JPWO2007099848A1 - クリーニング装置、クリーニング方法、パターン形成装置、およびパターン形成方法 - Google Patents

クリーニング装置、クリーニング方法、パターン形成装置、およびパターン形成方法 Download PDF

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Abstract

パターン形成装置は、被転写媒体に沿って転動するドラム状の凹版１を有する。帯電器によって凹版１を帯電させた後、現像装置を介して各色の液体現像剤を凹版１に供給してトナー粒子によるパターンを形成し、凹版１を被転写媒体に沿って転動させて両者間に電界を形成して帯電したトナー粒子を被転写媒体へ転写する。各色パターンを被転写媒体へ転写した後、凹版１をクリーニングするクリーニング装置８は、凹部にクリーニング液を吹き付ける角度の付いたノズル１０２、１０３、および凹部から遊離したトナー粒子をクリーニング液とともに除去する除去ローラ１０４、１０５を有する。

Description

この発明は、例えば、平面型画像表示装置、配線基板、ＩＣタグなどの製造に用いるパターン形成装置、パターン形成方法、このパターン形成装置に組み込まれた凹版のクリーニング装置、およびクリーニング方法に関する。
従来、基材の表面に微細なパターンを形成する技術として、フォトリソグラフィー技術が中心的な役割を果たしてきている。しかし、このフォトリソグラフィー技術は、その解像度やパフォーマンスをますます高めつつある反面、巨大で高額な製造設備を必要とし、製造コストも解像度に応じて高くなりつつある。
一方、半導体デバイスはもとより、画像表示装置などの製造分野においては、性能の改良とともに低価格化の要求が高まりつつあり、上記のフォトリソグラフィー技術ではこのような要求を十分に満足できなくなってきている。このような状況下で、デジタル印刷技術を用いたパターン形成技術が注目されつつある。
これに対し、例えば、インクジェット技術は、装置の簡便さや非接触パターニングといった特徴を生かしたパターニング技術として実用化され始めているが、高解像度化や高生産性には限界があると言わざるを得ない。つまり、この点において、電子写真技術、とりわけ液体トナーを用いた電子写真技術は、優れた可能性を有している。
このような電子写真技術を用いて、フラットパネルディスプレイ用の前面基板の蛍光体層やブラックマトリックス、カラーフィルターなどを形成する方法が提案されている（例えば、特開２００４−３０９８０号公報、特開平６−２６５７１２号公報参照）。
フラットパネルディスプレイの分野においては、高解像度化の要求は益々高まりつつあり、より高い位置精度で高解像度のパターンを形成することが要請されている。しかし、上述した電子写真方式では、この課題に答えることは困難である。何故ならば、書き込み光学系の解像度は高々１２００［ｄｐｉ］程度であり、解像度や位置合せにおいて不十分であるからである。また、近年の大画面化に対応できる広幅の書き込み光学系を実現できていないという課題もある。
これに対し、感光体の代わりに表面に予め電気抵抗の異なるパターンを形成した静電印刷プレートを用いて、このプレートに液体トナーを作用させてパターンを現像し、このパターン像をガラス板に転写することで、ディスプレイ用フロントガラスに蛍光体などのパターンを形成する方法が提案されている（例えば、特表２００２−５２７７８３号公報参照）。
この方法を採用してガラス板に解像度の高い高精細なパターン像を形成するためには、静電印刷プレートに予め形成する電気抵抗の異なるパターンを高精細にする必要があるとともに、パターン転写後の静電印刷プレートに不所望に残留するトナーを確実にクリーニングする必要がある。
また、湿式電子写真技術は、乾式電子写真には達成できない高解像度や高い位置合せ精度で、微細なパターンの形成に適している（例えば、特開２００１−１３７９５号公報参照）。
湿式電子写真技術では、パターン形成工程において、像担持体に形成されたパターン像、或いは最終的に形成されるパターン像からキャリア液を取り除く乾燥工程が必要とされる場合があり、また、パターン形成後、像担持体に付着したトナー粒子のクリーニング工程においても、キャリア液をクリーニング液として用いることが多い。このため、トナー粒子を含んだ多量のキャリア液が廃液として排出される。このため、従来の湿式電子写真技術を用いたパターン形成装置では、例えば像担持体上に少量残存する未転写液体現像剤を回収し、トナー固形分を除去して、キャリア液を分離抽出して再生するユニットを設け、再生されたキャリア液を現像手段の現像剤に添加している。キャリア液分離ユニットの濾過フィルターとして、例えば回収現像剤の拡散を抑制する液拡散抑制部材としての連続発泡体、連続発泡体を通過中の回収現像液に電界を作用させるために互いに異なる電位が印加される一対の平面電極を設けていた。これにより、正極性に帯電したトナー固形分のみを、マイナス電圧を印加した一方の電極に電着保持し、キャリア液のみをキャリア液回収タンクに分離抽出していた。
しかしながら、従来の湿式電子写真技術を用いたパターン形成装置では、トナー固形分は除去できるものの、イオン性化合物として現像液に添加されているいわゆる金属石鹸分は電極に電着されないため、除去が出来ないという問題点があった。
そこで、このイオン性化合物の除去を行う方法として、吸着剤を用いた方法がある（例えば、特開２００４−１１７７７２号公報参照）。この方法では、イオンを化学的に吸着するイオン吸着剤を収納したイオン性化合物除去装置を用いて、回収液に含まれているイオン性化合物を吸着剤に吸着除去することで、金属石鹸を除去し、キャリア液の再生を行っていた。また、この方法では、トナー固形分の除去は、別途フィルターを付加することにより、トナー固形分の除去を行っていた。
しかしながら、上記の方法では、吸着剤の保持機構がないため、イオン吸着剤の吸着効率を上げるためには、１００ｇの吸着剤に対して、キャリア流速１０ｍｌ／分という非常に低い流速で回収液を通過させ、イオン性吸着剤と回収キャリア液との接触時間を長くすることが必要であった。このため、単位時間当たりの処理能力が大きく出来ず、処理効率が著しく低いという欠点があった。また、吸着剤は液中で沈殿しやすいため、液と接触している最表層の吸着剤のみが吸着能力を発揮し、他層の吸着剤は十分能力を発揮できず、投入した吸着剤の単位量当たりの吸着効率が低いという問題点があった。さらに、イオン性化合物除去装置内では、底部に沈殿したイオン性吸着剤の攪拌が必要となるという煩雑さもあった。
また、この方法では、トナー固形分の除去とイオン性化合物の除去を同時に行うことは出来なかった。また、投入した吸着剤の吸着能力が飽和したかどうかの判断は、イオン性化合物除去装置を通過した再生キャリア液中のイオン性化合物の含有量を長時間モニターし、変化しなくなった状態から判断するしかなく、吸着剤の入れ替えの判断が容易につかないという欠点があった。
この発明の目的は、像保持体に保持された帯電粒子を良好にクリーニングできるクリーニング装置、およびクリーニング方法を提供することにある。
また、この発明の目的は、液体現像剤廃液からイオン性化合物及びトナー固形分を並行して除去してキャリア液を再生することが可能で、単位時間当たりの処理能力、及び使用される吸着剤の単位量当たりの吸着効率が良好な廃液処理ユニットを備えたパターン形成装置、およびパターン形成方法を得ることにある。
上記目的を達成するため、この発明のクリーニング装置は、パターン状の凹部に現像剤粒子を凝集せしめて被転写媒体へ転写した後の凹版をクリーニングする装置であって、上記凹部にクリーニング液を供給する供給装置と、上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給装置によって供給したクリーニング液とともに除去する除去装置と、を有する。
また、この発明のクリーニング装置は、パターン状の凹部を有する凹版に、絶縁性液体中に帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を供給し、上記凹部の近くに電界を作用させて上記液体現像剤中の現像剤粒子を該凹部内に凝集させ、この凹部に集めた現像剤粒子に電界を作用させて被転写媒体へ転写するパターン形成装置に組み込まれた、上記転写後の凹部をクリーニングするクリーニング装置であって、上記凹部にクリーニング液を供給する供給装置と、上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給装置によって供給したクリーニング液とともに除去する除去装置と、を有する。
さらに、この発明のクリーニング方法は、パターン状の凹部に現像剤粒子を凝集せしめて被転写媒体へ転写した後の凹版をクリーニングする方法であって、上記凹部にクリーニング液を供給する供給工程と、上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給工程によって供給したクリーニング液とともに除去する除去工程と、を有する。
上記発明によると、現像剤粒子を被転写媒体へ転写した後、凹版の凹部に残留した現像剤粒子をクリーニングする際に、まず、クリーニング液を凹部へ供給して凹部に付着した現像剤粒子をクリーニング液中に遊離させ、その後、遊離した現像剤粒子をクリーニング液とともに除去するようにしたため、凹部に付着した現像剤粒子を確実に除去でき、解像度の高い高精細なパターンを被転写媒体へ転写可能な凹版を提供できる。
また、この発明のクリーニング装置は、帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングする装置であって、上記像保持体に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を吸着させる電極と、この電極と上記像保持体との間をクリーニング液で満たすとともに、上記電界を消失させた後、上記電極に吸着されていた帯電粒子を流すようにクリーニング液を流通させる液流装置と、を有する。
また、この発明のパターン形成装置は、平板状の被転写媒体を保持した保持機構と、ドラム状の像保持体と、この像保持体を上記保持機構によって保持された平板状の被転写媒体に沿って転動させる転動機構と、上記像保持体の周面上に帯電粒子によるパターン像を形成する像形成装置と、上記転動する像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面上のパターン像を上記被転写媒体へ転写する転写装置と、上記像保持体の周面をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、上記クリーニング装置は、上記像保持体の周面に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記周面に保持されている帯電粒子を吸着させる電極と、この電極と上記像保持体の上記周面との間をクリーニング液で満たすとともに、上記電界を消失させた後、上記電極に吸着されていた帯電粒子を流すようにクリーニング液を流通させる液流装置と、を有する。
さらに、この発明のクリーニング方法は、帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングする方法であって、上記像保持体に近接対向して電極を配置する工程と、上記電極と上記像保持体との間をクリーニング液で満たす工程と、上記電極と上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を上記電極へ吸着させる工程と、上記電界を消失させた後、上記電極と上記像保持体との間を満たしたクリーニング液を流通させて上記電極に吸着されていた帯電粒子を流す工程と、を有する。
上記発明によると、像保持体によって保持された帯電粒子をクリーニングする際、像保持体に近接対向させた電極と像保持体との間をクリーニング液で満たし、電極と像保持体との間に電界を形成して像保持体に保持されている帯電粒子を電極に吸着させ、電界を消失させた後、クリーニング液を流して電極に吸着していた帯電粒子を流すようにした。これにより、例えば、現像不良によって像保持体に多量に残った帯電粒子を良好にクリーニングできる。
また、この発明のクリーニング装置は、像保持体の表面をクリーニング液で満たすとともにこのクリーニング液を流す液流装置と、上記像保持体の表面をクリーニング液によって満たした状態で、上記像保持体に残留した現像剤粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した現像剤粒子間に浸透させる超音波装置と、を有する。
上記発明によると、像保持体の表面をクリーニング液で満たした状態で該表面に残留した現像剤粒子に超音波を作用させてクリーニング液を現像剤粒子間に浸透させるようにしたため、クリーニング液を流すときには現像剤粒子をふやかした状態とすることができ、像保持体に残留した現像剤粒子を効果的に除去することができる。これにより、例えば、現像不良によって像保持体に多量に残った現像剤粒子を良好にクリーニングできる。特に、この発明は、像保持体の表面に現像剤粒子を収容するパターン状の凹部を有する凹版を使用する際に有効である。
また、この発明のクリーニング装置は、帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングする装置であって、上記像保持体の表面をクリーニング液で満たすとともにこのクリーニング液を流す液流装置と、上記像保持体の表面をクリーニング液によって満たした状態で、上記像保持体に残留した帯電粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した帯電粒子間に浸透させる超音波装置と、上記像保持体の表面に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を吸着させる導電部材と、を有する。
上記発明によると、像保持体の表面をクリーニング液で満たした状態で残留した帯電粒子に超音波を作用させ、このようにふやかした状態の帯電粒子に電界を作用させて導電部材に吸着せしめるようにしたため、電界を消失させた後、クリーニング液を流すことにより、像保持体に残留した帯電粒子を容易に除去することができ、像保持体を良好にクリーニングできる。
また、この発明のクリーニング方法は、現像剤粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングする方法であって、上記像保持体の表面をクリーニング液で満たす工程と、上記像保持体に残留した現像剤粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した現像剤粒子間に浸透させる超音波発生工程と、上記像保持体の表面を満たしたクリーニング液を流す液流工程と、を有する。
さらに、この発明のクリーニング方法は、帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングする方法であって、上記像保持体の表面をクリーニング液で満たす工程と、上記像保持体に残留した帯電粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した帯電粒子間に浸透させる超音波発生工程と、上記像保持体の表面に近接対向せしめた導電部材と上記像保持体との間で電界を形成して、上記像保持体に保持されている帯電粒子を上記導電部材に吸着させる工程と、上記電界を消失させた後、上記像保持体の表面を満たしたクリーニング液を流して上記導電部材に吸着されていた帯電粒子を流す液流工程と、を有する。
また、本発明のパターン形成装置は、像担持体と、該像担持体に対向して設けられ、該像担持体上に形成された静電潜像を、イオン性化合物を含有するトナーとキャリア液とを含む液体現像剤により現像し、トナー像を形成する現像部、該トナー像を転写媒体に転写する転写部を有するパターン形成ユニットと、該パターン形成ユニットに接続され、トナー固形分、イオン性化合物、及び該キャリア液を含有する廃液を回収する廃液回収ラインと、該回収ラインに接続され、３０〜１００μｍ径の開孔を持つ導電性の障壁構造体を有し、該廃液中の該トナー固形分及び該イオン性化合物の除去を行う濾過器、該濾過器の上流に設けられ、吸着剤粒子を投入するための投入口を含む廃液処理ユニットと、及び該廃液処理ユニットから排出された処理済みの廃液をパターン形成ユニットに戻す再生液供給ラインとを具備し、該濾過器は、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つ吸着剤粒子を添加した廃液を通過させて、前記障壁構造体上に０．５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さの吸着剤粒子層を形成せしめて廃液処理に供することを特徴とする。
図１は、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１のパターン形成装置で使用する原版を示す平面図（ａ）、および断面図（ｂ）である。 図３は、図２の原版を部分的に拡大して示す部分拡大平面図である。 図４は、図２の原版の１つの凹部の構造を説明するための部分拡大斜視図である。 図５は、図２の原版をドラム素管に巻き付けた状態を示す概略図である。 図６は、図２の原版の高抵抗層の表面を帯電させるための構成を示す概略図である。 図７は、図２の原版に液体現像剤を供給してトナー粒子によるパターンを形成するための構成を示す概略図である。 図８は、図２の原版に形成したパターンをガラス板に転写するための構成を示す概略図である。 図９は、図２の原版をガラス板に沿って転動させるための転動機構の要部の構成を示す概略図である。 図１０は、凹版の凹部に集めたトナー粒子をガラス板に転写する動作を説明するための動作説明図である。 図１１は、凹版をクリーニングするこの発明の第１の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図１２は、図１１のクリーナによるクリーニング液の吹き付け角度を説明するための図である。 図１３は、凹版の凹部にクリーニング液を吹き付けた状態を示す概略図である。 図１４は、クリーニング液の吹き付けによってトナー粒子が遊離した状態を示す概略図である。 図１５は、クリーニング液吹き付け後に除去ローラを凹部に摺接させる状態を示す概略図である。 図１６は、凹部開口に除去ローラを接触させてトナー粒子をクリーニング液とともに吸引する状態を示す概略図である。 図１７は、この発明の第２の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図１８は、この発明の第３の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図１９は、この発明の第４の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図２０は、この発明の第５の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図２１は、この発明の第６の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図２２は、この発明の第７の実施の形態に係るクリーナの要部の構造を示す模式図である。 図２３は、この発明の第８の実施の形態に係るクリーナの要部の構造を示す模式図である。 図２４は、この発明の第９の実施の形態に係るクリーナの要部の構造を示す模式図である。 図２５は、この発明の第１０の実施の形態に係るクリーナを示す模式図である。 図２６は、凹部に残った現像剤粒子の量を判定する方法を説明するための図である。 図２７は、この発明の第１の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図２８は、図２７のクリーニング装置で原版と電極との間をクリーニング液で満たした状態を示す動作説明図である。 図２９は、図２８に示す状態から原版と電極との間に電界を形成して現像剤粒子を電極に吸着させた状態を示す動作説明図である。 図３０は、図２９に示す状態からクリーニング液を流通させて現像剤粒子を流す状態を示す動作説明図である。 図３１は、この発明の第２の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図３２は、この発明の第３の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図３３は、この発明の第４の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図３４は、この発明の第５の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図３５は、この発明の第６の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図３６は、図３５の装置の構成部材に印加する電圧について説明するための図である。 図３７は、この発明の第１１の実施の形態に係るクリーナを示す概略図である。 図３８は、この発明の第７の実施の形態に係るクリーニング装置の動作を制御する制御系のブロック図である。 図３９は、凹部に残った現像剤粒子の量を判定する方法を説明するための図である。 図４０は、この発明の第７の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図４１は、図４０のクリーニング装置による動作を説明するためのフローチャートである。 図４２は、図４０のクリーニング装置で原版と電極との間をクリーニング液で満たした状態を示す動作説明図である。 図４３は、図４２に示す状態から原版と電極との間に超音波を付与して現像剤粒子をほぐした状態を示す動作説明図である。 図４４は、図４３に示す状態からクリーニング液を流通させて現像剤粒子を流す状態を示す動作説明図である。 図４５は、Ａ、Ｂ粒子を洗浄したときの洗浄効果について周波数と洗浄指数の関係を示すグラフである。 図４６は、洗浄指数の計算方法を説明するための図である。 図４７は、原版の洗浄時に付与する超音波の周波数と原版へのダメージの関係を示す表である。 図４８は、図１のパターン形成装置からクリーナを取り除いた実施例を示す概略図である。 図４９は、この発明の第８の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図５０は、図４９のクリーニング装置の動作を制御する制御系を示すブロック図である。 図５１は、図４９のクリーニング装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図５２は、図４９のクリーニング装置で原版と電極との間をクリーニング液で満たした状態を示す動作説明図である。 図５３は、図５２に示す状態から原版と電極との間に超音波を付与して現像剤粒子をほぐした状態を示す動作説明図である。 図５４は、図５３に示す状態から原版と電極との間で電界を形成して現像剤粒子を電極に引き寄せた状態を示す動作説明図である。 図５５は、図５４の状態から電極に現像剤粒子を吸着せしめた状態を示す動作説明図である。 図５６は、図５５に示す状態から電界を消失させてクリーニング液を流通させて現像剤粒子を流す状態を示す動作説明図である。 図５７は、図４９のクリーニング装置の第１の変形例を示す概略図である。 図５８は、図５７のクリーニング装置で原版の表面をクリーニング液で濡らした状態を示す図である。 図５９は、図５８の状態から電極と原版との間に電界および超音波を発生させた状態を示す図である。 図６０は、図５９の状態から電界を消失させた後、クリーニング液を流通させて現像剤粒子を流す状態を示す動作説明図である。 図６１は、図４９のクリーニング装置の第２の変形例を示す概略図である。 図６２は、図４９のクリーニング装置の第３の変形例を示す概略図である。 図６３は、図６２のクリーニング装置の各構成要素に付与する電圧について説明するための図である。 図６４は、この発明の第９の実施の形態に係るクリーニング装置を示す概略図である。 図６５は、図６４のクリーニング装置で原版と電極との間をクリーニング液で満たした状態を示す図である。 図６６は、図６５の状態で超音波をかける前の液未浸透部を有する状態を示す図である。 図６７は、図６６の状態から超音波を付与した際のクリーニング液の浸透具合を説明するための図である。 図６８は、図６４のクリーニング装置に組み込まれた吹き付けユニットによるクリーニング液の吹き付け動作を説明するための図である。 図６９は、この発明の他の実施態様に係るパターン形成装置の一例の概要を表す模式図である。 図７０は、この発明に係るパターン形成装置に適用される廃液処理機構の一例の構成を説明するための模式図である。 図７１は、廃液処理機構に使用される濾過器の一例の構成を表す模式図である。 図７２は、図７１の障壁構造体の一部を拡大した図である。 図７３は、図７２の吸着剤粒子層における動作の一例を説明するための図である。 図７４は、吸着剤投入量と除去された金属石鹸量との関係を表すグラフ図である。 図７５は、廃液処理ユニット内の循環回数と金属石鹸除去量とを表すグラフ図である。 図７６は、吸着剤粒子の飽和度と廃液の導電率との関係を表すグラフ図である。 図７７は、廃液処理機構の濾過器に使用される障壁構造体の他の一例の構成を表す模式図である。 図７８は、図７７の障壁構造体を部分的に拡大した図である。 図７９は、液処理機構の濾過器に使用される障壁構造体のさらに他の一例の構成を表す模式図である。 図８０は、図７９の障壁構造体を拡大した図である。 図８１は、図７９の障壁構造体として使用されるステンレス板の構成を示す図である。 図８２は、図８１の障壁構造体間隙の断面の状態を表す模式図である。 図８３は、本発明のさらに他の実施態様に係るパターン形成装置の一例の概要を表す模式図である。 図８４は、図８３のパターン形成装置に用いられる凹版ドラムの構成を説明するための図である。 図８５は、回路基板の製造に用いられる配線基板製造装置の構成を説明するための図である。 図８６は、本発明に使用可能な液体現像剤の構成を模式的に示した図である。 図８７は、本発明に使用可能な液体現像剤の構成を模式的に示した図である。 図８８は、本発明により形成されたパターンを用いた回路基板の断面構成を模式的に示す図である。 図８９は、吸着剤の交換目安を示すグラフである。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に示すように、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置１０は、図中時計回り方向（矢印Ｒ方向）に回転するドラム素管（後述する）の周面に巻かれた原版１（凹版、像保持体）、この原版１の後述する高抵抗層に電荷を与えて帯電させる帯電器２、原版１に各色（ｒ：赤、ｇ：緑、ｂ：青）の液体現像剤を供給して現像する複数の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂ（以下、総称して現像装置３と称する場合もある）、現像によって原版１に付着した液体現像剤の溶媒成分をエアブローによって気化して乾燥させる乾燥器４、原版１に付着した現像剤粒子を転写してパターンを形成する被転写媒体となるガラス板５を定位置で保持するステージ６（保持機構）、転写に先立ってガラス板５の表面に高抵抗もしくは絶縁性の溶媒を塗布する塗布装置７、転写を終えた原版１をクリーニングするクリーナ８、通常より多量の現像剤粒子（帯電粒子）が原版１に付着しているときにこれら比較的多量の現像剤粒子をクリーニングするクリーニング装置１００、および原版１の電荷を除去する除電器９を有する。なお、ドラム素管の回転方向Ｒに沿って除電器９の上流側には、原版１に残留した現像剤粒子の量を検出する検出器１１（検出装置）が対向配置されている。また、上記帯電器２、現像装置３、および乾燥器４は、本発明の像形成装置として機能する。
