JP2002240943A - 静電搬送装置、現像装置、画像形成装置及び分級装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 粉体或いは流体の搬送効率が向上した静電搬
送装置、この静電搬送装置を用いた高い画像品質で現像
を行うことのできる現像装置、この現像装置を用いて高
画質画像を形成できる画像形成装置、静電搬送装置を用
いて効率的な分級を行うことのできる分級装置を提供す
る。 【解決手段】 静電搬送装置の第１搬送基板４１は、支
持基板５１上に略対向する部分５２ａを有する駆動電極
５２を所要の間隔で配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電搬送装置、現像装
置、画像形成装置及び分級装置に関し、特に粉体、流体
などを静電力で搬送する静電搬送装置、潜像担持体にト
ナーを付着させる現像装置、潜像担持体の潜像を現像し
て画像を形成する画像形成装置、記録媒体にトナーを付
着させて画像を形成する画像形成装置、粉体を選別する
分級装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の
画像形成装置として、電子写真プロセスを用いて、潜像
担持体に潜像を形成し、この潜像に現像剤（以下「トナ
ー」という。）を付着させて現像して可視像化し、この
トナー像を記録媒体（転写紙）に転写することで画像を
形成するものがある。

【０００３】このような画像形成装置において、潜像を
現像する現像装置としては、従来から、現像装置内で攪
拌されたトナーを現像剤担持体である現像ローラ表面に
担持し、現像ローラを回転させることによって潜像担持
体の表面に対向する位置まで搬送し、潜像担持体の潜像
を現像し、現像終了後、潜像担持体に付着しなかったト
ナーは現像ローラの回転により現像装置内に回収し、新
たにトナーを攪拌・帯電して再び現像ローラに担持して
搬送するようにしたものが知られている。

【０００４】また、現像装置としては、特開平５−１９
６１５号公報に記載されているように、現像ローラ表面
において静電力を用いてトナー搬送を搬送し、潜像担持
体との間で生じる吸引力で現像ローラ表面からトナーを
分離して潜像担持体表面に付着させるようにしたもの、
或いは、特開昭５９−１８１３７５号などに記載されて
いるように、トナーを静電力で搬送する搬送基板を用い
て、トナーを潜像担持体に対向する位置まで搬送し、潜
像担持体との間で生じる吸引力で搬送基板からトナーを
分離して潜像担持体表面に付着させるようにしたものも
ある。

【０００５】さらに、他の画像形成装置として、特開平
１１−１７０５９１号公報、特開平１１−１１５２３５
号公報、特開平１１−１７９９５１号公報に記載されて
いるように、トナーを担持する現像ローラと記録媒体と
の間に制御用電極を、記録媒体の背面に背面電極をそれ
ぞれ配置し、背面電極と現像ローラとの間で電界を発生
させることで、トナーを記録媒体方向に飛翔可能とし、
このトナーの飛翔を制御電極で選択的に制御することに
よって、記録媒体に画像を形成するいわゆる飛翔型（ト
ナージェット型）画像形成装置も知られている。

【０００６】また、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬
送装置として、特開平７−２６７３６３号公報に記載さ
れているように、空間進行波電界を用いて搬送するもの
である。これは、電極に駆動電圧を印加することによ
り、電極の周辺に空間的な進行波電界が形成され、進行
波電界により帯電された粉体に反発力と駆動力が働き、
粉体が電界進行方向に搬送されるものである。この空間
進行波電界を用いてトナーなどの粉体を分級する分級装
置として、例えば特開平８−１４９８５９号公報に記載
されているように、静電力と重力、遠心力等を作用させ
て分級（分別）を行うようにしたものが提案されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た現像ローラを用いてトナーを潜像担持体に与える現像
装置を備えた画像形成装置、或いは、現像ローラにトナ
ーを担持させて、現像ローラから電界制御で記録媒体に
トナーを飛翔させる飛翔型画像形成装置にあっては、現
像ローラと現像装置側板との間にトナーが侵入して、ト
ナーが擦れてトナー固着等が発生し、画像に悪影響を及
ぼしたり、現像装置周りのシール材が経時劣化すること
で、現像装置内にて現像剤もしくはトナーを攪拌・帯電
させることにより、トナーが飛散し、画像の地汚れなど
を生じることがある。

【０００８】一方、従来の静電力を用いてトナーを搬送
する静電搬送装置にあっては、例えば一成分画像形成装
置に用いた場合、トナーを絶縁材料で覆われた電極上に
直接載せ、電極に電圧を印加することによってトナーを
搬送するようにしているため、電極を覆っている絶縁材
料に接しているトナーのみが搬送されることとなり、ト
ナーの搬送効率が悪く、摩擦して帯電される量、時間が
少なくキャリアを用いた現像方式のような安定した帯
電、搬送を行えないため、長時間の使用や高速化による
帯電、搬送量が追いつかず、安定した画質が得られにく
いという課題がある。

【０００９】また、トナーを静電力で搬送する場合、ト
ナーは寸法、形状に差異があるため、この点でも従来の
静電搬送装置では安定した搬送を得にくく、トナーと帯
電部材との整合を図る必要があるなどの課題がある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、粉体或いは流体の搬送効率が向上した静電搬送装
置、この静電搬送装置を用いた高い画像品質で現像を行
うことのできる現像装置、この現像装置を用いて高画質
画像を形成できる画像形成装置、上記静電搬送装置を用
いて効率的な分級を行うことのできる分級装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る静電搬送装置は、粉体又は流体を静電
力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材上に複数
の電極が所要の間隔で配置され、電極は隣り合う電極と
略対向する部分を有しているものである。なお、「粉
体」は「微粒子」、「微粉末」、「粒子」、「粉末」、
「粒体」などを含む意味である。

【００１２】ここで、支持部材に凹凸を形成し、この支
持部材の少なくとも凹部壁面に電極を設けることが好ま
しい。また、支持部材の凸部の両側の凹部壁面に設けた
電極が分離していることが好ましい。更に、支持部材の
凸部の両側の壁面に設けた電極が一体とするこもでき
る。さらに、支持部材に形成した凹凸の凸部断面形状が
略台形状であることが好ましい。また、支持部材に形成
した凹凸の凸部断面形状は略三角形状、略円形状とする
こともできる。

【００１３】また、支持部材の表面の凹部深さＤと前記
電極の厚みＴがＤ＞Ｔの関係にあることが好ましい。さ
らに、電極の厚みＴと電極間間隔Ｒとの比Ｒ／Ｔが１０
〜３×１０^３の範囲内であることが好ましい。さらにま
た、電極を覆う絶縁膜を設けることが好ましい。この場
合、絶縁膜のヤング率が３０〜５０００ｋｇ／ｍｍ２の
範囲内であることが好ましい。また、絶縁膜の誘電率ε
が２〜３００の範囲内であることが好ましい。

【００１４】本発明に係る静電搬送装置は、粉体又は流
体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材
上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極は厚みＴ
と搬送方向の幅ＬがＴ／Ｌ＝０．１以上の関係にあるも
のである。

【００１５】本発明に係る静電搬送装置は、粉体又は流
体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材
上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極の厚みＴ
と電極間の間隔ＲがＲ／Ｔ＝１０〜３×１０^３の関係に
あるものである。

【００１６】本発明に係る静電搬送装置は、粉体又は流
体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材
上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極を覆う絶
縁膜が形成され、この絶縁膜はヤング率が３０〜５００
０ｋｇ／ｍｍ^２の範囲内で、誘電率εが２〜３００の範
囲内である材料からなるものである。

【００１７】本発明に係る静電搬送装置は、粉体を静電
力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材上に複数
の電極が所要の間隔で配置され、電極を覆う絶縁膜が形
成されて、搬送面に針状構造が形成されているものであ
る。ここで、針状構造の高さが粉体の径の１／１０〜１
／２０の範囲内にあることが好ましい。

【００１８】これらの各本発明に係る静電搬送装置にお
いて、支持部材は導電性基板に絶縁層を形成してなるも
のとすることができる。この場合、導電性基板は接地さ
れることが好ましい。また、支持部材は絶縁性基板とす
ることができる。さらに、搬送面に粉体又は流体との接
触抵抗が小さい表面層を形成することが好ましい。これ
らの支持部材を形成する基板はフレキシブル基板とする
ことができる。

