(57)【要約】【課題】  本発明は、取扱いが容易且つ安価で、容器内の貯蔵粉体を搬出するたびに、装置の稼動を停止する必要がなく、作業効率に優れ、連続して稼動させることができる微粉体充填用装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の微粉体充填用装置は、微粉体を密閉して収納する密閉収納装置と、該収納装置に気体を導入して微粉体を流動化させる微粉体の流動化手段と、該密閉収納装置から流動化された微粉体を吐出させて微粉体充填用容器に充填する充填手段とを少なくとも有する微粉体の充填用装置であって、該密閉収納装置が上部の微粉体供給管と下部の微粉体圧送容器とを有し、該微粉体供給管の微粉体投入口に微粉体の密閉手段が設けられ、該微粉体圧送容器に前記微粉体の流動化手段と、気体による加圧手段と微粉体の吐出管からなる微粉体の充填手段と、圧力調整手段とが設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉体を密閉して収納する密閉収納装置と、該収納装置に気体を導入して微粉体を流動化させる微粉体の流動化手段と、該密閉収納装置から流動化された微粉体を吐出させて微粉体充填用容器に充填する充填手段とを少なくとも有する微粉体の充填用装置であって、該密閉収納装置が上部の微粉体供給管と下部の微粉体圧送容器とを有し、該微粉体供給管の微粉体投入口に微粉体の密閉手段が設けられ、該微粉体圧送容器に前記微粉体の流動化手段と、気体による加圧手段と微粉体の吐出管からなる前記微粉体の充填手段と、圧力調整手段とが設けられていることを特徴とする微粉体充填用装置。
【請求項２】
該微粉体圧送容器の容量が、該微粉体供給管の容量に対して１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の微粉体充填用装置。
【請求項３】
該微粉体の密閉手段が、微粉体供給調整バルブであることを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉体充填用装置。
【請求項４】
該微粉体の密閉手段が、微粉体投入口への配管と該配管にフィルタを介して設けられた気体の導入・吸引バルブとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の微粉体充填用装置。
【請求項５】
該微粉体圧送容器の上部に絞り部が設けられ、該絞り部を含む微粉体圧送容器に微粉体の第一の流動化手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項６】
該絞り部の頂角が６〜７０度であることを特徴とする請求項５に記載の微粉体充填用装置。
【請求項７】
該第一の流動化手段が、微粉体圧送容器の絞り部を含む部分に設けられた第一流動床と第一空気ヘッダと、該第一空気ヘッダへの気体配管とを有し、該気体配管にフィルタを介して気体の導入・吸引バルブが設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の微粉体充填用装置。
【請求項８】
該流動化手段が、微粉体圧送容器の底部に設けられた第二流動床と、第二流動床の下に設けられた第二空気ヘッダと、該第二空気ヘッダへの気体導入管と、該気体導入管に設けられた気体圧力調整弁とからなる第二の流動化手段であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項９】
該気体による加圧手段が、微粉体圧送容器への気体導入管と、該気体導入管に設けられている開閉バルブであることをことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項１０】
該粉体吐出管の入り口が気体導入管の出口より下方に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項１１】
該圧力調整手段が、気体放出管と、該気体放出管に設けられたフィルタと圧抜きバルブと気体配管とからなり、該気体配管に開閉バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項１２】
該微粉体供給管と微粉体圧送容器との間に振動篩が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【請求項１３】
