(57)【要約】【課題】剤担持体と孔形成部材との間隔を所定の間隔に設定し維持できる作像装置及びその作像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】剤を収納する筐体１３ｄと、筐体に軸支され筐体に形成された開口から外部に臨む剤担持体１と、複数の孔４１が形成され所定間隔をあけて剤担持体に対向するシート状の孔形成部材４５と、複数の孔それぞれに対応させて孔形成部材に設けられ、剤担持体から剤を選択的に孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極４２と、を備えた作像装置において、剤担持体を覆うように筐体に設けられ、少なくとも孔形成部材に形成された複数のトナー孔と対向する箇所に開口部が形成された自身の側壁で孔形成部材を剤担持体軸方向にわたって保持し、剤担持体と孔との相対位置が所定の位置関係になるよう剤担持体に対する孔の位置決めをする位置決め部材１４を有する。【選択図】図１
2010099934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成剤を収納する筐体と、
該筐体に軸支され該筐体に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、
該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、を備え、
画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該孔を通して記録部材上に付着させて画像を作像する作像装置において、
該剤担持体を覆うように該筐体に設けられ、少なくとも該孔形成部材に形成された該複数の孔と対向する箇所に開口部が形成された自身の側壁で該孔形成部材を剤担持体軸方向にわたって保持し、該剤担持体と該孔形成部材との相対位置が所定の位置関係になるよう該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めをする位置決め部材を有することを特徴とする作像装置。
【請求項２】
請求項１の作像装置において、
上記位置決め部材は、自身単体で上記筐体に対し着脱可能または上記孔形成部材が上記側壁に沿って配設された状態で該筐体に対し着脱可能に構成されており、
該筐体に対して該位置決め部材を装着した際に、上記剤担持体の軸または該剤担持体に付帯する軸受部材に設けられた係合部と該位置決め部材に設けられた被係合部とが係合することで、該筐体に対する該位置決め部材の位置決めがなされるように構成したことを特徴とする作像装置。
【請求項３】
請求項２の作像装置において、
上記剤担持体に付帯された軸受部材として玉軸受を用いることを特徴とする作像装置。
【請求項４】
請求項２または３の作像装置において、
上記位置決め部材に設けられた第２の被係合部と自身の係合部とが係脱可能なように、上記筐体に対して回動自在に設けられたレバー部材を有することを特徴とする作像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の作像装置において、
上記孔形成部材の端部に上記飛翔電極と電気接続されて設けられ該飛翔電極を駆動及び制御する電装部材を有しており、該電装部材を上記筐体に取り付けたことを特徴とする作像装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の作像装置において、
上記孔形成部材を上記位置決め部材の上記側壁に取付けたときの該孔形成部材の表面よりも外側に突出した突出部を該位置決め部材に形成したことを特徴とする作像装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の作像装置において、
上記位置決め部材の上記側壁に上記孔形成部材を取り付けたときの該孔形成部材の表面及び上記筐体に上記電装部材を取り付けたときの該電装部材の表面よりも外側に突出した突出部を該筐体に形成したことを特徴とする作像装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の作像装置において、
作像装置自身が作像装置を搭載する画像形成装置本体に対して着脱可能なように構成されており、該画像形成装置本体との位置決めの基準となる位置決め基準部材を上記筐体に具備していることを特徴とする作像装置。
【請求項９】
請求項８の作像装置において、
上記筐体が具備している上記位置決め基準部材は、少なくとも上記剤担持体に付帯する軸受部材または該剤担持体の軸の同一軸線上に設けた支持部材であることを特徴とする作像装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の作像装置において、
上記位置決め部材は、上記筐体に形成された開口を覆うように該筐体に設けられ上記剤担持体との対向箇所に第２の開口が形成されたカバー部材であり、該カバー部材の該第２の開口が形成された側壁の外周面に沿って該孔形成部材を保持するように構成したことを特徴とする作像装置。
【請求項１１】
画像形成剤を収納する筐体と、
該筐体に軸支され該筐体に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、
該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、からなる作像手段と、
該孔形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、
画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該孔を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
該作像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の作像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる作像装置、及び、その作像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置として、トナージェット、ダイレクトトーニング、トナープロジェクションなどと称される直接記録方式の画像形成方法を採用した画像形成装置（以下、直接記録方式の画像形成装置という）が知られている（特許文献１など）。この種の画像形成装置は、電子写真プロセスのように感光体上に形成された潜像をトナー等の画像形成剤で現像し、その現像された画像を感光体上から記録紙や転写体に転写するというようなことは行わず、記録紙や転写体などに対し、飛翔させた画像形成剤を付着させて画像を直接記録紙や転写体などに形成するものである。
【０００３】
図２２は、従来の直接記録方式の画像形成装置における要部構成の一例を示す構成図である。図２２において、トナー担持ローラ５０１は、その軸線を図中左右方向に延在させるように配設され、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、帯電済みのトナーＴをその表面に担持する。このトナー担持ローラ５０１の下には、複数の孔５０２を形成する孔形成部材としてのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）５０３が配設されている。ＦＰＣ５０３は、各孔５０２を囲むようにトナー担持ローラ５０１との対向面側に形成されたリング状の複数の飛翔電極５０４を備えている。
【０００４】
そして、ＦＰＣ５０３の下方には、これを介してトナー担持ローラ５０１に対向する対向電極５０６と、この対向電極５０６上で搬送手段によって搬送される記録紙５０７とが配設されている。図２２においては、便宜上、孔５０２及び飛翔電極５０４をそれぞれ１つずつしか示していないが、実際には、ＦＰＣ５０３にこれらの組み合わせが複数形成されている。具体的には、例えば６００ｄｐｉ用のＦＰＣ５０３では、これらの組み合わせが４９６０個形成されている。
【０００５】
トナー担持ローラ５０１は、例えば接地された状態で、マイナス極性に帯電したトナーＴを表面に担持する。飛翔電極５０４にプラス極性の飛翔電圧が印加されると、トナー担持ローラ５０１上で飛翔電極５０４と対向する位置にあるトナーＴや、これの近傍にあるトナーＴに所定強度の電界が作用する。この電界の作用により、トナーＴに加わる静電力がトナーＴとトナー担持ローラ５０１との付着力を上回り、トナーＴの集合体がドット状の形状でトナー担持ローラ５０１から選択的に飛翔して孔５０２内に進入する。そして、飛翔電極５０４と、これよりも高い電位を帯びている対向電極５０６との間に形成される電界に引かれて飛翔を続け、孔５０２を通過して記録紙５０７の表面に付着してドット像となる。
【０００６】
また、各飛翔電極５０４に対する飛翔電圧のＯＮ／ＯＦＦについては、それぞれ専用のＩＣによって個別に制御する。一般に、ＩＣは、その耐電圧が高くなるほどチップ面積が必要であり、ある程度の設置スペースを要する。そのため、ＩＣはＦＰＣ５０３と一体的に接続された図示しない電装基板に取付けられ、その電装基板をＦＰＣ５０３から少し離れた位置に設置している。
