JP5347921B2 - Toner behavior visualization device - Google Patents
Toner behavior visualization device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5347921B2 JP5347921B2 JP2009271580A JP2009271580A JP5347921B2 JP 5347921 B2 JP5347921 B2 JP 5347921B2 JP 2009271580 A JP2009271580 A JP 2009271580A JP 2009271580 A JP2009271580 A JP 2009271580A JP 5347921 B2 JP5347921 B2 JP 5347921B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developer
- image
- behavior visualization
- visualization device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
Description
本発明は、二成分現像剤方式の電子写真画像形成装置で用いるトナーとキャリアから成る現像剤粉体の動的挙動状態において、トナー領域を可視化させるトナー挙動可視化装置に関する。 The present invention relates to a toner behavior visualization device that visualizes a toner region in a dynamic behavior state of a developer powder composed of toner and a carrier used in a two-component developer type electrophotographic image forming apparatus.
スクリューやパドルを粉体に作用させ、搬送力を与える方式の粉体搬送方式は、建築・食品など、多数の工業分野で使用されている。特に、乾式の電子写真画像形成装置は、一般にキャリアと呼ばれるフェライト、鉄等の磁性体粒子とポリエステル樹脂に顔料等を混入させたトナー粒子の混合粉体を現像剤として利用している。更に詳細には、電子写真画像形成装置の内部では、現像器などでキャリア粒子とトナー粒子との現像剤粉体を、スクリューやパドルのような機構によって、混合、攪拌、搬送している。 A powder conveying system in which a screw or paddle is applied to powder to give a conveying force is used in many industrial fields such as architecture and food. In particular, dry electrophotographic image forming apparatuses use, as a developer, a mixed powder of magnetic particles such as a carrier generally called a carrier and toner particles in which a pigment or the like is mixed in a polyester resin. More specifically, inside the electrophotographic image forming apparatus, developer powder of carrier particles and toner particles is mixed, stirred, and conveyed by a mechanism such as a screw or paddle in a developing device or the like.
このような粉体搬送では、均一に精度よく搬送量を制御することが必要であり、そのために、モニタリングや解析の手段として計測手法が必要となる。しかしながら、現像器等の内部の観察が、可視光では不可能なため、解析的なアプローチが困難で、工業製品設計などでは経験的な手法が改善の主な手段となっており、精度良く搬送し、混合することに関して不具合がある。
また、特に、キャリア、トナー等の現像剤粉体を用いる電子写真画像形成装置では、画像形成で消費されて、量的に少なくなってゆく現像剤中のトナーを、随時補給し、かつ、キャリアと速やかに、均一に混合させる必要があり、そのために、スクリューやパドルの形状、回転数等を制御して混合・攪拌させることが必要である。
しかし、比重、粒径が異なるトナーが、キャリアに対して、どのような状態で、物理的に混合、攪拌されていくのは、キャリア、トナー等の粒径が、人間の目に対して非常に小さいために、観察が極めて困難である。このために、キャリア、トナー等の搬送、混合に関しては、設計経験的・試行錯誤的手法で進められているのが現状である。
In such powder conveyance, it is necessary to control the conveyance amount uniformly and accurately, and for that purpose, a measurement technique is required as a means of monitoring and analysis. However, since it is impossible to observe the inside of the developing unit with visible light, an analytical approach is difficult, and empirical methods are the main means of improvement in industrial product design, etc. However, there is a problem with mixing.
In particular, in an electrophotographic image forming apparatus using developer powder such as carrier and toner, the toner in the developer that is consumed in image formation and decreases in quantity is supplied as needed, and the carrier In order to achieve this, it is necessary to mix and stir by controlling the shape of the screw and paddle, the rotational speed, and the like.
However, toners with different specific gravity and particle size are physically mixed and agitated with respect to the carrier in such a state that the particle size of the carrier, toner, etc. It is extremely difficult to observe. For this reason, the current situation is that the carrier, toner, and the like are transported and mixed by a design empirical / trial and error method.
したがって、このように、現像剤中のトナーのように視覚的に観察することができない粉体中の、更に特有の物質の拡散状態の観察、という非常に難易度の高い観察手法が望まれている。
したがって、通常の環境である可視光環境では不可能な粉体内部の観察手段として、エックス線を用いたＣＴ方式、透過観察方式が挙げられる。
ＣＴ方式は、基本的に光学系もしくはサンプルが周囲を回転し、各角度での透過像を演算しサンプルの三次元情報をコンピュータ演算によって算出する方式であり、原理的に動的現象の観察には向かない。
また、透過観察方式は、近年１／５０００ｓｅｃ，以下で反応するシンチレータの開発により、高速現象を観察することも可能になってきている。
Therefore, an observation method with a very high degree of difficulty is desired, such as observation of the diffusion state of a specific substance in the powder that cannot be visually observed like the toner in the developer. Yes.
