JP6809887B2 - Fluid transfer system, image forming device and fluid transfer method - Google Patents

Description

本発明は、流体搬送システム、画像形成装置及び流体搬送方法に関するものである。 The present invention is a flow-member transport system, an image forming apparatus and fluid transport methods.

従来、流体が搬送される流路を形成する弾性体からなる筒状の内壁部と該内壁部を囲むように配置される外壁部とを有し、前記内壁部と前記外壁部との間の空間に加圧用媒体を供給して該内壁部を前記流路の中心軸側へ変形させることにより、該流路内の流体を搬送する流体搬送装置が知られている。 Conventionally, it has a tubular inner wall portion made of an elastic body forming a flow path through which a fluid is conveyed and an outer wall portion arranged so as to surround the inner wall portion, and is located between the inner wall portion and the outer wall portion. A fluid transport device for transporting a fluid in the flow path by supplying a pressurizing medium to the space and deforming the inner wall portion toward the central axis side of the flow path is known.

例えば、特許文献１には、外筒（外壁部）と内筒（内壁部）との間の圧力供給室へ空気（加圧用媒体）を供給することにより内筒を径方向内側へ膨張させて、内筒内の固液（流体）を搬送するポンプユニットが開示されている。 For example, in Patent Document 1, the inner cylinder is expanded in the radial direction by supplying air (pressurizing medium) to the pressure supply chamber between the outer cylinder (outer wall portion) and the inner cylinder (inner wall portion). , A pump unit that conveys a solid liquid (fluid) in an inner cylinder is disclosed.

ところが、特許文献１に開示されている従来のポンプユニットを流体の搬送に適用しようとしたとき、単位時間当たりの搬送量を十分に確保することが困難である等の課題が生じた。 However, when an attempt is made to apply the conventional pump unit disclosed in Patent Document 1 to the transfer of a fluid, problems such as difficulty in securing a sufficient transfer amount per unit time have arisen.

この課題を解決するために、本発明は、流体が搬送される流路を形成する円筒状の弾性体からなる筒状の内壁部と該内壁部を囲むように配置される円筒状の外壁部とを有し、前記内壁部と前記外壁部との間の空間に加圧用媒体を供給して該内壁部を前記流路の中心軸側へ変形させることにより、該流路内の流体を搬送し、前記筒状の内壁部を搬送方向の上流と下流とで固定する固定部材を備え、当該固定部材によって前記内壁部の３箇所が変形ピーク箇所となるように規定されているとともに、前記中心軸方向から見たときの前記内壁部の変形ピーク箇所が重力方向下側に位置する流体搬送装置を複数連結させた流体搬送システムにおいて、前記固定部材が略三角形状の開口部を備えており、当該略三角形状の辺に当たる部分が中央部に向かって突出しており、流体搬送方向上流側の流体搬送装置から順に前記内壁部を前記流路の中心軸側へ変形させる際、駆動対象の流体搬送装置の搬送方向上流側に隣接する流体搬送装置の内壁部を中心軸側へ変形させた状態で、当該駆動対象の流体搬送装置の内壁部を中心軸側へ変形させることを特徴とする。 In order to solve this problem, the present invention presents a tubular inner wall portion made of a cylindrical elastic body forming a flow path through which a fluid is conveyed, and a cylindrical outer wall portion arranged so as to surround the inner wall portion. By supplying a pressurizing medium to the space between the inner wall portion and the outer wall portion and deforming the inner wall portion toward the central axis side of the flow path, the fluid in the flow path is conveyed. A fixing member for fixing the tubular inner wall portion upstream and downstream in the transport direction is provided, and the fixing member defines three points of the inner wall portion as deformation peak points and the center. In a fluid transport system in which a plurality of fluid transport devices in which the deformation peak portion of the inner wall portion when viewed from the axial direction is located on the lower side in the direction of gravity are connected, the fixing member is provided with a substantially triangular opening. The portion corresponding to the substantially triangular side protrudes toward the central portion, and when the inner wall portion is deformed in order from the fluid transport device on the upstream side in the fluid transport direction toward the central axis side of the flow path, the fluid transport to be driven It is characterized in that the inner wall portion of the fluid transport device to be driven is deformed to the central axis side in a state where the inner wall portion of the fluid transport device adjacent to the upstream side in the transport direction of the device is deformed to the central axis side.

本発明によれば、単位時間当たりの搬送量を向上させることができるという優れた効果が奏される。 According to the present invention, an excellent effect that the amount of transport per unit time can be improved is achieved.

実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the powder transfer apparatus which concerns on embodiment. 同粉体搬送装置を構成する１つのポンプユニットの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of one pump unit constituting the powder transfer apparatus. 同ポンプユニットの斜視断面図である。It is a perspective sectional view of the pump unit. （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ同ポンプユニットの正面図及び側面図である。(A) and (b) are a front view and a side view of the pump unit, respectively. 同ポンプユニットの内筒の膨張時の変形を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the deformation at the time of expansion of the inner cylinder of the pump unit. （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、同ポンプユニットの内筒の膨張時の変形の様子を示す正面図及び側面図である。(A) and (b) are front views and side views showing the state of deformation of the inner cylinder of the pump unit during expansion, respectively. （ａ）〜（ｆ）は、６個のポンプユニットを有するコンベア全体の粉体搬送動作の動作パターンの一例を示す説明図である。(A) to (f) are explanatory views which show an example of the operation pattern of the powder transfer operation of the whole conveyor which has 6 pump units. ポンプユニットの軸方向収縮の効果を確認するための比較実験に用いたシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the system used in the comparative experiment for confirming the effect of the axial contraction of a pump unit. 同比較実験におけるポンプユニットの加圧オン・オフ制御の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the pressurization on / off control of a pump unit in the same comparative experiment. 同比較実験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the comparative experiment. 実施形態におけるコンベアを用いて単位時間あたりの搬送量を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the transport amount per unit time using the conveyor in embodiment. ポンプユニットの搬送方向長さが異なる２つのコンベアについての累積搬送量の時間推移を示すグラフである。It is a graph which shows the time transition of the cumulative transport amount for two conveyors which have different transport direction lengths of a pump unit. 各種実験の結果をまとめたグラフである。It is a graph summarizing the results of various experiments. 実施形態に係る粉体搬送装置を適用可能な画像形成装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the image forming apparatus to which the powder transfer apparatus which concerns on embodiment can be applied.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、以下の実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the following embodiments are essential for the means for solving the invention. Absent.

［搬送対象］
以下に示す実施形態の装置及び方法における搬送対象の粉体は、例えば、電子写真方式の画像形成装置の現像剤に用いられるキャリア、トナー、キャリア及びトナーの混合体、キャリア及びトナーの製造に用いられる材料などの粉体である。また、本実施形態の装置及び方法は、小麦粉等の食糧、粉状の薬、セメント等の土木・建築材料、磁性粉末、金属粉末、樹脂粉末等の様々な粉体の搬送にも適用できる。搬送対象の粉体の粒径は特に限定されないが、例えば数百ｎｍ〜数百μｍである。例えば、キャリアの粒径は数μｍ〜数百μｍ（例えば１０μｍ〜１００μｍ）であり、トナーの粒径は数μｍ〜数十μｍ（典型的には例えば３μｍ〜２０μｍ）である。また、搬送対象は、数ｍｍ以上の粒状物であってもよい。また、搬送対象の形状は特に限定されないが、例えば球状であってもよいし、不定形であってもよい。
本実施形態では、流体として主に粉体を搬送しているが、液体、固体と液体との混合物、上記粉体よりも大きい粒径を有する固体等の流体を搬送してもよい。 [Transport target]
The powder to be conveyed in the apparatus and method of the embodiment shown below is used, for example, in the production of carriers, toners, a mixture of carriers and toners used in a developer of an electrophotographic image forming apparatus, carriers and toners. It is a powder such as a material to be processed. The apparatus and method of the present embodiment can also be applied to the transportation of various powders such as foods such as wheat flour, powdered medicines, civil engineering / building materials such as cement, magnetic powders, metal powders, and resin powders. The particle size of the powder to be transported is not particularly limited, but is, for example, several hundred nm to several hundred μm. For example, the particle size of the carrier is several μm to several hundred μm (for example, 10 μm to 100 μm), and the particle size of the toner is several μm to several tens of μm (typically, for example, 3 μm to 20 μm). Further, the object to be conveyed may be a granular material having a size of several mm or more. The shape of the object to be conveyed is not particularly limited, but may be spherical or irregular, for example.
In the present embodiment, the powder is mainly conveyed as the fluid, but a fluid such as a liquid, a mixture of a solid and a liquid, or a solid having a particle size larger than that of the powder may be conveyed.

［粉体搬送装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係る粉体搬送装置１０（流体搬送システム）の一例を示す概略構成図である。
本実施形態の粉体搬送装置１０は、粉体搬送ポンプ本体であるコンベア１００と、コンベア１００を駆動する駆動手段としての圧縮空気供給部２００と、圧縮空気供給部２００を制御する制御手段としての制御部３００とを備える。 [Overall configuration of powder transfer device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a powder transfer device 10 (fluid transfer system) according to the present embodiment.
The powder transfer device 10 of the present embodiment serves as a control means for controlling a conveyor 100 which is a powder transfer pump main body, a compressed air supply unit 200 as a drive means for driving the conveyor 100, and a compressed air supply unit 200. It includes a control unit 300.

コンベア１００は、粉体流路である粉体流路を形成する弾性体からなる内壁部を有するポンプ部材としてのポンプユニット１１０（流体搬送装置）が搬送方向Ａに沿って複数並べて設けられている。なお、図１の例では、４個のポンプユニット１１０が中心軸Ｃの方向に直列に連結された例を示しているが、ポンプユニット１１０の数は２個、３個、又は５個以上であってもよい。 The conveyor 100 is provided with a plurality of pump units 110 (fluid transfer devices) as pump members having an inner wall portion made of an elastic body forming the powder flow path, which is a powder flow path, arranged side by side along the transfer direction A. .. In the example of FIG. 1, four pump units 110 are connected in series in the direction of the central axis C, but the number of pump units 110 is 2, 3, or 5 or more. There may be.

圧縮空気供給部２００は、圧縮空気発生装置（エアーコンプレッサ）２１０と、圧力調整装置（エアーレギュレータ）２２０と、圧縮空気供給切換装置２３０と、エアーチューブ２１５，２２５，２３５とを備える。圧縮空気発生装置２１０で発生した加圧用媒体としての圧縮空気は、図中Ｂ方向に排出され、エアーチューブ２１５を介して圧力調整装置２２０に供給され、圧力調整装置２２０で所定の圧力が調整された後、エアーチューブ２２５を介して圧縮空気供給切換装置２３０に供給される。圧縮空気供給切換装置２３０は、複数のポンプユニット１１０それぞれに個別に対応付けて設けられた複数の電磁弁２３１を有する。 The compressed air supply unit 200 includes a compressed air generator (air compressor) 210, a pressure adjusting device (air regulator) 220, a compressed air supply switching device 230, and air tubes 215, 225, and 235. The compressed air as a pressurizing medium generated by the compressed air generator 210 is discharged in the B direction in the drawing, supplied to the pressure adjusting device 220 via the air tube 215, and the predetermined pressure is adjusted by the pressure adjusting device 220. After that, it is supplied to the compressed air supply switching device 230 via the air tube 225. The compressed air supply switching device 230 has a plurality of solenoid valves 231 individually associated with each of the plurality of pump units 110.

