JPS5832375B2

JPS5832375B2 - 現像方法

Info

Publication number: JPS5832375B2
Application number: JP53092105A
Authority: JP
Inventors: 純一郎神辺; 勉豊野; 長穂細野; 通高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1983-07-12
Also published as: JPS5518656A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、静電像の現像方法及び装置に関し、更に評言
すれば一成分現像剤を使用する静電像の現像方法及び装
置に係り、特に画像鮮明度にすぐれ、階調性に富む可視
像を得ることを可能にする静電像の現像方法及び装置に
関する。

従来、−成分現像剤を使用する電子写真現像方法として
、トナー粒子を噴霧状態にして用いるパウダー・クラウ
ド法、ウェブ、シート等よりなるトナー支持部材上に形
成した一様なトナ一層を静電像保持面に接触させて現像
をおこなうコントクト現像法、トナ一層を静電像保持面
に直接接触させず、静電像の電界により保持面にトナー
を選択的に飛行させるジャンピング現像方法、また、導
電性・磁性トナーを用いて、磁気ブラシを形成し静電像
保持面に接触させて現像するマグネドライ法等が知られ
ている。

上述の各種−成分現像方法のうち、パウダー・クラウド
法、コンタクト現像法及びマグネドライ法では、トナー
は静電像保持面に画像部（本来トナーが付着すべき部分
）、非画像部（本来トナーが付着すべきでない地の領域
部分）の区別なく接触するため、多少とも非画像部にも
トナー付着が生じ、所謂地かふりの発生を避けることが
出来なかった。

しかしながら、ジャンピング現像法（例えば特公昭４１
−９４７５号公報に記載の方法）は、トナ一層と静電像
保持面とが非接触で、間隙を有するようにして現像する
ため、地かぶりの防止という点では極めて有効な方法で
ある。

しかしながら、現像に際し、静電像の電界によるトナー
の飛行現像を利用している為、得られる可視像は一般に
次のような欠点を有している。

即ち、その主要なものは、ジャンピング現像法によって
得られる画像は、一般に階調性に欠けるという問題であ
る。

ジャンピング現像法においては、静電解の電界によって
トナーが、トナー支持体への拘束力に打ち勝った時始め
て飛行する。

このトナーをトナー支持体に拘束している力は、トナー
と、トナー支持体との間のファンデル・ワールスカ、ト
ナー同志の付着力、及びトナーが帯電していることにも
とすくトナー支持体との間の鏡映力等の合力である。

従って、静電像の電位がある一定の値（以下、トナーの
転移閾値と呼ぶ）以上になり、それによる電界が上記ト
ナーの拘束力以上になった時初めてトナー飛行がおこり
、静電像保持面へのトナー付着が生ずる。

もつとも、上記トナーの支持体への拘束力は、一定の処
方により製造・調合されたトナーであっても、個々のト
ナーにより、或いはまたトナーのね径等によりその値は
異なるが、はぼ一定の値のまわりに狭く分布しているも
のと考えられ、それに幻応して上記トナーの飛行が生ず
る静電像表面電位の閾値もある一定の値のまわりに狭く
分布しているものと思われる。

このように支持体からのトナーの飛行の際に、閾値が存
在するため、この閾値を越える表面電位を有する画像部
にはトナー付着が生ずるが、逆に閾値以下の表面電位を
有する画像部にはほとんどトナー付着が生じないという
結果になり、所謂γ（ガンマ−静電像電位に対する画像
濃度の特性曲線の勾配）の立った階調性にとぼしい画像
しか得られないという結晶になる。

本発明は、上述の各種−成分現像方法の問題点を除去す
べくなされた発明であって、その主たる目的とするとこ
ろは、画像の再現性にすぐれ、階調性に富む可視像を得
ることを可能にする静電像の現像方法及び装置を提供す
ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のことを特徴と
するものである。

（１）静電潜像保持体と、乾式現像剤層を担持した現像
剤担持体とを、現像部において上記現像剤層の厚みより
も大きな現像間隙を保持して対向させ、上記現像間隙に
交互電界を形成して、現像剤担持体から静電潜像保持体
へ現像剤の転移を生じさせる工程及び静電潜像保持体か
ら現像剤担持体へ現像剤の逆転移を生じさせる工程とを
交互に繰り返すことによって転移・逆転移の差による潜
像電位に応じた現像剤の付着を生じさせて現像を行うこ
とを特徴とする現像方法。

（２）静電潜像保持体の非画像部において転移及び逆転
移を生じさせることを特徴とする第１項に記載の現像方
法。

（３）静電潜像保持体の画像部において転移及び逆転移
を生じさせることを特徴とする第１項に記載の現像方法
。

（４）静電潜像保持体の画像部及び非画像部において転
移及び逆転移を生じさせることを特徴とする第１項に記
載の現像方法。

（５）静電潜像保持体の画像部においては転移が生じ、
逆転移が生じず、非画像部においては転移・逆転移が共
に生ずることを特徴とする第１項に記載の現像方法。

（６）静電潜像保持体と、乾式現像剤層を担持した現像
剤担持体とを、現像部において上記現像剤層の厚みより
も大きな現像間隙を保持して対向させ、上記現像間隙に
交互電界を形成して、現像剤担持体から静電潜像保持体
へ現像剤の転移を生じさせること及び静電潜像保持体か
ら現像剤担持体へ現像剤の逆転移を生じさせることから
なる第一の過程と、上記交互電界の強さを上記第一の過
程の時よりも減衰させて、画像部においては現像剤担持
体から静電潜像保持体の画像部へ一方的に現像剤の転移
を生じさせ、又非画像部においては静電潜像保持体の非
画像部から現像剤担持体へ一方的に現像剤の逆転移を生
じさせる第二の過程を施して現像を行うことを特徴とす
る現像方法。

