帯電微粒子サンプリング装置および帯電量分布測定装置
【課題】微粒子の帯電状態を測定する測定装置に帯電微粒子を導入するサンプリング過程において帯電微粒子の帯電量が変化することを抑える帯電微粒子サンプリング装置を提供する。
【解決手段】サンプリング装置２００は、スリット２０１、上側開口部２０２、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂ、電圧印加装置３００を備える。スリット２０１は、測定装置１００に形成された帯電微粒子導入口１０８に対向するように配置される。上側開口部２０２は、トナー群４００を受け入れる。ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは、上側開口部２０２を介して内部に導入されたトナー群を、スリット２０１へと案内するガイド面を有する。電圧印加装置３００は、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂに形成された複数の電極群に交流電圧を印加し、ガイド面近傍に電界カーテンを形成する。
【解決手段】サンプリング装置２００は、スリット２０１、上側開口部２０２、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂ、電圧印加装置３００を備える。スリット２０１は、測定装置１００に形成された帯電微粒子導入口１０８に対向するように配置される。上側開口部２０２は、トナー群４００を受け入れる。ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは、上側開口部２０２を介して内部に導入されたトナー群を、スリット２０１へと案内するガイド面を有する。電圧印加装置３００は、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂに形成された複数の電極群に交流電圧を印加し、ガイド面近傍に電界カーテンを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯電状態が測定される帯電微粒子を帯電状態測定装置の内部に導く帯電微粒子サンプリング装置、およびこの帯電微粒子サンプリング装置を備えた帯電量分布測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー粒子等の帯電微粒子の特性を管理する手法として、平均帯電量測定法や帯電量分布測定法が用いられることが多かった（例えば、非特許文献１。）。
【０００３】
平均帯電量測定法の例としては、ファラデーケージ法およびブローオフ法が挙げられる。これらの平均帯電量測定法は、簡易な測定方法であり、古くから広く用いられていた。
【０００４】
ところが、平均帯電量が規格範囲であってもトナーの「かぶり」や低印字濃度等の画質劣化が発生することがある。つまり、「かぶり」等の画質劣化はトナーの平均帯電量だけでは説明できない。
【０００５】
そこで、平均帯電量測定法だけでは説明できない帯電微粒子の特性を管理することを意図した測定方法として帯電量分布測定法の検討が進められるようになった。
【０００６】
帯電量分布測定法の従来例として、トナーが分散した空気の流速が一定になるように制御しつつ測定室内にトナーを導入するとともに、測定室内の電界を用いて個々のトナーの偏向量を測定することによって帯電量分布を求める装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、帯電量分布測定法の別の従来例として、一定周波数で音波振動を発生すると同時に、平行平板電極間に一様電界を形成し、その中にトナー粒子を通過させ、粒子の位相遅れと偏向量をレーザードップラー法によって測定する測定方法が挙げられる（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００８】
さらに、従来、水平方向に一様電界を形成し、鉛直方向に重力のみで帯電粒子を沈降させることによって、空気の流速制御を必要としない測定方法が用いられることがあった（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００９】
なお、従来技術の中には、進行波電界により帯電微粒子を水平方向に搬送することによって、帯電微粒子を帯電量分布測定装置に導入する技術を採り入れたものがあった（例えば、特許文献２，３参照。）。
【特許文献１】米国特許第４３７５６７３号明細書
【特許文献２】特開２００２−３１１０７３号公報
【特許文献３】特開２００１−１１６７８６号公報
【非特許文献１】木村正利、「現像剤測定法（２）−帯電量−」、電子写真学会誌、第３０巻、第２号（１９９１）、１６８〜１７４頁
【非特許文献２】辻本広行、彼谷憲美、「Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザによる帯電量測定に及ぼす空気吸引量と印加電圧の影響」、粉砕、Ｎｏ．３５（１９９１）、４８〜５４頁
【非特許文献３】増田弘昭、後藤邦彰、折田伸昭、「エアロゾル粒子の帯電量分布測定」、エアロゾル研究、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．４（１９９３）、３２５〜３３２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のいずれの従来技術でも、トナーを分離して測定部に導くサンプリングの過程において、トナーが他の部材と接触することによってトナーの帯電量が変化するという問題が発生する。
【００１１】
また、帯電量分布測定法を採り入れた上述の従来技術のうち、特許文献１および非特許文献２に係る帯電量分布測定装置では、電界を形成している測定部における空気の流速を一定にするための制御手段が必要である。このような制御手段は一般的に高額であり、かつ、このような制御手段を設けることによって帯電量測定装置が大型化するという不都合があった。
【００１２】
この発明の目的は、微粒子の帯電状態を測定する測定装置に帯電微粒子を重力沈降で導入するサンプリング過程において帯電微粒子の帯電量が変化することを抑える帯電微粒子サンプリング装置およびこの帯電微粒子サンプリング装置を備えた帯電量分布測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る帯電微粒子サンプリング装置は、帯電状態が測定される帯電微粒子群を帯電状態測定装置の内部に導く。帯電微粒子サンプリング装置は、本体、ガイド部材、および電界カーテン形成部を備える。本体は、帯電微粒子群を受け入れる第１の開口部を上側に有し、かつ、帯電微粒子群を排出する第２の開口部を下側に有する。ガイド部材は、第１の開口部から第２の開口部に向かって鉛直方向に沿って延びる帯電微粒子の流路を画定する。電界カーテン形成部は、ガイド部材におけるガイド面近傍に電界カーテンを形成する。
【００１４】
帯電微粒子は、第１の開口部を介して帯電微粒子サンプリング装置の内部に導入され、さらに第２の開口部を介して帯電状態測定装置の帯電微粒子導入口に案内される。帯電微粒子サンプリング装置の内部において、ガイド部材によって案内されつつ帯電微粒子は第１の開口部から第２の開口部に導かれる。このとき、ガイド部材のガイド面近傍には、ガイド面と帯電微粒子との接触を防ぐための電界カーテンが形成される。このため、帯電微粒子サンプリング装置の内部を帯電微粒子が通り抜ける間、ガイド部材のガイド面と帯電微粒子とは非接触の状態に保たれる。
