JPS6321187B2 - - Google Patents

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JPS6321187B2
JPS6321187B2 JP53126701A JP12670178A JPS6321187B2 JP S6321187 B2 JPS6321187 B2 JP S6321187B2 JP 53126701 A JP53126701 A JP 53126701A JP 12670178 A JP12670178 A JP 12670178A JP S6321187 B2 JPS6321187 B2 JP S6321187B2
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JP
Japan
Prior art keywords
toner
electric field
developer
electrostatic image
alternating electric
Prior art date
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Application number
JP53126701A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5553371A (en
Inventor
Junichiro Kanbe
Tsutomu Toyono
Nagao Hosono
Toshiharu Nakamura
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS5553371A publication Critical patent/JPS5553371A/en
Publication of JPS6321187B2 publication Critical patent/JPS6321187B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真現像方法及び装置に関し、
更に詳言すれば一成分現剤を使用する電子写真現
像方法及び装置に係り、特に画像鮮明度にすぐ
れ、階調性に富み地カブリのない可視像を得るこ
とを可能にする電子写真現像方法及び装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrophotographic developing method and apparatus,
More specifically, it relates to an electrophotographic developing method and apparatus using a one-component developer, and in particular, an electrophotographic development that makes it possible to obtain visible images with excellent image clarity, rich gradation, and no background fog. METHODS AND APPARATUS.

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.クラウド法、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、静電像の電界により、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。
Conventionally, in an electrophotographic development method using a one-component developer, toner particles are sprayed into a powder. Cloud method, Contact development method in which a uniform toner layer formed on a toner support member such as a web or sheet is brought into contact with an electrostatic image holding surface, and development is performed by bringing the toner layer into direct contact with the electrostatic image holding surface. First, a jumping development method in which toner is selectively flown onto a holding surface using the electric field of an electrostatic image, and a magnetic brush is formed using conductive magnetic toner.
A magneto-dry method and the like are known in which the image is developed by bringing it into contact with an electrostatic image holding surface.

上述の各種一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
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
着すべきでない背景地の部分)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、所謂地かぶりの発生を避けることが出来なか
つた。しかしながら、ジヤンピング現像法(例え
ば特公昭41―9475号公報に記載の方法)は、トナ
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。
Among the various one-component development methods mentioned above, in the powder cloud method, contact development method, and MagneDry method, toner is applied to the electrostatic image holding surface in the image area (the area where the toner should originally adhere) and the non-image area (the area where the toner should originally adhere). Since the toner comes into contact with the toner without distinguishing between the parts of the background (where it should not be attached), toner adheres to non-image areas as well, making it impossible to avoid the occurrence of so-called background fog. However, in the jumping development method (for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 41-9475), development is performed with a gap between the toner layer and the electrostatic image holding surface without contact, which prevents background fogging. In this respect, it is an extremely effective method. However, since the toner flight phenomenon caused by the electric field of the electrostatic image is utilized during development, the resulting visible image generally has the following drawbacks.

即ちその主要なものはジヤンピング現像法によ
つ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
電像の電界によつてトナーが、トナー支持体への
拘束力に打ち勝つた時、始めて飛行する。このト
ナーをトナー支持体に抱束している力は、トナー
と、トナー支持体との間のフアンデルワールス
力、トナー同志の付着力、及びトナーが帯電して
いることにもとずくトナー支持体との間か鏡映力
等の合力である。従つて、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、上記トナーの抱束力以上
になつた時始めて、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。もつとも、上記
トナーの支持体への抱束力は、一定の処方により
製造の調合されたトナーであつても、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
値は異なるから、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ナトー飛行の際
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言う結果になり、所謂
r(ガンマ=静電像電位に対する画像濃度の特性
曲線の勾配)の立つ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。
That is, the main problem is that images obtained by the jumping development method generally lack gradation. In the jumping development method, the toner first flies when it overcomes the restraining force on the toner support due to the electric field of the electrostatic image. The force that binds the toner to the toner support is the Van der Waals force between the toner and the toner support, the adhesion force between the toners, and the toner support based on the fact that the toner is electrically charged. It is the resultant force between the body and the reflected force. Therefore, toner flight occurs only when the potential of the electrostatic image exceeds a certain value (hereinafter referred to as the toner transfer threshold) and the resulting electric field exceeds the toner binding force. Toner adhesion to the image holding surface occurs. However, the binding force of the above-mentioned toner to the support is almost constant, even if the toner is manufactured according to a certain recipe, because the value varies depending on the individual toner or the particle size of the toner. Correspondingly, the threshold value of the electrostatic image surface potential at which toner flight occurs is also thought to be narrowly distributed around a certain value. Since there is a threshold value during nato flight from the support, toe adhesion occurs in image areas with a surface potential exceeding this threshold value, but conversely, toe adhesion occurs in image areas with a surface potential below the threshold value. The result is that almost no toner adhesion occurs, and only images with poor tonality and a so-called r (gamma = slope of the characteristic curve of image density with respect to electrostatic image potential) are obtained.

本発明は、上述の各種一成分現像方法の問題点
を除去すべくなされた発明であつて、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電子写
真現像方法及び装置を提供することにある。
The present invention was made to eliminate the problems of the various one-component developing methods described above, and its main purpose is to obtain a visible image with excellent image reproducibility and rich gradation. An object of the present invention is to provide an electrophotographic developing method and apparatus that make it possible to do this.

上記目的を達成するため、本発明の特徴とする
処は現像方法及び装置である。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a developing method and apparatus.

本発明の特徴は、異なる周波数の第1,第2交
互電界を重畳することによつて得られる重畳交互
電界の印加にあつて、現像剤(実施例はトナー)
の現像剤担持体上から静電像保持体上への移動の
転移とその逆の逆転移をより確実にでき、階調度
を向上すると共に非画像部に積極的に付着させた
現像剤を確実に静電像担持体の非画像部から回収
することができるのでカブリ防止効果が高いこと
である。
A feature of the present invention is that when applying a superimposed alternating electric field obtained by superimposing first and second alternating electric fields of different frequencies,
The transfer of the developer from the developer carrier to the electrostatic image holder and vice versa can be made more reliable, improving the gradation level and ensuring that the developer is actively attached to the non-image area. Since it can be recovered from the non-image area of the electrostatic image carrier, the antifogging effect is high.

