JP4360865B2 - 粉体収納容器、粉体充填装置及び粉体の粉体充填容器への充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉体を流動化して容器に充填する粉体充填装置、この粉体充填装置に用いる粉体収納容器及び粉体充填装置に粉体収納容器を装着する方法に関する。

特許文献１〜４には、粉体を収納した容器の底部から空気を供給して粉体を流動化し、この流動粉体を、容器の上蓋に設けられた導管から導出して別の容器に充填する粉体充填装置について開示されている。

特開２００２−２９３３０１公報 特開２００２−２９６８８６公報 特開２００２−３３７８０１公報 特開２００３−１０４３０１公報

しかしながら、前述の粉体充填装置を用いてトナーなどの粉体を容器に充填する場合、異なるロットの粉体同士が粉体充填装置内で混ざり合うのは不都合である。そのため、異なるロットの粉体を次々と粉体充填装置を用いて容器に充填する作業を行おうとすると、粉体充填装置を多数台用意しておかなければならず、製造コスト的に高価である粉体を流動化する装置を多数必要とする不具合がある。

また、粉体充填装置を多数台用意できない場合は容器内を一回ごとに清掃する必要があるが、従来の容器は上蓋が開くだけの片蓋構造であるため、内部の清掃が困難であるという不具合もあった。

本発明の目的は、高製造コストの流動層形成装置を何台も用意しておかなくても、粉体収納容器だけを取り替えて、複数の粉体収納容器内の粉体を次々と容器に充填することができ、しかも、各粉体収納容器内の粉体が混ざり合うことがないようにすることである。

本発明の別の目的は、粉体収納容器内の清掃を容易とすることである。

本発明の別の目的は、あらかじめ内部に粉体を収納して保存しておいた粉体収納容器を次々と１台の粉体充填装置に装着して、粉体の充填を行なうことができるようにすることである。

請求項１に記載の発明は、上面と底面が開口していて内部に粉体を収納する容器本体と、前記底面の開口を密閉可能、且つ着脱自在な第２の蓋体と、前記上面の開口を密閉可能、且つ着脱自在な第３の蓋体と、前記第２の蓋体を取り外して、前記底面から前記内部の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置を装着する接合部と、前記第３の蓋体を取り外して、前記粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体を装着する接合部と、を備える粉体収納容器である。

請求項２に記載の発明は、上面と底面が開口しており、第２の蓋体を着脱自在に装着して前記底面の開口を密閉可能で、第３の蓋体を着脱自在に装着して前記上面の開口を密閉可能な、内部に粉体を収容する粉体収納容器の容器本体と、前記容器本体の前記底面の開口に着脱自在であり、前記底面の開口から前記粉体収納容器内の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置と、前記容器本体の前記上面の開口に着脱自在な上蓋であり、流動化された前記粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体と、を備えている粉体充填装置である。

請求項３に記載の発明は、前記粉体収納容器の胴部を回転自在に軸支して、前記粉体収納容器を上下逆向きにする支持部材を備えることを特徴とする前記粉体充填装置である。

請求項４に記載の発明は、上面と底面が開口していて、内部に粉体が収納され、前記底面及び上面の開口がそれぞれ第２及び第３の蓋体により密閉された粉体収納容器の前記第３の蓋体を取り外して、前記粉体収納容器の内部の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置を前記上面の開口に装着する第１工程と、前記粉体収納容器を上下逆向きにして前記底面の開口を上側とし、上側になった前記底面の開口に装着されている前記第２の蓋体を取り外して、前記粉体収納容器の内部の粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体を装着する第２工程と、前記粉体収納容器内の粉体を、前記流動層形成装置により流動化させ、前記粉体導出管を介して前記粉体充填容器に導出する第３工程と、を含んでなる粉体の粉体充填容器への充填方法である。

本発明によれば、粉体収納容器内の粉体を流動化させて別の容器に充填する作業を行うときは、流動層形成装置、第１の蓋体を容易に装着することができるので、高製造コストの流動層形成装置を何台も用意しておかなくても、粉体収納容器だけを取り替えて、複数の粉体収納容器内の粉体を次々と容器に充填することができ、しかも、各粉体収納容器内の粉体が混ざり合うことがない。また、上下が開口しているので、粉体収納容器内の清掃も容易である。

