JP2001122436A

JP2001122436A - 搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2001122436A
Application number: JP29818399A
Authority: JP
Inventors: Osamu Iwasaki; 修岩崎; Kazuhisa Kenmochi; 和久剱持
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】電界カーテン方式の搬送装置において、帯電
粒子に帯電量のバラツキが存在する場合でも搬送ムラ等
のない良好な搬送特性を得る。【解決手段】進行波電界により電極群上にある帯電粒
子を搬送可能とする搬送電極１と、搬送電極１に対して
空隙を設けて対向した対向電極６９とを備え、搬送電極
１と対向電極６９の間の帯電粒子を対向電極６９による
交番電界により飛翔させると共に、搬送電極１による進
行波電界により搬送する搬送装置において、対向電極６
９に印加する交番電圧を、一方の極性向きの電圧印加時
間と他方の極性向きの電圧印加時間との時間が異なるデ
ューティを持った波形とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電界カーテンを利用
した搬送装置、及び該搬送装置を利用した電子写真方式
の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、帯電粒子を線状の電極群上に
乗せ、この電極群に時間的に変化する電圧を順次印加す
ることにより、進行波状となる電界（進行波電界と呼
ぶ）を形成し、この時の静電気力により帯電粒子（粉
体）を搬送する方法が「電界カーテン方式の搬送装置」
として提案されている。

【０００３】この「電界カーテン方式」は、機械的な動
作によらずに粉体を搬送させることが出来るために、駆
動部分の機械的摩耗等による劣化や、動作時の振動等が
無く、長期間安定した粉体搬送が可能となる。

【０００４】この「電界カーテン方式」を電子写真方式
の画像形成装置に応用することが、特公昭４７−４７８
１１号、特開昭５８−２２０１５６号、特開昭５９−１
８１３６７号、特開昭６３−１２５２７号等で提案され
ている。

【０００５】電子写真方式の画像形成装置では、元来、
帯電性の帯電粒子（トナー）を利用して潜像担持体上の
静電潜像を顕像化する現像工程において、トナー容器部
から現像部まで帯電粒子を搬送する場合に、電界カーテ
ンを搬送手段として用いた場合、機械的部分の摩耗や振
動を伴わず、騒音も伴わずに、長期間安定した画像形成
動作を維持することが出来る。

【０００６】ここで従来の電界カーテン方式を採用した
搬送装置について説明する。ー般的な電界カーテン方式
における搬送装置の構成説明図を、図１８、図１９、図
２０に示す。図１８は搬送装置９００の断面構成の模式
図であり、図１９は配線図、図２０は搬送面から見た配
線状態の模式図である。

【０００７】基板９０１上に０．０１〜ｌｍｍ程度の幅
の線状の搬送電極９０２（９０２ａ，９０２ｂ，９０２
ｃ）を、０．０１〜１ｍｍ程度の間隔で多数本、ー列に
並べて固定・配設してある。この個別の搬送電極９０２
間には短絡防止と基板表面の凹凸を無くすために、絶縁
体９０３を充填してある。

【０００８】この各搬送電極９０２に対して順次電圧を
給電し、進行波電界（移動電界）を形成することによ
り、その電界の作用で帯電粒子を図の方向に搬送する。

【０００９】搬送電極９０２は、基板９０１上に金属細
線を接着固定し、電極間を絶縁体で埋めて形成する他、
フォトリソグラフイーにより、くし状薄膜電極を形成す
る方法がある。

【００１０】金属細線を使う場合、電極の印加電圧に対
する耐圧に関しては有利であるが、多数本の金属細線を
固定し、さらに３組に分けて接続しなければならず、製
造工程が複雑になるという問題がある。

【００１１】ー方、フォトリソグラフイー方式により薄
膜電極を形成する場合、製造上、電極の接続を多層化す
ることにより容易に形成することが出来る反面、各電極
の厚みが薄くなるので、印加電圧に対する耐圧の点で不
利となることがある。

【００１２】搬送電極９０２は、図１９に示されるよう
に、多数の互いの位相の異なった交番電圧（搬送バイア
ス）を発生する電源Ａ（９０４ａ）、Ｂ（９０４ｂ）、
Ｃ（９０４ｃ）が周期的に接続されたており、各電源に
よる搬送バイアスの印加により進行波状の交番電界（進
行波電界）を生じせしめている。

【００１３】搬送バイアスは、例えば図２１に示すよう
に、電源Ａ、Ｂ、Ｃの交番電圧の位相は、各１２０度ず
れており、電源Ｂは電源Ａに対し位相が１２０度進むと
共に、電源Ｃは電源Ｂに対し位相が１２０度進むように
調整されている。

【００１４】即ち、各電源電圧は、次のように表わされ
る。

【００１５】Ｖ１＝ＶｍｓｉｎωｔＶ２＝Ｖｍｓｉｎ（ωｔ−２π／３）Ｖ３＝Ｖｍｓｉｎ（ωｔ−４π／３）ここで、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は電源Ａ、Ｂ、Ｃの交番電圧
である。Ｖｍは各電源電圧の最大値（Ｖｍａｘ）であ
り、通常、各電源で同じ値である。

【００１６】これら線状電極に、電源Ａ、Ｂ、Ｃによっ
て互いに位相の異なる３相以上の交流電圧（交番電圧）
が印可されることによって、例えば、電源Ａには、線状
電極Ｉ０、Ｉ３、Ｉ６、Ｉ９、Ｉ１２、・・・、電源Ｂ
には、線状電極Ｉ１、Ｉ４、Ｉ７、Ｉ１０、Ｉ１３、・
・・、電源Ｃには、線状電極Ｉ２、Ｉ５、Ｉ８、Ｉ１１
・・・にそれぞれ接続されている（図１９及び図２０参
照）。

【００１７】そして、位相差を持たせた搬送バイアスで
ある交番電圧が印加されると、基板９０１表面には矢印
の方向に進行波状の交番電界（進行波電界）が発生する
ようになっている。

【００１８】この時、電荷を有する帯電粒子９０５（帯
電粒子）を、搬送電極９０２表面の進行波状の交番電界
中に置くと、帯電粒子９０５は搬送電極９０２表面の強
電界部（電源からの電圧が高い位置にある搬送電極）に
吸引され、図２２（ａ），（ｂ）に示されるように矢印
Ｆ方向に移動を開始する。

【００１９】搬送電極に搬送バイアスを印加することに
より、搬送電極９０２上の帯電粒子９０５は図２２中の
黒丸部でホされる最も電界の強い電極に、静電的に引き
寄せられて移動する。

【００２０】ここで、位相差を持たせた３相交流を印加
していることにより、電界のピークは時間的に進行波を
形成するので、図２２（ａ），（ｂ）に示すように帯電
粒子は各相の電圧の最も高い部分、即ち、図２２（ａ）
における電源Ａ、図２２（ｂ）における電源Ｂというよ
うにそれぞれ接続された電極群に向かって、電極１本分
づつ前進することになる。このようにして、帯電粒子９
０５は基板９０１の電極上を次μと遷移し、図中の矢印
Ｆ方向に搬送される。

【００２１】また、電源Ａ、Ｂ、Ｃより搬送電極９０２
に位相差を持った３相交流を印加すると同時に、搬送電
極９０２に対して空隙を保ち配置される対向電極９０６
に交流電圧を印加すると、先述の進行波電界に加えて、
搬送電極９０２近傍には交番電界（平行交番電界と呼
ぶ）が形成される。

【００２２】この時、平行交番電界と進行波電界は、直
交する関係になっているので、互いに打ち消しあうこと
がなく、この為、帯電粒子９０５は両方の電界の影響を
受ける。

【００２３】従って、帯電粒子９０５は、搬送電極９０
２と対向電極９０６の間を基板９０１の垂直な方向に上
下飛翔しながら、さらに、進行波電界の最も強く働く方
向、即ち水平方向の電界により基板９０１に沿って水平
に力を受けることになる。

【００２４】帯電粒子９０５はこれら２つの電界の合成
電界を受け、電極間を斜め、もしくは鋸刃状のジグザグ
に飛翔しながら、図２２（ａ），（ｂ）に示すように基
板９０１に沿って進行する。

【００２５】帯電粒子９０５は、例えば、帯電粒子９０
５が静電的に擬集して大きな２次帯電粒子になっている
場合でも、平行交番電界を印加することにより、帯電粒
子が上下の電極基板に衝突させられるて、仮に始めに静
電的に擬集した２次帯電粒子があった場合でも、飛翔に
より上下に運動することで電極基板と衝突してバラバラ
にされるので、搬送の支障にはならなくなる。

【００２６】尚、電極間に多数の帯電粒子９０５がある
場合には、各帯電粒子９０５の質量、帯電量の違いによ
り、飛翔状態に差が生じる。又、飛翔中の帯電粒子同士
が衝突することにより、他の帯電粒子と異なった方向に
動いてしまうものも生じる。この為、帯電粒子９０５は
電極間でミスト状に漂いながら、全体として帯電粒子９
０５の搬送方向（図中の矢印Ｆ方向）に搬送される。

【００２７】また、電極間で飛翔を行わせることによ
り、搬送基板９０１中で電極の断線が発生した場合の影
響を低減することも可能となる。

【００２８】これは通常、電極の耐圧による制限から、
進行波電界は平行交番電界よりも弱い。又、進行波電界
は線状電極間の漏れ電界（電界の回り込み）により形成
されているので、電極からの距離が離れることにより、
影響が小さくなる。

【００２９】この進行波電界と平行交番電界の大きさの
関係から、帯電粒子９０５は搬送電極９０２近傍でのみ
進行波電界の影響を受けることになり、搬送電極９０２
より離れた部分では、平行交番電界の影響をより多く受
けるようになる。

【００３０】このような電界の関係により、図２２
（ｃ），（ｄ）に示すように線状の搬送電極９０２の一
部に断線が発生した場合でも、電極の断線部９９９によ
り進行波電界が形成されない場合の影響は搬送電極９０
２の基板近傍のみに留まり、平行交番電界による飛翔し
ている帯電粒子に対しては影響を小さくすることができ
る。

【００３１】この時断線部９９９近傍の帯電粒子は飛翔
して電極間の空隙でミスト状になっている状態であるの
で、断線部９９９前後の搬送電極９９７、９９８からの
進行波電界（の広がり）の影響を受けて、帯電粒子の進
行方向側の搬送電極９９８側に印加される電界の方を受
ける。

【００３２】ー方、位相差をつけることにより逆方向側
の搬送電極９９７側からの電界は、進行方向側の搬送電
極９９８側に印加される電界よりも弱くなっている。こ
れにより、断線部９９９手前の帯電粒子は対向電極９０
６側から飛翔する過程で、断線部９９９より搬送方向側
に曲げられ、断線部９９９より先の搬送電極９９８に吸
着される。

【００３３】このようにして、図２２（ｄ）に示すよう
に断線部９９９を飛び越えて帯電粒子を搬送させること
が可能となる。

【００３４】進行波電界を形成するための搬送バイアス
は、時間的変化による進行波を形成するものであれば、
矩形波や三角波のような波形であってもよく、また、前
記の連続的に変化するものでなく、パルス波が進行して
いく形態の時間的変化であっても同様の帯電粒子搬送効
果が得られる。

