JP2004198744A - 静電搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】搬送電極に断線などが生じた場合に断線より先の部分に駆動信号が印加されないために粉体溜まりが生じて搬送不良が発生し、またＥＴＨ現像に適用することができない。
【解決手段】搬送基板１は、支持基板１１上に３本の搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１セットとて、所定の間隔で、粉体移動方向に沿って粉体移動方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、更にその表面に絶縁部材からなる表面保護層１３を形成して搬送面１４を形成し、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの両側には、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを粉体移動方向に沿って設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】搬送基板１は、支持基板１１上に３本の搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１セットとて、所定の間隔で、粉体移動方向に沿って粉体移動方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、更にその表面に絶縁部材からなる表面保護層１３を形成して搬送面１４を形成し、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの両側には、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを粉体移動方向に沿って設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は静電搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特開２００１ー１３９１４４号公報
【特許文献２】特開２００２ー３４１６５６号公報
【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、この潜像に粉体である現像剤（以下「トナー」ともいう。）を付着させて現像してトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体（中間転写部材を含む。）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、トナーを搬送するトナー搬送装置としては、回転自在なスクリューを用いたものが一般的であった。例えばパイプ内のトナーをパイプ内部に沿って設けられたスクリューを回転させることによって上記スクリューの軸線方向に搬送するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このようなトナー搬送装置にあっては、パイプ内のスクリューを回転させるには比較的大きなモータを用い駆動するため装置面積が大型化となり、かつ回転音も大きいという問題がある。また、パイプ内壁とスクリューとの間にトナーが詰まると、摩擦熱により溶融し、トルクの増加や搬送不良を生じることがある。
【０００５】
一方、その他のトナー搬送装置としては、トナーに空気流を当てたり巻き込むことによりトナーを空気流とともに搬送する装置、振動によりトナーが傾斜に沿って滑り落ちるのを助けトナーを搬送する装置、帯電したトナーを電界により搬送する装置等も知られている。
【０００６】
これらのうち、トナーを空気流とともに搬送する装置にあっては、微少な粒子状物体の搬送密度は空気で薄められて疎になり低効率な搬送方法である。また、振動によって搬送を助けるトナーを搬送する装置にあっては、振動を起こさせるために比較的大きなエネルギーが必要であり、搬送方向も重力方向に限られるという不都合が生じている。
【０００７】
そこで、上述した電界を用いて帯電トナーを搬送する装置は、機械的部分の摩耗や振動を伴わないので、騒音の伴わず、長期的安定した画像形成動作を維持することが可能となり、このような搬送装置としては
【特許文献１】や
【特許文献２】などに開示されている。
【０００８】
この電界を用いた一般的なトナー搬送装置について図３８及び図３９を参照して説明する。なお、図３８は同トナー搬送装置の平面説明図、図３９はその搬送電極部分の断面説明図である。
【０００９】
このトナー搬送装置は、絶縁体からなる支持基板５０１上に所定の電極幅を有する薄膜からなる搬送電極５０２を所定の電極間隔で多数本配置し、その表面には短絡防止のための絶縁膜５０３を形成して搬送電極５０２をカバーし、絶縁膜５０３の表面を搬送面５０４とする搬送基板５００を構成している。そして、支持基板５０１には搬送電極５０２…の一端部側に給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを設けている。なお、
【特許文献１】では各給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、搬送電極５０２はそれぞれ絶縁膜を介して積層された構造としている。
【００１０】
ここで、給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを介して搬送電極５０２に対して例えば３相のそれぞれ位相のずれた駆動電圧（駆動信号）ｖａ、ｖｂ、ｖｃを供給して進行波電界を発生させることにより、その電界の作用により帯電トナーを図３８で矢印方向に搬送させることができる。
【００１１】
このようなトナー搬送装置においては、電界によるトナーの搬送を精度よく行うために、一つの電極上からトナーを離間させ、更に他の電極上に停止するようなトナーの移動制御を行わなければならず、また、すべての電極において上記の移動制御を行わなければならない。
【００１２】
ところで、搬送基板上に、幅が０．０１〜１ｍｍ程度の線状の搬送電極を０．０１〜１ｍｍ程度の間隔で多数本、櫛状にフォトリソグラフィー技術を用いて一列に並べて形成するが、この場合、電極幅については、トナーに対する電界による制御の観点からは粒径との整合を取る必要があり、また、低電圧駆動の観点からは、幅が狭いことが好ましい。
【００１３】
しかしながら、電極形成において幅の狭い搬送電極を数千本形成する場合、いかにクリーンルーム環境化において形成しても、無欠陥を選るには難しいものがあり、断線等の欠陥が発生するおそれがある。このような搬送電極の一部が断線を生じた場合、例えば図４０に示すように、１本の搬送電極５０２の途中で断線５１０が発生した場合、断線５１０の箇所から先の部分には電圧を供給することができず、その搬送電極５０２の先の部分には電界が発生しなくなるので、トナーが断線した手前の搬送電極で停止してしまい、トナー溜まり５１１が生じることになり、後続のトナーも搬送されなくなる。
【００１４】
また、従来の電界によるトナー搬送装置においては、搬送すべきトナー中に凝集した比較的粗大化した粒子が存在した場合、搬送基板との接触面積が増加することとなり、これらの粒子に対する進行波電界による搬送性が悪く欠陥部分で停止状態となる。
【００１５】
このように搬送基板上でトナーが停止した場合には、停止したトナーが搬送路を塞ぐことになり、他のトナーの搬送を妨害することとなるため、搬送性の低下や、搬送不良が発生することとなり、良好な顕像化が得られにくくなる。
【００１６】
この場合、帯電トナーの搬送不良を防ぐ手段として、各搬送電極に印加する信号電圧を上げ、発生する電界強度を上げて搬送力を増すことが考えられるが、搬送電極の寿命低下、あるいは各搬送電極間のより高絶縁耐圧化を考慮する必要がある。
【００１７】
そこで、
【特許文献１】に記載の搬送装置にあっては、搬送電極と空隙をおいて対向配置する対向電極を設け、搬送電極と対向電極間に交番電界を発生させて、この交番電界によって帯電したトナーを搬送電極と対向電極間で飛翔させることにより、搬送電極間にて発生する進行波電界でトナーを搬送方向に搬送させるようにしている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した
【特許文献１】に記載されているように搬送基板の搬送電極と所定の間隔をおいて対向する対向電極で交番電界を発生させるようにするためには、帯電トナーを搬送する搬送電極に駆動電圧を入力する搬送入力電源の他に、帯電トナーを搬送電極と対向電極間で飛翔させるための交番電界を発生させるための電源を設けなければならず、構成が複雑になる。
【００１９】
また、前述したように搬送電極の長手方向にて断線した場合、搬送入力電源との接続側は電圧が供給されるが、断線箇所より先の部分には電圧が供給されないため、トナーが電極上に固着するおそれがあり、対向電極による交番電界を用いたとしても、上記同様搬送性が悪く、欠陥部分で滞留状態となる。
【００２０】
さらに、このように対向電極を用いる構成では、本出願人が
【特許文献２】で開示したようなＥＴＨ現像に適用することができない。なお、ＥＴＨ（イース：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ＆ Ｈｏｐｐｉｎｇ）現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このＥＴＨ現象は、静電気力による粉体の水平方向（搬送面に沿う方向の意味）の移動（搬送）と垂直方向（搬送面鉛直方向の意味）の移動（ホッピング）を含む現象であり、静電搬送基板の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象である。このＥＴＨ現象を利用した現像をＥＴＨ現像と称する。
【００２１】
そこで、本発明者らは、
【特許文献１】に記載されているようなトナーの水平方向搬送を前提とする従来の静電搬送装置だけでなく、ＥＴＨ現像にも適用できる静電搬送装置にも適用可能な解決手段を見出すため鋭意検討した結果、本発明をなすに至ったものであり、簡単な構成で粉体を安定して移動させることができる静電搬送装置、この静電搬送装置を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２２】
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、支持基板上に粉体を移動させる静電力を発生するための搬送電極が所定の間隔で略平行に移動方向と略直交する方向に繰り返し形成し配置され、更に表面に絶縁部材からなる搬送面が形成された搬送基板を有し、この搬送基板には搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極が形成されている構成とした。なお、本明細書において、「粉体」とは、「粒子」、「微粒子」、「粉末」、「微粉末」、「粉体」、「微粉体」などを含む意味で用いる。
【００２３】
ここで、搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極にはｎ相（ｎは３以上の整数）の駆動信号印加用入力端子が設けられていることが好ましく、この場合搬送電極と相互接続される両側の共通電極の一方側には駆動信号印加用入力端子が設けられ、他方側には駆動信号印加用入力端子が設けられていない構成とすることができる。また、駆動信号印加用入力端子は移動方向と直交する方向で共通電極よりも外側に引き出された位置に配置されている構成とすることができる。
【００２４】
また、ｎ相の共通電極と各共通電極に接続される搬送電極とは異なる層にある構成とすること、或いは、共通電極及びこの共通電極に接続される搬送電極はｎ相のうちの少なくとも２相は相毎に同じ層にある構成とすることができる。
【００２５】
さらに、両側の共通電極は搬送電極以外の低抵抗のパターンで相互接続されている構成とすることができる。また、共通電極は搬送電極よりも電極幅が広いことが好ましい。
【００２６】
さらにまた、一体形成で相互接続された共通電極とこの共通電極に接続される搬送電極とを含み、あるいは、コンタクトホールを介して相互接続された共通電極とこの共通電極に接続される搬送電極とを含む構成とすることができる。このコンタクトホールを用いた相互接続の場合には、支持基板表面から共通電極、搬送電極の順に積層されていることが好ましい。
【００２７】
また、共通電極と搬送電極とは支持基板の異なる表面側に設けることができる。さらに、搬送面を対向配置した少なくとも２枚の搬送基板を備えることができる。
【００２８】
本発明に係る現像装置は、帯電トナーを移動させる本発明に係る静電搬送装置の搬送基板を備えている構成とした。
【００２９】
本発明に係るプロセスカートリッジは、本発明に係る現像装置を含む構成とした。
【００３０】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備え、或いはプロセスカートリッジを複数備えている構成とした。
【００３１】
【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、本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図５は図１のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【００３２】
この静電搬送装置は、粉体であるトナーを搬送及びホッピングさせるための電界を発生する複数の電極を有する搬送基板１を有し、この搬送基板１には図示しない駆動回路からｎ相（ｎは３以上の整数）の駆動信号Ｖａ（ａ相）、Ｖｂ（ｂ相）、Ｖｃ（ｃ相）が入力される。なお、ここでは、搬送基板１としてＥＴＨ現
象を発生させる搬送基板で説明するが、前述した
【特許文献１】に開示されているように粉体を水平方向にだけ移動させる搬送基板にも同様に適用することができる。
【００３３】
この搬送基板１は、ベース基板（支持基板）１１上に３本の電極（搬送電極）１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（これらを「搬送電極１２」と総称する。）を１セットとて、所定の間隔で、粉体移動方向に沿って粉体移動方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、更にその表面に無機又は有機の絶縁性材料で形成した絶縁部材からなる表面保護層１３を形成し、この表面保護層１３の表面を搬送面１４としている。なお、ここでは、表面保護層１３が搬送面１４を形成する表面層となるが、表面保護層１３上に更に粉体との適合性に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００３４】
そして、これらの搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの両側には、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（これらを「共通電極１５」と総称する。）を粉体移動方向に沿って、すなわち、個々の搬送電極と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極１５の幅（この幅は、粉体移動方向と直交する方向の幅）は搬送電極１２の幅（この幅は、粉体移動方向に沿う方向の幅）よりも広くしている。
【００３５】
さらに、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの両端部にはそれぞれ駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ（これらを「駆動信号印加用入力端子１６」と総称する。）を設けている。
【００３６】
ここで、支持基板１１としては、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材料からなる基板、或いは、ＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、また、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
【００３７】
また、搬送電極１２及び共通電極１５の電極材料としては、Ａｌ、ＮｉーＣｒ等の導電性材料を用いることができ、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。また、搬送電極１２の粉体進行方向における幅は移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ、搬送電極１２、１２の粉体進行方向の間隔も移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。