（７）静電潜像保持体の非画像部において転移及び逆転
移を生じさせることを特徴とする第６項に記載の現像方
法。

（８）静電潜像保持体の画像部において転移及び逆転移
を生じさせることを特徴とする第６項に記載の現像方法
。

（９）静電潜像保持体の画像部及び非画像部において転
移及び逆転移を生じさせることを特徴とする第６項に記
載の現像方法。

００）静電潜像保持体の画像部においては転移が生じ、
逆転移が生じず、非画像部においては転移・逆転移が共
に生ずることを特徴とする第６項に記載の現像方法。

以下、本発明に係る現像方法及び装置の実施態様並びに
実施例を図面を参照して、詳細に説明する。

第１図Ａ、Ｂは、本発明に係る現像方法の原理的説明を
なすために描いたもので、先ず、この図面を用いて本発
明の目的並びに効果として表現される、顕画像の地力ブ
リ防止及び階調性向上について原理的説明を行う。

第１図Ａは、横軸に静電像電位がとられ、縦軸には現像
剤担持体（以下トナー担持体とも言う）から静電像保持
面へのトナーの転移量（正方向）、又は静電像保持面に
付着したトナーがトナー担持体へはぎとられるトナー逆
転移度（負方向、転移度については後述する）をとって
示したグラフである。

静電像電位としては、非画像部電位■１（通常は画像の
明部に列応する部位の表面電位で、電位としては最小の
値である。

）と画像部電位■。（通常は画像の暗部に対応する部位
の表面電位で、電位としては最大の値である。

）を両端の電位として表わしである。

尚、中間調を含む画像の該中間調部位の表面電位は、そ
の階調の程度により、ｖＤとｖＬの中間の電位をとる。

第１図Ｂには、トナー担持体に印加する電圧波形が横軸
に電位を、縦軸に時間をとって描いである。

矩形波が例示されているが、後述する通り、この波形に
限定されるものではない。

例示された矩形波は、時間間隔ｔ１では上記静電像保
持体の背面電極を基準としたトナー担持体への印加電圧
最小値■ｍｉｎのバイアス電圧が印加され、同ｔ２では
同最大値■ｍａｘのバイアス電圧が印加される周期的交
番波形である。

画像部電位■。

は、用いる静電像形成プロセスによって正電位を採る場
合と、負電位を採る場合があり、非画像部電位ＶＬにつ
いても然りである。

しかし、ここでは理解を易しくする観点から、先ず■。

が正電位の場合を、特に例にとり以下説明していく。

勿論、これは説明のためのもので、本発明はこれに限定
されない。

ＶＤ〉０の場合、勿論非画像部電位■Ｌとの関係はＶＤ
＞ＶＬとなる。

さて、ここで、トナー担持体に印加する上記最大電圧■
ｍａＸ、最小電圧ＶｍｉｎとＶＬとの関係をを満足する
ように設定すると、時間間隔ｔ１では、バイアス電圧
Ｖｍ箆がトナー粒子をトナー担持体から静電像保持体に
向けて転移させるように作用するから、この段階をトナ
ー転移段階と呼ぶ。

又、時間間隔ｔ２では、バイアス電圧■ｍａｘは、時間
間隔ｔ１において静電像保持体へ転移したトナーを逆に
、トナー担持体へ戻す傾向に作用するので、この段階を
トナー逆転移段階と呼ぶ。

第１図Ａには、ｔｌにおけるトナー転移量と、ｔ２に
おけるトナー逆転移度が静電像電位に則し、モデル的に
プロットされている。

ここにトナー逆転移度なる用語が用いられているのは、
ｔ２において、実際とは異なり、トナーが静電像保持体
の画像部と非画像部のいずれにも一様な層として付着し
ている状態を仮想し、この状態からバイアス電圧ｖｒｎ
ａＸが印加された場合にトナー担持体に向かって逆転移
してくる量を示したもので、トナー逆転移の確率を表わ
す趣旨から逆転容度なる用語にしたわけである。