複数の電磁弁２３１はそれぞれ、例えば、２つの接続ポート（第１接続ポート、第２接続ポート）と排気ポートとを有する通常オフの３方向電磁弁（３ポート電磁弁）を用いて構成することができる。電磁弁２３１の第１接続ポートは圧力調整装置２２０側に接続され、第２接続ポートはポンプユニット１１０側に接続される。例えば、電磁弁２３１は通常オフであり、第１接続ポートから第２接続ポートへの経路が閉じた状態になっているため、ポンプユニット１１０から第２接続ポートへの経路は排気ポートを介して大気に連通され大気圧になっている。電磁弁２３１がオン制御されると、第２接続ポートから排気ポートへの経路が閉じられ、第１接続ポートから第２接続ポートへの経路が開かれて圧力調整装置２２０からの所定の圧力の圧縮空気がポンプユニット１１０に供給される。これらの電磁弁２３１は、制御部３００により所定の動作パターンに基づいて互いに独立にオン／オフ制御することができる。 Each of the plurality of solenoid valves 231 is configured by using, for example, a normally off three-way solenoid valve (three-port solenoid valve) having two connection ports (first connection port, second connection port) and an exhaust port. Can be done. The first connection port of the solenoid valve 231 is connected to the pressure regulator 220 side, and the second connection port is connected to the pump unit 110 side. For example, since the solenoid valve 231 is normally off and the path from the first connection port to the second connection port is closed, the path from the pump unit 110 to the second connection port is via the exhaust port. It communicates with the atmosphere and becomes atmospheric pressure. When the solenoid valve 231 is turned on, the path from the second connection port to the exhaust port is closed, the path from the first connection port to the second connection port is opened, and the predetermined pressure from the pressure regulator 220 is reached. Compressed air is supplied to the pump unit 110. These solenoid valves 231 can be independently turned on / off by the control unit 300 based on a predetermined operation pattern.

また、圧力調整装置２２０は、例えば比例電磁弁を用いて構成することができる。圧力調整装置２２０における圧力の調整は、制御部３００で制御できるようにしてもよい。 Further, the pressure adjusting device 220 can be configured by using, for example, a proportional solenoid valve. The pressure adjustment in the pressure adjusting device 220 may be controlled by the control unit 300.

なお、圧縮空気供給部２００において、圧力調整装置２２０を設けずに、電磁弁２３１として、出力側の圧力を制御可能な比例電磁弁を用いてもよい。更に、圧縮空気供給部２００において電磁弁２３１がオフのとき、ポンプユニット１１０内の圧縮空気を強制的に吸い出して速やかに大気圧又は所定圧力に減圧する強制減圧機構を設けてもよい。この強制減圧機構は、例えば、電磁弁２３１の排気ポートに圧力調整装置（エアーレギュレータ）を介して接続されたエアータンクと、そのエアータンクに接続された真空ポンプとを用いて構成することができる。また、加圧用媒体としては、圧縮空気以外の媒体を用いてもよい。 In the compressed air supply unit 200, a proportional solenoid valve capable of controlling the pressure on the output side may be used as the solenoid valve 231 without providing the pressure adjusting device 220. Further, when the solenoid valve 231 is turned off in the compressed air supply unit 200, a forced decompression mechanism may be provided that forcibly sucks out the compressed air in the pump unit 110 and quickly depressurizes it to atmospheric pressure or a predetermined pressure. This forced decompression mechanism can be configured by using, for example, an air tank connected to the exhaust port of the solenoid valve 231 via a pressure regulator (air regulator), and a vacuum pump connected to the air tank. .. Further, as the pressurizing medium, a medium other than compressed air may be used.

制御部３００は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、外部インターフェース等を有するマイクロコンピュータなどのコンピュータ装置で構成することでき、所定の制御プログラムを実行することにより、前記電磁弁２３１や圧力調整装置２２０を制御することができる。制御部３００は、所定の制御を行うように設計されたシステムＬＳＩ等の電子回路素子で構成してもよい。 The control unit 300 can be configured by, for example, a computer device such as a microcomputer having a CPU, a memory, an external interface, etc., and controls the solenoid valve 231 and the pressure adjusting device 220 by executing a predetermined control program. be able to. The control unit 300 may be composed of electronic circuit elements such as a system LSI designed to perform a predetermined control.

［ポンプユニットの構成］
図２は、ポンプユニット１１０の分解斜視図であり、図３はポンプユニット１１０の斜視断面図であり、図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれポンプユニット１１０の正面図及び側面図である。
ポンプユニット１１０は、粉体流路Ｐを形成する弾性体からなる内壁部としてのチューブである内筒１２０と、内筒１２０を囲むように内筒１２０の粉体流路Ｐとは反対側（外側）に設けられた外壁部としての外筒１３０とを備えている。更に、ポンプユニット１１０は、搬送方向Ａにおける外筒１３０の両端部が固定された一対の接続部材（固定部材）としての上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５を備えている。 [Pump unit configuration]
2 is an exploded perspective view of the pump unit 110, FIG. 3 is a perspective sectional view of the pump unit 110, and FIGS. 4A and 4B are a front view and a side view of the pump unit 110, respectively.
The pump unit 110 has an inner cylinder 120 which is a tube as an inner wall portion made of an elastic body forming the powder flow path P, and a side opposite to the powder flow path P of the inner cylinder 120 so as to surround the inner cylinder 120. It is provided with an outer cylinder 130 as an outer wall portion provided on the outer side). Further, the pump unit 110 includes an upstream flange 140 and a downstream flange 145 as a pair of connecting members (fixing members) in which both ends of the outer cylinder 130 in the transport direction A are fixed.

本実施形態のポンプユニット１１０を有するコンベア１００は、人体の蠕動運動を行う腸管を複数のポンプユニットでモデル化した従来のものとは異なる。すなわち、人体の腸管をモデル化した従来のコンベアは、腸管の筋層を構成する環状筋及び縦走筋をそれぞれ内筒１２０及び外筒１３０で模倣しているため、軸方向繊維強化型の人工筋肉として機能する外筒１３０は、内筒１２０と同様に弾性体で形成される。したがって、従来のコンベアでは、複数のポンプユニットを直列に連結し、搬送方向下流側に向かって、各ポンプユニットが環状の収縮・弛緩動作と軸方向の収縮動作とを順次行うことにより、腸管の蠕動運動が再現される。 The conveyor 100 having the pump unit 110 of the present embodiment is different from the conventional one in which the intestinal tract that performs the peristaltic movement of the human body is modeled by a plurality of pump units. That is, in the conventional conveyor that models the intestinal tract of the human body, the annular muscle and the longitudinal muscle that constitute the muscular layer of the intestinal tract are imitated by the inner cylinder 120 and the outer cylinder 130, respectively. The outer cylinder 130, which functions as an inner cylinder 120, is formed of an elastic body like the inner cylinder 120. Therefore, in a conventional conveyor, a plurality of pump units are connected in series, and each pump unit sequentially performs an annular contraction / relaxation operation and an axial contraction operation toward the downstream side in the transport direction, thereby causing an intestinal tract. The peristaltic movement is reproduced.

これに対し、本実施形態のコンベア１００は、外筒１３０が粉体流路Ｐの中心軸から離れる方向（放射方向）に関して剛性を有するように構成されている。具体的には、後述するように圧縮空気の供給によって内筒１２０が粉体流路Ｐの中心軸に向けて変形するときでも、外筒１３０は、粉体流路Ｐの中心軸から離れる方向へ実質的に変形しない程度の剛性を有する剛体で形成されている。本実施形態のコンベア１００における各ポンプユニットは、弾性体からなる内筒１２０によって環状の収縮・弛緩動作が行われるが、軸方向の収縮動作は剛体で構成された外筒１３０によって制限されて行われない。 On the other hand, the conveyor 100 of the present embodiment is configured so that the outer cylinder 130 has rigidity in the direction away from the central axis of the powder flow path P (radiation direction). Specifically, as will be described later, even when the inner cylinder 120 is deformed toward the central axis of the powder flow path P due to the supply of compressed air, the outer cylinder 130 is in the direction away from the central axis of the powder flow path P. It is formed of a rigid body having rigidity that does not substantially deform to. Each pump unit in the conveyor 100 of the present embodiment is subjected to an annular contraction / relaxation operation by an inner cylinder 120 made of an elastic body, but the axial contraction operation is restricted by an outer cylinder 130 made of a rigid body. I can't.

なお、本実施形態では、外筒１３０それ自体を剛体で形成して外筒１３０を単一部材で構成しているが、２つ以上の部材を組み合わせて構成してもよい。例えば、柔軟な内側部材と、当該内側部材が圧縮空気の供給によって粉体流路Ｐの中心軸から離れる方向へ変形することを規制する外側部材（変形規制部材）とから構成してもよい。この構成によれば、例えば、外側部材で粉体流路Ｐの中心軸から離れる方向への変形を規制しつつ、粉体流路Ｐの中心軸に沿った方向への変形を許容するような外筒１３０を実現できる。この場合、ポンプユニットの軸方向への収縮動作が可能となるので、腸管の蠕動運動を再現することも可能である。 In the present embodiment, the outer cylinder 130 itself is formed of a rigid body to form the outer cylinder 130 with a single member, but two or more members may be combined to form the outer cylinder 130. For example, it may be composed of a flexible inner member and an outer member (deformation regulating member) that regulates the inner member from being deformed in a direction away from the central axis of the powder flow path P by the supply of compressed air. According to this configuration, for example, while restricting the deformation of the outer member in the direction away from the central axis of the powder flow path P, the deformation in the direction along the central axis of the powder flow path P is allowed. The outer cylinder 130 can be realized. In this case, since the pump unit can be contracted in the axial direction, it is possible to reproduce the peristaltic movement of the intestinal tract.

内筒１２０は、例えば、天然ラテックスゴム（例えば、低アンモニア天然ラテックスゴム）やシリコーンゴムなどのゴム部材から構成された円筒状の部材である。本実施形態の内筒１２０は、コンベア１００の全体で１つの内筒であり、複数のポンプユニット１１０における内筒が単一の部材である。これにより、ポンプユニット１１０間で粉体流路Ｐの段差等が無く、ポンプユニット１１０間の粉体の受け渡しをスムーズに行うことができる。なお、複数のポンプユニット１１０ごとに個別の内筒を採用してもよい。 The inner cylinder 120 is a cylindrical member made of a rubber member such as a natural latex rubber (for example, a low ammonia natural latex rubber) or a silicone rubber. The inner cylinder 120 of the present embodiment is one inner cylinder as a whole of the conveyor 100, and the inner cylinder in the plurality of pump units 110 is a single member. As a result, there is no step in the powder flow path P between the pump units 110, and the powder can be smoothly transferred between the pump units 110. An individual inner cylinder may be adopted for each of the plurality of pump units 110.