【０００７】
ここで、上記直接記録方式において、ドット像の濃度や解像度が良好となる高画質な画像を得るには、トナー担持ローラ５０１とＦＰＣ５０３との間隔であるトナー供給ギャップを高精度に設定し維持する必要がある。
【０００８】
特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー担持ローラの軸方向両端に、複数の孔が形成された孔形成部材に当接してトナー担持ローラに対する孔形成部材の位置決めをする位置決め部材を設けている。この位置決め部材によってトナー担持ローラに対し孔形成部材の位置決めをすることで、トナー担持ローラと孔形成部材との間隔であるトナーギャップを所定の間隔で設定することができるとされている。
【特許文献１】特許第２９１００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、孔形成部材がトナー担持ローラ軸方向両端の僅かな部分でしか位置決め部材と接しておらず、所謂、両端支持の状態で孔形成部材の位置が設定されていることになる。そのため、孔形成部材のトナー担持ローラ軸方向中央部付近では自重により撓みや歪みが発生し易い。特に、孔形成部材がフレキシブルプリント基板などの可撓性の材料で作製されていると、孔形成部材のトナー担持ローラ軸方向中央部付近における撓みや歪みが顕著となる。そのため、このような撓みや歪みなどが孔形成部材に発生することで、トナー担持ローラ軸方向でトナー供給ギャップがばらつき、トナー担持ローラ軸方向にわたってトナー供給ギャップを所定の間隔で維持できないといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、剤担持体と孔形成部材との間隔を所定の間隔に設定し維持できる作像装置及びその作像装置を備えた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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成剤を収納する筐体と、該筐体に軸支され該筐体に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、を備え、画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該孔を通して記録部材上に付着させて画像を作像する作像装置において、該剤担持体を覆うように該筐体に設けられ、少なくとも該孔形成部材に形成された該複数の孔と対向する箇所に開口部が形成された自身の側壁で該孔形成部材を剤担持体軸方向にわたって保持し、該剤担持体と該孔形成部材との相対位置が所定の位置関係になるよう該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めをする位置決め部材を有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の作像装置において、上記位置決め部材は、自身単体で上記筐体に対し着脱可能または上記孔形成部材が上記側壁に沿って配設された状態で該筐体に対し着脱可能に構成されており、該筐体に対して該位置決め部材を装着した際に、上記剤担持体の軸または該剤担持体に付帯する軸受部材に設けられた係合部と該位置決め部材に設けられた被係合部とが係合することで、該筐体に対する該位置決め部材の位置決めがなされるように構成した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２の作像装置において、上記剤担持体に付帯された軸受部材として玉軸受を用い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２または３の作像装置において、上記位置決め部材に設けられた第２の被係合部と自身の係合部とが係脱可能なように、上記筐体に対して回動自在に設けられたレバー部材を有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の作像装置において、上記孔形成部材の端部に上記飛翔電極と電気接続されて設けられ該飛翔電極を駆動及び制御する電装部材を有しており、該電装部材を上記筐体に取り付け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、４または５の作像装置において、上記孔形成部材を上記位置決め部材の上記側壁に取付けたときの該孔形成部材の表面よりも外側に突出した突出部を該位置決め部材に形成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、４、５または６の作像装置において、上記位置決め部材の上記側壁に上記孔形成部材を取り付けたときの該孔形成部材の表面及び上記筐体に上記電装部材を取り付けたときの該電装部材の表面よりも外側に突出した突出部を該筐体に形成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、４、５、６または７の作像装置において、作像装置自身が作像装置を搭載する画像形成装置本体に対して着脱可能なように構成されており、該画像形成装置本体との位置決めの基準となる位置決め基準部材を上記筐体に具備している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８の作像装置において、上記筐体が具備している上記位置決め基準部材は、少なくとも上記剤担持体に付帯する軸受部材または該剤担持体の軸の同一軸線上に設けた支持部材である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、２、３、４、５、６、７、８または９の作像装置において、上記位置決め部材は、上記筐体に形成された開口を覆うように該筐体に設けられ上記剤担持体との対向箇所に第２の開口が形成されたカバー部材であり、該カバー部材の該第２の開口が形成された側壁の外周面に沿って該孔形成部材を保持するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、画像形成剤を収納する筐体と、該筐体に軸支され該筐体に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、からなる作像手段と、該孔形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該孔を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、該作像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の作像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、位置決め部材が上記側壁で剤担持体軸方向にわたって孔形成部材を保持するので、孔形成部材が剤担持体軸方向両端だけで位置決め部材に保持される構成よりも、上記間隔が剤担持体軸方向でばらついてしまうような撓みなどが孔形成部材に生じるのを抑制することができる。したがって、剤担持体と孔形成部材との間隔が剤担持体軸方向でばらつくのを抑えられ上記所定の間隔で維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、本発明によれば、剤担持体と孔形成部材との間隔を所定の間隔で設定し維持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】
【００１４】
［実施形態１］
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。先ずは、本発明に適応する直接記録方法について説明する。
【００１５】
図２は本発明に適応する直接記録方法の模式的構成図である。
この実施形態においては、トナーＴを飛翔させ、クラウド化した状態で担持するローラ状のトナー担持体１と、トナーＴが付着させられる記録媒体３と、トナー担持体１と記録媒体３との間に配置された複数のトナー通過孔４１を有するトナー制御手段４とを備えている。
【００１６】
トナー担持体１は、表面側にトナーＴを搬送する方向（ここでは周方向）に所定の間隔でトナーＴを搬送する方向と直交する方向（ここでは軸方向）に沿って形成された所定ピッチで設けられた複数の電極１１を有し、このトナー担持体１の各電極１１には、電圧印加手段電源５から時間によって電位の異なる平均電位Ｖｓのパスル電圧（クラウドパルス）が印加される。これにより、トナーＴをクラウド化する手段を構成している。
【００１７】
例えば、０．５ｋＨｚ〜７ｋＨｚの周波数のパルス電圧が印加され、各電極１１の間隔はファインピッチに設けられているため、各電極１１間で強い電界が形成される。そのため、トナーＴの帯電極性に対して反発する電位にある電極１１表面からトナーＴは勢いよく飛翔し、飛翔したトナーＴは吸引する極性の電位が印加されている電極１１に引き寄せられ、パルスが切り替わることでパルス周波数に応じた上下方向の飛翔を繰り返し、トナーＴがクラウド化された状態になる。なお、パルスの周波数が高い領域では、上方高くに飛翔したトナーＴは、飛翔している間にパルスが切り替わり、電極１１表面に戻る前に再び上方に飛翔する場合もある。
