(57)【要約】  本発明は、荷電粉末粒子を、前記粉末粒子と強磁性担体粒子との混合物からパージするための装置及び方法に関する。パージは、担体粒子を、前記担体粒子を支持する支持表面の第１の側に対して、粉末粒子を、前記支持表面から離間され、前記支持表面とは異なる電位にある吸引表面に向かって引き寄せながら、移動させることによって行われる。担体粒子の移動は、担体粒子を前記第１の側に引き寄せるために、前記第１の側とは反対の、支持表面の第２の側に配置された複数の磁石に対して支持表面を移動させることによって駆動される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粉末粒子を強磁性担体粒子と前記粉末粒子との混合物からパージするための粉末パージ装置であって、
前記担体粒子を支持するための第１の側を含む支持表面と、
前記第１の側とは反対の、前記支持表面の第２の側に配置された、前記第１の側に磁場を生成して前記担体粒子の磁気ブラシを形成するために前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せるための複数の磁石であって、前記磁場と前記支持表面とは互いに対して移動可能である、複数の磁石と、
前記支持表面に対する前記磁場の移動を駆動するように適合された駆動要素と、
前記第１の側に対向し、前記第１の側から離間された吸引表面と、
前記粉末粒子を前記吸引表面に向かって引き寄せるために、前記吸引表面と前記支持表面との間に電場を生成するように適合された場発生装置とを備え、
担体粒子の前記磁気ブラシが、前記吸引表面から離間される、粉末パージ装置。
【請求項２】
前記混合物を前記第１の側に供給するための混合物供給デバイスをさらに備える、請求項１に記載の粉末パージ装置。
【請求項３】
前記混合物供給デバイスが、担体粒子の前記ブラシの既定の最大高さにほぼ等しい距離だけ前記第１の側から離間された供給出口を備える、請求項２に記載の粉末パージ装置。
【請求項４】
前記混合物供給デバイスが、前記混合物を流動化するための流動化手段を備える、請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項５】
前記複数の磁石及び前記支持表面が、互いに対して移動可能であり、前記駆動要素が、前記複数の磁石に対する前記支持表面の移動を駆動するように適合される、請求項１から４までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項６】
前記支持表面が長手軸を有するスリーブを備え、前記第１の側がほぼ円筒状であり、前記複数の磁石の周りに配置され、前記複数の磁石が前記長手軸から径方向に延びる、請求項１から５までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項７】
前記複数の磁石が始点及び終点を有する通路にほぼ沿って配置され、前記始点及び前記終点は前記長手軸に沿って離間される、請求項６に記載の粉末パージ装置。
【請求項８】
前記通路が前記長手軸周りで実質的にらせん状になる、請求項７に記載の粉末パージ装置。
【請求項９】
前記第１の側には、始点及び終点を有する通路に沿って前記担体粒子の移動を誘導するためのらせんが設けられ、前記始点及び前記終点は前記長手軸に沿って離間される、請求項６に記載の粉末パージ装置。
【請求項１０】
前記らせんが、強磁性材料を含む第１の層と、好ましくは前記第１の層の上部に配置された、ほぼ非導電性の材料を含む又はから構成された第２の層とを含む、らせん状ストリップである、請求項９に記載の粉末パージ装置。
【請求項１１】
前記複数の磁石が、前記支持表面の、前記第１の側とは反対の第２の側において多くの平行な別個のセクションに区分化され、各セクション内の前記磁石は前記支持表面の近位に同じ磁極を有して配置される、請求項９又は請求項１０のいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１２】
隣接するセクションの前記磁極がそれぞれ反対方向に向けられる、請求項１１に記載の粉末パージ装置。
【請求項１３】
磁石の前記セクションが前記長手軸に対してほぼ平行に延びる、請求項１１又は１２のいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１４】
前記第２の側に対向する同じセクション内の隣接する磁石の磁極間の距離が、隣接するセクション内に配置され前記第２の側に対向する隣接する磁石の磁極間の距離より小さい、請求項１１、１２、又は１３のいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１５】
前記通路が前記長手軸に沿って単一方向に向けられる、請求項７から１４までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１６】
前記複数の磁石のうちの前記終点における磁石が、前記複数の磁石のうちの前記始点における磁石より小さい磁場強度を有する、請求項７から１５までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１７】
前記通路が、前記始点を含む第１のセクションと、前記終点を含む第２のセクションとを含み、前記複数の磁石のうちの前記第２のセクションに沿って配置された磁石の前記磁場強度は前記終点に向かって低減する、請求項１６に記載の粉末パージ装置。
【請求項１８】
前記通路の前記終点に又はその下流側に配置された担体粒子容器をさらに備える、請求項７から１７までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項１９】
前記終点と前記担体容器との近くに、担体粒子を前記終点から離して前記担体粒子容器内又はその入口内に払うための回転ブラシをさらに備える、請求項１８に記載の粉末パージ装置。
【請求項２０】
前記磁石が、前記支持表面の前記第１の側の、前記始点と前記終点の間のほぼ全体にわたって前記担体粒子に磁力を与えるために配置される、請求項７から１９までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２１】
前記混合物供給デバイスが、実質的に前記始点の近くの場所で前記混合物を前記第１の側に供給するために配置される、請求項２に従属するときの請求項７又は請求項９のいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２２】
少なくとも使用中、前記吸引表面が前記支持表面に対して回転に関してほぼ固定される、請求項１から２１までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２３】
少なくとも使用中、前記吸引表面が前記複数の磁石に対して回転に関してほぼ固定される、請求項１から２１までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２４】
前記吸引表面が、前記支持表面に対向する前記吸引表面の第１の側から前記支持表面に背を向ける前記吸引表面の第２の側まで粉末粒子を通過させるための複数の開口部を含む、請求項１から２３までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２５】
真空源に連結された空気マニホールドをさらに備え、前記空気マニホールドは、粉末粒子を前記吸引表面の前記第１の側から除去するために前記吸引表面に隣接して配置される、請求項２４に記載の粉末パージ装置。
【請求項２６】
前記吸引表面が前記支持表面の前記第１の側をほぼ外囲する、請求項１から２５までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２７】
前記吸引表面の前記第１の側が前記支持表面の周りにトンネルを形成する、請求項２６に記載の粉末パージ装置。
【請求項２８】
前記場発生装置が前記電場の方向を反転させるように適合される、請求項１から２７までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項２９】
前記支持表面と前記吸引表面との両方が導電性材料を含み、前記場発生装置が、前記支持表面と前記吸引表面との前記導電性材料に導電的に連結され、これらの間に電位差を、好ましくは１５００から３０００ボルトの範囲内で生成するように適合される、請求項１から２８までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項３０】
前記支持表面の前記第１の側が粗面を含む、請求項１から２９までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項３１】
前記駆動要素が、好ましくは１００ｒｐｍかそれより大きい速度、より好ましくは１００から５００ｒｐｍの速度の、前記複数の磁石に対する前記支持表面の回転運動を駆動するように適合される、請求項１から３０までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項３２】