装置各部が、フェルール製の簡易配管締結具で密閉連結されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粉体の小口径容器、少容量容器への微粉体の充填装置に関し、特に静電潜像現像用トナーを複写機のカートリッジや、複写機現像部へ直接充填する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体の充填機として、ロータリーバルブ、スクリューフィーダー、オーガー式充填機などがある。これらの装置から粉体受け容器に粉体を充填するには粉体の自重を利用し、充填機の直下に粉体の受け容器を置き、充填機内で粉体の嵩密度を上げ、切出された粉体を重力によりこれら容器内に充填される方法が、一定容積の充填容器に粉体を効率よく充填する方法として一般的である。また、粉体供給機中の粉体に気体を導入し流動性を高めた後、従属する配管により粉体供給機から受け容器近傍に輸送し脱気配管により輸送管中の粉体から脱気した後、これを受け容器に高密度充填する方法（特開平９−１９３９０２号公報）が提案されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方式は、充填管に同軸状に正確に設けた脱気用配管付きのものとせねなばならないことから製作が難かしい上に重量が大で持ち運びに難があった。また、充填容器の充填口径が大きく充填機の真下に充填容器が位置するときには有効であるが、小口径充填容器や、内部に様々な構造物のある充填容器では、充填機あるいは輸送管を離れた粉体が容器内部の空気と置換され難く、充填口からの吹き上げや容器内の構造物に粉体の動きを阻害され、所望の量を充填できないなどの問題が生じていた。
【０００４】
また、複写機やプリンタ-で使用されるトナーを、機械が設置されている一般のオフィスで、トナーボトルや、機械の現像部に直接補給しようとすると、粉塵が舞ったり、たとえ補給できたとしても、空気を多く含んだ低密度の状態での充填であったり、複雑な現像部に直接入れる場合には、トナーが入る部分と、入らない部分で、画像形成上の問題が発生するという問題も生じていた。
【０００５】
これらの問題を解決するために、例えば、特開２００２−３３７８０１号公報（特許文献１）に記載の発明が開示されている。特許文献１に記載の発明においては、図２に示すように、充填用微粉体及び気体を収納する密閉構造の充填用粉体収納装置（１）中で粉体を気体により流動化した後、該流動化された粉体を該充填用粉体収納装置から充填ノズルまで移送し、該充填ノズルの先端を粉体充填用容器（９）内に挿入し、気体により流動化された微粉体を該容器内に吐出して充填する方法であって、充填ノズルの先端が、該容器内に滞留する微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というものである。
【０００６】
特許文献１に記載の方法により、粉体中に均一に気体を導入し最少の気体量で制御して微粉体を流動状態にして、小口径充填容器や複雑な形状の充填容器の奥や底部に流動微粉体を流入させ、容器内で充填ノズルから容器開口間の微粉体の層により充填後の微粉体から脱気させ、簡単に高密度、無粉塵で充填できるようになった。さらに、特許文献１に記載の装置は、持ち運びができ、操作が簡単で、誰でも、どんな場所でも充填できるものである。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、圧送装置自体が微粉体の貯蔵容器を兼ねているため、流動床が大型にならざるを得ず、高価で取扱いが不自由であるという欠点を有していた。また、容器内の貯蔵粉体を搬出するたびに、装置の稼動を停止し、新たな貯蔵容器と交換しなければならないので、作業効率が悪いという問題も有していた。
【０００８】
【特許文献１】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】
【０００９】
本発明は、流動床が小型であって、取扱いが容易且つ安価で、容器内の貯蔵粉体を搬出するたびに、装置の稼動を停止する必要がなく、作業効率に優れ、連続して稼動させることができる微粉体充填用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、以下に示す微粉体充填用装置が提供される。
