JPH0614223B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、現像部に交番電界を形成し、一成分現像剤を
用いて静電潜像を現像する現像装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

一成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置では
現像部に現像剤の薄層を搬送することが行なわれてい
る。ところが、一成分現像剤薄層により静電潜像を現像
すると、現像後、現像剤薄層に現像剤が現像に消費され
た部分とそうでない部分とで厚みの相対的に顕著な差、
即ち履歴が生ずる。この履歴は次の現像工程で現像画像
に濃淡ムラ、即ち前回現像工程の画像のゴーストを生じ
させる。

ところで、一成分現像剤を収容した容器内で現像剤担持
部材に接触した現像剤供与部材により一成分現像剤を撹
拌して現像剤担持部材に供与すれば、現像履歴の消去さ
れた一成分現像剤を形成してゴーストを防止することが
できる。

しかしながら、現像剤供与部材を現像剤担持部材に接触
させて一成分現像剤を供与すると、その際の接触圧で一
成分現像剤は凝集状態で現像剤担持部材上に付着しやす
く、そうすると現像部の交番電界中で一成分現像剤は十
分な振動運動をしないようになり、現像画像の画質向上
を阻害することになってしまう。

〔発明の目的と概要〕

本発明の目的は上述した問題点を解決できる現像装置を
提供することである。

この目的を達成する本発明の現像装置は、一成分現像剤
を収容した容器と、像担持体に対して間隙を介して対向
せしめられており、上記一成分現像剤を担持して上記像
担持体の静電潜像を現像する現像部に搬送する現像剤担
持部材と、上記容器内で上記現像剤担持部材に接触して
おり、一成分現像剤を撹拌して現像剤担持部材に供与す
る現像剤供与部材と、現像剤搬送方向に関して上記現像
剤供与部材の下流位置で、現像剤担持部材に供与された
一成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、現像部
に交番電界を形成する現像バイアス手段と、を有し、上
記一成分現像剤はシリカが外添された一成分現像剤であ
ることを特徴とする現像装置である。

〔実施例〕

まず、一成分現像剤薄層により、地力づりがなく、画像
端部の再現性にすぐれ、階調性に富む可視像を得ること
のできる現像方法につき説明する。

従来、一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
ンド法、ウエブ・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ー層を静電像保持面に接触させて、
現像をおこなうコンタクト現像法、トナー層を静電像保
持面に直接接触させず、静電像の電界による保持面にト
ナーを選択的に飛行させるジヤンピング現像法、また、
導電性トナーを用いて、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。

上述の各種一成分現像方法のうち、パウダー・クランド
法、コンタクト現像法及びマグネドライ法は、トナーが
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、非画像部にもトナー
付着が生じ、所謂地かぶりの発生を避けることが出来な
かった。しかしながら、ジヤンピング現像法（例えば特
開昭４１−９４７５号公報に記載の方法）は、トナー層
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象を利用しているため、得られる
可視像は一般に次のような問題を有している。

第１は、画像部端部において鮮明度が低下するという問
題がある。画像端部における静電像の電界の様子は、電
子写真感光体上に形成した静電潜像の場合第１図の様に
なっている。即ち、画像部の中央付近は現像剤支持体と
して導電性の部材を用いれば、電気力線は、画像部より
発してトナー支持体まで到達しているため、トナーはこ
の電気力線に沿って飛行し、感光体面に付着し現像が行
なわれる。しかし画像部端部のおいては、非画像部に誘
導される電荷の為電気力線がトナー支持体まで到達せ
ず、まわりこみが生じているため、飛行してきたトナー
の付着は極めて不確実で、かろうじて付着するのもあれ
ば、付着しない場合もある。これが為に得られる画像
は、画像部端部において、シヤープさの欠けた不鮮明な
ものとなり、また線画の画像においては、原画よりも細
った感じで現像されるという不都合が生じる。

通常のジヤンピング現像法に於てこれを避けるには、静
電像保持面と現像剤支持体表面との間隙を充分に小さく
（例えば１００μ以下）しなければならず、実際上、上
記二面間での現像剤や混入異物の圧接事故を生じ易い。
又、そのような微小間隙を維持することは装置設計上の
困難さを伴うことが多い。

第２に、ジヤ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。ジヤンピング現
像法においては、静電像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とき始めて飛行する。
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アンデル・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基
づく、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
ー拘束力以上になった時始めて、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。もっとも、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
いはまたトナーの粒径等により、その値は異なるが、ほ
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、それに対応して上記トナー飛行の生ずる静電像表面
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果になる。

第２図以降の図は、上述の各種一成分現像方法の問題点
を除去して、地カブリがなく画像端部の再現性にすぐ
れ、階調性に富む可視像を得ることを可能にする現像法
を説明するものである。

即ち、各図に於いては、静電潜像保持体と、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
の厚み以上の間隙を保持して対峙させ、上記現像間隙に
おいて上記現像剤担持体から上記現像剤を一方的に上記
静電潜像担持体に到達させる位相と、次いで少なくとも
上記非画像部に到達した上記現像剤を上記現像剤担持体
側に復帰させる方向の位相を有する交互電界を印加して
いる。

第２図は、上記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、顕画像の地カブリ
防止及び階調性向上について原理的説明を行なう。

第２図は、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Ｖ
_Ｌ（通常は画像の明部に対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Ｖ_Ｄ（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てあ
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、Ｖ_ＤとＶ_Ｌの中間の電位を
とる。

