JP3124230U - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーのような粉体をホッパ内からトナーボトル等の小型の粉体容器へ自動的かつ容易に、しかも迅速かつ正確に、規定量を充填できるようにする。
【解決手段】従来のトナー充填装置の充填スクリュー３を駆動するスクリュー駆動モータをサーボモータ２に変更し、電子秤６により測定したトナーカートリッジ８の充填重量に応じ、サーボモータ２の回転を制御し、トナーホッパー１内からトナーを規定量だけトナーカートリッジ８に充填するものである。充填対象となる粉体としては、静電潜像現像用のトナーに限定されず、薬品、化粧品、食品等の各種粉体をも対象とし得ることはもちろんである。
【選択図】図１

Description

本考案は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置用のトナーのように、粒径が微細な粉体を規定量に過不足なくホッパから粉体容器に充填するための粉体充填装置に関する。

複写機等の画像形成装置において静電潜像の現像に用いるトナーを、画像形成装置に装着するトナー容器に充填することについて意は、例えば、特許文献１では、内部にトナー撹拌用オーガーを具備し底部にロータリーバルブを具備したトナー供給用容器からトナー受け容器にトナー粉体を充填する方法が開示されている。また特許文献２では、トナーのような粉体を流動化させて小型容器へ迅速かつ正確に分取するための技術として、加圧気体を吐出させることで粉体を流動化させる手段と、粉体が充填された小型容器の重量を計測する手段と、重量計測手段からの計測データに基づいて大型容器の吐出開口部の吐出量制御を行う制御手段を備えるものが開示されている。

ところで近年、静電潜像の現像に用いるトナーは、現像された画像の解像度上昇の要求に応えるため、粒径を微小化させつつあり、しかも流動性が悪く、凝集性が高いものとなっており、トナーを流動化させつつ規定量を小型のトナー容器へ移動させるのが容易ではなくなってきている。
特開平９−１９３９０２号公報 特開２００５−２２７８８号公報

本考案は、上記の従来技術の問題点にかんがみ、トナーのような粉体を自動的かつ容易にホッパ内で流動化させ、トナーボトル等の小型の粉体容器に迅速かつ正確に規定量を充填できる装置を提供することを目的とする。

本考案の請求項１に係る粉体充填装置は、前記目的を達成するために、ホッパ内の粉体を該ホッパ下部の吐出口から所要の粉体容器に吐出し、充填する粉体充填装置であって、前記ホッパの内の粉体を前記粉体容器へ吐出、充填するための充填スクリューと、該充填スクリューを回転駆動するサーボモータと、前記ホッパ内の粉体を攪拌する撹拌部材と、該撹拌部材を回転駆動する攪拌モータと、前記粉体容器の重量を粉体の充填途中に計測し得る重量計測装置と、該重量計測装置で得た計測データに基づき、前記サーボモータの作動を制御する制御手段と、前記粉体容器に振動を加え得る加振部材を有することを特徴とする。

すなわち、充填スクリューの駆動をサーボモータで行い、計測した粉体容器の重量に応じてサーボモータを制御し、また必要に応じて粉体容器に振動を加えて充填済みの粉体を粉体容器内で流動させ、充填を容易にし、規定量を充填することを可能にしているのである。

そして請求項２に係るものは、請求項１の粉体充填装置において、前記ホッパの前記吐出口から粉体を吐出する方向と、前記粉体容器への充填方向を一線上に配してなることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項２の粉体充填装置において、前記加振部材を前記粉体容器の少なくとも一側面に対して配し、前記粉体容器に対して前記粉体を充填する方向と直交方向で加振し得るようにしてなることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１の粉体充填装置において、前記ホッパの前記吐出口から粉体を吐出する方向と、前記粉体容器への充填方向を交差方向に配し、前記ホッパの前記吐出口と前記粉体容器の充填口との間に連結部材を配してなることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４の粉体充填装置において、前記粉体容器を前記重量計測装置上に支持する支持部材を備えてなることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項４または５の粉体充填装置において、前記支持部材の前記粉体容器の支持面に前記粉体容器を振動させ易くするための弾性部材を設けてなることを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの粉体充填装置において、前記撹拌部材が前記ホッパの傾斜した内壁面に沿う形状をなす一対の棒状部材からなり、これら棒状部材の下端高さ位置を異ならせてなることを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかの粉体充填装置において、前記重量計測装置が電子秤であることを特徴とする。

