JP2004155437A - 粉体充填機 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーのような極く微細粒子で空中に飛散し易く（空気と混合し易く）かつ空気との混合物を長時間静置しても容易に固−液分離し難い粉体の充填計量に適した粉体の新規な充填計量装置を提供する。
【解決手段】充填用容器の充填用開口部に隙間なく嵌合可能な粉体排出部を有するロート体と、該充填用容器の重量を載置する容器載置手段とを有する計量手段と、前記ロート体に被計量充填粉体を計量供給するための粉体計量供給槽とを有し、該容器載置手段が前記充填用容器の重量を測定するための計量手段と、該充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための内部空気除去手段とを有し、前記粉体計量供給槽が前記ロート体へ粉体を排出するための排出口と該粉体計量供給槽へ粉体を供給するための供給口とを有し、該粉体計量供給槽の排出口はさらに粉体の前記ロート体への供給を断続するための粉体供給断続手段を有する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ＦＡＸ、プリンター等に使用される乾式トナーなどの微粒粉体全般の充填に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーのような微粉体は、製造工程で製造された後又はさらに貯蔵タンクに貯蔵された後、一般的にはニューマチック輸送手段を介して、計量器を有する充填装置まで輸送されてこの充填装置で所要量ずつのバッチとして計量された後に小型容器に充填され、あるいは途中の計量器で計量され計量結果に基いて小分けされた後さらにつぎのニューマチック輸送手段を介して順次または別個のルートで移送され小規模の出荷形態に包装又は容器充填される。
【０００３】
したがって、このような粉体充填装置は、一般に離れた位置に配置されるかまたは近接して配置されるかは別にして計量器と充填手段とを有するが、両者は粉体量の計量後直ちに充填することにより輸送経路の途中にとどまる粉体量に起因する計量誤差を少なくするため及び設置所要スペースを小さくするためには両者ができるだけ近接していることが望ましく、清掃や保守等に対処できるようにするためにはそのためのスペース保持に資するように両者が離れていることが好ましい。
【０００４】
いずれにしても、このような粉体充填装置には、これに被計量粉体を導入するためのマチック輸送手段としての通常は輸送パイプが設けられており、他に、必要又はより便利な一時収納タンク、計量タンク、自動計量手段、そのためのモニタ手段、バルブやコック類、バイパス路、容器や包装手段のための設置台等の把持手段、その把持手段に容器や包装手段を供給撤去するための供給装置や除去手段等の各種手段が適宜設けられており、これら各手段は、保守点検又は他位置への移動や不要時撤去保管のため、必要に応じて容易に分解、組み立て可能なユニットであることが好ましい。
【０００５】
また従来、迅速かつ正確な計量充填のための種々の工夫が提案されている。例えば、粉体のための計量可能な容器の内容積をデッドスペースなく大きく保持しかつ内容物の排出時にはその排出を円滑化できるように、容器出口に移動可能なホッパ状部材を設けることが示されており（例えば、特許文献１、２参照。）、また、内部に粉体を収容し底部に粉体を粉体容器内へ供給する排出口を有する少なくとも１個のホッパーを有し、該ホッパーは内部壁面により粉体中へ空気を吹き出す通気性内壁を有し、大容量の粉体を貯留する粉体供給部、粉体容器内へ充填する粉体量を計量し所望により移送する計量部、及び粉体を容器へ充填する充填部を有する粉体充填装置において、内部に粉体を収容し底部に排出口を有する少なくとも１個のホッパーを用い、該ホッパーの内部壁面に設けた通気性内壁より粉体中へ空気を間欠的に吹き出して、粉体を輸送し充填することが開示されており（例えば、特許文献３参照。）、また、粉体を粉体容器内へ充填する方法として、エア吸引管を、粉体容器内に充填された粉体中に挿入し、エア吸引管により粉体中のエアを吸引し、粉体の充填量に対応して、前記エア吸引管を粉体容器内の底部より表面部へ移動させるニューマチック粉体充填方法が開示されており（例えば、特許文献４参照。）、また、内部に磁性粉体を収容し底部に排出口を有するホッパーを用い、該ホッパーの内部に設けられたマグネット棒又は電磁石をホッパーの中心軸方向に移動させ、磁性粉体をマグネット棒によって吸着又は解放する排出口より流下する磁性粉体の流量を制御する方法が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００６】
