(57)【要約】【課題】  計量槽から粉体充填容器に充填する新規な充填方式を具体的に実施するにあたり、粉体流量が安定で、充填作業中に粉体漏れや飛散のない充填装置と充填方法を提供すること。さらに、新規な充填方式を具体的に実施するにあたり、粉体を短時間で充填可能な充填装置と充填方法を提供すること。また、連続的かつ間断なく充填を行ない、粉体が充填された数多くの容器が生産される充填装置と充填方法を提供すること。【解決手段】  粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ開放口部のある補助容器とから少なくともなる粉体充填装置であって、該補助容器のさらに下側に配置した粉体充填容器中に、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させて、該補助容器に一旦落下させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填するのに用いられることを特徴とする粉体充填装置。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ開放口部のある補助容器とから少なくともなる粉体充填装置であって、該補助容器のさらに下側に配置した粉体充填容器中に、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させて、該補助容器に一旦落下させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填するのに用いられることを特徴とする粉体充填装置。
【請求項２】
粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ気体置換手段を有する補助容器とから少なくともなる粉体充填装置であって、該補助容器のさらに下側に配置した粉体充填容器中に、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させて、該補助容器に一旦落下させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填するのに用いられることを特徴とする粉体充填装置。
【請求項３】
円錐形ロート状補助容器に設けられる気体置換手段が、該補助容器先端の粉体排出口近傍部から該補助容器上部にかけて設置固定された気体通気管で構成されたものであ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】
該気体通気管が、該補助容器と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の粉体充填装置。
【請求項５】
該補助容器が円錐形ロート状物であり、該ロート状物の先端は粉体排出口を有し該粉体充填容器の開口部内に挿入されるような円筒体であり、一方、該ロート状物の円錐底部は該計量槽の該粉体吐出口が挿入される開放口部を有するものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項６】
該ロート状補助容器の円錐頂部の角度（θ１）が５０〜７０°であることを特徴とする請求項５に記載の粉体充填装置。
【請求項７】
該補助容器を昇降するための昇降手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項８】
該計量槽と連結する粉体流動化ホッパーを備え、該粉体流動化ホッパー内の粉体を一旦計量槽に移送した後、該計量槽中の粉体を小型粉体容器に移送するようにして用いることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項９】
粉体流動化ホッパーの上に、粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーを備え、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層の表面部分に形成された流動化部分と非流動化部分とのうち、該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入され、粉体流動化ホッパー下方の粉体排出口を開放することにより、該粉体供給ホッパー内の粉体の該粉体流動化ホッパー内への供給と該粉体流動化ホッパーからの排出が連続的に行なわれることを特徴とする請求項８に記載の粉体充填装置。
【請求項１０】
該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成されたことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
該充填量規制手段が、充填される粉体の自由吐出、吐出停止、及び部分吐出からなる少なくとも３段以上の階段的充填量吐出をするものであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１２】
該計量槽は少なくとも充填量規制手段設置部位から粉体吐出口にかけて円筒体からなることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１３】
前記充填量規制手段が、該計量槽の粉体吐出口に固定された弾性体リングと、該粉体吐出口からの粉体の吐出を制御する吐出制御手段とからなり、該吐出制御手段は、前記計量槽内を昇降する吐出制御杆に装着された吐出量制御部材からなり、該吐出量制御部材は、該粉体吐出口に挿入−離脱して該粉体吐出口を開閉する円錐状の部材であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１４】
該粉体吐出口の開閉程度が、前記吐出制御杆の前記計量槽内での昇降程度に依存する前記円錐状の吐出制御部材の該弾性体リングの開口部への挿入程度によって調節されることを特徴とする請求項１３に記載の粉体充填装置。
【請求項１５】
前記充填量規制手段が、気体を通過し粉体を通過させないフィルター材料から少なくともなり、該充填量規制手段と連通させた気体吸引手段によってフィルター材料に粉体を引き付け、その吸引程度によって粉体の吐出量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１６】
該充填量規制手段は、フィルター材料が該管状体自体に設けられた貫通孔を覆うように固定され、また該フィルター材料固定部位の外側に空間部を形成し気体漏れがないような壁が設けられたものであることを特徴とする請求項１５に記載の粉体充填装置。
【請求項１７】
フィルター材料が綾畳織であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の粉体充填装置。
【請求項１８】
該粉体流動化ホッパーの粉体排出口と該計量槽の粉体入口の間が連結管によって連通されていることを特徴とする請求項８に記載の粉体充填装置。
【請求項１９】
前記粉体流動化ホッパーは、少なくとも１部に傾斜した内壁部分を有し、この傾斜した内壁部分により、内部に収納された粉体の粉体排出口までの排出が円滑化されることを特徴とする請求項９または１０に記載の粉体充填装置。
【請求項２０】
前記粉体流動化ホッパーが粉体流動化手段を備え、粉体流動化手段から噴出させた気体によって流動化した粉体流動化ホッパー内の粉体を、計量槽に移送するようにすることを特徴とする請求項８乃至１９の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項２１】
前記粉体流動化手段が、気体を噴出するための多数の微細孔を有し各微細孔は内部で相互に連通している多孔体へ加圧気体を導入する気体導入管を付設していることを特徴とする請求項２０に記載の粉体充填装置。
【請求項２２】
複数の粉体流動化手段を備え、各粉体流動化手段に気体導入管を付設していることを特徴とする請求項２０または２１に記載の粉体充填装置。
【請求項２３】
前記粉体流動化手段が、前記の傾斜した内壁部分に備えられたものであることを特徴とする請求項２０乃至２２の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項２４】
前記連結管は、前記気体導入管から噴出された気体によって流動化した粉体が前記粉体流動化ホッパーから計量槽へ移送される下り勾配を有するものであることを特徴とする請求項１８乃至２３の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項２５】
前記粉体流動化ホッパー及び計量槽のうちの少なくとも一方に、内部気圧を増減させる圧力調節手段を設けたことを特徴とする請求項８乃至２４の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項２６】
前記粉体充填容器への充填粉体量を管理するための充填粉体重量管理手段を有することを特徴とする請求項１乃至２５の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項２７】
前記充填粉体重量管理手段が、ロードセルにおける前記小型粉体容器の空重量と粉体が充填された該小型粉体容器の総重量とから、充填済み粉体重量を演算する演算処理装置を有することを特徴とする請求項２６に記載の粉体充填装置。
【請求項２８】
請求項２乃至４の何れかに記載の粉体充填装置に用いられる気体置換手段が設けられたロート状補助容器。
【請求項２９】
粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いる補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用いて、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置し、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、該補助容器に一旦落下させて補助容器内の粉体間の気体を自然放出させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填することを特徴とする粉体充填方法。
【請求項３０】
粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ気体置換手段を有する補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用いて、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置し、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、該補助容器に一旦落下させた後、さらに該粉体充填容器内に落下させ、該粉体充填容器内の気体を気体置換手段によって補助容器に戻しながら充填することを特徴とする粉体充填方法。
【請求項３１】
円錐形ロート状補助容器に設けられる気体置換手段が、該補助容器先端の粉体排出口近傍部から該補助容器上部にかけて設置固定された気体通気管で構成されたものであることを特徴とする請求項３０に記載の粉体充填方法。
【請求項３２】
該気体通気管が、該補助容器と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の粉体充填方法。
【請求項３３】
前記計量槽に連結され粉体流動化手段を有する粉体流動化ホッパーを具備してなる粉体充填装置を用いて、該粉体流動化ホッパー内の粉体を流動化させて計量槽に移送させることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法。
【請求項３４】
粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーの下部に、粉体排出口を有し粉体流動化手段を具備する粉体流動化ホッパーを配置して、該粉体供給ホッパー内の粉体を該粉体流動化ホッパー内に供給した後、該粉体排出口から排出する方法であって、該粉体排出口を閉じた状態にして、該粉体流動化手段によって気体を導入して、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層が形成する表面部分に、流動化部分と非流動化部分とを形成し、形成された該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入した後に、該粉体排出口を開放して、該粉体供給ホッパー内の粉体の該粉体流動化ホッパー内への供給と該粉体流動化ホッパーからの排出を連続的に行なうことを特徴とする請求項３３に記載の粉体充填方法。
【請求項３５】
該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記充填量規制手段によって、充填される粉体の自由排出、排出停止、及び部分排出からなる少なくとも３段以上の階段的充填量吐出を可能にしたことを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法。
【請求項３７】
請求項３４又は３５に記載の方法によって排出された粉体を連続的に多数の粉体充填用容器に充填することを特徴とする連続粉体充填方法。
【請求項３８】
前記粉体流動化ホッパーの粉体排出口と連通し充填量規制手段を具備する計量槽を用い、該粉体流動化ホッパーの粉体排出口から排出される粉体を一旦該計量槽内に移送し、その後該粉体を該計量槽から排出して粉体充填用容器に充填する方法であって、該計量槽の該充填量規制手段によって該計量槽から排出される粉体量を制御することを特徴とする請求項３７に記載の連続粉体充填方法。
【請求項３９】
前記粉体流動化ホッパーと計量槽のうちの少なくとも一方の内部気圧を、粉体の充填操作途中、充填操作前及び／または充填操作後に増減させることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法。
【請求項４０】
粉体充填装置が演算処理装置を有する充填粉体重量管理手段を備えたものであって、小型粉体容器の空重量と粉体が充填された該小型粉体容器の総重量とから、充填済み粉体重量を該演算処理装置によって演算することを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法。
【請求項４１】
前記演算処理装置によって、粉体の充填予定重量を入力し、及び入力された充填予定重量を変更することを特徴とする請求項４０に記載の粉体充填方法。
【請求項４２】
該粉体流動化ホッパー内の粉体を常時流動化状態にしておいて、小型粉体容器自体の重量を測定した上で、該小型粉体容器を前記計量槽に設置して、所定量の粉体を小型粉体容器に充填する工程を繰り返し行なって、粉体が充填された複数の小型粉体容器を製造することを特徴とする請求項４０又は４１に記載の粉体充填方法。
【請求項４３】
