(57)【要約】【課題】  複数の搬送電極に駆動波形を与えるための共通電極の少なくとも１つが搬送電極と交差するため、電極の繊細化、高密度化、薄膜化、高出力、低電圧駆動化を図ることが、製造プロセスや耐圧上の制約があるために困難である。【解決手段】  粉体を移動させる静電力を発生するための複数の搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを所定の間隔で設け、表面に絶縁膜１６からなる搬送面１７を形成した第１基材１１上に、複数の搬送電極１２のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを形成した第２基材１４が、絶縁膜１６を介して接合されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を移動させる静電力を発生するための複数の搬送電極を所定の間隔で設けた搬送基板を備える静電搬送装置において、前記搬送基板は、前記複数の搬送電極を配置して表面に絶縁部材からなる搬送面を形成した第１基材上に、前記複数の搬送電極のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する少なくとも１つの共通電極を形成した第２基材が、絶縁層を介して接合されていることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の静電搬送装置において、前記搬送面となる絶縁部材は現像剤との摩擦接触で現像剤が負帯電、絶縁部材が正帯電となる関係の帯電系列材料を含むことを特徴とする静電搬送装置。
【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、前記複数の搬送電極はすべて前記第１基材の同一面に形成されていることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項４】
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、前記第１基材がリジッドな部材であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項５】
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、前記第１基材がフレキシブルな部材であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記第２基材がリジッドな部材であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記第２基材がフレキシブルな部材であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項８】
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、前記第１基材上には複数の搬送電極のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する少なくとも１つの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９】
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、前記第１基材と第２基材との間の絶縁層にはコンタクトホ−ル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１０】
請求項９に記載の静電搬送装置において、前記コンタクトホ−ルは楕円形に形成されていることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の静電搬送装置において、前記コンタクトホールは粉体の搬送方向が長軸となる楕円形状であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記絶縁層が有機材料であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記絶縁層が有機感光性材料であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記絶縁層が無機材料であることを特徴とする静電搬送装置。
【請求項１５】
潜像担持体上に帯電した現像剤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、前記帯電した現像剤を移動させる前記請求項１ないし１４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。
【請求項１６】
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１５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。
【請求項１７】
帯電した現像剤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、請求項１５に記載の現像装置又は請求項１６に記載のプロセスカートリッジを１又は複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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】
本出願人は、このような画像形成装置において、現像剤を搬送するために、支持基板上に現像剤を移動させる静電力を発生するための複数の搬送電極を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て配置した搬送基板を備えた静電搬送装置を用いるものを種々提案している。
【特許文献１】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７７４０号公報
【０００４】
ところで、静電搬送装置として、例えば３相駆動を行なう場合、各相の駆動波形を印加する各搬送電極（これを第１、第２、第３電極という。）を支持基板の同一平面上に形成するため、各搬送電極に共通に接続する共通電極の取り回しは多層構造にならざるを得ないことから、一般に、スルーホールを設けて多層構造を形成する方法や、絶縁層を介して多層化する方法が採られている。
【０００５】
つまり、図２４に示すように、平板な基板５０１上に帯状の第１、第２、第３電極５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃを平行に循環順序で配置する場合、各第１、第２、第３電極５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃに相互接続する第１、第２、第３共通電極５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを基板５０１上に設ける場合、各第１、第２、第３電極５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃからの取り出し方向を異ならせても、１つの電極と他の電極の１つの共通電極とは交差することになる。例えば、この図２４の例では、第２共通電極５２１ｂが第３電極５１１ｃと交差することになる。