各色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに収納される液体現像剤は、炭化水素系やシリコーン系などの絶縁性溶媒中に帯電した微粒子（帯電粒子）を分散したもので、この微粒子が電界で電気泳動することによって現像が行われる。微粒子としては、例えば平均粒径４［μｍ］程度の各色の蛍光体粒子をこれよりも平均粒径が小さい樹脂粒子が取り囲み、樹脂粒子がイオン性帯電サイトを有していて電界中でイオン解離することで電荷を帯びる構成や、樹脂粒子の内部に各色の顔料微粒子を内包する構成、もしくは樹脂粒子の表面に各色の顔料微粒子を担持する構成などが実施可能である。
図２（ａ）に平面図を示すように、原版１は、矩形の薄板状に形成されている。この原版１は、図２（ｂ）に断面図を示すように、厚さ０．０５［ｍｍ］ないし０．４［ｍｍ］、より好ましくは厚さ０．１［ｍｍ］ないし０．２［ｍｍ］の矩形の金属フィルム１２（導電部材）の表面に高抵抗層１３を形成して構成されている。
金属フィルム１２は可撓性を有し、アルミニウム、ステンレス、チタン、アンバーなどの素材で構成可能であるほかに、ポリイミドやＰＥＴなどの表面に金属を蒸着したものなどでも良いが、転写パターンを高い位置精度で形成するためには、熱膨張や応力による伸びなどが生じにくい素材で構成することが望ましい。
また、高抵抗層１３は、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、テフロン（登録商標）、ナイロン、公知のレジスト材料などの体積抵抗率が１０１０［Ωｃｍ］以上の材料（絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、１０［μｍ］〜４０［μｍ］、より好ましくは２０［μｍ］±５［μｍ］に形成されている。
また、原版１の高抵抗層１３の表面１３ａには、図３に部分的に拡大して示すような矩形の凹部１４ａを多数整列配置したパターン１４が形成されている。本実施の形態では、例えば平面型画像表示装置の前面基板に形成する蛍光体スクリーンを製造する凹版として、１色分の画素に相当する凹部１４ａだけを高抵抗層１３の表面１３ａから凹ませて形成し、図３中に破線で示す他の２色分の領域１４ｂには凹部を形成しないでスペースだけを確保してある。つまり、この原版１を用いてカラーパターンを形成する際に、原版１を被転写媒体に対して１色分ずつずらすための領域を確保してある。
図４には、１つの凹部１４ａを拡大した原版１の断面図を示してある。本実施の形態では、凹部１４ａの底には金属フィルム１２の表面１２ａが露出しており、凹部１４ａの深さは、高抵抗層１３の層厚に概ね相当する。凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２の表面１２ａ、および高抵抗層１３の表面１３ａを含む原版１の表面全体に、厚さ０．５［μｍ］ないし３［μｍ］程度の表面離型層をコーティングすれば、転写特性が向上しより好ましい特性が得られる。あるいは、表面離型層をコーティングした金属フィルム１２に高抵抗層１３を形成し、凹部１４ａの底にのみ離型層が露出している構成でも、転写特性を向上させることが可能である（図示せず）。
図５には、上記構造のフィルム状の原版１をドラム素管３１に巻きつける様子を描いた概略断面図を示してある。ドラム素管３１の図中上部の切り込み部３１ａには、原版１の一端を固定するクランプ３２と他端を固定するクランプ３３が設けられている。原版１をドラム素管３１の周面上に巻き付ける場合、まず、原版１の一端をクランプ３２に固定し、その後、原版１を架張しつつその他端３４をクランプ３３で固定する。これにより、たるみ無く原版１をドラム素管３１周面の規定位置に巻き付けることができる。
図６は、このようにしてドラム素管３１に巻きつけられた原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを帯電器２によって帯電する工程を説明するための部分構成図である。帯電器２は、周知のコロナ帯電器であり、コロナワイヤー４２とシールドケース４３で基本的に構成されているが、メッシュ状のグリッド４４を設けることで帯電の均一性を向上できる。例えば、原版１の金属フィルム１２とシールドケース４３を接地し、コロナワイヤー４２に不図示の電源装置によって＋５．５［ｋＶ］の電圧を印加し、更にグリッド４４に＋５００［Ｖ］の電圧を印加して原版１を図中矢印Ｒ方向に移動させると、高抵抗層１３の表面１３ａは略＋５００［Ｖ］に均一に帯電される。
同図に示した除電器９は、帯電器２とほぼ同様の構造であるが、コロナワイヤー４６に例えば実効電圧６［ｋＶ］、周波数５０［Ｈｚ］の交流電圧を印加すべく不図示の交流電源に接続し、シールドケース４７とグリッド４８を設置すると、帯電器２による帯電に先立って原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを略０［Ｖ］となるよう除電することが可能で、高抵抗層１３の繰り返し帯電特性を安定化させることができる。
図７には、上記のように帯電された原版１に対する現像動作を説明するための図を示してある。現像時には、現像する色の現像器３を原板１に対向させて、その現像ローラ５１（供給部材）とスクイズローラ５２を原版１に近接させ、原版１に上述した液体現像剤を供給する。現像ローラ５１は、搬送される原版１の高抵抗層１３の表面１３ａに対して１００〜１５０［μｍ］程度のギャップを介してその周面が対向する位置に配置され、原版１の回転方向と同じ方向（図中反時計回り方向）に１．５倍ないし４倍程度の速度で回転する。
不図示の供給系によって現像ローラ５１周面に供給される液体現像剤５３は、絶縁性液体としての溶媒５４に現像剤粒子としての帯電したトナー粒子５５を分散させて構成されており、現像ローラ５１の回転に伴って原版１の周面に供給される。ここで、現像ローラ５１に図示しない電源装置によって例えば＋２５０［Ｖ］の電圧を印加すると、正に帯電しているトナー粒子５５は、接地電位の金属フィルム１２に向かって溶媒５４中を泳動し、原版１の凹部１４ａ内に集められる。このとき、高抵抗層１３の表面１３ａは、＋５００［Ｖ］程度に帯電されているので正帯電したトナー粒子５５は表面１３ａから反発されて付着しない。
このようにして原版１の凹部１４ａ内にトナー粒子５５が集められた後、トナー粒子５５の濃度が薄くなった液体現像剤５３が引き続いてスクイズローラ５２と原版１が対向するギャップに進入する。ここでは、ギャップ（絶縁層１３表面１３ａとスクイズローラ５２表面の間の距離）が３０［μｍ］ないし５０［μｍ］、スクイズローラの電位が＋２５０［Ｖ］で、スクイズローラ５２は原版１とは逆向きに原版１の速度の３倍から５倍程度の速度で移動するように設定されているため、現像をさらに促進しつつ、同時に原版１に付着している溶媒５６の一部を絞り取る効果を奏する。このようにして、原版１の凹部１４ａにトナーによるパターン５７が形成される。
ところで、ガラス板５上に３色の蛍光体のパターンを形成する場合、図８に示すように、まず、青色蛍光体粒子を含む液体現像剤を収納する現像器３ｂが原版１の直下に移動し、ここで図示しない昇降機構によって現像器３ｂが上昇して原版１に近接させる。この状態で、原板１が矢印Ｒ方向に回転して凹部１４ａによるパターンが現像される。青色パターンの現像が終了すると、現像器３ｂが下降して原版１から離間する。
この青色現像プロセスの間に、図示しない搬送装置によって予め搬送されてステージ６上に保持されているガラス板５のステージ６から離間した表面に沿って塗布装置７が図中の破線矢印Ｔ１方向に移動し、ガラス板５の表面に溶媒が塗布される。この溶媒の役割と材料組成については後述する。また、溶媒の塗布方法についても後に詳述する。
しかる後に、青色のパターンを周面に担持した原版１が回転しつつ図中の破線矢印Ｔ２に沿って移動（この動作を転動と称する）し、青色のパターン像がガラス板５の表面に転写される。転写の詳細についても後述する。青パターンの転写を終えた原版１は図中左方に平行移動し、現像時の初期位置に戻る。このとき、ガラス板５を保持したステージ６が下降して初期位置に戻る原版１との接触が避けられる。
この後、クリーナ８が動作されて、ガラス板５に転写されずに原版１に残留した青色の現像剤粒子がクリーニングされる。このクリーナ８は、各色の現像剤粒子の転写プロセス終了後の通常のクリーニング動作を担う。このクリーナ８についても後に詳述する。
次に、３色の現像器３ｒ、３ｇ、３ｂが図中左方に移動し、緑色の現像器３ｇが原版１の直下に位置するところで停止し、青色の現像のときと同様にして現像器３ｇの上昇、現像、下降が行われる。引き続いて上記と同様の操作で緑パターンが原版１からガラス板５の表面に転写される。このとき、緑色のパターンのガラス板５表面上の転写位置は、上述した青色のパターンから１色分ずらされることは言うまでもない。また、このとき、緑色のパターンを転写した後の原版１がクリーナ８によってクリーニングされる。
そして、上記の動作を赤色の現像についても繰り返し、ガラス板５の表面上に３色パターンを並べて転写して３色のパターン像をガラス板５の表面に形成する。このように、ガラス板５を定位置に保持して固定し、原版１をガラス板５に対して移動させることで、ガラス板５の往復移動が不要になり、大きな移動スペースの確保や装置の大型化を抑制できる。
図９には、上述した原版１をガラス板５に沿って転動させるための転動機構の要部の構造を示してある。原版１を周面上に巻き付けたドラム素管３１の軸方向両端には、ピニオンと呼ばれる歯車７１が取り付けられている。原版１は、この歯車７１とモーター７２の駆動歯車７３のかみ合わせによって回転するとともに、ステージ６の両端に設置されている直線軌道のラック７４とピニオン（歯車７１）の噛み合わせによって図中右方向に並進する。このとき、ステージ６上に保持されたガラス板５の表面と原版１の周面との間に相対的なズレを生じることのないように、転動機構の各部の構造が設計されている。このように回転しながらガラス板５に沿って平行に移動する動作を転動と称している。
このようなラック・アンド・ピニオン機構によれば、駆動伝達用のアイドラが無いため、バックラッシュの無い高精度の回転・並進駆動を実現でき、ガラス板５上に例えば±５［μｍ］といった位置精度の高い高精細パターンを転写することが可能となる。
一方、ガラス板５（図９では図示していない）は、図８に示すように、ステージ６の平らな接触面６ａに対してその裏面５ｂ（原版１から離間した側の面）の略全面を面接させるようにステージ６上に配置される。その上、ガラス板５には、ステージ６を貫通して接触面６ａまで延びた吸気口７６に、接続パイプ７５から主パイプ７７を経由して不図示の真空ポンプを接続することによって、吸気口７６の接触面６ａに開口した図示しない吸着孔を介して負圧が作用され、ステージ６の接触面６ａ上に吸着される。この吸着機構によって、ガラス板５は、高い平面度を持った接触面６ａにその裏面５ｂの略全面を押圧させて密着され、平面性が高い状態でステージ６上に保持される。このように平らな接触面６ａにガラス板５を押し付けることにより、ガラス板５の歪み等をも矯正でき、原版１との間の相対位置を高精度に維持できる。
図１０は、原版１からガラス板５にトナー粒子５５を転写する際の様子を説明する要部断面図である。ガラス板５の表面５ａには、例えば導電性高分子などで構成される導電層８１が塗布されており、この導電層８１の表面８１ａと原版１の高抵抗層１３の表面１３ａとは、ギャップｄ２を介して非接触状態に設置される。ｄ２は例えば１０［μｍ］ないし４０［μｍ］の範囲の値に設定される。高抵抗層１３の厚さが例えば２０［μｍ］の場合は、金属フィルム１２と導電層８１表面８１ａとの間の距離は、３０［μｍ］ないし６０［μｍ］となる。或いは、ガラス板表面５ａに塗布した導電層８１と原版１の高抵抗層表面１３ａを接触させるようにしても良い。
この状態で、電源装置８２（転写装置）を介して導電層８１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加すると、接地電位の金属フィルム１２との間に５００［Ｖ］の電位差が形成され、その電界によってトナー粒子５５が溶媒５４中を電気泳動して導電層８１の表面８１ａに転写される。このように、トナー粒子５５は非接触状態でも転写が可能なので、オフセット印刷やフレキソ印刷の場合のように、ブランケットやフレキソ版といった弾性体を介在させる必要がなく、常に位置精度の高い転写を実現することが可能となる。導電層８１は、トナー粒子５５の転写後、ガラス板５を図示しないベーク炉へ投入して焼成することで消失させる。
なお、上記のように、電界を用いてトナー粒子をガラス板５に転写する場合、転写ギャップに溶媒が存在してガラス板５側の導電層８１と原版１との間を濡らすことが必須条件となるため、転写に先立ってガラス板５の表面５ａを溶媒でプリウェットしておくことが有効である。プリウェット溶媒としては絶縁性もしくは高抵抗であれば良いが、液体現像剤に用いられている溶媒と同一の溶媒、もしくはこれに帯電制御剤などが添加されたものであればなお好適である。プリウェット溶媒は、図８を用いて説明したように、塗布装置７によって適切なタイミングで適当な塗布量でガラス板５の表面５ａ上に塗布される。
ところで、上述したパターン形成装置１０によって解像度の高い高精細なパターン像をガラス板５に形成するためには、高抵抗層１３に凹部１４ａによるパターンを高精細に形成し且つ電界を用いて凹部１４ａ内のトナー像をガラス板５に転写することに加え、パターン像を転写した後の原版１を確実にクリーニングすることが重要となる。特に、本実施の形態のように、原版１の同じ凹部１４ａを繰り返し使用して３色のパターン像を現像および転写するような場合、前の色のトナー粒子５５が凹部１４ａ内に残留していると次の色のパターン像を形成する際に混色の問題が生じてしまう。また、本実施の形態で採用したような原版１をクリーニングする場合、凹部１４ａの底の角部近くに現像剤の微粒子が残留し易く、従来のようにスクイズローラを摺接させるだけでは極めて微細なパターン状の凹部１４ａから十分にトナー粒子５５を除去できない。
このため、本実施の形態では、原版１をクリーニングする際に、まず、クリーニング液を凹部１４ａに供給して、凹部１４ａの特に角部に残留したトナー粒子５５をクリーニング液中で遊離させ、その後、遊離せしめたトナー粒子５５をクリーニング液とともに除去するようにした。以下、いくつかの例をあげて原版１のクリーニング方法について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、全て模式図であり、実際の装置の構造を示すものではなくその機能を説明するためのものである。
図１１には、この発明の第１の実施の形態に係るクリーナ８の要部の構造を模式的に示してある。
このクリーナ８は、原版１の表面に向けて開口したケース１０１を有する。このケース１０１は、原版１から除去したトナー粒子５５を含むクリーニング液を回収する容器として機能する。ケース１０１内には、この発明の供給装置として機能する２系統のノズル１０２、１０３、およびこの発明の除去装置として機能する２つの除去ローラ１０４、１０５が設けられている。
図中上方に配置された一方の系統のノズル１０２は、原版１の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて図中上方に傾斜して配置されており、その先端がケース１０１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。また、他方の系統のノズル１０３は、原版１の回転方向Ｒに対して図中下方に傾斜して配置されており、その先端がケース１０１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。なお、原版１の表面には、ここでは図示を省略した複数の凹部１４ａが設けられている。また、各系統のノズル１０２、１０３は、原版１の回転方向Ｒを横切る原版１の軸方向に沿ってここでは図示しない複数本のノズルをそれぞれ備えている。
一方の除去ローラ１０４は、一方のノズル１０２より図中上方、すなわち原版１の回転方向Ｒに沿ってノズル１０２の下流側に近接して配置されており、ケース１０１の開口を介して原版１の表面に接触するよう位置決めされている。さらに、他方の除去ローラ１０５は、他方のノズル１０３より図中下方、すなわち一方の除去ローラ１０４との間に２系統のノズル１０２、１０３を挟む位置に配置されており、ケース１０１の開口を介して原版１の表面に接触するよう位置決めされている。そして、図中上方の除去ローラ１０４は原版１の回転方向Ｒと逆方向（図中矢印ｒ１方向）に回転し、図中下方の除去ローラ１０５は原版１の回転方向Ｒと同じ方向（図中矢印ｒ２方向）に回転する。
より詳細には、各系統のノズル１０２、１０３は、液体と気体を同時に噴射する複数本の２流体ノズルをそれぞれ原版１の軸方向に並設して構成されており、各ノズルがクリーニング液を一定圧力で原版１の表面に向けて噴射するようになっている。本実施の形態では、クリーニング液として、液体現像剤を構成する絶縁性液体を用いた。このように、液体現像剤を構成する溶媒をクリーニング液として利用することで、原版１の凹部１４ａ内にクリーニング液が残留した場合にプロセスに支障をきたすことがない。言い換えると、クリーニング液としては、原版１に残留した場合にプロセスに影響を及ぼすことのない液体を選択する必要がある。
各ノズルから噴射されるクリーニング液は、拡散し、原版１の回転方向および軸方向に対して傾斜した方向から吹き付けられる。本実施の形態では、図示しない調節機構によって、各ノズル１０２、１０３の原版１に対する傾斜角度、すなわちクリーニング液の吹き付け角度を調整可能とし、原版１の回転方向および軸方向に関してあらゆる角度からクリーニング液を吹き付け可能とした。これにより、矩形の凹部１４ａに対してあらゆる角度からクリーニング液を吹き付け可能となり、特に凹部１４ａの角部に付着したトナー粒子５５を確実に剥離させることができる。
また、上述した２つの除去ローラ１０４、１０５は同じ構造を有し、それぞれ中空なシャフト１０４ａ、１０５ａ（回転軸）の周囲にスポンジ層１０４ｂ、１０５ｂ（多孔部材）を設けて構成されている。一方の除去ローラ１０４について代表して説明すると、シャフト１０４ａのスポンジ層１０４ｂに対向する部位には図示しない多数の吸気孔が設けられている。そして、平均気泡径７０［μｍ］の連泡を有する厚さ７［ｍｍ］のウレタン系の材料によってスポンジ層１０４ｂが構成され、シャフト１０４ａの全ての吸気孔を覆うように設けられている。ここで言う“連泡”とは、多数の気泡が３次元の網目状に繋がった構造を指す。
しかして、シャフト１０４ａに接続された図示しない吸引ポンプ（負圧装置）によってシャフト１０４ａの多数の吸気孔から空気を吸引すると、スポンジ層１０４ｂの表面に負圧が生じ、スポンジ層１０４ｂにトナー粒子５５を含むクリーニング液が吸引されるようになっている。ここで、図１１において、除去ローラ１０４は原版１と逆方向に回転させることによって原版１上に残留したトナー粒子５５を拭い去る効果も有しているが、クリーニング前の原版１に付着したトナー粒子５５の量が少なく、ノズルからの噴射液によりトナー粒子５５のほとんどが廃液と一緒に排出されているような場合には、除去ローラ１０４が原版１と順方向に連れ回りするような構成でも、液とトナー粒子５５の除去能力を充分発揮することが出来る。
以下、上記構造のクリーナ８によって原版１をクリーニングする動作について、図１１とともに図１２乃至図１６を参照して説明する。
まず、回転する原版１の表面に、ノズル１０２、１０３を介してクリーニング液を吹き付ける。図１２に示すように、クリーニング液の吹き付け角度は、原版１の表面に直交する角度（この角度を０度の基準線とする）から原版１の回転方向Ｒに沿って±７０度の角度まで調節可能となっている。本実施の形態では、回転方向Ｒに沿って下流側にあるノズル１０２の角度を回転方向に向けて４５度に調節し、回転方向Ｒに沿って上流側にあるノズル１０３の角度を回転方向と逆に向けて４５度に調節した。
ノズル１０２、１０３は、二流体ノズルであり、０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］の範囲の液供給ポンプ（図示せず）を介して、クリーニング液タンク（図示せず）に接続され、同時に０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］の範囲のエアポンプ（図示せず）にも接続されており、０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］の範囲の液圧と、０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］の範囲のエア圧で、クリーニング液を凹版表面に供給できるような構成になっている。各ノズル１０２、１０３から噴出させるクリーニング液の液圧は二流体ノズルの場合、０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］程度に設定することが望ましく、クリーニング液のエア圧も０．１［ＭＰａ］〜１．０［ＭＰａ］程度に設定することが望ましい。本実施の形態では、クリーニング液の液圧を０．５［ＭＰａ］に設定し、エア圧も０．５［ＭＰａ］に設定した。
クリーニング液の原版１に対する吹き付け角度が７０度を超えると、微細な形状である凹部パターンに対する入射角が浅くなり、特に角部において、残留した微粒子を適度な液圧で遊離させることが出来なくなるとともに、クリーニングユニットが当接した部分以外の領域にまで液が流出しやすくなるため、凹版ドラム表面の汚染が生じやすくなるという不具合が発生する。また、クリーニング液の液圧が０．１［ＭＰａ］より小さくなると、十分な液圧で凹部に液を噴射することができないため、残留した微粒子を遊離させることが出来ず、１．０［ＭＰａ］を超えると、エア圧に比べて液圧が強すぎるため、十分制御されず広がった状態の液流が凹版表面に向けて噴射され、周囲への液の飛散が起こり、他ユニットへの汚染が生じる。さらに、クリーニング液のエア圧が０．１［ＭＰａ］より小さくなると、液流の幅と広がりが十分制御されていない状態で凹版表面に向けて噴射されるため、凹部パターン内部に残留した微粒子を十分な圧力で角部から遊離させることが出来ず、１．０［ＭＰａ］を超えると、噴出される液が霧状になってしまい、やはり微粒子を十分な圧力で角部から遊離させることが出来ない。
また、本実施例では、気体として空気を用いたが、より防爆効果を高めるため、不活性な窒素ガスを用いてもよい。
さらに、上述のような、気体の圧力を利用して液圧を高める二流体ノズル以外にも、直接、高圧ポンプで、高い液圧により液を噴射させる一流体ノズルを用いても良い。二流体ノズルの場合、クリーニング液の液圧は、０．４［ＭＰａ］〜２．５［ＭＰａ］の範囲に設定することが望ましい。本実施の形態では、クリーニング液の液圧を１．２［ＭＰａ］に設定した。一流体ノズルの場合も、やはりノズルの角度は、二流体ノズルの場合と同様の理由から、原版１の回転方向Ｒに沿って±７０度の範囲の角度が望ましいのは言うまでもない。クリーニング液の液圧が０．４［ＭＰａ］より小さくなると、十分な液圧で凹部に液を噴射することができないため、残留した微粒子を十分遊離させることが出来ず、２．５［ＭＰａ］を超えると、液圧が強すぎるため、周囲への液の飛散が起こり、他ユニットへの汚染が生じる。
図１３に模式的に示すように、原版１の回転方向Ｒに沿って下流側に配置された一方のノズル１０２から噴出されたクリーニング液１０６は、主に、原版１の各凹部１４ａの回転方向Ｒ下流側の角部に向けて吹き付けられ、この角部に付着したトナー粒子５５を図１４に模式的に示すようにクリーニング液中で遊離させる。一方、回転方向上流側に配置された他方のノズル１０３から噴出されたクリーニング液１０７は、主に、原版１の各凹部１４ａの回転方向Ｒ上流側の角部に向けて吹き付けられ、この角部に付着したトナー粒子５５をクリーニング液中で遊離させる。
この後、図１５に示すように、原版１とクリーナ８との相対的な移動によって、原版１の回転方向Ｒ下流側に配置された一方の除去ローラ１０４が原版１と逆方向に回転されつつ接触され、原版１の表面にスポンジ層１０４ｂが摺接される。このとき、他方の除去ローラ１０５は、主に、他方のノズル１０３から噴出されたクリーニング液を回収するよう機能する。
除去ローラ１０４のスポンジ層１０４ｂが原版１の凹部１４ａ開口に接触すると、図１６に模式的に示すように、スポンジ層１０４ｂの連泡１０８および中空シャフト１０４ａを介してスポンジ層１０４ｂの表面に負圧が作用し、凹部１４ａに残留したトナー粒子５５がクリーニング液とともに吸引される。このとき、凹部１４ａの角部に付着していたトナー粒子５５は、クリーニング液の吹き付けによってクリーニング液中に遊離した状態となっており、クリーニング液の吸引除去と同時に容易に凹部１４ａから除去できる。
本実施の形態では、除去ローラ１０４（１０５）のスポンジ層１０４ｂの連泡１０８の平均気泡径を最も吸引効率が良かった７０［μｍ］に設定したが、連泡１０８の平均気泡径は２０［μｍ］〜４００［μｍ］程度に設定することが望ましい。連泡１０８の平均気泡径が２０［μｍ］を下回ると、微粒子が気泡内に目詰まりしやすく、除去ローラの寿命が低下し、部材の交換頻度が上がるという不具合が生じ、平均気泡径が４００［μｍ］を超えると、気泡内に捕捉除去される微粒子数が少なくなり、高い除去性能が得られない。
