(57)【要約】【課題】  搬送対象物である帯電粉体の良好なハンドリング。【解決手段】  本発明の粉体搬送装置は、所定の搬送経路に沿って配列された複数の搬送電極と、表面にて複数の搬送電極を支持するように設けられた電極支持部材と、電極支持部材の表面及び複数の搬送電極を被覆するように設けられた電極被覆層と、を備えている。本発明の特徴は、上述の電極被覆層が、比誘電率が８以上の一様な強誘電性高分子層であることにある。具体的には、例えば、かかる電極被覆層として、強誘電性アモルファス高分子層が用いられ得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した粉体を進行波電界により搬送するように構成された、粉体搬送装置であって、
所定の搬送経路に沿って配列された、複数の搬送電極と、
表面にて複数の前記搬送電極を支持するように設けられた、電極支持部材と、
前記電極支持部材の前記表面と、複数の前記搬送電極と、を被覆するように、前記表面上に設けられた、電極被覆層と、
を備え、
前記電極被覆層は、比誘電率が８以上の一様な強誘電性高分子層であることを特徴とする、粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の、粉体搬送装置であって、
前記電極被覆層は、アモルファスであることを特徴とする、粉体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電した粉体を進行波電界により搬送するように構成された、粉体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、画像形成装置内にて現像剤（トナー）を搬送するものが、従来から多数知られている（例えば、特開２００２−８２５２４号公報、特開２００２−２８７４９５号公報等）。かかる装置においては、絶縁性の基板の上に、多数本の線状電極が、一列に並べられている。
【０００３】
上述の構成によれば、前記多数本の線状電極に対して、多相の交流電圧が順次印加されることで、進行波電界が形成される。この進行波電界の作用により、帯電したトナーが所定方向に搬送される。
【発明の概要】
【０００４】
上述のような従来の装置構成においては、搬送中に前記基板上にてチャージアップが発生すると、搬送対象物である帯電粉体の良好なハンドリングが困難となる。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。
【０００５】
本発明の対象となる粉体搬送装置は、帯電した粉体を進行波電界により搬送するように構成されている。この粉体搬送装置は、
所定の搬送経路に沿って配列された、複数の搬送電極と、
表面にて複数の前記搬送電極を支持するように設けられた、電極支持部材と、
前記電極支持部材の前記表面と、複数の前記搬送電極と、を被覆するように、前記表面上に設けられた、電極被覆層と、
を備えている。
【０００６】
具体的には、例えば、前記粉体搬送装置は、導電性（あるいは半導電性）の粉体担持面を有する供給対象と所定の供給位置にて最近接しつつ対向するように配置されていてもよい。この場合、前記供給対象は、前記供給位置にて前記粉体担持面に前記粉体を担持可能に構成されている。そして、かかる粉体搬送装置は、前記粉体を前記供給位置に向けて搬送することで前記供給対象に前記粉体を供給するように構成されている。
【０００７】
本発明の特徴は、前記電極被覆層が、比誘電率が８以上の一様な強誘電性高分子層であることにある。具体的には、例えば、前記電極被覆層として、強誘電性アモルファス高分子層が用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態が適用された画像形成装置であるレーザープリンタの概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示されている本実施形態のトナー供給装置を拡大した側断面図である。
【図３】図２に示されている電界搬送基板を拡大した側断面図である。
【図４】図３に示されている各電源回路の出力波形の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に対して施され得る各種の変更（変形例：modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００１０】
＜レーザープリンタの構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置であるレーザープリンタ１の概略構成を示す側面図である。図１を参照すると、レーザープリンタ１は、用紙搬送機構２と、感光体ドラム３と、帯電器４と、スキャナーユニット５と、トナー供給装置６と、を備えている。レーザープリンタ１内に備えられた、図示しない給紙トレイには、シート状の用紙Ｐが積み重ねられた状態で収容されている。用紙搬送機構２は、用紙Ｐを所定の用紙搬送経路ＰＰに沿って搬送するように構成されている。
【００１１】
