JPH04125214A

JPH04125214A - 粉体搬送方法

Info

Publication number: JPH04125214A
Application number: JP2242715A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Tomikawa; 義朗富川; Takehiro Takano; 高野　剛浩; Kenichiro Waki; 健一郎脇; Takashi Osawa; 敬士大沢; Hiroaki Tsuchiya; 土屋　廣明; Nobuyuki Ito; 展之伊東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2829938B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は粉体を搬送する方法に関する。

［従来の技術］従来、粉体を搬送する方法として最も一般的な技術はス
クリューを用いたものであり、あらゆる粉体搬送手段に
用いられている。これは例えばパイプ内の粉体をパイプ
内部に設けられたスクリューを回転することによって搬
送するものである。

［発明か解決しようとする課ＩＩ］しかしなから、上記従来例はパイプ内のスクリューをモ
ータによって回転させなければならないため、消費電力
が大きくなり回転音も比較的大きくなるという問題点か
あった。

構成もスクリューという比較的複雑な部材とモータか必
要となりスペース的にも犬きくなりコスト的にも高くな
ってしまう。

また、パイプ内壁とスクリューの隙間か大きいと搬送効
率か落ちてしまい、逆にスクリューとパイプ内壁との隙
間か小さいと搬送効率は上がるか、スクリューとパイプ
内壁との摩擦によってスクリューの回転トルクか大きく
なるという問題点も有していた。

さらに、内壁とスクリューの摩擦等により粉体か劣化、
破壊、あるいは摩擦熱によって溶融し・てしまうことか
ある、また、一般に粉体は帯電しゃすいため、搬送中に
粉体か帯電し、スクリューに付着することか多く、ひど
い場合は搬送不良か発生するという問題点もあった。

本発明は上記問題点を解決し、低消費電力、低騒音てあ
って搬送効率か良い粉体搬送装置を提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段コ本発明によれば、上記目的は、粉体を長手方向へ搬送する粉体搬送部材の一端部に振動
発生手段によって半径方向への振動を与え、該振動によ
って長王、方向に進行波を発生させ、他端部に向けて該
進行波を減衰させることにより、上記粉体搬送部材内で
所定方向に粉体を搬送する、ことにより達成される。

［作用］本発明によれば、振動発生手段によって、粉体搬送部材
の半径方向に振動を発生させ、進行波を発生させる。進
行波は、上記粉体搬送部材の端部へと進むか、この際、
進行波は徐々に減衰しているので、端部において、反射
波を発生させない。

かくして、進行波は安定した状態となり、進行波の進行
方向と逆方向に粉体か搬送される。

［実施例コ本発明の第一実施例ないし第三実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例２について第１図ないし第９
図を用いて説明する。

第１図に本発明の第一の実施例を示す。この装置は本発
明を利用した粉体搬送装置である。

第１図中１は、粉体搬送部材たるアクリルの中空パイプ
である。内部には粉体く図示せず〕か充填しである。中
空パイプｌの長手方向手前端部には振動発生手段たる超
音波振動発生用圧電素子２か設けてあり交流電源３によ
って交流電圧が印加されている。圧電素子２は第２図に
示すように中空パイプ１の断面外壁が二点鎖線のような
振動（ｒ方向）を起こすような超音波振動を発生する。

圧電素子２によって励振されて中空バイ−ブ１は第３図
のような進行波が発生する。中空バイブｌはアクリル製
なのて比較的大きな減衰特性を示し、第３図のように進
行波は減衰していく。したがって、端部にて反射波かほ
とんどなく進行波か反射波によって乱されることかない
。

このような構成によって中空パイプ内の粉体は進行波の
方向とは逆方向（第１図中Ａ）に搬送されることになる
。

また、振動モードは第２図のモートに限られることなく
例えば第４図の（Ａ）あるいは（Ｂ）の中空パイプ断面
図（外壁のみ図示）の二点鎖線のごとく励振させてもよ
い。

以上のような本実施例装置に基づいて以下のような実験
を行なった。中空アクリルパイプには外径１５ｍｍ、内
径１０ｍｍのものを用い、圧電素子を取り付けた側の逆
端部に粉体供給用ホッパーを接続した。また、粉体とし
て一成分磁性トナー平均粒径１２壓層を用いた。実験の
結果、この粉体の搬送力は５０１１ｇ／ｓｉｎであった
。

