(57)【要約】【課題】簡便な操作により粉体を粉体容器に円滑、迅速かつ高密度に充填することができる、構成簡単な粉体充填用エアー吸引管を提供する。【解決手段】粉体容器３０に充填された粉体・エアー混合物からエアーを吸引分離するエアー吸引部１４が周壁下半部に設けられ、下端部が閉鎖された外管１２と、開口する上端部に真空ポンプ２５への接続部材２１が取り付けられ、下端部１３ａが開口し、外管１２内にその長手方向に摺動自在に挿入された内管１３とにより粉体充填用エアー吸引管１０を構成する。粉体容器３０への粉体充填に際しては、この粉体容器内の粉体充填量の増大とともに、内管１３を適宜手段により、適宜タイミングで適宜高さだけ外管１２に対し摺動上昇させる。【選択図】図１
2005067650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部が閉鎖され、粉体・エアー混合物からエアーを吸引分離するエアー吸引部が周壁の下半部に設けられた外管と、
開口する上端部に真空発生手段への接続部材が取り付けられ、下端部が開口し、前記外管内にその長手方向に摺動自在に挿入された内管と
を備えていることを特徴とする粉体充填用エアー吸引管。
【請求項２】
前記内管の上方部外周面と、外管の上方部内周面との間に環状空間を設け、該環状空間内にコイルバネを、内管外周面を取り巻くように挿入し、前記内管を外管に対し摺動上昇させるときに、前記内管に前記コイルバネによる下向きの弾性力が付与されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填用エアー吸引管。
【請求項３】
粉体が充填されるべき粉体容器と、
請求項１または２に記載の粉体充填用エアー吸引管と、
前記粉体充填用エアー吸引管の内管上端部に接続され、該内管を外管に対し摺動昇降させる内管昇降機構と、
該内管昇降機構の駆動部に接続されて該駆動部の動作を制御する制御装置と、
適所に配設され且つ前記制御装置に接続された、前記内管内の気圧を検出する気圧センサとを備えてなり、
前記気圧センサで検出された内管内の気圧（絶対圧）が所定値以下に低下したときには、前記制御装置からの信号により前記駆動部が作動して、前記内管昇降機構により内管が外管に対し適宜高さだけ摺動上昇し、前記内管内の気圧（絶対圧）が所定値を超えたときには、前記制御装置からの信号により前記駆動部による内管の摺動上昇動作が停止するようにしたことを特徴とする粉体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナー、薬品、化粧品、食料品等の粉体を粉体容器に、的確かつ高密度に充填することができる、構成および運転操作が簡便な粉体充填用エアー吸引管およびこのエアー吸引管を備えた粉体充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体供給体としての粉体ホッパを粉体容器の粉体供給口に着脱自在に接続し、粉体ホッパから粉体容器に粉体を充填する粉体充填装置として、図３に示すものが知られている。この粉体充填装置は、細くて長い粉体容器５０、エアー吸引管４０等で構成されている。粉体容器５０は、粉体ホッパ６０の粉体充填口６１が挿入される粉体供給口５１および、エアー吸引管４０の挿入口５２を備えている。エアー吸引管４０の上端部は真空ポンプ４７に、開閉弁４６を備えた配管４５で接続されている。エアー吸引管４０には、粉体容器５０に挿入される部分の殆ど全長にわたって、多数のエアー吸引孔とこの吸引孔を被覆する網体４１とからなるエアー吸引部（エアー分離部）４２が設けられている。この網体４１は、粉体容器５０に充填された粉体層６３つまり、エアー・粉体混合物からエアーのみを吸引分離するためのフィルタとして機能するものである。
【０００３】
この粉体充填装置による粉体充填操作は、次のように行われる。準備操作として、粉体容器５０の粉体供給口５１を、粉体６２を収容した大気圧下の粉体ホッパ６０下端部の粉体充填口６１に挿入するとともに、エアー吸引管４０を粉体容器５０内に、その挿入口５２から挿入する。ついで真空ポンプ４７を駆動し、開閉弁４６を開放してエアー吸引管４０内を減圧する。これにより、粉体容器５０内およびエアー吸引管４０内が負圧となり、ホッパ６０内の粉体６２（正確には粉体・空気混合物）が粉体容器５０に落下充填される。充填された粉体・混合物中の空気はエアー吸引管４０のエアー吸引部４２で吸引分離され、真空ポンプ４７で排気される。
【０００４】
ところが、図３のような構造の粉体充填装置では、粉体充填操作の継続とともに、粉体容器５０に充填された粉体が、エアー吸引部４２の周囲に高密度状態で付着し、粉体層６３全体が図３に示すように一つに固まりとなり、充填された粉体が粉体容器底部に落下しなくなるため、ホッパ６０から粉体を継続して落下充填することができなってしまうという問題点があった。この問題点は、エアー吸引部４２の長さを粉体容器５０の深さとほぼ等しくしたために発生することが確認された。
