリを抑制の効果を維持しつつ、狭間現像との両立が可能な範囲を検討する。図１３は、図１２と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１３に基づき、現像チリと狭間現像に有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００６５】
図１３（ａ）は、図１２と同じ状態で、現像ローラ３１は、上流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)に位置している状態である。このとき、図１２で説明したように下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅ｗ３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い、狭間現像が難しい。
【００６６】
図１３（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつき終わる下流側接点位置(巻きつき角度θの位置)に位置まで、現像ローラ３１を移動させたものである。しかし、この位置では、下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅ｗ３とが広くなってしまい、現像チリを抑制することが難しい。
【００６７】
図１３（ｃ）は、図１３（ａ）と図１３（ｂ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ３１を移動させたものである。中央位置(θ／２位置)であれば巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も狭くできるので、図１３（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は図２０で説明した感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００６８】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１３（ｄ）であり、図１３（ａ）よりも下流側で図１３（ｂ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１３（ｃ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１３（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１３（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。このような範囲に現像ローラ３１を配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。
【００６９】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１３（ａ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１３（ｃ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００７０】
次に、上記（３）の状態について説明する。図１４は、上記（３）の状態における現像動作時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３２に現像位置を基準に上流側、下流側共に巻きつく状態となっており、一般的に多く採用されている構成である。
【００７１】
図１４では、図２０の感光体ドラムを用いた場合と同様であり、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象で等しく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も等しい。このため、下流側現像影響領域Ａ３で発生する浮遊トナーにより現像チリが問題となる。そこで、図１４のような現像下流側で現像チリやギャップ変動が危惧される構成において、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１４の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させ、上記下流側の問題点を解決できる範囲を検討する。図１５は、図１４と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１５に基づき、現像チリに有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００７２】
図１５（ａ）は、図１４と同じ状態で、現像ローラ３１は、感光体ベルト２が巻きつき始める上流側接点位置(巻きつき角度０°の位置)と巻きつ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eが位置している状態である。中央位置(θ／２位置)であれば、巻きつき角度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、この位置では図１４で説明したように下流側の現像チリ問題を解決するものではない。
【００７３】
図１５（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)まで、現像ローラ３１を移動させたものである。このように、現像ローラ３１を上流側に移動させることで、下流側の有効現像領域と現像影響領域を狭くすることができる。このように、現像ローラ３１を上流側接点位置に配置することにより、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３を狭くして、現像チリを抑制することができる。しかし、上流側において有効現像領域の幅ｗ１が広くなってしまうので、狭間現像は難しい。
【００７４】
図１５（ｃ）は、参考として、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつ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３１を移動させたものである。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ｗ３が広くなってしまうので、反って下流側の浮遊トナーの発生を増進させてしまい、現像チリは悪化する。このようなに下流側に現像ローラ３１を移動させるような事はしない。
【００７５】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１５（ｄ）であり、図１５（ｂ）よりも下流側で図１５（ａ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１５（ａ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１５（ａ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１５（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。
【００７６】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１５（ｂ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１５（ａ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００７７】
以上、現像対向ローラに対する感光体ベルト２の巻きつき状態（１）、（２）、及び（３）を用いて説明したが、本実施形態のプリンタ１００では、図１で示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）すべての現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）において、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）を現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の接触幅の半分より上流に配置するように配置している。さらに詳しくは、図１６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、は、感光体ベルト２に対する各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）の対向部の拡大図である。各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）はそれぞれ上流側接点位置からθ／４の位置に配置されている。このように配置することで、第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９の４つが積み重なるようにして感光体ベルト２の表面移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置したカラープリンタにおいて、効果的に現像チリを抑制することができる。また、このようにして現像チリを抑制しても、上記レイアウトを大きく制限されることはない。
【００７８】
しかしながら、浮遊トナーによる現像チリや現像ギャップ変動による現像不良が危惧されると分かっていても、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合もある。さらに、上記クラウド現像方式を採用するものでは、現像ローラに対するトナーの付着力が非常に低いため、現像チリは発生しやすく、画像品質の劣化が目立ってしまう。特に、ブラックでは、微小なトナーの粒や僅かな位置ずれ(色ずれ)であっても容易に認識されてしまうため、現像チリや画像劣化は特に目に付きやすく、カラー画像形成装置として非常に厳しいものとなってしまう。
【００７９】
そこで、ブラックの現像装置については、必ず、上述のように現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。そして、他の制約により、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置できない現像装置は、ブラックではない他の色の現像装置とする。このようにすることにより、特にテキスト等の黒文字を多く含む画像において良好な画像形成を行うことができる。また、上記現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配できない現像装置を、イエローの現像装置とする。これは、イエローのような淡色のトナーは目視で認識され難いため、多少の現像チリや現像不良は気にならなくなり、特にイエローを多く含む画像においては良好な画像形成を行うことができる。
【００８０】
また、カラー画像形成装置において一般的に、色の重ね合せ時の画質やモノクロ画像のプリントスピードの観点から、感光体ベルト２の最下流に設置して最後に現像動作を行う現像装置をブラックとしている。しかしその箇所が、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置してない構成であっては、現像チリや現像不良による画像劣化が危惧され、特にブラックでは目立ってしまう。従って、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。
【００８１】
このように、感光体ベルト２を用いたカラープリンタにおいて、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定することのみで、レイアウトを大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【００８２】
以上、第一の本実施形態では、感光体ベルト上で色毎に重ね合わせてカラー画像を形成するタイプのカラー画像形成装置に本発明を適用した例を挙げて説明したが、本発明の構成はそれに限定されることはなく、転写紙上で色を重ね合わせるタイプでも、中間転写媒体上で色を重ね合わせるタイプでも適用可能である。
【００８３】
次に、本発明を適用した第二の実施形態の画像形成装置として、カラー画像形成装置であるカラープリンタ（以下、単にプリンタ２００という）について説明する。
第二の実施形態のプリンタ２００の全体構成は、概ね上記第一の実施形態のプリンタと同じであるが、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての現像対向ローラの位置調整手段を設けた点が異なる。以下、この点について詳しく説明する。
【００８４】
図１７は、第二の実施形態のプリンタ２００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ２００の全体構成および動作は図１の第一の実施形態のプリンタ１００と同様であるので、説明を省略する。図１７のプリンタ２００では、各現像装置（６ａ、７ｄ、８ａ、９ａ）に感光体ベルト２を挟んで対向する現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に、感光体ベルト２の表面移動方向の現像位置を最適に設定できるように、偏芯ローラ６１とレバー６２からなる位置調整手段６０を設けている。
【００８５】
上述のように、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）を感光体ベルト２に現像ギャップを維持して対向するよう配置した現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）では、画質向上のため現像ギャップの高精度な維持管理はもちろんのこと、現像チリの抑制のため、現像ローラを感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく所定の位置に配置し、有効現像領域および現像影響領域を高精度に維持管理することが重要である。そこで、位置調整手段６０により、現像ギャップを維持した状態で現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト表面移動方向に移動させてその位置を調整、設定し、浮遊トナーの発生を抑制するようにした。図１８は、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０よる位置を調整の説明図である。
【００８６】
まず、位置調整手段６０の構成について説明する。
図１８（ａ）〜（ｅ）では、画像形成部の側板または感光体ベルト２などをユニット化する側板（いずれも不図示）に感光体ベルト表面移動方向の長穴６３が開けられており、その長穴６３に現像対向ローラ６ｄの同軸端部に設けた軸受け６Ｄが感光体ベルト表面移動方向に沿って摺動できるように取付けられている。なお、図１８では長穴６３は、垂直方向の長穴だが、感光体ベルト表面移動方向に沿った斜め方向や湾曲した形状の長穴でも良い。このとき、現像ギャップは長穴６３と軸受け６Ｄの寸法形状によりガタのない状態であり、また現像ローラ６ｅに設けたギャップコロにより現像ギャップは維持された状態にある。この軸受け６Ｄの外周面に一端が当接しながらレバー６２が回転軸６４を中心に回動可能になっており、現像対向ローラ６ｄは感光体ベルト表面移動方向に可動する。レバー６２の他端には、図示しないモータ等に連結され、レバー６２を自在に動作させる偏芯ローラ６１と、レバー６２を挟んで偏芯ローラ６１と対向する位置にバネ６５が設けられている。このようにして構成された現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により、感光体ベルト表面移動方向の現像位置を調整設定する。なお、図１７では、感光体ベルト２の表面移動方向が下向きで、現像対向ローラ６ｄを下方に押し下げる力が掛かるので、現像対向ローラ６ｄを下方に押圧するバネを設けなかったが、必要に応じて設けても良い。
【００８７】
図１８（ａ）〜（ｅ）に基づき、現像チリに有効な現像対向ローラ３１の位置調整について説明する。
図１８（ａ）は、第一の実施形態の図１１（ａ）と同じであり、現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの中心を結ぶ中心線が水平となっており、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つき、下流側は巻きついていない状態である。画像形成部の組立て当初の調整、設定前においては、図１８（ａ）のような状態にある。図１８（ａ）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が巻きつ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。このときは上述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い、このまま画像形成動作を行うと、現像チリが発生する。そこで位置調整手段６０を用いて、図１８（ａ）の状態から、現像対向ローラ６ｄを感光体ベルト表面移動方向に微調整して、現像ローラ６ｅに対する現像対向ローラ６ｄの感光体ベルト表面移動方向位置を最適化して問題発生を抑制する。
