(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収納する筐体と、
該筐体に回転自在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トナーを担持するトナー担持体と、
トナー担持体軸方向に沿って複数の孔が列をなした孔列が形成され、所定の間隔をあけて前記トナー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、
前記複数の孔それぞれに対応させて前記孔形成部材に設けられ、前記トナー担持体からトナー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、
前記トナー担持体を覆うように前記筐体に設けられ、少なくとも前記孔形成部材に形成された前記孔列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トナー担持体軸方向にわたって保持し、該トナー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トナー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とを備え、
画像情報に基づいて前記飛翔電界の形成によって前記トナー担持体から選択的に飛翔させ前記孔を通過したトナーを、前記孔形成部材を介して該トナー担持体に対向するように画像形成装置内に配設され該トナー担持体から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極に巻き付いて当接した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用いられる作像装置において、
前記位置決め部材は、前記トナー担持体の回転軸を中心に前記筐体に対して回動可能であ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、
前記位置決め部材は、自身単体で前記筐体に対し着脱可能または前記孔形成部材が前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、
前記筐体に対して前記位置決め部材を装着した際に、前記トナー担持体の軸または該トナー担持体の軸を受け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、
前記トナー担持体の軸を受ける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１、２または３の作像装置において、
前記筐体に形成された前記開口のトナー担持体回転方向上流側及び下流側それぞれに、該開口からトナーが漏れ出すことを抑えるシール部材を有し、
それらシール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口の幅が、前記位置決め部材の前記開口部のトナー担持体回転方向の開口の幅よりも広いことを特徴とする作像装置。
【請求項５】
請求項４の作像装置において、
前記シール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口の幅の大きさは、前記位置決め部材を前記トナー担持体の回転軸を中心に前記筐体に対して回動させた際に該位置決め部材の開口部がトナー担持体回転方向で移動可能な範囲よりも広い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、
前記位置決め部材には自身の側壁に取り付けられた前記孔形成部材の表面よりも外側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする作像装置。
【請求項７】
請求項６の作像装置において、
前記位置決め部材の前記突出部が画像形成装置本体側に設けられた部材に対して押し付けられることにより、画像形成装置本体側に対する前記孔形成部材の位置決めがなされることを特徴とする作像装置。
【請求項８】
請求項７の作像装置において、
前記画像形成装置本体側の部材が、ベルト部材を張架して支持する支持ローラの回転軸であることを特徴とする作像装置。
【請求項９】
トナーを収納する筐体と、
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トナーを担持するトナー担持体と、
複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて前記トナー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、
前記複数の孔それぞれに対応させて前記孔形成部材に設けられ、前記トナー担持体からトナー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、
前記孔形成部材を介して前記トナー担持体に対向するように配設され、該トナー担持体から飛翔したトナー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、前記飛翔電界の形成によって前記トナー担持体から選択的に飛翔させたトナーを、前記孔を通して前記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、
前記作像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７または８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、記録紙や転写体などに対し、飛翔させたトナー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１４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１４において、トナー担持体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。このトナー担持体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体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体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１４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】
