(57)【要約】【課題】本発明は、通気穴が形成されて搬送筒を備え、搬送体の回転の期間中に前記通気穴から空気を吸引する充填装置に比べて、単位時間当たりに搬送筒の下端から押し出される粉体の量のばらつきが小さい充填装置の提供を目的とする。【解決手段】充填装置は、下端に穴が形成され、通気穴が形成されかつ上端側から下端に亘って径が徐々に小さくなる周壁とされ、粉体を収容する収容部と、前記収容部内に配置され、前記周壁の周方向に回転して粉体を回転の軸側に移動させる移動部と、筒状で、前記収容部と前記穴の縁で繋がって粉体を搬送する搬送路を形成している搬送筒と、前記搬送筒内に配置され、軸周りに回転して前記搬送筒内の粉体を下側に搬送する搬送体と、前記通気穴から前記収容部内の空気を吸引する吸引部と、前記移動部及び前記搬送体を回転させ、かつ、前記搬送体の回転の期間中に前記吸引部に前記収容部内の空気を吸引させる制御部と、を備えている。【選択図】図３
2017222382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に穴が形成され、通気穴が形成されかつ上端側から下端に亘って径が徐々に小さくなる周壁とされ、粉体を収容する収容部と、
前記収容部内に配置され、前記周壁の周方向に回転して粉体を回転の軸側に移動させる移動部と、
筒状で、前記収容部と前記穴の縁で繋がって粉体を搬送する搬送路を形成している搬送筒と、
前記搬送筒内に配置され、軸周りに回転して前記搬送筒内の粉体を下側に搬送する搬送体と、
前記通気穴から前記収容部内の空気を吸引する吸引部と、
前記移動部及び前記搬送体を回転させ、かつ、前記搬送体の回転の期間中に前記吸引部に前記収容部内の空気を吸引させる制御部と、
を備えた充填装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記搬送体の回転の停止の期間中に前記吸引部に前記収容部内の空気の吸引を停止させたまま前記移動部を回転させる、
請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記吸引部は、前記周壁の外周面における前記通気穴が形成されている部分を囲む囲み部と、前記囲み部内の空気を吸引する吸引源とを有し、
前記制御部は、前記吸引源が吸引する空気の気圧が定められた範囲内の気圧となるように、前記吸引源に空気の吸引をさせる、
請求項１又は２に記載の充填装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の充填装置を用いて複数の容器に粉体を充填する場合、
前記搬送筒の下側に容器を配置し、定められた期間、前記移動部及び前記搬送体を回転させながら前記吸引部に前記収容部内の空気を吸引させることで、前記搬送筒の下端から粉体を押し出して前記容器内に粉体を充填し、
前記容器内への粉体を充填後、前記容器に換えて前記下側に次の容器を配置し前記次の容器内への粉体の充填を開始するまでの期間に、前記搬送体の回転を停止させ、前移動部を回転させたまま前記吸引部による空気の吸引を停止させる、
粉体が充填された容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填装置、及び、粉体が充填された容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粉体を排出する粉体排出口近傍に設けられた脱気機構によって気体を含む粉体を脱気した後に包装材に所定量充填するスクリューオーガ式粉体充填装置の運転方法であって、前記粉体充填装置の充填運転の開始と同時に脱気を開始し、開始後全充填時間の３０〜７０％の時間で脱気を停止することを特徴とする脱気機構を備えた粉体充填装置の運転方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、ホッパー内の粉体を容器内に高密度に充填する方法であって、前記粉体内の空気を吸引除去した後に前記容器側への前記粉体の導入が行われ、前記吸引除去は、前記ホッパー中間部に接続された空気吸引手段によって行われ、該空気吸引手段は、前記粉体との間にフィルタを介して吸引を行い、該フィルタは、前記粉体を攪拌する粉体攪拌羽根の回転軌道に対向する位置に配置されていることを特徴とする粉体の高密度充填方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４４８３８５号公報
【特許文献２】特許第４００１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、通気穴が形成されて搬送筒を備え、搬送体の回転の期間中に前記通気穴から空気を吸引する充填装置に比べて、単位時間当たりに搬送筒の下端から押し出される粉体の量のばらつきが小さい充填装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の充填装置は、下端に穴が形成され、通気穴が形成されかつ上端側から下端に亘って径が徐々に小さくなる周壁とされ、粉体を収容する収容部と、前記収容部内に配置され、前記周壁の周方向に回転して粉体を回転の軸側に移動させる移動部と、筒状で、前記収容部と前記穴の縁で繋がって粉体を搬送する搬送路を形成している搬送筒と、前記搬送筒内に配置され、軸周りに回転して前記搬送筒内の粉体を下側に搬送する搬送体と、前記通気穴から前記収容部内の空気を吸引する吸引部と、前記移動部及び前記搬送体を回転させ、かつ、前記搬送体の回転の期間中に前記吸引部に前記収容部内の空気を吸引させる制御部と、を備えている。