しかしながら、被計量充填粉体がトナーのような極く微細粒子で空中に飛散し易く（空気と混合し易く）かつ空気との混合物を長時間静置しても容易に固−液分離し難く、また喩え沈降して固−液分離した外観を有していても少しの攪拌で再度容易に舞い上がる粉体の場合には、さらに取り扱いが困難になってくる。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８６９０２１号公報（第１頁第１欄第１行目〜第２頁第４欄第１３行目の特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平９−２４９９３号公報（第２頁第１欄第１行目〜第２欄第４４行目の特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平８−１９８２０２号公報（第２頁第１欄第１行目〜第２５行目の特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平８−１９８２０３号公報（第２頁第１欄第１行目〜第４３行目の特許請求の範囲）
【特許文献５】
特開平８−１９８４５４号公報（第２頁第１欄第１行目〜第２８行目の特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
トナーのような極く微細粒子で空中に飛散し易く（空気と混合し易く）かつ空気との混合物を長時間静置しても容易に固−液分離し難い粉体の充填計量に適した粉体の新規な充填計量装置を提供することにあり、特に、計量後、充填ホッパまたはロートから速やかに収納容器中に充填することができ、無駄な空気の混合割合が少なく密実に充填することができ、かつ所定量を正確に充填することができる粉体の新規な充填計量装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記課題は、本発明の（１）「充填用容器の充填用開口部に隙間なく嵌合可能な粉体排出部を有するロート体と、該充填用容器の重量を載置する容器載置手段とを有する計量手段と、前記ロート体に被計量充填粉体を計量供給するための粉体計量供給槽とを有し、該容器載置手段が前記充填用容器の重量を測定するための計量手段と、該充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための内部空気除去手段とを有し、前記粉体計量供給槽が前記ロート体へ粉体を排出するための排出口と該粉体計量供給槽へ粉体を供給するための供給口とを有し、該粉体計量供給槽の排出口はさらに粉体の前記ロート体への供給を断続するための粉体供給断続手段を有することを特徴とする粉体の計量充填装置」、（２）「前記ロート体は、その中の粉体が既に前記充填用容器に排出済みであるか否かを外部から識別可能であり、前記計量手段は、嵌合した状態の前記ロート体と前記充填用容器の合計空重量と、かつ前記ロート体と前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量とが計量可能であることを特徴とする前記第（１）項に記載の粉体の計量充填装置」、（３）「前記ロート体に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量に基いて、前記粉体計量供給槽の排出口に設けられた粉体供給断続手段を断続することが可能であることを特徴とする前記第（２）項に記載の粉体の計量充填装置」、（４）「前記ロート体に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体と前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量に基いて、不足分の粉体を追加供給ための追加粉体供給手段をさらに有し、該追加粉体供給手段の粉体供給能力が、前記ロート体の粉体供給能力より小さいことにより、所用充填量に達する際の微調節供給が可能であることを特徴とする前記第（２）項又は第（３）項に記載の粉体の計量充填装置」、（５）「前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、前記充填用容器内部から外部に延伸された排気管であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の粉体の計量充填装置」、（６）「前記排気管が、前記ロート体と共に前記前記充填用容器に嵌合離脱可能な状態でロート体の前記粉体排出部内に配置されたことを特徴とする前記第（５）項に記載の粉体の計量充填装置」、（７）「前記排気管が、前記充填用容器の内部で吸引口の位置を移動可能であることを特徴とする前記第（５）項又は第（６）項に記載の粉体の計量充填装置」、（８）「前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、前記充填用容器内部から外部に延伸された排気管であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載の粉体の計量充填装置」、（９）「前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、空気分離用メッシュを有する粉体表面圧縮手段であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載の粉体の計量充填装置」によって解決される。