トナー担持体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、トナー担持体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とトナー担持体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体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り付けられ、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、トナー担持体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、トナー担持体の軸方向両端に、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体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体に対し孔形成部材の位置決めをすることで、トナー担持体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。
【発明の概要】
【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体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体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体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、トナー担持体軸方向でトナー供給ギャップがばらつき、トナー担持体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】
本出願人は、特願２００８−２７３５０８号（以下、「先願」という）において、これらの問題を解決し得る作像装置を提案した。
【００１１】
すなわち、上記先願の作像装置は、トナーを収納する筐体に軸支され筐体に形成された開口から外部に臨むトナー担持体と、複数の孔が形成され所定間隔をあけてトナー担持体に対向するシート状の孔形成部材とが設けられている。さらに、トナー担持体を覆うように筐体に設けられ、少なくとも前記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孔形成部材をトナー担持体軸方向にわたって保持し、トナー担持体に対する孔の位置決めをする位置決め部材を備えている。
【００１２】
上記先願の作像装置においては、位置決め部材が上記側壁でトナー担持体軸方向にわたって孔形成部材を保持するので、孔形成部材がトナー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、トナー担持体と孔形成部材との間隔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。
【００１３】
また、孔形成部材に形成された複数の孔と記録部材との間の間隔である印写ギャップにばらつきがあると、各孔から記録部材に向かって飛翔するトナーの飛翔時間が一様でなくなり、記録特性（画質）が著しく低下する。印写ギャップのばらつきは、記録部材が孔形成部材との対向箇所を通過する際に振動などによって記録部材が自身の厚み方向に変位しながら移動することなどで生じる。
【００１４】
上記印写ギャップを所定の間隔に維持できるように、ローラ状の対向電極に記録部材である中間転写ベルトを巻き付けて当接させ、その当接した箇所にある中間転写ベルトと孔形成部材の複数の孔とが対向するように作像装置を配設した画像形成装置が知られている（特許文献２など）。
対向電極に中間転写ベルトが巻き付いて当接することで、中間転写ベルトが対向電極に確実に接触した状態となり、中間転写ベルトの自身の厚み方向の変位が抑えられ、孔形成部材の複数の孔と中間転写ベルトとの間の間隔である印写ギャップを所定の間隔で維持することができる。
【００１５】
図１５は、孔形成部材１０４に形成された複数の孔からトナーを飛翔させて中間転写ベルト２００上にトナー像を異なる色のトナーでそれぞれ作像する同じ構成の４つの作像装置１２０を搭載したカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００１６】
この画像形成装置も上述したように中間転写ベルト２００が各作像装置１２０に対応した対向電極２４０それぞれに巻き付いて当接しているが、通常、各対向電極２４０ごとで中間転写ベルト２００が対向電極２４０に巻き付いている箇所が、対向電極２４０の中間転写ベルト移動方向上流側に寄っていたり下流側に寄っていたりしており、その寄っている度合いも異なっていることが多い。そのため各対向電極２４０ごとに、対向電極２４０に巻き付いて当接した箇所にある中間転写ベルト２００と孔形成部材１０４の複数の孔とが対向するように、同じ構成の４つの作像装置１２０それぞれを画像形成装置内に配設すると、図１５に示すように、各作像装置１２０が異なる姿勢配置で画像形成装置内に配設される。このように各作像装置１２０が異なる姿勢配置で配設されると図１５から明らかのように、中間転写ベルト２００を中心に各作像装置１２０が扇形状に広がってしまい各作像装置間に無駄なスペースが形成されるため、画像形成装置本体が大型化してしまうといった問題が生じる。
また、各作像装置１２０が同じ姿勢配置で画像形成装置内に配設できるように、各作像装置１２０ごとで孔形成部材１０４に形成する複数の孔の形成位置を変えたりするなど、各作像装置１２０の構成を異ならせることも考えられる。しかしながら、各作像装置１２０ごとで構成を変化させると、その分、各作像装置専用の部材が必要となるためコスト上昇に繋がってしまう。
【００１７】
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、トナー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ができ、且つ、画像形成装置の大型化やコスト上昇を抑えつつ孔形成部材の複数の孔と記録部材との間の間隔である印写ギャップ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】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーを収納する筐体と、該筐体に回転自在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トナーを担持するトナー担持体と、トナー担持体軸方向に沿って複数の孔が列をなした孔列が形成され、所定の間隔をあけて前記トナー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、前記複数の孔それぞれに対応させて前記孔形成部材に設けられ、前記トナー担持体からトナー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、前記トナー担持体を覆うように前記筐体に設けられ、少なくとも前記孔形成部材に形成された前記孔列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トナー担持体軸方向にわたって保持し、該トナー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トナー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とを備え、画像情報に基づいて前記飛翔