〔１〕微粉体を密閉して収納する密閉収納装置と、該収納装置に気体を導入して微粉体を流動化させる微粉体の流動化手段と、該密閉収納装置から流動化された微粉体を吐出させて微粉体充填用容器に充填する充填手段とを少なくとも有する微粉体の充填用装置であって、該密閉収納装置が上部の微粉体供給管と下部の微粉体圧送容器とを有し、該微粉体供給管の微粉体投入口に微粉体の密閉手段が設けられ、該微粉体圧送容器に前記微粉体の流動化手段と、気体による加圧手段と微粉体の吐出管からなる微粉体の充填手段と、圧力調整手段とが設けられていることを特徴とする微粉体充填用装置。
〔２〕該微粉体圧送容器の容量が、該微粉体供給管の容量に対して１．５倍以上であることを特徴とする前記〔１〕に記載の微粉体充填用装置。
〔３〕該微粉体の密閉手段が、微粉体供給調整バルブであることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の微粉体充填用装置。
〔４〕該微粉体の密閉手段が、微粉体投入口への配管と該配管にフィルタを介して設けられた気体の導入・吸引バルブとからなることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の微粉体充填用装置。
〔５〕該微粉体圧送容器の上部に絞り部が設けられ、該絞り部を含む微粉体圧送容器に微粉体の第一の流動化手段が設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔６〕該絞り部の頂角が６〜７０度であることを特徴とする前記〔５〕に記載の微粉体充填用装置。
〔７〕該第一の流動化手段が、微粉体圧送容器の絞り部を含む部分に設けられた第一流動床と第一空気ヘッダと、該第一空気ヘッダへの気体配管とを有し、該気体配管にフィルタを介して気体の導入・吸引バルブが設けられていることを特徴とする前記〔５〕又は〔６〕に記載の微粉体充填用装置。
〔８〕該流動化手段が、微粉体圧送容器の底部に設けられた第二流動床と、第二流動床の下に設けられた第二空気ヘッダと、該第二空気ヘッダへの気体導入管と、該気体導入管に設けられた気体圧力調整弁とからなる第二の流動化手段であることを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔９〕該気体による加圧手段が、微粉体圧送容器への気体導入管と、該気体導入管に設けられている開閉バルブであることをことを特徴とする前記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔１０〕該粉体吐出管の入り口が気体導入管の出口より下方に設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔１１〕該圧力調整手段が、気体放出管と、該気体放出管に設けられたフィルタと圧抜きバルブと気体配管とからなり、該気体配管に開閉バルブが設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔１２〕該微粉体供給管と微粉体圧送容器との間に振動篩が設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔１１〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
〔１３〕装置各部が、フェルール製の簡易配管締結具で密閉連結されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔１２〕のいずれかに記載の微粉体充填用装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の微粉体充填用装置は、流動床が小型なので、取扱いが容易且つ安価である。また、容器内の貯蔵粉体を搬出するたびに、装置の稼動を停止する必要がないことから、作業効率に優れ、連続して稼動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の微粉体充填用装置は、微粉体を密閉して収納する密閉収納装置と、該収納装置に気体を導入して微粉体を流動化させる微粉体の流動化手段と、該密閉収納装置から流動化された微粉体を吐出させて微粉体充填用容器に充填する充填手段とを少なくとも有する。かかる構成の微粉体充填用装置は従来公知であるが、本発明における特徴的な部分は、該密閉収納装置が上部の微粉体供給管１と下部の微粉体圧送容器２とに分かれていることである。このように構成すると、微粉体圧送容器２の内径を微粉体供給管１の内径より小さくすることにより、流動床の面積を小さくすることができるので低コストで作製することができ、小型かつ軽量なので取扱いが容易である。