【０００５】
上記問題点は、下記特許文献１に開示された粉体充填装置により解決することができる。
この粉体装置は例えば図４に示す構造のもので、エアー吸引管７０として、短いエアー吸引部７２を下端部近傍にのみ設けたものを設け、粉体充填操作に際しては、粉体容器内の粉体充填量増大（粉体容器内の充填粉体の液面上昇）とともに、エアー吸引管７０を徐々に上昇させるように構成したものである。
【０００６】
すなわち、図４の粉体充填装置は、粉体供給口５１およびエアー吸引管挿入口５２を有する粉体容器５０と、下端部にエアー分離部７２が設けられたエアー吸引管７０と、粉体容器５０内の粉体充填量の増大に従ってエアー吸引管７０を上昇させる上昇機構（図略）とを備えたものである。この粉体充填装置によれば、粉体を粉体容器５０に円滑に充填することができるという利点がある。
【０００７】
しかしながら、図４の充填装置では、粉体を粉体容器５０に高密度に充填する場合、エアー吸引管７０のエアー吸引動作の継続により粉体容器５０内の負圧の程度が高まると、高密度の粉体層全体が固体状態となって粉体容器５０およびエアー吸引管７０に付着する結果、粉体層とエアー吸引管７０と粉体容器５０とが一体化してしまう。この状態では、エアー吸引管７０を粉体容器５０に対して上昇させることができなくなり、無理やり上昇させようとすると、粉体容器５０やエアー吸引管７０が破損することがあった。
【０００８】
この不具合を回避することができる粉体充填装置として、図５に示すものが考えられる。この図において符号４８は、大気開放による真空破壊用の開閉弁である。なお、その他の符号であって、図３または図４に示す構成要素と同一または同等の構成要素には、これらと同一の符号を付してある。この粉体充填装置では、開閉弁４６を開放することでエアー吸引管７０を機能させ、適宜のタイミングでこの開閉弁４６を閉め、エアー吸引管７０によるエアー吸引操作を停止した後、開閉弁４８を開くことで粉体容器５０内をほぼ大気圧に戻す。この真空破壊操作により、エアー吸引管７０を円滑に上昇させることができるようになる。
【０００９】
ところが、図５に示す粉体充填装置にあっては、上記のように、エアー吸引管７０によるエアー吸引操作を停止して粉体容器内の真空を破壊し、ついで粉体充填操作を再開するという一連の操作を繰り返し行う必要があるため、粉体充填操作が煩雑となるうえ、粉体充填操作に時間がかかるという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１９８２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡便な操作により粉体を粉体容器に円滑、迅速かつ高密度に充填することができる、構成簡単な粉体充填用エアー吸引管および、このエアー吸引管を備えた粉体充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、下端部が閉鎖され、粉体・エアー混合物からエアーを吸引分離するエアー吸引部が周壁の下半部に設けられた外管と、開口する上端部に真空発生手段への接続部材が取り付けられ、下端部が開口し、前記外管内にその長手方向に摺動自在に挿入された内管とを備えていることを特徴とする粉体充填用エアー吸引管である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記内管の上方部外周面と、外管の上方部内周面との間に環状空間を設け、該環状空間内にコイルバネを、内管外周面を取り巻くように挿入し、前記内管を外管に対し摺動上昇させるときに、前記内管に前記コイルバネによる下向きの弾性力が付与されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填用エアー吸引管である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、粉体が充填されるべき粉体容器と、請求項１または２に記載の粉体充填用エアー吸引管と、前記粉体充填用エアー吸引管の内管上端部に接続され、該内管を外管に対し摺動昇降させる内管昇降機構と、該内管昇降機構の駆動部に接続されて該駆動部の動作を制御する制御装置と、適所に配設され且つ前記制御装置に接続された、前記内管内の気圧を検出する気圧センサとを備えてなり、前記気圧センサで検出された内管内の気圧（絶対圧）が所定値以下に低下したときには、前記制御装置からの信号により前記駆動部が作動して、前記内管昇降機構により内管が外管に対し適宜高さだけ摺動上昇し、前記内管内の気圧（絶対圧）が所定値を超えたときには、前記制御装置からの信号により前記駆動部による内管の摺動上昇動作が停止するようにしたことを特徴とする粉体充填装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る粉体充填用エアー吸引管を使用する粉体充填操作では、粉体ホッパの粉体充填口に粉体容器の粉体供給口を接続するとともに、上記エアー吸引管を粉体容器に挿入した後、真空発生手段により粉体容器内のエアーを、エアー吸引部および内管を介して排気する。