(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を形成した第１の電極と、該第１の電極の凹部に対して所定の間隔をおいて対向配置した第２の電極との間に所定の電圧を印加し、上記第１及び第２の電極の間に配置した導電性粒子に電気力を作用させることによって飛翔する導電性粒子の飛翔を制御する方法であって、
上記第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記第２の電極に向かって飛翔させ、上記第２の電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記第２の電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記第２の電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１及び第２の電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする導電性粒子の飛翔制御方法。
【請求項２】
対向配置した第１及び第２の電極に直流電圧を印加して該電極間に配した導電性粒子を飛翔させる際、該導電性粒子に対して上記電極の面に沿う方向成分の力を作用させることを特徴とする請求項１記載の導電性粒子の飛翔制御方法。
【請求項３】
第１及び第２の電極のうち第１の電極から第２の電極に向かう電気力線が該電極の面に沿う方向に湾曲するように該電極間に電場を発生させることを特徴とする請求項２記載の導電性粒子の飛翔制御方法。
【請求項４】
第１の電極に形成した傾斜面からの力学的反発力によって該電極間に配した導電性粒子に対して該電極の面に沿う方向成分の力を作用させることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項記載の導電性粒子の飛翔制御方法。
【請求項５】
対向配置した第１及び第２の電極と、該電極に直流電圧を印加する直流電源とを有し、上記第１の電極に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の力を作用させるための凹部を形成し、該凹部は、その周縁部分に設けられ中央部分に向ってなだらかな曲面状に形成された傾斜部と、上記中央部分に形成された平面部とを有する導電性粒子の飛翔制御装置を制御する方法であって、
上記第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記第２の電極に向かって飛翔させ、上記第２の電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記第２の電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記第２の電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１及び第２の電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする導電性粒子の飛翔制御装置の制御方法。
【請求項６】
上記導電性粒子の飛翔制御装置は、上記第１の電極の凹部に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に該電極の面に沿う方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面を形成したことを特徴とする請求項５記載の導電性粒子の飛翔制御装置の制御方法。
【請求項７】
上記導電性粒子の飛翔制御装置は、上記第１の電極に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部と、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に該電極の面に沿う方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面とを形成したことを特徴とする請求項５記載の導電性粒子の飛翔制御装置の制御方法。
【請求項８】
対向配置した第１及び第２の電極と、該電極に画像信号に応じて所定の電圧を印加する電源とを有し、上記第１の電極に、上記第１及び第２の電極間に配した導電性トナーに対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部を形成するとともに、上記第２の電極の近傍に、上記第１の電極から飛翔した上記導電性トナーを付着させるための記録媒体を配置し、上記第１の電極と上記記録媒体との間に、上記導電性トナーを通過させるための孔を有し該導電性トナーの通過を制御する直流電圧を上記第１の電極との間に印加するように構成された制御電極を上記第１の電極に対向配置した画像形成装置を制御する方法であって、
上記第１の電極及び上記制御電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記制御電極に向かって飛翔させ、上記制御電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記制御電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記制御電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記制御電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１の電極及び上記制御電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項９】
