JP4401589B2 - Powder filling apparatus and powder filling method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉体を粉体容器内に充填するための粉体充填装置および粉体充填方法に関し、特に粉体容器への充填率を高める粉体充填装置および粉体充填方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、粉体容器内に粉体を充填するための粉体充填装置および粉体充填方法としては様々なものおよび方法が知られている。
粉体が充填される容器としては、粉体が複写機やプリンタ用のトナーであるときはカードリッジ、化粧品や食料品であるときにはガラスまたはプラスチック製ビン等が用いられるほか、ビニール袋等も用いられる。
また、粉体充填装置の一般的なものとしては、棒状の回転軸に螺旋翼を付けたオーガーを回転させることにより、粉体を計量し、押し出すものが知られている。
【0003】
図12は従来技術によるオーガーを用いた粉体充填装置を示す構成図である。この粉体充填装置において粉体は、図示しない大型のホッパーや保管容器等から、オーガー25を有するホッパーまたはロート2に一旦入れられる。その後、粉体はオーガー25の回転によりホッパーまたはロート2の底面の開口部からコンベアー27上の粉体容器4に計量されながら充填される。
コンベアー27上を移動する各粉体容器4は粉体の充填前にその風袋を計量される。そのデータ基づいてオーガー25の回転数を駆動モータ26の回転数により制御することにより一定量の粉体を充填する。
また、充填後の粉体容器4の重量を再度計量し、充填前に測定された風袋との重量差により充填量を算出する。この時、許容容量範囲に満たないものや超えるものを除外することにより一定の充填量を実現している。
【0004】
しかし、この方法では粉体が粉体容器内で沈降するのに時間を要するため、能率的に充填を行うことができない。さらには、高密度に充填を行うことができないという問題があった。
【0005】
そのため、特開平8−198203号公報に開示される「粉体充填方法および装置」が提案されている。これは、粉体を粉体容器内で自然に沈降させるのではなく、積極的に空気を分離して高密度化を図るものである。
図13において上記公報に開示される粉体充填装置の実施形態を示す。この粉体充填装置においては、ロート(図示しない)が広口の粉体容器4の粉体供給口15に着脱自在に接続されている。ロート内には空気吸引管3が配管され、容器内へ延出した空気吸引管3の一端側には粉体から空気を分離するための空気分離部28が取り付けられている。また、ロート外へ延出した空気吸引管3の他端側には減圧源が接続されている。
【0006】
また、本実施形態の空気分離部28の構成を図14において示す。空気分離部28は、空気吸引管3の先端部が多数の穴群30を有することにより構成される。または、さらにその周囲に目の細かいふるい網またはフィルタからなる層32を有して構成される。
【0007】
次に、粉体容器4内への粉体の充填動作を図13を用いて説明する。まず、充填ノズル29を介して粉体を粉体容器4内へ供給し、所定量の粉体が粉体容器4内に供給された後に減圧源を駆動する。これにより、空気分離部28において粉体容器4内の空気と粉体とを分離する。その後、分離した空気を空気分離部28から空気吸引管3内へ吸引し、粉体容器4外部へ排出することにより粉体の充填を行う。
【0008】
このように、上記公報において開示される発明によれば、粉体容器内部の空気を吸引することによって、従来の方法に比べ高速高密度に粉体の充填を行うことができた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらに生産性を向上させるため、より高速度に、より高密度に粉体容器に粉体を充填する粉体充填装置および粉体充填方法を実現することが求められている。
また、それにともなって高い作業能率を確保するため、良好なメンテナンス性を有する粉体充填装置装置の実現が求められている。
【0010】
本発明はかかる問題を鑑みてなされたものであり、上記公報に開示される発明よりも、高速度および高密度に粉体を充填することを実現した粉体充填装置および粉体充填方法を提供することを目的とする。
【0011】
また、分離手段における粉体と空気との分離を均一に行い、粉体容器への粉体の充填量を高める粉体充填装置および粉体充填方法を提供することを目的とする。
【0012】
また、高い耐久性と良好なメンテナンス性を有する分離手段を備えた粉体充填装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の粉体充填装置は、粉体容器に粉体を供給する供給手段と、供給手段と粉体容器とを接続する接続手段と、粉体容器内の粉体と空気とを分離する分離手段を先端部に有し、分離手段が分離した空気を粉体容器外に排出する排出手段と、粉体容器の充填口を中心に、粉体容器全体を水平方向に回転する回転手段とを有することを特徴としている。
【0014】
請求項2記載の発明は請求項1記載の粉体充填装置において、分離手段は、メッシュの細かいふるい網またはフィルタの層である分離層を有することを特徴としている。
【0015】
請求項3記載の発明は請求項2記載の粉体充填装置において、分離手段は、粗密度の異なるメッシュのふるい網またはフィルタによる、複数の層による分離層を有することを特徴としている。
【0016】
請求項4記載の発明は請求項3記載の粉体充填装置において、分離層の外層は、粗密度が粗い層であることを特徴としている。
【0017】
請求項5記載の発明は請求項1から4のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、粉体容器内の粉体の充填量に応じて、排出手段を移動する移動手段をさらに有することを特徴としている。
【0018】
請求項6記載の発明は請求項1から5のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、分離手段に加圧空気を供給する加圧手段をさらに有することを特徴としている。
【0019】
請求項7記載の発明は請求項1から6のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、粉体容器に振動を加える加振手段をさらに有することを特徴としている。
【0020】
請求項8記載の発明は請求項7記載の粉体充填装置において、加振手段は粉体容器の側面と、底面と、から加振を行い、鉛直方向と水平方向との振動を粉体容器に加えることを特徴としている。
【0021】
請求項9記載の発明は請求項1から8のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、粉体と空気との分離に用いる吸引負圧を制御する負圧手段をさらに有することを特徴としている。
【0022】
請求項10記載の発明は請求項9記載の粉体充填装置において、負圧手段は、吸引負圧を変動することを特徴としている。
【0023】
請求項11記載の発明は請求項9記載の粉体充填装置において、負圧手段は、吸引負圧を間欠発生することを特徴としている。
【0024】
請求項12記載の発明は請求項1から11のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、供給手段は、2回以上に分けて粉体容器に粉体を供給し、分離手段および排出手段は、粉体が供給されるたび毎に分離および排出を行うことを特徴としている。
【0025】
請求項13記載の発明は請求項1から12のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、排出手段は複数に分岐した先端部を有し、各先端部にそれぞれ分離手段を有することを特徴としている。
【0026】
請求項14記載の発明は請求項1から13のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、排出手段は、粗密度の異なるメッシュを組み合わせた複数の層により構成されることを特徴としている。
【0027】
請求項15記載の発明は請求項1から14のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、分離手段は、洗浄により目詰まりが解消されることを特徴としている。
【0028】
請求項16記載の粉体充填方法は、粉体が充填される粉体容器と粉体を供給する粉体供給手段とを接続する接続工程と、粉体容器の充填口を中心に粉体容器全体を水平方向に回転する回転工程と、粉体容器に粉体の供給する供給工程と、粉体容器に供給された粉体と、粉体容器内の空気と、を分離する分離工程と、分離工程において分離された粉体容器内の空気を、粉体容器外へ排出する排出工程とを有することを特徴としている。
【0029】
請求項17記載の発明は請求項16記載の粉体充填方法において、分離工程は、メッシュの細かいふるい網またはフィルタの層を用いて粉体と粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0030】
請求項18記載の発明は請求項17記載の粉体充填方法において、分離工程は、粗密度の異なるメッシュのふるい網またはフィルタの積層を用いて粉体と粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0031】
請求項19記載の発明は請求項18記載の粉体充填方法において、分離工程は粗いメッシュのふるい網またはフィルタによる外層を有する積層を用いて粉体と粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0032】
請求項20記載の発明は請求項16から19のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、排出工程の後段に、粉体容器内の粉体の充填量に応じて排出手段を移動させる移動工程をさらに有することを特徴としている。
