JP2023064700A - 静電成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転を長時間停止した後でも、粉体を均一に対象物に供給でき、均一な厚さの粉体膜を対象物上に形成することができる静電成膜装置を提供する。【解決手段】静電成膜装置は、粉体を擦り込みローラー１２に供給するためのホッパ１４を備える。ホッパ１４は、粉体出口２５が形成された底部１４Ａを有するホッパ箱２０と、ホッパ箱２０の底部１４Ａ上に配置されたホッパローラー２２と、ホッパローラー２２を回転させるためのホッパローラー回転装置２４と、ホッパ箱２０の底部１４Ａに配置されたシャッター３５と、シャッター３５を駆動して粉体出口２５をシャッター３５で塞ぐように構成されたシャッター駆動装置３７を備えている。ホッパローラー回転装置２４は、対象物１に粉体を付着させるときはホッパローラー２２を第１の速度で回転させるように構成され、対象物１に粉体を付着させないときはホッパローラー２２を第１の速度よりも低い第２の速度で回転させる。【選択図】図１

Description

本発明は、可食性粉体や機能性粉体などの粉体を、静電力を利用して対象物に付着させる静電成膜装置に関する。

静電成膜装置は、食品の印刷や工業製品の製造などの様々な用途に使用されている。この静電成膜装置の原理について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、静電成膜装置は、メッシュを有するスクリーン２０２と、スクリーン２０２上の擦り込みローラー２０３と、擦り込みローラー２０３に粉体を供給するホッパ２０４を備える。対象物２００はコンベヤ２０１によってスクリーン２０２下方の印刷位置に移動される。

スクリーン２０２は電源ＤＣの負極に接続され、コンベヤ２０１は電源ＤＣの正極に接続されるとともに接地される。電源ＤＣによってスクリーン２０２とコンベヤ２０１との間には高電圧が印加され、これによりスクリーン２０２とコンベヤ２０１上の対象物２００との間には静電界が形成される。ホッパ２０４内の粉体は、回転するホッパローラー２０５によってホッパ２０４の底部に形成されている粉体出口（図示せず）に押し込まれ、この粉体出口を通って、回転する擦り込みローラー２０３上に供給され、さらにスクリーン２０２上に送られる。

スクリーン２０２上の粉体は、回転する擦り込みローラー２０３によってスクリーン２０２のメッシュに擦り込まれ、メッシュを通ってスクリーン２０２の下側に押し出される。このとき、粉体は、回転する擦り込みローラー２０３との摩擦によって負に帯電する。したがって、粉体は、接地されている対象物２００に引き付けられて対象物２００の表面に付着し、対象物２００上に均一な厚さの膜を形成する。

このような静電成膜装置は、粉体からなる膜を均一に形成することが可能であるため、最近では、燃料電池、全固体電池、二次電池、化粧品など、さまざまな工業製品の製造にも使用されつつある。

特開２０１６－３２９３７号公報

ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３は、ウレタンスポンジなどの弾性材料から構成されている。粉体をホッパ２０４の底部に形成されている粉体出口（図示せず）にホッパローラー２０５によって押し込むために、ホッパローラー２０５はホッパ２０４の底部に対して押し付けられている。同様に、粉体を擦り込みローラー２０３によってスクリーン２０２に押し込むために、擦り込みローラー２０３はスクリーン２０２に対して押し付けられている。

静電成膜が行われていないときは、ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３の回転は停止される。しかしながら、長時間ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３の回転が停止されていると、ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３は、それぞれホッパ２０４の底部およびスクリーン２０２に対して押し付けられたままになり、ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３が局所的に変形する。その結果、静電成膜を再開したときに、ホッパ２０４の底部に対するホッパローラー２０５の圧力が不安定になり、粉体の供給量が不均一となる。同様に、スクリーン２０２に対する擦り込みローラー２０３の圧力が不安定になり、粉体の対象物２００への供給量が不均一となる。結果として、対象物２００上に形成される粉体膜の厚さが不均一となってしまう。

