JPH01230080A - キャリア評価装置 - 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 本発明は電子写真用キャリアを定量的に評価するキャリ
ア評価装置に関するものである。

従来の技術 従来現像剤を評価する手段として特開昭５６−１５５８
４３号公報では磁性粉体を含む粉体を保持部材に磁気的
な作用により搬送させ、この粉体に直流電圧を印加し、
電流を測定することによって電気抵抗を測定し使用状態
に即した状態で現像剤を評価できるとしている。

特開昭５８−４４３６１号公報では被測定粉体を導電性
測定仮に付着させ、その荷重と静電位とを測定して粉体
の帯電量を測定する方法である。

この方法では被測定粉体を導電性測定板に吹き付け、測
定板に付着した粉体重量を荷重センサによって測定し、
電荷量を測定板に接続されたコンデンサの電荷を静電位
計で測定し、上記重量と帯電量から被測定粉体の単位重
量あたりの帯電量を求めることができる。

特開昭５２−８４７７９号公報では電子写真用現像剤の
摩擦帯電特性を測定するもので粉体をフィルタを通じて
強制移動させ、そのときの摩擦帯電量を測定する。つま
りファラデーケージ内に収容した粉体をフィルタを通し
て強制的に吸引する。

そのとき粉体はフィルタを通過するとき摩擦を起しなが
ら吸引される。その際フィルタに残った電荷は粉体が持
ち去った電荷量と等量で、かつ逆の掻性を持っている。

これがファラデーケージに接続されているコンデンサー
を充電し、その電位を測定して粉体の摩擦帯電量を測定
するものである。

発明が解決しようとする課題 現像剤の特性は、実典で使用状態にできる限り近い状態
で評価していかねばならない。二成分現像方式において
はトナーのみならずキャリアの評価も重要である。現像
剤の電荷量や付着量が複写像の画質に与える影響は大き
い。またトナーの摩擦帯電の相手部材であるキャリアの
特性も画質に与える影響は大きい。特にキャリアの動的
な状態での砥抗値を知ることは必要不可欠である。

前記特開昭５２−８４７７９号公報、特開昭５８−４４
３６１号公報では測定条件に依存した粉体自体の摩擦帯
電量を測定することができる。

しかしその粉体の特性は測定条件に基づいた特性であっ
て、実際の現像プロセスで粉体が受ける条件から生じる
特性とは異なっている。前記特開昭５６−１５５８４３
号公報では使用状態に近い形で粉体の特性として抵抗率
を求めている。しかしこの方法でもって現像状態での特
性を追求するには不十分である。このように現像剤の評
価においては実際の現像プロセスに即した状態での特性
の把握のための測定が必要であるが上記の方法ではそれ
が十分に行い得ない。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のキャリア評価装置で
は実機での現像の際の使用状態に準じた機構でキャリア
の動的な状態でのキャリア電流を測定する手段をとる。

つまり回転可能な導電性ドラムにバイアス電圧を印加す
る。この導電性ドラムにバイアス電圧を印加する代りに
導電性支持体と光導電層、または導電性支持体と絶縁層
を基本構成体とするドラムにコロナ放電によって電荷を
付加してもよい。電圧が印加されたドラムと対向した位
置にキャリア保持部材（以下スリーブと称する）を置き
、非磁性導電性スリーブ上にキャリア層規制部材（以下
ブレードと称する）で層厚が規制されたキャリアを搬送
させる。

ドラムとスリーブの間の電界が存在するいわゆる現像領
域に搬送されたキャリアはここでドラムに接触する。こ
のときキャリアがスリーブ、又はマグロールの回転によ
って、キャリアが動的な状態におかれている状態で、キ
ャリアを介して流れるキャリア電流を測定する。このと
きスリーブ上のキャリア層の表面電位も測定する。キャ
リア電流とキャリア層の表面電位の測定はスリーブとド
ラム間の現像領域で存在する電界の大きさを変化させて
おこなう。

作用 本発明は上記した構成によってキャリアの特性を定量的
に評価することが可能となる。すなわちスリーブ上のキ
ャリアがスリーブ上で搬送される動的状態でキャリア電
流を測定することによって、キャリアのトナーに対する
帯電能力を知ることができる。複写画像における細線再
現性、特にラインのシャープ性、解像性はトナーの電荷
量に寄与するところが大きい。

