(57)【要約】【課題】フィルタの装着ミスあるいは装着忘れ等の不都合があった場合の危険性を防止するとともに、準備作業を簡単にする。【解決手段】粉体電荷量測定器１は、外側第１カバー２１及び内側第１ケース２３を有する第１のハウジング部材２と外側第２カバー５１及び内側第２ケース５３を有する第２のハウジング部材３とからなる筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４と、フィルタユニット５とを有している。フィルタユニット５は、フィルタカートリッジ４から排出された気体の排出経路の途中部位に設けられており、フィルタ部材８を有している。そして、フィルタ部材８は、フィルタカートリッジ４に収納されたフィルタ部材の濾過精度以上の濾過精度を有している。また、第１及び第２のハウジング部材２，３には、両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が設けられている。【選択図】図３
2010091495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料からなる外側第１カバーと該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第１ケースとを有する第１のハウジング部材と、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有する第２のハウジング部材とから構成された筐体と、
前記筐体内に収納され、前記筐体の外部から気体と共に吸引された帯電粉体を捕集する第１フィルタ部材を有するフィルタカートリッジと、
前記フィルタカートリッジより下流の経路の途中部位に設けられ、濾過精度が前記第１フィルタ部材以上である第２フィルタ部材を有するフィルタユニットとを備えており、
前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが電気的接触状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられていることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項２】
前記フィルタユニットが前記筐体の外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項３】
前記フィルタユニットは、前記第２フィルタ部材を収納する樹脂ケースを有しており、
前記樹脂ケースの前記第２フィルタ部材と対向する領域には、透光領域が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項４】
前記第２フィルタ部材で捕集可能な濾過精度が前記第１フィルタ部材よりも高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項５】
外側金属筐体と、
前記外側金属筐体内に収容され、当該外側金属筐体に対して電気的に絶縁された２分割構造とした内側金属筐体と、
前記内側金属筐体内に取り外し可能に収容された、粉体を捕集する第１フィルタ部材と、
粉体を含む気体を外部から前記内側金属筐体内に吸引する吸引口と、
前記第１フィルタ部材の下流側に設けられた第２フィルタ部材とを備え、
前記第２フィルタ部材の濾過精度が前記第１フィルタ部材以上であることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項６】
外側金属筐体と、
前記外側金属筐体内に収容され、当該外側金属筐体に対して電気的に絶縁された２分割構造とした内側金属筐体と、
前記内側金属筐体内に収容され、外部から気体とともに吸引された粉体を捕集する第１フィルタ部材を有するフィルタカートリッジと、
前記フィルタカートリッジの下流側に設けられた第２フィルタ部材を有するフィルタユニットとを備え、
前記第２フィルタ部材の濾過精度が前記第１フィルタ部材以上であることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定試料である電子写真技術でのトナー、静電粉体塗装技術での帯電粉体塗料等の帯電した粉体を吸引して、その吸引した粉体の電荷量や帯電量を測定する粉体電荷量測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉体電荷量測定器として、例えば特許文献１には、絶縁容器と、絶縁容器内に収納された導体容器を有し、この導体容器の内部にトナーを捕獲するフィルタを、導体容器の吸引ノズルを構成する吸気口部と排気口部とで挟み込んだ構造で、吸引ノズル内のトナーの電荷量を測定するトナー帯電量測定装置について記載されている。このトナー帯電量測定装置においては、絶縁容器内で吸引ノズル内に吸引したトナーの電荷量を測定する。そして、絶縁容器の蓋を取り外して絶縁容器から吸引ノズルを取り出し、トナーが入った吸引ノズルの重量を測定する。この測定した重量と予め測定していた吸引ノズル単体の重量との差分を測定した電荷量で除すと、トナーの単位重量当たりの帯電量を求めることができる。
【０００３】
また、特許文献２には、帯電量を測定する粉体が担持されている粉体担持体と対向する位置に配置されたシールド部と、このシールド部からみて前記の粉体担持体が存在する方向とは逆方向から前記のシールド部に挿入、及び排出がなされて前記のシールド部に着脱自在に固着される、フィルタを内蔵する内側容器とを有する粉体帯電量測定装置が示されており、シールド部からみて、粉体担持体と対向する側とは反対側より、フィルタを内蔵しノズルを有する内側容器をシールド部に挿入、排出可能とすることにより、作業効率の向上を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５６７４６３号公報（図５）