【０００６】
そこで、例えば、第２共通電極５２１ｂは基板５０１の裏面側に配置してスルーホールを介して各第２電極５１１ｂと接続する構造が採られる。また、第１電極５１１ａと第１共通電極５２１ａ、第２電極５１１ｂと第２共通電極５２１ｂ、第３電極５１１ｃと第３共通電極５２１ｃとをそれぞれ異なる層とする多層化構造が採られる。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載されているように、３つの電極とそれぞれの電極を相互接続する電極集合配線（共通電極）とを別工程で接続する製造プロセスを採用することが行なわれ、別工程で接続するために電極と共通電極の接合部にランド部を設け、共通電極の線幅を電極の線幅よりも細くして電極と共通電極の位置合わせの容易化を図るようにしたものも知られている。
【特許文献３】特開２００１−２５１８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、基板にスルーホールを穿設し、そのスルーホールを通して重なる部位の電極を基板裏面に延設して共通電極に接続する構造にあっては、静電搬送装置の駆動電圧が１００〜１０００Ｖと高電圧であり、絶縁膜厚としては１μｍ以上ないと、絶縁破壊が生じることから、静電搬送基板（静電アクチュエ−タ）を積層して搬送装置（アクチュエ−タ）とする場合に、全体の容量が大きくなり、小型化に限界があるという課題がある。また、スルーホールを設けて多層構造を形成する製法は、製造工程が複雑なため、コストが高くなるという課題もある。
【０００９】
また、絶縁層を介して多層化する構造は、比較的製造工程が単純なため、低コスト化が可能であるが、この場合、第１の工程として、第１電極と第１共通電極と、第２電極と第２共通電極を同時に形成した後、第２の工程として、第２共通電極上に絶縁層を形成し、第３の工程として、第３電極と第３共通電極とを形成する方法を採ると、第１電極と第３電極、及び第２電極と第３電極との位置ズレが生じやすく、結果として電極ピッチの精度が悪くなり静電搬送の動特性に悪影響を与えてしまうことになるという課題がある。なお、低電圧駆動にて高出力を得るためには、電極の微細化が有効であり、微細化するほど、この課題は大きくなる。
【００１０】
さらに、特許文献３に記載されているように、３本の第１、第２、第３電極と相互接続される共通電極とを別工程にて接続するプロセスを用いると、微妙なズレが発生するおそれがあり、さらなる精度の高い位置合わせは得にくく、微細なパタ−ン（Ｌ／Ｓ）においては問題となる。
【００１１】
この場合、電極と共通電極との接続部にランドを設け位置合わせを容易化するとしても、ランドを設けた場合、ランド部とその左右の電極のスペ−スが近接状態となり横方向の絶縁破壊の要因となり得る。これは、特に微細なパタ−ンあっては重大な問題となり、低電圧駆動で高出力を得ることが難しいという課題を生じる。
【００１２】
また、上記特許文献３にあっては、共通電極の線幅を電極の幅より細く設け電極と共通電極の位置合わせ精度の容易化を図っているが、電極及び共通電極をスクリ−ン印刷もしくは、ガスデポジション法を用い形成すると、スクリ−ン印刷法にあっては２種類のマスクを必要とすることとなり、コストアップにつながる。しかも、電極寸法として最小幅が３０〜１００μｍ、膜厚が５〜１００μｍ程度のものが一般的であるが、このようなものでは低電圧化及び粉体（トナ−）搬送用のアクチュエ−タには適していない。一方、ガスデポジション法については、かなり開発が進み薄膜が形成できるレベルにきているが、実質的には、５〜１５μｍ程度と言われている。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電極密度を高くすることができ、電極ピッチの精度が高く、小型化でき、高出力、低電圧駆動化を可能とし、さらには、簡単な構成で電極配線が形成され、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−トリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る静電搬送装置は、複数の搬送電極を配置して表面に絶縁部材からなる搬送面を形成した第１基材上に、複数の搬送電極のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する少なくとも１つの共通電極を形成した第２基材が、絶縁層を介して接合されている搬送基板を備えた構成としたものである。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。
【００１５】
ここで、搬送面となる絶縁部材は現像剤との摩擦接触で現像剤が負帯電、絶縁部材が正帯電となる関係の帯電系列材料を含むことが好ましい。また、複数の搬送電極はすべて前記第１基材の同一面に形成されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、第１基材及び／又は第２基材はリジッドな部材又はフレキシブルな部材で形成することができる。
【００１７】
また、第１基材上には複数の搬送電極のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する少なくとも１つの共通電極が形成されていることが好ましい。
【００１８】
さらに、第１基材と第２基材との間の絶縁層にはコンタクトホ−ルが形成されていることが好ましい。この場合、コンタクトホ−ルは楕円形に形成されていることが好ましく、粉体の搬送方向が長軸となる楕円形状であることが好ましい。
【００１９】
また、絶縁層には、有機材料、有機感光性材料、或いは無機材料を用いることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る現像装置は、帯電した現像剤を移動させるための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ものである。
【００２１】
本発明に係るプロセスカートリッジは、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であって、本発明に係る現像装置を含む構成としたものである。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は、帯電した現像剤を付着させて潜像担持体上の潜像を現像する現像装置としての本発明に係る現像装置或いは本発明に係るプロセスカートリッジを１又は複数備えている構成としたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る静電搬送装置によれば、搬送電極と、少なくとも１つの共通電極を別々の基材上に設けて、これらの２つの基材を絶縁層を介して接合した搬送基板を備えたので、薄膜で微細な寸法精度の良好な搬送電極が形成でき、比較的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、ＥＨ現像にも適用することができるようなる。
【００２４】
