JP2001122434A - 粒子搬送用製品及び装置 - Google Patents
粒子搬送用製品及び装置Info
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- JP2001122434A JP2001122434A JP2000277950A JP2000277950A JP2001122434A JP 2001122434 A JP2001122434 A JP 2001122434A JP 2000277950 A JP2000277950 A JP 2000277950A JP 2000277950 A JP2000277950 A JP 2000277950A JP 2001122434 A JP2001122434 A JP 2001122434A
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- particle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
- B65G53/34—Details
- B65G53/52—Adaptations of pipes or tubes
- B65G53/521—Adaptations of pipes or tubes means for preventing the accumulation or for removal of deposits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air Transport Of Granular Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒子材料をより均一に供給することにより、
望ましくない供給のばらつきを低減すると共に、粒子の
流量効率を高める。 【解決手段】 内部中空チャンバ１８を介して、その第
１端部から第２端部に粒子材料１９を搬送する導管１０
と、ガス不透過性外壁１２と、ガス透過性内壁１４と、
前記外壁１２と交差する圧縮ガス導入ノズル１６と、前
記外壁１２と前記内壁１４とのあいだに設置されたガス
分配チャンバ１８と、ガス導入ノズル１６に接続し、前
記ガス分配チャンバ１８及びガス透過性内壁１４にガス
圧力を供給するガス圧力源と、を備える装置。
望ましくない供給のばらつきを低減すると共に、粒子の
流量効率を高める。 【解決手段】 内部中空チャンバ１８を介して、その第
１端部から第２端部に粒子材料１９を搬送する導管１０
と、ガス不透過性外壁１２と、ガス透過性内壁１４と、
前記外壁１２と交差する圧縮ガス導入ノズル１６と、前
記外壁１２と前記内壁１４とのあいだに設置されたガス
分配チャンバ１８と、ガス導入ノズル１６に接続し、前
記ガス分配チャンバ１８及びガス透過性内壁１４にガス
圧力を供給するガス圧力源と、を備える装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は粒子材料を搬送する
技術に関し、特に粒子材料の供給効率の向上、ならびに
供給ばらつきの低減に関する。
技術に関し、特に粒子材料の供給効率の向上、ならびに
供給ばらつきの低減に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようする課題】本発明
の技術に対する従来技術として、例えば、米国特許第
５，８８８，３９１号、第５，５６０，８７５号、及び
第３，６８０，６８４号に開示されるものがある。この
ような技術では、粒子材料のより均一な供給の実現によ
る供給ばらつきの低減、および粒子の流動効率の更なる
増大が望まれていた。
の技術に対する従来技術として、例えば、米国特許第
５，８８８，３９１号、第５，５６０，８７５号、及び
第３，６８０，６８４号に開示されるものがある。この
ような技術では、粒子材料のより均一な供給の実現によ
る供給ばらつきの低減、および粒子の流動効率の更なる
増大が望まれていた。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部中空チャ
ンバを介してその内側に設けられ、その第１端部から第
２端部に粒子材料を搬送する導管と、ガス不透過性外壁
と、ガス透過性内壁と、前記外壁に交差する圧縮ガス導
入ノズルと、前記外壁と前記内壁とのあいだに設置され
たガス分配チャンバと、ガス導入ノズルに取り付けら
れ、前記ガス分配チャンバ及びガス透過性内壁にガス圧
力を供給するガス圧力源と、を備える製品を提供する。
ンバを介してその内側に設けられ、その第１端部から第
２端部に粒子材料を搬送する導管と、ガス不透過性外壁
と、ガス透過性内壁と、前記外壁に交差する圧縮ガス導
入ノズルと、前記外壁と前記内壁とのあいだに設置され
たガス分配チャンバと、ガス導入ノズルに取り付けら
れ、前記ガス分配チャンバ及びガス透過性内壁にガス圧
力を供給するガス圧力源と、を備える製品を提供する。
【０００４】また、本発明は、粒子供給源と、前記粒子
供給源に通じる請求項１に記載の流動化導管と、前記流
動化導管に通じ、この導管から粒子を受け取り、任意に
粒子の流れをさらに調整する受け取りモジュールとを備
える装置を提供する。
供給源に通じる請求項１に記載の流動化導管と、前記流
動化導管に通じ、この導管から粒子を受け取り、任意に
粒子の流れをさらに調整する受け取りモジュールとを備
える装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、実施形態において、内
部中空チャンバを介して、その第１端部から第２端部に
粒子材料を搬送する導管と、ガス不透過性外壁と、ガス
透過性内壁と、前記外壁に交差する圧縮ガス導入ノズル
と、前記外壁と前記内壁とのあいだに設置されたガス分
配チャンバと、ガス導入ノズルに取り付けられ、前記ガ
ス分配チャンバ及びガス透過性内壁にガス圧力を供給す
るガス圧力源と、を備える製品を提供する。
部中空チャンバを介して、その第１端部から第２端部に
