JP2935542B2

JP2935542B2 - 現像方法及び現像装置

Info

Publication number: JP2935542B2
Application number: JP2169224A
Authority: JP
Inventors: 展之伊東; 敬士大沢; 廣明土屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JPH0456976A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加して
静電潜像を現像する方法と装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加して静電潜像
を現像する方法が、特公昭58−32375号公報、同58−323
77号公報に記載されている。

この方法では、現像部に形成された振動電界によりト
ナーが像担持体に繰り返し付着、離脱し、像担持体と現
像剤担持体間の間隔の増大等による振動電界の減衰に伴
い、最終的に静電潜像の所要領域にトナーが付着残存し
て潜像の可視化、即ち現像が行なわれる。

上記現像方法では、振動バイアス電圧の一周期は、ト
ナーを現像剤担持体から像担持体に転移させる第１の位
相と、像担持体に付着したトナーを離脱させて現像剤担
持体に逆転移させる第２の位相とから成っている。そし
て静電潜像非画像部のガブリを防止する為に、静電潜像
非画像部と第１位相でのバイアス電圧ピーク値との電位
差を、静電潜像非画像部と第２位相でのバイアス電圧ピ
ーク値との電位差よりも小さくしている。このように上
記方法ではトナーを転移させる電界強度が相対的に弱い
反面、トナーを逆転移させる電界強度が相対的に強い。

ところで、近年画質向上の為に平均粒径４〜９μｍの
小粒径トナーの採用が検討されている。しかし、こうし
た小粒径トナーは、従来のよく使用されているトナーに
対して、粒径で1/2〜1/3であるから単位体積（重量）当
りの表面積が４〜９倍となり、単位重量当りの摩擦帯電
電荷量は大きくなる。その結果現像担持体（スリーブ）
への鏡影力が増加して現像剤担持体への静電的付着力が
大きくなって、像担持体から離脱しにくくなり、高濃度
画像の再現性が劣化して来る。

これを改善する為に振動バイアス電圧の直流成分を変
化させたり、ピーク間電圧を増加すると、カブリが目立
つようになる。カブリを防止するには振動バイアス電圧
の周波数を高くすることが有効であるが、細線部の再現
性が劣化して来る。

〔発明の目的と概要〕

本発明は、現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加し
て静電潜像を現像するものに於いて、単位重量当りの摩
擦帯電量の多い小粒粒トナーを使用しても細線画像の再
現性、高濃度部の再現性を向上し、かつカブリも防止す
ることを目的とするものである。

そこで本発明の現像方法では、現像部に以下のような
振動電界を形成する。

即ち、静電潜像の画像部に関しては、付勢位相での静
電潜像画像部電位と現像剤担持体電位間の電位差Vu₁の
最大値Vu_1maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₁の最
大値Vr_1maxよりも大であり、かつ振動バイアス電圧の一
周期に於ける上記付勢位相での電位差Vu₁の時間積分値I
u₁が上記逆付勢位相での電位差Vr₁の時間積分値Ir₁より
大である。

一方、静電潜像非画像部に関しては、付勢位相での静
電潜像非画像部電位と現像剤担持体間の電位差Vu₂の最
大値Vu_2maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₂の最大
値Vr_2max以上であり、かつ振動バイアス電圧の一周期に
於ける上記付勢位相での電位差Vu₂の時間積分値Iu₂が上
記逆付勢位相での電位差Vr₂の時間積分値Ir₂以下であ
る。

そして、振動バイアス電圧のデユーテイ比をＤ、トナ
ーの単位重量当りの帯電量をＱ（μC/g）とすると、となるように設定されている。

このようにして、振動電界の付勢位相に於いて、所謂
ベタ部には勿論、細線部や潜像低電位部にも十分な量の
現像剤が供給され、かつ逆付勢位相に於いてこれらの領
域から過剰の現像剤が除去されてしまうことは防止でき
る。そしてそれにもかかわらず、カブリが十分抑制され
た現像画像を得ることができる。

尚、本明細書で静電潜像画像部というのは、最大濃度
に現像されるべき潜像部分の事を言い、静電潜像非画像
部とは本来トナーの付着すべきでない潜像部分、即ち所
謂背景部分の事を言う。画像部と非画像部の間の電位領
域が中間調部分である。

