JPH1026883A - Method for measuring toner concentration and electrostatic charge amount of two-component type developer - Google Patents

Method for measuring toner concentration and electrostatic charge amount of two-component type developer

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Publication number
JPH1026883A
JPH1026883A JP8183175A JP18317596A JPH1026883A JP H1026883 A JPH1026883 A JP H1026883A JP 8183175 A JP8183175 A JP 8183175A JP 18317596 A JP18317596 A JP 18317596A JP H1026883 A JPH1026883 A JP H1026883A
Authority
JP
Japan
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toner
developer
charge amount
mesh
suction
Prior art date
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Pending
Application number
JP8183175A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Honda
浩二 本田
Masanori Ishitani
優典 石谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
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Publication of JPH1026883A publication Critical patent/JPH1026883A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately measure toner concentration and electrostatic charge amount simultaneously by sucking developer with which a unit cell is filled, discharging toner separated from carrier through a mesh, calculating the toner concentration from the decrease of the weight of the developer and calculating the toner electrified amount from charge amount. SOLUTION: A suction port unit 81 where plural suction ports are integrally molded is connected to the induction tube 23 connected to a suction pump in an airtight state. An electromagnetic valve capable of continuously switching the plural suction ports is assembled at the lower part of the unit 81, and the plural suction ports are successively switched synchronizing with the actuation of the suction pump, thereby, an effect just like the suction ports themselves are rotated is obtained. The developer with which the unit cell 1 is filled is sucked from the lower part of the mesh provided at the lower end of the cell 1, the separated toner is discharged to the outside, and the toner concentration is calculated from the decrease of the weight of the developer in the cell 1 or the weight of the discharged toner, and the toner electrostatic charge amount is calculated form the charge amount of the cell 1.

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、二成分系現像剤に
おけるトナー濃度及び帯電量の測定方法に関するもの
で、より詳細には上記トナー濃度及び帯電量の測定を同
時に、しかも高精度で、更に簡単な装置で行うことが可
能な方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a toner concentration and a charge amount in a two-component developer. More specifically, the present invention relates to a method for measuring the toner concentration and the charge amount simultaneously and with high accuracy. It relates to a method that can be performed with a simple device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写やファクシミリの分野にお
いては、静電潜像を可視像化するために、二成分系現像
剤、即ち磁性キャリア(以下「キャリア」という)とト
ナーとの混合物が広く使用されている。二成分系現像剤
を用いる磁気ブラシ現像法では、磁性キャリアとトナー
とが摩擦することにより帯電が行われ、帯電された現像
剤は磁気ブラシの形で静電潜像を有する感光体等と摺擦
し、トナーは静電潜像に引き付けられ、一方キャリアは
磁石を備えた現像ローラに残留して、現像操作が行われ
る。二成分系現像剤におけるトナー濃度及び帯電量は、
形成される画像の濃度、画質及びカブリ等に重大な影響
を与えるため、その測定を精度よく、しかも簡単な操作
で行うことは、電子写真の分野では非常に重要な課題と
なっている。
2. Description of the Related Art In the field of electrophotographic copying and facsimile, a two-component developer, that is, a mixture of a magnetic carrier (hereinafter, referred to as a "carrier") and a toner is used to visualize an electrostatic latent image. Widely used. In a magnetic brush developing method using a two-component developer, charging is performed by friction between a magnetic carrier and toner, and the charged developer slides on a photosensitive member having an electrostatic latent image in the form of a magnetic brush. Rubbing causes the toner to be attracted to the electrostatic latent image while the carrier remains on the developing roller with the magnet to perform the developing operation. The toner concentration and charge amount in a two-component developer are
Since the density, image quality, fog and the like of the formed image are significantly affected, it is very important in the field of electrophotography to perform the measurement accurately and by a simple operation.

