(57)【要約】      （修正有）【課題】超微細な粉体を、粉体の諸物性及び配合性を損なわず、作業環境や作業者を汚さず、作業者に危険なく、小型容器に迅速かつ正確に分取することができ、自動化が容易で取扱い性に優れた粉体充填装置及び方法の提供。【解決手段】内壁に通気性部材を有する大型容器１０、通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより大型容器内の粉体を流動化させる流動化手段５０、小型容器２０への吐出口において気体分離手段により気体のみを分離吸引してブリッジにより吐出を停止する粉体バルブ１１、粉体バルブにブリッジを形成するための吸引圧発生源４３、及び粉体が移送充填された小型容器の総重量を計測する重量計測手段３０を有する粉体充填装置であって、粉体バルブ１１と吸引圧発生源４３の間にタンク４４と空気弁４５を有し、重量計測手段３０からの計測データに基づいて空気弁４５を開く充填量制御手段４０を有する粉体充填装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁に通気性部材を有する大型容器、通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより大型容器内の粉体を流動化させる流動化手段、小型容器への吐出口において気体分離手段により気体のみを分離吸引してブリッジにより吐出を停止する粉体バルブ、粉体バルブにブリッジを形成するための吸引圧発生源、及び粉体が移送充填された小型容器の総重量を計測する重量計測手段を有する粉体充填装置であって、粉体バルブと吸引圧発生源の間にタンクを有し、該タンクと粉体バルブの間に空気弁を有し、重量計測手段からの計測データに基づいて空気弁を開く充填量制御手段を有することを特徴とする大型容器内の粉体を小型容器に充填する粉体充填装置。
【請求項２】
空気弁と粉体バルブの間に空気を圧入する経路が設けられ、空気弁の閉時に、この経路からの空気の圧入によりブリッジが破壊されることを特徴とする請求項１記載の粉体充填装置。
【請求項３】
気体分離手段が、粉体吐出管の内側に配置されており、粉体は通過させず気体のみを通過させるメッシュ材を装着したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体充填装置。
【請求項４】
気体分離手段が、粉体吐出管の内側に配置されており、粉体は通過させず気体のみを通過させる多数の微細孔を有し各微細孔が内部で相互に連通している多孔体であることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体充填装置。
【請求項５】
流動化手段が、気体分離手段に加圧気体を導入する気体導入管を備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の粉体充填装置。
【請求項６】
気体導入管が、送気停止、送気開始及び送気量調節を行う送気調節弁を有することを特徴とする請求項５記載の粉体充填装置。
【請求項７】
大型容器が少なくとも一部に傾斜した内壁部分を有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項８】
傾斜した内壁部分が、大型容器下部のホッパ状の構造部分の一部であることを特徴とする請求項７記載の粉体充填装置。
【請求項９】
充填量制御手段が、重量計測手段により計測される、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を表示するためのモニタ部を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１０】
充填量制御手段が、小型容器の空重量と粉体が充填された小型容器の総重量から、充填済み粉体重量を演算する演算処理部を有することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の粉体充填装置。
【請求項１１】
演算処理部が入力手段を有し、該入力手段により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が可能であることを特徴とする請求項１０記載の粉体充填装置。
【請求項１２】
演算処理部の演算結果に基いて、空気弁の開閉動作が制御されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の粉体充填装置。
【請求項１３】