【０００７】
請求項２に記載の充填装置は、請求項１記載の充填装置であって、前記搬送体の回転の停止の期間中に前記吸引部に前記収容部内の空気の吸引を停止させたまま前記移動部を回転させる。
【０００８】
請求項３に記載の充填装置は、請求項１又は２に記載の充填装置であって、前記吸引部は、前記周壁の外周面における前記通気穴が形成されている部分を囲む囲み部と、前記囲み部内の空気を吸引する吸引源とを有し、前記制御部は、前記吸引源が吸引する空気の気圧が定められた範囲内の気圧となるように、前記吸引源に空気の吸引をさせる。
【０００９】
請求項４に記載の粉体が充填された容器の製造方法は、請求項１〜３の何れか１項記載の充填装置を用いて複数の容器に粉体を充填する場合、前記搬送筒の下側に容器を配置し、定められた期間、前記移動部及び前記搬送体を回転させながら前記吸引部に前記収容部内の空気を吸引させることで、前記搬送筒の下端から粉体を押し出して前記容器内に粉体を充填し、前記容器内への粉体を充填後、前記容器に換えて前記下側に次の容器を配置し前記次の容器内への粉体の充填を開始するまでの期間に、前記搬送体の回転を停止させ、前移動部を回転させたまま前記吸引部による空気の吸引を停止させる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の充填装置は、通気穴が形成されて搬送筒を備え、搬送体の回転の期間中に前記通気穴から空気を吸引する充填装置に比べて、単位時間当たりに搬送筒の下端から押し出される粉体の量のばらつきが小さい。
【００１１】
請求項２に記載の充填装置は、搬送体の回転の停止の期間中に吸引部に収容部内の空気の吸引をさせたまま移動部を回転させる充填装置に比べて、搬送体の回転の停止の期間中に移動部と周壁との間の粉体を回転の軸側に移動させ易い。
【００１２】
請求項３に記載の充填装置は、囲み部内から吸引される空気の流量が定められた範囲内となるように、前記吸引源に空気の吸引をさせる充填装置に比べて、単位時間当たりに搬送筒の下端から押し出される粉体の量のばらつきが小さい。
【００１３】
請求項４に記載の粉体が充填された容器の製造方法は、搬送体の回転の期間中に周壁の通気穴から空気を吸引しない方法に比べて、粉体が充填された容器ごとの充填量のばらつきが小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態（本発明を実施するための形態）の充填装置を用いて容器にトナーを充填している状態を示す概略図(正面図)である。
【図２】本実施形態の充填装置の部分断面図（正面図）である。
【図３】本実施形態の充填装置を用いたトナーカートリッジの製造方法における、各要素の動作の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】第１比較形態の充填装置の部分断面図（正面図）である。
【図５】第１比較形態の充填装置を用いて複数のトナーカートリッジを製造した場合、トナーカートリッジの製造順と、トナーの充填量との関係を示すグラフである。
【図６】第１比較形態の充填装置を用いて製造した複数のトナーカートリッジのトナーの充填量についての評価結果をまとめた表である。
【図７】本実施形態の充填装置を用いて複数のトナーカートリッジを製造した場合、トナーカートリッジの製造順と、トナーの充填量との関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態の充填装置を用いて製造した複数のトナーカートリッジのトナーの充填量についての評価結果をまとめた表である。
【図９】第２比較形態の充填装置を用いたトナーカートリッジの製造方法における、各要素の動作の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
≪概要≫
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の充填装置１０（図１及び図２参照）の構成について説明する。次いで、本実施形態の充填装置１０を用いたトナーカートリッジ１００（図１参照）の製造方法について説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。なお、本明細書では、図面における矢印Ｈ方向を高さ方向として説明する。また、「上側」とは「高さ方向の上側」、「下側」とは「高さ方向の下側」を意味するものとする。
【００１６】
＜充填装置の構成＞
充填装置１０は、一例として電子写真方式の画像形成装置（図示省略）で用いられるトナーＴを、図１のカートリッジ本体９０（以下、容器９０という。）内に充填する機能を有する。充填装置１０は、図１に示されるように、ホッパー２０の下端の開口（後述する円筒部２４の開口２４Ｂ）からトナーＴを排出し、下側に配置されている容器９０内に充填するようになっている。そのため、容器９０の上側には、開口９０Ａが形成されている。ここで、トナーＴは、粉体の一例である。トナーＴとは、トナーＴを構成するトナー粒子の集合体を意味する。トナーＴは、画像形成装置において消耗品とされている。そのため、トナーＴが充填された容器９０（トナーカートリッジ１００）は、画像形成装置の交換部品として用いられる。
