JPH0415573A - １成分系トナー帯電量分布測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、１成分系トナーｉ’ｉ’ｌ子の帯電？分布の
測定装置に関り、、特に対面室ｔ１１の方（・、′特徴
を何した１成分トナーの帯電量分布測定装置に関する１
６［従来の技術］ 近年、電工写真、静電記ひ、静電印刷等の画像形成装置
の酋及に伴って、その用途も広１１１百凹にわたり、画
像への品曹要求は厳しく　、ｈ、−・−（Ｎでいる。個
々で用いられるｌ−ナー粒子の′ｆ−１１１′４．１１
に帯電量や私７ｉ半は最終的な複′り画像の画１′１′
＜、錯２［１°ｙ、解明度、かぶり等に大きく影響する
為に電子写真時・［（１として重要ｌデ因子となってい
る。

従来、帯電量の測定はブローオフ法が３Ｊ：＜知らねで
いるが、こ、１１だけでは電子写真特性の情報に’１と
しては不十分である。′っまりトナー杓子１個の個ｔの
帯電量がどのようになっているかが電子写真時・１１ト
としては重要である。このようなトナーの帯電量分布を
測定するカ”法としていくつかの押室がなされている。

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号公報か提案されている。これば、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
するかが重要となる。上記方法は、分離後の帯電粒子の
測定を前提としているので現像との相関がとれない時が
ある。

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６
３−２６３４７５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（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６４８０９
６９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。

以上のように、帯電量分布の測定方法は、いまだ十分と
は言えない。

さらに近年、２成分現像方法に変わって１成分現像方法
が多く使われるようになってきた。１成分現像方法は現
像機が非常に小さくできる為特に小型の機械に適してい
るが、現像機の改良などにより毎分８０枚くらいの高速
機械にも使われるようになってきている。しかしながら
、１成分トナーの帯電量、特に帯電量分布はいまだ十分
は解析できておらず、これらを解析することによりさら
なるレベルアップが可能だと考えられる。特に絶縁性１
成分現像方法は、トナーが、トナー担持体表面に薄（コ
ートされるためさらにトナー粒子の分離が難しくなって
いる。すなわち、例えば分離する手段として、空気流を
用いた場合、薄層コートされたトナー層はトナー担持体
上で吹き寄せられるため、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などの不都合が生じる。さらにト
ナー粒子が、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（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−
５８１７５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、この方法に使用するスリーブは特殊なものであ
り、実際に現像に寄与するトナー粒子の帯電量分布を測
定しているとは言えない。

以上のように、絶縁性１成分現像法におけるトｙ−−−
−わ′１子の帯電量分布の測定方法は、いまだ確立され
ていない。

そε二で、本発明者らは、］成分系１−ナーの帯電［ｉ
）′＋在測測定おいて、導電部材を有するトナー杓子担
持体上に薄層コートさ第１た１成分系トナーオ＼Ｖ子喉
、トナー杓子担持体ど該１〜ナ一粒子担持体に対向釘る
電極との間に生ずる電界によっで剥離ぜｌ−１，め、電
界及び空気流により帯電量分布測定部に搬送することを
特徴どする１〜ナ一帯電量分布測定方法を提案した。

こり、　Ｉ：Ｊ、従来の方法と比して、現像系に近い形
で帯電さ第１た１成分系Ｉ・ナーの殆んど仝てを測定で
きるという点で特に優２′１でいる。

しかしなから、特に、帯電量の大きなトナー粒子か存在
するとき、該対向電極に該トナー粒子か僅かであるがイ
マ１着する場合が生じる。】成分トナーの現像特性を考
える場合、このような少量でも、州重重の大きなトナー
粒子についての知見を得ることは非常に重要である４、 従って、特に死電用の大きなトナー粒子か存在する場合
についても、１段分系トナーの帯電量分布を高精度に測
定できることが強（望まオ′１ている。