【００１０】
また、上記課題は、本発明の（１０）「粉体充填用容器の充填用開口部に具備されたあるいはあらかじめセットされた粉体充填用ロートとの合計空重量を予め計量し、次に充填される粉体と粉体充填用容器と粉体充填用ロートと粉体との合計重量とを、該粉体が充填用ロートに残存している充填途中で計量し、両計量結果を比較することにより、充填終了前に粉体充填量を識別することを特徴とする粉体充填方法」、（１１）「前記充填終了前に識別された粉体充填量に基き、粉体の目標充填量に不足する追加充填量を、微調整された補充割合で追加充填して、粉体の目標充填量を補充することを特徴とする前記第（１０）項に記載の粉体充填方法」、（１２）「前記追加充填量を、充填用ロートとは分離されて設置された追加充填量手段により、追加充填する充填用容器セット部とロートを備え、一定量を計量充填することを特徴とする前記第（１０）項又は第（１１）項に記載の粉体充填方法」、（１３）「強制脱気手段を用いて前記粉体充填用容器内のエアーを強制脱気することにより、粉体を円滑に充填することを特徴とする前記第（１０）項乃至第（１２）項のいずれかに記載の粉体充填方法」、（１４）「前記充填容器内のエアーを自然排気するための管を具備したロートを用いて、粉体を円滑に充填することを特徴とする前記第（１０）項乃至第（１３）項のいずれかに記載の粉体充填方法」、（１５）「前記充填用容器と容器内のエアーを自然排気するための管を具備したロートを一緒にセットし、充填される粉体の重量を計量する際、容器及びロートと分離された位置に具備された可動吸引小管によって容器内のエアーを強制脱気することを特徴とする前記第（１０）項乃至第（１４）項のいずれかに記載の粉体充填方法」によって解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［粉体の計量充填方法］
以下、図面を参照しつつ本発明を具体的に説明する。
図１は、本発明の基本となる原理を示したものであり、粉体計量供給槽の下流に配置される粉体充填用ロートと粉体充填用容器における被充填粉体の時間経過による関係を説明するためのものである。
【００１２】
本発明においては、粉体充填用容器（３）の充填用開口部（３１）に具備されたあるいはあらかじめセットされた粉体充填用ロート（２）に、粉体計量供給槽（１）から被充填粉体が供給される（図１（Ａ））。この被充填粉体がトナーのような超微粒子の場合には、粉体接触斜面からの滑り易さに欠け、また粉体粒子同士の接触滑り（流動性）に欠けるので速やかに粉体充填用容器（３）に充填され難い反面、媒体空気中に飛散し易くかつ沈降し難いので静かに取り扱い、また粉体充填用容器（３）の充填用開口部（３１）と粉体充填用ロート（２）の粉体排出部（２２）を隙間のないよう密封して隙間から漏れる空気に随伴して系外に粉体が飛び出ないようにすると共に粉体排出部（２２）の管径を適度のものにして粉体充填用容器（３）への粉体流の急激な噴出を避ける。
【００１３】
このような措置により、粉体充填用ロート（２）に供給された被充填粉体は、一部が粉体充填用容器（３）内に充填されるが、他の一部は粉体充填用ロート（２）内に留まることになる（図１（Ｂ））。粉体充填用容器（３）内で脱気されずに滞留する空気の影響も受けて充填速度も高くない。そこで本発明においては、この滞留した被充填粉体をいかに速やかに粉体充填用容器（３）内に充填するかの問題と、粉体の充填状態、充填量をいかに速やかに認識把握して、過不足なく所定量のみ密実に充填するための追加措置に備えるかの問題とを同時に解決するための手段を提供している。
【００１４】
即ち、本発明においては、粉体充填用ロート（２）と粉体充填用容器（３）の両者に存在する重点途中の粉体量を充填操作を中断することなく同時並行的に計量することにし、そのため、粉体充填用ロート（２）と粉体充填用容器（３）の合計空重量と、これら両者に存在する充填途中の粉体量と両者の合計重量とを計量対比して（図１（Ｃ））、粉体充填用容器（３）への充填終了前に充填量を迅速正確にすることができるものである（図１（Ｂ））。
【００１５】
また、本発明においては、例えば、この予め認識把握された充填粉体量に基いて、粉体の目標充填量に不足する追加充填量を、微調整された補充割合で追加充填することにより、目標充填量を正確に補充することができる。そのため、充填用ロート（２）とは別の追加充填量手段を分離設置し、この追加充填量手段により一定量の追加充填量を、微調整しつつ計量充填することができる。例えば充填用ロート（２）には所定量充填量を越えないような、むしろ所定量より若干少ない量の被充填粉体を供給して充填用ロート（２）上に未だ被充填粉体が残っている間にその正確な供給量を把握して、該追加充填量手段からは少量の不足分を微調整のためゆっくりとした速度で加減しながら追加することができる。
【００１６】
