JP2002120801A

JP2002120801A - 粉体充填装置

Info

Publication number: JP2002120801A
Application number: JP2000313188A
Authority: JP
Inventors: Hirosato Amano; 浩里天野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は粉体の充填速度を向上するとともに
高密度で均一に充填して充填精度を向上させることがで
きる粉体充填装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明はホッパの切出部を粉体容器の粉
体投入口に着脱自在に接続して粉体容器内へ粉体を充填
しながら空気吸引管の先端部に設けた空気分離部で充填
している粉体に含まれる空気を分離して排出する粉体充
填装置であって、粉体容器（４）を斜めに傾けて保持す
る保持手段（３１）を設けたことに特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉体充填装置に関
し、特に電子写真方式の複写機や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。

【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、例えば図８に示す
ように、大型のホッパや保管容器より空気輸送等により
搬送された粉体はオーガー２５を有するホッパ２へ一旦
貯蔵された後、駆動モータ２６によるオーガー２５の回
転によりホッパ２の底の開口部から切出部７を介してコ
ンベア２７上の粉体容器４へ計量されながら一定量が充
填される。コンベア２７上を移動する各粉体容器４は充
填前にその風袋を計量され、そのデータに基づいてオー
ガー２５の回転数を駆動モータ２６の回転数で制御する
ことにより一定量の粉体を充填する。また、充填後の粉
体容器４は再び重量を計量され、先に計量した風袋との
差により充填した粉体の量を検出し、許容量範囲に満た
されないものや超えるものを除外するようにしている。

【０００３】トナー等の粉体をホッパ２から粉体容器４
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
割合により変化する。ホッパ２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。このため粉体が粉体容器４内で沈降するのに時間
がかかり、充填が能率的でない上に高密度に充填するこ
とが困難である。

【０００４】この粉体内に含まれている空気を除去する
ため、例えば特開平８−１９８２０３号公報に開示され
たように、粉体を粉体容器４内で自然に沈降させるので
はなく、積極的に空気を分離して排出し高密度に充填す
るようにしている。特開平８−１９８２０３号公報に示
された粉体充填装置は図９に示すように、先端に空気を
通して粉体を通さない多数の穴を有する空気分離部２８
が設けられ、他端が真空ポンプ等の減圧源（図示せず）
に接続された空気吸引管３を取り付けた充填ノズル２９
を粉体容器４の粉体供給口に装着し、粉体容器４に粉体
を充填しながら空気吸引管３で充填している粉体に含ま
れている空気を吸引して分離し排出するようにしてい
る。また、粉体容器４に充填された粉体の量に応じて空
気吸引管３を粉体容器４の下部から上方に移動して、充
填される粉体内の空気を分離して排出し、粉体容器４に
高密度で均一に粉体を充填するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１９８２０３号公報に示された粉体充填装置は、空
気吸引管の先端の空気分離部に空気を通して粉体を通さ
ない多数の穴を設けているため、細い空気吸引管に多数
に小さな穴を加工する必要があり、その加工が容易でな
く多くの時間とコストがかかってしまう。

【０００６】また、空気分離部の多数の穴の配置によっ
ては、穴の付近から離れた部分では空気が十分に分離さ
れず、粉体容器に充填された粉体に含まれている空気の
分布が場所により変動し、充填密度を均一に高密度化す
ることが困難になり、粉体容器に十分な充填量で充填す
ることができなくなってしまう。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
のものであり、粉体の充填速度を向上するとともに高密
度で均一に充填して充填精度を向上させることができる
粉体充填装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体充填装
置は、ホッパの切出部を粉体容器の粉体投入口に着脱自
在に接続して粉体容器内へ粉体を充填しながら空気吸引
管の先端部に設けた空気分離部で充填している粉体に含
まれる空気を分離して排出する粉体充填装置において、
粉体容器を斜めに傾けて保持する保持手段を設けたこと
を特徴とする。よって、粉体の充填速度を向上するとと
もに高密度で均一に充填して充填精度を向上させること
ができる。

【０００９】また、空気吸引管の空気分離部をメッシュ
の異なるふるい網又はフィルタの複数の層で形成するこ
とが望ましい。さらに、空気分離部の外層を粗いメッシ
ュのふるい網又はフィルタで構成すると良い。

