JPH03105265A - トナー帯電量測定装置 - 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】 〔概　要〕 電子写真記録装置等の現像プロセスで用いられる二或分
現像剤、すなわち磁性体キャリヤとトナーとからなる二
或分現像剤のうちの現像剤成分を威すトナーの帯電量を
測定するトナー帯電量測定装置に関し、 ブローオフ法を導入したトナー帯電量測定装置であって
、ファラデーケージへのトナー付着を阻止して測定を正
確かつ迅速に達或し得るトナー帯電量測定装置を提供す
ることを目的とし、ファラデーケージに所定量の二成分
現像剤を導入し、ファラデーケージに高圧をガスを吹き
込んで二成分現像剤のうちのトナーをファラデーケージ
から高圧ガスと共に排出させ、ファラデーケージ内に残
された二或分現像剤のうちの磁性体キャリヤの電荷をフ
ァラデーケージを介して抽出して測定するトナー帯電量
測定装置において、ファラデーケージから高圧ガスと共
にトナーを排出させる際にファラデーケージへのトナー
の付着を阻止するように気体流を発生させる気体流発生
手段が設けられることを特徴とするトナー帯電量測定装
置を構或する。

〔産業上の利用分野） 本発明は電子写真記録装置等の現像プロセスで用いられ
る二成分現像剤、すなわち磁性体キャリヤとトナーとか
らなる二成分現像剤のうちの現像剤或分を威すトナーの
帯電量を測定するトナー帯電量測定装置に関する。

電子写真記録装置では、現像プロセスは記録画像の画質
に大きな影響を与える重要なプロセスのｌつであり、こ
の現像プロセスにおいて、トナーの帯電量は記録画像の
画質を左右する最も基本的なパラメータである。このた
め電子写真記録装置の開発、設計およびその維持管理に
おいては、トナーの帯電量を正確に把握することが必要
であり、トナーの帯電量を正確かつ迅速に測定すること
が求められている。

〔従来の技術〕

従来のトナー帯電量測定法の１つとして、ブローオフ法
が知られており、このブローオフ法では、所定量の二成
分現像剤に高圧ガス（例えば窒素ガス）を吹き付けて、
そこから粒径の小さなしかも軽量なトナーを吹き飛ばし
、次いでトナーと等価でしかも逆極性の電荷を持つ磁性
体キャリヤの帯電量を測定し、続いて磁性体キャリヤの
全質量を測定する。当初の二成分現像剤の全質量は既知
であるから、そこから磁性体キャリヤの全質量を差し引
くことによって、吹き飛ばされたトナーの全質量を知る
ことができる。したがって、磁性体キャリヤの帯電量を
トナーの全質量で割ることによって、単位質量当たりの
トナーの帯電量が測定されることになる。

第５図を参照すると、上述のブローオフ法を導入した従
来のトナー帯電量測定装置が概略的に示され、このトナ
ー帯電量測定装置はファラデーケージ１０を具備する。

ファラデーケージ１０は逆漏斗状の形態を持つ金属製ケ
ーシング１０ａと、この金属製ケーシング１０ａの下側
開口部に適用された金属製メッシュ１０ｂと、この金属
製メッシュ１０ｂの固定具１０ｃとからなる。また、ト
ナー帯電量測定装置は予め既知の容量を持つコンデンサ
１２を具備し、このコンデンサｌ２の一端側はファラデ
ーケージ１０の金属製ケーシング１２ａに接続され、そ
の他端側は接地される。更に、トナー帯電量測定装置は
電位差計ｌ４を具備し、この電位差計１４はコンデンサ
１２の両端側に接続されてその間の電位を測定し得るよ
うになっている。

第６図を参照すると、磁性体キャリヤＣとトナーＴとが
二或分現像剤中に存在する状態で示されている。すなわ
ち、、磁性体キャリヤＣとトナーＴとは二或分現像剤中
で互いに摩擦して逆極性の電荷を帯び、しかも磁性体キ
ャリヤＣの粒径はトナーＴの粒径よりも遥かに大きいの
で、トナーＴは磁性体キャリヤＣの周囲に静電的に付着
した状態となっている。このとき磁性体キャリヤＣの全
体が持つ電荷量とトナーＴの全体が持つ電荷量とは互い
に等価で逆極性となっている。なお、第６図の例では、
磁性体キャリヤＣが正の電荷に、またトナーＴが負の電
荷に帯電されているが、磁性体キャリヤＣが負の電荷に
、またトナーＴが正の電荷に帯電される逆の場合もある
。