請求項１〜４に記載の発明によれば、粉体収納容器には、上下の開口に流動層形成装置、第１の蓋体を取り外した状態で第２及び第３の蓋体を着脱可能であるため、あらかじめ流動層形成装置、第１の蓋体のない状態で内部に粉体を収納して保存しておいた粉体収納容器を次々と１台の粉体充填装置に装着して粉体の充填を行なうことができる。

本発明を実施するための最良の一形態について説明する。

図１は、本発明の粉体充填装置の一実施の形態の構成図を示す。図１の粉体充填装置１は、粉体収納容器１０、空気ヘッダ１１、通気多孔板１２、粉体導出管１３、粉体充填用容器１４、充填用ノズル１５、軟質パッキン１６、通気多孔板１７、圧力開放弁１８、粉体流速調節弁１９、粉体投入口２０、流動粉体輸送管２１、第１圧力計２２、第２圧力計２３、第３圧力計２４、第４圧力計２５、第１減圧弁２６、第２減圧弁２７、空気流量計２８、導入気体調節弁、圧縮空気配管３０などから構成される。

粉体収納容器１０は、容器本体となるもので、粉体３１を通常密閉して収納する。空気ヘッダ１１及び通気多孔板１２などにより、粉体３１に空気を供給して流動層を形成する流動層形成装置２を構成する。空気ヘッダ１１は、粉体収納容器１０の底部に設けられ、粉体３１の流動層を形成する為の空気を粉体３１に供給する通気多孔板１２を取外し自在に収納し、圧縮空気配管３０が取付け取外し自在に嵌め込まれる。なお、通気多孔板１２は、気体と粉体とを分離する篩であって、焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網などで構成される。

粉体収納容器１０の上部の開口に装着される第１の蓋体である蓋体３には、粉体投入口２０、圧力開放弁１８、粉体流速調整弁１９、粉体導出管１３などが設けられている。

閉鎖弁付きの粉体投入口２０は、粉体収納容器１０に収納する粉体３１の投入口である。圧力開放弁１８は、粉体収納容器１０内の内部圧力を開放又は密封する為のものである。粉体流速調整弁１９は、粉体収納容器１０内の内部圧力を微調節するものである。圧縮空気配管３０は、例えばステンレス管で構成される。

流動粉体輸送管２１は、流動化された粉体３１を充填用ノズル１５に輸送する輸送路であり、充填用ノズル１５に取付け取外し自在に接続される。流動粉体輸送管２１は、ウレタンチューブ等で構成される。充填用ノズル１５は、流動粉体輸送管２１に取付け取外し自在に接続され、例えばステンレス製の充填管で構成される。

第１〜第４圧力計２２〜２５は、所定部分の圧力を計測するものである。第１及び第２減圧弁２６、２７は、所定部分を減圧させる為の弁である。空気流量計２８は、空気ヘッダ１１に流入される空気の流量を計量するものである。導入気体調節弁は、空気ヘッダ１１に流入される気体の量を調節するものである。

このような構成の粉体充填装置１によれば、粉体収納容器１０の底部の開口に装着された流動層形成装置２により空気を供給して粉体収納容器１０内の粉体３１を流動化させ、蓋体３に設けられた流動化された粉体３１の導出路となる粉体導出管１３、さらには、流動粉体輸送管２１、充填用ノズル１５を介して、この流動化させた粉体３１を粉体充填用容器１４に充填することができる。

図２は、粉体充填装置の他の構成例を示す説明図である。図２において、図１と同様の部材には図１と同一符号を用いている。図２の粉体充填装置１は、粉体収納容器１０、空気ヘッダ１１、通気多孔板１２、粉体導出管１３、粉体充填用容器１４、充填用ノズル１５、軟質パッキン１６、通気多孔板１７、圧力開放弁１８、粉体流速調節弁１９、粉体投入口２０、第４圧力計２５、導入気体調節弁、電源プラグ４０、モータ４１、保持枠４２、ポンプ４３、逆止弁４４、通気管４５、気体分配板４６、導管４７などで構成される。

