JP2001116786A - Electric characteristics measuring apparatus for particle - Google Patents

Electric characteristics measuring apparatus for particle

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JP2001116786A
JP2001116786A JP33654799A JP33654799A JP2001116786A JP 2001116786 A JP2001116786 A JP 2001116786A JP 33654799 A JP33654799 A JP 33654799A JP 33654799 A JP33654799 A JP 33654799A JP 2001116786 A JP2001116786 A JP 2001116786A
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JP
Japan
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electrode
particles
test
voltage
signal
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Application number
JP33654799A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Taniguchi
谷口  慶治
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Sysmex Corp
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Sysmex Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply measure electric characteristics of particles such as toner particles or the like. SOLUTION: The electric characteristics measuring apparatus comprises a first electrode 12, a second electrode 14 disposed oppositely to the electrode 12, a power source 28 for applying a predetermined voltage between the opposed electrodes 12 and 14, a piezoelectric element 18 for discharging particles to be detected and its drive circuit 22 in a space between the opposed electrodes, an amplifier for detecting a signal present at the electrode 14, an analyzer for measuring peak values of the signal waveform present in the case of discharging the particles by changing the applied voltage between the opposed electrodes and calculating information regarding electric characteristics of the particles to be detected from a difference of the peak values of the measured respective signal waveforms, and a controller for controlling these means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子が保有してい
る電荷量等の電気的特性を測定する装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring electric characteristics such as the amount of electric charge held by particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機においてトナー粒子が使用されて
いる。このトナー粒子の荷電量に関する特性は印刷の出
来に影響を与える。このため、トナー粒子の電荷量を測
定する必要性が出てくる。
2. Description of the Related Art Toner particles are used in copiers. The characteristic of the charge amount of the toner particles affects the quality of printing. Therefore, it is necessary to measure the charge amount of the toner particles.

【0003】例えば、特開平09−113559号公報
には、振動子により下部電極を所定周期で振動させ下部
電極上の粒子を飛翔させること、両電極間に電圧を印加
し粒子を上部電極に到達したときに発生する電流量を測
定することにより、その印加電圧における粒子の総電荷
量を測定することが開示されている。また、各印加電圧
での総電荷量を測定することにより一群の粒子の帯電量
qの分布を得ることが開示されている。また、上部電圧
に粒子が到達することによって生じるパルス的な信号を
カウントすることにより粒子数を算出し、総電荷量をそ
の粒子数で除算し粒子1個当たりの電荷量qを求めるこ
とが開示されている。その他にも、総電荷量Σqや総質
量Σm等の粒子特性を測定する方法が各種知られてい
る。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-113559 discloses that a lower electrode is vibrated by a vibrator at a predetermined cycle to fly particles on the lower electrode, and a voltage is applied between both electrodes to reach the upper electrode. It is disclosed that by measuring the amount of current generated at the time of measurement, the total charge amount of the particles at the applied voltage is measured. It is also disclosed that the distribution of the charge amount q of a group of particles is obtained by measuring the total charge amount at each applied voltage. In addition, it is disclosed that the number of particles is calculated by counting a pulse signal generated when the particles reach the upper voltage, and the total charge is divided by the number of particles to obtain a charge q per particle. Have been. In addition, various methods for measuring particle characteristics such as the total charge amount Σq and the total mass Σm are known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術では、電荷対質量比(Charge−to−M
ass Ratio)q/mの分布を簡易な構成で簡単
に計測するというところまでは至っていない。本発明
は、粒子の電気的特性をもっと簡単に測定することがで
きる装置を提供することを課題とする。
However, in these prior arts, the charge-to-mass ratio (Charge-to-M
ass Ratio) The distribution of q / m is not easily measured with a simple configuration. An object of the present invention is to provide an apparatus that can more easily measure the electrical properties of particles.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の粒子の電気的特
性測定装置は、第1電極と、第1電極に対向して配置さ
れる第2電極と、上記対向電極間に所定の電圧を印加す
る電圧印加手段と、上記対向電極間空間に被検粒子を放
ずる被検粒子投入手段と、第2電極に現われる信号を検
出する信号検出手段と、上記対向電極間印加電圧を変え
て被検粒子放出の際に現われる上記信号波形のピーク値
をそれぞれ計測し、これら計測された各信号波形のピー
ク値の差から被検粒子の電気的特性に関する情報を算出
する解析手段と、これら各手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an apparatus for measuring electrical properties of a particle, comprising: a first electrode; a second electrode disposed opposite to the first electrode; A voltage applying means for applying the voltage; an input means for discharging the test particles into the space between the opposed electrodes; a signal detecting means for detecting a signal appearing at the second electrode; Analysis means for measuring the peak values of the signal waveforms appearing at the time of emission of the particle, and calculating information on the electrical characteristics of the particles to be measured from the difference between the peak values of the measured signal waveforms; Control means for controlling
It is characterized by having.

