JP3269949B2 - 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 - Google Patents
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Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【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。
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。
【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、即ち磁性キャリアと顕電性トナーとの混合物が広く
使用されている。
いては、静電潜像を可視像化するために、二成分系現像
剤、即ち磁性キャリアと顕電性トナーとの混合物が広く
使用されている。
【０００３】二成分系現像剤を用いる磁気ブラシ現像法
では、磁性キャリアと顕電性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。
では、磁性キャリアと顕電性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。
【０００４】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。
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。
【０００５】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。
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
帯電量測定法の内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。
帯電量測定法の内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。
【０００７】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。
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。
【０００８】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及
び装置を提供するにある。
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及
び装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下部に
メッシュ及び上部中央に小径で単一の通気口を有すると
共に、通気口の面積がメッシュの面積の１．６乃至２５
％に且つ通気口とメッシュとの間隔がメッシュの径の
０．５乃至１．２５倍に設定されているユニットセルを
使用し、該ユニットセルに二成分系現像剤を充填し、前
記メッシュを通して吸引することにより、ユニットセル
の中央部に現像剤の下向きの流れとユニットセルの器壁
に沿って上向きの流れを発生させ、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。
メッシュ及び上部中央に小径で単一の通気口を有すると
共に、通気口の面積がメッシュの面積の１．６乃至２５
％に且つ通気口とメッシュとの間隔がメッシュの径の
０．５乃至１．２５倍に設定されているユニットセルを
使用し、該ユニットセルに二成分系現像剤を充填し、前
記メッシュを通して吸引することにより、ユニットセル
の中央部に現像剤の下向きの流れとユニットセルの器壁
に沿って上向きの流れを発生させ、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。
【００１０】上記の本発明の測定方法は、内部に二成分
系現像剤収容部、下部にメッシュ及び上部中央部に単一
の通気口を備えた測定用ユニットセルと、吸引室と、吸
引室の上部に気密に且つ電気的に絶縁して設けられ、且
つ電極をも兼ねる中空のユニットセル支持台とを備え、
前記ユニットセルは通気口の面積がメッシュの面積の
１．６乃至２５％であり且つユニットセルの現像剤収容
部がメッシュの径の０．５乃至１．２５倍の高さを有す
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
及び帯電量の測定装置を用いて実施することができる。
系現像剤収容部、下部にメッシュ及び上部中央部に単一
の通気口を備えた測定用ユニットセルと、吸引室と、吸
引室の上部に気密に且つ電気的に絶縁して設けられ、且
つ電極をも兼ねる中空のユニットセル支持台とを備え、
前記ユニットセルは通気口の面積がメッシュの面積の
１．６乃至２５％であり且つユニットセルの現像剤収容
部がメッシュの径の０．５乃至１．２５倍の高さを有す
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
及び帯電量の測定装置を用いて実施することができる。
【００１１】本発明の装置において、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、
最も好適には同じ金属素材で形成されていることが望ま
しい。
支持台は仕事関数の差が０．６０ｅＶ以下の金属素材、
最も好適には同じ金属素材で形成されていることが望ま
しい。
【００１２】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は円筒部材２と下蓋３と上蓋４
とから成っており、下蓋３は円筒部材２の内径と同一径
の開口５を備えており、下蓋３と円筒部材２とはネジ６
により締結されていて、両者の間にはメッシュ７が挟持
されている。上蓋４の中央には円筒部材２の内径に比し
て小径の通気口８が設けられていて、通気口８には粉末
飛散防止用のメッシュ９が設けられている。上蓋４は円
筒部材２の上部に開閉可能に載せられており、現像剤収
容部１０への現像剤の出し入れが可能となっている。ま
た、円筒部材２の外周には把持部（リング）１１が設け
られている。ユニットセル１のメッシュ７は、現像剤中
のキャリア１２は通過できないが、現像剤中のトナー１
３は通過できるようなメッシュ開口を有している。ま
た、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
７も同じ材料で形成されている。
おいて、ユニットセル１は円筒部材２と下蓋３と上蓋４
とから成っており、下蓋３は円筒部材２の内径と同一径
の開口５を備えており、下蓋３と円筒部材２とはネジ６
により締結されていて、両者の間にはメッシュ７が挟持
されている。上蓋４の中央には円筒部材２の内径に比し
て小径の通気口８が設けられていて、通気口８には粉末
