(57)【要約】【課題】トナー担持スリーブの表面に付着させたトナーを用いて直接記録方式を行う構成に比べて、記録オン電圧のスイッチング用ＩＣの低コスト化を図り、且つ、回路基板表面の孔近傍箇所にトナーを付着させることに起因する画像濃度不足の発生を抑える。【解決手段】直接記録方式において、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上で、その表面に沿って並ぶ第１電極３３ａＹと第２電極３３ｂＹとの間でトナー粒子Ｔを繰り返しホッピングさせるようにした。また、第１電極３３ａＹに対して繰り返しパルス電圧を印加する一方で、第２電極３３ｂＹに対してその繰り返しパルス電圧の波高の中心値と同じ値の一定電圧を印加してトナー粒子Ｔをホッピングさせるようにした。【選択図】図１０
2011156756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を厚み方向に貫通する貫通孔及びこれの近傍に設けられた孔近傍電極の組合せである孔電極組を複数具備する回路基板と、
自らの無端移動する表面に沿って並ぶ第１電極及び第２電極の組合せを複数具備し、前記表面に担持したトナー中のトナー粒子を前記第１電極と前記第２電極との間で繰り返しホッピングさせるトナー担持体と、
前記回路基板に対してトナー担持体側とは反対側から対向する対向電極と、
前記第１電極に第１電圧を印加し且つ前記第２電極に第２電圧を印加してトナー粒子を両電極間で繰り返しホッピングさせるホッピング用電圧印加手段と、
画像形成対象となる記録部材の画像部にドットを記録するドット記録処理を実施するときには、前記回路基板における複数の貫通孔のうち、前記ドットに対応する位置にある貫通孔である画像孔と前記組合せをなしている前記孔近傍電極に対して、記録オン電圧を印加して、前記トナー担持体の表面上でホッピング中のトナー粒子を前記画像孔に進入させる一方で、前記ドット記録処理を実施しないときには、複数の貫通孔に対して記録オフ電圧を印加して、ホッピング中のトナー粒子の貫通孔への進入を阻止する記録電圧印加手段とを備え、
前記画像孔に進入したトナー粒子を前記対向電極に向けて飛翔させて、前記対向電極又はこれの表面上にある記録部材にドットを記録する画像形成装置において、
前記第１電圧と前記第２電圧とのうち、何れか一方として、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す繰り返しパルス電圧を印加し、且つ、他方として、前記繰り返しパルス電圧の最小値と最大値との中心の値の一定電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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】
基板を厚み方向に貫通する貫通孔及びこれの近傍に設けられた孔近傍電極の組合せである孔電極組を複数具備する回路基板と、
自らの無端移動する表面に沿って並ぶ第１電極及び第２電極の組合せ複数具備し、前記表面に担持したトナー中のトナー粒子を前記第１電極と前記第２電極との間で繰り返しホッピングさせるトナー担持体と、
前記回路基板に対してトナー担持体側とは反対側から対向する対向電極と、
前記第１電極に第１電圧を印加し且つ前記第２電極に第２電圧を印加してトナー粒子を両電極間で繰り返しホッピングさせるホッピング用電圧印加手段と、
画像形成対象となる記録部材の画像部にドットを記録するドット記録処理を実施するときには、前記回路基板における複数の貫通孔のうち、前記ドットに対応する位置にある貫通孔である画像孔と前記組合せをなしている前記孔近傍電極に対して、記録オン電圧を印加して、前記トナー担持体の表面上でホッピング中のトナー粒子を前記画像孔に進入させる一方で、前記ドット記録処理を実施しないときには、複数の貫通孔に対して記録オフ電圧を印加して、ホッピング中のトナー粒子の貫通孔への進入を阻止する記録電圧印加手段とを備え、
前記画像孔に進入したトナー粒子を前記対向電極に向けて飛翔させて、前記対向電極又はこれの表面上にある記録部材にドットを記録する画像形成装置において、
前記第１電圧、第２電圧としてそれぞれ、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返し、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さく、且つ互いに同位相の繰り返しパルス電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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２の画像形成装置において、
前記第２電圧として、前記第１電圧よりも振幅が大きい又は小さい繰り返しパルス電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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２の画像形成装置において、
記録部材に画像を形成するための画像形成動作を行っていないときには、前記第１電圧、第２電圧としてそれぞれ、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、且つ立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さい同一の繰り返しパルス電圧を所定のタイミングで印加する一方で、
前記画像形成動作を行っているときには、前記第１電圧、第２電圧として、互いに異なるものを印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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１又は３の画像形成装置において、
記録部材に画像を形成するための画像形成動作を行っていないときには、前記第１電極と前記第２電極とに対してそれぞれ、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、且つ立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さい同一の繰り返しパルス電圧を所定のタイミングで印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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又は５の画像形成装置において、
前記所定のタイミングで前記第１電極と前記第２電極とに対してそれぞれ印加する同一の繰り返しパルス電圧として、前記画像形成動作中に前記第１電圧や第２電圧として印加する繰り返しパルス電圧よりも、ピークツウピーク値の大きなものを用いる処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れかの画像形成装置において、
前記所定のタイミングで前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ印加される同一の繰り返しパルス電圧の最小値と最大値との中心の値よりも、トナーの正規帯電極側にシフトした値の電圧を、前記所定のタイミングで前記孔近傍電極に印加する処理を実施するように、前記記録電圧印加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、直接記録方式とホッピング方式とを併用して画像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直接記録方式によって画像を形成する画像形成装置が知られている。直接記録方式では、潜像を形成してからその潜像にトナーを付着させるという間接的な電子写真プロセスによらずに、次のようなプロセスによってトナー像を形成する。即ち、潜像を形成していない記録体のドット形成領域に対してトナーを選択的に付着させるという直接的なプロセスである。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。同図において、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る。表面にトナー粒子Ｔを担持したトナー担持ローラ９０１の図中下方には、複数の貫通孔９０２を具備する回路基板９０３が配設されている。貫通孔９０２の周囲には、孔を囲む孔近傍電極としてのリング状の飛翔制御電極９０４が形成されている。同図では、便宜上、貫通孔９０２と飛翔制御電極９０４との組合せを１つしか図示していないが、実際には複数設けている。