これにより、ホッパ内の粉体が粉体容器内に吸引落下充填される。粉体充填操作の途中、適宜の手段により適宜のタイミングで、内管を外管に対し摺動上昇させる操作を適宜回数行う。この場合、図５のエアー吸引管７０と違って、粉体容器に充填された粉体層が充填密度増大により固まり状態となっても、エアー吸引管の内管が粉体層および粉体容器と一体化することはないから、上記内管上昇動作は円滑に進行する。したがって簡単な構成、簡便な操作により粉体を粉体容器に円滑、迅速かつ高密度に充填することができる効果がある。
【００１６】
請求項２に係る粉体充填用エアー吸引管では、内管を適宜の手段による引き上げ力でコイルバネの弾性力に抗して上昇させ、粉体容器に所定量の粉体が充填されたときに上記引き上げ力を解除すると、内管がコイルバネの弾性力によって昇降の下端位置に戻るため、内管の降下操作を簡便に行うことができる。
【００１７】
請求項３に係る粉体充填装置では、粉体容器への粉体充填操作の継続により、上記気圧センサによる検出気圧が所定値低下になったときには、制御装置からの信号により昇降機構が作動して内管が適宜高さだけ上昇し、検出気圧が所定値を超えたときには、内管上昇動作が停止するようにしたから、内管の昇降操作を適正なタイミングで自動的に行うことができ、粉体充填操作が更に簡便になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面をもとに説明する。
第１の実施の形態
図１は、粉体容器内３０内に挿入した状態の粉体充填用エアー吸引管１０の構造説明図であって、一部を断面図で示すものである。このエアー吸引管１０は、外管１２およびこれに長手方向に摺動自在に挿入した内管１３からなる２重管１１と、内管１３を真空ポンプ２５に接続するための接続部材２１とで構成する。この粉体充填用エアー吸引管１０は、例えば直径が約４０ｍｍ、長さが約４００ｍｍの細長い粉体容器に、粉体として電子写真用トナーを、この容器にほぼ満杯状態に充填するのに好適である。
【００１９】
上記内管１３では、下端部１３ａを全面開放し上端部に接続部材２１を接続して、内管１３内を、接続部材２１および吸引配管２２を介して、真空ポンプ２５の吸引側に連通させる。上記外管１２では、下端部を閉鎖し、周壁の下半部に吸気孔１２ａを多数形成し、これらの吸気孔１２ａを網体（エアーフィルタ）１２ｂで被覆することで、エアー吸引部（エアー分離部）１４を構成する。この網体１２ｂの通気孔の孔径は、粉体・エアー混合物中のエアーが通過するが粉体は通過しない寸法とし、上記吸気孔１２ａの開口径は、粉体径よりも十分大きく設定する。たとえば、電子写真用トナーを充填する場合には、上記網体１２ｂの孔径を約３０００〜約３５００メッシュとし、吸気孔１２ａの開口径を４〜６ｍｍ程度とする。図１において、符号３１は粉体容器３０の上壁、３３は、粉体容器３０のエアー吸引管挿入口３２に固着されたリング状のシール部材である。
【００２０】
このエアー吸引管１０は、粉体充填操作に際して粉体容器３０内の粉体充填量増大とともに、２重管１１の内管１３を外管１２に対して徐々に摺動上昇させるものであるが、そのためには、上記接続部材２１を適宜の昇降機構（図略）に係止することが好ましい。この昇降機構としては、たとえばエアシリンダあるいはカム機構を採用することができ、エアー吸引管１０、粉体容器３０、上記昇降機構、この昇降機構の動作を制御する所定の制御装置（図略）等により、本発明の粉体充填装置を構成することができる。
【００２１】
すなわち、この粉体充填装置は、粉体ホッパ（図略）の粉体充填口が挿入される粉体供給口（図略）およびエアー吸引管挿入口３２を有する粉体容器３０と、この挿入口３２から粉体容器３０内に挿入されたエアー吸引管１０と、開閉弁を備えた所定のエアー吸引配管２２と、真空ポンプ２５と、内管１３の昇降機構と、この昇降機構の動作を制御する制御装置等により構成する。この場合、上記配管２２に開閉弁２３を設け、その一端部を接続部材２１に、他端部を真空ポンプ２５の吸引側にそれぞれ接続する。
【００２２】
上記粉体ホッパおよび粉体容器３０の構造は、たとえば図５に示したものと同様とする。また、気圧センサ（図略）を上記制御装置に接続するとともに、この制御装置を上記昇降機構の駆動部に連絡する。そして、粉体充填操作に当たっては、上記気圧センサを適所、例えば上記接続部材２１内（または内管１３内に、あるいは吸引配管２２のうち、接続部材２１の直近部分の内部）にセットし、検出された気圧（絶対圧）が所定値以下に低下したときには、制御装置からの信号により上記駆動部が作動して、昇降機構により内管を上昇させ、検出された気圧（絶対圧）が所定値を超えたときには、内管上昇動作を停止するように構成する。