全量充填後の重量を閾値とし、充填中に、該閾値と充填済み粉体の重量との差信号が零になるまでモニタされ、該モニタ情報に基いて以後の所要充填量の充填速度又は単位時間当り充填量が、充填量規制手段によって規制されることを特徴とする請求項２９乃至４２の何れかに記載の粉体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平均粒径がミクロン単位の超微細な静電潜像現像用の粉体の所望量を過不足なく大型容器から小型粉体容器に充填する方法及び装置に関し、特に静電潜像現像用トナーに特段のストレスを与えることなく、作業環境及び作業者を汚すことなくかつ危険なく、所望量を迅速に、小型粉体容器に充填する方法及び装置に関する。このような充填方法及び充填装置は、粉体の製造工程で一時的に貯蔵する大型容器から分割保管や出荷のための小分けの際にも、また例えば極端には、エンドユーザのもとにおける小型トナー容器へのオンデマンド充填の際にも用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用トナー粉等のような粉体の充填方式として、粉体の自重によって大型容器からその真下に配置した小型トナー容器に落下させて充填することを基本的考え方とする、ロータリーバルブ、スクリューフィーダーあるいはオーガー式などがあり、特にオーガー式は一定容積の容器に粉体を効率よく充填する方式として、一般的に知られ実用化されているものである（例えば、特許文献１、２参照）。
これらの充填方式によって小型トナー容器内に収納された直後には、粉体間には多量の空気が含まれ、容器内に高密度状態で多量の粉体を短時間で収納するのに、容器内に先端が粉体内に埋没するように吸引管を挿入して、脱気することが行なわれている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
通常オーガー式は、円錐形のホッパーの排出口近傍内部に設けられたスクリュー状のオーガーを回転させることによって、ホッパー内のトナー粉を排出口から下方に排出する方式であって、排出後搬送ベルト上に配置され搬送される複数の容器内に順次トナー粉を収納し行なわれている。
近年、電子写真方式による画像形成に対して、高速化、高精細化および高画質化等の要望が高まり、それに伴い、トナー粉の粒径を微小化し、表面に金属酸化物微粒子を固着させて（外添剤という）流動性を高め、あるいは融点の低い結着剤樹脂を用いて低温定着性を確保するなど、トナー粉について様々な検討がなされ、実用化されている。
しかしながら、前記のオーガー式によると、オーガーの回転によってトナー粉を加圧等のストレスを与えることになるために、トナー粉の外添剤が表面から脱離あるいは遊離し、さらにトナー粉中に埋没し、流動性を高めるという外添剤の本来の機能を軽減あるいは消失させてしまう問題が生じている。
また、低融点の結着剤樹脂が用いられた低温定着トナー粉は、オーガーの回転による加圧等の外的ストレスによってトナー粉同士が付着したり凝集体をつくりやすくなり、時としてその凝集体が元に戻らないほどに固化してしまうこともあって、その結果ホッパーの出口でトナー粉が詰って、排出が停止することになり、トナーの充填作業に支障をきたすといった問題も発生している。
本来、トナー粉は、その粒径が微小になればなるほど、ホッパーから容器に落下したトナー粉は、材質に関係なく気体中でブラウン運動をし噴霧状態を作りやすくなるために、その結果粉体間に存在することになる多量の気体を排出する必要性が生じ、容器内におけるトナー粉の高密度の充填状態を形成することを難しくすることになり、このような困難性に相俟って上記の問題が解決されることが期待されている。
【０００４】
さらに、オーガー式は、上述のように、複数の小型トナー容器を載せて搬送するベルトとホッパーを主体とした充填機が通常必要となって大掛かりな装置となり、また充填機の真下に容器を配置して充填しなければならないので、装置が固定的で制約があるものとなるといった欠点を有するものである。
【０００５】
さらに換言し説明すれば、特に静電潜像現像用のトナー粉体は、極く小粒径であって、セラミック材料等の他の粉体に比べ密度比重が比較的小さい割に流動性が悪く、凝集性が高く、特に最近では、現像された画像の解像力上昇の要求に答えるためますます小粒径化が進み、また、省エネルギー化及び瞬時高速定着の要求に答えるためますます低温溶融性の樹脂が採用される傾向にあることもあって、凝集性及び他物体表面への付着性やフィルミング性が問題となり、したがってこれら性質を改善し、流動性低下及び凝集を避けるため、多くの場合、トナー粒子表面に流動性向上剤や凝集防止剤等の超微粒子を担持させ、また、帯電特性改善のための電荷調節剤超微粒子を担持させた形で用いられているので、トナー表面に担持させたこれら超微粒子の分離、脱落を防いで、帯電特性、流動性及び耐凝集を保持するという観点からは、トナーに過剰なストレスを与えるオーガーやスクリュコンベアのような手段による撹拌や移送は望ましくはない。
【０００６】
特に、カラー用のトナーは、高い解像性を得るために粒径が小さく、表面に帯電調節剤を担持し、また、定着のための加熱熔融により各トナーの充分な混色及び光沢ある画像が期待できる易軟化性の樹脂材料の常温における粘着性や凝集性の発現防止等の目的で、流動化剤、凝集防止剤及び融着防止剤などの成分を担持しているため、粒子相互が絡み合って流動性が悪くなる傾向があり、その上、強い外力が加わるとトナーの特性を損なう危険性があり、ロータリーバルブやオーガーといった従来の機械的処理装置は好ましくない。
【０００７】
また、トナーのニューマチック処理のため、トナーと空気を混合すると、超微細なトナーの浮遊によるトナー雲（トナーと気体との混合により形成される雲状のトナー浮遊物）が生じて取り扱うべき容積が膨張してしまうが、このトナー雲から気体を速やかに分離して取り扱いを容易にするためには、分離配管の構造形状や位置等のみによっては達成が難しく、したがってこのような配管手段を用いた移送用気体の分離によりトナーの所要特性を維持しつつトナーの圧縮量をコントロールすることは難しい。また、極く微細なトナーを対象にした場合、供給空気量が多過ぎると流動相が急速に拡大して容易に粉塵相に移行し、かつ一旦生成した粉塵相からトナーを回収するのに長時間を要したり、周辺を粉塵で汚染したりすることがある。例えば、いったんトナー雲が形成すると、トナーのみを自然落下によって底面に堆積させるには数時間から数十時間の静置を要する。大きなトナー雲の生成を抑制するため、緩やかな供給空気をコントロールしながら、堆積しているトナーを流動化させて小分け用の小型容器に移動させるための操作は容易ではない。
また、大型の貯蔵容器から多数の小分け容器に分取すると、当初均一に混合していたトナーが、貯蔵容器内へ供給する空気の影響等で、次第に成分むらを発生することがあり、その対策を講じる必要もある。
【０００８】
本出願人は、トナー充填方法における従来の前記諸問題を解決するための提案を先に行ない、出願した（特願２００２−２０９８０号）。
この提案内容は、オーガー式のような攪拌と落下によってトナー粉体を大型容器から直接小型容器に充填するのではなく、大型容器内の微粉体トナーを一旦計量槽に移送した後に、該計量槽から小型トナー容器に充填する方法であって、該計量槽のトナー吐出用の吐出開口部に、前記計量槽の中に移送されたトナーのうちの所定量のみを前記小型トナー容器に排出するための充填量規制手段が設けられたものを用いることを骨子とするものである。
【０００９】
以下に、この提案による新規充填方式について、それに用いる充填装置の一例が示される、図１の概念図に基づいて説明する。
図１の充填装置例において、大型容器（１０）内の微粉体トナーは、計量槽（３０）を介して小型トナー容器（４０）に充填される。大型容器（１０）と計量槽（３０）とは、大型容器（１０）のトナー排出口（１１）と計量槽（３０）のトナー入口の間の連結管（２０）により連通しており、計量槽（３０）は、充填されるトナー吐出用の吐出開口部（３１）に、この吐出開口部（３１）を開閉して前記小型トナー容器（４０）に所定量のみ充填するための充填量規制手段（３２）を有する。
【００１０】
大型容器（１０）は、内部に収納されたトナーの滑落を妨げない程度に傾斜した内壁部分（１２）を有し、この傾斜した内壁部分（１２）により、内部に収納された微粉体トナーのトナー排出口（１１）までの排出が円滑化される。この例の装置においては、傾斜した内壁部分（１２）が、前記大型容器（１０）下部のホッパー状の構造部分（１３）の一部になっている。
【００１１】
大型容器（１０）と計量槽（３０）とは、連結管（２０）の上部に設けられた上部連通管（１６）によっても連結しており、この上部連通管（５０）は計量槽（３０）から大型容器（１０）に向かって上方向に傾斜している。この上部連通管（１６）は、計量槽（３０）内の圧力を大型容器（１０）内の圧力に等しく保つ役割を有する他、第１のトナー流動化手段（３３）からの噴出気体の量が多すぎた等の何らかの理由により計量槽（３０）中に所望以上に大きなトナー雲が形成された場合には、この上部連通管（１６）により、過剰な気体を大型容器（１０）に抜き去ることができ、上方向に傾斜していることにより、随伴するトナー粒子を計量槽（３０）に戻すことができる。
【００１２】
大型容器（１０）底部のトナー排出口（１１）から排出されたトナー粉体は、連結管（２０）を通って計量槽（３０）に送られる。この例における計量槽（３０）は、所望量のみのトナーの的確、かつ円滑な充填のための充填量規制手段（３２）が吐出開口部（３１）に設けられている。
【００１３】
この充填量規制手段（３２）は、吐出開口部（３１）を有する弾性体リング（３２ａ）と、吐出開口部（３１）からのトナーの吐出を制御する吐出制御手段（３２ｂ）とからなり、吐出制御手段（３２ｂ）は、計量槽（３０）内を昇降する吐出制御杆（３２ｃ）に装着された吐出制御部材（３２ｄ）からなり、吐出制御部材（３２ｄ）は、吐出開口部（３１）と挿入−離脱して該吐出開口部（３１）を開閉する円錐状の部材であり、吐出開口部（３１）の開閉程度は、吐出制御杆（３２ｃ）の計量槽（３０）内での昇降程度に依存する円錐状の吐出制御部材（３２ｄ）の弾性体リング（３２ａ）の吐出開口部（３１）への挿入程度、嵌合程度によって調節され、而して吐出流量、吐出速度が調節される。
【００１４】
吐出制御部材（３２ｄ）の小半径の円錐先端が吐出開口部（３１）より完全に抜け去るまで上昇したときには全開状態（充填されるトナーの自由吐出）であり、吐出制御部材（３２ｄ）の大半径の円錐根本端まで吐出開口部（３１）に完全に嵌合するように下降し挿入したときには全閉状態（トナーの吐出停止）であり、その途中の状態即ち吐出制御部材（３２ｄ）が該吐出開口部（３１）から完全に抜け切らずかつ完全に下降し切らない状態であって、吐出制御部材（３２ｄ）の中程度の大きさの円錐半径箇所と該吐出開口部（３１）との間に間隙が保持される程度に挿入されたときはその挿入レベルに応じた半開状態（トナーの部分吐出）である。
【００１５】
さらに、本発明者は、以上説明した新規粉体充填方式における充填量規制手段の改良技術として、図２に示されるような、計量層の粉体吐出口近傍部に、気体を通過し粉体を通過させないフィルター材料から少なくともなり、該充填量規制手段と連通させた気体吸引手段によってフィルター材料に粉体を引き付け、その吸引程度によって粉体の吐出量を制御するようにした提案を行ない、出願をした（特願２００３−７０９２９号）。
該充填量規制手段（３４）では、図３に示されるように、計量槽（３０）下部の粉体吐出口が管状体とした場合に、そのフィルター材料（５１）を該管状体自体に設けられた貫通孔（５０）を覆うように固定し、また該フィルター材料（５１）固定部位の外側に空間部（５３）を形成し気体漏れがないような壁（５２）を設けられたものであることが特に好ましく、フィルター材料が綾畳織であることが粉体の吐出量の制御に特に有効である。
この方式は、該特殊な充填量規制手段によると、粉体、特に電子写真用トナーに機械的なストレスを与えないため、粉体の特性の低下を生じさせない点で特に効果的である。
【００１６】
以上、説明した本出願人によって提案された新規粉体充填方式は、大型容器内の粉体を一旦計量槽に移送した後に、該計量槽から直接粉体充填容器に充填し、該計量槽の吐出開口部に所定量の粉体のみを排出するための充填量規制手段が設けられていることを特徴とするものである。
本発明者は、これらの新規な充填方式を具体的に実施するにあたり、次のような新たな問題があることを確認した。
１．粉体の充填と容器内の空気置換ができないため、粉体が溢れる場合がある。
２．粉体量と気体量との比率がばらつくため、流量が不安定になる場合がある。
３．粉体充填容器内の気体排出の必要性から、計量槽の粉体吐出口と粉体充填容器の開口部が密閉できないため、粉体が隙間から洩れて飛散し、装置近辺を汚染する。
【００１７】
ところで、通常、粉体、特に電子写真用トナーを容器に充填する工場における作業は、数多くの容器に対して連続的かつ間断なく行ない、粉体が充填された数多くの容器が生産されることが必要である。
すなわち、前記充填作業は、一般的に大型容器（１０）の上方に粉体供給ホッパーが設置され、該粉体供給ホッパー内に１次的に溜めた粉体を大型容器（１０）に移入して行なうのが一般的であるが、粉体を順次該粉体供給ホッパーに供給し、該粉体供給ホッパー内の粉体を連続的に間断なく大型容器（１０）に移入して、最終的に粉体が充填された多数の容器が生産されるように、多量の粉体が処理できることが必要である。
図１に示される粉体充填装置においては、大型容器（１０）の底部に流動化手段（１５）が設けられ（以後、流動化手段が設けられた大型容器を粉体流動化ホッパーという）、その流動化手段（１５）によって粉体を流動化し、流動化した粉体を計量槽（３０）に移送した後、粉体充填用容器に充填する方法が行なわれているが、粉体が流動化された結果、計量槽（３０）への移入と計量槽（３０）からの吐出が迅速化するため、粉体充填用容器への充填速度が高まるといった利点をもたらしている。
【００１８】
しかしながら、本発明者は、多量の粉体が連続的に処理されるように、該粉体供給ホッパー内の粉体の、粉体流動化ホッパーと計量槽への移入と容器への充填が順次スムースに行なわれ、粉体が充填された多数の容器を生産するには、単に粉体流動化ホッパー内で粉体を流動化しさえすれば良いと言うわけではなく、前記の流動化が強ければ強いほど、該粉体供給ホッパーからの粉体流動化ホッパーへの粉体の供給が過剰となって、粉体流動化ホッパーから粉体が溢れ出てしまい、反面、流動化が弱ければ弱いほど、該粉体供給ホッパーからの粉体流動化ホッパーへの粉体の供給が停止してしまうといった新たな問題が発生し、多量の粉体連続的処理と多数の粉体充填容器の連続的生産の障害となることを確認した。
【００１９】
【特許文献１】特開平４−８７９０１号公報
【特許文献２】特開平６−２６３１０１号公報