上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５は開口部を備えており、開口部の内周面１４０ａ，１４５ａは、図２、図３、図４に示すように、軸方向に直交する断面形状が略正三角形状となっている。この開口部に内筒部が挿入され、内周面に固定される。つまり各ポンプユニットの搬送方向上流側、下流側で内筒部を固定し支える機能を有している。そのため、各ポンプユニット１１０に嵌め込まれた内筒１２０は、上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５の内周面１４０ａ，１４５ａの形状に倣って変形し、軸方向に直交する断面形状が略正三角形状となる。上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５の内周面１４０ａ，１４５ａと内筒１２０との間は、空気漏れが生じないように接着される。
また、上流側フランジ１４０及び下流側フランジの内周面の略正三角形状の各辺に当たる部分は中心部に向かって突出（湾曲）している。これにより、後述する内筒の変形箇所を三辺の位置に規定しやすくなっている。
ここで、断面形状であるが、正三角形の各頂点が丸めてＲを持たせてあり、弾性を有する内筒がそのＲ形状に沿って密着できるようにされている。このように、各頂点が丸めてあるもの、また上述のように各辺が湾曲しているものも略正三角形状である。当然、正三角形でもかまわないし、正三角形以外の三角形状（略三角形状）でも問題ない。 The upstream flange 140 and the downstream flange 145 are provided with openings, and the inner peripheral surfaces 140a and 145a of the openings have substantially a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction as shown in FIGS. 2, 3, and 4. It has a regular triangular shape. The inner cylinder portion is inserted into this opening and is fixed to the inner peripheral surface. That is, it has a function of fixing and supporting the inner cylinder portion on the upstream side and the downstream side in the transport direction of each pump unit. Therefore, the inner cylinder 120 fitted in each pump unit 110 is deformed following the shapes of the inner peripheral surfaces 140a and 145a of the upstream flange 140 and the downstream flange 145, and the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction is substantially regular triangle. It becomes a shape. The inner peripheral surfaces 140a and 145a of the upstream flange 140 and the downstream flange 145 and the inner cylinder 120 are adhered so as not to cause air leakage.
Further, the portions of the upstream flange 140 and the inner peripheral surface of the downstream flange corresponding to each side of a substantially regular triangle shape protrude (curve) toward the center. This makes it easier to define the deformed parts of the inner cylinder, which will be described later, at the positions of the three sides.
Here, regarding the cross-sectional shape, each apex of the equilateral triangle is rounded to have an R so that the inner cylinder having elasticity can be brought into close contact with the R shape. As described above, those having rounded vertices and those having curved sides as described above are also substantially regular triangles. Of course, it does not matter if it is an equilateral triangle, or if it is a triangle other than an equilateral triangle (approximately a triangle).

このように、内筒１２０が略正三角形状であることで、内筒１２０の軸線方向に平行な方向に沿って、周方向に等角度（１２０°）の間隔をあけて３つの折り目１２０ａが延在する。この折り目１２０ａは、内筒１２０を構成する弾性体（ゴム部材）の変形を拘束し、弾性体を周方向に複数個（図示の例では３個）の膨張域に区画する。
すなわち In this way, since the inner cylinder 120 has a substantially regular triangular shape, the three folds 120a are formed at equal angles (120 °) in the circumferential direction along the direction parallel to the axial direction of the inner cylinder 120. It is postponed. The crease 120a restrains the deformation of the elastic body (rubber member) constituting the inner cylinder 120, and divides the elastic body into a plurality of (three in the illustrated example) expansion regions in the circumferential direction.
That is,

外筒１３０は、上述したとおり、剛体で形成され、例えば、アクリル樹脂などで形成することができる。外筒１３０の軸方向両端部はそれぞれ、上流側及び下流側フランジ１４０，１４５の外周面１４０ｂ，１４５ｂに外側固定リング１４２，１４７で固定されている。 As described above, the outer cylinder 130 is formed of a rigid body, and can be formed of, for example, an acrylic resin. Both ends of the outer cylinder 130 in the axial direction are fixed to the outer peripheral surfaces 140b and 145b of the upstream and downstream flanges 140 and 145 by outer fixing rings 142 and 147, respectively.

上流側フランジ１４０は、複数の貫通孔１４０ｄを備え、粉体の流入側に配置される。下流側フランジ１４５は、複数の貫通孔１４５ｄを備え、粉体の排出側に配置される。貫通孔１４０ｄ，１４５ｄは、ポンプユニット１１０を軸方向に複数接続するときに位置決めして固定するための孔である。内筒１２０の外周側と外筒１３０の内周側と上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５とによって、加圧用媒体である圧縮空気が供給される空気室Ｄが形成される。また、内筒１２０の内周側の表面により、粉体を搬送するための粉体流路である粉体流路Ｐが形成される。 The upstream flange 140 has a plurality of through holes 140d and is arranged on the powder inflow side. The downstream flange 145 has a plurality of through holes 145d and is arranged on the powder discharge side. The through holes 140d and 145d are holes for positioning and fixing when a plurality of pump units 110 are connected in the axial direction. An air chamber D to which compressed air, which is a pressurizing medium, is supplied is formed by the outer peripheral side of the inner cylinder 120, the inner peripheral side of the outer cylinder 130, the upstream flange 140, and the downstream flange 145. Further, a powder flow path P, which is a powder flow path for transporting powder, is formed on the inner peripheral side surface of the inner cylinder 120.

外筒１３０には、図３や図５に示すように、上述の圧縮空気供給部２００から送られてくる圧縮空気を空気室Ｄに導入するための空気孔１３１が形成されている。本実施形態における空気孔１３１は、外筒１３０の軸方向中央部に形成されているが、外筒１３０の軸方向に流入側あるいは流出側に偏った位置に形成してもよい。また、この空気孔は、外筒１３０ではなく、上流側フランジ１４０あるいは下流側フランジ１４５に形成するようにしてもよい。 As shown in FIGS. 3 and 5, the outer cylinder 130 is formed with an air hole 131 for introducing the compressed air sent from the above-mentioned compressed air supply unit 200 into the air chamber D. Although the air hole 131 in the present embodiment is formed at the central portion in the axial direction of the outer cylinder 130, it may be formed at a position biased toward the inflow side or the outflow side in the axial direction of the outer cylinder 130. Further, the air holes may be formed not in the outer cylinder 130 but in the upstream flange 140 or the downstream flange 145.

図４において、記号ｄは、ポンプユニット１１０の粉体流路Ｐの断面形状である正三角形状の一辺の長さ（変形前の内筒１２０の内側表面における断面形状（正三角形状）の一辺の長さ）である。また、図４において、記号ｌ_Ｄはポンプユニット１１０の搬送方向における長さであり、記号ｌ_Ｄ’は搬送方向における上流側フランジ１４０と下流側フランジ１４５との間のフランジ間距離の長さ（外筒１３０の露出部分の長さ）である。 In FIG. 4, the symbol d is the length of one side of the regular triangle shape which is the cross-sectional shape of the powder flow path P of the pump unit 110 (one side of the cross-sectional shape (regular triangle shape) on the inner surface of the inner cylinder 120 before deformation). Length). Further, in FIG. 4, the symbol l _D is the length of the pump unit 110 in the transport direction, and the symbol l _D' is the length of the distance between the flanges between the upstream flange 140 and the downstream flange 145 in the transport direction ( The length of the exposed portion of the outer cylinder 130).

図５は、内筒１２０の膨張時の変形を説明するための断面図である。
空気室Ｄに圧縮空気を導入すると、内筒１２０の空気室Ｄ側の面（外周面）に垂直な方向に空気圧が作用し、内筒１２０は内側方向（図中矢印の方向）に膨張するように変形する。このとき、内筒１２０の折り目１２０ａの近傍には、これに垂直な方向の空気圧が作用することになる。この空気圧により、折り目１２０ａは、更に折れる方向（内壁面同士が近づく方向）に変形する。そして、空気室Ｄ内の圧力を更に上昇させると、内筒１２０は、この折り目１２０ａによって複数個の膨張域に区画されて膨張するような膨張変形を起こし、図５中一点鎖線で示すように平面部が変形する。 FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the deformation of the inner cylinder 120 at the time of expansion.
When compressed air is introduced into the air chamber D, air pressure acts in a direction perpendicular to the surface (outer peripheral surface) of the inner cylinder 120 on the air chamber D side, and the inner cylinder 120 expands in the inward direction (direction of the arrow in the figure). It transforms like this. At this time, air pressure in the direction perpendicular to the crease 120a of the inner cylinder 120 acts on the vicinity of the crease 120a. Due to this air pressure, the crease 120a is further deformed in the folding direction (the direction in which the inner wall surfaces approach each other). Then, when the pressure in the air chamber D is further increased, the inner cylinder 120 undergoes expansion deformation so as to be divided into a plurality of expansion regions by the crease 120a and expand, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The flat surface is deformed.

一方、外筒１３０は、剛体で形成されているため、空気室Ｄ内の圧力を上昇させても、径方向（放射方向）外側へ膨張することはなく、また軸方向に収縮することはない。 On the other hand, since the outer cylinder 130 is formed of a rigid body, even if the pressure in the air chamber D is increased, the outer cylinder 130 does not expand outward in the radial direction (radial direction) and does not contract in the axial direction. ..

図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ポンプユニット１１０の内筒１２０の膨張時の変形の様子を示す正面図及び側面図である。
図６（ａ）に示すように、外筒１３０はポンプユニット１１０の径方向（放射方向）外側へは膨張しない。一方、内筒１２０は、折り目１２０ａにより分割された複数の平面部が膨張域１２０（１）〜１２０（３）となって中心軸に向かって内側へ膨張する。このとき、図６（ｂ）に示すように、ポンプユニット１１０は軸方向へ収縮することはない。 6 (a) and 6 (b) are a front view and a side view showing a state of deformation of the inner cylinder 120 of the pump unit 110 at the time of expansion, respectively.
As shown in FIG. 6A, the outer cylinder 130 does not expand outward in the radial direction (radial direction) of the pump unit 110. On the other hand, in the inner cylinder 120, a plurality of flat surfaces divided by the crease 120a form expansion regions 120 (1) to 120 (3) and expand inward toward the central axis. At this time, as shown in FIG. 6B, the pump unit 110 does not contract in the axial direction.

本実施形態のポンプユニット１１０では、粉体を確実に搬送するために、折り目１２０ａが設けられた内筒１２０を、図６（ｂ）に示すように、最大変形時において変形ピーク箇所間で空隙Ｇが残るように変形（膨張）させている。すなわち、内筒１２０を変形させる際に、粉体流路Ｐ内の内筒１２０の変形ピーク箇所において粉体流路Ｐに空隙Ｇが残るように内筒１２０を変形させる。更に言い換えると、内筒１２０を変形させる際に、粉体流路Ｐを中心軸に沿った軸方向から見たとき空隙（開口部）が残るように内筒１２０を変形させる。 In the pump unit 110 of the present embodiment, in order to reliably convey the powder, the inner cylinder 120 provided with the crease 120a is provided with a gap between the deformation peaks at the time of maximum deformation, as shown in FIG. 6B. It is deformed (expanded) so that G remains. That is, when the inner cylinder 120 is deformed, the inner cylinder 120 is deformed so that the void G remains in the powder flow path P at the deformation peak portion of the inner cylinder 120 in the powder flow path P. In other words, when the inner cylinder 120 is deformed, the inner cylinder 120 is deformed so that a gap (opening) remains when the powder flow path P is viewed from the axial direction along the central axis.