第２図下段には、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てある。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ｔ_１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
持体の最小印加電圧Ｖｍｉｎが印加されて、同ｔ_２では
最大印加電圧Ｖｍａｘ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Ｖ_Ｄ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Ｖ_Ｌ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Ｖ_Ｄが正電位の場合を、
特に例にとり以下説明をしていく。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。Ｖ_Ｄ＞０
の場合、勿論非画像部電位Ｖ_Ｌとの関係はＶ_Ｄ＞Ｖ_Ｌ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Ｖｍａｘ、最小電圧ＶｍｉｎとＶ_Ｌとの関係を Ｖｍａｘ＞Ｖ_Ｌ＞Ｖｍｉｎ …(1) を満足するように設定すると、時間間隔ｔ_１では、バイ
アス電圧Ｖｍｉｎ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
階段をトナー転移段階と呼ぶ。又、時間間隔ｔ_２では、
バイアス電圧Ｖｍａｘは、時間間隔ｔ_１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２図上段には、ｔ_１におけるトナー転移量と、ｔ_２に
おけるトナー逆転移度が静電像電位に対し、モデル的に
プロツトされている。ここにトナー逆転移動なる用語が
用いられているのは、ｔ_２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Ｖｍａｘが印加される場合にトナー担持
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移度なる用語にした
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２図に破線で示したカ
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Ｖ_ＬとＶ_Ｄ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２図に
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。

本発明に適用でき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
されるように交番する電界を与え、その交番電界のトナ
ー転移段階のバイアス位相（ｔ_１）では、トナー支持体
からトナーを静電潜像保持体の非画像部にまでもあえて
一旦到達させ（勿論画像部にも到達させる）、明部電位
（Ｖ_Ｌ）に近い低い電位をもつ中間調の電位部分にも充
分にトナーを付着させて階調性を向上させるようにし、
次いで、トナー逆転移段階のバイアス位相（ｔ_２）で
は、上記トナー転移方向と逆方向にバイアスを作用させ
て、上述のように非画像部にも到達しているトナーをも
とのトナー支持体側へ復帰させるものである。このトナ
ー逆転移段階では、後述するように、非画像部に本来像
電位を実質的に有しないから、逆極性のバイアス電界が
印加されると、上述のように非画像部に到達しているト
ナーは直ちに該非画像部から離れてトナー担持体へ復帰
する傾向をもつ。他方中間調域を含む画像部に一旦付着
したトナーは該画像部電荷に吸引されているから、この
吸引力と逆方向に上述の如く逆バイアスが印加されて
も、実際に該画像部を離れてトナー支持体側へ復帰する
量は少ない。このように相互に極性の異なるバイアス電
界を好ましい振幅と周波数で交番させることにより、上
記のトナーの転移と逆転移が各数回、現像位置で繰返さ
れる。こうして潜像面に転移するトナー転移量を静電像
の電位に忠実な転移量とできる。即ちトナー転移量を第
２図にカーブ３として示した通り、傾きの小さい、且つ
Ｖ_ＬからＶ_Ｄにかけてほぼ一様なトナー転移量変化を来
す現像を得ることが出来たものである。従って、非画像
部におては、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を極めて高い優れた顕画像が得られ
る。そして、この傾向は、静電潜像保持体とトナー担持
体の間隙が現像過程の終期に向って大となるよう設定し
て、現像間隙における上述の電界の強度を減じ、収束さ
せることによって一層顕著になる。

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。

まず第一の方法における現像過程を第３図に示した。

第３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、、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。

同図の（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３図（Ａ）〜（Ｃ）中、最初の過程を第一の過程と
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、Ｖ_ＤとＶ_Ｌの
中間の適切な直流の一定値（Ｖ_０）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極性の作用が変化すること
が重要である。この模様を現像的に説明する。先ず画像
部においては第３図（Ｂ）に例示されるように、第一の
過程において、Ｖｍａｘ＞Ｖ_Ｄ＞Ｖｍｉｎであるので
ｔ_１の期間（印加電圧Ｖｍｉｎ）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
向けて起ここり、トナーが画像部に到来し、そこに付着
する。他方、ｔ_２の期間（印加電圧Ｖｍａｘ）では、相
対的に弱いトナー逆転移電界が静電像保持体に向けて起
ここり、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ｔ_１、ｔ_２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非画像部
との間に生じる。これは印加電圧Ｖｍｉｎ、Ｖｍａｘと
画像部電位Ｖ_Ｄとの関係が、 ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｄ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖｍｉｎ｜…（２） 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３図（Ａ）ので示されるように印加バイアス
電界の振幅が連続的又は間欠的に減衰して Ｖｍａｘ＝Ｖ_Ｄ＋｜Ｖｔｈ・ｒ｜ …（３） なる所定の値になると、期間ｔ_２において静電像保持体
の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｜Ｖｔｈ・ｒ｜は、トナー
が上記静電像形成面より離脱してトナー担持体へ逆転移
を行ない得る上記静電像形成成面と、トナー担持体表面
間の最小の絶対電位差である。

更に、 Ｖｍａｘ＜Ｖ_Ｄ＋｜Ｖｔｈ・ｒ｜ …（４） となると、もはや逆転移が起ここらない代りに、期間ｔ
_１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の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、 Ｖｍａｘ≦Ｖ_Ｄ＋｜Ｖｔｈ・ｒ｜ …（５） 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
像は、印加電圧の交番成分がなくなり、一定の電流値に
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Ｖ_Ｌ）におけるトナ
ーの移動の過程を第３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＞Ｖ_Ｌ＞Ｖ
ｍｉｎであるので、ｔ_１の期間（印加電圧Ｖｍｉｎ）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こり、トナーが非画像部に付着
する。他方、ｔ_２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非画像部からトナー担持
体に向けて起ここり、トナーが該非画像部から再びトナ
ー担持体に戻される。このように期間ｔ_１、ｔ_２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、トナはこの間で往復運動を行なうと考え
られる。これは印加電圧Ｖｍｉｎ、Ｖｍａｘと非画像部
電位Ｖ_Ｌと非画像部電位Ｖ_Ｌとの関係が， ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｌ｜＞｜Ｖ_Ｌ−Ｖｍｉｎ｜…（６） と設定されているため、トナーの逆転移量が転移量より
確率的には大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は勿論であ
る。

