JP2002268375A - 静電搬送装置、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送効率が悪い。 【解決手段】 粉体を搬送面に沿って静電力で移動させ
るための電界を発生させる複数の駆動電極５２を有する
静電搬送基板４１と、この基板４１にギャップをおいて
対向配置され、傾斜面６３ａ及び急峻面６３ｂとを有す
る断面形状が略鋸歯状をなす振動搬送基板４２とを備え
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
及び画像形成装置に関し、特に粉体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静電搬送基板を
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静電搬送基板か
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、特開平７−２２７９９５号公報に記載されて
いるように、トナーを搬送する搬送基板に振動を励振さ
せて搬送させるもの、特開平４−２０４５７０号公報に
記載されているように、帯電粒子の搬送を静電力を用い
て行うとともに搬送基板を振動により励振して帯電粒子
を搬送するものなどが知られている。る。

【０００５】さらに、他の画像形成装置として、トナー
を担持する現像ローラや特開平９−１４１９１２号公報
に記載されているストライプ状の電極が形成された電極
基板を用いて、アパーチャ部までトナーを担持搬送し、
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
がある。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
像ローラを用いるため現像装置が大型化し、画像形成装
置全体の小型化、低コスト化を図ることができない。

【０００８】また、静電搬送でトナーを搬送する現像装
置にあっては確実にトナーを搬送することができない。
すなわち、静電搬送を行うためには帯電粒体を予め所定
の帯電電荷に帯電させておく必要あるが、現状で電子写
真等に用いられるトナーにおいては帯電電荷量はバラツ
キが確認されている。粒体の帯電電荷が異なる場合に
は、同一の搬送電界を用いても、粒体には同一の搬送力
が与えられないため、搬送量の精度及び搬送速度の制御
ができないという課題がある。

【０００９】一方、搬送基板を振動させて、振動による
エネルギーにより粒体を搬送するものは、粒体を帯電さ
せておく必要がなく搬送できるメリットはあるが、振動
条件のみで搬送速度を制御できるものの、粒体に与えら
れる搬送力が、粒体と搬送基板との接触の摩擦力による
ために、粒体と搬送基板との間で摩擦力がかかりにくい
条件、例えば、粒体径が小さく軽すぎて搬送基板からの
エネルギーが十分得られない場合には、粒体が搬送基板
より浮きスリップしてしまい搬送力が低下してしまうと
いう課題がある。

【００１０】さらに、帯電粒子の搬送を静電力と搬送基
板の振動により行うものは、搬送基板から浮き上がる帯
電粒子が潜像担持体の回転などによって生じる渦流など
の風圧によって逆送されるなどして、所要の搬送方向に
確実に搬送することができないという課題がある。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、粉体を確実に所要の方向に搬送でき、搬送効率を
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を提
供することを目的とする。

【００１２】

【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、粉体を搬送面に沿っ
て静電力で移動させるための電界を発生させる複数の電
極を有する第１基板と、この第１基板にギャップをおい
て対向配置され、傾斜面及びこの傾斜面よりも傾斜角度
が急峻な急峻面とを有する断面形状が略鋸歯状をなす第
２基板とを備えたものである。なお、本明細書において
「粉体」は、「微粒子」、「微粉末」、「粒子」、「粉
末」、「粒体」、「微粉体」などを含む意味である。

【００１３】ここで、第２基板の傾斜面と急峻面の底部
側連続部が曲面形状をなすことが好ましい。また、第２
基板の傾斜面には粉体を搬送面に沿って静電力で移動さ
せるための電界を発生させる電極を有することが好まし
い。この場合、第１基板の電極ピッチと第２基板の電極
ピッチが略同じであることが好ましい。

【００１４】また、第２基板を振動させる手段を備えて
いることが好ましい。この場合、第２基板を振動させる
手段は第２基板に一体的に設けた圧電材料層とこれを挟
む電極を有する振動発生手段であることが好ましい。こ
の振動発生手段は搬送方向に複数独立して配置されるこ
とが好ましい。

【００１５】さらに、第２基板の傾斜面及び急峻面のピ
ッチが第１基板の電極のピッチと略同じか又は１０倍以
内であることが好ましい。さらにまた、第２基板の傾斜
面の傾斜角が５〜６０°の範囲内であることが好まし
い。また、第２基板の急峻面の角度が４５〜１２０°の
範囲内であることが好ましい。さらに、第１基板の搬送
面と前記第２基板の対向面との間隔が粉体の２倍〜１０
０倍の範囲内であることが好ましい。

【００１６】また、第２基板は、絶縁性基板又は導電性
基板を含み、この基板のヤング率が３０〜１５０００ｋ
ｇ／ｍｍ²の範囲内であることが好ましい。さらに、第
１基板及び／又は第２基板の搬送面には粉体との接触抵
抗を低下させる機能性材料層が設けられていることが好
ましい。さらにまた、第１基板の電極の厚み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。また、第１基板には電極を覆う絶縁膜
を設け、この絶縁膜のヤング率が３０〜５０００ｋｇ／
ｍｍ^２の範囲内で、誘電率εが２〜３００の範囲内であ
ることが好ましい。

【００１７】さらに、第１基板は搬送面を下方に向けて
配置されていることが好ましい。また、第１基板と第２
基板が接合されていることが好ましい。

【００１８】本発明に係る静電搬送装置は、粉体を搬送
面に沿って静電力で移動させるための電界を発生させる
複数の電極を有する静電搬送基板と、この静電搬送基板
にギャップをおいて対向配置され、振動を付与される振
動搬送基板とを備えたものである。

【００１９】ここで、振動搬送基板には粉体を搬送面に
沿って静電力で移動させるための電界を発生させる電極
を有することが好ましい。この場合、静電搬送基板の電
極ピッチと振動搬送基板の電極ピッチが略同じであるこ
とが好ましい。また、振動搬送基板には圧電材料層とこ
れを挟む電極を有する振動発生基板が一体的に設けられ
ていることが好ましい。

【００２０】本発明に係る静電搬送装置は、粉体を搬送
面に沿って静電力で移動させるための電界を発生させる
複数の電極を有し、傾斜面とこの傾斜面よりも傾斜角度
が急な急峻面とを有する断面形状が略鋸歯状の搬送面を
形成した静電搬送基板を備えているものである。

