JPH11183355A - 粉体の付着力測定方法およびその測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、１つの受け基板の異なる領域に複
数の回転数で遠心分離した粉体を付着させるようにして
多数の受け基板を不要にできるとともに遠心分離作業を
簡単かつ、短時間で行なうことができ、低コストで、か
つ作業性の良好な粉体の付着力測定方法およびその測定
装置を提供するものである。 【解決手段】 試料基板２の試料面２ａと受け基板３の
付着面３ａの間に設けられたスペーサ４を有する測定セ
ル１を準備し、スペーサ４として、複数の穴部４ａ〜４
ｄを有するスペーサ４を用いることにより測定セル１を
複数の領域に分割し、試料基板２上の１つの領域に粉体
を付着させ、ロータ６の各回転数毎に受け基板３上の粉
体が付着する領域を変更することにより、１つの受け基
板３上に複数の回転数で分離した粉体を付着させて粉体
の付着力を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体の付着力測定
方法およびその測定装置に関し、詳しくは、電子写真分
野で用いられるトナー等の粉体の付着力を測定すること
ができる粉体の付着力測定方法およびその測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】粉体を取り扱う分野では、粉体の様々な
特性値を把握することが重要である。粉体の特定値の一
つとして、粉体と粉体が付着している物体間の付着力が
ある。粉体の付着力を測定する方法は、粉体の付着して
いる物体から粉体を分離するのに必要な力を見積もる方
法が一般的である。粉体を分離させる方法としては、遠
心力、振動、衝撃、空気圧、電界、磁界等を用いた方法
が知られているが、この内、遠心力を利用した方法は定
量化が容易であり、例えば、以下のような論文で報告さ
れている。

【０００３】M.Takeuchi,A.Onose,M.Anzai,R.Kojima an
d K.Kawai:"Proc.IS&T 7th Int. Congress Adv.Non-Inp
act Printing Technology," 1991,vol.1,pp.200-208 上記の論文で用いられている方法は、粉体を付着させた
試料面を有する試料基板と、前記試料基板から分離した
粉体を付着させる付着面を有する受け基板と、前記試料
基板の試料面と前記受け基板の付着面の間に設けられた
スペーサとから構成される測定セルを、遠心分離装置の
ロータ内に設置し、ロータの回転による遠心力を用いて
粉体を試料基板から分離して受け基板に付着させ、受け
基板上の粉体を光学顕微鏡を用いて観察し、その画像を
コンピュータに取り込み、画像処理を行って粉体の粒径
を測定し、粉体の粒径および比重から粉体の重量を求
め、粉体の重量およびロータの回転数から分離に必要な
遠心力を計算して、粉体の付着力を求めるという方法
（以下、遠心分離式付着力測定方法と呼ぶ）である。こ
の方法は、ロータの回転数を低速回転から高速回転へ変
えながら、上記の過程を繰り返すことにより、粉体の付
着力および付着力分布を測定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな遠心分離式付着力測定方法にあっては、ロータの回
転数を変更する毎に受け基板を交換するため、一つの試
料の付着力を測定するために回転数の設定回数分の受け
基板が必要になり、複数の試料について測定する場合、
多数の受け基板が必要になりコストがかかり、また、遠
心分離の際の受け基板の交換に手間と時間がかかる。

【０００５】そこで本発明は、１つの受け基板の異なる
領域に複数の回転数で遠心分離した粉体を付着させるよ
うにして多数の受け基板を不要にできるとともに遠心分
離作業を簡単かつ、短時間で行なうことができ、低コス
トで、かつ作業性の良好な粉体の付着力測定方法および
その測定装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、粉体を付着させた試料面を
有する試料基板と、前記試料基板から分離した粉体を付
着させる付着面を有する受け基板と、前記試料基板の試
料面と前記受け基板の付着面の間に設けられたスペーサ
とから構成される測定セルを準備し、該測定セルを遠心
分離装置のロータ内に設置した後、異なる回転数で前記
ロータを回転させ、該ロータの回転による遠心力によっ
て前記試料基板から粉体を分離して前記受け基板に付着
させ、次いで、各回転数で分離した前記受け基板上の粉
体の粒径を測定し、該粉体の粒径および比重から粉体の
重量を求め、次いで、前記粉体の重量およびロータの回
転数から分離に必要な遠心力を計算して粉体の付着力を
求める方法において、前記スペーサとして、複数の穴部
を有するスペーサを用いることにより測定セルを複数の
領域に分割し、前記試料基板上の１つの領域に粉体を付
着させ、前記ロータの各回転数毎に前記受け基板上の粉
体が付着する領域を変更することにより、１つの受け基
板上に複数の回転数で分離した粉体を付着させて粉体の
付着力を求めることを特徴としている。