Therefore, as a means for observing the inside of the powder, which is impossible in a visible light environment which is a normal environment, a CT method using X-rays and a transmission observation method can be mentioned.
The CT method is basically a method in which the optical system or sample rotates around, calculates the transmitted image at each angle, and calculates the three-dimensional information of the sample by computer calculation. Is not suitable.
Further, the transmission observation method has recently become possible to observe a high-speed phenomenon by developing a scintillator that reacts at 1/5000 sec or less.
エックス線はこのように、可視光では内部が不可視の対象、例えば粉体挙動を、観察することができる。
実際に、動的に観察・計測する技術としては、以下のようなものがある。
例えば、特許文献１では、粉体内部に金属トレーサーを混入させ、エックス線で挙動を観察しており、パスラインや流速などの物理特徴量が計測できる。
また、特許文献２では、エックス線などで粉体搬送を動的・場全体で計測することにより、粉体搬送物構造体の情報を合わせて演算することによって、粉体比重場を動的に計測しようとしている。
As described above, the X-ray can observe an object whose inside is not visible with visible light, for example, powder behavior.
Actually, there are the following techniques for dynamic observation and measurement.
For example, in Patent Document 1, a metal tracer is mixed in the powder and the behavior is observed with X-rays, and physical features such as a pass line and a flow velocity can be measured.
Also, in Patent Document 2, the powder specific gravity field is dynamically measured by calculating the powder conveyance structure dynamically by using the X-ray or the like and calculating the information of the powder conveyance object structure together. Trying to.
しかしながら、これらのエックス線を用いる手法では、電子写真現像剤中のトナーのような物質はうまく観察することができない。エックス線透過画像は、原理的に式（１）のように透過領域における物質中を透過してくるエックス線の線量の差を画像化している。
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−μ、ｘ）……式（１）
（ここで、Ｉ：線量、Ｉ0：真空中の透過線量、μ：その物質の線減弱係数、ｘ：その物質の透過距離を表している。）
However, in the method using these X-rays, a substance such as a toner in the electrophotographic developer cannot be observed well. In principle, the X-ray transmission image is formed by imaging the difference in the dose of X-rays transmitted through the substance in the transmission region as shown in Equation (1).
I = I 0 exp (−μ, x) (1)
(Here, I: Dose, I 0 : Transmission dose in vacuum, μ: Linear attenuation coefficient of the substance, x: Transmission distance of the substance.)
つまり、物質の透過距離が等しければ、画像濃度は線減弱係数の差で決まる。しかしながら、電子写真現像剤はキャリア（マグネタイト、フェライト等の金属酸化物、鉄粉等の金属）とトナー（ポリエステル、スチレンアクリル等の熱可塑性樹脂）から成っている。キャリアとして広く用いられている鉄の線減弱係数（３．０ｃｍ−１）は、トナーのそれ（０．１〜０．５ｃｍ−１）より遥かに大きい。更に、トナーの質量混合比は約５〜１０％である。
このため、エックス線に観察では、現像剤中のトナーのみを分離して、可視化するのが困難という問題がある。
That is, if the transmission distances of the substances are equal, the image density is determined by the difference in the linear attenuation coefficient. However, the electrophotographic developer is composed of a carrier (metal oxide such as magnetite and ferrite, metal such as iron powder) and a toner (thermoplastic resin such as polyester and styrene acrylic). Linear attenuation coefficient of the iron is widely used as a carrier (3.0 cm -1) is much larger than that of the toner (0.1~0.5cm -1). Further, the mass mixing ratio of the toner is about 5 to 10%.
