(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、上記試料板傾斜保持手段の上方に位置し上記試料板の上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、
上記試料板傾斜保持手段の一部に基準粉体の反射用部材を設け、該反射用部材を上記試料板に対し近接して且つ上方に設置し、上記粉体供給手段から落下した基準粉体を上記反射用部材を介して上記試料板上に導びくことを特徴とする帯電量測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電量測定装置において、
上記試料板傾斜保持手段の一部に設ける基準粉体の反射用部材の反射面が、凸曲面形状であることを特徴とする帯電量測定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の帯電量測定装置において、
上記試料板傾斜保持手段の一部に設ける基準粉体の反射用部材の少なくとも反射面が、該基準粉体と同一の材料からなることを特徴とする帯電量測定装置。
【請求項４】
請求項１または２または３記載の帯電量測定装置を用い、上記粉体供給手段から落下した基準粉体を上記反射用部材に衝突させた後、上記試料板上に導き試料層上を流下させて帯電量を測定することを特徴とする帯電量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真分野等における接触帯電量を精度よく測定する、固体試料の帯電量測定装置及び測定方法に関する。
【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、そのなか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（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が提案されている。
特に板状あるいは膜状試料の帯電量測定方法としては、導電性基板上に試料層を密接した試料板を傾斜保持し、これに基準粉体を流しかけることにより発生した電荷を、電荷測定装置により測定する方法（特開平２−１２６１５２号公報）が提案されており、簡便で且つ精度がよい帯電量測定方法として有効である。
このような装置での測定においては、試料は溶液または分散液の状態で導電性基板上に塗布して試料層を形成することが多く、また基準粉体としては鉄粉またはフェライトの微粉末が好適に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような装置による測定においては、基準粉体がノズル開口部より試料基板上に落下するポイントにおいて、測定中の、基準粉体による機械的ダメージにより試料層が削り取られ、基板が露出してしまう場合がある。特に、有機物試料には比較的軟らかいものが多く、その試料層の損傷は顕著である。
このような状態においては、測定される電荷量は、試料と基準粉体との接触・摩擦帯電量に、基板材料と基準粉体とによる接触・摩擦帯電量が混合されたものとなり、試料自体の帯電量の正確な測定ができなくなってしまう。
ここで、基準粉体を流しかける時間や量を低減すれば試料層の損傷も低減できるが、この方法は、発生する電荷量が必然的に小さくなるため、測定精度の点で好ましくない。すなわち、測定精度向上のためには、充分な電荷量を発生させるべく、ある程度の基準粉体の流しかけ量が必要となる。
また、試料層が基準粉体による機械的ダメージを受けても基板が露出しないようにする方法として、試料層を厚く形成することが考えられるが、液相法で試料層を形成する場合、溶媒に対する溶解度が小さい試料も多く、充分な厚みの試料層を形成できないことが多い。
【０００４】
この発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
▲１▼従来の傾斜法による帯電量測定装置にみられた、基準粉体の落下による試料
膜の機械的なダメージを低減する。
▲２▼基準粉体の落下により試料膜に機械的なダメージが生じた場合にも、試料の
帯電量測定への影響を低減する。
▲３▼基準粉体が試料板に到達する前、及び、試料板から離脱した後の過程におけ
る、基準粉体の不要な帯電を低減する。
等の課題を達成できる、より高精度の帯電量測定装置及び測定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、第１の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、該試料板の試料層にその上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、該基準粉体が導電性材料からなり、更に、該導電性基板と該基準粉体が同一の材料からなる構成とする。
【０００６】
第２の手段では、第１の手段の帯電量測定装置において、導電性基板の一部に試料層非形成部を設け、該試料層非形成部に基準粉体を落下させることにより、試料層形成部上に基準粉体を流下させる構成とする。
【０００７】
第３の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、該試料板の試料層にその上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、該基準粉体が導電性材料からなり、該導電性基板の表面に該基準粉体と同一材料の薄層が形成されている構成とする。