上記画像形成装置は、上記制御電極と記録媒体との間に、導電性トナーを通過させるための孔を有し制御回路によって逆極性の電圧を印加するように構成された他の制御電極をさらに配置したことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法によって導電性トナーを第１の電極の凹部に供給するように制御することを特徴とする請求項８又は９のいずれか１項記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
対向配置した導電性の被加工物と電極に対して所定の電圧を印加し、上記被加工物より硬度の大きい導電性粒子を上記被加工物と電極間において飛翔させる際、上記被加工物に向かう導電性粒子に対して請求項１記載の方法によって相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させて上記被加工物の表面の粗面化を行うことを特徴とする導電性基体の加工方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法によって電子写真感光体の表面のホーニング加工を行うことを特徴とする導電性基体の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真装置に用いられる導電性トナーなどの導電性粒子の飛翔を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の導電性粒子の飛翔を制御する方法としては、例えば、次のような方法が知られている。
図１０に示すように、この画像形成装置１００においては、例えば、金属からなる回転可能な磁気ロール１０１が設けられ、ブレード部材１０３によってこの磁気ロール１０１上に導電性トナー１０２が均一に付着される。そして、この磁気ロール１０１と対向する位置に平板状の電極１０４が設けられ、これらの磁気ロール１０１及び電極１０４間には、導電性トナー１０２の飛翔を加速制御するため２つの平行な制御電極１０５、１０６が設けられる。さらに、電極１０４と制御電極１０５との間には、電極１０４に密着するように記録シート１０７が設けられる。
【０００３】
そして、電極１０４には、直流電源１０８、１０９及び１１１によって所定の正電圧が印加されるように構成される。また、電極１０４側の制御電極１０５は、切換スイッチ１１２によって逆極性の直流電源１１０と接続可能とされ、これにより制御電極１０５を磁気ロール１０１より低電位にして導電性トナー１０２が磁気ロール１０１側へ押し戻されるように構成されている。
【０００４】
このような構成において電極１０４に所定の電圧を印加し、切換スイッチ１１２を切り換えることにより、導電性トナー１０２の飛翔を制御して記録シート１０７上に所望の画像を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術においては、次のような問題があった。
すなわち、図１０に示す装置の場合、電極１０４及び制御電極１０５、１０６に電圧を印加する際に、導電性トナー１０２が発散しながら飛翔するため、導電性粒子１０２が制御電極１０５、１０６に付着してしまい、正確な印刷を行うことが困難であるとともに、導電性トナー１０２が無駄になってしまうという問題があった。
【０００６】
また、従来の方法では、磁気ロール１０１を回転させるためのモータ等の駆動手段が必要となるので装置構成が複雑になり、しかも、ブレード部材１０３で磁気ロール１０１上の導電性トナー１０２の厚みを均一にしているため、ブレード部材１０３と磁気ロール１０１間のギャップ調整が困難で、画像の濃淡むらが生じたり、ブレード部材１０３付近において導電性トナー１０２が固着してしまう（ブロッキング）という問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、導電性粒子を発散させることなく電極間を飛翔させることができる導電性粒子の飛翔制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
また、本発明は、機械的な動作を伴うことなく容易に導電性粒子を電極に沿って移動させることができる導電性粒子の飛翔制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
平行に対向配置した一対の平板電極間に導電性粒子を配してこれらの電極に所定の電圧を印加すると、第１の電極に接する導電性粒子がこの電極と同電位に帯電して相互の反発力により第２の電極に向かって飛翔し、さらに、第２の電極に到達した導電性粒子は、第２の電極と同電位になることによってこの電極から電気的な反発力を受けるとともに、力学的な反力を受けることにより、再び第１の電極に向かって飛翔する。
ここで、導電性粒子として、例えば電子写真用トナーのように凹凸のあるものを用いた場合には、電極間を飛翔する際に各導電性粒子が種々の方向に発散してしまうため、導電性粒子を所望の方向に飛翔させることは困難である。
本発明者等は、かかる点について鋭意研究を重ねた結果、対向配置した一対の電極を特定の形状、位置関係とすることにより、凹凸のある導電性粒子であっても、その飛翔の方向を制御しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、請求項１記載の発明は、凹部を形成した第１の電極と、該第１の電極の凹部に対して所定の間隔をおいて対向配置した第２の電極との間に所定の電圧を印加し、上記第１及び第２の電極の間に配置した導電性粒子に電気力を作用させることによって飛翔する導電性粒子の飛翔を制御する方法であって、上記第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記第２の電極に向かって飛翔させ、上記第２の電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記第２の電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記第２の電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１及び第２の電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする。