以下、本発明に係る電子写真現像方法及び装置
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。
Embodiments and Examples of the electrophotographic developing method and apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図A,Bは、本発明に係る電子写真現像方
法及び装置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、顕画像の地カブリ防止及
び階調性向上について原理的説明を行う。
FIGS. 1A and 1B are drawn to explain the principle of the electrophotographic developing method and apparatus according to the present invention. We will explain the principles of preventing background fog and improving gradation of images.

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)をとつて示したグラフで
ある。静電像電位としては、非画像部電位VL(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VD
(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、
VDとVLの中間の電位をとる。
In FIG. 1A, the electrostatic image potential is plotted on the horizontal axis, and the developer carrier (hereinafter also referred to as toner carrier) is plotted on the vertical axis.
Amount of toner transferred from to the electrostatic image holding surface (positive direction),
Alternatively, it is a graph showing the degree of toner reverse transfer (in the negative direction, the degree of transfer will be described later) at which the toner attached to the electrostatic image holding surface is peeled off to the toner carrier. The electrostatic image potential includes the non-image area potential V L (usually the surface potential of the area corresponding to the bright area of the image, and the lowest potential value) and the image area potential V D
(Usually the surface potential of the area corresponding to the dark part of the image,
This is the maximum potential value. ) is expressed as the potential at both ends. Note that the surface potential of the halftone portion of an image including halftones varies depending on the degree of the gradation.
Takes a potential between V D and V L.

第1図Bには、トナー担持体に印加する電圧波
形が縦軸に時間をとり横軸に電位をとつて描いて
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、時時間隔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最
小電圧Vminが印加され、同t2では同最大電圧
Vmaxのバイアス電圧が印加される周期的交番波
形である。
In FIG. 1B, the voltage waveform applied to the toner carrier is plotted with time on the vertical axis and potential on the horizontal axis. Although a rectangular wave is illustrated, the waveform is not limited to this waveform, as will be described later. In the illustrated rectangular wave, at time interval t 1 , the minimum voltage Vmin applied to the toner carrier with reference to the back electrode of the electrostatic image holder is applied, and at time interval t 2 , the same maximum voltage is applied.
This is a periodic alternating waveform to which a bias voltage of Vmax is applied.

画像部電位VDは、用いる静電像形成プロセス
によつ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VD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>Oの場合、
勿論非画像部電位VL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Vmax最小電圧VminとVLとの関係を Vmax>VL>Vmin ……(1) 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Vmax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。
The image portion potential V D may be a positive potential or a negative potential depending on the electrostatic image forming process used, and the same holds true for the non-image portion potential V L.
However, here, from the perspective of making it easier to understand,
First, the case where V D is at a positive potential will be specifically explained below. Of course, this is for illustrative purposes only.
The present invention is not limited to this. If V D > O,
Of course, the relationship with the non-image area potential V L is V D >V L.
Now, if the relationship between the maximum voltage Vmax and minimum voltage Vmin applied to the toner carrier and V L is set to satisfy Vmax > V L > Vmin (1), then at time interval t 1 ,
This step is called the toner transfer step because the bias voltage Vmin acts to transfer the toner particles from the toner carrier toward the electrostatic image carrier.
In addition, in the time interval t 2 , the bias voltage Vmax tends to return the toner transferred to the electrostatic image carrier in the time interval t 1 to the toner carrier, so this stage is referred to as a toner reverse transfer stage. call.

第1図Aには、t1におけるトナー転移量とt2
おけるトナー逆転程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
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
いる状態を仮想してこの状態からバイアス電圧
Vmaxが印加された場合にトナー担持体に向かつ
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になる用語に
したわけである。
In FIG. 1A, the amount of toner transfer at t 1 and the degree of toner reversal at t 2 are plotted as a model against the electrostatic image potential. The term "toner back transition degree" is used here because at t 2 ,
Unlike reality, we assume that the toner is attached as a uniform layer to both the image area and the non-image area of the electrostatic image holder, and from this state, we apply a bias voltage.
This indicates the amount of toner that is reversely transferred toward the toner carrier when Vmax is applied, and the term ``degree of reverse transfer'' was chosen because it represents the probability of toner reverse transfer.

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、従つて、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。
Now, the amount of toner transferred from the toner carrier to the electrostatic image holder in the toner transfer stage is shown in Figure 1A.
It will look like curve 1 shown by the broken line in . The slope of this curve is approximately equal to the slope of the curve when no alternating bias voltage is applied. This slope is large, and the amount of toner transfer tends to be saturated at a value intermediate between V L and V D , resulting in poor halftone image reproduction and poor gradation. Figure 1A
The second broken line curve 2 shown in FIG. 2 represents the probability of the above-mentioned toner backtransference at the toner backtransference stage.

本発明に係る現像方法及び装置においては、こ
のようなトナー転移階と、トナー逆転移段階と
が、交互に繰り返されることを特徴の1つとする
が、更に第2の特徴として、現像過程の後半にか
けて、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せしめることにより、
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象を得
ることができたものである。従つて、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。
One of the features of the developing method and apparatus according to the present invention is that such toner transfer stage and toner reverse transfer stage are alternately repeated, and a second feature is that the second half of the developing process By changing the strength of the electric field acting on the gap between the toner carrier and the electrostatic image holder, that is, the development gap, in a specific manner by the method described below, in other words, by adjusting the electric field strength. ,
By controlling the toner transfer, the amount of toner transferred and attached to the surface of the electrostatic image holder and contributing to development is converged according to the potential of the electrostatic image, and the amount of toner transferred is As shown as curve 3 in FIG. 1A, we were able to obtain a phenomenon in which the toner transfer amount changes with a small slope and is almost uniform from V L to V D. Therefore, in the non-image area, there is almost no toner adhesion in practical terms, while toner adhesion to the halftone image area results in an excellent visible image with extremely high gradation in accordance with the surface potential. can get.

