JPS5988750A - 反転現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一成分磁性トナーを使用する反転現像方法に関
する。−成分磁性トナーを使用する現像方法は種々知ら
れているが、静′亀誘導にて低抵抗の磁性トナーにより
現像し加工紙に転写する方式と、摩擦帯電等により絶縁
性磁性トナーに電荷を付与し普通紙に転写する方式に大
別される。しかし、前者は加工紙を使用する必要がある
こと、後者は摩擦帯電に起因して経時劣化するという欠
点を有していた。そこで比較的抵抗の高い磁性トナーを
使用し、静電誘導或いは分極或いは注入等により、トナ
ーに電荷を付与し、普通紙に静電転写しようという試み
がなされている。しかしこの方式は画質、特に隊の周辺
部が乱れ、鮮鋭度の悪いものしか得られず。

且つ低濃度部の再現性、細線の再現性に劣るものであっ
た◎ この欠点を克服するため、２本の現像ロールを使用して
一旦過現慮し１次いで非直ｒ象部に付着したトナーを除
去し、ｒ象の鮮鋭度、低濃度再現性を向上させる試みが
なされている（特開昭５５−７３０５８号、同５５−１
３８７６６号、同５６−１４２６８号参照）。

又１反転現［象についても２本の現隊ロール、に使用し
て反転現ｒ象特有の１面像品質の悪さを改善しようとい
う試みがなされている。

本発明者らは反転現１象について塗付した結果、従来１
本の現像ロールを用いた反転現陳法、或いは前述の特許
に開示されている２本の現１象ロールを用いた現像方法
（以下、２段ロール現１象方法と呼ぶ。）については充
分な画１家品質が得られない事が確認された。即ちカブ
リ濃度が高（、像の鮮鋭度が低（、又１階調再現性も不
充分なものであった。又、反転現像の場合、ネガ原稿を
使用するが、原稿のコントラストは種々異なるため原稿
毎に現ｆ象バイアスを変更したり、或いは露光欺の調節
、或いは感光体′４位を調整するという面倒な操作が必
要になる。

本発明の目的は、上記２段ロール現１象方法による反転
現像での欠点を解消し、カブリ濃度を減少させ５低濃度
再現性に優れ、且つ鮮鋭度の優れた画像品質を得る事が
出来ることのできる反転現ｒ家用の２段ロール現像方法
を提供するものである。また、本発明Ｅまネガ原稿のコ
ノトラストに関係な（、常に一定の現（象バイアス電圧
に設定して、良好な画質が得られる現像方法を提供する
ものである。

以ｒ１図面に沿って本発明の反転現順法を鮮測に説明す
る。

まず、ネガ→ポジ変換を行なう反転現１象のために潜像
電位レベルに対し印加する現１家バイアス電圧について
詳述する。

第１図は１本の現像ロールを使用して反転現像を実施す
る場合の静電ｍ（象電位レベルとバイアス電圧の印加レ
ベルを示す。ｖＦ３トはネガ原稿の抜は濃度（画像部濃
度）に相当する電位であり、　ｖＩはネガ原稿のカブリ
濃度（背景部濃度）に相当する電位である。ＶＢｌａｇ
はバイアス電位で、潜像の極性と同極性であり、カブリ
濃度ｖｌより約１００ｖ程低めに設定される。

従って抜は濃度部（画家部）を現像するＫはＶＢｉｎｓ
　　ＶＢＫのコントラストに対してトナーが付着し現ｆ
ｌｉｔ’される。しかしネガ原稿のカブリ濃度と抜は濃
度（ｗ、稿コントラストと呼ぶ。）は相当広範囲にわた
っている。第２図は原碩コントラストについてこり関係
を図示したものである。

横軸はネガ原稿の抜は濃度（ポジの画［尿濃度）を示し
、縦軸はカブリ濃度（ホゾの非１１１ｉｉ１象部濃度）
を示し、カブリ濃度と抜は濃度の差をコントラストとし
て斜線で示す。この図からも明らかなように、ｖＩに相
当するカブリ濃度は広範囲にわたっており、従って第１
図に示すバイアス電圧ＶＢｌａｍをカブリ濃度１．０を
想定して最適値（Ｖｘ　−１００ｖ　）に設定しても、
低いカブリ濃度のネガ原稿を再現する場合、現１象後、
背景部にカブリを発生するとか、或いは同−原稿中にコ
ントラストの異なる画ｆ象〔第１図のｖ、’　、　ｖ□
′に相当〕が形成されている場合には、コントラストの
低い画１象は再現されないという様な不４１１Ｘ合を生
じていた。

