JPH11237328A - 粉体の付着力測定方法および装置 - Google Patents
粉体の付着力測定方法および装置Info
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- JPH11237328A JPH11237328A JP4167498A JP4167498A JPH11237328A JP H11237328 A JPH11237328 A JP H11237328A JP 4167498 A JP4167498 A JP 4167498A JP 4167498 A JP4167498 A JP 4167498A JP H11237328 A JPH11237328 A JP H11237328A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、粉体の遠心分離式付着力測定方法
および装置において、静電的付着力と非静電的付着力の
それぞれを測定できる粉体の付着力測定方法および装置
を提供することを課題とする。 【解決手段】 遠心分離装置により粉体を付着させた試
料基板から受け基板に粉体を付着させた後、受け基板上
の粉体を吸引ノズル２３から吸引し、粉体吸引装置の粉
体導入部２４に取り込む。粉体導入部２４に粉体を取り
込んだら、電極２５により粉体の電荷量を測定する。事
前に測定した受け基板の付着面に付着した粉体の個数と
前記電荷量から粉体１個当たりの電荷量を求めることに
より、電荷量と付着力の関係を求め、静電的付着力と非
静電的付着力を求めることができる。
および装置において、静電的付着力と非静電的付着力の
それぞれを測定できる粉体の付着力測定方法および装置
を提供することを課題とする。 【解決手段】 遠心分離装置により粉体を付着させた試
料基板から受け基板に粉体を付着させた後、受け基板上
の粉体を吸引ノズル２３から吸引し、粉体吸引装置の粉
体導入部２４に取り込む。粉体導入部２４に粉体を取り
込んだら、電極２５により粉体の電荷量を測定する。事
前に測定した受け基板の付着面に付着した粉体の個数と
前記電荷量から粉体１個当たりの電荷量を求めることに
より、電荷量と付着力の関係を求め、静電的付着力と非
静電的付着力を求めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉体の付着力測定
方法および粉体の付着力測定装置に関し、特に電子写真
に用いられる粉体の付着力測定方法および粉体の付着力
測定装置に関する。
方法および粉体の付着力測定装置に関し、特に電子写真
に用いられる粉体の付着力測定方法および粉体の付着力
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。粉体の特性値の一
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。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。
特性値を把握することが重要である。粉体の特性値の一
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。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
and K.Kawai:"Proc. IS&T 7th Int. Congress Adv. No
n-impact Printing Technology,"1991, vol.1, pp.200-
208 上記論文で用いられている方法について説明する。以
下、遠心分離式付着力測定方法と呼ぶ。粉体の付着した
基板（試料基板）、分離した粉体が付着する基板（受け
基板）、試料基板と受け基板間に設置する部材（スペー
サ）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る。ロータの
回転数を低速回転から高速回転へ変えながら、各回転毎
に受け基板を交換して、上記の過程を繰り返す。受け基
板に粉体を付着させたら、この受け基板を取り出し、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
径を測定する。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、各粉体の付着力を求める。
and K.Kawai:"Proc. IS&T 7th Int. Congress Adv. No
n-impact Printing Technology,"1991, vol.1, pp.200-
208 上記論文で用いられている方法について説明する。以
下、遠心分離式付着力測定方法と呼ぶ。粉体の付着した
基板（試料基板）、分離した粉体が付着する基板（受け
基板）、試料基板と受け基板間に設置する部材（スペー
サ）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る。ロータの
回転数を低速回転から高速回転へ変えながら、各回転毎
に受け基板を交換して、上記の過程を繰り返す。受け基
板に粉体を付着させたら、この受け基板を取り出し、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