キャリア電流、キャリア層の表面電位を測定する手段と
、スリーブとドラム間の現像領域に存在する電界強度を
変化させる手段を有する本発明のキャリア評価装置を用
いることによって短時間で、少量のキャリアで特性を把
握することが可能となる。

実施例 近年複写画像の高画質化、高解像度が要求されており、
現像剤の特性も厳しく管理されなければならない。

本発明はキャリアの特性を定量的に評価することが可能
となる。すなわちスリーブ上のキャリアがスリーブ上で
搬送される動的状態でキャリア電流を測定することによ
って、キャリアのトナーに対する帯電能力を知ることが
できる。またこれをスリーブとドラム間の現像領域に存
在する電界強度を変化させてキャリア電流を測定するこ
とによってキャリアの電界依存性を知ることが可能とな
る。また現像剤の帯電極性に対し逆の極性の電界を印加
し、そのときのキャリア電流を測定することでキャリア
の電界極性に対する特性を知ることができる。

また複写画像における細線再現性、特にラインのシャー
プ性、解像性はトナーの電荷量に寄与するところが大き
い。たとえば電荷量の低いトナーを使用するときライン
画像周辺のトナーの飛び敗りが目立つし、解像度も低下
する。電荷量の高いトナーを用いることによってライン
画像周辺のトナーの飛び敗りが減少し、細線等がシャー
プに再現されているし、また解像度も向上している。こ
れをスリーブとドラム間の現像領域での電界強度を変化
させてキャリア電流を測定することによってより詳細に
トナーの現像特性を把握することが可能となる。たとえ
ば反転現像において、ラインエツジ部周辺の恣光体の表
面電位の落ち方は少なく、この領域での電界強度は表面
電位は十分に低下しているライン中央部に比べて、低い
ものである。そのためライン中央部のような強い電界強
度のもとてキャリア電流を測定することのみならず、ラ
イン端部のように弱い電界強度のもとてキャリア電流を
測定することによってライン端部周辺でのトナーの挙動
を知ることができる。

以下本発明の一実施例のキャリア評価装置について図面
を参照しなから説明する。

実機での現像の際の使用状態に準じた機構でキャリアの
動的な状態でのキャリア電流を測定する手段をとる。つ
まり回転可能な導電性ドラムにバイアス電圧を印加する
。この導電性ドラムにバイアス電圧を印加する代りに導
電性支持体と光導電層、又は導電性支持体と絶縁層を基
本構成体とするドラムにコロナ放電によって電荷を付加
してもよい。これらのドラムは複写機における怒光体ド
ラムに相当するものである。第１図において、１は導電
性のアルミドラムであり、このアルミドラムの周面に、
Ａｌ蒸着したポリエステルフィルム（ＰＥＴ）５の着脱
を可能としている。なおＰＥＴはＡ１面を前記ドラム面
に接触して装着される。このＰＥＴに高電圧発生装置７
によってコロナチャージャ６から放電によって電荷を付
与させた。７，６および制御用コンピュータ１３はドラ
ムとスリーブ間に発生させる電界強度を変化させる手段
を構成する。スリーブ内には回転可能な磁気発生手段（
以下マグロールと称する）を設置可能としている。３は
磁気発生手段であるマグロールである。このキャリアの
搬送はスリーブまたはマグロールの一方、或いは両者の
回転により達せられる。電圧が印加されたドラムと対向
した位置にキャリア保持部材（以下スリーブと称する）
を置き、非磁性Ｒ電性スリーブ上にキャリア層規制部材
（以下ブレードと称する）で層厚が規制されたキャリア
を搬送させる。２はスリーブを示し１０にΩの抵抗１２
を介して接地されている。スリーブは電流計を通して基
本的に接地している。

また抵抗を介して接地し、抵抗の両端に現れる電正値を
測定してもよい。

先に述べた導電性ドラムのバイアス電圧、または支持体
上の絶縁材に付加された電圧により、ドラムとスリーブ
間に電界が形成される。ドラムとスリーブの間の電界が
存在するいわゆる現像領域に搬送されたキャリアはここ
でドラムに接触する。