For this reason, there is a problem that it is difficult to separate and visualize only the toner in the developer in the X-ray observation.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、動的にかつ、高速に運動する電子写真現像剤中に含まれるトナー領域を動的に可視化する、または、画像演算によりその体積・濃度などを定量的に計測するトナー挙動可視化装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is to dynamically visualize a toner region contained in an electrophotographic developer that moves dynamically and at a high speed, or an image. To provide a toner behavior visualization device that quantitatively measures the volume, concentration, and the like by calculation.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のトナー挙動可視化装置は、電子写真方式の画像形成装置に用いるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を搬送する装置（以下、「現像剤搬送装置」と記す。）と、前記現像剤搬送装置の搬送する領域に、中性子線を照射し、その透過像を視覚化する光学装置と、その透過像を記録する画像情報記録装置とを有し、前記現像剤搬送装置の情報と現像剤材料の情報とから線量強度を求め、かつ、現像剤中のトナーが存在する領域を算出する画像演算装置を有することを特徴とする。
また、本発明のトナー挙動可視化装置は、さらに、前記現像剤搬送装置は、現像剤を円筒内部に封入し、回転させることによってトナーとキャリアを混合させる円筒回転装置であることを特徴とする。
また、本発明のトナー挙動可視化装置は、さらに、前記画像情報記録装置は、高速度カメラであることを特徴とする。
また、本発明のトナー挙動可視化装置は、さらに、前記光学装置は、中性子線をパルス発生させることを特徴とする。
また、本発明のトナー挙動可視化装置は、さらに、中性子線のパルスの周期を可変にでき、かつ、前記高速度カメラが、前記中性子線のパルスの周期と同期をとって透過像を視覚化することを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The toner behavior visualization device of the present invention is a device for conveying a two-component developer containing toner and a carrier (hereinafter referred to as “developer conveying device”) used in an electrophotographic image forming apparatus, and the developer. An optical device that irradiates a region to be transported by the transport device with a neutron beam and visualizes the transmitted image, and an image information recording device that records the transmitted image. Information on the developer transport device and developer It is characterized by having an image calculation device for obtaining dose intensity from material information and calculating an area where toner in the developer exists.
The toner behavior visualization device according to the present invention is further characterized in that the developer conveying device is a cylindrical rotating device that mixes the toner and the carrier by sealing the developer inside the cylinder and rotating the developer.
The toner behavior visualization device of the present invention is further characterized in that the image information recording device is a high-speed camera.
The toner behavior visualization device according to the present invention is further characterized in that the optical device generates pulses of neutron beams.
Further, the toner behavior visualization device of the present invention can further change the pulse period of the neutron beam, and the high-speed camera visualizes the transmission image in synchronization with the pulse period of the neutron beam. It is characterized by that.
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明によれば、可視光やエックス線では不可能な、電子写真現像剤中のトナー領域を可視化することが可能になる。また、回転体攪拌装置のように特殊なトナー混合装置のトナー領域を可視化することが可能になる。また、高速な攪拌混合状態のトナー領域を可視化することが可能になる。また、回転体攪拌装置のように特殊なトナー混合装置について対応が可能となる。
The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
According to the present invention, it is possible to visualize a toner region in an electrophotographic developer, which is impossible with visible light or X-rays. Further, it becomes possible to visualize the toner region of a special toner mixing device such as a rotating body stirring device. In addition, it becomes possible to visualize the toner region in a high-speed stirring and mixing state. Further, it is possible to cope with a special toner mixing device such as a rotating body stirring device.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments and examples, and these embodiments and examples may be changed or modified without departing from the spirit and scope of the present invention. it can.
図１に、中性子線とエックス線の質量減弱係数を示す図である。ここで、縦軸は、線減弱係数を比重で割った値で、単位質量あたりの線減弱係数を示している。さらに、減弱係数とは、光子強度の減衰を定量的に表す量。光子が物質中の微小厚さ（Δｘ）を透過するときの、強度の変化量の相対値（ΔＩ／Ｉ）を示す量であり、−（ΔＩ／Ｉ）／Δｘで定義される。通常、物体に入射した光子強度は深さに対して指数関数的に減衰する。減弱係数とはこの指数の肩の数値である。図１では各元素と中性子線とエックス線の線弱係数との関係を示めしているが、中性子線は、日本原子力研究開発機構所有の軽水型研究炉ＪＲＲ３を用いた計測されたもので、エックス線はタングステンターゲットを用いて管電圧１２５ｋVで計測された値である。
図１から明らかなように、このようにエックス線は基本的に原子番号の増加に伴い、減弱係数は大きく、すなわち透過量が小さくなる。中性子線は全く異なる性質を有する。例えば、ホウ素（Ｂ）・水素（Ｈ）・炭素（Ｃ）などが、鉄（Ｆｅ）などの金属より中性子の大きい吸収量を持っている。つまり、エックス線と逆に、水素・炭素を多く含むポリエステルトナーの方がキャリアよりも吸収量が大きくなる。本発明では、この中性子線の特有の性質を用いて、電子写真現像剤中のトナー領域を可視化するトナー挙動可視化装置を提供することができる。
FIG. 1 is a diagram showing mass attenuation coefficients of neutron rays and X-rays. Here, the vertical axis represents the linear attenuation coefficient per unit mass, which is a value obtained by dividing the linear attenuation coefficient by the specific gravity. Furthermore, the attenuation coefficient is a quantity that quantitatively represents the attenuation of photon intensity. This is an amount indicating the relative value (ΔI / I) of the amount of change in intensity when a photon passes through a minute thickness (Δx) in a substance, and is defined by − (ΔI / I) / Δx. Usually, the intensity of a photon incident on an object decays exponentially with depth. The attenuation coefficient is a numerical value on the shoulder of this index. Fig. 1 shows the relationship between each element, the neutron beam, and the X-ray weak coefficient. The neutron beam was measured using the light water research reactor JRR3 owned by the Japan Atomic Energy Agency. Is a value measured at a tube voltage of 125 kV using a tungsten target.