【０００７】その場合、ロータの回転数毎に１つの受け
基板の異なる領域に粉体を付着させるようにして、１つ
の受け基板の異なる領域に複数の回転数で遠心分離した
粉体を付着させることができる。このため、多数の粉体
の付着力を測定する際に、多数の受け基板を用いるのを
不要にできるとともに測定セルを何回も取り換える手間
を省くことができ、遠心分離作業を短時間で行なうこと
ができる。

【０００８】この結果、粉体の付着力の測定を低コスト
で、簡単かつ、短時間で行なうことができる。請求項２
記載の発明は、上記課題を解決するために、粉体を付着
させた試料面を有する試料基板と、前記試料基板から分
離した粉体を付着させる付着面を有する受け基板と、前
記試料基板の試料面と前記受け基板の付着面の間に設け
られたスペーサとから構成される測定セルと、該測定セ
ルを保持する保持部材と、該保持部材が脱着可能な設置
部が形成されるとともに測定セルを回転させて該測定セ
ルに遠心力を作用させるロータを有する遠心分離装置
と、前記遠心分離装置によって前記試料基板から受け基
板に分離された粉体の粒径を測定する測定装置と、から
構成される粉体の付着力測定装置において、前記スペー
サに同形状の複数の穴部を形成し、該穴部が前記スペー
サの回転中心軸に対して回転対称性を有する位置に設け
られたことを特徴としている。

【０００９】その場合、ロータの回転数が変更される度
に測定セルを回転させることにより、１つの受け基板の
異なる領域に粉体を付着させるようにして、１つの受け
基板の異なる領域に複数の回転数で遠心分離した粉体を
付着させることができる。このため、多数の粉体の付着
力を測定する際に、多数の受け基板を用いるのを不要に
できるとともに測定セルを何回も取り換える手間を省く
ことができ、遠心分離作業を短時間で行なうことができ
る。

【００１０】この結果、粉体の付着力の測定を低コスト
で、簡単かつ、短時間で行なうことができる。請求項３
記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項２記
載の発明において、前記保持部材に前記測定セルを収納
する測定セル設置部を形成し、該測定セル設置部は、前
記ロータの回転中心軸と垂直な断面で穴形状であり、前
記測定セル設置部の内周面と、試料基板、受け基板およ
びスペーサの外径形状を、該測定セル設置部に前記測定
セルが収納されたときに、前記試料基板と受け基板の相
対的な向きを前記スペーサの穴部の数だけ規定できるよ
うにしたことを特徴としている。

【００１１】その場合、保持部材内の測定セル設置部と
測定セルの形状を規定することによって、試料基板と受
け基板の相対的な向きを容易に設定することができ、各
回転数で遠心分離する際の受け基板の交換作業を効率的
に実施することができる。請求項４記載の発明は、上記
課題を解決するために、請求項２記載の発明において、
前記試料基板および受け基板に凸部または凹部を形成す
るとともにスペーサに前記凸部または凹部が係合する凹
部または凸部を形成し、前記凸部または凹部の形状を、
前記試料基板、受け基板およびスペーサを重ねたとき
に、前記試料基板と受け基板の相対的な向きを前記スペ
ーサの穴部の数だけ規定できるようにしたことを特徴と
している。

【００１２】その場合、測定セルの構成を規定すること
によって、試料基板と受け基板の相対的な向きを容易に
規定することができ、各回転数で遠心分離する際の受け
基板の交換作業を効率的に実施することができる。請求
項５記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項
２〜４何れかに記載の発明において、前記試料基板の試
料面と受け基板の付着面に、前記スペーサの穴部に対応
する領域の境界部、または該領域の周辺部に印を付けた
ことを特徴としている。

【００１３】その場合、試料基板への粉体の付着場所の
特定が容易になり、また、受け基板に付着した粉体の粒
径測定を実施する領域の特定が容易になり、効率の良い
測定を行なうことができる。請求項６記載の発明は、上
記課題を解決するために、請求項２〜４何れかに記載の
発明において、前記受け基板の付着面に、金属膜を形成
したフィルムを貼り付け、該フィルムの表面に、前記ス
ペーサの穴部に対応する領域の境界部、または該領域の
周辺部に印をつけたことを特徴としている。