［粉体搬送動作］
次に、本実施形態の複数のポンプユニット１１０を有するコンベア１００の粉体搬送動作について説明する。 [Powder transfer operation]
Next, the powder transfer operation of the conveyor 100 having the plurality of pump units 110 of the present embodiment will be described.

図７（ａ）〜（ｆ）は、６個のポンプユニット１１１〜１１６を有するコンベア１００の全体における粉体搬送動作の動作パターンの一例を示す説明図である。
なお、図７（ａ）〜（ｆ）は、コンベア１００の粉体搬送動作の１サイクル分を示している。また、本実施形態において、コンベア１００が図７（ａ）の状態で粉体搬送動作を開始した時点から次に図７（ａ）の状態になる時点までの１サイクル分の時間を、粉体搬送動作の動作間隔ｔ_ｓと定義する。この動作間隔ｔ_ｓは、粉体搬送動作の動作周期や、粉体搬送動作の１サイクル分の動作時間ともいう。 7 (a) to 7 (f) are explanatory views showing an example of an operation pattern of the powder transfer operation in the entire conveyor 100 having six pump units 111 to 116.
7 (a) to 7 (f) show one cycle of the powder transfer operation of the conveyor 100. Further, in the present embodiment, the time for one cycle from the time when the conveyor 100 starts the powder transfer operation in the state of FIG. 7A to the time when the next state of FIG. 7A is reached is the powder. It is defined as operation interval t _s of the transport operation. This operation interval t _s is also referred to as an operation cycle of the powder transfer operation or an operation time for one cycle of the powder transfer operation.

まず、図７（ａ）に示すように、第１〜第６ポンプユニット１１１〜１１６の連結方向が略水平方向になるようにコンベア１００をセットする。そして、最上流の第１ポンプユニット１１１を粉体収容部に連結して第１ポンプユニット１１１内へ粉体を導入する。次に、エアーチューブ２３５を介して第１ポンプユニット１１１に連結されている電磁弁２３１を開放して、第１ポンプユニット１１１の空気室Ｄ内に圧縮空気を所定の加圧時間ｔ_Ａだけ供給する。この圧縮空気の供給により、第１ポンプユニット１１１の内筒１２０を内側に所定の変形量だけ変形させるように膨張させ、第１ポンプユニット１１１内の粉体を第２ポンプユニット１１２内に押し出す。 First, as shown in FIG. 7A, the conveyor 100 is set so that the connecting directions of the first to sixth pump units 111 to 116 are substantially horizontal. Then, the most upstream first pump unit 111 is connected to the powder accommodating portion to introduce the powder into the first pump unit 111. Then, by opening the solenoid valve 231 which is connected to the first pump unit 111 via the air tube 235, the compressed air for a predetermined pressing time t _A supplied to the air chamber D of the first pump unit 111 To do. By supplying this compressed air, the inner cylinder 120 of the first pump unit 111 is expanded inward so as to be deformed by a predetermined amount of deformation, and the powder in the first pump unit 111 is pushed out into the second pump unit 112.

次に、第１ポンプユニット１１１の内筒１２０を膨張させたまま、エアーチューブ２３５を介して第２ポンプユニット１１２に連結されている電磁弁２３１を開放し、第２ポンプユニット１１２の空気室Ｄに圧縮空気を所定の加圧時間ｔ_Ａだけ供給する。この圧縮空気の供給により、第２ポンプユニット１１２の内筒１２０を内側に所定の変形量だけ変形させるように膨張させ、第２ポンプユニット１１２内の粉体を第３ポンプユニット１１３内に押し出す。以下、この図７（ａ）の状態を初期状態として説明する。 Next, while the inner cylinder 120 of the first pump unit 111 is inflated, the solenoid valve 231 connected to the second pump unit 112 via the air tube 235 is opened, and the air chamber D of the second pump unit 112 is opened. supplying compressed air for a predetermined pressing time t _a to. By supplying this compressed air, the inner cylinder 120 of the second pump unit 112 is expanded inward so as to be deformed by a predetermined amount of deformation, and the powder in the second pump unit 112 is pushed out into the third pump unit 113. Hereinafter, the state of FIG. 7A will be described as an initial state.

次に、図７（ｂ）に示すように、第２ポンプユニット１１２の内筒１２０を膨張させたまま、エアーチューブ２３５を介して第３ポンプユニット１１３に連結されている電磁弁２３１を所定時間だけ開放する。これにより、第３ポンプユニット１１３の空気室Ｄ内に圧縮空気を所定の加圧時間ｔ_Ａだけ供給する。この圧縮空気の供給により、第３ポンプユニット１１３の内筒１２０を内側に所定の変形量だけ変形させるように膨張させ、第３ポンプユニット１１３内の粉体を第４ポンプユニット１１４内に押し出す。このとき、エアーチューブ２３５を介して第１ポンプユニット１１１に連結されている電磁弁２３１を閉鎖する。この電磁弁２３１の閉鎖により、第１ポンプユニット１１１の空気室Ｄ内の圧縮空気は電磁弁２３１を介して排気されて大気圧まで減圧されるので、第１ポンプユニット１１１の内筒１２０は膨張前の元の形状に復元する。これにより、第１ポンプユニット１１１内の粉体経路Ｐの体積が元の体積まで大きくなるので、第１ポンプユニット１１１内に新たな粉体を導入することができる。 Next, as shown in FIG. 7B, the solenoid valve 231 connected to the third pump unit 113 via the air tube 235 is pressed for a predetermined time while the inner cylinder 120 of the second pump unit 112 is inflated. Only open. Thus, for supplying compressed air for a predetermined pressing time t _A to the air chamber D of the third pump unit 113. By supplying this compressed air, the inner cylinder 120 of the third pump unit 113 is expanded inward so as to be deformed by a predetermined amount of deformation, and the powder in the third pump unit 113 is pushed out into the fourth pump unit 114. At this time, the solenoid valve 231 connected to the first pump unit 111 via the air tube 235 is closed. Due to the closure of the solenoid valve 231, the compressed air in the air chamber D of the first pump unit 111 is exhausted through the solenoid valve 231 and reduced to atmospheric pressure, so that the inner cylinder 120 of the first pump unit 111 expands. Restore to the previous original shape. As a result, the volume of the powder path P in the first pump unit 111 increases to the original volume, so that new powder can be introduced into the first pump unit 111.

なお、上述の強制減圧機構を設けた場合は、第１ポンプユニット１１１の空気室Ｄ内の圧縮空気を強制的に吸い出して速やかに大気圧又は所定圧力に戻すことができるので、第１ポンプユニット１１１内に新たな粉体をより速やかに導入することができる。 When the above-mentioned forced decompression mechanism is provided, the compressed air in the air chamber D of the first pump unit 111 can be forcibly sucked out and quickly returned to the atmospheric pressure or the predetermined pressure. Therefore, the first pump unit New powder can be introduced into 111 more quickly.

次に、図７（ｃ）に示すように、第３ポンプユニット１１３の内筒１２０を膨張させたまま、第４ポンプユニット１１４の内筒１２０を膨張させて、第４ポンプユニット１１４内の粉体を第５ポンプユニット１１５内に押し出す。それとともに、第２ポンプユニット１１２の内筒１２０を収縮させる。 Next, as shown in FIG. 7C, the inner cylinder 120 of the fourth pump unit 114 is expanded while the inner cylinder 120 of the third pump unit 113 is inflated, and the powder in the fourth pump unit 114 is expanded. Push the body into the fifth pump unit 115. At the same time, the inner cylinder 120 of the second pump unit 112 is contracted.

次に、図７（ｄ）に示すように、第４ポンプユニット１１４の内筒１２０を膨張させたまま、第５ポンプユニット１１５の内筒１２０を膨張させて、第５ポンプユニット１１５内の粉体を第６ポンプユニット１１６内に押し出す。それとともに、第３ポンプユニット１１３の内筒１２０を収縮させる。 Next, as shown in FIG. 7D, the inner cylinder 120 of the fifth pump unit 115 is inflated while the inner cylinder 120 of the fourth pump unit 114 is inflated, and the powder in the fifth pump unit 115 is expanded. Push the body into the sixth pump unit 116. At the same time, the inner cylinder 120 of the third pump unit 113 is contracted.

次に、図７（ｅ）に示すように、第５ポンプユニット１１５の内筒１２０を膨張させたまま、第６ポンプユニット１１６の内筒１２０を膨張させて、第６ポンプユニット１１６内の粉体をコンベア１００の外部へ押し出す。それとともに、第４ポンプユニット１１４の内筒１２０を収縮させる。 Next, as shown in FIG. 7E, the inner cylinder 120 of the sixth pump unit 116 is inflated while the inner cylinder 120 of the fifth pump unit 115 is inflated, and the powder in the sixth pump unit 116 is expanded. Push the body out of the conveyor 100. At the same time, the inner cylinder 120 of the fourth pump unit 114 is contracted.

次に、図７（ｆ）に示すように、第６ポンプユニット１１６の内筒１２０を膨張させたまま、第１ポンプユニット１１１を膨張させて、第１ポンプユニット１１１内の粉体を第２ポンプユニット１１２内に押し出す。それとともに、第５ポンプユニット１１５の内筒１２０を収縮させる。その後、第６ポンプユニット１１６の内筒１２０を収縮させるとともに、第１ポンプユニット１１１を膨張させたまま第２ポンプユニット１１２の内筒１２０を膨張させると、図７（ａ）の状態になる。 Next, as shown in FIG. 7 (f), the first pump unit 111 is expanded while the inner cylinder 120 of the sixth pump unit 116 is expanded, and the powder in the first pump unit 111 is seconded. Push into the pump unit 112. At the same time, the inner cylinder 120 of the fifth pump unit 115 is contracted. After that, when the inner cylinder 120 of the sixth pump unit 116 is contracted and the inner cylinder 120 of the second pump unit 112 is expanded while the first pump unit 111 is inflated, the state shown in FIG. 7A is obtained.

以下、図７（ａ）〜図７（ｆ）の動作を繰り返すことにより、第１ポンプユニット１１１内へ注入された粉体を第６ポンプユニット１１６からコンベア１００の外部へ排出することができる。 Hereinafter, by repeating the operations of FIGS. 7 (a) to 7 (f), the powder injected into the first pump unit 111 can be discharged from the sixth pump unit 116 to the outside of the conveyor 100.