【0003】従来、トナー帯電量の測定には、現像剤か
らガス圧によりトナーを分離し、残電荷を測定する方法
(ブローオフ法、1−1);現像による電荷の移動を電
流として測定し、トナー粒子の帯電量を算出する方法
(現像電流法、1−2);電界中のトナー移動速度を測
定し、トナー粒子の帯電量を算出する方法(電界移動
法、1−3);及び現像したトナーの表面電位を測定
し、トナー粒子の帯電量を算出する方法(表面電位法、
1−4)が知られている。また、トナー濃度の測定に
は、高温中で現像剤から発生する二酸化炭素量を測定
し、炭素量からトナー量を算出する方法(カーボンアナ
ライザー法、2−1)や、現像剤中のトナーのみを洗浄
除去し、重量差よりトナー濃度を算出する方法(洗浄
法、2−2)が用いられている。
Conventionally, the toner charge amount is measured by separating the toner from the developer by gas pressure and measuring the residual charge (blow-off method, 1-1); measuring the transfer of the charge due to development as a current, A method of calculating the charge amount of the toner particles (developing current method, 1-2); a method of measuring the toner moving speed in an electric field to calculate the charge amount of the toner particles (electric field transfer method, 1-3); Measuring the surface potential of the toner thus obtained and calculating the charge amount of the toner particles (the surface potential method,
1-4) are known. The toner concentration is measured by measuring the amount of carbon dioxide generated from the developer at a high temperature and calculating the amount of the toner from the amount of carbon (carbon analyzer method, 2-1). (Washing method, 2-2) in which the toner concentration is calculated from the weight difference by washing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
帯電量測定法のうち1−1のブローオフ法では、ガス圧
によりキャリアが破壊され、このとき発生する電荷も測
定してしまうという問題があり、またトナー濃度が既知
である必要があるという不便もある。また、1−2の現
像電流法では、電流が微弱なため、ノイズ等が影響し、
測定が不安定であるという不都合がある。更に、上記1
−3の電界移動法では、トナー粒子を1個ずつ分離独立
させるのが難しく、また装置が非常に複雑で大型化する
という問題がある。更にまた、1−4の表面電位法で
は、現像したトナーの層厚・距離の測定にあたって精度
を出すのが難しいという不具合がある。また、トナー濃
度の測定においても、前記2−1のカーボンアナライザ
ー法では、換算式を作成するために濃度既知の現像剤に
ついて予備試験が必要である、キャリア表面に付着した
スペントトナーも測ってしまう、装置が非常に大型化
し、消耗品コスト及び測定費用も高価になるという欠点
がある。更に、2−2の洗浄法では、測定に非常に手間
と時間とがかかり、しかも測定精度も出ないという問題
がある。
However, in the blow-off method 1-1 of the toner charge amount measurement methods, the carrier is destroyed by the gas pressure, and the charge generated at this time is also measured. There is also the inconvenience that the toner concentration needs to be known. Also, in the developing current method of 1-2, since the current is weak, noise or the like affects,
There is a disadvantage that the measurement is unstable. Furthermore, the above 1
In the electric field transfer method of -3, it is difficult to separate and separate the toner particles one by one, and there is a problem that the apparatus is very complicated and large. Furthermore, the surface potential method of 1-4 has a disadvantage that it is difficult to obtain accuracy in measuring the layer thickness and distance of the developed toner. In the measurement of toner concentration, the carbon analyzer method of 2-1 also measures a spent toner attached to the carrier surface, which requires a preliminary test for a developer having a known concentration in order to prepare a conversion formula. However, there are disadvantages in that the apparatus becomes very large and consumables costs and measurement costs are also high. Further, in the cleaning method 2-2, there is a problem that the measurement takes a lot of trouble and time, and the measurement accuracy is not high.

【0005】従って、本発明の目的は、従来法の上記欠
点が解消され、トナー濃度と帯電量との同時測定が可能
であり、しかも簡単な装置を用いて簡便にしかも高精度
の測定が可能となるトナー濃度及び帯電量の測定方法を
提供するにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the conventional method, to enable simultaneous measurement of toner concentration and charge amount, and to enable simple and high-precision measurement using a simple apparatus. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the toner concentration and the charge amount.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下部に
メッシュを有するユニットセルに二成分系現像剤を充填
し、前記メッシュ下部に配した複数個の吸引口を順次切
り換えて吸引することにより、吸引口直上のユニットセ
ル内メッシュ部に吸着した現像剤を切り換えた吸引口に
合わせて移動させ、キャリアから分離したトナーをメッ
シュを通してユニットセル外に排出し、ユニットセル内
の現像剤の重量減少或いは排出トナー重量からトナー濃
度を算出し、且つユニットセルの電荷量からトナー帯電
量を算出することを特徴とする二成分系現像剤における
トナー濃度及び帯電量の測定方法が提供される。上記吸
引口個々の面積はメッシュ全体の面積の3乃至30%が
望ましく、吸引口とメッシュとの間隔は5mm以下で使
用するのが望ましい。
According to the present invention, a two-component developer is filled in a unit cell having a mesh at a lower portion, and a plurality of suction ports arranged at a lower portion of the mesh are successively switched for suction. As a result, the developer adsorbed on the mesh portion in the unit cell immediately above the suction port is moved in accordance with the switched suction port, the toner separated from the carrier is discharged out of the unit cell through the mesh, and the weight of the developer in the unit cell is reduced. There is provided a method for measuring a toner concentration and a charge amount in a two-component developer, wherein a toner concentration is calculated from a reduced or discharged toner weight, and a toner charge amount is calculated from a charge amount of a unit cell. The area of each suction port is preferably 3 to 30% of the area of the entire mesh, and the distance between the suction port and the mesh is preferably 5 mm or less.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の測定原理を説明するため
の図1において、ユニットセル1は主に円筒状側壁2
と、上蓋3、メッシュ4とから構成されている。円筒状
側壁2の下端には、外側に突出したフランジ9が形成さ
れており、このフランジ9を利用して、ねじ6によりメ
ッシュ4が固定されている。円筒状側壁2には実質上ス
トレートな現像剤収容空間5が形成されており、この現
像剤収容空間5の下端は、上記のメッシュ4で閉じられ
ている。また上蓋3は円筒状側壁2の上端に開閉可能に
設けられており、現像剤収容空間5への現像剤の出し入
れが可能となっている。現像剤は、キャリア10とトナ
ー11の混合物であり、メッシュ4が有するメッシュ開
口はキャリア10は通過できないがトナー11は通過し
得るような大きさを有するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1 for explaining the measurement principle of the present invention, a unit cell 1 is mainly composed of a cylindrical side wall 2.
And an upper lid 3 and a mesh 4. An outwardly protruding flange 9 is formed at the lower end of the cylindrical side wall 2, and the mesh 4 is fixed by screws 6 using the flange 9. A substantially straight developer accommodating space 5 is formed in the cylindrical side wall 2, and the lower end of the developer accommodating space 5 is closed by the mesh 4. The upper lid 3 is provided at the upper end of the cylindrical side wall 2 so as to be openable and closable, so that the developer can be taken in and out of the developer accommodating space 5. The developer is a mixture of the carrier 10 and the toner 11, and has a size such that the mesh opening of the mesh 4 cannot pass the carrier 10 but can pass the toner 11.