粉体収納容器１０は、粉体３１を通常密閉して収納する。粉体収納容器１０は、例えば可撓性材質で作成される。空気ヘッダ１１、通気多孔板１２、通気管４５などで構成される。空気ヘッダ１１は、粉体収納容器１０の下部フランジに取付け取外し自在に結合される接続用フランジを上部に有し、粉体３１の流動層を形成する為の空気の通気多孔板１２を取外し自在に収納し、通気管４５が取付け取外し自在に嵌め込まれる。

閉鎖弁付きの粉体投入口２０は、粉体収納容器１０に収納する粉体３１の投入口である。圧力開放弁１８は、粉体収納容器１０内の内部圧力を開放又は密封する為のものである。粉体流速調整弁１９は、粉体収納容器１０内の内部圧力を微調節するものである。

導管４７は、流動化された粉体３１を充填用ノズル１５に輸送する輸送路であり、充填用ノズル１５に取付け取外し自在に接続される。導管４７は、ウレタンチューブ等で構成される。充填用ノズル１５は、導管４７に取付け取外し自在に接続され、例えばステンレス製の充填管で構成される。充填用ノズル１５の根元には、粉体充填用容器１４の口部に嵌合する程度の大きさの例えば裁頭円錐形のポリプロピレン環からなる軟質パッキン１６で周囲が巻かれた形の通気多孔板１７が設けられている。

なお、第４圧力計２５は、粉体収納容器１０の圧力を計測するものである。導入気体調節弁は、空気ヘッダ１１に流入される気体の量を調節する。

電源プラグ４０が接続されたモータ４１は、蛇腹構造のポンプ４３を伸縮させる。ポンプ４３は保持枠４２に取付け取り外し自在に固定されており、伸縮により逆止弁４４及び通気管４５を介して空気ヘッダ１１に空気を送る。また、ポンプ４３の伸縮により保持枠４２を介して粉体収納容器１０が振動し、粉体収納容器１０内の粉体３１を流動化させる。

図２の粉体充填装置１は、粉体収納容器１０内の粉体３１を流動化させ、粉体導出管１３、導管４７、通気多孔板１７、充填用ノズル１５を介して流動化させた粉体３１を粉体充填用容器１４に充填する。

なお、以上説明した図１、図２の粉体充填装置１の構成や作用の詳細は、前述の特許文献１〜３などに記載されていて周知であるため、その説明は省略する。

次に、粉体収納容器１０について詳細に説明する。

図３〜図５は、粉体収納容器１０の説明図である。

図３に示すように、粉体収納容器１０は例えば円筒状の容器であり、その上下両面は開口していて、この上下の開口５１には、それぞれ第３及び第２の蓋体である蓋体５２が着脱自在である。そして、粉体収納容器１０の一方の開口５１に蓋体５２を装着して底板とし、その中にトナー粉体などの粉体３１を収納して他方の開口５１に上蓋として蓋体５２を装着すれば、粉体３１を収納して保存することができる。

そして、粉体収納容器１０は、開口５１から蓋体５２を取り外して、各開口５１に流動層形成装置２、蓋体３をそれぞれ着脱可能であり、各開口５１に流動層形成装置２、蓋体３を装着したときは、粉体収納容器１０は流動層形成装置２、蓋体３で密封され、前述のように粉体収納容器１０内の粉体３１を流動化させて粉体充填用容器１４に充填することができる。

粉体収納容器１０に流動層形成装置２、蓋体３を装着する作業は、具体的には次のように行なう。

（１）第１工程
まず、図４に示すように、２枚の蓋体５２で密封されている粉体収納容器１０の上蓋となっている蓋体５２を取り外して、その開口５１に流動層形成装置２を空気の噴出側を粉体収納容器１０の内部に向けて装着する。

（２）第２工程
次に、図５に示すように、粉体収納容器１０を上下逆向きにして、もう一つの蓋体５２を取り外して、その開口５１に蓋体３を装着する。

以上により、粉体収納容器１０に流動層形成装置２、蓋体３を装着する作業が完了する。

このように、粉体収納容器１０には、上下に開口５１が形成され、この各開口５１には蓋体５２が着脱可能であるため、蓋体５２を装着すれば、内部に粉体３１を収納して保存しておくことができる。そして、粉体収納容器１０内の粉体３１を流動化させて粉体充填用容器１４に充填する作業を行うときは、蓋体５２を取り外して流動層形成装置２、蓋体３を容易に装着することができるので、高製造コストの流動層形成装置２を何台も用意しておかなくても、粉体収納容器１０だけを取り替えて、複数の粉体収納容器１０内の粉体３１を次々と粉体充填用容器１４に充填することができ、しかも、各粉体収納容器１０内の粉体３１が混ざり合うことがない。