【００１７】
充填装置１０は、図１及び図２に示されるように、ホッパー２０と、オーガ３０と、伝達軸４０と、アジテータ５０と、駆動源６０と、輸送装置７０と、制御部８０と、秤（図示省略）と、吸引部１１０とを含んで構成されている。ここで、オーガ３０は、搬送体の一例である。また、アジテータ５０は、移動部の一例である。
【００１８】
［ホッパー］
ホッパー２０は、図１及び図２に示されるように、収容部２２と、円筒部２４と、を有している。ここで、円筒部２４は、搬送筒の一例である。
【００１９】
〔収容部〕
収容部２２は、トナーＴを収容する機能を有する。収容部２２は、図２に示されるように、円錐台状の筒体であって、上端及び下端にそれぞれ開口２２Ａ、開口２２Ｂが形成され、上端から下端に亘って径が徐々に小さくなる周壁とされている。そのため、収容部２２（すなわち周壁）は、上端から下端に亘って径が徐々に小さくなる内周面２２Ｃ及び外周面２２Ｄを有している。ここで、開口２２Ｂは、穴の一例である。なお、収容部２２には、開口２２Ａからトナータンク（図示省略）内のトナーＴが送り込まれるようになっている。
【００２０】
また、収容部２２における中央側の部分（図２における二点鎖線で囲まれたハッチングを施した部分ＣＺ）には、全周に亘って、内周面２２Ｃと外周面２２Ｄとで開口する複数の通気穴２２Ｅが形成されている。また、複数の通気穴２２Ｅは、通気穴の一例である。
【００２１】
〔円筒部〕
円筒部２４は、収容部２２から送り込まれて容器９０に排出されるトナーＴの搬送路を形成する機能を有する。円筒部２４は、図１及び図２に示されるように、収容部２２の下側に配置されている。円筒部２４は、上端及び下端にそれぞれ開口２４Ａ、開口２４Ｂが形成された円筒とされている。開口２４Ｂの径は、収容部２２の開口２２Ｂの径と同等とされている。そして、円筒部２４は、開口２４Ａの縁で収容部２２の開口２２Ｂの縁に繋がっている。なお、本実施形態の円筒部２４は、一例として、軸方向の一端（開口２４Ａ）から他端（開口２４Ｂ）に亘って同径（内径及び外径が同じ）とされている。
【００２２】
なお、ホッパー２０は、高さ方向に沿う軸Ｃに対して対称に構成されている。
【００２３】
［オーガ］
オーガ３０は、円筒部２４内のトナーＴを上側から下側に搬送する機能を有する。オーガ３０は、図２に示されるように、回転軸３２と、螺旋部３４と、を有している。回転軸３２は、軸Ｃを回転中心として（軸Ｃを軸とする軸周りに）回転するようになっている。螺旋部３４は、回転軸３２の外周に螺旋状に形成されている。なお、図中の矢印Ｒ１方向は、オーガ３０の回転方向を示している。
【００２４】
オーガ３０は、円筒部２４内と収容部２２内とに配置されている。具体的には、オーガ３０の一部は、円筒部２４内に配置されている。オーガ３０の残りの一部、すなわち、オーガ３０における円筒部２４の上端からはみ出している部分は、収容部２２内の下側の部分に配置されている。
【００２５】
［伝達軸］
伝達軸４０は、駆動源６０のトルクをオーガ３０に伝達する機能を有する。伝達軸４０は、図２に示されるように、一部が収容部２２内に配置されて、残りの一部が収容部２２の上端からはみ出している。伝達軸４０の上端側の部分は駆動源６０に接続され、下端側の部分はオーガ３０の回転軸３２に固定されている。そして、伝達軸４０は、駆動源６０により駆動されて矢印Ｒ１方向に回転することで、オーガ３０にトルクを伝達するようになっている。
【００２６】
［アジテータ］
アジテータ５０は、軸Ｃを回転中心として矢印Ｒ２の方向（図２参照）に回転して、収容部２２内のトナーＴを軸Ｃ側に移動させる機能を有する。軸Ｃを回転中心として回転するとは、収容部２２（内周面２２Ｃ又は外周面２２Ｄ）の周方向に回転することを意味する。
【００２７】
アジテータ５０は、図２に示されるように、支持棒５２と、羽根５４とを有している。支持棒５２は、屈曲した棒とされ、一部が収容部２２の上端からはみ出した状態で、収容部２２内に配置されている。羽根５４は、長尺状の板とされ、収容部２２の内周面２２Ｃに沿って、内周面２２Ｃに近接した状態で、支持棒５２に支持されている。以上の構成により、支持棒５２が軸Ｃを回転中心として矢印Ｒ２の方向に回転すると、羽根５４は、内周面２２Ｃに沿った状態で、内周面２２Ｃ内を周回するようになっている。
【００２８】
［吸引部］
吸引部１１０は、複数の通気穴２２Ｅから収容部２２内の空気を吸引する機能を有する。吸引部１１０は、図１及び図２に示されるように、周壁部１１２と、フィルタ１１４と、ポンプ１１６と、圧力計（図示省略）とを含んで構成されている。ここで、周壁部１１２は、囲み部の一例である。また、ポンプ１１６は、吸引源の一例である。
【００２９】