第５図に示した従来のトナー帯電量測定装置の作動につ
いて述べると、先ず、磁性体キャリヤＣとトナーＴとが
第６図に示すような状態にある二成分現像剤の所定量を
ファラデーケージ１０の金属製ケーシング１０ａ内にそ
の上側開口部から導入し、次いで，金属製ケーシング１
０ａの上側開口部から高圧ガス（例えば、窒素ガス）を
該金属ケーシング１０ａ内に吹き込む。このような高圧
ガスの吹込みによって、磁性体キャリヤＣとトナーＴと
が互いに作用する静電的吸着力に抗して分離されると、
トナーＴは吹込み高圧ガスに同伴されて金属製メッシュ
１０ｂを通して金属製ケーシング１０ａの外部に排出さ
れ、一方粒径の大きな磁性体キャリヤＣは金属製ケーシ
ング１０ａ内に残される。なお、金属製メッシュ１０ｂ
の目がトナーＴの粒径よりも十分に大きく、しかも磁性
体キャリヤＣの粒径よりも十分に小さいことは言うまで
もない。

磁性体キャリヤＣ自体は導電性であるので、金属製ケー
シング１０ａ内に残された磁性体キャリヤＣの電荷は金
属製メッシュ１０ｂおよび金属製ケーシング１０ａを経
て、更に金属製ケーシング１０ａとコンデンサ１２との
間の導電路を経てコンデンサ１２に蓄えられる。コンデ
ンサ１２への蓄電が飽和した時点で電位差計１４の計測
値が読み取られ、これにより金属製ケーシングｌＯａ内
に残された磁性体キャリヤＣの全電荷量が測定され、こ
の全電荷量は金属製ケーシング１０ａから排出されたト
ナーＴが持っていた逆極性の全電荷量と等価である。な
お、コンデンサ１２の容量は上述したように既知である
。

次いで、金属製ケーシング１０ａから磁性体キャリヤＣ
が取り出されて、その全質量が測定され、これにより金
属製ケーシング１０ａから排出されたトナーＴの全質量
が計算されて、単位質量当たりの１・ナー帯電量が求め
られる。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、第５図に示したような従来のトナー帯電！Ｊ
：／ｆｌ！Ｊ定装置においては、金属製メッシュ１０ｂ
を通して排出されたトナーＴは軽量でしかも微細である
ために飛散し、その一部はファラデーケージ１０に、特
にその固定具１０ｃの環状下面に付着し得ることになる
。このような付着トナーＴの幾分かは高圧ガスの吹込み
によって除去される得るが、固定具１０ｃの環状下面に
付着したトナーＴの大部分は金属製メッシュ１０ｂを通
して吹き出される高圧ガスの影響を受けることはなく、
このため付着トナーＴが固定具１０ｃの環状下面から除
去され得ることはない， このようにファラデーケージ１０にトナーＴが付着する
と、上述したような磁性体キャリヤＣの電荷量の迅速な
測定が阻害されるだけでなく、その測定結果の信頼性も
損なわれることになる。というのは、付着トナーＴの幾
分かが除去されつつあるときには、コンデンサｌ２への
蓄電が終了しておらず、このためコンデンサ１２が完全
に蓄電されるまでの時間が長く、このため迅速な測定の
妨げになるからであり、また除去不可能な付着トナーＴ
が存在する場合にはその電荷の影響を受けて測定が不完
全なものとなるからである。なお、ファラデーケージ１
０に付着したトナーＴを刷毛あるいは布等で払拭して除
去することは可能ではあるが、その場合には刷毛あるい
は布等での払拭時に摩擦帯電が生じ、測定に重大な影響
を及ぼすことになるので、付着トナーＴの除去のために
刷毛あるいは布等を用いることはできない。