【特許文献３】特開平９−１９３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明の課題は、計量槽から粉体充填容器に充填する新規な充填方式を具体的に実施するにあたり、粉体流量が安定で、充填作業中に粉体漏れや飛散のない充填装置と充填方法を提供することである。
さらに本発明の課題は、前記の新規な充填方式を具体的に実施するにあたり、粉体を短時間で充填可能な充填装置と充填方法を提供することである。
また、連続的かつ間断なく充填を行ない、粉体が充填された数多くの容器が生産される充填装置と充填方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、基本的な改善点を有する第１のタイプの技術と、ニューマチック処理により膨張した気体―粉体混合物を減容するための気体置換手段を有するものを用いることによりさらに改善の程度が高められた第２のタイプの技術とを包含し、かつ、これら両技術に適用可能な、多量のトナー容器のような小型（小容器）列又は群に連続的かつ継続的に円滑充填するための工夫を包含している。該工夫は、本発明において不可欠な事項ではないが、しかしむろん、前記両技術に適用可能なものである。このように、本発明は、平均体積粒径３．０〜１５．０μｍ程度の小粒子で、嵩密度が０．２〜０．８ｇ/ｃｃの低密度であるため舞いあがり易く沈降し難い粉体の取り扱いに適し、特に粉体が電子写真トナーであるとき都合よく用いることができる。
斯して上記課題は、本発明の（１）「粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ開放口部のある補助容器とから少なくともなる粉体充填装置であって、該補助容器のさらに下側に配置した粉体充填容器中に、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させて、該補助容器に一旦落下させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填するのに用いられることを特徴とする粉体充填装置」；
（２）「粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ気体置換手段を有する補助容器とから少なくともなる粉体充填装置であって、該補助容器のさらに下側に配置した粉体充填容器中に、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させて、該補助容器に一旦落下させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填するのに用いられることを特徴とする粉体充填装置」；
（３）「円錐形ロート状補助容器に設けられる気体置換手段が、該補助容器先端の粉体排出口近傍部から該補助容器上部にかけて設置固定された気体通気管で構成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の粉体充填装置」；
（４）「該気体通気管が、該補助容器と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の粉体充填装置」により達成される。
【００２２】
また上記課題は、本発明の（５）「該補助容器が円錐形ロート状物であり、該ロート状物の先端は粉体排出口を有し該粉体充填容器の開口部内に挿入されるような円筒体であり、一方、該ロート状物の円錐底部は該計量槽の該粉体吐出口が挿入される開放口部を有するものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の粉体充填装置」；
（６）「該ロート状補助容器の円錐頂部の角度（θ１）が５０〜７０°であることを特徴とする請求項５に記載の粉体充填装置」；
（７）「該補助容器を昇降するための昇降手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉体充填装置」により達成される。
【００２３】
また上記課題は、本発明の（８）「該計量槽と連結する粉体流動化ホッパーを備え、該粉体流動化ホッパー内の粉体を一旦計量槽に移送した後、該計量槽中の粉体を小型粉体容器に移送するようにして用いることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の粉体充填装置」；
（９）「粉体流動化ホッパーの上に、粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーを備え、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層の表面部分に形成された流動化部分と非流動化部分とのうち、該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入され、粉体流動化ホッパー下方の粉体排出口を開放することにより、該粉体供給ホッパー内の粉体の該粉体流動化ホッパー内への供給と該粉体流動化ホッパーからの排出が連続的に行なわれることを特徴とする請求項８に記載の粉体充填装置」：
（１０）「該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成されたことを特徴とする請求項９に記載の方法」により達成される。
【００２４】
また上記課題は、本発明の（１１）「該充填量規制手段が、充填される粉体の自由吐出、吐出停止、及び部分吐出からなる少なくとも３段以上の階段的充填量吐出をするものであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の粉体充填装置」；
（１２）「該計量槽は少なくとも充填量規制手段設置部位から粉体吐出口にかけて円筒体からなることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の粉体充填装置」；
（１３）「前記充填量規制手段が、該計量槽の粉体吐出口に固定された弾性体リングと、該粉体吐出口からの粉体の吐出を制御する吐出制御手段とからなり、該吐出制御手段は、前記計量槽内を昇降する吐出制御杆に装着された吐出量制御部材からなり、該吐出量制御部材は、該粉体吐出口に挿入−離脱して該粉体吐出口を開閉する円錐状の部材であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の粉体充填装置」；
（１４）「該粉体吐出口の開閉程度が、前記吐出制御杆の前記計量槽内での昇降程度に依存する前記円錐状の吐出制御部材の該弾性体リングの開口部への挿入程度によって調節されることを特徴とする請求項１３に記載の粉体充填装置。
（１５）「前記充填量規制手段が、気体を通過し粉体を通過させないフィルター材料から少なくともなり、該充填量規制手段と連通させた気体吸引手段によってフィルター材料に粉体を引き付け、その吸引程度によって粉体の吐出量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の粉体充填装置」；
（１６）「該充填量規制手段は、フィルター材料が該管状体自体に設けられた貫通孔を覆うように固定され、また該フィルター材料固定部位の外側に空間部を形成し気体漏れがないような壁が設けられたものであることを特徴とする請求項１５に記載の粉体充填装置」；
（１７）「フィルター材料が綾畳織であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の粉体充填装置」により達成される。
【００２５】
また上記課題は、本発明の（１８）「該粉体流動化ホッパーの粉体排出口と該計量槽の粉体入口の間が連結管によって連通されていることを特徴とする請求項８に記載の粉体充填装置」；
（１９）「前記粉体流動化ホッパーは、少なくとも１部に傾斜した内壁部分を有し、この傾斜した内壁部分により、内部に収納された粉体の粉体排出口までの排出が円滑化されることを特徴とする請求項９または１０に記載の粉体充填装置」；
（２０）「前記粉体流動化ホッパーが粉体流動化手段を備え、粉体流動化手段から噴出させた気体によって流動化した粉体流動化ホッパー内の粉体を、計量槽に移送するようにすることを特徴とする請求項８乃至１９の何れかに記載の粉体充填装置」；
（２１）「前記粉体流動化手段が、気体を噴出するための多数の微細孔を有し各微細孔は内部で相互に連通している多孔体へ加圧気体を導入する気体導入管を付設していることを特徴とする請求項２０に記載の粉体充填装置」；
（２２）「複数の粉体流動化手段を備え、各粉体流動化手段に気体導入管を付設していることを特徴とする請求項２０または２１に記載の粉体充填装置」；
（２３）「前記粉体流動化手段が、前記の傾斜した内壁部分に備えられたものであることを特徴とする請求項２０乃至２２の何れかに記載の粉体充填装置」；
（２４）「前記連結管は、前記気体導入管から噴出された気体によって流動化した粉体が前記粉体流動化ホッパーから計量槽へ移送される下り勾配を有するものであることを特徴とする請求項１８乃至２３の何れかに記載の粉体充填装置」；（２５）「前記粉体流動化ホッパー及び計量槽のうちの少なくとも一方に、内部気圧を増減させる圧力調節手段を設けたことを特徴とする請求項８乃至２４の何れかに記載の粉体充填装置」により達成される。
【００２６】
また上記課題は、本発明の（２６）「前記粉体充填容器への充填粉体量を管理するための充填粉体重量管理手段を有することを特徴とする請求項１乃至２５の何れかに記載の粉体充填装置」；
（２７）「前記充填粉体重量管理手段が、ロードセルにおける前記小型粉体容器の空重量と粉体が充填された該小型粉体容器の総重量とから、充填済み粉体重量を演算する演算処理装置を有することを特徴とする請求項２６に記載の粉体充填装置」により達成される。
【００２７】
また上記課題は、本発明の（２８）「請求項２乃至４の何れかに記載の粉体充填装置に用いられる気体置換手段が設けられたロート状補助容器」により達成される。
【００２８】
また上記課題は、本発明の（２９）「粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いる補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用いて、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置し、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、該補助容器に一旦落下させて補助容器内の粉体間の気体を自然放出させ、さらに粉体充填容器内に落下させて充填することを特徴とする粉体充填方法」；
（３０）「粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ気体置換手段を有する補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用いて、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置し、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、該補助容器に一旦落下させた後、さらに該粉体充填容器内に落下させ、該粉体充填容器内の気体を気体置換手段によって補助容器に戻しながら充填することを特徴とする粉体充填方法」；
（３１）「円錐形ロート状補助容器に設けられる気体置換手段が、該補助容器先端の粉体排出口近傍部から該補助容器上部にかけて設置固定された気体通気管で構成されたものであることを特徴とする請求項３０に記載の粉体充填方法」；
（３２）「該気体通気管が、該補助容器と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の粉体充填方法」により達成される。
【００２９】
また上記課題は、本発明の（３３）「前記計量槽に連結され粉体流動化手段を有する粉体流動化ホッパーを具備してなる粉体充填装置を用いて、該粉体流動化ホッパー内の粉体を流動化させて計量槽に移送させることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法」；
（３４）「粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーの下部に、粉体排出口を有し粉体流動化手段を具備する粉体流動化ホッパーを配置して、該粉体供給ホッパー内の粉体を該粉体流動化ホッパー内に供給した後、該粉体排出口から排出する方法であって、該粉体排出口を閉じた状態にして、該粉体流動化手段によって気体を導入して、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層が形成する表面部分に、流動化部分と非流動化部分とを形成し、形成された該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入した後に、該粉体排出口を開放して、該粉体供給ホッパー内の粉体の該粉体流動化ホッパー内への供給と該粉体流動化ホッパーからの排出を連続的に行なうことを特徴とする請求項３３に記載の粉体充填方法」；
（３５）「該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成されることを特徴とする請求項３４に記載の方法」により達成される。
【００３０】
また上記課題は、本発明の（３６）「前記充填量規制手段によって、充填される粉体の自由排出、排出停止、及び部分排出からなる少なくとも３段以上の階段的充填量吐出を可能にしたことを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法」；
（３７）「請求項３４又は３５に記載の方法によって排出された粉体を連続的に多数の粉体充填用容器に充填することを特徴とする連続粉体充填方法」；
（３８）「前記粉体流動化ホッパーの粉体排出口と連通し充填量規制手段を具備する計量槽を用い、該粉体流動化ホッパーの粉体排出口から排出される粉体を一旦該計量槽内に移送し、その後該粉体を該計量槽から排出して粉体充填用容器に充填する方法であって、該計量槽の該充填量規制手段によって該計量槽から排出される粉体量を制御することを特徴とする請求項３７に記載の連続粉体充填方法」；
（３９）「前記粉体流動化ホッパーと計量槽のうちの少なくとも一方の内部気圧を、粉体の充填操作途中、充填操作前及び／または充填操作後に増減させることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法」；
（４０）「粉体充填装置が演算処理装置を有する充填粉体重量管理手段を備えたものであって、小型粉体容器の空重量と粉体が充填された該小型粉体容器の総重量とから、充填済み粉体重量を該演算処理装置によって演算することを特徴とする請求項２９又は３０に記載の粉体充填方法」；