第３図は２段ロール現ｒ家法に於けるバイアス電圧の印
加方法の説明図である。ｖＢＫ　ｌエネガチャートの抜
は濃度に相当する潜ｒ象電位（ポジの画１象部に相当）
、ｖＩはカブリ濃度に相当−ｆる潜ｒ象電位（ポジの非
両家部に相当）であり、ｖｌは上段ロールに印力目する
バイアス電圧レベルを示すＯ 上段ロールに印加するバイアス電位Ｖ１は溜部電位と同
極性で原稿の最高カブリ濃度（第２図では１，０）に相
当する潜（象電位よりも高い電位に設定する。通常は１
．０〜２．０倍で、好ましくハ１．５倍程度が適当であ
る。上段ロールにバイアスＶ、を印加して、第１の現１
象を実施すると。

カブリ濃度部（ポジの背景部）を含めてネガチャートの
各々コントラストの異なる領域全般に亘ってトナー付着
（記号Ｔで示す）が起こる。

付着量（現１象量）は上段ロール印加バイアス電圧位と
の電位差、すなわちコントラスト電位（抜は濃度差）に
応じて決定される。

第４図に下段ロールに印加するバイアス’ｒｌＶ　ｆ＋
γ■２を示す。下段ロールバイアス電位を工潜像と同極
性で、ネガチャートのカブリ濃度相当’ｔｔｃ　［ｔ７
：ＶＩと抜は濃度相当電位ＶＢＫの略中間に設定する。

通常は最高カブリ濃度に相当する潜像電イ＼γｖ１の０
．５倍前後例設定する。上段ロールにて現１象されたト
ナーｒ象は下段ロールの印加バイアスｖ２により次の処
理を受ける。符号Ｔで示す様に、北段ロールでカブＩＪ
　ｌ／１度部（ポジの非画像部相当）から抜は濃度部文
略全域に亘って付着していたトナーｆ象は、バイアス電
圧ｖ２よりも高い＃像電位レベル（■２〜Ｖ□）にある
ものが下段ロール側に吸着され、逆にバイアス電圧ｖ２
よりも低い潜像電位レベルにある現像は再び現像される
様な静電気的力を受ける。しかし、−担潜ｆ象に付着（
−だトナー、即ち記録体−ヒに層状に堆積したトナーは
最Ｆ層のもの程強い静′ｌ扛付着力（電荷量）を有して
おり、又、潜１象電荷に対して飽和する迄現「象が行な
われた時、史に現１象時間を増しても現１象密度は増加
しないので、下段ロールバイアス■２による効果は結局
ｖ２よりも高い潜像電位レベルに付着したトナーを下段
ロール側へ吸着する事に７Ｊる。但し、前述のよう例満
１象電位レベル（換言すれば静電コントラスト）の高低
により、カブリ一度部に付着したトナーは静電的力も弱
いため容易にピックアップされるが、Ｖ□′で示す濃度
部に対しては上層部のトナーのみが７段ロール側に吸着
され、最ド層近傍のトナーはそのまま潜像部に付着する
ことが確認された。

２段ロール現１象法を用いた反転現１象により得られろ
画質はカブリ濃度が低（、且つ充分な画家濃度を示し、
又階調再現性も非常に優れたものである。

第５図に画質と上段、上段ロールのバイアス電圧Ｖ１、
ｖ２の関係を示す。画１象濃度及びカブリの両方を満た
すバイアス電圧Ｖ、及びｖ２ｈｓ、図からも明らかな様
に、ｖ１＆エネガ原禍の最高カブリ濃度ｖ０の１．０倍
以−ヒ、好ましく　ｋ’！、　１．．５　倍以上、■２
は最低の抜は濃度ＶＢＫと最高のカブリ濃度ｖｌの略中
間に位置し、最高カブリ濃度Ｖ０の０．８倍以下好まし
くは０．５倍以丁にある事が、１ｊ７Ｆ象濃度、カプリ
濃度、更には階調再現性の面から望ましい。