【００３８】
表面層１３としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを用いることができる。また、無機ナイトライド化合物、例えばＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどを用いることができる。特に、表面水酸基が増えると帯電粉体の帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）が少ない無機ナイトライド化合物が好ましい。
【００３９】
また、ここでは、ａ相用及びｂ相用の搬送電極１２ａ、１２ｂと共通電極１５ａ、１５ｂとはコンタクトホールを介して相互接続し、ｃ相用の搬送電極１２ｃと共通電極１５ｃとは一体成形で相互接続し、一体形成とコンタクトホールによる相互接続を混在した形態としている。
【００４０】
したがってまた、この搬送電極１では、共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと搬送電極１２ｃとは同じ層位置に形成され、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと搬送電極１２ｃ表面の層間絶縁膜１７（表面保護層１３と同じ絶縁性材料でも良いし、異なる材料でも良い。）を介して搬送電極１２ａ、１２ｂとが同じ層位置に形成されている。
【００４１】
このような搬送基板１を作製するには、ガラスなどの絶縁性基板を用いた支持基板１１上に、電極材料として例えばＮｉ−Ｃｒを成膜し、ｃ相共通電極１５ｃと搬送電極１２ｃを一体形成でパタ−ン化すると同時に、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｃも同じ工程で、硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパタ−ン化する。このとき、共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃも同時にパターン化する。
【００４２】
そして、スパッタ等にて、層間絶縁膜（ここでは、ＳｉＯ２を用いた。）１７を２μｍ厚で全面に成膜する。
【００４３】
その後、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂと搬送電極１２ａ、１２ｂをそれぞれ相互接続するために接続位置をバッファードフッ酸（ＢＨＦ）にて層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成する。
【００４４】
続いて、層間絶縁膜１７表面に搬送電極１２ａ、１２ｂを形成するためのＡｌを成膜した後、リン酸系エッチング液で電極形状にエッチングしてパターン化し、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂにコンタクトホ−ル１８を介して相互接続された搬送電極１２ａ、１２ｂをそれぞれ形成する。
【００４５】
さらに、表面に表面保護層１３を成膜する。なお、駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃについては、層間絶縁膜１７の成膜時及び表面保護層１３の成膜時に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃの部分を除いて成膜するか、最後にエッチングで表面保護層１３及び層間絶縁膜１７を開口してもよい。
【００４６】
次に、このように構成した搬送基板１に対して駆動信号を与える駆動回路の一例について図６を参照して説明する。
この駆動回路は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路２１と、このパルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを生成出力する波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃとを有する。
【００４７】
パルス信号発生回路２１は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各１２０°に位相シフトしたパルスで、次段の波形増幅器２２ａ〜２２ｃに含まれるスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して１００Ｖのスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を生成して出力する。
【００４８】
波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、例えば図７に示すように各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（これを「搬送電圧パターン」という。）、あるいは例えば図８又は図９に示すように、各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（これを「ホッピング電圧パターン」という。）３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを出力する。
【００４９】
そして、この波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを、搬送基板１の駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介してａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂ、ｃ相共通電極１５ｃにそれぞれ印加する。
【００５０】
ここで、搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、すなわち搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに例えば搬送電圧パターンの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを印加した場合、搬送基板１上の帯電粉体は搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの進行波電界を受けて所定の方向に搬送される。また、搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、すなわち搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに例えばホッピング電圧パターンの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを印加した場合、搬送基板１上の帯電粉体は搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの進行波電界を受けてホッピングしながら所定の方向に搬送される。
【００５１】
本発明者らは、搬送電極１２をＬ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝１０／２０μｍ、搬送電極１２の長さ（搬送方向と直交する方向の長さ）６０ｍｍとして、ト−タル２７００本の搬送電極１２を形成した搬送基板１を上述したようにして作製した。この結果、顕微鏡観察で３μｍ〜１０μｍ長さの断線が５本確認された。
【００５２】
そこで、このサンプルの搬送基板１を用いて、帯電したトナーについての搬送実験を行い、３相の互いに位相がずれた駆動パルス電圧１００Ｖ、駆動周波数３ｋＨｚの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ印加した。
【００５３】
この結果、従来トナ−搬送開始地点から最初の断線部分でトナ−溜まりの発生があったが、本サンプルにおいてはトナ−の溜まりが発生することなく、また、他の断線部分においても溜まりは観察されず、所定方向へトナが搬送されることが確認できた。なお、搬送速度は０．５５ｍ／secであった。
【００５４】
このように、搬送基板には搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極が形成されているので、搬送電極の両側から駆動信号を印加できるようになり、断線による粉体溜まりを低減することができて、粉体を確実に静電力で水平方向に安定して搬送することができるとともに、従来のように対向電極を用いないのでＥＴＨ現像にも適用することができる。
【００５５】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第２実施形態について図１０ないし図１４を参照して説明する。なお、図１０は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図、図１２は図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図、図１３は図１０のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図、図１４は図１０のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図である。
【００５６】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１上にａ相、ｂ相、ｃ相共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞパターンニングして形成し、その表面に層間絶縁膜１７を成膜し、この層間絶縁膜１７に各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ用のコンタクトホール１８を形成し、層間絶縁膜１７上に各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成してコンタクトホール１８を介してａ相、ｂ相、ｃ相共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ接続している。
【００５７】
本実施形態の搬送基板１を第１実施形態と同様にして作製したところ、３本の断線が発生したが、上記実験条件と同条件で確認した結果、帯電トナ−は滞留することはなく移動し、搬送速度は０．５０ｍ／secであった。
【００５８】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第３実施形態について図１５ないし図１９を参照して説明する。なお、図１５は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図１６は図１５のI−I線に沿う断面説明図、図１７は図１５のJ−J線に沿う断面説明図、図１８は図１５のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図、図１９は図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面説明図である。
【００５９】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１上にｃ相の共通電極１５ｃ及び搬送電極１２ｃ並びに駆動信号印加用入力端子１６ｃを一体形成し、その表面に層間絶縁膜１７ａを成膜して、この層間絶縁膜１７ａ上にｂ相共通電極１５ｂ及び搬送電極１２ｂ並びに駆動信号印加用入力端子１６ｂを一体形成し、更にその表面に層間絶縁膜１７ｂを成膜し、この層間絶縁膜１７ｂ上にａ相共通電極１５ａ及び搬送電極１２ａ並びに駆動信号印加用入力端子１６ａを形成して、その表面に表面保護層１３を成膜した後、駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対応する部分をそれぞれエッチングで開口した。
【００６０】
このように、ここでは各共通電極と各搬送電極を一体形成し、層間絶縁膜と、交互に積層する形態で形成している。この場合も前同様の実験によれば、断線が生じていてもトナーが滞留することなく移動することが確認できた。
【００６１】
なお、上記各実施形態において、駆動信号（駆動電圧）を印加する入力端子を図に示す搬送電極と同方向の４端部に設けているので、いずれの入力端子も駆動電源（駆動回路）と接続でき、また、いずれか２カ所、もしくは４カ所すべてに接続することも可能となる。これによって、実装性が広く取れるとともにに駆動信号（駆動電圧）印加に対する信頼性が向上する。
【００６２】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第４実施形態について図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図２１は図２０のＭ−Ｍ線に沿う断面説明図、図２２は図２０のＮ−Ｎ線に沿う断面説明図である。
【００６３】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１の一方の面（裏面）にａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ形成して絶縁保護膜２７で被覆し、支持基板１１の他方の面（表面）にａ相、ｂ相、ｃ相の各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ形成して表面保護層１３で被覆している。
【００６４】
そして、支持基板１１に形成したスルーホール２８を介して各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃに接続している。
【００６５】
このように支持基板１１の裏面側にａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを配置することによって、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間での段差をなくし、また、搬送基板１全体の厚さを薄くすることができる。ただし、搬送基板自体にスルーホールを形成しなければならない点では、前記第１ないし第３実施形態よりも製造プロセス上は不利である。
【００６６】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第５実施形態について図２３を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、一端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃには両端部に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを設けたが、他端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃには駆動信号印加用入力端子を設けない構成とした。
【００６７】
この搬送基板１について前記第１実施形態と同様にしてサンプルを作製して、得られたサンプルについて搬送確認実験を行った。このとき、ｂ相共通電極１５ｂとｃ相共通電極間（上部より２０本目）の搬送電極１２ｂが断線していたが、トナ−が留まることなく移動することが確認できた。
【００６８】
これは、搬送電極１２の両端部に共通電極１５を配置することにより断線以外の搬送電極１２を通じて駆動信号（駆動電圧）が印加される効果である。従来、同様の現象においては、断線した搬送電極手前部分にトナ−が滞留するのが確認されたが、これは断線した搬送電極に駆動電圧が印加されないため搬送電極間が見かけじょう広くなり、進行波電界が及ばないためトナ−が堆積するためと思われる。
【００６９】
なお、このような構成は、前記第２ないし第４実施形態の搬送基板にも同様に適用することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第６実施形態について図２４を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃから引出し部１９ａ、１９ｂ、１９ｃを一体形成して、粉体搬送方向と直交する方向で各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃよりも外側に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを配置している。
【００７１】
なお、このような構成は、前記第２ないし第５実施形態の搬送基板にも同様に適用することができる。