【００１５】
このため、帯電微粒子を測定装置の内部に導入する際に、帯電微粒子が他の物体に接触しにくくなるため、帯電微粒子の帯電量の変化が起こりにくくなる。この結果、帯電微粒子の帯電状態の測定精度が向上する。
【００１６】
なお、ガイド部材は、ファンネル状（漏斗状）にすることが好ましい。ガイド部材をファンネル状（漏斗状）にすることによって、より多くの帯電微粒子が集められ、帯電微粒子が密になった状態で帯電量分布測定装置の方へ導入される。その結果、帯電微粒子の測定効率が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
微粒子の帯電状態を測定する測定装置に帯電微粒子を重力沈降で導入するサンプリング過程において帯電微粒子の帯電量が変化しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る帯電微粒子サンプリング装置（以下、単にサンプリング装置という。）２００、および帯電量分布測定装置（以下、単に測定装置という。）１００は、現像装置１０の下方に配置される。現像装置１０におけるトナーの帯電量分布測定を行なう際には、現像装置１０から落下するトナーがサンプリング装置２００を介して測定装置１００内に集められる。
【００１９】
現像装置１０は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。現像装置１０は、現像槽１６、トナー供給ローラ１４、現像ローラ１３、およびトナー規制ブレード１５を備える。現像槽１６は、感光体に供給されるべきトナーを収容する。トナー供給ローラ１４は、現像槽１６内のトナーを現像ローラ１３の周面に供給する。現像ローラ１３は、感光体の周面にトナーを供給する。トナー規制ブレード１５は、現像ローラ１３の周面へのトナーの付着量を規制する。現像ローラ１３とトナー供給ローラ１４との間、および現像ローラ１３とトナー規制ブレード１５との間には、予め設定されたバイアス電圧が印加される。その結果、現像装置１０内でトナーは帯電されるとともに、現像ローラ１３の表面に一定の厚みを有するトナー層が形成される。
【００２０】
現像装置１０の近傍、具体的には、現像ローラ１３の周面における現像装置１０の外部に張り出した部分の近傍には、ブローオフノズル１７が配置される。ブローオフノズル１７は、現像ローラ１３上に形成されたトナー層に対して圧縮空気５０を噴射することによって、現像ローラ１３の周面からトナー４００を分離させてサンプリング装置２００の方に落下させる。ブローオフノズル１７による圧縮空気５０の噴射は、現像ローラ１３が設定された速度で矢印６０で示す方向に回転している時に行なわれる。ブローオフノズル１７による圧縮空気の噴射量は、測定装置１００の内部の気流を乱さない程度の量に設定される。また、ブローオフノズル１７は、電磁弁を用いて間欠的に空気の噴射を行なう。具体的には、１５分の期間において３．５秒毎に０．５秒間噴射している。間欠的に空気の噴射をするのは測定装置１００内部の気流の影響を少なくするためである。ただし、測定装置１００内部の気流の影響が生じない場合には、ブローオフノズル１７から連続的に空気を噴射しても良い。
【００２１】
本実施形態では、ブローオフノズル１７として、孔径０．３ｍｍの先の細いノズルを用い、かつ、その先端を可能な限り現像ローラ１３に接近させている。これは、少ない流量でトナーを吹き飛ばすことを意図したものである。ブローオフノズル１７は、現像ローラ１３の軸方向に沿って往復運動しつつブローする動作モード、または、設定された位置に静止しつつブローする動作モードによって動作するように構成される。
【００２２】
図２に示すように、ブローオフノズル１７によって吹き落とされたトナー４００は、サンプリング装置２００の内部に落下する。サンプリング装置２００は、上方および下方にそれぞれ開放しており、測定装置１００の上面に形成されたスリット状の帯電粒子導入口１０８にトナーを導く役割を果たす。本実施形態では、上側開放口２０２の幅Ｗ１は約１２０ｍｍであり、下側のスリット２０１における幅Ｗ２は約１ｍｍである。スリット２０１の幅Ｗ２は、帯電粒子導入口１０８のサイズに対応するように設定される。
【００２３】
図３（Ａ）に示すように、サンプリング装置２００は一対のフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣという。）２１Ａ，２１Ｂを備える。ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ測定装置１００の帯電粒子導入口１０８にトナー４００を案内する傾斜したガイド面を構成するように配置される。その結果、サンプリング装置２００において下方にいくにしたがって、トナー４００の案内経路が狭くなっている。なお、本実施形態では、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは左右対称に配置される。
【００２４】
図３（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ２１Ａは、第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａを備える。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａは、それぞれ複数の線状電極から構成される。
【００２５】
図３（Ｃ）は、ＦＰＣ２１Ａの一部を示している。ＦＰＣ２１Ａに適用される線状電極２６Ａ，２６Ｂは、幅１２７μｍ、周期２５４μｍ、厚み１２μｍに設定される。線状電極２６Ａ，２６Ｂは、ポリイミド基材２４上に形成されており、ポリイミドコート２５が施される。なお、ここでは、ポリイミド基材２４は厚さ５０μｍ、ポリイミドコート２５は厚さ１２．５μｍに設定される。線状電極２６Ａは、第１の電極群２２Ａに接続されており、線状電極２６Ｂは第２の電極群２３Ａに接続される。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａは、それぞれ電圧印加装置３００Ａに接続される。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａに、互いに１８０°位相が異なる交流電圧を印加することによって、電界カーテンが形成される。
【００２６】
このように、隣り合う２つの電極に１８０度位相がシフトした電圧を印加することにより、定在波の電界カーテンが形成される。また、３組の電極群を用いた場合、隣り合う２つの電極に１２０度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成される。４組の電極群を用いた場合、隣り合う２つの電極に９０度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成が形成される。
【００２７】
本実施形態では、第１の電極群２２Ａ、第２の電極群２３Ａ、および電圧印加装置３００によって本発明の電界カーテン形成部が構成される。なお、ＦＰＣ２１Ｂの構成は、ＦＰＣ２１Ａと同一であるため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
