(57)【要約】      （修正有）【課題】トナー飛散が生ぜず、容器を封印する前に充填口周辺を清掃する時間が要せず、トナー充填作業のために広い場所を要さず、トナー充填前の空容器の運搬にロードを要さず、大きな保管場所を要しないトナー充填方法を提供すること。【解決手段】気体を粉体トナー中に導入して該トナーの流動性を増大させる手段と、該トナーをトナー収納容器に導入するためのトナー充填手段と、トナー収納容器に導入されたトナーから気体を除去するための脱気装置と、該脱気装置をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段と、該脱気装置へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段とを有することを特徴とするトナー充填装置。【選択図】図３
2005075371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を粉体トナー中に導入して該トナーの流動性を増大させる手段と、該トナーをトナー収納容器に導入するためのトナー充填手段と、トナー収納容器に導入されたトナーから気体を除去するための脱気装置と、該脱気装置をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段と、該脱気装置へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段とを有することを特徴とするトナー充填装置。
【請求項２】
前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置に周波数１０〜５０Ｈｚの超音波振動を与えて該脱気装置へのトナー付着を抑制し、吸引エアー量減少を防止するものであることを特徴とする請求項１に記載のトナー充填装置。
【請求項３】
前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置をトナーと同極性に帯電してトナーを静電的に反発させる脱気装置帯電手段であることを特徴とする請求項１に記載のトナー充填装置。
【請求項４】
前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置を１００〜２００００ｒｐｍの範囲の回転数で高速回転させることによりメッシュに付着したトナーを遠心力で剥離させるものであることを特徴とする請求項１に記載のトナー脱気装置。
【請求項５】
前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置を（より安価な装置とするためカム駆動で）上下に往復運動させてトナー付着を抑制するものであることを特徴とする請求項１に記載のトナー脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ用のトナーや粉体現像剤等の粉体を収容する粉体容器に粉体を、高密度に効率的に充填するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体トナー中に空気等の気体を導入してその流動性を高め、計量機器を含む各種取扱装置及び貯蔵装置への搬入及び搬出作業等を容易にする試みが検討されており、特に各種装置やパイプ中で輸送等の各種処理をニューマテック方式で行なった後、或いは行ないつつ、不要な気体を粉体中から除去して粉体トナーを減容することが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、粉体中に均一に気体を導入し最少の気体量で制御された粉体の流動状態を得て、小口径充填容器や複雑な形状の充填容器の奥または底部に流動粉体を流入し、小型で持ち運びができ、操作が簡単で、充填後の粉体から脱気させ、高密度、無粉塵で充填できる方法及び装置として、粉体の流動化のための気体が導入される気体導入開口部を上流部に有する密閉可能な容器状の収納粉体流動化手段と、該気体が排出される気体排出開口部を下流部に有する充填ノズルと、前記収納粉体流動化手段と充填ノズルを連結し、排出される流動化粉体の経路とを有し、該充填ノズルは充填用容器の口を密閉可能である粉体充填手段を用いた微細粉体の充填方法であって、該収納粉体流動化手段上流の気体導入開口部及び充填ノズル下流部の気体排出開口部に、共に気体を通過させるが粉体は通過させない粉体−気体分離篩を設けたものとすることにより、流動化粉体を該収納粉体流動化装置及び充填用容器の間に封じ込め、前記収納粉体流動化装置の気体排出開口部の開口面積を、前記充填ノズルの気体排出開口部の開口面積の１．