【００８８】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から偏芯ローラ６１を回動させ、レバー６２により軸受け６Ｄを下げて、現像対向ローラ６ｄの位置を感光体ベルト搬送方向の下方に調整、設定した状態である。この位置調整、設定により、現像ローラ６ｅの水平対向位置における感光体ベルト２の面形状、つまり巻きつき方が変わる。巻きつき方は、感光体ベルト２と現像対向ローラ６ｄだけに注目すれば、現像対向ローラ６ｄの中心水平線を基準に、上流側はほんの僅か巻きつき幅が減り、下流側は巻きつかない状態のままで、図１８（ａ）の巻きつき状態とほぼ変わらないと言ってもいい。しかし現像ローラ６ｅの水平対向位置における感光体ベルト２の状態は、現像対向ローラ６ｄの位置が下方に下がった分、現像ローラ６ｅの中心水平線を基準に見ると、下流側も巻きつき状態となっている。このことにより、下流側の有効現像領域と現像影響領域を図１１（ａ）より狭くすることができるので、狭間現像が可能となり、問題になっていた下流側の浮遊トナーの発生を低減し、現像チリの発生を抑えることができる。また、下流側の感光体ベルト２の振動や撓みによるギャップ変動の問題も小さくすることができる。
【００８９】
なお、図１８（ｂ）では現像対向ローラ６ｄを下げた位置に調整、設定しているが、現像ローラ６eの位置や浮遊トナーの発生状態などにより、臨機応変に感光体ベルト表面移動方向の上下の微調整を行う。また、図１８（ｂ）では下流側の浮遊トナーの発生などの対策のために現像ローラ６ｅを基準に現像対向ローラ６ｄの位置を調整、設定したが、逆に、現像対向ローラ６ｄを基準に見れば、現像ローラ６ｅの位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させたと考えることもできる。
【００９０】
図１８（ｂ）の状態でも下流側の浮遊トナーの抑制効果は期待できる。しかし、さらにその効果をさらに上げることのできる状態は、図１８（ｃ）のように、上流側の感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻きつき始める接点位置に現像ローラ６ｅを位置するものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｃ）の位置に設定する。これにより、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。しかし、図１１（ｂ）と同様、有効現像領域の幅は広いままであり、狭間現像は難しい。
【００９１】
図１８（ｄ）は、図１８（ａ）と図１８（ｃ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ６ｅが位置するものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｄ）の位置に設定する。これにより、巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域の幅も狭くできるので、図１８（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００９２】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１８（ｅ）であり、図１８（ｃ）よりも下流側で図１８（ｄ）より上流側、すなわち、現像ローラ６ｅを感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｅ）の位置に設定する。これにより、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１８（ｄ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域は、図１８（ｄ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１８（ｄ）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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので上流側現像影響領域が多少広くなっても構わない。
【００９３】
以上のことから、位置調整手段６０により、現像ローラ６ｅを接触幅の半分より上流に調整して配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１８（ｃ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１８（ｄ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００９４】
同様に他の現像ローラ（７ｅ、８ｅ、９ｅ）も、位置調整手段６０により、接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。
【００９５】
また、浮遊トナーによる現像チリや現像ギャップ変動による現像不良が危惧されると分かっていても、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合がある。さらに、上記クラウド現像方式を採用するものでは、現像ローラに対するトナーの付着力が非常に低いため、現像チリは発生しやすく、画像品質の劣化が目立ってしまう。特に、ブラックでは、微小なトナーの粒や僅かな位置ずれ(色ずれ)であっても容易に認識されてしまうため、現像チリや画像劣化は特に目に付きやすく、カラー画像形成装置として非常に厳しいものとなってしまう。
【００９６】
そこで、ブラックの現像装置については、必ず、上述のように、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するよう調整する。また、上記現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配できない現像装置を、イエローの現像装置とする。これは、イエローのような淡色のトナーは目視で認識され難いため、多少の現像チリや現像不良は気にならなくなり、特にイエローを多く含む画像においては良好な画像形成を行うことができる。また、カラー画像形成装置において一般的に、色の重ね合せ時の画質やモノクロ画像のプリントスピードの観点から、感光体ベルト２の最下流に設置して最後に現像動作を行う現像装置をブラックとしている。しかしその箇所が、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置してない構成であっては、現像チリや現像不良による画像劣化が危惧され、特にブラックでは目立ってしまう。従って、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。
【００９７】
このように、感光体ベルト２を用いたカラープリンタにおいて、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定した位置になるよう、位置調整手段６０により現像対向ローラ９ｄの位置を調整することのみで、レイアウトの自由度が大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【００９８】
次に、本発明を適用した第三の実施形態の画像形成装置として、モノクロ画像形成装置としてのモノクロプリンタ（以下、単にプリンタ３００という）について説明する。
図１９は、第三の実施形態のプリンタ３００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ３００は、像担持体ベルトとしてのベルト状の感光体（以下、感光体ベルト２という）上にブラック（Ｋ）のトナー像を現像して、画像を形成するものである。
【００９９】
感光体ベルト２は、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９ｄ等によって張架されている。駆動ローラ３と連結された図示しない駆動モータを駆動することによって、駆動ローラ３が図１９中反時計回り方向に回転し、感光体ベルト２は反時計周回り方向に無端移動する。感光体ベルト２の図１９中の左側の外周面には、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する現像手段としての現像装置９ａが横置きに配置される。また、感光体ベルト２を挟んで現像装置９ａの現像ローラ９ｅに対向するように現像対向ローラ９ｄが配置される。このとき、現像装置９ａの現像ローラ９ｅは、後述するように、感光体ベルト２に対して現像ギャップと言われる所定の間隔を維持するよう配置されている。このように現像装置９ａの現像ローラ９ｅが感光体ベルト２と現像ギャップを維持して対向する位置が、有効現像領域である。また、感光体ベルト２の現像装置９ｅより上方には、帯電手段としての帯電器９ｂが、感光体ベルト２の反対側である図１９中の右側の外周面には、クリーニング手段としてのクリーニング部１１、除電手段としての除電ランプ１２が配置されている。また、感光体ベルト２の右側外周面の下部側に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と対向し、転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。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、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と、搬出側に定着装置２０が配置されている。また、現像装置９ａの図１９左側には、感光体ベルト２上に潜像を形成する書込みユニット２１が配置され、帯電器９ｂと現像装置９ａとの間には、書込みユニット２１から射出されるレーザ光による露光位置である露光部９ｃが設けられている。
【０１００】
ここで、現像装置９ａは上記第一の実施形態と同様に、クラウド現像方式の現像装置である。このように現像ローラ９ｅを感光体ベルト２に現像ギャップを維持して対向するよう配置した現像装置では、画質向上のため現像ギャップの高精度な維持管理はもちろんのこと、現像チリの抑制のため、現像ローラを感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく所定の位置に配置し、有効現像領域および現像影響領域を高精度に維持管理することが重要である。そこで、そして、現像対向ローラ９ｄを感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての現像対向ローラ位置調整手段６０を設けている。この位置調整手段６０により、現像ギャップを維持した状態で現像対向ローラ９ｄを感光体ベルト表面移動方向に移動させてその位置を調整、設定し、浮遊トナーの発生を抑制するようにした。
【０１０１】
位置調整手段６０の構成および位置調整の仕方は、第二の実施形態の図１８（ａ）〜（ｅ）と同様である。このように、位置調整手段６０により、現像ローラ９ｅを接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。このように、感光体ベルト２を用いたモノクロプリンタにおいても、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定することのみで、余分なスペースを必要とすることなく、設計自由度も大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【０１０２】
なお、上記第一、第二、および第三の実施形態では、現像方式として非接触のクラウド現像方式を用いて説明したが、本発明の構成はそれに限定されることはなく、感光体ベルトと現像ローラが非当接の他の非当接現像方式であっても適用可能である。詳しくは、感光体ベルト２と現像ローラ３１とを非当接とし、現像ローラ３１上に担持した一成分トナーを感光体ベルト表面に飛翔させて現像する非接触現像装置に適用可能である。また、感光体ベルトと現像ローラ３１とを非当接とし、現像ローラ３１上に担持する二成分磁気ブラシで感光体ベルト２表面を摺擦して現像する磁気ブラシ現像装置に適用可能である。さらに、磁気ブラシが感光体ベルト２表面と非当接として、二成分非接触現像装置に適用可能である。さらに、感光体ベルト２と現像ローラ３１とが当接する当接現像方式であっても、現像ローラ３１、現像対向ローラ３２それぞれの回転中心を結ぶ位置を最近接位置とすることで、本発明の特徴部を適用可能である。
【０１０３】
以上、第一の実施形態のプリンタ１００は、静電潜像を担持し、複数の張架ローラによって張架され回転する像担持体ベルトとしての感光体ベルト２を備える。また、表面にトナーを担持して無端移動するトナー担持体である現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）のトナーを、感光体ベルト２に供給してトナー像化するように感光体ベルト２上の表面に所定の間隔で対向配置され、異なる色のトナーを用いる複数の現像手段としての現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を備える。また、複数の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）に対して感光体ベルト２を挟んで対向し、感光体ベルト２の裏面に接触しながら複数の張架ローラの一部を担う複数の現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を備える。そして、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を感光体ベルト２に対向配置する際、感光体ベルト２裏面が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の感光体ベルト２表面に各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）が最近接するように配置することにより、有効現像領域は上流側に移動する。これにより、有効現像領域隣接する下流側では、感光体ベルト２は現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触して、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の径に倣った曲率を有する対向面となる。よって、下流側現像影響領域の幅ｗ３は狭くなる。このように、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）により張架される感光体ベルト２に対する現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の配置を規定することのみで、レイアウトの自由度も大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
また、現像ローラ３１を、接触幅の半分の位置、θ／２位置を除いた範囲に位置させることで、より効果的に問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くすることができる。
また、現像ローラ３１を、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)を除いた範囲に位置させることで、有効現像領域を狭くし、狭間現像を可能とする。
また、上記θ／２位置、および、上記上流側接点位置を除いた範囲に位置させることで、現像チリ抑制と、狭間現像とを両立可能とする。
また、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合ブラック用の現像装置９ａを上記範囲に配置する。これにより、特に目立つブラックの現像チリによる現像不良の問題を抑制することができる。よって、テキスト等の黒文字を多く含む画像などで高品質化が可能となる。
また、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合、イエローイエロー用の現像装置６ａを上記範囲外に配置する。これにより、特に目視で認識し難いイエローを範囲外として、実質的に目視で認識される現像チリを抑制する。
また、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにし、特に目立つ現像チリを抑制する。
また、第二および第三の実施形態のプリンタ２００,３００では、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての位置調整手段６０を設け、上記範囲になるよう現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を調整する。これにより、現像チリを抑制する。