このときキャリアがスリーブ、またはマグロールの回転
によって、キャリアが動的な状態におかれている状態で
、キャリアを介して流れるキャリア電流を測定する。電
流計によってキャリア電流をモニタしてもよいし、抵抗
の両端に生じる電圧値からキャリア電流を求めてもよい
。

本実施例ではキャリア電流によって生じる抵抗１２の電
圧をデジタルマルチメータ１）で測定し、その電圧値を
抵抗値で割ってキャリア電流（以下この電流量をＩｃ（
μＡ）と称す）を求めている。

１）と１２はキャリア電流を測定する手段を構成する。

４はキャリア層を規制するドクターブレードを示してい
る。１０はキャリア層を示している。

他に型肌機構を具備させるが図面では省略する。

スリーブ上のキャリア層の表面電位も測定する。

これはキャリア単体での摩擦帯電の状態をしるためで、
帯電極性を知ることができる。キャリア層の表面電位は
Ｔｒｅｋ社製３４４の表面電位計９で測定する。１３は
制御用コンピュータでスリーブ２、ドラム１、マグロー
ル３の回転、およびｏｎ、ｏｆｆを制御している。また
各種機器からのデータを処理し、記憶装置１４でデータ
ファイル化し、プリンタ１５でグラフ化して出力してい
る。キャリア電流とキャリア層の表面電位の測定はスリ
ーブとドラム間の現像領域で存在する電界の大きさを変
化させておこなう。これは導電性ドラム、スリーブに印
加する電圧の大きさを変化させても行えるし、光導電層
、絶縁層に付加するコロナ放電の大きさを変えても行え
る。これは連続的に変化させてもよいし、ある一定の間
隔で変化させてもよい。

また現像領域に存在する電界の極性を正負両方で行う、
これはドラムとスリーブに印加する電圧の極性を変える
ことによって行えるし、ドラムとスリーブに印加する電
圧の大きさを変えることによっても電界の極性を変える
ことが可能であるし、コロナ放電の極性を変えても可能
である。これはキャリア電流の電界強度依存性、電界極
性の依存性を知ることができる。また高電圧発生装置を
制御して出力値を可変にしてスリーブとドラム間の現像
領域に発生する電界強度を変化させている。

ドラムとスリーブは矢印の向きにｗ　ｉ　ｔ　ｈに回転
させているが、場合によってはａｇａ　ｉｎｓ　ｔに回
転させることも可能である。またマグロールも回転可能
である。表１に測定の際の現像条件の一例を示す。

（以下空白） 表　　１ スリーブ上でキャリア層がドラムの静電潜像と接触する
長さは８．３　ｃｍである。以上が本発明の装置の概略
である。

次にキャリア電流測定の実施例を示す。

第２図〜第４図にキャリアＡ、Ｂ、Ｃの特性を示す。図
の横軸にはＰＥＴの表面電位（Ｖ　（Ｖ）と称す）を示
し、横軸にはキャリア電流Ｉｃ（μＡ）を示している。

ＰＥＴの面積は８７ＣｒＡで、ドラムの回転方向を縦と
すると、縦１０．５ｃｍ、横８、３　ｃｆｆｉである。

第２図にキャリアＡの特性を示す。

ＰＥＴの表面電位■を増加してもキャリア電流Ｉｃは低
い値を維持している。ｖ−ｓ　ｏ　ｏｖでもＩｃ＝０．
５μＡ程度である。

第３図にキャリアＢの特性を示す。ＰＥＴの表面電位Ｖ
＝４００Ｖ程度まではキャリア電流１ｃは低い値で０．
５μＡである。しかしＶ＝４００Ｖ以上から急激に増加
し、Ｖ＝８００Ｖで２．５μＡを示している。

第４図にキャリアＣの特性を示す。ＰＥＴの表面電位■
とキャリア電流［ｃがリニアな関係に近ずき、Ｖ＝４０
０Ｖで、Ｔ　ｃ　＝　１．５μＡで、■＝８００■では
Ｉｃ＝４μＡを示している。

