(57)【要約】【課題】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、及びこれを用いた現像装置、プロセスカ−トリッジ、画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送基板には、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複数の搬送電極が移動方向に略直交する方向に所定の間隔で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、移動方向に延びて前記搬送電極をその端部にて相互接続する共通電極の幾つかのものが帯状の凸部面上に形成されている。【選択図】図１
2007248572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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複数の搬送電極が移動方向に略直交する方向に所定の間隔で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、前記搬送電極をその端部にて相互接続する共通電極の少なくとも1つが凸部面上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２】
前記共通電極は前記支持基板上、及び層間膜（絶縁膜）を介して凸部面上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電搬送装置。
【請求項３】
ｎ相（ｎは3以上の整数）の駆動信号印加用に前記共通電極がｎ本設けられていることを特徴とする請求項１記載の静電搬送装置。
【請求項４】
前記帯状の凸部は丘陵面もしくは傾斜面を有していることを特徴とする請求項１記載の静電搬送装置。
【請求項５】
前記凸部が有機材料であることを特徴とする請求項４記載の静電搬送装置。
【請求項６】
前記凸部が有機感光性材料であることを特徴とする請求項４記載の静電搬送装置。
【請求項７】
前記凸部が無機材料であることを特徴とする請求項４記載の静電搬送装置。
【請求項８】
前記凸部の幅が前記共通電極幅より広いことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の静電搬送装置。
【請求項９】
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ために前記請求項１ないし7のいずれか１項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１０】
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９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１１】
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、請求項９に記載の現像装置又は請求項１０に記載のプロセスカートリッジのいずれかを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、静電力を駆動源とする静電搬送装置、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（以下トナーとも言う）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提案している（〔特許文献1〕、〔特許文献2〕参照）。
【０００４】
ところで、静電搬送装置として、例えば3相駆動を行う場合、各相の駆動波形を印加する各搬送電極（第1、第2、第3電極と言う）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、スルーホールもしくはコンタクトホールを設けて多層（積層）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１３に示すように、平板な基板1上に帯状の第1（25）、第2（26）、第3（27）電極を平行に循環順序で配置する場合、第1（25）、第2（26）、第3（27）電極に相互接続する第1（25Ａ）、第2（26Ａ）、第3（27Ａ）共通電極を基板上に設ける場合、各第1、第2、第3電極からの取りだ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。
【０００６】
そこで、例えば、第2共通電極（26Ａ）は基板の裏面側に配置してスルーホールを介して各第2電極（26）と接続する構造が採られる。また、各共通電極を片側に集約し、第1〜第3電極を各共通電極と接続する方法としてはコンタクトホールが形成された絶縁材を介して接続する。さらに、第1電極と第1共通電極、第2電極と第2共通電極、第3電極と第3共通電極とをそれぞれ異なる層とする多層化構造が採られる（例えば〔特許文献３〕参照）。
【０００７】
しかしながら、基板にスルーホールやコンタクトホールを形成し、そのスルーホールやコンタクトホールを通して重なる部分の電極を基板裏面や絶縁膜上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源が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、静電搬送基板を積層して搬送装置とする場合に、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。
【０００８】
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。また、コンタクトホール方式においても、絶縁膜にコンタクトホールを開孔する場合、例えばＳｉＯ2膜の膜厚分布等によりフッ酸等によるエッチング液にて開孔した場合、大きさの違った開孔が形成され信頼性が問題となる。また、スパッタによる成膜においては、膜分布（端部が中央に比べ薄く形成される。）が生じる。更に膜質においても緻密さに劣るため耐圧が十分とは言えない。これは、端部ほど欠陥が高くなる。
【０００９】
