(57)【要約】【課題】トナー担持スリーブの表面にトナーを固着させることによる作像性能の低下を抑える。【解決手段】制御基板１０Ｙに具備される図示しない個別電極に記録オン電圧を印加することで、トナー担持ローラ３０Ｙの表面上でホッピングしているトナーを、制御電極に具備される図示しない貫通孔に通してドットを記録する構成において、制御基板１０Ｙに付着してしまったトナーを、個別電極にクリーニングバイアスを印加してトナー担持スリーブ３０Ｙに戻すクリーニング処理を実施する際には、その実施に先立って、トナー担持スリーブ３０Ｙ上のトナーをトナー供給スリーブ４３Ｙに転移させることでトナー担持スリーブ３０Ｙ表面から除去しておくトナー除去処理を実施させるようにした。【選択図】図８
2010091633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー担持体のトナー担持面に対向する複数の貫通孔、及びそれら貫通孔の近傍にそれぞれ個別に配設された個別電極を具備する基板と、
該基板を介して該トナー担持面に対向する対向電極と、
複数の個別電極に対する電圧の印加の入切をそれぞれ個別に制御することが可能であり、複数の個別電極のうち、所定の記録オン電圧を印加した個別電極に対応する貫通孔に向けて該トナー担持面上のトナーを移動させ、貫通孔を通過した後のトナーを該対向電極の表面上の記録部材に向けて移動、付着させることで、該記録部材に画像を記録する記録処理を実施したり、該記録処理を実施していない所定のタイミングで、該基板に付着しているトナーを、該基板と該トナー担持面との間に生じせしめた電位差によって該トナー担持面に転移させるクリーニング処理を実施したりする制御手段とを備える画像形成装置において、
上記クリーニング処理を実施する際には、その実施に先立って、上記トナー担持体のトナー担持面上のトナーを除去部材に転移させることで該トナー担持面からトナーを除去するトナー除去処理を実施するように、上記制御手段を構成した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、
上記クリーニング処理の実施中には、上記対向電極と複数の上記個別電極との間に、トナーを対向電極側から個別電極側に移動させる電界を形成する電位差を設ける処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と該トナー担持体との電位差により、該トナー供給部材上のトナーを該トナー担持体のトナー担持面に転移させるトナー供給処理を実施し、且つ上記トナー除去処理として、該電位差とは電位の大小関係が逆になる電位差により、該トナー担持面上のトナーを上記除去部材たる該トナー供給部材に転移させる処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
上記トナー担持体として、トナー担持面上のトナーを電極間でホッピングさせるための複数の電極を設けたものを用いるとともに、
該トナー担持体におけるそれら複数の電極に対する電圧印加の入切を制御して該トナー担持面上のトナーをホッピングさせる処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記クリーニング処理の実施中には、上記個別電極、あるいは上記基板に該個別電極とは別に設けた電極に対して交番電圧を印加し、且つ、上記トナー担持体の複数の電極に対して同じ値の直流電圧を印加する処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４の画像形成装置において、
上記クリーニング処理の実施中に、上記個別電極、あるいは上記基板に該個別電極とは別に設けた電極に対して直流電圧を印加し、且つ上記トナー担持面上のトナーをホッピングさせる処理を実施するように、上記制御手段を構成し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、トナー担持体の表面に担持したトナーを、基板に設けられた複数の貫通孔に通した後に、トナー担持体に対して基板を介して対向する対向電極上の記録部材に付着させることで画像を記録する直接記録方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダイレクトトーニングあるいはトナープロジェクションと呼ばれる直接記録方式を採用した画像形成装置が知られている。この直接記録方式の画像形成装置は、潜像担持体上で現像したトナー像を記録部材に転写するという記録部材に対するトナー像の間接的な記録を行う電子写真方式のものとは異なり、トナー像を記録部材に直接記録するものである。
【０００３】
図１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を示す構成図である。図において、トナー担持体としてのトナー担持ローラ９０１は、その回転軸線を図中左右方向に延在させる姿勢で配設され、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、自らの表面にトナー粒子Ｔを担持する。このトナー担持ローラ９０１の図中下方には、複数の貫通孔９０２を具備する基板９０３が配設されている。同図では、便宜上、貫通孔９０２を１つしか図示していない。
【０００４】
基板９０３は、各貫通孔９０２をそれぞれ個別に囲む複数のリング状の飛翔制御電極９０４を備えている。基板９０３の図中下方には、基板９０３を介してトナー担持ローラ９０１に対向する対向電極９０６と、この対向電極６上で図示しない搬送手段によって図紙面に直交する方向に搬送される記録紙９０７とが配設されている。トナー担持ローラ９０１は、例えば接地された状態で、マイナス極性のトナーを表面に担持する。この状態で飛翔制御電極９０４にプラス極性の記録オン電圧が印加されると、トナー担持ローラ９０１の表面上で飛翔制御電極９０４と対向する位置にあるトナーや、これの近傍にあるトナーに電界が作用する。この電界の作用により、トナー粒子Ｔの集合体がドット状の形状でトナー担持ローラ９０１から飛翔して貫通孔９０２内に進入する。そして、飛翔制御電極９０４と、これよりも高い電位を帯びている対向電極９０６との間に形成される電界に引かれて飛翔を続け、貫通孔９０２を通過して記録紙７の表面に付着する。この付着により、トナー粒子Ｔの集合体はドットを記録する。
【０００５】
このような構成において、基板９０３におけるリング状の飛翔制御電極９０４の上にトナーを付着させた状態で長期間放置すると、そのトナーを基板９０３に固着させる。そして、固着したトナーを新たなトナーの固着によって徐々に成長させていくと、やがて、固着トナーで貫通孔９０２を掛け橋して、貫通孔９０２の目詰まりを引き起こしてしまう。
【０００６】
一方、特許文献１には、直接記録方式の画像形成装置において、飛翔制御電極やトナー担持ローラに印加する電圧の調整により、飛翔制御電極上に付着してしまったトナーをトナー担持ローラに転移させる電界を形成するクリーニング処理を定期的に実施することが記載されている。このようなクリーニング処理を定期的に実施すれば、貫通孔の目詰まりの発生を抑えることができる。
【特許文献１】特開平１１−３４２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したクリーニング処理を実施すると、トナー担持ローラの表面にトナーを固着させ易くなる。具体的には、クリーニング処理においては、トナー担持ローラと基板との間に、トナーを基板側からローラ側に向けて移動させる電界を形成する。基板とこれに付着しているトナーとの間には鏡像力やファンデルワールス力による付着力が作用しており、この付着力に打ち勝つだけの静電力を発揮するためには、クリーニング用の電界としてある程度の強度のものを形成する必要がある。少なくとも、電子写真方式の画像形成装置における現像電界と同じくらいの強度が必要である。このような電界をトナー担持ローラと基板との間に形成すると、トナー担持ローラの表面に担持されているトナーの層をその表面に向けて強く押し付けて圧縮してしまうことから、トナー固着が発生し易くなるのである。トナー担持ローラにトナーを固着させると、固着トナーのシールド作用などにより、ローラ表面上の電界を乱して作像性能を低下させてしまうおそれが出てくる。