JPH0415567A - One-component toner charge amount distribution measurement method - Google Patents
One-component toner charge amount distribution measurement methodInfo
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- JPH0415567A JPH0415567A JP11873890A JP11873890A JPH0415567A JP H0415567 A JPH0415567 A JP H0415567A JP 11873890 A JP11873890 A JP 11873890A JP 11873890 A JP11873890 A JP 11873890A JP H0415567 A JPH0415567 A JP H0415567A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、1成分系トナー粒子の帯電量分布測定方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for measuring the charge amount distribution of one-component toner particles.
[従来の技術]
近年、電子写真、静電記録、静電印刷等の画像形成装置
の普及に伴って、その用途も広範囲にわたり、画像への
品質要求は厳しくなってきている。ここで用いられるト
ナー粒子の特性、特に帯電量や粒径は最終的な複写画像
の画像濃度、鮮明度、かぶり等に太き(影響する為に電
子写真特性として重要な因子となっている。[Prior Art] In recent years, with the spread of image forming apparatuses such as electrophotography, electrostatic recording, and electrostatic printing, their uses have become widespread, and quality requirements for images have become stricter. The characteristics of the toner particles used here, particularly the amount of charge and the particle size, are important factors in electrophotographic characteristics because they greatly affect the image density, sharpness, fog, etc. of the final copied image.
従来、帯電量の測定はブローオフ法がよ(知られている
が、これだけでは電子写真特性の情報量としては不十分
である。つまりトナー粒子1個の個々の帯電量がどのよ
うになっているかが電子写真特性としては重要である。Traditionally, the blow-off method has been used to measure the amount of charge (this is known, but this method alone is not sufficient to provide information on the electrophotographic characteristics. In other words, it is difficult to measure the amount of charge on each individual toner particle. is important as an electrophotographic property.
このようなトナーの帯電量分布を測定する方法としてい
くつかの提案が為されている。Several proposals have been made as methods for measuring the charge amount distribution of toner.
例えば、特開昭57−79958号公報に定速気流中の
1〜ナ一粒子を電界により偏向させ、一定時間後の偏向
量からトナーの帯電量分布を測定する方法が提案されて
いる。しかしながら、トナー粒子は場合によっては広い
粒径分布を有しており、粒径との対応が分からなければ
有効な帯電量分布とは言えない。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-79958 proposes a method in which one to five particles in a constant velocity airflow are deflected by an electric field, and the toner charge distribution is measured from the amount of deflection after a certain period of time. However, toner particles sometimes have a wide particle size distribution, and unless the correspondence with the particle size is known, it cannot be said that the charge amount distribution is effective.
このような問題を解決する方法として、特開昭61−2
77071号公報が提案されている。これは、定速気流
、電界および振動波中のトナー粒子の偏向度、振動位相
より、トナー粒子の粒径に対応した帯電量分布を求める
ものである。これは、非常に有効な方法であるが、これ
らの測定法の最も重要な点は、現像系に近い形でトナー
の帯電量を測定することである。従って、帯電トナーを
現像剤からいかに現像系に近い形で分離し、測定部へ搬
送するかが重要である。上記方法は、分離された後の帯
電トナーの測定を前提としているので実際の現像と相関
がとれない場合がある。As a method to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2
No. 77071 has been proposed. This method determines the charge amount distribution corresponding to the particle size of toner particles from the degree of deflection and vibration phase of toner particles in a constant velocity airflow, electric field, and vibration waves. Although this is a very effective method, the most important point of these measurement methods is that the amount of charge on the toner is measured in a manner close to the developing system. Therefore, it is important to separate the charged toner from the developer in a form close to the developing system and convey it to the measuring section. Since the above method is based on the measurement of charged toner after being separated, it may not correlate with actual development.
そこで、2成分系現像剤のキャリア粒子からトナー粒子
を分離する方法として特開昭57−79958号公報、
特開昭63−263475号公報等では、圧縮空気によ
りキャリア粒子からトナー粒子を分離する方法が提案さ
れている。しかし、これらはキャリア粒子のかげとなり
圧縮空気が有効に効かないトナー粒子が存在する為、キ
ャリア粒子からすべてのトナー粒子を分離することが難
しく、すべてのトナー粒子の帯電量分布を測定すること
は困難である。また、特開昭60−8758号公報では
、現像容器の下方にメツシュを用いることによりトナー
粒子をキャリア粒子から分離する方法が提案されている
。この方法ではキャリア粒子を捕集する為にメツシュが
かなり細かくなっており、トナー粒子はメツシュを通り
抜ける際にメツシュとの摩擦により再帯電を生じ、正確
な帯電量分布の測定が困難となる場合がある。Therefore, as a method for separating toner particles from carrier particles of a two-component developer, Japanese Patent Laid-Open No. 57-79958 discloses a method for separating toner particles from carrier particles of a two-component developer.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-263475 proposes a method of separating toner particles from carrier particles using compressed air. However, since some toner particles are hidden by carrier particles and compressed air is not effective, it is difficult to separate all toner particles from carrier particles, and it is difficult to measure the charge distribution of all toner particles. Have difficulty. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-8758 proposes a method of separating toner particles from carrier particles by using a mesh below the developer container. In this method, the mesh is quite fine in order to collect carrier particles, and when the toner particles pass through the mesh, they are recharged due to friction with the mesh, which may make it difficult to accurately measure the charge amount distribution. be.