【0006】電極上の粒子には付着力が作用している
(付着力はイメージ力とファンデルワース力とからな
る)。この付着力は粒子にかかる重力と比べて大きな
(100倍以上というような)力であるため、それに逆
らう大きな力を粒子に作用させない限り粒子は電極に付
着したままである。本発明は、被検粒子投入手段により
対向電極間空間に被検粒子を放ずることにより上記付着
力に関する問題を解決し、被検粒子の電気的特性を測定
しようとするものである。
[0006] Adhesion acts on particles on the electrode (adhesion consists of image and van der Waals forces). Since this adhesive force is a force (such as 100 times or more) larger than the gravity applied to the particles, the particles remain attached to the electrode unless a large force against them is applied to the particles. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem concerning the adhesive force by releasing the test particles into the space between the opposed electrodes by the test particle input means, and to measure the electrical characteristics of the test particles.

【0007】被検粒子投入手段として、第1電極を第2
電極の方向に振動させる駆動手段を含んでなるものを使
用することができる。この場合、駆動手段により第1電
極を振動させて第1電極上の被検粒子を対向電極間空間
に飛翔させることができる。
The first electrode is connected to the second
A device that includes a driving unit that vibrates in the direction of the electrode can be used. In this case, the first electrode is oscillated by the driving means so that the test particles on the first electrode can fly into the space between the opposing electrodes.

【0008】また、被検粒子投入手段として、対向電極
に近接配置され表面部分に多相電極が形成された電極シ
ートおよびその多相電極に多相電圧を供する駆動手段を
含んでなるものを使用することができる。この場合、駆
動手段により多相電極シート上の被検粒子を対向電極近
傍まで搬送し多相電極シート端から対向電極間空間に投
入することができるとともに、被検粒子の供給も自動化
できるという点で好ましい。
Further, as the means for introducing particles to be tested, a means comprising an electrode sheet arranged in proximity to the counter electrode and having a polyphase electrode formed on the surface thereof and a driving means for applying a polyphase voltage to the polyphase electrode is used. can do. In this case, the test particles on the multi-phase electrode sheet can be conveyed to the vicinity of the counter electrode by the driving means and can be introduced into the space between the counter electrodes from the end of the multi-phase electrode sheet, and the supply of the test particles can be automated. Is preferred.

【0009】電圧が印加された対向電極間に放じられた
被検粒子は荷電特性の違いによりその後の振る舞いが異
なる。電荷量の大きな粒子は重力に逆らって重力よりも
大きなクーロン力により上部電極に到達する。クーロン
力が重力よりも小さい粒子は上部電極には到達せず下部
電極に舞い戻る。
The behavior of the test particles released between the opposing electrodes to which a voltage is applied is different due to the difference in charging characteristics. Particles having a large charge amount reach the upper electrode by Coulomb force greater than gravity against gravity. Particles whose Coulomb force is smaller than gravity do not reach the upper electrode and return to the lower electrode.

【0010】上部電極に到達する荷電粒子の量が変われ
ばそれが計測信号の違いとして現われる(上部電極には
到達せず下部電極に舞い戻る粒子の振る舞いが計測信号
に与える影響は比較的小さいと考えられる)。そこで電
極間に印加する電圧を例えばゼロから少しずつ変えるご
とに上記信号を計測し、計測された信号の差を求めるこ
とにより粒子の電気的特性に関する情報を算出すること
ができる。
If the amount of charged particles reaching the upper electrode changes, it appears as a difference in the measurement signal (the behavior of particles returning to the lower electrode without reaching the upper electrode has a relatively small effect on the measurement signal. Is). Thus, the signal is measured each time the voltage applied between the electrodes is changed little by little from zero, and the information on the electrical characteristics of the particles can be calculated by determining the difference between the measured signals.

