(57)【要約】【課題】周面を有するトナー担持体とトナー通過穴を有するトナー制御手段との距離が異なることによって各列のトナー通過穴を通過するトナー量が変動する。【解決手段】トナーを飛翔させ、クラウド化して担持するトナー担持体１と、トナーが付着させられる記録媒体手段３と、トナー担持体１と記録媒体手段３との間に配置された複数のトナー通過穴４１を有するトナー制御手段４とを備え、トナー制御手段４には記録媒体手段３の移動方向に沿って複数のトナー通過穴４１が複数列配列され、複数のトナー通過穴４１の１又は複数の列毎に異なる制御パルスＶｃを印加してトナー通過穴４１を通過するトナー量を制御する。【選択図】図１５
2010197741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面にトナーをクラウド化して担持するトナー担持体と、
前記トナーが付着させられる記録媒体手段と、
前記トナー担持体と前記記録媒体手段との間に配置され、前記トナー担持体側表面に前記トナー通過穴の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかに前記トナーの通過を制御する制御電極が設けられたトナー制御手段と、
前記トナー制御手段の前記トナー通過穴を前記トナー担持体手段からクラウド化されたトナーが前記記録媒体手段側に向かって通過可能な状態にする制御パルスを印加する制御パルス印加手段と、を備え、
前記トナー制御手段には前記記録媒体手段の移動方向に沿って複数のトナー通過穴が複数列配列され、
前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に異なる前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎にパルス印加幅及びパルス波高値の少なくともいずれかが異なる前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に記録線速に対応した前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録媒体手段が記録紙であり、前記記録紙の背面に設けた対向電極手段にバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録媒体手段が中間転写媒体であり、前記中間転写媒体自体又は中間転写媒体の背面に設けた対向電極手段にバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
異なる色の前記トナーを重ねて前記記録媒体手段上にカラー画像を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に、トナー担持体から飛翔させたトナーを開閉制御されるトナー通過穴を介して記録媒体手段に飛翔付着させて画像を形成する画像形成装置に関する。
【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、トナー（記録材）によって記録媒体（中間転写媒体を含む）上に画像を直接記録する方式のものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、トナーホッパから供給されたトナーに、固定ブレード又は回転ローラとの摩擦帯電によって帯電電荷を与え、回転搬送した後、制御部材に印加する制御パルスと回転ローラとの間の電界でトナーの飛翔を制御するものが記載されている。
【０００４】
ここでは、帯電電荷を有するトナーが回転ローラ表面に静電的に付着しており、そのトナーを制御パルスで剥離する必要がある。回転ローラと制御部材は数１００μｍ以上のギャップを有するため、剥離のために印加する制御パルスは必然的に５００Ｖ以上の高い電圧を必要とし、画素に対応した数が必要な制御用のドライバコストは非常に高価になってしまう問題、さらに、回転ローラに付着しているトナーを剥離して飛翔させるため応答性が悪く時間遅れの問題もある。
【０００５】
特許文献２、特許文献３には、回転する現像剤支持体と制御手段の間に交番バイアスを印加しながら現像剤通過の制御電極に制御パルスを印加するものが記載されている。
【０００６】
この構成は、上記特許文献１に記載の装置のような応答性の問題は軽減されるものの、トナーの飛翔領域全体に一様な交番電界を印加して、現像剤が現像剤支持体に付着している時間と飛翔状態を繰り返すようにしている。そのため、現像剤支持体に付着している現像剤を剥離するために強い交番バイアスを印加する必要があり、剥離したトナーは勢いよく制御手段側へ飛翔して多くの現像剤が制御手段の電極に付着すること避けられず、信頼性に大きい問題がある。さらに、現像剤支持体と制御手段は前記と同様のギャップを有するため両者の間に印加している電圧値は５００Ｖ以上と高く、この電界に対して現像剤を通過または阻止させる電界を形成する制御パルスは同様に高い電圧値を必要とするためドライバコストの問題は解決できていない。
【０００７】
一方、特許文献４には、現像剤担持体に複数の電極を有し、この電極間に時間的に変化する電界を形成してトナーを制御電極側へ飛翔させる構成が記載されている。
【０００８】
ここでは、制御電極近傍に飛翔して浮遊するトナーの通過を制御するため、前記特許文献１ないし３の装置の制御電圧が高くなる欠点は解決されている。
【０００９】
特許文献５には、上記特許文献４と同様に、現像剤担持体に複数の電極を有し、この電極間に時間的に変化する電界を形成してトナー飛翔させる構成であり、トナーの通過を制御する制御電極が、それまで記録媒体側に設置されていたものをトナーの供給側面に設置することが記載されている。
【００１０】
この構成では、従前の装置では４００Ｖ必要であった制御電圧が１００Ｖにできること、および制御電極が設けてある印字ヘッドに付着するトナーを除去した場合、トナー供給源に戻すことが可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−１３６０５８号公報
【特許文献２】特許第２９３３９３０号公報
【特許文献３】特公平２−５２２６０号公報
【特許文献４】特開昭５９−１８１３７０号公報
【特許文献５】特開平０２−２２６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の直接記録方式によって画像を形成する基本構成は例えば図２３に示すように構成される。図２３において、剤担持体としてのトナー担持ローラ１５０１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１５０１の下には、複数の１穴５０２を形成する穴形成部材としてのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１５０３が配設されている。ＦＰＣ１５０３は、各穴１５０２を囲むようにトナー担持ローラ１５０１との対向面側に形成されたリング状の複数の飛翔電極１５０４を備えている。