粒子材料を搬送する導管と、ガス不透過性外壁と、ガス
透過性内壁と、前記外壁に交差する圧縮ガス導入ノズル
と、前記外壁と前記内壁とのあいだに設置されたガス分
配チャンバと、ガス導入ノズルに取り付けられ、前記ガ
ス分配チャンバ及びガス透過性内壁にガス圧力を供給す
るガス圧力源と、を備える製品を提供する。
【０００６】導管のガス透過性内壁は、例えば多孔性樹
脂、焼結酸化金属、ガス透過性粉末金属などの適当な任
意の多孔性材料で構成できる。ガス透過性内壁は、多孔
性ポリマ、粉末金属、顕微鏡的（顕微鏡によらなければ
見ることの難しい）有孔（microscopically perforate
d）金属、顕微鏡的有孔プラスチックシート、顕微鏡的
有孔セルロースシートなどの形成可能なシート材料であ
る微小孔材料、焼結酸化金属、及びこれらの組み合わせ
でもよい。特に好ましい多孔性材料は、ポレックステク
ノロジー社（Porex Technologies, 500 Bohannon road,
Fairburn, GA 30213-2828）から市販される、有孔性が
高く、高密度のポリエチレン材料であるＰＯＲＥＸ（商
標名）である。
脂、焼結酸化金属、ガス透過性粉末金属などの適当な任
意の多孔性材料で構成できる。ガス透過性内壁は、多孔
性ポリマ、粉末金属、顕微鏡的（顕微鏡によらなければ
見ることの難しい）有孔（microscopically perforate
d）金属、顕微鏡的有孔プラスチックシート、顕微鏡的
有孔セルロースシートなどの形成可能なシート材料であ
る微小孔材料、焼結酸化金属、及びこれらの組み合わせ
でもよい。特に好ましい多孔性材料は、ポレックステク
ノロジー社（Porex Technologies, 500 Bohannon road,
Fairburn, GA 30213-2828）から市販される、有孔性が
高く、高密度のポリエチレン材料であるＰＯＲＥＸ（商
標名）である。
【０００７】外部ガス圧力は、ガス透過性内壁を横断し
て作用し、その後導管の内部チャンバの方向にガイドさ
れて導管内部の材料すなわち同伴粒子材料の搬送を補助
する。ガス圧力は、導管の内部中空チャンバ内を通過す
る粒子材料の移動を促すことができる。さらに、内壁を
横断するガス圧力により、ガス透過性内壁と内部中空チ
ャンバ内部の粒子材料とのあいだに、実質的に摩擦のな
いガス境界層を形成できる。
て作用し、その後導管の内部チャンバの方向にガイドさ
れて導管内部の材料すなわち同伴粒子材料の搬送を補助
する。ガス圧力は、導管の内部中空チャンバ内を通過す
る粒子材料の移動を促すことができる。さらに、内壁を
横断するガス圧力により、ガス透過性内壁と内部中空チ
ャンバ内部の粒子材料とのあいだに、実質的に摩擦のな
いガス境界層を形成できる。
【０００８】実施形態においては、微小孔材料は、一般
的に、平均直径が約７〜２５０マイクロメートル（μ
ｍ）の微小孔によって構成できる。
的に、平均直径が約７〜２５０マイクロメートル（μ
ｍ）の微小孔によって構成できる。
【０００９】微小孔材料の孔の平均直径は、搬送されて
いる粒子材料の平均粒径より大きくても、小さくても、
又はほぼ同じでもよい。実施形態においては、微小孔材
料の孔の平均直径は、搬送される粒子材料の平均粒径の
約０．０１％〜１０００％とすることができる。理論に
よる制限は望ましくないが、ガス圧力が供給される際に
形成される境界層により粒子は微小孔性内壁の材料に接
触しないため、孔を粒子より大きくすることが可能であ
ると考えられる。ガス圧力の供給中には、壁材料の微小
孔に粒子材料が凝集する又は詰まる傾向は全く又はほと
んどない。さらに、内壁と粒子材料との間に形成される
境界層は、孔のサイズの減少に比例して小さくなりかつ
より均等に分配されると考えられる。
いる粒子材料の平均粒径より大きくても、小さくても、
又はほぼ同じでもよい。実施形態においては、微小孔材
料の孔の平均直径は、搬送される粒子材料の平均粒径の
約０．０１％〜１０００％とすることができる。理論に
よる制限は望ましくないが、ガス圧力が供給される際に
形成される境界層により粒子は微小孔性内壁の材料に接
触しないため、孔を粒子より大きくすることが可能であ
ると考えられる。ガス圧力の供給中には、壁材料の微小
孔に粒子材料が凝集する又は詰まる傾向は全く又はほと
んどない。さらに、内壁と粒子材料との間に形成される
境界層は、孔のサイズの減少に比例して小さくなりかつ
より均等に分配されると考えられる。
【００１０】微小孔材料の微小孔を不均一に分散させる
ことができるので、内部中空チャンバに向かいそれぞれ
のガス流をランダムに噴射する微小エアジェットが生成
できる。
ことができるので、内部中空チャンバに向かいそれぞれ
のガス流をランダムに噴射する微小エアジェットが生成
できる。
【００１１】あるいは、微小孔材料の表面に微小孔を均
一に分散させ、内部中空チャンバに向かって、好ましい
方向、例えば所定の角度方向に、好ましくは導管を通過
する粒子が流れる所望の方向に、それぞれのガス流を均
一に噴射する微小ジェットガス流を生成することもでき
る。微小孔及びそこから噴射されるそれぞれのジェット
流の角度方向は、例えば導管の円筒軸を基準として、こ
れに関連して測定及び決定が可能であり、約２〜７０度
の範囲、好ましくは約３０度から６０度の範囲の角度に
することができる。角度づけられた孔を有する微小孔材
料は、機械的孔あけ（mechanical puncturing）、選択
的化学溶解又はエッチングを含む方向づけせん孔方法
（oriented perforation methods）、または数値制御レ
ーザなどの光せん孔方法などにより準備できる。
一に分散させ、内部中空チャンバに向かって、好ましい
方向、例えば所定の角度方向に、好ましくは導管を通過
する粒子が流れる所望の方向に、それぞれのガス流を均
一に噴射する微小ジェットガス流を生成することもでき
る。微小孔及びそこから噴射されるそれぞれのジェット
流の角度方向は、例えば導管の円筒軸を基準として、こ
れに関連して測定及び決定が可能であり、約２〜７０度