また、特許文献３にあっては、詳細が記していないため不明だが、図2等から第2電極集合配線（第2共通電極）上に絶縁層を設け第3電極との絶縁を図る構造としている。膜厚としては、0.数μｍから数十μｍと記載している。又、駆動電極の厚みを実施例においては0.3μｍとしている。詳細が記していないため不明だが、この絶縁層の厚み、形状が重要となる。すなわち、これは、絶縁層の厚みが厚く、形状が急峻な場合駆動電極の断線が予想される。
【００１０】
ちなみに、上記点を考慮したものとして、本出願人により、搬送基板を、搬送電極と少なくとも１つの共通電極と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静電搬送装置の構造が提案され、既に開示されている（特許文献４）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７７４０号公報
【特許文献３】特開２００３−２４４９７２号公報
【特許文献４】特開２００５−１７３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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】
【００１３】
本発明に係る静電搬送装置は、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複数の搬送電極が移動方向に略直交する方向に所定の間隔で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、前記搬送電極をその端部にて相互接続する共通電極の少なくとも1つが凸部面上に形成されていることを特徴とする。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。
【００１４】
ここで、前記共通電極は前記支持基板上、及び層間膜（絶縁膜）を介して凸部面上に形成されているようにしても良い。前記搬送電極の端部には相互接続されるｎ相（ｎは3以上の整数）の駆動信号印加用前記共通電極がｎ本設けられているようにしても良い。また、前記凸部は丘陵面もしくは傾斜面を有していることが好ましい。この凸部が有機材料、有機感光性材料、無機材料のいずれであっても良い。また、凸部の幅は共通電極幅より広くするのが好ましい。
【００１５】
本発明に係る現像装置は、上記の本発明に係る静電搬送装置いずれかの搬送基板を備えている構成としたものである。また、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、現像手段として上記本発明に係る現像装置を含む構成としたものである。また、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】
【００１６】
本発明に係る静電搬送装置によれば、少なくとも1つの共通電極を層間絶縁膜上の凸部に設けたので、共通電極と搬送電極の交差する部分でのリークもなく、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共に、ＥＨ現象を利用したＥＨ現像にも適用することができるようなる。
【００１７】
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。
【００１８】
また、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。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。また、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ができ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】
【００１９】
〔第１実施形態〕
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３を参照して説明する。なお、図１は静電搬送基板の平面図、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である。
【００２０】
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。搬送基板1は、支持基板上の搬送電極12と共通電極15を配置し、層間絶縁膜16を挟んで移動方向に延びる帯状の凸部20に別の共通電極と搬送電極を配置した構成となっている。
【００２１】
ここで、搬送基板1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搬送電極12ａおよび12ｂを同一面に繰り返し形成して配置し、更に、搬送電極12ａ，12ｂ上に無機または有機の絶縁性材料で形成した絶縁部材（層間絶縁膜）16を形成し、そして、絶縁部材（層間絶縁膜）上に12ｃの電極を繰り返し形成し、更に、表面保護層17となる絶縁膜を形成し、この絶縁膜17の表面を搬送面としている。
【００２２】
なお、ここでは、絶縁膜17が搬送面を形成する表面層17となるが、絶縁膜17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、また流動性が良い材料）に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００２３】
なお、上記各電極の形成には、先に、複数の搬送電極12のうち同じ駆動波形を印加する搬送電極12ａ同士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を、同様に、別位相の同じ（共通な）駆動波形を印加する搬送電極12ｂ同士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をそれぞれ一体で形成する。
【００２４】
更に、複数の搬送電極12のうち搬送電極12ｃは所定の絶縁部材（層間絶縁膜）16上に形成する。その後、前記絶縁部材（層間絶縁膜）16上に共通電極15ｃの台座となる凸部20を絶縁材料を用い移動方向に延びた帯状に形成する。凸部材20の形状としては、丘陵面、あるいは傾斜面を有する形状が好ましい。丘陵面、あるいは傾斜面上には搬送電極12ｃと相互接続される共通電極15ｃを形成する。これらの共通電極（15ａ，15ｂ，15ｃ）は、粉体移動方向に沿って設けている。なお、共通電極（15ａ，15ｂ，15ｃ）の端部には図示していないが、駆動信号印加用入力端子を設けている。