大型容器内の粉体を小型容器に充填する粉体充填方法であって、前記大型容器は、内壁に通気性部材を有し、該通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより大型容器内の粉体を流動化させ、小型容器への吐出口において気体分離手段と吸引圧発生源により気体のみを分離吸引し、粉体バルブにブリッジを形成して粉体の吐出を停止するに際し、粉体バルブと吸引圧発生源の間にタンクを設け、タンクと粉体バルブの間に空気弁を設け、吸引圧発生源により予めタンクに吸引圧を溜めておくと共に、粉体が移送充填された小型容器の総重量を計測し、該計測データに基づいて空気弁を開き、タンクに溜めておいた吸引圧を粉体バルブにかけてブリッジを瞬時に形成し粉体の吐出を停止することを特徴とする粉体充填方法。
【請求項１４】
空気弁と粉体バルブの間に空気を圧入する経路を設け、空気弁の閉時に、この経路から空気を圧入してブリッジを破壊することを特徴とする請求項１３記載の粉体充填方法。
【請求項１５】
気体分離手段として、粉体は通過させず気体のみを通過させるメッシュ材を装着したものを粉体吐出管の内側に配置したことを特徴とする請求項１３又は１４記載の粉体充填方法。
【請求項１６】
気体分離手段として、粉体は通過させず気体のみを通過させる多数の微細孔を有し各微細孔が内部で相互に連通している多孔体を粉体吐出管の内側に配置したことを特徴とする請求項１３又は１４記載の粉体充填方法。
【請求項１７】
気体分離手段に加圧気体を導入する気体導入管を備えた流動化手段を採用することを特徴とする請求項１５又は１６記載の粉体充填方法。
【請求項１８】
送気停止、送気開始及び送気量調節を行う送気調節弁を有する気体導入管を備えた流動化手段を採用することを特徴とする請求項１７記載の粉体充填方法。
【請求項１９】
少なくとも一部に傾斜した内壁部分を有する大型容器を用いることを特徴とする請求項１３〜１８の何れかに記載の粉体充填方法。
【請求項２０】
傾斜した内壁部分が、大型容器下部のホッパ状の構造部分の一部であることを特徴とする請求項１９記載の粉体充填方法。
【請求項２１】
重量計測手段により計測される、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を表示するためのモニタ部を有する充填量制御手段を採用することを特徴とする請求項１３〜２０の何れかに記載の粉体充填方法。
【請求項２２】
小型容器の空重量と粉体が充填された小型容器の総重量から充填済み粉体重量を演算する演算処理部を有する充填量制御手段を採用することを特徴とする請求項１３〜２１の何れかに記載の粉体充填方法。
【請求項２３】
演算処理部が入力手段を有し、該入力手段により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うことを特徴とする請求項２２記載の粉体充填方法。
【請求項２４】
演算処理部の演算結果に基いて、空気弁の開閉動作を制御することを特徴とする請求項２２又は２３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トナー（通常、体積平均粒径０．２〜２０μｍ）の如き粉体の所望量を過不足なく大型容器から小型容器に充填する粉体充填装置及び粉体充填方法に関する。この充填方法及び充填装置は、例えば静電潜像現像用トナーを例にとると、そ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、エンドユーザの元で小型トナー容器にオンデマンド充填する際にも用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電潜像現像用トナーを大型容器から小分けして他の容器に充填することは、しばしば行われている。例えば特許文献１には、内部にトナー撹拌用オーガーを具備し底部にロータリーバルブを具備したトナー供給用容器からトナー受け容器にトナー粉体を充填する方法が開示されている。この充填方法は、トナー供給用容器内で撹拌下にあるトナーに気体を導入してトナーの流動性を高める工程と、該トナーを搬送配管を用いてトナー受け容器に搬送し、この搬送されたトナーを圧縮して高密度化充填する工程を有し、その際に、前記搬送配管の途中とトナー供給用容器との間に設けた循環用排気管により気体分を分離し、分離気体中に随伴されるトナーを該気体と共に前記トナー供給用容器に再度返送することを特徴とするものである。