As is apparent from FIG. 1, the X-ray basically has a larger attenuation coefficient, that is, a smaller transmission amount as the atomic number increases. Neutron beams have completely different properties. For example, boron (B), hydrogen (H), carbon (C), etc. have a larger neutron absorption than metals such as iron (Fe). That is, contrary to the X-ray, the amount of absorption of the polyester toner containing a large amount of hydrogen and carbon is larger than that of the carrier. In the present invention, it is possible to provide a toner behavior visualization device that visualizes a toner region in an electrophotographic developer using the characteristic property of the neutron beam.
図２は、アルミニウムの回転円筒体内部に現像剤粉体を入れた状態を中性子ラジオグラフィで観察した図である。
回転体内径は３５ｍｍ、回転速度は１ｒｐｓである。透過像は二次元投影像であるが、透過方向の材料の透過厚みが等しいと考えられる。トナー領域（トナーが存在する領域）がキャリア領域（キャリアが存在する領域）よりも吸収量が高いために、トナー領域は周囲よりも画像的に黒く撮影されている。
その左下側に存在するキャリア領域が、若干明るく撮影されている。
上方に存在する白い、明るい領域は、トナー、キャリアが存在しない空間である。
白い矢印は、回転する方向を示している。
エックス線では円筒体構造体やキャリアの吸収率よりもトナーのそれが低いので、このようにトナー領域を強調して観察することは不可能である。したがって、トナーとキャリアと、これらを有するアルミニウム等の金属製の現像剤搬送装置とを中性子を用いた中性子ラジオグラフィで画像化することで区別して観察することができる。
FIG. 2 is a view of a state in which developer powder is put inside an aluminum rotating cylinder, which is observed by neutron radiography.
The inner diameter of the rotating body is 35 mm and the rotation speed is 1 rps. Although the transmission image is a two-dimensional projection image, it is considered that the transmission thickness of the material in the transmission direction is equal. Since the toner region (region where the toner is present) has a higher absorption amount than the carrier region (region where the carrier is present), the toner region is imaged blacker than the surroundings.
The carrier region existing on the lower left side is photographed slightly brightly.
The white, bright area above is a space where no toner or carrier exists.
White arrows indicate the direction of rotation.
In the X-ray, since the toner has a lower absorption rate than the cylindrical structure and the carrier, it is impossible to emphasize and observe the toner region in this way. Therefore, the toner, the carrier, and the developer transporting device made of a metal such as aluminum having these can be distinguished and observed by imaging with neutron radiography using neutrons.