次いで第３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 Ｖｍｉｎ＝Ｖ_Ｌ−｜Ｖｔｈ・ｆ｜ …（７） なる所定の値になると、期間ｔ_１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０となる。ここに｜
Ｖｔｈ・ｆ｜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の転移を行ない得る、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、現像の条件により変化する。

更に、 Ｖｍｉｎ＞Ｖ_Ｌ−｜Ｖｔｈ・ｆ｜ …（８） となると、もはや斯かる転移が起ここらない代りに、期
間ｔ_２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（この場合Ｖｍｉｎは大とな
る）、 Ｖｍｉｎ≧Ｖ_Ｌ−｜Ｖｔｈ・ｆ｜ …（９） 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なくなり、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
する。

換言すると、地カブリ、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、この地カブリは消去される。

第３図（Ｄ）は、第３図（Ａ）に示したバイアス電圧印
加の波形を上述の説明に鑑み理解し易く描いたものであ
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で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。従つ
て静電像電位に対するトナー転移量のカープは、第２図
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Ｖ_Ｌから画像部電位Ｖ
_Ｄにまでほぼ一様に変化したものとなる。これにより、
画像の中間調を含めて明部から暗部にかけての階調性が
高い顕画像が得られる。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極が交番し、
もって、一旦非画像部にもトナーを付着させる。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なうことにより、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４図に示
す。第４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。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、現像間隙を大ならし
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（Ｄ）に示されるように、バイアス電圧としてＶ
ｍａｘ、Ｖｍｉｎが時間間隔ｔ_１、ｔ_２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
ことは勿論である。先述の通り、Ｖｍａｘ＞Ｖ_Ｌ＞Ｖｍ
ｉｎの条件を前提とし、且つ、第３図（Ｄ）では、 ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｌ｜＞｜Ｖ_Ｌ−Ｖｍｉｎ｜ 及び ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｄ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖｍｉｎ｜ なる条件を設定する。

こうすると、画像部においては、第４図（Ａ）に示され
る如く、現像領域では、トナーの転移逆転移の両方が
交互に生じている。この現像については、第３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
は起ここらない。上記との境界は、従って、間隙が
一定で印加電圧が変化する場合に対応づけるとＶｍａｘ
＝Ｖ_Ｄ＋｜Ｖｔｈ・ｒ｜のときに相応する。そして現像
領域に移行すると、最早トナーの転移、逆転移が共に
起ここらない程に間隙は広がり、そこで現像は終了す
る。

第４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３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カブリが
起ここることになる。領域に移行すると、Ｖｍａｘ、
Ｖｍｉｎ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、地カ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、地カブ
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のへのトナ転移量が決まり、結果
として、静電像電位対トナー転移量のカーブは、第２図
のカーブ３に示されるように階調性の高いものになる。

尚、画像部電位が正のとき、 ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｌ｜＞｜Ｖ_Ｌ−Ｖｍｉｎ｜、 ｜Ｖｍａｘ−Ｖ_Ｄ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖｍｉｎ｜ の条件は、画像部電界が負のとき、 ｜Ｖｍｉｎ−Ｖ_Ｌ｜＞｜Ｖ_Ｌ−Ｖｍａｘ｜、 ｜Ｖｍｉｎ−Ｖ_Ｄ｜＜｜Ｖ_Ｄ−Ｖｍａｘ｜ となる。

以上述べた如く静電像形成面−トナー担持体間に外部交
互電圧を印加することは、著しく画像の階調性を向上せ
しめるものであるが、以下に述べる如く、外部交互電圧
の振幅と周波数を適当な大きさに選ぶことにより同時に
線画像の再現をもより向上せしめることが可能である。

以下静電像形成電荷を正として説明を行なう、所謂飛翔
現像法に於ては第１図に示されるように潜画像端部より
発する電気力線が潜像形成面の背面電極にまわりこみト
ナー層に到達し得ず、従って現像時にラインの細りや端
部のきれの悪さを生じ易い。

一方、交互バイアスとして第３図（Ｄ）に示した如き矩
形波を例にとり印加する場合、この図に示される如く印
加電圧の最小値Ｖｍｉｎが潜像明電位Ｖ_Ｌより低い場
合、現像促進段階での現像領域における電気力線は第５
図に示される如くになる。即ち潜画像端部における電気
力線のまわり込みは少なく、現像領域において平行電界
が形成される。従って端部まで鮮明に現像が行なわれ
る。

このように鮮画像の再現を向上させるには、現像促進バ
イアス（Ｖｍｉｎ）を充分に低く（正の静電像のとき）
とるのが好ましいが、余りに低くとると、トナー転移段
階における非画像部への現像剤の付着が多過ぎ、これを
はぎとるために、逆転移バイアスを高めても、結局、得
られる画像はコントラストのとぼしいものとなってしま
う。

