专利名称：调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测定双成分显影剂中含有的调色剂和载体的附着强度分布的调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法。
背景技术：
一直以来，使用由载体及含有磁性体成分的载体构成的双成分显影剂的电子照相方式的图像形成装置为世人所知。在这种图像形成装置中，在感光体表面形成和图像数据对应的静电潜影，通过调色剂使该静电潜影显影并可视化。这种情况下，将含有调色剂和载体的双成分显影剂传送到和感光体表面相对的位置，通过因上述静电潜影产生作用的、比调色剂和载体的附着强度(附着力)强的静电吸引力，使调色剂向上述静电潜影移动。而在使用双成分显影剂的显影工艺中，人们知道调色剂的比电荷、调色剂的形状等，会对调色剂和载体的附着强度造成影响。并且知道，调色剂的带电性因长期使用会逐渐降低。当调色剂和载体的附着强度降低时，产生从显影装置移动到感光体的调色剂的量过大而使图像质量下降，或调色剂从显影装置飞散等问题。因此，要求一种在进行双成分显影剂中使用的调色剂的开发、到显影工艺的优化、 退化程度的评价等的基础上，可容易且正确地测定调色剂和载体的附着强度或附着强度分布的技术。一般情况下，调色剂等的粉体的附着强度通过测定将粉体从粉体附着的被附着体分离所需的力来检测。并且，作为使粉体从被附着体分离的方法，离心分离法、电场法、喷放法等较为公知。在离心分离法(例如参照专利文献1 3)中，在使粉体附着的试料基板相对的位置上，配置接收从试料基板分离的粉体的接收基板，将试料基板设置在离心分离装置的转子内，利用转子的旋转产生的离心力，使粉体从试料基板分离，并附着到接收基板。并且测定附着到接收基板的粉体的质量，根据粉体的质量及转子的旋转数，计算分离所需的离心力，求出粉体相对于试料基板的附着强度。在电场法(例如参照专利文献4 6)中，在使粉体附着的导电性试料基板相对的位置上，配置接收从试料基板分离的粉体的导电性接收基板，向配置于试料基板一侧的电极及配置于接收基板一侧的电极之间施加电场，从而使带电的粉体从试料基板分离，附着到接收基板上。并且，测定附着到接收基板的粉体的质量，利用测定的质量、提前测定好的粉体的电荷量、施加的电场强度，求出分离所需的静电力，从而计算出粉体相对于试料基板的附着强度。在喷放法(例如参照专利文献幻中，向附着有粉体的试料基板以预定的风速喷射压缩空气，从而使粉体从试料基板分离，用集尘机捕捉分离的粉体，根据集尘机捕捉的粉体的体积，求出粉体受到的空气阻力，据此计算出粉体相对于试料基板的附着强度。并且，专利文献7公开了以下方法高速移动附着有粉体的试料基板，从而使粉体从试料基板分离，根据分离后的粒子数及粒子质量，检测出粉体相对于试料基板的附着强度。并且，专利文献8公开了以下方法使调色剂和载体的混合物构成的显影剂磁附着到试料基板上，向该显影剂施加一定的电场的同时，使试料基板相对基板面向垂直方向高速移动，从而使调色剂脱离载体，求出脱离前后的粒子数及粒子质量，从而测定载体和调色剂的附着强度。专利文献1 日本特开平10-267772号公报(平成10年10月9日公开)专利文献2 日本特开平11-237327号公报(平成11年8月31日公开)专利文献3 日本特开平11-258081号公报(平成11年9月M日公开)专利文献4 日本特开平11-153538号公报(平成11年6月8日公开)专利文献5 日本特开2001-2^075号公报(平成13年8月M日公开)专利文献6 日本特开2005-201884号公报(平成17年7月观日公开)专利文献7 日本特开2003-156426号公报(平成15年5月30日公开)专利文献8 日本特开2003-098065号公报(平成15年4月3日公开)但在上述专利文献1 7的方法中，虽然可测定粉体和试料基板之间的附着强度， 但无法测定调色剂和载体之间的附着强度。即，在专利文献1 7的方法中，不仅调色剂从试料基板分离，载体也分离，因此难以测定调色剂和载体的附着强度。并且，当使用喷放法时，难于使均勻的风速的气流吹到显影剂中的各调色剂，以及由于气流不仅调色剂飞散、载体也飞散，测定结果产生变差，难以进行重现性良好的测定。并且，专利文献8中虽记载了检测调色剂和载体的附着强度，但通过对磁附着有显影剂的试料基板施加冲击，使微粒从磁性粒子分离，因此瞬间作用于各显影剂的力会产生不均，因这些因素出现测定精度较低、重现性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可重现性较好地、正确地测定出调色剂相对于载体的附着强度的调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法。