【００２５】
ここで、搬送基板1としては、ガラス基板、樹脂基板あるいはセラミックス基板等の絶縁性材料からなるリジッド基板、或いは、ポリイミドフイ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。
【００２６】
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る。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。
【００２７】
また、台座となる凸部材20としては、本実施例においては、ＳｉＯ2、をスパッタにて基板全面に成膜し、フォトリソを施しＢＨＦにて傾斜状に形成した。この工程で注意すべきは、層間絶縁膜にダメーゲを与えない材料を選定することが重要である（本実施例においては、層間絶縁膜にＴｉＯ2を用いた。他にＴｉＯ4、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ2Ｏ5等を用いることができる。）。また、台座凸部材20としては、ポリイミド、感光性ポリイミド、ドライフイルム等を用いることができる。製法としては、スクリーン印刷、メタルマスク、インクジェット技術等で形成できる。
【００２８】
このような搬送基板1の具体例について図４(a)〜(e)をもとに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基材50上に、電極材料として例えばＮｉ−Ｃｒを0.1〜0.2μｍ成膜し、搬送電極群51（15ａ、12ａ、15ｂ、12ｂ）を硝酸セリウム液（Ｃｅ）でエッチングしパターン化し、次に、全面にスパッタにて絶縁膜52として酸化チタン膜を1.5μｍ厚で形成する（図４(a)、(b)）。
【００２９】
その後、全面にスパッタにてＳｉＯ2を2μｍの厚みで成膜する。次に、ＢＨＦにて共通電極15ｃの台座となる凸部53をグラデーションマスクや光透過率を変えていくタブレットマスク、更に一定の寸法の開口窓数を変えていくマスク等を使用し、凸部53に傾斜面を形成する。凸部材を形成するにあたっては、共通電極幅より広く形成することが重要である（図４(c)、(d)）。凸部材の幅が狭いと共通電極54と共通電極下の交差する搬送電極51とショートの可能性がある。
【００３０】
続いて、搬送基板1の表面にＡｌを成膜した後、リン酸系エッチング液で搬送電極55（12ｃ）と共通電極54（15ｃ）、そして駆動信号印加用入力端子（図示せず）を一体形成する。台座の凸部53が比較的急峻でフォトリソ技術を利用できない場合に、今、開発段階であるがインクジェット技術を用いることが可能である。機能性材料を直接描画によりパターニングし、そのパターンをアニール・レーザーの照射などで固体化し、所望のパターンを得ることができ真空処理装置等を必要としないため、設備投資や専有面積を小さくでき、工程も少なく高生産性が図れ、大幅なコスト低減が見積もれる。出願人は実験的にインクジェットの材料に熱的な影響がないピエゾ方式にてポリイミドを用い形成した。インクジェット法における重要な形成技術としては、材料塗布面を親水性表面に事前に処理しておくことが重要である。次に、共通電極15ｃとあらかじめフォトリソで形成された搬送電極12ｃの未接合部分（凸部20と平坦部分の境）をナノメタルインク：銀（Ａｇ）を用い乾燥100℃/5分、焼成300℃/30分形成結合した。この結果、積層構造で薄層にて微細な搬送電極12が形成でき、段差の少ない搬送面が得られ、また、直線性のよい電極12が得られた。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
このように、複数の搬送電極を配置して表面に搬送面を形成共通電極を形成した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。また、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。
【００３６】
〔第２実施形態〕
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ないし図８を参照して説明する。図６は搬送基板の平面説明図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図８は図６のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。本実施形態は駆動信号４相構成の搬送基板作製に適用したものである。この搬送基板には図示しない駆動回路から４相の駆動信号Ｖａ（a相）、Ｖｂ（ｂ相）、Ｖｃ（ｃ相）、Ｖｄ（ｄ相）が入力される。
【００３７】
ここで、搬送基板1上には４本の電極（搬送電極）12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ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搬送電極12ａ，12ｂを同一面に繰り返し形成して配置し、更に搬送電極12ａ，12ｂ上に無機または有機の絶縁性材料で形成した絶縁部材16（層間絶縁膜）ＳｉＯ2を形成し、そして、絶縁部材16（層間絶縁膜）上に12ｃ、12ｄの電極を繰り返し形成し、更に、表面保護層17となる絶縁膜を形成し、この絶縁膜の表面を搬送面としている。なお、ここでは、絶縁膜が搬送面を形成する表面層となるが、絶縁膜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、また流動性が良い材料）に優れた表面層を別途成膜することもできる。
【００３８】
なお、複数の搬送電極12のうち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と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をそれぞれ一体で形成する。
【００３９】