また、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）上でトナーが浮遊している状態を形成して現像を行う非接触現像方式であるクラウド現像方式である。そして、プリンタでは、トナーの付着力が非常に低く、浮遊トナーが発生し易いクラウド現像方式にて、現像チリや色ずれ、現像ギャップ変動による現像不良を軽減した高品質の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第一の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図２】クラウド現像方式の現像装置の一例の概略構成図。
【図３】同現像装置に用いられる現像ローラの斜視説明図。
【図４】同現像ローラの電極に印加されるＡ相パルス電圧及びＢ相パルス電圧の特性を示す波形図。
【図５】同現像ローラの電極に印加されるパルス電圧及び平均電圧の特性を示す波形図。
【図６】同現像ローラの製造工程の一部を示す断面図。
【図７】同現像ローラの製造工程の他の一部を示す断面図。
【図８】同現像ローラを平面状に展開した状態を示す展開図。
【図９】同現像ローラを示す平面図。
【図１０】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きつかない状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１１】図１０の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１２】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きつかない状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１３】図１２の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１４】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ上流側、下流側の両方に巻きつく状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１５】図１４の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１６】各現像ローラの感光体ベルトとの対向部の拡大図。
【図１７】第二の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図１８】現像対向ローラの位置調整手段よる位置を調整の説明図。
【図１９】第三の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図２０】非接触現像装置における感光体ドラムと現像ローラとの対向部拡大図。
【符号の説明】
【０１０５】
２ 感光体ベルト
３ 駆動ローラ
４ テンションローラ
５ 転写対向ローラ
６、７、８、９ 作像部
６ａ、７ａ、８ａ、９ａ 現像装置
６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ 帯電器
６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ 露光部
６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ 現像対向ローラ
６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ 現像ローラ
１０ 転写前除電器
１１ クリーニング部
１２ 除電ランプ
１４ 転写部
１５ 転写ローラ
１７ 給紙搬送部
１８ レジストローラ対
１９ 給紙ローラ
２０ 定着装置
２１ 書込みユニット
３１ 現像ローラ
３２ 現像対向ローラ
５０ 感光体ドラム
６０ 位置調整手段
Ａ１ 有効現像領域
Ａ２ 上流側現像影響領域
Ａ３ 下流側現像影響領域
Ｇ１ 現像ギャップ
Ｇ２ 現像影響ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、ベルト状の像担持体を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、像担持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するものが広く知られている。このとき、現像手段の現像剤担持体と像担持体と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、近年、非当接としているものが多くなりつつある。その一例として、像担持と現像剤担持体とを所定の間隙を維持して配置し、現像剤担持体からトナーを像担持体表面に飛翔させて現像する非接触現像装置が知られている。また、他の例として、像担持体と現像剤担持体とを所定の間隙を維持して配置し、現像剤担持体上に担持する磁気ブラシで像担持体表面を摺擦して現像する磁気ブラシ現像装置が知られている。
【０００３】
また、像担持体と現像剤担持体とが当接、非当接の何れの場合であっても現像時に生じる問題点として、現像チリがあり画像劣化の大きな原因となっている。現像チリは、現像がおこなわれる有効現像領域（当接現像方式では当接する領域、非当接現像方式の場合は、感光体表面と現像剤担持体表面との距離が良好な現像を行うことができる所定の現像ギャップ以下となる領域）に隣接する上流側近傍と下流側近傍において、トナーが不安定となって現像剤担持体から離脱して浮遊し、像担持体に付着してしまうことにより起こる現象である。
【０００４】
図２０の非当接現像方式を採用する非接触現像装置における像担持体と現像剤担持体との対向部拡大図に基づき、現像チリの発生について詳しく説明する。図２０は、像担持体として感光体ドラム５０を、現像剤担持体として現像ローラ３１を用いたものであり、両者を所定の間隙に管理維持しやすいというメリットがある。現像ギャップＧ１は、予備実験等によって最適値（通常、０．２〜０．５［ｍｍ］）が決められて、現像ローラ３１、感光体ドラム５０それぞれの回転中心を結ぶ最近接位置にて調整される。有効現像領域Ａ１の感光体表面移動方向の長さである幅Ｗ１は、最近接位置近傍の感光体表面の曲率、現剤担持体の曲率、及び、現像ギャップによって決定される。すなわち、図２０の現像装置では、有効現像領域Ａ１の幅Ｗ１は、感光体ドラム５０の径、現像ローラ３１の径、及び、現像ギャップＧ１によって決定される。
【０００５】
有効現像領域Ａ１では、現像ローラ３１から感光体ドラム５０にトナーが移動して良好な現像がおこなわれる。この有効現像領域Ａ１に隣接する上流側近傍と下流側近傍とでは、現像ローラ３１と感光体ドラム５０との間隙が、現像ギャップＧ１に近い、ある程度の大きさ（以下、現像影響ギャップＧ２という）になると、現像ローラ３１にトナーを付着させている力とそのトナーを感光体ドラム５０側に移動させようとする力が拮抗し、または、感光体ドラム５０側に移動させようとする力の方が僅かに上回り、トナーが現像ローラ３１から離脱して浮遊してしまう。この浮遊したトナーＴｆが感光体ドラム５０に付着することにより現像チリが発生する。トナーが浮遊してしまう領域が、図２０で現像影響領域Ａ２，Ａ３として示した領域であり、現像影響領域Ａ２，Ａ３の感光体表面移動方向の長さである幅Ｗ２，Ｗ３は、図２０の現像装置では、有効現像領域Ａ１の幅Ｇ１と同様に、感光体ドラム５０の径、現像ローラ３１の径、および、現像影響ギャップＧ２で決定される。
【０００６】
現像チリを抑制するためには、トナーが浮遊してしまう現像影響領域Ａ２，Ａ３の幅を狭くすることが有効であり、感光体ドラム５０および現像ローラ３１の小径化が望まれる。近年、装置本体の小型化に伴い感光体ドラム５０および現像ローラ３１の小径化も進んでいるが、感光体寿命に関わるユーザのコスト負担や交換頻度、製造技術、装置のレイアウト等から限界がある。現状では、感光体ドラムは直径２５ｍｍ程度、現像ローラは直径１４ｍｍ程度がほぼ限界であり、これ以上の小径化は難しい。また、感光体ドラムの径、現像ローラの径が同じであれば、感光体ドラムに対する現像ローラの位置や角度が変わっても、有効現像領域および現像影響領域の幅は変わらない。このため、感光体ドラムを用いた画像形成装置では、現像チリの抑制は難しい状況である。
【０００７】
一方、像担持体として複数のローラで張架される感光体ベルトを用いるものは、感光体ドラムまでの小周長化は望めないが、レイアウトの自由度が大きいという利点があり広く採用されている。しかし、感光体ドラムに比べて、感光体ベルトの撓みや浮きによる変位により、現像ギャップの管理維持が難しい。そこで、特許文献１、２に記載されるように、現像ローラに対向する感光体ベルト裏面に接触して感光体ベルトの張架の一部を担う現像対向部材を設けて、対向部での感光体ベルトの変位を防止して現像ギャップを安定して管理維持するようにしている。
【０００８】
このような感光体ベルトを用いたもので、現像チリを改善するため現像影響領域の幅を狭くするには、現像対向部材としての現像対向ローラを小径化すると共に、特許文献１の図６に示すように、感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく幅が広くなるよう架張して、感光体ベルトが現像対向ローラの径に倣って曲率の小さい対向面を形成することが有効である。現像対向ローラは一般的な金属ローラで良いので、形状の自由度は大きく、感光体ドラムよりも大幅な小径化が望める。
【０００９】
【特許文献１】特許３６３２２４５号公報
【特許文献２】特開平３−９６９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、感光体ベルトが現像対向ローラの径に巻きつく幅を広くなるよう張架すると、スペースが必要となる共に、感光体ベルトを用いる利点であるレイアウトの自由度が制限をうけてしまう。特に、複数の現像手段を用いるカラー画像形成装置では、感光体ベルトが現像対向ローラの径に巻きつく幅を広くなるよう張架すると、レイアウトが大きく制限をうけてしまい、装置の大型化が避けられない。
【００１１】
また、カラー画像形成装置としては、設計のしやすさから、複数の現像手段が略一列に並ぶように感光体ベルトを張架するものが広く用いられている。このように感光体ベルトを張架するものでは、複数の現像対向ローラに広い幅で巻きつくようにすることは難しく、感光体ベルトの現像ローラとの対向面は平面または、ほぼ平面に近い面となってしまう。このため、現像影響領域の幅が広くなり現像チリを抑制することは難しくなっている。
【００１２】
なお、上述の記載では、現像剤担持体と感光体ベルトとが非当接の非当接現像方式を用いて説明したが、当接現像方式であっても、現像剤担持体と感光体ベルトとが当接する領域を有効現像領域とすると、その領域に対して感光体表面移動方向上流側及び下流側にトナーが不安定な状態となる現像影響領域があり、同様の問題が生じる。
【００１３】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レイアウトの自由度を維持しつつ、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の支持ローラに張架されて表面移動する像担持体ベルトと、該像担持体ベルト表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体ベルト表面と対向配置され、該像担持体ベルト上の静電潜像を可視像化する現像剤担持体を備えた現像手段と、該現像剤担持体に対向する位置の該像担持体ベルト裏面に接触して該像担持体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラとを備えた画像形成装置において、上記像担持体ベルト裏面が上記現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置となる像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するように上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１に画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点、及び、上記半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面と、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも黒色の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうちイエロー色の現像手段を上記範囲外に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも最下流の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、上記現像対向ローラを上記像担持体ベルトの表面移動方向に対して移動可能とする現像対向ローラ移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記現像手段は、現像剤担持体上でトナーが浮遊してトナークラウドを形成して現像を行う非接触現像方式であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、現像手段を像担持体ベルトに対向配置する際、像担持体ベルト裏面が現像対向ローラに接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の像担持体ベルト表面に現像剤担持体が最近接するように配置することにより、浮遊トナーが発生する現像影響領域の幅を狭くして、現像チリを抑制するものである。以下、詳細に説明する。
本発明者は、現像チリの原因となる浮遊トナーが発生する現像影響領域で浮遊トナーの観察実験を行ったところ、有効現像領域上流側に隣接する上流側現像影響領域に比べ、下流側に隣接する下流側現像影響領域で浮遊トナーが多いことを確認した。すなわち、上流側現像影響領域よりも下流側現像影響領域で現像チリが多く発生しているといえる。さらに、上流側現像影響領域で浮遊トナーが像担持体に付着しても、有効現像領域で通常な現像が行われるので、上流側現像影響領域で付着してしまったトナーの影響は少なくなりあまり問題とならない。よって、現像チリを抑制するには、下流側現像影響領域の幅を狭くすることが有効であることがわかった。
また、像担持体ベルトでは、現像対向ローラによる像担持体ベルトの張架の仕方と、張架された像担持体ベルトに対する現像剤担持体の位置とで、現像剤担持体に対向する対向面の形状を変化させることができ、これに伴い有効現像領域および現像影響領域の幅が変化する。ここで、現像剤担持体が像担持体に最近接する位置を、像担持体ベルトの対向ローラとの接触幅のうち半分より上流側にすることにより、有効現像領域は上流側に移動する。これにより、有効現像領域隣接する下流側では、像担持体ベルトは現像対向ローラに接触して、現像対向ローラの径に倣った曲率を有する対向面となる。よって、下流側現像影響領域の幅は狭くなり、現像チリを効果的に抑制することができる。このように、現像対向ローラにより張架される像担持体ベルトに対する現像手段の配置を規定することのみで、レイアウトの自由度が大きく制限されることなく、現像チリを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、本発明によれば、レイアウトの自由度を維持しつつ、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した第一の実施形態の画像形成装置として、カラー画像形成装置であるカラープリンタ（以下、単にプリンタ１００という）について説明する。
図１は、第一の実施形態のプリンタ１００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ１００は、像担持体ベルトとしてのベルト状の感光体（以下、感光体ベルト２という）上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を、感光体ベルト２の１回転中に順次重ね合わせてカラー画像を形成するものである。
【００１８】
感光体ベルト２は、駆動ローラ３、テンションローラ４、転写対向ローラ５、４つの現像対向ローラ（６ｄ、７ａ、８ｄ、９ｄ）等によって張架され、縦長に略垂直配置されている。駆動ローラ３と連結された図示しない駆動モータを駆動することによって、駆動ローラ３が図１中反時計回り方向に回転し、感光体ベルト２は反時計周回り方向に無端移動する。縦長に配置された感光体ベルト２の図１中の左側の外周面には、上からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つの作像部としての第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９が積み重なるようにして感光体ベルト２の表面移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置されている。また、第四作像部９の下部にテンションローラ４に対向するように転写前除電器１０が配置されている。
【００１９】