【０００３】
回路基板９０３の図中下方には、回路基板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粒子Ｔを表面に担持する。この状態で、複数の貫通孔９０２のうち、記録紙９０７の画像部に対応する位置にある貫通孔９０２である画像孔を囲んでいる飛翔制御電極９０４に対し、例えばプラス極性の記録オン電圧を印加したとする。すると、トナー担持ローラ９０１の表面上において、その飛翔制御電極９０４と対向する位置にあるトナー粒子Ｔに、ローラ側から電極側に向かう静電気力が作用する。これにより、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になっている対向電極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９０７７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形成する。
【０００４】
このような直接記録方式においては、複数の飛翔制御電極９０４に対する記録オン電圧の入切を、それぞれ専用のＩＣによって個別に行う必要があり、そのＩＣはかなりの数になる。例えば、６００［ｄｐｉ］の解像度で画像を形成する仕様では、貫通孔９０２と飛翔制御電極９０４との組合せを４９６０組設ける必要があるため、前述のＩＣが４９６０個必要になる。一般に、ＩＣはその耐電圧が高くなるほど高価になるため、直接記録方式では記録オン電圧の値をできるだけ低く抑えることが重要になる。ところが、鏡像力、ファンデルワールス力、液架橋力などによるトナー担持ローラ９０１とトナー粒子Ｔとの付着力に打ち勝てる電界を形成するためには、記録オン電圧の値を少なくとも５００［Ｖ］以上にする必要がある。このことが、低コスト化を図る上での障害になっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の画像形成装置では、直接記録方式において、トナー担持ローラの表面に吸着させたトナーではなく、その表面上でホッピングさせたトナーを用いるホッピング方式を採用している。詳しくは、この画像形成装置は、トナー担持ローラ９０１として、図２に示すような第１電極たるＡ相電極９０１ａと第２電極たるＢ相電極９０１ｂとを周方向に交互に配設したものを用いる。Ａ相電極９０１ａに対しては、図３に示すようなＡ相繰り返しパルス電圧を印加する。また、Ｂ相電極９０１ｂに対しては、図示のように、Ａ相繰り返しパルス電圧と逆位相で、且つ位相以外の条件がＡ相繰り返しパルス電圧と同じ条件に調整したＢ相繰り返しパルス電圧を印加する。この印加により、トナー担持ローラ９０１の表面上において、互いに隣り合うＡ相電極９０１ａとＢ相電極９０１ｂとの間でトナー粒子をホッピングによって往復移動させる。このようにしてトナー粒子をホッピングさせているトナー担持ローラ９０１を回転させて、ホッピング中のトナー粒子を回路基板９０３の貫通孔９０２との対向位置に搬送する。トナー粒子をホッピングさせていることで、トナー担持ローラ９０１の表面とトナー粒子との付着力を無くしているので、トナー粒子を貫通孔９０２に通すための電界として、前記表面との付着力に打ち勝つほど強いものを形成する必要がなくなる。よって、上述した記録オン電圧を大幅に低減して、記録オン電圧のスイッチング用のＩＣの低コスト化を図ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、かかる構成では、ベタ画像などといった画像面積率の高い画像を連続して出力すると、画像濃度を次第に低下させていき、やがて画像濃度不足を引き起こしてしまうという現象を発生させ易くなることが、本発明者らの実験によって判明した。そこで、本発明者らは、かかる現象を引き起こしてしまう原因について鋭意研究したところ、次のようなことがわかってきた。即ち、トナー粒子Ｔをホッピングさせた状態では、図４に示すように、回路基板９０３の飛翔制御電極９０４に記録オン電圧を印加して一部のトナー粒子Ｔを貫通孔９０２に進入させる際、孔周囲のトナー粒子Ｔを基板表面の孔周囲箇所に付着させる。基板表面の孔周囲箇所には、トナーとは逆極性の記録オン電圧が印加される飛翔制御電極９０４が存在するからである。記録オン電圧の印加時間は長くてもせいぜい数百［ｍｓｅｃ］程度であり、その印加が終わると、飛翔制御電極９０４にはトナーと同極性の記録オフ電圧が印加される。これにより、通常は基板表面の孔周囲箇所に付着していたトナー粒子Ｔが飛翔制御電極９０４と反発して基板表面から離れる。ところが、高画像面積率の画像を連続出力する際に、同じ飛翔制御電極９０４に対して記録オン電圧を短時間のうちに繰り返し印加していると、トナー粒子Ｔを基板表面の孔周囲箇所に強く押し付けてしまう。そして、トナー粒子Ｔと基板表面との付着力や、基板表面上のトナー粒子同士の付着力を非常に高めてしまい、飛翔制御電極９０４に記録オフ電圧を印加してもトナー粒子を基板表面から離間させることができなくなることがある。すると、多くのトナー粒子が基板表面の孔周囲箇所に付着したままの状態になり、それらトナー粒子の電荷により、貫通孔９０２に対するトナー粒子の進入を阻害する電界が孔周囲に形成されてしまう。この電界の形成により、貫通孔９０２に対するトナー通過量を低減してしまうことが、画像濃度不足を引き起こしている原因になっていることがわかった。
【０００７】
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、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、トナー担持体の表面に付着させたトナーを用いて直接記録方式を行う構成に比べて、記録オン電圧のスイッチング用ＩＣの低コスト化を図り、且つ、回路基板表面の孔近傍箇所にトナーを付着させることに起因する画像濃度不足の発生を抑えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基板を厚み方向に貫通する貫通孔及びこれの近傍に設けられた孔近傍電極の組合せである孔電極組を複数具備する回路基板と、自らの無端移動する表面に沿って並ぶ第１電極及び第２電極の組合せを複数具備し、前記表面に担持したトナー中のトナー粒子を前記第１電極と前記第２電極との間で繰り返しホッピングさせるトナー担持体と、前記回路基板に対してトナー担持体側とは反対側から対向する対向電極と、前記第１電極に第１電圧を印加し且つ前記第２電極に第２電圧を印加してトナー粒子を両電極間で繰り返しホッピングさせるホッピング用電圧印加手段と、画像形成対象となる記録部材の画像部にドットを記録するドット記録処理を実施するときには、前記回路基板における複数の貫通孔のうち、前記ドットに対応する位置にある貫通孔である画像孔と前記組合せをなしている前記孔近傍電極に対して、記録オン電圧を印加して、前記トナー担持体の表面上でホッピング中のトナー粒子を前記画像孔に進入させる一方で、前記ドット記録処理を実施しないときには、複数の貫通孔に対して記録オフ電圧を印加して、ホッピング中のトナー粒子の貫通孔への進入を阻止する記録電圧印加手段とを備え、前記画像孔に進入したトナー粒子を前記対向電極に向けて飛翔させて、前記対向電極又はこれの表面上にある記録部材にドットを記録する画像形成装置において、前記第１電圧と前記第２電圧とのうち、何れか一方として、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す繰り返しパルス電圧を印加し、且つ、他方として、前記繰り返しパルス電圧の最小値と最大値との中心の値の一定電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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、基板を厚み方向に貫通する貫通孔及びこれの近傍に設けられた孔近傍電極の組合せである孔電極組を複数具備する回路基板と、自らの無端移動する表面に沿って並ぶ第１電極及び第２電極の組合せ複数具備し、前記表面に担持したトナー中のトナー粒子を前記第１電極と前記第２電極との間で繰り返しホッピングさせるトナー担持体と、前記回路基板に対してトナー担持体側とは反対側から対向する対向電極と、前記第１電極に第１電圧を印加し且つ前記第２電極に第２電圧を印加してトナー粒子を両電極間で繰り返しホッピングさせるホッピング用電圧印加手段と、画像形成対象となる記録部材の画像部にドットを記録するドット記録処理を実施するときには、前記回路基板における複数の貫通孔のうち、前記ドットに対応する位置にある貫通孔である画像孔と前記組合せをなしている前記孔近傍電極に対して、記録オン電圧を印加して、前記トナー担持体の表面上でホッピング中のトナー粒子を前記画像孔に進入させる一方で、前記ドット記録処理を実施しないときには、複数の貫通孔に対して記録オフ電圧を印加して、ホッピング中のトナー粒子の貫通孔への進入を阻止する記録電圧印加手段とを備え、前記画像孔に進入したトナー粒子を前記対向電極に向けて飛翔させて、前記対向電極又はこれの表面上にある記録部材にドットを記録する画像形成装置において、前記第１電圧、第２電圧としてそれぞれ、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返し、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さく、且つ互いに同位相の繰り返しパルス電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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２の画像形成装置において、前記第２電圧として、前記第１電圧よりも振幅が大きい又は小さい繰り返しパルス電圧を印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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２の画像形成装置において、記録部材に画像を形成するための画像形成動作を行っていないときには、前記第１電圧、第２電圧としてそれぞれ、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、且つ立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さい同一の繰り返しパルス電圧を所定のタイミングで印加する一方で、前記画像形成動作を行っているときには、前記第１電圧、第２電圧として、互いに異なるものを印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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１又は３の画像形成装置において、記録部材に画像を形成するための画像形成動作を行っていないときには、前記第１電極と前記第２電極とに対してそれぞれ、立ち上がり時の最大値が前記記録オフ電圧よりも大きく、且つ立ち下がり時の最小値が前記記録オフ電圧よりも小さい同一の繰り返しパルス電圧を所定のタイミングで印加する処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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又は５の画像形成装置において、前記所定のタイミングで前記第１電極と前記第２電極とに対してそれぞれ印加する同一の繰り返しパルス電圧として、前記画像形成動作中に前記第１電圧や第２電圧として印加する繰り返しパルス電圧よりも、ピークツウピーク値の大きなものを用いる処理を実施するように、前記ホッピング用電圧印加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７の発明は、請求項４乃至６の何れかの画像形成装置において、前記所定のタイミングで前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ印加される同一の繰り返しパルス電圧の最小値と最大値との中心の値よりも、トナーの正規帯電極側にシフトした値の電圧を、前記所定のタイミングで前記孔近傍電極に印加する処理を実施するように、前記記録電圧印加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】
【０００９】
これらの発明においては、直接記録方式とホッピング方式とを併用することで、トナー担持体の表面に付着させたトナーを用いて直接記録方式を行う構成に比べて、記録オン電圧のスイッチング用ＩＣの低コスト化を図ることができる。
【００１０】
また、これらの発明において、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、以下に説明する理由により、回路基板表面の孔近傍箇所にトナーを付着させることに起因する画像濃度不足の発生を抑えることができる。
即ち、従来装置では、先に図３を用いて説明したように、トナー担持体のＡ相電極とＢ相電極とに対して互いに逆位相の繰り返しパルス電圧をそれぞれ印加してトナー担持体の表面上のトナー粒子をホッピングさせていた。このような電圧条件では、Ａ相電極とＢ相電極とのうち、何れか一方に対して最大値（Ｖｍａｘ）を印加し且つ他方に対して最小値（Ｖｍｉｎ）を印加しているときに、両電極間の電位差が最大になる。この最大電位差を大きくし過ぎると、両電極間で放電を発生させてしまうため、最大電位差についてはある程度の大きさに留める必要がある。従来装置では、その最大電位差が繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位と同じ値であるため、Ａ相電極やＢ相電圧に印加する繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位をある程度の大きさに留めていた。ピークツウピーク電位はトナー担持体の表面上におけるトナー粒子のホッピング高さと正の相関関係にあるため、従来装置では、結果的にホッピング高さを制限していた。一方、請求項１に係る発明においては、トナー担持体の第１電極（従来のＡ相電極に相当）と第２電極（従来のＢ相電極に相当）とのうち、何れか一方に対して図５（ａ）に示すような繰り返しパルス電圧を印加する。また、他方に対しては、図５（ｂ）に示すような、一定電圧を印加する。この一定電圧の値は、図５（ａ）に示した繰り返しパルス電圧の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）との中心の値と同じＶｏである。このような電圧条件では、繰り返しパルス電圧の値を最大値（Ｖｍａｘ）にしたときと、最小値（Ｖｍｉｎ）にしたときとでそれぞれ、第１電極と第２電極との電位差を最大にする。その最大電位差は、繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位（Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘ）のちょうど半分になる。このため、最大電位差を繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位と同じ値にしていた従来装置と比べて、ピークツウピーク電位を最大で２倍まで増大させることが可能になる。ピークツウピーク電位を増大させると、トナー担持体の表面上におけるトナー粒子のホッピング高さを従来よりも大きくする。すると、回路基板表面の孔近傍箇所（孔近傍電極の真上）に付着させてしまったトナー粒子に対して、ホッピング中のトナー粒子を衝突させ易くして、前者のトナー粒子の孔近傍箇所からの離脱を促す。これにより、従来に比べて、回路基板表面の孔近傍箇所に付着させたままにしてしまうトナー粒子の数を減らすことで、孔近傍箇所にトナーを付着させることに起因する画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００１１】
また、請求項２の発明特定事項の全てを備える発明においては、以下に説明する理由により、高画像面積率の画像を連続出力する際の画像濃度不足の発生を抑えることができる。