００２倍以上とすることにより、該気体排出開口部の気体の流速が前記気体排出開口部の気体の流速よりも高くされて、流動化粉体が前記収納粉体流動化装置から流動化粉体の経路及び充填ノズルを経由して前記充填用容器に自然排出されることを内容とする微細粉体の充填技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、粉体容器内への粉体の充填率を高め、さらに、充填時において粉体供給体から粉体容器内への粉体の流下を円滑に行なわせ、かつ、流下する粉体が詰まるということを防止するため、粉体供給体を粉体容器の粉体投入口に着脱自在に接続し、粉体供給体から粉体容器内へ粉体を充填する粉体充填装置であって、一端側に減圧源が接続されると共に粉体容器内へ抜き差し自在に挿入される他端側にエア分離部を形成したエア吸引管を設け、さらに、加圧空気源に接続されると共に粉体供給体内を流下する粉体に対して略直交する向きにエアを吹き出すエア吹出し部とを設けた装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ホッパーより粉体を粉体容器内へ充填する方法及び装置において、内部に粉体を収容し底部に排出口を有する少なくとも１個のホッパーを用い、該ホッパーの内部壁面に設けた通気性内壁より粉体中へ空気を吹き出さすことにより、トナー等の粉体を粉体容器に充填するに際して、ホッパーやロートに滞留し流下するトナーの嵩密度を均一にすることによって、粉体の流動性を高め充填作業の高速化を図るとともに、特に計量部分での流動をスムースにすることによって計量精度の向上を図ることが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、内部に磁性粉体を収容し底部に排出口を有するホッパーを用い、該ホッパーの内部に設けられたマグネット棒をホッパーの中心軸方向に移動させるか、又は排出口付近に電磁石を設けることを特徴とする、該排出口より流下する磁性粉体の流量を制御することにより、作業性にすぐれ、磁性粉体の流量を正確かつ迅速に制御する方法及び装置が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、粉体中に均一に気体を導入し最少の気体量で制御された粉体の流動状態を得て、小口径充填容器や複雑な形状の充填容器の奥または底部に流動粉体を流入し、小型で持ち運びができ、操作が簡単で、容器内で充填ノズルから容器開口間の粉体の層により充填後の粉体から脱気させ、簡単に高密度、無粉塵で充填できる技術であって、さらに、誰でもどんな場所でも作業汚れなしにトナー等の粉体を充填できるように、小型で持ち運びができ、操作が簡単な充填技術として、粉体を容器に充填する方法として、粉体充填用容器内に挿入し、気体により流動化された粉体を該容器内に吐出して充填する充填ノズルの先端が、該容器内に滞留する前記粉体により囲繞された状態で、該粉体を該容器内に充填する粉体の充填方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、流動式トナー充填方法は、従来のトナー充填方式（オーガ式充填）と比べ、トナーの中にエアーを大量に含むため、充填やニューマチック輸送操作の際には処理装置中で嵩高になり、処理装置外に飛散し易く、例えば、充填時に容器内にトナーと同時にエアーも充填されてしまうので、トナー粉面の沈降に時間がかかってしまう。トナー中のエアーを抜くにしても時間がかかり、トナー充填タクトが上がってしまう。また大量に含むエアーのためにトナー飛散が生じ、容器を封印する前に充填口周辺を清掃する時間がかかっていた。特に、トナー等の粉体は、着色された樹脂材料を粉砕、分級することにより製造されることが多いので、トナー粒子は粒径に粒度分布を有し、したがって、トナー等の粉体から気体を抜き取るためのフィルタ手段のメッシュは、目開きの大きさがいずれであっても、その大きさにちょうど相当する粒径範囲のトナー粒子に遭遇することは避けられず、これが、気体導入により流動化された粉体トナーの各種処理をニューマテック方式で行なった後、或いは行ないつつ、不要な気体を粉体中から除去して粉体トナーを元の体積に減容する継続的な作業の際の支障になっていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２９３３０１号公報
【特許文献２】特開平７−１２５７０１号公報
【特許文献３】特開平８−１９８２０２号公報
【特許文献４】特開平８−１９８４５４号公報
【特許文献５】特開２００２−３３７８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、トナー等の粉体から気体を抜き取るためのフィルタ手段を用い、気体導入により高流動化され嵩高となったトナー収納容器中の充填済みトナーから脱気（固−気分離）する操作を、長時間継続することができるトナー処理技術を提供することにあり、トナー等の粉体から気体を抜き取るためのフィルタ手段を用いた場合の目詰まりによる吸引脱気能力減少がなく、トナー充填タクトが高くなく、またトナー飛散が生ぜず、容器を封印する前に充填口周辺を清掃する時間が要せず、トナー充填作業のために広い場所を要さず、トナー充填前の空容器の運搬にロードを要さず、大きな保管場所を要しないトナー充填方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、本発明の（１）「気体を粉体トナー中に導入して該トナーの流動性を増大させる流動化手段と、該トナーをトナー収納容器に導入するためのトナー充填手段と、トナー収納容器に導入されたトナーから気体を除去するための脱気装置とを有し、更に、該脱気装置をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段と、該脱気装置へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段とを有することを特徴とするトナー充填装置」；