径を測定する。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、各粉体の付着力を求める。
【０００４】粉体と粉体の付着した面との付着力は、粉
体の形状、粒径、材料、帯電している場合はその電荷
量、および、付着面の凹凸、材料、温湿度等、様々な要
因で変化するが、電子写真等の帯電した粉体を扱う分野
では、特に粉体の電荷量と付着力の関係が重要である。
帯電した粉体の付着力は、その電荷によって生じる鏡像
力等の静電付着力と、電荷には依存しないファンデルワ
ールス力や液架橋力等の非静電的付着力から構成され
る。電子写真では、トナーの静電的付着力と非静電的付
着力を制御することが重要であり、これらを容易に測定
する手段が必要である。
体の形状、粒径、材料、帯電している場合はその電荷
量、および、付着面の凹凸、材料、温湿度等、様々な要
因で変化するが、電子写真等の帯電した粉体を扱う分野
では、特に粉体の電荷量と付着力の関係が重要である。
帯電した粉体の付着力は、その電荷によって生じる鏡像
力等の静電付着力と、電荷には依存しないファンデルワ
ールス力や液架橋力等の非静電的付着力から構成され
る。電子写真では、トナーの静電的付着力と非静電的付
着力を制御することが重要であり、これらを容易に測定
する手段が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の遠心分離式付着力測定方法では、帯電した粉体と粉
体の付着した面とのトータルの付着力は測定することが
できたが、静電的付着力と非静電的付着力を分離して測
定することができなかった。そこで、本発明では、帯電
した粉体と粉体の付着した面との静電的付着力と非静電
的付着力を測定できるようにすることを第１の課題とす
る。
来の遠心分離式付着力測定方法では、帯電した粉体と粉
体の付着した面とのトータルの付着力は測定することが
できたが、静電的付着力と非静電的付着力を分離して測
定することができなかった。そこで、本発明では、帯電
した粉体と粉体の付着した面との静電的付着力と非静電
的付着力を測定できるようにすることを第１の課題とす
る。
【０００６】また、第１の課題を達成するために、本発
明では受け基板に付着した粉体の一個当たりの電荷量を
測定するが、粉体の一個当たりの電荷量は、粉体を受け
基板から完全に分離して電荷量を測定し、あらかじめ測
定した受け基板上の粉体の個数で割って求める。このた
め、粉体の一個当たりの電荷量を正確に測定するために
は、電荷量を測定しながら粉体が受け基板から完全に分
離していることを確認する必要がある。
明では受け基板に付着した粉体の一個当たりの電荷量を
測定するが、粉体の一個当たりの電荷量は、粉体を受け
基板から完全に分離して電荷量を測定し、あらかじめ測
定した受け基板上の粉体の個数で割って求める。このた
め、粉体の一個当たりの電荷量を正確に測定するために
は、電荷量を測定しながら粉体が受け基板から完全に分
離していることを確認する必要がある。
【０００７】そこで、粉体の受け基板からの分離状態を
容易に確認でき、粉体の一個当たりの電荷量を正確に測
定できるようにすることを第２の課題とする。
容易に確認でき、粉体の一個当たりの電荷量を正確に測
定できるようにすることを第２の課題とする。
【０００８】
【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、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が付着
す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回転させ、前記試料基板の試料
面に付着した前記粉体を、前記受け基板の付着面に付着
させる遠心分離工程と、前記遠心分離工程を、前記受け
基板を交換して、複数の回転数について行う回転数別遠
心分離工程と、前記受け基板の付着面に付着した粉体の
粒径と個数を測定する粉体個数測定工程と、前記粉体の
粒径と比重から粉体の重量を求め、粉体の重量と前記回
転数から前記粉体の前記試料基板の試料面への付着力を
求める付着力算定工程と、前記受け基板の付着面に付着
した粉体を吸引して粉体吸引容器に導入する粉体吸引工
程と、前記粉体吸引容器の電荷量を測定する電荷測定工
程と、前記受け基板の付着面に付着した粉体の個数と電
荷量から粉体一個あたりの電荷量を求め、粉体の電荷量
と付着力の関係から静電的付着力および非静電的付着力
を求める、静電的付着力および非静電的付着力算定工程
と、を備えたことを特徴とするものである。
上記課題を解決するため、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が付着
す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回転させ、前記試料基板の試料
面に付着した前記粉体を、前記受け基板の付着面に付着
させる遠心分離工程と、前記遠心分離工程を、前記受け
基板を交換して、複数の回転数について行う回転数別遠
心分離工程と、前記受け基板の付着面に付着した粉体の
粒径と個数を測定する粉体個数測定工程と、前記粉体の