の範囲、好ましくは約３０度から６０度の範囲の角度に
することができる。角度づけられた孔を有する微小孔材
料は、機械的孔あけ（mechanical puncturing）、選択
的化学溶解又はエッチングを含む方向づけせん孔方法
（oriented perforation methods）、または数値制御レ
ーザなどの光せん孔方法などにより準備できる。
【００１２】微小孔及び微小ジェットガス流の統一した
角度方向は、前述の不均一なに方向の微小ジェットガス
流に比較して、導管を通過する粒子の流量率を増加させ
ることができる。理論に制限されることは望ましくない
が、一定方向を向いた微小孔によって流量率が高まる
と、結果的に、方向付けられた空気推進力（pneumaticm
otive force）が生成されるとされる。このような一定
方向の微小孔は、ガス透過性内壁が不均一な方向の微小
孔を有する同様の導管と比較して、その流量率を例えば
０．１％〜８０％高めることができる。
角度方向は、前述の不均一なに方向の微小ジェットガス
流に比較して、導管を通過する粒子の流量率を増加させ
ることができる。理論に制限されることは望ましくない
が、一定方向を向いた微小孔によって流量率が高まる
と、結果的に、方向付けられた空気推進力（pneumaticm
otive force）が生成されるとされる。このような一定
方向の微小孔は、ガス透過性内壁が不均一な方向の微小
孔を有する同様の導管と比較して、その流量率を例えば
０．１％〜８０％高めることができる。
【００１３】本発明は、粒子供給源と、前記粒子供給源
とガス透過性壁とに通じ、粒子を流動化して、供給源領
域または流動化領域から最終的な受け取り容器又は後続
の単位操作まで制御自在に搬送する、実質的にここに記
載及び例示された流動導管と、流動導管に通じ、この導
管から粒子を受け取り、任意に粒子の流れをさらに調整
する受け取りモジュールと、を備える装置を提供する。
とガス透過性壁とに通じ、粒子を流動化して、供給源領
域または流動化領域から最終的な受け取り容器又は後続
の単位操作まで制御自在に搬送する、実質的にここに記
載及び例示された流動導管と、流動導管に通じ、この導
管から粒子を受け取り、任意に粒子の流れをさらに調整
する受け取りモジュールと、を備える装置を提供する。
【００１４】さらに、粒子流の調整には、例えば、適当
な減圧及び流動化した粒子流の流れ制御を含めることが
できる。
な減圧及び流動化した粒子流の流れ制御を含めることが
できる。
【００１５】装置はさらに、粒子供給源と流動化導管と
のあいだに設けられ、粒子供給源から供給された非流体
粒子を流動化する、流動化副チャンバ（ante-chamber）
モジュールを備えることもできる。流動化副チャンバモ
ジュールは、粒子材料を受け取り、導管への搬送に先立
ちこれを流動化する。
のあいだに設けられ、粒子供給源から供給された非流体
粒子を流動化する、流動化副チャンバ（ante-chamber）
モジュールを備えることもできる。流動化副チャンバモ
ジュールは、粒子材料を受け取り、導管への搬送に先立
ちこれを流動化する。
【００１６】本発明の装置は、例えば流動化導管の少な
くとも一部に表面張力の弱いライナ材料をさらに含むこ
とができ、供給源から受け取りモジュールまでの粒子の
搬送を例えば粒子供給源、流動化モジュール、導管の間
の接続点又は導管と受け取りモジュールとの接続点にお
いて補助する。
くとも一部に表面張力の弱いライナ材料をさらに含むこ
とができ、供給源から受け取りモジュールまでの粒子の
搬送を例えば粒子供給源、流動化モジュール、導管の間
の接続点又は導管と受け取りモジュールとの接続点にお
いて補助する。
【００１７】受け取りモジュールは、例えば、ガスの排
出は許可するが、粒子の排出は防止又は制限するガス放
出ノズルなど、粒子流のガス圧力を調整するガス通気孔
を含むことができる。例えば、ガス放出ノズルは、規定
以下又は規定外の粒子など好ましくない微粉を除去する
ことができる。ガス通気孔は、装置及び粒子流内に正の
ガス圧力を制御可能に分散させることができる。
出は許可するが、粒子の排出は防止又は制限するガス放
出ノズルなど、粒子流のガス圧力を調整するガス通気孔
を含むことができる。例えば、ガス放出ノズルは、規定
以下又は規定外の粒子など好ましくない微粉を除去する
ことができる。ガス通気孔は、装置及び粒子流内に正の
ガス圧力を制御可能に分散させることができる。
【００１８】あるいは又は追加として、ガス放出ノズル
を調整又は修正して、電子写真トナーの表面添加剤また
は性能添加剤（performance additives）など、粒子流
に添加する種々の添加剤の導入を可能とすることができ
る。受け取りモジュールをさらに修正し、粒子材料を搬
送するさらなる原動力を生成する真空ラインを含むこと
もできる。例えば、流動化導管を水平方向に設定した場
合には、粒子材料、特に非常に濃密な粒子の搬送にはさ
らなる力が要求される。このようなさらなる原動力は、
流動化副チャンバまたは導管の前方に設けられたベンチ
ュリ放出器（venturi eductor)モジュール内に生成され
た随意の正のガス圧力または導管の後方の受け取りモジ
ュールに設けられた随意の真空源から得ることができ
る。
を調整又は修正して、電子写真トナーの表面添加剤また
は性能添加剤（performance additives）など、粒子流
に添加する種々の添加剤の導入を可能とすることができ
る。受け取りモジュールをさらに修正し、粒子材料を搬
送するさらなる原動力を生成する真空ラインを含むこと
もできる。例えば、流動化導管を水平方向に設定した場
合には、粒子材料、特に非常に濃密な粒子の搬送にはさ
らなる力が要求される。このようなさらなる原動力は、
流動化副チャンバまたは導管の前方に設けられたベンチ
ュリ放出器（venturi eductor)モジュール内に生成され
た随意の正のガス圧力または導管の後方の受け取りモジ
ュールに設けられた随意の真空源から得ることができ
る。
