JP2001058601A - 粒体供給装置、粒体供給方法及び固体物体流動制御方法 - Google Patents
粒体供給装置、粒体供給方法及び固体物体流動制御方法Info
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Abstract
収納容器に供給する粒体供給装置において、キャップ蓋
やスライド蓋を用いることなく、開口部からの空気の流
入による粒体の自然落下を防止する。 【解決手段】 粒体供給路27内に粒体を通過させ、排
出開口部30にある排出口29より粒体を収納容器51
内に供給する粒体供給装置において、粒体供給路27の
一方が直接又は間接に粒体供給部につながっており、他
方が排出開口部30につながった粒体供給路内を通過さ
せ、排出開口部30に存在する粒体の少なくとも一部の
密度を調整することで、粒体の蓋を形成し、排出開口部
における粒体の通過を制御する通過制御手段を有するこ
とを特徴とする粒体供給装置。
Description
納容器に供給する粒体供給装置に関し、更に詳しくは、
電子写真現像用のトナー、感光材料処理用現像剤、化粧
品、医薬品等における粒体の粒径や形状等に均一性を要
求される粒体を供給源から収納容器に充填する粒体供給
装置、粒体供給方法及び固体物体流動制御方法に関す
る。
器に供給する粒体供給装置では、その排出開口部におい
て、外部からの空気の流入により、排出開口部付近に存
在する粒体の嵩密度が低下して、排出開口部より粒体が
自然落下して、その際に粒体が飛散する。
容器の周辺を汚染し、その結果、粒体の充填作業を行う
場所の作業環境を悪くする問題がある。
果発生する粒体の落下を防止するために、排出開口部に
キャップ蓋や可動性のスライド蓋を設けることにより、
粒体落下を防止する。また、制御装置により粒体を収納
する収納容器が装置にセットされたことを自動的に確認
し、スライド蓋が移動して収納容器内に粒体を収納させ
るという充填工程の効率化も可能である。
が付着、残存することは避けられない。また、スライド
蓋の摺動によりスライド蓋上に残存した粒体同士が固着
し、粒体固着物が生成し、この粒体固着物が収納容器内
に混入して製品の品質を劣化させる問題が発生する。
する電子写真現像用トナーでは、粒体固着物の混入によ
り、電子写真画像の仕上り品質に直接大きな影響を与え
る。
スライド蓋を用いることなく、排出開口部からの空気の
進入による粒体の自然落下を防ぐ機能を有する粒体供給
装置の開発が急務とされてきた。
既に、特開昭57−1001号、特許番号274893
4号、実公昭46−15837号各公報等により開示さ
れている。
も、粒体中に存在する空気を吸気することによって、粉
塵の発生を防止したり、収納容器に粒体を充填させる際
に、粒体とともに容器内に流入する空気の量を減らし
て、粒子を収納容器内に入り易くさせたり、容器内の粒
子の嵩を上げることについて記載したものであって、供
給装置の開口部からの空気の進入防止や粒体の落下防止
を解決させることを示唆するものではない。また、上記
の技術には、供給路内に定期的に空気を供給することに
より、吸気箇所で発生する目詰まりを防止して、容器へ
の粒体の収納を促進させるものが記載されているが、粒
体自身に開口部における粒体の通過を制御する様な機能
を付与させるものではなかった。
供給路内を通過させた粒体を開口部より収納容器に供給
する粒体供給装置において、キャップ蓋やスライド蓋と
いった開口部を遮閉可能にする開閉装置がなくても、開
口部からの空気の流入を防ぎ、粒体の自然落下を防止し
て開口部を閉止する機能を有する粒体供給装置を提供す
ることである。
内を通過する粒体自身が、蓋となって、開口部における
粒体の通過を可能或いは不可能に制御させる通過制御機
能を有する粒体供給装置を提供することである。
固着物混入のない高品質な粒体製品の供給方法を提供す
ることである。
の粒体を収納容器に供給できる粒体供給装置を提供する
ことである。
の計量の自動化を容易にする粒体供給装置を提供するこ
とである。
発明の粒体供給装置の要旨を以下に列挙する。すなわ
ち、本発明は、以下に記載の様に、供給路内を通過する
粒体をその開口部において、粒体中の固体粒子間に存在
する気体や液体の様な流体を、吸引、除去し、粒体粒子
の凝集物をブリッジ状に形成して、粒体粒子の蓋を形成
することにより開口部における粒体の通過を不可能にす
る。更に、前述の蓋を形成した粒体粒子に流体を供給
し、開口部にブリッジ状に形成された粒体粒子の凝集物
を解砕して、開口部における粒体の通過を可能にする。
この様にして粒体自身に開口部における通過を制御さ
せる機構を付与させた粒体供給装置、及び粒体供給方法
を達成させたものである。
方が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より
前記供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給
する粒体供給装置であって、前記開口部に存在する粒体