【００３５】搬送電極９０２に印加する電圧は、電極の
太さや、帯電粒子の搬送性の良否によって、数十Ｖから
数ＫＶの範囲で選択される。印加電圧の範囲（Ｐｅａｋ
−Ｔｏ−Ｐｅａｋ）が高い程、より強い電界、即ち静電
気力が発生して搬送性は良くなるが、現実的には搬送電
極９０２及び絶縁体９０３の耐圧により制限されること
が多い。

【００３６】このような搬送電極９０２及び対向電極９
０６を有する電界カーテン方式を用いて粉体搬送を行う
場合、（１）搬送を電気的な力のみで動かすことから機
械的な機構を持たないので、構成部品の摩耗や駆動時の
負荷トルクがなく、長期間安定して動作させられる、
（２）電気的に制御することが出来るので、帯電粒子の
搬送量・速度・搬送方向を容易に、かつ、レスポンスが
早い制御が可能となる、（３）帯電粒子自体が直接、運
動することにより搬送されるので、帯電粒子には機械的
な負荷が加わらず帯電粒子特性の変質が少ない、等の利
点がある。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術における対向電極９０６に交流電圧を印加し
て搬送電極９０２上の帯電粒子９０５を飛翔させながら
搬送させる電界カーテン方式の搬送装置に於いては、帯
電粒子９０５を飛翔させていることによる、次のような
問題が生じていた。

【００３８】対向電極９０６に電圧を印加した場合、帯
電粒子９０５が電界の進行方向と垂直な方向に飛翔する
ことになるので、対向電極９０６に近づいた場合には搬
送電極９０２からの距離が遠くなり、帯電粒子９０５に
作用する進行波電界の強度が小さくなる。

【００３９】特に、帯電粒子９０５の搬送速度を上げる
為に搬送電極に高周波の電圧を印加して進行波電界を発
生させた場合には、電界の発生している時間が短くなる
ので、飛翔により搬送電極９０２から離れた帯電粒子９
０５は電界の変化に追従できなくなる。

【００４０】この為に従来の電界カーテン方式の搬送装
置においては、帯電粒子９０５の搬送量を上げる目的で
搬送電極９０２に高周波の進行波電界を印加した場合、
ある程度以上の高周波の進行波電界には応答しきれずに
帯電粒子９０５の搬送効率が低下してしまい、従って搬
送量や搬送速度の向上が困難となる。

【００４１】さらに、帯電粒子９０５の帯電量の大小に
より、電界の影響による大きな差が生じ、この為に帯電
粒子９０５の搬送ムラが発生する。

【００４２】これは即ち、帯電粒子９０５に電界により
働く力Ｆは、電界強度Ｅ、電荷量ｑについて、Ｆ＝ｑＥ
で示され、帯電粒子９０５の持っている電荷量に比例
し、電界カーテン方式による帯電粒子９０５の搬送にお
いて帯電粒子９０５の帯電量の大小により影響され搬送
時の速度にバラツキが生じ、搬送ムラが発生する。

【００４３】この場合に、送効率を向上させるために対
向電極９０６に電圧を印加して搬送電極９０２との間を
飛翔させた場合には、平行交番電界と進行波電界の両方
の電界に対して作用を受けることになり、それぞれの電
界による影響が加算されることになるので帯電粒子９０
５の速度にはさらに大きな差が生じる。

【００４４】即ち、帯電粒子９０５は搬送電極９０２か
らの距離が離れている場合には、進行波電界の強度が低
下しているので、帯電量の影響がさらに大きくなり、結
果として、帯電量による大きな搬送性の違いを生じる。

【００４５】これによる帯電粒子９０５の搬送ムラが発
生し、帯電粒子９０５の均一な搬送に対して障害となっ
てしまっていた。

【００４６】同様に、搬送される帯電粒子９０５の帯電
量が不均ーな場合には、帯電粒子９０５の移動速度が異
なってきてしまうために、搬送中に帯電粒子の衝突が生
じる。この帯電粒子同士の衝突により、互いに逆極性の
摩擦帯電を起こし逆極性に帯電した帯電粒子９０５が作
られることがある。

【００４７】この時、逆極性に帯電した帯電粒子９０５
は、正常に帯電している帯電粒子９０５と静電的に吸着
してしまうので、静電凝集が発生し、より大きな２次帯
電粒子が形成された状態で搬送されることとなり、搬送
の障害となってしまう。

【００４８】また、搬送される帯電粒子９０５は搬送電
極９０２側の絶縁膜９０３との間で接触し、摩擦帯電を
起こすこともある。この場合、接触した帯電粒子９０５
が搬送電極９０２の絶縁膜９０３に静電吸着して静止し
てしまうので、特に粒径の大きい帯電粒子９０５におい
て進行波電界による搬送、及び、対向電極９０６からの
電界による飛翔が起きなくなる（あるいは低下する）現
象が生じる。

【００４９】このように搬送電極９０２側に吸着されて
しまった場合には、対向電極９０６側からより強い電界
を発生させて引き離すことも考えられるが、電極基板、
特に搬送電極９０２の様な線状の電極では絶縁破壊の懸
念があり実用的ではない。

【００５０】さらに、このような電界カーテン方式を用
いた搬送装置を電子写真装置に用いる場合においては、
搬送される帯電粒子であるトナーの電荷量に差がある場
合、不要な非画像部分にトナーが付着して汚れる「かぶ
り」や、転写時に移動速度差が生じることにより発生す
る画像端部のトナーが非画像部に付着する「飛び散り」
等による画像品位低下の原因ともなる。

【００５１】また、トナーの電荷量が低い場合、十分な
静電気力が働かなくなるために現像時、及び転写時の画
像形成効率が低下するので、十分な画像濃度が得られな
くなる画像濃度不良を引き起こす。

【００５２】このように、電界カーテン方式を用いた搬
送装置においては、搬送される帯電粒子の帯電状態によ
り、さまざまな問題が生じていた。

【００５３】本発明は、上記した従来技術の問題を解決
するものであり、その目的とするところは、搬送装置に
おいては、搬送バイアスの作用を効率的に利用すること
が可能で、帯電粒子に帯電量のバラツキが存在する場合
でも搬送ムラ等のない良好な搬送特性を得ることであ
る。

【００５４】また、帯電粒子の帯電量のバラツキを抑制
すること、帯電した帯電粒子が電極表面に静電吸着して
しまうことによる搬送不良を抑制することにより、搬送
ムラ等のない良好な搬送特性を得ることである。

【００５５】さらには、電子写真方式の画像形成装置に
おいては、粉体であるトナーの帯電量のバラツキを抑制
し、安定した搬送特性を得ることで高品位の画像形成を
可能とすることにある。

【００５６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、電気的に絶縁された複数の電極よ
りなる電極群を配置し、この電極群にその発生する電位
分布が進行方向を有する進行波状に時間的に変化するよ
うに電圧を印加し、発生した進行波電界により前記電極
群上にある帯電粒子を搬送可能とする搬送電極と、前記
搬送電極に対して空隙を設けて対向した対向電極と、を
備え、前記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対
向電極の間に交番電界を形成させることで搬送電極と対
向電極の間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波
電界により搬送する搬送装置において、前記対向電極に
印加する交番電圧は、一方の極性向きの電圧印加時間と
他方の極性向きの電圧印加時間との時間が異なるデュー
ティを持った波形であることを特徴とする。

【００５７】前記対向電極に印加する交番電圧は、帯電
粒子を搬送電極側から対向電極側に引き寄せる方向の極
性に印加する時間よりも、帯電粒子を対向電極側から搬
送電極側に引き寄せる方向の極性に印加する時間を長く
設定したデューティを持った波形であることも好適であ
る。

【００５８】前記対向電極に印加する交番電圧は、直流
成分を重畳した、オフセットを有するデューティを持っ
た波形であることも好適である。

【００５９】電気的に絶縁された複数の電極よりなる電
極群を配置し、この電極群にその発生する電位分布が進
行方向を有する進行波状に時間的に変化するように電圧
を印加し、発生した進行波電界により前記電極群上にあ
る帯電粒子を搬送可能とする搬送電極と、前記搬送電極
に対して空隙を設けて対向した対向電極と、を備え、前
記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対向電極の
間に交番電界を形成させることで搬送電極と対向電極の
間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波電界によ
り搬送する搬送装置において、前記対向電極に印加され
る電圧は、パルス状波形を有することを特徴とする。

【００６０】前記対向電極に印加されるパルス状波形を
有する電圧は、電位が交互に変化する部分と、電位が変
化せずに一定に維持される部分とを有することも好適で
ある。

【００６１】前記対向電極に印加されるパルス状波形を
有する電圧は、前記電位が交互に変化する部分において
帯電粒子を対向電極側から搬送電極側に引き寄せる方向
の極性に印加して終了させ、その後前記電位が変化せず
に一定に維持される部分を有することも好適である。

【００６２】電気的に絶縁された複数の電極よりなる電
極群を配置し、この電極群にその発生する電位分布が進
行方向を有する進行波状に時間的に変化するように電圧
を印加し、発生した進行波電界により前記電極群上にあ
る帯電粒子を搬送可能とする搬送電極と、前記搬送電極
に対して空隙を設けて対向した対向電極と、を備え、前
記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対向電極の
間に交番電界を形成させることで搬送電極と対向電極の
間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波電界によ
り搬送する搬送装置において、前記搬送電極及び対向電
極に帯電粒子との電気的な接触を防ぐ絶縁膜を形成し、
前記対向電極に形成した絶縁膜には、衝突した前記帯電
粒子に対して電荷の付与を行なう帯電制御剤を混入して
あることを特徴とする。

【００６３】前記帯電制御剤は、樹脂帯電粒子であるこ
とも好適である。

【００６４】前記搬送電極に形成した絶縁膜は、搬送さ
れる帯電粒子とほぼ同じ帯電特性を有することも好適で
ある。

【００６５】前記対向電極に形成した絶縁膜に混合され
る帯電制御剤の混合割合が、前記対向電極による帯電粒
子の搬送方向に沿って変化していることも好適である。

【００６６】前記帯電制御剤の混合割合は、前記対向電
極による帯電粒子の搬送方向に沿って増加していること
も好適である。

【００６７】前記対向電極に形成した絶縁膜に混合され
る帯電制御剤の種類を、前記対向電極による帯電粒子の
搬送方向に沿って変更したことも好適である。

【００６８】前記帯電制御剤の種類は、前記対向電極に
よる帯電粒子の搬送方向に沿って帯電付与特性の高いも
のに変更していることも好適である。

【００６９】前記対向電極に印加する電圧の振れ幅を、
前記搬送電極に印加する電圧の振れ幅よりも大きくした
ことも好適である。

【００７０】画像形成装置にあっては、上記記載の搬送
装置を備えることを特徴とする。

【００７１】前記搬送装置により、帯電粒子としての現
像剤を搬送することも好適である。

【００７２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下に本発明の
具体的な実施の形態を、図に基づいて説明する。

【００７３】図１は本発明を適用する電界カーテン方式
の搬送装置の断面構成の模式図である。

【００７４】図１に示されるように、この搬送装置で
は、搬送電極基板５０に空隙を設けて正対して、対向電
極６９を有する対向電極基板６０が設けられている。対
向基板６７は搬送路ＨＰ上壁と一体化して設けられてい
る。