即ち、この発明では、トナー担持体の第１電極（従来のＡ相電極に相当）と第２電極（従来のＢ相電極に相当）とに対してそれぞれ、互いに同位相の繰り返しパルス電圧を印加する。それら繰り返しパルス電圧の最大値はそれぞれ、回路基板の孔近傍電極に印加される記録オフ電圧よりも大きい値になっている。また、それら繰り返しパルス電圧の最小値はそれぞれ、記録オフ電圧よりも小さい値になっている。このような条件において、回路基板の孔近傍電極に対して記録オフ電圧を印加している状態では、トナー担持体の第１電極上や第２電極上に着地させているトナー粒子をそれら電極上から同時に飛び上がらせることになる。そのタイミングは、互いに同位相の２つの繰り返しパルス電圧をそれぞれ同時に立ち上げる過程でそれらの値を記録オフ電圧よりも小さい状態から大きい状態に変化させたタイミング、あるいは、それら繰り返しパルス電圧を同時に立ち下げる過程でそれらの値を記録オフ電圧よりも大きい状態から小さい状態に変化させたタイミング、の何れかである。トナーとしてマイナス帯電性のものを用いる場合には後者のタイミングであり、プラス帯電性のものを用いる場合には前者のタイミングである。第１電極上、第２電極上からそれぞれ同時に飛び上がったトナー粒子は、記録オフ電圧が印加される孔近傍電極に向かう。そして、前述した２つのタイミングのうち、トナーを第１電極上や第２電極上から飛び上がらせるタイミングとは異なる方のタイミングで、トナー粒子が今度は逆に回路基板の孔近傍電極からトナー担持体の第１電極や第２電極に向かう。このようにして、トナー粒子がトナー担持体の第１電極と回路基板の孔近傍電極との間や、トナー担持体の第２電極と回路基板の孔近傍電極との間で往復移動する。かかる構成では、高画像面積率の画像を連続出力する際にトナー粒子を回路基板表面の孔近傍に付着させても、その付着箇所に対応する孔近傍電極に記録オフ電圧を印加してトナー粒子を前述のように往復移動させることで、そのトナー粒子を回路基板表面の孔近傍箇所に付着しているトナー粒子に衝突させて、後者のトナー粒子の孔近傍箇所からの離脱を促す。これにより、従来に比べて、回路基板表面の孔近傍箇所に付着させたままにしてしまうトナー粒子の数を減らすことで、孔近傍箇所にトナーを付着させることに起因する画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】直接記録方式とホッピング方式とを併用した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３】同画像形成装置のトナー担持ローラの第１電極に印加される第１繰り返し電圧と第２電極に印加される第２繰り返し電圧との経時変化を示す波形図。
【図４】同トナー担持ローラ上におけるトナー粒子のホッピング状態を示す構成図。
【図５】（ａ）は、本発明における第１電圧と第２電圧とのうち、何れか一方の経時変化の一例を示す波形図。（ｂ）は、他方の経時変化の一例を示す波形図。
【図６】第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図７】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８】同トナー担持スリーブを示す横断面図。
【図９】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１０】同画像形成部の一部とその周囲とを示す拡大構成図。
【図１１】同画像形成部の回路基板の孔近傍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１２】同回路基板を中間記録ベルト側から示す平面図。
【図１３】同回路基板をトナー担持スリーブ側から示す平面図。
【図１４】同画像形成部を示す拡大構成図。
【図１５】第１実施形態に係るプリンタの第１変形例における回路基板をトナー担持スリーブ側から示す平面図。
【図１６】第２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１７】従来装置における連続プリント枚数と画像ＩＤ（画像濃度）との関係を示すグラフ。
【図１８】（ａ）は、第１実施形態に係るプリンタのトナー担持ローラの第１電極と第２電極とのうち、何れか一方に対して印加される電圧の経時変化を示す波形図。（ｂ）は、他方の電極に印加される電圧の経時変化を示す波形図。
【図１９】同プリンタにおける連続プリント枚数と画像ＩＤ（画像濃度）との関係を示すグラフ。
【図２０】（ａ）は、第２実施形態に係るプリンタのトナー担持ローラの第１電極と第２電極とのうち、何れか一方に対して印加される電圧の経時変化を示す波形図。（ｂ）は、他方の電極に印加される電圧の経時変化を示す波形図。
【図２１】実施例に係るプリンタにおける第１電圧と第２電圧とを示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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）の第１実施形態について説明する。
まず、このプリンタの基本的な構成について説明する。図６は、第１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、このプリンタは、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。
【００１４】
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、回路基板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。
【００１５】
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。
【００１６】
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の回路基板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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図７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８は、このトナー担持スリーブ３０Ｙの横断面図である。また、図９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７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。
【００２１】
円筒部３１Ｙの周面には、図８に示すように、第１電極３３ａＹと第２電極３３ｂＹとが周方向に交互に並ぶように配設されている。第１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７を参照）。このフランジ３６Ｙにより、複数の第１電極３３ａＹが互いに電気的に導通している。また、第２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、複数の第２電極３３ｂＹが互いに電気的に導通している。
【００２２】
図７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によって第１電極用の電圧が印加される。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に印加された第１電極用の電圧は、複数の第１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によって第２電極用の電圧が印加される。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に印加された第２繰り返しパルス電圧は、複数の第２電極３３ｂＹにそれぞれ導かれる。
【００２３】
このように、第１電極３３ａＹに第１電極用の電圧が印加されるとともに、第２電極３３ｂＹに第２電極用の電圧が印加されることで、図８に示すように、トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上において、トナー粒子Ｔが第１電極３３ａＹと第２電極３３ｂＹとの間を繰り返しホッピングする。以下、トナー粒子Ｔをこのようにして繰り返しホッピングさせている状態をフレア（Ｆｌａｒｅ）という。
【００２４】
円筒部３１Ｙの周面における第１電極３３ａＹ上と第２電極３３ｂＹとの間におけるホッピングの繰り返しで、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６に示したＹ用の回路基板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回路基板１０Ｙの近傍に至ると、必要に応じて回路基板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。
【００２５】