【００７２】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第７実施形態について図２５を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態は、粉体搬送のより効率性を図る目的から第１実施形態で実施した形態において、配線抵抗の低抵抗化を図り前記粉体の搬送効率を向上している。
【００７３】
すなわち、本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを粉体搬送に影響を与えない領域で外部共通電極２０ａ、２０ｂ、２０で相互に接続した。
【００７４】
この場合、外部共通電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃの形成方法としては、搬送電極材料よりも抵抗率の低い材料を用いる、または、配線材料膜厚を厚く形成する、若しくは前記搬送電極と同材料でパタ−ン幅を広く取るなどの形態とすることができる。
【００７５】
ここでは、プロセス工程を増やすことなく同一工程（搬送電極と共通電極を形成する工程）で形成することが可能なように、Ａｌからなる搬送電極１２に対し広い電極幅の外部共通電極を形成し、その後、スパッタにてＳｉＯ２の表面保護層を１μｍ厚みに成した。
【００７６】
本実施形態のサンプルを作製して、球形トナ−を用いて搬送状況を確認した結果、所定方向にトナーが滞留することなく移動されるのを確認できた。搬送速度は駆動パルス電圧１００Ｖ、駆動周波数３ｋＨｚで０．７ｍ／secを確認した。また、駆動パルス電圧４０V、駆動周波数３ｋＨｚの場合でも、０．５５ｍ／secが得られ、低駆動電圧で駆動することが確認できた。
【００７７】
なお、本実施形態も前記第２ないし第６実施形態の構成に同様に適用することができる。
【００７８】
次に、上述した各実施形態で用いている共通電極と搬送電極の相互接続について図２６及び図２７を参照して説明する。なお、図２６は本発明に係る搬送基板のコンタクトホール部分の断面説明図、図２７は従来のコンタクトホール部分の断面説明図である。
【００７９】
相互接続においては、一体形成法とコンタクトホ−ルを介して共通電極と搬送電極を接続する方法がある。一体で形成する方法が配線上の信頼性は好ましいが、電極及び層間絶縁膜を薄層にした一層一電極を形成した場合用いることが可能となるが、厚膜においては電極間の段差凹凸が大きくなるとともに、工程数が増加することとなる。また、同じ駆動電圧の駆動信号であれば、最下部電極と最上部電極との段差による電界強度が異なるため、電極および層間膜の膜厚等の最適化が必要となる。このことは、総電極数が多い場合ますます重要課題となり得る。
【００８０】
そこで、上記各実施形態においては、導体接合に従来より半導体形成技術等で用いられているコンタクトホ−ルを介して接合する形成法と先の一体形成を混在した方法の両者を適用している。
【００８１】
このコンタクトホ−ルを形成するには、２通りの方法がある。一つは図２７に示すように、支持基板１１上に搬送電極１２を形成し、この搬送電極１２上に成膜された層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成し、その後、共通電極１５を形成する方法である。
【００８２】
このように、搬送電極上にコンタクトホ−ルを形成するに当たっては、コンタクトホ−ル形成用マスクを用いて位置合わせをし、レジストパタ−ンを形成する。一般的なコンタクトホ−ルの形状としては、角型（正方形、長方形）形状が多いが、そのため孔の壁面が急峻に近い形で形成されコンタクトホ−ルの底部及び上部において後の共通電極となる電極材料（Ａｌ）を成膜し、共通電極を形成した際、前記底部及び前記上部においてボイド及びカバレ−ジ不良による断線を起こすおそれがある。
【００８３】
また、コンタクトホ−ルの位置合わせ及びエッチングにおけるサイドエッチを注意する必要がある。これは、四方が同形状であるため等方的にエッチングされ急峻になるためである。コンタクトホ−ルの位置及びサイドエッチ量が大きいと搬送電極から孔が落ちた形で形成される。
【００８４】
本実施例においては、幅（ｗ）方向が１０μｍの搬送電極１２上にコンタクトホ−ル１８として８μｍのホールを作製する場合、残り２μｍ（左右１μｍ）しか余裕がなく、万が一左右どちらかにレジストパタ−ンがずれ電極落ちした場合、後の共通電極との接合において接触面積が小さくなり、接触抵抗が高くなってしまう。
【００８５】
そこで、図２６に示すように、支持基板１１上にまず共通電極１５を形成した後、層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成し、次に、搬送電極１２を形成している。
【００８６】
これにより、共通電極１５の幅（本実施形態では５００μｍとしている。）が広いため、コンタクトホ−ル１８の位置ずれ及びサイドエッチが多少大きくなった場合でも電極落ちすることがなくなる。
【００８７】
さらに、本実施形態においては、接合の信頼性を向上させる狙いからコンタクトホ−ル１８の形状を搬送電極１２の方向に楕円形状に形成した。このように、Ｒを小さく採ることにより、コ−ナのエッチング速度が遅くなることを用いて壁面の傾斜をなだらかにし、段差及びボイドによる断線を防止することができる。なお、楕円のコンタクトホ−ルを用いたがこの形状に限られたものではなく、他の形状として、菱形、星形等を用いることもできる。
【００８８】
次に、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を含む本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図２８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１０１（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１０２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１０３とミラー１０４とを含む走査光学系１０５と、ミラー１０６、１０７を含む走査光学系１０８とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【００８９】
ここで、走査された原稿画像がレンズ１０９の後方に配置した画像読み取り素子１１０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１１３で反射した後、ミラー１１４を介して感光体ドラム１０１上に照射する。この感光体ドラム１０１は帯電装置１１５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１０１の表面に静電潜像が形成される。
【００９０】
そして、この感光体ドラム１０１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１１６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１１７Ａ又は１１７Ｂから給紙コロ１１８Ａ又は１１８Ｂで給紙された転写紙（記録媒体）１１９に転写チャージャ１２０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１１９は、分離チャージャ１２１により感光体ドラム１０１の表面より分離されて、搬送ベルト１２２によって搬送され、定着ローラ対１２３の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ１２４へと排紙される。
【００９１】
一方、転写が終了した感光体ドラム１０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１２５によって除去され、感光体ドラム１０１の表面に残留している電荷は除電ランプ１２６によって消去される。
【００９２】
次に、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１１６について図２９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１１６は、粉体であるトナーを収納するトナーホッパ部１３１と、このトナーホッパ部１３１内のトナーを攪拌するアジテータ１３２と、トナーホッパ部１３１内のトナーを帯電させてトナーボックス部１３３に供給する帯電ローラ１３４及びこの帯電ローラ１３４の周面に接触させて配置したドクターブレード１３５と、トナーボックス部１３３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１０１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１３６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１３８と、トナー回収部材１３８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１３３に戻す本発明に係る静電搬送装置であるトナー逆搬送部材１３９とを備えている。
【００９３】
静電搬送装置１３６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１０１に向かって噴出する搬送面１４、１４を有する２枚の搬送基板１、１を搬送面１４、１４を対向させて所定の間隔で配置している。
【００９４】
そして、これらの搬送基板１、１間にトナーボックス部１３３内のトナーを静電力で搬送して送り込む送り込み基板１４３、１４３とを備え、これらの送り込み基板１４３、１４３の一端部は搬送基板１４１、１４１に接合し、他端部は帯電ローラ１３４側に配置している。なお、送り込み基板１４３も搬送基板１と同様な構成（ただし、支持基板にはポリイミドフィルムなどの変形可能な支持基板を用いている。）として、静電力で帯電したトナーを搬送基板１に搬送（ホッピングを伴なっても構わない。）する搬送基板としている。
【００９５】
また、搬送基板１、１の複数の搬送電極１２に対して駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、ｃを印加する駆動回路１５０ａ、１５０ｂを備えている。この駆動回路１５０ａ、１５０ｂからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、前述したように搬送基板１、１の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して複数の各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに印加される。
【００９６】
なお、接続関係の図示を省略しているが、この駆動回路１５０ａ、１５０ｂからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｄは送り込み基板１４３の各搬送電極にも印加される。また、ここでは、各搬送基板１、１毎に駆動回路１５０ａ、１５０ｂを設けているが、１つの駆動回路を共用してもよい。ただし、各搬送基板毎に駆動回路を設ければ、つまり、異なる駆動信号を印加できるようにすれば、対向する搬送電極間の駆動信号の位相を異ならせることができる。
【００９７】
このように構成した画像形成装置においては、図３０に示すように、現像装置１１６のトナーホッパ部１３１のトナーがアジテータ１３２で攪拌されながら帯電ローラ１３４に運ばれ、帯電ローラ１３４の回転（図で左回り方向）によってドクタブレード１３５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１３３に送り込まれる。
【００９８】
そして、このトナーボックス部１３３のトナーは、送り込み基板１４３、１４３に３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで送り込み基板１４３に沿って搬送されて搬送基板１、１間に送り込まれ、搬送基板１に３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで、搬送基板１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１０１との対向部方向に向けて噴出側から順次供給される。
【００９９】
これによって、噴出された帯電トナーは感光体ドラム１０１表面の逆極性電荷がある部分（画像部分）に付着して感光体ドラム１０１上の潜像が現像される。このとき、搬送基板１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。
【０１００】
この場合、搬送基板１、１の先端部電極１５２、１５２間に交流電源１５３からの交流電圧を印加して交流電界を発生させておくと、搬送基板１、１間から噴出したトナー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１５４が発生し、感光体ドラム１０１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。
【０１０１】
次に、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を備えた本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図３１及び図３２を参照して説明する。なお、図３１は同画像形成装置の現像装置部分の概略構成図、図３２は同現像装置の要部詳細説明図である。
【０１０２】
この画像形成装置の現像装置１１６は、ＥＴＨ現像を行うための搬送基板１を含む静電搬送装置１３６を備えている。すなわち、ここでは、搬送基板１は、トナー送り込み基板１４３から供給されるトナーを現像部側に向かって搬送するためのトナー搬送部１Ｔ及びこのトナー搬送部１Ｔで搬送されるトナーを感光体ドラム１０１の近傍でホッピングさせるための現像部を構成しているトナーホッピング部１Ｐを一体に連続的に形成したものである。
【０１０３】
また、搬送基板１の複数の電極１２に対して駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｄを印加する駆動回路１６２を備えている。さらに、搬送基板１のトナーホッピング部１Ｐと感光体ドラム１０１との間に現像バイアス電圧であるＤＣバイアス（１００Ｖ〜２００Ｖ）を印加するための電極１６３及びＤＣ電源１６４を備える構成も可能である。
【０１０４】
ここで、搬送基板１のトナー搬送部１Ｔはトナーを現像部であるトナーホッピング部１Ｐ側に向かって搬送する部分であって、粉体を潜像担持体側に向かって静電力で搬送する静電搬送装置を構成し、トナーホッピング部１Ｐはトナーを感光体ドラム１０１近傍で静電力でホッピングさせる部分であって、現像部を構成するものであって、粉体を潜像担持体近傍で静電力でホッピングさせるための静電搬送装置を構成している。
【０１０５】
なお、ここでは、搬送基板１のトナー搬送部１Ｔ及びトナーホッピング部１Ｐの電極構成、印加する駆動信号を同じにしているため、搬送基板１上のトナーはトナー搬送部１Ｔにおいてもトナーホッピング部１Ｐにおいても搬送及びホッピングが行われている。すなわち、「トナー搬送部」はトナーを現像部に搬送する目的を有する部分であるという意味で、また「トナーホッピング部」はトナーをホッピングする目的を有する部分であるという意味で使用しており、トナー搬送部ではホッピングが行われない、トナーホッピング部ではトナー搬送が行われないという意味ではない。
【０１０６】
この搬送基板１は、前述した本発明に係る静電搬送装置で説明したように、支持基板１１上に進行波電界を発生させるための複数の電極１２を設け、電極１２の表面を表面保護層１３で被覆したものである。そして、駆動回路１６２からの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、前述したように搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに印加される。
【０１０７】
このように構成したこの画像形成装置における現像動作について説明すると、トナーボックス部３３内の帯電したトナーは、トナー送り込み基板１４３によって静電力で搬送されて搬送基板１のトナー搬送部１Ｔに至り、このトナー搬送部１Ｔで更に静電力で感光体ドラム１０１側に向かって搬送されてトナーホッピング部１Ｐに送られる。
【０１０８】