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方法もあるが、本発明では、
現像間隙そのものを現像時間に応じて大きくして
いる方法を採用している。以下、その方法につい
て詳述する。
As a method of adjusting the electric field strength in the development gap, there is a method of gradually converging the applied alternating voltage to an appropriate constant DC value, but in the present invention,
A method is adopted in which the development gap itself is increased in accordance with the development time. The method will be described in detail below.

第2図を参照して、この現像方法における現像
過程の一例を説明する。
An example of the developing process in this developing method will be explained with reference to FIG.

第2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、第一
の過程を示す。この現像方法では、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
を現像時間経過と共に大ならしめ、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。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the electrostatic image holder 4 moves in the direction of the arrow, and during this time, the developing area,
pass through and reach. 5 is a toner carrier. Figure A shows the electric field of the image area of the electrostatic image carrier, and Figure B shows the electric field of the toner transfer and countertransference from the toner carrier 5 in the non-image area. Further, C in the same figure shows the waveform of the alternating voltage applied to the toner carrier, and shows the first process. As will be described later, this development method focuses on increasing the development gap as the development time elapses, and as a result, reducing the electric field strength, rather than attenuating the voltage itself.

第2図Cに示されるように、バイアス電圧とし
てVmax、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>Vminの条件を前提とし、且つ、第2図Oで
は|Vmax―VL|>|VL―Vmin|及び|Vmax
―VD|<|VD―Vmin|なる条件を設定する。
As shown in FIG. 2C, bias voltages Vmax and Vmin are repeatedly applied at time intervals t 1 and t 2 , but it goes without saying that the applied voltage waveform is not limited to that shown. As mentioned earlier, Vmax>
Assuming the condition of V L > Vmin, and in Figure 2 O, |Vmax−V L |>|V L −Vmin| and |Vmax
-V D |<|V D -Vmin| Set the condition.

こうすると、画像部においては、第2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。図中矢印はトナ
ーの移動方向、その長さは電界の強度を模式的に
示す。従つて、現像間隙が小であるこの現領域
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、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
移向すると、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。
In this way, in the image area, as shown in FIG. 2A, in the development area, both toner transfer and counter-transfer occur alternately. In the figure, the arrows schematically indicate the moving direction of the toner, and the length thereof schematically indicates the strength of the electric field. Therefore, in this development area where the development gap is small, the first process of development is occurring. A second process then occurs as the development gap widens and enters the development zone. In this development region, the development gap widens, so even though the applied voltage value does not change, the electric field weakens in inverse proportion to the gap expansion, and the reverse transition electric field
The value is below the threshold required for countertransference, and toner transfer is possible, but countertransference does not occur. When the toner moves to the development area, the gap widens to such an extent that neither toner transfer nor reverse transfer occurs, and development ends there.

第2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、トナーの転移、逆転移の両方が生じ
ている。従つてこの領域では地カブリが起こるこ
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。
従つて、この領域で、地カブリは充分に除去さ
れる。
In the case of the non-image part shown in FIG. 2B, the area,
correspond to the first process and the second process, respectively.
In this region, both toner transfer and countertransference occur. Therefore, ground fog will occur in this area. When moving to the area, Vmax, Vmin
The electric field due to the voltage decreases in inverse proportion to the expansion of the development gap, and although reverse transfer of toner is possible, a transfer electric field sufficient to cause toner transfer is not generated.
Therefore, ground fog is sufficiently removed in this area.

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。
Next, when moving to the development area, neither toner transfer nor reverse transfer occurs, and development is completed.

従つて、この方法によつて、印加バイアス電圧
を変化させていつたのと実質的等価、即ち、現像
間隙に作用する電界強度が変化し、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
よつても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
量のカープは、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。
Therefore, this method is practically equivalent to changing the applied bias voltage, that is, the electric field strength acting on the development gap is changed, and not only background fog can be removed, but also halftones can be improved. The final amount of toner transferred to the electrostatic image carrier is determined by the amount of toner transfer and the amount of reverse transfer depending on the surface potential, and as a result, the curve of the electrostatic image potential versus the amount of toner transfer is As shown by curve 3 in Figure 1A, the gradation becomes high.

尚、画像部電荷が正のとき|Vmax―VL|>
|VL―Vmin|、|Vmax―VD|<|VD―Vmin
|の条件は、画像部電荷が負のとき、|Vmin―
VL|>|VL―Vmax|、|Vmin―VD|<|VD
Vmax|となる。
In addition, when the image part charge is positive |Vmax−V L |>
|V L ―Vmin|, |Vmax-V D |<|V D ―Vmin
The condition for | is that when the image area charge is negative, |Vmin−
V L |>|V L ―Vmax|, |Vmin-V D |<|V D
Vmax|.

ここで重要なことは印加交互電界の周波数1
(Hz)には、上限があるということである。即ち、
後述するように、周波数を上げると、次第にr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、1KHz以上になると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移転、逆転移を
繰り返すとき、確実にその住復運動を行うには、
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、弱い電場であつ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。
The important thing here is that the frequency of the applied alternating electric field is 1
(Hz) has an upper limit. That is,
As will be described later, as the frequency is increased, the r value gradually increases, and the effect of tightening the gradation from high to high fades, and the effect almost disappears at 1 KHz or higher. The reason for this is thought to be as follows. When the toner repeatedly transfers and reversely transfers between the toner carrier surface and the electrostatic image forming surface during the development process when an alternating electric field is applied, in order to ensure that the toner moves back and forth,
A finite response time is required. In particular, toner that transfers when subjected to a weak electric field requires a long time to ensure the transfer. On the other hand, in order to reproduce halftone density, it is necessary that toner subjected to an electric field of a certain threshold value or more, even if it is a weak electric field, is transferred reliably within a half period of the alternating electric field. For this purpose, it is advantageous to have a low frequency of the alternating electric field, and particularly good gradation can be obtained in the low frequency region.