【００１３】
そして、上記ＦＰＣ１５０３の下方には、これを介してトナー担持ローラ１５０１に対向する対向電極１５０６と、この対向電極１５０６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。なお、ここでは、便宜上、穴１５０２、飛翔電極１５０４をそれぞれ１つずつしか示していないが、実際には、ＦＰＣ１５０３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ＦＰＣ１５０３では、これらの組み合わせが４９６０個形成されている。
【００１４】
そこで、トナー担持ローラ１５０１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。上記飛翔電極１５０４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１５０１上で飛翔電極１５０４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１５０１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１５０１から選択的に飛翔して穴１５０２内に進入する。
【００１５】
そして、飛翔電極１５０４と、これよりも高い電位を帯びている上記対向電極１５０６との間に形成される電界に引かれて飛翔を続け、穴１５０２を通過して上記記録紙１５０７の表面に付着する。この付着により、トナーＴの集合体はドット像となる。
【００１６】
この場合、各飛翔電極１５０４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必要がある。即ち、直接記録方式の画像形成装置においては、電圧が高い場合、高価なＩＣが飛翔電極１５０４と同じ数だけ必要になる。例えば６００ｄｐｉ用のＦＰＣ３を用いる場合には、高価なスイッチング素子を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り、直接記録方式の画像形成装置では、いかに制御電圧を下げるかが、装置の低コスト化を図る上での重要な要素となる。
【００１７】
しかしながら、トナーＴとトナー担持ローラ１５０１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、これが飛翔電圧の引き下げの妨げになっている。その結果、上述した装置では少なくとも５００Ｖ以上の飛翔電圧を印加する必要がある。
【００１８】
これに対して、特許文献４に記載されているような現像剤担持体に複数の電極を有し、この電極間に時間的に変化する電界を形成してトナーをクラウド化し、トナーを制御電極側へ飛翔させる構成を採用することで、飛翔電極への印加電圧の低電圧化は可能となる。
【００１９】
しかしながら、トナー担持体は図示しない駆動手段によって回転しながら帯電済みのトナーＴをその表面に担持する構造であるため、担持体表面はある曲率を有することになる。一方、制御電極は略平面の構造となっているため、トナー担持体と電極間空間距離が列毎に異なり、空間距離の大きい列のトナー量は、小さい列に比較しトナーの通過量が落ちることがあきらかになった。さらに、印加電圧の低電圧領域では一層差が大きくなる傾向がある。
【００２０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、トナー通過穴を通過するトナー量を高精度に制御して高速化と画質向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
周面にトナーをクラウド化して担持するトナー担持体と、
前記トナーが付着させられる記録媒体手段と、
前記トナー担持体と前記記録媒体手段との間に配置され、前記トナー担持体側表面に前記トナー通過穴の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかに前記トナーの通過を制御する制御電極が設けられたトナー制御手段と、
前記トナー制御手段の前記トナー通過穴を前記トナー担持体手段からクラウド化されたトナーが前記記録媒体手段側に向かって通過可能な状態にする制御パルスを印加する制御パルス印加手段と、を備え、
前記トナー制御手段には前記記録媒体手段の移動方向に沿って複数のトナー通過穴が複数列配列され、
前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に異なる前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
構成とした。
【００２２】
ここで、前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎にパルス印加幅及びパルス波高値の少なくともいずれかが異なる前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御する構成とできる。
【００２３】
また、前記制御パルス印加手段は、前記複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に記録線速に対応した前記制御パルスを印加して前記トナー通過穴を通過するトナー量を制御する構成とできる。
【００２４】
また、前記記録媒体手段が記録紙であり、前記記録紙の背面に設けた対向電極手段にバイアス電圧が印加される構成とできる。
【００２５】
また、前記記録媒体手段が中間転写媒体であり、前記中間転写媒体自体又は中間転写媒体の背面に設けた対向電極手段にバイアス電圧が印加される構成とできる。
【００２６】
また、異なる色の前記トナーを重ねて前記記録媒体手段上にカラー画像を形成する構成とできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る画像形成装置によれば、トナー制御手段のトナー通過穴をトナー担持体手段からクラウド化されたトナーが記録媒体手段側に向かって通過可能な状態にする制御パルスを印加するとき、複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に異なる制御パルスを印加してトナー通過穴を通過するトナー量を制御する構成としたので、記録媒体手段の移動方向における各トナー通過穴列間のトナー移動量を同じに制御することができ、トナー通過穴を通過するトナー量を高精度に制御して高速化と画質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す模式的構成図である。
【図２】制御電極に印加する制御パルスの一例を示す説明図である。
【図３】（ａ）はトナー制御手段の一例を示す印写面側の説明図、（ｂ）は同じくトナー供給側面の説明図である。
