JPH0415568A - １成分系トナー帯電量分布測定方法 - 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】 ［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。

［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、かぶり等に大きく影響する為に電
子写真特性として重要な因子となっている。

従来、帯電量の測定はブローオフ法がよく知られている
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。

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。

例えば、特開昭５７−７９９５８号公報に定速気流中の
トナー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、粒径との対応がわからなければ有
効な帯電量分布とは言えない。

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、１〜ナ一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、現像系に近い形で帯電
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
部に搬送するかが重要となる。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。

そこで、２成分系現像剤のキャリア粒子から１〜ナ一粒
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
が、この方法ではキャリア粒子を捕集する為にメツシュ
が細かくなっており、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。

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。

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困難であ
る。即ち、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
ナー担持体上で吹き寄せられトナー担持体表面と再帯電
を生じる、あるいは不均一なトナーコート層となり帯電
量分布が変化してしまう等の不都合が生じる」二に、ト
ナー粒子がトナー担持体」二から分離するというよりは
トナー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。

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
８１．７５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成分現像剤からトナー粒子を分離し、
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。

また、特開昭６３−１３５８７４号公報では、トナー粒
子担持ローラーの下方部を囲むように電極を設け、この
電極とトナー粒子担持ローラーの間に形成される電界に
よって、２成分現像剤からトナー粒子を分離し、電界強
度に対応する分離トナーの帯電量を測定することでトナ
ー粒子の帯電量分布を測定することが提案されている。

しかしながら、この方法では、代表的な１成分系トナー
であるトナー粒子が磁性体を含有する磁性トナーの帯電
量分布を正しく測定することは困難である。すなわち、
磁性トナー粒子は静電的何着力に加えて磁気力によって
トナー粒子担持ローラー上にコートされる為に、トナー
粒子担持ローラー内部の磁石ローラーの磁力の強弱によ
って、同じ電界の中でもトナー粒子担持ローラーから分
離されるトナー粒子の帯電量が異なってしまい、電界と
トナー粒子の帯電量の対応か取れない場合が生じる。よ
って、正しい帯電量分布を求めることはできない。

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。

そこで本発明者らは、１成分１〜ナー粒子担持体上の薄
層トナーコート層を乱さないでｌ・ナー粒子を該トナー
粒子担持体上から剥離し帯電量分布を測定する為に、直
流電圧を印加する方法を提案したが、さらに、該トナー
粒子の収率な上げ精度良く帯電量分布を測定することが
強く望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ すなわち、上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明の
目的とするところは、 ■、実際の電子写真システム等の画像形成装置における
現像系に近い形で、１成分系トナー粒子の帯電量分布を
測定できるものとする、■、トナー粒子担持体上の薄層
かつ均一な１〜ナ一コート層を保ぢつつ、トナー粒子担
持体上のトナー粒子の帯電量分布を測定できるものとす
る、 ■　磁性トナー粒子の帯電量分布を現像系に近い形で測
定できるものとする、 等を達成した１成分系トナー帯電量分布測定方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明の特徴と
するところは、１成分系トナー粒子をトナー粒子担持体
に担持させ、該トナー粒子担持体に対向する電極との間
に電界を生じさせて帯電したトナー粒子をトナー粒子担
持体から剥離ぜしめ、該剥離した帯電トナー粒子の帯電
量分布を測定部にて測定するトナー帯電量分布測定方法
において、 前記電極を、トナー粒子担持体と帯電量分布測定部との
間に設けて剥離した帯電トナー粒子を飛翔させる点にあ
る。

すなわち、１成分系トナー粒子の帯電量分布測定におい
て、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、該トナー粒子担持体と帯電量分布測定部入
口との間に設けた該トナー粒子担持体に対向する電極と
該トナー粒子担持体との間に直流電圧を印加し、生じる
電界により該１ヘナ一粒子を剥離し、帯電量分布を測定
することにより、トナーの収率を上げ、精度良く、１成
分系１〜ナーの帯電量分布測定を可能ならしめるもので
ある。

［実施例］ 以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

実」１例」２ 第１図は、本発明に係る１成分系トナー帯電量分布測定
方法の概略模式図である。図中りば、１成分系トナー１
を規制部材３により規制し帯電させる装置である。ここ
で２はトナー担持体であり、６は磁極である。ここで用
いた１成分系トナーは、磁性体を含有する絶縁性１成分
磁性トナーである。

図中Ａは、帯電トナー１ａをトナー担持体２より電界に
より剥離するための帯電トナー剥離部分、図中Ｂは、帯
電トナーを測定部に送る為の帯電トナー移動部分、図中
Ｃは、帯電トナーの粒径と帯電量を測定する帯電量分布
測定部分である。

