JPH0214706B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は現像方法に関し、更に詳しくは現像剤
保持部材表面に現像剤を保持し、潜像保持部材と
の対向位置に該現像剤を搬送して現像を行う現像
装置における現像バイアスの印加方法を改良した
現像方法に関するものである。

従来、表面に乾式現像剤の薄層を形成した現像
剤保持部材と潜像保持部材とを、現像部において
現像剤薄層の厚みよりも大きな現像間隙を保持し
て対向させ、この現像間隙に連続的に交互電界を
形成して、現像剤の転移及び逆転移を繰り返して
現像を行う現像方法が特公昭58―32375号公報に
より知られている。この現像方法によれば、地カ
ブリがなく階調性に優れ、細線の細りもない良好
な画像が得られるものである。この現像方法によ
る潜像保持部材上の表面電位（潜像電位）Ｖに対
する現像後の画像濃度Ｄの曲線は一般的に第１図
のａのような曲線となるものである。

ところが、非磁性現像剤を現像剤保持部材上に
薄層塗布して、現像部において現像間隙に連続的
に交互電界を形成して現像を行うと、第１図のｂ
に示すようなＶ―Ｄ曲線の得られることが判明し
た。これは先の一般的なＶ―Ｄ曲線ａとは異な
り、中間電位部Ｂで異常に現像が促進してγ（潜
像電位に対する画像濃度の傾き）が高くなり、高
電位部Ａで画像濃度Ｄが低下するという特性（以
後この特性を負性特性と称する）となるものであ
る。これでは中間調部の画像濃度よりもベタ黒部
の画像濃度の方が薄くなり、実用に供しない。こ
の負性現象は、印加交番電界の周波数を低くする
ことによつて多少改善し得るが、周波数を低下さ
せると地カブリが発生しやすくなる欠点がある。

本発明の目的は、上述の従来の欠点を解消し、
再生画像に現われる現像過程での負性特性の発生
及び地カブリを防止した現像方法を提供すること
にある。

上記目的を達成する本発明は、現像剤保持部材
の表面に現像剤を保持し、潜像保持部材との対向
位置に搬送して現像を行う現像方法において、現
像剤保持部材と潜像保持部材との間に交互電界を
断続的に印加し、この断続的交互電界の最終成分
即ち休止時間に入る直前の成分を、現像剤を潜像
保持部材より現像剤保持部材へ引き戻す電界成分
より形成して現像を行う現像方法である。従つて
本発明によれば負性特性を防止して、原画像に忠
実なかつ地カブリのない再生画像が得られる。

上述の負性特性は、現像間隙に交互電界を形成
して非磁性現像剤の往復運動を生じさせた際、現
像剤がパウダークラウド化し、このようなパウダ
ークラウド化した現像剤の特異現像として起こる
ものと推定される。即ち、現像剤は現像バイアス
の周波数に応答して往復運動を繰り返すが、高周
波のバイアスを印加した時には現像剤がバイアス
の変化に応答できず、パウダークラウド状態とな
りやすい。特に電位の高い部分Ａでは潜像保持部
材と現像剤保持部材との間隙における現像領域内
に、比較的広い幅で現像剤の往復運動を行い得る
一種の電界カーテンが形成され、このカーテン内
に現像剤は封じ込められてカーテンの外へ離脱し
にくく、クラウドの発生は少ないものと考えられ
る。電位の低い部分Ｂでは上述の電界カーテンの
封じ込め力が弱く、このカーテンから現像剤は離
脱しやすくクラウドの発生は多いものと考えられ
る。実際にコピー中に交互電界を与えて、現像領
域幅を観察すると、電位の高い部分Ａと低い部分
ＢとではＡよりもＢの部分の方が現像幅が広く、
これは上述の如くクラウドの発生によつて行われ
た現像領域である。画質的にもＢ部分ではクラウ
ド現像特有のエツジ効果が目立つたものとなる。
なお、さらにＡ部よりも高い電位領域ＣではＡ領
域での現象が継続されて潜像電位に依存して画像
濃度は増加するものと考えられる。

この結果、第１図のＢに示した中間電位の部分
では現像される領域即ち現像幅が広がつて濃度の
高い現像像が得られるが、電位の高い部分Ａでは
上記の電界カーテンの影響を受けて画像濃度が低
下してしまうものと考えられる。実験によれば、
現像バイアスとして直流又は周波数応答が十分な
低周波バイアスを用いた時には、負性特性は発生
しなかつた。