【００１１】
一方、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、対向配置した第１及び第２の電極に直流電圧を印加して該電極間に配した導電性粒子を飛翔させる際、該導電性粒子に対して上記電極の面に沿う方向成分の力を作用させることを特徴とする。
【００１２】
この場合、請求項３記載の発明のように、請求項２記載の発明において、第１及び第２の電極のうち第１の電極から第２の電極に向かう電気力線が該電極の面に沿う方向に湾曲するように該電極間に電場を発生させることも効果的である。
【００１３】
また、請求項４記載の発明のように、請求項２又は３のいずれか１項記載の発明において、第１の電極に形成した傾斜面からの力学的反発力によって該電極間に配した導電性粒子に対して該電極の面に沿う方向成分の力を作用させることも効果的である。
【００１４】
他方、請求項５記載の発明は、対向配置した第１及び第２の電極と、該電極に直流電圧を印加する直流電源とを有し、上記第１の電極に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の力を作用させるための凹部を形成し、該凹部は、その周縁部分に設けられ中央部分に向ってなだらかな曲面状に形成された傾斜部と、上記中央部分に形成された平面部とを有する導電性粒子の飛翔制御装置を制御する方法であって、上記第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記第２の電極に向かって飛翔させ、上記第２の電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記第２の電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記第２の電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１及び第２の電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、上記導電性粒子の飛翔制御装置は、上記第１の電極の凹部に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に該電極の面に沿う方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面を形成したことを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、上記導電性粒子の飛翔制御装置は、上記第１の電極に、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部と、該電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に該電極の面に沿う方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面とを形成したことを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項８記載の発明は、対向配置した第１及び第２の電極と、該電極に画像信号に応じて所定の電圧を印加する電源とを有し、上記第１の電極に、上記第１及び第２の電極間に配した導電性トナーに対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部を形成するとともに、上記第２の電極の近傍に、上記第１の電極から飛翔した上記導電性トナーを付着させるための記録媒体を配置し、上記第１の電極と上記記録媒体との間に、上記導電性トナーを通過させるための孔を有し該導電性トナーの通過を制御する直流電圧を上記第１の電極との間に印加するように構成された制御電極を上記第１の電極に対向配置した画像形成装置を制御する方法であって、上記第１の電極及び上記制御電極に直流電圧を印加した状態で、当該第１の電極上に供給された導電性粒子を上記制御電極に向かって飛翔させ、上記制御電極に到達した導電性粒子を上記第１の電極に向かって飛翔させ、さらに、上記第１の電極に到達した導電性粒子を上記制御電極に向って再び飛翔させる動作を繰り返す際に、上記制御電極から上記第１の電極に到達した導電性粒子に対し、上記第１の電極から上記制御電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、上記第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させることによって、上記第１の電極及び上記制御電極の間において該導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御することを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、上記画像形成装置は、上記制御電極と記録媒体との間に、導電性トナーを通過させるための孔を有し制御回路によって逆極性の電圧を印加するように構成された他の制御電極をさらに配置したことを特徴とする。
【００１９】
この場合、請求項１０記載の発明のように、請求項８又は９のいずれか１項記載の発明において、請求項７記載の方法によって導電性トナーを凹部に供給するように制御することも効果的である。
【００２０】
また、請求項１１記載の発明は、対向配置した導電性の被加工物と電極に対して所定の電圧を印加し、上記被加工物より硬度の大きい導電性粒子を上記被加工物と電極間において飛翔させる際、上記被加工物に向かう導電性粒子に対して請求項１記載の方法によって相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させて上記被加工物の表面の粗面化を行うことを特徴とする。