また、粉体収納容器１０には上下に開口５１が形成され、この各開口５１には蓋体５２が着脱可能であることから、蓋体５２を取り外せば粉体収納容器１０内の清掃が容易に行える。そのため、粉体収納容器１０内の粉体３１が空になっても、粉体収納容器１０内を用意に清掃して、前の粉体３１と混ざり合うことなく、新たな粉体３１を収納することができる。

なお、図６〜図８に示す様ように、粉体収納容器１０に蓋体５２を固定するには、粉体収納容器１０と蓋体５２を、その間にパッキン６１を挟んでボルト６２で留める（図６）、あるいは、粉体収納容器１０と蓋体５２を、その間にパッキン６３を挟んで弾性体からなるバンド６４で留めるなど（図７、図８）、様々な手段を用いることができる。なお、粉体収納容器１０に流動層形成装置２、蓋体３を固定する場合も、同様の手段を用いることができる。

また、図９に示すように、前記第２工程では、粉体収納容器１０の胴部の両側を台座７１などに回転自在に軸支させるなどして、この軸支点を中心に粉体収納容器１０を上下逆向きにすれば、粉体３１が収容されて重量のある粉体収納容器１０を上下逆向きにする作業が容易となる。

本発明を実施するための最良の一形態である粉体充填装置の全体構成の説明図である。 粉体充填装置の他の例の全体構成の説明図である。 粉体収納容器の構成の説明図である。 粉体収納容器に流動層形成装置などを装着する工程の説明図である。 粉体収納容器に流動層形成装置などを装着する工程の説明図である。 粉体収納容器に蓋体を固定する構造を説明する断面図である。 粉体収納容器に蓋体を固定する構造を説明する断面図である。 粉体収納容器に蓋体を固定する構造を説明する断面図である。 粉体収納容器上下を容易に入れ替える作業の説明図である。

符号の説明

１ 粉体充填装置
２ 流動層形成装置
３ 第１の蓋体
１０ 粉体収納容器
５２ 第２又は第３の蓋体

Claims (4)

1. 上面と底面が開口していて内部に粉体を収納する容器本体と、
   前記底面の開口を密閉可能、且つ着脱自在な第２の蓋体と、
   前記上面の開口を密閉可能、且つ着脱自在な第３の蓋体と、
   前記第２の蓋体を取り外して、前記底面から前記内部の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置を装着する接合部と、
   前記第３の蓋体を取り外して、前記粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体を装着する接合部と、
   を備える粉体収納容器。
2. 上面と底面が開口しており、第２の蓋体を着脱自在に装着して前記底面の開口を密閉可能で、第３の蓋体を着脱自在に装着して前記上面の開口を密閉可能な、内部に粉体を収容する粉体収納容器の容器本体と、
   前記容器本体の前記底面の開口に着脱自在であり、前記底面の開口から前記粉体収納容器内の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置と、
   前記容器本体の前記上面の開口に着脱自在な上蓋であり、流動化された前記粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体と、
   を備えている粉体充填装置。
3. 前記粉体収納容器の胴部を回転自在に軸支して、前記粉体収納容器を上下逆向きにする支持部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の粉体充填装置。
4. 上面と底面が開口していて、内部に粉体が収納され、前記底面及び上面の開口がそれぞれ第２及び第３の蓋体により密閉された粉体収納容器の前記第３の蓋体を取り外して、前記粉体収納容器の内部の粉体に空気を供給して当該粉体を流動化する流動層形成装置を前記上面の開口に装着する第１工程と、
   前記粉体収納容器を上下逆向きにして前記底面の開口を上側とし、上側になった前記底面の開口に装着されている前記第２の蓋体を取り外して、前記粉体収納容器の内部の粉体を粉体充填容器に導出する粉体導出管を備えた第１の蓋体を装着する第２工程と、
   前記粉体収納容器内の粉体を、前記流動層形成装置により流動化させ、前記粉体導出管を介して前記粉体充填容器に導出する第３工程と、
   を含んでなる粉体の粉体充填容器への充填方法。
   

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