【０００８】
第４の手段では、第３の手段の帯電量測定装置において、導電性基板の一部に試料層非形成部を設け、該試料層非形成部に基準粉体を落下させることにより、試料層形成部上に基準粉体を流下させる構成とする。
【０００９】
第５の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、上記試料板傾斜保持手段の上方に位置し上記試料板の上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、上記試料板傾斜保持手段の一部に基準粉体の反射用部材を設け、該反射用部材を上記試料板に対し近接して且つ上方に設置し、上記粉体供給手段から落下した基準粉体を上記反射用部材を介して上記試料板上に導びく構成とする（請求項１）。
【００１０】
第６の手段では、上記試料板傾斜保持手段の一部に設ける基準粉体の反射用部材の反射面が、凸曲面形状である構成とする（請求項２）。
【００１１】
第７の手段では、上記試料板傾斜保持手段の一部に設ける基準粉体の反射用部材の少なくとも反射面が、該基準粉体と同一の材料からなる構成とする（請求項３）。
上記第５または第６または第７の手段の装置を用いた測定方法においては、上記粉体供給手段から落下した基準粉体を上記反射用部材に衝突させた後、上記試料板上に導き試料層上を流下させて帯電量を測定する（請求項４）。
【００１２】
第８の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、該試料板の試料層にその上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、該粉体供給手段の少なくとも基準粉体と接触する面が、基準粉体と同一の材料からなる構成とする。
【００１３】
第９の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、該試料板の試料層にその上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、該基準粉体が導電性材料からなり、更に、該導電性受容器の少なくとも内側表面が、該基準粉体と同一の材料からなる構成とする。
【００１４】
第１０の手段では、導電性基板上に試料層を密接して設けてなる試料板と、該試料板を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段と、該試料板の試料層にその上方から基準粉体を流しかける粉体供給手段と、該試料板から落下した基準粉体を補集する電気的に絶縁された導電性受容器と、該導電性受容器または該試料板の電荷量を測定する電荷測定装置とからなる帯電量測定装置において、該基準粉体が絶縁性材料からなり、該導電性受容器の内側表面に該基準粉体と同一の材料からなる薄層が形成されている構成とする。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
先ず、本発明に関連する従来の傾斜法による帯電量測定装置の構成例及び基本的動作を説明する。
この帯電量測定装置は、図１に示すように、導電性基板１の上に試料層２を密接して設けてなる試料板１００と、この試料板１００を傾斜状態で保持する試料板傾斜保持手段３と、試料板１００の試料層２に基準粉体１１を流しかける粉体供給手段４と、試料板１００の試料層２上を落下した基準粉体１１を受ける電気的に絶縁して支持された導電性受容器５と、この導電性受容器５または試料板１００の電荷量を測定する電荷測定装置６とを具備している。
【００１６】
このような傾斜法による帯電量測定装置では、傾斜配置した試料板１００に、その上部から基準粉体１１を流しかけると、流下した基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦により、基準粉体１１と試料層２に、それぞれ極性が逆で電荷量の絶対値が等しい電荷が発生し、基準粉体１１は帯電した状態で導電性受容器５中に落下する。そして、試料板１００を構成する導電性基板１を接地させて導電性受容機５を電荷測定装置６の入力端子に接続するか、または、導電性受容器５を接地させて試料板１００の導電性基板１を電荷測定装置６の入力端子に接続することにより、導電性受容器５に落下した基準粉体１１の電荷、または、試料板１００の電荷が、測定されることになる。
【００１７】
本発明に係る帯電量測定装置を含め、このような従来の傾斜法による帯電量測定装置において、試料板１００の導電性基板１としては、アルミ、鉄、銅、ステンレス等の金属や合金、樹脂に金属粉やカーボン等の導電性物質を配合したもの、及び、ガラスや樹脂等の絶縁性の基板表面に金属膜を形成したもの等が使用できる。
また、測定する試料としては、有機物、無機物のいずれでもよく、これらを板状あるいは膜状に形成したもの及び粉体を固めた粉体層等である。
試料膜の形成方法としては、試料の溶液あるいは分散液を導電性基板１上に塗布乾燥する方法や、粉体試料を板状もしくは膜状に押し固める方法等が用いられる。
【００１８】
試料板傾斜保持手段３としては、試料板１００をある所定の角度に保持できるような構造、あるいは、試料板１００を任意の角度に調整して保持できるような構造を有し、材質としては、その一部が絶縁性材料で形成され、試料板１００の導電性基板１が基準粉体１１の導電性受容器５から電気的に絶縁されていればよい。