【００１８】
トナー制御手段４は、トナーＴが通過可能なトナー通過孔（開口）４１が複数設けられ、このトナー制御手段４のトナー供給側面（トナー担持体１側の面）のトナー通過孔４１周辺にはリング状に制御電極４２が設けられ、更にトナー通過孔４１に対し制御電極４２の外側に絶縁領域を介して複数のトナー通過孔４１に共通の共通電極４３が設けられている。
【００１９】
このトナー制御手段４の制御電極４２には制御パスル発生手段６から例えば図３に示すような制御パルスＶｃが印加される。この場合、トナー通過孔４１をトナーＴが通過可能な状態（ＯＮ状態）にするときには制御電極４２に電圧Ｖｃ−ｏｎが印加され、トナーＴが通過不可能な状態（ＯＦＦ状態）にするときには制御電極４２に電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加される。また、共通電極４３には常時電源手段７から電圧Ｖｇが印加される。トナー制御手段４の制御電極４２は、トナー通過孔４１周囲だけでも動作が可能であるが、トナー通過孔４１の内壁面又はトナー通過孔４１の内壁面とトナー担持体１側の周囲の両方に設けたものであってもよい。
【００２０】
記録媒体３側には、記録媒体３の背面に、トナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体３に付着させるためのバイアス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段となる電極手段としての背面電極３１が配置され、トナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体３に付着させるため、バイアス電源手段８からのバイアス電圧Ｖｐが印加される。この記録媒体３は、この上に一度画像を形成し、その後紙に転写する中間転写記録媒体、あるいは、記録紙であってもよい。この記録媒体３に対するバイアス電圧Ｖｐの印加は、例えば記録媒体３の背面側（トナー担持体１と反対側面）に背面電極３１を配置し、この背面電極３１上面に記録媒体３を通過させる構成、あるいは、中間転写記録媒体であれば内部に電極を埋め込んだ構成（記録媒体手段側の電極を内部電極とする構成）又は中間転写記録媒体の背面に背面電極３１を配置した構成とすることができる。
【００２１】
ここで、トナー担持体１表面のトナーをクラウド化する手段として、トナー担持体１表面に設けられた複数の各電極１１に電圧Ｖｓを印加するとき、隣接する電極１１相互の間でトナーＴを吸引する方向と反発する方向を交互に繰り返す関係の電圧を印加する２相の電極間ピッチｐ（又は、ｎ本毎の各電極１１にｎ相の位相電圧を印加するｎ相の電極間ピッチ）に対し、トナー担持体１表面とトナー制御手段４のトナー担持体１側面（トナー担持体１側の表面の意味）の間の距離ｄ、即ちトナー供給ギャップが大きくなる関係（ｐ＜ｄ）でトナー担持体１とトナー制御手段４とを配置している。
【００２２】
この理由は、ｐ＞ｄの関係ではトナー担持体１の電極１１表面に形成される飛翔電界がトナー制御手段４のトナー担持体１側表面のＯＮ／ＯＦＦ電界と干渉を起こし、後述するトナー制御手段４のループ電界が乱れるためである。そのため、制御電極４２表面へのトナー付着の発生が起きやすくなる。ｐ＜ｄの条件においては、制御電極４２へトナーが付着することを確実に防止でき、連続したドットを印写しても濃度が変化することなく、良好な画像が得られる。
【００２３】
次に、トナー制御手段４の具体的構成の一例について図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）は同トナー制御手段４の印写面側の説明図、図４（ｂ）は同トナー制御手段４のトナー供給側面の説明図である。
この例は、絶縁基板（基材）４５のトナー供給側（トナー担持体１側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０〜１００μｍ幅のリング状の制御電極４２を設け、この制御電極４２から２０〜５０μｍの間隔を置いて、つまり、絶縁基板４５で形成される絶縁領域を介して、制御電極４２と同一面に、複数のトナー通過孔４１に共通のバイアス電圧Ｖｇを印加する共通電極４３を設けた構成である。
【００２４】
トナー通過孔４１は、形成するドット径のサイズで決定するが直径φ３０μｍ〜φ１５０μｍである。制御電極４２は個々にトナーＴの通過をＯＮ、ＯＦＦ制御するためのドライバ回路（駆動回路）に接続するためのリードパターン４２ａが接続され、また共通電極４３は共通のリードパターン４３ａに接続されている。また、絶縁基板４５の印写面側（記録媒体３側の面）はトナー通過孔４１が開口した状態である。
【００２５】
このように、トナー制御手段４の共通電極４３は、制御電極４２の外側を絶縁領域を介してリング状に囲む形状である構成とすることで、記録媒体３側のバイアス電位と制御電極４２外側の共通電極４３間に形成する電気力を各トナー通過孔独立の電気力線として形成できるため、マルチ駆動（複数のノズル通過孔からトナーを飛翔させる駆動）のときの相互干渉（他のトナー通過孔４１の状態を受けること）が発生しない。
【００２６】
また、トナー制御手段４の制御電極４２と共通電極４３を同一面上形成することで、一回の製造プロセスで同時に形成でき、精度よく低コストに電極を作ることができる。
【００２７】
また、トナー制御手段４の具体的構成の他の例について図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）は同トナー制御手段４の印写面側の説明図、図５（ｂ）は同トナー制御手段４のトナー供給側面の説明図である。
この例は、絶縁基板（基材）４５のトナー供給側（トナー担持体１側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０〜１００μｍ幅のリング状の制御電極４２を設け、この制御電極４２から２０〜５０μｍの絶縁領域の間隔を置いて複数のトナー通過孔４１に共通のバイアス電圧Ｖｇを印加する共通電極４３が空いたスペース全体を覆うようにベタ状に設けられた構成としている。
【００２８】
このように、トナー制御手段４の共通電極４３は、制御電極４２の外側に絶縁領域を介してベタ状に設けられている構成、つまり、共通電極４３を制御電極４２の外側領域全体にわたり形成することで、記録媒体３側のバイアス電位の電界をシールドすることができ、かつ制御電極４２へのトナー付着低減、およびトナーの利用効率向上を図れる。
【００２９】
このようなトナー制御手段４の具体的製造方法は、絶縁基板４５である絶縁性部材として、コスト、製造プロセスの観点から樹脂フィルム、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等で、厚さは３０μｍ〜１００μｍのものを使用し、まずフィルム面に０．２μｍ〜１μｍのＡｌ蒸着膜を形成する。次に、フォトリソ工程で、フォトレジストをスピンナで塗布後、プリベーク、マスク露光を行ない、現像した後、フォトレジストの加熱硬化を進めた後、Ａｌエッチング液によるＡｌのパタンニングを行う。フィルムの裏面にも電極パターンが必要な場合は上記と同様に可能であるが、孔加工用のマスクとして使用するパターンを裏面に形成してもよい。トナー通過孔４１となる貫通孔の形成は、パターン形成後プレスによる機械的な加工、または裏面に形成したパターンを利用したエキシマレーザー加工、またはスパッタエッチング加工等のドライエッチング加工によれば、位置ずれの無い高精度な孔加工が可能である。
【００３０】
このように構成した直接記録方法の画像形成装置においては、トナー担持体１の電極１１に対して平均電位Ｖｓのパルス電圧を印加することによって、トナー担持体１上でトナーＴが飛翔してクラウド化され、トナー担持体１の回転又は進行波電界による搬送によってトナーＴが搬送される。一方、記録媒体３側の背面電極３１に印写バイアス電圧Ｖｐが印加される。
【００３１】
この状態で、トナー制御手段４の共通電極４３に対して電圧Ｖｇを印加し、制御電極４２に対してトナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にするときには図３に示すＯＮ時の電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、トナーＴがトナー通過孔４１を通過不可能な状態（ＯＦＦ状態）にするときには図３に示すＯＦＦ時の電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加する。
【００３２】
この場合、これらの各電極１１，３１，４２，４３に対する電圧をある値に設定することで、トナー制御手段４をトナー担持体１のトナーＴが記録媒体３に向かって通過可能な状態にするときに、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間にトナーの通過を制御する制御電極４２を迂回してループ状に電気力線１０が形成される。
【００３３】