の少なくとも一部の密度を調整して、前記開口部に粒体
の蓋を形成して、粒体の前記開口部における通過を制御
する通過制御手段を有することを特徴とする粒体供給装
置(請求項1)。
方が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より
前記供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給
する粒体供給装置であって、前記開口部に存在する粒体
の少なくとも一部の粒体の粒体粒子間に存在する気体を
脱気して前記開口部に粒体の蓋を形成し、更に、前記脱
気の行われた箇所へ気体を供給して前記粒体の蓋を解砕
して、粒体の前記開口部における通過を制御する通過制
御手段を有することを特徴とする粒体供給装置(請求項
2)。
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
を調整して、粒体の前記開口部における通過を制御する
通過制御手段が、孔径10〜150μmの焼結金属より
形成されるものであることを特徴とする粒体供給装置
(請求項5)。
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
を調整して、粒体の前記開口部における通過を制御する
通過制御手段が、前記粒体の粒子の体積平均粒径(Xμ
m)と下記関係式を有する目開き(Yμm)を有するも
ので形成されるものであることを特徴とする粒体供給装
置(請求項6)。 X≦Y≦30X 3μm≦X≦20μm
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
を調整して、粒体の前記開口部における通過を制御する
通過制御手段が、5μm以下の粒子の捕集率が85〜9
9.5%である繊維質から構成された布で形成されるも
のであることを特徴とする粒体供給装置(請求項7)。
方が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より
前記供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給
する粒体供給装置であって、前記開口部に存在する粒体
の少なくとも一部の密度を調整して、前記開口部に粒体
の蓋を形成して、粒体の前記開口部における通過を制御
する通過制御手段と、前記開口部の下方に所定間隙を保
持して、前記開口部を覆う開閉装置とを設けたことを特
徴とする粒体供給装置(請求項10)。
方が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より
前記供給都内を通過させて、前記開口部より容器に供給
する粒体供給装置であって、前記開口部に存在する粒体
の少なくとも一部の密度を調整して、前記開口部に粒体
の蓋を形成して、粒体の前記開口部における通過を制御
する通過制御手段と、前記容器を所定位置に保持する容
器保持手段と、該容器保持手段を昇降可能にする容器昇
降手段とを有し、粒体供給時には、前記容器昇降手段を
駆動して前記容器の開口部を、前記粒体供給装置の開口
部に近接させる機構を有するものであることを特徴とす
る粒体供給装置(請求項11)。
供給装置の要旨を以下に列挙する。
より粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、前記
開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調整し
て、前記開口部に粒体の蓋を形成し、粒体の前記開口部
における通過を制御することを特徴とする粒体供給方法
(請求項13)。
より粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、前記
開口部に存在する粒体の少なくとも一部の粒体の粒体粒
子間に存在する気体を脱気して前記開口部に粒体の蓋を
形成し、更に、脱気の行われた箇所へ気体を供給して前
記粒体の蓋を解砕して、粒体の前記開口部における通過
を制御することを特徴とする粒体供給方法(請求項1
4)。
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
の調整を、孔径10〜150μmの焼結金属より形成さ
れたものを介して行い、粒体の前記開口部における通過
を制御することを特徴とする粒体供給方法(請求項1
7)。
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
の調整を、前記粒体の粒子の体積平均粒径(Xμm)と
下記関係を有する目開き(Yμm)を有するものを介し
て行い、粒体の前記開口部における通過を制御すること
を特徴とする粒体供給方法(請求項18)。 X≦Y≦30X 3μm≦X≦20μm
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
の調整を、5μm以下の微粒子の捕集率が85〜99.