【特許文献２】特開平１１−２７１３７１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２に記載の帯電量測定装置においては、いずれも測定に際し、吸引ノズル内清掃及びフィルタを清掃あるいは交換する等の煩雑な作業を要し、また測定作業の準備に際し、捕集すべき粉体に対して濾過精度の低いフィルタを装着したり、不適切な状態にフィルタを装着する等のフィルタの装着ミスあるいは装着忘れ等の不都合が生じる問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、フィルタの装着ミスあるいは装着忘れ等の不都合があった場合にも、気体と共に吸引した粉体を外部に飛散させる等の危険性を防止することができる粉体電荷量測定装置を提供すると共に、更には付着粉体の清掃を必要とせず、かつ次の測定の際しての準備作業を簡単にする粉体電荷量測定器を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の粉体電荷量測定器は、導電材料からなる外側第１カバーと該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第１ケースとを有する第１のハウジング部材と、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有する第２のハウジング部材とから構成された筐体と、前記筐体内に収納され、前記筐体の外部から気体と共に吸引された帯電粉体を捕集する第１フィルタ部材を有するフィルタカートリッジと、前記フィルタカートリッジより下流の経路の途中部位に設けられ、濾過精度が前記第１フィルタ部材以上である第２フィルタ部材を有するフィルタユニットとを備えている。そして、前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが電気的接触状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【０００８】
これによると、両カバーを嵌合することにより、ロック機構が働き、フィルタカートリッジを内蔵した両ハウジング部材を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構により、筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業が簡単になる。加えて、両ハウジング部材を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバーの電気的接触及び、内側第１ケースと内側第２ケースとの電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量を精度良く測定することができると共に、電気的接触された外側第１及び第２カバーによって、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することができる。また、排出経路の途中部位にフィルタユニットが設けられているので、第１フィルタ部材が破損していた場合、或いはフィルタカートリッジ内に第１フィルタ部材が装着されていない不都合があった場合にも、気体と共に吸引した帯電粉体をフィルタユニットで捕集することができる。そのため、吸引した帯電粉体を外部に飛散させる等の危険性を確実に防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記フィルタユニットが前記筐体の外側に設けられていることが好ましい。これにより、筐体を小型化することができる。また、フィルタユニットが設けられていることが一目で分かる。
【００１０】
また、このとき、前記フィルタユニットは、前記第２フィルタ部材を収納する樹脂ケースを有しており、前記樹脂ケースの前記第２フィルタ部材と対向する領域には、透光領域が形成されていてもよい。これにより、フィルタユニットで本来第１フィルタ部材で捕集すべき粉体を捕集したか否かが一目で分かるため、第１フィルタ部材の破損あるいは装着忘れを確認することができる。
【００１１】
また、本発明において、前記第２フィルタ部材で捕集可能な濾過精度が前記第１フィルタ部材よりも高いことが好ましい。これにより、フィルタカートリッジから通過してきた第１フィルタ部材の濾過精度より小さい粒径の粉体等を確実に捕集することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の粉体電荷量測定器は、別の観点では、外側金属筐体と、前記外側金属筐体内に収容され、当該外側金属筐体に対して電気的に絶縁された２分割構造とした内側金属筐体と、前記内側金属筐体内に取り外し可能に収容された、粉体を捕集する第１フィルタ部材と、粉体を含む気体を外部から前記内側金属筐体内に吸引する吸引口と、前記第１フィルタ部材の下流側に設けられた第２フィルタ部材とを備えている。そして、前記第２フィルタ部材の濾過精度が前記第１フィルタ部材以上である。
【００１３】
これによると、粉体を捕集する第１フィルタ部材の下流側に第２フィルタ部材が設けられているため、第１フィルタ部材が破損していた場合、或いは内側金属筐体内に第１フィルタ部材が装着されていない不都合があった場合にも、気体と共に吸引した粉体を第２フィルタ部材で捕集することができる。そのため、吸引した粉体を外部に飛散させる等の危険性を確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明の粉体電荷量測定器は、別の観点では、外側金属筐体と、前記外側金属筐体内に収容され、当該外側金属筐体に対して電気的に絶縁された２分割構造とした内側金属筐体と、前記内側金属筐体内に収容され、外部から気体とともに吸引された粉体を捕集する第１フィルタ部材を有するフィルタカートリッジと、前記フィルタカートリッジの下流側に設けられた第２フィルタ部材を有するフィルタユニットとを備えている。そして、前記第２フィルタ部材の濾過精度が前記第１フィルタ部材以上である。
【００１５】
これによると、粉体を捕集する第１フィルタ部材を有するフィルタカートリッジの下流側に第２フィルタ部材を有するフィルタユニットが設けられているため、第１フィルタ部材が破損していた場合、或いはフィルタカートリッジ内に第１フィルタ部材が装着されていない不都合があった場合にも、気体と共に吸引した粉体を第２フィルタ部材を有するフィルタユニットで捕集することができる。そのため、吸引した粉体を外部に飛散させる等の危険性を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるトナー等の粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。図２は、図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【００１８】
