JP2520182Y2 - 粉体充填装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば画像形成装置に
使用されるトナー等の粉体を、所定の容器内に高速でか
つ高密度に充填し得る粉体充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置に使用
されるトナーは、通常、ボトル状、あるいは円筒状の容
器内に充填されて、運搬や保管等が行われる。このよう
な容器内へのトナーの充填は、例えば、特開平１−１２
４５０３号公報に開示されているように、内部を減圧状
態として、所定量のトナーが収容された粉体供給器と容
器内との間に生じた圧力差を利用する真空充填法により
実施される。このような真空充填法では、粉体供給器か
ら高密度のトナー等の粉体を、高速で、かつ高密度に充
填することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このような構成の粉体
充填装置では、粉体供給器から容器内に落入される粉体
は、その容器内が予め減圧状態とされているため、高速
で該容器内へ充填される。しかも、容器内は略真空状態
であるために、容器内へ落入された粉体は空気を含ま
ず、その嵩密度が減少するおそれがないという利点を有
している。

【０００４】しかし、その反面、容器内に落入する粉体
の落入速度が大きく、しかも、容器内の空気量が少ない
ために、容器内に充填される粉体が圧縮され過ぎる傾向
がある。特に、粉体供給器内の圧力と容器内の圧力との
差が大きい充填初期には、容器内に落入した粉体が、容
器の底面に激しく衝突して、その粉体に大きな圧縮力が
作用する。その結果、粉体の粒径によっては、容器内の
底部に、粉体がブロック状の塊りに固まるおそれがあ
る。容器内に充填される粉体が電子写真複写機等の画像
形成装置に使用されるトナーである場合には、容器内の
トナーが固まった状態になっていると、その容器が画像
形成装置に装着されて使用される場合に、容器から画像
形成装置にトナーが円滑に補給されないおそれがある。

【０００５】本考案は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、容器内にトナー等の粉体を高速でか
つ高密度に充填し得て、しかも、容器内に充填された粉
体が固まることを確実に防止し得る粉体充填装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案の粉体充填装置
は、粉体が充填される内部と外部とを減圧した状態で、
容器の上方に配設された粉体供給器から粉体供給管路お
よび該粉体供給管路に連設されたノズル部を通して該容
器内へ粉体を落下させるとともに、該容器の外部の圧力
を上昇させる粉体充填装置であって、該ノズル部を開閉
し得るように配設された弁体を有しており、該弁体を該
ノズル部を閉塞する状態と該ノズル部の一部を開放する
状態と該ノズル部を完全に開放する状態とにそれぞれ移
動させる手段を有する開閉弁を具備してなり、そのこと
により上記目的が達成される。

【０００７】

【作用】本考案の粉体充填装置では、減圧状態の容器内
部に粉体供給器から粉体供給管路を通して高速で粉体が
落下される当初は、開閉弁はノズル部の一部を開放した
状態になり、該ノズル部内を落下する粉体の流速が抑制
される。その結果、容器内に落下した粉体が容器底部へ
の衝突が緩和される。その後に、弁体はノズル部を完全
に開放した状態になり、粉体は、短時間で所定量が容器
内に充填される。

【０００８】

【実施例】以下に本考案を実施例について説明する。

【０００９】本考案の粉体充填装置であるトナー充填装
置は、図１に示すように、微細な粉体であるトナーを所
定量ずつ供給し得るトナー供給器10と、該トナー供給器
10の下方に配設され、トナーが充填される容器90が内部
に保持される減圧ケース20とを具備する。

【００１０】トナー供給器10は、例えば粉体貯留タンク
から所定量のトナーを切り出し得る図外のトナー切り出
し器と、該トナー切り出し器に連結され、該トナー切り
出し器にて切り出された所定量のトナーを貯留し得るト
ナーホッパー11と、該トナーホッパー11におけるトナー
落下口と減圧ケース20内とを連通させる粉体供給管路12
とを有しており、所定量のトナーがトナーホッパー11か
ら粉体供給管路12を介して減圧ケース20内へ落下される
ように構成されている。

【００１１】減圧ケース20は、上下に分割可能な上部半
体21と、下部半体22とにより構成されている。下部半体
22は、上部半体21に対して接合および離隔し得るよう
に、エアーシリンダ70にて昇降される。そして、該エア
ーシリンダ70にて下部半体22が上昇されることにより、
該下部半体22が上部半体21に接合される。両者が接合す
る部分には、例えば軟質ゴムにて形成されるシール部材
21aおよび22aがそれぞれ設けられており、エアーシリン
ダ70で上昇された下部半体22が上部半体21に接合される
ことにより、各シール部材21aおよび22aが気密に係合
し、該減圧ケース20内は気密状態とされる。上部半体21
の下部外面には下部半体22が上昇されて接合される際
に、該下部半体22のシール部材22aを上部半体21のシー
ル部材21aと接合するように案内するガイド部材23が設
けられている。

【００１２】減圧ケース20の上部半体21は、前記粉体供
給管路12の下部に固定的に取付けられている。上部半体
21の上面部には、下方へ突出する粉体供給ノズル24が設
けられており、該粉体供給ノズル24内に粉体供給管路12
の下端部が挿通している。粉体供給ノズル24の上部下面
には、軟質ゴム製のパッキン25aを係止する段差部25が
設けられている。段差部25に係止されたゴム製のパッキ
ン25aは、減圧ケース20内に保持される容器90の上部に
形成された充填口92の上端面に突き当てられるようにさ
れている。該段差部25より下方は、下側になるに連れて
順次縮径する逆円錐台状のノズル部26になっている。該
ノズル部26の内径は、その上方の粉体供給ノズル24の上
部に対して広くなっており、その連設部には段差部26a
が形成されている。ノズル部26における下端面の中心部
には、粉体供給管路12の下端が粉体投入口28として開口
している。

【００１３】減圧ケース20の上部半体21に固設された粉
体供給ノズル24の内部には、開閉弁30が配設されてい
る。該開閉弁30は、粉体供給ノズル24の軸心と同軸状態
で昇降可能に配設された弁体31を有する。該弁体31は、
外周面が下側なるに連れて、順次、拡径する円錐形状の
上部31aと、円柱状の下部31bとにより構成されており、
両者の連設部にゴム製のパッキン34が嵌合されている。
該弁体31の円柱状の下部31bは、ノズル部26の内径より
も若干小さい外径であって、該ノズル部26の上方に連設
された粉体供給ノズル24の上部の内径よりも大きくなっ
ている。従って、該弁体31が上方へ移動すると、ノズル
部26と粉体供給ノズル24の上部との段差部26aにパッキ
ン34が当接するようになっている。

【００１４】該弁体31は鉛直状の支持軸32によって、粉
体供給ノズル24の下部におけるノズル部26内に同心状に
支持されている。該支持軸32は、粉体供給管路12および
トナーホッパー11を挿通しており、上端部がトナーホッ
パー11の上方に延出している。該支持軸32の上端部は、
トナーホッパー11の上方に配設された駆動装置33に連結
されている。該駆動装置33は、弁体31を昇降させるよう
になっており、該弁体31の上部31aが粉体供給ノズル24
の上部に嵌合されてパッキン34が段差部26aに気密状態
に当接する位置と、パッキン34が段差部26aから所定の
距離だけ離れるとともに下部31bがノズル部26内に収容
された位置と、さらに弁体31全体がノズル部26から下方
へ延出した位置との３段階に設定されるようになってい
る。

【００１５】減圧ケース20の下部半体22には、トナーが
充填される、例えば円筒状の容器90を保持した状態で、
この容器90を昇降させる容器昇降手段60が設けられてい
る。該容器昇降手段60は、該下部半体22の底面に取付け
られたエアーシリンダ61と、該エアーシリンダ61のピス
トンロッド61a先端に取付けられた昇降台62とを有す
る。エアーシリンダ61は、ピストンロッド61aの進出方
向が上方となるように取付けられている。昇降台62に
は、容器90の下端部を保持する保持枠62aが設けられて
おり、この保持枠62aが容器90の下部に嵌合して、該容
器90を略鉛直状態に保持するようになっている。該容器
90は、エアーシリンダ61の昇降に伴って昇降される。容
器90は下部半体22が下降されて上部半体21から分離され
た状態で下部半体22内に挿入され、該昇降台62上に載置
される。

【００１６】そして、該容器90が昇降台62に載置され、
減圧ケース20の上部半体21と下部半体22とを気密に接合
した状態で、エアーシリンダ61をピストンロッド61aが
上方へ進出するように駆動すると、容器90の充填口92
が、上部半体21上面部に設けられた粉体供給ノズル24の
ノズル部26外周面に案内されながら、該容器90が上昇す
る。さらに、容器90がエアシリンダー61によって上昇す
ると、充填口92の上端が、当接面部25に係止されたパッ
キン25aに弾性的に圧接して、容器90の充填口92と粉体
投入口28とが気密に当接される。

【００１７】減圧ケース20における上部半体21の上面部
には、減圧ケース20内を適宜減圧し得る減圧手段40と、
この減圧状態から適宜圧力を上昇させ得る圧力上昇手段
50とがそれぞれ備えられている。減圧手段40は、減圧ケ
ース20内と真空ポンプ44とを連通する減圧管路41と、該
減圧管路41に介装された開閉弁42とを有している。圧力
上昇手段50は、減圧ケース20に取付けられた大気導入管
51と、該大気導入管51に介装された開閉弁52および流量
調整弁53とを有している。

【００１８】このような構成の粉体充填装置により、ト
ナーは次のように容器90内に充填される。

【００１９】まず、開閉弁30における駆動装置33により
弁体31を上昇させて、パッキン34がノズル部26の段差部
26aに気密状態になるように当接させる。このような状
態で、トナーホッパー11内に所定量のトナーが投入され
る。トナーホッパー11内に投入されたトナーは、トナー
ホッパー11内および粉体供給管路12内に貯溜される。そ
して、減圧ケース20の下部半体22を下降させる方向にエ
アシリンダ70を動作させて、該下部半体22を上部半体21
から分離する。このような状態で、容器90を、その充填
口92が上側に位置するように昇降台62上に載置する。次
いで、エアーシリンダ70を動作させて、下部半体22のシ
ール部材22aと上部半体21のシール部材21aとを気密に接
合させるべく、下部半体22を上昇させる。下部半体22と
上部半体21とが接合されると、大気導入管51に介装され
た開閉弁52を閉状態として、減圧ケース20内を気密状態
とする。

【００２０】この場合、下部半体22内に保持された容器
90は、その充填口92が粉体供給ノズル24とは離隔してお
り、該容器90の内部は減圧ケース20の内部と連通状態に
なっている。このような状態で、減圧管路41に介装され
た開閉弁42を開状態とし、真空ポンプ44を駆動させる。

【００２１】これにより、減圧ケース20内の空気が吸引
され、減圧ケース20の内部が減圧されると同時に、容器
90の内部が減圧される。そして、容器90の内部と、該容
器90を取り囲む減圧ケース20内のとが平衡して減圧さ
れ、両者が略真空状態になると、減圧管路41に介装され
た開閉弁42は閉状態にされる。これにより、減圧ケース
20内は気密状態になる。

【００２２】このような状態で、減圧ケース20内のエア
ーシリンダ61を動作させ、昇降台62を上昇させる。これ
により、昇降台62に保持された容器90の充填口92がパッ
キン25a下面に当接して、充填口92が粉体供給ノズル24
に対して気密状態とされる。