また、本明細書で付勢位相というのは、潜像の電位に
対して、現像剤担持体の電位（バイアス電圧）が、トナ
ーに現像剤担持体から像担持体に向かう方向の力を与え
る関係にあるときの位相の事を言い、逆付勢位相という
のは、潜像の電位に対して、現像剤担持体の電位（バイ
アス電圧）が、トナーに像担持体から現像剤担持体に向
かう方向の力を与える関係にある時の位相の事を言う。

尚、本明細書では、電位、或いは電位差が大きい、小
さいと言うのは絶対値に於いての比較で使用されるもの
とする。

尚、本明細書でデユーテイ比というのは次のように定
義される。即ち、振動バイアス電圧を時間ｔの関数
V_(t),振動バイアス電圧の潜像非画像部側ピーク値をV₁,
静電潜像部側ピーク値をV₂,VsをV₁とV₂の間の値、振動
バイアス電圧の１周期（t₁＋t₂）で、時刻０から時刻１
までの間（V_(t)−Vs）が（V₁−Vs）と同符号、時刻t₁か
ら時刻（t₁＋t₂）までの間（V_(t)−Vs）が（V₂−Vs）と
同符号、とする。而して、デユーテイ比はt₁/（t₁＋t₂）によっ
て定義される。

ところで、トナーの平均粒径と現像性の関係をみたの
が第４図である。これは、現像担持体と潜像担持体間
（約250μｍ）に一定の付勢電圧Vu₁（約1000V）をパル
ス状に与えた場合、トナーが潜像担持体画像部に付着し
はじめる（転写、定着後の画像で濃度Dmaxが1.0以上）
パルス幅とトナーの平均粒径との関係をプロツトしたも
のである。これより、粒径の小さいトナーほど潜像担持
体へ到達する時間が早いことが判る。これは、小粒径ト
ナーのいくつかの特長の中でも、主として単位重量当り
の摩擦帯電量が高くなることが原因として考えられる。
従って、まず付勢位相側バイアス印加の際、その付勢電
界が高く、そして相対的に短時間に設定することによ
り、電荷の多い小粒径トナーを飛翔させ、現像させる。
次に、逆付勢位相側バイアス印加時には、逆付勢電界が
低く、そして相対的に長時間に設定することにより、付
勢位相側バイアス時に潜像担持体まで到達できなかった
大きなトナー或は電荷量の低いトナーを（移動速度が
遅）を現像剤担持体に時間をかけてしっかりと引戻す。
この際、潜像担持体上において画像部の細かいトナーは
鏡影力が強いことと、逆付勢電界が低いこと等により、
ほとんどはぎとられないが、飛散等によって非画像部に
付着したわずかな電荷量の小さいトナー（白地カブリト
ナー）は鏡影力が弱いため、逆付勢電界によって現像剤
担持体に引戻される。以上より、濃度が高く、細線再現
性も良く、階調性が良く、しかも白地カブリの少ない画
像であり、小粒径トナーの特長である解像性の高い現像
画像が得られる。

〔実施例〕

煩雑を避ける為、以下の実施例は潜像が正極性であ
り、トナーは潜像と逆極性の負極性に摩擦帯電している
場合について述べる。

第２図は本発明の一実施例の説明図で、１は矢印方向
に回転する円筒ドラム状電子写真感光体であり、以下の
例では電気的に接地された金属ドラムに感光層として例
えば非晶質シリコン層を形成した感光体を使用できる。

ドラム１の周囲には帯電器３、画像露光装置４、現像
装置２、転写装置５、クリーニング装置７が配置されて
いる。転写後ドラム１表面に残留したトナーはクリーニ
ング装置７で除去され、かくして実質的にトナーの残留
していない清浄表面に復したドラム１は帯電器３で実質
的に均一に正極性に帯電される。次いでドラム１は露光
装置４によって画像光が露光されて静電潜像が形成され
る。この静電潜像は画像部電位（暗部電位V_D）が例えば
500Vであり、非画像部電位（明部電位V_L）が例えば50V
である。この静電潜像は後述の現像装置により現像さ
れ、かくして得られたトナー像は転写装置５によって紙
等の転写材に転写される。