【００２１】ここで、静電搬送基板の傾斜面の傾斜角が
５〜６０°の範囲内であることが好ましい。また、静電
搬送基板の傾斜面と急峻面の底部側連続部が曲面形状を
なすことが好ましい。

【００２２】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、この
静電搬送装置の静電搬送基板の先端部が潜像担持担持体
近傍に臨む構成としたものである。

【００２３】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、トナ
ーを潜像担持体に付着させる現像手段に対して静電搬送
装置でトナーを送り込む構成としたものである。

【００２４】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。

【００２５】

【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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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を有する第１基板でもある静電搬送基板４１と、この
静電搬送基板４１の搬送面４１ａに対向する搬送面４２
ａを有し、振動が付与される第２基板でもある振動搬送
基板４２とを備えている。

【００３１】そして、これらの静電搬送基板４１と振動
搬送基板４２との間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送り込み基板４３、４３と
を備え、これらの送り込み基板４３、４３の一端部は静
電搬送基板４１及び振動搬送基板４２にそれぞれに接合
し、他端部は帯電ローラ３４側に配置している。

【００３２】ここで、静電搬送基板４１と振動搬送基板
４２とは、図３にも示すように、搬送面４１ａ、４２ａ
を対向させて所定のギャップｄを置いて配置し、搬送方
向と直交する方向（感光体ドラム１の軸方向）の両端部
をスペーサ部材４４を介して接合し、静電搬送基板４１
と振動搬送基板４２とのギャップ空間４６をトナーが搬
送される通路としている。このように、静電搬送基板４
１と振動搬送基板４２とを接合して一体化することによ
り、ギャップｄを維持することができる。

【００３３】このときの２枚の静電搬送基板４１と振動
搬送基板４２とのギャップ（対向間隔）ｄは、トナーの
粒径、帯電量、駆動電圧などを考慮して決定するが、搬
送する粉体であるトナーの粒径の２倍〜１００倍の範囲
内、より好ましくは５倍〜２５倍の範囲内にすることが
好ましい。実験によると、ギャップ（対向間隔）ｄをト
ナーの粒径の２倍未満にした場合には不帯電トナーに帯
電トナーが妨害されて搬送効率が低下し、ギャップ（対
向間隔）ｄがトナーの粒径の１００倍を越える場合には
振動搬送基板４２による振動飛翔で得られるトナー搬送
効果が十分に発揮されない。

【００３４】そこで、この静電搬送装置３６を構成する
静電搬送基板４１の第１実施例の異なる例について図４
乃至図６を参照して説明する。なお、図４は同静電搬送
基板の一例の搬送方向に沿う模式的断面説明図、図５は
同静電搬送基板の他の例の模式的断面説明図、図６は各
例の静電搬送基板の電極パターンを説明する平面説明図
である。

【００３５】これらの静電搬送基板４１は、リジッドな
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。）する方向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５２、５
２間を被覆する絶縁膜５３を形成し、さらに絶縁膜５３
表面に機能性材料層である表面層５４をコーティングし
たものである。なお、図４の例と図５の例は搬送面４１
ａを凹凸面とするか平坦面とするかの違いのみである。

【００３６】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、または、ＳＵ
Ｓ、シリコン基板などの導電性基板の表面に絶縁層を成
膜したものを用いている。

【００３７】ここで、導電性支持基板を用いた場合に
は、導電性基板を接地することが好ましい。すなわち、
支持基板５１を導電性基板で形成した場合、駆動電極５
２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、トナーが静電搬送
基板４１に接触して移動することに伴って導電性支持基
板の帯電が発生するので、導電性支持基板を接地するこ
とによって常に導電性支持基板の静電位を一定し、残留
電荷の発生を低減することができる。なお、この支持基
板５１は感光体ドラム１の幅と略同程度の幅を有してい
る。

【００３８】駆動電極５２は、支持基板５１上にＡｌ、
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０．１〜２μｍ
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。

【００３９】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
成することが好ましい。例えば、駆動電極５２は厚みＴ
＝２μｍ、幅Ｌ＝１０μｍで形成する。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。

【００４０】また、駆動電極５２の厚みＴと電極５２、
５２間の間隔Ｒは、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とが好ましい。例えば、駆動電極
５２を厚みＴ＝２μｍとすると、間隔Ｒ＝１００μｍで
形成する。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。

【００４１】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。

【００４２】上述したように支持基板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３０〜５
０００ｋｇ／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＝３〜２
０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。

【００４３】表面層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層５４を
形成することができる。

【００４４】次に、振動搬送基板４２の第１実施例につ
いて図７を参照して説明する。なお、同図は同振動搬送
基板４２の搬送方向に沿う模式的断面説明図である。こ
の振動搬送基板４２は、ガラス、金属、セラミックス等
からなる支持基板６１上に振動発生基板６２を積層し、
この振動発生基板６２上に搬送面を形成する振動伝搬部
材である搬送面形成部材６３を設け、更に搬送面形成部
材６３上に表面層６４を形成したものである。

【００４５】振動発生基板６２は、セラミックス製の圧
電層６５を挟んでに電極６６、６７を積層したものであ
る。搬送面形成部材６３は、絶縁性又は導電性基板、例
えばシリコン、ＳＵＳ、Ｎｉ、ポリイミド等で形成して
いる。この搬送面形成部材６３には、搬送方向に向かっ
て第１基板である静電搬送基板４１に接近するように傾
斜した傾斜面６３ａと、この傾斜面６３ａよりも傾斜角
度が大きい急峻面６３ｂとを形成して、断面形状で鋸歯
状に形成している。

【００４６】ここで、搬送面形成部材６３の傾斜面６３
ａと急峻面６３ｂのピッチは静電搬送基板４１の駆動電
極５２のライン／スペース（ピッチ）と略同じか又は１
０倍以内の範囲で形成する。傾斜面６３ａと急峻面６３
ｂのピッチが駆動電極５２のピッチの１０倍を越える
と、静電搬送基板４１による搬送と振動搬送基板４２に
よる搬送との相乗効果を十分に発揮することができない
ことがある。