【0011】本発明では、解析に際し、信号波形のピー
ク値を計測し、これら計測された各信号波形のピーク値
の差から粒子の電気的特性に関する情報を算出するとい
う簡単な手法により粒子の電気的特性に関する情報を算
出している。
In the present invention, when analyzing, the peak value of the signal waveform is measured, and the information on the electrical characteristics of the particle is calculated from the difference between the peak values of the measured signal waveforms by a simple method. Calculates information about the statistical characteristics.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明の測定装置の一実施例10の全
体構成図であり、トナー粒子の電荷対重量比(q/m)
の分布を測定しようとするものである。
FIG. 1 is a diagram showing the overall structure of a measuring apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
Is to measure the distribution of

【0013】第1電極12は下部電極として機能する。
第2電極14は第1電極12の上方に第1電極12と対
向するよう配置されセンシング電極として機能する。さ
らに第3電極16が第1電極12の上方で図において1
0mmほど第2電極14の左方に配置される。この電極
16はダミー電極として機能する。下部電極12と上部
電極14との間隙はここでは500μmとした。第2電
極14の下方の第1電極部分12aに被検粒子であるト
ナー粒子20が所定量載せられる。第3電極16の下方
の第1電極部分12bにはトナー粒子は載せない。
The first electrode 12 functions as a lower electrode.
The second electrode 14 is disposed above the first electrode 12 so as to face the first electrode 12, and functions as a sensing electrode. Further, the third electrode 16 is positioned above the first electrode 12 in FIG.
It is arranged to the left of the second electrode 14 by about 0 mm. This electrode 16 functions as a dummy electrode. Here, the gap between the lower electrode 12 and the upper electrode 14 was 500 μm. A predetermined amount of toner particles 20 as test particles are placed on the first electrode portion 12a below the second electrode 14. No toner particles are placed on the first electrode portion 12b below the third electrode 16.

【0014】下部電極12にはピエゾ素子18が設けら
れている。22はピエゾ素子18を駆動させるための駆
動回路である。これらピエゾ素子18とその駆動回路2
2により第1電極の少なくとも被検粒子が載置された部
分が第2電極の方向に高速に移動させられる。高速にと
は被検粒子の飛翔を手助けできる程にという意味であ
る。駆動回路22にスタート信号Stが供給されると、
駆動回路22は矩形パルス24を発し、その矩形パルス
24によりピエゾ素子18が駆動され、下部電極12は
上部電極14に対し、ここでは上下方向に微小距離、高
速に移動する。
The lower electrode 12 is provided with a piezo element 18. Reference numeral 22 denotes a drive circuit for driving the piezo element 18. These piezo elements 18 and their driving circuits 2
By 2, at least the portion of the first electrode on which the test particles are placed is moved at high speed in the direction of the second electrode. High speed means that the test particles can help to fly. When the start signal St is supplied to the drive circuit 22,
The drive circuit 22 emits a rectangular pulse 24, and the piezo element 18 is driven by the rectangular pulse 24. The lower electrode 12 moves at a very small distance in the vertical direction with respect to the upper electrode 14 at a high speed.

【0015】30は増幅率Aが10の3乗程度の差動ア
ンプであり、ダミー電極16に対するセンシング電極1
4の電圧を増幅する。図9は差動アンプ30の回路図を
示し、抵抗Rcはゲイン微調整用の可変抵抗である。オ
ペアンプはC4082Cを使用し、抵抗Rf、R1、R
2はそれぞれ33kΩ、3.3kΩ、180kΩとし
た。
Numeral 30 denotes a differential amplifier having an amplification factor A of about 10 to the third power.
4 is amplified. FIG. 9 shows a circuit diagram of the differential amplifier 30, and a resistor Rc is a variable resistor for fine gain adjustment. The operational amplifier uses C4082C, and the resistors Rf, R1, R
2 was 33 kΩ, 3.3 kΩ, and 180 kΩ, respectively.