以上のように、第１の実施の形態に係るクリーナ８によると、クリーニング液を角度を付けて原版１に吹き付けることにより凹部１４ａの角部に付着して残留したトナー粒子５５をクリーニング液中で確実に遊離させることができ、遊離させたトナー粒子５５をスポンジ層１０４ｂの表面に負圧を生じせしめた除去ローラ１０４によってクリーニング液とともに確実且つ容易に除去できる。このため、次の色の現像プロセスを実行する前の原版１に前の色のトナー粒子５５が残留することを防止でき、混色の問題を防止することができる。具体的には、本実施の形態のクリーナ８を用いた場合、ガラス板５にトナー粒子５５を転写した後の原版１に残留したトナー粒子の割合は０．１［％］以下となった。これにより、高精細な微細パターンを高い解像度で転写可能な原版１を提供できる。
図１７には、この発明の第２の実施の形態に係るクリーナ１１０の模式図を示してある。このクリーナ１１０は、２つの除去ローラ１０４’、１０５’のシャフト１１１が中実であり、各ローラのスポンジ層１０４ａ、１０５ａの周面に金属製のスクレーパ１１２を当接配置した以外、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の構成を有する。よって、ここでは、上述したクリーナ８と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
つまり、このクリーナ１１０を動作させると、ノズル１０２、１０３から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させ、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともに除去ローラ１０４’、１０５’によって除去される。このとき、各除去ローラ１０４’、１０５’のスポンジ層１０４ａ、１０５ａの周面に付着したトナー粒子５５は、除去ローラの回転によってスクレーパ１１２により掻き落とされる。
よって、本実施の形態のクリーナ１１０においても、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の効果を奏することができ、その上、装置構成を簡略化でき装置の製造コストを低減できる。
図１８には、この発明の第３の実施の形態に係るクリーナ１２０の模式図を示してある。このクリーナ１２０は、２つの除去ローラ１０４”、１０５”のスポンジ層１２１が導電性を有し、このスポンジ層１２１に原版１の金属フィルム１２（ここでは図示省略）との間に電界を形成するための電源装置１２２を接続した以外、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の構成を有する。よって、ここでも、上述したクリーナ８と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
スポンジ層１２１は、体積抵抗率が１０３［Ω・ｃｍ］〜１０１２［Ω・ｃｍ］、好ましくは１０８［Ω・ｃｍ］〜１０１１［Ω・ｃｍ］程度で、且つＪＩＳ−Ｃ硬度が５０程度の導電性材料により形成され、原版１に接触させた状態で凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２に接触することのない程度の硬さに設計されている。体積抵抗率が１０３［Ω・ｃｍ］を下回ると、スポンジ層表面が導通しやすくなり、スポンジ層表面と凹版表面の間に十分な電界を発生させることが出来ず、帯電した微粒子をスポンジ側に電気的に引き寄せる除去効果が得られない。体積抵抗率が１０１２［Ω・ｃｍ］を超えると、適度な引印加電圧で、スポンジ層表面と凹版表面の間に効果的な電界を発生させることが困難になり、やはり帯電した微粒子を電気的に除去する効果が得られない。
しかして、このクリーナ１２０を動作させると、ノズル１０２、１０３から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させ、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともに除去ローラ１０４”、１０５”によって除去される。このとき、図示しない負圧装置が動作されてスポンジ層１２１の表面に負圧が作用されるとともに、電源装置１２２を介して各除去ローラ１０４”、１０５”に例えば−３００［Ｖ］の電圧が印加され、接地電位にされた原版１の金属フィルム１２とスポンジ層１２１との間に電界が形成される。そして、負圧の作用によってトナー粒子５５がクリーニング液とともに吸引され、且つ電界の作用によって帯電したトナー粒子５５がスポンジ層１２１に吸着される。
つまり、本実施の形態のクリーナ１２０においても、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の効果を奏することができ、その上、トナー粒子５５の除去ローラ１０４”、１０５”に対する吸着作用を高めることができ、トナー粒子５５の除去効率をさらに高めることができる。
図１９には、この発明の第４の実施の形態に係るクリーナ１３０の模式図を示してある。このクリーナ１３０は、各除去ローラ１０４”、１０５”の周面にクリーニングローラ１３１を転接させ、さらに各クリーニングローラ１３１の周面にブレード１３２を当接配置した以外、上述した第３の実施の形態のクリーナ１２０と同様の構成を有する。よって、ここでは、上述したクリーナ１２０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
クリーニングローラ１３１は、例えば、アルミニウム製の中空パイプの周面に陽極酸化処理によって厚さ６［μｍ］程度のアルマイト層を形成して構成されており、対応する除去ローラ１０４”、１０５”と同じ方向に回転する。また、ブレード１３２は、ＪＩＳ−Ａ硬度８０、３００％モデュラス３００［ｋｇｆ／ｃｍ２］、厚さ１［ｍｍ］のウレタン系ゴムにより形成されている。
しかして、このクリーナ１３０を動作させると、ノズル１０２、１０３から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させ、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともに除去ローラ１０４”、１０５”によって除去される。このとき、図示しない負圧装置が動作されてスポンジ層１２１の表面に負圧が作用されるとともに、各除去ローラ１０４”、１０５”のスポンジ層１２１に例えば−３００［Ｖ］の電圧が印加され、接地電位にされた原版１の金属フィルム１２とスポンジ層１２１との間に電界が形成される。そして、負圧の作用によってトナー粒子５５がクリーニング液とともに吸引され、且つ電界の作用によって帯電したトナー粒子５５がスポンジ層１２１に吸着される。
そして、除去ローラ１０４”、１０５”によって吸引されたトナー粒子５５のうちクリーニング液とともにシャフト１０４ａ、１０５ａを介して回収されずに除去ローラ１０４”、１０５”の周面に残留したトナー粒子５５は、クリーニングローラ１３１に移された後、ブレード１３２によって掻き落とされる。このとき、上述したように除去ローラ１０４”、１０５”に付与する電圧（−３００［Ｖ］）に対し、クリーニングローラ１３１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加して両者の間に電界を形成し、除去ローラ１０４”、１０５”の周面に残留したトナー粒子５５をクリーニングローラ１３１側へ引き付ける。
つまり、本実施の形態のクリーナ１３０においても、上述した第３の実施の形態のクリーナ１２０と同様の効果を奏することができ、その上、除去ローラ１０４”、１０５”の周面を常にクリーンな状態に保つことができ、且つクリーニングローラ１３１の周面も常にクリーンな状態に保つことができ、トナー粒子５５の除去ローラ１０４”、１０５”に対する吸着作用をより高めることができ、トナー粒子５５の除去効率をさらに高めることができる。
図２０には、この発明の第５の実施の形態に係るクリーナ１４０の模式図を示してある。このクリーナ１４０は、２つの除去ローラ１０４、１０５の代りに２枚の樹脂製のブレード１４１、１４２を有する以外、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の構成を有する。よって、ここでは、上述したクリーナ８と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
ブレード１４１、１４２は、ＪＩＳ−Ａ硬度７５、３００％モデュラス２５０［ｋｇｆ／ｃｍ２］、厚さ１［ｍｍ］のウレタン系ゴムにより形成されている。本実施の形態では、各２流体ノズル１０２、１０３を介して噴出させるクリーニング液の液圧を１．０［ＭＰａ］に設定し、エア圧も１．０［ＭＰａ］に設定した。つまり、上述した第１の実施の形態のクリーナ８よりクリーニング液の噴出圧力を強く設定した。また、クリーニング液の吹き付け角度を原版１に直交する方向に対して±７０度の角度に設定した。
しかして、このクリーナ１４０を動作させると、まず、ノズル１０２、１０３から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させる。そして、この遊離されたトナー粒子５５をクリーニング液とともにブレード１４１、１４２によって掻き落とす。本実施の形態では、クリーニング液の圧力を高めに設定し、且つクリーニング液の吹き付け角度を適切な角度に調節したため、凹部１４ａに付着したトナー粒子５５を確実に遊離させることができ、ブレード１４１、１４２によって掻き落とすだけでトナー粒子５５を十分に除去できる。
つまり、本実施の形態のクリーナ１４０においても、上述した第１の実施の形態のクリーナ８と同様の効果を奏することができ、その上、除去ローラ１０４、１０５をブレード１４１、１４２に置き換えることで、負圧装置などの高価な構成も不要となり、装置構成をより安価に製造することができる。
図２１には、この発明の第６の実施の形態に係るクリーナ１５０の模式図を示してある。このクリーナ１５０は、樹脂製のブレード１４１、１４２の代りに導電性を有する材料によって形成された導電ブレード１５１、１５２を用い、これら導電ブレード１５１、１５２に原版１の金属フィルム１２（ここでは図示省略）との間に電界を形成するための電源装置１５３を接続した以外、上述した第５の実施の形態のクリーナ１４０と同様の構成を有する。よって、ここでは、上述したクリーナ１４０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
このクリーナ１５０を動作させると、まず、ノズル１０２、１０３から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させる。そして、この遊離されたトナー粒子５５をクリーニング液とともにブレード１５１、１５２によって掻き落とす。このとき、電源装置１５３を介して各導電ブレード１５１、１５２に例えば−３００［Ｖ］の電圧が印加され、接地電位の原版１の金属フィルム１２（ここでは図示せず）との間に電界が形成される。これにより、原版１から遊離したトナー粒子５５を導電ブレード１５１、１５２によって掻き落とすとともに、凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を導電ブレード１５１、１５２に吸着させることができる。
よって、本実施の形態のクリーナ１５０を用いた場合、上述した第５の実施の形態のクリーナ１４０と同様の効果を奏することができるとともに、導電ブレード１５１、１５２に対するトナー粒子５５の吸着効果をより高めることができ、トナー粒子５５の除去効率をより高めることができる。
図２２には、この発明の第７の実施の形態に係るクリーナ１６０の要部の構成を模式図にして示してある。ここでは、装置をさらに簡略化して図示してあり、原版１の回転方向Ｒに沿って下流側の構成を図示省略してある。このクリーナ１６０は、導電性を有する樹脂材料によって形成したブレード１６１を有する点で上述した第３の実施の形態のクリーナ１２０と異なる。よって、ここでは、上述したクリーナ１２０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
このクリーナ１６０を動作させると、まず、ノズル１０３（１０２）から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させる。そして、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともにブレード１６１によって掻き落とされて除去ローラ１０５”（１０４”）によって除去される。ブレード１６１には上述した第６の実施の形態のクリーナ１５０と同様に例えば−３００［Ｖ］程度の電圧が印加される。また、除去ローラ１０５”（１０４”）にも同じ電圧が付与されている。
このため、原版１と除去ローラ１０５”（１０４”）との間に電界が形成されるとともに原版１とブレード１６１との間に電界が形成され、クリーニング液の噴射によって原版１から遊離されたトナー粒子５５が電界の作用によって除去ローラおよびブレードに引き付けられる。よって、本実施の形態においても、上述した各実施の形態の装置と同様の効果を奏することができ、トナー粒子５５の除去効率を高めることができる。
図２３には、この発明の第８の実施の形態に係るクリーナ１７０の要部の構成を模式図にして示してある。ここでは、装置をさらに簡略化して図示してあり、原版１の回転方向Ｒに沿って下流側の構成を図示省略してある。このクリーナ１７０は、各除去ローラ１０５”（１０４”）の周面に導電性スクレーパ１７１を当接配置した点で上述した第３の実施の形態のクリーナ１２０と異なる。よって、ここでは、上述したクリーナ１２０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
導電性スクレーパ１７１は、例えば、厚さ１［ｍｍ］程度のアルミニウム板の表面に２［μｍ］程度の厚さのフッ素樹脂をコーティングして構成される。本実施の形態では、原版１の図示しない金属フィルムを接地電位に設定し、除去ローラ１０５”（１０４”）に例えば−３００［Ｖ］の電圧を印加し、導電性スクレーパ１７１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加した。
このクリーナ１６０を動作させると、まず、ノズル１０３（１０２）から噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させる。そして、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともに除去ローラ１０５”（１０４”）によって除去される。このとき、原版１と除去ローラ１０５”（１０４”）との間の電位差によって原版１から遊離したトナー粒子５５が除去ローラ１０５”（１０４”）に電気的に引き付けられる。
さらに、除去ローラ１０５”（１０４”）に移されて吸引されずに周面に残留されたトナー粒子５５が導電性スクレーパ１７１によって掻き落とされる。このとき、除去ローラ１０５”（１０４”）と導電性スクレーパ１７１との間に形成されている電界によって除去ローラ１０５”（１０４”）周面のトナー粒子５５が導電性スクレーパ１７１へ吸引される。
以上のように、本実施の形態によると、上述した第３の実施の形態のクリーナ１２０の構成に加えて導電性スクレーパ１７１を除去ローラ１０５”（１０４”）の周面に当接せしめて配置したため、電界の作用によって除去ローラ１０５”（１０４”）周面を常にクリーンな状態に維持でき、トナー粒子５５の除去効率を高めることができる。
図２４には、この発明の第９の実施の形態に係るクリーナ１８０の要部の構成を模式的に示してある。このクリーナ１８０は、導電性スクレーパ１７１の代りに上述した第４の実施の形態の装置１３０で用いたものと同じクリーニングローラ１８１を備え、さらにこのクリーニングローラ１８１の周面にスクレーパ１８２を当接配置した点で上述した第８の実施の形態のクリーナ１７０と異なる。
本実施の形態でも、原版１を接地し、除去ローラ１０５”（１０４”）に例えば−３００［Ｖ］の電圧を印加し、クリーニングローラ１８１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加した。しかして、除去ローラ１０５”（１０４”）で原版１から除去されたトナー粒子５５がクリーニングローラ１８１に電気的に引き付けられてスクレーパ１８２によって掻き落とされる。この実施の形態のクリーナ１８０においても、上述した各実施の形態のクリーナと同様の効果を奏し得ることは言うまでもない。
また、図１９を用いて、発明の第９の実施の形態に係るクリーナ１３０を説明する。第９の実施の形態に係るクリーナ１３０は、前述の第４の実施の形態に係るクリーナ１３０とほぼ同じ構成であるが、第４の実施例が、クリーニング液とエアの二流体ノズルを用いているのに対して、第９の実施例では、クリーニング液のみの一流体ノズルを用いた。ノズル１０２、１０３は、０．４［ＭＰａ］〜２．５［ＭＰａ］の範囲の高圧ポンプに接続（図示せず）され、クリーニング液タンクから、０．４［ＭＰａ］〜２．５［ＭＰａ］の範囲の液圧でクリーニング液を凹版表面に供給できるような構成になっている。本実施の形態では、クリーニング液の液圧を１．２［ＭＰａ］に設定し、ノズルの角度は、それぞれ＋８０度と−８０度で液を噴出できるように、一流体ノズルを複数個配列した。噴出されたクリーニング液が原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５を遊離させ、この遊離されたトナー粒子５５がクリーニング液とともに除去ローラ１０４”、１０５”によって除去される。このとき、図示しない負圧装置が動作されてスポンジ層１２１の表面に負圧が作用されるとともに、各除去ローラ１０４”、１０５”のスポンジ層１２１に例えば−３００［Ｖ］の電圧が印加され、接地電位にされた原版１の金属フィルム１２とスポンジ層１２１との間に電界が形成される。そして、負圧の作用によってトナー粒子５５がクリーニング液とともに吸引され、且つ電界の作用によって帯電したトナー粒子５５がスポンジ層１２１に吸着される。
そして、除去ローラ１０４”、１０５”によって吸引されたトナー粒子５５のうちクリーニング液とともにシャフト１０４ａ、１０５ａを介して回収されずに除去ローラ１０４”、１０５”の周面に残留したトナー粒子５５は、クリーニングローラ１３１に移された後、ブレード１３２によって掻き落とされる。このとき、上述したように除去ローラ１０４”、１０５”に付与する電圧（−３００［Ｖ］）に対し、クリーニングローラ１３１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加して両者の間に電界を形成し、除去ローラ１０４”、１０５”の周面に残留したトナー粒子５５をクリーニングローラ１３１側へ引き付ける。
なお、上述した第１乃至第９の実施の形態では、１色分のパターンを形成した凹部１４ａを用いて全ての色のトナー像を現像・転写する場合について説明したが、これに限らず、３色分の凹部１４ａを原版１に形成しておき、３色のトナー像を原版１に現像した後、一括してガラス板５に転写するようにしても良い。この場合、同じ凹部１４ａに異なる色のトナーが現像されることがないため、混色の心配がないことから、クリーニングプロセスを各色毎に実施する必要もなく、転写プロセス毎に毎回クリーニング動作を実施する必要もない。
また、上述した実施の形態では、原版１に向けてクリーニング液を噴出させる２流体ノズルの角度を調節可能な調節機構を有する装置について説明したが、２流体ノズル１０２、１０２を電気的に制御して揺動させ、ノズルの首振り機能を持たせても良い。
図２５には、この発明の第１０の実施の形態に係るクリーナ１９０の要部の構成を模式的に示してある。
クリーナ１９０は、原版１の表面に向けて開口したケース１９１を有する。このケース１９１は、原版１から除去した現像剤粒子を含むクリーニング液を回収する容器としても機能する。ケース１９１内には、２系統のノズル１９２、１９３、および２つの除去ローラ１９４、１９５が設けられている。
図中上方に配置された一方の系統のノズル１９２は、原版１の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて図中上方に傾斜して配置されており、その先端がケース１９１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。また、他方の系統のノズル１９３は、原版１の回転方向Ｒに対して図中下方に傾斜して配置されており、その先端がケース１９１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。また、各系統のノズル１９２、１９３は、原版１の回転方向Ｒを横切る原版１の軸方向に沿ってここでは図示しない複数本のノズルをそれぞれ備えている。
一方の除去ローラ１９４は、一方のノズル１９２より図中上方、すなわち原版１の回転方向Ｒに沿ってノズル１９２の下流側に近接して配置されており、ケース１９１の開口を介して原版１の表面に接触するよう位置決めされている。さらに、他方の除去ローラ１９５は、他方のノズル１９３より図中下方、すなわち一方の除去ローラ１９４との間に２系統のノズル１９２、１９３を挟む位置に配置されており、ケース１９１の開口を介して原版１の表面に接触するよう位置決めされている。そして、図中上方の除去ローラ１９４は原版１の回転方向Ｒと逆方向（図中矢印ｒ１方向）に回転し、図中下方の除去ローラ１９５は原版１の回転方向Ｒと同じ方向（図中矢印ｒ２方向）に回転する。
より詳細には、各系統のノズル１９２、１９３は、液体と気体を同時に噴射する複数本の２流体ノズルをそれぞれ原版１の軸方向に並設して構成されており、各ノズルがクリーニング液を一定圧力で原版１の表面に向けて噴射するようになっている。本実施の形態では、クリーニング液として、液体現像剤を構成する絶縁性液体を用いた。このように、液体現像剤を構成する溶媒をクリーニング液として利用することで、原版１の凹部１４ａ内にクリーニング液が残留した場合にプロセスに支障をきたすことがない。言い換えると、クリーニング液としては、原版１に残留した場合にプロセスに影響を及ぼすことのない液体を選択する必要がある。
各ノズルから噴射されるクリーニング液は、拡散し、原版１の回転方向および軸方向に対して傾斜した方向から吹き付けられる。これにより、矩形の凹部１４ａに対して傾斜した方向からクリーニング液を吹き付け可能となり、特に凹部１４ａの角部に付着したトナー粒子５５を確実に剥離させることができる。
上述した２つの除去ローラ１９４、１９５は同じ構造を有し、それぞれ中空なシャフト１９６の周囲にスポンジ層１９７を設けて構成されている。一方の除去ローラ１９４について代表して説明すると、シャフト１９６のスポンジ層１９７に対向する部位には図示しない多数の吸気孔が設けられている。しかして、シャフト１９６に接続された図示しない吸引ポンプによってシャフト１９６の多数の吸気孔から空気を吸引すると、スポンジ層１９７の表面に負圧が生じ、スポンジ層１９７にトナー粒子５５を含むクリーニング液が吸引されるようになっている。
スポンジ層１９７の表面に付着したトナー粒子５５は、図中矢印方向に回転するクリーニングローラ１９８によって除去される。そして、クリーニングローラ１９８の表面に付着したトナー粒子５５は、ブレード１９９によって掻き落とされる。つまり、上述した２つの除去ローラ１９４、１９５は、クリーニングローラ１９８およびブレード１９９によって、常に清浄な状態に維持されて、原版１のクリーニング性能を高められている。
次に、この発明の第１の実施の形態に係るクリーニング装置１００について詳細に説明する。
このクリーニング装置１００は、例えば、各色のパターン像の現像を失敗して原版１の凹部１４ａに比較的多量の現像剤粒子が付着している場合、或いは各色のパターン像の転写を失敗して凹部１４ａに比較的多量の現像剤粒子が付着している場合など、通常より多量の現像剤粒子を原版１から除去する必要がある場合に用いられる。言い換えると、上述したクリーナ８、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０では原板１に付着した現像剤粒子を十分に除去できない可能性があるときに用いられる。例えば、現像プロセスを失敗した場合、原版１に付着している現像剤粒子の量が基準値を超えていることを条件に、転写プロセスに移行する前に、クリーニング装置１００が動作されて原版１がクリーニングされる。つまり、クリーニング装置１００は、クリーナ８（以下、代表して説明する）による通常のクリーニング動作とは別に原版１を別処理でクリーニングする場合に用いられる。
このクリーニング装置１００による原版１のクリーニングを実行するか否かの判断は、例えば以下に説明する２通りの方法によってなされる。つまり、原版１に不所望に付着した現像剤粒子の量が一定基準を超えている場合にはクリーニング装置１００を用いて原版１をクリーニングするモードが選択され、現像剤粒子の量が一定基準を下回る場合には通常通りクリーナ８を用いて原版１をクリーニングするモードが選択される。
例えば、原版１のパターン状の凹部１４ａを現像する現像剤粒子が蛍光体粒子である場合、クリーニングモードを選択するとき、ある特定のサンプルとなる凹部１４ａ内に付着している蛍光体粒子に紫外光を照射してその励起光を検出し、予め検出した正常時の基準光量と比較することで蛍光体粒子の量が基準値を超えているか否かを判断できる。
或いは、サンプルとなる凹部１４ａの画像を検出して予め検出しておいた基準画像と比較することで凹部１４ａに付着している現像剤粒子の量が基準値を超えているか否かを判断できる。この場合、例えば図２６に示すように、現像剤粒子が付着していない状態の凹部１４ａの画像からその開口の面積を基準値Ｓ1として予め算出しておき、モードを選択するときに、検出した画像から当該凹部１４ａに付着している現像剤粒子の占有面積Ｓ2を演算して基準値Ｓ1と比較することで現像剤粒子の付着の程度を判断できる。具体的には、上記のＳ1、Ｓ2が下式を満たす場合にはクリーニング装置１００を用いることなくクリーナ８によるクリーニングモードが選択され、下式から外れた場合にクリーニング装置１００によるクリーニングモードが選択される。
０．６＜Ｓ2／Ｓ1＜１．４
具体的には、クリーニング装置１００を動作させるクリーニングモードが選択された場合、パターン形成装置１０の図示しない制御部は、図示しない移動機構を動作させて、原版１をクリーニング装置１００の上方のクリーニング位置に移動する。このとき、原版１の移動の邪魔になるクリーナ８、乾燥器４、除電器９、帯電器２などの各プロセスユニットは、原版１の移動経路から図示しない退避位置へ退避される。或いは、これらプロセスユニットは、原版１の移動とともに一体的に移動される。なお、ここでは、原版１をクリーニング位置へ移動させる移動機構や各プロセスユニットを退避させる退避機構については、図示およびその説明を省略する。