【００４７】また、搬送面形成部材６３の傾斜面６３ａ
の傾斜角度θ１は５〜６０°の範囲が好ましく、より好
ましくは２０〜４５°の範囲内である。振動搬送基板４
２上の帯電トナーが十分なエネルギーを受けて搬送方向
（図においては右から左へ）に進行し、さらに、前方帯
電トナーに衝突することにより加速エネルギーを与え
る。このとき、傾斜面６３ａの角度θ１が５°より小さ
い場合、振動搬送基板４２上の帯電トナーを十分に振動
飛翔させることができないことから、駆動電圧の上昇を
招くことになる。一方、傾斜面６３ａの角度θ１が６０
°より大きい場合は、振動飛翔トナーが多いときなど
に、振動飛翔トナーが進行トナーにぶつかり進行エネル
ギーを奪ってトナー搬送の効率を妨げる結果となること
がある。

【００４８】また、搬送面形成部材６３の急峻面６３ｂ
の急峻角度θ２は４５〜１２０°の範囲が好ましく、よ
り好ましくは６０〜９０°の範囲内である。これは、急
峻角度θ２が１２０°より大きい場合、振動搬送基板４
２の傾斜面６３ａにおいて、急峻面６３ｂに近い部分の
トナーが振動飛翔しても急峻面６３ｂの頂部にぶつかり
再度傾斜面６３ａに落下することとなってトナーの滞留
が生じ易くなる。一方、急峻角度θ２が４５°より小さ
い場合、トナーが急峻面６３ｂに堆積してしまうことが
あり、いずれにしても搬送効率が低下するおそれがあ
る。

【００４９】さらに、搬送面形成部材６３のヤング率は
３０〜１５０００ｋｇ／ｍｍ²の範囲内であることが好
ましい。この搬送面形成部材は、振動伝搬部材となるの
で、ヤング率の大きな材料を選択することにより、振動
発生基板６２で発生する振動を損失することなく伝搬す
ることができて、搬送効率を向上することができる。

【００５０】表面層６４は、静電搬送基板４１の表面層
５３と同様に特に搬送面４２ａと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層６４を形成することができ
る。なお、搬送面形成部材６３に導電性基板を用いた場
合には搬送面形成部材６３の表面に絶縁膜を形成して、
この絶縁膜表面に表面層６４を形成する。このような表
面層６４を設けることで絶縁及びトナーに対する接触抵
抗を緩和させることができて低電圧化が図れる。

【００５１】これらの静電搬送基板４１と振動搬送基板
４２とは前述したようにスペーサ４４を介して互いの搬
送面を対向させて接合しているが、このとき配置に際し
ては、アライメントマークを用いて静電搬送基板４１の
駆動電極５２と振動搬送基板４２の急峻面６３ｂが一致
するよう接合する。

【００５２】次に、送り込み基板４３の異なる例につい
て図８及び図９をも参照して説明する。なお、各図は同
送り込み基板４３の送り方向に沿う断面説明図である。
図８に示す送り込み基板４３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、静電搬送基板４１と同様に、複数本
の電極７２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
７２、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。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、各送り込み基板４３は静電搬送基板
４１の支持基板５１と振動搬送基板４２の支持基板６１
に接合している。

【００５４】図９に示す送り込み基板４３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上に搬送面形成部材７３を積
層し、この搬送面形成部材７３に振動搬送基板４２と同
様な傾斜面７３ａ及び急峻面７３ｂを形成し、更に傾斜
面７３ａに空間進行電界を発生させるための駆動電極７
２を搬送方向と交差（直交に限らない。）する方向に所
要の間隔で配置して、搬送面形成部材７３の表面を表面
層７４で被覆したものである。

【００５５】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。

【００５６】次に、静電搬送装置３６によるトナーの搬
送動作について図１０乃至図１５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１０に
示すように、静電搬送基板４１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を設けている。この駆動
回路８１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、Ｖ
ｂ、Ｖｃ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。一方、振動搬送基板
４２の電極６６、６７間に振動発生基板６２を振動させ
るための交流又は直流パルスの駆動波形を印加する駆動
回路８２を設けている。

【００５７】ここで、図１１に示すように、静電搬送基
板４１上に正帯電したトナーＴがあり、静電搬送基板４
１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５
２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。

【００５８】ここで、例えば、図１２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、静電
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。

【００５９】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、静電搬送基板４１の搬送面４１ａに沿って正帯電ト
ナーＴが搬送される。

【００６０】なお、駆動回路８１から静電搬送基板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１３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は静電搬送基板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は静
電搬送基板４１に搬送面４１ａに沿って搬送される。

【００６１】また、３相の駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの
変化パターンとして図１４に示すように図１２とは逆の
変化パターンを用いれば正帯電トナーＴは図１１と逆方
向に搬送される。同様に、図１５に示すように図１３と
は逆の変化パターンを用いても正帯電トナーＴは図１１
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。

【００６２】このように静電搬送基板４１によって送り
込み基板４３から送り込まれた帯電したトナーは空間進
行波電界によって感光体ドラム１側に静電力で搬送され
る。

【００６３】一方、振動搬送基板４２は電極６６、６７
間に交流又は直流パルスの駆動波形が印加されることで
圧電層６５が振動し、この振動が搬送面形成部材６３に
伝搬されて搬送面４２ａが振動する。このとき、振動搬
送基板４２は電極６６、６７に印加する静電搬送基板４
１の電極５２に印加する駆動波形（３相交流波形）と同
期する３相交流波形或いは直流パルスとして、振動搬送
基板４２と静電搬送基板４１との駆動波形は同期させ
る。

【００６４】この振動搬送基板４２の搬送面４２ａに振
動が生じることによって、振動搬送基板４２上の帯電ト
ナーが振動飛翔し、前方トナーに衝突することによって
加速エネルギーを与え、帯電トナーが搬送方向に進行す
る。また、静電搬送基板４１と振動搬送基板４２との間
にはギャップ空間４６が形成されており、感光体ドラム
１が回転することによって吸引作用が生じて先端部側に
空気の流れが生じ、この空気の流れによって帯電トナー
Ｔには一層搬送方向のエネルギーが作用するので、帯電
トナーは空気の流れによっても搬送方向に進行する。