また、本発明においては、粉体をより円滑に粉体充填用容器（３）に充填するため、強制脱気手段を用いて前記粉体充填用容器内のエアーを強制脱気することが、より速やかな充填のため好ましい。これにより、充填の際の粉体充填用容器（３）内に滞留する空気が邪魔になり粉体の導入が円滑でなくなるという点が改善され、また、空気と混合した結果嵩張った状態の粉体充填用容器（３）粉体をより密実な状態に変えて後続する導入粉体を収容するための空間を確保することができる。
例えば強制脱気手段として、図２に示されるように、容器内のエアーを自然排気するための排気管（２３）を具備したロート（２）を用いて、粉体を円滑に充填することができる。また、同様な但し可動の吸引小管を追加充填量手段に設けることができる。
【００１７】
［粉体の計量充填装置］
そして、このようなトナーのような微粉体の充填方法を実施するのに適した本発明に係わる粉体の計量充填装置例は、図３に示される装置はトナーを計量充填するのに特に適しているので、以下、トナーの場合について説明する。図３に示されるように、粉体計量供給槽（１）大型容器（１０）内の微粉体トナーは、粉体計量供給槽（１）を介して小型の粉体充填用容器（３）に充填される。大型容器（１０）と粉体計量供給槽（１）とは、大型容器（１０）のトナー排出口（１１）と粉体計量供給槽（１）のトナー入口の間の連結管（２０）により連通しており、粉体計量供給槽（１）は、充填されるトナー吐出用の吐出開口部（２２）に、この吐出開口部（２２）を開閉して前記粉体充填用容器（３）に所定量のみ充填するための充填量規制手段（３２）を有する。
図３の計量充填装置例において、大型容器（１０）内の微粉体トナーは、粉体計量供給槽（１）を介して粉体充填用容器（３）に充填される。大型容器（１０）と粉体計量供給槽（１）とは、大型容器（１０）のトナー排出口（１１）と計量槽（３０）のトナー入口の間の連結管（２０）により連通しており、計量槽（３０）は、充填されるトナー吐出用の吐出開口部（２２）に、この吐出開口部（２２）を開閉して前記ロート体（２）から粉体充填用容器（３）に所定量のみ充填するための充填量規制手段（３２）を有する。
ロート体（２）は、その中の粉体が既に前記充填用容器に排出済みであるか否かを外部から識別可能であるよう例えば光透過性であることが好ましく、また、充填用容器（３）の充填用開口部（３１）に隙間なく嵌合可能な粉体排出部（２２）を有する。
【００１８】
この例ではホッパ型の大型容器（１０）は、内部に収納されたトナーの滑落を妨げない程度に傾斜した内壁部分（１４）を有し、この傾斜した内壁部分（１４）により、内部に収納された微粉体トナーのトナー排出口（１１）までの排出が円滑化される。この例の装置においては、傾斜した内壁部分（１４）が、前記大型容器（１０）下部のホッパ状の構造部分（１３）の１部になっている。
【００１９】
大型容器（１０）と粉体計量供給槽（１）とは、連結管（２０）の上部に設けられた上部連通管（５０）によっても連結しており、この上部連通管（５０）は粉体計量供給槽（１）から大型容器（１０）に向かって上方向に傾斜している。この上部連通管（５０）は、粉体計量供給槽（１）内の圧力を大型容器（１０）内の圧力に等しく保つ役割を有する他、トナー流動化手段（３３）からの噴出気体の量が多すぎた等の何らかの理由により粉体計量供給槽（１）中に所望以上に大きなトナー雲が形成された場合には、この上部連通管（５０）により、過剰な気体を大型容器（１０）に抜き去ることができ、上方向に傾斜していることにより、随伴するトナー粒子を粉体計量供給槽（１）に戻すことができる。
【００２０】
大型容器（１０）底部のトナー排出口（１１）から排出されたトナー粉体は、連結管（２０）を通って粉体計量供給槽（１）へ移動する。連結管（２０）の少なくとも底面部分には、長さ方向のほぼ全面にわたって導入気体が吹き出す多孔質板のエアースライダ、即ちトナー流動化手段（３３）が設けられ、このトナー流動化手段（３３）から吹き込まれた気体は、連結管（２０）から粉体計量供給槽（１）へ移動されるトナーを流動化する。連結管（２０）は、粉体計量供給槽（１）に向かって下方向に傾斜しており、流動化されたトナーの粉体計量供給槽（１）への滑落がこれによっても補助される。
【００２１】
トナー排出口（１１）から排出されたトナー粉体は、連結管（２０）を介して粉体計量供給槽（１）に送られる。この例における粉体計量供給槽（１）は、所定量のみのトナーの的確、かつ円滑な充填のための充填量規制手段（３２）を吐出開口部（２２）に有していてもよい。該「所定量」は、上記のように、適宜設定し直すことができる。
【００２２】
この例の装置における充填量規制手段（３２）は、吐出開口部（２２）を有する弾性体リング（３２ａ）と、吐出開口部（２２）からのトナーの吐出を制御する吐出制御手段（３２ｂ）とからなり、吐出制御手段（３２ｂ）は、粉体計量供給槽（１）内を昇降する吐出制御杆（３２ｃ）に装着された吐出制御部材（３２ｄ）からなり、吐出制御部材（３２ｄ）は、吐出開口部（２２）と挿入−離脱して該吐出開口部（２２）を開閉する円錐状の部材であり、吐出開口部（２２）の開閉程度は、吐出制御杆（３２ｃ）の粉体計量供給槽（１）内での昇降程度に依存する円錐状の吐出制御部材（３２ｄ）の弾性体リング（３２ａ）の開口部（２２）への挿入程度、嵌合程度によって調節される。