電界の形成によって前記トナー担持体から選択的に飛翔させ前記孔を通過したトナーを、前記孔形成部材を介して該トナー担持体に対向するように画像形成装置内に配設され該トナー担持体から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極に巻き付いて当接した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用いられる作像装置において、前記位置決め部材は、前記トナー担持体の回転軸を中心に前記筐体に対して回動可能であ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、前記位置決め部材は、自身単体で前記筐体に対し着脱可能または前記孔形成部材が前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、前記筐体に対して前記位置決め部材を装着した際に、前記トナー担持体の軸または該トナー担持体の軸を受け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、前記トナー担持体の軸を受ける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１、２または３の作像装置において、前記筐体に形成された前記開口のトナー担持体回転方向上流側及び下流側それぞれに、該開口からトナーが漏れ出すことを抑えるシール部材を有し、それらシール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口の幅が、前記位置決め部材の前記開口部のトナー担持体回転方向の開口の幅よりも広い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の作像装置において、前記シール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口の幅の大きさは、前記位置決め部材を前記トナー担持体の回転軸を中心に前記筐体に対して回動させた際に該位置決め部材の開口部がトナー担持体回転方向で移動可能な範囲よりも広い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、前記位置決め部材には自身の側壁に取り付けられた前記孔形成部材の表面よりも外側に突出した突出部が形成されている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６の作像装置において、前記位置決め部材の前記突出部が画像形成装置本体側に設けられた部材に対して押し付けられることにより、画像形成装置本体側に対する前記孔形成部材の位置決めがなされる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７の作像装置において、前記画像形成装置本体側の部材が、ベルト部材を張架して支持する支持ローラの回転軸であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、トナーを収納する筐体と、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トナーを担持するトナー担持体と、複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて前記トナー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、前記複数の孔それぞれに対応させて前記孔形成部材に設けられ、前記トナー担持体からトナー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、前記孔形成部材を介して前記トナー担持体に対向するように配設され、該トナー担持体から飛翔したトナー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、前記飛翔電界の形成によって前記トナー担持体から選択的に飛翔させたトナーを、前記孔を通して前記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、前記作像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の作像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明においては、トナー担持体の回転軸を中心に筐体に対する孔形成部材を保持した位置決め部材の取り付け角度を変化させることができる。これにより、筐体に対する位置決め部材の取り付け角度を変化させても、孔形成部材がトナー担持体の軸を中心に円弧状に移動することになるので、トナー担持体と孔形成部材との相対位置を所定の位置関係で維持することができる。
また、画像形成装置内に本発明の作像装置を配設する際、記録部材が電極に巻き付いて当接した箇所に応じて筐体に対する孔形成部材を保持した位置決め部材の取り付け角度を変化させる。これにより、記録部材が電極に巻き付いて当接した箇所にある記録部材と、位置決め部材が保持する孔形成部材に形成された複数の孔とを対向させることが可能となる。つまり、画像形成装置内に本発明の作像装置を複数同じ姿勢配置で配設しても、各作像装置ごとで筐体に対する孔形成部材を保持した位置決め部材の取り付け角度を変化させることにより、何れの作像装置に対しても対向電極に巻き付いて当接した箇所にある記録部材と孔形成部材の複数の孔とを対向させることが可能となる。
これにより、従来の画像形成装置のように、記録部材と孔形成部材の複数の孔とが対向するように各作像装置それぞれを傾けて画像形成装置本体内に配設するような構成を採用した場合よりも、各作像装置間に無駄なスペースが形成されるのを抑えることができ、画像形成装置の大型化を抑制することができる。
また、筐体に対する孔形成部材を保持した位置決め部材の取り付け角度を変化させることで、対向電極に巻き付いて当接した箇所にある記録部材と孔形成部材の複数の孔とを対向させることが可能となるので、各作像装置として同じ構成のものを用いることができる。よって、各作像装置ごとで孔形成部材に形成する複数の孔の形成位置を変えたりするなど、各作像装置の構成を異ならせることで、各作像装置専用の部材が必要となりコストが上昇しまうのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本発明によれば、トナー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ができ、且つ、画像形成装置の大型化やコスト上昇を抑えつつ孔形成部材の複数の孔と記録部材との間の間隔である印写ギャップを所定の間隔に設定し維持できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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】画像形成装置の要部を示した概略構成図。
【図９】プリンタユニットのホルダ近傍と対向ローラ近傍の拡大断面図。