第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９は、それぞれ、帯電手段としての帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）と、現像手段として現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）とを備えている。各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は横置きに配置され、感光体ベルト２を挟んで現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）と対向するよう配置される。このとき、各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）は、図示しないギャップコロやスペーサなどの部材により感光体ベルト２に対して現像ギャップと言われる所定の間隔を維持するよう配置されている。現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）は、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）との対向部で感光体ベルト２を張架して、感光体ベルト２の変位を防止して、安定した現像ギャップを維持する機能を有している。このように各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）が感光体ベルト２と現像ギャップを維持して対向する位置が有効現像領域である。また、縦長に配置された感光体ベルト２の図１中の右側の外周面には、クリーニング手段としてのクリーニング部１１、除電手段としての除電ランプ１２が配置されている。
【００２０】
また、感光体ベルト２の右側外周面の下部側に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と対向し、転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。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、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と、搬出側に定着装置２０が配置されている。
【００２１】
また、作像部（６、７、８、９）の図１中左側には、各作像部（６、７、８、９）に対応して感光体ベルト２上に潜像を形成する書込みユニット２１が配置されている。各作像部（６、７、８、９）の各帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）と各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）との間には、書込みユニット２１から射出されるレーザ光による露光位置である露光部（６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ）が設けられている。
【００２２】
本実施形態の帯電器（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）はコロナ帯電器である。解りやすくするため具体的な数値の例を示して説明すると、コロナ電極に印加する交流電圧をピーク間電圧１２［ｋＶ］、周波数２［ｋＨｚ］、感光体ベルト２の表面移動方向の上流側のシールドに印加する直流電圧を−８００［Ｖ］、下流側のシールドに印加する直流電圧を−４００［Ｖ］とし、帯電の目標電位を−４００［Ｖ］とする。感光体ベルト２の表面移動方向の上流側では目標電位の−４００［Ｖ］よりも大きい−８００［Ｖ］をシールドに印加するので帯電速度が大きく、一時的に−４００［Ｖ］より大きく感光体ベルト２は帯電される。そして、感光体ベルト２の表面移動方向の下流側のシールドに−４００［Ｖ］の電圧を印加するので、−４００［Ｖ］まで除電されて収束することになる。このように、一度電位を上げてから下げる経路を経ると、感光体ベルト２上にトナー層が形成されている時に、トナーが持つ電荷を除電（または、帯電量の増加を抑えること）することが可能となる。
【００２３】
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上の各露光部（６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ）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。
【００２４】
次に、本実施形態の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は、クラウド現像方式の現像装置であり、このような現像装置としては、例えば、特開２００７−１３３３８７号公報に記載の現像装置を用いることができる。クラウド現像方式については後で詳しく説明するが、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は同構成であるので第一現像装置６ａを用いてここでは簡単に説明する。
【００２５】
第一現像装置６ａは、現像速度や現像画質の観点から感光体ベルト２と第一現像ローラ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。第一現像装置６ａは、第一現像ローラ６ｅ、第一マグローラ６ｆ、２本の第一攪拌スクリュ６ｇと、第一現像ローラ６ｅ上のトナーを薄層化する第一ブレード６ｉ、そしてそれらを収納する第一ケース６ｈなどで構成され、例えばイエローの二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二成分現像剤は永久磁石が内包された第一マグローラ６ｆに担持され、第一マグローラ６ｆの表面移動によって第一現像ローラ６ｅとの対向部まで搬送される。そこでトナーの一部が第一マグローラ６ｆと第一現像ローラ６ｅとの間のバイアス電位によって第一現像ローラ６ｅの表面に転移する。第一現像ローラ６ｅに転移されたトナーは、クラウド状態となり、第一現像ローラ６ｅの回転によって第一現像ローラ６ｅと感光体ベルト２とが対向する現像位置へと運ばれる。そして、感光体ベルト２表面から０．２〜０．５［mm］程度の現像ギャップが設けられた第一現像ローラ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）。現像位置で、現像に用いられなかったトナーは第一現像ローラ６ｅの回転によって第一現像ローラ６ｅと第一マグローラ６ｆとの対向部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、第一マグローラ６ｆの回転に追随した二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、第一現像ローラ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。他の現像装置（７ａ、８ａ、９ａ）についても同様である。
【００２６】
次に、プリンタ１００における画像形成動作について説明する。
駆動ローラ３が回転することにより所定の線速で無端移動する感光体ベルト２を、先ず、第一作像部６において第一帯電器６ｂにより例えば−４００［Ｖ］で一様に帯電させる。そして、画像のイエロー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である第一露光部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イエローの静電潜像を形成する。その静電潜像は、例えば−３００［Ｖ］の現像バイアスの第一現像装置６ａによってイエロートナー像として感光体ベルト２上に形成する。
さらに、感光体ベルト２の無端移動により、イエロートナー像が形成された感光体ベルト２表面は第二作像部７まで移動する。そして、第二帯電器７ｂにより再帯電され、露光位置である第二露光部７ｃでの露光後、第二現像装置７ａでマゼンタトナー像をイエロートナー像の上に重なり合わせるように現像する。
続けて、感光体ベルト２の無端移動により、現像されたイエローとマゼンタとの二色重ねトナー像が形成された感光体ベルト２表面は、第三作像部８まで移動する。そして、第三帯電器８ｂにより再再帯電され、露光位置である第三露光部８ｃでの露光後、第三現像装置８ａでシアントナー像をイエローとマゼンタとの二色重ねトナー像の上に重なり合わせるように現像する。
最後に、感光体ベルト２の回動により、現像されたイエロー、マゼンタ及びシアンの三色重ねトナー像が形成された感光体ベルト２表面は第四作像部９まで移動する。そして、第四帯電器９ｂにより四度目の帯電が行われ、露光位置である第四露光部９ｃでの露光後、第四現像装置９ａでブラックトナー像をイエロー、マゼンタ及びシアンの三色重ねトナー像の上に重なり合わせるように現像する。
【００２７】
感光体ベルト２上に形成された四色の重ねトナー像は、用紙への転写効率が最適となるよう転写前除電器１０で電荷が調整され、転写部１４まで進む。そして、上述した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４色のトナー像が一括して用紙に転写される。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。一方、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。
【００２８】
上述した動作によってプリンタ１００での４色の画像形成動作が完了する。このようなカラー画像形成装置によれば、中間転写体を用いることなく感光体ベルト２上に４色を重ね合わせ、感光体ベルト２の１回転でカラー画像を出力するので、高品位なカラー画像を高速で出力することができ、しかも装置の小型化が可能となる。
【００２９】
次に、本実施形態の各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）に適用可能なクラウド現像方式の現像装置についてさらに詳しく説明する。
図２は、本実施形態の各現像装置に適用可能なクラウド現像方式の現像装置５６の概略説明図である。
図２に示すように、現像装置５６は、現像ローラ３１、ケース６０、マグローラ５７、及び、２本の攪拌スクリュ６１等から構成される。
図３は、マグローラ５７から供給されたトナーを現像位置まで担持するトナー担持体としての現像ローラ３１の斜視説明図である。トナー担持体としての現像ローラ３１は、トナー搬送基板を回転ローラ形状に形成したものであり、現像ローラ３１の表面移動に所定（数［μｍ］程度）のピッチで配列されて空間周期的に配置された複数の電極４１、４２、４３・・・を備える。複数の電極４１、４２、４３・・・からなる電極バターンにおける、ある電極から現像ローラ３１の表面移動方向に数えて奇数番目の電極の集合体である奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第一共通電極としての第一電極軸４０Ａを有している。また、偶数番目の電極の集合体である偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に接続された第二共通電極としての第二電極軸４０Ｂも有している。
第一電極軸４０Ａは、現像ローラ３１の回転軸線方向の一端側に位置する金属製の回転軸部材が第一共通電極として兼用されたものである。また、第二電極軸４０Ｂは、現像ローラ３１の回転軸線方向の他端側に位置する金属製の回転軸部材が第二共通電極として兼用されたものである。これら第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂは、互いに絶縁状態を維持するように配設されており、それぞれ図示しない軸受けに回転自在に支持されている。そして、現像ローラ３１の表面移動方向である回転方向の全周に渡って導電性表面を露出させている。
【００３０】
第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂには、図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材によって交流電源からバイアス電位として交流電圧が印加される。この交流電圧は、図４に示されるように、上述の奇数番目電極群を束ねた第一電極軸４０Ａに印加される矩形波状のＡ相パルス電圧と、偶数番目電極群を束ねた第二電極軸４０Ｂに印加される矩形波状のＢ相パルス電圧とからなる。これらＡ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧は、図示のように互いに逆位相になっており、単位時間あたりにおける平均電位は互いに同じである。なお、図５に示すように、一方の電極軸に周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方の電極軸には、前記パルス電圧の平均電位となる直流電圧を印加しても、逆位相のパルス電圧を採用する場合と同様に、フレア現象を生起せしめることが可能である。
【００３１】
現像ローラ３１は、図６（ａ）に示すように、絶縁体であるアクリル樹脂の円筒５１に軸穴５２を設け、図６（ｂ）に示すようにステンレス製の第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂを円筒５１の軸穴５２に圧入して第一電極軸４０Ａを奇数番目電極群４１、４３・・・に、第二電極軸４０Ｂを偶数番目電極群４２・・・にそれぞれ接続する。
次に、図７（ａ）〜（ｅ）に示す各工程でパターン電極を形成する。図７は現像ローラ３１の表面を回転軸に沿った方向に見た図である。図７（ａ）に示す工程では、図６に示す工程よって得られた円筒５１の表面を外周旋削によって平滑に仕上げる。図７（ｂ）に示す工程では、溝のピッチが１００[μｍ]、溝幅が５０[μｍ]となるように溝５３の切削を行う。図７（ｃ）に示す工程では、溝切削を行った円筒５１に無電解ニッケル５４のメッキを施し、図７（ｄ）に示す工程では、無電解ニッケル５４のメッキを施した円筒５１の外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。この時点で電極４１、４２、４３・・・が溝５３の部分に互いに絶縁して形成される。その後、円筒５１にシリコーン系樹脂をコーティングすることで円筒５１の表面を平滑にし、同時に表面保護層５５（厚み約５[μｍ]、体積抵抗率約１０１０[Ω・ｃｍ]）を形成して現像ローラ３１を製作した。
【００３２】
図８は、現像ローラ３１を平面状に展開した状態を示す平面図である。この現像ローラ３１は、表面保護層５５上に薄いトナー層が形成される。そして、第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂに対して図４に示した交流電圧がバイアス電位として図示しない交流電源から電極ブラシ等を介して印加される。この印加は、次のようにして行われる。即ち、図９に示すように、現像ローラ３１の第一電極軸４０Ａの周面には、現像装置５６本体側に固定された金属等の導電性材料からなる第一摺擦接点部材９１Ａが接触しており、回転する第一電極軸４０Ａと摺擦する。上述の奇数番目電極群におけるそれぞれの電極に対しては、Ａ相交流電源５９Ａから出力される上述のＡ相パルス電圧（図４参照）が、この第一摺擦接点部材９１Ａと第一電極軸４０Ａとを介して印加される。また、現像ローラ３１の第二電極軸４０Ｂの周面には、現像装置５６本体側に固定された金属等の導電性材料からなる第二摺擦接点部材９１Ｂが接触しており、回転する第二電極軸４０Ｂと摺擦する。上述の偶数番目電極群におけるそれぞれの電極に対しては、Ｂ相交流電源５９Ｂから出力される上述のＢ相パルス電圧（図４参照）が、この第二摺擦接点部材９１Ｂと第二電極軸４０Ｂとを介して印加される。このようにして各電極にパルス電圧が印加されると、トナーは奇数番目電極群４１、４３・・・と偶数番目電極群４２・・・を往復するような運動（フレア）を行う。
【００３３】
かかる構成において、現像ローラ３１の複数の電極における同一群の電極に対して共通した電圧を導くための第一電極軸４０Ａ及び第二電極軸４０Ｂについては、トナーの粒径やホッピング性を考慮して幅を決定する必要がないため、図示のようにかなり広幅のものを用いることが可能となる。更には、これら電極軸に摺擦せしめる図示しない電極ブラシ等の摺擦接点部材についても、電極軸（４０Ａ、４０Ｂ）の幅にあわせて、広幅のものを用いることが可能になる。これらの結果、電極軸と摺擦接点部材との摩耗による接触不良の発生時期を従来よりも遅らせて、従来よりも現像装置の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
第一電極軸４０Ａと第二電極軸４０Ｂとは、現像ローラ３１において互いに回転軸線方向にずらして配設されている。かかる構成では、第一電極軸４０Ａと第二電極軸４０Ｂとを互いに回転軸線方向にずらしていることで、回転する電極軸４０Ａ、電極軸４０Ｂに対して、それぞれ摺擦接点部材を独立させて摺擦せしめることができる。
【００３５】
また、本実施形態に適用可能な現像装置５６においては、現像ローラ３１の回転軸線方向における一端側に位置する金属製の第一電極軸４０Ａを第一共通電極として兼用するとともに、他端側に位置する金属製の第二電極軸４０Ｂを第二共通電極として兼用し、それら電極軸を互いに絶縁状態にしている。かかる構成では、現像ローラ３１に新たな共通電極を設けることなく、それぞれの電極群に独立してパルス電圧を印加することができる。
【００３６】
ここで現像装置５６において、交流電源から電極４１、４２、４３・・・間に印加する交流電圧のプラス側ピーク値とマイナス側ピーク値との差分の絶対値がＶｍａｘ［Ｖ］とし、電極４１、４２、４３・・・のうち、隣り合う電極間の距離をｐ［μｍ］とする。この場合、特開２００７−１３３３８７号公報に記載されているように、Ｖｍａｘ［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞１である時にフレアが活性化し始めて、Ｖｍａｘ［Ｖ］／ｐ［μｍ］＞３はフレアが完全に活性化する。また、現像ローラ３１は、表面保護層５５の体積抵抗率が１０９〜１０１２［Ω・ｃｍ］の範囲にあることが適正であり、表面保護層５５がシリコーン系樹脂である。表面保護層５５の材料は、上述のように、トナーとの摩擦でトナーに正規の電荷を与えられる材質であることが好ましく、例えばガラス系のものや、二成分現像剤のキャリアコートに使用されている材料を用いることが好ましい。ｐは現像ギャップＧ１より小さいこと、すなわちｐ＜Ｇ１に設定される。
【００３７】
プリンタ１００では、トナーとして、母材樹脂（トナーの主成分）がポリエステル又はスチレンアクリルからなり、且つ正規帯電極性がマイナス極性（負極性）であるものを用いている。そして、潜像担持体である感光体ベルト２の一様帯電部（地肌部）と潜像部とを共にトナーの正規帯電極性と同極性（本例ではマイナス極性）にし、且つ地肌部よりも電位を減衰せしめた潜像部に対してトナーを選択的に付着させるいわゆる反転現像を行うようになっている。
【００３８】
図８における現像ローラ３１は、図７を用いて説明した基板となる円筒５１と、複数の電極（４１、４２・・・）と、これら電極を覆う表面保護層５５とを有している。この表面保護層５５としては、トナー担持体たる現像ローラ３１の表面上でホッピングするトナーとの摺擦に伴ってトナーの正規帯電極性側（本例ではマイナス側）への摩擦帯電を促す材料からなるもの、を用いている。即ち、トナーの方が表面保護層５５よりも摩擦帯電系列上でマイナス側に位置しているのである。このような関係を実現し得る表面保護層５５の材料としては、シリコーン、ナイロン、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＡ、ウレタンなどの有機材料を例示することができる。また、第四級アンモニウム塩やニグシロン系染料などでもよい。更には、これまでに例示した材料の２つ以上を混合した材料でもよい。これらの材料は、トナーの正規帯電極性側への摩擦帯電を促すことに加えて、自らの絶縁性によってトナー電荷の電極へのリークを回避することが可能である。
【００３９】
このような表面保護層５５を具備する現像ローラ３１では、表面保護層５５がホッピングするトナーとの摺擦に伴ってトナーの正規帯電極性側への摩擦帯電を促す。そして、表面保護層５５との摺擦に伴うトナーの正規帯電極性とは逆極性側への摩擦帯電を回避する。これにより、ホッピングに伴うトナーの帯電量（正規帯電極性）の低下を抑えることで、トナーのホッピング不良による現像不良の発生を抑えることができる。
【００４０】
なお、トナーとして、正規帯電極性がプラス極性（正極性）であるものを用いてもよい。この場合には、表面保護層５５として、トナーとの摺擦に伴ってトナーのプラス極性側への摩擦帯電を促す材料からなるものを用いればよい。
【００４１】
また、トナーの帯電系列とは、トナー母材樹脂（粒子）にシリカ、酸化チタンなどの外添剤を添加したトナー全体としての帯電系列を意味する。帯電系列における序列については、次のようにして調べることが可能である。即ち、トナーを表面保護層上で所定時間だけ表面保護層に摺擦せしめた後、そのトナーを吸引して採取する。そして、採取したトナーの帯電量をエレクトロメータで測定する。この測定結果がトナーの負極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもマイナス側の帯電系列となる。また、測定結果がトナーの正極性への帯電量増加を示すものであれば、トナーの方が表面保護層よりもプラス側の帯電系列となる。
【００４２】
また、表面保護層５５と電極との間に中間層を設けてもよい。この場合、中間層として、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の導電性の材料からなるものを用いることも可能である。
【００４３】
図２に示す現像装置５６は上述した現像ローラ３１を備える現像装置である。ケース６０とマグローラ５７とからなる構成は、通常の二成分現像装置と同様の構成であり、マグローラ５７上に形成された二成分現像剤の穂が現像ローラ３１の表面に当接されている。具体的には、粒径５０［μｍ］の磁性キャリア粉と粒径約６［μｍ］のポリエステルトナーを重量比で７〜８［ｗｔ％］混合させた二成分現像剤をケース６０内に収容し、永久磁石を内包するマグローラ５７によって二成分現像剤を現像ローラ３１と対向する位置まで搬送する。そして、この対向する位置でトナーの一部がマグローラ５７と現像ローラ３１との間に印加される直流バイアス電位によって現像ローラ３１に転移する。
現像ローラ３１に転移したトナーは、現像ローラ３１上でフレアを形成しながら、現像ローラ３１が図示しない駆動部により回転駆動されることで感光体ベルト２との対向部である現像位置に搬送される。そして、現像ローラ３１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ローラ３１表面上のトナーが感光体ベルト２上の静電潜像に付着することで静電潜像を現像してトナー像を形成する。なお、第一電極軸４０Ａ及び第二電極４０Ｂ間には交流電源５９から電極ブラシ等によってバイアス電位として交流電圧が印加され、奇数番目電極群４１、４３・・・と偶数番目電極群４２・・・との間に時間周期的な電位差が形成される。
【００４４】
現像位置で現像に寄与しなかったトナーは現像位置から再びマグローラ５７との対向部に戻ってくる。フレアが形成されているので、現像ローラ３１に対するトナーの付着力は非常に低く、現像ローラ３１の表面移動によって現像位置からマグローラ５７との対向部に戻ってきたトナーは、マグローラ５７の回転に追随した二成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり馴らされたりする。これを繰り返すことによって、現像ローラ３１上には常にほぼ一定量のトナーフレアが形成されることになる。現像装置５６では、ケース６０内の二成分現像剤６３を２本の攪拌スクリュ６１で攪拌しながら搬送して循環させ、マグローラ５７がその二成分現像剤の一部を現像ローラ３１まで搬送すると共に現像位置から現像に寄与しなかった不要なトナーケース６０内を戻す。
【００４５】
本実施形態のプリンタ１００の各現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）には、このような構成のクラウド現像方式の現像装置５６が適用可能であるが、クラウド現像方式の現像装置としてはこの一例の構成に限るものではない。
【００４６】
ところで、上記クラウド現像方式の現像装置５６のように、感光体と現像ローラとが非当接の構成は、両者が互いにメカ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いというメリットがある。しかし、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、感光体と現像ローラとが非当接の構成では上述のように現像チリが問題となる。特に、クラウド現像方式では、トナーの付着力が非常に低い状態にあるので、現像チリの原因となる浮遊トナーの発生が必至であり、その量が他の現像方式に比べて多くなることが確認されている。
【００４７】
さらに、本出願人が行った現像チリの観察実験によれば、現像チリの原因となる浮遊トナーの数（量）を感光体の表面移動方向について有効現像領域の上流側と下流側とで比較してみたところ、上流側に比べて下流側の方が多いことが確認された。簡単に言うと、感光体表面が有効現像領域に進入する直前である入り口付近よりも有効現像領域を通過した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。これは現像ポテンシャルや、感光体及びトナー像担持体の表面移動で生じる気流などが影響していると考えられる。もっとも感光体表面が有効現像領域に進入する直前となる上流側で浮遊トナーが感光体の潜像以外の箇所に付着してしまっても、感光体表面はそのまま有効現像領域に入り、通常の現像が行われる。このため、感光体表面の潜像以外の箇所に付着したトナーは、有効現像領域での現像ポテンシャルによってトナー担持体側へ移動するため、有効現像領域に対して感光体の表面移動方向上流側で感光体表面上に付着したトナーの影響はほとんど無く、有効現像領域の上流側での浮遊トナーはあまり問題とならない。すなわち、画像劣化の大きな原因となる現像チリは、有効現像領域の下流側での浮遊トナーが要因であり、有効現像領域の下流側での浮遊トナーを抑制することにより、現像チリに起因する画像劣化を抑制することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態のプリンタ１００のように、感光体ベルト２を用いたものでは、感光体ドラムに比べて、感光体ベルト２の撓みや浮きによる変位により、現像ギャップの管理維持が難しい。そこで、上述のような感光体ベルト２の張架の一部を担う現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を設けて、対向部での変位を防止して現像ギャップを良好に管理維持している。現像影響領域の幅を狭くするには、この現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を小径化すると共に、感光体ベルト２が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に巻きつく幅が広くなるよう架張して、感光体ベルト２が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の径に倣って曲率の小さい対向面を形成することが有効である。しかし、プリンタ１００のように、複数の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）が感光体ベルト２に沿って上述のように配置された装置では、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に広い幅で巻きつき曲率の小さい対向面を形成することは難しく、感光体ベルトの現像ローラとの対向面は平面または、ほぼ平面に近い面となってしまう。このため、現像影響領域の幅が広くなってしまう。
【００４９】
そこで、本実施形態のプリンタ１００では、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を感光体ベルト２に対向配置する際、感光体ベルト２裏面が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の感光体ベルト２表面に現像ローラ（６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ）が最近接するように配置することにより、浮遊トナーが発生する現像影響領域の幅を狭くして、現像チリを抑制するものである。以下、詳細に説明する。
【００５０】
感光体ベルト２の、現像対向ローラ３２への巻きつき状態は大まかに、以下の（１）〜（３）の３つに分けることができる。
（１）現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きつかない状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向上流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となり、最近接位置に対して感光体表面移動方向下流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線と実質的に重なる状態（図１０参照）。
（２）現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きつかない状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向下流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となり、最近接位置に対して感光体表面移動方向上流側は感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線と実質的に重なる状態（図１２参照）。
（３）現像位置を基準に上流側、下流側の両方ともに巻きつく状態。言い換えると、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との最近接位置に対して、感光体表面移動方向下流側と感光体表面移動方向上流側との両側とも、感光体ベルト２の張架面が最近接位置における現像対向ローラ３２の接線よりも現像対向ローラ３２側となる状態（図１４参照）。
【００５１】
図１に示すプリンタ１００では、感光体ベルト２が各現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に張架され、各作像部（６、７、８、９）がそれぞれ上記（１）、上記（２）、または上記（３）の何れかの状態をとる。よって、本実施形態では、これらの状態について説明する。なお、従来のカラー画像形成装置では、現像ローラ３１と現像対向ローラ３２との関係は設計のし易さ、位置設定の容易性などから現像ローラ３１の回転中心と現像対向ローラ３２の回転中心とを結ぶ直線が水平方向や鉛直方向に平行になるように、または、水平方向や鉛直方向に対して５［°］や２０［°］などと判りやすい位置や角度に設定することが多い。
【００５２】
先ず、上記（１）の状態について説明する。図１０は、上記（１）の状態における現像動作時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３２に、現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きついていない状態となっている。
【００５３】
ここで、図２０を用いて説明したように感光体がドラム状の場合、現像位置の感光体ドラム５０と現像ローラ３１の中心を結ぶ一点鎖線Ｌ１（この場合は水平線）を基準に、有効現像領域Ａ１、上流側現像影響領域Ａ２及び下流側現像影響領域Ａ３を比較すると、同じ幅、すなわち、一点鎖線Ｌ１を挟んで上下対象であることが分かる。一方、図１０では、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象ではなく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３とも違いが出ていることは明らかである。
有効現像領域Ａ１は全体ではｗ１という幅であるが、有効現像領域Ａ１を現像ローラ３１と現像対向ローラ３２の中心を結ぶ一点鎖線Ｌ１（この場合は水平線）を基準に感光体表面移動方向について上流側と下流側とで分けると、上流側の幅は狭く、下流側の幅は広くなっていることが分かる。また現像影響領域については、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３との関係が、ｗ２＜ｗ３となり、現像影響領域も下流側の幅が広くなっていることが分かる。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついているか否かによるものである。
【００５４】
現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２は予備実験等により設定される値であり、一点鎖線Ｌ１を挟んで上流側または下流側に関係無く、等しい値である。そして、プリンタ１００では、現像ギャップＧ１は０．４［ｍｍ］であり、現像影響ギャップＧ２は０．７［ｍｍ］である。
しかし、現像ギャップＧ１、及び、現像影響ギャップＧ２の間隔が等しくても上流側と下流側では感光体ベルト２の巻きつき方が違うので、現像ローラ３２と感光体ベルト２との間隔が、現像ギャップＧ１以下となる領域、及び現像影響ギャップＧ２以下となる領域の位置に違いが出る。
