(57)【要約】  【課題】  粒子測定装置に検体粒子を供給するにあたり、粒子が付着した物体表面から簡単に検体粒子を採取できる粒子供給装置を提供する。  【解決手段】  粒子供給装置１０は、粒子測定装置１の前段部に置かれた沈降チャンバ２０（整流部）と、表面に粒子が付着した物体に気体を吹き付け、物体表面から粒子を離脱させる吹付ノズル３０（吹付部）と、吹付ノズル３０による気体吹き付け箇所の近傍に配置された吸入管４０（吸入部）とを備える。吸入管４０は気体搬送管４１を介して沈降チャンバ２０の上部に接続される。気体搬送管４１の途中に設けられたエジェクタ５０に外部から気体を吹き込むと、吸入管４０から沈降チャンバ２０に向かう気流が気体搬送管４１内に発生する。この気流により、検体粒子は吸入管４０へ、さらに沈降チャンバ２０へと送り込まれる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子測定装置に粒子の検体を供給する粒子供給装置にして、以下の構成を備えるもの：
（ａ）表面に粒子が付着した物体に気体を吹き付け、物体表面から粒子を離脱させる吹付部
（ｂ）前記気体吹き付け箇所の近傍に配置された吸入部
（ｃ）粒子測定装置の前段部に置かれた整流部
（ｄ）一端を前記吸入部に接続し、他端を前記整流部に接続した気体搬送管
（ｅ）前記気体搬送管の途中に設けられ、外部からの気体吹き込みにより、前記吸入部から前記整流部へと向かう気流を気体搬送管内に発生させるエジェクタ。
【請求項２】
前記整流部に、前記粒子測定装置の適正流量を超える余剰気体の放出部を付設することを特徴とする請求項１に記載の粒子供給装置。
【請求項３】
前記整流部を構成するのが沈降チャンバであり、この沈降チャンバの上部に前記気体搬送管が接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の粒子供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒子測定装置に粒子の検体を供給する粒子供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなど、電子写真方式の現像システムでは画像を形成するのにトナーを用いる。トナーの開発や生産管理にあたってはトナー粒子の帯電量や粒径などを調べる必要がある。このような目的で用いられる粒子測定装置の例を特許文献１、２に見ることができる。また、粒子測定装置に検体粒子を供給する装置の例を特許文献２、３、４に見ることができる。
【特許文献１】特開平５−１６４６７６号公報（第３−４頁、図２−４）
【特許文献２】特開平８−１３６５０３号公報（第３−４頁、図３−４）
【特許文献３】特公平５−２４５１７号公報（第２−３頁、図１−３）
【特許文献４】特開平５−２４０７５１号公報（第４−６頁、図３−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献３、４に記載された粒子供給装置は、ドラム状あるいは円板状をなす支持体を用意し、この支持体に磁力や電気力及びファンデルワールス力で検体粒子を付着させ、空間内のある地点まで検体粒子を運んだところで、ガスによる吹き飛ばしや磁界印加などの手法により検体粒子を分離し、測定部に投入している。このような構成の場合、検体粒子を順次支持体に付着させるため、ある程度の量の粒子を検体として取り出し、ホッパに入れておかねばならず、セッティングに手間がかかる。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、粒子測定装置に検体粒子を供給するにあたり、粒子が付着した物体表面から簡単に検体粒子を採取でき、検体用に粒子を取り分けたり、セッティングしたりする手間を不要とした粒子供給装置を提供することを目的とする。また検体粒子が気体中に良く分散し、測定精度が向上する粒子供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明に係る粒子供給装置は次の構成を備える：
（ａ）表面に粒子が付着した物体に気体を吹き付け、物体表面から粒子を離脱させる吹付部
