(57)【要約】  【課題】  粉体の付着力を簡便、かつ正確に測定することができる粉体の付着力測定装置を提供すること。  【解決手段】  トナー５の付着力を計測する測定装置１１は、トナー５が付着された基板４を内蔵するカプセル１と、カプセル１を加速させて発射する発射部材１２と、発射部材１２によって加速されて発射されたカプセル１が衝突される衝突部材１４とを備える。また、カプセル１を衝突部材１４に高速で衝突させる。また、カプセル１は中空形状の本体２および蓋３を備えており、蓋３には表面に接着面を有する基板４が設けられ、基板４に対向する本体２の面には粘着部材６が設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が付着された基板を内蔵する粉体保持部材と、
前記粉体保持部材を加速させて発射する発射部材と、
前記発射部材によって加速されて発射された前記粉体保持部材が衝突される衝突部材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２】
前記発射部材は、前記粉体保持部材が前記衝突部材に衝突したときに、前記粉体が前記基板から一定の方向に分離するように粉体保持部材を一定の方向に運動させながら加速することを特徴とする請求項１に記載の粉体の付着力測定装置。   
【請求項３】
前記粉体保持部材は、前記基板が装着された第１の部材と、前記第１の部材に対向し、前記基板から分離した粉体を補捉する補捉部材が設けられた第２の部材とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項４】
前記衝突部材は、粘弾性体からなる緩衝層を有し、前記粘弾性体の弾性率が前記粉体保持部材の弾性率より低いことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項５】
前記衝突部材に圧力検出部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項６】
前記衝突部材が前記粉体保持部材の衝突方向に移動するのをガイドする移動ガイド手段と、前記衝突部材の前記衝突方向の変位、移動速度、または移動加速度の少なくとも１つ以上を計測する衝撃力計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項７】
前記粉体保持部材が前記衝突部材に接触するときの速度を計測する速度計測手段と、前記粉体保持部材が前記衝突部材に衝突して接触したときの接触時間を計測する接触時間計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項８】
前記緩衝層の厚みの変化を測定する厚み測定部材を有することを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項９】
前記緩衝層として、気体の圧縮弾性を利用した弾性部材を用いたことを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項１０】
前記緩衝層として、電気的に粘性を変化させる電気粘性流体を用いたことを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項１１】
前記衝突部材の緩衝層の弾性および粘性の少なくとも一方を調整する調整部材を備えたことを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【請求項１２】
前記発射部材は、前記粉体保持部材の発射速度の大きさを調節することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の粉体の付着力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の付着力測定装置に関し、例えば、電子写真分野で用いられるトナー等の粉体の付着力を測定することができる粉体の付着力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の複写機やプリンタ等にあっては、トナーと呼ばれる微粉体を記録紙に付着させることで記録紙に画像を形成するようになっており、画像の品質を安定させるために記録紙に対するトナーの付着力を正確に把握して制御することが重要となっている。このため、簡単な方法でトナー等の粉体の付着力を測定する必要がある。
【０００３】