【００７５】搬送電極１と対向電極６９の空隙は約３０
０μｍになるように、搬送電極基板５０を搬送路ＨＰの
下壁面に固定・配設した。

【００７６】本実施の形態では、櫛状の線電極からなる
搬送電極１はフォトリソグラフイーによる導電薄膜によ
り形成したものを用いた。具体的には、絶縁性基板（本
実施の形態ではガラス基板）上に絶縁膜（ＳｉＣ）と導
電膜（アルミ）とを交互に真空成膜法により成膜、エッ
チングにより櫛状の電極部を残す様にして、Ａ，Ｂ，Ｃ
の３組に分けて接続された薄膜電極を作成した。

【００７７】この時、各電極１の幅は１００μｍ、間隔
は５０μｍとし、搬送電極１を構成する電極層５１，５
３，５５及び各電極層間の絶縁膜５２，５４，５６の厚
みは、耐圧を考慮して厚めに、それぞれ１０μｍ、１５
μｍとした。

【００７８】ここで、本実施の形態では、フォトリソグ
ラフイー法の利点である多層膜形成技術を利用し、垂直
方向で階層状に分離した電極層構成を持たせ、各電極に
交番電圧を印加するために、線状電極端部で深さ方向に
も電極を形成した。即ち、断面図に示すように、第１、
３、５層に電極層５１，５３，５５を、第２、４、６層
に短絡防止の絶縁層５２、５４、５６を、（最表層）に
多数本の線状の電気的に絶縁された櫛状の搬送電極１を
形成した構成である。

【００７９】電極群Ａについては第５層である電極層５
５と第７である搬送電極１を、電極群Ｂについては第３
層である電極層５３と第７層である搬送電極１を、電極
群Ｃについては第１層である電極層５１と第７層である
搬送電極１を、それぞれ繋げるように絶縁層５２、５
４、５６を切り欠くことにより、電気的接続が可能にな
る。

【００８０】また、電極による凹凸を減らすために、搬
送電極１間には絶縁膜としての絶縁性樹脂５８を充填
し、表面の平滑化と隣り合う線状の搬送電極１間の絶縁
を図った。

【００８１】これらの多層構成、及び電気的接続につい
ては、リソグラフイー法による成膜、マスキング及びエ
ッチングを繰り返すことにより容易に形成できることは
周知である。

【００８２】基板端部にＡ、Ｂ、Ｃへの各給電電極７
３、７４、７５（各μ第５、３、１層に接続）には、電
源Ａ、Ｂ、Ｃ（各μ８１、８２、８３）からの位相をず
らせた交番電圧を印加することで、搬送電極基板５０の
線状の各搬送電極１に進行波状交番電界を形成すること
が出来る。

【００８３】対向電極６９には第４の電源Ｄ（８４）が
接続されており、搬送電極１に印加する交番電圧とは独
立した、図２に示すようなデユーティーを持った交番電
圧を印加することが出来るようになっている。

【００８４】ここで述べる「デユーティーを持った交番
電圧」とは、図２のような１周期において一方の極性向
きの電圧印加時間と他方の極性向きの印加時間との時間
を異ならせることである。

【００８５】即ち、対向電極６９側に印加する飛翔バイ
アスについて、図２に示すように、その交流成分の１周
期における、帯電粒子７を搬送電極基板５０から対向電
極基板６０に向かう方向に付勢する電界を形成する過程
（対向電極６９方向の帯電粒子飛翔過程）Ｔｌ（以下、
「山部」と称する）と、帯電粒子７を対向電極基板６０
から搬送電極基板５０に向かう方向に付勢する電界を形
成する過程（搬送電極１方向の帯電粒子飛翔過程）Ｔ２
（以下、「谷部」と称する）において、デユーティーパ
ーセント（％）＝Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００として
規定する。

【００８６】電源Ｄ８４から対向電極６９に交流電圧を
印加することにより、搬送電極基板５０と対向電極基板
６０の間に平行交番電界を形成する。搬送電極基板５０
上の帯電粒子７は、この平行交番電界の影響を受けて飛
翔し、対向電極６９に印加する交番電圧の極性に応じて
対向電極基板６０と搬送電極基板５０の間で往復運動を
行う。

【００８７】この時、本発明の特徴であるようなデユー
ティーを持った交番電圧を印加することにより、帯電粒
子７を対向する電極の一方側に長時間滞留させることが
出来る。

【００８８】例えば、図２に示すような波形を対向電極
６９側に印加し、マイナス極性に帯電した帯電粒子７を
電極間に置いた場合、帯電粒子７は１周期中のＴ１％の
時間（「山部」）は搬送電極１側に引き付けられ、又、
残るＴ２％の時間（「谷部」）は対向電極６９側に引き
付けられることになる。

【００８９】従って、帯電粒子７は進行波状交番電界が
弱くなってしまっている対向電極６９近傍に滞在する時
間が短くなり、その分、進行波状交番電界をより強い状
態で長い時間受けることが出来る。

【００９０】この結果、進行波状交番電界の周波数が高
くなった場合にも、帯電粒子７は応答し、帯電粒子７を
搬送させることが可能となる。

【００９１】図２にしめすような時間割合にしてＴ１：
Ｔ２＝１：３であるデユーティーを持った飛翔バイアス
を印加した場合、帯電粒子７の対向電極基板６０から搬
送電極基板５０に向かう方向への飛翔側である印加バイ
アスの谷部で７５％であり、帯電粒子７の搬送電極基板
５０から対向電極基板６０に向かう方向への飛翔側であ
る矩形波の山部で２５％となっている。

【００９２】このように本実施形態では、所定のデユー
ティー比のバイアスを対向電極６９側に印加することに
より、デユーティー比に対応した時間割合で帯電粒子７
の搬送電極１からの飛翔と引き戻しが行われることとな
り、搬送電極１側に帯電粒子７をとどまらせる極性側
（引き戻し側）の時間割合を多くすることにより、進行
波状交番電界への応答性を向上させることが可能とな
る。

【００９３】さらには、搬送電極１から対向電極６９の
間を飛翔・往復するので、線状の搬送電極１の断線や２
次擬集帯電粒子の発生による搬送不良防止の効果を合わ
せて発揮することが出来る。

【００９４】本実施の形態の効果を実際の帯電粒子の搬
送により確認した。帯電粒子７としては、直径１０μｍ
のポリエステル帯電粒子をコロナ放電により、−２０〜
−３０μＣ／ｍｇの電荷を持たせた帯電粒子を用い、搬
送電極基板５０に同じ３相交流を印加し、対向電極基板
６０に交番電界を印加して本実施の形態の構成と従来の
構成での搬送性の効果を比較した。

【００９５】搬送距離３０ｃｍ、幅１０ｃｍのフォトリ
ソグラフイー法で作成した搬送電極基板５０を共通に用
い、対向電極基板６０として、対向基板６７としてガラ
ス基板を用い、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
ＴｉｎＯｘｉｄｅ）を対向電極６９として形成した
ものを空隙３００μｍでそれぞれ固定、配置した。

【００９６】このガラス基板と透明電極膜を用いること
により、本発明の実施の形態において搬送中の帯電粒子
の観察が出来るようにした。

【００９７】搬送電極側１に印加する搬送バイアスはＶ
Ｓ＝１００Ｖ、ｆｓ＝１〜３５ＫＨｚの３相Ｓｉｎ波を
本実施の形態、従来例とも共通に印加した。

【００９８】又、従来の構成の対向電極側には、飛翔バ
イアスＶ４としてＶｐｐ＝２０００Ｖ、ｆ４＝２００Ｈ
ｚである矩形波を対向電極に印加し、一方、本発明の実
施の形態の構成においては、交流電圧Ｖ４としてＶｐｐ
＝２０００Ｖ、ｆ４＝２００Ｈｚのデユーティー比７５
％の矩形状電圧を対向電極６９に印加した。

【００９９】この搬送電極基板５０の端部の搬送路ＨＰ
に前記の帯電粒子７を供給して、帯電粒子７の搬送状態
の搬送周波数に対する変化を観察・比較した。

【０１００】従来の構成の搬送装置の場合、搬送バイア
スを印加して搬送を行わせると、図３の表図に示したよ
うに搬送周波数が高くなるに連れて、搬送されない帯電
粒子が増加して行き、１０ＫＨｚ以上の搬送周波数を印
加した場合には、搬送路ＨＰ中のほとんど全ての帯電粒
子７は搬送を行うことが出来なくなってしまっていた。

【０１０１】これに対して本実施の形態の搬送装置に於
いては、対向電極６９に印可する飛翔バイアスＶ４にデ
ユーティーを持たせて、前述のようにバイアスの「谷
部」の時間の割合を増加させ、搬送する帯電粒子７を搬
送電極基板５０近傍により長く留まらせ、帯電粒子７が
搬送電極１から離れてしまう時間を少なくしているの
で、搬送周波数が高くなった場合でも影響を少なく、表
に示すように１０ＫＨｚ以上の高い周波数でも良好な搬
送を行うことが出来た。

【０１０２】その上、断線部分が生じた場合でも、上下
に飛翔することにより断線した電極部分より先の電極の
電界を捕らえられる飛翔の効果を維持しているので、搬
送電極の不具合により搬送が妨げられることなく長時間
安定した搬送が行えた。

【０１０３】このように、対向電極基板６０と搬送電極
基板５０に印加する飛翔バイアスにデユーティーを持た
せることにより、電界カーテン方式により帯電粒子を搬
送する搬送装置において帯電粒子を飛翔させる効果を損
なうこと無く、高周波の搬送バイアスに追従した搬送性
を維持することが可能となり、より高速で帯電粒子を搬
送することが可能となる。

【０１０４】又、このように極端なデユーティー波形の
交流バイアスを印加する場合には、時間平均ではＤＣ成
分が時間比率の長い（図における「谷側」）側に偏って
しまう。この為、飛翔している帯電粒子が電極間の一方
に偏在、あるいは、片側の電極側に過度に押し付けられ
てしまうことがある。

【０１０５】このような場合には、搬送電極からの搬送
電界の効果をロスすることになるので、時間平均での電
圧値を変えられるよう、図４のように、デユーティー波
形の交流バイアスに直流成分であるＤＣバイアスを重畳
することにより時間平均のＤＣ成分Ｖｍを調整し、飛翔
帯電粒子の電極間における偏在位置を制御してもよい
（構成は図５の電源１８４参照）。

【０１０６】（実施の形態２）以下に本発明の第２の実
施の形態を説明する。第２の実施の形態では、対向基板
側にパルス状波形を有する交番電圧を印加する事を特徴
とする。

【０１０７】第１の実施の形態で説明したように、搬送
電極に対向させて平行電極を設け、電極間にデユーティ
ーを持った交番電界を発生させて搬送電極上の帯電粒子
を電極間で飛翔させる電界カーテン式搬送手段におい
て、帯電粒子を搬送電極近傍に長時間偏在させることに
より効率的な搬送が可能となった。

【０１０８】第２の実施の形態では、図６に示すような
対向電極に印加するパルス状波形の電圧が、電位が交互
に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持され
る部分とが交代に生じる交互電界を形成する間欠出力状
のパルス波形である飛翔電界を印加することにより、交
番電界中の飛翔帯電粒子を搬送電極側により偏在させる
て、搬送電極より発生する進行波電界をより強く帯電粒
子に作用させ、さらなる搬送効率の向上を図るものであ
る。

【０１０９】図５に本発明の第２の実施の形態に用いた
搬送装置の断面構成図を、図６に対向電極に印加するパ
ルス状電圧の波形を示す。

【０１１０】図５に示すように本実施の形態における対
向電極に印加するバイアスは、交番電圧を印加する区間
（振幅部）と、これに続いて電圧が変化せずに一定に維
持される直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）の
全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイ
アスである（以下、このバイアスを「ブランクパルス」
と称する）。