したがって、本発明の目的はブローオフ法を導入したト
ナー帯電量測定装置であって、ファラデーケージへのト
ナー付着を阻止して測定を正確かつ迅速に達威し得るト
ナー帯電量測定装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるトナー帯電量測定装置では、従来の場合と
同様に、ファラデーケージに所定量の二或分現像剤を導
入し、咳ファラデーケージに高圧をガスを吹き込んで二
或分現像剤のうちのトナーを該ファラデーケージから高
圧ガスと共に排出させ、該ファラデーケージ内に残され
た二或分現像剤のうちの磁性体キャリヤの電荷を該ファ
ラデーケージを介して抽出して測定する。しかし、本発
明によるトナー帯電量測定装置においては、ファラデー
ケージから高圧ガスと共にトナーを排出させる際に該フ
ァラデーケージへの該トナーの付着を阻止するように気
体流を発生させる気体流発生手段が設けられる点が特徴
とされる。

〔作　用〕

本発明によるトナー帯電量測定装置にあっては、気体流
発生手段から気体流が発生させられ、この気体流によっ
て、ファラデーケージから高圧ガスと共にトナーを排出
させる際に該ファラデーケージへの該トナーの付着が阻
止されることになる。

〔実施例〕

次に、添付図面の第１図ないし第４図を参照して、本発
明によるトナー帯電量測定装置の実施例について説明す
る。

先ず、第１図を参照すると、本発明によるトナー帯電量
測定装置の一実施例が示され、その構成要素の多くは第
５図に示したものと実質的に同じものである。したがっ
て、第１図では、第５図に示したトナー帯電量測定装置
の構或要素と同様な構成要素については同じ参照番号お
よび参照記号が用いられ、それら構或要素の説明につい
ては第５図の説明を援用することにする。

第１図に示すトナー帯電量測定装置には、ファラデーケ
ージｌＯから高圧ガスと共にトナーＴを排出させた際に
該ファラデーケージＩＯへのトナーＴの付着を阻止する
ための気体流発生手段ｌ６が設けられる。本実施例では
、気体流発生手段１６はエアガン１６ａからなり、この
エアガン１６ａからは高圧ガス給送用バイブ１６ｂが延
びて適当な高圧ガス源（図示されない）に接続される。

なお、かかる高圧ガス源は例えば高圧窒素ガス源であっ
てよい。第１図に示すように、エアガン１６ａはファラ
デーケージ１０から高圧ガスと共にトナーＴを排出させ
る際のトナーＴの排出方向に対してほぼ直角方向に高圧
ガス噴射流Ｂを発生させるように配置され、このとき高
圧ガス噴射流Ｂが固定具１０ｃの環状下面に接触するよ
うにされ、これにより固定具１０ｃの環状下面に付着し
たトナーＴは第１図に示すように除去され得ることにな
る。

固定具１０ｃの環状下面の直径はほぼ３０ｍ＋程度であ
り、そのような寸法の環状下面から一気にトナーＴを除
去するためにエアガン１６ａの高圧ジェット噴射口を３
０［１１１以上の幅広とすることが好ましい。しかしな
がら、エアガン１６ａの高圧ジェット噴射口を小さくし
てビーム状の高圧ジェット噴射流を形或するようにして
もよく、この場合には、エアガン１６ａを固定具１０ｃ
の環状周囲壁に対して接線方向に移動し得るようにする
か、あるいはエアガン１６ａを垂直軸線の回りで回動さ
せ得るようにすれば、かかるビーム状の高圧ジェット噴
射流によっても固定具１０ｃの環状下面の全面からトナ
ーＴを除去することが可能である。

第１図に示したようなトナー帯電量測定装置において、
二或分現像剤のトナー帯電量についての測定が以下に示
すような条件下で実際に行われた。

（１）　　試料　　　　　：０．８ｇ（キャリヤの平均
粒径ｉｏｏμ鋼、トナーの平均粒径１０μ）（２）金属
製メッシュ：５００メッシュ（３）吹込み高圧ガス：　
０．８　ｋｇ／ｃｄ（４）　　ジェット噴射流：　１．
５　ｋｇ／ｃｄ試料（二成分現像剤）０．８ｇをファラ
デーケージの金属製ケーシング１０ａ内に導入して、約
４０秒に亘っての高圧ガス（０　．　８　ｋｇ　／　ａ
ｌｌ　）を金属製ケーシング１０ａ内に吹き込み、その
間エアガンｌ６ａからジェット噴射流（１．５ｋｇ／ｃ
４）を噴出させた。

