DE20015147U1 - Device for measuring the ratio of charge to mass of toner in a two-component developer for electrophotographic devices - Google Patents
Device for measuring the ratio of charge to mass of toner in a two-component developer for electrophotographic devicesInfo
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Description
Einrichtung zur Messung des Verhältnisses von Ladung zu Masse von Toner in einem Zweikomponenten-Entwickler für elektrofotografische GeräteDevice for measuring the charge to mass ratio of toner in a two-component developer for electrophotographic devices
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Verhältnisses von Ladung zu Masse von Toner in einem Zweikomponenten-Entwickler für elektrofotografische Geräte.The invention relates to a device for measuring the charge-to-mass ratio of toner in a two-component developer for electrophotographic devices.
In elektrofotografischen Geräten, wie beispielsweise Druckern oder Kopiergeräten, werden Zweikomponenten-Entwickler verwendet, welche einen Toner und ein Trägermaterial enthalten. Im Entwickler sind der Toner und das Trägermaterial elektrisch gegensinnig aufgeladen, so daß er insgesamt die Ladung 0 besitzt. Dabei muß jedoch immer wieder die elektrische Ladung und die Masse des Toners bzw. deren Verhältnis gemessen werden. In electrophotographic devices, such as printers or copiers, two-component developers are used, which contain a toner and a carrier material. In the developer, the toner and the carrier material are electrically charged in opposite directions, so that it has a total charge of 0. However, the electrical charge and the mass of the toner or their ratio must be measured again and again.
Eine Einrichtung für diese Messung ist bekannt. Eine solche Einrichtung wird beispielsweise von der Firma Epping GmbH, Carl-Orff-Weg 7, D-85375 Neufahrn mit der Bezeichnung "qmmeter" vertrieben und in einer zugehörigen Bedienungsanleitung vom 15.05.1985 beschrieben.A device for this measurement is known. One such device is sold, for example, by the company Epping GmbH, Carl-Orff-Weg 7, D-85375 Neufahrn under the name "qmmeter" and is described in the associated operating instructions dated May 15, 1985.
Das Prinzip einer solchen Einrichtung ist in Figur 1 dargestellt. The principle of such a device is shown in Figure 1.
Die Einrichtung enthält eine Meßzelle 10, die ihrerseits in einem Deckel 11 und einem Boden 12 jeweils ein Sieb 13 bzw. 14 enthält. Diese Meßzelle 10 sitzt über einem Metallring 17 auf einem Isolator 18 auf. Zur Messung wird diese Zelle 10 in ein Gerät eingeschraubt und über den Metallring 17 elektrisch mit einem Ladekondensator 18 und einem diesem parallel geschalteten Elektrometer 20 verbunden. Auf der Oberseite, d.h. der Seite des Deckels 11, ist die Meßzelle 10 über eine Absaugverbindung 15 mit einem Staubsauger 16 und auf der Unter-The device contains a measuring cell 10, which in turn contains a sieve 13 and 14 in a cover 11 and a base 12, respectively. This measuring cell 10 sits on an insulator 18 above a metal ring 17. For measurement, this cell 10 is screwed into a device and electrically connected via the metal ring 17 to a charging capacitor 18 and an electrometer 20 connected in parallel to it. On the top, i.e. the side of the cover 11, the measuring cell 10 is connected via a suction connection 15 to a vacuum cleaner 16 and on the bottom
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seite, d.h. der Seite des Bodens 12, mit einem Drosselventil 22 verbunden.side, i.e. the side of the base 12, with a throttle valve 22.
Für eine Messung wird eine gewisse Menge von Entwickler (nicht eigens dargestellt) in die Meßzelle 10 gefüllt. Die Siebe 11 und 14 besitzen eine an den Toner und das Trägermaterial angepaßte Maschenweite, so daß zwar Toner nicht aber das Trägermaterial durch sie gelangen kann. Mittlere Durchmesser eines Toners liegen beispielsweise in der Größenordnung von 5 bis 10 Jim und eines Trägermaterials in der Größenordnung von 30 bis 50 um.For a measurement, a certain amount of developer (not shown separately) is filled into the measuring cell 10. The screens 11 and 14 have a mesh size adapted to the toner and the carrier material, so that toner can pass through them but not the carrier material. The average diameter of a toner, for example, is in the order of 5 to 10 μm and of a carrier material in the order of 30 to 50 μm.
