JP3558787B2 - Charge amount measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電量測定装置、より詳細には、粒子の接触・摩擦帯電量を測定する帯電量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
物質の帯電現象は、電子写真分野をはじめとする多くの産業分野において有効に用いられている。これらにおいては、対象とする材料の帯電特性を把握することが非常に重要であり、材料の帯電現象、特に、そのメカニズムについての研究も盛んに行われている。帯電量測定は、その中でも特に重要な技術であり、材料の形態により、粉体試料の帯電量測定方法(ブローオフ法:特公昭56−30831号公報、特公昭59−2864号公報)や、板状あるいは膜状試料の帯電量測定方法(カスケード法:特開昭2−126152号公報)が提案されている。
【0003】
ブローオフ法は、一定の割合で混合したサンプル微粒子とキャリア粒子を、所定の条件で撹拌して帯電させた後、メッシュ容器(ファラデーケージ)に移し、エアブローによりサンプル微粒子をキャリアから分離させ、単位重量のサンプル微粒子に対して発生した電荷量を測定する。ブローオフ法で得られる電荷量は、キャリア粒子の材料の他に、サンプル微粒子とキャリア粒子の粒子特性(粒径、粒径分布、形状等)及び両者の混合比や撹拌条件、さらに温湿度等の環境条件に依存する。測定条件については、通常は適当な標準条件を設定して一定条件下で測定する。
【0004】
電子写真プロセスでは、トナーとそのキャリアの撹拌時間と帯電量の関係、特に、飽和帯電量、及び、飽和に至る撹拌時間(飽和時間)が重要である。トナーの帯電量は撹拌時間とともに増加するが、単位時間当りの増加量は撹拌時間とともに減少し、一定の帯電量(飽和帯電量)になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ブローオフ法では、従来、上記撹拌、重量測定、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離、帯電量測定の各操作自体は、測定器や機械装置を用いて行っているが、各操作の間は、機械的に何の連携も持っておらず、測定者が手動で行なっており、帯電量の撹拌時間依存性を測定する場合は手間と時間がかかる。
【0006】
そこで、請求項1の発明は、測定試料の撹拌、導電性容器(ファラデーケージ)への測定試料(サンプル微粒子とキャリア粒子)の供給、重量測定、帯電量測定、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離、各操作間の移動を制御することにより、粒子の帯電量の撹拌時間依存性の測定を自動化し、研究開発効率の向上に寄与する帯電量測定装置において、帯電量測定後のキャリア粒子、及びフィルターに付着したサンプル微粒子をエアブローによって導電性容器外に排出することにより、測定精度を向上することを目的としている。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、サンプル微粒子を分離させる際に、ブロー手段が導電性容器を密閉するように構成することにより、サンプル微粒子とキャリア粒子がフィルターを通過せずに外部に飛散することによる帯電量の測定精度の低下を防止する、また、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離効率を向上することを目的としている。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、撹拌手段が傾いて測定試料を供給することにより、供給手段を別に設ける場合と比較して、制御の容易性の向上、測定系の設置スペースの低減、製作コストの低減を目的としている。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、撹拌容器から排出された測定試料を受けて、導電性容器に流す手段を設けることにより、撹拌容器から排出される測定試料が導電性容器外に落ちずに全て供給され、測定試料の無駄がなく、また、供給に伴う周辺の汚れも防止できることを目的としている。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、ブロー手段の周辺に囲みを設けることにより、分離したサンプル微粒子の飛散による周辺部の汚れを防止することを目的としている。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、測定系を恒温恒湿曹内に設置することにより、測定の精度及び再現性が向上し、帯電量の撹拌時間依存性の温湿度特性が設定できることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、サンプル微粒子と前記サンプル微粒子よりも粒径の大きいキャリア粒子を収納し、前記サンプル微粒子及び前記キャリア粒子を外部に排出する部位を有し、前記サンプル微粒子及び前記キャリア粒子を混合・撹拌するための撹拌容器と、前記撹拌容器中の前記サンプル微粒子と前記キャリア粒子を混合・撹拌する撹拌手段と、前記撹拌容器の外部に排出された前記サンプル微粒子と前記キャリア粒子が収納され、前記サンプル微粒子を通過させるとともに前記キャリア粒子の通過を阻止するフィルターを設置した導電性容器と、前記撹拌容器中の前記サンプル微粒子及び前記キャリア粒子を外部に排出し、前記導電性容器に供給する供給手段と、前記導電性容器の重量を計測する重量計測手段と、前記サンプル微粒子がキャリア粒子から分離して、前記フィルターを通過して前記導電性容器の外に排出されるように、前記導電性容器に所定のガスを吹き付けるブロー手段と、前記ブロー手段により分離した前記サンプル微粒子を回収する回収手段と、前記ブロー手段により前記サンプル微粒子の分離・排出された前記導電性容器の帯電量を測定する帯電量測定手段と、前記導電性容器を前記撹拌装置、前記重量計測手段、前記ブロー手段に所定の順序で移動させる移動手段と、前記撹拌手段に前記サンプル微粒子と前記キャリア粒子を所定の時間撹拌させ、前記供給手段を制御して、前記撹拌容器から所定量の前記サンプル微粒子と前記キャリア粒子を前記導電性容器に移動し、前記移動手段を制御して、前記導電性容器を前記重量計測手段に移動して重量を計測させ、前記ブロー手段に移動して前記サンプル微粒子を分離させ、前記回収手段に分離したサンプル微粒子を回収させ、前記帯電量測定手段に前記サンプル微粒子の分離後の前記導電性容器の帯電量を計測させ、前記重量計測手段へ再度移動させて重量を計測させて、前記サンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量を測定し、最後に前記導電性容器中のキャリア粒子を外部に排出する測定手順を繰り返すことによって、前記サンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量の撹拌時間依存性を測定する制御手段とを備え、もって、測定試料の撹拌、導電性容器(ファラデーケージ)への測定試料(サンプル微粒子とキャリア粒子)の供給、重量測定、帯電量測定、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離、各操作間の移動を制御することにより、粒子の帯電量の撹拌時間依存性の測定を自動化し、研究開発効率の向上を図ったものである。
【0014】
ここで、サンプル微粒子とキャリア粒子は、混合・撹拌されることにより帯電し、サンプル微粒子はその粒径がキャリア粒子よりも小さい。
撹拌手段は、撹拌容器内のサンプル微粒子とキャリア粒子を適切に混合・撹拌して、サンプル微粒子とキャリア粒子に帯電させることができるものであれば、どのような方法であってもよく、例えば、撹拌容器を回転させるもの、振動させるもの、あるいは、上下左右に振るもの等であってもよい。
導電性容器は、撹拌容器から供給される測定試料を収納することができ、ブロー手段により噴射されるガスによりサンプル微粒子がキャリア粒子と分離されて適切に排出される形状に形成されている。