【0016】トナー粒子20の運動により差動アンプ3
0からどのような信号が出力されるか図2を参照して解
析してみる。図2は下部電極12が駆動された時のトナ
ー粒子の動きを説明するためのモデル図である。トナー
粒子はプラスに帯電されているとする。図3にピエゾ素
子を駆動するための駆動パルス信号24の波形を示す。
駆動パルス信号24はパルス幅16msで振幅140V
の矩形パルス信号である。パルス信号の立ち上がりAで
下部電極12は下方に、すなわち図2のx1の方向にス
ウィングする。そして、立ち下がりBで元の位置x0に
向けて上方にスウィングする。その際、下部電極12は
振動しながら減衰し元の位置に戻ることになる。
The differential amplifier 3 is driven by the movement of the toner particles 20.
Let us analyze what signals are output from 0 with reference to FIG. FIG. 2 is a model diagram for explaining the movement of the toner particles when the lower electrode 12 is driven. It is assumed that the toner particles are positively charged. FIG. 3 shows a waveform of the drive pulse signal 24 for driving the piezo element.
The drive pulse signal 24 has a pulse width of 16 ms and an amplitude of 140 V
Is a rectangular pulse signal. At the rising edge A of the pulse signal, the lower electrode 12 swings downward, that is, in the direction of x1 in FIG. Then, it swings upward at the falling B toward the original position x0. At that time, the lower electrode 12 attenuates while vibrating and returns to the original position.

【0017】下部電極12の原点x0から上方にxの地
点に電荷量qのトナー粒子26があるとする。その粒子
26により原点x0から上方にdだけ離れた上部電極1
4に誘導される電位Vuは数1の式で表わされる。dは
電極間距離、ε0は電極間空間の誘電率である。
It is assumed that there is a toner particle 26 having a charge amount q at a point x above the origin x0 of the lower electrode 12. The upper electrode 1 separated upward by d from the origin x0 by the particles 26
The potential Vu induced at 4 is expressed by the equation (1). d is the distance between the electrodes, and ε0 is the dielectric constant of the space between the electrodes.

【数1】 Vu=q/4πε0(d−x) =q/(4πε0d)・1/(1−x/d)Vu = q / 4πε0 (d−x) = q / (4πε0d) · 1 / (1-x / d)

【0018】ところで、原点x0を通過してからの時刻
tにおける下部電極12の変位xは数2のように記述さ
れる。K、α、ωは定数である。
By the way, the displacement x of the lower electrode 12 at the time t after passing through the origin x0 is described by the following equation (2). K, α, and ω are constants.

【数2】x=K・exp(−αt)・sinωtX = K · exp (−αt) · sinωt

【0019】下部電極12上の総荷電量Σqの帯電トナ
ー粒子が上記振動運動をするとすると、そのときに上部
電極14に誘導される電位Vdは数3のように表わされ
る。
Assuming that the charged toner particles having the total charge amount Σq on the lower electrode 12 make the above-mentioned oscillating motion, the potential Vd induced at the upper electrode 14 at that time is expressed by the following equation (3).

【数3】 Vd=Σq/(4πε0d)・1/(1−x/d) =Σq/(4πε0d)・1/(1−K/d・exp(−αt)・si nωt) ≒Σq/(4πε0d)・(1+G・exp(−αt)・sinωt) ただし、GはK/dである。Vd = Σq / (4πε0d) · 1 / (1-x / d) = Σq / (4πε0d) · 1 / (1-K / d · exp (−αt) · sinωt) ≒ Σq / ( 4πε0d) · (1 + G · exp (−αt) · sinωt) where G is K / d.

【0020】一方、初期位置、すなわちx=0における
トナー粒子群28(総電荷量Σq)により上方の電極1
4に誘導される電位ViはΣq/(4πε0d)で表わ
せられるので、その電位Viを基準にすると、上記下部
電極12に付着して下部電極12とともに振動運動する
トナー粒子群(電荷量Σq)により上部電極14に誘導
される電位は電位Vとして数4のように表わされる。
On the other hand, the upper electrode 1 by the toner particle group 28 (total charge 電荷 q) at the initial position, that is, x = 0.
4 is represented by Σq / (4πε0d). Based on the potential Vi, a toner particle group (charge amount Σq) that adheres to the lower electrode 12 and vibrates with the lower electrode 12 to move. potential induced in the upper electrode 14 is expressed as Expression 4 as the potential V 0.

