JP2005067651A - 粉体充填装置及び粉体充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉体と気体とを混合することにより流動化させた粉体を粉体容器に充填する作業の作業能率を向上させる。
【解決手段】 粉体３が貯留された粉体貯留容器２内に投入可能な筐体５と、筐体５に接続されて筐体５の内部に気体を供給することにより筐体５の内部の粉体３を流動化させる粉体流動化手段６と、一端が筐体５の内部に連通されて他端に粉体吐出ノズル１５が設けられた導管７と、導管７の途中に接続されて筐体５の内部で流動化した粉体３を導管７内を通して粉体吐出ノズル１５に向けて搬送する粉体搬送手段８とを具備する。粉体３を粉体容器４に充填する場合には、筐体５を粉体貯留容器２内に投入し、粉体流動化手段６と粉体搬送手段８とを駆動させればよく、粉体貯留容器２内から粉体容器４内への粉体３の充填を円滑に行え、作業能率が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、粉体充填装置及び粉体充填方法に関する。

従来、トナーなどの微細な粉体を粉体容器内に充填する粉体充填装置及び粉体充填方法の発明としては、様々な発明が知られている。そのなかの一つの発明として、特許文献１，２に開示されたように、粉体貯留容器内に貯留されている粉体内に気体（例えば、空気）を混合して粉体を流動化させ、流動化した粉体を導管内を流して粉体容器内に充填するようにしたものが知られている。

特開２００２−２９３３０１公報 特開２００３−１０４３０１公報

しかし、上述した特許文献１，２に開示された発明では、流動化させる粉体を貯留した粉体貯留容器が、粉体貯留容器内への気体の供給機能を備えた気体導入装置に取り付けられている。このため、粉体貯留容器内の粉体が空になった場合には、その粉体貯留容器内に粉体を補給し、又は、空になった粉体貯留容器を粉体が予め貯留されている新たな粉体貯留容器に交換している。粉体貯留容器の交換時には、粉体貯留容器の蓋部材に対して導管を抜き差しする作業を伴う。

粉体貯留容器内への粉体の補給や粉体貯留容器の交換には時間がかかり、その間は粉体容器内への粉体の充填作業を中断しなければならず、充填作業の作業能率が低下する一因となっている。

本発明の目的は、粉体内に気体を混合することにより流動化させた粉体を粉体容器に充填する作業の作業能率を向上させることができる粉体充填装置及び粉体充填方法を提供することである。

請求項１記載の発明の粉体充填装置は、少なくとも一面に開口が形成され、粉体が貯留された粉体貯留容器内に投入可能な筐体と、前記筐体に接続され、前記筐体の内部に気体を供給して前記筐体内部の粉体を流動化させる粉体流動化手段と、一端が前記筐体の内部に連通され、他端に粉体吐出ノズルが設けられた導管と、前記導管の途中に接続され、前記筐体内部で流動化された粉体を前記導管内を通して前記粉体吐出ノズルに向けて搬送する粉体搬送手段と、を具備する。

したがって、粉体が貯留された粉体貯留容器内へ筐体を投入し、粉体流動化手段を駆動させて筐体の内部に気体を供給すると筐体の内部に入り込んでいる粉体が気体と混合されて流動化される。流動化された粉体は、粉体搬送手段を駆動させることにより導管内を通して搬送され、導管の端部に設けられた粉体吐出ノズルから吐出され、粉体吐出ノズルを粉体容器内に位置付けることにより、粉体容器内への粉体の充填を行える。また、粉体を流動化させる領域が筐体内の狭い範囲でよく、粉体流動化手段の小型化を図ることができる。

粉体貯留容器内の粉体がなくなった場合には、その粉体貯留容器内から筐体を取り出して粉体が貯留されている他の粉体貯留容器内へ筐体を投入すれば粉体容器への粉体の充填作業を再開することができ、粉体容器に粉体を充填する作業能率が向上する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の粉体充填装置において、前記粉体搬送手段は、前記粉体吐出ノズルに向けて流れる圧縮気体を供給するエジェクターである。