感光体ドラム３の周面には、静電潜像担持面ＬＳが形成されている。この静電潜像担持面ＬＳは、主走査方向（図中ｚ軸方向：「用紙幅方向」とも称され得る。）と平行な円柱面であって、電位分布による静電潜像が形成されるとともに、当該静電潜像に対応した位置にてトナーＴ（図２参照）を担持するようになっている。感光体ドラム３は、前記主走査方向と平行な軸を中心として図中矢印で示されている方向（時計回り）に回転駆動されることで、前記主走査方向と直交する副走査方向（典型的には図中ｘ軸方向）に沿って静電潜像担持面ＬＳが移動するように構成されている。
【００１２】
帯電器４は、静電潜像担持面ＬＳと対向するように配置されている。この帯電器４は、コロトロン型あるいはスコロトロン型の帯電器であって、静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させるように構成されている。
【００１３】
スキャナーユニット５は、画像データに基づいて変調された（画素の有無によって発光のＯＮ／ＯＦＦが制御された）所定の波長帯域のレーザービームＬＢを生成して静電潜像担持面ＬＳにおけるスキャン位置ＳＰにて結像させるとともに、その結像位置を前記主走査方向に沿って等速度にて移動させる（走査する）ように構成されている。ここで、スキャン位置ＳＰは、感光体ドラム３の回転による静電潜像担持面ＬＳの移動方向における、帯電器４よりも下流側且つトナー供給装置６よりも上流側の位置に設けられている。
【００１４】
トナー供給装置６は、静電潜像担持面ＬＳと対向するように、感光体ドラム３の下方に配置されている。トナー供給装置６は、現像位置ＤＰ（トナー供給装置６が静電潜像担持面ＬＳと最近接しつつ対向する位置）にて、正極性に帯電したトナーＴ（図２参照）を感光体ドラム３（静電潜像担持面ＬＳ）に供給するように構成されている。ここで、本実施形態においては、トナーＴは、正帯電性、非磁性一成分、黒色の粉末状乾式現像剤である。このトナー供給装置６の詳細な構成については後述する。
【００１５】
次に、レーザープリンタ１の各部の具体的な構成について、より詳細に説明する。
【００１６】
用紙搬送機構２は、一対のレジストローラ２１と、転写ローラ２２と、を備えている。レジストローラ２１は、用紙Ｐを所定のタイミングにて感光体ドラム３と転写ローラ２２との間の転写位置ＴＰに向けて送り出すように構成されている。転写ローラ２２は、転写位置ＴＰにて用紙搬送経路ＰＰを隔てて静電潜像担持面ＬＳと対向するように配置されていて、図中矢印で示されている方向（反時計回り）に回転駆動されるようになっている。この転写ローラ２２は、感光体ドラム３との間に静電潜像担持面ＬＳ上に付着したトナーＴ（図２参照）を用紙Ｐに転写させるための所定の転写バイアスが印加されるように、図示しない転写バイアス電源回路と電気的に接続されている。
【００１７】
＜＜トナー供給装置＞＞
図２は、図１に示されているトナー供給装置６を拡大した側断面図（前記主走査方向を法線とする面による断面図）である。図２を参照すると、トナー供給装置６は、電界搬送基板６１と、現像ローラ６２と、搬送バイアス電源回路６３と、現像バイアス電源回路６５と、を備えている。
【００１８】
電界搬送基板６１は、現像ローラ６２の円柱面状の周面であるトナー担持面ＴＣＳと、トナー担持位置ＴＣＰにて所定間隔のギャップを隔てて最近接しつつ対向するように配置されている。この電界搬送基板６１は、直流電圧成分及び多相交流電圧成分を含む搬送バイアスが印加されることで、トナーＴを進行波状の電界によりトナー搬送経路ＴＴＰに沿って搬送可能に構成されている（この電界搬送基板６１の内部構成の詳細については後述する。）。
【００１９】
ここで、上述の「トナー搬送経路ＴＴＰ」とは、電界搬送基板６１の表面であるトナー搬送面ＴＴＳに沿って形成されたトナーＴの搬送経路である。なお、トナー搬送経路ＴＴＰにおける任意の位置の接線方向であって、上述の搬送バイアスによってトナーＴが実際に搬送される方向（電界搬送前のトナーＴが貯留されている領域であるトナー貯留部ＴＲからトナー担持位置ＴＣＰに向かう方向）を、以下、「トナー搬送方向ＴＴＤ」と称する。
【００２０】
現像ローラ６２は、円柱面状の周面であるトナー担持面ＴＣＳを有するローラ状の部材であって、現像位置ＤＰにて感光体ドラム３と対向するように設けられている。すなわち、トナー担持面ＴＣＳが現像位置ＤＰにて感光体ドラム３における静電潜像担持面ＬＳと所定間隔のギャップを介して対向するように、現像ローラ６２が配置されている。この現像ローラ６２は、電界搬送基板６１によってトナー担持位置ＴＣＰまで搬送されてきたトナーＴを、トナー担持位置ＴＣＰにてトナー担持面ＴＣＳ上に担持するように構成されている。
【００２１】
現像ローラ６２は、少なくともそのトナー担持面ＴＣＳを構成する表層部が導電性あるいは半導電性を有するように形成されている。具体的には、例えば、現像ローラ６２は、円柱状の金属によって形成され得る。あるいは、現像ローラ６２は、円柱状の金属の外周に半導電性のゴム又は合成樹脂の表層を設けることによって形成され得る。
【００２２】
また、本実施形態においては、現像ローラ６２は、その周面であるトナー担持面ＴＣＳの移動方向がトナー担持位置ＴＣＰの近傍におけるトナー搬送方向ＴＴＤと同じ方向となるような回転方向に回転駆動されるようになっている。
【００２３】