周壁部１１２は、図１及び図２に示されるように、逆円錐台状（円錐台を逆様にしたような状態の）筒とされている。周壁部１１２は、収容部２２の外周面２２Ｄの全周に亘って外周面２２Ｄにおける複数の通気穴２２Ｅが形成されている部分（部分ＣＺ）を囲んで、外周面２２Ｄとで空間ＥＳを形成している。そして、周壁部１１２は、上下の開口の縁を外周面２２Ｄにおける部分ＣＺよりも上側及び下側の部分にシールさせた状態で、収容部２２に固定されている。なお、周壁部１１２には、２つの貫通穴（第１穴１１２Ａ、第２穴１１２Ｂという。）が形成されている。
【００３０】
フィルタ１１４は、図２に示されるように、空間ＥＳ内であって、収容部２２の外周面２２Ｄの全周に亘って外周面２２Ｄにおける複数の通気穴２２Ｅが形成されている部分（部分ＣＺ）を覆っている。フィルタ１１４は、複数の通気穴２２Ｅから収容部２２内の空気が吸引される際に、通気穴２２Ｅを通り抜けたトナー粒子をトラップしつつ、空気を通過させる機能を有する。
【００３１】
ポンプ１１６は、図２に示されるように、空間ＥＳ内の空気を吸引する機能を有する。ポンプ１１６は、周壁部１１２に第１穴１１２Ａで接続されている。
【００３２】
圧力計（図示省略）は、ポンプ１１６が吸引する空気の気圧を測定する機能を有する。圧力計は、ポンプ１１６に接続されている。
【００３３】
［駆動源］
駆動源６０は、伝達軸４０（オーガ３０）及び支持棒５２（アジテータ５０）を、軸Ｃを回転中心としてそれぞれ矢印Ｒ１方向及び矢印Ｒ２方向に回転させる機能を有する。本実施形態の駆動源６０は、伝達軸４０（オーガ３０）及び支持棒５２（アジテータ５０）を、それぞれ独立して駆動可能とされている。
【００３４】
［輸送装置］
輸送装置７０は、トナーカートリッジ１００の製造時に、容器９０を矢印Ｒ３方向に輸送する機能を有する（図１参照）。輸送装置７０は、図１に示されるように、容器９０を乗せて容器９０を輸送するためのベルト７０Ａを有している。本実施形態の輸送装置７０は、一例としてベルトコンベア方式の装置とされている。
【００３５】
［秤］
秤は、トナーカートリッジ１００の製造時に、輸送装置７０により輸送されて矢印Ｒ３方向における位置Ｂ（円筒部２４の開口２４Ｂ）の下側の位置、図１参照）に配置された容器９０の質量と、トナーＴが充填された容器９０の質量とを測定する機能を有する。秤は、ベルト７０Ａの下側であって、位置Ｂ（図１参照）に配置されている。
【００３６】
［制御部］
制御部８０は、トナーカートリッジ１００の製造時に、充填装置１０を構成する構成要素（例えば、アジテータ５０）を制御する機能を有する。制御部８０の具体的な機能については、トナーカートリッジ１００の製造方法の説明の中で説明する。
【００３７】
以上が、本実施形態の充填装置１０の構成についての説明である。
【００３８】
＜充填装置を用いたカートリッジの製造方法＞
次に、本実施形態の充填装置１０を用いたトナーカートリッジ１００の製造方法について図面を参照しつつ説明する。当該製造方法は、配置工程と、輸送工程と、充填工程と、を含む。
【００３９】
［配置工程］
まず、作業者が、輸送装置７０のベルト７０Ａ上の定められた位置に、複数の容器９０を、ベルト７０Ａの移動方向に沿って１列に等間隔で配置する（図１参照）。以上により、配置工程が終了する。
【００４０】
［輸送工程］
次いで、制御部８０は、輸送装置７０を稼動させる。具体的には、制御部８０が、ベルト７０Ａ上の位置Ａに配置されている容器９０を、ホッパー２０の円筒部２４の下側であって高さ方向から見て開口９０Ａの軸が軸Ｃに重なる位置Ｂに輸送する（図１参照）。その結果、容器９０は、ホッパー２０の円筒部２４の下側に配置される（図３の時間ｔ１）。また、制御部８０は、秤（図示省略）により測定された円筒部２４の下側に配置された容器９０の質量の測定値を記憶する。以上により、輸送工程が終了する。
【００４１】
［充填工程］
次いで、制御部８０は、駆動源６０を駆動させてアジテータ５０及びオーガ３０を、軸Ｃを回転中心として回転させるとともに、ポンプ１１６を駆動させる（図２及び図３参照）。
【００４２】
ここで、充填工程では、オーガ３０の回転に伴い、収容部２２内の下側に収容されているトナーＴであって収容部２２内にはみ出しているオーガ３０の軸方向に隣り合う螺旋部３４間のトナーＴは、収容部２２内から円筒部２４内に移動する。また、アジテータ５０の回転に伴い、収容部２２内に収容されているトナーＴが軸Ｃ側に移動する。以上のとおり、アジテータ５０の回転に伴い内周面２２Ｃ側のトナーＴが軸Ｃ側に移動し、更に、オーガ３０の回転に伴い軸Ｃ側に移動したトナーＴが円筒部２４内に移動する。円筒部２４内に移動したトナーＴは、オーガ３０の回転により下側に搬送されて開口２４Ｂに到達した後、その上側のトナーＴによって押されて円筒部２４の下端から排出される。さらに、円筒部２４の下端から排出されたトナーＴは、自重により下側に落下し、位置Ｂに配置されている容器９０内に充填される。なお、ポンプ１１６の駆動により収容部２２内の空気は複数の通気穴２２Ｅを通過して空間ＥＳ内に移動し、更に空間ＥＳ内に移動した空気はポンプ１１６により吸引される。
【００４３】
次いで、制御部８０は、図３に示されるように、オーガ３０の回転数が予め定められた回転数（予め定められた稼動時間Δｔ）に達すると、アジテータ５０の回転を停止させずに（回転を継続させたまま）、オーガ３０の回転及びポンプ１１６の駆動を停止して、空間ＥＳ内を大気開放する。ここで、予め定められた稼働時間Δｔは、定められた期間の一例である。次いで、制御部８０は、秤（図示省略）により、予め定められた回転数オーガ３０が回転している期間にトナーＴが充填された容器９０の質量を測定して、充填工程が終了する。