これにより、トナー担持体１上でクラウド化しているトナーは電気力線１０による電界に乗ってトナー制御手段４のトナー通過孔４１を通過して記録媒体３上に着弾する。したがって、画像に応じてトナー制御手段４の各トナー通過孔４１をＯＮ／ＯＦＦ制御（開閉制御）することで、記録媒体３上に直接トナー画像を形成することができる。そして、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間にトナーの通過を制御する制御電極４２を迂回してループ状に電気力線１０が形成されることから、制御電極４２やトナー通過孔４１周辺へのトナーの付着が低減され、またトナーをクラウド化していることでトナーの利用効率が向上する。
【００３４】
［実施例１］
次に、上記直接記録方法のトナー制御手段４とトナー担持体１とを用いた本発明のプリンタユニット１２の実施例を説明する。
【００３５】
図１に、側面から見たプリンタユニット１２の概略構成図を示す。プリンタユニット１２は、主に、トナー担持体１を支持する現像ユニット１３と、トナー制御手段４と、トナー制御手段４を取付けるホルダ１４との三つの要素で構成されおり、これら三つの要素は、プリンタユニット１２の組立てや解体が簡単に行えるように、それぞれが互いに着脱自在な関係で一体化されている。
【００３６】
本実施例では、トナー担持体１とトナー制御手段４との間の間隔であるトナー供給ギャップを所定の間隔で形成し設定するために、トナー担持体１とトナー制御手段４との相対位置を決めるホルダ１４を現像ユニット１３とトナー制御手段４との間に介在させている。ホルダ１４を用いずに、例えばトナー担持体１を覆うように湾曲させながら直接、現像ユニット１３の現像ユニットケース１３ｄにトナー制御手段４を取付ける方法も考えられるが、上記「発明が解決しようとする課題」で記したような問題が発生し、トナー制御手段４の剛性の低さから、トナー制御手段４の全域にわたってトナー供給ギャップを精度良く設定し維持することが困難となる。また画像形成装置本体の駆動系などからの振動で共振してしまう恐れもあり、ギャップ変動などが危惧される。これらを解決するには、トナー制御手段４を正確な位置で全域にわたってガイドして、トナー制御手段４に所望の面形状を形成しトナー担持体１とトナー制御手段４との間のトナー供給ギャップが所定の間隔となるようトナー担持体１に対するトナー制御手段４の位置決めを行う必要がある。
【００３７】
そこで本実施例では、トナー制御手段４に多数開けられたトナー通過孔４１の領域を除いたトナー制御手段４のほぼ全域にわたって所望の面形状となるようにガイドするガイド部材としてホルダ１４を設けた。このホルダ１４を用いれば、上記トナー通過孔４１の領域を除いたトナー制御手段４のほぼ全域がホルダ１４の側壁で保持されるため、上述したようなトナー制御手段４の低剛性による欠点が解消され、トナー制御手段４のトナー担持体軸方向中央部付近にトナー担持体軸方向でトナー供給ギャップがばらつくような撓みや歪みなども無くなり、トナー担持体１に対して正確な位置でトナー制御手段４に所望な面形状を形成し設定することができる。
【００３８】
次に、プリンタユニット１２の構成要素について具体的に説明する。
図６は、プリンタユニット１２における現像ユニット１３の側面図である。本実施例の現像ユニット１３は、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を用いている。なお、現像ユニット１３として非磁性トナーから成る一成分現像剤を用いる構成であっても構わない。
【００３９】
現像ユニット１３は、現像剤が格納される現像ユニットケース１３ｄと、トナーを担持するローラ状のトナー担持体１、現像ユニットケース１３ｄ内の現像剤をトナー担持体１に供給するマグローラ１３ａ、現像ユニットケース１３ｄ内の現像剤を撹拌する２本の攪拌スクリュ１３ｂ、及び、トナー担持体１上のトナーを薄層化するブレード１３ｃなどで構成されており、トナー担持体１、マグローラ１３ａ、攪拌スクリュ１３ｂ、及びブレード１３ｃなどは現像ユニットケース１３ｄに収納されて設けられる。
【００４０】
トナー担持体１は現像ユニットケース１３ｄの側板１３ｄ−１と、この側板１３ｄ−１とトナー担持体１などを挟んでトナー担持体軸方向で対向する図６の紙面奥側にある図示しない側板とにより、トナー担持体１の軸１ａ及び軸１ａに付帯された軸受１ｂを介して回動自在に支持され、図示しないモータに連結されて回転駆動する。そして、永久磁石が内包されたマグローラ１３ａによって二成分現像剤をトナー担持体１と対向する位置まで搬送し、そこでトナーの一部にバイアスが印加され、そのバイアス電位によってトナー担持体１にマグローラ１３ａからトナーが転移する。トナー担持体１に転移されたトナーは、上述した方法などによってクラウド状態となり、トナー担持体１の回転によってブレード１３ｃで薄層化され、トナー制御手段４と対向する位置へと運ばれる。そして、上述したような方法によって、トナー担持体１上でクラウド化しているトナーを電界に乗せてトナー制御手段４のトナー通過孔４１を通過させ図示しない記録媒体手段上に着弾させ印写する。
【００４１】
トナー担持体１上の印写に用いられなかったトナーは、トナー担持体１の回転により再びマグローラ１３ａに戻ってくるようになっている。クラウド状態のトナーのトナー担持体１の表面に対する付着力は非常に低いので、印写されずマグローラ１３ａとの対向位置まで戻ってきたトナー担持体１上のトナーは、マグローラ１３ａ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、トナー担持体１上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態で担持される。
【００４２】
また、現像ユニット１３の現像ユニットケース１３ｄは、トナー担持体１が支持されている側（図の右側面）が開放されていて、トナー担持体１を現像ユニットケース１３ｄの外部に露出させる構成としている。これは、トナー担持体１の組立性や単独交換を考慮したためであり、簡単に現像ユニット１３から着脱できるようにしている。現像ユニット１３に対するトナー担持体１の着脱は、トナー担持体１の軸に付帯された軸受１ｂを現像ユニットケース１３ｄに対して取付けや取外しを行うだけで良く、側板１３ｄ−１のトナー担持体１を支持している部分に設けた切り欠き１３ｄ−２を通してトナー担持体１の軸１ａの挿入や取出しなどを行う。
【００４３】
側板１３ｄ−１のトナー担持体１を支持している部分の内側面には、軸受１ｂを囲うように『コ』の字型をした溝１３ｄ−３（図の点線部）が形成してあり、溝１３ｄ−３の上下の端面部１３ｄ−４と後述するホルダ１４の凸部側面部が嵌合関係となっている。
【００４４】
トナー担持体１が支持され露出している開放側面（図の右側面）は、トナー担持体１を覆うように取付けられるホルダ１４がその開放側面の蓋の役割を果たすので、開放側面からトナーのこぼれや飛散等の心配はない。また、ホルダ１４を現像ユニットケース１３ｄに取り付けたときに、現像ユニットケース１３ｄとホルダ１４との隙間からトナーが漏れ出すのを防ぐためのシール部材１３ｅ，１３ｆが現像ユニットケース１３ｄに設けられている。また、現像ユニットケース１３ｄにはホルダ１４を現像ユニットケース１３ｄにネジで締結するための取付け穴１３ｇがあけられている。
【００４５】
図７（ａ）はホルダ１４の側面図であり、図７（ｂ）はホルダ１４を正面から見たときのホルダ１４の一部を示した部分正面図である。ホルダ１４は、トナー制御手段４を側面部１４ａに保持したホルダ１４を現像ユニット１３に取付けることで、トナー制御手段４がトナー担持体１と対向しトナー担持体１とトナー制御手段４との間のトナー供給ギャップが所定の間隔で正確に形成され設定できるようにするものである。
【００４６】
ホルダ１４の側面部１４ａは、トナー供給ギャップが所定の間隔で形成されるようトナー担持体１に対するトナー制御手段４の位置決めがなされるような所望の面形状（湾曲形状）を形成するために、トナー制御手段４のほぼ全域をガイドする部分であり、側面部１４ａにトナー制御手段４が密着するように取付けられる。
【００４７】
ホルダ１４の側面部１４ｂで形成されるホルダ１４内の空間は、トナー担持体１が余裕をもって入り込むような大きな空間となっている。この空間は、ホルダ１４の着脱時にトナー担持体１と側面部１４ｂとが接触しトナー担持体１を傷つけないためや、トナー担持体１を回動させたときに発生した気流によるトナー飛散などを防ぐためである。
【００４８】
ホルダ１４のトナー担持体１と側面部１４ａに保持されたトナー制御手段４とが対向する位置には、側面部１４ａと側面部１４ｂとを貫通する開口部１４ｃが開けられている。この開口部１４ｃは、トナー制御手段４の複数のトナー通過孔４１が形成された領域より僅かに広い大きさで開口しており、この開口部１４ｃを通してトナー担持体１からトナー制御手段４へ向かうトナー飛翔が行われる。なお、開口部１４ｃの開口の大きさをトナー制御手段４の複数のトナー通過孔４１が形成された領域より僅かに広い大きさにした理由は、この開口部１４ｃがある部分ではトナー制御手段４がホルダ１４の側面部１４ａに保持されずガイドがない状態なので、開口部１４ｃに面する部分にあるとトナー制御手段４に撓みや歪みなどが発生する虞がある。そのため、このような撓みや歪みなどがトナー制御手段４に発生するのをできるだけ防ぐには、トナー飛翔機能を妨げない程度に開口部１４ｃの開口を狭くし、できるだけトナー制御手段４がホルダ１４の側面部１４ａによって保持されない領域を狭くした方が良いからである。