前記支持表面は、前記複数の磁石が、前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せるために前記第１の側に前記磁場を生成するように配置される第１の位置から、前記第１の側が前記複数の磁石によって生成された前記磁場の実質的に外側にある第２の位置まで、及びその逆方向に移動可能である、請求項１から３１までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置。
【請求項３３】
荷電粉末粒子を強磁性担体粒子と前記粉末粒子との混合物からパージする方法であって、
前記混合物を支持表面の第１の側に供給することと、
前記第１の側に前記担体粒子の磁気ブラシを形成するために磁場を生成するように、前記支持表面の、前記第１の側とは反対の第２の側に配置された複数の磁石を用いて、前記混合物の前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せることと、
前記磁場を前記支持表面に対して移動させることと、
前記支持表面と、前記第１の側から離間され前記第１の側に対向する、前記荷電粉末粒子を引き寄せるための吸引表面との間に電場を生成することとを含み、
担体粒子の前記磁気ブラシが前記吸引表面から離間されている、方法。
【請求項３４】
請求項１から３３までのいずれか一項に記載の粉末パージ装置を用いて実施される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
吸引表面が、前記複数の磁石の移動が前記支持表面に対して駆動される間、前記支持表面に対して回転に関してほぼ固定される、請求項３３又は３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記吸引表面が前記複数の磁石に対して回転に関してほぼ固定される、請求項３３又は請求項３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記混合物を前記支持表面の前記第１の側に供給する前に、前記混合物を流動化するステップをさらに含む、請求項３３から３６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の側が円筒形状を有し、前記担体粒子が、第１の側を前記複数の磁石に対して回転させることによって前記第１の側に対して移動させられる、請求項３３から３７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記複数の磁石の前記磁石が始点及び終点を有するらせん状通路にほぼ沿って配置され、前記始点及び前記終点が前記円筒形状の長手軸に沿って離間され、前記混合物が前記始点において前記第１の側にほぼ連続的に供給され、前記第１の側の担体粒子が前記第１の側の上を前記らせん状通路に沿って前記終点に向かってほぼ連続的に移動させられる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記磁石の前記磁場強度が前記終点に向かって低減する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記電場を反転させるステップをさらに含む、請求項３３から４０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記粉末粒子が与えられる基板を、前記吸引表面と前記第１の側の間に、前記第１の側から離間して置くステップをさらに含む、請求項３３から４１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記吸引表面が、前記粉末粒子が与えられる基板を備える、請求項３３から４２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記混合物のほぼすべてが前記第１の側に供給され、前記混合物は粉末粒子の実質的に既定された量を含む、請求項３３から４３までのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粉末粒子を前記粉末粒子と強磁性担体粒子との混合物からパージするための装置及び方法に関する。薄いコーティングによって取り囲まれた強磁性コアを含む担体粒子は、たとえば、レーザ印刷や基板の粉末コーティング等の用途で使用されて、トナー粒子及び／又は粉末状塗装粒子などの粉末粒子が、粉末粒子が施与される基板に向かって移送される。たとえば黒色トナーから黄色トナーに変更するときなど粉末タイプを変更する際、使用された担体粒子のバッチもまた、先の色と後の色が基板上で混合することを回避するために変更されなければならない。手元に保持しなければならない担体粒子のバッチの数を低減するために、いくつかのクリーニング方法が当技術分野で提案されている。これらの多くは、液体及び溶媒を用いて担体粒子を洗浄することを含み、これは環境に優しくなく、担体粒子が再利用できるようになる前にしばらくの間乾燥させることを必要とする。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、液体を用いることなく担体粒子を荷電トナー粒子からクリーニングするためのトナー・パージ装置を表している。このパージ装置は、外面を備えたローラを備え、トナーを担持した担体粒子が、ローラ内に置かれ表面に対して逆回転するように適合された磁気コアによってこの外面に引き寄せられる。荷電トナー粒子とは反対の極性を有する電圧のコロナ電極ワイヤ（coronode wire）が、ローラの外面近くに配置され、トナー粒子を、磁気担体粒子に担持される関係（laden relationship）から離し、コロナ電極ワイヤから離して、そして外面上に押し出すことによって磁気担体粒子をデトーニングする（detoning）ように適合される。担体粒子は、次いで、外面から剥がされ、サンプ内に収集される。
【０００３】
この既知の装置の欠点は、トナーがコロナ電極ワイヤの放電によって担体粒子から分離されるため、この既知の装置は、担体粒子から大量のトナーをすばやくパージするのに適していないことである。さらに、コロナ電極ワイヤは通常、火花及び／又はオゾンを生成し、摩滅によって頻繁に取り換えられなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，７５１，４３０号
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００４０４６７４４Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点の少なくとも１つを解決する、粉末パージング装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様によれば、本発明は、荷電粉末粒子を強磁性担体粒子と前記粉末粒子との混合物からパージするための粉末パージ装置であって、前記担体粒子を支持するための第１の側を含む支持表面と、前記第１の側とは反対の、前記支持表面の第２の側に配置された、前記第１の側に磁場を生成して前記担体粒子の磁気ブラシを形成するために前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せるための複数の磁石であって、前記磁場と前記支持表面とは互いに対して移動可能である、複数の磁石と、前記支持表面に対する前記磁場の移動を駆動するように適合された駆動要素と、前記第１の側に対向し、前記第１の側から離間された吸引表面と、前記粉末粒子を前記吸引表面に向かって引き寄せるために、前記吸引表面と前記支持表面との間に電場を生成するように適合された場発生装置とを備える、粉末パージ装置を提供する。好ましくは、吸引表面は、担体粒子の磁気ブラシから離間され、それにより、担体粒子は、吸引表面と接触することなくパージされ得る。磁気ブラシの最大高さは、たとえば、ドクター・ブレード又は本発明の実施例で説明されるような混合物供給デバイスを用いて設定され得る。
【０００７】
担体粒子の磁気ブラシは通常、第１の表面に対して垂直な方向に積み重ねられた多数の担体粒子として作り上げられ、通常、担体粒子の円錐又はブラシ毛の形態の積層体を形成する。ブラシの外面の担体粒子に付着する荷電粉末粒子は、吸引表面に引き寄せられ、担体粒子からパージされる。磁場を第１の側に対して移動させることにより、複数の磁石による磁場が、事実上第１の側に沿って進行し、その結果、ブラシ内の担体粒子の再配置をもたらす。以前はブラシの外面になかった担体粒子は、したがって、これに付着する粉末粒子がこれらの担体粒子から離れて吸引表面に向かって引き寄せられ得るように、前記外面の位置に再配置され得る。
【０００８】
ある実施例では、前記複数の磁石と前記支持表面とは、互いに対して移動可能であり、駆動要素が、前記複数の磁石に対する前記支持表面の移動を駆動するように適合される。好ましくは、駆動要素は、複数の磁石と支持体との互いに対する機械的運動を駆動するように適合される。あるいは、複数の磁石が電磁石を含むときは、駆動要素は、支持表面に対して電磁石の磁場強度及び／又は極性を制御するための制御装置でよい。
【０００９】