【0008】また、円筒状側壁2の上部外周には、ユニ
ットセル1の持ち運びを容易にするために、把持部(リ
ング)7が設けられている。上蓋3の中央には円筒部材
2の内径に比して小径の通気口15が設けられていて、
通気口15には粉末飛散防止用のメッシュ16が設けら
れている。ユニットセル1は電荷量の測定が可能である
ように、導電性材料、特に金属で形成されており、メッ
シュ4、16も同じ材料で形成されている。ユニットセ
ル1の現像剤収容空間5に現像剤を充填し、上蓋3を閉
めた後、メッシュ4の下方から吸引を行う。分離された
トナー11は、メッシュ4を通ってユニットセル1の外
部に排出され、この操作を一定時間続行することによ
り、キャリア10とトナー11の分離が有効に行われ
る。
[0008] A grip 7 (ring) is provided on the outer periphery of the upper portion of the cylindrical side wall 2 to facilitate carrying the unit cell 1. A vent 15 having a smaller diameter than the inner diameter of the cylindrical member 2 is provided at the center of the upper lid 3.
The vent 15 is provided with a mesh 16 for preventing powder scattering. The unit cell 1 is formed of a conductive material, particularly metal, so that the charge amount can be measured, and the meshes 4 and 16 are formed of the same material. After the developer is filled in the developer accommodating space 5 of the unit cell 1 and the upper lid 3 is closed, suction is performed from below the mesh 4. The separated toner 11 is discharged to the outside of the unit cell 1 through the mesh 4, and by continuing this operation for a certain period of time, the separation of the carrier 10 and the toner 11 is effectively performed.

【0009】トナーの分離・排出に応じて、ユニットセ
ル1にはキャリア10の電荷が発生(残留)し、この残
留電荷はトナーの電荷と絶対値が等しいから、下記式
(1)
In accordance with the separation and discharge of the toner, a charge of the carrier 10 is generated (residual) in the unit cell 1 and the residual charge has the same absolute value as the charge of the toner.

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】によりトナー帯電量[μc/g]が測定さ
れる。また、この時の重量差を測定すると、下記式
(2)
Thus, the toner charge amount [μc / g] is measured. When the weight difference at this time is measured, the following equation (2) is obtained.

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】からトナー濃度[%]が測定される。尚、
吸い取ったトナー重量[g]は、下記式(3)
The toner concentration [%] is measured from the above. still,
The weight of the absorbed toner [g] is expressed by the following formula (3).

【0014】[0014]

【数3】 (Equation 3)

【0015】で表わされる。本発明における切り換え式
の吸引口とは、例えば、図2に示したような吸引口ユニ
ット81であって、図6に示すように複数個の吸引口2
1が一体に成型され、耐圧チューブ33を通じて吸引ポ
ンプ42(図5)へと接続されている誘導管23と機密
状態で接続されている。吸引口ユニット81下部には複
数個の吸引口を連続して切り換え可能な電磁弁が組み込
まれており、吸引ポンプ42の作動に合わせて、切り換
え機が複数の吸引口21を順次切り換えて、あたかも、
吸引口21そのものが回転しているような効果を持つも
のである。切り換え式の吸引口は、現像剤を分離させる
際にキャリア及びトナーが特定の箇所に留まるようなも
のでなければ、上述した以外のものでも好適に使用でき
る。
## EQU1 ## The switchable suction port in the present invention is, for example, a suction port unit 81 as shown in FIG. 2, and a plurality of suction ports 2 as shown in FIG.
1 is integrally formed and connected in a confidential state to the guide tube 23 connected to the suction pump 42 (FIG. 5) through the pressure-resistant tube 33. A solenoid valve capable of continuously switching a plurality of suction ports is incorporated in a lower portion of the suction port unit 81, and a switching machine sequentially switches the plurality of suction ports 21 in accordance with the operation of the suction pump 42, as if it were. ,
This has the effect that the suction port 21 itself is rotating. A switchable suction port other than those described above can be suitably used as long as the carrier and the toner do not stay at a specific location when the developer is separated.

【0016】吸引口の個々の面積は、分離する現像剤の
種類、帯電量などにもよるが、メッシュ4の面積の3乃
至30%、特に5乃至25%であるものが好適に使用さ
れる。吸引口の個々の面積がメッシュの面積の3%より
も小さいと、キャリアからトナーを分離するのに長時間
を要し、迅速な測定が行えなくなる傾向がある。また、
30%よりも大きいと本願発明の特徴である、吸引口を
切り換えて現像剤の分離を効率的に行うという効果が減
少する傾向がある。また、それぞれの吸引口の面積は同
一である必要はなく、現像剤が効率よく分離されれば、
吸引口の面積が異なっていても良い。吸引口の形状は特
に限定されず、図6のような円形以外にも、6角形や4
角形など様々な形状のものが使用でき、また、形状の異
なるものを組み合わせてもかまわない。
Although the area of each suction port depends on the type of developer to be separated, the amount of charge, and the like, an area of 3 to 30%, particularly 5 to 25% of the area of the mesh 4 is preferably used. . If the individual area of the suction port is smaller than 3% of the area of the mesh, it takes a long time to separate the toner from the carrier, and there is a tendency that quick measurement cannot be performed. Also,
If it is larger than 30%, the effect of switching the suction port to efficiently separate the developer, which is a feature of the present invention, tends to decrease. Also, the area of each suction port does not need to be the same, and if the developer is efficiently separated,
The areas of the suction ports may be different. The shape of the suction port is not particularly limited. In addition to the circular shape shown in FIG.
Various shapes such as a square shape can be used, and shapes having different shapes may be combined.