【００１９】
基準粉体１１としては、平均粒径が１０μｍ〜１ｍｍ程度の無機物、有機物の粉体、例えば、鉄粉、フェライト、樹脂粒子、ガラス粒子等が使用できるが、その形状は、測定精度の点から、なるべく球形に近く、粒径分布がシャープであることが好ましい。
【００２０】
粉体供給手段４は、試料板１００上に基準粉体１１を一定の供給速度で落下させるための基準粉体１１の供給手段であって、粉体貯蔵部７と粉体供給管８とからなっている。
その粉体供給管８の開口部付近には、基準粉体１１の供給の開始及び停止等を制御するシャッター部材９が設けられており、このシャッター部材９は、電磁力あるいは空気圧を利用した作動装置により作動される。
【００２１】
導電性受容器５は、試料板１００の試料層２上を落下した基準粉体１１を補集するべく、試料板１００の下端の下方に配置されており、必要に応じて接地されたり、または、大地と絶縁されて電荷測定装置６に接続される。
【００２２】
また、これらの測定系は、密閉容器１０内に納めることにより、この密閉容器１０内の雰囲気及び圧力等を任意に設定可能とすることもできる。
更に、この密閉容器中の測定系におけるシャッター９の動作等は、密閉容器１０の外部から制御可能とすることもできる。
【００２３】
以上に説明した従来の傾斜法による帯電量測定装置の構成例及び基本的動作に対し、以下に本発明の特徴を説明する。
【００２４】
本発明の第１の特徴は、基準粉体１１が導電性基板１と同一の材料からなることである。すなわち、この発明においては、基準粉体１１も導電性の材料からなることになる。
前述したように、従来の装置においては、導電性基板１としては、アルミ、鉄、銅、ステンレス等の金属や合金、樹脂に金属粉やカーボン等の導電性物質を配合したもの、及び、ガラスや樹脂等の絶縁性の基板表面に金属膜を形成したもの等が使用できる。従って、本発明においても同様のものが導電性基板１として使用できるが、この場合、基準粉体１１も同一の材料からなることや、更に測定の精度の点からも、導電性基板１及び基準粉体１１の材料としては、単一の物質からなるもの、あるいは、複数の物質からなるものでは分子レベルで均一に混合されたもの、つまり、単一金属や合金が好ましい。
本発明の帯電量測定装置によれば、試料板１００の試料層２が、基準粉体１１の落下による機械的ダメージのために損傷し、導電性基板１が露出してしまった場合でも、導電性基板１の材料と基準粉体１１の材料とが同一であるので、導電性基板１と基準粉体１１とによる接触・摩擦帯電量は原理的にも非常に小さく無視できるレベルとなり、測定対象とする試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えない。
これにより、有機物に多い軟らかい試料、あるいは、測定により得られる帯電量が比較的小さいために多量の基準粉体１１の流しかけを必要とする試料等、測定時の試料膜の損傷による導電性基板１の露出の可能性が大きい試料についても、基準粉体１１との接触・摩擦帯電量を精度よく測定することが可能となる。
なお、測定される電荷量は、基準粉体１１が流下する試料層２の距離あるいは面積にも依存するため、試料板１００に対する基準粉体１１の落下点の位置は正確に制御されることが望ましい。
【００２５】
本発明の第２の特徴は、上述した第１の特徴の帯電量測定装置を用い、導電性基板１の一部に試料層非形成部を設け、この試料層非形成部に基準粉体１１を落下させることにより、試料層形成部上に基準粉体１１を流下させて帯電量を測定することである。
具体的には、例えば、図２に示すように、導電性基板１に試料層２を形成する際に、部分的に試料層２が形成されていない試料層非形成部１２（図２の斜線を施した領域）を設け、この試料層非形成部１２に基準粉体１１の落下点が位置するように、この試料板１００’の配設位置を設定調整する。
本発明の帯電量測定方法では、粉体供給管８から離れた基準粉体１１が、先ず、試料層非形成部１２に落下して衝突し、その後、傾斜保持された試料板１００’上を下方に進み、試料層２が形成されている部分を流下する。
従って、この方法によれば、試料層２に基準粉体１１が直接落下して衝突することがないので、基準粉体１１による試料層２の機械的ダメージが著しく低減される。
ここで、基準粉体１１は、試料層２を流下する前に、導電性基板１に衝突し、更に、この導電性基板１上を流下することになるが、前述したように、導電性基板１の材料と基準粉体１１の材料とが同一であるので、両者による接触・摩擦帯電量は原理的にも非常に小さく無視できるレベルであり、測定対象とする試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えない。
なお、測定される電荷量は、基準粉体１１が流下する試料層２の距離あるいは面積にも依存するため、試料層２の形成部の距離あるいは面積は正確に制御されることが望ましい。
【００２６】
本発明の第３の特徴は、基準粉体１１が絶縁性材料からなり、導電性基板１の表面に基準粉体１１と同一材料の薄層が形成されていることである。
この発明の帯電量測定装置によれば、試料板１００の試料層２が、基準粉体１１の落下による機械的ダメージのために損傷し、この試料層２が部分的に消失してしまった場合でも、露出するのは、導電性基板１の表面に形成された、基準粉体１１の材料と同一材料により形成された薄層であるので、この薄層と基準粉体１１とによる接触・摩擦帯電量は原理的にも非常に小さく無視できるレベルであり、測定対象とする試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えない。
