JP3798435B2 - トナー粉体充填方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、トナー等の粉体を粉体容器内へ充填するための粉体充填装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、トナー等の粉体を粉体容器内へ充填するための粉体充填装置としては種々のものがあり、例えば、特開平3−176306号公報に開示されたように、粉体容器の内部と外部との減圧,昇圧を複数回繰り返して充填するものや、特開平4−87903号公報に開示されたように粉体供給体に正圧と負圧とを加えることにより粉体の供給を実行させたり停止させたりするものや、特開平4−311403号公報に開示されたように通気性部材により形成した粉体容器の外部を負圧にして行なうもの等がある。
【0003】
ここで、粉体容器内への粉体の充填は、この粉体容器の粉体投入口へ粉体供給体を着脱自在に接続し、粉体を粉体投入口へ接続した粉体供給体内を流下させることにより行なう。なお、この粉体投入口は、粉体容器を複写機等にセットした場合に充填されたトナーが吐出するトナー吐出口となるものであり、多量のトナーが一度に吐出することを防止して安定したトナー吐出を行なうためにこの粉体投入口は小径とされる傾向にある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
粉体投入口が小径になるとそれに伴って粉体供給体も小径となる。そして、粉体供給体が小径になると、粉体供給体内における粉体の流れが悪くなり、粉体の充填に時間がかかるようになる。また、粉体が粉体供給体内に詰まってしまい、粉体の充填が不能になる場合もある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、粉体供給体を粉体容器の粉体投入口に着脱自在に接続し、前記粉体供給体から前記粉体容器内へ前記粉体供給体の下部に設けられ前記粉体容器内に抜き差し自在に挿入される粉体供給体の最も直径の小さい部分である粉体供給管を介してトナー粉体を充填する粉体充填装置、一端側に減圧源が接続されると共に前記粉体容器内へ抜き差し自在に挿入される他端側にエア分離部を形成したエア吸引管と、加圧空気源に接続されると共に前記粉体供給体内を流下するトナー粉体に対して略直交する向きにエアを吹き出すエア吹出し部とを設けたものを用い、前記トナー粉体の充填を行なう際には、前記エア吸引管を前記粉体容器内に挿入して前記粉体容器内のエアの吸引を行なう工程と前記エア吹出し部にてエアの吹出しを行なう工程とを並行して実行する
【0009】
【作用】
請求項1記載の発明では、粉体は粉体容器の粉体投入口に接続された粉体供給体内を流下し、粉体容器内へ充填される。そして、減圧源を駆動させることにより、粉体容器内に充填された粉体中に含まれるエアがエア分離部から吸引されるため、粉体容器内の粉体の充填率(充填したトナー重量/粉体容器の容積)が高くなる。また、加圧空気源を駆動させることによりエア吹出し部からエアが吹出し、しかも、このエアは粉体供給体内を流下する粉体に対して略直交する向きに吹き出すため、このエアによって粉体供給体内を流下する粉体が浮いた状態となり、粉体供給体内における粉体の流れが円滑になる。
【0010】
請求項1記載の発明においては、粉体供給体の一部を形成する通気性壁部と、この通気性壁部を囲む外周壁と、これらの外周壁と通気性壁部とに囲まれた加圧空気室とによりエア吹出し部を形成しても良く、エア吸引管の一部を囲む通気性外周壁とこの通気性外周壁に囲まれた加圧空気室とによりエア吹出し部を形成しても良い。また、エア吹出し部を粉体供給体の直径が最も小さい部分に対向して配置しても良く、この場合には、粉体供給体内において粉体が最も流れにくくなると共に最も詰まりやすい部分は、粉体供給体の直径が最も小さい部分であるが、この部分に対向してエア吹出し部が配置されているため、このエア吹出し部からエアを吹き出すことにより粉体供給体内における粉体の流れを円滑にするということが最も効果的に行なわれる。
【0011】
【実施例】
本発明の第一の実施例を図1及び図2に基づいて説明する。まず、粉体であるトナーが充填される粉体容器1が設けられ、この粉体容器1の一端にはトナーを充填する粉体投入口2が形成されている。
【0012】