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナー担持ローラの表面にトナーを固着させることによる作像性能の低下を抑えることができる直接記録方式の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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー担持体のトナー担持面に対向する複数の貫通孔、及びそれら貫通孔の近傍にそれぞれ個別に配設された個別電極を具備する基板と、該基板を介して該トナー担持面に対向する対向電極と、複数の個別電極に対する電圧の印加の入切をそれぞれ個別に制御することが可能であり、複数の個別電極のうち、所定の記録オン電圧を印加した個別電極に対応する貫通孔に向けて該トナー担持面上のトナーを移動させ、貫通孔を通過した後のトナーを該対向電極の表面上の記録部材に向けて移動、付着させることで、該記録部材に画像を記録する記録処理を実施したり、該記録処理を実施していない所定のタイミングで、該基板に付着しているトナーを、該基板と該トナー担持面との間に生じせしめた電位差によって該トナー担持面に転移させるクリーニング処理を実施したりする制御手段とを備える画像形成装置において、上記クリーニング処理を実施する際には、その実施に先立って、上記トナー担持体のトナー担持面上のトナーを除去部材に転移させることで該トナー担持面からトナーを除去するトナー除去処理を実施するように、上記制御手段を構成した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、上記クリーニング処理の実施中には、上記対向電極と複数の上記個別電極との間に、トナーを対向電極側から個別電極側に移動させる電界を形成する電位差を設ける処理を実施するように、上記制御手段を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１又は２の画像形成装置において、上記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と該トナー担持体との電位差により、該トナー供給部材上のトナーを該トナー担持体のトナー担持面に転移させるトナー供給処理を実施し、且つ上記トナー除去処理として、該電位差とは電位の大小関係が逆になる電位差により、該トナー担持面上のトナーを上記除去部材たる該トナー供給部材に転移させる処理を実施するように、上記制御手段を構成した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乃至３の何れかの画像形成装置において、上記トナー担持体として、トナー担持面上のトナーを電極間でホッピングさせるための複数の電極を設けたものを用いるとともに、該トナー担持体におけるそれら複数の電極に対する電圧印加の入切を制御して該トナー担持面上のトナーをホッピングさせる処理を実施するように、上記制御手段を構成した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４の画像形成装置において、上記クリーニング処理の実施中には、上記個別電極、あるいは上記基板に該個別電極とは別に設けた電極に対して交番電圧を印加し、且つ、上記トナー担持体の複数の電極に対して同じ値の直流電圧を印加する処理を実施するように、上記ホッピング制御手段を構成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４の画像形成装置において、上記クリーニング処理の実施中に、上記個別電極、あるいは上記基板に該個別電極とは別に設けた電極に対して直流電圧を印加し、且つ上記トナー担持面上のトナーをホッピングさせる処理を実施するように、上記ホッピング制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
これらの発明においては、基板に付着してしまったトナーをトナー担持体に転移させるクリーニング処理を行うのに先立って、トナー除去処理を実施して、トナー担持体のトナー担持面からトナーを除去しておくことで、トナー担持体にトナーを担持させていない状態でクリーニング処理を実施する。これにより、クリーニング用に形成した電界によってトナー担持体の表面にトナー層を押し付けながら圧縮してしまうことがなくなるので、トナー担持体の表面に対するトナー固着の発生が抑えられる。よって、トナー担持体の表面にトナーを固着させることによる作像性能の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、直接記録方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、本プリンタは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを用いて画像を形成するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の画像形成部９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、中間記録装置１００、給紙カセット１２０、レジストローラ対１２２、定着装置１３０などを備えている。
【００１２】
画像形成部９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、水平方向に所定のピッチで並ぶように配設され、それぞれ、制御基板１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、トナー担持体たるトナー担持スリーブ３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。
【００１３】
中間記録装置１００は、画像形成部９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方に配設されている。無端状の中間記録ベルト１０１、駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３、対向電極板１０４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、ベルトクリーニング装置１１０、転写ローラ１１５などを有している。中間記録ベルト１０１は、駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３とによって水平方向に延在する姿勢で張架されながら、駆動ローラ１０２の図中反時計回りの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。中間記録ベルト１０１のおもて面（ループ外面）は、ベルト無端移動に伴って画像形成部９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの対向位置を順次通過していく。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて記録されていく。これにより、中間記録ベルト１０１のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００１４】
中間記録装置１００の４つの対向電極板１０４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間記録ベルト１０１のループ内で、ベルトを介して、画像形成部９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの制御基板３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対向するように配設されている。また、中間記録装置１００の転写ローラ１１５は、中間記録ベルト１０１のループ外に配設され、ベルトにおける駆動ローラ１０２に対する掛け回し箇所に当接して転写ニップを形成している。この転写ニップにおいては、図示しない電源によってプラスの転写バイアスが印加される転写ローラ１１５と、駆動ローラ１０２との電位差によって転写電界が形成されている。
【００１５】
中間記録装置１００のベルトクリーニング装置１１０は、中間記録ベルト１０１における周方向の全領域のうち、転写ニップを通過した後、Ｙ用の画像形成部９０Ｙとの対向位置に進入する前の領域に当接するように配設されている。
【００１６】
給紙カセット１２０は、複数枚の記録紙Ｐを重ね合わせて収容しており、一番上の記録紙Ｐの給紙ローラ１２０ａを当接させている。そして、所定のタイミングで給紙ローラ１２０を回転駆動させて、一番上の記録紙Ｐを給紙路１２１に向けて送り出す。送り出された記録紙Ｐは、上述の転写ニップの直前に配設されたレジストローラ対１２２のローラ間に挟まれる。レジストローラ対１２２は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間記録ベルト１０１上の４色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングを見計らって転写ニップに向けて送り出す。転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた４色重ね合わせトナー像は、転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐに転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラートナー像になる。このようにしてフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、転写ニップから定着装置１３０に送られてフルカラートナー像が定着せしめられた後、機外へと排出される。なお、定着装置１３０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ１２１とこれに向けて押圧されている加圧ローラ１２２との当接によって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップ内に記録紙Ｐを挟み込んだ際に、ニップ圧や加熱の作用によってフルカラートナー像を記録紙Ｐの表面に定着せしめる。