飛散防止用のメッシュ９が設けられている。上蓋４は円
筒部材２の上部に開閉可能に載せられており、現像剤収
容部１０への現像剤の出し入れが可能となっている。ま
た、円筒部材２の外周には把持部（リング）１１が設け
られている。ユニットセル１のメッシュ７は、現像剤中
のキャリア１２は通過できないが、現像剤中のトナー１
３は通過できるようなメッシュ開口を有している。ま
た、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
７も同じ材料で形成されている。
【００１３】ユニットセル１の現像剤収容部１０に現像
剤を充填し、上蓋４を閉めた後、メッシュ７の下方から
吸引を行う。上蓋４の中央に通気口８を設けると共に、
メッシュ７の面積に比して通気口８の面積を小さくした
ことにより、現像剤収容部に流入する気流により、中央
部における現像剤の下向きの流れ１４と円筒部材２の器
壁に沿った上向きの流れ１５とから成る循環流が発生す
ると共に、通気口８の端縁とメッシュ部７の端縁とを結
ぶ仮想的錐台面よりも外周側では乱流も発生する。上記
の循環流或いは更に活流により現像剤中のキャリア１２
とトナー１３との分離が行われ、分離されたトナー１３
は気流にのせられて、メッシュ７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１２とトナー１３の分離が有効に行わ
れる。
剤を充填し、上蓋４を閉めた後、メッシュ７の下方から
吸引を行う。上蓋４の中央に通気口８を設けると共に、
メッシュ７の面積に比して通気口８の面積を小さくした
ことにより、現像剤収容部に流入する気流により、中央
部における現像剤の下向きの流れ１４と円筒部材２の器
壁に沿った上向きの流れ１５とから成る循環流が発生す
ると共に、通気口８の端縁とメッシュ部７の端縁とを結
ぶ仮想的錐台面よりも外周側では乱流も発生する。上記
の循環流或いは更に活流により現像剤中のキャリア１２
とトナー１３との分離が行われ、分離されたトナー１３
は気流にのせられて、メッシュ７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１２とトナー１３の分離が有効に行わ
れる。
【００１４】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１２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） によりトナー帯電量［μｃ／ｇ］が測定される。
ル１にはキャリア１２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） によりトナー帯電量［μｃ／ｇ］が測定される。
【００１５】また、この時の重量差を測定すると、下記
式（２） からトナー濃度［％］が測定される。
式（２） からトナー濃度［％］が測定される。
【００１６】尚、吸い取ったトナー重量［ｇ］は、下記
式（３） 吸い取ったトナー重量[ｇ]＝投入現像剤重量[ｇ]− 残留現像剤重量[ｇ] …（３） で表わされる。
式（３） 吸い取ったトナー重量[ｇ]＝投入現像剤重量[ｇ]− 残留現像剤重量[ｇ] …（３） で表わされる。
【００１７】本発明においては、ユニットセルの吸気に
よる現像剤循環流或いは乱流を利用して現像剤のキャリ
アとトナーとの分離を行うものであるが、これを有効に
行うためには、通気口８の面積［ Ｓ1 ＝π（Ｄ1）2／
４ ］をメッシュ部７の面積［ Ｓ2 ＝π（Ｄ2）2／４
］の１．６乃至２５％、特に６．３乃至１４．１％、
最も好適には６．３乃至９．０％とし、且つ通気口８と
メッシュ部７との間隔（高さＨ）とメッシュ部７の径
（Ｄ2 ）とが０．５≦（Ｈ／Ｄ2）≦１．２５の関係を
満たす必要がある。即ち、通気口８の面積比が上記範囲
よりも小さいと、ユニットセル内に流入する気体流量が
小さすぎて循環流の形成が行われず、トナーの分離が不
十分となる。一方、通気口８の面積比が上記範囲よりも
大きいと、現像剤がメッシュ部７に引き付けられるよう
になり、やはり安定な循環流が形成されず、トナーの分
離が不十分となる。また、前述したＨ／Ｄ2が１．２５
よりも大くなると、ユニットセル内の気流が層流とな
り、循環流の形成が不十分でトナーの分離が有効に行わ
れなくなる。また、Ｈ／Ｄ2が０．５よりも小さくなる
と、ユニットセル内の上向きの流れが不足し、やはり循
環流の形成が不十分となり、トナーの分離が有効に行わ
れない。
よる現像剤循環流或いは乱流を利用して現像剤のキャリ
アとトナーとの分離を行うものであるが、これを有効に
行うためには、通気口８の面積［ Ｓ1 ＝π（Ｄ1）2／
４ ］をメッシュ部７の面積［ Ｓ2 ＝π（Ｄ2）2／４
］の１．６乃至２５％、特に６．３乃至１４．１％、
最も好適には６．３乃至９．０％とし、且つ通気口８と
メッシュ部７との間隔（高さＨ）とメッシュ部７の径
（Ｄ2 ）とが０．５≦（Ｈ／Ｄ2）≦１．２５の関係を
満たす必要がある。即ち、通気口８の面積比が上記範囲
よりも小さいと、ユニットセル内に流入する気体流量が
小さすぎて循環流の形成が行われず、トナーの分離が不
十分となる。一方、通気口８の面積比が上記範囲よりも
大きいと、現像剤がメッシュ部７に引き付けられるよう
になり、やはり安定な循環流が形成されず、トナーの分
離が不十分となる。また、前述したＨ／Ｄ2が１．２５
よりも大くなると、ユニットセル内の気流が層流とな
り、循環流の形成が不十分でトナーの分離が有効に行わ
れなくなる。また、Ｈ／Ｄ2が０．５よりも小さくなる
と、ユニットセル内の上向きの流れが不足し、やはり循
環流の形成が不十分となり、トナーの分離が有効に行わ
れない。
【００１８】本発明によれば、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。
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。
【００１９】図２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（ロ）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２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。
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（ロ）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２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。
【００２０】図３は、トナー濃度（Ｔ／Ｄ）既知の二成
分系現像剤について、公知のブローオフ法（▲）及び本
発明の吸引法（ロ）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。図３では、トナー濃度変
