JP2013147266A - 粉体充填装置、粉体充填システム、及び粉体充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状のシーブを有する篩装置は、円筒状のシーブの内側領域から外側領域に粉体を送り出す機構を有するため、シーブを通過した粉体を回収するために大きな空間を必要とする。所定の容器に粉体を充填する粉体充填装置に、円筒状のシーブを有する篩装置を搭載した場合には、装置が大型化するという課題を生じる。大型化を抑制して篩装置を搭載した粉体充填装置を提供する。
【解決手段】粉体充填装置１００は、フィルター１２２と交差する回転軸を中心にフィルター１２２に近接して回転するブレード１３１を備える。これにより、フィルター１２２を通過する粉体の移動方向はブレード１３１の回転軸の方向に絞り込まれるため、フィルター１２２を通過した粉体を回収するために大きな空間を確保する必要がなくなる。粉体充填装置１００は、上記のブレード１３１を用いることにより、装置の大型化を抑制できるという効果を奏する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィルターを用いて粉体から粗大粒子を篩い分ける発明に関する。

従来、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置が知られている。例えば、電子写真法による画像形成装置では、画像情報に基づく静電潜像を感光体上に形成し、トナーカートリッジから供給されたトナーを用いて静電潜像をトナー像に現像し、現像されたトナー画像を用紙に転写、定着させることにより画像を形成する。

画像形成装置に用いられるトナーとしては、近年、高画質化の目的で小粒径のトナーが用いられている。また、定着時のエネルギー消費を減らす目的で軟化温度を低下させたトナーが用いられている。これらのトナーは、製造上の理由によって、或いは、高温多湿の環境下で保管されて緩凝集することによって、粗大粒子を含有する場合がある。粗大粒子を含有したトナーを用いて現像した場合には、画像データに基づいたトナー像が正確に得られなくなる。

そこで、トナーカートリッジに充填されるトナーから予め粗大粒子を篩い分けておくために、篩装置が用いられている。トナーから粗大粒子を篩い分ける篩装置としては、超音波篩が知られている（特許文献１参照）。超音波篩は、超音波でフィルターを振動させることによりトナーに含まれる粗大粒子を篩い分ける。ところが、超音波篩を用いて篩い分けを行った場合、フィルターの振動による摩擦熱でトナーが軟化してフィルターの目詰まりが発生したり、振動によるストレスでフィルターの目開きが拡大したりする問題があった。

そこで、フィルターを振動させずに粉体から粗大粒子を篩い分ける篩装置として、所定方向に配置された回転軸と、この回転軸と同軸状に配置される円筒状のシーブと、回転軸に取り付けられた回転羽根とを有するものが知られている（特許文献２参照）。この装置は、回転羽根を回転させることで上流から供給された粉体を円筒状のシーブの内側領域から外側領域に送り出す機構を有することにより、シーブを振動させずに粉体の篩い分けを行うことができる。

しかしながら、円筒状のシーブを有する篩装置は、円筒状のシーブの内側領域から外側領域に粉体を送り出す機構を有するため、シーブを通過した粉体を回収するために大きな空間を必要とする。所定の容器に粉体を充填する粉体充填装置に、円筒状のシーブを有する篩装置を搭載した場合には、装置が大型化するという課題を生じる。

請求項１に係る発明は、筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して回転し、前記筒状体内に供給された粉体を攪拌するブレードを有する篩本体と、前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を所定の容器に導入させる導入手段と、を備えたことを特徴とする粉体充填装置である。

本発明の粉体充填装置は、フィルターと交差する回転軸を中心にフィルターに近接して回転するブレードを備える。これにより、フィルターを通過する粉体の移動方向はブレードの回転軸の方向に絞り込まれるため、フィルターを通過した粉体を回収するために大きな空間を確保する必要がなくなる。本発明の粉体充填装置は、上記のブレードを用いることにより、装置の大型化を抑制できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。 粉体充填装置を示す斜視図である。 図２の粉体充填装置の平面図である。 図３の粉体充填装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図４の粉体充填装置のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 図５の粉体充填装置におけるブレードのＣ−Ｃ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。 図５の粉体充填装置におけるブレードのＤ−Ｄ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。 ブレードを３枚有する回転体の正面図である。 図８の回転体の平面図である。 ブレードを４枚有する回転体の正面図である。 図１０の回転体の平面図である。 粉体供給装置を示す模式図である。 粉体充填システム本体の制御部のハードウェア構成図である。 粉体充填システム本体の制御部の機能ブロック図である。 図２の粉体充填装置に粉体を供給した状態を示す概略図である。 図２の粉体充填装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。 図２の粉体充填装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。 粉体充填システムの処理を示した処理フロー図である。 粉体充填システムの処理を示した処理フロー図である。 本発明の一実施形態に係る粉体充填装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る粉体充填装置を示す断面図である。

〔第１の実施形態〕
＜＜実施形態の全体構成＞＞
以下、図面を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の全体構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。

粉体充填システム１は、粉体から粗大粒子を篩い分け、篩い分けられた粉体を粉体充填用容器４０に充填する粉体充填装置１００と、粉体充填装置１００に粉体を供給する粉体供給装置２００と、粉体充填装置１００および粉体供給装置２００の動作を制御する粉体充填システム本体５０とを有する。本実施形態の粉体充填方法は、本実施形態の粉体充填システム１を用いて行われる。以下、本実施形態の粉体充填システム１の説明を通じて、本実施形態の粉体充填方法の詳細についても明らかにする。

＜＜粉体充填装置の構成＞＞
先ず、図２乃至図１１を用いて粉体充填システム１の粉体充填装置１００について説明する。なお、図２は、粉体充填装置を示す斜視図である。図３は、図２の粉体充填装置の平面図である。図４は、図３の粉体充填装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図５は、図４の粉体充填装置のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図６は、図５の粉体充填装置におけるブレードのＣ−Ｃ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。図７は、図５の粉体充填装置におけるブレードのＤ−Ｄ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。図８は、ブレードを３枚有する回転体の正面図である。図９は、図８の回転体の平面図である。図１０は、ブレードを４枚有する回転体の正面図である。図１１は、図１０の回転体の平面図である。

粉体充填装置１００は、篩本体１２０と、充填部１５０とを有してなり、更に必要に応じて、適宜選択したその他の手段や部材を備えている。

＜篩本体＞
篩本体１２０は、筒状体の一例としてのフレーム１２１と、フレーム１２１の底部に設けられたフィルター１２２と、回転体１３０と、駆動部１４０とを有する。これにより、篩本体１２０は、フレーム１２１内に供給された粉体（技術分野によっては「粉粒体」と言うこともある）を収容する粉体収容容器として機能する。また、篩本体１２０は、フレーム１２１内に供給されたトナーから粗大粒子を篩い分ける機能を有する。篩本体１２０は、通常は、立てて設置させた状態で用いることが好ましいが、傾けて設置してもよい。

−フレーム−
フレーム１２１の形状としては、例えば、円筒状、円錐台形状、角筒状、角錐台形状、ホッパー形状、などが挙げられる。フレーム１２１の大きさは、粉体充填用容器４０に対する粉体の充填量や設置スペースなどを考慮して適宜選択されるが、例えば、内径を１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは１６ｍｍ以上１３５ｍｍ以下とすることができる。フレーム１２１の材質としては、例えばステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。フレーム１２１の構造としては、単一部材で形成されていてもよいし、二以上の部材で形成されていてもよい。フレーム１２１は、フィルター１２２と反対側の端部が開放されていても、粉体の飛散を防止するために密閉されていてもよい。

フレーム１２１の側面、端面、又は上面の少なくとも一部には、篩本体１２０内に粉体を供給するための供給部１２１ａが設けられている。供給部１２１ａの大きさ、形状、構造等は、篩本体１２０内に粉体を供給することができれば、特に制限はなく、篩本体１２０の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択される。

粉体は、粉体供給装置２００、或いは人の手などにより供給部１２１ａを介してフィルター１２２の上面に供給される。粉体供給装置２００による篩本体１２０内への粉体の供給は、間欠的であっても連続的であってもよい。粉体供給装置２００による篩本体１２０への粉体の供給が連続的である場合には、連続運転が可能となる。

また、フレーム１２１には、篩本体１２０に収容された粉体を回収するための開口部を開閉させるクリーニング用扉１２１ｃが設けられている。クリーニング用扉１２１ｃは、フレーム１２１に対してヒンジにより開閉可能に取り付けられている。篩本体１２０の運転を停止しているときには、クリーニング用扉１２１ｃを開いてフィルター１２２上に残留した粗大粒子を回収することによりフィルター１２２のクリーニングを行うことができる。

−フィルター−
フィルター１２２としては、篩本体１２０に供給された粉体に含まれる粗大粒子を篩い分けできるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。適用可能なフィルター１２２の形態としては、例えば、直交網目状、斜交網目状、蛇行網目状、亀甲状等の網目の形態、不織布のような三次元に隙間を構成する形態、或いは、多孔質材料、中空糸のように実質的に粗粒が通過不可能な形態等が挙げられる。これらの中でも、網目によるフィルター１２２を用いることが、篩別効率が良好である点で好ましい。

フィルター１２２の外形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などが挙げられる。これらの中でも、円形であることが篩別効率の点で特に好ましい。また、篩別操作を多段で行う場合は、目開きの異なるフィルター１２２を直列に設置しても良い。

フィルター１２２の目開きについては、粉体の粒径に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましく、２０μｍ以上が更に好ましい。フィルター１２２の目開きが小さすぎると、時間当たりの処理能力が低下しやすく、所望の粒径の粉体を効率良く得ることが困難になることがあり、また、目詰まりを生じやすい傾向がある。ここで、フィルター１２２の目開きとは、フィルター１２２網の開孔の大きさを意味し、開孔が円形の場合は直径を、多角形の場合は内接円の直径を意味する。フィルター１２２の目開きの上限としては、特に限定されないが、５ｍｍ以下であることが好ましい。フィルターの目開きが５ｍｍを超えると、ブレード１３１の回転を停止させたときにフィルター１２２の目開き上を粉体で橋渡しすることができなくなり、篩い分けられた粉体の排出が継続する場合がある。