そして、このトナーホッピング部１Ｐにおいては、図３３に示すようにトナーＴがホッピングしている。このように感光体ドラム１０１の近傍でトナーがホッピングしていることにより、感光体ドラム１０１の潜像部だけにトナーを付着させるためには、次のような電界を発生させればよい。すなわち、トナーホッピング部１Ｐの搬送電極１２に印加するパルス状駆動電圧の平均値と感光体ドラム１０１に形成された潜像部電圧による電界は、トナーを感光体ドラム１０１側に吸引する関係、またトナーホッポング１Ｐの搬送電極１２に印加するパルス状駆動電圧の平均値と感光体ドラム１０１に形成された非潜像部電圧による電界は、トナーを感光体ドラム１０１側から反発する方向関係に設定する。
【０１０９】
このとき、既にホッピングしているトナーは搬送基板１との間で吸着力が生じていないため、容易に潜像担持体（感光体ドラム１０１）側に移送することができ、高い画像品質が得られる現像を低電圧で行うことができる。
【０１１０】
すなわち、従来の所謂ジャンピング現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離させて感光体に移送させるには、トナーの現像ローラに対する付着力以上の印加電圧が必要であり、ＤＣ６００〜９００Ｖのバイアス電圧をかけなければならない。これに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常５０〜２００ｎＮであるが、搬送基板１上でホッピングしているために搬送基板１に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板１から剥離する力が不要になり、低電圧で十分にトナーを感光体側に移送することが可能になるのである。
【０１１１】
そして、トナーホッピング部１Ｐに送り込まれたが使用されないトナーは、トナーホッピング部１Ｐにおいてもホッピングとともに搬送が行われているので、トナー回収部材１３８に排出されて回収される。
【０１１２】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の第３実施形態について図３４及び図３５を参照して簡単に説明する。なお、図３４は同画像形成装置の概略構成図、図３５は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１１３】
この画像形成装置２００は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する４つの光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋ（以下「光書き込み装置２０１」とも総称する。）と、作像用の４つのプロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋと、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット２０３と、給紙カセット２０３から記録用紙を給紙する給紙ローラ２０４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ２０５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト２０６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着装置２０９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ２１１に排紙する排紙ローラ２１０等を備えた構成となっている。
【０１１４】
４つのプロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの構成は同じ（以下「プロセスカートリッジ２０２」とも総称する。）であり、図３５に示すように、各プロセスカートリッジ２０２は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体２２１と、帯電ローラ２２２と、本発明に係る静電搬送装置を含む現像装置２２３と、クリーニングブレード２２４等を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。現像装置２２３を着脱自在であるプロセスカ−トリッジ２０２内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換を容易に行うことができるようになる。
【０１１５】
また、現像装置２２３内には、トナー供給ローラ２２５、帯電ローラ２２６、本発明に係る静電搬送装置を構成する搬送基板１、搬送基板１へのトナー送り込み基板２２７、回収トナーを戻すトナー戻しローラ２２８が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ２０２の背面側には、光書き込み装置２０１からのレーザビームが入射される窓口となるスリット２３０が設けられている。
【０１１６】
各光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋは、半導体レーザ、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成され、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射し、各プロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの感光体２２１上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【０１１７】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの感光体２２１が帯電ローラ２２２で均一に帯電され、各光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。
【０１１８】
この感光体２２１上に形成された静電潜像は、現像装置２２３の搬送基板１によるＥＴＨ現像により、各色のトナーによって現像され顕像化される。また、現像に供されなかったトナーは搬送基板１で搬送されてトナー戻しローラ２２８によってトナー送り込み基板２２７の入口側に戻される。このように、本発明に係る静電搬送装置を含む現像装置によって現像を行うことで、前述したように高品質の画像を形成することができる。
【０１１９】
一方、各プロセスカートリッジ２０２Ｂｋ、２０２Ｙ、２０２Ｃ、２０２Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット２０３内の記録用紙が供給ローラ２０４で給紙され、レジストローラ２０５により所定のタイミングで転写ベルト２０６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト２０６に担持されて４つのプロセスカートリッジ２０２Ｂｋ、２０２Ｙ、２０２Ｃ、２０２Ｍの感光体２２１に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０８からなる定着装置２０９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ２１１に排紙される。
【０１２０】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを含む本発明に係る画像形成装置の第４実施形態について図３６及び図３７を参照して簡単に説明する。なお、図３６は同画像形成装置の概略構成図、図３７は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１２１】
この画像形成装置は、水平に延在する転写ベルト（像担持体）２５１に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、２６０Ｂｋ（以下「プロセスカートリッジ２６０」とも総称する。）を並置したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、プロセスカ−トリッジ２６０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
【０１２２】
プロセスカ−トリッジ２６０は、像担持体２６１、帯電手段２６２、本発明に係る静電搬送装置の搬送基板１を含む現像手段２６３、クリーニング装置２６４等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【０１２３】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【０１２４】
そこで、少なくとも像担持体と現像手段の構成要素をプロセスカ−トリッジ２６０として一体に結合して構成することによって、ユーザーによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１２５】
ここで、各色のプロセスカ−トリッジ２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、２６０Ｂｋで現像された像担持体２６２上の現像トナーは水平に延在する転写電圧が印加された転写ベルト２５１に順次転写される。
【０１２６】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト２５１上に多重に転写され、転写手段２５２で転写材２５３にまとめて転写される。そして、転写材２５３上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【０１２７】
上記各実施形態で説明した画像形成装置は、いずれも本発明に係る静電搬送装置を含む現像手段（装置）を備えているので、装置の小型化、低コスト化を図れ、トナ−飛散などもなく、画像品質を向上することができる。
【０１２８】
なお、上記実施形態においては、粉体としてトナーを例に説明しているが、トナー以外の粉体を搬送するための装置などにも同様に適用することができる。また、搬送電極に印加する駆動信号は３相を例に説明しているが、４相、６相などでもよい。
【０１２９】
【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、搬送基板には搬送電極の両端部側に相互接続される共通電極が形成されている構成としたので、搬送電極の断線等が生じても粉体溜まりの発生を低減して、簡単な構成で粉体を安定して移動させることができるとともに、ＥＴＨ現像にも適用することができるようなる。
【０１３０】
本発明に係る現像装置によれば、帯電トナーを移動させる本発明に係る静電搬送装置の搬送基板を備えているので、小型で、安定した高品質現像を行うことできる。
【０１３１】
本発明に係るプロセスカートリッジによれば、本発明に係る現像装置を含む構成としたので、小型で、安定した高品質現像を行うことできるプロセスカートリッジが得られる。
【０１３２】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置を備え、或いはプロセスカートリッジを複数備えているので、高品質現像を行うことができて高品質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図
【図６】同搬送基板に対して駆動信号を印加する駆動回路の一例を説明するブロック図
【図７】同駆動信号の一例を説明する説明図
【図８】同駆動信号の他の例を説明する説明図
【図９】同駆動信号の更に他の例を説明する説明図
【図１０】本発明に係る静電搬送装置の第２実施形態の搬送基板の平面説明図
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図
【図１２】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図
【図１３】図１０のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図
【図１４】図１０のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図
【図１５】本発明に係る静電搬送装置の第３実施形態の搬送基板の平面説明図
【図１６】図１５のＩ−Ｉ線に沿う断面説明図
【図１７】図１５のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図
【図１８】図１５のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図
【図１９】図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面説明図
【図２０】本発明に係る静電搬送装置の第４実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２１】図２０のＭ−Ｍ線に沿う断面説明図
【図２２】図２０のＮ−Ｎ線に沿う断面説明図
【図２３】本発明に係る静電搬送装置の第５実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２４】本発明に係る静電搬送装置の第６実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２５】本発明に係る静電搬送装置の第７実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２６】本発明に係る静電搬送装置の各実施形態の搬送基板におけるコンタクトホールによる相互接続の説明に供する断面説明図
【図２７】比較例のコンタクトホールによる相互接続の説明に供する断面説明図
【図２８】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の説明に供する概略構成図
【図２９】同画像形成装置の本発明に係る現像装置の説明に供する概略構成図
【図３０】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図
【図３１】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の説明に供する概略構成図
【図３２】同画像形成装置の本発明に係る現像装置の説明に供する概略構成図
【図３３】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図
【図３４】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の説明に供する概略構成図
【図３５】同画像形成装置の本発明に係るプロセスカートリッジの説明図
【図３６】本発明に係る画像形成装置の第４実施形態の説明に供する概略構成図
【図３７】同画像形成装置の本発明に係るプロセスカートリッジの説明図
【図３８】一般的な静電搬送装置の搬送基板の平面説明図
【図３９】同搬送装置の構成を説明する構成図
【図４０】同搬送装置によるトナー搬送不良の発生を説明する説明図
【符号の説明】
１…搬送基板、１１…支持基板、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…電極、１３…表面保護層、１４…搬送面、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…共通電極、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…駆動信号印加用入力端子、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…外部共通電極、１０１…感光体ドラム（潜像担持体）、１１６…現像装置、１３６…静電搬送装置、２０２、２６０…プロセスカートリッジ。
【産業上の利用分野】
本発明は静電搬送装置、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特開２００１ー１３９１４４号公報
【特許文献２】特開２００２ー３４１６５６号公報
【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、この潜像に粉体である現像剤（以下「トナー」ともいう。）を付着させて現像してトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体（中間転写部材を含む。）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、トナーを搬送するトナー搬送装置としては、回転自在なスクリューを用いたものが一般的であった。例えばパイプ内のトナーをパイプ内部に沿って設けられたスクリューを回転させることによって上記スクリューの軸線方向に搬送するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このようなトナー搬送装置にあっては、パイプ内のスクリューを回転させるには比較的大きなモータを用い駆動するため装置面積が大型化となり、かつ回転音も大きいという問題がある。また、パイプ内壁とスクリューとの間にトナーが詰まると、摩擦熱により溶融し、トルクの増加や搬送不良を生じることがある。