5%である繊維質からなる布を有するものを介して行
い、粒体の前記開口部における通過を制御することを特
徴とする粒体供給方法(請求項19)。
部より粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、高
密度粒体の存在の有無を判別して、開口部からの該粒体
の容器への供給を制御することを特徴とする粒体供給方
法(請求項21)。
部より粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、容
器の有無を判別し、連動して該粒体の容器への供給を制
御することを特徴とする粒体供給方法(請求項22)。
明の固体物体流動制御方法は、流動する流体中に固体物
体を存在させ、前記固体物体を担持する流体が流れる流
路の流体を流路外へ吸引、又は流路外から流路へ流体を
噴出することによって、前記固体物体の流動を制止或い
は自由にすることを特徴とするものである。(請求項2
3)。
状の粒子の集合体、顆粒、粉粒体等を称し、固体微粒子
が気体中に分散した状態を有するもの、例えば電子写真
現像用の粉体トナー、一成分現像剤、二成分現像剤、及
び粉末状の食品、薬品、化粧品、鉱物の粉体等を含む。
また、固体微粒子が気体以外の液体の様な流体中に分散
した状態を有するもの、例えば、懸濁溶液やスラリーも
含む。
の粒径は、例えば、電子写真現像用のトナーでは、3〜
20μmのものが用いられている。
気体は、空気、窒素又は不活性ガス等であり、適用され
る粒体の特性に応じて最適の気体が選択される。流体が
液体の場合も粒子を分散させるものであれば、供給、吸
引される液体は適用される粒体の特性に応じて最適の粒
体が選択される。
IS規格で定義される、「粒体の質量を体積で除したも
の」であり、体積は、固体微粒子間に存在する気体の体
積も含むものである。固体微粒子間に存在する流体が液
体の倍も同様である。また、本発明に記載の粒体は、例
えば、キャリアとトナーからなる二成分現像剤の様に、
異種粒子の混合物からなるものであってもよい。
の少なくとも一部の密度を調整する」とは、前記開口部
内に存在する粒体中の粒体粒子間に存在する気体を除去
したり、除去した箇所へ気体を供給することによって、
体積を変化、調整させて粒体の密度を変化させることを
言う。
は、減圧等によって固体微粒子間に存在する気体を脱気
して粒体中の気体の体積が減少した状態で、単位体積当
たりの固体微粒子の密度の増大した凝集された状態をい
う。
は、加圧気体の送入により、固体微粒子間に存在する気
体の体積が増大した状態で、固体微粒子間の間隔が広が
り、単位体積当たりの固体微粒子の密度が低下した拡散
された状態をいう。尚、本発明では粒体を構成する流体
が、上記の気体以外の場合も同様である。
後述の粒体供給部と開口部の間にあり、供給部より供給
された粒体を開口部に向けて通過させる箇所である。本
発明の粒体供給装置の「開口部」とは、粒体の容器への
供給を行う箇所であるとともに、粒体の密度を調整し
て、粒体の蓋を形成して、粒体の通過を不可能にした
り、更に前述の粒体の蓋を解砕して粒体の通過を可能に
させる通過制御手段を有する箇所である。
給路内に存在する粒体を、供給装置の開口部を介して、
容器内に供給を行ったり、その供給を停止させたりする
制御手段を云うもので、開口部に存在するものである。
この粒体の容器への供給や、供給停止は、好ましくは開
口部に存在する粒体の密度を変化させることにより達成
できるものである。
一連の動きは、例えば、装置に設置されたセンサによ
り、容器の装置への設置を読み取り、タイマによりセン
サ稼働後、一定時間後に、粒体の密度変化を行い、容器
への粒体の供給実施や供給停止を行うように設計された
プログラムによって、制御されるものである。
体供給路の径とが異なるものであってもよく、特に、開
口部の径が粒体供給路の径よりも小さいものであること
が好ましい。供給路の径と開口部の径の異なるものは、
具体的には、開口部においてテーパを設ける等によっ
て、開口部内において円錐体状に、連続的に変化した形
状のものである。
粒体を供給路内に供給するために、粒体を1ヶ所に集合
させて集合させた粒体を貯留し、供給させるもので、例
えば、ホッパーの様な形状を有するものがあげられる。
基づいて説明する。尚、以下説明では、供給路を粒体供
給路、開口部を排出開口部、或いは通気口部材を有した
排出開口部、供給部を粒体供給部ともいう。図1は本発
明の粒体供給装置の一例であるトナー供給装置の全体構
成図である。図2と図3は、本発明の粒体供給装置の一
例であるトナー供給装置の部分断面図である。
立設したコラムスタンド2の上部には、駆動手段を内蔵
する筐体11が固定されている。駆動手段は、駆動モー
タ12、電磁ブレーキ13、電磁クラッチ14、駆動モ
ータ15、及びプーリP1,P2,P3,P4、ベルト
B1,B2から成る駆動伝達手段等から構成されてい
る。
転を開始し、プーリP1,P2、ベルトB1を介して電
磁ブレーキ13を駆動させる。電磁ブレーキ13は駆動
モータ12の回転を停止させたときの回転慣性を急速に
低減させ、駆動手段を急停止させる。
トB2を介してプーリP4に駆動を伝達する。プーリP
4の同軸上に設けた電磁クラッチ14は、オーガ手段2