第１の側が複数の磁石に対して移動させられたときの第１の側における磁場強度の変化を促進するために、前記複数の磁石の隣接する磁石は、好ましくは、少なくとも第１の表面において、反対の磁極性及び／又は異なる磁場強度を有する。最も好ましくは、複数の磁石に沿って隣接する磁石は前記第１の表面に、反対の極性、すなわちＮ極−Ｓ極の磁場を有する。複数の磁石のそれぞれは、好ましくは、担体粒子を第１の側に引き寄せるために、ほぼ連続的な磁場をもたらすように配置される。第１の側の少なくとも半分は、したがって、担体粒子及びこれに付着する粉末粒子で覆われ得る。
【００１０】
直流又は交流の電場でよい、吸引電場は、好ましくは、ほぼ一定の場の強度を有し、ブラシの外面において粉末粒子を担体粒子から離して引き寄せるために、実質的に連続的に生成され得る。電荷蓄積のための時間は必要とされないため、たとえばコロナ放電デバイスを用いて粉末粒子を担体粒子からパージするのに必要とされる時間と比較したとき、大量の粉末粒子が、比較的短時間でこれらの担体粒子からパージされ得る。
【００１１】
さらに、生成された電場が第１の側のほぼ全体から吸引表面に延びるように、第１の側に対向する吸引表面の側の総面積は、好ましくは、第１の側の面積より大きく又はこれと等しい。粉末粒子は、こうして、ブラシの外面のほぼ全体で担体粒子から外方に引き寄せられ得る。
【００１２】
ある実施例では、支持表面の第１の側は、中空体の円筒状の外面を含み、前記複数の磁石は、前記第１の側とは反対の、支持表面の第２の側において多くの平行な別個のセクションに区分化され、各セクション内の磁石は、前記支持表面の近位に同じ磁極を有して配置される。好ましくは、中空体は、円筒状の中空体又はスリーブである。磁石の各々は、好ましくは、第１の磁極、たとえばＮ極をほぼ完全に支持表面に対向するように、第２の極、たとえばＳ極を円筒状の外面の長軸にほぼ対向し前記長軸に対して垂直になるように配向される。
【００１３】
ある実施例では、磁石は、支持表面の始点と終点の間の第１の側のほぼ全体で担体粒子に磁力を与えるために配置される。したがって、始点と終点との間のいずれの場所の支持表面上の担体粒子も磁気ブラシに引き寄せられ、支持表面によって支持されたままとなる。これを達成するために、磁石のセクションは、たとえば、中空体の長軸周りの径方向に、隣接するセクション上に又はその間に配置された担体粒子を第１の側に引き寄せるように、隣接するセクションが互いに十分近くに配置されてよい。
【００１４】
ある実施例では、第２の側を向く同じセクション内の隣接する磁石の磁極間の距離は、隣接するセクション内に配置され第２の側に対向する隣接する磁石の磁極間の距離より小さい。好ましくは、一セクション内の隣接する磁石は、ほぼ当接する。
【００１５】
ある実施例では、隣接するセクションの磁極は、それぞれ反対方向に向けられる。セクションが第１の側に対して移動させられるとき、これは、第１の表面上の位置で磁極の反転を引き起こし、したがって磁気ブラシ内の担体粒子の移動を引き起こす。
【００１６】
ある実施例では、磁石のセクションは、長軸に対してほぼ平行に延びる。セクションの各々は、こうして、支持表面の第１の側の近位にＮ極又はＳ極のいずれかを有する磁石の直線を形成する。
【００１７】
支持表面がスリーブを備える、又は支持表面の第１の側が中空体の円筒状の外面である実施例では、第１の側には、始点及び終点を有する通路に沿って担体粒子の移動を誘導するためのらせんが設けられ、この場合、前記始点及び前記終点は、前記長軸に沿って離間される。
【００１８】
ある実施例では、らせんは、強磁性材料を含む第１の層と、好ましくは第２の層の上に配置され、実質的に非導電性の材料を含む又はから構成された第２の層とを備える、らせん状ストリップである。第２の層は、通常、接着剤を用いて第１の層に固定され、いずれの層も通常、類似の幅を有するが高さは異なる。ストリップは、好都合には、複数の磁石がストリップを所定の位置に保持するように、その第１の層を第１の側に向けて置くことによって第１の側に取り付けることができる。好ましくは第１の層より大きい高さを有する第２の層は、支持表面と吸引表面の間の電場に実質的に影響を与えない。ストリップは、たとえば支持表面の第１の側をクリーニングしなければならないときに容易に取り外すことができ、その後再使用することができる。
【００１９】
らせん状ストリップは、好ましくは、支持表面上の磁気ブラシの最大高さと等しい、又はより大きい、高さを有する。
【００２０】
ある実施例では、少なくともパージ中、支持表面は、吸引表面に対してほぼ静止して配置され、又は回転に対して固定され、一方で複数の磁石は、前記支持表面及び吸引表面に対して回転するように配置される。通常、支持表面及び吸引表面は、少なくともパージ中、回転固定式にハウジングに固定され、装置の構造を容易にしている。この実施例では、支持表面の第１の側の上の担体粒子の移動は、支持表面の移動によってではなく、複数の磁石の移動によって駆動される。
【００２１】
ある実施例では、支持表面は、長手軸を有するスリーブを備え、ここで、前記第１の側はほぼ円筒状であり、前記複数の磁石の周りに配置され、前記複数の磁石は、前記長手軸から径方向に延びる。スリーブは、このようにして支持表面を形成し、スリーブの外側は、支持表面の第１の側を含む。スリーブがその長手軸周りに前記複数の磁石に対して回転するとき、担体粒子はスリーブ及び複数の磁石の両方に対して移動し、担体粒子の磁気ブラシ内で担体粒子の場所及び配向が変化する。
【００２２】
ある実施例では、複数の磁石は、始点及び終点を有する通路にほぼ沿って配置され、ここで前記始点及び前記終点は、前記長手軸に沿って離間され、好ましくは、前記通路は、長手軸を複数回囲み、及び／又は前記長手軸に沿って単一方向に向けられる。第１の側に供給された担体粒子は、したがって、前記始点から前記通路に沿って終点に向かってほぼ連続的に移動させられ得る。好ましくは、前記混合物が前記始点において第１の側の上に落下したとき、重力及び複数の磁石によって及ぼされた磁力の両方によって支持表面に引き寄せられるように、始点は複数の磁石の上側に位置している。同様に、終点において担体粒子に作用する重力が、複数の磁石によって及ぼされた磁場から担体粒子を逃がすのを助けるように、終点は、好ましくは複数の磁石の底側に位置している。
【００２３】
ある実施例では、通路は、長手軸周りに、ほぼらせん状になる。支持表面が、たとえば支持表面をその長手軸周りで回転させることによって、又はその代わりに複数の磁石を長手軸周りで回転させることによって、複数の磁石に対して移動させられ、担体粒子が、前記らせん状通路に沿って前記第１の表面に対して移動する。前記第１の側上での、前記始点から前記終点に向かう移動中、担体粒子は、こうして前記らせん状通路に沿って変位され、複数の磁石を複数回囲む。ブラシ内の担体粒子の配置及び配向は、前記移動中に再配置され、荷電粉末粒子は、前記らせん状通路の長さにわたって吸引電場にかけられる。パージ装置は、こうして、優れたパージ能力をもたらしながらコンパクトな構造のものになることができる。
【００２４】
ある実施例では、前記複数の磁石のうちの前記終点における磁石は、前記複数の磁石のうちの前記始点における磁石より小さい磁場強度を有する。通路の端部に近付く担体粒子は、したがって、より小さい磁力によって第１の側に引き寄せられており、したがってより容易に第１の側から除去され得る。好ましくは、通路の終了部における磁場強度は、複数の磁石に対する第１の側の回転中、担体粒子を第１の側に引き寄せるのに必要とされる磁場強度より小さいか、又はこれと等しい。後者の場合、担体粒子は、パージ中、これらが終点に到達したときに第１の側から単に落下するであろう。
【００２５】
ある実施例では、通路は、前記始点を含む第１のセクションと、前記終点を含む第２のセクションとを含み、ここで前記第２のセクションに沿って配置された前記複数の磁石の磁場強度は、終点に向かって低減する。前記第２のセクションの磁石によって及ぼされた磁場強度は終点に向かって徐々に低減するので、前記終点では磁場強度の急激な変化は存在しない。したがって、前記終点における大量の担体粒子の蓄積は、少なくとも実質的に防止される。
【００２６】
ある実施例では、粉末パージ装置は、さらに、前記終点若しくは前記通路の終了部分に又はその下流側に配置された担体粒子容器を備える。粉末粒子からパージされた担体粒子は、したがって、担体粒子容器内に容易に収集され得る。好ましくは、容器は、前記終点の下方に取り外し可能に配置され、たとえば担体粒子で満たされたときに別の容器に容易に取り換えることができるようになっている。さらに、担体粒子入口を除き、担体粒子容器は、好ましくは、実質的に気密式であり、粉末粒子を担体粒子容器内に運び得る空気の流れを防止する又は少なくともかなり低減する。
【００２７】
好ましい実施例では、粉末パージ装置には、終点及び担体粒子容器の近くに、担体粒子を終点から離して担体粒子容器内へ又はその入口に払い落すために、回転ブラシが設けられる。終点は、好ましくは支持表面の第１の側の固定された位置に位置している。通常、ブラシは、担体粒子が進行する方向とは逆に回転するよう駆動される。ブラシは、好ましくは、終点において第１の側と接触するように、及び／又は、終点に配置され複数の磁石から終点にある担体粒子までの距離をより大きくするように適合された傾斜部分と接触するように配置される。
【００２８】