【００１４】このようにした理由を説明する。粉体の粒
径測定は、光学顕微鏡で受け基板上の粉体を観察し、そ
の画像をＣＣＤカメラ等を通してコンピュータに取り込
み、画像処理ソフトウェアを用いて行うのが効率的であ
る。しかし、画像処理ソフトウェアを用いる場合、粉体
とそれ以外の塵や受け基板表面の傷を分離して、粉体以
外の画像を取り除く必要があり、受け基板表面の傷が多
いと画像処理が煩雑になる。

【００１５】受け基板を作製する際には、必ず加工上の
傷が生じ、研磨により傷の程度は低減できるが、顕微鏡
で傷が観察されないようにするのは容易ではない。とこ
ろが、受け基板の表面に、金属膜を形成したフィルムを
貼り付けると、受け基板の表面状態に関係なく傷や汚れ
の少ない表面を得ることができ、画像処理を容易に行な
うことができる。また、金属膜を形成したフィルム上に
境界部や印があると、粒径を測定する領域の特定を容易
にすることができる。

【００１６】請求項７記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載の発明において、前記試料基板
とスペーサが一体化された基板と受け基板、または前記
受け基板とスペーサが一体化された基板と試料基板から
なる測定セルを準備することを特徴としている。その場
合、スペーサを設置する手間を省くことができる。ま
た、試料基板とスペーサが一体化された基板を用いる
と、粉体を付着させる、または粉体が付着した試料を設
置する領域を容易に特定することができる。一方、受け
基板とスペーサが一体化された基板を用いると、粒径を
測定する領域の特定を容易にすることができる。

【００１７】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２記載の発明において、前記試料基板
とスペーサが一体化された基板と受け基板、または前記
受け基板とスペーサが一体化された基板と試料基板から
なる測定セルからなることを特徴としている。その場
合、スペーサを設置する手間を省くことができる。ま
た、試料基板とスペーサが一体化された基板を用いる
と、粉体を付着させる、または粉体が付着した試料を設
置する領域を容易に特定することができる。一方、受け
基板とスペーサが一体化された基板を用いると、粒径を
測定する領域の特定を容易にすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１、２は本発明に係る粉体の付着
力測定方法およびその測定装置の第１実施形態を示す図
であり、請求項１、２、３、７、８何れかに記載の発明
に対応している。

【００１９】まず、構成を説明する。図１において、１
は測定セルであり、測定セル１は、粉体として、例えば
電子写真に使用されるトナーを付着させた試料面２ａを
有する試料基板２と、試料基板２から分離したトナーを
付着させる付着面３ａを有する受け基板３と、試料基板
２の試料面２ａと受け基板３の付着面３ａの間に設けら
れたスペーサ４とから構成され、スペーサ４は４つの穴
部４ａ〜４ｄが形成されている。

【００２０】この穴部４ａ〜４ｄは同一の大きさを有す
る正方形をしており、この穴部４ａ〜４ｄはスペーサ４
の回転中心軸に対する回転対称性を有する位置に設けら
れ、本実施形態では、各穴部４ａ〜４ｄは回転中心軸を
中心にスペーサ４が90゜回転する毎に一致するようにな
っている。また、図２において、符号５は遠心分離装置
であり、この遠心分離装置５は、測定セル１を回転させ
るロータ６と、保持部材７と、を備えている。ロータ６
は、自身の回転中心軸に対して所定角度傾斜する断面で
穴形状であり保持部材７を脱着自在に支持する試料設置
部（設置部）８を有するアングルロータを構成してい
る。なお、本実施形態では、設置部８をロータ６に８個
設けた。

【００２１】保持部材７は、棒状部７ａと、棒状部７ａ
に設けられ測定セル１を保持するセル保持部（測定セル
設置部）７ｂと、を備えており、セル保持部７ｂは、受
け基板３の付着面３ａに垂直な方向で取り出すことがで
きるように測定セル１を保持する凹部10と、外部に向け
て開口する一方の開口端および凹部10に保持された測定
セル１の一部と接する他方の開口端を備えた中空部11
と、を有している。

【００２２】凹部10はロータ６の回転中心軸９と垂直な
断面で穴形状であり、凹部10に測定セル１が収納された
ときに、測定セル１の向きを規制できるように凹部10の
内周面と試料基板２、受け基板３およびスペーサ４の外
形形状を合致するようになっている。具体的には、試料
基板２、受け基板３およびスペーサ４は正方形をしてお
り、凹部10も正方形をしている。なお、試料基板２、受
け基板３、スペーサ４および凹部10は正方形に限らず、
その他の形状でもよい。