上述の潜像保持部材と現像剤保持部材との間に
形成されるパウダークラウド状の現像剤による電
界カーテンの影響を受けて、負性現象が発生する
ことを防止する目的で、以下の実験を行つた。有
機半導体を感光体とする潜像保持部材上に暗部電
位−650V、明部電位−150Vの潜像を形成し、正
極性に帯電した現像剤を用いて潜像担持部材と現
像剤担持部材の対向する現像領域に第２図に示す
断続交互電界を印加した。現像剤が正極性、潜像
電位が負極性であることから、上記交番電界は潜
像担持部材より現像剤を現像担持部材側へ引き戻
す電界成分の過程Ｄから始まり、現像剤担持部材
へ現像剤を離脱飛翔させる過程Ｅで終了するパタ
ーンで現像剤を運動せしめる。このような断続す
る交互電界を印加した場合、前述の負性現象は連
続した交互電界の印加時に比較して改善されるけ
れども、カブリ防止、濃度向上に更なる改善が望
まれる。

これは断続交互電界が現像剤担持部材側へ現像
剤を離脱飛翔させる過程で終了する為に、潜像担
持部材と現像剤担持部材との間に存在するパウダ
ークラウド状の現像剤が交互電界休止時間t₁にお
いて浮遊状態となり易く、地カブリを生じ、かつ
浮遊トナーの形成により、次回の現像剤転移過程
における現像剤の潜像担持部材への飛翔を妨害す
るからと思われる。

逆に、断続交番電界による現像剤運動過程を反
転させた第３図に示す交番電界を断続的に印加し
た場合、すなわち潜像担持部材から現像剤担持部
材側へ現像剤を引き戻す過程で終了する断続交番
電界下においては、負性現象は顕著に改善され、
かつカブリのない階調性の優れた画像が得られ
る。

このような交互電界中では、プラスの交流成分
（現像過程バイアス）で現像剤は現像剤担持部材
を離脱して潜像担持部材へ向けて飛翔し、潜像保
持部材に到達し、現像に供される。飛翔した現像
剤の中には帯電量及び現像時間（バイアス印加時
間）等から潜像面迄到達し得ないものが生じて浮
遊状態となるが、次に来る反転過程バイアスによ
り浮遊現像剤は再び現像剤担持部材へ引き戻さ
れ、断続交互電界間の休止時間においては、現像
間隙に浮遊トナーのない状態が作り出される為、
次の現像過程で現像剤は浮遊トナーの影響を受け
ることなく、容易に飛翔可能となる。

負性現象は、単に現像バイアスの周波数を減じ
ただけでも改善されるが、この場合画像濃度の低
下及び地カブリを生じる。そこで本発明では、高
周波の現像バイアスによるカブリ及び濃度低下防
止という長所を生かしたまま、現像剤を潜像担持
部材より引き戻す過程で現像を終了するように交
番電界を断続的に印加することによつて、空間浮
遊トナー量の減少かつ現像剤往復回数の減少を達
成し、負性現象を改善するようにしたものであ
る。

更に、交互電界が現像剤を現像剤担持部材側へ
引き戻す過程で休止状態に入る為、潜像保持部材
と現像剤担持部材間で浮遊現像剤が発生しにく
く、潜像保持部材の回動にともなつて生じる気流
による画像形成装置内への現像剤飛散をも軽減す
ることができる。

第４図は、本発明を適用した複写装置の概略図
で、光導電層を有する潜像保持部材１は矢印ａ方
向に回転し、コロナ帯電器２で一様に帯電された
後、原稿に対応する画像露光３を受け、現像装置
４によつて潜像が可視像化される。その後、潜像
保持部材上の可視像は転写帯電器５により紙等の
転写材６に転写され、不図示の定着装置によつて
転写材上に定着される。また、転写後の潜像保持
部材は、クリーニング装置７によつてクリーニン
グされる。

ここで、本発明の主要部分である現像装置４に
ついて詳しく述べる。現像容器８内の磁性粒子９
は、現像剤保持部材であるスリーブ１０に内包さ
れたマグネツトローラ１１の磁力によつてスリー
ブ表面に吸着され、スリーブ１０の矢印ｂ方向の
回転によつて搬送される。搬送された磁性粒子９
は磁性体からなる規制ブレード１２とマグネツト
ローラ１１の磁極Ｎの磁力とによつて現像容器８
からの漏出を阻止され、重力によつて矢印Ｃ方向
に押し戻される。よつてスリーブ１０上には影響
力によつてスリーブ表面に付着した非磁性トナー
１３のみが一様に薄層状に塗布され、この非磁性
トナー１３は矢印ｂ方向にスリーブ上を搬送され
て潜像保持部材１と対向する現像部で現像に供さ
れる。一方、矢印Ｃ方向に循環する磁性粒子９
は、この循環の間に非磁性トナー１３を取り込
み、上述の循環が繰り返えされる。この非磁性ト
ナーの薄層塗布方法に関しては本願出願人による
特願昭58―73213号（特開昭59―198477号公報）
に詳しいので詳細な説明は略す。