この考え方を用いて中性子ラジオグラフィによって、効果的にトナー領域を観察する装置について説明する。
図３は、トナーとキャリアとの混合状態を、中性子ラジオグラフィで観察した写真である。（ａ）は、下側にあった現像剤を回転開始直後（０〜１ｓｅｃ．）の状態を示している。最初に、トナーとキャリアとは、水平状態に層を成して、上部にトナー・下部にキャリアが体積した状態で回転円筒体内部に置かれていた。次ぎに、回転直後では、トナーだけが巻き上げられることにより、トナーとキャリアとが分離している。
（ｂ）は、回転開始後（１〜２０ｓｅｃ．）の状態を示している。更に回転させ続けている状態を示している。１０，３７ｓｅｃ、１０．４７ｓｅｃで観察された写真では、トナーとキャリアとの界面が明確に観察できるものの、トナーとキャリアとは振動しながら、界面で次第に混合が進んでいっているのが観察できる。
（ｃ）は、回転開始後（２０〜４０ｓｅｃ．）の状態を示している。混合が進み、界面が不明確になり、振動が納めっているのがわかる。
このように、中性子ラジオグラフィによって、回転に応じてキャリアとトナーが混合していく様子が明瞭に観察することが可能となる。このような観察はエックス線や可視光では不可能である。
なお、ここに、回転円筒体、トナー、キャリアの主な構成材料として、それぞれアルミニウム、ポリエステル、鉄の特性、中性子線に対する線減弱係数を示す。
FIG. 3 is a photograph of the mixed state of toner and carrier observed by neutron radiography. (A) shows the state immediately after the start of rotation of the developer on the lower side (0 to 1 sec.). Initially, the toner and the carrier were layered in a horizontal state, and the toner and carrier were placed inside the rotating cylinder with the toner on the top and the carrier in the bottom. Next, immediately after the rotation, only the toner is wound up, so that the toner and the carrier are separated.
(B) has shown the state after rotation start (1-20 sec.). Furthermore, the state which continues rotating is shown. In the photograph observed at 10, 37 sec, 10.47 sec, although the interface between the toner and the carrier can be clearly observed, it can be observed that the toner and the carrier are oscillating and mixing is gradually progressing at the interface.
(C) has shown the state after a rotation start (20-40 sec.). It can be seen that mixing progresses, the interface becomes unclear, and vibrations are contained.
As described above, it is possible to clearly observe how the carrier and the toner are mixed according to the rotation by neutron radiography. Such observation is impossible with X-rays or visible light.
Here, the characteristics of aluminum, polyester, and iron as the main constituent materials of the rotating cylinder, toner, and carrier, respectively, and the linear attenuation coefficient with respect to neutron radiation are shown.
図４は、本発明の一実施形態であるトナー挙動可視化装置の構成を示す概略図である。
トナー挙動可視化装置１は、内部に光学装置２０とトナーとキャリアとを有する現像剤を収納する回転構造体としての現像剤搬送装置１１とを備える中性子線防護装置１０と、外部に置かれる画像演算装置２１と画像情報記録装置２２とから構成されている。
また、中性子線防護装置１０内の光学装置２０には、中性子線を発生させる中性子線源１２、中性子線源１２から回転構造体１１を通過した中性子線を受けるイメージシンテンシファイヤー１４、シンチレータ１５、高速カメラ１６とを備えている。
このイメージシンテンシファイヤー１４は、一端に感光性の電子放出器を、他端に蛍光板を持った電子管であり、この電子管の内側の電子レンズが像をリレーする。シンチレータ１５は、入射した放射線のエネルギーを利用し、発光する材料で、電子管の代わりに設けられている。このシンチレータ１５の状態を高速カメラで画像として記録する。
さらに、中性子線の影響を受けにくいように、中性子線防護装置１０の外部に、高速カメラの画像を演算する画像演算装置２１と、演算した画像を記録する画像情報記録装置２２とが設けられている。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner behavior visualization device according to an embodiment of the present invention.
The toner behavior visualization device 1 includes an optical device 20 and a neutron beam protection device 10 including a developer transport device 11 as a rotating structure that stores a developer having a toner and a carrier, and an image calculation placed outside. The apparatus 21 and the image information recording apparatus 22 are configured.
The optical device 20 in the neutron beam protection apparatus 10 includes a neutron beam source 12 that generates neutron beams, an image scintillator 14 that receives neutron beams that have passed through the rotating structure 11 from the neutron beam source 12, a scintillator 15, And a high-speed camera 16.
The image synchronizer 14 is an electron tube having a photosensitive electron emitter at one end and a fluorescent plate at the other end, and an electron lens inside the electron tube relays an image. The scintillator 15 is a material that emits light using the energy of incident radiation, and is provided in place of the electron tube. The state of the scintillator 15 is recorded as an image with a high-speed camera.
Further, an image calculation device 21 for calculating the image of the high-speed camera and an image information recording device 22 for recording the calculated image are provided outside the neutron beam protection device 10 so as to be hardly affected by the neutron beam. Yes.