并且，调色剂带电性的退化在显影剂中的所有调色剂中并不是平均地发生，各调色剂之间存在个体差异。即，在长期使用的显影剂中，混合存在带电性降低的调色剂和带电性基本未降低的调色剂。并且，当调色剂的形状存在不均时，调色剂和载体的附着强度在每个调色剂存在大为不同的情况。因此，为了评价调色剂的退化程度、特性，要求掌握显影剂中含有的各调色剂的附着强度的分布情况。但在专利文献8的技术中，只能获得显影剂中含有的调色剂整体的平均的附着强度，无法检测出调色剂的附着强度的分布情况。本发明的其他目的在于，提供一种可重现性良好地、正确地测定调色剂相对于载体的附着强度分布的调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法。本发明的调色剂附着强度测定装置测定含有调色剂及具有磁性体成分的载体的双成分显影剂中的、上述调色剂相对于上述载体的附着强度，其特征在于，具有显影剂保持部，具有通过磁力保持上述双成分显影剂的第1磁体；气流供给部，向由上述第1磁体保持的上述双成分显影剂提供气流；分离调色剂检测部，检测作为因上述气流而从上述载体分离的调色剂的分离调色剂的个数；以及附着强度计算部，根据上述气流的风速和上述分离调色剂检测部检测出的分离调色剂的个数，进行上述调色剂和上述载体的附着强度的计算或表示附着强度的程度的指标的计算。此外，上述指标只要是可表示附着强度程度的即可，无特别限定，例如也可使用根据分离调色剂的检测数、检测分离调色剂时的风速计算出的壁部切断力等。并且，本发明的调色剂附着强度测定方法测定含有调色剂及具有磁性体成分的载体的双成分显影剂中的、上述调色剂相对于上述载体的附着强度，其特征在于，包括显影剂保持步骤，使第1磁体通过磁力保持上述双成分显影剂；气流供给步骤，向由上述第1磁体保持的上述双成分显影剂提供气流；分离调色剂检测步骤，检测作为因上述气流而从上述载体分离的调色剂的分离调色剂的个数；以及附着强度计算步骤，根据上述气流的风速和上述分离调色剂检测步骤中检测出的分离调色剂的个数，计算上述调色剂和上述载体的附着强度或表示附着强度的程度的指标。根据上述调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法，使第1磁体通过磁力保持双成分显影剂，从而可将双成分显影剂保持为磁刷状。即，可使双成分显影剂保持为，在相对第1磁体中的双成分显影剂的保持面垂直的方向立起排列地保持。因此，可使气流基本平均地接触双成分显影剂中含有的各载体及各调色剂。这样一来，向由第1磁体保持的双成分显影剂提供气流，检测因该气流从载体分离的分离调色剂的个数，根据上述气流的风速和检测的分离调色剂的个数，计算出调色剂和载体的附着强度或表示附着强度的程度的指标，从而可重现性良好地、正确地测定调色剂和载体的附着强度或表示附着强度的程度的指标。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的调色剂附着强度分布测定装置的构成的框图。图2是表示图1所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的显影剂保持部的透视图。图3是表示图1所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的显影剂保持部的剖视图。图4是图2及图3所示的显影剂保持部具有的第1磁体的平面图。图5是表示实验使用的调色剂的特性的说明图。图6是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，表示风速对应于经过时间以一定比例增加时的、每个经过时间下的分离调色剂的检测频率。图7是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，上图表示对混合了调色剂和载体的双成分显影剂，使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的分离调色剂的检测频率，下图表示对未混合调色剂的载体单体，使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的载体的检测频率。图8是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，表示使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的分离调色剂的检测数的累计分布。