【００１７】
ベルトクリーニング装置１１０は、転写ニップを通過した後の中間記録ベルト１０１に付着している転写残トナーをクリーニングする。
【００１８】
図３は、Ｙ用の画像形成部（９０Ｙ）のトナー担持スリーブ３０Ｙを示す斜視図である。また、図４は、このトナー担持スリーブ３０Ｙの横断面図である。また、図５は、トナー担持スリーブ３０Ｙの円筒部３１Ｙを平面的に展開した平面展開図である。図３に示すように、トナー担持スリーブ３０Ｙは、円筒部３１Ｙ、これの軸線方向の両端面にそれぞれ接続されたフランジ３６Ｙ，３８Ｙ、それぞれのフランジの中心から突出する軸部材３７Ｙ，３９Ｙなどを有している。円筒部３１Ｙの周面には、ローラ軸線方向に延在する形状の複数の電極３３Ｙが、周方向（回転方向）に所定のピッチで並ぶように形成されている。これら電極のうち、周方向において１個おきに並んでいるもの同士は、互いに同じ電位状態にされる電気的に同相の電極になっている。具体的には、円筒部３１Ｙの周面には、図４に示すように、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとが周方向に交互に並ぶように配設されている。Ａ相電極３３ａＹは、円筒部３１Ｙの軸線方向の一端まで延在しており、円筒部３１Ｙの一端には金属製のフランジ３６Ｙが接続されている（図３を参照）。このフランジ３６Ｙにより、複数のＡ相電極３３ａＹが互いに電気的に導通している。また、Ｂ相電極３３ｂＹは、円筒部３１Ｙの軸線方向の他端まで延在しており、円筒部３１Ｙの他端には金属製のフランジ３８Ｙが接続されている。このフランジ３８Ｙにより、複数のＢ相電極３３ｂＹが互いに電気的に導通している。
【００１９】
図３に示したトナー担持スリーブ３０Ｙは、軸線方向の両端の軸部材３７Ｙ，３９Ｙがそれぞれ回転自在に支持されながら回転駆動される。そして、図示のように、図中左側のフランジ３６Ｙには、搬送制御部９１ＹによってＡ相パルス電圧が印加される。この印加は、フランジ３６Ｙに摺擦する図示しない摺擦電極を介して行われる。フランジ３６Ｙに印加されたＡ相パルス電圧は、複数のＡ相電極３３ａＹにそれぞれ導かれる。また、図中右側のフランジ３８Ｙには、搬送制御部９１ＹによってＢ相パルス電圧が印加される。この印加は、フランジ３８Ｙに摺擦する図示しない摺擦電極を介して行われる。フランジ３８Ｙに印加されたＢ相パルス電圧は、複数のＢ相電極３３ｂＹにそれぞれ導かれる。
【００２０】
図６は、Ａ相電極３３ａＹに印加されるＡ相パルス電圧、及びＢ相電極３３ｂＹに印加されるＢ相パルス電圧の波形を示すグラフである。Ａ相パルス電圧と、Ｂ相パルス電圧とは、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。それぞれのパルス電圧の波形における中心位置で水平方向に延在している線が、この平均電位を示している。これにより、Ａ相電極３３ａＹやＢ相電極３３ｂＹは、平均的にトナーとは逆極性の電位を帯びる。このようなパルス電圧がそれぞれの電極に印加されると、トナー担持スリーブ３０Ｙにおける円筒部３１Ｙの表面上のＹトナーが、Ａ相電極３３ａＹ上とＢ相電極３３ｂＹ上との間を往復移動するように繰り返しホッピングする。以下、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でトナーが所定の周期でホッピングを繰り返している状態をフレア（Ｆｌａｒｅ）という。
【００２１】
なお、図示のような矩形波状のパルス電圧では、極性が瞬時に切り替わるため、トナーに対して大きな静電力を付与することが可能である。但し、サイン波状のパルス電圧や三角波状のパルス電圧を採用してもよい。また、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとのうち、一方に対して周波数ｆの矩形波状のパルス電圧を印加する一方で、もう一方に対して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（図７）。
【００２２】
円筒部３１Ｙの周面におけるＡ相電極３３ａＹ上とＢ相電極３３ｂＹとの間をホッピングによる往復移動の繰り返しで、円筒部３１Ｙの周面上にフレアを形成しているＹトナーは、トナー担持スリーブ３０Ｙの回転駆動により、図２に示したＹ用の制御基板１０Ｙに対向するＹ用の記録領域まで搬送される。そして、その記録領域にて、その放物線状のホッピング軌跡の頂点付近で制御基板１０Ｙの近傍に至ると、必要に応じて制御基板１０Ｙの後述する図示しない貫通孔内に取り込まれて、トナー像の記録に寄与する。
【００２３】
なお、図４に示したように、円筒部３１Ｙの表面には、絶縁材料からなる表面保護層３４Ｙを設けている。この表面保護層３４Ｙにより、ＹトナーとＡ相電極３３ａＹやＢ相電極３３ｂＹとの直接接触を回避することで、電極からＹトナーへの電荷注入の発生を回避している。
【００２４】
図４において、円筒部３１Ｙの円筒状の基材３２Ｙとしては、ガラス基板、樹脂基板、セラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、ステンレス等の導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルム等の変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。本例では、基板３２Ｙとして、膜厚０．１［ｍｍ］のポリイミドフィルムを使用し、このポリイミドフィルムをアルミ製のローラに巻きつけることで、筒状のフィルムを得た。
【００２５】
Ａ相電極３３ａＹやＢ相電極３３ｂＹについては、次のようにして作成した。即ち、まず、基板３２Ｙ上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０［μｍ］、好ましくは０．５〜２．０［μｍ］の厚みで成膜してから、これをフォトリソグラフィー技術等によって所要の電極形状にパターン化して各電極を得た。これらの電極の幅Ｗ（ローラ表面移動方向の長さ）については、トナーの体積平均粒径の１倍以上２０倍以下とすることが望ましい。本実施形態では、電極の材料としてＡｌを使用し、これを２［μｍ］の厚みで成膜した。幅Ｗについては、５０［μｍ］とした。
【００２６】
表面保護層３４Ｙとしては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜１０［μｍ］、好ましくは厚さ０．５〜２［μｍ］で成膜して形成している。ポリカーボネート、ポリイミド、メチルメタアクリレート等の有機材料を０．５〜１０μｍ厚に薄膜印刷塗布して加熱硬化したものでもよい。
【００２７】
図８は、Ｙ用の画像形成部９０Ｙの一部とその周囲とを示す拡大構成図である。トナー担持体としてのトナー担持スリーブ３０Ｙは、表面上のトナーをＡ相電極とＢ相電極との間でホッピングさせてフレアを形成しながら、図中時計回り方向に回転駆動する。このトナー担持スリーブ３０Ｙの上方にはＹ用の制御基板１０Ｙが配設されており、スリーブとの間に距離ｄのギャップを介在させている。更に、制御基板１０Ｙの上方では、中間記録ベルト１０１が図中矢印Ａ方向に移動しており、更にその上方には対向電極板１０４Ｙがベルトと制御基板１０Ｙとを介してトナー担持スリーブ３０Ｙに対向している。
【００２８】
制御基板１０Ｙは、絶縁性基板１１Ｙを具備している。また、絶縁性基板１１Ｙに形成された複数の貫通孔１４Ｙと、それぞれの貫通孔１４Ｙに個別に対応する複数の個別電極１２Ｙ及び共通電極１３Ｙとを具備している。
【００２９】
図９は、個別電極１２Ｙに印加される記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎと記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆとの関係を示すグラフである。また、図１０は、制御基板１０Ｙを中間記録ベルト（１０１）側から示す平面図である。また、図１１は、制御基板１０Ｙをトナー担持スリーブ（３０Ｙ）側から示す平面図である。図８では、便宜上、貫通孔１４Ｙ、個別電極１２Ｙ及び共通電極１３Ｙの組合せを１つしか示していなかったが、図１１に示すように、制御基板１０Ｙには、その組合せが複数形成されている。個別電極１２Ｙは、そのリング形状のループ内側に１つの貫通孔１４Ｙを位置させるように形成されている。また、共通電極１３Ｙは、そのリング状の形状の内側に個別電極を位置させつつ、個別電極と所定の間隙を維持するように形成されている。複数の個別電極には、それぞれ金属からなるリード部１５Ｙが繋がっており、これらリード部Ｙは互いに絶縁を維持する状態で、後述する記録制御部（図２８Ｙ）に接続されている。また、複数の共通電極１３Ｙは、共通リード部１６Ｙを介して互いに導通している。