【００２３】中空部11は図示しない押圧ロッドが挿通さ
れるようになっており、凹部10内に収納された測定セル
１は背面から押圧ロッドによって押圧されることによ
り、凹部10内から取り出されるようになっている。ま
た、試料基板１、受け基板２、スペーサ３、保持部材６
は、大きな遠心力に耐えられる強度があり、また、ロー
タ７に設置したときに、遠心分離装置５の最大回転数ま
で回転可能な重量以下となるような軽量の材料を用いる
必要がある。また、ロータ６はアングルロータに限ら
ず、その他のロータでもよい。

【００２４】次に、トナーの付着力の測定方法を説明す
る。まず、粉体の遠心分離方法を説明する。アルミニウ
ムからなる試料基板２、受け基板３、スペーサ４および
保持部材７を準備し、受け基板３の試料面３ａを研磨し
た。次いで、試料基板２にスペーサ４を設置し、穴部４
ａ以外を遮蔽した状態で、トナーを該穴部４ａに対応し
た付着面２ａに付着させる。

【００２５】次いで、測定セル１を保持部材７の凹部10
に収納した後、この保持部材７をロータ６に形成された
試料設置部８に挿入する。次いで、ロータ６を遠心分離
装置５に設置した後、最初の回転数で遠心分離を実施し
た。このとき、受け基板３には穴部４ａに対応する付着
面４ａにトナーが付着する。遠心分離後、遠心分離装置
５からロータ６を取り出し、ロータ６から保持部材７を
取り出す。

【００２６】次いで、押圧ロッドを中空部11に挿通して
測定セル１の背面から測定セル１を押圧して凹部10から
測定セル１を取り出す。次いで、測定セル１を上述した
ように遠心分離装置５に設置し、設定した２番目の回転
数で遠心分離を実施する。このとき、受け基板３には穴
部４ｂに対応する付着面３ａにトナーが付着する。

【００２７】同様に遠心分離を実施することにより、受
け基板３の穴部４ｃ、４ｄに対応する付着面３ａにトナ
ーを付着させる。受け基板３の４つの領域にトナーが付
着したときに、上述したように測定セル１を保持部材７
から取り外し、受け基板３を交換して上述したように遠
心分離を実施し、設定した回転数について遠心分離を実
施する。

【００２８】本実施形態では、このような方法に基づ
き、試料基板２にスペーサ４を設置し、１つの穴部４ａ
以外を遮蔽した状態で、１種類目のトナーを付着させ、
同様にして８種類のトナーを用いて８個の測定セル１を
作製する。次いで、８個の試料基板を有する８個の測定
セル１を８個の保持部材７のそれぞれの凹部10に収納し
た後、この保持部材７をロータ６に形成された８個の試
料設置部８に挿入する。

【００２９】次いで、ロータ６を遠心分離装置５に設置
した後、12段階に設定した回転数の最初の回転数で遠心
分離を実施した。遠心分離後、遠心分離装置５からロー
タ６を取り出し、ロータ６から８個の保持部材７を取り
出す。次いで、試料基板２をスペーサ４から分離して90
゜回転させて、再びスペーサ４上に重ねて測定セル１を
構成し、上述したように遠心分離装置５に設置し、設定
した２番目の回転数で遠心分離を実施する。

【００３０】遠心分離後、遠心分離装置５からロータ６
を取り出し、ロータ６から８個の保持部材７を取り出
す。次いで、試料基板２をスペーサ４から分離して90゜
回転させて、再びスペーサ４上に重ねて測定セル１を構
成し、再び測定セル１を上述したように遠心分離装置５
に設置し、設定した３番目、次いで、４番目の回転数で
遠心分離を実施する。 次いで、受け基板４を交換し
て、同様にして５番目から８番目に設定した回転数で遠
心分離を実施した後、さらに、受け基板３を交換して９
番目から12番目に設定した回転数で遠心分離を実施す
る。

【００３１】全ての回転数で遠心分離が終了した後、受
け基板３に付着したトナーに基づいてトナーの付着力を
測定する。具体的には、測定セル１を保持して保持部材
７をロータ６に設置し、遠心分離装置５を稼動してロー
タ６を一定の回転数で回転すると、試料基板２に付着し
たトナーはロータ６回転数に応じた遠心力を受ける。

【００３２】トナーの受ける遠心力Ｆは、トナーの重量
ｍ、ロータ６の回転数ｆ（ｒｐｍ）、ロータ６の回転中
心軸９から試料基板２のトナー付着面までの距離ｒを用
いて、式（１）より求められる。 Ｆ＝ｍ×ｒ×（２πｆ／６０）² ・・・・・・（１） トナーの重量ｍは、トナーの真比重ρ、円相当径ｄを用
いて、式（２）より求められる。