【数4】 V=Vd−Vi =Σq/(4πε0d)G・exp(−αt)・sinωt これはトナー粒子群(電荷量Σq)が上記下部電極12
に付着して下部電極12とともに振動運動しているとき
に差動アンプ30から出力される信号と考えることがで
きる。
V 0 = Vd−Vi = Σq / (4πε0d) G · exp (−αt) · sinωt This is because the toner particles (charge amount Σq) correspond to the lower electrode 12.
Can be considered as a signal output from the differential amplifier 30 when the actuator is vibrating with the lower electrode 12.

【0021】図4、図5は実測された差動アンプ30の
出力信号波形である。図4は下部電極12にトナー粒子
がないときの出力信号V(t)であり、ほぼ0であ
る。図5は下部電極12にトナー粒子を置いたときの出
力信号波形であり、後半の破線で示される部分は下部電
極12が図2におけるx1の位置から上方にスウィング
したときに計測される信号波形であるが、上式(数4)
で示された振動減衰型の信号波形が認められる。
FIGS. 4 and 5 show the measured output signal waveforms of the differential amplifier 30. FIG. FIG. 4 shows the output signal V 0 (t) when there is no toner particle on the lower electrode 12, which is almost zero. FIG. 5 shows an output signal waveform when toner particles are placed on the lower electrode 12, and a portion indicated by a broken line in the latter half is a signal waveform measured when the lower electrode 12 swings upward from the position x1 in FIG. But the above equation (Equation 4)
The signal waveform of the vibration damping type shown by.

【0022】図6は図5の波線部分を拡大したものであ
る。図6(a)は電源28により上部電極14と下部電
極12の間、ダミー電極16と下部電極12の間にそれ
ぞれ印加される電圧Veを0Vとした場合の信号波形で
ある。このときトナー粒子は下部電極12に付着同然の
ままでありリフトアップされない(このことは観察で確
かめられた)。
FIG. 6 is an enlarged view of the dashed line portion in FIG. FIG. 6A is a signal waveform when the voltage Ve applied between the upper electrode 14 and the lower electrode 12 and between the dummy electrode 16 and the lower electrode 12 by the power supply 28 is 0V. At this time, the toner particles remain attached to the lower electrode 12 and are not lifted up (this was confirmed by observation).

【0023】一方、図6(b)は電極間電圧Veを1V
とした場合の出力信号V(t)の波形である。もし、
図6(a)の信号と図6(b)の信号に異なるところが
あれば、それはトナー粒子の振る舞いが異なることによ
る。実際、図6(a)の場合の信号のピーク値Vpは1
59μVで、図6(b)の場合の信号のピーク値Vpは
187μVであった。そして、図6(b)の場合にいく
らかのトナー粒子が上部電極14側にリフトアップされ
ていることも観察された。上部電極14にリフトアップ
された粒子は、その電荷量をqとするとqVe/d>m
gなる条件を満たす粒子であって、少なくともgd/V
eの電荷対重量比q/mを持つ。mはその粒子の質量、
gは重力加速度である。一方、qVe/d<mgなる粒
子は上部電極14にリフトアップされない、すなわち、
下部電極12から離れたとしてもすぐ下部電極12に戻
る粒子である。上記信号V(t)の上昇分は、前者の
qVe/d>mgの条件を満たす粒子が上部電極14に
到達することにより実質的に引き起こされたと見ること
ができる。
On the other hand, FIG. 6B shows that the inter-electrode voltage Ve is 1 V
Is the waveform of the output signal V 0 (t) when if,
If there is a difference between the signal of FIG. 6A and the signal of FIG. 6B, this is because the behavior of the toner particles is different. In fact, the peak value Vp of the signal in the case of FIG.
At 59 μV, the peak value Vp of the signal in the case of FIG. 6B was 187 μV. It was also observed that some toner particles were lifted up to the upper electrode 14 in the case of FIG. The particles lifted up to the upper electrode 14 have qVe / d> m, where q is the charge amount.
g, wherein at least gd / V
e has a charge-to-weight ratio of q / m. m is the mass of the particle,
g is the gravitational acceleration. On the other hand, particles satisfying qVe / d <mg are not lifted up by the upper electrode 14, ie,
The particles return to the lower electrode 12 immediately after being separated from the lower electrode 12. It can be seen that the rise of the signal V 0 (t) is substantially caused by the particles satisfying the former condition of qVe / d> mg reaching the upper electrode 14.