【００１３】
上記微粉体圧送容器２の容量は、微粉体供給管１の容量に対し１．５倍以上であることが好ましい。微粉体圧送容器２の容量が、微粉体供給管１の容量に対し１．５倍未満の場合は、微粉体圧送容器２における微粉体の流動化が効率よく行なえない虞がある。
【００１４】
本発明における密閉収納装置は全体が密閉構造になっている。そのためには、本発明の装置各部は、フェルール製の簡易配管締結具で密閉連結されていることが好ましい。このように構成されていると、微粉体の品種切替の際に装置各部を容易に着脱することができるので、生産性が向上する。
【００１５】
また、密閉収納装置を構成する微粉体供給管１の微粉体投入口１５に微粉体の密閉手段が設けられている。微粉体投入口１５に設けられる密閉手段としては、図１に示すように、微粉体供給調整バルブ３を微粉体投入口１５に設けることが挙げられる。但し、微粉体供給調整バルブ３を設けると、微粉体の凝集体が形成されるので、後述するように、振動篩を設けて凝集体を取り除くことが好ましい。
【００１６】
また、微粉体投入口１５の密閉化手段として、図示はしないが、微粉体投入口１５に気体吸引管を取り付け、該気体吸引管にフィルタを介して開閉バルブを設けることが挙げられる。このように構成すると、開閉バルブを開いて気体を吸引すると、微粉体が粉体投入口１５に集積して粉体ブロックを形成するので、密閉収納装置内部を密閉化することができる。この構成の場合は微粉体の凝集体が形成されないので、微粉体の凝集体を取り除く手段を設けなくてもよい。
【００１７】
本発明における密閉収納装置を構成する微粉体圧送容器２には、微粉体の流動化手段と、気体による加圧手段と微粉体の吐出管からなる微粉体の充填手段と、圧力調整手段とが設けられている。即ち、微粉体圧送容器２において、微粉体を流動化し、流動化した微粉体を気体による加圧手段と微粉体の吐出管からなる充填手段により少容量容器２３へ吐出して、充填することができる。その際、圧力調整手段により微粉体圧送容器内の圧力を調整することにより、充填手段による微粉体の吐出を安定して行なうことがができる。
【００１８】
微粉体圧送容器２に設けられる微粉体の流動化手段には、第一の流動化手段と第二の流動化手段がある。これらの流動化手段により、空気を緩やかに微粉体内に導入して、粉体の例えばブラウン運動を低く抑えた流動化を達成することができる。流動化された後には微粉体は高い流動性を有するため、充填用粉体収納装置内の圧力を外圧より僅かに高くするだけで、粉体を充填用粉体収納装置外に排出でき、移送路中を充填ノズル先端まで円滑にニューマティック輸送し、充填用容器中で余分な撹拌を伴うことなく充填することができる。
【００１９】
微粉体圧送容器２の上部に絞り部４が設けられていることが好ましく、絞り部４を含む微粉体圧送容器２に第一の流動化手段が設けられていることが好ましい。即ち、微粉体を絞り部４で重力により滑り落としながら、流動化させることが好ましい。
絞り部４の頂角は、微粉体が安定して滑り落ちるという観点から、６〜７０度であることが好ましく、１５〜６０度がより好ましく、３０〜５０度が更に好ましい。頂角が６度未満の場合は絞りが小さすぎて微粉体が垂直に近い状態で落下するので、滑り落とすという効果が得られない虞があり、７０度を超える場合は絞りが大きすぎて微粉体がスムースに落下しない虞がある。
【００２０】
該第一の流動化手段においては、装置外から気体を微粉体に均等に導入するために、具体的には、絞り部４を含む微粉体圧送容器２に設けられた第一流動床５ａと、第一流動床５ａの下部に設けられた第一空気ヘッダ５ｂと、第一空気ヘッダ５ｂへの気体配管６とを有し、該気体配管６にフィルタ８を介して気体の導入・吸引バルブ７が設けられていることが好ましい。
第一流動床５ａは気体分配手段としての機能を有し、例えば、焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網などが挙げられ、流動床５ａの下には空気ヘッダ５ｂが設けられているので、装置外から導入された気体は微粉体圧送容器２に均等に導入される。また、微粉体が絞り部４を落下している際に気体を吸引して微粉体を絞り部４に集積させて粉体ブロックを形成することにより、微粉体の流れを止めて絞り部４より下方部分を密閉化することができる。
【００２１】