上述の通り、ホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３は、ウレタンスポンジなどの弾性材料から構成されているため、時間の経過とともにホッパローラー２０５および擦り込みローラー２０３の変形はやがて回復する。しかしながら、変形が完全に回復するためには、ある程度時間がかかる。その間、対象物２００上に形成される粉体膜の厚さは不均一となってしまう。

そこで、本発明は、運転を長時間停止した後でも、粉体を均一に対象物に供給でき、均一な厚さの粉体膜を対象物上に形成することができる静電成膜装置を提供する。

一態様では、粉体を静電力により対象物上に付着させる静電成膜装置であって、スクリーンと、粉体を前記スクリーンに擦り込むための擦り込みローラーと、前記スクリーンと前記対象物との間に電圧を印加するための電源と、前記粉体を前記擦り込みローラーに供給するためのホッパを備え、前記ホッパは、粉体出口が形成された底部を有するホッパ箱と、前記ホッパ箱の前記底部上に配置されたホッパローラーと、前記ホッパローラーを回転させるためのホッパローラー回転装置と、前記ホッパ箱の前記底部に配置されたシャッターと、前記シャッターを駆動して前記粉体出口を前記シャッターで塞ぐように構成されたシャッター駆動装置を備えており、前記ホッパローラー回転装置は、前記対象物に粉体を付着させるときは前記ホッパローラーを第１の速度で回転させるように構成され、前記対象物に粉体を付着させないときは前記ホッパローラーを前記第１の速度よりも低い第２の速度で回転させるように構成されている、静電成膜装置が提供される。

一態様では、前記ホッパローラー回転装置が前記ホッパローラーを前記第２の速度で回転させている間、前記シャッター駆動装置は、前記粉体出口を前記シャッターで塞ぐように構成されている。
一態様では、前記シャッターは、前記ホッパ箱内に配置されている。
一態様では、前記シャッターは、前記ホッパ箱外に配置されている。
一態様では、前記静電成膜装置は、前記対象物に粉体を付着させないときに、前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させるスクリーン移動装置をさらに備えている。
一態様では、前記静電成膜装置は、前記擦り込みローラーを回転させるための擦り込みローラー回転装置をさらに備え、前記スクリーン移動装置が前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させている間、前記擦り込みローラー回転装置は前記擦り込みローラーの回転を停止させる、または前記対象物に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で前記擦り込みローラーを回転させるように構成されている。
一態様では、前記スクリーン移動装置は、前記スクリーンを下方に移動させるように構成されている。
一態様では、前記スクリーンの一端は、ヒンジにより回転可能に支持されており、前記スクリーンの他端は、前記スクリーン移動装置に連結されている。
一態様では、前記静電成膜装置は、前記対象物に粉体を付着させないときに、前記擦り込みローラーを前記スクリーンから離間させる擦り込みローラー移動装置をさらに備えている。

一態様では、粉体を静電力により対象物上に付着させる静電成膜装置であって、スクリーンと、粉体を前記スクリーンに擦り込むための擦り込みローラーと、前記スクリーンと前記対象物との間に電圧を印加するための電源と、前記粉体を前記擦り込みローラーに供給するためのホッパと、前記擦り込みローラーを回転させるための擦り込みローラー回転装置と、前記対象物に粉体を付着させないときに、前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させるスクリーン移動装置を備えている、静電成膜装置が提供される。

一態様では、前記スクリーン移動装置が前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させている間、前記擦り込みローラー回転装置は前記擦り込みローラーの回転を停止させる、または前記対象物に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で前記擦り込みローラーを回転させるように構成されている。
一態様では、前記スクリーン移動装置は、前記スクリーンを下方に移動させるように構成されている。
一態様では、前記スクリーンの一端は、ヒンジにより回転可能に支持されており、前記スクリーンの他端は、前記スクリーン移動装置に連結されている。