サンプリング装置２００の下方には測定装置１００が配置される。図４に示すように、測定装置１００は、平行平板電極（１０１，１０２）、上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）、側面板１０６、底面板１０４、トナー粒子補集板１０５、電源１１１、１１２、平面状電極（１０９Ａ，１０９Ｂ）を備える。平行平板電極（１０１，１０２）は、帯電微粒子であるトナーを電界によって偏向させるために鉛直方向に沿って配置される。上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）は、厚み１０ｍｍ程度のガラス板によって構成されており、取り外し自在な蓋体として機能する。上面板１０３Ａおよび１０３Ｂは、それぞれの間に幅１ｍｍのスリット状の帯電粒子導入口１０８が形成されるように配置される。上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）としては、アクリル、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の樹脂であっても良いが、帯電しにくいガラスが最適である。これは、上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）の帯電によって、帯電粒子が付着したり、測定装置１００内部の測定空間の電界を乱したりしないからである。
【００２９】
側面板１０６は、アクリル板によって構成されており、測定装置１００の内部の測定空間を取り囲むように配置される。底面板１０４は、測定装置１００の底面を構成する。トナー粒子補集板１０５は、ガラス板によって構成される。電源１１１は、平行平板電極１０１に電圧を印加する。電源１１２は、平行平板電極１０２に電圧を印加する。平面状電極１０９Ａ，１０９Ｂは、上面板１０３Ａ，１０３Ｂにそれぞれ接続されるとともに、図示しない電圧印加部によって電圧が印加される。
【００３０】
続いて、トナーの帯電分布の測定について説明する。帯電粒子導入口１０８を介して測定装置１００内に導入されたトナーは、重力によって鉛直方法に力を加えられ、平行平板電極１０１，１０２間の電界によるクーロン力によって水平方向に力を加えられる。このとき、帯電量の大きなトナーは、電界による水平方向への移動量が大きくなるため、平行平板電極１０１，１０２の上部に付着する。一方、帯電量の小さなトナーは、電界による水平方向への移動量が小さくなるため、平行平板電極１０１，１０２の下部またはトナー粒子補集板１０５の上面に付着する。そして、トナーの付着位置や各付着位置におけるトナーの付着量を計測することで、トナーの帯電状態、具体的にはトナーの帯電量分布が測定される。
【００３１】
ここで、簡単にトナーの帯電量分布の測定原理を説明する。
【００３２】
平行平板電極１０１，１０２により作られる、重力の作用方向と直交する電界中でのトナーの終末沈降速度［ｍ／ｓ］は
水平方向
【００３３】
【数１】
【００３４】
鉛直方向
【００３５】
【数２】
【００３６】
で表せる。
【００３７】
但し、
Ｃｃ：カニンガムの補正係数
ｑ：トナー粒子一個の電荷量［Ｃ］
Ｅ：平行平板間の電界［Ｖ／ｍ］
μ：空気の粘度［Ｐａ×ｓ］
Ｄｐ：トナー粒子の直径（顕微鏡法による円相当径で表したもの）［ｍ］
ｍｐ：トナー粒子の質量［ｋｇ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ2 ］
Ｕｘ：気流のｘ方向（電界の方向）の速度成分
Ｕｙ：気流のｙ方向（重力の方向）の速度成分
である。
【００３８】
静止気流中での粒子の運動を考えると、気流の速度成分Ｕｘ，Ｕｙは、共に０である。
【００３９】
また、０．２μｍ以上の粒子ではカニンガム係数Ｃｃは、略１であるので、トナーを測定する場合には、カニンガム係数Ｃｃ を測定する場合には、カニンガム係数Ｃｃ を１として取り扱うことができる。測定空間の上部中央から重力沈降した帯電粒子の付着位置（ｘ，ｙ）は、
【００４０】
【数３】
【００４１】
の関係で表される。
【００４２】
上記（３）式より、付着位置と付着量から帯電量分布が求められる。
【００４３】
続いて、図５、図６を用いて、電界カーテンを形成する適正な交流電圧について説明する。
【００４４】
図５は、交流の周波数を５００Ｈｚに固定し、印加電圧の振幅を変化させたときのＦＰＣ（２１Ａ，２１Ｂ）表面への付着トナー数を測定した結果を示す。図５に示すように、印加電圧の振幅の増加にともなって付着トナー数が減少した。つまり、印加電圧の振幅の増加によって、電界カーテンの効果が向上した。
【００４５】
図６は、交流印加電圧の振幅を４００Ｖに固定し、周波数を変化させたときのＦＰＣ（２１Ａ，２１Ｂ）表面への付着トナー数を測定した結果を示す。図６に示すように、周波数の増加にともなって付着トナー数が減少した。つまり、周波数の増加によって、電界カーテンの効果が向上した。
【００４６】
図７は、サンプリング装置２００および測定装置１００を用いてトナー粒子帯電量分布を測定した結果を示す。図７において、横軸は帯電量ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）であり、縦軸はトナー粒子のカウント数である。
【００４７】
図４において、測定装置１００底面のトナー粒子補集板１０５や、測定装置１００側面の平行平板電極１０１，１０２に付着したトナーの（ｘ，ｙ）座標を計測し、式３に代入することにより、その付着場所のトナーの帯電量（ｑ／ｍ）が算出される。図７では、この帯電量を横軸にし、微小エリアの同一場所で計測されたトナーの個数を縦軸にすることによって、トナーの帯電量分布を表している。
【００４８】
帯電量測定のために空間中に分離されたトナー４００は、ブローオフによって現像ローラ１３から分離されるために空間中に大きく広がってしまう。本実施形態のブローオフの場合、幅約１００ｍｍにわたって広がってしまう。このため、測定装置１００の上面に向かって重力落下したトナーのうち、幅１ｍｍのスリット状の帯電粒子導入口１０８に入って測定に寄与する割合は１／１００程度となる。これに対して、サンプリング装置２００を用いると、上側開放口２０２の幅Ｗ１が約１２０ｍｍであるため、空間中に広がったトナー４００をほぼすべて集めることができる。また、重力落下とともに電界カーテンによりトナーを中央部に集め、測定装置１００の帯電粒子導入口１０８に導入することができる。このため、ブローオフしたトナーの利用効率が、サンプリング装置２００を用いない場合に比較して約１００倍となる。
【００４９】
上述の実施形態では、２組の電極群（２２Ａ，２３Ａ）を用いて定在波の電界カーテンを形成する例を示したが、電界カーテンの形成手法はこれに限定されるものではない。例えば、３組以上の電極群を用いて進行波の電界カーテンを形成しても良い。
【００５０】
また、上述の実施形態では、帯電量分布測定法にサンプリング装置２００を用いているが、図８に示すように、サンプリング装置２００をファラデーケージ５００上に配置すれば、ファラデーケージ法やブローオフ法にもサンプリング装置２００を適用することが可能である。
【００５１】
