JPS6321188B2 - - Google Patents

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像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に関する。

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。

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が、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の鏡
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・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γ（ガンマー＝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。

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、隔
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。

上記目的を達成するため、本発明は、次を特徴
とするものである。

本発明の特徴は、静電像保持体と現像剤担持体
との間で現像剤が往復運動する第１工程と第１工
程より後であつて静電像保持体の非画像部から現
像剤担持体へ現像剤が移動する第２工程とを有
し、該第１工程には第１振動電界を、該第２工程
には第１振動電界の強度より小の振動電界と第１
振動電界よりも高周波の第２振動電界の重畳振動
電界を与えて現像を行うことを特徴とする現像方
法と、静電像保持体と現像剤担持体との間で現像
剤が往復運運動させるために第１振動電界を印加
する第１手段と、第１手段よりも後であつて、静
電像保持体の非画像部から現像剤担持体へ現像剤
が移動させるために第１振動電界の強度より小の
振動電界と第１振動電界よりも高周波の第２振動
電界の重畳振動電界を印加する第２手段とを有す
ることを特徴とする現像装置である。

本発明実施例の特徴は(1)〜(7)でまとめられる。

(1) 静電像を表面に形成した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現像部
において間隙を保持して対峙させ、 上記現像間隙における低周波電界が上記静電
像保持体の少くとも非画像部においては交番す
べく外部振動電界を与え、これにより該非画像
部と該現像剤担持体の間において、現像剤の粒
子の往復運動を行わしめる第一の過程と、 上記外部振動電界の強度を調節し、現像剤粒
子の転移を、画像部においては該現像剤担持体
から該画像部へ一方的に、又非画像部において
は該非画像部から該現像剤担持体へ一方的に起
こさせる第二の過程と、 を有し、該第一、第二の過程を通じて上記低
周波電界に高周波電界を重畳する電子写真現像
方法。

(2) 第１項において、該静電像形成面と該現像剤
担持体とを静止して相対せしめ、該外部印加振
動電界の振幅を現像終末時に向つて減衰せし
め、一定値に収束させる過程において、上記第
二の過程を与える電子写真現像方法。

(3) 第１項又は第２項に於て、該低周波交互電界
の周波数を₁（Hz）該高周波交互電界の周波数
を₂（Hz）とするとき ₁1000 600₂＜50000 かつ₁＜₂ を満足する電子写真現像方法。

(4) 上記第１項〜第３項のいずれか１項において
上記第一の過程で上記現像間隙における電界が
さらに画像部に於ても交番すべく上記低周波交
互電界を与える電子写真現像方法。

(5) 上記第１項から第４項のいずれか１項におい
て、上記静電像保持体の背面電極を基準とした
上記現像剤担持体の電圧の最大値をVmax最小
値をVmin、画像電位をV_D、非画像部電位をV_L
とするとき 画像部電荷が正のとき ｜Vmax―V_L｜＞｜V_L―Vmin｜ ｜Vmax―V_D｜＜｜V_D―Vmin｜ 画像部電荷が負のとき ｜Vmin―V_L｜＞｜V_L―Vmax｜ ｜Vmin―V_D｜＜｜V_D―Vmax｜ を満足する電子写真現像方法。

(6) 上記第５項において、上記高周波電界の振巾
が上記静電像形成面よりトナーが離脱し得る電
界閾値と同程度或いはそれ以上である電子写真
現像方法。

(7) 背面電極を有し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
現像剤担持体とを現像部において所定間隙をあ
けて対峙させて現像する電子写真現像装置にお
いて、 上記現像間隙に上記静電像保持体の少くとも
非画像部において低周波電界を与え、これによ
り該非画像部と該現像剤担持体の間において、
現像剤粒子の往復運動を行わしめる低周波電圧
源と、 該低周波電界の強度を調節し、現像剤粒子の
転移を、画像部においては該現像剤担持体から
該画像部へ一方的に、又非画像部においては該
非画像部から該現像剤担持体へ一方的に起こさ
せる調節手段と、 上記低周波電界に高周波電界を重畳する手段
を有する電子写真現像装置。

