JP2000326901A - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で粉体の締まり具合を一定にして容
器に充填するときの切り出し量を安定化させて充填精度
を高める。 【解決手段】振動発生装置１２の振動をホッパー２の外
周面に沿って取り付けた振動伝達リング１１を介してホ
ッパー２の外周面全体に伝達してホッパー２内の粉体を
均一に振動させ、粉体に含まれている空気を脱気し、充
填容器１５に充填する粉体を均一な締まり具合にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば電子写真方
式の複写機たプリンタ装置等において形成した静電潜像
を現像するトナー等の粉体を容器に充填する粉体充填装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を使用した複写機等では感
光体に形成された静電潜像を現像装置で粉末のトナーに
より現像して可視化している。この現像に使用するトナ
ーはトナー容器を現像装置に装着して供給している。ト
ナー容器にトナーを充填するときは、例えば特開平６−
２６３１０１号公報に示されているように、充填装置で
トナーを一定量づつ切り出して充填している。このトナ
ー容器に充填するトナーの切り出し量を安定させて充填
精度を高めることにより生産性を上げることができる。

【０００３】トナー等の粉体を容器に充填するときの切
り出し量は粉体が含んでいる空気の割合（以下、締まり
具合という）により安定したり不安定になったりする。
充填装置に供給される粉体は、通常、空気輸送等により
搬送されるため空気を多く含んでいる。このため充填装
置には粉体切出部に連結されたメインホッパーの前段に
サブホッパーを設け、搬送されてきた粉体を一旦サブホ
ッパーに貯蔵して空気を抜いて締まり具合を良くしてい
る。このサブホッパーに貯蔵した粉体から空気を抜くた
めに、例えば図３（ａ）に示すように、サブホッパー３
の外面に電磁式バイブレータ等の振動発生装置１２を直
接装着したり、（ｂ）に示すように、サブホッパー３の
外面に振動発生装置１２を振動伝達棒２１と補強板２２
を介して装着したり、（ｃ）に示すように、サブホッパ
ー３の外面に振動発生装置１２を振動伝達プレート２３
と補強板２２を介して装着し、振動発生装置１２で発生
した振動によりサブホッパー３内の粉体に振動を与えて
含まれている空気を抜くようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらサブホッ
パーの外面に振動発生装置を装着してサブホッパー内の
粉体に振動を与えた場合、振動発生装置の取付部がサブ
ホッパーと接している範囲が狭いため、サブホッパー内
の粉体に与える振動は振動発生装置の取付部近傍では強
く、取付部から離れるにしたがって減衰して弱くなり、
サブホッパー内の粉体全体に振動が伝わらず、粉体の締
まり具合が場所によつて偏ってしまう。このためサブホ
ッパーからメインホッパーに供給した粉体の締まり具合
が変動し、切り出し量が不安定になり充填精度が低下す
るという問題があった。

【０００５】この問題を解消するために、より強力な振
動発生装置をサブホッパーに取り付けたり、振動発生装
置の台数を増加することによりサブホッパー内の粉体に
均一な振動を与えて粉体の締まり具合を一定にできる
が、強力な振動発生装置や多くの振動発生装置をサブホ
ッパーに取り付けると騒音が増大したり、ランニングコ
ストの増加する等の問題があった。

【０００６】この発明はかかる問題を解消し、簡単な構
成で粉体の締まり具合を一定にして容器に充填するとき
の切り出し量を安定化させ、充填精度を高めることがで
きる粉体充填装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る粉体充填
装置は、ホッパーに貯蔵された粉体を一定量ずつ切り出
して充填容器に充填する粉体充填装置において、ホッパ
ーの外周面に沿って１又は複数の振動伝達リングを取り
付け、各振動伝達リングの外周端に振動発生装置を装着
したことを特徴とする。

【０００８】上記複数の振動伝達リングをホッパーの外
周面に取り付けた場合、各振動伝達リングの異なる位置
に振動発生装置を装着すると良い。また、上記ホッパー
を弾性部材で保持することが望ましい。さらに、ホッパ
ー内を負圧にすると良い。また、ホッパー内の粉体レベ
ルを検出するレベルセンサをホッパーから分離した支持
部により保持することが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の粉体充填装置は、サブ
ホッパーとサブホッパーの下部に設けられたメインホッ
パー及びメインホッパーの下部に設けられ、オーガー等
からなる粉体切出部を有する。サブホッパーの粉体供給
管に連結された蓋にはレベルセンサが設けられている。
サブホッパーの外周面には１又は複数の振動伝達リング
が取り付けられ、振動伝達リングの端部には振動発生装
置が取り付けられている。振動発生装置を振動伝達リン
グに取り付ける位置は振動伝達リングの外周に沿って任
意に可変でき、振動伝達リングが２個設けられている場
合は、互いに１８０度異なる位置に配置され振動の伝わ
り方を異ならせている。サブホッパーの粉体供給口には
サブホッパーからメインホッパーに供給した粉体のメイ
ンホッパー内の粉体レベルを調節するレベル調節部を有
する。

