JP2011047899A - 粉体電荷量測定装置及びその電荷量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の電荷量測定精度の維持を図る。
【解決手段】粉体電荷量測定装置１００は、外側容器及び当該外側容器に収納された内側容器を有するファラデーケージ１と、ファラデーケージ１に接続されたエレクトロメータ１４とを含んでいる。エレクトロメータ１４は、外側及び内側容器間の絶縁抵抗、及び、内側容器に吸引された粉体の電荷量を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定試料である電子写真技術でのトナー、静電粉体塗装技術での帯電粉体塗料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を測定する粉体電荷量測定装置及びその電荷量測定方法に関する。

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と、導体容器内に配置され吸引したトナーを捕獲するフィルタとを有し、導体容器内に吸引したトナーの電荷量を測定するトナー電荷量測定装置について記載されている。この装置においては、絶縁容器内で導体容器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導体容器を取り出し、トナーが入った導体容器の重量を測定する。測定した電荷量を、トナーが入った導体容器の重量と予め測定していた導体容器単体の重量との差分で除すと、トナーの単位重量当たりの電荷量を求めることができる。さらに、特許文献１には、トナー電荷量測定装置の変形例として、絶縁容器を導電材料で構成した外側導体容器にしつつこれを接地し、この外側導体容器と内側の導体容器とを空気による電気的絶縁を行うことについても記載されている。この変形例においては、外側導体容器によって電磁シールドを行うことができる上、漏電をも防ぐことが可能となる。

特許第３５６７４６３号公報（図５）

上記特許文献１に記載のトナー電荷量測定装置の変形例においては、特に電荷量を測定する方法について記載されていないが、内側の導体容器内に吸引したトナーの電荷量を測定する際は、トナーの電荷と等量の電荷が、外側導体容器と内側の導体容器とで構成されるコンデンサに発生する。そして、このコンデンサに発生した電荷と等量の電荷量を測定することにより、当該トナーの電荷量を測定することが可能になる。そして、内側の導体容器を外側導体容器から取り出して、トナーの入った導体容器の重量を測定することで、上述のように、トナーの単位重量当たりの電荷量を求めることができると推測される。

しかしながら、トナーの単位重量当たりの電荷量を求めるために、内側の導体容器を外側導体容器から取り外す作業を毎回行っていると、ユーザが気付かないうちに、外側導体容器と内側の導体容器との間に異物（例えば、埃や水滴など）が入り込んで、これら導体容器間の絶縁抵抗が減少し絶縁不良が生じる。これら導体容器間に絶縁不良が生じると、両導体容器で構成するコンデンサからトナーの電荷が逃げてしまい精度の良い電荷量測定を行うことができないが、ユーザは、いつ行われた取り外し作業で絶縁不良が生じたのかがわからない。つまり、絶縁不良が生じているにも拘わらず、ユーザ自身が気付かないまま、トナー電荷量を測定していることがあり、電荷量の測定精度の信頼性が低下する問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、粉体の電荷量測定精度の維持を図ることが可能な粉体電荷量測定装置及びその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及び発明の効果

本発明の粉体電荷量測定装置は、接地された導電材料からなる外側容器、及び、前記外側容器内に収納され、当該外側容器と電気的に絶縁された導電材料からなる内側容器を有する粉体電荷量測定器と、前記内側容器に収納された粉体の電荷量を測定する電荷量測定手段と、前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定手段とを備えている。

これによると、絶縁抵抗測定手段を有していることで、外側容器と内側容器との間の絶縁抵抗値を測定することが可能となって、外側容器と内側容器との間に絶縁不良が生じているか否かをユーザが知ることができる。つまり、絶縁不良が生じている場合は、これを解消するメンテナンスを行うタイミングをユーザが知ることができる。その結果、粉体の電荷量測定精度の維持が図れる。加えて、絶縁不良が生じているにも拘わらず、連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定を防ぐことが可能になる。また、別の絶縁抵抗測定手段を用いて外部から外側容器の端子と内側容器の端子との絶縁抵抗を測定する場合は、内側容器の端子を外側容器から露出させる必要があるが、特に内側容器の端子を外側容器から露出させる必要がなくなり、設計の自由度が向上する。

本発明において、前記絶縁抵抗測定手段は、前記電荷量測定手段の予め設定された電荷量測定精度に対応して定められた、前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗値以上の測定能力を有していることが好ましい。これにより、精度の高い電荷量測定が可能となる。

また、本発明において、前記外側容器が、２分割可能な外側第１及び第２カバーから構成されており、前記内側容器が、前記外側第１カバー内に収納された内側第１ケース、及び、前記外側第２カバー内に収納された内側第２ケースから構成されており、前記内側容器内には、粉体を捕獲するフィルタとこれを内部に収納するハウジングとを有するフィルタカートリッジが設けられていることが好ましい。これにより、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、次の測定に際しては、フィルタカートリッジを新たなものに交換するだけでよく、測定の作業性が向上する。
なお、フィルタカートリッジを新たなものに交換する際にあたり、外側容器と内側容器間に汚れや水分が吸着しやすく、絶縁不良が生じやすい恐れが新たに生じる懸念がある。このため、外側容器と内側容器間の絶縁抵抗を測定することにより、絶縁不良が生じている場合は、これを解消するメンテナンスを行うタイミングをユーザが知ることができ、粉体の電荷量測定精度の維持が図れ、加えて、絶縁不良が生じているにも拘わらず連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定を防ぐことが可能になる、という本発明の利点が特に顕著になる。

また、本発明において、前記電荷量測定手段から出力された粉体の電荷量測定値、及び、前記絶縁抵抗測定手段から出力された絶縁抵抗値に基づいて、前記電荷量測定値の有効桁及び無効桁を判定する判定手段と、前記電荷量測定値の有効桁及び無効桁を区別して表示する表示手段とをさらに備えていることが好ましい。これにより、ユーザが測定された絶縁抵抗値に基づいて電荷量測定値の有効桁を調べる必要がなくなるとともに、有効桁を間違えることも防ぐことができる。