【００３０】
平面方向において、リング状の個別電極１２Ｙの電極幅は１０〜１００［μｍ］であり、この個別電極１２Ｙから２０〜５０［μｍ］の距離をおいて、リング状の共通電極１３Ｙが個別電極１２Ｙを囲んでいる。個別電極１２Ｙと共通電極１３Ｙとの間には絶縁層が介在している。貫通孔１４Ｙの径は、形成するドットの径に応じて決定されるが、直径φで３０〜１５０［μｍ］程度である。
【００３１】
制御基板１０Ｙは、例えば次のようにして製造されたものである。即ち、まず、厚さ３０〜１００［μｍ］の絶縁性フィルムからなる絶縁性基板１１Ｙの表面に、厚さ０．２〜１［μｍ］程度の金属蒸着膜（例えばアルミ蒸着膜）を形成する。絶縁性フィルムの材質としては、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等を例示することができる。次に、フォトリソグラフィー技術に用いるフォトレジストをスピンナで塗布後、プリベーク及びマスク露光を行う。そして、フォトレジストの加熱硬化を進めた後、金属エッチング液によって金属蒸着膜を個々の電極やリードの形状にパターンニングする。フィルムの裏面にも電極パターンが必要な場合には、同様のパターンニングを行う。複数の個別電極１２Ｙと、複数の共通電極１３Ｙとを絶縁性基板１１Ｙの同一面に配設することで、それらを１回のパターンニングで同時に形成して、製造コストを抑えつつ、両電極間の位置精度を良好に維持することができる。貫通孔１４Ｙについては、電極パターン形成後にパンチ加工、レーザー加工、スパッタエッチング加工等のドライエッチング加工などによって形成する。
【００３２】
先に図８に示したように、搬送制御部９１Ｙは、トナー担持スリーブ３０ＹのＡ相電極やＢ相電極に対し、先に図６に示したＡ相パルス電圧やＢ相パルスを印加して、スリーブ表面上のトナーを電極間でホッピングさせる。それらパルス電圧は、何れもデューティ比が５０％になっているので、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐの半分の電位が、スリーブ表面上での平均電位Ｖｓとなる。本例では、パルス電圧として、一方のピークが＋１５０［Ｖ］で且つもう一方のピークが−１５０［Ｖ］のものを用いているので、平均電位Ｖｓは０［Ｖ］である。また、パルス電圧の周波数ｆは、例えば、０．５〜７［ＫＨｚ］程度である。なお、パルス電圧のＶｐｐは、±６０〜±３００程度がよい。
【００３３】
一方、制御基板１０Ｙの個別電極１２Ｙは記録制御部２８Ｙに接続されている。この記録制御部２８Ｙは、制御基板１０Ｙの複数の個別電極１２Ｙに対する、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎや記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆ（図９参照）の印加をそれぞれ個別に入切することができる。図９に示した記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎと記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆとの間の点線は、上述したＡ相パルス電圧とＢ相パルス電圧との平均電位Ｖｓを示している。つまり、上述した平均電位Ｖｓは、個別電極１２Ｙに印加される記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎと記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆとの間の値になっている。より詳しく説明すると、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎは、スリーブの平均電位Ｖｓよりも、トナーの帯電極性とは逆極性側に大きな値になっている。これにより、複数の個別電極１２Ｙのうち、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加されたものは、その上方に位置しているスリーブ表面上のホッピングトナーを自らに向けて引き寄せるようになる。これに対し、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆは、スリーブの平均電位Ｖｓよりも、トナーの帯電極性側に大きな値になっている。これにより、複数の個別電極１２Ｙのうち、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加されたものは、その上方に位置しているスリーブ表面上のホッピングトナーを自らと反発させるようになる。
【００３４】
貫通孔１４Ｙ及び個別電極１２Ｙを取り囲んでいる共通電極１３Ｙには、共通電源２９Ｙによって共通バイアスＶｇが印加されている。この共通バイアスＶｇの値は、上述した記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆと同じになっている。また、制御基板１０Ｙと中間記録ベルト１０１とを介してトナー担持スリーブ３０Ｙに対向している対向電極１０４Ｙには、対向電源１１６によって対向バイアスＶｐが印加されている。この対向バイアスは、トナーの帯電極性とは逆極性であり、且つ上述した記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎよりも、トナーとは逆極性側に大きな値になっている。
【００３５】
図１２は、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加された状態の個別電極１２Ｙと、その周囲とを示す拡大模式図である。図示の個別電極１２Ｙには、トナーの帯電極性とは逆極性の＋５０［Ｖ］の記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加されている。また、個別電極１２Ｙを取り囲んでいる共通電極１３Ｙには、トナーの帯電極性と同極性の−１２５［Ｖ］の共通バイアスＶｇが印加されている。また、図示しない対向電極板（図８の１０４Ｙ）には、トナーの帯電極性と同極性であり、且つ記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎよりも大きな＋３００［Ｖ］の対向バイアスＶｐが印加されている。すると、図示のように、貫通孔１４Ｙを取り囲んでいる共通電極１３Ｙの表面上から延びた電気力線が、放物線を描きながら貫通孔１４Ｙ内に回り込み、更に、孔内を通過して図示しない対向電極板に向けて真っ直ぐに延びる。この電気力線は、電極周りの電気力線の様子を所定のアルゴリズムで分析するシミュレーションプログラムによって求められたものである。図示しないトナー担持スリーブの表面上でホッピングしているトナーは、その電気力線に引かれて貫通孔１４Ｙ内に進入した後、孔を通過して図示しない対向電極板に向けて飛翔する。そして、対向電極板状の中間記録ベルトに着地してドットを形成する。
【００３６】
このように、個別電極１２Ｙを囲んでいる共通電極１３Ｙから延びる電気力線を貫通孔１４Ｙ内に回り込ませ、その回り込み箇所によってトナーを貫通孔１４Ｙ内に引き込むことで、トナー担持スリーブ表面上でホッピングしているトナーを確実に捕捉することができる。なお、電気力線の回り込み箇所の平面方向の大きさ（概ね孔中心から共通電極内側まで）については、距離ｄよりも十分に小さくすることが好ましい。本例では、距離ｄを０．３［ｍｍ］に設定している。また、貫通孔１４Ｙの直径φを１００［μｍ］に設定し、個別電極１２Ｙの幅を３０［μｍ］に設定し、且つ個別電極１２Ｙと共通電極１３Ｙとの間の距離を５０［μｍ］に設定した。
【００３７】
なお、対向電極板に印加する対向バイアスＶｐの値は、制御基板１０Ｙと対向電極板との距離に応じて設定される。当然ながら、距離が大きくなるほど、対向バイアスＶｐは大きな値に設定される。マイナス帯電性のトナーであれば、＋２００〜＋１５００［Ｖ］程度に設定される。
【００３８】
図１３は、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加された状態の個別電極１２Ｙと、その周囲とを示す拡大模式図である。図示の個別電極１２Ｙには、共通バイアスＶｇと同じ値である−１２５［Ｖ］の記録オフ電位Ｖｃ−ｏｆｆが印加されている。このような個別電極１２Ｙでは、図示のように、その表面から発生する電気力線が制御基板１０Ｙにおけるトナー担持スリーブ側の表面上に出ることなく、ループ内側面から貫通孔１４Ｙ内に進入した後、図示しない対向電極板に向けて真っ直ぐに延びる。図示しないトナー担持スリーブの表面上において、図示の貫通孔１４Ｙとの対向位置でホッピングしているトナーは、この電気力線に引かれることなく、スリーブ表面上でホッピングする状態を維持する。よって、記録オフ電位Ｖｃ−ｏｆｆが印加される個別電極１２Ｙとの対向位置では、ドットが中間記録ベルト上に記録されない。