【図４】（ａ）はトナー制御手段がトナー通過可能状態時の二次元断面電界強度分布のシミュレーション結果に基づくトナー通過穴を通過する電気力線を示す説明図、（ｂ）は同じくトナー通過不可能状態時の電気力線を示す線図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の一例を示す模式的説明図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す模式的説明図である。
【図７】（ａ）はトナー担持体の一例を展開した状態で示す模式的平面説明図、（ｂ）は同じく模式的断面説明図である。
【図８】同トナー担持体の電極に印加するパルス電圧の一例を示す説明図である。
【図９】（ａ）はトナー担持体の他の例を展開した状態で示す模式的平面説明図、（ｂ）は同じく模式的断面説明図である
【図１０】トナー供給ユニットの一例を示す模式的説明図である。
【図１１】トナー供給ユニットの他の例を示す模式的説明図である。
【図１２】トナー制御部材の制御電極とトナー担持体との距離変動の説明に供する説明図である。
【図１３】トナー制御部材の制御電極とトナー担持体との距離変動とトナー吐出量（通過量）の説明に供する説明図である。
【図１４】本発明の第１実施形態における制御部の構成の説明に供するブロック説明図である。
【図１５】同じく制御部のドライバＩＣ部分の構成の説明に供するブロック説明図である。
【図１６】パルス幅データテーブルの一例の説明に供する説明図である。
【図１７】パルス幅データテーブルの他の例の説明に供する説明図である。
【図１８】記録線速と通過トナー量とトナー通過穴列の位置との関係の説明に供する説明図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における制御部の構成の説明に供するブロック説明図である。
【図２０】同じく制御部のドライバＩＣ部分の構成の説明に供するブロック説明図である。
【図２１】波高値データテーブルの一例の説明に供する説明図である。
【図２２】波高値データテーブルの他の例の説明に供する説明図である。
【図２３】従来の直接記録方式の装置の基本構成を示す模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の一実施形態について図１の模式的構成図を参照して説明する。
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手段３と、トナー担持体１と記録媒体手段３との間に配置された複数のトナー通過穴４１を有するトナー制御手段４とを備えている。
【００３０】
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、バイアス電圧印加手段（電源）６から時間によって電位が変化するパルス電圧（クラウドパルス）Ｖｓが印加される。
【００３１】
例えば、０．５ＫＨｚ〜７ＫＨｚの周波数のパルス電圧Ｖｓが印加され、各電極１１、１１の間隔はファインピッチに設けられているため、電極１１、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、パルス電圧Ｖｓ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。
【００３２】
トナー制御手段４は、トナーＴが通過可能な複数（図１では１個のみ図示）のトナー通過穴（開口）４１が複数列配列されて設けられ、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）のトナー通過穴４１周辺にはリング状に制御電極４２が設けられ、更にトナー通過穴４１に対し印写面側に共通の共通電極４３が設けられている。
【００３３】
このトナー制御手段４の制御電極４２には制御パルス印加手段を構成する駆動回路７から例えば図２に示すような制御パルスＶｃが印加される。この場合、トナー通過穴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、印写面側の共通電極４３には常時電源手段８から電圧Ｖrｇが印加されており、印写面側領域電界の相互干渉を防止している。
【００３４】
トナー制御手段４の制御電極４２は、通過穴４１周囲だけでも動作が可能であるが、通過穴４１の内壁面又は通過穴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。
【００３５】
記録媒体手段３側には、記録媒体手段３の背面に、トナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体手段３に付着させるためのバイアス電圧Ｖｐが印加される。バイアス電圧印加手段となる対向電極手段としての背面電極５が配置され、トナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体手段３に付着させるため、バイアス電源手段９からのバイアス電圧Ｖｐが印加される。
【００３６】
この記録媒体手段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。この記録媒体手段３に対するバイアス電圧Ｖｐの印加は、例えば記録媒体手段３の背面側（トナー担持体１と反対側面）に背面電極５を配置し、この背面電極５上面に記録媒体手段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（記録媒体手段側の対向電極手段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５を配置した構成とすることができる。
【００３７】
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電極１１を備え、各電極１１に電圧Ｖｓを印加する。このとき、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、２本毎の各電極１１に２相の位相電圧を印加する２相の電極間ピッチ）に配置する。
【００３８】
次に、トナー制御手段４の具体的構成の一例について図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）は同トナー制御手段の印写面側の説明図、（ｂ）は同じく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１１側）面に、トナー通過穴４１を囲む形で１０〜１００μｍ幅のリング状の制御電極４２を設けている。
【００３９】
トナー通過穴４１は、形成するドット径のサイズで決定するが、例えば直径φ５０μｍ〜φ２００μｍ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が接続されている。
【００４０】
印写面側には、穴の周辺部を除いた領域に共通電極４３を設けた構成であり、制御電極へのＶｃ-on、Ｖｃ-offの電圧印加にかかわらず、隣接相互の電界の影響を受けない様DC電位を印加する構成としている。すなわち、記録媒体手段側のバイアス電位とトナー供給側の間に形成する電気力を各トナー通過穴独立の電気力線として形成できるため、マルチ駆動（複数のノズル通過穴からトナーを飛翔させる駆動）のときの相互干渉（他のトナー通過穴の状態を受けること）が発生しないことを狙いとしている。
