粉体電荷量測定器
【課題】筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業を簡単にする。
【解決手段】粉体電荷量測定器１は、筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４とを有している。筐体１ａは、外側第１カバー２１、第１ホルダ２２及びノズル部を形成した内側第１ケース２３を有する第１のハウジング部材２と、外側第２カバー５１、第２ホルダ５２及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３とを有する第２のハウジング部材３とを有している。そして、第１及び第２のハウジング部材２，３には、両カバー２１，５１を嵌合させることによって、その嵌合方向に関してノズル部を形成した内側第１ケース２３の端面とカップホルダを形成した内側第２ケース５３の端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【解決手段】粉体電荷量測定器１は、筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４とを有している。筐体１ａは、外側第１カバー２１、第１ホルダ２２及びノズル部を形成した内側第１ケース２３を有する第１のハウジング部材２と、外側第２カバー５１、第２ホルダ５２及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３とを有する第２のハウジング部材３とを有している。そして、第１及び第２のハウジング部材２，３には、両カバー２１，５１を嵌合させることによって、その嵌合方向に関してノズル部を形成した内側第１ケース２３の端面とカップホルダを形成した内側第２ケース５３の端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定試料であるトナー等の帯電した粉体を吸引して、その吸引した粉体の電荷量や帯電量を測定する粉体電荷量測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉体電荷量測定器として、例えば特許文献１には、絶縁容器と、絶縁容器内に収納された導体容器を有し、この導体容器の内部にトナーを捕獲するフィルタを、導体容器で吸引ノズルを構成する吸気口部と排気口部とで挟み込んだ構造で、導体容器である吸引ノズル内のトナーの電荷量を測定するトナー帯電量測定装置について記載されている。このトナー帯電量測定装置においては、絶縁容器内で吸引ノズル内に吸引したトナーの電荷量を測定する。そして、絶縁容器の蓋を取り外して絶縁容器から吸引ノズルを取り出し、トナーが入った吸引ノズルの重量を測定する。この測定した重量と予め測定していた吸引ノズル単体の重量との差分を測定した電荷量で除すと、トナーの単位重量当たりの帯電量を求めることができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５６７４６３号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の帯電量測定装置においては、吸引ノズルの重量を測定するために絶縁容器の蓋を取り外す必要がある。この蓋の絶縁容器に対する取り付け構成については特許文献１に何ら具体的に記載されていない。仮に、この蓋が絶縁容器に複数のネジなどで強固に固定されている場合は、絶縁容器に吸引ノズルを出し入れする際の作業が非常に煩雑となる。また次の測定に際し、吸引ノズルを分解してトナーの付着した吸引ノズル内を清掃する必要があり、更に吸引ノズル内のフィルタを交換する等の煩雑な作業を要し、測定作業の準備が長引く等の問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、付着粉体の清掃を必要とせず、かつ次の測定の際しての準備作業を簡単にする粉体電荷量測定器を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の粉体電荷量測定器は、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内に捕獲された粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバーと、該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された吸引口を有する導電材料からなる内側第１ケースとを有し、前記第２のハウジング部材は、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと、該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有し、前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【０００７】
これによると、両カバーを嵌合することにより、ロック機構が働き、フィルタカートリッジを内蔵した両ハウジング部材を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構により、筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業が簡単になる。加えて、両ハウジング部材を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバーの電気的接触及び、内側第１ケースと内側第２ケースとの電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量を精度良く測定することができると共に、電気的接触された外側第１及び第２カバーによって、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することが出来る。
【０００８】
また、本発明の粉体電荷量測定器は、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内の粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバー、絶縁材料からなる第１ホルダ及び導電材料からなり前記外側第１カバーとの間において前記第１ホルダを挟む位置に配置されたノズル部を形成した内側第１ケースを有し、前記第２のハウジング部材は、導電材料からなり前記外側第１カバーに嵌合可能な外側第２カバー、絶縁材料からなる第２ホルダ及び導電材料からなり前記外側第２カバーとの間において前記第２ホルダを挟む位置に配置されたカップホルダを形成した内側第２ケースとを有している。そして、前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記ノズル部を形成した内側第１ケースの端面と前記カップホルダを形成した内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【０００９】
これによると、両カバーを嵌合することにより、ロック機構が働き、フィルタカートリッジを内蔵した両ハウジング部材を互いに係合させることができ、またそのロック機構を解除操作することにより、両ハウジング部材の係合を容易の解除することができる。このように両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構の操作により、筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業が簡単になる。加えて、両ハウジング部材を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバーの電気的接触及び、ノズル部を形成した内側第１ケースの端面とカップホルダを形成した内側第２ケースの端面との電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケース内の電荷量を精度良く測定することができると共に、外側第１及び第２カバーによって、内側第１及び第２ケース内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することが出来る。
【００１０】
本発明において、前記ロック機構が、前記嵌合方向について、前記外側第１及び第２カバーのいずれか一方のカバーであって当該カバーの他方のカバーと重なる内周面から突出した突起と、前記他方のカバーの前記一方のカバーと重なる外周面から突出し且つ前記突起に対応する切欠部を有する環状突起とを有している。そして、前記突起は、前記突起が前記切欠部を通過するように前記両カバーを嵌合させた後、前記一方のハウジング部材を周方向に１回転未満回転させることによって、前記環状突起と係合することが好ましい。これにより、ロック機構がより簡易な構成となる。
【００１１】
また、本発明において、前記第１ホルダと前記ノズル部を形成した内側第１ケースとの間には、前記ノズル部を形成した内側第１ケースが前記第１ホルダから前記嵌合方向に沿って離れるように前記ノズル部を形成した内側第１ケースを付勢する第１付勢部材が設けられていることが好ましい。これにより、両ハウジング部材を互いに係合させたときのノズル部を形成した内側第１ケースの端面に対するカップホルダを形成した内側第２ケースの端面の圧接力が大きくなる。そのため、両者の電気的接触状態がより一層確実に保たれる。
【００１２】
また、本発明において、前記ノズル部を形成した内側第１ケースと前記フィルタカートリッジとの間には、前記フィルタカートリッジが前記ノズル部を形成した内側第１ケースから前記嵌合方向に沿って離れるように前記フィルタカートリッジを付勢する第２付勢部材が設けられていることが好ましい。これにより、嵌合方向に関して、フィルタカートリッジのサイズに多少バラツキがあっても、第２付勢部材でそのサイズのバラツキを吸収することが可能となる。
【００１３】
また、本発明において、前記フィルタカートリッジの外周面には、その周方向に沿って互いに離隔して配置された複数の突起が形成されており、前記複数の突起は、前記フィルタカートリッジを前記ノズル部を形成した内側第１ケース内に挿入したときに、その先端が前記ノズル部を形成した内側第１ケースと係合することが好ましい。これにより、ロック機構を解除して筐体内からフィルタカートリッジを取り外すときに、第１のハウジング部材からフィルタカートリッジが抜け落ちにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ内から粉体が零れにくくなる。
【００１４】
また、本発明において、粉体を吸引する吸引方向に沿って、前記ノズル部を形成した内側第１ケースの上流端と前記フィルタカートリッジの上流端とが実質的に同じ位置に配置されていることが好ましい。これにより、内側第１及び第２ケースに吸引される粉体の全てを、フィルタカートリッジ内に捕集することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記フィルタカートリッジが、粉体を吸引する吸引方向に沿って延在する長尺部と、前記長尺部よりもその径が拡径され前記フィルタを収納する拡径部とを有しており、前記拡径部の外周側面が面取りされていることが好ましい。これにより、筐体から取り外したフィルタカートリッジが転がりにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ内から粉体が零れにくくなると共に、粉体を捕獲したフィルタカートリッジの重量測定を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるトナー等の粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。図２は、図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【００１８】