本発明によれば、粉体を対象物上に付着させないときでも、ホッパローラーは回転し続けているので、ホッパローラーの変形が局所的に残留することがない。したがって、粉体を対象物に付着させる動作を再開させるときに、ホッパローラーは均一な量の粉体を擦り込みローラーに供給することができる。結果として、均一な厚さの粉体膜を対象物上に形成することができる。粉体を対象物上に付着させないときは、ホッパの粉体出口はシャッターで塞がれているので、ホッパローラーは回転し続けているにもかかわらず、粉体はホッパから排出されない。したがって、粉体を対象物に付着させる動作を再開させるときに、過剰な粉体がスクリーンに供給されることが防止される。

本発明によれば、粉体を対象物上に付着させないときに、スクリーン移動装置はスクリーンを擦り込みローラーから離すことができるので、擦り込みローラーが局所的に変形することがない。したがって、粉体を対象物に付着させる動作を再開させるときに、擦り込みローラーは均一な圧力で粉体をスクリーンに擦り込むことができる。結果として、均一な厚さの粉体膜を対象物上に形成することができる。

静電成膜装置の一実施形態を示す正面図である。 図１に示す静電成膜装置の側面図である。 ホッパの一実施形態の詳細構造を示す断面図である。 シャッター駆動装置がシャッターを粉体出口の上方位置まで移動させる様子を説明する図である。 ホッパの他の実施形態の詳細構造を示す断面図である。 図５に示すシャッターで粉体出口を閉じた状態を示す図である。 スクリーン、擦り込みローラー、およびスクリーン移動装置の拡大図である。 スクリーン移動装置がスクリーンを擦り込みローラーから離間させる様子を説明する図である。 静電成膜装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。 擦り込みローラー移動装置が擦り込みローラーをスクリーンから離間させる様子を説明する図である。 静電印刷の原理を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は静電成膜装置の一実施形態を示す正面図であり、図２は図１に示す静電成膜装置の側面図である。静電成膜装置は、対象物１の上方に配置されるスクリーン１０と、スクリーン１０上に置かれた円筒形状の擦り込みローラー１２と、粉体を擦り込みローラー１２に供給するホッパ１４と、スクリーン１０と対象物１との間に電圧を印加する電源ＤＣと、静電成膜装置の動作を制御する動作制御部４５を備えている。粉体の例としては、可食性粉体や機能性粉体などが挙げられる。対象物１は特に限定されず、食品、または燃料電池、全固体電池、二次電池、化粧品など工業製品などである。

スクリーン１０は対象物１に向き合って配置されており、スクリーン１０と対象物１とは非接触とされる。図１に示すように、スクリーン１０は、対象物１の上方の位置において水平に配置されている。スクリーン１０には粉体が通過するメッシュ１１が形成されている。粉体は、擦り込みローラー１２の外周面によってスクリーン１０のメッシュ１１に擦り込まれる。

擦り込みローラー１２の材料としては、ウレタンスポンジなどの弾性材料が採用されている。特に、粉体保持性のよい連泡ウレタンスポンジが好ましく採用される。擦り込みローラー１２はスクリーン１０上に置かれている。より具体的には、擦り込みローラー１２はスクリーン１０に押し付けられ、擦り込みローラー１２の下部はわずかに変形している（潰れている）。

図２に示すように、擦り込みローラー１２は、擦り込みローラー回転装置１９に連結されている。擦り込みローラー１２は、スクリーン１０と平行に延びるその軸心を中心として擦り込みローラー回転装置１９により回転され、擦り込みローラー１２の外周面がスクリーン１０のメッシュ１１に摺接される。擦り込みローラー回転装置１９は、モータおよびトルク伝達機構（例えば、スプロケット、チェーンなど）から構成される。擦り込みローラー回転装置１９は、擦り込みローラー１２に直結されたモータから構成されてもよい。

ホッパ１４は擦り込みローラー１２の上方に配置されている。擦り込みローラー１２はホッパ１４の底部１４Ａの下方に配置されている。擦り込みローラー１２は、スクリーン１０に接触している。ホッパ１４は、粉体を内部に収容するホッパ箱２０と、ホッパ箱２０の内部に配置されたホッパローラー２２と、ホッパローラー２２を回転させるホッパローラー回転装置２４とを備えている。ホッパローラー回転装置２４は、モータおよびトルク伝達機構（例えば、スプロケット、チェーンなど）から構成される。ホッパローラー回転装置２４は、ホッパローラー２２に直結されたモータから構成されてもよい。