図７（ａ）〜（ｆ）に例示したようなコンベア１００の粉体搬送動作には、「波長」、「送り」及び「波数」の３つの要素がある。ここで、波長ｌ_ｗは互いに隣接して内筒１２０が膨張するポンプユニット１１０の数である（図７（ａ）参照）。また、送りｐ_ｗは内筒１２０を膨張させて粉体を送るポンプユニット１１０の数である（図７（ｂ）参照）。波数ｎ_ｗは、コンベア１００全体で同時に伝播させる波の数である（図７（ｃ）参照）。前記図７（ａ）〜（ｆ）の例は、波長ｌ_ｗが２、送りｐ_ｗが１、波数ｎ_ｗが１の場合の粉体搬送動作の動作パターンの例である。 The powder transfer operation of the conveyor 100 as illustrated in FIGS. 7 (a) to 7 (f) has three elements of "wavelength", "feed", and "wave number". Here, the wavelength l _w is the number of pump units 110 in which the inner cylinder 120 expands adjacent to each other (see FIG. 7A). Further, the feed p _w is the number of pump units 110 that expand the inner cylinder 120 to feed the powder (see FIG. 7B). The wave number n _w is the number of waves propagated simultaneously in the entire conveyor 100 (see FIG. 7 (c)). The examples of FIGS. 7 (a) to 7 (f) are examples of an operation pattern of the powder transfer operation when the wavelength l _w is 2, the feed p _w is 1, and the wave number n _w is 1.

［理論幾何最大搬送量］
次に、前記構成のコンベア１００の蠕動運動による粉体搬送動作における理論幾何最大搬送量について説明する。
上述の図４に示すように、ポンプユニット１１０の粉体流路Ｐの断面正三角形状の一辺をｄ［ｍｍ］とし、ポンプユニット１１０の搬送方向における長さをｌ_Ｄ［ｍｍ］とする。１個のポンプユニット１１０の内部空間理論体積（変形前の粉体流路Ｐの体積）Ｖ_０［ｍｍ^３］は次式（１）で表される。

[Theoretical geometric maximum transport amount]
Next, the theoretical geometric maximum transfer amount in the powder transfer operation by the peristaltic motion of the conveyor 100 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 4 above, one side of the powder flow path P of the pump unit 110 having a regular triangular cross section is d [mm], and the length of the pump unit 110 in the transport direction is l _D [mm]. The theoretical internal space volume (volume of the powder flow path P before deformation) V ₀ [mm ³ ] of one pump unit 110 is expressed by the following equation (1).

また、ポンプユニット１１０の１個あたりの粉体の押出し体積率（体積排除率）Ｆ_ｐ［％］を次式（２）で定義する。ここで、Ｖ_ｐはポンプユニット１１０の加圧時（膨張変形時）における粉体流路Ｐの内部体積［ｍｍ^３］である。

Further, the extruded volume fraction (volume exclusion ratio) F _p [%] of the powder per pump unit 110 is defined by the following equation (2). Here, V _p is the internal volume [mm ³ ] of the powder flow path P when the pump unit 110 is pressurized (during expansion and deformation).

例えば、上述の図１に示すようにコンベア１００を水平に配置し、そのコンベア１００の最上流側のポンプユニット１１０への粉体４００の供給を、エルボ管からの流れ込みを用いる場合を考える。この場合、ポンプユニット１１０の粉体流路Ｐの初期内部体積Ｖ_０に対する粉体流路Ｐに充填される粉体４００の体積Ｖ_ｆの割合である次式（３）の充填率Ｒ_ｆは、最大でも５０［％］と見積もられる。

For example, consider a case where the conveyor 100 is arranged horizontally as shown in FIG. 1 above, and the powder 400 is supplied to the pump unit 110 on the most upstream side of the conveyor 100 by using the inflow from the elbow pipe. In this case, the filling rate R _f of the following equation (3), which is the ratio of the volume V _f of the powder 400 filled in the powder flow path P to the initial internal volume V ₀ of the powder flow path P of the pump unit 110, is , It is estimated to be 50 [%] at the maximum.

更に、上述の図６（ｂ）に示すように、本実施形態のポンプユニット１１０の内筒１２０は半円状に膨張変形するため、ポンプユニット１１０から軸方向に沿った任意の方向への粉体の搬送量は、押出し体積率Ｆ_ｐで２５［％］と推定される。この押出し体積率Ｆ_ｐを用いて、コンベア１００で搬送される粉体の単位時間当たりの理論幾何最大搬送量（体積）Ｑ_ｓ［ｍｍ^３／ｓ］を求める式は、次式（４）で表される。ここで、式中のｌ_ｗ、ｎ_ｗ及びｔ_ｓ［ｓ］は、それぞれ、上述の動作パターンの波長、波数及び動作間隔である。また、式中のＮ_ｓはコンベア１００を構成するポンプユニット１１０の個数である。

Further, as shown in FIG. 6B described above, since the inner cylinder 120 of the pump unit 110 of the present embodiment expands and deforms in a semicircular shape, powder is powdered in an arbitrary direction along the axial direction from the pump unit 110. The amount of the body transported is estimated to be 25 [%] in terms of the extruded volume fraction F _p . Using this extruded volume fraction F _p , the formula for obtaining the theoretical geometric maximum transport amount (volume) Q _s [mm ³ / s] per unit time of the powder transported by the conveyor 100 is the following equation (4). expressed. Here, l _w , n _w, and t _s [s] in the equation are the wavelength, wave number, and operation interval of the above-mentioned operation pattern, respectively. Further, N _s in the formula is the number of pump units 110 constituting the conveyor 100.

更に、粉体の密度をρ［ｇ／ｍｍ^３］とすると、コンベア１００で搬送される粉体の単位時間当たりの理論幾何最大搬送量（質量）Ｑ_ｐ［ｇ／ｓ］は、次式（５）で表される。

Further, assuming that the density of the powder is ρ [g / mm ³ ], the theoretical maximum geometric maximum transfer amount (mass) Q _p [g / s] per unit time of the powder conveyed by the conveyor 100 is given by the following equation ( It is represented by 5).

［ポンプユニットの軸方向収縮の効果］
人体の蠕動運動を行う腸管を複数のポンプユニットでモデル化した従来のコンベアでは、外筒１３０を軸方向繊維強化型の人工筋肉として機能させ、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴い、腸管の蠕動運動を再現している。しかしながら、本発明者らの研究によれば、各ポンプユニットの軸方向への収縮動作は、単位時間あたりの搬送量（搬送速度）を向上させることへの寄与が少ないことが判明した。そのため、本実施形態では、外筒１３０を剛体で形成し、ポンプユニット１１０が軸方向へ収縮しない構成としている。 [Effect of axial contraction of pump unit]
In a conventional conveyor that models the intestinal tract that performs the peristaltic movement of the human body with multiple pump units, the outer cylinder 130 functions as an axial fiber reinforced artificial muscle, and each pump unit contracts in the axial direction. It reproduces the peristaltic movement of the intestinal tract. However, according to the research by the present inventors, it has been found that the axial contraction operation of each pump unit has little contribution to improving the transport amount (transport speed) per unit time. Therefore, in the present embodiment, the outer cylinder 130 is formed of a rigid body so that the pump unit 110 does not contract in the axial direction.

ここで、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴う従来のコンベアと、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴わないコンベアとを比較した比較実験について説明する。
ただし、この比較実験で用いた従来のコンベアは、内筒１２０が非膨張時に円筒形状をとり、変形ピーク箇所が４つとなるように内筒１２０を膨張させる構成であり、外筒１３０が弾性体で構成されていて内筒１２０の膨張時には外筒１３０も径方向外側へ膨張する構成である。一方、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴わないコンベアは、この従来のコンベアに対し、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を規制する部材を設置したもので、そのほかの構成は従来のコンベアと同じである。また、この比較実験では、コンベアの一方の端部から供給された粉体が反対側の端部へ搬送されるのかを確認し、単位時間あたりの搬送量（搬送速度）を測定した。搬送対象の粉体４００としては電子写真式の画像形成装置における現像剤を構成するキャリアを用いた。 Here, a comparative experiment comparing a conventional conveyor in which each pump unit contracts in the axial direction and a conveyor in which each pump unit does not contract in the axial direction will be described.
However, the conventional conveyor used in this comparative experiment has a configuration in which the inner cylinder 120 takes a cylindrical shape when it is not expanded and the inner cylinder 120 is expanded so that there are four deformation peaks, and the outer cylinder 130 is an elastic body. The outer cylinder 130 also expands outward in the radial direction when the inner cylinder 120 expands. On the other hand, the conveyor in which each pump unit does not contract in the axial direction is a conveyor in which a member for restricting the operation in which each pump unit contracts in the axial direction is installed in contrast to the conventional conveyor, and other configurations are conventional. It is the same as the conveyor of. Further, in this comparative experiment, it was confirmed whether the powder supplied from one end of the conveyor was conveyed to the other end, and the transfer amount (conveyance speed) per unit time was measured. As the powder 400 to be conveyed, a carrier constituting a developer in an electrophotographic image forming apparatus was used.

図８は、本比較実験に用いたシステムの概略構成図である。なお、図８において上述の図１と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。図中のＬ０はコンベア１００の搬送方向における長さである。
図８において、コンベア１００の搬送方向上流側の端部にアクリル製のエルボ管４１６を接続し、エルボ管４１６の上部にアクリル製の直管４１７を配置した。コンベア１００の各ポンプユニット１１０（１１１〜１１４）は空の状態で設置し、直管４１７の上部より粉体（キャリア）４００を供給し、エルボ管４１６及び直管４１７を粉体４００で満たした。なお、粉体４００は十分な量が常にエルボ管４１６及び直管４１７内に満たされているようにした。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the system used in this comparative experiment. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the parts common to those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted. L0 in the figure is the length of the conveyor 100 in the transport direction.
In FIG. 8, an acrylic elbow pipe 416 was connected to the end of the conveyor 100 on the upstream side in the transport direction, and an acrylic straight pipe 417 was arranged above the elbow pipe 416. Each pump unit 110 (111-114) of the conveyor 100 was installed in an empty state, powder (carrier) 400 was supplied from the upper part of the straight pipe 417, and the elbow pipe 416 and the straight pipe 417 were filled with the powder 400. .. A sufficient amount of the powder 400 was always filled in the elbow tube 416 and the straight tube 417.

各ポンプユニット１１０（１１１〜１１４）を駆動するときに印加する圧縮空気の印加圧力は、ポンプユニット１１０内の粉体４００を十分に押し出せる圧力である４０［ｋＰａ］とした。コンベア１００を制御する制御部３００としては、Ｈ８マイコン（ルネサス エレクトロニクス株式会社製）からなるＭＣＵ（Micro Controller Unit）を用いた。ポンプユニット１１０の加圧時間ｔ_Ａは、１００［ｍｓ］、３００［ｍｓ］、５００［ｍｓ］、１０００［ｍｓ］、１５００［ｍｓ］の５種類とした。また、粉体搬送動作例の動作パターンの波長−送り−波数は２−１−１とした。 The applied pressure of the compressed air applied when driving each of the pump units 110 (111 to 114) was set to 40 [kPa], which is a pressure that can sufficiently push out the powder 400 in the pump unit 110. As the control unit 300 for controlling the conveyor 100, an MCU (Micro Controller Unit) composed of an H8 microcomputer (manufactured by Renesas Electronics Corporation) was used. Pressing time _{t A} of the pump unit 110, 100 [ms], 300 [ ms], 500 [ms], 1000 [ms], and the five 1500 [ms]. The wavelength-feed-wavenumber of the operation pattern of the powder transfer operation example was set to 2-1-1.