従来のこの種の付着力を測定する方法としては、衝撃力や遠心力を利用したものがあり、衝撃力を利用したものとしては、一様な平面を有する電極を備えた被測定物担持体に測定対象である微粒子を付着させ、電極に対向する位置にもう１つの別の電極を配置し、両電極間に電界を印加しながら被測定物を担持面に対して垂直方向に移動させて被測定物担持体から離脱させ、離脱後の粒子数および粒子質量を求めることにより、粒子と担持面の付着力を測定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、遠心力を利用したものとしては、粉体を付着させた試料面を有する試料基板と、試料基板から分離した粉体を付着させる付着面を有する受け基板と、試料基板の試料面と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た測定セルと、測定セルを回転させて測定セルに遠心力を作用させる遠心分離装置と、遠心分離装置によって試料基板から受け基板に分離された粉体の粒径を測定する測定装置とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５６４２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１８３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す衝撃力を利用した付着力の測定方法にあっては、被測定物担持体の加速度を正確に図ることが困難であり、付着力の定量化が困難であった。すなわち、トナーのような微粉体を分離するためには、数万〜数十万Ｇ以上の加速度が必要となり、加速度センサ等で直接測ることが難しい。さらに、被測定物担持体の裏面から衝撃を加えた場合には、被測定物担持体に粉体を密着させる方向の慣性力が作用するため、付着力の測定に影響を与えてしまい、正確な付着力を測定することが困難である。
【０００６】
一方、特許文献２に示す遠心力を利用した付着力の測定方法にあっては、回転数が１０万ｒｐｍに達するため加速および減速に要する時間が長くなり、１回の測定に１０〜２０分程度の時間がかかってしまうため、測定作業の作業性が悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、粉体の付着力を簡便、かつ正確に測定することができる粉体の付着力測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の粉体の付着力測定装置は、粉体が付着された基板を内蔵する粉体保持部材と、前記粉体保持部材を加速させて発射する発射部材と、前記発射部材によって加速されて発射された前記粉体保持部材が衝突される衝突部材とを備えたものから構成される。
【０００９】
この構成により、粉体が付着した基板を内蔵した粉体保持部材を衝突部材に高速で衝突させることにより、粉体に大きな加速度を作用させることができるので、衝突時の加速度に基づいて粉体の付着力を簡便、かつ正確に測定することができる。
【００１０】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記発射部材が、前記粉体保持部材が前記衝突部材に衝突したときに、前記粉体が前記基板から一定の方向に分離するように粉体保持部材を一定の方向に運動させながら加速するものから構成される。
【００１１】
この構成により、粉体が基板から一定の方向に分離するように粉体保持部材を一定の方向に運動させながら加速するので、衝突部材に衝突する毎に粉体の分離方向が変更されて粉体の付着力の測定がばらついてしまうのを防止することができ、粉体の付着力の測定精度が低下するのを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記粉体保持部材が、前記基板が装着された第１の部材と、前記第１の部材に対向し、前記基板から分離した粉体を補捉する補捉部材が設けられた第２の部材とを備えたものから構成される。
【００１３】
この構成により、基板から分離した粉体を捕捉する粘着面を基板の粉体付着面に対向させて配置したので、基板から分離した粉体が再び基板に再付着することを防止できる。これに加えて、粘着面に付着した粉体の大きさと粉体保持部材に加わった加速度から粉体の付着力を推定することができ、一度の衝突で複数の粉体の付着力を測定することができる。
【００１４】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記衝突部材が、粘弾性体からなる緩衝層を有し、前記粘弾性体の弾性率が前記粉体保持部材の弾性率より低いものから構成される。
【００１５】