さて、トナー転移段階におけるトナー担持体から静電像
保持体へのトナー転移量は、第１図Ａに破線で示したカ
ーブ１の如くになる。

この曲線の傾きは、バイアス交互電圧を印加しない場合
の曲線の傾きにほぼ等しいものである。

この傾きは大きく、しかもｖＬとＶＤとの中間の値
で、トナー転移量は飽和してしまう傾向にあり、従って
、中間調画像の再現に劣り、階調性は悪い。

第１図Ａに示した第２の破線のカーブ２は、トナー逆転
移段階における、上述のトナー逆転移の確率を表わした
ものである。

本発明に係る現像方法においては、このようなトナー転
移段階と、トナー逆転移段階とが、交互に繰り返される
ことを特徴とする。

これにより、画像の中間調を含めて明部から暗部にかげ
ての階調性が高い顕画像が得られる。

この過程においては、非画像部において電界が交番し、
もって、一旦非画像部にもトナーを付着させるように構
成することが必須であり、これがために当該非画像部に
隣接した濃度を有する中間調画像部分においても、トナ
ーを積極的に付着させることができ、一旦付着したトナ
ーのはぎ取り（逆転移）を当該非画像部電位に応じて行
うことにより、斯かる中間調合じケり上弓１券０モσフ
尚い１窄ａ−理王匹ｄ晶む媚射四１沫力）侍りれる利点
がある。

更に、現像過程の後半にかげて、トナー担持体と静電像
保持体との間の間隙即ち現像間隙に働く電界の強度を、
以下に述べる方法により特異な態様で変化させる、換言
すると電界強度の調節を行わしめることにより、トナー
の転移を制御して、最終的には、静電像保持体の表面に
転移、付着して現像に寄与するトナーの転移量を、静電
像の電位に応じて収束せしめ、トナー転移量を第１図Ａ
にカーブ３として示した通り、傾きの小さい、且つＶＬ
からＶＤにかけてほぼ一様なトナー転移量変化を来たす
現像を得ることができたものである。

従って、非画像部においては、最終的にトナーの付着は
実用上皆無に近く、他方中間調画像部分へのトナーの付
着は、その表面電位に則した階調性の極めて高い優れた
顕画像が得られる。

現像間隙における斯かる電界強度の調節の方法としては
、印加交互電圧を次第に適当な直流一定値に収束させて
いく第一の方法と、現像間隙そのものを現像時間に応じ
て大きくしていく第二の方法とが考えられる。

以下、夫々の方法について詳述する。

先ず第一の方法における現像過程を第２図に示した。

第２図Ａは、上記第一の方法による場合の印加交互電圧
の波形の一例の時間的変化を■、■、■の順に例示した
ものである。

勿論連続的変化、又は間欠的変化いずれも可能であって
、連続的変化の場合、図示例の■はその変化の中途の状
態を示している。

同図Ｂ、Ｃは、夫々、静電像保持体の画像部領域及び非
画像部領域におけるトナー転移とトナー逆転移の態様を
現像時間の変化と共に例示したものである。

図中、実線矢印の方向はトナー転移方向の電界を示し、
矢印の長さがその電界の強度を表わしている。

又、破線はトナー逆転移方向の電界を示し、その矢印の
長さがその電界の強度を表わしている。

第２図Ａ−Ｃ中、最初の過程のを第一の過程と呼び、中
途段階（より詳しくは後述する）から終了に至るまでの
■の過程を第二の過程と呼ぶ。

■は終了時を示し、このとき、印加電圧の交番は終了し
、ＶＤとＶＬの中間の適切な直流の一定値（Ｖｏ）に収
束する。

上記第一の過程と、第二の過程における画像部と非画像
部におけるトナーの転移と逆転移の作用が変化すること
が重要である。

この模様を現象的に説明する。

先ず画像部においては、第２図Ｂに例示されるように、
第一の過程■において、Ｖｍａｘ〉ＶＤ＞ｖｍｉｎであ
るのでｔｌの期間（印加電圧■ ・）では相対的に強
いトナー転移電界がトナー担持体から静電像保持体の画
像部に向けて起こり、トナーが画像部に到来し、そこに
付着する。

他方、ｔ２の期間（印加電圧■ｍａｘ）では、相対的に
弱いトナー逆転移電界が静電像担持体の画像部からトナ
ー担持体に向けて起こり、トナーが画像部から一部分再
びトナー担持体に戻される。

このように期間ｔ１、ｔ２が繰り返されるごとに、トナ
ーの転移と逆転移がトナー担持体と画像部との間に生じ
る。

これは印加電圧■ｍｉｎ１ＶｍａＸと画像部電位■。

どの関係が、と設定されているため、この第一の過程で
は、トナー担持体から画像部へのトナー転移量がトナー
逆転移量よりもはるかに多量であるので、トナー逆転移
がトナー転移、即ち現像の効果を低下させることは実用
的には問題とならない。

次いで第２図Ａの■で示されるように印加バイアス電圧
の振幅が連続的又は間欠的に減衰してなる所定の値にな
ると、期間ｔ２において静電像保持体に一旦付着した
トナーが、再びトナー担持体側に逆転移する量が０とな
る。

ここに１■ｔｈ、ｒは、トナーが上記静電像形成面より
離脱しトナー担持体へ逆転移を行い得る上記静電像形成
面と、トナー担持体表面間の最小の絶対電位差である。

更に、となると、もはや逆転移が起らない代りに、期間ｔ１
のときのトナー転移量よりは少量であるが、トナー担
持体から静電像保持体へ向けてのトナー転移を促進する
電界が生じるようになる。

