(57)【要約】【課題】本発明は、粉体へかかる負荷を解消する共に、充填速度を維持しながら均一の高密度で充填することができる粉体充填装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の粉体充填装置は、ホッパーより供給された粉体を粉体容器へ充填する装置であり、気体及び粉体取込み口と粉体排出口と気体排気口とを有するホッパーと、外部の気体を取り込むことによりホッパー内の気圧を可変する気圧可変手段とが設けられている。【選択図】　　　図１
2004115021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパーより供給された粉体を粉体容器へ充填する装置において、気体及び粉体取込み口と粉体排出口と気体排気口とを有するホッパーと、外部の気体を取り込むことによりホッパー内の気圧を可変する気圧可変手段とが設けられていることを特徴とする粉体充填装置。
【請求項２】
該ホッパーと粉体排出口の間、又は粉体排出口の途中に非接触部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉体充填装置。
【請求項３】
該非接触部が布地で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の粉体充填装置。
【請求項４】
該気圧可変手段が、ホッパー内又は粉体排気口に設けられた排気弁が、粉体の充填量に対応して開閉することにより外部の気体を取り込みホッパー内の気圧を可変する手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉体充填装置。
【請求項５】
該開閉弁が、弾力性のある材質で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の粉体充填装置。
【請求項６】
メッシュの異なるふるい網又はフィルタからなる複数の粉体除去層が、気体排気口の入り口に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の粉体充填装置。
【請求項７】
該ホッパー内にスパイラル状の凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の粉体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
乾式ＰＰＣ、プリンター、ＦＡＸ等に使用するトナー等の粉体を粉体容器に充填するための粉体充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を使用した複写機等では感光体に形成された静電潜像を現像装置で粉末のトナーにより現像して可視化している。この現像に使用するトナーはトナー容器を現像装置に装着して供給している。トナー容器にトナーを充填するときは、例えば図６に示すように、大型のホッパーより搬送された粉体はオーガー２１を有するホッパー２２へ一旦貯蔵された後、駆動モータ２３によるオーガー２１の回転によりホッパー２２の底の開口部から切出部２４を介して粉体容器２５へ計量されながら一定量が充填される。コンベア２６上を移動する各粉体容器２５は充填前にその風袋を軽量され、そのデータに基づいてオーガー２１の回転数を駆動モーター２３の回転数で制御することにより一定量の粉体を供給する。また、充填後の粉体容器２５は再び重量を計量され、先に計量された風袋との差により充填された粉体の量を検出し、許容量範囲に満たされないものや超えるものを除外するようにしている。
【０００３】
ホッパー２２に供給される粉体は、通常、空気輸送等により搬送されるため空気を多く含んでいる。このため粉体が粉体容器２５内で沈降するのに時間がかかり、充填が能率的でないうえに高密度に充填することが困難である。
【０００４】
この粉体内に含まれている空気を除去するため、例えば特開平８−１９８２０３号公報（特許文献１）、特開２００１−３０１７０１号公報（特許文献２）に開示された装置や方法においては、粉体を粉体容器４内で自然に沈降させるのではなく、積極的に空気を分離して排出し高密度に充填することが行われている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている方法や、装置においては、トナーなどの粉体にオーガーで負荷をかけて充填するため、オーガーの回転摩擦によりトナー粉がブリッジ化して圧片になるという問題がある。
また、特許文献１や特許文献２に示された粉体充填装置においては、空気吸引管の先端の空気分離部に、空気を通すが粉体を通さない多数の穴が設けられている。従って、空気吸引管に多数の小さな穴を加工する必要があり、その加工が容易でなく多くの時間とコストがかかるという問題がある。
また、空気分離部における多数の穴の配置によっては、穴の付近から離れた部分では空気が十分に分離されないので、粉体容器に充填された粉体に含まれている空気の分布が場所により変動し、充填密度を均一に高密度化することが困難になり、粉体容器に十分な充填量で充填することができなくなるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１９８２０３号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０１７０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の短所を改善し、粉体へかかる負荷を解消する共に、充填速度を維持しながら均一の高密度で充填することができる粉体充填装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以下に示す粉体充填装置が提供される。