【0033】
請求項21記載の発明は請求項16から20のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、分離工程を実行する分離手段に対して、加圧空気を供給する加圧工程を最後段に有することを特徴としている。
【0034】
請求項22記載の発明は請求項16から21のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、回転工程の後段に、粉体容器へ振動を加える加振工程をさらに有することを特徴としている。
【0035】
請求項23記載の発明は請求項22記載の粉体充填方法において、加振工程において、粉体容器の側面と、底面と、から加振を行い、鉛直方向と水平方向との振動を粉体容器に加えることを特徴としている。
【0036】
請求項24記載の発明は請求項16から23のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、分離工程の後段に、粉体容器内の空気の排出に用いられる吸引負圧を制御する負圧工程をさらに有することを特徴としている。
【0037】
請求項25記載の発明は請求項24記載の粉体充填方法において、負圧工程は吸引負圧を変動することを特徴としている。
【0038】
請求項26記載の発明は請求項24記載の粉体充填方法において、負圧工程は吸引負圧を間欠発生することを特徴としている。
【0039】
請求項27記載の発明は請求項16から26のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、供給工程から排出工程までの各工程をサイクルとして複数回実行することにより、粉体容器への粉体の充填を複数段階に分けて行うことを特徴としている。
【0040】
請求項28記載の発明は請求項16から27のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、分離工程は、複数の分離手段を用いて粉体と粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0041】
請求項29記載の発明は請求項16から28のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、分離工程は、第1の分離手段と、第1の分離手段と異なる第2の分離手段とを用いて、粉体と粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0042】
請求項30記載の発明は請求項16から29のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、分離工程は、洗浄により目詰まりが解消される分離手段を用いて粉体と、粉体容器内の空気とを分離することを特徴としている。
【0043】
【発明の実施の形態】
〔第1の実施形態〕
以下に本発明による粉体充填装置または粉体充填方法を好適に実施した第1の実施形態について図面を用いて説明する。図1は本実施形態による粉体充装置の構成を示す概略図である。本実施形態による粉体充填装置1は、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、容器回転手段18を有する。
【0044】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に粉体と空気との分離を行う空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。また、容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15および空気吸引管挿入口19を有する。
【0045】
なお、ホッパーまたはロート2には図示しないエアシリンダのピストンロッドが連結されている。このエアシリンダを駆動することによりホッパーまたはロート2を昇降し、その切り出し部6を粉体容器4の粉体供給口15に抜き差しする。
【0046】
次に本実施形態における粉体充填装置1の動作を図2に示す。図2は本実施形態における粉体供給装置1の動作の流れを表すフローチャートである。本実施形態においては、まず粉体充填装置1のホッパーまたはロート2と粉体容器4とを着脱自在に接続する(ステップS101)。接続が完了すると容器回転手段18は、粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する(ステップS102)。
【0047】
その後、ホッパーまたはロート2から、粉体容器4に粉体供給口15を介して粉体の供給を開始する(ステップS103)。このとき粉体容器4は容器回転手段18によって回転されているため、充填口部分において充填粉体の流入部が外側に、容器内空気の流出部が中心側に分離される。これにより、粉体と空気との置換速度が速くなり、粉体の落下速度が高速化される。
【0048】
エアシリンダ等を駆動させてトナーの充填を開始する際は、空気吸引管3を減圧源に接続する。これにより粉体容器4内の空気を空気分離部7において分離し、空気吸引管3内に吸引する。これに伴い、ホッパーまたはロート2内の空気が粉体容器4内に吸引されるため、充填開始直後にはホッパーまたはロート2から粉体容器4への粉体の流入が円滑に行われる。
【0049】
粉体の供給が開始され、粉体容器4内に一定量のトナーが充填された後、空気分離部7は粉体容器4内に充填された粉体に含まれた空気を分離する(ステップS104)。これにより、粉体容器内に充填された粉体の空気含有率が低くなり、粉体容器4内の粉体の充填密度が高くなるとともに粉体の充填量が増大する。
【0050】
空気分離部7が分離した空気は空気吸引管3内に吸引される。空気吸引管3内に吸引された空気は粉体容器4の外部に排出される(ステップS105)。規定量の充填が終了すると(ステップS106/Y)、全ての動作を停止して充填作業を終了する(ステップS107)。
【0051】
本実施形態における粉体充填装置または粉体充填方法によれば、従来の粉体充填装置または粉体充填方法よりも充填速度の高速化、設備の簡略化、および設備の小型化が可能となり、充填工程における生産性の向上および充填装置のコストダウンを行うことができる。
【0052】
〔第2の実施形態〕
次に本発明による粉体充填装置および粉体充填方法を好適に実施した第2の実施形態について説明する。本実施形態による粉体充填装置は図1において示した第1の実施形態による粉体充填装置1と同様であり、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、容器回転手段18を有する。
【0053】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に粉体と空気とを分離する空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。また、容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15および空気吸引管挿入口19を有する。
【0054】
本実施形態による空気分離部7は、さきに図14において図示した従来技術による空気分離部28とは異なる構造である。図3に本実施形態における空気分離部7の断面の構成を示す。本実施形態において空気分離部7は、メッシュの細かいふるい網またはフィルタからなる層として内層8、中間層9、および外層10を有している。
【0055】
ここで内層8、中間層9、および外層10はそれぞれ粗密さの異なるふるい網またはフィルタからなることを特徴とする。このような構成によれば、空気吸引部の全面において空気の吸引を行うことができるため、空気を均一にかつ十分に吸引することができる。これにより粉体容器4内に高い充填密度で粉体を充填することが可能となる。
【0056】
また、外層10に比較的粗いメッシュまたはフィルタを用いることができるため、目詰まり等のトラブルの発生を低減することができ、空気分離部7の耐久性およびメンテナンス性を向上させることが可能となる。
【0057】
また図3には図示しないが、空気吸引管3自体を粗密度の異なるメッシュを組み合わせた複数の層による構成とすることも良い。これにより、さらに粉体と空気との分離を行う面積を増加させることができ、より均一に空気の分離および吸引を行うことが可能となる。この場合は、#100以下の粗いメッシュの層と、#2000から3000の細かいメッシュの層と、の積層とすることが好ましい。
なお、本実施形態における粉体充填装置1の動作は、先に図2を用いて示した第1の実施形態による粉体充填装置の動作と同様である。
【0058】
〔第3の実施形態〕
次に本発明による粉体充填装置および粉体充填方法を好適に実施した第3の実施形態について説明する。本実施形態における粉体充填装置は図1において図示した第1の実施形態による粉体充填装置1と同様であり、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、容器回転手段18を有する。
【0059】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15および空気吸引管挿入口19を有している。
【0060】
次に本実施形態における粉体充填装置1の動作について説明する。図4は本実施形態による粉体充填装置1の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては第1の実施形態と同様に、まず粉体充填装置1はホッパーまたはロート2と粉体容器4とを着脱自在に接続する(ステップS301)。このとき空気吸引管3の先端部の空気分離部7が粉体容器4の底面付近にくるように配置する。接続が完了すると容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する(ステップS302)。
【0061】