供給手段は、撹拌容器から測定試料の一部を導電性容器に供給できればどのような方法でもよく、例えば、撹拌容器を撹拌手段から移動して回転等により撹拌容器の排出部位から測定試料を排出させてもよいし、請求項3の発明のように、撹拌容器を撹拌手段に固定したまま撹拌手段を傾けることにより測定試料を排出させてもよい。
ブロー手段は、導電性容器にガスを吹き付ける部位と、ガスを供給する手段から構成される。
回収手段は、分離されたサンプル微粒子を回収する部位と、吸引手段から構成される。
重量計測手段は、ブロー手段によりサンプル微粒子が分離・排出されることによる導電性容器の重量変化を適切に計測できる精度のものであり、例えば、電子天秤等を用いることができる。
帯電量測定手段は、導電性容器に接触する電極部位と電荷測定装置及び電極部位と電荷測定装置をつなぐリード線から構成される。
電荷測定装置は、ブロー手段によりサンプル微粒子が分離・排出されることにより残ったキャリア粒子の帯電電荷を適切に測定できるものであればどのようなものでもよく、例えば、エレクトロメータ等を用いることができる。
移動手段は、導電性容器を上記各手段の間に適切に移動させることのできるものであればどのようなものでも良い。
制御手段は、上記各手段を制御して、所定の撹拌時間毎に帯電量測定処理を自動的に実行される制御処理とサンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量を算出する算出処理、測定データのグラフ表示、記録媒体への記録等の処理を行なう。
さらに、前記制御手段は、前記サンプル微粒子の分離後の前記導電性容器の重量を計測させた後に、前記移動手段を制御して、前記導電性容器を前記ブロー手段に移動して、該ブロー手段に対する前記導電性容器の向きを前記サンプル微粒子の回収時とは逆の向きに反転させて、前記サンプル微粒子の回収時とは逆の向きから所定のガスを前記フィルター面に吹き付けることによって前記導電性容器内のキャリア粒子を排出させ、同時に前記回収手段にキャリア粒子を回収させるようにし、もって、帯電量測定後のキャリア粒子、及びフィルターに付着したサンプル微粒子をエアブローによって導電性容器外に排出することにより、測定した試料が残存しないようにして、次の測定に影響しないようにし、測定の精度を向上させるようにしたものである。
【0016】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記サンプル微粒子を分離させる際に、前記ブロー手段が前記導電性容器を密閉するように構成し、もって、サンプル微粒子とキャリア粒子がフィルターを通過せずに外部に飛散することによる帯電量の測定精度の低下を防止し、また、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離効率を向上させるようにしたものである。
【0017】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記撹拌手段が傾くことにより、前記撹拌容器中の前記サンプル微粒子及び前記キャリア粒子を外部に排出し、前記導電性容器に供給するようにし、もって、撹拌手段が傾いて測定試料を供給することにより、供給手段を別に設ける場合と比較して、制御の容易性の向上、測定系の設置スペースの低減、製作コストの低減を図ったものである。なお、撹拌手段は、全体が傾いても良いし、その一部が傾いても良い。いずれの場合も、撹拌手段が傾いた時に、撹拌容器が撹拌手段から分離しないような保持機構を設置する必要がある。
【0018】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記撹拌容器から排出された前記サンプル微粒子及び前記キャリア粒子を受けて、前記導電性容器に流す手段を設け、もって、撹拌容器から排出される測定試料が導電性容器外に落ちずに全て供給され、測定試料の無駄がなく、また、供給に伴う周辺の汚れも防止できるようにしたものである。なお、上記手段は、測定試料を受ける部位は導電性容器の測定試料導入部よりも十分広く、導電性容器に測定試料を流す部位は導電性容器の測定試料導入部よりも狭くなるように構成する。
【0019】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、ガスブロー装置のガスを吹き付けるノズルと分離したサンプル微粒子を回収する回収口とを含む、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離操作及び分離したサンプル微粒子の回収操作を行なう領域に囲みを設け、もって、ブロー手段の周辺に囲みを設けることにより、分離したサンプル微粒子の飛散による周辺部の汚れを防止するようにしたものである。
【0020】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記撹拌容器、前記撹拌手段、前記導電性容器、前記供給手段、前記重量計測手段、前記移動手段、前記ブロー手段の一部、前記回収手段の一部、前記帯電量測定手段の一部を恒温恒湿曹内に設置し、各測定手段を恒温恒湿曹外から制御できるようにし、もって、測定系を恒温恒湿曹内に設置することにより、測定の精度及び再現性を向上し、帯電量の撹拌時間依存性の温湿度特性を設定できるようにしたものである。
なお、ブロー手段は、導電性容器にガスを吹き付ける部位を恒温恒湿曹内に設置し、ガスの供給手段は恒温恒湿曹外に設置する。また、回収手段は、サンプル微粒子の回収部位を恒温恒湿曹内に設置し、吸引手段は恒温恒湿曹外に設置する。ガスの供給手段及び吸引手段を恒温恒湿曹外に設置するのは設置スペースの問題であり、環境試験室のように十分な設置スペースがあれば中に設置しても良い。帯電量測定手段は、電極部位とリード線の一部を恒温恒湿曹内に設置し、電荷測定装置とリード先の一部は恒温恒湿曹外に設置する。電荷測定装置を恒温恒湿曹外に設置するのは、温湿度の影響を避けるためである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0022】
図1,図2及び図3は、帯電量測定装置を説明するための図で、図1において、帯電量測定装置1は、台座2上に、撹拌装置3、重量計測装置4、供給装置5、ノズル6、吸引パイプ7及び移動装置8が取り付けられており、台座2の側に、前記ノズル6に圧縮ガスを供給するガスブロー装置9、前記吸引パイプ7からガスや噴出粒子を回収する吸引装置10、電荷測定装置11及び制御装置12等が配設されている。また、撹拌装置3上には、撹拌容器13が載置されている。
【0023】
導電性容器20は、図2に拡大して示すように、両端の開口した円筒状の容器21の片側に円形のフィルター22が保持治具24により着脱可能に固定されている。円筒状の容器21のもう片側は、撹拌容器から供給される測定試料を導入し、測定後にキャリア粒子を排出するために、開口している。このため、導電性容器20は、測定中に測定試料を保持するために、フィルター22が設置されている面を下にして保持する必要がある。
【0024】
撹拌容器13は、図3に拡大して示すように、片側の開口した円筒状の容器13aと、外側に測定試料を排出する部位を有する蓋13bから構成され、ネジ13cで蓋13bが閉められる。また、蓋の内側は測定試料を排出しやすいように傾斜が設けられている。測定試料としては、電子写真記録装置、例えば、複写機やファクシミリ装置等に用いられるトナーを使用し、キャリア粒子は、サンプル微粒子よりもその粒径が大きい。
【0025】
上記導電性容器20のフィルター22は、そのメッシュの大きさがサンプル微粒子は通過させるがキャリア粒子は通過させない大きさのものが使用されている。例えば、サンプル微粒子の平均粒径が7μm、キャリア粒子の平均粒径が70μmのものを使用する場合、500メッシュ(50μmピッチ)のステンレス製の金網で形成されている。また、導電性容器20は、SUS(ステンレス合金)で形成されている。
なお、導電性容器20の形状は、上記円筒形状のものに限るものではないが、ガスの吹き付けによってサンプル微粒子とキャリア粒子が容易に分離できるものである必要がある。
【0026】