1の回転軸211を適時回転させる。
車16は、傘歯車17に噛合し、傘歯車17と一体をな
すアジテータ手段22の回転軸221を回転させる。回
転軸221の中心軸内は、中空状の円筒内面に形成さ
れ、回転軸211を貫通して回転可能に支持している。
端部付近には、スクリュー212と撹拌部材213が固
定され、回転軸211と一体に回転可能である。
の先端部付近には、撹拌部材222が固定され、回転軸
221と一体に回転可能である。撹拌部材222と撹拌
部材213とは互いに逆方向に回転し、ホッパ23内に
収容されたトナー(粒体)Tを撹拌して均一な密度にす
る。
22の下部は、ホッパ23内に収容されている。ホッパ
23は円錐状をなし、その下部は小開口の粒体供給路に
形成され、粒体供給路27に接続している。
れ、天蓋24により密閉されている。天蓋24の一部に
は、粒体補給口25、センサ26が設けられている。セ
ンサ26はホッパ23内に収容されたトナーTの上面を
検知する。
は、コラムスタンド2に保持されたアーム部材3の先端
部に保持されている。粒体供給路27の上部の入口開口
部はホッパ23に接続している。
体供給路27内のスクリュー212により搬送され、排
出開口部30を介して排出口29より外部に排出され
る。
れ、T字型の分岐管34を経て、電磁弁35からコンプ
レッサ36に通じている。分岐管34から分岐した配管
は電磁弁37から減圧ポンプ38に通じている。
0を加圧状態(空気の供給)にするときには、電磁弁3
7を閉じ、電磁弁35を開き、コンプレッサ36を駆動
して加圧空気を送り込む。通気口部材を有した排出開口
部30を減圧状態(脱気)にするときには、電磁弁35
を閉じ、電磁弁37を開き、減圧ポンプ38を駆動して
吸気、減圧する。
7の下方には、シャッタ手段40が配置されているもの
であってもよい。図3に示す様に、シャッタ手段40は
ハウジング41とスライド蓋42から成る。ハウジング
41は、通気口部材33の排出口29の直下に、ハウジ
ングの開口部41Aを有する。ハウジングの開口部41
Aは、昇降可能な収納容器51の開口部51Aを通過可
能にする。
り移動されて、ハウジングの開口部41Aを開閉する。
スライド蓋42は、ハウジングの開口部41Aを閉じる
ことで、排出開口部30の排出口を覆う。
スライド蓋42を移動可能に収容する収容室41Bが形
成されている。収容室41Bには、排気ダクト41Cが
連通し、図示しない減圧ポンプに接続している。
は、排気ダクト41C、収容室41Bを経て、開口部3
3Aの下方に浮遊するトナーT、及びスライド蓋42上
に付着したトナーT等の粉塵を吸入して機外に排出す
る。
給手段50が配置されている。収納容器供給手段50
は、収納容器51を保持する容器保持部材52、容器保
持部材52を昇降させて収納容器51の開口部を本発明
の排出開口部29に近接及び離間させる容器昇降手段5
3、容器保持部材52を昇降可能に保持する容器載置テ
ーブル54、収納容器51の設置有無及び収納容器51
内のトナー充填量を検知するセンサ55等から構成され
ている。なお、収納容器51内のトナー充填終了は、タ
イマにより制御することも可能である。
排出開口部30の先にある排出口29より排出されたト
ナーTを収容するもので、プラスチック成型品、ガラ
ス、陶器等のように容器外壁が外力により変形しにくい
もの、及び紙やフィルムのように容器外壁が可撓性で外
力により変形し易いものも含む。
口部30は、ケーシング31内の下方で粒体供給管28
と連通して配置され、排出口29と排出口29の近傍に
固定された二重構造に形成された気密筒体32から構成
されている。
空洞部は、その上方が、粒体供給管28内の粒体供給路
27に連通し、その下方にある排出口29は収納容器5
1の開口部51Aに対向している。
して中空筒状の通気口部材33が固定されている。この
空洞部は通気口部材33により、空洞部内室32Bと空
洞部外室32Cとに仕切られている。
路27に連通し、その下方に排出口29を形成し、空洞
部外室32Cは通気ダクト32Dを介して配管に連通し
ている。なお、通気口部材33の側壁面は、テーパ加工
を施した円錐体形状をなし、下方の排出口部側の径が上
方の粒体供給路側の径よりも小さいものである。通気口
部材33の大きさは、例えば上方の粒体供給路側の内径
が50mm、下方の排出口側の内径が38mm、高さ5
mmの円錐体形状である。
周囲との間には、吸気穴311が形成され、ケーシング
31の室内に通じている。図示しない減圧ポンプを駆動
して吸気、減圧すると、ケーシング31の排気ダクト3
12からケーシング31の室内が減圧され、吸気穴31
1は気密筒体32下方に浮遊するトナーTを吸引する。
口部材について説明する。通気口部材33には、各種通
気性を有する部材が用いられ、本発明の好ましい態様と
して、焼結金属、ステンレス金網、繊維質の不織布フィ
ルタ等が用いられ、適用される粒体粒子を殆ど透過させ
ず、粒体間の空気のみを透過可能にするものである。以
下、本発明で用いられる通気口部材として好ましく用い
られる(a)燒結金属、(b)ステンレス金網、(c)
繊維質の不織布フィルタについて説明する。
過精度、即ち、焼結金属の孔径(焼結金属中のメッシュ
