(57)【要約】【課題】混合粉体及び混合粉体として混合された２種類の粉体の電荷量を精度よく測定する。【解決手段】電荷量測定装置１は、粉体受容皿３に受容された粉体の電荷量を第２測定装置６により測定する。粉体受容皿３に受容された粉体は、ファラデーケージ１４により吸引可能となっており、粉体受容皿３とファラデーケージ１４との間には、フィルタ４が配置されている。フィルタ４は、フィルタ昇降部材７の連結部材２１に連結されている。連結部材２１は、接地されており、且つ、フィルタ４と絶縁されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径の異なる２種類の粉体が混合された混合粉体を受容する受容部と、
前記受容部を覆うことが可能であり、２種類の粉体のうち外径の小さな種類の粉体のみ通過可能な目開きを有するメッシュ状のフィルタと、
前記受容部を覆った前記フィルタを挟んで、前記受容部に受容された混合粉体を吸引する吸引手段と、
前記受容部に受容された粉体の電荷量を測定する第１測定手段と、
前記混合粉体が未受容、かつ前記受容部を前記フィルタにより覆った状態で前記第１測定手段をゼロにリセットするリセット手段と、
前記フィルタに連結された連結部を有し、前記連結部を介して前記フィルタを前記受容部に対して離接させる離接手段と、を備えており、
前記連結部は、前記フィルタと絶縁されていることを特徴とする電荷量測定装置。
【請求項２】
前記連結部は、絶縁部材からなり、前記フィルタとの接触部を除いた表面が接地された導電部材により被膜されていることを特徴とする請求項１に記載の電荷量測定装置。
【請求項３】
前記吸引手段により吸引された粉体の電荷量を測定する第２測定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の電荷量測定装置。
【請求項４】
前記受容部及び前記受容部を覆った前記フィルタを収容可能であり、接地された筐体をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電荷量測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電荷量測定装置による電荷量測定方法であって、
前記混合粉体が未受容、かつ前記受容部を前記フィルタにより覆った状態で前記第１測定手段をゼロにリセットするリセット工程と、
前記リセット工程後、前記連結部を把持して前記受容部から前記フィルタを移動させて、前記受容部を開口する第１フィルタ移動工程と
前記第１フィルタ移動工程後、外径の異なる２種類の粉体が混合された混合粉体を前記受容部に供給する粉体供給工程と、
前記粉体供給工程の後に、前記連結部を把持して前記受容部に対して移動させて、前記フィルタで前記受容部を覆う第２フィルタ移動工程と、
前記第２フィルタ移動工程後に、前記フィルタを介して、前記受容部に受容された混合粉体を吸引する吸引工程と、
前記吸引工程後に、前記受容部に残った外径の大きな粉体の電荷量を測定する第１電荷量測定工程と、を備えていることを特徴とする電荷量測定方法。
【請求項６】
前記粉体供給工程後であり、前記吸引工程前に、前記受容部に受容された混合粉体の電荷量を測定する第２電荷量測定工程をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の電荷量測定方法。
【請求項７】
前記吸引工程において吸引された外径の小さな粉体の電荷量を測定する第３電荷量測定工程をさらに備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の電荷量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の電荷量を測定する電荷量測定装置及びこれを用いた電荷量測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真分野などのさまざまな分野において、外径の異なる２種類の粉体が混合された混合粉体が使用されているが、２種類の粉体及び混合粉体の電荷量は混合比や使用環境によって変わりやすくなっている。例えば、電子写真分野においては、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤を用いたプリンタや複写機が知られている。このような２成分現像剤を用いたプリンタや複写機においては、粉体の電荷量が変わると、現像剤の現像される量が不安定になって画像濃度が変化してしまう。
【０００３】