なお、ＥＨ（イーエイチ：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ＥＨ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ＥＨ現象を利用した現像をＥＨ現像と称する。
【００２５】
本発明に係る現像装置によれば、帯電現像剤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。
【００２６】
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。
【００２７】
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又は本発明に係るプロセスカートリッジを備えているので、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について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４を参照して説明する。なお、図１は静電搬送装置の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図、図２は第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図である。
【００２９】
この静電搬送装置は、粉体であるトナーを静電力で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搬送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ＥＨ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３に開示されているように静電アクチュエ−タにも同様に適用することができる。
【００３０】
この搬送基板１は、搬送電極を配置した第１基材１１と共通電極を配置した第２基材１４とを絶縁層である絶縁膜１６を介して接合して構成している。
【００３１】
ここで、第１基材１１上には３本の電極（搬送電極）１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（区別しない場合は「搬送電極１２」と称する。）を１セットとして、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全搬送電極１２を同一面に繰り返し形成して配置し、更に、搬送電極１２を含む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となる絶縁膜１６を形成し、この絶縁膜１６の表面を搬送面１７としている。
【００３２】
なお、ここでは、絶縁膜１６が搬送面１７を形成する表面層となるが、絶縁膜１６上に更に粉体との適合性（現像剤との接触・摩擦において現像剤が負帯電、保護層（絶縁部材）が正帯電となる材料、また流動性がよい材料）に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００３３】
一方、第２基材１４上には複数の搬送電極１２のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極１２ａをそれぞれ相互に接続して駆動波形を供給するための共通電極１５ａ、同じく同じ駆動波形を印加する搬送電極１２ｂをそれぞれ相互に接続して駆動波形を供給するための共通電極１５ｂ、同じ駆動波形を印加する搬送電極１２ｃをそれぞれ相互に接続して駆動波形を供給するための共通電極１５ｃを形成している。
【００３４】
これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（区別しない場合は「共通電極１５」と称する。）は、粉体移動方向に沿って、すなわち、個々の搬送電極１２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Ｗｃ（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Ｗｔ（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。また、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの端部にはそれぞれ駆動信号（駆動波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための図示していない駆動信号印加用入力端子を設けている。
【００３５】
また、絶縁膜１６には、ａ相用及びｂ相用、ｃ相用の搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃと共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃとを相互接続するためのコンタクトホール２０を形成し、コンタクトホール２０の周囲部分には接合領域１８を形成している。
【００３６】
ここで、第１基材１１、第２基材１４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リジッドな部材、或いは、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フレキシブルな部材などを用いることができる。さらに、フレキシブルな部材の一部にリジッドな部材を貼り付けることもできる。
【００３７】
また、搬送電極１２及び共通電極１５を形成する電極材料としては、例えば、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を用いることができ、このような材料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することが好ましい。
【００３８】
絶縁膜１６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、コンタクトホール２０は、接合の信頼性を向上させる狙いから搬送電極１２の方向に対して直交する方向（粉体搬送方向）が長軸となる平面形状で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、製造工程において、コーナー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。
【００４０】
そして、図１及び図２に示すように、上述した第１基材１１上の粉体搬送方向と直交する側の端部部分に絶縁膜１６を介して第２基材１４を接合することによって、第１基材１１上のａ相用の各搬送電極１２ａがコンタクトホール２０を介して第２基材１４上の共通電極１５ａで相互に接続され、第１基材１１上のｂ相用の各搬送電極１２ｂがコンタクトホール２０を介して第２基材１４上の共通電極１５ｂで相互に接続され、第１基材１１上のｃ相用の各搬送電極１２ｃがコンタクトホール２０を介して第２基材１４上の共通電極１５ｃで相互に接続される。
【００４１】
したがって、図示しない駆動信号印加用入力端子から共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対してａ相、ｂ相、ｃ相の駆動波形を与えることによって、搬送電極１２によって移相電界を発生させることができる。