の径)について説明する。
集積された排出開口部30に設置された通気口部材33
は、公称濾過精度が10〜150μmのものが好まし
く、より好ましくは70〜150μm、特に、100〜
140μmの焼結金属が最適であった。
には、焼結金属のメッシュが細かくなりすぎるため、空
気の通りが悪くなるとともに、トナー粒子によってメッ
シュ内に目詰まりをおこすために、脱気の効率が大幅に
低下してしまう。そのため、排出開口部30内の通気口
部材33内において、トナー粒子の高嵩密度を有する凝
集体、即ちトナー粒子の蓋の形成が困難となる。また、
仮に凝集体を形成しても、非常にパッキングの不足した
ものとなるため、排出開口部30の排出口29よりトナ
ー粒子の落下を招いてしまう。
場合には、メッシュの目が大きすぎるために、脱気時に
空気とともにトナー粒子までもメッシュの目を通過して
しまう。その結果、排出開口部30内の通気口部材33
内において、トナー粒子の凝集体の形成が困難となる。
また、仮に凝集体が形成されても、非常にパッキングの
不足したものとなるため、排出開口部30の排出口29
よりトナー粒子の落下を生じてしまう。
結金属で形成したものを用いたが、ABS樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等の有機合成樹脂粒子、あるい
はガラス等の無機粒子を焼結成形したものも適用可能で
ある。
について説明する。排出開口部30に設置された通気口
部材33に、ワイヤメッシュ構造の平織りステンレス金
網を使用した場合、金網の目開きY(ワイヤメッシュの
開口幅)は、トナー粒子の体積平均粒径Xと、X≦Y≦
30Xの関係を有するものであり、より好ましくは、X
≦Y≦10Xの関係を有するものである。
のトナー粒子を用いた場合は、該トナーTが集積された
排出開口部30内に設置された通気口部材33には、目
開きYが、10〜300μm、より好ましくは、20〜
100μm、更に好ましくは、40〜90μmであり、
特に、77μmが最適であった。
きが細かくなりすぎるために、空気の通りが悪くなって
しまい、脱気の効率が大幅に低下してしまう。そのた
め、排出開口部30下部の通気口部材33内において形
成されるトナー粒子の凝集体のパッキングが不足してし
まい、すなわち、排出開口部においてトナー粒子の蓋の
形成が困難で、排出口29からトナー粒子が落下してし
まう。
まうと、目開きが大きすぎるために、脱気時に空気とと
もにトナー粒子が目開きから流出してしまう。そのた
め、排出開口部30下部の通気口部材33内において、
トナー粒子の凝集体の形成が困難となる。また、仮に凝
集体が形成されても、非常にパッキングの不足したもの
となるため、排出口29からトナー粒子が落下してしま
う。
レス金網を用いたが、ステンレス金網以外の軽量、耐腐
食性、熱や圧力等に対して耐久性を有する金属や、ケブ
ラー等の非金属材料(有機、無機材料)を用いた金網状
物であってもよい。
いたものについて説明する。繊維質の不織布フィルタを
通気口部材33に使用した場合は、5μm以下のトナー
Tに対する捕集率が85〜99.5%のものが好まし
く、より好ましくは捕集率が95〜99%のもので、特
に98.5%の捕集率を有する防塵マスクNo.871
0(米国スリーエム社製)用の不織布フィルタが好適で
あった。
5μm以下のトナー粒子に対する捕集率が99.5%を
越えると、空気の通りが悪くなるとともに、トナー粒子
により目詰まりを生じるため、脱気の効率が大幅に低下
してしまう。そのため、排出開口部30内の通気口部材
33内では、トナー粒子による高嵩密度を有する凝集体
の形成が困難になり、すなわち、トナー粒子の蓋の形成
が困難である。また、仮に凝集体が形成されても、非常
にパッキングの不足したものとなるため、排出開口部3
0の排出口29からのトナー落下を生じてしまう。
気時に空気とともにトナー粒子も繊維質間を抜けて流出
してしまうため、通気口部材33内でのトナー粒子の凝
集体形成が困難となり、仮に凝集体が形成されても、非
常にパッキングの不足したものとなるため、排出開口部
30の排出口29からのトナー落下を生じてしまう。
ィルタを用いたが、スポンジ状部材、海綿状部材、濾紙
等に使用されるパルプ等の捕集性を有する多孔質性の有
機材料又は無機材料、及びスチールウール等の金属材料
を用いても良い
した状態を示すトナー供給装置の部分拡大断面図であ
る。
外室32Cの気圧を低減し負圧にすると、通気口部材3
3を粒体間の空気のみが透過して、空洞部内室32B内
のトナーTの単粒子間の間隔が短くなり、トナーTの密
度が大きくなり、粒子が凝集した高嵩密度状態になっ
て、ブリッジ状にトナー粒子の蓋が形成される。通気口
部材33の下方にある排出口29は凝集したトナーTに
より封鎖され、排出口29からの空気の進入を防ぐ結
果、トナーTの自然落下が防止される。
1の駆動回転は停止して、トナーTの供給は行われな
い。
ーTを排出する状態を示す断面図である。
ンプレッサ36を駆動して、加圧空気G1を通気ダクト
32Dから空洞部外室32Cに送り込む。加圧空気G1
は、通気口部材33を透過して空洞部内室32B内に進
入し、空洞部内室32B内に凝集、充填されて蓋を形成