そこで、現像剤の特性を知るために、例えば、特許文献１には、トナーの電荷量を測定する測定装置について開示されている。特許文献１に記載の測定装置においては、トナーとキャリアとが混合された現像剤を現像剤容器の上に入れる。そして、現像剤容器の上にメッシュを乗せて、現像剤容器の開口をメッシュで塞ぐ。このメッシュの目開きは、トナーの外径よりも大きく、キャリアの外径よりも小さくなっており、吸引手段を駆動して、その吸引口をメッシュに近づけることでトナーを吸引して、キャリアと分離している。そして、吸引したトナーの電荷量を電荷量測定手段によって測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５６７４６３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、トナーとキャリアとを分離させると、トナーと同量で逆極性の電荷がキャリアに発生すると記載されている。このように、トナーとキャリアの電荷量が逆極性で同量であるのは、トナーとキャリアとが混合された現像剤が現像剤容器に受容された状態で、電荷量測定手段に設けられた、電荷量測定のためのコンデンサを放電させてリセットし、電荷量をゼロとみなした上でトナーの電荷量を測定していることからも理解できる。
【０００６】
しかしながら、実際には、現像剤容器に受容される前の現像剤（トナーとキャリアの混合粉体）の電荷量はゼロではない。すなわち、トナーとキャリアとの電荷量は必ずしも等しくはない。そこで、現像剤そのものの電荷量、及び、この現像剤として混合されたトナーとキャリアそれぞれの電荷量を測定することが望まれる。
【０００７】
だが、特許文献１に記載の測定装置においては、現像剤を現像剤容器に入れるために、メッシュを現像剤容器から取り外したり取り付けたりせねばならないので、そのとき、ユーザがメッシュに触れる必要がある。すると、メッシュと現像剤容器は導体であるため、ユーザに帯電していた電荷がメッシュ及び現像剤容器、さらにはメッシュ及び現像剤容器を介して混合粉体の電荷に影響を与える。したがって、特許文献１に記載の測定装置では、現像剤、トナー及びキャリアの電荷量を精度よく測定するのは困難である。      
【０００８】
そこで、本発明の目的は、現像剤等の混合粉体、または混合粉体として混合された２種類の粉体の電荷量を精度よく測定する電荷量測定装置及び電荷量測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電荷量測定装置は、外径の異なる２種類の粉体が混合された混合粉体を受容する受容部と、前記受容部を覆うことが可能であり、２種類の粉体のうち外径の小さな種類の粉体のみ通過可能な目開きを有するメッシュ状フィルタと、前記受容部を覆った前記フィルタを挟んで、前記受容部に受容された混合粉体を吸引する吸引手段と、前記受容部に受容された粉体の電荷量を測定する第１測定手段と、前記混合粉体が未受容、かつ前記受容部を前記フィルタにより覆った状態で前記第１測定手段をゼロにリセットするリセット手段と、前記フィルタに連結された連結部を有し、前記連結部を介して前記フィルタを前記受容部に対して離接させる離接手段と、を備えており、前記連結部は、前記フィルタと絶縁されている。
【００１０】
本発明の電荷量測定装置によると、ユーザはフィルタに直接触れることなく、フィルタと絶縁された連結部を用いて、フィルタを受容部に対して離接させることができる。このように、ユーザがフィルタに触れることがないため、フィルタと受容部が帯電するのを抑制することができる。したがって、受容部に供給された混合粉体の電荷量が変動するのを抑制することができる。これにより、受容部に混合粉体を供給して、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引し、受容部に残った外径の大きな粉体の電荷量を精度よく測定することができる。また、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引する前に、混合粉体の電荷量そのものを精度よく測定することができる。さらに、外径の大きな粉体の電荷量と混合粉体の電荷量とから、外径の小さな粉体の電荷量を精度よく算出することも可能である。
【００１１】
また、前記連結部は、絶縁部材からなり、前記フィルタとの接触部を除いた表面が接地された導電部材により被膜されていることが好ましい。これによると、ユーザが連結部を把持すると、ユーザから移動した電荷は表面の接地された導電部材を介して逃げるため、フィルタに移動しづらい。したがって、フィルタ及び受容部が帯電するのをさらに抑制することができる。
【００１２】
さらに、前記吸引手段により吸引された粉体の電荷量を測定する第２測定手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、受容部に供給された混合粉体の電荷量の変動を抑制したことにより、外径の小さな粉体の電荷量を、外径の大きな粉体及び混合粉体の電荷量から算出することなく、実際に精度よく測定することができる。
【００１３】
加えて、前記受容部及び前記受容部を覆った前記フィルタを収容可能であり、接地された筐体をさらに備えていることが好ましい。これによると、外部の電場を遮断（シールド）して、受容部に受容された粉体の電荷量を一層精度よく測定することができる。