なお、図８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トナーと第１電極３３ａＹや第２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。
【００２６】
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。第１実施形態では、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。
【００２７】
第１電極３３ａＹや第２電極３３ｂＹについては、例えば次のようにして作成する。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る。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。第１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。
【００２８】
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。
【００２９】
図１０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、表面上のトナーを第１電極と第２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用の回路基板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、回路基板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がベルトと回路基板１０Ｙとを介してトナー担持スリーブ３０Ｙに対向している。
【００３０】
回路基板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孔近傍電極１２Ｙ及び共通電極１３Ｙとを具備している。
【００３１】
図１１は、孔近傍電極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１２は、回路基板１０Ｙを中間記録ベルト（１０１）側から示す平面図である。また、図１３は、回路基板１０Ｙをトナー担持スリーブ（３０Ｙ）側から示す平面図である。図１０では、便宜上、貫通孔１４Ｙ、及び孔近傍電極１２Ｙの組合せを１つしか示していなかったが、図１３に示すように、回路基板１０Ｙには、その組合せが複数形成されている。孔近傍電極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孔近傍電極を位置させつつ、孔近傍電極と所定の間隙を維持するように形成されている。複数の孔近傍電極には、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。
【００３２】
平面方向において、リング状の孔近傍電極１２Ｙの電極幅は１０〜１００［μｍ］であり、この孔近傍電極１２Ｙから２０〜５０［μｍ］の距離をおいて、リング状の共通電極１３Ｙが孔近傍電極１２Ｙを囲んでいる。孔近傍電極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。
【００３３】
回路基板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。複数の孔近傍電極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。
【００３４】
先に図１０に示したように、搬送制御部９１Ｙは、トナー担持スリーブ３０Ｙの第１電極、第２電極に対し、第１電極用の電圧、第２電極用の電圧を印加して、スリーブ表面上のトナー粒子を両電極間でホッピングさせる。
【００３５】
一方、回路基板１０Ｙの孔近傍電極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、回路基板１０Ｙの複数の孔近傍電極１２Ｙに対する、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎや記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆ（図１１参照）の印加をそれぞれ個別に入切することができる。図１１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、上述した第１電極用の電圧や第２電極用の電圧が印加されるトナー担持スリーブ３０Ｙの平均電位を示している。この平均電位は、孔近傍電極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。
【００３６】
中間記録ベルトにドットを記録するためのドット記録処理を実施する際には、複数の孔近傍電極１２Ｙのうち、ドットに対応するものに記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎを印加する。記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加された公金帽電極１２Ｙ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、複数の孔近傍電極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。
【００３７】
貫通孔１４Ｙ及び孔近傍電極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、回路基板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。
【００３８】
トナー担持スリーブ３０Ｙの表面上でホッピングしているトナー粒子は、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加されている孔近傍電極１２Ｙの中の貫通孔１４Ｙである画像孔内に進入した後、画像孔を通過して図示しない対向電極板１０４Ｙに向けて飛翔する。そして、対向電極板１０４Ｙ上の中間記録ベルト１０１に着地してドットを形成する。
【００３９】
なお、対向電極板１０４Ｙに印加する対向バイアスＶｐの値は、回路基板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。
【００４０】
なお、孔近傍電極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。
【００４１】
図１４は、Ｙ用の画像形成部（９０Ｙ）を示す拡大構成図である。図６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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、回路基板１０Ｙに対向している。
【００５２】
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回路基板１０Ｙとの対向領域に向けて搬送される。そして、回路基板１０Ｙとの対向領域において、必要に応じて回路基板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。
【００５３】
以上の構成の本プリンタにおいては、トナー担持体の表面に付着させているトナー粒子を回路基板の画像孔内に取り込むものとは異なり、トナー担持スリーブの表面上でホッピングさせているトナー粒子を回路基板の画像孔内に取り込んでいる。これにより、回路基板の孔近傍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、複数の孔近傍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、一般的な直接記録方式では、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、トナー粒子とトナー担持体とには、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孔近傍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］程度のバイアスを孔近傍電極に印加すれば、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。
【００５４】