粉体電荷量測定器１は、図１に示すように、外形が略円筒形状の筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４と、フィルタユニット５とを有している。筐体１ａは、第１のハウジング部材２と、第２のハウジング部材３とを有し、分離可能な構成となっている。なお、フィルタカートリッジ４は、これら両ハウジング部材２，３間に配置されている。また、筐体１ａには、図示しない吸引ポンプに繋がった配管部材６を筐体１ａに接続する接続部材７０が設けられている。フィルタユニット５は、配管部材６の途中部位に設けられている。このため、粉体電荷量測定器１は、吸引ポンプが駆動されることによって、その軸方向に平行な方向であって図３中左方から右方に向かう方向（吸引方向Ａ）に外部から気体と共に粉体（帯電粉体）を吸引する。また、この吸引によって、筐体１ａから排出される気体（外部から筐体１ａに吸い込まれた気体）は、接続部材７０の孔７０ａ、配管部材６及びフィルタユニット５を通って吸引ポンプ側に流れる。すなわち、接続部材７０、配管部材６及び配管部材６の途中部位に設けられたフィルタユニット５は、気体の排出経路の一部を構成している。
【００１９】
第１のハウジング部材２は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第１カバー２１と、ポリカーボネート樹脂からなる円筒状の第１ホルダ２２と、ステンレス鋼からなる円筒状の内側第１ケース２３とを有している。内側第１ケース２３は、外側第１カバー２１との間において第１ホルダ２２を挟む位置に配置されており、外側第１カバー２１と内側第１ケース２３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第１カバー２１及び内側第１ケース２３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第１ホルダ２２は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２０】
外側第１カバー２１の吸引方向Ａの上流端には、第１ホルダ２２及び内側第１ケース２３の一部が挿通可能な孔３１ａを有する環状フランジ３１が形成されている。外側第１カバー２１の吸引方向Ａの下流端には、当該下流端近傍において周方向に延在する溝３２が形成されることによって構成された環状突起３３が形成されている。環状突起３３には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂが形成されている。切欠部３４ａは、切欠部３４ｂから１８０°回転した位置に形成されている。すなわち、２つの切欠部３４ａ，３４ｂは外側第１カバー２１の中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、環状突起３３は、図３に示すように、外側第１カバー２１と第２のハウジング部材３の外側第２カバー５１とを嵌合させたときに、その嵌合方向について、外側第１カバー２１の外側第２カバー５１と重なる外周面から突出している。
【００２１】
第１ホルダ２２は、図２及び図３に示すように、孔３１ａから外部に突出する円筒状の先端部２２ａと、外側第１カバー２１によってその大部分が覆われる円筒状の本体部２２ｂと、先端部２２ａと本体部２２ｂとを繋ぐ環状フランジ２２ｃとを有している。第１ホルダ２２は、図３に示すように、外側第１カバー２１の外側からネジが螺入されることによって互いの環状フランジ３１，２２ｃが密着した状態で外側第１カバー２１に固定されている。
【００２２】
本体部２２ｂの吸引方向Ａの下流端には、本体部２２ｂの径方向に突出した環状突起３６が形成されている。環状突起３６は、その外径が環状突起３３の外径とほぼ同じになっている。また、環状突起３６には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂと同じ形状及び同じサイズの２つの切欠部３７ａ，３７ｂが形成されている。これら切欠部３７ａ，３７ｂは、外側第１カバー２１に第１ホルダ２２を固定したときに、切欠部３７ａが切欠部３４ａにちょうど対向し、切欠部３７ｂが切欠部３４ｂにちょうど対向するように配置され、２つの大きな切欠部３８ａ，３８ｂを構成している。
【００２３】
また、環状突起３６には、本体部２２ｂの径方向であって外側に付勢された樹脂ボールを有する２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂが設けられている。プレスフィットプランジャ３９ａは、プレスフィットプランジャ３９ｂから１８０°回転した位置に配置されている。すなわち、２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは本体部２２ｂの中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは、切欠部３７ａ，３７ｂから９０°回転した位置に配置されている。
【００２４】
内側第１ケース２３は、図２及び図３に示すように、吸引方向Ａに沿って延在する長尺部２３ａと、長尺部２３ａの下流端の内径よりも大きく拡径された拡径部２３ｂと、拡径部２３ｂ内に配置された筒状のカラー４５とを有している。長尺部２３ａは、内側第１ケース２３が第１ホルダ２２に取り付けられたときに第１ホルダ２２から外部に突出する先端部４１ａと、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径され先端部４１ａと拡径部２３ｂとを繋ぐ繋ぎ部４１ｂとを有している。なお、内側第１ケース２３は、第１ホルダ２２に通された後、Ｃ型止め輪４２が設けられることによって、第１ホルダ２２から脱落しないように取り付けられている。また、先端部４１ａには、絶縁材料からなり可撓性を有する短尺のチューブ９９が嵌め込まれているが、特に設けられていなくてもよい。
【００２５】
拡径部２３ｂは、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径されている。カラー４５の内周面には、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面４５ａが形成されている。カラー４５は、拡径部２３ｂの吸引方向Ａの上流端に形成された環状フランジ４３に密着した状態でネジにより拡径部２３ｂに固定されている。