【００４２】
このような搬送基板１の具体例について製作工程を含めて説明する。まず、ガラスなどの絶縁性基板を用いた第１基材１１上に、電極材料として例えばＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍ成膜し、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパタ−ン化し、次に、全面にスパッタにて絶縁膜１６としてＳｉＯ２膜を１μｍ厚で形成する。
【００４３】
その後、共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと相互接続する部分にコンタクトホール２０をバッファードフッ酸（ＢＨＦ）にて開口する。この場合、前述したように、コンタクトホール２０の形状を楕円形状にして、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。
【００４４】
続いて、第１基材１１上の表面にＡｌを成膜した後、リン酸系エッチング液でコンタクトホール部をビルドアップにてパターン形成し、コンタクトホール２０周辺にＡｌ膜を引き出す形で共通電極との接合領域１８を形成する。
【００４５】
一方、第２基材１４としてフレキシブル基板を用いて、このフレキシブル基板上に共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃと図示しない各駆動信号印加用入力端子も同時にパターン化する。
【００４６】
次に、上述のようにして作製した第１基材１１（搬送電極基板）と第２基材１４（共通電極基板）の間に、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）を共通電極１５上に仮接合し、アライメント合わせをし、熱圧着にて本接合し、搬送基板１を完成する。接合においては、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）を用いることによりアライメント合わせはさほど精度を求めなくても接合できる。
【００４７】
この結果、同一面に従来に比べ薄層にて微細な搬送電極１２が形成でき、多層化を必要としないため段差のない搬送面１７が得られ、また、直線性のよい電極１２が得られた。
【００４８】
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５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。
【００４９】
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ものである。
【００５０】
そして、波形増幅器２２ａ、２２ｂ、２２ｃから出力される駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを搬送基板１に設けた駆動信号印加用入力端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介して共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ印加する。
【００５１】
本実施形態においては、搬送電極１２をＬ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝３０／３０μｍ、とした搬送基板１を作製し、帯電したトナーについての搬送実験を行い、３相の互いに移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。
【００５２】
本発明者らは、搬送電極１２をＬ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝３０／３０μｍ、とする搬送基板１を作製し、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を駆動信号印加用入力端子２３ａ、２３ｂ、２３ｃを経て共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃにそれぞれ印加した。
【００５３】
この結果、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間のリ−クも発生することなく、所定方向へトナーが搬送されることが確認できた。
【００５４】
このように、複数の搬送電極を配置して表面に絶縁部材からなる搬送面を形成した第１基材上に、複数の搬送電極のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極を相互に接続する少なくとも１つの共通電極を形成した第２基材が、絶縁層を介して接合されている搬送基板を備えることで、薄膜で微細な寸法精度の良好な搬送電極を形成することができ、比較的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、ＥＨ現像にも適用することができるようになる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、搬送電極の片側のみに共通電極を配置する構成を採ったが、他方側の端部にも同様の共通電極を配置する構成とすることもできる。このように、搬送電極の両端部にて相互接続される共通電極を配置した場合、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安定して搬送することができる。
【００５６】
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６ないし９を参照して説明する。なお、図６は静電搬送装置の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図、図７は第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図、図８は図６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図９は図６のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【００５７】
この実施形態では、粉体であるトナーを静電力で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搬送電極を有する搬送基板３１を有し、この搬送基板３１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、ここでも、搬送基板３１としてＥＨ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３に開示されているように静電アクチュエ−タにも同様に適用することができる。
【００５８】
この搬送基板３１は、搬送電極及び２つの共通電極を配置した第１基材１１と共通電極を配置した第２基材１４とを絶縁層である絶縁膜１６を介して接合して構成している。
【００５９】