【００４４】
なお、制御部８０は、トナーＴが充填された容器９０の質量の測定値と、前述の輸送工程時に測定した容器９０の質量の測定値との差に基づいて、充填工程において容器９０内に充填されたトナーＴの質量を算出する。また、制御部８０は、圧力計が測定するポンプ１１６が吸引する空気の気圧の測定値が予め定められた範囲の気圧の値になるように、ポンプ１１６を駆動させる。すなわち、制御部８０は、ポンプ１１６による空間ＥＳ内の空気の吸引を、いわゆる定圧力制御（吸引対象の空間内の気圧が定められた範囲の気圧となるように吸引する制御）により行う。
【００４５】
本実施形態のトナーカートリッジ１００の製造方法では、１つの容器９０内へのトナーＴの充填工程の後、制御部８０が、輸送装置７０によりトナーＴが充填された容器９０を位置Ｂから矢印Ｒ３方向側に輸送し、次の容器９０を位置Ｂに輸送する。そして、本実施形態のトナーカートリッジ１００の製造方法では、輸送工程と充填工程とが交互に行われ、ベルト７０Ａの定められた位置に配置されたすべての容器９０内へ定められた量のナーＴの充填がされて、最後に定められた量のトナーＴが充填された容器９０がベルト７０Ａの搬送方向下流側に輸送されて終了する。なお、トナーＴが充填された容器９０の開口９０Ａの形成された部分には別の工程で蓋（図示省略）が取り付けられて、トナーカートリッジ１００となる。
【００４６】
なお、容器９０への充填工程が終了してから次の容器９０の輸送工程が行われる期間中（図３における、時間ｔ２から時間ｔ３までの期間ΔＴ１、時間ｔ４から時間ｔ５までの期間ΔＴ２、時間ｔ６から時間ｔ７までの期間ΔＴ３、・・・の各期間中）、制御部８０は、オーガ３０の回転及びポンプ１１６の駆動は停止させ、アジテータ５０の回転を停止させない（回転を継続させる）。別の見方をすると、制御部８０は、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引を停止させたまま、アジテータ５０を回転させる。なお、期間ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、・・・は、それぞれ、次の容器９０の輸送工程の期間を意味する。
【００４７】
以上が、本実施形態のカートリッジの製造方法の説明である。
【００４８】
＜効果＞
次に、本実施形態の効果（第１、第２及び第３の効果）について、本実施形態を以下に説明する各比較形態（第１、第２及び第３比較形態）と比較して説明する。なお、各比較形態において本実施形態の充填装置１０と同様の部品等を用いる場合、図示しない場合であってもその部品等の符号をそのまま用いて説明する。
【００４９】
［第１の効果］
第１の効果は、オーガ３０の回転の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気を吸引させることの効果である。別言すれば、第１の効果は、アジテータ５０及びオーガ３０を回転させて容器９０内にトナーＴを充填している期間中、吸引部１１０により収容部２２内の空気が吸引されることの効果である。第１の効果については、本実施形態を、第１比較形態と比較して説明する。
【００５０】
第１比較形態の充填装置１０Ａは、図４に示されるように、複数の通気穴２４Ｅがホッパー２０の収容部２２ではなく、円筒部２４の全周に亘って形成されている。また、円筒部２４における複数の通気穴２４Ｅが形成されている部分は、円筒状の周壁部１１２Ａに囲まれて、周壁部１１２Ａからポンプ１１６により空気が吸引されるようになっている。なお、第１比較形態の吸引部１１０Ａは、本実施形態の吸引部１１０に対し、周壁部１１２Ａの形状、これに伴うフィルタ１１４の形状及び周壁部１１２Ａの固定位置が異なる点以外、本実施形態と同様の構成とされている。また、第１比較形態によるトナーカートリッジ１００の製造方法は、本実施形態の場合（図３参照）と同様である。
【００５１】
ここで、図５は、第１比較形態の充填装置１０Ａを用いて複数のトナーカートリッジ１００を製造した場合、トナーカートリッジ１００の製造順と、トナーＴの充填量との関係を示すグラフである。第１比較形態の場合、約６０個の容器９０内にトナーＴを充填すると、以降のトナーＴの充填量がほぼ一定の値になる。
【００５２】
また、図６の表は、第１比較形態の充填装置１０Ａを用いて製造した複数のトナーカートリッジ１００のうち、トナーＴの充填量がほぼ一定の値となる製造順で約１００個目以降の容器９０内のトナーＴの充填量についての評価結果をまとめた表である。Ａｖｅ．は複数の容器９０内のトナーＴの充填量の平均値、Ｍａｘは複数の容器９０内のトナーＴの充填量の最大値、Ｍｉｎは複数の容器９０内のトナーＴの充填量の最小値、Δ（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）はＭａｘとＭｉｎとの差、σは複数の容器９０内のトナーＴの充填量の標準偏差を示す。
【００５３】