しかしながら、静電潜像現像用トナーは極く小粒径の粉体であって、セラミック材料等の他の粉体に比べて密度比重が比較的小さい割に流動性が悪く凝集性が高いものである。特に最近では、トナーは、現像された画像の解像度上昇の要求に応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応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。そのため、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っている。
【０００３】
従って、これらの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たり、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たりしている。ところが、トナー表面に担持させたこれら超微粒子の分離、脱落を防ぎつつ、帯電特性、流動性及び耐凝集性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ーコンベアのような手段による撹拌や移送は望ましくない。
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、表面に流動性向上剤、帯電調節剤、流動化剤、凝集防止剤、融着防止剤などの成分を担持しているため、粒子が相互に絡み合って流動性が悪く、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のような装置を用いた従来の機械的処理は好ましくない。
【０００４】
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ので、このトナー雲から気体を速やかに分離して取扱いを容易にする必要がある。ところがトナー雲からの気体の速やかな分離は、分離配管の構造形状や位置等のみによってはその達成が難しく、従って、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圧縮量をコントロールすることは困難である。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、一旦トナー雲が形成されると、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。しかし、大きなトナー雲の生成を抑制するために、空気の供給を緩やかに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操作を行うことは容易ではない。
また、トナーを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で、次第に成分ムラを発生することがあり、その対策を講じる必要もある。
【０００５】
このような従来技術の課題を解決するため、本出願人は特願２００３−１８８３２８号及び特願２００３−１９４５２２号に係る発明を出願した。前者は、大きさの異なる２つ以上の吐出開口部を有すること、後者は更に計量槽を設けることを特徴の１つとするものである。また、何れの出願も請求項６として粉体バルブを用いる態様を開示しているが、本発明のような充填停止精度の向上を目的とした粉体バルブの具体的構成については何も記載されていない。また、バルブ形成時に、吸引圧発生源の稼働から設定吸引圧に到達するまでにラグタイムがあるためバルブ形成に時間がかかり充填量にばらつきを生じるという問題及びその解決手段についても特に記載はない。
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
本発明は、平均粒径がミクロン単位の超微細な粉体を、粉体に特段のストレスを与えず粉体の諸物性及び配合性を損なうことなく、作業環境や作業者を汚すことなく、かつ作業者に危険なく、大型容器内に貯蔵されている粉体を流動化させて小型容器に迅速かつ正確に分取することができ、自動化が容易で取扱い性に優れ、しかも充填停止精度が高く充填量のばらつきが小さい粉体充填装置及びこの装置を用いた粉体充填方法の提供を目的とする。また、一時貯蔵容器からの切出しばかりでなく、製造ラインの途中における粉体の移送用装置としても利用できる粉体充填装置及びこの装置を用いた粉体充填方法の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、次の１）〜２４）の発明によって解決される。