【０００５】
一方、その他のトナー搬送装置としては、トナーに空気流を当てたり巻き込むことによりトナーを空気流とともに搬送する装置、振動によりトナーが傾斜に沿って滑り落ちるのを助けトナーを搬送する装置、帯電したトナーを電界により搬送する装置等も知られている。
【０００６】
これらのうち、トナーを空気流とともに搬送する装置にあっては、微少な粒子状物体の搬送密度は空気で薄められて疎になり低効率な搬送方法である。また、振動によって搬送を助けるトナーを搬送する装置にあっては、振動を起こさせるために比較的大きなエネルギーが必要であり、搬送方向も重力方向に限られるという不都合が生じている。
【０００７】
そこで、上述した電界を用いて帯電トナーを搬送する装置は、機械的部分の摩耗や振動を伴わないので、騒音の伴わず、長期的安定した画像形成動作を維持することが可能となり、このような搬送装置としては
【特許文献１】や
【特許文献２】などに開示されている。
【０００８】
この電界を用いた一般的なトナー搬送装置について図３８及び図３９を参照して説明する。なお、図３８は同トナー搬送装置の平面説明図、図３９はその搬送電極部分の断面説明図である。
【０００９】
このトナー搬送装置は、絶縁体からなる支持基板５０１上に所定の電極幅を有する薄膜からなる搬送電極５０２を所定の電極間隔で多数本配置し、その表面には短絡防止のための絶縁膜５０３を形成して搬送電極５０２をカバーし、絶縁膜５０３の表面を搬送面５０４とする搬送基板５００を構成している。そして、支持基板５０１には搬送電極５０２…の一端部側に給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを設けている。なお、
【特許文献１】では各給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、搬送電極５０２はそれぞれ絶縁膜を介して積層された構造としている。
【００１０】
ここで、給電電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを介して搬送電極５０２に対して例えば３相のそれぞれ位相のずれた駆動電圧（駆動信号）ｖａ、ｖｂ、ｖｃを供給して進行波電界を発生させることにより、その電界の作用により帯電トナーを図３８で矢印方向に搬送させることができる。
【００１１】
このようなトナー搬送装置においては、電界によるトナーの搬送を精度よく行うために、一つの電極上からトナーを離間させ、更に他の電極上に停止するようなトナーの移動制御を行わなければならず、また、すべての電極において上記の移動制御を行わなければならない。
【００１２】
ところで、搬送基板上に、幅が０．０１〜１ｍｍ程度の線状の搬送電極を０．０１〜１ｍｍ程度の間隔で多数本、櫛状にフォトリソグラフィー技術を用いて一列に並べて形成するが、この場合、電極幅については、トナーに対する電界による制御の観点からは粒径との整合を取る必要があり、また、低電圧駆動の観点からは、幅が狭いことが好ましい。
【００１３】
しかしながら、電極形成において幅の狭い搬送電極を数千本形成する場合、いかにクリーンルーム環境化において形成しても、無欠陥を選るには難しいものがあり、断線等の欠陥が発生するおそれがある。このような搬送電極の一部が断線を生じた場合、例えば図４０に示すように、１本の搬送電極５０２の途中で断線５１０が発生した場合、断線５１０の箇所から先の部分には電圧を供給することができず、その搬送電極５０２の先の部分には電界が発生しなくなるので、トナーが断線した手前の搬送電極で停止してしまい、トナー溜まり５１１が生じることになり、後続のトナーも搬送されなくなる。
【００１４】
また、従来の電界によるトナー搬送装置においては、搬送すべきトナー中に凝集した比較的粗大化した粒子が存在した場合、搬送基板との接触面積が増加することとなり、これらの粒子に対する進行波電界による搬送性が悪く欠陥部分で停止状態となる。
【００１５】
このように搬送基板上でトナーが停止した場合には、停止したトナーが搬送路を塞ぐことになり、他のトナーの搬送を妨害することとなるため、搬送性の低下や、搬送不良が発生することとなり、良好な顕像化が得られにくくなる。
【００１６】
この場合、帯電トナーの搬送不良を防ぐ手段として、各搬送電極に印加する信号電圧を上げ、発生する電界強度を上げて搬送力を増すことが考えられるが、搬送電極の寿命低下、あるいは各搬送電極間のより高絶縁耐圧化を考慮する必要がある。
【００１７】
そこで、
【特許文献１】に記載の搬送装置にあっては、搬送電極と空隙をおいて対向配置する対向電極を設け、搬送電極と対向電極間に交番電界を発生させて、この交番電界によって帯電したトナーを搬送電極と対向電極間で飛翔させることにより、搬送電極間にて発生する進行波電界でトナーを搬送方向に搬送させるようにしている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した
【特許文献１】に記載されているように搬送基板の搬送電極と所定の間隔をおいて対向する対向電極で交番電界を発生させるようにするためには、帯電トナーを搬送する搬送電極に駆動電圧を入力する搬送入力電源の他に、帯電トナーを搬送電極と対向電極間で飛翔させるための交番電界を発生させるための電源を設けなければならず、構成が複雑になる。
【００１９】
また、前述したように搬送電極の長手方向にて断線した場合、搬送入力電源との接続側は電圧が供給されるが、断線箇所より先の部分には電圧が供給されないため、トナーが電極上に固着するおそれがあり、対向電極による交番電界を用いたとしても、上記同様搬送性が悪く、欠陥部分で滞留状態となる。
【００２０】
さらに、このように対向電極を用いる構成では、本出願人が
【特許文献２】で開示したようなＥＴＨ現像に適用することができない。なお、ＥＴＨ（イース：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ＆ Ｈｏｐｐｉｎｇ）現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このＥＴＨ現象は、静電気力による粉体の水平方向（搬送面に沿う方向の意味）の移動（搬送）と垂直方向（搬送面鉛直方向の意味）の移動（ホッピング）を含む現象であり、静電搬送基板の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象である。このＥＴＨ現象を利用した現像をＥＴＨ現像と称する。
【００２１】
そこで、本発明者らは、
【特許文献１】に記載されているようなトナーの水平方向搬送を前提とする従来の静電搬送装置だけでなく、ＥＴＨ現像にも適用できる静電搬送装置にも適用可能な解決手段を見出すため鋭意検討した結果、本発明をなすに至ったものであり、簡単な構成で粉体を安定して移動させることができる静電搬送装置、この静電搬送装置を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２２】
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、支持基板上に粉体を移動させる静電力を発生するための搬送電極が所定の間隔で略平行に移動方向と略直交する方向に繰り返し形成し配置され、更に表面に絶縁部材からなる搬送面が形成された搬送基板を有し、この搬送基板には搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極が形成されている構成とした。なお、本明細書において、「粉体」とは、「粒子」、「微粒子」、「粉末」、「微粉末」、「粉体」、「微粉体」などを含む意味で用いる。
【００２３】
ここで、搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極にはｎ相（ｎは３以上の整数）の駆動信号印加用入力端子が設けられていることが好ましく、この場合搬送電極と相互接続される両側の共通電極の一方側には駆動信号印加用入力端子が設けられ、他方側には駆動信号印加用入力端子が設けられていない構成とすることができる。また、駆動信号印加用入力端子は移動方向と直交する方向で共通電極よりも外側に引き出された位置に配置されている構成とすることができる。
【００２４】
また、ｎ相の共通電極と各共通電極に接続される搬送電極とは異なる層にある構成とすること、或いは、共通電極及びこの共通電極に接続される搬送電極はｎ相のうちの少なくとも２相は相毎に同じ層にある構成とすることができる。
【００２５】
さらに、両側の共通電極は搬送電極以外の低抵抗のパターンで相互接続されている構成とすることができる。また、共通電極は搬送電極よりも電極幅が広いことが好ましい。
【００２６】
さらにまた、一体形成で相互接続された共通電極とこの共通電極に接続される搬送電極とを含み、あるいは、コンタクトホールを介して相互接続された共通電極とこの共通電極に接続される搬送電極とを含む構成とすることができる。このコンタクトホールを用いた相互接続の場合には、支持基板表面から共通電極、搬送電極の順に積層されていることが好ましい。
【００２７】
また、共通電極と搬送電極とは支持基板の異なる表面側に設けることができる。さらに、搬送面を対向配置した少なくとも２枚の搬送基板を備えることができる。
【００２８】
本発明に係る現像装置は、帯電トナーを移動させる本発明に係る静電搬送装置の搬送基板を備えている構成とした。
【００２９】
本発明に係るプロセスカートリッジは、本発明に係る現像装置を含む構成とした。
【００３０】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備え、或いはプロセスカートリッジを複数備えている構成とした。
【００３１】
【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、本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図５は図１のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【００３２】
この静電搬送装置は、粉体であるトナーを搬送及びホッピングさせるための電界を発生する複数の電極を有する搬送基板１を有し、この搬送基板１には図示しない駆動回路からｎ相（ｎは３以上の整数）の駆動信号Ｖａ（ａ相）、Ｖｂ（ｂ相）、Ｖｃ（ｃ相）が入力される。なお、ここでは、搬送基板１としてＥＴＨ現
象を発生させる搬送基板で説明するが、前述した
【特許文献１】に開示されているように粉体を水平方向にだけ移動させる搬送基板にも同様に適用することができる。
【００３３】
この搬送基板１は、ベース基板（支持基板）１１上に３本の電極（搬送電極）１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（これらを「搬送電極１２」と総称する。）を１セットとて、所定の間隔で、粉体移動方向に沿って粉体移動方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、更にその表面に無機又は有機の絶縁性材料で形成した絶縁部材からなる表面保護層１３を形成し、この表面保護層１３の表面を搬送面１４としている。なお、ここでは、表面保護層１３が搬送面１４を形成する表面層となるが、表面保護層１３上に更に粉体との適合性に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００３４】
そして、これらの搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの両側には、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとそれぞれ両端部で相互接続した共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（これらを「共通電極１５」と総称する。）を粉体移動方向に沿って、すなわち、個々の搬送電極と略直交する方向に設けている。この場合、共通電極１５の幅（この幅は、粉体移動方向と直交する方向の幅）は搬送電極１２の幅（この幅は、粉体移動方向に沿う方向の幅）よりも広くしている。
【００３５】
さらに、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの両端部にはそれぞれ駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ（これらを「駆動信号印加用入力端子１６」と総称する。）を設けている。
【００３６】
ここで、支持基板１１としては、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材料からなる基板、或いは、ＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、また、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
【００３７】
また、搬送電極１２及び共通電極１５の電極材料としては、Ａｌ、ＮｉーＣｒ等の導電性材料を用いることができ、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。また、搬送電極１２の粉体進行方向における幅は移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下とし、かつ、搬送電極１２、１２の粉体進行方向の間隔も移動させる粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。
【００３８】
表面層１３としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを用いることができる。また、無機ナイトライド化合物、例えばＳｉＮ、Ｂｎ、Ｗなどを用いることができる。特に、表面水酸基が増えると帯電粉体の帯電量が搬送途中で下がる傾向にあるので、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）が少ない無機ナイトライド化合物が好ましい。
【００３９】
また、ここでは、ａ相用及びｂ相用の搬送電極１２ａ、１２ｂと共通電極１５ａ、１５ｂとはコンタクトホールを介して相互接続し、ｃ相用の搬送電極１２ｃと共通電極１５ｃとは一体成形で相互接続し、一体形成とコンタクトホールによる相互接続を混在した形態としている。
【００４０】
したがってまた、この搬送電極１では、共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと搬送電極１２ｃとは同じ層位置に形成され、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと搬送電極１２ｃ表面の層間絶縁膜１７（表面保護層１３と同じ絶縁性材料でも良いし、異なる材料でも良い。）を介して搬送電極１２ａ、１２ｂとが同じ層位置に形成されている。
【００４１】
このような搬送基板１を作製するには、ガラスなどの絶縁性基板を用いた支持基板１１上に、電極材料として例えばＮｉ−Ｃｒを成膜し、ｃ相共通電極１５ｃと搬送電極１２ｃを一体形成でパタ−ン化すると同時に、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｃも同じ工程で、硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパタ−ン化する。このとき、共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃも同時にパターン化する。
【００４２】
そして、スパッタ等にて、層間絶縁膜（ここでは、ＳｉＯ２を用いた。）１７を２μｍ厚で全面に成膜する。
【００４３】
その後、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂと搬送電極１２ａ、１２ｂをそれぞれ相互接続するために接続位置をバッファードフッ酸（ＢＨＦ）にて層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成する。
【００４４】
続いて、層間絶縁膜１７表面に搬送電極１２ａ、１２ｂを形成するためのＡｌを成膜した後、リン酸系エッチング液で電極形状にエッチングしてパターン化し、ａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂにコンタクトホ−ル１８を介して相互接続された搬送電極１２ａ、１２ｂをそれぞれ形成する。
【００４５】