さらに粉体をガラスピーズ平均粒径６０１Ｌ■及びフェ
ライトキャリア平均粒径６０ル■及び非磁性トナー平均
粒径８１Ｌ園の粉体及びこれらの混合体を用いても磁性
トナーと同様の搬送力を得ることか判った。

このとき粉体搬送量は圧電素子に印加する電圧に比例し
て変化し、粉体搬送量の制御か可能となった。

また、電圧の印加時間をパルス的に変化させてもよい。

上記圧電素子２は第５図に示すごとく厚み２１１−のセ
ラミックＰＺＴを両面から電極て挟み込むタイプである
。

電極間に電圧を印加することてセラミックの伸縮力によ
り内径及び外径方向つまりｒ方向に伸ひ縮み振動か励起
され、その振動か中空パイプ１に進行波として伝達され
る。また、ピーク対ピーク電圧１００ｖ、周波数５０Ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加していか、これは圧電素子の形状
による共振モートから算出された値であり、圧電素子の
厚み及び形状を変えることで共振周波数は変化させうる
。また、本実施例では圧電素子は一層のみであるか第６
図に示すように多数個サンドイッチタイプ（多積層型）
にすれば寄らに励起振動量は大きくてき、中空バイブに
伝わる進行波も大きくなるため粉体搬送力も増加する。

また、第７図のように圧電素子の円周部に電極を設けて
も良い。さらに、圧電素子の電極を細分化し、印加電圧
の極性を変えることて種々の振動モートを得るごとか”
Ｔ’ｆ？どなる。

具体的には第８図の電極配列により第４図（Ａ）に示す
（（１，１））そ−トと呼ばれるｌ軸対称型の振動を励
振することかてきる。

またさらに第９図に示すように電極分割を細分化すると
第４１Ａ（［３）のように（（２，１））干−トと呼ば
れる中心軸の平行振動を励起てきる。さらにこれらの電
極に印加する交流電圧の位相を９０°ずらすことて振動
の回転モートも可能となる。

このように電極分割の細分化及びそれぞれの電極への印
加電圧の位相をずらすことて多くの振動モートを励起て
きる。これらの種々のモートを活用することて、さまさ
まな粉体の特性に合せた最適な励起モードを選択し、そ
れぞれの粉体に合せて十分な搬送力を得ることができる
。

粉体の質量、比重、すべり性、粘着性、帯電性はさまさ
まてあり、中空バイブか同一でも、粉体の搬送性はその
粉体自身の特性に強く依存するためである。

本実施例はアクリル中空パイプを用いているが、この構
成は粉体搬送部材であるアクリル中空パイプの一部に与
えられた振動の振幅がその部材、つまりアクリル中空パ
イプ自身の振動の吸収により減衰されている。本発明は
励振された粉体搬送部材の振幅が、進行波方向端部にお
いて減衰しているよう構成し、進行波を発生させ、粉体
を搬送させるものであるか、本実施例のごとき構成にて
も効果かありかつ簡易、安価にて実現できる。

構成は減衰の大きな材質を用いる他にも減衰の小さい材
質、たとえば金属パイプの一部に減衰の大きな材質をは
りつける、あるいは金属パイプ自身の形状を溝をつける
等はどこして減衰を大きくすることか挙げられる。

前記したように、本発明の特徴は入射した波の端部にお
ける反射波か進行波と重なり粉体の搬送を妨げることを
抑えたものであるか、第１表に示すごとく、様々な形状
の搬送部材、■はアクリル製中空パイプ直径２０＋＋ｎ
、■はアクリル製中空パイプ直径ｉｏａｍ、（φはアル
ミニウム製中空パイプ直径１８ｍｍに［１のアクリルを
かぶせて直径２０ｍｍにしだものである。使用したパイ
プの長さはｌ０ｃｍがら１ｍまて変えて実験を行なった
。