ホッパローラー２２は円筒形状を有している。ホッパローラー２２の材料としては、ウレタンスポンジなどの弾性材料が採用されている。ホッパローラー２２はホッパ箱２０の底部１４Ａ上に置かれている。より具体的には、ホッパローラー２２はホッパ箱２０の底部１４Ａに押し付けられ、ホッパローラー２２の下部はわずかに変形している（潰れている）。

ホッパ箱２０の底部１４Ａには粉体出口２５が形成されている。粉体出口２５は、複数の通孔またはスリットである。ホッパローラー回転装置２４がホッパローラー２２を回転させると、ホッパ箱２０内の粉体はホッパローラー２２によって撹拌されながらホッパ箱２０の底部１４Ａの粉体出口２５に押し込まれ、粉体出口２５を通過して擦り込みローラー１２の外周面上に落下する。粉体の擦り込みローラー１２への供給量は、ホッパローラー２２の回転速度によって調整することができる。

スクリーン１０の下方には複数の対象物１を搬送するコンベヤ２が配置されている。コンベヤ２は、スクリーン１０の下方位置に対象物１を順次移動させる。コンベヤ２としては、工場に既に設置されているベルト式コンベヤを使用することができる。スクリーン１０は電源（電圧印加装置）ＤＣの負極に接続され、コンベヤ２は電源ＤＣの正極に接続されている。電源ＤＣの正極およびコンベヤ２は接地される。電源ＤＣによってスクリーン１０とコンベヤ２との間には高電圧が印加され、これによりスクリーン１０とコンベヤ２上の対象物１との間には静電界が形成される。

粉体はホッパ１４から擦り込みローラー１２上に供給され、回転する擦り込みローラー１２によってスクリーン１０に運ばれる。粉体は、回転する擦り込みローラー１２によってスクリーン１０のメッシュ１１に擦り込まれ、スクリーン１０の反対側に押し出される。このとき、粉体は、回転する擦り込みローラー１２との摩擦によって負に帯電する。したがって、粉体は、接地されている対象物１に引き付けられて対象物１の表面に付着し、対象物１上に均一な厚さの粉体膜を形成する。粉体をスクリーン１０に擦り込みながら、図示しない揺動機構により擦り込みローラー１２をその軸方向に揺動させることが好ましい。粉体の種類によっては、擦り込みローラー１２によってスクリーン１０のメッシュ１１に擦り込まれたときに正に帯電するものがある。このような粉体を使用するときは、スクリーン１０は電源ＤＣの正極に接続され、電源ＤＣの負極およびコンベヤ２は接地される。

ホッパローラー回転装置２４は、ホッパローラー２２を第１の速度で回転させるように構成され、さらにホッパローラー２２を第１の速度よりも低い第２の速度で回転させるように構成されている。より具体的には、ホッパローラー回転装置２４は、粉体を対象物１上に付着させるときはホッパローラー２２を第１の速度で回転させ、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）ホッパローラー２２を第１の速度よりも低い第２の速度で回転させるように構成されている。対象物１がコンベヤ２によって搬送されているか否かは、図１に示す検出センサ３０によって検出される。

図３は、ホッパ１４の詳細構造を示す断面図である。ホッパ１４は、粉体出口２５が形成された底部１４Ａを有するホッパ箱２０と、ホッパ箱２０の底部１４Ａ上に配置されたホッパローラー２２と、ホッパローラー２２を回転させるためのホッパローラー回転装置２４（図２参照）と、ホッパ箱２０の底部１４Ａに配置されたシャッター３５と、シャッター３５を駆動して粉体出口２５をシャッター３５で塞ぐように構成されたシャッター駆動装置３７を備えている。