（２）「前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置に周波数１０〜５０Ｈｚの超音波振動を与えて該脱気装置へのトナー付着を抑制し、吸引エアー量減少を防止するものであることを特徴とする前記第（１）項に記載のトナー充填装置」；
（３）「前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置をトナーと同極性に帯電してトナーを静電的に反発させる脱気装置帯電手段であることを特徴とする前記第（１）項に記載のトナー充填装置」；
（４）「前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置を１００〜２００００ｒｐｍの範囲の回転数で高速回転させることによりメッシュに付着したトナーを遠心力で剥離させるものであることを特徴とする前記第（１）項に記載のトナー脱気装置」；
（５）「前記トナー付着抑制手段が、前記脱気装置を（より安価な装置とするためカム駆動で）上下に往復運動させてトナー付着を抑制するものであることを特徴とする前記第（１）項記載のトナー脱気装置」により達成される。
【発明の効果】
【００１２】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、脱気手段へのトナー付着を抑制することで、常に新品の脱気手段に近い状態でトナー中のエアー吸引ができるため、充填時のトナー飛散対策、トナー充填時間の削減が実現され、長期間、エアー吸引量を低下させることなく充填時間内に脱気ができ、オーバーフローさせないという極めて優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に基いて詳細に説明するが、これらの説明は、本発明の内容を容易かつ充分に理解させるためのものであって、本発明をこれにより限定するためのものではない。
図１〜図６、及び図７〜９は、本発明で用いる「気体を粉体トナー中に導入して該トナーの流動性を増大させる手段と、該トナーをトナー収納容器に導入するためのトナー充填手段と、トナー収納容器に導入されたトナーから気体を除去するための脱気装置とを有するトナー充填方式」の例を示すものであって、図１の第１の装置例は、気体を粉体トナー中に導入して該トナーの流動性を増大させる流動化手段（１５）、（２１）、（３３）と、該トナーをトナー収納容器に導入するためのトナー充填手段（３０ａ）と、トナー収納容器（４０）中のトナーから気体を除去するための脱気装置（７０）とを有する。脱気装置（７０）をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段と、該脱気装置へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段は図１中には図示されてない。これら脱気装置保持手段（７５）と、トナー付着抑制手段（７１）（７２）（７３）（７４）は図１に関連して説明する図３〜図６中に図示されている。
【００１４】
この第１の充填装置例を示す図１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。
【００１５】
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）下部のホッパ状の構造部分（１３）の１部になっている。
【００１６】
この例の装置では大型容器（１０）のホッパ状の構造部分（１３）は、１枚の垂直基板（１３ａ）のそれぞれ両側の内側傾斜した略３角形の側板（１３ｂ）（１３ｃ）と、垂直基板（１３ａ）に対向する内側傾斜の略３角形の裏板（１３ｄ）（１３ｅ）とから構成され、断面が逆台形の下り勾配を持った角円錐形となっており、裏板（１３ｄ）（１３ｅ）の接合した谷筋部分（１４）は、勾配が最も小さくなっているが、この小勾配の谷筋部分（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３のトナー流動化手段（１５）のための第３の気体導入管（１５ａ）は、この谷筋部分（１４）の底部と両壁部の合計３本に分岐され、各方導入管（１５ａ）には、それぞれ、送気調節弁（１５ｂ）が設けられている。
【００１７】
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、この例の装置においては、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り、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。
【００１８】
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（１６）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。
【００１９】