图9是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，表示使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的分离调色剂的检测数的累计分布。图10是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，是对于比电荷不同的多个调色剂，绘制了双成分显影剂中含有的调色剂中的 50%从载体分离时的风速的图表。图11是比较例涉及的调色剂附着强度测定装置具有的显影剂保持部的透视图。图12是图11所示的显影剂保持部具有的显影剂收容容器的透视图。图13是表示使用图1所示的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，表示使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的分离调色剂的检测数的累计分布，在同一条件下重复进行二次时的结果。图14是表示使用图11所示的比较例涉及的调色剂附着强度分布测定装置进行的实验结果的一例的图表，表示使风速对应于经过时间以一定比例增加时的每个经过时间下的分离调色剂的检测数的累计分布，在同一条件下重复进行二次时的结果。图15 (a)是表示图1所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的显影剂保持部的变形例的透视图。图15 (b)是放大了图15 (a)所示的显影剂保持部具有的第1磁体及第2磁体的透视图。图16是表示图1所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的显影剂保持部的变形例的剖视图。图17是表示图15(a)及图15(b)所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的第 1磁体及第2磁体的变形例的透视图。图18是表示图15(a)及图15(b)所示的调色剂附着强度分布测定装置具有的第 1磁体及第2磁体的变形例的透视图。
具体实施例方式(1.调色剂附着强度分布测定装置1的构成)说明本发明的一个实施方式。图1是表示本实施方式涉及的调色剂附着强度分布测定装置(调色剂附着强度测定装置)1的构成的框图。如该图所示，调色剂附着强度分布测定装置1具有显影剂保持部2、气流供给部 3、分离调色剂检测部4、计算部5以及排气装置6。气流供给部3如图1所示，具有过滤器3a、压缩机3b、干燥机3c及风速调整机3d， 过滤器3a、压缩机北、干燥机3c及风速调整机3d借助送风管7a、7b、7c按照该顺序连接。过滤器3a用于从压缩机北吸引的外部气体中去除尘埃等。压缩机北借助过滤器3a及送风管7a吸引外部气体并压缩，通过送风管7b传送到干燥机3c。干燥机3c使借助送风管7b从压缩机北传送来的空气干燥，通过送风管7c 传送到风速调整机3d。风速调整机3d直接连接到显影剂保持部2的导流管21，使通过送风管7c从干燥机3c传送来的空气的风速对应于来自计算部5具有的风速控制部fe的指示(风速控制信号)进行调整，传送到导流管21。并且，风速调整机3d检测传送到导流管21的空气的风速，将与检测结果对应的风速信息实时输出到计算部5。此外，风速调整机3d 可适当控制风速即可，其构成没有特别限定，例如可使用普通的流量控制阀和风速计。图2是显影剂保持部2的透视图，图3是显影剂保持部2的剖视图。如图2及图3 所示，显影剂保持部2具有由中空状的角柱状的管子构成的导流管21 ；导流管21的内壁具有的第1磁体22。作为导流管21，使用长140mm、与延伸方向垂直的截面的内壁部的形状是宽(流路宽度)8mm、高(流路高度)Imm的矩形的装置。但导流管21的形状及尺寸不限于此。第1磁体22配置为在导流管21内的底面上，第1磁体22中的导流管21的内侧的表面与导流管21的内壁部中的配置第1磁体22的区域以外的底面是同一平面。并且， 第1磁体22配置为，S极朝向导流管21的内侧，N极朝向导流管21的外侧。这样一来，在第1磁体22中的S极和N极之间形成放射状的磁场，如图3示意性地所示，由调色剂Tl和含有磁性体成分的载体C构成的双成分显影剂通过第1磁体22保持为磁刷状(在与第1 磁体22表面垂直的方向上排列保持)。并且在本实施方式中，作为第1磁体22，使用导流管21内侧的表面是宽8mm、长 27mm的矩形、磁通密度120mT的永久磁体。