図２７に示すように、クリーニング装置１００は、図示のクリーニング位置に配置された原版１に向けて開口した液槽２０２を有する。本実施の形態では、クリーニング位置に配置された原版１の鉛直下方にクリーニング装置１００が対向する位置関係となっているため、液槽２０２は鉛直上方に向けて（原版１に向けて）開口している。なお、液槽２０２は、原版１の軸方向（図１１で紙面と垂直な方向）の全長を少なくとも超える長さを有し、原版１の曲率に合わせて開口の縁が湾曲されている。そして、開口の縁がクリーニング位置にある原版１の周面から一定ギャップ離間した位置関係で原版１がクリーニング位置に対向配置される。
液槽２０２の底には、液槽２０２内に後述するクリーニング液Ｌを流入させるための流入口２０２ａ、および液槽２０２内からクリーニング液Ｌを流出させる流出口２０２ｂが形成されている。流入口２０２ａ、および流出口２０２ｂは、原版１の軸方向に延びた細長いスリット状に形成され、液槽２０２内を流通するクリーニング液Ｌが原版１の周面に沿って一定方向（原版１の回転方向と逆方向）に流れるようになっている。また、流入口２０２ａ、および流出口２０２ｂは、軸方向に直径５ｍｍ〜１０ｍｍ程度のパイプ、もしくはフレキシブルチューブを複数本、一定の間隔で配列させて接続し、流入側に配列したパイプ群から一定の流量で供給された液が、流出側に配列したパイプ群から順次排出されることにより、液槽２０２内で一定の液流が形成される構成でもよい（図示せず）。
すなわち、流入口２０２ａには、図示しない配管およびバルブを介してクリーニング液Ｌを収容したタンクが接続されており、図示しないポンプを動作させることで制御可能な流量でタンク内のクリーニング液Ｌを液槽２０２へ供給できるようになっている。また、流出口２０２ｂには、図示しない配管を介して廃液タンクが接続されており、液槽２０２から排出されたクリーニング液Ｌを溜めるようになっている。なお、廃液タンクに回収した使用済のクリーニング液Ｌは、現像剤粒子が除去されて再使用に供されても良い。
また、液槽２０２内の周縁部近くには、複数の液漏れ防止ローラ２０４が配置されている。図２７では、２つの液漏れ防止ローラ２０４を代表して図示したが、原版１の軸方向に沿った両端側の液槽２０２内にもそれぞれ同様の液漏れ防止ローラが設けられても良い。各液漏れ防止ローラ２０４は、クリーニング位置で回転する原版１の周面に対して一定の微小ギャップを介して対向する位置に位置決め配置されている。本実施の形態では、各液漏れ防止ローラ２０４を、ローラ径２０［ｍｍ］の金属ローラとし、５０［μｍ］±１０［μｍ］程度のギャップを介して原版１の周面に対向させて位置決めした。
そして、各液漏れ防止ローラ２０４を図示矢印ｒ方向に回転させることで、液槽２０２の縁と原版１の周面との間のギャップから漏れる可能性のあるクリーニング液に液槽２０２の内側に向かう流れを生じせしめ、スクイーズ効果によって液槽２０２からの液漏れを防止するようにした。言い換えると、各液漏れ防止ローラ２０４の回転方向ｒは、原版１との間の微小ギャップに介在するクリーニング液を液槽２０２の内側に送る方向に設定される。
また、液槽２０２の中央底部には、原版１との間で電界を形成するための電極２０６が固定的に取り付けられている。この電極２０６は、原版１の周面と略同じ曲率で原版１に向けて凹をなすように湾曲されており、ギャップ調整部材２０８を介して液槽２０２の底部に固設されている。本実施の形態では、電極２０６は、０．５［ｍｍ］の厚さを有するニッケル板の表面に５［μｍ］の厚さで金メッキを施して形成され、ギャップ調整部材２０８の厚さを調整することで原版１の周面との間のギャップを１００［μｍ］±２０［μｍ］程度に設定されている。なお、上述したように電極２０６を配置した液槽２０２内を流通するクリーニング液Ｌとしてはアイソパーなどが用いられる。
以下、上記構造のクリーニング装置１００によるクリーニング動作について、図２８乃至図３０を参照して説明する。なお、ここでは、クリーニング装置１００の要部の構造を部分的に拡大して示し、原版１の１つの凹部１４ａに着目して現像剤粒子のクリーニング動作を説明する。
原版１がクリーニング装置１００に近接して対向する上述したクリーニング位置へ移動された後、クリーニング装置１００の複数の液漏れ防止ローラ２０４を上述した方向に回転し、この状態で、図示しないポンプを動作させて流入口２０２ａを介して液槽２０２内にクリーニング液Ｌを供給する。このとき、液槽２０２の流出口２０２ｂを介してクリーニング液Ｌを流出することなく、液槽２０２内にクリーニング液Ｌを充填し、原版１と電極２０６との間をクリーニング液Ｌで満たす。この状態を図２８に示す。
そして、図２８に示す状態で、図示しない電源装置を介して液槽２０２内に配置した電極２０６に−５００［Ｖ］の電圧を印加し、凹部１４ａの底に配置した接地電位の金属フィルム１２（導電部材）との間で電界を形成する。これにより、図２８に示すように凹部１４ａ内に保持されていた現像剤粒子（トナー粒子５５）が図２９に示すように電極２０６に吸着される。このとき、現像剤粒子は、凹部１４ａと電極２０６との間に満たされたクリーニング液Ｌを泳動して電極２０６に至る。
この後、図３０に示すように、電極２０６に印加していた電圧をオフにして電界を消失させた状態で、原版１と電極２０６との間に介在されているクリーニング液Ｌを流通させ、電極２０６に吸着されていた現像剤粒子を流す。このとき、図示しないポンプが動作されて流入口２０２ａを介してクリーニング液Ｌが予め決められた流量で液槽２０２内に供給され、凹部１４ａから除去した現像剤粒子を含むクリーニング液Ｌが流出口２０２ｂを介して流出される。
以上のように、本実施の形態のクリーニング装置１００を用いると、現像プロセスを失敗した後や転写プロセスを失敗した後などのように比較的多量の現像剤粒子が原版１のパターン状の凹部１４ａ内に残っているような場合であっても、原版１に保持されている現像剤粒子を確実にクリーニングでき、通常のクリーニング動作を担うクリーナ８と比較して多量の現像剤粒子を良好にクリーニングできる。例えば、原版１のパターン状の凹部１４ａを現像剤粒子で満杯にした状態で本実施の形態のクリーニング装置１００を動作させたところ、クリーニング動作終了時点で凹部１４ａに残留していた現像剤粒子の量は、０．０１［％］以下であった。
なお、上述した実施の形態では、クリーニング装置１００によるクリーニング動作時において原版１とクリーニング装置１００との相対的な移動については言及していないが、クリーニング動作時に図２７に示すように原版１を矢印Ｒ方向に回転させても良く、回転させなくても良い。原版１を回転させる場合には、クリーニング装置１００の液槽２０２に対向している原版１の周面の全ての領域において少なくとも１回は上述した電界を形成して消失させる必要がある。或いは、この場合、パルス状の電界を形成してクリーニング液Ｌを常時流すようにしても良い。
また、原版１を回転させない場合には、クリーニング装置１００の液槽２０２が対向している原版周面の領域のクリーニングが終了した後、その領域に隣接する領域に液槽２０２が対向するように原版１を間欠的に回転させて複数回にわたってクリーニング動作を実施することになる。この場合、原版１を回転する距離は、クリーニングを実施する隣接する２つの領域が僅かにオーバーラップする距離に設定することが望ましい。
また、上述した実施の形態では、原版１のクリーニング手段としてクリーナ８とクリーニング装置１００を併用した場合について説明したが、これに限らず、現像剤粒子の除去能力が高いクリーニング装置１００だけを用いても良い。
さらに、上述した実施の形態では、クリーニング装置１００によるクリーニング動作を実施する際に、原版１をクリーニング位置に移動させてクリーニング装置１００の上方に配置するようにしたが、クリーニング装置１００の配置位置はこれに限るものではなく、液槽２０２の縁部と原版周面との間の液漏れを確実に防止できれば、現像位置に配置されている原版１の周面にクリーニング装置１００を配置することも可能である。
図３１には、液漏れ防止機能をより高めたこの発明の第２の実施の形態に係るクリーニング装置２１０の概略図を示してある。このクリーニング装置２１０は、必ずしも図示のように開口を上方に向けた姿勢で液槽２０２を配置する必要はなく、原版１に対していかなる姿勢で対向させることも可能である。
このクリーニング装置２１０は、上述した液漏れ防止ローラ２０４の代わりに液漏れを防止するためのゴムパッキン２１２を有する以外、上述した第１の実施の形態のクリーニング装置１００と略同じ構造を有する。従って、同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。また、ここでは、電極２０６と原版周面との間のギャップを適正値に調整するためのギャップ調整部材２０８の図示を省略してある。
このクリーニング装置２１０を用いる場合、原版１をクリーニング位置に移動させた図示の状態でゴムパッキン２１２の端部が原版１の周面に当接する位置関係が保たれる。この位置関係は、原版１に対するクリーニング装置２１０の配置状態が変更された場合も維持される。
この状態で、上述した第１の実施の形態と同様に、液槽２０２内にクリーニング液Ｌが満たされて原版１と電極２０６との間で電界が形成され、原版１の凹部１４ａに付着していた現像剤粒子が電極２０６に吸着される。そして、電界を消失せしめた後、クリーニング液Ｌを液槽２０２内で流通させ、現像剤粒子を含むクリーニング液Ｌがクリーニング装置２１０から流出される。
以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態のクリーニング装置１００と同様に、原版１に残留した比較的多量の現像剤粒子を良好にクリーニングでき、解像度の高い高精細なパターンを形成できる。特に、本実施の形態のクリーニング装置２１０を用いる場合、原版１とクリーニング装置２１０を相対的に移動させることがないため、凹部１４ａに在留した現像剤粒子が乾燥して固着してしまっているような場合に有効に機能する。
例えば、原版１とクリーニング装置２１０の電極２０６との間に電界を形成する前に、両者の間を満たしたクリーニング液Ｌを流通させて凹部１４ａ内の現像剤粒子を時間をかけて良好に濡らすことで、凹部１４ａから剥離し易くできる。この結果、乾燥した現像剤粒子であっても、良好にクリーニングできる。
図３２には、この発明の第３の実施の形態に係るクリーニング装置２２０の概略図を示してある。このクリーニング装置２２０は、各液漏れ防止ローラ２０４の外側に原版１の周面に当接するブレード２２２を備え、且つ液槽２０２を２重構造とした以外、上述した第１の実施の形態のクリーニング装置１００と略同様の構造を有するため、同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、ブレード２２２は、ＪＩＳＡ硬度３０〜９０程度の樹脂により形成されている。
流入口２０２ａを介して液槽２０２’内に流入されたクリーニング液Ｌは、概ね枠状の隔壁２２４で区画された内側領域に流入され、この内側領域のさらに内側に配置された複数の液漏れ防止ローラ２０４によるスクイーズ効果によって原版１の周面と電極２０６との間を満たされる。この後、上述した第１の実施の形態と同様に、原版１と電極２０６との間で電界が形成されて消失され、電極２０６に吸着された現像剤粒子がクリーニング液Ｌの流れによって流出口２０２ｂを介してクリーニング装置２２０から流出される。
このとき、液漏れ防止ローラ２０４と原版１の周面との間のギャップを介して上述した内側領域を満たしたクリーニング液Ｌが外側に漏れる可能性があるが、このようにして漏れたクリーニング液Ｌは、ブレード２２２によって掻き取られる。ブレード２２２によって原版１の周面から掻き取られたクリーニング液Ｌは、液槽２０２’の外側の環状の領域に回収され、廃液管２２６を介して排出される。
以上のように、本実施の形態においても上述した第１の実施の形態のクリーニング装置１００と同様の効果を奏することができるとともに、クリーニング装置１００と比較して液漏れの可能性を低くできる。
図３３には、この発明の第４の実施の形態に係るクリーニング装置２３０の概略図を示してある。このクリーニング装置２３０は、原版１の回転方向Ｒに沿って、上述したクリーニング装置１００の上流側にプリウェット装置としてのノズル２３２を配置し、且つ回転方向Ｒに沿ってクリーニング装置１００の下流側に除去装置２３４を配置した構造を有する。
ノズル２３２は、クリーニング装置１００に対向する前の原版１の周面の領域を予めクリーニング液で濡らすように、原版１の周面にクリーニング液を供給する。このノズル２３２として、上述したクリーナ８の２流体ノズルを採用しても良い。このように、クリーニング装置１００が対向する前の領域を予めクリーニング液で濡らすことで、原版１の凹部１４ａに付着している現像剤粒子を剥離し易くでき、良好なクリーニングを実施できる。
また、除去装置２３４は、クリーニング装置１００を通過した原版１の周面に残留しているクリーニング液を除去するように機能する。除去装置２３４は、原版１の周面にブレード２３６を当接させて当外周面に残留しているクリーニング液を掻き取り、掻き取ったクリーニング液を容器２３８で回収する。なお、ブレード２３６は、ＪＩＳＡ硬度３０〜９０程度の樹脂により形成されていることが望ましく、本実施の形態では、ＪＩＳＡ硬度６０の樹脂により形成されている。
図３４には、この発明の第５の実施の形態に係るクリーニング装置２４０の概略図を示してある。このクリーニング装置２４０は、原版１の回転方向Ｒに沿ってクリーニング装置１００の下流側に、上述した除去装置２３４の代わりに除去装置２４２を有する点で第４の実施の形態のクリーニング装置２３０と異なる構造を有する。
除去装置２４２は、上述した除去装置２３４と同様に、クリーニング装置１００を通過した原版１の周面に残留しているクリーニング液を除去するように機能する。除去装置２４２は、原版１の周面に接触して原版１の回転方向Ｒと逆方向に回転することで周面に付着したクリーニング液を回収するスポンジローラ２４４、スポンジローラ２４４の周面からクリーニング液などの汚れを掻き取るスクレーパ２４６、およびスクレーパ２４６によって掻き取った付着物を回収する容器２４８を有する。
スポンジローラ２４４は、平均気孔径が２０［μｍ］〜４００［μｍ］程度の気泡を有するスポンジ層を有し、原版１の周面に残ったクリーニング液を付着させて回収する。本実施の形態では、平均気孔径が２００［μｍ］程度のウレタン系のスポンジローラ２４４を用いた。スクレーパ２４６は、金属板により形成されている。
このクリーニング装置２４０においても上述した第４の実施の形態のクリーニング装置２３０と同様の効果を奏することができ、原版１の凹部１４ａに残った現像剤粒子をより確実に回収できる。つまり、スポンジローラ２４４が原版１の凹部１４ａの形状にならって弾性変形することで凹部１４ａの形状に追従でき、多数の気泡によってクリーニング液を吸引する作用もある。
図３５には、この発明の第６の実施の形態に係るクリーニング装置２５０の概略図を示してある。また、図３６には、このクリーニング装置２５０の各構成部材に付与する電圧を説明するための図を示してある。このクリーニング装置２５０は、原版１の回転方向Ｒに沿ってクリーニング装置１００の下流側に、上述した除去装置２３４の代わりに除去装置２５２を有する点で上述した第４の実施の形態のクリーニング装置２３０と異なる構造を有する。
図３５に示すように、除去装置２５２は、上述した除去装置２３４と同様に、クリーニング装置１００を通過した原版１の周面に残留しているクリーニング液を除去するように機能する。除去装置２５２は、中空パイプ２５３の外側に平均気泡径７０μｍの連泡を有する厚さ７［ｍｍ］程度のウレタン系スポンジ層２５４を形成したスポンジローラ２５５を有する。このスポンジローラ２５５は、スポンジ層２５４の周面が原版１の周面に接触するように位置決めされて配置され、原版１の回転方向Ｒと逆方向に回転する。
スポンジ層２５４は、ＪＩＳ−Ｃ硬度が３０程度で、体積抵抗率が１０３［Ω・ｃｍ］〜１０１１［Ω・ｃｍ］、本実施の形態では１０９［Ω・ｃｍ］で、且つ平均気泡径が２０［μｍ］〜２００［μｍ］、本実施の形態では７０［μｍ］の材料により形成されており、中空パイプ２５３に接続した図示しない吸引ポンプを動作させることでその周面に負圧を生じせしめるようになっている。つまり、スポンジローラ２５５によって原版１から回収されたクリーニング液は、概ね中空パイプ２５３を介して回収される。
そして、スポンジローラ２５５の周面に僅かに残ったクリーニング液（現像剤粒子を含む）がスポンジローラ２５５に転接したクリーニングローラ２５６によって除去される。クリーニングローラ２５６は、アルミニウム製の中空パイプの表面に陽極酸化処理によって厚さ６［μｍ］程度のアルマイト層を形成して構成されている。
さらに、クリーニングローラ２５６の周面に付着された付着物は、ブレード２５７によって掻き取られて容器２５８で回収される。ブレード２５７は、ＪＩＳ−Ａ硬度８０程度で、３００％モデュラス３００ｋｇｆ／ｃｍ２の厚さ１［ｍｍ］のウレタン系ゴムにより形成されている。
図３６に示すように、上述した除去装置２５２の各構成部材には、適切な電圧が印加される。つまり、原版１の図示しない金属フィルムが接地され、電源装置２６２を介してスポンジローラ２５５に−３００［Ｖ］の電圧が印加され、電源装置２６４を介してクリーニングローラ２５６に−５００［Ｖ］の電圧が印加される。このように、現像剤粒子の移動方向に沿って徐々に電位が低くなるように各構成部材に電圧を印加することで、原版１に残った現像剤粒子を電気的に効果的に移動させることができ、現像剤粒子の除去効率をさらに高めることができる。
図３７には、この発明の第１１の実施の形態に係るクリーナ６０の概略図を示してある。クリーナ６０は、原版１の表面に向けて開口したケース６１を有する。このケース６１は、原版１から除去した現像剤粒子を含むクリーニング液を回収する容器としても機能する。
ケース６１内には、２系統のノズル６２、６３、これらノズルを原版１の回転方向Ｒに沿って図中上下に挟む位置に配置された２本の液遮蔽ローラ６４、６４、これら２本のローラのさらに外側に配置された２枚の液遮蔽板６５、６５、これらの構成要素６２〜６５より原版１の回転方向に沿って下流側に配置された吸引スポンジローラ６６、クリーニングローラ６７、およびブレード６８が設けられている。
図中上方に配置された一方の系統のノズル６２は、原版１の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて図中上方に傾斜して配置されており、その先端がケース６１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。また、他方の系統のノズル６３は、原版１の回転方向Ｒに対して図中下方に傾斜して配置されており、その先端がケース６１の開口を介して原版１の表面に対向するよう位置決めされている。
さらに、各系統のノズル６２、６３は、原版１の回転方向Ｒを横切る原版１の軸方向に沿ってここでは図示しない複数本のノズルをそれぞれ備えている。これら複数本のノズルは、原版１の軸方向にも傾斜して配置されている。なお、複数本のノズルの基端部には、液供給パイプが接続されており、この液供給パイプを介してクリーニング液を供給して各ノズルの先端から原版１に吹き付けるようになっている。
２系統のノズル６２、６３を上下に挟む位置に配置された２本の液遮蔽ローラ６４は、シャフトにウレタン系ゴムを巻き付けた構造を有し、それぞれ、原版１の軸方向長さを少なくとも超える長さを有し、その周面がケース６１の開口を介して原版１の表面に接触するよう位置決めされている。そして、各液遮蔽ローラ６４は、原版１の回転に対して連れ回り、ノズル６２、６３から吹き付けられるクリーニング液の飛び散りを防止するよう機能する。
また、２本の液遮蔽ローラ６４のさらに外側に配置された２枚の液遮蔽板６５も、原版１の軸方向長さを少なくとも超える長さを有し、液遮蔽ローラ６４によって遮蔽しきれなかった飛散したクリーニング液を遮蔽するよう機能する。これら液遮蔽板６５は、アクリル系樹脂により形成され、それぞれ、原版１の表面に対して僅かなギャップを介して離間した位置に配置されている。
これら液遮蔽ローラ６４、および液遮蔽板６５を設けることにより、ノズル６２、６３を介して吹き付けたクリーニング液が原版１の他の領域に飛び散って原版１を汚染することを防止できる。
吸引スポンジローラ６６は、原版１の軸方向長さを少なくとも超える長さを有し、ケース６１の開口を介してその外周面が原版１の表面に接触するよう位置決め配置されている。この吸引スポンジローラ６６は、原版１の回転方向Ｒと逆方向に回転し、その外周面を原版１の表面に摺接せしめる。
吸引スポンジローラ６６の外周面には、クリーニングロー６７の外周面が転接されている。また、クリーニングローラ６７の外周面には、ブレード６８の先端が当接して配置されている。
より詳細には、各系統のノズル６２、６３は、高圧で液体を噴射する複数本の１流体ノズルをそれぞれ原版１の軸方向に並設して構成されており、各ノズルがクリーニング液を一定圧力で原版１の表面に向けて噴射するようになっている。本実施の形態では、クリーニング液として、液体現像剤を構成する絶縁性液体を用いた。このように、液体現像剤を構成する溶媒をクリーニング液として利用することで、原版１の凹部１４ａ内にクリーニング液が残留した場合にプロセスに支障をきたすことがない。言い換えると、クリーニング液としては、原版１に残留した場合にプロセスに影響を及ぼすことのない液体を選択する必要がある。
各ノズルから高圧で噴射されるクリーニング液は、拡散し、原版１の回転方向および軸方向に対して傾斜した方向から吹き付けられる。これにより、原版１の多数の矩形の凹部１４ａに対して傾斜した方向からクリーニング液を吹き付けることが可能となり、特に凹部１４ａの角部に付着したトナー粒子５５を確実に剥離させることができる。
吸引スポンジローラ６６は、中空なシャフト６６ａの周囲にスポンジ層６６ｂを設けて構成されている。本実施の形態では、スポンジ層６６ｂは、ＪＩＳ−Ｃ硬度が５０程度で、体積抵抗率が１０９［Ω・ｃｍ］で、且つ平均気泡径が５０［μｍ］の連泡を有する導電性ウレタン材料により形成されている。
また、シャフト６６ａのスポンジ層６６ｂに対向する部位には図示しない多数の吸気孔が設けられている。しかして、シャフト６６ａに接続された吸引ポンプ６９によってシャフト６６ａの多数の吸気孔から空気を吸引すると、スポンジ層６６ｂの表面に負圧が生じ、スポンジ層６６ｂにトナー粒子５５を含むクリーニング液が吸引されるようになっている。
吸引ポンプ６９によって吸引されたクリーニング液は、図示しない液回収パイプを通って図示しない廃液タンクに回収される。廃液タンクに回収した使用済のクリーニング液は、現像剤粒子が除去されて再使用に供されても良い。
さらに、吸引されずにスポンジ層６６ｂの表面に残ったトナー粒子５５は、吸引スポンジローラ６６と逆方向（図中矢印方向）に回転するクリーニングローラ６７によって除去される。本実施の形態では、クリーニングローラ６７は、アルミニウム製の中空パイプの表面に陽極酸化処理によって厚さ６［μｍ］程度のアルマイト層を形成して構成されている。
そして、クリーニングローラ６７の表面に付着したトナー粒子５５は、ブレード６８によって掻き落とされる。本実施の形態では、ブレード６８は、ＪＩＳ−Ａ硬度７５程度で、３００［％］モデュラス３００［ｋｇｆ／ｃｍ２］の厚さ２［ｍｍ］のウレタン系ゴムにより形成されている。
つまり、上述した吸引スポンジローラ６６の表面は、クリーニングローラ６７およびブレード６８によって、常に清浄な状態に維持されて、原版１のクリーニング性能を高められている。
なお、上述した吸引スポンジローラ６６とクリーニングローラ６７には、適切な電圧が印加されている。つまり、原版１の金属フィルムが接地され、吸引スポンジローラ６６に−３００［Ｖ］の電圧が印加され、クリーニングローラ６７に−５００［Ｖ］の電圧が印加される。このように、現像剤粒子の移動方向に沿って徐々に電位が低くなるように各構成部材に電圧を印加することで、原版１に残った現像剤粒子を電気的に効果的に移動させることができ、現像剤粒子の除去効率をさらに高めることができる。
次に、この発明の第７の実施の形態に係るクリーニング装置３００について詳細に説明する。なお、図３８には、このクリーニング装置３００の動作を制御する制御系のブロック図を示してある。
このクリーニング装置３００は、例えば、各色のパターン像の現像を失敗して原版１の凹部１４ａに比較的多量の現像剤粒子が付着している場合、或いは各色のパターン像の転写を失敗して凹部１４ａに比較的多量の現像剤粒子が付着している場合など、通常より多量の現像剤粒子を原版１から除去する必要がある場合に用いられる。言い換えると、上述したクリーナ８（代表して説明する）では原板１に付着した現像剤粒子を十分に除去できない可能性があるときに用いられる。なお、原版１に残留した現像剤粒子の量は、図１に示した検出器１１で検出することができる。
例えば、現像プロセスを失敗した場合、パターン形成装置１０の制御部９０（図３８参照）は、検出器１１を介して、原版１に付着している現像剤粒子の量を検出し、この残留した現像剤粒子の量が基準値を超えていることを判断した場合、転写プロセスに移行する前に、クリーニング装置１００のコントローラ９１（制御装置）にコマンドを送信して原版１をクリーニングするモードを選択する。つまり、クリーニング装置１００は、クリーナ８による通常のクリーニング動作とは別に原版１を別処理でクリーニングする場合に用いられる。なお、検出器１１、制御部９０、およびコントローラ９１は、この発明の検出装置として機能する。
このクリーニング装置３００による原版１のクリーニングを実行するか否かの判断は、制御部９０によって、例えば以下に説明する２通りの方法によってなされる。つまり、原版１に不所望に付着した現像剤粒子の量が一定基準を超えている場合にはクリーニング装置３００を用いて原版１をクリーニングするモードが選択され、現像剤粒子の量が一定基準を下回る場合には通常通りクリーナ８を用いて原版１をクリーニングするモードが選択される。
例えば、原版１のパターン状の凹部１４ａを現像する現像剤粒子が蛍光体粒子である場合、制御部９０は、検出器１１を介して、ある特定のサンプルとなる凹部１４ａ内に付着している蛍光体粒子に紫外光を照射してその励起光を検出する。そして、制御部９０は、予め検出器１１を介して検出した正常時の基準光量と検出した励起光の光量とを比較することで、原版１に残留した蛍光体粒子の量が基準値を超えているか否かを判断する。
