JPH0489548A - 微細試料圧縮試験装置 - 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】 「産業上の利用分野コ 本発明は、微細試料の寸法測定と圧縮強度の測定を所定
の温度下で測定することかできる微細試料圧縮試験装置
に関する。

［従来の技術］ 寸法か数μｍから数十μｍの微細試料の圧縮強度の測定
は、従来常温下で行なわれており、高温で測定すること
がてきる装置はなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 例えば、トナー等の粒子を従来装置で試験する場合でも
、上記したように常温状態で試験が行なわれていたが、
これらの微細試料は高温下で使用されるものであり、常
温で測定された圧縮強度は、実際の使用時の強度とは異
なり実用性に欠けるという問題点があった。

そこで本発明は、試料となる粒状物等の使用環境に応じ
た温度下で圧縮強度の測定を行なうことかてきる微細試
料圧縮試験装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課梗を解決するために、次のような構成を
採用した。

すなわち、本発明にかかる微細試料圧縮試験装置は、試
料台に載置された微細試料に試験荷重を加えることがで
きる可変形負荷手段と、該負荷手段によって試料表面に
押し付けられる加圧平面圧子と、該加圧平面圧子により
圧縮される試料の変位置を検出する変位検出手段と、圧
縮荷重と圧縮変位を記録する記録手段と、試料を載置す
る試料台側に設けられ試料を設定温度まで加熱する加熱
手段とを具備することを特徴とする。

［作用］ 微細試料の圧縮荷重と圧縮変位を測定して圧縮強度を求
める際に、加熱手段により微細試料を加熱し、設定温度
に達した状態で圧縮試験を行なうことができるので、ト
ナー等の微細試料の圧縮強度を実際の使用温度条件下に
応じて測定することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例である微細試料圧縮試験装置の
構成を示す図で、この微細試料圧縮試験装置１は、枠体
２内に光学的寸法測定装置３と負荷装置４が設けられて
おり、試料台６のステージ７に設置された下部加圧圧子
９上に載置された微細試料８に対して寸法測定および圧
縮荷重の負荷が行なわれるようになっている。強度計算
のために、粒径を何らかの方法で知ることが必要である
が、粒径測定は別の装置を用いて行なってもよい。試料
台６は、ハンドル１２により昇降可能な構造を有し、こ
の上にＸ−Ｙ方向、回転方向での移動が可能で、測長用
のマイクロメータヘッド７ａ、７ｂを有するステージ７
が着脱自在に取り付けられている。また、下部加圧圧子
９内には、ヒータ１０および温度検出器１１が埋設され
ている。ヒータ１０には、後述のように微細試料８を加
熱する際に加熱電流供給装置２８から加熱電流が供給さ
れる。温度検出器１１からの温度検出信号はＡ／Ｄ変換
器２９を介してＣＰＵ３０に送られる。ＣＰＵ３０は、
加熱電流供給装［２Ｂへ制御信号を出力し、試料を設定
温度まで加熱するように制御する。このように構成され
た試料台６を操作して測長位置および負荷位置である試
験位置に試料を任意に移動させることができる。

光学的寸法測定装置３は、光源１４によって照光され、
対物レンズ１５により結像される試料８の光学的画像を
テレビカメラ１６によって採取し、試料画像を画像メモ
リ１７に記憶してＣＲＴｌＢに映し出すように構成され
ている。寸法測定は、ＣＲＴｌＢに映し出された画像に
対して測定用カーソル１９を移動し、カーソル１９で挟
み込むことにより画像処理Ｃよって自動的に行なわれる
。カーソル１９の移動は、キーボード３５からの指令操
作によって行なわれる。

負荷装置４は、コイル部４ａと永久磁石４ｂからなり、
コイル部４ａには支持棹２１を介して第２図に示す形状
の加圧平面圧子２０が取り付けられている。圧子２０に
は略り字状の変位検出バー２３が取り付けられ、該変位
検出バーの先端部には、差動トランス式変位検出器２５
が設けられている。

負荷装置４のコイル部４ａは負荷電流供給装置２６に接
続されており、ＣＰＵ３０からの指令によって負荷電流
供給装置２６から流す電流の向きと大きさを変え、圧子
２０を上昇、下部させることができるとともに、圧子に
よって試料に加える荷重の大きさを任意に変えることが
できる。また、圧子２０の移動量は変位検出器２５によ
って検出され、変位検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２７を介
シてＣＰＵ３０に変位情報として送られる。