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。

第１図Ａ，Ｂは、本発明に係る電子写真現像方
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、顕画像の地カ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Vminのバイアス電圧が印加され、同t₂では
同最大値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
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。

第１図Ａには、t₁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、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。

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の１つとするが、更に
第２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、かつV_LからV_Dにかけてほぼ一様なトナー
転移量変化を来たす現象を得ることが出来たもの
である。従つて、非画像部においては、後述する
第３の特徴とも相俟つて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方法が考えられる。以下、こ
の方法について詳述する。

第２図Ａは、上記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つて、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、V_DとV_Lの中間の適切な直流の一定値
（V_O）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＞V_D＞Vminであるのでt₁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Vmax）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く、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
逆転移量がトナー転移、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 Vmax＝V_D＋｜Vth・ｒ｜ ……(3) 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｜Vthr｜
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、Vmax＜V_D＋｜Vth・ｒ｜ ……(4) 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。

従つて、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つたとき、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、一定の直流値に収束するまで、最的に小
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＞V_L＞Vminであるので、t₁の期間（印加
電圧Vmin）では相対的に弱いトナー転位電界が
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Vmin、
Vmax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 Vmin＝V_L―｜Vth・ｆ｜ ……(7) 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。

従つて、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つたとき、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２図Ｄ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Ｄの場合のバ
イアス電圧印加は、Vmin＜V_L＜Vmaxを満足
し、且つVmax＜V_D＋｜Vth.r｜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＝V_L―｜
Vth・ｆ｜のときで、それよりVminが大となる
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
転移量の大小によつ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
において電界が交番し、もつて、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、これがために当外非画像部に燐接した濃
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。

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ｒ値は大きくなり、階調性を高らしめる効果は
薄れて行き、1KHz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の確実に転移する必
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。例えば、トナーとしてスチレン樹
脂90％カーボンブラツク５％、荷電制御剤Zapon
―Spilon（１：１）３％、染料フタロシアニン２
％からなる絶縁性一成分トナーを用いトナー担持
体と、潜像形成面の最小間隙を500μ以下とした
場合、周波数は1.4KHz以下、好ましくは1KHz以
下で階調性向上に関して著しい効果を得た。

さらに、低周波交互電界を印加することは、そ
のトナー転移段階において現像剤担持体一潜像形
成面間で強い平行電界を形成するため、画像端部
が鮮明になるという利点をも有する。

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、
現像促進段階では、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。したがつて本発明は、その第
３の特徴として低周波交互電界に高周波交互電界
を重畳することにより、非画像部にカブリが無
く、しかも隔調性に富み鮮明な画像を得ることに
ある。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３図に示される如きものであ
る。低周波電圧に重畳された形で示される。

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
の強い拘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
程の現像促進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。

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ー
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。

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。

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。

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、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
度或いはそれ以上であることが望ましい。

以下、本発明に係る装置の実施態様並びに実施
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
圧に高周波電圧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２
１，２２により間欠的に駆動することによつて現
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つ
て、その成分は、ステンレス樹脂にカーボンブラ
ツク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によつて搬送されるが、これに摺接せ
る部材１６によつて塗布厚を100μ〜200μに規制
され、コロナ帯電器１８によつて現像前に正電荷
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。１４９は回転
ローラ１４の芯金に接触する摺動電極であつて、
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であつた。印
加電圧は、周波数10〜1000Hzの交流1200Vppに直
流−2000Vが重畳され且つ周波数5KHz、振幅
（ピーク・ツ・ピーク）600Vの高周波正弦波が重
畳されている。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は上記高周波重畳低周
波交流電源、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２
６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、スイツチを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秒に設定しておく。スイツチの切り変え
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
が低い領域で特に優れ、≦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、該トナー担持体に高周波交番電界が
重畳された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
であつて、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３５によつて現像される。
この負帝電トナーは、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％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。