フィルター１２２の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属，ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂；綿布等の天然繊維；などが挙げられる。これらの中でも、長時間使用しても、耐久性に優れる点で、ステンレススチール、ポリエステル樹脂が特に好ましい。

従来の超音波篩において、樹脂のフィルターを用いた場合、その弾性によりフィルターの振動を粉体に効率的に伝えることができなかった。また、従来の円筒状のシーブを有する篩装置は、シーブ内側領域から外側領域に遠心力によって粉体を送り出す機構を有するため、樹脂製のフィルターを用いた場合には耐久性が不足する問題が生じた。本実施形態の粉体充填装置１００は、ブレード１３１を回転させることにより、粉体の篩い分けにフィルター１２２の振動を必要としない。このため、本実施形態の粉体充填装置１００には、樹脂製のフィルター１２２が好適に用いられる。この場合、粉体と同じ極性の樹脂により形成されたフィルター１２２を選択することにより、フィルター１２２への粉体の付着が抑制される。

また、設置されるフィルター１２２は、枠などの形状を保つ機構によって支持され、しわ及びたるみが少ないことが好ましい。しわ及びたるみがあると、フィルター１２２の破損を招く場合があるだけでなく，均一な篩い分けが困難になる場合がある。

なお、フィルター１２２は、フレーム１２１の径方向にスライドさせることによりフレーム１２１に対して着脱可能な構成としても良い。これにより、フィルター１２２の交換が容易になるので、篩装置１００のメンテナンス性が向上する。

−回転体−
本実施形態において、回転体１３０は、フィルター１２２と交差する回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転可能に配置されたブレード１３１と、この回転軸Ｚに配置されブレード１３１が取り付けられるシャフト１３２とを有する。本実施形態の粉体充填装置１００の篩本体１２０の内部を上から見ると、ブレード１３１は、図５の矢印Ｅ方向又は逆矢印方向にシャフト１３２を中心にフィルター１２２の上部の近傍を回転可能に構成されている。これにより、ブレード１３１は、フレーム１２１内に供給された粉体を攪拌し流動化させる。

本実施形態において、回転体１３０の構成は、回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接してブレード１３１を回転させることが可能な構成であれば特に制限されない。例えば、シャフト１３２を用いずに磁力を用いてブレード１３１を回転させても良い。また、シャフト１３２とハブとを用いてブレード１３１を回転させてもよい。回転軸Ｚとフィルター１２２とが交差して形成される角度は、特に限定されないが、フィルター１２２とブレード１３１との距離を一定に保つことができ、接触を防ぐことができるため、９０度であることが好ましい。

本実施形態において、ブレード１３１がフィルター１２２に近接するとは、ブレード１３１の回転により発生した渦がフィルター１２２に到達する程度に、それぞれが近くにある状態を意味する。ただし、「近接」には、ブレード１３１が、回転軌道の全体でフィルター１２２と接している状態は含まれない。ブレード１３１およびフィルター１２２の対向面の回転軸Ｚと平行な二点間の距離（図３中、Ｄ１）は、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下が好ましく、０．０１ｍｍ以上、５ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下が更に好ましい。なお、ブレード１３１の回転軌道上の位置や測定点によって回転軸Ｚと平行な二点間の距離が変わる場合には、距離（Ｄ１）は、ブレード１３１のすべての回転軌道上の位置におけるすべての測定点の中で距離が最も短くなる二点間の距離を意味する。ブレード１３１とフィルター１２２との間の距離が５ｍｍを超えると、ブレード１３１の回転によって発生する渦がフィルター１２２の面上に到達せず、クリーニングが行われなくなる場合がある。また、フィルター１２２に堆積させた粉体を十分に流動化できなくなることがある。ブレード１３１とフィルター１２２との間の距離が０ｍｍである場合には、ブレード１３１の下方の粉体がフィルター１２２に堆積した状態から上方へ移動することが制限されるために、粉体を十分に流動化できなくなることがある。

本実施形態において、特に制限はされないが、ブレード１３１の端部はフレーム１２１に近接していることが好ましい。ブレード１３１の端部がフレーム１２１に近接しているとは、ブレード１３１の端部とフレーム１２１との間の距離（図４中、Ｄ２）が好ましくは１００ｍｍ以下の状態であって、より好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍの状態である。なお、ブレード１３１の回転軌道上の位置や測定点によってブレード１３１の端部とフレーム１２１との間の距離が変わる場合には、距離（Ｄ２）は、ブレード１３１のすべての回転軌道上の位置におけるすべての測定点の中で距離が最も短くなる二点間の距離を意味する。ブレード１３１の端部とフレーム１２１との間の距離が１００ｍｍを超えると、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフレーム１２１方向に流れてしまい、渦流はブレード１３１周辺にしか影響しないため、フレーム１２１側から粉体が排出されにくくなることがある。

−ブレード−
本実施形態において、篩本体１２０はブレード１３１を駆動部として備えたため、装置の停止後のフィルター１２２の振動を抑制できる。これにより、装置の停止後の粉体の充填を抑えられるので、粉体充填装置１００は目標とする充填量に正確に粉体を充填することが可能になる。

本実施形態において、ブレード１３１の材質、構造、大きさ、形状等については、特に制限はなく、フレーム１２１の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択される。ブレード１３１の材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。これらの中でも、強度からいうと材質は金属が好ましい。また、粉体を扱うため、防爆という観点から帯電防止剤、静電気防止剤を含有できる樹脂が好ましい。ブレード１３１は、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。

ブレード１３１の外形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状、棒状、角柱状、角錐状、円柱状、円錐状、羽根状などが挙げられる。ブレード１３１が篩本体１２０に配置された場合に、回転軸Ｚに対して平行方向のブレード１３１の長さ（図４のＤｚで示されるブレード１３１の厚み）は、強度が確保できる範囲内で薄い方が好ましい。なお、ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）は、ブレード１３１の対向面の回転軸Ｚと平行な二点間の距離に基づいて定められる。測定点によって回転軸Ｚと平行な二点間の距離が変わる場合には、ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）は、すべての測定点の中で距離が最も短くなるときの二点間の距離を意味する。ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）としては、例えば、０ｍｍ〜１０．０ｍｍとすることができ、０ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましく、０ｍｍ〜３．０ｍｍがより好ましい。ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）が５．０ｍｍを超えると、ブレード１３１後方で発生する渦が少なくなり、フィルター１２２の面上のクリーニング性が低下する。また、厚みが１０．０ｍｍを超えると、粉体に与えられるブレード１３１の回転方向へのエネルギー（粉体の周方向の速度）が大きくなり、粉体のフィルター１２２を通過する方向（回転軸Ｚと平行な方向）への動きを阻害することがある。加えて、回転体１３０のブレード駆動用モータ１４１への負荷が大きくなり、より多くのエネルギーを必要とすることがある。

ブレード１３１の強度を保つために、ブレード１３１の厚さ（Ｄｚ）は、回転軸Ｚを中心に回転するときの回転方向のブレード１３１の長さ（図２のＤｘ）よりも小さい方が好ましい。なお、ブレード１３１の長さ（Ｄｘ）は、ブレード１３１の対向面の、回転方向の二点間の距離に基づいて定められる。測定点によって回転方向の二点間の距離が変わる場合には、ブレードの長さ（Ｄｘ）は、すべての測定点の中で距離が最も短くなるときの二点間の距離を意味する。ブレード１３１の厚さ（Ｄｚ）が、ブレード１３１の長さ（Ｄｘ）より大きいと、ブレード１３１の回転時のトナーによる抵抗によってブレード１３１の強度が低下する場合がある。また、ブレード１３１が粉体に回転方向の速度を与えすぎてしまい、粉体がフィルター１２２を通過する運動を妨げる場合がある。

ブレード１３１の断面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本実施形態において、ブレード１３１の断面形状は、図６及び図７の断面形状Ａ〜Ｇのような左右非対称な形状であっても、Ｈ〜Ｊのような左右対称な形状であってもよく、これらＡ〜Ｊのいずれの形状も好適に用いることができる。ブレード１３１のＣ−Ｃ断面の形状とＤ−Ｄ断面の形状とは、例えば、いずれも図５のＣの形状である場合のように、同一であっても良い。

同一平面上に配置されるブレード１３１の枚数は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。ブレード１３１の枚数は、例えば、２枚（図２乃至図５参照）であっても、３枚（図８および図９参照）であっても、４枚（図１０および図１１参照）であっても良い。なお、図８および図９によって示される回転体１３０は、各ブレード１３１とシャフト１３２とがハブ１３３によって固定された例である。ブレード１３１の枚数としては、１枚〜８枚が好ましく、１枚〜４枚がより好ましく、２枚が特に好ましい。ブレード１３１の枚数が８枚を超えると、ブレード１３１が粉体のフィルター１２２からの落下を阻害するおそれがあり、メンテナンス性も低下する。

図５のＸ軸方向に見たときのブレード１３１のフィルター１２２に対する角度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、フィルター１２２に対して−３度〜１０度が好ましく、０度〜１０度がより好ましく、０度（水平）が特に好ましい。ブレード１３１のフィルター１２２に対する角度が、１０度を超えると、ブレード１３１の後方で発生する渦が少なくなり、クリーニング性が低下する。また、粉体に与える粉体の周方向へのエネルギーが大きくなり、粉体のフィルター１２２方向への動きを阻害することがある。加えて回転体１３０のブレード駆動用モータ１４１への負荷が大きくなることがある。