この構成により、粘弾性体の弾性率を粉体保持部材の弾性率より低くしたので、粉体保持部材が衝突部材に衝突したときに破損するのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記衝突部材に圧力検出部材を設けたものから構成される。
【００１７】
この構成により、圧力検出部材からの検出情報に基づいて粉体保持部材が衝突部材に衝突したときの力を検出することができるので、粉体保持部材に加わった加速度を容易に求めることができる。
【００１８】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記衝突部材が前記粉体保持部材の衝突方向に移動するのをガイドする移動ガイド手段と、前記衝突部材の前記衝突方向の変位、移動速度、または移動加速度の少なくとも１つ以上を計測する衝撃力計測手段とを備えたものから構成される。
【００１９】
この構成により、粉体保持部材が衝突部材に衝突したときの衝突部材の衝突方向の変位、移動速度、または移動加速度に基づいて粉体保持部材に加わった衝撃力を検出することができるので、粉体保持部材に加わった加速度を容易に求めることができる。
【００２０】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記粉体保持部材が前記衝突部材に接触するときの速度を計測する速度計測手段と、前記粉体保持部材が前記衝突部材に衝突して接触したときの接触時間を計測する接触時間計測手段とを備えたものから構成される。
【００２１】
この構成により、粉体保持部材が移動を開始してから衝突部材に接触するまでの粉体保持部材の速度と、粉体保持部材が衝突部材に衝突して接触したときの接触時間とに基づいて粉体保持部材の加速度を推定することができる。
【００２２】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記緩衝層の厚みの変化を測定する厚み測定部材を有するものから構成される。
【００２３】
この構成により、衝突時の緩衝層の厚みの変化に基づいて粉体保持部材に加わった衝撃力を検出することができるので、粉体保持部材に加わった加速度の測定精度を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記緩衝層として、気体の圧縮弾性を利用した弾性部材を用いたものから構成される。
【００２５】
この構成により、緩衝層の弾性の制御を容易に行うことができ、粉体保持部材に加わる加速度の大きさを容易に調整することができる。
【００２６】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記緩衝層として、電気的に粘性を変化させる電気粘性流体を用いたものから構成される。
【００２７】
この構成により、緩衝層の弾性の制御を容易に行うことができ、粉体保持部材に加わる加速度の大きさを容易に調整することができる。
【００２８】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記衝突部材の緩衝層の弾性および粘性の少なくとも一方を調整する調整部材を備えたものから構成される。
【００２９】
この構成により、粉体保持部材が衝突部材に衝突するときの加速度の設定を幅広い範囲で設定することができる。
【００３０】
また、本発明の粉体の付着力測定装置は、前記発射部材が、前記粉体保持部材の発射速度の大きさを調節するものから構成される。
【００３１】
この構成により、粉体保持部材の発射速度を調整することにより、緩衝層の弾性や粘性を変更することなしに、粉体保持部材が衝突部材に衝突するときの加速度を幅広い範囲で設定することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明は、粉体の付着力を簡便、かつ正確に測定することができる粉体の付着力測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３４】
図１、図２は本発明に係る粉体の付着力測定装置の第１の実施の形態を示す図である。
【００３５】
まず、構成を説明する。図１において、粉体保持部材としてのカプセル１は中空形状の本体（第２の部材）２および蓋（第１の部材）３を備えており、本体２および蓋３は図示しないネジ部材によって取付け、取り外し可能になっている。
【００３６】
具体的には、本体２および蓋３からネジを取り外すことにより、蓋３を本体２から取り外すことができるとともに（図１（ａ）の状態）、本体２および蓋３にネジを取付けることにより、蓋３を本体２に取付けることができる（図１（ｂ）の状態）。
【００３７】