本考案は、トナーのような粉体をホッパ内からトナーボトル等の小型の粉体容器へ自動的かつ容易に、しかも迅速かつ正確に、規定量を充填できる。

以下本考案を実施するための最良の形態を、図を参照して説明する。なお本明細書中において、ホッパとは略逆三角錐的な内面形状の容器部分を有するものを言い、一般的にはホッパと称されないような形状、構造のもの等も含み、図示し、かつ以下に説明する実施形態、実施例のものには限定されない。またサーボモータについても、一般的なサーボモータと称されるモータと同等の作用を奏するモータその他の駆動手段、装置であれば良い。

またなお、本考案において充填対象となる粉体としては、静電潜像現像用のトナーに限定されず、薬品、化粧品、食品等の各種粉体をも対象とし得ることはもちろんである。

図１は本考案に係る粉体充填装置をトナーの充填に実施した形態を示す概念図である。図中１はトナーホッパー、２はスクリュー駆動モータであるサーボモータ、３は充填スクリュー、４は攪拌モータ、５は攪拌部材、６は電子秤、７は制御ボックス、８はトナーカートリッジである。また９はシーケンサ、１０はサーボドライバである。

本実施形態では、従来のトナー充填装置の充填スクリュー３を駆動するスクリュー駆動モータをサーボモータ２に変更し、電子秤６により測定したトナーカートリッジ８の充填重量に応じ、サーボモータ２の回転を制御し、トナーホッパー１内からトナーを規定量だけトナーカートリッジ８に充填するものである。

次に、本考案の好ましい実施例を図面に基づいてさらに詳しく説明する。図２は、本考案に係る粉体充填装置の一構成例を示す断面図（Ａ）、平面図（Ｂ）及び要部拡大断面図（Ｃ）である。なお以下では粉体として、平均粒径が数ミクロン程度の微細な静電潜像現像用トナーを充填対象として説明する。

図２の充填装置においても、図１に示した本考案の実施形態に係る粉体充填装置とほぼ同じ構成を有し、充填スクリュー３を駆動するスクリュー駆動モータをサーボモータ２に変更し、電子秤６により測定したトナーカートリッジ８の充填重量に応じ、サーボモータ２の回転を制御し、トナーホッパー１内からトナーを規定量だけトナーカートリッジ８に充填するものである。トナーホッパー１内の微粉体トナーは、下方の小型のトナーカートリッジ８に充填される。小型のトナーカートリッジ８を載置する電子秤６にはロードセルのような公知の重量計測手段を用いればよいが、ロードセル以外のタイプの重量計測あるいは質量計測手段を用いることもできる。

本実施例では、装置全体を支持するフレーム１１にトナーホッパー１を固定し、その下端に微粉体トナーの吐出部１２を設け、トナーカートリッジ８をフレーム１１に設けたバイブレータ１３、１３で両側方から挟めるように構成してある。平均粒径が数ミクロン程度の微細な静電潜像現像用トナーを充填していくと、ブリッジ減少等により充填しにくくなるのを防ぐためである。

なおバイブレータ１３の構成はどのようなものでも良いが、本実施例では、図３に示すように、フレーム１１に別体で設けたベース１４にガイドブラケット部材１５を介してバイブレータ１３を取り付け、エア等で振動させるようにしたものを用いている。

またトナーホッパー１内に配した攪拌部材５は、図示のように若干だけ片方の先端が下方に位置するように形成してあり、トナーによる架橋現象を防止し、攪拌したトナーがスムーズに充填スクリュー３へ入り込み、搬送され、トナーカートリッジ８に充填され得るようにしてある。なお、トナーホッパー１はホッパ状の内壁部分が内部に収容したトナーの滑落を妨げないように適度な傾斜としておくことはもちろんである。

電子秤６は、既述のようにロードセルのような重量計測機器を用いることができるが、その計測データ（例えば、空のトナーカートリッジ８の重量及びトナーが充填されたトナーカートリッジ８の重量）は通信線を介して、シーケンサ９へ送り、所定のデータ処理を行ってサーボドライバ１０を介してサーボモータ２の駆動を制御し、規定量あるいはほぼ規定量と見なせる重量のトナーが充填されるように制御する。

なお、電子秤６からのデータは有線での通信手段だけではなく、無線での通信手段で制御系へ送るようにし、制御系からは無線でサーボモータ２の制御信号を送出するようにすることももちろん可能である。