図１５は、第１実施形態に係るプリンタの第１変形例におけるＹ用の回路基板１０Ｙをトナー担持スリーブ（３０Ｙ）側から示す平面図である。第１変形例に係るプリンタの回路基板１０Ｙ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、孔近傍電極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。
【００５５】
図１６は、第１実施形態に係るプリンタの第１変形例における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。
【００５６】
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の第１電極や第２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、回路基板１０Ｙの貫通孔内に取り込まれてドットの形成に寄与する。
【００５７】
回路基板１０Ｙとの対向領域で回路基板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。
【００５８】
かかる構成においては、第１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。
【００５９】
次に、従来装置で発生していた不具合について説明する。
本発明者らは、第１実施形態に係るプリンタと同様の機械的構造になっているプリンタ試験機を用意した。このプリンタ試験機における諸条件は次に列記する通りである。
・トナー担持スリーブにおける第１電極や第２電極の幅Ｗ：８０［μｍ］。
・トナー担持スリーブの表面上における第１電極と第２電極との間の間隙：８０［μｍ］。
・孔近傍電極のリングの幅：８［μｍ］。
・トナー担持スリーブの回転線速：１００［ｍｍ／ｓｅｃ］。
・トナー担持スリーブと回路基板との間のギャップ：約２００［μｍ］。
・回路基板と中間記録ベルト１０１との間のギャップ：約５００［μｍ］。
・中間記録ベルト１０１の線速：４２［ｍｍ／ｓｅｃ］。
・トナー担持スリーブの表面上における単位面積当たりのトナー担持量：約０．４［ｍｇ／ｃｍ２］。
・トナー担持スリーブの表面上におけるトナーの平均帯電量：−２０〜−３０［μＣ／ｇ］。
・第１電極に印加する第１繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位：５００［Ｖ］。
・第１繰り返しパルス電圧の周波数１［ｋＨｚ］。
・第２電極に印加する第２繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電位：５００［Ｖ］。
・第２繰り返しパルス電圧の位相：第１繰り返しパルス電圧とは逆位相。
・第１、第２繰り返しパルス電圧の波形：矩形波。
・第１、第２繰り返しパルス電圧の最大値と最小値との中心の値（以下、パルス中心電圧という）：０［Ｖ］
・孔近傍電極に印加する記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎ：１２０［Ｖ］（＝パルス中心電圧＋１２０Ｖ）。
・記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎの印加時間：連続（全面ベタ印字のため、全ての孔近傍電極に対してＶｃ−ｏｎを連続して印加した）。
・対向電極板に印加する対向バイアスＶｐ：７５０［Ｖ］（パルス中心電圧＋７５０Ｖ）。
【００６０】
このような条件のプリントテスト機を用いて、複数のＡ４サイズの用紙に対して黒ベタ画像を連続して出力する連続プリント試験を行った。図１７は、この連続プリント試験における連続プリント枚数と画像ＩＤ（画像濃度）との関係を示すグラフである。図示のように、連続プリントを９枚行っただけで、画像ＩＤが１枚目に比べて約０．３も低下している。
【００６１】
本発明者らは、このような画像ＩＤの低下をきたす原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、ホッピングトナーによるフレアをトナー担持スリーブと回路基板との間に形成している状態で、画像孔に対応する孔近傍電極に対して記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎを印加すると、回路基板表面における画像孔の周囲箇所にホッピング中のトナー粒子の一部を付着させる。ベタ画像などといった高画像面積率の画像を連続出力すると、前記周囲箇所とトナー粒子との付着力や、前記周囲箇所上におけるトナー粒子同士の付着力を過剰に高めてしまう。すると、それらトナー粒子の電荷により、画像孔に対するトナー粒子の進入を阻害する電界が画像孔周囲に形成されてしまう。この電界の形成により、画像孔に対するトナー通過量を低減してしまうことが、画像濃度不足を引き起こしている原因になっていることがわかった。
【００６２】
なお、画像孔周囲の付着トナー粒子が非常に多くなってくると、付着トナー粒子で画像孔を塞いでしまい、画像を正常に記録することができなくなるおそれもある。
【００６３】
また、実験では、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎを連続して印加したが、実際の装置では、ベタ画像を出力するにしても、次のような電圧制御を行う仕様を採用することもある。即ち、ある程度の時間だけ記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎを印加して１ドットを形成した後、少しの時間だけ記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎに代えて記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加するという処理を繰り返し実施することで、副走査方向に並ぶ複数のドットを形成してベタ画像を得る仕様である。このような仕様において、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎの印加によって回路基板の孔周囲箇所にトナーを付着させた後、トナーと同極性の記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆに切り替えても、トナーを孔周囲箇所に付着させたままになることがある。電気的には、回路基板の孔近傍電極とトナーとを反発させていても、回路基板とトナーとに働く鏡像力やファンデルワールス力の方がその反発力よりも勝ってしまうからである。
【００６４】
次に、第１実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図１８（ａ）は、第１実施形態に係るプリンタのトナー担持ローラの第１電極と第２電極とのうち、何れか一方に対して印加される電圧の経時変化を示す波形図である。また、図１８（ｂ）は、他方の電極に印加される電圧の経時変化を示す波形図である。図１８（ａ）に示すように、第１実施形態に係るプリンタにおいては、第１電極に印加する第１電圧と、第２電極に印加する第２電圧とのうち、何れか一方として、所定の周期で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す繰り返しパルス電圧を印加する。また、図１８（ｂ）に示すように、他方として、一定電圧を印加する。この一定電圧は、前記繰り返しパルス電圧の最小値と最大値との中心値Ｖｏと同じ値になっている。
【００６５】
このような電圧条件では、図１８（ａ）に示した繰り返しパルス電圧の値を最大値（Ｖｍａｘ）にしたときと、最小値（Ｖｍｉｎ）にしたときとでそれぞれ、第１電極と第２電極との電位差を最大にする。その最大電位差は、繰り返しパルス電圧のピークツウピーク電圧であるＶｐｐのちょうど半分になる。すると、図３に示したような繰り返しパルス電圧の組合せを採用していた従来装置に比べて、Ｖｐｐを最大で２倍にまで増大させることが可能になる。例えば、プリント試験機では、第１電極と第２電極との間の放電を回避するためには、前述の最大電位差を５００［Ｖ］以下に留める必要があり、図３に示したような繰り返しパルス電圧の組合せを採用した場合には、Ｖｐｐを５００［Ｖ］以下に留める必要がある。これに対し、図１８（ａ）及び（Ｂ）に示した電圧の組合せを採用した場合、図１８（ａ）の繰り返しパルス電圧のＶｐｐを１［ｋＶ］と図３の２倍にしても、第１電極と第２電極との最大電位差を５００［Ｖ］に留めることが可能である。このように、第１実施形態に係るプリンタにおいては、従来装置に比べて、繰り返しパルス電圧のＶｐｐを増大させることが可能になる。