【００１９】本発明に係る現像装置は、潜像担持体上に
トナーを付着させて潜像担持体上の潜像を現像する現像
装置であって、本発明に係る静電搬送装置を備えたもの
である。

【００２０】ここで、静電搬送装置の搬送基板の先端部
が潜像担持担持体近傍に臨む構成とすることができる
し、或いは静電搬送装置でトナーを潜像担持体に付着さ
せる現像手段にトナーを送り込む構成とすることもで
き、若しくは、先端部が潜像担持担持体近傍に臨む第１
搬送基板と、この第１搬送基板にトナーを送る第２搬送
基板とを備え、これらの第１搬送基板と第２搬送基板と
が接合されている構成とすることもできる。この場合、
第１搬送基板の支持部材がリジッドな基板であり、第２
搬送基板の支持部材がフレキシブル基板であることが好
ましい。

【００２１】本発明に係る画像形成装置は、潜像担持体
上にトナーを付着させて潜像担持体上の潜像を現像する
現像装置を備えた画像形成装置であって、本発明に係る
現像装置を備えたものである。

【００２２】本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に
トナーを付着させて画像を形成する画像形成装置であっ
て、トナーを静電力で搬送する本発明に係る静電搬送装
置と、この静電搬送装置で搬送されるトナーを画像に応
じて記録媒体に向かって飛翔させる手段とを備えたもの
である。この場合、トナーを静電搬送装置で加速しなが
ら搬送し、形成する画像に応じて静電搬送装置の搬送基
板の一端部側から記録媒体に向かってトナーを飛翔させ
ることが好ましい。

【００２３】本発明に係る分級装置は、粉体を静電力で
搬送する本発明に係る静電搬送装置を備えたものであ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。先ず、本発明の第１実施形態
に係る画像形成装置について図１を参照して説明する。
なお、同図は同画像形成装置の全体概略構成図である。
この画像形成装置の全体の概略及び動作を説明すると、
潜像担持体である感光体ドラム１（例えば、有機感光
体：ＯＰＣ）は同図で時計方向に回転駆動される。コン
タクトガラス２上に原稿を載置し、図示しないプリント
スタートスイッチを押すと、原稿照明光源３とミラー４
とを含む走査光学系５と、ミラー６、７を含む走査光学
系８とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。

【００２５】ここで、走査された原稿画像がレンズ９の
後方に配置した画像読み取り素子１０で画像信号として
読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画
像処理される。そして、この画像処理をした信号でレー
ザーダイオード（ＬＤ）を駆動し、このレーザーダイオ
ードからのレーザー光をポリゴンミラー１３で反射した
後、ミラー１４を介して感光体ドラム１上に照射する。
この感光体ドラム１は帯電装置１５によって一様に帯電
されており、レーザー光による書き込みにより、感光体
ドラム１の表面に静電潜像が形成される。

【００２６】そして、この感光体ドラム１表面の静電潜
像は、本発明に係る静電搬送装置を含む本発明に係る現
像装置１６によってトナーが付着されて可視像化され、
この可視像は、給紙部１７Ａ又は１７Ｂから給紙コロ１
８Ａ又は１８Ｂで給紙された転写紙（記録媒体）１９に
転写チャージャ２０のコロナ放電により転写される。こ
の可視像が転写された転写紙１９は、分離チャージャ２
１により感光体ドラム１の表面より分離されて、搬送ベ
ルト２２によって搬送され、定着ローラ対２３の圧接部
を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ２４へ
と排紙される。

【００２７】一方、転写が終了した感光体ドラム１の表
面に残留しているトナーはクリーニング装置２５によっ
て除去され、感光体ドラム１の表面に残留している電荷
は除電ランプ２６によって消去される。

【００２８】次に、この画像形成装置における本発明に
係る静電搬送装置を備えた本発明に係る現像装置１６に
ついて図２を参照して説明する。なお、同図は同現像装
置の概略構成図である。この現像装置１６は、トナーを
収納するトナーホッパ部３１と、このトナーホッパ部３
１内のトナーを攪拌するアジテータ３２と、トナーホッ
プ部３１内のトナーを帯電させてトナーボックス部３３
に供給する帯電ローラ３４及びこの帯電ローラ３４の周
面に接触させて配置したドクターブレード３５と、トナ
ーボックス部３３内のトナーを静電力で搬送して潜像担
持体である感光体ドラム１に向かってトナーを噴出させ
る本発明に係る静電搬送装置３６と、現像に供されなか
ったトナーを回収するトナー回収部材３８と、トナー回
収部材３８に回収されるトナーを静電力で搬送してトナ
ーボックス部３３に戻すトナー逆搬送部材３９とを備え
ている。

【００２９】静電搬送装置３６は、先端部が感光体ドラ
ム１近傍に臨み、帯電したトナーを静電力で搬送して先
端部から感光体ドラム１に向かって噴出する搬送面４１
ａを対向させた第１搬送基板４１、４１と、この第１搬
送基板４１、４１にトナーボックス部３３内のトナーを
静電力で搬送して送り込む第２搬送基板４２、４２とを
備え、第２搬送基板４２の一端部は第１搬送基板４１に
接合し、他端部は帯電ローラ３４側に配置している。

【００３０】このように２枚の第１搬送基板４１、４１
を対向配置し、また、２枚の第２搬送基板４２、４２を
対向配置することによって搬送できるトナーを増大する
ことができ、より効率的な搬送を行うことができる。こ
のときの２枚の第１搬送基板４１、４１の対向間隔は３
０〜２００μｍの範囲にすることが好ましい。

【００３１】そこで、この静電搬送装置３６を構成する
第１搬送基板４１の第１実施例について図３乃至図５を
参照して説明する。なお、図３は同搬送基板の搬送方向
に沿う模式的断面説明図、図４は同搬送基板の平面説明
図、図５は同搬送基板の模式的拡大断面説明図である。

【００３２】この第１搬送基板４１は、リジッドな絶縁
性基板からなる支持部材である支持基板５１に、空間進
行波電界を発生させるための複数本の電極５２を搬送方
向と交差（直交に限らない。）に所要の間隔で配置し、
この支持基板５１上に駆動電極５２表面及び駆動電極５
２、５２間を被覆する絶縁膜５３を形成し、さらに絶縁
膜５３表面に表面コート層５４をコーティングしたもの
である。

【００３３】支持基板５１は、ガラス基板、樹脂基板或
いはセラミックス基板等の絶縁性基板からなり、この支
持基板５１の表面には、断面台形状の凹部５５及び凸部
５６を搬送方向と交差（直交に限らない。）する方向に
所要の間隔で複数本形成している。この支持基板５１の
凹凸は、例えばガラス基板を用いてフッ酸エッチャント
でエッチング形成することができる。なお、この支持基
板５１は感光体ドラム１と略同程度の長さを有してい
る。

【００３４】そして、この支持基板５１の凹部５５の壁
面（凸部５６の壁面でもある。）及び凸部５６表面の一
部に駆動電極５２を配置することで、複数本の駆動電極
５２を搬送方向と交差（直交に限らない。）する方向に
所要の間隔で配置するとともに、駆動電極５２は隣り合
う電極５２と略対向する部分（以下「対向部分」とい
う。）５２ａと凸部５６表面の部分（以下「平行部分」
という。）５２ｂを有する構成としている。

【００３５】なお、「略対向する」とは隣り合う駆動電
極５２、５２が平行状態で対面する場合に限らず非平行
状態で対面する場合を含む意味であり、要するに、隣り
合う電極５２、５２が直線的又は曲線的に傾斜した状態
で配置されるすべての場合を含む意味である。

【００３６】この駆動電極５２は、支持基板５１上にＡ
ｌ、Ｎｉ‐Ｃｒ、ＴｉＮ、ポリシリコン、或いはＴｉ、
Ｗ、Ｍｏなどの高温金属膜等の導電性材料を０．３〜２
μｍの厚みで成膜し、これをフォトリソグラフィ技術等
の半導体技術を用いて電極形状にパターン化して形成し
ている。