ある実施例では、粉末パージ装置は、さらに、前記混合物を前記第１の側に供給するための混合物供給デバイスを備える。混合物供給デバイスは、好ましくは、第１の表面の上方に配置され、前記混合物は、重力と共に混合物供給デバイスから前記第１の側に落下することができるようになっている。好ましくは、混合物供給デバイスはまた、前記混合物の粉末粒子を帯電するように適合される。
【００２９】
ある実施例では、前記混合物供給デバイスは、前記混合物を前記始点の近くのほぼ一点で前記第１の側に供給するように配置される。混合物が、通路の前記始点の近くの前記一点にのみ供給されることで、始点に供給された担体粒子は、終点に到達する前の通路の全体を横断する間に、粉末粒子からパージされ得る。さらに、粉末粒子を担体粒子からパージするためのさらなる対策が、混合物の支持表面への供給を妨げることなく、前記始点を除いて通路全体に沿って配置され得る。
【００３０】
ある実施例では、前記混合物供給デバイスは、担体粒子の前記ブラシの既定の最大高さにほぼ等しい距離だけ前記第１の側から離間された供給出口を備える。本発明の粉末パージ装置は、したがって、粒子の前記磁気ブラシの高さを限定するための別個のドクター・ブレード等を必要としない。加えて、支持表面と複数の磁石の間に回転運動が存在しないとき、たとえば駆動要素が作動されないとき、磁気ブラシは、これが供給出口と支持表面の間の空間をほぼ完全に埋め尽くすまで蓄積することができる。この空間が埋め尽くされると、供給出口は遮られ、さらなる混合物は磁気ブラシには加えられない。したがって、供給出口はまた、過剰な量の混合物が支持表面に供給されることを防止するための投与機構も提供する。好ましくは、供給出口は、吸引表面よりも第１の側の近くに配置される。より好ましくは、供給出口から第１の側への距離は調整可能である。本実施例による混合物供給デバイスはまた、特に混合物が流動化されたときには、粉末コーティング・デバイスのように、粉末粒子と強磁性担体粒子との混合物が支持表面に供給される他の種類の装置にも独立に適用可能であることが考えられる。
【００３１】
混合物供給デバイスには、加えて又は代替的に、混合物が供給出口を通り過ぎることを部分的に又は完全に遮るためのブロック手段が設けられてよい。そのようなブロック手段は、たとえば、出口を通る混合物の流量を調節できるように部分的に遮ることを可能にする、調整可能な弁を備えることができる。あるいは、ブロック手段は、供給出口内の担体粒子を磁気的に融合させ、そして供給出口を塞ぐ、供給出口に近い完全なブロック位置と、磁石が担体粒子に供給出口を塞がせないように供給出口から十分離間された非ブロック位置との間で移動可能である磁石を備えることができる。好ましくは、混合物供給デバイス、又は少なくともその出口は、始点の上方に配置され、混合物は、重力の方向に沿って混合物供給出口から始点に移送されるようになっている。
【００３２】
好ましい実施例では、少なくともパージ中、支持表面は、混合物供給デバイス又はその出口に対してほぼ静止し、又は回転に対して固定される。したがって、パージ中、始点及び終点もまた静止したままであり、担体粒子の支持表面上の堆積及び支持表面からの除去を容易にする。
【００３３】
ある実施例では、前記混合物供給デバイスは、前記混合物を流動化するための流動化手段を備える。混合物を流動化することにより、第１の側に供給される混合物の量のより正確な投与制御を可能にし、第１の側への混合物の移送を容易にする。さらに、流動化手段は、粉末粒子に電荷を与える上で助けとなることができる。特に特許文献２には、本発明において使用するのに適した流動化手段に関する詳細が記載されている。
【００３４】
ある実施例では、吸引表面は、粉末粒子を、前記支持表面に対向する前記吸引表面の第１の側から、前記支持表面に背を向ける前記吸引表面の第２の側まで通過させるための複数の開口部を含む。パージ中、粉末粒子は、吸引表面の前記第１の側に付着する代わりに、吸引表面の第１の側から離れて吸引表面内の開口部を通るように向けられてよい。吸引表面上の粉末粒子の蓄積はこうして制限され、吸引表面の前記第１の側の上の前記粉末粒子が電場強度に与える影響は、かなり低減される。
【００３５】
ある実施例では、粉末パージ装置は、さらに、真空源に連結された空気マニホールドを備え、ここで、前記空気マニホールドは、粉末粒子を吸引表面の前記第１の側から除去するために前記吸引表面に隣接して配置される。粉末粒子は、したがって、吸引表面の第１の側から空気マニホールド内に引き寄せられる。空気マニホールドは、好ましくは、吸引表面の前記第２の側に配置され、好ましくは、吸引表面を実質的に外囲する。
【００３６】
ある実施例では、装置は、さらに、実質的に吸引表面の第１の側と支持体の第１の側の間に配置された空気出口を備える空気供給源を備える。空気供給源を作動させると、吸引表面の第１の側と支持体の第１の側との間から吸引表面の第２の側へ空気の流れが生じる。支持表面の第１の側が、上記で説明したように中空体の円筒状の外面であるとき、空気供給出口は、好ましくは、シリンダの長手軸に沿った担体粒子の移動方向に対する終点の上流側に配置される。通路の終点において空気の流れがほとんど又は実質的に存在しない場合、担体粒子の第１の側からの除去及び／又は第１の側から担体粒子容器への担体粒子の移送を、より正確に実施することができる。
【００３７】
粉末粒子を吸引表面から離すよう移動させるのに最適な吸引効果を達成するために、空気を供給する空気供給出口と空気を除去する空気マニホールドとは、好ましくは、長手軸に沿った始点と終点の間の距離とほぼ等しい距離で離間される。
【００３８】
ある実施例では、前記吸引表面は、支持表面の前記第１の側を実質的に取り囲んでいる。吸引表面の第１の側は、したがって、支持表面の周りにトンネルを形成する。この実施例によれば、電場は、支持表面の第１の側から吸引表面まで、支持表面の第１の側のほぼ全体上に延びる。電場は、支持表面の第１の側の全体をほぼ外囲するため、荷電粒子は、担体粒子のブラシの外側のほぼ全体において担体粒子から引き離され得る。
【００３９】
支持体の第１の側が中空体の円筒状の外面である実施例では、吸引表面もまた、好ましくは、支持体の円筒状の第１の側の直径より大きい内径を備えたシリンダとして実質的に成形される。磁気ブラシの担体粒子が吸引表面と接触することを防止するために、吸引表面の内径は、円筒状の第１の側の外径と磁気ブラシの最大高さとの合計より大きい。
【００４０】
粉末パージ装置のある実施例では、場発生装置が、電場の方向を反転させるように適合される。したがって、強磁性担体粒子並びに正及び負の両方の荷電粉末粒子を含む混合物が、本発明の装置を用いてパージされ得る。吸引表面が支持表面に対して負の電位にあるときは、正の荷電粉末粒子が混合物からパージされて吸引表面に向かって引き寄せられ、吸引表面が支持表面に対して正の電位にあるときは、負の荷電粉末粒子が混合物からパージされて吸引表面に向かって引き寄せられる。好ましい実施例では、正の荷電粉末粒子又は負の荷電粉末粒子のパージが、ほぼ完了したと決定されたときに、場の方向が反転される。より具体的には、場発生装置は、好ましくは、粒子が通路を始点から終点まで横断するのに必要とされる時間のほぼ半分は、吸引表面と支持表面の間に第１の方向に電場を生成し、また、前記粒子が通路を始点から終点まで横断するのに必要とされる時間の残りの半分は、吸引表面と支持表面の間に反対の第２の方向に電場を生成するように適合される。好ましくは、電場の方向を反転するまでの時間は、たとえば空気マニホールドによって供給され得るような空気の流れを用いて、粉末粒子を吸引表面から実質的に除去するのに十分な時間である。たとえば、荷電粒子が通路を始点から終点まで横断するのに、実質的に既定の長さの必要とされる時間、たとえば２分を要する場合、電場の方向は、前記既定の時間の半分が過ぎた後、すなわち１分後に反転される。
【００４１】
ある実施例では、前記支持表面と前記吸引表面との両方は、導電性材料、たとえばステンレス鋼又は導電性セラミック材料を含み、ここで、場発生装置は、前記支持表面と前記吸引表面との前記導電性材料に導電的に接続され、好ましくは１５００から３０００ボルトの範囲内で、これらの間に電位差を生成するように適合される。生成された場は、支持表面の第１の側から吸引表面に延びる。
【００４２】
ある実施例では、支持表面の前記第１の側は、粗面、たとえば溝及び／又はダイヤモンド模様などを含む。そのような粗面は、第１の側と担体粒子との間の摩擦を増大させ、第１の側が、複数の磁石に対して固定された位置に留まるのではなく、複数の磁石に対して回転されたとき、担体粒子が、複数の磁石及び第１の側の両方に対して移動することを確実にするのに役立つ。粗面又は構造面の使用は、非常に強い磁場強度を有する磁石が使用される場合に特に有利である。支持表面の第１の側が中空体の円筒状の外面である好ましい実施例では、第１の側には、円筒状の第１の側の長手軸に対して非平行に延びる平行状の尾根又は縁を含む材料の層が設けられる。この実施例では、尾根又は縁の高さは、好ましくは、磁気ブラシの最大高さよりかなり小さい。したがって、装置の使用中、磁気ブラシの担体粒子は、溝又は縁の方向に沿って移動するように促されるが、たとえば、尾根又は縁に沿った通路が（一時的に）遮られるときは、尾根又は縁を超えて移動し得る。特定の実施例では、尾根及び／又は縁は、担体粒子を１つ又は複数のらせん状通路に沿って円筒状の外面の長手軸に沿って誘導するために、ほぼ平行な多くのらせんを支持表面の第１の側の上に形成する。この材料の層は、好ましくは、実質的に非導電性の材料、たとえばプラスチックを含む。