粉体電荷量測定器１は、図１に示すように、筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４とを有し、外形が略円筒形状に形成されている。筐体１ａは、第１のハウジング部材２と、第２のハウジング部材３とを有し、分離可能な構成となっている。なお、フィルタカートリッジ４は、これら両ハウジング部材２，３間に配置されている。また、粉体電荷量測定器１には、図示しない吸引ポンプに繋がった配管部材を粉体電荷量測定器１に接続する接続部材７０が接続されている。このため、粉体電荷量測定器１は、吸引ポンプが駆動されることによって、その軸方向に平行な方向であって図３中左方から右方に向かう方向（吸引方向Ａ）にトナーを吸引する。
【００１９】
第１のハウジング部材２は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第１カバー２１と、ポリカーボネート樹脂からなる円筒状の第１ホルダ２２と、ステンレス鋼からなり外側第１カバー２１との間において第１ホルダ２２を挟む位置に配置された円筒状のノズル部を形成した内側第１ケース２３とを有して外側第１カバー２１とノズル部を形成した内側第１ケース２３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第１カバー２１及びノズル部を形成した内側第１ケース２３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第１ホルダ２２は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２０】
外側第１カバー２１の吸引方向Ａの上流端には、第１ホルダ２２及びノズル部を形成した内側第１ケース２３の一部が挿通可能な孔３１ａを有する環状フランジ３１が形成されている。外側第１カバー２１の吸引方向Ａの下流端には、当該下流端近傍において周方向に延在する溝３２が形成されることによって構成された環状突起３３が形成されている。環状突起３３には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂが形成されている。切欠部３４ａは、切欠部３４ｂから１８０°回転した位置に形成されている。すなわち、２つの切欠部３４ａ，３４ｂは外側第１カバー２１の中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、環状突起３３は、図３に示すように、外側第１カバー２１と第２のハウジング部材３の外側第２カバー５１とを嵌合させたときに、その嵌合方向について、外側第１カバー２１の外側第２カバー５１と重なる外周面から突出している。
【００２１】
第１ホルダ２２は、図２及び図３に示すように、孔３１ａから外部に突出する円筒状の先端部２２ａと、外側第１カバー２１によってその大部分が覆われる円筒状の本体部２２ｂと、先端部２２ａと本体部２２ｂとを繋ぐ環状フランジ２２ｃとを有している。第１ホルダ２２は、図３に示すように、外側第１カバー２１の外側からネジが螺入されることによって互いの環状フランジ３１，２２ｃが密着した状態で外側第１カバー２１に固定されている。
【００２２】
本体部２２ｂの吸引方向Ａの下流端には、本体部２２ｂの径方向に突出した環状突起３６が形成されている。環状突起３６は、その外径が環状突起３３の外径とほぼ同じになっている。また、環状突起３６には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂと同じ形状及び同じサイズの２つの切欠部３７ａ，３７ｂが形成されている。これら切欠部３７ａ，３７ｂは、外側第１カバー２１に第１ホルダ２２を固定したときに、切欠部３７ａが切欠部３４ａにちょうど対向し、切欠部３７ｂが切欠部３４ｂにちょうど対向するように配置され、２つの大きな切欠部３８ａ，３８ｂを構成している。
【００２３】
また、環状突起３６には、本体部２２ｂの径方向であって外側に付勢された樹脂ボールを有する２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂが設けられている。プレスフィットプランジャ３９ａは、プレスフィットプランジャ３９ｂから１８０°回転した位置に配置されている。すなわち、２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは本体部２２ｂの中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは、切欠部３７ａ，３７ｂから９０°回転した位置に配置されている。
【００２４】
ノズル部を形成した内側第１ケース２３は、図２及び図３に示すように、吸引方向Ａに沿って延在する長尺部２３ａと、長尺部２３ａの下流端の内径よりも大きく拡径された拡径部２３ｂと、拡径部２３ｂ内に配置された筒状のカラー４５とを有している。長尺部２３ａは、ノズル部を形成した内側第１ケース２３が第１ホルダ２２に取り付けられたときに第１ホルダ２２から外部に突出する先端部４１ａと、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径され先端部４１ａと拡径部２３ｂとを繋ぐ繋ぎ部４１ｂとを有している。なお、ノズル部を形成した内側第１ケース２３は、第１ホルダ２２にノズル部を形成した内側第１ケース２３を通した後、繋ぎ部４１ｂの吸引方向Ａの上流端近傍にＣ型止め輪４２が設けられることによって、第１ホルダ２２から脱落しないように取り付けられる。また、先端部４１ａには、絶縁材料からなり可撓性を有する短尺のチューブ９９が嵌め込まれているが、特に設けられていなくてもよい。
【００２５】
拡径部２３ｂは、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径されている。カラー４５の内周面には、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面４５ａが形成されている。カラー４５は、拡径部２３ｂの吸引方向Ａの上流端に形成された環状フランジ４３に密着した状態でネジにより拡径部２３ｂに固定されている。
【００２６】
繋ぎ部４１ｂ内には、付勢部材４７が配置されている。この付勢部材４７は、繋ぎ部４１ｂの段差部４８とカラー４５との間に配置されており、ノズル部を形成した内側第１ケース２３内に挿入されたフィルタカートリッジ４を吸引方向Ａ（すなわち、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３から離れる方向）に付勢する。付勢部材４７は、コイルバネ４７ａと、コイルバネ４７ａとカラー４５との間に配置された台座４７ｂとで構成されているが、例えば、コイルバネ４７ａをゴムなどの弾性部材に換えて構成されていてもよいし、台座４７ｂがなくてもよい。
【００２７】
また、第１ホルダ２２の本体部２２ｂ内には、付勢部材４９が配置されている。付勢部材４９は、環状フランジ２２ｃと拡径部２３ｂとの間に配置されており、第１ホルダ２２内に挿入されたノズル部を形成した内側第１ケース２３を吸引方向Ａに付勢する。なお、ノズル部を形成した内側第１ケース２３にはＣ型止め輪４２が設けられているので、第１ホルダ２２からノズル部を形成した内側第１ケース２３が脱落せずに吸引方向Ａに関して第１ホルダ２２にスライド可能に支持されている。付勢部材４９は、コイルバネから構成されているが、例えば、ゴムなどの弾性部材から構成されていてもよい。
【００２８】
第２のハウジング部材３は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第２カバー５１と、ポリカーボネート樹脂からなる第２ホルダ５２と、ステンレス鋼からなり外側第２カバー５１との間において第２ホルダ５２を挟む位置に配置された円筒状のカップホルダを形成した内側第２ケース５３と、ポリカーボネート樹脂からなり第２ホルダ５２との間において外側第２カバー５１を挟む位置に配置された継ぎ手ホルダ５４とを有して外側第２カバー５１とカップホルダを形成した内側第２ケース５３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第２カバー５１及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２９】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの下流端には、第２ホルダ５２の一部が挿通可能な孔６１ａを有する環状フランジ６１が形成されている。環状フランジ６１には、測定用電位計（図示せず）に接続された同軸ケーブル（図示せず）を通す孔６１ｂが形成されており、同軸ケーブルの外側シールド線が外側第２カバー５１に接続されており、芯線がカップホルダを形成した内側第２ケース５３に接続されている。
【００３０】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの上流端には、外側第２カバー５１の内周面から突出する２つの突起５１ａ，５１ｂをそれぞれ構成する２つの突起形成部材６６，６７が固定されている。具体的には、外側第２カバー５１の上流端には、２つの切欠部６８，６９が形成されている。これら切欠部６８，６９は、外側第２カバー５１の中心軸を中心として点対称に配置されている。そして、先端部（突起５１ａ，５１ｂ）が外側第２カバー５１の内周面から突出するように、突起形成部材６６，６７が切欠部６８，６９にそれぞれ嵌め込まれてネジで外側第２カバー５１に固定されている。突起形成部６６，６７の外側第２カバー５１の内周面から突出した部分の形状は、切欠部３８ａ，３８ｂに対応した形状となっている。そのため、２つの外側第１及び第２カバー２１，５１を嵌合させてから第１のハウジング部材２を周方向に沿って９０°回転させることで、吸引方向Ａと平行な嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このように突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が両ハウジング部材２，３の嵌合をロックするロック機構を構成している。
【００３１】
第２ホルダ５２は、図２に示すように、略円板形状を有しており、カップホルダを形成した内側第２ケース５３と対向する面にはカップホルダを形成した内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が嵌め込まれる凹部６３が形成されている。凹部６３の底面の中心には孔６４が形成されている。第２ホルダ５２の凹部６３が形成された面とは反対側の面には、図３に示すように、孔６４を内包し且つ孔６１ａ内に挿入される環状突起５２ａが形成されている。また、第２ホルダ５２は、外側第２カバー５１に固定されたときに孔６１ｂと対向し且つ孔６１ｂとほぼ同径の孔５２ｂが形成されている。この孔５２ｂにも、カップホルダを形成した内側第２ケース５３と接続された同軸ケーブルの芯線およびその芯線を覆う絶縁部材が通される。
【００３２】
カップホルダを形成した内側第２ケース５３は、図３に示すように、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面５３ａ、吸引方向Ａに沿って延在するストレート面５３ｂ及びテーパ面５３ａとストレート面５３ｂとを繋ぐ湾曲面５３ｃからなる内周面を有している。また、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の第２ホルダ５２とは反対側の端部外周には、径方向に突出する環状突起６５が形成されている。環状突起６５は、その外径がノズル部を形成した内側第１ケース２３の拡径部２３ｂの最も大きい外径と同じになっている。カップホルダを形成した内側第２ケース５３は、第２ホルダ５２の外側からネジが螺入されることによって、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が凹部６３に嵌め込まれた状態で第２ホルダ５２に固定されている。
【００３３】