装置２は、所謂キヤリア粒子を含まない絶縁性の一成
分磁性現像剤（以下トナー乃至磁性トナーと言う）Ｔを
収容した容器21と、この容器21に支持され矢印方向にド
ラム１の周速と同じか又はそれよりも速い周速で回転す
る、ステンレス鋼、アルミニウム等の非磁性体の円筒状
現像剤担持スリーブ22と、このスリーブ22の内側に固定
配置された磁石23と、容器21内のトナーＴを撹拌する撹
拌部材27と、スリーブ22が現像部Ａに搬送するトナー層
T₁の層厚を規制する層厚規制ブレード24を有している。
ブレード24はスリーブ22を介して磁石23の磁極N₁に対向
する磁性体であって、磁性トナー層T₁の厚みが、現像部
Ａに於いて、スリーブ22とドラム１の最小隙間α（例え
ば250μｍ）よりも薄くなるように、トナー層厚を規制
する。ゴムブレード、金属板バネブレード等の弾性体ブ
レードをスリーブ22に圧接させてトナー層T₁の厚みを如
上の厚みに規制しても良い。トナーはスリーブ22とドラ
ム１の最小間隙部及びその両側の微小区間を含む現像部
Ａに於いて、スリーブ22から飛翔してドラム１に付着す
る。即ち、付勢位相時の電界により、トナーはドラム１
に飛翔付着し、逆付勢位相時の電界によりトナーはドラ
ム１から離脱するように振動運動する。ここで、トナー
のドラムへの飛着量、離脱量は、画像部と非画像部とで
は相違し、そしてドラム１とスリーブ22との間隙が拡大
して行き、これにより両者間の電界強度が弱まって行く
ことにより現像が完了する。即ち、ドラム１上には静電
潜像の電位に応じた量のトナーが残存し、トナー像が形
成される。

磁石23は現像部Ａに磁界を形成し、トナー飛散やカブ
リを低減するのに寄与する磁石S₁や、容器21内のトナー
Ｔをスリーブ22表面上に吸引する磁極N₂、S₂を有してい
る。トナーは主としてスリーブ22との間の摩擦により、
潜像を現像できるに足る負極性の摩擦電荷を得る。

25、26は振動バイアス電源を構成する電源である。電
源25はデユーテイ比が0.5未満である交番電圧を発生
し、電源26は、明部電位と暗部電位の間の値の直流電圧
を発生する。従って、スリーブ22には、振動バイアス電
圧として、直流電圧を交番電圧に重畳した電圧が印加さ
れている。潜像の画像部電位、非画像部電位は、振動バ
イアス電圧の第１のピーク値V₁と第２のピーク値V₂の間
に位置する。尚、電源26は省略することもできる。

第１図に暗部電位V_D（画像部電位）が＋500V、明部電
位V_L（非画像部電位）が＋50Vである静電潜像を現像し
て好結果を得た際の、スリーブ22に印加した振動バイア
ス電圧波形を示す。

この波形例はデユーテイ比が0.2の矩形波であり、付
勢位相でのピーク値（即ち潜像非画像部側ピーク値）V₁
は−900V、逆付勢位相でのピーク値（即ち潜像画像部側
ピーク値）V₂は＋600Vである。尚、電源26は直流電圧分
300Vを発生する。そして付勢位相の継続時間t₁は100μs
ec、逆付勢位相の継続時間t₂は400μsecである。

第１図から明らかになるように、画像部電位V_Dに関し
ては、Vu_1max＝|V_D−V₁|＝1400（Ｖ）、Vr_1max＝|V_D−V
₂|＝100（Ｖ）であり、またIu₁＝1400×t₁＝1.4×10
⁵（Ｖ・μsec）、Ir₁＝100×t₂＝0.4×10⁵（Ｖ・μse
c）である。

また、非画像部電位V_Lに関しては、Vu_2max＝|V_L−V₁|
＝950（Ｖ）、Vu_2max＝|V_L−V₂|＝550（Ｖ）であり、ま
たIu₂＝950×t₁＝0.95×10⁵（Ｖ・μsec）、Ir₂＝2.2×
t₂＝2.2×10⁵（Ｖ・μsec）である。

即ち、静電潜像の画像部に関しては、付勢位相での静
電潜像画像部電位とスリーブ電位間の電位差Vu₁の最大
値Vu_1maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₁の最大値V
r_1maxよりも大であり、かつ振動バイアス電圧の一周期
に於ける上記付勢位相での電位差Vu₁の時間積分値Iu₁が
上記逆付勢位相での電位差Vr₁の時間積分値Ir₁より大で
あり、静電潜像の非画像部に関しては、付勢位相での静
電潜像非画像部電位とスリーブ間の電位差Vu₂の最大値V
u_2maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₂の最大値Vr
_2max以上であり、かつ振動バイアス電圧の一周期に於け
る上記付勢位相での電位差Vu₂の時間積分値Iu₂が上記逆
付勢位相での電位差Vr₂の時間積分値Ir₂以下である。