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）へ移動する。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多孔質板のエアースライダ、即ち第２のトナー流動化手段（２１）が設けられ、この第２のトナー流動化手段（２１）から吹き込まれた気体は、連結管（２０）から計量槽（３０）へ移動されるトナーを流動化する。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。
【００２０】
トナー排出口（１１）から排出されたトナー粉体は、連結管（２０）を介して計量槽（３０）に送られる。この例の充填装置における計量槽（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）を吐出開口部（３１）に有している。該「所望量」は、適宜設定し直すことができる。
【００２１】
この例の充填装置における充填量規制手段（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）の開口部（３１）への挿入程度、嵌合程度によって調節される。
【００２２】
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。この充填量規制手段（３２）は、補助的ではあるが、装置内の脱気機能も併せ有する。図中、符号（３７）で示される充填用キャップ（柔軟性ある覆部材）は、吐出開口部（３１）の下のトナー充填手段としてのスリーブ（３０ａ）に設けたものであるが、この充填用キャップ（３７）は柔軟性ある覆部材とすることも可能である。
【００２３】
図１に示されるように、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ことが見い出された。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。
【００２４】
しかしながら、この例の充填装置においては、計量槽（３０）の吐出開口部（３１）の充填量規制手段は、この例示されたものに限らず、例えば吐出開口部（３１）を弾性体材料で適宜の形状に形成し、開口度規制部材を、この吐出開口部に隣接して面方向に所定距離スライド又は進退する板状部材とすることができ、また、吐出開口部に合致した開口を有する部材の移動による両開口の相対的位置関係により開口程度を調節可能なものとすることができる。
【００２５】
そして、このような吐出制御杆（３２ｃ）の昇降は、駆動制御装置（３９ａ）により制御される駆動源（３９ｂ）によって駆動される駆動装置（３９）により行われる。吐出制御杆（３２ｃ）の昇降のための駆動装置（３９）は、エアー圧シリンダ、モータ、油圧シリンダ等の適宜手段により行うことができるが、この例の装置においては、エアー圧シリンダを用いている。これにより、第１のトナー流動化手段（３３）、第２のトナー流動化手段（２１）、第３のトナー流動化手段（１５）に用いられる空気のための圧縮空気用原配管から分岐させて駆動源として用いることができる。
【００２６】
そして、この例における第１のトナー流動化手段（３３）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第１の気体導入管（３３ａ）を有する。同様に、第２のトナー流動化手段（２１）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第２の気体導入管（２１ａ）を有し、第３のトナー流動化手段（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第３の気体導入管（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、流動化したトナー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。
【００２７】
図１に示される例のトナー充填装置においては、第１のトナー流動化手段（３３）は、所要の高トナー吐出能を得るため、計量槽（３０）の吐出開口部（３１）の近所に、円周の全周に亘って設けられており、したがって、一部のみに細い帯状の第３のトナー流動化手段（１５）が設けられている大型容器（１０）の場合と異なることが判かる。トナー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、各トナー流動化手段（３３）（２１）（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。特に吐出開口部（３１）に向かって断面が狭くなる構造の計量槽（３０）では、トナーによる架橋現象を防止するために、円周面に沿って気体の吹出口を数段階連続的に設けたり、螺旋方向へ気体が吹き出すような吹出し構造とすることができる。
【００２８】
また、第１の気体導入管（３３ａ）は、送気停止し、送気開始し、かつ送気量調節する第１送気調節弁（３３ｃ）を有し、同様に、第２の気体導入管（２１ａ）は、送気停止し、送気開始し、かつ送気量調節する第２送気調節弁（２１ｂ）を有し、第３の気体導入管（１５ａ）は、送気停止し、送気開始し、かつ送気量調節する第３送気調節弁（１５ｂ）を有するが、本発明のトナー充填方式においては、これら第１〜３の気体導入管（３３ａ）（２１ａ）（１５ａ）のうちの少なくとも１つは、そのような送気調節弁を有するものであることができる。
【００２９】