したがって、粉体吐出ノズルに向けて流れる圧縮気体をエジェクターから導管内に供給することにより、エジェクター効果により筐体内の流動化した粉体が吸引され、導管内を通して粉体吐出ノズルに向けて搬送される。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の粉体流動化装置において、前記筐体は、外周壁と内周壁とを有してその間に中空部を有する二層構造に形成され、前記粉体流動化手段が前記中空部に接続され、前記内周壁に前記粉体流動化手段から供給された気体が吹き出す複数の吹出口が形成されている。

したがって、粉体流動化手段から供給された気体が内周壁に形成された複数の吹出口から吹き出すことにより、筐体の内部での粉体の流動化が促進される。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の粉体充填装置において、前記筐体の内周面は、前記開口が形成された側から前記導管が接続された箇所に向けて次第に縮径するテーパー状に形成されている。

したがって、開口が下側となる向きに筐体を配置することにより、筐体内部で流動化した粉体がスムーズに導管内に導かれ、粉体容器内への粉体の充填作業が促進される。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の粉体充填装置において、前記粉体吐出ノズルは、粉体を充填する粉体容器の充填口に嵌合される通気性多孔板に挿通されている。

本発明において、通気性多孔板とは、気体の通過を許容して粉体の通過を許容しない多数の孔が形成されている板状部材を意味する。

したがって、気体を含んで流動化した粉体が粉体容器内に充填されたとき、気体は通気性多孔板を通過して粉体容器外に排出されるので、粉体容器内には粉体のみが残留するので、粉体容器に充填された粉体の嵩密度が高くなる。

請求項６記載の発明の粉体充填方法は、少なくとも一面に開口が形成され、気体を供給する粉体流動化手段と他端に粉体吐出ノズルが設けられた導管の一端とが接続され、前記導管の途中に粉体搬送手段が接続された筐体を粉体が貯留された粉体貯留容器内に投入する工程と、前記粉体流動化手段から前記筐体内に気体を供給して前記筐体内の粉体を流動化させる工程と、前記粉体搬送手段を駆動させて前記筐体内の流動化した粉体を前記導管内を通して前記粉体吐出ノズルに向けて搬送する工程と、前記粉体吐出ノズルから吐出した粉体を粉体容器に充填する工程と、を具備する。

したがって、粉体が貯留された粉体貯留容器内に筐体を投入し、粉体流動化手段を駆動させて筐体内に気体を供給することにより筐体内の粉体と気体とが混合されて流動化され、粉体搬送手段を駆動させることにより筐体内の流動化した粉体が導管内を通して粉体吐出ノズルに向けて搬送され、粉体吐出ノズルから吐出された粉体が粉体容器内に充填される。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の粉体充填方法において、前記筐体を、前記開口を下向きにして前記粉体貯留容器内に投入した。

したがって、筐体内で流動化した粉体が導管内にスムーズに流入し、粉体容器内への粉体の充填作業が促進される。

請求項１記載の発明の粉体充填装置によれば、粉体貯留容器内の粉体がなくなった場合には、その粉体貯留容器内から筐体を取り出して粉体が貯留されている他の粉体貯留容器内へ筐体を投入すれば粉体容器への粉体の充填作業を再開することができ、粉体容器に粉体を充填する作業能率を向上させることができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の粉体充填装置において、前記粉体搬送手段は、前記粉体吐出ノズルに向けて流れる圧縮気体を供給するエジェクターであるので、エジェクター効果により筐体内の流動化した粉体を吸引し、導管内を通して粉体吐出ノズルに向けて搬送することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の粉体流動化装置において、前記筐体は、外周壁と内周壁とを有してその間に中空部を有する二層構造に形成され、前記粉体流動化手段が前記中空部に接続され、前記内周壁に前記粉体流動化手段から供給された気体が吹き出す複数の吹出口が形成されているので、粉体流動化手段から供給された気体を内周壁に形成された複数の吹出口から吹き出させることにより、筐体の内部での粉体の流動化を促進できる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の粉体充填装置において、前記筐体の内周面は、前記開口が形成された側から前記導管が接続された箇所に向けて次第に縮径するテーパー状に形成されているので、開口が下側となる向きに筐体を配置することにより、筐体内部で流動化した粉体をスムーズに導管内に導くことができ、粉体容器内への粉体の充填作業を促進できる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一記載の粉体充填装置において、前記粉体吐出ノズルは、粉体を充填する粉体容器の充填口に嵌合される通気性多孔板に挿通されているので、気体を含んで流動化した粉体が粉体容器内に充填されたとき、気体は通気性多孔板を通過して粉体容器外に排出されるので、粉体容器内には粉体のみが残留して粉体容器に充填された粉体の嵩密度を高くできる。