比較のために、エアガン１６ａを作動させない点を除い
てその他は同一条件で同様な測定を行った。

測定結果は第２図に示す通りである。同図において、特
性曲線ａは本発明による場合、特性曲線ｂは比較例（従
来）の場合である。特性曲線ａから明らかなように、本
発明によれば、高圧ガス吹込み開始時から約１４秒後に
はコンデンサｌ２への蓄電は終了するが、比較例の場合
（特性曲線ｂ）にはコンデンサ１２への蓄電が終了する
まで、高圧ガス吹込み開始時から約４０秒程掛かる。こ
れは明らかにファラデーケージ１０に付着したトナーに
よる影響である。コンデンサｌ２への蓄電の完了時での
特性曲線ａと特性曲線ｂとの間の差は比較例の場合の測
定の不正確さを示している。

第３図を参照すると、この実施例では、気体流発生手段
１６として吸引器１６ｃが用いられ、この吸引器１６ｃ
は漏斗状の形態を有する。第３図から明らかなように、
吸引器１６ｃの開口部はファラデーケージ１０の下側面
よりも大きく、その下側面を受け入れるように配置され
る。吸引器１６ｃは適当な真空装置例えば吸引ポンプ（
図示されない）に接続され、これによりファラデーケー
ジ１０から高圧ガスと共にトナーＴを排出させる際のト
ナーＴの排出方向とほぼ同じ方向に沿う吸引気体流が発
生させられる。したがって、ファラデーケージ１０から
排出される高圧ガスおよびトナーＴは吸引器１６ｃ内に
引き込まれ、その結果ファラデーケージｌＯへのトナー
Ｔの付着が阻止されることになる。

第４図を参照すると、第３図に示した実施例の変形例が
示され、ここで用いられる吸引器１６０′は第３図に示
されるものよりも小型にされ、その開口部の直径は固定
具１０ｃの半径方向幅よりも幾分大きい程度される。吸
引器１６０′も第３図の場合と同様に適当な真空装置例
えば吸引ポンプ（図示されない）に接続され、これによ
りファラデーケージ１０から高圧ガスと共にトナーＴを
排出させる際のトナーＴの排出方向とほぼ同じ方向に沿
う吸引気体流が発生させられる。吸引器１６０′は第３
図の場合とは異なって固定具１０ｃの環状下面に沿って
移動され、これにより該環状下面から付着トナーＴを真
空掃除機と同様な態様で除去することになる。

なお、上述の実施例では、ファラデーケージ内に残され
た磁性体キャリヤの電荷を測定するためにコンデンサお
よび電位差計が用いられたが、該電荷を検流計等でも測
定し得ることは言うまでもない。

〔発明の効果］ 以上の記載から明らかなように、本発明によるトナー帯
電量測定装置においては、ファラデーケージへのトナー
の付着が阻止されるので、トナー帯電量の測定を迅速か
つ正確に行うことが可能となり、その結果電子写真記録
装置の開発、設計およびその維持管理に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明によるトナー帯電量測定装置の一実施例
を示す概略断面図、第２図は第１図に示したようなトナ
ー帯電量測定装置によってトナー帯電量の測定を行った
際の測定結果を示すグラフ、第３図は本発明によるトナ
ー帯電量測定装置の別の実施例を示す概略断面図、第４
図は第３図の実施例の変形例を示す概略断面図、第５図
は従来のトナー帯電量測定装置の概略断面図、第６図は
二成分現像剤中に存在する磁性体キャリヤとトナーとと
の状態を示す図式図である。 １０・・・ファラデーケージ、１０ａ・・・金属製ケー
シング、１０ｂ・・・金属製メッシュ、１０ｃ・・・固
定具、１２・・・コンデンサ、ｌ４・・・電位差針、１
６・・・気体流発生手段、１６ａ・・・エアガン、１６
ｃ・１６０′・・・吸引器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ファラデーケージ（１０）に所定量の二成分現像剤
   を導入し、該ファラデーケージに高圧をガスを吹き込ん
   で二成分現像剤のうちのトナー（Ｔ）を該ファラデーケ
   ージから高圧ガス（Ａ）と共に排出させ、該ファラデー
   ケージ内に残された二成分現像剤のうちの磁性体キャリ
   ヤ（Ｃ）の電荷を該ファラデーケージを介して抽出して
   測定するトナー帯電量測定装置において、 前記ファラデーケージから高圧ガスと共にトナーを排出
   させた際に該ファラデーケージへの該トナーの付着を阻
   止するように気体流を発生させる気体流発生手段（１６
   ）が設けられることを特徴とするトナー帯電量測定装置
   。