一方、トナーがトナー担持体、或いは静電像形成面の一
方より離脱し、他方へ転移するためには二者の間のある
有限の電位差の閾値が存在する。この閾値として先述し
た通りトナー担持体より潜像形成面へのトナー転移が起
こる場合Ｖｔｈ・ｆ、逆に潜像形成面よりトナー担持体
へのトナー逆転移が起こる場合Ｖｔｈ・ｒとする。トナ
ー転移段階での現像剤の過剰な非画像部への付着を避け
乍ら、線画像の再現性を上げるには、Ｖｔｈ・ｆを充分
に大きくとり、現像促進バイアス（Ｖｍｉｎ）を下げれ
ばよい。その適正値は、ほぼ、 Ｖ_Ｌ−２｜Ｖｔｈ・ｆ｜＜Ｖｍｉｎ＜Ｖ_Ｌ…（１０） の範囲にあり、最も好ましくは ＶｍｉｎＶ_Ｌ−｜Ｖｔｈ・ｆ｜ …（１１） である。ＶｍｉｎがＶ_Ｌ−２｜Ｖｔｈ・ｆ｜以下では非
画像部へのカブリが避け難くなる。

このような現像方法において、現像剤として磁性トナー
を用い、トナー担持体として磁石を内包した非磁性のス
リーブを用いると、とくに画像端部が鮮明でしかも中間
調再現性に優れた画像が得られることが明らかになっ
た。磁性トナーを用いることの利点はトナーの磁性とト
ナー担持体への磁力を適当に設定することにより、トナ
ーの担持体へのトナーの拘束力を高め、従ってＶｔｈ・
ｆが大きくなり、その結果外部交互電界のＶｍｉｎが充
分に低くとれることにある。さらに適正値Ｖ_Ｌ−２｜Ｖ
ｔｈ・ｆ｜＜Ｖｍｉｎ＜Ｖ_Ｌに対応するＶｍａｘの適正
値は、 Ｖ_Ｄ＜Ｖｍａｘ＜Ｖ_Ｄ＋２｜Ｖｔｈ・ｒ｜…（１２） である。これらの値が、最小の交互電圧値により最も画
像性を向上させる効果を高めるものであることが明らか
になった。現像間隙を飛行させて非画像部にも一旦トナ
ーを到達させて階調性を改善させ、次いで該非画像部か
ら主として付着トナーをはぎとるように作用させるため
には、印加する交互バイアス電圧の振幅と交番の周波数
とを適正に選定する必要がある。以下に以上の現像方法
の効果が明瞭に現われた実験結果を示す。

第６図（Ａ）、（Ｂ）は静電像電位（Ｖ）に対する画像
反射濃度（Ｄ）を先ず印加交互電圧の振幅を固定し、周
波数を変えて測定した実験結果をプロツトしたものであ
る。以下この曲線をＶ−Ｄ曲線と呼ぶ。この実験は次の
構成のもとになされたものである。円筒形の静電像形成
面に、正の静電荷潜像が形成されている。トナーとして
は後述する磁性トナー（マグネタイト含有量３０％）を
用い、磁石を内包した非磁性性スリーブ上に層厚約６０
μ程度に塗布し、該トナーと該スリーブ表面との摩擦に
よって該トナー負電荷を付与する。この静電像形成面と
磁気スリーブとの間の現像最小間隙を１００μに保持し
た場合の結果を第４図（Ａ）に、同３００μに保持した
場合の結果を第４図（Ｂ）に示した。スリーブにより内
包される磁石による現像部での磁束密度は約７００ガウ
スである。上記円筒形静電像形成面と上記スリーブは略
同速で同一方向に回転し、その速度は約１１０mm／ｓｅ
ｃである。従って、静電像形面は、現像部において最小
間隙を通過後、次第にトナー担持体より離れていく。こ
のスリーブに印加される交互電界は振幅Ｖ_p-p＝８００
Ｖ（ピーク・ツー・ピーク値）の正弦波に直流電圧＋２
００Ｖを重畳している。第６図（Ａ）、（Ｂ）には、こ
の印加電圧の交番周波数が１００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８
００Ｈｚ、１ＫＨｚ、１．５ＫＨｚの場合Ｖ−Ｄ曲線、
及びバイアス電界を印加せず、上記静電像形成面の背面
電極と上記スリーブとを導通した場合のＶ−Ｄ曲線が図
示されている。

これらの結果から、バイアス電界を印加しない場合に
は、Ｖ−Ｄ曲線の傾き、所謂γ値は非常に大きいが、低
周波数の交互電界を印加することによって、γ値は小さ
くなり、極めて階調性が高くなることがわかる。外部電
界の周波数を上げると、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いき、間隙が１００μの
場合、上記の振幅のもとでは周波数が１ＫＨｚを越える
と効果が極めて弱くなり、又間隙が３００μの場合、上
記のように振幅が中程度のＶ_P-P＝８００Ｖの場合、周
波数が８００Ｈｚ程度になると効果が減少し、１ＫＨｚ
を越えると効果が極めて弱くなる。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
トナーがスリーブ表面と潜像形成面の間の空隙では付
着、離脱をくり返すとき、確実にその往復運動を行なう
には有限の時間が必要がある。とくに弱い電界を受けて
転移する場合にはトナーは転移を確実に行なうのに長い
時間を要する。一方中間調の濃度を再現するには弱い電
界であってもある閾値以上の電界を受けたトナーが交互
電界の半周期内に確実に画像部へ転移する必要がある。
それには交互電界の振幅が一定の場合、周波数が低い方
が有利であり、従つて実験結果に表わされるように非常
に周波数の低い交互電界しでとくに良い階調性が得られ
ることになる。この議論の正当は、第６図（Ａ）、
（Ｂ）の両実験結果の比較から得られる。第６図（Ｂ）
に示した結果は静電像形成面とスリーブ表面との間隙を
３００μと大きくした以外は、第６図（Ａ）に示した実
験と同一条件のもとでなされるものである。間隙を広げ
るとトナーのうける電界速度は小さくなり、よってトナ
ーの転移速度は小さくなる。さらに飛行距離もも長くな
るため、結局転移時間は長くなる。実際に第６図（Ｂ）
により明らかな如く、８００Ｈｚ程度でγ値は相当大き
くなり１ＫＨｚを越えると殆ど交互電界を印加しない場
合のγ値と同等になってしまう。従って階調性向上に関
して間隙の狭い場合と同等の効果を生ぜしめるために、
より、周波数を低下させるか、後述するように交互電界
の強度（振幅）を上げることが好ましい。