これにより、絶縁材料からなる基準粉体を用いる場合でも、有機物に多い軟らかい試料、あるいは、測定により得られる帯電量が比較的小さいために多量の基準粉体１１の流しかけを必要とする試料等、測定時の試料膜の損傷による導電性基板１の露出の可能性が大きい試料についても、基準粉体１１との接触・摩擦帯電量を精度よく測定することが可能となる。
ここで、導電性基板１の表面に形成される基準粉体１１と同一材料からなる薄層の形成方法は、その対象とする材料により適宜選択されてよく、溶液や分散液を塗布する方法、及び、溶液や分散液の塗布後に更に熱処理を加える方法、あるいは、蒸着法などが公的に用いられる。
【００２７】
本発明の第４の特徴は、上述した第３の特徴の帯電量測定装置を用い、表面に基準粉体１１と同一材料の薄層が形成された導電性基板１の一部に、試料層非形成部を設け、この試料層非形成部に基準粉体１１を落下させることにより、試料層形成部上に基準粉体１１を流下させて帯電量を測定することである。
具体的には、例えば、図２に示したように、表面に基準粉体１１と同一材料の薄層が形成された導電性基板１に試料層２を形成する際に、部分的に試料層２が形成されていない試料層非形成部１２（図２の斜線を施した領域）を設け、この試料層非形成部１２に基準粉体１１の落下点が位置するように、この試料板１００’の配設位置を設定調整する。
本発明の帯電量測定方法では、粉体供給管８から離れた基準粉体１１が、先ず、試料層非形成部１２に落下して衝突し、その後、傾斜保持された試料板１００’上を下方に進み、試料層２が形成されている部分を流下する。
従って、この方法によれば、試料層２に基準粉体１１が直接落下して衝突することがないので、基準粉体１１による試料層２の機械的ダメージが著しく低減される。
ここで、基準粉体１１は、試料層２を流下する前に、導電性基板１の表面に形成された薄層に衝突し、更に、この薄層上を流下することになるが、前述したように、この薄層と基準粉体１１とは同一の材料からなるので、両者による接触・摩擦帯電量は原理的にも非常に小さく無視できるレベルであり、測定対象とする試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えない。
【００２８】
本発明の第５の特徴は、試料板傾斜保持手段３の一部に、基準粉体１１の反射用部材を設けることである。
具体的には、図３に示すように、この反射用部材１３は、試料板傾斜保持手段３の所定の位置に設置された試料板１００に対し、近接して且つ上方に設置される。
ここで、この反射用部材１３の形状及び大きさに対する厳密な制限はなく、要は粉体供給管８から落下した基準粉体１１を、この反射用部材１３に衝突させた後、試料板１００上に確実且つスムーズに供給して、基準粉体１１が試料板１００上を流下するように設定されればよい。
この発明の帯電量測定装置によれば、試料層２に基準粉体１１が直接落下して衝突することがないので、基準粉体１１による試料層２の機械的ダメージが著しく低減される。
【００２９】
本発明の第６の特徴は、上述した第５の特徴の帯電量測定装置において、試料板傾斜保持手段３の一部に設ける基準粉体１１の反射用部材１３の反射面を、凸曲面形状に形成したことにある。
前述したように、粉体供給管８から落下した基準粉体１１は、反射用部材１３の反射面に衝突した後、傾斜保持された試料板１００に形成された試料層２上に導かれて流下するが、このときの基準粉体１１の流下状態は、反射用部材１３の反射面の形状によっても変化する。
すなわち、反射用部材１３の反射面が凹面形状の場合には、この反射面に衝突した基準粉体１１が比較的凝集した状態で試料板１００に到達して流下する傾向があり、これに対し、反射用部材１３の反射面が凸面形状の場合には、この反射面に衝突した基準粉体１１が比較的分散した状態で試料板１００に到達して流下する傾向がある。
従って、測定精度に影響を与える各基準粉体粒子と試料層２との接触状態の均一性は、前者よりも後者の方が良好であり、また、反射用部材１３の反射面を凸面形状とした場合には、試料層２に対する機械的ダメージがより分散されることになり、測定精度的にも、反射用部材１３の反射面は凸面形状の方が好ましいことになる。
ここで、反射用部材１３の反射面の凸面形状の程度（例えば曲率等）は、粉体供給管８からの基準粉体１１の供給速度等の条件との兼ね合いにより適切に設定される。
【００３０】
本発明の第７の特徴は、上述した第６の特徴の帯電量測定装置において、試料板傾斜保持手段３の一部に設ける基準粉体１１の反射用部材１３の少なくとも反射面を、基準粉体１１と同一の材料で形成したことにある。
前述したように、粉体供給管８から落下した基準粉体１１は、反射用部材１３の反射面に衝突した後、傾斜保持された試料板１００に形成された試料層２上に導かれて流下する。
従って、基準粉体１１は、試料層２を流下する前に、導電性基板１表面に形成された層に衝突し更に該層上を流下することになるが、ここで、反射用部材１３と基準粉体１１とを同一の材料で構成することによって、この両者の衝突による接触・摩擦帯電量を原理的にも非常に小さな無視できるレベルに抑えることができるので、測定対象となる試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量への、上記両者の衝突による影響を回避できる。