【００１９】実施形態においては、粒子供給源と受け取
りモジュールとのあいだにおける導管の方向は、実質的
に水平でも、さまざまな水平方向上向きの傾斜でも、さ
まざまな水平方向下向きの傾斜でも、これらを組み合わ
せた方向でもよい。外部に設けた磁石または内部に設け
たネジ錐など、内部又は外部の原動力を追加的に要する
ことなく、１つ又は連結した一連の導管の方向、さらに
はその内部にある粒子処理流の方向を変更できるため、
本発明は、従来の粒子搬送又はコンベアシステムに比べ
て多くの操作上の及び経済的な効果が得られる。
りモジュールとのあいだにおける導管の方向は、実質的
に水平でも、さまざまな水平方向上向きの傾斜でも、さ
まざまな水平方向下向きの傾斜でも、これらを組み合わ
せた方向でもよい。外部に設けた磁石または内部に設け
たネジ錐など、内部又は外部の原動力を追加的に要する
ことなく、１つ又は連結した一連の導管の方向、さらに
はその内部にある粒子処理流の方向を変更できるため、
本発明は、従来の粒子搬送又はコンベアシステムに比べ
て多くの操作上の及び経済的な効果が得られる。
【００２０】本発明による装置は、さらに、それぞれが
別の流動化導管に接続された２つの粒子供給源を含むこ
とができ、これらの別々の導管により単一の共通受け取
りモジュールにそれぞれの粒子材料流を搬送する。別の
実施形態においては、複数の粒子供給源が少なくとも１
つの流動化導管に接続され、それぞれの粒子流が単一の
共通受け取りモジュールに合流する。例えば、２から１
０の粒子供給源と流動化導管の組み合わせからの選択が
可能であり、これらが単一の共通受け取りモジュールに
合流する。よって、例えば、上部コンベア又は下部コン
ベアにおいて、２つ以上の粒子供給源及びこれらに接続
する粒子流動化導管により複数の粒子流を単一の流れに
合成又は合流できるので、例えばカラートナーの混合、
表面添加剤とトナー粒子の合成、またはトナー粒子とキ
ャリア粒子の混合など、同様又は異なる材料を効率的か
つ継続的に混合することができる。電子写真で用いられ
る金属キャリアコア粒子などの高密度粒子材料が選択さ
れる場合、オーガ(auger)又はコンベアベルトなどの補
足的な機械装置を、粒子供給源、流動化副チャンバ、又
は流動化導管のいずれかに使用すべく、所望の材料及び
処理の要件に応じて選択することができる。
別の流動化導管に接続された２つの粒子供給源を含むこ
とができ、これらの別々の導管により単一の共通受け取
りモジュールにそれぞれの粒子材料流を搬送する。別の
実施形態においては、複数の粒子供給源が少なくとも１
つの流動化導管に接続され、それぞれの粒子流が単一の
共通受け取りモジュールに合流する。例えば、２から１
０の粒子供給源と流動化導管の組み合わせからの選択が
可能であり、これらが単一の共通受け取りモジュールに
合流する。よって、例えば、上部コンベア又は下部コン
ベアにおいて、２つ以上の粒子供給源及びこれらに接続
する粒子流動化導管により複数の粒子流を単一の流れに
合成又は合流できるので、例えばカラートナーの混合、
表面添加剤とトナー粒子の合成、またはトナー粒子とキ
ャリア粒子の混合など、同様又は異なる材料を効率的か
つ継続的に混合することができる。電子写真で用いられ
る金属キャリアコア粒子などの高密度粒子材料が選択さ
れる場合、オーガ(auger)又はコンベアベルトなどの補
足的な機械装置を、粒子供給源、流動化副チャンバ、又
は流動化導管のいずれかに使用すべく、所望の材料及び
処理の要件に応じて選択することができる。
【００２１】本発明の装置は、さらに、受け取りモジュ
ールにおいて粒子流を均等に分割し、以後分離した粒子
流を供給することができる。
ールにおいて粒子流を均等に分割し、以後分離した粒子
流を供給することができる。
【００２２】粒子材料は、粉末、ＴｉＯ2，ＣｅＯ2，Ｓ
ｉＯ2 などの酸化金属を含む超微細酸化金属粒子、表面
処理した酸化金属粒子及びその混合物を含むことがで
き、前記表面処理には、シリコーン、シラン、チタン酸
塩などの表面コーティングを含む既知の有機及び無機成
分、及び表面活性及び表面反応材料などを含む。粒子材
料は、トナー粒子でも、キャリア粒子でも、電荷制御添
加剤でも、マイクロメートル以下の金属酸化物でも、表
面処理した金属酸化物でも、染料でも、顔料でも、樹脂
でもこれらの混合物でもよい。また、例えば、農作物、
食料品、薬品、化粧品などの粒子材料を含む、ここに開
示及び例示されるような、十分に流動化でき、搬送でき
る他の任意の粒子材料でもよい。
ｉＯ2 などの酸化金属を含む超微細酸化金属粒子、表面
処理した酸化金属粒子及びその混合物を含むことがで
き、前記表面処理には、シリコーン、シラン、チタン酸
塩などの表面コーティングを含む既知の有機及び無機成
分、及び表面活性及び表面反応材料などを含む。粒子材
料は、トナー粒子でも、キャリア粒子でも、電荷制御添
加剤でも、マイクロメートル以下の金属酸化物でも、表
面処理した金属酸化物でも、染料でも、顔料でも、樹脂
でもこれらの混合物でもよい。また、例えば、農作物、
食料品、薬品、化粧品などの粒子材料を含む、ここに開
示及び例示されるような、十分に流動化でき、搬送でき
る他の任意の粒子材料でもよい。
【００２３】トナー粒子には、既知の樹脂及び色素成分
を含むことができ、その粒径は約２〜５０μｍの平均的
なサイズである。粒子材料は、トナー及びキャリア粒子
を含む電子写真の現像材料をさらに含むことができる。
を含むことができ、その粒径は約２〜５０μｍの平均的
なサイズである。粒子材料は、トナー及びキャリア粒子
を含む電子写真の現像材料をさらに含むことができる。
【００２４】ガス圧力は、約２〜１００（ポンド／平方
インチ；ｐｓｉ）（＝約１３．７８〜６８９．５ｋｐ
ａ）、ガス流量率は約０．１〜５０（標準立方フィート
／時間；ｓｃｆｈ）（＝約０．００２８３２〜１．４１
６ｍ3／ｈ）にすることができ、これらのガスパラメー
タは、例えばオペレータによりまたはプログラム可能な
コンピュータ制御装置によって自動的に容易に調節及び
規制できる。