シャッター３５は、ホッパ箱２０内に配置されており、ホッパ箱２０の底部１４Ａ上をスライド可能である。シャッター３５は、薄い板状部材（例えば、厚さ０．２ｍｍ～０．５ｍｍ程度の金属板）から構成されており、すべての粉体出口２５を塞ぐのに十分な大きさを有している。シャッター駆動装置３７は、シャッター３５に連結されている。シャッター駆動装置３７は、シャッター３５を粉体出口２５上の位置と、粉体出口２５から離れた退避位置（図３に示す位置）との間を移動させるように構成されている。シャッター駆動装置３７は、エアシリンダ、リニアモータなどのアクチュエータを備えている。

ホッパローラー回転装置２４は、粉体を対象物１上に付着させるときはホッパローラー２２を第１の速度で回転させる。このとき、図３に示すように、シャッター３５は、粉体出口２５から離れた退避位置にある。したがって、ホッパローラー２２の回転により、ホッパ箱２０内の粉体は粉体出口２５を通じて排出される。

一方、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、ホッパローラー回転装置２４はホッパローラー２２を第１の速度よりも低い第２の速度で回転させる。このとき、図４に示すように、シャッター駆動装置３７は、シャッター３５を粉体出口２５の上方位置まで移動させる。シャッター３５は、ホッパ箱２０の底部１４Ａとホッパローラー２２との間に挟まれ、粉体出口２５を塞ぐ。したがって、ホッパローラー２２は回転するが、粉体はホッパ箱２０から排出されない。

本実施形態によれば、粉体を対象物１上に付着させないときでも、ホッパローラー２２は回転し続けているので、ホッパローラー２２の変形が局所的に残留することがない。したがって、粉体を対象物１に付着させる動作を再開させるときに、ホッパローラー２２は均一な量の粉体を擦り込みローラー１２に供給することができる。結果として、均一な厚さの粉体膜を対象物１上に形成することができる。粉体を対象物１上に付着させないときは、ホッパ１４の粉体出口２５はシャッター３５で塞がれているので、ホッパローラー２２は回転し続けているにもかかわらず、粉体はホッパ１４から排出されない。したがって、粉体を対象物１に付着させる動作を再開させるときに、過剰な粉体がスクリーン１０に供給されることが防止される。

シャッター駆動装置３７およびホッパローラー回転装置２４は、図１に示す動作制御部４５に接続されている。動作制御部４５は、検出センサ３０に電気的に接続されており、対象物１の検出信号は検出センサ３０から動作制御部４５に送信される。動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０から所定時間送られてこないときは、図４に示すように、シャッター駆動装置３７に指令を与えてシャッター３５を移動させて粉体出口２５をシャッター３５で塞ぐ。同じように、動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０から所定時間送られてこないときは、ホッパローラー回転装置２４に指令を与えてホッパローラー２２を第２の速度で回転させる。

上記実施形態では、シャッター３５はホッパ箱２０の中に配置される。これは、図４に示すように、回転するホッパローラー２２によって粉体が粉体出口２５内に押し込まれることをシャッター３５によって防止することができるからである。しかしながら、一実施形態では、シャッター３５はホッパ箱２０の外に配置されてもよい。より具体的には、シャッター３５は、ホッパ箱２０の底部１４Ａの下面にスライド可能に配置されてもよい。

図５は、ホッパの他の実施形態の詳細構造を示す断面図である。この実施形態では、ホッパローラー２２は、常にシャッター３５に接触している。シャッター３５は粉体の通過を許容する開口３５ａを有している。開口３５ａは、スリットまたは複数の通孔であってもよい。粉体を対象物１上に付着させるときは、シャッター３５の開口３５ａは、粉体出口２５と同じ位置にある。したがって、ホッパ箱２０内の粉体は、開口３５ａおよび粉体出口２５を通って排出される。

一方、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、図６に示すように、シャッター駆動装置３７は、開口３５ａが粉体出口２５から離れるまでシャッター３５を移動させる。その結果、粉体出口２５は、シャッター３５の開口がない部位によって塞がれる。したがって、ホッパローラー２２は回転するが、粉体はホッパ箱２０から排出されない。一実施形態では、シャッター３５はホッパ箱２０の外に配置されてもよい。より具体的には、シャッター３５は、ホッパ箱２０の底部１４Ａの下面にスライド可能に配置されてもよい。