図９は、本比較実験におけるポンプユニット１１０（１１１〜１１４）の加圧オン・オフ制御（電磁弁のオン・オフ制御）の一例を示すタイムチャートである。
なお、図９は粉体搬送動作の１サイクル分の加圧オン・オフ制御の例である。図中のｔ_Ａが第１〜第４ポンプユニット１１０（１１１〜１１４）に対する加圧時間であり、ｔ_ｓが粉体搬送動作の動作間隔である。 FIG. 9 is a time chart showing an example of pressurization on / off control (solenoid valve on / off control) of the pump unit 110 (111 to 114) in this comparative experiment.
Note that FIG. 9 is an example of pressurization on / off control for one cycle of the powder transfer operation. In the figure, t _A is the pressurizing time for the first to fourth pump units 110 (111 to 114), and t _s is the operation interval of the powder transfer operation.

粉体搬送量の測定方法としては、コンベア１００のキャリア供給側とは反対側の端部から排出された粉体４００の質量を測定することで単位時間当たりの搬送量［ｇ／ｓ］を求める方法を用いた。コンベア１００から排出された粉体４００の質量測定には、質量測定手段としての電子はかり（株式会社島津製作所製のＵＷ６２００Ｈ）４２０を使用した。また、粉体４００の質量測定は、コンベア１００の定常状態を確認した後に開始し、２秒ごとに測定した。 As a method for measuring the powder transfer amount, the transfer amount [g / s] per unit time is obtained by measuring the mass of the powder 400 discharged from the end of the conveyor 100 opposite to the carrier supply side. The method was used. An electronic scale (UW6200H manufactured by Shimadzu Corporation) 420 was used as a mass measuring means for measuring the mass of the powder 400 discharged from the conveyor 100. Further, the mass measurement of the powder 400 was started after confirming the steady state of the conveyor 100, and was measured every 2 seconds.

図１０は、本比較実験の結果を示すグラフである。
図１０からわかるように、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴う場合と伴わない場合とを比較しても、単位時間あたりの搬送量に大きな差が見られなかった。ただし、各ポンプユニット１１０（１１１〜１１４）に対する加圧時間ｔ_Ａが比較的長いケースでは、各ポンプユニットが軸方向へ収縮する動作を伴う場合の方が、伴わない場合よりも、僅かながら単位時間あたりの搬送量が多い。これは、加圧時間ｔ_Ａが比較的長いケースでは、ポンプユニットの軸方向への収縮量を多く確保でき、これによりポンプユニット間の搬送量（受け渡し量）が増え、軸方向への収縮動作を伴わない場合よりも単位時間あたりの搬送量が多くなったものと考えられる。 FIG. 10 is a graph showing the results of this comparative experiment.
As can be seen from FIG. 10, even when comparing the case where each pump unit is accompanied by the operation of contracting in the axial direction and the case where the pump unit is not contracted in the axial direction, there is no significant difference in the transfer amount per unit time. However, the relatively long case pressurizing time t _A for the pump units 110 (111 to 114), towards the case with the operation of the pump units contracts in the axial direction, than without, slightly units Large amount of transportation per hour. This is because the pressing time t _A is longer case, a contraction amount in the axial direction of the pump unit number can be secured, thereby increasing the conveyance amount between the pump unit (transfer amount), contracting operation in the axial direction It is probable that the amount of transportation per unit time was larger than that without.

しかしながら、図１０に示すように、加圧時間ｔ_Ａを長くすることは、単位時間あたりの搬送量を減らすことになる。したがって、通常は、単位時間あたりの搬送量を増大させるために短い加圧時間ｔ_Ａを設定することになり、各ポンプユニットが軸方向への収縮動作を伴う場合と伴わない場合とで、単位時間あたりの搬送量に差が出ることはない。 However, as shown in FIG. 10, lengthening the pressurizing time t _A will reduce the conveyance amount per unit time. Therefore, usually, will be set shorter pressing time t _A to increase the conveyance amount per unit time, in a case where the pump unit with and without the contracting operation in the axial direction, the unit There is no difference in the amount of transportation per hour.

［外筒の径方向膨張の規制効果］
次に、本実施形態のように、空気室Ｄに圧縮空気が導入されても外筒１３０が膨張しないことによる効果について説明する。
一般に、各ポンプユニット１１０へ圧縮空気を送り込む加圧時間ｔ_Ａを短くするほど、コンベア１００による単位時間あたりの搬送量を増大させることができる。ただし、加圧時間ｔ_Ａを短くし過ぎると、内筒１２０が変形するための時間が足りず、内筒１２０の変形量が不足して、かえって単位時間あたりの搬送量を低下させることになる。このことは、上述した比較実験の結果を示す図１０のグラフにも示されており、この比較実験では、ポンプユニット１１０の加圧時間ｔ_Ａを５００［ｍｓ］に設定したときが単位時間あたりの搬送量を最大化でき、これよりも短い加圧時間ｔ_Ａに設定すると単位時間あたりの搬送量が低下している。 [Regulatory effect of radial expansion of outer cylinder]
Next, the effect of not expanding the outer cylinder 130 even if compressed air is introduced into the air chamber D as in the present embodiment will be described.
In general, the shorter the pressing time t _A for feeding compressed air to the pump units 110, it is possible to increase the conveyance amount per unit time by the conveyor 100. However, if the pressurizing time t _A is made too short, there is not enough time for the inner cylinder 120 to be deformed, the amount of deformation of the inner cylinder 120 is insufficient, and the amount of transport per unit time is rather reduced. .. This is also illustrated in the graph of FIG. 10 showing the results of comparative experiments described above, in this comparison experiment, the per unit time when setting the pressing time t _A of the pump unit 110 to 500 [ms] If the pressurizing time t _A is set shorter than this, the transport amount per unit time is reduced.

図１１は、本実施形態におけるコンベア１００を用いて、単位時間あたりの搬送量を測定した結果を示すグラフである。
この測定では、上述した比較実験と同様の方法で測定を行った。ただし、各ポンプユニット１１０を駆動するときに印加する圧縮空気の印加圧力は２０［ｋＰａ］とし、ポンプユニット１１０の加圧時間ｔ_Ａは、１０［ｍｓ］、３０［ｍｓ］、５０［ｍｓ］、１００［ｍｓ］、３００［ｍｓ］の５種類とした。 FIG. 11 is a graph showing the results of measuring the amount of transportation per unit time using the conveyor 100 in the present embodiment.
In this measurement, the measurement was carried out in the same manner as in the comparative experiment described above. However, the applied pressure of the compressed air to be applied when driving the pump unit 110 is set to 20 [kPa], pressing time _{t A} of the pump unit 110, 10 [ms], 30 [ ms], 50 [ms] , 100 [ms], and 300 [ms].

図１１に示すように、本実施形態におけるコンベア１００によれば、単位時間あたりの搬送量が最大となる加圧時間ｔ_Ａは、３０［ｍｓ］であり、従来のコンベアでの５００［ｍｓ］よりも短くなった。これは、空気室Ｄに圧縮空気を送り込んだときに剛体で形成された外筒１３０が径方向外側へ膨張しないため、空気室Ｄ内の圧力上昇速度が速くなり、内筒１２０を迅速に膨張（変形）させることができるようになったことが理由であると考えられる。 As shown in FIG. 11, according to the conveyor 100 in the present embodiment, the pressurizing time t _A that maximizes the transport amount per unit time is 30 [ms], which is 500 [ms] on the conventional conveyor. It became shorter than. This is because the outer cylinder 130 formed of a rigid body does not expand radially outward when compressed air is sent into the air chamber D, so that the pressure rise speed in the air chamber D becomes faster and the inner cylinder 120 expands rapidly. It is considered that the reason is that it can be (transformed).

このように、単位時間あたりの搬送量が最大となる加圧時間ｔ_Ａが短くなったことで、本実施形態のコンベア１００では、図１１に示すように、単位時間あたりの搬送量を７．８［ｇ／ｓ］とすることができる。これは、図１０に示した従来のコンベアによる単位時間あたりの搬送量（２．１［ｇ／ｓ］）の３倍以上である。 As described above, since the pressurizing time t _A that maximizes the transport amount per unit time is shortened, in the conveyor 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the transport amount per unit time is 7. It can be 8 [g / s]. This is more than three times the amount of transport per unit time (2.1 [g / s]) by the conventional conveyor shown in FIG.

[変形ピーク箇所が３つであること]
また、本実施形態におけるコンベア１００は、内筒１２０の変形ピーク箇所の数が３つであり、内筒１２０の変形ピーク箇所の数が４つである従来のコンベアよりも少ないことも、単位時間あたりの搬送量が向上した要因であると考えられる。つまり同一の径を有する内筒であれば、従来の変形ピーク箇所の数が４つであるものよりも、膨張域の大きさが大きくなり搬送する能力が向上するものである。特に、本実施形態におけるコンベア１００では、内筒１２０の３つの膨張域（内筒１２０の平面部）のうちの１つの膨張域だけで、粉体流路Ｐの底面を構成し、粉体流路Ｐの底面を略水平面としている。これにより、内筒１２０の膨張域が膨張したときに粉体流路Ｐの底面が盛り上げるように変形し、粉体流路Ｐ内の粉体に効率よく搬送力を付与できる。 [There are three deformation peaks]
Further, the conveyor 100 in the present embodiment has three deformation peaks on the inner cylinder 120, which is less than that of the conventional conveyor having four deformation peaks on the inner cylinder 120, which is also a unit time. It is considered that this is the reason why the amount of transportation per unit has improved. That is, if the inner cylinders have the same diameter, the size of the expansion region becomes larger and the carrying capacity is improved as compared with the conventional one having four deformation peaks. In particular, in the conveyor 100 of the present embodiment, the bottom surface of the powder flow path P is formed by only one expansion region of the three expansion regions of the inner cylinder 120 (the flat portion of the inner cylinder 120), and the powder flow occurs. The bottom surface of the road P is a substantially horizontal plane. As a result, when the expansion region of the inner cylinder 120 expands, the bottom surface of the powder flow path P is deformed so as to swell, and the powder in the powder flow path P can be efficiently imparted with a conveying force.

特に、本実施形態において、各ポンプユニット１１０の上流側フランジ１４０、下流側フランジ１４５は、略正三角形状をなす内周面１４０ａ，１４５ａの一辺が水平面となるように配置されている。そのため、隣接する２つのポンプユニット１１０の粉体流路Ｐを連通させる連通路の底部（上流側フランジ１４０及び下流側フランジ１４５は、正三角形状をなす内周面１４０ａ，１４５ａの一辺）が水平面となっている。この場合、ポンプユニット１１０の粉体流路Ｐ内の粉体を次のポンプユニット１１０へ受け渡すときの搬送抵抗を少なくでき、単位時間あたりの搬送量を向上させることができる。 In particular, in the present embodiment, the upstream flange 140 and the downstream flange 145 of each pump unit 110 are arranged so that one side of the inner peripheral surfaces 140a and 145a having a substantially regular triangular shape is a horizontal plane. Therefore, the bottom of the communication path (the upstream flange 140 and the downstream flange 145 are one side of the inner peripheral surfaces 140a and 145a having a regular triangular shape) that communicate the powder flow paths P of the two adjacent pump units 110 are horizontal planes. It has become. In this case, the transfer resistance when the powder in the powder flow path P of the pump unit 110 is transferred to the next pump unit 110 can be reduced, and the transfer amount per unit time can be improved.