ブレード１３１が回転することで生じる軌跡の面積Ｘと、フィルター１２２の面積Ｙとの比率〔（Ｘ／Ｙ）×１００〕〕は、６０％〜１５０％が好ましく、８０％〜１００％がより好ましい。比率〔（Ｘ／Ｙ）×１００〕〕が、６０％未満であると、フィルター１２２の全面にブレード１３１の回転に伴うエネルギーが行き渡らないおそれがある。また、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフレーム１２１側に集まり、ブレード１３１が粉体にエネルギーを与えることができなくなることがある。比率が１５０％を超えると、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフィルター１２２より外側へ移動し、フィルター１２２上の粉体が減少し、篩えないことがある。

ブレード１３１の回転速度（周速）は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓが好ましい。ブレード１３１の周速が、３ｍ／ｓ未満であると、ブレード１３１が粉体へ与えるエネルギーが少なく、クリーニング効果、粉体の流動化が不十分となることがあり、３０ｍ／ｓを超えると、粉体にエネルギーを与えすぎて、粉体の周方向の速度が大きくなり、粉体のフィルター１２２面方向への落下を阻害する恐れがある。また、過剰に粉体を流動化すると、フィルター１２２を通過する粉体の質量が小さくなることがある。

−シャフト−
シャフト１３２は、篩本体１２０内の回転軸Ｚに配置され、一端が駆動部１４０に取り付けられ、他端がブレード１３１に取り付けられている。駆動部１４０の駆動によってブレード１３１及びシャフト１３２が回転軸Ｚを中心に回転する。シャフト１３２の大きさ、形状、構造、材質等については、特に制限はなく、篩本体１２０の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択することができる。シャフト１３２の材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。シャフト１３２は、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。シャフト１３２の形状としては、例えば、棒状、角柱状、などが挙げられる。

−駆動部−
本実施形態において駆動部１４０は、ブレード駆動用モータ１４１とベアリング１４２とを有している。ブレード駆動用モータ１４１は、ブレード１３１を含む回転体１３０を回転駆動させる手段である。ブレード駆動用モータ１４１は、ＰＬＣ（programmable logic controller）、コンピュータ等の制御手段によって動作が制御される。ベアリング１４２は、回転体１３０を正確に回転させるためにシャフト１３２を支持する手段である。粉体の進入による故障を避けるため、ベアリング１４２はフレーム１２１の外側に設けられている。シャフト１３２とフレーム１２１との間の隙間を通過して駆動部１４０に粉体が進入する可能性がある場合には、粉体の進入を防止する機構を設けることもできる。このような機構としては、例えば、ベアリング１４２とフレーム１２１の間にエアーを吹き込み、シャフト１３２とフレーム１２１の隙間からエアーを吹き出すことで粉体の進入を防ぐもの（エアーシール）や、駆動部１４０内へ粉体を進入させないためのエアー吹き出し口が挙げられる。

また、駆動部１４０には、装置を停止したときに回転体１３０の回転を停止させる公知のブレーキ機構が設けられていても良い。装置を停止したときにブレーキ機構によってブレード１３１の回転を停止させることで、粉体の流動化が即時に収まるため、粉体充填装置１００の充填の精度が向上する。

＜充填部＞
本実施形態において充填部１５０は、導入手段の一例としてのノズル１５１を備えている。ノズル１５１は、ブレード１３１の回転に基づいてフィルター１２２を通過した粉体を粉体充填用容器４０に導入させる装置である。ノズル１５１の構成部材としては、粉体を粉体充填用容器４０に導入することにより充填できるものであれば特に制限はないが、例えばステンレス管が挙げられる。ノズル１５１にはパッキンが取り付けられ、これによりノズル１５１を粉体充填用容器４０に嵌合させる構成としても良い。なお、本実施形態においてノズル１５１は、自重により粉体を粉体充填用容器４０に充填するものに限られず、気体や加圧手段などにより圧力を加えて粉体を粉体充填用容器４０に導入するものであっても良い。また、粉体充填用容器４０の充填口が小さい場合には、ノズル１５１から直接粉体充填用容器４０に粉体を充填する構成を、ファンネルを介して粉体を充填する構成に置き換えても良い。

＜＜粉体充填用容器＞＞
本実施形態で用いられる粉体充填用容器４０としては、粉体充填装置１００によって粉体を充填することが可能なものであれば特に制限されないが、シリンダやトナー容器（トナーカートリッジ）などが挙げられる。

＜＜粉体供給装置＞＞
続いて、図１２を用いて粉体充填システム１の粉体供給装置２００について説明する。図１２は、粉体供給装置を示す模式図である。図１２に示す粉体供給装置２００は、粉体供給装置本体２１０と、気体導入手段２２０と、粉体供給手段２３０とを有する。

粉体供給装置本体２１０は、粉体投入口２１１と、粉体収容手段２１２と、圧力開放弁２１３と、粉体流速調整弁２１４と、本体圧力計２１５とを有する。粉体投入口２１１は、粉体充填装置１００に供給される粉体を粉体収容手段２１２に投入するための投入口である。粉体投入口２１１には閉鎖弁２１１ａが取り付けられている。粉体を投入しないときには、この閉鎖弁２１１ａを閉鎖することにより粉体収容手段２１２を密封することができる。本実施形態において閉鎖弁２１１ａの開閉は、粉体充填システム１による制御に基づく駆動手段の駆動によって実行される。

粉体収容手段２１２は、粉体投入口２１１から投入された粉体を収容する手段である。粉体収容手段の形態としては、粉体を収容して内部を密封できるものであれば特に限定されないが、例えば樹脂製の円筒の上下部を金属製フランジで挟むように置き、上下フランジ間をボルトで固定したものが挙げられる。

圧力開放弁２１３は、粉体収容手段２１２に取り付けられ、粉体収容手段２１２の内部を密封、或いは開放するものである。本実施形態において圧力開放弁２１３の開閉は、粉体充填システム１による制御に基づいて駆動手段の駆動によって実行される。粉体流速調整弁２１４は、粉体収容手段２１２に取り付けられ、粉体収容手段２１２内の圧力を微調節することにより粉体供給装置２００が供給する粉体の流速を調節するものである。本体圧力計２１５は、粉体収容手段２１２の内部の圧力を計測する。

気体導入手段２２０は、圧縮空気配管２２１と、第１減圧弁２２２と、第２減圧弁２２３と、空気流量計２２４と、空気ヘッダ２２５と、通気手段２２６と、第１圧力計２２７と、第２圧力計２２８と、第３圧力計２２９とを有する。これにより気体導入手段２２０は、粉体収容手段２１２に収容された粉体に気体を導入して、粉体を流動化させる。

圧縮空気配管２２１は、圧縮空気源Ｓから供給される圧縮空気を空気ヘッダ２２５に送り込むための配管である。圧縮空気配管２２１の構成部材としては、空気ヘッダ２２５に空気を送り込むことができるものであれば特に限定されないが、例えばステンレス管が挙げられる。圧縮空気源Ｓは、粉体供給装置２００に備えられていても、粉体供給装置２００の外部に備えられたものであっても良い。圧縮空気源Ｓが粉体供給装置２００に備えられる場合、圧縮空気源Ｓとしては、例えばポンプが用いられる。

第１減圧弁２２２および第２減圧弁２２３は、圧縮空気源Ｓから供給される圧縮空気を減圧することにより、空気ヘッダ２２５に送り込まれる圧縮空気の流量を調節する。空気流量計２２４は、空気ヘッダ２２５に送り込まれる圧縮空気の流量を計測する。

空気ヘッダ２２５は、圧縮空気配管２２１から送り込まれる圧縮空気を粉体収容手段２１２の内部に導入するための手段である。空気ヘッダ２２５は、圧縮空気配管２２１と接続するための接続部を有し、この接続部を介して圧縮空気配管２２１から圧縮空気が送り込まれる。空気ヘッダ２２５の上部には、粉体収容手段２１２の下部（例えば、下部フランジ）に取り付け可能な接続フランジが設けられている。

通気手段２２６は、粉体収容手段２１２と空気ヘッダ２２５との境界位置に取り付けられ、空気ヘッダ２２５内の圧縮空気を粉体収容手段２１２内に通気する。通気手段２２６としては、空気を通気するものであれば特に限定されないが、焼結金属板、焼結樹脂板、目の粗い金網などの多孔板が挙げられる。

第１圧力計２２７は、第１減圧弁２２２と第２減圧弁２２３との間の圧縮空気配管２２１内の圧力を計測する。第２圧力計２２８は、第２減圧弁２２３と空気ヘッダ２２５との間の圧縮空気配管２２１内の圧力を計測する。第３圧力計２２９は空気ヘッダ２２６内の圧力を計測する。

粉体供給手段２３０は、粉体導出管２３１と、粉体輸送管２３２とを有する。これにより粉体供給手段２３０は、気体導入手段２２０によって流動化された粉体を吐出して粉体充填用容器４０に供給する。

粉体導出管２３１は、粉体収容手段２１２の上部（例えば、上部フランジ）を通して配置され粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐを粉体輸送管２３２に導出する。粉体導出管２３１の構成部材としては、粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐを導出できるものであれば特に制限はないが、例えばステンレス管が挙げられる。

粉体輸送管２３２は、粉体導出管２３１によって導出された粉体を粉体充填装置１００に輸送するための管である。粉体輸送管２３２の構成部材としては、粉体を輸送できるものであれば特に制限はないが、例えばウレタンチューブが挙げられる。

＜＜粉体充填システム本体＞＞
続いて、図１、図１３、及び図１４を用いて粉体充填システム本体５０について説明する。なお、図１３は、粉体充填システム本体の制御部のハードウェア構成図である。図１４は、粉体充填システム本体の制御部の機能ブロック図である。

図１に示したように、粉体充填システム本体５０は、筐体５１と、昇降ユニット５２と、粉体充填用秤５３と、粉体供給用秤５４と、ディスプレイ５５と、制御装置の一例としての制御部５６とを備えている。

筐体５１は、ディスプレイ５５及び制御部５６を内部に収める容器である。本実施形態では、筐体５１には昇降ユニット５２、粉体充填用秤５３、及び粉体供給用秤５４が設置されている。また、筐体５１にはキャスターが取り付けられていてもよく、このキャスターによって粉体充填システム１の全体を容易に移動させることが可能となる。

昇降ユニット５２は、粉体充填装置１００を固定するクランプ５２ａと、クランプ５２ａを昇降させる昇降装置５２ｂとを有している。クランプ５２ａは、粉体充填用容器４０の充填口にノズル１５１が取り付けられる位置に粉体充填装置１００を固定できるものであれば、形状、材質、大きさ等については限定されない。昇降装置５２ｂは、粉体充填用容器４０にノズル１５１が取り付けられる位置と、取り外される位置とにクランプ５２ａを昇降させる。昇降装置５２ｂは、手動であっても電動であっても良い。昇降装置５２ｂが電動である場合、モータやエアシリンダ等の公知の昇降装置が好適に用いられる。昇降装置５２ｂは直接、筐体５１に取り付けられていても、昇降装置５２ｂを支持する支持部材を介して筐体５１に取り付けられていても良い。なお、粉体充填用容器４０の充填口が十分大きい場合には昇降ユニット５２を用いなくても良い。

粉体充填用秤５３は、粉体充填用容器４０に充填された粉体の質量（充填量）を測定する。この場合、粉体の充填されていない粉体充填用容器４０の質量を風袋として設定しておくことで、粉体充填用秤５３は粉体の充填量を測定することができる。粉体供給用秤５４は、粉体供給装置２００によって供給された粉体の質量（供給量）を測定する。この場合、粉体供給前の粉体供給装置２００の質量を風袋として設定しておくことで、粉体供給用秤５４は粉体の供給量を測定することができる。

ディスプレイ５５は、粉体充填システム１の操作者に所定の情報を通知するための表示パネルとしての機能と、操作者からの入力を受け付けるタッチパネルとしての機能とを有する表示手段である。制御部５６は、粉体充填システム１の全体の動作を制御する。

＜制御部のハードウェア構成及び機能構成＞
続いて、粉体充填システム本体５０の制御部５６のハードウェア構成について説明する。図１３に示したように、制御部５６は、粉体充填システム１全体の動作を制御するＣＰＵ５０１、所定のプログラムを記憶したＲＯＭ５０２、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用されるＲＡＭ５０３、粉体充填システム１の電源が遮断されている間もデータを保持する不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４、ホストコンピュータ等の外部機器との情報の送受信を行うためのＩ／Ｆ（Interface）５０６、粉体充填システム本体５０のディスプレイ５５及び粉体充填用秤５３、粉体充填装置１００のブレード駆動用モータ１４１、並びに粉体供給装置２００との情報の送受信を行うためのＩ／Ｏ（Input/Output）ポート５０７を有する。

続いて、粉体充填システム本体５０の制御部５６の機能構成について説明する。図１４に示したように、制御部５６は、供給制御部５６１、駆動制御部５６２、算出部５６３、および通知部５６４を有している。これら各部は、図１３に示されている各構成要素のいずれかが、ＲＯＭ５０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能又は手段である。

供給制御部５６１は、粉体充填用秤５３による計測結果やディスプレイ５５の操作パネルによって受け付けられた要求に基づいて粉体供給装置２００による粉体の供給を制御する。駆動制御部５６２は、上記の計測結果や要求に基づいてブレード駆動用モータ１４１による回転体１３０の駆動を制御する。算出部５６３は、上記の計測結果に基づいて粉体充填装置１００による粉体の充填速度を算出する。通知部５６４は、算出部５６３によって算出された充填速度に基づいて、操作者に通知するための所定の情報をディスプレイ５５に表示させる。

＜粉体＞
粉体充填システム１に用いられる粉体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。粉体の具体例としては、トナー、合成樹脂粉末及び粒体、粉末コンパウンド等の合成樹脂又はその配合物粉粒体；デンプン、木粉等の有機天然物粉体；米，豆，小麦等の穀物もしくはその粉末；炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、ハイドロキシアパタイト、フェライト、硫化亜鉛、硫化マグネシウム等の無機化合物粉体；鉄粉、銅粉、ニッケル合金粉等の金属粉；カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ等の無機顔料；フタロシアニンブルー、インジゴ等の有機顔料、染料等が挙げられる。本実施形態の篩本体１２０は、粉体から粗大粒子、ゴミ等の異物を低ストレスで効率よく篩い分け、精度良く充填することができるので、例えば、定量充填が要求されるトナー、化粧品原料、医薬品原料、食品原料、化学薬品原料などの篩い分けに好適である。

−トナー−
上記のトナーの製造方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、湿式法により調製されたものが好ましい。湿式法とは、トナー母粒子の製造工程において、水等の分散媒等を用いる静電荷像現像用トナーの製造方法である。湿式法としては、以下の方法が例示される。

（ａ）水系媒体中に重合性単量体、重合開始剤、着色剤等を懸濁分散させた後に重合させてトナー母粒子を製造する懸濁重合法
（ｂ）重合開始剤、乳化剤等を含有する水性媒体中に重合性単量体を乳化させ、攪拌下に重合性単量体を重合させて得られた重合体一次粒子の分散液に、着色剤等を添加して前記重合体一次粒子を凝集、熟成させてトナー母粒子を製造する乳化重合凝集法
（ｃ）あらかじめ溶媒に溶解、分散したポリマー、着色剤等の溶解分散液（トナー組成の溶解分散液）を水系媒体中に分散し、これを加熱又は減圧等によって溶媒を除去することにより、水系媒体に分散されたトナー母粒子を製造する溶解懸濁法

トナーを構成する成分としては、下記（１）〜（４）から選択されるいずれかの混合物が好適である。
（１）少なくとも結着樹脂、及び着色剤からなる混合物
（２）少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤からなる混合物
（３）少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、及びワックスからなる混合物
（４）少なくとも結着樹脂、磁性剤、帯電制御剤、及びワックスからなる混合物

結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂が好適である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が特に好ましい。

ビニル樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。

ポリエステル樹脂としては、以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、更にＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。

Ａ群としては、例えばエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどが挙げられる。

Ｂ群としては、例えばマレイン酸、フマル酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、又はこれらの酸無水物又は低級アルコールのエステルなどが挙げられる。

Ｃ群としては、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール；トリメリット酸、ピロメリット酸等の３価の以上のカルボン酸などが挙げられる。

ポリオール樹脂としては、例えばエポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどが挙げられる。

その他にも必要に応じて以下の樹脂を混合して使用することもできる。エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノールとエピクロロヒドリンとの重縮合物が代表的である。

着色剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下のものが用いられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

黒色顔料としては、例えばカーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物などが挙げられる。黄色顔料としては、例えばカドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどが挙げられる。橙色顔料としては、例えばモリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫなどが挙げられる。赤色顔料としては、例えばベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどが挙げられる。紫色顔料としては、例えばファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。青色顔料としては、例えばコバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣなどが挙げられる。緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキなどが挙げられる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し０．１質量部〜５０質量部が好ましく、５質量部〜２０質量部がより好ましい。

ワックスは、トナーに離型性を持たせるために添加され、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス；カルナウバワックス、ライスワックス、ラノリン等の天然ワックスなどが挙げられる。ワックスの含有量は、トナー１００質量部に対し、１質量％〜２０質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましい。

帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン、アセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸、脂肪酸金属塩（サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩）、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。帯電制御剤の含有量は、トナー１００質量部に対し、０．１質量％〜１０質量％が好ましく、０．５質量％〜５質量％がより好ましい。

磁性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘマタイト、鉄粉、マグネタイト、フェライト、などが挙げられる。磁性剤の含有量は、トナー１００質量部に対し、５質量％〜５０質量％が好ましく、１０質量％〜３０質量％がより好ましい。

更に、トナーには、流動性を付与するために、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末等の無機微粉末を外添させることできる。

トナーの個数平均粒径としては、３．０μｍ〜１０．０μｍが好ましく、４．０μｍ〜７．０μｍがより好ましい。また、トナーの重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）は、１．０３〜１．５が好ましく、１．０６〜１．２がより好ましい。ここで、トナーの個数平均粒径、及び、重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）は、例えば、「コールターカウンターマルチサイザー」；ベックマンコールター社製を用いて測定することができる。

＜＜＜実施形態の動作・処理＞＞＞
次に、図１、及び図１５乃至図１７を参照して、粉体充填システム１の動作について説明する。図１５は、図２の粉体充填装置に粉体を供給した状態を示す概略図である。図１６及び図１７は、図２の粉体充填装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。

＜＜充填開始時の動作・処理＞＞
先ず、駆動制御部５６２は、ディスプレイ５５の操作パネルで操作者から受け付けられた粉体充填装置１００の運転開始の要求に基づいて、回転体１３０を回転駆動するための信号をブレード駆動用モータ１４１に出力する。ブレード駆動用モータ１４１は、出力された信号に基づいて回転体１３０を回転駆動する。これにより、シャフト１３２が回転し、シャフト１３２の先端に取り付けられたブレード１３１が回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転する。回転速度としては、特に限定されないが、５００ｒｐｍ〜４，０００ｒｐｍである。本実施形態では、篩本体１２０への粉体の供給前にブレード１３１を回転させておくことで、先の操作でフィルター１２２上に残された粗大粒子を攪拌することができる。これにより、フィルター１２２面がクリーニングされるので、粉体の供給を開始したときに篩本体１２０は、篩い分け処理を効率的に実行することができる。

粉体充填装置１００に供給される粉体は、予め粉体供給装置２００の粉体投入口２１１から粉体収容手段２１２に投入されている。供給制御部５６１は、ディスプレイ５５の操作パネルで操作者から受け付けられた粉体の供給開始の要求に基づいて、閉鎖弁２１１ａを閉鎖するための信号と圧力開放弁２１３を閉鎖するための信号を粉体供給装置２００に出力する。

粉体供給装置２００は、出力された信号に基づいて閉鎖弁２１１ａの駆動手段によって閉鎖弁２１１ａを閉鎖し、圧力開放弁２１３の駆動手段によって圧力開放弁２１３を閉鎖する。続いて、第１減圧弁２２２と第２減圧弁２２３が開放されることで圧縮空気が空気ヘッダ２２５内に導入される。この場合、第１圧力計２２７、第２圧力計２２８、第３圧力計２２９、及び本体圧力計２１５の計測結果に基づいて第１減圧弁２２２および第２減圧弁２２３の開放の程度を調整することにより、導入される圧縮空気の圧力が所定値に調整される。

空気ヘッダ２２５に導入された気体は、通気手段２２６を通過して、粉体収容手段２１２に収容された粉体中に均一に分散する。これにより粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐが流動化する。粉体収容手段２１２内の流動化した粉体Ｐは、外部との圧力差により粉体導出管２３１内に送り込まれる。粉体導出管２３１内に送り込まれた粉体Ｐは粉体輸送管２３２に導出され、粉体輸送管２３２内を輸送された後、粉体充填装置１００に供給される。粉体充填速度は粉体流速調整弁２１４の開閉の程度を変えて粉体収容手段２１２内の圧力を微調整することにより行われる。

粉体供給装置２００から供給された粉体は、図１５に示すように、供給部１２１ａを介して、篩本体１２０内に一定量供給される（供給工程）。これにより、粉体Ｐがフレーム１２１内のフィルター１２２上に堆積する。このとき、フィルターの目開きと粒径とが一定以下の比率であるとき、フィルターの目開きよりも粒径の小さい粉体Ｐについても、粒同士がお互いに支えあい（ブリッジ）、フィルター１２２上に堆積する。ブレード１３１は、フィルター１２２上に堆積したトナー中を回転することにより、トナーを攪拌し流動化させる（攪拌工程，図１６参照）。このとき、粉体Ｐが堆積した篩本体１２０中でブレード１３１が速度を持つことで、ブレード１３１の進行方向に対し後方に渦Ｖが発生する。ここで、渦とは、流体中で固体を動かした時にその後方に交互及びランダムに発生する流体の流れを意味する。

フィルター１２２に堆積した粗大粒子Ｐｃは、ブレード１３１と接触して解砕されるとともに、ブレード１３１の回転により発生した渦Ｖによって巻き上げられる（図２２参照，フィルター面のクリーニング作用）。小粒径のトナーＰｓは、このクリーニング作用によってフィルター１２２を通過しやすくなる。また、図１７に示す流動化した粉体Ｐｆは、渦Ｖよって空気が混ぜ合わされて嵩密度が低くなる。これにより、流動化した粉体Ｐｆが自重により落下したときに、小粒径の粉体Ｐｓが低ストレスな状態で効率良くフィルター１２２を通過する。なお、篩本体１２０は、超音波や振動波によってフィルター１２２を振動させる必要がないので、摩擦熱によって軟化または凝集した粉体によるフィルター１２２の目詰まりの発生や、摩擦のストレスによるフィルター１２２の目開きの拡大を抑制できる。フィルターを通過した粉体Ｐｓは、ノズル１５１から吐出され、粉体充填用容器４０内に充填される（充填工程）。

＜＜充填時の動作・処理＞＞
本実施形態の粉体充填システム１は、粉体の充填時に粉体の充填量に基づいて所定の情報を操作者に通知する。このときの粉体充填システム１の処理について、図１８を用いて説明する。図１８は、粉体充填システム本体５０の制御部５６の処理を示した処理フロー図である。

粉体充填用容器４０に充填された粉体の質量（充填量）は、粉体充填用秤５３によって計測され、Ｉ／Ｏポート５０７を介して制御部５６に出力される。算出部５６３は、粉体充填用秤５３によって計測された充填量を所定時間毎に取得し、粉体の充填速度を算出する（ステップＳ１１）。この場合、算出部５６３は、取得した充填量の所定時間での変化量を算出することにより粉体の充填速度を算出できる。

算出部５６３によって充填速度が算出されると、通知部５６４は、算出された充填速度が所定の閾値よりも小さいか判断する（ステップＳ１２）。この所定の閾値は、操作者の操作パネルからの入力に基づいて予めＮＶＲＡＭ５０４に記憶されている。充填速度が所定の閾値よりも小さいと判断された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、通知部５６４は操作者に通知するための所定の情報を作成し、ディスプレイ５５に出力する（ステップＳ１３）。操作者はディスプレイ５５に出力された所定の情報を確認することで、粉体充填システム１の不具合を予測することが可能となる。充填速度が所定の閾値よりも小さくないと判断された場合（ステップＳ１２のＮＯ）、通知部５６４は操作者に通知するための情報を作成せず処理を終了する。

＜＜充填停止時の動作・処理＞＞
続いて、粉体の充填停止時の粉体充填システム１の動作・処理について図１９を用いて説明する。図１９は、粉体充填システム本体５０の制御部５６の処理を示した処理フロー図である。

粉体充填用秤５３によって計測された充填量が目標とする充填量よりも少ない所定の値に達したら供給制御部５６１は、閉鎖弁２１１ａを開放するための信号と圧力開放弁２１３を開放するための信号を粉体供給装置２００に出力する（ステップＳ２１）。粉体供給装置２００は、出力された信号に基づいて閉鎖弁２１１ａの駆動手段によって閉鎖弁２１１ａを開放し、圧力開放弁２１３の駆動手段によって圧力開放弁２１３を開放する。これにより、粉体収容手段２１２内と外部との圧力差がなくなるため、粉体供給装置２００による粉体の供給が停止する。

粉体供給装置２００からの粉体の供給が停止させた状態で、ブレード１３１を回転させておくことで、粉体充填装置１００の篩本体１２０内の粉体の量が少なくなり、粉体充填装置２０による粉体充填用容器４０への粉体の充填速度が小さくなる。続いて、駆動制御部５６２は、粉体充填用秤５３によって測定された粉体の充填量が目標とする充填量に達したかを判断する（ステップＳ２２）。駆動制御部５６２は、充填量が目標とする充填量に達したと判断すると（ステップＳ２２のＹＥＳ）、回転体１３０の回転駆動を停止するための信号をブレード駆動用モータ１４１に出力する（ステップＳ２３）。ブレード駆動用モータ１４１は出力された信号に基づいて回転体１３０を回転駆動を停止する。これにより、ブレードの回転が停止して、粉体充填装置１００による粉体充填用容器４０への粉体の充填が停止する。この場合、粉体充填装置１００の粉体の充填速度が小さくなった状態で粉体の充填を停止できるため正確に粉体の充填量を制御できる。更に、装置停止時にフィルター１２２上に残る粉体の量も少なくなることから、粉体の目詰まりを軽減できる。なお、粉体の充填が完了した後に粉体充填用秤５３によって計測される充填量が所定の範囲にない場合、通知部５６４は所定の情報を表示パネルに表示させることができる。これにより、操作者は粉体充填用容器４０への充填不足や充填過多を確認することができる。

〔第２の実施形態〕
以下、図２０を用いて、本発明の第２の実施形態に係る粉体充填装置について、第１の実施形態に係る粉体充填装置と異なる点を説明する。図２０は、本発明の一実施形態に係る粉体充填装置の粉体充填装置を示す断面図である。なお、図２０において、第１の実施形態に係る粉体充填装置と共通する構成については、同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

図２０の粉体充填装置１０１は、フレーム１２１に排出部１２１ｂが形成されている点以外は、第１の実施形態の粉体充填システム１の粉体充填装置１００と同様である。

＜排出部＞
フレーム１２１には、篩本体１２０に収容されフィルター１２２に堆積した粉体が所定量を超える場合に、所定量を超える粉体を篩本体１２０から排出する排出部１２１ｂが設けられている。フィルター１２２を通過する粉体の量より供給部１２１ａから供給される粉体の量が過多の場合、フィルター１２２に堆積する粉体の量が増え続ける。本実施形態では、排出部１２１ｂを設けることで、所定量を超える過剰な粉体が外部に排出されるため、粉体充填装置１００の長時間連続運転が可能となり、効率よく大容量の粉体の篩分けを行うことができる。

排出部１２１ｂとしては、篩本体１２０から過剰な粉体を排出することができれば、大きさ、形状、構造、材質等については、特に制限はなく、篩本体１２０の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択することができる。排出部１２１ｂの材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。排出部１２１ｂの形状及び大きさについても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。排出部１２１ｂは、フレーム１２１の粉体供給側の側面、端面及び上面のいずれかに形成されることが好ましい。排出部１２１ｂから排出された粉体は、そのまま供給部１２１ａから補充され、再度篩分されるように構成してもよい。

〔実施形態の補足〕
以上、各実施形態の粉体充填装置（１００，１０１）について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。例えば、上記の各実施形態では、シャフト１３２に１段のブレード１３１が設けられていたが、必要に応じてシャフト１３２の高さの異なる位置に２段のブレード１３１が設けられても構わない。

また、上記の各実施形態では、フィルター１２２は、図４及び図２０に示すように、篩本体１２０の粉体排出側端面の全面に設けられていたが、本発明の粉体充填装置はこの構成に限定されない。フィルター１２２は、篩本体１２０のトナー排出側端面の一部に設けられていてもよい。

図２１に示したように、粉体充填装置１００のノズル１５１には空気導入口１５１ａが形成されていても良い。なお、図２１は、本発明の一実施形態に係る粉体充填装置を示す断面図である。図２１の粉体充填装置１００は、ノズル１５１の外部から空気導入口１５１ａ及びフィルター１２２を通過させて篩本体１２０の内部に気体を導入する気体導入手段１５２が充填部１５０に設けられている。気体導入手段１５２からフィルター１２２を通過させて篩本体１２０の内部に気体を導入することで、フィルター１２２上あるいはフィルター１２２内に付着した粉体をクリーニングすることができる。また、粉体充填装置１００の運転を停止しているときには、クリーニング用扉１２１ｃを開いてフィルター１２２上の粉体を回収することによりクリーニングを行うことができる。

上記実施形態において、供給制御部５６１および駆動制御部５６２は、ディスプレイ５５の操作パネルで操作者から受け付けられた要求に基づいて所定の信号を出力した。しかしながら、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、上記の実施形態は、ライトカーテンや、タイマー、粉体充填用容器４０が粉体充填システムにセットされたことを示す検知信号などに基づいて要求を受け付ける構成に置き換えられる。

上記実施形態において、粉体を粉体充填装置１００に供給する装置として粉体供給装置２００を用いた。しかしながら、本発明は上記の実施形態に限定されない。上記実施形態は、ベローズ式ポンプやダイヤフラム式ポンプ、スネーク式ポンプ等のポンプ、圧縮空気による圧送、コイルスクリューやオーガ等の手段、若しくは自重落下を利用して粉体を供給する構成に置き換えられる。

〔実施形態の効果〕
上記実施形態の粉体充填装置（１００，１０１）の篩本体１２０は、フィルター１２２と交差する回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転可能に配置されたブレード１３１を備える。これにより、ブレード１３１が、フレーム１２１内の粉体の全体を攪拌させることなく、底部の粉体のみを攪拌させて篩い分け処理を行うことが可能となるのでエネルギーの消費を抑えられる。また、ブレード１３１の回転に基づいて粉体がフィルター１２２を通過するときの粉体の移動方向が回転軸Ｚ方向に絞り込まれるので、篩本体１２０は、フィルター１２２を通過した粉体を回収するための大きな空間を必要としない。これにより、篩装置１００が粉体充填装置（１００，１０１）に搭載されたときに、装置の大型化を抑制できるという効果を奏する。また、篩装置１００は、ブレード１３１を駆動させることにより、フィルター１２２を振動させずに篩い分けを行う。これにより、篩装置１００は、運転停止後のフィルターの振動に伴うトナーの排出の継続を抑制できるという効果を奏する。

上記実施形態に係る篩本体１２０のブレード１３１を回転させると、粉体Ｐが流動化し、流動化した粉体Ｐｆが自重により落下するときに、小粒径の粉体Ｐｓが低ストレスな状態で効率良くフィルター１２２を通過する。篩本体１２０は、同程度の効率の超音波篩装置と比較して小型化されるので、粉体充填装置１００の持ち運びの容易性が維持されるという効果を奏する。

上記実施形態の粉体充填装置１０１のフレーム１２１には排出部１２１ｂが設けられている。これにより、篩本体１２０内の過剰な粉体および空気を外部に排出することができるので、粉体充填装置１０１の長時間連続運転が可能となるという効果を奏する。

上記実施形態に係る粉体充填装置１００は、ノズル１５１の外部から空気導入口１５１ａ及びフィルター１２２を通過させて篩本体１２０の内部に気体を導入する気体導入手段１５２を備えている。気体導入手段１５２からフィルター１２２を通過させて篩本体１２０の内部に気体を導入することで、フィルター１２２上あるいはフィルター１２２内に付着した粉体をクリーニングすることが可能となる。

また、篩本体１２０のフレーム１２１には開閉可能なクリーニング用扉１２１ｃが形成されている。これにより、粉体充填装置１００の運転を停止しているときには、クリーニング用扉１２１ｃを開いてフィルター１２２上の粉体を回収することによりクリーニングを行うことが可能となる。

上記実施形態に係る粉体充填システム１は、粉体充填システム本体５０の供給制御部５６１が、閉鎖弁２１１ａを開放するための信号と圧力開放弁２１３を開放するための信号を粉体供給装置２００に出力する（ステップＳ２１）。その後、駆動制御部５６２は、回転体１３０の回転駆動を停止するための信号をブレード駆動用モータ１４１に出力する（ステップＳ２３）。これにより、粉体充填装置１００は、粉体の充填速度が小さくなった状態で粉体の充填を停止できるため、粉体の充填量を正確に制御することが可能となる。

本実施形態に係る粉体充填システム本体５０の算出部５６３は、粉体充填用秤５３によって計測された充填量を所定時間毎に取得し、粉体の充填速度を算出する（ステップＳ１１）。充填速度が所定の閾値よりも小さい場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、通知部５６４は操作者に通知するための所定の情報を作成し、ディスプレイ５５に出力する（ステップＳ１３）。これにより操作者はディスプレイ５５に出力された所定の情報を確認することで、粉体充填システム１の不具合を予測することが可能となる。

上記実施形態に係る粉体供給装置２００は、粉体収容手段２１２に収容された粉体中に気体を分散し、流動化した粉体を粉体充填装置１００に供給する。これにより粉体充填装置１００に供給された粉体の嵩密度が低くなるため、粉体充填装置１００は、低いストレスで効率良く粉体を篩い分けることが可能となる。

上記実施形態に係る粉体充填装置（１００，１０１）において、回転軸Ｚに対して平行方向のブレード１３１の長さ（Ｄｚ）が、回転軸Ｚを中心に回転するときの回転方向のブレード１３１の長さ（Ｄｘ）よりも短くなるようにブレード１３１が配置されている。これにより、ブレード１３１を回転させたときにブレード１３１の進行方向の後方の渦が発生しやすくなり、粉体を効率的に流動化できるという効果を奏する。

上記実施形態に係る粉体充填装置（１００，１０１）において、ブレード１３１とフィルター１２２との間の距離を５ｍｍ以下とすることができる。これにより、ブレード１３１を回転させたときにブレード１３１の進行方向の後方の渦がフィルター１２２に到達しやすくなるので、フィルター１２２に堆積させた粉体を十分に流動化できるという効果を奏する。

上記実施形態に係る粉体充填装置（１００，１０１）において、ブレード１３１は回転軸Ｚに配置されたシャフト１３２に取り付けられている。これにより、回転軸Ｚを中心に正確にブレード１３１を回転させることができるという効果を奏する。

上記実施形態に係る粉体充填装置（１００，１０１）においてブレード１３１の端部が、フレーム１２１に近接している。これにより、ブレード１３１の回転による遠心力で粉体がフレーム１２１方向に集まることを抑制できるので、粉体を効率的に篩い分けることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施例につき図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、図２の粉体充填装置１００及び図１２の粉体供給装置２００を備えた粉体充填システム１を用いた。実施例１の粉体充填装置１００は、供給部１２１ａが設けられたフレーム１２１と、篩本体１２０の粉体排出側に配置されたフィルター１２２と、少なくともブレード１３１を有する回転体１３０とを有している。

篩本体１２０は、円筒状の内部にトナーが供給される。フレーム１２１の材質は、ステンレススチール（ＳＵＳ）である。フレーム１２１の大きさは、１３５ｍｍ×１３５ｍ×１８６ｍであり、内容積は２，６６１ｍＬである。図２のブレード駆動用モータ１４１が作動することにより、ブレード１３１を有する回転体１３０が回転可能となっている。ブレード駆動用モータ１４１の仕様は以下のとおりである。
出力：６０Ｗ
定格トルク：０．２Ｎ・ｍ
定格回転数：３０００ｒ／ｍｉｎ（最大４０００ｒ／ｍｉｎ）

フレーム１２１のトナー排出側にはフィルター１２２が配置されている。この実施例１では、フィルター１２２は、ステンレススチール製であり、フィルター１２２の目開きは４８μｍ、開孔率は３３．６％である。

篩本体１２０内部の中央には、少なくともブレード１３１を有する回転体１３０が図５中矢印Ｅ方向に回転可能に設けられている。回転体１３０は、ブレード１３１と、ブレード１３１と連結されたシャフト１３２とからなり、シャフト１３２は、ブレード駆動用モータ１４１に回転可能に連結されている。この実施例１では、ブレード１３１及びシャフト１３２はステンレススチール製であり、ブレード１３１の厚みは１．５ｍｍ、ブレード１３１の枚数は２枚、ブレード１３１のフィルター１２２に対する角度は０度である。

図４に示すように、ブレード１３１は、フィルター１２２のトナー供給側の面の上部を近接かつ回転可能に配置されている。実施例１では、ブレード１３１とフィルター１２２の間の距離Ｄ１（図３参照）が２ｍｍである。また、ブレード１３１の端部とフレーム１２１との距離Ｄ２（図３参照）は、２．５ｍｍである。実施例１では、粉体充填用容器４０として５００ｃｃメスシリンダを用いた。

粉体供給装置２００の粉体収容手段２１２としては、直径２００ｍｍ高さ５００ｍｍのアクリル樹脂製円筒の上下をステンレス製フランジで挟み、ボルトで締結したものを用いた。アクリル樹脂製円筒上部のステンレス製フランジには粉体の粉体投入口２１１と、圧力開放弁２１３と、粉体流速調整弁２１４とが取り付けられている。通気手段２２６としては、焼結樹脂製のパネル（商品名：フィルタレン）を用いた。また、実施例１ではオイルフリーで大気露点−１０℃の乾燥空気を用い、空気流量計２２４（フローセル流量計（商品名））の計測結果に基づいて空気流量を調整することにより、２リッター毎分で通気した。粉体導出管２３１としてはステンレス管を用いた。粉体輸送管２３２には、内径６ｍｍのウレタン製チューブを用いた。

（実施例２）
篩本体１２０のフレーム１２１の材質がアクリル樹脂製、フレーム１２１の大きさが１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×１８６ｍｍ、篩本体１２０の内容積が２，６６１ｍＬであり、フィルター１２２の材質がポリエステル製、目開き４８μｍ、開口率３４％であり、ブレード１３１の材質がステンレス製，厚み３．０ｍｍ、Ｄ１＝５．０ｍｍ、Ｄ２＝１７．５ｍｍでである以外は実施例１と同様にして、実施例２の粉体充填システム１を作製した。

（実施例３）
篩本体１２０のフレーム１２１の材質がＳＵＳ製、フレーム１２１の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ×１８６ｍｍ、篩本体１２０の内容積が１，４６０ｍＬであり、フィルター１２２の材質がステンレス製、目開き４３μｍ、開口率３４．７％、＃３５０であり、ブレード１３１の材質がステンレス製，厚み３．０ｍｍ，Ｄ１＝２．０ｍｍ，Ｄ２＝１０．０ｍｍである以外は実施例１と同様にして、実施例３の粉体充填システム１を作製した。

（実施例４）
篩本体１２０のフレーム１２１の材質がアクリル樹脂製、フレーム１２１の大きさが１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×３００ｍｍ、篩本体１２０の内容積が４，２９２ｍＬであり、フィルター１２２の材質がポリエステル製，目開き３７μｍ，開口率２６％であり、ブレード１３１の材質がナイロン製，厚み１．５ｍｍ，Ｄ１＝２．０ｍｍ，Ｄ２＝２．５ｍｍである以外は、実施例１と同様にして、実施例４の粉体充填システム１を作製した。

次に、以下のようにして、実験例１〜４の異物を含む各トナーを作製し、本実施例の粉体充填装置を用いて篩い分け実験を行った。

（実験例１）
−トナーの作製−
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：９，０００、酸価：３３ｍｇＫＯＨ／ｇ）８２質量部、Ｔｉ−Ｆｅ着色剤（Ｔｉ含有量：１４質量％、ＢＥＴ比表面積：１７ｍ２／ｇ）１３質量部、荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ、保土谷化学社製）２質量部、及び低分子ポリプロピレン（重量平均分子量：６，００）３質量部を、２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級して、重量平均粒径５．５μｍとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子（ＭＴ−１５０ＡＩ、テイカ社製）１．０質量部とシリカ微粉末（Ｒ９７２、クラリアントジャパン社製）１．５質量部を混合した。以上により、実験例１のトナーを調製した。得られたトナーの個数平均粒径は６．０μｍ、５μｍ以下のトナー粒子の割合は７０個数％であった。トナーの飽和磁化σｓは４．１ｅｍｕ／ｇであった。

＜異物＞
スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００質量部、カーボンブラック８質量部、及びサリチル酸亜鉛８質量部を配合し、配合した物を熱ロールミルで熔融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。得られた微粉末を分級して、平均粒径が１００μｍであり、５０μｍ以下の粒径のものを含んでいない異物を作製した。

＜粉体＞
上記の異物５０ｇに、上記製造した実験例１のトナーを添加し、全質量が１，０００ｇになるようにして粉体を得た。

〔充填正確性試験〕
粉体充填用秤５３を用い、粉体充填用容器４０（５００ｍｌメスシリンダ）に粉体を充填していない状態で風袋質量を計測した。次に粉体充填装置１００の篩本体１２０に実験例１のトナー２００ｇを投入した。続いて、ブレード駆動用モータ１４１によってブレード１３１を５００ｒ／ｍｉｎで回転させ、粉体充填用容器４０への粉体の充填を開始した。粉体充填用秤５３の計測結果が風袋重量よりも１００ｇ増加すると同時に、ブレード駆動用モータ１４１の運転を停止した。その後、粉体充填用容器４０で粉体充填用容器４０の質量を測定した。測定された値より、風袋質量および５００ｇを差し引いた値を算出し、算出された値を充填正確性の指標とした。算出値を表１に示す。また、ブレード駆動用モータ１４１の運転を停止させてから粉体の充填が停止するまでの時間（停止時間）を粉体充填用秤５３の測定値に基づいて決定した。停止時間を表１に示す。

（実験例２）
−有機樹脂微粒子分散液（１）の調製−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、水６８３質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（「エレミノールＲＳ−３０」；三洋化成工業社製）１４質量部、スチレン１３７質量部、アクリル酸ブチル５５質量部、メタクリル酸８３質量部、ｎ−ドデシルメルカプタン（「チオカルコール２０」；花王社製）８質量部、及び過硫酸アンモニウム１．２質量部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。この乳濁液を加熱して、系内温度７５℃まで昇温して４時間反応させた。次いで、１質量％過硫酸アンモニウム水溶液３０質量部を添加し、７１℃にて６時間熟成して、ビニル樹脂粒子（スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液（有機樹脂微粒子分散液（１））を調製した。得られた有機樹脂微粒子分散液（１）の固形分濃度は３０質量％であった。有機樹脂微粒子分散液（１）に含まれる有機樹脂微粒子の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、９０℃であり、重量平均分子量（Ｍｗ）を測定したところ、８，０００であった。

−未変性ポリエステル（低分子ポリエステル）（１）の合成−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９質量部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物５２９質量部、テレフタル酸２０８質量部、イソフタル酸４６質量部、及びジブチルチンオキサイド２質量部を投入し、常圧下、２３０℃にて５時間反応させた。次いで、この反応液を１０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下にて５時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸４４質量部を添加し、常圧下、１８０℃にて２時間反応させて、未変性ポリエステル（１）を合成した。得られた未変性ポリエステル（１）は、ＴＨＦ可溶分の重量平均分子量（Ｍｗ）が３,２００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４２℃、酸価が２１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜水中油滴型分散液調製工程＞
以下のようにして、分散粒子が分散されてなる水中油滴型分散液を調製した。
−トナー材料の溶解乃至分散液の調製−
−−マスターバッチ（ＭＢ）の調製−−
水１，２００質量部、前記着色剤としてのカーボンブラック（「Ｐｒｉｎｔｅｘ３５」、デグサ社製、ＤＢＰ吸油量＝４２ｍｌ／１００ｇ、ｐＨ＝９．５）５４０質量部、及び前記未変性ポリエステル（１）１，２００質量部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した。この該混合物を二本ロールで１５０℃にて３０分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、マスターバッチを調製した。

−−有機溶剤相の調製−−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、カルナバワックス１１０質量部、ＣＣＡ（「サリチル酸金属錯体Ｅ−８４」、オリエント化学工業社製）２２質量部、及び酢酸エチル７４３質量部を仕込み、攪拌下８０℃まで昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間かけて３０℃まで冷却した。次いで、反応容器中に、前記マスターバッチ５００質量部、及び酢酸エチル５００質量部を仕込み、１時間混合して原料溶解液を得た。得られた原料溶解液１，８７５質量部を反応容器に移し、ビーズミル（「ウルトラビスコミル」、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、及び０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填した条件で３パスして、前記カーボンブラック及び前記カルナバワックスの分散を行った。次いで、該分散液に前記未変性ポリエステル（１）の６５質量％、酢酸エチル溶液３０３９質量部を添加した。上記同様の条件のビーズミルで１パスし、分散させ、有機溶剤相を調製した。

−−プレポリマーの合成−−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８５質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１質量部、テレフタル酸２８１質量部、無水トリメリット酸２４質量部、及びジブチルチンオキサイド３質量部を仕込み、常圧下、２３０℃で１０時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で８時間反応させて中間体ポリエステルを得た。得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量（Ｍｎ）が２，２００、重量平均分子量（Ｍｗ）が９，４００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３℃、酸価が０．４ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が５５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。次に、冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記中間体ポリエステル４１４質量部、イソホロンジイソシアネート８６質量部、及び酢酸エチル５００質量部を入れ、１００℃にて８時間反応させて、プレポリマー（前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体）を合成した。得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、１．５３質量％であった。

−−ケチミン（前記活性水素基含有化合物）の合成−−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン１７０質量部、及びメチルエチルケトン７５質量部を仕込み、５０℃にて５時間反応を行い、ケチミン化合物（前記活性水素基含有化合物）を合成した。得られたケチミン化合物（前記活性水素機含有化合物）のアミン価は４１８であった。反応容器中に、前記有機溶剤相７４９質量部、上記のプレポリマー１１５質量部、及びケチミン化合物２．９質量部、及び三級アミン化合物（「Ｕ−ＣＡＴ６６０Ｍ」、サンアプロ株式会社製）３．５質量部を仕込み、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて７．５ｍ／ｓにて１分間混合してトナー材料の溶解乃至分散液を調製した。

−水系媒体相の調製−
水９９０質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５質量％水溶液（「エレミノールＭＯＮ−７」、三洋化成工業社製）４５質量部、及び酢酸エチル９０質量部を、混合撹拌し、乳白色の液体（水系媒体相）を得た。

−乳化乃至分散−
前記トナー材料の溶解乃至分散液中に前記水系媒体相１，２００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）で、周速１５ｍ／ｓにて２０分間混合し、水中油滴型分散液（乳化スラリー）を調製した。得られた水中油滴型分散液（乳化スラリー）中の分散粒子の粒径（Ｍｖ）を、粒度分布測定装置（「ｎａｎｏｔｒａｃ ＵＰＡ−１５０ＥＸ」、日機装株式会社製）を用いて測定したところ、０．４０μｍであった。

＜トナー造粒工程＞
−分散粒子の粒径制御−
パドル型攪拌装置を用い、前記水中油滴型分散液（乳化スラリー）を、周速０．７ｍ／ｓにて攪拌し、前記有機樹脂微粒子分散液（１）を前記水中油滴型分散液固形分１００質量部に対し４質量部添加し、次いで、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの２０質量％溶液（「ネオゲンＳＣ−Ａ」、第一工業製薬社製）１０質量部投入し、前記乳化スラリー中の分散粒子の粒径を制御し、該分散粒子の粒径を前記粒度分布測定装置（「ｎａｎｏｔｒａｃ ＵＰＡ−１５０ＥＸ」、日機装株式会社製）を用いて測定したところ、５．２μｍであった。