【００２１】
この場合、請求項１２記載の発明のように、請求項１１記載の方法によって電子写真感光体の表面のホーニング加工を行うことも効果的である。
【００２２】
かかる構成を有する請求項１記載の発明の場合、第１の電極に到達した導電性粒子を第２の電極に向って再び飛翔させる際に、第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、第１の電極から第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させる。そして、この動作を繰り返すことによって、第１及び第２の電極の間において導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御する。
その結果、本発明によれば、導電性粒子を第１及び第２の電極の間において発散させることなく繰り返し往復運動させながら保持することが可能になる。
【００２３】
また、請求項２記載の発明のように、請求項１記載の発明において、対向配置した第１及び第２の電極に直流電圧を印加してこれらの電極間に配した導電性粒子を飛翔させる際、この導電性粒子に対して上述の電極の面に沿う方向成分の力を作用させることによって、導電性粒子は上述の電極間における飛翔を繰り返しながらその面に沿って移動するようになる。
【００２４】
この場合、請求項３記載の発明のように、請求項２記載の発明において、対向配置した一対の電極のうち一方の電極から他方の電極に向かう電気力線がこれらの電極の面に沿う方向に湾曲するように当該電極間に電場を発生させる方法、又は、請求項４記載の発明のように、請求項２又は３記載の発明において、対向配置した一対の電極に形成した傾斜面からの力学的反発力によって当該電極間に配した導電性粒子に対してこれらの電極の面に沿う方向成分の力を作用させる方法を用いれば、容易に導電性粒子に対して上述の電極の面に沿う方向成分の力を作用させることができ、その結果、導電性粒子は上述の電極間における飛翔を繰り返しながら電極面に沿って移動するようになる。
【００２５】
一方、請求項５記載の発明のように、対向配置した第１及び第２の電極と、これらの電極に直流電圧を印加する直流電源とを有し、上記第１の電極に、これらの電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の力を作用させるための凹部を形成し、この凹部が、その周縁部分に設けられ中央部分に向ってなだらかな曲面状に形成された傾斜部と、上記中央部分に形成された平面部とを有する導電性粒子の飛翔制御装置において、第１の電極に到達した導電性粒子を第２の電極に向って再び飛翔させる際に、第１及び第２の電極に直流電圧を印加した状態で、第１の電極から第２の電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させ、この動作を繰り返すことによって、第１及び第２の電極の間において導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御すれば、簡素な構成の装置において、第１及び第２の電極の間において導電性粒子を発散させることなく繰り返し往復運動させながら保持することが可能になる。
【００２６】
この場合、請求項６記載の発明のように、請求項５記載の発明において、上記導電性粒子の飛翔制御装置の第１の電極の凹部に、これらの電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に当該電極の面に沿う方向成分の電気的及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面を形成すれば、一対の電極間において導電性粒子を発散させずに電極面に沿って移動させることが可能になる。
【００２７】
さらに、請求項７記載の発明のように、請求項５記載の発明において、上記導電性粒子の飛翔制御装置の第１の電極に、これらの電極間に配した導電性粒子に対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部と、この導電性粒子に対し飛翔時に当該電極の面に沿う方向成分の電気的及び力学的反発力を作用させるための相対的な傾斜面とを形成すれば、簡単な構成で、一対の電極間における導電性粒子の移動と密集飛翔を行うことが可能になる。
【００２８】
一方、請求項８記載の発明のように、対向配置した第１及び第２の電極と、これらの電極に画像信号に応じて所定の電圧を印加する電源とを有し、上述の第１の電極に、上述の第１及び第２の電極間に配した導電性トナーに対し飛翔時に相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させるための凹部を形成するとともに、第２の電極の近傍に、第１の電極から飛翔した導電性トナーを付着させるための記録媒体を配置し、第１の電極と記録媒体との間に、導電性トナーを通過させるための孔を有し導電性トナーの通過を制御する直流電圧を第１の電極との間に印加するように構成された制御電極を上記第１の電極に対向配置した画像形成装置において、第１の電極に到達した導電性粒子を制御電極に向って再び飛翔させる際に、第１の電極及び制御電極に直流電圧を印加した状態で、第１の電極から制御電極に向かう電気力線が収束するように発生させた電場と、第１の電極の凹部からの力学的反発力とにより、当該導電性粒子に対して相互に接近する方向成分の力を作用させ、この動作を繰り返すことによって、第１の電極及び制御電極の間において導電性粒子が密集した状態で往復運動を繰り返すように制御すれば、画像形成の際に導電性トナーが飛散してしまうことなく、密集した状態で記録媒体に付着するため、安定した画像形成が行われる。
【００２９】