【００３１】
本発明の第８の特徴８は、粉体供給手段４の少なくとも基準粉体１１と接触する面を、基準粉体１１と同一の材料で形成したことにある。
基準粉体１１は、試料層２に到達する以前の過程において、粉体供給手段４の内部を経由する。
従って、試料層２に到達した基準粉体１１は、ある確率で粉体供給手段４と接触していることになる。
この粉体供給手段４との接触により発生する基準粉体１１の帯電量は、基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦帯電量に比べ、粉体供給手段４に対する基準粉体１１の接触確率的な観点からも、かなり小さいものであるが、高精度の測定においては無視できないレベルとなり得る。
これに対し、本発明では、粉体供給手段４の少なくとも基準粉体１１と接触する面が、基準粉体１１と同一の材料で形成されるので、この両者の接触・摩擦帯電量を原理的にも非常に小さな無視できるレベルに抑えることができ、測定対象となる試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量への、上記両者の接触による影響を回避して、高精度の測定が可能となる。
ここで、粉体供給手段４は、その全体を基準粉体１１と同一の材料から作成してもよいし、あるいは、他の材料で作成された粉体供給手段本体の基準粉体１１が接触する面に、基準粉体１１と同一材料からなる層を形成してもよい。
【００３２】
本発明の第９の特徴は、基準粉体１１が導電性材料からなり、導電性受容器５の少なくとも内側の表面を、基準粉体１１と同一の材料で形成したことにある。本発明に係る帯電量測定装置においては、前述したように、基準粉体１１の導電性受容器５を電荷測定装置に接続して、試料板１００を流下して導電性受容器５中に落下した基準粉体１１の電荷を計測することによっても、基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦帯電量を測定することができる。
この場合、試料板１００から落下した基準粉体１１は、ある確率で導電性受容器５の内側表面と接触することになる。
これにより発生する帯電量は、基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦帯電量に比較して、接触確率的な観点からも、かなり小さいものであるが、高精度の測定においては無視できないレベルとなり得る。
本発明においては、導電性受容器５の少なくとも内側の表面が、基準粉体１１と同一の材料で形成されるので、この両者の接触・摩擦帯電量を原理的にも非常に小さな無視できるレベルに抑えることができ、測定対象となる試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量への、上記両者の接触による影響を回避して、高精度の測定が可能となる。
【００３３】
本発明の第１０の特徴は、基準粉体１１が絶縁性材料からなり、導電性受容器５の内側表面に、基準粉体１１と同一の材料からなる薄層を形成したことにある。
本発明に係る帯電量測定装置においては、前述したように、基準粉体１１の導電性受容器５を電荷測定装置に接続して、試料板１００を流下して導電性受容器５中に落下した基準粉体１１の電荷を計測することによっても、基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦帯電量を測定することができる。
この場合、試料板１００から落下した基準粉体１１は、ある確率で導電性受容器５の内側表面と接触することになる。
これにより発生する帯電量は、基準粉体１１と試料層２との接触・摩擦帯電量に比較して、接触確率的な観点からも、かなり小さいものであるが、高精度の測定においては無視できないレベルとなり得る。
本発明においては、導電性受容器５の少なくとも内側の表面が、絶縁性材料からなる基準粉体１１と同一の絶縁性材料で形成されるので、この両者の接触・摩擦帯電量を原理的にも非常に小さな無視できるレベルに抑えることができ、測定対象となる試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量への、上記両者の接触による影響を回避して、高精度の測定が可能となる。
【００３４】
以上、本発明の基本的な構成及び特徴について述べたが、以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００３５】
（実施例１）
本実施例で用いた帯電量測定装置の構成図を図１に示す。
本実施例では、試料板１００の導電性基板１としてステンレス（ＳＵＳ３１６）製のものを用い、この導電性基板１上に樹脂試料をディッピング法により成膜し、基準粉体１１として平均粒径６０μｍの球状のステンレス（ＳＵＳ３１６）粒子を用いて、帯電量の測定を行なった。
傾斜保持手段３は、主にＰＴＦＥからなり、基準粉体１１の導電性受容器５から電気的に絶縁され、試料板１００の傾斜角度を０〜９０°の範囲で調整可能な構造を有している。
また、本実施例においては、試料板１００の傾斜角度は４５°とした。
粉体供給手段４は、粉体貯蔵部７と粉体供給管（ノズル）８（ともにステンレス製）からなり、粉体供給管８の一部には、空気圧で作動して、基準粉体１１の流しかけの開始、停止を制御できるシャッター部材９を設けた。
試料板１００の下方には、導電性受容機５（ステンレス製）を設置した。