粒径と比重から粉体の重量を求め、粉体の重量と前記回
転数から前記粉体の前記試料基板の試料面への付着力を
求める付着力算定工程と、前記受け基板の付着面に付着
した粉体を吸引して粉体吸引容器に導入する粉体吸引工
程と、前記粉体吸引容器の電荷量を測定する電荷測定工
程と、前記受け基板の付着面に付着した粉体の個数と電
荷量から粉体一個あたりの電荷量を求め、粉体の電荷量
と付着力の関係から静電的付着力および非静電的付着力
を求める、静電的付着力および非静電的付着力算定工程
と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１記載の粉体の付着力測定方法におい
て、前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する粉
体吸引工程の際に、前記粉体を吸引する場所を拡大して
観察しながら前記粉体を吸引することを特徴とするもの
である。請求項３記載の発明は、上記課題を解決するた
め、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が付着す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
を回転させ、前記試料基板の試料面に付着した前記粉体
を、前記受け基板の付着面に付着させる遠心分離手段
と、前記受け基板を交換して、複数の回転数について前
記回転を行う回転数別遠心分離手段と、前記受け基板の
付着面に付着した粉体の粒径と個数を測定する粉体個数
測定手段と、前記粉体の粒径と比重から粉体の重量を求
め、粉体の重量と前記回転数から前記粉体の前記試料基
板の試料面への付着力を求める付着力算定手段と、前記
受け基板の付着面に付着した吸引して粉体吸引容器に導
入する粉体吸引手段と、前記粉体吸引容器の電荷量を測
定する電荷測定手段と、前記受け基板の付着面に付着し
た粉体の個数と電荷量から粉体一個あたりの電荷量を求
め、粉体の電荷量と付着力の関係から静電的付着力およ
び非静電的付着力を求める、静電的付着力および非静電
的付着力算定手段と、を備えたことを特徴とするもので
ある。
るため、請求項１記載の粉体の付着力測定方法におい
て、前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する粉
体吸引工程の際に、前記粉体を吸引する場所を拡大して
観察しながら前記粉体を吸引することを特徴とするもの
である。請求項３記載の発明は、上記課題を解決するた
め、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が付着す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
を回転させ、前記試料基板の試料面に付着した前記粉体
を、前記受け基板の付着面に付着させる遠心分離手段
と、前記受け基板を交換して、複数の回転数について前
記回転を行う回転数別遠心分離手段と、前記受け基板の
付着面に付着した粉体の粒径と個数を測定する粉体個数
測定手段と、前記粉体の粒径と比重から粉体の重量を求
め、粉体の重量と前記回転数から前記粉体の前記試料基
板の試料面への付着力を求める付着力算定手段と、前記
受け基板の付着面に付着した吸引して粉体吸引容器に導
入する粉体吸引手段と、前記粉体吸引容器の電荷量を測
定する電荷測定手段と、前記受け基板の付着面に付着し
た粉体の個数と電荷量から粉体一個あたりの電荷量を求
め、粉体の電荷量と付着力の関係から静電的付着力およ
び非静電的付着力を求める、静電的付着力および非静電
的付着力算定手段と、を備えたことを特徴とするもので
ある。
【００１０】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項３記載の粉体の付着力測定装置におい
て、前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する場
所を拡大して観察する吸引位置拡大手段を備えたことを
特徴とするものである。
るため、請求項３記載の粉体の付着力測定装置におい
て、前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する場
所を拡大して観察する吸引位置拡大手段を備えたことを
特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１，図
２および図３は、本発明に係る粉体付着力測定装置の測
定セル、遠心分離装置および粉体電荷量測定装置の一実
施例を示す図である。
態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１，図
２および図３は、本発明に係る粉体付着力測定装置の測
定セル、遠心分離装置および粉体電荷量測定装置の一実
施例を示す図である。
【００１２】図１は、一実施例の粉体付着力測定装置の
測定セルの説明図である。図１において、１は測定セル
であり、測定セル１は、粉体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から分離した粉体を付
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から構成される。