継ぎ手ホルダ５４は、図３に示すように、環状フランジ６１の孔６１ａと第２ホルダ５２の環状突起５２ａとの間に嵌め込まれる内筒７１と、内筒７１の外側に配置された外筒７２と、内及び外筒７１，７２を繋ぐ環状フランジ７３とから形成されている。内筒７１の内周面には、吸引方向Ａに関して中央近傍から下流端にかけて雌ねじが形成されており、この雌ねじ部分に接続部材７０がねじ込まれている。また、内筒７１の上流端部には、第２ホルダ５２の環状突起５２ａが嵌め込まれている。環状突起５２ａの外周面には環状溝が形成されており、その環状溝にはＯリングが配置されている。これによって、内筒７１とホルダ５２との間のシール性が向上する。なお、継ぎ手ホルダ５４は、継ぎ手ホルダ５４の外側から第２ホルダ５２にネジが螺入されることで、継ぎ手ホルダ５４と第２ホルダ５２との間に環状フランジ６１を挟んだ状態で、外側第２カバー５１、第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４の３者が固定される。
【００３４】
続いて、フィルタカートリッジ４について以下に説明する。図４は、図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。図５は、図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【００３５】
フィルタカートリッジ４は、図４及び図５に示すように、絶縁材料（例えば、ポリプロピレン樹脂）からなり互いに嵌合可能な２つのハウジング８１，８２と、両ハウジング８１，８２内に収納されたフィルタ８３とで構成されている。また、フィルタカートリッジ４は、吸引方向Ａに沿って延在する筒状の長尺部４ａ、長尺部４ａの下流端の内径よりも大きく拡径された筒状の拡径部４ｂおよび長尺部４ａよりも短い筒状の短尺部４ｃとを有している。フィルタ８３には、フィルタカートリッジ４内に吸引された粉体がフィルタ８３を通過しない程度の孔径を有する複数のフィルタ孔が形成されている。図４に示すように、拡径部４ｂの中心から最も離れた外周側面が面取りされている。これにより、筐体１ａから取り外したフィルタカートリッジ４を、その外周側面が接するように平坦な面に載置してもフィルタカートリッジ４が転がりにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ４内からトナーが零れにくくなると共に、粉体を捕獲したフィルタカートリッジの重量測定を安定して行うことができる。
【００３６】
ハウジング８１には、長尺部４ａと、拡径部４ｂの上流側半分を構成する上流半部８５とが形成されている。長尺部４ａは、先端部４１ａの内径よりも若干小さい外径を有する先端部８６と、先端部８６と上流半部８５とを繋ぎ、繋ぎ部４１ｂの最も小さい内径よりも若干小さい外径を有する繋ぎ部８７とを有している。
【００３７】
先端部８６は、吸引方向Ａに関して、先端部４１ａとほぼ同じ長さを有しており、フィルタカートリッジ４がノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入されたときに先端部８６の上流端と先端部４１ａの上流端とが実質的に同じ位置に配置される。これにより、粉体電荷量測定器１に吸引した粉体が先端部４１ａの内周面に付着せず、ほとんどの粉体がフィルタカートリッジ４内に入り込む。そのため、電荷量を測定したすべての粉体の重量をフィルタカートリッジ４の重量測定によって、測定することが可能となる。繋ぎ部８７は、吸引方向Ａに関して、繋ぎ部４１ｂとほぼ同じ長さを有している。繋ぎ部８７の外周面であって吸引方向Ａの下流端には、吸引方向Ａに延在しつつ外周面から突出した３つの当接部８８および３つの突起８９が形成されている。これら当接部８８および突起８９は、周方向に沿って互いに離隔して配置され、且つ、交互に配置されている。
【００３８】
３つの当接部８８は、吸引方向Ａに延在する角柱形状を有しており、繋ぎ部８７の外周面からの高さが突起８９よりも低くなっている。具体的には、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、当接部８８はカラー４５の内周面に接触せずに通過して台座４７ｂに当接する。そして、フィルタカートリッジ４が付勢部材４７によって吸引方向Ａに付勢される。このようにフィルタカートリッジ４が吸引方向Ａに付勢されることで、フィルタカートリッジ４の下流端を孔６４を内包した第２ホルダー５２の側面に押し付けることができるので、フィルタカートリッジ４とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との間のシール性も向上し、粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、両先端部４１ａ，８６間から内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００３９】
３つの突起８９は、吸引方向Ａに延在する三角柱形状を有しており、突起８９の尖った先端が繋ぎ部８７の外周面から最も離れた位置に配置されている。また、突起８９は、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰される程度の高さを有している。これにより、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り外すときに、カラー４５と突起８９とが係合しているので第１のハウジング部材２からフィルタカートリッジ４が抜け落ちにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ４内から粉体が零れにくくなる。さらに突起８９の吸引方向の上流端面が傾斜している。そのため、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、突起８９の先端が押し潰されやすい。
【００４０】
上流半部８５内には、図４（ａ）及び図５に示すように、４つのリブ９１が形成されている。リブ９１は、上流半部８５の入口近傍から傾斜面８５ａに沿って上流半部８５の外周端近傍まで延在している。これらリブ９１は、上流半部８５の中心軸を中心として互いに９０°離れた位置に配置されており、フィルタ８３がフィルタカートリッジ４内に収納されたときに、その上流側表面と接する。
【００４１】
ハウジング８２には、短尺部４ｃと、拡径部４ｂの下流側半分を構成する下流半部９２とが形成されている。短尺部４ｃは、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の最も小さい内径（ストレート面５３ｂ部分の内径）よりも若干小さい外径を有している。また、短尺部４ｃの下流端には、環状突起９５が形成されている。環状突起９５の外径はカップホルダを形成した内側第２ケース５３の最も小さい内径とほぼ同じ径となっている。
【００４２】
下流半部９２内には、図４（ｂ）及び図５に示すように、互いに直交し傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在する２つのリブ９３が形成されている。これらリブ９３も、フィルタ８３がフィルタカートリッジ４内に収納されたときに、その下流側表面と接し、リブ９１との間においてフィルタ８３を挟持する。このようにフィルタ８３の下流側表面と接するリブ９３が設けられていることで、フィルタカートリッジ４内に粉体を吸引したときに、フィルタ８３が変形しにくくなる。そのため、フィルタ８３が破損しにくくなると共に、フィルタ８３で確実に粉体を捕獲することができる。また、各リブ９３の下流端には切欠部９３ａが形成されている。リブ９３は、下流半部９２の出口近傍から傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在している。
【００４３】
続いて、粉体電荷量測定器１を用いて吸引した粉体の単位重量当たりの帯電量を求めるまでの動作について説明する。図６は、第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【００４４】
まず、フィルタカートリッジ４の単体の重量を測定する。そして、図６に示すように、分離された第１及び第２のハウジング部材２，３の間にフィルタカートリッジ４を配置し、そのフィルタカートリッジ４の長尺部４ａをノズル部を形成した内側第１ケース２３の長尺部２３ａに挿入する。このとき、当接部８８が台座４７ｂに当接し、突起８９の先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰されて突起８９とカラー４５とが係合する。
【００４５】
次に、両カバー２１，５１を嵌合させたときに、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過可能な位置に両カバー２１，５１の位置合わせを行う。そして、第１及び第２のハウジング部材２，３を互いに近づく方向へ移動させてカバー２１，５１同士を嵌合させる。カバー２１，５１同士を嵌合する前では、図６に示すように、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の吸引方向Ａの下流端が、付勢部材４９の付勢力によって第１ホルダ２２の下流端よりも吸引方向Ａに突出している。しかし、カバー２１，５１同士を嵌合することによって、図３に示すように、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面とカップホルダを形成した内側第２ケース５３の環状突起６５の上流端面とが接触し、ノズル部を形成した内側第１ケース２３が第１ホルダ２２内に押し込まれる。このとき、付勢部材４９による付勢力によってノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面に対する環状突起６５の上流端面の圧接力が大きくなるので、ノズル部を形成した内側第１ケース２３とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との電気的接触状態がより一層確実になる。さらに、外側第１及び第２カバー２１，５１同士を嵌合させ、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とを係合させたときに、両カバー２１，５１間にがたつき等があると、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面に対するカップホルダを形成した内側第２ケース５３の圧接力が低下するが、付勢部材４９を設けていることで、両カバー２１，５１間のがたつきを吸収し、ノズル部を形成した内側第１ケース２３とカップホルダを形成した内側第２ケース５３間の圧接力の低下を抑制する。
【００４６】
また、カバー２１，５１同士を嵌合したときに、付勢部材４７による付勢力がフィルタカートリッジ４に作用しているので、フィルタカートリッジ４の下流端面と孔６４を内包した第２ホルダー５２の側面との圧接力が大きくなる。そのため、フィルタカートリッジ４とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との間のシール性が向上し、粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００４７】
次に、外側第１及び第２カバー２１，５１が嵌合した後、第１のハウジング部材２を９０°回転させる。すると、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂの樹脂ボールが、外側第２カバー５１の内周面の環状突起３３と対向する部分であって吸引方向Ａに沿って突起形成部材６６，６７と重なる位置に形成された２つの湾曲溝に入り込む。なお、湾曲溝は外側第２カバー５１に４つ形成されており、外側第２カバー５１の中心軸を中心として互いに９０°離隔した位置に配置されている。これによって、第１のハウジング部材２が第２のハウジング部材３に対して回転しにくい状態となる。すなわち、ある程度の回転力を第１及び第２のハウジング部材２，３に加えないと簡単には第１及び第２のハウジング部材２，３が回転しない。また、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過した位置から９０°回転するので、嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このときの嵌合によって両カバー２１，５１の電気的接触状態が保たれる。また、付勢部材４９の付勢力は両カバー２１，５１を離す方向（嵌合方向と平行な方向）にも作用するので、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３との係合力が増すと共に電気的接触状態がより確実なものとなる。この観点からいえば、付勢部材４９もロック機構の一部を構成している。こうして、両ハウジング部材２，３の嵌合がロックされて筐体１ａが構成される。
