JPS61128154A - トナ−帯電特性の評価方法及び装置 - 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、トナーの帯電特性を評価するための方法及び
装置Ｋかするもので、より詳細には、電子写真用の二成
分系現像剤のトナーの帯電特性を簡便に且つ精度良（評
価するための方法及び装置に関する。

従来の技術及び発明の技術的課題 電子写真法においては、感光層２表面をコロナ放電等に
より一様に帯電させた後、光学系を介して画像露光を行
い、画像に対応する電荷像を形成させ、この電荷像と逆
極性の電荷を有するトナーで現像してトナー像を形成さ
せる。

この電荷像の現像には、磁性キャリヤと顕電性トナー粒
子との混合物から成る二成分系現像剤が最も普通に使用
されている。現像に際して、キャリヤと顕電性トナーと
は混合され、互いに逆極性の電荷に摩擦帯電されると共
に、磁気ブラシの形で感光層に摺擦され、顕電性トナー
は電荷像にクーロン力で吸引されてトナー像を形成する
。か（して、現像剤の電子写真法への適性を評価する上
で、顕電性トナーの帯電特性を評価することが最も重大
なファクターとなることが理解されよう。

従来、トナーの帯電特性の評価方法及び装置として、ユ
ニのものが提案されているが、得られる情報量が比較的
少ない；操作及び装置が複雑である：測定値に多大の誤
差があり、信頼性に欠ける；等の欠点を有している。例
えば、特開昭５７−７９９５８号公報には、対向平行電
極板間に均一な層流を形成し、この間にキャリヤから分
離したトナーのみを供給し、下部に設置したフィルター
でトナーを捕集する。トナーが付着したフィルターをイ
メージアナライザー忙て解析し、電荷量／粒径の分布を
測定する。この方法は、測定に先立って、トナーとキャ
リヤとを完全に分離することが必要であると共Ｋ、系中
の気流分布を一様にすると共に、キャリヤから分離後の
トナーの流速をもこれに正確に合せる等の、操作上及び
装置上難しい問題を含んでいろ。このため、得られる値
は分布の相対的比較は可能であるとしても、絶対値とし
ての信用性に乏しいという問題がある。

また、対同電極間にトナー粒子単独或いはトナーとキャ
リヤとの混合物を落下させ、極板に付着したトナー重量
から帯電特性を評価することも従来提案されているが、
この方法では測定試料中に小粒径キャリヤが存在すると
、これが極板に付着してデータに多大の誤差を与えると
いう問題があり、また重量計測によるデータのみである
ため、得られる情報量が少ないという問題がある。

発明の目的 従って、本発明の目的は、電子写真用の二成分系現像剤
中のトナーの帯電特性を簡便な手法により、精度良く且
つ再現性をもって評価し得る方法及び装置を提供するに
ある。

本発明の他の目的は、二成分系現像剤を面倒な分離操作
に付することな（測定に供することができ、しかもトナ
ー粒子の帯電特性のみを選択的に評価し得る方法及び装
置を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、トナー粒子の逆極性帯電や帯
電分布を簡便に評価し得る方法及び装置を提供するにあ
る。

発明の構成 本発明によれば、平行な対向電極板間の垂直通路内に下
向きの気流を形成すると共Ｋ、対向電極板に電圧を印加
し、キャリヤと顕電性トナーとの混合物から成る現像剤
を前記垂直通路内に供給し、該気流の流速をトナー粒子
が電極板に付Ｎ″ｆるが、キャリヤ粒子が電極板に付着
しない範囲内のものとし、電極板に付着したトナーパタ
ーンを、直接或−・は転写した後、付着位置と反射濃度
又は透過濃度との関係で評価することを特徴とするトナ
ー帯電特性の評価方法が提供される。