（ｂ）前記気体吹き付け箇所の近傍に配置された吸入部
（ｃ）粒子測定装置の前段部に置かれた整流部
（ｄ）一端を前記吸入部に接続し、他端を前記整流部に接続した気体搬送管
（ｅ）前記気体搬送管の途中に設けられ、外部からの気体吹き込みにより、前記吸入部から前記整流部へと向かう気流を気体搬送管内に発生させるエジェクタ。
【０００６】
（２）前記構成の粒子供給装置において、前記整流部に、前記粒子測定装置の適正流量を超える余剰気体の放出部を付設する。
【０００７】
（３）前記構成の粒子供給装置において、前記整流部を構成するのが沈降チャンバであり、この沈降チャンバの上部に前記気体搬送管が接続される
【発明の効果】
【０００８】
（１）表面に粒子が付着した物体に気体を吹き付けて物体表面から粒子を離脱させ、離脱した粒子を吸入部より吸入して捕捉するものであるから、実際に機器で使われていた物体、あるいはこれから使われようとする物体の表面から直接検体粒子を採取できる。従って測定に供する検体粒子が使用実態に即したものとなり、測定の信頼性が向上する。また機器内部から検体粒子を取り出して供給装置にセットする手間が不要なので、利便性が高く、作業能率も向上する。
【０００９】
さらに、吸入部から整流部へと向かう気流をエジェクタにより発生させるから、単に気体搬送管内を負圧にして吸引力を発生させるだけのものに比べ、検体粒子が良く分散する。これは測定精度に好影響をもたらす。
【００１０】
（２）エジェクタによって整流部に気体を送り込むため、粒子測定装置の適正流量を超える量の気体が整流部に流れ込むことがあるが、余剰気体は整流部に付設した放出部から放出されるので、測定に悪影響が及ぶことはない。
【００１１】
（３）整流部を構成するのが沈降チャンバであるから、その上部に接続された気体搬送管から流入する気体は、沈降チャンバの大容積空間の中で体積が膨脹して気流速度が低下する。このため検体粒子は自然沈降の形で粒子測定装置に入って行き、正確な測定が無理なく行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の第１実施形態に係る粒子供給装置の概略構成図である。粒子供給装置１０は粒子測定装置１に検体粒子を供給する。粒子測定装置１としては、沈降する粒子の運動をレーザドップラー法により測定し、そのデータより個々の粒子の粒径及び帯電量を測定するもの（特許文献１参照）を配置してもよく、粒子が垂直方向から偏流する偏流度情報あるいは偏流速度情報が含まれた光信号を出力し、その光信号を電気信号に変換して粒子の帯電量を検出するもの（特許文献２参照）を配置してもよい。あるいは他の測定原理によるものを配置してもよい。
【００１３】
粒子測定装置１に検体粒子を送り込むにあたり、検体粒子を含んだ気体の流れを整える必要がある。そのために粒子供給装置１０は整流部を備え、この整流部を粒子測定装置１の前段部に置いている。第１実施形態の場合、整流部は所定の直径及び容積を備えた沈降チャンバ２０により構成される。
【００１４】
沈降チャンバ２０は、軸線を垂直にして配置された円筒形の容器２１と、この容器２１の上面開口を覆う蓋２２とを備える。沈降チャンバ２０の上部には検体粒子を含む気体をチャンバ内に流入させるための流入口２３が配置される。本実施形態の場合、流入口２３は蓋２２の中心に、出口が真下を向くように取り付けられている。蓋２２には差圧計２４も取り付けられている。
【００１５】
容器２１は、直径の小さい底部２５に向け、途中から下方に絞り込まれた形状になっている。底部２５の入口にはフィルタ２６が張られ、このフィルタ２６を上下に貫通する形で、粒子測定装置１に連通する粒子投入管２７が配置される。
【００１６】
沈降チャンバ２０に供給する検体粒子は物体表面に付着した粒子そのものである。これを実現するため、吹付部と吸入部が配備される。
【００１７】
第１実施形態で吹付部を構成するのは吹付ノズル３０である。吹付ノズル３０は気体供給ライン３１の末端に取り付けられ、物体に気体を吹き付ける。気体としては空気又は窒素ガスが用いられる。気体供給ライン３１の途中に設けられた電磁弁３２が吹付ノズル３０からの気体の吹き出しを制御する。