試料板１００の導電性基板１は、電荷測定装置６に電気的に接続し、また、粉体供給手段４及び粉体受容器５はそれぞれ接地した。
測定は、基準粉体１１を１分間流しかけて行なった。
この樹脂試料は、比較的小さな負の帯電を示し、基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化を示すカーブは、図４に示すように、きれいな直線関係を示した。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、基準粉体１００の落下点では、試料層２が損傷し、導電性基板１の露出がみられたが、測定カーブに乱れがなかったことから、基準粉体１１と導電性基板１との接触による帯電は、非常に小さく無視できるレベルであって、測定対象である試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えないことがわかる。
【００３６】
（比較例１）
実施例１と略同様の構成の装置を用い、実施例１と同様に、基準粉体１１を１分間流しかけて測定を行なった。但し、この比較例１では、基準粉体１１として平均粒径６０μｍの球状の鉄粉を用いた点が実施例１と異なる。
試料は、実施例１のものと同一であり、新たに成膜したものであったが、基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例１の場合とはかなり異なり、図５に示すように、測定開始後一旦は負帯電方向に電荷量が増大したが、その後減少し、測定終了時には、電荷量が略“０”になるという挙動を示した。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、基準粉体１００の落下点では、試料層２が損傷し、導電性基板１の露出がみられたが、その程度は実施例１の場合と同様であった。
この比較例では、基準粉体１１と導電性基板１との接触による帯電が比較的大きく、測定中に導電性基板１が露出した時点から、その影響が測定カーブに反映されたことがわかる。
【００３７】
（実施例２）
実施例１と同様の構成の装置を用い、実施例１と同様の測定を行なった。
但し、この実施例２では、導電性基板１にディピングにより試料層２を形成する際に、図２に示すように、試料層２を形成しない部分を設け、この部分に基準粉体１１を落下させた後に、試料層２の形成部に基準粉体１１を流下させて測定を行なった。
ここでは、試料層形成部は、実施例１における基準粉体１１の落下点に対し、試料板１００上の下流側とすることで、両実施例における試料層２上の基準粉体１１の流下距離を等しくした。
試料は実施例１のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例２における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例１の場合と略同様であった。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、試料層２の大きな損傷は特に見られなかった。
【００３８】
（実施例３）
実施例１と略同様の構成の装置を用い、同様の測定を行なった。
但し、この実施例３では、基準粉体１１として平均粒径６０μｍの球状のフェライト粒子を用い、導電性基板１の表面にフェライトの薄層を形成し、その上に試料層２を形成して測定を行なった。
測定は、基準粉体１１を１分間流しかけて行なった。
この実施例３における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化を示すカーブは、図６に示すように、きれいな直線関係を示した。
なお、この実施例３のように、基準粉体１１としてフェライト粒子を用いた場合に得られた試料層２の負帯電量は、基準粉体１１としてステンレス粒子を用いた実施例１の場合よりも小さいものであった。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、基準粉体１００の落下点では、試料層２が損傷し、導電性基板１の露出がみられたが、測定カーブに乱れがなかったことから、基準粉体１１と導電性基板１との接触による帯電は、非常に小さく無視できるレベルであって、測定対象である試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えないことがわかる。
【００３９】
（実施例４）
実施例３と同様の構成の装置を用い、実施例３と略同様の測定を行なった。
但し、この実施例４では、基板にディピングにより試料層２を形成する際に、図２に示すように、試料層２を形成しない部分を設け、この部分に基準粉体１１を落下させた後に、試料層２の形成部に基準粉体１１を流下させて測定を行なった。
ここでは、試料層形成部は、実施例３における基準粉体１１の落下点に対し、試料板１００上の下流側とすることで、両実施例における試料層２上の基準粉体１１の流下距離を等しくした。
試料は実施例３のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例４における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例３の場合と略同様であった。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、試料層２の大きな損傷は特に見られなかった。