【００４８】
次に、フィルタカートリッジ４の先端部８６からフィルタ８３に向かう吸引力が生じるように図示しない吸引ポンプを駆動し、粉体をチューブ９９を介してフィルタカートリッジ４内に吸い込む。吸い込んだ粉体はフィルタ８３に捕獲される。このとき、ほとんどの粉体はフィルタ８３に付着しているが、先端部８６、繋ぎ部８７および上流半部８５の内面にも多少粉体が付着している。そして、吸引ポンプの駆動を停止する。
【００４９】
次に、フィルタカートリッジ４内の粉体の総電荷量を測定する。絶縁体で形成されたフィルタカートリッジ４の外表面にはフィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷量に応じて、誘電分極により等量の電荷が誘電分極により誘起され、フィルタカートリッジ４の外表面に誘電分極により誘起された電荷量に応じて、フィルタカートリッジ４を収納した導体容器、すなわち、ノズル部を形成した内側第２ケース２３及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３で構成された導体容器に静電誘導によりフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の電荷量と等量の電荷が発生し、その電荷による電位を電位計で測定してフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の総電荷量の値を得ることが出来る。
この点に関し、従来のファラデーケージにおいて、帯電したトナー等を捕獲する捕獲手段は、導体容器で形成し、この導体容器の電位測定を行って電荷量を測定するものであった。従来、このような装置において、導体容器内に絶縁体を持ち込むことは、帯電した物体を持ち込むことにもなり、またトナー等の吸引時において、吸引したトナーと絶縁物との間で摩擦帯電が生じて測定誤差につながると考えられていたが、実際に確認したところそのような影響は無く、たとえ摩擦帯電によって電荷が発生していても、正及び負の等価な電荷がキャンセルされて実際の測定には影響を与えないとの新たな知見が得られた。また上記の例においては、フィルタカートリッジ４を絶縁材料で構成した場合について説明したが、金属等の導電材料で構成しても良い。なお、粉体の総電荷量Ｑは、粉体を吸引する前後のノズル部を形成した内側第２ケース２３及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３で構成された導体容器の電荷量を測定し、その差分から求められる。
【００５０】
続いて、フィルタカートリッジ４内の粉体の単位重量当たりの電荷量を求める。この場合は、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り出して吸い込んだ粉体が入ったフィルタカートリッジ４の重量を測定する。フィルタカートリッジ４を筐体１ａから取り出す方法は、上記と逆の手順で行う。すなわち、第１のハウジング部材２を９０°回転させ、両ハウジング部材２，３を互いに離れる方向に移動させる。そして、カラー４５と突起８９との係合によってノズル部を形成した内側第１ケース２３に支持されたカプセル４をノズル部を形成した内側第１ケース２３から取り外し、そのフィルタカートリッジ４を重量測定器、例えば電子天秤で測定する。そして、その測定した重量と、フィルタカートリッジ４を筐体１ａに取り付ける前に予め測定していたフィルタカートリッジ４の単体重量との差分で、上記の粉体の総電荷量Ｑを除すと、粉体の単位重量当たりの電荷量を求めることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によると、両カバー２１，５１を嵌合してから第１のハウジング部材２を周方向に９０°回転させるだけで、ロック機構がカプセル４を取り付けた両ハウジング部材２，３を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が簡易な構成になることで、筐体１ａにフィルタカートリッジ４を出し入れする作業が簡単になる。また、次の測定に際しては、フィルタカートリッジ４を新たなものに交換するだけでよく、従来のように吸引ノズル部等を分解して清掃する必要がなく、測定の作業性が向上する。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本実施形態においては、ロック機構が突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３から構成されているが、カバー２１の外周面に雄ねじ部が形成され、カバー５１の内周面に雌ねじ部が形成され、いずれか一方のハウジング部材を周方向に１回転未満だけ回転させて、雌ねじ部に雄ねじ部が螺入されることで両ハウジング部材が互いに係合してもよい。また、突起５１ａ，５１ｂが第１のハウジング部材２に形成され、環状突起３３が第２のハウジング部材３に形成されていてもよい。すなわち、本実施形態とは逆のハウジング部材２，３に突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が形成されていてもよい。
【００５３】
また、ロック機構は上記したものに限定されず、第１ハウジング部材２及び第２ハウジング部材３の組み付け、分離を確実かつ簡単に行える機構であればあればよい。例えば、第２のハウジング部材３に第１のハウジング部材２を嵌合するだけで、両ハウジング２，３の嵌合が外れないように、溝３２に係合するフック式のロック機構又はカプラ式のロック機構でもよい。さらには、プレストフィットプランジャ３９ａ，３９ｂだけで両ハウジング２，３の嵌合が外れないようにロックするプランジャ式のロック機構でもよい。
【００５４】
また、付勢部材４７，４９が設けられていなくてもよい。また、フィルタカートリッジ４の外周面に複数の突起８９が形成されていなくてもよい。また、吸引方向Ａに関して、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の上流端と、フィルタカートリッジ４の上流端とが実質的に一致していなくてもよい。フィルタカートリッジ４の外周側面が面取りされてなくてもよい。また、ハウジング８２にリブ９３が形成されていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。
【図２】図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【図４】図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。
【図５】図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【図６】第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 粉体電荷量測定器
１ａ 筐体
２ 第１のハウジング部材
３ 第２のハウジング部材
４ フィルタカートリッジ
４ａ 長尺部
４ｂ 拡径部
２１ 外側第１カバー
２２ 第１ホルダ
２３ ノズル部を形成した内側第１ケース
３３ 環状突起
３４ａ，３４ｂ 切欠部
４７ 付勢部材（第２付勢部材）
４９ 付勢部材（第１付勢部材）
５１ 外側第２カバー
５１ａ，５１ｂ 突起
５２ 第２ホルダ
５３ カップホルダを形成した内側第２ケース
８３ フィルタ
８９ 突起
９３ リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定試料であるトナー等の帯電した粉体を吸引して、その吸引した粉体の電荷量や帯電量を測定する粉体電荷量測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉体電荷量測定器として、例えば特許文献１には、絶縁容器と、絶縁容器内に収納された導体容器を有し、この導体容器の内部にトナーを捕獲するフィルタを、導体容器で吸引ノズルを構成する吸気口部と排気口部とで挟み込んだ構造で、導体容器である吸引ノズル内のトナーの電荷量を測定するトナー帯電量測定装置について記載されている。このトナー帯電量測定装置においては、絶縁容器内で吸引ノズル内に吸引したトナーの電荷量を測定する。そして、絶縁容器の蓋を取り外して絶縁容器から吸引ノズルを取り出し、トナーが入った吸引ノズルの重量を測定する。この測定した重量と予め測定していた吸引ノズル単体の重量との差分を測定した電荷量で除すと、トナーの単位重量当たりの帯電量を求めることができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５６７４６３号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の帯電量測定装置においては、吸引ノズルの重量を測定するために絶縁容器の蓋を取り外す必要がある。この蓋の絶縁容器に対する取り付け構成については特許文献１に何ら具体的に記載されていない。仮に、この蓋が絶縁容器に複数のネジなどで強固に固定されている場合は、絶縁容器に吸引ノズルを出し入れする際の作業が非常に煩雑となる。また次の測定に際し、吸引ノズルを分解してトナーの付着した吸引ノズル内を清掃する必要があり、更に吸引ノズル内のフィルタを交換する等の煩雑な作業を要し、測定作業の準備が長引く等の問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、付着粉体の清掃を必要とせず、かつ次の測定の際しての準備作業を簡単にする粉体電荷量測定器を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の粉体電荷量測定器は、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内に捕獲された粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバーと、該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された吸引口を有する導電材料からなる内側第１ケースとを有し、前記第２のハウジング部材は、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと、該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有し、前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【０００７】
これによると、両カバーを嵌合することにより、ロック機構が働き、フィルタカートリッジを内蔵した両ハウジング部材を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構により、筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業が簡単になる。加えて、両ハウジング部材を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバーの電気的接触及び、内側第１ケースと内側第２ケースとの電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量を精度良く測定することができると共に、電気的接触された外側第１及び第２カバーによって、内側第１及び第２ケースの閉空間内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することが出来る。