以上のようにして画像部には十分なトナーが付着して
十分な濃度となり、また中間調部分も低電位部を含めて
良好に可視化され、細線も良好に再現され、かつカブリ
を除去することができた。

特に、本発明では、前記のように従来と異なり、付勢
位相での潜増非画像部電位とスリーブ電位との電位差最
大値を、逆付勢位相での両者間の電位差最大値よりも大
とした。即ち、トナーはスリーブからドラムへ強く付勢
される。その結果、静電像画像部には十分なトナーが供
給され、細線の端部にも十分なトナーが供給されるとと
もに、低電位部にも所要量を越す程度のトナーが付着す
る。

しかるに、このようにトナーをドラムに向けて強く付
勢すると、逆に非画像部に付着残留するトナー量も増え
る。即ち、カブリが増加する。而して、斯かるカブリを
防止する為には、従来は振動電圧のピーク間電圧（ピー
ク・トウ・ピーク値）を大にして、逆付勢位相でのドラ
ムからスリーブへ向かう方向のトナー逆付勢力をも強く
して、非画像部に付着したトナーを強い逆付勢力で除去
していた。しかし、これによると、非画像部に付着して
いるトナーのみならず、画像部、細線部、中間調部に付
着しているトナーも過剰に剥ぎ取られ、細線や低電位部
の再現性が劣化し、画像部の濃度も低下してしまう。

そこで、本発明では振動バイアス電圧のデユーテイ比
を0.5より小にして、逆付勢力の継続時間を付勢力の継
続時間よりも相対的に長くした。つまり、相対的に弱い
逆付勢力であっても、その継続時間を相対的に長くする
ことにより、換言すれば、付勢位相での前記電位差の時
間積分値Iu₂よりも逆付勢位相での前記電位差の時間積
分値Ir₂をそれ以上とすることにより、非画像部に付着
したカブリトナーは十分に除去できるとともに、画像部
（細線部も含む）、中間調部（低電位部も含む）には、
夫々に適した量のトナーを付着残存させることができ
る。即ち、非画像部に付着したトナーは静電的な付着力
が弱いので、相対的に弱い逆付勢力であっても相対的に
長時間それを作用させることにより十分に除去でき、一
方、画像部や中間調部にはトナーはそれら部分の表面電
位に対応した静電的な付着力が作用するので、相対的に
弱い逆付勢力では、それが相対的に長時間作用しても過
剰に除去されることがないものである。

第１図の波形の振動バイアス電圧をスリーブに印加す
ることにより得られた濃度特性を第３図に示す。

一方、比較の為にピーク・トウ・ピーク値（V_PP）は
第１図と同じ1500Vであり、周波数も第１図と同じ2kHz
であるが、デユーテイ比が0.5である第５図の波形の振
動バイアス電圧をスリーブ22に印加した時の濃度特性を
第６図に示す。

第３図、第６図とも横軸は潜像の電位、縦軸は現像画
像の反射濃度を示す。

第３図、及び第６図で曲線Ａは平均粒径が15μｍのト
ナーを使用した場合の画像濃度、曲線Ｂは平均粒径が８
μｍのトナーを使用した場合の画像濃度を示す（これは
他の図面についても同じ）。

両図を比較すると、第３図では曲線A,Bとも、画像部
で十分な濃度が得られており、階調性が良好で、低電位
部の再現性に優れ、かつカブリがないことを示してい
る。かつ、平均粒径15〜20μc/gの電荷量を有するトナ
ーで現像した場合（曲線Ａ）と、過剰帯電した−26μc/
gの電荷量を有する平均粒径８μｍのトナーで現像した
場合（曲線Ｂ）との間で、濃度差が小さい。

一方、第６図では、曲線Ａでは画像部では十分な濃度
が得られているが、低電位部の濃度が不足している。曲
線Ｂでも低電位部の濃度が不足しているとともに、高電
位部の濃度も低い。曲線A,Bでは高電位部での濃度差が
顕著である。

尚、スリーブ22と潜像保持体１との間隙αは250μｍ
で実施例を示しているが間隙αが0.1mmから0.5mmまで本
発明による現像方式により十分良好な現像が可能であ
る。これは、従来の現像方式に比べ、付勢側バイアスを
大きくすることができるため、スリーブ22と潜像保持体
１との間隙αが大きくても現像できる結果である。