圧子２０によって試料に加えられる荷重は、供給する電
流量として把握されており、ある荷重下での圧子の変位
を連続して測定することができる。測定された圧縮荷重
と変位データはＲＡＭ３１に記憶されるとともに、ＣＰ
Ｕ３０で演算処理され、測定結果がレコーダ３６に記録
される。

上記のように構成された実施例装置によって粒状物を圧
縮試験する場合は次のようにして行なわれる。

アルコール等の希釈液に混入した粒状物をステージ７上
に設置された下部加圧圧子９上に一滴滴下し、希釈液の
乾燥を持つ。希釈液が乾燥すれば試料台６を粒径測定位
置側に移動し、試料台６を上下させながらＣＲＴｌＢに
よる最適観察位置を決定する。ステージをＸ−Ｙ方向に
移動させてどの粒子を試験するか選択する。この時の画
像データは画像メモリに記憶される。ＣＲＴ１８に映し
出された試料に対してキーボード３５を操作し、カーソ
ル１９を移動させ、試料画像をカーソルで挟み込む。Ｃ
ＰＵ３０はカーソル１９の移動指令に応じてカーソル間
の距離を画像データから演算算出する。カーソルを試料
に対し少なくとも長径、短径の２方向から挟み込んで、
寸法を例えば０．１ｍｍの読取り単位で種々の方向から
数回測定し、その幾何平均径ｄを求めて演算結果をＲＡ
Ｍ３１に記憶する。

試料の幾何平均径が求まれば、試料台６を負荷側へスラ
イドさせ、試料８を圧子２０の真下に位置させる。下部
加圧圧子９内のヒータ１０に通電し、試料８を設定温度
にまで加熱する。試料８が設定温度に達すれば、負荷装
置４に通電し圧子２０を降下させ、圧子２０が試料８に
接触した時点を検出し、この時の圧子２０の移動点を零
点とし、それから圧子２０が移動した距離を試料８の変
形量として検出しながら、試料に圧縮荷重を加えていく
。圧子２０が試料に接触した時点の検出は、例えば変位
検出器２５の出力信号を微分して検出する。試料に加え
られる圧縮荷重および試料の圧縮変位データがＣＰＵ３
０で演算処理され、測定結果として得られた圧縮荷重−
圧縮変位の関係がある設定温度下の特性曲線として連続
的にレコーダ３６に記録される。

ＣＰＵ３０は変位検出器２５によって検出される圧縮変
位データを読み込みながら、圧縮荷重を検出し、当該圧
縮荷重と寸法の値から設定温度下における試料の圧縮強
度を算出する。

ＣＰＵ３０における上記データ処理は、ＲＯＭ３２に書
き込まれた処理プログラムによって行なわれる。

上記のように本発明の実施例装置によれば、従来常温て
しか測定されなかった１μｍ〜数十μｍオーダーの微細
試料の圧縮強度を測定することが可能となり、実際に使
用される温度下ての微細試料の機械的評価か可能となる
。

なお、上記実施例では粒状物を圧縮試験する場合につい
て説明したか、必ずしも粒状物に限ることなく、繊維状
試料等の微細試料について光学的に寸法測定を行ない試
料の圧縮強度を算出することも可能である。また、上記
実施例では光学的測長手段により試料寸法を測定したが
、必ずしもこれに限ることなく、別の装置を用いて測定
したり、キーホード等から手動て設定することもてきる
。

［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる微細試料
圧縮試験装置によれば、トナー等の微細試料の圧縮強度
が、実際に使用される温度条件に応して測定できるよう
になフだ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の構成を示す図、第２図は
発明の要部の構成を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料台に載置された微細試料に試験荷重を加える
   ことができる可変形負荷手段と、該負荷手段によって試
   料表面に押し付けられる加圧平面圧子と、該加圧平面圧
   子により圧縮される試料の変位置を検出する変位検出手
   段と、圧縮荷重と圧縮変位を記録する記録手段と、試料
   を載置する試料台側に設けられ試料を設定温度まで加熱
   する加熱手段とを具備することを特徴とする微細試料圧
   縮試験装置。