さらに、このトナー挙動可視化装置１の動作について説明する。中性子線は人体に有害なため、所定の厚さを有する鉛とホウ素を有するコンクリートで補強された中性子線防護装置１０内部に設けられている中性子線源１２から発生した中性子線は、計測対象である回転する円筒形状の回転構造体の現像剤搬送装置１１を垂直方向に透過し、対向するシンチレータ１５に入射される。入射した中性子線はここで可視光化され、更にイメージインテンシファイヤー１４によって光増幅され、高速度カメラ１６で画像化される。高速度カメラ１６でデジタル化された画像は、画像演算装置２１に取り込まれる。画像は平面画像であり、各座標における中性子線の吸収率を所定の効率によって計算することができる。また、シンチレータ１５の中性子線像を可視光化する変換速度は、約１／５０００ｓｅｃ．以下であるため、ＣＣＤカメラのデジタルデータ取り込みを高速度化することで、通常のビデオレート（１／３０ｓｅｃ．）以上の高速取り込みが可能となっている。 Further, the operation of the toner behavior visualization device 1 will be described. Since neutron rays are harmful to the human body, neutron rays generated from a neutron beam source 12 provided inside a neutron beam protection device 10 reinforced with concrete having lead and boron having a predetermined thickness are measured. It passes through the developer transport device 11 of a rotating cylindrical rotating structure in the vertical direction and enters the opposing scintillator 15. The incident neutron beam is visualized here, further optically amplified by the image intensifier 14, and imaged by the high-speed camera 16. The image digitized by the high-speed camera 16 is taken into the image calculation device 21. The image is a planar image, and the neutron absorption rate at each coordinate can be calculated with a predetermined efficiency. Further, the conversion speed for visualizing the neutron beam image of the scintillator 15 is about 1/5000 sec. Therefore, by increasing the speed of digital data capture by the CCD camera, it is possible to capture at a speed higher than the normal video rate (1/30 sec.).
画像演算装置２１に取り込まれた画像データは、座標（ｘ、ｙ）・時間ｔにおける透過画像場の中性子線強度分布Ｉ（ｘ、ｙ、ｔ）にテーブル変換される。
ここでは、まず現像剤搬送装置１１のアルミ構造体のみの中性子ラジオグラフィの画像データを撮影しておき、この画像を初期状態Ｉ０（ｘ、ｙ、ｔ）とする。画像分布ＩとＩ０を減算することにより、アルミ構造体が存在しない、トナー・キャリアのみの存在状態を考えることができる。以下、この処理を施した中性子線吸収率Ｉ´（ｘ、ｙ、ｔ）を考える。
この現像剤搬送装置１１の透過方向の高さｈは一定である。座標（ｘ、ｙ）におけるトナー存在量とキャリア存在量の比をａ：ｂとする（ａ＋ｂ＝１）また、ポリエステルの線減弱係数をμp、キャリアのそれをμｃとする。
すると、Ｉ´=Ｉ0eｘp（−μpha）＋Ｉ0（−μｃhb）となる。
画像情報記録装置２２には、予め中性子ラジオグラフィで計測された既知の代表的なトナーとキャリアの存在量に関するＩ´knownのデータテーブルが格納されている。このデータテーブルと、Ｉ´とを比較し誤差が最も小さくなるデータテーブル上の値を利用して、トナーとキャリアの存在量比を得ることが出来る。
この処理を、空間（ｘ、ｙ）時間ｔ方向に全て行うことにより、全ての時間・空間におけるトナーとキャリアの存在比を定量的に計測することが可能となる。
The image data captured by the image calculation device 21 is converted into a neutron beam intensity distribution I (x, y, t) in the transmitted image field at coordinates (x, y) and time t.
Here, first, neutron radiography image data of only the aluminum structure of the developer transport device 11 is photographed, and this image is set to an initial state I 0 (x, y, t). By subtracting the image distributions I and I 0 , it is possible to consider the presence state of only the toner carrier without the aluminum structure. Hereinafter, the neutron absorption rate I ′ (x, y, t) subjected to this treatment will be considered.
The height h in the transmission direction of the developer transport device 11 is constant. The ratio of the amount of toner present to the amount of carrier present at the coordinates (x, y) is a: b (a + b = 1), and the linear attenuation coefficient of the polyester is μ p and that of the carrier is μ c .
Then, I ′ = I 0 exp (−μ p ha) + I 0 (−μ c hb).
The image information recording device 22 stores an I ′ known data table relating to known representative toner and carrier abundance measured in advance by neutron radiography. By comparing this data table with I ′ and using the value on the data table that minimizes the error, the toner / carrier abundance ratio can be obtained.
By performing all this processing in the space (x, y) time t direction, it is possible to quantitatively measure the abundance ratio of the toner and the carrier in all the time / space.