【００４１】
このようなトナー制御手段４の具体的製造方法は、基材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蒸着膜を裏表に形成する。次に、表面のフォトリソ工程として、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行なう。同様に印写面側のパターンを裏面に前記と同様なフォトリソ工程を行った後、Ａｌエッチング液によるＡｌのパタンニングを行う。  
【００４２】
トナー通過穴４１となる貫通穴の形成は、パターン形成後プレスによる機械的な加工、または形成したパターンに対するエキシマレーザー加工、またはメタルマスクを利用した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穴加工が可能である。
【００４３】
このように構成した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１８０度位相の異なる２相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、記録媒体手段３側の背面電極５に印写バイアス電圧Ｖｐが印加される。
【００４４】
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Ｖrｇを印加し、制御電極４２に対してトナーＴがトナー通過穴４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にするときには図２に示すＯＮ時の電圧Ｖｃ-onを印加し、トナーＴがトナー通過穴４１を通過不可能な状態（ＯＦＦ状態）にするときには図２に示すＯＦＦ時の電圧Ｖｃ-offを印加する。
【００４５】
この場合、これらの各電極１１，５，４２，４３に対する電圧を後述するように設定することで、トナー制御手段４をトナー担持体１のトナーＴが記録媒体手段３に向かって通過可能な状態のＶｃ-on印加時に、記録媒体手段３側からトナー供給側に電気力線１０が形成される。
【００４６】
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のトナー通過穴４１を通過して記録媒体手段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４１の各トナー通過穴４１をＯＮ／ＯＦＦ制御（開閉制御）することで、記録媒体手段３上に直接トナー画像を形成することができる。
【００４７】
そこで、トナー担持体１の電極１１に対するパルス電圧Ｖｓ、記録媒体手段３側のバイアス電圧Ｖｐ、トナー制御手段４の制御電極４２に対する制御パルス電圧Ｖｃについて、図４を参照して説明する。なお、図４はトナー担持体１、トナー制御手段４、記録媒体手段３の二次元断面電界強度分布のシミュレーション結果に基づくトナー通過穴を通過する電気力線を示す説明図である。
【００４８】
トナー担持体１の電極１１にはパルス電圧（電位が時間的に変動する電位）Ｖｓを印加する。この場合、バイアス電圧の波高値は電極ピッチ、使用するトナー等に応じて設定する。通常の実験結果によると、±６０〜±３００Ｖｐｐ（ｐｐはピーク−ピーク）の範囲内で設定することでトナーの飛翔が可能であり、このシミュレーションの例では±２００Ｖｐｐ、ＤＣ電圧成分０Ｖの電圧を印加している。なお、トナー担持体１とトナー制御手段４の間隔ｄは０．２ｍｍである。
【００４９】
また、この例では、トナー制御手段４のトナー通過穴４１の直径φ１２０μｍ、リング状の制御電極４２の穴中心方向の幅は５０μｍ、共通電極４３と穴の間隔は５０μｍである。
【００５０】
このトナー制御手段４の共通電極４３は、ここでは０Ｖである。
【００５１】
そして、トナー制御手段４の制御電極４２には、トナーＴがトナー通過穴４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にする場合、制御パルス電圧Ｖｃ-onは＋２５０Ｖ、トナーＴを通過させる時以外の阻止状態の（通過不可能な状態にする）場合の電圧Ｖｃ-offは０Ｖとしている。記録媒体手段３の背面電極５へのバイアス電圧Ｖｐはトナー制御手段４と記録媒体手段３との間隔にもよるが、例えば＋２００〜＋１５００ＶのＤＣ電圧を印加すればよい。図４の例では、トナー制御手段４と記録媒体手段３との間隔０．３ｍｍとしてＤＣ＋８００Ｖを印加し、マイナス帯電トナーを記録媒体手段３の表面に引き寄せる電位勾配としている。
【００５２】
各電極１１、４２，４３、５に印加する電位の関係を以上のように設定することで、マイナスに帯電したトナーをトナー通過穴４１を通過可能な状態にする場合（図４（ａ））においては、最もプラス側に電位が高い記録媒体手段３側の電極５から出る電気力線のうち、トナー制御手段４のトナー通過穴４１を通る電気力線の多くが、トナー通過穴４１を通過した後、一番電位の低い電極すなわちトナー担持体電極１１の−２００Ｖを印加している電極に入ることになる。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、トナーＴがトナー通過穴４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にしたときには、先の記録媒体手段３側の電極５からトナー通過穴４１を通る電気力線１０は、−２００Ｖと最も電位の低い２箇所の電極４３に入る結果となっている。
【００５４】
したがって、トナー担持体１上でクラウド状態にあるマイナス帯電トナー、または−２００Ｖ印加の担持体電極近傍のトナーがこの電気力線１０に沿ってトナー通過穴４１を通過し、記録媒体手段３の表面にトナーＴが飛翔することができる。
【００５５】
一方、トナーＴがトナー通過穴４１を通過不可能な阻止状態（ＯＦＦ状態）にした場合（図４（ｂ））、制御電極４２には−２００Ｖが印加されている。また、トナー担持体１の電極１１の低電位側も−２００Ｖであるが、記録媒体手段３側の電極５からの電気力線は近い位置にある制御電極４２に全ての電気力線が入ることになる。したがって、トナー担持体１の表面、及びその上方の供給領域にあるトナーは記録媒体手段３側の電極３１に向かって飛翔することはない。この、阻止状態（ＯＦＦ状態）の制御電極４２への印加電圧は、トナー担持体１の電極１１の低電位側と同じ電位である必要はなく、トナー通過穴４１を通過した電気力線がトナー担持体１の表面に至らない条件であればトナーＴの通過を阻止する（ＯＦＦ状態にする）ことはできる。
【００５６】
次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図５を参照して説明する。なお、図５は同画像形成装置の模式的構成図である。