【００３７】この駆動電極５２の厚みＴと支持基板５１
の凹部５５の深さＤとは、Ｄ＞Ｔの関係に形成すること
で、凹部５５壁面に駆動電極５２を配置したときに、隣
り合う駆動電極５２で対向部分５２ａが形成される。こ
のように、支持基板５１を凹凸形状に形成し、この凹凸
部分で互いに略向かい合うように駆動電極５２を形成す
ることにより、隣り合う駆動電極５２、５２の対向面積
が広くなって両電極５２間における電界強度が増し、ト
ナーを効率よく所定方向に搬送することが可能となる。

【００３８】絶縁膜５３としては、ポリイミド、ＳｉＯ
_２（シリコン酸化膜）、Ｔａ_２Ｏ_５（五酸化タンタル）
などの無機材料或いは有機材料を用いることができる。
この絶縁膜５３としては、ヤング率が３０〜５０００ｋ
ｇ／ｍｍ^２、誘電率ε＝２〜３００の範囲のものである
ことが好ましい。この絶縁膜５３の誘電率を大きくする
ことによって、駆動電圧の低電圧化を図ることができる
とともに、粒子（トナー）の駆動反跳と搬送速度が大き
くなる。

【００３９】この第１基板４１のように支持基板５１が
リジッドな基板である場合には、絶縁膜５３のヤング率
を３０〜５０００ｋｇ／ｍｍ^２として誘電率を選ぶこと
で駆動電極５２、５２間の電界強度が高まり、シミョレ
ーションでは絶縁膜５３の膜厚が１〜２μｍで、誘電率
ε＝３〜２０程度では電界強度の大きさは大差がなかっ
た。絶縁膜５３の膜厚が５〜１０μｍ以上になると寄与
が大きくなる。また、ＢａＴｉＯ３膜のように誘電率ε
＝５００〜８００となると、その電界強度を高める効果
が大きく、一層、駆動電極５５間のトナー移動が効率よ
く行われる。

【００４０】表面コート層５４は、特に搬送面４１ａと
帯電トナー界面と接触抵抗の低減を図る機能を有する膜
であり、この接触抵抗の低減のためには臨界表面エネル
ギーＥｇが３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の材料が好ましく、
例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡなどのフッ素系樹脂材料を０．
１〜１μｍの厚みでコートして形成している。フッ素系
樹脂を用いることで、容易に低コストで所望の表面コー
ト層５４を形成することができる。

【００４１】次に、第１搬送基板４１の第２実施例につ
いて図６を参照して説明する。なお、同図は図５と同様
な拡大断面説明図である。この第１搬送基板４１は、導
電性基板６２の表面に絶縁層６３を成膜した支持基板６
１を用いたものである。ここで、導電性支持基板６１は
接地して使用する。

【００４２】導電性支持基板６１を接地することで残留
電荷を除去して常に安定したトナー搬送を行うことがで
きる。すなわち、支持基板６１を導電性基板で形成した
場合、駆動電極５２に空間進行波電界を発生させるため
の高速駆動パルスを印加することによる電荷の移動と、
トナーが第１搬送基板４１に接触して移動することに伴
って導電性支持基板６１の帯電が発生するので、導電性
支持基板６１を接地することによって常に導電性支持基
板６１の静電位を一定し、残留電荷の発生を低減する。

【００４３】次に、第１搬送基板４１の第３実施例につ
いて図７を参照して説明する。なお、同図は図５と同様
な拡大断面説明図である。この第１搬送基板４１は、支
持基板５１（導電性支持基板６１でもよい。）の表面に
形成する凹凸部として、断面略三角形状の凹部５５及び
凸部５６を形成し、凹部５５の各壁面に駆動電極５２を
形成したものである。このようにしても、隣り合う駆動
電極５５、５５の対向面が広くなり、隣接する駆動電極
５２、５２間における電界強度が増し、トナーを効率よ
く所定方向に搬送することが可能となる。

【００４４】次に、第１搬送基板４１の第４実施例につ
いて図８を参照して説明する。なお、同図は図５と同様
な拡大断面説明図である。この第１搬送基板４１は、支
持基板５１（導電性支持基板６１でもよい。）の表面に
形成する凹凸部として、断面略半円形状凸部５６を形成
し、これらの凸部５６間に形成される凹部５５の壁面に
駆動電極５２を形成したものである。このようにして
も、隣り合う駆動電極５２、５２の対向面が広くなり、
隣接する駆動電極５２、５２間における電界強度が増
し、トナーを効率よく所定方向に搬送することが可能と
なる。

【００４５】なお、これらの各実施例において、各凸部
５６の両壁面に設ける駆動電極５２を分離させている
が、両壁面の駆動電極５２を一体とすることもできる。
すなわち、駆動電極５２、５２間のピッチとしてトナー
を搬送できるだけのピッチが確保できれば良く、各凸部
５６の両壁面に設ける駆動電極５２は一体であっても分
離していてもいずれでも良い。

【００４６】次に、第１搬送基板４１の第５実施例につ
いて図９を参照して説明する。なお、同図は図５と同様
な拡大断面説明図である。この第１搬送基板４１は、平
板状の支持基板５１（導電性支持基板６１でもよい。）
の表面に、平行な帯状の複数本の駆動電極５２を所要の
間隔で配置したものであり、上記各実施例の支持基板５
１と異なり、特に凹凸部は形成していない。

【００４７】この場合、駆動電極５２の厚みＴと搬送方
向の幅Ｌが、Ｔ／Ｌ＝０．１以上の関係になるように形
成している。ここでは、駆動電極５２は厚みＴ＝２μ
ｍ、幅Ｌ＝１０μｍで形成した。このように、駆動電極
５２の厚みＴを幅Ｌの０．１以上にすることにより、隣
接する駆動電極５２における電界強度が増し、トナーを
効率良く、所定方向に搬送することが可能となる。実験
によると、電極５２の厚みが増すほど搬送量が多くな
り、厚みを薄くするに従って搬送量も減少することが確
認された。

【００４８】また、駆動電極５２の厚みＴと電極５２、
５２間の間隔Ｒが、Ｒ／Ｔ＝１０〜３×１０^３の関係に
なるように、好ましくはＲ／Ｔ＝５０〜３００の関係に
なるように形成する。ここでは、駆動電極５２は叙述し
たように厚みＴ＝２μｍとしたので、間隔Ｒ＝１００μ
ｍで形成した。このように駆動電極５２の電極間距離Ｒ
が電極５２の厚みに対して１０倍から３×１０^３の関係
になるようにすることで、駆動電極５２によって発生す
る空間進行電界とトナーの反発・吸引との調和がとれ
て、トナーを効率的に搬送できる。

【００４９】次に、第１搬送基板４１の第６実施例につ
いて図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１
０は図５と同様な拡大断面説明図、図１１は図１０の針
状部の拡大説明図である。この第１搬送基板４１は、上
記第５実施例における第１搬送基板４１の絶縁膜５３の
表面で搬送面４１ａを形成し、この絶縁膜５３の表面を
多数の針状部５３ａを形成した針状構造にしている。こ
こでは、絶縁膜５３を熱可塑性ポリイミドで形成し、ポ
リイミド表面に酸素プラズマドライエッチングを施する
ことで針状に形成した。

【００５０】この場合、針状部５３ａの深さ（針状部５
３ａの高さ）Ｈは、トナー粒径の１／１０〜１／２０に
することが好ましい。針状部５３ａの高さＨがトナー粒
径の１／１０を越えると、トナーが針状部５３ａ間に嵌
まり込んで却って絶縁膜５３表面での搬送が困難になる
可能性があり、１／２０未満の高さではトナーの固着力
の低減効果が十分でないことがある。

【００５１】このように、搬送面４１ａをなす絶縁膜表
面を針状構造とすることにより、搬送面とトナーとの接
触が点接点での接触となるので、トナーの搬送面への固
着力が減少し、トナーの効率的な搬送を行え、その結果
トナー搬送量が増加する。