これは、一点鎖線Ｌ１を挟んで下流側では感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついていない分、現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２となる領域が現像ローラ３１側（図の左側）にシフトしてしまうことにより違いが生じるためである。結果として図１０の状態（現像位置を基準に上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きついていない状態）では、上流側に比べて下流側の有効現像領域および現像影響領域の方が広くなってしまうのである。よって、図１０の現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方、及びそのときの現像対向ローラ３２に対する現像ローラ３１の位置においては、有効現像領域の幅ｗ１が広くなる。さらに、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も広くなってしまうので、現像チリの発生をかえって増進させてしまっている。ここで、有効現像領域の幅ｗ１が広いと、所謂、狭間現像が難しくなり、凝集した密な現像を行うことができず、現像画質を劣化させてしまう。また有効現像領域Ａ１の下流側と下流側現像影響領域Ａ３との感光体ベルト２が、現像対向ローラ３２に巻きついていない状態にあるため、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。
【００５５】
そこで、図１０のような現像下流側で現像チリやギャップ変動が危惧される構成においては、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１０の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させ、感光体ベルト２が巻きついていないことで生じる上記下流側の問題点を解決できる範囲を検討する。図１１は、図１０と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１１（ａ）〜（ｄ）に基づき、現像チリに有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００５６】
図１１（ａ）は、図１０と同じ状態で、現像ローラ３１は、下流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつき終わる下流側接点位置(巻きつき角度θの位置)に位置している状態である。このとき、図１０で説明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。
【００５７】
図１１（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)まで、現像ローラ３１を移動させたものである。このように、現像ローラ３１を上流側に移動させることで、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。なお、図１１（ｂ）では、上流側の有効現像領域が広くなり、さらに上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２も広くなってしまうが、浮遊トナー(現像チリ)に関しては上流側なのであまり問題にならない。このように、現像ローラ３１を上流側接点位置に配置することにより、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３を狭くして、現像チリを抑制することができる。しかし、有効現像領域の幅ｗ１は広いままであり、狭間現像は難しい。
【００５８】
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ３１を移動させたものである。中央位置(θ／２位置)であれば巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も狭くできるので、図１１（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は図２０で説明した感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００５９】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１１（ｄ）であり、図１１（ｂ）よりも下流側で図１１（ｃ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１１（ｃ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１１（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１１（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。
【００６０】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１１（ｂ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１１（ｃ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００６１】
次に、上記（２）の状態について説明する。図１２は、上記（２）の状態における現像動作時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３２に現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きついていない状態となっている。
【００６２】
図１２では、現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方が図１０と上下逆さな関係となっている。図１０の場合と同様に、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象ではなく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３とも違いが出ている。有効現像領域Ａ１は全体では幅ｗ１であるが、図１０とは逆に下流側の幅は狭く、上流側の幅は広くなっている。また現像影響領域については、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３との関係が、ｗ２＞ｗ３となり、現像影響領域も上流側の幅が広くなっていることが分かる。これらは感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついているか否かによるものである。
【００６３】
また、現像ギャップＧ１、及び、現像影響ギャップＧ２の間隔が等しくとも、上流側と下流側では感光体ベルト２の巻きつき方が違うので、現像ローラ３２と感光体ベルト２との間隔が、現像ギャップＧ１以下となる領域、及び現像影響ギャップＧ２以下となる領域の位置に違いが出る。
これは、一点鎖線Ｌ１を挟んで上流側では感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きついていない分、現像ギャップＧ１及び現像影響ギャップＧ２となる領域が現像ローラ３１側（図の左側）にシフトしてしまうことにより違いが生じるためである。結果として図１２の状態（現像位置を基準に下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きついていない状態）では、図１０とは逆に下流側に比べて上流側の有効有効現像領域および現像影響領域の方が広くなってしまうのである。言い換えれば、図１２の現像対向ローラ３２に対する感光体ベルト２の巻きつき方、及びその時の現像対向ローラ３２に対する現像ローラ３１の位置においては、図１０の場合とは異なり、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ｗ３を狭くすることできるので、現像チリ発生の抑制することができる。しかし、有効現像領域の幅ｗ１が広くなり狭間現像が難しいという問題は残されている。また、上流側の有効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３２に巻きつ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、現像ギャップ変動による現像不良も危惧される。
【００６４】
そこで、図１２のように現像下流側の現像チリが抑制できる構成において、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１２の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている移動させ時、現像チリを抑制の効果を維持しつつ、狭間現像との両立が可能な範囲を検討する。図１３は、図１２と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１３に基づき、現像チリと狭間現像に有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００６５】
図１３（ａ）は、図１２と同じ状態で、現像ローラ３１は、上流側であって感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)に位置している状態である。このとき、図１２で説明したように下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅ｗ３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い、狭間現像が難しい。
【００６６】
図１３（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつき終わる下流側接点位置(巻きつき角度θの位置)に位置まで、現像ローラ３１を移動させたものである。しかし、この位置では、下流側の有効現像領域と現像影響領域の幅ｗ３とが広くなってしまい、現像チリを抑制することが難しい。
【００６７】
図１３（ｃ）は、図１３（ａ）と図１３（ｂ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ３１を移動させたものである。中央位置(θ／２位置)であれば巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も狭くできるので、図１３（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は図２０で説明した感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００６８】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１３（ｄ）であり、図１３（ａ）よりも下流側で図１３（ｂ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１３（ｃ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１３（ｃ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１３（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。このような範囲に現像ローラ３１を配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。
【００６９】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１３（ａ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１３（ｃ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００７０】
次に、上記（３）の状態について説明する。図１４は、上記（３）の状態における現像動作時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３２に現像位置を基準に上流側、下流側共に巻きつく状態となっており、一般的に多く採用されている構成である。
【００７１】
図１４では、図２０の感光体ドラムを用いた場合と同様であり、一点鎖線Ｌ１を挟んで有効現像領域Ａ１の幅は上下対象で等しく、さらに、上流側現像影響領域Ａ２の幅ｗ２と下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３も等しい。このため、下流側現像影響領域Ａ３で発生する浮遊トナーにより現像チリが問題となる。そこで、図１４のような現像下流側で現像チリやギャップ変動が危惧される構成において、現像ギャップを維持しつつ、現像対向ローラ３２を中心に図１４の現像ローラ３１の位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させ、上記下流側の問題点を解決できる範囲を検討する。図１５は、図１４と感光体ベルト２の張架状態は変えることなく、現像装置５６の配置を変えた場合の説明図である。以下、図１５に基づき、現像チリに有効な現像ローラ３１の配置について説明する。
【００７２】
図１５（ａ）は、図１４と同じ状態で、現像ローラ３１は、感光体ベルト２が巻きつき始める上流側接点位置(巻きつき角度０°の位置)と巻きつ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eが位置している状態である。中央位置(θ／２位置)であれば、巻きつき角度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、この位置では図１４で説明したように下流側の現像チリ問題を解決するものではない。
【００７３】
図１５（ｂ）は、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)まで、現像ローラ３１を移動させたものである。このように、現像ローラ３１を上流側に移動させることで、下流側の有効現像領域と現像影響領域を狭くすることができる。このように、現像ローラ３１を上流側接点位置に配置することにより、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域である下流側現像影響領域Ａ３の幅ｗ３を狭くして、現像チリを抑制することができる。しかし、上流側において有効現像領域の幅ｗ１が広くなってしまうので、狭間現像は難しい。
【００７４】
図１５（ｃ）は、参考として、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２から離れる位置、つまり感光体ベルト２が巻きつ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３１を移動させたものである。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ｗ３が広くなってしまうので、反って下流側の浮遊トナーの発生を増進させてしまい、現像チリは悪化する。このようなに下流側に現像ローラ３１を移動させるような事はしない。
【００７５】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１５（ｄ）であり、図１５（ｂ）よりも下流側で図１５（ａ）より上流側、すなわち、現像ローラ３１を感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。この範囲であれば、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ｗ３を、図１５（ａ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域ｗ２は、図１５（ａ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１５（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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので現像影響領域ｗ２が多少広くなっても構わない。
【００７６】
以上のことから、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１５（ｂ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１５（ａ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００７７】
以上、現像対向ローラに対する感光体ベルト２の巻きつき状態（１）、（２）、及び（３）を用いて説明したが、本実施形態のプリンタ１００では、図１で示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）すべての現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）において、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）を現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の接触幅の半分より上流に配置するように配置している。さらに詳しくは、図１６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、は、感光体ベルト２に対する各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）の対向部の拡大図である。各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）はそれぞれ上流側接点位置からθ／４の位置に配置されている。このように配置することで、第一作像部６、第二作像部７、第三作像部８、及び、第四作像部９の４つが積み重なるようにして感光体ベルト２の表面移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置したカラープリンタにおいて、効果的に現像チリを抑制することができる。また、このようにして現像チリを抑制しても、上記レイアウトを大きく制限されることはない。