【００４０】
（実施例５）
実施例１と略同様の構成の装置を用い、同様の測定を行なった。
但し、この実施例５では、図３に示すように、試料板傾斜保持手段３の一部に基準粉体１１の反射用部材（ステンレス製、平板状）１３を設け、粉体供給管８から落下した基準粉体１１を、この反射用部材１３上に衝突させて試料板１００上に導き、試料層２上に流下させて測定を行なった。
試料は実施例１のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例５における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例１の場合と略同様であった。
また、測定後の試料板１００を目視確認したところ、試料層２の大きな損傷は特に見られなかった。
【００４１】
（実施例６）
実施例５と略同様の構成の装置を用い、同様の測定を行なった。
但し、この実施例６では、基準粉体１１の反射用部材１３については、その反射面の形状を凸曲面状（半径５ｍｍの球面の一部）とし、粉体供給管８から落下した基準粉体１１を、この反射面に衝突させて試料板１００上に導き、試料層２上に流下させて測定を行なった。
試料は実施例１のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例５における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例５の場合と略同様であった。
また、この実施例６では、反射用部材１３の反射面に衝突した基準粉体１１が比較的分散した状態で試料板１００に到達して流下したため、測定後の試料層２の損傷は特に小さかった。
【００４２】
（実施例７）
実施例６と略同様の構成の装置を用い、同様の測定を行なった。
但し、この実施例７では、基準粉体１１として平均粒径６０μｍの球状のフェライト粒子を用い、また、基準粉体１１の反射用部材１３については、その反射面の形状は実施例６の場合と同一であるが、基準粉体１１と同じフェライト製のものを用いた。
試料は実施例１のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例７における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化を示すカーブは、基準粉体１１としてフェライト粒子を用いた実施例３及び実施例４の場合と略同様であった。
また、この実施例７では、反射用部材１３の反射面に衝突した基準粉体１１が比較的分散した状態で試料板１００に到達して流下したため、測定後の試料層２の損傷は特に小さかった。
更に、この実施例７では、基準粉体１１が試料層２に到達する前に、反射用部材１３に衝突しているが、基準粉体１１と反射用部材１３が同一の材料からなるので、この両者の接触による帯電は、非常に小さく無視できるレベルであって、測定対象である試料と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量に影響を与えないことがわかる。
【００４３】
（実施例８）
実施例４と略同様の構成の装置を用い、同様の測定を行なった。
但し、この実施例８では、基準粉体１１の粉体供給手段４は全てフェライト製とした。
試料は実施例１のものと同一であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例８における基準粉体１１の流しかけ時間に対する試料板１００の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例４の場合とはやや異なり、得られた負帯電量は若干大きいものであった。
そこで、確認のために、実施例４及び本実施例８の両装置構成において、粉体供給管８から落下した基準粉体１１をファラデーケージ中に直接１分間補集し、粉体供給手段４と基準粉体１１との接触・摩擦帯電量を計測したところ、実施例４の場合、つまり、基準粉体１１がフェライト製で、粉体供給手段４がステンレス製の場合には、基準粉体１１が負帯電を示し、その電荷量は実施例４で得られた試料層２の帯電量の約４％に相当した。
これに対し、本実施例８の場合、つまり、基準粉体１１及び粉体供給手段４がともにフェライト製の場合には、基準粉体１１はほとんど帯電しないことが確認された。
この結果、上記両実施例における試料層２の帯電量測定結果の差異は、上述の理由によるものと判断でき、より精密な帯電量測定のためには、粉体供給手段４の少なくとも基準粉体１１と接触する面が、基準粉体１１と同一の材料からなることの有効性が確認された。
【００４４】
（実施例９）
実施例２と略同様の装置を用い、測定を行なった。
但し、この実施例９では、基準粉体１１の導電性受容器５を電荷測定装置６の入力端子に電気的に接続し、また、試料板１００の導電性基板１は接地して、基準粉体１１の帯電量を測定した。
試料は実施例１のものと同様であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例９で得られた基準粉体１１の流しかけ時間に対する基準粉体１１の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例２で得られた試料層２の電荷の測定カーブと極性が逆であり絶対値が略等しいという結果を得た。
従って、本実施例９による測定方法によれば、得られた基準粉体１１の電荷の極性を反転することにより、試料層２の帯電量を求めることができる。