また、こ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大型容器（１０）に設け、又は大型容器（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、前記第１〜３のトナー流動化手段から気体が送気された状態の大型容器（１０）及び／又は計量槽（３０）内の圧力状態、トナー雲状態の調節に資する。
【００３０】
さらにまた、本発明の充填装置は装置自身のみでなく、トナーが充填される小型のトナー容器中の空気を吸引するために、吸引管を小型トナー容器中に装入するように構成することができる。
即ち、図１に示されるように、トナー中の気体のみを通過させるフィルタメッシュ（６９）を、気体流路のための間隙を保持するように図示してないスペーサを介して表面に装着した脱気管（７０）を充填用キャップ（３７）に嵌着して、小型のトナー容器（４０）中に挿入してその先端部から、トナー容器（４０）中の空気を、図示してないが他端に付された吸引手段により吸引する。
【００３１】
一方、この例のトナー充填装置は、トナー容器（４０）への充填粉体トナー量を管理するための充填トナー重量管理手段を、必要不可欠ではないが、有することが好ましく、この例の装置における充填トナー重量管理手段（６０）は、トナー容器（４０）をその上に載置して充填トナー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、これを昇降して計量槽（３０）とトナー容器（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トナー重量を表示するためのモニタ手段（６３）が設けられている。
【００３２】
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、又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トナーの充填量を確認ながら、充填を行ない又は終了することができる。
【００３３】
また、必要不可欠ではないが、この例のトナー充填装置における充填トナー重量管理手段（６０）は、ロードセル（６１）における前記充填時に容積変更可能なトナー容器（４０）の例えば空重量とトナーが充填された該充填時に容積変更可能なトナー容器（４０）の総重量とから、充填済みトナー重量を演算する演算処理装置（６２）を有する。
【００３４】
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、トナー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ができる。また、演算処理装置（６２）は、その演算結果に基いて、駆動装置（３９）の駆動源（３９ｂ）ための駆動制御装置（３９ａ）に通信回線（６７）から駆動指令信号を送信し、駆動制御装置（３９ａ）は、それに基いて吐出制御杆（３２ｃ）を昇降させる。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。
【００３５】
前に説明したように、吐出制御杆（３２ｃ）を昇降させ、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であり、したがって何段階のレベルにも調節できるが、図１に示されるトナーの充填装置例においては、第１〜３の各気体導入管（３３ａ）（２１ａ）（１５ａ）への送気量調節によっても充填を調節することができるので、吐出制御杆（３２ｃ）の昇降程度は、全閉状態と、全開状態と、それらの中間の半開状態としている。
【００３６】
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/又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（３３ｃ）、（２１ｂ）、（１５ｂ）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。
【００３７】
そして、図３は、前記図１記載のトナー収納容器（４０）中に進退可能な管状又は棒状の脱気装置（７０）へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段が、脱気装置に周波数１０〜５０Ｈｚの超音波振動を与えて該脱気装置へのトナー付着を抑制し、吸引エアー量減少を防止する超音波発信器（７１）である場合の例を示すものであり、図４は、トナー付着抑制手段が、前記脱気装置をトナーと同極性に帯電してトナーを静電的に反発させる脱気装置帯電手段（７２）である場合を示すものであり、図５及び図６は、それぞれ、トナー付着抑制手段が、前記脱気装置を、より安価な装置とするためカム駆動で、上下に急速往復運動させてトナー付着を抑制するスクリュギヤー装置（７３）及びカム機構（７４）である場合を示すものである。図中、符号（７５）は脱気装置をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段を示す。
【００３８】