従って、印加電圧が減衰しの関係を満足させる状態となったとき、この過程を、画
像部においては、第二の過程と呼ぶ。

画像部におけるこの現象は、印加電圧の交番成分がな（
なり、一定の直流値に収束するまで、量的に小さくなり
つつ進行して終了し■の状態に至る。

次に静電像保持体の非画像部（電位■Ｌ）におけるトナ
ーの移動の過程を第２図Ｃを参照して説明する。

先ず■として示した第一の過程では、Ｖｍａｘ＞ＶＬ＞
Ｖｍｌｎであるので、ｔ１ノ期間（印加電圧Ｖ・）
では相対的に弱いトナー転移電界がトナー担持体から静
電像保持体非画像部に起こり、トナーが非画像部に付着
する。

他方、ｔ２の期間（印加電圧Ｖｍａｘ）では、相対的
に強いトナー逆転移電界が該非画像部からトナー担持体
に向けて起こり、トナーが該非画像部から再びトナー担
持体に戻される。

このような期間ｔ１、ｔ２が繰り返されるごとに、トナ
ーの転移と逆転移がトナー担持体との間に生じ、トナー
はこの間で往復運動を行うと考えられる。

これは印加電圧■ｍｉｎ、Ｖｍａｘと非画像部電位ｖＬ
との関係が、と設定されているため、トナーの逆転移量
が転移量より確率的には犬となるものと考えられる。

この場合実際には付着した以上のトナーは逆転移しない
こと勿論である。

次いで第２図Ａの■で示されるように印加バイアス電圧
の振幅が連続的又は間欠的に減衰してなる所定の値にな
ると、期間ｔ１において、トナー担持体から静電像担
持体に転移する量がＯとなる。

ここにＩ ■ｊｈ−ｒｌは、トナーがトナー担持体表
面から離脱して上記静電像形成面へ転移を行い得る上記
静電像形成面と上記トナー担持体の最小の絶対電位差で
ある。

この値は現像剤、その条件により変化する。

となると、もはや斯かる転移が起こらない代りに、期間
ｔ２のときのトナー逆転移よりは小であるが、トナー
が静電像保持体からトナー担持体へ向けて逆転移する傾
向を促進する電界が生じるようになる。

従って、印加電圧が減衰しくこの場合Ｖｒｒ１ｉｎは犬
となる）、の関係を満足させる状態となったとき、この過程を、非
画像部においては第二の過程と呼ぶ。

非画像部におけるこの現象は、印加電圧の交番成分がす
くすり、一定の直流値に収束するまで量的に小さくなり
つつ進行して終了する。

換言すると、地力ブリ、即ち非画像部へのトナーの付着
現象は、上記第一の過程においては生じるものの、次の
第二の過程では、この地力ブリは消去される。

第２図りは、第２図Ａに示したバイアス電圧印加の変形
例を示し、同Ｅ、Ｆは、その場合における画像部、非画
像部へのトナー転移又は逆転移の態様を表わしたもので
ある。

第２図りの場合のバイアス電圧印加は、Ｖｍｉｎ＜ＶＬ
＜ＶｍａＸを満足し、且っＶｍａＸ〈■Ｄ＋ｌ ■
ｔｈ−ｒｌの条件が加えられている。

斯かるバイアス電圧印加の場合、第２図Ａのバイアス電
圧印加の場合と比較して、画像部におけるトナー逆転移
の現象が存在しないのみで、非画像部における現象は第
２図Ｃに示した状態と実質的変化はない。

画像部においては第２図Ｅに示される通り、第一の過
程■においてもトナーが逆転移する作用はなく、第二の
過程■においても同様である。

尚、この場合、第一、第二の過程の境界は非画像部にお
けるＶｍｉｎ＝ＶＬＩＶｔｈ−ｆｌのときで、それより
Ｖｍｉｎが犬となると第二の過程へ移行すると考えられ
る。

以上は、単純に画像部（暗部）と、非画像部（明部）の
両極端の場合について述べたが中間調についてはその電
位に応じたトナー転移量と、逆転移量の大小によって最
終的な静電像面へのトナー転移量が決まる。

従って静電像電位に列するトナー転移量のカーブは、第
１図Ａのカーブ３に示されるような、傾きが相対的にカ
ーブ１よりも小さく、且つ非画像部電位ＶＬから画像部
電位ＶＤにまでほぼ一様に変化したものとなる。

上述した第一の方法における第一の過程においては、非
画像部において電界が交番し、もって、一旦非画像部に
もトナーを付着させるように構成することが必須であり
、これがために当該非画像部に隣接した濃度を有する中
間調画像部分においても、トナーを積極的に付着させる
ことができ、一旦付着したトナーのはぎ取り（逆転移）
を当該非画像部電位に応じて行うことにより、斯かる中
間調部分の現像性の高い階調性に富む顕画像が得られる
利点がある。