【００２３】
吐出制御部材（３２ｄ）の小半径の円錐先端が開口部（２２）より完全に抜け去るまで上昇したときには全開状態（充填されるトナーの自由吐出）であり、吐出制御部材（３２ｄ）の大半径の円錐根本端まで開口部（２２）に完全に嵌合するように下降し挿入したときには全閉状態（トナーの吐出停止）であり、その途中の状態即ち吐出制御部材（３２ｄ）が該開口部（３１）から完全に抜け切らずかつ完全に下降し切らない状態であって、吐出制御部材（３２ｄ）の中程度の大きさの円錐半径箇所と該開口部（２２）との間に間隙が保持される程度に挿入されたときはその挿入レベルに応じた半開状態（トナーの部分吐出）である。図中、柔軟性ある覆部材（３７）は、吐出開口部（２２）の下のスリーブ（３０ａ）に設けたものであるが、本発明において、この覆部材（３７）は、省略することも可能である。
【００２４】
図３に示されるように、弾性体リング（３２ａ）は、外周縁から内部の吐出開口部（２２）に向かうにつれて肉厚が薄くなった断面くさび形をしており、したがって、吐出制御部材（３２ｄ）が完全挿入されたときに接触せざるを得ない内側の方が、柔軟性が大きい。本発明において、このような構造の弾性体リング（３２ａ）とした場合には、吐出制御部材（３２ｄ）と接触しても、弾性体リング（３２ａ）や吐出制御部材（３２ｄ）表面にトナーのフイルミングを生じない。弾性体リング（３２ａ）が吐出制御部材（３２ｄ）と接触しても、両者の間に不可避的に残存するトナーにストレスをほとんど与えないためと思われる。
【００２５】
しかしながら、本発明においては、粉体計量供給槽（１）の吐出開口部（２２）の充填量規制手段は、この例示されたものに限らず、例えば吐出開口部（２２）を弾性体材料で適宜の形状に形成し、開口度規制部材を、この吐出開口部に隣接して面方向に所定距離スライド又は進退する板状部材とすることができ、また、吐出開口部に合致した開口を有する部材の移動による両開口の相対的位置関係により開口程度を調節可能なものとすることができる。
【００２６】
そして、このような吐出制御杆（３２ｃ）の昇降は、駆動制御装置（３９ａ）により制御される駆動源（３９ｂ）によって駆動される駆動装置（３９）により行なわれる。吐出制御杆（３２ｃ）の昇降のための駆動装置（３９）は、エアー圧シリンダ、モータ、油圧シリンダ等の適宜手段により行なうことができるが、この例の装置においては、エアー圧シリンダを用いている。これにより、トナー流動化手段（３３）に用いられる空気のための圧縮空気用原配管から分岐させて駆動源として用いることができる。
【００２７】
そして、この例におけるトナー流動化手段（３３）は、気体を噴出するための多数の微細孔を有し、各微細孔は内部で相互に連通している多孔体へ加圧気体を導入する気体導入管（３３ａ）を有する。この例の装置においては、表面が平滑な多孔質燒結体を用いている。また図示してないが、流動化したトナーの粉塵爆発を防止するため、この例のトナー充填装置においては、発生した静電気を除電するための除電手段が設けられている。
【００２８】
図３に示されるように、この例の装置においては、トナー流動化手段（３３）は、所要の高トナー吐出能を得るため、粉体計量供給槽（１）の吐出開口部（２２）の近所に、円周の全周にわたって設けられており、したがって、一部のみに細い帯状のトナー流動化手段（３３）が設けられている大型容器（１０）の場合と異なることが判る。トナー粉体の移動量は吹込み空気量に比例する範囲があり、供給気体量を調節して移動量をほぼ一定にすることができるが、各トナー流動化手段（３３）の面積の大小、したがって同様な気体噴出材料が用いられた場合には、孔部の多少は、供給可能気体量にも大いに関係する。特に吐出開口部（２２）に向かって断面が狭くなる構造の粉体計量供給槽（１）では、トナーによる架橋現象を防止するために、円周面に沿って気体の吹出口を数段階連続的に設けたり、螺旋方向へ気体が吹き出すような吹出し構造とすることができる。
【００２９】
また、気体導入管（３３ａ）は、送気停止し、送気開始し、かつ送気量調節する送気調節弁（３３ｂ）を有するが、本発明においては、これらの気体導入管（３３ａ）のうちの少なくとも１つは、そのような送気調節弁を有することが望ましい。
【００３０】
また、本発明の充填装置においては、粉体計量供給槽（１）に、内部気圧を増減させる圧力調節手段を設けることができ、また、このような圧力調節手段は代わりに大型容器（１０）に設け、又は大型容器（１０）にも併設することができる。このような圧力調節手段は、前記のトナー流動化手段から気体が送気された状態の大型容器（１０）及び／又は粉体計量供給槽（１）内の圧力状態、トナー雲状態の調節に資する。
【００３１】