図３は、図２に示されている電界搬送基板６１を拡大した側断面図である。図３を参照すると、電界搬送基板６１は、薄板状の部材であって、フレキシブルプリント配線基板と同様の構成を有している。具体的には、電界搬送基板６１は、搬送電極６１１と、支持フィルム層６１２と、電極被覆層６１３と、から構成されている。
【００２４】
搬送電極６１１は、前記主走査方向と平行な長手方向を有する線状の配線パターンであって、銅箔によって形成されている。複数の搬送電極６１１は、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って配列されていて、互いに平行に配置されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って多数配列された各搬送電極６１１は、３本置きに同一の電源回路に接続されている。すなわち、電源回路ＶＡに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＤに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＡに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６１１，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６１１・・・が、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って順に配列されている（なお、これらの電源回路ＶＡないしＶＤは、図２に示されている搬送バイアス電源回路６３の構成要素である。）。
【００２６】
複数の搬送電極６１１は、支持フィルム層６１２の表面上に形成されている。本発明の電極支持部材に相当する支持フィルム層６１２は、可撓性のフィルムであって、ポリイミド樹脂等の絶縁性の合成樹脂から構成されている。
【００２７】
電極被覆層６１３は、比誘電率が８以上の一様な強誘電性高分子、具体的には、強誘電性アモルファス高分子によって一様に形成された（すなわち成分の偏在や微粒子分散物がない）層であって、支持フィルム層６１２における搬送電極６１１が設けられている表面、及び搬送電極６１１を被覆するように設けられている。電極被覆層６１３を構成する強誘電性高分子としては、例えば、ポリ２フッ化ビニリデン等が用いられ得る。
【００２８】
電極被覆層６１３は、電界搬送基板６１における最表層に設けられている。すなわち、電極被覆層６１３の表面であるトナー搬送面ＴＴＳは、トナーＴがスムーズに搬送され得るように、凹凸の極めて少ない平滑な面として形成されている。
【００２９】
再び図２を参照すると、電界搬送基板６１は、搬送バイアス電源回路６３と電気的に接続されている。搬送バイアス電源回路６３は、トナーＴをトナー搬送経路ＴＴＰに沿ってトナー搬送方向ＴＴＤに搬送するための４相交流の搬送バイアス（図４参照）を出力するようになっている。
【００３０】
現像ローラ６２は、現像バイアス電源回路６５と電気的に接続されている。現像バイアス電源回路６５は、現像ローラ６２と感光体ドラム３との間に（より正確には静電潜像担持面ＬＳにおける電位ＶＬの露光部とトナー担持面ＴＣＳとの間に）現像バイアスを印加するために、必要な電圧を出力するようになっている。
【００３１】
＜作用・効果＞
次に、上述の本実施形態の構成による動作の概要を、その作用・効果とともに説明する。
【００３２】
本実施形態の構成においては、正極性に帯電したトナーＴは、電界搬送基板６１により、トナー貯留部ＴＲからトナー担持位置ＴＣＰに向かって、トナー搬送経路ＴＴＰに沿ってトナー搬送方向ＴＴＤに搬送される。そして、このトナー担持位置ＴＣＰの近傍にて、トナーＴは、現像ローラ６２と電界搬送基板６１（搬送電極６１１）との間に形成された電界の作用で、トナー担持面ＴＣＳ上に担持される。
【００３３】
この点、本実施形態の構成においては、電界搬送基板６１における最表層に設けられた電極被覆層６１３は、比誘電率が８以上の一様な強誘電性アモルファス高分子層である。すると、搬送電極６１１とトナー担持面ＴＣＳとの間に形成される仮想的な静電容量が大きくなる。このため、「トナーＴの搬送中におけるトナー搬送面ＴＴＳのチャージアップに伴う、搬送電極６１１とトナー担持面ＴＣＳとの間のトナー飛翔電界の変動の発生」が、可及的に抑制される。したがって、かかる構成によれば、トナーＴがトナー担持面ＴＣＳ上に良好に担持される。
【００３４】
ここで、電極被覆層６１３の特性を変更した場合の評価結果について、表１を参照しつつ説明する。表１中、「組成」は電極被覆層６１３の材質を示し、「電極上厚さ」は搬送電極６１１の上の電極被覆層６１３の厚さを示し、「εｒ」は電極被覆層６１３の比誘電率を示す。また、「担持量安定性」は、連続運転中におけるトナー担持面ＴＣＳ上の単位面積あたりのトナーＴの担持量の変動度合いから、担持量の安定性を評価した結果である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示されている結果から明らかなように、実施例１及び２においては、良好な担持量安定性が得られた。
【００３７】