【０１１１】図６のブランクパルスは、振幅部（Ｐ０−
Ｐ６）の１パルスで時間Ｔ４、ブランク部（Ｐ６−Ｐ
０'）の時間Ｔ５で、全体（Ｐ０−Ｐ０'）のサイクルの
時間がＴ４＋Ｔ５であり、周期は１／（Ｔ４＋Ｔ５）で
ある。

【０１１２】搬送装置の構成は、第１の実施の形態と同
様に、搬送電極基板１５０に対して一定の空隙を保った
対向電極基板１６０を設けてある。この対向電極基板１
６には、対向電極１６９と対向基板１７０から構成さ
れ、電源Ｅ１８４が接続され、電源Ｅ１８４より先述し
たブランクパルス状の交流（ＡＣ）を対向電極電極１６
０に印加させるようにしてある。

【０１１３】搬送電極基板１５０は、第１、３、５層に
電極層１５１，１５３，１５５を、第２、４、６層に短
絡防止の絶縁層１５２、１５４、１５６を、（最表層）
に多数本の線状の電気的に絶縁された櫛状の搬送電極１
０１を形成した構成である。

【０１１４】電源Ａ、Ｂ、Ｃ（各μ１８１、１８２、１
８３）より搬送電極基板１５０に搬送用の３相交流電圧
を印加すると同時に、対向電極１６９側にブランクパル
ス状の交流（ＡＣ）を印加する。

【０１１５】この時、搬送電極基板１５０上の帯電粒子
１０７は第１の実施の形態と同様に、対向基板１６０と
搬送電極基板１５０の間に印加されたブランクパルス状
の交番電界により影響を受ける。

【０１１６】この時、ブランクパルスを用いた場合に
は、搬送路ＨＰ中の帯電粒子１０７は対向電極基板１６
０に印加したブランクパルスの振幅部においては電極基
板間を飛翔して、断線部分や障害物の影響なく帯電粒子
搬送を可能にする効果をもたらす一方、対向電極基板１
６０に印加したブランクパルスのブランク部においては
帯電粒子１０７は飛翔を行わずに搬送電極１０１近傍に
滞留することになるので、より強い状態の進行波状電界
の影響を受けられるようになる。

【０１１７】この為、進行波状電界を得るための搬送バ
イアスが高周波であっても、十分、帯電粒子１０７が搬
送電界の変化に応答して搬送できるようになる。このよ
うにして、ブランクパルスを用いることにより搬送安定
性と搬送速度向上とを両立させ実用的な帯電粒子の搬送
を行うことが可能となる。

【０１１８】このような本発明の第２の実施の形態の効
果を、実際の帯電粒子の搬送により確認した。

【０１１９】実施の形態１と同様に帯電粒子としては、
直径１０μｍのポリエステル帯電粒子をコロナ放電によ
り、−２０〜−３０μＣ／ｍｇの電荷を持たせた帯電粒
子を用いた。

【０１２０】実施の形態１と同様の搬送基板を用い、対
向電極基板１６０には対向基板１６７としてガラス基板
を用い、透明導電膜であるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉ
ｎＯｘｉｄｅ）を対向電極１６９として形成したものを
空隙３００μｍで固定、配置し、実施の形態１と同様に
搬送中の帯電粒子の観察が出来るようにした。

【０１２１】交流電圧Ｖ５としては、電源１８４より振
幅部がＶｐｐ＝２０００Ｖ、周期Ｔ４＝１ＫＨｚ（１パ
ルスで時間１ＫＨｚ）、ブランク部が時間Ｔ５＝２５０
Ｈｚで、全体のサイクルの時間ｆ６（＝１／Ｔ６）＝２
００Ｈｚであるブランクパルス状波形を対向電極１６９
に印加した。

【０１２２】この搬送基板端部に前記の帯電粒子を供給
して、帯電粒子１０７の搬送状態を観察・比較した。こ
の結果を図７の表図に示す。

【０１２３】従来の構成の搬送装置の場合、実施の形態
１で示したものと同様に、搬送周波数が高くなるに連れ
て搬送されない帯電粒子が増加して行き、１０ＫＨｚ以
上の搬送周波数を印加した場合には、搬送路ＨＰ中のほ
とんど全ての帯電粒子は搬送を行うことが出来なくなっ
てしまっていた。

【０１２４】これに対して本実施の形態の構成の搬送装
置に於いては、対向電極に印可する飛翔バイアスＶ５に
ブランクパルスによる休止部（ブランク部）を持たせる
ことにより、前述のように非飛翔状態時間の割合を増加
させることで搬送帯電粒子を搬送電極基板近傍により長
く留まらせ、帯電粒子への搬送電極からの影響を長くし
ているので、搬送周波数が高くなった場合に影響を少な
く、図７に示すように１０ＫＨｚ以上の高い周波数でも
良好な帯電粒子搬送を行うことができた。

【０１２５】さらに、断線部分が生じた場合でも、上下
に飛翔することにより断線した電極部分より先の電極の
電界を捕らえられる飛翔の効果を維持しているので、搬
送電極の不具合により搬送が妨げられることなく長時間
安定して帯電粒子の搬送が行えた。

【０１２６】しかし、振幅部の周波数が高すぎても、帯
電粒子に印加される電界の印加時間が短くなりすぎてし
まい、その結果、交互電界に追従出来なくなる。さら
に、ブランクパルスの休止部（ブランク部）の時間が振
動部の時間に比べて長すぎても、電極断線の影響を無く
す効果や２次擬集した帯電粒子の粉砕等の、帯電粒子を
飛翔させることにより得られる効果が低減してしまう。

【０１２７】本発明者らの検討によれば、帯電粒子の電
荷量により左右されるが、おおむね、ブランク部の時間
は振幅部の時間の１０倍以下である方が効果が大きい。

【０１２８】又、対向電極１６９に印加するブランクパ
ルスに付いては、その振幅部の極性に付いても搬送性に
対して影響を与える。

【０１２９】ここで言う極性とは、図６、図９に示すよ
うに、振幅部（Ｐ０−Ｐ６、Ｑ０−Ｑ６）からブランク
部（Ｐ６−Ｐ０'，Ｑ６−Ｑ０'）に切り替わるときに
「山側（対向電極方向の帯電粒子飛翔過程、Ｑ４−Ｑ５
−Ｑ６）」で終わるか、「谷側（搬送電極方向の帯電粒
子飛翔過程、Ｐ４−Ｐ５−Ｐ６）」で終わるかという関
係を示す。

【０１３０】本発明者の検討によれば、どちらの極性で
も前述したような搬送バイアスの高周波に対する応答性
を向上させる効果は見られるが、図６に示すような振幅
部からブランク部に切り替わるときに「各側」で終わる
構成のバイアスを用いた方が、搬送バイアスの高周波化
に対する応答性は高くなることが見出された。

【０１３１】この効果については、次のように説明され
る。帯電粒子は電荷を有しているので、搬送電極や対向
電極に接触しているときには静電気的な力（鏡映力）が
働く。この為、搬送電極基板上の帯電粒子に対向電極か
らの飛翔電界が働く際には鏡映力によるロスが生じるの
で、飛翔バイアスの極性の切り替わりから飛翔開始迄に
は若干のタイムラグが生じる。

【０１３２】これにより、搬送電極基板上に帯電粒子が
留まっている状態の「谷側」で終わる構成のバイアスを
用いた方が、対向基板上に帯電粒子が留まっている状態
の「山側」で終わる構成のバイアスを用いた方よりも、
帯電粒子が搬送基板上に滞留する実効的なブランク部が
長くなり、搬送電界をわずかながら長く受けることが出
来る。

【０１３３】これにより、振幅部からブランク部に切り
替わるときに「谷側」で終わる構成のバイアスを用いた
方が、搬送バイアスの高周波化に対する応答性は高くな
ると考えられる。

【０１３４】このように、本発明の第２の実施の形態で
は対向電極に印加するブランクパルス状の交流（ＡＣ）
電圧を印加することにより、電界カーテン方式の帯電粒
子搬送装置において帯電粒子を飛翔させる効果を損なう
こと無く、高周波の搬送バイアスに追従した搬送性を維
持することが可能となり、より高速で帯電粒子を搬送す
ることが出来る。

【０１３５】この結果、従来の電界カーテン装置より
も、より効率的な帯電粒子の搬送が出来ると共に、帯電
粒子の搬送速度や量を、より容易に制御することが可能
となる。

【０１３６】又、このブランクパルスを用いた場合にお
いても、デユーティー波形の場合と同様に、図８に示す
ようにブランクパルス波形の交流バイアスに直流成分で
あるＤＣバイアスを重畳することにより時間平均のＤＣ
成分Ｖｍを調整し、帯電粒子の休止部（ブランク部）に
おける偏存位置を制御してもよい。

【０１３７】次に本発明の実施の形態の一形態として、
本発明の第２の実施の形態を用いた電子写真方式の画像
形成装置について説明する。

【０１３８】電子写真方式の画像形成装置においては、
帯電粒子であるトナーの消費量が、形成される画像比率
により大きく変化する。従来までの現像器構成では、ト
ナーの供給量の制御が容易でないために、現像容器側に
多量のトナーと複雑な電荷付与機構を設ける必要があっ
た。

【０１３９】これに対して、本実施の形態の搬送装置を
用いることにより、現像器側に迅速かつ適正量のトナー
供給が出来るので、現像装置を小型にすることが可能と
なる。

【０１４０】図１０は画像形成装置の概略断面構成説明
図である。電子写真方式では像担持体（感光体ドラム）
上に形成された静電潜像に、帯電粒子である現像剤（ト
ナー）を静電吸着させて現像することで可視像を形成す
る。

【０１４１】ここで、現像装置においては帯電粒子をホ
ッパー容器から像担持体に搬送させる必要から、本実施
の形態の電界カーテン方式の搬送装置を組み込んだ。

【０１４２】画像形成装置の原理は以下に示す通りであ
る。一定速度で回転する像担持体である感光体ドラムの
周囲には、上流側から帯電手段、露光手段、現像手段、
転写手段、およびクリーニング手段が配設されている。

【０１４３】帯電手段２１７は接触帯電装置を用いたも
のであり、中抵抗の導電性ローラを感光体ドラム２１５
に当接させ、この導電性ローラーに電圧を印加すること
によって放電を発生させ、感光体ドラム２１５の表面を
一様に帯電させるものである。

【０１４４】次に、露光装置２２０により感光体ドラム
２１５への露光が行われる。即ち、画像信号がレーザー
ダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは
画像信号に対応する画像光をポリゴンミラーへ照射す
る。

【０１４５】このポリゴンミラーはスキャナーモーター
によって高速回転し、ポリゴンミラーで反射した画像光
が結像レンズ及び反射ミラーを介して一定速度で回転す
る感光体ドラム２１５の表面を選択的に露光し、その結
果、像担持体上の電位を落とすことにより静電潜像を形
成する。

【０１４６】現像器は後に詳しく説明するが、感光体ド
ラム２１５に対向した位置に現像スリーブ２３６が感光
体ドラム２１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をも
って固定配置され、感光体ドラム２１５上の静電潜像に
磁性体を含有したトナー２０７を付着させることにより
可視像を形成する。