つぎに、所定のトナー充填位置にセットされた前記粉体容器1内へ充填するトナーが供給される粉体供給体である充填ホッパー3が設けられ、この充填ホッパー3の下部には前記粉体投入口2へ抜き差し自在に挿入される粉体供給管4が形成されている。なお、前記充填ホッパー3にはエアシリンダ5のピストンロッド6が連結されており、このエアシリンダ5を駆動させることにより前記充填ホッパー3が昇降して前記粉体供給管4が前記粉体投入口2へ抜き差しされる構造となっている。また、前記粉体供給管4の外周部にはガスケット7を固着したフランジ8が固定されており、粉体供給管4を粉体投入口2へ挿入した際に前記ガスケット7が前記粉体投入口2を気密状態に閉塞する構造となっている。
【0013】
前記充填ホッパー3の上方にはこの充填ホッパー3内へ供給するトナーの量を計量する充填計量部9が配置されており、この充填計量部9は、計量ホッパー10、供給コンベア11、モータ12により形成されている。なお、この充填計量部9は、前記充填ホッパー3とは別個に位置固定に設けられている。
【0014】
つぎに、前記充填ホッパー3にはエア吸引管13が取付けられている。このエア吸引管13は、前記充填ホッパー3の周壁を貫通すると共に一端が充填ホッパー3の外部に位置し、充填ホッパー3内に位置する他端側が略L字形に屈曲して前記粉体供給管4にそって下方へ延出した円形中空状のパイプ14と、粉体供給管4の先端部よりも下方へ延出したパイプ14の先端側に形成されたエア分離部15とによって形成されている。なお、前記パイプ14における他端側先端部は閉塞されており、一方、前記パイプ14の一端側には、ゴム管等の可撓管16、三方弁17,18、分岐管19,20を介して減圧源21と加圧空気源22とが接続されている。また、前記減圧源21の吸引負圧は−150mmHg〜−300mmHgに設定され、前記加圧空気源22の加圧空気圧は小さな値に設定されている。
【0015】
ここで、前記エア分離部15は、前記パイプ14の先端側周壁に直径寸法がφ3〜0.5mmの多数の小穴(図示せず)を形成し、これらの小穴が形成されている範囲のパイプ14外周面にメッシュの細かい(♯2000〜3000位)金網状のふるい網23を巻回することにより形成されている。なお、このふるい網23のメッシュは、トナーの粒径より小さい開口径を有する。
【0016】
前記充填ホッパー3にはエア吹出し部24が設けられており、このエア吹出し部24は、前記充填ホッパー3の一部を形成する通気性壁部25と、この通気性壁部25を囲む外周壁26と、これらの通気性壁部25と外周壁26とに囲まれた加圧空気室27とにより形成されている。なお、前記加圧空気室27には空気通路管28の一端が接続されており、この空気通路管28の他端は前記三方弁18と分岐管20とを介して前記加圧空気源22に接続されている。また、前記エア吹出し部24は、前記充填ホッパー3における最も直径が小さい部分である前記粉体供給管4に対向して配置されている。
【0017】
つぎに、所定のトナー充填位置にセットされた前記粉体容器1に対して振動を与える加振手段29が設けられており、この加振手段29は、前記粉体容器1が載置される載置板30と、振動を発生させる振動源31と、振動源31と載置板30とを連結したスプリング32とによって形成されている。
【0018】
このような構成において、粉体容器1内へのトナーの充填を行なう場合には、粉体容器1を充填ホッパー3の真下の位置(トナー充填位置)へセットし、エアシリンダ5を下降駆動させることにより充填ホッパー3を下降させ、粉体供給管4を粉体投入口2へ挿入する。なお、充填ホッパー3の下降に伴ってエア吸引管13も一体的に下降して粉体投入口2へ挿入され、粉体供給管4が粉体投入口2へ挿入されると共にガスケット7が粉体投入口2の周囲の部分に圧接された際にエア分離部15が粉体容器1の底部に位置する。
【0019】
ついで、モータ12により供給コンベア11を駆動させ、計量ホッパー10内に投入された所定量のトナーを充填ホッパー3内に落下させ、さらに、このトナーを充填ホッパー3内を流下させて粉体容器1内へ充填する。
【0020】
ここで、供給コンベア11を駆動させてトナーの充填を開始する際には、減圧源21と加圧空気源22とを駆動させると共に三方弁17,18を切替操作することにより、エア吸引管13を減圧源21へ接続し、加圧空気室27を加圧空気源22へ接続する。すると、粉体容器1内のエアがエア分離部15から吸引されると共に充填ホッパー3内のエアが粉体容器内1内へ吸引される。従って、充填作業を開始した直後においては、充填ホッパー3から粉体容器1内へのエアの流れにより充填ホッパー3から粉体容器1内へのトナーの流入がスムーズに行なわれる。また、粉体容器1内へ一定量のトナーが充填された後は、この粉体容器1内に充填されたトナー中に含まれたエアがトナーから分離されてエア分離部15から吸引されるため、粉体容器1内に充填されたトナーはエアの含有率が少なくなり、粉体容器1内のトナーの充填率が高くなると共にトナーの充填量が増大する。