その後、ホッパーまたはロート2から粉体容器4に、粉体供給口15を介して粉体の供給が開始される(ステップS303)。このとき粉体容器4は容器回転手段18によって回転されているため、充填口部分において充填粉体の流入部が外側に、容器内空気の流出部が中心側に分離される。これにより粉体と空気との置換速度が速くなり、粉体の落下速度が高速化される。
【0062】
粉体の供給が開始されると空気吸引管3の一端に接続された減圧源により管内の減圧を行う。これにより、空気分離部7は粉体と粉体容器4内部の空気とを分離し、分離した空気を空気吸引管3内に吸引する(ステップS304)。空気吸引管3内に吸引された空気は粉体容器4の外部に排出される(ステップS305)。
【0063】
粉体容器4の粉体面が規定のレベル(以下移動レベルと表現する)にまで到達すると(ステップS306/Y)、空気吸引管を引き上げ、空気分離部7が粉体容器内の粉体面付近に位置するように移動する(ステップS307)。規定量の充填が終了すると(ステップS308/Y)、全ての動作を停止して充填作業を終了する(ステップS309)。
【0064】
ここで空気吸引管3を移動する動作をさらに詳しく説明する。図5は粉体充填装置の充填部を上部から見た場合の模式図である。入側コンベア13が搬送してきた粉体容器4は、図中のA点からターンテーブル5上のB点に載せられる。粉体容器4は、ターンテーブルの回転とともに時計回り方向に回転し、B→C→D→E→Fとほぼ一巡した後、出側コンベア14のG点に降ろされる。
【0065】
次に図6において図5上のAからGの各点における空気吸引管3の位置と粉体の充填状況とを図示する。Bにおいて入側コンベア13からターンテーブル5上に載せられた粉体容器4の上面に、ホッパーまたはロート2と空気吸引管3とがセットされる。
【0066】
Cにおいて空気吸引管3は粉体容器4の底面からh1の高さにセットされる。粉体16の供給が開始されると、粉体16はホッパーまたはロート2から粉体容器4に流下する。その後、Dに示すように粉体16の充填量が増加していき、それにつれて粉体面も上昇する。Eに示すように粉体面がH2(移動レベル)まで上昇したら空気吸引管3をh2の高さまで引き上げる。
【0067】
粉体16がさらに粉体容器4に供給され、粉体面がH3(規定の充填量)まで上昇すると、Fに示すように空気吸引管3はさらにh3の高さにまで引き上げられる。また、これと同時にホッパーまたはロート2も粉体容器4から引き離される。粉体容器4はGにおいて出側コンベア14に送り込まれ粉体の充填動作を完了する。
【0068】
〔第4の実施形態〕
次に本発明による粉体充填装置および粉体充填方法を好適に実施した第4の実施形態について説明する。図7は本実施形態による粉体充填装置の構成を示す概略図である。本実施形態における粉体充填装置1は、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、加振装置17、容器回転手段18を有する。
【0069】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に粉体と空気との分離を行う空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。加振装置17は粉体容器4に振動を加える。また、容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15および空気吸引管挿入口19を有する。
【0070】
次に本実施形態による粉体充填装置1の動作について説明する。図8は本実施形態による粉体充填装置1の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態において粉体充填装置1は、まず、ホッパーまたはロート2と粉体容器4とを着脱自在に接続する(ステップS401)。このとき空気吸引管3の先端部の空気分離部7が粉体容器4の底面付近にくるように配置する。接続が完了すると容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する(ステップS402)。
【0071】
次に、加振装置17により粉体容器4に対して鉛直方向に振動を加える(ステップS403)。その後、ホッパーまたはロート2から粉体供給口15を介して粉体容器4に粉体を供給する(ステップS404)。このとき粉体容器4は容器回転手段18によって回転されているため、充填口部分において充填粉体の流入部が外側に、容器内空気の流出部が中心側に分離される。これにより粉体と空気との置換速度が速くなり、粉体の落下速度が高速化される。
本実施形態においてはさらに加振により粉体と空気との置換が促進され、さらに粉体の落下速度が高速化される。
【0072】
粉体の供給が開始されると空気吸引管3の一端に接続された減圧源により減圧が行われる。これにより、空気分離部7は粉体と粉体容器4内部の空気とを分離し、分離した空気を空気吸引管3内に吸引する(ステップS405)。空気吸引管3内に吸引された空気は粉体容器4の外部に排出される(ステップS406)。
本実施形態によれば、これらの分離、排出の工程において、加振の効果により空気吸引管3による空気の吸引や粉体からの自然脱気が促進される。これにより、より効率的に粉体と空気との分離を行うことができる。
【0073】
粉体容器4内部の粉体面が移動レベルにまで到達すると(ステップS407/Y)、空気吸引管3を引き上げ、空気分離部7が粉体容器内の粉体面付近に位置するように移動する(ステップS408)。規定量の充填が終了すると(ステップS409/Y)、全ての動作を停止して充填作業を終了する(ステップS410)。
【0074】
〔第5の実施形態〕
次に本発明による粉体充填装置および粉体充填方法を好適に実施した本発明の第5の実施形態について説明する。図9に本実施形態における粉体充填装置1の構成を示す。本実施形態における粉体充填装置1は、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、容器回転手段18、散布切替弁21、減圧空気源22、加圧空気源23、ピストンシリンダ24、オーガー25、駆動モータ26を有する。
【0075】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。三方切替弁21は空気吸引管3と減圧空気源22または加圧空気源23との接続を切り換える。ピストンシリンダ24はホッパーまたはロート2および空気吸引管3を上下動する。オーガー25は回転により粉体をホッパーまたはロート2に供給する。駆動モータ26はオーガー25を回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15を有する。本実施形態においては、空気吸引管3を粉体供給口15から粉体容器4の内部に挿入する。
【0076】
図9に示すように、円錐状のものの一端を粉体供給口15に挿入することにより粉体充填装置1と粉体容器4とを接続する場合、用いられる容器の粉体供給口15の口径は15mmから23mmが一般的である。
このため、粉体吸引管3の直径は10mm以下であることが好ましい。管の直径がこれより大きい場合は、粉体容器4内への挿入が行いにくくなるうえに、充填口部分で粉体と空気との置換が行われる面積が減少するため、置換速度が低下し好ましくない。
【0077】
また、本実施形態における空気吸引管3は分岐を有しており、それぞれの先端に空気分離部7を有する構成となっているため、より均一粉体容器4内部の空気を吸引することができる。
また、図中において空気吸引管3は2つに分岐しているが、本発明はこれに限定されることなく3以上に分岐しそれぞれが空気分離部7を有する構成であっても構わない。
【0078】
減圧空気源22は空気吸引管3および空気分離部7に負圧を発生させ、これによって粉体容器4内部の粉体と空気との分離および分離した空気の吸引を行う。加圧空気源23は空気吸引管3を介して空気分離部7から加圧空気を噴出させ、これにより粉体容器4内部に生じた粉体の塊の破壊や、空気分離部7における目詰まりの解消を行う。三方切替弁21は切り換え操作により空気吸引管3と減圧空気源22または加圧空気源23との接続を切り換える。
【0079】
次に本実施形態における粉体充填装置1の動作について説明する。図10は本実施形態における粉体充填装置1の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては、まず、ピストンシリンダ24によってホッパーまたはロート2を移動し、粉体容器4と着脱自在に接続する(ステップS501)。このとき空気吸引管3の先端部の空気分離部7が粉体容器4の底面付近にくるように配置する。接続が完了すると容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する(ステップS502)。
【0080】
その後、ホッパーまたはロート2から粉体容器4に、粉体供給口15を介して粉体を供給する(ステップS503)。このとき粉体容器4は容器回転手段18によって回転されているため、充填口部分において充填粉体の流入部が外側に、容器内空気の流出部が中心側に分離される。これにより粉体と空気との置換速度が速くなり、粉体の落下速度が高速化される。
【0081】
粉体の供給が開始されると空気吸引管3の一端に接続された減圧空気源22により管内の減圧が行われ、空気分離部7は粉体と粉体容器4内部の空気とを分離する(ステップS504)。
【0082】
本実施形態においては減圧開始後に減圧空気源22の制御により、粉体容器4の内部に発生させる負圧を、粉体の種類や容器の形状およびサイズ等に応じて任意に変動する(ステップS505)。変動のパターンは負圧に強弱を生じさせるパターンや負圧を間欠発生させるパターン等があげられる。
【0083】
このとき負圧の圧力を−50kPa±30kPaの範囲に制御することが好ましい。これより強い負圧を用いた場合は、空気分離部7の周囲に粉体の凝集体が発生しやすくなるうえに、フィルタの目詰まりも発生しやすくなり好ましくない。一方、これより弱い負圧を用いた場合は、粉体と空気との分離が不十分となるため発明の目的を十分に達成することができない。