【0017】吸引口の開口部とメッシュとの距離は、切
り換えた吸引口に応じて現像剤が移動できる距離であれ
ばよい。具体的にはメッシュ4と開口部との距離が5m
m以下、吸引によるメッシュ4のたわみを考慮して1乃
至5mm、好ましくは2乃至4mmで好適に使用され
る。吸引口21の開口部と、メッシュ4との距離が5m
mよりも大きいと、吸引口21を切り換えても現像剤が
移動しなくなる傾向がある。通気口15は、現像剤や分
離されたキャリア10、トナー11が通気口から飛び出
さないように、また、現像剤の電荷が逃げ出さないよう
に、メッシュ16で覆うのが好ましいが、メッシュを使
用しない場合は、現像剤が飛び出すことのない位置で、
且つ、ユニットセル内の電荷が、セルから逃げ出すのを
防止するために、通気口15の穴径はメッシュ4から通
気口15までの距離(高さ)の3分の1以下であるのが
望ましい。通気口15の数は特に限定されず、一つ又は
複数個の通気口でよい。通気口を設ける位置は上蓋3、
円筒状側壁2の一方または両方のどちらでも良い。ま
た、通気口を設けなくとも、キャリア10とトナー11
との分離は可能である。
The distance between the opening of the suction port and the mesh may be any distance as long as the developer can move according to the switched suction port. Specifically, the distance between the mesh 4 and the opening is 5 m
m or less and 1 to 5 mm, preferably 2 to 4 mm, in consideration of the deflection of the mesh 4 due to suction. The distance between the opening of the suction port 21 and the mesh 4 is 5 m.
If it is larger than m, the developer tends not to move even when the suction port 21 is switched. The vent 15 is preferably covered with a mesh 16 so that the developer, the separated carrier 10 and the toner 11 do not escape from the vent, and the charge of the developer does not escape. If not, use a position where the developer does not
In addition, in order to prevent charges in the unit cell from escaping from the cell, it is desirable that the hole diameter of the vent hole 15 is one third or less of the distance (height) from the mesh 4 to the vent hole 15. . The number of vents 15 is not particularly limited, and may be one or a plurality of vents. The position where the vent is provided is the top lid 3,
Either one or both of the cylindrical side walls 2 may be used. In addition, the carrier 10 and the toner 11 can be provided without providing a vent.
Is possible.

【0018】本発明では、以上説明したとおり、共通の
測定装置を使用する単一の操作で、トナー濃度T/Dと
トナー帯電量Q/Mとの同時測定が可能であり、トナー
濃度や組成が未知の現像剤から、濃度及び帯電量の両方
を測定できるという利点がある。しかも、本発明によれ
ば、トナー濃度及び帯電量を、簡単な手段でしかも精度
よく測定できるという利点がある。図3は、トナー濃度
(T/D)既知の二成分系現像剤について、公知のカー
ボンアナライザー法(△)及び本発明の吸引法(■)で
トナー濃度を測定した結果(詳細は後述する例参照)を
示している。図3によると、サンプル濃度通りのトナー
濃度値が得られており、高精度であることがわかる。装
置及び操作の簡単さの点では、実用的に本発明が優れて
いることがわかる。
In the present invention, as described above, the toner density T / D and the toner charge amount Q / M can be measured simultaneously by a single operation using a common measuring device, and the toner density and the composition can be measured. Has the advantage that both the density and the charge amount can be measured from an unknown developer. Moreover, according to the present invention, there is an advantage that the toner concentration and the charge amount can be measured with simple means and with high accuracy. FIG. 3 shows the results of measuring the toner concentration of a two-component developer having a known toner concentration (T / D) by the known carbon analyzer method (△) and the suction method (■) of the present invention (the details will be described later). Reference). According to FIG. 3, the toner density value according to the sample density is obtained, and it is understood that the accuracy is high. It can be seen that the present invention is practically superior in terms of simplicity of the device and operation.

【0019】図4は、トナー濃度(T/D)既知の二成
分系現像剤について、公知のブローオフ法(△)及び本
発明の吸引法(■)で帯電量を測定した結果(詳細は後
述する例参照)を示している。ブローオフ法と本発明の
方法とは、トナーの分離を行って、帯電量を測定すると
いう点では目的を等しくしているが、ブローオフ法では
用いるガス圧がかなり高く、キャリア破壊が生じている
ことが確認されている。このキャリア破壊のために、剤
によってはプラスまたはマイナスに余分な帯電が生じて
いると考えられる。これに対して、本発明では吸引方式
を利用しているため、ブローオフ法と比較すると、現像
剤に対して緩和な環境下で現像剤の分離を行っており、
キャリアが破壊されにくく、事実、電子顕微鏡観察によ
ってもキャリア破壊が生じていないことが確認されてい
る。緩和な条件下で分離を行うものの、上述したように
メッシュ上で吸気口の動きに合わせて現像剤を移動させ
ることにより、キャリアとトナーが完全に分離できる。
FIG. 4 shows the results of measuring the charge amount of a two-component developer having a known toner concentration (T / D) by a known blow-off method (△) and a suction method (■) of the present invention (details will be described later). See the example below). The blow-off method and the method of the present invention have the same purpose in that the toner is separated and the charge amount is measured.However, the blow-off method requires a considerably high gas pressure to cause carrier destruction. Has been confirmed. It is considered that, due to the carrier destruction, positive or negative extra charge is generated depending on the agent. On the other hand, in the present invention, since the suction method is used, compared with the blow-off method, the developer is separated under a mild environment for the developer,
Carriers are not easily destroyed, and in fact, it has been confirmed by electron microscope observation that carrier destruction has not occurred. Although the separation is performed under mild conditions, the carrier and the toner can be completely separated by moving the developer on the mesh according to the movement of the suction port as described above.