実験の結果、込射振輻に対する端部振幅の割合をパラメ
ータとすれば長さによらず同し結果となることか判か）
だ。

また、これらの結果より振動発生手段により励振された
粉体搬送部材の振幅かその端部において局以下になるこ
とか望ましいことか判かる。

材質としてはアクリル、ナイロン、ＰＯＭ、　ＡＢＳ、
ポリフロピレン、ポリスチロール等か適している。

（以下余白）第表く第二実施例〉次に本発明の第二実施例を第１０図及び第１１図に基づ
いて説明する。なお、第一実施例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

本実施例は第１１１図に示すように中空バーイブ２の代
わりに溝状の搬送部材ｌを用いたところか第一実施例と
異なる。本実施例においても搬送部材にはアクリルを適
用している。

搬送原理は第一実施例と同様で交流電源３から圧電素子
２に電圧を印加しそれぞれの圧電素子の進行波を減衰さ
せて長い溝内の粉体を搬送するものである。

これは中空パイプてはなく上部が開放されているためこ
の溝開口部より粉体の補給等が簡単に行なえる利点をも
つ。

また、第１１図に示すように粉体搬送部材ｌを樋状にし
ても同様の効果を奏することかできる。

〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例を第１２図及び第１３図（Ａ
）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、第一実施例との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施例は第１２図に示すように圧電素子２を中空パイ
プｌの下部に固定したところか第一実施例と異なる。こ
れは積層圧電素子等の板状の圧電素子を第１３図（Ａ）
、（Ｂ）に示すように振動させ中空パイプの一部を圧電
素子により叩くことで進行波を一部から発生させ粉体の
搬送を行なう方法であり他の実施例と同様に十分な搬送
部が発生する。

このような構成にすれば簡易コンパクトに粉体搬送が実
現できパイプの交換、コスト等に有利である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、粉体搬送部材に
、振動発生手段によって半径方向への振動を与えて進行
波を発生させ、該進行波を端部に向けて減衰させるのて
、少ないエネルギーで効率良く粉体を長距離搬送するこ
とかできる。

また、粉体か劣化、破壊、溶融することがなく、かつ、
円滑に搬送することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成を示す斜視
図、第２１１！！Ｊは第１同装置における粉体搬送部材
の外壁の振動を説明する図、第３図は第１図装置に発生
する進行波を示す図、第４図（Ａ）は第１図装置におけ
る粉体搬送部材のｌ軸対称型の振動を示す図、第４図（
６）は第１図装置における粉体搬送部材の非軸対称型の
振動を示す図、第５図は第１図装置の振動発生手段の概
略構成を示す図、第６図は第５図手段を積層した場合の
概略構成を示す図、第７図は第５図手段の円周部に電極
を設けた場合の概略構成を示す図、第８図は第５図手段
の（（１，１））モードの電極配列を示す図、第９図は
第５図手段の（（２，１））モードの電極配列を示す図
、第１０図は本発明の第二実施例装置の概略構成を示す
斜視図、第１１図は第１Ｏ図装置の粉体搬送部材を樋状
にした場合の概略構成を示す斜視図、第１２図は本発明
の第三実施例装置の概略構成を示す斜視図、第１３図（
Ａ）は第１２図装置の振動発生手段の振動形態を示す図
、第１３図（Ｂ）は第１２図装置の振動発生手段の他の
振動形態を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粉体を長手方向へ搬送する粉体搬送部材の一端部
に振動発生手段によって半径方向への振動を与え、該振
動によって長手方向に進行波を発生させ、他端部に向け
て該進行波を減衰させることにより、上記粉体搬送部材
内で所定方向に粉体を搬送する粉体搬送方法。
（２）進行波の減衰は、粉体搬送部材自身の振動の吸収
により行なわれることとする請求項（１）に記載の粉体
搬送方法。
（３）粉体搬送部材の進行波方向端部における進行波の
振幅は振動発生手段取付け位置の半分になるように設定
することとする請求項（１）に記載の粉体搬送方法。
（４）振動発生手段には圧電素子を用いることとする請
求項（１）ないし請求項（３）に記載の粉体搬送方法。
（５）粉体搬送部材は中空パイプであることとする請求
項（１）ないし請求項（４）に記載の粉体搬送方法。
（６）振動発生手段は、超音波振動することとする請求
項（１）ないし請求項（５）に記載の粉体搬送方法。