このような問題を解決する方法として特開昭64−80
969号が提案されている。これは、電界によりトナー
粒子とキャリア粒子間のクーロン力を弱め、この状態で
空気流を吹き付けることでトナー粒子をキャリア粒子か
ら分離するものである。しかし、この方法は最終的なト
ナー粒子の分離を空気流に頼る為、すべてのトナー粒子
を分離することが難しく、よって、正しくトナー粒子の
帯電量分布を測定することが困難な場合が生じる。As a method to solve such problems, JP-A-64-80
No. 969 has been proposed. This method uses an electric field to weaken the Coulomb force between toner particles and carrier particles, and in this state, blows an air stream to separate the toner particles from the carrier particles. However, since this method relies on airflow for final separation of toner particles, it is difficult to separate all toner particles, and therefore it may be difficult to accurately measure the charge amount distribution of toner particles.
これまで述べてきたトナー帯電量分布の測定方法は、キ
ャリア粒子とトナー粒子とからなる2成分系現像剤につ
いて提案されており、1成分系トナー粒子の帯電量分布
測定については問題があると考えられる。すなわち、こ
れらの如く主に空気流を用いる方法では、1成分系トナ
ー粒子の帯電量分布を正しく測定することは困難である
。1成分系トナー粒子の帯電量分布測定は、2成分系現
像剤の場合の如きトナー粒子とキャリア粒子の分離とい
う問題からは免れるが、実際の電子写真システム等の中
での現像時のトナー粒子の摩擦帯電と対応のとれる帯電
量分布を測定する為には、2成分系現像剤の場合よりも
大きな困難がある。The method for measuring the toner charge distribution described so far has been proposed for two-component developers consisting of carrier particles and toner particles, and it is thought that there is a problem with measuring the charge distribution of single-component toner particles. It will be done. That is, with these methods that mainly use air flow, it is difficult to accurately measure the charge amount distribution of one-component toner particles. Measuring the charge amount distribution of one-component toner particles is free from the problem of separation of toner particles and carrier particles as in the case of two-component developers, but the measurement of toner particle distribution during development in an actual electrophotographic system It is more difficult than in the case of two-component developers to measure the charge amount distribution that corresponds to the triboelectric charge of the two-component developer.
即ち、トナー粒子担持体上に薄層コートされた1成分系
l・ナーをトナー粒子担持体から分離する手段として空
気流等を用いる場合、薄層コートされたトナー層はトナ
ー粒子担持体上で吹き寄せられトナー粒子担持体表面と
再帯電を生ずる、あるいは不均一なトナーツー1〜層と
なり帯電量分布が変化してしまう等の不都合が生じる上
に、トナー粒子がトナー粒子担持体上から分離するとい
うよりはトナー粒子担持体上で滑ってしまい測定部にト
ナー粒子がうまく搬送されない場合がある。That is, when an air flow or the like is used as a means for separating the one-component l-toner coated in a thin layer onto the toner particle carrier, the toner layer coated in a thin layer is separated from the toner particle carrier. In addition to causing problems such as recharging with the surface of the toner particle carrier when the toner particles are blown or becoming an uneven toner layer and changing the charge amount distribution, the toner particles may separate from the toner particle carrier. Otherwise, the toner particles may slip on the toner particle carrier and the toner particles may not be properly conveyed to the measuring section.
このような空気流によるトナー粒子の分離方法に対し、
電界のみでトナー粒子を分離する方法が特開昭62−5
8175号公報に提案されている。この方法は、絶縁体
からなるスリーブの内部に埋め込められた2電極間に交
番電界を印加し、この交番電界により絶縁スリーブ表面
に担持される2成分現像剤から1−ナー粒子を分離し、
測定部へ自由落下させトナー粒子の帯電量分布を測定す
るものである。しかし、この方法においては使用するス
リーブが特殊なものであり、実際の現像系と対応をとる
ことが困難であるばかりでなく、印加された交番電界が
実質上スリーブ内部に発生することになり、分離された
トナー粒子は漏れた電界による力を受けたもので、測定
以前に帯電量分布の偏ったトナー粒子になる可能性があ
る。更に、すべてのトナー粒子を分離する為にはより強
い電界を必要とする為、スリーブ表面で沿面放電を生じ
てしまう可能性もある。In contrast to this method of separating toner particles using air flow,
A method for separating toner particles using only an electric field was published in Japanese Patent Application Laid-open No. 62-5.
This is proposed in Publication No. 8175. In this method, an alternating electric field is applied between two electrodes embedded inside an insulating sleeve, and the alternating electric field separates 1-ner particles from the two-component developer supported on the surface of the insulating sleeve.
This is to measure the charge amount distribution of toner particles by allowing them to fall freely to a measuring section. However, in this method, the sleeve used is special, and not only is it difficult to correspond to the actual developing system, but the applied alternating electric field is essentially generated inside the sleeve. The separated toner particles are subjected to a force due to the leaked electric field, and there is a possibility that the toner particles have a biased charge distribution even before measurement. Furthermore, since a stronger electric field is required to separate all the toner particles, creeping discharge may occur on the sleeve surface.
以上のように、未だ]成分系トナー、特に磁性トナーも
含め、正しく帯電量分布を測定する方法は提案されてい
ない。As described above, no method has yet been proposed for accurately measuring the charge amount distribution of component-based toners, especially magnetic toners.