【0020】本発明の測定方法を用いた装置では、吸引
室の上部に中空のユニットセル支持台を気密にしかも電
気絶縁状態で設け、この支持台上にユニットセルを着脱
自在に支持させる。この構成により、ユニットセル内へ
の現像剤の充填及び取り出し操作が容易に行われるばか
りではなく、ユニットセルごと重量の測定も可能とな
り、ユニットセルを支持台に載せるだけで吸引操作や電
荷の測定も可能となる。ユニットセル及び支持台は、仕
事関数の差が0.60eV以下の金属素材、特に同一の
金属素材で形成するのが良い。仕事関数の差が0.60
eVより大きくなると、現像剤をユニットセルに充填
し、支持台に設置した際に接触帯電を起こし、ファラデ
ーケージが帯電される。このとき発生する電位差によっ
て、分離されたトナーがメッシュに残留し、正確な帯電
量の測定ができなくなる。
In the apparatus using the measuring method of the present invention, a hollow unit cell support is provided in an airtight and electrically insulated state above the suction chamber, and the unit cell is detachably supported on the support. With this configuration, not only the operation of charging and removing the developer into and from the unit cell can be easily performed, but also the weight of each unit cell can be measured, and the suction operation and the measurement of electric charge can be performed simply by mounting the unit cell on the support base. Is also possible. The unit cell and the support are preferably formed of a metal material having a work function difference of 0.60 eV or less, particularly, the same metal material. Work function difference is 0.60
If the voltage exceeds eV, the developer is charged into the unit cell and contact charging occurs when the unit cell is placed on the support table, so that the Faraday cage is charged. Due to the potential difference generated at this time, the separated toner remains on the mesh, making it impossible to accurately measure the charge amount.

【0021】[0021]

【実施例】本発明に用いる測定装置の全体の配置の一例
を示す図5において、この装置は、測定装置本体40、
本体コントロール部41、吸引ポンプ42、電荷量計4
3及び天秤44から成っている。測定装置本体40の詳
細な構造を示す図2において、本体40の下部には例え
ばステンレススチール(SUS)から形成された台30
が設けられ、台30上に同じくステンレススチールから
形成されたハウジング(シールドケース)31が設けら
れている。このハウジング31内に、上部に開口した吸
引室32が設けられ、この吸引室32内には複数の吸引
口21を持った吸引ユニット81が配置され、誘導管2
3、耐圧チューブ33を介して吸引ポンプ42(図5)
に接続されている。また、誘導管23には気圧センサー
34が配置されており、その検出信号はケーブル35に
より前述した本体コントロール部41に供給されるよう
になっている。
FIG. 5 shows an example of the overall arrangement of a measuring apparatus used in the present invention.
Main body control unit 41, suction pump 42, charge meter 4
3 and a balance 44. In FIG. 2 showing a detailed structure of the measuring device main body 40, a table 30 made of, for example, stainless steel (SUS) is provided at a lower portion of the main body 40.
And a housing (shield case) 31 also made of stainless steel is provided on the base 30. A suction chamber 32 having an upper opening is provided in the housing 31. A suction unit 81 having a plurality of suction ports 21 is disposed in the suction chamber 32.
3. Suction pump 42 via pressure-resistant tube 33 (FIG. 5)
It is connected to the. An air pressure sensor 34 is disposed in the guide tube 23, and a detection signal thereof is supplied to the above-described main body control unit 41 by a cable 35.

【0022】吸引室32の上部には、ユニットセル収容
空間36が設けられ、この収容空間36と吸引室32と
の境界部には、電極も兼ねるユニットセル支持台37が
設けられている。支持台37はやはりステンレススチー
ルで形成されていて、電気絶縁性材料(樹脂)で形成さ
れた埋め込みボルト38によりハウジング31に固定さ
れている。また、支持台37とハウジング31との間に
は、リング状の電気絶縁材(シリコーンゴム)39が嵌
込まれていて、支持台37は気密状態で且つ電気絶縁状
態で本体40に設けられている。支持台37は、内部配
線70、コネクター71及びケーブル72を介して、前
述した電荷量計43に接続されている。ユニットセル収
容空間36の上部には、蓋74が開閉可能に設けられ、
この蓋74には埃よけのメッシュ(37μm)75を備
えた通気口76が設けられている。
A unit cell accommodating space 36 is provided above the suction chamber 32, and a unit cell support 37 serving also as an electrode is provided at a boundary between the accommodating space 36 and the suction chamber 32. The support base 37 is also formed of stainless steel, and is fixed to the housing 31 by embedded bolts 38 formed of an electrically insulating material (resin). A ring-shaped electric insulating material (silicone rubber) 39 is fitted between the support 37 and the housing 31, and the support 37 is provided on the main body 40 in an airtight and electrically insulated state. I have. The support base 37 is connected to the charge meter 43 via the internal wiring 70, the connector 71, and the cable 72. A lid 74 is provided on the upper part of the unit cell housing space 36 so as to be openable and closable,
The lid 74 is provided with a vent 76 having a mesh (37 μm) 75 to keep dust out.

