JP5360554B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、直接記録方式によっ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。

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としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。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（以下、「孔−電極組」という）を１つしか図示していないが、実際には複数設けている。

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形成する。

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とからなる「孔−電極組」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。

一方、従来、いわゆるホッピング現像方式によって現像を行う画像形成装置が知られている。ホッピング現像方式では、ローラや磁性キャリアに付着させたトナー粒子を現像に用いるのではなく、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナー粒子を現像に用いる。例えば、特許文献２に記載の画像形成装置は、周方向に所定のピッチで配設された複数のホッピング電極を具備する筒状のトナー担持体を有している。複数のホッピング電極のうち、偶数番目の配列位置にあるものに対しては、互いに同じＡ相の繰り返しパルス電圧を印加する一方で、奇数番目の配列位置にあるものに対しては、互いに同じＢ相の繰り返しパルス電圧を印加する。これにより、互いに隣り合う２つのホッピング電極の間に交番電界を形成して、トナー粒子をＡ相電極とＢ相電極との間において往復でホッピングさせる。そして、トナー担持体の回転により、ホッピング中のトナー粒子Ｔを潜像担持体に対向する現像領域に搬送して現像に寄与させる。

ホッピング現像方式としては、トナー担持体を回転等によって表面移動させずに、トナー担持体の表面上のトナー粒子を現像領域に搬送する方式も知られている。例えば、特許文献３の画像形成装置では、次のようにしてトナー粒子を現像領域に搬送している。即ち、この画像形成装置では、Ａ相電極、Ｂ相電極、Ｃ相電極という順で並ぶ３相の電極からなる電極組を、トナー担持体に複数並べて配設している。そして、トナー担持体の表面上において、Ａ相電極上からＢ相電極上へ、Ｂ相電極上からＣ相電極上へ、Ｃ相電極上からＡ相電極上へ、という順でトナー粒子を繰り返しホッピングさせていく。このホッピングにより、平板状のトナー担持体の一端側から他端側の現像領域に向けてトナー粒子を搬送している。

何れのホッピング現像方式においても、トナー担持体の表面上でトナー粒子をホッピングさせることで、トナー担持体とトナー粒子との付着力を無くすことが可能である。この原理を、図１に示した直接記録方式の構成に応用すれば、記録オン電圧の値を大幅に低減することが可能である。トナー粒子Ｔにおけるトナー担持ローラ９０１表面との付着力をホッピングによって無くすことで、トナー粒子Ｔを回路基板９０３の貫通孔９０２に通すための電界として、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からである。このように、トナー担持体の表面上でホッピングさせたトナーを貫通孔に通す直接記録方式（以下、ホッピング直接記録方式という）の画像形成装置としては、特許文献４に記載のものが知られている。

ところが、ホッピング直接記録方式においては、次に説明する理由により、画像濃度ムラを引き起こし易いという問題があった。即ち、上述したように、回路基板９０３には、貫通孔９０２とリング状の飛翔制御電極９０４との組合せを複数設けている。例えば、６００［ｄｐｉ］の解像度で画像を形成する場合には、主走査方向（記録紙９０７の移動方向と直交する方向）に一直線状に繋げた４９６０個のドットによって１ライン画像を形成することになる。このため、貫通孔９０２及び飛翔制御電極９０４の組合せを基板９０３に４９６０個設けることになる。装置の小型化の観点からすれば、それらを一列に並べて配置することが望ましいが、一列配置では隣り合うドット間に隙間ができてしまう。そこで、それら４９６０個を複数の列に分割して配設する。そして、ある列で形成されるドット間の間隙を、他の列で形成されるドットで埋めるようにしている。例えば、図２に示す構成例では、貫通孔９０２及び飛翔制御電極９０４の組合せを４列（列Ａ〜列Ｄ）に分割して配設している。このような配設では、複数の列のうち、トナー担持ローラ９０４によるトナー搬送方向の最上流側に位置する列から順に、トナーが供給されることになる。例えば、図３に示すように、トナー担持ローラ９０４の周面のうち、図中の領域Ａ１でホッピングしているトナー粒子Ｔは、トナー担持ローラ９０４の回転に伴って、列Ａ（最上流の列）、列Ｂ、列Ｃ、列Ｄ（最下流の列）という順で供給されていく。すると、ベタ画像などといったトナー消費量の多い画像では、下流側の列に対するトナー供給量が上流側の列よりも少なくなる。各列の貫通孔９０２は、互いに主走査方向（トナー搬送方向と直交する方向）にずれた位置にあるが、ドットの重ね合わせ箇所に相当する領域が互いにオーバーラップしており、その領域に対するトナー供給量が下流側になるにつれて少なくなっていくのである。トナー消費量の多い画像では、下流側の列ほど、トナー供給量が少なって画像濃度を低下させることで、画像濃度ムラを引き起こしてしまう。