【０１４７】転写部は転写ローラー２１０が配設されて
いる。転写ローラ２１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で
巻いてあり、感光体ドラム２１５に当接させて配置して
ある。回転により感光体ドラム２１５上に形成されたト
ナー像が転写部に達するタイミングに合わせて、給紙部
より転写材２０２が転写ローラ２１０と感光体ドラム２
１５の当接部に搬送される。

【０１４８】この時、同時に転写ローラー２１０にはバ
イアスが印加され、感光体ドラム２１５上のトナー画像
は転写材２０２に転写される。ここで、転写ローラー２
１０は感光体ドラム２１５とは夫々駆動されているた
め、両者に挟まれた状態の転写材２０２は転写工程が行
われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され、
次工程である定着器２２５にむけて送られる。

【０１４９】定着器２２５は上記転写部により転写材２
０２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、
図１０に示すように、転写材２０２に熱を加えるための
定着ローラー２２６と転写材２０２を定着ローラー２２
６に圧接させるための加圧ローラー２２７とから成り、
各ローラーは中空ローラーであり内部に夫μヒータを有
し回転駆動され同時に転写材２０２を搬送するよう構成
されている。

【０１５０】これによりトナー像を保持した転写材２０
２は定着ローラー２２６と加圧ローラー２２７とにより
搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりト
ナーが転写材２０２に定着される。

【０１５１】クリーニング装置はクリーニング容器２１
４内にクリーニングブレード２１６を配置している。ク
リーニング容器２１４内に入ってきたドラム上の転写残
トナーはクリーニングブレード２１６の機械的摺擦によ
り感光体ドラム２１５上から完全に除去される。

【０１５２】次に、本実施の形態における現像装置２０
９について説明する。現像装置２０９においては、大き
く現像容器２３２、トナー容器部２３４、及びトナー搬
送部２３０の３つに分けられる。

【０１５３】トナー容器部２３４はトナーホッパー２３
１と供給部２３３からなり、ホッパーには、ポリエステ
ル樹脂と着色剤を兼ねた黒色マグネタイトからなる黒色
磁性のトナー２０７が充填されている。

【０１５４】又、トナーホッパー２３１は現像装置２０
９から着脱可能な構成を有し、又、容器の下部にはトナ
ー２０７への電荷付与とトナー搬送部２３０への送りを
行う回転可能なブラシローラ２３９、及びブラシローラ
２３９に当接させて板状スクレーパ２４０が配設されて
いる。

【０１５５】ブラシローラ２３９は本体の駆動ギア（不
図示）に接続されており、回転を行う。

【０１５６】現像容器２３２には、内部にマグネット２
３７を固定・配置した回転可能な金属円筒である現像ス
リーブ２３６と、現像スリーブ２３６上のトナーコート
厚を規制する規制ブレード２３５、およびトナー２０７
を溜める容器２３２Ａと容器２３２Ａ内部に設けられた
トナー量検知装置２３８からなる。

【０１５７】現像スリーブ２３６には、不図示の現像電
源が接続されており、現像バイアスを印可することが出
来る。画像形成動作を行う時には、現像スリーブ２３６
が回転し、スリーブ内部のマグネット２３７の磁界によ
り現像容器２３２内のトナーを引き付ける。

【０１５８】現像スリーブ２３６の回転によりトナーは
規制ブレード２３５部に送られ、あらかじめ設定された
厚みにコートされる。現像スリーブ２３６のさらなる回
転により、コートされたトナーは感光体ドラム２１５と
の対向部に搬送され、現像スリーブ２３６に接続された
電源からの現像バイアス印加による感光体ドラム２１５
上の静電潜像を現像する。

【０１５９】トナー量検知装置２３８は光学的センサか
らなり、容器２３２Ａ内のトナー量を検知する。

【０１６０】ここで、容器２３２Ａ中のトナー量は出力
される画像の印字比率により減少量が変化する。この
為、トナー量検知装置２３８の出力結果に応じた、速や
かにトナーホッパー２３１から現像装置２０９側へトナ
ー供給が求められる。

【０１６１】本実施の形態の構成の搬送装置では、トナ
ー量検知装置２３８の信号に応じて、搬送電極に印加す
る搬送バイアスの周波数を変更することでトナー供給量
を変える。この時、画像比率の最も高いべた印字画像を
連続して出力するような場合には、トナーの搬送速度を
もっとも早くしなければならず、搬送バイアスの周波数
が高くなる。

【０１６２】現像容器２３２とトナー容器部２３４の間
のトナー搬送部２３０には、上記した実施の形態の電界
カーテン方式の搬送装置により接続されている。

【０１６３】画像形成動作を行っている状態でトナー量
検知手段２３８により現像容器２３２内のトナーが少な
くなったことを確認すると、トナー容器部２３４下部の
ブラシローラ２３９を回転動作させ、さらに、電界カー
テン方式の搬送装置の電源Ａ〜Ｄ（２８１、２８２、２
８３、２８４）を動作させる（図１１参照）。

【０１６４】ブラシローラ２３９が回転することでトナ
ーホッパー２３１内のトナーは、まず、ブラシローラ２
３９に接触・摺擦して電荷を付与されてブラシローラ２
３９に付着する。

【０１６５】トナーを付着したブラシローラ２３９が回
転することにより板状スクレーパ２４０に摺擦すると、
この時の機械的衝撃でトナーが飛散するが、板状スクレ
ーパ２４０の位置を調節することにより、電荷を持った
トナーがトナー容器下部の搬送部へと送るようにしてあ
る。

【０１６６】トナー搬送部２３０は、図１１に示される
ように、上面に対向電極基板６０、下面に搬送電極基板
５０が配置されている。トナー搬送部２３０に供給され
た帯電トナーは、搬送部に配設された本実施の形態の電
界カーテン方式の搬送装置に電源Ａ〜Ｄからバイアスを
印加することによりトナー搬送部２３０内を上下に飛翔
しながら現像容器２３２へと水平搬送される。

【０１６７】このような構成の画像形成装置において、
従来の構成の搬送装置を用いた場合と本発明を適用した
第２の実施の形態の比較を行っところ、従来の構成の場
合、印字比率の最大となるべた画像を連続して出力する
と、搬送バイアスが高周波になるためにトナーの供給不
良が発生してしまい、出力枚数が増加するに連れて濃度
低下や濃度ムラが発生するようになった。

【０１６８】これに対して、本発明の第２の実施の形態
を用いた顔合、べた画像を連続して出力した場合におい
ても、濃度変化や濃度ムラは起きず、高品位の画像出力
が可能であった。

【０１６９】このように本発明の電界カーテン方式の搬
送装置を現像装置に用いることにより、常時、消費量に
応じたトナー供給を行うことが出来るので余分なトナー
を貯える必要が無くなり現像器部を小型化できる。

【０１７０】これにより現像部位とトナー容器部位の間
を離して配置することが出来、さらに離れた位置に設け
られたトナー容器から現像容器に安定してトナーを搬送
出来るので、トナー容器の寸法が像担持体周りのスペー
スの制限を受けることなく、大きな容量のトナー容器を
設置することも可能となる。

【０１７１】従って、装置の小型化が可能となると同時
に、大容量のトナー容器部のみを交換する構成を組み合
わせることによって、装置の小型化と低ランニングコス
ト、さらに交換の容易な位置にトナー容器を配置するこ
とによる容易なメンテナンス性とを両立した電子写真の
装置を提供することが出来る。

【０１７２】このように、本発明の第２の実施の形態で
は対向基板側にパルス状波形を有する交流電圧を印加す
る事により、帯電粒子の搬送効率や速度を向上させるこ
とが出来、この結果、従来の電界カーテン方式の搬送装
置よりも、より効率的な帯電粒子の搬送が出来ると共
に、画像形成装置に用いた場合においてもトナー供給量
を容易に制御できるので、装置の小型化と高速度の画像
出力を行うことが可能となる。

【０１７３】（実施の形態３）図１２は本発明を適用す
る電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模式図であ
る。

【０１７４】図１２に示されるように、この搬送装置で
は、搬送電極基板５０に空隙を設けて正対して、対向電
極６９を有する対向電極基板６０が設けられている。対
向基板６７は搬送路ＨＰ上壁と一体化して設けられてい
る。

【０１７５】搬送電極１と対向電極６９の空隙は約３０
０μｍになるように、搬送電極基板５０を搬送路ＨＰの
下壁面に固定・配設した。

【０１７６】本実施の形態では、櫛状の線電極からなる
搬送電極１はフォトリソグラフイーによる導電薄膜によ
り形成したものを用いた。具体的には、絶縁性基板（本
実施の形態ではガラス基板）上に絶縁膜（ＳｉＣ）と導
電膜（アルミ）とを交互に真空成膜法により成膜、エッ
チングにより櫛状の電極部を残す様にして、Ａ，Ｂ，Ｃ
の３組に分けて接続された薄膜電極を作成した。

【０１７７】この時、各電極１の幅は１００μｍ、間隔
は５０μｍとし、搬送電極１を構成する電極層５１，５
３，５５及び各電極層間の絶縁膜５２，５４，５６の厚
みは、耐圧を考慮して厚めに、それぞれ１０μｍ、１５
μｍとした。

【０１７８】ここで、本実施の形態では、フォトリソグ
ラフイー法の利点である多層膜形成技術を利用し、垂直
方向で階層状に分離した電極層構成を持たせ、各電極に
交番電圧を印加するために、線状電極端部で深さ方向に
も電極を形成した。即ち、断面図に示すように、第１、
３、５層に電極層５１，５３，５５を、第２、４、６層
に短絡防止の絶縁層５２、５４、５６を、（最表層）に
多数本の線状の電気的に絶縁された櫛状の搬送電極１を
形成した構成である。

【０１７９】電極群Ａについては第５層である電極層５
５と第７である搬送電極１を、電極群Ｂについては第３
層である電極層５３と第７層である搬送電極１を、電極
群Ｃについては第１層である電極層５１と第７層である
搬送電極１を、それぞれ繋げるように絶縁層５２、５
４、５６を切り欠くことにより、電気的接続が可能にな
る。

【０１８０】また、電極による凹凸を減らすために、搬
送電極１間には絶縁膜としての絶縁性樹脂５８を充填
し、表面の平滑化と隣り合う線状の搬送電極１間の絶縁
を図った。

【０１８１】これらの多層構成、及び電気的接続につい
ては、リソグラフイー法による成膜、マスキング及びエ
ッチングを繰り返すことにより容易に形成できることは
周知である。

【０１８２】基板端部にＡ、Ｂ、Ｃへの各給電電極７
３、７４、７５（各々第５、３、１層に接続）には、電
源Ａ、Ｂ、Ｃ（各８１、８２、８３）からの位相をずら
せた交番電圧を印加することで、搬送電極基板５０の線
状の各搬送電極１に進行波状交番電界を形成することが
出来る。

【０１８３】対向電極６９には第４の電源Ｄ８４が接続
されており、搬送電極１に印加する交流電圧とは独立し
た、交流電圧を印加することが出来るようになってい
る。

【０１８４】電源Ｄ８４から対向電極６９に矩形波状の
交流電圧を印加することにより、搬送電極基板５０と対
向電極基板６０の間に平行交番電界を形成する。

【０１８５】搬送電極基板５０上の帯電粒子７は、この
平行交番電界の影響を受けて飛翔し、搬送電極６９に印
加する交番電界の極性に応じて対向電極基板６０と搬送
電極基板５０の間で往復運動を行う。

