JP3418116B2 - 粉体搬送装置 - Google Patents
粉体搬送装置Info
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Description
量、粉体の帯電量が制御でき、粉体を安定して搬送させ
るための進行波電界を利用した粉体搬送装置に関するも
のであり、好適には小型、軽量の印字装置用の顕像剤粉
等を粉体貯蔵位置より画像印字領域まで搬送させるため
の粉体搬送装置の技術分野に属する。
を搬送する装置として、進行波電界を利用する装置が公
知であり、特公平6−5396号公報がある。
り、技術内容について以下に説明する。なお図中の番号
は同公報で使用されている番号をそのまま使用して説明
することにする。
および傾斜底面29を有した容器30が設けられ、この
容器30の内部にはトナー26、・・・、記録電極11
の先端に所定の間隙を介して対向する状態に固定された
現像剤担持体としての担持板30およびトナー26、・
・・を攪拌する攪拌子32が配置されている。
33の両側から下方へ長板部35と、短板部34を延出
した形状の絶縁体よりなり、上記傾斜板底面29の傾斜
下端側に長板部35の下端がトナー26、・・・中に浸
漬する状態で、その傾斜上端側に短板部34の下端がト
ナー26、・・・中に浸漬しない状態でそれぞれ位置さ
れている。
1〜36nが幅方向に向かって、かつ互いに平行に設けら
れている。これら線状電極361〜36nには交流電源に
よって互いに位相の異なる三相以上の交流電圧が印加さ
れるようになっている。そして、交流電圧が印加される
と、担持板31の表面には長板部35から水平板部3
3、短板部34へと進行する進行波型の交流電界が発生
するようになっている。
側表面には常にトナー26、・・・が存在しており、こ
のトナー26、・・・は担持板31の表面との摩擦によ
って負に帯電している。そして、電極361〜36nに電
圧が印加され、進行波型の交流電界を生ぜしめられる
と、トナー26、・・・が線状電極361〜36n間で振
動、浮遊かつスモーク化しつつ担持板31の長板部35
傾斜面を上方に向けて搬送され、水平板部33の現像領
域に到達し、開口部28を介して記録体15に供給され
て静電潜像の現像が行われる。現像に寄与しないトナー
26、・・・はさらに現像され短板部34において下方
に落下し、容器30の傾斜底面に沿って重力の作用で滑
降して、担持板31の長板部35下流側へ戻る。このよ
うにして、現像剤が記録紙との対向位置まで搬送され、
記録電極により、記録紙15上に顕像が形成される。
説明を図13、14を用いて以下に説明すると、図13
は、従来技術の粉体搬送装置の概略図であり、粉体搬送
装置1は搬送基板2上に搬送電極3を有し、これに電圧
印加手段9が接続されている。搬送電極3は互いに絶縁
された複数の線状電極であり、搬送基板2上で並設され
ており、並設間隔は例えば10本/mmであり、銅薄膜
のエッチングなどによって生成されている。またこの搬
送電極3には電圧印加手段9が接続され、搬送するため
の電圧即ち搬送電圧を印加して進行波電界を形成させ
る。
圧は、例えば三相の交番矩形波であり、隣接する搬送電
極3に120°の位相差を有する交番矩形電圧を印加す
る。印加電圧は100V程度であり、交番電圧の周期は
約1kHzである。
図14(A)、(B)を基に以下に説明すれば、図14
(A)は従来の実施形態を上方より見た場合の図であ
り、搬送される粉体として正極性の荷電粒子4が電極3
A上に乗った状態を示している。
に0Vを印加すると、粉体搬送装置1には図中の矢印で
示した方向に電界16が生じ、正の荷電粒子4には電界
の向きの力が付勢され、荷電粒子4は電極3B上へ移動
する。
た後、図14(B)に示しているように、電極3Cに−
100V、他の電極に0Vを印加すると、上記作用と同
様にして荷電粒子4が電極3C上に飛翔させられる。以
降これを繰り返すことで、荷電粒子4を一定方向へ搬送
することが可能となる。
拡大図であり、荷電粒子4が搬送基板2上に配設された
搬送電極3の上部エッジ部分8に接しており、分極電荷
18により電界(の向き)16が作用していることを表
す。
96号公報に記載の技術内容によれば、現像剤を電界に
よってスモーク状とすることにより、記録電極と現像剤
担持表面との間隙を大きく設定した場合でも、低い記録
電圧で高品質な可視像を得られることができ、また進行
波電界による顕像剤の搬送を実現できるので、担持体3
1として回転体駆動装置を使用する必要がなくなるた
め、装置の簡素化、小型化が可能になるという点で有効
なものである。
ては、粉体の搬送性に問題があり、例えば荷電粒子4が
搬送電極3に固着し、粉体の搬送が止まってしまうとい
う問題点があった。例えば、荷電粒子が一旦搬送電極3
上に固着すると、次に搬送されてきた荷電粒子4は固着
粒子の上に乗ることとなり、トナー粒径だけ搬送電極3
から離間させられ、搬送電界の作用を受け難くなり、結
果として固着粒子が多くなってしまうという悪循環が発
生してしまう。
ファン・デル・ワールス力、及び重力等の搬送移動を阻
止する方向の合力が、電界による飛翔力を上回った時に
発生するので、これらの阻止力を減少させる必要があ
る。
生したとき、導体である電極3上の荷電粒子4は、電界
による力が鏡像力とファン・デル・ワールス力と重力の
合力より強くなったとき電極を離れる。ここで図11
(A)に示すように、Qを荷電粒子の電荷、Eを荷電粒