【００２６】
繋ぎ部４１ｂ内には、付勢部材４７が配置されている。この付勢部材４７は、繋ぎ部４１ｂの段差部４８とカラー４５との間に配置されており、内側第１ケース２３内に挿入されたフィルタカートリッジ４を吸引方向Ａ（すなわち、フィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３から離れる方向）に付勢する。付勢部材４７は、コイルバネ４７ａと、コイルバネ４７ａとカラー４５との間に配置された台座４７ｂとで構成されているが、例えば、コイルバネ４７ａをゴムなどの弾性部材に換えて構成されていてもよいし、台座４７ｂがなくてもよい。
【００２７】
また、第１ホルダ２２の本体部２２ｂ内には、付勢部材４９が配置されている。付勢部材４９は、環状フランジ２２ｃと拡径部２３ｂとの間に配置されており、第１ホルダ２２内に挿入された内側第１ケース２３を吸引方向Ａに付勢する。なお、内側第１ケース２３にはＣ型止め輪４２が設けられているので、内側第１ケー留２３は第１ホルダ２２から内側第１ケース２３が脱落せずに吸引方向Ａに関して第１ホルダ２２にスライド可能に支持されている。付勢部材４９は、コイルバネから構成されているが、例えば、ゴムなどの弾性部材から構成されていてもよい。
【００２８】
第２のハウジング部材３は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第２カバー５１と、ポリカーボネート樹脂からなる第２ホルダ５２と、ステンレス鋼からなり外側第２カバー５１との間において第２ホルダ５２を挟む位置に配置された円筒状の内側第２ケース５３と、ポリカーボネート樹脂からなり第２ホルダ５２との間において外側第２カバー５１を挟む位置に配置された継ぎ手ホルダ５４とを有しており、外側第２カバー５１と内側第２ケース５３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第２カバー５１及び内側第２ケース５３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２９】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの下流端には、第２ホルダ５２の一部が挿通可能な孔６１ａを有する環状フランジ６１が形成されている。環状フランジ６１には、測定用電位計（図示せず）に接続された同軸ケーブル（図示せず）を通す孔６１ｂが形成されており、同軸ケーブルの外側シールド線が外側第２カバー５１に接続されており、芯線が内側第２ケース５３に接続されている。
【００３０】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの上流端には、外側第２カバー５１の内周面から突出する２つの突起５１ａ，５１ｂをそれぞれ構成する２つの突起形成部材６６，６７が固定されている。具体的には、外側第２カバー５１の上流端には、２つの切欠部６８，６９が形成されている。これら切欠部６８，６９は、外側第２カバー５１の中心軸を中心として点対称に配置されている。そして、先端部（突起５１ａ，５１ｂ）が外側第２カバー５１の内周面から突出するように、突起形成部材６６，６７が切欠部６８，６９にそれぞれ嵌め込まれてネジで外側第２カバー５１に固定されている。突起形成部６６，６７の外側第２カバー５１の内周面から突出した部分の形状は、切欠部３８ａ，３８ｂに対応した形状となっている。そのため、２つの外側第１及び第２カバー２１，５１を嵌合させてから第１のハウジング部材２を周方向に沿って９０°回転させることで、吸引方向Ａと平行な嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このように突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が両ハウジング部材２，３の嵌合をロックするロック機構を構成している。
【００３１】
第２ホルダ５２は、図２に示すように、略円板形状を有しており、内側第２ケース５３と対向する面には内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が嵌め込まれる凹部６３が形成されている。凹部６３の底面の中心には孔６４が形成されており、フィルタカートリッジ４から排出される気体の排出経路の一部を構成している。第２ホルダ５２の凹部６３が形成された面とは反対側の面には、図３に示すように、孔６４を内包し且つ孔６１ａ内に挿入される環状突起５２ａが形成されている。また、第２ホルダ５２は、外側第２カバー５１に固定されたときに孔６１ｂと対向し且つ孔６１ｂとほぼ同径の孔５２ｂが形成されている。この孔５２ｂにも、内側第２ケース５３と接続された同軸ケーブルの芯線およびその芯線を覆う絶縁部材が通される。
【００３２】
内側第２ケース５３は、図３に示すように、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面５３ａ、吸引方向Ａに沿って延在するストレート面５３ｂ及びテーパ面５３ａとストレート面５３ｂとを繋ぐ湾曲面５３ｃからなる内周面を有している。また、内側第２ケース５３の第２ホルダ５２とは反対側の端部外周には、径方向に突出する環状突起６５が形成されている。環状突起６５は、その外径が内側第１ケース２３の拡径部２３ｂの最も大きい外径と同じになっている。内側第２ケース５３は、第２ホルダ５２の外側からネジが螺入されることによって、内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が凹部６３に嵌め込まれた状態で第２ホルダ５２に固定されている。
【００３３】
継ぎ手ホルダ５４は、図３に示すように、環状フランジ６１の孔６１ａと第２ホルダ５２の環状突起５２ａとの間に嵌め込まれる内筒７１と、内筒７１の外側に配置された外筒７２と、内及び外筒７１，７２を繋ぐ環状フランジ７３とから形成されている。内筒７１の内周面には、吸引方向Ａに関して中央近傍から下流端にかけて雌ねじが形成されており、この雌ねじ部分に接続部材７０がねじ込まれている。また、内筒７１の上流端部には、第２ホルダ５２の環状突起５２ａが嵌め込まれている。環状突起５２ａの外周面には環状溝が形成されており、その環状溝にはＯリングが配置されている。これによって、内筒７１とホルダ５２との間のシール性が向上する。なお、継ぎ手ホルダ５４は、継ぎ手ホルダ５４の外側から第２ホルダ５２にネジが螺入されることで、継ぎ手ホルダ５４と第２ホルダ５２との間に環状フランジ６１を挟んだ状態で、外側第２カバー５１、第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４の３者が固定される。