【００１０】更に、粉体容器に粉体を複数段階に分けて
充填し、各充填段階毎に空気分離部による空気の分離，
排出時間を設定することが望ましい。

【００１１】また、粉体容器に粉体を充填するときに、
粉体容器に対して振動を与えることが望ましい。

【００１２】更に、空気吸引管の先端部を複数に分岐
し、各分岐管に空気分離部を設けると良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の粉体充填装置は粉体容器
を斜めに傾けて保持する保持手段を設け、粉体の自重に
より容器内にて粉体と空気の層が分かれるため、充填時
の容器内の置換空気が充填口から排出される。このた
め、粉体を充填口から充填すると粉体の容器への充填速
度が増加して所定の充填量を満たすための時間を速くで
きる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る粉体充填
装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すよう
に、本実施例の粉体充填装置１は、粉体容器４を斜めに
保持する保持手段３１を有している。この保持手段３１
は、特に限定されず粉体容器４を傾けることにより粉体
供給口での粉体の投入部と粉体容器４内の空気の排出部
を分離できる角度に粉体容器を傾けることができる手段
であれば良い。また、粉体であるトナーが充填される粉
体容器４がターンテーブルなどの上に設けられ、この粉
体容器４の一端にはトナーを充填する粉体供給口及び空
気吸引管３の挿入口が形成されている。所定のトナー充
填位置にセットされた粉体容器内へ充填するトナーが供
給され、内部にオーガー２５を有するホッパ２が設けら
れ、このホッパ２から直接又はロート３０を介して粉体
が供給される。このホッパ２又はロート３０の下部に
は、粉体供給口へ抜き差し自在に挿入される粉体供給管
が形成されている。なお、ホッパ２又はロート３０には
エアシリンダのピストンロッド（図示せず）が連結され
ており、このエアシリンダを駆動させることによりホッ
パ２又はロート３０が昇降して粉体供給管が粉体供給口
へ抜き差しされる構造となっている。このような構成を
有する本実施例の粉体充填装置１は、保持手段３１によ
って粉体容器４を斜めに保持することにより、粉体の自
重により容器内にて粉体と空気の層が分かれるため、充
填時の容器内の置換空気が充填口の概上部から排出され
る。このため、粉体を充填口の概下部より充填すると粉
体の容器への充填速度が増加して所定の充填量を満たす
ための時間が速くなる。更に、エアシリンダ等を駆動さ
せてトナーの充填を開始する際には、減圧源を駆動させ
ると共に三方弁である制御バルブを切替操作することに
よって空気吸引管３を減圧源へ接続する。すると、粉体
容器４内の空気が空気分離部から吸引されると共にホッ
パ２又はロート３０内の空気が粉体容器４内へ吸引され
る。従って、充填動作を開始した直後においては、ホッ
パ２又はロート３０から粉体容器４内への空気の流れに
よりホッパ２又はロート３０から粉体容器４内へのトナ
ーの充填量が大幅に増大し、よってトナーの充填に要す
る時間が短縮され、トナーの充填工程の生産性が向上す
る。

【００１５】図２は本発明の第２の実施例に係る粉体充
填装置の構成を示す概略断面図である。同図において、
本実施例の粉体充填装置１は、空気輸送等により搬送さ
れた粉体を貯留するホッパ２と、真空ポンプ等の減圧源
に接続された直径１０ｍｍ程度の空気吸引管３と、柔軟
性を有する材料で形成された粉体容器４を搬送するター
ンテーブル５とを有している。ホッパ２は内面が電解複
合研磨処理又はフッ素樹脂のコーティング処理がされ、
内部にオーガーを有し、貯留した粉体を切り出して粉体
容器４に充填する切出部７を下端部に有する。空気吸引
管３は先端部に空気分離部８を有し、シリンダ等の駆動
手段で粉体容器４内に抜き差しできるように設けられて
いる。空気分離部８はふるい網又はフィルタを複数層、
例えば図３の断面図に示すように、粗いメッシュ（＃１
００以下）のふるい網又はフィルタで形成された内層９
と、細かいメッシュ（＃２０００〜＃３０００位）のふ
るい網又はフィルタで形成され、内層９の外周面に設け
られた中間層１０と、粗いメッシュ（＃１００以下）の
ふるい網又はフィルタで形成され、中間層１０の外周面
に設けられた外層１１及び内層９と中間層１０と外層１
１の上下に設けたシール部材１２、１３を有する。この
空気分離部８を形成するふるい網又はフィルタの材質は
特に限定されず、適用される粉体の化学的、物理的性質
や粒径などを考慮して選ばれる。例えば金属や紙、布、
不織布、多孔質セラミック等を使用する。