また、本発明において、前記絶縁抵抗測定手段によって測定された絶縁抵抗値から電荷量測定値の有効桁を導き出すことが可能な対比手段をさらに備えていることが好ましい。これにより、ユーザが必要な有効桁数に応じた絶縁抵抗値を間違わずに知ることが可能となる。そのため、ユーザが、メンテナンスを行うタイミングを正確に知ることができる。さらに前記対比手段は、有効桁導出表であることが好適である。

また、本発明において、前記内側容器が、粉体を吸引する方向に沿って延在する吸引部を有しており、前記外側容器に着脱可能であって、前記吸引部の前記外側容器から露出した部分全体を覆う導電材料からなるカバーをさらに備えていることが好ましい。これにより、外側容器と内側容器との間の絶縁抵抗を測定する際に、吸引部の外側容器から露出した部分からノイズが内側容器内に侵入するのを防ぐことが可能となる。そのため、電荷量の測定精度が向上する。

また、本発明において、前記電荷量測定手段及び前記絶縁抵抗測定手段が、１つの機器からなることが好ましい。これにより、電荷量測定手段及び絶縁抵抗測定手段の構成がまとまり、装置自体の簡素化を図ることができる。

本発明の粉体電荷量測定装置の電荷量測定方法は、接地された導電材料からなる外側容器、前記外側容器内に収納され、当該外側容器と電気的に絶縁された導電材料からなる内側容器、及び、前記内側容器内に収納され、当該内側容器内に吸引された粉体を捕獲するフィルタを有する粉体電荷量測定器と、前記内側容器に吸引された粉体の電荷量を測定する電荷量測定手段と、前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定手段とを備えた粉体電荷量測定装置の電荷量測定方法において、前記絶縁抵抗測定手段によって前記外側及び内側容器間の絶縁抵抗値を測定する第１の測定工程と、前記第１の測定工程で測定された前記絶縁抵抗値が所定値以上である場合に、前記内側容器内に粉体を吸引し、前記電荷量測定手段によって前記内側容器内の粉体の電荷量を測定する第２の測定工程と、前記第１の測定工程で測定された前記絶縁抵抗値が所定値未満である場合に、前記外側及び内側容器間の絶縁不良を解消するメンテナンスを行うメンテナンス工程とを備えている。

これによると、第１の測定工程で外側容器と内側容器との間の絶縁抵抗値を測定することによって、第２の測定工程及びメンテナンス工程のいずれを行うかをユーザが判断することが可能となる。その結果、粉体の電荷量測定精度の維持が図れる。加えて、絶縁不良が生じているにも拘わらず、連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定を防ぐことが可能になる。

本発明の第１実施形態による粉体電荷量測定装置の概略構成図である。 図１に示すファラデーケージの第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１に示すファラデーケージの分解斜視図である。 図１に示すファラデーケージの断面図である。 図３に示すV−V線に沿った断面図である。 図２に示す外側第２カバーの斜視図であって、当該カバーから突起形成部材を取り外した状態を示す図である。 図３に示すフィルタカートリッジの斜視図である。 図３に示すフィルタカートリッジの断面図である。 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断面図である。 粉体電荷量測定装置の絶縁抵抗、電荷量ともに無測定時における電気回路図である。 粉体電荷量測定装置の絶縁抵抗測定時における電気回路図である。 粉体電荷量測定装置の電荷量測定時における電気回路図である。 本発明の第３実施形態による粉体電荷量測定装置を示す概略構成図である。 本発明の第４実施形態による粉体電荷量測定装置を示す部分断面図である。

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。

［第１実施形態］
粉体電荷量測定装置１００は、図１に示すように、外部から吸引した粉体の電荷量を測定するためのファラデーケージ（粉体電荷量測定器）１と、ファラデーケージ１に接続部材７０によって接続された配管部材６と、配管部材６の途中部位に設けられたフィルタユニット５と、ファラデーケージ１に配管部材６を介して接続された吸引ポンプ１２と、ファラデーケージ１に接続された同軸ケーブル１３と接続されたエレクトロメータ１４と、重量測定器１８とを含んでいる。

エレクトロメータ１４は、ファラデーケージ１の絶縁抵抗を測定するための測定ボタン１４ａ、ファラデーケージ１内であって後述のフィルタカートリッジ４内に捕獲された粉体の電荷量を測定するための測定ボタン１４ｂ、及び、これら絶縁抵抗及び電荷量測定によって測定された測定値を表示する表示部１４ｃを有している。つまり、エレクトロメータ１４は、１つの機器で２つの測定（絶縁抵抗の測定及び電荷量の測定）が可能である。そのため、絶縁抵抗を測定するための手段、及び、電荷量を測定するための手段の構成がまとまり、装置１００自体の簡素化を図ることができる。また、重量測定器１８（本実施形態においては、電子天秤１８）も、公知のものを採用している。また、配管部材６としては、ゴム又は合成樹脂からなる可撓性を有するチューブが用いられている。なお、エレクトロメータ１４は、後述する外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３間の絶縁抵抗を測定する能力を有し、かつ、後述するフィルタカートリッジ４内に収納された粉体の電荷量を測定する能力を有する。

ファラデーケージ１は、図２に示すように、外形が略円筒形状の筐体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、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が嵌合されたときに形成された空間に収容されている。このように筐体１ａが２分割に分離可能に構成されているため、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、筐体１ａには、配管部材６を筐体１ａに接続する接続部材７０が設けられている。このため、ファラデーケージ１は、吸引ポンプ１２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４中左方から右方に向かう方向（吸引方向Ａ）に外部から気体と共に粉体を吸引可能となっている。また、この吸引によって、筐体１ａから排出される気体は、接続部材７０の孔７０ａ、配管部材６及びフィルタユニット５を通って吸引ポンプ側に流れる。すなわち、接続部材７０、配管部材６及び配管部材６の途中部位に設けられたフィルタユニット５は、気体の排出経路を構成している。