【００３４】
フィルタユニット５は、接続部材７０及び配管部材６を介して筐体１ａの外部に設けられている。フィルタユニット５は、円筒状の樹脂ケース７と、樹脂ケース７内に収納されたフィルタ部材（第２フィルタ部材）８とを有している。樹脂ケース７は、透明な円筒状の本体部７ａと、配管部材６を本体部７ａの両端に接続する接続部７ｂとを有している。接続部７ｂは、配管部材６を着脱自在なワンタッチ式に構成されている。これにより、フィルタユニット５の配管部材６に対する着脱が容易になる。
【００３５】
フィルタ部材８は、本体部７ａ内に収納されている。このようにフィルタ部材８が、その全体が透光領域となる本体部７ａに収納されていることで、フィルタユニット５で粉体を捕集したか否かが一目で分かる。そのため、フィルタ部材８３（後述する）の破損あるいは装着忘れを確認することができる。また、フィルタ部材８は中空糸膜フィルタであり、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ部材８３よりもその濾過精度が高いものが設けられている。すなわち、例えばフィルタ部材８３として粒子保持能が１．０μｍあるいは０．７μｍの濾紙を用いている場合、フィルタ部材８として、濾過精度０．０１μｍの中空糸膜フィルタが設けられる。
【００３６】
続いて、フィルタカートリッジ４について以下に説明する。図４は、図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。図５は、図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【００３７】
フィルタカートリッジ４は、図４及び図５に示すように、絶縁材料（例えば、ポリプロピレン樹脂）からなり互いに嵌合可能な２つのハウジング８１，８２と、両ハウジング８１，８２内に収納されたフィルタ部材（第１フィルタ部材）８３とで構成されている。また、フィルタカートリッジ４は、吸引方向Ａに沿って延在する筒状の長尺部４ａ、長尺部４ａの下流端の内径よりも大きく拡径された筒状の拡径部４ｂおよび長尺部４ａよりも短い筒状の短尺部４ｃとを有している。フィルタ部材８３は、円板形状を有する濾紙タイプのフィルタであり、測定対象となる粉体の粒径に応じて選定され、例えば電子写真技術でのトナーの電荷量を測定する場合には粒子保持能が１．０μｍの濾紙が収納され、より微細な粉体の電荷量を測定する場合には例えば粒子保持能が０．７μｍの濾紙が収納される。
【００３８】
ハウジング８１には、長尺部４ａと、拡径部４ｂの上流側半分を構成する上流半部８５とが形成されている。長尺部４ａは、先端部４１ａの内径よりも若干小さい外径を有する先端部８６と、先端部８６と上流半部８５とを繋ぎ、繋ぎ部４１ｂの最も小さい内径よりも若干小さい外径を有する繋ぎ部８７とを有している。
【００３９】
先端部８６は、吸引方向Ａに関して、先端部４１ａとほぼ同じ長さを有しており、フィルタカートリッジ４が内側第１ケース２３に挿入されたときに先端部８６の上流端と先端部４１ａの上流端とが実質的に同じ位置に配置される。繋ぎ部８７は、吸引方向Ａに関して、繋ぎ部４１ｂとほぼ同じ長さを有している。繋ぎ部８７の外周面であって吸引方向Ａの下流端には、吸引方向Ａに延在しつつ外周面から突出した３つの当接部８８および３つの突起８９が形成されている。これら当接部８８および突起８９は、周方向に沿って互いに離隔して配置され、且つ、交互に配置されている。
【００４０】
３つの当接部８８は、吸引方向Ａに延在する角柱形状を有しており、繋ぎ部８７の外周面からの高さが突起８９よりも低くなっている。具体的には、フィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３に挿入したときに、当接部８８はカラー４５の内周面に接触せずに通過して台座４７ｂに当接する。そして、フィルタカートリッジ４が付勢部材４７によって吸引方向Ａに付勢される。このようにフィルタカートリッジ４が吸引方向Ａに付勢されることで、フィルタカートリッジ４の下流端を第２ホルダー５２の側面に押し付けることができる。そのため、フィルタカートリッジ４の排出口９８と孔６４との接続部分のシール性が向上し、フィルタカートリッジ４の吸引口８６ａに吸引力が確実に作用する。その結果、粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、両先端部４１ａ，８６間から内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００４１】
３つの突起８９は、吸引方向Ａに延在する三角柱形状を有しており、突起８９の尖った先端が繋ぎ部８７の外周面から最も離れた位置に配置されている。また、突起８９は、フィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３に挿入したときに、先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰される程度の高さを有している。これにより、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り外すときに、カラー４５と突起８９とが係合しているので第１のハウジング部材２からフィルタカートリッジ４が抜け落ちにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ４内から粉体が零れにくくなる。さらに突起８９の吸引方向の上流端面が傾斜している。そのため、フィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３に挿入したときに、突起８９の先端が押し潰されやすい。
【００４２】