次に第二の方法における現像過程の一例を第３図に示す
。

第３図Ａ、Ｂに示されるように、静電像保持体４は矢印
方向に移動し、この間に、現像領域■、■を通過し、■
に至る。

５はトナー担持体である。

同図Ａは静電像保持体の画像部、同Ｂは非画像部におけ
るトナー担持体５からのトナーの転移、逆転移の電界を
示す。

又、同図Ｃは、トナー担持体に印加される交互電圧の波
形を示し、先述した第一の過程を示す。

この第二の方法では、後述するように、電圧そのものを
減衰させるよりも、現像間隙を犬ならしめ、結果的に電
界強度を小ならしめることを主眼としている□。

第３図Ｃに示されるように、バイアス電圧としてＶｍａ
Ｘ、Ｖｍｉｎが時間間隔ｔ１、ｔ２で繰返し印加される
が、その印加電圧波形は図示のものに限定されないこと
勿論である。

先述の通り、ＶｍａＸ＞ＶＬ＞Ｖｍｊｎの条件を前提と
し、且つ、第３図ＣではｌＶｍａｘ −ＶＬｌ〉ｌ
ＶＬＶｍｉｎｌ及びＩＶｍａＸ−ＶＤｌ〈Ｉ
ＶＤ−Ｖｍｉｎｌなる条件を設定する。

こうすると、画像部においては、第３図Ａに示される如
く、現像領域のでは、ｌ・ナーの転移、逆転移の両方が
交互に生じている。

この現象については、第２図を参照して詳細に説明した
。

従って、現像間隙が小であるこの現像領域のでは、現像
の第一の過程が生じている。

次に、現像間隙が拡大し、現像領域■に入ると、先述し
た第二の過程が生ずる。

この現像領域■では、現像間隙が広がるため、印加電圧
値に変化はなくとも、間隙の拡大に逆比例して電界は弱
まり、逆転移電界は、逆転移に必要な閾値以下となり、
トナー転移は可能であるが、逆転移は起こらない。

現像領域■に移行すると、最早、トナーの転移、逆転移
が共に起こらない程に間隙は広がり、そこで現像は終了
する。

第３図Ｂに示した非画像部の場合、領域■、■が夫々第
一の過程、第二の過程に対応している。

領域■では、第２図について先述した通り、トナーの転
移、逆転移の両方が生じている。

従ってこの領域では地力ブリが起こることになる。

領域■に移行すると、■ｍａＸ、■ｍｉｎの電圧による
電界が共に現像間隙の拡大に逆比例して弱まり、トナー
の逆転移は可能であるが、トナーの転移をおこす程の転
移電界は発生しない。

従って、この領域■で、地力ブリは充分に除去される。

次いで、現像領域■に移行すると、最早トナーの転移、
逆転移は共におこらず、現像は完結する。

従って、この方法によっても、印加バイアス電圧を変化
させていったのと実質的に等しい効果が得られ、地力ブ
リが除去できるのみならず、中間調についても、その表
面電位に応じたトナー転移量と逆転移量の大小によって
最終的な静電像保持体へのトナー転移量が決まり、結果
として、静電像電位対トナー転移量のカーブは、第１図
Ａのカーブ３に示されるように階調性の高いものになる
。

ここで重要なことは印加交互電界の周波数には、上限が
あるということである。

即ち、後に実施例２に於て述べる如く、周波数を上げる
と次第にγ値は大きくなり、階調性を高からしめる効果
は薄れて行き、ＩＫＨｚ以上になると実施例２について
後述するように効果が殆んどなくなる。

この原因は次のように考えられる。

交互電界が印加された現像過程において、トナーがトナ
ー担持体表面と静電像形成面の間で転移、逆転移を繰り
返すとき、確実にその往復運動を行うには、有限の応答
時間が必要である。

とくに弱い電場を受けて転移するトナーは、転移を確実
に行うのに長い時間を要する。

一方、中間調の濃度を再現するには、弱い電場であって
もある閾値以上の電場を受けたトナーが、交互電界の半
周期内に確実に転移する必要がある。

それには交互電界の周波数が低い方が有利であり、周波
数の低い領域でとくによい階調性が得られる。

以下、本発明に係る装置の実施例を説明する。

実施例１第４図Ａに示される実施例は、バイアス印加交互電圧を
減衰させる態様の構成で、低周波交流電圧に直流分を重
畳してなる電源電圧を機械的摺動電極を用いて減衰させ
る態様を不味同図Ｂは、電気回路を用いて減衰させる変
形部分を示したものである。

第４図Ａにおいて、１０は酸化亜鉛感光紙で不図示の別
の部所で静電像を形成され、図示された現像部所にロー
ラー１３，１３により移送され、現像時停止し、その後
、定着のために移送される。

１２は、導電性ゴムベルトよりなるトナー担持体であり
、金属ローラ１４，１４により、駆動される。

静電像保持体としての酸化亜鉛感光紙１０と、トナー担
持体１２は、ローラ１３，１４をモータ２１．２２によ
り間欠的に駆動することによって現像部位へ送られ、現
像過程では停止しており、次の現像が始まる前に移行す
る。

トナー担持体は半回転し再び停止する。

１５は容器７に格納された絶縁トナーであって、その成
分は、スチレン樹脂にカーボンブラック３％、正極性荷
電制御剤２％からなる（いずれも重量％）。

又、流動性向上のため、０．２重量％のコロイダルシリ
カが外添されている。

トナーは担持体１２によって搬送されるが、これに摺接
せる部材１６によって塗布厚を１００μ〜２００μに規
制され、コロナ帯電器１８によって現像前に正電荷を付
与される。