【００４９】
以上のような構成により、トナー担持体１に対してトナー制御手段４がトナー担持体１とトナー制御手段４との間のトナー供給ギャップが所定の間隔で維持される正確な位置で所望な面形状を形成し設定することができる。
【００５０】
また、図７（ａ）に示すように図中手前側の側面部１４ｄには、トナー担持体１の軸受１ｂと嵌合するＵ字状のの切り欠き１４ｄ−１が設けられており、ホルダ１４を現像ユニットケース１３ｄに取り付けた際、軸受１ｂの中心位置、即ちトナー担持体１の中心位置と切り欠き１４ｄ−１の中心位置４ｄ−２とが同じ位置となるように、切り欠き１４ｄ−１の内壁面と軸受１ｂの外周面とを接触させてトナー担持体１と切り欠き１４ｄ−１とを嵌合させる。軸受１ｂをＵ字状の切り欠き１４ｄ−１の内壁面に突き当たるまで嵌入させることで、トナー担持体１に対するホルダ１４の正確な位置（トナー担持体に対するホルダ１４の上下方向及び左右方向の位置）が決まり、その結果、ホルダ１４の側面部１４ａに保持されるトナー制御手段４のトナー担持体１に対する位置決めをすることができる。
【００５１】
しかし、軸受１ｂとＵ字状の切り欠き１４ｄ−１の嵌合だけでは軸受１ｂを中心にホルダ１４が回転してしまう虞があるので、ホルダ１４のトナー担持体回転方向の位置決め、つまり、ホルダ１４の回転止めが必要となる。
【００５２】
本実施例では、ホルダ１４のトナー担持体回転方向の位置決め手段として、図７（ｂ）に示すようにホルダ１４の側面部１４ｄから外側に突出するように形成した凸部１４ｅの上下の端面部１４ｅ−１と、上記した現像ユニットケース１３ｄの溝１３ｄ−３の端面部１３ｄ−４とを嵌合関係とし、溝１３ｄ−３に凸部１４ｅが入り込むことで現像ユニットケース１３ｄに対するホルダ１４のトナー担持体回転方向の位置決めがなされるようにしている。
【００５３】
また、ホルダ１４は現像ユニット１３の内側に装着される構成となっており、具体的には図８に示すように、現像ユニットケース１３ｄの両側の側板１３ｄ−１のトナー担持体１を支持している部分の内側側面部１３ｄ−５とホルダ１４の側面部１４ｄとが接触し密着しながら装着されるようにしている。これにより、現像ユニット１３に対するトナー担持体軸方向のホルダ１４の位置が決まる。
【００５４】
以上でトナー担持体１の軸受１ｂを基準として現像ユニット１３に対してホルダ１４の位置決めがなされる。また、ホルダ１４の側面部１４ｄには、現像ユニット１３に対してホルダ１４が位置決めされて取り付けられたときに現像ユニットケース１３ｄに形成された取付け穴１３ｇと対向する箇所に形成されたネジ穴１４ｆが開けられている。そして、取付け穴１３ｇ及びネジ穴１４ｆにネジを通して現像ユニット１３の現像ユニットケース１３ｄにホルダ１４をネジによって締結し固定する。
【００５５】
ここで、最近の環境保護の観点から、画像形成装置本体や部品などの再利用は、メーカの責務となっている。特に交換頻度の多い現像部をはじめとするプロセスカートリッジやプリンタユニットなど消耗部品の環境への影響は大きく、多くのメーカが再利用しやすいユニットや部品の構成、形状、ビジネスモデルを研究開発している。つまり、再利用も考慮した組立て性や解体性などの良いプリンタユニット１２などが望まれている。
【００５６】
ホルダ１４へのトナー制御手段４の取付けは、例えば図７（ｂ）に示すように、ホルダ１４の側面部１４ａのトナー担持体軸方向両端近辺に、側面部１４ａに対するトナー制御手段４の位置決めの基準となる基準ピン１４ｇを設け、トナー制御手段４に開けられた基準ピン１４ｇに嵌合する孔を側面部１４ａにトナー制御手段４を取り付ける際に基準ピン１４ｇに嵌合させて側面部１４ａに対するトナー制御手段４の位置決めを行い、このように位置決めした後、接着材や粘着材（両面テープも含む）などで側面部１４ａにトナー制御手段４を貼り付けるなどの方法で行う。
【００５７】
また、本実施例では図１に示すように、トナー制御手段４の端部にはトナー制御手段４を駆動制御する電装基材４ａが一体的に接続されている。この電装基材４ａは現像ユニットケース１３ｄの側面に取付け固定する。なお、トナー制御手段４の交換や再利用が必要な場合は、ホルダ１４からトナー制御手段４を容易に着脱できなければならないので、その場合は貼り付けではなく、側面部１４ａに対してトナー制御手段４を位置決めした後、トナー制御手段４の両端の電装基材４ａそれぞれをバネ等でトナー担持体軸方向に直交しホルダ１４が取り付けられる現像ユニットケース１３ｄの開放側面とは反対側（図１の左方向）に向かって引張ってトナー制御手段４にテンションを与えて、ホルダ１４にトナー制御手段４を密着させながら電装基材４ａを現像ユニットケース１３ｄに取付けるなどの方法を採る。但し、接着材や粘着材などによって側面部１４ａにトナー制御手段４を取り付ける場合よりも、コストアップや取付けスペースは必要となる。
【００５８】
また、万が一、トナー制御手段４をホルダ１４に取付けても撓みや歪みが発生して所望の面形状が形成できない場合には、電気的不具合（ショートやリークなど）を注意しながら薄板のステンレ鋼板などの補強材をトナー制御手段４またはホルダ１４に貼付けても良い。
【００５９】
図９は、トナー担持体１の軸受１ｂを基準として現像ユニット１３に対してホルダ１４とトナー制御手段４とを位置決めし取付けたプリンタユニット１２の側面図である。なお、現像ユニット１３にホルダ１４を固定するためのネジは省いている。
【００６０】
図８は、プリンタユニット１２を正面から見たときの図９のトナー担持体１の位置で現像ユニット１３をトナー担持体軸方向で切断した正面断面図である。図６、図７（ａ）、図７（ｂ）で説明したトナー担持体１及び現像ユニット１３とホルダ１４の構成、位置関係、嵌合関係などは、この図８を参照にするとより分り易くなる。
【００６１】
図１０では、図９で、現像ユニット１３にトナー担持体１を支持し且つホルダ１４と嵌合していた軸受１ｂを、ホルダ１４と嵌合する軸受１ｃと、現像ユニット１３にトナー担持体１を支持する軸受１ｄとの二つの軸受に分割した。つまり、現像ユニット１３に対してトナー担持体１を回転自在に支持する軸受１ｄとは別体で、トナー担持体１に対しホルダ１４を高精度に位置決めする際の基準となる軸受１ｃを設けている。
【００６２】
通常、現像部に用いられる軸受は絶縁特性やコスト面などから樹脂製のスベリ軸受が一般的であり、トナー担持体１自体も回転精度を問題にしないのでスベリ軸受でも構わなかった。図８の軸受１ｂでは、現像ユニット１３に支持されるスベリ軸受である軸受１ｂを長尺にして、ホルダ１４との嵌合用としても利用しているが、本実施例では軸受を基準にホルダ１４の位置、即ち、トナー制御手段４の位置を決めるので、トナー供給ギャップが数十μｍの場合は、その軸受精度が問題となってくる。そこで、図１０においてホルダ１４と嵌合する軸受１ｃは軸受１ｄとは別体の精度の良い軸受とし、例えば転がり玉軸受などの高精度な軸受を用いる。
【００６３】
図１１はトナー担持体軸受の別な形態で、図８でトナー担持体１の軸１ａに設けていた長尺の軸受１ｂを、現像ユニット１３にトナー担持体１を支持する部分のみの短尺の軸受１ｆとし、ホルダ１４とトナー担持体１の軸１ａを一部太径にした太径部１ａ’とが嵌合するように構成している。この場合、少なくともトナー担持体１の軸１ａの太径部１ａ’と嵌合するホルダ１４の嵌合部には、スベリの良く絶縁性の樹脂製である必要がある。このように図１１においては、トナー担持体１の軸１ａの太径部１ａ’を基準としてトナー担持体１に対するホルダ１４の位置決め、延いてはトナー担持体１に対するトナー制御手段４の位置決めがなされる。
【００６４】
次に、図９に示すような現像ユニット１３にトナー制御手段４を保持したホルダ１４が取り付けられたプリンタユニット１２に至るまでのプリンタユニット１２の組み立て手順を図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）の順で示す。なお、図１２（ｄ）は図９と同じものである。
【００６５】
先ず図１２（ａ）に示すように、ホルダ１４と、電装基材４ａが接続されたトナー制御手段４を用意する。なお、トナー制御手段４は、図１２（ａ）中では便宜上、最終形態の湾曲形状に曲がっているが、実際は単体では電装基材４ａも含み平面状態にある。次に、図１２（ｂ）に示すように、ホルダ１４に対して図７（ｂ）で記した基準ピン１４ｇなどで位置決めしながらトナー制御手段４を貼り付ける。その後、図１２（ｃ）に示すようにトナー担持体１と対向し、各嵌合関係、接触関係が成立するように、トナー制御手段４と共にホルダ１４を現像ユニット１３に装着していく。最後に、図１２（ｄ）に示すように、ホルダ１４を現像ユニット１３にネジで固定（ネジ省略）し、そしてトナー制御手段４の電装基材４ａで現像ユニット１３を挟み込むように、電装基材４ａを現像ユニットケース１３ｄの上面部および下面部に固定する（固定手段は省略）。このような手順により、トナー制御手段４とトナー担持体１との相対位置が決まり、正確なトナー担持体１とトナー制御手段４との間のトナー供給ギャップが所定の間隔で正確に形成されたプリンタユニット１２の組立てが完成する。