この画像形成装置は、前述した実施形態のユニットを４個設けてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色分のトナーのクラウド化とトナー制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を行ってカラー画像を形成する画像形成装置の例である。
【００５７】
つまり、この画像形成装置は、記録媒体手段である中間転写記録体１０３に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色分のトナーのクラウド化して供給する４個のトナー供給ユニット１００ｙ、１０１ｍ、１０１ｃ、１０１ｋ（色を区別しないときは「トナー供給ユニット１００」という。以下同様。）を配置し、各トナー供給ユニット１００と中間転写記録体１０３との間に、それぞれ前記実施形態のトナー制御手段４と同様な構成のトナー制御手段１０４を配置している。
【００５８】
ここで、中間転写記録体１０３は、２つのローラ１３２、１３３との間に掛け回されて矢示方向に周回移動する。この中間転写記録体１０３の背面（内側）には各トナー供給ユニット１００に対応して記録媒体手段側電極である背面電極１０５が配置されている。また、転写後の中間転写記録体１０３上の残トナーを除去するクリーニングユニット１３５が備えられる。
【００５９】
トナー供給ユニット１００は、トナーをクラウド化させるために電圧を印加する複数の電極１１１を並べて配置したトナー担持体１と同様な構成の円筒状のトナー担持体１０１と、このトナー担持体１０１にトナーを補給する回転するトナー補給ローラ１１３と、トナー担持体１０１上のトナー量を規制するブレード１１４を備えている。
【００６０】
ここでは、トナー補給ローラ１１３からトナー担持体１０１にトナーが補給されるとともに、トナー補給ローラ１１３上のトナーとトナー担持体１０１との摩擦によってトナーの摩擦帯電が行われる。また、トナー補給ローラ１１３の下流側のブレード１１４は、トナー担持体１０１表面のトナー量を薄層で一定量にするとともに、トナー帯電量の安定化も図っている。
【００６１】
そして、トナー供給ユニット１００で供給されるトナーがトナー制御手段１０４によって画像に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されることで中間転写記録体１０３上に飛翔され、中間転写記録体１０３上にカラーのトナー画像が形成される。
【００６２】
一方、下方に記録紙１５０を収容する給紙部１５１が配置され、給紙部１５１から記録紙１５０がピックアップローラ（給紙ローラ）１５２で給紙されて、中間転写記録体１０３を掛け回したローラ１３２に対向して配置した転写ローラ１５３で中間転写記録体１０３上のトナー画像が転写され、定着ユニット１６０でトナーが記録紙１５０上に溶融定着されて排紙される。
【００６３】
なお、ここでは図示していないが、記録紙１５０の裏面側の転写ローラ１５３に＋バイアスが印加されることで中間転写記録体１０３から記録紙１５０面へのトナー画像の転写が行われる。また、上述したように中間転写記録体１０３はクリーニングユニット１３５で残トナーがクリーニングされて、次の画像形成が行われる。
【００６４】
このように、この画像形成装置は、中間転写記録体に４色画像を形成した後、給紙部から供給される記録紙に転写を行う中間転写記録方式である。この中間転写記録方式の場合は、印写面（トナーが着弾する面、画像形成面ともいう。）とトナー制御手段との間隔を一定に保つ精度確保が容易であり、トナー飛翔速度が低い条件で高画質化を図ることができる。また、平滑で体積抵抗率の調整によって電荷が蓄積しない、電位変動のない印写面が得られ、クラウド化したトナーの通過のＯＮ／ＯＦＦで直接印刷する画像形成装置は電位に対する感度が高く、印写面バイアス電位の変動に対して画質変動が発生しやすいが、この構成であれば信頼性の高い、高画質のカラー画像を得ることができる。
【００６５】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の例について図６を参照して説明する。なお、図６は同画像形成装置の模式的構成図である。
この画像形成装置は、記録媒体手段を記録紙として、記録紙上に直接画像を形成する例である。つまり、ここでは、給紙部１５１から供給される記録紙１５０を紙搬送ベルト１６１に静電的に吸着してトナー供給ユニット１００の領域を通過させ、トナー制御手段１０４の画像に応じたＯＮ／ＯＦＦ制御によって記録紙１５０上に直接カラー画像を形成する。
【００６６】
なお、紙搬送ベルト１６１は、ポリイミド等から形成され、２つのローラ１６２、１６３に掛け回されて矢示方向に周回移動し、図示しない帯電ローラなどの帯電手段によって帯電されることで記録紙１５０を静電的に吸着保持して搬送する。なお、給紙部１０５から記録紙１５０を紙搬送ベルト１６１に導くためのガイド１６４、レジストローラ１６５なども配置されている。
【００６７】
この構成では、トナー通過を制御するトナー制御手段１０４と通過後のトナーを記録紙１５０に導くためのバイアスを印加する背面電極１０５の間にポリイミド等の紙搬送ベルト１６１及び記録紙１５０があるため、トナー制御手段１０４と背面電極１０５の間隔を非常に狭く設定することが難しいが、他方、記録紙１５０上に直接カラー画像を形成し、転写プロセスがないため、転写によるトナー散りで画質低下することがなくなる。
【００６８】
また、前記図５で説明した構成のようなベルトクリーニング機構を必要としないこと等もあり、小型、低コストの画像形成装置の実現に有利である。トナーをクラウド化する本構成では、印写面バイアスを低い設定にしてトナーを導くことも可能であるため、紙面へのトナーの着弾スピードも低く設定でき、トナーの散りが起きない高画質の画像形成装置を得ることができる。
【００６９】
次に、上述した画像形成装置で用いるトナー担持体の一例について図７を参照して説明する。なお、図７（ａ）はトナー担持体を展開した状態で示す模式的平面説明図、図７（ｂ）は同じく模式的断面説明図である。
この例は、トナー担持体表面に複数の電極を設け、１本おきの２組を共通にした２相用電極を備え、１８０°位相の異なる２相パルス（図８参照）を印加して、隣接電極同士で吸引と反発を繰り返す２相電界を形成するトナー担持体の例である。
【００７０】
このトナー担持体１０１は、絶縁性基板１０１Ａの表面上に複数の電極１１１としてＡ用電極１１１Ａと、Ｂ相用電極１１１Ｂとを設け、その上に表面保護層１０１Ｂを設けたものである。櫛歯状の電極１１１Ａ、１１１Ｂは、トナーの搬送方向と直交する方向に微細なピッチに並行に設け、両サイドには共通のバスライン１１１Ａａ、１１１Ｂａで外部の図示しない２相パルス発生回路にそれぞれ接続されている。
【００７１】
電極１１１Ａ、１１１Ｂに印加するパルス電圧は、周波数が０．５ＫＨｚ〜７ＫＨｚ、ＤＣ電圧をバイアスに含むパルス電圧であるが、その波高値は±６０〜±３００Ｖ等、電極幅、電極間隔に応じたパルス電圧を印加する。この２相電界の場合は、隣接同士の電界方向の切り替わりに応じてトナーの反発飛翔と吸引飛翔を繰り返し、トナーは相互の電極間を往復移動する。そして、トナー担持体１０１全体は、トナーを搬送する方向に回転移動するものである。