上記のように、本発明の充填装置は装置自身のみでなく、トナーが充填されるトナー充填用容器（３）中の空気を吸引するために、排気管（２３）をトナー容器（３）中に装入するように構成することができる。ロート（２）の粉体排出部を中空管状体として、その中空部から排気管（２３）を粉体充填用容器（３）中に挿入して充填用容器（３）の開口（３１）と離嵌自在なものになるようにロート（２）と一体化し、その先端部から、容器中の空気を排気する。この例における排気管（２３）の装入開口端は、充填されたトナー粒子を通過させず空気のみを通過させるメッシュ材を装着したものである。
【００３２】
一方、本発明の計量充填装置は、粉体充填用容器（３）への充填粉体トナー量を管理するための充填トナー重量管理手段を有する。この例の装置における充填粉体重量の計量器（４１）は、粉体充填用容器（３）をその上に載置して充填トナー重量を測定するためのロードセル（６１）を有する。ロードセル（６１）は、これを昇降して粉体計量供給槽（１）と粉体充填用容器（３）の間隔を適宜変更するための容器載置手段としてのリフター（６１ａ）上に設けられている。また、ロードセル（６１）には、測定された充填粉体トナー重量を表示するためのモニタ手段（６３）が設けられている。
【００３３】
このようなモニタ手段としては、重量や圧力を受け弾性変形する程度に応じて変化した電圧を検知するような受圧検知手段からの電圧信号に基いて、又は受圧力に応じて直接起電力を変化させる圧電素子等の圧力検知素子からの発生信号に基いて、測定重量を表示できる公知の表示手段を用いることができ、モニタ手段（６３）に表示された重量を見てトナーの充填量を確認ながら、充填を行ない又は終了することができる。
【００３４】
また、本発明において必要不可欠ではないが、この例のトナー充填装置における充填トナー重量管理手段（６０）は、ロードセル（６１）における前記粉体充填用容器（３）と充填ロート（２）と排気管（２３）の合計空重量とトナーが供給された充填ロート（２）と排気管（２３）と容器（３）の総重量とから、充填済みトナー重量を演算する演算処理装置（６２）を有する。
【００３５】
そして、演算処理装置（６２）は、入力手段（６４）を有し、該入力手段（６４）により、例えばモニタ手段（６３）に表示された重量を見つつ、トナーの充填予定重量の入力、及び、入力された充填予定重量の変更を行なうことができる。また、演算処理装置（６２）は、その演算結果に基いて、駆動装置（３９）の駆動源（３９ｂ）ための駆動制御装置（３９ａ）に通信回線（６７）から駆動指令信号を送信し、駆動制御装置（３９ａ）は、それに基いて吐出制御杆（３２ｃ）を昇降させる。演算処理装置（６２）としては、簡単なアナログ式電圧比較器からマイコンチップのようなものを含む各種ＣＰＵまで種々のものを用いる（アナログ式電圧比較器の場合には、無論、所定電位差に応じた例えばパルス信号に変換するＡＤ変換器を付属させる）ことができる。
【００３６】
前に説明したように、吐出制御杆（３２ｃ）を昇降させ、吐出制御部材（３２ｄ）の小半径の円錐先端が開口部（２２）より完全に抜け去るまで上昇したときには全開状態であり、吐出制御部材（３２ｄ）の大半径の円錐根本端まで開口部（２２）に完全に嵌合するように下降し挿入したときには全閉状態であり、その途中の状態即ち吐出制御部材（３２ｄ）が該開口部（２２）から完全に抜け切らずかつ完全に下降し切らない状態であって、吐出制御部材（３２ｄ）の中程度の大きさの円錐半径箇所と該開口部（２２）との間に間隙が保持される程度に挿入されたときはその挿入レベルに応じた半開状態であり、したがって何段階のレベルにも調節できるが、図３に示されるトナーの充填装置例においては、各気体導入管（３３ａ）への送気量調節によっても充填を調節することができるので、吐出制御杆（３２ｃ）の昇降程度は、全閉状態と、全開状態と、それらの中間の半開状態としている。
【００３７】
この例における入力手段（６４）は、コード発生器（バイナリーコード）としてのデジタルスイッチの釦兼回転摘みであるが、演算処理装置（６２）をＣＰＵとする場合には、キーボードとすることができ、その場合には、無論、重量を含む各種データを（演算の結果及び／又は入力手段からの入力信号の結果に基いて）書替可能に格納（即ち逐次ＣＰＵに呼出され、演算され、演算結果を再度逐次格納）するＲＡＭ、及び、該各種データを演算処理するための処理プログラムと各種指令情報発信プログラムとを含む各種プログラムを呼出自在に格納するＲＯＭを付すことができ、そして、演算処理装置（６２）は、前記演算結果に基いて、例えば前記各送気調節弁（３３ｂ）の開閉指令信号を送信するようなプログラムを有するものに構成することができる。
【００３８】