【００４３】
ある実施例では、前記駆動要素は、好ましくは１００ｒｐｍかそれより大きい速度、より好ましくは１００から５００ｒｐｍの速度の、前記複数の磁石に対する前記支持表面の回転運動を駆動するように適合される。好ましくは、回転運動は、支持表面の長手軸周りの回転運動である。
【００４４】
ある実施例では、支持表面は、前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せるために前記第１の側に前記磁場を生成するように前記複数の磁石が配置される第１の位置から、前記第１の側が前記複数の磁石によって生成された磁場の実質的に外側にある第２の位置まで、及びその逆方向に移動可能である。担体粒子は、支持表面を第２の位置に移動させることによって支持表面から除去され得る。さらには、支持表面の第１の側の保全及び／又はクリーニングは、第２の位置にあるときに容易に行われる。
【００４５】
ある実施例では、少なくとも使用中、前記吸引表面は、前記複数の磁石又は前記支持表面に対して、回転に関して実質的に固定される。吸引表面が複数の磁石に対して回転に関して固定されるとき、駆動要素は、担体粒子の磁気ブラシを支持している場合であっても、複数の磁石よりも通常は質量が小さい支持表面の移動を駆動するだけでよい。好ましくは、複数の磁石もまた、パージ装置の混合物出口及び／又は担体粒子容器に対して、回転に関して実質的に固定される。吸引表面が支持表面に対して回転に関して固定されるとき、パージ装置は、支持表面の第１の側と吸引表面の第１の側との間に可動部分を実質的に含まない。
【００４６】
第２の態様によれば、本発明は、荷電粉末粒子を強磁性担体粒子と前記粉末粒子との混合物からパージする方法であって、前記混合物を支持表面の第１の側に供給することと、前記第１の側に前記担体粒子の磁気ブラシを形成するために磁場を生成するように、前記支持表面の、前記第１の側とは反対の第２の側に配置された複数の磁石を用いて、前記混合物の前記担体粒子を前記第１の側に引き寄せることと、前記磁場を前記支持表面に対して移動させることと、前記支持表面と、前記第１の側から離間され前記第１の側に対向する、前記荷電粉末粒子を引き寄せるための吸引表面との間に電場を生成することとを含む方法を提供する。
【００４７】
ある実施例では、この方法は、本明細書において説明する粉末パージ装置を用いて実施される。
【００４８】
ある実施例では、少なくともパージ中、前記支持表面は、前記複数の磁石に対して回転させられる。好ましくは、吸引表面もまた、担体粒子の磁気ブラシから離間される。支持表面の回転は担体粒子を前記第１の側に対して変位させ、それにより、担体粒子は、担体粒子のブラシの外面へ、及び外面から移動することができる。ブラシの外面において担体粒子に付着している荷電粉末粒子は、担体粒子から離れて吸引表面に向かって引き寄せられ、その結果、これらの粉末粒子を担体粒子からパージする。
【００４９】
ある実施例では、少なくともパージ中、吸引表面は前記支持表面に対して回転に関して実質的に固定され、前記複数の磁石の移動が支持表面に対して駆動される。
【００５０】
代替の実施例では、少なくともパージ中、吸引表面は、前記複数の磁石に対して回転に関して実質的に固定される。この実施例では、好ましくは吸引表面と複数の磁石との両方は、パージ中ほぼ静止したままであり、一方で支持表面は、複数の磁石に対して回転させられる。
【００５１】
ある実施例では、この方法は、さらに、前記混合物を支持表面の前記第１の側に供給する前に前記混合物を流動化するステップを含む。
【００５２】
ある実施例では、第１の側は円筒形状を有し、第１の側を前記複数の磁石に対して回転させることによって、前記担体粒子は前記第１の側に対して移動させられる。
【００５３】
ある実施例では、前記複数の磁石は、始点及び終点を有するらせん状通路にほぼ沿って配置され、ここで、始点及び終点は、前記円筒形状の長手軸に沿って離間され、前記混合物は、前記始点において前記第１の側に実質的に連続的に供給され、前記第１の側の上の前記担体粒子は、前記らせん状通路に沿って前記終点に向かって、前記第１の側の上を実質的に連続的に移動させられる。本発明は、こうして、荷電粉末粒子を前記粉末粒子と担体粒子との混合物から実質的に連続的にパージするための方法であって、担体粒子が、らせん状通路に沿って１回の横断でパージされ、前記通路の終了部で収集され得る方法を提供する。
【００５４】
ある実施例では、前記磁石の磁場強度は、前記終点に向かって低減し、前記終点における第１の表面からの担体粒子の容易な解放を可能にする。
【００５５】
ある実施例では、この方法は、さらに、前記電場を反転させるステップを含む。強磁性担体粒子並びに正及び負の両方の荷電粉末粒子を含む混合物が、したがって、本発明による方法を用いてパージされ得る。パージ中、電場は、好ましくは、担体粒子をパージするのに必要とされる時間の半分は第１の方向にあり、担体粒子をパージするのに必要とされる時間の残りの半分は、第１の方向とは反対の第２の方向にある。
【００５６】
ある実施例では、この方法は、前記粉末粒子が与えられる基板を、吸引表面と第１の側との間に、前記第１の側から離間して配置する追加のステップを含む。好ましくは、この実施例では、支持表面の第１の側は、実質的に平面であり、基板に対して実質的に静止したままであり、複数の磁石は、平らな第１の側に対して垂直な回転軸の周りを支持表面に相対して回転させられる。粉末粒子は、このようにして、担体粒子が前記粉末粒子からパージされている間、基板に均一に施与される。基板は、好ましくは、担体粒子の前記ブラシから離間される。
【００５７】
ある実施例では、吸引表面は、前記粉末粒子が供給される基板を備える。好ましくはこの実施例では、支持表面の第１の側は実質的に平面であり、パージ中、基板に対して実質的に静止したままであり、複数の磁石が、平らな第１の側に対して垂直な回転軸の周りを支持表面に相対して回転させられる。基板もまた、好ましくは前記ブラシからも離間される。
【００５８】
ある実施例では、前記混合物のほぼすべてが、前記第１の側に供給され、ここで、前記混合物は、粉末粒子のほぼ既定量を含む。この方法は、したがって、粉末を担体粒子からパージしながら粉末の精密に規定された量を基板に施与する方法を提供する。この実施例では、粉末粒子は、好ましくは、ほぼすべての粉末粒子が担体粒子からパージされるまで担体粒子からパージされる。たとえば粉末粒子の既定量に基づいて、このパージ方法を既定の時間、続けることによって、ほぼすべての粉末粒子がパージされると決定されてよい。あるいは、粉末パージ装置は、磁気ブラシから離れるよう引き寄せられ、基板に向かって移動する粉末粒子の移動を検出するように配置された光学センサを備えてもよく、前記センサが既定の時間、そのような移動を検出しなかったときには、ほぼすべての粉末粒子が担体粒子からパージされたと決定されてもよい。さらに別の代替の実施例では、パージ中、前記第１の側の基板及び／又は混合物の重量を測定し、前記測定された重量を粉末粒子の前記既定量と比較することによって、ほぼすべての粉末粒子が担体粒子からパージされたかどうかが決定される。
【００５９】
まとめると、本発明は、荷電粉末粒子を前記粉末粒子と強磁性担体粒子との混合物からパージするための装置及び方法を提供する。パージは、粉末粒子を、前記担体粒子を支持する支持表面から離間され前記支持表面とは異なる電位にある吸引表面に向かって引き寄せながら、担体粒子を前記支持表面の第１の側に相対して移動させることによって行われる。担体粒子の移動は、支持表面の前記第１の側とは反対の第２の側に配置され、担体粒子を前記第１の側に引き寄せるための複数の磁石に相対して支持表面を移動させることによって駆動される。
【００６０】
本明細書に説明し図示するさまざまな態様及び特徴が、可能な限り個々に適用可能である。これらの個々の態様、とりわけ添付の従属請求項に説明する態様及び特徴は、分割特許出願の主題にされてよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施例による粉末パージ装置の概略断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施例による粉末パージ装置の概略的な部分側面図及び断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの装置の切り開かれた断面の概略図である。
【図３】本発明による装置内で担体粒子が辿る通路を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施例の概略側部断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの実施例の概略正面断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの実施例の概略正面断面図である。
【図５Ａ】既定量の粉末を基板に施与するように適合された、本発明による粉末パージ装置の等角分解立体図である。
