JPH09113558A - 粉体電荷の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定対象に付着した粉体の電荷量及び粉体
量を精度良く測定する粉体電荷の測定装置を提供する。 【解決手段】 粉体電荷の測定装置は、先端に向けて縮
径する外周面を有し、粉体吸着口６が先端に設けられる
吸引ノズル４と、吸引ノズル４から延設され吸引装置に
接続される吸引口７を有するケーシング１と、ケーシン
グ１内に配置され、吸引ノズル４から吸引された粉体を
吸着するフィルタ１９とを備えており、フィルタ１９に
捕捉される粉体の電荷を端子１０を介して取り出し可能
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写装
置、静電印刷装置、静電塗装装置等に用いられる粉体の
電荷量を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写装置、静電印刷装置等の画
像形成装置及び静電塗装装置では、粉体状の塗料を用い
て画像形成あるいは表面塗装を行っている。たとえば、
複写機では一般に露光部によって原稿を読み取り、感光
体ドラム上に静電潜像を形成する。この感光体ドラムに
隣接して現像装置が配置されている。現像装置は、トナ
ーホッパより供給されるトナーを現像スリーブを介して
感光体ドラム表面に付着させ、感光体ドラム上の静電潜
像を顕像化する。

【０００３】このような複写機に用いられるトナーの品
質管理や感光体ドラム表面に付着したトナーの電荷量の
適否等を検査するためには、感光体ドラムあるいは現像
スリーブ表面の一定面積に付着したトナー量とトナーの
電荷量を検出する必要がある。複写機のトナーに限ら
ず、帯電した粉体の電荷を計測するためには、吸引式フ
ァラデーケージを用いることが考えられる。吸引式ファ
ラデーケージは、たとえば、被測定対象である粉体付着
面にノズルを当接させ、粉体を真空ポンプ等の吸引装置
により吸引して、フィルタに捕捉する。ケーシング内
は、外部電界から遮蔽されており、フィルタを含む測定
セルから粉体の電荷量を取り出すための端子が引き出さ
れて電荷量メータに接続されている。したがって、フィ
ルタに捕捉された粉体の電荷は電荷量メータにより計測
することが可能となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような帯電粉
体を用いる装置において、工程管理を行うためには、吸
引した粉体の単位面積あたりの重量及び単位量あたりの
電荷量を検出する必要がある。したがって、ファラデー
ケージからフィルタを含む測定セルを取り外し、天秤等
により重量を計測する方法が用いられるが、通常のファ
ラデーケージでは、このような用途を考慮しておらず、
測定セルが着脱自在な構造になっていない。したがっ
て、ファラデーケージから測定セル部分を取り外して重
量測定を行う作業が煩雑であり、作業効率が悪くなる。
また、測定セル部分の着脱作業の間に粉体電荷が減衰し
て測定精度を低下させるおそれがある。

【０００５】また、通常のファラデーケージでは、吸引
ノズル先端が平坦な形状であり、被測定対象が複写機の
感光体ドラムや現像スリーブのような曲面である場合に
は、吸引ノズル先端と被測定対象との間に隙間が生じ、
単位面積あたりの粉体量の測定精度が低くなり、測定の
信頼度が低下する。さらに、吸引ノズルは、吸引効率を
考慮して先端側に拡開する形状である場合が多く、吸引
ノズル先端からフィルタに至るまでの経路を汚染しやす
く、この影響によって測定誤差を生じやすいという問題
を内包している。

【０００６】本発明の目的は、被測定対象に付着した粉
体の電荷量及び粉体量を精度良く測定する粉体電荷の測
定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体電荷の
測定装置は、吸引ノズルと、ケーシングと、測定セルと
を備えている。吸引ノズルは、外周面が先端に向けて縮
径し、被測定対象である粉体付着面に当接される粉体吸
着口が先端に設けられている。ケーシングは吸引ノズル
から延設され真空引き装置に接続されるとともに、外部
電界から遮蔽された内部中空を構成している。測定セル
は、ケーシング内に配置され、吸引ノズルから吸引され
た粉体を吸着するフィルタを有し、フィルタに吸着され
た粉体の電荷量を引き出し可能となっている ここで、フィルタを後方より支持する金属メッシュを測
定セルにさらに設けることが可能である。また、フィル
タに吸着された粉体の電荷量を引き出すための端子をさ
らに設けることも可能である。