【0084】
空気分離部7によって分離され、空気吸引管3内部に吸引された空気は粉体容器4の外部に排出される(ステップS506)。
【0085】
粉体容器4内部の粉体面が移動レベルにまで到達すると(ステップS507/Y)、空気吸引管3を引き上げ、空気分離部7が粉体容器内の粉体面付近に位置するように移動する(ステップS508)。規定量の充填が終了すると(ステップS509/Y)、動作を停止して充填作業を終了する(ステップS510)。
【0086】
その後、三方切替弁21の切り換えにより空気吸引管3を加圧空気源22に接続する。これにより、空気分離部7に圧縮空気を供給して目詰まりを解消させフィルタの耐久性を向上させる(ステップS511)。
【0087】
〔第6の実施形態〕
次に本発明による粉体充填装置および粉体充填方法を好適に実施した第6の実施形態について説明する。本実施形態による粉体充填装置は図1において示した第1の実施形態による粉体充填装置1と同様であり、ホッパーまたはロート2、空気吸引管3、ターンテーブル5、容器回転手段18を有する。
【0088】
本実施形態においてホッパーまたはロート2は粉体容器4に粉体を供給する。空気吸引管3は先端部に粉体と空気とを分離するための空気分離部7を有する。ターンテーブル5は粉体容器4の搬送を行う。容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する。
一方、粉体容器4は一端に粉体を充填する粉体供給口15および空気吸引管挿入口19を有する。
【0089】
次に本実施形態による粉体充填装置の動作について説明する。図11は本実施形態による粉体充填装置1の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては第1の実施形態と同様に、まず粉体充填装置1のホッパーまたはロート2と粉体容器4とを着脱自在に接続する(ステップS601)。このとき空気吸引管3の先端部の空気分離部7が粉体容器4の底面付近にくるように配置する。接続が完了すると容器回転手段18は粉体容器4の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する(ステップS602)。
【0090】
その後ホッパーまたはロート2から粉体供給口15を介して粉体容器4に粉体を供給する(ステップS603)。このとき粉体容器4は容器回転手段18によって回転されているため、充填口部分において充填粉体の流入部が外側に、容器内空気の流出部が中心側に分離される。これにより粉体と空気との置換速度が速くなり、粉体の落下速度を高速化することができる。
【0091】
粉体の供給が開始されると空気吸引管3の一端に接続された減圧源により管内の減圧が行う。これにより、空気分離部7は粉体と粉体容器4内部の空気とを分離し、分離した空気を空気吸引管3内部に吸引する(ステップS604)。空気吸引管3内に吸引された空気は粉体容器4の外部に排出される(ステップS605)。
【0092】
1回目の充填の場合(ステップS606/Y)、あらかじめ規定された1回目分の粉体が粉体容器4に充填されると(ステップS607/Y)、まず粉体の供給を停止する(ステップS608)。そして、粉体と空気との分離、分離した空気の吸引、および排出は一定期間継続し実行した後停止する(ステップS609)。
【0093】
その後、再び粉体の供給を再開し(ステップS603)、1回目の充填時と同様に、粉体と空気の分離、分離した空気の吸引、および分離した空気の排出を行う(ステップS604、S605)。2回目の充填の場合(ステップS606/N)、規定の充填量になるまで粉体容器4に粉体を充填した後(ステップS610/Y)、実行中の動作を全て停止して(ステップS611)充填作業を終了する。
【0094】
このように粉体の供給が停止されている間に粉体と空気との分離、分離した吸気の吸引および排出を行い、分割して粉体の充填を行うことにより一度で粉体の充填を行う場合よりも高い充填率を達成することができる。また、粉体供給停止中にも分離、吸引、排出を行うことでこれらを実行しない場合よりも充填に要する時間を短縮することができ生産性を高めることができる。
【0095】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項1記載の粉体充填装置は、粉体の充填を行う粉体容器を充填口を中心に水平方向に回転する手段を有している。これにより、粉体供給時に粉体容器の充填口における粉体と空気との置換が促進され、粉体充填速度の高速化を実現することができる。
【0096】
請求項2記載の発明は請求項1記載の粉体充填装置において、分離手段がメッシュの細かいふるい網またはフィルタによる分離層を有している。これにより、分離層の全面において均一に空気が吸引され、高い充填密度を実現することができる。また、従来のものより小型の分離手段によって従来の分離手段と同等の性能を得ることができ装置の小型化を実現できる。
【0097】
請求項3記載の発明は請求項2記載の粉体充填装置において、分離手段が粗密度の異なる複数のふるい網またはフィルタの層による分離層を有している。これにより、目詰まり等の発生時におけるメンテナンス性を向上させることができる。
【0098】
請求項4記載の発明は請求項3記載の粉体充填装置において、分離層の外層が粗密度の粗い層によって構成されている。これにより、より効率よく粉体と空気との分離を行うことができ、また目詰まりの発生の低減を実現することができる。
【0099】
請求項5記載の発明は請求項1から4のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、粉体容器内の粉体の充填量に応じて排出手段を粉体容器の底面付近から上部に移動することができる。これにより、より効率的に粉体と空気との分離を行うことができ高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0100】
請求項6記載の発明は請求項1から5のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、分離手段に加圧空気を供給する加圧手段をさらに有しているため、分離手段に目詰まりが生じた場合に加圧空気によりこれを解消することができる。これにより、メンテナンス頻度が低くても良い、作業性を高めた粉体充填装置を実現することができる。
【0101】
請求項7記載の発明は請求項1から6のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、充填作業中に粉体容器に振動を加える加振手段をさらに有している。これにより、粉体容器内部での自然脱気や空気の吸引を促進し、より高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0102】
請求項8記載の発明は請求項7記載の粉体充填装置において、加振手段が粉体容器の底面および側面から、鉛直方向および水平方向の振動を粉体容器に加えるようにしている。これにより、さらに加振による効果が促進され、さらに高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0103】
請求項9記載の発明は請求項1から8のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、吸引負圧を任意の圧力に制御することができる。これにより、充填を行う粉体の種類、平均粒径、および充填量や粉体容器の形状および容量等に応じて吸引負圧を制御することが可能である。このため、最適な条件で粉体の充填作業を行うことができ、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0104】
請求項10記載の発明は請求項9記載の粉体充填装置において、圧力が変化する吸引負圧により、粉体と空気との分離と、分離した空気の吸引および排出と、を実行する。これにより、より効果的に分離、吸引、および排出を行うことができ、高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0105】
請求項11記載の発明は請求項9記載の粉体充填装置において、間欠発生する吸引負圧により、粉体と空気との分離と、分離した空気および排出とを実行する。これにより、より効果的に分離、吸引、および排出を行うことができ、高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0106】
請求項12記載の発明は請求項1から11のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、2回以上に分割して粉体の充填を行い、粉体の供給が行われるたび毎に粉体と空気との分離と分離した空気の吸引および排出とを実行する。これにより、1回の供給で規定の充填量の粉体を粉体容器に供給する場合よりも、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0107】
請求項13記載の発明は請求項1から12のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、排出手段が2つ以上に分岐しそれぞれの先端部に分離手段を有している。これにより、粉体容器内部の複数の箇所で同時に粉体と空気との分離を行うことができ、より高い充填密度および充填速度を実現できる。また、さらに小型の分離手段によって従来の分離手段と同等の性能を得ることができ装置の小型化を実現できる。
【0108】
請求項14記載の発明は請求項1から13のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、排出手段が粗密度の異なるメッシュを組み合わせた層の積層によって構成されているため、粉体と空気との分離を行う部分の面積を増やすことができる。これにより、粉体容器内部においてより均一に粉体と空気との分離を実行することができ、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。また、さらに小型の分離手段によって従来の分離手段と同等の性能を得ることができ装置の小型化を実現できる。