トナー担持体２とこれに対向した対向電極４との間に電
源１０により印加された直流電圧により電界を生じさせ
る。これにより、トナー担持体２上に担持されたトナー
中の帯電トナー１ａには電界と同方向の力が働く。従っ
て、帯電トナー１ａの帯電極性に合わせて所定の電圧を
印加することにより、トナー粒子担持体２より帯電トナ
ー粒子１ａを剥離することが可能となる。かかる剥離さ
れた帯電１〜ナー１ａは、」二層電界による力により対
向電極４方向に飛翔する。飛翔した帯電トナー１ａは電
界で加速され、さらに重力が加わって下方へ移動してい
く為、電極４にトナー粒子が捕えられることは殆んどな
（、測定部へ入ってい（こととなる。

この時、電極４の形状は、飛翔してきたトナー粒子１ａ
が付着しにくいことが好ましく、例えば、トナー粒子担
持体側が鋭角を成し、トナーの飛翔方向の電極断面積が
より小さくなっていて、電極４と測定部入口との間が広
いと、従来の測定部入口内の平板電極と比して、格段に
効率良く、トナー粒子１ａを捕集することができる。

また、捕集効率が向上したことにより、電界を逆にすれ
ば、従来捕集される量が少な（充分検討できなかった、
微量の逆帯電トナー粒子の帯電量分布を容易に測定でき
るようになった。

測定部Ｃへと搬送されてきた帯電トナー１ａは、測定装
置２１により所定の物理量が測定され、演算部２２によ
り該物理量が、帯電量と粒径に変換される。

従って、複数個の帯電トナー１ａを上記過程により測定
することで、粒径に対する帯電量分布を得ることができ
る。

第２図は、上記測定装置の一例を示したものである。第
２図（ａ）に示すものは、レーザードツプラー法を用い
た帯電量と粒径を測定する方法である。図中の２１１ａ
、２］、１ｂは、振動電極であり、２］２は振動発生装
置である。

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。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１ａ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、帯電ト
ナー１ａの粒径と帯電量を得ている。

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。

すなオつち、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
２１４に入れ、帯電トナー１ａ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。

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、帯電トナー１ａ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、帯電トナ
ー１ａの粒径を得ることができる。

また、帯電トナー１ａ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、帯電トナー１ａの帯電量を測定することができる
。

実ＩＬス 本実施例では、上記実施例１の電極部材４の代わりに、
第３図に示すように、電極４としてロート形状のものを
用いた。

かかる手段においても、捕集効率、測定精度を向上する
ことができた。

火り玉ユ 本実施例では、第４図に示すように、曲面かつ傾斜した
部材を電極４として用いた。

かかる手段においても、捕集効率、測定精度を向」ニす
ることができた。

　　ｑ ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のトナー帯電量分布測定方
法によれば、対向電極近傍に存在する帯電トナーの多く
を測定部に搬送することが可能となり、帯電量分布測定
を効率よく、かなり正確に行うことができる。

また、従来、実際の現像系に近い帯電付与系では正規帯
電と逆に帯電する逆極性帯電トナーが、バックグラウン
ドの汚れ１文字のまわりの汚れ等と相関があり、その帯
電量分布を知ることが重要であると考えられていたにも
拘らず、そのトナー量が少なく適確に捕えることができ
なかったが、本発明の方法を用いると、捕集するトナー
量が格段に増えるため、このような逆極性トナーの帯電
量分布を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を最も良（表わした帯電分布測
定に用いる装置の概略模式図である。 第２図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明に用いた測定部の
概略模式図である。 第３図、第４図は、本発明に係る電極の別の実施例を示
す概略模式図である。 １・・・１成分系トナー　　１０・・・直流電源１ａ・
・・１成分系１〜ナー粒子　　　　２１・・・測定部２
・・・トナー粒子担持体 ３・・川・チー層厚規制部材 ４・・・電極 ５・・・トナー粒子導入路 ６・・・磁極 Ａ・・・剥離部 Ｂ・・・移動部 ２１］、ａ、２１１ｂ−−−振動電極板２１２・・・振
動発生機 ２１３　・・・レーザー発生装置 ２］４・・・レーザー受光部 ２１７・・・窓 ２１８・・・検出電極 Ｃ・・・測定部 Ｄ・・・帯電部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１成分系トナー粒子をトナー粒子担持体に担持さ
   せ、該トナー粒子担持体に対向する電極との間に電界を
   生じさせて帯電したトナー粒子をトナー粒子担持体から
   剥離せしめ、該剥離した帯電トナー粒子の帯電量分布を
   測定部にて測定するトナー帯電量分布測定方法において
   、 前記電極を、トナー粒子担持体と帯電量分布測定部との
   間に設けて剥離した帯電トナー粒子を飛翔させることを
   特徴とする１成分系トナー帯電量分布測定方法。