【００３９】
図８に示したトナー担持スリーブ３０Ｙと制御基板１０Ｙとの距離ｄは、Ａ相電極やＢ相電極の幅Ｒと、電極間の間隙Ｗとの加算値である電極ピッチよりも大きな値に設定されている（ｄ＞ｐ）。これは次に説明する理由による。即ち、ｐ＞ｄの関係ではトナー担持スリーブ３０Ｙ上に形成される電界が制御基板１０Ｙ上の電界と干渉を起こして、上述した記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎを印加した個別電極１２Ｙの周囲での、共通電極１３Ｙから貫通孔１４Ｙ内への電気力線の回り込みを乱してしまう。すると、個別電極１２Ｙへのトナー付着を発生させ易くしてしまう。
【００４０】
共通電極１３Ｙを設けないで、ホッピングトナーを貫通孔１４Ｙ内に進入させることも可能であるが、この場合、トナーが貫通孔１４Ｙの内壁に付着し易くなる。共通電極１３Ｙを設けると、図１２の電気力線の軌道からわかるように、孔内から図示しない対向電極板に向けて延びる電気力線が孔内壁付近を避けて孔中心に集中するので、孔内壁へのトナー付着が起こり難くなる。
【００４１】
個別電極１２Ｙに印加する記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆについては、共通電極１３Ｙに印加する共通バイアスＶｐと同じ値にする必要はなく、それよりもトナー帯電極性側に大きくしてもよい。
【００４２】
図１４は、Ｙ用の画像形成部（９０Ｙ）を示す拡大構成図である。図２では、便宜上、トナー担持スリーブ３０Ｙの周囲構成を割愛して示していたが、図１４に示すように、トナー担持スリーブ３０Ｙは、ホッピングユニット４０Ｙのケーシング４１Ｙ内に収容されている。ホッピングユニット４０Ｙは、トナー担持スリーブ３０Ｙの他に、第１剤収容部４８Ｙ、第２剤収容部４６Ｙ、磁気ブラシ部などを有している。
【００４３】
第１剤収容部４８Ｙは、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュウ４９Ｙを、図示しない磁性キャリアとトナーとを混合した混合剤とともに収容している。また、第２剤収容部４６Ｙは、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュウ４７Ｙを、混合剤とともに収容している。これら剤収容部は、互いに仕切壁によって仕切られているが、一部が互いに連通口を介して連通している。
【００４４】
第１搬送スクリュウ４９Ｙは、その回転駆動によって第１収容部４８Ｙ内の混合剤を回転撹拌しながら、図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。このとき、搬送途中の混合剤は、第１収容部４８Ｙの天板に固定されたトナー濃度センサ５０Ｙによってトナー濃度が検知される。そして、図中奥側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁の連通口を経て、第２収容部４６Ｙ内に進入する。
【００４５】
第２収容部４６Ｙは、後述するトナー供給ロール４２Ｙを収容する磁気ブラシ形成部に連通しており、第２搬送スクリュウ４７Ｙとトナー供給ロール４２Ｙとは所定の間隙を介して互いに軸線方向を平行にする姿勢で対向している。第２収容部４６Ｙ内の第２搬送スクリュウ４７Ｙは、その回転駆動によって第２収容部４６Ｙ内の混合剤を回転撹拌しながら、図中奥側から手前側へと搬送する。この過程において、第２搬送スクリュウ４７Ｙによって搬送される混合剤の一部は、トナー供給ロール４２Ｙの筒状のトナー供給スリーブ４３Ｙによって汲み上げられる。そして、トナー供給スリーブ４３Ｙの図中反時計回り方向の回転駆動に伴って、後述するトナー供給領域を通過した後、トナー供給スリーブ４３Ｙの表面から離脱して再び第２収容部４６Ｙ内に戻される。その後、第２搬送スクリュウ４７Ｙによって図中手前側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁の連通口を経て第１収容部４８Ｙ内に戻される。
【００４６】
上述したトナー濃度センサ５０Ｙは、透磁率センサからなる。このトナー濃度センサ５０Ｙによる混合剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。混合剤の透磁率は、混合剤のＫトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ５０Ｙはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。
【００４７】
本プリンタの図示しない制御部はデータ記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memory）を備えており、この中にトナー濃度センサ５０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用のＶｔｒｅｆを格納している。そして、トナー濃度センサ５０Ｙからの出力電圧値と、ＲＡＭ内のＹ用のＶｔｒｅｆとを比較して、比較結果に応じた時間だけ図示しないトナー供給装置を駆動させる。この駆動により、作像に伴うトナー消費によってトナー濃度を低下させた混合剤に対し、第１収容部４８Ｙ内に適量のトナーが供給される。このため、第２収容部４６Ｙ内の混合剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００４８】
トナー供給ロール４２Ｙは、図中反時計回り方向に回転駆動される非磁性材料からなる筒状のトナー供給スリーブ４３Ｙと、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラ４４Ｙとを有している。筒状のトナー供給スリーブ４３Ｙは、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体が円筒形に形成されたものである。また、マグネットローラ４４Ｙは、図示のように、回転方向に並ぶ複数の磁極（図中１２時の位置から反時計回り方向に順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極）を有している。これら磁極により、トナー供給スリーブ４３Ｙの周面上に混合剤が吸着せしめられて、磁力線に沿って穂立ちした磁気ブラシとなる。
【００４９】
トナー供給スリーブ４３Ｙの表面に汲み上げられた混合剤は、トナー供給スリーブ４３Ｙの回転に伴って図中反時計回り方向に回転する。そして、自らの先端をトナー供給スリーブ４３Ｙの表面に対して所定の間隙を介して対向させている規制部材４５Ｙとの対向位置である担持量規制位置に進入する。このとき、規制部材４５Ｙとスリーブ表面との間隙を通過することで、スリーブ表面上における担持量が規制される。
【００５０】
トナー供給スリーブ４３Ｙの図中左側方では、トナー担持体たるトナー担持スリーブ３０Ｙがトナー供給スリーブ４３Ｙ表面と所定の間隙を介して対向しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されている。トナー供給スリーブ４３Ｙの回転に伴って上述の担持量規制位置を通過した混合剤は、トナー担持スリーブ３０Ｙとの接触位置であるトナー供給領域に進入して、磁気ブラシ先端を摺擦せしめながら移動する。この摺擦や、トナー供給スリーブ４３Ｙとトナー担持スリーブ３０Ｙとの電位差などにより、磁気ブラシ中のトナーがトナー担持スリーブ３０Ｙの表面上に供給される。なお、トナー供給スリーブ４３Ｙには、バイアス制御部５５Ｙにより、可変可能なバイアスが印加される。トナー供給スリーブ４３Ｙからトナー担持スリーブ３０Ｙへのトナー供給を行うときには、バイアス制御部５５Ｙにより、トナー供給スリーブ４３Ｙに対してトナー供給バイアスが印加される。これにより、トナー供給スリーブ４３Ｙとトナー担持スリーブ３０Ｙとの間に、トナーを前者から後者に移動させる電界が形成される。供給バイアスは、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧でもよいし、かかる直流電圧に交流電圧を重畳したものでもよい。
【００５１】
トナー供給領域を通過したトナー供給スリーブ４３Ｙ上の磁気ブラシ（混合剤）は、スリーブの回転に伴って第２収容部４６Ｙとの対向位置まで搬送される。この対向位置の付近には、マグネットローラ４４Ｙに磁極が設けられておらず、混合剤をスリーブ表面に引き付ける磁力が作用していないため、混合剤はスリーブ表面から離脱して第２収容部４６Ｙ内に戻る。なお、マグネットローラ４４Ｙとして、６つの磁極を有するものの代わりに、６つを超える磁極を有するものを用いてもよい。