〔１〕ホッパーより供給された粉体を粉体容器へ充填する装置において、気体及び粉体取込み口と粉体排出口と気体排気口とを有するホッパーと、外部の気体を取り込むことによりホッパー内の気圧を可変する気圧可変手段とが設けられていることを特徴とする粉体充填装置。
〔２〕前記ホッパーと粉体排出口の間、又は粉体排出口の途中に非接触部が設けられていることを特徴とする前記〔１〕に記載の粉体充填装置。
〔３〕前記非接触部が布地で覆われていることを特徴とする前記〔２〕に記載の粉体充填装置。
〔４〕前記気圧可変手段が、ホッパー内又は粉体排気口に設けられた排気弁が、粉体の充填量に対応して開閉することにより外部の気体を取り込みホッパー内の気圧を可変する手段であることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の粉体充填装置。
〔５〕前記開閉弁が、弾力性のある材質で構成されていることを特徴とする前記〔４〕に記載の粉体充填装置。
〔６〕メッシュの異なるふるい網又はフィルタからなる複数の粉体除去層が、気体排気口の入り口に設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の粉体充填装置。
〔７〕前記ホッパー内にスパイラル状の凹凸が設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の粉体充填装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。
図１はトナー等の粉体が粉体貯蔵タンクから各段階をへて最終的に粉体容器に充填されるまでを示す図面であり、図１において、１は気体を排出する気体排気口を、２ａは電磁弁を、２ｂは電磁弁を、３は粉体を排出する粉体排出口を、４はホッパー内の空気の流れを、５は気体と粉体をホッパー内に取込む、気体及び粉体取込み口を、６はホッパーを、７は粉体容器を、８は粉体を、９は計量器をそれぞれ示す。
尚、図１（ａ）は、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図であり、図１（ｂ）は粉体充填装置のホッパー６内における粉体の流れを上方から見た説明図である。
【００１０】
本発明の粉体充填装置は、ホッパーより粉体を粉体容器へ充填する装置である。該粉体充填装置は、図１に示すように、（１）大容量の粉体貯蔵タンク（図示はしない。）及びホッパー６を主体とする粉体供給部と、（２）粉体容器７と、（３）計量器９と、（４）セントラル又は掃除機等の空気吸引装置（図示はしない。）とからなる。
【００１１】
本発明の粉体充填装置を構成するホッパー６は、気体及び粉体取込み口５と、粉体排出口３と、気体排気口１とを有する。更に、本発明の粉体充填装置には、外部の気体を取り込みホッパー６内の気圧を可変する気圧可変手段とが設けられている。
【００１２】
本発明の粉体充填装置はこのように構成されているので、気体排気口１（即ち、ホッパー６の上部中央に設けた配管）から空気吸引装置（図示はしない。）から空気を吸引するとホッパー６の内部が減圧されて、ホッパー横側面に設られた気体及び粉体取込み口５から気体がホッパー６内に吸引され、該気体と共にトナー等の粉体もホッパー６内に吸引される。吸引された空気は、図１（ｂ）に示すようにホッパー６内部で、旋回気流となり、ホッパー６内部の側面を旋回しながら徐々に中央に向かって上昇し、ホッパーの上部中央に設けられた気体排気口１から排出される。一方、吸引されたトナー等の粉体は、空気と共にホッパー６側面を旋回するが、空気より重いため重力の働きでホッパー６下部の粉体排出口３より粉体容器７に充填され、粉体容器７の下に設けられた計量器９にセットした充填量になると、前記気圧可変手段の働きにより、外部から空気がホッパー６内に入り込みホッパー６内の気圧が外部の気圧と同一になるので粉体の吸引は停止する。
【００１３】
本発明の粉体充填装置は、このようにトナー等の粉体を粉体容器７に充填するので、従来の装置とは異なり、粉体容器７に充填された粉体が、空気が除去されているため高密度に充填され、しかもオーガー等の粉体に負荷をかける部分が無いため、オーガー等の回転摩耗による粉体のブリッジ化による圧片という問題が発生しない。
【００１４】
本発明の粉体充填装置においては、図２に示すように、ホッパー６と粉体排出口３の間にホッパー６と粉体排出口３が直接繋がらないように非接触部１０が設けられているか、又は粉体排出口３の途中に非接触部１０が設けられ、ホッパー６と粉体排出口３全体が直接繋がらないようになっていることが好ましい。ホッパー６と粉体排出口３が繋がっていると、ホッパー内を減圧しているため、ホッパー自体の重量が変動するので、粉体の充填量がバラツキやすくなる。ホッパー６と粉体排出口３の間に非接触部１０が設けられていると、ホッパー６とのつながりが無くなり、粉体容器７に充填したトナー等の粉体自体の重量を容易に計量することができ、充填精度が向上する
【００１５】
上記非接触部１０は、図２に示すように、筒状の布地１１で覆われていることが好ましい。このように構成されていると、粉体が外にこぼれ出ることを容易に防ぐことができる。但し、本発明は布地に限定するものではなく、例えば、ジャバラホースを用いて非接触部１０を覆ってもよい。