【００６６】
本発明者らは、プリンタ試験機における第１電圧及び第２電圧の組合せとして、図１８（ａ）及び（ｂ）に示した組合せを採用した。具体的には、第１電圧として、図１８（ａ）に示したような繰り返しパルス電圧を採用した。この繰り返し電圧のＶｐｐについては、先の実験の２倍である１［ｋＶ］に設定した。繰り返しパルス電圧において、Ｖｐｐ以外の条件は、先の実験と同様にした。また、第２電圧として、図１８（ｂ）に示したような一定電圧を採用した。この一定電圧は、パルス中心電圧と同じ値であるため、０［Ｖ］である。また、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎとしては、−７０［Ｖ］を採用した。それら以外の条件については、先の実験と同様に設定した。以上のような設定で、先の実験と同様に黒ベタ画像を連続プリントした。
【００６７】
なお、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎとして、先の実験では、トナーと逆極性である＋１２０［Ｖ］を採用していたのに対し、今回の実験では、トナーと同極性である−７０［Ｖ］を採用しているが、回路基板の孔周囲箇所に対するトナー付着は今回の方が発生し易くなっている。これは次に説明する理由による。即ち、先の実験では、第１電圧や第２電圧を、谷側のピーク値である−２５０［Ｖ］にしたときに、トナー粒子に対して、回路基板の孔周囲箇所に向かう方向の静電気力を最も強く付与する。その静電気力は、トナー担持スリーブの第１電極や第２電極と、回路基板の孔近傍電極との間に生ずる３７０［Ｖ］（２５０＋１２０）の電位差によるものである。これに対し、今回の実験では、第１電圧や第２電圧を、谷側のピーク値である−５００［Ｖ］にしたときに、トナー粒子に対して、回路基板の孔周囲箇所に向かう方向の静電気力を最も強く付与する。その静電気力は、トナー担持スリーブの第１電極や第２電極と、回路基板の孔近傍電極との間に生ずる４３０［Ｖ］（５００−７０）の電位差によるものであり、この電位差は先の実験よりも大きくなっている。よって、今回の実験の方が、回路基板の孔周囲箇所に対してトナーを付着させ易くなっている。
【００６８】
図１９は、今回の連続プリント試験における連続プリント枚数と画像ＩＤ（画像濃度）との関係を示すグラフである。図示のように、９枚目のプリントまで一定の画像ＩＤを維持することができている。つまり、従来装置に比べて、連続プリントの際における画像ＩＤの低下を抑え得ることが、立証されている。
【００６９】
なお、第１電圧として繰り返しパルス電圧を印加し、且つ第２電圧として一定電圧を印加する例について説明したが、第１電圧として一定電圧を印加し、且つ第２電圧として繰り返しパルス電圧を印加してもよい。また、実験では、パルス中心電圧や一定電圧として０［Ｖ］を採用したが、絶対値がゼロよりも大きい値の電圧を採用してもよい。
【００７０】
次に、本発明を適用した第２実施形態のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、第２実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
【００７１】
図２０は、（ａ）は、第２実施形態に係るプリンタのトナー担持ローラの第１電極と第２電極とのうち、何れか一方に対して印加される電圧の経時変化を示す波形図である。また、図２０（ｂ）は、他方の電極に印加される電圧の経時変化を示す波形図である。それらの図に示すように、第２実施形態に係るプリンタにおいては、第１電極に印加する第１電圧、第２電極に印加する第２電圧として、互いに同位相で立ち上がりと立ち下がりとを繰り返す繰り返しパルス電圧を採用している。それら繰り返しパルス電圧は、互いに同位相ではあるものの、振幅が互いに異なっている。具体的には、図２０（ａ）に示した繰り返しパルス電圧のＶｐｐ（振幅の倍である波高）は、図２０（ｂ）に示した繰り返しパルス電圧のＶｐｐよりも大きくなっている。それぞれの繰り返しパルス電圧における中心値Ｖｏは、互いに同じ値になっている。
【００７２】
図２０（ａ）に示した繰り返しパルス電圧の最大値Ｖｍａｘ１や、図２０（ｂ）に示した繰り返しパルス電圧の最大値Ｖｍａｘ２は何れも、回路基板の孔近傍電極に印加される記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも大きな値になっている。また、図２０（ａ）に示した繰り返しパルス電圧の最小値Ｖｍｉｎ１や、図２０（ｂ）に示した繰り返しパルス電圧の最小値Ｖｍｉｎ２は何れも、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも小さな値になっている。そして、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆは、繰り返しパルス電圧の中心値Ｖｃよりも、トナーの帯電極性側であるマイナス側に所定の値だけシフトさせたものになっている。
【００７３】
このような電位条件において、回路基板の孔近傍電極に対して記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加した状態では、トナー担持スリーブの第１電極上や第２電極上に着地させているトナー粒子をそれら電極上から同時に飛び上がらせることになる。そのタイミングは、２つの繰り返しパルス電圧を同時に立ち下げる過程でそれらの値を記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも大きい状態から小さい状態に変化させたタイミングである。
【００７４】
トナー担持スリーブの表面において、第１電極上、第２電極上からそれぞれ同時に飛び上がったトナー粒子は、記録オフ電圧が印加される孔近傍電極に向かう。そして、２つの繰り返しパルス電圧をそれぞれ同時に立ち上げる過程でそれらの値を記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも小さい状態から大きい状態に変化させたタイミングで、トナー粒子が今度は逆に回路基板の孔近傍電極からトナー担持スリーブの第１電極や第２電極に向かう。このようにして、トナー粒子がトナー担持スリーブの第１電極と回路基板の孔近傍電極との間や、トナー担持スリーブの第２電極と回路基板の孔近傍電極との間で往復移動する。
【００７５】
このような往復移動は、第１電極に印加する繰り返しパルス電圧と、第２電極に印加する繰り返しパルス電圧とを、全く同一のものにしても起こる。しかしながら、この場合、トナー担持スリーブの表面上における殆ど全てのトナー粒子について、トナー担持スリーブの第１電極、第２電極上から飛び上がらせるタイミングや、回路基板の孔近傍電極側から第１電極、第２電極に向けて逆戻りさせるタイミングを同期させてしまう。すると、前者のタイミングではトナー粒子を良好に画像孔に進入させるのに対し、後者のタイミングではトナー粒子を画像孔に進入させることが困難になる。このため、ドットに対するトナー付着量を大きく変動させて画像濃度ムラを発生させてしまう。
【００７６】
そこで、第２実施形態に係るプリンタでは、第１電極に印加する繰り返しパルス電圧と、第２電極に印加する繰り返しパルス電圧とで、ピークツウピーク電位を互いに異ならせている（ひいては振幅を互いに異ならせている）。このようにすると、第１電極と第２電極とのうち、ピークツウピーク電位の高い方の繰り返しパルス電圧を印加する電極（以下、「高振幅相電極」という）上においては、その「高振幅相電極」と、回路基板の孔近傍電極との間でトナーを往復移動させることに加えて、「高振幅相電極」と、もう一方の「低振幅相電極」との間でトナーを繰り返しホッピングさせる。この繰り返しのホッピングにより、全てのトナー粒子をほぼ同期させて第１電極や第２電極と、孔近傍電極との間を往復移動させることを回避することで、ドットに対するトナー付着量の変動を抑えることができる。
【００７７】