【0023】図5に戻って、本体コントロール部41の
操作パネル部には、電源スイッチ50、スタートボタン
51、ストップボタン52、吸引力調節つまみ53、デ
ジタル気圧計54、タイマー55及び切り換え速度調整
つまみ56が設けられている。スタートボタン51及び
ストップボタン52は、吸引ポンプ22を駆動して測定
を開始し、且つ吸引ポンプ22を停止して測定を終了さ
せるものである。タイマー55は、測定時間を設定し設
定された測定時間でポンプ42を停止させるものであ
る。吸引力調節つまみ53は、吸引ポンプ42に供給す
る電力を、ゲート制御式半導体スイッチによりコントロ
ールするためのものである。一方、デジタル気圧計54
は気圧センサー34(図2)により検出される気圧を表
示するものであり、吸引力調節つまみ53を回動させる
ことにより、吸引口ユニット81(図2)内の圧力を任
意の値に設定することができる。
Returning to FIG. 5, the operation panel of the main body control unit 41 includes a power switch 50, a start button 51, a stop button 52, a suction force adjustment knob 53, a digital barometer 54, a timer 55, and a switching speed adjustment knob. 56 are provided. The start button 51 and the stop button 52 are for driving the suction pump 22 to start measurement, and for stopping the suction pump 22 to end the measurement. The timer 55 sets a measurement time and stops the pump 42 at the set measurement time. The suction force adjusting knob 53 is for controlling the power supplied to the suction pump 42 by a gate control type semiconductor switch. On the other hand, the digital barometer 54
Indicates the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 34 (FIG. 2). By turning the suction force adjusting knob 53, the pressure in the suction port unit 81 (FIG. 2) is set to an arbitrary value. be able to.

【0024】切り換え速度調節つまみ56は可動式の吸
引口を切り換える速度を調節するものであり、切り換え
速度調節つまみ56を回転させることにより、各吸引口
を切り換える速度を任意に設定することができる。吸引
ポンプ42は、吸引室32(図2)の気圧を所定の圧力
に減圧すると共に排出されるトナー粒子を捕集するため
のもので、真空度が300乃至1200mm水柱で風量
が0.01乃至1.00m3/毎分で且つトナー捕集用
紙パックを備えたものが好適に使用される。本実施例で
用いたポンプは、トナー用掃除機、より具体的には
(株)日立製作所製CV−TN95である。電荷量計4
3は、支持台電極37(図2)を介して残留キャリアの
電荷、従ってトナーの電荷を測定するためのものであ
り、測定レンジが最大20μCである電荷量計が使用さ
れる。本実施例で用いた電荷量計は(株)アドバンテス
ト製デジタルエレクトロメータTR8652及びクーロ
ンレンジエクステンダーR12601(測定レンジの拡
張時のみ必要)である。
The switching speed adjustment knob 56 adjusts the speed at which the movable suction port is switched. By rotating the switching speed adjustment knob 56, the speed at which each suction port is switched can be arbitrarily set. The suction pump 42 reduces the pressure of the suction chamber 32 (FIG. 2) to a predetermined pressure and collects the discharged toner particles. The suction pump 42 has a vacuum degree of 300 to 1200 mm, a water column of 0.01 to 1000 mm. One having a toner collection paper pack of 1.00 m 3 / minute is preferably used. The pump used in this embodiment is a toner cleaner, more specifically, CV-TN95 manufactured by Hitachi, Ltd. Charge meter 4
Numeral 3 is for measuring the charge of the residual carrier, that is, the charge of the toner via the support base electrode 37 (FIG. 2). A charge meter having a measurement range of up to 20 μC is used. The charge meter used in this embodiment is a digital electrometer TR8652 manufactured by Advantest Co., Ltd. and a coulomb range extender R12601 (necessary only when the measurement range is extended).

【0025】天秤44は、ユニットセルごと現像剤或い
は残留キャリアの重量を測定するものであって、吸引さ
れるトナー量が約0.01乃至0.05g程度の微量で
あるので、少数点以下4桁以上の精度を有するものであ
る。本実施例では読取限定0.1mgの(株)島津製作
所製上ざら電子天秤AEG−320を使用した。トナー
濃度及び帯電量の測定に当って、測定条件は、キャリア
の種類、トナーの種類及び両者の組合せによってもかな
り相違するので一概に規定できないが、標準的な条件と
して、吸引圧力は−6kPa乃至−13kPa、吸引時
間は20乃至60秒、現像剤サンプル量は0.4乃至
1.0gの範囲が適当である。また、メッシュ部の面積
は3乃至20cm2及び現像剤収容部の容積は6乃至7
0cm3が適当である。更に、メッシュ部の開口度は3
7μmのものが好適に用いられる。
The balance 44 measures the weight of the developer or the residual carrier for each unit cell. Since the amount of toner to be sucked is as small as about 0.01 to 0.05 g, the balance 44 is used. It has a precision of more than an order of magnitude. In this example, a reading limit of 0.1 mg was used with Shimadzu Corporation's Aigara electronic balance AEG-320. In the measurement of the toner concentration and the charge amount, the measurement conditions vary considerably depending on the type of the carrier, the type of the toner, and the combination of the two, and thus cannot be unconditionally specified. However, as a standard condition, the suction pressure is -6 kPa to -6 kPa. -13 kPa, a suction time of 20 to 60 seconds, and a developer sample amount of 0.4 to 1.0 g are appropriate. The area of the mesh part is 3 to 20 cm 2, and the volume of the developer accommodating part is 6 to 7 cm.
0 cm 3 is appropriate. Furthermore, the opening degree of the mesh part is 3
Those having a thickness of 7 μm are preferably used.