請求項６記載の発明の粉体充填方法によれば、粉体が貯留された粉体貯留容器内に筐体を投入し、粉体流動化手段を駆動させて筐体内に気体を供給することにより筐体内の粉体が流動化され、粉体搬送手段を駆動させることにより筐体内の流動化した粉体が導管内を通して粉体吐出ノズルに向けて搬送され、粉体吐出ノズルから吐出された粉体が粉体容器内に充填される。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の粉体充填方法において、前記筐体を、前記開口を下向きにして前記粉体貯留容器内に投入した。

したがって、筐体内で流動化した粉体が導管内にスムーズに流入し、粉体容器内への粉体の充填作業が促進される。

本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の粉体充填装置１を用いて、粉体貯留容器２内に貯留されている粉体３を粉体容器４に充填する場合における粉体貯留容器２と粉体容器４と粉体充填装置１との接続関係を示している。粉体貯留容器２内に貯留されて粉体容器４内に充填される粉体３としては、例えば、電子写真方式の画像形成で用いられるトナー等が挙げられる。

粉体充填装置１は、筐体５、粉体流動化手段６、導管７、粉体搬送手段であるエジェクター８を備えている。

筐体５は、外形形状が円錐台形に形成され、外周壁５ａと内周壁５ｂとを有し、外周壁５ａと内周壁５ｂとの間に中空部５ｃを有する二層構造に形成されている。円錐台形の底面に相当する部分に開口５ｄが形成されている。筐体５を粉体３が貯留されている粉体貯留容器２内に投入することにより、粉体３が開口５ｄから筐体５の内部に入り込む。

内周壁５ｂの内周面は、開口５ｄが形成された側から円錐台形の上面に相当する部分に向けて次第に縮径するテーパー状に形成されている。この内周壁５ｂには、粉体流動化手段６によって中空部５ｃに供給された気体である空気が吹き出す複数の吹出口９が形成されている。内周壁５ｂは、焼結金属板，焼結樹脂板，目の細かい金網などで構成されている。

粉体流動化手段６は、気体である空気を圧縮する圧縮ポンプ１０、圧縮ポンプ１０で圧縮された空気を筐体５の中空部５ｃに供給する供給パイプ１１、供給パイプ１１の途中に配置された減圧弁１２、圧力計１３、流量計１４等により構成されている。圧縮ポンプ１０の駆動により圧縮された空気は、圧力及び流量を調整されて筐体５の中空部５ｃ内に供給され、供給された空気は内周壁５ｂに形成された吹出口９から筐体５の内部に吹き出す。供給パイプ１１における少なくとも流量計１４と筐体５との間は、フレキシブルな構造とされている。

吹出口９から筐体５の内部に空気が吹き出すことにより、筐体５の内部に位置している粉体が空気と混合されて流動化される。

導管７はフレキシブルな中空状パイプであり、一端が筐体５の上面部分に接続され、筐体５の内部に連通されている。導管７の他端には、粉体吐出ノズル１５が接続されている。

エジェクター８は、導管７の途中に接続されており、このエジェクター８には、圧縮ポンプ１０が減圧弁１６と圧力計１７とを介して接続されている。圧縮ポンプ１０で圧縮された空気がエジェクター８から粉体吐出ノズル１５に向けて流れる向きに導管７内に供給されることにより、筐体５の内部で流動化した粉体がエジェクター効果により吸引され、導管７内を通って粉体吐出ノズル１５に向けて搬送される。

粉体吐出ノズル１５は、その先端部が粉体３を充填する粉体容器４内に挿入されている。粉体吐出ノズル１５は、空気が通過することを許容して粉体が通過することを許容しない多数の孔が形成された通気性多孔板１８に挿通され、この通気性多孔板１８が軟質パッキン１９を介して粉体容器４の充填口２０に嵌合されている。この通気性多孔板１８を用いることにより、空気を含んで流動化した粉体３が粉体容器４内に充填されたとき、気体は通気性多孔板１８を通過して粉体容器４外に排出されるので、粉体容器４内には粉体３のみが残留するので、粉体容器４内に充填された粉体３の嵩密度が高くなる。