インチ；ｐｓｉ）（＝約１３．７８〜６８９．５ｋｐ
ａ）、ガス流量率は約０．１〜５０（標準立方フィート
／時間；ｓｃｆｈ）（＝約０．００２８３２〜１．４１
６ｍ3／ｈ）にすることができ、これらのガスパラメー
タは、例えばオペレータによりまたはプログラム可能な
コンピュータ制御装置によって自動的に容易に調節及び
規制できる。
【００２５】本発明で用いられる「流動化」とは、実質
的に粒子状の材料又は粒子材料の混合物の流動性の増加
を意味する。この粒子材料は、例えば、相当量の液体搬
送媒体又は溶剤を含まない。相当量とは、その粒子材料
のスラリ又は液体懸濁を形成する十分な液体量を意味す
る。しかしながら、粒子材料は、流動化された粒子流の
粒子成分から蒸発するかこの粒子成分中に拡散できる少
量の液体を含む可能性があるが、この少量の液体は、液
体蒸気またはエアゾル化した液体粒子を含むガス成分を
適当に分離して随意に粒子流から取り除くことができ
る。
的に粒子状の材料又は粒子材料の混合物の流動性の増加
を意味する。この粒子材料は、例えば、相当量の液体搬
送媒体又は溶剤を含まない。相当量とは、その粒子材料
のスラリ又は液体懸濁を形成する十分な液体量を意味す
る。しかしながら、粒子材料は、流動化された粒子流の
粒子成分から蒸発するかこの粒子成分中に拡散できる少
量の液体を含む可能性があるが、この少量の液体は、液
体蒸気またはエアゾル化した液体粒子を含むガス成分を
適当に分離して随意に粒子流から取り除くことができ
る。
【００２６】図１は、本発明による流動化導管１０の一
例を示す断面図である。流動化導管１０は、固体外壁１
２、ガス透過性の多孔内壁又は内壁１４、圧縮ガス導入
ノズル１６及びガス分散搬送チャンバ１８を備える。通
気導管（aerating conduit）１０の一端から流動化され
た粒子１９が供給されるとともに、ガス分散チャンバ１
８には圧縮ガスが同時にかつ連続的に供給される。ガス
分散チャンバ１８においては、ガス圧力がチャンバ内で
平衡し、多孔内壁１４に浸透することにより、導管１０
内の粒子材料１９がさらに流動化し、導管における粒子
の流通が促進される。理論によって限定されることは望
ましくないが、ガス圧力はほぼ均一に多孔内壁を通過し
て流れ、粒子材料１９を多孔壁から遠ざかって導管の中
心方向に「浮遊」または「浮揚」させることにより、拡
散粒子１９とガス透過性多孔内壁１４とのあいだにほぼ
または実質的に摩擦のない空気境界層を形成し、導管を
通過する粒子の搬送を容易にする「空気伝搬」または境
界層効果を有効に提供するとされている。
例を示す断面図である。流動化導管１０は、固体外壁１
２、ガス透過性の多孔内壁又は内壁１４、圧縮ガス導入
ノズル１６及びガス分散搬送チャンバ１８を備える。通
気導管（aerating conduit）１０の一端から流動化され
た粒子１９が供給されるとともに、ガス分散チャンバ１
８には圧縮ガスが同時にかつ連続的に供給される。ガス
分散チャンバ１８においては、ガス圧力がチャンバ内で
平衡し、多孔内壁１４に浸透することにより、導管１０
内の粒子材料１９がさらに流動化し、導管における粒子
の流通が促進される。理論によって限定されることは望
ましくないが、ガス圧力はほぼ均一に多孔内壁を通過し
て流れ、粒子材料１９を多孔壁から遠ざかって導管の中
心方向に「浮遊」または「浮揚」させることにより、拡
散粒子１９とガス透過性多孔内壁１４とのあいだにほぼ
または実質的に摩擦のない空気境界層を形成し、導管を
通過する粒子の搬送を容易にする「空気伝搬」または境
界層効果を有効に提供するとされている。
【００２７】図２には、ガスノズル１６を備えた流動化
導管１０を組み込んだ搬送システムを水平方向に設置し
た例が示されている。導管１０には、粒子材料供給源ホ
ッパ２０、供給源フィーダ２２及び随意の流動化モジュ
ール２４が取り付けられている。導管１０は、流動化モ
ジュール２４からオプションの受け取りモジュール２６
脱気装置までの流動化粒子の搬送を促す。前記受け取り
モジュール２６は、粒子材料を受け取り、例えば適当な
サイズのスクリーニング孔（screened vent）（図示せ
ず）を備えることにより、粒子材料を漏らすことなく任
意にガス圧力を分散できるので、装置に脱気装置の性能
を効果的に付与できる。受け取りモジュール２６は、例
えば重力により、あるいは配分量の粒子を分離して運ぶ
ことのできるバッフルなどの粒子調量手段によって、粒
子を隣接する充填モジュール２８に送る。充填モジュー
ル２８は、効率的に制御自在に、トナーボトル、押し出
し機又は別の単位操作装置また段階などの受け取り容器
２９に、粒子流を連続的またはバッチ式いずれかの充填
又は搬送動作により送る（value）。
導管１０を組み込んだ搬送システムを水平方向に設置し
た例が示されている。導管１０には、粒子材料供給源ホ
ッパ２０、供給源フィーダ２２及び随意の流動化モジュ
ール２４が取り付けられている。導管１０は、流動化モ
ジュール２４からオプションの受け取りモジュール２６
脱気装置までの流動化粒子の搬送を促す。前記受け取り
モジュール２６は、粒子材料を受け取り、例えば適当な
サイズのスクリーニング孔（screened vent）（図示せ
ず）を備えることにより、粒子材料を漏らすことなく任
意にガス圧力を分散できるので、装置に脱気装置の性能
を効果的に付与できる。受け取りモジュール２６は、例
えば重力により、あるいは配分量の粒子を分離して運ぶ
ことのできるバッフルなどの粒子調量手段によって、粒
子を隣接する充填モジュール２８に送る。充填モジュー
ル２８は、効率的に制御自在に、トナーボトル、押し出
し機又は別の単位操作装置また段階などの受け取り容器
２９に、粒子流を連続的またはバッチ式いずれかの充填
又は搬送動作により送る（value）。
【００２８】図３には、垂直方向に対して傾斜した、す
なわち非水平方向に設けられた本発明の別の実施形態に
よる搬送システムが示されている。搬送システムは、図
２における水平方向の実施形態と同様の粒子材料を垂直
方向に（あるいは図示しないが下方傾斜方向に）搬送す