第１のハウジング部材２は、図３及び図４に示すように、導電性を有するアルミニウム合金からなる円筒状の外側第１カバー（外側容器の一方）２１と、比誘電率が２．１のポリテトラフルオロエチレンからなる円筒状の第１ホルダ２２と、ステンレス鋼からなる円筒状の内側第１ケース（内側容器の一方）２３とを有している。内側第１ケース２３は、外側第１カバー２１内に収納されており、外側第１カバー２１との間において第１ホルダ２２を挟んでいる。また、外側第１カバー２１と内側第１ケース２３は、互いに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は、導電性を有するアルミニウムから構成されていてもよい。また、内側第１ケース２３は、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。

外側第１カバー２１の吸引方向Ａの上流端には、環状フランジ３１が形成されている。環状フランジ３１には、第１ホルダ２２及び内側第１カバー２３の一部が挿通可能な孔３１ａ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。これら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。すなわち、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。なお、環状突起３３は、図４に示すように、両ハウジング部材２，３を嵌合させたときに互いに重なる嵌合領域において、外側第１カバー２１の外周面から突出している。

また、外側第１カバー２１の表面全体には、アルマイト処理によって形成された陽極酸化被膜、すなわち、外側第１カバー２１の基材であるアルミニウム合金よりも硬質であって絶縁性を有する硬質被膜１０が形成されている。

本実施形態における硬質被膜１０の厚みは３０μｍ程度であるが、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であれば、どのような厚みであってもよい。すなわち、硬質被膜１０の厚みが１０μｍ以上あれば、外側第１カバー２１の表面全体を基材よりも硬質にすることが可能となり、１００μｍ以下であれば、硬質被膜１０を製造することが可能となる。

また、外側第１カバー２１の環状突起３３の溝３２側の面３３ａには、図５に示すように、硬質被膜１０が形成されていない２つの接触領域１１が形成されている。これら２つの接触領域１１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、２つの接触領域１１は、切欠部３４ａ，３４ｂから９０°回転した位置に配置されている。また、２つの接触領域１１は、両ハウジング部材２，３を組み付けた際に、後述の突起形成部材６６，６７と接触可能な位置に配置されている。

本実施形態における接触領域１１は、当該領域１１部分にだけマスキングを行った状態で、外側第１カバー２１の接触領域１１を除く表面全体に硬質被膜１０が形成されることで構成される。すなわち、接触領域１１は、アルマイト処理前の外側第１カバー２１の基材の表面である。なお、接触領域１１は、外側第１カバー２１の表面全体に硬質被膜１０を形成した後、当該接触領域１１となる部分だけ切削加工を行ってアルマイト処理前の外側第１カバー２１の基材の表面を露出してなるものであってもよい。

第１ホルダ２２は、図３及び図４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４に示すように、環状フランジ３１の外側から嵌合方向に沿って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。

本体部２２ｂの吸引方向Ａの下流端には、本体部２２ｂの径方向（嵌合方向と直交する方向）に突出した環状突起３６が形成されている。この環状突起３６は、第１ホルダ２２が外側第１カバー２１に固定されたときに、環状突起３３と嵌合方向に沿って並び、且つ両ハウジング部材２，３が嵌合されたときに、外側第２カバー５１と対向する位置に配置されている。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。

内側第１ケース２３は、図３及び図４に示すように、吸引方向Ａに沿って延在する長尺部（吸引部）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、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、内側第１ケース２３は、第１ホルダ２２に通された後、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ている。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。

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。なお、カラー４５は、導電性材料である黄銅からなるが、黄銅以外の導電性材料から構成されていてもよい。

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、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。

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内に挿入された内側第１ケース２３を吸引方向Ａに付勢する。なお、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、内側第１ケース２３は第１ホルダ２２から内側第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。

第２のハウジング部材３は、図３及び図４に示すように、外側第１カバー２１を部分的に覆うように嵌合可能なアルミニウム合金からなる円筒状の外側第２カバー（外側容器の他方）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内側第２ケース（内側容器の他方）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とを有している。そして、内側第２ケース５３は、外側第２カバー５１内に収納されており、外側第２カバー５１と内側第２ケース５３とが互いに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は、外側第１カバー２１と同様に、アルミニウムから構成されていてもよい。また、内側第２ケース５３は、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。

外側第２カバー５１の吸引方向Ａの下流端には、環状フランジ６１が形成されている。環状フランジ６１には、第２ホルダ５２の一部が挿通可能な孔６１ａが形成されている。環状フランジ６１には、エレクトロメータ１４に接続された同軸ケーブル１３を通す孔６１ｂが形成されている。そして、同軸ケーブル１３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、芯線が内側第２カバー５３に接続されている。なお、外側第２カバー５１は、同軸ケーブル１３及びエレクトロメータ１４を介して接地されている。

外側第２カバー５１は、図４に示すように、吸引方向Ａの上流端において内周面から突出する２つの突起５１ａ，５１ｂを有している。これら突起５１ａ，５１ｂは、外側第２カバー５１の基材に固定された２つの突起形成部材６６，６７により構成されている。突起形成部材６６，６７は、ステンレス鋼などの導電性材料から構成されている。具体的には、外側第２カバー５１の上流端には、図６に示すように、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、図４に示すように、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とが係合し、両者が組み付けられる。

また、外側第２カバー５１の表面全体にも、アルマイト処理によって形成された絶縁性を有する硬質被膜１５が形成されている。硬質被膜１５も硬質被膜１０と同様に、その厚みが３０μｍ程度であるが、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であれば、どのような厚みであってもよい。

また、切欠部６８，６９の面６８ａ，６９ａには、図５中ハッチングで示すように、硬質被膜１５が形成されていない２つの接触領域１６が形成されている。この面６８ａ，６９ａは、切欠部６８，６９に突起形成部材６６，６７が固定されたときに接触する面である。このため、突起形成部材６６，６７及び外側第２カバー５１の基材が電気的に接続される。本実施形態における突起成形部材６６，６７は、接触領域１６にマスキングを行った状態でアルマイト処理が行われることによって硬質被膜１５が形成された外側第２カバー５１の基材に固定されるので、当該部材６６，６７には、硬質被膜１５は形成されていない。したがって、両ハウジング部材２，３を組み付けた際に、外側第１カバー２１の接触領域１１と突起形成部材６６，６７とが接触して電気的に接続され、両カバー２１，５１が接地されることになる。なお、突起形成部材６６，６７の表面全体には、硬質被膜１５が形成されておらず、この表面自体が接触領域となるが自身がステンレス鋼からなるので、その表面が外側第２カバー５１の基材よりも硬質となる。そのため、両カバー２１，５１を組み付けたときに、嵌合領域においてカバー同士の擦れによる削れやかじり等の発生を抑制することができる。また、接触領域１６は、上述と同様に、アルマイト処理を行ってから切削加工を行うことで形成してもよい。