この場合、請求項９記載の発明のように、請求項８記載の発明において、上記画像形成装置の制御電極と記録媒体との間に、導電性トナーを通過させるための孔を有し制御回路によって逆極性の電圧を印加するように構成された他の制御電極をさらに配置すれば、制御回路による制御によって導電性トナーが記録媒体に到達するか否かを制御することができ、記録媒体上に所望のトナー像を形成することができる。
【００３０】
また、請求項１０記載の発明のように、請求項８又は９記載の発明において、請求項７記載の方法によって導電性トナーを第１の電極の凹部に供給するように制御すれば、導電性トナーを搬送等させるための機械的な動作を行う手段を省略することが可能になる。
【００３１】
一方、請求項１１記載の発明のように、対向配置した導電性の被加工物と電極に対して所定の電圧を印加し、この被加工物より硬度の大きい導電性粒子をこの被加工物と電極間において飛翔させる際、この被加工物に向かう導電性粒子に対して請求項１記載の方法によって相互に接近する方向成分の電気力及び力学的反発力を作用させてこの被加工物の表面の粗面化を行えば、複雑な構成をとることなく、電圧等を変えるだけで種々の条件の表面処理を行うことができる。
【００３２】
特に、請求項１２記載の発明のように、請求項１１記載の方法により電子写真感光体の表面のホーニング加工を行うようにすれば、水等を使用することなく、容易に微細な加工を行うことが可能になる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る導電性粒子の運動制御方法の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置の一実施の形態を示す概略構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施の形態に係る導電性粒子の飛翔制御装置１は、一対の平板状の例えば金属からなる第１及び第２の電極２、３を有し、これら第１及び第２の電極２、３は直流電源４に接続されている。
【００３６】
第１及び第２の電極２、３は、ともに長尺の四角形状の部材からなり、所定の間隔をおいて平行に配置されている。そして、下方に位置する第１の電極２は直流電源４の負の端子に接続され、上方に位置する第２の電極３は直流電源４の正の端子に接続されている。
【００３７】
第１の電極２には、その長手方向に延びる長尺の凹部２ａが形成されている。図１（ｂ）に示すように、この凹部２ａは、その周縁部分から中央部分に向かってなだらかに深くなるように形成されている。この場合、図１（ｂ）に示すように、第１の電極２から第２の電極３へ向かう電気力線５が互いに近づくように凹部２ａが形成されている。
【００３８】
一方、第１及び第２の電極２、３の間には、導電性粒子６として、例えば、電子写真装置に用いられる導電性トナーが配される。この導電性粒子６の外径としては、８〜１２μｍ程度のものから、外径１ｍｍ程度のものまで使用することができる。この場合、導電性粒子６の抵抗率としては、１０〜１０9Ω・ｃｍのものを使用することができる。また、導電性粒子６としては、絶縁性のトナー（約１０16Ω・ｃｍ程度）と導電性キャリア（約１０8〜１０9Ω・ｃｍ程度）を混合した粒子を使用することもできる。
【００３９】
このような構成を有する本実施の形態においては、次のような動作により導電性粒子６の飛翔の制御が行われる。
まず、第１及び第２の電極２、３間に所定の電圧（５００Ｖ程度）を印加すると、図２（ａ）に示すように、第１の電極２の表面が負に帯電し、第２の電極３の表面が正に帯電する。
【００４０】
その結果、第１の電極２の凹部２ａ上の導電性粒子６が負に帯電するため、相互間の反発力によって導電性粒子６が第２の電極３に向かって飛翔する。本実施の形態の場合、凹部２ａの周縁部分から中央部分に向かってなだらかに深くなるように、さらに、第１の電極２から第２の電極３へ向かう電気力線５が互いに近づくように凹部２ａが形成されていることから、導電性粒子６には相互に接近する方向成分の力が働き、導電性粒子６は第２の電極３の中央部分に向って飛翔する。
【００４１】
そして、導電性粒子６は、第２の電極３に到達すると正に帯電する。その結果、図２（ｂ）に示すように、導電性粒子６は第２の電極３との電気的及び力学的な反発力により再び第１の電極２に向かって飛翔する。
【００４２】
さらに、第１の電極２に到達した導電性粒子６は、同様の作用により負に帯電し、図２（ｃ）に示すように、再び第２の電極３に向かって飛翔する。そして、以下、同様の動作を繰り返すことにより、導電性粒子６は第１の電極２と第２の電極３の間において往復運動を繰り返す。
【００４３】
図３は、本実施の形態における導電性粒子６の飛翔の軌跡Ｐを示すものである。
上述したように、導電性粒子６は第１及び第２の電極２、３の間を往復するが、本実施の形態の場合、第２の電極２の凹部２ａが、その周縁部分から中央部分に向かってなだらかに深くなるように、さらに、第１の電極２から第２の電極３へ向かう電気力線５が互いに近づくように形成されているため、導電性粒子６には常に第２の電極３の中央部分に向かう力が働き、その結果、図３の軌跡Ｐで示すように、導電性粒子６が第１の電極２の凹部２ａの周縁部に到達した場合であっても、その中央部分に引き戻されるようになる。
【００４４】
したがって、本実施の形態によれば、第１の電極２から第２の電極３に向かって密集した状態で導電性粒子６を飛翔させることができる。
【００４５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置の他の実施の形態を示すものであり、以下、上述の実施の形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
【００４６】
本実施の形態に係る導電性粒子の飛翔制御装置１Ａの基本的な構成は上記実施の形態と同様であり、第１の電極２と第２の電極３が対向配置され、これら第１及び第２の電極２、３は直流電源４に接続されている。そして、下方に位置する第１の電極２は直流電源４の負の端子に接続され、上方に位置する第２の電極３は直流電源４の正の端子に接続されている。