一方、周波数が余りに低すぎると、潜像形成面が現像部
を通過する間にトナーの往復運動が充分に繰り返され
ず、画像には交互電圧により現像ムラが生じ易く、上記
実験の結果、周波数４０Ｈｚまでは、おおむね良好な画
像が得られ、それを下まわると、顕画像にムラが生じ
た。斯かる顕画像にムラを生じないための周波数の下限
は、現像の条件、中でも現像速度（又はプロセス、スピ
ードとも言う、Ｖ_pmm／ｓｅｃ）に特に依存することが
判明した。本実験において静電像形成面の移動速度は１
１０mm／ｓｅｃであったから、周波数下限は、 となる。尚印加する交互電圧の波形は、正弦波、矩形
波、鋸歯状波又は、これらの非対称等のいずれについて
も効果のある事が確認された。

このように、交互バイアスを印加することは階調性向上
に著しい効果をもたらすものであるが、その電圧値が適
正に設定されなければならない。

このことを実験結果によって示す。第７図（Ａ）、
（Ｂ）は、交互電界の周波数を固定（２００Ｈｚ）し、
振幅Ｖ_p-pを変化させた場合のＶ−Ｄ曲線であり、同図
（Ａ）は現像間隙を１００μ、同図（Ｂ）は現像間隙を
３００μに設定した場合の結果を示している。その他の
条件は第６図（Ａ）、（Ｂ）の場合と同じである。先ず
現像間隙が比較的に小さいときには、電界を印加しない
ときに比べて振幅Ｖ_P-Pが４００Ｖ以上になると階調性
向上の効果が出現する。Ｖ_P-Pが１５００Ｖを越えると
階調性は良好であるが、非画像部のカブリが出はじめ、
２０００Ｖを越えるとカブリが多くなった。この場合斯
かるカブリを防ぐには交番周波数を２００Ｈｚよりも高
くすることによってなし得る。現像間隙を広くして３０
０μとすると、Ｖ_P-P＝４００Ｖ以上から階調性改善の
効果が出はじめ、８００Ｖ位では階調性も良好で且つ地
カブリもほとんどなく良質の顕画像が形成できた。Ｖ
_P-Pが２ＫＶを越えると階調性は良好なるも地カブリが
生じるため、この場合には交番の周波数を高くする必要
がある。

このように現像間隙ｄが相対的に大とした場合、印加電
圧のＶ_p-pをｄが小さくなる時に比べて、より大とし、
またｆをより低くするのが良い。

これらの関係を、実験結果から描いた第８図を参照して
説明する。第８図は縦軸に印加電圧の振幅Ｖ
_p-p（Ｖ）、横軸にその交番の周波数ｆ（Ｈｚ）をとっ
て、地カブリ、画像鮮明度、階調性の各点から、好まし
い範囲を図示したものである。

図中、実線のカーブｐは現像間隙が３００μの場合、カ
ブリ易い範囲の境界を示したもので、斜線部領域Ａはこ
のカブリが出易い範囲を示している。また実線のカーブ
ｑは同じく現像間隙が３００μの場合、画像鮮明度（ラ
インコピー）の良否、階調性の良否の判定の境界を示す
もので、斜線部領域Ｃは、それらの効果の低い範囲を示
している。従って、両曲線ｐ・ｑにより囲まれた範囲Ｂ
が、カブリも少なく、且つ画像鮮明度にも優れ、階調性
も良好な範囲を示すものである。

勿論、この曲線ｐ・ｑの位置は現像間隙ｄの大小によっ
て多少の変化を来たし、ｄが比較的小となる場合、カー
ブｐ・ｑは夫々一点鎖線ｐ′・ｑ′の如く変位してく
る。

特に図中Ｓで示した破線により囲まれた領域が、交互電
界によるバイアスの総合的効果が顕著である。この領域
Ｓの周波数の下限値は、先述したｆ≧０．３×Ｖ_Ｐによ
り定まる値であり、その上限値はＳＮ比を良好に維持す
る点から定めたものである。このＳＮ比について説明す
ると、前述の如く印加交互電界の周波数を高くすると、
静電像保持体と潜像担持体の間で確実に現像剤の往復運
動（一旦非画像部にも到達させる運動）を起こさせる為
に、印加電圧の振幅Ｖ_P-Pを大とする必要がある。しか
るにこのような電圧値が高くなると、顕画化すべき画像
部の電位差（Ｖ_Ｄ）よりもはるかに高圧となり、画像部
への現像剤への転移現象が、Ｖ_Ｄの電位差を感じにくく
なる。そうすると画像鮮明度が低下しラインの再現性が
悪くなり、かつ地カブリも出易くなる。加えて、特に高
電圧の使用は、周辺の部材との間の放電現象も起こし易
くなるから装置的に問題である。

従って、上述した標準の設定条件のもとでは特に好まし
くはｆ≦１ＫＨｚである。振幅との組合わせによっては
実用的に１．５≦ＫＨｚにすることにより所期の効果を
あげることが出来た。

以下、実施例を説明する。

第９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
させる態様を示し、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９図（Ａ）において、１０は酸化亜鉛感光紙で不図示
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１３、１３により移送され現像時停止した後、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１７に格納された非磁性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ツク３％、正極
性荷電制制御剤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、これに摺接する現像剤層厚規制部材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１０とトナー担持体１２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は現像剤を撹拌し、トナー担
持体１２に供与するための、トナー担持体１２に接触し
ているフアーブラシである。