【０００８】吸引ノズルの外周面先端は、粉体吸着口を
含む平面に対して５°〜８０°の断面角度を有すること
が好ましい。吸引ノズルの先端は弾性材料で構成される
ことが好ましく、硬度１０°〜９０°の弾性材料を用い
ることがさらに好ましい。具体的には弾性材料としてウ
レタンゴム、シリコンゴム等の各種ゴムを利用すること
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る粉体量の測定装置の
１実施形態を図１に沿って説明する。ケーシング１は、
前部ケーシング２と前部ケーシング２に着脱自在な後部
ケーシング３とを有している。前部ケーシング２と後部
ケーシング３とは、ねじ込み式の締着手段により係合可
能になっている。前部ケーシング２前面には、筒状の吸
引ノズル４が突設されている。吸引ノズル４の先端に
は、前方に向けて外周面が縮径する円錐面を有する先端
ピース５が設けられている。先端ピース５は、中央に粉
体吸着口６を有しており、被測定対象が曲面である場合
や粗面である場合を考慮して、弾性材料によって構成さ
れるものであり、好ましくは硬度１０°〜９０°（ＪＩ
Ｓ Ａに規定される硬度試験による）、さらに好ましく
は２０°〜８０°の合成ゴムを用いることとする。ここ
では、硬度７０°のウレタンゴムを利用する。

【００１０】また、先端ピース５は、その外周面が粉体
吸着口６を含む平面に対して５°〜８０°の断面角度を
有するものが好ましく、ここでは４５°の断面角度を有
するものを用いることとする。前部ケーシング２の側面
には内部中空連通する吸引口７が設けられている。この
吸引口７には、真空ポンプ等の吸引装置（図示せず）が
接続される。

【００１１】前部ケーシング２の内部中空には、吸引ノ
ズル４との連通位置近傍に、電気絶縁体で構成される絶
縁部材８が設けられている。絶縁部材８の後方に位置し
て電荷量取り出し用の導電性金属でなる電極リング９が
取付けられている。電極リング９は、配線により端子１
０（図２）と接続されている。

【００１２】前部ケーシング２と絶縁部材８との間に
は、Ｏリング１１が挿入されている。また、絶縁部材８
と電極リング９の間にはＯリング１２が挿入されてい
る。このＯリング１１、１２は、シリコンゴムで構成さ
れており、各部材間の気密性を維持するものである。ケ
ーシング１の内部中空には、測定セル１３が着脱自在に
配置される。測定セル１３は、前方から後方に拡大する
内部中空が形成された略円錐台形状の円筒であり、前端
開口は、吸引ノズル４の内径と同一の内径に構成されて
いる。測定セル１３の先端部１４は、周方向に突設され
たフランジ形状であり、シリコンゴムで構成される気密
シート１５を介して絶縁部材８に圧接される。また、測
定セル支持部材１３の外周面中間には、中間段部１６が
形成されており、Ｏリング１７を介して電極リング９に
圧接されている。測定セル１３の後端開口にはステンレ
ススチール製の金属メッシュ１８が取付けられており、
この金属メッシュ１８の内方に位置してフィルタ１９が
設けられている。

【００１３】フィルタ１９は、吸引ノズル４から吸引さ
れた粉体を捕捉するためのものであり、測定を行う粉体
に応じたものが選択される。ケーシング１、吸引ノズル
４、測定セル１３及び金属メッシュ１８はステンレスス
チールで構成されており、ケーシング１はフィルタ１９
によって捕捉される粉体の電荷を外部電界から遮蔽する
構成となっている。また、気密シート１５及びＯリング
１７により、測定セル１３と絶縁部材８及び電極リング
９との気密性を維持している。金属メッシュ１８及びフ
ィルタ１９は、測定セル１３の後端開口にねじ込み式で
取付けられる支持リング２０により固定されている。ま
た、端子１０（図２）には電荷量メータ２１が接続さ
れ、吸引口７には吸引装置が接続される。

【００１４】このようにした本発明に係る粉体電荷の測
定装置では、吸引ノズル４の先端ピース５を、たとえ
ば、トナーが付着した感光体ドラム表面に当接させる。
この状態で、吸引装置によりケーシング１内を真空引き
する。このことにより、粉体吸着口６の内径範囲で感光
体ドラムの表面に付着しているトナーが吸引され、フィ
ルタ１９に捕捉されることとなる。