（４１）「前記演算処理装置によって、粉体の充填予定重量を入力し、及び入力された充填予定重量を変更することを特徴とする請求項４０に記載の粉体充填方法」；
（４２）「該粉体流動化ホッパー内の粉体を常時流動化状態にしておいて、小型粉体容器自体の重量を測定した上で、該小型粉体容器を前記計量槽に設置して、所定量の粉体を小型粉体容器に充填する工程を繰り返し行なって、粉体が充填された複数の小型粉体容器を製造することを特徴とする請求項４０又は４１に記載の粉体充填方法」；
（４３）「全量充填後の重量を閾値として、充填中に、該閾値と充填済み粉体の重量との差信号が零になるまでモニタされ、該モニタ情報に基いて以後の所要充填量の充填速度又は単位時間当り充填量が、充填量規制手段によって規制されることを特徴とする請求項２９乃至４２の何れかに記載の粉体充填方法」により達成される。
【発明の効果】
【００３１】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明の粉体充填装置と充填方法によれば、平均粒径がミクロン単位の超微細な粉体、特に静電潜像現像用トナーを、迅速に、特段のストレスを与えずその諸物性並びに配合性を損なわずに、かつ所望量を過不足なく粉体充填容器に充填することができる。
また、本発明の粉体充填装置と充填方法によれば、作業環境及び作業者を汚すことなくかつ危険なく、粉体充填容器に充填することができる。
このような充填方法及び充填装置は、トナーの製造工程で一時的に貯蔵する大型容器から分割保管や出荷のための小分けの際にも、また例えば極端には、エンドユーザのもとにおける粉体充填容器へのオンデマンド充填の際にも用いることができるという極めて優れた効果が発揮される。
また、本発明の連続粉体充填方法と充填システムによれば、多量の粉体、特に電子写真用トナーを間断なく連続的に処理できて、粉体が充填された多数の容器を連続的に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を詳細に説明する。
前記のように、本発明は、基本的な第１のタイプの発明と、これをさらに進化させた第２のタイプの発明とを包含する。
即ち、第１のタイプの装置は、粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられる開放口部のある補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用い、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置して、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、一旦該補助容器に落下させ溜める工程を設けることによって、粉体流量が安定で、充填作業中に粉体漏れや飛散が発生しないで、結果的に粉体を短時間で粉体充填容器に充填することが可能としたものである。
【００３３】
これは、開放口部のある補助容器を用いることによって、該開放口部から一旦溜めた粉体間にある気体が放出するため、粉体充填容器内に落下させても気体量が少なくなり、さらに粉体充填容器内にある気体も該開放口部から放出しやすくなり、結果的に粉体充填容器内に気体が充満することがなくなるためである。
【００３４】
この該補助容器としては、前記のように、計量槽から落下し該補助容器に一旦溜めた粉体間にある気体、あるいは粉体充填容器内にある気体を、自然放出できる開放口部を少なくとも有するものでありさえすれば、特に限定されるものではないが、特に、ロート状物であるものが好ましい。
該ロート状補助容器は、その円錐底部を前記開放口部とし、該開放口部と反対側に排出口を有する管状体部を、粉体充填容器の開口部に挿入するようにして設置し固定されるように、両者は相互に嵌合し密閉可能な構造であることが好ましい。
【００３５】
また該ロート状補助容器は、計量槽から吐出される粉体を受け入れるように、該計量槽の粉体吐出口の真下に該ロート状補助容器の円錐底部を上に向けて設置される。
該ロート状補助容器は、円錐底部の開放口部が計量槽の粉体吐出口より広いので、吐出された粉体を受け入れやすいため、装置周辺を汚すような粉体飛散が発生しにくく、また粉体間に存在する気体が放出しやすく、気体と粉体との比率がばらつかないため安定な流量となり、その結果満杯になるまで止めずに充填できることが、充填時間を短縮するのに有効に作用し、途中で停止したり、あふれ出たりせず、トナー漏れも起さず、連続的なトナー充填が可能となる。
その結果得られる効果として、例えば、このような補助容器を用いない場合に比べて、充填速度が１５乃至３０％短縮できる。
【００３６】
第２のタイプの本発明の装置は、粉体吐出口を有しかつ該粉体吐出口近傍部に充填量規制手段が設けられた計量槽と、該計量槽の粉体吐出口を下に向けその下側に設置して用いられ気体置換手段が設けられた補助容器とから少なくともなる粉体充填装置を用い、該補助容器のさらに下側に粉体充填容器を配置して、該計量槽中に外部から移入された粉体を該粉体吐出口から充填量規制手段によって制御しながら吐出させ、一旦該補助容器に落下させ溜める工程を設けることによって、粉体流量が安定で、充填作業中に粉体漏れや飛散が発生しないで、結果的に粉体を短時間で粉体充填容器に充填することを可能としたものである。
これは、補助容器に設けた気体置換手段によって、粉体充填容器内に粉体と共に流入される気体が補助容器内に戻り、結果的に粉体充填容器内に気体が充満することがなくなるためである。その結果得られる効果として、例えば、このような補助容器を用いない場合に比べて、充填時間が４０乃至６０％短縮することができる。
【００３７】
第２のタイプの装置におけるこの補助容器としては、形状が特に限定されるものではないが、円錐形ロート状物であるものが好ましく、またロート状補助容器に設けられる気体置換手段が、該補助容器先端の粉体排出口近傍部から該補助容器上部にかけて設置固定された気体通気管で構成されたものであることが好ましく、さらに、該気体通気管が、該補助容器と一体に形成されたものであることが特に好ましい。
該ロート状補助容器も、第１のタイプの場合と同様に、円錐底部と反対側の排出口のある管状部を、粉体充填容器の開口部に挿入するようにして設置し固定される構造であることが好ましい。
また、該ロート状補助容器も、同様に、計量槽から吐出される粉体を受け入れるように、該計量槽の粉体吐出口の真下に該ロート状補助容器の円錐底部を上に向けて設置され、かつ計量槽の該粉体吐出口が挿入されるような開口部が円錐底部に設けられたものである。
【００３８】
これら両タイプの発明における該ロート状補助容器の各部サイズは、特に限定的でなく、例えば円錐底部の直径について言えば１３０〜１８０ｍｍ程度のものが用いられ、また円錐頂部の角度（θ１）が５０〜７０°であるものを用いると、該補助容器から粉体充填容器への落下排出を円滑に行なうのに好ましい。
これら両補助容器の材質に特に制限はないが、樹脂製のものが加工性の点で好ましく、例えばポリエステル、ポリカーボネイトあるいはアクリル系樹脂が用いられ、透光性であると内部の粉体の排出状態が確認可能となるため好ましい。
また、ロート状補助容器の管状体部先端に、スポンジのようなクッション製の材質からなる口金（パッキン）を貼りつけるなどして固定して排出口を形成すると、補助容器と粉体充填容器とを、粉体充填容器の開口部がこの口金にあたるようにして設置するようにすれば、衝撃を緩和できるので好ましい。
また、該両補助容器を昇降するための昇降手段を具備する粉体充填装置を用い、該補助容器を昇降させると、粉体充填容器の取り替えを容易にすることができるので好ましい。
本発明は、このように特定の補助容器を用いることによって、本発明の課題を解決することができ、本出願人が先に提案した新規粉体充填方式をより一層有効なものとしたものである。
【００３９】
双方の本発明に共に用いることができる計量槽は、粉体吐出口近傍に設けられた特殊な充填量規制手段を有するものであり、計量槽中に外部から何らかの手段によって移入させた粉体を粉体吐出口から吐出させ粉体充填容器に落下させて充填するに際し、この特殊な充填量規制手段によって特段のストレスを粉体に与えないで吐出量を規制できることが該計量槽の利点であり、従って先述の新規粉体充填方式におけるような大型容器（以下、粉体流動化ホッパーという）に連結させて用いることを必ずしも必要とするものではない。
また、本発明における「計量槽」の語句は、図１あるいは図２に示される例のように、重量管理手段（具体例としてはロードセル）上に載せた粉体充填容器を計量し、充填される粉体量を、充填量規制手段による規制と重量管理手段による計量とを連動させながら制御して行なうという意味があって表現されたものであるが、本発明における計量槽は、このような連動制御を行なわない場合にも適用可能なものである。
【００４０】
本発明においては、計量槽に粉体流動化ホッパーを連結させることも可能であり、そのような粉体充填装置についても本発明に包含される。
該粉体流動化ホッパーに設けられた流動化手段によって一旦流動化された粉体が迅速に計量槽に排出されるため、その後に行なわれるこの計量槽から補助容器への移送と粉体充填容器への充填工程と合わせて、所望量の粉体の充填を多数の容器に連続的に、粉体の特性を損じることなく、迅速、簡単かつ的確に行なうことができる。
なお、粉体流動化ホッパーから計量槽への排出と、計量槽から補助容器への移送と粉体充填容器への充填とを、逐次行なうことは必ずしも不可欠ではなく、本発明においては両者をほぼ同時平行的に行なうこともできる。
すなわち、該粉体流動化ホッパーから計量槽への排出と補助容器から粉体充填容器への充填は、多量粉体の充填を迅速に行なうのに適し、一方、計量槽から補助容器への移送は所望量のみの粉体の特性を損なわずに的確に充填するのに適したものである。
【００４１】
また、本発明における粉体流動化ホッパーから計量槽への排出について、より好ましい態様を説明すると、粉体流動化ホッパーの底面に勾配を設け、勾配面に沿って配置された粉体流動化手段からの気体吹込をさらに設けることによって、容器内に充填している粉体層を僅かに膨張ないし浮動化させて、粉体に機械的ストレスを与えることなく、該ホッパー底部の粉体排出口への滑落が促進され、かつ、粉体排出口からの排出が円滑化される。
【００４２】
さらにまた、本発明における粉体流動化ホッパーから計量槽への排出について、より好ましい他の態様を説明すると、粉体流動化ホッパーの上に、粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーを備え、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層の表面部分に形成された流動化部分と非流動化部分とのうち、該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入され、粉体流動化ホッパー下方の粉体排出口を開放することにより、該粉体供給ホッパー内の粉体の該粉体流動化ホッパー内への供給と該粉体流動化ホッパーからの排出が連続的に行なわれる粉体充填装置が挙げられる。
【００４３】
この装置は、該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成されたものであることができる。
【００４４】
そして、このような粉体供給ホッパーを有する本発明の装置は、粉体を溜める収納部と該粉体を排出する筒状部とからなる粉体供給ホッパーの下部に、粉体排出口を有し粉体流動化手段を具備する粉体流動化ホッパーを配置して、該粉体供給ホッパー内の粉体を該粉体流動化ホッパー内に供給した後、該粉体排出口から排出する方法であって、該粉体排出口を閉じた状態にして、該粉体流動化手段によって気体を導入して、該粉体流動化ホッパー内に供給された粉体層が形成する表面部分に、流動化部分と非流動化部分とを形成し、形成された該非流動化部分に該粉体供給ホッパーの筒状部の少なくとも先端が埋没するように挿入した後に、該粉体排出口を開放することによって、該粉体供給ホッパー内の粉体を、自動的連続的に該粉体流動化ホッパー内に供給し、かつ該粉体流動化ホッパーから自動的連続的に排出することを可能にしたものである。
【００４５】
また、該粉体排出口が該粉体流動化ホッパーの底部一端部に設けられ、該粉体供給ホッパーの筒状部を挿入する粉体群の表面非流動化部分が、該粉体流動化ホッパーの底部の該粉体排出口が設けられる端部と逆に寄った部分の上方に形成される粉体充填方法を実行するのに適しており、これら方法によって排出された粉体を連続的に多数の粉体充填用容器に充填するのに特に適している。
【００４６】
また、前記粉体流動化ホッパーの粉体排出口と連通し充填量規制手段を具備する計量槽を用い、該粉体流動化ホッパーの粉体排出口から排出される粉体を一旦該計量槽内に移送し、その後該粉体を該計量槽から排出して粉体充填用容器に充填する方法であって、該計量槽の該充填量規制手段によって該計量槽から排出される粉体量を制御する連続粉体充填方法に特に適している。
【００４７】
一方、本発明においては、粉体流動化手段からの気体吹込量を調節することにより、粉体流動化ホッパーから計量槽への排出量を調節し、或いは排出停止をすることができる。このような構成は、粉体の容器内壁に堆積や凝集を防止して粉体の断続的な排出を防ぐと共に、底部の粉体排出口に堆積している粉体の圧密化を防止して、計量槽への排出を助ける役割を担っている。
【００４８】
また、本発明において必ずしも不可欠ではないが、粉体流動化ホッパー及び計量槽のうちの少なくとも一方に、内部気圧を増減させる圧力調節手段を設けることができる。
【００４９】
本発明においては、前記粉体充填容器への充填粉体量を管理するための充填粉体重量管理手段を設けることが好ましく、このような充填粉体重量管理手段は、例えば、上に載置された物品の重量を測定するための慣用のロードセルであることができ、かつ、測定された重量値を表示するモニタ付のものとすることができる。また後程説明するように、この粉体重量管理手段によって前記粉体充填用容器全体の重量を粉体の充填前後に行なう計測と、前記充填量規制手段による計量槽の粉体吐出口の開閉程度の調節とを連動させることによって、充填粉体量を制御することができる。
【００５０】
また、本発明においては、必要不可欠な要件ではないが、計量槽の粉体吐出口部に充填量規制手段を設けることが好ましく、この充填量規制手段は、前記計量槽の粉体吐出口部に設けられた該吐出口の開口度規制手段から基本的になるものであることができる。
この開口度規制手段として用いられるものに制限はないが、特に、前記粉体排出口部に挿入しかつ離脱できる部材からなり、その部材を挿入―離脱させてその程度に応じて前記充填用粉体排出口部の開閉程度を規制するやり方と、あるいは前記粉体排出口近傍部に設けられた気体を通過し粉体を通過させない部材とそれと連通する外部気体吸引手段からなり、該気体吸引手段によって空気を排出し粉体を引き付け、その吸引程度に応じて前記充填用粉体排出口部の開閉程度を規制するやり方が好ましく用いられる。