図中１４は磁性体からなるシール部材で、マグ
ネツトローラ１１の磁極Ｓの磁力とこのシール部
材とによつて現像容器８外への磁性粒子の漏出を
防止する。また、１５はスリーブ１０へ現像バイ
アス電圧を印加するためのバイアス電源である。

このような現像装置４のスリーブ１０に、第３
図に示すような波形の現像バイアスをバイアス電
源１５から印加した。バイアス電源１４は正弦波
交流を発する発振器と、間欠的にパルスを発生さ
せるための変調器と、振幅を増大させるための増
幅器と、直流重畳回路とからなり、現像バイアス
の特性として周波数1.5KHz、ピーク対ピーク値
1.6KVp―ｐ、これに直流分−350Vを重畳したも
のを第３図の如く1.3msecの休止時間t₁を以て一
波長ずつスリーブ１０に印加した。この時潜像保
持部材の暗部表面電位はV_D＝−650V、明部電位
V_L＝−150Vに設定した。現像剤にはスリーブ又
は磁性粒子との摩擦によりプラス極性に帯電する
絶縁性非磁性トナーを用いた。

上述の条件で画像出しを行つたところ、第１図
ｂに示した負性特性は略消滅して、第１図ａに近
いＶ―Ｄ曲線の特性が得られた。

また、本実施例では負極性潜像に対して正極性
のトナーを用いた場合を例としてあげた為、断続
交互電界の交流成分はマイナスで終了して休止時
間に入るが、正極性潜像に負極性トナーを用いて
現像する場合においては、上記終了成分の極性は
反転し、プラスにすることによつて負性現象を改
善できる。

尚、本発明の変形例として、第５図に示すよう
に二波長印加して一波長休止するようにしてもよ
く、また第６図のような矩形波や或いは三角波等
様々な印加方法が適用でき、複写速度や現像条件
に応じて最も適切な印加法を選ぶことができる。
また、バイアス印加時間と休止時間の比は１：1/
２〜１：10の時、好ましい結果が得られた。

尚、現像装置は第４図に示した実施例に限ら
ず、連続的な交互電界を与えたときに負性特性を
発生する現像装置においては、本発明の適用が可
能である。同様に本実施例においては、非磁性ト
ナーの例を示したが、磁性トナーについても負性
特性を示す現像装置に適用可能である。また、磁
性トナーを用い、現像磁極を配置して現像を行う
装置において、マグネツトロールの長手方向の磁
束密度が不均一な場合には現像画像に濃淡が生ず
ることがあるが、このような欠点も本実施例を適
用することによつて解決することができる。

尚、磁性キヤリアとトナーを有するいわゆる二
成分現像剤を用いた現像方法でも本発明は効果を
発揮するものである。

以上述べたように、本発明では潜像保持部材と
現像剤保持部材が対向する現像間隙に、交互電界
を断続的に印加し、断続的交互電界の最終成分
を、現像剤を潜像保持部材より現像保持部材へ引
き戻す電界成分より形成することとしたから、負
性特性の発生を改善若しくは防止することがで
き、周波数を低くした場合に生ずる濃度の低下や
地カブリの発生などの画像品質の低下をも防止す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は正常なＶ―Ｄ曲線と負性特性を示すＶ
―Ｄ曲線のグラフ、第２図は従来の現像バイアス
電圧の波形図、第４図は本発明の実施例を示す複
写装置の概略図、第３図・第５図・第６図は、本
発明の実施例を示す現像バイアス電圧の波形図で
ある。 図において、１は潜像保持部材、４は現像装
置、８は現像剤容器、９は磁性粒子、１０はスリ
ーブ、１１はマグネツトローラ、１２は規制ブレ
ード、１３は非磁性トナー、１４はシール部材、
１５はバイアス電源を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤保持部材の表面に現像剤を保持し、潜
   像保持部材との対向位置に搬送して現像を行う現
   像方法において、現像剤保持部材と潜像保持部材
   との間に交互電界を形成する第１期間と交互電界
   の形成を休止する第２期間とを交互に繰り返す現
   像工程により潜像を現像し、かつ上記第１期間の
   交互電界の最終成分を、現像剤を潜像保持部材よ
   り現像保持部材へ引き戻す電界成分より形成した
   ことを特徴とする現像方法。 ２ 第１期間と第２期間の比が１：1/2〜１：10
   である特許請求の範囲第１項記載の現像方法。