撹拌装置3は、撹拌容器13の中のサンプル微粒子とキャリア粒子を混合・撹拌するものであり、その上部に円柱状の卓上ボールミル回転架台3a,3bを備えている。卓上ボールミル回転架台3a,3b上に撹拌容器13が載置され、撹拌装置3は、卓上ボールミル回転架台3a,3bを回転駆動することにより撹拌容器13を回転させて、サンプル微粒子とキャリア粒子を混合・撹拌する。卓上ボールミル回転架台3a,3bの回転は、撹拌装置3内のモータ等により行なう。
なお、撹拌装置3は、上述のように、撹拌容器13を回転させるものに限るものではなく、例えば、撹拌容器13に振動を与えて撹拌させるもの、あるいは、撹拌容器13を上下または左右に振って撹拌させるもの等何れの方法であっても、適切にサンプル微粒子とキャリア粒子を混合・撹拌できるものであればよい。
【0027】
本例においては、撹拌容器13を回転させることにより混合・撹拌を行なっているので、撹拌容器20が円筒状に形成することにより、撹拌装置3で容易に撹拌することができるとともに、撹拌容器13を容易に作製することができる。また、撹拌装置3は、その撹拌の開始と停止を制御装置12により制御されており、例えば、卓上ボールミル回転架台3a,3bの回転数を設定した状態で、撹拌装置3の電源のオン/オフを制御装置12により制御することにより、撹拌装置3による撹拌容器13の撹拌の開始と停止を制御する。撹拌装置3により撹拌容器13内のサンプル微粒子とキャリア粒子が混合・撹拌すると、サンプル微粒子とキャリア粒子が、その撹拌時間や材料特性に応じて帯電する。
【0028】
供給装置5は、所定時間撹拌された撹拌容器13を移動、回転して、撹拌容器13の測定試料排出部位13aから、測定試料の一部を排出し、導電性容器20に測定試料を供給する。
供給装置5は、上記撹拌装置3に沿って配設された移動レール5aと、該移動レール5a上を移動する移動体5bと、該移動体5bに取り付けられた昇降部5cと、該昇降部5cの先端に取り付けられた回転部5dと、該回転部5dの先端に取り付けられた把持部5eを備えており、制御装置12の制御下で動作して、撹拌容器13を撹拌装置3から移動、回転させ、導電性容器20に測定試料を供給する。
すなわち、移動体5bは、モータあるいはガスや油圧シリンダの作用により移動レール5a上を移動して把持部5eの位置調整を行なう。昇降部5cは、同様の作用により上下方向の位置調整を行ない、回転部5dは同様の作用により撹拌容器13の向きを変更し、把持部5eは、同様の作用により開閉して、撹拌容器13を保持及び分離する。供給装置5は、上記移動動作、回転動作、把持動作が制御装置12により制御される。
【0029】
重量計測装置4は、後述するガスブローによるサンプル微粒子の分離・排出の前後の導電性容器20の重量を計測するためのものであり、導電性容器20の重量が計測可能で、十分精度の良いものが好ましく、また、測定結果を制御装置12に出力するための通信機能を有している必要がある。そこで、本実施の形態では、重量計測装置4として、電子天秤を用い、RS−232Cにより計測データの制御装置12への送信を行い、また、図1には図示しないが、電子天秤の自動ドアの開閉を制御装置12からの制御により行なっている。
【0030】
ノズル6からガスが導電性容器20の開口部に吹き付けられると、導電性容器20内のサンプル微粒子をキャリア粒子から分離して、フィルター22の方向に吹き飛ばす。ところが、フィルター22は、サンプル微粒子は通過できるがキャリア粒子は通過できないため、サンプル微粒子のみがフィルター22を通過して、導電性容器20の外に排出される。このとき、上記撹拌によりサンプル微粒子及びキャリア粒子が帯電しているため、サンプル微粒子がキャリア粒子から分離されて導電性容器20の外に排出されると、排出されたサンプル微粒子の量に対応した電荷量が導電性容器20内のキャリア粒子に残ることになり、この帯電量を、導電性容器20を介して、後述する電荷測定装置11により測定する。
ノズル6は、ガスブロー装置9にホース6aにより接続されており、ガスブロー装置9には、エアコンブレッサー等が用いられる。制御装置12は、ガスブロー装置の電源のオン/オフを制御することにより、ガスブロー装置9によるノズル6を介してのガスブローの開始及び停止を制御している。なお、制御装置12によるガスブローの開始及び停止の制御は、エアコンプレッサー等のガスブロー装置9の電源のオン/オフ制御によるものに限るものではなく、例えば、ガスブロー装置9とノズル6との間に電磁弁を設け、この電磁弁の開閉を制御装置12により行なうようにしてもよい。
【0031】
また、ガスブローに使用するガスは、エアコンプレッサー等のガスブロー装置9からの供給に限るものではなく、例えば、圧縮ガスボンベあるいは圧縮ガスの送風管から供給されるガスを電磁弁のオン/オフを制御装置12で制御することにより行なってもよい。
導電性容器20のフィルター22に面した位置には、吸引パイプ7が開口しており、吸引パイプ7は、吸引装置10の吸引口に接続されており、導電性容器20から排出されたサンプル微粒子は吸引装置10に回収される。吸引装置10は、例えば、トナー用の掃除機等を使用することができる。
電極11aは、導電性容器20がノズル6の下に移動した時に、容器21に接触するように配設されている。また、電極11aは、電荷測定装置11に導線11bにより接続されており、導電性容器20の電荷は電荷測定装置11により計測される。
電荷測定装置11は、サンプル微粒子と分離したキャリア粒子の帯電量を測定するためのものであり、エレクトロメータが用いられている。電荷測定装置11は、測定した電荷量を数値化して、制御装置12に出力する。
【0032】
帯電量測定装置1は、台座2上に、撹拌装置3、重量計測装置4、ノズル6が横に並んで配設されており、移動装置8により導電性容器20を移動させやすいように配設されている。
移動装置8は、上記撹拌装置3、重量計測装置4、ノズル6の並び方向に沿って配設された移動レール8aと、該移動レール8a上を移動する移動体8bと、該移動体8bに取り付けられたアーム部8cと、該アーム部8cの先端部に取り付けられた昇降部8dと、該昇降部8dの先端に取り付けられた回転部8eと、該回転部8eの先端に取り付けられた把持部8fを備えており、制御装置12の制御下で動作して、導電性容器20を供給装置5、重量計測装置4、ブロー装置9が各処理を実施できるような位置に移動し、最後は吸引パイプ7上で導電性容器20を180度回転してキャリア粒子を排出する。
【0033】
すなわち、移動体8bは、モータあるいはガスや油圧シリンダの作用により移動レール8a上を移動し、アーム部8cは、同様の作用により移動レール8aに対して直角方向に伸縮して把持部8fの位置調整を行なう。昇降部8dは、同様の作用により上下方向の位置調整を行い、回転部8eは同様の作用により導電性容器の向きを変更し、把持部8fは、同様の作用により開閉して、導電性容器20を保持及び分離する。この把持部8fの導電性容器20を把持する面には、図示しない絶縁性ゴムが張り付けられており、把持部8fを介して帯電電荷がリークするのを防止している。移動装置8は、上記移動動作、回転動作、把持動作が制御装置12により制御される。
【0034】
制御装置12は、上記撹拌装置3、重量計測装置4、供給装置5、移動装置8、ガスブロー装置9、吸引装置10、電荷測定装置11を制御して、帯電量測定処理を自動的に行なう。
制御装置12としては、本実施の形態においては、パーソナルコンピュータが使用されており、ディスプレイ12a、キーボード12b及び必要に応じてプリンタ等を備えている。
制御装置12は、上記各部の動作を制御する制御処理プログラム及び各部の測定結果から単位重量のサンプル微粒子に対する帯電量を算出する帯電量算出処理プログラム等が格納されており、当該プログラムに基づいて上記各部を制御して、帯電量測定処理を実行する。上記プログラムには、例えば、測定パラメータとして、サンプル微粒子及びキャリア粒子の名前、帯電量の撹拌時間依存性の測定に必要な各撹拌時間、ガスを吹き付ける時間等が入力されており、単位重量のサンプル微粒子に対する帯電量(Q/M)を算出するための式として、次式(1)が設定されている。
Q/M=−Q/(W1−W2)…(1)