ここで本発明の効果が明確に現れた実験結果を
第3図A,Bに示した。これは静電像電位Vに対
する画像反射濃度Dを測定したもので、実験結果
をプロツクしたものが図示されている。以下、こ
の曲線をV―D曲線を呼ぶ。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%)用い、磁気スリーブ上に層厚約60μ程度に
塗布し、該トナーと該スリーブ表面との摩擦によ
つて該トナーに負電荷を付与する。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3図Aに、同
300μに保持した場合の結果を第3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回転し、その
速度は約110mm/secである。従つて、静電像形成
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400V(ピーク・ツ・ピー
ク800V)の正弦波に直流電圧+200Vを重畳して
いる。第3図には、この印加電圧の交番周波数が
100Hz、400Hz、800Hz、1KHz、2KHzの場合のV
―D曲線、及び外部電界を印加せず、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の曲線が図示されている。
Experimental results in which the effects of the present invention were clearly demonstrated are shown in FIGS. 3A and 3B. This is a measurement of the image reflection density D with respect to the electrostatic image potential V, and the experimental results are plotted in the figure. Hereinafter, this curve will be referred to as the V-D curve. The experiment was conducted under the following configuration. A positive electrostatic latent image is formed on the cylindrical electrostatic imaging surface. The toner used is the magnetic toner (magnetite content
30%) is applied onto a magnetic sleeve to a layer thickness of about 60 μm, and the friction between the toner and the sleeve surface imparts a negative charge to the toner. The minimum development gap between this electrostatic imaging surface and the magnetic sleeve is
The results when the temperature was kept at 100μ are shown in Figure 3A.
The results when the temperature was maintained at 300μ are shown in FIG. 3B.
The magnetic flux density in the developing section due to the magnet contained in the sleeve is approximately 700 Gauss. The cylindrical electrostatic imaging surface and the sleeve rotate at approximately the same speed, approximately 110 mm/sec. Therefore, the electrostatic image forming surface gradually moves away from the toner carrier after passing through the minimum gap in the developing section. The alternating electric field applied to this sleeve is a sine wave with an amplitude of 400V (800V peak-to-peak) and a DC voltage of +200V superimposed on it. Figure 3 shows the alternating frequency of this applied voltage.
V for 100Hz, 400Hz, 800Hz, 1KHz, 2KHz
-D curve and a V-D curve when the back electrode of the electrostatic image forming surface and the sleeve are electrically connected without applying an external electric field.

これらの結果から、外部電界を印加しない場合
には、V―D曲線の傾き所謂r値は非常に大きい
が、低周波の交互電界を印加することによつて、
r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
r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、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、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
と潜像形成面の間で付着、離脱をくり返すとき、
確実にその往復運動を行うには有限の時間が必要
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
中間調の濃度再現するには弱い電場であつてもあ
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、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
互電界でとくに良い階調性が得られることにな
る。
These results show that when no external electric field is applied, the slope of the V-D curve, the so-called r value, is very large, but by applying a low-frequency alternating electric field,
It can be seen that the r value becomes smaller and the gradation becomes extremely high. As the frequency of the external electric field is increased, the r value gradually increases, and the effect of tightening the gradation from high to high fades.If the gap is 100μ, the frequency is 1KHz.
If it exceeds the
In the case of 300μ, the effect decreases when the frequency becomes about 800Hz, and becomes extremely weak when the frequency exceeds 1KHz.
The reason for this is thought to be as follows. When toner repeatedly adheres and detaches between the sleeve surface and the latent image forming surface during the developing process where an alternating electric field is applied,
A finite amount of time is required to reliably perform the reciprocating motion. In particular, toner that transfers when subjected to a weak electric field requires a long time to ensure the transfer. On the other hand, in order to reproduce the density of halftones, it is necessary that toner subjected to an electric field of a certain threshold value or more is transferred reliably within a half period of the alternating electric field even if the electric field is weak. For this purpose, it is advantageous to have a low frequency of the alternating electric field, and therefore, as shown in the experimental results, particularly good gradation can be obtained with an alternating electric field of a very low frequency.

この議論の正当性は第3図A,Bの両実験結果
の比較から得られる。第3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3図Aに示した実験と同一条
件のもとでなされたものである。間隙を広げると
トナーのうける電界強度は小さくなり、よつてト
ナーの転移速度は小さくなる。さらに飛翔距離も
長くなるため、結局転移時間は長くなる。実際に
第3図Bにより明らな如く800Hz程度でr値は相
当大きくなり、1KHzを越えると殆んど交互電圧
を印加しない場合のr値と同等になつてしまう。
従つ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は、より周波数を低下
させるか、交互電圧の強度を上げることが好まし
い。
The validity of this argument can be obtained from a comparison of the experimental results shown in Figures 3A and 3B. The results shown in FIG. 3B were conducted under the same conditions as the experiment shown in FIG. 3A, except that the gap between the electrostatic image forming surface and the sleeve surface was increased to 300 microns. When the gap is widened, the electric field strength to which the toner is exposed decreases, and therefore the toner transfer speed decreases. Furthermore, since the flight distance becomes longer, the transfer time becomes longer. In fact, as is clear from FIG. 3B, the r value becomes considerably large at about 800 Hz, and when it exceeds 1 KHz, it becomes equal to the r value when almost no alternating voltage is applied.
Therefore, in order to produce the same effect as when the gap is narrow in terms of gradation improvement, it is preferable to further lower the frequency or increase the intensity of the alternating voltage.

一方、周波数が余りに低すぎると、潜像形成画
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る現像ム
ラが生じ易くなる。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、Vpmm/sec)に特に依存することが
判明した。
On the other hand, if the frequency is too low, the reciprocating motion of the toner will not be repeated sufficiently while the latent image formation image passes through the developing section, and the image will likely develop unevenness due to alternating voltages. As a result of the above experiment, the frequency is 40Hz.
Up to this point, generally good images were obtained, but below that point, unevenness occurred in the visible images. It has been found that the lower limit of the frequency that does not cause unevenness in such a microscopic image is particularly dependent on the development conditions, especially the development speed (also called process speed, Vpmm/sec).