【００４７】
一方、本実施の形態の場合、第１の電極２に長尺の凹部２ａが形成されるが、上記実施の形態の装置と異なり、周縁部分に傾斜部２ｂが形成され、中央部分には平面部２ｃが形成されている。この場合、傾斜部２ｂは中央部分に向かってなだらかな曲面が形成され、この傾斜部２ｂから第２の電極３へ向かう電気力線５が互いに近づくように形成される。一方、第２の電極３の電極面と第１の電極２の平面部２ｃは平行になるように構成される。
【００４８】
このような構成を有する本実施の形態の場合、第１の電極２の平面部２ｃにおいては、第２の電極３に向かって平行に電気力線５が向かうため、導電性粒子６には、第１の電極２又は第２の電極３の面に対して垂直に向かう方向の力が働く。
【００４９】
他方、第１の電極２の凹部２ａの周縁部においては、第２の電極３へ向かって電気力線５が互いに近づくように構成されているため、導電性粒子６に対して第２の電極３の中央部分に向かう方向成分の力が働く。
したがって、本実施の形態によっても、導電性粒子６を分散させることなく、第２の電極３の中央部分に集めるようにその飛翔を制御することが可能になる。
【００５０】
その他の構成及び作用効果については、上述の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００５１】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、第１の電極を下方に位置する一方、第２の電極を上方に位置するように構成したが、これらを逆に配置するようにしてもよく、また、いずれかの方向に傾けるようにしてもよい。
【００５２】
さらに、第１の電極と第２の電極の両方に凹部を形成することもできる。
また、各電極及び凹部の大きさ、形状、深さ等についても、本発明の範囲内であれば、上記実施の形態に限られることなく、種々のものとすることができる。
【００５３】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置のさらに他の実施の形態を示すものであり、以下、上述の実施の形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
【００５４】
本実施の形態に係る導電性粒子の飛翔制御装置７の場合も、基本的な構成は上記実施の形態と同様であり、長尺の第１の電極８と第２の電極９が対向配置され、これら第１及び第２の電極８、９は直流電源４に接続されている。そして、下方に位置する第１の電極８は直流電源４の負の端子に接続され、上方に位置する第２の電極９は直流電源４の正の端子に接続されている。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、本実施の形態においては、第１の電極８に、その長手方向に向かって傾斜する傾斜凹部８ａが形成されている。この傾斜凹部８ａは、例えば、図４に示す凹部２ａと同様に、周縁部分に傾斜部８ｂが形成され、中央部分に平面部８ｃが形成されたものから構成される。
【００５６】
かかる構成を有する本実施の形態の場合、図５（ａ）に示すように、第１及び第２の電極８、９の間において、電極面に沿ってその間隔が開く方向に電気力線５が湾曲するようになる。このため、導電性粒子６に対し、第１及び第２の電極８、９の電極面に沿う方向の成分を含む力が働く。また、導電性粒子６が電極面と衝突する際に傾斜凹部８ａから同方向に力学的な力も働く。その結果、図５（ｂ）の軌跡Ｑで示すように、上述の如く導電性粒子６が第１及び第２の電極８、９の間を往復運動するとともに、第１及び第２の電極８、９の電極面の離れた離れた方向（図中右側方向）に向かって移動する。
【００５７】
このように、本実施の形態の装置によれば、第１及び第２の電極８、９の電極面に沿って導電性粒子６を搬送することが可能になる。
【００５８】
なお、本実施の形態においては、例えば図１に示すように、周縁部分から中央部分に向かってなだらかに深くなるような傾斜凹部を形成することもできる。
また、第１及び第２の電極８、９の両方に傾斜凹部を形成することもできる。
【００５９】
その他の構成及び作用効果については、上述の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６０】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態を示すものであり、以下、上述の実施の形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
【００６１】
本実施の形態に係る導電性粒子６の飛翔制御装置１０の場合も、基本的な構成は上記実施の形態と同様であり、長尺の第１の電極１１と第２の電極１２が対向配置され、これら第１及び第２の電極１１、１２は直流電源４に接続されている。そして、下方に位置する第１の電極１１は直流電源４の負の端子に接続され、上方に位置する第２の電極１２は直流電源４の正の端子に接続されている。
【００６２】
本実施の形態においては、第２の電極１２に、例えば、図４に示すような凹部１１ａと、例えば、図５に示すような傾斜凹部１１ｂが連続して形成されている。すなわち、第２の電極１１の一方の端部（図中左側の端部）から中央部分に向かって下降するように傾斜凹部１１ｂが形成され、さらに、第２の電極１２の中央部分から他方の端部に向かって凹部１１ａが形成されている。
【００６３】
なお、凹部１１ａ及び傾斜凹部１１ｂとしては、例えば、図１に示すように、周縁部分から中央部分に向かってなだらかに深くなるような傾斜凹部を形成することもできる。
【００６４】
さらに、第２の電極１２の一方の端部には、導電性粒子６を供給するための供給手段１３が設けられている。この供給手段１３は、例えば、漏斗形状の容器を有し、一定量の導電性粒子６を供給できるように構成されている。
【００６５】