【００６５】このように静電搬送装置３６の静電搬送基
板４１と振動搬送基板４２との間に送り込まれた帯電ト
ナーは静電力と振動力による相乗効果によって感光体ド
ラム１側に搬送される。そして、静電力と振動力による
相乗効果でトナーを搬送することで、多くのトナーを効
率的に搬送することができる。

【００６６】そして、振動搬送基板が搬送方向に対して
急峻面が形成されているため帯電量の少ないトナーの逆
送を防止でき、傾斜面上の帯電トナーを搬送方向に確実
に搬送でき、搬送方向の制御できるとともに搬送量の均
一化が図れる。また、上記のように感光体ドラム１の回
転による吸引作用が生じるものの、装置内では種々の要
因から搬送方向と逆方向に向かう空気の流れが生じるこ
とがあり、この場合には搬送されるトナーに対して逆方
向に力が作用することになるが、急峻面があることから
この急峻面に逆送トナーが衝突して搬送方向に跳ね返さ
れ、より確実にトナーを搬送方向に搬送することができ
る。

【００６７】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１６を用いた現像作用について図１６
をも参照して説明する。なお、同図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１６のトナーホッパ３１のトナーがアジテータ
３２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。

【００６８】そして、このトナーボックス部３２のトナ
ーは、送り込み基板４３、４３に前述したような駆動波
形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで送り込み基板４
３に沿って搬送されて静電搬送基板４１と振動搬送基板
４２との間に送り込まれる。このとき、送り込み基板４
３、４３と静電搬送基板４１及び振動搬送基板４２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。
また、送り込み基板４３として図９に示すように断面形
状を鋸歯状に形成した搬送面を有する基板を用いること
で、空気の流れによる帯電トナーの逆送が防止されて、
より確実にトナーを静電搬送基板４１及び振動搬送基板
４２間に送り込むことができる。

【００６９】さらに、静電搬送基板４１と振動搬送基板
４２との間に送り込まれたトナーは、静電搬送基板４１
に前述したような駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加さ
れ、振動搬送基板４２に前述したように圧電層６５を振
動させる駆動波形が印加されることで、静電搬送基板４
１及び振動搬送基板４２に沿って多くの搬送量でスムー
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。

【００７０】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、静電搬送基板４１及び振動搬送基板４２によるト
ナー搬送が効率的に確実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。

【００７１】この場合、静電搬送基板４１と振動搬送基
板４２の噴出側に交流電源８３からの交流電圧を印加し
て、静電搬送基板４１と振動搬送基板４２の先端部間に
交流電界を発生させておくと、静電搬送基板４１と振動
搬送基板４２との間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８４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。

【００７２】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静電搬送基板及び振動搬送基板
の搬送面に沿って静電力及び振動飛翔による相乗作用で
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、静電搬送を用いた高
画像品質の現像が可能になるとともに、装置が簡単にな
って低コスト化を図れる。

【００７３】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、上述したように静電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、Ｓ
ｉＯ_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。

【００７４】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。

【００７５】また、上記実施形態のように静電搬送基板
及び振動搬送基板を板状にすることで、トナー収納部か
ら潜像担持体まで間のトナー移送手段が大幅に小型化す
ることができ、この点でも画像形成装置等の小型化、薄
型化を図ることができる。

【００７６】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１８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１６の静電搬送装置３６の静電搬送基板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、静電搬送基板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、Ｖｃ１
と、周波数ｆ２の三相の駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ
２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。

【００７７】そして、駆動回路８５の周波数ｆ１の三相
の駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を静電搬送基板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を静
電搬送基板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を静電搬送基板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
の他の構成は前記第１実施形態の現像装置１６と同様で
あるので説明及び図示は省略している。

【００７８】このように構成することで、静電搬送基板
４１の各駆動電極５２に印加される駆動波形Ｖａ、Ｖ
ｂ、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、静電搬送基板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、トナーは静電搬送基板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。

【００７９】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。

【００８０】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１９及び図２０を参照して説明する。
なお、図１９は同画像形成装置における本発明に係る現
像装置の本発明に係る静電搬送装置の要部説明図、図１
８は同静電搬送装置の振動搬送基板の拡大断面説明図で
ある。

【００８１】この静電搬送装置３６は、前述した静電搬
送基板４１と、これに対向する振動搬送基板９２とを備
えている。この振動搬送基板９２は、振動搬送基板４２
と略同様の構成であるが、ガラス、金属、セラミックス
等からなる支持基板６１上にそれぞれ搬送方向に沿って
複数の独立した振動発生手段である分割振動発生基板９
３を配列し、これらの分割振動発生基板９３上に搬送面
を形成する振動伝搬部材である搬送面形成部材６３を設
け、更に搬送面形成部材６３上に表面層６４を形成した
ものである。

【００８２】分割振動発生基板９３は、前述したように
圧電層６５を挟んで電極６６、６７を積層してなる振動
発生基板を分割溝９４で分割して形成したものであり、
この分割振動発生基板９３は圧電素子である。そして、
この分割振動発生基板９２の配列ピッチは静電搬送基板
４１の駆動電極５２の配列ピッチと略同様にしている。

【００８３】そして、図１８に示すように、駆動回路８
６から各分割振動発生基板９３の電極６６、６７に対し
て静電搬送基板４１の駆動電極５２、５２に対する駆動
波形と同期をとって交流又は直流パルスを印加して、静
電搬送基板４１の駆動電極５２による電界の発生と同期
したタイミングで各分割振動発生基板９３を振動させ
る。なお、各分割振動発生基板９３の電極６６、６７に
対する駆動波形の印加は、例えば電極６７に対して基板
９３の感光体ドラム軸方向の一端部側から、電極６８に
対しては基板９３の感光体ドラム軸方向の他端部側から
行う。