但第1磁体22的构成不限于此。并且在本实施方式中，S极朝向导流管21内侧、N极朝向导流管21外侧地配置，但不限于此，也可N极朝向导流管21内侧、S极朝向导流管21外侧地配置。分离调色剂检测部4检测从由第1磁体22保持的双成分显影剂中分离、与气流一并运送的分离调色剂T2的个数，并且将检测的分离调色剂T2的个数信息实时输出到计算部5。分离调色剂检测部4只要可检测出空气流中含有的调色剂个数即可，无特别限定，例如可使用市售的粒子分析器等。在本实施方式中，使用了柴田科学株式会社制造的 > 一廿一夕卜 二夕一(粒子分析器)LD-1)。并且如图1所示，分离调色剂检测部4连接到圆锥状的导流管8，该导流管8越朝向显影剂保持部2的方向，开口部的截面积越大，从显影剂保持部2的导流管21排出的空气流A、及从导流管21周围流入的空气流B同时被吸入。这样一来，与空气流A同时吸入从导流管21周围流入的空气流B，从而可抑制分离调色剂T2附着到导流管8的壁面，可提高测定精度。排气装置6具有使分离调色剂T2从空气分离的过滤器和空气吸引机(均未图示)，借助排气管9连接到分离调色剂检测部4。这样一来，用空气吸引机吸引从分离调色剂检测部4排出的空气，并且用过滤器分离吸引的空气中含有的分离调色剂T2，将去除了分离调色剂T2的空气排出到外部。计算部5具有风速控制部如和附着力计算部(附着强度计算部)5b。风速控制部 5a根据从气流供给部3的风速调整机3d输入的风速信息，对风速调整机3d的动作进行反馈控制，以使从风速调整机3d提供到导流管21的气流的风速变为目标值。附着力计算部 5b根据从风速调整机3d输入的风速信息、及从分离调色剂检测部4输入的分离调色剂T2 的个数信息，计算调色剂相对于载体的附着强度(调色剂附着强度分布)。(2.实验结果)接着说明使用调色剂附着强度分布测定装置1进行的调色剂附着强度的测定结果(调色剂附着强度分布的检测结果)。
实验方法是，首先将由调色剂和载体构成的双成分显影剂混合/搅拌，使调色剂带电，由显影剂保持部2的第1磁体22保持。并且在本实施方式中，如图4所示，仅由第1 磁体22的上表面(双成分显影剂的保持面)的中央部保持显影剂。这是因为，可降低导流管21的壁面造成的气流紊乱对测定结果的影响，并且通过仅在第1磁体22的磁力线方向相对双成分显影剂的保持面大致垂直的区域中保持显影剂，可将双成分显影剂保持为磁刷状，使气流平均地接触各载体及各调色剂。即，在第1磁体的周边缘部中，磁力线方向和保持面所成的角度变小，难以将双成分显影剂保持为磁刷状，因此在本实施方式中，为了使测定对象的显影剂均勻地保持为磁刷状，仅在第1磁体22的上表面的中央部保持显影剂。具体而言，对第1磁体22的上表面的周边缘部用非磁性体的膜进行遮蔽，在第1 磁体22的上表面的中央部中的宽4mmX长23mm、面积92mm2的区域(图4的斜线部)中， 撒入混合/搅拌过的双成分显影剂并使其分散，使20mg通过重力落下。因此，单位面积下的显影剂量是0.22mg/mm2 = 0.22kg/m2。此外，筛子使用网眼75 μ πΚ200眼)的装置。这样一来，下落到第1磁体22上的双成分显影剂因第1磁体22是强磁性、载体具有磁性体成分，因此磁刷状地立起排列(在与第1磁体22表面垂直的方向上立起排列)。之后剥去上述遮蔽所使用的非磁性体的膜，将保持了双成分显影剂的第1磁体22设置到显影剂保持部 2上。接着从气流供给部3开始向导流管21提供气流，以一定比例增加(单调增加)风速，以使风速在预定时间后达到150m/s。这样一来，附着到显影剂保持部2内的载体C的调色剂Tl受到和风速对应的空气阻力。并且，调色剂Tl受到的空气阻力比调色剂Tl和载体C的附着强度大时，该调色剂Tl 从载体C分离，变为分离调色剂T2，通过气流被运送到分离调色剂检测部4。并且在该实验中，对使用了图5所示的调色剂A C时的各调色剂进行了调色剂附着强度分布的检测。调色剂A是通过聚合法生成的聚酯构成的调色剂，粒子平均直径 5. 0 μ m，粒子平均密度1. 2X103kg/m3、SF-l = 130，SF_2 = 123。调色剂B是通过聚合法生成的聚酯构成的调色剂，粒子平均直径5. 0 μ m，粒子平均密度1. 2 X103kg/m3, SF-I = 154， SF-2= 138。调色剂C是通过粉碎法生成的聚酯构成的调色剂，粒子平均直径5.0 μ m，粒子平均密度1. 2X 103kg/m3、SF-l = 160，SF-2 = 145。此外，SF-1及SF-2是表示调色剂粒子的形状的形状系数，值越接近100表示越接近球形。具体而言，SF-I及SF-2在调色剂粒子的绝对最大长度为Lmax、调色剂粒子的投影面积为Area、调色剂粒子的周长为时，以下式定义(数式1)
