(57)【要約】電気流体を濃縮するための装置。該装置は、電気的に接地されたドラムと、該ドラムの表面に電気流体を供給する流体供給手段と、ローラとを備えている。該ローラは、電気的にバイアスされる金属コアと、該金属コアの周囲のセラミックコーティングとを備えている。【選択図】図１
2017522182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気流体を濃縮するための装置であって、該装置が、
電気的に接地されたドラムと、
該ドラムの表面に電気流体を提供するための流体供給手段と、
ローラと
を備えており、該ローラが、
電気的にバイアスされる金属コアと、
該金属コアの周囲のセラミックコーティングと
を備えている、電気流体を濃縮するための装置。
【請求項２】
前記セラミックコーティングが、前記金属コアの周囲に殻を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ローラが前記ドラムと接触している、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記セラミックコーティングが、10キロオームから100メガオームの範囲内の電気抵抗を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記セラミックコーティングの厚さが、0.1〜0.9ミリメータの範囲内である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記金属コアが、鋼鉄、ステンレス鋼、又はアルミニウムからなる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記電気流体がインクである、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
電気インクを濃縮するための装置であって、該装置が、
電気的なコネクタを備えたドラムであって、該電気的なコネクタが、該ドラムを電気的に接地するためのものである、ドラムと、
該ドラムの表面に電気インクを提供するためのインク供給手段と、
部材と
を備えており、該部材が、
電気的なコネクタを備えた円筒形の金属コアであって、該電気的なコネクタが、該金属コアを電気的にバイアスするためのものである、円筒形の金属コアと、
該金属コアの周囲のセラミック層と
を備えている、電気インクを濃縮するための装置。
【請求項９】
前記金属コアが、50ボルトから7キロボルトの範囲内で電気的にバイアスされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記セラミック層が、前記金属コアの周囲にコーティングを形成する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記セラミック層が、10キロオームから100メガオームの範囲内の電気抵抗を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
該装置が、ディジタル液体電子写真で使用するためのインクを濃縮するためのものである、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記セラミック層の厚さが、0.1〜0.9ミリメータの範囲内である、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記金属コアが、鋼鉄、ステンレス鋼、又はアルミニウムからなる、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
電気流体を濃縮するための方法であって、
ドラムの表面に電気流体を提供し、
電気的なバイアスされた金属コアと該金属コアの周囲のセラミックコーティングとを備えたローラを使用して前記電気流体に電気力を提供する、
電気流体を濃縮するための装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
実例によっては、インク等の電気流体（electro fluid）は、プリンティングで使用するために搬送することが可能である。該電気流体は、搬送のために濃縮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】一実施形態による装置を示している。
【図２】一実施形態によるローラを示している。
【図３】一実施形態による方法を示している。
【図４】一実施形態による方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
図１は、電気流体3を濃縮するための装置18を示している。該装置18は、電気的に接地されたドラム14、該ドラム14の表面に電気流体3を供給するための流体供給手段1、及びローラ12を備えており、該ローラ12は、電気的にバイアスされた金属コア6、及び該金属コア6の周囲のセラミックコーティング8を備えている。
【０００４】