【００１６】粉体容器４を搬送するターンテーブル５
は、図４の平面図に示すように、入側コンベア１４と出
側コンベア１５に接続されている。そして入側コンベア
１４から送られてきた粉体容器４は入側コンベア１４の
位置Ａからターンテーブル５の位置Ｂに移載される。タ
ーンテーブル５の位置Ｂに載置された粉体容器４はター
ンテーブル５の回転により時計回り方向に移動し、位置
Ｂから位置Ｃ，位置Ｄ，位置Ｅ，位置Ｆとほぼ一巡した
後、ターンテーブル５から出側コンベア１５の位置Ｇに
移載される。このように粉体容器４がターンテーブル５
により移動しているときにホッパ２から粉体容器４に粉
体を充填する。

【００１７】この粉体容器４に粉体を充填するときの状
態を粉体容器４が移動している各位置Ａ〜Ｇに対応して
示した図５の工程図を参照して説明する。粉体容器４が
入側コンベア１３の位置Ａからターンテーブル５の位置
Ｂに移載されると、ホッパ２の切出部を粉体容器４の粉
体供給口１６にセットし、空気吸引管３を粉体容器４の
上面に装着して、空気分離部８の先端を粉体容器４の底
に近い位置である底面から高さｈ１の位置にセットす
る。この状態で粉体容器４とホッパ２及び空気供給管３
がターンテーブル５の位置Ｃに移動すると空気供給管３
で粉体容器４内の空気を例えば吸引負圧−５０ＫＰａ±
３０ＫＰａ程度で吸引しながらホッパ２の切出部７で粉
体１７を切り出して粉体容器４に充填を開始する。この
ようにホッパ２の切出部７から粉体容器４に粉体を充填
するときに、ホッパ２の内面が電解複合研磨処理又はフ
ッ素樹脂のコーティング処理されているから、粉体がホ
ッパ２の内面に固着することを防いで、ホッパ２内で粉
体を円滑に移動することができる。

【００１８】この粉体容器４に粉体１７を充填している
とき、一定時間毎にホッパ２の切出部７から粉体容器４
内の空気の一部を断続的に排出したり粉体容器４内に空
気を吸引する。このようにホッパ２の切出部７から粉体
容器４内の空気の一部を排出するときに、ホッパ２の切
出部７から排出される空気の流れによりホッパ２の切出
部７の粉体１７をほぐし、粉体１７の塊をなくすことが
できる。また、ホッパ２の切出部７から粉体容器４内に
空気を吸引するときの空気の流れにより、ほぐされた粉
体１７の落下速度を加速することができ効率良く粉体１
７を充填することができる。この粉体容器４に対する粉
体１７の充填を粉体容器４の容積を断続的に可変しなが
ら粉体容器４がターンテーブル５の位置Ｃ〜Ｆに移動し
ているときに継続して行う。粉体容器４がターンテーブ
ル５の位置Ｃから位置Ｄに移動したときに、粉体容器４
のレベルＨ１の位置まで粉体１７が充填される。この充
填されている粉体１７に含まれている空気を空気吸引管
３の空気分離部８で粉体１７から分離して排出する。

【００１９】この粉体容器４に充填されている粉体１７
に含まれている空気を分離するときに、空気分離部８
が、図３に示すように、粗いメッシュ（＃１００以下）
のふるい網又はフィルタで形成された内層９と、細かい
メッシュ（＃２０００〜＃３０００位）のふるい網又は
フィルタで形成された中間層１０と、粗いメッシュ（＃
１００以下）のふるい網又はフィルタで形成され外層１
１の３層で構成しているから、空気分離部８の全面で粉
体１７に含まれている空気を吸引することができ、粉体
１７の充填密度を高めることができ、充填精度を向上さ
せることができる。また、空気分離部の外層１１を比較
的粗いメッシュのふるい網又はフィルタで形成している
ため十分な強度を得ることができ、耐久性を高めてメン
テナンス性を向上することができる。