【００７２】
このように、トナー担持体表面のトナーを飛翔させてクラウド化する手段が、トナー担持体表面にトナーの搬送方向と直交する方向に長く延びて所定の間隔で配設された複数の電極を有し、各電極に印加する電圧は隣接電極相互の間でトナー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し、トナー担持体が回転移動することでトナーの搬送とクラウド化を行う構成とすることでトナー担持体表面のトナーの搬送に関して、トナーの帯電品質に左右されない安定なトナーの搬送が可能となり、装置全体としても信頼性の高い画像形成装置を実現できる。
【００７３】
次に、上述した画像形成装置で用いるトナー担持体の他の例について図９を参照して説明する。なお、図９（ａ）はトナー担持体を展開した状態で示す模式的平面説明図、図９（ｂ）は同じく模式的断面説明図である。
この例は、トナー担持体表面に複数の電極を設け、表層側の各電極を共通とし、絶縁層を介して下層に設けた導体基材電極との間に１８０°位相の異なる２相パルス（図８参照）を印加して、表層側電極と下層導体基材電極相互の電界で吸引と反発を繰り返すトナー担持体の例である。
【００７４】
このトナー担持体１０１は、間に設けた絶縁性基板１０１Ａの表面上に複数の電極としてＡ相用電極１１１Ａを設け、基板１０１Ａの下面にベタの導体基材（Ｂ相用電極）１１１Ｂを設け、これらの電極１１１Ａ、１１１Ｂの表面に図７と同様に保護層１０１Ｂ、１０１Ｂを設けたものである。表面側の電極１１１Ａは、トナーの搬送方向と直交する方向に微細なピッチに並行に設け、両サイドには共通のバスライン１１１Ａａで外部の図示しない２相パルス発生回路にそれぞれ接続されている。
【００７５】
ここで使用する２相パルス電圧も、周波数が０．５ＫＨｚ〜７ＫＨｚ、ＤＣ電圧をバイアスに含むパルス電圧、その波高値は±６０〜±３００Ｖ等、電極幅、電極間隔に応じたパルス電圧を印加する構成は、図７と同様である。この２相電界によって、表層側電極１１１Ａ、１１１Ａの電極間（スペース間）を２相パルスの切り替わりに応じてトナーが飛翔を繰り返す。そして、トナー担持体１０１全体は、トナーを搬送する方向に回転移動するものである。
【００７６】
これらのトナー担持体１０１の具体的構成において、ベース基板である絶縁性基板１０１Ａは、例えば、樹脂或いはセラミックス等の絶縁性材料からなるもの、或いは、アルミなどの導電性材料からなる基材にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなるものなどを用いることができる。また、電極１１１は、ベース基板上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１μｍ厚さで成膜し、フォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成、または銅箔を積層、メッキ等で形成した後フォトリソでパターン化してもよい。また、図９の例に示す下層導体基材電極１１１Ｂは、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料であればよい。
【００７７】
表面保護層１０１Ｂとしては、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜２μｍで蒸着成膜して形成、またはポリカーボネート、ポリイミド、メチルメタアクリレート等の有機材料を２〜１０μｍ厚に薄膜印刷塗布して加熱硬化したものでもよい。
【００７８】
このように構成したトナー担持体においては、駆動回路から飛翔用のパルスを印加して飛翔電界を形成することで、トナー担持体上の帯電したトナーは反発力及び吸引力を受けて上下方向への飛翔、進行波方向への搬送が行われる。
【００７９】
次に、上記画像形成装置におけるトナー供給ユニット１００の具体的な構成の一例について図１０を参照して説明する。
このトナー供給ユニット１００は、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分記録剤を用いる例である。記録剤収容部２０１は２つの室２０１Ａ、２０１Ｂに分けられており、トナー供給ユニット１００内の両端部の記録剤通路（図示せず）によって繋がっている。記録剤収容部２０１には二成分記録剤が収容されており、各室２０１Ａ、２０１Ｂにある攪拌搬送スクリュー２０２Ａ、２０２Ｂによって攪拌されながら記録剤収容部２０１内を搬送されている。
【００８０】
記録剤収容部２０１の室２０１Ａにはトナー補給口２０３が配置されており、図示しないトナー収容部からトナー補給口２０３を通って、記録剤収容部２０１内に補給される。  記録剤収容部２０１には記録剤の透磁率を検知する図示しないトナー濃度センサが設置されており、記録剤の濃度を検知している。記録剤収容部２０１のトナー濃度が減少すると、トナー補給口２０３から記録剤収容部２０１内にトナーが補給される。
【００８１】
そして、攪拌搬送スクリュー２０２Ｂと対向する位置には、トナー補給ローラとしてのマグブラシローラ２０４が配置されている。マグブラシローラ２０４の内部には固定された磁石が配置されおり、マグブラシローラ２０４の回転と磁力によって、記録剤収容部２０１内の記録剤はマグブラシローラ２０４表面に汲み上げられる。記録剤の汲み上げ位置よりマグブラシローラ２０４の回転方向上流において、マグブラシローラ２０４と対向する位置に記録剤層規制部材２０５が設けられている。
【００８２】
汲み上げ位置で汲み上げたれた記録剤は記録剤層規制部材２０５によって一定量の記録剤層厚に規制される。記録剤層規制部材２０５を通った記録剤はマグブラシローラ２０４の回転に伴って、トナー担持体１０１と対向する位置まで搬送される。マグブラシローラ２０４には、第一電圧印加手段２１１によって供給バイアスが印加されている。
【００８３】
トナー担持体１０１には、第二電圧印加手段２１２によって前述した図７或いは図９に示す電圧が電極１１１に印加されている。マグブラシローラ２０４と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段２１１、２１２によってトナー担持体１０１とマグブラシローラ２０４との間に電界が生じている。その電界からの静電気力を受け、トナーはキャリアから分離し、トナー担持体１０１表面に移動する。トナー担持体１０１表面に達したトナーは、第二電圧印加手段２１２から電極１１１に印加された電圧が形成する電界によってクラウド化し、トナー担持体１０１の回転、またはトナー担持体１０１の進行波電界によって搬送される。
【００８４】
そして、トナー制御手段１０４と対向する位置まで搬送されたトナーは、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記録媒体手段側に飛翔されて、トナーのドット印写が制御される。
【００８５】