さらに、測定装置１００の上面板１０３Ａおよび１０３Ｂに代えて、上面板１０７Ａおよび１０７Ｂを用いても良い。上面板１０３Ａおよび１０３Ｂの間には、帯電微粒子導入口１１４が形成される。帯電微粒子導入口１１４は、同一鉛直線上に配置された２つのスリット１２０、１２１を備える。スリット１２０、１２１は、それぞれ開口幅１ｍｍのスリットである。２つのスリット１２０、１２１の間には、トナーを集めるための空間１２２が形成される。帯電微粒子導入口１１４にスリット１２０、１２１を設けたことによって、水平方向の速度成分を持つトナーが、測定装置１００内に進入することが防止される。この結果、測定装置１００における測定誤差が発生しにくくなる。ここでは、帯電微粒子導入口１１４に２重のスリットを持たせた構成を説明したが、帯電微粒子導入口１１４に３重以上のスリットを持たせることも可能である。
【００５２】
上述の実施形態では、図１０（Ａ）に示す線状電極の構成を採用した。その理由は、重力沈降しているトナーに対して水平方向かつスリット２０１の長手方向の力を加えないためである。つまり、トナーがその水平方向の速度成分を持つと、本来付着すべき位置とは異なる位置でトナー粒子補集板１０５に付着するからである。
【００５３】
しかしながら、図１０（Ａ）の構成の場合には、帯電微粒子の質量と電荷量によっては、スリット２０１の部分で帯電微粒子が静止して落下しないことがある。その理由は、下向きの重力と電界カーテンの上向きの静電気力が釣り合うことがあるからである。図１０（Ａ）の構成において、万一、スリット２０１にて帯電微粒子の滞留が生じる場合には、図１０（Ｂ）に示す線状電極の構成を採用しても良い。図１０（Ｂ）では、水平方向に配列された線状電極を示している。この構成において、互いに位相が１８０度異なる交流電圧を印加して定在波を形成することにより、帯電微粒子が壁面に付着することが防止される。さらに、図１０（Ｂ）の構成では、図１０（Ａ）の構成に比較してスリット２０１にて帯電微粒子の滞留が生じにくい。なお、電極の構成として図１０（Ａ）または図１０（Ｂ）のいずれの構成を採用するかは、測定する帯電微粒子の特性によって最適なものを適宜選択すれば良い。
【００５４】
上述の実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、ガイド部材面だけにＦＰＣ電極群を形成した。この構成において、万一、第２の開口部にトナーが付着したり、水平方向の速度成分を持つトナーが多く排出される場合には、図１１（Ｂ）に示す構成を採用することが好ましい。
【００５５】
図１１（Ａ）に示す構成では、第２の開口部において、電界カーテンを形成するＦＰＣの端部や開口部の形状的な不連続性から電界が不均一となる場合がある。これに対して、図１１（Ｂ）のようにＦＰＣ電極群をガイド面から第２の開口部まで十分に巻き込んだ構成とすることにより、電界形成が連続的となり効率的かつ垂直方向へのトナー排出が可能になる。
【００５６】
また、２相定在波駆動電極の間に、ＧＮＤ電位またはフロート状態のダミー電極を設けても良い。例えば、図１２に示すように、２５４μｍ周期で構成される第１の電極と第２の電極の中間に、第３の電極２６Ｃを設けた電極構造とすることが挙げられる。第１の電極と第２の電極には互いに位相が１８０度異なる交流電圧を印加し、第３の電極は接地（０Ｖ）またはフロート状態として定在波を形成する。このように３組の電極とした場合、２組の電極構造よりも、より効果的に帯電微粒子が壁面に付着することを防止できた。その理由として、交流を印加する２組の電極間に第３の電極を設けることにより、電極間の電位を安定化することが挙げられる。つまり、電界カーテンが安定化して帯電微粒子の壁面付着防止効果が向上したからであると言える。
【００５７】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電量分布測定手法の説明図である。
【図２】サンプリング装置および測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図４】測定装置の概略構成を示す図である。
【図５】電圧値と電界カーテンの効果との関係を示すグラフである。
【図６】周波数と電界カーテンの効果との関係を示すグラフである。
【図７】サンプリング装置および測定装置によるトナー粒子帯電量分布の測定結果を示す図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る帯電量分布測定手法の説明図である。
【図９】測定装置の上面板の構成の他の例を示す図である。
【図１０】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図１１】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図１２】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０−現像装置
２１Ａ，２１Ｂ−フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１００−帯電量分布測定装置
２００−帯電微粒子サンプリング装置
３００−電圧印加装置
４００−トナー群
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯電状態が測定される帯電微粒子を帯電状態測定装置の内部に導く帯電微粒子サンプリング装置、およびこの帯電微粒子サンプリング装置を備えた帯電量分布測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー粒子等の帯電微粒子の特性を管理する手法として、平均帯電量測定法や帯電量分布測定法が用いられることが多かった（例えば、非特許文献１。）。
【０００３】
平均帯電量測定法の例としては、ファラデーケージ法およびブローオフ法が挙げられる。これらの平均帯電量測定法は、簡易な測定方法であり、古くから広く用いられていた。
【０００４】
ところが、平均帯電量が規格範囲であってもトナーの「かぶり」や低印字濃度等の画質劣化が発生することがある。つまり、「かぶり」等の画質劣化はトナーの平均帯電量だけでは説明できない。
【０００５】
そこで、平均帯電量測定法だけでは説明できない帯電微粒子の特性を管理することを意図した測定方法として帯電量分布測定法の検討が進められるようになった。
【０００６】
帯電量分布測定法の従来例として、トナーが分散した空気の流速が一定になるように制御しつつ測定室内にトナーを導入するとともに、測定室内の電界を用いて個々のトナーの偏向量を測定することによって帯電量分布を求める装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、帯電量分布測定法の別の従来例として、一定周波数で音波振動を発生すると同時に、平行平板電極間に一様電界を形成し、その中にトナー粒子を通過させ、粒子の位相遅れと偏向量をレーザードップラー法によって測定する測定方法が挙げられる（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００８】
さらに、従来、水平方向に一様電界を形成し、鉛直方向に重力のみで帯電粒子を沈降させることによって、空気の流速制御を必要としない測定方法が用いられることがあった（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００９】