【００３３】 ｍ＝（π／６）×ρ×ｄ³ ・・・・・・（２） （１）と（２）より、トナーの受ける遠心力Ｆは、式
（３）から求められる。 Ｆ＝（π³ ／５４００）×ρ×ｄ³ ×ｒ×ｆ² ・・・・・・（３） トナーの受ける遠心力がトナーと試料基板２間の付着力
よりも大きい場合は、トナーが試料基板２から分離し、
受け基板３に付着する。遠心分離装置５の設定回転数を
低回転数から高回転数へ変えて同様の操作を実施するこ
とにより、各回転数で受ける遠心力と付着力の大小関係
に応じて、試料基板２上のトナーが受け基板３に移動す
る。

【００３４】そして、上述したように各回転数の受け基
板３に付着したトナーの粒径を計測することにより、
（３）式を用いて各トナーの付着力を求めることがで
き、試料基板１に付着したトナーの付着力分布を求める
ことができる。この粒径を計測するには、各回転数で分
離したトナーが付着した受け基板３を、ＣＣＤカメラを
設置した光学顕微鏡で観察し、ＣＣＤカメラの画像を画
像処理装置を用いて解析し、トナーの円相当径を計測し
た。粒径および回転数から（３）式を用いて各トナーの
付着力を求め、統計処理をして付着力分布を求めた。な
お、本実施形態では、ＣＣＤカメラを設置した光学顕微
鏡および画像処理装置が測定装置を構成している。

【００３５】本実施形態では、８個の試料基板２につい
て受け基板３を３個使用したため、受け基板３が24個必
要になった。これに対して、従来のように１つの測定セ
ルで１つの試料を遠心分離する場合は、受け基板が96個
必要になる。すなわち、本実施形態では、ロータ６の回
転数毎に１つの受け基板３の異なる領域にトナーを付着
させるようにして、１つの受け基板３の異なる領域に複
数の回転数で遠心分離した粉体を付着させることができ
る。

【００３６】このため、多数のトナーの付着力を測定す
る際に、多数の受け基板３を用いるのを不要にできると
ともに測定セル１を何回も取り換える手間を省くことが
でき、遠心分離作業を短時間で行なうことができる。こ
の結果、トナーの付着力の測定を低コストで、簡単か
つ、短時間で行なうことができる。また、設置部８の凹
部10の内周面と、試料基板２、受け基板３およびスペー
サ４の外径形状を、設置部８に測定セル１を収納したと
きに、試料基板２と受け基板３の相対的な向きを規制で
きるような形状にした。このため、試料基板２と受け基
板３の相対的な向きを容易に規定することができ、各回
転数で遠心分離する際の試料基板２または受け基板３の
向きの変更作業を効率的に実施することができる。

【００３７】また、本実施形態では、粉体としてトナー
を用いているが、微小な形状の粉体であれば如何なるも
のであっても良い。なお、本実施形態では、試料基板
２、受け基板３およびスペーサ４を別体に設けている
が、これに限らず、図１に示すように８個の試料基板２
を作製し、この試料基板２と図１に示したスペーサ４が
受け基板３上に設置された形状を有する基板を用いて、
本実施形態と同様にしてトナーの付着力分布を測定する
ようにして良い。

【００３８】このようにすれば、スペーサ４を設置する
手間を省くことができる上に、受け基板３上をスペーサ
４の穴部４ａ〜４ｄによって分割することができ、トナ
ーの粒径を測定する領域の特定を容易にすることができ
る。また、これに限らず、図１に示したスペーサ４が試
料基板２上に設置された形状を有する基板を設け、各ス
ペーサ４の穴部４ａ〜４ｄの１つ以外を遮蔽して試料基
板２上に４種類のトナーを付着させ、この基板と図１に
示した受け基板３を用いて、本実施形態と同様にしてト
ナーの付着力分布を測定するようにしても良い。

【００３９】このようにすれば、スペーサ４を設置する
手間を省くことができる上に、試料基板２とスペーサ４
が一体化されるため、トナーを付着させる、またはトナ
ーが付着した試料を設置する領域を容易に特定すること
ができる。図３は本発明に係る粉体の付着力測定方法お
よびその測定装置の第２実施形態を示す図であり、請求
項４記載の発明に対応している。なお、本実施形態で
は、図２と同様の遠心分離装置５によってトナーの遠心
分離を行なうようにしている。