図５は、本発明の他の実施形態であるトナー挙動可視化装置の構成を示す概略図である。
図５では、図４に記載したトナー挙動可視化装置１とは異なり、中性子線源１２と、計測対象である現像剤搬送装置１１の間に、機械的なシャッター装置１３が設置されている。シャッター装置１３は、一定の箇所が透過するように設定されている回転円盤によって、適切な周波数で中性子線をシャッターリングすることが可能となっている。
ここで、回転体の回転数ωと等しい角速度ωをもって、シャッターリングする。すると、回転するスクリューによる動的な変化分がキャンセルされることになり、高速度カメラ１６には見かけ上スクリューが画像中静止してみえることになる。これにより、画像を高速度カメラ１６に長時間蓄積することが可能となる。これは、中性子線の線量が微弱な場合や、粉体粒子の密度が高く、透過距離が長く、画像化に十分な線量が得られない場合に、有効である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a toner behavior visualization device according to another embodiment of the present invention.
In FIG. 5, unlike the toner behavior visualization device 1 described in FIG. 4, a mechanical shutter device 13 is installed between the neutron beam source 12 and the developer transport device 11 to be measured. The shutter device 13 can shutter a neutron beam at an appropriate frequency by a rotating disk set so as to transmit a certain portion.
Here, shuttering is performed at an angular velocity ω equal to the rotational speed ω of the rotating body. Then, the dynamic change due to the rotating screw is canceled, and the high-speed camera 16 appears to stand still in the image. Thereby, it becomes possible to accumulate images in the high-speed camera 16 for a long time. This is effective when the dose of neutron beam is weak, or when the density of powder particles is high, the transmission distance is long, and a dose sufficient for imaging cannot be obtained.
１ トナー挙動可視化装置
１０ 中性子線防護装置
１１ 現像剤搬送装置
１２ 中性子線源
１３ シャッター装置
１４ イメージインテンシファイヤー
１５ シンチレータ
１６ 高速カメラ
２０ 光学装置
２１ 画像演算装置
２２ 画像情報記録装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner behavior visualization apparatus 10 Neutron beam protection apparatus 11 Developer conveying apparatus 12 Neutron beam source 13 Shutter apparatus 14 Image intensifier 15 Scintillator 16 High-speed camera 20 Optical apparatus 21 Image calculation apparatus 22 Image information recording apparatus
Claims (5)
前記現像剤搬送装置の搬送する領域に、中性子線を照射し、その透過像を視覚化する光学装置と、
その透過像を記録する画像情報記録装置とを有し、
前記現像剤搬送装置の情報と現像剤材料の情報とから線量強度を求め、かつ、現像剤中のトナーが存在する領域を算出する画像演算装置を有する
ことを特徴とするトナー挙動可視化装置。 An apparatus having a two-component developer including a toner and a carrier used in an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as “developer conveying apparatus”);
An optical device that irradiates a region transported by the developer transport device with a neutron beam and visualizes the transmitted image;
An image information recording device for recording the transmitted image,
A toner behavior visualization device, comprising: an image calculation device that calculates a dose intensity from information on the developer conveying device and information on a developer material, and calculates a region in the developer where the toner is present.
前記現像剤搬送装置は、現像剤を円筒内部に封入し、回転させることによってトナーとキャリアを混合させる円筒回転装置である
ことを特徴とするトナー挙動可視化装置。 The toner behavior visualization device according to claim 1,
The toner behavior visualization device, wherein the developer conveying device is a cylindrical rotating device that encloses the developer in a cylinder and rotates the toner to mix the toner and the carrier.
前記記録装置は、高速度カメラである
ことを特徴とするトナー挙動可視化装置。 In the toner behavior visualization device according to claim 1 or 2,
A toner behavior visualization device, wherein the recording device is a high-speed camera.
前記光学装置は、中性子線をパルス発生させる
ことを特徴とするトナー挙動可視化装置。 In the toner behavior visualization device according to any one of claims 1 to 3,
A toner behavior visualization device, wherein the optical device generates a pulse of neutron radiation.