なお、従来技術の中には、進行波電界により帯電微粒子を水平方向に搬送することによって、帯電微粒子を帯電量分布測定装置に導入する技術を採り入れたものがあった（例えば、特許文献２，３参照。）。
【特許文献１】米国特許第４３７５６７３号明細書
【特許文献２】特開２００２−３１１０７３号公報
【特許文献３】特開２００１−１１６７８６号公報
【非特許文献１】木村正利、「現像剤測定法（２）−帯電量−」、電子写真学会誌、第３０巻、第２号（１９９１）、１６８〜１７４頁
【非特許文献２】辻本広行、彼谷憲美、「Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザによる帯電量測定に及ぼす空気吸引量と印加電圧の影響」、粉砕、Ｎｏ．３５（１９９１）、４８〜５４頁
【非特許文献３】増田弘昭、後藤邦彰、折田伸昭、「エアロゾル粒子の帯電量分布測定」、エアロゾル研究、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．４（１９９３）、３２５〜３３２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のいずれの従来技術でも、トナーを分離して測定部に導くサンプリングの過程において、トナーが他の部材と接触することによってトナーの帯電量が変化するという問題が発生する。
【００１１】
また、帯電量分布測定法を採り入れた上述の従来技術のうち、特許文献１および非特許文献２に係る帯電量分布測定装置では、電界を形成している測定部における空気の流速を一定にするための制御手段が必要である。このような制御手段は一般的に高額であり、かつ、このような制御手段を設けることによって帯電量測定装置が大型化するという不都合があった。
【００１２】
この発明の目的は、微粒子の帯電状態を測定する測定装置に帯電微粒子を重力沈降で導入するサンプリング過程において帯電微粒子の帯電量が変化することを抑える帯電微粒子サンプリング装置およびこの帯電微粒子サンプリング装置を備えた帯電量分布測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る帯電微粒子サンプリング装置は、帯電状態が測定される帯電微粒子群を帯電状態測定装置の内部に導く。帯電微粒子サンプリング装置は、本体、ガイド部材、および電界カーテン形成部を備える。本体は、帯電微粒子群を受け入れる第１の開口部を上側に有し、かつ、帯電微粒子群を排出する第２の開口部を下側に有する。ガイド部材は、第１の開口部から第２の開口部に向かって鉛直方向に沿って延びる帯電微粒子の流路を画定する。電界カーテン形成部は、ガイド部材におけるガイド面近傍に電界カーテンを形成する。
【００１４】
帯電微粒子は、第１の開口部を介して帯電微粒子サンプリング装置の内部に導入され、さらに第２の開口部を介して帯電状態測定装置の帯電微粒子導入口に案内される。帯電微粒子サンプリング装置の内部において、ガイド部材によって案内されつつ帯電微粒子は第１の開口部から第２の開口部に導かれる。このとき、ガイド部材のガイド面近傍には、ガイド面と帯電微粒子との接触を防ぐための電界カーテンが形成される。このため、帯電微粒子サンプリング装置の内部を帯電微粒子が通り抜ける間、ガイド部材のガイド面と帯電微粒子とは非接触の状態に保たれる。
【００１５】
このため、帯電微粒子を測定装置の内部に導入する際に、帯電微粒子が他の物体に接触しにくくなるため、帯電微粒子の帯電量の変化が起こりにくくなる。この結果、帯電微粒子の帯電状態の測定精度が向上する。
【００１６】
なお、ガイド部材は、ファンネル状（漏斗状）にすることが好ましい。ガイド部材をファンネル状（漏斗状）にすることによって、より多くの帯電微粒子が集められ、帯電微粒子が密になった状態で帯電量分布測定装置の方へ導入される。その結果、帯電微粒子の測定効率が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
微粒子の帯電状態を測定する測定装置に帯電微粒子を重力沈降で導入するサンプリング過程において帯電微粒子の帯電量が変化しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る帯電微粒子サンプリング装置（以下、単にサンプリング装置という。）２００、および帯電量分布測定装置（以下、単に測定装置という。）１００は、現像装置１０の下方に配置される。現像装置１０におけるトナーの帯電量分布測定を行なう際には、現像装置１０から落下するトナーがサンプリング装置２００を介して測定装置１００内に集められる。
【００１９】
現像装置１０は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。現像装置１０は、現像槽１６、トナー供給ローラ１４、現像ローラ１３、およびトナー規制ブレード１５を備える。現像槽１６は、感光体に供給されるべきトナーを収容する。トナー供給ローラ１４は、現像槽１６内のトナーを現像ローラ１３の周面に供給する。現像ローラ１３は、感光体の周面にトナーを供給する。トナー規制ブレード１５は、現像ローラ１３の周面へのトナーの付着量を規制する。現像ローラ１３とトナー供給ローラ１４との間、および現像ローラ１３とトナー規制ブレード１５との間には、予め設定されたバイアス電圧が印加される。その結果、現像装置１０内でトナーは帯電されるとともに、現像ローラ１３の表面に一定の厚みを有するトナー層が形成される。
【００２０】
現像装置１０の近傍、具体的には、現像ローラ１３の周面における現像装置１０の外部に張り出した部分の近傍には、ブローオフノズル１７が配置される。ブローオフノズル１７は、現像ローラ１３上に形成されたトナー層に対して圧縮空気５０を噴射することによって、現像ローラ１３の周面からトナー４００を分離させてサンプリング装置２００の方に落下させる。ブローオフノズル１７による圧縮空気５０の噴射は、現像ローラ１３が設定された速度で矢印６０で示す方向に回転している時に行なわれる。ブローオフノズル１７による圧縮空気の噴射量は、測定装置１００の内部の気流を乱さない程度の量に設定される。また、ブローオフノズル１７は、電磁弁を用いて間欠的に空気の噴射を行なう。具体的には、１５分の期間において３．５秒毎に０．５秒間噴射している。間欠的に空気の噴射をするのは測定装置１００内部の気流の影響を少なくするためである。ただし、測定装置１００内部の気流の影響が生じない場合には、ブローオフノズル１７から連続的に空気を噴射しても良い。
【００２１】
本実施形態では、ブローオフノズル１７として、孔径０．３ｍｍの先の細いノズルを用い、かつ、その先端を可能な限り現像ローラ１３に接近させている。これは、少ない流量でトナーを吹き飛ばすことを意図したものである。ブローオフノズル１７は、現像ローラ１３の軸方向に沿って往復運動しつつブローする動作モード、または、設定された位置に静止しつつブローする動作モードによって動作するように構成される。
【００２２】
図２に示すように、ブローオフノズル１７によって吹き落とされたトナー４００は、サンプリング装置２００の内部に落下する。サンプリング装置２００は、上方および下方にそれぞれ開放しており、測定装置１００の上面に形成されたスリット状の帯電粒子導入口１０８にトナーを導く役割を果たす。本実施形態では、上側開放口２０２の幅Ｗ１は約１２０ｍｍであり、下側のスリット２０１における幅Ｗ２は約１ｍｍである。スリット２０１の幅Ｗ２は、帯電粒子導入口１０８のサイズに対応するように設定される。