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−４０Ｖであった。印加電圧は
周波数１０〜１０００Ｈｚの交流１２００Ｖ_PPに直流−
２００Ｖが重畳されており、現像開始して０．２秒の
後、時定数約０．５秒で交流電圧のみを０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２７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９図（Ｂ）は、摺動電極に用いる代りに、周知のＲＬ
Ｃ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Ａ′位置からＢ′位
置に切り替える。この減衰回路の時定数０．５秒に設定
しておく。スイッチの切り替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
られた画像は地カ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で特に良好な画像が得られた。

また、トナー担持体１２に摺接している層厚規制部材１
６で一成分非磁性絶縁現像剤の薄層を形成しているが、
現像剤搬送方向に関して部材１６の上流位置で、容器１
７内に設けた現像剤攪拌供与部材２０をトナー担持体１
２に接触させている為、前述した層厚の履歴、及びそれ
に伴うゴースト現象を防止できる。

以下、参考例を述べる。

参考例１ この参考例は、先述の第二の方法に基づく現像方法を例
示するもので、第１０図を参照して説明する。３１はＣ
ｄｓ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
後その後静電像保持体３１は、モータ３４により０．２
秒間の間に間隙が１mm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３
５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＝５
００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−３００Ｖ、交番周波数ｆ＝−５０
Ｈｚであった。この場合、画像部最大電位Ｖ_Ｄ＝＋３５
０Ｖに対し、非画像部電位Ｖ_Ｌ＝−５０Ｖ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性の高い良好な画像が得られた。

参考例２ この参考例は、参考例１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１１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る。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
ンブラツク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か、
ローラ４３に圧接する弾性部材４６によって塗布厚を５
０μ〜１５０μに規制制され、コロナ帯電器４８によっ
て現像前に負電荷を付与される。静電像保持体の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２mmに
保たれる（調節可）。５３は金属ローラ１２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隔を大きくしてい
く形状をとっている。尚、部材４１と４２は、同速同方
向にスピード２００mm／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
Ｖ、非画像部電位は２００Ｖである。印加電圧は周波数
２００の交流１００Ｖ_ppに直流４００Ｖが重畳されてい
る。このようにして地カブリのない階調の高い良好な画
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。

参考例３ 第１２図は、先述した第二の方法を採用した現像装置の
更に他の参考例を示すものである。６１はＣｄＳ層の上
にポリエステル絶縁層を有する感光ドラム、６２は固定
永久磁石６３を内包する、回動するステンレス製スリー
ブであって、部材６１と６２は周速１１０mm／ｓｅｃの
等速で同一方向に回転する。部材６１と６２は最近接距
離２００μに保持され、その近傍において現像領域を形
成する。その形状から、潜像面は最近接部を通過後スリ
ーブより次第に離れて行く、該最近接部には部材６３の
主極が配置され、該現像領域に於ける磁場強度は約８０
０ガウスである。６４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６５％、マグネタイト（Ｆｅ_３
Ｏ_４）４０％、カーボンブラツク２％、負性荷電制御剤
スピロン２％からなる（いずれも重量％）。該トナーの
平均粒径は約１０μである。該トナーは部材６２によっ
て負に摩擦帯電されつつ搬送されるが、スリーブに近接
した磁（鉄）ブレード６５により塗布厚を約５０μに規
制される。部材６６はプラスチツク製トナー容器であ
る。６７は、部材６２の芯金に接する摺動電極であっ
て、該部材に電源６８によって交互電圧を印加すること
によって、部材６１と部材６２の間隙に交互電界のを形
成する。又、放電防止のため、部材６２に近接する部材
６５は、部材６２と導通状態にある。交互電圧は正弦
波、周波数１００Ｈｚである。静電像電位は、非画像部
−５０Ｖ、画像部＋４５０Ｖであって、振幅Ｖ_pp＝７０
０Ｖの正弦波に直流電圧＋１５０Ｖが重畳されている。
上記構成のもとに階調性の高い鮮明な画像を得ることが
できた。

参考例４ 参考例３における装置構において、 磁性トナーとして ポリエステル樹脂 ７３％ フエライト ２５％ カーボンブラツク ２％（いずれも重量％） の成分をもつものに用い、これにコロイダルシリカ０．
４重量％を外添して用いた。

静電像電位は、非画像部＋１０Ｖ、画像部＋５５０Ｖで
あって、交互電圧のとしては周波数２００Ｈｚ、振幅Ｖ
_p-p＝８００Ｖの交流電圧に直流電圧３００Ｖを重畳し
て印加したところ、階調性の高い鮮明な画像を得ること
が出来た。

参考例５ 第１３図に於いて７１はＣｄＳ層の上に絶縁層を有する
静電潜像保持体、７２はその背面電極であって、７１と
７２でドラム形状を形成する。７３は内部に磁石７７を
有する非磁体ステンレス製スリーブである。静電像保持
体７１とスリーブ７３はその最小間隙を３００μに周知
の間隙維持手段により保持されている。７４は現像容器
７９内の一成分磁現像剤であって、スチレンマレイン酸
樹脂７０ｗｔ、フエライト２５ｗｔ％、カーボンブラツ
ク３ｗｔ％、負性荷電制御剤（Ｃｒ⁻Ｈ）２ｗｔ％を混
練粉砕されたものであって、さらに流動性向上のために
コロイダルシリカ０．２ｗｔ％が外添されている。７６
は鉄製のブレードであって、スリーブ７３に内包される
磁石ロール７７の主極７７ａ（８５０Ｇ）位置に対向し
ており、磁力によって磁性現像剤７４のスリーブ７３上
への塗布厚を規制する（特願昭５２−１０９２４０号参
照）。ブレード７６とスリーブ７３の間隙は約２４０μ
に保持されており、スリーブ７３上に該ブレード７６に
より塗布される現像剤層の厚みは約１００μである。７
５は可変交互電圧電源であって、背面電極７２とスリー
ブ７３の導体部との間に印加される。又、現像剤の塗布
ムラを防止するため、ブレード７６とスリーブ７３は同
一電位とされている。