或いは、制御部９０は、検出器１１の図示しないカメラ等を介して、サンプルとなる凹部１４ａの画像を検出し、予め検出しておいた基準画像と比較することで凹部１４ａに付着している現像剤粒子の量が基準値を超えているか否かを判断する。この場合、例えば図３９に示すように、現像剤粒子が付着していない状態の凹部１４ａの画像からその開口の面積を基準値Ｓ1（図３９ａ）として予め算出しておき、モードを選択するときに、検出した画像から当該凹部１４ａに付着している現像剤粒子の占有面積Ｓ2（図３９ｂ）を演算して基準値Ｓ1と比較することで現像剤粒子の付着の程度を判断できる。具体的には、上記のＳ1、Ｓ2が下式を満たす場合にはクリーニング装置３００を用いることなくクリーナ８によるクリーニングモードが選択され、下式から外れた場合にクリーニング装置３００によるクリーニングモードが選択される。
０．６＜Ｓ2／Ｓ1＜１．４
つまり、パターン形成装置１０の制御部９０によってクリーニングモードが選択された場合、制御部９０は、図示しない移動機構を動作させて、原版１をクリーニング装置３００の上方のクリーニング位置に移動する。このとき、原版１の移動の邪魔になるクリーナ８、乾燥器４、除電器９、帯電器２などの各プロセスユニットは、原版１の移動経路から図示しない退避位置へ退避される。或いは、これらプロセスユニットは、原版１の移動とともに一体的に移動される。なお、ここでは、原版１をクリーニング位置へ移動させる移動機構や各プロセスユニットを退避させる退避機構については、図示およびその説明を省略する。
さらに、パターン形成装置１０の動作不良や緊急停止時には、付着した現像剤粒子が一定基準を超えて長時間、原版１上に留まっていることがあり、このような場合、粘着性を有する現像剤の性質上、通常のクリーニングモードではクリーニング出来ないことがある。このような状況に対応するため、制御部９０には現像工程後、或いは、転写工程後から、クリーニング動作に移るまでの時間をカウントする機構を備え（図示せず）、一定基準時間を越えた場合、或いは緊急停止状態から復帰した時点で、クリーニング装置３００を用いて原版１をクリーニングするモードが選択される設定を具備してもよい。
ここで、本実施の形態のクリーニング装置３００の構成について説明する。
図４０に示すように、クリーニング装置３００は、図示のクリーニング位置に配置された原版１に向けて開口した液槽３０２を有する。本実施の形態では、クリーニング位置に配置された原版１の鉛直下方にクリーニング装置３００が対向する位置関係となっているため、液槽３０２は鉛直上方に向けて（原版１に向けて）開口している。なお、液槽３０２は、原版１の軸方向（図４０で紙面と垂直な方向）の全長を少なくとも超える長さを有し、原版１の曲率に合わせて開口の縁が湾曲されている。そして、開口の縁がクリーニング位置にある原版１の周面から一定ギャップ離間した位置関係で原版１がクリーニング位置に対向配置される。
液槽３０２は、原版１の回転方向Ｒに沿って内側の槽と外側の２槽の合計３槽に簡易的に分けられている。液槽３０２の内槽３０２ａの底には、液槽３０２内に後述するクリーニング液Ｌを流入させるための流入口３０３、および内槽３０２ａ内からクリーニング液Ｌを流出させる流出口３０４が形成されている。流入口３０３、および流出口３０４は、原版１の軸方向に延びた細長いスリット状に形成され、液槽３０２内を流通するクリーニング液Ｌが原版１の周面に沿って一定方向（原版１の回転方向と逆方向）に流れるようになっている。
すなわち、流入口３０３には、図示しない配管およびバルブ９２（図３８参照）を介してクリーニング液Ｌを収容したタンクが接続されており、ポンプ９３（図３８）を動作させることで制御可能な流量でタンク内のクリーニング液Ｌを内槽３０２ａへ供給できるようになっている。また、流出口３０４には、図示しない配管を介して廃液タンクが接続されており、内槽３０２ａから排出されたクリーニング液Ｌを溜めるようになっている。なお、廃液タンクに回収した使用済のクリーニング液Ｌは、現像剤粒子が除去されて再使用に供されても良い。
また、内槽３０２ａの周縁部近くには、複数の液漏れ防止ローラ３０５が配置されている。図４０で図示した２本の液漏れ防止ローラ３０５は、内槽３０２ａと外槽３０２ｂを区画する壁部３０２ｃに略接触するように２つの外槽３０２ｂ内にそれぞれ収容配置されている。図４０では、２つの液漏れ防止ローラ３０５を図示したが、原版１の軸方向に沿った両端側にもそれぞれ液漏れ防止用のアクリル板などを用いた液遮蔽板が設けられても良い。
各液漏れ防止ローラ３０５は、クリーニング位置で回転する原版１の周面に対して一定の微小ギャップを介して対向する位置に位置決め配置されている。本実施の形態では、各液漏れ防止ローラ３０５を、ローラ径２０［ｍｍ］の金属ローラとし、５０［μｍ］±１０［μｍ］程度のギャップを介して原版１の周面に対向させて位置決めした。
そして、モータ９４（図３８参照）を回転させて各液漏れ防止ローラ３０５を図示矢印ｒ方向に回転させることで、内槽３０２ａの縁にある壁部３０２ｃと原版１の周面との間のギャップから外槽３０２ｂへと漏れる可能性のあるクリーニング液Ｌに内槽３０２ａの内側に向かう流れを生じせしめ、スクイーズ効果によって内槽３０２ａから外槽３０２ｂへの液漏れを防止するようにした。言い換えると、各液漏れ防止ローラ３０５の回転方向ｒは、原版１との間の微小ギャップに介在するクリーニング液を内槽３０２ａの内側に送る方向に設定される。なお、上述したようにクリーニング装置３００内を流れるクリーニング液Ｌとしてはアイソパーなどが用いられる。また、上述した各構成要素３０２、３０３、３０４、３０５、９２、９３、９４は、この発明の液流装置として機能する。
液槽３０２の外側であって底面略中央には、原版１に保持されている現像剤粒子に作用せしめる超音波を発生させるための複数の圧電素子３０６が並べて取り付けられている。これら圧電素子３０６は、それぞれ、直径４５［ｍｍ］、高さ６０［ｍｍ］の略円柱形の導電性材料により形成されたケース内に圧電体を収容配置して構成され、内槽３０２ａの略全面をカバーするように並設されている。複数の圧電素子３０６は、図３８に示すように、電源装置９５に接続され、コントローラ９１の制御によって、所望する周波数および印加電圧を有する超音波を発生させるこの発明の超音波装置として機能する。なお、原版１に対向する内槽３０２ａの底部は、超音波の減衰を防ぐために、金属板などの導電性部材で構成されているのが望ましい。
複数の圧電素子３０６から発生された超音波は、原版１の表面との間の微小ギャップを満たしたクリーニング液Ｌを通る超音波揺動場を生じせしめ、原版１の凹部１４ａに充填されたトナー粒子５５間にクリーニング液Ｌを短時間で効果的に浸透させる。これにより、比較的多量のトナー粒子５５が凹部１４ａ内に残留し且つ時間が経って固着したような場合であっても、凹部１４ａの角部までクリーニング液Ｌを迅速且つ十分に浸透させることができ、トナー粒子５５を素早くふやかした状態とすることができ、クリーニング液Ｌを流すことで、凹部１４ａからトナー粒子５５を容易且つ確実に剥離することができる。
以下、上記構造のクリーニング装置３００によるクリーニング動作について、図４１に示すフローチャートとともに、図４２乃至図４４に示す動作説明図を参照して説明する。なお、ここでは、クリーニング装置３００の要部の構造を部分的に拡大して示し、原版１の１つの凹部１４ａに着目して現像剤粒子のクリーニング動作を説明する。
パターン形成装置１０の制御部９０でクリーニング装置３００によるクリーニングモードが選択されると（ステップ１；ＹＥＳ）、原版１がクリーニング装置３００に近接して対向する上述したクリーニング位置へ移動される（ステップ２）。このとき、制御部９０は、検出器１１を介して原版１に残留しているトナー粒子５５の量を検出し、予め設定したしきい値と比較して動作モードを選択する。
この後、クリーニング装置３００のコントローラ９１は、複数の液漏れ防止ローラ３０４を上述した方向に回転し（ステップ３）、バルブ９２を開いてポンプ９３を動作させ、流入口３０３を介して液槽３０２内にクリーニング液Ｌを供給する。このとき、液槽３０２の流出口３０４を介してクリーニング液Ｌを流出することなく、液槽３０２内にクリーニング液Ｌを充填し、液槽３０２をクリーニング液Ｌで満たす（ステップ４）。この状態を図４２に示す。
そして、コントローラ９１は、ステップ４で原版１の表面をクリーニング液Ｌで満たした状態で、電源装置９５を制御して複数の圧電素子３０６に１［ＫＷ］程度の電力を供給し、４５［ＫＨｚ］程度の超音波揺動場をクリーニング液Ｌ中に発生させる（ステップ５）。このとき、発生させる超音波の周波数、印加電圧、および印加時間は、コントローラ９１が電源装置９５を制御することで任意に変更でき、検出器１１を介して検出される残留トナー粒子の量や経過時間などに応じて所望する値に設定することができる。
ステップ５で超音波が発生されると、図４３に示すように、原版１の凹部１４ａ内にクリーニング液Ｌが良好に浸透し、凹部１４ａからトナー粒子５５が剥がれ落ちる。つまり、超音波の影響により、凹部１４ａ内で固着したトナー粒子５５間にクリーニング液Ｌが効果的且つ短時間で浸入するとともに、液中でトナー粒子５５に強制振動が加えられることにより、図４３に示すようにクリーニング液Ｌ中にトナー粒子５５が浮遊する状態となる。
この状態で、コントローラ９１は、ポンプ９３を動作させて予め決められた流量でクリーニング液Ｌを液槽３０２内で流通させ、液槽３０２内のクリーニング液Ｌとともに凹部１４ａから剥がれ落ちてクリーニング液Ｌ中を浮遊しているトナー粒子５５を流出口３０４を介して流出させる（ステップ６）。この状態を図４４に示す。以上の動作により原版１に保持されたトナー粒子５５がクリーニングされる。
なお、ステップ６でクリーニング液Ｌを流すとき、圧電素子３０６によって発生される超音波揺動場は消失させた状態としてもよいが、残留トナー５５をより効率よく凹部１４ａから除去するためには、超音波揺動場が形成された状態を保持したままクリーニング液Ｌを流すことが望ましい。
以上のように、本実施の形態のクリーニング装置３００を用いると、現像プロセスを失敗した後や転写プロセスを失敗した後などのように比較的多量の現像剤粒子が原版１のパターン状の凹部１４ａ内に残って固着しているような場合であっても、原版１に保持されている現像剤粒子を確実且つ迅速にクリーニングできる。このため、本実施の形態のクリーニング装置３００をパターン形成装置１０に組み込むことで、解像度の高い高精細なパターンを安定して形成できる。
また、本実施の形態のクリーニング装置３００によると、通常のクリーニング動作を担うクリーナ８と比較して多量の現像剤粒子を良好にクリーニングできる。例えば、原版１のパターン状の凹部１４ａを現像剤粒子で満杯にした状態で本実施の形態のクリーニング装置３００を動作させたところ、クリーニング動作終了時点で凹部１４ａに残留していた現像剤粒子の量は、０．０１［％］以下であった。特に、本実施の形態のクリーニング装置３００は、時間が経過して凹部１４ａ内に残留した現像剤粒子が固着してしまった場合に有効であり、超音波の影響により現像剤粒子をふやかして剥離することができる。
ここで、図４５乃至図４７を参照して、本実施の形態のクリーニング装置３００のように超音波を用いた場合におけるトナー粒子５５の洗浄効果についてさらに詳しく考察する。図４５には、超音波の周波数と洗浄指数との関係をグラフにして示してある。また、図４６には、洗浄指数の計算方法について説明するための図を示してある。さらに、図４７には、超音波の周波数と原版１へのダメージとの関係を調べた結果を表にして示してある。
図４５に示す例では、原版１の凹部１４ａ内にトナー粒子５５を充填したサンプルを用意し、且つ溶媒５４を蒸発させて乾燥させた過酷な条件を作り、印加する超音波の周波数を変えて原版１を洗浄した各場合における凹部１４ａの洗浄指数Ｓ３を測定した。なお、ここでは、凹部１４ａに充填するトナー粒子５５として、粒径が２〜１０［μｍ］の分布を持つＡ粒子と、粒径が１［μｍ］以下のＢ粒子を用意し、それぞれの粒子について洗浄指数Ｓ３を測定した。
洗浄指数Ｓ３とは、凹部１４ａの洗浄状態を表す数値であり、本実施の形態では、図４６に示すように、トナー粒子５５が全く付着していない凹部１４ａの開口面積をＳ１とし、洗浄後に検出器１１で検出した凹部１４ａにトナー粒子５５が残留した領域の面積をＳ２とした場合、Ｓ３＝１−（Ｓ２／Ｓ１）と定義した。なお、図４６には、洗浄指数Ｓ３が０．８の場合を例示してある。
洗浄指数Ｓ３の測定に際し、上述したように、用意した原版１の表面をクリーニング液Ｌで満たし、この状態で２０秒間圧電素子３０６を動作させて種々の周波数を有する超音波を印加し、クリーニング液Ｌを流した後、検出器１１を介して原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５の面積Ｓ２を検出した。そして、予め測定した凹部１４ａの開口面積Ｓ１を用いて、Ａ粒子、Ｂ粒子それぞれについて、超音波の周波数を変えた場合における洗浄指数Ｓ３を算出した。なお、洗浄指数Ｓ３が０．９５を超えている場合に次工程のパターン形成に影響が出ないことを確認した。
図４５にその結果を示すように、Ａ粒子については超音波の周波数を１００［ＫＨｚ］以下にした場合に洗浄指数Ｓ３が０．９５を超える良好な数値を示すことがわかり、Ｂ粒子については超音波の周波数を２００［ＫＨｚ］以下にした場合に洗浄指数Ｓ３が０．９５を超える良好な数値を示すことがわかった。つまり、Ａ粒子、Ｂ粒子ともに、特定の周波数以下の超音波を印加した場合に、次工程に対する影響を許容しうる良好な洗浄を実施できることがわかった。
なお、超音波の周波数と原版１に対するダメージとの関係を調べたところ、図４７に示すように、超音波の周波数帯域によっては原版１に対するダメージが深刻なものになる可能性があることがわかった。このため、上述した各粒子に対する洗浄時に適切な超音波の周波数として、この深刻なダメージを与える可能性のある周波数帯域は除外すべきである。すなわち、Ａ粒子に対する適切な周波数は、２８［ＫＨｚ］〜１００［ＫＨｚ］、より好ましくは４０［ＫＨｚ］〜１００［ＫＨｚ］ということが言え、Ｂ粒子に対する適切な周波数は、２８［ＫＨｚ］〜２００［ＫＨｚ］、より好ましくは４０［ＫＨｚ］〜２００［ＫＨｚ］ということが言える。
以上のように、現像剤粒子のクリーニングに超音波を用いる場合、粒子径に応じた最適な超音波の周波数の範囲があり、この範囲内で現像剤粒子に超音波を印加することで、良好なクリーニングが可能となることが分かった。
なお、上述した実施の形態では、原版１に残留した現像剤粒子に対して特定の周波数を有する超音波を印加する場合について説明したが、これに限らず、周波数の異なる複数種の超音波を組み合わせて印加することもできる。この場合、例えば、２８［ＫＨｚ］、４０［ＫＨｚ］、７５［ＫＨｚ］の３種類の超音波を同時に印加することで、位置による揺動場の強弱の差を小さくでき、原版１の全面にわたって均一なクリーニングを実施することができる。
また、印加する超音波の周波数を時間的に変化させることもできる。例えば、上述した粒径が比較的大きいＡ粒子に対するクリーニング時において、超音波を印加する初期段階で２８［ＫＨｚ］程度の周波数として現像剤粒子に加わる揺動力を大きくして洗浄効率を向上させ、その後、適当なタイミングで周波数を４５［ＫＨｚ］程度に切り替えることで原版１へのダメージを低減させるようにしても良い。
また、超音波を印加するパワーを時間的に変化させることもできる。例えば、上述したＡ粒子に対するクリーニング時において、超音波を印加する初期段階で比較的大きな電圧を圧電素子３０６に印加して現像剤粒子に加わる揺動力を大きくし、その後、適当なタイミングで印加電圧を下げることで、原版１に対するダメージ低減と、洗浄効率の向上を図ることができる。
また、上述した実施の形態では、原版１をクリーナ８でクリーニングした後に検出器１１で残留した現像剤の量を検出してクリーニング装置３００を１回だけ動作させる場合について説明したが、クリーニング装置３００を１回動作させた後、原版１に残留した現像剤の量を再度検出し、洗浄指数Ｓ３が０．９５未満である場合には、次のパターン形成を行わずに、もう一度クリーニング装置３００によるクリーニングを実施するようにしても良い。この場合、１回目のクリーニング動作と２回目のクリーニング動作を同じ条件で実施することもできるが、例えば、２回目のクリーニング動作時には、１回目のクリーニング動作時より、超音波の印加時間を延長したり、圧電素子３０６に印加する電圧を上げたりしても良い。また、洗浄指数Ｓ３に応じて超音波の印加時間や印加電圧を任意に変更するようプログラムしても良い。
ところで、上述した実施の形態では、クリーニング装置３００によるクリーニング動作時において原版１とクリーニング装置３００との相対的な移動については言及していないが、クリーニング動作時に図４０に矢印Ｒとして示すように原版１を回転させても良く、回転させなくても良い。原版１を回転させる場合には、クリーニング装置３００の液槽３０２に対向している原版１の周面の全ての領域において少なくとも１回は上述した超音波を与える必要がある。また、この場合、クリーニング液Ｌを常に流しながら超音波を与え続けても良い。
また、原版１を回転させない場合には、クリーニング装置３００の液槽３０２が対向している原版周面の領域のクリーニングが終了した後、その領域に隣接する領域に液槽３０２が対向するように原版１を間欠的に回転させて複数回にわたってクリーニング動作を実施することになる。この場合、原版１を回転する距離は、クリーニングを実施する隣接する２つの領域が僅かにオーバーラップする距離に設定することが望ましい。
また、上述した実施の形態では、原版１のクリーニング手段としてクリーナ８とクリーニング装置３００を併用した場合について説明したが、これに限らず、図４８に示すように、クリーナ８をパターン形成装置１０の構成要素から外して、現像剤粒子の除去能力が高いクリーニング装置３００だけを用いるようにしても良い。
また、上述した実施の形態では、クリーニング装置３００によるクリーニング動作を実施する際に、原版１をクリーニング位置に移動させてクリーニング装置３００の上方に配置するようにしたが、クリーニング装置３００の配置位置はこれに限るものではなく、液槽３０２の縁部と原版周面との間の液漏れを確実に防止できれば、現像位置に配置されている原版１の周面にクリーニング装置３００を配置することも可能である。つまり、液槽３０２は、必ずしも開口を上方に向けた姿勢で配置する必要はなく、例えば、上述した液漏れ防止ローラ３０５の代わりに液漏れを防止するためのゴムパッキン（図示せず）などを用いることで、液漏れ防止機構をより高めることで、クリーナ８の位置にクリーニング装置３００を配置することもできる。
さらに、上述した実施の形態では、原版１をクリーニング装置３００の開口に近接対向させた後で、液槽３０２内にクリーニング液Ｌを供給して原版１の表面をクリーニング液Ｌで満たすようにしたが、この前の段階で、原版１の表面をクリーニング液Ｌによって予め濡らしておく方法も考えられる。これにより、原版１に保持されている現像剤粒子が経時的に固まって乾いているような場合であっても、現像剤粒子を予め濡らすことでふやかすことができ、現像剤粒子をさらに効率良く除去できる。
次に、この発明の第８の実施の形態に係るクリーニング装置３１０について、図４９および図５０を参照して説明する。図４９にはクリーニング装置３１０の概略構造を示してあり、図５０にはクリーニング装置３１０の制御系のブロック図を示してある。このクリーニング装置３１０は、液槽３０２の底に残留トナー転写電極３１１（以下、単に転写電極３１１と称する）を有する以外、上述した第７の実施の形態に係るクリーニング装置３００と略同じ構造を有するため、ここでは同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
転写電極３１１は、液槽３０２の底部で複数の圧電素子３０６と原版１との間に配置され、液槽３０２の底部の略全面をカバーする大きさを有する。また、転写電極３１１は、原版１の曲率に合わせて原版１に向けて凹をなすように湾曲されている。本実施の形態では、転写電極３１１は、概ね０．５［ｍｍ］の厚さを有するニッケル板の表面に５［μｍ］の厚さで金メッキを施して形成され、原版１の周面との間のギャップを１００［μｍ］±２０［μｍ］程度に設定されている。なお、前述のように、内槽３０２ａの底部は超音波の減衰を防ぐために金属板などの導電性部材で構成されているのが望ましいが、転写電極３１１は、絶縁性接着剤などを介して内槽３０２ａの底部に固定（詳細図示せず）されており、転写電極３１１と内槽３０２ａとは電気的に絶縁されていることはいうまでもない。
また、転写電極３１１には、図５０に示すように、電源装置３１２が接続されている。しかして、本実施の形態では、電源装置３１２を介して転写電極３１１に例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加し、凹部１４ａの底に配置した接地電位の金属フィルム１２（ここでは図示せず）との間で電界を形成するようにした。
以下、上記構造のクリーニング装置３１０による動作について、図５１に示すフローチャートとともに図５２乃至図５６に示す動作説明図を参照しつつ説明する。なお、ここでは、要部の構造を部分的に拡大して示し、原版１の１つの凹部１４ａに着目して現像剤粒子のクリーニング動作を説明する。
パターン形成装置１０の制御部９０でクリーニング装置３１０によるクリーニングモードが選択されると（ステップ１；ＹＥＳ）、原版１がクリーニング装置３１０に近接して対向する上述したクリーニング位置へ移動される（ステップ２）。このとき、制御部９０は、検出器１１を介して原版１に残留しているトナー粒子５５の量を検出し、予め設定したしきい値と比較して動作モードを選択する。
この後、クリーニング装置３１０のコントローラ９１は、複数の液漏れ防止ローラ３０５を上述した方向に回転し（ステップ３）、バルブ９２を開いてポンプ９３を動作させ、流入口３０３を介して液槽３０２内にクリーニング液Ｌを供給する。このとき、液槽３０２の流出口３０４を介してクリーニング液Ｌを流出することなく、液槽３０２内にクリーニング液Ｌを充填し、液槽３０２をクリーニング液Ｌで満たす（ステップ４）。この状態を図５２に示す。
そして、コントローラ９１は、ステップ４で原版１の表面をクリーニング液Ｌで満たした状態で、電源装置９５を制御して複数の圧電素子３０６に１［ＫＷ］程度の電力を供給し、４５［ＫＨｚ］程度の超音波揺動場をクリーニング液Ｌ中に発生させる（ステップ５）。このとき、発生させる超音波の周波数、印加電圧、および印加時間は、コントローラ９１が電源装置９５を制御することで任意に変更でき、検出器１１を介して検出される残留トナー粒子の量や経過時間などに応じて所望する値に設定することができる。
ステップ５で超音波が発生されると、図５３に示すように、原版１の凹部１４ａ内にクリーニング液Ｌが良好に浸透し、凹部１４ａからトナー粒子５５が剥がれ落ちる。つまり、超音波の影響により、凹部１４ａ内で固着したトナー粒子５５間にクリーニング液Ｌが効果的且つ短時間で浸入するとともに、液中で帯電したトナー粒子５５に強制振動が加えられることにより、図５３に示すようにクリーニング液Ｌ中にトナー粒子５５が浮遊する状態となる。
この状態で、コントローラ９１は、電源装置３１２を介して転写電極３１１に−５００［Ｖ］程度の電圧を印加し、原版１の凹部１４ａにある金属フィルム１２との間で電界を形成する（ステップ６）。この状態を図５４に示す。これにより、凹部１４ａ内に浮遊していた現像剤粒子は、凹部１４ａと転写電極３１１との間に満たされたクリーニング液Ｌ中を泳動して転写電極３１１に吸着される。この状態を図５５に示す。
この後、コントローラ９１は、適当なタイミングで電源装置３１２をオフにして転写電極３１１の電位を金属フィルム１２と同じくし、ステップ６で形成した電界を消失させる（ステップ７）。そして、コントローラ９１は、ポンプ９３を動作させて予め決められた流量でクリーニング液Ｌを液槽３０２内で流通させ、液槽３０２内のクリーニング液Ｌとともに転写電極３１１に吸着されていたトナー粒子５５を流出口３０４を介して流出させる（ステップ８）。この状態を図５６に示す。以上の動作により原版１に保持されたトナー粒子５５がクリーニングされる。
なお、ステップ８でクリーニング液Ｌを流すとき、圧電素子３０６によって発生される超音波揺動場および転写電極３１１によって形成される電界は消失させた状態としたが、超音波揺動場を形成したままで、転写電極３１１にパルス状の電圧を印加して電界の形成および消失を繰り返すようにしても良い。
以上のように、本実施の形態のクリーニング装置３１０を用いると、現像プロセスを失敗した後や転写プロセスを失敗した後などのように比較的多量の現像剤粒子が原版１のパターン状の凹部１４ａ内に残って固着しているような場合であっても、原版１に保持されている現像剤粒子を確実且つ迅速にクリーニングできる。このため、本実施の形態のクリーニング装置３１０をパターン形成装置１０に組み込むことで、解像度の高い高精細なパターンを安定して形成できる。
特に、本実施の形態のクリーニング装置３１０では、超音波揺動場に加えて電界を形成するようにしたため、超音波によって凹部１４ａから剥離された現像剤粒子を転写電極３１１に積極的に吸着せしめることができ、凹部１４ａに残留した現像剤粒子をより効率良くクリーニングすることができる。
また、ここでは、クリーニング液Lとして、絶縁性溶媒単体を用いたが、絶縁性溶媒に適量ナフテン酸ジルコニウムなどの金属石鹸分を補助的に添加し、クリーニング液に導電性を付与することにより、残留した現像剤粒子の帯電特性を上げ、より電界印加の効果を高めることで、凹部１４ａから剥離された現像剤粒子を転写電極３１１に積極的に吸着せしめることができる。この場合、金属石鹸の添加量を、０．１重量％以下とすることで、クリーニング液Lが原版１の表面に残留した場合でも、次の現像工程に影響を与えないことが確認されている。
次に、上述した第８の実施の形態のクリーニング装置３１０の構成を備えた第１の変形例に係るクリーニング装置３２０について、図５７乃至図６０を参照して説明する。なお、以下に説明する各変形例および第９の実施の形態において、上述した第７および第８の実施の形態のクリーニング装置３００、３１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。また、以下に説明する各変形例におけるクリーニング装置３１０は第７の実施の形態のクリーニング装置３００に置き換えることもできる。
図５７に示すように、クリーニング装置３２０は、上述した第８の実施の形態のクリーニング装置３１０の構成の他に、プリウェット装置として機能するノズル３２１、および除去装置３２２を有する。ノズル３２１はクリーニング装置３１０に対して原版１の回転方向（矢印Ｒ方向）上流側に配置され、除去装置３２２はクリーニング装置３１０の下流側に配置されている。