これに対して、図７は、本実施形態の充填装置１０を用いて複数のトナーカートリッジ１００を製造した場合、トナーカートリッジ１００の製造順と、トナーＴの充填量との関係を示すグラフである。本実施形態の場合、約５個の容器９０内にトナーＴを充填すると、以降のトナーＴの充填量がほぼ一定の値になる。すなわち、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、トナーＴの充填量がほぼ一定の値になるまでに必要な容器９０の個数が少ない（トナーＴの充填量がほぼ一定の値になるまでの時間が短期間である）。なお、図５及び図７におけるのトナーＴの充填量は、オーガ３０の回転回数を同じにしている。
【００５４】
また、図８の表は、本実施形態の充填装置１０を用いて製造した複数のトナーカートリッジ１００のうち、トナーＴの充填量がほぼ一定の値となる製造順で約２０個目以降の容器９０内のトナーＴの充填量（ｎ＝８０個）についての評価結果をまとめた表である。Ａｖｅ．、Ｍａｘ、Ｍｉｎ、Δ（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）、及びσの意味は、前述の図６の場合と同様である。ここで、本実施形態の評価結果を第１比較形態の評価結果（図６）と比較すると、以下のことが分かる。まず、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、Ａｖｅ．が多い。すなわち、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、（オーガ３０の回転により充填されるトナー量が多く、）トナーＴの嵩密度が高いと推認される。また、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、Δ（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）及びσが小さい。すなわち、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、各トナーカートリッジ１００のトナーＴの充填量のばらつきが小さい。
【００５５】
以上のとおり、本実施形態は、第１比較形態に比べて、トナーＴの充填量がほぼ一定の値になるまでに必要な容器９０の個数が少ない点で優れているといえる。また、本実施形態は、第１比較形態に比べて、各トナーカートリッジ１００におけるトナーＴの充填量が多い（嵩密度が高い）点で優れているといえる。さらに、本実施形態は、第１比較形態に比べて、各トナーカートリッジ１００におけるトナーＴの充填量のばらつきが小さい点で優れているといえる。
【００５６】
そして、本発明者らは、前述の３つの点において、本実施形態が第１比較形態に比べて優れている理由を以下のとおりと推認している。
【００５７】
〔トナーＴの充填量がほぼ一定の値になるまでに必要な容器９０の個数が少ない理由〕
トナーカートリッジ１００を連続して製造する場合、トナーカートリッジ１００にトナーＴを充填することにより、収納部２２のトナーＴが減少する。そのため、収納部２２に減少する量に合わせてトナーＴを補給している。供給部（図示省略）から供給されたトナーＴは、搬送させられることにより、嵩密度が低い状態になり収納部２２に補給される。第１比較形態の場合、図４に示されるように、充填工程において収容部２２内の空気が吸引されない。そのため、収納部２２で充填されるまでとどまっているトナーＴと供給されたばかりの嵩密度が低いトナーＴが収納部２２で混ざることにより一定の嵩密度に飽和して円筒部２４に達するには、収納部のトナーＴがある程度入れ替わるために多くの充填が必要となる。第１比較形態の充填工程では、円筒部２４内の空気が吸引されながら行われるが、円筒部２４内に移動する前に収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができない。例えば、連続した製造が中断された場合、収納部２２の嵩密度が変化するため、製造再開時に同じように充填量が一定となる変化の推移が繰り返されることになる。これに対して、本実施形態の場合、図２及び図３に示されるように、充填工程において収容部２２内の空気が吸引されながら行われる。そのため、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、収容部２２内の空気が吸引される分、供給されたばかりの嵩密度が低いトナーＴが収容部２２内で混ざる間にトナーＴの嵩密度が高くなり、嵩密度が高く飽和した状態で円筒部２４に達する。また、収納部２２のトナーＴが入れ替わるために多くの充填が必要ではない。そして、本実施形態の場合、各容器９０へのトナーＴの充填工程ごとに収容部２２内のトナーＴの嵩密度が高くなり、第１比較形態の場合（約６０個目）に比べて少ない、約５個目の容器９０へのトナーＴの充填工程で、収容部２２内の収容部２２内の嵩密度がピークに到達したと考えられる。
【００５８】
したがって、本実施形態の充填装置１０は、オーガ３０の回転の期間中に収容部２２の通気穴２２Ｅから空気を吸引しない充填装置に比べて、トナーＴの充填量がほぼ一定の値になるまでに必要な容器９０の個数が少ない。
【００５９】
〔各トナーカートリッジ１００におけるトナーＴの充填量が多い理由、及び、ばらつきが小さい理由〕