【図１０】トナー制御手段を中間転写ベルトを張架する対向ローラ側から見た平面図。
【図１１】トナー担持体の回転方向に対して上流側と下流側とにシール部材を設けた場合のプリンタユニットの模式図。
【図１２】突出部を有するホルダが取り付けられたプリンタユニットの模式図。
【図１３】プリンタユニットのホルダと対向ローラの軸との嵌合部近傍を示した拡大図。
【図１４】従来の直接記録方式の装置の基本構成を示す模式図。
【図１５】従来の作像装置を４つ搭載したカラー画像形成装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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からバイアス電圧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。
【００２８】
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（記録媒体側の電極を内部電極とする構成）また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。
【００２９】
ここで、トナー担持体１の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に平均電位Ｖｓのパルス電圧を印加するとき、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の表面とトナー制御手段４のトナー担持体側面（トナー担持体１側の表面の意味）との間の距離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。
【００３０】
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。
【００３１】
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）はトナー制御手段４の印写面側の説明図、図４（ｂ）はトナー制御手段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（トナー担持体側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０μｍ〜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２０μｍ〜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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）はトナー制御手段４の印写面側の説明図、図５（ｂ）はトナー制御手段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（トナー担持体側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０μｍ〜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２０μｍ〜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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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にバイアス電圧Ｖｐが印加される。
【００３９】
この状態で、トナー制御手段４の共通電極４３に対してバイアス電圧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。
【００４０】
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（跨いで）ループ状に電気力線１０が形成される。
【００４１】
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。
【００４２】
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について説明する。
【００４３】
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を取り付けるホルダ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の組み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。
【００４４】
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。
【００４５】
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を取り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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、本実施例では、供給ギャップ及び印写ギャップの精度を高いレベルで設定し、それら精度の維持安定性も高いものとするために、トナー担持体１の軸１ａまたは図１のようなトナー担持体１の軸受１ｂをホルダ１４の取り付け基準（供給ギャップ設定基準）とすると共に、トナー担持体１の軸１ａを中心にホルダ１４が角度可変できるようにしている。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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上に着弾させ印写する。
【００５１】
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。
【００５２】
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）が開口しており、その開口からトナー担持体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の組み立て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に対して取り付けや取り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。
【００５３】
現像ユニットケース１３ｄのトナー担持体１が支持され露出している開口側の面（図の右側面）は、トナー担持体１を覆うように取り付けられるホルダ１４がその開口側の面の蓋の役割を果たすので、現像ユニットケース１３ｄの開口側の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の側板１３ｄ−１（図の奥側の側板も含む）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、トナー担持体１の軸１ａを中心とする曲率を有した長孔１３ｇがあけられている。