また、蓋３には表面に接着面を有する基板４が設けられており、この基板４には被測定用の粉体として、例えば、トナー５が付着される。また、基板４に対向する本体２の面には粘着部材６が設けられており、この粘着部材６は基板４から分離したトナー５を補捉する補捉部材を構成している。
【００３８】
また、カプセル１は後述する衝突部材に衝突したときの衝撃で塑性変形しないような肉厚に形成されているとともに、カプセル１の移動方向（発射方向）を回転軸とした軸対称形状に形成されている。
【００３９】
具体的には、カプセル１は円筒形状で、幅ａが６ｍｍ、長さｂが５ｍｍ、内径ｃの幅が２ｍｍ、深さｄが２ｍｍに構成されており、中空部の断面積が２５ｍｍ2に形成されている。
【００４０】
また、カプセル１の材質を鋼材Ｓ４５Ｃ（比重７．８）とすると、質量は約１．１ｇ、降伏応力４００Ｍｐａとなり、中空部の塑性変形の安全率を２００％とすると、衝突部材によりカプセル１が壊れない最大衝突力は約５０００Ｎ、最大発生加速度は約５０００００Ｇとなる。
【００４１】
図２は測定装置の全体構成図を示す図である。図２において、測定装置１１は、発射部材１２、ベース１３、衝突部材１４、レーザ変位計１５およびコントローラ２０を含んで構成される。
【００４２】
発射部材１２は、水平方向に設置されて一端が開口端から構成されるとともに他端がカプセル１の導入端および図示しない加速度調整手段が設けられており、カプセル１を加速して発射するようになっている。なお、発射部材１２はカプセル１を加速して発射するための駆動力として、圧縮空気による推力、電磁力による推力、液体や固体の気化あるいは燃焼による膨張力等を利用するようになっている。なお、発射部材１２を垂直方向に設置し、上述した動力に加えて重力を利用しても良く、重力のみでも良い。
【００４３】
また、発射部材１２の内周面には螺旋状の溝が形成されており、カプセル１の加速中および衝突部材１４に対して飛翔中に一定の方向に回転、すなわち、カプセル１の移動方向を回転軸を中心として回転（運動）することにより、カプセル１が衝突部材１４に衝突したときに、トナー５を基板４から一定の方向に分離させるようになっている。
【００４４】
ベース１３は発射部材１２の発射方向に設けられており、このベース１３上にはカプセル１よりも重量の大きい衝突部材１４が載置されている。また、発射部材１２に対向する衝突部材１４には粘弾性体からなる緩衝層１６が設けられており、この緩衝層１６の弾性率はカプセル１の弾性率より低く設定されている。
【００４５】
また、衝突部材１４の下方にはベアリング等の移動ガイド手段１７が設けられており、衝突部材１４はカプセル１の衝突方向（発射方向と同方向）に移動するようになっている。また、衝突部材１４の内部には加速度センサ１８が設けられており、衝突部材１４の質量がカプセル１の質量よりも大きいので、カプセル１が衝突したときの衝突部材１４に発生する加速度を小さくできることから、衝突部材１４に発生する加速度を加速度センサ１８で簡単に測定することができる。
【００４６】
また、ベアリング等の移動ガイド手段１７以外に、空気圧や磁気力により、衝突部材１４を浮上支持したり、細いワイヤで懸垂支持することにより、衝突部材１４をカプセル１の衝突方向（発射方向と同方向）に移動するようにしても良い。なお、ベアリング等の移動ガイド手段１７はカプセル１の衝突方向にはできるだけ摩擦抵抗なく移動できることが測定精度上好ましい。
【００４７】
また、上述した緩衝層１６としては、カプセル１の跳ね返りを抑制できる適当な粘弾性体が用いられており、この粘弾性体としては、例えば、軟質金属、ゴムやエラストマー、ゲルや液体を封入した袋等が用いることにより、カプセル１に過大な応力が加わって塑性変形することを防止することができる。また、緩衝層１６の厚みや大きさ、硬度、粘度を変化させることにより、カプセルに生じる加速度を調節することができる。
【００４８】
また、緩衝層１６としては、空気圧により弾性を変化させることができる空気バネ（弾性部材）や電圧により粘性が変化するＥＲ流体（電気粘性流体）ダンパ等を用いても良く、この場合には、空気圧レギュレータや電圧コントローラ等、図示しない調整部材によって緩衝層１６の弾性や粘性を調整する。
【００４９】
また、レーザ変位計１５は衝突部材１４がカプセル１の衝突方向に移動したとの変位を検出するようになっている。また、ベース１３と発射部材１２の間にはネット１９が設けられており、衝突部材１４に衝突したカプセル１はネット１９に回収される。
【００５０】
コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えており、レーザ変位計１５が計測した変位から衝突部材１４の時間当たりの変位を計算することで衝突部材１４の移動加速度や移動速度を算出するようになっている。本実施の形態では、レーザ変位計１５およびコントローラ２０が衝撃力計測手段を構成している。