ここで、トナーの帯電量の測定方法について説明す
る。

第７図にトナーの帯電量を測定する装置の図を示す。
まず、測定しようとするトナー1gと、鉄粉キヤリア（20
0〜300メツシユ）9gを、50ccのポリエステル製のビンに
入れ、20秒間（約100回）手で振ってかくはんする。こ
の混合物を底に400メツシユのスクリーン13のある金属
製測定容器12に約1gとり、空気が流れる様に穴のあいた
金属製のフタ14をする。

この測定容器を、これと接する部分が絶縁体である吸
引機11上に置き、吸引口17から、真空計15の圧力が250m
mH₂Oになるように吸引し、コンデンサー18間の電位が飽
和するまで続ける（約１分間）。（以上の操作は温度23
℃、湿度60％の環境下で行う）。電位計19で測定したこ
のときの飽和電位をV,コンデンサー容量をC,吸引除去さ
れたトナーの重量をＭとすると、トナーの帯電量Ｑは、で算出される。

第８図に、潜像画像部電位V_Dと、振動バイアス電圧の
付勢位相でのピーク値V₁との電位差|V_D−V₁|と画像濃度
との関係を示す。小粒径トナーを使用する場合に於いて
も十分な画像部濃度を得る為には、|V_D−V₁|が1000V以
上であることが好ましい。一方、|V_D−V₁|が2000Vを越
えるとスリーブと感光体間に放電が生じ、画像を損傷す
る。

正確にのべると、トナーの飛翔力及び放電は電界に比
例し、電界は電位差をαで割ったものである。α＝250
μｍであるから、４（V/μｍ）≦|V_D−V₁|/α≦８（V/
μｍ）の条件で、前記放電を防止しつつ、十分な画像濃
度を得ることができる。

ところでトナーに対する付勢力が大きくても、逆不正
力が大き過ぎると、ドラム上の画像部に飛翔付着したト
ナーも逆付勢側成分電圧によりはぎ取られ、結果として
は十分な画像濃度が得られない。そこで第９図に画像濃
度に対するV₁とV₂の関係を示した。チヤージアツプした
トナーをも十分飛翔させ十分な画像濃度を得るために
は、|V_L−V₁|≧|V_L−V₂|であることが望ましいことがわ
かる。

つまり、４（V/μｍ）≦|V_D−V₁|/α≦８（V/μｍ）
の関係と、さらに|V_L−V₁|≧|V_L−V₂|の関係を満足する
ことが、十分な画像濃度を得る上で好ましいことを示し
ている。即ち、付勢位相に於ける潜像画像部電位とスリ
ーブ電位との電位差の最大値を間隙αで割った電界が４
（V/μｍ）以上、８（V/μｍ）以下であること、及び、
付勢位相に於ける潜像非画像部電位とスリーブ電位との
電位差の最大値が、逆付勢位相での潜像非画像部電位と
スリーブ電位との電位差の最大値以上であることが好ま
しい。

ところが|V_L−V₁|≧|V_L−V₂|の関係をよく考慮する
と、潜像非画像領域（電位V_L）の地カブリも考慮する必
要性が出てくる。

つまり|V_L−V₁|は|V_L−V₂|より大きければ大きい程良
いという関係であり、このような波形にすると、はぎと
り用逆付勢成分電圧が弱くなるため、画像濃度は高く維
持されるけれど非画像部へのトナー付着残留、つまり地
カブリも発生してしまうことになりかねない。そこで、
地カブリとV₁とV₂の関係を調べた。これにより第10図に
示す結果となった。これにより、地カブリは、明部電位
V_Lに対する付勢電界及び逆付勢電界の時間積分が強く影
響することがわかった。

つまり電界の実効値が地カブリトナーには関係する。
即ち、地カブリトナーは、感光体の表面電位によるクロ
ーン力が画像部付着トナーに比べてかなり低いため、時
間とはぎ取り量が比例するため、カブリ防止には時間積
分が効く結果となる。一方、画像部付着トナーは、感光
体の表面電位とトナーの電荷による強いクローン保持力
により、１度飛翔し感光体に付着したトナーははぎ取り
逆付勢成分電界によるはぎ取り力に打ち勝ちほとんどは
ぎ取られない。