ここで、Qは帯電量測定装置11の測定した導電性容器20内のキャリア粒子の帯電量、W1は分離前の導電性容器20の重量、W2は分離後の導電性容器20の重量である。また、サンプル微粒子の帯電量は、キャリア粒子の帯電量と符号が逆になるため、(1)式に−の符号がついている。
【0035】
制御装置12は、特に、上記各部を制御するため及び各部からデータを取得するために、RS−232C,GP−IB及びその他のインターフェースボードを備えている。制御装置12は、上記処理状況や帯電量の撹拌時間依存性のグラフ等をディスプレイ12aに表示させるとともに、必要に応じて、プリンタ出力や他の記録媒体、例えば、フロッピーディスク等への出力を行なう。
【0036】
次に、本例の動作を説明する。所定の割合でサンプル微粒子とキャリア粒子を収納した撹拌容器13を用意し、撹拌装置3の卓上ボールミルの回転架台3a,3b上に載置する。また、制御装置12の制御により、移動装置8の把持部8fを制御して、導電性容器20を把持部8fに把持させる。制御装置12に動作の開始が入力されると、制御装置12は、撹拌装置3の電源を入れて卓上ボールミルの回転架台3a,3bを回転させ、撹拌容器13内のサンプル微粒子とキャリア粒子の混合・撹拌を開始し、予め設定された時間、例えば、30秒間撹拌すると、撹拌装置3の電源を切って撹拌を停止する。
【0037】
次に、制御装置12は、供給装置5を用いて、撹拌容器13を撹拌装置3上から移動し、導電性容器20の上方で回転することにより、撹拌容器内のサンプル微粒子とキャリア粒子の一部が排出され、導電性容器20に供給される。制御装置12は、サンプル微粒子とキャリア粒子を一定時間供給した後に、供給装置を用いて、撹拌容器13を回転・移動して撹拌装置3の卓上ボールミルの回転架台3a,3b上に載置する。
【0038】
次に、制御装置12は、移動装置8を用いて、導電性容器20を重量計測装置4上に移動させ、図示しない重量計測装置4の自動ドアを開閉して、重量計測装置4による計測を自動で行ない、ガスブローによる分離前の導電性容器20の重量W1のデータを取り込む。
【0039】
次に、制御装置12は、移動装置8を用いて、導電性容器20を、ノズル6の下で、電極11aに接触する位置に移動する。
次に、制御装置12は、ガスブロー装置9を設定された時間だけ駆動し、ノズル6からガスを導電性容器20に噴射させて、導電性容器内のサンプル微粒子とキャリア粒子を分離し、サンプル微粒子をフィルター22を通して導電性容器20の外に排出させる。また、制御装置12は、ガスブロー装置9と同時に、吸引装置9を駆動し、吸引パイプ7を介して、排出されたサンプル微粒子を回収させる。
このようにして、サンプル微粒子がキャリア粒子から分離されて導電性容器20の外に排出されると、サンプル微粒子の帯電量と同量で極性の異なる電荷がキャリア粒子、すなわち、導電性容器20に残留することになり、この残留電荷量を電極11aを介して電荷測定装置11に取り込んで、導電性容器20、ひいては、キャリア粒子の帯電量を測定する。制御装置12は、電荷測定装置11を制御して、上記の測定を行い、測定されたデータを取り込む。
【0040】
次に、制御装置12は、移動装置8を用いて、再度、導電性容器20を重量計測装置4上に移動させ、重量計測装置4を制御して自動測定を行い、ガスブローによる分離後の導電性容器20の重量W2のデータを取り込む。
次に、制御装置12は、移動装置8を用いて、導電性容器20を吸引パイプ7の上方に移動させ、180度回転して、導電性容器20内のキャリア粒子を排出させ、再度180度回転後、撹拌容器13からサンプル微粒子及びキャリア粒子を供給される位置まで移動させる。
制御装置12は、上記処理により取得したデータからサンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量を式(1)により算出する。
同様に、制御装置12は、予め設定された時間、例えば、測定開始から1分、5分、10分、30分間撹拌後にそれぞれ同じ測定手順を実施する。測定結果のグラフ、サンプル微粒子及びキャリア粒子の名称、その他の測定パラメータ等がディスプレイ12aに表示され、必要に応じて、プリンタ、その他の記録媒体、例えば、フロッピーディスク等に記録される。
【0041】
図4に、トナー濃度2%の電子写真現像剤を用いて、帯電量の撹拌時間依存性を測定した結果を示す。
以上のように、本実施の形態によれば、帯電量の撹拌時間依存性を自動化することができ、研究開発効率の向上に寄与することができる。
【0042】
(実施例1)
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。本実施例では、上記図1における帯電量測定装置において、制御装置12が、サンプル微粒子とキャリア粒子をガスブローで分離した後の導電性容器20の重量を重量計測装置4に計測させた後に、移動装置8を用いて、導電性容器20をノズル6の下方、吸引パイプ7の上方に移動し、180度回転してフィルター22の面が上に向くようにさせ、ガスブロー装置9を駆動させて、フィルター22の面にガスを吹き付けることによって導電性容器20内のキャリア粒子を排出させ、同時に吸引装置10を駆動させてキャリア粒子を回収させる。上記のように、分離後のキャリア粒子の排出時にガスブローを使用すると、キャリア粒子は完全に排出され、また、フィルター22に付着したサンプル微粒子も吹き飛ばすことができ、次の測定時に測定試料が残存しないため、上記図1における帯電量測定装置に比べて、測定の精度を向上させることができる。
【0043】
(実施例2)
図5は、本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、ガスブローを行なう時に、ノズル6が密電性容器20を密閉するように構成したものである。
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。
図5において、ノズル6は、ガスの吹き出し口6bと、密閉用部材6cから構成され、密閉用部材6cは、導電性容器20の開口部を密閉できるように形成されている。
【0044】
本実施例において、制御装置12は、移動機構8を用いて、導電性容器20をノズル6の下方で、導電性容器20の開口部の中心線がノズル6のガス吹き出し口6bの中心を通るような位置に移動させ、次に密閉用部材6cが導電性容器20の開口部密閉するまで上方に移動させる。
図1の帯電量測定装置のように、ガスブロー時に導電性容器20の開口部が密閉されていない場合、ガスブローによって、サンプル微粒子だけではなく、キャリア粒子も開口部から外部に排出される可能性がある。キャリア粒子が排出されると、サンプル微粒子の重量が正確に計測できず、また計測される帯電量が減少してしまうため、サンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量が正確に測定できない。これに対して、上記のように、ガスブローを行なう時に、ノズル6が導電性容器20を密閉するように構成すると、サンプル微粒子とキャリア粒子が、導電性容器20の開口部から外部に飛散することが無く、サンプル微粒子の単位重量当たりの帯電量を正確に測定することができる。また、上記のように密閉された導電性容器20にガスブローを行なえば、密閉されていない場合に比べて、サンプル微粒子とキャリア粒子を分離する力が大きく、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離効率を向上させることができる。
【0045】
(実施例3)
図6は、本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、撹拌手段が傾くことにより供給手段を兼ねるように構成したものである。
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳細に説明を省略する。
図6において、撹拌装置3は、傾斜ステージ30上に固定されており、傾斜ステージ30が傾斜することにより、撹拌装置3上の撹拌容器13が傾き、撹拌容器13中のサンプル微粒子とキャリア粒子が外部に排出される。また、図6に示すように、撹拌装置3が傾斜した時に、撹拌容器13が撹拌装置3上から落ちないように、卓上ボールミルの回転架台3a,3bの側面に、穴部31aを設けた撹拌容器保持板31を設置した。傾斜ステージ30は、制御装置12によって、傾斜角度、傾斜している時間等を制御されている。