【００２０】粉体容器４がターンテーブル５の位置Ｄか
ら位置Ｅに移動すると、粉体容器４の中間を超えたレベ
ルＨ２の位置まで粉体１７が充填される。そこで粉体容
器４に充填された粉体１７の充填量に応じて空気吸引管
３を逐次引上げ、充填された粉体１７に含まれている空
気を分離して排出し、粉体容器４がターンテーブル５の
位置Ｅに移動したときに、空気分離部８の先端を粉体容
器４の中間レベルｈ２にセットし、粉体容器４の中間部
の粉体１７に含まれている空気を分離して排出する。こ
の粉体１７の充填と空気の分離，排出を粉体容器４がタ
ーンテーブル５の位置Ｆに達するまで行い、粉体容器４
の一定レベルＨ３まで粉体１７を充填したら、ホッパ２
の切出部７を粉体容器４の粉体供給口１６から引上げ、
空気吸引管３を粉体容器４から取外し、粉体１７が充填
された粉体容器４を出側コンベア１５に移載して粉体１
７の充填動作を完了する。また、空気吸引管３を粉体容
器４から取り外すときに、空気吸引管３に加圧空気を供
給して空気分離部８から噴射して空気分離部８に付着し
た粉体を除去して空気分離部８を洗浄する。

【００２１】このように粉体容器４に粉体１７を充填す
るときに、ホッパ２の切出部７から粉体容器４内の空気
の一部を排出してホッパ２の切出部７の粉体１７をほぐ
すとともに、ホッパ２の切出部７から粉体容器４内に空
気を吸引してほぐされた粉体１７の落下速度を加速しな
がら空気吸引管３の空気分離部８で充填された粉体１７
に含まれる空気を粉体１７と分離して排出するから、充
填容器４に粉体１７を効率良く充填することができると
ともに、充填された粉体１７の充填密度を高めることが
できる。また、充填容器４に充填された粉体１７の充填
量に応じて空気分離部８の位置を可変して充填容器４に
充填された粉体１７全体に含まれる空気を分離して排出
するから、充填容器４に充填された粉体１７を均一な高
密度にすることができ、所定量の粉体１７を安定して充
填することができる。

【００２２】上記実施例はターンテーブル５で移動する
粉体容器４に連続的に粉体を充填する場合について説明
したが、例えば図５に示すターンテーブル５の位置Ｄで
粉体容器４に粉体１７を一定レベルＨ１まで充填した
ら、粉体１７の充填を停止し、充填された粉体１７に含
まれている空気を空気吸引管３の空気分離部８で所定時
間分離して排出し、粉体容器４がターンテーブル５の位
置Ｅに移動したときに粉体容器４の容積を可変しながら
粉体１７の充填を再度行い一定レベルＨ２まで充填した
ら、粉体１７の充填を停止し、充填された粉体１７に含
まれている空気を空気吸引管３の空気分離部８で所定時
間分離して排出するようにしても良い。このように粉体
１７の充填を空気を吸引しながら複数回に分けて間欠的
に行うことにより１回毎の粉体１７の充填密度を高める
ことができ、粉体容器４に均一な密度で粉体１７を充填
することができる。

【００２３】また、上記実施例は粉体容器４を保持する
保持手段３１をターンテーブル５に直接設け、この保持
手段３１に粉体容器４を移載して移動させる場合につい
て説明したが、図６に示すように、ターンテーブル５に
加振装置１８を設け、加振装置１８に粉体容器４を移載
して、粉体容器４に粉体１７を充填するときに加振装置
１８を駆動して粉体容器４と充填されている粉体１７に
振動を与えても良い。このように粉体容器４と充填され
ている粉体１７に振動を与えることにより、空気分離部
８による空気の分離をより促進することができる。

【００２４】さらに、ホッパ２にタービン式バイブレー
タやノッカー等の加振手段を設け、ホッパ２に間欠的に
振動を与えることにより、ホッパ２や切出部７から粉体
容器４に粉体１７を円滑に供給することができる。

【００２５】また、上記実施例は空気吸引管３を粉体容
器４に直接取り付けた場合について説明したが、ホッパ
２や切出部７に空気吸引管３を設けても良い。例えば図
７に示すようにホッパ２の切出部６に、三方弁２１を介
して減圧源２２と加圧源２３に接続された空気吸引管３
を設け、この空気供給管３の先端部を複数例えば２本あ
るいは３本に分岐させ、各分岐管の先端部に空気分離部
８を設けるようにしても良い。