【００５１】
また、コントローラ２０は予め測定しておいたカプセル１の質量、衝突部材１４の質量、緩衝層１６の粘弾性等のパラメータと、緩衝層１６に衝突したときに加速度センサ１８やレーザ変位計１５によって測定された衝突部材１４の加速度からカプセル１に発生した加速度波形を計算して算出し、これにカプセル１の粘着部材６に補捉されたトナー５の比重と体積から粉体の質量を計算し、加速度波形におけるピーク加速度αと粉体質量ｍの積により、トナー５を基板４から分離する際の慣性力Ｆ＝ｍａを計算し、トナー５の付着力を測定する。
【００５２】
次に、トナー５の付着力の測定方法を説明する。
【００５３】
まず、準備工程として、トナー５が付着した基板４をカプセル１内にセットした後、測定装置１１にセットする。次いで、所定の衝撃加速度となるように衝突速度（加速最終速度）を設定する。この衝突速度の調整は、発射部材１２の駆動源が圧縮空気であれば空気圧力や流量の絞りを設定し、電磁力であれば電圧や電流の設定を行う。次いで、緩衝層１６の厚みや材質（空気バネかＥＲ流体ダンパを選択）を設定する。
【００５４】
次いで、カプセル１の発射・衝突工程に移行する。
【００５５】
この発射・衝突工程では、まず、発射部材１２によってカプセル１の移動方向を回転軸を中心として回転させながらカプセル１を加速して衝突部材１４の緩衝層１６に衝突させる。カプセル１の加速時にトナー５が基板４に押し付けられる影響は、加速時の加速時間（加速距離）が衝突時の接触時間（緩衝層の変形距離）に比べて大きければ無視できる。
【００５６】
また、衝突後のカプセル１は、緩衝層１６の粘弾性の影響で跳ね返り、以後大きな衝撃が加わらないようにしてネット１９に落下して回収される。
【００５７】
次いで、付着力の計算工程に移行する。この計算工程では、コントローラ２０は、予め測定しておいたカプセル１の質量、衝突部材１４の質量、緩衝層１６の粘弾性等のパラメータと、緩衝層１６に衝突したときに加速度センサ１８やレーザ変位計１５によって測定された衝突部材１４の加速度からカプセル１に発生した加速度波形を計算して算出する。
【００５８】
具体的には、レーザ変位計１５や加速度センサ１８からの検出情報に基づいてカプセル１と緩衝層１６の間に作用する力を算出し、衝突時にカプセル１に発生する加速度を推定する。これに、緩衝層１６の粘弾性パラメータを加えることにより、カプセル１の加速度をより正確に推定する。
【００５９】
次いで、カプセル１の粘着部材６に補捉されたトナー５の径を測定し、トナー５の比重と体積からトナー５の質量を計算する。次いで、加速度波形におけるピーク加速度αとトナー質量ｍの積により、トナー５を基板４から分離する際の慣性力Ｆ＝ｍαを計算する。
【００６０】
そして、上述した準備工程、発射・衝突工程、計算工程の手順を、次第に衝突加速度が大きくなるようにしながら繰り返すことにより、トナー５の付着力を求める。
【００６１】
すなわち、加速度αで分離しなかったトナー５が加速度α＋Δαで分離したとすれば、トナー５の付着力ｆｐはｍａ＜ｆｐ＜ｍ（α＋Δα）ということになり、分離した各トナー５について上述した計算を行うことにより、多数のトナーの付着力の分布を求めることができる。
【００６２】
このように本実施の形態では、トナー５が付着された基板４を内蔵するカプセル１と、カプセル１を加速させて発射する発射部材１２と、発射部材１２によって加速されて発射されたカプセル１が衝突される衝突部材１４とを備えているので、カプセル１を衝突部材１４に高速で衝突させることにより、トナー５に大きな加速度を作用させることができ、衝突時の加速度に基づいてトナー５の付着力を簡便、かつ正確に測定することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、カプセル１が衝突部材１４に衝突したときに、トナー５が基板４から一定の方向に分離するようにカプセル１をその移動方向の回転軸を中心として回転させながら加速したので、衝突部材１４に衝突する毎にトナー５の分離方向が変更されてトナー５の付着力の測定がばらついてしまうのを防止することができ、トナー５の付着力の測定精度が低下するのを防止することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、カプセル１を、基板４が装着された蓋３と、蓋３に対向し、基板４から分離したトナー５を補捉する粘着部材６が設けられた本体２から構成したので、基板４から分離したトナー５が再び基板４に再付着することを防止できる。