子にかかる電界、ε0を空気中の誘電率、dを荷電粒子
の直径、Fvをファン・デル・ワールス力、ρを粒子の
密度、θを電極表面の水平方向からの角度とすると、こ
のときの条件はQE>1/(4・π・ε0)・(Q/d)2+Fv+
(1/6)・π・ρ・d3・g・cosθと表され、上式の右辺が大き
いと粒子は飛翔せずに電極へ固着する。
圧を印加した場合の、搬送装置上の等電位面17を表し
たものであり、図16(A)のように搬送電圧が印加さ
れると、電極の搬送に関する面7上の進行方向側部分に
乗っている荷電粒子4Aは、進行方向斜め上方方向の電
界により、図中矢印19Aの方向へ飛翔する。
抗により、点線のような飛跡をたどって搬送電極3Bに
吸引され、進行方向に搬送されることとなる。しかし電
極の搬送に関する面7上の進行方向と逆側部分に乗って
いる荷電粒子4Bは直上方向の電界が作用するので、矢
印19B方向に飛翔する。
除する電圧が印加されている搬送電極3Aの上に行くの
で落下に時間を要する。従って、進行方向の電極3B上
へ移動する前に電極に印加される電圧パターンが図16
(B)のように変更されてしまう。これにより、荷電粒
子4Bが電極3Cに吸引され、進行方向とは逆方向に搬
送されてしまう。またこの現象は、搬送効率を低下され
るだけでなく荷電粒子4の飛散も招来させることとな
る。
搬送電極の形状を複雑なものした場合、従来の光エッチ
ング法では製造が難しく、製造コストの上昇を招くこと
にもなる。
であり、その目的とするところは、荷電粒子にかかる鏡
像力を低減させ、搬送力を向上させた粉体搬送装置を提
供することを目的とする。また本発明は、進行方向とは
逆方向に移動する荷電粒子を減少させることのできる粉
体搬送装置を提供することを目的とする。さらに本発明
は、製造コストが低く、搬送能力の高い粉体搬送装置を
提供することを目的とする。
なる基板と、該基板上で各々が誘電体により被覆され且
つ所定の間隔で互いに絶縁して並設された複数の搬送電
極と、該搬送電極に対し粉体を搬送するための搬送信号
を付与するための信号付与手段を備えた粉体搬送装置に
おいて、上記搬送電極の電極面は、搬送する粉体の進行
方向に対し所定の角度を成して凸設された凸設部からな
り、該凸設部間が滑らかな凹凸部を成すよう上記各搬送
電極の形成面を上記誘電体で被覆することを特徴とする
粉体搬送装置である。また上記誘電体は、比誘電率が2
のポリテトラフルオロエチレンからなるようにしてもよ
い。
用する鏡像力を低減させることができ、粉体の搬送性を
大幅に向上させることができる。なお被覆誘電体の比誘
電率によって鏡像力が変化するので、被覆誘電体を選択
することで粉体の飛翔性を調整でき、設計自由度が高く
なる。
付勢されることとなり、進行方向とは逆方向に移動する
荷電粒子を減少させることができ、粉体の搬送性を更に
向上させることができる。さらに被覆誘電体として、比
誘電率が2であるポリテトラフルオロエチレン等を用い
れば、鏡像力は導電体の1/3程度までに低下し、飛翔
性が著しく向上できる。
は本発明の第1の実施形態を示す該略図であり、1は粉
体搬送装置、2は搬送基板、3は搬送電極、4は搬送さ
れる荷電粒子、9は電圧印加手段である。
り、搬送電極3は電極の搬送に関する面7が進行方向に
向かった斜面を形成するように構成され、搬送装置1の
表面は被覆誘電体5で覆われている。
被せると、荷電粒子4にかかる鏡像力が低減するので、
粉体の搬送性が向上する。即ち、搬送電極3上に誘電率
εrの被覆誘電体5を被せた場合に荷電粒子4にかかる
鏡像力は、図11(B)に示す如く、 1/(4・π・ε0)・(εr-ε0)/(εr+ε0)・(Q/d)2 となる。
てはポリイミド等が挙げられるが、ポリイミドは比誘電
率が3.5程度であり、鏡像力は導体上の60%程度ま
でしか低下しない。ここで、例えば被覆誘電体として、
比誘電率が2であるポリテトラフルオロエチレン等を用
いれば、鏡像力は導電体の1/3程度までに低下し、飛
翔性が著しく向上できる。
電圧印加手段から印加する印加電圧は200V、搬送電
極3の形状として高さ10μm、電極間隔90μm、電
極幅30μm、周期120μmの条件で粉体搬送を試み
たところ、良好なレベルで粉体搬送可能なことが確認で
きた。但し、本発明がそれら数値条件のみに限定される
ものではないことは勿論である。
1に搬送電圧を印加した場合の搬送装置1上の等電位面
17を表したものであり、搬送電極の形状を粉体の進行
方向に対し角度を有するように設置すること又は電極面
が粉体の進行方向に向く角度とすることで、斜面上にあ
る荷電粒子4は進行方向に対して付勢され、図中の矢印
19Cの方向に飛翔することとなり、進行方向とは逆方
向に移動する荷電粒子4を減少させ、搬送性を向上させ
ることができる。なお図10では図面が繁雑とならない
ように誘電体5を省略してある。
光エッチング法を用いて作成した、表面に凹凸を有する
平面10を示しており、この平面10を傾斜せしめ、上
方より導電性流体11を流出させると、導電性流体11
は図4に示すように凹部内面に溜まる。
に示すように別の平面12に写し取り、この写し取った
導体11を図6に示すように搬送基板2上に固定するこ
とにより、本実施形態での搬送電極3を作成する。この
ように搬送用電極を製造することで、搬送用電極の製造
コストが大幅に低減できるという効果が得られる。
電性粉末を揮発性流体の中に分散させた銀ペースト等か