前記トナー挙動可視化装置は、中性子線のパルスの周期を可変にでき、かつ、前記高速度カメラが、前記中性子線のパルスの周期と同期をとって透過像を視覚化する
ことを特徴とするトナー挙動可視化装置。 The toner behavior visualization device according to claim 4,
The toner behavior visualization device is capable of changing a pulse period of a neutron beam, and the high-speed camera visualizes a transmission image in synchronization with the pulse period of the neutron beam. Behavior visualization device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009271580A JP5347921B2 (en) | 2009-07-27 | 2009-11-30 | Toner behavior visualization device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009174101 | 2009-07-27 | ||
| JP2009174101 | 2009-07-27 | ||
| JP2009271580A JP5347921B2 (en) | 2009-07-27 | 2009-11-30 | Toner behavior visualization device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011048322A JP2011048322A (en) | 2011-03-10 |
| JP5347921B2 true JP5347921B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=43834668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009271580A Expired - Fee Related JP5347921B2 (en) | 2009-07-27 | 2009-11-30 | Toner behavior visualization device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5347921B2 (en) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269645A (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Toshiba Corp | Joined ceramics body and non-destructive inspection method for joined ceramics body |
| JPH0269644A (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Toshiba Corp | Non-destructive inspection method for ceramics body |
| JPH0829900A (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Japan Atom Energy Res Inst | Neutron image forming method |
| GB9513444D0 (en) * | 1995-07-01 | 1995-09-06 | Secr Defence | A camera system |
| JP2005234062A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Ricoh Co Ltd | Observation device and observation method |
| JP2005292630A (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Canon Inc | Developer replenishing container and image forming apparatus |
| JP4565202B2 (en) * | 2004-09-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | Structure mapping method using neutron scattering |
| JP4537184B2 (en) * | 2004-12-01 | 2010-09-01 | キヤノン株式会社 | Particle behavior display method, program, and storage medium |
| JP2006258553A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Ricoh Co Ltd | Flow evaluation method, flow evaluation device, and flow evaluation program of medium having flow behavior |
| JP2008165064A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Ricoh Co Ltd | Device and method for measuring length of developing gap |
| JP2009014607A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Ricoh Co Ltd | Device and method for evaluating electrophotographic developer |
-
2009
- 2009-11-30 JP JP2009271580A patent/JP5347921B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011048322A (en) | 2011-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heindel | A review of X-ray flow visualization with applications to multiphase flows | |
| JP2006258553A (en) | Flow evaluation method, flow evaluation device, and flow evaluation program of medium having flow behavior | |
| JP2007093471A (en) | Visualization device using gamma ray source | |
| Patterson et al. | Three‐dimensional density measurements of ultra low density materials by X‐ray scatter using confocal micro X‐ray fluorescence spectroscopy | |
| Chiba et al. | Investigation of energy-dispersive X-ray computed tomography system with CdTe scan detector and comparing-differentiator and its application to gadolinium K-edge imaging | |
| Mori et al. | Discriminating the influence of soil texture and management-induced changes in macropore flow using soft X-rays | |
| JP5347921B2 (en) | Toner behavior visualization device | |
| JP2011089798A (en) | Intra-fluidized-bed powder visualizing device | |
| JP2004248699A (en) | X-ray imaging method and x-ray imaging system | |
| Liu et al. | A Novel Measurement of Voidage in Coke and Ferrous Layers in Softening and Melting under Load Test Using Synchrotron X-ray and Neutron Computed Tomography | |
| Vlassenbroeck et al. | A comparative and critical study of X-ray CT and neutron CT as non-destructive material evaluation techniques | |
| JP2010203863A (en) | Method and device for inspection of radioactive waste | |
| Ewert | Upheaval In Industrial Radiology. | |
| JP4836746B2 (en) | Radiation inspection equipment | |
| JP5030056B2 (en) | Nondestructive inspection method and apparatus | |
| Ewert et al. | Industrial radiology | |
| Okamoto et al. | Discrimination between normal breast tissue and tumor tissue using CdTe series detector developed for photon-counting mammography | |
| Dydula et al. | Accelerated x-ray scatter projection imaging using multiple continuously moving pencil beams | |
| Harun et al. | Radiograph of soft metallic casting using computed radiography | |
| Preston et al. | Uranium Holdup Monitoring with Compton Imaging as Function of Depth and Mass | |
| Jayaraman | Principles of radiography | |
| JP5417839B2 (en) | Powder density field dynamic measuring device | |
| Miyamaru et al. | Gamma-ray transmission evaluation using imaging plate designed for X-ray radiography | |
| JP6468931B2 (en) | Apparatus and method for measuring the amount of nuclear material in a damaged / molten fuel-containing material | |
| Kim et al. | Performance characterization of microtomography with complementary metal-oxide-semiconductor detectors for computer-aided defect inspection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120911 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130723 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130805 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |