JP2013054303A - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体を高密度で効率よく充填することができる粉体充填装置を提供すること。
【解決手段】
トナー充填装置１は、トナーを収容するトナー収容室５、および、トナー収容室５内に収容されたトナーを加圧するピストン６を備えるトナー収容部２と、トナー収容室５に連結され、トナーを外部に吐出するためのノズル３とを備えている。トナー収容室５は、トナー収容室５内にトナーを供給するためのトナー供給口１５と、トナー収容室５内とノズル３とを連通するためのトナー排出口２７とを有し、トナー収容部２は、加圧時にトナー収容室５内の空気を外部に排気するための排気口１６を、トナー供給口１５およびトナー排出口２７とは、別に有している。トナー収容室５内をピストン６により加圧することにより、トナー収容室５内の空気を排出口１６を介して外部に排気させ、ノズル３から高密度のトナーを吐出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉体を充填するための粉体充填装置に関する。

従来より、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいは、それらの複合機などの画像形成装置では、現像剤が充填された現像カートリッジを着脱自在に備えている。

現像剤を現像カートリッジに充填する方法として、現像剤の充填装置のノズルを現像カートリッジの筐体内部に挿入し、充填装置から現像剤を圧入することで、緩み見かけ密度以上の密度で現像剤を充填できる現像剤の充填方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開２００４−６１７５７号公報

しかしながら、上記方法で現像剤を充填すると、粉体とともに空気も圧入されるため、粉体を高密度で効率よく充填することができないという不具合がある。

本発明の目的は、粉体を高密度で効率よく充填することができる粉体充填装置を提供することにある。

（１）上記した目的を達成するため、本発明は、粉体充填装置であって、粉体を収容可能に構成される収容室、および、収容室内に収容された粉体を加圧可能に構成される加圧部材を備える収容部と、収容室に連結され、加圧部材に加圧される粉体を外部に吐出するためのノズルとを備えている。

収容室は、収容室内に粉体を供給するための第１開口部と、収容室内とノズルとを連通するための第２開口部とを有し、収容部は、加圧部材の粉体に対する加圧時に、収容室内の空気を外部に排気するための第３開口部を、第１開口部および第２開口部とは、別に有している。

このような構成によれば、第１開口部から収容室内に供給された粉体は、収容室内が加圧部材により加圧されることにより、第２開口部を介してノズルへ送られ、外部に吐出される。

このとき、収容室内の粉体とともに混在する空気は、第３開口部を介して収容室内から外部に排気される。

その結果、ノズルから高密度の粉体を効率よく吐出することができる。
（２）また、第３開口部は、収容室に設けられていてもよい。

このような構成によれば、空気を収容室内から外部に確実に排気することができる。また、収容室における第３開口部を形成する位置の自由度を確保することができる。
（３）また、第３開口部は、第１開口部に対して、加圧部材の加圧方向下流側に設けられていてもよい。

このような構成によれば、収容室内の粉体が加圧部材に加圧されたときには、粉体とともに空気が加圧方向下流側に押圧される。

そして、空気は、第１開口部に対して加圧方向下流側に設けられている第３開口部から排気される。

そのため、収容室内の空気を効率よく排気することができる。
（４）また、第２開口部は、第１開口部に対して、加圧部材の加圧方向下流側に設けられていてもよい。

このような構成によれば、粉体は、加圧方向最下流側から、ノズルによって順次吐出される。

つまり、先に充填された粉体から順次排出することができるので、収容室内における粉体の劣化を抑制することができる。
（５）また、収容室は、加圧部材の加圧方向と直交する方向の断面積が、加圧方向下流側に向かうに従って、小さくなっていてもよい。

このような構成によれば、粉体を円滑に第２開口部に案内することができる。

そのため、第２開口部に向けて、粉体を効率よく送ることができる。
（６）また、収容室は、第２開口部に向かう方向に延び、加圧方向は、第２開口部に向かう方向であってもよい。

このような構成によれば、加圧部材が粉体を加圧したときに、粉体の残留を低減しつつ、円滑に粉体をノズルに向かって押圧することができる。
（７）また、収容室は、鉛直方向に間隔を隔てて対向する上壁および底壁と、底壁および上壁を繋ぐ側壁とを有し、第２開口部は、側壁の鉛直方向の中央より上方に設けられていてもよい。

このような構成によれば、粉体が、自重により第２開口部から排出されることを抑制することができる。
（８）また、第３開口部は、側壁の鉛直方向の中央より上方に設けられていてもよい。

このような構成によれば、粉体が、自重により第３開口部から排出されることを抑制することができる。
（９）また、ノズルの少なくとも一部は、第２開口部より鉛直方向上方に配置されていてもよい。

このような構成によれば、粉体が、自重によりノズルを介して吐出されることを抑制することができる。
（１０）また、収容室は、第１開口部を開閉可能に構成されるシャッタを有していてもよい。

このような構成によれば、第１開口部をシャッタにより閉鎖することにより、加圧時に粉体が第1開口部において逆流することを防止することができる。
（１１）また、第３開口部は、メッシュ部材で被覆されていてもよい。

このような構成によれば、効率よく収容室内の空気を外部に排気することができるとともに、粉体が第３開口部から外部に排出されることを有効に防止することができる。
（１２）また、加圧部材は、収容室内を進退移動可能に構成されるピストン部材であってもよい。

このような構成によれば、ピストン部材が進退移動するので、容易に加圧方向に押圧すことができる。

そのため、簡易な構成で、粉体を均一に加圧することができる。
（１３）また、収容室の内周面とピストン部材の外周面とに連結され、収容室内におけるピストン部材の進退移動を許容するように弾性変形可能な弾性部材を有し、収容室における弾性部材よりもピストン部材の進出方向上流側の空間と、収容室における弾性部材よりもピストン部材の進出方向下流側の空間とが、弾性部材によって仕切られていてもよい。

このような構成によれば、収容室と加圧部材との間に、弾性変形可能な弾性部材を有しているので、収容室と加圧部材との間に、粉体が侵入しても、粉体の劣化を低減できるとともに、その滞留することを有効に防止することができる。
（１４）また、第３開口部は、加圧部材に設けられていてもよい。

このような構成によれば、収容室内を加圧することにより、加圧部材から空気を排気することができる。

そのため、収容室内部の空気を効率よく排気することができる。

本発明の粉体充填装置によれば、ノズルから高密度の粉体を効率よく吐出することができる。

図１は、本発明の粉体充填装置の第１実施形態としてのトナー充填装置を右前上側から見た斜視図である。 図２は、図１に示すトナー充填装置の中央断面図である。 図３は、図１に示すトナー充填装置を用いて、現像カートリッジにトナーを充填する方法を説明する説明図であって、 （ａ）は、ピストンを退避位置に位置させた状態を示し、 （ｂ）は、（ａ）の状態からピストンをトナー供給口の後側まで前方へ進出させた状態を示し、 （ｃ）は、（ｂ）の状態からピストンをトナー供給口の前側まで前方へ進出させた状態を示し、 （ｄ）は、（ｃ）の状態からピストンをさらに前方へ進出させた状態を示し、 （ｅ）は、（ｄ）の状態からピストンを進出位置に位置させた状態を示し、 （ｆ）は、（ｅ）の状態からピストンをトナー供給口まで後方へ退避させた状態を示す。 図４は、本発明の粉体充填装置の第２実施形態のトナー充填装置の中央断面図である。 図５は、本発明の粉体充填装置の第３実施形態のトナー充填装置の中央断面図である。 図６は、本発明の粉体充填装置の第４実施形態のトナー充填装置の中央断面図であって、 （ａ）は、ピストンを退避位置に位置させた状態を示し、 （ｂ）は、ピストンを進出位置に位置させた状態を示す。 図７は、本発明の粉体充填装置の第５実施形態のトナー充填装置を右前上側から見た斜視図である。 図８は、本発明の粉体充填装置の第６実施形態のトナー充填装置の中央断面図である。 図９は、本発明の粉体充填装置の第７実施形態のトナー充填装置の中央断面図である。 図１０は、本発明の粉体充填装置の第８実施形態のトナー充填装置の平面図である。

１．第１実施形態の構成
図１において、本発明の粉体充填装置の一例としてのトナー充填装置１は、プリンタなどの画像形成装置に着脱自在に装着される現像カートリッジに、粉体の一例としてのトナーを充填するために用いられる。

トナー充填装置１は、図２に示すように、トナーを収容するための、収容部の一例としてのトナー収容部２と、トナー収容部２からトナーを吐出するためのノズル３と、トナー収容部２にトナーを供給するためのロート４とを備えている。

トナー収容部２は、トナーを収容可能な収容室の一例としてのトナー収容室５と、トナー収容室５に収容されたトナーを加圧可能な、加圧部材の一例としてのピストン６とを備えている。

なお、以下の説明において、ノズル３が設けられる側（図２における紙面左側）を前側（ピストン６の進出方向下流側）とし、その反対側（図２における紙面右側）を後側（ピストン６の進出方向上流側）とする。また、トナー充填装置１を前側から見たときを左右の基準とする。すなわち、図２の紙面手前側が右側であり、紙面奥側が左側である。さらに、トナー充填装置１は、水平方向に沿って載置されており、水平方向は、前後方向と同一である。
（１）トナー収容部
（１−１）トナー収容室
トナー収容室５は、図１および図２に示すように、シリンダ部材７と、シリンダ部材７の前側に固定されるノズル取付部材８とから形成されている。
（１−１−１）シリンダ部材
シリンダ部材７は、前後方向に延びる筒状をなし、詳しくは、その外周面が正面視略矩形に形成され、その内周面が正面視円形に形成され、その内周面に囲まれる内部空間が、前後方向に延びる円柱形状のトナー収容空間９として区画されている。

詳しくは、シリンダ部材７は、鉛直方向に互いに間隔を隔てて対向配置される上壁１０および底壁１１と、水平方向に互いに間隔を隔てて対向配置され、上壁１０および底壁１１の左右方向両端部を繋ぐ１対の側壁１２とから一体的に形成されている。

上壁１０、底壁１１および側壁１２の内周面は、同一の曲率半径を有する断面円弧形状に形成されており、それらの内周面により断面円形状のトナー収容空間９が区画されている。

シリンダ部材７の上壁１０は、上方に突出する突条部１４を備えている。

突条部１４は、上壁１０における左右方向中央において、前後方向に沿って、上方に向かって略矩形状に突出するように形成されている。

突条部１４には、トナーをトナー収容空間９に供給するための、第１開口部の一例としてのトナー供給口１５が前後方向中央に開口されている。詳しくは、トナー供給口１５は、ロート取付部３８（後述）の外径と略同径の断面円形状をなし、トナー収容空間９と外部とを連通するように、突条部１４を上下方向に沿って貫通することにより、形成されている。

また、突条部１４には、トナー供給口１５の前側に、ピストン６のトナーに対する加圧時にトナー収容空間９の空気を外部に排気するための、第３開口部の一例としての排気口１６が開口されている。

詳しくは、排気口１６は、トナー供給口１５と略同径の断面円形状をなし、トナー収容空間９と外部とを連通するように、突条部１４を上下方向に沿って貫通することにより、形成されている。

また、突条部１４の上面には、排気口１６を被覆するメッシュ部材の一例としてのメッシュフィルタ１７が設けられている。

メッシュフィルタ１７は、排気口１６を被覆可能なサイズの略矩形平板形状をなし、図１の拡大図に示すように、金網から形成されている。このメッシュフィルタ１７は、突条部１４の前端部において、排気口１６を被覆するように、突条部１４の上面に貼着されている。

メッシュフィルタ１７の金網の目開きは、トナーの通過を阻止し、空気の通過を許容する開度であり、具体的には、１×１（μｍ）〜１０×１０（μｍ）である。

また、突条部１４の底面には、トナー供給口１５を開閉するためのシャッタ１８が設けられている。

シャッタ１８は、正面視において、シリンダ部材７の内周面と同一の曲率半径を有する円弧形状を有し、トナー供給口１５を被覆可能なサイズの前後方向に延びる略矩形平板形状に形成されている。

シャッタ１８の前端部および後端部には、後述する加圧部２９と係合可能な前側係合部１９および後側係合部２０が、下方に向かって突出するように、それぞれ形成されている。

前側係合部１９および後側係合部２０は、シャッタ１８の前端部および後端部において、それぞれ、左右方向に延びるように形成されている。

一方、突条部１４の底面には、シャッタ１８の左右方向両端部を下側から支持可能な略Ｌ字形状の１対のレール（図示せず）が、左右方向に間隔を隔てて、前後方向に沿って延びるように設けられている。

シャッタ１８の左右方向両端部は、１対のレール（図示せず）に前後方向に沿ってスライド自在に支持されている。

そして、シャッタ１８は、後述するように、ピストン６の進退に連動して、トナー供給口１５を開放する開位置（図３（ａ）および（ｂ）参照）と、トナー供給口１５を閉鎖する閉位置（図３（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）参照）とにスライドされる。

また、シリンダ部材７の後端部には規制部材２４が設けられている。

規制部材２４は、円環形状をなし、その外径が、シリンダ部材７の内周面により区画されるシリンダ部材７の内径と同径に形成され、その内径が、ピストン６の加圧部２９（後述）の外径より小径に形成されている。

規制部材２４は、シリンダ部材７の後端部において、その外周面が、シリンダ部材７の内周面に嵌合するように設けられている。
（１−１−２）ノズル取付部材
ノズル取付部材８は、前後方向に厚みのある略矩形厚板形状に形成されている。

ノズル取付部材８の外形形状およびサイズは、シリンダ部材７の外形形状およびサイズと略同一である。

ノズル取付部材８の前面は平面である一方、ノズル取付部材８の後面には、略円錐形状の円錐凹部２５が形成されている。

円錐凹部２５は、ノズル取付部材８の後面から前方に向かって、ノズル取付部材８の厚み方向（前後方向）途中まで形成されており、シリンダ部材７の内周面と中心軸線を共有し、前後方向と直交する方向の開口断面積が前方に向かうに従って小さくなる略円錐形状に形成されている。これによって、円錐凹部２５は、その頂点がノズル取付部材８の上下方向中央に配置される側断面視二等辺三角形状に形成されている。

そして、円錐凹部２５の後端縁の内径は、シリンダ部材７の内径と略同一であり、円錐凹部２５の前端縁の内径は、次に述べるトナー排出口２７の内径と略同一である。

そして、円錐凹部２５の内部空間は、トナー収容空間９とともにトナー収容室５の内部空間を形成するトナー供給空間２６として区画されている。

また、ノズル取付部材８には、円錐凹部２５の前端縁に連通し、その前端縁からノズル取付部材８の前面に連通する、第２開口部の一例としてのトナー排出口２７が形成されている。

トナー排出口２７は、円錐凹部２５と中心軸線とを共有する断面円形状をなし、円錐凹部２５の前端からノズル取付部材８の前面まで同一径で延びるように形成されている。

これによって、トナー排出口２７は、トナー供給空間２６とノズル３とを連通する。

また、ノズル取付部材８の４つの角部には、図示しない固定ボルトを挿通するためのボルト挿通穴２３が、ノズル取付部材８の厚み方向（前後方向）を貫通するように形成されている。

さらに、ノズル取付部材８の前面には、その上下左右方向の中央に、４つのボルト溝（図示せず）が、トナー排出口２７を囲み、周方向において互いに９０度変位するように、穿孔されている。

そして、ノズル取付部材８は、シリンダ部材７の前面にノズル取付部材８の後面が当接するように配置され、図示しない４つの固定ボルトが４つのボルト挿通穴２３に挿通され、シリンダ部材７の前面に形成される４つのボルト溝（図示せず）に螺着されることにより、シリンダ部材７の前側に固定されている。

これによって、トナー収容室５は、トナー排出口２７に向かうように、前後方向（水平方向）に沿って延びるように形成され、トナー排出口２７は、トナー供給口１５の前側に設けられる排気口１６の前方に配置される。
（１−２）ピストン
ピストン６は、加圧部２９と、軸部３０とを備えている。

加圧部２９は略円板形状に形成されている。加圧部２９の外径とシリンダ部材７の内径とは略同一である。

軸部３０は、加圧部２９の外径よりも小径の外径を有し、前後方向に延びる略円柱形状に形成されている。軸部３０は、加圧部２９と中心軸線を共有するように、加圧部２９の後面の中央から後方に向かって延びるように設けられている。

ピストン６は、加圧部２９がシリンダ部材７のトナー収容空間９に配置され、軸部３０がシリンダ部材７の規制部材２４から後方に突出するように配置されている。

加圧部２９は、トナー収容空間９において、シャッタ１８の前側係合部１９と後側係合部２０との係合が許容されるように、それらの間に配置されている。

また、軸部３０の後端部には、エアシリンダなどの駆動源が接続されている。

そして、ピストン６は、駆動源からの駆動力によりトナー収容空間９を、加圧部２９の外周面とシリンダ部材７の内周面とが摺動するように、前後方向に沿って進退される。

つまり、ピストン６の進退方向と前後方向とは、同一方向である。詳しくは、前方向と進出方向とは同一方向であり、後方向と退避方向とは同一方向である。また、ピストン６の加圧方向と前方向とは同一方向である。

より具体的には、ピストン６は、加圧部２９の後面上端部が後側係合部２０に前側から当接し、シャッタ１８が最後方に位置される退避位置（図３（ａ）参照）と、加圧部２９の前面上端部が前側係合部１９に後側から当接し、シャッタ１８が最前方に位置される進出位置（図３（ｅ）参照）との間において進退される。
（２）ノズル
ノズル３は、ノズル部３４と、ノズル部３４の後端部に設けられるフランジ部３５とを備えている。

ノズル部３４は、その内径が、トナー排出口２７の内径と略同一の、略円筒形状に形成されており、前方に向かって延びた後、湾曲するように下方に向かって延びる略Ｌ字形状に形成されている。

フランジ部３５は、ノズル部３４の後端部から径方向外方に延びる円環形状に形成されている。

フランジ部３５には、その上下左右に、ノズル取付部材８の前面に設けられる４つのボルト溝（図示せず）に対応する４つのノズル取付穴３６が、ノズル部３４を囲むように穿孔されている。

フランジ部３５は、ノズル取付部材８の前面にフランジ部３５の後面が当接し、４つのノズル取付穴３６とノズル取付部材８の４つのボルト溝（図示せず）とが一致するように配置されて、図示しない４つの固定ボルトが、ノズル取付穴３６に挿通され、４つのボルト溝に螺着されることにより、ノズル取付部材８の前側に連結されている。
（３）ロート
ロート４は、ロート部３７と、ロート部３７の下端部に設けられるロート取付部３８とを一体的に備えている。

ロート部３７は、下方に向かって開口断面積が小さくなる略円錐形状に形成されている。

ロート取付部３８は、ロート部３７の下端部に連通される略円筒形状に形成されている。

ロート取付部３８の外径は、シリンダ部材７におけるトナー供給口１５の内径と略同一であり、ロート取付部３８がトナー供給口１５に挿入されることによって、ロート部３７がトナー収容空間９と連通するように、ロート４がシリンダ部材７に装着されている。
２．トナーの充填方法
次に、このトナー充填装置１を用いて、現像カートリッジ３９にトナーを充填する方法について説明する。

このトナー充填装置１を用いて、現像カートリッジ３９にトナーを充填するには、まず、図２に示すように、ノズル部３４の下端部を現像カートリッジ３９のトナー充填口４０に挿入する。

また、このとき、ピストン６は退避位置に位置させる。ピストン６が退避位置にあるときは、シャッタ１８の後側係合部２０が、加圧部２９の後面上端部によって後方に押圧されて、シャッタ１８が最後方に位置されている。そして、シャッタ１８の前端部は、トナー供給口１５よりも後方に位置されており、これによってトナー供給口１５は開放されており、トナー収容空間９とロート４とが連通されている。

次いで、図３（ａ）に示すように、トナーをロート４に投入する。すると、トナーは、自重によりロート部３７からロート取付部３８を介してトナー収容空間９に供給される。

そして、予め設定された量のトナーがトナー収容空間９に供給された後に、ピストン６を前方、つまり、トナー排出口２７に向かって進出させる。

すると、加圧部２９が前方に進出し、加圧部２９の前面上端部が前側係合部１９に当接して、前側係合部１９を前方に押圧する（図３（ｂ）参照）。

さらに、ピストン６が前方に進出すると、加圧部２９は、トナーを前方に向けて加圧しながら、加圧部２９の前面上端部と前側係合部１９との係合により、ピストン６の進出に伴って、シャッタ１８が前方に向かってスライドされ（図３（ｃ）参照）、トナー供給口１５がシャッタ１８により閉鎖される。

また、ピストン６の進出に伴って、加圧部２９の前面よりも前方のトナー収容室５の内部空間Ｓ（つまり、体積収縮および体積膨張可能な内部空間Ｓ）は、次第に狭くなり、その狭くなりつつある内部空間Ｓにおいて、加圧部２９に加圧されるトナーの占める割合が次第に増加する一方、その内部空間Ｓにトナーとともに混在する空気が排気口１６から排気され、その内部空間Ｓにおける空気の占める割合が次第に減少する。

さらに、ピストン６が進出すると、図３（ｄ）に示すように、その内部空間Ｓに存在する空気は排気口１６からほとんどが排気され、その内部空間Ｓにはトナーのみが高密度で充填される。そして、そのトナーがノズル３から吐出され、トナー充填口４０を介して、現像カートリッジ３９にトナーが充填される。

そして、図３（ｅ）に示すように、ピストン６が進出位置まで進出すると、シャッタ１８が最前方に位置されるとともに、現像カートリッジ３９に所定量のトナーが充填され、現像カートリッジ３９に対するトナーの充填が完了する。

その後、ピストン６は、図３（ｆ）に示すように、後方に向かって退避される。このとき、内部空間Ｓに残存するトナーは、自重により円錐凹部２５の傾斜面に沿ってトナー供給空間２６からトナー収容空間９へと移動する。

そして、ピストン６は、図３（ａ）に示すように、再び退避位置に位置され、トナー供給口１５は、シャッタ１８から開放される。
２．第１実施形態の作用効果
（１）このトナー充填装置１によれば、図３に示すように、トナー供給口１５からトナー収容室５の内部空間Ｓに供給されたトナーは、トナー収容室５の内部空間Ｓがピストン６により加圧されることにより、トナー排出口２７を介してノズル３へ送られ、現像カートリッジ３９などに吐出される。

このとき、トナー収容室５の内部空間Ｓにトナーとともに混在する空気は、トナー供給口１５およびトナー排出口２７とは別途形成されている排気口１６を介して、トナー収容室５の内部空間Ｓから外部に排気される。

その結果、ノズル３から高密度のトナーを効率よく吐出することができる。
（２）また、排気口１６はシリンダ部材７に設けられているので、空気をトナー収容室５の内部空間Ｓから外部に確実に排気することができる。また、排気口１６をシリンダ部材７に形成すれば、排気口１６を形成する位置の自由度を確保することができる。
（３）より具体的には、排気口１６は、トナー供給口１５に対して前方に設けられているので、トナー収容室５の内部空間Ｓのトナーがピストン６に加圧されたときには、トナーとともに空気が前方に向かって押圧され、排気口１６から排気される。

そのため、トナー収容室５の内部空間Ｓの空気を効率よく排気することができる。
（４）また、トナー排出口２７は、トナー供給口１５に対して前方に設けられているので、トナーは、前方からノズル３によって順次吐出される。

つまり、先に充填されたトナーから順次排出することができるので、トナー収容室５の内部空間Ｓにおけるトナーの劣化を抑制することができる。
（５）また、ノズル取付部材８には、円錐凹部２５が形成されている。

そのため、ピストン６の進出により、トナーを円錐凹部２５からトナー排出口２７に円滑に案内することができる。

そのため、トナー排出口２７に向けて、トナーを効率よく送ることができる。

また、ピストン６の退避により、トナー収容室５の内部空間Ｓに残存するトナーを円錐凹部２５の傾斜面に沿ってトナー供給空間２６からトナー収容空間９へと移動させることができる。

そのため、トナー排出口２７のトナーによる詰まりを防止することができる。

さらに、円錐凹部２５によって、ピストン６の体積収縮負荷を低減することができる。
（６）また、トナー収容室５は、トナー排出口２７に向かうように、前後方向（水平方向）に沿って延びるように形成され、トナー排出口２７は、トナー供給口１５の前側に設けられる排気口１６の前方に配置される。

そのため、ピストン６がトナーを加圧したときに、トナーの残留を低減しつつ、円滑にトナーをノズル３に向かって押圧することができる。
（７）排気口１６は、上壁１０の突条部１４に設けられている。

そのため、トナーが、自重により排気口１６から排出されることを抑制することができる。

そのため、トナー収容室５の内部空間Ｓの空気を効率よく排気することができる。
（８）また、シリンダ部材７の上壁１０には、トナー供給口１５を開閉するシャッタ１８が設けられている。

そして、トナー供給口１５をシャッタ１８により閉鎖することにより、加圧時にトナーがトナー供給口１５において逆流することを防止することができる。
（９）また、排気口１６には、メッシュフィルタ１７が設けられている。

これによって、効率よくトナー収容室５の内部空間Ｓの空気を外部に排気することができるとともに、トナーが排気口１６から外部に排出されることを有効に防止することができる。
（１０）また、トナー収容部２は、ピストン６を備えている。そして、ピストン６がシリンダ部材７のトナー収容空間９を進退する。

そのため、トナー収容室５の内部空間Ｓは平均的に体積収縮するので、トナーを均一に加圧することができる。
３．第２実施形態
上記の説明では、排気口１６を、上壁１０の突条部１４に形成しているが、トナーが自重により排気口１６から排出されることを抑制する観点からは、側壁１２の鉛直方向中央より上方に設けられていればよく、たとえば、排気口１６を側壁１２の上側に形成することもできる。

また、トナー排出口２７も、トナーが自重によりトナー排出口２７から排出されることを抑制する観点からは、図４に示すように、側壁１２の鉛直方向中央より上方に設けられる。

図４において、ノズル取付部材８には、円錐凹部２５が、その頂点がノズル取付部材８の上端部に配置されるように、側断面視略直角三角形状に形成されている。そして、トナー排出口２７は、ノズル取付部材８の上端部において、円錐凹部２５の前端縁とノズル取付部材８の前面とに連通している。

このように、トナー排出口２７をノズル取付部材８の上端部に形成すれば、トナーが自重によりトナー排出口２７から排出されることを、有効に防止することができる。
４．第３実施形態
さらに、図５に示すように、ノズル３の少なくとも一部を、トナー排出口２７より鉛直方向上方に配置することにより、トナーが自重によりノズル３を介して吐出されることを、抑制することができる。

図５において、ノズル部３４は、フランジ部３５から前側上方に向かって延び、上壁１０よりも上方に到達した途中部分から、下方へ向かって屈曲されるように、形成されている。

このノズル部３４では、ノズル部３４がフランジ部３５からすぐに前側上方に向かって延びているので、トナーが自重によりノズル部３４に流入することを防止することができる。
５．第４実施形態
また、第１実施形態では、ピストン６を、シリンダ部材７の内径と同径の外径を有する加圧部２９および軸部３０から形成しているが、図６に示すように、ピストン６を、シリンダ部材７の内径より小径の外径を有する加圧部２９、軸部３０、および、シリンダ部材７の内周面と加圧部２９の外周面とを連結する弾性部材４６とから形成することもできる。

具体的には、弾性部材４６は、ゴム材料などからなり、円環形状に形成されている。そして、弾性部材４６の外周端部が、シリンダ部材７におけるトナー供給口１５よりも後方の内周面に連結され、弾性部材４６の内周端部が、加圧部２９の外周端面に連結されている。

これにより、トナー収容室５は、弾性部材４６よって、弾性部材４６よりも後側の空間と、弾性部材４６よりも前側の空間（内部空間Ｓ）とに仕切られている。

そして、図６（ａ）に示すように、ピストン６を退避位置に配置するとともに、ロート４からトナー収容室５の内部空間Ｓにトナーを供給し、次いで、図６（ｂ）に示すように、ピストン６を進出位置まで進出させて、トナーを加圧して、ノズル３から吐出させる。このとき、弾性部材４６は、加圧部２９の進退移動を許容するように、弾性変形する。

このようなピストン６によれば、シリンダ部材７の内周面と加圧部２９の外周面との間には、弾性部材４６が介在されているので、シリンダ部材７の内周面と加圧部２９の外周面との間にトナーが侵入しても、トナーの劣化を低減できるとともに、その間にトナーが滞留することを、有効に防止することができる。
６．第５実施形態
また、第１実施形態では、排気口１６を、トナー収容部２のシリンダ部材７の突条部１４に設けたが、図７に示すように、排気口１６を、ピストン６に設けることもできる。

図７において、シリンダ部材７の突条部１４には、排気口１６は形成されておらず、排気口１６は、ピストン６の加圧部２９に形成されている。

具体的には、排気口１６は、加圧部２９において、上下左右に互いに間隔を隔てて４つ形成されている。各排気口１６は、加圧部２９を厚み方向(前後方向)に沿って貫通するように、形成されている。

なお、加圧部２９の後面には、各排気口１６を被覆するメッシュフィルタ(図示せず)が、各排気口１６に対応してそれぞれ貼着されている。

排気口１６を加圧部２９に形成すれば、トナー収容室５の内部空間Ｓの空気を効率よく排気することができる。
７．第６実施形態
また、第１実施形態では、シャッタ１８を、ピストン６の進退に連動して開閉させたが、図８に示すように、シャッタ１８を、ピストン６の進退とは関係なく、独立して開閉させることもできる。

図８では、シャッタ１８には、前側係合部１９および後側係合部２０は設けられず、操作部材４７が設けられている。

具体的には、シリンダ部材７の突条部１４には、左右方向中央において、前後方向に沿って、突条部１４を上下方向に貫通するスリット（図示せず）が形成されている。シャッタ１８の上面には、操作部材４７が、スリット（図示せず）を貫通して上方に突出するように、立設されている。

そして、シャッタ１８は、操作部材４７を前後方向に移動させることにより、開閉される。

このように、シャッタ１８を独立して開閉できるようにすれば、任意のタイミングで、シャッタ１８を開閉することができる。
８．第７実施形態
また、第７実施形態では、図９に示すように、ノズル部３４の先端に絞り部４１を設けることもできる。

図９では、絞り部４１はノズル部３４の吐出方向下流側端部に設けられており、その開口断面積が吐出方向下流側に向かうに従って、狭くなる漏斗形状に形成されている。

このような絞り部４１を設けることによって、ピストン６の圧力により、絞り部４１においてトナーをさらに高密度化することができる。
９．第８実施形態
また、第１実施形態では、トナー収容部２を、トナー収容室５およびピストン６から形成したが、図１０に示すように、トナー収容部２を、ゴム材料などの弾性材料から、トナーを収容しつつ加圧できるように、形成することもできる。

具体的には、第８実施形態では、シリンダ部材７およびピストン６に代えて、ゴム材料などの弾性材料から形成される伸縮容器４８を備えている。

この伸縮容器４８は、前方が開放される袋形状に形成されており、その前端部がノズル取付部材８に装着されている。

伸縮容器４８には、後側にトナー供給口１５が開口され、前側に排気口１６が開口されている。

第８実施形態では、トナー供給口１５から伸縮容器４８内にトナーを供給した後、矢印で示すように、伸縮容器４８を左右方向両側から押圧すれば、伸縮容器４８が収縮して、伸縮容器４８内のトナーが加圧される。そして、伸縮容器４８内のトナーとともに混在する空気が排気口１６から排気され、高密度のトナーがノズル３から吐出される。
１０．その他の変形例
上記の各実施形態では、排気口１６を１つ設けているが、排気口１６は、適宜複数設けることができる。

また、上記の各実施形態において、トナー排出口２７にシャッタを設けることもできる。

また、上記の各実施形態において、ノズル部３４は、金属材料などの硬質材料から形成することができ、さらには、ゴム材料などの可撓性材料から形成することもできる。ノズル部３４を可撓性材料から形成すれば、ノズル部３４の吐出側端部の向きや位置を自由に変更することができる。

また、上記の各実施形態は、水平方向に載置しているが、鉛直方向に載置することもできる。たとえば、第１実施形態において、ノズル取付部材８を下方、ピストン６を上方にして、ノズル取付部材８を設置面に載置することもできる。

また、上記の各実施形態において、ピストン６が１往復する間に複数個の現像カートリッジ３９にトナーを充填することができる。

また、上記の各実施形態において、現像カートリッジ３９の重量を測りながらトナーを充填する場合は、現像カートリッジ３９が所定重量になったときにピストンの移動を停止し、トナー充填完了とすることができる。

１ トナー充填装置
２ トナー収容部
３ ノズル
５ トナー収容室
６ ピストン
１０ 上壁
１１ 底壁
１２ 側壁
１５ トナー供給口
１６ 排気口
１７ メッシュフィルタ
１８ シャッタ
２７ トナー排出口
４６ 弾性部材

Claims (14)

1. 粉体を収容可能に構成される収容室、および、前記収容室内に収容された粉体を加圧可能に構成される加圧部材を備える収容部と、
   前記収容室に連結され、前記加圧部材に加圧される粉体を外部に吐出するためのノズルと
   を備え、
   前記収容室は、前記収容室内に粉体を供給するための第１開口部と、前記収容室内と前記ノズルとを連通するための第２開口部とを有し、
   前記収容部は、前記加圧部材の粉体に対する加圧時に、前記収容室内の空気を外部に排気するための第３開口部を、前記第１開口部および前記第２開口部とは、別に有していることを特徴とする、粉体充填装置。
2. 前記第３開口部は、前記収容室に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の粉体充填装置。
3. 前記第３開口部は、前記第１開口部に対して、前記加圧部材の加圧方向下流側に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の粉体充填装置。
4. 前記第２開口部は、前記第１開口部に対して、前記加圧部材の加圧方向下流側に設けられていることを特徴とする、請求項２ないし３のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
5. 前記収容室は、前記加圧部材の加圧方向と直交する方向の断面積が、前記加圧方向下流側に向かうに従って、小さくなることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
6. 前記収容室は、前記第２開口部に向かう方向に延び、前記加圧方向は、前記第２開口部に向かう方向であることを特徴とする、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
7. 前記収容室は、
   鉛直方向に間隔を隔てて対向する上壁および底壁と、
   前記底壁および前記上壁を繋ぐ側壁と
   を有し、
   前記第２開口部は、前記側壁の鉛直方向の中央より上方に設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の粉体充填装置。
8. 前記第３開口部は、前記側壁の鉛直方向の中央より上方に設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の粉体充填装置。
9. 前記ノズルの少なくとも一部は、前記第２開口部より鉛直方向上方に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
10. 前記収容室は、前記第１開口部を開閉可能に構成されるシャッタを有することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
11. 前記第３開口部は、メッシュ部材で被覆されていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
12. 前記加圧部材は、前記収容室内を進退移動可能に構成されるピストン部材であることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
13. 前記収容室の内周面と前記ピストン部材の外周面とに連結され、前記収容室内における前記ピストン部材の進退移動を許容するように弾性変形可能な弾性部材を有し、
    前記収容室における前記弾性部材よりも前記ピストン部材の進出方向上流側の空間と、前記収容室における前記弾性部材よりも前記ピストン部材の進出方向下流側の空間とが、前記弾性部材によって仕切られていることを特徴とする、請求項１２に記載の粉体充填装置。
14. 前記第３開口部は、前記加圧部材に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の粉体充填装置。

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