【0021】
さらに、粉体容器1内へのトナーの充填が行なわれている間は、加圧空気源22からのエアが加圧空気室27内へ送られ、このエアが通気性壁部25から充填ホッパー3内を流下するトナーに対して略直交する向きに吹き出す。従って、このエア吹出しにより充填ホッパー3内を流下するトナーが浮いた状態となり、流下するトナーの流れが円滑になり、充填作業の作業能率がアップする。特に、エアの吹出しが充填ホッパー3の一部である通気性壁部25から行なわれるため、充填ホッパー3内を流下するトナーが充填ホッパー3の内周面である通気性壁部25に付着してトナー詰まりの原因になるということが防止される。また、エア吹出しは充填ホッパー3における最も直径の小さい粉体供給管4において主に行なわれるため、この粉体供給管4においてトナーが詰まるということが防止される。
【0022】
ここで、加圧空気源22の加圧空気圧は流下するトナーを浮いた状態とするものであるため小さな値でよく、小型で安価な加圧空気源22を使用することができる。しかも、この加圧空気圧が作用する部分のシールも簡単なものでよく、安価な構造となる。
【0023】
また、粉体容器1内へのトナーの充填作業を行なっている際に、加振手段29によって粉体容器1へ振動を与えることにより、粉体容器1内におけるトナーとエアとの分離が促進され、トナーの充填作業の作業能率がさらにアップする。
【0024】
つぎに、粉体容器1内へのトナーの充填作業が終了した後には、エアシリンダ5を上昇駆動させることにより充填ホッパー3及びエア吸引管13を上昇させ、粉体投入口2から抜き取る。そして、粉体投入口2へキャップ(図示せず)を取付けることにより充填作業を終了する。
【0025】
なお、三方弁17,18を切替操作して加圧空気源22からのエアをエア吸引管13側へ送ることにより、このエアがエア分離部15から吹出し、容器本体1内にできたトナーの塊の破壊や、ふるい網23の目詰まり解消を行なえる。
【0026】
ついで、本発明の第二の実施例を図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一部分は同一符号で示し、説明も省略する(以下、同様)。本実施例は、充填ホッパー3の昇降とエア吸引管13の昇降とを別個に行なうようにしたもので、充填ホッパー3には昇降駆動用のエアシリンダ(図示せず)が連結されると共にエア吸引管13には昇降駆動用のエアシリンダ33が連結されている。なお、充填ホッパー3にはエア吹出し部24が設けられ、エア吸引管13にはエア分離部15が形成されている。
【0027】
このような構成において、粉体容器1へのトナー充填を行なう場合には、エアシリンダの下降駆動により充填ホッパー3を下降させるて粉体供給管4を粉体投入口2へ挿入すると共に、エアシリンダ33の下降駆動によりエア吸引管13を粉体投入口2から粉体容器1内へ挿入する。そして、供給コンベア11を駆動させてトナーの充填を開始すると共に、減圧源21の駆動によるエアの吸引と、加圧空気源22の駆動によるエア吹出しとを行なう。
【0028】
ここで、エア分離部15は粉体容器1の底部に位置させる必要があるためにエア吸引管13の昇降ストロークは大きくなるが、充填ホッパー3の昇降ストロークは小さくなる。このため、供給コンベア11やモータ等からなる充填計量部9を充填ホッパー3に近接して配置することができ、トナーの充填を行なう装置の高さ寸法が小さくなり、この装置が小型化される。
【0029】
ついで、本発明の第三の実施例を図4に基づいて説明する。本実施例は、エアシリンダ5の昇降駆動により充填ホッパー3と一体的に昇降するエア吸引管13にエアエア吹出し部34を設けたもので、このエア吹出し部34は、エア吸引管13におけるパイプ14の一部を囲む通気性外周壁35と、この通気性外周壁35に囲まれた加圧空気室36とにより形成されている。なお、前記加圧空気室36には空気通路管28の一端が接続されており、この空気通路管28の他端は三方弁18と分岐管20とを介して加圧空気源22に接続されている。
【0030】
このような構成において、粉体容器1内へのトナー充填を行なう場合には、エアシリンダ5を下降駆動させて粉体供給管4とエア吸引管13とを粉体投入口2へ挿入した後、供給コンベア11を駆動させてトナーの充填を開始すると共に、減圧源21の駆動によるエアの吸引と、加圧空気源22の駆動によるエア吹出しとを行なう。