そこで本発明者らは、1成分系トナーの帯電量分布測定
において、導電部材を有するトナー粒子担持体上に薄層
コートされた1成分系トナー粒子を、l・ナー粒子担持
体と該トナー粒子担持体に対向する電極との間に生ずる
電界によって剥離せしめ、電界及び空気流により帯電量
分布測定部に搬送し、帯電量分布を測定方法を提案した
。Therefore, in measuring the charge amount distribution of a one-component toner, the present inventors conducted a research in which one-component toner particles coated in a thin layer on a toner particle carrier having a conductive member were mixed with an L-toner particle carrier and the toner particles. We proposed a method for measuring the charge distribution by peeling off the support by an electric field generated between the support and an electrode facing it, and transporting it to a charge distribution measurement unit by the electric field and air flow.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来の方法においては、■、トナー
の帯電量あるいは帯電極性によっては、トナー粒子担持
体から帯電したトナー粒子を剥離させるのに時間がかか
る、あるいは、印加した電界を再度調節し直さなければ
ならない場合が生じる、
■、また、実際の系においては、トナー粒子担持体との
摩擦帯電が生じるため、帯電量の測定値と実際の値の対
応をとる必要がある、といったような問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above conventional method, (1) depending on the amount of charge or charge polarity of the toner, it takes time to peel off the charged toner particles from the toner particle carrier; There may be cases where the applied electric field has to be readjusted. Also, in actual systems, frictional charging occurs with the toner particle carrier, so it is necessary to correspond between the measured value of the amount of charge and the actual value. There are issues such as the need for
すなわち、本発明の目的とするところは、」二連のよう
な問題点を解消した1成分系トナーの帯電量分布測定方
法を提供することにある。That is, an object of the present invention is to provide a method for measuring the charge amount distribution of a one-component toner, which eliminates the problems such as "double charge".
[課題を解決するための手段及び作用]本発明の特徴と
するところは、
1成分系トナーをトナー粒子担持体に担持させ、該トナ
ー粒子担持体とこれに対向する電極との間に電圧を印加
することで電界を発生させて、該トナー粒子担持体に担
持された1成分系トナー粒子を剥離せしめ、さらに該電
界および空気流により剥離した帯電1成分系トナー粒子
を帯電量分布測定部に搬送して帯電量を測定する1成分
系トナー帯電量分布測定方法において、
前記トナー粒子担持体に1成分系トナー粒子な薄層にコ
ートし、かつ、前記電界として交番電界を適用する1成
分系トナー帯電量分布測定方法としている点にある。[Means and effects for solving the problems] The present invention is characterized by: A one-component toner is supported on a toner particle carrier, and a voltage is applied between the toner particle carrier and an electrode facing the toner particle carrier. By applying an electric field, the one-component toner particles supported on the toner particle carrier are peeled off, and the charged one-component toner particles peeled off by the electric field and air flow are sent to the charge amount distribution measuring section. A one-component toner charge amount distribution measuring method in which the charge amount of a one-component toner is measured by transporting the toner, the one-component toner particle carrier being coated with a thin layer of one-component toner particles, and an alternating electric field being applied as the electric field. This method uses a toner charge amount distribution measurement method.
また、前記交番電界として、特に矩形波を用いる点をも
特徴とするものである。Another feature is that a rectangular wave is particularly used as the alternating electric field.
かかる手段によれば、トナーの帯電量及び帯電の極性に
よらず、トナー粒子担持体上のトナー粒子をすべて剥離
することが可能となり、かつ、実際の現像に供される帯
電トナーの帯電量を測定することが可能となる。According to this means, it is possible to peel off all the toner particles on the toner particle carrier regardless of the charge amount and polarity of the toner, and the charge amount of the charged toner to be used for actual development can be controlled. It becomes possible to measure.
以下、本発明の構成及び作用について実施例を用いて詳
述する。Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be explained in detail using examples.
[実施例]
第1図に示すのは、本発明に係る帯電量分布測定方法を
適用する場合の装置の一例である。かかる装置は大別し
て、トナー粒子1の分離・搬送部Aと、測定部Bに分れ
ている。先ず、分離・搬送部Aについて述べると、1は
帯電している1成分系トナー粒子、2は該1成分系トナ
ー粒子1を支持することが可能なトナー粒子担持体であ
って、アルミニウム、ステンレス等の金属あるいは、前
述金属表面にゴム、樹脂層等を有した板状1円筒状の部
材であり、必要に応じてトナー粒子担持面を粗いものと
しても良い。さらにトナー粒子担持面の反対面(裏面)
に磁石7を配設し、前述したトナー粒子1が磁性体を含
む場合の支持力としても良い。3はトナー粒子担持体2
との間に電界を発生させる為の電極板であって、アルミ
ニウム。[Example] FIG. 1 shows an example of an apparatus to which the charge amount distribution measuring method according to the present invention is applied. This apparatus is roughly divided into a toner particle 1 separation/transport section A and a measurement section B. First, regarding the separation/transport section A, reference numeral 1 denotes charged one-component toner particles, and 2 denotes a toner particle carrier capable of supporting the one-component toner particles 1, which are made of aluminum or stainless steel. It is a plate-like cylindrical member having a rubber, resin layer, etc. on the metal surface, and the toner particle supporting surface may be roughened as necessary. Furthermore, the opposite side (back side) of the toner particle supporting surface
A magnet 7 may be provided to provide a supporting force when the above-described toner particles 1 include a magnetic material. 3 is a toner particle carrier 2
An electrode plate for generating an electric field between aluminum and aluminum.
鉄等の導電性の金属、あるいはこれら金属表面を防錆目
的の金等でメツキしたものからなる。また、かかる電極
板3には、トナー粒子担持体2から電界によって分離さ
れたトナー粒子1を搬送部、測定部へ取り込む為のスリ
ット6が設けられている。10はトナー粒子担持体2と
電極板3との間に電界を発生させる為の電源であり、本
実施例においては、交番電界発生用交流電源となってい
る。また、電源10はグランドと電極板3との間に設置
されているが、グランドとトナー粒子担持体2との間に
設置しても何ら問題はない。It is made of conductive metal such as iron, or the surface of these metals is plated with gold or the like for rust prevention purposes. Further, the electrode plate 3 is provided with a slit 6 for taking the toner particles 1 separated from the toner particle carrier 2 by the electric field into the conveying section and the measuring section. Reference numeral 10 denotes a power source for generating an electric field between the toner particle carrier 2 and the electrode plate 3, and in this embodiment, it is an AC power source for generating an alternating electric field. Further, although the power source 10 is installed between the ground and the electrode plate 3, there is no problem if it is installed between the ground and the toner particle carrier 2.
次に、測定部Bについて述べる。測定部Bは、帯電量検
知部21.演算部22.コンプレッサー31からなり、
帯電量検知部21は、トナー粒子の分離・搬送部Aから
一定空気流に乗って送られてくる個々のトナー粒子の帯
電量を、第2図(b)に示すファラデーゲージ法、ある
いは第2図(a)に示す一定電界による荷電粒子の偏向
を用いたイオンスペクトル法(静電気ハンドブック、オ
ーム社刊)により測定する。さらに、後述するレーザー
ドツプラ一方法等を併用することで粒径をも測定するこ
とが可能である。ここで測定された値は、演算部22へ
送られ、必要な形式のデータ、例えばQ/m比重電荷量
、 Q/d比直径電荷量及び粒径分布として出力される
。Next, measurement section B will be described. The measurement unit B includes a charge amount detection unit 21. Arithmetic unit 22. Consisting of 31 compressors,
The charge amount detection section 21 detects the charge amount of each toner particle sent in a constant air flow from the toner particle separation/conveyance section A using the Faraday gauge method shown in FIG. 2(b) or the second method. The measurement is performed by the ion spectrometry method (Static Electricity Handbook, published by Ohmsha) using the deflection of charged particles by a constant electric field as shown in Figure (a). Furthermore, the particle size can also be measured by using the laser Doppler method described later. The values measured here are sent to the calculation unit 22 and output as data in a necessary format, for example, Q/m specific gravity charge amount, Q/d ratio diameter charge amount, and particle size distribution.
かかる測定方法について第2図に基づき説明を加えると
、第2図(a)に示すものは、レーザードツプラー法を
用いた帯電量と粒径な測定する方法である。図中の21
1a、211.bは、振動電極であり、212は振動発
生装置である。To explain this measuring method based on FIG. 2, the one shown in FIG. 2(a) is a method for measuring the amount of charge and particle size using the laser Doppler method. 21 in the diagram
1a, 211. b is a vibrating electrode, and 212 is a vibration generator.
よく知られているように、一定の周波数にて振動してい
る空気場に存在する微小粒体は、空気振動に追従して振
動する。このとき、粒体の慣性力により、大きな粒体は
ど基準の振動から遅れて振動する。また、上記電極に電
圧を加えると、粒体はその粒径、帯電量、印加された電
圧による電界とにより、電界方向に偏移する。従って、
粒体の空気振動に対する振動の位相遅れと電界による偏
移度を測定することで、粒体の粒径と帯電量が求められ
る。As is well known, microparticles existing in an air field vibrating at a constant frequency vibrate following the air vibrations. At this time, due to the inertial force of the grains, the large grains vibrate with a delay from the standard vibration. Further, when a voltage is applied to the electrode, the particles are shifted in the direction of the electric field depending on the particle size, the amount of charge, and the electric field caused by the applied voltage. Therefore,
By measuring the phase delay of the vibration of the particles relative to the air vibration and the degree of deviation due to the electric field, the particle size and charge amount of the particles can be determined.
本実施例においては、レーザー発生装置213とレーザ
ー受光装置214とを配し、レーザードツプラー法を用
いることにより、帯電トナー粒子1の空気振動に対する
位相遅れと電界による偏移速度を測定し、この測定量を
第1図中の演算部22で演算することにより、トナー粒
子1の粒径と帯電量を得ている。In this embodiment, a laser generator 213 and a laser receiver 214 are arranged, and the laser Doppler method is used to measure the phase delay of the charged toner particles 1 with respect to air vibration and the shift speed due to the electric field. The particle size and charge amount of the toner particles 1 are obtained by calculating the measured amounts in the calculating section 22 in FIG.
また、測定方法としては、第2図(a)の如くには限ら
ず、例えば、第2図(b)の如(でもよい。Further, the measurement method is not limited to the one shown in FIG. 2(a), but may be, for example, the one shown in FIG. 2(b).
すなわち、レーザー発生部213からレーザーを発生さ
せ、発生レーザーを窓217を通してレーザー受光部2
14に入れ、トナー粒子1の空気流方向の速度を、レー
ザードツプラー法により測定する。That is, a laser is generated from the laser generator 213, and the generated laser is passed through the window 217 to the laser receiver 2.
14, and the velocity of the toner particles 1 in the air flow direction is measured by the laser Doppler method.
周知のように、空気流中を落下している微小粒体の空気
流に対する相対落下速度を測定することにより、粒体の
径を求めることができる。従って、上記レーザードツプ
ラー法により、トナー粒子1の相対落下速度を求め、演
算部22 (a)により演算することにより、トナー粒
子1の粒径な得ることができる。As is well known, the diameter of a particle can be determined by measuring the relative falling speed of a microparticle falling in an airflow with respect to the airflow. Therefore, the particle size of the toner particles 1 can be obtained by determining the relative falling speed of the toner particles 1 using the laser Doppler method and performing calculations in the calculation section 22 (a).
また、トナー粒子1により、検出電極218に誘起され
る電荷を、電荷測定装置22 (b)で測定することに
より、トナー粒子1の帯電量を測定することができる。Furthermore, the amount of charge on the toner particles 1 can be measured by measuring the charge induced on the detection electrode 218 by the toner particles 1 using the charge measuring device 22 (b).
次に、コンプレッサー31は、上記分離・搬送部A、測
定部Bを通じて、帯電したトナー粒子1を一定の流速で
移動させる為の空気流れを発生させる役目を持ち、測定
しようとするトナー粒子1の中心粒径、密度2表面形状
により、適宜その吸弓力を調節することが好ましい。Next, the compressor 31 has the role of generating an air flow to move the charged toner particles 1 at a constant flow rate through the separation/transport section A and the measurement section B, and the compressor 31 has the role of generating an air flow to move the charged toner particles 1 at a constant flow rate. It is preferable to adjust the bow-sucking force appropriately depending on the central particle size, density, and surface shape.
次に、トナー粒子担持体2と電極板3との間に印加する
電界について詳述する。通常、1〜ナ一粒子担持体2上
のトナー粒子1は、現像系に近い形で規制部材4により
薄層にコートされ、同時に摩擦帯電している。このとき
規制部材は、ステンレス、鉄等の磁性ブレード、あるい
はウレタンのごとき弾性ローラー、弾性ブレード等より
なり、その他トナー粒子を薄層にコート可能ならしめる
ものであれば何ら差支えない。このように薄層にコート
されたトナー粒子1は、通常10数pm〜数μmの直径
であり、個々のトナー粒子について帯電極性を揃えるこ
とは非常に困難である。すなわち、l・ナー粒子1には
、正負いずれの極性をも存在していることが容易に考え
られる。Next, the electric field applied between the toner particle carrier 2 and the electrode plate 3 will be described in detail. Normally, the toner particles 1 on the particle carrier 2 are coated in a thin layer by a regulating member 4 in a form similar to that of a developing system, and at the same time are triboelectrically charged. At this time, the regulating member may be made of a magnetic blade made of stainless steel, iron, etc., an elastic roller or elastic blade made of urethane, or any other material that can coat the toner particles in a thin layer. The toner particles 1 coated in a thin layer in this manner usually have a diameter of 10-odd pm to several μm, and it is very difficult to make the charging polarity of each toner particle uniform. That is, it is easily considered that the l·ner particles 1 have both positive and negative polarities.
この為、直流電界のみを分離電界とした場合、一方の極
性に偏ったトナー粒子しか捕集できないばかりでなく、
正負トナー粒子の凝集体は分離されすら(、正確な帯電
量分布がつかめない可能性がある。For this reason, if only a DC electric field is used as a separating electric field, not only can only toner particles biased toward one polarity be collected;
Even if aggregates of positive and negative toner particles are separated, it is possible that accurate charge amount distribution cannot be determined.
そこで、この分離にかかる電界を第3図に示すような交
番電界とすることで、正負両極性のトナーを抽出するも
のである。Therefore, by setting the electric field involved in this separation to an alternating electric field as shown in FIG. 3, toner of both positive and negative polarities can be extracted.
第3図(a)は、一般に正弦波と呼ばれる波形で、時間
の経過に従って印加電圧が徐々に増加、減少していくも
ので、電界も徐々に増減を繰り返す。この交番電界を第
1図に示す電極板3に印加し、トナー粒子担持体2を接
地すると、矢印にの方向に電圧の波がある場合、電気力
線が電極板3からトナー粒子担持体2へ向き、負極性に
帯電したトナー粒子1が後に述べる拘束力よりも強い電
界がかかるとトナー粒子担持体2から分離し、徐々に増
加する電界によって加速され電極板3に向っていく。さ
らに、印加する交番電圧が矢印の反対の(−)側の方向
になると、トナー粒子1を減速させ、速度がOになる前
に電極板3の近傍進達することのできたトナー粒子1は
、スリット6から分離・搬送部A内部に向って流入する
空気流(矢印5)によって吸い込まれ、さらにこの空気
流に載って測定部Bに流入していくこととなる。FIG. 3(a) shows a waveform generally called a sine wave, in which the applied voltage gradually increases and decreases as time passes, and the electric field also gradually increases and decreases repeatedly. When this alternating electric field is applied to the electrode plate 3 shown in FIG. When the negatively charged toner particles 1 are applied with an electric field stronger than the restraining force described later, they separate from the toner particle carrier 2, and are accelerated by the gradually increasing electric field and move toward the electrode plate 3. Further, when the applied alternating voltage is in the opposite (-) direction of the arrow, the toner particles 1 are decelerated, and the toner particles 1 that were able to reach the vicinity of the electrode plate 3 before the speed reaches O are slit. It is sucked in by the air flow (arrow 5) flowing into the separating/conveying section A from 6, and then flows into the measuring section B along with this air flow.
一方、印加する正弦波交番電界が(−)の側に偏ると、
正極性に帯電したトナー粒子1がトナー粒子担持体2か
ら分離され、測定にかかることとなる。On the other hand, if the applied sinusoidal alternating electric field is biased toward the (-) side,
The positively charged toner particles 1 are separated from the toner particle carrier 2 and subjected to measurement.
次に、印加される交番電界の条件について述べる。印加
される交番電界は、1〜ナ一粒子担持体2上から帯電し
たトナー粒子1を分離するに足る強さが必要とされるが
、印加できる電界の上限はトナー粒子担持体2と電極板
3との距離L(第1図に示す)によって決められる。す
なわち、印加すべき電界の下限は、帯電しているトナー
粒子が非磁性の場合、帯電量と粒径によって決まる鏡映
力とファンデルワールス力等の分散力を合わせた力より
も、電界によってトナー粒子が受ける力が大きくなるよ
うに定める必要がある。Next, the conditions of the applied alternating electric field will be described. The applied alternating electric field needs to be strong enough to separate the charged toner particles 1 from the particle carrier 2, but the upper limit of the electric field that can be applied is between the toner particle carrier 2 and the electrode plate. 3 (as shown in FIG. 1). In other words, if the charged toner particles are non-magnetic, the lower limit of the electric field to be applied is determined by the electric field, which is greater than the sum of the reflection force determined by the amount of charge and the particle size, and the dispersion force such as van der Waals force. It is necessary to set the force so that the force applied to the toner particles is large.
また、トナー粒子が内部に磁性体を有する磁性トナーの
場合、一般にトナー粒子担持体2の内部に磁石を設ける
が、この磁気力を鏡映力5分散力に加えたものが分離電
界を決定する目安となる。In addition, in the case of a magnetic toner in which the toner particles have a magnetic substance inside, a magnet is generally provided inside the toner particle carrier 2, and the addition of this magnetic force to the reflection force 5 dispersion force determines the separation electric field. This is a guideline.
電界の上限は、前述の距離りによって一義的に決まる。The upper limit of the electric field is uniquely determined by the distance described above.
すなわち、本方法を空気中で用いる場合、印加電界を安
定して得る為に、パッシェンの法則によって規定される
電界以下に抑える必要がある。この法則で決められる電
界よりも強い電界が印加されると、電極間で火花放電が
起こるため、パッシェンの法則によって示される放電開
始電界よりも10%程度低(抑えておく必要があり、こ
の値を越えない範囲で最大の電界を印加すればよい。That is, when this method is used in air, in order to obtain a stable applied electric field, it is necessary to suppress the electric field to less than the electric field defined by Paschen's law. If an electric field stronger than the electric field determined by this law is applied, a spark discharge will occur between the electrodes, so this value is about 10% lower than the discharge starting electric field indicated by Paschen's law. It is sufficient to apply the maximum electric field within a range not exceeding .
次に、印加する交番電界の周波数について述べる。−度
、この交番電界によって分離されたトナー粒子1は、逆
方向成分の交番電界とトナー粒子担持体2からの鏡映力
によって引き戻されなければ、電極板3からの鏡映力及
び空気吸入力によって測定系に取り込まれる。従って、
印加する交番電界の周波数は、少な(ともトナー粒子担
持体2からの鏡映力を十分考慮して定める必要があり、
この鏡映力以外に磁界による引き戻し力をもつ場合には
、十分なる時間同極性の電界が印加されていることが好
ましい。これら引き戻し力に比較して短時間で電界が交
番した場合、トナー粒子はトナー粒子担持体表面付近で
振動することとなる。Next, the frequency of the applied alternating electric field will be described. If the toner particles 1 separated by this alternating electric field are not pulled back by the alternating electric field with the opposite component and the reflected force from the toner particle carrier 2, the reflected force from the electrode plate 3 and the air suction force is taken into the measurement system by Therefore,
The frequency of the alternating electric field to be applied needs to be determined with sufficient consideration given to the reflection force from the toner particle carrier 2.
When a pullback force due to a magnetic field is present in addition to this reflection force, it is preferable that an electric field of the same polarity is applied for a sufficient period of time. If the electric field alternates in a short time compared to these pulling forces, the toner particles will vibrate near the surface of the toner particle carrier.
また、ここで測定されるトナー粒子]は、その帯電量に
よって分離される電界が異っており。Furthermore, the electric field that separates the toner particles measured here differs depending on the amount of charge.
般に、帯電したトナー粒子は種々の大きさに帯電してい
るものである。第3図(a)の正弦波で表現される交番
電界では、矢印にの方向へ電界が増加すると、トナー粒
子担持体2及びその内部に帯電トナー粒子に対して電界
力以外の拘束力を持たない場合には、帯電トナー粒子l
のうち粒径が大きいものあるいは帯電量が少ないものが
初期に分離し、電界が強(なるに従って粒径の小さいも
の帯電量の大きなものが分離されることとなる。Generally, charged toner particles are charged to various sizes. In the alternating electric field expressed by the sine wave in FIG. 3(a), when the electric field increases in the direction of the arrow, a restraining force other than the electric field force is exerted on the toner particle carrier 2 and the charged toner particles inside it. If not, charged toner particles l
Among them, those with a large particle size or a small amount of charge are separated initially, and as the electric field becomes stronger (as the electric field becomes stronger, particles with a smaller size and a larger amount of charge are separated).
すなわち、より効率よ(トナー粒子を捕集する為には、
徐々に変化する電界よりも、第3図(b)に示すごとく
、正弦波電界における実効値の等しい矩形波電界を印加
する方が、強い電界が印加される時間がより多く取れる
こととなり、捕集できるトナー粒子の数が増加すること
となる。In other words, it is more efficient (to collect toner particles,
As shown in Figure 3(b), applying a rectangular wave electric field with the same effective value as a sine wave electric field allows more time for a strong electric field to be applied, as shown in Figure 3(b), than a gradually changing electric field. The number of toner particles that can be collected will increase.
但し、この場合印加する矩形波のP−P値が正ナー粒子
の速度が短時間で増加し、電極板3へ速(達し、正弦波
より捕集が速やかに行われる。However, in this case, the PP value of the applied rectangular wave increases the velocity of the toner particles in a short time, reaches the electrode plate 3, and is collected more quickly than the sine wave.
さらに、この矩形波による交番電界は、実効値を正弦波
のそれと等しくするとP−Pの値に余裕が生じ、正弦波
のP−P値に近づけるには、第3図(c)に示すように
4倍までP−P値が増加できる。Furthermore, if the effective value of the alternating electric field due to this rectangular wave is made equal to that of a sine wave, there will be a margin in the P-P value, and in order to make it close to the P-P value of the sine wave, as shown in Figure 3 (c). The P-P value can be increased by up to 4 times.
この場合、トナー粒子には正弦波の最大値に等しい電界
力が半周期の間印加されることとなり、電極板3に到達
するトナー粒子の速度がより増加し、正極性、負極性を
合わせたトナー粒子の捕集力は最大のものが得られるこ
ととなる。また、かかるP−P値は、先に述べた放電開
始電界を越えない範囲で設定することは言うまでもない
。In this case, an electric field force equal to the maximum value of the sine wave is applied to the toner particles for half a period, and the speed of the toner particles reaching the electrode plate 3 increases, and the positive and negative polarities are combined. The maximum collecting power for toner particles can be obtained. It goes without saying that the P-P value should be set within a range that does not exceed the discharge starting electric field mentioned above.
次に、各部の諸条件について詳述する。トナー粒子が磁
性トナーでありその粒子径が3〜15pmの場合、規制
部材4としてステンレスブレードを用いればトナー粒子
担持体2と規制部材4の先端との距離は50μm〜30
0 ILmが好ましく、トナー粒子1は規制部材4によ
ってトナー粒子担持体2を回転させることでトナー層3
〜20層程度の薄層にコートされる。Next, the conditions of each part will be explained in detail. When the toner particles are magnetic and have a particle size of 3 to 15 pm, if a stainless steel blade is used as the regulating member 4, the distance between the toner particle carrier 2 and the tip of the regulating member 4 will be 50 to 30 μm.
0 ILm is preferable, and the toner particles 1 are transferred to the toner layer 3 by rotating the toner particle carrier 2 by the regulating member 4.
It is coated in a thin layer of ~20 layers.
トナー担持体2と電極3との距離は、50pm以上3m
m以下であって、好ましくは100 ILm以上2mm
以下に設定することが良い。50pm未満に設定した場
合、トナー粒子担持体2の精度等でリークが発生し易く
なるとともに、スリット6から流入する風でトナー粒子
の分離も発生してしまい、正確な測定が難しくなる。ま
た、3mmを越えて設定した場合、印加する交番電圧を
大きくする必要があり、スリット6の端面等で放電を生
じる可能性がある。あるいは、外部にもれる電界が強(
なり、測定部以外にトナー粒子が飛散してしまう可能性
がある。The distance between the toner carrier 2 and the electrode 3 is 50 pm or more and 3 m.
m or less, preferably 100 ILm or more and 2 mm
It is recommended to set the following. If it is set to less than 50 pm, leaks are likely to occur due to the accuracy of the toner particle carrier 2, and the toner particles will also be separated due to the wind flowing in from the slit 6, making accurate measurement difficult. Moreover, if it is set to exceed 3 mm, it is necessary to increase the applied alternating voltage, and there is a possibility that discharge will occur at the end face of the slit 6, etc. Or, the electric field leaking to the outside is strong (
Therefore, there is a possibility that toner particles may be scattered outside the measuring section.
次に、印加する交番電界であるが、粒径3〜15pm、
帯電量の絶対値が最大100pc/g程度のトナー粒子
を十分分離する為には、トナー粒子担持体2と電極板3
間の距離を400〜600ILmとした場合P−Pで8
00〜2000Vの交番電圧を印加して電界を発生させ
れば十分であり、好ましくは1500〜2000Vであ
る。Next, the alternating electric field to be applied has a particle size of 3 to 15 pm,
In order to sufficiently separate toner particles with a maximum absolute value of charge of about 100 pc/g, the toner particle carrier 2 and the electrode plate 3 are required.
If the distance between them is 400 to 600 ILm, P-P is 8
It is sufficient to generate an electric field by applying an alternating voltage of 00 to 2000V, preferably 1500 to 2000V.
尚、周波数は、同上の条件では20KHz以上にならな
ければ良(、好ましくは10KHz以下である。Note that under the same conditions as above, the frequency should not exceed 20 KHz (preferably, it should not exceed 10 KHz).
次に、本実施例における具体的数値等について述べる。Next, specific numerical values and the like in this example will be described.
先ず、トナー粒子1に磁性トナーを用い、ステンレスブ
レードの規制部材4により、アルミ製スリーブであるト
ナー粒子担持体2を回転駆動させ、かかるトナー粒子担
持体2上に150μm程度のトナー薄層コートを施した
。電極3としては、金蒸着されたアルミニウム板を用い
、スリーブに対向する面に巾1 mm、長さ]、Omm
のスリット6が十字に切られているものを用いた。さら
に、コンプレッサー31によって1秒間に50ccの割
り合いで空気が流入するようにし、ピークトウピーク電
圧を1600V 、スリーブと電極間距離を500μm
1周波数を2 KHzとして、正弦波の交番電界を印加
した。分離された搬送トナーの帯電量分布は、レーザー
ドツプラー法を用いて測定した。測定結果を第4図に示
す。本図において、縦軸が個数の比率、横軸がq/d
(電荷/直径)の分布である。中央の帯電量0をすぎ
て正極側にもトナー粒子の分布がみられ、トナーの帯電
量分布が正、負の両方に亘っていることが分かる。これ
に対し、印加電圧を直流とし、+300Vを電極板3側
に印加したところ、正極側に帯電したトナー粒子が極端
に減少し、測定にかからず、分離していないことを確認
した。First, a magnetic toner is used as the toner particles 1, and a toner particle carrier 2, which is an aluminum sleeve, is rotated by a regulating member 4 made of a stainless steel blade, and a thin layer of toner of about 150 μm is coated on the toner particle carrier 2. provided. As the electrode 3, an aluminum plate coated with gold is used, and the surface facing the sleeve has a width of 1 mm, a length of 1 mm, and a length of 0 mm.
The slit 6 was cut in the shape of a cross. Furthermore, air was made to flow in at a rate of 50 cc per second by the compressor 31, the peak-to-peak voltage was 1600 V, and the distance between the sleeve and the electrode was 500 μm.
A sinusoidal alternating electric field was applied with one frequency of 2 KHz. The charge amount distribution of the separated transported toner was measured using a laser Doppler method. The measurement results are shown in Figure 4. In this figure, the vertical axis is the ratio of numbers, and the horizontal axis is q/d.
(charge/diameter) distribution. A distribution of toner particles is also seen on the positive electrode side beyond the central charge amount of 0, and it is seen that the toner charge amount distribution spans both positive and negative sides. On the other hand, when the applied voltage was DC and +300V was applied to the electrode plate 3 side, it was confirmed that the toner particles charged on the positive electrode side were extremely reduced and were not measured and were not separated.
また、薄層コートするための規制部材については、上記
方法に限るものでな(、例えば第5図に示すように、規
制部材4としてウレタンゴムブレード4aを配し、これ
により1成分系トナーを薄層コートすることで測定に供
する方法でも良い。Furthermore, the regulating member for thin layer coating is not limited to the method described above (for example, as shown in FIG. A method may also be used in which a thin layer is coated for measurement.
また、第6図に示すように、規制部材4としてウレタン
スポンジローラを用いて、非磁性1成分トナーを薄層す
る方法を用いても良い。Alternatively, as shown in FIG. 6, a method may be used in which a urethane sponge roller is used as the regulating member 4 to form a thin layer of non-magnetic one-component toner.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の1成分系トナーの帯電量
分布測定方法によれば、トナー粒子担持体にトナーを薄
層コートし、I・ナー粒子担持体とこれに対向する電極
との間に交番電界を印加し、2 ]
トナー粒子を捕集し、帯電量分布を測定することで、
■、トナー粒子の帯電特性によらず、測定が可能となる
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the method for measuring the charge amount distribution of a one-component toner of the present invention, a thin layer of toner is coated on a toner particle carrier, and an I. By applying an alternating electric field between the toner particles and the electrode, 2) collecting the toner particles, and measuring the charge amount distribution, (2) measurement becomes possible regardless of the charge characteristics of the toner particles.
■、現像系に近い形で、帯電した]成分系トナー粒子の
帯電量分布測定ができ、さらに、効率的にかつ高精度に
測定できる。(2) It is possible to measure the charge amount distribution of charged [component toner particles] in a form similar to that in a developing system, and it is also possible to measure efficiently and with high precision.
といったような効果がある。There are effects like this.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の特徴を最も良(表わした帯電量分布
測定に用いる装置の概略構成図である。
第2図(a) 、 (b)は、レーザードツプラー法を
用いた帯電量と粒径を測定する手段を示す概略図である
。
第3図(a) 、 (b) 、 (c)は、本発明に係
る交番電界を示したものである。
第4図は、実施例で得られた帯電量分布測定結果である
。
第5図及び第6図は、規制部材として他の手段を用いた
場合を示すものである。
1・・・トナー粒子
3・・・電極板
5・・・空気流
10・・・電源
22.22 (a)、22 (b)−演算部221a、
211b ・−・振動電極板213 ・・・レーザ
ー発生装置
217・・・窓
2・・・トナー粒子担持部材
4・・・規制部材
6・・・スリッ1〜
21・・・帯電量検知装置
31・・・コンプレツサー
212・・・振動発生装置
214 ・・・レーザー受光装置
218・・・検出電極[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus used for measuring charge amount distribution that best represents the features of the present invention. 3 is a schematic diagram showing a means for measuring the amount of charge and particle size using the Puller method. FIGS. 3(a), 3(b), and 3(c) show alternating electric fields according to the present invention. Fig. 4 shows the measurement results of the charge amount distribution obtained in the example. Figs. 5 and 6 show the case where other means were used as the regulating member. 1... Toner particles 3... Electrode plate 5... Air flow 10... Power source 22.22 (a), 22 (b) - calculation unit 221a,
211b... Vibrating electrode plate 213... Laser generator 217... Window 2... Toner particle carrying member 4... Regulating member 6... Slits 1 to 21... Charge amount detection device 31. ... Compressor 212 ... Vibration generator 214 ... Laser receiver 218 ... Detection electrode
Claims (2)
該トナー粒子担持体とこれに対抗する電極との間に電圧
を印加することで電界を発生させて、該トナー粒子担持
体に担持された1成分系トナー粒子を剥離せしめ、さら
に該電界および空気流により剥離した帯電1成分系トナ
ー粒子を帯電量分布測定部に搬送して帯電量を測定する
1成分系トナー帯電量分布測定方法において、 前記トナー粒子担持体に1成分系トナー粒子を薄層にコ
ートし、かつ、前記電界として交番電界を適用すること
を特徴とする1成分系トナー帯電量分布測定方法。(1) A one-component toner is supported on a toner particle carrier,
By applying a voltage between the toner particle carrier and the opposing electrode, an electric field is generated to peel off the one-component toner particles supported on the toner particle carrier, and the electric field and air In a method for measuring charge amount distribution of a one-component toner in which charged one-component toner particles peeled off by a flow are conveyed to a charge amount distribution measuring section and the amount of charge is measured, a thin layer of one-component toner particles is formed on the toner particle carrier. A method for measuring the charge amount distribution of a one-component toner, characterized in that the toner is coated with a toner, and an alternating electric field is applied as the electric field.
とする請求項1記載の1成分系トナー帯電量分布測定方
法。(2) The one-component toner charge amount distribution measuring method according to claim 1, wherein a rectangular wave is used as the alternating electric field.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11873890A JPH0415567A (en) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | One-component toner charge amount distribution measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11873890A JPH0415567A (en) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | One-component toner charge amount distribution measurement method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415567A true JPH0415567A (en) | 1992-01-20 |
Family
ID=14743849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11873890A Pending JPH0415567A (en) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | One-component toner charge amount distribution measurement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0415567A (en) |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP11873890A patent/JPH0415567A/en active Pending
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