【0026】即ち、減圧の程度が小さすぎたり或いは時
間が短かいと、トナーとキャリアの分離が不完全でトナ
ー濃度T/Dが低くでたり或いはトナー帯電量Q/Mが
バラついたりする傾向があり、逆に減圧の程度が高すぎ
たり或いは時間が長すぎたりすと、キャリアの一部が剥
がれてT/Dが高く出たり、セル内で余分な帯電を生じ
てQ/Mが変動する傾向がある。勿論、壊れやすいキャ
リアや分離しにくいトナーを含有する現像剤について
は、減圧の程度や時間を変化させて最適範囲を設定すべ
きことは言うまでもない。現像剤のサンプル量は、上記
範囲よりも多いとキャリアからのトナーの分離が不十分
となり、一方、上記範囲よりも少ないとトナー量が微小
となって精度が低下するので好ましくない。
That is, if the degree of the pressure reduction is too small or the time is short, the separation of the toner and the carrier is incomplete and the toner concentration T / D is low, or the toner charge amount Q / M tends to vary. Conversely, if the degree of decompression is too high or the time is too long, a part of the carrier is peeled off and T / D becomes high, or Q / M tends to fluctuate due to extra charging in the cell. There is. Of course, it is needless to say that for a developer containing a fragile carrier or a toner that is difficult to separate, the optimum range should be set by changing the degree and time of the pressure reduction. If the sample amount of the developer is larger than the above range, the separation of the toner from the carrier becomes insufficient. On the other hand, if the sample amount is smaller than the above range, the toner amount becomes minute and the accuracy is lowered, which is not preferable.

【0027】本実施例では、測定を次の手順で行った。 1.ユニットセル重量を計量する。 …A[g] 2.ユニットセルにサンプルを入れる。 3.サンプルを入れたユニットセル重量を計量する。 …B[g] 4.ユニットセルを装置にセットする。 5.電荷量計のホールドを解除し、ゼロリセットする。 6.スタートボタンを押して吸引を開始する。 7.停止したら、電荷量計をホールドし、値を読みとる。 …C[μC] 8.ユニットセル重量を計量する。 …D[g] 9.ユニットセルを掃除する。 計算In this embodiment, the measurement was performed in the following procedure. 1. Weigh the unit cell weight. ... A [g] Put the sample in the unit cell. 3. Weigh the unit cell containing the sample. ... B [g] Set the unit cell in the device. 5. Release the charge meter hold and reset to zero. 6. Press the start button to start suction. 7. When stopped, hold the charge meter and read the value. ... C [μC] Weigh the unit cell weight. ... D [g] 9. Clean the unit cell. Calculation

【0028】[0028]

【数4】 (Equation 4)

【0029】[0029]

【数5】 (Equation 5)

【0030】また、ユニットセルとしては、メッシュ部
径(D2)40mm、上部開口部径(D1)12mm、高
さ(H)30mm及び重量155gのステンレススチー
ル製セル(37μmステンレススチール金網付き)を使
用した。更に、標準測定条件としては、吸引圧力−9k
Pa、吸引時間30秒、サンプル量0.4〜1gを用い
た。一例として、三田工業株式会社製電子写真複写機D
C−2556用現像剤を使用し、トナー及び磁性キャリ
アを正確に計量して、ボールミル処理を行い、トナー濃
度が2乃至5%の二成分系現像剤を調製し、メッシュ径
40mm、ユニットセルの高さ30mm、吸引口の切り
替え周期が1分間に40回になる条件で、トナー濃度及
び帯電量を測定した。比較のため、公知のカーボンアナ
ライザー法によるトナー濃度の測定及びブローオフ法に
よるトナー帯電量の測定も行った。得られた結果を図3
及び図4に示す。
The unit cell is a stainless steel cell having a mesh part diameter (D 2 ) of 40 mm, an upper opening diameter (D 1 ) of 12 mm, a height (H) of 30 mm and a weight of 155 g (with a 37 μm stainless steel wire mesh). It was used. Further, as standard measurement conditions, a suction pressure of -9 k
Pa, a suction time of 30 seconds, and a sample amount of 0.4 to 1 g were used. As an example, an electrophotographic copying machine D manufactured by Mita Kogyo Co., Ltd.
Using a developer for C-2556, the toner and the magnetic carrier are accurately measured, and ball milling is performed to prepare a two-component developer having a toner concentration of 2 to 5%. The toner density and the charge amount were measured under the conditions that the height was 30 mm and the switching period of the suction port was 40 times per minute. For comparison, measurement of toner concentration by a known carbon analyzer method and measurement of toner charge amount by a blow-off method were also performed. FIG. 3 shows the obtained results.
And FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、共通の測定装置を使用
する単一の吸引操作で、短時間の内に、トナー濃度と帯
電量の同時測定が可能であるという利点が得られる。ま
た、トナー濃度及び帯電量を、簡単な装置及び手段で、
しかも精度よく測定でき、装置コスト及びランニングコ
ストも安価であるという利点も得られる。更に、換算式
を必要としないので濃度や組成等が全く未知の現像剤の
トナー濃度を測定でき、しかも濃度値はスペントトナー
によって影響されないという効果がある。
According to the present invention, there is an advantage that the toner concentration and the charge amount can be simultaneously measured within a short time by a single suction operation using a common measuring device. Further, the toner concentration and the charge amount can be measured with a simple device and means.
In addition, there is an advantage that the measurement can be performed with high accuracy, and the apparatus cost and the running cost are low. Further, since no conversion formula is required, the toner concentration of the developer whose concentration and composition are completely unknown can be measured, and the concentration value is not affected by the spent toner.