【００１６】
本発明の前記気圧可変手段は、図３に示すように、ホッパー６内に設けられた排気弁１２が、粉体容器７への粉体の充填量に対応して、排出弁開閉装置１３からの信号によって開閉することにより外部の気体を取り込みホッパー内の気圧を可変する手段であることが好ましい。このように働く排気弁１２が設けられていると、粉体容器７の下に設けられた計量器９にセットした充填量になると、ホッパー６の出口に設けられた排気弁１２が開いて、外部から空気がホッパー６内に入り込み、ホッパー６内の気圧が外部の気圧と同一になり粉体の吸引が停止する。排気弁１２の開閉が、このように制御されていると、ホッパー６内に残っているトナー等の粉体が、粉体容器７に充填されることがないので、充填精度が優れたものとなる。
但し、本発明においては、排気弁１２はホッパー６の出口に設けてもよいが、粉体排気口３の中に設けてもよい。
【００１７】
上記開閉弁１２は、プラスチック、ゴム、綿等の弾力性のある材質で構成されていることが好ましい。開閉弁１２が弾力性のない材質で構成されていると、ホッパー６と開閉弁１２との間、または粉体排出口３と開閉弁１２との間に隙間ができやすく、その隙間から粉体がボタ落ちし、粉体の充填量がばらつく虞がある。
【００１８】
本発明の粉体充填装置においては、図４に示すように、メッシュの異なるふるい網又はフィルタからなる複数の粉体除去層１４が、気体排気口１の入り口に設けられていることが好ましい。このような粉体除去層１４が設けられていないと、ホッパー上部の気体排気口１より気体（通常は、空気である。）と共に微量のトナー等の粉体が排出されるので、歩留りがやや低下する。ホッパー６上部の排気口の入口に粗いメッシュ（＃１００以下）のふるい網又はフィルターで形成された内層と細かいメッシュ（＃２０００〜３０００）のふるい網又はフィルターで形成された外層のフィルターを設けられていると、気体共に排出される微量の粉体がフィルター等にひっかかかり、排気弁１２が開いた時に外部から気体が入り込み、ホッパー６内の気圧が上昇し、フィルター等にひっかかかったトナーがホッパー排出口に落下するため、歩留りが向上する。
【００１９】
本発明の粉体充填装置においては、図５に示すように、ホッパー６内にスパイラル状の凹凸１５が設けられていることが好ましい。かかるスパイラル状の凹凸１５が設けられていないと、トナー等の粉体が蓋のようになってホッパー６の出口を塞いでしまい、粉体容器７内の空気がスムーズに抜けることが出来なくなり、粉体容器７へのトナー充填が遅くなる虞がある。スパイラル状の凹凸１５が設けられていると、粉体の流れが安定するので粉体が蓋のようになってホッパー６の出口を塞ぐことを防ぐことができる。又、粉体が粉体排出口３をふさぐことなく、ホッパー６側面を粉体が流れ、ホッパー６中央を空気が流れるので、粉体容器７への粉体充填速度が速くなる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の粉体充填装置においては、気体及び粉体取込み口と粉体排出口と気体排気口とを有するホッパーと、外部の気体を取り込むことによりホッパー内の気圧を可変する気圧可変手段とが設けられているので、従来の装置とは異なり、粉体容器に充填された粉体が、空気が除去されているため高密度に充填され、しかもオーガー等の粉体に負荷をかける部分が無いため、オーガー等の回転摩耗による粉体のブリッジ化による圧片という問題が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図である。図１（ｂ）は、本発明の粉体充填装置のホッパー内における粉体の流れを上方から見た説明図である。
【図２】図２（ａ）は、非接触部が設けられている、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図である。図２（ｂ）は、非接触部が設けられている、本発明の粉体充填装置のホッパー内における粉体の流れを上方から見た説明図である。
【図３】図３は、排気弁と排出弁開閉装置から構成される気圧可変手段が設けられている、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図である。
【図４】図４は、複数の粉体除去層１４が設けられている、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図である。
【図５】図５（ａ）は、ホッパー内にスパイラル状の凹凸が設けられている、本発明の粉体充填装置を正面から見た説明図である。図５（ｂ）は、ホッパー内にスパイラル状の凹凸が設けられている、本発明の粉体充填装置のホッパー内における粉体の流れを上方から見た説明図である。
【図６】従来の粉体充填装置の説明図である。
【図７】従来の他の粉体充填装置の説明図である。
【符号の説明】
１　　気体排気口
２　　粉体排出口
５　　気体及び粉体取込み口
６　　ホッパー
７　　粉体容器
８　　粉体
９　　計量器
１０　　非接触部
１１　　布地
１２　　排出弁
１３　　排出弁開閉装置
１４　　粉体除去層
１５　　スパイラル状の凹凸
【図１】
2004115021.tif 000003
【図２】
2004115021.tif 000004
【図３】
2004115021.tif 000005
【図４】
2004115021.tif 000006
【図５】
2004115021.tif 000007
【図６】
2004115021.tif 000008
【図７】
2004115021.tif 000009