【００８４】このように、複数の独立した振動発生手段
（振動発生基板）を静電搬送基板４１の駆動電極５２の
配列ピッチに合わせて配列することにより、前述した画
像形成装置の第１実施形態で述べた作用効果に加えて、
静電搬送基板４１の駆動電極５２による電界発生と当該
電極５２に対応する振動搬送基板９２側の振動をより確
実に合わせることができて、より搬送効率が向上する。

【００８５】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２０及び図２１を参照して説明する。
なお、図２０は同画像形成装置における本発明に係る現
像装置の本発明に係る静電搬送装置の要部説明図、図２
０は同静電搬送装置の振動搬送基板の拡大断面説明図で
ある。

【００８６】この静電搬送装置３６は、前述した静電搬
送基板４１と、これに対向する振動搬送基板１０２とを
備えている。この振動搬送基板１０２は、振動搬送基板
９２と略同様の構成であるが、ガラス、金属、セラミッ
クス等からなる支持基板６１上に複数のそれぞれ独立し
た分割振動発生基板９３を搬送方向に沿って配列し、こ
れらの分割振動発生基板９３上に搬送面を形成する振動
伝搬部材である搬送面形成部材６３を設け、更に搬送面
形成部材６３の傾斜面６３ａの略頂部付近に駆動電極１
０３を形成して表面層６４で被覆したものである。

【００８７】そして、図２０に示すように、前述したよ
うに駆動回路８６から各分割振動発生基板９３の電極６
６、６７に対して静電搬送基板４１の駆動電極５２、５
２に対する駆動波形と同期をとって交流又は直流パルス
を印加して、静電搬送基板４１の駆動電極５２による電
界の発生と同期したタイミングで各分割振動発生基板９
３を振動させる。

【００８８】それとともに、振動搬送基板１０２の駆動
電極１０３に対して静電搬送基板４１の駆動電極５２に
対すると同様に、駆動回路（ドライバ）１０４から３本
の駆動電極１０３、１０３、１０３を１セットとして、
各駆動電極１０３に３相の駆動電圧（駆動波形）Ｖａ、
Ｖｂ、Ｖｃをそれぞれ印加する。これにより、振動搬送
基板１０２は振動によるトナー搬送とともに静電力によ
るトナー搬送をも行うことができて、更に搬送量を増加
して搬送効率を向上することができる。

【００８９】ここで、上述した各実施形態で用いること
ができる振動搬送基板の他の実施例について図２２を参
照して説明する。なお、同図は振動搬送基板の搬送方向
に沿う要部拡大断面説明図である。この振動搬送基板１
１２は前述した振動搬送基板４２と同様な構成である
が、搬送面形成部材６３に形成した搬送方向に向かって
静電搬送基板４１に接近する傾斜面６３ａと、この傾斜
面６３ａよりも傾斜角度が大きい急峻面６３ｂとの底部
側の連続部６３ｃを曲面形状に形成したものである。

【００９０】このように、傾斜面６３ａと急峻面６３ｂ
との底部側連続部６３ｃを曲面形状に形成することで、
連続部６３ｃにトナーが滞留することを防止できて、よ
り搬送効率が向上するとともにスムーズな搬送を行うこ
とができる。なお、ここでは、振動搬送基板１１２は振
動搬送基板４２と同様な構成としているが、振動搬送基
板９２、１０２と同様な構成とすることもできる。

【００９１】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及び図２４を参照して説明する。
なお、図２３は同画像形成装置の本発明に係る現像装置
の本発明に係る静電搬送装置の要部説明図、図２４は同
静電搬送装置の対向基板の拡大断面説明図である。

【００９２】この静電搬送装置１３６は、前述した静電
搬送基板４１と、これに対向する第２基板である対向基
板１４２とを備えている。この対向基板１４２は、ガラ
ス、金属、セラミックス等からなる支持基板１５１に搬
送面１５３となる静電搬送基板４１に向かって接近する
傾斜面１５３ａとこの傾斜面１５３ａよりも傾斜角の大
きい急峻面１５３ｂとを形成するとともに、傾斜面１５
３ａと急峻面１５３ｂとの底部側の連続部１５３ｃを曲
面形状に形成し、更に搬送面１５３に表面層１５４を形
成したものである。

【００９３】ここで、傾斜面１５３ａと急峻面１５３ｂ
のピッチは静電搬送基板４１の駆動電極５２のライン／
スペース（ピッチ）と略同じか又は１０倍以内の範囲で
形成することが好ましい。傾斜面１５３ａと急峻面１５
３ｂのピッチが駆動電極５２のピッチの１０倍を越える
と、急峻面１５３ｂによるトナーの反跳効果が薄れて逆
送防止効果が低減するおそれがある。

【００９４】また、傾斜面１５３ａの傾斜角度θ３は５
〜６０°の範囲が好ましく、より好ましくは２０〜４５
°の範囲内である。対向基板１４２上の帯電トナーが十
分なエネルギーを受けて搬送方向（図においては右から
左へ）に進行し、さらに、前方帯電トナーに衝突するこ
とにより加速エネルギーを与える。これは角度θ３が小
さい場合、静電搬送基板４１からの電界による静電力が
得られず対向基板１４２上の帯電トナーを十分に搬送さ
せることができないことから、駆動電圧の昇圧を招くこ
ととなる。一方、傾斜面１５３ａの角度θ３が大きい場
合は、対向基板１４２上のトナーは傾斜面１５３ａの底
部方向に落ち込んでトナー搬送の効率を妨げることにな
る。

【００９５】表面層１５４は、静電搬送基板４１の表面
層５４と同様に特に搬送面１５３と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。

【００９６】これらの静電搬送基板４１と対向基板１４
２とは、前述した静電搬送基板４２と振動搬送基板４２
と同様に、スペーサを介して互いの搬送面を対向させて
接合し、ギャップ空間１４６をトナーを搬送する通路と
している。

【００９７】このときの２枚の静電搬送基板４１と対向
基板１４２とのギャップ（対向間隔）ｄは、トナーの粒
径、帯電量、駆動電圧などを考慮して決定するが、搬送
する粉体であるトナーの粒径の２倍〜１００倍の範囲
内、より好ましくは５倍〜２５倍の範囲内にすることが
好ましい。実験によると、ギャップ（対向間隔）ｄをト
ナーの粒径の２倍未満にした場合には不帯電トナーに帯
電トナーが妨害されて搬送効率が低下し、ギャップ（対
向間隔）ｄがトナーの粒径の１００倍を越える場合には
対向基板１４２によるトナー搬送効果が十分に得られな
い。