【０００８】
また、本発明の粉体電荷量測定器は、筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内の粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバー、絶縁材料からなる第１ホルダ及び導電材料からなり前記外側第１カバーとの間において前記第１ホルダを挟む位置に配置されたノズル部を形成した内側第１ケースを有し、前記第２のハウジング部材は、導電材料からなり前記外側第１カバーに嵌合可能な外側第２カバー、絶縁材料からなる第２ホルダ及び導電材料からなり前記外側第２カバーとの間において前記第２ホルダを挟む位置に配置されたカップホルダを形成した内側第２ケースとを有している。そして、前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記ノズル部を形成した内側第１ケースの端面と前記カップホルダを形成した内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられている。
【０００９】
これによると、両カバーを嵌合することにより、ロック機構が働き、フィルタカートリッジを内蔵した両ハウジング部材を互いに係合させることができ、またそのロック機構を解除操作することにより、両ハウジング部材の係合を容易の解除することができる。このように両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構の操作により、筐体にフィルタカートリッジを出し入れする作業が簡単になる。加えて、両ハウジング部材を互いに係合させたときには、外側第１及び第２の両カバーの電気的接触及び、ノズル部を形成した内側第１ケースの端面とカップホルダを形成した内側第２ケースの端面との電気的接触が強固に保たれる。そのため、内側第１及び第２ケース内の電荷量を精度良く測定することができると共に、外側第１及び第２カバーによって、内側第１及び第２ケース内の電荷量の測定に際し、外部電界の影響を効果的に排除することが出来る。
【００１０】
本発明において、前記ロック機構が、前記嵌合方向について、前記外側第１及び第２カバーのいずれか一方のカバーであって当該カバーの他方のカバーと重なる内周面から突出した突起と、前記他方のカバーの前記一方のカバーと重なる外周面から突出し且つ前記突起に対応する切欠部を有する環状突起とを有している。そして、前記突起は、前記突起が前記切欠部を通過するように前記両カバーを嵌合させた後、前記一方のハウジング部材を周方向に１回転未満回転させることによって、前記環状突起と係合することが好ましい。これにより、ロック機構がより簡易な構成となる。
【００１１】
また、本発明において、前記第１ホルダと前記ノズル部を形成した内側第１ケースとの間には、前記ノズル部を形成した内側第１ケースが前記第１ホルダから前記嵌合方向に沿って離れるように前記ノズル部を形成した内側第１ケースを付勢する第１付勢部材が設けられていることが好ましい。これにより、両ハウジング部材を互いに係合させたときのノズル部を形成した内側第１ケースの端面に対するカップホルダを形成した内側第２ケースの端面の圧接力が大きくなる。そのため、両者の電気的接触状態がより一層確実に保たれる。
【００１２】
また、本発明において、前記ノズル部を形成した内側第１ケースと前記フィルタカートリッジとの間には、前記フィルタカートリッジが前記ノズル部を形成した内側第１ケースから前記嵌合方向に沿って離れるように前記フィルタカートリッジを付勢する第２付勢部材が設けられていることが好ましい。これにより、嵌合方向に関して、フィルタカートリッジのサイズに多少バラツキがあっても、第２付勢部材でそのサイズのバラツキを吸収することが可能となる。
【００１３】
また、本発明において、前記フィルタカートリッジの外周面には、その周方向に沿って互いに離隔して配置された複数の突起が形成されており、前記複数の突起は、前記フィルタカートリッジを前記ノズル部を形成した内側第１ケース内に挿入したときに、その先端が前記ノズル部を形成した内側第１ケースと係合することが好ましい。これにより、ロック機構を解除して筐体内からフィルタカートリッジを取り外すときに、第１のハウジング部材からフィルタカートリッジが抜け落ちにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ内から粉体が零れにくくなる。
【００１４】
また、本発明において、粉体を吸引する吸引方向に沿って、前記ノズル部を形成した内側第１ケースの上流端と前記フィルタカートリッジの上流端とが実質的に同じ位置に配置されていることが好ましい。これにより、内側第１及び第２ケースに吸引される粉体の全てを、フィルタカートリッジ内に捕集することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記フィルタカートリッジが、粉体を吸引する吸引方向に沿って延在する長尺部と、前記長尺部よりもその径が拡径され前記フィルタを収納する拡径部とを有しており、前記拡径部の外周側面が面取りされていることが好ましい。これにより、筐体から取り外したフィルタカートリッジが転がりにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ内から粉体が零れにくくなると共に、粉体を捕獲したフィルタカートリッジの重量測定を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるトナー等の粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。図２は、図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【００１８】
粉体電荷量測定器１は、図１に示すように、筐体１ａと、筐体１ａに収納されたフィルタカートリッジ４とを有し、外形が略円筒形状に形成されている。筐体１ａは、第１のハウジング部材２と、第２のハウジング部材３とを有し、分離可能な構成となっている。なお、フィルタカートリッジ４は、これら両ハウジング部材２，３間に配置されている。また、粉体電荷量測定器１には、図示しない吸引ポンプに繋がった配管部材を粉体電荷量測定器１に接続する接続部材７０が接続されている。このため、粉体電荷量測定器１は、吸引ポンプが駆動されることによって、その軸方向に平行な方向であって図３中左方から右方に向かう方向（吸引方向Ａ）にトナーを吸引する。
【００１９】
第１のハウジング部材２は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第１カバー２１と、ポリカーボネート樹脂からなる円筒状の第１ホルダ２２と、ステンレス鋼からなり外側第１カバー２１との間において第１ホルダ２２を挟む位置に配置された円筒状のノズル部を形成した内側第１ケース２３とを有して外側第１カバー２１とノズル部を形成した内側第１ケース２３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第１カバー２１及びノズル部を形成した内側第１ケース２３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第１ホルダ２２は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２０】
外側第１カバー２１の吸引方向Ａの上流端には、第１ホルダ２２及びノズル部を形成した内側第１ケース２３の一部が挿通可能な孔３１ａを有する環状フランジ３１が形成されている。外側第１カバー２１の吸引方向Ａの下流端には、当該下流端近傍において周方向に延在する溝３２が形成されることによって構成された環状突起３３が形成されている。環状突起３３には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂが形成されている。切欠部３４ａは、切欠部３４ｂから１８０°回転した位置に形成されている。すなわち、２つの切欠部３４ａ，３４ｂは外側第１カバー２１の中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、環状突起３３は、図３に示すように、外側第１カバー２１と第２のハウジング部材３の外側第２カバー５１とを嵌合させたときに、その嵌合方向について、外側第１カバー２１の外側第２カバー５１と重なる外周面から突出している。
【００２１】
第１ホルダ２２は、図２及び図３に示すように、孔３１ａから外部に突出する円筒状の先端部２２ａと、外側第１カバー２１によってその大部分が覆われる円筒状の本体部２２ｂと、先端部２２ａと本体部２２ｂとを繋ぐ環状フランジ２２ｃとを有している。第１ホルダ２２は、図３に示すように、外側第１カバー２１の外側からネジが螺入されることによって互いの環状フランジ３１，２２ｃが密着した状態で外側第１カバー２１に固定されている。
【００２２】
本体部２２ｂの吸引方向Ａの下流端には、本体部２２ｂの径方向に突出した環状突起３６が形成されている。環状突起３６は、その外径が環状突起３３の外径とほぼ同じになっている。また、環状突起３６には、２つの切欠部３４ａ，３４ｂと同じ形状及び同じサイズの２つの切欠部３７ａ，３７ｂが形成されている。これら切欠部３７ａ，３７ｂは、外側第１カバー２１に第１ホルダ２２を固定したときに、切欠部３７ａが切欠部３４ａにちょうど対向し、切欠部３７ｂが切欠部３４ｂにちょうど対向するように配置され、２つの大きな切欠部３８ａ，３８ｂを構成している。
【００２３】
また、環状突起３６には、本体部２２ｂの径方向であって外側に付勢された樹脂ボールを有する２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂが設けられている。プレスフィットプランジャ３９ａは、プレスフィットプランジャ３９ｂから１８０°回転した位置に配置されている。すなわち、２つのプレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは本体部２２ｂの中心軸を中心として点対称に配置されている。なお、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂは、切欠部３７ａ，３７ｂから９０°回転した位置に配置されている。
【００２４】
ノズル部を形成した内側第１ケース２３は、図２及び図３に示すように、吸引方向Ａに沿って延在する長尺部２３ａと、長尺部２３ａの下流端の内径よりも大きく拡径された拡径部２３ｂと、拡径部２３ｂ内に配置された筒状のカラー４５とを有している。長尺部２３ａは、ノズル部を形成した内側第１ケース２３が第１ホルダ２２に取り付けられたときに第１ホルダ２２から外部に突出する先端部４１ａと、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径され先端部４１ａと拡径部２３ｂとを繋ぐ繋ぎ部４１ｂとを有している。なお、ノズル部を形成した内側第１ケース２３は、第１ホルダ２２にノズル部を形成した内側第１ケース２３を通した後、繋ぎ部４１ｂの吸引方向Ａの上流端近傍にＣ型止め輪４２が設けられることによって、第１ホルダ２２から脱落しないように取り付けられる。また、先端部４１ａには、絶縁材料からなり可撓性を有する短尺のチューブ９９が嵌め込まれているが、特に設けられていなくてもよい。
【００２５】
拡径部２３ｂは、吸引方向Ａに沿って段階的に拡径されている。カラー４５の内周面には、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面４５ａが形成されている。カラー４５は、拡径部２３ｂの吸引方向Ａの上流端に形成された環状フランジ４３に密着した状態でネジにより拡径部２３ｂに固定されている。
【００２６】