【００７８】
しかしながら、浮遊トナーによる現像チリや現像ギャップ変動による現像不良が危惧されると分かっていても、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合もある。さらに、上記クラウド現像方式を採用するものでは、現像ローラに対するトナーの付着力が非常に低いため、現像チリは発生しやすく、画像品質の劣化が目立ってしまう。特に、ブラックでは、微小なトナーの粒や僅かな位置ずれ(色ずれ)であっても容易に認識されてしまうため、現像チリや画像劣化は特に目に付きやすく、カラー画像形成装置として非常に厳しいものとなってしまう。
【００７９】
そこで、ブラックの現像装置については、必ず、上述のように現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。そして、他の制約により、現像ローラ３１を接触幅の半分より上流に配置できない現像装置は、ブラックではない他の色の現像装置とする。このようにすることにより、特にテキスト等の黒文字を多く含む画像において良好な画像形成を行うことができる。また、上記現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配できない現像装置を、イエローの現像装置とする。これは、イエローのような淡色のトナーは目視で認識され難いため、多少の現像チリや現像不良は気にならなくなり、特にイエローを多く含む画像においては良好な画像形成を行うことができる。
【００８０】
また、カラー画像形成装置において一般的に、色の重ね合せ時の画質やモノクロ画像のプリントスピードの観点から、感光体ベルト２の最下流に設置して最後に現像動作を行う現像装置をブラックとしている。しかしその箇所が、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置してない構成であっては、現像チリや現像不良による画像劣化が危惧され、特にブラックでは目立ってしまう。従って、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。
【００８１】
このように、感光体ベルト２を用いたカラープリンタにおいて、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定することのみで、レイアウトを大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【００８２】
以上、第一の本実施形態では、感光体ベルト上で色毎に重ね合わせてカラー画像を形成するタイプのカラー画像形成装置に本発明を適用した例を挙げて説明したが、本発明の構成はそれに限定されることはなく、転写紙上で色を重ね合わせるタイプでも、中間転写媒体上で色を重ね合わせるタイプでも適用可能である。
【００８３】
次に、本発明を適用した第二の実施形態の画像形成装置として、カラー画像形成装置であるカラープリンタ（以下、単にプリンタ２００という）について説明する。
第二の実施形態のプリンタ２００の全体構成は、概ね上記第一の実施形態のプリンタと同じであるが、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての現像対向ローラの位置調整手段を設けた点が異なる。以下、この点について詳しく説明する。
【００８４】
図１７は、第二の実施形態のプリンタ２００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ２００の全体構成および動作は図１の第一の実施形態のプリンタ１００と同様であるので、説明を省略する。図１７のプリンタ２００では、各現像装置（６ａ、７ｄ、８ａ、９ａ）に感光体ベルト２を挟んで対向する現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に、感光体ベルト２の表面移動方向の現像位置を最適に設定できるように、偏芯ローラ６１とレバー６２からなる位置調整手段６０を設けている。
【００８５】
上述のように、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）を感光体ベルト２に現像ギャップを維持して対向するよう配置した現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）では、画質向上のため現像ギャップの高精度な維持管理はもちろんのこと、現像チリの抑制のため、現像ローラを感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく所定の位置に配置し、有効現像領域および現像影響領域を高精度に維持管理することが重要である。そこで、位置調整手段６０により、現像ギャップを維持した状態で現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト表面移動方向に移動させてその位置を調整、設定し、浮遊トナーの発生を抑制するようにした。図１８は、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０よる位置を調整の説明図である。
【００８６】
まず、位置調整手段６０の構成について説明する。
図１８（ａ）〜（ｅ）では、画像形成部の側板または感光体ベルト２などをユニット化する側板（いずれも不図示）に感光体ベルト表面移動方向の長穴６３が開けられており、その長穴６３に現像対向ローラ６ｄの同軸端部に設けた軸受け６Ｄが感光体ベルト表面移動方向に沿って摺動できるように取付けられている。なお、図１８では長穴６３は、垂直方向の長穴だが、感光体ベルト表面移動方向に沿った斜め方向や湾曲した形状の長穴でも良い。このとき、現像ギャップは長穴６３と軸受け６Ｄの寸法形状によりガタのない状態であり、また現像ローラ６ｅに設けたギャップコロにより現像ギャップは維持された状態にある。この軸受け６Ｄの外周面に一端が当接しながらレバー６２が回転軸６４を中心に回動可能になっており、現像対向ローラ６ｄは感光体ベルト表面移動方向に可動する。レバー６２の他端には、図示しないモータ等に連結され、レバー６２を自在に動作させる偏芯ローラ６１と、レバー６２を挟んで偏芯ローラ６１と対向する位置にバネ６５が設けられている。このようにして構成された現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により、感光体ベルト表面移動方向の現像位置を調整設定する。なお、図１７では、感光体ベルト２の表面移動方向が下向きで、現像対向ローラ６ｄを下方に押し下げる力が掛かるので、現像対向ローラ６ｄを下方に押圧するバネを設けなかったが、必要に応じて設けても良い。
【００８７】
図１８（ａ）〜（ｅ）に基づき、現像チリに有効な現像対向ローラ３１の位置調整について説明する。
図１８（ａ）は、第一の実施形態の図１１（ａ）と同じであり、現像ローラ６ｅと現像対向ローラ６ｄの中心を結ぶ中心線が水平となっており、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つき、下流側は巻きついていない状態である。画像形成部の組立て当初の調整、設定前においては、図１８（ａ）のような状態にある。図１８（ａ）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が巻きつ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。このときは上述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い、このまま画像形成動作を行うと、現像チリが発生する。そこで位置調整手段６０を用いて、図１８（ａ）の状態から、現像対向ローラ６ｄを感光体ベルト表面移動方向に微調整して、現像ローラ６ｅに対する現像対向ローラ６ｄの感光体ベルト表面移動方向位置を最適化して問題発生を抑制する。
【００８８】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から偏芯ローラ６１を回動させ、レバー６２により軸受け６Ｄを下げて、現像対向ローラ６ｄの位置を感光体ベルト搬送方向の下方に調整、設定した状態である。この位置調整、設定により、現像ローラ６ｅの水平対向位置における感光体ベルト２の面形状、つまり巻きつき方が変わる。巻きつき方は、感光体ベルト２と現像対向ローラ６ｄだけに注目すれば、現像対向ローラ６ｄの中心水平線を基準に、上流側はほんの僅か巻きつき幅が減り、下流側は巻きつかない状態のままで、図１８（ａ）の巻きつき状態とほぼ変わらないと言ってもいい。しかし現像ローラ６ｅの水平対向位置における感光体ベルト２の状態は、現像対向ローラ６ｄの位置が下方に下がった分、現像ローラ６ｅの中心水平線を基準に見ると、下流側も巻きつき状態となっている。このことにより、下流側の有効現像領域と現像影響領域を図１１（ａ）より狭くすることができるので、狭間現像が可能となり、問題になっていた下流側の浮遊トナーの発生を低減し、現像チリの発生を抑えることができる。また、下流側の感光体ベルト２の振動や撓みによるギャップ変動の問題も小さくすることができる。
【００８９】
なお、図１８（ｂ）では現像対向ローラ６ｄを下げた位置に調整、設定しているが、現像ローラ６eの位置や浮遊トナーの発生状態などにより、臨機応変に感光体ベルト表面移動方向の上下の微調整を行う。また、図１８（ｂ）では下流側の浮遊トナーの発生などの対策のために現像ローラ６ｅを基準に現像対向ローラ６ｄの位置を調整、設定したが、逆に、現像対向ローラ６ｄを基準に見れば、現像ローラ６ｅの位置を感光体ベルト２が巻きついている上流側に移動させたと考えることもできる。
【００９０】
図１８（ｂ）の状態でも下流側の浮遊トナーの抑制効果は期待できる。しかし、さらにその効果をさらに上げることのできる状態は、図１８（ｃ）のように、上流側の感光体ベルト２が現像対向ローラ６ｄに巻きつき始める接点位置に現像ローラ６ｅを位置するものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｃ）の位置に設定する。これにより、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。しかし、図１１（ｂ）と同様、有効現像領域の幅は広いままであり、狭間現像は難しい。
【００９１】
図１８（ｄ）は、図１８（ａ）と図１８（ｃ）の中間である巻きつき角度θの１／２の中央位置に現像ローラ６ｅが位置するものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｄ）の位置に設定する。これにより、巻きつき角度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幅を同じにすることができる。これは、下流側現像影響領域の幅も狭くできるので、図１８（ａ）の位置に比べ、現像チリを抑制することができる。しかし、この状態は感光体ドラムの場合と同様な状態であり、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではない。
【００９２】
そこで、最も効果が期待できる位置は、図１８（ｅ）であり、図１８（ｃ）よりも下流側で図１８（ｄ）より上流側、すなわち、現像ローラ６ｅを感光体ベルト２が巻きつ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の中央位置の範囲に配置したものである。そこで、現像対向ローラ６ｄの位置調整手段６０により微調整して現像対向ローラ６ｄを図１８（ｅ）の位置に設定する。これにより、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１８（ｄ）よりさらに狭くすることができるので、下流側の現像チリ発生を抑制することができる。また、上流側の有効現像領域と現像影響領域は、図１８（ｄ）より多少広くなってしまうが、有効現像領域は図１８（ｄ）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る。また、上流側の浮遊トナーはあまり問題にならないので上流側現像影響領域が多少広くなっても構わない。
【００９３】
以上のことから、位置調整手段６０により、現像ローラ６ｅを接触幅の半分より上流に調整して配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。なお、上述のように、図１８（ｃ）のように上流側接点位置は、狭間現像は難しく、且つ、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好ましい。また、図１８（ｄ）のように、接触幅の半分の位置（θ／２位置）は、上流側に比べ、問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を特に狭くするものではないので、より効果的に下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くするならば接触幅の半分の位置は避けた方が好ましい。
【００９４】
同様に他の現像ローラ（７ｅ、８ｅ、９ｅ）も、位置調整手段６０により、接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。
【００９５】
また、浮遊トナーによる現像チリや現像ギャップ変動による現像不良が危惧されると分かっていても、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合がある。さらに、上記クラウド現像方式を採用するものでは、現像ローラに対するトナーの付着力が非常に低いため、現像チリは発生しやすく、画像品質の劣化が目立ってしまう。特に、ブラックでは、微小なトナーの粒や僅かな位置ずれ(色ずれ)であっても容易に認識されてしまうため、現像チリや画像劣化は特に目に付きやすく、カラー画像形成装置として非常に厳しいものとなってしまう。
【００９６】
そこで、ブラックの現像装置については、必ず、上述のように、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するよう調整する。また、上記現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配できない現像装置を、イエローの現像装置とする。これは、イエローのような淡色のトナーは目視で認識され難いため、多少の現像チリや現像不良は気にならなくなり、特にイエローを多く含む画像においては良好な画像形成を行うことができる。また、カラー画像形成装置において一般的に、色の重ね合せ時の画質やモノクロ画像のプリントスピードの観点から、感光体ベルト２の最下流に設置して最後に現像動作を行う現像装置をブラックとしている。しかしその箇所が、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置してない構成であっては、現像チリや現像不良による画像劣化が危惧され、特にブラックでは目立ってしまう。従って、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにする。
【００９７】
このように、感光体ベルト２を用いたカラープリンタにおいて、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定した位置になるよう、位置調整手段６０により現像対向ローラ９ｄの位置を調整することのみで、レイアウトの自由度が大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【００９８】
次に、本発明を適用した第三の実施形態の画像形成装置として、モノクロ画像形成装置としてのモノクロプリンタ（以下、単にプリンタ３００という）について説明する。
図１９は、第三の実施形態のプリンタ３００の画像形成部の構成を示す概略断面図である。プリンタ３００は、像担持体ベルトとしてのベルト状の感光体（以下、感光体ベルト２という）上にブラック（Ｋ）のトナー像を現像して、画像を形成するものである。
【００９９】