本実験に於て静電像形成画の移動速度は、110
mm/secであつたから、周波数下限は、40/110×Vp ≒0.3×Vpとなる。
In this experiment, the moving speed of the electrostatic image formation image was 110
mm/sec, the lower frequency limit is 40/110×Vp ≒ 0.3×Vp.

尚印加する交互電圧の波形は、正弦波、矩形
波、三角波、鋸歯状波又は、これらの非対称波等
のいずれについても効果のあることが確認され
た。
It has been confirmed that any waveform of the applied alternating voltage, such as a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, or an asymmetric wave thereof, is effective.

低周波交互電界を印加することはこのように画
像性向上の上で著しい効果をもつものであるが、
トナー転移段階では、非画像部にもトナーの付着
があるため、これが完全に除去できず、地カブリ
が生ずる場合がある。したがつて本発明に於て、
低周波交互電界に高周波交互電界(その周波数2
Hz)を重畳することを更に第3の特徴とする。こ
れにより、非画像部にカブリが無くしかも階調性
に富み鮮明な画像を得ることができた。この高周
波電圧は例えば現像剤担持体側に印加する場合、
第4図に示される如きものであり、低周波電圧に
重畳された形で示されている。
Applying a low-frequency alternating electric field has a remarkable effect on improving image quality as described above, but
At the toner transfer stage, since toner is also attached to non-image areas, this may not be completely removed and background fog may occur. Therefore, in the present invention,
A high frequency alternating electric field (its frequency 2
A third feature is to superimpose Hz). As a result, it was possible to obtain a clear image with no fog in the non-image area and with rich gradation. For example, when this high frequency voltage is applied to the developer carrier side,
It is as shown in FIG. 4, and is shown superimposed on a low frequency voltage.

この高周波電界は、現像過程において常にトナ
ーを揺動状態に保ち、現像剤担持体又は潜像形成
面への強い抱束からトナーを解きほぐす効果をも
つものである。これにより先に述べた現像の第一
過程のトナー転移段階において非画像部に転移し
ているトナーは、第二過程において容易にトナー
担持体側へ戻りカブリのない画像を得ることがで
きる。
This high-frequency electric field has the effect of keeping the toner in an oscillating state at all times during the development process and loosening the toner from its strong embrace on the developer carrier or the latent image forming surface. As a result, the toner transferred to the non-image area in the toner transfer stage of the first development process described above can easily return to the toner carrier side in the second process to obtain a fog-free image.

又、トナー担持体へのトナーの塗布方法によつ
ては、トナーとトナー担持体の間の付着力或いは
トナー粒子間の凝集力が大となつて転移がおこり
にくい場合が生ずる。この場合にも高周波電界を
重畳することはトナーを付着力、凝集力から解放
する効果をもち、従つてトナー塗布状態の許容範
囲を拡げるというメリツトをもつ。例えば表面上
にトナーを強く塗りつけられたグラビア状ローラ
をトナー担持体として用いるとトナーの付着、凝
集力が大となつて現像濃度が低下する場合があ
る。このような場合に、上記交互電界を作用させ
ることにより、現像濃度、画質を保障することが
できる。
Furthermore, depending on the method of applying the toner to the toner carrier, the adhesive force between the toner and the toner carrier or the cohesive force between toner particles may become large, making it difficult for transfer to occur. In this case as well, superimposing a high frequency electric field has the effect of releasing the toner from adhesion and cohesive force, and therefore has the advantage of widening the permissible range of toner application conditions. For example, if a gravure roller whose surface is strongly coated with toner is used as a toner carrier, toner adhesion and cohesive force may increase, resulting in a decrease in development density. In such a case, developing density and image quality can be guaranteed by applying the alternating electric field.

このように、高周波電界はトナーを揺動させる
ことが目的であるからこの電界によつてトナーが
トナー担持体から潜像形成面へ或いはその逆に完
全に転移はしないのが好ましい。そのためには周
波数2Hzは600Hz以上、好ましくは2KHz以上の充
分に高いものであることが必要である。
As described above, since the purpose of the high-frequency electric field is to vibrate the toner, it is preferable that the electric field does not completely transfer the toner from the toner carrier to the latent image forming surface or vice versa. For this purpose, the frequency of 2 Hz needs to be sufficiently high, at least 600 Hz, preferably at least 2 KHz.

又50KHz以上では電場に対する応答が悪くな
り、余り効果が見られないことが明らかになつ
た。
It was also revealed that at frequencies above 50KHz, the response to the electric field deteriorated and no significant effect was observed.

又、高周波電界の振巾についてはトナーの揺動
効果を充分に与えるためのトナー担持体又は静電
像形成面よりトナーが離脱し得る電界閾値と同程
度或にはそれ以上であることが望ましい。
Furthermore, the amplitude of the high-frequency electric field is desirably equal to or greater than the electric field threshold at which the toner can separate from the toner carrier or the electrostatic image forming surface in order to provide a sufficient toner oscillation effect. .

次に、本発明に係る現像装置の実施例を図面を
参照して説明する。
Next, an embodiment of the developing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例 1 この実施例は、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方法を実現したもの
で、第5図を参照して説明する。21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、図示の部所で定着され、図示さ
れていない次の部所で定着又は転写される。22
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23により駆動される。25は、
容器27に格納された絶縁性トナーであつて、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%(いずれも重量%)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。トナは担持体22に
よつて搬送されるが、ローラ23に圧接させる弾
性部材26によつて塗布厚を50μ〜150μに規制さ
れ、コロナ帯電器28によつて現像前に負電荷を
付与される。
Embodiment 1 This embodiment implements the above-mentioned method of developing by changing the development gap according to the development process, and will be described with reference to FIG. Reference numeral 21 denotes a selenium photosensitive belt on which an electrostatic image is formed at another location (not shown), fixed at the location shown, and fixed or transferred at the next location (not shown). 22
is a toner carrier made of a conductive rubber belt, and is driven by a metal roller 23. 25 is
It is an insulating toner stored in a container 27, and its components are polyester resin and carbon black 2.
%, and 2% of a negative charge control agent (both weight %). Additionally, 0.1% colloidal silica is externally added to improve fluidity. The toner is conveyed by a carrier 22, and the coating thickness is regulated to 50 μm to 150 μm by an elastic member 26 pressed against a roller 23, and a negative charge is applied by a corona charger 28 before development. .