【００６６】
また、プリンタユニット１２の他の組み立て手順を、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）の順に示す。なお、図１３（ｄ）は図９と同じものである。
【００６７】
先ず図１３（ａ）に示すように、ホルダ１４と現像ユニット１３とを用意する。そして、図１３（ｂ）に示すように、トナー担持体１と対向し、上述したような各嵌合関係や接触関係などが成立するように、単体でホルダ１４を現像ユニット１３に装着し、ネジで固定（ネジ省略）する。次に、図１３（ｃ）に示すように両端に電装基材４ａが接続されたトナー制御手段４を用意し、ホルダ１４に対して基準ピン１４ｇなどで位置決めしながらトナー制御手段４をホルダ１４に貼り付け、電装基材４ａを現像ユニットケース１３ｄに固定（固定手段は省略）することで、図１３（ｄ）に示すプリンタユニット１２が完成する。
【００６８】
上記二通りの手順で組付けたプリンタユニット１２の解体は、二通りとも組付け手順を逆から行えばでき、現像ユニット１３、ホルダ１４、トナー制御手段４の着脱交換、再利用などが可能となる。ただし、トナー制御手段４は外力に非常に弱いので、トナー制御手段４を接着材や粘着材などを使用してホルダ１４に貼付けてしまうと、ホルダ１４からトナー制御手段４を剥がす時にトナー制御手段４が破損し易くホルダ１４から取り外したトナー制御手段４の再利用が困難である。なお、ホルダ１４に対してトナー制御手段４の交換を行うことは何ら問題なく行える。
【００６９】
ホルダ１４から取り外したトナー制御手段４の再利用を行えるようにする場合には、接着材や粘着材などによってホルダ１４にトナー制御手段４を貼付けない方法、例えば、上述したような、バネでトナー制御手段４にテンションを与えてホルダ１４に密着させる方法などを採るのが望ましい。
【００７０】
また、上記二通りのプリンタユニット１２の組付け手順には、あまり差異や優位性はないが、ホルダ１４に対するトナー制御手段４の取付けの観点から言えば、トナー制御手段４をホルダ１４に接着剤や粘着材などによって貼付ける形態のプリンタユニット１２の場合は図１２で示した手順を、トナー制御手段４をホルダ１４に貼り付けない形態のプリンタユニット１２の場合は図１３で示した手順を推奨する。
【００７１】
［実施例２］
これまで説明してきた実施例では、現像ユニット１３にホルダ１４を固定する手段としてネジを用いたが、プリンタユニット１２の組付けや解体作業を効率的に行うためにレバーによる固定手段を用いる構成の一例を図１４及び図１５に示す。
【００７２】
現像ユニットケース１３ｄの側板１３ｄ−１（図中の紙面手前と奥側）には、トナー担持体１の軸受１ｂをホルダ１４のＵ字状の切り欠き１４ｄ−１の底部（図中右側突当たり）に押圧し嵌合させて固定するホルダ固定手段としてのレバー１３ｋが軸１３ｈにより枢着されている。レバー１３ｋの先端部１３ｋ−１は、ホルダ１４のＵ字状の切り欠き１４ｄ−１と同一中心線上に埋め込んだピン１４ｋに係合し、レバー１３ｋの先端部１３ｋ−１とピン１４ｋとが係合することで、Ｕ字状の切り欠き１４ｄ−１に軸受１ｂを押圧し保持する力を発生させる。このように、レバー１３ｋなどの操作性や作業性の良い固定手段を用いて現像ユニット１３にホルダ１４を固定するように構成すれば、現像ユニット１３にホルダ１４を固定する際の固定手段としてネジを用いる構成よりもプリンタユニット１２の組付けや解体などを容易に行いことができる。
【００７３】
［実施例３］
また、本実施例のトナー制御手段４や電装基材４ａなどは、現像ユニット１３やホルダ１４などに取付けた際、外部に表面が露出状態となっており、プリンタユニット１２単体で作業机や床などに置く時に、そのトナー制御手段４や電装基材４ａなどの露出部分が作業机や床など、または、それらに置かれた異物など、に接触する恐れがあり、このような接触が生じると最悪な場合、トナー制御手段４や電装基材４ａなどを破損してしまうという危険性がある。
【００７４】
そこで本実施例では、図１６に示すように、現像ユニット１３とホルダ１４とに、トナー制御手段４や電装基材４ａなどを現像ユニット１３やホルダ１４などに取り付けたときのトナー制御手段４や電装基材４ａの表面よりも外側に突出した突出部１３０，１４０を形成し、トナー制御手段４や電装基材４ａなどを上記危険性から守るようにした。
【００７５】
つまり、ホルダ１４においては、トナー制御手段４の面形状（湾曲形状）の形成をガイドする図中右側の側面部１４ａを守るように両端付近から突出した突出部１４０を形成し、突出部１４０の各先端部を結ぶラインＹ−Ｙがトナー制御手段４を取付けた時のトナー制御手段４表面よりも外側に位置するようにしてある。
【００７６】
また、現像ユニット１３においては、電装基材４ａ（トナー制御手段４も含む）を固定する現像ユニットケース１３ｄの上面部および下面部の両端付近から突出した突出部１３０を形成し、それら突出部１３０の各先端部を結ぶラインＸ−Ｘが電装基材４ａ（トナー制御手段４も含む）を取付けた時の電装基材４ａ（トナー制御手段４も含む）表面よりも外側に位置するようにしてある。
【００７７】
図１７は、上記突出部１３０，１４０が形成された現像ユニット１３とホルダ１４とを用いたプリンタユニット１２を作業机Ｚ上に置いた状態である。また、トナー制御手段４を貼付けたホルダ１４を作業机Ｚ上に置かなければならないときは、図１８に示すように、トナー通過孔４１が下方に向くように（作業机Ｚの設置面に対向するように）置き、トナー制御手段４のトナー通過孔４１を保護する。
【００７８】
［実施形態２］
次に本発明の第２の実施形態である、上述した実施形態１のプリンタユニット１２を搭載したカラー画像形成装置について説明する。
【００７９】
図１９は転写媒体として中間転写ベルト２０を用いたカラー画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略側面図である。トナーのクラウド化とトナー制御手段４によるトナー通過ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う実施形態１のプリンタユニット１２により中間転写ベルト２０にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト２０の１回転中に中間転写ベルト２０上で色毎に順次に重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。中間転写ベルト２０上で各色のトナー像を直接重ね合わせるので、感光体と中間転写体を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置よりも位置ずれを少なくすることができる。
【００８０】
画像形成部において、トナー像担持体としての中間転写ベルト２０が駆動ローラ２１、テンションローラ２２、転写対向ローラ２３、トナー制御に用いる中間転写ベルト２０側の電極（背面電極）である対向ローラ２４などによって展張されて、本実施形態の場合は縦長に略垂直配置されている。
【００８１】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１と連結された図示しないモータよって図中反時計周回り方向に回動される。中間転写ベルト２０の展張表面の左側には、同じ構成で収納される現像剤の色がそれぞれ異なる各色のプリンタユニット１２が四つ積み重なるようにして中間転写ベルト２０の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。
【００８２】
各プリンタユニット１２は装置本体に対して横置きで、中間転写ベルト２０を挟んで各色の対応した対向ローラ２４とそれぞれ対向し、プリンタユニット１２のトナー制御手段４が中間転写ベルト２０に対して印写ギャップと言われる所定間隔（数百μｍ）だけ離れて設置されている。なお、その位置を印写位置としている。
【００８３】
また、中間転写ベルト２０を挟んで転写対向ローラ２３と転写部を形成する転写ローラ２７や、中間転写ベルト２０のループ内側で駆動ローラ２１と転写対向ローラ２３との間に画像形成動作の基準信号を生成するためのマークセンサ２５などが配置されている。
【００８４】
中間転写ベルト２０よりも下方には、中間転写ベルト２０を挟んで転写ローラ２７と転写対向ローラ２３とで形成される転写部に対して用紙搬送方向が斜めになるよう、上記転写部の搬入側に給紙ローラ２８やレジストローラ対２９などから成る給紙搬送部３０が、上記転写部の搬出側に定着装置３２が配置されている。また、カラー画像形成装置本体には回転軸３３が設けられており、プリンタユニット１２や給紙搬送部３０などを装置本体内に残して装置本体に対し中間転写ベルト２０や転写部や定着装置３２などを一体的に離間させることができる（図２０参照）。
【００８５】