るための流動化導管１０を含み、さらに、ガスノズル１
６、取り付けられた粒子材料供給源ホッパ３０、供給源
フィーダ３２、及び流動化モジュール３４を備える。流
動化導管１０は、流動化モジュール３４から受け取りモ
ジュール３６への流動化粒子の搬送を促す。受け取りモ
ジュール３６は、粒子材料を受け取り、例えば適当なサ
イズの網目（スクリーン；screen）または孔（図示せ
ず）を備えることにより、粒子材料を漏らすことなく任
意にガス圧力を分散できる。受け取りモジュール３６
は、例えば重力により、あるいは前述のような粒子調量
手段によって、粒子を隣接する充填モジュール３８に送
る。充填モジュール３８は、効率的に制御自在に、粒子
の流れを付加的な受け取り容器３９に送る。導管１０
は、導管内の急な屈曲、又は粒子粉末に接触する平坦で
ないかつ非連続的な表面など、いかなる「デッドゾーン
（死水領域）」をも削除すべく、好ましくはモジュール
３４および３６に適合している。
なわち非水平方向に設けられた本発明の別の実施形態に
よる搬送システムが示されている。搬送システムは、図
２における水平方向の実施形態と同様の粒子材料を垂直
方向に（あるいは図示しないが下方傾斜方向に）搬送す
るための流動化導管１０を含み、さらに、ガスノズル１
６、取り付けられた粒子材料供給源ホッパ３０、供給源
フィーダ３２、及び流動化モジュール３４を備える。流
動化導管１０は、流動化モジュール３４から受け取りモ
ジュール３６への流動化粒子の搬送を促す。受け取りモ
ジュール３６は、粒子材料を受け取り、例えば適当なサ
イズの網目（スクリーン；screen）または孔（図示せ
ず）を備えることにより、粒子材料を漏らすことなく任
意にガス圧力を分散できる。受け取りモジュール３６
は、例えば重力により、あるいは前述のような粒子調量
手段によって、粒子を隣接する充填モジュール３８に送
る。充填モジュール３８は、効率的に制御自在に、粒子
の流れを付加的な受け取り容器３９に送る。導管１０
は、導管内の急な屈曲、又は粒子粉末に接触する平坦で
ないかつ非連続的な表面など、いかなる「デッドゾーン
（死水領域）」をも削除すべく、好ましくはモジュール
３４および３６に適合している。
【００２９】図４には、本発明による別の実施形態にお
ける導管搬送システムが示される。搬送システムは、例
えば同様の又は異なる粒子流を合成又は混合する共通の
多肢管（マニホルド）４６に複数の粒子流を搬送する目
的で複数の流動化導管１０及び５０を備える。上述の図
２及び図３と同様に、搬送システムは、ガスノズル１
６、取り付けられた粒子材料供給源ホッパ４０、供給源
フィーダ４２、及び流動化モジュール４４を備えた流動
化導管１０を含むことができる。流動化導管１０は、流
動化モジュール４４から共通の受け取りモジュール４６
への流動化粒子の搬送を促す。受け取りモジュール４６
は、ホッパ４０及び他の粒子供給源（図示せず）から供
給される粒子材料を受け取り、例えば適当なサイズのス
クリーンまたは穴（図示せず）を備えることにより、粒
子材料を漏らすことなく任意にガス圧力を分散できる。
受け取りモジュール４６は、例えば重力によりあるいは
粒子調量手段を備え又は同伴ガスを方向づけることによ
り、隣接する充填モジュール４８に粒子を送る。充填モ
ジュール４８は、効率的に制御自在に、オプションの受
け取り容器４９に粒子流を送る。導管１０は、搬送導管
内の急な屈曲、又は粒子粉末に接触する平坦でないかつ
非連続的な表面など、いかなる「デッドゾーン」をも削
除すべく、好ましくはモジュール４４および４６に適合
している。
ける導管搬送システムが示される。搬送システムは、例
えば同様の又は異なる粒子流を合成又は混合する共通の
多肢管（マニホルド）４６に複数の粒子流を搬送する目
的で複数の流動化導管１０及び５０を備える。上述の図
２及び図３と同様に、搬送システムは、ガスノズル１
６、取り付けられた粒子材料供給源ホッパ４０、供給源
フィーダ４２、及び流動化モジュール４４を備えた流動
化導管１０を含むことができる。流動化導管１０は、流
動化モジュール４４から共通の受け取りモジュール４６
への流動化粒子の搬送を促す。受け取りモジュール４６
は、ホッパ４０及び他の粒子供給源（図示せず）から供
給される粒子材料を受け取り、例えば適当なサイズのス
クリーンまたは穴（図示せず）を備えることにより、粒
子材料を漏らすことなく任意にガス圧力を分散できる。
受け取りモジュール４６は、例えば重力によりあるいは
粒子調量手段を備え又は同伴ガスを方向づけることによ
り、隣接する充填モジュール４８に粒子を送る。充填モ
ジュール４８は、効率的に制御自在に、オプションの受
け取り容器４９に粒子流を送る。導管１０は、搬送導管
内の急な屈曲、又は粒子粉末に接触する平坦でないかつ
非連続的な表面など、いかなる「デッドゾーン」をも削
除すべく、好ましくはモジュール４４および４６に適合
している。
【００３０】実施形態においては、粒子材料は、樹脂及
び色料を含むトナーや磁鉄鉱など、非磁性物質でも、磁
性物質でも、これらの混合物でもよく、トナー粒子は約
２〜５０μｍの平均的な粒径を有する。粒子材料は、磁
性又は非磁性トナー粒子と、磁性又は非磁性キャリア粒
子との混合物を含む現像材料でもよい。
び色料を含むトナーや磁鉄鉱など、非磁性物質でも、磁
性物質でも、これらの混合物でもよく、トナー粒子は約
２〜５０μｍの平均的な粒径を有する。粒子材料は、磁
性又は非磁性トナー粒子と、磁性又は非磁性キャリア粒
子との混合物を含む現像材料でもよい。
【００３１】導管の内側表面の少なくとも一部は、摩擦
係数の低い材料、すなわち摩擦係数が約０．１０〜０．
２５で、少なくともその外表面が粒子材料に接触するラ
イナまたはコーティングによって被覆または裏打ちする
ことができる。好ましいライナの例は、ポリテトラフル
オロエチレン、ナイロンなどの低接着性または非接着性
材料である。好ましい実施形態においては、摩擦の小さ
いスリーブ、ライナ又はコーティングが、導管の内側表
面の少なくとも一部にノズルに隣接して設けられてい