【0109】
請求項15記載の発明は請求項1から14のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、分離手段を洗浄によって目詰まりが解消されるような構成にしている。これによって、分離手段の能率が高い水準に維持され高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0110】
請求項16記載の粉体充填方法は、粉体容器の充填口を中心に容器全体を水平方向に回転する工程を有している。これにより、粉体供給時に粉体容器の充填口における粉体と空気との置換が促進され、粉体充填速度の高速化を実現することができる。
【0111】
請求項17記載の発明は請求項16記載の粉体充填方法において、メッシュの細かいふるい網またはフィルタによって粉体と空気との分離を実行する。これにより、均一に空気が吸引され、高い充填密度を実現することができる。また、従来のものより小型の分離手段によって従来の分離手段と同等の性能を得ることができ装置の小型化を実現できる。
【0112】
請求項18記載の発明は請求項17記載の粉体充填方法において、粗密度の異なる複数のふるい網またはフィルタの積層によって粉体と空気との分離を実行する。これにより、目詰まり等の発生時におけるメンテナンス性を向上させることができる。
【0113】
請求項19記載の発明は請求項18記載の粉体充填方法において、粗いメッシュのふるい網またはフィルタによる外層を有する積層を用いて粉体と空気との分離を実行する。これにより、より効率よく粉体と空気との分離を行うことができ、また目詰まりの発生の低減を実現することができる。
【0114】
請求項20記載の粉体充填方法は請求項16から19のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、粉体容器内の粉体の充填量に応じて排出手段を移動する工程をさらに有している。これにより、より効率的に粉体と空気との分離を行うことができ高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0115】
請求項21記載の発明は請求項16から20のいずれか1項に記載の粉体充填装置において、分離手段に加圧空気を供給する工程をさらに有している。このため、分離手段に目詰まりが生じた場合に加圧空気によりこれを解消することができる。これにより、メンテナンス頻度が低くても良い、作業性を高めた粉体充填装置を実現することができる。
【0116】
請求項22記載の発明は請求項16から21のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、充填作業中に粉体容器へ振動を加える工程をさらに有している。これにより、粉体容器内部での自然脱気や空気の吸引が促進され、より高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0117】
請求項23記載の発明は請求項22記載の粉体充填方法において、粉体容器の底面および側面から、鉛直方向と水平方向との振動を粉体容器に加えるようにしている。これにより、さらに加振による効果が促進され、さらに高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0118】
請求項24記載の発明は請求項16から23のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、粉体容器内の空気の排出に用いられる吸引負圧を制御する工程をさらに有している。これにより、充填を行う粉体の種類、平均粒径、および充填量や粉体容器の形状および容量等に応じて吸引負圧を制御することが可能である。このため、最適な条件で粉体の充填作業を行うことができ、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0119】
請求項25記載の発明は請求項24記載の粉体充填方法において、負圧工程は、吸引負圧を変動させている。これにより、より効果的に分離、吸引、および排出を行うことができ、高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0120】
請求項26記載の発明は請求項24記載の粉体充填方法において、負圧工程は、吸引負圧を間欠発生させている。これにより、より効果的に分離、吸引、および排出を行うことができ、高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0121】
請求項27記載の発明は請求項16から26のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、供給工程から排出工程までの各工程をサイクルとして複数回実行する。これにより、粉体容器への粉体の充填を2回以上に分割して行い、粉体の供給が行われるたび毎に粉体と空気との分離と分離した空気の吸引および排出とを行う。このため、1回の供給で規定の充填量の粉体を粉体容器に供給する場合よりも、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0122】
請求項28記載の発明は請求項16から27のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、2以上の分離手段を用いて粉体と空気との分離を行う。これにより、粉体容器内部の複数の箇所で同時に粉体と空気との分離を行うことができ、より高い充填密度および充填速度を実現できる。
【0123】
請求項29記載の発明は請求項16から28のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、粉体と空気との分離を行う部分の面積を増やすことができる。これにより、粉体容器内部においてより均一に粉体と空気との分離を実行することができ、より高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【0124】
請求項30記載の発明は請求項16から29のいずれか1項に記載の粉体充填方法において、洗浄によって目詰まりが解消される構成の分離手段によって粉体と空気との分離を行う。これによって、分離工程の能率が高い水準に維持され高い充填密度および充填速度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1の実施形態による粉体充填装置の構成を示す概略図である。
【図2】本発明を適用した第1の実施形態による粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】本発明を適用した第2の実施形態による粉体充填装置の空気分離部の構成を示す概略図である。
【図4】本発明を適用した第3の実施形態による粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明を適用した第3の実施形態による粉体充填装置の充填部を示す模式図である。
【図6】図5上のAからGの各点における空気吸引管3の位置と粉体の充填状況とを示す模式図である。
【図7】本発明を適用した第4の実施形態による粉体充填装置の構成を示す概略図である。
【図8】本発明を適用した第4の実施形態のよる粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明を適用した第5の実施形態による粉体充填装置の構成を示す概略図である。
【図10】本発明を適用した第5の実施形態による粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図11】本発明を適用した第6の実施形態による粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図12】従来技術による粉体充填装置の構成例を示す模式図である。
【図13】従来技術による粉体充填装置の構成例を示す概略図である。
【図14】従来技術による粉体充填装置の空気分離部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 粉体充填装置
2 ホッパーまたはロート
3 空気吸引管
4 粉体容器
5 ターンテーブル
6 切り出し部
7、28 空気分離部
8 内層
9 中間層
10 外層
11 上接合部
12 下接合部
13 入側コンベア
14 出側コンベア
15 粉体供給口
16 粉体
17 加振装置
18 容器回転手段
19 空気吸引管挿入口
21 三方切替弁
22 減圧空気源
23 加圧空気源
24 ピストンシリンダ
25 オーガー
26 駆動モータ
27 コンベア
29 充填ノズル
30 穴
32 層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder filling apparatus and a powder filling method for filling powder into a powder container, and more particularly, to a powder filling apparatus and a powder filling method for increasing a filling rate into a powder container.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various devices and methods are known as a powder filling apparatus and a powder filling method for filling powder in a powder container.