図１に示すように、静電成膜装置は、スクリーン１０を擦り込みローラー１２から遠ざける方向に移動させるスクリーン移動装置４０をさらに備えている。スクリーン移動装置４０は、エアシリンダ、リニアモータなどのアクチュエータを備えている。

図７は、スクリーン１０、擦り込みローラー１２、およびスクリーン移動装置４０の拡大図である。図７に示すように、スクリーン１０の一端は、ヒンジ４１により回転可能に支持部材４３に支持されており、スクリーン１０の他端はスクリーン移動装置４０に連結されている。支持部材４３の位置は固定されており、ヒンジ４１は支持部材４３に固定されている。スクリーン１０はヒンジ４１を中心として回転可能である。

スクリーン移動装置４０は、スクリーン１０を下方に移動させるように構成されている。本実施形態では、スクリーン移動装置４０は、スクリーン１０の端部を下方に移動させることによって、図８に示すように、スクリーン１０をヒンジ４１を中心として下方に回転させる。その結果、スクリーン１０は、擦り込みローラー１２から離れる。ただし、スクリーン移動装置４０がスクリーン１０を擦り込みローラー１２から離間させることができる限りにおいて、スクリーン１０の支持構造はヒンジ４１を用いた本実施形態に限定されない。例えば、スクリーン１０の全体が上下方向に並進移動可能に直動ガイド機構によって支持されてもよい。

スクリーン移動装置４０は、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、スクリーン１０を擦り込みローラー１２から離間させるように構成されている。本実施形態では、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、擦り込みローラー回転装置１９（図２参照）は、擦り込みローラー１２の回転を停止させるように構成されている。スクリーン移動装置４０および擦り込みローラー回転装置１９は、動作制御部４５と電気的に接続されている。

動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０（図１参照）から所定時間送られてこないときは、図８に示すように、スクリーン移動装置４０に指令を与えてスクリーン１０を移動させてスクリーン１０を擦り込みローラー１２から離間させ、かつ擦り込みローラー回転装置１９に指令を与えて擦り込みローラー１２の回転を停止させる。動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０（図１参照）から送られてきたときは、図７に示すように、スクリーン移動装置４０に指令を与えてスクリーン１０を移動させてスクリーン１０を擦り込みローラー１２に接触させ、かつ擦り込みローラー回転装置１９に指令を与えて擦り込みローラー１２を回転させる。

このような動作によれば、粉体を対象物１上に付着させないときは、スクリーン移動装置４０によりスクリーン１０を擦り込みローラー１２から離すことができるので、擦り込みローラー１２が局所的に変形することがない。したがって、粉体を対象物１に付着させる動作を再開させるときに、擦り込みローラー１２は均一な圧力で粉体をスクリーン１０に擦り込むことができる。結果として、均一な厚さの粉体膜を対象物１上に形成することができる。

一実施形態では、動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０（図１参照）から所定時間送られてこないときは、擦り込みローラー回転装置１９が擦り込みローラー１２の回転を維持しつつ、あるいは、対象物１に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で擦り込みローラー１２を回転させつつ、スクリーン移動装置４０に指令を与えてスクリーン１０を移動させてスクリーン１０を擦り込みローラー１２から離間させるようにしてもよい。

図９は、静電成膜装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図６を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図９に示すように、本実施形態では、スクリーン移動装置４０に代えて、擦り込みローラー１２をスクリーン１０から遠ざける方向に移動させる擦り込みローラー移動装置５０を備えている。擦り込みローラー移動装置５０は、エアシリンダ、リニアモータなどのアクチュエータを備えている。

擦り込みローラー１２は、擦り込みローラー回転装置１９に連結され、擦り込みローラー回転装置１９により回転される。擦り込みローラー回転装置１９は、チェーン５２、ローラー側スプロケット５３、モータ側スプロケット５４などを含むトルク伝達機構と、電動機５６を備えている。ただし、トルク伝達機構の具体的構成は本実施形態に限られず、他の構成（例えば複数の歯車の組み合わせ）を有してもよい。