【００１４】
本発明の電荷量測定方法は、上述した電荷量測定装置による電荷量測定方法であって、前記混合粉体が未受容、かつ前記受容部を前記フィルタにより覆った状態で前記第１測定手段をゼロにリセットするリセット工程と、前記リセット工程後、前記連結部を把持して前記受容部から前記フィルタを移動させて、前記受容部を開口する第１フィルタ移動工程と前記第１フィルタ移動工程後、外径の異なる２種類の粉体が混合された混合粉体を前記受容部に供給する粉体供給工程と、前記粉体供給工程の後に、前記連結部を把持して前記受容部に対して移動させて、前記フィルタで前記受容部を覆う第２フィルタ移動工程と、前記第２フィルタ移動工程後に、前記フィルタを介して、前記受容部に受容された混合粉体を吸引する吸引工程と、前記吸引工程後に、前記受容部に残った外径の大きな粉体の電荷量を測定する第１電荷量測定工程と、を備えている。
【００１５】
本発明の電荷量測定方法によると、ユーザはフィルタに直接触れることなく、フィルタと絶縁された連結部を用いて、フィルタを受容部に対して離接させることができる。このように、ユーザがフィルタに触れることがないため、フィルタ及び受容部が帯電するのを抑制することができる。したがって、受容部に供給された混合粉体の電荷量が変動するのを抑制することができる。これにより、受容部に混合粉体を供給して、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引した後、受容部に残った外径の大きな粉体の電荷量を精度よく測定することができる。
【００１６】
また、前記粉体供給工程後であり、前記吸引工程前に、前記受容部に受容された混合粉体の電荷量を測定する第２電荷量測定工程をさらに備えていることが好ましい。これによると、受容部に供給された混合粉体の電荷量の変動を抑制したことにより、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引する前に混合粉体の電荷量を精度よく測定することができる。
【００１７】
さらに、前記吸引工程において吸引された外径の小さな粉体の電荷量を測定する第３電荷量測定工程をさらに備えていることが好ましい。これによると、受容部に供給された混合粉体の電荷量の変動を抑制したことにより、外径の小さな粉体の電荷量を精度よく測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
ユーザはフィルタに直接触れることなく、フィルタと絶縁された連結部を用いて、フィルタを受容部に対して離接させることができる。このように、ユーザがフィルタに触れることがないため、フィルタ及びフィルタと導通する受容部が帯電するのを抑制することができる。したがって、受容部に供給された混合粉体の電荷量が変動するのを抑制することができる。これにより、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引したときに、受容部に残った外径の大きな粉体の電荷量を精度よく測定することができる。また、フィルタを介して外径の小さな粉体を吸引する前に、混合粉体の電荷量を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る電荷量測定装置の概略斜視図である。
【図２】第１、第２測定装置を除いた電荷量測定装置の側面図である。
【図３】図２の電荷量測定装置の縦断面図である。
【図４】粉体の電荷量を測定する工程について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、トナーとキャリアとが混合された現像剤の電荷量、および現像剤として混合されたトナー、キャリアの電荷量を測定する電荷量測定装置を例に挙げて説明する。図１〜図３に示すように、電荷量測定装置１は、筐体２と、粉体受容皿３（受容部）と、フィルタ４と、第１測定装置５と、第２測定装置６と、フィルタ昇降部材７（離接手段）とを有している。
【００２１】
筐体２は、平板状の台座８と、台座８の上面に固定され、上方に開口した扁平筒状の側面シールド９と、側面シールド９の開口を塞ぐことが可能な上面シールド１０とを有している。筐体２は、金属材料により形成されており、接地されてグランド電位に保持されている。
【００２２】
台座８（筐体２）の下面には、ゴムなどの絶縁部材からなる脚部１１が設けられており、筐体２は設置されたときに脚部１１が設置面に接触することになり、筐体２は設置される部材に対して絶縁されている。上面シールド１０は、側面シールド９と一部において連結されており、側面シールド９の開口を塞ぐ閉状態と側面シールド９内を露出させる開状態とにわたって連結部を軸として開閉可能となっている。
【００２３】