【００４０】図３において、21は測定セルであり、この
測定セル21は、粉体として、例えば電子写真に使用され
るトナーを付着させた試料面22ａを有する試料基板22
と、試料基板22から分離したトナーを付着させる付着面
23ａを有する受け基板23と、試料基板22の試料面22ａと
受け基板23の付着面23ａの間に設けられたスペーサ24と
から構成され、スペーサ24には４つの穴部24ａ〜24ｄが
形成されている。

【００４１】この穴部24ａ〜24ｄは同一の大きさを有す
る円形をしており、各穴部24ａ〜24ｄはスペーサ24の回
転中心軸に対する回転対称性を有する位置に設けられ、
本実施形態では、各穴部24ａ〜24ｄは回転中心軸を中心
にスペーサ24が90゜回転する毎に一致するようになって
いる。また、本実施形態では、試料基板22、受け基板23
およびスペーサ24が円形状になっている。

【００４２】また、スペーサ24の両面には凸部25が形成
されており（上面のみを図示）、試料面22ａおよび付着
面23ａにはこの凹部25に係合する凸部26、27が形成され
ている。なお、スペーサ24の両面に凹部を形成し、試料
面22ａおよび付着面23ａに凹部に係合する凸部を形成し
ても良い。本実施形態では、８つの測定セル21を準備
し、試料基板22にスペーサ24を設置し、１つの穴部24ａ
以外を遮蔽した状態で、トナーを付着させ、第１実施形
態と同様に最初の回転数で８つのトナーの遠心分離を行
ない、次いで、試料基板22をスペーサ24から分離して90
゜回転させて、再びスペーサ24上に重ねて測定セル21を
構成し、保持部材８に取付けることにより、次の回転数
で測定測定セル21を回転させる、すなわち、第１実施形
態と同様の方法でトナーの付着力を測定する。

【００４３】このようにしても第１実施形態と同様の効
果を得ることができる上に、スペーサ24の両面に凸部25
を形成し、試料面22ａおよび付着面23ａにこの凹部25に
係合する凸部26、27を形成したため、試料基板22、受け
基板23およびスペーサ24が重ね合わされたときに、試料
基板22、受け基板23およびスペーサ24が相対変位しない
ようにすることができる。

【００４４】このため、試料基板22と受け基板23の相対
的な向きを容易に規定することができ、各回転数で遠心
分離する際の受け基板23の交換作業を効率的に実施する
ことができる。図４は本発明に係る粉体の付着力測定方
法およびその測定装置の第３実施形態を示す図であり、
請求項５または６記載の発明に対応している。なお、本
実施形態では、図２と同様の遠心分離装置５によってト
ナーの遠心分離を行なうようにしている。

【００４５】図４において、31は測定セルであり、この
測定セル31は、粉体として、例えば電子写真に使用され
るトナーを付着させた試料面32ａを有する試料基板32
と、試料基板32から分離したトナーを付着させる付着面
33ａを有する受け基板33と、試料基板32の試料面32ａと
受け基板33の付着面33ａの間に設けられたスペーサ34と
から構成され、スペーサ34は４つの穴部34ａ〜34ｄが形
成されている。

【００４６】この穴部34ａ〜34ｄは同一の大きさを有す
る正方形をしており、各穴部34ａ〜34ｄスペーサ34の回
転中心軸に対する回転対称性を有する位置に設けられ、
本実施形態では、各穴部34ａ〜34ｄは回転中心軸を中心
にスペーサ34が90゜回転する毎に一致するようになって
いる。また、試料基板32および受け基板33の穴部34ａ〜
34ｄに対応する領域には穴部34ａ〜34ｄの形状に対応す
る線状の境界部35ａ〜35ｄおよび36ａ〜36ｄが形成され
ている。なお、このような境界部35ａ〜35ｄおよび36ａ
〜36ｄの代りに、境界部35ａ〜35ｄおよび36ａ〜36ｄの
周辺部に対応する印を付けても良い。

【００４７】本実施形態では、感光層が形成されたアル
ミ蒸着フィルムを、複写機の感光体ドラムに巻き付けて
テープで固定し、トナーを上記フィルム上に現像した。
現像後のフィルムを取り出し、スペーサ34の各穴部34ａ
〜34ｄの大きさに加工し、境界部35ａ〜35ｄの何れか１
つに合わせて接着剤で貼り付け、第１実施形態と同様に
してトナーの付着力分布を測定した。