本発明によればまた、２枚の電極板を平行に垂直方向に
且つ着脱自在に支持する支持機構、平行対向電極板間に
形成される垂直通路、該垂直通路の上端に設けられた、
キャリヤと顕電性トナーとの混合物から成る現像剤の供
給機構、該垂直通路の下端に接続された吸気機構、垂直
通路内の気流の流速を、トナー粒子が電極板に付着する
が、キャリヤ粒子が電極板に付着しない範囲内に調節す
るための流速調節機構、及び対向電極間にトナー捕集電
界を形成させるための電源から成ることを特徴とするト
ナー帯電特性の評価装置が提供される。

発明の好適態様 本発明を、添付図面に示す具体例に基づき、以下に詳細
に説明する。

装　　　　置 本発明の装置の全体の配置を示す第１図、第２図におい
て、２枚の電極板１及び２を平行に且つ垂直方向に、し
かも着脱自在に支持するための支持機構６及び４が設げ
られている。この具体例において、支持機構６及び４は
、支持台乃至はレール５の上にスライド可能に設けられ
ており、例えば、引張りスプリングのような弾性機構６
により互いに一定の圧力を与えられており、電極板１゜
２の間に挿入されるスペーサ一部材（図示せず）により
極間距離が一定の値に保たれるようになっている。尚、
この具体例においては、支持機構６（４）は切欠部７を
有していて、この切欠部７に電極板１（２）が着脱自在
に嵌込まれている。

電極板１（２）としては、任意の金属板電極も使用され
るが、平面性に優れていること、りＩＪ　　＝ング性に
優れていること及び光線透過性があること等の見地から
、導電処理ガラス電極板、特にネサ（ＮＥＳＡ　）ガラ
スが有利に使用される。一方の電極板１は線８を介して
直流電源９のプラス側端子に、他方の電極板２は線１０
を介して電源９のマイナス側端子に接続される。

対向電極板１，２の間に垂直通路１１が形成される。こ
の垂直通路１１の上端１２は開口しており、この開口部
に、以下に述べる現像剤供給機構１３．１４が設けられ
る。この具体例において、現像剤供給機構は下端が垂直
通路上端１２より若干下に開口しているホッパー１６と
、ホッパーの上端開口部に下端が位置している振動シュ
ート１４とから成っている。振動シュート１４内に、少
量の二成分系現像剤１５を載せ、シュート１４に微細な
振動を与えることにより、現像剤１５はほぼ定量的にホ
ッパー１６を経て垂直通路１１内に供給される。

垂直通路１１の下端には吸気口１６が設けられ、例えば
可撓性吸気管１７を介して、ファン等の吸気機構１８に
接続される。この吸気管１７の途中には例えば流量調節
弁の如き流量調節機構１９が設ゆられ、更に必要に応じ
流量計２０が設けられる。ファン１８の排気側には必要
により集塵バッグ２１を設けることができる。

また、電源９は定電圧電源でもよいが、電圧可変機構２
２と電圧計２３とを備えたものでもよい。

トナー帯電特性の評価に際して、先ず電源９を作動させ
、平行対向電極板１及び２に適当な値の直流電圧を印加
する。また吸気機構１８を作動させ、流量調節弁１９に
より垂直通路１１内の気流の流速を一定値に調節する。

供給シュート１４に、キャリヤとトナーとの混合物から
成る現像剤１５を載せ、シュート１４を振動させてホッ
パー１３を介して垂直通路１１内に現像剤１５を落下さ
せる。

現像剤１５は垂直通路１１を流下する気流の作用と重力
との影響により加速されると共に、対向電極板１及び２
間で電界の作用を受ける。

本発明においては、垂直通路１１内の気流の流速を、ト
ナー粒子が電極板１（２）に付着するが、キャリヤ粒子
が電極板１（２）に付着しないように選ぶ。

本発明の測定原理を説明するための第６図において、電
極板１，２間にトナー２５及びキャリヤ２６が存在し、
トナーの座標をｘ、ｙ及びキャリヤの座標をＸ、Ｙとす
る。帯電したトナー２５及びキャリヤ２６の各粒子間に
働く力をＷ、トナーの質量及び電荷を夫々ｍ　、　ｑと
し、キャリヤの質量及び電荷を夫々Ｍ、Ｑとし、電界の
強さをＥ及び空気の流速をυ９１粒子の運動による抵抗
は空気との相対速度に比例すると仮定し、この抵抗の比
例定数をＡとすると、トナー粒子については、下記式 の運動方程式が与えられる。