本実施形態においては、突起形成部材６６，６７が外側第２カバー５１に一体的に形成されていてもよい。この場合、硬質被膜が形成されていない接触領域が、両ハウジング部材２，３を組み付けた際に、外側第１及び第２カバー２１，５１が嵌合した嵌合領域内であって、接触領域１１と対向する領域に形成されておればよい。換言すると、硬質被膜１５が当該接触領域を除く嵌合領域に形成されておればよい。さらには、突起５１ａ，５１ｂの溝３２の底面と対向する先端面にだけ、硬質被膜が形成されていてもよい。このように硬質被膜が形成されておれば、両カバーを組み付けたときに、嵌合領域においてカバー同士の擦れによる削れやかじり等の発生を抑制することができる。

第２ホルダ５２は、図３に示すように、略円板形状を有しており、内側第２ケース５３と対向する面には内側第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が形成されており、フィルタカートリッジ４から排出される気体の排出経路の一部を構成している。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４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、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。

内側第２ケース５３は、図４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、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。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、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。

継ぎ手ホルダ５４は、図４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。

フィルタユニット５は、接続部材７０及び配管部材６を介して筐体１ａの外部に設けられている。フィルタユニット５は、円筒状の樹脂ケース７と、樹脂ケース７内に収納されたフィルタ部材８とを有している。樹脂ケース７は、透明な円筒状の本体部７ａと、配管部材６を本体部７ａの両端に接続する接続部７ｂとを有している。接続部７ｂは、配管部材６を着脱自在なワンタッチ式に構成されている。これにより、フィルタユニット５の配管部材６に対する着脱が容易になる。

フィルタ部材８は、本体部７ａ内に収納されている。このようにフィルタ部材８が、その全体が透光領域となる本体部７ａに収納されていることで、フィルタユニット５で粉体を捕集したか否かが一目で分かる。そのため、フィルタ８３（後述する）の破損あるいは装着忘れを確認することができる。また、フィルタ部材８は中空糸膜フィルタであり、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ８３よりもその濾過精度が高いものが設けられている。すなわち、例えばフィルタ８３として粒子保持能が１．０μｍあるいは０．７μｍの濾紙を用いている場合、フィルタ部材８として、濾過精度０．０１μｍの中空糸膜フィルタが設けられる。

続いて、フィルタカートリッジ４について図７及び図８を参照しつつ以下に説明する。フィルタカートリッジ４は、図７及び図８に示すように、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。これら２つのハウジング８１，８２が嵌合されることで１つの容器を構成する。

２つのハウジング８１，８２は、ポリプロピレン樹脂から構成されている。ポリプロピレン樹脂以外の合成樹脂、例えばポリエチレン樹脂あるいはスチレン系樹脂などでハウジング８１，８２を構成してもよい。さらには、ハウジング８１，８２は、導電性を有していてもかまわない。

また、本実施形態における両ハウジング８１，８２の合成樹脂と添加材料は、外部から内部の状態が分かる程度の透明性を有することが好ましい。これにより、フィルタカートリッジ４内に粉体が吸引された使用済みのフィルタカートリッジ４かどうかを確認することが可能になるとともに、フィルタカートリッジ４内のフィルタ８３の収納状態も確認することが可能となる。また、両ハウジング８１，８２の少なくとも一方又は部分的に、透明性を有しておればよい。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。

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は、円板形状を有する濾紙タイプのフィルタであり、測定対象となる粉体の粒径に応じて選定され、例えば電子写真技術でのトナーの電荷量を測定する場合には粒子保持能が１．０μｍの濾紙が採用され、より微細な粉体の電荷量を測定する場合には例えば粒子保持能が０．７μｍの濾紙が採用される。

図７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多面形状（例えば１６角形）に面取りされている。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。

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。

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。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。

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の下流端を第２ホルダ５２の側面に押し付けることができる。そのため、フィルタカートリッジ４の排出口９８と孔６４との接続部分のシール性が向上し、フィルタカートリッジ４の吸引口８６ａに吸引力が確実に作用する。その結果、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。

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。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。なお、フィルタカートリッジ４を内側第１ケース２３に挿入したときに、突起８９とカラー４５とが接触する。

上流半部８５内には、図７（ａ）及び図８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た略三角形形状を有している。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いる。そして、これらリブ９１の下流側の端面は、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ８３の上流側表面と接触可能な位置に配置されており、粉体を吸引しているときのフィルタ８３の振れの範囲を規制する。そのため、フィルタ８３が大きく変形することによって破損するのを抑制することができると共に、フィルタ８３で確実に粉体を捕獲することができる。

また、上流半部８５の外周端部近傍には、両ハウジング８１，８２を溶着するための周方向に沿って延在した環状の溶着部８５ｂが形成されている。これにより、両ハウジング８１，８２間にフィルタ８３を挟み込んだ状態で両者を嵌め合わせ、溶着部８５ｂをフィルタカートリッジ４の外部から加熱することで両ハウジング８１，８２を溶着することができる。なお、両ハウジング８１，８２は、接着剤で固定してもよい。この場合は溶着部８５ｂを形成していなくてもよい。

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、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。

下流半部９２内には、図７（ｂ）及び図８に示すように、互いに直交し、短尺部４ｃと下流半部９２の境界部分から傾斜面９２ａに沿って下流半部９２の外周端近傍まで延在した略台形形状の２つのリブ９３が形成されている。これらリブ９３の上流側の端面は、フィルタカートリッジ４内に収納されたフィルタ８３の下流側表面と接触可能な位置に配置されており、粉体を吸引しているときのフィルタ８３の振れの範囲を規制する。そのため、フィルタ８３が大きく変形することによって破損するのを抑制することができると共に、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。