１）  内壁に通気性部材を有する大型容器、通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより大型容器内の粉体を流動化させる流動化手段、小型容器への吐出口において気体分離手段により気体のみを分離吸引してブリッジにより吐出を停止する粉体バルブ、粉体バルブにブリッジを形成するための吸引圧発生源、及び粉体が移送充填された小型容器の総重量を計測する重量計測手段を有する粉体充填装置であって、粉体バルブと吸引圧発生源の間にタンクを有し、該タンクと粉体バルブの間に空気弁を有し、重量計測手段からの計測データに基づいて空気弁を開く充填量制御手段を有することを特徴とする大型容器内の粉体を小型容器に充填する粉体充填装置。
２）  空気弁と粉体バルブの間に空気を圧入する経路が設けられ、空気弁の閉時に、この経路からの空気の圧入によりブリッジが破壊されることを特徴とする１）記載の粉体充填装置。
３）  気体分離手段が、粉体吐出管の内側に配置されており、粉体は通過させず気体のみを通過させるメッシュ材を装着したものであることを特徴とする１）又は２）記載の粉体充填装置。
４）  気体分離手段が、粉体吐出管の内側に配置されており、粉体は通過させず気体のみを通過させる多数の微細孔を有し各微細孔が内部で相互に連通している多孔体であることを特徴とする１）又は２）記載の粉体充填装置。
５）  流動化手段が、気体分離手段に加圧気体を導入する気体導入管を備えていることを特徴とする３）又は４）記載の粉体充填装置。
６）  気体導入管が、送気停止、送気開始及び送気量調節を行う送気調節弁を有することを特徴とする５）記載の粉体充填装置。
７）  大型容器が少なくとも一部に傾斜した内壁部分を有することを特徴とする１）〜６）の何れかに記載の粉体充填装置。
８）  傾斜した内壁部分が、大型容器下部のホッパ状の構造部分の一部であることを特徴とする７）記載の粉体充填装置。
９）  充填量制御手段が、重量計測手段により計測される、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を表示するためのモニタ部を有することを特徴とする１）〜８）の何れかに記載の粉体充填装置。
１０）  充填量制御手段が、小型容器の空重量と粉体が充填された小型容器の総重量から、充填済み粉体重量を演算する演算処理部を有することを特徴とする１）〜９）の何れかに記載の粉体充填装置。
１１）  演算処理部が入力手段を有し、該入力手段により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が可能であることを特徴とする１０）記載の粉体充填装置。
１２）  演算処理部の演算結果に基いて、空気弁の開閉動作が制御されることを特徴とする１０）又は１１）記載の粉体充填装置。
１３）  大型容器内の粉体を小型容器に充填する粉体充填方法であって、前記大型容器は、内壁に通気性部材を有し、該通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより大型容器内の粉体を流動化させ、小型容器への吐出口において気体分離手段と吸引圧発生源により気体のみを分離吸引し、粉体バルブにブリッジを形成して粉体の吐出を停止するに際し、粉体バルブと吸引圧発生源の間にタンクを設け、タンクと粉体バルブの間に空気弁を設け、吸引圧発生源により予めタンクに吸引圧を溜めておくと共に、粉体が移送充填された小型容器の総重量を計測し、該計測データに基づいて空気弁を開き、タンクに溜めておいた吸引圧を粉体バルブにかけてブリッジを瞬時に形成し粉体の吐出を停止することを特徴とする粉体充填方法。
１４）  空気弁と粉体バルブの間に空気を圧入する経路を設け、空気弁の閉時に、この経路から空気を圧入してブリッジを破壊することを特徴とする１３）記載の粉体充填方法。
１５）  気体分離手段として、粉体は通過させず気体のみを通過させるメッシュ材を装着したものを粉体吐出管の内側に配置したことを特徴とする１３）又は１４）記載の粉体充填方法。
１６）  気体分離手段として、粉体は通過させず気体のみを通過させる多数の微細孔を有し各微細孔が内部で相互に連通している多孔体を粉体吐出管の内側に配置したことを特徴とする１３）又は１４）記載の粉体充填方法。
１７）  気体分離手段に加圧気体を導入する気体導入管を備えた流動化手段を採用することを特徴とする１５）又は１６）記載の粉体充填方法。
１８）  送気停止、送気開始及び送気量調節を行う送気調節弁を有する気体導入管を備えた流動化手段を採用することを特徴とする１７）記載の粉体充填方法。
１９）  少なくとも一部に傾斜した内壁部分を有する大型容器を用いることを特徴とする１３）〜１８）の何れかに記載の粉体充填方法。
２０）  傾斜した内壁部分が、大型容器下部のホッパ状の構造部分の一部であることを特徴とする１９）記載の粉体充填方法。