測定セルの説明図である。図１において、１は測定セル
であり、測定セル１は、粉体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から分離した粉体を付
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から構成される。
【００１３】図２は、一実施例の粉体付着力測定装置の
遠心分離装置の一部断面図である。図２において、５は
遠心分離装置であり、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を備えている。ロー
タ６は、自身の回転中心軸９に対して、垂直な断面で穴
形状であり、保持部材７を設置する試料設置部８を有し
ている。保持部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７ｂと、測定セル
１をセル保持部７ｂから押し出すための穴部７ｃと、棒
状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部７ｄを備
えている。セル保持部７ｂは、測定セル１を設置したと
きに、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に
垂直となるように構成される。設置固定部７ｄは、図２
に示される実施例においては、ゴム等の弾力性のある素
材によるものを用いている。
遠心分離装置の一部断面図である。図２において、５は
遠心分離装置であり、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を備えている。ロー
タ６は、自身の回転中心軸９に対して、垂直な断面で穴
形状であり、保持部材７を設置する試料設置部８を有し
ている。保持部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７ｂと、測定セル
１をセル保持部７ｂから押し出すための穴部７ｃと、棒
状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部７ｄを備
えている。セル保持部７ｂは、測定セル１を設置したと
きに、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に
垂直となるように構成される。設置固定部７ｄは、図２
に示される実施例においては、ゴム等の弾力性のある素
材によるものを用いている。
【００１４】また、試料基板２，受け基板３，スペーサ
４，保持部材７は、大きな遠心力に耐えられる強度があ
り、また、ロータ６に設置したときに、遠心分離装置の
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ため、アルミ製の部材を用い
た。図３は、一実施例の粉体電荷量測定装置の粉体吸引
装置の一部断面図である。
４，保持部材７は、大きな遠心力に耐えられる強度があ
り、また、ロータ６に設置したときに、遠心分離装置の
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ため、アルミ製の部材を用い
た。図３は、一実施例の粉体電荷量測定装置の粉体吸引
装置の一部断面図である。
【００１５】本実施例の粉体吸引装置は、部材２１，部
材２２の２つの部材から構成した。部材２１は、粉体を
吸引する吸引ノズル２３と、粉体を導入する粉体導入部
２４と、導入された粉体の電荷量を測定するための電極
２５から構成される。部材２２は、吸引された粉体を保
持するフィルター２６と、フィルター２６を保持するた
めに設置された金網２７と、吸引ポンプに接続される吸
引口２８から構成される。
材２２の２つの部材から構成した。部材２１は、粉体を
吸引する吸引ノズル２３と、粉体を導入する粉体導入部
２４と、導入された粉体の電荷量を測定するための電極
２５から構成される。部材２２は、吸引された粉体を保
持するフィルター２６と、フィルター２６を保持するた
めに設置された金網２７と、吸引ポンプに接続される吸
引口２８から構成される。
【００１６】図３において、斜線部は金属、網点部はプ
ラスチックでできており、２重の金属容器になってお
り、内側の容器は電極２５を通して電荷測定装置に接続
され、外側の容器は接地される。図３のように、部材２
１と部材２２を結合することにより、吸引された粉体が
フィルター２６に付着して内側の容器に保持されるた
め、粉体の電荷量を測定することができる。このため、
フィルター２６は、測定毎に交換する必要がある。
ラスチックでできており、２重の金属容器になってお
り、内側の容器は電極２５を通して電荷測定装置に接続
され、外側の容器は接地される。図３のように、部材２
１と部材２２を結合することにより、吸引された粉体が
フィルター２６に付着して内側の容器に保持されるた
め、粉体の電荷量を測定することができる。このため、
フィルター２６は、測定毎に交換する必要がある。
【００１７】図１から図３の装置を用いて帯電したトナ
ーの付着力および電荷量を測定する方法を説明する。ま
ず、リコー製のトナーとキャリアを混合・撹拌して帯電
したトナーを、試料基板２の試料面２ａに付着させた。