【0024】このようなことから、下部電極12上にそ
れぞれ一定量のトナー粒子を載せて電極間印加電圧Ve
をVe1、Ve2(Ve1<Ve2)供給しそれぞれ差
動アンプ30の出力信号のピーク値Vp1、Vp2を測
定し、その差分をとれば、q/mがdg/Ve2からd
g/Ve1までのトナー粒子の含有率P12=(Vp2
−Vp1)/Maxを知ることができる。Maxは全ト
ナー粒子が第2電極14に到達した場合の電圧Vpであ
り、電圧Veを非常に大きくした場合に現われる電圧V
pである。
For this reason, a fixed amount of toner particles is placed on the lower electrode 12 and the voltage Ve applied between the electrodes is reduced.
Are supplied to Ve1 and Ve2 (Ve1 <Ve2), the peak values Vp1 and Vp2 of the output signal of the differential amplifier 30 are measured, and the difference is obtained, whereby q / m becomes dg / Ve2 to dg / Ve2.
g / Ve1 of toner particle content P12 = (Vp2
−Vp1) / Max. Max is the voltage Vp when all the toner particles reach the second electrode 14, and the voltage Vp that appears when the voltage Ve is extremely increased.
p.

【0025】図1における32は解析装置であり、差動
アンプ30の出力信号V(t)を簡易的に解析し被検
トナー粒子の電荷対重量比q/mを算出する。34は制
御装置であり本システムを統括的にコントロールする役
目を担っている。36は測定結果等を出力する出力装置
である。本発明では、簡易的に信号V(t)のピーク
値Vpを計測し解析することにより必要な情報を得てい
る。図7は毎回一定量のトナー粒子を下部電極12上に
供給し印加電圧Veを少しずつ変えてピーク値Vpを実
測した結果である。縦軸Vpは第2電極に到達したトナ
ー粒子の累積数を反映している。横軸Veはトナー粒子
のq/mと逆数の関係にあり、Veが高いほどq/mが
小さいものまでリフトアップされることになる。
In FIG. 1, reference numeral 32 denotes an analyzer, which simply analyzes the output signal V 0 (t) of the differential amplifier 30 and calculates the charge-to-weight ratio q / m of the toner particles to be measured. Numeral 34 denotes a control device which plays a role of totally controlling the system. An output device 36 outputs a measurement result and the like. In the present invention, necessary information is obtained by simply measuring and analyzing the peak value Vp of the signal V 0 (t). FIG. 7 shows the result of actually measuring the peak value Vp by supplying a fixed amount of toner particles to the lower electrode 12 every time and changing the applied voltage Ve little by little. The vertical axis Vp reflects the cumulative number of toner particles that have reached the second electrode. The abscissa Ve has a reciprocal relationship to q / m of the toner particles, and the higher the Ve, the more the q / m is lifted up.

【0026】図7により本トナー粒子の全体的な特性が
把握することができた。本トナー粒子の場合、q/mの
詳細な分布図を知るためには電圧Veが0から1Vの部
分をもっと細かく、例えば0.1Vごとに測定する必要
がある。図8はこのような詳細測定を再度行いその結果
(不図示)から求めたトナー粒子の電荷対質量比q/m
の分布図である。分布図は分布曲線を滑らかにするため
スムージング処理を施した。
FIG. 7 shows the overall characteristics of the toner particles. In the case of the present toner particles, in order to know a detailed distribution diagram of q / m, it is necessary to measure the portion where the voltage Ve is 0 to 1 V more finely, for example, every 0.1 V. FIG. 8 shows such detailed measurement again, and the charge-to-mass ratio q / m of the toner particles obtained from the result (not shown).
FIG. The distribution map was subjected to a smoothing process to smooth the distribution curve.