各プリンタユニット１２には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色トナーが格納されており、各プリンタユニット１２において、トナー担持体１によりクラウド化されトナー制御手段４と対向する位置へと運ばれたトナーは、トナー制御手段４のトナー通過孔４１位置で、制御電極４２のトナー通過ＯＮ／ＯＦＦの制御電界により選択的に中間転写ベルト２０上に飛翔される。そして、４色のトナー像が重ね合わさるように中間転写ベルト２０上に各色トナー像が形成され、重ね合わされたトナー像は中間転写ベルト２０の回転によって転写部に送られる。
【００８６】
一方、上述したような印写や作像動作などに同期して給紙搬送部３０で用紙搬送シーケンスが動作し、給紙ローラ２８やレジストローラ対２９などにより用紙が搬送され、中間転写ベルト２０の表面に沿うように接触する。そして転写部でトナー像と用紙が合わさり、転写ローラ２７のバイアス印加により中間転写ベルト２０上の４色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中間転写ベルト２０から剥離され、定着装置３２に送られ用紙上にトナー像が定着される。転写後に中間転写ベルト２０に残留した残トナーは、クリーニング手段２６でクリーニングされ、中間転写ベルト２０は次の画像形成に備える。
【００８７】
本実施形態のカラー画像形成装置は、プリンタユニット１２により中間転写ベルト２０上に４色のトナー像を重ね合わせて形成し、中間転写ベルト２０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、しかもカラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００８８】
図２０は、回転軸３３を中心に中間転写ベルト２０や転写部、定着装置３２などを一体的に回動離間し、プリンタユニット１２が露出するように開放した時の状態である。本実施形態ではプリンタユニット１２をカラー画像形成装置本体から着脱可能とし、簡単に交換できるようにしている。装置本体には、各プリンタユニット１２を支持し、且つ、着脱自在となるように保持するブラケット３４が各プリンタユニット１２毎に設けられていて、プリンタユニット１２が正確な位置となるように設定される。
【００８９】
その位置設定は、ブラケット３４の一端側に設けたＵ字状の切り欠き３４ａにプリンタユニット１２（現像ユニット１３）のトナー担持体軸受１ｂを嵌合させ、中間転写ベルト２０側に設けた押圧手段３５により押圧し保持することでプリンタユニット１２の図中左右方向と上下方向の位置を決める。
【００９０】
また、ブラケット３４の切り欠き３４ａに軸受１ｂで位置決めを行っただけではプリンタユニット１２が軸受１ｂを中心に回転してしまう虞があるので、プリンタユニット１２における現像ユニットケース１３ｄの側板１３ｄ−１端部（軸受１ｂとは反対位置の端部）に突出軸１３ｐを設け、その突出軸１３ｐに対応する溝３４ｂをプリンタユニット１２の着脱方向に沿って延びるようにブラケット３４に設けた。
【００９１】
この溝３４ｂの着脱方向（図中左側）の端部は、突出軸１３ｐと図中上下方向が嵌合する関係となっているので、プリンタユニット１２をブラケット３４に装着するとプリンタユニット１２の図中左右方向と上下方向の位置が完全に決まる。
【００９２】
また、図２０における、イエロー（Ｙ）のプリンタユニット１２はブラケット３４から取外した直後または装着する直前の状態、マゼンタ（Ｍ）のプリンタユニット１２はブラケット３４からの取外した途中または装着する途中の状態であり、溝３４ｂをガイドに突出軸１３ｐが支持されている状態である。
【００９３】
シアン（Ｃ）とブラック（Ｂｋ）の各プリンタユニット１２はブラケット３４に装着されている状態で、図中点線で記した押圧手段３５’は中間転写ベルト２０を元の位置（作像可能状態の位置）に戻した時のプリンタユニット１２を押圧し保持している状態である。なお、押圧手段３５によりプリンタユニット１２が位置決め保持されている状態では、トナー制御手段４と中間転写ベルト２０との間隔である印写ギャップが精度良く安定して確保される。
【００９４】
なお、本実施形態では中間転写ベルト２０を用いたカラー画像形成装置にプリンタユニット１２を搭載した形態で説明したが、本発明はそれに限定されることはない。例えば、中間転写ベルト２０などの中間転写媒体を用いずに直接、プリンタユニット１２から用紙上に各色のトナーを印写するタイプのカラー画像形成装置でも構わない。
【００９５】
図２１は、プリンタユニット１２をブラケット３４に対して位置決め支持させる際にブラケット３４の切り欠き３４ａに嵌合させる図８などに示したようなプリンタユニット１２（現像ユニット１３）のトナー担持体１の軸１ａに付帯された軸受１ｂの代わりとして、プリンタユニット１２をブラケット３４に位置決め支持するユニット支持部材１ｋを設けた構成の一例を示したものである。トナー担持体１は、表面に複数の電極を並べて配置し、軸１ａや軸受１ｂを介して各電極に電圧を印加してトナーをクラウド化させるので、図８のような軸１ａや軸受１ｂなどが露出した構成では、リークやショート、接点不良などの問題が発生し易いと言える。
【００９６】
そこで図２１に示すように、トナー担持体１の軸を短尺な軸１ａ’’とし、その軸受をホルダ１４のみと嵌合する短尺な軸受１ｂ’として、軸１ａ’’と軸受１ｂ’とを外部から隠すようにユニット支持部材１ｋによって軸１ａ’’を支持する。このユニット支持部材１ｋは、軸受として軸１ａ’’を回転自在に支持する穴部を有する絶縁性の軸受部１ｋ−１と、ブラケット３４により支持される軸１ｋ−２とから成っている。これにより、軸１ａ’’と軸受１ｂ’が外部に露出しないように絶縁性の軸受部１ｋ−１を有するユニット支持部材１ｋによって隠されるので、上述したようなリークやショート、接点不良などが発生するのを抑制することができる。
【００９７】
以上、本実施形態によれば、画像形成剤である少なくともトナーからなる現像剤を収納する筐体である現像ユニットケース１３ｄと、現像ユニットケース１３ｄに軸支され現像ユニットケース１３ｄに形成された開口から現像ユニットケース１３ｄ外部に臨み現像ユニットケース１３ｄ内に収容された現像剤を担持するトナー担持体１と、複数の孔であるトナー通過孔４１が形成され、所定の間隔をあけてトナー担持体１に対向するように配設されたシート状の孔形成部材である絶縁基板４５と、複数の通過孔４１それぞれに対応させて絶縁基板４５に設けられ、トナー担持体１から画像形成剤を選択的にトナー通過孔４１に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極である制御電極４２とから少なくともなるトナー制御手段４と、を備え、画像情報に基づいて、上記飛翔電界の形成によってトナー剤担持体１から選択的に飛翔させた現像剤中のトナーを、トナー通過孔４１を通して記録部材である記録媒体３上に付着させて画像を作像する作像装置であるプリンタユニット１２において、トナー担持体１を覆うように現像ユニットケース１３ｄに設けられ、少なくともトナー制御手段４の絶縁基板４５に形成された複数のトナー通過孔４１と対向する箇所に開口部が形成された自身の側壁でトナー制御手段４の絶縁基板４５をトナー担持体軸方向にわたって保持し、トナー担持体１とトナー制御手段４のトナー通過孔４１との相対位置が所定の位置関係になるようトナー担持体１に対するトナー通過孔４１の位置決めをする位置決め部材であるホルダ１４を有する。本実施形態においては、ホルダ１４が上記側壁でトナー担持体軸方向にわたってトナー制御手段４の絶縁基板４５を保持することで、トナー担持体１とトナー制御手段４のトナー通過孔４１との相対位置が所定の位置関係になるよう、言い換えれば、トナー担持体１とトナー制御手段４の絶縁基板５との間隔であるトナー供給ギャップが所定の間隔になるようトナー担持体１に対するトナー通過孔４１の位置決めがなされる。このように、ホルダ１４が上記側壁でトナー担持体軸方向にわたってトナー制御手段４の絶縁基板４５を保持することで、トナー制御手段４の絶縁基板４５がトナー担持体軸方向両端だけでホルダ１４に保持される構成よりも、上記トナー供給ギャップがトナー担持体軸方向でばらついてしまうような撓みなどがトナー制御手段４の絶縁基板４５に生じるのを抑制することができる。したがって、トナー担持体１とトナー通過孔４１との間隔であるトナー供給ギャップがトナー担持体軸方向でばらつくのを抑えられ上記所定の間隔で維持することができる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４は、自身単体で現像ユニットケース１３ｄに対し着脱可能またはトナー制御手段４の絶縁基板４５が上記側壁に沿って配設された状態で現像ユニットケース１３ｄに対し着脱可能に構成されており、現像ユニットケース１３ｄに対してホルダ１４を装着した際に、トナー担持体１の軸またはトナー担持体１に付帯する軸受部材に設けられた係合部とホルダ１４に設けられた被係合部とが係合することで、現像ユニットケース１３ｄに対するホルダ１４の位置決めがなされるように構成したことで、ホルダ１４によってトナー担持体１とトナー通過孔４１との相対位置が所定の位置関係となるように位置決め可能にしつつ、プリンタユニット１２の構成部品の着脱交換や再利用などが可能となる。