静電像保持体21は、現像部において、金属ロ
ーラ31によりトナー担持体22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32によ
つて、部材21と22との距離は約2mmに保たれ
る(調節可)。現像はローラ31と32の間の領
域で完結される。33は、金属ローラ32の位置
を調節できる回転部材である。このようにして、
部材21と22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く形状をとつている。
常、部材21と22は、同速で同方向にスピード
200mm/secで進行する。29は、低周波交互電圧
印加用電源である。このとき高周波電圧印加用電
源29′から電圧が重畳される。これにより印加
すべき交互電圧波形と潜像電位との関係を第6図
に示す潜像電位は画像部電位(VD)700V、非画
像部電位(VL)200V低周波電圧は最高値800V、
最低値(Vmin)−100Vの矩形波であり、それに
周波数5KHz振幅(ピーク・ツ・ピーク)600Vの
高周波正弦波が重畳される。
The electrostatic image holder 21 is maintained at a minimum gap of 300 μm with the toner carrier 22 by a metal roller 31 in the developing section. Further, at a point approximately 30 mm away from that position, the distance between the members 21 and 22 is maintained at approximately 2 mm by the metal roller 32 (adjustable). Development is completed in the area between rollers 31 and 32. 33 is a rotating member that can adjust the position of the metal roller 32. In this way,
The members 21 and 22 have a shape in which the gap between them gradually increases after passing through the closest position.
Usually, members 21 and 22 are at the same speed and in the same direction.
Proceeds at 200mm/sec. 29 is a power source for applying a low frequency alternating voltage. At this time, a voltage is superimposed from the high frequency voltage applying power source 29'. As a result, the relationship between the alternating voltage waveforms to be applied and the latent image potential is shown in Figure 6.The latent image potential is image area potential (V D ) 700V, non-image area potential (V L ) 200V, and low frequency voltage is the maximum value 800V. ,
It is a rectangular wave with a minimum value (Vmin) of −100V, and a high-frequency sine wave with a frequency of 5KHz and an amplitude (peak-to-peak) of 600V is superimposed on it.

このようにして、カブリがなく、しかも階調
性、鮮明度の高い画像を得ることができた。
In this way, it was possible to obtain an image with no fog and high gradation and clarity.

実施例 2 本発明に係る現像器構成を第7図に示す。41
はCdS層と絶縁層を有する感光ドラム42は永久
磁石43を内包する非磁性スリーブであつて両部
材41と42は周速100mm/secの等速で同一方向
に回転する。45は絶縁性の磁性トナーであつ
て、その成分はスチレン樹脂60重量%、マグネタ
イト35重量%、カーボンブラツク3重量%、負性
荷電制御剤スピロン2重量%からなる。又流動性
向上の0.1重量%のコロイダルシリカが外添され
ている。トナーは非磁性スリーブ42によつて搬
送されるが、スリーブに近接した磁性ブレード4
6により塗布厚を約70μに規制される。又トナー
はスリーブ42との摩擦帯電によつて負電荷を付
与される。部材47はトナー容器である。部材4
1と42は最小間隙200μに保持されているが、
それぞれの回転に伴い間隙は次第に大きくなる。
部材41及び42の直径はそれぞれ80mm,30mmで
ある部材42と部材46とはその間での放電を防
ぐため電気的に導通状態に保たれ、電源49によ
つて部材41の導電性支持部材に対して電源4
9′からの高周波電圧が重畳された形で、交互電
圧が印加される。交互電圧は低周波成分が周波数
200Hz、最高値(Vmax)+600V、最低値
(Vmin)―200Vの振幅をもつ正弦波であり、そ
れに周波数2KHz、振幅(ピーク・ツ・ピーク)
400Vの正弦波が重畳されている。又潜像電位は、
画像部400V、非画像ovである。このような構成
のもとにかぶりのない、しかも階調性の高い画像
を得ることができた。
Embodiment 2 The structure of a developing device according to the present invention is shown in FIG. 41
A photosensitive drum 42 having a CdS layer and an insulating layer is a non-magnetic sleeve containing a permanent magnet 43, and both members 41 and 42 rotate in the same direction at a constant circumferential speed of 100 mm/sec. Reference numeral 45 is an insulating magnetic toner consisting of 60% by weight of styrene resin, 35% by weight of magnetite, 3% by weight of carbon black, and 2% by weight of the negative charge control agent spirone. Additionally, 0.1% by weight of colloidal silica is added externally to improve fluidity. The toner is transported by a non-magnetic sleeve 42, while the magnetic blade 4 adjacent to the sleeve
6 regulates the coating thickness to approximately 70μ. Further, the toner is given a negative charge by frictional charging with the sleeve 42. Member 47 is a toner container. Part 4
1 and 42 are kept at a minimum gap of 200μ,
With each rotation, the gap becomes progressively larger.
Members 41 and 42 have diameters of 80 mm and 30 mm, respectively. Members 42 and 46 are maintained in electrical continuity to prevent electrical discharge between them, and a power supply 49 provides electrical connection to the conductive support member of member 41. power supply 4
Alternate voltages are applied in the form of a superimposed high frequency voltage from 9'. For alternating voltage, the low frequency component is the frequency
It is a sine wave with an amplitude of 200Hz, maximum value (Vmax) + 600V, minimum value (Vmin) - 200V, and a frequency of 2KHz and amplitude (peak-to-peak).
A 400V sine wave is superimposed. Also, the latent image potential is
Image section 400V, non-image OV. With this configuration, it was possible to obtain an image with no fog and high gradation.