る。なお、実施形態においては、導管全体を低摩擦材料
でコーティングすることもできるし、あるいは、内壁の
多孔性及びガス透過性条件が満たされていれば、低摩擦
ライナ材料を設ける代わりに、導管自体を低摩擦材料で
構成することもできる。
係数の低い材料、すなわち摩擦係数が約０．１０〜０．
２５で、少なくともその外表面が粒子材料に接触するラ
イナまたはコーティングによって被覆または裏打ちする
ことができる。好ましいライナの例は、ポリテトラフル
オロエチレン、ナイロンなどの低接着性または非接着性
材料である。好ましい実施形態においては、摩擦の小さ
いスリーブ、ライナ又はコーティングが、導管の内側表
面の少なくとも一部にノズルに隣接して設けられてい
る。なお、実施形態においては、導管全体を低摩擦材料
でコーティングすることもできるし、あるいは、内壁の
多孔性及びガス透過性条件が満たされていれば、低摩擦
ライナ材料を設ける代わりに、導管自体を低摩擦材料で
構成することもできる。
【００３２】ここに例示する本発明による方法及び装置
は、実質的により均一に材料を供給することができ、従
来の供給搬送システムに比較して、望ましくない粒子供
給のばらつきを低減できる。本発明は、単独でまたは他
の処理装置と組み合わせにより、粒子の流量効率をあげ
ることができる。
は、実質的により均一に材料を供給することができ、従
来の供給搬送システムに比較して、望ましくない粒子供
給のばらつきを低減できる。本発明は、単独でまたは他
の処理装置と組み合わせにより、粒子の流量効率をあげ
ることができる。
【００３３】本発明は、例えば、トナー充填操作など、
多くの粒子供給、排出及び充填操作に応用可能であり、
また、例えば予備押出し（pre-extrusion）及び押出し
操作においてトナーなどの構成物を確実に混合できる。
よって、受け取りモジュール又は後続のモジュールは、
例えば、押出し機、融解混合装置、分級装置、ブレン
ダ、スクリーナ（screener）、可変速度トナー充填装置
（variable rate tonerfiller）、ビン、カートリッ
ジ、粒子トナー又は現像材料の容器など、静的又は動的
な粒子貯蔵部材とすることができる。なお、本発明はト
ナー及び現像材料に限られるものではなく、任意の粉末
又は粒子材料、例えばセメント、小麦粉、ココア、除草
薬、農薬、鉱物、金属、薬品などの材料にも適用が可能
である。
多くの粒子供給、排出及び充填操作に応用可能であり、
また、例えば予備押出し（pre-extrusion）及び押出し
操作においてトナーなどの構成物を確実に混合できる。
よって、受け取りモジュール又は後続のモジュールは、
例えば、押出し機、融解混合装置、分級装置、ブレン
ダ、スクリーナ（screener）、可変速度トナー充填装置
（variable rate tonerfiller）、ビン、カートリッ
ジ、粒子トナー又は現像材料の容器など、静的又は動的
な粒子貯蔵部材とすることができる。なお、本発明はト
ナー及び現像材料に限られるものではなく、任意の粉末
又は粒子材料、例えばセメント、小麦粉、ココア、除草
薬、農薬、鉱物、金属、薬品などの材料にも適用が可能
である。
【００３４】本発明による製品、装置及び方法は、トナ
ーを含む粒子材料を従来のシステムに比べてより正確に
かつ素早く分配、混合及び搬送することができる。さら
に、本発明は、例えば、融解混合装置又はトナー容器が
正確に、急速に、清潔に、完全に、かつ適切な割合で充
填されることを保証することができる。
ーを含む粒子材料を従来のシステムに比べてより正確に
かつ素早く分配、混合及び搬送することができる。さら
に、本発明は、例えば、融解混合装置又はトナー容器が
正確に、急速に、清潔に、完全に、かつ適切な割合で充
填されることを保証することができる。
【００３５】本発明を、以下の非限定的な実施例におい
てさらに説明する。なお、これらの実施例は例示のみを
意図し、本発明はここに記載される材料、条件、処理パ
ラメータなどに限定されるものではない。特に指示がな
い限り、割合及びパーセンテージは重量単位である。
てさらに説明する。なお、これらの実施例は例示のみを
意図し、本発明はここに記載される材料、条件、処理パ
ラメータなどに限定されるものではない。特に指示がな
い限り、割合及びパーセンテージは重量単位である。
【００３６】
【実施例】実施例１．実質的に図２に示され、図１の製
品を組み込んだ搬送装置を使用して、平均的な粒径が約
１００〜８００ナノメートル（ｎｍ）である、二酸化チ
タン又は酸化セリウムなどの酸化金属粒子を搬送する。
内部多孔壁は、ポレックステクノロジー社（Fairburn,
Georgia）から市販されるＰＯＲＥＸ（商標名）として
知られるフィルタ媒体で構成されている。ＰＯＲＥＸ
（商標名）材料は、有孔性が高く、高密度のポリエチレ
ンであり、平均孔径が約７〜４０μｍである。あるい
は、平均孔径が約２５μｍのポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）や、中間（median）孔径が約２００μｍ
のＮＹＬＯＮ６などのポリエステルなど、別の材料を選
択することもできる。搬送装置は、不快な中断なく約４
００時間継続的に動作し、スムーズな粒子流及び高い粒
子流量を提供する。動作期間中は停止または清掃工程は
必要とされない。
品を組み込んだ搬送装置を使用して、平均的な粒径が約
１００〜８００ナノメートル（ｎｍ）である、二酸化チ
タン又は酸化セリウムなどの酸化金属粒子を搬送する。
内部多孔壁は、ポレックステクノロジー社（Fairburn,
Georgia）から市販されるＰＯＲＥＸ（商標名）として
知られるフィルタ媒体で構成されている。ＰＯＲＥＸ
（商標名）材料は、有孔性が高く、高密度のポリエチレ
ンであり、平均孔径が約７〜４０μｍである。あるい
は、平均孔径が約２５μｍのポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）や、中間（median）孔径が約２００μｍ