【００９８】このように構成した静電搬送装置１３６に
おいては、前述したように静電搬送基板４１による静電
力によって帯電トナーが搬送される。それとともに、静
電搬送装置１３６の先端部が臨む感光体ドラム１が回転
することによる吸引作用が生じて、静電搬送基板４１と
対向基板１４２との間にはトナー搬送方向の風の流れが
発生し、この流れと静電搬送基板４１からの静電力によ
って帯電トナーは十分なエネルギーを受けて搬送方向
（図２３においては右から左へ）に進行し、さらに、前
方帯電トナーに衝突することにより加速エネルギーを与
えて搬送させる。また、急峻面１５３ｂを持たせている
ので、急峻面にぶつかったトナーは、衝突時のエネルギ
ーでもって搬送方向に跳ね飛ばされ他の帯電トナーとと
もに搬送方向に移動し、トナーの逆送が防止される。

【００９９】このように第２基板を振動搬送基板としな
いで、傾斜面と急峻面とを有する断面形状が鋸歯状をな
す対向基板とすることによっても、単なる静電搬送基板
のみの場合に比べて、装置内で生じる逆送方向の空気の
流れによるトナーの逆送を防止できて順方向（搬送方
向）にトナーを効率的に搬送することができる。

【０１００】そして、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、静電搬送を用いた高画像品
質の現像が可能になるとともに、装置が簡単になって低
コスト化を図れる。さらに、現像ローラ等のメカ的動力
を用いることなくトナーの搬送を行うことができ、トナ
ーの搬送に際して、この実施形態のように板状の静電搬
送基板や対向基板を使用することで、トナー収納部から
潜像担持体との間のトナー移送手段が大幅に小型化する
ことができ、高画像品質の画像を形成できる画像形成装
置の小型化、薄型化が図れる。

【０１０１】次に、本発明に係る画像形成装置の第６実
施形態について図２６及び図２７を参照して説明する。
なお、図２５は同画像形成装置の本発明に係る現像装置
の本発明に係る静電搬送装置の要部説明図、図２６は同
静電搬送装置の対向基板の拡大断面説明図である。

【０１０２】この静電搬送装置１３６は、前述した静電
搬送基板４１と、これに対向する第２基板である対向静
電搬送基板１６２とを備えている。この対向静電搬送基
板１６２は、上記第５実施形態の対向基板１４２と同様
の構成であるが、搬送面１５３の傾斜面１５３ａの略頂
部に空間進行波電界を発生させるための駆動電極１６３
を設けている。そして、この対向静電搬送基板１６２の
駆動電極１６３にも静電搬送基板４１の駆動電極５２に
対する駆動波形と同期した３相交流波形を駆動回路１６
４によって印加して空間進行波電界を発生させる。

【０１０３】これにより、帯電したトナーは上下の静電
搬送基板４１と対向静電搬送基板１６２との静電力を受
けて搬送されるとともに、感光体ドラム１の吸引作用に
よるエネルギーも受けることになり、より多くの搬送量
で搬送することができる。

【０１０４】次に、本発明に係る画像形成装置の第７実
施形態及び第８実施形態について図２７及び図２８を参
照して説明する。両図は、各実施形態の画像形成装置の
本発明に係る現像装置の本発明に係る静電搬送装置の要
部説明図である。図２７に示す第７実施形態に係る画像
形成装置における現像装置を構成する静電搬送装置１７
６は、前述した第４実施形態に係る振動搬送基板１０２
とこの振動搬送基板１０２との間でトナー通路１７７を
形成する蓋部材１７８を備え、振動搬送基板１０２と蓋
部材１７８は前記各実施形態と同様に所定のギャップを
おいて接合している。

【０１０５】この実施形態では、振動搬送基板１０２の
静電力と振動及び感光体ドラム１による順方向の空気の
流れによってトナーの搬送が行われる。このようにして
も、装置内の空気の流れによるトナーの逆送が防止され
るので、トナーを単純な静電力と振動で搬送する場合に
比べて十分な量のトナーを効率的に搬送することができ
る。

【０１０６】図２８に示す第８実施形態に係る画像形成
装置における現像装置を構成する静電搬送装置１８６
は、前述した第６実施形態に係る対向静電搬送基板１６
２とこの対向静電搬送基板１６２との間でトナー通路１
８７を形成する蓋部材１８８を備え、対向静電搬送基板
１６２と蓋部材１８８は前記各実施形態と同様に所定の
ギャップをおいて接合している。

【０１０７】この実施形態では、対向静電搬送基板１６
２の静電力及び感光体ドラム１による順方向の空気の流
れによってトナーの搬送が行われる。このようにして
も、装置内の空気の流れによるトナーの逆送が防止され
るので、トナーを単純な静電力で搬送する場合に比べて
十分な量のトナーを効率的に搬送することができる。

【０１０８】次に、本発明に係る現像装置の他の例につ
いて図２９をも参照して説明する。この現像装置は、感
光体ドラム１の潜像を現像手段である現像ローラ１９１
を用いて現像するものであり、この現像ローラ１９１に
対して前述した図９に示す送り込み基板４３を用いてト
ナーを送り込むようにしている。

【０１０９】このように送り込み基板４３を用いて現像
ローラ１９１にトナーを供給することによって現像ロー
ラ１９１の回転による風圧の影響が低減して、確実にト
ナーを現像ローラ１９１に供給することができ、トナー
の静電搬送を行うことによって現像装置の小型化を図る
ことができる。

【０１１０】なお、上記各実施形態においてはトナーを
静電力で搬送する静電搬送装置で説明したが、トナー以
外の粉体の搬送を行う装置にも同様に適用することがで
きる。

【０１１１】

【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、粉体を搬送面に沿って静電力で移動
させるための電界を発生させる複数の電極を有する第１
基板と、この第１基板にギャップをおいて対向配置さ
れ、傾斜面及びこの傾斜面よりも傾斜角度が急峻な急峻
面とを有する断面形状が略鋸歯状をなす第２基板とを備
えたので、粉体の逆送が防止されて粉体を確実に効率的
に搬送することができる。

【０１１２】ここで、第２基板の傾斜面と急峻面の底部
側連続部が曲面形状をなすことで連続部における粉体の
滞留を防止できて、粉体搬送効率がより向上する。ま
た、第２基板の傾斜面には粉体を搬送面に沿って静電力
で移動させるための電界を発生させる電極を有すること
で、第２基板による静電搬送をも行うことができて、よ
り粉体の搬送効率が向上する。この場合、第１基板の電
極ピッチと第２基板の電極ピッチが略同じであること
で、第１基板と第２基板の相互の電界が相殺されること
を防止できて、より確実に粉体を効率的に搬送できる。

【０１１３】また、第２基板を振動させる手段を備えて
いることで、第１基板による静電搬送と第２基板による
振動搬送を行うことができて、より搬送量を多くするこ
とができる。この場合、第２基板を振動させる手段は第
２基板に一体的に設けた圧電材料層とこれを挟む電極を
有する振動発生手段とすることで、簡単な構成で第２基
板を振動させることができる。この振動発生手段は搬送
方向に複数独立して配置されることで第１基板の電極に
よる電界と第２基板側の振動とを合わせることができ
て、より搬送効率が高くなる。

【０１１４】さらに、第２基板の傾斜面及び急峻面のピ
ッチが第１基板の電極のピッチと略同じか又は１０倍以
内であることで、帯電粉体が不帯電粉体に妨害されるこ
とが防止され、安定した搬送量を確保することができ
る。さらにまた、第２基板の傾斜面の傾斜角を５〜６０
°の範囲内とすることで、低電圧で粉体を確実に搬送す
ることができる。

【０１１５】また、第２基板の急峻面の角度を４５〜１
２０°の範囲内とすることで、確実に搬送方向に粉体を
搬送することができる。さらに、第１基板の搬送面と前
記第２基板の対向面との間隔を粉体の２倍〜１００倍の
範囲内とすることで、帯電粉体が不帯電粉体に妨害され
るこ粉体く安定した搬送を行うことができる。

【０１１６】また、第２基板は、絶縁性基板又は導電性
基板を含み、この基板のヤング率が３０〜１５０００ｋ
ｇ／ｍｍ²の範囲内であるものとすることで、より確実
に粉体に加速性を与えて搬送することができる。

【０１１７】さらに、第１基板及び／又は第２基板の搬
送面には粉体との接触抵抗を低下させる機能性材料層が
設けられていることで低電圧化を図ることができる。さ
らにまた、第１基板の電極の厚み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、電
界強度を強くすることができて搬送効率が向上する。ま
た、第１基板には電極を覆う絶縁膜を設け、この絶縁膜
のヤング率が３０〜５０００ｋｇ／ｍｍ^２の範囲内で、
誘電率εが２〜３００の範囲内であることで、電界強度
を強くすることができて搬送効率が向上する。

【０１１８】さらに、第１基板は搬送面を下方に向けて
配置されていることで、第２基板による逆送防止効果を
有効に発揮させることができる。また、第１基板と第２
基板が接合されていることで、両者のギャップを維持す
ることができる。

【０１１９】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
を搬送面に沿って静電力で移動させるための電界を発生
させる複数の電極を有する静電搬送基板と、この静電搬
送基板にギャップをおいて対向配置され、振動を付与さ
れる振動搬送基板とを備えたので、静電力と振動の相乗
効果で粉体を搬送することができ、搬送量を多くするこ
とができて、搬送効率も向上する。

【０１２０】ここで、振動搬送基板には粉体を搬送面に
沿って静電力で移動させるための電界を発生させる電極
を有することで、振動搬送基板による静電力も相乗され
てより多くの粉体を搬送することができる。この場合、
静電搬送基板の電極ピッチと振動搬送基板の電極ピッチ
が略同じであることで、２つの基板の電界が相殺される
ことを防止できてより搬送効率が向上する。また、振動
搬送基板には圧電材料層とこれを挟む電極を有する振動
発生基板が一体的に設けられていることで、簡単な構成
で振動させることができる。

【０１２１】本発明に係る静電搬送装置によれば、粉体
を搬送面に沿って静電力で移動させるための電界を発生
させる複数の電極を有し、傾斜面とこの傾斜面よりも傾
斜角度が急な急峻面とを有する断面形状が略鋸歯状の搬
送面を形成した静電搬送基板を備えているので、粉体の
逆送が防止されて、搬送効率が向上する。

【０１２２】ここで、静電搬送基板の傾斜面の傾斜角が
５〜６０°の範囲内であることで、低電圧で粉体を確実
に搬送することができる。また、静電搬送基板の傾斜面
と急峻面の底部側連続部が曲面形状をなすことで、粉体
の滞留を確実に防止することができる。

【０１２３】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、この静電搬送装置の静電搬送基板の先端部が潜像担
持担持体近傍に臨む構成としたので、安定した搬送量で
現像に必要なトナー搬送を行うことができて、現像品質
が向上し、また現像装置に小型化を図れる。

【０１２４】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、トなーを潜像担持体に付着させる現像手段に対して
静電搬送装置でトナーを送り込むようにしたので、安定
した搬送量で現像に必要なトナー供給を行うことができ
て、現像品質が向上し、また現像装置に小型化を図れ
る。

【０１２５】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、高い画像品質で画像を形
成できるとともに、装置全体の小型化も図れる。

【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の側面説明図

【図４】同静電搬送装置における静電搬送基板の一例を
示す搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図５】同静電搬送装置における静電搬送基板の他の例
を示す搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図６】同静電搬送基板の平面説明図

【図７】同静電搬送装置における振動搬送基板の一例を
示す搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図８】同静電搬送装置における送り込み基板の一例を
示す搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図９】同静電搬送装置における送り込み基板の他の例
を示す搬送方向に沿う模式的断面説明図

【図１０】同静電搬送装置の駆動部を説明する説明図

【図１１】同静電搬送装置による粉体搬送の原理説明に
供する説明図

【図１２】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１３】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１４】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更にまた他の例を説明する説明図

【図１６】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１７】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１８】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１９】同静電搬送装置の振動搬送基板の搬送方向に
沿う要部拡大説明図

【図２０】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２１】同静電搬送装置の振動搬送基板の搬送方向に
沿う要部拡大説明図

【図２２】振動搬送基板の他の例を説明する搬送方向に
沿う要部拡大説明図

【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】同静電搬送装置の対向基板の搬送方向に沿う
要部拡大説明図

【図２５】本発明の第６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２６】同静電搬送装置の対向静電搬送基板の搬送方
向に沿う要部拡大説明図

【図２７】本発明の第７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２８】本発明の第８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２９】本発明に係る現像装置の他の例を示す要部説
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…粉体ホッパ部、３４…帯電ローラ、３６…静電搬送
装置、４１…静電搬送基板、４２、９２、１０２、１１
２…振動搬送搬送基板、４３…送り込み基板、５１…支
持基板、５２…駆動電極、５３…絶縁膜、５４…表面
層、６１…支持基板、６２…振動発生基板、６３…搬送
面形成部材、６３ａ…傾斜面、６３ｂ…急峻面、６３ｃ
…連続部、６４…表面層、９３…分割振動発生基板、１
０３…電極、１４２…対向基板、１５３ａ…傾斜面、１
５３ｂ…急峻面、１５３ｃ…連続部、１６２…対向静電
搬送基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 熊野 勝文 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 海老 豊 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） 2H077 AC13 AC16 AD04 AD36 AE02 BA08 DB08 DB14 EA11 EA16

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体を静電力で搬送する静電搬送装置に
   おいて、前記粉体を搬送面に沿って静電力で移動させる
   ための電界を発生させる複数の電極を有する第１基板
   と、この第１基板にギャップをおいて対向配置され、傾
   斜面及びこの傾斜面よりも傾斜角度が急峻な急峻面とを
   有する断面形状が略鋸歯状をなす第２基板とを備えたこ
   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、前記第２基板の傾斜面と急峻面の底部側連続部が曲
   面形状をなすことを特徴とする静電搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の静電搬送装置に
   おいて、前記第２基板の傾斜面には前記粉体を搬送面に
   沿って静電力で移動させるための電界を発生させる電極
   を有することを特徴とする静電搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の静電搬送装置におい
   て、第１基板の電極ピッチと前記第２基板の電極ピッチ
   が略同じ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１乃至４のいずれかに記載の静電
   搬送装置において、前記第２基板を振動させる手段を備
   えていることを特徴とする静電搬送装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の静電搬送装置におい
   て、前記第２基板を振動させる手段は前記第２基板に一
   体的に設けた圧電材料層とこれを挟む電極を有する振動
   発生手段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６に記載の静電搬送装置におい
   て、搬送方向に複数の独立した前記振動発生手段を配置
   した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、前記第２基板の傾斜面及び急峻面の
   ピッチが前記第１基板の電極のピッチと略同じか又は１
   ０倍以内で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、前記第２基板の傾斜面の傾斜角が５
   〜６０°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、前記第２基板の急峻面の角度が４
    ５〜１２０°の範囲内であることを特徴とする静電搬送
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板の搬送面と前記第
    ２基板の搬送面とのギャップ間隔が前記粉体の２倍〜１
    ００倍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１乃至１１のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第２基板は、絶縁性基板又
    は導電性基板を含み、この基板のヤング率が３０〜１５
    ０００ｋｇ／ｍｍ²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】 請求項１乃至１２のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板及び／又は第２基
    板の搬送面には粉体との接触抵抗を低下させる機能性材
    料層が設けられていることを特徴とする静電搬送装置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板の電極の厚み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。
15. 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板には電極を覆う絶
    縁膜を設け、この絶縁膜のヤング率が３０〜５０００ｋ
    ｇ／ｍｍ^２の範囲内で、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。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板は搬送面を下方に
    向けて配置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１乃至１６のいずれかに記載の
    静電搬送装置において、前記第１基板と第２基板が接合
    されていることを特徴とする静電搬送装置。
18. 【請求項１８】 粉体を静電力で搬送する静電搬送装置
    において、前記粉体を搬送面に沿って静電力で移動させ
    るための電界を発生させる複数の電極を有する静電搬送
    基板と、この静電搬送基板にギャップをおいて対向配置
    され、振動を付与される振動搬送基板とを備えたことを
    特徴とする静電搬送装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の静電搬送装置にお
    いて、前記振動搬送基板には前記粉体を搬送面に沿って
    静電力で移動させるための電界を発生させる電極を有す
    ることを特徴とする静電搬送装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の静電搬送装置にお
    いて、静電搬送基板の電極ピッチと前記振動搬送基板の
    電極ピッチが略同じ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１８乃至２０のいずれかに記載
    の静電搬送装置において、前記振動搬送基板には圧電材
    料層とこれを挟む電極を有する振動発生基板が一体的に
    設けられていることを特徴とする静電搬送装置。
22. 【請求項２２】 粉体を静電力で搬送する静電搬送装置
    において、前記粉体を搬送面に沿って静電力で移動させ
    るための電界を発生させる複数の電極を有し、傾斜面と
    この傾斜面よりも傾斜角度が急な急峻面とを有する断面
    形状が略鋸歯状の搬送面を形成した静電搬送基板を備え
    ていることを特徴とする静電搬送装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の静電搬送装置にお
    いて、前記静電搬送基板の傾斜面の傾斜角が５〜６０°
    の範囲内であることを特徴とする静電搬送装置。
24. 【請求項２４】 請求項２２又は２３に記載の静電搬送
    装置において、前記静電搬送基板の傾斜面と急峻面の底
    部側連続面が曲面形状をなすことを特徴とする静電搬送
    装置。
25. 【請求項２５】 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２４のいずれかに記載の静電搬送装置を備え、こ
    の静電搬送装置の静電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。
26. 【請求項２６】 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
    ２２乃至２４のいずれかに記載の静電搬送装置を備え、
    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。
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２５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。