２１）  重量計測手段により計測される、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を表示するためのモニタ部を有する充填量制御手段を採用することを特徴とする１３）〜２０）の何れかに記載の粉体充填方法。
２２）  小型容器の空重量と粉体が充填された小型容器の総重量から充填済み粉体重量を演算する演算処理部を有する充填量制御手段を採用することを特徴とする１３）〜２１）の何れかに記載の粉体充填方法。
２３）  演算処理部が入力手段を有し、該入力手段により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うことを特徴とする２２）記載の粉体充填方法。
２４）  演算処理部の演算結果に基いて、空気弁の開閉動作を制御することを特徴とする２２）又は２３）記載の粉体充填方法。
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、大型容器内の粉体を、機械的ストレスをかけることなく小型容器に所定量、過不足なしに迅速に充填する粉体充填技術に係るものである。
本発明の対象となる「粉体」としては、静電潜像現像用トナー、薬品、化粧品、食品等の各種粉体が挙げられるが、特に好適なのは、平均粒径がミクロン単位の超微細な粉体である静電潜像現像用トナーである。
本発明における大型容器としては、内壁に通気性部材を有すると共に、粉体を小型容器に排出するための吐出開口部を有するものを使用する。通気性部材は、空気、窒素などの気体を通過させて大型容器内に導入できるものであればよく、少なくとも吐出部付近に設けることが好ましい。流動化手段は、通気性部材を介して大型容器内に加圧気体を吐出させることにより粉体を流動化させるものである。即ち、大型容器の通気性部材が設けられている付近で粉体の流動床を形成し、大型容器内の粉体に気体を吹き込み、大型容器内の粉体層を僅かに膨張乃至浮動化させて、粉体に機械的ストレスを与えることなく粉体を吐出開口部に導くようにする。
【００１０】
また、本発明では、小型容器へ粉体を投入する充填ノズルにおいて空気のみを分離吸引してブリッジにより吐出を停止する粉体バルブ構造を有し、粉体バルブにおける気体吸引手段について、粉体バルブと吸引圧発生源の間にタンクを設け、そのタンクと粉体バルブの間に空気弁を設置する構成とする。この構成によれば、空気弁を閉じた状態でタンク内に吸引圧を溜めておき、粉体の充填量が規定量に達したとき空気弁を開いて急速に粉体バルブに吸引圧をかけ、バルブの閉状態を瞬時に形成して粉体の吐出を停止させることができ、吐出の停止精度が顕著に向上する。そして容器毎の充填量のばらつきを低減できる。
粉体バルブとタンク間、及びタンクと吸引圧発生源間の接続は、例えば金属パイプの様な剛体だけでなく、エアチューブの様なフレキシブルなものでもよい。タンクの大きさは粉の特性や流動状態、或いは粉体バルブ（充填ノズル）の通気性部材内径と接粉部断面積によって異なるが、好ましくは吸引開始から粉体バルブの閉状態が完成するまでの吸引空気容量を１００％確保できるものが望ましい。しかし、１００％未満の容量でも効果は発揮される。
また、本発明は、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を計測する重量計測手段と、前記重量計測手段からの計測データに基づき、大型容器の各吐出開口部の充填量制御を行う充填量制御手段を有する。重量計測手段は、粉体が充填されていない空の小型容器の重量を計測して、そのデータを充填量制御手段に伝えてもよいし、空の小型容器の重量が判っている場合には前もって充填量制御手段にそのデータを入力しておいてもよい。
【００１１】
更に、空気弁と粉体バルブの間に空気を圧入する経路を設置することにより、空気弁の閉時に、この経路から粉体バルブに空気を圧入して瞬時にブリッジを破壊し吐出を開始することが可能となる。
更に、気体分離手段として、例えば吐出管に複数の穴を開け、その内側に粉体は通過させず気体のみを通過させるメッシュ材（例えば３５００メッシュ）を装着したもの、或いは、銅やステンレスなどの微小粒子を焼結により結合した焼結金属からなる多孔体を用いることができる。
更に、流動化手段として気体分離手段に気体導入管を付設したものを用いてもよいし、送気停止、送気開始及び送気量調節用の送気調節弁を有する気体導入管を用いて、流動化手段から気体吹き込みが行われた大型容器内の流動状態や粉圧の調節をし易くすることもできる。
【００１２】
更に、大型容器は、少なくとも一部に傾斜した内壁部分を有していることが好ましく、この傾斜した内壁部分により、内部に収納された粉体の各吐出開口部までの排出が円滑化される。典型的には、この傾斜した内壁部分を大型容器下部のホッパ状の構造部分の一部とすることができる。