以上の説明、特に上記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、トナー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
トナー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。
The above explanation, especially in the developing device adopting the above method, can be applied even if the minimum distance of the gap between the toner carrier and the electrostatic image holder is smaller than the thickness of the toner layer. Since the toner tends to aggregate within the toner layer, it is preferable that the gap be larger than the thickness of the toner layer, but the gap is not necessarily limited to this.

又、以上は画像部電位VDが正である場合につ
いて詳述したが、本発明はこの態様に限られず、
画像部電位VDが負電位の場合、電位の正の方向
を小、負の方向を大とすれば、同様に適用でき
る。
Moreover, although the case where the image portion potential V D is positive has been described in detail above, the present invention is not limited to this embodiment.
When the image portion potential V D is a negative potential, the same can be applied by making the potential smaller in the positive direction and larger in the negative direction.

本発明は、以上詳細に説明した通り、移動する
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において、 上記現像間隙における電界が少くとも非画像部
においては交番すべく低周波交互電界を与え、さ
らに該低周波交互電界に重畳して、高周波交互電
界を与える電子写真現像方法及びその方法を実施
する装置を提供するものであるから、両電界印加
による現像効果として先述の通りの中間調画像の
再現性を最大限に増大させると共にそれにより地
カブリが生じないようにしたもので、原光像に忠
実な再現ができる効果がある。
As described in detail above, the present invention provides a method for performing development by confronting a moving electrostatic image carrier and a toner carrier with a required minute gap, in which the electric field in the development gap is at least The present invention provides an electrophotographic developing method for applying a low-frequency alternating electric field to alternate, and further superimposing a high-frequency alternating electric field to the low-frequency alternating electric field, and an apparatus for carrying out the method. As described above, the developing effect of the application is to maximize the reproducibility of the halftone image and thereby prevent background fog from occurring, which has the effect of faithfully reproducing the original light image.

更に本発明は、好ましくは次の二過程を有する
現像方法と組合せることにより、より効果をあげ
ることができる。
Further, the present invention can be more effective when preferably combined with a developing method having the following two steps.

第一の過程:現像部位におけるトナー担持体と
非画像部との間隙に、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、上記高周波交番電界を重畳した低
周波交番電界を印加する過程。
First process: In the gap between the toner carrier and the non-image area in the development area, the transfer of toner particles to the non-image area and the reverse transfer to the toner carrier are repeated alternately, so the high frequency alternating electric field is applied to the gap between the toner carrier and the non-image area. The process of applying a superimposed low-frequency alternating electric field.

第二の過程:第一の過程に続いて、該静電像保
持体の移動に伴い、トナー担持体との距離を上記
第一の過程のそれより大とし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ぜしめ
る上記第一の過程における電界とは強度の異なる
上記高周波交番電界が重畳された低周波交番電界
を印加する過程。
Second process: Following the first process, as the electrostatic image carrier moves, the distance to the toner carrier is made larger than that in the first process to create a gap between the toner carrier and the image area. unilateral transfer of toner from the toner carrier to the image area, and unilateral reverse transfer of toner from the non-image area to the toner carrier in the gap between the toner carrier and the non-image area. A process of applying a low-frequency alternating electric field in which the above-mentioned high-frequency alternating electric field having a different intensity from the electric field in the above-mentioned first process to generate is superimposed.

本発明は更に、上記低周波電界の周波数が1K
Hz以下であることをも好ましい要件としている。
斯かる過程を有し及び低周波電圧及びこれに重畳
して高周波電圧を印加せしめて現像する本発明
は、次の優れた効果を有している。
The present invention further provides that the frequency of the low frequency electric field is 1K.
Hz or less is also a preferable requirement.
The present invention, which has such a process and develops by applying a low frequency voltage and a high frequency voltage superimposed thereon, has the following excellent effects.

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、地カブリの原
因となるが、この地カカブリは次の第二の過程で
除去される。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。従つて所謂ハーフ・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。
In the first process described above, since the configuration is such that toner particles actively perform reciprocating motion (transfer-reverse transfer) between the toner carrier and the non-image area, in this process, the toner particles are transferred to the non-image area. This actively causes toner adhesion. This causes ground fog, but this ground fog is removed in the next second process. On the other hand, in this first process, which allows toner to adhere to non-image areas, the adhesion is further strengthened in image areas that have a potential as an electrostatic image. Therefore, it can be ensured that the toner is completely adhered to a portion having a density close to a bright portion of a half-tone image portion including a so-called half tone, depending on the potential thereof. As a result, a visual image rich in tonality and excellent in reproducibility of halftone images can be obtained.

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、非画画像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、地カブリ
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。
Next, in the second process, as described above, the toner adhering to the non-image area is returned to the toner carrier, which not only has the effect of completely removing toner adhering to the non-image area. Since it promotes toner adhesion to the image area, the adhesion of the toner to the image area is complete, and there is an effect that a faithful image with good gradation and no background fog can be reproduced.

更に、本発明に用いる低周波(1KHz以下)電
界の印加により、上述の第一、第二の過程におけ
るトナーの移動が充分に保証され得て、上記の転
移、逆転移を確実なものにし、もつて、地カブリ
の無い階調性に富む顕画像形成に寄与している。
Furthermore, by applying the low frequency (1 KHz or less) electric field used in the present invention, the movement of the toner in the first and second processes described above can be sufficiently ensured, and the above transition and reverse transition are ensured. This contributes to the formation of visible images with rich gradation and no background fog.