【００５２】次に、第２搬送基板４２について図１２を
も参照して説明する。この第２搬送基板４２は、ポリイ
ミドフィルムなどのフレキシブルな絶縁性基板からなる
支持部材である支持基板７１上に、第１搬送基板４１と
同様に、複数本の電極５２を搬送方向と交差（直交に限
らない。）に所要の間隔で配置し、支持基板７１上に空
間進行電界を発生させるための駆動電極７２表面及び駆
動電極５７、７２間を被覆する絶縁膜７３を形成し、さ
らに絶縁膜７３表面に表面コート層７４をコーティング
したものである。

【００５３】フレキシブルな支持基板７１については絶
縁膜７３としてヤング率３０〜５００ｋｇ／ｍｍ^２で、
誘電率ε＝２〜３００のものを用いることにより、駆動
電極７２、７２間の電界強度を強めることができる。な
お、この第２搬送基板４２の駆動電極７２の構成は図９
に示した構成と同様にしている。また、支持基板７１は
導電性基板に絶縁層を形成したものでもよい。そして、
この第２搬送基板４２は第１搬送基板４１の支持基板５
１に接合している。

【００５４】このように支持基板７１をフレキシブル基
板とすることで自在な湾曲が可能となって装置のコンパ
クト化が図れるとともに、形状依存性が容易になってト
ナーボックス部等への装着が簡単になる。

【００５５】次に、静電搬送装置３６の第１搬送基板４
１（第２搬送基板４２も同じ）によるトナーの搬送動作
について図１３乃至図１８をも参照して説明する。先
ず、この静電搬送装置３６においては、図１３に示すよ
うに、第１搬送基板４１、４１（第１実施例のもので図
示している。）の３本の駆動電極５２、５２、５２を１
セットとして、各駆動電極５２に３相の駆動電圧（駆動
波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃをそれぞれ印加する駆動回路
（ドライバ）８１、８１を設けている。この駆動回路８
１から出力する駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃにはそれぞれ
若干の遅延時間を持たせ、また駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖ
ｃは、いずれも＋電位、−電位、０電位（非印加）の三
値をとる電圧波形である。

【００５６】一方、図１４に示すように、第１搬送基板
４１上に正帯電したトナーＴがあり、第１搬送基板４１
の連続した複数の駆動電極５２に、で示すようにそれ
ぞれ「−」、「＋」、「０」、「−」、「＋」が印加さ
れ、「０」の駆動電極５２上に正帯電トナーＴが位置す
るとき、正帯電トナーＴには図で左側の「＋」の駆動電
極５２との間で反発力が、右側の「−」の駆動電極５２
との間で吸引力がそれぞれ作用するので、正帯電トナー
Ｔは「−」の駆動電極５２側に移動する。なお、第１搬
送基板４１の駆動電極５２は説明の便宜のために平板状
電極で示している。

【００５７】ここで、例えば、図１５に示すような変化
パターンで駆動回路８１から３相駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ、
Ｖｃを三本の駆動電極５２毎に印加している場合、第１
搬送基板４１の連続した複数の駆動電極５２に印加する
電圧はで示すようにそれぞれ「０」、「−」、
「＋」、「０」、「−」のように変化する。したがっ
て、「−」から「０」になった駆動電極５２と正帯電ト
ナーＴとの間には力が作用しなくなり、正帯電トナーＴ
は「０」から「＋」になった駆動電極５２との間で反発
力が、「＋」から「−」になった駆動電極５２との間で
吸引力がそれぞれ作用するので、正帯電トナーＴは更に
「−」の駆動電極５２側に移動する。

【００５８】このように駆動電極５２に印加する駆動波
形の電位を変化させて見かけ上の駆動波形を移動させる
ことによって空間進行波電界が発生し、正帯電トナーＴ
は「−」の駆動電極５２側に引かれながら移動するの
で、第１搬送基板４１の搬送面４１ａに沿って正帯電ト
ナーＴが搬送される。

【００５９】なお、駆動回路８１から第１搬送基板４１
の各駆動電極５２に印加する３相の駆動電圧Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃの変化パターンは上記の例に限るものではな
く、例えば図１６に示すように「０」を用いないで三本
の駆動電極５２のうちの連続する二本の駆動電極５２に
対する駆動波形を「−」、他の一本の駆動電極５２に対
する駆動波形を「＋」にするパターンであっても、正帯
電トナーＴは第１搬送基板４１に搬送面に沿って搬送さ
れる。また、「−」を用いないで三本の駆動電極５２の
うちの連続する二本の駆動電極５２に対する駆動波形を
「０」、他の一本の駆動電極５２に対する駆動波形を
「＋」にするパターンであっても、正帯電トナーＴは第
１搬送基板４１に搬送面４１ａに沿って搬送される。

【００６０】また、３相の駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの
変化パターンとして図１７に示すように図１５とは逆の
変化パターンを用いれば正帯電トナーＴは図１４と逆方
向に搬送される。同様に、図１８に示すように図１６と
は逆の変化パターンを用いても正帯電トナーＴは図１４
と逆方向に搬送される。さらに、負帯電トナーの場合に
は駆動波形の変化パターンを逆にすれば良い。

【００６１】そこで、図１３に示すように第１実施例の
第１搬送基板４１を用いた静電搬送装置３６によってト
ナーを静電力で搬送し、この搬送状態を確認したとこ
ろ、単に駆動電極５２を平板状に形成した場合よりもト
ナーがスムーズに移動することが確認できた。なお、第
１実施例と同様に対向する駆動電極５２、５２を有する
第２乃至第４実施例の第１搬送基板４１を用いて同様に
搬送状態を確認したところ、トナーがスムーズに移動す
ることが確認できた。

【００６２】また、駆動電極５２を平板状に形成した第
５実施例の第１搬送基板４１を用いて、駆動電極５２を
厚みＴ＝２μｍ、幅Ｌ＝１０μｍ（Ｔ／Ｌ＝０．２）と
した実施例と、駆動電極５２を厚みＴ＝０．３μｍ、幅
Ｌ＝１０μｍ（Ｔ／Ｌ＝０．０３）とした比較例とでト
ナー搬送状態を比較したところ、実施例の第１搬送基板
４１では隣接する駆動電極５２、５２における電界強度
が増加しており、比較例の第１搬送基板４１よりもトナ
ーがスムーズに移動し、トナー搬送効率が向上すること
が確認された。また、実験により、駆動電極５２の厚み
Ｔと電極５２、５２間の間隔Ｒが、Ｒ／Ｔ＝１０〜３×
１０^３の関係にあるときに、トナーが効率的に搬送され
ることを確認した。

【００６３】さらに、絶縁膜５３表面を針状構造にした
第６実施例の第１搬送基板４１と、これと同様な構成で
針状構造を有しない比較例の搬送基板を用いてトナー搬
送状態を比較したところ、針状構造を有する実施例の第
１搬送基板４１ではトナーの絶縁膜５３表面への固着が
なく、トナーがスムーズに移動し、トナー搬送効率が向
上することが確認されたのに対し、針状構造を有しない
比較例の搬送基板にあってはトナーの移動がスムーズで
なかった。

【００６４】また、第１乃至第６実施例の第１搬送基板
４１について、実験装置を用いて、トナー飛散、及び感
光体対向部（感光体ドラム１に対向する部分）へのトナ
ー搬送状態をビデオ観察にて評価した。いずれの実施例
の第１搬送基板４１においても、トナー飛散は観察され
なかった。これは、トナーがいずれの実施例において
も、静電力にて強く第１搬送基板４１に担持されたため
と推測される。また、トナーの搬送量については、各実
施例とも略同様な搬送量が得られた。

【００６５】さらに、第２搬送基板４２を用いて、トナ
ーの搬送状態を確認したところ、トナーがスムーズに移
動し、第２搬送基板４２から第１搬送基板４１へ移送さ
れることを確認できた。

【００６６】次に、以上のように構成した画像形成装置
における現像装置６を用いた現像作用について図１９を
も参照して説明する。なお、図１９は同画像形成装置の
現像原理説明図である。この画像形成装置においては、
現像装置６のトナーホッパ３１のトナーがアジテータ３
２で攪拌されながら帯電ローラ３４に運ばれ、帯電ロー
ラ３４の回転（図で左回り方向）によってドクタブレー
ド３５との摩擦帯電で所定の極性に帯電されてトナーボ
ックス部３３に送り込まれる。

【００６７】そして、このトナーボックス部３２のトナ
ーは、静電搬送装置３６の第２搬送基板４２に前述した
ような駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで第
２搬送基板４２に沿って搬送されて第１搬送基板４１に
送り込まれる。このとき、第２搬送基板４２と第１搬送
基板４１とを接合しているのでトナーのスムーズな移送
が行われる。

【００６８】さらに、第１搬送基板４１に送り込まれた
トナーは、第１搬送基板４１に前述したような駆動波形
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで第１搬送基板４１
に沿ってスムーズに搬送されて、感光体ドラム１との対
向部方向に向けて噴出側から順次供給される。これによ
って、噴出された正帯電トナーＴは感光体ドラム１表面
の負電荷がある部分（画像部分）に付着して感光体ドラ
ム１上の潜像が現像される。このとき、第１搬送基板４
１によるトナー搬送が効率的に行われることから、現像
に必要とされる十分なトナー量の供給を確保することが
できる。

【００６９】この場合、第１搬送基板４１、４１の噴出
側に交流電源８２からの交流電圧を印加して、第１搬送
基板４１、４１間に交流電界を発生させておくと、第１
搬送基板４１、４１から噴出したトナーＴが交流電界に
よってクラウド状態になるトナークラウド８３が発生
し、感光体ドラム１の潜像に対して均質にトナーが付着
するので、画像品質が向上する。

【００７０】このように、本発明に係る静電搬送装置を
備えて帯電したトナーを搬送基板の搬送面に沿って静電
力で搬送して、潜像担持体にトナーを供給付着させる現
像装置を備えることによって、非接触で直接トナーを潜
像担持体表面に付着させることができ、装置が簡単にな
って低コスト化を図れる。

【００７１】また、現像ローラを現像手段とする場合に
比べてトナーの劣化が少なくなる。すなわち、通常は、
摩擦帯電で、トナーを帯電させ、現像ローラに磁性キャ
リヤとともに製膜し、キャリヤに静電付着したトナーを
磁気ブラシ状にして、潜像担持体に接触させて現像する
が、このため、トナーは現像ローラで混練り状態とな
り、さらに微粉末に粉砕されたり、ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２
等、添加物がトナーの樹脂部に刷り込まれるなどして、
トナーの特性劣化が発生して、機能障害が発生する。こ
れに対して、上述したように搬送基板でトナーを搬送す
ることで、トナーが更に微粉末に粉砕されたり、ＳｉＯ
_２，ＴｉＯ_２等、添加物がトナーの樹脂部に刷り込まれ
ることがなく、特性劣化も低減する。

【００７２】さらに、現像ローラなどの現像剤担持体を
回転させることなく潜像担持体にトナーを搬送するの
で、現像装置内でのトナー固着がなくなり、また、トナ
ーが静電力により担持されるため現像部周りのシール部
からのトナー飛散の低減を図ることができ、画像品質の
向上が図れる。また、現像装置に特殊な材料を用いるこ
となくコンパクトに形成できるので、コストの低減が図
れる。

【００７３】次に、本発明に係る画像形成装置の第２実
施形態について図２０を参照して説明する。なお、同図
は本発明に係る現像装置の静電搬送装置に係わる部分を
説明する要部説明図である。この実施形態では、現像装
置６の静電搬送装置３６の第１搬送基板４１、４１の各
駆動電極５２、５２…に対して駆動波形を印加する駆動
回路８５として、第１搬送基板４１の各駆動電極５２に
対して周波数ｆ１の三相の駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖ
ｃ１と、周波数ｆ２の三相の駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、
Ｖｃ２と、周波数ｆ３（ｆ１＞ｆ２＞ｆ３）の三相の駆
動波形Ｖａ３、Ｖｂ３、Ｖｃ３との３種類の駆動周波数
の駆動波形を出力するものを用いている。

【００７４】そして、駆動回路８５の周波数ｆ１の三相
の駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を第１搬送基板４１
の噴出側の所要の領域の駆動電極５２、５２……に、周
波数ｆ２の三相の駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を第
１搬送基板４１の中間部の領域の駆動電極５２、５２…
…に、周波数ｆ３の三相の駆動波形Ｖａ３、Ｖｂ３、Ｖ
ｃ３を第１搬送基板４１の供給側の所要の領域の電極５
２、５２……に、それぞれ印加するようにしている。そ
の他の構成は前記実施形態の現像装置６と同様であるの
で説明及び図示は省略している。

【００７５】このように構成することで、第１搬送基板
４１、４１の各駆動電極５２に印加される駆動波形Ｖ
ａ、Ｖｂ、Ｖｃの周波数は供給側から噴出側に向かって
段階的（この例ではｆ３、ｆ２、ｆ１の三段階）に高く
なる。ここで、帯電したトナーに作用する吸引力と反発
力は駆動波形の周波数が高いほど単時間で変化すること
になるので、第１搬送基板４１の供給側から与えられた
トナーは、駆動電極５２、５２…に与えられる駆動波形
の周波数が高くなるに従って移動速度が速くなり、した
がって、トナーは第１搬送基板４１の搬送面に沿って加
速されながら搬送され、噴出側（一端部側）から感光体
ドラム１に向かって飛翔する。

【００７６】このように、駆動波形の周波数を段階的に
変化させて与えることによってトナーを加速して潜像担
持体に向けて飛翔させることができ、より確実に潜像担
持体にトナーを付着させることができる。

【００７７】次に、本発明に係る画像形成装置の第３実
施形態について図２１を参照して説明する。なお、同図
は同画像形成装置の要部説明図である。この実施形態で
は、静電搬送装置３６として第１搬送基板４１、４１の
供給側に第２搬送基板４２、４２から送り込まれるトナ
ーを蓄積する凹部形状の蓄積部９０を形成したものを備
え、上側の第１搬送基板４１に対して前述した図１５示
すような変化パターンで駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変
化させて印加する駆動回路９１と、下側の第１搬送基板
４１に対して図１７に示すように図１５とは逆の変化パ
ターンで駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させて印加す
る駆動回路９２とを備えている。

【００７８】このように構成したので、静電搬送装置３
６の上側の第１搬送基板４１からは前述したと同様にト
ナーが搬送されて感光体ドラム１に向かって噴出あるい
は飛翔されるが、下側の第１搬送基板４１は逆の変化パ
ターンの駆動波形が印加されているため、トナーは逆方
向（噴出側から供給側の方向）に搬送されることにな
る。

【００７９】したがって、感光体ドラム１に付着せずに
反跳するトナーは、下側の第１搬送基板４１によって供
給側に搬送されて蓄積部９０に戻され、この下側の第１
搬送基板４１の蓄積部９０に戻されたトナーは上側の第
１搬送基板４１に移送されながら再び現像に供される。
これによって、トナーの有効利用を図れるとともに、反
跳トナーの飛散が防止されて画像品質の向上を図れる。

【００８０】次に、本発明に係る画像形成装置の第４実
施形態について図２２を参照して説明する。なお、同図
は同画像形成装置の要部説明図である。この実施形態で
は、静電搬送装置３６の上側の第１搬送基板４１に対し
て前述した図１５に示すような変化パターンで駆動波形
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させて印加する駆動回路９１
と、下側の第１搬送基板４１に対して図１５に示すよう
な変化パターンで駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させ
て印加するモードと、図１７に示すように図１５とは逆
の変化パターンで駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させ
て印加するモードとを有する駆動回路９３とを備えてい
る。

【００８１】そして、駆動回路９３に対しては図示しな
い制御部からモードを切り替えるモード切替信号を与え
ている。このモード切替信号は、例えば画像形成装置が
待機中であるときに図１７に示すような変化パターンで
駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させて印加するモード
を選択する信号である。

【００８２】このように構成したので、通常の画像を形
成する記録中は、下側の第１搬送基板４１に対しても駆
動回路９３からは図１５に示すような変化パターンで駆
動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化させて印加するので、上
下いずれの第１搬送基板４１、４１もトナーを噴出側に
搬送して飛翔させ、一枚の第１搬送基板４１の２倍の搬
送量でトナーを飛翔させて現像することができる。

【００８３】そして、待機モードになると、下側の第１
搬送基板４１に対して駆動回路９３からは図１７に示す
ような変化パターンで駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを変化
させて印加するので、下側の第１搬送基板４１はトナー
を逆方向に搬送するようになり、その結果、トナーは上
下の第１搬送基板４１、４１との間で循環される状態に
なって、飛翔しなくなる。このように、待機中などには
トナーが噴出、飛翔しなくなるので、トナーの飛散がよ
り確実に防止され、画像品質の向上を図れる。

【００８４】また、このように２枚の搬送基板を設け
て、その一方の搬送基板はトナーを飛翔させる搬送基板
として用いるとともに、トナーを供給側に搬送する逆搬
送基板としても使用することにより、簡単な構成でトナ
ーの効率的な消費ができるようになる。

【００８５】次に、本発明に係る画像形成装置の第５実
施形態について図２３乃至図２５を参照して説明する。
なお、図２３は同画像形成装置の要部を説明する要部説
明図、図２４は同画像形成装置のトナージェットヘッド
を説明する斜視説明図、図２５は同トナージェットヘッ
ドの制御基板の電極パターンを説明する斜視説明図であ
る。

【００８６】この画像形成装置は、帯電したトナーを画
像信号に応じて飛翔させるトナージェットヘッド１００
を備え、このトナージェットヘッド１００は本発明に係
る静電搬送装置１０１の搬送基板１１１に対向する制御
基板１１２とを有している。そして、静電搬送装置１０
１は搬送基板１１１に空間進行波電界を発生させるため
の搬送駆動回路１１３を備え、また、制御基板１１２に
は画像信号に応じて制御電極に駆動波形を印加する制御
用駆動回路１１４と、駆動電極に逆搬送方向の空間進行
波電界を発生させるための逆搬送駆動回路１１５とを備
えている。

【００８７】搬送基板１１１は、図２５にも示すよう
に、前述した第１実施例の第１搬送基板４１と同様な構
成であり、支持基板１２１上に多数の駆動電極１２２、
１２２、……を３本を１セットとして、搬送方向に沿っ
て所要の間隔で、搬送方向と交差する方向に設け、この
支持基板１２１上に絶縁膜１２３を成膜し、更に表面に
トナーとの接触抵抗を低減する表面コート層１２４を成
膜したもので、搬送面に沿ってトナーを静電力で搬送す
る。

【００８８】一方、制御基板１１２は、図２５にも示す
ように、支持基板１３１上にトナーの逆搬送に用いる多
数の第１電極１３２、１３２、……を３本を１セットと
して、搬送方向に沿って搬送方向と略直交する方向に設
け、第１電極１３２、１３２…を被覆する絶縁膜１３３
を形成し、更にこの絶縁膜１２３上に搬送方向と同方向
に沿って画素単位で多数の第２電極（個別電極）１３
４、１３４…を配置し、第２電極１３４、１３４…を被
覆する保護膜１３５を成膜したものである。

【００８９】この画像形成装置においては、搬送基板１
１１の各駆動電極１２２に対して前記実施形態で説明し
たような駆動波形を与えることによって、搬送基板１１
１は前述した第１搬送基板４１と同様にトナーを搬送す
る。一方、制御基板１１２の第１電極１３２に対して搬
送基板１１１と逆方向の変化パターンで駆動波形を与え
ることによって、前述したと同様にトナーは供給側に逆
搬送されて循環する。

【００９０】ここで、画素信号に応じて制御基板１１２
の第２電極１３４に対して帯電したトナーに対して反発
する電界を発生をさせる駆動波形を印加したときには、
搬送基板１１１で搬送されているトナーが搬送基板１１
１から噴出飛翔し、帯電したトナーを吸引する電界を発
生させる駆動波形を印加したときには、搬送基板１１１
で噴出側まで搬送されたトナーは制御基板１１２側に吸
引移送されることになる。すなわち、制御基板１１２の
第２電極１３４に与える駆動波形を画素信号に応じて変
化させることによって、搬送基板１１１から画素単位で
トナーの飛翔／非飛翔を制御することができる所謂オン
デマンド型のトナージェットヘッドが得られる。

【００９１】したがって、このトナージェットヘッド１
００から飛翔させるトナーＴを記録媒体１４０に付着さ
せることによって記録媒体１４０には画像信号に応じた
トナー画像が形成されることになる。これを、定着処理
することで、記録媒体１４０に画像を形成することがで
きる。

【００９２】このように、この画像形成装置においては
潜像担持体が不要になり、簡単な構成の画像形成装置が
得られる。また、画素単位でトナーの飛翔／非飛翔を制
御して非飛翔トナーを循環させるので、トナーの飽和帯
電を維持することができ、トナーの離脱や飛散が少なく
なる。そして、搬送基板として前述した第１乃至第６実
施例に係る第１搬送基板を用いることによりトナーのス
ムーズで効率的な搬送が行われる。

【００９３】次に、本発明に係る分級装置を備えた現像
装置について図３３及び図３４を参照して説明する。な
お、図３３は同現像装置の概略構成を示す説明図、図３
４は同現像装置における分級装置の作用説明に供する説
明図である。

【００９４】この現像装置は、感光体ドラム１上の潜像
にトナーを付着させる現像手段として現像ローラ１４１
（本発明に係る静電搬送装置３６でもよい。）に対して
トナーを供給する側に、トナーホッパから供給されるト
ナーを搬送して飛翔させる本発明に係る分級装置である
トナー供給装置１４２を設けている。

【００９５】このトナー供給装置１４２は、前述した各
実施形態で説明した静電搬送装置３６の内のトナーを飛
翔させる搬送基板４１（駆動回路側の構成で飛翔させる
場合を含む）を多数備え、帯電ローラ１４３などで帯電
されたトナーを逐次搬送基板４１で搬送しながら現像ロ
ーラ１４１側に向かって飛翔させる。また、搬送基板４
１の下方にはトナーを供給側に搬送する逆搬送基板１４
４を配置している。

【００９６】このようなトナー供給装置１４２を備える
ことによって現像ローラ１４１に対して電荷量と質量が
ほぼ均一なトナーを供給できるとともに、極微粒子のト
ナーを現像ローラ１４１に供給することなく回収でき
る。

【００９７】すなわち、図２７に示すように、前述した
搬送基板４１、４１を用いてトナーを搬送して飛翔させ
た場合、トナーの搬送、飛翔速度は、トナーの電荷量ｑ
と質量ｍによって定まり、飛翔初期速度によって飛翔距
離もトナーＴ１、Ｔ２、Ｔ３というように異なってく
る。したがって、トナーを飛翔させることで、所要の飛
翔距離が得られるトナーのみを選別（分級）することが
できる。

【００９８】そこで、トナー供給装置１４２からは飛翔
するトナーのうち、飛翔距離が得られないトナーは逆搬
送基板１４４で回収して供給側に戻したり、あるいは、
排出蓄積部を設けて蓄積し、現像ローラ１４１には供給
しないようにする。このとき、粒径の小さなトナーは飛
翔距離が相対的に短くなるので、現像ローラ１４１には
供給されず、したがって、例えば５μｍ未満の極微小な
トナーを現像に使用することを排除することができ、ト
ナーの均一化を図ることができる。このトナー供給装置
は前述した飛翔型画像形成装置にも同様に適用すること
ができる。

【００９９】なお、上記各実施形態においては粉体を静
電力で搬送する静電搬送装置で説明したが、流体であっ
ても帯電可能な流体であれば同様な構成で静電搬送を行
うことができる。また、静電搬送装置及び分級装置はト
ナーを搬送、分級する例で説明したがトナー以外の粉体
の搬送、分級を行う装置にも同様に適用することができ
る。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る静電
搬送装置によれば、粉体又は流体を静電力で搬送する静
電搬送装置であって、支持部材上に複数の電極が所要の
間隔で配置され、電極は隣り合う電極と略対向する部分
を有しているので、空間進行波電極の強度が強くなり、
粉体や流体をスムーズに搬送することができ、搬送量も
増加して、搬送効率が向上する。

【０１０１】ここで、支持部材に凹凸を形成し、この支
持部材の少なくとも凹部壁面に電極を設けることで、簡
単な構成で略対向する部分を形成することができる。ま
た、支持部材の凸部の両側の凹部壁面に設けた電極が分
離していることで、隣り合う電極間の略対向しない部分
でも電界を生じさせることができ、より効率的な搬送を
行うことができる。さらに、支持部材の凸部の両側の壁
面に設けた電極が一体である構成とすることで、電極形
成工程が簡略化する。

【０１０２】また、支持部材に形成した凹凸の凸部断面
形状を台形状とすることで、簡単な工程で凹凸を形成す
ることができる。或いは、支持部材に形成した凹凸の凸
部断面形状を略三角形状或いは略円形状とすることで、
凸部両壁面に形成する電極のピッチを狭くして、しかも
隣り合う電極の略全面を対向させることができる。

【０１０３】さらに、支持部材の表面の凹部深さＤと電
極の厚みＴがＤ＞Ｔの関係にあることで、隣り合う電極
間の対向面積が広くなり、電界強度をより強くすること
ができる。さらに、電極の厚みＴと電極間間隔Ｒとの比
Ｒ／Ｔが１０〜３×１０^３の範囲内であることで、隣り
合う電極間での電極強度を強くすることができる。

【０１０４】さらにまた、電極を覆う絶縁膜を設けるこ
とによって、絶縁膜の誘電率を選択することで電界強度
を強くすることができるようになる。この場合、絶縁膜
のヤング率が３０〜５０００ｋｇ／ｍｍ２の範囲内とし
て絶縁膜の誘電率を選択することで電界強度を強くする
ことができるようになる。そして、絶縁膜の誘電率εが
２〜３００の範囲内であることで、電界強度を強くする
ことができるようになる。

【０１０５】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
又は流体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支
持部材上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極は
厚みＴと搬送方向の幅ＬがＴ／Ｌ＝０．１以上の関係に
あるので、隣接する電極の電界強度が増加して搬送効率
が向上する。

【０１０６】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
又は流体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支
持部材上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極の
厚みＴと電極間の間隔ＲがＲ／Ｔ＝１０〜３×１０^３の
関係にあるで、粉体や流体に作用する空間進行波電界に
よる吸引反発力の調和がとれて搬送効率が向上する。

【０１０７】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
又は流体を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支
持部材上に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極を
覆う絶縁膜が形成され、この絶縁膜はヤング率が３０〜
５０００ｋｇ／ｍｍ^２の範囲内で、誘電率εが２〜３０
０の範囲内である材料からなるので、電界強度が強くな
り、搬送効率が向上する。

【０１０８】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
を静電力で搬送する静電搬送装置であって、支持部材上
に複数の電極が所要の間隔で配置され、電極を覆う絶縁
膜が形成されて、搬送面に針状構造が形成されているの
で、粉体の絶縁膜に対する固着力が低減してスムーズな
搬送が行えて搬送効率が向上する。ここで、針状構造の
高さが粉体の径の１／１０〜１／２０の範囲内にあるこ
とで、より固着力が低減してスムーズな搬送が行えて搬
送効率が向上する。

【０１０９】これらの各本発明に係る静電搬送装置にお
いて、支持部材は導電性基板に絶縁層を形成してなるも
のとすることで、支持部材の材料選択の幅が広がる。こ
の場合、導電性基板は接地されることが好ましく、これ
により残留電荷の発生を低減して、より確実な搬送を行
うことができる。また、支持部材は絶縁性基板とするこ
とで、残留電荷の発生を回避できる。さらに、搬送面に
粉体又は流体との接触抵抗が小さい表面層を形成するこ
とで、よりスムーズな搬送を行うことができる。これら
の支持部材を形成する基板はフレキシブル基板とするこ
とで、任意の形状を選択することができ、省スペースな
空間にも配置することができ、コンパクト化を図れる。

【０１１０】本発明に係る現像装置によれば、潜像担持
体上にトナーを付着させて潜像担持体上の潜像を現像す
る現像装置であって、本発明に係る静電搬送装置を備え
たので、現像装置内でのトナー固着が防止されて安定し
たトナー搬送を行うことができ、現像装置内でのトナー
の飛散なども生じることがなく、画像品質が向上する。

【０１１１】ここで、静電搬送装置の搬送基板の先端部
が潜像担持担持体近傍に臨む構成とすることで、現像ロ
ーラを用いない現像を行うことができて、コンパクトで
画像品質の向上した現像装置を得ることができる。ま
た、静電搬送装置でトナーを潜像担持体に付着させる現
像手段にトナーを送り込む構成とすることで、現像装置
のコンパクト化を図ることができる。

【０１１２】さらに、先端部が潜像担持担持体近傍に臨
む第１搬送基板と、この第１搬送基板にトナーを送る第
２搬送基板とを備え、これらの第１搬送基板と第２搬送
基板とが接合されている構成とすることで、よりコンパ
クトで画像品質に優れた現像装置を得ることができる。
この場合、第１搬送基板の支持部材がリジッドな基板で
あり、第２搬送基板の支持部材がフレキシブル基板であ
ることで、潜像担持体に現像のための安定したトナー供
給を行うことができるとともに、現像手段への安定した
トナー供給を行うことができる。

【０１１３】本発明に係る画像形成装置によれば、潜像
担持体上にトナーを付着させて潜像担持体上の潜像を現
像する現像装置を備えた画像形成装置であって、本発明
に係る現像装置を備えたので、コンパクト化、画像品質
の向上を図ることができる。

【０１１４】本発明に係る画像形成装置によれば、記録
媒体にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置
であって、トナーを静電力で搬送する本発明に係る静電
搬送装置と、この静電搬送装置で搬送されるトナーを画
像に応じて記録媒体に向かって飛翔させる手段とを備え
たので、簡単な構成で、画像品質が向上したトナージェ
ット型画像形成装置を得ることができる。この場合、ト
ナーを静電搬送装置で加速しながら搬送し、形成する画
像に応じて静電搬送装置の搬送基板の一端部側から記録
媒体に向かってトナーを飛翔させることで、より確実記
録媒体に対してトナーを付着させることができる。

【０１１５】本発明に係る分級装置によれば、粉体を静
電力で搬送する本発明に係る静電搬送装置を備えたの
で、簡単な構成で、粉体をスムーズに搬送しながら分級
を行うことができて、画像形成装置等に備えることで画
像品質の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全
体概略構成図

【図２】同画像形成装置の現像装置の一例を示す概略構
成図

【図３】同現像装置の静電搬送装置における第１実施例
に係る第１搬送基板の搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図４】同第１搬送基板の平面説明図

【図５】同第１搬送基板の要部拡大模式的断面図

【図６】第１搬送基板の第２実施例を説明する模式的要
部拡大断面説明図

【図７】第１搬送基板の第３実施例を説明する模式的要
部拡大断面説明図

【図８】第１搬送基板の第４実施例を説明する模式的要
部拡大断面説明図

【図９】第１搬送基板の第５実施例を説明する模式的要
部拡大断面説明図

【図１０】第１搬送基板の第６実施例を説明する模式的
要部拡大断面説明図

【図１１】同第６実施例の針状構造の説明に供する要部
拡大説明図

【図１２】同現像装置の静電搬送装置における第２搬送
基板の搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図１３】同静電搬送装置の駆動部を説明する説明図

【図１４】同静電搬送装置によるトナー搬送の原理説明
に供する説明図

【図１５】同静電搬送装置の駆動電極に印加する駆動波
形の変化パターンの一例を説明する説明図

【図１６】同静電搬送装置の駆動電極に印加する駆動波
形の変化パターンの他の例を説明する説明図

【図１７】同静電搬送装置の駆動電極に印加する駆動波
形の変化パターンの更に他の例を説明する説明図

【図１８】同静電搬送装置の駆動電極に印加する駆動波
形の変化パターンの更にまた他の例を説明する説明図

【図１９】同画像形成装置における現像動作の原理説明
に供する説明図

【図２０】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の
静電搬送装置部分の要部説明図

【図２１】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の
静電搬送装置部分の要部説明図

【図２２】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の
静電搬送装置部分の要部説明図

【図２３】本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の
静電搬送装置部分の要部説明図

【図２４】同画像形成装置のトナージェットヘッドの説
明に供する斜視説明図

【図２５】同トナージェットヘッドの制御基板の説明に
供する斜視説明図

【図２６】本発明に係る分級装置を備えた画像形成装置
の概略構成を示す説明図

【図２７】同分級装置によるトナー分級作用の説明に供
する説明図

【符号の説明】

１…感光体ドラム（潜像担持体）、５、８…走査光学
系、１３…ポリゴンミラー、１５…帯電装置、１６…現
像装置、１７Ａ，１７Ｂ…給紙部、２０…転写チャージ
ャ、２１…分離チャジージャ、２３…定着ローラ対、３
１…トナーホッパ部、３４…帯電ローラ、３６…静電搬
送装置、４１…第１搬送基板、４２…第２搬送基板、５
１…支持基板、５２…駆動電極、５３…絶縁膜、５４…
表面コート層、５５…凹部、５６…凸部、８１…駆動回
路、９０…蓄積部、１００…トナージェットヘッド、１
０１…静電搬送装置、１１１…搬送基板、１１２…制御
基板、１４１…現像ローラ、１４２…トナー供給装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｎ 1/00 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｅ (72)発明者 竹本 武 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2C162 AE25 AE31 AE47 AE74 AE84 CA02 CA12 CA19 CA25 2H029 DB04 2H077 AC13 AD07 3F021 BA05 CA13 DA07

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体又は流体を静電力で搬送する静電搬
   送装置において、支持部材上に複数の電極が所要の間隔
   で配置され、前記電極は隣り合う電極と略対向する部分
   を有していることを特徴とする静電搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の静電搬送装置におい
   て、前記支持部材に凹凸を形成し、この支持部材の少な
   くとも凹部又は凹部壁面に前記電極を設けたことを特徴
   とする静電搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の静電搬送装置におい
   て、前記支持部材の凸部の両側の凹部壁面に設けた電極
   が分離していることを特徴とする静電搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の静電搬送装置におい
   て、前記支持部材の凸部の両側の壁面に設けた電極が一
   体であることを特徴とする静電搬送装置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記支持部材に形成した凹凸の凸部
   断面形状が台形状であることを特徴とする静電搬送装
   置。
6. 【請求項６】 請求項２乃至４のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記支持部材に形成した凹凸の凸部
   断面形状が略三角形状であることを特徴とする静電搬送
   装置。
7. 【請求項７】 請求項２乃至４のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記支持部材に形成した凹凸の凸部
   断面形状が略円形状であることを特徴とする静電搬送装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記支持部材の表面の凹部の深さＤ
   と前記電極の厚みＴがＤ＞Ｔの関係にあることを特徴と
   する静電搬送装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記電極の厚みＴと電極間間隔Ｒと
   の比Ｒ／Ｔが１０〜３×１０^３の範囲内であることを特
   徴とする静電搬送装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかに記載の静
    電搬送装置において、前記電極を覆う絶縁膜を設けたこ
    とを特徴とする静電搬送装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の静電搬送装置にお
    いて、前記絶縁膜のヤング率が３０〜５０００ｋｇ／ｍ
    ｍ^２の範囲内であることを特徴とする静電搬送装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１に記載の静電搬送
    装置において、前記絶縁膜の誘電率εが２〜３００の範
    囲内であることを特徴とする静電搬送装置。
13. 【請求項１３】 粉体又は流体を静電力で搬送する静電
    搬送装置において、支持部材上に複数の電極が所要の間
    隔で配置され、前記電極は厚みＴと搬送方向の幅ＬがＴ
    ／Ｌ＝０．１以上の関係にあることを特徴とする静電搬
    送装置。
14. 【請求項１４】 粉体又は流体を静電力で搬送する静電
    搬送装置において、支持部材上に複数の電極が所要の間
    隔で配置され、前記電極の厚みＴと電極間の間隔ＲがＲ
    ／Ｔ＝１０〜３×１０^３の関係にあることを特徴とする
    静電搬送装置。
15. 【請求項１５】 粉体又は流体を静電力で搬送する静電
    搬送装置において、支持部材上に複数の電極が所要の間
    隔で配置され、前記電極を覆う絶縁膜が形成され、この
    絶縁膜はヤング率が３０〜５０００ｋｇ／ｍｍ^２の範囲
    内で、誘電率εが２〜３００の範囲内である材料からな
    ることを特徴とする静電搬送装置。
16. 【請求項１６】 粉体又は流体を静電力で搬送する静電
    搬送装置において、支持部材上に複数の電極が所要の間
    隔で配置され、前記電極を覆う絶縁膜が形成されて、搬
    送面に針状構造が形成されていることを特徴とする静電
    搬送装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の静電搬送装置にお
    いて、前記針状構造の高さが粉体の径の１／１０〜１／
    ２０の範囲内にあることを特徴とする静電搬送装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記支持部材が導電性基板に絶
    縁層を形成してなり、この導電性基板が接地されること
    を特徴とする静電搬送装置。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至１７のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記支持部材が絶縁性の基板で
    あることを特徴とする静電搬送装置。
20. 【請求項２０】 請求項１８又は１９に記載の静電搬送
    装置において、前記支持部材を形成する基板がフレキシ
    ブル基板であることを特徴とする静電搬送装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至２０のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、搬送面に粉体又は流体との接触
    抵抗が小さい表面層を形成したことを特徴とする静電搬
    送装置。
22. 【請求項２２】 潜像担持体上にトナーを付着させて潜
    像担持体上の潜像を現像する現像装置において、請求項
    １乃至２１のいずれかに記載の静電搬送装置を備えてい
    ることを特徴とする現像装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の現像装置におい
    て、前記静電搬送装置の搬送基板の先端部が前記潜像担
    持担持体近傍に臨むことを特徴とする現像装置。
24. 【請求項２４】 請求項２２に記載の現像装置におい
    て、前記トナーを前記潜像担持体に付着させる現像手段
    に対して前記静電搬送装置で前記トナーを送り込むこと
    を特徴とする現像装置。
25. 【請求項２５】 請求項２２に記載の現像装置におい
    て、先端部が前記潜像担持担持体近傍に臨む第１搬送基
    板と、この第１搬送基板にトナーを送る第２搬送基板と
    を備え、これらの第１搬送基板と第２搬送基板とが接合
    されていることを特徴とする現像装置。
26. 【請求項２６】 請求項２５に記載の現像装置におい
    て、前記第１搬送基板の支持部材がリジッドな基板であ
    り、第２搬送基板の支持部材がフレキシブル基板である
    ことを特徴とする現像装置。
27. 【請求項２７】 潜像担持体上にトナーを付着させて潜
    像担持体上の潜像を現像する現像装置を備えた画像形成
    装置において、前記現像装置が請求項２２乃至２６のい
    ずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形
    成装置。
28. 【請求項２８】 記録媒体にトナーを付着させて画像を
    形成する画像形成装置において、前記トナーを静電力で
    搬送する静電搬送装置と、この静電搬送装置で搬送され
    るトナーを画像に応じて前記記録媒体に向かって飛翔さ
    せる手段とを備え、前記静電搬送装置が請求項１乃至２
    １のいずれかに記載の静電搬送装置であることを特徴と
    する画像形成装置。
29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の画像形成装置にお
    いて、前記トナーを前記静電搬送装置で加速しながら搬
    送し、形成する画像に応じて前記静電搬送装置の搬送基
    板の一端部側から前記記録媒体に向かって前記トナーを
    飛翔させることを特徴とする画像形成装置。
30. 【請求項３０】 粉体を選別する分級装置において、前
    記粉体を静電力で搬送する静電搬送装置を備え、この静
    電搬送装置が請求項１乃至２１のいずれかに記載の静電
    搬送装置であることを特徴とする分級装置。