これを、ｔ＝０でｘ　＝　ｙ　＝　（）、υよ＝　ｖｙ
　＝　Ｑの条件で解（と、下記式の解が得られる。

粒子の落下始点（ｘ＝’ｌ＝Ｏ）と電極までの距離をｄ
とすると、電荷ｑのトナー粒子は、式の位置で電極に捕
獲されろ。

か（して、第４図に示す通り、トナー粒子の電荷に分布
ｆ（ｑ）があれば、捕獲位置も分布ん（ｑ）する。

キャリヤに対しても同様な関係が成立ち、落下始点と他
の電極までの距離をＤとして下記式が得られろ。

電極の長さをＬとすると、キャリヤが電極に捕獲されず
、トナーが捕獲される条件は下記式二成分系現像剤にお
けるキャリヤーとしては、鉄粉キャリヤフェライトキャ
リヤーが使用されており、これらは比重が４乃至８と太
き（、且つ粒径も２０乃至１００μと犬であるのに対し
て、一方顕電性トナーとしては定着用樹脂に少量の顔料
或いは更に電荷制御剤を配合した粒子が使用されており
、このトナー粒子は比重が０．８乃至１．５で、粒径が
５乃至２０μと小である。

か（して、キャリヤ粒子に比してトナー粒子は短距離の
落下で電極板に捕獲される。また、空気の流速υ。を犬
き（すると、電極への付着位置がトナー及びキャリヤ共
に下に下がるので、トナーが電極板に付着するが、キャ
リヤが電極板に付着しないようにすることができる。

操作条件 本発明において、他の操作条件は上述した本発明の精神
が満足されるように適宜定め得る。

例えば、通常の電子写真複写機に使用される現像剤の帯
電量分布を測定する場合は、電極間距離を０．５乃至１
ｃＩｒＬ程度にして１００乃至１０００Ｖの電圧を印加
して測定する。また二成分現像剤のキャリヤが電極板に
付着しないようにするには５０乃至１００ｔ／分の空気
流量を電極間部分で形成するようにすればよい。１０　
乃至Ｉ　Ｑ−ｃｏｕｌ、ｏｍｂ／ｇの平均帯電量を持つ
トナー粒子は落下始点から大体１乃至６０ｃＩｒＬの位
置に付着する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の装置の全体の配置を示す概略
説明図、 第６図は本発明の評価方法の原理を説明するための説明
図、 第４図はトナー電荷量の分布とトナー付着位置の分布と
の関係を示す線図である。 特許出原人　三田工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行な対向電極板間の垂直通路内に下向きの気流
   を形成すると共に、対向電極板に電圧を印加し、 キャリヤと顕電性トナーとの混合物から成る現像剤を前
   記垂直通路内に供給し、 該気流の流速をトナー粒子が電極板に付着するが、キャ
   リヤ粒子が電極板に付着しない範囲内のものとし、 電極板に付着したトナーパターンを、直接或いは転写し
   た後、付着位置と反射濃度又は透過濃度との関係で評価
   することを特徴とするトナー帯電特性の評価方法。
2. （２）２枚の電極板を平行に垂直方向に且つ着脱自在に
   支持機構、 平行対向電極板間に形成される垂直通路、 該垂直通路の上端に設けられた、キャリヤと顕電性トナ
   ーとの混合物から成る現像剤の供給機構、 該垂直通路の下端に接続された吸気機構、 垂直通路内の気流の流速を、トナー粒子が電極板に付着
   するが、キャリヤ粒子が電極板に付着しない範囲内に調
   節するための流速調節機構、及び対向電極間にトナー捕
   集電界を形成させるための電源から成ることを特徴とす
   るトナー帯電特性の評価装置。