次に、本発明の反転現ｒ家法を実施するのに用いる現像
装置例の概略図である第６図により本発明を詳述する。

図中１は感光体であり、矢印方向へ一定の速度で回転す
る。２は上段の現１象ロール、３は上段の現１象ロール
であり、トナーは電極兼トリミング部材の作用馨受けな
がら通過し、一定Ｉ−厚に均もされる。一方、上段ロー
ル３のトナー（予め現１象ロール上に単層にトナーを付
着させておく）は電極兼トリミング部材６の部分を通過
し一定層厚に均らされると共に過剰のトナーが上段ロー
ル２側へ吸着される構成になっている。尚、上段ロール
及び下段ロールは矢印で示した方向に移動し、又、バイ
アス′屯源７及び８により現１象バイアス電圧が各々−
上段及び上段ロールに印加される。尚トリ６フフ部材へ
の注入電極は現ｆ象ロールと同電位に図示されているが
、適宜注入をｎなってもよい。又、上下段の現像ロール
の回転方向或いはトナーの搬送方法はこれに限定される
ものではない。

２段ロール現１象法は基本的には過現ｆ象、過剰トナー
のピックアップの２段階処理玩味と考えられる。本発明
者の検討によれば、１象の鮮鋭度を向上させ、カブリ濃
度を抑制するためには。

上Ｆ段現ｒ象ロールのトナーブラシの状態及びロールの
速度が重要なファクターである事を見い出した。即ち、
トナーブラシの状態に関しては、ｄＰ２（感光体１と現
滓ロール３との最近接距離）の設定値によって隙品質が
太き（左右され、ｄＴとｄＰＯ比（ｄＴ／ｄＰ　）　）
Ｘ上段、下段現像ロール共に０．２〜０．７の範囲に設
定する必要がある。特に下段玩味ロールは、上段の現ｆ
象ロールにて現像された現像像を再度トナーブラシに接
触させ、最終的な海修復を行なう為、そのトナーブラン
ノ状態は非常に重要である。下段ロールについて、この
関係を第７図に示す。丁／′、「わち、・■７図はトリ
ミングギャップ（トナーブラシの厚みに相当）　ｄＴ２
と感光体ドラムと現像ロール間距離ｄＰ２の関係をプロ
ットしたものである。ｉｉ＄ｌ線Ａの領域（ｄＰ２≦０
．４．　　ｄＴ２≧０．２）でし゛１現１象ニップ中で
トナーの滞留が発生し５上段の現像装置にて顕ｒ象化さ
れた現像像が殆んど掻き収られる状態が発生する。

又、感光体ドラムと現像ロール間距離が接触型の現［象
方式（タッチダウン）では維持性の面から観ても限界で
ある。一方斜線Ｂで示される領域（ｄＰ２≧０．４、ｄ
Ｔ２≧Ｏ，”７　ｄＰ２）　Ｋ於てば一ヒ段の現ｆ象装
置にて過現像された現ｒ象１象が、非画像部（背景部）
のみならず、潜１象との付着力の弱い低濃度イメージに
付着しているトナーをもピックアップしてしまうために
、カブリ濃度は低いが、低濃度再現性に劣った画質しか
得られなかった。一方、斜線Ｃで示される領域（ｄＴ２
くＯえｄＰ２、ｄＰ２≧０．２）に於いてはトナーブラ
シの摺擦か弱い為、背景部に強制的に付着せしめらねた
トナーな現１象バイアス電ＥＥの制御により上段の現ｆ
象ロールにて再びロール側に引き戻す事が出来ず、結果
としてカブリ濃度の商い画１象しか得られなかった。即
ち、低濃度イメージの再現性維持とカブリ濃度の抑制に
は、現像バイアス電圧の極性（或いをエトナ一層電位の
制御）、印加電圧の選択は勿論の事、現１象エツグ中に
於けるトナーのバッキング密度（ｄＴ２／ｄＰ２で示さ
れる）が重要な要因である事が判明した。

上記画ｆ象特性を両立させるには第２図の直線イ及び口
で示される範囲内にトリミングギャップ。

感光体ドラムと現像ロール間距離を維持する事が必要で
ある。実験的にはｄＴ２　／　ｄＰ２が０．２〜０．７
．好ましくは０，２５〜０．３５の値が適当であること
が確認された。

更にここで重要プよ事は前述の如（現１象エツグ中のト
ナーのバッキング密度（換言すればトナーブラシ）が非
常にソフトで、はぼ最先端のトナーが上段ロールにて現
像された現（象１象を軽（摺擦する事によって一成分現
像に特有の両家の縁端部の乱れを防止する事が可能とな
る。