続いて、粉体電荷量測定装置１００において、ファラデーケージ１で吸引した粉体の単位重量当たりの電荷量を求めるまでの動作について、図９及び図１０を参照しつつ説明する。

まず、ユーザがフィルタカートリッジ４の単体の重量を電子天秤１８で測定する。そして、ユーザが、図９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。また、このとき、フィルタカートリッジ４と内側第１ケース２３はカラー４５を介して、フィルタカートリッジ４と内側第２ケース５３は直接接触して、電気的に接続される。

次に、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外側第１及び第２カバー２１，５１同士を嵌合させる。両カバー２１，５１を嵌合する前では、図９に示すように、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、両カバー２１，５１を嵌合することによって、図４に示すように、内側第１ケース２３の下流端面と内側第２ケース５３の環状突起６５の上流端面とが接触し、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、内側第１ケース２３と内側第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、内側第１ケース２３の下流端面に対する内側第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、内側第１ケース２３と内側第２ケース５３間の圧接力の低下を抑制する。

また、両カバー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の下流端面と第２ホルダ５２の側面との圧接力が大きくなる。この結果、上述のように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。

次に、外側第１及び第２カバー２１，５１を嵌合させた後、ユーザが第１のハウジング部材２を９０°回転させる。すると、溝３２に形成された係合部（不図示）と突起５１ａ，５１ｂとが係合する。これにより、第１のハウジング部材２と第２のハウジング部材３とが回転しにくい状態で組み付けられて、筐体１ａが構成される。このように、外側第１及び第２カバー２１，５１同士を嵌合させて９０°回転させるときに、突起５１ａ，５１ｂと環状突起３３とが、さらに環状突起３３と外側第２カバー５１の内周面とが接触しても、そこには硬質被膜１０，１５が形成されているので、削れやかじり等の発生が抑制される。このため、両カバー２１，５１を繰り返し、組み付け及び分離させることが可能となる。

そして、外側第１カバー２１の接触領域１１と外側第２カバー５１の突起５１ａ，５１ｂが接触して両カバー２１，５１も電気的に接続される。このように硬質被膜１０，１５を有していても、両カバー２１，５１を組み付けたときに、両カバー同士が電気的に接続されるので、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できる。こうして、外側第１及び第２カバー２１，５１同士が電気的に接続されてなる外側容器と、内側第１及び第２ケース２３，５３同士が電気的に接続されてなる内側容器とで筐体１ａが構成される。

なお、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。

粉体電荷量測定装置１００の電気回路図を図１０に示す。図１０では、エレクトロメータ１４の測定ボタン１４a，１４ｂをいずれも押していない状態である。

次に、エレクトロメータ１４の測定ボタン１４ａを押して、外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間の絶縁抵抗値を測定する（第１の測定工程）。測定ボタン１４ａを押した状態では、電気回路図は図１１の状態となる。エレクトロメータ１４には、直流電圧電源が内蔵されており、電源から任意の直流電圧を外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間に印加することができる。本実施形態においては、直流１００Ｖを直流電圧電源が印加する。すると、電流Ｉ_０が、直流電圧電源から内側第１及び第２ケース２３、５３、外側第１及び第２カバー２１，５１、さらにエレクトロメータ１４内に内蔵されている抵抗Ｒを介して流れ、再び直流電圧電源へもどる。電圧計は、抵抗Ｒにかかる電圧、すなわち電流Ｉ_０と抵抗Ｒ（既知）の積を示す。従って電圧計が示す値から抵抗Ｒに流れる電流Ｉ_０が判明する。なお、抵抗Ｒに流れる電流と外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３間に流れる電流は、等しくＩ_０である。一方、外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３間にかかる電圧は、（１００―Ｒ×Ｉ_０）（Ｖ）なので、この電圧値を電流Ｉ_０で除せば、外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３間の絶縁抵抗値が判明する。

このとき、ユーザは、測定した絶縁抵抗値が１ＴΩ（１×１０^１２Ω）未満の場合、絶縁不良と判断し絶縁不良を解消するメンテナンスを行う。つまり、ユーザは、測定した絶縁抵抗値が所定値である1ＴΩ未満のときに、両ハウジング部材２，３を分離して、両カバー２１，５１と両ケース２３，５３との間を清掃するメンテナンスを行う（メンテナンス工程）。そして、再度、両ハウジング部材２，３を組み付けてから、ファラデーケージ１の絶縁抵抗値を測定する。

一方、ユーザは、測定した絶縁抵抗値が１ＴΩ以上の場合、現状のファラデーケージ１で測定した電荷量測定値において十分な有効桁を得られると認識し、吸引ポンプ１２を駆動させて、ファラデーケージ１に組み込まれたフィルタカートリッジ４内に、外部から気体と共に粉体を吸い込む。
したがって、本実施形態においては、絶縁抵抗測定手段（エレクトロメータ１４）が1ＴΩ以上の絶縁抵抗を測定できる能力が必要であり、当該測定能力を有している。

このとき、吸い込んだ粉体はフィルタ８３に捕獲され、気体は排出口９８から排出経路（孔６４，７０ａ、配管部材６及びフィルタユニット５）を通って吸引ポンプ側に排出される。仮に、フィルタカートリッジ４のフィルタ８３が破損していたり、正規に取り付けられていない場合、あるいは吸引ポンプの動作中に破損した場合には、吸引された粉体がフィルタカートリッジ４を通過して吸引ポンプ側に排出されてしまうが、排出経路にはフィルタユニット５が設けられているので、粉体がフィルタユニット５のフィルタ部材８に捕集され、吸引ポンプ側に排出されない。そのため、吸引した粉体を吸引ポンプから外部に飛散させる等の危険性を確実に防止することができる。また、このとき、フィルタユニット５の本体部７ａが透明であるため、フィルタユニット５に粉体が捕集されたか否かが一目で分かる。なお、フィルタユニット５に粉体が捕集された場合は、不具合のないフィルタカートリッジ４に交換して、再度、粉体を吸引する。