上記のように撹拌手段が傾いて測定試料を供給することにより、図1における帯電量測定装置のように供給手段を別に設ける場合と比較して、制御の容易性が向上し、測定系の設置スペースを低減することができ、製作コストも低減することができる。
【0046】
(実施例4)
図7は、本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、撹拌容器から排出された測定試料を受けて、導電性容器に流す手段を設けたものである。
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。
図7において、撹拌容器13から排出された測定試料は、台座2に固定された漏斗40に捕捉され、導電性容器20に供給される。
図1における帯電量測定装置のように、撹拌容器13から導電性容器20に直接供給する場合は、撹拌容器20が回転または傾斜する際に、排出された測定試料の一部が導電性容器20の外に落下してしまう可能性があるが、図7に示すように、漏斗40が十分大きければ、撹拌容器から排出される測定試料が導電性容器外に落ちずに全て供給され、測定試料の無駄がなく、また供給に伴う周辺の汚れも防止できる。
【0047】
(実施例5)
図8は、本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、ガスブロー装置のノズルと、分離したサンプル微粒子の回収口を含む、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離操作及び分離したサンプル微粒子の回収操作を行なう領域の囲みを設けたものである。
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【0048】
図8において、ガスブローを行なう領域は、箱状の囲い50により囲われており、ノズル6は囲い50の上面に取り付けられ、また、吸引パイプ7は囲い50の下面に取り付けられており、図示されていない電極11aも囲い50の中に設置されている。また、囲い50の開口部50aは、導電性容器20を把持した把持部8fが進入するのに十分な大きさに形成されている。
上記構成によれば、分離したサンプル微粒子が帯電量測定装置1の他の装置類に飛散、付着することを抑制することができ、周辺の汚れを低減することができる。
【0049】
(実施例6)
本実施の形態は、上記図1における帯電量測定装置と同様の帯電量測定装置に適用される。そこで、本実施の形態の説明においては、図1,図2及び図3と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳細に説明を省略する。
本実施例では、撹拌容器13、撹拌手段3、導電性容器20、供給手段5、重量計測手段4、移動手段8、ノズル6、吸引パイプ7、電極11aを恒温恒湿曹内に設置し、各測定手段を恒温恒湿曹外から制御できるようにしたものである。また、ガスブロー装置9、吸引装置10、帯電量測定装置11は恒温恒湿曹外に設置する。
ホース6a及び吸引パイプ7は、恒温恒湿曹に設けられたガス用の内外接続部に接続され、恒温恒湿曹外に設置されたガスブロー装置9から送られた圧縮ガスが、ホース6aを通して恒温恒湿曹内に設けられたノズル6に送られて導電性容器20に吹き付けられ、分離したサンプル微粒子は恒温恒湿曹内に設けられた吸引パイプ7から、恒温恒湿曹外に設置された吸引装置に回収される。
また、電極11aや制御装置12と恒温恒湿曹内に設置された装置類をつなぐ制御用のケーブルは、恒温恒湿曹に設けられた電気的な内外接続部に接続され、帯電量の測定、恒温恒湿曹内に設置された装置類の制御が行われる。
サンプル微粒子とキャリア粒子の撹拌によって発生する帯電電荷量は、温度や湿度によって変化する。
上記のように、測定系を恒温恒湿曹内に設置すれば、測定時の温湿度を毎回一定にすることができ、測定の精度及び再現性が向上する。また、帯電量の撹拌時間依存性の温湿度特性を測定することができる。
【0050】
【発明の効果】
請求項1の帯電量測定装置によれば、ブローオフ法を用いた粒子の帯電量の撹拌時間依存性の測定を自動化することにより、研究開発の効率を向上することができる。
また、ガスブローによる分離後、導電性容器に残ったキャリア粒子及びフィルターに付着したサンプル微粒子を、ガスブローによって吹き飛ばすことにより、導電性容器にキャリア粒子及びサンプル微粒子が残存せず、各撹拌時間の測定精度を向上させることができる。
請求項2の帯電量測定装置によれば、サンプル微粒子とキャリア粒子を分離させる際に、ブロー手段が導電性容器を密閉するように構成することにより、サンプル微粒子とキャリア粒子がフィルターを通過せずに外部に飛散することによる帯電量の測定精度の低下を防止する、また、サンプル微粒子とキャリア粒子の分離効率を向上させることができる。
請求項3の帯電量測定装置によれば、撹拌手段が傾いて測定試料を供給することにより、供給手段を別に設ける場合と比較して、制御の容易性を向上させる、測定系の設置スペースを低減する、製作コストを低減することができる。
請求項4の帯電量測定装置によれば、撹拌容器から排出された測定試料を受けて、導電性容器に流す手段を設けたことにより、撹拌容器から排出される測定試料が導電性容器外に落ちずに全て供給され、測定試料の無駄がなく、また供給に伴う周辺の汚れも防止できる。
請求項5の帯電量測定装置によれば、ブロー手段の周辺に囲みを設けることにより、分離したサンプル微粒子の飛散による周辺部の汚れを防止することができる。
請求項6の帯電量測定装置によれば、測定系を恒温恒湿曹内に設置することにより、測定の精度及び再現性が向上し、帯電量の撹拌時間依存性の温湿度特性が測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 帯電量測定装置の全体斜視図である。
【図2】図1の導電性容器の側面断面図である。
【図3】図1の撹拌容器の側面断面図である。
【図4】図1の帯電量測定装置によって測定した帯電量の撹拌時間依存性の測定結果を示すグラフである。
【図5】本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を適用した帯電量測定装置のガスブロー用のノズル部分の側面図である。
【図6】本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を適用した帯電量測定装置の傾斜ステージに固定された撹拌装置の側面図である。
【図7】本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を適用した帯電量測定装置の台座に固定された漏斗の側面図である。
【図8】本発明の帯電量測定装置の他の実施の形態を適用した帯電量測定装置のエアブローを行なう領域の囲みを示す側面図である。
【符号の説明】
1…帯電量測定装置、2…台座、3…撹拌装置、3a,3b…卓上ボールミル回転架台、4…重量計測装置、5…供給装置、6…ノズル、6a…ホース、6b…ガスの吹き出し口、6c…密閉用部材、7…吸引パイプ、8…移動機構、8a…移動レール、8b…移動体、8c…アーム部、8d…昇降部、8e…回転部、8f…把持部、9…ガスブロー装置、10…吸引装置、11…電荷測定装置、11a…電極、12…制御装置、13…撹拌容器、13a…容器、13b…蓋、13c…ネジ、20…導電性容器、21…容器、22…フィルター、24…保持治具、30…傾斜ステージ、31…撹拌容器保持板、31a…撹拌容器保持板穴部、40…漏斗、50…囲い、50a…囲いの開口部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a charge amount measuring device, and more particularly, to a charge amount measuring device for measuring a contact / frictional charge amount of particles.