【０１８６】搬送基板５０は上記のような構成からなる
フォトリソグラフィー法で作成した搬送距離３０ｃｍ、
幅１０ｃｍのものを用い、対向電極基板６０として、対
向基板６７としてガラス基板を用い、透明導電膜である
ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を対向電
極６９として形成したものを空隙３００μｍで固定・配
置した。このガラス基板と透明電極層を用いることによ
り、本発明の実施の形態においては搬送中の帯電粒子７
の観察が出来るようにした。

【０１８７】図１２のＤ２部を拡大した図１３に示され
るように、搬送電極１、対向電極６９、それぞれの表面
には電極間に流れる過大な電流や、搬送する帯電粒子７
中に混入した導電性物質による電流のリークや短絡を防
止するために、厚さ５μｍのポリエステル樹脂からなる
絶縁膜９２、９６がバーコート法により形成され設けら
れている。

【０１８８】対向電極６９表面に形成する絶縁膜９２中
には、本実施の形態の特徴である帯電制御剤であるメチ
ルメタクリレート・ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト共重合体（モル比９０：１０、Ｍｗ＝１０，２００、
Ｍｎ＝４，５００）からなる粒径１μｍの樹脂帯電粒子
９３を１５重量％混合した。

【０１８９】具体的には、溶媒に溶かしたポリエステル
樹脂中に、帯電制御剤粒子を混合・分散させ、これをバ
ーコート法により対向電極上に所定の厚さに塗工した。

【０１９０】このメチルメタクリレート・ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート共重合体は、帯電系列的にポリ
エステル樹脂に対してはプラス側にあるので、搬送帯電
粒子であるポリエステル樹脂粒子にマイナスの電荷を付
与することが出来る。

【０１９１】本発明の原理は、次のように説明される。
搬送帯電粒子７と搬送電極１上に形成した絶縁膜９６
は、同じ材質であるので、接触による帯電をほんの僅か
しか引き起こさない。この為、逆極性に帯電した粒子で
あっても、搬送電極上の絶縁膜と衝突・接触した場合に
は、粒子と絶縁膜との静電吸着による付着力よりも対向
電極からの電界による飛翔させる力の方が強く、この
為、搬送電極上で滞留することがなく、搬送の障害とは
ならない。

【０１９２】ー方、対向電極６９側には、帯電制御剤で
ある樹脂帯電粒子９３を混合した絶縁膜９２が形成され
ているので、対向電極からの電界による飛翔によって帯
電粒子７が対向基板６７表面と衝突することにより、帯
電制御剤との接触帯電が起こり帯電粒子７への電荷の付
与が行われる。

【０１９３】この結果、搬送される帯電粒子７は搬送途
中で電荷を再付与されることとなるので、搬送開始時に
電荷を十分保持していない帯電粒子であっても、搬送中
の往復運動により対向電極基板６０（に混合された電荷
制御剤）に衝突を繰り返すうちに十分な電荷を持つよう
になる。

【０１９４】さらに、帯電粒子７と帯電制御剤の帯電系
列における相対的な位置関係により、帯電粒子７に付与
される電荷量には上限が生じる。このため搬送開始時に
電荷量に分布を持っていた帯電粒子群であっても、飛翔
による往復運動の結果、各帯電粒子の電荷量がある上限
に揃うようになる。

【０１９５】この実施の形態の効果を実際の帯電粒子７
の搬送を行い確認した。帯電粒子７としては、直径８μ
ｍのポリエステル樹脂粒子をコロナ放電により、−５〜
−１０μＣ／ｍｇの電荷を持たせた帯電粒子を用い、搬
送電極基板５０に同じ３相Ｓｉｎ交流を印加して、対向
電極基板６０表面の絶縁膜に帯電制御剤を混入した本実
施の形態の構成と帯電制御剤を混入していない従来の構
成とで搬送性の効果を比較した。

【０１９６】なお、搬送電極１側に印加する搬送バイア
スはＶｍ＝１００Ｖ、ｆｍ＝１０ＫＨｚの３相Ｓｉｎ波
を、又、対向電極６９側には、交流電圧Ｖ４としてＶｐ
ｐ＝１２００Ｖ、ｆ４＝１２００Ｈｚの矩形波を対向電
極６９に印加した。

【０１９７】この搬送路ＨＰの片側端部の搬送開始口
（図１２の右端）に前記の帯電粒子７を供給して、帯電
粒子７の搬送路ＨＰ中の搬送状態と搬送後の帯電粒子７
の電荷量を測定し比較した。

【０１９８】従来の搬送装置においては、搬送開始口か
ら帯電粒子が進行するに連れて、搬送速度ムラである帯
電粒子密度の疎密が帯状に現れるようになった。又、搬
送開始口からの搬送距離が長くなるに連れて、帯電粒子
同士の衝突での摩擦帯電による静電凝集が発生し、搬送
不良を起こす２次擬集粒子が増加してしまった。

【０１９９】これに対して、本発明の実施の形態では、
搬送路ＨＰ全域にわたり、ムラの無いほぼ均ーな搬送が
可能であった。さらに、搬送途中においても２次凝集粒
子は全く発生しなかった。

【０２００】又、搬送路ＨＰの帯電粒子吐出端から搬送
された帯電粒子の電荷量の分布を帯電量分布測定装置Ｅ
−スパートアナライザー（ホソカワミクロン製）により
測定したところ、従来の搬送装置により搬送した帯電粒
子では、帯電量分布が−５〜−２５μＣ／ｍｇと幅広
く、かつ、電荷量自身が低めであったものに対し、本実
施の形態の搬送装置を用いたものでは、帯電量分布が−
３０〜−４０μＣ／ｍｇと高く、分布もシャープであっ
た。

【０２０１】このように搬送装置に第３の実施の形態を
用いることにより、搬送中に帯電粒子７の帯電量を均ー
に揃えるように再帯電させることが出来、これにより搬
送量のムラが無く、又、静電擬集による搬送不良を起こ
させない帯電粒子の搬送を可能とすることが出来る。

【０２０２】なお、本実施の形態の特徴である帯電制御
剤に付いては、説明に用いた樹脂に限定されるものでは
なく、ナイロン、フェノール樹脂、テフロン、アクリル
樹脂等の樹脂や有機金属錯体、キレート化合物、さらに
はビスフェノール等のフェノール誘導体類等、搬送され
る粒子や帯電極性に応じて、適宜選択することが可能で
ある。

【０２０３】又、帯電制御剤の混入形態に付いても、本
実施の形態で示したような樹脂帯電粒子に限らず、溶液
状にした後に絶縁膜上に塗工するなどの別形態を用いて
も、帯電粒子の電荷を制御する効果が同様に得られる。

【０２０４】（実施の形態４）以下に本発明の第４の実
施の形態を説明する。第４の実施の形態では帯電制御剤
が搬送路ＨＰにおける搬送方向において変化しているこ
とを特徴とする。

【０２０５】第３の実施の形態で説明したように、対向
電極６９表面に形成した絶縁膜９２の帯電付与性を制御
することにより、従来の対向電極を持った電界カーテン
式の搬送手段に比べて、より効率的な搬送が可能とな
る。

【０２０６】さらに第４の実施の形態では、搬送路ＨＰ
中の対向電極６９表面に形成した絶縁膜９２の帯電付与
性を、搬送方向に変化させることにより、帯電粒子７の
電荷量を変化させて、さらなる搬送効率の向上を図るも
のである。

【０２０７】図１４に本発明の第４の実施の形態を示
す。なお、図中、前出と同じ構成については同符号を記
した。

【０２０８】第３の実施の形態と同様に、搬送基板５０
に対してー定の空隙を保った対向電極６０を設けてあ
る。この対向電極には電源Ｅ８４を接続し、電源Ｅ８４
より交流（ＡＣ）に重畳して、帯電粒子と同じ極性の定
常（ＤＣ）電圧をＶ４ｂとして対向電極６０に印加させ
るようにしてある。

【０２０９】対向電極６９に形成する絶縁膜９２中に
は、本発明の特徴である帯電制御剤であるメチルメタク
リレート・ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合
体からなる粒径１μｍの樹脂粒子９３を１０重量％混合
した。

【０２１０】具体的には、トルエン等の溶媒に溶かした
ポリエステル樹脂中に、帯電制御剤となる樹脂粒子９３
を混合・分散させ、これをバーコート法により対向電極
６９上に所定の厚さに塗工した。

【０２１１】又、図中のＬ１に示すように、帯電粒子７
の搬送方向（図中の矢印Ｆ方向）後端に相当する搬送路
の吐出口（図１４中の左端）より５０ｍｍ迄は、本実施
の形態の特徴であるような、帯電付与性を変えた電荷制
御剤を混入した絶縁膜９２を形成した。

【０２１２】具体的には絶縁膜９２であるポリエステル
からなる絶縁膜に第２の帯電制御剤として、マイナスの
帯電付与性の高いナイロンからなる粒径０．３μｍの樹
脂粒子９４を５重量％、及び、第１の帯電制御剤である
メチルメタクリレート・ジメチルアミノエチルメタクリ
レート共重合体からなる粒径１μｍの樹脂粒子９３をＬ
ｌ部よりも量を増やして１５重量％とを混合したものを
同様に塗工した。

【０２１３】帯電制御剤として、ナイロンは帯電系列的
にメチルメタクリレート・ジメチルアミノエチルメタク
リレート共重合体よりもさらにプラス側にあるので、ポ
リエステル樹脂をさらに高くマイナスに帯電させること
が出来る。

【０２１４】しかしながら、ナイロン樹脂のみでは、ポ
リエステル樹脂の帯電量が高くなりすぎるので、調整の
為、メチルメタクリレート・ジメチルアミノエチルメタ
クリレート共重合体の帯電粒子を混合した。

【０２１５】この本実施の形態の効果を実際の帯電粒子
の搬送を行い確認した。帯電粒子としては、直径６μｍ
のポリエステル樹脂粒子をコロナ放電により、−１０〜
−２０μＣ／ｍｇの電荷を持たせた帯電粒子を用い、搬
送基板に３相Ｓｉｎ交流を印加して、対向電極６９表面
の絶縁膜９２に上記のように複数種類の帯電制御剤を混
入した本実施の形態の構成の搬送性の効果を評価した。

【０２１６】なお、搬送電極１側に印加する搬送バイア
スは、第３の実施の形態で評価を行った時と同様に、Ｖ
ｍ＝１００Ｖ、ｆｍ＝１０ＫＨｚの３相矩形波を、又、
対向電極側には、交流電圧Ｖ４としてＶｐｐ＝１２００
Ｖ、ｆ４＝１２００Ｈｚの矩形波を対向電極６９に印加
した。この搬送路ＨＰの片側端部の搬送開始口に前記の
帯電粒子７を供給して、帯電拉子７の搬送状態を観察し
た。

【０２１７】搬送されている帯電粒子７の帯電量が極端
に高い場合、搬送電極基板５０との間の鏡映力が強くな
り対向基板６７側からの電界による飛翔が出来なくなる
ことがあるが、本発明の実施の形態では、図１４のＬ２
に示すように搬送路ＨＰの吐出口近傍でのみ搬送される
帯電粒子の帯電量を上げるので、搬送基板全域にわた
て、ムラの無いほぼ均ーな搬送が可能であった。

【０２１８】さらに、搬送途中における静電凝集は全く
発生しなかった。又、搬送路ＨＰの帯電粒子吐出端から
搬送された帯電粒子の電荷量の分布を帯電量分布測定装
置Ｅ−スパートアナライザー（ホソカワミクロン製）に
より測定したところ、本実施の形態の搬送装置を用いた
ものでは、帯電量が−５０〜−６０μＣ／ｍｇとより高
く、分布もシャープであった。