このような構成を有する本実施の形態によれば、第１及び第２の電極１１、１２に所定の電圧を印加するだけで、機械的な動作を伴うことなく、第１及び第２の電極１１、１２の一端部から供給した導電性粒子６を傾斜凹部１１ｂにより連続的に搬送し、さらに、凹部１１ａにおいて往復運動させることが可能になる。
【００６６】
その他の構成及び作用効果については、上述の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６７】
図７（ａ）（ｂ）は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示すものである。
図７（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の画像形成装置２０は、導電性粒子であるトナー６０を飛翔させるための第１の電極２１と第２の電極２２とを有し、これら第１及び第２の電極２１、２２の間にトナー６０の飛翔を制御するための制御電極２３、２４が設けられている。
【００６８】
この場合、トナー６０の外径は８〜１２μｍであり、また、制御電極２３、２４の間隔は１００μｍ程度とすることが好ましい。
【００６９】
そして、第２の電極２２の第１の電極２１に対向する面には、記録シート２５が密着するように配置され、これら第２の電極２２及び記録シート２５は、例えば、ドラムやベルト等の機構により一体となって移動するように構成されている。
【００７０】
第１の電極２１は、上述の実施の形態と同様に長尺の部材からなり、トナー６０を発散させずに飛翔させるための凹部２１ａが形成される。この凹部２１ａは、上述した図１又は図４に示すもののいずれを用いることができる。この場合、凹部２１ａの深さは１ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００７１】
第１の電極２１及び制御電極２３は直流電源２８に接続される。この場合、第１の電極２１は直流電源２８の負の接続端子に接続され、制御電極２３は直流電源２８の正の端子に接続される。また、制御電極２３及び制御電極２４は、切換スイッチＳＷによって切換可能な逆極性の直流電源２６、２７に接続される。なお、直流電源２６の起電力を上記直流電源２８の起電力よりも大きくなるように構成する。
【００７２】
さらに、制御電極２４及び第２の電極２２は直流電源２９に接続される。この場合、制御電極２４は直流電源２９の負の接続端子に接続され、第２の電極２２は直流電源２９の正の端子に接続される。また、切換スイッチＳＷは、図示しないＣＰＵからの信号に応じて切り換わるように構成される。
【００７３】
各制御電極２３、２４にはトナー６０を通過させるための孔２３ａ、２４ａが設けられている。この場合、図７（ａ）（ｂ）に示すように、例えば、第１の電極２１側に位置する制御電極２３の孔２３ａを、第２の電極２２側に位置する制御電極２４の孔２４ａよりも大きくなるように構成することが好ましい。これにより、トナー６０を円滑に第２の電極２４ａに向かって飛翔させることができる。
【００７４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における制御電極２３、２４の例を示すものである。
本実施の形態の制御電極２３、２４としては、絶縁性の基板３０の両面に複数の制御電極２３、２４を形成し、各制御電極２３、２４の位置に孔２３ａ、２４ａを形成することによって、種々の形状のものを用いることができる。
【００７５】
例えば、図８（ａ）に示すように、基板３０上に千鳥足状に交互に制御電極２４（２３）及び孔２４ａ（２３ａ）を形成することもできるし、また、図８（ｂ）に示すように、基板３０上に４種類の制御電極２４（２３）及び孔２４ａ（２３ａ）を並べて配置することもできる。
【００７６】
さらには、図８（ｃ）に示すように、基板３０の両面に、それぞれ異なる方向に延びる平行な直線状の制御電極２４（２３）を複数形成し、各制御電極２４（２３）の孔２４ａ（２３ａ）の位置を重ねることにより、マトリクス状の制御用電極を形成することもできる。
【００７７】
特に、図８（ｃ）の例によれば、制御用電極を駆動するための回路を少なくすることができるという効果がある。
【００７８】
このような構成を有する本実施の形態の装置を用いて画像を形成する場合には、図７（ａ）に示すように、切換スイッチＳＷを切り換えて直流電源２７、２８及び２９を直列に接続し、第１及び第２の電極２１、２２に所定の電圧を印加する。その結果、第１の電極２１上の導電性トナー６０が第２の電極２２に向かって飛翔し、制御電極２３、２４によって加速されて記録シート２５に到達する。この場合、本実施の形態においては第１の電極２１の凹部２１ａによって形成される電場により導電性トナー６０が密集した状態で飛翔するため、導電性トナー６０は制御電極２３、２４にほとんど衝突せず、スムーズに記録シート２５に付着する。
【００７９】
また、ごくまれに制御電極２３、２４に衝突した導電性トナー６０は、上記実施の形態の場合と同様に、その極性が反転して第１の電極２１に戻された後、再び記録シート２５に向かって飛翔するが、その際、第１の電極２１の凹部２１ａによって形成される電場及びこの凹部２１ａからの反力により、発散することなく制御電極２３の孔２３ａに向かって飛翔する。
【００８０】
一方、図７（ｂ）に示すように、図示しないＣＰＵからの信号に応じて切換スイッチＳＷを切り換え、直流電源２６と直流電源２８を直列に接続すると、制御電極２４の電位が第１の電極２１の電位よりも低くなるため、導電性トナー６０は第１の電極２１側に押し戻され、記録シート２５に到達しなくなる。その結果、記録シート２５上に余白部分を形成することができる。
【００８１】
そして、以上の動作を記録シート２５の移動と同期させて行うことにより、記録シート２５上に所望の高画質の画像を形成することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態のプリンタに、図６に示すような装置を用いてトナー６０を供給するように構成すれば、トナー６０を搬送等させるための機械的な動作を行う手段を省略することができ、簡易な構成で容易にトナー６０を供給することができる。