本発明の充填装置に用いる充填量規制手段としては、以上に説明した２種類のものに限定されないが、特に例示したこれらの充填量規制手段を用いると、粉体に機械的なストレスがかからないために、特にトナーの流動性を高めるために表面に付着させる添加剤（外添剤）の脱離等が起こりにくく、また低融点樹脂を含有させた低温定着用トナーの場合にも凝集体が生成しにくくなって、トナーの特性を低減させることがなく、また吐出開口部に付着して容器への排出を妨げたりすることがなく、充填作業効率を高めることを可能とするものである。
【００５１】
そして、この開口度規制手段は、前記粉体吐出口部に計量槽内部から挿入しかつ離脱できる部材からなり、その部材を挿入―離脱させてその程度に応じて前記粉体吐出口部の開閉程度を規制するものであることができ、前記粉体重量管理手段によって時々刻々行なう計測と、計測（エンコ−ド）された粉体重量信号に基いて、前記充填量規制手段による計量槽の粉体吐出口の開閉程度の調節や、外部吸引手段のためのモータ回転数及び回転力の調節等を行うことによって、充填粉体量及び流量を制御することができる。
【００５２】
例えば、ロードセルで測定された粉体重量信号に基いて、計量槽の前記充填量制御手段の作動を制御するように、例えば吸引手段による気体吸引量を調節し或いは開口度規制手段の状態を調節するように構成することができ、また、粉体流動化ホッパーの粉体流動化手段からの気体吹込量を調節するように構成することができ、さらにそのための制御信号を、中央処理装置からコントローラやシーケンサに発信するようになし、そのような信号発信のためのタイミングを演算させることができる。また、所要充填量（のコード情報）を設定変更可能に予め格納された例えばＲＯＭからＣＰＵに呼び出し、ロードセルで測定された充填途中の粉体重量データとＣＰＵで演算させ、結果情報を、例えばＲＡＭに時々刻々書き換えて呼出可能に格納することができ、中央処理装置に、そのための入出力手段やモニタ手段を接続したものとすることができる。
【００５３】
以下、図面に基いて本発明を具体的に説明する。
図４は、本発明の粉体充填装置の一例の概要図であり、図１に示す粉体充填装置に、特定の補助容器を設置したものである。
図４の充填装置例において、粉体流動化ホッパー（１０）と計量槽（３０）とは、粉体流動化ホッパー（１０）のトナー排出口（１１）と計量槽（３０）のトナー入口の間の連結管（２０）により連通しており、計量槽（３０）は、充填されるトナー吐出用の吐出開口部（３１）に、この吐出開口部（３１）を開閉して前記小型トナー容器（４０）に所定量のみ充填するための充填量規制手段（３２）を有する。粉体流動化ホッパー（１０）は、内部に収納されたトナーの滑落を妨げない程度に傾斜した内壁部分（１２）を有し、この傾斜した内壁部分（１２）により、内部に収納された微粉体トナーのトナー排出口（１１）までの排出が円滑化される。この例の装置においては、傾斜した内壁部分（１２）が、前記粉体流動化ホッパー（１０）下部のホッパ状の構造部分（１３）の一部になっている。
【００５４】
図５に示されるように、この粉体流動化ホッパー（１０）は、側壁部（１３ａ）、（１３ｂ）、（１３ｃ）および（１３ｄ）からなる立方体形状部と、これらの側壁部（１３ａ）、（１３ｂ）および（１３ｃ）のそれぞれに連なる傾斜した内壁部分（１２ａ）、（１２ｂ）および（１２ｃ）と、この傾斜した３つの内壁部分と側壁部（１３ｄ）によって形成される谷筋部分からなる底部（１４）から構成され、その底部（１４）の一端部に粉体排出口（１１）が設けられたものであり、底部（１４）は粉体排出口に向かって下降傾斜し、また該底部（１４）には粉体流動化手段を構成する気体導入部として流動床が設けられてある。傾斜した内壁部分を設けることによって、底部（１４）に粉体が集まり流動化しやすくなり、また粉体排出口に向けて下降傾斜した底部（１４）は、流動化した粉体を円滑に排出しやすくする。内壁部分の傾斜角度は、３０〜６０°であることが好ましく、粉体排出口に向けての底部の傾斜角度は、３０〜６０°であることが好ましい。
側壁部（１２ａ）（１２ｂ）の接合した底部（１４）は、勾配が最も小さくなっているが、この小勾配の底部（１４）には、微粉体トナーの滑落を促進する流動化のための第３のトナー流動化手段（１５）が設けられている。第２のトナー流動化手段（２１）のための第２の気体導入管（２１ａ）は、この底部（１４）と両側壁部の合計３本に分岐され、各導入管（１５ａ），（２１ａ）には、それぞれ、送気調節弁（１５ｂ），（２１ｂ）が設けられている。計量槽（３０）に設けられた第１のトナー流動化手段（３３）の場合（連結管（２０）に設けられた第２のトナー流動化手段（２１）の場合も同様であるが）、本発明においては、このようなトナー流動化手段によって、トナー流出の中断、或いは逆にボタ落ち、を防止することができ、かつ、このようなトナー流動化手段への送気量を加減することによっても、トナー流出量を調節することができ、送気された気体との混合により形成されるトナー雲（トナーと気体との混合により形成される雲状のトナー浮遊物）の大きさを調節することができる。この粉体流動化手段は、気体を噴出するための多数の微細孔を有し各微細孔は内部で相互に連通している多孔体へ加圧気体を導入する気体導入管を付設しているものであることができる。
【００５５】
図４の充填装置に戻って、図４の充填装置例において、粉体流動化ホッパー（１０）には、粉体流動化ホッパー（１０）内の粉体は、計量槽（３０）移送された後、先ず補助容器（７０）に一旦排出され、そこから粉体充填容器（４０）内に充填される。
粉体流動化ホッパー（１０）と計量槽（３０）とは、粉体流動化ホッパー（１０）の粉体排出口（１１）と計量槽（３０）の粉体入口の間の連結管（２０）により連通しており、計量槽（３０）には、粉体吐出口（３１）と充填量規制手段（３２）が設けられ、この充填量規制手段（３２）は、充填される粉体の自由吐出、吐出停止、及び部分吐出からなる少なくとも３段以上の階段的充填量吐出をするものであることが好ましい。吐出制御部材（３２ｄ）の小半径の円錐先端が開口部（３１）より完全に抜け去るまで上昇したときには全開状態（充填されるトナーの自由吐出）であり、吐出制御部材（３２ｄ）の大半径の円錐根本端まで開口部（３１）に完全に嵌合するように下降し挿入したときには全閉状態（トナーの吐出停止）であり、その途中の状態即ち吐出制御部材（３２ｄ）が該開口部（３１）から完全に抜け切らずかつ完全に下降し切らない状態であって、吐出制御部材（３２ｄ）の中程度の大きさの円錐半径箇所と該開口部（３１）との間に間隙が保持される程度に挿入されたときはその挿入レベルに応じた半開状態（トナーの部分吐出）である。図中、符号（３７）で示される柔軟性ある覆部材は、吐出開口部（３１）の下のスリーブ（３０ａ）に設けたものであるが、本発明において、この覆部材（３７）は、省略することも可能である。弾性体リング（３２ａ）は、外周縁から内部の吐出開口部（３１）に向かうにつれて肉厚が薄くなった断面くさび形をしており、したがって、吐出制御部材（３２ｄ）が完全挿入されたときに接触せざるを得ない内側の方が、柔軟性が大きい。本発明において、このような構造の弾性体リング（３２ａ）とした場合には、吐出制御部材（３２ｄ）と接触しても、弾性体リング（３２ａ）や吐出制御部材（３２ｄ）表面にトナーのフイルミングを生じない。弾性体リング（３２ａ）が吐出制御部材（３２ｄ）と接触しても、両者の間に不可避的に残存するトナーにストレスをほとんど与えないためと思われる。この例の装置においては、該充填量規制手段によってこの粉体吐出口（３１）の広さを制御して、所定量のみ前記補助容器（７０）に排出し、前記粉体充填容器（４０）に充填される。
しかし、図３により既に説明したように、本発明においては、充填量規制手段を、気体を通過し粉体を通過させないフィルター材料（５１）から少なくともなり、該充填量規制手段と連通させた気体吸引手段によってフィルター材料に粉体を引き付け、その吸引程度によって粉体の吐出量を制御するように構成することもでき、その場合、該充填量規制手段は、フィルター材料が該管状体自体に設けられた貫通孔（５０）を覆うように固定され、また該フィルター材料固定部位の外側に空間部（５３）を形成し気体漏れがないような壁（５２）が設けられたものであることが好ましい。フィルター材料として、綾畳織は特にこの条件に合致するものの１例である。
【００５６】
図４においては、該補助容器（７０）として円錐形ロート状物が用いられ、該補助容器（７０）の円錐底部（７１）が、吐出される粉体を受け入れるように該計量槽（３０）の粉体吐出口（３１）の真下に設置され、また該補助容器（７０）の排出口のある管状体部（７２）を粉体充填容器（４０）の該開口部に嵌合させて該補助容器と粉体充填容器とが固定される。ロート状補助容器（７０）円錐頂部（７２）の角度（θ１）は５０〜７０°であることが好ましい。このロート形状補助容器（７０）を用い、該ロート形状補助容器（７０）の開放口部が計量槽（３０）の粉体吐出口（３１）の下部に、およびロート形状の補助容器（７０）の小径口部が粉体充填用容器の開口部に挿入されるように配置し、計量槽（３０）から排出される粉体を一旦該補助容器（７０）に落下させて、該補助容器に溜まった粉体間の空気を、該補助容器の開放口から自然放出させながらあるいは放出させた後に、該粉体を粉体充填用容器内に落下させる。
また、該補助容器（７０）は、粉体充填容器（４０）に所定量の粉体が充填後、別の粉体充填容器に取り換えるために、昇降手段（７３）によって昇降させることができる。
また、該補助容器（７０）は、前述のように、計量槽から落下し該補助容器に一旦溜める粉体間に存在し、あるいは充填容器内に存在する気体、すなわち主として気体を円錐底部（７１）の開放口部から放出させ脱気させるために、設置されるが、この気体をさらに早期に放出させるのに、補助容器内の粉体中に脱気管を挿入して、吸引させることもできる。
【００５７】
粉体流動化ホッパー（１０）は、内部に収納された粉体の滑落を妨げない程度に傾斜した内壁部分（１２）を有し、この傾斜した内壁部分（１２）により、内部に収納された粉体の排出口（１１）までの排出が円滑化される。この例の装置においては、傾斜した内壁部分（１２）が、前記粉体流動化ホッパー（１０）下部のホッパー状の構造部分（１３）の１部になっている。
【００５８】
粉体流動化ホッパー（１０）と計量槽（３０）とは、連結管（２０）の上部に設けられた上部連結管（１６）によっても連結させることもでき、この上部連結管（１６）は粉体流動化ホッパー（１０）から計量槽（３０）に向かって下方向に傾斜している。
この上部連通管（１６）は、計量槽（３０）内の圧力を粉体流動化ホッパー（１０）内の圧力に等しく保つ役割を有する他、第１の粉体流動化手段（３３）からの噴出気体の量が多すぎた等の何らかの理由により計量槽（３０）中に所望以上に大きなトナー雲が形成された場合には、この上部連通管（５０）により、過剰な気体を粉体流動化ホッパー（１０）に抜き去ることができ、下方向に傾斜していることにより、随伴する粉体粒子を計量槽（３０）に戻すことができる。
【００５９】
粉体流動化ホッパー（１０）底部の粉体排出口（１１）から排出された粉体は、連結管（２０）を通って計量槽（３０）へ送られる。
該連結管（２０）の少なくとも底面部分には、長さ方向のほぼ全面に亘って導入気体が吹き出す例えば多孔質板のエアースライダからなる流動化手段（図示しない）を設けることができ、この流動化手段から吹き込まれた気体は、連結管（２０）から計量槽（３０）へ移動される粉体をさらに流動化し、粉体の計量槽への排出を迅速化させるのに好ましい。
連結管（２０）は、計量槽（３０）に向かって下方向に傾斜しており、流動化されたトナーの計量槽（３０）への滑落がこれによっても補助される。
なお、粉体流動化ホッパー（１０）については、先述した出願（特願第２００２−２０９８０号）に記載されている大型容器の条件が適用可能である。
【００６０】
次に、前記第１のタイプの発明をさらに進化させた第２のタイプの発明について、説明する。前記第１のタイプの発明との共通部分については重複を避けるため、説明を省略している。
図６には、第２のタイプの発明に用いられる気体置換手段（７４）が設けられた該補助容器（７０）の一例が示される。
図６において、計量槽（３０）の先端の粉体吐出口（３１）が、補助容器（７０）の円錐底部（７１）の開口部（７１ａ）に挿入されるように設置され、また該補助容器（７０）の排出口（７２ａ）のある円筒部（７２）が、粉体充填容器（４０）の開口部（４１）に挿入されるように設置されている。
気体置換手段（７４）は、補助容器（７０）に一体に設けられたものである。
該気体置換手段（７４）は、通気管（７４ａ）から構成され、補助容器（７０）の前記排出口（７２ａ）の周囲に一方の通気口（７４ｂ）が、補助容器（７０）の円錐壁部（７５）の上部に他方の通気口（７４ｃ）がそれぞれ形成されている。
該補助容器（７０）の円錐壁部（７５）から円筒部（７２）に変わる部位近辺の通気管部位（７４ｄ）の形状を、円錐底部（７１）に平行なほぼ平面にして、その平面部分周囲にクッション性材料からなる口金（７６）が貼り付けられている。
この口金（７６）は、粉体充填容器を設置する際に、その粉体充填容器（４０）の開口部（４１）による衝撃を和らげ、かつ補助容器と粉体容器との密閉状態をつくる機能を有するものである。
【００６１】
粉体流動化ホッパー（１０）については、先述の出願（特願第２００２−２０９８０号）に記載され、先に説明した大型容器の全ての条件が適用可能である。
【００６２】
粉体流動化ホッパー（１０）は、内部に収納された粉体の滑落を妨げない程度に傾斜した内壁部分（１２）を有し、この傾斜した内壁部分（１２）により、内部に収納された粉体の排出口（１１）までの排出が円滑化される。この例の装置においては、傾斜した内壁部分（１２）が、前記粉体流動化ホッパー（１０）下部のホッパー状の構造部分（１３）の１部になっている。
【００６３】
粉体流動化ホッパー（１０）と計量槽（３０）とは、連結管（２０）の上部に設けられた上部連結管（１６）によっても連結させることもでき、この上部連結管（１６）は粉体流動化ホッパー（１０）から計量槽（３０）に向かって下方向に傾斜している。
この上部連通管（１６）は、計量槽（３０）内の圧力を粉体流動化ホッパー（１０）内の圧力に等しく保つ役割を有する他、第１の粉体流動化手段（３３）からの噴出気体の量が多すぎた等の何らかの理由により計量槽（３０）中に所望以上に大きなトナー雲が形成された場合には、この上部連通管（１６）により、過剰な気体を粉体流動化ホッパー（１０）に抜き去ることができ、下方向に傾斜していることにより、随伴する粉体粒子を計量槽（３０）に戻すことができる。
【００６４】
粉体流動化ホッパー（１０）底部の粉体排出口（１１）から排出された粉体は、連結管（２０）を通って計量槽（３０）へ送られる。