らなる導電性ペーストや、低融点の導電性金属を融解さ
せたものが挙げられる。
れた面13を有する導電性の薄板14を表しており、端
部15は面の長手方向に対し垂直方向に切断された切断
面であり、導電性薄板15の厚さは、絶縁面を入れて約
100μmである。
の角度で複数枚だけ積層せしめ、電圧印加手段9と接続
することで、端部15を搬送する電極面として使用する
ことが可能となる。また図8(B)に示すように端部1
5を面に対し、所定の角度を持たせて切断することで、
薄板を重ねる角度を0°にすることが可能である。
り、搬送用電極の製造コストが大幅に低減できるという
効果がある。なお、上記実施形態においては、搬送信号
付与手段として電圧印加手段を使用しているが、本発明
はそれのみに限定されるものではなく、例えば電流印加
手段を使用して所定の電圧を発生させて構成することも
可能である。
粉体搬送装置を電子写真方式の複写機やプリンタに適用
されたものを記載しているが、他の粉体を搬送するもの
でも良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な応用
が可能であることは言うまでもない。
像力を低減させることができ、粉体の搬送性を大幅に向
上させることができる。なお被覆誘電体の比誘電率によ
って鏡像力が変化するので、被覆誘電体を選択すること
で粉体の飛翔性を調整でき、設計自由度が高くなる。
付勢されることとなり、進行方向とは逆方向に移動する
荷電粒子を減少させることができ、粉体の搬送性を更に
向上させることができる。さらに、被覆誘電体として、
比誘電率が2であるポリテトラフルオロエチレン等を用
いれば、鏡像力は導電体の1/3程度までに低下し、飛
翔性が著しく向上できる。
の概略図である。
の断面図である。
極部作成方法の説明図である。
極部作成方法の説明図である。
極部作成方法の説明図である。
極部作成方法の説明図である。
極部作成方法の説明図である。
極部作成方法の説明図であり、(A)は角度を持たせて
積層した場合、(B)は角度持たさずに積層した場合を
それぞれ表す。
説明図である。
る。
あり、(A)は粒子が電極上に固着する場合の説明図、
(B)が本発明の場合の原理図を示す。
の概略図である。
めの説明図であり、(A)は荷電粒子が電極3Aに乗っ
た状態、(B)は荷電粒子が電極3Bに乗った状態をそ
れぞれ示す。
極、粉体の関係を表す図であり、(A)は電界がかけら
れたときの荷電粒子の飛翔軌跡、(B)は電界が変った
ときに戻される荷電粒子の軌跡をそれぞれ表す。
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁材料からなる基板と、該基板上で各
々が誘電体により被覆され且つ所定の間隔で互いに絶縁
して並設された複数の搬送電極と、該搬送電極に対し粉
体を搬送するための搬送信号を付与するための信号付与
手段を備えた粉体搬送装置において、 上記搬送電極の電極面は、搬送する粉体の進行方向に対
し所定の角度を成して凸設された凸設部からなり、該凸
設部間が滑らかな凹凸部を成すよう上記各搬送電極の形
成面を上記誘電体で被覆することを特徴とする粉体搬送
装置。 - 【請求項2】 上記誘電体は比誘電率が2のポリテトラ
フルオロエチレンからなることを特徴とする請求項1に
記載の粉体搬送装置。
Priority Applications (1)
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JP04721398A JP3418116B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 粉体搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04721398A JP3418116B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 粉体搬送装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11249430A JPH11249430A (ja) | 1999-09-17 |
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Family
ID=12768888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04721398A Expired - Fee Related JP3418116B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 粉体搬送装置 |
Country Status (1)
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JP5018791B2 (ja) * | 2007-02-16 | 2012-09-05 | 株式会社村田製作所 | 気体搬送装置および冷却装置取り付け構造 |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP04721398A patent/JP3418116B2/ja not_active Expired - Fee Related
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