していたトナーTの粒子間に吹き込まれ、トナーTの密
度は小さくなり、トナーTの単粒子間の間隔は拡がるこ
とにより、トナーTの粒子の移動を可能にする。
子間の移動が容易になったトナーTは、通気口部材33
の下方にある排出口29から排出され、収納容器51内
に供給、収容される。
Tを密封する脱気状態を示す断面図である。
圧ポンプ38を駆動して、減圧空気G2の流路を形成す
る。通気口部材33を透過する減圧空気G2は、空洞部
内室32BのトナーTの粒子間の密度を増大させること
により、通気口部材33内に高嵩密度のトナーTの凝集
物を形成して、粒子によって、排出開口部30の先端部
をブリッジ状に密閉する。従って、高嵩密度のトナーT
により排出開口部30の先端部が蓋をされた状態に維持
される。
焼結金属及び平織りステンレス金網の場合には、100
mmAq、繊維質の不織布フィルタの場合には、10m
mAqである。なお、脱気の開始タイミングは、収納容
器51内にトナーTを充填完了した時点とほぼ同時であ
る。
て、大気圧との差圧を測定した。mmAqは、差圧計の
水中の高さを示す単位で、水柱ミリメートル(mmH2
Oとも記す)と呼ばれるものである。
密閉された状態の時に、トナーTを充填した収納容器5
1を容器保持部材52から取り出し、空の収納容器51
と交換する。
子間に存在する気体が除去されて粒子が凝集して排出開
口部30は密封された状態を達成するが、粒子の凝集を
達成させるためには、適時、通気口部材33の清掃を行
う必要がある。この清掃は、図6に示すように、加圧空
気G1より高い圧力の加圧空気を瞬時に噴射させ、通気
口部材33の目に詰まっているトナーTを吹き飛ばす
(以下、この処理を逆洗と称す)ものである。
に空気を強制供給する時の状態を示すトナー供給装置の
断面図である。
は同時に逆洗を行う。電磁弁37を閉じ、電磁弁35を
開き、コンプレッサ36を駆動して、高圧空気G3を排
出開口部30の通気ダクト32Dから空洞部外室32C
に瞬時に送り込む。
ス状に瞬時に印加する。逆洗時間は、1sec以下の短
時間で、タイマ39により設定される。逆洗は通気口部
材33の機械的強度範囲内で、損傷を与えない範囲で実
施する。
すブロック図である。
26、センサ55、タイマ39からの入力信号により、
駆動モータ12,15から成る駆動源、電磁クラッチ1
4、電磁ブレーキ13から成る駆動制御部材、コンプレ
ッサ36、減圧ポンプ38、電磁弁35,37から成る
吸脱気手段、及びスライド蓋41の開閉手段等を制御す
る。
に存在する粒体の少なくとも一部の密度を増大させ、及
び密度を減少させるといった一連の動き、収納容器51
の装置への設置有無、設置された収納容器51への収納
量、設置時間から何分後に自動的に収納容器51への供
給停止等の制御を行う。
ケンスを示すタイミングチャートである。
弁37の空気流路開放により、通気口部材33内の空気
が吸引され(脱気)、通気口部材33内のトナー粒子の
密度が増大し、通気口部材33内はトナー粒子の凝集体
により密閉状態に保持される。
駆動され、排出開口部30にある排出口29の下方が開
放状態にされる。
容器51が上昇される。
磁弁35の空気流路開放により、通気口部材33内に加
圧空気G1が送り込まれ(給気)、通気口部材33内の
トナー粒子の密度が低減し、通気口部材33内のトナー
粒子の凝集体は解砕されて、排出口29から落下、排出
され、下方の収納容器51内に充填される。
39による時間設定による、収納容器51内のトナーT
の充填完了の直前又は同時に(例えば、0〜1秒)に、
減圧ポンプ38による脱気処理を行い、通気口部材33
内のトナー粒子の凝集体により密閉状態に保持し、排出
開口部30を封鎖する。
い、比較例として図1に示す装置より粒体の密度を調整
する手段を除いたもの、及び、代わりに従来技術で用い
られる開閉蓋を有するものを用いた。
示す。
粒体の密度変化を行わなかったものであり、No.2と
3は、No.1同様、開口部において粒体の密度変化を
行わず、開口部にキャップ蓋やスライド蓋を使用した従
来の粒体供給装置の評価を示す。また、No.4〜11
は、通気口部材33に焼結金属を使用した場合の実施例
を示す。
テンレス金網を使用した場合の実施例を示す。この実施
例の場合のトナー粒径は約10μmである。
織布フィルタを使用した場合の実施例を示す。 更にN
o.28〜30は、調整手段を用いているが、開口部に
おいてテーパを設けていないものである。
周汚染率は、焼結金属ではNo.8とNo.9が、ステ
ンレス金網ではNo.15が、不織布フィルタではN
o.24とNo.25が、何れも最良であった。その他
の実施例でも、良好な結果が得られた。
時にトナー汚れが皆無のもの、Bランクは、直径0.6
mm以下のトナー汚れが発生したもの、Cランクは、直
径0.6mm以上のトナー汚れが発生したものを示す。
トナーを375メッシュで吸引しながら、篩いに残った
凝集物の重量(グラム)を計量したものである。比較例
では、凝集物の混入が認められたが、本発明による焼結
金属、ステンレス金網、不織布フィルタでは、凝集物混
入量は皆無であった。
能を付与することにより、粒体の排出開口部からの自然
落下を防止し、粒体供給装置に粒体の落下を防ぐための
開口部を覆う開閉蓋の設置を不要とし、更に開閉蓋の摺
