JPH0415574A - 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、■成分系トナー粒子の帯電量分布測定装置に
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。個々で用いられるト
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
（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、粒径との対応が分からなければ有
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、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
へ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
リア粒子から全ての１〜ナ一粒子を分離することが難し
く、全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、全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（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
に解析できておらず、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、１〜ナーが、トナー担持体表面に薄く
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
っ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ナー粒子
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、トナー粒子担持
体と該トナー粒子担持体との距離を正確に制御した位置
に対向配置する電極との間に生ずる直流電界により剥離
せしめ、帯電量分布を測定する装置を提案した。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例、特に対向電極を用いて電界
分離する手段にあっては、剥離した帯電トナーの搬送に
際し、対向電極そのものが障害物となっており、効率良
く帯電量測定部に搬送することが困難であった。

従って、帯電量分布を精度良（測定することができなか
った。

すなわぢ、本発明の目的とするところは、できるだけ多
くの剥離した帯電トナー粒子を測定部に搬送し、測定精
度の向上が図れる１成分系トナー粒子の帯電量分布測定
装置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］本発明の特徴と
するところは、１成分系トナー粒子を担持するトナー担
持部材と、該ｌ・チー担持部材上のトナー粒子の層厚を
規制する部材と、該トナー担持部材に対向配置した対向
電極部材と、帯電トナー粒子を前記トナー担持部材から
剥離せしめ前記対向電極部材方向に飛翔させるための電
界を前記トナー担持部材と前記対向電極部材間に生じさ
せる電圧印加手段としての直流電源と、前記トナー担持
部材と前記対向電極部材間の距離を制御する装置と、帯
電トナー粒子の流れに関し前記対向電極部材よりも後流
にあって、該帯電トナー粒子の少なくとも帯電量に関す
る値を測定できる測定装置とを備えたトナー帯電量分布
測定装置であって、前記対向電極部材が、格子状をなし
、かつ、帯電トナー粒子を通過ならしめる構成としてい
る点にある。

また、前記対向電極部材を、導電性ワイヤーで格子状に
する、あるいは、導電性部材をエツチングすることによ
り格子状にした帯電量分布測定装置としている点にも特
徴がある。

すなわち、対向電極部材が格子状であることにより、電
極のカバーする面積が広がり、電極方向に引き付けられ
た帯電トナー粒子が、かかる電極にあまり付着せず、多
くの粒子が帯電量分布測定部へ導ひかれるようにしたも
のである。

以下、本発明に係る構成及び作用について実施例を用い
て詳細に説明する。

［実施例］ 実」１例」２ 第１図は、本発明に関わる１成分系トナー帯電量分布測
定装置の概略模式図である。図中りは、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はトナー担持部材である。図中Ａは、帯電ｌ・ナ
ー１ａをトナー担持部材２より直流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、帯電トナーが測
定部に送られる為の帯電トナー移動部分、図中Ｃは、帯
電１〜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。

トナー担持部材２と格子状対向電極４との間に、電源１
０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、トナー担持部材２」二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直流電
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ば、上記直流電界によ
る力により、格子状対向電極４方向に飛翔する。そして
、該トナー粒子１ａの多（のものは、格子状対向電極４
の間を通過して後方の測定部へと導びかれてい（。

測定部Ｃへ導かれた帯電トナー１ａは、測定装置＾′；
２１により）す１定の物理量か測定され、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をに記過程により測定
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！、二ものであ
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２
１］、ａ、　２１１ｂは、振動電極であり、２１２は１
辰動発生装置である。

よく知られているように、一定の周波数にて振動してい
る空気温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て、粒体の粒径ど化電量が求め１．
−、＋Ａ−しる。

すなわち、本実施例においては、レーザー発生装置２１
３とＬノーザー受光装置２１４とを配し、レーザードツ
プラー；去を用いることにより、帯電トナー１ａの空気
振」功に対する位相遅第１と電界による偏移速度を測定
し１、この測定量を第１図中の演痺部２２で演算するこ
とにより、帯電１〜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（１〕）の々１（でもよい。すなわち
、Ｌ／−ザー発生部２］３からレーザーを発生さぜ、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１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１・士−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。

夫」１肌旦 本実施例においては、実施例１の対向電極の代わりに、
第３図（ｂ）に示すように、対向電極４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、実施例１同様の効果が得られた
。

裏方１孔ユ 本実施例においては、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４を構成した。

かかる構成においても、前述実施例同様の効果を得るこ
とができた。

［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装
置によれば、対向電極を格子状にすることにより、電界
で剥離したトナーを効率よ（測定部へ送ることが可能と
なり、帯電量分布をより精度良く測定することかできる
ようになった。さらに再現性も向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を最も良く表わした帯電分布測
定装置の概略構成断面図を示す。 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
る格子状対向電極を示したものである。 １・・・１成分系トナー　　２・・・トナー担持部材３
・・・トナー層厚規制音附　　　４−・・格子状対向電
極５・・・位置制御装置　　　１０・・・直流電源２１
・・・帯電量検知装置（測定部）　　　２２．２２　（
ａ）　、　２２　（ｂ）・・・演算部２１１、ａ、２１
１ｂ・・・振動電極板　２１２・・・振動発生装置２１
３　・・・レーザー発生装置　　　　２１４　・・・レ
ーザー受光装置２１７　・　室 Δ・・・剥暉部 Ｃ・・・測定部 ２１８・・・検出電極 Ｂ・・・移動部 ］）・・・帯電部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１成分系トナー粒子を担持するトナー担持部材と
   、該トナー担持部材上のトナー粒子の層厚を規制する部
   材と、該トナー担持部材に対向配置した対向電極部材と
   、帯電トナー粒子を前記トナー担持部材から剥離せしめ
   前記対向電極部材方向に飛翔させるための電界を前記ト
   ナー担持部材と前記対向電極部材間に生じさせる電圧印
   加手段としての直流電源と、前記トナー担持部材と前記
   対向電極部材間の距離を制御する装置と、帯電トナー粒
   子の流れに関し前記対向電極部材よりも後流にあって、
   該帯電トナー粒子の少なくとも帯電量に関する値を測定
   できる測定装置とを備えたトナー帯電量分布測定装置で
   あって、前記対向電極部材が、格子状をなし、かつ、帯
   電トナー粒子を通過ならしめる構成としていることを特
   徴とするトナー帯電量分布測定装置。
2. （２）前記対向電極部材が、導電性ワイヤーに格子状に
   形成されていることを特徴とする請求項１記載のトナー
   帯電量分布測定装置。
3. （３）前記対向電極部材が、導電性部材をエッチングし
   て格子状に形成されていることを特徴とする請求項１記
   載のトナー帯電量分布測定装置。