［ポンプユニットの軸方向長さ］
次に、ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄと単位時間当たりの搬送量との関係について説明する。
この関係を調べる実験で用いた２つのコンベアのうちの一方（ＴＰＣ−Ｌ５０）は、本実施形態のコンベア１００であり、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄは５０［ｍｍ］である。もう一方のコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）は、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが２５［ｍｍ］である以外は、本実施形態のコンベア１００と同様の構成である。また、ポンプユニット１１０の加圧時間ｔ_Ａは、本実施形態のコンベア１００（ＴＰＣ−Ｌ５０）が単位時間あたりの搬送量を最大化できる３０［ｍｓ］に設定した。なお、この測定では、上述した比較実験と同様の方法で測定を行った。 [Axial length of pump unit]
Next, a description will be given of the relationship between the conveyance amount per transport direction length l _D unit time of the pump unit 110.
While (TPC-L50) of the two conveyors used in the experiment to examine this relationship is the conveyor 100 of the present embodiment, the transport direction length _{l D} of the pump units 110 is 50 [mm]. The other conveyor (TPC-L25), except the transport direction length _{l D} of the pump units 110 is 25 [mm], the same configuration as the conveyor 100 of the present embodiment. Further, the pressurizing time t _A of the pump unit 110 was set to 30 [ms], which allows the conveyor 100 (TPC-L50) of the present embodiment to maximize the transport amount per unit time. In this measurement, the measurement was carried out in the same manner as in the comparative experiment described above.

図１２は、ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが異なる前記２つのコンベアについての累積搬送量の時間推移を示すグラフである。
図１２より、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが短いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）の方が、累積搬送量が多いことがわかる。単位時間あたりの搬送量に換算すると、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが長いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ５０）では７．８［ｇ／ｓ］であったが、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが短いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）では１４．８［ｇ／ｓ］となり、約２倍となった。なお、一般的な粉体搬送で用いられる同じ直径をもったスクリューコンベアの場合の単位時間あたりの搬送量がおよそ１０［ｇ／ｓ］であるため、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが短いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）によれば、単位時間あたりの搬送量をスクリューコンベアの約１．５倍とすることができる。 Figure 12 is a graph showing the time course of the cumulative carry amount for the two conveyors conveying direction length l _D is different of the pump unit 110.
Than 12, who in the transport direction length _{l D} is short conveyor of each pump unit 110 (TPC-L25) is, it can be seen that the cumulative carry amount is large. In terms of the conveyance amount per unit time, but the transport direction length _{l D} of the pump units 110 were long conveyor (TPC-L50) in 7.8 [g / s], the conveying direction of the pump units 110 In length _{l D} is short conveyor (TPC-L25) 14.8 [g / s] , and the was approximately 2-fold. Since the conveyance amount per unit time in the case of the screw conveyor having the same diameter to be used in a general powder transfer is approximately 10 [g / s], the transport direction length l _D of the pump units 110 According to the short conveyor (TPC-L25), the transport amount per unit time can be about 1.5 times that of the screw conveyor.

また、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが短いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）については、各ポンプユニット１１０の空気室Ｄの体積が小さいので、内筒１２０を最大変形させるのに必要な圧縮空気の量が少なくて済む。したがって、単位時間あたりの搬送量を最大化できる加圧時間ｔ_Ａは、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが長いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ５０）の３０［ｍｓ］よりも更に短くすることが可能である。そして、実際に測定してみたところ、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが短いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５）では、加圧時間ｔ_Ａが１０［ｍｓ］である場合に単位時間あたりの搬送量を最大化でき、６４．３［ｇ／ｓ］を達成することができた。これは、図１０に示した従来のコンベアによる単位時間あたりの搬送量（２．１［ｇ／ｓ］）の約３０倍であり、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが長いコンベア（ＴＰＣ−Ｌ５０）による単位時間あたりの搬送量（７．８［ｇ／ｓ］）の約８．２倍である。また、一般的な粉体搬送で用いられる同じ直径をもったスクリューコンベアの場合の単位時間あたりの搬送量（１０［ｇ／ｓ］）の約６．４倍に相当する。 Also, the transport direction length _{l D} is short conveyor of each pump unit 110 (TPC-L25), the volume of the air chamber D of the pump units 110 is small, the required inner cylinder 120 to cause maximum deformation compression The amount of air is small. Therefore, the pressurizing time t _A that can maximize the transport amount per unit time can be made even shorter than the 30 [ms] of the conveyor (TPC-L50) having a long transport direction length l _{D of} each pump unit 110. It is possible. Then, as a result of actual measurement, on a conveyor (TPC-L25) in which the length l _{D of} each pump unit 110 in the transport direction is short, when the pressurization time t _A is 10 [ms], the transport per unit time is performed. The amount could be maximized and 64.3 [g / s] could be achieved. This is about 30 times the conveyance amount per unit time by a conventional conveyor shown in FIG. 10 (2.1 [g / s] ), the transport direction length l _D of the pump units 110 is long conveyor ( It is about 8.2 times the transport amount (7.8 [g / s]) per unit time by TPC-L50). Further, it corresponds to about 6.4 times the transport amount (10 [g / s]) per unit time in the case of a screw conveyor having the same diameter used in general powder transport.

ところで、ここでの実験では、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さｌ_Ｄが１００［ｍｍ］であるコンベア（ＴＰＣ−Ｌ１００）についても同様の測定を行ったところ、単位時間あたりの搬送量は、加圧時間ｔ_Ａを１００［ｍｓ］に設定したときに最大となり、約０．２［ｇ／ｓ］であった。これは、上述した２つのコンベア（ＴＰＣ−Ｌ２５，ＴＰＣ−Ｌ５０）と比較して明らかに少ない。その原因について調べたところ、このコンベア（ＴＰＣ−Ｌ１００）では、各ポンプユニット１１０の内筒１２０内における粉体の残留量が徐々に増えておき、一定時間稼働した後には、各ポンプユニット１１０の内筒１２０が粉体の自重によって撓んでしまっていた。これが、単位時間あたりの搬送量が少ない原因であると考えられる。 By the way, in the experiment here, when the same measurement was performed on the conveyor (TPC-L100) in which the length l _{D of} each pump unit 110 in the transport direction is 100 [mm], the transport amount per unit time was determined. When the pressurizing time t _A was set to 100 [ms], the maximum was about 0.2 [g / s]. This is clearly less than the two conveyors (TPC-L25, TPC-L50) described above. As a result of investigating the cause, in this conveyor (TPC-L100), the residual amount of powder in the inner cylinder 120 of each pump unit 110 was gradually increased, and after operating for a certain period of time, each pump unit 110 The inner cylinder 120 was bent by the weight of the powder. This is considered to be the reason why the amount of transportation per unit time is small.

図１３は、以上の実験結果をまとめたグラフである。
単位時間あたりの搬送量を向上させるうえでは、各ポンプユニットの加圧時間ｔ_Ａを短くすることが有効である。これは、単位時間あたりの動作回数を増やすことができるからである。そして、ポンプユニットの加圧時間ｔ_Ａを短くするうえでは、各ポンプユニット１１０の搬送方向長さを短くすることが有効である。これは、各ポンプユニット１１０の空気室Ｄの体積を小さくでき、これにより内筒１２０を最大変形させるのに必要な圧縮空気の量が少なくて済む結果、より短い時間で内筒１２０を最大変形させることができるからである。また、ポンプユニットの加圧時間ｔ_Ａを短くするうえでは、各ポンプユニット１１０の外筒１３０の径方向外側への膨張を規制することも有効である。これは、空気室Ｄに圧縮空気を送り込んだときの空気室Ｄ内の圧力上昇速度が速くなるため、内筒１２０を迅速に膨張（変形）させることができるからである。 FIG. 13 is a graph summarizing the above experimental results.
In order to improve the conveyance amount per unit time, it is effective to shorten the pressing time t _A of the pump units. This is because the number of operations per unit time can be increased. Then, in order to shorten the pressing time t _A of the pump unit, it is effective to shorten the length in the conveying direction of the pump units 110. This can reduce the volume of the air chamber D of each pump unit 110, which requires less compressed air to deform the inner cylinder 120 to the maximum, resulting in the maximum deformation of the inner cylinder 120 in a shorter time. Because it can be made to. Further, in order to shorten the pressing time t _A of the pump unit, it is also effective to restrict the expansion of the radially outer side of the outer cylinder 130 of the pump units 110. This is because the pressure rise speed in the air chamber D when the compressed air is sent into the air chamber D becomes high, so that the inner cylinder 120 can be rapidly expanded (deformed).

図１４は、本実施形態に係る粉体搬送装置を適用可能な画像形成装置５００の一例を示す概略構成図である。
図１４の画像形成装置５００は、電子写真方式の画像形成装置であり、像担持体としての回転駆動可能な感光体ドラム５１０を備えている。感光体ドラム５１０の周りには、帯電手段としての帯電ローラ５２０と、現像手段としての現像装置５３０と、転写手段としての転写チャージャ５４０と、像担持体クリーニング手段としてのクリーニング装置５５０とを備えている。更に、画像形成装置５００は、露光手段としての光書き込み装置５６０と、定着手段としての定着装置５７０とを備えている。 FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus 500 to which the powder conveying apparatus according to the present embodiment can be applied.
The image forming apparatus 500 of FIG. 14 is an electrophotographic image forming apparatus, and includes a photoconductor drum 510 that can be driven to rotate as an image carrier. Around the photoconductor drum 510, a charging roller 520 as a charging means, a developing device 530 as a developing means, a transfer charger 540 as a transfer means, and a cleaning device 550 as an image carrier cleaning means are provided. There is. Further, the image forming apparatus 500 includes an optical writing apparatus 560 as an exposure means and a fixing apparatus 570 as a fixing means.

画像形成装置５００で画像形成動作が開始されると、帯電ローラ５２０で所定電位に帯電された感光体ドラム５１０の表面に光書き込み装置５６０で光が走査されながら照射されることにより、感光体ドラム５１０の表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム５１０上の静電潜像は現像装置で現像されてトナー像となる。感光体ドラム５１０上のトナー像は、転写チャージャ５４０と感光体ドラム５１０との間に所定のタイミングで搬送されてくる記録媒体としての用紙６００に転写され、定着装置５７０で用紙６００上に定着される。トナー像が転写された感光体ドラム５１０の表面はクリーニング装置５５０でクリーニングされる。 When the image forming operation is started by the image forming apparatus 500, the surface of the photoconductor drum 510 charged to a predetermined potential by the charging roller 520 is irradiated with light while being scanned by the optical writing device 560, whereby the photoconductor drum is irradiated. An electrostatic latent image is formed on the surface of 510. The electrostatic latent image on the photoconductor drum 510 is developed by a developing device to become a toner image. The toner image on the photoconductor drum 510 is transferred to the paper 600 as a recording medium which is conveyed between the transfer charger 540 and the photoconductor drum 510 at a predetermined timing, and is fixed on the paper 600 by the fixing device 570. Toner. The surface of the photoconductor drum 510 on which the toner image is transferred is cleaned by the cleaning device 550.