動により生成する粒体凝集物の発生を防いでいる。その
結果、供給装置周辺の作業環境向上と、粒体凝集物混入
のない高品質の粒体製品の供給及び供給装置の簡易化、
コンパクト化を達成した。
を脱気して、粒子を凝集させて粒体自体に蓋としての機
能を付与し、更に脱気を行った結果凝集した粒子間に再
度空気等を供給することにより、粒子の凝集物を解砕し
て、粒体の供給路内の通過を制御可能にした。
装置の全体構成図。
装置の部分断面図である。
装置の部分断面図で、排出開口部の下方にスライド蓋を
併用したものである。
すトナー供給装置の部分拡大断面図。
面図。
断面図。
図。
タイミングチャート。
Claims (23)
- 【請求項1】 一方が粒体の供給部につながり、他方が
開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より前記
供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給する
粒体供給装置であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調
整して、前記開口部に粒体の蓋を形成して、粒体の前記
開口部における通過を制御する通過制御手段を有するこ
とを特徴とする粒体供給装置。 - 【請求項2】 一方が粒体の供給部につながり、他方が
開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より前記
供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給する
粒体供給装置であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の粒体の粒
体粒子間に存在する気体を脱気して前記開口部に粒体の
蓋を形成し、更に、前記脱気の行われた箇所へ気体を供
給して前記粒体の蓋を解砕して、粒体の前記開口部にお
ける通過を制御する通過制御手段を有することを特徴と
する粒体供給装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の粒体供給装置であって、
前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調
整して、粒体の前記開口部における通過を制御する通過
制御手段が、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一
部の粒体の粒体粒子間に存在する気体の脱気及び脱気の
行われた箇所へ気体の供給を行うものであることを特徴
とする粒体供給装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の粒体供給装置であって、
前記開口部に存在する粒体の粒体粒子間に存在する気体
の脱気及び脱気の行われた箇所へ気体の供給を行って、
粒体の前記開口部における通過を制御する通過制御手段
が、前記開口部に通気口部材を有するものであることを
特徴とする粒体供給装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項に記載の粒体
供給装置であって、前記開口部に存在する粒体の少なく
とも一部の密度を調整して、粒体の前記開口部における
通過を制御する通過制御手段が、孔径10〜150μm
の焼結金属より形成されるものであることを特徴とする
粒体供給装置。 - 【請求項6】 請求項1〜4の何れか1項に記載の粒体
供給装置であって、前記開口部に存在する粒体の少なく
とも一部の密度を調整して、粒体の前記開口部における
通過を制御する通過制御手段が、前記粒体の粒子の体積
平均粒径(Xμm)と下記関係式を有する目開き(Yμ
m)を有するもので形成されるものであることを特徴と
する粒体供給装置。 X≦Y≦30X 3μm≦X≦20μm - 【請求項7】 請求項1〜4の何れか1項に記載の粒体
供給装置であって、前記開口部に存在する粒体の少なく
とも一部の密度を調整して、粒体の前記開口部における
通過を制御する通過制御手段が、5μm以下の粒子の捕
集率が85〜99.5%である繊維質から構成された布
で形成されるものであることを特徴とする粒体供給装
置。 - 【請求項8】 請求項4〜7の何れか1項に記載の通気
口部材を有した粒体供給装置であって、前記通気口部材
を介して開口部より粒体を容器へ供給することを特徴と
する粒体供給装置。 - 【請求項9】 請求項1〜8の何れか1項に記載の粒体
供給装置であって、前記開口部の径が、前記粒体供給路
の径よりも小さいものであることを特徴とする粒体供給
装置。 - 【請求項10】 一方が粒体の供給部につながり、他方
が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より前
記供給路内を通過させて開口部より容器に供給する粒体
供給装置であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調
整して、前記開口部に粒体の蓋を形成して、粒体の前記
開口部における通過を制御する通過制御手段と、前記開
口部の下方に所定間隙を保持して、前記開口部を覆う開