図４は、本考案に係る粉体充填装置の第二の構成例を示す断面図で、図２（Ａ）に相当するが一部図示を省略してある。

本実施例は、トナーの充填口が端部ではなく、側面部に設けてあるようなタイプのものに対応する装置である。すなわち、トナーホッパー１の下端に設ける微粉体トナーの吐出部１６先端を図５に示すように曲げ、図４に示すように斜めに配置したトナーカートリッジ８に充填し得るようにしてある。

また本実施例では、バイブレータ１３を一つだけとし、やはりフレーム１１に別体で設けたベース１４に取り付け、エア等で振動させるようにしたものを用いている。

さらに本実施例では、トナーカートリッジ８を電子秤６上で斜めに傾けて保持できるように、断面が直角三角形状の支持部材１７を電子秤６の上面に設けてある。もちろん、フレームに支持部材を設けてトナーカートリッジ８を支持する構成とすることも可能であるが、トナーカートリッジ８の重量、すなわちトナーの充填量を電子秤６でできるだけ精密に計測できるようにするには図示のような直接支持的な構成が好ましい。

以上、本考案を二つの実施例に基づいて説明してきたが、本考案はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記構成例においてモニタ部を設けて電子秤で計測した重量計測データ等を表示すること等は、フレームに設けた操作パネル１７等を利用すれば簡単に実現できる。

本考案に係る粉体充填装置をトナーの充填に実施した形態を示す概念図 本考案に係る粉体充填装置の一構成例を示す断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）及び要部拡大断面図（Ｃ） バイブレータの構成例を示す平面図 本考案に係る粉体充填装置の第二の構成例を示す断面図 図４の装置で用いるトナーの吐出部先端を示す図

符号の説明

１ トナーホッパー
２ サーボモータ（スクリュー駆動モータ）
３ 充填スクリュー
４ 攪拌モータ
５ 攪拌部材
６ 電子秤
７ 制御ボックス
８ トナーカートリッジ
９ シーケンサ
１０ サーボドライバ
１１ フレーム
１２ トナーの吐出部
１３ バイブレータ
１４ ベース
１５ ガイドブラケット部材
１６ トナーの吐出部
１７ 支持部材

Claims (8)

1. ホッパ内の粉体を該ホッパ下部の吐出口から所要の粉体容器に吐出し、充填する粉体充填装置であって、
   前記ホッパの内の粉体を前記粉体容器へ吐出、充填するための充填スクリューと、該充填スクリューを回転駆動するサーボモータと、前記ホッパ内の粉体を攪拌する撹拌部材と、該撹拌部材を回転駆動する攪拌モータと、
   前記粉体容器の重量を粉体の充填途中に計測し得る重量計測装置と、
   該重量計測装置で得た計測データに基づき、前記サーボモータの作動を制御する制御手段と、
   前記粉体容器に振動を加え得る加振部材を有することを特徴とする粉体充填装置。
2. 請求項１の粉体充填装置において、前記ホッパの前記吐出口から粉体を吐出する方向と、前記粉体容器への充填方向を一線上に配してなることを特徴とする粉体充填装置。
3. 請求項２の粉体充填装置において、前記加振部材を前記粉体容器の少なくとも一側面に対して配し、前記粉体容器に対して前記粉体を充填する方向と直交方向で加振し得るようにしてなることを特徴とする粉体充填装置。
4. 請求項１の粉体充填装置において、前記ホッパの前記吐出口から粉体を吐出する方向と、前記粉体容器への充填方向を交差方向に配し、前記ホッパの前記吐出口と前記粉体容器の充填口との間に連結部材を配してなることを特徴とする粉体充填装置。
5. 請求項４の粉体充填装置において、前記粉体容器を前記重量計測装置上に支持する支持部材を備えてなることを特徴とする粉体充填装置。
6. 請求項４または５の粉体充填装置において、前記支持部材の前記粉体容器の支持面に前記粉体容器を振動させ易くするための弾性部材を設けてなることを特徴とする粉体充填装置。
7. 請求項１から６のいずれかの粉体充填装置において、前記撹拌部材が前記ホッパの傾斜した内壁面に沿う形状をなす一対の棒状部材からなり、これら棒状部材の下端高さ位置を異ならせてなることを特徴とする粉体充填装置。
8. 請求項１から７のいずれかの粉体充填装置において、前記重量計測装置が電子秤であることを特徴とする粉体充填装置。