本実施形態における現像装置５３０は、トナーとキャリアとを含む二成分の現像剤を用いて潜像を現像する現像装置である。現像装置５３０は、感光体ドラム５１０に対向するように配置された現像剤担持体としての現像ローラと、装置内の現像剤は攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送手段と、装置内の現像剤のトナー濃度を検知するセンサ５３５とを備える。現像剤攪拌搬送手段は、互いに逆向き（図中の奥側に向かう方向及び手前側に向かう方向）に現像剤を攪拌しながら搬送する１対の現像剤搬送部５３３、５３４で構成される。また、現像装置内の現像剤のトナー濃度が所定の濃度よりも低下した場合は、センサ５３５の検知結果に基づいて、トナー収容部５８０内のトナーがトナー搬送部５８１で搬送されて現像装置５３０に補給される。 The developing device 530 in this embodiment is a developing device that develops a latent image using a two-component developer containing toner and a carrier. The developing apparatus 530 includes a developing roller as a developing agent carrier arranged so as to face the photoconductor drum 510, a developing agent stirring and conveying means for conveying the developer in the apparatus while stirring, and a developing agent in the apparatus. It is provided with a sensor 535 that detects the toner concentration of. The developer stirring and transporting means is composed of a pair of developer transporting units 533 and 534 that transport the developer while stirring in opposite directions (direction toward the back side and direction toward the front side in the drawing). When the toner concentration of the developer in the developing apparatus is lower than the predetermined concentration, the toner in the toner accommodating portion 580 is conveyed by the toner conveying portion 581 based on the detection result of the sensor 535, and the developing apparatus 530 is conveyed. Is replenished to.

図１４の画像形成装置５００において、本実施形態に係る粉体搬送装置１０は、現像装置５３０の現像剤搬送部５３３，５３４における現像剤の搬送と、トナー搬送部５８１におけるトナーの搬送とに適用することができる。この場合、粉体搬送装置１０のコンベア１００が現像剤搬送部５３３，５３４及びトナー搬送部５８１に配置され、従来の回転駆動されるスクリューを用いた場合に比して、トナー及び現像剤の凝集を抑制しつつトナー及び現像剤を高速搬送することができる。特に、従来の従来の回転駆動されるスクリューを用いた場合とは異なり、トナーなどの搬送部に近い位置に配置されたモータなどの発熱がないため、冷却装置を設ける必要がなく、非クーラント化による省スペースにつながる。 In the image forming apparatus 500 of FIG. 14, the powder transfer apparatus 10 according to the present embodiment is applied to the transfer of the developer in the developer transfer units 533 and 534 of the developing device 530 and the transfer of toner in the toner transfer unit 581. can do. In this case, the conveyor 100 of the powder transfer device 10 is arranged in the developer transfer section 533, 534 and the toner transfer section 581, and the toner and the developer are agglomerated as compared with the case where the conventional rotary-driven screw is used. Toner and developer can be conveyed at high speed while suppressing the above. In particular, unlike the case of using a conventional rotary-driven screw, there is no need to install a cooling device because there is no heat generation of a motor or the like located near a transport portion such as toner, and it is non-coolant. Leads to space saving.

なお、本実施形態に係る粉体搬送装置１０は、現像装置５３０の現像剤搬送部５３３、５３４及びトナー搬送部５８１のいずれか一方に適用してもよい。また、図１４の画像形成装置の例では、二成分現像方式の現像装置を用いる場合について説明したが、上述の実施形態に係る粉体搬送装置１０は、一成分現像方式の現像装置を用いる画像形成装置にも適用できる。また、上述の実施形態に係る粉体搬送装置１０は、複数色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のトナーを用いたカラー画像形成装置におけるトナーの搬送や、トナー及びキャリアを含む現像剤の搬送にも適用できる。更に、上述の実施形態に係る粉体搬送装置１０は、キャリアやトナーの製造時におけるキャリア、トナー、それらの製造に用いる材料（流体）等の搬送にも適用することができる。 The powder transfer device 10 according to the present embodiment may be applied to either one of the developer transfer unit 533 and 534 and the toner transfer unit 581 of the developing device 530. Further, in the example of the image forming apparatus of FIG. 14, the case where the developing apparatus of the two-component developing method is used has been described, but the powder transfer apparatus 10 according to the above-described embodiment is an image using the developing apparatus of the one-component developing method. It can also be applied to forming devices. Further, the powder transfer device 10 according to the above-described embodiment is used for transporting toner in a color image forming device using toner of a plurality of colors (for example, cyan, magenta, yellow, black), and a developer containing toner and carriers. It can also be applied to the transportation of. Further, the powder transfer device 10 according to the above-described embodiment can also be applied to transfer of carriers, toner, materials (fluids) used for their production, and the like during the production of carriers and toner.

なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。 The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the embodiments described above. Such modified or modified forms may also be included in the technical scope of the invention.

１０ 粉体搬送装置
１００ コンベア
１１０（１１１〜１１６） ポンプユニット
１２０ 内筒
１２０ａ 折り目
１３０ 外筒
１３１ 空気孔
１４０ 上流側フランジ
１４５ 下流側フランジ
２００ 圧縮空気供給部
２１０ 圧縮空気発生装置
２２０ 圧力調整装置
２３０ 圧縮空気供給切換装置
２３１ 電磁弁
３００ 制御部
４００ 粉体
５００ 画像形成装置
５３０ 現像装置
５３３，５３４ 現像剤搬送部 10 Powder transfer device 100 Conveyor 110 (111-116) Pump unit 120 Inner cylinder 120a Fold 130 Outer cylinder 131 Air hole 140 Upstream side flange 145 Downstream side flange 200 Compressed air supply unit 210 Compressed air generator 220 Pressure regulator 230 Compression Air supply switching device 231 Electromagnetic valve 300 Control unit 400 Powder 500 Image forming device 530 Developer 533,534 Developer carrier

特開２０１６−１０９１０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-109107

Claims (5)

流体が搬送される流路を形成する円筒状の弾性体からなる筒状の内壁部と該内壁部を囲むように配置される円筒状の外壁部とを有し、前記内壁部と前記外壁部との間の空間に加圧用媒体を供給して該内壁部を前記流路の中心軸側へ変形させることにより、該流路内の流体を搬送し、前記筒状の内壁部を搬送方向の上流と下流とで固定する固定部材を備え、当該固定部材によって前記内壁部の３箇所が変形ピーク箇所となるように規定されているとともに、前記中心軸方向から見たときの前記内壁部の変形ピーク箇所が重力方向下側に位置する流体搬送装置を複数連結させた流体搬送システムにおいて、
前記固定部材が略三角形状の開口部を備えており、当該略三角形状の辺に当たる部分が中央部に向かって突出しており、
流体搬送方向上流側の流体搬送装置から順に前記内壁部を前記流路の中心軸側へ変形させる際、駆動対象の流体搬送装置の搬送方向上流側に隣接する流体搬送装置の内壁部を中心軸側へ変形させた状態で、当該駆動対象の流体搬送装置の内壁部を中心軸側へ変形させることを特徴とする流体搬送システム。 It has a tubular inner wall portion made of a cylindrical elastic body forming a flow path through which a fluid is conveyed, and a cylindrical outer wall portion arranged so as to surround the inner wall portion, and the inner wall portion and the outer wall portion. By supplying a pressurizing medium to the space between and deforming the inner wall portion toward the central axis side of the flow path, the fluid in the flow path is conveyed, and the tubular inner wall portion is conveyed in the transport direction. A fixing member for fixing upstream and downstream is provided, and the fixing member defines that three points of the inner wall portion are deformation peak points, and deformation of the inner wall portion when viewed from the central axis direction. In a fluid transfer system in which a plurality of fluid transfer devices whose peaks are located on the lower side in the direction of gravity are connected.
The fixing member is provided with a substantially triangular opening, and a portion corresponding to the substantially triangular side projects toward the center.
When the inner wall portion is deformed in order from the fluid transport device on the upstream side in the fluid transport direction to the central axis side of the flow path, the inner wall portion of the fluid transport device adjacent to the upstream side in the transport direction of the fluid transport device to be driven is the central axis. A fluid transfer system characterized in that the inner wall portion of the fluid transfer device to be driven is deformed to the central axis side in a state of being deformed to the side. 請求項１に記載の流体搬送システムにおいて、
前記流体搬送装置は、前記中心軸方向から見たときの前記内壁部の変形ピーク箇所が前記中心軸周りに１２０°の間隔で位置していることを特徴とする流体搬送システム。 In the fluid transfer system according to claim 1,
The fluid transfer device is a fluid transfer system, characterized in that deformation peaks of the inner wall portion when viewed from the central axis direction are located around the central axis at intervals of 120 ° . 請求項１又は２に記載の流体搬送システムにおいて、
前記流体は現像剤であることを特徴とする流体搬送システム。 The fluid transfer system according to 請Motomeko 1 or 2,
A fluid transfer system characterized in that the fluid is a developer. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体搬送システムを備える画像形成装置。 Image forming apparatus comprising a fluid transfer system according to any one of claims 1乃Itaru 3. 流体流路を形成する円筒状の弾性体からなる筒状の内壁部と、該内壁部を囲むように配置される円筒状の外壁部とを有し、前記内壁部と前記外壁部との間の空間に加圧用媒体を供給して、流体搬送方向上流側のポンプ部材から順に前記内壁部を前記流体流路の中心軸側へ変形させることにより、該流体流路内の流体を搬送する流体搬送方法において、
前記筒状の内壁部を搬送方向の上流と下流とで固定する固定部材を備え、
当該固定部材によって前記内壁部の３箇所が変形ピーク箇所となるように規定され、
前記中心軸方向から見たときの前記内壁部の変形ピーク箇所が重力方向下側に位置し、
前記固定部材が略三角形状の開口部を備えており、当該略三角形状の辺に当たる部分が中央部に向かって突出しており、
流体搬送方向上流側のポンプ部材から順に前記内壁部を前記流体流路の中心軸側へ変形させる際、駆動対象のポンプ部材の搬送方向上流側に隣接するポンプ部材の内壁部を中心軸側へ変形させた状態で、当該駆動対象のポンプ部材の内壁部を中心軸側へ変形させることを特徴とする流体搬送方法。 It has a tubular inner wall portion made of a cylindrical elastic body forming a fluid flow path and a cylindrical outer wall portion arranged so as to surround the inner wall portion, and is between the inner wall portion and the outer wall portion. A fluid that conveys the fluid in the fluid flow path by supplying a pressurizing medium to the space and deforming the inner wall portion toward the central axis side of the fluid flow path in order from the pump member on the upstream side in the fluid transfer direction. In the transport method
A fixing member for fixing the tubular inner wall portion upstream and downstream in the transport direction is provided.
The fixing member defines three points of the inner wall portion as deformation peak points.
The deformation peak portion of the inner wall portion when viewed from the central axis direction is located on the lower side in the direction of gravity.
The fixing member is provided with a substantially triangular opening, and a portion corresponding to the substantially triangular side projects toward the center.
When the inner wall portion is deformed in order from the pump member on the upstream side in the fluid transport direction to the central axis side of the fluid flow path, the inner wall portion of the pump member adjacent to the upstream side in the transport direction of the pump member to be driven is moved to the central axis side. A fluid transport method characterized in that the inner wall portion of the pump member to be driven is deformed toward the central axis in a deformed state.

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