静電像電位の平均的な値は、暗電位＋５００Ｖ、明電位
０Ｖ、外部交互電圧は、周波数２２０Ｈｚ、ピーク・ツ
ー・ピーク９００Ｖの正弦波に、歪を与えて正位相と負
位相の振幅の比を約２．９：１の関係の歪正弦波とした
ものである（後述）。この例によっても、階調性に優
れ、画像鮮明度が高く、地カブリのない良質な顕画像を
得ることができた。

このような歪正弦波を得る回路例を第１４図に示した。
同図（Ｂ）はそれによる出力歪波形である。

第１４図（Ａ）は、正弦波交流電圧の（−）のみをダイ
オード８３と抵抗８４、８５によって小さくして第１４
図（Ｂ）に示すような歪正弦波を発生させるものであっ
て、出力端子０の抵抗８４をスライドさせれば、（−）
側電圧を可変とすることもできる。この回路構成によ
り、ＤＣ重畳タイプに比べて回路構成を容易にできる。

第１６図及び第１８図は、前記現像方法に適用される条
件下での現像間隙における現像剤の往復運動と、適用す
るバイアス印加電圧の周波数ｆを高周波数（例２ＫＨ
ｚ）とした場合の現像剤の往復運動とを模式的に示した
過程説明図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）に示した実験
結果に、階調性向上のための好ましい周波数の範囲を示
したが、例えば、参考例５の場合における現像剤の往復
運動を、模式的に第１５図及び第１７図に示した。

第１５図は、潜像保持体４の顕画化すべき画像部とトナ
ー担持体５の間の間隙中における現像剤の移動を示し、
第１７図は、潜像担持体４の非顕画部である非画像部と
トナー担持体５の間の間隙中における現像剤の移動を示
したものである。夫々の図（ａ）は、バイアス電界が印
加されない初期状態を示す。図（ｂ）に示すトナー転移
段階では、トナー担持体５から画像部４ａには、その静
電的吸引力のため非画像部よりはより多くの現像剤がが
転移する。注目すべきことは、トナー担持体５から非画
像部４ｂにも現像剤が転移し到達していることである。
矢印は現像剤の移動方向を示す（以下同じ）。次に同図
（Ｃ）に示したように印加電圧が逆位相となるトナー逆
転移段階では、画像部からは相対的に少量の現像剤がト
ナー担持体に復帰するが、非画像部にはトナーを吸引す
る電荷が存在しないので、逆バイアスに応じてトナー転
移段階で転移した現像剤のほとんどがトナー担持体に復
帰してくる。次に再びバイアス電圧の移相が変ると、同
図（ｄ）に示すようなトナー転移段階が生じ、以下上述
のようにこのような現像剤の往復運動を繰り返す。こう
して多数回の往復運動が行なわれ、この間非画像部にも
一旦現像剤を到達せしめることにより、比較的電位の低
い明部に近い中間調画像部からベタ黒の画像部まで、そ
の保有電位に忠実な顕画作用が得られる。

参考例５に示したように潜像担持体はドラム状を呈し、
トナー担持体はスリーブであるので、両者の同一方向回
転により、両者の対向部は最近接位置から徐々に間隙が
広がり、この間隙に作用する上記のバイアス交互電界の
強度が次第に低下し、第４図に示した通り、収束し、現
像が終了する。したがって、この収束段階では階調性は
極めて良く、且つ非画像の現像剤の付着は実質的に皆無
と言えるものである。

他方、交番周波数を上昇させて、例えば２ＫＨｚとした
場合には、階調性は低下する。この現像を第１６図及び
第１８図を参照して説明する。両図（ａ）はバイアス印
加前の潜像担持体４とトナー担持体５の状態である。画
像部においてトナー転移のためのバイアスが印加される
と、第１６図（ｂ）に示すようにトナーは画像部４ａに
向けてトナー担持体から解放されるが、個々のトナー粒
子に働く力により転移の程度には多少のバラツキがあ
り、このバラツキが収束する前にバイアス交番周波数が
高いために、画像部に到達したトナー及び現像間隙中に
末だ浮遊しているトナーに逆にバイアスが印加され、第
１６（ｃ）のように浮遊トナーの多くはトナー担持体側
へ戻ると考えられる。そしてこの復帰動作が終了しない
うちにバイアス位相が反転するから、再びトナーは画像
部に向かうバイアス力を受ける。従って、画像部とトナ
ー担持体の間の間隙でトナーの往復運動ではなくむしろ
トナーの振動が起っているのである。