そして、吸引ポンプの駆動を停止し、フィルタユニット５に粉体が捕集されていない場合は、エレクトロメータ１４の測定ボタン１４ｂを押して、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（第２の測定工程）。

測定ボタン１４ｂを押した状態では、電気回路図は図１２の状態となる。エレクトロメータ１４には、コンデンサＣが内蔵されており、フィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷Ｅ１（例えば、マイナスの電荷）の電荷量に応じて、静電誘導により等量の反対極性を有する電荷Ｅ２（プラスの電荷）が内側第１及び第２ケース２３，５３に発生する。さらに静電誘導により、電荷Ｅ２と等量の電荷がコンデンサＣに蓄積される。コンデンサＣにかかる電圧を電圧計で読み取り、この電圧値とコンデンサＣの静電容量値(既知)の積をとることにより、フィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷Ｅ１を測定できる。

直流電圧の外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間の絶縁抵抗が低い場合、フィルタカートリッジ４内に捕集された粉体の電荷Ｅ１の一部が電流Ｉとして、外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間に流れてしまい、電荷Ｅ１の一部が失われる。すなわち、絶縁抵抗が低い場合、電荷Ｅ１の測定は、不正確になる。

外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間に流れる電流Ｉは、コンデンサＣにかかる電圧と外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間の絶縁抵抗で決定できる。

電荷Ｅ１の測定時間をｔとしたとき、測定中に失われる電荷Ｑは、電流Ｉと測定時間ｔの積に等しい。この測定中に失われる電荷Ｑから、ファラデーケージ１の絶縁抵抗（これは、外側第１及び第２カバー２１，５１と内側第１及び第２ケース２３，５３との間の絶縁抵抗にほぼ等しい）と電荷量測定値の有効桁が導出できる。本実施形態の場合、絶縁抵抗値１０^８、１０^９、１０^１０、１０^１１、１０^１２、１０^１３Ωのそれぞれに対応した、電荷量の有効桁は、１０００、１００、１０、1、０．１、０．０１ｎＣとなる。
本実施形態では、絶縁抵抗値が１ＴΩ（１×１０^１２Ω）未満の場合、絶縁不良と判断し絶縁不良を解消するメンテナンスを行うが、これは、電荷量の測定値が少なくとも０．1ｎCのオーダーまでは保証していることを表している。すなわち、精密な電荷量測定値が可能となる。

なお、ユーザが電子天秤でフィルタカートリッジ４及び粉体の総重量を測定してもよい。粉体の総重量で上記の粉体の総電荷量を除すと、粉体の単位重量当たりの電荷量を求めることができる。

［第２実施形態］
また、第２実施形態においても、絶縁抵抗値１０^８、１０^９、１０^１０、１０^１１、１０^１２、１０^１３Ωのそれぞれに対応した、電荷量の有効桁は、１０００、１００、１０、1、０．１、０．０１ｎＣとなることは、第１実施形態と同じである。この絶縁抵抗値と電荷量測定値の有効桁の関係を表１にまとめる。有効桁導出表１４ｄの一例として表１を用いてもよい。有効桁導出表１４ｄは、エレクトロメータ１４の表示部１４ｃの側方に貼り付けられる。

ユーザは、ファラデーケージ１の絶縁抵抗値と粉体の電荷量の測定後に、有効桁導出表１４ｄを調べることにより、現状のファラデーケージ１で粉体の電荷量を測定した場合の電荷量測定値の有効桁を調べる。有効桁導出表１４ｄには、１０^８、１０^９、１０^１０、１０^１１、１０^１２、１０^１３Ωの絶縁抵抗値のそれぞれに対応した、電荷量の有効桁、すなわち、１０００、１００、１０、1、０．１、０．０１ｎＣが示されている。このような有効桁導出表１４ｄがエレクトロメータ１４に貼り付けられていることで、ユーザが粉体の電荷量を測定する上で必要な有効桁数に応じた絶縁抵抗値、又は測定した絶縁抵抗値に基づいて現状のファラデーケージ１で粉体の電荷量を測定する場合の有効桁数を間違わずに知ることが可能となる。そのため、ユーザが、現状のファラデーケージ１に絶縁不良が生じているか否かを知ることができるとともに、ファラデーケージ１のメンテナンスを行うタイミングも正確に知ることができる。
したがって、本実施形態においては、絶縁抵抗測定手段（エレクトロメータ１４）が、ユーザが粉体の電荷量を測定する上で必要な有効桁数に応じた絶縁抵抗値を測定できる能力を有していることが必要となり、その能力を有している。

例えば、絶縁抵抗値が１０^１２Ωである場合、電荷量の有効桁は、０．１ｎＣである。仮に粉体の電荷量測定値が１．１２ｎＣであるとすると、この測定値は、小数点第一位まで有効である。その後、仮に数回ファラデーケージを使用し、絶縁抵抗値が１０^１１Ωのオーダーになった場合、この測定値は、一の位の有効桁しか有さず、測定値としての信頼性はほぼ失われる。絶縁抵抗値が１０^１１Ωのオーダーになった場合は、直ちにメンテナンスを施さなければならない。
しかし、電荷量測定値が１００ｎＣである場合は、絶縁抵抗値が１０^１１Ωのオーダーになったとしても、測定値としての信頼性を保つことができる。このように電荷量が大きい場合は、本実施形態を用いると、適宜、ユーザが判断してメンテナンスを行うことが可能となる。

なお、有効桁導出表１４ｄは、エレクトロメータ１４の表示部１４ｃ以外にも、ユーザが認識できる場所であるならばどこに貼り付けてもよい。さらに、エレクトロメータ１４以外の装置、ファラデーケージ（粉体電荷量測定器）１、重量測定器１８などに貼り付けても良く、さらには取扱説明書に記載してもかまわない。また、取扱説明書以外の書類や紙等に記載したものでもかまわない。最後に、絶縁抵抗と電荷量測定値の有効桁の関係は、表１以外の形式の表、グラフ、さらには、箇条書きの形式でも、ユーザが理解可能であれば、どのような表示形式でもかまわない。