繋ぎ部４１ｂ内には、付勢部材４７が配置されている。この付勢部材４７は、繋ぎ部４１ｂの段差部４８とカラー４５との間に配置されており、ノズル部を形成した内側第１ケース２３内に挿入されたフィルタカートリッジ４を吸引方向Ａ（すなわち、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３から離れる方向）に付勢する。付勢部材４７は、コイルバネ４７ａと、コイルバネ４７ａとカラー４５との間に配置された台座４７ｂとで構成されているが、例えば、コイルバネ４７ａをゴムなどの弾性部材に換えて構成されていてもよいし、台座４７ｂがなくてもよい。
【００２７】
また、第１ホルダ２２の本体部２２ｂ内には、付勢部材４９が配置されている。付勢部材４９は、環状フランジ２２ｃと拡径部２３ｂとの間に配置されており、第１ホルダ２２内に挿入されたノズル部を形成した内側第１ケース２３を吸引方向Ａに付勢する。なお、ノズル部を形成した内側第１ケース２３にはＣ型止め輪４２が設けられているので、第１ホルダ２２からノズル部を形成した内側第１ケース２３が脱落せずに吸引方向Ａに関して第１ホルダ２２にスライド可能に支持されている。付勢部材４９は、コイルバネから構成されているが、例えば、ゴムなどの弾性部材から構成されていてもよい。
【００２８】
第２のハウジング部材３は、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金からなる円筒状の外側第２カバー５１と、ポリカーボネート樹脂からなる第２ホルダ５２と、ステンレス鋼からなり外側第２カバー５１との間において第２ホルダ５２を挟む位置に配置された円筒状のカップホルダを形成した内側第２ケース５３と、ポリカーボネート樹脂からなり第２ホルダ５２との間において外側第２カバー５１を挟む位置に配置された継ぎ手ホルダ５４とを有して外側第２カバー５１とカップホルダを形成した内側第２ケース５３とが電気的に絶縁された状態で配置されている。なお、外側第２カバー５１及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３は、アルミニウム合金及びステンレス鋼以外の導電材料から構成されていてもよい。第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４は、ポリカーボネート樹脂以外の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００２９】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの下流端には、第２ホルダ５２の一部が挿通可能な孔６１ａを有する環状フランジ６１が形成されている。環状フランジ６１には、測定用電位計（図示せず）に接続された同軸ケーブル（図示せず）を通す孔６１ｂが形成されており、同軸ケーブルの外側シールド線が外側第２カバー５１に接続されており、芯線がカップホルダを形成した内側第２ケース５３に接続されている。
【００３０】
外側第２カバー５１の吸引方向Ａの上流端には、外側第２カバー５１の内周面から突出する２つの突起５１ａ，５１ｂをそれぞれ構成する２つの突起形成部材６６，６７が固定されている。具体的には、外側第２カバー５１の上流端には、２つの切欠部６８，６９が形成されている。これら切欠部６８，６９は、外側第２カバー５１の中心軸を中心として点対称に配置されている。そして、先端部（突起５１ａ，５１ｂ）が外側第２カバー５１の内周面から突出するように、突起形成部材６６，６７が切欠部６８，６９にそれぞれ嵌め込まれてネジで外側第２カバー５１に固定されている。突起形成部６６，６７の外側第２カバー５１の内周面から突出した部分の形状は、切欠部３８ａ，３８ｂに対応した形状となっている。そのため、２つの外側第１及び第２カバー２１，５１を嵌合させてから第１のハウジング部材２を周方向に沿って９０°回転させることで、吸引方向Ａと平行な嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このように突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が両ハウジング部材２，３の嵌合をロックするロック機構を構成している。
【００３１】
第２ホルダ５２は、図２に示すように、略円板形状を有しており、カップホルダを形成した内側第２ケース５３と対向する面にはカップホルダを形成した内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が嵌め込まれる凹部６３が形成されている。凹部６３の底面の中心には孔６４が形成されている。第２ホルダ５２の凹部６３が形成された面とは反対側の面には、図３に示すように、孔６４を内包し且つ孔６１ａ内に挿入される環状突起５２ａが形成されている。また、第２ホルダ５２は、外側第２カバー５１に固定されたときに孔６１ｂと対向し且つ孔６１ｂとほぼ同径の孔５２ｂが形成されている。この孔５２ｂにも、カップホルダを形成した内側第２ケース５３と接続された同軸ケーブルの芯線およびその芯線を覆う絶縁部材が通される。
【００３２】
カップホルダを形成した内側第２ケース５３は、図３に示すように、吸引方向Ａに対して傾斜するテーパ面５３ａ、吸引方向Ａに沿って延在するストレート面５３ｂ及びテーパ面５３ａとストレート面５３ｂとを繋ぐ湾曲面５３ｃからなる内周面を有している。また、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の第２ホルダ５２とは反対側の端部外周には、径方向に突出する環状突起６５が形成されている。環状突起６５は、その外径がノズル部を形成した内側第１ケース２３の拡径部２３ｂの最も大きい外径と同じになっている。カップホルダを形成した内側第２ケース５３は、第２ホルダ５２の外側からネジが螺入されることによって、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の吸引方向Ａの下流端が凹部６３に嵌め込まれた状態で第２ホルダ５２に固定されている。
【００３３】
継ぎ手ホルダ５４は、図３に示すように、環状フランジ６１の孔６１ａと第２ホルダ５２の環状突起５２ａとの間に嵌め込まれる内筒７１と、内筒７１の外側に配置された外筒７２と、内及び外筒７１，７２を繋ぐ環状フランジ７３とから形成されている。内筒７１の内周面には、吸引方向Ａに関して中央近傍から下流端にかけて雌ねじが形成されており、この雌ねじ部分に接続部材７０がねじ込まれている。また、内筒７１の上流端部には、第２ホルダ５２の環状突起５２ａが嵌め込まれている。環状突起５２ａの外周面には環状溝が形成されており、その環状溝にはＯリングが配置されている。これによって、内筒７１とホルダ５２との間のシール性が向上する。なお、継ぎ手ホルダ５４は、継ぎ手ホルダ５４の外側から第２ホルダ５２にネジが螺入されることで、継ぎ手ホルダ５４と第２ホルダ５２との間に環状フランジ６１を挟んだ状態で、外側第２カバー５１、第２ホルダ５２及び継ぎ手ホルダ５４の３者が固定される。
【００３４】
続いて、フィルタカートリッジ４について以下に説明する。図４は、図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。図５は、図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【００３５】
フィルタカートリッジ４は、図４及び図５に示すように、絶縁材料（例えば、ポリプロピレン樹脂）からなり互いに嵌合可能な２つのハウジング８１，８２と、両ハウジング８１，８２内に収納されたフィルタ８３とで構成されている。また、フィルタカートリッジ４は、吸引方向Ａに沿って延在する筒状の長尺部４ａ、長尺部４ａの下流端の内径よりも大きく拡径された筒状の拡径部４ｂおよび長尺部４ａよりも短い筒状の短尺部４ｃとを有している。フィルタ８３には、フィルタカートリッジ４内に吸引された粉体がフィルタ８３を通過しない程度の孔径を有する複数のフィルタ孔が形成されている。図４に示すように、拡径部４ｂの中心から最も離れた外周側面が面取りされている。これにより、筐体１ａから取り外したフィルタカートリッジ４を、その外周側面が接するように平坦な面に載置してもフィルタカートリッジ４が転がりにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ４内からトナーが零れにくくなると共に、粉体を捕獲したフィルタカートリッジの重量測定を安定して行うことができる。
【００３６】
ハウジング８１には、長尺部４ａと、拡径部４ｂの上流側半分を構成する上流半部８５とが形成されている。長尺部４ａは、先端部４１ａの内径よりも若干小さい外径を有する先端部８６と、先端部８６と上流半部８５とを繋ぎ、繋ぎ部４１ｂの最も小さい内径よりも若干小さい外径を有する繋ぎ部８７とを有している。
【００３７】
先端部８６は、吸引方向Ａに関して、先端部４１ａとほぼ同じ長さを有しており、フィルタカートリッジ４がノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入されたときに先端部８６の上流端と先端部４１ａの上流端とが実質的に同じ位置に配置される。これにより、粉体電荷量測定器１に吸引した粉体が先端部４１ａの内周面に付着せず、ほとんどの粉体がフィルタカートリッジ４内に入り込む。そのため、電荷量を測定したすべての粉体の重量をフィルタカートリッジ４の重量測定によって、測定することが可能となる。繋ぎ部８７は、吸引方向Ａに関して、繋ぎ部４１ｂとほぼ同じ長さを有している。繋ぎ部８７の外周面であって吸引方向Ａの下流端には、吸引方向Ａに延在しつつ外周面から突出した３つの当接部８８および３つの突起８９が形成されている。これら当接部８８および突起８９は、周方向に沿って互いに離隔して配置され、且つ、交互に配置されている。
【００３８】
３つの当接部８８は、吸引方向Ａに延在する角柱形状を有しており、繋ぎ部８７の外周面からの高さが突起８９よりも低くなっている。具体的には、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、当接部８８はカラー４５の内周面に接触せずに通過して台座４７ｂに当接する。そして、フィルタカートリッジ４が付勢部材４７によって吸引方向Ａに付勢される。このようにフィルタカートリッジ４が吸引方向Ａに付勢されることで、フィルタカートリッジ４の下流端を孔６４を内包した第２ホルダー５２の側面に押し付けることができるので、フィルタカートリッジ４とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との間のシール性も向上し、粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、両先端部４１ａ，８６間から内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００３９】
３つの突起８９は、吸引方向Ａに延在する三角柱形状を有しており、突起８９の尖った先端が繋ぎ部８７の外周面から最も離れた位置に配置されている。また、突起８９は、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰される程度の高さを有している。これにより、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り外すときに、カラー４５と突起８９とが係合しているので第１のハウジング部材２からフィルタカートリッジ４が抜け落ちにくくなる。そのため、フィルタカートリッジ４内から粉体が零れにくくなる。さらに突起８９の吸引方向の上流端面が傾斜している。そのため、フィルタカートリッジ４をノズル部を形成した内側第１ケース２３に挿入したときに、突起８９の先端が押し潰されやすい。
【００４０】
上流半部８５内には、図４（ａ）及び図５に示すように、４つのリブ９１が形成されている。リブ９１は、上流半部８５の入口近傍から傾斜面８５ａに沿って上流半部８５の外周端近傍まで延在している。これらリブ９１は、上流半部８５の中心軸を中心として互いに９０°離れた位置に配置されており、フィルタ８３がフィルタカートリッジ４内に収納されたときに、その上流側表面と接する。
【００４１】