このように、図３に示される装置は、充填用容器（３）の充填用開口部（３１）に隙間なく嵌合可能な粉体排出部（２２）を有するロート体（２）と、充填用容器（３）の重量を載置する容器載置手段（６１ａ）と、を有する計量手段（４１）と、前記ロート体（２）に被計量充填粉体（上記例ではトナー）を供給するための粉体計量供給槽（１）とを有し、該容器載置手段（６１ａ）が前記ロート体（２）と充填用容器（３）の両者（及び正確にはさらに排気管（２３）を含む）の重量を測定するための計量手段（４１）と、該充填用容器（３）の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための内部空気除去手段（２３）とを有し、前記粉体計量供給槽（１）が前記ロート体（２）へ粉体を排出するための排出部（２２）と該粉体計量供給槽（２）へ粉体を供給するための供給口（２０）とを有し、該粉体計量供給槽（２）の排出部（２２）はさらに粉体の前記ロート体への供給を断続するための粉体供給断続手段（３２）を有することを特徴とする粉体の計量充填装置である。
【００３９】
また、前記ロート体（２）は、その中の粉体が既に前記充填用容器（３）に排出済みであるか否かを外部から識別可能であり、前記計量手段（４１）は、嵌合した状態の前記ロート体（２）と前記充填用容器（３）の合計空重量と、かつ前記ロート体（２）と前記充填用容器（３）と両者に存在する粉体の合計重量とが計量可能であることを特徴とする前記第（１）項に記載の粉体の計量充填装置である。
【００４０】
また、前記ロート体（２）に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体（２）及び前記充填用容器（３）と両者に存在する粉体の合計重量に基いて、前記粉体計量供給槽（２）の排出部（２２）に設けられた粉体供給断続手段（３２）を断続することが可能である。
【００４１】
また、ロート体（２）に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体（２）と前記充填用容器（３）の両者に存在する粉体の合計重量に基いて、不足分の粉体を追加供給ための追加粉体供給手段をさらに有していてもよく、この場合、該追加粉体供給手段の粉体供給能力が、前記ロート体の粉体供給能力より小さいことにより、所用充填量に達する際の微調節供給が可能となる。
また、図４に示されるように、本発明の装置は、キャスタ（９１）の付いた架設台（９０）に設けて移動可能な態様のものとすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明により明らかなように、本発明により、従来は、ロートが充填機本体架台側に設置されておりロート内の粉体重量を計測できなかったが、架台側から分離して計量器に設置することによって、ロート内に残っている粉体を含めて容器に充填する粉体の重量全体を計測し、規定量を充填することができる。
容器およびロートと非接触で吸引棒を設置することによって、計量値に影響を与えることなく、強制脱気によって、粉体を早く容器内に移すことができる。
計量値に影響を与えることなく、容器内の空気を排気でき、充填速度を上げることができる。
容器にロートを直接セットして、その組み合わせで移動可能にすることによって、ロート内の粉体が完全に容器内に移動する前に、充填口から移動でき、次の容器とロートをセットすることによって、充填タクトを上げることができる。
容器およびロートと非接触で吸引棒を設置することによって、計量値に影響を与えることなく、強制脱気によって、粉体を早く容器内に移すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本となる原理を示したものであり、容器、ロート、粉体の時間経過による関係を表わした、直接重量計量方式の粉体充填方法を示す図である。
【図２】ロートが充填機に具備される例を示す。
【図３】本発明の１具体例の概要図を示す図である。
【図４】本発明の他の１具体例の概要図を示す図である。
【符号の説明】
１ 粉体計量供給槽
２ 粉体充填用ロート
３ 粉体充填用容器
１０ 大型容器
１１ トナー排出口
１３ ホッパ状の構造部分
１４ 内壁部分
２０ 連結管
２２ 粉体排出部（吐出開口部）
２３ 排気管
３０ 計量槽
３０ａ スリーブ
３１ 充填用開口部
３２ 充填量規制手段（粉体供給断続手段）
３２ａ 弾性体リング
３２ｂ 吐出制御手段
３２ｃ 吐出制御杆
３２ｄ 吐出制御部材
３３ トナー流動化手段
３３ａ 気体導入管
３３ｂ 送気調節弁
３７ 覆部材
３９ 駆動装置
３９ａ 駆動制御装置
３９ｂ 駆動源
４１ 計量器
５０ 上部連通管
６０ 充填トナー重量管理手段
６１ ロードセル
６１ａ リフター（容器載置手段）
６２ 演算処理装置
６３ モニタ手段
６４ 入力手段
６７ 通信回線
９０ 架設台
９１ キャスタ

Claims (15)

1. 充填用容器の充填用開口部に隙間なく嵌合可能な粉体排出部を有するロート体と、該充填用容器の重量を載置する容器載置手段とを有する計量手段と、前記ロート体に被計量充填粉体を計量供給するための粉体計量供給槽とを有し、該容器載置手段が前記充填用容器の重量を測定するための計量手段と、該充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための内部空気除去手段とを有し、前記粉体計量供給槽が前記ロート体へ粉体を排出するための排出口と該粉体計量供給槽へ粉体を供給するための供給口とを有し、該粉体計量供給槽の排出口はさらに粉体の前記ロート体への供給を断続するための粉体供給断続手段を有することを特徴とする粉体の計量充填装置。