次に、図７〜図９は、本発明で用いるトナー充填方式の第２及び第３の例の概要を示すものである。この例のトナー充填装置（１０１）は、通常密閉された充填用トナー収納装置（１１０）、このトナー収納装置（１１０）の下部フランジ（１１１）に取付取外し自在に結合される接続用フランジ（１１２）を上部に有し、トナーの流動層を形成するための空気の通気多孔板（１０３）（焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網など）を取外し自在に収納し、圧縮空気配管（１１４）が取付取外し自在に嵌め込まれた気体を導入して流動化する流動化手段としての空気ヘッダ（１０２）、閉鎖弁付トナーの投入口（１０４）、内部圧力の開放及び密封のための圧力安全弁（１０５）、圧力微調整用の圧力調節弁（１０６）、流動トナー輸送管（１０７）としてステンレス管、流動化されたトナーの前記充填ノズルへの移送路としての取付取外し自在に接続されたウレタンチューブ（１１３）、ウレタンチューブ（１１３）に取付取外し自在に接続されたトナー充填手段としてのステンレス製の充填管（１０８）、トナー収納容器（１０９）中のトナーから気体を除去するための脱気装置（１３０）とを有し、更に、図７中には図示してないがこれらは、図７に関連して本発明の特徴部分を説明する図９中に詳しく記載されている脱気装置保持手段と、トナー付着抑制手段とを有する。
【００３９】
流動化手段としての空気ヘッダ（１０２）は充填用トナー収納装置（１１０）内部の圧力の昇圧することができる程度の若干耐圧性のものであり、空気ヘッダ（１０２）には第３圧力計（ｐ１０３）が設けられる。空気ヘッダ（１０２）に接続する圧縮空気配管（１１４）には順に、第１減圧弁（１１９）、第２減圧弁（１１８）、空気流量計（１２０）が設けられ、第１減圧弁（１１９）と第２減圧弁（１１８）の間には第１圧力計（ｐ１０１）が、第２減圧弁（１１８）と空気流量計（１２０）の間には第２圧力計（ｐ１０２）がそれぞれ設けられている。またこの例のトナー充填装置におけるトナー充填用容器（１０９）としては、計測のため、５００ミリリットルのメスシリンダを用いたが、無論、実際には例えば他の樹脂製のトナー容器のような容器を好ましく用いることができる。
【００４０】
この例の装置においては、充填しようとするトナーを閉鎖弁付きトナー投入口（１０４）から充填用トナー収納装置（１１０）内に投入し、内部圧力の開放及び密封のための圧力安全弁（１０５）を開放しておく。一方、圧力微調整用の圧力調節弁（１０６）の操作は人力または電磁弁などで自動化されても良い。その後トナー投入口（１０４）の圧力安全弁（１０５）を閉じ、気体導入手段としての加圧空気溜である空気ヘッダ（１０２）に気体を導入する。この気体の流入は圧力調整弁、流量調整弁としての第１減圧弁（１１９）、第２減圧弁（１１８）により調整されても良く装置が運転中は流入を継続する。
【００４１】
導入された気体は、通気多孔板（１０３）で均一にトナー中に分散されトナーを流動化する。先端がトナー容器の底面に密着しないよう斜めまたは一部突起を備えたトナー輸送管（１１３）に連らなるトナー充填手段としての充填管（１０８）の先端をトナー充填用容器（１０９）の内部に挿入し圧力安全弁（１０５）を閉じるとトナーはその流動化に使用した気体の圧力で充填用トナー収納装置（１１０）内からトナー輸送管（１１３）に押出され、先端をトナー充填用容器（１０９）の内部に挿入されたトナー充填手段としての充填管（１０８）の先端からトナー充填用容器（１０９）内に排出される。
【００４２】
この例の装置においては、充填の最初、特に、トナー充填用容器（１０９）の内部が完全に空である場合には、最初、充填用トナー収納装置（１１０）の圧力調節弁（１０６）の開閉度を加減して、充填用トナー収納装置（１１０）からのトナー移送速度を控え目にして、充填された流動性トナーのトナー充填用容器（１０９）内部でのアバレ、拡散を避け、次に、容器（１０９）中に滞留する微粉体雲の量が、トナー充填手段としての充填管（１０８）の先端から吐出される流動化済み粉体流をほぼ囲繞できる程度に増した後、圧力調節弁（１０６）をより開にして、充填操作を続けることができる。
【００４３】
トナー充填手段としての充填管（１０８）はトナー充填用容器（１０９）の充填口上部に置かれ、トナー充填用容器（１０９）のセット後にトナー充填用容器（１０９）内部に自動的に挿入されても手動で挿入されても良い。そして、圧力安全弁（１０５）を開放することにより輸送力となっていた充填用トナー収納装置（１１０）内の内圧がなくなりトナーの排出を停止できる。
【００４４】
トナーの輸送原動力となっている充填用トナー収納装置（１１０）の内圧をすばやく上げるために、充填用トナー収納装置（１１０）には流動のための圧縮空気導入口とは別の圧縮空気導入口が流動化したトナーの粉面以上の位置に設けられても良い。トナー充填用容器（１０９）内のトナー充填手段としての充填管（１０８）は単純な配管としてもまた二重管としての外壁の一部を３０００メッシュ以上の細かい金属スクリーンまたは焼結プラスチック板で通気構造とし、内外壁間の圧力を空気インクジェクション効果で減圧することにより、二重管外壁の通気構造を介し充填したトナー中の気体を抜き、トナー密度を更に上げても良い。
【００４５】