上流半部８５内には、図４（ａ）及び図５に示すように、４つのリブ９１が形成されている。リブ９１は、上流半部８５の入口近傍から傾斜面８５ａに沿って上流半部８５の外周端近傍まで延在した略三角形形状を有している。これらリブ９１は、上流半部８５の中心軸を中心として互いに９０°離れた位置に配置されている。そして、こられリブ９１の下流側の端面は、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ部材８３の上流側表面と接触可能な位置に配置されており、粉体を吸引しているときにフィルタ部材８３と接触してそのフィルタ部材８３の振れの範囲を規制する。そのため、フィルタ部材８３が大きく変形することによって破損するのを抑制することができると共に、フィルタ部材８３で確実に粉体を捕獲することができる。
【００４３】
また、上流半部８５の外周端部近傍には、両ハウジング８１，８２を溶着するための周方向に沿って延在した環状の溶着部８５ｂが形成されている。これにより、両ハウジング８１，８２間にフィルタ部材８３を挟み込んだ状態で両者を嵌め合わせ、溶着部８５ｂをフィルタカートリッジ４の外部から加熱することで両ハウジング８１，８２を溶着することができる。なお、両ハウジング８１，８２は、接着剤で固定してもよい。この場合は溶着部８５ｂを形成していなくてもよい。
【００４４】
ハウジング８２には、短尺部４ｃと、拡径部４ｂの下流側半分を構成する下流半部９２とが形成されている。短尺部４ｃは、内側第２ケース５３の最も小さい内径（ストレート面５３ｂ部分の内径）よりも若干小さい外径を有している。また、短尺部４ｃの下流端には、環状突起９５が形成されている。環状突起９５の外径は内側第２ケース５３の最も小さい内径とほぼ同じ径となっている。
【００４５】
下流半部９２内には、図４（ｂ）及び図５に示すように、互いに直交し、短尺部４ｃと下流半部９２の境界部分から傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在した略台形形状の２つのリブ９３が形成されている。これらリブ９３の上流側の端面は、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ部材８３の下流側表面と接触可能な位置に配置されており、粉体を吸引しているときにフィルタ部材８３と接触してそのフィルタ部材８３の振れの範囲を規制する。そのため、フィルタ部材８３が大きく変形することによって破損するのを抑制することができると共に、フィルタ部材８３で確実に粉体を捕獲することができる。また、各リブ９３の下流端には切欠部９３ａが形成されている。
【００４６】
続いて、粉体電荷量測定器１を用いて吸引した粉体の単位重量当たりの帯電量を求めるまでの動作について説明する。図６は、第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【００４７】
まず、フィルタカートリッジ４の単体の重量を測定する。そして、図６に示すように、分離された第１及び第２のハウジング部材２，３の間にフィルタカートリッジ４を配置し、そのフィルタカートリッジ４の長尺部４ａを内側第１ケース２３の長尺部２３ａに挿入する。このとき、当接部８８が台座４７ｂに当接し、突起８９の先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰されて突起８９とカラー４５とが係合する。
【００４８】
次に、両カバー２１，５１を嵌合させたときに、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過可能な位置に両カバー２１，５１の位置合わせを行う。そして、第１及び第２のハウジング部材２，３を互いに近づく方向へ移動させてカバー２１，５１同士を嵌合させる。カバー２１，５１同士を嵌合する前では、図６に示すように、内側第１ケース２３の吸引方向Ａの下流端が、付勢部材４９の付勢力によって第１ホルダ２２の下流端よりも吸引方向Ａに突出している。しかし、カバー２１，５１同士を嵌合することによって、図３に示すように、内側第１ケース２３の下流端面と内側第２ケース５３の環状突起６５の上流端面とが接触し、内側第１ケース２３が第１ホルダ２２内に押し込まれる。このとき、付勢部材４９による付勢力によって内側第１ケース２３の下流端面に対する環状突起６５の上流端面の圧接力が大きくなるので、内側第１ケース２３と内側第２ケース５３との電気的接触状態がより一層確実になる。さらに、外側第１及び第２カバー２１，５１同士を嵌合させ、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とを係合させたときに、両カバー２１，５１間にがたつき等があると、内側第１ケース２３の下流端面に対する内側第２ケース５３の圧接力が低下するが、付勢部材４９を設けていることで、両カバー２１，５１間のがたつきを吸収し、内側第１ケース２３と内側第２ケース５３間の圧接力の低下を抑制する。
【００４９】
また、カバー２１，５１同士を嵌合したときに、付勢部材４７による付勢力がフィルタカートリッジ４に作用しているので、フィルタカートリッジ４の下流端面と第２ホルダ５２の側面との圧接力が大きくなる。この結果、上述のように粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００５０】
次に、外側第１及び第２カバー２１，５１が嵌合した後、第１のハウジング部材２を９０°回転させる。すると、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂの樹脂ボールが、外側第２カバー５１の内周面の環状突起３３と対向する部分であって吸引方向Ａに沿って突起形成部材６６，６７と重なる位置に形成された２つの湾曲溝に入り込む。なお、湾曲溝は外側第２カバー５１に４つ形成されており、外側第２カバー５１の中心軸を中心として互いに９０°離隔した位置に配置されている。これによって、第１のハウジング部材２が第２のハウジング部材３に対して回転しにくい状態となる。すなわち、ある程度の回転力を第１及び第２のハウジング部材２，３に加えないと簡単には第１及び第２のハウジング部材２，３が回転しない。また、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過した位置から９０°回転するので、嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このときの嵌合によって両カバー２１，５１の電気的接触状態が保たれる。また、付勢部材４９の付勢力は両カバー２１，５１を離す方向（嵌合方向と平行な方向）にも作用するので、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３との係合力が増すと共に電気的接触状態がより確実なものとなる。この観点からいえば、付勢部材４９もロック機構の一部を構成している。こうして、両ハウジング部材２，３の嵌合がロックされて筐体１ａが構成される。