【００８３】
その他の構成及び作用効果については、上述の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００８４】
図９（ａ）（ｂ）は、本発明に係る導電性基体の加工方法の一実施の形態を示すものであり、以下、上述の実施の形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
本実施の形態は、導電性粒子の飛翔を、例えば、電子写真感光体等の被加工物の表面の粗面化に適用したものである。
【００８５】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、上記実施の形態と同様の凹部２ａが形成された長尺の第１の電極２を有し、この第１の電極２と、粗面化対象である電子写真感光体３１とが直流電源４に接続される。この場合、第１の電極２は直流電源４の負の接続端子に接続され、電子写真感光体３１は直流電源４の正の端子に接続される。
【００８６】
本実施の形態においては、導電性粒子３２として、硬度が大きく、かつ、鋭利な形状を有するものを用いる。例えば、鋼鉄の粒子にダイヤモンドの粉末を混入したもの等を用いることができる。また、導電性粒子３２の粒径は、最大１ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００８７】
一方、第１の電極２についても、硬度の大きい材料、例えば、ステンレス等を用いて構成される。
【００８８】
このような構成を有する本実施の形態において、第１の電極２と電子写真感光体３１との間に所定の電圧を印加すると、上述の実施の形態の場合と同様に、第１の電極２及び電子写真感光体３１間において、導電性粒子３２が電子写真感光体３１に向かって密集するように往復運動し、電子写真感光体３１の表面の粗面化が行われる。そして、図９（ｂ）に示すように、電子写真感光体３１を一定の速度で回転させると、水等を使用することなく、電子写真感光体３１の全表面のホーニング加工を行うことが可能になる。
【００８９】
その他の構成及び作用効果については、上述の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００９０】
なお、上述の各実施の形態においては、電極の表面を加工して凹部及び傾斜凹部を形成するようにしたが、平板状の電極を折曲形成することにより凹部及び傾斜凹部を形成することもできる。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、導電性粒子に対し、簡単な構成で、電極間の往復運動や搬送など種々の飛翔に関する制御を行うことが可能になる。
【００９２】
その結果、特に、導電性トナーを用いて画像形成を行う際に、装置構成を簡素化することができるとともに、導電性トナーの飛散を防止して円滑な動作を行うことが可能になる。
【００９３】
また、本発明を導電性基体の表面加工に適用すれば、簡単な構成で、自由度の大きい種々の微細加工を行うことが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）：本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置の一実施の形態の概略構成を示す平面図
（ｂ）：図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
（ｃ）：図１（ａ）のＹ−Ｙ線断面図
【図２】  （ａ）〜（ｃ）：同実施の形態における導電性粒子の飛翔の原理を示す説明図
【図３】  同実施の形態における導電性粒子の飛翔の軌跡を示す説明図
【図４】  （ａ）：本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置の他の実施の形態の概略構成を示す平面図
（ｂ）：図４（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
（ｃ）：図４（ａ）のＹ−Ｙ線断面図
【図５】  （ａ）：本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置のさらに他の実施の形態の概略構成を示す断面図
（ｂ）：同実施の形態における導電性粒子の飛翔の軌跡を示す説明図
【図６】  本発明に係る導電性粒子の飛翔制御装置のさらに他の実施の形態の概略構成図
【図７】  （ａ）：本発明を用いたプリンタの一実施の形態を示す概略構成図で、画像形成動作を示すもの
（ｂ）：本発明を用いたプリンタの一実施の形態を示す概略構成図で、余白形成動作を示すもの
【図８】  （ａ）〜（ｃ）：同実施の形態における制御電極の例を示す平面図
【図９】  （ａ）：本発明に係る導電性基体の加工方法の一実施の形態を示す一部破断正面図
（ｂ）：同実施の形態の一部破断側面図
【図１０】従来の導電性粒子の飛翔制御方法の一例を示す説明図
【符号の説明】
１、１Ａ、７、１０…導電性粒子の飛翔制御装置  ２、８、１１、２１…第１の電極  ２ａ、１１ａ…凹部  ２ｂ…傾斜部  ２ｃ…平面部  ８ａ、１１ｂ…傾斜凹部  ３、９、１２、２２…第２の電極  ４、２６、２７、２８、２９…直流電源  ５…電気力線  ６…導電性粒子  ２０…画像形成装置  ２３、２４…制御電極  ２３ａ、２４ａ…孔  ２５…記録シート  ３０…基板  ３１…電子写真感光体  ３２…導電性粒子  ６０…トナー  ＳＷ…切換スイッチ
【図１】
0003762811.tif 000002
【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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