以上のように、上述の第１及び第２実施形態によると、ファラデーケージ１の絶縁抵抗を測定することが可能なエレクトロメータ１４を有していることで、両カバー２１，５１及び両ケース２３，５３との間の絶縁抵抗値を測定することが可能となり、両者間に絶縁不良が生じているか否かをユーザが知ることができる。つまり、両者間に絶縁不良が生じている場合は、この絶縁不良を解消するメンテナンスを行うタイミングをユーザが知ることができる。その結果、粉体の電荷量測定精度の維持が図れる。加えて、絶縁不良が生じているにも拘わらず、連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定を防ぐことが可能になる。また、別の絶縁抵抗測定手段を用いて外部から外側第２カバー５１の端子と内側第２ケース５３の端子との絶縁抵抗を測定する場合は、内側第２ケース５３の端子を外側第２カバー５１から露出させるために、さらに外側第２カバー５１の端子も外部に露出させる必要がある。しかし本実施形態では、特に外側第２カバー５１及び内側第２ケース５３の端子を外部に露出させる必要がなくなり、設計の自由度が向上する。

また、筐体１ａの外側容器が互いに分離された外側第１及び第２カバー２１，５１によって構成され、内側容器も互いに分離された内側第１及び第２ケース２３，５３によって構成され、内側容器内にはフィルタ８３が収納されたフィルタカートリッジ４が収納されているので、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。加えて、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、測定の作業性が向上する。
しかし、この反面、外側容器と内側容器間に汚れや水分が吸着しやすく、絶縁不良が生じやすい傾向にある。このため、外側容器と内側容器間の絶縁抵抗を測定することにより、絶縁不良を解消するメンテナンスを行うタイミングをユーザに知らせることは、粉体の電荷量測定精度の維持や絶縁不良が生じているにも拘わらず連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定の防止、という観点から特に有効である。

また、本実施形態の電荷量測定方法によると、第１の測定工程で外側第１及び第２カバー２１，５１（外側容器）と内側第１及び第２ケース２３，５３（内側容器）との間の絶縁抵抗値を測定することによって、第２の測定工程及びメンテナンス工程のいずれを行うかを判断することが可能となる。その結果、粉体の電荷量測定精度の維持が図れる。加えて、絶縁不良が生じているにも拘わらず、連続して粉体の電荷量を測定するという無駄な測定を防ぐことが可能になる。

［第３実施形態］
上述の各実施形態においては、測定された絶縁抵抗値に基づいて、ユーザが現状のファラデーケージ１で粉体の電荷量を測定した場合の電荷量測定値の有効桁を判断していたが、この有効桁の判断をユーザに代わる判定手段で行ってもよい。この第３実施形態の粉体電荷量測定装置２００は、図１３に示すように、上述の粉体電荷量測定装置１００に加えてパソコン本体２０１と、パソコン本体２０１に接続されパソコン本体２０１からの表示信号に基づいて画像を表示するモニタ２０２とを有してなる。

パソコン本体２０１は、エレクトロメータ１４に接続されており、エレクトロメータ１４から出力されたファラデーケージ１の絶縁抵抗値及び粉体の電荷量測定値のデータを取り込むことが可能になっている。また、パソコン本体２０１には、電荷量測定値の有効桁及び無効桁を判定する判定部を有している。判定部は、上述の有効桁導出表１４ｄと同様なデータが記憶されたデータ記憶部と、エレクトロメータ１４から出力された絶縁抵抗値及び電荷量測定値データに基づいて、データ記憶部に記憶されたデータから電荷量測定値の有効桁及び無効桁の境界を判定する境界判定部とを有している。そして、判定部は、境界判定部の判定結果に基づいて、電荷量測定値の無効桁部分のみを例えば赤で表示するように、有効桁及び無効桁を区別した電荷量測定値を表示させる表示信号をモニタ２０２に出力する。

本実施形態においては、ファラデーケージ１の絶縁抵抗値を測定し、続けて粉体の電荷量を測定するが、パソコン本体２０１によって電荷量測定値の有効桁及び無効桁が判定され、その結果が反映された電荷量測定値がモニタ２０２に表示される。このため、ユーザが測定された絶縁抵抗値に基づいて、電荷量測定値の有効桁及び無効桁の判定をする必要がなくなるとともに、電荷量測定値の有効桁を間違えることも防ぐことができる。さらに、今回の粉体の電荷量測定において、モニタ２０２には有効桁及び無効桁が表示された電荷量測定値が表示されているので、ユーザがファラデーケージ１に絶縁不良が生じているか否かを判断することが可能となり、今回の電荷量測定における電荷量測定値の信頼性の有無も判断することができる。したがって、粉体電荷量の測定精度の維持が図れる。加えて、ユーザがメンテナンスを行うタイミングを知ることも可能となる。そのため、メンテナンスを行う必要がある場合は、次回の電荷量測定までにファラデーケージ１のメンテナンスを行うことが可能になって、絶縁不良が生じているにも拘わらず、次回の電荷量測定を今回の電荷量測定に続けて行うという無駄な測定を防ぐことが可能になる。また、上述の実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることが可能である。

［第４実施形態］
また、第４実施形態として、第１実施形態から第３実施形態で使用したファラデーケージ１に対して、図１４に示すように、長尺部２３ａの外側第１カバー２１から露出した部分全体を覆うことが可能な導電性を有するカバー３０１を有していてもよい。このカバー３０１は、吸引方向Ａの上流端が閉塞した筒状を有しており、下流端の外周面には雄ねじが形成されている。そして、孔３１ａの内周面にはカバー３０１の雄ねじに噛合可能な雌ねじが形成されており、カバー３０１が外側第１カバー２１に対して着脱可能に構成さている。なお、孔３１ａの雌ねじ部分には、上述の硬質被膜１０が形成されておらず、カバー３０１と外側第１カバー２１とが電気的に接続されている。