静電像保持体１とトナー担持体２の間隙は５００μに保
持されている。

１４ａは回転ローラ１４の芯金に接触する摺動電極であ
って、電源９によりトナー担持体１２に交互電圧を印加
する。

２０は、現像剤を攪拌し、トナー担持体１２に供与する
ためのファーブラシである。

静電像担持体１０上に形成された静電像の暗部電位は、
−４５０Ｖ、明部電位は一４０Ｖであった。

印加電圧は、周波数１０〜１０００Ｈｚの交流１２００
Ｖｐｐに直流−２００Ｖが重畳されており、現像を開始
して０．２秒の後、時定数的０．５秒で、交流電圧のみ
をＯに減衰せしめる。

斯かる減衰をなさしめる電源９の構成を説明する。

２１は交流トランス２γの２次側の摺動電極２６を動か
すモータ、２４は交流電源、２５は直流電源、２３はタ
イミング信号発生回路及びモータ２１，２２駆動用電源
である。

現像の開始後、０．２秒経過して後、摺動電極２６はＡ
位置から等速で０．５秒の後Ｂ位置へ移る。

摺動電極２６がＢ位置に移ると、モータ２２が駆動し、
トナー担持体１２は、半回転し、その間に摺動電極はＡ
位置に復帰する。

第４図Ｂは、摺動電極を用いる代りに、周知のＲＬＣ減
衰回路を用いた電源９′を示すもので、現像開始後、０
．２秒経過して後、スイッチをＡ′位置からＢ′位置に
切り変える。

この減衰回路の時定数を０．５秒に設定してお（。

スイッチの切り変えはリレー等の公知の手段にて、タイ
ミング的に行い得る。

こうして先述した第一の方法による現像が適用でき、得
られた画像は地力ブリが実質上皆無で、又、画像の階調
性は印加交互電圧の交番周波数ｆが低い領域で特に優れ
、ｆ≦１０００Ｈｚで良好な画像が得られた。

実施例２この実施例は、先述の第二の方法に基く現像方法を例示
するもので、第５図を参照して説明する。

３１はＣｄＳ光導電層上に絶縁層を有する静電像保持体
であり、３２は導電性現像剤担持体である。

３６は、該トナー担持体に低周波交流電圧を印加する電
源である。

３４はころ３３を介して静電像保持体３１を該トナー担
持体から離間するよう駆動するモータであって、該モー
タの駆動はタイミング回路３７により制御されている。

静電像保持体３１と、トナー担持体３２は、初期におい
て、間隙３００μ〜５００μに保持され、０．２秒経過
後その後静電像担持体３１は、モータ３４により０．２
秒間の間に間隙が１７ＩＩＴｔになるまで等速にて引き
上げられ、この時点で現像は終了する。

この間に、正に帯電した静電像画像部（＋３５０Ｖ）は
負に帯電した現像剤３５によって現像される。

この負帯電トナーの成分は他の実施例のものと同じであ
る。

静電像保持体３１の背面電極３８とトナー担持体３２と
の間には、外部交互電圧が印加され、第３図を参照して
詳細に説明したように、この例においては、ＶｍａＸ＝
５００Ｖ、、Ｖｍｉｎ−一３００Ｖ１交番周波数ｆ＝５
０Ｈｚであった。

この場合、画像部最大電位ＶＤ＝＋３５０Ｖに対し、非
画像部電位■Ｌ−−５０■であった。

こうして第３図について説明した通り、斯かる非画像部
にはトナーが最終的に付着せず、他方、画像部にはその
電位に応じて階調性の高い良好な画像が得られた。

この実施例におげろ印加バイアス電圧の周波数について
、特に低周波が好ましい結果をもたらすことを例示する
が、この結果は、勿論この実施例に限定されない。

第６図は、横軸に静電像電位■を、縦軸に画像濃度（反
射濃度）Ｄをとり、現像初期の静電像保持体３１と、ト
ナー担持体３２との間の現像間隙を３００μに設定した
場合、バイアス印加電圧の交番周波数ｆを５０Ｈｚ、８
００Ｈｚ、ＩＫＨｚ、２ＫＨｚに変えた状態
のＶ−Ｄ曲線の実験結果を示したものである。

この曲線群から判るように、最も低周波である５０Ｈｚ
の場合にＶ−Ｄ曲線は、その傾きが最小で、忠実に静電
像電位に対応した画像濃度が得られる。

このカーブは、周波数の増加と共に除々に傾きの大きな
様相を呈し、２ＫＨｚに達すると、バイアス電圧を
印加しないときのＶ−Ｄ曲線の傾きに実質的に等しくな
ってくることが判る。