「発明か解決しようとする課題］ 以上のような従来技術に鑑み、本発明の目的とするとこ
ろは、 ■、実際の電子写真システノ＼等の画像形成装置におけ
る現像系に近い形で、帯電した１段分系トナー粒子の帯
電量分布を、高精度に測定できるものとする、 また、トナー粒子担持体上の薄層かっ均一なトナー：１
−１−層を保ちつつ、トナー粒子担持体上の全ての１〜
ナ一粒子の帯電量分布を測定できるものとする、 ■、また、特に帯電量の大きなトナー粒子が存在する場
合でも、全てのトナー粒子の州電量分布を高精度に測定
できるものとする、 ■、更に、トナー担持体上で、トナーが凝集状態になり
易い磁性トナーあるいは磁性体を含有していない場合で
も粉体凝集力の強い粒径の小さな１〜サ−について、そ
れそ、ｔ′１Ｍ集をほぐし２だ状態で高ｉ’Ｐ４１迂に
（測定できるものとする、１′ｌいった点を満足する１
段分糸ｌ・ナーの帯部、量分子ＩＪ測定装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するだめの１段及び作用１木発明の特徴と
すると１−二ろは、■成分系１・す−を１呆持する１Σ
ｊ持部（イど訊↑１」持部＋４に対向する電（０２部（
７（間に、電圧を印加しで該担持部祠より帯電１−す−
を剥１．’ｌｔゼし７め、該剥離した帯電トナーを空気
流（二・［Ｊ！”Ｈで、電極部ト４を斤してその後流：
こある帯市イ聞１１１定器に搬送し２、帯電量分イ１５
をｉｔ’、’ｌ定する測定装置に４３いて、前ハｚ、電
極部材が、格子状かつ空気流入トー」である１段分系帯
電量分イ↑］測定装置にある。

まブ、・、前記電極部材が、導電性′ツイヤ−で構成さ
ｔｉだ又は導電性部十イをエッチングしこ一構成された
格子状電極である１段分系帯電量分布測定装置をも特徴
とするものである。

すなわら対向する電極を格子状とすることにより、印加
電圧により発生した電界で加速された÷ｂ・電トナーの
多くを、その後流に位置する測定器に導ひくことができ
、帯電量分イｔｉ測定の効率化、高精度化が図られるよ
うになる。

（一実施例」 以−１、本発明を実施例にて具体的に説明−４る。

動力１イク１し１− 第１図（ａ）は、本発明に係る１段分系トナー帯電履分
イ↑】測定装置の概略極式ト１　”Ｑある。［ツｌ中り
は、１段分糸ｌ・ナー　１を規制部祠４により規制し帯
電さ−し４る装置−Ｃ・ある。ここで２１；ｋ　ｈ−，
１−田持部月であり、５は磁極である。ここで川し・層
′・１成分系１・す−は、磁・１′４休を八も−４−ろ
ｊｌ・）、昼・ｉ′１１成分磁［牛トリーである。トナ
ー担持部（（Ｌのトナー１を拡大した図が第１図（ｋ）
）である。こ２Ｌから分が・６ように、磁性体を含イ］
オる１段分磁性［・ナーは、トナー担持部材上で磁界に
沿って棟上の凝集体９を形成する。第１図（ａ）中の７
は表面の非譜になめらかなレールであり、６はその寸を
転がる車輪である。これらによりトナー担持部祠２の表
面ど格子上対向電極３（電極部材）との間の’ｄ［！ｉ
Ｉｉ’Ｌを正確に保つことができ、よって、電界強度を
正確に設定することができる。図中Ａは、帯電トナー１
ｉｉをトナー担持部材２より電界にＪ二つ剥離するため
の帯電トナー剥離部分、図中ＢＧＪ、帯電ｌ・ナーを測
定部に搬送する為の帯電トナー搬送部分、図中Ｃば、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。