このような構成において、粉体容器４内への粉体３の充填作業を行う場合には、供給パイプ１１と導管７とが接続されている筐体５を粉体３が貯留されている粉体貯留容器２内に投入する。この投入時において、開口５ｄを下向きにして投入することが好適である。筐体５を粉体貯留容器２に投入する前に、又は、投入した後に、導管７の他端に接続されている粉体吐出ノズル１５を通気性多孔板１８と軟質パッキン１９とを介して粉体容器４内に挿入する。

筐体５を粉体貯留容器２内に投入し、粉体吐出ノズル１５を粉体容器４内に挿入した後に粉体流動化手段６とエジェクター８とを駆動させる。

粉体流動化手段６を駆動させることにより、圧縮ポンプ１０で圧縮された空気が供給パイプ１１内を通って筐体５の中空部５ｃに供給され、供給された空気は内周壁５ｂに形成された吹出口９から筐体５の内部へ吹き出す。吹出口９から筐体５の内部へ空気が吹き出すことにより、筐体５の内部に入り込んでいる粉体３が空気と混合されて流動化する。

エジェクター８が駆動されることにより、圧縮ポンプ１０で圧縮された空気が導管７内に供給され、粉体吐出ノズル１５に向けて流れる。これにより、筐体５の内部で流動化した粉体がエジェクター効果により吸引され、流動化した粉体が導管７内を通って粉体吐出ノズル１５に向けて搬送され、粉体容器４内に充填される。

粉体貯留容器２内の粉体３がなくなった場合には、粉体流動化手段６とエジェクター８との駆動を一旦停止させ、その粉体貯留容器２内から筐体５を取り出し、取り出した筐体５を粉体３が貯留されている他の粉体貯留容器内へ投入した後に粉体流動化手段６とエジェクター８とを駆動させる。これにより、粉体貯留容器２内の粉体がなくなった場合には、粉体充填作業を短時間中断させるだけで再開することができ、粉体容器４に粉体３を充填する作業能率が向上する。

本発明の第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。なお、図１及び図２において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。

本実施の形態の基本的構成は第１の実施の形態と同じであり、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、導管７の他端側に接続された粉体吐出ノズル１５をバルブ２１を介してホッパー２２に接続し、このホッパー２２を粉体容器４の充填口２０に接続した点である。したがって、導管７内を搬送された流動化した粉体３はホッパー２２内に一旦貯留され、ホッパー２２から粉体容器４内に充填される。ホッパー２２の側面には、ホッパー２２に振動を与えてホッパー２２から粉体容器４への粉体３の落下を促進するバイブレーター２３が取り付けられている。

ホッパー２２と粉体容器４とを接続する管路の途中には三方弁２４が設けられている。この三方弁２４は、ホッパー２２と粉体容器４と減圧ポンプ２５との間の開閉を行う。減圧ポンプ２５は、ホッパー２２から粉体容器４内に粉体３が落下する前に粉体容器４内を負圧状態とし、ホッパー２２から粉体容器４内への粉体３の落下を促進する。

粉体容器４とホッパー２２とを接続する管路における粉体容器４と三方弁２４との間には、排気用バルブ２６が接続されている。この排気用バルブ２６が開弁されることにより、粉体容器４内へホッパー２２から粉体３が落下するとき、粉体容器４内の余分な空気を粉体容器４外に排気する。

このような構成において、粉体容器４内への粉体３の充填作業を行う場合には、供給パイプ１１と導管７とが接続されている筐体５を粉体３が貯留されている粉体貯留容器２内に投入する。この投入時において、開口５ｄを下向きにして投入することが好適である。筐体５を粉体貯留容器２に投入する前に、又は、投入した後に、導管７の他端に接続されている粉体吐出ノズル１５をホッパー２２のバルブ２１に接続する。

筐体５を粉体貯留容器２内に投入し、及び、バルブ２１を開弁した後、粉体流動化手段６とエジェクター８とを駆動させる。

粉体流動化手段６を駆動させることにより、圧縮ポンプ１０で圧縮された空気が供給パイプ１１内を通って筐体５の中空部５ｃに供給され、供給された空気は内周壁５ｂに形成された吹出口９から筐体５の内部へ吹き出す。吹出口９から筐体５の内部へ空気が吹き出すことにより、筐体５の内部に入り込んでいる粉体３が空気と混合されて流動化する。