また、本実施形態によれば、トナー担持体１に付帯された軸受部材として玉軸受を用いることで、上述したように着脱可能なトナー担持体１とホルダ１４との位置関係を高精度に定めることができるので、トナー供給ギャップを高精度に設定し維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４に設けられた第２の被係合部と自身の係合部とが係脱可能なように、現像ユニットケース１３ｄに対して回動自在に設けられたレバー部材であるレバー１３ｋを有することで、上述したようにプリンタユニットの組み付け作業や解体作業を容易に行うことができる。
また、本実施形態によれば、トナー制御手段４の絶縁基板４５の端部に制御電極４２と電気接続されて設けられ制御電極４２を駆動及び制御する電装部材である電装基材４ａを有しており、電装基材４ａを現像ユニットケース１３ｄに取り付けたことで、取り扱い性の良いコンパクトなプリンタユニット１２となり、プリンタユニット１２が搭載される画像形成装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トナー制御手段４をホルダ１４の上記側壁に取付けたときのトナー制御手段４の表面よりも外側に突出した突出部をホルダ１４に形成したことで、トナー制御手段４の露出部分に作業机や異物などが接触することによるトナー制御手段４の破損の虞を低減することができる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４の上記側壁にトナー制御手段４を取り付けたときのトナー制御手段４の表面及び現像ユニットケース１３ｄに電装基材４ａを取り付けたときの電装基材４ａの表面よりも外側に突出した突出部を現像ユニットケース１３ｄに形成したことで、トナー制御手段４及び電装基材４ａの露出部分に作業机や異物などが接触することによるトナー制御手段４及び電装基材４ａの破損の虞を低減することができる。
また、本実施形態によれば、現像ユニット１２自身が現像ユニット１２を搭載する画像形成装置本体に対して着脱可能なように構成されており、画像形成装置本体との位置決めの基準となる位置決め基準部材を現像ユニットケース１３ｄに具備している。これにより、画像形成装置に対するプリンタユニット１２の位置決めを高精度に定めることができるので、トナー制御手段４と中間転写ベルト２０などの転写媒体との間の印写ギャップを精度良く安定して確保することができ、高品質の画像を提供することができる。
また、本実施形態によれば、現像ユニットケース１３ｄが具備している上記位置決め基準部材は、少なくともトナー担持体１に付帯する軸受部材またはトナー担持体１の軸の同一軸線上に設けた支持部材であることで、画像形成装置に対するプリンタユニット１２の位置決めを高精度に定めることができる。よって、トナー制御手段４と中間転写ベルト２０などの転写媒体との間の印写ギャップを精度良く安定して確保することができ、高品質の画像を提供することができる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４が現像ユニットケース１３ｄの上記開口を覆うように現像ユニットケース１３ｄに設けられトナー担持体１との対向箇所に第２の開口が形成されたカバー部材であり、上記第２の開口が形成された側壁の外周面である側面部１４ａに沿ってトナー制御手段４を保持するように構成した。これにより、ホルダ１４によってトナー担持体１に対するトナー制御手段４の位置決めと、現像ユニットケース１３ｄ内に収容された現像剤が現像ユニットケース１３ｄに形成された上記開口から外部に飛散するを防止する機能とが果たされる。
また、本実施形態によれば、本発明のプリンタユニット１２をカラー画像形成装置に搭載することで、高品位なカラー画像を高速で出力することができ、また、カラー画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】側面から見たプリンタユニットの概略構成図。
【図２】直接記録方法の模式的構成図。
【図３】制御電極に印加する制御パルスの一例を示す説明図。
【図４】（ａ）トナー制御手段の印写面側の模式図。（ｂ）トナー制御手段のトナー供給側面の説明図。
【図５】（ａ）トナー制御手段の印写面側の模式図。（ｂ）トナー制御手段のトナー供給側面の説明図。
【図６】現像ユニットの側面図。
【図７】（ａ）ホルダの側面図。（ｂ）ホルダを正面から見たときのホルダの一部を示した部分正面図。
【図８】プリンタユニットを正面から見たときのホルダと現像ユニットとの嵌合部近傍を示した拡大断面図。
【図９】トナー担持体の軸受を基準として現像ユニットに対してホルダとトナー制御手段とを位置決めし取付けたプリンタユニットの側面図。
【図１０】プリンタユニットを正面から見たときのホルダと現像ユニットとの嵌合部近傍を示した拡大断面図。
【図１１】プリンタユニットを正面から見たときのホルダと現像ユニットとの嵌合部近傍を示した拡大断面図。
【図１２】（ａ）プリンタユニットの組立工程１。（ｂ）プリンタユニットの組立工程２。（ｃ）プリンタユニットの組立工程３。（ｄ）プリンタユニットの組立工程４。
【図１３】（ａ）プリンタユニットの組立工程１。（ｂ）プリンタユニットの組立工程２。（ｃ）プリンタユニットの組立工程３。（ｄ）プリンタユニットの組立工程４。
【図１４】現像ユニットにホルダを固定するレバーによってホルダを現像ユニットに固定されてない状態を示す模式図。
【図１５】現像ユニットにホルダを固定するレバーによってホルダを現像ユニットに固定した状態を示す模式図。
【図１６】現像ユニットの側壁及びホルダの側壁に突出部を設けたプリンタユニットの模式図。
【図１７】突出部が形成された現像ユニットとホルダとを用いたプリンタユニットを作業机上に置いた状態を示す模式図。
【図１８】トナー制御手段を保持する突出部が形成されたホルダをトナー通過孔が作業机の設置面に対向するように置いた状態を示す模式図。
【図１９】実施形態２に係る画像形成装置の要部を示した概略構成図。
【図２０】プリンタユニットが露出するように開放したときの画像形成装置の要部を示した概略構成図。
【図２１】プリンタユニットを正面から見たときのホルダと現像ユニットとの嵌合部近傍を示した拡大断面図。
【図２２】従来の直接記録方式の装置の基本構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００９９】
１      トナー担持体
３      記録媒体
４      トナー制御手段
４ａ    電装基材
５      電圧印加手段電源
６      制御パスル発生手段
７      常時電源手段
８      バイアス電源手段
１０    電気力線
１１    電極
１２    プリンタユニット
１３    現像ユニット
１３ａ  マグローラ
１３ｂ  攪拌スクリュ
１３ｃ  ブレード
１３ｄ  現像ユニットケース
１３ｅ  シール部材
１３ｆ  シール部材
１３ｇ  取付け穴
１３ｈ  軸
１３ｋ  レバー
１３ｐ  突出軸
１４    ホルダ
１４ａ  側面部
１４ｂ  側面部
１４ｃ  開口部
１４ｄ  側面部
１４ｅ  凸部
１４ｆ  ネジ穴
１４ｇ  基準ピン
１４ｋ  ピン
２０    中間転写ベルト
２１    駆動ローラ
２２    テンションローラ
２３    転写対向ローラ
２４    対向ローラ
２５    マークセンサ
２６    クリーニング手段
２７    転写ローラ
２８    給紙ローラ
２９    レジストローラ対
３０    給紙搬送部
３１    背面電極
３２    定着装置
３３    回転軸
３４    ブラケット
３４ｂ  溝
３５    押圧手段
４１    トナー通過孔
４２    制御電極
４２ａ  リードパターン
４３    共通電極
４３ａ  リードパターン
４５    絶縁基板
１３０  突出部
１４０  突出部
５０１  トナー担持ローラ
５０２  孔
５０４  飛翔電極
５０６  対向電極
５０７  記録紙
【図１】
2010099934.tif 000003
【図２】
2010099934.tif 000004
【図３】
2010099934.tif 000005
【図４】
2010099934.tif 000006
【図５】
2010099934.tif 000007
【図６】
2010099934.tif 000008
【図７】
2010099934.tif 000009
【図８】
2010099934.tif 000010
【図９】
2010099934.tif 000011
【図１０】
2010099934.tif 000012
【図１１】
2010099934.tif 000013
【図１２】
2010099934.tif 000014
【図１３】
2010099934.tif 000015
【図１４】
2010099934.tif 000016
【図１５】
2010099934.tif 000017
【図１６】
2010099934.tif 000018
【図１７】
2010099934.tif 000019
【図１８】
2010099934.tif 000020
【図１９】
2010099934.tif 000021
【図２０】
2010099934.tif 000022
【図２１】
2010099934.tif 000023
【図２２】
2010099934.tif 000024