【００２３】
この粉体充填装置による粉体充填操作は、たとえば次のように行う。準備操作として、図５の場合と同様に、粉体をホッパに投入し、粉体容器３０の粉体供給口を、粉体を収容した大気圧下の粉体ホッパ下端部の粉体充填口に挿入するとともに、図１に示すようにエアー吸引管１０を粉体容器３０に挿入する。さらに、上記気圧センサを接続部材２１内に挿入セットする。ついで、真空ポンプ２５を駆動して、エアー吸引管１０内を減圧する。これにより、粉体容器３０内およびエアー吸引管１０の内管１３内が負圧となり、ホッパ内の粉体（正確には粉体・空気混合物）が粉体容器３０に落下充填される。充填された粉体・混合物中の空気はエアー吸引管１０のエアー吸引部１４で吸引分離され、内管１３、接続部材２１、吸引配管２２および開閉弁２３を介して真空ポンプ２５により排気される。
【００２４】
粉体充填操作の継続による粉体容器３０内の充填粉体量増大に伴って、エアー吸引管１０のエアー吸引部１４が粉体層内に埋没した状態となり、充填された粉体の充填密度が増大し、内管１３内の気圧が低下してゆく。そして、上記気圧センサによる検出気圧が所定値以下に低下したときには、制御装置からの信号により昇降機構が作動して内管が適宜高さだけ上昇し、検出気圧が所定値を超えたときには、内管上昇動作が停止する。そして、粉体容器３０に所定量の粉体が充填された後には、内管１３を所定位置（粉体充填操作開始位置）まで降下させ、開閉弁２３を閉じ、エアー吸引管１０を粉体容器３０から抜き取り、粉体容器３０をホッパから取り外す。次回の粉体充填操作では、空の粉体容器をホッパに取り付けるとともに、エアー吸引管１０をこの粉体容器に挿入した後、上記と同様の操作を行う。
【００２５】
なお、粉体容器３０の深さが例えば４００ｍｍ程度の場合、図１において寸法Ｌ１（粉体充填操作開始時における内管１３の下端部１３ａと、外管１２の内底面との距離）を１００ｍｍ程度とし、同図において寸法Ｌ２（粉体充填操作における、内管１３の昇降ストローク）を２００ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
なお、図１に示すように、吸引配管２２に真空破壊用の開閉弁２４を設けても良い。この構成によれば、エアー吸引部１４が粉体で目詰まりしたときに、開閉弁２４を開放して大気を内管１３に導入し、上記粉体を吹き飛ばすことで、この目詰まりを解消することができる。
【００２７】
本実施の形態では、図５のエアー吸引管７０と違って、粉体容器３０に充填された粉体層が充填密度増大により固まり状態となっても、エアー吸引管１０の内管１３が粉体層および粉体容器と一体化することはないから、上記内管上昇動作は常時円滑に進行する。なお、所望により、粉体充填操作の開始から終了まで、内管を一定の低い速度で連続的に上昇させる充填方法を採用することもできる。
【００２８】
第２の実施の形態
図２はエアー吸引管１０の要部構造を示す縦断面図である。このエアー吸引管１０は、内管１３の上方部外周面と、外管１２の上方部内周面との間に環状空間を設け、この環状空間内にコイルバネ１５を、内管１３外周面を取り巻くように挿入し、内管１３を外管１２に対し摺動上昇させるときに、コイルバネ１５による下向きの弾性力が内管１３に付与されるように構成したものである。この場合、コイルバネ１５の上端部を凹部１６に挿入してその動きを拘束する。同様に下端部を凹部１７に挿入して動きを拘束する。このエアー吸引管１０では、内管１３を適宜の手段による引き上げ力でコイルバネ１５の弾性力に抗して上昇させ、粉体容器に所定量の粉体が充填されたときに上記引き上げ力を解除すると、コイルバネ１５の弾性力によって、内管１３を昇降の下端位置に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る粉体充填用吸引管の構造説明図であって、一部を断面図で示すものである。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る粉体充填用吸引管の要部構造を示す。
【図３】従来例に係る粉体充填装置および、その問題点を示す説明図である。
【図４】別の従来例に係る粉体充填方法を示す説明図である。
【図５】さらに別の従来例に係る粉体充填装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：エアー吸引管
１１：２重管
１２：外管
１２ａ：吸気孔
１２ｂ：網体
１３：内管
１３ａ：下端部
１４：エアー吸引部
２１：接続部材
２２：吸引配管
２３：開閉弁
２４：開閉弁
２５：真空ポンプ
３０：粉体容器
【図１】
2005067650.tif 000003
【図２】
2005067650.tif 000004
【図３】
2005067650.tif 000005
【図４】
2005067650.tif 000006
【図５】
2005067650.tif 000007