該連結管（２０）の少なくとも底面部分には、長さ方向のほぼ全面に亘って導入気体が吹き出す例えば多孔質板のエアースライダからなる流動化手段（図示しない）を設けることができ、この流動化手段から吹き込まれた気体は、連結管（２０）から計量槽（３０）へ移動される粉体をさらに流動化し、粉体の計量槽への排出を迅速化させるのに好ましい。
連結管（２０）は、計量槽（３０）に向かって下方向に傾斜しており、流動化されたトナーの計量槽（３０）への滑落がこれによっても補助される。
【００６５】
次に、両タイプの発明において用いられる計量槽について説明する。
計量槽は、その材質として特に限定的でなく、ステンレス、チタン、アルミニウムなどのような金属製でもプラスチック製でも適用可能であり、また縮径した少なくとも充填量規制手段設置部位から粉体吐出口にかけて、あるいは管状構造体からなり、特に円筒形のものが好ましく用いられる。太い部分の径が５０〜２００ｍｍ程度のものを用いることが好ましく、また、縮径された計量槽（３０）の粉体吐出口が設けられた細い部分の径が５〜１５ｍｍ程度のものを用いることが好ましく、さらに上記太い部分の円筒体の底部は、計量槽の壁部と一体成形された同じ材料により閉じられた構造である。
【００６６】
図４に示される充填装置における充填量規制手段（３２）としては、図１について先に説明したものが用いられる。
すなわち、吐出開口部（３１）を有する弾性体リング（３２ａ）と、粉体吐出口（３１）からのトナーの吐出を制御する吐出制御手段（３２ｂ）とからなり、吐出制御手段（３２ｂ）は、計量槽（３０）内を昇降する吐出制御杆（３２ｃ）に装着された吐出制御部材（３２ｄ）からなり、吐出制御部材（３２ｄ）は、粉体吐出口（３１）と挿入−離脱して該粉体吐出口（３１）を開閉する円錐状の部材であり、粉体吐出口（３１）の開閉程度は、吐出制御杆（３２ｃ）の計量槽（３０）内での昇降程度に依存する円錐状の吐出制御部材（３２ｄ）の弾性体リング（３２ａ）の粉体吐出口（３１）への挿入程度、嵌合程度によって調節される。
この粉体吐出口（３１）の開閉程度によって粉体の充填量を規制することが、図４に示される充填装置における充填量規制手段（３２）の基本的な考え方である。
【００６７】
また、先に本出願人によって出願（特願２００３−７０９２９号）され図２に示される粉体充填装置に補助容器を用いて、本発明の課題を解決することができる。図２の粉体充填装置に補助容器を適用した状態を示す図は省略するが、その場合の計量槽に設ける充填量規制手段について詳しく説明する。
【００６８】
充填量規制手段（３４）は、計量槽（３０）の粉体吐出口（３１）近傍に設けられ、気体が通過し粉体が通過しないフィルター材料が用いられる。特に、計量槽（３０）が、図２に示されるように、上部が円筒体であってある部位から縮径構造となり、縮径の終了部から粉体吐出口（３１）に向けて円筒体である構造の場合には、該充填量規制手段（３４）の設置部位は、縮径の終了部近辺に設けると効果的である。
充填量規制手段（３４）と連結した、計量槽（３０）の外部に設けられた気体吸引手段（３４ａ）を稼働させると、計量槽（３０）内の粉体間に存在する気体が吸引され、気体が該メッシュ部と気体吸引手段とが連結される気体吸引管（３４ｂ）を通して排出されると同時に、該メッシュ部の壁面に吸引されたトナー粉体が絞り状態になって粉体群を形成し、吸引圧を調節することによって粉体群の大きさを変化させ、その結果充填量が調節される。
【００６９】
該充填量規制手段が設けられる部位には、予め１つ以上の貫通孔を設けておき、フィルター材料を該貫通孔を覆うように固定され、また該フィルター材料固定部位の外側に空間部を形成し気体漏れがないような壁が設けられたものである。  該貫通孔は、フィルター材料が管状体に支持されたものになって、強度が向上させることができる。
一方、該壁には、気体排出口が設けられ、該気体排出口を気体吸引手段と連通させてある。該壁を構成する材質は限定的でないが、計量槽に用いる材質と同じであることが好ましい。また該壁は、フィルター材料を通して吸引される気体が漏れない状態になりさえすれば、管状体の一部周囲でも全周囲にでも形成することができる。
さらに、この充填量規制手段を、粉体吐出口に近い順に、吐出停止機能部と吐出量調整機能部との２つの部分に機能分離して設けると、吸引手段による気体吸引圧の調整がスムースに行なうことができ、吸引圧が強過ぎて詰ってしまうようなことも起こらずに、所定の粉体量を正確かつ迅速に小型粉体容器内に充填することができるので、好ましい。
図３（ａ）は、充填量規制手段を吐出停止機能部と吐出量調整機能部との２つの部分に分けてない場合の充填量規制手段設定部位の断面概念図を示すものであり、計量槽（３０）の粉体吐出口（３１）近傍に貫通孔（５０）が設けられ、この貫通孔（５０）を覆うようにフィルター材料（５１）が固定され、さらにフィルター材料（５１）の外側に気体漏れのない壁（５２）が、空間部（５３）が形成されるように、設けられている。
一方、図３（ｂ）は、充填量規制手段を吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）との２つの部分に分けた場合の断面概念図を示すものであり、それぞれに貫通孔（５０）、フィルター材料（５１）、壁（５２）および空間部（５３）が設けられている。
この壁（５２）は、フィルター材料（５１）を通して吸引される気体が漏れない状態になりさえすれば、管状体の一部周囲でも全周囲にでも形成することができる。
【００７０】
充填量規制手段は、幅５〜５０ｍｍのフィルター材料で管状構造体周囲の６０％〜１００％の部分を巻くようにして形成することが有効である。
また、フィルター材料として綾畳織のものが、空気が通過しトナー粉体が通過しない機能を有するものとして、特に好ましく、メッシュが５００／３５００のものがさらに好ましい。
また、メッシュの異なる２枚以上のフィルター材料の積層体で構成されたものを用いることが好ましく、さらに該積層体として管状体の内芯部側になるに従い、メッシュの細かいフィルター材料で構成されたものが、特に充填量規制手段に用いるものとして有効である。
【００７１】
該充填量規制手段と連結させて用いられる気体吸引手段としては、特に限定されないが、例えば真空ポンプ吸引式、エジェクター吸引式などが用いられ、中でもエジェクター吸引式はメンテナンスがほとんど要らない点で好ましい。
また、該気体吸引手段によって得られる吸引圧についても限定されるものではないが、−５〜−５０ｋＰａ程度で吸引すると、充填量を効果的に規制できるので好ましい。この吸引圧の調節は、調節弁（非図示）を設けて行なうことも可能である。
また、計量槽から小型充填装置への粉体は、計量槽中の充填量規制手段部位の内圧と送流速度を調整して停止することができるが、その際の粉体の嵩密度を０．４〜０．５程度になるようにすることが好ましい。
【００７２】
図７〜９には、これら両タイプの本発明に適用でき、前記のように、粉体流動化ホッパーの上に粉体供給ホッパーを配置し、計量槽への排出について、より好ましい他の排出方法（連続排出）及びこれを実行するのに特に適した装置が示されている。
前記のように、この方法は、粉体供給ホッパー内の粉体を、自動的連続的に該粉体流動化ホッパー内に供給し、かつ該粉体流動化ホッパーから自動的連続的に排出することを可能にしたものである。
【００７３】
この自動的連続的に行うことができる粉体の粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーへの粉体供給メカニズムについて、図７に基づいて説明する。
図７は、以下に説明するような、粉体供給ホッパー（８０）の粉体層の表面（ｓ）に流動化部分（ａ）と非流動化部分（ｂ）が形成され、円筒部（８１）を該非流動化部分（ｂ）内に埋没するように設置した時点の状態を示すものである。
粉体流動化ホッパー（１０）の粉体排出口（１１）を閉じた上で、粉体供給ホッパー（８０）内の粉体を粉体流動化ホッパー（１０）に供給して、粉体流動化ホッパー（１０）内の粉体が所定の量に達した後に、粉体流動化ホッパー（１０）に設けられた粉体流動化手段（１５）を稼働させて空気を送り込むと、粉体層全体が流動化部分（ａ）と非流動化部分（ｂ）に分かれてくる。
粉体層の表面（ｓ）に、流動化部分（ａ）と非流動化部分（ｂ）が形成されたら、粉体供給ホッパー（８０）の円筒部（８１）の先端を該表面の非流動化部分内に埋没するように設置し、その後前記粉体排出口（１１）を開放する。
粉体排出口（１１）を開放されると、粉体排出口（１１）付近の粉体の排出から始まって、引き続いて流動化状態の粉体が排出され、非流動化部分（ｂ）の粉体層が崩れて、排出した粉体量に見合った量の非流動化部分（ｂ）の粉体が、境界面（ｃ）から流動化部分（ａ）に流れ、その流れた量に見合った該粉体供給ホッパー（８０）内の粉体が粉体流動化ホッパー（１０）に落下するといったサイクルが繰り返されて、粉体が粉体供給ホッパー（８０）から粉体流動化ホッパー（１０）に自動的連続的に供給される。
このように供給され流動化された粉体は、粉体流動化ホッパー（１０）の粉体排出口（１１）から連続的に排出される。
従って、流動化手段が設けられた粉体流動化ホッパーが用いられ、粉体供給ホッパー内の粉体が連続的に粉体流動化ホッパーに間断なく供給され、かつ該供給された粉体が粉体流動化ホッパーから連続的に排出されている状態は、本発明の粉体連続供給排出方法が用いられているものと認識することができる。
【００７４】
すなわち、この供給方式によると、流動化部分と非流動化部分の間で少量の粉体が移動する結果、非流動部分では粉体層の下部へ移動し、それに伴って新たな粉体を粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーに自然落下させて自動的に供給することができる。そのため、複雑な機構を必要とせずに、該粉体供給ホッパーからの粉体流動化ホッパーへの粉体の供給が過剰となって、粉体流動化ホッパーから粉体が溢れ出たり、該粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーへ粉体の供給が停止してしまうという問題は発生しないで、多量の粉体連続的処理と多数の粉体充填容器の連続的生産を可能としたものである。
【００７５】
特に、この連続粉体供給方法は、粉体流動化ホッパーの該粉体排出口と、該粉体供給ホッパーの筒状部が挿入される粉体層の表面の非流動化部分との位置関係が重要である。
通常、該粉体排出口（１１）は、該粉体流動化ホッパーの底部の一端部に設けられるが、該粉体排出口（１１）と該粉体供給ホッパーの筒状部が挿入される粉体層の表面（ｓ）の非流動化部分（ｂ）が、この該粉体排出口（１１）から離れた位置であるほうが、前記メカニズムに基づいて粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーへの粉体の供給を自動的連続的に行なわれるようにするために有効である。
従って、底部（１４）の、該粉体排出口（１１）が設けられる端部と反対側の端部（ｅ）に近い位置の上方に筒状部を挿入して行なうのが特に効果的であり、すなわちそのように筒状部を挿入できるように非流動化部分を形成することが好ましい。
【００７６】
この場合、粉体供給ホッパーの筒状部が挿入された非流動化部分は、その筒状部の先端部はじめ周囲の非流動化状態が、粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーに粉体が供給されている間は維持されていることが重要であり、従って非流動化部分の面積が筒状部の先端部面積より広くなるように、特に１．５倍以上になるように形成されることが好ましい。
【００７７】
図８は、本発明の連続粉体充填方法に適用される充填システムの一例を示す概念図である。
図８に示される粉体充填システムでは、粉体を溜める粉体供給ホッパー（８０）、その粉体が供給される粉体流動化ホッパー（１０）、該粉体流動化ホッパー（１０）と連結管（２０）によって連結し、粉体流動化ホッパー（１０）からの粉体を移入する計量槽（３０）、該計量槽（３０）の粉体排出口の下に配置されるロート形状補助容器（７０）、および粉体重量管理手段（６０）上に載せた粉体充填用容器（４０）とが設置されている。
粉体供給ホッパー（８０）内の粉体は、粉体流動化ホッパー（１０）に供給された後、粉体流動化ホッパー（１０）に具備する流動化手段（１５）によって流動化状態になって計量槽（３０）内に移送され、その後移送された粉体は該計量槽（３０）の粉体排出口（３１）の近傍部に設けられた充填量規制手段（３２）と前記粉体重量管理手段（６０）とによって排出量を制御しながら、前記粉体充填用容器（４０）内に落下させて、所定量の粉体が充填された粉体充填容器（４０）が作製される。
【００７８】
粉体供給ホッパー（８０）としては、粉体を外側から供給するための開放口（８２）と、先端が粉体流動化ホッパー（１０）に排出する排出口となる筒状部（８１）を有するものであれば、形状、材質およびサイズは特に限定的でないが、ロート形状のステンレス製で、開放口（８２）の直径が５００〜１０００ｍｍ、筒状部（８１）の排出口の直径が３００〜６００ｍｍで筒状部（８１）の長さが４００〜６００ｍｍ程度、ロート形状の円錐壁部（８４）と筒状部（８１）とのなす角度（θ２）が４５〜６５°程度で、容量が１５０〜３５０リットル程度のものが好ましく用いられる。
【００７９】
粉体流動化ホッパー（１０）としては、粉体流動化手段と粉体排出口とを有し、かつ該粉体流動化手段によって粉体層の表面部に流動化部分と非流動化部分を形成し、非流動化部分に該粉体流動化ホッパー（１０）の筒状部（８１）を挿入した場合に、粉体供給ホッパー（８０）内の粉体を連続的に粉体流動化ホッパー（１０）に供給可能とするものでありさえすれば、形状、材質およびサイズは特に限定されず、側壁部（１３）が円筒形状でも立方体形状でも良く、プラスック製でもステンレス製でも使用可能であり、容量が３５〜５５リットル程度のものが好ましく用いられる。
【００８０】
図９は、本発明に用いられる自動的連続的粉体充填システムの他の一例を示すものであって、粉体供給ホッパー（８０）、その粉体が供給される粉体流動化ホッパー（１０）、計量槽（３０）および粉体重量管理手段（６０）のロードセル（６１）上に載せた粉体充填用容器（４０）とが設置されている。この例において、計量槽（３０）と粉体充填用容器（４０）との間にロート形状補助容器を設置することも可能である。
充填量規制手段（３４）は、計量槽（３０）の粉体吐出口（３１）近傍に設けられ、気体が通過し粉体が通過しないフイルター材料が用いられる。特に、計量槽（３０）が、上部が円筒体であってある部位から縮径構造となり、縮径の終了部から粉体吐出口（３１）に向けて円筒体である構造の場合には、該充填量規制手段（３４）の設置部位は、縮径の終了部近辺に設けると効果的である。
充填量規制手段（３４）と連結した、計量槽（３０）の外部に設けられた気体吸引手段（３４ａ）を稼働させると、計量槽（３０）内の粉体間に存在する気体が吸引され、気体が該メッシュ部と気体吸引手段とが連結される気体吸引管（３４ｂ）を通して排出されると同時に、該メッシュ部の壁面に吸引されたトナー粉体が絞り状態になって粉体群を形成し、吸引圧を調節することによって粉体群の大きさを変化させ、その結果充填量が調節される。