第１比較形態の場合、図４に示されるように、充填工程において収容部２２内の空気が吸引されない。前述のとおり、新たに収納部に供給された嵩密度が低いトナーと収納部にとどまっている嵩密度が高くなったトナーＴとが混ざることにより、連続した入れ替わりで飽和する嵩密度は、本実施形態に比べて低くなる。第１比較形態の充填工程は円筒部２４内の空気が吸引されながら行われるが、円筒部２４内に移動する前に収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができない。そのため、円筒部内で空気を吸引することにより、トナーの嵩密度が上がったとしても、トナーが占める空間が減り、トナーがない空間が増えるだけとなる。また、円筒部２４内で移動可能なトナーは収納部２２内における円筒部２４の上側のトナーの嵩密度と見かけ上は変化がない。これに対して、本実施形態の場合、図２及び図３に示されるように、充填工程において収容部２２内の空気が吸引されながら行われる。そのため、本実施形態の場合、第１比較形態の場合に比べて、収容部２２内の空気が吸引される分、収容部２２内のトナーＴの嵩密度が高くなる。また、嵩密度が高く飽和しているトナーＴは、嵩密度がそれ以上高くなりにくく、嵩密度の変化が小さくなる。そのため、収容部２２内のトナーＴの嵩密度のばらつきも小さくなると考えられる。一方、連続して製造することにより嵩密度が一定の状態に飽和した第１比較形態の場合、連続した製造のインターバルが変化することやトナーを供給するタイミングが変化すること、等の影響により嵩密度が変化しやすく、また、嵩密度が高くなることも低くなることも、どちらへの変化も起こりやすい。そのため、収納部２２内のトナーＴの嵩密度のばらつきが大きくなると考えられる。
【００６０】
したがって、本実施形態の充填装置１０は、オーガ３０の回転の期間中に円筒部２４の通気穴２４Ｅから空気を吸引する充填装置に比べて、単位時間当たりに円筒部２４の下端から押し出されるトナーＴの量の嵩密度が高い。別言すると、本実施形態の充填装置１０は、オーガ３０の回転の期間中に収容部２２の通気穴２２Ｅから空気を吸引しない充填装置に比べて、単位時間当たりに円筒部２４の下端から押し出されるトナーＴの量の嵩密度が高い。これに伴い、本実施形態の場合、オーガ３０の回転の期間中に収容部２２の通気穴２２Ｅから空気を吸引しない充填装置に比べて、容器９０内に充填されるトナーＴの充填量が多い。また、本実施形態の充填装置１０は、オーガ３０の回転の期間中に収容部２２の通気穴２２Ｅから空気を吸引しない充填装置に比べて、単位時間当たりに円筒部２４の下端から押し出されるトナーＴの量のばらつきが小さい。
【００６１】
［第２の効果］
第２の効果は、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引を停止させたままアジテータ５０を回転させることの効果である。別言すれば、第２の効果は、充填工程の前後のトナーＴの容器９０内への充填を行わない期間中、すなわち、配置工程の期間中（図３の場合、期間ΔＴ１、ΔＴ２及びΔＴ３の期間中）、収容部２２内の空気の吸引を停止させたままアジテータ５０を回転させることの効果である。第２の効果については、本実施形態を、第２比較形態と比較して説明する。
【００６２】
第２比較形態の充填装置（図示省略）は、図９のタイミングチャートに示されるように、配置工程の期間中、吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引をさせたままアジテータ５０を回転させる。別言すれば、第２比較形態の充填装置は、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引をさせたままアジテータ５０を回転させる。第２比較形態は、上記の点以外は本実施形態と同様とされている。なお、第２比較形態は、図９のタイミングチャートに示されるように、オーガ３０の回転の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気を吸引させる。そのため、第２比較形態は、前述の第１の効果を奏する。すなわち、第２比較形態は、本発明の技術的範囲に属する形態といえる。
【００６３】
第２比較形態の場合、配置工程の期間中にアジテータ５０を回転させながら、吸引部１１０により収容部２２内の空気を収容部２２の部分ＣＺ（図２参照）の複数の通気穴２２Ｅから吸引する。そのため、第２比較形態の場合、収容部２２の内周面２２Ｃにおける部分ＣＺの近傍（特に、アジテータ５０と内周面２２Ｃにおける部分ＣＺとの間）のトナーＴが吸引部１１０の吸引により内周面２２Ｃ側に引き寄せられ、アジテータ５０の回転によっても当該トナーＴを軸Ｃ側に移動させ難い。
【００６４】
これに対して、本実施形態の場合、図３に示されるように、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引を停止させたまま（収容部２２内に繋がっている空間ＥＳを大気開放させたまま）アジテータ５０を回転させる。そのため、本実施形態は、第２比較形態の場合に比べて、収容部２２の内周面２２Ｃにおける部分ＣＺの近傍のトナーＴが吸引部１１０の吸引により内周面２２Ｃ側に引き寄せられることがない。