これに加えて、粘着部材６に付着したトナー５の大きさとカプセル１に加わった加速度からトナー５の付着力を推定することができ、一度の衝突で複数のトナー５の付着力を測定することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、粘弾性体からなる緩衝層１６を設け、粘弾性体の弾性率をカプセル１の弾性率より低くしたので、カプセル１が衝突部材１４に衝突したときに破損するのを防止することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、衝突部材１４をベアリング等の移動ガイド手段１７によって衝突方向に移動可能にし、レーザ変位計１５および加速度センサ１８によって衝突部材１４の衝突方向の変位、移動速度、および移動加速度を計測するようにしたので、カプセル１が衝突部材１４に衝突したときの衝突部材１４の衝突方向の変位、移動速度、または移動加速度に基づいてカプセル１に加わった衝撃力を検出することができ、カプセル１に加わった加速度を容易に求めることができる。
【００６７】
また、緩衝層１６として、気体の圧縮弾性を利用した弾性部材を用いれば、緩衝層１６の弾性の制御を容易に行うことができ、カプセル１に加わる加速度の大きさを容易に調整することができる。
【００６８】
また、緩衝層１６として、電気的に粘性を変化させるＥＲ流体ダンパを用いれば、緩衝層１６の粘性の制御を容易に行うことができ、カプセル１に加わる加速度の大きさを容易に調整することができる。
【００６９】
また、カプセル１が緩衝層１６の弾性および粘性の少なくとも一方を調整することができるので、衝突部材１４に衝突するときの加速度の設定を幅広い範囲で設定することができる。
【００７０】
なお、発射部材１２によりカプセル１の発射速度の大きさを調節するようにすれば、緩衝層１６の弾性や粘性を変更することなしに、カプセル１が衝突部材１４に衝突するときの加速度を幅広い範囲で設定することができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、レーザ変位計１５および加速度センサ１８を用いて衝突部材１４の変位、移動加速度または移動速度を計測しているが、レーザ変位計１５のみを用いても良く、移動加速度を計測する場合には加速度センサ１８を用いても良い。
【００７２】
図１、図３は本発明に係る粉体の付着力測定装置の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。図３において、測定装置１１は高速度カメラ３１を備えており、この高速度カメラ３１は緩衝層１６を高速撮像するようになっている。
【００７３】
このため、緩衝層１６に衝突したカプセル１と緩衝層１６に衝突する手前側のカプセル１の撮像を行うことができる。コントローラ２０は高速度カメラ３１によって撮像された画像を解析することにより、カプセル１の速度、緩衝層１６に衝突したときのカプセル１の挙動、緩衝層１６に衝突して当接している間の時間、衝突後の衝突部材１４の速度やカプセル１の跳ね返り速度等を測定し、トナー５の付着力を測定する。本実施の形態では、コントローラ２０および高速度カメラ３１が速度計測手段および接触時間計測手段を構成している。
【００７４】
次に、トナー５の付着力の測定方法を説明する。
【００７５】
本実施の形態では、カプセル１の発射・衝突工程で高速度カメラ３１によって緩衝層１６に衝突するカプセル１を撮像する。次いで、計算工程において、コントローラ２０は、予め測定しておいたカプセル１の質量、衝突部材１４の質量、緩衝層１６の粘弾性等のパラメータと、高速度カメラ３１によって撮像されたカプセル１が緩衝層１６に衝突するまでの衝突速度（加速度）、カプセル１が緩衝層１６に衝突したときに接触時間を測定し、衝突加速度波形をサイン波形または一定加速度で近似することにより衝突時の加速度を推定する。
【００７６】
なお、高速度カメラ３１によってカプセル１が緩衝層１６に衝突する直前のカプセル１の速度を計測しているのは、空気抵抗等の影響を受けず、計測に適した安定した速度が得られるからである。
【００７７】
次いで、カプセル１の粘着部材６に補捉されたトナー５の径を測定し、トナー５の比重と体積からトナー５の質量を計算する。次いで、加速度波形におけるピーク加速度αとトナー質量ｍの積により、トナー５を基板４から分離する際の慣性力Ｆ＝ｍαを計算し、第１の実施の形態と同様に準備工程、発射・衝突工程、計算工程の手順を、次第に衝突加速度が大きくなるようにしながら繰り返すことにより、トナー５の付着力を求める。このようにしても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