本発明は以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像濃度ムラを従来よりも抑えることができるホッピング直接記録方式の画像形成装置を提供することである。

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、及び該貫通孔の近傍に設けられた孔近傍電極の組合せを複数具備する回路基板と、自らの湾曲表面に担持したトナーを、該湾曲表面に沿って並ぶ複数のホッピング電極の間でホッピングさせながら、該湾曲表面の移動、あるいはトナーの繰り返しのホッピングにより、該回路基板との対向領域に搬送するトナー担持体と、ホッピング用周期パルス電圧を複数のホッピング電極に印加して、トナーをホッピングさせるための電界をホッピング電極間に形成するホッピング電圧印加手段と、該回路基板における該トナー担持体との対向面とは反対側の面に対して所定の間隙を介して対向する対向電極と、該回路基板における複数の貫通孔のうち、画像形成対象となる記録部材の画像部に対応する位置にある貫通孔である画像孔と上記組合せをなしている孔近傍電極に対し、ドットを記録するための記録オン電圧を印加にする一方で、複数の貫通孔のうち、該記録部材の非画像部に対応する位置にある貫通孔である非画像孔と上記組合せをなしている孔近傍電極に対し、ドットを記録しないための記録オフ電圧を印加する記録電圧印加手段とを備え、該トナー担持体の湾曲表面と該回路電極との対向領域にて、該湾曲表面上でホッピングしたトナーを、該回路基板の画像孔に通して対向電極に向けて飛翔させ、対向電極上の記録部材に付着させてドットを記録することで画像を形成し、且つ、該回路基板が、複数の該貫通孔の列を該トナー担持体によるトナー搬送方向に沿って複数並べた構成を具備するものである画像形成装置において、上記トナー担持体の湾曲表面と上記回路基板との間の空間内であって、且つ該回路基板の複数の貫通孔が形成された孔形成領域におけるトナー担持体によるトナー搬送方向の上流側端部の付近に、トナーの画像孔への進入を抑制するための進入抑制電極を設けるとともに、上記ホッピング用周期パルス電圧の単位時間あたりの平均電位よりも、トナーの帯電極性側に大きな値の進入抑制電圧を該進入抑制電極に印加する進入抑制電圧印加手段とを設け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の画像形成装置であって、上記トナー担持体が円筒状に形成されたものであり、上記ホッピング電極が、円筒状に形成された円筒状電極と、該トナー担持体の円筒軸線方向に延在する姿勢で、該トナー担持体の円周面に沿って所定ピッチで並ぶように、該円筒状電極に対して絶縁層を介して積層された複数の延在電極とを具備し、該円筒状電極と該延在電極との間でトナーをホッピングさせるものである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の画像形成装置であって、上記トナー担持体と、磁性キャリア、及び該トナー担持体に供給するためのトナーを混合した混合剤と、該混合剤を撹拌搬送する搬送部材とを収容するケーシングを備え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の画像形成装置であって、上記トナー担持体と、上記トナーとを収容するケーシングを備えることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記トナー担持体と、上記回路基板と、上記対向電極との組み合わせを複数設けるとともに、記録部材を吸着させた自らの表面を移動させることで記録部材を搬送する記録部材搬送手段を設け、該記録部材搬送手段によって搬送される記録部材に対して、複数の該組み合わせによって互いに異なる色のトナー像を重ね合わせて形成するようにしたことを特徴とするものである。

本発明では、回路基板の孔形成領域に形成された複数の貫通孔のうち、トナー担持体によるトナー搬送方向の上流側端部の付近に位置する貫通孔に対するホッピングトナーの進入を、進入抑制電極によって抑制することで、トナー搬送方向において貫通孔に対するトナー供給量の均一化を図る。これにより、トナー搬送方向において、画像濃度の均一化を図ることで、画像濃度ムラを従来よりも抑えることができる。