擦り込みローラー１２は、ローラーアーム６０の一端に回転可能に保持されている。ローラーアーム６０の他端は、電動機５６の回転軸５６ａと同軸のスリーブ（図示せず）に固定されており、ローラーアーム６０は電動機５６の回転軸５６ａにより支持されている。電動機５６の回転軸５６ａのトルクは、ローラーアーム６０には伝達されず、ローラーアーム６０は電動機５６の回転軸５６ａに対して相対的に回転可能である。擦り込みローラー移動装置５０は、ローラーアーム６０に連結されている。電動機５６および擦り込みローラー移動装置５０は、支持台６３上に配置されている。

擦り込みローラー移動装置５０および擦り込みローラー回転装置１９は、動作制御部４５と電気的に接続されており、擦り込みローラー移動装置５０および擦り込みローラー回転装置１９の動作は、動作制御部４５によって制御される。

擦り込みローラー移動装置５０は、擦り込みローラー１２を上方に移動させるように構成されている。本実施形態では、擦り込みローラー移動装置５０は、ローラーアーム６０を上方に移動させることによって、図１０に示すように、ローラーアーム６０を電動機５６の回転軸５６ａを中心として回転させる。その結果、擦り込みローラー１２は上方に移動し、スクリーン１０から離れる。ただし、擦り込みローラー移動装置５０が擦り込みローラー１２をスクリーン１０から離間させることができる限りにおいて、擦り込みローラー１２の支持構造はローラーアーム６０を用いた本実施形態に限定されない。例えば、擦り込みローラー１２の全体が上下方向に並進移動可能に直動ガイド機構によって支持されてもよい。

擦り込みローラー移動装置５０は、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、擦り込みローラー１２をスクリーン１０から離間させるように構成されている。本実施形態では、粉体を対象物１上に付着させないときは（すなわち対象物１がコンベヤ２によって搬送されてこないときは）、擦り込みローラー回転装置１９は、擦り込みローラー１２の回転を停止させるように構成されている

動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０（図１参照）から所定時間送られてこないときは、図１０に示すように、擦り込みローラー移動装置５０に指令を与えて擦り込みローラー１２を移動させて擦り込みローラー１２をスクリーン１０から離間させ、かつ擦り込みローラー回転装置１９に指令を与えて擦り込みローラー１２の回転を停止させる。動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０から送られてきたときは、図９に示すように、擦り込みローラー移動装置５０に指令を与えて擦り込みローラー１２を移動させて擦り込みローラー１２をスクリーン１０に接触させ、かつ擦り込みローラー回転装置１９に指令を与えて擦り込みローラー１２を回転させる。

このような動作によれば、粉体を対象物１上に付着させないときは、擦り込みローラー移動装置５０により擦り込みローラー１２をスクリーン１０から離すことができるので、擦り込みローラー１２が局所的に変形することがない。したがって、粉体を対象物１に付着させる動作を再開させるときに、擦り込みローラー１２は均一な圧力で粉体をスクリーン１０に擦り込むことができる。結果として、均一な厚さの粉体膜を対象物１上に形成することができる。

一実施形態では、動作制御部４５は、対象物１の検出信号が検出センサ３０から所定時間送られてこないときは、擦り込みローラー回転装置１９が擦り込みローラー１２の回転を維持しつつ、あるいは、対象物１に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で擦り込みローラー１２を回転させつつ、擦り込みローラー移動装置５０に指令を与えて擦り込みローラー１２を移動させて擦り込みローラー１２をスクリーン１０から離間させるようにしてもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 対象物
２ コンベヤ
１０ スクリーン
１１ メッシュ
１２ 擦り込みローラー
１４ ホッパ
１４Ａ 壁部
１９ 擦り込みローラー回転装置
２０ ホッパ箱
２２ ホッパローラー
２４ ホッパローラー回転装置
２５ 粉体出口
３０ 検出センサ
３５ シャッター
３７ シャッター駆動装置
４０ スクリーン移動装置
４１ ヒンジ
４３ 支持部材
４５ 動作制御部
５０ 擦り込みローラー移動装置
５２ チェーン
５３ ローラー側スプロケット
５４ モータ側スプロケット
５６ 電動機
５６ａ 回転軸
６０ ローラーアーム
６３ 支持台
ＤＣ 電源（電圧印加装置）