又２段ロール現像に於ける上段、１段の各現ｒ象ロール
速度及び速度比も画像品質て対し非常に太き（影響を及
ぼす事も見い出された。この関係について第６図及び第
８図に従って説明する０ 第６図において上段の現１象ロール２とＦｌｆｌ−の現
ｆ象ロール３とは一体化されている。丁段現敗ロール３
から上段現ｒ象ロール２へのトナーの〕Ｗ流は、トリマ
ー兼用゛准極６の領域にて磁気的に上方ヘビツクアノグ
されることにより行なわれる。尚、各現ｆ象ロールは独
立して回転速度を制御できるようになっている。

感光体１０回転速度をり、上段現像ロール２０回転速度
ｆｉ　ｒｕ、　　下段の現像ロール７０回転速度を■と
し、夫々矢印にて回転方向を示す。尚、前述の現［象二
ッグ中のトナーのバッキング密度（ｄＴ／ｄＰ　）は上
段の現はロールが０．５．下段の現像ロールが０．３　
に設定されている。感光体ドラムｌの回転速度］ｊ及び
」二段、下段の現ｆ象ロールの回転速度九、化の関係を
。

低濃度再現性及び両像の縁端部の乱れ、濃度について実
験した所、第８図に示すように上段及び下段の現１象ロ
ール速度及び速度比が画質濃度に太き（影響する事が見
い出された。即ち第８図の斜線ＡＫ示される領域（Ｖｕ
≦２７１／′ｐ）は」二段現１象ロールの速度が遅い場
合であり１画隊濃度が低く且つ１面ｒ象の縁端部が乱れ
たものであった。これはトナーブラシの摺擦速度が遅い
為。

現イ象像のうまりが悪（、現ｆ象効率が低い為と推測さ
れる。斜線Ｂで示される領域（７／ｂ＜　２　ｈ）は下
段の現ｒ象ロール速度が遅い場合であり１画家縁端部が
乱れ、且つカブリ濃度の高い画像しか得られなかった。

一方、上段及び下段の現像ロールの速度比（２Ｑ／白）
に関して、斜線Ｃの領域、即ち上段のロール速度りに対
し下段のロール速度麻が２倍以上の場合、カブリ濃度及
び両開縁端部の乱れは抑えられるものの低濃度再現性に
劣った画ｆ象しか得られなかっ１こ。即ち、Ｆ段の現１
象ロールの回転速度が速いとスギャベ／ジ効果が強調さ
れてしまう事が推測される。又、斜線りで示される領域
、即ち一上段［スールの速度九に対しＦ段の現１象ロー
ル速度４が０．５倍以Ｆの場合には、低速度再現性は満
たされるものの、カブリ濃度が高く、且つ１家縁端部の
乱れた非常に低品質の画隊しか得られない事が判明した
。又、各現１象ロールの速度り、砲が感光体ドラム速度
の７倍以上になると、スリーブ上のトナーが搬送不良と
なり、現１象ロール上で禿げが発生する事が確認された
。更に検討した結果、直線イ及び口で示される範囲内で
のみカブリ濃度が低く、低濃度再現性が良好で、且つ１
家の縁端部の７ヤープな画ｒ象が得られる事を見い出し
た。即ち感光体ドラムの速度りに対し、上段及びＦ段の
現像ロール速度が２倍から７倍の範囲にあり、且つ上段
、Ｆ段の現はロール速度比疫／ヌが０．５〜２．０の範
囲内（（ある事が判明しＴこ。

上段及び下段現像ロールの速度及び速度比に関しては、
」二連のように各々最適な範囲が存在する事が確認され
たが、現像隙の形状に対する上記効果を顕微鏡等により
観察すると、−Ｌ段ロールに関してはｆ象のうまり（面
密度）及び１家周辺部の乱れ、特にｒ象の後端部のハミ
出しに対しトナーブラシの速度が影＃を及ぼし、Ｆ段ロ
ールに関して（工、現１象バイアスにより現１象力が抑
えられ、機能としては、背景部に付着したトナーの除去
及び１家後端部にハミ出したトナーｒ象の修正（ピック
アップ）にあり、従って磁気ブラシの接触圧力と摺察速
度がキイとなるものと推測される。即ち、静電気的、磁
気的１機械的な力を含めたビックアップ力はブラシの速
度、接触圧力（ｄＴ／ｄＰにて代用）に比例する。一方
、感光体−ににほぼ均一に過現像された現像暉は背景部
、低濃度及び高濃度部で潜像との付着力が各々異なる為
、背景部に１′ｆ−付着したトナーを完全にブラシに回
収し、低濃度部に付着したトナーｉ１トナーブラシに再
付着（回収）させず、且つ周辺部のみを修市する必要が
生ずるので下段ロールの速度の制御が必要となり、−ヒ
段、Ｆ段の現ｆ象ロール速度及び速度比が重要なパラメ
ータとなる事が判明した。