トナーの帯電量は、ブローオフ法により測定した結果、
２０．５μＣ／ｇだった。
ーの付着力および電荷量を測定する方法を説明する。ま
ず、リコー製のトナーとキャリアを混合・撹拌して帯電
したトナーを、試料基板２の試料面２ａに付着させた。
トナーの帯電量は、ブローオフ法により測定した結果、
２０．５μＣ／ｇだった。
【００１８】次に、図１のように、試料基板２，受け基
板３およびスペーサ４を用いて測定セル１を構成する。
測定セル１を、保持部材７をロータ６の試料設置部８に
設置したときに、試料基板２が受け基板３とロータ６の
回転中心軸９の間になるように、保持部材７のセル保持
部７ｂに設置する。保持部材７を、測定セル１の垂直方
向がロータの回転中心軸９に垂直となるように、ロータ
６の試料設置部８に設置する。遠心分離装置５を稼働し
てロータ６を一定の回転数で回転させる。試料基板２に
付着したトナーは回転数に応じた遠心力を受け、トナー
の受ける遠心力がトナーと試料面２ａ間の付着力よりも
大きい場合は、トナーが試料面２ａから分離し、付着面
３ａに付着するトナーの受ける遠心力Ｆは、トナーの重
量ｍ、ロータの回転数ｆ（ｒｐｍ）、ロータ６の中心軸
９から試料基板２のトナー付着面（試料面）２ａまでの
距離ｒを用いて、下記式（１）より求められる。
板３およびスペーサ４を用いて測定セル１を構成する。
測定セル１を、保持部材７をロータ６の試料設置部８に
設置したときに、試料基板２が受け基板３とロータ６の
回転中心軸９の間になるように、保持部材７のセル保持
部７ｂに設置する。保持部材７を、測定セル１の垂直方
向がロータの回転中心軸９に垂直となるように、ロータ
６の試料設置部８に設置する。遠心分離装置５を稼働し
てロータ６を一定の回転数で回転させる。試料基板２に
付着したトナーは回転数に応じた遠心力を受け、トナー
の受ける遠心力がトナーと試料面２ａ間の付着力よりも
大きい場合は、トナーが試料面２ａから分離し、付着面
３ａに付着するトナーの受ける遠心力Ｆは、トナーの重
量ｍ、ロータの回転数ｆ（ｒｐｍ）、ロータ６の中心軸
９から試料基板２のトナー付着面（試料面）２ａまでの
距離ｒを用いて、下記式（１）より求められる。
【００１９】 Ｆ＝ｍ×ｒ×（２πｆ／６０）^2 （１） トナー重量ｍは、トナーの真比重ρ、円相当径ｄを用い
て、下記式（２）より求められる。 ｍ＝（π／６）×ρ×ｄ^3 （２） 式（１）と式（２）より、トナーの受ける遠心力Ｆは、
下記式（３）から求められる。
て、下記式（２）より求められる。 ｍ＝（π／６）×ρ×ｄ^3 （２） 式（１）と式（２）より、トナーの受ける遠心力Ｆは、
下記式（３）から求められる。
【００２０】 Ｆ＝（π^3／５４００）×ρ×ｄ^3×ｒ×ｆ^2 （３） 遠心分離終了後、保持部材７をロータ６の試料設置部８
から取り出し、保持部材７のセル保持部７ｂから測定セ
ル１を取り出す。受け基板３を交換し、測定セル１を保
持部材７に設置し、保持部材７をロータ６に設置し、ロ
ータ６を前回よりも高回転数で回転させる。トナーの受
ける遠心力が前回よりも大きくなり、付着力の大きなト
ナーが、試料面２ａから分離して付着面３ａに付着す
る。
から取り出し、保持部材７のセル保持部７ｂから測定セ
ル１を取り出す。受け基板３を交換し、測定セル１を保
持部材７に設置し、保持部材７をロータ６に設置し、ロ
ータ６を前回よりも高回転数で回転させる。トナーの受
ける遠心力が前回よりも大きくなり、付着力の大きなト
ナーが、試料面２ａから分離して付着面３ａに付着す
る。
【００２１】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、
試料面２ａ上のトナーが付着面３ａに移動する。各回転
数の受け基板３の付着面３ａに付着したトナーの粒径を
計測することにより、式（３）を用いて各トナーの付着
力を求めることができる。
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、
試料面２ａ上のトナーが付着面３ａに移動する。各回転
数の受け基板３の付着面３ａに付着したトナーの粒径を
計測することにより、式（３）を用いて各トナーの付着
力を求めることができる。
【００２２】トナーの粒径および個数の測定は、光学顕
微鏡で付着面３ａ上のトナーを観察し、その画像をＣＣ
Ｄカメラ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った。なお、付着面３ａ上のトナ
ー観察位置の移動は、光学顕微鏡に設置したＸＹステー
ジを用いて行った。次に、トナーの粒径を測定した付着
面３ａ上のトナーを、図３に示した粉体吸引装置で吸引
しながら、電荷測定装置で電荷量を測定した。測定した
電荷量を粒径測定装置で測定したトナーの個数で割っ
て、トナー一個当たりの電荷量を求めた。トナーの吸引
は、粒径の測定で使用した光学顕微鏡のＸＹステージ上
で、付着面３ａ上のトナーの画像をＴＶモニターで観察
しながら実施した。光学顕微鏡下でトナーを吸引する
と、トナー１つ１つが吸引されているかどうかがわかる
ため、目視観察でトナーを吸引するよりも正確な電荷量
測定ができる。
微鏡で付着面３ａ上のトナーを観察し、その画像をＣＣ
Ｄカメラ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った。なお、付着面３ａ上のトナ