【００８１】
この充填量規制手段は、前記計量槽の粉体排出口部に設けられた該排出口の開口度規制手段から基本的になるものである。
【００８２】
本発明においては、この開口度規制手段として用いられるものに制限はないが、特に、前記粉体排出口部に挿入しかつ離脱できる部材からなり、その部材を挿入―離脱させてその程度に応じて前記充填用粉体排出口部の開閉程度を規制するやり方と、あるいは前記粉体排出口近傍部に設けられた気体を通過し粉体を通過させない部材とそれと連通する外部気体吸引手段からなり、該気体吸引手段によって空気を排出し粉体を引き付け、その吸引程度に応じて前記充填用粉体排出口部の開閉程度を規制するやり方が好ましく用いられる。
【００８３】
図４における第３の粉体流動化手段（１５）は、気体を噴出するための多数の微細孔を有し、各微細孔は内部で相互に連通している多孔体へ加圧気体を導入する気体導入管（１５ａ）を有する。この例の装置においては、表面が平滑な多孔質燒結体を用いている。また図示してないが、流動化した粉体の粉塵爆発を防止するため、この例のトナー充填装置においては、発生した静電気を除電するための除電手段が設けられている。
【００８４】
図４に示されるように、粉体の移動量は吹込み空気量に比例する範囲があり、供給気体量を調節して移動量をほぼ一定にすることができるが、各粉体流動化手段（１５）の面積の大小、したがって同様な気体噴出材料が用いられた場合には、孔部の多少は、供給可能気体量にも多いに関係する。
【００８５】
また、本発明の充填装置においては、計量槽（３０）に、内部気圧を増減させる圧力調節手段（非図示）を設けることができ、また、このような圧力調節手段は代わりに粉体流動化ホッパー（１０）に設け、または粉体流動化ホッパー（１０）にも併設することができる。このような圧力調節手段は、粉体流動化手段から気体が送気された状態の粉体流動化ホッパー（１０）及び／または計量槽（３０）内の圧力状態、トナー雲状態の調節に資する。
【００８６】
一方、本発明の粉体充填装置は、粉体充填容器（４０）への充填粉体量を管理するための充填粉体重量管理手段を有することが好ましく、この例の装置における充填粉体重量管理手段（６０）は、粉体充填容器（４０）をその上に載置して充填粉体重量を測定するためのロードセル（６１）を有する。
ロードセル（６１）は、これを昇降して補助容器（７０）と粉体充填容器（４０）の間隔を適宜変更するためのリフター（６１ａ）上に設けられている。また、ロードセル（６１）には、測定された充填粉体重量を表示するためのモニタ手段（６３）が設けられている。
なお、補助容器（７０）は、粉体充填装置を稼働させ充填作業を開始する前に、補助容器昇降手段（７３）によって、計量槽（３０）の吐出口部との間で適当な位置に昇降し固定される。
【００８７】
このようなモニタ手段としては、重量や圧力を受け弾性変形する程度に応じて変化した電圧を検知するような受圧検知手段からの電圧信号に基いて、または受圧力に応じて直接起電力を変化させる圧電素子等の圧力検知素子からの発生信号に基いて、測定重量を表示できる公知の表示手段を用いることができ、モニタ手段（６３）に表示された重量を見て粉体の充填量を確認ながら、充填を行ないまたは終了することができる。
【００８８】
また、本発明において必要不可欠ではないが、この例の粉体充填装置における充填粉体重量管理手段（６０）は、ロードセル（６１）における前記小型粉体容器（４０）の例えば重量と粉体が充填された該小型粉体容器（４０）の総重量とから、充填済み粉体重量を演算する演算処理装置（６２）を有し、例えば、全量充填後の重量を閾値として、充填中に、該閾値と充填済み粉体の重量との差信号が零になるまでモニタされ、該モニタ情報に基いて以後の所要充填量の充填速度又は単位時間当り充填量が、充填量規制手段によって規制される。
【００８９】
そして、演算処理装置（６２）は、入力手段（６４）を有し、該入力手段（６４）により、例えばモニタ手段（６３）に表示された重量を見つつ、粉体の充填予定重量の入力、及び、入力された充填予定重量の変更を行なうことができる。  また、演算処理装置（６２）は、その演算結果に基いて、気体吸引手段に指令信号を送信し、吸引圧を調節して、粉体の充填量を規制することができる。演算処理装置（６２）としては、簡単なアナログ式電圧比較器からマイコンチップのようなものを含む各種ＣＰＵまで種々のものを用いる（アナログ式電圧比較器の場合には、無論、所定電位差に応じた例えばパルス信号に変換するＡＤ変換器を付属させる）ことができる。
【００９０】
この例における入力手段（６４）は、コード発生器（バイナリーコード）としてのデジタルスイッチの釦兼回転摘みであるが、演算処理装置（６２）をＣＰＵとする場合には、キーボードとすることができ、その場合には、無論、重量を含む各種データを(演算の結果及び/または入力手段からの入力信号の結果に基いて)書替可能に格納(即ち逐次ＣＰＵに呼出され、演算され、演算結果を再度逐次格納）するＲＡＭ、及び、該各種データを演算処理するための処理プログラムと各種指令情報発信プログラムとを含む各種プログラムを呼出自在に格納するＲＯＭを付すことができ、そして、演算処理装置（６２）は、前記演算結果に基いて、例えば前記第１〜３の送気調節弁（２１ｂ）、（１５ｂ）あるいは吸引調節弁（３３ｂ）、の開閉指令信号を送信するようなプログラムを有するものに構成することができる。
【００９１】
本発明の充填装置においては、粉体流動化ホッパーの排出口側の粉体堆積量が増えると、その分空気の抵抗が大きくなり、連結管内の粉体の移送速度が小さくなり、移送が自動的に停止することがある。
粉体の流動化はこれを防ぐが、粉体流動化ホッパー内への送気による粉体層の膨張の程度（粉体雲の大きさ程度）は、粉体層の深さの（２０％〜５００％）程度に調整すべきであり、これより少ないと円滑な排出ができにくく、多いと容器内で粉体の局部的渦流や、吹き上げが起きて好ましくない。
計量槽内の粉体層の膨張の程度（粉体雲の大きさ程度）は、粉体層の深さの（２５％〜６００％）程度に調整することが好ましい。また、流動化した粉体層のかさ密度を高める手段として、多孔質板のエアスライダを分割して間欠的に供給空気を送り、粉体を分割したパルス状にして輸送することもできる。
【００９２】
本発明の粉体充填装置は、粉体の種類を限定することなく適用可能なものであるが、特に電子写真用トナーに効果的であり、その種類も限定的でなく、例えば２成分非磁性ブラックートナー、１成分非磁性カラートナー、１成分非磁性黒色トナーあるいは１成分磁性黒色トナー等を用いることができる。
また、本発明の粉体充填装置は、トナー製造工場内、保管及び出荷部門、オフィス内での例えば複写機近傍で使用することができるが、例えば複写機近傍で使用する場合には、キャスタ付台車上に気体供給源としての圧力容器と共に設けることが望ましく、また圧力容器に圧縮空気を蓄えるためのコンプレッサを付属させることができる。
さらに、本発明の粉体充填装置を用いた粉体の充填作業は、通常、該粉体流動化ホッパー内の粉体を常時流動化状態にしておいて、粉体充填容器自体の重量を測定した上で、該粉体充填容器を前記補助容器に設置して、所定量の粉体を粉体充填容器に充填して行ない、この工程を繰り返し行なって、粉体が充填された複数の粉体充填容器を作製することできる。
【実施例】
【００９３】
以下、本発明の粉体充填装置と充填方法について、実施例により具体的に説明する。
〔実施例１〕
図４に示される「粉体充填装置に補助容器を設置したもの」を電子写真用トナーを用いた例として説明する。
【００９４】
１．粉体流動化ホッパー内のトナー流動化
（１）粉体流動化ホッパーと使用するトナー
・粉体流動化ホッパー（１０）の容積 ：６０リットル
・トナーの種類：２成分非磁性ブラックートナー（外添剤付着トナー）
（リコーカラーレーザプリンター用タイプ８０００トナー、
平均体積粒径：１２．０μｍ、真比重：１．２）
・トナー量：２０ｋｇ
・充填方式：流動落下式
（２）トナー流動化手段の流動床を構成する材料
・材料：多孔質ポリエチレン、厚さ：５ｍｍ
・多孔質の内容：平均空孔径：１０μｍ、気孔率：３０％
（３）トナーの流動化
・空気導入開始から均一になるまでの時間：５分
・空気の導入：横から出さないように注意しながら、トナー接触面の全面から均一に送る。
・空気の速度（トナーの粉体面が静止したところでバランスする送風量）：９００ｍｌ／２００ｃｍ２．１ｍｉｎ
[単位時間単位流動床面積当りの空気量]
【００９５】
２．流動化状態の確認
・嵩密度： (０．２〜０．３ｇ／ｃｃ)
（空気を含んだ見かけの嵩密度であり、流動床真上近傍は低く、離れるに従い高くなることを確認した。）
・流動の均一性：上方から目視により均一であることを確認した。
【００９６】
３．計量槽への粉体移送プロセス
気体導入管側のバルブを開いてから、外部から圧力をかけた後、バルブを閉じて外部圧力止めて、流動状態のトナーを計量槽へ移送する。
４．計量槽の仕様
粉体吐出口を有する円筒体が途中から拡径して太くなったステンレス製の円筒形体。
全体の長さ：４００ｍｍ、太部の直径：１００ｍｍ、粉体吐出口の直径：１０ｍｍ、粉体吐出口から拡径部までの長さ：８０ｍｍ、拡径部角度：７０°、充填量規制手段の粉体吐出口から設置位置：５０ｍｍ。
（１）充填量規制手段
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とを設けたもの（図３ｂ）
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とをそれぞれ設ける円筒体の各部位周囲に等間隔に４つの貫通孔を設け、この周囲に（Ａ）については３０ｍｍの幅の、（Ｂ）については１０ｍｍの幅のステンレスメッシュ（綾畳織：５００／３５００）を巻くように貼りつける。
・さらに各フィルター材料の外側周囲に空間部を形成し気体漏れがないようなステンレス製の壁を設け、さらにこの壁に気体排出口を設ける。
・気体吸引手段として２つのＭＥ−６０（コガネイ製）を用い、気体排出口それぞれを１つの気体吸引手段に連結する。
５．補助容器への移送
（１）補助容器の仕様
排出口にスポンジ製口金を貼りつけたポリエステル製ロート形状容器、
円錐底部直径：１６５ｍｍ、全長：２８０ｍｍ、排出口が設けられた管状体部の直径：１１ｍｍ、円錐頂部角度（θ１）：６０°．
（２）補助容器の設置
充填作業を始める前に、補助容器昇降手段によって、補助容器の円錐底部のほぼ中心が計量槽の粉体吐出口に合うような、所定位置に設定し固定する。
６．粉体充填容器への充填
（１）粉体充填容器の仕様
直径：１００ｍｍ、長さ：２００ｍｍ、容積：１５６０ｃｃ、開口部の直径２０ｍｍのポリエステル製のもの。
（２）充填作業
重量管理手段としてロードセルを用い、粉体が入っていない空の粉体充填容器（４０）をこのロードセル（６１）上に載せて重量を測定した後、リフター（６１ａ）を、粉体充填容器の開口部が計量槽の粉体吐出口（３１）を挿入され所定の位置になるまで上げて、セットする。
粉体流動化ホッパー（１０）内で流動化され計量層（３０）内に移入されたトナーを、粉体吐出口（３１）から小型粉体容器（４０）内に５５ｇ／ｓｅｃの流量条件で落下させ、該容器内のトナーが所定量の９０％になった時点で、計量槽の充填量規制手段のうち吐出量調整機能部（Ａ）に連結する吸引手段を−１５ｋＰａで稼働させて５ｇ／ｓｅｃの流量条件に減じて行ない、トナーの充填作業を完了した。
１つの充填容器へのトナー充填作業が完了したら、計量槽の充填量規制手段のうち吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段を稼働させてトナーの落下を停止させ、次の小型粉体容器を計量槽にセットした後、吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段の稼働を停止して、トナーの落下を開始し、同様にしてトナー充填作業を行ない、この一連の作業を繰返して、粉体が充填された複数の小型粉体容器を製造した。
なお、この繰り返し作業は、粉体流動化ホッパー内の粉体を常時流動化状態にして行なった。
【００９７】
７．実施例１の充填技術の効果
（１）充填速度：１５ｓｅｃ（５５０ｇ／１個の容器）
（２）充填容器内のトナーの充填密度：０．３８ｇ／ｃｃ
（３）充填後のトナーの外添剤の状態：
外添剤の離脱と埋没状態について、ＳＥＭ写真によって充填前に状態と比較し観察したところ、トナー粒子表面に外添剤が正常に付着していることを確認した。
（４）充填後のトナーにより得られる画像：
充填後のトナーを用い、リコー製カラープリンター、イプシオカラー８０００によって、２００００枚の画像を連続印字した結果、いずれも地汚れなどの不良画像の発生がないものであった。
【００９８】
〔実施例２〕
図４に示される粉体充填装置に図６に示される補助容器を設置したものを電子写真用トナーを用いた例として説明する。
１．粉体流動化ホッパー内のトナー流動化
（１）粉体流動化ホッパーと使用するトナー
・粉体流動化ホッパー（１０）の容積 ：６０リットル
・トナーの種類：２成分非磁性ブラックートナー（外添剤付着トナー）
（リコーカラーレーザプリンター用タイプ８０００トナー、
平均体積粒径：１２．０μｍ、真比重：１．２）
・トナー量：２０ｋｇ
・充填方式：流動落下式
（２）トナー流動化手段の流動床を構成する材料
・材料：多孔質ポリエチレン、厚さ：５ｍｍ
・多孔質の内容：平均空孔径：１０μｍ、気孔率：３０％
（３）トナーの流動化
・空気導入開始から均一になるまでの時間：５分
・空気の導入：横から出さないように注意しながら、トナー接触面の全面から均一に送る。
・空気の速度（トナーの紛体面が静止したところでバランスする送風量）：９００ｍｌ／２００ｃｍ２．１ｍｉｎ
[単位時間単位流動床面積当りの空気量]
【００９９】
２．流動化状態の確認
・嵩密度：（０．２〜０．３ｇ／ｃｃ)
（空気を含んだ見かけの嵩密度であり、流動床真上近傍は低く、離れるに従い高くなることを確認した。）
・流動の均一性：上方から目視により均一であることを確認した。
【０１００】
３．計量槽への粉体移送プロセス
気体導入管側のバルブを開いてから、外部から圧力をかけた後、バルブを閉じて外部圧力止めて、流動状態のトナーを計量槽へ移送する。
４．計量槽の仕様
粉体吐出口を有する円筒体が途中から拡径して太くなったステンレス製の円筒形体。
全体の長さ：４００ｍｍ、太部の直径：１００ｍｍ、粉体吐出口の直径１０ｍｍ、粉体吐出口から拡径部までの長さ：８０ｍｍ、拡径部角度：７０°、充填量規制手段の粉体吐出口から設置位置：５０ｍｍ。
（１）充填量規制手段
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とを設けたもの（図３ｂ）