【００２３】
図３（Ａ）に示すように、サンプリング装置２００は一対のフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣという。）２１Ａ，２１Ｂを備える。ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ測定装置１００の帯電粒子導入口１０８にトナー４００を案内する傾斜したガイド面を構成するように配置される。その結果、サンプリング装置２００において下方にいくにしたがって、トナー４００の案内経路が狭くなっている。なお、本実施形態では、ＦＰＣ２１Ａ，２１Ｂは左右対称に配置される。
【００２４】
図３（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ２１Ａは、第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａを備える。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａは、それぞれ複数の線状電極から構成される。
【００２５】
図３（Ｃ）は、ＦＰＣ２１Ａの一部を示している。ＦＰＣ２１Ａに適用される線状電極２６Ａ，２６Ｂは、幅１２７μｍ、周期２５４μｍ、厚み１２μｍに設定される。線状電極２６Ａ，２６Ｂは、ポリイミド基材２４上に形成されており、ポリイミドコート２５が施される。なお、ここでは、ポリイミド基材２４は厚さ５０μｍ、ポリイミドコート２５は厚さ１２．５μｍに設定される。線状電極２６Ａは、第１の電極群２２Ａに接続されており、線状電極２６Ｂは第２の電極群２３Ａに接続される。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａは、それぞれ電圧印加装置３００Ａに接続される。第１の電極群２２Ａおよび第２の電極群２３Ａに、互いに１８０°位相が異なる交流電圧を印加することによって、電界カーテンが形成される。
【００２６】
このように、隣り合う２つの電極に１８０度位相がシフトした電圧を印加することにより、定在波の電界カーテンが形成される。また、３組の電極群を用いた場合、隣り合う２つの電極に１２０度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成される。４組の電極群を用いた場合、隣り合う２つの電極に９０度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成が形成される。
【００２７】
本実施形態では、第１の電極群２２Ａ、第２の電極群２３Ａ、および電圧印加装置３００によって本発明の電界カーテン形成部が構成される。なお、ＦＰＣ２１Ｂの構成は、ＦＰＣ２１Ａと同一であるため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
サンプリング装置２００の下方には測定装置１００が配置される。図４に示すように、測定装置１００は、平行平板電極（１０１，１０２）、上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）、側面板１０６、底面板１０４、トナー粒子補集板１０５、電源１１１、１１２、平面状電極（１０９Ａ，１０９Ｂ）を備える。平行平板電極（１０１，１０２）は、帯電微粒子であるトナーを電界によって偏向させるために鉛直方向に沿って配置される。上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）は、厚み１０ｍｍ程度のガラス板によって構成されており、取り外し自在な蓋体として機能する。上面板１０３Ａおよび１０３Ｂは、それぞれの間に幅１ｍｍのスリット状の帯電粒子導入口１０８が形成されるように配置される。上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）としては、アクリル、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の樹脂であっても良いが、帯電しにくいガラスが最適である。これは、上面板（１０３Ａ、１０３Ｂ）の帯電によって、帯電粒子が付着したり、測定装置１００内部の測定空間の電界を乱したりしないからである。
【００２９】
側面板１０６は、アクリル板によって構成されており、測定装置１００の内部の測定空間を取り囲むように配置される。底面板１０４は、測定装置１００の底面を構成する。トナー粒子補集板１０５は、ガラス板によって構成される。電源１１１は、平行平板電極１０１に電圧を印加する。電源１１２は、平行平板電極１０２に電圧を印加する。平面状電極１０９Ａ，１０９Ｂは、上面板１０３Ａ，１０３Ｂにそれぞれ接続されるとともに、図示しない電圧印加部によって電圧が印加される。
【００３０】
続いて、トナーの帯電分布の測定について説明する。帯電粒子導入口１０８を介して測定装置１００内に導入されたトナーは、重力によって鉛直方法に力を加えられ、平行平板電極１０１，１０２間の電界によるクーロン力によって水平方向に力を加えられる。このとき、帯電量の大きなトナーは、電界による水平方向への移動量が大きくなるため、平行平板電極１０１，１０２の上部に付着する。一方、帯電量の小さなトナーは、電界による水平方向への移動量が小さくなるため、平行平板電極１０１，１０２の下部またはトナー粒子補集板１０５の上面に付着する。そして、トナーの付着位置や各付着位置におけるトナーの付着量を計測することで、トナーの帯電状態、具体的にはトナーの帯電量分布が測定される。
【００３１】
ここで、簡単にトナーの帯電量分布の測定原理を説明する。
【００３２】
平行平板電極１０１，１０２により作られる、重力の作用方向と直交する電界中でのトナーの終末沈降速度［ｍ／ｓ］は
水平方向
【００３３】
【数１】
【００３４】
鉛直方向
【００３５】
【数２】
【００３６】
で表せる。
【００３７】
但し、
Ｃｃ：カニンガムの補正係数
ｑ：トナー粒子一個の電荷量［Ｃ］
Ｅ：平行平板間の電界［Ｖ／ｍ］
μ：空気の粘度［Ｐａ×ｓ］
Ｄｐ：トナー粒子の直径（顕微鏡法による円相当径で表したもの）［ｍ］
ｍｐ：トナー粒子の質量［ｋｇ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ2 ］
Ｕｘ：気流のｘ方向（電界の方向）の速度成分
Ｕｙ：気流のｙ方向（重力の方向）の速度成分
である。
【００３８】
静止気流中での粒子の運動を考えると、気流の速度成分Ｕｘ，Ｕｙは、共に０である。
【００３９】
また、０．２μｍ以上の粒子ではカニンガム係数Ｃｃは、略１であるので、トナーを測定する場合には、カニンガム係数Ｃｃ を測定する場合には、カニンガム係数Ｃｃ を１として取り扱うことができる。測定空間の上部中央から重力沈降した帯電粒子の付着位置（ｘ，ｙ）は、
【００４０】
【数３】
【００４１】
の関係で表される。
【００４２】
上記（３）式より、付着位置と付着量から帯電量分布が求められる。
【００４３】
続いて、図５、図６を用いて、電界カーテンを形成する適正な交流電圧について説明する。
【００４４】