更に、複数の搬送電極12のうち搬送電極12ｃ、12ｄは所定の絶縁部材（層間絶縁膜）上に形成する。その後、前記絶縁部材（層間絶縁膜）上に共通電極15ｃ及び15ｄの台座となる凸部20を絶縁部材を用いて形成する。凸部材20の形状としては、実施例1同様、丘陵面、あるいは傾斜面を有する形状が好ましい。丘陵面、あるいは傾斜面上には搬送電極12ｃと相互接続される共通電極15ｃを搬送電極12ｄと相互接続される共通電極15ｄを形成する。これらの共通電極（15ａ，15ｂ，15ｃ、15ｄ）は、粉体移動方向に沿って設けている。なお、共通電極15ａ，15ｂ，15ｃ、15ｄには粉体搬送方向に対して直交方向に、駆動信号印加用入力端子を設けている。
【００４０】
本実施例においては、搬送基板1としては、フレキシブルな部材であるポリイミドフイルム部材を用いた。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る。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。
【００４１】
また、台座となる凸部材20としては、本実施例においては、ネガタイプの感光性ポリイミドを基板全面に塗布し、グラデーションマスクを用いフォトリソ工程を施し現像液にて丘陵状に共通電極15ａ，15ｄ上にもカバーした形で、乾燥80℃/30分、焼成300℃/30分で形成した。
【００４２】
続いて、搬送基板1の表面にＡｌを成膜した後、リン酸系エッチング液で搬送電極12ｃ、12ｄと共通電極15ｃ、15ｄそして駆動信号印加用入力端子（15ｃ、15ｄ用）を一体形成で粉体搬送方向に対して直交方向に配置した。この結果、積層構造で薄層にて微細な搬送電極12が形成でき、段差の少ない搬送面が得られ、また、直線性のよい電極12が得られた。
【００４３】
本実施形態においては、搬送基板の基材にポリイミドフィルムを用いた。また、駆動信号印加用入力端子を粉体搬送方向に対して直交方向に設けたため、円形のエンドレス基板が容易に作製できる。本実施形態においても第１実施形態の場合と同様に前述した図５の駆動回路と類似した図示しない４相の駆動信号を発生する駆動回路により搬送基板１に対して４相の駆動信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄが与えられる。これにより、搬送電極12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ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。
【００４４】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置について図９及び図１０を参照して簡単に説明する。なお、図９は同画像形成装置の概略構成図、図１０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。
【００４５】
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。
【００４６】
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１０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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
〔第４実施形態〕
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１１及び図１２を参照して簡単に説明する。なお、図１１は同画像形成装置の概略構成図、図１２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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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相あるいは４相を例に説明しているが、６相などでもよい。実施形態では、凸部を移動方向に延びる帯状としたが、離散的に複数設けるようにしても良い。また、画像形成装置は、プロセスカートリッジを採用せずに本発明の現像装置を用いた構成とすることもできる。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】
【００６１】
【図１】本発明に係る静電搬送装置の第１実施形態の平面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図である。
【図４】(a)〜(e)は、搬送基板の製作工程を説明する側断面図である。
【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実施形態の平面説明図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態の画像形成装置の説明に供する概略構成図である。
【図１０】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１１】本発明に係る第４実施形態の画像形成装置の説明に供する概略構成図である。
【図１２】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１３】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】
【００６２】
１…搬送基板
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）…搬送電極
１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）…共通電極
１６…層間絶縁膜（絶縁部材）
１７…絶縁膜（表面保護層）
２０…凸部（台座と粒材）
５０…元材
５１（１５ａ、１２ａ、１５ｂ、１２ｂ）…搬送電極
５３…凸部
５４（１５ｃ）…共通電極
５５（１２ｃ）…搬送電極
１０１…感光体ドラム（潜像担持体）
１１６…現像装置
１３６…静電搬送装置
２００…画像形成装置
２０２、２６０…プロセスカートリッジ
【図１】
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【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】
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