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とをそれぞれ設ける円筒体の各部位周囲に等間隔に４つの貫通孔を設け、この周囲に（Ａ）については３０ｍｍの幅の、（Ｂ）については１０ｍｍの幅のステンレスメッシュ（綾畳織：５００／３５００）を巻くように貼りつける。
・さらに各フィルター材料の外側周囲に空間部を形成し気体漏れがないようなステンレス製の壁を設け、さらにこの壁に気体排出口を設ける。
・気体吸引手段として２つのＭＥ−６０（コガネイ製）を用い、気体排出口それぞれを１つの気体吸引手段に連結する。
５．補助容器への移送
（１）補助容器の仕様
ポリエステル製ロート形状容器：排出口にスポンジ製口金が貼りつけられ、かつ管状体部の排出口近傍部から、図６に記載されるような、気体置換手段としての気体通気管がロート壁上部に貫通し一体に設けられたもの。
円錐底部直径：１６５ｍｍ、全長：２８０ｍｍ、排出口が設けられた管状体部の直径：１１ｍｍ、円錐頂部角度（θ１）：６０°
（２）補助容器の設置
充填作業を始める前に、補助容器昇降手段によって、補助容器の円錐底部のほぼ中心が計量槽の粉体吐出口に合うような、所定位置に設定し固定する。
６．粉体充填容器への充填
（１）粉体充填容器の仕様
直径：１００ｍｍ、長さ：２００ｍｍ、容積：１５６０ｃｃ、開口部の直径２０ｍｍのポリエステル製のもの。
（２）充填作業
重量管理手段としてロードセルを用い、粉体が入っていない空の粉体充填容器（４０）をこのロードセル（６１）上に載せて重量を測定した後、リフター（６１ａ）を、小型粉体容器の開口部が計量槽の粉体吐出口（３１）を挿入され所定の位置になるまで上げてセットする。
粉体流動化ホッパー（１０）内で流動化され計量層（３０）内に移入されたトナーを、粉体吐出口（３１）から小型粉体容器（４０）内に５５ｇ／ｓｅｃの流量条件で落下させ、該容器内のトナーが所定量の９０％になった時点で、計量槽の充填量規制手段のうち吐出量調整機能部（Ａ）に連結する吸引手段を−１５ｋＰａで稼働させて５ｇ／ｓｅｃの流量条件に減じて行ない、トナーの充填作業を完了した。
１つの充填容器へのトナー充填作業が完了したら、計量槽の充填量規制手段のうち吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段を稼働させてトナーの落下を停止させ、次の小型粉体容器を計量槽にセットした後、吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段の稼働を停止して、トナーの落下を開始し、同様にしてトナー充填作業を行ない、この一連の作業を繰返して、粉体が充填された複数の小型粉体容器を製造した。
なお、この繰り返し作業は、粉体流動化ホッパー内の粉体を常時流動化状態にして行なった。
【０１０１】
７．実施例２による充填技術の効果
（１）充填速度：１０ｓｅｃ（５５０ｇ／１個の容器）
（２）充填容器内のトナーの充填密度：０．３８ｇ／ｃｃ
（３）充填後のトナーの外添剤の状態：
外添剤の離脱と埋没状態について、ＳＥＭ写真によって充填前に状態と比較し観察したところ、トナー粒子表面に外添剤が正常に付着していることを確認した。
（４）充填後のトナーにより得られる画像：
充填後のトナーを用い、リコー製カラープリンター、イプシオカラー８０００によって、２００００枚の画像を連続印字した結果、いずれも地汚れなどの不良画像の発生がないものであった。
【０１０２】
〔実施例３〕
図８に示される粉体充填装置を、電子写真用トナーの充填に用いた例を、比較例と対照して説明する。
【０１０３】
粉体充填システムの各構成要素およびそれに付随して用いる各要素の仕様について説明する。
１．粉体供給ホッパー
・ロート形状のステンレス製、容量：２５０リットル、
・開放口の直径：７００ｍｍ、筒状部の排出口の直径：１４０ｍｍ、
・筒状部の長さ：４５０ｍｍ、
・ロート形状の円錐壁部と筒状部とのなす角度（θ２）：６０°
２．使用するトナー
・２成分非磁性ブラックートナー（外添剤付着トナー）
（リコーカラーレーザプリンター用タイプ８０００トナー、
平均体積粒径：１２．０μｍ、真比重：１．２）
３．粉体流動化ホッパー
・形状と材質：図５に示されるステンレス製のもの
・容量とサイズ
・容量：４５リットル
・幅（側壁１３ａと１３ｂ）：４７０ｍｍ、
・奥行（側壁１３ｃと１３ｄ）：４００ｍｍ
・装置高さ（ｈ）：７５０ｍｍ、立方体部高さ（ｋ）：３６０ｍｍ
・底部（１４）に設ける流動床
・燒結樹脂多孔質材を用いた流動床を５箇所に設置した。
・燒結樹脂多孔質材：
多孔質ポリエチレン、５ｍｍ（厚さ）×１０ｍｍ（幅）×１００ｍｍ（長さ）
平均空孔径：１０μｍ、気孔率：３０％
４．計量槽
粉体吐出口を有する円筒体が途中から拡径して太くなったステンレス製の円筒形体。
全体の長さ：４００ｍｍ、太部の直径：１００ｍｍ、粉体吐出口の直径１０ｍｍ、粉体吐出口から拡径部までの長さ：８０ｍｍ、拡径部角度；７０°、充填量規制手段の粉体吐出口からの設置位置：５０ｍｍ。
（１）充填量規制手段（図３ｂに示されるもの）
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とを設けたもの
・吐出量調整機能部（Ａ）と吐出停止機能部（Ｂ）とをそれぞれ設ける円筒体の各部位周囲に等間隔に４つの貫通孔を設け、この周囲に（Ａ）については３０ｍｍの幅の、（Ｂ）については１０ｍｍの幅のステンレスメッシュ（綾畳織．５００／３５００）を巻くように貼りつける。
・さらに各フィルター材料の外側周囲に空間部を形成し気体漏れがないようなステンレス製の壁を設け、さらにこの壁に気体排出口を設ける。
・気体吸引手段として２つのＭＥ−６０（コガネイ製）を用い、気体排出口それぞれを１つの気体吸引手段に連結する。
５．補助容器
・ポリエステル製ロート形状容器。
・排出口にスポンジ製口金が貼りつけられ、かつ図６に記載されるように、気体通気管が管状体部の排出口近傍部から、気体置換手段としてのロート壁上部に貫通し一体に設けられたもの。
・円錐底部直径：１６５ｍｍ、全長：２８０ｍｍ、排出口が設けられた管状体部の直径：１１ｍｍ、円錐頂部角度（θ１）：６０°
６．粉体充填容器
直径：１００ｍｍ、長さ：２００ｍｍ、容積：１５６０ｃｃ、開口部の直径２０ｍｍの円筒形ポリエステル製のもの。
【０１０４】
このような要素からなる粉体充填システムを用いて、実施例３の粉体充填技術（連続粉体充填）によって、約８ｔのトナーを連続的に処理した具体的な内容について、説明する。
予め、上記の各構成要素が、図８に示されるように設置された粉体充填システムを準備した。
また、補助容器昇降手段によって、補助容器の円錐底部のほぼ中心が計量槽の粉体吐出口に合うような所定位置に設定し固定する。
さらに、重量管理手段としてロードセルを用い、粉体が入っていない空の粉体充填用容器（４０）をこのロードセル（６１）上に載せて重量を測定した後、リフター（６１ａ）を、粉体充填用容器の開口部が補助容器の排出口（７２ａ）近傍の口金（７６）の位置まで上げて、固定する。
【０１０５】
はじめに、粉体供給ホッパー内に容量の７０％程度に溜めておいたトナーを、粉体流動化ホッパーの粉体排出口を閉じた状態にして、粉体流動化ホッパー内に落下させて、容量の８０％になるように溜めた。
次に、粉体流動化ホッパーの５箇所の流動床のうち、粉体排出口側の４箇所の流動床から内部に空気を、約０．３ＭＰａのエア圧で約５分一定速度（トナーの粉体層表面が静止したところでバランスする送風量。９００ｍｌ／２００ｃｍ２．１ｍｉｎ[単位時間単位流動床面積当りの空気量]）条件で導入して、粉体流動化ホッパー内の粉体層表面に流動化部分と非流動化部分を形成した。
この粉体層表面の非流動化部分に粉体供給ホッパーの筒状部を約１５ｃｍ挿入した後に、粉体流動化ホッパーの粉体排出口を開いて、粉体流動化ホッパー内の粉体の計量槽への排出移入を開始した。開始後も、８ｔのトナーの充填処理が完了するまで、同じ条件で空気の導入を継続した。
【０１０６】
計量層（３０）内に移入されたトナーを、計量層の粉体吐出口（３１）からロート状補助容器に落下させてから、さらに該補助容器から粉体充填用容器（４０）内に落下させて、１個の容器へのトナーの充填作業を完了させた。
この場合、当初５５ｇ／ｓｅｃの流量条件で落下させたが、該容器内のトナーが所定量の９０％になった時点で、計量槽の充填量規制手段のうち吐出量調整機能部（Ａ）に連結する吸引手段を−１５ｋＰａで稼働させて５ｇ／ｓｅｃの流量条件に減じて行なった。
【０１０７】
１つの充填容器へのトナー充填作業が完了したら、計量槽の充填量規制手段のうち吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段を稼働させてトナーの落下を停止させ、次の粉体充填用容器を補助容器にセットした後、吐出停止機能部（Ｂ）に連結する吸引手段の稼働を停止して、トナーの落下を開始し、同様にしてトナー充填の繰り返し作業を連続的に行ない、８ｔのトナーの容器への充填作業が約１２０時間で完了し、トナーが充填された容器を１４，５００本生産した。
この約１２０時間で行なれた充填作業は、粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーへのトナーの供給が、滞ることなくまた粉体流動化ホッパーから溢れることもなく行なわれ、トナーが充填された容器を連続的に間断なく生産することができた。
【０１０８】
なお、８ｔのトナーは、粉体供給ホッパーが空にならないようなタイミングで、粉体供給ホッパーに４００ｋｇ／ロットの割合で２０回供給された。
【０１０９】
こうして行なわれた実施例３の連続粉体充填方法は、さらに次のような効果があることを確認した。
なお、充填速度は、１本の容器が充填装置にセットされた後から充填が完了するまでに要する時間であり、容器のセット時間を含む準備時間は含まれていない。
（１）充填速度：１０ｓｅｃ（５５０ｇ／１個の容器）
（２）充填容器内のトナーの充填密度：０．３８ｇ／ｃｃ
（３）充填後のトナーの外添剤の状態：
外添剤の離脱と埋没状態について、ＳＥＭ写真によって充填前に状態と比較し観察したところ、トナー粒子表面に外添剤が正常に付着していることを確認した。
（４）充填後のトナーにより得られる画像：
充填後のトナーを用い、リコー製カラープリンター、イプシオカラー８０００によって、２００００枚の画像を連続印字した結果、いずれも地汚れなどの不良画像の発生がないものであった。
【０１１０】
（比較例）
実施例３の連続粉体充填方法のような、粉体流動化ホッパー内のトナー層表面に流動化部分と非流動化部分を形成することをしないで行なった場合の、粉体供給ホッパーから粉体流動化ホッパーへのトナー供給状態を観察した。
（１）粉体流動化ホッパー内のトナー層全体を流動化した場合
粉体供給ホッパーからのトナーの供給が過剰となり、粉体流動化ホッパーから溢れ、その溢れを止めるためにナイロン製の柔軟なカバーで粉体流動化ホッパー上部開放口を覆ったが、隙間からトナーは飛散してしまい、トナー充填容器の連続生産が不可能であることを確認した。
（２）粉体流動化ホッパー内のトナー層全体を非流動化とした場合
粉体流動化ホッパーから計量槽へのトナーの移送が、９本のトナー充填容器が生産された時点で止まってしまい、また粉体供給ホッパー内のトナー層には穴（ラットホール）が形成し、トナーのブリッジ化する状態が発生して、トナー充填容器の連続生産が不可能であることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】先に提案した粉体充填装置の一例を説明する断面図である。
【図２】先に提案した粉体充填装置の他の例を説明する断面図である。
【図３】本発明の図２の粉体充填装置に用いる充填量規制手段を説明する断面図である。
【図４】本発明の粉体充填装置の一例を説明する断面図である。
【図５】本発明における粉体流動化ホッパーの一例を示す斜視図である。
【図６】気体置換手段を有するロート状補助容器の説明図である。
【図７】本発明における粉体の供給メカニズムを説明するための断面図である。
【図８】粉体供給ホッパーを用いた本発明の粉体充填システムの一例の断面図である。
【図９】粉体供給ホッパーを用いた本発明の粉体充填システムの他の例の断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０      粉体流動化ホッパー（大型容器）
１１      粉体排出口
１２      傾斜した内壁部分
１２ａ    傾斜した内壁部分
１２ｂ    傾斜した内壁部分
１２ｃ    傾斜した内壁部分
１３      ホッパー状の構造部分
１３ａ    側壁部
１３ｂ    側壁部
１３ｃ    側壁部
１３ｄ    側壁部
１４      底部
１５      第３の粉体流動化手段
１５ａ    第３気体導入管
１５ｂ    第３送気調節弁
１６      上部連通管
２０      連結管
２１      第２の粉体流動化手段
２１ａ    第２気体導入管
２１ｂ    第２送気調節弁
３０      計量槽
３０ａ    スリーブ
３１      吐出開口部（粉体吐出口）
３２      充填量規制手段
３２ａ    弾性体リング
３２ｂ    吐出制御手段
３２ｃ    吐出制御杆
３２ｄ    吐出制御部材
３３      第１の粉体流動化手段
３３ａ    第１気体導入管
３３ｂ    第１送気調節弁
３４      充填量規制手段
３４ａ    気体吸引手段
３４ｂ    気体吸引管
３７      柔軟性覆部材
３９      駆動装置
３９ａ    駆動制御装置
３９ｂ    駆動源
４０      粉体充填容器（小型トナー容器）
４１  開口部
５０      貫通孔
５１      フィルター材料
５２      壁
５３      空間部
６０      充填粉体重量管理手段
６１      ロードセル
６１ａ    リフター
６２      演算処理装置
６３      モニタ手段
６４      入力手段
６５      通信回線
６６      通信回線
６７      通信回線
６８      通信回線
７０      補助容器（円錐形ロート状物）
７１      補助容器の円錐底部
７１ａ    開口部
７２      補助容器の円筒開口部
７２ａ    排出口
７３      補助容器昇降手段
７４      気体置換手段
７４ａ    通気管
７４ｂ    通気口
７４ｃ    通気口
７４ｄ    通気管
７５      円錐壁部
７６      口金
８０      粉体供給ホッパー
８１      円筒部
８２  開放口
８４  壁部
ａ      流動化部分
ｂ      非流動化部分
ｃ      境界面
ｅ      端部
ｓ      粉体層表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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