【００４８】このように試料基板32上に境界部35ａ〜35
ｄを設けることにより、トナーを付着させたフィルムを
貼り付ける場所の特定を容易にできる。また、受け基板
33上に境界部36ａ〜36ｄを設けることにより、付着した
トナーの粒径を測定する領域の特定を容易にできる。ま
た、本実施形態では、試料基板32にフィルムを取付ける
ようにしているが、これに限らず、受け基板33の表面
に、金属膜を形成したフィルムを貼り付け、このフィル
ム上に境界部36ａ〜36ｄを形成しても良い。このように
すれば、以下のような効果を得ることができる。

【００４９】すなわち、トナーの粒径測定は、第１実施
形態で説明したように光学顕微鏡で受け基板上のトナー
を観察し、その画像をＣＣＤカメラ等を通してコンピュ
ータに取り込み、画像処理ソフトウェアを用いて行うの
が効率的である。しかし、画像処理ソフトウェアを用い
る場合、トナーとそれ以外の塵や受け基板33の付着面33
ａの傷を分離して、トナー以外の画像を取り除く必要が
あり、受け基板33の付着面33ａの傷が多いと画像処理が
煩雑になる。

【００５０】受け基板33を作製する際には、必ず加工上
の傷が生じ、研磨により傷の程度は低減できるが、顕微
鏡で傷が観察されないようにするのは容易ではない。と
ころが、受け基板33の付着面33ａに、金属膜を形成した
フィルムを貼り付けると、受け基板33の表面状態に関係
なく傷や汚れの少ない表面を得ることができ、画像処理
を容易に行なうことができる。また、金属膜を形成した
フィルム上に境界部36ａ〜36ｄがあると、トナーの粒径
を測定する領域の特定を容易にすることができる。

【００５１】また、このように境界部35ａ〜35ｄ、36ａ
〜36ｄや金属膜を形成したフィルムの貼付は第２実施形
態で説明した測定セル21に適用しても同様の効果を得る
ことができることは言うまでもない。

【００５２】

【発明の効果】請求項１、２の発明によれば、１つの受
け基板の異なる領域に複数の回転数で遠心分離した粉体
を付着させることができるため、多数の粉体の付着力を
測定する際に、多数の受け基板を用いるのを不要にでき
るとともに測定セルを何回も取り換える手間を省くこと
ができ、遠心分離作業を短時間で行なうことができる。

【００５３】この結果、粉体の付着力の測定を低コスト
で、簡単かつ、短時間で行なうことができる。請求項３
記載の発明によれば、保持部材内の測定セル設置部と測
定セルの形状を規定することによって、試料基板と受け
基板の相対的な向きを容易に規定することができ、各回
転数で遠心分離する際の受け基板の交換作業を効率的に
実施することができる。

【００５４】請求項４記載の発明によれば、測定セルの
構成を規定することにより、試料基板と受け基板の相対
的な向きを容易に設定することができ、各回転数で遠心
分離する際の受け基板の交換作業を効率的に実施するこ
とができる。請求項５記載の発明によれば、試料基板上
に粉体を付着させる、または粉体が付着した試料を設置
する領域、および受け基板上に付着した粉体の粒径を測
定する領域を容易に特定でき、効率的な測定ができる。

【００５５】請求項６記載の発明によれば、受け基板の
表面状態に関係なく傷や汚れの少ない表面を得ることが
でき、画像処理を容易に行なうことができる。また、金
属膜を形成したフィルム上に境界部や印があると、粒径
を測定する領域の特定を容易にすることができる。請求
項７、８記載の発明によれば、スペーサを設置する手間
を省くことができる。また、試料基板とスペーサが一体
化された基板を用いると、粉体を付着させる、または粉
体が付着した試料を設置する領域を容易に特定すること
ができる。一方、受け基板とスペーサが一体化された基
板を用いると、粒径を測定する領域の特定を容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉体の付着力測定方法およびその
測定装置の第１実施形態を示す図であり、その測定セル
の分解図である。

【図２】第１実施形態の遠心分離装置の要部断面部であ
る。

【図３】本発明に係る粉体の付着力測定方法およびその
測定装置の第２実施形態を示す図であり、その測定セル
の分解図である。第１実施形態の操作表示パネルの構成
図である。