さらに、表面に表面保護層１３を成膜する。なお、駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃについては、層間絶縁膜１７の成膜時及び表面保護層１３の成膜時に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃの部分を除いて成膜するか、最後にエッチングで表面保護層１３及び層間絶縁膜１７を開口してもよい。
【００４６】
次に、このように構成した搬送基板１に対して駆動信号を与える駆動回路の一例について図６を参照して説明する。
この駆動回路は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路２１と、このパルス信号発生回路２１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを生成出力する波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃとを有する。
【００４７】
パルス信号発生回路２１は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各１２０°に位相シフトしたパルスで、次段の波形増幅器２２ａ〜２２ｃに含まれるスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して１００Ｖのスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を生成して出力する。
【００４８】
波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、例えば図７に示すように各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（これを「搬送電圧パターン」という。）、あるいは例えば図８又は図９に示すように、各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（これを「ホッピング電圧パターン」という。）３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを出力する。
【００４９】
そして、この波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを、搬送基板１の駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介してａ相共通電極１５ａ、ｂ相共通電極１５ｂ、ｃ相共通電極１５ｃにそれぞれ印加する。
【００５０】
ここで、搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、すなわち搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに例えば搬送電圧パターンの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを印加した場合、搬送基板１上の帯電粉体は搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの進行波電界を受けて所定の方向に搬送される。また、搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、すなわち搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに例えばホッピング電圧パターンの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを印加した場合、搬送基板１上の帯電粉体は搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの進行波電界を受けてホッピングしながら所定の方向に搬送される。
【００５１】
本発明者らは、搬送電極１２をＬ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝１０／２０μｍ、搬送電極１２の長さ（搬送方向と直交する方向の長さ）６０ｍｍとして、ト−タル２７００本の搬送電極１２を形成した搬送基板１を上述したようにして作製した。この結果、顕微鏡観察で３μｍ〜１０μｍ長さの断線が５本確認された。
【００５２】
そこで、このサンプルの搬送基板１を用いて、帯電したトナーについての搬送実験を行い、３相の互いに位相がずれた駆動パルス電圧１００Ｖ、駆動周波数３ｋＨｚの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ印加した。
【００５３】
この結果、従来トナ−搬送開始地点から最初の断線部分でトナ−溜まりの発生があったが、本サンプルにおいてはトナ−の溜まりが発生することなく、また、他の断線部分においても溜まりは観察されず、所定方向へトナが搬送されることが確認できた。なお、搬送速度は０．５５ｍ／secであった。
【００５４】
このように、搬送基板には搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極が形成されているので、搬送電極の両側から駆動信号を印加できるようになり、断線による粉体溜まりを低減することができて、粉体を確実に静電力で水平方向に安定して搬送することができるとともに、従来のように対向電極を用いないのでＥＴＨ現像にも適用することができる。
【００５５】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第２実施形態について図１０ないし図１４を参照して説明する。なお、図１０は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図、図１２は図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図、図１３は図１０のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図、図１４は図１０のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図である。
【００５６】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１上にａ相、ｂ相、ｃ相共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞパターンニングして形成し、その表面に層間絶縁膜１７を成膜し、この層間絶縁膜１７に各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ用のコンタクトホール１８を形成し、層間絶縁膜１７上に各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成してコンタクトホール１８を介してａ相、ｂ相、ｃ相共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ接続している。
【００５７】
本実施形態の搬送基板１を第１実施形態と同様にして作製したところ、３本の断線が発生したが、上記実験条件と同条件で確認した結果、帯電トナ−は滞留することはなく移動し、搬送速度は０．５０ｍ／secであった。
【００５８】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第３実施形態について図１５ないし図１９を参照して説明する。なお、図１５は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図１６は図１５のI−I線に沿う断面説明図、図１７は図１５のJ−J線に沿う断面説明図、図１８は図１５のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図、図１９は図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面説明図である。
【００５９】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１上にｃ相の共通電極１５ｃ及び搬送電極１２ｃ並びに駆動信号印加用入力端子１６ｃを一体形成し、その表面に層間絶縁膜１７ａを成膜して、この層間絶縁膜１７ａ上にｂ相共通電極１５ｂ及び搬送電極１２ｂ並びに駆動信号印加用入力端子１６ｂを一体形成し、更にその表面に層間絶縁膜１７ｂを成膜し、この層間絶縁膜１７ｂ上にａ相共通電極１５ａ及び搬送電極１２ａ並びに駆動信号印加用入力端子１６ａを形成して、その表面に表面保護層１３を成膜した後、駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対応する部分をそれぞれエッチングで開口した。
【００６０】
このように、ここでは各共通電極と各搬送電極を一体形成し、層間絶縁膜と、交互に積層する形態で形成している。この場合も前同様の実験によれば、断線が生じていてもトナーが滞留することなく移動することが確認できた。
【００６１】
なお、上記各実施形態において、駆動信号（駆動電圧）を印加する入力端子を図に示す搬送電極と同方向の４端部に設けているので、いずれの入力端子も駆動電源（駆動回路）と接続でき、また、いずれか２カ所、もしくは４カ所すべてに接続することも可能となる。これによって、実装性が広く取れるとともにに駆動信号（駆動電圧）印加に対する信頼性が向上する。
【００６２】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第４実施形態について図２０ないし図２２を参照して説明する。なお、図２０は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図、図２１は図２０のＭ−Ｍ線に沿う断面説明図、図２２は図２０のＮ−Ｎ線に沿う断面説明図である。
【００６３】
本実施形態では、搬送基板１は、支持基板１１の一方の面（裏面）にａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ形成して絶縁保護膜２７で被覆し、支持基板１１の他方の面（表面）にａ相、ｂ相、ｃ相の各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ形成して表面保護層１３で被覆している。
【００６４】
そして、支持基板１１に形成したスルーホール２８を介して各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃに接続している。
【００６５】
このように支持基板１１の裏面側にａ相、ｂ相、ｃ相の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを配置することによって、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間での段差をなくし、また、搬送基板１全体の厚さを薄くすることができる。ただし、搬送基板自体にスルーホールを形成しなければならない点では、前記第１ないし第３実施形態よりも製造プロセス上は不利である。
【００６６】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第５実施形態について図２３を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、一端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃには両端部に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを設けたが、他端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃには駆動信号印加用入力端子を設けない構成とした。
【００６７】
この搬送基板１について前記第１実施形態と同様にしてサンプルを作製して、得られたサンプルについて搬送確認実験を行った。このとき、ｂ相共通電極１５ｂとｃ相共通電極間（上部より２０本目）の搬送電極１２ｂが断線していたが、トナ−が留まることなく移動することが確認できた。
【００６８】
これは、搬送電極１２の両端部に共通電極１５を配置することにより断線以外の搬送電極１２を通じて駆動信号（駆動電圧）が印加される効果である。従来、同様の現象においては、断線した搬送電極手前部分にトナ−が滞留するのが確認されたが、これは断線した搬送電極に駆動電圧が印加されないため搬送電極間が見かけじょう広くなり、進行波電界が及ばないためトナ−が堆積するためと思われる。
【００６９】
なお、このような構成は、前記第２ないし第４実施形態の搬送基板にも同様に適用することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第６実施形態について図２４を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃから引出し部１９ａ、１９ｂ、１９ｃを一体形成して、粉体搬送方向と直交する方向で各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃよりも外側に駆動信号印加用入力端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃを配置している。
【００７１】
なお、このような構成は、前記第２ないし第５実施形態の搬送基板にも同様に適用することができる。
【００７２】
次に、本発明に係る静電搬送装置の第７実施形態について図２５を参照して説明する。なお、同図は同静電搬送装置の搬送基板の平面説明図である。
本実施形態は、粉体搬送のより効率性を図る目的から第１実施形態で実施した形態において、配線抵抗の低抵抗化を図り前記粉体の搬送効率を向上している。
【００７３】
すなわち、本実施形態では、前記第１実施形態と同様な共通電極１５及び搬送電極１２の構成（相互接続形態を含む）とし、各端部側の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを粉体搬送に影響を与えない領域で外部共通電極２０ａ、２０ｂ、２０で相互に接続した。
【００７４】
この場合、外部共通電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃの形成方法としては、搬送電極材料よりも抵抗率の低い材料を用いる、または、配線材料膜厚を厚く形成する、若しくは前記搬送電極と同材料でパタ−ン幅を広く取るなどの形態とすることができる。
【００７５】
ここでは、プロセス工程を増やすことなく同一工程（搬送電極と共通電極を形成する工程）で形成することが可能なように、Ａｌからなる搬送電極１２に対し広い電極幅の外部共通電極を形成し、その後、スパッタにてＳｉＯ２の表面保護層を１μｍ厚みに成した。
【００７６】
本実施形態のサンプルを作製して、球形トナ−を用いて搬送状況を確認した結果、所定方向にトナーが滞留することなく移動されるのを確認できた。搬送速度は駆動パルス電圧１００Ｖ、駆動周波数３ｋＨｚで０．７ｍ／secを確認した。また、駆動パルス電圧４０V、駆動周波数３ｋＨｚの場合でも、０．５５ｍ／secが得られ、低駆動電圧で駆動することが確認できた。
【００７７】
なお、本実施形態も前記第２ないし第６実施形態の構成に同様に適用することができる。
【００７８】
次に、上述した各実施形態で用いている共通電極と搬送電極の相互接続について図２６及び図２７を参照して説明する。なお、図２６は本発明に係る搬送基板のコンタクトホール部分の断面説明図、図２７は従来のコンタクトホール部分の断面説明図である。
【００７９】
相互接続においては、一体形成法とコンタクトホ−ルを介して共通電極と搬送電極を接続する方法がある。一体で形成する方法が配線上の信頼性は好ましいが、電極及び層間絶縁膜を薄層にした一層一電極を形成した場合用いることが可能となるが、厚膜においては電極間の段差凹凸が大きくなるとともに、工程数が増加することとなる。また、同じ駆動電圧の駆動信号であれば、最下部電極と最上部電極との段差による電界強度が異なるため、電極および層間膜の膜厚等の最適化が必要となる。このことは、総電極数が多い場合ますます重要課題となり得る。
【００８０】
そこで、上記各実施形態においては、導体接合に従来より半導体形成技術等で用いられているコンタクトホ−ルを介して接合する形成法と先の一体形成を混在した方法の両者を適用している。
【００８１】
このコンタクトホ−ルを形成するには、２通りの方法がある。一つは図２７に示すように、支持基板１１上に搬送電極１２を形成し、この搬送電極１２上に成膜された層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成し、その後、共通電極１５を形成する方法である。