上記第二の流動化手段においては、微粉体圧送容器２の底部に設けられた第二流動床１７ａと、第二流動床１７ａの下に設けられた第二空気ヘッダと１７ｂ、第二空気ヘッダ１７ｂへの気体導入管１８と、該気体導入管に設けられた気体圧力調整弁１９とからなることが好ましい。第二流動床１７ａは、上記流動床５ａと同様に構成され、気体圧力調整弁１９としては第一気体圧力調整弁１９ａと第二気体圧力調整弁１９ｂが設けられていることがより好ましく、第１調整弁１９ａと第２調整弁１９ｂの間には第１圧力計（ｐ１）を、第２調整弁１９ｂと微粉体圧送容器２の底部との間には第２圧力計（ｐ２）を設けることが好ましく、第２圧力計（ｐ２）と粉体搬送管２の底部との間には空気流量計２０を設けることが好ましい。
【００２２】
上記微粉体圧送容器２には、気体による加圧手段と微粉体の吐出管９からなる微粉体の充填手段と、圧力調整手段とが設けられている。該充填手段を構成する加圧手段としては、微粉体圧送容器へ気体導入管１０を配管し、気体導入管１０に開閉バルブ１１ａを設けることが好ましく挙げられる。また、圧力調整手段としては、微粉体圧送容器２へ気体配管１２を配管し、気体配管１２にフィルタ１４と圧抜きバルブ１３を設け、気体配管１２に開閉バルブ１１ｂが設けられた気体導入管１６を設けることが好ましく挙げられる。尚、開閉バルブ１１ａと開閉バルブ１１ｂは別々のバルブを設けてもよければ、一のバルブに統合してもよい。
【００２３】
このように構成されていると、加圧手段と圧力調整手段で、微粉体圧送容器２内の圧力を調節、制御して、微粉体に適度の圧力を加え、吐出管から微粉体を充填容器２３内に吐出することができる。また、流動化した微粉体を排出し、容器２３に充填するときの開始および終了の制御を、微粉体圧送容器２内の圧力を調節することにより行うことができる。微粉体圧送容器２内の圧力の制御は、開閉バルブ１１ａと圧抜きバルブ１３の調整によって行なうことができ、開閉バルブ１１ｂによって補助することができる。また粉体充填操作中で微粉体圧送容器２内の圧力を変更し、粉体の流出状態を例えば粉体充填操作の最初と途中で変化させる圧力微調整を行うことができる。
【００２４】
なお、微粉体をスムースに吐出するためには、粉体吐出管９の入り口が気体導入管１０の出口より下方に設けられていることが好ましい。
【００２５】
微粉体圧送容器２における加圧の程度は、常圧より僅かに高い程度でよく、あまり高圧に加圧すると反って、微粉体圧送容器２内に滞留する微粉体雲による捕捉効果が損なわれることがある。微粉体圧送容器２中に滞留する微粉体雲の量や流動化済みの微粉体の充填態様にもよるが、一般的には加圧の程度は、２〜１５００ゲージヘクトｐａ、好ましくは３〜８００ゲージヘクトｐａ、より好ましくは１０〜５００ゲージヘクトｐａである。２ゲージヘクトｐａ未満の加圧では、充填に長時間を要する。
【００２６】
本発明においては、微粉体供給管１と微粉体圧送容器２との間に振動篩２１が設けられていることが好ましい。特に、密閉手段として、微粉体供給調整バルブ３を微粉体投入口１５に設けた場合、振動篩２１を設けて凝集体を取り除くことが好ましい。また、振動篩２１は激しい振動を装置本体に与えないために、スプリング２２を用いて装置に取付けられていることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の微粉体充填用装置は、広く微粉体の充填に使用することができるが、静電潜像現像用の粉体トナーの充填に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の微粉体充填用装置の説明図である。
【図２】従来の微粉体充填用装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    微粉体供給管
２    微粉体圧送容器
３    微粉体供給調整バルブ
４    絞り部
５ａ  第一流動床
５ｂ  第一空気ヘッダ
６    気体配管
７    気体の導入・吸引バルブ
８    フィルタ
９    吐出管
１０    気体導入管
１１ａ  開閉バルブ
１１ｂ  開閉バルブ
１２    気体配管
１３    圧抜きバルブ
１４    フィルタ
１５    微粉体投入口
１６    気体導入管
１７ａ  第二流動床
１７ｂ  第二空気ヘッダ
１８    気体導入管
１９    気体圧力調整弁
１９ａ  第一気体圧力調整弁
１９ｂ  第二気体圧力調整弁
２０    流量計
２１    振動篩
２２    スプリング
２３    少容量容器
【図１】
2005075374.tif 000003
【図２】
2005075374.tif 000004