权利要求
1.一种调色剂附着强度测定装置，测定含有调色剂及具有磁性体成分的载体的双成分显影剂中的、上述调色剂相对于上述载体的附着强度，其特征在于，具有显影剂保持部，具有通过磁力保持上述双成分显影剂的第1磁体； 气流供给部，向由上述第1磁体保持的上述双成分显影剂提供气流； 分离调色剂检测部，检测作为因上述气流而从上述载体分离的调色剂的分离调色剂的个数；以及附着强度计算部，根据上述气流的风速和上述分离调色剂检测部检测出的分离调色剂的个数，进行上述调色剂和上述载体的附着强度的计算或表示附着强度的程度的指标的计算，上述第1磁体配置为，保持上述双成分显影剂的保持面为S极或N极中的任意一个， 上述第1磁体中的和上述保持面相对的位置上，具有第2磁体， 上述第2磁体中的上述第1磁体相对的面的极性与上述第1磁体中的上述保持面的极性相反，上述第1磁体具有向上述第2磁体的方向突出的多个第1突出部， 上述第2磁体具有设置在和上述各第1突出部相对的位置上的、向上述第1磁体的方向突出的多个第2突出部，通过作用于上述第1突出部和上述第2突出部之间的磁力，保持上述双成分显影剂。
2.根据权利要求1所述的调色剂附着强度测定装置，其特征在于， 具有风速控制部，控制从上述气流供给部提供的气流的风速，上述风速控制部进行控制，使上述气流的风速单调增加， 上述分离调色剂检测部按照每个预定的风速检测上述分离调色剂的个数， 上述附着强度计算部根据按上述每个预定风速检测的分离调色剂的个数以及与之对应的各风速，进行上述双成分显影剂中含有的调色剂相对于载体的附着强度的分布的计算，或表示附着强度的程度的指标的分布的计算。
3.根据权利要求1所述的调色剂附着强度测定装置，其特征在于，上述各第1突出部及上述各第2突出部在相对上述气流的流动方向平行的方向上延伸地配置。
4.根据权利要求1所述的调色剂附着强度测定装置，其特征在于，上述各第1突出部及上述各第2突出部沿着相对上述气流的流动方向平行的第1方向及第2方向矩阵状配置， 其中上述第2方向相对上述气流的流动方向垂直，且与上述第1突出部和上述第2突出部的相对方向垂直。
5.根据权利要求1所述的调色剂附着强度测定装置，其特征在于，上述显影剂保持部具有导流管，从上述气流供给部提供的上述气流在其中流动， 上述气流供给部从上述导流管的一端侧提供上述气流，上述分离调色剂检测部检测从上述导流管的另一端侧排出的上述分离调色剂的个数。
6.一种调色剂附着强度测定方法，测定含有调色剂及具有磁性体成分的载体的双成分显影剂中的、上述调色剂相对于上述载体的附着强度，其特征在于，包括显影剂保持步骤，使第1磁体通过磁力保持上述双成分显影剂； 气流供给步骤，向由上述第1磁体保持的上述双成分显影剂提供气流； 分离调色剂检测步骤，检测作为因上述气流而从上述载体分离的调色剂的分离调色剂的个数；以及附着强度计算步骤，根据上述气流的风速和上述分离调色剂检测步骤中检测出的分离调色剂的个数，计算上述调色剂和上述载体的附着强度或表示附着强度的程度的指标， 在上述显影剂保持步骤中将上述第1磁体配置成，保持上述双成分显影剂的保持面为S极或N极中的任意一个， 上述第1磁体中的和上述保持面相对的位置上配置第2磁体，使上述第2磁体的与上述第1磁体相对的面的极性与上述第1磁体中的上述保持面的极性相反，作为上述第1磁体，使用具有向上述第2磁体的方向突出的多个第1突出部的磁体， 作为上述第2磁体，使用具有设置在和上述各第1突出部相对的位置上的、向上述第1 磁体的方向突出的多个第2突出部的磁体，通过作用于上述第1突出部和上述第2突出部之间的磁力，保持上述双成分显影剂。
全文摘要
本发明提供调色剂附着强度测定装置及调色剂附着强度测定方法，调色剂附着强度测定装置具有显影剂保持部，具有通过磁力保持双成分显影剂的第1磁体；气流供给部，向由第1磁体保持的双成分显影剂提供气流；分离调色剂检测部，检测作为因上述气流而从载体分离的调色剂的分离调色剂的个数；附着力计算部，根据上述气流的风速和分离调色剂检测部检测出的分离调色剂的个数，计算调色剂和载体的附着强度或表示附着强度的程度的指标，这样一来，可重现性较好地、正确地测定出由调色剂和含有磁性体成分的载体构成的双成分显影剂中的、调色剂相对于载体的附着强度。
文档编号G01N19/04GK102252961SQ201110103959
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月30日
发明者中村雅, 户泉洁, 芝井康博 申请人:夏普株式会社