【００１８】
吹付ノズル３０が物体に気体を吹き付ける箇所の近傍には吸入部が配置される。第１実施形態で吸入部を構成するのは吸入管４０である。吸入管４０を沈降チャンバ２０に連通させるのは気体搬送管４１である。気体搬送管４１は一端を吸入管４０に接続し、他端を流入口２３に接続するとともに、途中で前半部分４１ａと後半部分４１ｂに分割され、これをエジェクタ５０が連結する形になっている。
【００１９】
エジェクタ５０には気体吹込口５１を通じ外部から気体が吹き込まれる。気体を吹き込むのは気体供給ライン５２で、これは気体供給ライン３１が供給するのと同じ種類の気体を供給する。気体供給ライン５２の途中にはフィルタ５３、流量計５４、及び手動弁５５が配置されている。
【００２０】
エジェクタ５０によって沈降チャンバ２０に気体を送り込むと、粒子測定装置１の適正流量を超える量の気体が沈降チャンバ２０に流れ込むことがある。粒子測定装置１の流量を適正範囲に保つため、適正量を超えて余剰となった気体は沈降チャンバ２０の底部２５に設けた放出部から放出されるようにする。第１実施形態で放出部を構成するのは放出口２８である。放出口２８には気体放出ライン６０が接続され、気体放出ライン６０は流量計６１を介してブロア６２に接続される。
【００２１】
粒子供給装置１０の動作は次の通りである。まず、吹付ノズル３０と吸入管４０を物体に近づけて固定する。物体として図示しているのは複写機やプリンタで用いるトナーカートリッジ７０である。吹付ノズル３０はトナーカートリッジ７０の表面からトナー粒子を離脱させるように、吸入管４０は離脱したトナー粒子を吸入するように、それぞれ位置決めする。
【００２２】
吹付ノズル３０及び吸入管４０の位置決め完了後、手動弁５５を開くと、エジェクタ５０の気体吹込口５１から気体が吹き込まれ、気体搬送管４１の後半部分４１ｂを通って流入口２３へと向かう気流が発生する。この気流により気体搬送管４１の前半部分４１ａの中の気体が吸い出され、吸入管４０に吸引力が発生する。ここで電磁弁３２を開弁すると、吹付ノズル３０からトナーカートリッジ７０の表面に気体が噴射され、トナーカートリッジ７０の表面に付着していたトナー粒子が離脱する。離脱したトナー粒子は検体粒子として直ちに吸入管４０に吸入される。エジェクタ５０が発生させている気流は単に気体搬送管４１内を負圧にして発生させる気流に比べ気体の流入量が増え、かつ流速も速くなるため、検体粒子が良く分散する。なお電磁弁３２の開弁は所定インターバルで間欠的に行われる。
【００２３】
気体搬送管４１から流入口２３を経て沈降チャンバ２０に流入する気体は、沈降チャンバ２０の拡大された容積空間の中で体積が膨脹して気流速度が低下する。このため検体粒子は自然沈降の形で粒子測定装置１に入って行き、正確な測定が無理なく行われる。
【００２４】
検体粒子を含んだ気体の中の一定部分は粒子投入管２７を通じて粒子測定装置１に入り、そこで検体粒子の測定が行われる。残りの気体は余剰気体となるが、これはブロア６２を運転することにより放出口２８から吸い出される。粒子測定装置１の適正流量を超える余剰気体のみが放出されるよう、気体放出ライン６０の流量を調整する。
【００２５】
このように、表面にトナー粒子が付着したトナーカートリッジ７０に気体を吹き付けてトナー粒子を離脱させ、離脱したトナー粒子を検体粒子として吸入管４０により吸入して捕捉するものであるから、実際に画像形成装置で使用されていた、あるいはこれから使用されようとするトナーカートリッジ７０から直接トナー粒子の検体を採取できる。従って測定に供する検体が使用実態に即したものとなり、測定の信頼性が向上する。またトナーカートリッジ７０の内部から検体粒子を取り出して粒子供給装置１０にセットする手間が不要なので、利便性が高く、作業能率も向上する。
【００２６】
なおトナー粒子の採取対象はトナーカートリッジ７０に限られない。トナーを使用する機器、例えば複写機やプリンタなどにおいて、トナーが付着する部材（現像ローラーや感光体ドラムがその典型的なものである）であれば、どのようなものでも採取対象とすることができる。
【００２７】