このことは、特に第８図において画像部に対する付勢
電界の時間積分値|V_D−V₁|t₁では画像濃度との関係を説
明できないことからも理解できる。そして第11図は|V_D
−V₁|t₁が大きくてもV₁の強度が低くなると画像濃度が
極端に下がることを示している。第11図で、点ａは第１
図に示すようにV₁＝−900（Ｖ）t₁＝100msec（デユーテ
イ比0.2）、点ｂは第５図に示すようにV₁＝−700、t₁＝
250msec（デユーテイ比0.5）、点ｃはV₁＝−400V、t₁＝
400msec（デユーテイ比0.8）での画像部濃度を示す。|V
_D−V₁|t₁の値は、点ａでは140（Ｖ・msec）、点ｂでは3
00（Ｖ・mesc）、点ｃでは360（Ｖ・msec）である。
（因に、いずれの場合も振動バイアス電圧のピーク・ト
ウ・ピーク値は1500Vである。）いずれにせよ、第10図から、|V_L−V₂|t₂＜|V_LL−V₁|t
₁であると、現像能力がはぎ取り力より大きくなり、非
画像部へのカブリが多くなる。

さらに|V_L−V₂|t₂＞3|V_L−V₁|t₁になると、スリーブ
との摩擦によって、電荷を十分に得られなかったトナー
やトナー同士の摩擦帯電等により、逆電荷を保持したト
ナーが逆付勢成分電界により非画像部に付着されてしま
う現象が発生してカブリが増大してしまう。

これによって、地カブリを防止する観点に於いては、
|V_L−V₁|t₁≦|V_L−V₂|t₂≦3|V_L−V₁|t₁、即ち、逆付勢
位相に於ける、潜像非画像部電位とスリーブ電位との電
位差の振動バイアス電圧１周期中での時間積分値が、付
勢位相に於ける両者間電位差の上記１周期中での時間積
分値以上であって、かつこれの３倍以下という条件が望
ましい。

尚、本明細書に於いて、画像濃度は反射濃度計（マク
ベス社製RD914）を用い直径5mm範囲のベタ画像濃度を測
定した結果である。

一方、第10図は、地カブリ濃度を反射濃度計（東京電
色社製MODEL,TC−6DS）を用いて直径20mm範囲の紙面上
の地カブリ濃度を反射率として測定し、トナーのない紙
面上の反射率と比較したものである。

そして、地カブリを（非画像部反射）／（紙の表面反
射率）で３段階に分けて、95％以上はほとんど地カブリ
がなく良好なレベルであり、90％以下は地カブリがひど
く複写に耐えられないレベルであり、95％〜90％はその
中間にあたる。

いずれにせよ、本発明ではデユーテイ比が0.5未満の
振動バイアス電圧が使用されるが、デユーテイ比は特に
0.1以上0.4以下であることが好ましい。デユーテイ比が
0.4より大となると細線再現性が低下し、デユーテイ比
が0.1より小となるとトナーの振動電界に対する応答性
が低下して階調領域の再現性が低下する。最も好ましく
はデユーテイ比が0.2以上0.3以下であることである。

また振動バイアス電圧の周波数は1.0KHz以上、5kHz以
下であることが好ましい。これは、周波数が1.0kHzより
小になると、階調性が良くなるが、地カブリを十分解消
するのが困難となる。これは、トナーの往復動回数が少
ない低周波領域では非画像部でも付勢側バイアス電界に
よる潜像保持体へのトナーの押しつけ力が強くなり過
ぎ、逆付勢側バイアス電界によるトナーのはぎ取り力に
よっても非画像部に付着したトナーを十分に除去できな
いためと考えられる。

そして、周波数が5.0kHzより大になると、トナーが潜
像保持体に充分接触しないうちに逆付勢側のバイアス電
界が印加されることになり、現像性が著しく低下する。
つまりトナー自身が高周波電界に応答できなくなる。特
に非対称、振動バイアス電界の周波数は1.5kHz以上3kHz
以下で最適な画像性を示した。

第12図にトナーの単位重量当り帯電電荷量ＱμC/gと
デユーテイ比と画像濃度の関係を示す。濃度1.2以上の
画像を得るには、この第12図から、デユーテイ比をＤと
すると、の関係に設定することが好ましい。この関係に於いて、
単位重量当り帯電電荷量の多い小粒径トナー（例えば平
均粒径９μｍのトナーで25μC/g、平均粒径４μｍのト
ナーで50μC/g）を利用しても良好な画像が得られる。