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。 従来のホッピング直接記録方式の画像形成装置における回路基板を示す兵権図。 同画像形成装置の要部構成を示す構成図。 実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 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。 同トナー担持スリーブを示す横断面図。 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。 同トナー担持スリーブのＡ相電極に印加されるＡ相ホッピング電圧、及びＢ相電極に印加されるＢ相ホッピング電圧の波形を示すグラフ。 Ａ相ホッピング電圧、Ｂ相ホッピング電圧の他の例における波形を示すグラフ。 同画像形成部の一部とその周囲とを示す拡大構成図。 同画像形成部の回路基板の飛翔制御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。 同回路基板を中間記録ベルトとともにトナー担持スリーブ側から示す平面図。 記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加された状態の同飛翔制御電極と、その周囲とを示す拡大模式図。 記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加された状態の同飛翔制御電極と、その周囲とを示す拡大模式図。 同画像形成部を示す拡大構成図。 同画像形成部におけるトナー担持スリーブと対向電極板との間を示す拡大構成図。 Ｙ用の画像形成部におけるトナー担持スリーブと対向電極板との間を示す拡大構成図。 第１変形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。 同円筒部を示す横断面図。 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。 第３変形例に係るプリンタを示す概略構成図。 第４変形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。 同円筒部を示す断面図。 同円筒部のＡ相電極に印加されるＡ相ホッピング電圧、Ｂ相電極に印加されるＢ相ホッピング電圧、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。

以下、本発明を適用したホッピング直接記録方式の画像形成装置として、カラープリンタ（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４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、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（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、記録ベルト駆動装置１０、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。

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。

記録ベルト駆動装置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。記録部材としての中間記録ベルト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。

記録ベルト駆動装置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、記録ベルト駆動装置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。

記録ベルト駆動装置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。

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。

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。

図５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６は、このトナー担持スリーブ３０Ｙの横断面図である。また、図７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５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６や図７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５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。

図５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によって周期パルス電圧からなるＡ相ホッピング電圧が印加される。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相ホッピング電圧は、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によって周期パルス電圧からなるＢ相ホッピング電圧が印加される。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相ホッピング電圧は、複数のＢ相電極３３ｂＹにそれぞれ導かれる。

図８は、Ａ相電極３３ａＹに印加されるＡ相ホッピング電圧、及びＢ相電極３３ｂＹに印加されるＢ相ホッピング電圧の波形を示すグラフである。Ａ相ホッピング電圧と、Ｂ相ホッピング電圧とは、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。それぞれのホッピング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。このようなホッピング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。

Ａ相ホッピング電圧やＢ相ホッピング電圧としては、周波数が０．５〜７［ｋＨｚ］でピークツウピーク電圧が±６０〜±３００Ｖである周期パルス電圧に、平均電位調整のためのＤＣ電圧を重畳したものを例示することができる。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の矩形波状のホッピング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、互いに逆位相のホッピング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９）。

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４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。

なお、図６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。

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、アルミ等の導電性材料からなる基板にＳｉＯ_２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。

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］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。導電性材料からなる膜を、メッキ等によって電極形状にパターン加工してもよい。

表面保護層３４Ｙとしては、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＴｉＮ、Ｔａ_２Ｏ_５などを厚さ０．５〜１０［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。

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。

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飛翔制御電極１２Ｙとを具備している。

図１１は、孔近傍電極としての飛翔制御電極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とともにトナー担持スリーブ側から示す平面図である。図１０では、便宜上、貫通孔１４Ｙと飛翔制御電極１２Ｙとの組合せを１つしか示していなかったが、図１２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。飛翔制御電極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。複数の飛翔制御電極には、それぞれ金属からなる図示しないリード部が繋がっており、これらリード部は互いに絶縁を維持する状態で、後述する記録制御部（図１０の２８Ｙ）に接続されている。

平面方向において、リング状の飛翔制御電極１２Ｙの電極幅は１０〜１００［μｍ］である。リング状の飛翔制御電極１２Ｙの内側に形成された貫通孔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５０〜２００［μｍ］程度である。

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。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。

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Ａ相電極やＢ相電極に対し、先に図８に示したＡ相ホッピング電圧や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の中心電位が、スリーブ表面上での平均電位Ｖｓとなる。ホッピング電圧の周波数ｆは、例えば、０．５〜７［ＫＨｚ］程度である。ホッピング電圧のＶｐｐは、±６０〜±３００程度がよい。

一方、回路基板１０Ｙの飛翔制御電極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の複数の飛翔制御電極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Ａ相ホッピング電圧とＢ相ホッピング電圧との平均電位Ｖｓを示している。つまり、ホッピング電圧の平均電位Ｖｓは、飛翔制御電極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、複数の飛翔制御電極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、複数の飛翔制御電極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。