ー観察位置の移動は、光学顕微鏡に設置したＸＹステー
ジを用いて行った。次に、トナーの粒径を測定した付着
面３ａ上のトナーを、図３に示した粉体吸引装置で吸引
しながら、電荷測定装置で電荷量を測定した。測定した
電荷量を粒径測定装置で測定したトナーの個数で割っ
て、トナー一個当たりの電荷量を求めた。トナーの吸引
は、粒径の測定で使用した光学顕微鏡のＸＹステージ上
で、付着面３ａ上のトナーの画像をＴＶモニターで観察
しながら実施した。光学顕微鏡下でトナーを吸引する
と、トナー１つ１つが吸引されているかどうかがわかる
ため、目視観察でトナーを吸引するよりも正確な電荷量
測定ができる。
【００２３】ロータ６の回転数と各回転数で分離したト
ナーの付着力の平均値の関係を図４に示す。図４に示す
ように、回転数が高くなるにしたがって、付着力の大き
なトナーが分離される。また、ロータ６の回転数と各回
転数で分離したトナーの一個当たりの電荷量の関係を図
５に示す。図５に示すように、回転数が高くなるにした
がって、電荷量の大きなトナーが分離される。
ナーの付着力の平均値の関係を図４に示す。図４に示す
ように、回転数が高くなるにしたがって、付着力の大き
なトナーが分離される。また、ロータ６の回転数と各回
転数で分離したトナーの一個当たりの電荷量の関係を図
５に示す。図５に示すように、回転数が高くなるにした
がって、電荷量の大きなトナーが分離される。
【００２４】図４と図５から、トナーの電荷量と付着力
の関係は、図６に示すように、付着力が電荷量の２乗に
比例して増加している。鏡像力は、粉体の電荷量の２乗
に比例して増加することが知られており、図６の結果も
対応している。図６に示した近似曲線において、電荷量
Ｑを０としたときの付着力から非静電的付着力Ｆneが求
められ、近似曲線の傾きＫを用いた下記式（４）から静
電的付着力Ｆe が求められる。図６におけるＦneとＫ
は、Ｆne＝２３．５（ｎＮ）、Ｋ＝２７．６５（ｎＮ／
ｆＣ^2）となった。
の関係は、図６に示すように、付着力が電荷量の２乗に
比例して増加している。鏡像力は、粉体の電荷量の２乗
に比例して増加することが知られており、図６の結果も
対応している。図６に示した近似曲線において、電荷量
Ｑを０としたときの付着力から非静電的付着力Ｆneが求
められ、近似曲線の傾きＫを用いた下記式（４）から静
電的付着力Ｆe が求められる。図６におけるＦneとＫ
は、Ｆne＝２３．５（ｎＮ）、Ｋ＝２７．６５（ｎＮ／
ｆＣ^2）となった。
【００２５】 Ｆe ＝Ｋ×Ｑ^2 （４） このように、遠心分離によって選別された粉体の付着力
と電荷量を測定することによって、電荷量と付着力の関
係を調べることができ、静電的付着力と非静電的付着力
を容易に測定することができる。以上、本発明の実施例
を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
と電荷量を測定することによって、電荷量と付着力の関
係を調べることができ、静電的付着力と非静電的付着力
を容易に測定することができる。以上、本発明の実施例
を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明の測定方法によれ
ば、遠心分離装置により、試料基板の試料面から分離し
て受け基板の付着面に付着した粉体の粒径を測定するこ
とにより、粉体と試料面との付着力が測定でき、受け基
板の付着面に付着した粉体を吸引した粉体吸引容器の電
荷量を測定することにより、粉体の一個当たりの電荷量
を求めることができ、電荷量と付着力の関係を求めるこ
とができるので、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
をそれぞれ求めることができる。したがって、粉体の付
着力と回転数の関係から、電荷量と付着力の関係を知る
ことができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力をそ
れぞれ求めることができるので、各々の付着力の制御が
できるようになる。
ば、遠心分離装置により、試料基板の試料面から分離し
て受け基板の付着面に付着した粉体の粒径を測定するこ
とにより、粉体と試料面との付着力が測定でき、受け基
板の付着面に付着した粉体を吸引した粉体吸引容器の電
荷量を測定することにより、粉体の一個当たりの電荷量
を求めることができ、電荷量と付着力の関係を求めるこ
とができるので、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
をそれぞれ求めることができる。したがって、粉体の付
着力と回転数の関係から、電荷量と付着力の関係を知る
ことができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力をそ
れぞれ求めることができるので、各々の付着力の制御が
できるようになる。
【００２７】請求項２記載の発明の測定方法によれば、
受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する位置を拡大
して観測できるので、粉体の付着面からの分離を容易に
確認できるので、粉体一個当たりの電荷量を正確に測定
することができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
を正確に求めることができる。したがって、粉体一個当
たりの電荷量を正確に測定することができ、粉体の静電
的付着力と非静電的付着力を正確に求めることができ
る。
受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する位置を拡大
して観測できるので、粉体の付着面からの分離を容易に
確認できるので、粉体一個当たりの電荷量を正確に測定
することができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
を正確に求めることができる。したがって、粉体一個当
たりの電荷量を正確に測定することができ、粉体の静電
的付着力と非静電的付着力を正確に求めることができ
る。
【００２８】請求項３記載の発明の測定装置によれば、
遠心分離装置により、試料基板の試料面から分離して受
け基板の付着面に付着した粉体の粒径を測定することに
より、粉体と試料面との付着力が測定でき、受け基板の
付着面に付着した粉体を吸引した粉体吸引容器の電荷量
を測定することにより、粉体の一個当たりの電荷量を求
めることができ、電荷量と付着力の関係を求めることが
できるので、粉体の静電的付着力と非静電的付着力をそ
れぞれ求めることができる。
遠心分離装置により、試料基板の試料面から分離して受
け基板の付着面に付着した粉体の粒径を測定することに
より、粉体と試料面との付着力が測定でき、受け基板の
付着面に付着した粉体を吸引した粉体吸引容器の電荷量
を測定することにより、粉体の一個当たりの電荷量を求
めることができ、電荷量と付着力の関係を求めることが
できるので、粉体の静電的付着力と非静電的付着力をそ
れぞれ求めることができる。
【００２９】請求項４記載の発明の測定装置によれば、
受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する位置を拡大
して観測できるので、粉体の付着面からの分離を容易に
確認できるので、粉体一個当たりの電荷量を正確に測定
することができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
を正確に求めることができる。
受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する位置を拡大
して観測できるので、粉体の付着面からの分離を容易に
確認できるので、粉体一個当たりの電荷量を正確に測定
することができ、粉体の静電的付着力と非静電的付着力
を正確に求めることができる。
【図１】本発明に係る粉体付着力測定装置の測定セルの
一実施例を示す構成図である。
一実施例を示す構成図である。
【図２】一実施例の粉体付着力測定装置の遠心分離装置
の一部断面側面図である。
の一部断面側面図である。
【図３】一実施例の粉体電荷量測定装置の粉体吸引装置
の一部断面図である。
の一部断面図である。
【図４】一実施例における粉体付着力測定装置により測
定されたロータの回転数に対する各回転数で分離したト
ナーの付着力の平均値を示す図である。
定されたロータの回転数に対する各回転数で分離したト
ナーの付着力の平均値を示す図である。
【図５】一実施例における粉体電荷量測定装置により測
定されたロータの回転数に対する各回転数で分離したト
ナーの一個当たりの電荷量を示す図である。
定されたロータの回転数に対する各回転数で分離したト
ナーの一個当たりの電荷量を示す図である。
【図６】一実施例における粉体付着力測定装置により測
定されたトナーの一個当たりの電荷量に対する付着力を
示す図である。
定されたトナーの一個当たりの電荷量に対する付着力を
示す図である。
１ 測定セル ２ 試料基板 ２ａ 試料面 ３ 受け基板 ３ａ 付着面 ４ スペーサ ５ 遠心分離装置 ６ ロータ ７ 保持部材 ７ａ 棒状部 ７ｂ セル保持部 ７ｃ 穴部 ７ｄ 設置固定部 ８ 試料設置部 ９ 回転中心軸 ２１ 粉体吸引装置部材 ２２ 粉体吸引装置部材 ２３ 吸引ノズル ２４ 粉体導入部 ２５ 電極 ２６ フィルター ２７ 金網 ２８ 吸引口
Claims (4)
- 【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が付着する付着面を
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
測定セルを回転させ、前記試料基板の試料面に付着した
前記粉体を、前記受け基板の付着面に付着させる遠心分
離工程と、 前記遠心分離工程を、前記受け基板を交換して、複数の
回転数について行う回転数別遠心分離工程と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体の粒径と個数を測
定する粉体個数測定工程と、 前記粉体の粒径と比重から粉体の重量を求め、粉体の重
量と前記回転数から前記粉体の前記試料基板の試料面へ
の付着力を求める付着力算定工程と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引して粉体吸