次にキャリアＡ、Ｂ、Ｃを同一のトナーで二成分化して
、改造した複写機（松下電器社製ＦＰ−１３００改造機
）での画像出しを行ったときの画像評価例を示す。

表３ 画像濃度はマクベス反射濃度計を使用。

カプリ、文字周辺部のトナー飛散に関しては目視判断で ○；良好　△：比較的良好　×；不良 各キャリアと画質との相関を考察すると、電流値の低い
キャリアＡを用いた現像剤では画像濃度が低く、文字周
辺部のトナーの飛び敗りが多い。

しかし解像性は良好である。減少とともに画像濃度が低
下し、カブリが増加している。

電流値が大きく、またＶとＩｃがリニアな関係を示すキ
ャリアＣにおいては画像濃度は高く得られている。しか
しカプリ、解像性、トナーの飛び散りに劣っている。

キャリアＢにおいては画像濃度は比較的得られており、
また解像性、トナーの飛び敗りが良好で、文字画像がシ
ャープに再現されている。

このように電流値の大きいキャリアでは画像濃度が出易
いが、カブリ、細線再現性等画質で劣化している。逆に
キャリアＡのように電流値の低いものでは画像濃度は出
難いが、解像性等が比較的良好である。キャリアＢのよ
うに低いＶでのＩｃが小さく、高い■でのＴｃが大きい
キャリアでは画質が良好に再現されているのがわかる。

このようにキャリアの電流値と画質との相関が得られて
いるのがわかる。

発明の効果 以上のように本発明の装置はバイアス電圧の印加された
ドラムにスリーブ上でスリーブ、またはマグロールの回
転によって、キャリアを搬送させ、キャリア電流を動的
な状態で測定している。またドラムとスリーブ間の現像
領域に存在する電界強度を変化させて、キャリア電流、
キャリア層の表面電位を測定している。したがって実際
の複写機に即した状態で測定することによって、トナー
を用いて二成分化したときの画質の良否を判断する有効
な手段である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるキャリア評価装置の
概略図、第２図はキャリアＡのキャリア電流特性図、第
３図はキャリアＢのキャリア電流特性図、第４図はキャ
リアＣのキャリア電流特性図である。 １・・・・・・導電性ドラム、２・・・・・・スリーブ
、３・・・・°。 マグロール、４・・・・・・ブレード、７・・・・・・
高電圧発生装置、１０・・・・・・キャリア層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転可能な導電性ドラムと、導電性支持体と光導
   電層を基本構成体とするドラムと、導電性支持体と絶縁
   層を基本構成体とするドラムのうちのひとつからなるド
   ラムと、内部に磁気発生手段であるマグロールを有する
   キャリア保持部材を前記ドラムとの現像ギャップを規制
   して、前記ドラムと対向させ、キャリア保持部材上のキ
   ャリア層をキャリア層規制部材によって層厚を規制して
   層を形成し、電気的手段によって前記ドラムと前記キャ
   リア保持部材間の現像領域に電界を発生させ、前記マグ
   ロールと前記キャリア保持部材の少なくとも一方を回転
   させ、キャリア層をドラムと接触させ、前記ドラムと前
   記キャリア保持部材間の電界によって生じるキャリア電
   流を測定する手段と、キャリア層の表面電位を測定する
   手段の少なくともひとつの測定手段を具備することを特
   徴とするキャリア評価装置。
2. （２）ドラムとキャリア保持部材間に発生させる電界強
   度を連続的に変化させる手段と、間欠的に変化させる手
   段の少なくともひとつからなる電気的手段と、前記ドラ
   ムと前記キャリア保持部材間の電界によって生じるキャ
   リア電流を測定する手段と、キャリア層の表面電位を測
   定する手段の少なくともひとつの測定手段を具備するこ
   とを特徴とする請求項第（１）項記載のキャリア評価装
   置。
3. （３）ドラムとキャリア保持部材間に存在する電界の絶
   対値の大きさをＥ（Ｖ／ｍｍ）で表すと、Ｏ＜＝Ｅ＜＝
   ３×１０＾４ の範囲内であることを特徴とする請求項第（１）項記載
   のキャリア評価装置。
4. （４）ドラムとキャリア保持部材に存在する電界の極性
   を正と負の両方の極性に変化させる手段を具備すること
   を特徴とする請求項第（１）項記載のキャリア評価装置
   。