【０２１９】なお、本実施の形態では、帯電粒子の搬送
方向において、帯電制御剤の種類と量をそれぞれ変えた
が、帯電粒子の材質や帯電特性の応じて図１５に示すよ
うに、Ｌ１の領域では樹脂粒子９３を混入させ、Ｌ２の
領域では樹脂粒子９３よりも帯電付与性の高い樹脂粒子
９３Ａのように、異なった帯電制御剤を混合しても良
い。

【０２２０】次に本発明の本実施の形態の一形態とし
て、本発明の第４の実施の形態を用いた電子写真方式の
画像形成装置について説明する。

【０２２１】図１６は本発明の第２の実施の形態を用い
た画像形成装置である電子写真装置の概略断面図であ
る。電子写真装置では像担持体（感光体ドラム）上に形
成された静電潜像に、帯電粒子である現像剤（トナー）
を静電吸着させて現像することで可視像を形成する。

【０２２２】ここで、現像装置においては帯電粒子をホ
ッパー容器から像担持体に搬送させる必要から、本実施
の形態の電界カーテン方式の搬送装置を組み込んだ。

【０２２３】電子写真装置の現像装置においては、現像
剤（トナー）を静電吸着させて現像することから、像坦
持体の対向部に搬送するまでにトナーの帯電量を高く、
かつ、均ーに帯電させることが望ましい。そこで、第４
の実施の形態を用いることにより、搬送路の現像装置近
傍の絶縁体表面には、搬送路途中に混ぜた荷電制御剤よ
りも電荷を強く付与する荷電制御剤を混入し、搬送路中
での搬送性の安定と、電子写真装置としての必要な高く
均ーな電荷の付与性とを両立することが出来るようにな
る。

【０２２４】電子写真装置の原理は以下に示す通りであ
る。ー定速度で回転する像担持体である感光体ドラム２
１５の周囲には、上流側から帯電手段、露光手段、現像
手段、転写手段、およびクリーニング手段が配設されて
いる。

【０２２５】帯電手段２１７は接触帯電装置を用いたも
のであり、中抵抗の導電性ローラを感光体ドラム２１５
に当接させ、この導電性ローラーに電圧を印加すること
によって放電を発生させ、感光体ドラム２１５の表面を
ー様の電位に帯電させるものである。

【０２２６】次に、露光装置２２０により感光体ドラム
２１５への露光が行われる。即ち、画像信号がレーザー
ダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは
画像信号に対応する画像光をポリゴンミラーへ照射す
る。

【０２２７】このポリゴンミラーはスキャナーモーター
によって高速回転し、ポリゴンミラーで反射した画像光
が結像レンズ及び反射ミラーを介してー定速度で回転す
る感光体ドラム２１５の表面を選択的に露光し、その結
果、像担持体上の電位を落とすことにより静電潜像を形
成する。

【０２２８】現像器は後に詳しく説明するが、感光体ド
ラム２１５に対向した位置に現像スリーブ２３６が感光
体ドラム２１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をも
って固定配置される。現像スリーブ２３６には不図示の
現像電源より交流に直流の電圧を重畳した現像バイアス
が印加され、これにより現像スリーブ２３６上のトナー
が飛翔、感光体ドラム２１５上の静電潜像に静電的に付
着させることにより可視像を形成する。

【０２２９】この時、静電潜像を忠実に可視像化するた
めには、現像スリーブ２３６上のトナーが高く、均ーな
電荷を有していることが望ましい。即ち、トナーの電荷
が低い場合には、飛翔速度が遅くなるので現像スリーブ
２３６上から感光体ドラム２１５に到達しにくくなる。
この為、静電潜像に吸着出来るトナーの絶対量が少なく
なり、加えて、転写時に感光体ドラム２１５上から転写
材へも到達しにくくなり、転写残りが増加するので、転
写後の転写部材上において十分な画像濃度が得られなく
なる。

【０２３０】又、感光体ドラム上の不必要な部分に付着
したトナーが現像バイアスによる電界により現像スリー
ブ２３６側に戻すことが出来ずに感光体ドラム２１５上
に付着したままになる「現像かぶり」が生じる。

【０２３１】さらに感光体ドラム２１５から転写材に転
写する際にも、搬送される帯電粒子であるトナーの電荷
が均ーでなく、低いものと高いものが混じって分布が広
がっている場合、電界によるトナーの移動速度差が生じ
るので、感光体ドラム２１５上のトナー像が転写材の搬
送方向後方側に散乱してトナー像が不鮮明になる「飛び
散り」と呼ばれる現象が発生し、画像品位の低下が生じ
る。

【０２３２】このように、現像器内においては、帯電粒
子であるトナーの電荷量を制御することが、高品位の画
像出力を行う上では重要となる。

【０２３３】又、電子写真装置の転写部には転写ローラ
ー２１０が配設されている。転写ローラ２１０は金属軸
を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、感光体ドラム２１５
に当接させて配置してある。

【０２３４】回転により感光体ドラム２１５上に形成さ
れたトナー像が転写部に達するタイミングに合わせて、
給紙部より転写材２０２が転写ローラ２１０と感光体ド
ラム２１５の当接部に搬送される。

【０２３５】この時、同時に転写ローラー２１０にはバ
イアスが印加され、感光体ドラム２１５上のトナー画像
は転写材２０２に転写される。ここで、転写ローラー２
１０は感光体ドラム２１５とはそれぞれ駆動されている
ため、両者に挟まれた状態の転写材２０２は転写工程が
行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送さ
れ、次工程である定着器２２５にむけて送られる。

【０２３６】定着器２２５は上記転写手段により転写材
２０２上に形成したトナー画像を定着させるものであ
り、図１６に示すように、転写材２０２に熱を加えるた
めの定着ローラー２２６と転写材２０２を定着ローラー
２２６に圧接させるための加圧ローラー２２７とから成
り、各ローラーは中空ローラーであり内部にそれぞれヒ
ータを有し回転駆動され同時に転写材２０２を搬送する
よう構成されている。

【０２３７】これによりトナー像を保持した転写材２０
２は定着ローラー２２６と加圧ローラー２２７とにより
搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりト
ナーが転写材２０２に定着される。

【０２３８】クリーニング装置はクリーニング容器２１
４内にクリーニングブレード２１６を配置している。ク
リーニング容器２１４内に入ってきたドラム上の転写残
トナーはクリーニングブレード２１６の機械的摺擦によ
り感光体ドラム２１５上から完全に除去される。以上の
ような工程を繰り返して、電子写真装置では画像の形成
・出力を行う。

【０２３９】次に、本実施の形態における現像装置につ
いて説明する。現像装置２０９においては、大きく現像
容器２３２、トナー容器部２３４、及びトナー搬送部２
３０の３つに分けられる。

【０２４０】トナー容器部２３４はトナーホッパー２３
１と供給部２３３からなり、ホッパーには、ポリエステ
ル樹脂に着色剤を兼ねた黒色マグネタイトを混合した黒
色磁性トナー２０７が充填されている。

【０２４１】又、トナーホッパー２３１は現像装置２０
９から着脱可能な構成を有し、又、容器の下部にはトナ
ー２０７への電荷付与と搬送部２３０への送りを行う回
転可能なブラシローラ２３９、及びブラシローラ２３９
に当接させた板状スクレーパ２４０が配設されている。

【０２４２】本実施の形態に用いたブラシローラ２３９
は、直径６ミリの金属性芯金上に導電性繊維を植毛した
幅７ｍｍのパイル繊維の帯を螺旋状に巻き付けることで
製造されている。導電性繊維はレーヨンに導電性カーボ
ンを練り込み、これを引き伸ばして３デニールの糸に
し、これを２００Ｋ本／平方インチの密度で植毛したパ
イル繊維の帯を用いた。パイル繊維の帯を芯金に巻き付
けた後、このブラシローラ２３９の外径が１６ｍｍにな
るように植毛部の仕上げ加工を行った。

【０２４３】このブラシローラ２３９は、電子写真装置
本体の金属製駆動ギア（不図示）に接続されて、所定の
方向に回転を行うと共に、電気的にブラシローラ２３９
を本体ＧＮＤに接続している。

【０２４４】現像装置２０９には、現像容器２３２内部
に円筒状マグネット２３７を固定・配置した回転可能な
直径１６ｍｍの金属円筒（現像スリーブ）２３６と、現
像スリーブ２３６上のトナーコート厚を規制する規制ブ
レード２３５、およびトナー２０７を溜める現像容器２
３２と現像容器２３２内部に設けられたトナー量検知装
置２３８からなる。

【０２４５】現像スリーブ２３６には、不図示の現像電
源が接続されており、現像バイアスを印加することが出
来る。画像形成動作を行う時には、現像スリーブ２３６
内部のマグネット２３７の磁界により現像容器２３２内
のトナーを表面に引き付けながら現像スリーブ２３６を
回転させる。現像スリーブ２３６の回転により磁気的に
拘束されたトナーは規制ブレード２３５部に送られ、あ
らかじめ設定された厚みに現像スリーブ上にコートされ
る。現像スリーブ２３６のさらなる回転により、コート
されたトナーは感光体ドラム２１５との対向部に搬送さ
れ、現像スリーブ２３６に接続された電源からの現像バ
イアス印加により、感光体ドラムと現像スリーブ間を飛
翔・往復し、感光体ドラム２１５上の静電潜像を現像す
る。

【０２４６】トナー量検知装置２３８は光学的センサか
らなり、現像容器２３２内のトナー量を検知する。

【０２４７】現像容器２３２とトナー容器部２３４の間
は、図１４に示された実施の形態の電界カーテン方式の
トナー搬送部２３０により接続されている。画像形成動
作を行っている状態でトナー量検知装置２３８により現
像容器２３２内のトナーが少なくなったことを確認する
と、トナー容器２３４下部のブラシローラ２３９を回転
動作させ、さらに、電界カーテン搬送装置の電源Ａ〜Ｄ
（８１、８２、８３、８４）を動作させる。ブラシロー
ラ２３９が回転することでトナーホッパー２３１内のト
ナーは、まず、ブラシローラ２３９に接触・摺擦して電
荷を付与されてブラシローラ２３９に付着する。

【０２４８】トナーを付着したブラシローラ２３９が回
転することにより板状スクレーパ２４０に摺擦すると、
この時の機械的衝撃でトナーが飛散するが、スクレーパ
２４０の位置を調節することにより、電荷を持ったトナ
ーがトナー容器２３４下部に接続するトナー搬送部２３
０へと送るようにしてある。

【０２４９】トナー搬送部２３０は、図１７に示される
ように、上面に対向電極基板６０、下面に搬送電極基板
５０が配置されている。対向電極基板６０には本発明の
実施の形態の特徴である、絶縁膜９２を表面に形成して
ある。

【０２５０】トナー搬送部２３０に供給された帯電トナ
ーは、搬送部に配設された本実施の形態の電界カーテン
方式の搬送装置に電源Ａ〜Ｄからバイアスを印加するこ
とにより搬送路ＨＰ内を上下に飛翔しながら現像容器２
３２へと水平搬送される。

【０２５１】この時、搬送電極１表面には絶縁膜９６
を、対向電極６９表面には本実施の形態で示されるよう
な帯電制御材９３、９４を混入した絶縁膜９２を形成し
てあるので、トナー２０７は搬送路ＨＰ中で電荷を付与
される。