このようなカバー３０１を有していることで、長尺部２３ａの外側第１カバー２１から露出した部分も電磁シールドが可能となり、ファラデーケージ１の絶縁抵抗を測定する際に、長尺部２３ａの外側第１カバー２１から露出した部分からノイズが内側第１カバー２１内に侵入するのを防ぐことが可能となる。そのため、絶縁抵抗の測定精度が向上する。なお、カバー３０１は、ファラデーケージ１で粉体を吸引し、電荷量を測定する際は外側第１カバー２１から取り外し、電荷量を測定する前に外側第１カバー２１に取り付ける。

なお、この実施形態におけるカバー３０１は、孔３１ａにねじ込む構成に限らない。例えば、環状フランジ３１の孔３１ａ近傍に、吸引方向Ａに沿って外側に突出する少なくとも２つの突出部、又は、環状の突出部を形成し、この突出部にカバー３０１を嵌合させてもよい。この場合においても、突出部のカバー３０１と接触する部分には硬質被膜を形成せず、カバー３０１と外側第１カバー２１とを電気的に接続可能にすることが好ましい。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。

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、上述の各実施形態においては、両ハウジング部材２，３を嵌合させてから９０°回転させることで、両者を組み付けているが、両ハウジング部材２，３の組み付け、分離を確実かつ簡単に行える機構であれば、どのような構成を有していてもよい。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、両ハウジング部材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係合機構又はカプラ式の係合機構を有していてもよい。

また、外側容器を構成する外側第１及び第２カバー２１，５１、および、内側容器を構成する内側第１及び第２ケース２３，５３は、いずれも分離不可能な構成を有していてもよい。この場合、外側及び内側容器のどこかに、内側容器内に収納されたフィルタカートリッジ又フィルタを取り外すことが可能な蓋を設けておけばよい。また、内側容器内には、フィルタのみが収納されていてもよい。

また、粉体電荷量測定装置は、粉体の電荷量のみを測定する電位計（電荷量測定手段）と、ファラデーケージの絶縁抵抗のみを測定する電位計から独立した絶縁抵抗計（絶縁抵抗測定手段）とをそれぞれ有していてもよい。

また、粉体電荷量測定装置は、有効桁導出表１４ｄを有していなくてもよいし、パソコン本体２０１及びモニタ２０２も有していなくてもよい。この場合でも、エレクトロメータ１４でファラデーケージ１の絶縁抵抗を測定することが可能なので、ユーザがその測定した絶縁抵抗値によって、メンテナンスを行うタイミングを知ることが可能となって上述と同様な効果を得ることができる。

１ ファラデーケージ（粉体電荷量測定器）
４ フィルタカートリッジ
１４ エレクトロメータ（電荷量測定手段および絶縁抵抗測定手段）
１４ｄ 有効桁導出表
２１ 外側第１カバー
２３ 内側第１ケース
２３ａ 長尺部（吸引部）
５１ 外側第２カバー
５３ 内側第２ケース
８１，８２ ハウジング
８３ フィルタ
１００ 粉体電荷量測定装置
２０１ パソコン本体（判定手段）
２０２ モニタ（表示手段）
３０１ カバー

Claims (9)

1. 接地された導電材料からなる外側容器、及び、前記外側容器内に収納され、当該外側容器と電気的に絶縁された導電材料からなる内側容器を有する粉体電荷量測定器と、
   前記内側容器に収納された粉体の電荷量を測定する電荷量測定手段と、
   前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定手段とを備えていることを特徴とする粉体電荷量測定装置。
2. 前記絶縁抵抗測定手段は、前記電荷量測定手段の予め設定された電荷量測定精度に対応して定められた、前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗値以上の測定能力を有していることを特徴とする請求項１に記載の粉体電荷量測定装置。
3. 前記外側容器が、２分割可能な外側第１及び第２カバーから構成されており、
   前記内側容器が、前記外側第１カバー内に収納された内側第１ケース、及び、前記外側第２カバー内に収納された内側第２ケースから構成されており、
   前記内側容器内には、粉体を捕獲するフィルタとこれを内部に収納するハウジングとを有するフィルタカートリッジが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体電荷量測定装置。
4. 前記電荷量測定手段から出力された粉体の電荷量測定値、及び、前記絶縁抵抗測定手段から出力された絶縁抵抗値に基づいて、前記電荷量測定値の有効桁及び無効桁を判定する判定手段と、
   前記電荷量測定値の有効桁及び無効桁を区別して表示する表示手段と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項に記載の粉体電荷量測定装置。
5. 前記絶縁抵抗測定手段によって測定された絶縁抵抗値から電荷量測定値の有効桁を導き出すことが可能な対比手段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項に記載の粉体電荷量測定装置。
6. 前記対比手段が絶縁抵抗測定手段によって測定された絶縁抵抗値から電荷量測定値の有効桁を導き出すことが可能な有効桁導出表をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の粉体電荷量測定装置。
7. 前記内側容器が、粉体を吸引する方向に沿って延在する吸引部を有しており、
   前記外側容器に着脱可能であって、前記吸引部の前記外側容器から露出した部分全体を覆う導電材料からなるカバーをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉体電荷量測定装置。
8. 前記電荷量測定手段及び前記絶縁抵抗測定手段が、１つの機器からな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装置。
9. 接地された導電材料からなる外側容器、前記外側容器内に収納され、当該外側容器と電気的に絶縁された導電材料からなる内側容器、及び、前記内側容器内に収納され、当該内側容器内に吸引された粉体を捕獲するフィルタを有する粉体電荷量測定器と、前記内側容器に吸引された粉体の電荷量を測定する電荷量測定手段と、前記外側容器と前記内側容器との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定手段とを備えた粉体電荷量測定装置の電荷量測定方法において、
   前記絶縁抵抗測定手段によって前記外側及び内側容器間の絶縁抵抗値を測定する第１の測定工程と、
   前記第１の測定工程で測定された前記絶縁抵抗値が所定値以上である場合に、前記内側容器内に粉体を吸引し、前記電荷量測定手段によって前記内側容器内の粉体の電荷量を測定する第２の測定工程と、
   前記第１の測定工程で測定された前記絶縁抵抗値が所定値未満である場合に、前記外側及び内側容器間の絶縁不良を解消するメンテナンスを行うメンテナンス工程とを備えていることを特徴とする粉体電荷量測定装置の電荷量測定方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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