図１、図２、図４は本発明に係る粉体の付着力測定装置の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【００７９】
図４において、衝突部材１４の緩衝層１６の設置面と緩衝層１６の間に圧力センサ（圧力検出部材）３２を設け、カプセル１が緩衝層１６に衝突したきの接触時間および衝突力（圧力）を測定するようになっている。
【００８０】
圧力センサ３２としては、例えば、圧電素子を用いるのが好ましく、圧電素子としては、耐衝撃性等に優れたＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムがある。また、圧力検出手段としては、圧電素子に限らず、歪ゲージを利用したロードセルを用いても良い。
【００８１】
次に、トナー５の付着力の測定方法を説明する。
【００８２】
本実施の形態では、カプセル１の発射・衝突工程で圧力センサ３２によって緩衝層１６に衝突したときの圧力を検出する。次いで、計算工程において、コントローラ２０は、予め測定しておいたカプセル１の質量、衝突部材１４の質量、緩衝層１６の粘弾性等のパラメータと、圧力センサ３２の検出情報に基づいてカプセル１が緩衝層１６に衝突したときに接触時間および衝突圧力を測定し、衝突加速度波形をサイン波形または一定加速度で近似することにより衝突時の加速度を推定する。以後は上記各実施の形態と同様である。
【００８３】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、圧力センサ３２からの検出情報に基づいてカプセル１が衝突部材１４に衝突したときの力を検出することができるので、カプセル１に加わった加速度を容易に求めることができる。
【００８４】
なお、圧力センサ３２に代えて、衝突部材１４の緩衝層１６の間の厚みを測定する厚み測定部材を設けても良い。具体的には、厚み測定部材として、例えば緩衝層１６の両面にフィルム電極を設け、静電容量式変位センサを構成する。このようにしても、カプセル１が緩衝層１６に衝突したときに接触時間および緩衝層１６の変形を計測することにより、衝突部材１４に衝突時のカプセル１の加速度を容易に求めることができるとともに、カプセル１に加わった加速度の測定精度を向上させることができる。
【００８５】
なお、上記各実施形態のレーザ変位計１５、加速度センサ１８、高速度カメラ３１、圧力センサ３２、厚み測定部材を適宜組み合わせて、カプセル１が衝突部材１４に衝突したときの緩衝層１６の変形データ、衝突圧力、速度データ等のようなカプセル１の加速度を検出するパラメータを増大させれば、カプセル１の加速度をより一層正確に推定することができる。また、測定装置１１により付着力を計測する対象は、トナー５に限るものではなく、粉体であれば何でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明に係る粉体の付着力測定装置は、粉体の付着力を簡便、かつ正確に測定することができるという効果を有し、電子写真分野で用いられるトナー等の粉体の付着力を測定することができる粉体の付着力測定装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１、第２、第３に係る粉体の付着力測定装置のカプセルを示す図であり、（ａ）はカプセルを解放した状態を示す図、（ｂ）はカプセルを閉塞した状態を示す図である。
【図２】本発明の第１、第３の実施の形態の粉体の付着装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の粉体の付着装置の概略構成図である。
【図４】第３の実施の形態の衝突部材の要部拡大概略図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  カプセル（粉体保持部材）
２  本体（第２の部材）
３  蓋（第１の部材）
４  基板
５  トナー（粉体）
６  粘着部材（補捉部材）
１１  測定装置
１２  発射部材
１４  衝突部材
１５  レーザ変位計（衝撃力計測手段）
１６  緩衝層
１７  移動ガイド手段
１８  加速度センサ
２０  コントローラ（衝撃力計測手段、速度計測手段、接触時間計測手段）
３１  高速度カメラ（速度計測手段、接触時間計測手段）
３２  圧力センサ（圧力検出部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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