【００１０】この粉体充填装置において、粉体供給管か
ら供給された粉体はサブホッパー内に貯蔵される。この
粉体を貯蔵しているサブホッパーに設けられた振動発生
装置を駆動して振動を発生させ、サブホッパーの外周面
に設けられた振動伝達リングを介してサブホッパーの外
周面全体に振動を伝達し、サブホッパーに貯蔵されてい
る粉体を均一に振動させる。この粉体の振動により粉体
に含まれている空気が脱気され、粉体は均一な締まり具
合でサブホッパー内に分布する。このサブホッパーで脱
気されて均一な締まり具合になった粉体をレベル調節部
を介してメインホッパーに供給し、メインホッパー内に
一定レベルで粉体を貯蔵する。メインホッパーに貯蔵さ
れた粉体は粉体切出部で一定量ずつ切り出されて充填容
器に充填される。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成図である。
図に示すように、トナー等の粉体を充填する粉体充填装
置１は、サブホッパー２とサブホッパー２の下部に設け
られたメインホッパー３及びメインホッパー３の下部に
設けられ、オーガー等からなる粉体切出部４を有する。
サブホッパー２は充填ベース５の上面に設けられたスタ
ンド６にサブホッパー支持体７を介して取り付けられ、
粉体供給管８に連結されたサブホッパー蓋９にレベルセ
ンサ１０が設けられている。サブホッパー２の外周面に
は１又は複数の振動伝達リング１１が取り付けられ、振
動伝達リング１１の端部には例えば空気圧式タービンバ
イブレータ等の振動発生装置１２が取り付けられてい
る。振動発生装置１２を振動伝達リング１１に取り付け
る位置は振動伝達リング１１の外周に沿って任意に可変
できるようになっており、例えば図１に示すように振動
伝達リング１１が２個設けられている場合は、互いに１
８０度異なる位置に配置され振動の伝わり方を異ならせ
ている。サブホッパー２の粉体供給口にはサブホッパー
２からメインホッパー３に供給した粉体のメインホッパ
ー３内の粉体レベルを調節するレベル調節部１３を有す
る。メインホッパー３はサブホッパー２を保持している
スタンド６に取り付けられ、蓋１４により密閉されてい
る。

【００１２】上記のように構成された粉体充填装置１に
おいて、粉体供給管８から供給された粉体はサブホッパ
ー２内に貯蔵される。この粉体を貯蔵しているサブホッ
パー２に設けられた振動発生装置１２を駆動して振動を
発生させ、サブホッパー２の外周面に設けられた振動伝
達リング１１を介してサブホッパー２の外周面全体に振
動を伝達し、サブホッパー２に貯蔵されている粉体を均
一に振動させる。この粉体の振動により粉体に含まれて
いる空気が脱気され、粉体は均一な締まり具合でサブホ
ッパー２内に分布する。このサブホッパー２で脱気され
て均一な締まり具合になった粉体をレベル調節部１３を
介してメインホッパー３に供給し、メインホッパー３内
に一定レベルで粉体を貯蔵する。メインホッパー３に貯
蔵された粉体は粉体切出部４で一定量ずつ切り出されて
充填容器１５に充填される。このように粉体を充填容器
１５に繰返し充填してメインホッパー３の粉面レベルが
下がるとサブホッパー２からレベル調節部１３を介して
メインホッパー３に粉体が供給される。また、レベルセ
ンサ１０でサブホッパー３の粉面レベルが一定レベル低
下したことを検出すると粉体供給管８からサブホッパー
３内の粉体が所定レベルに達するまで粉体を供給する。
このようにして充填容器１５に連続的に粉体を充填する
ことができる。

【００１３】この充填容器１５に粉体を充填するとき
に、振動発生装置１２の振動を振動伝達リング１１を介
してサブホッパー２の外周面全体に伝達してサブホッパ
ー２内の粉体を均一に振動させ、粉体に含まれている空
気を脱気してメインホッパー３の供給するから、充填容
器１５に充填する粉体を均一な締まり具合にすることが
でき、充填容器１５に一定量の粉体を精度良く充填する
ことができる。

【００１４】また、振動発生装置１２を例えば図１に示
すように２個設けられている場合には、互いに１８０度
異なる位置に配置してサブホッパー２内の粉体に伝える
ことにより、サブホッパー２内の粉体全体に最適な振動
を与えることができ、サブホッパー２内の粉体に含まれ
ている空気を均一に脱気することができる。

【００１５】上記実施例はサブホッパー２を保持するサ
ブホッパー支持体７をスタンド６に直接取り付けた場合
について説明したが、図２に示すように、サブホッパー
支持体７をエアーダンパーやゴム弾性体，バネ等の弾性
部材１６を介してスタンド６に取り付けると良い。この
ようにサブホッパー２を弾性部材１６を介して保持する
ことにより、サブホッパー２全体も振動させることがで
き、サブホッパー２内の粉体により確実に振動を与え
て、脱気効率を高めることができる。さらに、図２に示
すように、サブホッパー２を覆うサブホッパー蓋９に吸
引装置１７に連結された空気抜き管１８を設け、サブホ
ッパー２内を負圧にすることによりサブホッパー２内の
粉体に含まれている空気をより効率良く脱気することが
できる。