図８には、本発明で用いられる充填装置の更に第３の例としての装置が示される。この例のトナー充填装置（１０１）においては、軟質プラスチック等の可撓性材質で作成された充填用トナー収納装置（１１０）、充填用トナー収納装置（１１０）の下部フランジ（１１１）に取付取外し自在に結合される接続用部材（１１２）を上部に有し、トナーの流動層を形成するための空気の通気多孔板（１０３）（焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網など）を取外し自在に収納し、圧縮空気配管（１１４）が取付取外し自在に嵌め込まれ気体導入による流動化手段としての手段としての空気ヘッダ（１０２）、閉鎖弁付トナーの投入口（１０４）、内部圧力の開放及び密封のための圧力安全弁（１０５）、圧力微調整用の圧力調節弁（１０６）、流動トナー輸送管（１０７）としてステンレス管、流動化されたトナーの前記充填ノズルへの移送路としての取付取外し自在に接続されたウレタンチューブ（１１３）、ウレタンチューブ（１１３）に取付取外し自在に接続されたトナー充填手段としてのステンレス製ノズル状充填管（１０８）を有する。
【００４６】
但し、第２の例の装置と異なり、気体導入手段として、気体出口に逆止弁（１２２）を有し小型電動機（Ｍ）により伸縮して空気ヘッダ（１０２）に空気を送る蛇腹構造のポンプ（１２１）を有する。ポンプ（            １２１）は保持枠（１２４）中に取外自在に固定されており、小型電動機（Ｍ）によりポンプ（１２１）が伸縮すると、保持枠（１２４）を介して充填用トナー収納装置（１１０）が振動され、この振動により、充填用トナー収納装置（１１０）中のトナーが気体で流動化される。
【００４７】
この例の装置においては、充填用トナー収納装置（１１０）も空気ヘッダ（１０２）も加圧容器特有の肉厚材料で構成する必要がなく、装置全体の軽量化、小型化を一層促進することができ、小型電動機（Ｍ）のための動力線用プラグ（１２５）を、例えば複写機に設けたコンセントに差し込むだけで、稼働させることができる。
【００４８】
図９は、この第２及び第３例の装置における脱気装置（１３０）の構造を示す。脱気装置（１３０）は粉体トナー充填容器（１０９）の充填口に挿入され、トナー充填容器（１０９）のセット後にトナー充填容器（１０９）内部に自動的又は手動で挿入される。一般に、トナーが充填されるトナー収納容器（１０９）内で効率良く脱気を行なうことは困難であり、トナ−容器（１０９）内では気体―トナー混合物中のトナー濃度が容器内の場所、例えば充填口付近とこれから離れた反対側付近では異なり、特に深さレベルにより異なることが多いため、トナー濃度の低い部分即ち気体の割合が高い部分で脱気されることが、フィルタ目を気体と共に通過するので目詰まりの原因になり難い超微粒トナーの割合が多いこともあって、脱気装置（１３０）のフィルタの目詰り防止やトナーに余分な機械的ストレスを掛けない観点からも有利であって、容器（１０９）内で脱気装置（１３０）の吸引位置を変更すると、脱気を効率的に行なうことができる。
【００４９】
所定時間内にトナー量を容器内に充填するため、脱気管位置を変更する時は脱気を停止することが好ましいが、脱気初期の段階で脱気管位置が充填口付近の場合、容器充填口でトナーがブロッキングし容器へのトナー供給が出来ない不具合が発生し脱気管を底部に固定して脱気すると底部でトナーが凝固し容器上部は空気を大量に含んだトナーで充満し容器内の充填完了する時間が大幅に延びる。また、トナー品質保護、容器持ち上がりを防止するために、脱気管に目詰解除のための逆洗エアーを入れて脱気管位置を変更しなければならず、１本当たりのタクトが落ち生産性に限界がある。
【００５０】
また、逆洗エアーにより不如意に周囲の環境を汚す原因のひとつになっている。そこで本発明においては、脱気装置（１３０）は、トナー充填時にトナー収納容器の内部上方に生じた空気、超微粉トナーや超微細塵埃を空気と一緒に吸引除去できるものであれば、構造等は別段の制限はない。そのため、脱気装置（１３０）の１つの例としては、所定の径
の孔が所定密度で設けられるように穿孔処理したステンレス管の周囲に、或る径のメッシュで覆って、この２つの径で脱気するようにしたもの、異なるメッシュをスペーサを介して例えば二重に捲設したもの等を用いることができる。
【００５１】
図９の例では、外径５ｍｍで内径４ｍｍの長尺のステンレス管（１３１）の中央部が、外径７ｍｍで内径６ｍｍの長尺のステンレス管（１３２）内に収められていて、一部が二重管状態とされている。内管（１３１）はその先端がキャップ（１３３）で閉塞されており、トナー収納容器（１０９）内に滞留するトナーにより囲繞されるところには気体分離手段として、体積平均粒径０．２μｍ〜２０μｍの静電潜像現像用トナーの中で、ある特定の粒度分布を持つトナーはトナー収納容器（１０９）内に充填されるのが阻止されるような径を有する数μｍの複数の孔（１３１ａ）が設けられ、また後端には図示されてない減圧手段びつながる気体吸引口（１３１ｂ）が設けられている。
【００５２】
外管（１３２）はその先端が内管（１３１）に接して塞がれており、気体分離手段（１３１a）より上方で、吸引除去されるべき超微細塵埃粒子が集まり易いところには、そのような超微細塵埃粒子の分離手段として、充填されるトナー阻止されるような所定の数μｍ径を有する複数の孔（１３２ａ）が設けられ、また後端には図示されてない減圧装置につながる気体吸引口（１３２ｂ）が設けられている。
【００５３】