以上のようにトリミ／グギャッグ、感光体ドラムと現１
象ロール間距離及び上段１丁段ロールの速度及び速度比
反転画像の品質ｆ大き（影響を与え、且つ最適範囲が存
在する事が判明した。

従来法により単に２段階玩味により、ｊＭ現玩味ピック
アップの工程を経ても「象の鮮鋭度は向」二せず、又、
琳に現１象バイアス電位を切り替えろのみでは階調再現
性に劣り、且つネガ原稿のｃａ度のバラツキを吸収する
ことはできない。

本発明により、上段、下段の各現像ロールのトナーブラ
シの状態、換言すれは現ｆ象ニッグ密度（ｄＴ／ｄＰ比
で表わす）及び上段、Ｔ段の各現ｆ象ロール速度、並び
に速度比を制御して画像の鮮鋭度１階調再現性とカブリ
の防ＩＦを行ない、又現１象バイアスの印加方法により
ネガ原稿のコントラストのバラツキを吸収し、又階調再
現性を向上させる事が初めて可能となったのであ七以下
本発明の実施例について説明する。

第６図に概略図を示したような装置７用いた。

感光体としてセレン感光体、トナーとして抵抗率が１０
′５Ωｃｍ　（８ＫＶ　／ｌｙｍ　）の−成分磁性トナ
ー。

現像機として」二段及び丁段ローフｔ、共に８極対称の
内部マグネット（８００Ｇ）と非磁性円筒スリーブ（３
７φ、５ＵＳ３０４　）とからなるものを用い、電極ト
リマーと現像ロールとの最近接距離ｄＴ、感光体と現１
象ロールとの最近接距離ｄＰ。

その比（ａｒ／ｄＰ）、各ロールの回転速度ｒ、ノくイ
アスミ圧Ｖを下表のように決定した。

上記設定条件丁にて原稿コントラストｏ、：ｓ〜０゜９
に亘りカブリの無い「象濃度の高い、鮮鋭度の慶れ１こ
良好な画像を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像ロール１本を用いる従来の反転現［家法に
おける潜家電位レベルとバイアス電位との関係を示す図
、第２図レエネガ原禰のラチチュードを表わす図、第３
図ＬＸ　２段ロール現ｆ家法における上段現ｒ象ロール
バイアス′屯位と潜１象電位レベルの関係を表わす図、
第４図は同じ（Ｆ段現ｆ象ロールバイアス電位と潜像電
位レベルとの関係を表わす図、第５図は上段及びｒ段現
ｒ象ロールの印加バイアス電位と画質との関係を表わす
グラフである。第６図は本発明の反転現ｆ家法に用いる
２段ロール現ｒ象装置例の概略図、第７図は下段現像ロ
ールについてｄＴとｄＰの関係を示すグラフであり、第
８図は」二段及び下段ロールの速度九としの関係を示す
グラフである。 図中符号： １・・・感光体；２・・・上段現像ロール；３・・・Ｆ
段現［象ロール４′４・・・ホッパー；５，６・・・注
入電極兼用トリミング部材；７．８・・・バイアス電源
。 第　　１　　図 第　　２　　図 原鵡］シトラスト 第　　７ｍ ｄｐ、（ｍｍ） 慎　　８　　勝 イ １段口〜１漣康も（Ｘ珈）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体に形成した静電潜像を、互に近接して設けた第１
   の磁気ブラシロール及び第２の磁気ブラシロールで一成
   分磁性トナーを用いて現１象する反転現［象方法におい
   て、第１の磁気ブラシロール上及び第２の磁気プランロ
   ール上の磁気ブラシの現像領域における磁性トナーの充
   填密度をそれぞれ０．２〜０．７とし、第１の磁気ブラ
   シロールの移動速度Ｖｕ及び第２の磁気ブラシロールの
   移動速度ｖＬを感光体の移動速度Ｖｐに対してそれぞれ
   ２〜７倍とし、かつ第１及び第２の磁気ブラシロールの
   移動速度比（ｖ１／Ｍｕ）を０．５〜２とし、第１の磁
   気ブラシロールには背景部潜像電位と等電位もしくはそ
   れ以上のバイアス電圧を印加し、第２の磁気ブラシロー
   ルには背景部潜像電位の０．８倍以下のバイアス電圧を
   印加することを特徴とする反転現像方法。