【００６５】
したがって、本実施形態の充填装置１０は、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引をさせたままアジテータ５０を回転させる充填装置に比べて、オーガ３０の回転の停止の期間中にアジテータ５０と収容部２２（の内周面２２Ｃ）との間のトナーＴを軸Ｃ側に移動させ易い。
【００６６】
［第３の効果］
第３の効果は、空間ＥＳ内の気圧が定められた範囲内の気圧となるように、ポンプ１１６に空間ＥＳ内の空気を吸引させることの効果である。別言すれば、第３の効果は、ポンプ１１６による空間ＥＳ内の空気の吸引をいわゆる定圧力制御で行うことの効果である。第３の効果については、本実施形態を、第３比較形態と比較して説明する。
【００６７】
第３比較形態の充填装置（図示省略）は、充填工程において、空間ＥＳ内から排気される空気の流量が定められた範囲内の流量となるように、ポンプ１１６に空間ＥＳ内の空気を吸引させる。すなわち、第３比較形態の場合、充填工程での収容部２２内の空気の吸引は、いわゆる定流量制御により行われる。第３比較形態は、上記の点以外は本実施形態と同様とされている。なお、第３比較形態は、図３のタイミングチャートに示されるように、オーガ３０の回転の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気を吸引させ、オーガ３０の回転の停止の期間中に吸引部１１０に収容部２２内の空気の吸引を停止させたままアジテータ５０を回転させる。そのため、第３比較形態は、前述の第１及び第２の効果を奏する。すなわち、第３比較形態は、本発明の技術的範囲に属する形態といえる。
【００６８】
第３比較形態の場合、例えば、収容部２２内の空気が少なくなっても、空間ＥＳ内から排気される空気の流量が定められた範囲内の流量となるように空気が吸引される。そのため、第３比較形態の場合、収容部２２の複数の通気穴２２ＥにトナーＴが詰まった場合には、その分の空気が別の通気穴２２Ｅから吸引される。この結果、収容部２２の部分ＣＺの近傍には、空気が吸引される部分（トナーＴの嵩密度が高い部分）と、空気が吸引されない部分（トナーＴの嵩密度が低い部分）と形成され易い。
【００６９】
これに対して、本実施形態の場合、空間ＥＳ内の気圧が定められた範囲内の気圧となるように、ポンプ１１６に空間ＥＳ内の空気を吸引させる。そのため、本実施形態の場合、例えば、収容部２２内の空気が少なって空間ＥＳ内の気圧が定められた範囲内の気圧となると、ポンプ１１６はその状態を維持するように、空間ＥＳ内の空気を吸引する。その結果、例えば、収容部２２の複数の通気穴２２ＥにトナーＴが詰まった場合に、収容部２２の部分ＣＺの近傍に、トナーＴの嵩密度が高い部分と、トナーＴの嵩密度が低い部分とが形成され難い。
【００７０】
したがって、本実施形態の充填装置１０は、空間ＥＳ内から排気される空気の流量が定められた範囲内の流量となるように、ポンプ１１６に空間ＥＳ内の空気を吸引させる充填装置に比べて、単位時間当たりに円筒部２４の下端から押し出されるトナーＴの量のばらつきが小さい。
【００７１】
以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、本実施形態についての説明である。
【００７２】
以上のとおり、本発明について特定の実施形態を例として説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態も含まれる。
【００７３】
本実施形態では、粉体の一例がトナーＴであるとして説明した。しかしながら、粉体はトナーＴでなくてもよい。例えば、粉体は、薬品用、食料用、工業材料用その他の用途に用いられる粉体であってもよい。すなわち、本発明の技術的範囲に含まれる充填装置は、薬品用、食料用、工業材料用その他の用途に用いられる粉体の充填に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０        充填装置
２２        収容部
２２Ｂ      開口（穴の一例）
２２Ｅ      通気穴
２４        円筒部（搬送筒の一例）
３０        オーガ（搬送体の一例）
５０        アジテータ（移動部の一例）
８０        制御部
９０        カートリッジ本体（容器の一例）
１１０      吸引部
１１２      周壁部（囲み部の一例）
１１６      ポンプ（吸引源の一例）
Ｔ          トナー（粉体の一例）
Δｔ        予め定められた稼働時間（定められた期間の一例）
【図１】
2017222382.tif 000003
【図２】
2017222382.tif 000004
【図３】
2017222382.tif 000005
【図４】
2017222382.tif 000006
【図５】
2017222382.tif 000007
【図６】
2017222382.tif 000008
【図７】
2017222382.tif 000009
【図８】
2017222382.tif 000010
【図９】
2017222382.tif 000011