図５は、交流の周波数を５００Ｈｚに固定し、印加電圧の振幅を変化させたときのＦＰＣ（２１Ａ，２１Ｂ）表面への付着トナー数を測定した結果を示す。図５に示すように、印加電圧の振幅の増加にともなって付着トナー数が減少した。つまり、印加電圧の振幅の増加によって、電界カーテンの効果が向上した。
【００４５】
図６は、交流印加電圧の振幅を４００Ｖに固定し、周波数を変化させたときのＦＰＣ（２１Ａ，２１Ｂ）表面への付着トナー数を測定した結果を示す。図６に示すように、周波数の増加にともなって付着トナー数が減少した。つまり、周波数の増加によって、電界カーテンの効果が向上した。
【００４６】
図７は、サンプリング装置２００および測定装置１００を用いてトナー粒子帯電量分布を測定した結果を示す。図７において、横軸は帯電量ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）であり、縦軸はトナー粒子のカウント数である。
【００４７】
図４において、測定装置１００底面のトナー粒子補集板１０５や、測定装置１００側面の平行平板電極１０１，１０２に付着したトナーの（ｘ，ｙ）座標を計測し、式３に代入することにより、その付着場所のトナーの帯電量（ｑ／ｍ）が算出される。図７では、この帯電量を横軸にし、微小エリアの同一場所で計測されたトナーの個数を縦軸にすることによって、トナーの帯電量分布を表している。
【００４８】
帯電量測定のために空間中に分離されたトナー４００は、ブローオフによって現像ローラ１３から分離されるために空間中に大きく広がってしまう。本実施形態のブローオフの場合、幅約１００ｍｍにわたって広がってしまう。このため、測定装置１００の上面に向かって重力落下したトナーのうち、幅１ｍｍのスリット状の帯電粒子導入口１０８に入って測定に寄与する割合は１／１００程度となる。これに対して、サンプリング装置２００を用いると、上側開放口２０２の幅Ｗ１が約１２０ｍｍであるため、空間中に広がったトナー４００をほぼすべて集めることができる。また、重力落下とともに電界カーテンによりトナーを中央部に集め、測定装置１００の帯電粒子導入口１０８に導入することができる。このため、ブローオフしたトナーの利用効率が、サンプリング装置２００を用いない場合に比較して約１００倍となる。
【００４９】
上述の実施形態では、２組の電極群（２２Ａ，２３Ａ）を用いて定在波の電界カーテンを形成する例を示したが、電界カーテンの形成手法はこれに限定されるものではない。例えば、３組以上の電極群を用いて進行波の電界カーテンを形成しても良い。
【００５０】
また、上述の実施形態では、帯電量分布測定法にサンプリング装置２００を用いているが、図８に示すように、サンプリング装置２００をファラデーケージ５００上に配置すれば、ファラデーケージ法やブローオフ法にもサンプリング装置２００を適用することが可能である。
【００５１】
さらに、測定装置１００の上面板１０３Ａおよび１０３Ｂに代えて、上面板１０７Ａおよび１０７Ｂを用いても良い。上面板１０３Ａおよび１０３Ｂの間には、帯電微粒子導入口１１４が形成される。帯電微粒子導入口１１４は、同一鉛直線上に配置された２つのスリット１２０、１２１を備える。スリット１２０、１２１は、それぞれ開口幅１ｍｍのスリットである。２つのスリット１２０、１２１の間には、トナーを集めるための空間１２２が形成される。帯電微粒子導入口１１４にスリット１２０、１２１を設けたことによって、水平方向の速度成分を持つトナーが、測定装置１００内に進入することが防止される。この結果、測定装置１００における測定誤差が発生しにくくなる。ここでは、帯電微粒子導入口１１４に２重のスリットを持たせた構成を説明したが、帯電微粒子導入口１１４に３重以上のスリットを持たせることも可能である。
【００５２】
上述の実施形態では、図１０（Ａ）に示す線状電極の構成を採用した。その理由は、重力沈降しているトナーに対して水平方向かつスリット２０１の長手方向の力を加えないためである。つまり、トナーがその水平方向の速度成分を持つと、本来付着すべき位置とは異なる位置でトナー粒子補集板１０５に付着するからである。
【００５３】
しかしながら、図１０（Ａ）の構成の場合には、帯電微粒子の質量と電荷量によっては、スリット２０１の部分で帯電微粒子が静止して落下しないことがある。その理由は、下向きの重力と電界カーテンの上向きの静電気力が釣り合うことがあるからである。図１０（Ａ）の構成において、万一、スリット２０１にて帯電微粒子の滞留が生じる場合には、図１０（Ｂ）に示す線状電極の構成を採用しても良い。図１０（Ｂ）では、水平方向に配列された線状電極を示している。この構成において、互いに位相が１８０度異なる交流電圧を印加して定在波を形成することにより、帯電微粒子が壁面に付着することが防止される。さらに、図１０（Ｂ）の構成では、図１０（Ａ）の構成に比較してスリット２０１にて帯電微粒子の滞留が生じにくい。なお、電極の構成として図１０（Ａ）または図１０（Ｂ）のいずれの構成を採用するかは、測定する帯電微粒子の特性によって最適なものを適宜選択すれば良い。
【００５４】
上述の実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、ガイド部材面だけにＦＰＣ電極群を形成した。この構成において、万一、第２の開口部にトナーが付着したり、水平方向の速度成分を持つトナーが多く排出される場合には、図１１（Ｂ）に示す構成を採用することが好ましい。
【００５５】
図１１（Ａ）に示す構成では、第２の開口部において、電界カーテンを形成するＦＰＣの端部や開口部の形状的な不連続性から電界が不均一となる場合がある。これに対して、図１１（Ｂ）のようにＦＰＣ電極群をガイド面から第２の開口部まで十分に巻き込んだ構成とすることにより、電界形成が連続的となり効率的かつ垂直方向へのトナー排出が可能になる。
【００５６】
また、２相定在波駆動電極の間に、ＧＮＤ電位またはフロート状態のダミー電極を設けても良い。例えば、図１２に示すように、２５４μｍ周期で構成される第１の電極と第２の電極の中間に、第３の電極２６Ｃを設けた電極構造とすることが挙げられる。第１の電極と第２の電極には互いに位相が１８０度異なる交流電圧を印加し、第３の電極は接地（０Ｖ）またはフロート状態として定在波を形成する。このように３組の電極とした場合、２組の電極構造よりも、より効果的に帯電微粒子が壁面に付着することを防止できた。その理由として、交流を印加する２組の電極間に第３の電極を設けることにより、電極間の電位を安定化することが挙げられる。つまり、電界カーテンが安定化して帯電微粒子の壁面付着防止効果が向上したからであると言える。
【００５７】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電量分布測定手法の説明図である。
【図２】サンプリング装置および測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図４】測定装置の概略構成を示す図である。
【図５】電圧値と電界カーテンの効果との関係を示すグラフである。
【図６】周波数と電界カーテンの効果との関係を示すグラフである。
【図７】サンプリング装置および測定装置によるトナー粒子帯電量分布の測定結果を示す図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る帯電量分布測定手法の説明図である。
【図９】測定装置の上面板の構成の他の例を示す図である。