2. 前記ロート体は、その中の粉体が既に前記充填用容器に排出済みであるか否かを外部から識別可能であり、前記計量手段は、嵌合した状態の前記ロート体と前記充填用容器の合計空重量と、かつ前記ロート体と前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量とが計量可能であることを特徴とする請求項１に記載の粉体の計量充填装置。
3. 前記ロート体に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量に基いて、前記粉体計量供給槽の排出口に設けられた粉体供給断続手段を断続することが可能であることを特徴とする請求項２に記載の粉体の計量充填装置。
4. 前記ロート体に粉体が未だ残存している段階で計量された該ロート体と前記充填用容器と両者に存在する粉体の合計重量に基いて、不足分の粉体を追加供給ための追加粉体供給手段をさらに有し、該追加粉体供給手段の粉体供給能力が、前記ロート体の粉体供給能力より小さいことにより、所用充填量に達する際の微調節供給が可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の粉体の計量充填装置。
5. 前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、前記充填用容器内部から外部に延伸された排気管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体の計量充填装置。
6. 前記排気管が、前記ロート体と共に前記前記充填用容器に嵌合離脱可能な状態でロート体の前記粉体排出部内に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の粉体の計量充填装置。
7. 前記排気管が、前記充填用容器の内部で吸引口の位置を移動可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の粉体の計量充填装置。
8. 前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、前記充填用容器内部から外部に延伸された排気管であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の粉体の計量充填装置。
9. 前記充填用容器の内部に充填され嵩張った状態の粉体から空気を除去して密実な状態とするための前記内部空気除去手段が、空気分離用メッシュを有する粉体表面圧縮手段であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の粉体の計量充填装置。
10. 粉体充填用容器の充填用開口部に具備されたあるいはあらかじめセットされた粉体充填用ロートとの合計空重量を予め計量し、次に充填される粉体と粉体充填用容器と粉体充填用ロートと粉体との合計重量とを、該粉体が充填用ロートに残存している充填途中で計量し、両計量結果を比較することにより、充填終了前に粉体充填量を識別することを特徴とする粉体充填方法。
11. 前記充填終了前に識別された粉体充填量に基き、粉体の目標充填量に不足する追加充填量を、微調整された補充割合で追加充填して、粉体の目標充填量を補充することを特徴とする請求項１０に記載の粉体充填方法。
12. 前記追加充填量を、充填用ロートとは分離されて設置された追加充填量手段により、追加充填する充填用容器セット部とロートを備え、一定量を計量充填することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の粉体充填方法。
13. 強制脱気手段を用いて前記粉体充填用容器内のエアーを強制脱気することにより、粉体を円滑に充填することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の粉体充填方法。
14. 前記充填容器内のエアーを自然排気するための管を具備したロートを用いて、粉体を円滑に充填することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の粉体充填方法。
15. 前記充填用容器と容器内のエアーを自然排気するための管を具備したロートを一緒にセットし、充填される粉体の重量を計量する際、容器及びロートと分離された位置に具備された可動吸引小管によって容器内のエアーを強制脱気することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の粉体充填方法。

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