【0027】図10は本発明の測定装置の他の実施例5
0の要部構成図であり、前記実施例10とは、第1電極
12に隣接するよう多相電極シート52を配した点が異
なる。54は多相電極シートの各電極に相の異なる矩形
波を供する駆動回路である。図11は多相電極シートの
平面図であり、ポリイミドフィルムなどの絶縁性薄膜か
らなるシート56表面には、4本(4相)のアドレスラ
イン58iからそれぞれ分岐した銅製の線状電極60i
が互いに平行して櫛形形成されている。ここで電極幅は
15μm、電極間距離は100μmである。これらの電
極パターンは真空蒸着法により作製することができる。
図11において網かけで示す中央部分は絶縁膜で覆われ
ておらずトナー粒子が矢印方向に搬送される領域であ
る。
FIG. 10 shows another embodiment 5 of the measuring apparatus of the present invention.
0 is a main part configuration diagram, and is different from Example 10 in that a multi-phase electrode sheet 52 is arranged adjacent to the first electrode 12. Numeral 54 denotes a drive circuit for supplying different-phase rectangular waves to the respective electrodes of the multi-phase electrode sheet. FIG. 11 is a plan view of a multi-phase electrode sheet. A copper linear electrode 60i branched from four (four-phase) address lines 58i is formed on the surface of a sheet 56 made of an insulating thin film such as a polyimide film.
Are formed in parallel with each other. Here, the electrode width is 15 μm, and the distance between the electrodes is 100 μm. These electrode patterns can be produced by a vacuum deposition method.
In FIG. 11, a shaded central portion is a region that is not covered with the insulating film and the toner particles are transported in the direction of the arrow.

【0028】図12は多相電極シートの各相電極に供せ
られる4相矩形波である。各振幅は約100Vとし周波
数は約100Hzとした。トナー粒子62は各相の矩形
波に乗りV1→V2→V3→V4→・・・とシート上を
飛ぶように搬送され、シート端から電極12、14間に
投入される。本実施例において、電極間距離は1000
μmとした。
FIG. 12 shows a four-phase rectangular wave applied to each phase electrode of the multiphase electrode sheet. Each amplitude was about 100 V, and the frequency was about 100 Hz. The toner particles 62 ride on the rectangular waves of each phase and are conveyed so as to fly on the sheet in the order of V 1 → V 2 → V 3 → V 4 →... And are injected between the electrodes 12 and 14 from the end of the sheet. In this embodiment, the distance between the electrodes is 1000
μm.

【0029】本実施例においても先の実施例と同様の手
法により解析を行うことができる。図13はあるトナー
粒子について得られた電極間電圧を変えたときの差動ア
ンプ出力波形のピーク値の変化を示すグラフである。図
14は図13のデータを基に求めたトナー粒子の電荷対
質量比q/mの分布図である。
In this embodiment, analysis can be performed by the same method as in the previous embodiment. FIG. 13 is a graph showing a change in the peak value of the output waveform of the differential amplifier when the inter-electrode voltage obtained for a certain toner particle is changed. FIG. 14 is a distribution diagram of the charge-to-mass ratio q / m of the toner particles obtained based on the data of FIG.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、本発明の装置によれば、
複雑な解析を必要とせず、簡単な構成で簡易的に粒子の
電気的特性を測定することができる。
As described above, according to the apparatus of the present invention,
The electrical characteristics of the particles can be easily measured with a simple configuration without requiring a complicated analysis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention.

【図2】 粒子の動きを説明するためのモデル図であ
る。
FIG. 2 is a model diagram for explaining movement of particles.

【図3】 ピエゾ素子の駆動パルス信号波形である。FIG. 3 is a driving pulse signal waveform of a piezo element.

【図4】 実測された差動アンプの出力信号波形である
(粒子がないとき)。
FIG. 4 is an actually measured output signal waveform of the differential amplifier (when there is no particle).

【図5】 実測された差動アンプの出力信号波形である
(粒子があるとき)。
FIG. 5 is a measured output signal waveform of a differential amplifier (when particles are present).

【図6】 図5の破線部拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a broken line portion in FIG.

【図7】 電極間印加電圧を変えたときの差動アンプの
出力信号波形のピーク値の変化を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in a peak value of an output signal waveform of a differential amplifier when an applied voltage between electrodes is changed.

【図8】 求められた粒子の電荷対質量比q/mの分布
図である。
FIG. 8 is a distribution diagram of the calculated charge to mass ratio q / m of the particles.