ここで、第１基材１１上には３本の電極（搬送電極）１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１セットとして、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全搬送電極１２を同一面に繰り返し形成して配置するとともに、搬送電極１２ａを端部で相互に接続する共通電極１５ａ、及び搬送電極１２ｂを端部で相互に接続する共通電極１５ｂを配置している。
【００６０】
更に、搬送電極１２及び共通電極１５ａ、１５ｂを含むその表面に無機材料からなる絶縁性材料で形成した絶縁層３６ａと有機感光性材料からなる絶縁材料で形成した絶縁層３６ｂとを含む絶縁部材からなる表面保護層となる絶縁膜３６を形成し、この絶縁膜３６の有機感光性絶縁層３６ｂの表面を搬送面１７としている。
【００６１】
なお、ここでは、絶縁膜３６の有機感光性絶縁層３６ｂの表面が搬送面１７を形成する表面層となるが、絶縁膜３６上に更に粉体との適合性（現像剤との接触・摩擦において現像剤が負帯電、保護層（絶縁部材）が正帯電となる材料、また流動性がよい材料）に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００６２】
一方、第２基材１４上には複数の搬送電極１２のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極１２ｃをそれぞれ相互に接続して駆動波形を供給するための共通電極１５ｃを形成している。
【００６３】
ここで、第１基材１１上の搬送電極１２ｃは共通電極１５ｃと相互接続する部分（接続部）１２ｃ１を平面形状でＬ字型に形成し（図７参照）、この接続部１２ｃ１は搬送電極１２ｃの幅Ｗｔより幅ｙを広くし、長さｘを幅Ｗｔの２〜３倍の寸法に形成することが好ましい。これにより、開口面積を広く確保し、オーミックコンタクトを確保することができる。
【００６４】
また、第１基材１１上の共通電極１５ａ、１５ｂ及び第２基材１４上の共通電極１５ｃは、粉体移動方向に沿って、すなわち、個々の搬送電極１２と略直交する方向に設けている。この場合、前記第１実施形態と同様に、共通電極１５の幅Ｗｃ（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Ｗｔ（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。また、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの端部にはそれぞれ駆動信号（駆動波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための図示していない駆動信号印加用入力端子を設けている。
【００６５】
また、絶縁膜３６には、ｃ相用の搬送電極１２ｃの接続部１２ｃ１と共通電極ｃとを相互接続するためのコンタクトホール２０を形成し、コンタクトホール２０の周囲部分には接合領域１８を形成している。
【００６６】
ここで、第１基材１１、第２基材１４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リジッドな部材、或いは、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フレキシブルな部材などを用いることができる。さらに、フレキシブルな部材の一部にリジッドな部材を貼り付けることもできる。
【００６７】
また、搬送電極１２及び共通電極１５を形成する電極材料としては、例えば、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を用いることができ、このような材料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することが好ましい。
【００６８】
絶縁膜３６を構成する無機絶縁層３６ａ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。有機感光性絶縁層３６ｂとしては、感光性ポリイミドなどを用いることができる。
【００６９】
また、コンタクトホール２０は、前記第１実施形態と同様に、接合の信頼性を向上させる狙いから搬送電極１２の方向に対して直交する方向（粉体搬送方向）が長軸となる平面形状で楕円形状に形成している。
【００７０】
そして、図６及び図７に示すように、上述した第１基材１１上の粉体搬送方向と直交する側の端部部分で搬送電極１２ｃの接続部１２ｃ１に対応する部分に絶縁膜３６を介して第２基材１４を接合することによって、第１基材１１上のｃ相用の各搬送電極１２ｃがコンタクトホール２０を介して第２基材１４上の共通電極１５ｃで相互に接続される。なお、第１基材１１上のａ相用、ｂ相用の各搬送電極１２ａ、１２ｂは第１基材１１上ですでに共通電極１５ａ、１５ｂで相互に接続されている。
【００７１】
したがって、図示しない駆動信号印加用入力端子から共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対してａ相、ｂ相、ｃ相の駆動波形を与えることによって、搬送電極１２によって移相電界を発生させることができる。
【００７２】
このように複数の共通電極のうちの搬送電極と交差する共通電極だけを第２基材に配置することによって、第２基材側の構成が簡単になる。また、絶縁膜を２層構造としたことにより駆動電圧を上げたことによる影響もなく、絶縁耐圧が向上し、電圧を上げることで搬送特性が向上する。
【００７３】
このような搬送基板３１の具体例についてその製作工程とともに説明する。まず、ポリイミド表面をドライエッチャにて改質して密着性を向上させた第１基材１１上に、電極材料となるＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍ厚みで成膜し、ａ相、ｂ相の共通電極１５ａ、１５ｂ、及びａ相、ｂ相、ｃ相の各搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、さらに、図示していないａ相、ｂ相の駆動信号印加用入力端子を硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパタ−ン化する。
【００７４】
更に、搬送電極１２及び共通電極１５ａ、１５ｂが形成された第１基材１１の表面に第１実施形態と同様絶縁層３６ａとしてＳｉＯ２膜１６を１〜２μｍ厚みで成膜し、さらに、有機感光性絶縁層３６ｂとしてポジ型感光性ポリイミドを１〜３μｍ厚みで全面に塗布する。
【００７５】
次に、搬送電極１２ｃのＬ字型部分（接続部）１２ｃ１とａ相、ｂ相の共通電極１５ａ、１５ｂ先端部の駆動信号印加用入力端子の部分を露光し、アルカリ現像液にて現像し、コンタクトホ−ル２０及びパッドをパタ−ン化し、続けて、感光性ポリイミドをマスクとして、下のＳｉＯ２をＢＨＦにてエッチングし開口する。その後、感光性ポリイミドを２００〜３００℃にてキュアし、イミド化する。なお、本実施形態においては、コンタクトホール２０の形状を搬送電極１２の方向に楕円形状に形成した。
【００７６】
さらに、コンタクトホ−ル２０及びパッド部分にマスクを施し、イミド化されたポリイミド表面に、表面水酸基（ＳｉＯＨ、シラトール基）が少ない無機ナイトライドを形成し、次にＡｌを全面に成膜０．３〜０．５μｍ成膜しコンタクトホ−ル２０部分に導電領域（接合領域１８）を形成する。