Claims (13)

1. 粉体を静電力により対象物上に付着させる静電成膜装置であって、
   スクリーンと、
   粉体を前記スクリーンに擦り込むための擦り込みローラーと、
   前記スクリーンと前記対象物との間に電圧を印加するための電源と、
   前記粉体を前記擦り込みローラーに供給するためのホッパを備え、
   前記ホッパは、
   粉体出口が形成された底部を有するホッパ箱と、
   前記ホッパ箱の前記底部上に配置されたホッパローラーと、
   前記ホッパローラーを回転させるためのホッパローラー回転装置と、
   前記ホッパ箱の前記底部に配置されたシャッターと、
   前記シャッターを駆動して前記粉体出口を前記シャッターで塞ぐように構成されたシャッター駆動装置を備えており、
   前記ホッパローラー回転装置は、前記対象物に粉体を付着させるときは前記ホッパローラーを第１の速度で回転させるように構成され、前記対象物に粉体を付着させないときは前記ホッパローラーを前記第１の速度よりも低い第２の速度で回転させるように構成されている、静電成膜装置。
2. 前記ホッパローラー回転装置が前記ホッパローラーを前記第２の速度で回転させている間、前記シャッター駆動装置は、前記粉体出口を前記シャッターで塞ぐように構成されている、請求項１に記載の静電成膜装置。
3. 前記シャッターは、前記ホッパ箱内に配置されている、請求項１に記載の静電成膜装置。
4. 前記シャッターは、前記ホッパ箱外に配置されている、請求項１に記載の静電成膜装置。
5. 前記対象物に粉体を付着させないときに、前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させるスクリーン移動装置をさらに備えている、請求項１に記載の静電成膜装置。
6. 前記擦り込みローラーを回転させるための擦り込みローラー回転装置をさらに備え、
   前記スクリーン移動装置が前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させている間、前記擦り込みローラー回転装置は前記擦り込みローラーの回転を停止させる、または前記対象物に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で前記擦り込みローラーを回転させるように構成されている、請求項５に記載の静電成膜装置。
7. 前記スクリーン移動装置は、前記スクリーンを下方に移動させるように構成されている、請求項５に記載の静電成膜装置。
8. 前記スクリーンの一端は、ヒンジにより回転可能に支持されており、
   前記スクリーンの他端は、前記スクリーン移動装置に連結されている、請求項７に記載の静電成膜装置。
9. 前記対象物に粉体を付着させないときに、前記擦り込みローラーを前記スクリーンから離間させる擦り込みローラー移動装置をさらに備えている、請求項１に記載の静電成膜装置。
10. 粉体を静電力により対象物上に付着させる静電成膜装置であって、
    スクリーンと、
    粉体を前記スクリーンに擦り込むための擦り込みローラーと、
    前記スクリーンと前記対象物との間に電圧を印加するための電源と、
    前記粉体を前記擦り込みローラーに供給するためのホッパと、
    前記擦り込みローラーを回転させるための擦り込みローラー回転装置と、
    前記対象物に粉体を付着させないときに、前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させるスクリーン移動装置を備えている、静電成膜装置。
11. 前記スクリーン移動装置が前記スクリーンを前記擦り込みローラーから離間させている間、前記擦り込みローラー回転装置は前記擦り込みローラーの回転を停止させる、または前記対象物に粉体を付着させるときの速度よりも低い速度で前記擦り込みローラーを回転させるように構成されている、請求項１０に記載の静電成膜装置。
12. 前記スクリーン移動装置は、前記スクリーンを下方に移動させるように構成されている、請求項１０に記載の静電成膜装置。
13. 前記スクリーンの一端は、ヒンジにより回転可能に支持されており、
    前記スクリーンの他端は、前記スクリーン移動装置に連結されている、請求項１２に記載の静電成膜装置。

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