【００１６】また、このようにサブホッパー２全体も振
動させる場合、この振動によりレベルセンサ１０が振動
して誤動作や故障等の不具合が生じると、サブホッパー
２内の粉体レベルを一定に保持することが困難になる。
これを防止するために、図２に示すように、レベルセン
サ１０を充填ベース５又はスタンド６に設けたセンサ支
持部１９で保持してサブホッパー２から独立させ、サブ
ホッパー２の振動がレベルセンサ１０に伝わらないよう
にすると良い。

【００１７】〔具体例〕 例えば図１に示すように２個
の振動発生装置１２を設けた粉体充填装置１で体積平均
粒径１０μｍ、真比重１．１の非磁性２成分系トナーを
充填容器１５に充填するために、振動発生装置１２から
振動数１５０００サイクル／分の振動を振動伝達リング
１１を介してサブホッパー２の外周面全体に伝達してサ
ブホッパー２内の粉体を振動させながら、目標充填量５
００グラム、充填量規格幅１０グラムとして、容積１２
００ｃｃの充填容器１５に充填時間１５秒で充填して、
実際に充填された充填量を測定した。この充填を２０回
繰返して測定した充填量と図３（ａ）に示すように、サ
ブホッパー１の外面に振動発生装置１２を直接取り付け
た従来例で同じ条件で充填したときの充填量を下記表に
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】この測定した充填量の標準偏差σと充填精
度の指標の１つである工程能力Ｃｐすなわち６σの（ｎ
−１）乗に対する充填量規格幅の比を算出した結果、図
１に示した実施例の場合には、σ＝０．６７、Ｃｐ＝
２．０であったが、サブホッパー１の外面に振動発生装
置１２を直接取り付けた従来例の場合には、σ＝１．５
０、Ｃｐ＝１．１１であり、この実施例による場合は充
填精度を大幅に向上することができ、工程能力Ｃｐも
１．３３以上であり十分な工程能力を有した。

【００２０】上記実施例はサブホッパー２とメインホッ
パー３を設けた場合について説明したが、１台のホッパ
ーから充填容器１５に粉体を直接充填する場合にも同様
にしてホッパー内の粉体に均一な振動を与えることがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、振動発
生装置の振動をホッパーの外周面に沿って取り付けた振
動伝達リングを介してホッパーの外周面全体に伝達して
ホッパー内の粉体を均一に振動させ、粉体に含まれてい
る空気を脱気するようにしたから、簡単な構成で充填容
器に充填する粉体を均一な締まり具合にでき、充填容器
に一定量の粉体を精度良く充填することができる。

【００２２】また、振動伝達リングを複数設けた場合、
複数の振動伝達リングの異なる位置に振動発生装置を装
着してホッパー内の粉体に伝える振動の伝わり方を異な
らせることにより、ホッパー内の粉体全体に最適な振動
を与えることができ、ホッパー内の粉体に含まれている
空気を均一に脱気することができる。

【００２３】さらに、ホッパーを弾性部材で保持してホ
ッパー全体が振動できるようにすることにより、ホッパ
ー内の粉体により効果的に振動を与えることができる。

【００２４】また、ホッパー内を吸気して負圧にするこ
とにより、粉体の脱気効果を高めることができる。

【００２５】また、ホッパー内の粉体レベルを検出する
レベルセンサをホッパーから分離した支持部により保持
することにより、ホッパーの振動によりレベルセンサが
振動して誤動作や故障等の不具合が生じることを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成図である。

【図２】他の実施例の構成図である。

【図３】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１；粉体充填装置、２；サブホッパー、３；メインホッ
パー、４；粉体切出部、８；粉体供給管、１０；レベル
センサ、１１；振動伝達リング、１２；振動発生装置、
１５；充填容器、１６；弾性部材、１７；吸引装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッパーに貯蔵された粉体を一定量ずつ
   切り出して充填容器に充填する粉体充填装置において、 ホッパーの外周面に沿って１又は複数の振動伝達リング
   を取り付け、各振動伝達リングの外周端に振動発生装置
   を装着したことを特徴とする粉体充填装置。
2. 【請求項２】 上記複数の振動伝達リングの異なる位置
   に振動発生装置を装着した請求項１記載の粉体充填装
   置。
3. 【請求項３】 上記ホッパーを弾性部材で保持する請求
   項１又は２記載の粉体充填装置。
4. 【請求項４】 上記ホッパー内を負圧にする請求項１，
   ２又は３記載の粉体充填装置。
5. 【請求項５】 上記ホッパー内の粉体レベルを検出する
   レベルセンサをホッパーから分離した支持部により保持
   する請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体充填装置。