[0002]
[Prior art]
The charging phenomenon of a substance is effectively used in many industrial fields including the electrophotographic field. In these, it is very important to grasp the charging characteristics of the target material, and research on the charging phenomenon of the material, particularly, its mechanism has been actively conducted. The charge amount measurement is a particularly important technique among them. Depending on the form of the material, a method for measuring the charge amount of a powder sample (blow-off method: JP-B-56-30831, JP-B-59-2864), plate There has been proposed a method for measuring the charge amount of a sample in the form of a film or film (cascade method: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-126152).
[0003]
In the blow-off method, sample particles and carrier particles mixed at a fixed ratio are stirred and charged under predetermined conditions, then transferred to a mesh container (Faraday cage), and the sample particles are separated from the carrier by air blowing, and the unit weight is reduced. The amount of charge generated for the sample fine particles is measured. The amount of charge obtained by the blow-off method depends on the particle characteristics (particle size, particle size distribution, shape, etc.) of the sample fine particles and the carrier particles, the mixing ratio of the two, the stirring conditions, and the temperature and humidity in addition to the carrier particle materials. Depends on environmental conditions. As for the measurement conditions, usually, an appropriate standard condition is set and the measurement is performed under a certain condition.
[0004]
In the electrophotographic process, the relationship between the stirring time of the toner and its carrier and the charge amount, particularly, the saturation charge amount, and the stirring time (saturation time) to reach saturation are important. Although the charge amount of the toner increases with the stirring time, the increase amount per unit time decreases with the stirring time and becomes a constant charge amount (saturated charge amount).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the blow-off method, conventionally, each operation of the above-described stirring, weight measurement, separation of sample fine particles and carrier particles, and charge amount measurement itself is performed using a measuring instrument or a mechanical device. The measurement is manually performed by the measurer, and it takes time and effort to measure the stirring time dependency of the charge amount.
[0006]
Therefore, the invention of claim 1 is to stir the measurement sample, supply the measurement sample (sample fine particles and carrier particles) to the conductive container (Faraday cage), measure the weight, measure the charge amount, separate the sample fine particles and carrier particles, By controlling the movement between each operation, the measurement of the stirring time dependence of the charge amount of the particles is automated, and the charge amount measurement device that contributes to the improvement of R & D efficiencyThe measurement accuracy is improved by discharging the carrier particles after charge amount measurement and the sample particles attached to the filter out of the conductive container by air blow.It is intended to be.
[0008]
Claim2According to the invention of claim 1, in the invention of claim 1, when the sample fine particles are separated, the blow means is configured to seal the conductive container, whereby the sample fine particles and the carrier particles scatter outside without passing through the filter. It is an object of the present invention to prevent the measurement accuracy of the charge amount from being lowered due to the above-mentioned process, and to improve the separation efficiency between the sample fine particles and the carrier particles.
[0009]
Claim3According to the first aspect of the present invention, the ease of control and the installation space for the measurement system are reduced by supplying the measurement sample with the agitating means inclined in comparison with the case where the supplying means is separately provided. The aim is to reduce manufacturing costs.
[0010]
Claim4In the invention of claim 1, in the invention of claim 1, by providing a means for receiving the measurement sample discharged from the stirring container and flowing the conductive sample to the conductive container, the measurement sample discharged from the stirring container does not fall outside the conductive container. It is an object of the present invention to prevent the measurement sample from being wasted, and to prevent contamination of the surroundings due to the supply.
[0011]
Claim5It is an object of the present invention to prevent contamination of a peripheral portion due to scattering of separated sample fine particles by providing an enclosure around the blowing means in the first aspect of the present invention.
[0012]
Claim6The invention of claim 1 is that, in the invention of claim 1, by installing the measurement system in a thermo-hygrostat, the accuracy and reproducibility of the measurement are improved, and the temperature-humidity characteristics depending on the stirring time of the charge amount can be set. The purpose is.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 contains a sample fine particle and a carrier particle having a larger particle diameter than the sample fine particle, and has a portion for discharging the sample fine particle and the carrier particle to the outside. A stirring vessel for mixing and stirring, a stirring means for mixing and stirring the sample fine particles and the carrier particles in the stirring vessel, and the sample fine particles and the carrier particles discharged to the outside of the stirring vessel are stored. A conductive container provided with a filter for passing the sample fine particles and preventing the passage of the carrier particles, and discharging the sample fine particles and the carrier particles in the stirring container to the outside and supplying them to the conductive container. Supply means, weight measuring means for measuring the weight of the conductive container, and Blowing means for blowing a predetermined gas to the conductive container so as to be separated from rear particles and discharged through the filter and out of the conductive container, and the sample fine particles separated by the blowing means A collecting means for collecting, a charge amount measuring means for measuring a charge amount of the conductive container from which the sample fine particles are separated and discharged by the blowing means, the stirring device, the weight measuring means, A moving means for moving the blowing means in a predetermined order, the stirring means agitating the sample fine particles and the carrier particles for a predetermined time, controlling the supply means, and a predetermined amount of the sample fine particles from the stirring vessel; The carrier particles are moved to the conductive container, the moving means is controlled, and the conductive container is moved to the weight measuring means to measure the weight. And moving to the blowing means to separate the sample particles, allowing the collection means to collect the separated sample particles, and measuring the charge amount of the conductive container after separation of the sample particles by the charge amount measurement means. Then, the sample is moved again to the weight measuring means to measure the weight, the charge amount per unit weight of the sample fine particles is measured, and finally the measurement procedure of discharging the carrier particles in the conductive container to the outside is repeated. Control means for measuring the stirring time dependency of the charge amount per unit weight of the sample fine particles, whereby the measurement sample is stirred, and the measurement sample (the sample fine particles and the carrier) are placed in a conductive container (Faraday cage). Particles) by controlling the supply, weight measurement, charge amount measurement, separation of sample particles and carrier particles, and movement between operations. The purpose of this study is to improve the efficiency of research and development by automating the measurement of the stirring time dependence of the charge amount.
[0014]
Here, the sample fine particles and the carrier particles are charged by mixing and stirring, and the sample fine particles have a smaller particle size than the carrier particles.
The stirring means may be any method as long as it can appropriately mix and stir the sample fine particles and the carrier particles in the stirring vessel and charge the sample fine particles and the carrier particles. The stirring container may be rotated, vibrated, or shaken vertically and horizontally.
The conductive container is capable of storing the measurement sample supplied from the stirring container, and is formed in a shape in which the sample fine particles are separated from the carrier particles by the gas injected by the blowing means and are appropriately discharged.