【００５４】
図７（ａ）はホルダ１４の側面図、図７（ｂ）はその正面図（一部）である。図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いてホルダ１４を説明する。ホルダ１４は、ホルダ１４を現像ユニット１３に取り付けた時に、トナー制御手段４（トナー通過孔４１列）がトナー担持体１と対向して、所定の供給ギャップを形成し設定できるようにするものである。ホルダ１４の図７（ａ）中右側の側面部１４ａは、トナー制御手段４の位置決めや面形状（湾曲形状）を形成するためなどに、トナー制御手段４のほぼ全域をガイドする部分であり、トナー制御手段４はホルダ１４の側面部１４ａに密着するように取り付けられる。
【００５５】
ホルダ１４の内側空間は、トナー担持体１が余裕をもって入り込むように大きな空間を有している。この空間は、ホルダ１４の着脱時や角度可変時などにトナー担持体１を傷つけないようにするためと、ホルダ１４を現像ユニット１３に取り付けてトナー担持体１を回動させたときに、狭空間だと気流によるトナー飛散を起こすので、それを防ぐためでもある。
【００５６】
また、側面部１４ａのトナー担持体１とトナー制御手段４とがホルダ１４を介して対向する位置には、側面部１４ａと内側空間とを貫通する開口部１４ｃが、トナー通過孔４１列の孔列領域より僅かに広い大きさの形状寸法で開けられている。トナー担持体１からトナー制御手段４（トナー通過孔４１列）へのトナー飛翔は開口部１４ｃを介して行われる。なお、開口部１４ｃの開口面積はできるだけ広くしないほうが良い。その理由は、側面部１４ａによるガイドがない部分ではトナー制御手段４に撓みや歪み、振動などが発生する恐れがあり、それを防ぐには側面部１４ａによってトナー制御手段４を広範囲にわたってガイドできるようにトナー飛翔機能を妨げない程度に開口部１４ｃの開口面積を狭くした方が良いからである。
【００５７】
以上のようにホルダ１４を構成することにより、トナー制御手段４は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。
【００５８】
また、図７（ａ）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、凸部１４ｅで囲まれた『Ｕ』字状の切り欠き１４ｄ−１が設けられている。軸受１ｂと切り欠き１４ｄ−１との嵌合関係は、ホルダ１４の図７（ａ）中の上下方向と左右方向（左右方向の位置決めは右側のみ）であり、軸受１ｂの中心位置、即ちトナー担持体１の回転軸中心の位置と切り欠き１４ｄ−１の中心位置４ｄ−２とが重なるようにしている。つまり、この位置が現像ユニット１３（トナー担持体１）に対するホルダ１４の取り付け基準（供給ギャップ設定基準）であり、ホルダ１４の角度可変中心となる。軸受１ｂを『Ｕ』字の切り欠き１４ｄ−１の突き当たりまで嵌入させ、その状態でトナー担持体１の軸１ａを中心にホルダ１４を角度可変することで、現像ユニット１３（トナー担持体１）に対するトナー制御手段４（トナー通過孔４１列）の最適な位置と角度の設定を行うことができる。
【００５９】
また、前述したようにホルダ１４は現像ユニット１３の開口側の面（図６の右側面）の蓋の役割を果たすように現像ユニット１３に取り付けられる。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側面部外側にホルダ１４の手前と奥それぞれにある側面部内側が接触しながら装着される。これで、現像ユニット１３に対するホルダ１４のトナー担持体回転軸方向の位置が決まる。また、ホルダ１４の位置と角度の設定後に２箇所のネジ穴１４ｆと現像ユニット１３の２箇所の長孔１３ｇとにネジなどを通して締結し、現像ユニット１３にホルダ１４を固定することも可能である。
【００６０】
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、メーカー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１２など消耗部品の環境への影響は大きく、多くのメーカー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み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。
【００６１】
ホルダ１４へのトナー制御手段４の取り付けは、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の位置決めを行ない、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。
【００６２】
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の側面に取り付ける。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、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）に向かって引っ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に取り付けるなどの方法を採るのが望ましい。
【００６３】
また、万が一、トナー制御手段４をホルダ１４に取り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。
【００６４】
ここで、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と嵌合する軸受と、現像ユニット１３にトナー担持体１を支持する軸受との二つの軸受に分割しても良い。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を設けている。
【００６５】
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。ところが、本実施例では軸受を基準にホルダ１４の位置、すなわち、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、ホルダ１４と嵌合する軸受はトナー担持体１を支持する軸受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ことにより軸受精度の問題が生じるのを抑制できる。
【００６６】
図８は転写媒体として中間転写ベルト２０を用いたフルカラー画像を形成する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。
【００６７】
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。
【００６８】
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間隔を置いて順次配置されている。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