次に、上記画像形成装置におけるトナー供給ユニット１００の具体的な構成の一例について図１１を参照して説明する。
このトナー供給ユニット１００は、非磁性トナーから成る一成分記録剤を用いる例である。トナーは記録剤収容部２０１に収容されており、帯電ローラ２２０によってトナーはトナー補給ローラ１１３と摩擦帯電を行い、静電気力によってトナー補給ローラ１１３上に汲み上げられる。トナー補給ローラ１１３上のトナーは記録剤層規制部材１１４によって薄層とされ、トナー補給ローラ１１３の回転に伴ってトナー担持体１０１と対向する位置に搬送される。
【００８６】
このとき、トナー補給ローラ１１３には、第一電圧印加手段２２１によって供給バイアスが印加されている。トナー担持体１０１には、第二電圧印加手段２２２によって電極１１１に電圧が印加されている。したがって、トナー担持体１０１と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段２２１、２２２によってトナー担持体１０１とトナー補給ローラ１１３との間に電界が生じ、その電界からの静電気力を受け、トナーはトナー補給ローラ１１３から分離し、トナー担持体１０１表面に移動する。
【００８７】
前記の例と同様に、トナー担持体１０１表面に達したトナーは、第二電圧印加手段２２２から電極１１に印加された電圧が形成する電界によってクラウド化し、トナー担持体１０１の回転、またはトナー担持体１０１の進行波電界によって搬送される。
【００８８】
そして、トナー制御手段１０４と対向する位置まで搬送されたトナーは、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記録媒体手段側に飛翔されて、トナーのドット印写が制御される。
【００８９】
なお、これらの各トナー供給ユニット１００において、印写に寄与しなかったトナーはトナー担持体１０１によってさらに搬送され、図示しない回収手段によってトナー担持体１０１表面から回収される。回収されたトナーは再び記録剤収容部２０１に戻され、トナー供給ユニット１００内を循環する。
【００９０】
なお、上記の説明では主に負帯電トナーを例にしているが、正帯電トナーを用いることもできる。
【００９１】
次に、上述したように曲率を有するトナー担持体と略平面形状のトナー制御手段の制御電極とのギャップ変動の影響について図１２及び図１３を参照して説明する。
まず、ここでは、図１２に示すように、曲率を有するトナー担持体１と略平面のトナー制御手段４が対向配置され、トナー制御手段４には記録媒体手段３の移動方向に沿って８列分のトナー通過穴４１が配列されているものとする。６００ｄｐｉの列間を８ドット間隔とすると、０．３３９ｍｍとなり、１列目から８列目までの距離Ｌｓは２．３７ｍｍとなる。
【００９２】
ここで、トナー制御手段４とトナー担持体１の最も近接している４列目及び５列目の中間部の空間距離をＧ０とし、一方最も距離のある１列目及び８列目の空間距離をＧ１とするとき、一例としてトナー担持体１の径がφ１５ｍｍのときを考えると、Ｇ０が２００μｍとした場合、Ｇ１は約２９０μｍとなり４５％の空間距離増加となる。
【００９３】
そのため、４列目及び５列目のトナー通過穴４１においては、電気力線の絞込みが緩み、併せてトナーの移動距離も伸びるため、トナー通過量が低下し、記録媒体手段へ到達するトナー量が減少し、４，５列目に比較し濃度低下が生じてしまうことになる。
【００９４】
図１３は実験によって得られた、ギャップＧの変動とトナー移動量の関係の一例を示している。これは、−１００μ（＝１００μ）、０（＝２００μ）、＋１００（＝３００μ）の時のトナー移動量の実測データである。０（＝２００μ）のとき０．７６ｍｇ／１０００dotであったものが、＋１００（＝３００μ）のとき０．３４ｍｇ／１０００dotに減少する。これより約９０μを推定すると、約０．３８ｍｇ／１０００dotとなり、０に比べ５０％に減少する。
【００９５】
次に、本発明の第１実施形態に係る制御部について図１４及び図１５に示すブロック説明図を参照して説明する。なお、ここでは、図１５に示すように、記録媒体手段の移動方向に沿って８列分のトナー通過穴４１が形成されたトナー制御手段４を用いる例で説明する。また、各列は記録媒体手段の幅方向に所要の記録密度に対応する間隔で複数のトナー通過穴４１が形成されている。
【００９６】
この制御部は、図１４に示すように、画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、画像処理ＡＳＩＣ５０４、周辺制御回路５０５、外部Ｉ／ＦであるＵＳＢＩ／Ｆ５０６、ＰＳＵ５０７、ノズル通過穴４１の列数に対応する数（この例では８個）のカウンタ５１１と、図１５に示すようなドライバＩＣ５３０などを備えている。なお、カウンタ５１１は１列目から８列目のうちの１列目から４列目までの４列分のみ図示している。
【００９７】
ＲＯＭ５０２には、図１６に示すように、１列目から８列目までのトナー通過穴４１の制御電極４２に印加する制御パルスＶｃのパルス幅データを格納したパルス幅データテーブルが格納されている。ここでいう「パルス幅」はトナー通過穴４１をトナーが通過可能な状態にするときの制御パルスＶｃのパルス幅である。
【００９８】
ドライバＩＣ５３０（前述した駆動回路７に相当する）は、画像処理ＡＳＩＣ５０４からのシリアルデータをシフトクロックに従って入力するシフトレジスタ５３１と、画像処理ＡＳＩＣ５０４からのラッチ信号でシフトレジスタ５３１に格納されたデータをラッチするラッチ回路５３２と、ラッチ回路５３２からのデータとカウンタ１〜８から制御パルスＰ１〜Ｐ８との論理積をとる所要数のアンド回路５３３と、アンド回路５３３の出力でオン／オフされ、ＤＣ高圧電源５３４、ＤＣ高圧電源５３４からの高電圧（この例はＤＣ２００Ｖ）が入力される高圧スイッチ回路５３５とを備え、高圧スイッチ回路５３５から出力がトナー制御手段４の制御電極４２に制御パルスＶｃとして印加される。
【００９９】
ここで、この制御部は、外部装置から印刷データをＵＳＢＩ／Ｆ５０６を介して受信すると、ＣＰＵ５０１は次々に印刷データをＲＡＭ５０３内に格納し、全データ受信完了すると、ＣＰＵ５０１は画像処理ＡＳＩＣ５０４に対して、印刷可能なデータの並び替えの実行を指示する。これにより、画像処理ＡＳＩＣ５０４は、ＣＰＵ５０１のプログラム介在ないしで、ＲＡＭ５０３から印刷データを取り込み、並び替えを機械的に実行し、ＡＳＩＣ内部に保有しているバッファ内に全て格納する。
【０１００】
この画像処理ＡＳＩＣ５０４による並び替えが完了すると、周辺制御回路５０５は給紙モータ５２１、トナー担持体用駆動モータ５２２、その他記録媒体搬送用モータ、定着モータ、各種高圧電源５２３の出力を稼動状態にする。
【０１０１】
そして、記録媒体が所定の位置に到達すると、センサより周辺制御回路５０５に検知信号が入力され、画像処理ＡＳＩＣ５０４に起動がかかり、画像処理ＡＳＩＣ５０４は印刷すべくシリアルデータ、シフトクロックをドライバＩＣ５３０に転送する。ドライバＩＣ５３０は、転送されたデータを内部のシフトレジスタ５３１に格納する。