化に対する帯電量変化が、ブローオフ法と本発明方法と
では全く逆の傾向を示しているが、トナー濃度の低下が
トナー帯電量の増加を示していることからみて本発明の
方が正しい傾向を示していると考えられる。
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（ロ）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。図３では、トナー濃度変
化に対する帯電量変化が、ブローオフ法と本発明方法と
では全く逆の傾向を示しているが、トナー濃度の低下が
トナー帯電量の増加を示していることからみて本発明の
方が正しい傾向を示していると考えられる。
【００２１】ブローオフ法と本発明の方法とは、トナー
の分離に気流を利用するという点では軌を一にしている
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、本発明では吸引を利用しているため、ガス圧は最も
高くても一気圧以下であり、ガス圧が比較にならない程
低く、しかもガス圧が低い場合にも循環流或いは乱流の
発生により、トナー分離が完全に行われている。また、
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。
の分離に気流を利用するという点では軌を一にしている
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、本発明では吸引を利用しているため、ガス圧は最も
高くても一気圧以下であり、ガス圧が比較にならない程
低く、しかもガス圧が低い場合にも循環流或いは乱流の
発生により、トナー分離が完全に行われている。また、
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。
【００２２】本発明に用いる装置では、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なわれるばかりでなく、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。
中空のユニットセル支持台を気密にしかも絶縁状態で設
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なわれるばかりでなく、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。
【００２３】ユニットセル及び支持台を、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
形成することにより電荷量を精度よく測定することが可
能となる。
が０．６０ｅＶ以下の金属素材、特に同一の金属素材で
形成することにより電荷量を精度よく測定することが可
能となる。
【００２４】
【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４において、この装置は、測定装置本体２０、
本体コントロール部２１、吸引ポンプ２２、電荷量計２
３及び天秤２４から成っている。
を示す図４において、この装置は、測定装置本体２０、
本体コントロール部２１、吸引ポンプ２２、電荷量計２
３及び天秤２４から成っている。
【００２５】測定装置本体２０の詳細な構造を示す図５
において、本体２０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シールド
ケース３１が設けられている。このシールドケース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はホース３３を介して前述した吸引ポンプ２２に
接続されている。また、この吸引室３２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２１に供給されるよ
うになっている。吸引室３２の上部には、ユニットセル
収容部３６が設けられ、この収容部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
れた植込みボルト３８によりシールドケース３１に固定
されている。また、支持台３７とシールドケース３１と
の間には、リング状の電気絶縁材（シリコーンゴム）３
９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２０に設けられている。支持台３７は、
内部配線４０、コネクター４１及びケーブル４２を介し
て、前述した電荷量計２３に接続されている。ユニット
セル収容部３６の上部には、ヒンジ４３を介して蓋４４
が開閉可能に設けられ、この蓋４４には埃よけ（４００
mesh）４５を備えた通気口４６が設けられている。
において、本体２０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シールド
ケース３１が設けられている。このシールドケース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はホース３３を介して前述した吸引ポンプ２２に
接続されている。また、この吸引室３２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２１に供給されるよ
うになっている。吸引室３２の上部には、ユニットセル
収容部３６が設けられ、この収容部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
れた植込みボルト３８によりシールドケース３１に固定
されている。また、支持台３７とシールドケース３１と
の間には、リング状の電気絶縁材（シリコーンゴム）３
９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２０に設けられている。支持台３７は、
内部配線４０、コネクター４１及びケーブル４２を介し
て、前述した電荷量計２３に接続されている。ユニット
セル収容部３６の上部には、ヒンジ４３を介して蓋４４
が開閉可能に設けられ、この蓋４４には埃よけ（４００
mesh）４５を備えた通気口４６が設けられている。
【００２６】図４に戻って、本体コントロール部２１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及びタイマー５５が設けられている。
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及びタイマー５５が設けられている。
【００２７】スタートボタン５１及びストップボタン５
２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２２を停止させるものである。
２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２２を停止させるものである。
【００２８】吸引力調節つまみ５３は、吸引ポンプ２２