本発明者らは、上述したプリンタ試験機における第１電圧及び第２電圧の組合せとして、図２０（ａ）及び（ｂ）に示した組合せを採用した。具体的には、第１電圧として、図２０（ａ）に示したような繰り返しパルス電圧を採用した。その周波数は１［ｋＨｚ］であり、Ｖｐｐは１［ｋＶ］である。また、第２電圧として、図２０（ｂ）に示したような繰り返しパルス電圧を採用した。そのＶｐｐは５００［Ｖ］であり、Ｖｐｐ以外の条件はもう一方の繰り返しパルス電圧と同じである。この条件で、練連続プリント試験を実施したところ、従来装置に比べて、連続プリントの際における画像ＩＤの低下を抑え得ることが確認された。また、第１実施形態における実験よりも、画像ＩＤの低下を抑え得ることが確認された。これは、第２実施形態では、第１電極や第２電極と、回路基板の孔近傍電極との間でトナー粒子を往復移動させることで、かかる往復移動が起こらない第１実施形態に比べて、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子をより良好いはじき飛ばすことができたためと考えられる。
【００７８】
次に、第１実施形態あるいは第２実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様である。
【００７９】
実施例に係るプリンタにおいては、画像形成動作を行っていないときに、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なっている。このクリーニング処理では、４色全てのトナー担持スリーブにおいて、第１電極や第２電極に対して図２１に示すような同一の繰り返しパルス電圧を印加する。これにより、トナー担持スリーブの第１電極と回路基板の孔近傍電極との間でトナー粒子を往復移動させたり、トナー担持スリーブの第２電極と回路基板の孔近傍電極との間でトナー粒子を往復移動させたりする。
【００８０】
本発明者らは実験により、このように、第１電極と第２電極とに同一の繰り返しパルス電圧を印加すると、第２実施形態の画像形成動作中に採用する図２０（ａ）及び（ｂ）の組合せのような振幅の異なる繰り返しパルス電圧を印加する場合に比べて、貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子をより良好にはじき飛ばせることを見出した。よって、画像形成動作中に回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着させて除去し切れななかったトナー粒子を、画像形成動作を行っていないときのクリーニング処理中に良好に除去することができる。なお、前述の実験においては、クリーニング処理における繰り返しパルス電圧として、Ｖｐｐ＝１［ｋＶ］で、周波数＝１［ｋＨｚ］のものを採用した。
【００８１】
クリーニング処理を実施するタイミングとしては、プリンタの電源ＯＮ直後、電源ＯＦＦ直後、所定枚数のプリントを行う毎の非画像形成動作中などが挙げられる。
【００８２】
実施例に係るプリンタのように、クリーニング処理中に第１電極と第２電極とに同一の繰り返しパルス電圧を印加する構成では、クリーニング処理中に第１電極と第２電極とに電位差を発生させることがない。このため、その繰り返しパルス電圧として、どんなにＶｐｐの大きなものを採用したとしても、第１電極と第２電極との間で放電を発生させることはない。そこで、本発明者らは、クリーニング処理時に第１電極及び第２電極に印加する繰り返しパルス電圧のＶｐｐを、１［ｋＶ］から徐々に大きくして、最終的に２［ｋＶ］まで増加させた（周波数〜１ｋＨｚ、印加持続時間＝１０秒）。すると、Ｖｐｐを大きくするほど、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子を良好に除去し得ることがわかった。そこで、実施例に係るプリンタにおいては、クリーニング処理中の繰り返しパルス電圧として、画像形成動作中に第１電極や第２電極に印加する繰り返しパルス電圧よりもＶｐｐの大きなものを印加するように、ホッピング用電圧印加手段としての搬送制御部を構成している。
【００８３】
クリーニング処理中には、回路基板の孔近傍電極に対して、クリーニング処理中の繰り返しパルス電圧の最大値と大小値との中心値よりも、トナーの正規帯電極性側（本例ではマイナス側）にシフトした値の電圧を、孔近傍電極に印加するように、記録電圧印加手段としての記録制御部を構成している。かかる構成では、クリーニング処理中に、孔近傍電極と、第１電極や第２電極との間に、トナー粒子を相対的に前者から後者に向けて移動させる電界を形成することで、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子の同周囲箇所からの離脱を助長することができる。
【００８４】
以上、第２実施形態に係るプリンタにおいては、画像形成動作中に第２電極に印加する繰り返しパルス電圧として、第１電極に印加する繰り返しパルス電圧よりも振幅が大きい又は小さいものを印加する処理を実施するように、ホッピング用電圧印加手段としての搬送制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、第１電極と第２電極とのうち、ピークツウピーク電位の高い方の繰り返しパルス電圧が印加される方である「高振幅相電極」と、回路基板の孔近傍電極との間でトナーを往復移動させることに加えて、「高振幅相電極」と、もう一方の「低振幅相電極」との間でトナーを繰り返しホッピングさせる。この繰り返しのホッピングにより、第１電極と第２電極とに同一の繰り返しパルス電圧を印加する場合に比べて、ドットに対するトナー付着量の変動を抑えることができる。更には、第１実施形態に比べて、画像ＩＤ不足の発生を抑えることもできる。
【００８５】
また、実施例に係るプリンタにおいては、記録部材たる中間記録ベルトに画像を形成するための画像形成動作を行っていないときには、第１電圧、第２電圧としてそれぞれ、立ち上がり時の最大値Ｖｍａｘが記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも大きく、且つ立ち下がり時の最小値Ｖｍｉｎが記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆよりも小さい同一の繰り返しパルス電圧を所定のタイミングで印加する。この一方で、画像形成動作を行う際には、第１電圧、第２電圧として、互いに異なるものを印加する。かかる構成では、画像形成動作を行っていないときの所定のタイミングで、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子を画像形成動作中よりも良好に除去するクリーニング処理を実施して、次の画像形成動作中における画像ＩＤ不足をより良好に抑えることができる。
【００８６】
また、実施例に係るプリンタにおいては、非画像形成動作中の前記所定のタイミングで第１電極と第２電極とに対してそれぞれ印加する同一の繰り返しパルス電圧として、画像形成動作中に第１電圧や第２電圧として印加する繰り返しパルス電圧よりも、ピークツウピーク値の大きなものを用いる処理を実施するように、ホッピング用電圧印加手段としての搬送制御部を構成している。かかる構成では、上述したように、前記所定のタイミングで画像形成動作中と同じピークツウピーク値の繰り返しパルス電圧を印加する場合に比べて、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子をより良好に除去することができる。
【００８７】
また、実施例に係るプリンタにおいては、非画像形成動作中の前記所定のタイミングで第１電極及び前記第２電極にそれぞれ印加される同一の繰り返しパルス電圧の最小値Ｖｍａｘと最大値Ｖｍｉｎとの中心値よりも、トナーの正規帯電極側にシフトした値の電圧を、同タイミングで孔近傍電極に印加する処理を実施するように、記録電圧印加手段としての記録制御部を構成している。かかる構成では、同タイミングにおいて、孔近傍電極と、第１電極や第２電極との間に、トナー粒子を相対的に前者から後者に向けて移動させる電界を形成して、回路基板の貫通孔の周囲箇所に付着したトナー粒子の同周囲箇所からの離脱を助長することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：回路基板
１１Ｙ：絶縁性基板（基板）
１２Ｙ：孔近傍電極
１４Ｙ：貫通孔
２８Ｙ：記録制御部（記録電圧印加手段）
３０Ｙ：トナー担持スリーブ（トナー担持体）
３３ａＹ：第１電極
３３ｂＹ：第２電極
９１Ｙ：搬送制御部（ホッピング用電圧印加手段）
１０１：中間記録ベルト（記録部材）
１０４Ｙ：対向電極板（対向電極）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２００９−３９９４８号公報
【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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