エジェクター８が駆動されることにより、圧縮ポンプ１０で圧縮された空気が導管７内に供給され、粉体吐出ノズル１５に向けて流れる。これにより、筐体５の内部で流動化した粉体がエジェクター効果により吸引され、流動化した粉体が導管７内を通って粉体吐出ノズル１５に向けて搬送され、ホッパー２２内に供給される。

図示しない計量手段によりホッパー２２内に供給された粉体３の量を計量し、ホッパー２２内の粉体３の量が所定量に達した後、粉体流動化手段６とエジェクター８との駆動を停止するとともにバルブ２１を閉止する。

ついで、三方弁２４を切り替えて減圧ポンプ２５と粉体容器４とを連通し、減圧ポンプ２５を駆動して粉体容器４内を減圧する。

ついで、三方弁２４を切り替えてホッパー２２と粉体容器４とを連通し、ホッパー２２内の粉体を粉体容器４内に落下させ、粉体容器４内へ粉体３を充填する。

ホッパー２２から粉体容器４への粉体３の落下は、粉体容器４が負圧状態になっていることと、ホッパー２２内の粉体３が流動化されていることとにより、ホッパー２２から粉体容器４への粉体３の充填が促進される。

粉体３を流動化させるために用いられた空気は、排気用バルブ２６から粉体容器４外へ排気され、粉体容器４内の粉体３の嵩密度が高くなる。

本発明の第１の実施の形態の概略構造を示す正面図である。 筐体の構造を拡大して示す縦断正面図である。 本発明の第２の実施の形態の概略構造を示す正面図である。

符号の説明

２ 粉体貯留容器
３ 粉体
４ 粉体容器
５ 筐体
５ａ 外周壁
５ｂ 内周壁
５ｃ 中空部
５ｄ 開口
６ 粉体流動化手段
７ 導管
８ 粉体搬送手段、エジェクター
９ 吹出口
１５ 粉体吐出ノズル
１８ 通気性多孔板
２０ 充填口

Claims (7)

1. 少なくとも一面に開口が形成され、粉体が貯留された粉体貯留容器内に投入可能な筐体と、
   前記筐体に接続され、前記筐体の内部に気体を供給して前記筐体内部の粉体を流動化させる粉体流動化手段と、
   一端が前記筐体の内部に連通され、他端に粉体吐出ノズルが設けられた導管と、
   前記導管の途中に接続され、前記筐体内部で流動化された粉体を前記導管内を通して前記粉体吐出ノズルに向けて搬送する粉体搬送手段と、
   を具備する粉体充填装置。
2. 前記粉体搬送手段は、前記粉体吐出ノズルに向けて流れる圧縮気体を供給するエジェクターである請求項１記載の粉体充填装置。
3. 前記筐体は、外周壁と内周壁とを有してその間に中空部を有する二層構造に形成され、前記粉体流動化手段が前記中空部に接続され、前記内周壁に前記粉体流動化手段から供給された気体が吹き出す複数の吹出口が形成されている請求項１又は２記載の粉体充填装置。
4. 前記筐体の内周面は、前記開口が形成された側から前記導管が接続された箇所に向けて次第に縮径するテーパー状に形成されている請求項１ないし３のいずれか一記載の粉体充填装置。
5. 前記粉体吐出ノズルは、粉体を充填する粉体容器の充填口に嵌合される通気性多孔板に挿通されている請求項１ないし４のいずれか一記載の粉体充填装置。
6. 少なくとも一面に開口が形成され、気体を供給する粉体流動化手段と他端に粉体吐出ノズルが設けられた導管の一端とが接続され、前記導管の途中に粉体搬送手段が接続された筐体を粉体が貯留された粉体貯留容器内に投入する工程と、
   前記粉体流動化手段から前記筐体内に気体を供給して前記筐体内の粉体を流動化させる工程と、
   前記粉体搬送手段を駆動させて前記筐体内の流動化した粉体を前記導管内を通して前記粉体吐出ノズルに向けて搬送する工程と、
   前記粉体吐出ノズルから吐出した粉体を粉体容器に充填する工程と、
   を具備する粉体充填方法。
7. 前記筐体を、前記開口を下向きにして前記粉体貯留容器内に投入した請求項６記載の粉体充填方法。
   

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