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＝−300V、低
周波交番周波数₁＝50Hzであり、それに周波数₂
＝5KHz振幅（ピーク・ツ・ピーク）600Vの高周
波、正弦波が第６図に示されるとおり重畳されて
いる。この場合、画像部最大電位V_D＝＋350Vに
対し、非画像部電位V_L＝−50Vであつた。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。

この実施例における印加バイアス電圧の周波数
について、特に低周波（₁Hz）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７図は、横軸に静電像電位Ｖ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低
周波交番周波数₁を50Hz、800Hz、1KHz、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
実質的に等しくなつてくることが判る。斯かる高
周波バイアスでは、先述した通り、ｒ値が大とな
り、中間調画像の再現性が悪くなり、階調性が劣
化する。従つて、印加交互電圧としては、1KHz
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。

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

｜Vmin―V_D＜｜V_D―Vmax｜ ……(2′) Vmin＝V_D―｜Vth・｜ ……(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′) 本発明は、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において、次の二過程
を要件として有することを特徴の１つとするもの
である。

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ぜしめ、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
異なる低周波交番電界を印加する過程。

斯かる過程を有する本発明は、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、地カブリの原
因となるが、この地カ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。

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。

本発明はさらに上記低周波交互電界に重畳し
て、高周波交互電界を与えるものであるから、か
かる高低２様の重畳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出来る
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〜3000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、もつて先述したとおりの
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〜Ｆは、本発明に係る現像
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図は本発明に係る現
像方法に適用される重畳波形を示した図、第４図
Ａ，Ｂ、第５図は本発明に係る現像方法及び装置
を具現した各実施例の説明図、第６図はその重畳
印加電圧波形を示した図、第７図は、第５図に示
した実施例における印加電圧の周波数変化に伴う
静電像電位対画像濃度特性を示す図である。 ４，１１，３１……静電像保持体、５，１２，
３２……現像剤担持体、２４，３６……低周波電
圧源、２１，３４……調節手段、２４，３６……
高周波電界を重畳する手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電像保持体と現像剤担持体とを間隙を介し
   て対峙させ、現像部で現像剤を静電像に与えて現
   像する電子写真の現像方法において、 静電像保持体と現像剤担持体との間で現像剤が
   往復運動する第１工程と第１工程より後であつて
   静電像保持体の非画像部から現像剤担持体へ現像
   剤が移動する第２工程とを有し、 該第１工程には第１振動電界を、該第２工程に
   は第１振動電界の強度より小の振動電界と第１振
   動電界よりも高周波の第２振動電界の重畳振動電
   界を与えて現像を行うことを特徴とする現像方
   法。 ２ 上記現像剤はトナー粒子である特許請求の範
   囲第１項記載の現像方法。 ３ 上記第１振動電界は電圧が調整されることで
   電界強度が低下する特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の現像方法。 ４ 静電像保持体と現像剤担持体とを間隙を介し
   て対峙させ、現像部で現像剤を静電像に与えて現
   像する電子写真の現像装置において、 静電像保持体と現像剤担持体との間で現像剤が
   往復運動させるために第１振動電界を印加する第
   １手段と、第１手段よりも後であつて、静電像保
   持体の非画像部から現像剤担持体へ現像剤が移動
   させるために第１振動電界の強度より小の振動電
   界と第１振動電界よりも高周波の第２振動電界の
   重畳振動電界を印加する第２手段とを有すること
   を特徴とする現像装置。 ５ 上記現像剤はトナー粒子である特許請求の範
   囲第４項に記載の現像装置。 ６ 上記第２手段は、上記第１振動電界の強度を
   減少するための電圧調整手段を有している特許請
   求の範囲第４項又は第５項に記載の現像装置。