Nach Einfüllen des Entwicklers in die Meßzelle 10 wird zunächst die Zelle samt Inhalt gewogen, wodurch ein Maß für den gesamten Entwicklerinhalt gewonnen wird.After filling the developer into the measuring cell 10, the cell and its contents are first weighed, thereby obtaining a measure of the total developer content.
Sodann wird die Meßzelle in das Meßgerät eingesetzt und mit dem Staubsauger 16 ein konstanter Luftstrom erzeugt, der den Entwickler zum oberen Sieb 13 hin zieht. Durch das Drosselventil 22 wird der Luftdurchsatz so reguliert, daß das obere Sieb 13 im Deckel 11 nicht verstopft wird und daher reproduzierbare Ergebnisse erhalten werden können. Wegen der vorgegebenen Maschenweite der Siebe 13 und 14 kann der Toner aus der Meßzelle abgesaugt werden, während das Trägermaterial nicht durch die Siebe gezogen werden kann.The measuring cell is then inserted into the measuring device and a constant air flow is generated with the vacuum cleaner 16, which draws the developer towards the upper screen 13. The throttle valve 22 regulates the air flow so that the upper screen 13 in the cover 11 is not blocked and reproducible results can therefore be obtained. Due to the predetermined mesh size of the screens 13 and 14, the toner can be sucked out of the measuring cell, while the carrier material cannot be drawn through the screens.
Da sich aufgrund des Absaugens von Toner das elektrische Ladungsgleichgewicht in der Meßzelle 10 verschiebt, wird mit dem Elektrometer 20 eine elektrische Ladung auf dem Kondensator 19 gemessen. Ist der gesamte Toner abgesaugt, so wird die Gesamtladung des verbleibenden Trägermaterials gemessen, deren Absolutwert gleich dem der Tonerladung ist.Since the electrical charge equilibrium in the measuring cell 10 shifts due to the suction of toner, an electrical charge on the capacitor 19 is measured with the electrometer 20. Once all of the toner has been suctioned off, the total charge of the remaining carrier material is measured, the absolute value of which is equal to the toner charge.
Wird die Meßzelle nach dem vollständigen Absaugen des Toners noch einmal gewogen, so ergibt sich aus der Differenz der Werte der ersten und zweiten Wägung die Tonermasse. Damit ist das Verhältnis von Ladung zu Masse des Toners bekannt.If the measuring cell is weighed again after the toner has been completely sucked out, the toner mass is determined from the difference between the values of the first and second weighing. This means that the ratio of charge to mass of the toner is known.
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Das erläuterte Verfahren versagt, wenn im Entwickler feine Trägermaterialien, beispielsweise mit mittleren Durchmessern von 16 bis 20 &mgr;&igr;&agr;, zur Anwendung kommen. Die Siebe müssen dann eine entsprechend kleine Maschenweite besitzen. Bei derartig kleinen Maschenweiten verstopfen die Siebe, weil das Öffnungsverhältnis bezogen auf die Gesamtfläche der Siebe schlecht wird. Weiterhin können sich beim Absaugen des Toners Trägermaterialpartikel in die Siebmaschen drücken, was ein Zusetzen der Siebe zur Folge hat.The method described fails if fine carrier materials, for example with average diameters of 16 to 20 μm, are used in the developer. The screens must then have a correspondingly small mesh size. With such small mesh sizes, the screens become clogged because the opening ratio in relation to the total area of the screen becomes poor. Furthermore, when the toner is sucked off, carrier material particles can press into the screen mesh, which results in the screens becoming clogged.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, mit der auch bei feinen Trägermaterialien und damit entsprechend kleinen Maschenweiten in der oben angegebenen Größenordnung noch zuverlässige Messungen möglich sind.The invention is therefore based on the object of specifying a device with which reliable measurements are possible even with fine carrier materials and thus correspondingly small mesh sizes in the order of magnitude specified above.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Messung des Verhältnisses von Tonerladung und -masse in Zweikomponenten-Entwicklern durch die Maßnahmen nach den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a device for measuring the ratio of toner charge and mass in two-component developers by the measures according to the features of claim 1.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further developments of the device according to the invention are the subject of subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below using embodiments according to the figures of the drawings. It shows:
Figur 1 das oben bereits erläuterte Prinzipschaltbild einer bekannten Meßeinrichtung;Figure 1 shows the basic circuit diagram of a known measuring device as already explained above;
Figur 2 eine Seitenansicht eines Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung;Figure 2 is a side view of a base body of a measuring device according to the invention;
Figur 3 eine Seitenansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung, mit der eine Meßzelle in Drehung versetzbar ist;Figure 3 is a side view of a part of the measuring device according to the invention, with which a measuring cell can be set in rotation;
2000 E 02052000 E0205
Figur 4 eine Seitenansicht eines Deckels der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung;Figure 4 is a side view of a cover of the measuring device according to the invention;
Figur 5Figure 5
eine Seitenansicht einer Düse für die erfindungsgemäße Meßeinrichtung; unda side view of a nozzle for the measuring device according to the invention; and
Figur 6 eine Unteransicht der Düse nach Figur 5.Figure 6 is a bottom view of the nozzle of Figure 5.