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〜3000キロサイクル/秒)のみを印
加して、画像部にはトナーを付着させるが、非画
像部へのトナー転移を防止し、そこにはトナーを
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3890929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に高周波交互電を重畳して印
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、もつて
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つて非画像部にも一旦ト
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
載されいてない。
In an electrophotographic development method, an electrostatic image carrier and a toner carrier are placed facing each other with a gap between them, and only a constant high-frequency pulse bias (frequency of 10 kilocycles/second to 3000 kilocycles/second) is applied to this gap. There is a known technique that allows toner to adhere to image areas, but prevents toner from transferring to non-image areas so that toner does not adhere there (for example, US Pat. No. 3,890,929). In this known example, there is no technical concept of applying a high-frequency alternating voltage superimposed on a low-frequency alternating voltage from the viewpoint of improving gradation as in the present invention, and even more so, the applied electric field strength is adjusted in the developing process.・The first and second processes as mentioned above are realized by changing the toner, and by the comprehensive action of both processes, toner is temporarily added to the non-image area, and the development of the low potential area is also emphasized. The technical concept of reproducing faithful gradation by stripping off the toner in accordance with the electrostatic image potential is not described.

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3893418号明細書等)が、いずれも高周
波パルスのみを適用している等、上述とした同じ
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。
Other developing methods similar to the above-mentioned known techniques have been described (for example, U.S. Pat. No. 3,866,574, U.S. Pat. No. 3,893,418, etc.), but all of them apply only high-frequency pulses, etc. For the same reason, the technical idea is different from the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A,Bは本発明に係る現像方法及び装置
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〜Cは、本発明に係る現像
方法及び装置における第一、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3図A,
Bは本発明における低周波電界印加の実験結果を
示すグラフを表わした図、第4図は本発明に係る
現像方法及び装置に適用される重畳波形を示した
図、第5図は本発明に係る現像方法及び装置の一
実施例の説明図、第6図はその重畳印加電圧波形
を示した図、第7図は本発明に係る現像方法及び
装置の他の一実施例の説明図である。 21,41……静電像保持体、22,42……
現像剤担持体、29,49……低周波交番電界を
与える手段、29′,49′……高周波交番電界を
与える手段。
FIGS. 1A and 1B are graphs illustrating the principle of the developing method and apparatus according to the present invention, and diagrams showing an example of applied voltage waveforms. 2A to 2C are process explanatory diagrams schematically showing the movement of the developer, the applied voltage, and the applied voltage corresponding to the electric field change in the first and second steps in the developing method and apparatus according to the present invention, Figure 3A,
B is a graph showing the experimental results of applying a low frequency electric field in the present invention, FIG. 4 is a diagram showing superimposed waveforms applied to the developing method and apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the superimposed applied voltage waveform, and FIG. 7 is an explanatory diagram of another embodiment of the developing method and apparatus according to the present invention. . 21, 41... Electrostatic image holder, 22, 42...
Developer carrier, 29, 49...means for applying a low frequency alternating electric field, 29', 49'...means for applying a high frequency alternating electric field.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 静電像を表面に形成した回動する静電像保持
体と現像剤層を表面に担持した現像剤担持体とを
近接させてなる現像間隙で現像剤を静電像に供給
して現像を行う電子写真現像方法において 上記現像間隙において、第1交互電界と第1交
互電界よりも高周波の第2交互電界とを重畳して
なる重畳交互電界を与えることを特徴とする電子
写真現像方法。 2 上記重畳交互電界は、少なくとも静電像保持
体の非画像部に対して交番し、非画像部に現像剤
を付着せしめた後に付着現像剤を現像剤担持体に
復帰させる特許請求の範囲第1項記載の電子写真
現像方法。 3 上記重畳交互電界は、少なくとも静電像保持
体の画像部に対して交番し、画像部に現像剤を付
着せしめた後に画像部の静電像に対して余分な付
着現像剤を現像剤担持体に復帰させる特許請求の
範囲第1項又は第2項に記載の電子写真現像方
法。 4 上記第1交互電界は、静電像保持体表面に現
像剤担持体からの現像剤を静電像に関係なく転移
させ、上記第2交互電界は静電像保持体の少なく
とも非画像部に付着した現像剤を揺動状態に保つ
特許請求の範囲第1項記載の電子写真現像方法。 5 静電像を表面に形成した回動する静電像保持
体と現像剤層を表面に担持した現像剤担持体とを
近接させてなる現像間隙で現像剤を静電像に供給
して現像を行う電子写真現像装置において、 上記現像間隙において、現像剤の転移、逆転移
を行わせる第1交互電界と現像剤の揺動を行わせ
る第1交互電界よりも高周波の第2交互電界とを
印加する手段を有することを特徴とする電子写真
現像装置。
[Scope of Claims] 1. A rotating electrostatic image holder having an electrostatic image formed on its surface and a developer carrying member carrying a developer layer on its surface are brought into close proximity to each other. An electrophotographic developing method in which a first alternating electric field and a second alternating electric field having a higher frequency than the first alternating electric field are superimposed to provide a superimposed alternating electric field in the development gap. Electrophotographic development method. 2. The superimposed alternating electric field alternates at least with respect to the non-image area of the electrostatic image carrier, and after causing the developer to adhere to the non-image area, the attached developer is returned to the developer carrier. The electrophotographic developing method according to item 1. 3 The above-mentioned superimposed alternating electric field alternates at least with respect to the image area of the electrostatic image carrier, and after making the developer adhere to the image area, the superimposed alternating electric field carries the excess adhering developer to the electrostatic image in the image area. The electrophotographic developing method according to claim 1 or 2, wherein the electrophotographic developing method is returned to the body. 4 The first alternating electric field transfers the developer from the developer carrier to the surface of the electrostatic image holder regardless of the electrostatic image, and the second alternating electric field transfers the developer from the developer carrier to the surface of the electrostatic image holder, and the second alternating electric field transfers the developer from the developer carrier to the surface of the electrostatic image holder, and The electrophotographic developing method according to claim 1, wherein the adhered developer is kept in an oscillating state. 5 Developing by supplying developer to the electrostatic image in a development gap formed by bringing a rotating electrostatic image holder with an electrostatic image formed on its surface and a developer carrier carrying a developer layer on its surface close to each other. In the electrophotographic developing device, in the development gap, a first alternating electric field that causes the developer to transfer and reverse transfer, and a second alternating electric field that has a higher frequency than the first alternating electric field that causes the developer to oscillate. An electrophotographic developing device characterized by having means for applying voltage.
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