The supply means may be any method as long as it can supply a part of the measurement sample to the conductive container from the stirring vessel. For example, the stirring vessel is moved from the stirring means and the measurement sample is discharged from the discharge portion of the stirring vessel by rotation or the like. Or claim3The measurement sample may be discharged by tilting the stirring means while the stirring vessel is fixed to the stirring means, as in the invention of (1).
The blowing means includes a part for blowing the gas to the conductive container and a means for supplying the gas.
The collecting means includes a part for collecting the separated sample fine particles, and a suction means.
The weight measuring means has an accuracy capable of appropriately measuring a change in weight of the conductive container due to separation and discharge of the sample fine particles by the blowing means. For example, an electronic balance or the like can be used.
The charge amount measuring means includes an electrode portion and a charge measuring device which are in contact with the conductive container, and a lead wire connecting the electrode portion and the charge measuring device.
The charge measuring device may be any device that can appropriately measure the charged charge of the carrier particles remaining after the sample fine particles are separated and discharged by the blowing means.For example, an electrometer or the like may be used. it can.
The moving unit may be any unit that can appropriately move the conductive container between the above units.
The control means controls each of the above means to automatically execute a charge amount measurement process at every predetermined stirring time, a calculation process for calculating a charge amount per unit weight of the sample fine particles, and a process of measuring data. Processing such as graph display and recording on a recording medium is performed.
Further, the control means controls the moving means after measuring the weight of the conductive container after the separation of the sample fine particles, and moves the conductive container to the blowing means, whereby the blowing means By inverting the direction of the conductive container with respect to the direction opposite to the direction at the time of collecting the sample particles, and blowing a predetermined gas onto the filter surface from the direction opposite to the direction at the time of collecting the sample particles. Discharging the carrier particles in the container, and simultaneously collecting the carrier particles in the collection means, and discharging the carrier particles after the charge amount measurement and the sample particles attached to the filter to the outside of the conductive container by air blowing. In this way, the measured sample is prevented from remaining, so as not to affect the next measurement, and the accuracy of the measurement is improved. Than it is.
[0016]
Claim2In the invention of claim 1, in the invention of claim 1, when the sample particles are separated, the blow means is configured to seal the conductive container, so that the sample particles and carrier particles do not pass through the filter. It is intended to prevent the measurement accuracy of the charge amount from being reduced due to scattering to the outside, and to improve the separation efficiency between the sample fine particles and the carrier particles.
[0017]
Claim3The invention of claim 1 is the invention according to claim 1, wherein the sample means and the carrier particles in the stirring vessel are discharged to the outside and supplied to the conductive vessel by tilting the stirring means, whereby the stirring is performed. By supplying the measurement sample with the means inclined, the controllability is improved, the installation space for the measurement system is reduced, and the manufacturing cost is reduced as compared with the case where the supply means is separately provided. The stirring means may be entirely inclined or a part thereof may be inclined. In any case, it is necessary to provide a holding mechanism so that the stirring vessel does not separate from the stirring means when the stirring means is inclined.
[0018]
Claim4In the invention of claim 1, in the invention of claim 1, means for receiving the sample fine particles and the carrier particles discharged from the stirring vessel and flowing the same to the conductive vessel is provided, so that the measurement sample discharged from the stirring vessel is The entirety of the sample is supplied without falling out of the conductive container, so that the measurement sample is not wasted, and the contamination around the supply sample can be prevented. The above-mentioned means is configured such that a portion for receiving the measurement sample is sufficiently wider than the measurement sample introduction portion of the conductive container, and a portion for flowing the measurement sample into the conductive container is narrower than the measurement sample introduction portion of the conductive container. I do.
[0019]
Claim5According to the invention of claim 1, in the invention of claim 1, the operation of separating the sample fine particles and the carrier particles and the operation of collecting the separated sample fine particles are performed, including the nozzle for blowing the gas of the gas blowing device and the recovery port for collecting the separated sample fine particles. By providing an enclosure in the area and providing an enclosure around the blowing means, contamination of the peripheral part due to scattering of the separated sample fine particles is prevented.
[0020]
Claim6The invention according to claim 1, wherein the stirring vessel, the stirring means, the conductive vessel, the supplying means, the weight measuring means, the moving means, a part of the blowing means, and a part of the collecting means. A part of the charge amount measuring means is installed in a thermo-hygrostat so that each measuring means can be controlled from outside the thermo-hygro-sodium bath, and thereby, the measuring system is installed in the thermo-hygro-sodium bath. The accuracy and reproducibility of the measurement are improved, and the temperature and humidity characteristics depending on the stirring time of the charge amount can be set.
In addition, the blow means installs the part which blows gas to a conductive container in a thermo-hygrostat, and the gas supply means is installed outside thermo-hygrostat. In addition, the collection unit is provided with a collection site for sample fine particles in a thermo-hygrostat, and the suction unit is provided outside the thermo-hygrostat. The installation of the gas supply means and the suction means outside the thermo-hygrostat is a matter of the installation space, and may be installed inside the environment test room if there is sufficient installation space. The charge amount measuring means installs a part of the electrode and a part of the lead wire in a thermo-hygrostat, and installs the charge measuring device and a part of the lead outside the thermo-hygrostat. The charge measuring device is installed outside the thermo-hygrostat to avoid the influence of temperature and humidity.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are added. However, the present invention particularly limits the present invention in the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise described.
[0022]
Figure1, 2 and 3,bandFIG. 1 is a diagram for explaining a coulomb measuring device. In FIG. 1, a charging amount measuring device 1 includes a stirrer 3, a weight measuring device 4, a
[0023]
As shown in FIG. 2, the
[0024]
As shown in an enlarged manner in FIG. 3, the stirring
[0025]
The filter 22 of the
The shape of the
[0026]
The stirrer 3 mixes and stirs the sample fine particles and the carrier particles in the
The stirring device 3 is not limited to the one that rotates the stirring
[0027]
In this exampleSince the mixing and stirring are performed by rotating the stirring
[0028]
The
The
That is, the moving
[0029]
The weight measuring device 4 is for measuring the weight of the
[0030]
When the gas is blown from the nozzle 6 to the opening of the
The nozzle 6 is connected to a gas blow device 9 by a hose 6a, and an air conditioner or the like is used for the gas blow device 9. The
[0031]
The gas used for the gas blow is not limited to the supply from the gas blow device 9 such as an air compressor. For example, the gas supplied from the compressed gas cylinder or the compressed gas blower pipe is used to control the on / off of the solenoid valve. The control may be performed by using the
A suction pipe 7 is opened at a position facing the filter 22 of the
The electrode 11a is provided so as to contact the
The charge measuring device 11 is for measuring the charge amount of carrier particles separated from sample fine particles, and uses an electrometer. The charge measuring device 11 converts the measured charge amount into a numerical value and outputs it to the
[0032]
The charge amount measuring device 1 has a stirrer 3, a weight measuring device 4, and a nozzle 6 arranged side by side on a
The moving device 8 includes a moving rail 8a arranged along the direction in which the stirring device 3, the weight measuring device 4, and the nozzle 6 are arranged, a moving body 8b moving on the moving rail 8a, and a moving body 8b. The attached
[0033]
That is, the moving body 8b moves on the moving rail 8a by the action of a motor, a gas, or a hydraulic cylinder, and the
[0034]
The
In the present embodiment, a personal computer is used as the
The
Q / M = -Q / (W1-W2) (1)
Here, Q is the charge amount of the carrier particles in the
[0035]
The
[0036]
Next, the bookAn exampleWill be described. A stirring
[0037]
Next, the
[0038]
Next, the
[0039]
Next, the
Next, the
In this manner, when the sample fine particles are separated from the carrier particles and discharged out of the
[0040]
Next, the
Next, the
The
Similarly, the
[0041]
FIG. 4 shows the results of measurement of the stirring time dependency of the charge amount using an electrophotographic developer having a toner concentration of 2%.
