JPH0422881A - １成分系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１！：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。個々て用いられるト
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
うになっているかが電子写真特性としては重要である。

このようなｉ〜ルナ−帯電量分布を測定する方法として
いくつかの提案かなされている。

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１！：電量分布を測定する方法ｈ＜提案さ
れている。しかしながら、トナー粒子ζよ場合によって
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ｆ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
、電界およ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１〜ナ一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ｉｌ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号公報が提案されている。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１−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為、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
。

これまで述べてきたトナー帯電量分布の測定方法は、キ
ャリア粒子とトナー粒子とからなる２成分系現像剤につ
いて提案されており、１成分系トナー粒子の帯電量分布
測定については問題があると考えられる。すなわちこれ
らの如く主に空気流を用いる方法では１成分系トナー粒
子の帯電量分布を正しく測定することは困難である。１
成分系トナー粒子の帯電量分布測定は、２成分系現像剤
の場合の如き１〜ナ一粒子とキャリア粒子の分離という
問題からは免れるが、実際の電子写真システム等の中で
の現像時のトナー粒子の摩擦帯電と対応のと第１る帯電
量分布を測定するためには、２成分系現像剤の場合より
も大きな困難がある。すなわち、１−ナー粒子担持体上
に薄層コートされた１成分系１ヘナー粒子をトナー粒子
担持体から分離する手段として空気流等を用いる場合、
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
られトナー担持体表面と再帯電を生ずる、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
等の不都合が生じる上に、トナー粒子がトナー担持体上
から分離するというよりは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く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か特開昭６２−５
８１７５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７、この方法においては使用するスリ
ブが特殊なものであり、実際現像系と対応をとることが
困難であるばかりでなく、印加さｊｚた交番電界が実質
上スリーブ内部に発生することになり、分離されたｌ・
ナー粒子は漏れた電界による力を受けたもので、測定以
前に帯電量分布の片寄った１ヘナ一粒子になる可能性が
ある。さらに、すべてのトナー粒子を分離するためには
より強い電界を必要とするために、スリーブ表面で沿面
放電を生じてしまう可能性もある。

また、特開昭６３−１３５８７４号公報では、トナー粒
子担持ローラーの下方部を囲むように電極を設け、この
電極とトナー粒子担持ローラーの間に形成される電界に
よって、２成分現像剤からトナー粒子を分離し、電界強
度に対応する分離トナーの帯電量を測定することでトナ
ー粒子の帯電量分布を測定することが提案されている。

しかしながら、この方法ではトナー粒子が磁性体を含有
する磁性トナーの帯電量分布を正しく測定することは困
難である。すなわち、磁性トナー粒子は静電的付着力に
加えて磁気力によってトナー粒子担持ローラー上にコー
トされるために、トナー粒子担持ローラー内部の６式石
ローラーの磁力の強弱によって、同じ電界の中でもトナ
ー粒子担持ローラーから分離されるトナー粒子の帯電量
が異なってしまい電界とトナー粒子の帯電量の対応が取
れない場合が生じる。

上記問題を解決する方法として本畠願人は、１成分系ト
ナー粒子の剥離方法として、トナー粒子担持体上に薄層
にコートされた１成分系トナー粒子をトナー粒子担持体
と該トナー粒子担持体に対向する電極との間に交流電圧
を印加して生じる電界で該トナー粒子担持体より１成分
系トナー粒子を剥離せしめる方法を先に提案した。

これは従来の方法と比して、現像系に近い形で帯電され
たｌ成分系トナーのほとんどすべてを測定できるという
点で特に優れている。

しかしながら、特に帯電量の大きなトナー粒子が存在す
るどき、該対向電極に該トナー粒子かわずかであるが付
着する場合が生じる。１成分系１ヘナーの現像特性を考
える場合、このような、少量でも帯電量の大きな！・ナ
ー粒子についての知見を得ることはひじょうに重要であ
る。