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。

図１３は、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎが印加された状態の飛翔制御電極１２Ｙと、その周囲とを示す拡大模式図である。図示の飛翔制御電極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、図示しない対向電極板（図１０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＋６００［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、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。加えて、トナー担持スリーブの電極から延びた電気力線が貫通孔１４Ｙを経由して図示しない対向電極板まで延びる。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、図示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。

なお、このシミュレーションでは、ホッピング電圧のピークの一方を＋２００［Ｖ］、他方を−２００［Ｖ］に設定した（平均電位＝０Ｖ）。また、トナー担持スリーブの円筒部３１Ｙと、回路基板１０Ｙとの間隔を０．２［ｍｍ］に設定している。また、貫通孔１４Ｙの直径φを１２０［μｍ］に設定し、飛翔制御電極１２Ｙの幅を５０［μｍ］に設定した。

図１４は、記録オフ電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加された状態の飛翔制御電極１２Ｙと、その周囲とを示す拡大模式図である。図示の飛翔制御電極１２Ｙには、−２００［Ｖ］の記録オフ電位Ｖｃ−ｏｆｆが印加されている。このような条件では、図示のように、飛翔制御電極１２Ｙの表面から発生する電気力線が回路基板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。また、トナー担持スリーブの円筒部３１Ｙからは電気力線が発生しない状態になる。このため、円筒部３１Ｙの表面上でホッピングする図示しないトナーは、貫通孔１４Ｙ内に取り込まれることなく、ホッピングを維持する。よって、記録オフ電位Ｖｃ−ｏｆｆが印加される飛翔制御電極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。

図１５は、Ｙ用の画像形成部（９０Ｙ）を示す拡大構成図である。図４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１５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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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回路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回路基板の貫通孔内に取り込んでいる。これにより、回路基板の飛翔制御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、複数の飛翔制御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スリーブとには、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飛翔制御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］程度のバイアスを飛翔制御電極に印加すれば、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、２００［Ｖ］程度の耐電圧のものでよいのである。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図１６は、実施形態に係るプリンタのＹ用の画像形成部におけるトナー担持スリーブ３１Ｙと対向電極板との間を示す拡大構成図である。同図において、回路基板１０Ｙにおける複数の貫通孔１４Ｙのうち、列Ａに形成されている貫通孔１４Ｙは、回路基板１０Ｙの孔形成領域のうち、トナー担持スリーブ３１Ｙによるトナー搬送方向（スリーブ回転方向）の上流側端部に形成されたものである。また、列Ｄに形成された貫通孔１４Ｙは、回路基板１０Ｙの孔形成領域のうち、トナー担持スリーブ３１Ｙによるトナー搬送方向（スリーブ回転方向）の下流側端部に形成されたものである。

図１７は、ドットに対するトナー付着量と、記録オン電圧Ｖｃ−ｏｎの印加時間との関係を示すグラフである。図示のように、ドットに対するトナー付着量は、列Ｄの画像孔（＝画像部に対応する貫通孔１４Ｙ）によるドットよりも、列Ａの画像孔によるドットの方が多くなる。これは、ベタ画像などのトナー消費量の多い画像では、上流側の列Ａ、列Ｂ及び列Ｃの画像孔で多くのトナーが消費される結果、最下流側の列Ｄの画像孔に対するトナー供給量が不足してしまうからである。

そこで、実施形態に係るプリンタにおいては、進入抑制電極１３Ｙを設けている。この進入抑制電極１３Ｙは、トナー担持スリーブの円筒部３１Ｙの湾曲表面と、板状の回路基板１０Ｙとの間の空間内であって、且つ回路基板１０Ｙにおける複数の貫通孔１４Ｙが形成された孔形成領域のトナー搬送方向上流側端部（図中右側端部）の付近に配設されている。進入抑制電極１３Ｙには、進入抑制電源９２Ｙにより、上述したホッピング電圧の単位時間あたりの平均電位よりも、トナーの帯電極性側（本例ではマイナス側）に大きな値の進入抑制電圧が印加される。これにより、進入抑制電極１３Ｙと、円筒部３１Ｙとの間に、トナーを電極側から円筒部３１Ｙ側に向けて相対移動させる電界を形成する。すると、回路基板１０Ｙの孔形成領域に形成された複数の貫通孔１４Ｙのうち、列Ａや列Ｂなど、トナー担持スリーブによるトナー搬送方向（スリーブ表面移動方向）の上流側端部の付近に位置する貫通孔１４Ｙに対するホッピングトナーの進入が抑制される。但し、その貫通孔１４Ｙに対して、トナーを全く進入させないわけではない。ある程度の量のトナーをホッピングの慣性力によって貫通孔１４Ｙに進入させ得る程度の比較的弱い強度の電界を進入抑制電極１３Ｙと円筒部３１Ｙとの間に形成する。このようにして、上流側端部付近の貫通孔１４Ｙに対するトナーの進入を抑制することで、トナー搬送方向において貫通孔１４Ｙに対するトナー供給量の均一化を図る。すると、トナー搬送方向において画像濃度を均一化せしめて、画像濃度ムラを従来よりも抑えることができる。