【００２６】この場合は、ホッパ２に連結されたシリン
ダ等の昇降装置２４によりホッパ２を下降させて切出部
７を粉体容器４の粉体供給口１６にセットするときに空
気吸引管３も下降して空気分離部８を粉体容器４内にセ
ットする。この状態で空気吸引管３を減圧源２２に接続
して粉体容器４内の空気を吸引しながらオーガー２５の
駆動モータ２６を駆動してホッパ２に貯留した粉体１７
を切出部７から充填容器４に充填し、充填している粉体
１７に含まれている空気を複数の空気分離部８で分離し
て排出する。この粉体１７に含まれている空気を分離し
て排出するときに、複数の空気分離部８で分離するか
ら、大きな分離面積で空気を分離することができるとと
もに充填されている粉体１７の複数の位置で空気を分離
することができ、分離効率を高めて粉体容器４に粉体１
７を短時間で高密度に充填することができる。

【００２７】このように粉体容器４に粉体１７を充填し
ているときに、充填している粉体１７に塊ができたり、
空気分離部８に目詰まりが生じた場合には、三方弁２１
を加圧源２３に接続し、空気吸気管３に加圧空気を供給
して空気分離部８から噴射して充填している粉体１７の
塊を破砕したり、空気分離部８に生じた目詰まりを解消
する。

【００２８】上記実施例は粉体容器４に粉体１７を充填
しているときに一定の負圧で粉体１７に含まれている空
気を分離して排出する場合について説明したが、空気を
分離して排出する負圧に強弱を加えたり、間欠的に吸引
するようにしても良い。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る粉体
充填装置は、ホッパの切出部を粉体容器の粉体投入口に
着脱自在に接続して粉体容器内へ粉体を充填しながら空
気吸引管の先端部に設けた空気分離部で充填している粉
体に含まれる空気を分離して排出する粉体充填装置にお
いて、粉体容器を斜めに傾けて保持する保持手段を設け
たことを特徴とする。よって、粉体の充填速度を向上す
るとともに高密度で均一に充填して充填精度を向上させ
ることができる。

【００３１】また、空気吸引管の空気分離部をメッシュ
の異なるふるい網又はフィルタの複数の層で形成するこ
とが望ましい。さらに、空気分離部の外層を粗いメッシ
ュのふるい網又はフィルタで構成すると良い。

【００３２】更に、粉体容器に粉体を複数段階に分けて
充填し、各充填段階毎に空気分離部による空気の分離，
排出時間を設定することが望ましい。

【００３３】また、粉体容器に粉体を充填するときに、
粉体容器に対して振動を与えることが望ましい。

【００３４】更に、空気吸引管の先端部を複数に分岐
し、各分岐管に空気分離部を設けると良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る粉体充填装置の構
成を示す概略断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る粉体充填装置の構
成を示す概略断面図である。

【図３】空気分離部の構成を示す断面図である。

【図４】粉体容器を移動させているターンテーブルの平
面図である。

【図５】粉体容器に粉体を充填するときの状態を示す工
程図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係る粉体充填装置の構
成を示す概略断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例に係る粉体充填装置の構
成を示す概略断面図である。

【図８】従来の粉体充填装置の構成を示す概略断面図で
ある。

【図９】別の従来例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１；粉体充填装置、２；ホッパ、３；空気吸引管、４；
粉体容器、２５；オーガー、３０；ロート、３１；保持
手段。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６５Ｂ 1/10 Ｂ６５Ｂ 1/10 ＡＢ６５Ｇ 65/32 Ｂ６５Ｇ 65/32 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホッパの切出部を粉体容器の粉体投入口
に着脱自在に接続して粉体容器内へ粉体を充填しながら
空気吸引管の先端部に設けた空気分離部で充填している
粉体に含まれる空気を分離して排出する粉体充填装置に
おいて、粉体容器を斜めに傾けて保持する保持手段を設けたこと
を特徴とする粉体充填装置。
【請求項２】前記空気吸引管の空気分離部をメッシュ
の異なるふるい網又はフィルタの複数の層で形成した請
求項１記載の粉体充填装置。
【請求項３】前記空気分離部の外層を粗いメッシュの
ふるい網又はフィルタで構成した請求項２記載の粉体充
填装置。
【請求項４】前記粉体容器に粉体を複数段階に分けて
充填し、各充填段階毎に空気分離部による空気の分離，
排出時間を設定した請求項２又は３に記載の粉体充填装
置。
【請求項５】前記粉体容器に粉体を充填するときに、
粉体容器に対して振動を与える請求項１〜４のいずれか
に記載の粉体充填装置。
【請求項６】前記空気吸引管の先端部を複数に分岐
し、各分岐管に空気分離部を設けた請求項１〜５のいず
れかに記載の粉体充填装置。