ハウジング８２には、短尺部４ｃと、拡径部４ｂの下流側半分を構成する下流半部９２とが形成されている。短尺部４ｃは、カップホルダを形成した内側第２ケース５３の最も小さい内径（ストレート面５３ｂ部分の内径）よりも若干小さい外径を有している。また、短尺部４ｃの下流端には、環状突起９５が形成されている。環状突起９５の外径はカップホルダを形成した内側第２ケース５３の最も小さい内径とほぼ同じ径となっている。
【００４２】
下流半部９２内には、図４（ｂ）及び図５に示すように、互いに直交し傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在する２つのリブ９３が形成されている。これらリブ９３も、フィルタ８３がフィルタカートリッジ４内に収納されたときに、その下流側表面と接し、リブ９１との間においてフィルタ８３を挟持する。このようにフィルタ８３の下流側表面と接するリブ９３が設けられていることで、フィルタカートリッジ４内に粉体を吸引したときに、フィルタ８３が変形しにくくなる。そのため、フィルタ８３が破損しにくくなると共に、フィルタ８３で確実に粉体を捕獲することができる。また、各リブ９３の下流端には切欠部９３ａが形成されている。リブ９３は、下流半部９２の出口近傍から傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在している。
【００４３】
続いて、粉体電荷量測定器１を用いて吸引した粉体の単位重量当たりの帯電量を求めるまでの動作について説明する。図６は、第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【００４４】
まず、フィルタカートリッジ４の単体の重量を測定する。そして、図６に示すように、分離された第１及び第２のハウジング部材２，３の間にフィルタカートリッジ４を配置し、そのフィルタカートリッジ４の長尺部４ａをノズル部を形成した内側第１ケース２３の長尺部２３ａに挿入する。このとき、当接部８８が台座４７ｂに当接し、突起８９の先端がカラー４５の内周面に接触して押し潰されて突起８９とカラー４５とが係合する。
【００４５】
次に、両カバー２１，５１を嵌合させたときに、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過可能な位置に両カバー２１，５１の位置合わせを行う。そして、第１及び第２のハウジング部材２，３を互いに近づく方向へ移動させてカバー２１，５１同士を嵌合させる。カバー２１，５１同士を嵌合する前では、図６に示すように、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の吸引方向Ａの下流端が、付勢部材４９の付勢力によって第１ホルダ２２の下流端よりも吸引方向Ａに突出している。しかし、カバー２１，５１同士を嵌合することによって、図３に示すように、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面とカップホルダを形成した内側第２ケース５３の環状突起６５の上流端面とが接触し、ノズル部を形成した内側第１ケース２３が第１ホルダ２２内に押し込まれる。このとき、付勢部材４９による付勢力によってノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面に対する環状突起６５の上流端面の圧接力が大きくなるので、ノズル部を形成した内側第１ケース２３とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との電気的接触状態がより一層確実になる。さらに、外側第１及び第２カバー２１，５１同士を嵌合させ、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とを係合させたときに、両カバー２１，５１間にがたつき等があると、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の下流端面に対するカップホルダを形成した内側第２ケース５３の圧接力が低下するが、付勢部材４９を設けていることで、両カバー２１，５１間のがたつきを吸収し、ノズル部を形成した内側第１ケース２３とカップホルダを形成した内側第２ケース５３間の圧接力の低下を抑制する。
【００４６】
また、カバー２１，５１同士を嵌合したときに、付勢部材４７による付勢力がフィルタカートリッジ４に作用しているので、フィルタカートリッジ４の下流端面と孔６４を内包した第２ホルダー５２の側面との圧接力が大きくなる。そのため、フィルタカートリッジ４とカップホルダを形成した内側第２ケース５３との間のシール性が向上し、粉体を確実にフィルタカートリッジ４内に吸引捕集することができ、内側第１ケース２３とフィルタカートリッジ４の隙間に誤って粉体が吸引されることがなくなる。
【００４７】
次に、外側第１及び第２カバー２１，５１が嵌合した後、第１のハウジング部材２を９０°回転させる。すると、プレスフィットプランジャ３９ａ，３９ｂの樹脂ボールが、外側第２カバー５１の内周面の環状突起３３と対向する部分であって吸引方向Ａに沿って突起形成部材６６，６７と重なる位置に形成された２つの湾曲溝に入り込む。なお、湾曲溝は外側第２カバー５１に４つ形成されており、外側第２カバー５１の中心軸を中心として互いに９０°離隔した位置に配置されている。これによって、第１のハウジング部材２が第２のハウジング部材３に対して回転しにくい状態となる。すなわち、ある程度の回転力を第１及び第２のハウジング部材２，３に加えないと簡単には第１及び第２のハウジング部材２，３が回転しない。また、突起５１ａ，５１ｂが切欠部３８ａ，３８ｂを通過した位置から９０°回転するので、嵌合方向に関して突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが係合する。このときの嵌合によって両カバー２１，５１の電気的接触状態が保たれる。また、付勢部材４９の付勢力は両カバー２１，５１を離す方向（嵌合方向と平行な方向）にも作用するので、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３との係合力が増すと共に電気的接触状態がより確実なものとなる。この観点からいえば、付勢部材４９もロック機構の一部を構成している。こうして、両ハウジング部材２，３の嵌合がロックされて筐体１ａが構成される。
【００４８】
次に、フィルタカートリッジ４の先端部８６からフィルタ８３に向かう吸引力が生じるように図示しない吸引ポンプを駆動し、粉体をチューブ９９を介してフィルタカートリッジ４内に吸い込む。吸い込んだ粉体はフィルタ８３に捕獲される。このとき、ほとんどの粉体はフィルタ８３に付着しているが、先端部８６、繋ぎ部８７および上流半部８５の内面にも多少粉体が付着している。そして、吸引ポンプの駆動を停止する。
【００４９】
次に、フィルタカートリッジ４内の粉体の総電荷量を測定する。絶縁体で形成されたフィルタカートリッジ４の外表面にはフィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷量に応じて、誘電分極により等量の電荷が誘電分極により誘起され、フィルタカートリッジ４の外表面に誘電分極により誘起された電荷量に応じて、フィルタカートリッジ４を収納した導体容器、すなわち、ノズル部を形成した内側第２ケース２３及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３で構成された導体容器に静電誘導によりフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の電荷量と等量の電荷が発生し、その電荷による電位を電位計で測定してフィルタカートリッジ４内の捕集された粉体の総電荷量の値を得ることが出来る。
この点に関し、従来のファラデーケージにおいて、帯電したトナー等を捕獲する捕獲手段は、導体容器で形成し、この導体容器の電位測定を行って電荷量を測定するものであった。従来、このような装置において、導体容器内に絶縁体を持ち込むことは、帯電した物体を持ち込むことにもなり、またトナー等の吸引時において、吸引したトナーと絶縁物との間で摩擦帯電が生じて測定誤差につながると考えられていたが、実際に確認したところそのような影響は無く、たとえ摩擦帯電によって電荷が発生していても、正及び負の等価な電荷がキャンセルされて実際の測定には影響を与えないとの新たな知見が得られた。また上記の例においては、フィルタカートリッジ４を絶縁材料で構成した場合について説明したが、金属等の導電材料で構成しても良い。なお、粉体の総電荷量Ｑは、粉体を吸引する前後のノズル部を形成した内側第２ケース２３及びカップホルダを形成した内側第２ケース５３で構成された導体容器の電荷量を測定し、その差分から求められる。
【００５０】
続いて、フィルタカートリッジ４内の粉体の単位重量当たりの電荷量を求める。この場合は、筐体１ａからフィルタカートリッジ４を取り出して吸い込んだ粉体が入ったフィルタカートリッジ４の重量を測定する。フィルタカートリッジ４を筐体１ａから取り出す方法は、上記と逆の手順で行う。すなわち、第１のハウジング部材２を９０°回転させ、両ハウジング部材２，３を互いに離れる方向に移動させる。そして、カラー４５と突起８９との係合によってノズル部を形成した内側第１ケース２３に支持されたカプセル４をノズル部を形成した内側第１ケース２３から取り外し、そのフィルタカートリッジ４を重量測定器、例えば電子天秤で測定する。そして、その測定した重量と、フィルタカートリッジ４を筐体１ａに取り付ける前に予め測定していたフィルタカートリッジ４の単体重量との差分で、上記の粉体の総電荷量Ｑを除すと、粉体の単位重量当たりの電荷量を求めることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によると、両カバー２１，５１を嵌合してから第１のハウジング部材２を周方向に９０°回転させるだけで、ロック機構がカプセル４を取り付けた両ハウジング部材２，３を互いに係合させることができる。このように両ハウジング部材２，３を互いに係合させるロック機構が簡易な構成になることで、筐体１ａにフィルタカートリッジ４を出し入れする作業が簡単になる。また、次の測定に際しては、フィルタカートリッジ４を新たなものに交換するだけでよく、従来のように吸引ノズル部等を分解して清掃する必要がなく、測定の作業性が向上する。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本実施形態においては、ロック機構が突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３から構成されているが、カバー２１の外周面に雄ねじ部が形成され、カバー５１の内周面に雌ねじ部が形成され、いずれか一方のハウジング部材を周方向に１回転未満だけ回転させて、雌ねじ部に雄ねじ部が螺入されることで両ハウジング部材が互いに係合してもよい。また、突起５１ａ，５１ｂが第１のハウジング部材２に形成され、環状突起３３が第２のハウジング部材３に形成されていてもよい。すなわち、本実施形態とは逆のハウジング部材２，３に突起５１ａ，５１ｂ及び環状突起３３が形成されていてもよい。
【００５３】
また、ロック機構は上記したものに限定されず、第１ハウジング部材２及び第２ハウジング部材３の組み付け、分離を確実かつ簡単に行える機構であればあればよい。例えば、第２のハウジング部材３に第１のハウジング部材２を嵌合するだけで、両ハウジング２，３の嵌合が外れないように、溝３２に係合するフック式のロック機構又はカプラ式のロック機構でもよい。さらには、プレストフィットプランジャ３９ａ，３９ｂだけで両ハウジング２，３の嵌合が外れないようにロックするプランジャ式のロック機構でもよい。
【００５４】
また、付勢部材４７，４９が設けられていなくてもよい。また、フィルタカートリッジ４の外周面に複数の突起８９が形成されていなくてもよい。また、吸引方向Ａに関して、ノズル部を形成した内側第１ケース２３の上流端と、フィルタカートリッジ４の上流端とが実質的に一致していなくてもよい。フィルタカートリッジ４の外周側面が面取りされてなくてもよい。また、ハウジング８２にリブ９３が形成されていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを分離させたときの斜視図である。