また、側面シールド９内の台座８上には、台座８に対して絶縁された板部材１２が固定されており、板部材１２の上部には粉体受容皿３を保持するホルダ１３が取り付けられている。粉体受容皿３とホルダ１３とは、互いに金属材料からなり導通している。粉体受容皿３は、ホルダ１３に対して着脱可能となっている。
【００２４】
フィルタ４は、メッシュ状をしており、メッシュの目開きがトナーの外径よりも大きく、且つ、キャリアの外径よりも小さくなっており、トナーのみを通過させることができる。このフィルタ４は、枠体１７に取り付けられている。また、フィルタ４と枠体１７は、互いに金属材料からなり、粉体受容皿３及びホルダ１３と導通している。
【００２５】
また、フィルタ４は、フィルタ昇降部材７によって粉体受容皿３に対して昇降移動可能となっており、粉体受容皿３の上部縁に密着して、粉体受容皿３を覆う接触位置と、接触位置よりも上方であって、粉体受容皿３から離間した離間位置とにわたって移動可能となっている。なお、フィルタ４は枠体１７に対して着脱自在となっており、トナー及びキャリアの外径に応じて、適宜最適な目開きのフィルタ４を取り付けることができる。
【００２６】
第１測定装置５は、吸引式のファラデーケージ１４（ノズル吸引口１４ａにより粉体を吸い込み、吸い込んだ粉体を捕捉するフィルタを備えているファラデーケージ）と、ファラデーケージ１４と同軸ケーブルおよび吸引チューブ１５を通じて連結された電荷量測定器１６とを有している。電荷量測定器１６は、吸引ポンプとクーロンメータ、その他制御回路を内蔵したものである。
【００２７】
ファラデーケージ１４は、そのノズル吸引口１４ａを接触位置にあるフィルタ４に近接させて、フィルタ４を挟んで粉体受容皿３に受容された現像剤の中から外径の小さなトナーのみを吸引する。そして、電荷量測定器１６は、ノズル吸引口１４ａより吸引され、ファラデーケージ１４のフィルタで捕獲されたトナーの電荷量を測定する。
【００２８】
第２測定装置６は、クーロンメータ、その他制御回路を内蔵したものであり、同軸ケーブル２５を通じて粉体受容皿３に接続されている。そして、第２測定装置６は、粉体受容皿３に受容された現像剤、または、ファラデーケージ１４によりトナーが吸引されることで、粉体受容皿３に残ったキャリアの電荷量を測定する。
【００２９】
フィルタ昇降部材７は、台座８の上面に固定されており、鉛直方向に延在した円柱状の支持軸２０と、支持軸２０に昇降自在に支持され、枠体１７を介してフィルタ４と連結された連結部材２１とを有している。連結部材２１は、例えば、テフロン（登録商標）などの絶縁部材からなり、枠体１７と絶縁しつつ接続されている。また、連結部材２１は、枠体１７（フィルタ４）との接触部（図３の左方端部）を除いた表面が金属膜２２により被膜されている。金属膜２２は、接地されてグランド電位に保持されている。
【００３０】
この連結部材２１の金属膜２２で被膜された部分が、ユーザが把持する部分となっている。そのため、ユーザがフィルタ４を昇降させるために、連結部材２１（金属膜２２の部分）を把持したとしても、ユーザから移動した電荷はフィルタ４まで移動せずに、接地された金属膜２２を介して逃げる。したがって、ユーザから移動した電荷によりフィルタ４が帯電するのを抑制することができる。
【００３１】
また、連結部材２１には、支持軸２０を挿通させる貫通孔２１ａが形成されており、連結部材２１は、貫通孔２１ａ内に挿通された支持軸２０に沿って昇降移動する。連結部材２１には、揺動可能なレバー２３が設けられており、レバー２３を一方に揺動させて締めると、連結部材２１は支持軸２０に対して固定され、レバー２３を他方に揺動させて緩めると、連結部材２１は支持軸２０に対して昇降自在となる。
【００３２】
次に、フィルタ４と粉体受容皿３とを導通させるための構成について説明する。上述したように、第２測定装置６と粉体受容皿３とは、同軸ケーブル２５を通じて接続されている。この同軸ケーブル２５は分岐しており、分岐した同軸ケーブル２４（図２、３参照）が連結部材２１に取り付けられている。そして、同軸ケーブル２４の信号線がフィルタ４に接続されているとともに、シールド線が金属膜２２に接続されている。
【００３３】
次に、電荷量測定装置１による、現像剤、および現像剤各成分のトナー、キャリアの電荷量の測定方法について説明する。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、まず、フィルタ４が接触位置に位置する状態で、筐体２の上面シールド１０を閉状態にして、筐体２内にフィルタ４と粉体受容皿３とを収容し、筐体２内を外部の電場から遮断する。この状態で、第１測定装置５と第２測定装置６の図示しない電荷量測定用のコンデンサを放電させて、電荷量をゼロにリセットする(リセット工程)。
【００３５】