更に、充填量制御手段には、重量計測手段により計測される、少なくとも粉体が充填された小型容器の総重量を表示するモニタ部を有することが好ましく、小型容器の空重量と粉体が充填された小型容器の総重量から、充填済み粉体重量を演算する演算処理部を有することがより好ましい。この演算処理部は、キーボードやデジタルスイッチ等の従来公知の入力手段を備え、該入力手段により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ができるものであることが好ましい。
更に、この演算処理部の演算結果に基いて、前記流動化手段の送気調節弁の開閉動作の制御を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空気弁４５を閉じた状態でタンク４４内に吸引圧を溜めておき、粉体の充填量が規定量に達したとき空気弁４５を開いて急速に粉体バルブ１１に吸引圧をかけ、ブリッジを瞬時に形成して粉体の吐出を停止させることにより、吐出の停止精度を向上させ、容器毎の充填量のばらつきを低減することが可能な粉体充填装置及び粉体充填方法を提供できる。
【実施例】
【００１４】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
図１に従来の粉体充填装置の構成例を、図２に本発明による粉体充填装置の実施例を模式的に示す（大型容器の下半分は断面で示した）。従来は粉体バルブ１１と吸引圧発生源４３が吸引管１３で接続されているのみであるが、本発明は、粉体バルブ１１と吸引圧発生源４３の間にタンク４４を設け、該タンク４４と粉体バルブ１１の間に空気弁４５を設けた点に特徴がある。なお、６０は図示しない大量トナー保管場所より大型容器１０へトナーを供給するための供給口である。
本実施例では、平均粒径数ミクロンの静電荷像現像用トナーを充填対象の粉体とする。
小型トナー容器２０はロードセルの如き公知の重量計測手段３０上に載置する。
大型容器１０は下方吐出部に粉体バルブ（充填ノズル）１１を有する。粉体バルブ１１は内部に気体分離手段である多孔体（メッシュ材でもよい）１２を有し、空気弁４５、タンク４４を介して吸引圧発生源４３に接続されている。
また、大型容器１０はホッパ状であり、その内壁部分１４は内部に収容したトナーの滑落を妨げないように傾斜しており、トナー吐出管までの排出が円滑化される。
【００１６】
更に、大型容器１０には流動化手段５０が設けられている。この流動化手段５０は、大型容器１０の下方壁に設けられた通気性部材５１と、該通気性部材５１を介して大型容器１０の内部に空気を供給するための加圧空気供給手段５２と、該加圧空気供給手段５２と該通気性部材５１を連結する空気導入管５３から構成されている。通気性部材５１は、空気を噴出するための多数の微細孔を有し各微細孔が内部で連通している多孔体からなる。所要の高吐出能力を得るため、本実施例では通気性部材５１は円周の全周にわたって設けられている。通気性部材５１における孔部の多少は供給空気量にも大いに関係する。本実施例の装置の場合、大型容器１０はトナー吐出管に向かって断面が狭くなっているので、トナーによる架橋現象を防止するために、円周面に沿って空気の吹き出し口を数段階連続的に設けたり、螺旋方向へ空気が吹き出すような吹き出し構造としてもよい。このような流動化手段５０により、トナー流出の中断或いはボタ落ちを防止することができ、また、送気量を加減することにより、トナー吐出量を調節することができ、送気された空気との混合により形成されるトナー雲の大きさを調節することができる。
【００１７】
重量計測手段３０としては、ロードセルの如き慣用の重量計測機器を用いることができ、その計測データ（空の小型トナー容器２０の重量及びトナー２１が充填された小型トナー容器２０の総重量）は通信線３１を介して、充填量制御手段４０の演算処理部４１に送られるようになっている。
充填量制御手段４０は、演算処理部４１と通信線４２からなる。演算処理部４１は、重量計測手段３０で計測された、小型トナー容器２０の空重量とトナー２１が充填された小型トナー容器２０の総重量から充填済みトナー重量を演算し、それに基づいて空気弁４５を開動作制御する。この演算処理部４１は、キーボード等の入力手段により、粉体の充填予定重量の入力や入力された充填予定重量の変更ができるようにしてもよい。
【００１８】