図１及び図２は、インク4を濃縮するための部材2を示しており、該部材2は、金属コア6と、該金属コア6の周囲のセラミックコーティング8とを備えている。
【０００５】
図１及び図２はまた、ローラ12を示しており、該ローラ12は、電気的にバイアスされる円筒形の金属コア6と、該金属コア6の周囲のセラミック層8とを備えている。
【０００６】
図１は、電気流体3（例えば、インク4）を濃縮するための装置18の一実施形態を示している。該実施形態では、電気流体3は、帯電した流体である。例えば、電気流体3は、ディジタル液体電子写真で使用するための負に帯電したインク4とすることが可能である。
【０００７】
図示の実施形態では、装置18は、ドラム14、電気流体3を濃縮するための部材2、及び該ドラム14の表面に電気流体3を供給するための流体供給手段13を備えている。図示の実施形態では、部材2はローラ12である。
【０００８】
図１の実施形態では、ドラム14は、アルミニウム合金からなり、硬質アルマイトコーティング（hard anodized coating）16を有する。しかし、他の実施形態では、該ドラムは、任意の適当な材料から構成することが可能である。
【０００９】
ドラム14は、該ドラム14を電気的に接地するための１つ以上の電気コネクタ24を備えている。
【００１０】
ローラ12は、金属コア6の周囲にセラミックコーティング8を備えている。実施形態によっては、該セラミックコーティング8は、金属コア6の周囲に殻（shell）10を形成する層8である。
【００１１】
図示の実施形態では、ローラ12はドラム14と接触しており、金属コア6の周囲のセラミックコーティング8は該金属コア6を該ドラム14から離間させる。実施形態によっては、該ローラ12は、濃縮ローラとみなすことができる。
【００１２】
実施形態によっては、装置18は、ディジタル液体電子写真（LEP）で使用されるインク4を濃縮するものとなる。該インク4は、負に帯電させることが可能であり、及び電気泳動インク濃縮を用いて濃縮させることが可能である。しかし、他の実施形態では、本装置18を使用して任意の適当な電気インク（electro ink）その他の電気流体3を濃縮させることが可能である。
【００１３】
明瞭化のため、ドラム14、ローラ12、及び流体供給手段13のみを、図１の実施形態に示した。しかし、該装置18は、任意の数の更なる構成要素を備えることが可能である。例えば、装置18は、濃縮プロセス後にドラム14からインク4を除去するためのブレードを備えることが可能である。
【００１４】
使用時には、流体供給手段13により電気流体3がドラム14の表面に供給される。図１の実施形態では、該電気流体は、ドラム14の底部領域に供給される。図示の実施形態では、ドラム14は、反時計方向に回転し、該ドラム14の表面上の電気流体3をローラ12に向かって移送する。別の実施形態では、ドラム14が時計方向に回転し、それに従ってローラ12の位置を変更することが可能である。
【００１５】
使用時には、ローラ12の金属コア6は電気的にバイアスされる。例えば、金属コア6は、2.5キロボルト又は4キロボルトに電気的にバイアスすることが可能である。一実施形態では、金属コア6は、2〜7キロボルトの範囲で電気的にバイアスすることが可能である。別の実施形態では、ローラ12の金属コア6は、50〜1500ボルトの範囲で電気的にバイアスすることが可能である。別の実施形態では、ローラ12の金属コア6は、50ボルトから7キロボルトの範囲で電気的にバイアスすることが可能である。
【００１６】
ローラ12のセラミックコーティング8は、導電率が低く、ローラ12とドラム14との間に絶縁破壊を生じさせることなく電気的にバイアスされたローラ12上に極めて小さな電流が流れることを可能とする。例えば、セラミックコーティング8の電気抵抗は５メガオームにすることが可能である。実施形態によっては、セラミックコーティング8の電気抵抗は、１〜10メガオームの範囲内とすることが可能である。別の実施形態では、セラミックコーティング8の電気抵抗は、10キロオーム〜100メガオームの範囲内とすることが可能である。
【００１７】
使用時には、ローラ12上の電流は、例えば、0.4〜1.5ミリアンペアの範囲内とすることが可能である。
【００１８】
絶縁破壊を伴うことなく、電気的にバイアスされたローラ12と接地されたドラム14との間に強力な電界が生成される。該電界は電気流体3に電気力を生成する。
【００１９】
更に、ローラ12は、この実施形態ではではドラム14と接触しており、電気流体3に機械的な力を与える。
【００２０】
この電気流体3に対する機械的な力と電気力との組み合わせにより、該電気流体3の濃縮が生じる。
【００２１】
このため、図示の装置18は、電気泳動インク濃縮（electrophoretic ink concentration）により、電気流体3（例えば、ディジタル液体電子写真で使用されるインク4）の濃縮を提供する。これにより、例えば、インク4等の電気流体3を濃縮形態でディジタルLEPプリンタのユーザに搬送することが可能となり、搬送すべきインクの量が低減される。該インクは次いで、プリンタで使用する前に希釈することが可能である。これにより、インクの搬送量が低減されて運送コスト及び包装コストが削減され、環境上の利益も提供されることになる。、