続いて図２、３に基づき本発明の第２実施形態を説明する。図２は第２実施形態に係る粒子供給装置の概略構成図、図３は沈降チャンバの上部の水平断面図である。なお第２実施形態は殆どの構成要素が第１実施形態と共通である。そこで、説明の重複を避けるため、第１実施形態と共通の構成要素には第１実施形態の説明で使用した符号をそのまま付し、説明は省略する。同じ原則を第３実施形態以下の実施形態にも適用し、既出の構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００２８】
第２実施形態と第１実施形態の差は次の点にある。すなわち第１実施形態では沈降チャンバ２０の流入口２３を蓋２２の中心に出口が下を向くように取り付けていたが、第２実施形態では容器２１の側壁上部を水平に貫通する形で流入口２３を設けた。気体は流入口２３の出口から水平に吹き出した後、沈降して行くことになる。後の動作は第１実施形態と変わらない。
【００２９】
図４に本発明の第３実施形態を示す。図４は沈降チャンバの上部の水平断面図である。
【００３０】
第２実施形態では、流入口２３は容器２１のセンターライン上に配置され、流入口２３から吹き出す気体は容器２１の中央を直進していた。第３実施形態では流入口２３の位置を変え、容器２１の内側面に対し接線をなす位置に配置した。このため、流入口２３から吹き出す気体は容器２１の内側壁に沿って旋回しつつ沈降することになる。
【００３１】
図５に本発明の第４実施形態を示す。図５は粒子供給装置の要部の斜視図である。
【００３２】
第４実施形態は２成分系トナーを扱うものであり、特許文献１に記載されたものと同様の支持体８０によりトナーを搬送する。支持体８０はドラム形状をなし、垂直軸線まわりに回転する。支持体８０の周面には磁性トラック８１が設けられる。支持体８０の内部の空洞部には図示しない扇形の電磁石が配置され、支持体８０の上に配置された電磁コイル８２がこの電磁石に磁力を発生させる。電磁石自身は回転せず、その周囲を回転する磁性トラック８１の特定区間に磁力を及ぼすものである。
【００３３】
漏斗状のフィーダ８３が支持体８０に組み合わせられる。フィーダ８３には磁性材からなるキャリア８４ａを含む２成分系のトナー８４を入れる。トナー８４はフィーダ８３の出口から流出し、磁性トラック８１の磁力発生区間に吸着される。トナー８４は磁性トラック８１に吸着されたまま搬送され、トナー採取部８５に至る。トナー採取部８５には吹付ノズル３０及び吸入管４０が配置されている。吹付ノズル３０から吹き出す気体により、キャリア８４ａの表面に付着しているトナー成分が吹き飛ばされる。キャリア８４ａから分離されたトナー成分を吸入管４０が検体粒子として吸入する。キャリア８４ａは磁性トラック８１から吹き飛ばされずに搬送され、磁力発生区間を抜けたところで図示しないスクレーパによりかき落とされる。
【００３４】
以上本発明の各実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、トナーや粉体塗料などの各種粒子の測定を行う測定装置に組み合わせる粒子供給装置として広く利用可能である。特に、トナー粒子を供給する場合、１成分系か２成分系かを問わず使用できるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粒子供給装置の概略構成図
【図２】本発明の第２実施形態に係る粒子供給装置の概略構成図
【図３】第２実施形態に係る沈降チャンバの上部の水平断面図
【図４】第３実施形態に係る沈降チャンバの上部の水平断面図
【図５】第４実施形態に係る粒子供給装置の要部の斜視図
【符号の説明】
【００３７】
１    粒子測定装置
１０  粒子供給装置
２０  沈降チャンバ（整流部）
２８  放出口（放出部）
３０  吹付ノズル（吹付部）
４０  吸入管（吸入部）
４１  気体搬送管
５０  エジェクタ
【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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