図２の装置により、トナーが収容されている大型容器１０から小型トナー容器２０にトナーの充填を行う場合、先ず、空の小型トナー容器２０を重量計測手段３０に載置する。重量計測手段３０は空の小型トナー容器２０の重量計測データを通信線３１を介して演算装置４１に送信する。ここで、加圧空気供給手段５２を作動させ空気供給管５３を通して圧縮空気を通気性部材５１に供給する。すると空気は通気性部材５１の多数の孔を通って大型容器１０内に吹き出し、その中に収容されたトナーを流動化させ流動床状態とする。
一方、演算処理部４１の指示により空気弁４５が閉状態となり、トナーの充填が開始される。
トナー２１が小型トナー容器２０内に充填されると、重量計測手段３０は、充填された小型トナー容器２０の総重量の計測データを通信線３１を介して演算処理部４１に送信する。演算処理部４１では、小型トナー容器２０の種類及びトナーの種類と充填量に応じて、予め空気弁開重量及び吸引圧発生源始動重量を決め、内部メモリに記憶しておく。そして、現在の充填トナー量を計測し、吸引圧発生源始動重量に相当する充填量になった場合、信号線４２を介して吸引圧発生源４３を始動させタンク４４に吸引圧を確保する。そして、空気弁開重量に相当する充填量になった場合、信号線４２を介して空気弁４５を開状態とし、タンク４４に溜めておいた吸引圧により粉体バルブ１１の空気を一気に吸引し、粉体ブリッジを瞬時に形成してトナー排出を停止する。
このようにして、平均粒径がミクロン単位の超微細なトナーの所望量を精度良くトナー容器２０に充填することができる。
実際に図２の構成で、ノズル内径１２ｍｍの粉体バルブ１１、接粉部断面積１０５５ｍｍ２の気体分離手段、５００ｍｌのタンク４４を用いて、電子写真に用いられるトナー粉を用いた充填を実施した結果、従来方式に対し充填量のばらつきが５．０％低減した。
【００１９】
実施例２
実施例１に比べて、瞬時に吐出開始を行うようにするため、図２の装置に更に図３のような圧縮空気源４６を設けた構成の粉体充填装置を作製した。
本実施例によれば、粉体バルブ形成後の吐出開始時、空気弁４５が閉状態になった直後に、制御部４１からの信号で、圧縮空気源４６から解除用空気を吹き込む事により、吐出開始がスムーズとなる。
【００２０】
実施例３
図４に示す構成の粉体充填装置を作製した。この装置の特徴は、実施例１の図２の装置が重力で送粉及び粉体吐出を行うのに対し、大型容器内の圧力で送粉及び粉体吐出を行う点である。なお、図２と同じ機能の部分は同じ番号で示した。
密閉可能な大型容器１０に流動化手段５０を設けた。この流動化手段５０は、大型容器１０の底部に設けた通気性部材５１と、該通気性部材５１を介して大型容器１０の内部に空気を供給するための加圧空気供給手段５２からなる。
トナー排出部は、大型容器１０の底面に密着しないように粉体内に挿入した粉体導入管１７から、流動粉体輸送管１６を経由して粉体バルブ（充填ノズル）１１へ導かれる。
本実施例の装置では、圧力開放弁１８の開放状態において、充填しようとする粉体を大型容器上部の閉鎖弁付き粉体投入口から投入する。その後、加圧空気供給手段５２から通気性部材５１を介して大型容器１０に気体を導入することで粉体を流動化する。
流動化した後、粉体投入口及び圧力開放弁１８を閉じると、粉体はその流動化に使用した気体の圧力で大型容器１０内から流動粉体輸送管１６に押し出され、小型容器２０の上部に設置した粉体バルブ１１から小型容器２０に排出される。その際、粉体速度調整弁１９の開度を調整し、粉体の吐出速度を調整する。
その後は、実施例１と同様にして、粉体の吐出を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の粉体充填装置の構成例を模式的に示す図。
【図２】実施例１の粉体充填装置の構成を模式的に示す図。
【図３】実施例２の粉体充填装置の部分構成を模式的に示す図。
【図４】実施例３の粉体充填装置の構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１０  大型容器
１１  粉体バルブ（＝充填ノズル）
１２  多孔体（又はメッシュ材）
１３  吸引管
１４  大型容器の内壁部分
１６  流動粉体輸送管
１７  粉体導入管
１８  圧力開放弁
１９  粉体速度調整弁
２０  小型トナー容器
２１  トナー
２４  圧力計
２５  圧力計
３０  重量計測手段
３１  通信線
４０  充填量制御手段
４１  演算処理部
４２  通信線
４３  吸引圧発生源
４４  タンク
４５  空気弁
４６  圧縮空気源
５０  流動化手段
５１  通気性部材
５２  加圧空気供給手段
５３  気体導入管
６０  供給口
【図１】
2005225511.tif 000003
【図２】
2005225511.tif 000004
【図３】
2005225511.tif 000005
【図４】
2005225511.tif 000006