ノズル３２１は、クリーニング装置３１０を通過する前の原版１の表面にクリーニング液を供給して該表面を予め濡らすよう機能する。このように、クリーニング装置３１０を通過する前に、原版１の表面を予め濡らすことで、原版１の凹部１４ａに付着している現像剤粒子を柔らかくほぐすことができ、クリーニング装置３１０によるクリーニング効果を高めることができる。例えば、ノズル３２１として、上述したクリーナ８の高圧１流体ノズルを採用しても良い。
除去装置３２２は、原版１の表面に当接するブレード３２３と、ブレード３２３によって表面から除去したクリーニング液を回収するためのトレイ３２４と、を備えている。この除去装置３２２は、クリーニング装置３１０を通過した原版１の表面に残留しているクリーニング液を除去するように機能する。つまり、除去装置３２２は、原版１の表面にブレード３２３を当接させて該表面に残留しているクリーニング液を掻き取り、掻き取ったクリーニング液をトレイ３２４で回収する。なお、ブレード３２３は、ＪＩＳＡ硬度３０〜９０程度の樹脂により形成されていることが望ましく、本変形例では、ＪＩＳＡ硬度６０の樹脂によりブレード３２３を形成した。
以下、上記構造のクリーニング装置３２０による動作について説明する。なお、このクリーニング装置３２０に組み込まれたクリーニング装置３１０による動作は上述した第８の実施の形態で説明した動作と同じであるため、ここではその詳細な説明を省略する。
まず、原版１の回転方向上流側において、原版１の表面がノズル３２１を介して供給されるクリーニング液によって濡らされる。このとき、ノズル３２１は、原版１の回転方向を横切る軸方向の全長をカバーする領域にクリーニング液を供給し、原版１の表面全体をクリーニング液で濡らす。これにより、原版１の凹部１４ａに残留したトナー粒子５５がふやかされて柔らかくされる。この状態を図５８に示す。
この後、原版１の濡らされた表面の領域がクリーニング装置３１０を通過され、上述したように、圧電素子３０６を介して発生される超音波揺動場、および転写電極３１１によって形成される電界によって、凹部１４ａ内に残留したトナー粒子５５が剥離されてクリーニング液Ｌ中を泳動され、転写電極３１１に吸着される。この状態を図５９に示す。
そして、電界を消失させた後、超音波揺場を形成したまま、クリーニング液Ｌを連続的に流通させる。これにより、クリーニングＬ中に浮遊していたトナー粒子５５と、転写電極３１１に吸着されていたトナー粒子５５が流出される。この状態を図６０に示す。
さらにその後、原版１の表面が除去装置３２２を通過され、当該表面に残留したクリーニング液Ｌが除去される。このとき、原版１の表面に残留したクリーニング液Ｌは、ブレード３２３によって掻き取られ、トレイ３２４に集められた後、図示しない排液管を介して排出される。原版１の表面に当接するブレード３２３は、原版１の回転方向Ｒを横切る軸方向に沿った全長をカバーする長さを有し、原版１の表面全体に摺接するようになっている。
以上のように、本比較例に係るクリーニング装置３２０によると、上述した第８の実施の形態のクリーニング装置３１０と同様の効果を奏することができるとともに、クリーニング領域を通過する前の原版１の表面を予めクリーニング液Ｌで濡らすようにしたため、時間が経って固着した状態のトナー粒子５５であっても予めふやかして柔らかくすることができ、クリーニング性能をより高めることができる。また、本比較例によると、クリーニング後の原版１の表面に付着したクリーニング液Ｌを積極的に除去するようにしたため、次のプロセスへの影響を概ね無くすことができる。
次に、第２の比較例に係るクリーニング装置３３０について、図６１を参照して説明する。なお、このクリーニング装置３３０は、原版１の回転方向Ｒに沿ってクリーニング装置３１０の下流側に、上述した除去装置３２２の代わりに除去装置３３１を有する点で第１の変形例のクリーニング装置３２０と異なる構造を有する。
除去装置３３１は、上述した除去装置３２２と同様に、クリーニング装置３１０を通過した原版１の表面に残留しているクリーニング液Ｌを除去するように機能する。除去装置３３１は、原版１の表面に接触して原版１の回転方向Ｒと逆方向に回転することで表面に付着したクリーニング液Ｌを回収するスポンジローラ３３２、スポンジローラ３３２の周面からクリーニング液などの汚れを掻き取るスクレーパ３３３、およびスクレーパ３３３によって掻き取った付着物を回収する容器３３４を有する。
スポンジローラ３３２は、平均気孔径が２０［μｍ］〜４００［μｍ］程度の気泡を有するスポンジ層を有し、原版１の表面に残ったクリーニング液を付着させて回収する。本比較例では、平均気孔径が２００［μｍ］程度のウレタン系のスポンジローラ３３２を用いた。スクレーパ３３３は、金属板により形成されている。
このクリーニング装置３３０においても上述した第１の比較例のクリーニング装置３２０と同様の効果を奏することができ、原版１の凹部１４ａに残った現像剤粒子をより確実に回収できる。つまり、スポンジローラ３３２が原版１の凹部１４ａの形状にならって弾性変形することで凹部１４ａの形状に追従でき、多数の気泡によってクリーニング液を吸引する作用もある。
次に、第３の変形例に係るクリーニング装置３４０について、図６２および図６３を参照して説明する。図６２にはクリーニング装置３４０の概略構成を示してあり、図６３にはクリーニング装置３４０の各構成要素に付与する電圧について説明するための図を示してある。このクリーニング装置３４０は、原版１の回転方向Ｒに沿ってクリーニング装置３１０の下流側に、上述した除去装置３２２の代わりに除去装置３４１を有する点で上述したクリーニング装置３２０と異なる構造を有する。
図６２に示すように、除去装置３４１は、上述した除去装置３２２と同様に、クリーニング装置３１０を通過した原版１の表面に残留しているクリーニング液を除去するように機能する。除去装置３４１は、中空パイプ３４２の外側に平均気泡径７０μｍの連泡を有する厚さ７［ｍｍ］程度のウレタン系スポンジ層３４３を形成した吸引スポンジローラ３４４を有する。この吸引スポンジローラ３４４は、スポンジ層３４３の周面が原版１の表面に接触するように位置決めされて配置され、原版１の回転方向Ｒと逆方向に回転する。
スポンジ層３４３は、ＪＩＳ−Ｃ硬度が３０程度で、体積抵抗率が１０３［Ω・ｃｍ］〜１０１１［Ω・ｃｍ］、本実施の形態では１０９［Ω・ｃｍ］で、且つ平均気泡径が２０［μｍ］〜２００［μｍ］、本実施の形態では７０［μｍ］の材料により形成されており、中空パイプ３４２に接続した図示しない吸引ポンプを動作させることでその周面に負圧を生じせしめるようになっている。つまり、吸引スポンジローラ３４４によって原版１から回収されたクリーニング液は、概ね中空パイプ３４２を介して回収される。
そして、吸引スポンジローラ３４４の周面に僅かに残ったクリーニング液（現像剤粒子を含む）が吸引スポンジローラ３４４に転接したクリーニングローラ３４５によって除去される。クリーニングローラ３４５は、アルミニウム製の中空パイプの表面に陽極酸化処理によって厚さ６［μｍ］程度のアルマイト層を形成して構成されている。
さらに、クリーニングローラ３４５の周面に付着された付着物は、ブレード３４６によって掻き取られて容器３４７で回収される。ブレード３４６は、ＪＩＳ−Ａ硬度８０程度で、３００％モデュラス３００ｋｇｆ／ｃｍ２の厚さ１［ｍｍ］のウレタン系ゴムにより形成されている。
図６３に示すように、上述した除去装置３４１の各構成部材には、適切な電圧が印加される。つまり、原版１のここでは図示しない金属フィルムが接地され、図示しない電源装置を介して吸引スポンジローラ３４４に−３００［Ｖ］の電圧が印加され、クリーニングローラ３４５に−５００［Ｖ］の電圧が印加される。このように、現像剤粒子の移動方向に沿って徐々に電位が低くなるように各構成部材に電圧を印加することで、原版１に残った現像剤粒子を電気的に効果的に移動させることができ、現像剤粒子の除去効率をさらに高めることができる。
また、上述したように第８の実施の形態のクリーニング装置３２０、３３０、３４０では、クリーニング液Lの除去装置が設置されていることから、金属石鹸の添加量を０．３重量％程度まで上げた導電性クリーニング液を用いて、より電界印加の効果を高め、クリーニング効果を上げた工程でクリーニングを行うことができる。この場合、除去装置によって確実にクリーニング液Lの除去を行うことができるため、次の現像工程への影響を防ぐことができる。
次に、この発明の第９の実施の形態に係るクリーニング装置３５０について、図６４乃至図６８を参照して説明する。
図６４に示すように、クリーニング装置３５０は、原版１の回転方向Ｒに沿って上流側から、液供給ノズル３５１（プリウェット装置）、前処理ユニット３５２（超音波装置）、および吹き付け除去ユニット３５３（吹き付け装置）を有する。なお、前処理ユニット３５２と吹き付け除去ユニット３５３との間には２枚の液遮蔽板３５４、３５４が配置され、吹き付け除去ユニット３５３の下流側には１枚の液遮蔽板３５５が配置されている。これら液遮蔽板３５４、３５５は、例えば、アクリル板によって形成され、原版１の軸方向全長をカバーする長さを有し、クリーニング液Ｌが飛び散って他の領域を汚染することを防止するよう機能する。
液供給ノズル３５１は、原版１の回転方向Ｒを横切る軸方向に沿って多数配置され、原版１の表面全体に均一な量でクリーニング液Ｌを供給できるようになっている。液供給ノズル３５１を介して原版１の表面に供給されたクリーニング液Ｌは、以下に説明する前処理ユニットを経由して２枚の液遮蔽板３５４の間を通って排出される。
前処理ユニット３５２は、軸方向に細長い矩形枠状の金属製ケース３６１、原版１の金属フィルム（ここでは図示せず）との間で電界を形成するための転写電極３６２、および原版１の表面に超音波を付与するための複数の圧電素子３６３を有する。転写電極３６２は、絶縁性の接着剤を用いて、ケース３６１が原版１の表面に対向する面に貼り付けられており、複数の圧電素子３６３は、絶縁性を有する接着剤３６４を用いて、ケース３６１の原版１側の内面に接着固定されている。
より詳細には、ケース３６１は、原版１の軸方向（図６４で紙面と垂直な方向）の全長を少なくとも超える長さを有した中空の金属ケースであり、内部に複数の圧電素子３６３を軸方向に並べて収納している。また、転写電極３６２は、原版１と約０．１〜１ｍｍの隙間対向した位置に配置され、液供給ノズル３５１からこの隙間にクリーニング液Ｌを流し込むことにより、両者の間にクリーニング液Ｌを充填させた状態で、原版１と転写電極３６２との間に電界と超音波揺動場を形成するようになっている。
吹き付け除去ユニット３５３は、２系統のノズルを配列したノズルアレイ３６５、ノズルを挟んで対向する１対の液遮蔽ローラ３６６を有する。また、吹き付け除去ユニット３５３は、クリーニングに使用したクリーニング液Ｌを回収するための液受けトレイ３６７を有する。液受けトレイ３６７は、上述した前処理ユニット３５２を通って流れたクリーニング液Ｌをも回収する。液供給ノズル３５１とノズルアレイ３６５には、共通のクリーニング液タンク（図示せず）から液供給パイプ３６８を介してクリーニング液Ｌが供給されている。液受けトレイ３６７からの回収液は廃液タンクに溜められ、フィルター装置を介して現像剤微粒子を取り除いた後、再びクリーニング液タンクに戻され、クリーニング液として再利用される（図示せず）。
図中の液供給ノズル３５１とノズルアレイ３６５に用いられるノズルは、ともに高圧１流体ノズルで、液供給ノズル３５１は液圧０．２〜１．０［ＭＰａ］で原版１のクリーニング領域に向かってクリーニング液を噴射する。ノズルアレイ３６５は、原版１の回転方向Ｒに対して、順方向と逆方向に僅かに傾斜した二系統のノズルアレイであり、それぞれ液圧０．２〜２．０［ＭＰａ］程度の圧力で原版１のクリーニング領域に向かってクリーニング液Ｌを吹き付ける。
また、１対の液遮蔽ローラ３６６は、シャフトにウレタン系ゴムを巻きつけた構造を有し、原版１の表面に接触した状態で、ノズルアレイ３６５を回転方向Ｒに沿って挟んで対向する位置に配置されている。各液遮蔽ローラ３６６は、原版１の軸方向全長をカバーする長さを有し、原版１の回転移動に伴って連れ周り回転する。このようにして、液遮蔽ローラ３６６は、高圧で噴射される２本のノズルアレイ３６５からのクリーニング液Ｌが他領域に飛び散って原版１を汚染することを防止するよう機能する。
以下、上記構造のクリーニング装置３５０によるクリーニング動作について説明する。
まず、液供給ノズル３５１を介して原版１の表面にクリーニング液Ｌが供給される。このとき、供給されたクリーニング液Ｌは、前処理ユニット３５２の転写電極３６２と原版１の表面との間のギャップを満たし、図６５に示すように、原版１の凹部１４ａに付着残留したトナー粒子５５がプリウェット状態となる。クリーニング液Ｌは、さらに、原版１と転写電極３６２との間を流通し、２枚の液遮蔽板３５４の間を通って液受けトレイ３６７に回収される。
次に、上記のようにクリーニング液Ｌが転写電極３６２と原版１との間に充填された状態で、前処理ユニット３５２を介して、原版１と転写電極３６２との間に電界を形成し、且つ超音波揺動場を形成する。つまり、複数の圧電素子３６３に３［ＫＷ］程度の電圧を印加して、４５［ＫＨｚ］程度の超音波揺動場を形成させ、同時に、転写電極３６２に−５００［Ｖ］程度の電圧を印加して、金属フィルム１２（導電部材）との間で電界を形成する。これにより、凹部１４ａ内に付着していたトナー粒子５５を剥離させ、その一部を転写電極３６２側に吸着させることができる。
特に、凹部１４ａのトナー粒子５５が乾燥して強固に付着しているような場合には、液供給ノズル３５１を介してプリウェット液Ｌを供給するだけでは、図６６に示すように、凹部１４ａの底部までクリーニング液Ｌを充分に浸透させることができない。つまり、液供給ノズル３５１を介してクリーニング液Ｌを原版１の表面に供給するだけでは、液浸透部と液未浸透部とに分かれてしまう。
このため、本実施の形態のように、クリーニング液Ｌを通る超音波を印加することにより、図６７に示すように、短時間で充分にクリーニング液Ｌを凹部１４ａの底部まで浸透させることができ、液中でのトナー粒子５５の揺動により、トナー粒子５５の凹部１４ａ底部からの剥離と、粒子同士の剥離が容易になる。また、この状態で、転写電極３６２と原版１との間で電界を形成することで、クリーニング液Ｌ中を浮遊している一部のトナー粒子５５をクリーニング液Ｌとともに液受けトレイ３６７へ流すことができる。
さらに、原版１の回転方向Ｒに沿って前処理ユニット３５２の下流側に配置された吹き付け除去ユニット３５３を介して、原版１の表面に残留したトナー粒子５５にクリーニング液Ｌを吹き付けて、特に、凹部１４ａ内に付着したトナー粒子５５をクリーニングする。このとき、吹き付け除去ユニット３５３は、図６８に示すように、凹部１４ａに残留しているトナー粒子５５に二方向（図中矢印方向）の高圧の液流を吹き付けて、凹部１４ａの角に残留したトナー粒子５５を吹き飛ばすようにクリーニングする。これにより、凹部１４ａに残留していたトナー粒子５５を略完全に原版１から除去することができる。
なお、上述した前処理ユニット３５２において、電界の作用によって転写電極３６２に一旦吸着されたトナー粒子５５は、電界を消失させた状態で引き続き液供給ノズル３５１からの液供給を受けることにより、転写電極３６２表面から洗い流される（図示せず）。この時、超音波揺動場は、より洗浄効果を高めるために形成したままの状態にすることが望ましい。
なお、本実施の形態では、ケース３６１は、ＳＵＳ製であり、転写電極３６２は、厚さ１［ｍｍ］のＳＵＳ板を、接着剤を介して、ケース３６１に固定的に取り付けられている。また、各圧電素子３６３は、直径４５［ｍｍ］、高さ６０［ｍｍ］程度の円柱状ケース内に圧電体を収納した素子であり、転写電極３６２全面に渡って複数個配置され、接着剤層３６４を介して、ケース３６１に固定的に取り付けられている。
また、本実施の形態では、吹き付け除去ユニット３５３を通過した原版１の表面は、清浄なクリーニング液Ｌの薄い液膜が形成されたままの状態で次のプロセスに移行することになるが、ここでは図示しない乾燥機を通過して液膜を除去した後に除電工程に移っても良い。また、本実施の形態においても、上述した第７および第８の実施の形態と同様に、吹き付け除去ユニット３５３を通過した原版１の表面にブレードや吸引スポンジローラなどの液除去部材を接触させて液膜を除去するようにしても良い。
また、第９の実施の形態のクリーニング装置３５０では、液供給ノズル３５１を介して供給するプリウェット液Ｌと、吹き付け除去ユニット３５３から供給されるクリーニング液Lとのタンクを分けた構成でもよい（図示せず）。即ち、プリウェット液Ｌ１には、金属石鹸の添加量を０．３重量％程度の導電性クリーニング液を用い、吹き付け除去ユニット３５３のクリーニング液L２には絶縁性溶媒単体を用いることにより、吹き付け除去工程で確実にプリウェット液Ｌ１の除去ができることから、次の現像工程への影響を防ぐことができる。
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
例えば、本発明は、あらかじめ凹部１４ａによるパターンが形成されている原版１を用いるパターン形成装置のみに限定されるものではなく、周知の電子写真法によって、感光体表面に静電潜像を形成し、これを液体現像剤で現像して転写する装置にも適用できる。
また、上述した実施の形態では、現像剤粒子を正に帯電させてパターン形成装置を動作させる場合について説明したが、これに限らず、全ての構成を逆極性に帯電させて動作させても良い。
また、上述した実施の形態では、平面型画像表示装置の前面基板に蛍光体層やカラーフィルターを形成する装置に本発明を適用した場合についてのみ説明したが、本発明は、他の技術分野における製造装置として広く利用できる。
例えば、液体現像剤の組成を変更すれば回路基板やＩＣタグなどにおける導電パターンを形成する装置に本発明を適用することも可能である。この場合には、液体現像剤を、例えば、平均粒径０．３［μｍ］の樹脂粒子と、その表面に付着している平均粒径０．０２［μｍ］の金属微粒子（例えば銅、パラジウム、銀など）と、金属石鹸のような電荷制御剤から構成すれば、上述した実施の形態と同様の手法により、例えばシリコンウェハー上に現像剤による配線パターンを形成することもできる。一般に、このような現像剤のみで十分な導電性を有する回路パターンを形成することは容易ではないので、パターン形成後に上記の金属微粒子を核としてメッキを施すことが望ましい。このようにして、導電性回路や、コンデンサー、抵抗などのパターニングを行うことも可能である。
以下、この発明の他の実施の形態に係るパターン形成装置について説明する。
本発明のパターン形成装置は、イオン性化合物を含有するトナー、及びキャリア液を含む液体現像剤を用いて現像を行った後、転写前、あるいは転写後に、トナー固形分、トナーに含まれていたイオン性化合物、及びキャリア液を含んだ廃液を回収し、廃液中のトナー固形分とイオン性化合物を除去した後、再生されたキャリア液を、現像ユニット、もしくはクリーニングユニットに戻して再利用するための廃液処理ユニットを備える。
本発明のパターン形成装置では、廃液処理ユニットが、直径３０〜１００μｍ大きさの空隙を持つ導電性の障壁構造体を含む濾過器を有し、その濾過器の濾過フィルターとして、障壁構造体表面に、粒度分布の最大頻度を示す粒径が５μｍ〜１００μｍである吸着剤粒子を適用して０．５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さの吸着剤粒子層を形成して、廃液を、吸着剤粒子層の粒子間の隙間を通して障壁構造体側に通過させながら、この吸着剤粒子間の隙間の濾過作用により物理的にトナー固形分を除去し、吸着剤粒子の吸着作用によって化学的にイオン性化合物を除去することで、キャリア液を再生する。
本発明に使用される液体現像剤は、微粒子であるトナー固形分と、イオン性化合物とを含有したキャリア液で構成され得る。
キャリア液として、石油系高絶縁性溶媒例えばエクソン社製アイソパーＬ等を用いることができる。トナー固形分として、例えば着色剤を含浸および／または付着させた平均粒径０．０５μｍ〜１μｍ程度の樹脂微粒子、樹脂として例えば高絶縁性溶媒に不溶な主鎖と高絶縁性溶媒に可溶な側鎖からなるグラフト共重合体が挙げられる。
着色剤としては、無機顔料、有機顔料、染料などの１種または２種以上を用いることができる。現像剤中のトナー固形分の比率は０．５重量％〜３０重量％に調整される。
イオン性化合物は、トナー固形分の荷電特性を調整するために添加されるもので、例えばナフテン酸、オクチル酸、及びステアリン酸などの金属塩、エチレンジアミン四酢酸金属錯塩、リン酸亜鉛などが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。これらのイオン性化合物は通常、トナー固形分に対して過剰に添加されるものであり、大部分はトナー微粒子表面に化学的、あるいは物理的に吸着されるが、一部はキャリア液中に含有される。イオン性化合物の添加量は、例えばトナー固形分に対して５重量％〜３０重量％程度である。
本発明に使用される吸着剤粒子は、絶縁性溶媒中で帯電特性を示す。吸着剤粒子を、予め所定濃度で絶縁性溶媒中に分散させて吸着剤粒子分散液を作成し、この状態で導電率を測定しておく。障壁構造体表面から、内部へと流れる流路に従って、この吸着剤粒子分散液を流すことにより、障壁構造体表面に吸着剤粒子が堆積し、吸着剤粒子層が形成される。障壁構造体は導電性部材で形成されており、吸着剤粒子を堆積させる際に障壁構造体に所定の電位を与えて、吸着剤粒子層の形成をより緻密に、より早く行うことも可能である。この状態で、廃液を流すと、障壁構造体表面に堆積された吸着剤粒子層内の、吸着剤粒子同士が形成する僅かな隙間を通過する際に、トナー固形分は物理的に目詰まりを起こして吸着剤粒子層に付着除去されると同時に、イオン性化合物は吸着剤本体の吸着作用によって化学的に吸着除去される。
本発明に使用される吸着剤粒子としては、例えば珪藻土、ゼオライト、ハイドロタルサイト、及びカーボン等を用いることができる。この吸着剤粒子は、５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持ち、吸着剤粒子の堆積層の厚さを０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とすることにより、沈殿法に比べ、通過する液量として十分な量が確保でき、廃液の通過中に接触する吸着剤の表面積が大きいことから、使用する吸着剤の量も少量で十分な吸着能力を発揮することが可能で、単位重量当たりの吸着剤の吸着効率を向上させることが出来る。
吸着剤粒子の粒度分布の最大頻度が５μｍ未満であると、障壁構造体表面、及び間隙に保持されず、廃液とともにろ過器を通過する吸着剤粒子が多くなり、処理済みの廃液として再使用に適さなくなるという傾向があり、
１００μｍを超えると、障壁構造体の表面に吸着剤粒子を高密度で緻密に堆積させることが困難となり、液の循環に際して安定した吸着剤堆積層を形成出来なるとともに、吸着剤粒子間の間隙が大きくなるため、物理的なろ過作用によりトナー固形分を除去することが困難となり、処理済みの廃液として再使用に適さなくなるという傾向がある。
なお、ここでいう粒度分布は、例えば、コールターカウンターにより、電解液中に懸濁された粒子が所定の径を有するアパーチャーチューブを通過する際に粒子体積に相当する電解液が置換され、アパーチャーの両側に設置した電極間に流した電流値が変化することにより測定された粒子の数とサイズの計測値である。
また、吸着剤粒子は、５μｍ〜１００μｍの粒径を有する粒子が、全粒子の分布頻度の８０％以上であることが好ましい。
また、吸着剤粒子層の厚さが０．５ｍｍ未満であると、吸着剤粒子間の間隙で形成される廃液の隘路が短いため、十分な物理的ろ過作用によりトナー固形分を除去することが困難になるとともに、廃液が通過する際に接触する吸着剤の表面積が小さいため、吸着剤の吸着効率が著しく低下するという傾向があり、１０ｍｍを超えると、吸着剤粒子間の間隙で形成される廃液の隘路が長いため、廃液を通過させるために高い圧力が必要となり、液の循環が滞る傾向がある。
吸着剤粒子の交換の際は、例えば廃液処理工程後に、障壁構造体の内部から逆に絶縁性溶媒を流すことにより、障壁構造体表面から容易に吸着剤が離脱し、吸着剤粒子層を剥離することが出来る。剥離させた吸着剤粒子は、別途取り出し口から取り出し、新たな吸着剤を投入することで、廃液処理ユニットの吸着能力を簡単に維持することが出来る。
また、特に液体現像剤として、1μｍ以上の粒径を有する微粒子と、1μｍ未満の微粒子、及びイオン性化合物を含んだ系を処理する場合、複数の処理槽を有する廃液処理ユニットを使用することができる。第一槽では1μｍ以上の粒径の微粒子を除去、第二以下の槽では1μｍ以下の微粒子及びイオン性化合物の除去を行うことができる。第一槽の処理液が一定量に達した時、第二以下の処理槽を稼動させ、1μｍ以下の微粒子、若しくはイオン性化合物処理槽である第二槽は、吸着剤の投入口と取り出し口と、吸着剤の保持体である３０〜１００μｍの空隙を持つ障壁構造体を有し、第二槽は廃液の再生処理工程中、必要に応じ、装置本体と独立した循環系を形成して、廃液再生処理工程が終了後、液を装置本体に戻す構成を特徴とする請求項１記載の廃液処理ユニットを持つパターン形成装置である。1μｍ以上の微粒子は沈殿しやすいため、第一の処理槽で沈殿させ、例えばその上澄み液を抜き取る、あるいは沈殿物を抜き取ることにより、十分に分離、除去できる。第一槽で1μｍ以下の微粒子を取り除いた廃液を、第二以下の処理槽で、1μｍ以下の微粒子、及びイオン性化合物の除去を行うことにより、十分なレベルで吸着剤の吸着効率を維持できる。
さらに、廃液処理工程後に、トナー固形分とイオン性化合物を表面に付着させた吸着剤を所定濃度で分散させた溶液の導電率を測定すると、初期の吸着剤本体を所定濃度で分散させた溶液の導電率より低い値となることが実験的に得られている。よって、予め所定濃度で吸着剤をキャリア液として使用される絶縁性溶媒に分散させた状態で導電率を測定しておき、廃液処理工程後に、障壁構造体表面から吸着剤を剥離させ、所定濃度に分散させたモニター液を採取して導電率を測定する。一定値以上の数値を示す場合には、吸着剤の吸着能力が飽和していないと判断され、再び吸着剤を障壁構造体表面にコーティングして、廃液処理を続ける。導電率が一定値以下の数値を示した場合には、吸着剤がトナー固形分とイオン性化合物を十分吸着して飽和状態に近いことを示すことから、吸着剤を取り出し口からユニット外に除去し、新しい吸着剤を投入することにより、続けて、廃液処理ユニットの再生を行うことが容易となる。
本発明によれば、吸着剤同士が形成する隘路を廃液が通過する際に、接触する吸着剤の表面積が大きいことから、吸着剤の吸着効率を向上させることが出来る。また、単に、濾過器を通してイオン性化合物及びトナー固形分を同時に除去してキャリア液を再生することが可能であるため、単位時間当たりの処理能力が良好である。さらに、沈殿しやすい吸着剤の攪拌機構が不要となり、吸着剤を所定濃度で分散させた溶液の導電率をモニターすることで、吸着剤の交換時期を簡便な方法で検知できるという利点を持つ。
