JPH0422882A - 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の測定方法に
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。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ために
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
うになっているかか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
、電界及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、分離された後の帯電
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ためキャリア粒
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ためにメツシュが細か
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ため、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ため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成分系トナーの帯電量、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
らなる現像機の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、例久ば分離する手段とし７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成分系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は
かっているとは言えない。

以上のように、絶縁性ｌ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。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述の如き問題点を解決するものである。すな
わち、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、帯電した１成分系トナー粒子の帯
電量分布を測定することである。また、トナー粒子担持
体上の薄層かつ均−なトナーコート層を保ちつつ、トナ
ー粒子担持体上のすべてのトナー粒子の帯電量分布を測
定することである。さらに、磁性トナー粒子の帯電量分
布を現像系に近い形で正しく測定することである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、■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１成分系トナー粒子を薄膜にコートし
、トナー粒子担持体と該トナー粒子担持体に対向する電
極との間に電圧を印加し、該電圧により生じる電界によ
って、トナー粒子を該トナー粒子担持体から剥離せしめ
、さらに該電界と空気流によりトナー粒子を測定部に搬
送することにより、はとんどすべてのトナー粒子をトナ
ー粒子担持体から分離し測定することができる。

［実施例］ 以下、本発明を図面に基づいて実施例により具体的に説
明する。

第１図は、本発明に係る帯電量分布測定方法の概略模式
図である。図中Ａは、帯電トナー粒子１０をトナー担持
部材２より電界により剥離し、測定部Ｂに搬送するため
の剥離・搬送部、図中Ｂは帯電トナー粒子１０の粒径と
帯電量を測定する帯電量分布測定部分である。帯電トナ
ー粒子１０は１成分系トナーであり、２，４．５は現像
系の構成要素を示している。すなわち、２はスリーブ、
４は規制部材、５は磁極である。スリーブ２が回転する
ことにより、トナーが薄層コートされる。１ヘナ一担持
体２と、該対向電極３との間に、電源９により印加され
た電圧により、電界を生じさせる。

従ってトナー担持体２上に担持されたトナーｌ中の帯電
トナー粒子１０には、電界と同方向の力が働く。従って
帯電トナー粒子１０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より帯電トナー粒
子１０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粒子１０は上記電界による
力により装置導入口から該対向電極３に向かって飛翔す
る。ここで１成分磁性トナーの場合、第１図のトナー１
は拡大すると第６図の６１のように穂を形成しており、
凝集状態でトナー担持体２上に存在する。

さらに対向電極３付近まで飛翔してきた帯電トナー粒子
ｌＯはコンプレッサー８により矢印の方向の空気流によ
り測定部Ｂの導入部へと運ばれる。

本発明においては、トナー担持部材２上のトナー１より
上記電界の力で帯電トナー粒子ｌＯを飛翔させ、さらに
測定装置６を通したコンプレッサー８による空気流によ
って測定部Ｂまで搬送することができる。

測定部Ｂへと搬送されてきた帯電トナー粒子１０は測定
装置６により所定の物理量が測定され、演算装置７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粒子１０を上記過程により
測定することにより、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り、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２１ａ、　２１ｂは、振動電極であり、
２２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、粒体の慣性のため大きな
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と帯電量と印加され
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
偏移度を測定すると粒体の粒径と帯電量が求められる。

本発明においてはレーザー発生装置２３とレーザー受光
装置２４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１０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
の演算装置７で演算することにより帯電トナー粒子１０
の粒径と帯電量を得ている。

また、測定方法は第２図の如（には限らず、例えば第３
図の如くでもよい。

すなわち、レーザー発生装置２３からレーザーを発生し
、発生レーザーを窓２５を通してレーザー受光装置２４
に入れ、帯電トナー粒子１０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。

よく知られている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粒
子１０の相対落下速度を求め、演算装置７により演算す
ることにより、帯電トナー粒子１０の粒径を得ることが
できる。

また、よく知られているように検出電極３２に帯電トナ
ー粒子１０により誘起される電荷を、電荷測定装置３１
で測定することにより帯電トナー粒子１０の帯電量を測
定することができる。この方法ではトナー担持体上で磁
力により拘束されている１成分磁性トナーを用いた場合
、強（磁力のおよぶ範囲昇進トナー粒子を分離搬送する
ことでトナー同士のもつ磁気的凝集力が弱められ、測定
部に入る前に個々のトナーに分離されてしまうことも確
認できた。

実施例２ 本発明は上記方法に限るものではな（、例えば第４図に
示すように、コンプレッサー８′を配し、これにより装
置上部から空気流を発生させ帯電トナー粒子１０を測定
部Ｂまで搬送する方法でも良い。

実施例３ また、例えば第５図に示すように、コンプレ・ソサー８
，８′を測定装置の上流及び下流に配することで測定部
Ｂに搬送する空気流を強め、対向電極３に付着する帯電
トナー粒子１０の量を減じせしめ、かつ測定装置内での
測定に必要な空気流の強さを一定にできるよう２つのコ
ンプレッサーを用いる方法でも良い。さらに、この方法
では搬送空気流がトナー取り込みのための入口からの空
気流の流れを強くすることな（増加できるため、トナー
の粉体凝集力をこの空気流で弱め、個々のトナー粒子と
することも可能であり、未測定トナーを減少することが
できた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればトナー担持体と該
トナー担持体に対向する電極間に電界を生じせしめトナ
ー担持体上のほとんどすべての帯電トナーを剥離し該電
界及び空気流により測定部に搬送することで現像系に近
い形で帯電トナーの帯電量分布測定が可能となる。

従って、１成分磁性トナーの磁気凝集をほぐした状態で
測定部へ搬送でき、より正確な帯電量分布が得られる。

また、部分的に空気流を強くできるため、粉体凝集力を
弱め、トナー粒子をほぐした状態にすることが可能でよ
り正確な帯電量分布が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略模式図、第２図は本発明に用いた
測定部の概略図、第３〜５図は本発明の別実施例の概略
模式図である。第６図は第１図のトナーの拡大図である
。 １：トナー　　　　　２；トナー担持体規制部材 測定装置 ８′：コンプレッサー 帯電トナー粒子 ３：対向電極　　　　４： ５：磁極　　　　　　６： ７：演算装置　　　　８ ９：電源　　　　　　１０： ２１ａ、　２１ｂ　：振動電極板 ２２：振動発生装置　　２３： ２４：レーザー受光装置 ２５：窓　　　　　　　３１：電荷測定装置３２：検出
電極　　　　６１：穂状トナー塊Ａ：剥離・搬送部　　
Ｂ：測定部 レーザー発生装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１成分系トナー粒子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１成分系トナー
   粒子を薄膜コートし、ト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電圧を印加し、該電圧に
   より生ずる電界によって剥離せしめ、該電界及び空気流
   により帯電量分布測定部に搬送することを特徴とするト
   ナー帯電量分布測定方法。