【００２３】次に、支持軸32が下降するように駆動装置
33が動作される。これにより、弁体31は、図２に実線で
示すように、全体が下降されて、パッキン34が段差部26
aから離れた状態であって弁体31の下部31bがノズル部26
内に位置された状態とされる。同時に、大気導入管51に
介装された開閉弁52も開状態にする。これにより、トナ
ーホッパー11内および粉体供給管路12内に貯溜されてい
たトナーが、容器90内に落入する。このとき、容器90内
は、トナーホッパー11内に対して減圧状態とされている
ので、トナーは弁体31の外周面とノズル部26内周面との
間を通って容器90内に高速で流入する。粉体供給管路12
から落下するトナーは、ノズル部26内に位置する弁体31
の円錐形状の上部31aの周面に衝突した後に、該ノズル
部26の内面に衝突して、容器90内に落下する。従って、
容器90内に落入したトナーは、弁体31の周面およびノズ
ル部26の内面に衝突することにより著しく減速されてい
るために、トナーの落入当初における容器90の内部の減
圧度が大きい場合にも、トナーは、容器90内の底部にて
固まることなく充填される。

【００２４】このような充填が開始された後に、図２に
実線で示す状態で、短時間が経過すると、弁体31は、図
２に二点鎖線で示すように、ノズル部26の下方にまで下
降される。これにより、ホッパー内に残留するトナー
は、弁体31の外周面に衝突するものの、該弁体31全体が
容器90内に位置しているために、高速で容器90内に充填
される。

【００２５】このとき、弁体31の移動によるトナーの落
下と同時に、大気導入管51から流量調整弁53にて規定さ
れる所定量の大気が減圧ケース20内に流入して、容器90
を取り囲む減圧ケース20内の圧力が上昇するため、容器
90内にトナーが流入することにより容器90内の圧力が上
昇しても、容器90の内部と外部との圧力が平衡している
ために、容器90の変形および破損が防止される。

【００２６】トナーホッパー11内のトナーが全て容器90
内へ充填されると、減圧ケース20内のエアーシリンダ61
が駆動されて、支持台62が下降され、容器90の充填口92
からノズル部26が離脱する。次いで、エアーシリンダ70
が、減圧ケース20における下部半体22を下降させるべく
駆動される。下部半体22が上部半体21から分離すると、
トナーが充填された容器90が該下部半体22内から取り出
される。

【００２７】容器90の状態からノズル部26が抜かれる前
に、支持軸32が軸心方向に振動するように駆動装置33を
動作させれば、その振動による衝撃で弁体31の外周面に
付着するトナーが容器90内に落下する。これにより、弁
体31の外周面から下部半体22内にトナーが落下すること
が防止される。その結果、トナーによる減圧ケース20内
の汚れが防止されると共に、別の新しい容器をセットす
る際に、その上部がトナーで汚れるという事態も防止さ
れる。さらに、容器90への粉体の充填量の歩留りの向上
も図れる。

【００２８】

【考案の効果】本考案の粉体充填装置は、このように、
充填開始直後は、ノズル部が一部開放された状態になっ
ているために、減圧された容器内に落入する粉体の流速
が制限されて、粉体が容器の底部に衝突してブロック状
に固まることが防止される。その後は、ノズル部が完全
に開放された状態になるために、粉体の流下速度が速く
なり、所定量の粉体が確実に容器内に充填される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の粉体充填用容器を使用した粉体充填装
置の一例を示す概略図。

【図２】図１の要部の断面図。

【符号の説明】

10 トナー供給器 20 減圧ケース 24 粉体供給ノズル 26 ノズル部 26a 段差部 30 開閉弁 31 弁体 32 支持軸 33 駆動手段 40 減圧手段 50 圧力上昇手段 60 容器昇降手段 90 容器 92 充填口

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体が充填される内部と外部とを減圧し
   た状態で、容器の上方に配設された粉体供給器から粉体
   供給管路および該粉体供給管路に連設されたノズル部を
   通して該容器内へ粉体を落下させるとともに、該容器の
   外部の圧力を上昇させる粉体充填装置であって、 該ノズル部を開閉し得るように配設された弁体を有して
   おり、該弁体を該ノズル部を閉塞する状態と該ノズル部
   の一部を開放する状態と該ノズル部を完全に開放する状
   態とにそれぞれ移動させる手段を有する開閉弁を具備す
   る粉体充填装置。