なお、Ｙ用の画像形成部だけについて説明したが、他色用の画像形成部においても、同様の構成により、各貫通孔１４Ｙに対する通過トナー量を均一化せしめて、画像濃度ムラを従来よりも抑えるようになっている。また、トナー搬送方向に直交する方向において所定の間隔で並ぶ複数の貫通孔１４Ｙ及び飛翔制御電極１２Ｙの組合せからなる孔電極列を、トナー搬送方向に４列並べた構成の回路基板１０Ｙについて説明したが、４列以外、例えば２列、３列、４列、５列、６列、７列、８列などでもよい。但し、互いに隣合うドットで両端を重ね合わせる都合上、２列以上の孔電極列にして、ある列で形成したドット間を、他の列で補う必要がある。

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］
濃度ムラをできるだけ抑えるためには、トナー担持スリーブのＡ相電極やＢ相電極の配設ピッチを数十［μｍ］といった微小なものにする必要がある。ところが、微小ピッチで配設されたＡ相電極やＢ相電極に対して、トナーの良好なホッピングのために振幅の大きなホッピング電圧を印加すると、電極間で電流のリークを発生させ易くなってしまう。このリークは、具体的には次のようにして発生する。即ち、先に図６に示したように、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとの間には、絶縁材料を介在させている。これにより、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとの間での放電の発生を抑えている。ところが、Ａ相電極３３ａＹと、Ｂ相電極３３ｂＹと、前述の絶縁材料とは、何れも絶縁性の基材３２Ｙの表面という同一平面上に形成されている。そして、Ａ相電極３３ａＹと基材３２Ｙとの界面、絶縁材料と基材３２Ｙとの界面、Ｂ相電極３３ｂＹと基材３２Ｙの界面が連続して繋がった状態にある。Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとのうち、少なくとも何れか一方に振幅の大きなホッピング電圧が印加されると、その連続した界面で電極間の放電が発生して電流のリークを引き起こしてしまうことがある。

図１８は、第１変形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１９は、その円筒部３１Ｙを示す横断面図である。第１変形例に係るプリンタにおいては、図示のように、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとを、両者間に少なくとも１つの絶縁層３５Ｙを介在させる互いに異なった階層に形成した多層構造のトナー担持スリーブを用いている。このトナー担持スリーブにおいては、円筒状の基材３２Ｙの表面における全域に金属層を被覆して、この金属層をＢ相電極３３ｂＹとして機能させている。Ｂ相電極３３ｂＹの表面上には、樹脂からなる絶縁層３５Ｙを積層している。更に、この絶縁層３５Ｙの表面上において、周方向に所定ピッチで並ぶ複数のＡ相電極３３ａＹを形成している。Ｂ相電極３３ｂＹは、筒状の１つの大きな電極であるが、トナー担持スリーブの周方向においては、所定ピッチで並ぶ複数のＡ相電極３３ａＹの間にそれぞれ第１電極が存在することになる。このため、円筒部３１Ｙの表面上において、複数のＡ相電極３３ａＹと、Ｂ相電極３３ｂＹにおけるＡ相電極間に相当する箇所との間で、トナーをホッピングさせることが可能である。また、筒状の大きなＢ相電極３３ｂＹと、複数のＡ相電極３３ａＹとを、互いの間に絶縁層３５Ｙを介在させる別々の階層に形成したことで、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとを連続した界面で繋げない構造になっている。よって、Ａ相電極３３ａＹとＢ相電極３３ｂＹとの間での放電の発生を抑えて、振幅の比較的大きなホッピング電圧を印加することが可能になる。

［第２変形例］
図２０は、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。

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、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。

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。

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。

［第３変形例］
図２１は、第３変形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、記録ベルト駆動装置１５０の構成が実施形態のものとは異なる。記録ベルト駆動装置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。