このようなトナーの振動運動は、潜像電荷の存在しない
非画像部とトナー担持体間の間隙において顕著である。
この状態を第１８図に示した。同図（ａ）に示した初期
状態からトナー転移のためのバイアス位相が印加され
る。この場合、トナーは転移閾値を越えるバイアスがか
かるとトナー担持体から解放されるが、同図（ｂ）に示
すようにバイアスの交番周波数が高いため、トナーが非
画像部４ｂに到達する前にバイアスの位相は逆転し、も
とのトナー担持体に復帰する（第１８図（ｃ））。そし
て次にトナー転移バイアスに電圧に転じると再びトナー
担持体から解放されるが、時間的にはこれらのトナーが
上記の空隙中に浮遊している間に再び逆バイアスがかか
り、トナーへ向かう。このようにトナー担持体は空隙中
で振動し、非画像部４ａには実質的に到達しないから、
現像が終了したときにも非画像部におけるトナーの付着
はなく、所謂地カブリは生じない。しかるに、その反
面、明部（非画像部）に近い中間調画像電位を有する部
位へのトナーの付着も充分には行なわれないと考えら
れ、階調性が低下する。この現象は２ＫＨｚ以上の或る
程度の高周波に至るまで生じているものと理論上考えら
れ、階調の再現に困難である。

以上の説明において、画像部電位Ｖ_Ｄが正である場合に
ついて詳述したが、画像部電位が負電位の場合、（２）
〜（１２）は次のように表わされる。

｜Ｖｍｉｎ−Ｖ_ＤＫ｜Ｖ_Ｄ−Ｖｍａｘ｜（２′） Ｖｍｉｎ＝Ｖ_Ｄ−｜Ｖｔｈ・ｒ｜ （３′） Ｖｍｉｎ＞Ｖ_Ｄ−｜Ｖｔｈ・ｒ｜ （４′） Ｖｍｉｎ≧Ｖ_Ｄ−｜Ｖｔｈ・ｒ｜ （５′） ｜Ｖｍｉｎ−Ｖ_Ｌ｜＞｜Ｖ_Ｌ−Ｖｍａｘ｜（６′） Ｖｍａｘ＝Ｖ_Ｌ＋｜Ｖｔｈ・ｆ｜ （７′） Ｖｍａｘ＜Ｖ_Ｌ＋｜Ｖｔｈ・ｆ｜ （８′） Ｖｍａｘ＜Ｖ_Ｌ＋｜Ｖｔｈ・ｆ｜ （９′） Ｖ_Ｌ＜Ｖｍａｘ＜Ｖ_Ｌ＋２｜Ｖｔｈ・ｆ｜（１０′） ＶｍａｘＶ_Ｌ＋｜Ｖｔｈ・ｆ｜ （１１′） Ｖ_Ｄ−２｜Ｖｔｈ・ｒ｜＜Ｖｍｉｎ＜Ｖ_Ｄ（１２′） 〔効果〕 本発明によれば、一成分現像剤を収容した容器内で現像
剤担持部材に接触した現像剤供与部材により一成分現像
剤を撹拌して現像剤担持部材に供与するので、現像履歴
の消去された一成分現像剤層を形成してゴーストを防止
することができるのであるが、一成分現像剤としてシリ
カの外添された一成分現像剤を使用しているので流動性
が良く、従って前記現像剤供与部材は現像剤担持部材に
接触して現像剤を撹拌、供与しているにもかかわらず、
現像剤が現像剤担持部材に凝集状態で付着することが防
止でき、流動性の良好な状態のまま現像部に搬送され
る。そして本発明では現像部に交番電界が形成される
が、一成分現像剤はこの交番電界により振動運動せしめ
られて静電潜像を現像する。その際、上記一成分現像剤
は流動性が良好な状態で現像部に来ているので、活発な
振動運動が生じ、これによって良好な画質の現像画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像方法における電気力線の説明図、 第２図は本発明に利用でき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特性図、 第３図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に利用できる現像方法の
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４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に利用できる現像方法の
第二の方法における第一、第二の過程の現像剤の移動を
模式的に表わした過程説明図、 第５図は静電像から発生する電気力線の説明図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に利用できる現像方法に
よる実験結果としての静電像電位対面像濃度の特性を印
加交互電界の周波数を考えて示した特性図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に利用できる現像方法に
よる実験結果としての静電像電位対面像濃度の特性を印
加交互電界のの振幅を考えて示した特性図、 第８図は本発明に利用できる現像方法による実験結果と
しての印加交互電界の振幅対周波数の関係を示した特性
図、 第９図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例の説明図、 第１０図、第１１図、第１２図及び第１３図は参考例の
説明図、 第１４図（Ａ）は歪正弦波を発生する回路図、第１４図
（Ｂ）は歪正弦波の一例を示す波形図、 第１５図（ａ）〜（ｄ）、第１６図（ａ）〜（ｄ）、第
１７図（ａ）〜（ｄ）、第１８図（ａ）〜（ｄ）は現像
過程を示す説明図である。 ４，１０，３１，４１，６１，７１……静電潜像保持体 ５，１２，３２，４２，６２，７２……現像剤担持体 １２……背面電極 ９，９′，３６，４９，６８，７５……交互電界を印加
する手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 長穂 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高橋 通 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−43038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−33033（ＪＰ，Ａ) 英国特許1458766（ＧＢ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一成分現像剤を収容した容器と、像担持体
   に対して間隙を介して対向せしめられており、上記一成
   分現像剤を担持して上記像担持体の静電潜像を現像する
   現像部に搬送する現像剤担持部材と、上記容器内で上記
   現像担持部材に接触しており、一成分現像剤を撹拌して
   現像剤担持部材に供与する現像剤供与部材と、現像剤搬
   送方向に関して上記現像剤供与部材の下流位置で、現像
   剤担持部材に供与された一成分現像剤の層厚を規制する
   層厚規制部材と、現像部に交番電界を形成する現像バイ
   アス手段と、を有し、上記一成分現像剤はシリカが外添
   された一成分現像剤であることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】前記層厚規制部材は現像剤担持部材に摺接
   せしめられている特許請求の範囲第(1)項に記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】一成分現像剤は非磁性現像剤である特許請
   求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の現像装置。