以下、図面を参照し、本発明を具体的に説明する。
図６９は、本発明の他の実施態様に係るパターン形成装置の一例の概要を表す模式図を示す。
このパターン形成装置４７２は、図６９に示すように、微細パターンが形成される感光体ドラム４０１と、感光体ドラム４０１に対向して設けられ、液体現像剤を用いてトナー像を現像するための現像ユニット、感光体ドラム上に形成されたトナー像の余剰の現像液を除去する乾燥ユニット、トナー像を転写媒体に転写する転写ユニット、転写後の感光体ドラム１の表面をクリーニングするクリーニングユニットを有するパターン形成部と、微細パターン形成部から排出された廃液を処理して再生するための廃液処理機構４０６とを含む。
現像ユニットは、帯電器４０２−１，４０３−１，４０４−１、レーザ露光４０２−２，４０３−２，４０４−２、及び現像器４０２−３，４０３−３，４０４−３を有する。
乾燥ユニットは乾燥フード４０５−２を有する。
転写ユニットは感光体と接触して回転し得る一次転写ローラ４０７、転写媒体４０９を介して一次転写ローラ４０７を押圧しながら同期して回転し得る二次転写ローラ４０８を有する。
クリーニングユニットは、クリーナ４１０を有する。
次に、トナー像の形成工程を以下に述べる。
使用される感光体ドラム４０１は、例えば有機系、若しくはアモルファスシリコン系の感光層を有する。
現像ユニットでは、感光体ドラム４０１の表面を帯電器４０２−１で帯電させた後、レーザ露光器４０２−２により１色目のパターン情報に応じて選択的に潜像が形成され、現像器４０２−３により１色目の液体現像剤を供給することにより、静電潜像が現像される。
使用される液体現像剤は、例えば、キャリア液としてエクソン社製アイソパーＬ、トナー固形分として着色剤を含浸および／または付着させた平均粒径０．０５μｍ〜１μｍ程度の樹脂微粒子、及びイオン性化合物としてナフテン酸塩を含む。
また、樹脂としては、例えば高絶縁性溶媒に不溶な主鎖と高絶縁性溶媒に可溶な側鎖からなるグラフト共重合体を用いることができる。
２色目のパターン、３色目のパターン以降も同様に、帯電器４０３−１，４０４−１、レーザ露光器４０３−２，４０４−２、現像器４０２−３，４０３−３，４０４−３で各々現像される。感光体ドラム４０１上に形成されたトナー画像は余剰の現像液を含んでおり、後続の乾燥ユニットにおいて、貫通孔を設けた中空シャフトに連泡スポンジ層を形成し、中空シャフト内部から吸引除去する構成の溶媒回収ローラ４０５−１で８５％以上の余剰液を吸引除去される。その後、乾燥フード４０５−２下において、スリットノズルから吹き付けられる８０ｍ／Ｓの高速風により、残りの現像液が除去され、トナー固形分９０％以上の状態で、次の転写工程に移る。
転写工程では、中空のシリコンゴムローラからなる一次転写ローラ４０７内部にヒータを入れ、シリコンゴム層を１００℃に保持した状態で、加圧加熱により一次転写ローラ４０７上に一次転写する。さらに、二次転写ローラ４０８を介して、記録媒体である用紙４０９に転写される。転写工程を経た後の感光体ドラム４０１は、クリーニング工程に移り、クリーニング液供給ノズルとスポンジとブレードで構成されるクリーナ４１０により、転写残りのトナーをクリーニング液とともに回収する。
また、このパターン形成装置では、廃液として、溶媒回収ローラ４０５−１から吸引除去された余剰現像液と、クリーナ４１０で回収されたトナー微粒子を含むクリーニング液が排出される。これらは、いずれも1μｍ以下のトナー微粒子と、イオン性化合物であるナフテン酸塩いわゆる金属石鹸を含んでいる。これらの廃液は、クリーナ４１０に接続され、ここから廃液を抜き取るための廃液回収ライン４１１−１，及び溶媒回収ローラ４０５−１に接続され、ここから廃液を抜き取るための廃液回収ライン４１１−２を介して、廃液処理機構４０６に送られる。そこで、トナー固形分と金属石鹸分を除去したキャリア液に再生される。再生されたキャリア液は、再生液供給ライン４１２を介して、例えば各現像器４０２−３，４０３−３，４０４−３やクリーナ４１０に戻され、再利用される。
図７０に、本発明に係るパターン形成装置に適用される廃液処理機構の一例の構成を説明するための模式図を各々示す。
図７０に示すように、廃液処理機構４０６では、廃液回収ライン４１１−１，４１１−２及び廃液回収ライン４１１を通して回収された廃液が、廃液タンク４１５に集められる。トナー固形分と金属石鹸分を同時に除去することができる吸着剤粒子として、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つハイドロタルサイト系吸着剤微粒子である協和化学工業製 キョーワード２０００を用いることができる。このキョーワード２０００を８０ｇ、吸着剤投入口４１３から投入し、初期導電率計測タンク４１４において、アイソパーＬ中に１０重量％の濃度で分散させる。この状態で導電率を計測したところ、３ｐＳ／ｃｍであった。この分散液を廃液タンク４１５に加え、バルブ４１７ａを開け、ポンプ４１６で濾過器４１８に組み上げる。濾過器４１８は、内部にフィルター４１９を内蔵し、フィルター４１９を通過した廃液は、バルブ４１７ｄを閉じた状態で、バルブ４１７ｂ，ｃを開け、ろ過液循環ライン４２０と第二ろ過循環ライン４２１を介した循環パスを通り、一旦廃液タンク４１５に戻る。ここで図７０のＭは導電率計を意味し、Ｃはトナー粒子濃度計を意味する。
なお、上記では、この分散液を廃液タンク４１５に加え、廃液とともにポンプ４１６で濾過器４１８に組み上げ、フィルター４１９の表面に吸着剤粒子層を形成したが、場合によっては、初期導電率計測タンク４１４から、廃液タンク４１５を経ない図示しないバイパスによりポンプで直接、濾過器４１８に組み上げ、フィルター４１９の表面に吸着剤粒子層を形成する方法でもよい。また、初期導電率計測タンク４１４には、その内部に攪拌器を備えておくと、分散液の導電率を正確に計測することが出来ると同時に、吸着剤を十分長時間に渡って均一な濃度で分散させることが可能となり、直接、バイパスを通って濾過器４１８に組み上げる際の効率が向上することは言うまでもない。
図７１は、廃液処理機構に使用される濾過器の一例の構成を表す模式図である。
濾過器４１８の構成は、フィルター収納容器４１８−１の内部に、３０μｍ〜９０μｍの空隙を持つ導電性の障壁構造体４１９−１を有する。この例では、障壁構造体４１９−２として、例えばエルゴテック社製の直径１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍで、障壁構造体間隙４１９−４が９０μｍであるコイルばねを用いる。
図７２は、図７１の障壁構造体の一部を拡大した図を示す。
吸着剤粒子を分散させた液を添加した廃液を、吸い上げポンプ４１６の圧力２ｋｇｆ、６リットル／分の流量で循環させると、廃液が第一循環パスで濾過器４１８を通過する際に、図７２に示すように、９０μｍの間隙４１９−４に吸着剤微粒子４１９−３が堆積して付着し、コイルバネ４１９−１表面には厚さ８ｍｍの吸着剤粒子層４１９-２が形成される。
図７３は、図７２の吸着剤粒子層における動作の一例を説明するための図を示す。
図７３に示すように、廃液中の図示しないトナー固形分は、コイルバネ４１９−１表面に形成された吸着剤粒子層４１９−２内の、吸着剤粒子４１９−３同士が形成する僅かな隙間を通過する際に、物理的に目詰まりを起こして吸着剤粒子層４１９−２に付着除去され、金属石鹸分であるイオン性化合物は吸着剤粒子４１９−３の吸着作用によって化学的に吸着除去される。廃液に含まれているトナー微粒子と金属石鹸量に応じて、廃液を複数回、循環パスで循環させることにより、廃液中のトナー固形分と金属石鹸分をほぼ完全に除去できる。
実験例として、吸着剤としてキョーワード２０００を用いた時の、吸着剤が除去できる金属石鹸量を調べた。
図７４に、吸着剤投入量と除去された金属石鹸量との関係を表すグラフ図を示す。
数種類の金属石鹸濃度のアイソパーＬ溶液５００ｍｌに種々の重量の吸着剤を各々投入し、攪拌しながら長時間経過後の、液に残留する金属石鹸濃度を調べた。その結果を、各々、グラフに示す。金属石鹸濃度は、液の導電率に比例し、予め金属石鹸濃度と導電率の換算グラフを作成することにより、液の導電率を測定することで液中の金属石鹸分を求めることが出来る。液中の導電率を測定する場合には、攪拌を中止し、十分吸着剤が実験槽の底部に沈殿する十分な時間を経過した後、上澄み液を採取し、導電率を測定した。図７４のデータは、吸着剤を投入した液を1ヶ月以上攪拌し、各サンプルの投入重量に対して、十分長期に渡って導電率が変化しないことを確認したものであり、ほぼ飽和重量に近い数値を示している。
次に、図７４のデータを基に、吸着剤としてキョーワード２０００を用いた時の循環回数と石鹸分除去量を調べた。
図７５に、廃液処理ユニット内の循環回数と金属石鹸除去量とを表すグラフ図を示す。
アイソパーＬ溶液５００ｍｌに各々、２０ｇ，５０ｇ，８０ｇの重量の吸着剤を各々投入し、廃液処理ユニット１６内を循環させた。
吸着剤８０ｇを投入した場合には、４回循環させた時点で廃液中に含まれた金属石鹸分のほぼ全量が除去された。金属石鹸を２０ｇ含んだ廃液を１８リットル用いた場合、４回の循環に要した時間は僅か１２分であった。この廃液再生処理ユニットを用いたことにより、吸着剤の吸着能力の限界近くまで金属石鹸分の除去を行うのに、極めて短時間で再生処理が完了した。
使用される吸着剤は、アイソパーＬ中で僅かに導電性を示す。吸着剤としてキョーワード２０００を用い、アイソパーＬに吸着剤のみを１０重量％濃度で分散した液を作成し、導電率を計測すると、３ｐＳ／ｃｍであった。
図７５のデータから、吸着剤８０ｇがほぼ完全に金属石鹸分を吸着し、飽和した状態になるまでに金属石鹸を約２０ｇ吸着除去することが分かっていた。ほぼ完全に金属石鹸分を吸着した吸着剤の１０重量％濃度のアイソパーＬ分散液の導電率は、０．３ｐＳ／ｃｍに下がっていた。８０ｇの吸着剤が２０ｇの金属石鹸分を吸着した状態を飽和度１００％とし、途中の吸着量と導電率の関係を求めた。
図７６に、吸着剤粒子の飽和度と廃液の導電率との関係を表すグラフ図を示す。
吸着剤を１０重量％濃度で分散したアイソパーＬ溶液で、０．７５ｐＳ／ｃｍは基準の導電率であり、石鹸分を９０％近く吸着した状態で、吸着能力の限界に近いことが分かる。 このデータを利用して、吸着剤の交換時期の目安を検知する方法を以下に述べる。
吸着剤は、予め投入する際に初期導電率計測タンクで、アイソパーＬを添加し、１０重量％濃度とした状態で、導電率を計測した。初期の吸着剤のみの導電率は３ｐＳ／ｃｍであった。
廃液回収ライン４１１から回収された廃液は、トナー微粒子と金属石鹸分を含んでいる。廃液タンク４１５の導電率とトナー固形分濃度を計測した時、導電率は８０ｐＳ／ｃｍ、固形分濃度は２重量％であった。この廃液と、上記の、新規吸着剤１０重量％濃度のアイソパーＬ分散液を加えたものを、６リットル／分の流量で第一循環パスにおいて４回循環させた後、一旦液の循環を止め、ろ過液循環ライン４２０に設置したモニターで導電率とトナー固形分濃度を計測した。この時、導電率は純アイソパーＬの導電率である０．０３ｐＳ／ｃｍの数値を示し、固形分濃度も検出限界以下であった。そこで、バルブ４１７ｃを閉じ、バルブ４１７ｄを開けた状態で、再生液ライン４２２を介して、ろ過液を再利用タンク４２３に入れた。再利用タンク４２３からは、適宜、再生液供給ライン４１２を介して、現像ユニットとクリーニングユニットへの供給が行なわれる。
また、この時、ろ過液の一部を残し、バルブ４１７aと、バルブ４１７ｂを閉め、バルブ４１７e、fを開け、濾過器に高圧エア供給弁４２８から高圧エアを供給し、コイルバネ４１９−１表面から吸着剤を剥離、吸着剤をろ過後導電率計測タンク４２４に、液を一時溜めタンク４２６に入れ、吸着剤とろ過液を一時的に分離した。吸着剤の入ったろ過導電率計測タンク４２４にアイソパーＬを入れ、吸着剤の１０重量％濃度の分散液を作成、この状態で導電率を計測した結果、導電率は０．５５ｐＳ／ｃｍに下がっていた。
図７６に示す実験結果から、吸着剤の１０重量％濃度での導電率が吸着剤交換目安である０．７５ｐＳ／ｃｍ以下であったことから、今回投入した８０ｇの吸着剤はほぼ吸着能が飽和した状態に近いと判断され、投入した吸着剤を全て取り出し口４２５から除去した。
廃液タンク４１５には廃液回収ライン４１１から廃液が回収され、投入口４１３から新たな吸着剤を加え、初期導電率計測タンク４１４において、アイソパーＬ中の所定濃度で初期の導電率を計測した後、廃液タンク４１５に加え、再び、同様の廃液処理を行った。
上記実験例では、使用した吸着剤分散液の導電率を計測した結果、交換目安とした基準の導電率以下の値であったため吸着剤を廃棄したが、所定数値以上の導電率を示した場合には、まだ十分吸着能力があると判断され、バイパスライン４２７を介して吸着剤を廃液タンク４１５に戻し、再び廃液とともに組み上げて、障壁構造体４１９−１表面への堆積、付着を行い、吸着剤粒子層４１９−２を形成することにより、廃液再生処理を続行することができる。
上記実験例では、障壁構造体として、コイルバネ４１９−１を用いたが、他の形状の障壁構造体を使用することができる。
図７７に、廃液処理機構の濾過器に使用される障壁構造体の他の一例の構成を表す模式図を示す。
図７８に、図７７の障壁構造体を部分的に拡大した図を示す。
障壁構造体の他の例として、例えば側面に直径０．５ｍｍの貫通孔を複数個設けた外径１０ｍｍ、内径８ｍｍの中空シャフト４３０−２に、障壁構造体間隙４３０−５として気泡径３０μｍないし１００μｍを有するウレタン系連泡スポンジ４３０−３を厚さ３ｍｍで形成した構成を有する障壁構造体４３０−１があげられる。この場合、スポンジ表面に０．５ないし２ｍｍの厚さの吸着剤粒子層４３０−４を形成し得る。
図７９に、液処理機構の濾過器に使用される障壁構造体のさらに他の一例の構成を表す模式図を示す。
図８０に、図７９の障壁構造体の模式的な断面図を示す。
障壁構造体は図７９に示すような箱型で、側面４３１がフィルター機能を有し、対向する一対のフィルター４３１−１をフィルター４３１−１の端部間に設けられた支持体４３２で一定距離を保つように保持し、フィルター４３１の主面から液流を流入させる構成でもよい。この場合、フィルター４３１を構成する障壁構造体４３１−１は、表側から裏側への貫通孔を設けた厚さ３ｍｍのステンレス板で、表側に５〜１０ｍｍの厚さの吸着剤粒子層４３１−２が形成されている。
図８１は、フィルター４３１−１として使用されるステンレス板の構成を示す図である。
ステンレス板４３１−１は、塩化第二鉄系のエッチング液などにより、表側からエッチング処理を行うことで、図示するように、連続的に開口径が変わる貫通孔が形成される。
図８２に、図８１の障壁構造体間隙の断面の状態を表す模式図を示す。
障壁構造体間隙４３１−４としての、表側の平均開口径ｄ３は６０μｍ〜８０μｍの範囲であり、裏側の平均開口径は３０μｍ〜４０μｍの範囲であった。上記、中空シャフトと連泡スポンジの構成と、貫通孔４１３−２を設けたステンレス板の構成で、それぞれ、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つハイドロタルサイト系の吸着剤粒子層４３１−２を表面に保持し、廃液の再生処理を行った結果、ともにトナー固形分とイオン性化合物の除去に有効で、短時間で、吸着剤の吸着能力を最大限に利用した廃液再生処理が可能となる。
図８３に、本発明のさらに他の実施態様に係るパターン形成装置の一例の概要を表す模式図を示す。
このパターン形成装置４７１は、微細パターンが形成されるパターン形成ユニット４５０と、廃液の再生処理を行う廃液処理ユニット４６０とに分かれている。
パターン形成ユニット４５０は、凹版ドラム４５１と、凹版ドラム４５１上に微粒子層を形成するための現像ユニット４５２と、凹版ドラム４５１を記録媒体４５４に対向させた位置で微粒子パターンを転写するバックアップローラ４５３と、転写工程後、凹版ドラム表面に残留した現像粒子を除去するクリーナ４５５を有する。
現像ユニット４５２は、凹版ドラム４５１の表面を帯電する図示しない帯電器を含む。クリーナ４５５は、キャリア液であるアイソパーＬをキャリア液タンク４５６から吸い上げ、ノズルで凹版ドラム４５１表面に供給し、図示しない吸引スポンジローラで廃液と残留現像剤を同時に回収する機構である。回収された廃液は、廃液回収ライン４６１により廃液処理ユニット４６０に回収される。
キャリア液タンク４５６には新規のアイソパーＬと、廃液処理ユニット４６０から再生液供給ライン４７０により送られた再生液が混合され、クリーナ４５５に供給されるとともに、現像剤タンク４５７にも供給され、コンク現像液タンク４５８から供給される高濃度の現像液と混合され、所定の濃度の現像液として、現像ユニット４５２で用いられる。
図８４に、図８３のパターン形成装置に用いられる凹版ドラムの構成を説明するための図を示す。
図示するように、この凹版ドラム４５１の構成は、ドラム表面４５１−１に、ポリイミドやＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂材料やガラス材料等からなる２０μｍ〜５０μｍ程度の厚みの絶縁性の電極保持体４５１−２と、その上に形成された微細パターン形成電極４５１−３、電極保持体４５１−２裏面に設けられた図示しない共通電極、及び微細パターン形成電極４５１−３において凹部パターン４５１−４を形成するための高抵抗層４５１−５を有する。
共通電極は、アルミニウム、ステンレス等の導電性材料から構成され、１００μｍないし３０００μｍ程度の厚みを有する。
高抵抗層４５１−５は、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、テフロン（登録商標）、ナイロンなどの体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以上の材料（絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、１０μｍ〜３０μｍである。
なお、各微細パターン形成電極４５１−３では、図示しない電源装置から、図示しない配線電極を通じて所定の電圧が供給され、各電極群は電気的に独立しているため、各電極群には異なる電圧が供給できるようになっている。
現像ユニット４５２は、例えば図示しない第１ないし第３の現像剤供給部と、図示しない第１ないし第３の余剰液除去部を有し、これにより、現像剤は凹版表面４５１−１に供給される。現像剤供給部を構成する微粒子含有液供給ローラが凹版ドラム４５１上の高抵抗層４５１−５と１００〜２００μｍ程度のギャップをおいて対向して配置され、余剰液除去部を構成する余剰液除去ローラが高抵抗層４５１−５と３０〜６０μｍ程度のギャップをおいて対向するように位置する。
現像剤は、顔料や染料等の色素材料、蛍光材料等の機能性材料を含むトナー粒子４５１−６を絶縁性の溶媒中に分散させた構成を有し、トナー粒子４５１−６は絶縁性溶媒中で帯電している。帯電器は、例えばスコロトロン帯電器で、凹版ドラム４５１表面から１〜２ｍｍ程度のギャップを介して設けられている。また、グリッド電極を有しないコロトロン帯電器、ワイヤーを使用しないイオン発生器等も使用可能である。
凹版ドラム４５１は、現像ユニット４５２の帯電器により、高抵抗層４５１−５の表面のみが例えば＋４００Ｖ程度に帯電された後、現像剤の供給を受け、所望の凹部パターン４５１−４内の微細パターン形成電極４５１−３上にトナー粒子４５１−６のトナー層を形成する。次に転写工程において、転写媒体４５４と対向した位置に配置され、凹版ドラム４５１の所望の凹部パターン４５１−４内の微細パターン形成電極４５１−３上に形成されたトナー粒子４５１−６の現像層は、凹版ドラム４５１裏面と、導電体層を有する転写媒体４５４とを密着、或いは、３０〜４００μｍ程度のギャップを介して対抗させ、微細パターン形成電極４５１−３に＋１００Ｖ、導電体層に−１０ｋＶのバイアス電圧を印加することにより、凹部パターン４５１−４に形成されたトナー粒子４５１−６の現像層は転写媒体４５４に転写され、転写媒体４５４上にトナー粒子のパターンが形成される。
転写工程を経たのち、凹版ドラム４５１は、凹部パターン４５１−４に残留したトナー粒子の除去工程に移る。クリーナ４５５は、凹版ドラム表面４５１−１に、図示しないクリーニング液供給部材である二流体ノズルから、液圧０．５ＭＰａ、エア圧０．５ＭＰａで、クリーニング液としてキャリア液を供給する。凹部パターン４５１−４内に残留したトナー粒子４５１−６はクリーニング液の突出圧により凹版表面から剥離し、クリーニング液中に遊離した状態となり、吸引スポンジローラを接触させることにより、クリーニング液とともに遊離した微粒子を吸引除去することができる。クリーナ４５５に使用される吸引スポンジローラは、複数の貫通孔を有する中空パイプと、その上に形成された平均気泡径７０μｍの連泡を有した厚さ７ｍｍのウレタン系スポンジ層（JIS-C硬度３０）を有し、中空パイプは吸引ポンプに接続され、クリーニング液とトナー粒子は、スポンジ層の連泡と中空パイプを介して凹版表面４５１−１から除去され、廃液回収ライン４６１を通って、廃液処理ユニット４６０に送られる。
トナー粒子の除去工程を経た凹版ドラム４５１は、乾燥工程を経て、除電工程で除電され、次のパターン形成動作に移る。
回収された廃液中のトナー固形分には、平均粒径が１μｍ以下のトナー樹脂母材や色素材料と、平均粒径が４〜６μｍの蛍光材料、及び金属石鹸の主に３種類が含まれている。廃液処理ユニット４６０では、まず廃液を第一処理槽４６２に溜め、粒径が大きく、沈殿しやすい１μｍ以上の蛍光材料を沈殿させる。第一処理槽４６２において、廃液が所定の貯蔵量に達するとともに、蛍光材料の沈殿が終了した時点で、バルブ４６６eを開け、廃液を第二処理槽４６３に送る。第一処理槽４６２の底部に沈殿した蛍光材料は取り出して廃棄することができる。
第二処理槽４６３に送られた廃液は、平均粒径が１μｍ以下のトナー樹脂母材や色素材料と、金属石鹸が含まれている。第二処理槽４６３で導電率とトナー固形分濃度を計測した時、導電率は１６０ｐＳ／ｃｍ、固形分濃度は２重量％であった。吸着剤粒子として、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つ協和化学工業製のキョーワード２０００を８０ｇ用いた。吸着剤を投入口４６４から投入し、初期導電率計測槽４６５において、アイソパーＬ中に１０重量％の濃度で分散させた状態で導電率を計測し、３ｐＳ／ｃｍという数値が得られた。この分散液を第二処理槽４６３に加え、バルブ４６６aを開け、ポンプで濾過器４６７に組み上げる。濾過器４６７は、内部に、図７１と同様の構成をもつ障壁構造体を有し、コイルバネ間の６０μｍの間隙に吸着剤粒子が堆積して付着し、コイルバネ表面には厚さ３ｍｍの吸着剤粒子層が形成される。
濾過器４６７を通過した廃液は、バルブ４６６ｄを閉じた状態で、バルブ４６６b、ｃを開け、ろ過液循環ライン４６８と第二ろ過循環ライン４６９を通る循環パスを介して、一旦、第二処理槽４６３に戻る。
この廃液を、６リットル／分の流量で循環パスにおいて４回循環させた後、一旦液の循環を止め、ろ過液循環ライン４６８に設置したモニターで導電率とトナー固形分濃度を計測した。この時、導電率は２０ｐＳ／ｃｍで、固形分濃度は０．８重量％で、再利用が出来ないレベルであったため、ろ過液を再び第二処理槽４６３に戻した。
また、この時、ろ過液の一部を濾過器４６７内に残したままとし、バルブ４６６ａと、バルブ４６６ｂを閉め、バルブ４６６ｅ、fを開け、濾過器４６７に高圧エア供給弁４７５から高圧エアを供給し、コイルバネ表面から吸着剤粒子を剥離、吸着剤粒子をろ過後導電率計測槽４７２に、液を一時溜め槽４７３に入れ、吸着剤とろ過液を一時的に分離した。吸着剤の入ったろ過導電率計測槽４７２にアイソパーＬを入れ、吸着剤の１０重量％濃度の分散液を作成、この状態で導電率を計測した結果、導電率は０．７０ｐＳ／ｃｍに下がっていた。吸着剤の１０重量％濃度での導電率が吸着剤交換目安である０．７５ｐＳ／ｃｍ以下であったことから、今回投入した８０ｇの吸着剤はほぼ吸着能が飽和した状態に近いと判断され、投入した吸着剤を全て取り出し口４７１から除去した。
新たな吸着剤８０ｇを投入口４６４から加え、初期導電率計測槽４６５で、アイソパーＬ中の１０重量％濃度で初期の導電率を計測した後、第二処理槽４６３に加えた。この混合液をポンプで組み上げ、同様の手順で、６リットル／分の流量で循環パスにおいて廃液処理を行った。４回循環させた後、一旦液の循環を止め、ろ過液循環ライン４６８に設置したモニターで導電率とトナー固形分濃度を計測した。この時、導電率は純アイソパーＬの導電率である０．０３ｐＳ／ｃｍの数値を示し、固形分濃度も検出限界以下であった。そこで、バルブ４６６ｃを閉じ、バルブ４６６ｄを開けた状態で、再生液供給ライン４７０を介して、ろ過液をキャリア液タンク４５６に入れた。キャリア液タンク４５６からは、適宜、現像液タンク４５７とクリーナ４５５へのキャリア液の供給が行なわれる。
次に、図８５ないし図８９を用いて、本発明のさらに他の実施態様を述べる。
図８５は、本発明に係る配線基板製造装置を模式的に示した図である。
以下に詳細を述べる。
図８５の配線基板製造装置は、パターン形成装置として、図６９に示した構成の装置５００を用いて微細パターンを形成した基板を、搬送系５０１を介して、表面処理装置５０２に搬送し、基板に表面処理を施した後、搬送系５０１を介して、無電解メッキ装置５０３に搬送し、微細パターン上に選択的に導電層を形成して微細配線基板を製造する。
図８６は、本発明に使用可能な液体現像剤の構成を模式的に示した図である。
液体現像剤は、図８６に示すように、トナー固形分５０４として、着色剤の代わりにメッキ核である、粒径５nｍ〜１００nｍの範囲の金属微粒子５０４−２を付着させた平均粒径０．０５μｍ〜１μｍ程度の樹脂微粒子５０４−１を用いた。また、樹脂微粒子５０４−１表面には図示しない金属石鹸が付着されている。この現像剤により、パターン形成装置５００において、ポリイミド基板５０６−１上に、ライン幅２０μｍ、ライン間スペース２０μｍの微細パターン５０５を形成した。基板５０６−１は、搬送系５０１により、表面処理装置５０２に搬送され、表面処理装置５０２において、１０−４Ｐａに減圧された真空槽内に挿入された。そして、真空槽内において、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスを導入してプラズマを発生させ、パワー１００Wで１０秒間、プラズマによる表面処理を施した。
図８７は、パターン層を表面処理装置に通過した後のパターン表面付近の断面形状を模式的に示した図である。