【００５２】
トナー供給スリーブ４３Ｙから供給されたトナーを担持するトナー担持スリーブ３０Ｙは、ケーシング４１Ｙに設けられた開口から周面の一部を露出させている。この露出箇所は、制御基板１０Ｙに対向している。
【００５３】
トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上に供給されたトナーは、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でホッピングしながら、トナー担持スリーブ３０Ｙの回転に伴って、トナー供給領域から制御基板１０Ｙとの対向領域に向けて搬送される。そして、制御基板１０Ｙとの対向領域において、必要に応じて制御基板１０Ｙの貫通孔内に取り込まれて、ドットの記録に寄与する。Ｙ用の画像形成部（９０Ｙ）について詳しく説明してきたが、他色の画像形成部（９０Ｍ，Ｃ，Ｋ）もＹ用のものと同様の構成になっている。
【００５４】
以上の構成の本プリンタにおいては、特許文献１に記載の画像形成装置のようなトナー担持体の表面に付着させているトナーを制御基板の貫通孔内に取り込むものとは異なり、トナー担持体の表面上でホッピングさせているトナーを制御基板の貫通孔内に取り込んでいる。これにより、制御基板の個別電極に対する印加電圧を制御する記録制御部（例えば２８Ｙ）の低コスト化を図ることができる。具体的には、複数の個別電極に対する記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎや記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆの入切については、専用のＩＣによって個別に行う必要がある。このＩＣの数は、相当数に及ぶ。例えば、６００［ｄｐｉ］の解像度で画像を形成する仕様では、前述のＩＣを４９６０個設ける必要がある。一般に、ＩＣは、その耐電圧が高くなるほどチップ面積を必要とするため高価になる。直接記録方式では、いかに制御電圧を下げるかが、記録制御部の低コスト化を図る上で重要な要素となる。ところが、特許文献１に記載の画像形成装置では、ＩＣとして、少なくとも５００［Ｖ］以上の耐電圧のものを用いる必要がある。これは次に説明する理由による。即ち、トナーとトナー担持ローラとには、鏡像力、ファンデルワールス力、液架橋力などによって互いに引き付け合うような付着力が作用しており、これに打ち勝つだけの電界をつくり出すには、少なくとも絶対値が５００［Ｖ］以上であるバイアスを個別電極に印加しなければならないのである。これに対し、本プリンタにおいては、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でトナーをホッピングさせることで、スリーブ表面とトナーとの付着力をなくしているので、数十［Ｖ］程度のバイアスを個別電極に印加すれば、記録のオンオフを制御することが可能である。つまり、上述のＩＣとして、１００［Ｖ］程度の耐電圧のものでよいのである。
【００５５】
また、本プリンタにおいては、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でトナーをホッピングさせることで、トナーの摩擦帯電を促して、トナーの帯電量不足の発生を抑えることができる。具体的には、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でトナーを繰り返しホッピングさせると、スリーブ表面に対してトナーを繰り返し衝突させて、トナーの摩擦帯電を促すことができるのである。図１５のグラフに示すように、トナー担持ローラの表面上でトナーをホッピングさせない場合に比べて、トナーの電位を高くしていることがわかる。
【００５６】
先に示した図８において、制御基板１０Ｙにおけるトナー担持スリーブ３０Ｙとの対向面には、突発的な原因によってスリーブ表面上の電界による拘束領域を脱したトナーが少しずつ付着していく。図１６にグラフで示すように、トナー担持スリーブ３０Ｙ上のトナー量が多くなるほど、制御基板１０Ｙに付着するトナー量が多くなる。また、共通電極１３Ｙよりも、個別電極１２Ｙの方が、トナー付着量が多くなる。
【００５７】
制御基板１０Ｙに付着したトナーは、制御基板１０Ｙとの間に、クーロン力、ファンデルワールス力、液架橋力等による付着力を発揮している。個別電極１２Ｙや共通電極１３Ｙにトナーと同極性のクリーニングバイアスを印加して、制御基板１０Ｙに付着してしまったトナーを基板表面からトナー担持スリーブ３０Ｙに戻すためには、前述の付着力に打ち勝つ強度の電界を形成する必要がある。すると、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面に対してトナー層を電界の力で強く押し付けながらトナー層を圧縮してしまうことから、スリーブ表面にトナーを固着させ易くなる。
【００５８】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタにおいては、非画像形成時の所定のタイミングでクリーニング処理を実施するように、搬送制御部（例えば９１Ｙ）、記録制御部（例えば２８Ｙ）、共通電源（例えば２９Ｙ）、対向電源（例えば１１６）、バイアス制御部（例えば５５Ｙ）等からなる制御手段を構成している。このとき、制御基板（例えば１０Ｙ）の個別電極や共通電極には、クリーニングバイアスを印加して、基板とトナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）との間に、トナーを基板側からスリーブ側に移動させる電界を形成する。
【００５９】
また、本プリンタにおいては、このようなクリーニング処理を実施するときには、それに先行してトナー除去処理を実施するように、制御手段を構成している。このトナー除去処理では、トナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）を回転駆動しながら、トナー担持スリーブのＡ相電極に対する印加電圧、Ｂ相電極に対する印加電圧、トナー供給スリーブ（例えば４３Ｙ）に対するバイアス制御部による印加電圧等を調整することで、トナーをトナー担持スリーブ側からトナー供給スリーブ側に移動させる電界を両スリーブ間に形成する。より詳しくは、Ａ相電極やＢ相電極に対しては、画像形成時と同じパルス電圧を印加しながら、トナーをトナー担持スリーブ上でホッピングさせる。このときのパルス電圧の平均電位Ｖｓは、上述したように０［Ｖ］である。一方、トナー供給スリーブ（例えば４３Ｙ）に対しては、バイアス制御部（例えば５５Ｙ）により、上述した供給バイアスに代えて、前述の平均電位Ｖｓよりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きな値の除去バイアスを印加する。これにより、トナー担持スリーブ側からトナー供給スリーブ側にトナーを移動させて、トナー担持スリーブ上のトナーをトナー供給スリーブ上に回収する。このとき、トナー担持スリーブ上ではトナーをホッピングさせているので、トナー担持スリーブからトナー供給スリーブへのトナー転移を速やかに行わせることができる。
【００６０】
制御手段は、トナー担持スリーブの全周に渡ってトナー除去処理を施すと、次に、上述したクリーニング処理を実施する。このとき、制御基板（例えば１０Ｙ）の個別電極（例えば１２Ｙ）、共通電極（例えば１３Ｙ）には、それぞれ、トナー担持スリーブの電極に対するパルス電圧の平均電位Ｖｓよりも、トナーの帯電極性側に大きなクリーニングバイアスを印加する。例えば、平均電位Ｖｓが上述したように０［Ｖ］であるのに対し、クリーニングバイアスは−９００［Ｖ］程度である。これにより、制御基板とトナー担持スリーブとの間に、トナーを基板側からスリーブ側に移動させる電界を形成して、基板に付着してしまったトナーをスリーブ表面に戻すことができる。個別電極と共通電極とに対して、同じ値のクリーニングバイアスを印加することで、両電極間での放電による絶縁破壊の発生を回避することができる。
【００６１】
複数の個別電極に対するクリーニングバイアスの印加の入切は、１つの共通のスイッチング手段によって行うことが可能であるので、上述した複数のＩＣを高耐電圧のものにする必要はない。また、クリーニング処理に先立って、トナー担持スリーブ表面上のトナーを除去しているので、クリーニング時の電界によってスリーブ表面上のトナー層をスリーブ表面に強く押圧してしまうことがなくなる。これにより、クリーニング処理によるスリーブ表面へのトナー固着の発生を回避することができる。
【００６２】
クリーニング処理時には、対向電極板（１０４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対して、上述したクリーニングバイアスよりもトナーの帯電極性側に大きな値のバイアスを印加して、制御基板（例えば１０Ｙ）の個別電極と、対向電極板との間に、トナーを後者側から前者側に移動させる電界を形成するように、制御手段を構成している。この電界の形成により、クリーニング処理時に基板上のトナーを対向電極板側に転移させてしまうことがなくなる。例えば、対向電極板には、−５００［Ｖ］のバイアスを印加する。