−有機溶剤の除去−
攪拌機、及び温度計をセットした反応容器中に、前記粒径制御後の乳化スラリーを仕込み、３０℃にて８時間脱溶剤した後、４５℃にて４時間熟成を行い、分散スラリーを得た。

−洗浄及び乾燥−
前記分散スラリー１００質量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後減圧濾過した。得られた濾過ケーキに１０質量％塩酸溶液１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水３００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過する操作を２回行い、最終濾過ケーキを得た。得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、実験例２のトナー母体粒子を得た。

−外添剤処理−
得られた実験例２のトナー母体粒子１００質量部に対し、外添剤としての疎水性シリカ１．５質量部と、疎水化酸化チタン０．５質量部とをヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合処理し、実験例２のトナーを製造した。得られたトナーの個数平均粒径（Ｄｎ）は、５．１μｍであった。その後、実施例２の粉体充填装置１００を用い実験例２のトナーを用いた以外は実験例１と同様にして充填正確性指標を算出すると共に停止時間を決定した。結果を表１に示す。

（実験例３）
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器に、水６８３質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０、三洋化成工業株式会社製）１１質量部、スチレン８３質量部、メタクリル酸８３質量部、アクリル酸ブチル１１０質量部、及び過硫酸アンモニウム１質量部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。これを加熱して、系内温度７５℃まで昇温し５時間反応させた。更に、１質量％過硫酸アンモニウム水溶液３０質量部加え、７５℃で５時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［樹脂微粒子分散液１］を得た。得られた［樹脂微粒子分散液１］を粒度分布測定器（ＬＡ−９２０、堀場製作所製）で測定した体積平均粒径は、１０５ｎｍであった。また、［樹脂微粒子分散液１］の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移温度（Ｔｇ）は５９℃であり、重量平均分子量は１５０，０００であった。

−ポリエステルの製造例−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６６質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物５３５質量部、テレフタル酸２３１質量部、及びイソフタル酸４１質量部を投入し、常圧窒素気流下、２１０℃で１０時間縮合反応した。次いで、サリチル酸１２７質量部を投入し、２１０℃で５時間縮合反応を継続した。更に、０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に冷却し、［ポリエステル１］を得た。得られたポリエステル樹脂のＴＨＦ可溶分の重量平均分子量は３，８００、酸価１９ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価５５ｍｇＫＯＨ／ｇ、フェノール性水酸基の水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度５３℃であった。

−プレポリマーの製造−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７９５質量部、イソフタル酸２００質量部、テレフタル酸６５質量部、及びジブチルチンオキサイド２質量部を投入し、常圧下、窒素気流のもと、２１０℃で８時間縮合反応した。次いで、１０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０質量部と２時間反応を行い、［プレポリマー１］を得た。得られたプレポリマーの重量平均分子量は５，０００、平均官能基数は２．２５であった。

−ケチミン化合物の製造−
攪拌棒、及び温度計の付いた反応槽中に、イソホロジアミン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い［ケチミン化合物１］を得た。

−分散液の調製−
ビーカー内に［プレポリマー１］３３質量部、［ポリエステル１］１３２質量部、及び酢酸エチル８０質量部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス１５質量部、カーボンブラック２０質量部、及び酢酸エチル１２０質量部をビーズミルに入れ、３０分間分散した。２つの液を混合し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２，０００ｒｐｍの回転数で５分攪拌した後、ビーズミルで１０分間分散処理し、［トナー材料油性分散液１］を得た。

−トナーの製造−
ビーカー内にイオン交換水５２９．５質量部、［樹脂微粒子分散液１］７０質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５質量部を入れ、ＴＫ式ホモミキサーで１２，０００ｒｐｍに攪拌しながら、この水分散液に上記［トナー材料油性分散液１］４００質量部、及び［ケチミン化合物１］８．４質量部を加え、３０分間攪拌を続けながら反応させた。続いて、冷却管を設置したフラスコに内容物を移し、湯浴を用いて熟成した。
熟成後の分散液から有機溶剤を除去した後、濾別、洗浄、乾燥し、次いで風力分級し、球形状のトナー母体粒子を得た。得られたトナー母体粒子１００質量部、及び帯電制御剤（オリエント化学社製、ボントロンＥ−８４）０．２５質量部をＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、タービン型羽根の周速を５０ｍ／ｓｅｃに設定して混合処理した。
この場合、その混合操作は、２分間運転、１分間休止を５サイクル行い、合計の処理時間を１０分間とした。更に、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を０．５質量部添加し、混合処理した。この場合、その混合操作は、周速を１５ｍ／ｓｅｃとして３０秒混合１分間休止を５サイクル実施し、実験例３のトナーを得た。得られた実験例３のトナーの個数平均粒径（Ｄｎ）は、５．５μｍであった。

実験例３のトナーを添加し、全質量が１，０００ｇになるようにして粉体を得た。その後、実施例３の粉体充填装置１００を用い実験例３のトナーを用いた以外は実験例１と同様にして充填正確性指標を算出すると共に停止時間を決定した。結果を表１に示す。

（実験例４）
実験例３において、実施例３の篩装置を実施例４の篩装置に変えた以外は実験例３と同様にして、充填正確性指標を算出すると共に停止時間を決定した。結果を表１に示す。

上記の充填正確性の指標の算出結果のとおり、粉体充填装置１００を用いることで、停止時間が短く、僅かな誤差で粉体充填用容器４０に粉体を充填することができる。なお、超音波篩を用いて粉体を充填した場合には、装置の運転停止後にもフィルターが惰性で振動し、粉体充填用容器への粉体の充填が止まらないことから、停止時間および充填量の誤差が大きくなる。

１ 粉体充填システム
４０ 粉体充填用容器
５０ 粉体充填システム本体
５１ 筐体
５２ 昇降ユニット
５３ 粉体充填用秤
５４ 粉体供給用秤
５５ ディスプレイ
５６ 制御部（制御装置の一例）
１００ 粉体充填装置
１０１ 粉体充填装置
１２０ 篩本体
１２１ フレーム（筒状体の一例）
１２１ａ 供給部
１２１ｂ 排出部
１２１ｃ クリーニング用扉（回収口の一例）
１２２ フィルター
１３０ 回転体
１３１ ブレード
１３２ シャフト
１３３ ハブ
１４０ 駆動部
１４１ ブレード駆動用モータ
１４２ ベアリング
１５０ 充填部
１５１ ノズル
１５２ 気体導入手段（第１の気体導入手段の一例）
１５１ａ 空気導入口
２００ 粉体供給装置
２１０ 粉体充填装置本体
２１１ 粉体投入口
２１２ 粉体収容手段（収容手段の一例）
２１３ 圧力開放弁
２１４ 粉体流速調整弁
２１５ 本体圧力計
２２０ 気体導入手段（第２の気体導入手段の一例）
２２１ 圧縮空気配管
２２２ 第１減圧弁
２２３ 第２減圧弁
２２４ 空気流量計
２２５ 空気ヘッダ
２２６ 通気手段
２２７ 第１圧力計
２２８ 第２圧力計
２２９ 第３圧力計
２３０ 粉体供給手段
２３１ 粉体導出管
２３２ 粉体輸送管
５６１ 供給制御部（供給制御手段の一例）
５６２ 駆動制御部（駆動制御手段の一例）
５６３ 算出部
５６４ 通知部
Ｐ 粉体
Ｐｆ 流動化した粉体
Ｐｓ 篩分けられた粉体
Ｖ 渦

特開２００６−２３７８２号公報 特開２００９−９０１６７号公報

Claims (9)

1. 筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して回転し、前記筒状体内に供給された粉体を攪拌するブレードを有する篩本体と、
   前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を所定の容器に導入させる導入手段と、
   を備えたことを特徴とする粉体充填装置。
2. 前記筒状体内に所定量を超える粉体が収容された場合に、前記所定量を超える前記粉体を前記筒状体内から排出する排出部が前記筒状体に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填装置。
3. 前記篩本体の外部から前記フィルターを通過させて前記篩本体の内部に気体を導入する第１の気体導入手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体充填装置。
4. 前記筒状体には、前記篩本体に収容された前記粉体を回収するための開口部を開閉させる回収扉が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の粉体充填装置と
   前記粉体充填装置に粉体を供給する粉体供給装置と、
   前記粉体充填装置の前記ブレードの回転駆動を制御する駆動制御手段、および前記粉体供給装置による前記粉体充填装置への前記粉体の供給を制御する供給制御手段、を備えた制御装置と、
   を有することを特徴とする粉体充填システム。
6. 前記粉体の充填を停止する際に、前記供給制御手段が前記粉体の供給を停止させる制御をした後に、前記駆動制御手段が前記ブレードの回転駆動を停止させる制御をすることを特徴とする請求項５に記載の粉体充填システム。
7. 前記粉体充填装置によって充填された粉体の質量を計測する計測装置を有し、
   前記制御装置が、前記計測装置の計測結果から算出される前記粉体の充填速度に基づいて所定の情報を通知する通知手段を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の粉体充填システム。
8. 前記粉体供給装置が、
   前記粉体を収容する収容手段と、
   前記収容手段に収容された前記粉体に気体を導入する第２の気体導入手段と、
   前記第２の気体導入手段によって前記気体が導入されて流動化された前記粉体を前記粉体充填装置に輸送する輸送手段と、を備えたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の粉体充填システム。
9. 筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および、ブレードを有する篩本体に粉体を供給する供給工程と、
   前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して前記ブレードを回転させることにより、前記篩本体に供給された前記トナーを攪拌する攪拌工程と
   前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を所定の容器に充填する充填工程と、
   を有することを特徴とする粉体充填方法。

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