に供給する電力をトライアック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５）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、吸引室３２（図５）内の圧力を任意の値に設定する
ことができる。
に供給する電力をトライアック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５）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、吸引室３２（図５）内の圧力を任意の値に設定する
ことができる。
【００２９】吸引ポンプ２２は、吸引室３２（図５）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１２０
０ｍｍ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。
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１２０
０ｍｍ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。
【００３０】電荷量計２３は、支持台電極３７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ＴＲ８６５
２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。
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ＴＲ８６５
２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。
【００３１】天秤２４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。
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。
【００３２】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７０ｃｍ 3 が適当である。更に、メッシュ
部の開口度は４００メッシュ（タイラー標準）が適して
いる。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
装置内でのトナー飛散が多くなり、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。
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７０ｃｍ 3 が適当である。更に、メッシュ
部の開口度は４００メッシュ（タイラー標準）が適して
いる。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
装置内でのトナー飛散が多くなり、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。
【００３３】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。
【００３４】
【００３５】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）Ｘｍｍ及び重量１５５ｇのステンレススチー
ル製セル（４００メッシュステンレススチール金網付
き）を使用した。表１に上記高さ（Ｈ）のＸの値を変化
させてキャリアとトナーの吸引分離を試みた実験結果を
示す。
径（Ｄ2 ）４０ｍｍ、上部開口部径（Ｄ1 ）１２ｍｍ、
高さ（Ｈ）Ｘｍｍ及び重量１５５ｇのステンレススチー
ル製セル（４００メッシュステンレススチール金網付
き）を使用した。表１に上記高さ（Ｈ）のＸの値を変化
させてキャリアとトナーの吸引分離を試みた実験結果を
示す。
【００３６】
【表１】 表１中、○はトナーとキャリアが完全に分離したもの、
×は未分離のトナーがキャリアに残留したものを示す。
更に、標準測定条件としては、吸引圧力−９ｋＰａ、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ＤＣ−２５
５６用現像剤を使用し、上記Ｘ＝３０ｍｍのユニットセ
ルを用いて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、上記の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２及び図
３に示す。
×は未分離のトナーがキャリアに残留したものを示す。
更に、標準測定条件としては、吸引圧力−９ｋＰａ、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ＤＣ−２５
５６用現像剤を使用し、上記Ｘ＝３０ｍｍのユニットセ
ルを用いて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、上記の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２及び図
３に示す。
【００３７】
【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
トナー濃度を測定すべき、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う効果がある。また更に、吸
引による循環流及び乱流を利用するためキャリア破壊す
ることなくトナー分離が有効に行われるため、正確なト
ナー帯電量の測定が可能となる。
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
トナー濃度を測定すべき、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う効果がある。また更に、吸
引による循環流及び乱流を利用するためキャリア破壊す
ることなくトナー分離が有効に行われるため、正確なト
ナー帯電量の測定が可能となる。
【図１】本発明の測定原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図２】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（ロ）でトナー濃度を測定した結果を示すグ
ラフである。
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（ロ）でトナー濃度を測定した結果を示すグ
ラフである。
【図３】トナー濃度（Ｔ／Ｄ）既知の二成分系現像剤に
ついて、公知のブローオフ法（▲）及び本発明の吸引法
（ロ）で帯電量を測定した結果を示すグラフである。
ついて、公知のブローオフ法（▲）及び本発明の吸引法