Gemäß Figur 2 enthält ein Grundkörper 30 einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung eine Kammer 31 zur Aufnahme eines Zweikomponenten-Entwicklers, in dem ein Toner enthalten ist, dessen Ladungs/Masse-Verhältnis gemessen werden soll. Die Kammer 31 ist durch ein Sieb 32 entsprechend dem Sieb 14 nachAccording to Figure 2, a base body 30 of a measuring device according to the invention contains a chamber 31 for accommodating a two-component developer in which a toner is contained whose charge/mass ratio is to be measured. The chamber 31 is separated by a screen 32 corresponding to the screen 14 according to
l.j Figur 1 abgeschlossen. Die Maschenweite dieses Siebes 32 ist im oben erläuterten Sinne an die Partikelgröße - den mittleren Durchmesser - von Toner und Trägermaterial angepaßt.l.j Figure 1 is completed. The mesh size of this screen 32 is adapted to the particle size - the average diameter - of toner and carrier material in the sense explained above.
Auf diesen Grundkörper 30 ist ein Körper 40 gemäß Figur 3 aufsetzbar, der an seinem Umfang ein Zahnrad 41 mit Zähnen aufweist. Damit kann die durch den Grundkörper 30, den Körper 40 und einen noch zu beschreibenden Deckel nach Figur 4 gebildete Meßzelle in Drehung versetzt werden. Dies kann über mit den Zähnen 42 des Zahnrades 41 kämmende Zähne 43 eines Zahnrades 44 erfolgen, das seinerseits durch einen Motor 45 angetrieben wird, wie dies schematisch in Figur 3 dargestellt ist.A body 40 according to Figure 3 can be placed on this base body 30, which has a gear 41 with teeth on its circumference. This allows the measuring cell formed by the base body 30, the body 40 and a cover according to Figure 4, which is still to be described, to be set in rotation. This can be done via teeth 43 of a gear 44 meshing with the teeth 42 of the gear 41, which in turn is driven by a motor 45, as shown schematically in Figure 3.
Ein Deckel 50 gemäß Figur 4 enthält ein Sieb 51 entsprechend dem Sieb 13 nach Figur 1. Die Maschenweite dieses Siebes 51 ist ebenfalls im oben beschrieben Sinn an die Partikelgröße die mittleren Durchmesser - des Toners und des Trägermaterials angepaßt.A cover 50 according to Figure 4 contains a sieve 51 corresponding to the sieve 13 according to Figure 1. The mesh size of this sieve 51 is also adapted to the particle size - the average diameter - of the toner and the carrier material in the sense described above.