【図１０】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図１１】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【図１２】サンプリング装置におけるＦＰＣの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０−現像装置
２１Ａ，２１Ｂ−フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１００−帯電量分布測定装置
２００−帯電微粒子サンプリング装置
３００−電圧印加装置
４００−トナー群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電状態が測定される帯電微粒子群を帯電状態測定装置の内部に導く帯電微粒子サンプリング装置であって、
前記帯電微粒子群を受け入れる第１の開口部を上側に有し、かつ、前記帯電微粒子群を排出する第２の開口部を下側に有する本体と、
第１の開口部から第２の開口部に向かって鉛直方向に沿って延びる前記帯電微粒子の流路を画定するガイド部材と、
前記ガイド部材におけるガイド面近傍に電界カーテンを形成する電界カーテン形成部と、
を備えたことを特徴とする帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項２】
前記電界カーテン形成部は、前記ガイド部材に形成された複数の電極群と、前記複数の電極群に交流電圧を印加する電圧印加部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項３】
前記複数の電極群は、互いに位相が１８０度異なる交流電圧が印加される第１の電極および第２の電極からなることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項４】
前記複数の電極群は、互いに位相が１８０度異なる交流電圧が印加される第１の電極および第２の電極、およびフロート状態または０Ｖにされる第３の電極からなることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項５】
前記帯電微粒子の流路の断面積が下方ほど狭くなるように、前記ガイド部材が配置されることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、互いに対向し、かつ、互いの間隔が下方ほど狭くなるように配置された一対の板状部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項７】
前記複数の電極群は、水平方向に延びるようにそれぞれ構成された複数の線状電極を備えることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項８】
前記複数の電極群は、前記ガイド部材の傾斜方向に延びるようにそれぞれ構成された複数の線状電極を備えることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項９】
前記複数の電極群は、前記ガイド面から第２の開口部外側に張り出すように形成されることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項１０】
気流を用いない重力沈降で帯電微粒子群の帯電量分布を測定する帯電量分布測定装置であって、
上面に形成された帯電微粒子導入部の上に、請求項１に記載の帯電微粒子サンプリング装置を備えたことを特徴とする帯電量分布測定装置。
【請求項１１】
前記帯電微粒子導入部は、同一の鉛直線上に配置された複数のスリットを備えることを特徴とする請求項１０に記載の帯電量分布測定装置。
【請求項１】
帯電状態が測定される帯電微粒子群を帯電状態測定装置の内部に導く帯電微粒子サンプリング装置であって、
前記帯電微粒子群を受け入れる第１の開口部を上側に有し、かつ、前記帯電微粒子群を排出する第２の開口部を下側に有する本体と、
第１の開口部から第２の開口部に向かって鉛直方向に沿って延びる前記帯電微粒子の流路を画定するガイド部材と、
前記ガイド部材におけるガイド面近傍に電界カーテンを形成する電界カーテン形成部と、
を備えたことを特徴とする帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項２】
前記電界カーテン形成部は、前記ガイド部材に形成された複数の電極群と、前記複数の電極群に交流電圧を印加する電圧印加部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項３】
前記複数の電極群は、互いに位相が１８０度異なる交流電圧が印加される第１の電極および第２の電極からなることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項４】
前記複数の電極群は、互いに位相が１８０度異なる交流電圧が印加される第１の電極および第２の電極、およびフロート状態または０Ｖにされる第３の電極からなることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項５】
前記帯電微粒子の流路の断面積が下方ほど狭くなるように、前記ガイド部材が配置されることを特徴とする請求項２に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、互いに対向し、かつ、互いの間隔が下方ほど狭くなるように配置された一対の板状部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項７】
前記複数の電極群は、水平方向に延びるようにそれぞれ構成された複数の線状電極を備えることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項８】
前記複数の電極群は、前記ガイド部材の傾斜方向に延びるようにそれぞれ構成された複数の線状電極を備えることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項９】
前記複数の電極群は、前記ガイド面から第２の開口部外側に張り出すように形成されることを特徴とする請求項６に記載の帯電微粒子サンプリング装置。
【請求項１０】
気流を用いない重力沈降で帯電微粒子群の帯電量分布を測定する帯電量分布測定装置であって、
上面に形成された帯電微粒子導入部の上に、請求項１に記載の帯電微粒子サンプリング装置を備えたことを特徴とする帯電量分布測定装置。
【請求項１１】
前記帯電微粒子導入部は、同一の鉛直線上に配置された複数のスリットを備えることを特徴とする請求項１０に記載の帯電量分布測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−３５１３（Ｐ２００７−３５１３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４２８１７（Ｐ２００６−１４２８１７）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
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