のＮＹＬＯＮ６などのポリエステルなど、別の材料を選
択することもできる。搬送装置は、不快な中断なく約４
００時間継続的に動作し、スムーズな粒子流及び高い粒
子流量を提供する。動作期間中は停止または清掃工程は
必要とされない。
【００３７】比較例１．多孔性内壁を、壁厚が約１．０
ミリメートルの無孔性ＴＥＦＬＯＮ（商標名）に置き換
え、実施例１を繰り返した。搬送装置は約６時間の運転
後、粒子材料が搬送装置に内部で明らかにひどく凝固し
ているため停止せざるを得なかった。出力は大きく減少
したか完全に停止したかのいずれかである。搬送装置の
再起動には、手動による清掃工程が必要とされた。
ミリメートルの無孔性ＴＥＦＬＯＮ（商標名）に置き換
え、実施例１を繰り返した。搬送装置は約６時間の運転
後、粒子材料が搬送装置に内部で明らかにひどく凝固し
ているため停止せざるを得なかった。出力は大きく減少
したか完全に停止したかのいずれかである。搬送装置の
再起動には、手動による清掃工程が必要とされた。
【００３８】比較例２．粒子材料の凝結及びこれに伴う
装置の停止を防ぐため、動作する搬送装置または導管部
分の外壁の複数位置に１つ以上の機械的バイブレータを
さらに設けて、比較例１を繰り返した。搬送装置を約１
時間運転後、粒子材料が搬送される流れを遮断し、流量
が減少したために停止した。
装置の停止を防ぐため、動作する搬送装置または導管部
分の外壁の複数位置に１つ以上の機械的バイブレータを
さらに設けて、比較例１を繰り返した。搬送装置を約１
時間運転後、粒子材料が搬送される流れを遮断し、流量
が減少したために停止した。
【図１】 本発明の実施形態にかかる流動化導管の断面
図である。
図である。
【図２】 図１の流動化導管を組み込んだ、実質的に水
平な搬送システムの斜視図である。
平な搬送システムの斜視図である。
【図３】 図１の流動化導管を組み込んだ、縦方向に傾
斜した搬送システムの斜視図である。
斜した搬送システムの斜視図である。
【図４】 図１の流動化導管を複数組み込んだ、搬送シ
ステムの部分斜視図である。
ステムの部分斜視図である。
１０ 導管 、１２ 外壁、１４ 内壁、１６ ガス導
入ノズル、１８ チャンバ、１９ 流動化粒子、２０，
３０，４０ 粒子材料供給源ホッパ、２２，３２，４２
供給源フィーダ、２４，３４，４４ 流動化モジュー
ル、２６，３６，４６ 受け取りモジュール、２８，３
８，４８ 充填モジュール、２９，３９，４９ 受け取
り容器、５０ 導管。
入ノズル、１８ チャンバ、１９ 流動化粒子、２０，
３０，４０ 粒子材料供給源ホッパ、２２，３２，４２
供給源フィーダ、２４，３４，４４ 流動化モジュー
ル、２６，３６，４６ 受け取りモジュール、２８，３
８，４８ 充填モジュール、２９，３９，４９ 受け取
り容器、５０ 導管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ シー バービサン カナダ オンタリオ ミッシソーガ スィ ートウォーター クレセント 801 (72)発明者 ポール エム ウェグマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ピッツ フォード ランカシャー ウェイ ２ (72)発明者 ジョン エル ハック アメリカ合衆国 コネチカット州 ミルフ ォード ハニーサックル レーン 36
Claims (3)
- 【請求項１】 内部中空チャンバを介して設けられ、そ
の第１端部から第２端部に粒子材料を搬送する導管と、 ガス不透過性外壁と、 ガス透過性内壁と、 前記外壁と交差する圧縮ガス導入ノズルと、 前記外壁と前記内壁とのあいだに設置されたガス分配チ
ャンバと、 ガス導入ノズルに取り付けられ、前記ガス分配チャンバ
及びガス透過性内壁にガス圧力を供給するガス圧力源
と、 を備える製品。 - 【請求項２】 請求項１に記載の製品において、 前記内壁を構成する微小孔材料の表面には微小孔が均等
に分散し、これらの微小孔は前記内部中空チャンバに向
かってある角度方向にそれぞれの微小ジェットガス流を
噴射し、 前記微小ジェットガス流の統合された角度方向によって
粒子の流量率は不均一な方向に向けられた微小ジェット
ガス流に比べて０．１から約８０％増加することを特徴
とする製品。 - 【請求項３】 粒子供給源と、 前記粒子供給源に通じる、請求項１に記載の流動化導管
と、 前記流動化導管に通じ、この導管から粒子を受け取り、
任意に粒子の流れをさらに調整する受け取りモジュール
と、 を備える装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/409,193 US6227768B1 (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Particulate conveyor device and apparatus |
| US09/409193 | 1999-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001122434A true JP2001122434A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=23619433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000277950A Pending JP2001122434A (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-13 | 粒子搬送用製品及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6227768B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001122434A (ja) |
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