よって、特に帯電量の大きなトナー粒子が存在する場合
についても、高精度に１成分系トナーの帯電量分布を測
定することが強く望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述のごと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、１成分系トナー粒子の帯電量分
布を高精度に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、特に帯電量の大きなトナー粒子が存在する場合
でも高精度に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。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、トナ
ー粒子担持体上に薄層コートされた１成分系トナー粒子
を、トナー粒子担持体と該ｌ・ナー粒子担持体に対向す
る電極との間に交流電圧を印加することで生ずる電界に
よって、該トナー粒子担持体上から剥離し測定部に導入
する１成分系トナー粒子の帯電量分布測定方法において
、該電極が、トナー粒子担持体と帯電量分布測定部入口
との間に設けられていることにより、該トナー粒子担持
体上の該トナー粒子を電界に沿って効率よく測定部へ搬
送するｌ成分系トナー帯電量分布測定方法である。

［実施例］ 以下、本発明を図面にもとずいて実施例により説明する
。

実施例１ 第１図は、本発明に関わる１成分系トナー帯電量分布測
定方法の概略模式図である。図中りは、１成分系トナー
１を規制部材３により規制し帯電させる装置である。こ
こで２はｌ・ナー担持体であり、６は磁極である。ここ
で用いた１成分系（ヘナーは、磁性体を含有する絶縁性
１成分磁性トナーである。ｌ−ナー担持体上のトナーの
薄層コートを拡大した図が第６図である。これかられか
るように磁性体を含有する１成分磁性トナーは、Ｉ・ナ
ー担持体上で磁界に沿って穂上の凝集体６１を形成する
。図中Ａは、帯電トナー粒子８をトナー担持体２より電
界により剥離するための帯電ｌ・ナー剥離部分、図中Ｂ
は、帯電トナーを測定部に送る為の帯電トナー移動部分
、図中Ｃは、帯電トナーの粒径と帯電量を測定する帯電
量分布測定部分である。

トナー担持体２と該対向電極４との間に電源１０により
印加された交流電圧により電界を生じさせる。したがっ
て、トナー担持体２上に担持されたトナー中の帯電トナ
ー粒子８には電界と同方向の力が働く、したがって、帯
電トナー粒子８の帯電極性にあ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８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８は、上記電界による
力により該対向電極４方向に飛翔する。

該対向電極４は三角状になっており、該対向電極４の脇
をすり抜けた帯電トナー粒子８が測定部Ｃへ移動する。

測定部Ｃへと搬送されてきた帯電トナー粒子８ば、測定
装置１１により所定の物理量が測定され、演算部１２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８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、帯電量と粒径を測定する
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８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
図中の演算部１２で演算することにより、帯電トナー粒
子８の粒径と帯電量を得ている。

また、測定方法は第２図の如くには限らず、例えば第３
図の如（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２
４に入れ、帯電トナー粒子８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８の相対落下速度を求め、演算
部１２により演算することにより、帯電トナー粒子８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３１に帯電ト
ナー粒子８により誘起される電荷を、電荷測定装置３２
で測定することにより、帯電トナー粒子８の帯電量を測
定することができる。

実施例２ 本発明は上記方法に限るものではなく、例えば第４図に
示すように、ロート形状の電極を用いることにより捕集
効率、測定精度をさらに向上することができる。

実施例３ また、例えば第５図に示すように、曲面を有し７た電極
板を斜めにすることで、捕集効率、測定精度を向上する
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば対向電極近傍に存
在する帯電トナーの多くを測定部に搬送することが可能
となり、帯電量分布測定を効率よく、かなり正確に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略模式図である。 第２図、第３図は本発明に用いた測定部の概略模式図で
ある。また、第４図及び第５図は本発明の別の実施例の
概略模式図、第６図は第１図のトナー薄層コートの一部
の拡大図である。 １；１成分系トナー　　２：トナー担持体３：規制部材
　　　　　４：対向電極 ５：トナー導入ロ ア：薄層コート ｌＯ：電源 １２：演算部 ２２：振動発生装置 ２４：レーザー受光装置 ３１：検出電極 ６１：凝集体 ６：磁極 ８：帯電トナー粒子 １１：測定装置 ２１ａ　　２１ｂ　：振動電極 ２３：レーザー発生装置 ２５：窓 ３２：電荷測定装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー粒子担持体上に薄層コートされた１成分系
   トナー粒子を、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交流電圧を印加することで生ず
   る電界によって、該トナー粒子担持体上から剥離し測定
   部に導入する１成分系トナー粒子の帯電量分布測定方法
   において、該電極が、トナー粒子担持体と帯電量分布測
   定部入口との間に設けられていることを特徴とする１成
   分系トナー帯電量分布測定方法。