Ｉ・ナー担持部祠２と対向電極３との間に電源１０によ
り印加された電圧により電界を生じさせる。

これにより、ｌ・ナー担持部材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。すな
わち、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、トナー担持部材２より帯電トナ
ー１ａを剥離することが可能となる。

上記の剥離された帯電トナー１ａは、上記電界による力
で格子状電極３方向に飛翔する。格子状電極３の近傍で
は、空気流発生装置３】により発生させられた矢印方向
の空気流が存在する。従って、上記電極３の近傍に飛翔
してきた帯電トナー１ａは、上記空気流により搬送され
、測定部Ｃの導入部へと運ばれていく。

本実施例においては、電極３を第３図（ａ）に示す様に
格子状に構成し、かつ、空気流流入口としている為、電
極３近傍（−１近に飛翔してきたトナーの殆んどを、電
極３に付着させる前に、上記空気流に載せることが可能
となっている。従って、上記電界により電極３近傍に飛
翔してきた帯電トナー］ａの殆んどが、上記搬送過程に
より測定部Ｃへと導入される。

測定部Ｃへと搬送されてきた帯電トナー〕ａは、測定装
置２】により所定の物理量が測定され、演算部２２にて
その物理量が帯電量と粒径に変換される。

すなわち、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
、　２１１ｂは、振動電極であり、２１２は振動発生装
置である。

よく知られているように、一定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、大きな粒体はと基準の振動
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（ａ）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）の如くでもよい。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
。

笈嵐■ユ 本実施例では、実施例１の対向電極３に代えて、第３図
（ｂ）に示すように、対向電極３を導電性部材をエツチ
ングすることにより構成した。

かかる構成においても、帯電トナーの帯電量分面測定を
効率良く、高精度に行うことができた。

丸嵐炎Ａ 本実施例では、第３図（ｃ）に示すように、導電性部材
のパイプを複数個配し対向電極３とした。

かかる構成においても、同様の効果が得られた。

尚、上記実施例に限らず、対向電極と空気流の流入口が
同一であり、対向電極近傍における空気流による搬送力
が、電界力による搬送力よりも大きくなるような構成で
あればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の帯電量分布測定装置によ
れば、対向電極を格子状とし、かつ、空気流流入口とす
ることにより、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
定の効率化、高精度化を図ることができるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明に係る装置の概略
模式図を示す。 第２図は、本発明に用いた測定部の概略図である。 第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）である。 １・・・１成分系トナー ２・・・トナー担持部材 ４・・・規制部材 ６・・・車輪 ９・・・凝集体 ２１・・・測定部 ３１・・・気流発生部 ２１２・・・振動発生機 ２１４　・・・レーザー笈当暗ｂ ２１８・・・検出電極 Ｂ・・・搬送部 Ｄ・・・帯電部 は、対向電極の概略模式図 １ａ・・・帯電トナー ３・・・対向電極（電極部材） ５・・・磁極 ７・・・レール １０・・・電源 ２２、２２　（ａ）　、　２２　（ｂ）−演算部２１１
ａ、２１１ｂ　−・・振動電極板２１３・・・レーザー
発生部 ２１７・・・窓 Ａ・・・剥離部 Ｃ・・・測定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１成分系トナーを保持する担持部材と該担持部材
   に対向する電極部材間に、電圧を印加して該担持部材よ
   り帯電トナーを剥離せしめ、該剥離した帯電トナーを空
   気流に載せて、電極部材を介してその後流にある帯電量
   測定器に搬送し、帯電量分布を測定する測定装置におい
   て、前記電極部材が、格子状かつ空気流入口であること
   を特徴とする１成分系帯電量分布測定装置。
2. （２）前記電極部材が、導電性ワイヤーで構成された格
   子状電極であることを特徴とする請求項１記載の１成分
   系トナー帯電量分布測定装置。
3. （３）前記電極部材が、導電性部材をエッチングして構
   成された格子状電極であることを特徴とする請求項１記
   載の１成分系トナー帯電量分布測定装置。