【０２５２】これにより、ブラシローラーで供給された
トナー２０７の電荷を高く、かつ、均ーにすることがで
きる。さらに、現像スリーブ２３６側の吐出口近傍にお
いて、本実施の形態で示されるように電荷量をさらに高
める第２の帯電制御剤である樹脂粒子９４が混合され電
荷を高めることができるので、現像スリーブ上に、現像
性・転写性に優れたトナーを供給することが可能とな
り、高品位の画像出力が可能となる。

【０２５３】さらに、搬送路ＨＰ中でトナー２０７に十
分な電荷付与が出来ることから、摩擦帯電により電荷を
付与するために現像スリーブ２３６とトナー２０７を無
理に摺擦させる必要がなくなるので、機械的な劣化、例
えば、現像スリーブ２３６表面へのトナー２０７の融着
や現像スリーブ２３６表面の摩耗等がなくなり、その結
果、長期間安定した特性を維持することが出来るように
なっている。

【０２５４】本実施の形態の効果を、実際の電子写真装
置による画像形成を行い確認した。帯電粒子であるトナ
ーとしては、着色剤を未ねた磁性微帯電粒子である黒色
マグネタイトを混合した直径６．５μｍのポリエステル
粒子を用い、図１６に示すような電子写真方式の画像形
成装置中に配設した本実施の形態の構成と従来の構成の
搬送路を形成し、画像における効果を比較した。

【０２５５】ブラシローラ２３９により搬送路ＨＰに送
られるトナー（搬送路入口部分のトナー）の帯電量分布
を測定したところ、トナーはブラシローラとの摺擦によ
り−５〜−１０μＣ／ｍｇ程度の電荷を持っていた。

【０２５６】この様な帯電量分布を持ったトナーを供給
して、従来の構成である電界カーテン装置を搬送路とし
て用いた場合、吐出口側の現像スリーブ上でのトナーの
帯電量分布は−５〜−２５μＣ／ｍｇと幅広く、かつ、
電荷量自身が低めであった。このために形成されたトナ
ー画像において、現像効率及び転写効率が低くなってし
まい、出力画像濃度が得られなかった。

【０２５７】特に文字画像において画像エッジ部のトナ
ーが非画像部分に付着する「飛び散り」が発生してしま
い、文字全体がぼやけたようになってしまった。

【０２５８】又、高温高湿環境下（３２．５℃、８０％
ＲＨ）においては、トナーの電荷量分布がさらに広がっ
てしまい、非画像部分にトナーが付着する「かぶり」の
発生が見られた。

【０２５９】これに対して、本発明の実施の形態を用い
た場合には、現像スリーブ上でのトナーの帯電量分布が
−５０〜−６０μＣ／ｍｇと揃っており、かつ、平均の
電荷量が高めであるために、現像効率及び転写効率が良
く、十分な画像濃度を得ることが出来た。

【０２６０】又、文字画像においてもトナーの電荷量が
高いために画像エッジ部のトナーが非画像部分に付着す
る「飛び散り」が発生せず、文字と非画像部分とのコン
トラストのはつきりした見やすい画像を得ることが出来
た。

【０２６１】さらに、高温高湿環境下（３２．５℃、８
０％ＲＨ）においても、トナーの電荷量分布を均ー、か
つ高めにすることが出来、非画像部分にトナーが付着す
る「かぶり」はほとんど見られなかった。

【０２６２】このように、本発明の第４の実施の形態で
は搬送経路中の搬送電極、対向電極表面に形成した絶縁
膜の帯電付与性を、搬送方向に変化させることにより、
帯電粒子の電荷量をコントロールすることが出来、この
結果、従来の電界カーテン装置よりも、より効率的な帯
電粒子の搬送が出来ると共に、電子写真装置に用いた場
合においても帯電粒子であるトナーの電荷量を適正な値
に容易に制御し、高品位の画像出力を行うことが可能と
なる。

【０２６３】

【発明の効果】上記のように説明された本発明による
と、帯電粒子の電荷量のバラツキや帯電粒子の停滞に起
因する搬送不良を防止し、搬送効率が向上して常に良好
な帯電粒子の搬送性を維持することが出来る。

【０２６４】帯電粒子の電荷量のバラツキ自体を抑制す
ることで、電極表面へ帯電粒子が静電吸着してしまうこ
とや２次凝集を抑え、搬送ムラのない安定した帯電粒子
の搬送性を維持することが出来る。

【０２６５】電子写真方式の画像形成装置において、帯
電粒子であるトナーの安定した搬送を行ない、また搬送
の際の電荷量のバラツキを抑え、高い電荷量を付与する
ことも出来るので、安定した帯電粒子搬送性と高品位の
画像出力を両立させて長期間維持させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模式
図。

【図２】デユーティーを持った交番電圧の波形図。

【図３】帯電粒子の搬送状態の搬送周波数に対する変化
を示す表図。

【図４】デユーティー波形の交流バイアスに直流成分で
あるＤＣバイアスを重畳した波形図。

【図５】電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模式
図。

【図６】対向電極に印加するパルス状電圧の波形図。

【図７】帯電粒子の搬送状態を観察・比較した表図。

【図８】ブランクパルス波形の交流バイアスに直流成分
であるＤＣバイアスを重畳した波形図。

【図９】対向電極に印加するパルス状電圧の波形図。

【図１０】画像形成装置の概略断面構成説明図。

【図１１】トナー搬送部の要部断面構成説明図。

【図１２】電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模
式図。

【図１３】搬送路の断面構成の拡大説明図。

【図１４】電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模
式図。

【図１５】電界カーテン方式の搬送装置の断面構成の模
式図。

【図１６】画像形成装置の概略断面構成説明図。

【図１７】トナー搬送部の要部断面構成説明図。

【図１８】従来の搬送装置の断面構成の模式図。

【図１９】従来の搬送装置の配線図。

【図２０】従来の搬送装置の搬送面から見た配線状態の
模式図。

【図２１】搬送バイアスの説明図。

【図２２】帯電粒子の搬送状態を説明する図。

【符号の説明】

１搬送電極７帯電粒子５０搬送電極基板５１、５３、５５電極膜５２，５４，５６絶縁膜６０対向電極基板６７対向基板６９対向電極７３，７４，７５給電電極８１，８２，８３，８４電源９２，９６絶縁膜９３樹脂粒子２０２転写材２０７トナー２０９現像装置２１０転写ローラー２１４クリーニング容器２１５感光体ドラム２１６クリーニングブレード２１７帯電手段２２０露光装置２２６定着ローラー２２７加圧ローラー２３０トナー搬送部２３１トナーホッパー２３２現像容器２３３供給部２３４トナー容器部２３５規制ブレード２３６現像スリーブ２３７マグネット２３８トナー量検知装置２３９ブラシローラ２４０板状スクレーパ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的に絶縁された複数の電極よりなる
電極群を配置し、この電極群にその発生する電位分布が
進行方向を有する進行波状に時間的に変化するように電
圧を印加し、発生した進行波電界により前記電極群上に
ある帯電粒子を搬送可能とする搬送電極と、前記搬送電極に対して空隙を設けて対向した対向電極
と、を備え、前記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対向電極
の間に交番電界を形成させることで搬送電極と対向電極
の間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波電界に
より搬送する搬送装置において、前記対向電極に印加する交番電圧は、一方の極性向きの
電圧印加時間と他方の極性向きの電圧印加時間との時間
が異なるデューティを持った波形であることを特徴とす
る搬送装置。
【請求項２】前記対向電極に印加する交番電圧は、帯
電粒子を搬送電極側から対向電極側に引き寄せる方向の
極性に印加する時間よりも、帯電粒子を対向電極側から
搬送電極側に引き寄せる方向の極性に印加する時間を長
く設定したデューティを持った波形であることを特徴と
する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】前記対向電極に印加する交番電圧は、直
流成分を重畳した、オフセットを有するデューティを持
った波形であることを特徴とする請求項１または２に記
載の搬送装置。
【請求項４】搬送電極として電気的に絶縁された複数
の電極よりなる電極群を配置し、この電極群にその発生
する電位分布が進行方向を有する進行波状に時間的に変
化するように電圧を印加し、発生した進行波電界により
前記電極群上にある帯電粒子を搬送可能とする搬送電極
と、前記搬送電極に対して空隙を設けて対向した対向電極
と、を備え、前記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対向電極
の間に交番電界を形成させることで搬送電極と対向電極
の間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波電界に
より搬送する搬送装置において、前記対向電極に印加される電圧は、パルス状波形を有す
ることを特徴とする搬送装置。
【請求項５】前記対向電極に印加されるパルス状波形
を有する電圧は、電位が交互に変化する部分と、電位が
変化せずに一定に維持される部分とを有することを特徴
とする請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】前記対向電極に印加されるパルス状波形
を有する電圧は、前記電位が交互に変化する部分におい
て帯電粒子を対向電極側から搬送電極側に引き寄せる方
向の極性に印加して終了させ、その後前記電位が変化せ
ずに一定に維持される部分を有することを特徴とする請
求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】電気的に絶縁された複数の電極よりなる
電極群を配置し、この電極群にその発生する電位分布が
進行方向を有する進行波状に時間的に変化するように電
圧を印加し、発生した進行波電界により前記電極群上に
ある帯電粒子を搬送可能とする搬送電極と、前記搬送電極に対して空隙を設けて対向した対向電極
と、を備え、前記対向電極に交番電圧を印加して搬送電極と対向電極
の間に交番電界を形成させることで搬送電極と対向電極
の間の帯電粒子を飛翔させると共に、前記進行波電界に
より搬送する搬送装置において、前記搬送電極及び対向電極に帯電粒子との電気的な接触
を防ぐ絶縁膜を形成し、前記対向電極に形成した絶縁膜
には、衝突した前記帯電粒子に対して電荷の付与を行な
う帯電制御剤を混入してあることを特徴とする搬送装
置。
【請求項８】前記帯電制御剤は、樹脂帯電粒子である
ことを特徴とする請求項７に記載の搬送装置。
【請求項９】前記搬送電極に形成した絶縁膜は、搬送
される帯電粒子とほぼ同じ帯電特性を有することを特徴
とする請求項７または８に記載の搬送装置。
【請求項１０】前記対向電極に形成した絶縁膜に混合
される帯電制御剤の混合割合が、前記対向電極による帯
電粒子の搬送方向に沿って変化していることを特徴とす
る請求項７乃至９のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１１】前記帯電制御剤の混合割合は、前記対
向電極による帯電粒子の搬送方向に沿って増加している
ことを特徴とする請求項１０に記載の搬送装置。
【請求項１２】前記対向電極に形成した絶縁膜に混合
される帯電制御剤の種類を、前記対向電極による帯電粒
子の搬送方向に沿って変更したことを特徴とする請求項
７乃至９のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１３】前記帯電制御剤の種類は、前記対向電
極による帯電粒子の搬送方向に沿って帯電付与特性の高
いものに変更していることを特徴とする請求項１２に記
載の搬送装置。
【請求項１４】前記対向電極に印加する電圧の振れ幅
を、前記搬送電極に印加する電圧の振れ幅よりも大きく
したことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項
に記載の搬送装置。
【請求項１５】請求項１乃至１４のいずれか１項に記
載の搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】前記搬送装置により、帯電粒子としての
現像剤を搬送することを特徴とする請求項１５に記載の
画像形成装置。