【図５Ｂ】図５Ａの装置の使用中の断面図である。
【図６】本発明による、粉末粒子を、強磁性担体粒子と荷電粉末粒子との混合物からパージするための方法のフロー図である。
【図７Ａ】本発明による粉末パージ装置の好ましい実施例の概略断面図である。
【図７Ｂ】本発明による粉末パージ装置の好ましい実施例の概略断面図である。
【図７Ｃ】第１の側にらせんが設けられた円筒状の支持表面を含む、図７Ａの粉末パージ装置の一部分の概略等角分解立体図であり、複数の磁石が、円筒状の支持表面に相対して回転可能なロール上に配置され、円筒状の支持表面の中に配置されている。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
レーザプリンタ又はコーティング装置、特に粉末コーティング装置では、より小さい非磁性粉末粒子を前記粉末粒子が与えられる表面に移送して、前記表面上に画像を展開する及び／又は前記表面上に粉末粒子の層を提供するために、強磁性担体粒子が使用されることが多い。しかし、そのような画像又は層が表面上に形成された後でも、通常、前記担体粒子に粘着又は付着する粉末粒子の残留物が残る。たとえば、同じ担体粒子を異なる色の粉末粒子と共に使用するとき、異なる種類の粉末粒子と共に担体粒子を再利用できるようにするために、粉末粒子は担体粒子からパージされなければならない。
【００６３】
図１は、本発明による、粉末を荷電粒子からパージするための装置１の断面図を概略的に示している。粉末パージ装置１は、強磁性担体３１の粒子と荷電粉末粒子３２との混合物３０を含む混合物供給デバイス２０を備え、ここで、粉末粒子は通常、担体粒子に付着している。
【００６４】
混合物供給デバイス２０は、混合物を、開放端部２２を有する混合物供給出口２１を通して、円筒状の支持表面又はスリーブ２に向かって供給する。円筒状の支持表面は、その上に前記担体粒子３１を支持するための第１の側３を含む。担体粒子に付着するすべての粉末粒子３２もまた、第１の側３で支持される。第１の側３とは反対の側である支持表面２の第２の側４には、複数の磁石５０が、円筒状の支持表面２の長手軸Ｌ周りのらせん状通路内に配置される。磁石は、前記らせん状通路に沿って、交互にＮ極−Ｓ極で第１の側３に対向して配置され、すなわち、前記通路に沿った任意の２つの隣接する磁石５３、５４は、第１の側を向いて反対の極性を有する。磁石は、第１の側３の近位にそこから離間されて配置され、当技術分野で知られている方法で担体粒子の磁気ブラシを形成するために強磁性担体粒子３１を第１の側３に引き寄せるための磁場を生成する。ブラシの最大高さは、供給出口２１の開放端部２２と第１の側３との間の距離ｈで決定され、ブラシは最大でも前記距離と等しい高さで形成することができるため、ブラシの最大高さを制限するためのドクター・ブレードは必要とされない。
【００６５】
円筒状の支持表面２は、複数の磁石５０の周りのスリーブとして配置される。電気モータ４０は、複数の磁石５０周りの支持表面２の回転を駆動するように適合される。電気モータは、複数の磁石５０を第１の端部において支持するステータ４１と、支持表面２を第１の端部において支持するロータ４２とを備える。複数の磁石は、支持体４４によって反対側の第２の端部において支持され、円筒状の支持表面２は、軸受４５によって反対側の第２の端部において支持される。
【００６６】
支持表面２が複数の磁石５０の周りを回転するとき、磁石は担体粒子３１を第１の側に引き寄せ続け、そのために、複数の磁石５０の周りの支持表面２の回転による、担体粒子３１と第１の側３との間の摩擦と組み合わせて、第１の側３の上での担体粒子の移動が駆動される。担体粒子３１及びこれに付着する粉末粒子３１の支持表面の第１の側３の上での移動は、複数の磁石５０がその通路の始点５１からその通路の終点５２まで、これに沿って配置されたらせん状通路に実質的に従う。パージ中、複数の磁石５０は、供給出口２２に対して静止したままである。供給出口は、したがって、通路の始点の位置において担体粒子を前記スリーブ２に供給するように配置され得る。複数の磁石５０のらせん状通路に沿った担体粒子３１の前記移動中、最初にブラシの内部にあった担体粒子がブラシの外部に、又はその逆に移動するかもしれないように、磁気ブラシ内の担体粒子３１の間の順番も変化し、第１の側に対する担体粒子の配向もまた変化し得る。その結果、担体粒子３１に付着する粉末粒子３２は、最終的には、これらが比較的容易に担体粒子３１から分離され得るブラシの外側に位置することになる。
【００６７】
荷電粉末粒子を担体粒子から分離するために、パージ装置は、さらに、前記第１の側から離間された、静止した吸引表面６０を備える。パージ装置は、さらに、支持表面２と吸引表面６０との間に電場７１を生成するための場発生装置７０を備える。図示された実施例では、支持表面２及び吸引表面６０の両方は、導電性金属を含む。場発生装置７０は、１５００から３０００ボルトの、吸引表面６０と支持表面２との間の電位差を与えることによって、吸引表面と支持表面との間に電場７１を生成する。好ましくは、支持表面は２０００ボルトの電圧にあり、吸引表面６０が接地されている。ブラシの外部にある荷電粉末粒子３２は、吸引表面６０に向かって引き寄せられ、そして担体粒子３１からパージされる。
【００６８】
図示される実施例では、荷電粉末粒子３１は、正の荷電粉末粒子であり、支持表面２に対して垂直である電場７１は、正の荷電粉末粒子を、支持表面２から離れ吸引表面６０に向かう場７１の方向に引き寄せる。混合物３０が正の荷電粉末粒子の代わりに負の荷電粉末粒子を含んでいた場合、電場の方向は反転されることになる。場発生装置７０は、電場を第１の方向７１及び反対の第２の方向に与えるように適合されるため、装置１はまた、強磁性担体粒子並びに正及び負の両方の荷電粉末粒子を含む混合物をパージするために使用され得る。そのような場合、場発生装置７０は、担体粒子による通路の横断の半分の間に正の荷電粉末粒子が担体粒子からパージされ、担体粒子による通路の横断の残り半分の間に負の荷電粉末粒子が担体粒子からパージされるように、担体粒子が始点５１から終点５３まで通路を横断するのに必要とされる時間の半分が過ぎた後、電場の方向を反転するように構成される。
【００６９】
電場に影響を与える、吸引表面６０における粉末粒子３２の蓄積を低減するために、吸引表面６０には、それを通って粉末粒子３２が、支持表面２の第１の側３に対向する吸引表面の第１の側６３から、吸引表面の反対の第２の側６４へ進むことができる、複数の開口６１が設けられる。第２の側６４においては、吸引表面６０は空気マニホールド８０に連結され、この空気マニホールド８０は今度は、真空ポンプ８２に連結される。空気マニホールド８０は、粉末粒子を含む空気を、真空ポンプと空気マニホールド８０との間に置かれた空気フィルタ８１に供給する。粉末粒子を吸引表面の第１の側から離して移送するための空気の流れを改良するために、新鮮な空気の流れ８５が、支持表面２の第１の側３と吸引表面の第１の側との間に供給される。真空ポンプ８２は、吸引表面６０の第２の側６４において過小圧（under pressure）を引き起こし、それによって、第１の側にある空気及び粉末粒子を、開口６１を通って第２の側に向かって、その後空気フィルタ８１に向かって移動させる。フィルタされた粉末粒子３２は、粉末容器８２内に堆積される。
【００７０】
担体粒子３１が、らせん状通路に沿って始点５１から終点５２まで進行してパージされると、これらは、支持表面の第１の側から除去され、担体粒子容器９０内に収集される。担体粒子を通路の終点において第１の側から除去するために、たとえば、スカイブ（skive）が使用されてよい。しかし、図示された実施例では、複数の磁石の磁場強度が、通路に沿って通路の終点５２に向かって低減されている。終点５２では、磁石によって担体粒子上に及ぼされる、担体粒子を第１の側３に向かって引き寄せる力は、重力及び／又は第１の側３から離れる向きの円周方向の表面の回転によって引き起こされる摩擦より小さい。その結果、通路の終点５２に到達した、パージされた荷電担体粒子は、担体粒子容器９０内に落下する。
【００７１】