【００５１】
次に、吸引ポンプを駆動させて吸引口８６ａに吸引力を生じさせ、外部から気体と共に粉体をフィルタカートリッジ４内に吸い込む。このとき、吸い込んだ粉体はフィルタ部材８３に捕獲され、気体は排出口９８から排出経路（孔６４，７０ａ、配管部材６及びフィルタユニット５）を通って吸引ポンプ側に排出される。また、このとき、ほとんどの粉体はフィルタ部材８３に付着しているが、先端部８６、繋ぎ部８７および上流半部８５の内面にも多少粉体が付着している。仮に、フィルタカートリッジ４のフィルタ部材８３が破損していたり、正規に取り付けられていない場合、あるいは吸引ポンプの動作中に破損した場合には、吸引された粉体がフィルタカートリッジ４を通過して吸引ポンプ側に排出されてしまうが、排出経路にはフィルタユニット５が設けられているので、粉体がフィルタユニット５のフィルタ部材８に捕集され、吸引ポンプ側に排出されない。そのため、吸引した粉体を吸引ポンプから外部に飛散させる等の危険性を確実に防止することができる。また、このとき、フィルタユニット５の本体部７ａが透明であるため、フィルタユニット５に粉体が捕集されたか否かを一目で分かる。なお、フィルタユニット５に粉体が捕集された場合は、不具合のないフィルタカートリッジ４に交換して、再度、粉体を吸引する。
【００５２】
次に、吸引ポンプの駆動を停止し、フィルタユニット５に粉体が捕集されていない場合は、フィルタカートリッジ４内の粉体の総電荷量を測定する。絶縁体で形成されたフィルタカートリッジ４の外表面にはフィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷量に応じて、誘電分極により等量の電荷が誘電分極により誘起され、フィルタカートリッジ４の外表面に誘電分極により誘起された電荷量に応じて、フィルタカートリッジ４を収納した導体容器、すなわち、内側第１ケース２３及び内側第２ケース５３で構成された導体容器に静電誘導によりフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の電荷量と等量の電荷が発生し、その電荷による電位を電位計で測定してフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の総電荷量の値を得ることができる。
【００５３】
この点に関し、従来のファラデーケージにおいて、帯電したトナー等を捕獲する捕獲手段は、導体容器で形成し、この導体容器の電位測定を行って電荷量を測定するものであった。従来、このような装置において、導体容器内に絶縁体を持ち込むことは、帯電した物体を持ち込むことにもなり、またトナー等の吸引時において、吸引したトナーと絶縁物との間で摩擦帯電が生じて測定誤差につながると考えられていたが、実際に確認したところそのような影響は無く、たとえ摩擦帯電によって電荷が発生していても、正及び負の等価な電荷がキャンセルされて実際の測定には影響を与えないとの新たな知見が得られた。また上記の例においては、フィルタカートリッジ４を絶縁材料で構成した場合について説明したが、金属等の導電材料で構成しても良い。なお、粉体の総電荷量Ｑは、粉体を吸引する前後の内側第１ケース２３及び内側第２ケース５３で構成された導体容器の電荷量を測定し、その差分から求められる。
【００５４】
続いて、フィルタカートリッジ４内の粉体の単位重量当たりの電荷量を求める。この場合は、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り出して吸い込んだ粉体が入ったフィルタカートリッジ４の重量を測定する。フィルタカートリッジ４を筐体１ａから取り出す方法は、上記と逆の手順で行う。すなわち、第１のハウジング部材２を９０°回転させ、両ハウジング部材２，３を互いに離れる方向に移動させる。そして、カラー４５と突起８９との係合によって内側第１ケース２３に支持されたフィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３から取り外し、そのフィルタカートリッジ４を重量測定器、例えば電子天秤で測定する。そして、その測定した重量と、フィルタカートリッジ４を筐体１ａに取り付ける前に予め測定していたフィルタカートリッジ４の単体重量との差分で、上記の粉体の総電荷量Ｑを除すと、粉体の単位重量当たりの電荷量を求めることができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態によると、両カバー２１，５１を嵌合してから第１のハウジング部材２を周方向に９０°回転させるだけで、ロック機構がフィルタカートリッジ４を取り付けた両ハウジング部材２，３を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が簡易な構成になることで、筐体１ａにフィルタカートリッジ４を出し入れする作業が簡単になる。また、次の測定に際しては、フィルタカートリッジ４を新たなものに交換するだけでよく、従来のように吸引ノズル等を分解して清掃する必要がなく、測定の作業性が向上する。
【００５６】
加えて、両ハウジング部材２，３を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバー２１，５１の電気的接触及び、内側第１ケース２３と内側第２ケース５３との電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケース２３，５３の閉空間内の電荷量を精度良く測定することができると共に、電気的接触された外側第１及び第２カバー２１，５１によって、内側第１及び第２ケース２３，５３の閉空間内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することができる。
【００５７】