ところで、実施例１及び２のものは、結晶層を有しないアモルファス状態に形成されていた。そこで、参考例として、実施例１及び２と同材質のものを熱処理（アニール）によって結晶化させたものについても評価した。その結果、かかる参考例のものにおいても、良好な担持量安定性が得られた。
【００３８】
但し、トナー担持面ＴＣＳ上のトナーＴの、主走査方向における担持量の均一性に関しては、熱処理により結晶化させた参考例のものよりも、結晶層を有しないアモルファス状態の実施例１及び２の方が良好であった。すなわち、比誘電率が８以上の一様な強誘電性アモルファス高分子層を用いた実施例１及び２の構成によれば、良好な担持量安定性と担持量の主走査方向における均一性とが、ともに達成される。
【００３９】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を、単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
【００４０】
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部材に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部材の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が援用され得るものとする。
【００４１】
もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【００４２】
本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態及び下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。
【００４３】
本発明の適用対象は、画像形成装置における現像剤搬送に限定されない。また、本発明が画像形成装置に適用される場合、その対象は単色のレーザープリンタに限定されない。例えば、本発明は、カラーのレーザープリンタや、単色及びカラーの複写機等の、いわゆる電子写真方式の画像形成装置に対して、好適に適用され得る。このとき、感光体の形状は、上述の実施形態のようなドラム状でなくてもよい。例えば、平板状や無端ベルト状等であってもよい。
【００４４】
露光光源としては、レーザースキャナ以外のもの（ＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、蛍光体、等）が好適に用いられ得る。この場合、「主走査方向」は、発光素子（ＬＥＤ等）の配列方向と平行な方向となる。あるいは、本発明は、上述の電子写真方式以外の方式（例えば、感光体を用いないトナージェット方式、イオンフロー方式、マルチスタイラス電極方式、等）の画像形成装置に対しても、好適に適用され得る。
【００４５】
感光体ドラム３と現像ローラ６２とは、接触していてもよい。
【００４６】
各電源回路ＶＡ〜ＶＤが発生する電圧の波形は、矩形波状以外にも、正弦波状や三角波状等の任意のものが用いられ得る。また、４相交流に代えて、３相交流が用いられ得る。
【００４７】
現像ローラ６２は、その周面であるトナー担持面ＴＣＳの移動方向が、トナー担持位置ＴＣＰの近傍におけるトナー搬送方向ＴＴＤと逆方向となるような回転方向に回転駆動されるようになっていてもよい。
【００４８】
その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。
【００４９】
また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した各公報の内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。
【符号の説明】
【００５０】
１…レーザープリンタ                    ２…用紙搬送機構
３…感光体ドラム                        ４…帯電器
５…スキャナーユニット                  ６…トナー供給装置
６１…電界搬送基板                      ６１１…搬送電極
６１２…支持フィルム層                  ６１３…電極被覆層
６２…現像ローラ                        ６３…搬送バイアス電源回路
ＤＰ…現像位置                          ＬＳ…静電潜像担持面
Ｔ…トナー                              ＴＣＰ…トナー担持位置
ＴＣＳ…トナー担持面                    ＴＴＤ…トナー搬送方向
ＴＴＰ…トナー搬送経路                  ＴＴＳ…トナー搬送面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００２−８２５２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７４９５号公報
【図１】
2013193801.tif 000004
【図２】
2013193801.tif 000005
【図３】
2013193801.tif 000006
【図４】
2013193801.tif 000007