感光体ベルト２は、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９ｄ等によって張架されている。駆動ローラ３と連結された図示しない駆動モータを駆動することによって、駆動ローラ３が図１９中反時計回り方向に回転し、感光体ベルト２は反時計周回り方向に無端移動する。感光体ベルト２の図１９中の左側の外周面には、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する現像手段としての現像装置９ａが横置きに配置される。また、感光体ベルト２を挟んで現像装置９ａの現像ローラ９ｅに対向するように現像対向ローラ９ｄが配置される。このとき、現像装置９ａの現像ローラ９ｅは、後述するように、感光体ベルト２に対して現像ギャップと言われる所定の間隔を維持するよう配置されている。このように現像装置９ａの現像ローラ９ｅが感光体ベルト２と現像ギャップを維持して対向する位置が、有効現像領域である。また、感光体ベルト２の現像装置９ｅより上方には、帯電手段としての帯電器９ｂが、感光体ベルト２の反対側である図１９中の右側の外周面には、クリーニング手段としてのクリーニング部１１、除電手段としての除電ランプ１２が配置されている。また、感光体ベルト２の右側外周面の下部側に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と対向し、転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。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、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と、搬出側に定着装置２０が配置されている。また、現像装置９ａの図１９左側には、感光体ベルト２上に潜像を形成する書込みユニット２１が配置され、帯電器９ｂと現像装置９ａとの間には、書込みユニット２１から射出されるレーザ光による露光位置である露光部９ｃが設けられている。
【０１００】
ここで、現像装置９ａは上記第一の実施形態と同様に、クラウド現像方式の現像装置である。このように現像ローラ９ｅを感光体ベルト２に現像ギャップを維持して対向するよう配置した現像装置では、画質向上のため現像ギャップの高精度な維持管理はもちろんのこと、現像チリの抑制のため、現像ローラを感光体ベルトが現像対向ローラに巻きつく所定の位置に配置し、有効現像領域および現像影響領域を高精度に維持管理することが重要である。そこで、そして、現像対向ローラ９ｄを感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての現像対向ローラ位置調整手段６０を設けている。この位置調整手段６０により、現像ギャップを維持した状態で現像対向ローラ９ｄを感光体ベルト表面移動方向に移動させてその位置を調整、設定し、浮遊トナーの発生を抑制するようにした。
【０１０１】
位置調整手段６０の構成および位置調整の仕方は、第二の実施形態の図１８（ａ）〜（ｅ）と同様である。このように、位置調整手段６０により、現像ローラ９ｅを接触幅の半分より上流に配置することにより、現像チリと狭間現像との両立が可能となる。このように、感光体ベルト２を用いたモノクロプリンタにおいても、現像対向ローラ９ｄにより張架される感光体ベルト２に対する現像ローラ９ｅの配置を規定することのみで、余分なスペースを必要とすることなく、設計自由度も大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
【０１０２】
なお、上記第一、第二、および第三の実施形態では、現像方式として非接触のクラウド現像方式を用いて説明したが、本発明の構成はそれに限定されることはなく、感光体ベルトと現像ローラが非当接の他の非当接現像方式であっても適用可能である。詳しくは、感光体ベルト２と現像ローラ３１とを非当接とし、現像ローラ３１上に担持した一成分トナーを感光体ベルト表面に飛翔させて現像する非接触現像装置に適用可能である。また、感光体ベルトと現像ローラ３１とを非当接とし、現像ローラ３１上に担持する二成分磁気ブラシで感光体ベルト２表面を摺擦して現像する磁気ブラシ現像装置に適用可能である。さらに、磁気ブラシが感光体ベルト２表面と非当接として、二成分非接触現像装置に適用可能である。さらに、感光体ベルト２と現像ローラ３１とが当接する当接現像方式であっても、現像ローラ３１、現像対向ローラ３２それぞれの回転中心を結ぶ位置を最近接位置とすることで、本発明の特徴部を適用可能である。
【０１０３】
以上、第一の実施形態のプリンタ１００は、静電潜像を担持し、複数の張架ローラによって張架され回転する像担持体ベルトとしての感光体ベルト２を備える。また、表面にトナーを担持して無端移動するトナー担持体である現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）のトナーを、感光体ベルト２に供給してトナー像化するように感光体ベルト２上の表面に所定の間隔で対向配置され、異なる色のトナーを用いる複数の現像手段としての現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を備える。また、複数の現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）に対して感光体ベルト２を挟んで対向し、感光体ベルト２の裏面に接触しながら複数の張架ローラの一部を担う複数の現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を備える。そして、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）を感光体ベルト２に対向配置する際、感光体ベルト２裏面が現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触する接触幅のうち半分より上流側の位置の感光体ベルト２表面に各現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）が最近接するように配置することにより、有効現像領域は上流側に移動する。これにより、有効現像領域隣接する下流側では、感光体ベルト２は現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）に接触して、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）の径に倣った曲率を有する対向面となる。よって、下流側現像影響領域の幅ｗ３は狭くなる。このように、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）により張架される感光体ベルト２に対する現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）の配置を規定することのみで、レイアウトの自由度も大きく制限されることなく、効果的に現像チリを抑制することができる。
また、現像ローラ３１を、接触幅の半分の位置、θ／２位置を除いた範囲に位置させることで、より効果的に問題にしていた下流側の浮遊トナーの発生領域を狭くすることができる。
また、現像ローラ３１を、感光体ベルト２が現像対向ローラ３２に巻きつき始める上流側接点位置（巻きつき角度０°の位置)を除いた範囲に位置させることで、有効現像領域を狭くし、狭間現像を可能とする。
また、上記θ／２位置、および、上記上流側接点位置を除いた範囲に位置させることで、現像チリ抑制と、狭間現像とを両立可能とする。
また、装置の小型化、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合ブラック用の現像装置９ａを上記範囲に配置する。これにより、特に目立つブラックの現像チリによる現像不良の問題を抑制することができる。よって、テキスト等の黒文字を多く含む画像などで高品質化が可能となる。
また、コスト等を最優先させる装置においては、レイアウト上の制約や部品形状の大きさなどから、本発明の構成を全ての現像装置に採用できない場合、イエローイエロー用の現像装置６ａを上記範囲外に配置する。これにより、特に目視で認識し難いイエローを範囲外として、実質的に目視で認識される現像チリを抑制する。
また、感光体ベルト２の最下流に設置する現像装置では、現像ローラ３１を現像対向ローラ３２の接触幅の半分より上流に配置するようにし、特に目立つ現像チリを抑制する。
また、第二および第三の実施形態のプリンタ２００,３００では、現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を感光体ベルト２の表面移動方向に対してそれぞれ移動可能とする現像対向ローラ移動手段としての位置調整手段６０を設け、上記範囲になるよう現像対向ローラ（６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ）を調整する。これにより、現像チリを抑制する。
また、現像装置（６ａ、７ａ、８ａ、９ａ）は、現像ローラ（６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ）上でトナーが浮遊している状態を形成して現像を行う非接触現像方式であるクラウド現像方式である。そして、プリンタでは、トナーの付着力が非常に低く、浮遊トナーが発生し易いクラウド現像方式にて、現像チリや色ずれ、現像ギャップ変動による現像不良を軽減した高品質の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第一の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図２】クラウド現像方式の現像装置の一例の概略構成図。
【図３】同現像装置に用いられる現像ローラの斜視説明図。
【図４】同現像ローラの電極に印加されるＡ相パルス電圧及びＢ相パルス電圧の特性を示す波形図。
【図５】同現像ローラの電極に印加されるパルス電圧及び平均電圧の特性を示す波形図。
【図６】同現像ローラの製造工程の一部を示す断面図。
【図７】同現像ローラの製造工程の他の一部を示す断面図。
【図８】同現像ローラを平面状に展開した状態を示す展開図。
【図９】同現像ローラを示す平面図。
【図１０】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ上流側にのみ巻きつき、下流側は巻きつかない状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１１】図１０の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１２】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ下流側にのみ巻きつき、上流側は巻きつかない状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１３】図１２の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１４】感光体ベルトが現像位置を基準に現像対向ローラ上流側、下流側の両方に巻きつく状態における現像動作時の現像位置周辺の拡大図。
【図１５】図１４の感光体ベルトの張架状態は変えることなく現像装置の配置を変えた場合の説明図。
【図１６】各現像ローラの感光体ベルトとの対向部の拡大図。
【図１７】第二の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図１８】現像対向ローラの位置調整手段よる位置を調整の説明図。
【図１９】第三の本実施形態のプリンタの画像形成部の構成を示す概略断面図。
【図２０】非接触現像装置における感光体ドラムと現像ローラとの対向部拡大図。
【符号の説明】
【０１０５】
２ 感光体ベルト
３ 駆動ローラ
４ テンションローラ
５ 転写対向ローラ
６、７、８、９ 作像部
６ａ、７ａ、８ａ、９ａ 現像装置
６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ 帯電器
６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ 露光部
６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ 現像対向ローラ
６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ 現像ローラ
１０ 転写前除電器
１１ クリーニング部
１２ 除電ランプ
１４ 転写部
１５ 転写ローラ
１７ 給紙搬送部
１８ レジストローラ対
１９ 給紙ローラ
２０ 定着装置
２１ 書込みユニット
３１ 現像ローラ
３２ 現像対向ローラ
５０ 感光体ドラム
６０ 位置調整手段
Ａ１ 有効現像領域
Ａ２ 上流側現像影響領域
Ａ３ 下流側現像影響領域
Ｇ１ 現像ギャップ
Ｇ２ 現像影響ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支持ローラに張架されて表面移動する像担持体ベルトと、該像担持体ベルト表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体ベルト表面と対向配置され、該像担持体ベルト上の静電潜像を可視像化する現像剤担持体を備えた現像手段と、該現像剤担持体に対向する位置の該像担持体ベルト裏面に接触して該像担持体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラとを備えた画像形成装置において、
上記像担持体ベルト裏面が上記現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置の像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点、及び、上記半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面と、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも黒色の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうちイエロー色の現像手段を上記範囲外に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも最下流の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、上記現像対向ローラを上記像担持体ベルトの表面移動方向に対して移動可能とする現像対向ローラ移動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記現像手段は、現像剤担持体上でトナーが浮遊してトナークラウドを形成して現像を行う非接触現像方式であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の支持ローラに張架されて表面移動する像担持体ベルトと、該像担持体ベルト表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体ベルト表面と対向配置され、該像担持体ベルト上の静電潜像を可視像化する現像剤担持体を備えた現像手段と、該現像剤担持体に対向する位置の該像担持体ベルト裏面に接触して該像担持体ベルトの張架の一部を担う現像対向ローラとを備えた画像形成装置において、
上記像担持体ベルト裏面が上記現像対向ローラに接触する表面移動方向接触幅のうち半分より上流側の位置の像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点を除いた範囲の該像担持体ベルト表面に、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、上記接触幅のうち最上流点、及び、上記半分の位置を除いた範囲の該像担持体ベルト表面と、上記現像剤担持体が最近接するよう上記現像手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも黒色の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうちイエロー色の現像手段を上記範囲外に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１，２，３または４の何れかの画像形成装置において、上記現像手段を複数有し、該複数の現像手段のうち少なくとも最下流の現像手段を上記範囲に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、上記現像対向ローラを上記像担持体ベルトの表面移動方向に対して移動可能とする現像対向ローラ移動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記現像手段は、現像剤担持体上でトナーが浮遊してトナークラウドを形成して現像を行う非接触現像方式であることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−６０８１９（Ｐ２０１０−６０８１９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２６１００（Ｐ２００８−２２６１００）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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