As the container filled with powder, when the powder is toner for copying machines or printers, card ridges are used, and when it is cosmetics or food, glass or plastic bottles are used, and plastic bags are also used. It is done.
Further, as a general powder filling apparatus, a powder filling apparatus is known in which powder is measured and extruded by rotating an auger having a spiral wing attached to a rod-shaped rotating shaft.
[0003]
FIG. 12 is a block diagram showing a powder filling apparatus using an auger according to the prior art. In this powder filling apparatus, the powder is once put into a hopper or
Each
Further, the weight of the
[0004]
However, in this method, since it takes time for the powder to settle in the powder container, the filling cannot be performed efficiently. Furthermore, there has been a problem that high-density filling cannot be performed.
[0005]
Therefore, a “powder filling method and apparatus” disclosed in JP-A-8-198203 has been proposed. This does not allow the powder to settle naturally in the powder container, but actively separates air to increase the density.
FIG. 13 shows an embodiment of the powder filling apparatus disclosed in the above publication. In this powder filling apparatus, a funnel (not shown) is detachably connected to the
[0006]
Moreover, the structure of the air separation part 28 of this embodiment is shown in FIG. The air separation unit 28 is configured by having a plurality of
[0007]
Next, the powder filling operation into the
[0008]
As described above, according to the invention disclosed in the above publication, the powder can be filled at higher speed and higher density than the conventional method by sucking the air inside the powder container.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to further improve productivity, it is required to realize a powder filling apparatus and a powder filling method for filling a powder container with powder at a higher speed and higher density.
Along with this, in order to ensure high work efficiency, it is required to realize a powder filling apparatus having good maintainability.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a powder filling apparatus and a powder filling method that realizes powder filling at a higher speed and higher density than the invention disclosed in the above publication. The purpose is to do.
[0011]
It is another object of the present invention to provide a powder filling apparatus and a powder filling method that uniformly separates powder and air in the separation means and increases the amount of powder filled in the powder container.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a powder filling apparatus including a separating unit having high durability and good maintainability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a powder filling apparatus according to
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the first aspect, the separation means has a separation layer which is a fine mesh screen or a filter layer.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the powder filling apparatus according to the second aspect, wherein the separating means has a separating layer composed of a plurality of layers of a mesh screen or a filter having different coarse densities.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the third aspect, the outer layer of the separation layer is a layer having a coarse roughness.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, the powder filling apparatus according to any one of the first to fourth aspects further includes a moving means for moving the discharge means in accordance with the filling amount of the powder in the powder container. It is characterized by that.
[0018]
A sixth aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a pressurizing means for supplying pressurized air to the separating means.
[0019]
A seventh aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a vibration means for applying vibration to the powder container.
[0020]
According to an eighth aspect of the present invention, in the powder filling device according to the seventh aspect, the vibration means vibrates from the side surface and the bottom surface of the powder container, and vibrations in the vertical direction and the horizontal direction are detected. It is characterized by adding to.
[0021]
A ninth aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to eighth aspects, further comprising negative pressure means for controlling a suction negative pressure used for separation of the powder and air. It is said.
[0022]
According to a tenth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the ninth aspect, the negative pressure means varies the suction negative pressure.
[0023]
The invention described in claim 11 is the powder filling apparatus described in
[0024]
A twelfth aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the supply means supplies the powder to the powder container in two or more times, and the separation means and discharge The means is characterized in that separation and discharge are performed each time the powder is supplied.
[0025]
A thirteenth aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the discharge means has a plurality of branched end portions, and each of the front end portions has a separating means. It is a feature.
[0026]
The invention according to
[0027]
A fifteenth aspect of the invention is characterized in that, in the powder filling apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects, the clogging is eliminated by washing the separation means.
[0028]
17. The powder filling method according to claim 16, wherein a connecting step of connecting a powder container filled with the powder and a powder supply means for supplying the powder, and a powder container centering on a filling port of the powder container A rotating step of rotating the whole in a horizontal direction, a supplying step of supplying powder to the powder container, a separation step of separating the powder supplied to the powder container and air in the powder container, And a discharge step of discharging the air in the powder container separated in the separation step to the outside of the powder container.
[0029]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the sixteenth aspect, the separation step separates the powder and the air in the powder container using a fine mesh screen or a filter layer. It is said.
[0030]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the seventeenth aspect, the separation step separates the powder and the air in the powder container by using a mesh screen or a filter layer of different coarse densities. It is characterized by that.
[0031]
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the powder filling method according to the eighteenth aspect, wherein the separation step separates the powder and the air in the powder container using a coarse mesh sieve mesh or a laminate having an outer layer by a filter. It is characterized by.
[0032]
A twentieth aspect of the present invention is the powder filling method according to any one of the sixteenth to nineteenth aspects, wherein the discharge means is moved in accordance with the amount of powder in the powder container after the discharge step. It further has a moving process.
[0033]
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the powder filling method according to any one of the sixteenth to twentieth aspects, the pressurizing step of supplying pressurized air to the separating means for executing the separating step is the last stage. It is characterized by having.
[0034]
The invention according to claim 22 is the powder filling method according to any one of claims 16 to 21, further comprising a vibration step for applying vibration to the powder container after the rotation step. .
[0035]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the powder filling method according to the twenty-second aspect, in the vibration step, vibration is performed from the side surface and the bottom surface of the powder container, and vibrations in the vertical direction and the horizontal direction are detected. It is characterized by being added to a container.
[0036]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the powder filling method according to any one of the sixteenth to twenty-third aspects, a negative pressure for controlling the negative suction pressure used for discharging the air in the powder container is provided after the separation step. The method further includes a pressing step.
[0037]
A twenty-fifth aspect of the invention is the powder filling method according to the twenty-fourth aspect, wherein the negative pressure step fluctuates the suction negative pressure.
[0038]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the twenty-fourth aspect, the negative pressure step intermittently generates a suction negative pressure.
[0039]
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the powder filling method according to any one of the sixteenth to twenty-sixth aspects, each step from the supply step to the discharge step is performed a plurality of times as a cycle, whereby It is characterized in that powder filling is performed in a plurality of stages.
[0040]
The invention according to claim 28 is the powder filling method according to any one of claims 16 to 27, wherein the separation step separates the powder and the air in the powder container using a plurality of separation means. It is characterized by that.