【００６３】
また、クリーニング処理時には、トナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）の表面上に、制御基板（例えば１０Ｙ）から転移してきたトナーをホッピングさせる電界を形成しているので、そのトナーを強くスリーブ表面に押し付け続けることがない。これにより、クリーニングしたトナーをスリーブ表面に固着させることも抑えることができる。
【００６４】
なお、クリーニング処理中に、個別電極と共通電極との両方にクリーニングバイアスを印加する例について説明したが、何れか一方だけにクリーニングバイアスを印加してクリーニングを実施するようにしてもよい。
【００６５】
次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
第１変形例に係るプリンタの制御手段は、トナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）のＡ相電極やＢ相電極に印加するパルス電圧として、＋１５０〜−１５０［Ｖ］のパルス波と、−５０［Ｖ］の直流電圧とを重畳したものを用いる。この場合、パルス電圧の平均電位Ｖｓは−５０［Ｖ］になる。
【００６６】
また、制御基板の個別電極に印加する記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎとして０［Ｖ］を採用しているとともに、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆとして−１７５［Ｖ］を採用している。このようにすることで、個別電極に対する印加電圧の極性をマイナス側に統一することで、記録制御部（例えば２８Ｙ）の構成の簡素化を図ることができる。
【００６７】
［第２変形例］
第２変形例に係るプリンタにおいては、クリーニング処理の実施中には、制御基板（例えば１０Ｙ）の個別電極やこれとは別に設けた共通電極に対して、クリーニング電圧として、交番電圧を印加する処理を実施するように、制御手段を構成している。この交番電圧とは、所定の周期で極性を反転させる電圧のことを指す。例えば、＋５０〜−２５０［Ｖ］に変化する交番電圧をクリーニングバイアスとして用いる。このとき、トナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）のＡ相電極やＢ相電極には、それぞれ前述の交番電圧よりもトナーの帯電極性とは逆極性側に大きな値の共通の直流電圧を印加する。例えば、＋９００［Ｖ］のバイアスである。
【００６８】
制御基板（例えば１０Ｙ）の個別電極や共通電極に交番電圧を印加して、制御基板に付着しているトナーを基板上で振動させることで、基板面からのトナーの離脱を促す。交番電圧の周波数を比較的高くすると（例えば１０ｋＨｚ）、基板面からのトナー離脱を良好に促すことができる。
【００６９】
［第３変形例］
図１７は、第３変形例に係るプリンタのＹ用の制御基板１０Ｙを中間記録ベルト側から示す平面図である。また、図１８は、制御基板１０Ｙをトナー担持スリーブ（３０Ｙ）側から示す平面図である。この制御基板１０Ｙでは、共通電極１３Ｙを基板面のほぼ全域に渡ってベタ状に形成し、且つ、個別電極１２Ｙの形成エリアやその周囲だけ、共通電極１３Ｙを設けない領域としている。共通電極１３Ｙを基板面のほぼ全域に渡って形成することで、共通電極１３Ｙに対するクリーニングバイアスの印加により、基板面のほぼ全域に対してクリーニング処理を施すことができる。
【００７０】
［第４変形例］
図１９は、第４変形例に係るプリンタのＹ用のホッピングユニット４０Ｙを示す拡大構成図である。このホッピングユニット４０Ｙは、トナーと磁性キャリアとを混合した混合剤を収容する代わりに、トナーそのものを収容している。トナー収容部内に収容しているトナーを、回転するトナー供給ローラ５２Ｙの弾性材料からなるローラ部と、これに当接しながら回転する帯電ローラ５３Ｙとの間にトナーを挟み込むことで、トナーの摩擦帯電を助長しながら、そのトナーをトナー供給ローラ５２Ｙ表面で汲み上げる。汲み上げられたトナーは、トナー供給ローラ５２Ｙに当接している規制部材５１Ｙによって層厚が規制された後、トナー供給ローラ５２Ｙの回転に伴ってトナー担持スリーブ３０Ｙとの対向領域まで搬送される。
【００７１】
プリントジョブ時には、トナー供給ローラ５２Ｙに対して、バイアス制御部５５Ｙによって供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、トナー担持スリーブ３０ＹのＡ相電極やＢ相電極に印加されるパルス電圧の平均電位Ｖｓよりも、トナーの帯電極性とは逆極性側に大きな値のバイアスである。よって、トナー供給ローラ５２Ｙと、トナー担持スリーブ３０Ｙとの間には、トナーをトナー供給ローラ５２Ｙ側からスリーブ側に移動させる電界が形成される。トナー供給ローラ５２Ｙの表面上のトナーは、その電界の作用によってローラ表面からスリーブ表面に転移する。トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上では、既に説明したように、トナーのホッピングによるフレアが形成される。フレアを形成しているトナーの一部は、制御基板１０Ｙの貫通孔内に取り込まれてドットの形成に寄与する。
【００７２】
制御基板１０Ｙとの対向領域で制御基板１０Ｙの貫通孔内に取り込まれなかったトナーは、トナー担持スリーブ３０Ｙの回転に伴ってケーシング内に至った後、図示しない回収手段によってトナー担持スリーブ３０Ｙの表面から回収される。回収されたトナーは再びトナー収容部される。
【００７３】
かかる構成においては、実施形態に比べて、ホッピングユニット４０Ｙの構造を簡素化することができる。
【００７４】
［第５実施例］
図２０は、第５実施例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、中間記録装置１５０の構成が実施形態のものとは異なる。中間記録装置１５０は、無端状の紙搬送ベルト１５１を無端移動させながら、この紙搬送ベルト１５１のおもて面に記録紙Ｐを吸着させる。そして、紙搬送ベルト１５１の無端移動に伴って、記録紙ＰをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の画像形成部（９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との対向位置に順次通していく。これにより、記録紙Ｐには、フルカラートナー像が形成される。
【００７５】
なお、紙搬送ベルト１５１のベルトループ内側には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の対向電極板１５４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されており、ベルトを介してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の制御基板１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対向している。また、紙搬送ベルト１５１は、ポリイミド等からなり、図示しない帯電ローラなどの帯電手段によって帯電せしめられることで、記録紙Ｐをおもて面に吸着させる。
【００７６】
紙搬送ベルト１５１の無端移動に伴って、駆動ローラ１５２に対するベルト掛け回し箇所まで移動した記録紙Ｐは、紙搬送ベルト１５１から分離されて、定着装置１３０に渡される。
【００７７】
以上の構成の本プリンタでは、紙搬送ベルト１５１と、制御基板１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に記録紙Ｐを介在させるので、制御基板１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとベルトとの距離を実施形態の構成よりも大きくしてしまうが、転写工程が不要になるため、転写工程での画像劣化を回避することができる。また、ベルトをクリーニングするクリーニング手段を省略して、低コスト化を図ることもできる。
【００７８】
［第６実施例］
図２１は、第６実施例に係るプリンタにおけるＹ用のトナー担持スリーブの円筒部３１Ｙを平面的に展開した平面展開図である。また、図２２は、この円筒部３１Ｙを示す断面図である。トナー担持スリーブの円筒部３１Ｙにおいて、スリーブ周方向に沿って並ぶ複数の電極としては、Ａ相電極３３ａＹ、Ｂ相電極３３ｂＹの他に、Ｃ相電極３３ｃＹがある。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という３つを１組にして、この組が繰り返し並んでいる。
【００７９】