【００７７】
一方、本実施形態においては、第２基材１４に上記第１実施形態の第１基材１１に用いたポリイミド基板を用い、基板表面をドライエッチャにて表面改質し、電極材料としてのＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍ成膜し、ｃ相の共通電極１５ｃのパタ−ニングを施して形成する。
【００７８】
次に、ｃ相共通電極部１５ｃにＡＣＦ（異方性導電性フィルム）を仮接合し、第１基材１１のｃ相コンタクトホ−ル部分と位置合わせをし、熱圧着にて第１基材１１と第２基材１４を接合し搬送基板３１を完成する。
【００７９】
この結果、同一面に従来に比べ薄層にて微細な搬送電極１２が形成でき、平面性の良好な搬送基板３１が形成できた。
【００８０】
また、本実施形態においても、搬送電極１２を、Ｌ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝３０／３０μｍ、とした搬送基板３１を作製し、帯電したトナーについての搬送実験を行い、３相の互いに移相がずれた駆動パルス電圧２００Ｖ、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。この結果、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間のリークも発生することなく、所定方向へトナーが搬送されることが確認できた。
【００８１】
本実施形態においては、絶縁膜にＳｉＯ２以外に有機（感光性ポリイミド）の絶縁層を一層設けた（絶縁膜を２層構造とした）ことにより駆動電圧を上げたことによる影響もなく、絶縁耐圧が向上したことが確認でき、電圧を上げたことによる搬送特性がより改善された。
【００８２】
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１０ないし図１３を参照して説明する。なお、図１０は静電搬送装置の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図、図１１は第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図、図１２は図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図、図１３は図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図である。
【００８３】
この実施形態では、粉体であるトナーを静電力で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搬送電極を有する搬送基板６１を有し、この搬送基板６１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、ここでも、搬送基板６１としてＥＨ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３に開示されているように静電アクチュエ−タにも同様に適用することができる。
【００８４】
この搬送基板６１は、搬送電極及び２つの共通電極を配置した第１基材１１と共通電極を配置した第２基材１４とを絶縁層である絶縁膜７６を介して接合して構成している。
【００８５】
ここで、第１基材１１上には３本の電極（搬送電極）１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１セットとして、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全搬送電極１２を同一面に繰り返し形成して配置するとともに、搬送電極１２ａを端部で相互に接続する共通電極１５ａ、及び搬送電極１２ｂを端部で相互に接続する共通電極１５ｂを配置している。
【００８６】
更に、搬送電極１２及び共通電極１５ａ、１５ｂを含むその表面に無機材料からなる絶縁性材料で形成した絶縁層７６ａと有機材料からなる絶縁材料で形成した絶縁層７６ｂ及び無機材料からなる絶縁性材料で形成した絶縁層７６ｃとを含む絶縁部材からなる表面保護層となる絶縁膜７６を形成し、この絶縁膜７６の絶縁層７６ｃの表面を搬送面１７としている。
【００８７】
なお、ここでは、絶縁膜７６の絶縁層７６ｃの表面が搬送面１７を形成する表面層となるが、絶縁膜７６上に更に粉体との適合性（現像剤との接触・摩擦において現像剤が負帯電、保護層（絶縁部材）が正帯電となる材料、また流動性がよい材料）に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００８８】
一方、第２基材１４上には複数の搬送電極１２のうちの同じ駆動波形を印加する搬送電極１２ｃをそれぞれ相互に接続して駆動波形を供給するための共通電極１５ｃを形成している。
【００８９】
ここで、第１基材１１上の搬送電極１２ｃは共通電極１５ｃと相互接続する部分（接続部）１２ｃ１を平面形状でＬ字型に形成し（図１１参照）、この接続部１２ｃ１は搬送電極１２ｃの幅Ｗｔより幅ｙを広くし、長さｘを幅Ｗｔの２〜３倍の寸法に形成することが好ましい。これにより、開口面積を広く確保し、オーミックコンタクトを確保することができる。
【００９０】
また、第１基材１１上の共通電極１５ａ、１５ｂ及び第２基材１４上の共通電極１５ｃは、粉体移動方向に沿って、すなわち、個々の搬送電極１２と略直交する方向に設けている。この場合、前記第１実施形態と同様に、共通電極１５の幅Ｗｃ（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Ｗｔ（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。また、これらの共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃの端部にはそれぞれ駆動信号（駆動波形）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを入力するための図示していない駆動信号印加用入力端子を設けている。
【００９１】
また、絶縁膜７６には、ｃ相用の搬送電極１２ｃの接続部１２ｃ１と共通電極ｃとを相互接続するためのコンタクトホール２０を形成し、コンタクトホール２０の周囲部分には接合領域１８を形成している。
【００９２】
ここで、第１基材１１、第２基材１４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リジッドな部材、或いは、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フレキシブルな部材などを用いることができる。さらに、フレキシブルな部材の一部にリジッドな部材を貼り付けることもできる。
【００９３】
また、搬送電極１２及び共通電極１５を形成する電極材料としては、例えば、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を用いることができ、このような材料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することが好ましい。