【図４】本発明に係る粉体の付着力測定方法およびその
測定装置の第３実施形態を示す図であり、その測定セル
の分解図である。

【符号の説明】

１、21、31 測定セル ２、22、32 試料基板 ２ａ、22ａ、32ａ 試料面 ３、23、33 受け基板 ３ａ、23ａ、33ａ 付着面 ４、24、34 スペーサ ４ａ〜４ｄ、24ａ〜24ｄ、34ａ〜34ｄ 穴部 ５ 遠心分離装置 ６ ロータ ７ 保持部材 ７ｂ セル保持部（測定セル設置部） ８ 試料設置部（設置部） ９ 回転中心軸 25 凸部 26、27 凹部 35ａ〜35ｄ、36ａ〜36ｄ 境界部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体を付着させた試料面を有する試料基板
   と、前記試料基板から分離した粉体を付着させる付着面
   を有する受け基板と、前記試料基板の試料面と前記受け
   基板の付着面の間に設けられたスペーサとから構成され
   る測定セルを準備し、 該測定セルを遠心分離装置のロータ内に設置した後、異
   なる回転数で前記ロータを回転させ、該ロータの回転に
   よる遠心力によって前記試料基板から粉体を分離して前
   記受け基板に付着させ、 次いで、各回転数で分離した前記受け基板上の粉体の粒
   径を測定し、該粉体の粒径および比重から粉体の重量を
   求め、次いで、前記粉体の重量およびロータの回転数か
   ら分離に必要な遠心力を計算して粉体の付着力を求める
   方法において、 前記スペーサとして、複数の穴部を有するスペーサを用
   いることにより測定セルを複数の領域に分割し、 前記試料基板上の１つの領域に粉体を付着させ、前記ロ
   ータの各回転数毎に前記受け基板上の粉体が付着する領
   域を変更することにより、１つの受け基板上に複数の回
   転数で分離した粉体を付着させて粉体の付着力を求める
   ことを特徴とする粉体の付着力測定方法。
2. 【請求項２】粉体を付着させた試料面を有する試料基板
   と、前記試料基板から分離した粉体を付着させる付着面
   を有する受け基板と、前記試料基板の試料面と前記受け
   基板の付着面の間に設けられたスペーサとから構成され
   る測定セルと、 該測定セルを保持する保持部材と、 該保持部材が脱着可能な設置部が形成されるとともに測
   定セルを回転させて該測定セルに遠心力を作用させるロ
   ータを有する遠心分離装置と、 前記遠心分離装置によって前記試料基板から受け基板に
   分離された粉体の粒径を測定する測定装置と、から構成
   される粉体の付着力測定装置において、 前記スペーサに同形状の複数の穴部を形成し、該穴部が
   前記スペーサの回転中心軸に対して回転対称性を有する
   位置に設けられたことを特徴とする粉体の付着力測定装
   置。
3. 【請求項３】前記保持部材に前記測定セルを収納する測
   定セル設置部を形成し、 該測定セル設置部は、前記ロータの回転中心軸と垂直な
   断面で穴形状であり、前記測定セル設置部の内周面と、
   試料基板、受け基板およびスペーサの外径形状を、該測
   定セル設置部に前記測定セルが収納されたときに、前記
   試料基板と受け基板の相対的な向きを前記スペーサの穴
   部の数だけ規定できるようにしたことを特徴とする請求
   項２記載の粉体の付着力測定装置。
4. 【請求項４】前記試料基板および受け基板に凸部または
   凹部を形成するとともにスペーサに前記凸部または凹部
   が係合する凹部または凸部を形成し、 前記凸部または凹部の形状を、前記試料基板、受け基板
   およびスペーサを重ねたときに、前記試料基板と受け基
   板の相対的な向きを前記スペーサの穴部の数だけ規定で
   きるようにしたことを特徴とする請求項２記載の粉体の
   付着力測定装置。
5. 【請求項５】前記試料基板と受け基板の対向面に、前記
   スペーサの穴部に対応する領域の境界部、または該領域
   の周辺部に印をつけたことを特徴とする請求項２〜４何
   れかに記載の粉体の付着力測定装置。
6. 【請求項６】前記受け基板の表面に、金属膜を形成した
   フィルムを貼り付け、該フィルムの表面に、前記スペー
   サの穴部に対応する領域の境界部、または該領域の周辺
   部に印をつけたことを特徴とする請求項２〜４何れかに
   記載の粉体の付着力測定装置。
7. 【請求項７】前記試料基板とスペーサが一体化された基
   板と受け基板、受け基板とスペーサが一体化された基板
   と試料基板からなる測定セルを準備することを特徴とす
   る請求項１記載の粉体の付着力測定方法。
8. 【請求項８】試料基板とスペーサが一体化された基板と
   受け基板、受け基板とスペーサが一体化された基板と試
   料基板からなる測定セルからなることを特徴とする項２
   記載の粉体の付着力測定装置。