As described above, according to the present embodiment, it is possible to automate the dependence of the charge amount on the stirring time, thereby contributing to an improvement in research and development efficiency.
[0042]
(Example1)
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of the present embodiment, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2 and 3 will be used, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment,In FIG.In the charge amount measuring device, the
[0043]
(Example2)
FIG. 5 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherFIG. 4 is a view showing an embodiment of the present invention, in which the nozzle 6 seals the
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of the present embodiment, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In FIG. 5, the nozzle 6 is a gasofIt is composed of an
[0044]
In this embodiment, the
Charge amount measuring device of FIG.When the opening of the
[0045]
(Example3)
FIG. 6 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIt is a figure which shows Embodiment of this invention, and this Embodiment is comprised so that a stirring means may incline and serve also as a supply means.
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of the present embodiment, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In FIG. 6, the stirring device 3 is fixed on a tilting
By supplying the measurement sample with the stirring means inclined as described above,Charge amount measuring device in FIG.As compared with the case where the supply means is separately provided as described above, the controllability is improved, the installation space for the measurement system can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0046]
(Example4)
FIG. 7 shows the charge amount measuring device of the present invention.otherFIG. 4 is a view showing an embodiment of the present invention, in which a means for receiving a measurement sample discharged from a stirring vessel and flowing the same to a conductive vessel is provided.
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of the present embodiment, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In FIG. 7, the measurement sample discharged from the stirring
Charge amount measuring device in FIG.When the stirring
[0047]
(Example5)
FIG. 8 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIn the present embodiment, a separation operation of sample fine particles and carrier particles and a recovery operation of separated sample fine particles are performed, including a nozzle of a gas blow device and a recovery port of separated sample fine particles. An area is provided around the area.
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of this embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in FIGS.WhatDescription is omitted.
[0048]
In FIG. 8, the region where gas blow is performed is surrounded by a box-shaped
According to the above configuration, it is possible to suppress the separated sample fine particles from scattering and adhering to other devices of the charge amount measuring device 1, and to reduce dirt around the device.
[0049]
(Example6)
This embodiment is described above.In FIG.The present invention is applied to a charge amount measuring device similar to the charge amount measuring device. Therefore, in the description of the present embodiment, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In this embodiment, the stirring
The hose 6a and the suction pipe 7 are connected to an internal / external connection for gas provided in the thermo-hygrostat, and the compressed gas sent from the gas blower 9 installed outside the thermo-hygrostat is heated through the hose 6a. The sample microparticles which were sent to the nozzle 6 provided in the thermo-hygrostat and sprayed on the
A control cable for connecting the electrodes 11a and the
The charge amount generated by stirring the sample particles and the carrier particles changes depending on the temperature and humidity.
As described above, if the measurement system is placed in a thermo-hygrostat, the temperature and humidity at the time of measurement can be made constant each time, and the accuracy and reproducibility of the measurement are improved. Further, it is possible to measure the temperature-humidity characteristics of the charge amount depending on the stirring time.
[0050]
【The invention's effect】
According to the charge amount measuring apparatus of the first aspect, the efficiency of research and development can be improved by automating the measurement of the stirring time dependence of the charge amount of the particles using the blow-off method.
AlsoAfter the separation by gas blowing, the carrier particles remaining in the conductive container and the sample fine particles adhered to the filter are blown off by gas blowing, so that the carrier particles and the sample fine particles do not remain in the conductive container, and the measurement accuracy of each stirring time is improved. Can be improved.
Claim2According to the charge amount measuring device, when the sample fine particles and the carrier particles are separated, the blowing means is configured to seal the conductive container, so that the sample fine particles and the carrier particles do not pass through the filter and go to the outside. Prevents the measurement accuracy of the charge amount from dropping due to scattering, and improves the separation efficiency between sample particles and carrier particlesLetbe able to.
Claim3According to the charge amount measuring device, the controllability is improved compared to the case where the supply unit is separately provided by supplying the measurement sample with the stirring unit inclined.LetThe installation space for the measurement system can be reduced, and the production cost can be reduced.
Claim4According to the charge amount measuring device of the above, by providing a means for receiving the measurement sample discharged from the stirring container and flowing it to the conductive container, the measurement sample discharged from the stirring container does not fall outside the conductive container. All of them are supplied, and there is no waste of the measurement sample, and it is also possible to prevent contamination around the supply.
Claim5According to the charge amount measuring apparatus described above, by providing an enclosure around the blowing means, it is possible to prevent contamination of the peripheral portion due to scattering of the separated sample fine particles.
Claim6According to the charge amount measuring apparatus described above, the accuracy and reproducibility of the measurement are improved and the temperature-humidity characteristics depending on the stirring time of the charge amount can be measured by installing the measurement system in a thermo-hygrostat.
[Brief description of the drawings]
FIG.bandIt is the whole perspective view of a coulomb measuring device.
FIG. 2 is a side sectional view of the conductive container of FIG.
FIG. 3 is a side sectional view of the stirring vessel of FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing a measurement result of a stirring time dependency of a charge amount measured by the charge amount measurement device of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIt is a side view of the nozzle part for gas blows of the charge amount measuring device to which the embodiment of the present invention is applied.
FIG. 6 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIt is a side view of the stirrer fixed to the tilt stage of the charge amount measuring device to which the embodiment is applied.
FIG. 7 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIt is a side view of the funnel fixed to the pedestal of the charge measuring device to which embodiment of 1 is applied.
FIG. 8 shows the charge amount measuring apparatus of the present invention.otherIt is a side view which shows the surrounding of the area | region which performs an air blow of the charge amount measuring apparatus to which Embodiment 1 is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charge amount measuring device, 2 ... Pedestal, 3 ... Stirring device, 3a, 3b ... Desk ball mill rotary stand, 4 ... Weight measuring device, 5 ... Supplying device, 6 ... Nozzle, 6a ... Hose, 6b ... Gas outlet Reference numeral 6c: sealing member, 7: suction pipe, 8: moving mechanism, 8a: moving rail, 8b: moving body, 8c: arm, 8d: elevating unit, 8e: rotating unit, 8f: gripping unit, 9: gas blow Device, 10: suction device, 11: charge measuring device, 11a: electrode, 12: control device, 13: stirring container, 13a: container, 13b: lid, 13c: screw, 20: conductive container, 21: container, 22 Reference numeral: filter, 24: holding jig, 30: inclined stage, 31: stirring vessel holding plate, 31a: stirring vessel holding plate hole, 40: funnel, 50: enclosure, 50a: opening of enclosure.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| JP18544396A JP3558787B2 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Charge amount measuring device |
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|---|---|---|---|
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