【００４５】
（比較例２）
実施例９と同様の装置を用い、測定を行なった。
但し、この比較例２では、基準粉体１１の導電性受容器５として鉄製のものを用いて、基準粉体１１の帯電量を測定した。
試料は実施例１のものと同様であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
原理的には、この測定方法で得られる基準粉体１１の帯電量は、試料板１００の帯電量とは極性が逆で絶対値が等しいことになる。
しかしながら、この比較例２で得られた試料層２についての電荷の測定カーブと極性は逆になった（実施例９と同様）が、その絶対値については、本比較例２の場合の方が、約５％大きいという結果を得た。
これは、導電性受容器５が鉄製であり、ステンレス製の基準粉体１１が導電性受容器５中に落下した際の接触・摩擦により新たに発生した帯電電荷によるものである。
【００４６】
（実施例１０）
実施例８と略同様の装置を用い、測定を行なった。
但し、この実施例１０では、基準粉体１１の導電性受容器５として、ステンレス製の容器の内側表面にフェライトの薄層を形成したものを用い、そのステンレス部を電荷測定装置６の入力端子に電気的に接続し、また、試料板１００の導電性基板１は接地して、基準粉体１１の帯電量を測定した。
試料は実施例１のものと同様であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
この実施例１０で得られた基準粉体１１の流しかけ時間に対する基準粉体１１の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例８で得られた試料層２の電荷の測定カーブと極性が逆であり絶対値が略等しいという結果を得た。
従って、本実施例１０による測定方法によれば、得られた基準粉体１１の電荷の極性を反転することにより、試料層２の帯電量を求めることができる。
【００４７】
（比較例３）
実施例１０と同様の装置を用い、測定を行なった。
但し、この比較例３では、基準粉体１１の導電性受容器５はステンレス製のものを用いて、基準粉体１１の帯電量を測定した。
試料は実施例１のものと同様であって新たに成膜したものであり、基準粉体１１の流しかけ時間も同様に１分とした。
原理的には、この測定方法で得られる基準粉体１１の帯電量は、試料板１００の帯電量とは極性が逆で絶対値が等しいことになる。
しかしながら、この比較例３で得られた基準粉体１１の流しかけ時間に対する基準粉体１１の電荷の変化（測定カーブ）は、実施例８で得られた試料層２の電荷の測定カーブと極性は逆になった（実施例１０と同様）が、その絶対値については、本比較例３の場合の方が、約３％大きいという結果を得た。
これは、導電性受容器５がステンレス製であり、フェライト製の基準粉体１１が導電性受容器５中に落下した際の接触・摩擦により新たに発生した帯電電荷によるものである。
【００４８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、従来の傾斜法による装置にみられた、基準粉体の落下による試料膜の機械的なダメージを低減でき、また、基準粉体の落下により試料膜に機械的なダメージが生じた場合にも、試料の帯電量測定への影響を低減でき、更に、基準粉体が試料板に到達する前、及び、試料板から離脱した後の過程における、基準粉体の不要な帯電電荷を低減することができるので、有機物試料に多い比較的軟らかい材料や特に帯電量が小さい材料についても、より高精度の帯電量測定が可能な帯電量測定装置及び測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される帯電量測定装置の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明の帯電量測定装置及び測定方法の実施例の要部を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の帯電量測定装置及び測定方法の他の実施例の要部を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の実施例における基準粉体の流しかけ時間に対する試料板の電荷の変化を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施例における基準粉体の流しかけ時間に対する試料板の電荷の変化を示す線図である。
【図６】本発明の更に他の実施例における基準粉体の流しかけ時間に対する試料板の電荷の変化を示す線図である。
【符号の説明】
１        導電性基板
２        試料層
３        試料板傾斜保持手段
４        粉体供給手段
５        導電性受容器
６        電荷測定装置
７        粉体貯蔵部
８        粉体供給管
９        シャッター部材
１０      密閉容器
１１      基準粉体
１２      試料層非形成部
１３      反射用部材
【図１】
0003686658.tif 000002
【図２】
0003686658.tif 000003
【図３】
0003686658.tif 000004
【図４】
0003686658.tif 000005
【図５】
0003686658.tif 000006
【図６】
0003686658.tif 000007