【図２】図１に示す粉体電荷量測定器の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による粉体電荷量測定器の断面図である。
【図４】図２に示すフィルタカートリッジの斜視図である。
【図５】図２に示すフィルタカートリッジの断面図である。
【図６】第１及び第２のハウジング部材にフィルタカートリッジを組み付けるときの説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 粉体電荷量測定器
１ａ 筐体
２ 第１のハウジング部材
３ 第２のハウジング部材
４ フィルタカートリッジ
４ａ 長尺部
４ｂ 拡径部
２１ 外側第１カバー
２２ 第１ホルダ
２３ ノズル部を形成した内側第１ケース
３３ 環状突起
３４ａ，３４ｂ 切欠部
４７ 付勢部材（第２付勢部材）
４９ 付勢部材（第１付勢部材）
５１ 外側第２カバー
５１ａ，５１ｂ 突起
５２ 第２ホルダ
５３ カップホルダを形成した内側第２ケース
８３ フィルタ
８９ 突起
９３ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内に捕獲された粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、
前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、
前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバーと、該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された吸引口を有する導電材料からなる内側第１ケースとを有し、
前記第２のハウジング部材は、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと、該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有し、
前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられていることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項２】
筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内の粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、
前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、
前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバー、絶縁材料からなる第１ホルダ及び導電材料からなり前記外側第１カバーとの間において前記第１ホルダを挟む位置に配置されたノズル部を形成した内側第１ケースを有し、
前記第２のハウジング部材は、導電材料からなり前記外側第１カバーに嵌合可能な外側第２カバー、絶縁材料からなる第２ホルダ及び導電材料からなり前記外側第２カバーとの間において前記第２ホルダを挟む位置に配置されたカップホルダを形成した内側第２ケースを有し、
前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記ノズル部を形成した内側第１ケースの端面と前記カップホルダを形成した内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられていることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項３】
前記ロック機構が、前記嵌合方向について、前記外側第１及び第２カバーのいずれか一方のカバーであって当該カバーの他方のカバーと重なる内周面から突出した突起と、前記他方のカバーの前記一方のカバーと重なる外周面から突出し且つ前記突起に対応する切欠部を有する環状突起とを有しており、
前記突起は、前記突起が前記切欠部を通過するように前記両カバーを嵌合させた後、前記一方のハウジング部材を周方向に１回転未満回転させることによって、前記環状突起と係合することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項４】
前記第１ホルダと前記ノズル部を形成した内側第１ケースとの間には、前記ノズル部を形成した内側第１ケースが前記第１ホルダから前記嵌合方向に沿って離れるように前記ノズル部を形成した内側第１ケースを付勢する第１付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項５】
前記ノズル部を形成した内側第１ケースと前記フィルタカートリッジとの間には、前記フィルタカートリッジが前記ノズル部を形成した内側第１ケースから前記嵌合方向に沿って離れるように前記フィルタカートリッジを付勢する第２付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項６】
前記フィルタカートリッジの外周面には、その周方向に沿って互いに離隔して配置された複数の突起が形成されており、
前記複数の突起は、前記フィルタカートリッジを前記ノズル部を形成した内側第１ケース内に挿入したときに、その先端が前記ノズル部を形成した内側第１ケースと係合することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項７】
粉体を吸引する吸引方向に沿って、前記ノズル部を形成した内側第１ケースの上流端と前記フィルタカートリッジの上流端とが実質的に同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項８】
前記フィルタカートリッジが、粉体を吸引する吸引方向に沿って延在する長尺部と、前記長尺部よりもその径が拡径され前記フィルタを収納する拡径部とを有しており、
前記拡径部の外周側面が面取りされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項１】
筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内に捕獲された粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、
前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、
前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバーと、該外側第１カバーに収納され該外側第１カバーと電気的に絶縁された吸引口を有する導電材料からなる内側第１ケースとを有し、
前記第２のハウジング部材は、前記外側第１カバーに嵌合可能な導電材料からなる外側第２カバーと、該外側第２カバーに収納され該外側第２カバーと電気的に絶縁された導電材料からなる内側第２ケースとを有し、
前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記内側第１ケースの端面と前記内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられていることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項２】
筐体と、前記筐体内に配置され、前記筐体の外部から吸引された粉体を捕獲するフィルタが収納されたフィルタカートリッジとを含み、前記フィルタカートリッジ内の粉体の電荷量を測定する粉体電荷量測定器であって、
前記筐体が、前記フィルタカートリッジを収納する第１及び第２のハウジング部材からなり、
前記第１のハウジング部材は、導電材料からなる外側第１カバー、絶縁材料からなる第１ホルダ及び導電材料からなり前記外側第１カバーとの間において前記第１ホルダを挟む位置に配置されたノズル部を形成した内側第１ケースを有し、
前記第２のハウジング部材は、導電材料からなり前記外側第１カバーに嵌合可能な外側第２カバー、絶縁材料からなる第２ホルダ及び導電材料からなり前記外側第２カバーとの間において前記第２ホルダを挟む位置に配置されたカップホルダを形成した内側第２ケースを有し、
前記第１及び第２のハウジング部材には、両カバーを嵌合させることによって、その嵌合方向に関して前記ノズル部を形成した内側第１ケースの端面と前記カップホルダを形成した内側第２ケースの端面とが圧接された状態を保持しつつ両ハウジング部材を互いに係合させるロック機構が設けられていることを特徴とする粉体電荷量測定器。
【請求項３】
前記ロック機構が、前記嵌合方向について、前記外側第１及び第２カバーのいずれか一方のカバーであって当該カバーの他方のカバーと重なる内周面から突出した突起と、前記他方のカバーの前記一方のカバーと重なる外周面から突出し且つ前記突起に対応する切欠部を有する環状突起とを有しており、
前記突起は、前記突起が前記切欠部を通過するように前記両カバーを嵌合させた後、前記一方のハウジング部材を周方向に１回転未満回転させることによって、前記環状突起と係合することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項４】
前記第１ホルダと前記ノズル部を形成した内側第１ケースとの間には、前記ノズル部を形成した内側第１ケースが前記第１ホルダから前記嵌合方向に沿って離れるように前記ノズル部を形成した内側第１ケースを付勢する第１付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項５】
前記ノズル部を形成した内側第１ケースと前記フィルタカートリッジとの間には、前記フィルタカートリッジが前記ノズル部を形成した内側第１ケースから前記嵌合方向に沿って離れるように前記フィルタカートリッジを付勢する第２付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項６】
前記フィルタカートリッジの外周面には、その周方向に沿って互いに離隔して配置された複数の突起が形成されており、
前記複数の突起は、前記フィルタカートリッジを前記ノズル部を形成した内側第１ケース内に挿入したときに、その先端が前記ノズル部を形成した内側第１ケースと係合することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項７】
粉体を吸引する吸引方向に沿って、前記ノズル部を形成した内側第１ケースの上流端と前記フィルタカートリッジの上流端とが実質的に同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【請求項８】
前記フィルタカートリッジが、粉体を吸引する吸引方向に沿って延在する長尺部と、前記長尺部よりもその径が拡径され前記フィルタを収納する拡径部とを有しており、
前記拡径部の外周側面が面取りされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−８１９５（Ｐ２０１０−８１９５Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６７１２９（Ｐ２００８−１６７１２９）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（５９３１２２７８９）ユーテック株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（５９３１２２７８９）ユーテック株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
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