また、フィルタユニット５が筐体１ａの外側に設けられているので、筐体１ａ内にフィルタユニット５を設けるときと比して、筐体１ａを小型化することができる。さらに、フィルタユニット５が、筐体１ａの外部に一目で設けられていることが分かり、加えてフィルタユニット５の交換が容易となる。また、フィルタユニット５のフィルタ部材８がフィルタ部材８３よりもその濾過精度が高いので、フィルタカートリッジ４から通過してきたフィルタ部材８３の濾過精度より小さい粒径の粉体等を確実に捕集することが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態においては、ロック機構が突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３から構成されているが、カバー２１の外周面に雄ねじ部が形成され、カバー５１の内周面に雌ねじ部が形成され、いずれか一方のハウジング部材を周方向に回転させて、雌ねじ部に雄ねじ部が螺入されることで両ハウジング部材が互いに係合してもよい。また、突起５１ａ，５１ｂが第１のハウジング部材２に形成され、環状突起３３が第２のハウジング部材３に形成されていてもよい。すなわち、本実施形態とは逆のハウジング部材２，３に突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が形成されていてもよい。
【００５９】
また、ロック機構は上記したものに限定されず、第１ハウジング部材２及び第２ハウジング部材３の組み付け、分離を確実かつ簡単に行える機構であればよい。例えば、第２のハウジング部材３に第１のハウジング部材２を嵌合するだけで、両ハウジング２，３の嵌合が外れないように、溝３２に係合するフック式のロック機構又はカプラ式のロック機構でもよい。さらには、プレストフィットプランジャ３９ａ，３９ｂだけで両ハウジング２，３の嵌合が外れないようにロックするプランジャ式のロック機構でもよい。
【００６０】
また、本実施形態においては、フィルタカートリッジ４の下流端を第２ホルダー５２の側面に押し付けることで、内側第１ケース２３の先端部４１ａとフィルタカートリッジ４の先端部８６の間から内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されないようにしているが、それに加えて、内側第１ケース２３の先端部を図７（ａ）に示す形状とすることにより、より確実なものとなる。
【００６１】
図７（ａ）は内側第１ケースの先端部の変形例を示す要部断面図で、先端部２４１ａの吸い込み口２４１ｃの内径をその上流端から下流端に向かって漸減させると共に、当該下流端における内径をフィルタカートリッジ４の吸引口８６ａの内径よりも小さく絞った構造としている。このような構造にすることにより、フィルタカートリッジ４の吸引口８６ａの外周への粉体の付着をより確実に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、内側第１ケース２３の下流端面と内側第２ケース５３の環状突起６５の上流端面とを接触させて、内側第１ケース２３と内側第２ケース５３との電気的接触状態を形成しているが、内側第１ケースの下流端と内側第２ケースの上流端の接触形状を図７（ｂ）に示す形状とすることにより、電気的接触状態がより確実なものとなる。
【００６３】
図７（ｂ）は内側第１ケースと内側第２ケースの接触部分の変形例を示す要部断面図で、内側第１ケースの拡径部２２３ｂの下流端面に接触する内側第２ケース２５３の環状突起２６５の上流端面にリング状の突出段部２６５ａを形成し、その突出段部２６５ａの外径が拡径部２２３ｂの内径に合致するように成し、内側第１ケースと内側第２ケースを接触させた場合、拡径部２２３ｂの下流端面と環状突起２６５の上流端面とが面接触すると共に、突出段部２６５ａの外周側面と拡径部２２３ｂの内周面とが接触することになり、拡径部２２３ｂの下流端面及び環状突起２６５の上流端面にたとえ座面汚れが生じた場合にも、突出段部２６５ａが拡径部２２３ｂの内周面と面接触した状態が確保され、電気的接触状態の信頼性が更に向上する。
【００６４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本発明は従来の帯電量測定装置である粉体を捕集するフィルタ部材を測定導体容器内に着脱可能に固着した帯電量測定装置に適用可能である。この従来の帯電量測定装置への本発明の適用に際しては、測定導体容器である金属筐体内に着脱可能に固着したフィルタ部材（第１フィルタ部材）より下流側に別体のフィルタ部材（第２フィルタ部材）を設けると共に、この第２フィルタ部材の濾過精度を第１フィルタの濾過精度と同等あるいは同等以上に設定すれば良い。
【００６５】
また、上記の本発明の好適な実施の形態において、フィルタユニットが筐体１ａ内に設けられていてもよい。この場合、フィルタカートリッジ４の排出口９８の下流の排出経路に設けられておればよい。また、フィルタユニット５が、本体部７ａに代えて、部分的に透明な又は非透明な本体部を有していてもよい。また、フィルタユニット５内のフィルタ部材８は、フィルタ部材８３と少なくとも同等の濾過精度を有しておればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。
【図２】図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【図４】図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。
【図５】図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【図６】第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【図７】（ａ）は内側第１ケースの先端部の変形例を示す要部断面図であり、（ｂ）は内側第１ケースと内側第２ケースの接触部分の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  粉体電荷量測定器
１ａ  筐体
２  第１のハウジング部材
３  第２のハウジング部材
４  フィルタカートリッジ
５  フィルタユニット
７  樹脂ケース
７ａ  本体部（透光領域）
８  フィルタ部材（第２フィルタ部材）
２１  外側第１カバー
２３  内側第１ケース
５１  外側第２カバー
５３  内側第２ケース
８３  フィルタ部材（第１フィルタ部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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