図２Ａは、本発明の実施例において使用される複数の磁石２５０が配置されたシリンダ２００の側面図を示す。複数の磁石２５０が、円筒状の本体２５７の上に、始点２５１及び終点２５２を有するらせん状通路に沿って配置される。複数の磁石５０は、通路に沿って隣接する磁石が、シリンダ２５７から離れるように対向された複数の磁石の側において、反対の極性を有するように、すなわち、磁石２５３などの黒で示された磁石はそのＳ極が外側を向き、磁石２５４などの、白で示された隣接する磁石はそのＮ極が外側を向くように配置される。隣接する磁石は、スペーサ要素２５５を用いて通路に沿って離間される。比較のために、第１の側２０３の上で担体粒子の磁気ブラシを支持するための円筒状の支持表面２０２又はスリーブの概略断面もまた、担体粒子２３１と荷電粉末粒子２３２との混合物を含む供給デバイス２２０と共に示されている。供給デバイスは、その端部２２２を支持表面２０２の第１の側から距離ｈ２だけ離して配置された供給出口２２１を備える。その上に担体粒子が供給されたときに支持体表面の第１の側に形成される担体粒子の磁気ブラシが吸引表面２６０の第１の側２６３と接触できないように、吸引表面２６０の第１の側２６３は、距離ｈ２より大きい距離ｈ３だけ支持表面２０２の第１の側２０３から離間される。吸引表面２６０は、開口又は貫通穴２６１を含み、空気及び粉末粒子が支持表面２０２の第１の側に対向する吸引表面の第１の側２６３から反対側を向いている吸引表面の第２の側２６４まで進むことを可能にする。複数の磁石５０がその中に配置されるらせんの外径ｄ１は、支持表面２０２が複数の磁石５０に対してほぼ自由に回転することができるように、支持表面２０２の内径ｄ２より小さい。好ましくはパージ中、複数の磁石５０は実質的に静止したままであり、電気モータが、複数の磁石２５０の周りの支持表面２０２の回転を駆動する。この方法では、供給出口２２１の端部２２２に対する通路の開始部２５１の位置は、ほぼ一定のままであり、担体粒子容器２９０に対する通路の終了部２５２の位置もまた、ほぼ一定のままである。しかし、代替の実施例では、円周方向の表面が実質的に静止したままである一方で、円周方向の表面２０２の内部の複数の磁石の回転を駆動するために電気モータを使用してもよく、又は、１つ若しくは複数のモータが、円周方向の表面２０２及び複数の磁石２５０の両方の回転を駆動するために設けられてよい。
【００７２】
図２Ｂは、図２Ａのスリーブ２０２の切り開かれた側面図を示している。スリーブの第１の側２０３には、スリーブの長手軸Ｌに対してほぼ平行に延びる多くの溝２０３ａと、第１の側２０３をほぼ囲む多くの楕円溝２０３ｂとが設けられる。第１の側の溝２０３ａ及び２０３ｂは、支持表面２０２が複数の磁石２５０に対して回転させられたときに担体粒子に追加の摩擦をもたらす。追加の摩擦は、支持表面が複数の磁石の周りを回転するときに第１の側の上での担体粒子の変位の駆動の助けとなる。さらに、担体粒子を互いに、及び第１の側、特に第１の側の溝２０３ａ、２０３ｂに擦り付けることによって、粉末粒子をこれが付着した担体粒子から解放することを助ける。
【００７３】
図３は、円筒状の支持表面３０２上で担体粒子が辿る通路Ｐを概略的に示している。強磁性担体粒子と荷電粉末粒子との混合物は、シリンダ３５７の外側上にらせん状に配置された複数の磁石３５０の始点３５１において又はその近くで、円筒状の支持表面３０２の第１の側３０３の上に供給される。らせん状の通路Ｐは、シリンダの長手軸Ｌの周りを前記始点から、長手軸Ｌに沿って始点３５１から離間された終点までらせんを描いている。前記通路に沿った、複数の磁石３５０の隣接する磁石は、第１の側において反対の極性を有する。強磁性担体粒子と実質的に非磁性の粉末粒子との混合物が第１の側に供給され、支持表面３０２が複数の磁石３５０に対して回転すると、担体粒子は、通路に沿って通路の始点から終点への方向に駆動される。
【００７４】
図４Ａは、本発明の実施例の側部断面図を示している。粉末パージ装置４００は、供給デバイス４２０の供給出口４２１の端部４２２から供給される、強磁性担体粒子と荷電粉末粒子との混合物４３０を支持するための第１の側４０３を有する支持表面又はスリーブ４０２を備える。混合物は、支持表面に供給されたとき、複数の磁石４５０によって及ぼされた磁場の影響下でその表面上に担体粒子の磁気ブラシを形成する。装置は、さらに、粉末容器４９１及び担体粒子容器４９０を備え、ここではこれらの容器は、粉末を担体粒子からパージしている間の位置で示されている。装置の複数の磁石４５０は、回転軸Ｌ周りで支持表面４０２に対して回転可能である。この回転は、磁気ブラシ内の担体粒子のブラシ内の位置及び配向を変化させ、そうして、その異なる担体粒子及び異なる部分が、ブラシの外部に出現する。電場発生装置４７０は、支持表面４０２に電位を加え、そうして、電場が、支持表面４０２と接地電位である吸引表面４６０との間に生成される。電場は、磁気ブラシの外部に位置する荷電粉末粒子を担体粒子から離して引き寄せ、こうして担体粒子を粉末粒子からパージする。磁気ブラシから離して引き寄せられた荷電粉末粒子は、粉末容器４９１内に重力と共に落下することができ、担体粒子は、パージ中、支持表面上に留まる。
【００７５】
図４Ｂは、図４Ａの装置の正面断面図を示す。シャフト４４１は、複数の磁石４５０を、回転軸Ｌ周りの複数の磁石の回転を駆動するためのモータ４４０に連結する。
【００７６】
パージが完了したとき、スリーブ４０２上には実質的に担体粒子だけが残される。パージ中、粉末粒子の、スリーブから粉末容器４９１内への移送があるか否かを、たとえば粉末サンプの質量を測る秤を用いることによって、粒子が粉末サンプ内に移送されたかどうかを光学的に決定する光学検出器を用いることによって、もしくは、吸引表面４６０の電位の、前記吸引表面に接触する荷電粉末粒子による変化が存在するかどうかを検出することによって、決定することにより、及び／又はパージに時間制限を設定することにより、パージが完了したことが決定され得る。
【００７７】
パージが完了したことが認められると、支持表面２は、図４Ｂに示すような前記複数の磁石が前記第１の側の近位にある第１の位置から、図４Ｃに示すような前記第１の側が前記複数の磁石によって生成される磁場の実質的に外側にある第２の位置に移動させられる。この後者の場合、スリーブ又は受け入れ表面２が、回転軸Ｌに沿って複数の磁石４５０から離れる方向に滑らされると、複数の磁石４５０は、もはや担体粒子をスリーブ４０２に向かって引き寄せることはなく、その結果、担体粒子は、スリーブが第２の位置にあるときにスリーブの下方に位置する担体粒子容器４９０内に自由に落下する。好ましくは、粉末容器４９１は、支持表面を第２の位置に移動させる前にパージ装置から取り外される。
【００７８】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の代替の実施例の分解立体図及び断面図を概略的に示している。使用中、担体粒子と粉末粒子との混合物は、前記混合物をその上に支持するための第１の側５０３を有する支持表面５０２を含む、容器５０７内に置かれる。中心周りに径方向に配置された複数の磁石５５３、５５４を備えるディスク５１１が、支持表面５０２の、前記第１の側５０３に背を向ける側５０４に設けられる。ディスク５１１は、シャフト５０８を介して、回転軸Ｒ周りにディスクを回転させるためのモータ５０９に連結される。装置は、さらに、シャフト５１０に連結され、容器５０７内の混合物のより近くに又はこれよりさらに遠くに吸引表面を配置するために、回転軸Ｒに対して平行に移動可能である吸引表面５０６を含む。吸引表面５０６は、第１の電位Ｖ０であり、第１の側５０３は、異なる第２の電位Ｖ１である。こうして吸引表面と第１の側との間に生成された電場は、粉末粒子を吸引表面５０６に向かって引き寄せる。強磁性担体粒子は、ディスク５１１の複数の磁石によって担体粒子上に及ぼされた磁力によって第１の側５０３に引き寄せられ続ける。吸引表面は、好ましくは、粉末粒子の層で覆われる表面を含む。使用時、ディスク５１１は、電位差が第１の側５０３と吸引表面５０６の間にかけられている間、ほぼすべての粉末粒子が担体粒子からパージされ、吸引表面５０６上に引き寄せられるまで回転させられる。この実施例は、したがって、正確な既定の量の粉末粒子で覆われるべき表面の被覆を可能にする。
【００７９】
図６は、本発明による方法のステップのフロー図を示す。ステップ６０１では、強磁性担体粒子とこれに付着する粉末粒子との混合物が、支持表面の第１の側に供給される。ステップ６０２では、強磁性担体粒子が、前記支持表面の、第１の側とは反対の第２の側に配置された複数の磁石を用いて第１の側に引き寄せられ、そのようにして、担体粒子の磁気ブラシが前記第１の側に形成される。支持表面は、ステップ６０３において複数の磁石に対して回転され、それにより、磁気ブラシ内の担体粒子の位置及び配向が変化し、その異なる担体粒子及び部分が、ブラシの外面に配置される。ステップ６０４では、電場が、支持表面と、支持表面から離間された吸引表面との間に加えられ、それにより、粉末粒子が、ブラシの外面から離れて吸引表面に向かって引き寄せられる。その結果、担体粒子が粉末粒子からパージされる。ステップ６０１〜６０４は、ここでは連続した順番に示されているが、これらは実質的に同時に実施されてよいことは理解されよう。
【００８０】
図７Ａは、好ましい実施例による粉末パージ装置７００の断面図を概略的に示しており、図７Ｂは、図７Ａの線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿った断面図を概略的に示している。
【００８１】
装置７００は、強磁性担体粒子の磁気ブラシ（図示せず）を、第１の側７０３（又は外面）で支持するための中空の支持シリンダ７０２を備える。パージ中、支持シリンダ７０２は、吸引表面７６０及びハウジング７７５、７７６、７７７に回転に関して実質的に固定されたままである。吸引表面は、支持表面７０２の第１の側７０３のほぼ全体を外囲しているため（図７Ｂも参照）、比較的大きい均一な電場を、支持表面７０２と吸引表面７６０の間に生成することができ、それにより、磁気ブラシ内の粉末粒子の位置には実質的に無関係に、電場は、粉末粒子を吸引力に向かって移動させるために力を粉末粒子上に及ぼす。
【００８２】