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用の回路基板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。

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。

以上の構成の本プリンタでは、紙搬送ベルト１５１と、回路基板１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に記録紙Ｐを介在させるので、回路基板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。

［第４変形例］
図２２は、第４変形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２３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。

図２４は、Ａ相電極３３ａＹに印加されるＡ相ホッピング電圧、Ｂ相電極３３ｂＹに印加されるＢ相ホッピング電圧、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。

１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：回路基板（基板）
１２Ｙ：飛翔制御電極（孔近傍電極）
１３Ｙ：進入抑制電極
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：Ａ相電極（ホッピング電極）
３３ｂＹ：Ｂ相電極（ホッピング電極）
３３ｃＹ：Ｃ相電極（ホッピング電極）
９２Ｙ：進入抑制電源（進入抑制電圧印加手段）
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）
Ｐ：記録紙（記録部材）

特開昭６３−１３６０５８号公報 特開２００７−１３３３８７号公報 特開２００２−３４１６５６号公報 特開昭５９−１８１３７０号公報

Claims (5)

1. 基板を厚み方向に貫通する貫通孔、及び該貫通孔の近傍に設けられた孔近傍電極の組合せを複数具備する回路基板と、
   自らの湾曲表面に担持したトナーを、該湾曲表面に沿って並ぶ複数のホッピング電極の間でホッピングさせながら、該湾曲表面の移動、あるいはトナーの繰り返しのホッピングにより、該回路基板との対向領域に搬送するトナー担持体と、
   ホッピング用周期パルス電圧を複数のホッピング電極に印加して、トナーをホッピングさせるための電界をホッピング電極間に形成するホッピング電圧印加手段と、
   該回路基板における該トナー担持体との対向面とは反対側の面に対して所定の間隙を介して対向する対向電極と、
   該回路基板における複数の貫通孔のうち、画像形成対象となる記録部材の画像部に対応する位置にある貫通孔である画像孔と上記組合せをなしている孔近傍電極に対し、ドットを記録するための記録オン電圧を印加にする一方で、複数の貫通孔のうち、該記録部材の非画像部に対応する位置にある貫通孔である非画像孔と上記組合せをなしている孔近傍電極に対し、ドットを記録しないための記録オフ電圧を印加する記録電圧印加手段とを備え、
   該トナー担持体の湾曲表面と該回路電極との対向領域にて、該湾曲表面上でホッピングしたトナーを、該回路基板の画像孔に通して対向電極に向けて飛翔させ、対向電極上の記録部材に付着させてドットを記録することで画像を形成し、且つ、該回路基板が、複数の該貫通孔の列を該トナー担持体によるトナー搬送方向に沿って複数並べた構成を具備するものである画像形成装置において、
   上記トナー担持体の湾曲表面と上記回路基板との間の空間内であって、且つ該回路基板の複数の貫通孔が形成された孔形成領域におけるトナー担持体によるトナー搬送方向の上流側端部の付近に、トナーの画像孔への進入を抑制するための進入抑制電極を設けるとともに、
   上記ホッピング用周期パルス電圧の単位時間あたりの平均電位よりも、トナーの帯電極性側に大きな値の進入抑制電圧を該進入抑制電極に印加する進入抑制電圧印加手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置であって、
   上記トナー担持体が円筒状に形成されたものであり、
   上記ホッピング電極が、円筒状に形成された円筒状電極と、該トナー担持体の円筒軸線方向に延在する姿勢で、該トナー担持体の円周面に沿って所定ピッチで並ぶように、該円筒状電極に対して絶縁層を介して積層された複数の延在電極とを具備し、該円筒状電極と該延在電極との間でトナーをホッピングさせるものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置であって、
   上記トナー担持体と、磁性キャリア、及び該トナー担持体に供給するためのトナーを混合した混合剤と、該混合剤を撹拌搬送する搬送部材とを収容するケーシングを備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１の画像形成装置であって、
   上記トナー担持体と、上記トナーとを収容するケーシングを備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記トナー担持体と、上記回路基板と、上記対向電極との組み合わせを複数設けるとともに、
   記録部材を吸着させた自らの表面を移動させることで記録部材を搬送する記録部材搬送手段を設け、
   該記録部材搬送手段によって搬送される記録部材に対して、複数の該組み合わせによって互いに異なる色のトナー像を重ね合わせて形成するようにしたことを特徴とする画像形成装置。

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