【００１５】このとき、先端ピース５は弾性材料で構成
されているため、感光体ドラム表面が曲面であっても粉
体吸着口６を密着させることができる。また、先端ピー
ス５の外周面は先端に向けて縮径する円錐面を構成して
いるため、粉体吸着口６の内径範囲で正確に粉体の吸着
を行うことが可能である。また、吸引ノズル４の先端ピ
ース５を硬度７０°のウレタンゴムで構成しているた
め、先端ピース５を感光体ドラム表面に当接しても、感
光体ドラム表面を損傷したり、組成物が脱落して感光体
ドラム表面を汚染することがない。また、金属メッシュ
１８が吸引側からフィルタ１９を支持しており、フィル
タ１９が吸引時に外れることを防止している。

【００１６】このようにフィルタ１９にトナーを捕捉し
て、このトナーの電荷を電荷量メータによって計測す
る。この時、ケーシング１内は外部電界から遮蔽されて
おり、捕捉したトナーの電荷量を精確に計測できる。こ
の後、後部ケーシング３を前部ケーシング２から取り外
し、測定セル１３を取り出して天秤等で重量を測定す
る。トナー吸引前後の重量差を粉体吸着口６の内径面積
で除算することにより、感光体ドラム表面に付着したト
ナーの密度を検出することができる。また、これによっ
て得られたトナー量で前述の電荷量を除算すれば、トナ
ーの電荷密度を知ることが可能である。

【００１７】ここで、測定セル１３はケーシング１に対
して着脱自在となっており、トナー吸着前後の重量測定
を容易に行うことが可能である。上述では、感光体ドラ
ム表面に付着したトナーの測定を例示したが、複写機の
現像スリーブに対しても同様の測定ができ、また、静電
塗装に用いられる塗料の測定に用いることも可能であ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る粉体電荷の測定装置は、先
端に向けて縮径する外周面を有する粉体吸着口によりそ
の内径範囲に存在する粉体を精度良く定量的に吸着する
ことができ、フィルタに吸着された粉体電荷および粉体
量を正確に測定することが可能となる。また、この粉体
電荷の測定を迅速に行うことが可能であり、作業が効率
化されるとともに自動化することが容易となる。

【００１９】測定を行う粉体として、電子写真印刷装
置、静電印刷装置、静電塗装装置等に用いられる塗料等
が考えられ、フィルタを交換することにより装置を汎用
的に利用することが可能である。また、装置の小型化が
容易であり、簡単な構成で安価に構成することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す部分縦断面図。

【図２】その正面図。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 前部ケーシング ３ 後部ケーシング ４ 吸引ノズル ５ 先端ピース ６ 粉体吸着口 ７ 吸引口 ８ 絶縁部材 １０ 端子 １３ 測定セル １８ 金属メッシュ １９ フィルタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面が先端に向けて縮径し、被測定対象
   である粉体付着面に当接される粉体吸着口が先端に設け
   られる吸引ノズルと、 前記吸引ノズルから延設され真空引き装置に接続される
   とともに、外部電界から遮蔽された内部中空を構成する
   ケーシングと、 前記ケーシング内に配置され、前記吸引ノズルから吸引
   された粉体を吸着するフィルタを有し、前記フィルタに
   吸着された粉体の電荷量を引き出し可能な測定セルと、
   を備える粉体電荷の測定装置。
2. 【請求項２】前記測定セルに、前記フィルタを後方より
   支持する金属メッシュを設けてなる、請求項１に記載の
   粉体電荷の測定装置。
3. 【請求項３】前記フィルタに吸着された粉体の電荷量を
   引き出すための端子をさらに有する、請求項１または２
   に記載の粉体電荷の測定装置。
4. 【請求項４】前記吸引ノズルの外周面先端は、前記粉体
   吸着口を含む平面に対して５°〜８０°の断面角度を有
   する、請求項１〜３のいずれかに記載の粉体電荷の測定
   装置。
5. 【請求項５】前記吸引ノズルの先端は弾性材料で構成さ
   れる、請求項１〜４のいずれかに記載の粉体電荷の測定
   装置。
6. 【請求項６】前記弾性材料は硬度１０°〜９０°であ
   る、請求項５に記載の粉体電荷の測定装置。
7. 【請求項７】前記弾性材料はウレタンゴムである、請求
   項６に記載の粉体電荷の測定装置。