【0031】
ここで、エア吹出し部34がエア吸引管13に設けられているため、減圧源21とエア吸引管13とを接続する可撓管16や加圧空気源22とエア吹出し部24とを接続する空気通路管28をまとめて配管することができ、構造が簡単化される。
【0032】
ついで、本発明の第四の実施例を図5に基づいて説明する。本実施例は、エア吹出し部34をエア吸引管13に設けると共に、充填ホッパー3の昇降とエア吸引管13の昇降とを別個に行なうようにしたものである。
【0033】
本実施例においては、減圧源21とエア吸引管13とを接続する可撓管16や加圧空気源22とエア吹出し部24とを接続する空気通路管28がより一層まとまった配管状態となるため、構造がより一層簡単化される。
【0034】
【発明の効果】
本発明は上述のように、粉体供給体を粉体容器の粉体投入口に着脱自在に接続し、前記粉体供給体から前記粉体容器内へトナー粉体を充填する粉体充填装置で、一端側に減圧源が接続されると共に前記粉体容器内へ抜き差し自在に挿入される他端側にエア分離部を形成したエア吸引管と、加圧空気源に接続されると共に前記粉体供給体内を流下するトナー粉体に対して略直交する向きにエアを吹き出すエア吹出し部とを設けたものを用い、減圧源を駆動させることにより粉体容器内に充填されたトナー粉体中に含まれるエアをエア分離部から吸引することができるので、これにより、粉体容器内におけるトナー粉体の充填率を高めることができ、また、加圧空気源を駆動させてエア吹出し部からエアを吹出させることにより粉体供給体内を粉体容器内に向けて流下するトナー粉体を浮き上がらせることができるので、これにより、トナー粉体の流下を円滑にしてトナー粉体の充填作業の作業能率をアップすることができ、しかも、流下するトナー粉体が詰まって充填作業が中断するという事態の発生を防止することができる等の効果を有する。
【0035】
特に、粉体供給体の一部を形成する通気性壁部と、この通気性壁部を囲む外周壁と、これらの外周壁と通気性壁部とに囲まれた加圧空気室とによりエア吹出し部を形成することにより、通気性壁部への粉体の付着を確実に防止して流下する粉体が詰まるということをより一層確実に防止することができる。
【0036】
また、エア吸引管の一部を囲む通気性外周壁とこの通気性外周壁に囲まれた加圧空気室とによりエア吹出し部を形成することにより、エア吸引管と減圧源とを接続する配管やエア吹出し部と加圧空気源とを接続する配管をまとめて配管することにより構造の簡単化を図ることができる。
【0037】
さらに、エア吹出し部を粉体供給体の直径が最も小さい部分に対向して配置することにより、粉体の流下を円滑にすると共に粉体の詰まりを防止するということを最も効果的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す概略図である。
【図2】その一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図3】本発明の第二の実施例を示す概略図である。
【図4】本発明の第三の実施例を示す概略図である。
【図5】本発明の第四の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 粉体容器
2 粉体投入口
3 粉体供給体
13 エア吸引管
15 エア分離部
21 減圧源
22 加圧空気源
24,34 エア吹出し部
25 通気性壁部
26 外周壁
27 加圧空気室
35 通気性外周壁
36 加圧空気室

Claims (1)

  1. 粉体供給体を粉体容器の粉体投入口に着脱自在に接続し、前記粉体供給体から前記粉体容器内へ前記粉体供給体の下部に設けられ前記粉体容器内に抜き差し自在に挿入される粉体供給体の最も直径の小さい部分である粉体供給管を介してトナー粉体を充填する粉体充填装置で、一端側に減圧源が接続されると共に前記粉体容器内へ抜き差し自在に挿入される他端側にエア分離部を形成したエア吸引管と、加圧空気源に接続されると共に前記粉体供給体内を流下するトナー粉体に対して略直交する向きにエアを吹き出すエア吹出し部とを設けたものを用い、前記トナー粉体の充填を行なう際には、前記エア吸引管を前記粉体容器内に挿入して前記粉体容器内のエアの吸引を行なう工程と前記エア吹出し部にてエアの吹出しを行なう工程とを並行して実行する、トナー粉体充填方法。
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