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

【図1】本発明の測定原理を説明するための説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a measurement principle of the present invention.

【図2】測定装置本体の詳細を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of a measurement device main body.

【図3】トナー濃度(T/D)既知の二成分系現像剤に
ついて、公知のカーボンアナライザー法(△)及び本発
明の吸引法(■)でトナー濃度を測定した結果を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the toner concentration of a two-component developer having a known toner concentration (T / D) by a known carbon analyzer method (△) and a suction method (■) of the present invention.

【図4】トナー濃度(T/D)既知の二成分系現像剤に
ついて、公知のブローオフ法(△)及び本発明の吸引法
(■)で帯電量を測定した結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the charge amount of a two-component developer having a known toner concentration (T / D) by a known blow-off method (△) and a suction method (■) of the present invention.

【図5】本発明に用いる測定装置の全体を示す配置図で
ある。
FIG. 5 is a layout view showing the entire measuring device used in the present invention.

【図6】本発明に用いる吸引口ユニットの上面図であ
る。
FIG. 6 is a top view of a suction port unit used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ユニットセル 2 円筒状側壁 3 下蓋 4 メッシュ(37μm) 5 現像剤収容空間 6 ねじ 7 把持部(リング) 9 フランジ 10 キャリア 11 トナー 15 通気口 16 メッシュ 21 吸引口 23 誘導管 24 動力装置 30 台(ステンレススチール製) 31 ハウジング(ステンレススチール製) 32 吸引室 33 耐圧チューブ 34 気圧センサー 35 ケーブル 36 ユニットセル収容空間 37 ユニットセル支持台(ステンレススチール製) 38 電気絶縁部材(埋め込みボルト) 39 電気絶縁部材(リング状シリコーンゴム) 40 測定装置本体 41 本体コントロール部 42 吸引ポンプ 43 電荷量計 44 天秤 50 電源スイッチ 51 スタートボタン 52 ストップボタン 53 吸引力調節つまみ 54 デジタル気圧計 55 タイマー 56 切り換え速度調節つまみ 70 内部配線 71 コネクター 72 ケーブル 74 蓋 75 埃よけ(37μm) 76 通気口(φ10) 81 吸引口ユニット Reference Signs List 1 unit cell 2 cylindrical side wall 3 lower lid 4 mesh (37 μm) 5 developer accommodating space 6 screw 7 gripping part (ring) 9 flange 10 carrier 11 toner 15 vent 16 mesh 21 suction port 23 guide tube 24 power unit 30 (Stainless steel) 31 Housing (Stainless steel) 32 Suction chamber 33 Pressure-resistant tube 34 Atmospheric pressure sensor 35 Cable 36 Unit cell accommodation space 37 Unit cell support base (Stainless steel) 38 Electrical insulating member (embedded bolt) 39 Electrical insulating member (Ring silicone rubber) 40 Measurement device main body 41 Main body control section 42 Suction pump 43 Charge meter 44 Balance 50 Power switch 51 Start button 52 Stop button 53 Suction force adjustment knob 54 Digital barometer 55 Timer -56 Switching speed control knob 70 Internal wiring 71 Connector 72 Cable 74 Lid 75 Dust shield (37 μm) 76 Vent (φ10) 81 Suction port unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部にメッシュを有するユニットセルに
磁性キャリアとトナーとからなる二成分系現像剤を充填
し、前記メッシュ下部に配した複数個の吸引口から順次
切り換えて吸引することにより、吸引口直上のメッシュ
部に吸着された現像剤を切り換えた吸引口に合わせて移
動させ、磁性キャリアから分離したトナーをメッシュを
通してユニットセル外に排出し、ユニットセル内の現像
剤の重量減少或いは排出トナー重量からトナー濃度を算
出し且つユニットセルの電荷量からトナー帯電量を算出
することを特徴とする二成分系現像剤におけるトナー濃
度及びトナー帯電量の測定方法。
1. A unit cell having a mesh at a lower portion is filled with a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner, and suction is performed by sequentially switching and sucking from a plurality of suction ports arranged at a lower portion of the mesh. The developer adsorbed on the mesh portion just above the mouth is moved in accordance with the switched suction port, and the toner separated from the magnetic carrier is discharged out of the unit cell through the mesh, so that the weight of the developer in the unit cell is reduced or the discharged toner is discharged. A method for measuring a toner concentration and a toner charge amount in a two-component developer, wherein a toner concentration is calculated from a weight and a toner charge amount is calculated from a charge amount of a unit cell.
【請求項2】 1つの吸引口の面積をメッシュの面積の
3乃至30%に設定することを特徴とする請求項1に記
載の測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the area of one suction port is set to 3 to 30% of the area of the mesh.
【請求項3】 吸引口とメッシュとの間隔を5mm以下
にに設定することを特徴とする請求項1に記載の測定方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the distance between the suction port and the mesh is set to 5 mm or less.
JP8183175A 1996-07-12 1996-07-12 Method for measuring toner concentration and electrostatic charge amount of two-component type developer Pending JPH1026883A (en)

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