【００８２】
このように、搬送電極上にコンタクトホ−ルを形成するに当たっては、コンタクトホ−ル形成用マスクを用いて位置合わせをし、レジストパタ−ンを形成する。一般的なコンタクトホ−ルの形状としては、角型（正方形、長方形）形状が多いが、そのため孔の壁面が急峻に近い形で形成されコンタクトホ−ルの底部及び上部において後の共通電極となる電極材料（Ａｌ）を成膜し、共通電極を形成した際、前記底部及び前記上部においてボイド及びカバレ−ジ不良による断線を起こすおそれがある。
【００８３】
また、コンタクトホ−ルの位置合わせ及びエッチングにおけるサイドエッチを注意する必要がある。これは、四方が同形状であるため等方的にエッチングされ急峻になるためである。コンタクトホ−ルの位置及びサイドエッチ量が大きいと搬送電極から孔が落ちた形で形成される。
【００８４】
本実施例においては、幅（ｗ）方向が１０μｍの搬送電極１２上にコンタクトホ−ル１８として８μｍのホールを作製する場合、残り２μｍ（左右１μｍ）しか余裕がなく、万が一左右どちらかにレジストパタ−ンがずれ電極落ちした場合、後の共通電極との接合において接触面積が小さくなり、接触抵抗が高くなってしまう。
【００８５】
そこで、図２６に示すように、支持基板１１上にまず共通電極１５を形成した後、層間絶縁膜１７にコンタクトホ−ル１８を形成し、次に、搬送電極１２を形成している。
【００８６】
これにより、共通電極１５の幅（本実施形態では５００μｍとしている。）が広いため、コンタクトホ−ル１８の位置ずれ及びサイドエッチが多少大きくなった場合でも電極落ちすることがなくなる。
【００８７】
さらに、本実施形態においては、接合の信頼性を向上させる狙いからコンタクトホ−ル１８の形状を搬送電極１２の方向に楕円形状に形成した。このように、Ｒを小さく採ることにより、コ−ナのエッチング速度が遅くなることを用いて壁面の傾斜をなだらかにし、段差及びボイドによる断線を防止することができる。なお、楕円のコンタクトホ−ルを用いたがこの形状に限られたものではなく、他の形状として、菱形、星形等を用いることもできる。
【００８８】
次に、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を含む本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図２８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１０１（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１０２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１０３とミラー１０４とを含む走査光学系１０５と、ミラー１０６、１０７を含む走査光学系１０８とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。
【００８９】
ここで、走査された原稿画像がレンズ１０９の後方に配置した画像読み取り素子１１０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１１３で反射した後、ミラー１１４を介して感光体ドラム１０１上に照射する。この感光体ドラム１０１は帯電装置１１５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１０１の表面に静電潜像が形成される。
【００９０】
そして、この感光体ドラム１０１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１１６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１１７Ａ又は１１７Ｂから給紙コロ１１８Ａ又は１１８Ｂで給紙された転写紙（記録媒体）１１９に転写チャージャ１２０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１１９は、分離チャージャ１２１により感光体ドラム１０１の表面より分離されて、搬送ベルト１２２によって搬送され、定着ローラ対１２３の圧接部を通って、可視像が定着され、機外の排紙トレイ１２４へと排紙される。
【００９１】
一方、転写が終了した感光体ドラム１０１の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１２５によって除去され、感光体ドラム１０１の表面に残留している電荷は除電ランプ１２６によって消去される。
【００９２】
次に、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１１６について図２９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１１６は、粉体であるトナーを収納するトナーホッパ部１３１と、このトナーホッパ部１３１内のトナーを攪拌するアジテータ１３２と、トナーホッパ部１３１内のトナーを帯電させてトナーボックス部１３３に供給する帯電ローラ１３４及びこの帯電ローラ１３４の周面に接触させて配置したドクターブレード１３５と、トナーボックス部１３３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１０１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１３６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１３８と、トナー回収部材１３８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１３３に戻す本発明に係る静電搬送装置であるトナー逆搬送部材１３９とを備えている。
【００９３】
静電搬送装置１３６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１０１に向かって噴出する搬送面１４、１４を有する２枚の搬送基板１、１を搬送面１４、１４を対向させて所定の間隔で配置している。
【００９４】
そして、これらの搬送基板１、１間にトナーボックス部１３３内のトナーを静電力で搬送して送り込む送り込み基板１４３、１４３とを備え、これらの送り込み基板１４３、１４３の一端部は搬送基板１４１、１４１に接合し、他端部は帯電ローラ１３４側に配置している。なお、送り込み基板１４３も搬送基板１と同様な構成（ただし、支持基板にはポリイミドフィルムなどの変形可能な支持基板を用いている。）として、静電力で帯電したトナーを搬送基板１に搬送（ホッピングを伴なっても構わない。）する搬送基板としている。
【００９５】
また、搬送基板１、１の複数の搬送電極１２に対して駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、ｃを印加する駆動回路１５０ａ、１５０ｂを備えている。この駆動回路１５０ａ、１５０ｂからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、前述したように搬送基板１、１の各共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して複数の各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに印加される。
【００９６】
なお、接続関係の図示を省略しているが、この駆動回路１５０ａ、１５０ｂからの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｄは送り込み基板１４３の各搬送電極にも印加される。また、ここでは、各搬送基板１、１毎に駆動回路１５０ａ、１５０ｂを設けているが、１つの駆動回路を共用してもよい。ただし、各搬送基板毎に駆動回路を設ければ、つまり、異なる駆動信号を印加できるようにすれば、対向する搬送電極間の駆動信号の位相を異ならせることができる。
【００９７】
このように構成した画像形成装置においては、図３０に示すように、現像装置１１６のトナーホッパ部１３１のトナーがアジテータ１３２で攪拌されながら帯電ローラ１３４に運ばれ、帯電ローラ１３４の回転（図で左回り方向）によってドクタブレード１３５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１３３に送り込まれる。
【００９８】
そして、このトナーボックス部１３３のトナーは、送り込み基板１４３、１４３に３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで送り込み基板１４３に沿って搬送されて搬送基板１、１間に送り込まれ、搬送基板１に３相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されることで、搬送基板１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１０１との対向部方向に向けて噴出側から順次供給される。
【００９９】
これによって、噴出された帯電トナーは感光体ドラム１０１表面の逆極性電荷がある部分（画像部分）に付着して感光体ドラム１０１上の潜像が現像される。このとき、搬送基板１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。
【０１００】
この場合、搬送基板１、１の先端部電極１５２、１５２間に交流電源１５３からの交流電圧を印加して交流電界を発生させておくと、搬送基板１、１間から噴出したトナー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１５４が発生し、感光体ドラム１０１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。
【０１０１】
次に、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を備えた本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図３１及び図３２を参照して説明する。なお、図３１は同画像形成装置の現像装置部分の概略構成図、図３２は同現像装置の要部詳細説明図である。
【０１０２】
この画像形成装置の現像装置１１６は、ＥＴＨ現像を行うための搬送基板１を含む静電搬送装置１３６を備えている。すなわち、ここでは、搬送基板１は、トナー送り込み基板１４３から供給されるトナーを現像部側に向かって搬送するためのトナー搬送部１Ｔ及びこのトナー搬送部１Ｔで搬送されるトナーを感光体ドラム１０１の近傍でホッピングさせるための現像部を構成しているトナーホッピング部１Ｐを一体に連続的に形成したものである。
【０１０３】
また、搬送基板１の複数の電極１２に対して駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｄを印加する駆動回路１６２を備えている。さらに、搬送基板１のトナーホッピング部１Ｐと感光体ドラム１０１との間に現像バイアス電圧であるＤＣバイアス（１００Ｖ〜２００Ｖ）を印加するための電極１６３及びＤＣ電源１６４を備える構成も可能である。
【０１０４】
ここで、搬送基板１のトナー搬送部１Ｔはトナーを現像部であるトナーホッピング部１Ｐ側に向かって搬送する部分であって、粉体を潜像担持体側に向かって静電力で搬送する静電搬送装置を構成し、トナーホッピング部１Ｐはトナーを感光体ドラム１０１近傍で静電力でホッピングさせる部分であって、現像部を構成するものであって、粉体を潜像担持体近傍で静電力でホッピングさせるための静電搬送装置を構成している。
【０１０５】
なお、ここでは、搬送基板１のトナー搬送部１Ｔ及びトナーホッピング部１Ｐの電極構成、印加する駆動信号を同じにしているため、搬送基板１上のトナーはトナー搬送部１Ｔにおいてもトナーホッピング部１Ｐにおいても搬送及びホッピングが行われている。すなわち、「トナー搬送部」はトナーを現像部に搬送する目的を有する部分であるという意味で、また「トナーホッピング部」はトナーをホッピングする目的を有する部分であるという意味で使用しており、トナー搬送部ではホッピングが行われない、トナーホッピング部ではトナー搬送が行われないという意味ではない。
【０１０６】
この搬送基板１は、前述した本発明に係る静電搬送装置で説明したように、支持基板１１上に進行波電界を発生させるための複数の電極１２を設け、電極１２の表面を表面保護層１３で被覆したものである。そして、駆動回路１６２からの駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、前述したように搬送基板１の共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃに印加される。
【０１０７】
このように構成したこの画像形成装置における現像動作について説明すると、トナーボックス部３３内の帯電したトナーは、トナー送り込み基板１４３によって静電力で搬送されて搬送基板１のトナー搬送部１Ｔに至り、このトナー搬送部１Ｔで更に静電力で感光体ドラム１０１側に向かって搬送されてトナーホッピング部１Ｐに送られる。
【０１０８】
そして、このトナーホッピング部１Ｐにおいては、図３３に示すようにトナーＴがホッピングしている。このように感光体ドラム１０１の近傍でトナーがホッピングしていることにより、感光体ドラム１０１の潜像部だけにトナーを付着させるためには、次のような電界を発生させればよい。すなわち、トナーホッピング部１Ｐの搬送電極１２に印加するパルス状駆動電圧の平均値と感光体ドラム１０１に形成された潜像部電圧による電界は、トナーを感光体ドラム１０１側に吸引する関係、またトナーホッポング１Ｐの搬送電極１２に印加するパルス状駆動電圧の平均値と感光体ドラム１０１に形成された非潜像部電圧による電界は、トナーを感光体ドラム１０１側から反発する方向関係に設定する。
【０１０９】
このとき、既にホッピングしているトナーは搬送基板１との間で吸着力が生じていないため、容易に潜像担持体（感光体ドラム１０１）側に移送することができ、高い画像品質が得られる現像を低電圧で行うことができる。
【０１１０】
すなわち、従来の所謂ジャンピング現像方式にあっては、現像ローラから帯電トナーを剥離させて感光体に移送させるには、トナーの現像ローラに対する付着力以上の印加電圧が必要であり、ＤＣ６００〜９００Ｖのバイアス電圧をかけなければならない。これに対して、本発明によれば、トナーの付着力は通常５０〜２００ｎＮであるが、搬送基板１上でホッピングしているために搬送基板１に対する付着力が略零になるので、トナーを搬送基板１から剥離する力が不要になり、低電圧で十分にトナーを感光体側に移送することが可能になるのである。
【０１１１】
そして、トナーホッピング部１Ｐに送り込まれたが使用されないトナーは、トナーホッピング部１Ｐにおいてもホッピングとともに搬送が行われているので、トナー回収部材１３８に排出されて回収される。
【０１１２】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の第３実施形態について図３４及び図３５を参照して簡単に説明する。なお、図３４は同画像形成装置の概略構成図、図３５は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１１３】
この画像形成装置２００は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する４つの光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋ（以下「光書き込み装置２０１」とも総称する。）と、作像用の４つのプロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋと、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット２０３と、給紙カセット２０３から記録用紙を給紙する給紙ローラ２０４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ２０５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト２０６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着装置２０９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ２１１に排紙する排紙ローラ２１０等を備えた構成となっている。
【０１１４】
４つのプロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの構成は同じ（以下「プロセスカートリッジ２０２」とも総称する。）であり、図３５に示すように、各プロセスカートリッジ２０２は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体２２１と、帯電ローラ２２２と、本発明に係る静電搬送装置を含む現像装置２２３と、クリーニングブレード２２４等を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。現像装置２２３を着脱自在であるプロセスカ−トリッジ２０２内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換を容易に行うことができるようになる。
【０１１５】
また、現像装置２２３内には、トナー供給ローラ２２５、帯電ローラ２２６、本発明に係る静電搬送装置を構成する搬送基板１、搬送基板１へのトナー送り込み基板２２７、回収トナーを戻すトナー戻しローラ２２８が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ２０２の背面側には、光書き込み装置２０１からのレーザビームが入射される窓口となるスリット２３０が設けられている。
【０１１６】
各光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋは、半導体レーザ、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成され、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射し、各プロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの感光体２２１上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【０１１７】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｙ、２０２Ｂｋの感光体２２１が帯電ローラ２２２で均一に帯電され、各光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。
【０１１８】
この感光体２２１上に形成された静電潜像は、現像装置２２３の搬送基板１によるＥＴＨ現像により、各色のトナーによって現像され顕像化される。また、現像に供されなかったトナーは搬送基板１で搬送されてトナー戻しローラ２２８によってトナー送り込み基板２２７の入口側に戻される。このように、本発明に係る静電搬送装置を含む現像装置によって現像を行うことで、前述したように高品質の画像を形成することができる。
【０１１９】
一方、各プロセスカートリッジ２０２Ｂｋ、２０２Ｙ、２０２Ｃ、２０２Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット２０３内の記録用紙が供給ローラ２０４で給紙され、レジストローラ２０５により所定のタイミングで転写ベルト２０６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト２０６に担持されて４つのプロセスカートリッジ２０２Ｂｋ、２０２Ｙ、２０２Ｃ、２０２Ｍの感光体２２１に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０８からなる定着装置２０９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ２１１に排紙される。
【０１２０】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを含む本発明に係る画像形成装置の第４実施形態について図３６及び図３７を参照して簡単に説明する。なお、図３６は同画像形成装置の概略構成図、図３７は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１２１】
この画像形成装置は、水平に延在する転写ベルト（像担持体）２５１に沿って、各色のプロセスカ−トリッジ２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、２６０Ｂｋ（以下「プロセスカートリッジ２６０」とも総称する。）を並置したタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、プロセスカ−トリッジ２６０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
【０１２２】
プロセスカ−トリッジ２６０は、像担持体２６１、帯電手段２６２、本発明に係る静電搬送装置の搬送基板１を含む現像手段２６３、クリーニング装置２６４等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【０１２３】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【０１２４】
そこで、少なくとも像担持体と現像手段の構成要素をプロセスカ−トリッジ２６０として一体に結合して構成することによって、ユーザーによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１２５】
ここで、各色のプロセスカ−トリッジ２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、２６０Ｂｋで現像された像担持体２６２上の現像トナーは水平に延在する転写電圧が印加された転写ベルト２５１に順次転写される。
【０１２６】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト２５１上に多重に転写され、転写手段２５２で転写材２５３にまとめて転写される。そして、転写材２５３上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【０１２７】
上記各実施形態で説明した画像形成装置は、いずれも本発明に係る静電搬送装置を含む現像手段（装置）を備えているので、装置の小型化、低コスト化を図れ、トナ−飛散などもなく、画像品質を向上することができる。
【０１２８】
なお、上記実施形態においては、粉体としてトナーを例に説明しているが、トナー以外の粉体を搬送するための装置などにも同様に適用することができる。また、搬送電極に印加する駆動信号は３相を例に説明しているが、４相、６相などでもよい。
【０１２９】
【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、搬送基板には搬送電極の両端部側に相互接続される共通電極が形成されている構成としたので、搬送電極の断線等が生じても粉体溜まりの発生を低減して、簡単な構成で粉体を安定して移動させることができるとともに、ＥＴＨ現像にも適用することができるようなる。
【０１３０】
本発明に係る現像装置によれば、帯電トナーを移動させる本発明に係る静電搬送装置の搬送基板を備えているので、小型で、安定した高品質現像を行うことできる。
【０１３１】
本発明に係るプロセスカートリッジによれば、本発明に係る現像装置を含む構成としたので、小型で、安定した高品質現像を行うことできるプロセスカートリッジが得られる。
【０１３２】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置を備え、或いはプロセスカートリッジを複数備えているので、高品質現像を行うことができて高品質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図
【図６】同搬送基板に対して駆動信号を印加する駆動回路の一例を説明するブロック図
【図７】同駆動信号の一例を説明する説明図
【図８】同駆動信号の他の例を説明する説明図
【図９】同駆動信号の更に他の例を説明する説明図
【図１０】本発明に係る静電搬送装置の第２実施形態の搬送基板の平面説明図
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図
【図１２】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図
【図１３】図１０のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図
【図１４】図１０のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図
【図１５】本発明に係る静電搬送装置の第３実施形態の搬送基板の平面説明図
【図１６】図１５のＩ−Ｉ線に沿う断面説明図
【図１７】図１５のＪ−Ｊ線に沿う断面説明図
【図１８】図１５のＫ−Ｋ線に沿う断面説明図
【図１９】図１５のＬ−Ｌ線に沿う断面説明図
【図２０】本発明に係る静電搬送装置の第４実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２１】図２０のＭ−Ｍ線に沿う断面説明図
【図２２】図２０のＮ−Ｎ線に沿う断面説明図
【図２３】本発明に係る静電搬送装置の第５実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２４】本発明に係る静電搬送装置の第６実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２５】本発明に係る静電搬送装置の第７実施形態の搬送基板の平面説明図
【図２６】本発明に係る静電搬送装置の各実施形態の搬送基板におけるコンタクトホールによる相互接続の説明に供する断面説明図
【図２７】比較例のコンタクトホールによる相互接続の説明に供する断面説明図
【図２８】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の説明に供する概略構成図
【図２９】同画像形成装置の本発明に係る現像装置の説明に供する概略構成図
【図３０】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図
【図３１】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の説明に供する概略構成図
【図３２】同画像形成装置の本発明に係る現像装置の説明に供する概略構成図
【図３３】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図
【図３４】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の説明に供する概略構成図
【図３５】同画像形成装置の本発明に係るプロセスカートリッジの説明図
【図３６】本発明に係る画像形成装置の第４実施形態の説明に供する概略構成図
【図３７】同画像形成装置の本発明に係るプロセスカートリッジの説明図
【図３８】一般的な静電搬送装置の搬送基板の平面説明図
【図３９】同搬送装置の構成を説明する構成図
【図４０】同搬送装置によるトナー搬送不良の発生を説明する説明図
【符号の説明】
１…搬送基板、１１…支持基板、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…電極、１３…表面保護層、１４…搬送面、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…共通電極、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…駆動信号印加用入力端子、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…外部共通電極、１０１…感光体ドラム（潜像担持体）、１１６…現像装置、１３６…静電搬送装置、２０２、２６０…プロセスカートリッジ。
Claims (17)
- 粉体を静電力で移動させるための搬送基板を備えた静電搬送装置において、前記搬送基板は、支持基板上に前記粉体を移動させる静電力を発生するための搬送電極が所定の間隔で略平行に移動方向と略直交する方向に繰り返し形成し配置され、更に表面に絶縁部材からなる搬送面が形成され、前記搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極が形成されていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１に記載の静電搬送装置において、前記搬送電極の両端部にて相互接続される前記共通電極にはｎ相（ｎは３以上の整数）の駆動信号印加用入力端子が設けられていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項２に記載の静電搬送装置において、前記搬送電極と相互接続される両側の共通電極の一方側には前記駆動信号印加用入力端子が設けられ、他方側には前記駆動信号印加用入力端子が設けられていないことを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項２又は３に記載の静電搬送装置において、前記駆動信号印加用入力端子は前記移動方向と直交する方向で前記共通電極よりも外側に引き出された位置に配置されていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項２ないし４のいずれかに記載の静電搬送装置において、ｎ相の前記共通電極と各共通電極に接続される前記搬送電極とは異なる層にあることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項２ないし４のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記共通電極及びこの共通電極に接続される前記搬送電極はｎ相のうちの少なくとも２相は相毎に同じ層にあることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記両側の共通電極は前記搬送電極以外の低抵抗のパターンで相互接続されていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし７のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記共通電極は前記搬送電極よりも電極幅が広いことを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載の静電搬送装置において、一体形成で相互接続された前記共通電極とこの共通電極に接続される前記搬送電極とを含むことを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載の静電搬送装置において、コンタクトホールを介して相互接続された前記共通電極とこの共通電極に接続される前記搬送電極とを含むことを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項９に記載の静電搬送装置において、前記支持基板表面から共通電極、搬送電極の順に積層されていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし３のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記共通電極と前記搬送電極とは前記支持基板の異なる表面側に設けられていることを特徴とする静電搬送装置。
- 請求項１ないし１２のいずれかに記載の静電搬送装置において、搬送面を対向配置した少なくとも２枚の搬送基板を備えていることを特徴とする静電搬送装置。
- 潜像担持体上に帯電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、前記帯電トナーを移動させる前記請求項１ないし１３のいずれかに記載の静電搬送装置の搬送基板を備えていることを特徴とする現像装置。
- 少なくとも現像手段を含み、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段が請求項１４に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 帯電した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１４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。
- カラー画像を形成する画像形成装置において、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
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