次に、図４（ｂ）に示すように、筐体２の上面シールド１０を開状態にして、連結部材２１の金属膜２２の部分を把持した上で、レバー２３を緩める。そして、連結部材２１を支持軸２０に沿って上昇させて、フィルタ４を離間位置まで移動させる（フィルタ移動工程）。続いて、フィルタ４を介さずに、粉体受容皿３にトナーとキャリアとが混合された現像剤を直接入れる（粉体供給工程）。
【００３６】
粉体受容皿３に現像剤を入れた後、図４（ｃ）に示すように、フィルタ４を接触位置に移動させて、筐体２の上面シールド１０を閉状態にして、第２測定装置６により粉体受容皿３に受容された現像剤の電荷量を測定する（本発明における第２電荷量測定工程に相当する）。このとき、フィルタ４と粉体受容皿３ともに上面シールド１０で閉状態にした筐体２内に収容する方が、粉体受容皿３に受容された粉体の電荷量を精度よく測定することができる。
【００３７】
その後、図４（ｄ）に示すように、筐体２の上面シールド１０を開状態にして、ファラデーケージ１４のノズル吸引口１４ａからフィルタ４を挟んで、粉体受容皿３に受容された現像剤を吸引する。すると、ノズル吸引口１４ａには、フィルタ４を通過したトナーのみが吸引され、この吸引されたトナーの電荷量を電荷量測定器１６により測定する（第３電荷量測定工程）。なお、ノズル吸引口１４ａからの吸引力は、粉体受容皿３に受容されたトナーを残すことなく吸引可能な吸引力に設定されている。
【００３８】
そして、図４（e）に示すように、筐体２の上面シールド１０を閉状態にして、筐体２内にフィルタ４と粉体受容皿３とを収容し、筐体２内を外部の電場から遮断した状態で、粉体受容皿３に残ったキャリアの電荷量を第２測定装置６により測定する（第１電荷量測定工程）。
【００３９】
本実施形態における電荷量測定装置１によると、ユーザはフィルタ４に直接触れることなく、フィルタ４と絶縁された連結部材２１を用いて、フィルタ４を粉体受容皿３に対して離接させることができる。このように、ユーザがフィルタ４に触れることがないため、フィルタ４及びフィルタ４と導通する粉体受容皿３が帯電するのを抑制することができる。したがって、粉体受容皿３に供給された現像剤の電荷量を測定することができる。また、粉体受容皿３に現像剤を供給して、フィルタ４を介してトナーを吸引した後、粉体受容皿３に残ったキャリアの電荷量を精度よく測定することができる。さらには、粉体受容皿３に供給された現像剤の電荷量の変動を抑制したことにより、トナーの電荷量を精度よく測定することができる。
【００４０】
次に、上述した実施形態に種々の変形を加えた変更形態について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、現像剤、および現像剤の成分であるトナー、キャリアそれぞれの電荷量の測定する装置、方法について説明した。しかし、一部電荷量の測定を省略、あるいは不要とする構成、方法でもよい。例えば、図４（ｄ）において、第１測定装置５は、トナーの吸引のみにして電荷量測定装置１６によるトナーの電荷量測定を省略あるいは不要とし、第２測定装置６によりキャリアと現像剤の電荷量を測定して、両者の測定した電荷量からトナーの電荷量を算出してもよい。あるいは、第１測定装置５、第２測定装置６によりトナーとキャリアの電荷量を測定して、両者の測定した電荷量から現像剤の電荷量を算出してもよい。さらにまた、１測定装置５、第２測定装置６によりトナーと現像剤の電荷量を測定して、両者の測定した電荷量からキャリアの電荷量を算出してもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、連結部材２１の表面におけるユーザにより把持される部分は、フィルタ４とは絶縁された状態の金属膜２２に被膜されていたが、連結部材２１のユーザにより把持される部分は金属膜２２により被膜されていなくても、連結部材２１が絶縁材料で形成されていればよい。また、フィルタ４の粉体受容皿３に対する離接をフィルタ昇降部材７によりフィルタ４を昇降移動させたが、ヒンジなどにより回転動作で離接させるなど他の構成でもよい。
【００４３】
加えて、第１測定装置５の電荷量測定器１６のクーロンメータと第２測定装置６のクーロンメータとは、別々に設けられずに共通であってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、トナー、キャリア、及び、トナーとキャリアとが混合された現像剤を電荷量の測定対象として説明したが、測定対象としては、外径の異なる２種類の粉体、及び、両者が混合された混合粉体であればよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  電荷量測定装置
３  粉体受容皿
４  フィルタ
５  第１測定装置
６  第２測定装置
７  フィルタ昇降部材
１４  ファラデーケージ
【図１】
2013148414.tif 000003
【図２】
2013148414.tif 000004
【図３】
2013148414.tif 000005
【図４】
2013148414.tif 000006