斯かる高周波バイアスでは、先述した通り、γ値が犬と
なり、中間調画像の再現性が悪くなり、階調性が劣化す
る。

従って、印加交互電圧としては、ＩＫＨｚ以下の低周波
電圧に設定すると、極めて良好な効果をもたらす。

実施例３この実施例は、実施例２と同じく、現像間隙を現像過程
に従い、変化させて現像する先述した第二の方法を実現
したもので、第７図を参照して説明する。

４１はセレン感光ベルトであり、図に示されていない別
の部所で静電像を形成され、図示の部所で現像され、図
示されていない次の部所で定着又は転写される。

４２は導電性ゴムベルトよりなるトナー担持体であり、
金属ローラ４３により駆動される。

４５は容器４７に格納された絶縁性トナーであって、そ
の成分はポリエステル樹脂にカーボンブラック２％、負
極性荷電制御剤２％からなる。

又、流動性向上のため、０．１％のコロイダルシリカが
外添されている。

トナーは担持体４２によって搬送されるが、ローラ４３
に圧接せる弾性部材４６によって塗布厚を５０μ〜１５
０μに規制され、コロナ帯電器４８によって現像前に負
電荷を付与される。

静電像保持体４１は現像部において、金属ローラ５１に
よりトナー担持体４２との間隙を、最小である３００μ
に保持される。

又、その位置より、約３０ｍｍ離れた地点において、金
属ローラ５２によって、部材４１と４２との距離は、約
２關に保たれる（調節可）。

５３は金属ローラ５２の位置を調節する回転部材である
。

このようにして、部材４１と４２とは最近接位置を通過
後次第にその間隙を大きくしてい（形状をとっている。

尚、部材４１と４２は、同速で同方向にスピード２００
ｍｍ／ｓｅｃで進行する。

４９は交互電圧印加用電源である。

部材４１上に形成された静電像の画像部電位は８００■
、非画像部電位は２００Ｖである。

印加電圧は周波数２００Ｈｚ、の交流１０００Ｖｐｐに
直流４００Ｖが重畳されている。

このようにして地力ブリのない階調性の高い良好な画像
が得られた。

この現像作用、特に第一、第二の過程については、第３
図に詳述した通りである。

実施例４第８図は、本発明に係る、先述した第二の方法を採用し
た現像装置の更に他の実施例を示すものである。

６１は、ＣｄＳ層と絶縁層を有する半径４０ｍｍの感光
ドラム、６２は永久磁石６３を内包する半径１５ｍｍの
非磁性スリーブであって、両部材６１と６２は周速１０
０ｍｍ／ｓｅｃの等速で同一方向に回転する。

６５は絶縁性の磁性トナーであって、その成分はスチレ
ン樹脂６０重量％、マグネタイト３５重量％、カーボン
ブラック３重量％、負性課電制御剤２重量％からなる。

又流動性向上のため０．３重量％のコロイダルシリカが
外添されている。

トナーはスリーブ６２によって搬送されるが、スリーブ
に近接した磁性ブレード６６により、塗布厚を約７０μ
に規制される。

又トナーはスＩＪ −プロ２との摩擦帯電によって負電
荷を付与される。

部材６７はトナー容器である。

部材６１と部材６２０間隙は最小２００μに保持されて
いるが部材６１と６２の回転に伴い第３図について先述
した条件を満たすよう両部材の移動速度と間隙の広がり
が設定されている。

部材６２と部材６６とは、電気的に導通状態に保たれ、
電源６９によって部材６１の導電性支持部材に対して、
交互電圧が印加される。

交互電圧は正弦波、周波数は２００Ｈｚであり、電圧値
と静電像電位との関係は第９図に示す如くである。

静電像電位は、画像部＋５００Ｖ、非画像部ＯＶである
。

第９図の交互電圧は振巾４００Ｖ（８００Ｖｐｐ）の正
弦波に、直流電圧＋２００Ｖが重畳されている。

上記構成のもとに、第３図について詳述した現像作用に
加えて、低周波であることにより階調性の高い、鮮明な
画像を得ることができた。

以上の説明、特に上記の第二の方法を採用した現像装置
において、トナー担持体と静電像保持体との間隙最小距
離は、トナ一層の厚みより小さくても適用できるが、そ
の場合には、該間隙の内でトナーが凝集を起こし易いの
で、好ましくは、該間隙をトナ一層の厚み以上にするの
が良いが、必ずしもこれに限定されない。

尚、以上は特に画像部電荷が正のときについて関係式を
示しであるが、画像部電荷が負の場合、（２）〜（９）
式は次のように表わされる。

以上詳細に説明した通り、静電像担持体とトナー担持体
とを所要の微小間隙をおいて対峙させて現像を行う方法
は、第一の過程：現像部位におけるトナー担持体と非画像部
とノ閾隙に、該非画像部・へのトナー粒子の転移と、ト
ナー担持体への逆転移が交互に繰り返されるための低周
波交番電界を印加する過程。

第二の過程：第一の過程に続いて、トナー担持体と画像
部との間隙には該トナー担持体から該画像部へ一方的に
トナーの転移を生せしめ、且つトナー担持体と非画像部
との間隙には該非画像部から該トナー担持体へ一方的に
トナーの逆転移を生せしめる上記第一の過程における電
界とは強度の異なる低周波交番電界を印加する過程。

を有することにより、次の優れた効果を有している。

上記の第一の過程において、トナー担持体と非画像部と
の間にトナー粒子の往復運動（転移−逆転移）を積極的
に行わしめる構成であるから、この過程においては、非
画像部へのトナーの付着を積極的に起こさせている。