本実施形態の画像形成装置では、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、画像形成装置の小型化が可能となる。
【００７５】
なお、本実施形態では中間転写ベルト２０を用いた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画像形成装置でも構わない。例えば、複数のローラによって張架された用紙搬送ベルトの表面に担持されて搬送される用紙上に直接、各色のプリンタユニット１２から各色のトナーを印写するタイプの画像形成装置でも良い。
【００７６】
ここで、複数のローラによって張架された中間転写ベルト２０には、中間転写ベルト回転方向に沿ったシワが生じる場合がある。トナー制御手段４と中間転写ベルト２０との間隔は数百μｍから１ｍｍ程度で規制されるため、中間転写ベルト２０に生じたシワによりトナー制御手段４と中間転写ベルト２０との間隔が狭まり、トナー制御手段４と中間転写ベルト２０とが接触してしまいトナー画像を乱すことがある。トナー制御手段４と中間転写ベルト２０とが接触しないまでも、トナー制御手段４と中間転写ベルト２０との位置関係が変わりトナー制御手段４と中間転写ベルト２０との間隔が変動してしまいトナー画像が乱れることがある。このような不具合が生じるのを回避するためには、中間転写ベルト２０を張架するローラへの中間転写ベルト２０の巻きつき量を増やすことで中間転写ベルト２０に上述したようなシワが生じるのを抑えることができる。ところが、この場合、プリンタユニット本体に対するホルダ１４及びトナー制御手段４の最適な位置が、色毎に異なってしまう。そこで、本実施形態では、簡易な構成によりホルダ１４及びトナー制御手段４の位置を画像形成に最適な位置に設置できるようにしている。
【００７７】
図９は装置を断面方向から見たものであり、図１０はトナー制御手段４を中間転写ベルト２０を張架する対向ローラ２４側から見た平面図である。トナー制御手段４の最適な設置位置は、トナー担持体１と対向ローラ２４との軸中心を結んだ直線に対して、トナー制御手段４に形成された複数のトナー通過孔４１の分布中央面が直交する位置である。
【００７８】
上述したような中間転写ベルトに生じ得るシワについては、図９に示すように中間転写ベルト２０を張架する対向ローラ２４への中間転写ベルト２０の巻きつき量を増やすことで抑えることができる。
【００７９】
トナー制御手段４には、トナーを飛翔させるトナー通過孔４１が図１０に示すように８列千鳥配置で設けられており、作像の流れ方向（トナー担持体軸方向に直交する方向）に対するトナー通過孔４１の端から端までの分布距離が２ｍｍから３ｍｍとなっている。このトナー通過孔４１の分布領域に対してできるだけ中間転写ベルト２０の対向ローラ２４への巻きつき領域を大きく取ることが望ましい。なお、トナー制御手段４に設けられたトナー通過孔４１の分布は、すべてのトナー通過孔４１がホルダ１４の開口部１４ｃの開口内に収まるようにする。
【００８０】
中間転写ベルト２０を介して各色のプリンタユニット１２に対向する対向ローラ２４に対して中間転写ベルト２０の巻きつき領域を増やすと、図８に示すように中間転写ベルト２０は少なくとも５つの辺からなる構成となる。また、このような構成により、各プリンタユニット１２のトナー制御手段４の最適な設置角度が異なることになる。そのため、トナー制御手段４を最適な位置に設定するには、ホルダ１４の位置を規定すれば良い。
【００８１】
そこで、本実施形態では、プリンタユニット１２の設置時にトナー制御手段４が最適な位置になるよう、図１に示すように、ホルダ１４をトナー担持体１の軸１ａを中心に回転できる構成としている。また、図１１に示すように、トナー担持体１の回転方向に対して上流側と下流側とには、トナーが外に漏れるのを防止するためのシール部材が設けられている。ホルダ１４はプリンタユニット１２に対して回転自在であるが、ホルダ１４の回転の限界位置は、ホルダ１４の開口部１４ｃがトナー担持体１上の上流側と下流側とのシール部材に囲まれた領域内に収まるように設定される。また、トナー担持体１の軸を中心に回転するホルダ１４の回転に合わせて電装基材４ａがプリンタユニット１２の側面に沿って自由に移動できるようにしておく。
【００８２】
ここで、各色のプリンタユニット１２でトナー制御手段４を最適な位置に容易に設置できるよう、ホルダ１４には図１２に示すように装置本体側に向かって凹形状１４０ａを持った突出部１４０を設けると良い。
【００８３】
プリンタユニット１２は、図８の水平方向に図中左から図中右に沿った図示しないレールもしくは溝にそって挿入され、プリンタユニット１２の交換性が容易となっている。プリンタユニット１２は、装置本体への挿入後に装置本体の図示しない外装カバーを閉じることで、後ろから外装カバーに設けられた図示しないバネなどにより押圧される構成になっており、それによりプリンタユニット１２が装置本体内で中間転写ベルト側に押し付けられる。その際に、図１３に示すように、ホルダ１４の突出部１４０が装置本体側の対向ローラ２４の軸２４ａと噛み合い、突き当たることでトナー担持体１の軸１ａを中心にホルダ１４が回転して位置が決まり、各色のプリンタユニット１２ごとでトナー制御手段４と中間転写ベルト２０との間の距離が画像形成に最適な距離となるような位置関係で最適に規制される。
【００８４】
また、対向ローラ２４の軸２４ａにベアリングを取り付け、そのベアリングに対してホルダ１４の突出部１４０が突き当たる構成にした方が、対向ローラ２４の回転によるホルダ１４の突出部１４０との摩擦を押さえることができるのでより望ましい。
【００８５】
以上、本実施形態によれば、トナー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に回転自在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１３内に収容されたトナーを担持するトナー担持体１と、トナー担持体軸方向に沿って複数の孔であるトナー通過孔４１が列をなした孔列が形成され、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トナー制御手段４と、複数のトナー通過孔４１それぞれに対応させてトナー通過孔４１に設けられ、トナー担持体１からトナー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、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電極４に形成された上記孔列と対向する箇所に開口部１４ｃが形成された自身の側壁でトナー制御手段４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に対するトナー制御手段４の位置決めをする位置決め部材であるホルダ１４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上記トナー担持体から選択的に飛翔させ上記孔を通過したトナーを、上記孔形成部材を介して上記トナー担持体に対向するように画像形成装置内に配設され上記トナー担持体から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極である背面電極３１に巻き付いて当接した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用いられる作像装置において、ホルダ１４は、トナー担持体１の回転軸である軸１ａを中心に現像ユニットケース１３ｄに対して回動可能である。これにより、上述したように、供給ギャップと共に、印写ギャップの高精度設定や維持などが可能となるので、高品質な画像を影響することができる。また、プリンタユニット１２の配置姿勢を所望な姿勢に設定することができるようになる。