この表面処理により、図８７に示すように、ラインパターン５０５表面は、樹脂の一部が選択的にエッチング除去された樹脂層５０４−５となり、メッキ核である金属微粒子５０４−２の表面に露出した個数が飛躍的に増大した。
図８８は、本発明により形成されたパターンを用いた回路基板の断面構成を模式的に示す図である。
基板５０６−１は、搬送系５０１により、無電解メッキ装置５０３に搬送され、エチレンジアミン系の無電解メッキ液に浸漬されることにより、図示するように、ラインパターン５０５上に厚さ１０μｍの無電解Ｃｕメッキ層５０６−３が形成され、ライン幅２０μｍ、ライン間スペース２０μｍの微細配線パターン５０６−２が形成された回路基板５０６が製造された。
次に、図６９のパターン形成装置と同じ構成を持つパターン形成装置５００の、廃液処理機構に使用される濾過器は、図７９、８０、８１、８２に示すものと同様の構成を持つものを用いた。本実施例では、特に、トナー固形分から遊離した金属微粒子の吸着除去が重要となる。
図８２に示すように、障壁構造体４３１−１は厚さ２ｍｍのステンレス板で、エッチング処理により表側の平均開口径ｄ３は６０μｍ、裏側の平均開口径は３０μｍの貫通孔を設けてある。この障壁構造体表面に、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つハイドロタルサイト系の吸着剤粒子層４３１−２を堆積させ、表側に６ｍｍの厚さの吸着剤粒子層４３１−２を形成した。このろ過器４３１を用いて、廃液の再生処理を行った結果、ともにトナー固形分とイオン性化合物の除去に有効で、短時間で、吸着剤の吸着能力を最大限に利用した廃液再生処理が可能となった。
本実施例にかかる液体現像剤に関して、吸着剤が十分、トナー固形分や遊離した金属微粒子、及び金属石鹸分を吸着した状態のアイソパーＬ分散液の導電率を計測した。
図８９は、吸着剤の交換目安を示すグラフである。
その結果、図８９に示すように、初期の導電率は３ｐＳ／ｃｍで、ほぼ飽和状態の吸着剤の導電率は１．０ｐＳ／ｃｍに下がっていた。従って、交換目安導電率を、８０％吸着した状態である１．５ｐＳ／ｃｍとして、吸着剤の管理を行った。
本発明にかかる配線基板製造装置を用いることにより、予めCADで作成したデータに基づいた、高信頼性を有する微細配線パターンの回路基板を、短時間で再現性よく製造することが可能となった。
この発明のクリーニング装置は、上記のような構成および作用を有しているので、像保持体に保持された帯電粒子を良好にクリーニングできる。
また、この発明のパターン形成装置は、液体現像剤廃液からイオン性化合物及びトナー固形分を並行して除去してキャリア液を再生することが可能で、単位時間当たりの処理能力、及び使用される吸着剤の単位量当たりの吸着効率が良好な廃液処理ユニットを備えている。

Claims (69)

  1. パターン状の凹部に現像剤粒子を凝集せしめて被転写媒体へ転写した後の凹版をクリーニングするクリーニング装置であって、
    上記凹部にクリーニング液を供給する供給装置と、
    上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給装置によって供給したクリーニング液とともに除去する除去装置と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  2. 上記供給装置は、上記クリーニング液を上記凹部に吹き付ける２流体ノズル、若しくは１流体ノズルを有することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
  3. 上記供給装置は、上記２流体ノズル、若しくは１流体ノズルによる上記クリーニング液の吹き付け角度を調節する調節機構を有することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
  4. 上記除去装置は、上記凹部の開口に接触する多孔部材、およびこの多孔部材の表面に負圧を生じさせる負圧装置を有することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
  5. 上記除去装置は、上記多孔部材を外周に備えた除去ローラを有し、この除去ローラを回転して上記凹部に摺接させ、その回転軸を介して上記負圧装置によって除去ローラ周面に負圧を生じさせることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
  6. パターン状の凹部を有する凹版に、絶縁性液体中に帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を供給し、上記凹部の近くに電界を作用させて上記液体現像剤中の現像剤粒子を該凹部内に凝集させ、この凹部に集めた現像剤粒子に電界を作用させて被転写媒体へ転写するパターン形成装置に組み込まれた、上記転写後の凹部をクリーニングするクリーニング装置であって、
    上記凹部にクリーニング液を供給する供給装置と、
    上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給装置によって供給したクリーニング液とともに除去する除去装置と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  7. 上記供給装置は、上記クリーニング液を上記凹部に吹き付ける２流体ノズル、若しくは１流体ノズルを有することを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装置。
  8. 上記供給装置は、上記２流体ノズル、若しくは１流体ノズルによる上記クリーニング液の吹き付け角度を調節する調節機構をさらに有することを特徴とする請求項７に記載のクリーニング装置。
  9. 上記供給装置は、上記２流体ノズル、若しくは１流体ノズルによる上記クリーニング液の吹き付け角度を変動させる変動機構をさらに有することを特徴とする請求項７に記載のクリーニング装置。
  10. 上記クリーニング液は、上記液体現像剤を構成する絶縁性液体であることを特徴とする請求項７に記載のクリーニング装置。
  11. 上記除去装置は、上記凹部の開口に接触する多孔部材、およびこの多孔部材の表面に負圧を生じさせる負圧装置を有することを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装置。
  12. 上記除去装置は、上記多孔部材を外周に備えた除去ローラを有し、この除去ローラを回転して上記凹部に摺接させ、その回転軸を介して上記負圧装置によって除去ローラ周面に負圧を生じさせることを特徴とする請求項１１に記載のクリーニング装置。
  13. 上記除去ローラの多孔部材は、上記凹部との間に電界を作用させて上記帯電した現像剤粒子を吸着させるように導電性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のクリーニング装置。
  14. 上記除去装置は、上記除去ローラに付着した現像剤粒子を掻き取るブレードをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載のクリーニング装置。
  15. 上記ブレードは、上記除去ローラとの間で電界を形成して該除去ローラに付着した現像剤粒子を吸着させるように導電性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のクリーニング装置。
  16. 上記除去装置は、上記除去ローラに転接するクリーニングローラをさらに有し、上記除去ローラとクリーニングローラとの間に電界を形成して上記除去ローラに付着した現像剤粒子を上記クリーニングローラの周面に付着させることを特徴とする請求項１３に記載のクリーニング装置。
  17. 上記除去装置は、上記クリーニングローラの周面に付着した現像剤粒子を掻き取るブレードをさらに有することを特徴とする請求項１６に記載のクリーニング装置。
  18. 上記ブレードは、上記クリーニングローラとの間で電界を形成して該クリーニングローラの周面に付着した現像剤粒子を吸着させるように導電性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のクリーニング装置。
  19. パターン状の凹部に現像剤粒子を凝集せしめて被転写媒体へ転写した後の凹版をクリーニングするクリーニング方法であって、
    上記凹部にクリーニング液を供給する供給工程と、
    上記凹部に残留した現像剤粒子を上記供給工程によって供給したクリーニング液とともに除去する除去工程と、
    を有することを特徴とするクリーニング方法。
  20. 上記供給工程では、２流体ノズル、若しくは１流体ノズルを介して上記クリーニング液を上記凹部に吹き付けることを特徴とする請求項１９に記載のクリーニング方法。
  21. 帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングするクリーニング装置であって、
    上記像保持体に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を吸着させる電極と、
    この電極と上記像保持体との間をクリーニング液で満たすとともに、上記電界を消失させた後、上記電極に吸着されていた帯電粒子を流すようにクリーニング液を流通させる液流装置と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  22. 上記像保持体は、帯電粒子を収容して保持するパターン状の凹部、およびこの凹部の底に配置された導電部材を有し、
    上記凹部に保持されている帯電粒子をクリーニングする際に、上記像保持体と上記電極との間をクリーニング液で満たした後、上記導電部材と上記電極との間で上記電界を形成することを特徴とする請求項２１に記載のクリーニング装置。
  23. 上記像保持体を予めクリーニング液で濡らすプリウェット装置をさらに有することを特徴とする請求項２１に記載のクリーニング装置。
  24. 上記帯電粒子を流した後、上記像保持体からクリーニング液を除去する除去装置をさらに有することを特徴とする請求項２１または請求項２３に記載のクリーニング装置。
  25. 上記像保持体に保持された帯電粒子をクリーニングする別のクリーナをさらに有することを特徴とする請求項２１乃至請求項２４のうちいずれか１項に記載のクリーニング装置。
  26. 平板状の被転写媒体を保持した保持機構と、
    ドラム状の像保持体と、
    この像保持体を上記保持機構によって保持された平板状の被転写媒体に沿って転動させる転動機構と、
    上記像保持体の周面上に帯電粒子によるパターン像を形成する像形成装置と、
    上記転動する像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面上のパターン像を上記被転写媒体へ転写する転写装置と、
    上記像保持体の周面をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、
    上記クリーニング装置は、
    上記像保持体の周面に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記周面に保持されている帯電粒子を吸着させる電極と、
    この電極と上記像保持体の上記周面との間をクリーニング液で満たすとともに、上記電界を消失させた後、上記電極に吸着されていた帯電粒子を流すようにクリーニング液を流通させる液流装置と、
    を有することを特徴とするパターン形成装置。
  27. 上記像保持体の周面には、帯電粒子を収容して保持するパターン状の凹部が形成されていることを特徴とする請求項２６に記載のパターン形成装置。
  28. 上記像保持体は、上記凹部の底に配置された導電部材を有し、
    上記クリーニング装置は、上記像保持体の周面と上記電極との間をクリーニング液で満たした後、上記導電部材と上記電極との間で上記電界を形成することを特徴とする請求項２７に記載のパターン形成装置。
  29. 上記クリーニング装置で上記像保持体の周面をクリーニングする前に、当該周面を予めクリーニング液で濡らすプリウェット装置をさらに有することを特徴とする請求項２６に記載のパターン形成装置。
  30. 上記クリーニング装置で上記像保持体の周面をクリーニングした後、当該周面からクリーニング液を除去する除去装置をさらに有することを特徴とする請求項２６または請求項２９に記載のパターン形成装置。
  31. 上記像保持体の周面をクリーニングする別のクリーナをさらに有することを特徴とする請求項２６乃至請求項３０のうちいずれか１項に記載のパターン形成装置。
  32. 帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングするクリーニング方法であって、
    上記像保持体に近接対向して電極を配置する工程と、
    上記電極と上記像保持体との間をクリーニング液で満たす工程と、
    上記電極と上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を上記電極へ吸着させる工程と、
    上記電界を消失させた後、上記電極と上記像保持体との間を満たしたクリーニング液を流通させて上記電極に吸着されていた帯電粒子を流す工程と、
    を有することを特徴とするクリーニング方法。
  33. 上記像保持体を予めクリーニング液で濡らすプリウェット工程をさらに有することを特徴とする請求項３２に記載のクリーニング方法。
  34. 上記流通させる工程の後、上記像保持体からクリーニング液を除去する除去工程をさらに有することを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載のクリーニング方法。
  35. 上記像保持体に保持されている帯電粒子の量を判断して緊急時のクリーニングが必要か否かを判断する工程をさらに有することを特徴とする請求項３２に記載のクリーニング方法。
  36. 像保持体の表面をクリーニング液で満たすとともにこのクリーニング液を流す液流装置と、
    上記像保持体の表面をクリーニング液によって満たした状態で、上記像保持体に残留した現像剤粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した現像剤粒子間に浸透させる超音波装置と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  37. 上記像保持体の表面を予め上記クリーニング液で濡らすプリウェット装置をさらに有することを特徴とする請求項３６に記載のクリーニング装置。
  38. 上記現像剤粒子を流した後、上記像保持体の表面から上記クリーニング液を除去する除去装置をさらに有することを特徴とする請求項３６に記載のクリーニング装置。
  39. 上記像保持体に保持された現像剤粒子をクリーニングする別のクリーナをさらに有することを特徴とする請求項３６に記載のクリーニング装置。
  40. 上記像保持体に残留した現像剤粒子の量を検出する検出装置と、
    この検出装置による検出結果に基づいて、上記超音波装置によって発生される超音波の周波数、印加電圧、および印加時間、のうち少なくとも一つを制御する制御装置と、
    をさらに有することを特徴とする請求項３６に記載のクリーニング装置。
  41. 上記像保持体に残留した現像剤粒子に上記クリーニング液を吹き付けて剥離させる吹き付け装置をさらに有することを特徴とする請求項３６に記載のクリーニング装置。
  42. 帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングするクリーニング装置であって、
    上記像保持体の表面をクリーニング液で満たすとともにこのクリーニング液を流す液流装置と、
    上記像保持体の表面をクリーニング液によって満たした状態で、上記像保持体に残留した帯電粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した帯電粒子間に浸透させる超音波装置と、
    上記像保持体の表面に近接対向して配置され、上記像保持体との間で電界を形成して上記像保持体に保持されている帯電粒子を吸着させる導電部材と、
    を有することを特徴とするクリーニング装置。
  43. 上記像保持体の表面を予め上記クリーニング液で濡らすプリウェット装置をさらに有することを特徴とする請求項４２に記載のクリーニング装置。
  44. 上記現像剤を流した後、上記像保持体の表面から上記クリーニング液を除去する除去装置をさらに有することを特徴とする請求項４２に記載のクリーニング装置。
  45. 上記像保持体に保持された現像剤をクリーニングする別のクリーナをさらに有することを特徴とする請求項４２に記載のクリーニング装置。
  46. 上記像保持体に残留した現像剤の量を検出する検出装置と、
    この検出装置による検出結果に基づいて、上記超音波装置によって発生される超音波の周波数、印加電圧、印加時間、および上記像保持体と導電部材との間で形成される電界のうち少なくとも一つを制御する制御装置と、
    をさらに有することを特徴とする請求項４２に記載のクリーニング装置。
  47. 上記像保持体に残留した帯電粒子に上記クリーニング液を吹き付けて剥離させる吹き付け装置をさらに有することを特徴とする請求項４２に記載のクリーニング装置。
  48. 現像剤粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングするクリーニング方法であって、
    上記像保持体の表面をクリーニング液で満たす工程と、
    上記像保持体に残留した現像剤粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した現像剤粒子間に浸透させる超音波発生工程と、
    上記像保持体の表面を満たしたクリーニング液を流す液流工程と、
    を有することを特徴とするクリーニング方法。
  49. 上記像保持体を予めクリーニング液で濡らすプリウェット工程をさらに有することを特徴とする請求項４８に記載のクリーニング方法。
  50. 上記液流工程の後、上記像保持体からクリーニング液を除去する除去工程をさらに有することを特徴とする請求項４８に記載のクリーニング方法。
  51. 上記像保持体に残留した現像剤粒子に上記クリーニング液を吹き付けて剥離させる吹き付け工程をさらに有することを特徴とする請求項４８に記載のクリーニング方法。
  52. 上記像保持体に残留した現像剤粒子の量を検出する検出工程と、
    この検出工程における検出結果に基づいて、上記超音波発生工程で発生する超音波の周波数、印加電圧、および印加時間、のうち少なくとも一つを制御する制御工程と、
    をさらに有することを特徴とする請求項４８に記載のクリーニング方法。
  53. 帯電粒子によるパターン像を保持して被転写媒体に転写する像保持体をクリーニングするクリーニング方法であって、
    上記像保持体の表面をクリーニング液で満たす工程と、
    上記像保持体に残留した帯電粒子に超音波を作用させて、上記クリーニング液を上記残留した帯電粒子間に浸透させる超音波発生工程と、
    上記像保持体の表面に近接対向せしめた導電部材と上記像保持体との間で電界を形成して、上記像保持体に保持されている帯電粒子を上記導電部材に吸着させる工程と、
    上記電界を消失させた後、上記像保持体の表面を満たしたクリーニング液を流して上記導電部材に吸着されていた帯電粒子を流す液流工程と、
    を有することを特徴とするクリーニング方法。
  54. 上記像保持体を予めクリーニング液で濡らすプリウェット工程をさらに有することを特徴とする請求項５３に記載のクリーニング方法。
  55. 上記液流工程の後、上記像保持体からクリーニング液を除去する除去工程をさらに有することを特徴とする請求項５３に記載のクリーニング方法。
  56. 上記像保持体に残留した帯電粒子に上記クリーニング液を吹き付けて剥離させる吹き付け工程をさらに有することを特徴とする請求項５３に記載のクリーニング方法。
  57. 上記像保持体に残留した帯電粒子の量を検出する検出工程と、
    この検出工程における検出結果に基づいて、上記超音波発生工程で発生する超音波の周波数、印加電圧、印加時間、および上記吸着させる工程で上記像保持体と導電部材との間に形成される電界のうち少なくとも一つを制御する制御工程と、
    をさらに有することを特徴とする請求項５３に記載のクリーニング方法。
  58. 像担持体、
    該像担持体に対向して設けられ、該像担持体上に形成された静電潜像を、イオン性化合物を含有するトナーとキャリア液とを含む液体現像剤により現像し、トナー像を形成する現像部、該トナー像を転写媒体に転写する転写部を有するパターン形成ユニットと、
    該パターン形成ユニットに接続され、トナー固形分、イオン性化合物、及び該キャリア液を含有する廃液を回収する廃液回収ライン、
    該回収ラインに接続され、３０〜１００μｍ径の開孔を持つ導電性の障壁構造体を有し、該廃液中の該トナー固形分及び該イオン性化合物の除去を行う濾過器、該濾過器の上流に設けられ、吸着剤粒子を投入するための投入口を含む廃液処理ユニット、及び
    該廃液処理ユニットから排出された処理済みの廃液をパターン形成ユニットに戻す再生液供給ラインとを具備し、
    該濾過器は、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つ吸着剤粒子を添加した廃液、若しくはキャリア液を通過させて、前記障壁構造体上に０．５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さの吸着剤粒子層を形成せしめて廃液処理に供することを特徴とするパターン形成装置。
  59. 前記廃液処理ユニットは、前記濾過器の上流に設けられ、前記吸着剤粒子を投入する投入部を有する処理槽、該処理槽から前記吸着剤粒子を取り出す取出部とをさらに含むことを特徴とする請求項５８に記載のパターン形成装置。
  60. 前記廃液処理ユニットは、前記処理槽の上流に設けられ、廃液を貯留して、前記トナーの少なくとも一部を沈殿せしめ、廃液から除去する予備処理槽をさらに含むことを特徴とする請求項５９に記載のパターン形成装置。
  61. 前記予備処理槽では、１μｍ以上の粒径を有するトナーを除去し、前記処理槽及び濾過器では、１μｍ未満の粒径を有するトナーを除去することを特徴とする請求項６０に記載のパターン形成装置。
  62. 前記投入部と前記処理槽との間に、第１の導電率計測部、前記処理槽と取り出し部との間に第２の導電率計測部をさらに含み、前記第１の導電率計測部では、投入された前記吸着剤粒子を前記キャリア液に分散させて初期導電率を計測し、前記第２の導電率計測部では、廃液処理後の導電率を計測し、前記廃液処理後の導電率が前記初期導電率に基づく基準の導電率以下になったとき、前記吸着剤粒子を前記取り出し部から除去し、前記投入部から未使用の吸着剤粒子を投入することを特徴とする請求項５８ないし６１のいずれか１項に記載のパターン形成装置。
  63. 廃液処理部から排出された処理済みの廃液を、前記廃液処理部内の前記濾過器よりも上流に戻す循環ラインを、前記濾過器よりも後段にさらに具備する請求項５８ないし６１のいずれか１項に記載のパターン形成装置。
  64. 廃液処理ユニット及びパターン形成ユニットを備えたパターン形成装置を使用して、パターン形成を行う方法であって、
    前記パターン形成ユニット内で、像担持体上に形成された静電潜像を、イオン性化合物を有するトナーとキャリア液とを含む液体現像剤により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写媒体に転写するパターン形成工程、
    トナー固形分、該イオン性化合物、及び該キャリア液を含有する廃液を、前記パターン形成ユニットから廃液回収ラインを通して廃液処理ユニット内に回収する廃液回収工程、
    前記廃液処理ユニット内で、該濾過器の上流に設けられた投入口から、粒径５μｍ〜１００μｍの間の範囲内に粒度分布の最大頻度を持つ吸着剤粒子を廃液、若しくはキャリア液に適用し、該吸着剤粒子を含む廃液、若しくはキャリア液を、３０〜１００μｍ径の開孔を持つ導電性の障壁構造体を有する濾過器に通すことにより、前記障壁構造体上に０．５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さの吸着剤粒子層を形成する吸着剤粒子層形成工程、
    続いて、前記吸着剤粒子層が形成された前記濾過器に該廃液を通し、該トナー固形分、及び該イオン性化合物を除去する廃液処理工程、及び
    廃液処理済みの廃液を再生液供給ラインを通して、廃液処理ユニットからパターン形成ユニットに戻す再生液供給工程を具備することを特徴とするパターン形成方法。
  65. 前記回収された廃液は、前記濾過器の上流に設けられ、前記投入部及び前記吸着剤粒子を取り出す取出部を有する処理槽に導入され、該処理槽から前記濾過器に送られることを特徴とする請求項６４に記載のパターン形成方法。
  66. 前記回収された廃液は、前記処理槽の上流に設けられた予備処理槽に導入され、該予備処理槽内で貯留され、前記トナー固形分を沈殿せしめて除去した後、前記処理槽に送られることを特徴とする請求項６５に記載のパターン形成方法。
  67. 前記予備処理槽では、１μｍ以上の粒径を有するトナーを除去し、前記処理槽及び濾過器では、１μｍ未満の粒径を有するトナーを除去することを特徴とする請求項６６に記載のパターン形成方法。
  68. 前記投入部と前記処理槽との間に、第１の導電率計測部、前記処理槽と取り出し部との間に第２の導電率計測部をさらに含み、前記第１の導電率計測部では、投入された前記吸着剤粒子を前記キャリア液に分散させて初期導電率を計測し、前記第２の導電率計測部では、廃液処理後の導電率を計測し、前記廃液処理後の導電率が前記初期導電率に基づく基準の導電率以下になったとき、前記吸着剤粒子を前記取り出し部から除去し、前記投入部から未使用の吸着剤粒子を投入することを特徴とする請求項６４ないし６７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
  69. 前記廃液処理済みの廃液を、前記濾過器の後段に設けられた循環ラインを通して、前記廃液処理部内の前記濾過器よりも上流に戻すことを特徴とする請求項６４ないし６７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
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