【００９４】
絶縁膜７６を構成する無機絶縁層７６ａ、７６ｃ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。有機絶縁層７６ｂとしては、ポリイミドなどを用いることができる。
【００９５】
また、コンタクトホール２０は、前記第１実施形態と同様に、接合の信頼性を向上させる狙いから搬送電極１２の方向に対して直交する方向（粉体搬送方向）が長軸となる平面形状で楕円形状に形成している。
【００９６】
そして、図１０及び図１１に示すように、上述した第１基材１１上の粉体搬送方向と直交する側の端部部分で搬送電極１２ｃの接続部１２ｃ１に対応する部分に絶縁膜７６を介して第２基材１４を接合することによって、第１基材１１上のｃ相用の各搬送電極１２ｃがコンタクトホール２０を介して第２基材１４上の共通電極１５ｃで相互に接続される。なお、第１基材１１上のａ相用、ｂ相用の各搬送電極１２ａ、１２ｂは第１基材１１上ですでに共通電極１５ａ、１５ｂで相互に接続されている。
【００９７】
したがって、図示しない駆動信号印加用入力端子から共通電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対してａ相、ｂ相、ｃ相の駆動波形を与えることによって、搬送電極１２によって移相電界を発生させることができる。
【００９８】
このように複数の共通電極のうちの搬送電極と交差する共通電極だけを第２基材に配置することによって、第２基材側の構成が簡単になる。また、絶縁膜を３層構造としたことにより駆動電圧を上げたことによる影響もなく、絶縁耐圧が向上し、より電圧を上げることで一層搬送特性が向上する。
【００９９】
このような搬送基板６１の具体例についてその製作工程とともに説明する。第１基材１１としてガラス基板を用い、上記第１、２実施形態同様、電極材料としてのＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍ成膜し、ａ相、ｂ相の共通電極１５ａ、１５ｂ、及びａ相、ｂ相、ｃ相の搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成し、さらに、図示していないａ相、ｂ相の駆動信号印加用入力端子を硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパタ−ン化する。
【０１００】
次に、第１基材１１の表面に搬送電極１２及び共通電極１５ａ、１５ｂを含めて全面に絶縁層７６ａとしてのＳｉＯ２膜をスパッタにて１μｍ厚みで成膜し、その上に絶縁層７６ｂとしてのポリイミドワニスを２μｍ厚みにスピナ−にて塗布する。次に、ポリイミドをキュアした後、さらに、絶縁層７６ｃとしてスパッタにてＳｉＮを０．１μｍ厚みに成膜する。
【０１０１】
次に、コンタクトホ−ル、及びａ相、ｂ相共通電極の先端部に駆動信号印加用入力端子の部分を開口するためのフォトリソを施し、その後ドライエッングにてＣＨＦ４ガスを用いＳｉＮ膜を、次に、Ｏ２ガスにてポリイミド、さらにＳｉＯ２膜をＣＦ４にＨ２を添加したガスに切り替えて順次エッチングする。次に、全面にＡｌを成膜し、コンタクトホール部分のバンプを形成する。
【０１０２】
一方、本実施形態においては、第２基材１４としてガラス基板を用いて、このガラス基板上に電極材料としてのＮｉ−Ｃｒを０．１〜０．２μｍ厚みで成膜し、ｃ相の共通電極１５ｃのパタ−ニングを施した。
【０１０３】
次に、ｃ相共通電極１５ｃにＡＣＦ（異方性導電性フィルム）を仮接合し、第１基材１１のｃ相コンタクトホール部分と位置合わせをし、熱圧着にて第１基材１１と第２基材１４を接合し搬送基板６１を完成する。
【０１０４】
本実施形態においても、搬送電極１２として、Ｌ（幅）／Ｓ（電極間距離）＝３０／３０μｍ、とした搬送基板６１を作製し、帯電したトナーについての搬送実験を行い、３相の互いに移相がずれた駆動パルス電圧２００Ｖ、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。この結果、搬送電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間のリークも発生することなく、所定方向へトナーが搬送されることが確認できた。
【０１０５】
本実施形態においては、共通電極１５ｃのコンタクト接合部以外には、ＳｉＯ２、ポリイミド、ＳｉＮの３層構造の絶縁膜が形成されているため、ｃ相の共通電極とａ相の搬送電極との重なる部分においても、十分な絶縁性が確認できた。
【０１０６】
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１４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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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の搬送基板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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
次に、本発明に係る静電搬送装置の搬送基板を備えた本発明に係る現像装置１１６について図１５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。
【０１１１】
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１７、１７を有する２枚の搬送基板１、１を搬送面１７、１７を対向させて所定の間隔で配置している。
【０１１２】
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、第１基材１１及び第２基材１４にはポリイミドフィルムなどの変形可能な部材を用いている。）として、静電力で帯電したトナーを搬送基板１に搬送（ホッピングを伴っても構わない。）する搬送基板としている。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
このように構成した画像形成装置においては、図１６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）によってドクターブレード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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は同画像形成装置の現像装置部分の概略構成図、図１８は同現像装置の要部詳細説明図である。
【０１２０】
この画像形成装置の現像装置１１６は、ＥＨ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。
【０１２１】