[0041]
The invention according to
[0042]
A thirty-third aspect of the invention is the powder filling method according to any one of the sixteenth to thirty-ninth aspects of the present invention, wherein the separating step uses a separating means that eliminates clogging by washing, and a powder container. It is characterized by separating the air inside.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
A first embodiment in which a powder filling apparatus or a powder filling method according to the present invention is suitably implemented will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the powder charging apparatus according to the present embodiment. The
[0044]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0045]
The hopper or
[0046]
Next, operation | movement of the
[0047]
Thereafter, supply of powder from the hopper or
[0048]
When the toner cylinder is started by driving the air cylinder or the like, the
[0049]
After the supply of the powder is started and a certain amount of toner is filled in the
[0050]
The air separated by the
[0051]
According to the powder filling apparatus or the powder filling method in the present embodiment, it is possible to increase the filling speed, simplify the equipment, and downsize the equipment as compared with the conventional powder filling apparatus or the powder filling method. The productivity in the filling process can be improved and the cost of the filling device can be reduced.
[0052]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the powder filling apparatus and the powder filling method according to the present invention are suitably implemented will be described. The powder filling apparatus according to the present embodiment is the same as the
[0053]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0054]
The
[0055]
Here, the
[0056]
Further, since a relatively coarse mesh or filter can be used for the
[0057]
Although not shown in FIG. 3, the
In addition, operation | movement of the
[0058]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment in which the powder filling apparatus and the powder filling method according to the present invention are suitably implemented will be described. The powder filling apparatus in the present embodiment is the same as the
[0059]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0060]
Next, operation | movement of the
[0061]
Thereafter, the supply of powder from the hopper or
[0062]
When the supply of powder is started, the inside of the tube is decompressed by a decompression source connected to one end of the
[0063]
When the powder surface of the
[0064]
Here, the operation of moving the
[0065]
Next, FIG. 6 shows the position of the
[0066]
In C, the
[0067]
When the powder 16 is further supplied to the
[0068]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment in which the powder filling apparatus and the powder filling method according to the present invention are suitably implemented will be described. FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of the powder filling apparatus according to the present embodiment. The
[0069]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0070]
Next, the operation of the
[0071]
Next, vibration is applied to the
In the present embodiment, the replacement of powder and air is further promoted by vibration, and the falling speed of the powder is further increased.
[0072]
When the supply of the powder is started, the pressure is reduced by a pressure reduction source connected to one end of the
According to the present embodiment, in these separation and discharge processes, air suction by the
[0073]
When the powder surface inside the
[0074]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention in which the powder filling apparatus and the powder filling method according to the present invention are preferably implemented will be described. FIG. 9 shows the configuration of the
[0075]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0076]
As shown in FIG. 9, when connecting the
Therefore, the diameter of the
[0077]
Moreover, since the
Further, in the drawing, the
[0078]
The reduced pressure air source 22 generates a negative pressure in the
[0079]
Next, operation | movement of the
[0080]
Thereafter, powder is supplied from the hopper or
[0081]
When the supply of powder is started, the pressure in the tube is reduced by the reduced pressure air source 22 connected to one end of the
[0082]
In the present embodiment, the negative pressure generated inside the
[0083]
At this time, it is preferable to control the negative pressure in a range of −50 kPa ± 30 kPa. If a negative pressure higher than this is used, powder agglomerates are likely to occur around the
[0084]
The air separated by the
[0085]
When the powder surface inside the
[0086]
Thereafter, the
[0087]
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment in which the powder filling apparatus and the powder filling method according to the present invention are suitably implemented will be described. The powder filling apparatus according to the present embodiment is the same as the
[0088]
In this embodiment, the hopper or
On the other hand, the
[0089]
Next, the operation of the powder filling apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an operation flow of the
[0090]
Thereafter, powder is supplied from the hopper or
[0091]
When the supply of powder is started, the inside of the tube is decompressed by a decompression source connected to one end of the
[0092]
In the case of the first filling (step S606 / Y), when the powder specified for the first time is filled in the powder container 4 (step S607 / Y), the supply of the powder is first stopped (step S607 / Y). S608). Then, the separation of the powder from the air, the suction of the separated air, and the discharge are continued for a certain period and then stopped (step S609).
[0093]
Thereafter, the supply of powder is resumed (step S603), and the powder and air are separated, the separated air is sucked, and the separated air is discharged (steps S604 and S605), as in the first filling. ). In the case of the second filling (step S606 / N), after the
[0094]
In this way, while the powder supply is stopped, the powder and air are separated, and the separated intake air is sucked and discharged. Higher filling rates can be achieved than if done. Further, by performing separation, suction, and discharge while the powder supply is stopped, the time required for filling can be shortened and productivity can be increased as compared with the case where these are not performed.
[0095]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the powder filling apparatus according to
[0096]
According to a second aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the first aspect, the separation means has a separation layer formed of a fine mesh screen or filter. Thereby, air is uniformly sucked over the entire surface of the separation layer, and a high packing density can be realized. Further, the same performance as that of the conventional separating means can be obtained by the separating means smaller than the conventional one, and the apparatus can be reduced in size.
[0097]
According to a third aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the second aspect, the separation means has a separation layer composed of a plurality of sieve meshes or filter layers having different coarse densities. Thereby, the maintainability at the time of occurrence of clogging or the like can be improved.
[0098]
According to a fourth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the third aspect, the outer layer of the separation layer is composed of a coarse layer. Thereby, the powder and air can be more efficiently separated, and the occurrence of clogging can be reduced.
[0099]
According to a fifth aspect of the present invention, in the powder filling device according to any one of the first to fourth aspects, the discharging means is arranged from the vicinity of the bottom surface of the powder container to the upper part according to the amount of powder in the powder container Can be moved to. Thereby, powder and air can be more efficiently separated, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0100]
The invention according to
[0101]
A seventh aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a vibration means for applying vibration to the powder container during the filling operation. Thereby, natural deaeration and air suction inside the powder container can be promoted, and higher packing density and filling speed can be realized.
[0102]
According to an eighth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the seventh aspect, the vibration means applies vertical and horizontal vibrations to the powder container from the bottom and side surfaces of the powder container. Thereby, the effect by vibration is further promoted, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0103]
According to a ninth aspect of the present invention, in the powder filling device according to any one of the first to eighth aspects, the suction negative pressure can be controlled to an arbitrary pressure. This makes it possible to control the negative suction pressure according to the type of powder to be filled, the average particle diameter, the filling amount, the shape and capacity of the powder container, and the like. For this reason, the powder filling operation can be performed under optimum conditions, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0104]
According to a tenth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the ninth aspect, the separation of the powder and air and the suction and discharge of the separated air are performed by the suction negative pressure whose pressure changes. Thereby, separation, suction, and discharge can be performed more effectively, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0105]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to the ninth aspect, separation of the powder and air and separation of the air and discharge are performed by intermittent suction negative pressure. Thereby, separation, suction, and discharge can be performed more effectively, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0106]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, the powder filling is divided into two or more times, and the powder is supplied each time the powder is supplied. Separation of the powder and air and suction and discharge of the separated air are performed. As a result, a higher packing density and a higher packing speed can be realized than when a specified amount of powder is supplied to the powder container in one supply.
[0107]
A thirteenth aspect of the present invention is the powder filling apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the discharge means is branched into two or more and has a separation means at each tip. As a result, the powder and air can be separated at a plurality of locations inside the powder container at the same time, and a higher filling density and filling speed can be realized. Further, the performance equivalent to that of the conventional separation means can be obtained by the further smaller separation means, and the apparatus can be downsized.