図２３は、Ａ相電極３３ａＹに印加されるＡ相パルス電圧、Ｂ相電極３３ｂＹに印加されるＢ相パルス電圧、及びＣ相電極３３ｃＹに印加されるＣ相パルス電圧の波形を示すグラフである。図示のように、これら３つのパルス電圧は互いに位相ずれした関係にあるが、ピークツウピーク電圧や周期は互いに同じである。このようなパルス電圧が印加されると、トナー担持スリーブの表面上のトナーは、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相という順で、電極間を順次ホッピングしていく。これにより、トナーは、スリーブ表面上を自らのホッピングによる移動だけで周回する。本プリンタにおいては、トナーをホッピングさせながら、ホッピングによってスリーブ表面上を周回させることで、トナー担持スリーブの回転駆動を不要にしている。
【００８０】
なお、トナー除去処理時においては、トナー担持スリーブにトナーを供給するトナー供給ローラとトナー担持スリーブとの間の電界の向きを、トナー供給時とは逆方向にする。また、本プリンタにおいては、ホッピングによってスリーブ表面上をトナー供給位置からほぼ一周したトナーを、トナー担持スリーブの表面から回収する回収ローラを設けている。
【００８１】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、クリーニング処理の実施中には、対向電極たる対向電極板と、制御基板における複数の個別電極との間に、トナーを対向電極板側から個別電極側に移動させる電界を形成する電位差を設ける処理を実施するように、搬送制御部、記録制御部、共通電源、対向電源、バイアス制御部等からなる制御手段を構成している。かかる構成では、クリーニング処理時に制御基板上のトナーを対向電極板側に転移させてしまうことを回避することができる。
【００８２】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、トナー担持スリーブにトナーを供給するトナー供給部材としてのトナー供給スリーブ（例えば４３Ｙ）と、トナー担持スリーブ（例えば３０Ｙ）との電位差により、トナー供給スリーブ上のトナーをトナー担持スリーブのトナー担持面に転移させるトナー供給処理を実施し、且つトナー除去処理として、同電位差とは電位の大小関係が逆になる電位差により、トナー担持スリーブのトナー担持面上のトナーを除去部材たるトナー供給スリーブに転移させる処理を実施するように、制御手段を構成している。かかる構成では、トナー供給スリーブを、除去部材として兼用することで低コスト化を図ることができる。
【００８３】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、トナー担持スリーブとして、トナー担持面上のトナーを電極間でホッピングさせるための複数のＡ相電極及びＢ相電極を設けたものを用いるとともに、トナー担持スリーブにおけるそれら複数のＡ相電極、Ｂ相電極に対する電圧印加の入切を制御してトナー担持面上のトナーをホッピングさせるホッピング制御手段としての搬送制御部（例えば９１Ｙ）を設けている。かかる構成では、トナー担持スリーブの表面上でトナーをホッピングさせることで、スリーブ表面とトナーとの付着力をなくしているので、前述の入切を制御するためのＩＣとして、安価な低耐電圧のものを使用して低コスト化を図ることができる。
【００８４】
また、第２変形例に係るプリンタにおいては、クリーニング処理の実施中には、制御基板の複数の個別電極や共通電極に対して交番電圧を印加し、且つ、トナー担持スリーブの複数のＡ相電極及びＢ相電極に対して同じ値の電圧を印加する処理を実施するように、搬送制御部を構成している。かかる構成では、交番電圧の印加により、制御基板に付着しているトナーを基板上で振動させることで、基板面からのトナーの離脱を促して、基板面上のトナーを良好にクリーニングすることができる。また、トナー担持スリーブ側では、複数のＡ相電極やＢ相電極に対して同じ値の直流電圧を印加することで、制御基板の交番電圧の電位変化にかかわらず、制御基板とトナー担持スリーブとの間に、トナーを制御基板側からスリーブ側に移動させる電界を形成して、トナーを良好にクリーニングすることができる。
【００８５】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、クリーニング処理の実施中に、制御基板の個別電極や共通電極に対して直流電圧からなるクリーニングバイアスを印加し、且つトナー担持スリーブのトナー担持面上のトナーをホッピングさせる処理を実施するように、制御手段を構成している。かかる構成では、クリーニング処理時には、トナー担持スリーブの表面上に、制御基板から転移してきたトナーをホッピングさせる電界を形成しているので、そのトナーを強くスリーブ表面に押し付け続けることを回避して、トナーのスリーブ表面への固着を抑えることができる。また、制御基板の個別電極や共通電極に直流電圧を印加することで、トナー担持スリーブのＡ相電極やＢ相電極に印加するパルス電圧の電位変化にかかわらず、制御基板側からトナー担持スリーブ側にトナーを移動させる電界を基板−スリーブ間に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来の直接記録方式の画像形成装置における要部構成を示す構成図。
【図２】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図３】同プリンタにおけるＹ用の画像形成部のトナー担持スリーブを示す斜視図。
【図４】同トナー担持スリーブを示す横断面図。
【図５】同トナー担持スリーブの円筒部を平面的に展開した平面展開図。
【図６】同トナー担持スリーブのＡ相電極に印加されるＡ相パルス電圧、及びＢ相電極に印加されるＢ相パルス電圧の波形を示すグラフ。
【図７】Ａ相パルス電圧、Ｂ相パルス電圧の他の例における波形を示すグラフ。
【図８】同画像形成部の一部とその周囲とを示す拡大構成図。
【図９】同画像形成部の制御基板の個別電極に印加される記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎと記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆとの関係を示すグラフ。
【図１０】同制御基板を中間記録ベルト側から示す平面図。
【図１１】同制御基板をトナー担持スリーブ側から示す平面図。
【図１２】記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加された状態の同個別電極と、その周囲とを示す拡大模式図。
【図１３】記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加された状態の同個別電極と、その周囲とを示す拡大模式図。
【図１４】同画像形成部を示す拡大構成図。
【図１５】トナー担持スリーブに対するトナー供給量とトナー電位との関係を示すグラフ。
【図１６】同制御基板に対するトナー付着量と、同トナー供給量との関係を示すグラフ。
【図１７】第３変形例に係るプリンタのＹ用の制御基板を中間記録ベルト側から示す平面図。
【図１８】同制御基板をトナー担持スリーブ側から示す平面図。
【図１９】第４変形例に係るプリンタのＹ用のホッピングユニットを示す拡大構成図。
【図２０】第５実施例に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２１】第６実施例に係るプリンタにおけるＹ用のトナー担持スリーブの円筒部を平面的に展開した平面展開図。
【図２２】同円筒部を示す断面図。
【図２３】同円筒部のＡ相電極に印加されるＡ相パルス電圧、Ｂ相電極に印加されるＢ相パルス電圧、及びＣ相電極に印加されるＣ相パルス電圧の波形を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８７】
１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：制御基板（基板）
１２Ｙ：個別電極
１３Ｙ：共通電極
１４Ｙ：貫通孔
２８Ｙ：記録制御部（制御手段の一部）
２９Ｙ：共通電源（制御手段の一部）
３０Ｙ：トナー担持スリーブ（トナー担持体）
３３ａＹ：Ａ相電極（基板の電極）
３３ｂＹ：Ｂ相電極（基板の電極）
３３ｃＹ：Ｃ相電極（基板の電極）
４３Ｙ：トナー供給スリーブ（トナー供給部材、除去部材）
５５Ｙ：バイアス制御部（制御手段の一部）
９１Ｙ：搬送制御部（制御手段の一部）
１０１：中間記録ベルト（記録部材）
１０４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：対向電極板（対向電極）
１１６：対向電源（制御手段の一部）
Ｐ：記録紙（記録部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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