【図9】 差動アンプの回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a differential amplifier.

【図10】 本発明の他の実施例の要部構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of another embodiment of the present invention.

【図11】 多相電極シートの平面図である。FIG. 11 is a plan view of a multi-phase electrode sheet.

【図12】 多相電極シートの各相電極に供せられる4
相矩形波である。
FIG. 12 shows 4 provided to each phase electrode of the multiphase electrode sheet.
It is a phase rectangular wave.

【図13】 電極間印加電圧を変えたときの差動アンプ
の出力信号波形のピーク値の変化を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a change in a peak value of an output signal waveform of a differential amplifier when a voltage applied between electrodes is changed.

【図14】 求められた粒子の電荷対質量比q/mの分
布図である。
FIG. 14 is a distribution diagram of the calculated charge-to-mass ratio q / m of the particles.

【符号の説明】 12 第1電極 14 第2電極 16 第3電極 18 ピエゾ素子 20、22、26、28、62 トナー粒子 22 駆動回路 28 電源 30 差動アンプ 32 解析装置 34 制御装置 36 出力装置 52 多相電極シート 54 駆動回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 1st electrode 14 2nd electrode 16 3rd electrode 18 Piezo element 20, 22, 26, 28, 62 Toner particles 22 Drive circuit 28 Power supply 30 Differential amplifier 32 Analysis device 34 Control device 36 Output device 52 Polyphase electrode sheet 54 Drive circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1電極と、第1電極に対向して配置さ
れる第2電極と、上記対向電極間に所定の電圧を印加す
る電圧印加手段と、上記対向電極間空間に被検粒子を放
ずる被検粒子投入手段と、第2電極に現われる信号を検
出する信号検出手段と、上記対向電極間印加電圧を変え
て被検粒子放出の際に現われる上記信号波形のピーク値
をそれぞれ計測し、これら計測された各信号波形のピー
ク値の差から被検粒子の電気的特性に関する情報を算出
する解析手段と、これら各手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする粒子の電気的特性測定装置。
A first electrode; a second electrode disposed to face the first electrode; voltage applying means for applying a predetermined voltage between the counter electrodes; and a test particle in the space between the counter electrodes. Means for emitting test particles, signal detecting means for detecting a signal appearing on the second electrode, and measuring the peak value of the signal waveform appearing when the test particles are emitted by changing the voltage applied between the counter electrodes. Then, an analysis unit that calculates information on the electrical characteristics of the test particles from the difference between the peak values of these measured signal waveforms, and a control unit that controls these units,
An apparatus for measuring electrical properties of particles, comprising:
【請求項2】 被検粒子投入手段が、第1電極を第2電
極の方向に振動させる駆動手段を含み、上記駆動手段に
よる第1電極の振動により第1電極上の被検粒子を対向
電極間空間に放ずるものであることを特徴とする請求項
1記載の粒子の電気的特性測定装置。
2. The method according to claim 1, wherein the test particle input means includes a driving means for vibrating the first electrode in the direction of the second electrode, and the test particles on the first electrode are caused to vibrate by the vibration of the first electrode by the driving means. 2. The apparatus for measuring electrical properties of particles according to claim 1, wherein the apparatus is exposed to an interspace.
【請求項3】 被検粒子投入手段が、対向電極に近接配
置され表面部分に多相電極が形成された多相電極シート
およびその多相電極に多相電圧を供する駆動手段を含
み、上記駆動手段により多相電極シート上の被検粒子を
対向電極近傍まで搬送し多相電極シート端から電極間空
間に放ずるものであることを特徴とする請求項1記載の
粒子の電気的特性測定装置。
3. The method according to claim 1, wherein the test particle input means includes a polyphase electrode sheet having a polyphase electrode formed on a surface portion of the multiphase electrode sheet and a driving means for supplying a multiphase voltage to the polyphase electrode. 2. An apparatus for measuring electrical characteristics of particles according to claim 1, wherein the test particles on the multi-phase electrode sheet are conveyed to the vicinity of the counter electrode by means and released from the end of the multi-phase electrode sheet to the space between the electrodes. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7530279B2 (en) 2005-05-23 2009-05-12 Sharp Kabushiki Kaisha Sampler for sampling charged particles, and apparatus for measuring charge distribution of the charged particles

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