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１ａまたはトナー担持体１の軸１ａを受け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の軸１ａを受ける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、現像ユニットケース１３ｄに形成された開口のトナー担持体回転方向上流側及び下流側それぞれに、前記開口からトナーが漏れ出すことを抑えるシール部材を有し、それらシール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口の幅が、ホルダ１４の開口部１４ｃのトナー担持体回転方向の開口の幅よりも広いことで、トナー制御手段４に対して常にトナー担持体１上のトナーが対向するように維持できる。
また、本実施形態によれば、シール部材で構成される前記開口のトナー担持体回転方向の開口幅の大きさが、ホルダ１４をトナー担持体１の軸１ａを中心に現像ユニットケース１３ｄに対して回動させた際にホルダ１４の開口部１４ｃがトナー担持体回転方向で移動可能な範囲よりも広いことで、トナー制御手段４に対して常にトナー担持体１上のトナーが対向するように維持できる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４には自身の側壁に取り付けられたトナー制御手段４の表面よりも外側に突出した突出部１４０が形成されていることで、画像形成装置本体側に対して画像形成に最適な距離となるような適切な位置にトナー制御手段４を設置することができる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４の突出部１４０が画像形成装置本体側に設けられた部材である対向ローラ２４の軸２４ａに対して押し付けられることにより、画像形成装置本体側に対するトナー制御手段の位置決めがなされることで、画像形成装置本体側に対して画像形成に最適な距離となるような適切な位置に設置することができる。
また、本実施形態によれば、ホルダ１４の突出部１４０を押し付ける画像形成装置本体側の部材が、ベルト部材である中間転写ベルト２０を張架して支持する支持ローラである対向ローラ２４の回転軸である軸２４ａであることで、中間転写ベルト２０に対してトナー制御手段４を画像形成に最適な距離となるような適切な位置に設置することができる。
また、本実施形態によれば、トナー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内に収容されたトナー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トナー制御手段４と、複数のトナー通過孔４１それぞれに対応させてトナー制御手段４に設けられ、トナー担持体１からトナー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、からなる作像手段と、トナー制御手段４を介してトナー担持体１に対向するように配設され、トナー担持体１から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極である背面電極３１とを備え、画像情報に基づいて、前記飛翔電界の形成によってトナー担持体１から選択的に飛翔させたトナーを、トナー通過孔４１を通して背面電極３１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、前記作像手段として、本発明のプリンタユニット１２を用いたことで、供給ギャップ設定と共に、最適な印写ギャップ設定、すなわち、記録媒体に対するトナー制御手段４（トナー通過孔４１）の最適な位置と角度の設定を行うことのできるプリンタユニット１２を搭載するので、高品質な画像の形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１        トナー担持体
１ａ      軸
１ｂ      軸受
３        記録媒体
４        トナー制御手段
４ａ      電装基材
４ｄ      中心位置
５        電圧印加手段
６        制御パスル発生手段
７        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    長孔
１４      ホルダ
１４ａ    側面部
１４ｃ    開口部
１４ｄ    側面部
１４ｅ    凸部
１４ｆ    ネジ穴
１４ｇ    基準ピン
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
２４ａ    軸
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
４１      トナー通過孔
４２      制御電極
４２ａ    リードパターン
４３ａ    リードパターン
４３      共通電極
４５      絶縁基板
１０４    孔形成部材
１２０    作像装置
１４０    突出部
１４０ａ  凹形状
２００    中間転写ベルト
２４０    対向電極
５０１    トナー担持体
５０２    孔
５０４    飛翔電極
５０６    対向電極
５０７    記録紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特許第２９１００１９号公報
【特許文献２】ＷＯ０１／０３２４３２号公報
【図１】
0005448074.tif 000002
【図２】
0005448074.tif 000003
【図３】
0005448074.tif 000004
【図４】
0005448074.tif 000005
【図５】
0005448074.tif 000006
【図６】
0005448074.tif 000007
【図７】
0005448074.tif 000008
【図８】
0005448074.tif 000009
【図９】
0005448074.tif 000010
【図１０】
0005448074.tif 000011
【図１１】
0005448074.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005448074.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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