[0108]
The invention according to
[0109]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the powder filling apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects, the separation means is configured so that clogging is eliminated by washing. Thereby, the efficiency of the separation means is maintained at a high level, and a high packing density and a high packing speed can be realized.
[0110]
A powder filling method according to a sixteenth aspect includes a step of rotating the entire container in the horizontal direction around the filling port of the powder container. As a result, the replacement of the powder and air at the filling port of the powder container during the powder supply is promoted, and the powder filling speed can be increased.
[0111]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the sixteenth aspect, the powder and air are separated by a fine mesh screen or filter. Thereby, air is uniformly sucked and a high filling density can be realized. Further, the same performance as that of the conventional separating means can be obtained by the separating means smaller than the conventional one, and the apparatus can be reduced in size.
[0112]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the seventeenth aspect, the powder and air are separated by laminating a plurality of sieve nets or filters having different coarse densities. Thereby, the maintainability at the time of occurrence of clogging or the like can be improved.
[0113]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the eighteenth aspect, the powder and air are separated using a coarse mesh sieving net or a laminate having an outer layer by a filter. As a result, the powder and air can be more efficiently separated, and the occurrence of clogging can be reduced.
[0114]
The powder filling method according to claim 20 is the powder filling method according to any one of claims 16 to 19, further comprising a step of moving the discharge means according to the amount of powder in the powder container. Have. Thereby, powder and air can be more efficiently separated, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0115]
A twenty-first aspect of the invention is the powder filling apparatus according to any one of the sixteenth to twentieth aspects, further comprising a step of supplying pressurized air to the separating means. For this reason, when clogging occurs in the separating means, this can be eliminated by pressurized air. Thereby, it is possible to realize a powder filling apparatus with improved workability that may require a low maintenance frequency.
[0116]
The invention described in claim 22 is the powder filling method according to any one of claims 16 to 21, further comprising a step of applying vibration to the powder container during the filling operation. Thereby, natural deaeration and air suction inside the powder container are promoted, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0117]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the powder filling method according to the twenty-second aspect, vibrations in the vertical direction and the horizontal direction are applied to the powder container from the bottom and side surfaces of the powder container. Thereby, the effect by vibration is further promoted, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0118]
The invention according to claim 24 further comprises a step of controlling the suction negative pressure used for discharging air in the powder container in the powder filling method according to any one of claims 16 to 23. . This makes it possible to control the negative suction pressure according to the type of powder to be filled, the average particle diameter, the filling amount, the shape and capacity of the powder container, and the like. For this reason, the powder filling operation can be performed under optimum conditions, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0119]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the twenty-fourth aspect, the negative pressure step varies the suction negative pressure. Thereby, separation, suction, and discharge can be performed more effectively, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0120]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the powder filling method according to the twenty-fourth aspect, the negative pressure step intermittently generates a negative suction pressure. Thereby, separation, suction, and discharge can be performed more effectively, and a high filling density and filling speed can be realized.
[0121]
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the powder filling method according to any one of the sixteenth to twenty-sixth aspects, each step from the supply step to the discharge step is executed a plurality of times as a cycle. As a result, the powder container is filled with the powder divided into two or more times, and the powder and air are separated and the separated air is sucked and discharged each time the powder is supplied. . For this reason, it is possible to realize a higher packing density and a higher packing speed than when supplying a specified amount of powder to a powder container in one supply.
[0122]
A twenty-eighth aspect of the invention is the powder filling method according to any one of the sixteenth to twenty-seventh aspects, wherein the powder and air are separated using two or more separation means. As a result, the powder and air can be separated at a plurality of locations inside the powder container at the same time, and a higher filling density and filling speed can be realized.
[0123]
A twenty-ninth aspect of the invention is the powder filling method according to any one of the sixteenth to twenty-eighth aspects, wherein the area of the part where the powder and the air are separated can be increased. As a result, the powder and air can be more uniformly separated in the powder container, and a higher packing density and a higher packing speed can be realized.
[0124]
A thirty-third aspect of the invention is the powder filling method according to any one of the sixteenth to thirty-ninth aspects, wherein the powder and the air are separated by a separation means configured to eliminate clogging by washing. Thereby, the efficiency of the separation process is maintained at a high level, and a high packing density and a high packing speed can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a powder filling apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the powder filling apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic view showing a configuration of an air separation unit of a powder filling apparatus according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of a powder filling apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a schematic view showing a filling part of a powder filling apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied.
6 is a schematic diagram showing the position of the
FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of a powder filling apparatus according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the powder filling apparatus according to the fourth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a schematic view showing a configuration of a powder filling apparatus according to a fifth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the powder filling apparatus according to the fifth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of a powder filling apparatus according to a sixth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration example of a powder filling apparatus according to a conventional technique.
FIG. 13 is a schematic view showing a configuration example of a powder filling apparatus according to a conventional technique.
FIG. 14 is a schematic view showing a configuration of an air separation unit of a powder filling apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 Powder filling equipment
2 Hopper or funnel
3 Air suction pipe
4 Powder container
5 Turntable
6 Cutout part
7, 28 Air separation unit
8 Inner layer
9 Middle class
10 outer layer
11 Upper joint
12 Lower joint
13 Incoming conveyor
14 Outlet conveyor
15 Powder supply port
16 powder
17 Exciter
18 Container rotating means
19 Air suction tube insertion port
21 Three-way switching valve
22 Reduced pressure air source
23 Pressurized air source
24 piston cylinder
25 Auger
26 Drive motor
27 Conveyor
29 Filling nozzle
30 holes
32 layers
Claims (30)
該供給手段と前記粉体容器とを接続する接続手段と、
前記粉体容器内の前記粉体と空気とを分離する分離手段を先端部に有し、該分離手段が分離した空気を前記粉体容器外に排出する排出手段と、
前記粉体容器の充填口を中心に、前記粉体容器全体を水平方向に回転する回転手段と、を有することを特徴とする粉体充填装置。Supply means for supplying powder to the powder container;
Connection means for connecting the supply means and the powder container;
A separation means for separating the powder and air in the powder container at the tip, and a discharge means for discharging the air separated by the separation means out of the powder container;
A powder filling apparatus comprising: a rotating unit that rotates the entire powder container in a horizontal direction around the filling port of the powder container.
前記分離手段および前記排出手段は、前記粉体が供給されるたび毎に分離および排出を行うことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の粉体充填装置。The supply means supplies the powder to the powder container in two or more times,
The powder filling apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the separation unit and the discharge unit perform separation and discharge each time the powder is supplied.
各該先端部にそれぞれ前記分離手段を有することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の粉体充填装置。The discharging means has a tip portion branched into a plurality of parts,
The powder filling apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein each of the tip portions has the separation means.
前記粉体容器の充填口を中心に前記粉体容器全体を水平方向に回転する回転工程と、
前記粉体容器に前記粉体の供給する供給工程と、
粉体容器に供給された前記粉体と、前記粉体容器内の空気と、を分離する分離工程と、
該分離工程において分離された前記粉体容器内の空気を、前記粉体容器外へ排出する排出工程と、を有することを特徴とする粉体充填方法。A connecting step of connecting a powder container filled with powder and a powder supply means for supplying the powder;
A rotating step of rotating the entire powder container in a horizontal direction around the filling port of the powder container;
A supply step of supplying the powder to the powder container;
A separation step of separating the powder supplied to the powder container and the air in the powder container;
And a discharging step of discharging the air in the powder container separated in the separation step to the outside of the powder container.
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