閉装置とを設けたことを特徴とする粒体供給装置。 - 【請求項11】 一方が粒体の供給部につながり、他方
が開口部である供給路を有し、前記粒体を供給部より前
記供給路内を通過させて、前記開口部より容器に供給す
る粒体供給装置であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調
整して、前記開口部に粒体の蓋を形成して、粒体の前記
開口部における通過を制御する通過制御手段と、前記容
器を所定位置に保持する容器保持手段と、該容器保持手
段を昇降可能にする容器昇降手段とを有し、粒体供給時
には、前記容器昇降手段を駆動して前記容器の開口部
を、前記粒体供給装置の開口部に近接させる機構を有す
るものであることを特徴とする粒体供給装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の粒体供給装置であっ
て、前記装置にセンサを設け、容器の有無及び前記容器
内の粒体充填量を検知することを特徴とする粒体供給装
置。 - 【請求項13】 供給路内に粒体を通過させ、開口部よ
り前記粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度を調
整して、前記開口部に粒体の蓋を形成し、粒体の前記開
口部における通過を制御することを特徴とする粒体供給
方法。 - 【請求項14】 供給路内に粒体を通過させ、開口部よ
り前記粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、 前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の粒体の粒
体粒子間に存在する気体を脱気して前記開口部に粒体の
蓋を形成し、更に、脱気の行われた箇所へ気体を供給し
て前記粒体の蓋を解砕して、粒体の前記開口部における
通過を制御することを特徴とする粒体供給方法。 - 【請求項15】 請求項13記載の粒体供給方法であっ
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
を調整して、粒体の前記開口部における通過を、前記開
口部に存在する粒体の少なくとも一部の粒体の粒体粒子
間に存在する気体の脱気及び脱気の行われた箇所へ気体
の供給を行って、制御するものであることを特徴とする
粒体供給方法。 - 【請求項16】 請求項15記載の粒体供給方法であっ
て、前記開口部に存在する粒体の少なくとも一部の密度
を調整して、粒体の前記開口部における通過制御を、開
口部に存在する通気口部材を介して行われることを特徴
とする粒体供給方法。 - 【請求項17】 請求項13〜16の何れか1項に記載
の粒体供給方法であって、前記開口部に存在する粒体の
少なくとも一部の密度の調整を、孔径10〜150μm
の焼結金属より形成されたものを介して行い、粒体の前
記開口部における通過を制御することを特徴とする粒体
供給方法。 - 【請求項18】 請求項13〜16の何れか1項に記載
の粒体供給方法であって、前記開口部に存在する粒体の
少なくとも一部の密度の調整を、前記粒体の粒子の体積
平均粒径(Xμm)と下記関係を有する目開き(Yμ
m)を有するものを介して行い、粒体の前記開口部にお
ける通過を制御することを特徴とする粒体供給方法。 X≦Y≦30X 3μm≦X≦20μm - 【請求項19】 請求項13〜16の何れか1項に記載
の粒体供給方法であって、前記開口部に存在する粒体の
少なくとも一部の密度の調整を、5μm以下の微粒子の
捕集率が85〜99.5%である繊維質からなる布で形
成されたものを介して行い、粒体の前記開口部における
通過を制御することを特徴とする粒体供給方法。 - 【請求項20】 請求項13〜16の何れか1項に記載
の粒体供給方法であって、開口部の径が前記粒体供給路
の径よりも小さいものを介して、前記開口部より容器に
粒体を供給することを特徴とする粒体供給方法。 - 【請求項21】 供給路内に粒体を通過させ、開口部よ
り粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、 高密度粒体の存在の有無を判別して、開口部からの該粒
体の容器への供給を制御することを特徴とする粒体供給
方法。 - 【請求項22】 供給路内に粒体を通過させ、開口部よ
り粒体を容器に供給する粒体供給方法であって、 容器の有無を判別し、連動して該粒体の容器への供給を
制御することを特徴とする粒体供給方法。 - 【請求項23】 流動する流体中に固体物体を存在さ
せ、前記固体物体を担持する流体が流れる流路の流体を
流路外へ吸引、又は流路外から流路へ流体を噴出するこ
とによって、前記固体物体の流動を制止或いは自由にす
ることを特徴とする固体物体流動制御方法。
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JP2000180110A JP4099932B2 (ja) | 1999-06-16 | 2000-06-15 | トナー供給装置およびトナー供給方法 |
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