Um mit der vorstehend beschriebenen Meßzelle auch noch das Ladungs/Masse-Verhältnis eines Toners eines Zweikomponenten-Entwicklers bei feinem Trägermaterial messen zu können, istIn order to be able to measure the charge/mass ratio of a toner of a two-component developer with a fine carrier material using the measuring cell described above,
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eine Düse 60 gemäß den Figuren 5 und 6 vorgesehen, welche durch ein Luftzuführungsrohr 61 und einen an diesem vorgesehenen Düsenschlitz 62 gebildet wird. Der Düsenschlitz 62 der Düse 60 verläuft radial über das Sieb 51 im Deckel 50 nach Figur 4. Damit wird bei rotierendem Sieb 51 zusätzlich zu dem durch einen Staubsauger entsprechend dem Staubsauger 16 nach Figur 1 über die Düse 60 ein zweiter Luftstrom erzeugt, der von außen lokal auf das Sieb bläst. Mit diesem zweiten Luftstrom wird Trägermaterial, das sich im Sieb verfangen hat, wieder zurück in die Meßzelle geblasen und das Sieb somit partiell gereinigt. Da das Sieb 51 rotiert, wird es durch die Düse 60 in einem begrenzten Bereich zyklisch gereinigt, während ein Großteil des Siebes 51 für die Trennung des Zweikomponenten-Entwicklers zur Verfügung steht.a nozzle 60 according to Figures 5 and 6 is provided, which is formed by an air supply pipe 61 and a nozzle slot 62 provided on the latter. The nozzle slot 62 of the nozzle 60 runs radially over the sieve 51 in the cover 50 according to Figure 4. When the sieve 51 rotates, in addition to the air generated by a vacuum cleaner corresponding to the vacuum cleaner 16 according to Figure 1, a second air stream is generated via the nozzle 60, which blows locally onto the sieve from the outside. With this second air stream, carrier material that has become caught in the sieve is blown back into the measuring cell, thus partially cleaning the sieve. Since the sieve 51 rotates, it is cyclically cleaned by the nozzle 60 in a limited area, while a large part of the sieve 51 is available for separating the two-component developer.
Als Siebmaterial kann ein geeignetes Metallfiltergewebe, beispielsweise das durch die Firma IVA vertriebene Siebmaterial Minimesh DTW16 oder Mesh 200 &khgr; 1.120,14306 verwendet werden.A suitable metal filter fabric can be used as sieve material, for example the sieve material Minimesh DTW16 or Mesh 200 x 1.120.14306 sold by IVA.
2000 E 0205 Bezugszeichenliste2000 E 0205 List of reference symbols
1010
1515
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2525
13,13,
1515
1616
1919
2020
2121
3030
4040
4343
4444
5050
5151
Meßzelle Deckel Boden Sieb Ab s augve rb indung Staubsauger Metallring Isolator Ladekondensator Elektrometer Drosselventil Grundkörper Kammer Sieb Körper Zahnrad Zähne Zahnrad Zähne Deckel Sieb Düse Luftzuführungsrohr DüsenschlitzMeasuring cell Cover Base Sieve Suction connection Vacuum cleaner Metal ring Insulator Charging capacitor Electrometer Throttle valve Base body Chamber Sieve body Gear teeth Gear teeth Cover Sieve Nozzle Air supply pipe Nozzle slot
Claims (6)
eine rotationssymmetrisch ausgebildete Meßzelle vorgesehen ist, die zur Einfüllung des Zweikomponenten-Entwicklers einen abnehmbaren Deckel (50) besitzt,
die Meßzelle im Boden eines Grundkörpers (30) und im Deckel (50) jeweils ein Sieb (32 bzw. 51) mit jeweils einer solchen Maschenweite besitzt, daß der Toner durch einen Luftstrom aus der Meßzelle absaugbar ist, während das Trägermaterial in der Meßzelle verbleibt,
wenigstens eines der Siebe (51) rotierend angeordnet ist und wobei
über dem rotierenden Sieb (51) eine so ausgebildete Düse (16) vorgesehen ist, daß durch sie ein Luftstrom auf einen begrenzten Bereich des rotierenden Siebes (51) gerichtet wird. 1. Device for measuring the charge to mass ratio of toner in a two-component developer for electrophotographic devices containing a toner and a carrier material, wherein
a rotationally symmetrical measuring cell is provided which has a removable lid ( 50 ) for filling the two-component developer,
the measuring cell in the bottom of a base body ( 30 ) and in the cover ( 50 ) each has a sieve ( 32 or 51 ) with a mesh size such that the toner can be sucked out of the measuring cell by an air stream, while the carrier material remains in the measuring cell,
at least one of the sieves ( 51 ) is arranged to rotate and wherein
a nozzle ( 16 ) designed in such a way that an air stream is directed onto a limited area of the rotating sieve ( 51 ) is provided above the rotating sieve ( 51 ).
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Legal Events
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Effective date: 20081215 |
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R071 | Expiry of right |