更に、ローラ12の金属コア6の周囲のセラミックコーティング8は、高電界の下で時間と共に破壊されることはなく、それ故、定期的な交換を必要とせず、頻繁に交換する必要もない。
【００２２】
これは、例えば、金属コア6の周囲にゴムを使用する場合よりも（かかる場合には、高電界下で時間と共に該ゴムが劣化し及び該ゴムの抵抗率が高くなるため）明確な利点を提供するものである。ゴムの抵抗率の変動は、プロセスの有効性及び安定性に影響し、最終的にはローラ12の交換が必要となる。
【００２３】
したがって、図１の実施形態で示したローラ12は、そのセラミックコーティング8が時間と共に劣化しないため一層安定した濃縮プロセスを提供するものとなり、またメンテナンス及び交換部品に関する費用を低減させるものとなる。
【００２４】
ローラ12を通過した後、出力側の伝流体3は、該ローラ12を通過していない電気流体3よりも濃縮される。このため、該ローラ12は、濃縮ステージとみなすことができる。
【００２５】
図１の実施形態では、単一の濃縮ステージが示されている。しかし、他の実施形態では、更なる複数の濃縮ステージを含むことが可能であり、例えば、第１のローラ12を通過したインク4を更に濃縮させるための第２の濃縮ステージを提供する第２のローラ12を含むことが可能である。
【００２６】
実施形態によっては、第２の濃縮ステージ及びそれ以降の任意の複数の濃縮ステージを第１のローラ12と同じ形態にしないことが可能である。例えば、第２の濃縮ステージを、ローラ12とは異なる部材2から構成することが可能である。
【００２７】
別の実施形態では、第２の濃縮ステージは、図示のローラ12と実質的に同じローラ12から構成されるが、該ローラ12を異なる電圧にバイアスすることが可能である。例えば、第１のローラ12を2.5キロボルトに電気的にバイアスし、第２のローラ12を4キロボルトに電気的にバイアスすることが可能である。
【００２８】
図２は、ローラ12の一実施形態を示している。図２の実施形態におけるローラ12は、図１の実施形態で示した部材2とすることが可能である。
【００２９】
図２の実施形態におけるローラ12は、金属コア6と、該金属コア6の周囲のセラミック層8とを備えている。
【００３０】
図示の実施形態において、金属コア6は、円筒形であり、その長さ方向に沿って実質的に一定の直径を有している。図２から分かるように、セラミック層8は、該円筒形の金属コア6の周囲に殻10を形成している。
【００３１】
図２の実施形態におけるローラ12は、例えば、図１の実施形態で示した装置18等の装置内でローラ12が動作することを可能にするための、機械的なコネクタ22を備えている。図示の実施形態では、該機械的なコネクタ22は、ローラ12を所定位置に保持し必要に応じて回転させることを可能にするものである。例えば、ローラ12は、その両端に、固定フレームに取り付けられた軸受を有することが可能である。
【００３２】
別の実施形態では、ローラ12は、任意の適当な１つ以上の機械的なコネクタとすることが可能である。
【００３３】
図示の実施形態では、ローラ12はまた、該ローラ12を電気的にバイアスすることを可能にする１つ以上の電気的なコネクタ20を備えている。実施形態によっては、任意数の電気的なコネクタを使用することが可能であり、及び任意の適当な形態の電気的なコネクタを使用することが可能である。
【００３４】
図２の実施形態における上側のイメージは、ローラ12の断面を示している。該断面から、セラミック層8が厚さtを有することが分かる。該セラミック層8の厚さtは、該セラミック層8の電気抵抗ひいては該ローラ12の電気抵抗を画定する。この電気流体の濃縮の実施形態では、ローラ12の電気抵抗は、濃縮プロセスの主なパラメータ（例えば、電気流体3がインク4である実施形態では、該インク4の濃縮率及び該インク4のスループット）を支配するものとなる。
【００３５】
実施形態によっては、セラミック層8の厚さは、0.4ミリメータとすることが可能である。実施形態によっては、セラミック層8の厚さは、0.35〜0.5ミリメータの範囲内とすることが可能である。他の実施形態では、セラミック層8の厚さは、0.1〜0.9ミリメータの範囲内とすることが可能である。
【００３６】
セラミック層は、十分に高い電気抵抗と適当な厚さとを有する任意の適当なセラミック材料とすることが可能である。例えば、該セラミック材料は、上述した１つ以上の範囲内の電気抵抗、及び上述した１つ以上の範囲内の厚さを有することが可能である。実施形態によっては、MPC Industries and Research Carmiel Ltd.製の「Mitco 105」又は「Mitco 101」を使用することが可能である。セラミック層は、溶射（thermal spray）コーティングから形成することが可能である。
【００３７】
一般に、任意の適当なセラミック材料を使用することが可能である。