また、本発明は負極性の静電潜像（例えば有機光導電
体に形成された潜像）を正極性に帯電したトナーで現像
そのものに対しても適用できる。

この場合、V_D,V_Lは負となり、V₂は負、V₁は正の値と
なる。

また、振動バイアス電圧の波形は矩形波に限らず、正
弦波、三角波等も使用できる。

また、本発明は電子写真法ばかりでなく、誘電体表面
に画像信号により変調されたイオン流による静電潜像を
形成し、これを現像するものにも適用できる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば以下の効果が得
られる。

（１）単位重量当りの帯電量の多い小粒径トナーによっ
ても良好な画像濃度を得ることができる。従って、平均
粒径が９〜４μｍのトナーを用いても高濃度の画像が得
られる。

（２）地カブリに強く、階調性の優れた画質を得ること
ができる。

（３）高帯電トナーも潜像に付着するのでエツジ効果の
ある、シヤープなライン再現が可能となり非常に優れた
細線画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に於ける振動バイアス電圧波
形の説明図、第２図は本発明の一実施例の説明図、第３図は第１図のバイアス電圧で得られた現像画像の濃
度特性の説明図、第４図はトナー平均径とバイアスパルス幅の関係説明
図、第５図は従来例に於ける振動バイアス電圧の説明図、第６図は第５図のバイアス電圧で得られた現像画像の濃
度特性の説明図、第７図はトナー帯電量測定法の説明図、第８図は|V_D−V₁|と画像部の現像濃度の関係の説明図、第９図は|V_L−V₁|/|V_L−V₂|と画像部の現像濃度の関係
の説明図、第10図はカブリ量の説明図、第11図は|V_D−V₁|t₁と画像部の現像濃度の関係の説明
図、第12図はトナー帯電量とデユーテイ比の関係の説明図で
ある。１……電子写真感光ドラム 22……現像スリーブ 25……非対称振動電圧源Ｔ……トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/06 101 G03G 15/08 - 15/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体とトナーを担持した現像剤担持体
とを対向させ、現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加
して、像担持体に形成された静電潜像を現像する方法に
於いて、静電潜像の画像部に関しては、付勢位相での静電潜像画
像部電位と現像剤担持体電位間の電位差Vu₁の最大値Vu
_1maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₁の最大値Vr
_1maxよりも大であり、かつ振動バイアス電圧の一周期に
於ける上記付勢位相での電位差Vu₁の時間積分値Iu₁が上
記逆付勢位相での電位差Vr₁の時間積分値Ir₁より大であ
り、静電潜像の非画像部に関しては、付勢位相での静電
潜像非画像部電位と現像剤担持体間の電位差Vu₂の最大
値Vu_2maxが逆付勢位相での両者間の電位差Vr₂の最大値V
r_2max以上であり、かつ振動バイアス電圧の一周期に於
ける上記付勢位相での電位差Vu₂の時間積分値Iu₂が上記
逆付勢位相での電位差Vr₂の時間積分値Ir₂以下であり、前記振動バイアス電圧のデューティ比をＤ、前記トナー
の単位重量当りの帯電量をＱ（μC/g）とすると、 0.1≦Ｄ≦0.4 かつ、である、ことを特徴とする現像方法。
【請求項２】前記トナーの平均粒径が４乃至９μｍであ
る請求項（１）に記載の現像方法。
【請求項３】トナー層を担持搬送して像担持体に付与す
る現像剤担持体と、上記トナー層の厚みが現像部に於い
て像担持体と現像剤担持体の最小間隔よりも薄くなるよ
うにトナー層厚を規制する層厚規制部材と、上記現像剤
担持体に振動バイアス電圧を印加するバイアス印加手段
と、を備え、上記バイアス印加手段は、静電潜像画像部電位と非画像
部電位とがそれらの間に位置する第１と第２のピーク値
を持った振動バイアス電圧であって、静電潜像非画像部
電位側の第１ピーク値と静電潜像非画像部電位との差
が、静電潜像画像部電位側の第２ピーク値と静電潜像非
画像部電位との差以上であり、かつデューティ比Ｄが0.
5未満であり、かつ前記トナーの単位重量当りの帯電量
をＱ（μC/g）とする時、 0.1≦Ｄ≦0.4 かつ、を満足する振動バイアス電圧を現像剤担持体に印加する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】前記トナーは平均粒径が４乃至９μｍであ
る請求項（３）に記載の現像装置。