これは、地力ブリの原因となるが、この地力ブリは次の
第二の過程で除去されるから問題ない。

他方、非画像部にもトナーを付着させ得るこの第一の過
程においては、静電像としての電位を有する画像部にお
いてはその付着は更に強化される。

従って、所謂ハーフ・トーンを含む中間調画像部分の明
部に近接した濃度を有する部分においても、その電位に
応じてトナーが完全に付着することが保証され得る。

これにより、中間調画像の再現性に優れた階調性に富む
顕画像が得られる。

次に上記の第二の過程において、上述した通り、非画像
部に付着したトナーをトナー担持体に向けて復帰せしめ
、非画像部へのトナーの付着をことごとく除去できる効
果があるのみならず、画像部には、トナーの付着を促進
するから、画像部へのトナーの付着は完全なものとなり
、地力ブリのない階調性の良好な忠実な画像の再現が得
られる効果がある。

電子写真現像方法において、静電像担持体とトナー担持
体とを間隙をおいて対峙せしめ、この間隙に一定の高周
波パルスバイアス（周波数１０キロサイクル／秒〜３０
００キロサイクル／秒）を印加して、画像部にはトナー
を付着させるが、非画像部にはトナーを付着させないよ
うにした技術は知られている（例えば米国特許第３８９
０９２９号明細書）。

この公知例においては、本発明のように階調性を良くす
る観点から低周波交番電圧を印加する技術思想は見られ
ず、いわんや、印加電界強度を現像過程において調節・
変化させ、もって先述した通りの第一、第二の過程を実
現し、この両過程の総合的作用によって非画像部にも一
旦ｌ・ナーを付加せしめ、低電位部の現像をも強調せし
め、次いで静電像電位に応じてトナーをはぎ取り、忠実
な階調性を再現するという技術思想は記載されていない
。

上記公知の技術に類似する現像方法が他にも記載されて
いる（例えば米国特許第３８６６５７４号明細書、同第
３８９３４．１８号明細書等）が、いずれも高周波パル
スを適用している等、上述したと同じ理由により本発明
とは技術思想を異にしているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは本発明に係る現像方法の原理を説明する
グラフ並びに印加電圧波形の一例を示す図、第２図Ａ−
Ｆは、本発明に係る現像方法の第一の方法における第一
、第二の過程並びに現像終了時の状態の印加電圧の変化
、現像剤の移動を模式的に表わした過程説明図、第３図
Ａ〜Ｃは、本発明に係る現像方法の第二の方法における
第一、第二の過程の現像剤の移動と印加電圧並びに電界
変化に相当する印加電圧を模式的に表わした過程説明図
、第４図Ａ、Ｂ、第５図、第７図、第８図は本発明に係
る現像方法を具現した各実施例の説明図、第６図は、第
５図に示した実施例におげろ印加電圧の周波数変化に伴
う静電像電位列画像濃度特性を示す図、第９図は第８図
に示した実施例におげろ印加電圧の波形の一例を示す図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１静電潜像保持体と、乾式現像剤層を担持した現像剤
担持体とを、現像部において上記現像剤層の厚みよりも
大きな現像間隙を保持して対向させ、上記現像間隙に交
互電界を形成して、現像剤担持体かも静電潜像保持体へ
現像剤の転移を生じさせる工程及び静電潜像保持体から
現像剤担持体へ現像剤の逆転移を生じさせる工程とを交
互に繰り返すことによって転移・逆転移の差による潜像
電位に応じた現像剤の付着を生じさせて現像を行うこと
を特徴とする現像方法。２静電潜像保持体の非画像部において転移及び逆転移
を生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の現像方法。３静電潜像保持体の画像部において転移及び逆転移を
生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の現像方法。４静電潜像保持体の画像部及び非画像部において転移
及び逆転移を生じさせることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の現像方法。５静電潜像保持体の画像部においては転移が生じ、逆
転移が生じず、非画像部においては転移・逆転移が共に
生ずることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
現像方法。６静電潜像保持体と、乾式現像剤層を担持した・現像
剤担持体とを、現像部において上記現像剤層の厚みより
も大きな現像間隙を保持して対向させ、上記現像間隙に
交互電界を形成して、現像剤担持体から静電潜像保持体
へ現像剤の転移を生じさせること及び静電潜像保持体か
ら現像剤担持体へ現像剤の逆転移を生じさせることから
なる第一の過程と、上記交互電界の強さを上記第一の過
程の時よりも減衰させて、画像部においては現像剤担持
体から静電潜像保持体の画像部へ一方的に現像剤の転移
を生じさせ、又非画像部においては静電潜像保持体の非
画像部から現像剤担持体へ一方的に現像剤の逆転移を生
じさせる第二の過程を施して現像を行うことを特徴とす
る現像方法。７静電潜像保持体の非画像部において転移及び逆転移
を生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
記載の現像方法。８静電潜像保持体の画像部において転移及び逆転移を
生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
載の現像方法。９静電潜像保持体の画像部及び非画像部において転移
及び逆転移を生じさせることを特徴とする特許請求の範
囲第６項に記載の現像方法。１０静電潜像保持体の画像部においては転移が生じ
、逆転移が生じず、非画像部においては転移・逆転移が
共に生ずることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
載の現像方法。