（ロ）で帯電量を測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明に用いる測定装置の全体を示す配置図で
ある。
ある。
【図５】測定装置本体の詳細を示す断面図である。
１ ユニットセル ２ 円筒部材 ３ 下蓋 ４ 上蓋 ７ メッシュ部（４００mesh） ８ 通気口 ９ メッシュ部（４００mesh） １０ 現像剤収容部 １１ 把持部（リング） １２ キャリア １３ トナー １４ 下向きの流れ １５ 上向きの流れ ２０ 測定装置本体 ２１ 本体コントロール部 ２２ 吸引ポンプ ２３ 電荷量計 ２４ 平秤 ３０ 台（ステンレススチール製） ３１ シールドケース（ステンレススチール製） ３２ 吸引室 ３３ ホース ３４ 気圧センサー ３５ ケーブル ３６ ユニットセル収容部 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（植込みボルト） ３９ 電気絶縁部材（リング状シリコーンゴム） ４０ 内部配線 ４１ コネクター ４２ ケーブル ４３ ヒンジ ４４ 蓋 ４５ 埃よけ（４００mesh） ４６ 通気口（φ１０） 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
フロントページの続き (72)発明者 河野 信明 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−234548（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095 G01R 29/24
Claims (1)
- 【請求項１】 下部にメッシュ及び上部中央に小径で単
一の通気口を有すると共に、通気口の面積がメッシュの
面積の１．６乃至２５％に且つ通気口とメッシュとの間
隔がメッシュの径の０．５乃至１．２５倍に設定されて
いるユニットセルを使用し、該ユニットセルに二成分系
現像剤を充填し、前記メッシュを通して吸引することに
より、ユニットセルの中央部に現像剤の下向きの流れと
ユニットセルの器壁に沿って上向きの流れを発生させ、
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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25657295A JP3269949B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 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 |
| US08/726,326 US5834634A (en) | 1995-10-03 | 1996-10-03 | Method and apparatus for measuring the toner concentration and the amount of electric charge of a two-component developing agent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25657295A JP3269949B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101680A JPH09101680A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3269949B2 true JP3269949B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=17294507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25657295A Expired - Fee Related JP3269949B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 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 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5834634A (ja) |
| JP (1) | JP3269949B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7009918B2 (ja) * | 2017-10-30 | 2022-01-26 | コニカミノルタ株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
| JP7251162B2 (ja) * | 2019-01-21 | 2023-04-04 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置および制御方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3821938A (en) * | 1971-12-17 | 1974-07-02 | Ibm | Toner usage sensing system |
| JPS6057851A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Canon Inc | 電子写真用マイクロカプセルトナーの製造方法 |
| DE3786656T2 (de) * | 1987-01-19 | 1994-01-27 | Canon Kk | Farbtoner und ihn enthaltende Zweikomponentenentwickler. |
| EP0622687B1 (en) * | 1993-04-28 | 2000-10-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner for developing electrostatic images, one-component type developer, two-component type developer, and process for producing toner particles |
-
1995
- 1995-10-03 JP JP25657295A patent/JP3269949B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-10-03 US US08/726,326 patent/US5834634A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09101680A (ja) | 1997-04-15 |
| US5834634A (en) | 1998-11-10 |
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