また、搬送基板１の複数の電極１２に対して駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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搬送電極１２を設け、電極１２の表面を絶縁膜１６など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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
そして、このトナーホッピング部１Ｐにおいては、図１９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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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２０及び図２１を参照して簡単に説明する。なお、図２０は同画像形成装置の概略構成図、図２１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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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２１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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
各光書き込み装置２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂｋは、半導体レーザー、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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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ＥＨ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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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２２及び図２３を参照して簡単に説明する。なお、図２２は同画像形成装置の概略構成図、図２３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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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、画像品質を向上することができる。なお、現像装置、画像形成装置において使用する搬送基板は第１実施形態の搬送基板１に限るものではなく、第２、第３実施形態の搬送基板を含む本発明に係る搬送基板であれば良い。
基材１１  
【０１４６】
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。さらに、本発明に係る画像形成装置は、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図である。
【図２】同じく第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図である。
【図５】駆動回路の一例を説明するブロック図である。
【図６】本発明に係る静電搬送装置の第２実施形態の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図である。
【図７】同じく第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図１０】本発明に係る静電搬送装置の第３実施形態の第１基材と第２基材であって絶縁層を挟んで接合する前の斜視説明図である。
【図１１】同じく第１基材と第２基材を接合した搬送基板を示す平面説明図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ線に沿う断面説明図である。
【図１４】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である。
【図１５】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である。
【図１６】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図である。
【図１７】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である。
【図１８】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である。
【図１９】同画像形成装置の現像作用の説明に供する説明図である。
【図２０】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である。
【図２１】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である。
【図２２】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である。
【図２３】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である。
【図２４】静電搬送装置の搬送基板の一例を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１、３１、６１…搬送基板
１１…第１基材
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…搬送電極
１４…第２基材
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…共通電極
１６、３６、７６…絶縁膜
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
【図１】
2005173383.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005173383.tif 000015
【図１４】
2005173383.tif 000016
【図１５】
2005173383.tif 000017
【図１６】
2005173383.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2005173383.tif 000020
【図１９】
2005173383.tif 000021
【図２０】
2005173383.tif 000022
【図２１】
2005173383.tif 000023
【図２２】
2005173383.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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