【０１０２】
このとき、ＣＰＵ５０１は同時にＲＯＭ５０２内部に格納されたパルス幅データテーブルから１〜８列のパルス幅データを読み出し、そのデータをカウンタ１〜８に転送する。そして画像処理ＡＳＩＣ５０４からすべての制御電極分の印刷データをドライバＩＣ５３０に転送したときに、シリアルデータ及びシフトクロックの出力を停止し、ラッチ信号を出力する。これにより、ドライバＩＣ５３０はシフトレジスタ５３１内の全データをラッチ回路５３２にシフトしてラッチする。
【０１０３】
次に、ＣＰＵ５０１はカウンタ１〜８にスタートを掛け、カウントアップ動作を開始する。カウントアップと同時にカウンタ１〜８のＯＵＴ出力（制御パルスＰ１〜Ｐ８）が「Ｈ」になり、既に送信済みのパルス幅データとクロック数が一致するまでＯＵＴ出力は「Ｈ」を継続する。
【０１０４】
例えば、図１４に示す例では、カウンタ１には「２５６」がセットされ、同様に、カウンタ２には「２３０」、カウンタ３には「２０５」、カウンタ４には「１７７」がセットされる。そして、クロックの数がパルス幅データで示す値と一致したところでカウンタ１〜８はカウント動作終了し、ＯＵＴ出力を「Ｌ」にする。ここで、１クロックを１μｓとすると、制御パルスＰ１は２５６μｓ、制御パルスＰ２は２３０μｓ、制御パルスＰ３は２０５μｓ、制御パルスＰ４は１７７μｓの幅となる。これら制御パルスＰ１〜Ｐ４は、ドライバＩＣ５３０に入力されて、前記ラッチ回路５３２の出力と制御パルスＰ１〜Ｐ４の信号とでアンド回路５３３で論理積がとられる。
【０１０５】
このアンド回路５３３の出力は高圧スイッチ回路５４５の入力に接続され、ＤＣ高圧電源５３４の出力設定値（ここでは、波高値２００Ｖとする。）で、制御パルスＰ１〜Ｐ４のパルス幅で高圧の制御パルスＶｃとして出力され、ｎ個の制御電極４１（電極１〜ｎとする。）に供給される。
【０１０６】
この例では、電極１、５、９は同じ１列目なので、２５６μｓの制御パルスＶｃとなる。同様に、２列目、３列目、４列目に属する電極は、それぞれ２３０μｓ、２０５μｓ、１７７μｓの制御パルスＶｃとなる。この場合、５列目は４列目と同じ、６列目は３列目と同じ、７列目は２列目と同じ、８列目は１列目と同じになる。
【０１０７】
このようにして、空間距離の最も大きい１、８列目には、トナー量が低下する分、制御パルスＶｃのトナー通過ＯＮ状態にするパルス幅が長くなり、制御パルスＶｃの印加時間が長くなる。最も小さい４，５列目は制御パルスＶｃのトナー通過ＯＮ状態にするパルス幅を相対的に短くすることで、搬送効率低下の補正がかかり、これにより制御電極列位置による濃度変化が解消でき良好な画像を得ることができる。また、この結果より記録速度を落とすことなく、高速で印刷可能となる。
【０１０８】
このように、トナー制御手段のトナー通過穴をトナー担持体手段からクラウド化されたトナーが記録媒体手段側に向かって通過可能な状態にする制御パルスを印加するとき、複数のトナー通過穴の１又は複数の列毎に異なる制御パルス、例えばパルス幅の異なる制御パルスを印加してトナー通過穴を通過するトナー量を制御する構成とすることで、記録媒体手段の移動方向における各トナー通過穴列間のトナー移動量を同じに制御することができ、トナー通過穴を通過するトナー量を高精度に制御して高速化と画質向上を図ることができる。
【０１０９】
次に、パルス幅データテーブルの他の例について図１７を参照して説明する。
ここでは、前述したパルス幅データテーブルとして記録線速毎にパルス幅を変化させるようにしている。記録線速が半分になると、所定の面積をトナーで塗りつぶすに２倍の時間がかかるため、パルス幅データも約２倍になるが、実際はトナーのフレアー挙動、トナーの空気抵抗、などの影響が低減され、トナー量は上昇する。したがって、図１７に示すように、１列目で比較すると、線速１６８ｍｍ／ｓの場合パルス幅は２５６（μｓ）、線速８４ｍｍ／ｓの場合パルス幅は４９２（μｓ）で１．９倍となり、２倍にはしていない。
【０１１０】
ここで、各列のパルス幅の設定について説明すると、中央部の４列目、５列目のトナー通過穴４１からのトナー通過量を「１」としたときの他の列のトナー通過穴４１からのトナー通過量の比率は例えば図１８に示すようになる。そこで、各列のパルス幅はトナー比率に対応して変化させている。
【０１１１】
次に、本発明の第２実施形態について図１９及び図２０を参照して説明する。なお、図１９及び図２０では１列目から４列目までのみ図示している。
この実施形態は、１又は複数の列毎に異なる制御パルスとして波高値が異なる制御パルスを印加するようにしたものである。制御パルスの波高値を変化させるため、ＲＯＭ５０２には図２１に示すように各列に対応する制御パルスの波高値データのテーブルを格納している。また、前記第１実施形態のカウンタに代えて、ＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）５４１を備えて、波高値データをＤ／Ａ変換した制御パルス電圧Ｖ１〜Ｖ８を出力するようにしている。また、ＤＣ高圧電源に代えて、制御パルス電圧Ｖ１〜Ｖ８を入力して所要の波高値の電圧Ｖｐ１〜Ｖｐ８を出力する高圧アンプ５４２を備えて、各列に対応する高圧スイッチ回路５３５に対してそれぞれ電圧Ｖｐ１〜Ｖｐ８を入力している。この高圧スイッチ回路５３５には、画像処理ＡＳＩＣ５０４からのストローブ信号とラッチ回路５３２のラッチデータのアンド回路５３４からのアンド出力が入力される。
【０１１２】
この場合、制御パルスＶｃのパルス幅は例えば２００μｓ一定として、波高値を列毎（１又は複数の列毎）に変えることによってトナー通過穴４１を通過するトナー量を制御するもので、主にはトナー担持体１とトナー通過穴４１間の空間距離による搬送効率の変化を補正するものである。
【０１１３】
次に、波高値テーブルの他の例について図２２を参照して説明する。
ここでは、前述した波高値データテーブルとして記録線速毎に波高値を変化させるようにしている。記録線速が半分になると、所定の面積をトナーで塗りつぶすに２倍の時間がかかるため、波高値データも約２倍になるが、実際はトナーのフレアー挙動、トナーの空気抵抗、などの影響が低減され、トナー量は上昇する。
【０１１４】
なお、上記の説明では主に負帯電トナーを例にしているが、正帯電トナーを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  トナー担持体
３  記録媒体手段
４  トナー制御手段
５  対向電極（背面電極）
６  電圧印加手段
７  駆動回路
１１  電極
４１  トナー通過穴
４２  制御電極
４３  共通電極
１００  トナー供給ユニット
１０１  トナー担持体
１０３  中間転写記録体
１０４  トナー制御手段
１５０  記録紙
【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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