【００３８】
金属コアは、任意の適当な金属、例えば、鋼鉄、ステンレス鋼、又はアルミニウムから形成することが可能である。
【００３９】
図３は、ローラ12（例えば、図１及び／又は図２の実施形態で示したローラ12）を作製するための方法30の一実施形態を示している。
【００４０】
ブロック32で、電気的にバイアスされるべき円筒形の金属コアが作製される。例えば、１つ以上の電気的なコネクタを備えた図２の円筒形の金属コアを作製することが可能である。
【００４１】
ブロック34で、金属層6の周囲にセラミック層が配設される。例えば、図２の実施形態で示したセラミック層8を配設することが可能である。
【００４２】
図４は、電気流体3を濃縮するための方法40の一実施形態を示している。実施形態によっては、該方法は、図１の実施形態で示した装置18により実行することが可能である。
【００４３】
ブロック42で、電気流体3がドラム14の表面に提供される。例えば、電気流体3は、図１の実施形態における流体供給手段13によりドラム14の表面に提供することが可能である。実施形態によっては、電気流体3は、インク4（例えば、ディジタル液体電子写真で使用するためのインク4）とすることが可能である。
【００４４】
ブロック44で、電気的にバイアスされた金属コア6と該金属コア6の周囲のセラミックコーティング8とを備えたローラ12を使用して電気流体3に電気力が提供される。例えば、図１の実施形態で示したローラ12を使用して電気流体に電気力を提供することが可能である。
【００４５】
該電気力は、電気流体3の濃縮を生じさせるものとなる。
【００４６】
実施形態によっては、該方法40は、更なる複数のブロックを含むことが可能である。例えば、該方法40は、（例えば、電気的にバイアスされた金属コア6と該金属コア6の周囲のセラミックコーティング8とを備えたローラ12を使用して）電気流体3に機械的な力を与えるブロックを含むことが可能である。
【００４７】
該機械的な力は、前記電気力と同時に電気流体3に与えることが可能であり、該機械的な力と該電気力との組み合わせによって電気流体3の濃縮が生じる。
【００４８】
実施形態によっては、電気的にバイアスされた金属コア6と該金属コア6の周囲のセラミックコーティング8とを備えたローラ12による電気力及び／又は機械的な力の付与を反復することが可能である。例えば、２つの別個のローラ12を使用することが可能である。
【００４９】
実施形態によっては、該方法40は、濃縮された電気流体3をドラム14の表面から除去するブロックを含むことが可能である。例えば、ブレードを使用して、濃縮された電気流体をドラム14の表面から除去することが可能である。
【００５０】
図３及び図４に示した各ブロックは、１つの方法の各ステップを表すことが可能である。その複数のブロックの特定の順序の例示は、かかる各ブロックにとって必要な順序又は好ましい順序があることを必ずしも示唆するものではなく、かかるブロックの順序及び配置は変更することが可能である。更に、幾つかのブロックを省略することが可能な場合がある。
【００５１】
本発明の複数の実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなく、かかる実施形態に修正を加えることが可能である、ということが理解されよう。例えば、実施形態によっては、部材2は、ローラ12ではなく、平坦なプレート又は弧状のプレートとすることが可能である。実施形態によっては、図１の部材2は、ドラム14から小さな距離をおいて配置された弧状の金属シートとすることが可能である。該弧状の金属シートは、ドラム14に対して電界を生成することが可能である。
【００５２】
他の実施形態では、図２に示したローラ12は、濃縮プロセスには使用しないが、異なる機能を有することが可能である。例えば、ローラ12は、帯電ローラとすることが可能である。
【００５３】
実施形態によっては、ローラ12は、印刷機等のプリンティング装置で使用することが可能である。例えば、ローラ12は、導電性インクを用いるプリンティングで使用することが可能である。
【００５４】
上記で説明した特徴は、上記で明示した組み合わせ以外の組み合わせで使用することが可能である。
【００５５】
特定の特徴に関して複数の機能について説明したが、かかる機能は、上述し又は上述していない他の特徴により実施することが可能である。
【００５６】
特定の実施形態に関して複数の特徴について説明したが、かかる特徴は、上述し又は上述していない他の実施形態で提供することが可能である。
【００５７】
上記説明では、特に重要と考える本発明の特徴に注目するよう努めたが、本出願人は、特に重点を置いたか否かにかかわらず、これまで言及し及び／又は図示したあらゆる特許性のある特徴もしくはかかる複数の特徴の組み合わせについて保護を請求していることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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