支持シリンダ７０２は、金属支持シリンダであり、吸引表面７６０は、これもまた実質的に円筒形状であり、金属支持シリンダを実質的に取り囲み、そこから、磁気ブラシの最大高さより大きい距離ｈ３だけ離間された金属吸引表面である。場発生装置７７０は、吸引表面７６０と支持表面７０２の間に電場を生成するように適合され、この電場は、粉末粒子を吸引表面７６０に向かって引き寄せる。空気供給装置７８５が、空気を空気出口７８６を通して、吸引表面７６０と、通路の終点７５２の場所の上流側にある第１の側７０３との間の点に噴射する。通路の反対側では、ハウジング壁７７７を貫通して延びる空気出口７８４が、空気をハウジングから除去するために、空気ポンプ７８３に連結される。このようにして、吸引表面７６０の内側７６３と支持表面７０２の第１の側７０３との間、たとえば点Ｐ１における空気圧は、吸引表面７６０の外側７６４と実質的に気密のハウジング７７５、７７６、７７７との間、たとえば点Ｐ２における空気圧より低く、それにより、粉末粒子は吸引表面の内側７６３から、吸引表面内の開口部７６１を通って吸引表面７６０の外側７６４まで押し出され、その後、これらは、図１に関して説明したのと類似の方法で空気からフィルタされ得る。本明細書における語句「気密」は、必ずしも完全な気密を意味するものではなく、粉末粒子を担持する空気がハウジングの壁７７５、７７６、７７７を通って流れることを実質的に防止するのに十分な気密を意味する。
【００８３】
担体粒子を支持表面７０２の第１の側７０３に引き寄せた状態に保つために、装置７００には、支持表面７０２に対して回転可能であり、支持表面の、前記第１の側７０３とは反対にある第２の側７０４に配置され、すなわち支持シリンダ７０２の内側に配置されるロール７５７上に配置された複数の磁石７５３、７５４が設けられる。複数の磁石７５３、７５４は、各々のセクション７５６、７５７内の磁石が支持シリンダ７０２の第１の側７０３の近位では同じ磁極を有して配置された状態で、多くの平行且つ別個のセクション７５６、７５７に区分化される。磁石の隣接するセクション７５６、７５７は互いから離間され、アルミニウムのストリップ７５５によって所定位置に保持されるが、任意の種類の他の実質的に非強磁性の材料がこの目的のために使用されてもよい。
【００８４】
支持シリンダ７０２の第１の側７０３には、磁気ブラシの担体粒子が辿るらせん状通路を前記第１の側の周りに画定するらせん状ストリップ７８０が設けられる。らせん状ストリップ７８０は、強磁性材料を含む第１の層７８１と、たとえばゴムテープなどの電気絶縁材料を含み、接着剤を用いて第１の層に取り付けられ第１の層よりかなり大きい高さを有する第２の層７８２とを含む。図示される実施例では、金属製の第１の層は、０．２から０．６ｍｍの間の高さを有し、絶縁性の第２の層は、少なくとも４ｍｍの高さを有する。
【００８５】
磁石の異なるセクション７５６、７５７は、一緒になって、円筒状支持体７０２の外面７０３の上の、らせん７８０によって画定された通路の少なくとも始点７５１と終点７５２との間のほぼ全体にわたって、磁気ブラシの担体粒子に磁力を及ぼす。したがって、担体粒子がらせん７８０に沿って始点７５１から終点７５２に向かって進行するとき、磁石は、担体粒子を第１の側７０３に引き寄せた状態に保つ。円筒状の支持体７０２の第１の側７０３全体において十分な磁力が存在することを確実にするために、異なるセクション７５６、７５７は、ロール７５７の長手軸周りに径方向に、隣接するセクションが、隣接するセクション上又はその間に配置された担体粒子を第１の側７０３に引き寄せるのに十分なほど互いの近くに配置された状態で、配置される。
【００８６】
磁気ブラシの最大高さは、混合物供給デバイス２３０（図２Ａも参照）の供給出口２２２から支持シリンダ７０２の第１の側７０３までの距離ｈ５によって実質的に画定される。図示する実施例では、らせん状ストリップ７８０の高さは、磁気ブラシの最大高さより大きく、それにより、担体粒子は、支持シリンダの長手方向に沿ってらせん７８０を超えて進行することが防止される。その結果、第１の側７０３の上で、始点７５１から終点７５２まで進行する担体粒子は、らせん全体を辿る。図示しないが、らせん状ストリップ７８０はまた、吸引表面７６０及び支持表面７０３の第１の側７０２の両方と接触するように配置することもできる。
【００８７】
図示しない代替の実施例では、らせん状ストリップ７８０の高さは、支持シリンダ７０２の第１の側７０３によって支持される担体粒子の磁気ブラシの最大高さより実質的に小さくてよい。らせん状ストリップ７８０の高さは、磁気ブラシの最大高さより実質的に小さく、たとえば距離ｈ５より小さいため、始点７５１から終点７５２に向かって支持シリンダ７０２の第１の側にわたって進行する担体粒子の少なくとも一部は、シリンダの長手方向Ｌ’に沿ってらせん状ストリップ７８０を超えて進行することができる。したがって、第１の側の多量の担体粒子がらせん７８０によって画定された通路の一部分を塞ぐ場合、第１の側７０３からの距離がらせんの高さより大きいところに配置された磁気ブラシ内の担体粒子は、磁石ロール７５７が静止した第１の側７０３に対して回転させられるとき、依然として第１の側に沿って移動することができる。そのような場合、担体粒子が進行する通路の全長は、長手軸Ｌ’に沿ったシリンダ７０２の長さより相変わらずかなり大きい。
【００８８】
図７Ｂは、図７Ａの線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿った断面を示している。複数の磁石７５５、７５６を備えたロール７５７が、支持シリンダ７０２の第１の側７０３に対して第１の回転方向Ｒ１で回転するとき、これによって磁気ブラシ内の担体粒子は、らせん７８０に沿って反対の第２の回転方向Ｒ２に沿って進行する。磁石の回転中、支持表面７０２と吸引表面７６０とは、実質的に気密のハウジング７７５、７７６に対して実質的に静止したままである。らせん７８０によって画定された通路の終点７５２（図７Ａを参照）では、支持表面７０３は、傾斜表面又は厚くなった部分７９５に移行する。担体粒子が通路の終点の近くにあるとき、これらはこの傾斜表面上を駆動され、磁石と担体粒子との間の距離を増大し、担体粒子上の磁力が、これらを第１の側又はその傾斜表面に引き寄せるのに不十分になり、担体粒子が担体粒子容器７９０内に落下する。担体粒子が複数の磁石から離れて担体粒子容器７９０内に入る移動をさらに容易にするために、担体粒子が第１の側７０３の上を移動する方向Ｒ２とは反対の方向Ｒ３に回転する回転ブラシ７９７が設けられる。
【００８９】
先に述べたように、吸引表面７６０の内側７６３と第１の側７０３との間の空気圧Ｐ１は、粉末粒子の吸引表面７６０から離れる移送を容易にするために、吸引表面７６０の外側７６４と円筒状のハウジング部分７７５との間の空気圧Ｐ２より高い。粉末粒子が粒子容器７９０に入るのを防止するために、粒子容器は、担体粒子を受け入れるための入口を除いて実質的に気密である。したがって、点Ｐ３では、担体又は粉末粒子を担体粒子容器に入るように又はこれから出るように吹き付けるための空気の流れは実質的に存在しない。入口は、空気供給装置７８５及び空気マニホールド７８３によって生成された空気の流れの実質的に外側に位置する傾斜部分７９５の近くの領域に配置される。図７Ｃは、図７Ａ及び７Ｂの円筒状の支持表面７０３、磁石ロール７５７、及びらせん７８０の分解立体図を概略的に示している。支持体の円筒状の第１の側７０３、又は外面には、磁石７５３、７５４のセクション７５７、７５６とほぼ同じ長さにわたって延びるらせん７８０が設けられる。各々のセクション内では、磁石は、第１の側７０３の近位に同じ磁極を有して配置される。隣接するセクションの磁石は、第１の側７０３の近位に反対の極を有して配置される。別個のセクション内の複数の磁石は、アルミニウムのストリップ７５５によって所定の位置に保持される。
【００９０】
上記の説明は、好ましい実施例の動作を例示するように含まれ、本発明の範囲を限定することは意味しないことを理解されたい。上記の議論から、本発明の趣旨及び範囲によって依然として包含される数多くの変形形態が、当業者に明らかになるであろう。
【００９１】
たとえば、現在の例示的な実施例では、駆動要素は、前記複数の磁石に対する支持表面の機械的運動を駆動するように適合されるが、磁石が電磁石である場合、駆動要素は、電磁石によって生成された磁場の前記支持表面に対する動きを駆動するように後続の電磁石を切り替えるように適合されてよいことを、当業者なら理解するであろう。
【図１】
2015515016.tif 000003
【図２Ａ】
2015515016.tif 000004
【図２Ｂ】
2015515016.tif 000005
【図３】
2015515016.tif 000006
【図４Ａ】
2015515016.tif 000007
【図４Ｂ】
2015515016.tif 000008
【図４Ｃ】
2015515016.tif 000009
【図５Ａ】
2015515016.tif 000010
【図５Ｂ】
2015515016.tif 000011
【図６】
2015515016.tif 000012
【図７Ａ】
2015515016.tif 000013
【図７Ｂ】
2015515016.tif 000014
【図７Ｃ】
2015515016.tif 000015
【国際調査報告】
2015515016.tif 000016
2015515016.tif 000017