そして、脱気装置（１３０）をトナー収納容器中に進退可能な状態で保持するための脱気装置保持手段（７５）と、該脱気装置へのトナー付着を抑制してそのフィルタ目詰りを解消させるためのトナー付着抑制手段（７１）（７２）（７３）（７４）は、図１に関連して説明した図２〜図５の場合と同様である。これらトナー付着抑制手段（７１）（７２）（７３）（７４）は、脱気装置保持手段（７５）に設けることができ、又は脱気装置保持手段（７５）の機能を併せて与えることができる。
【００５４】
無論、本発明においては、この例の装置に限らず、トナー流動化のための気体を粉体トナー中に導入し、流動化されたトナーを少なくとも一部が管状部分である充填手段によりトナー容器中に導入しつつ、又は導入した後、該トナー容器中に導入された流動性トナーから気体を脱気する工程を含む流動式トナー充填装置であれば、他の公知の充填方式を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の充填方式は、活用例として、トナーに限らず、磁性体粉末、光導電性粉末、トナー用流動性向上剤粉末、現像剤添加用電荷制御剤粉末等、他の粉体にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法の１例を示す図である。
【図２】図１における、大型容器の断面図である。
【図３】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法における脱気装置へのトナー付着を抑制するためのトナー付着抑制手段の１例を示す図である。
【図４】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法における脱気装置へのトナー付着を抑制するためのトナー付着抑制手段の別の１例を示す図である。
【図５】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法における脱気装置へのトナー付着を抑制するためのトナー付着抑制手段の更に別の１例を示す図である。
【図６】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法における脱気装置へのトナー付着を抑制するためのトナー付着抑制手段の更に別の１例を示す図である。
【図７】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法の別の１例を示す図である。
【図８】本発明の流動式トナー充填装置及び充填方法の更に別の１例を示す図である。
【図９】図１の流動式トナー充填装置及び充填方法における脱気装置の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  大型容器
１１  トナー排出口
１２  内壁部分
１３  ホッパ状の構造部分
１３ａ  垂直基板
１３ｂ  側板
１３ｃ  側板
１３ｄ  裏板
１３ｅ  裏板
１４  谷筋部分
１５  第３のトナー流動化手段
１５ａ  第３の気体導入管
１５ｂ  送気調節弁
１６  上部連通管
２０  連結管
２１  第２のトナー流動化手段
２１ａ  第２の気体導入管
２１ｂ  第２送気調節弁
３０  計量槽
３０ａ  トナー充填手段
３１  吐出開口部
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のトナー流動化手段
３３ａ  第１の気体導入管
３３ｃ  第１送気調節弁
３７  充填用キャップ（柔軟性ある覆部材）
３９  駆動装置
３９ａ  駆動制御装置
３９ｂ  駆動源
４０  トナー容器
６０  充填トナー重量管理手段
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
６９  フィルタメッシュ
７０  脱気装置
７１  超音波発信器
７２  脱気装置帯電手段
７３  スクリュギヤー装置
７４  カム機構
７５  脱気装置保持手段
１０１  トナー充填装置
１０２  空気ヘッダ
１０３  通気多孔板
１０４  トナーの投入口
１０５  圧力安全弁
１０６  圧力調節弁
１０７  流動トナー輸送管
１０８  充填管
１０９  トナー収納容器
１１０  トナー収納装置
１１１  下部フランジ
１１２  接続用フランジ（接続用部材）
１１３  ウレタンチューブ
１１４  圧縮空気配管
１３０  脱気装置
１１８  第２減圧弁
１１９  第１減圧弁
１２０  空気流量計
１２１  ポンプ
１２４  保持枠
１２５  動力線用プラグ
１３０  脱気装置
１３１  ステンレス管
１３１ａ  複数の孔（気体分離手段）
１３１ｂ  気体吸引口
１３２  ステンレス管
１３２ａ  複数の孔
１３２ｂ  気体吸引口
１３３  キャップ
ｐ１０１  第１圧力計
ｐ１０２  第２圧力計
ｐ１０３  第３圧力計
【図１】
2005075371.tif 000003
【図２】
2005075371.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005075371.tif 000008
【図７】
2005075371.tif 000009
【図８】
2005075371.tif 000010
【図９】
2005075371.tif 000011