引容器に導入する粉体吸引工程と、 前記粉体吸引容器の電荷量を測定する電荷測定工程と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体の個数と電荷量か
ら粉体一個あたりの電荷量を求め、粉体の電荷量と付着
力の関係から静電的付着力および非静電的付着力を求め
る、静電的付着力および非静電的付着力算定工程と、 を備えたことを特徴とする粉体の付着力測定方法。 - 【請求項２】請求項１記載の粉体の付着力測定方法にお
いて、 前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する粉体吸
引工程の際に、前記粉体を吸引する場所を拡大して観察
しながら前記粉体を吸引することを特徴とする粉体の付
着力測定方法。 - 【請求項３】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が付着する付着面を
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
測定セルを回転させ、前記試料基板の試料面に付着した
前記粉体を、前記受け基板の付着面に付着させる遠心分
離手段と、 前記受け基板を交換して、複数の回転数について前記回
転を行う回転数別遠心分離手段と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体の粒径と個数を測
定する粉体個数測定手段と、 前記粉体の粒径と比重から粉体の重量を求め、粉体の重
量と前記回転数から前記粉体の前記試料基板の試料面へ
の付着力を求める付着力算定手段と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引して粉体吸
引容器に導入する粉体吸引手段と、 前記粉体吸引容器の電荷量を測定する電荷測定手段と、 前記受け基板の付着面に付着した粉体の個数と電荷量か
ら粉体一個あたりの電荷量を求め、粉体の電荷量と付着
力の関係から静電的付着力および非静電的付着力を求め
る、静電的付着力および非静電的付着力算定手段と、 を備えたことを特徴とする粉体の付着力測定装置。 - 【請求項４】請求項３記載の粉体の付着力測定装置にお
いて、 前記受け基板の付着面に付着した粉体を吸引する場所を
拡大して観察する吸引位置拡大手段を備えたことを特徴
とする粉体の付着力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04167498A JP3585725B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 粉体の付着力測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04167498A JP3585725B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 粉体の付着力測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237328A true JPH11237328A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3585725B2 JP3585725B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=12614969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04167498A Expired - Fee Related JP3585725B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 粉体の付着力測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3585725B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106769739A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 兰州大学 | 一种测定雾霾带电颗粒百分比的系统 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP04167498A patent/JP3585725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106769739A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 兰州大学 | 一种测定雾霾带电颗粒百分比的系统 |
| CN106769739B (zh) * | 2017-01-19 | 2024-01-23 | 兰州大学 | 一种测定雾霾带电颗粒百分比的系统 |
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|---|---|
| JP3585725B2 (ja) | 2004-11-04 |
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