JP6805553B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、充填装置に関する。

特許文献１には、ホッパー内に粉体を供給して粉体内の空気を吸引除去した後に容器側へ粉体の導入が行われることで、容器内へ粉体を高密度に充填する方法が記載されている。

特許文献２には、螺旋状の羽根を備えたオーガを有し、オーガの回転によって粉体を送りながら粉体の充填量を計量する計量部と、計量部の内張り出し部およびオーガに設けられた通気性部材とを有する粉体充填機が記載されている。そして、特許文献２の粉体充填機は、これら通気性部材を介して計量部内に加圧空気を吐出させる粉体充填機が記載されている。

特許文献３には、アクチュエータと、取付部材と、駆動装置とを備えた目詰まり解消装置が記載されている。そして、アクチュエータは、ホッパーの底部側の窄まった部位に取付部材を用いて装着され、金属板の先端側が粉体に直接接触するように設けられて、電気エネルギーを振動エネルギーに変換して粉体を振動させるようになっている。

特開２００１−９７３０２号公報 特開平８−７２８２１号公報 特開２０１５−２０９０３号公報

本発明は、粉体移動部に設けられ又は形成され、粉体移動部の回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部外に移動させる空気移動部を備えていない場合に比べて、収容部内における筒の上側の粉体の嵩密度を高くすることができ、容器内へ紛体を高密度に充填することができる。

第１態様に記載の充填装置は、下端に穴が形成され、上端側から下端に亘って径が徐々に小さくなる内周面を有し、粉体を収容する収容部と、前記穴の縁で前記収容部に繋がっている筒を有し、前記収容部内に収容されている粉体を下側に搬送する搬送部と、前記収容部内に配置され、前記内周面の周方向に回転して粉体を回転の軸側に移動させる粉体移動部と、前記粉体移動部に設けられ又は形成され、前記粉体移動部の回転方向下流側から上流側に移動した空気を、前記収容部外に移動させる空気移動部と、を備えている。

第２態様に記載の充填装置は、第１態様記載の充填装置であって、前記空気移動部は、前記粉体移動部の回転方向に対し投影面積が増加するように前記粉体移動部から突起している突起部とされている。

第３態様に記載の充填装置は、第１態様又は第２態様に記載の充填装置であって、前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転方向上流側且つ前記回転の軸側と反対側を向く面が形成されている板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、前記空気移動部は、前記面から前記回転方向上流側に突出し、対を成して上下方向に延びている突出部とされている。

第４態様に記載の充填装置は、第１態様〜第３態様の何れか一態様に記載の充填装置であって、前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転方向上流側且つ前記回転の軸側と反対側を向く面が形成されている板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、前記空気移動部は、前記粉体移動部を貫通し、前記面で開口する第１開口と、前記第１開口よりも上側で開口する第２開口とを有する穴とされている。

第５態様に記載の充填装置は、第１態様〜第３態様の何れか一態様に記載の充填装置であって、前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転方向上流側且つ前記回転の軸側と反対側を向く面が形成されている板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、前記空気移動部は、前記面に沿って配置され、空気の通過が可能な通路部とされている。

第１態様に記載の充填装置は、粉体移動部に設けられ又は形成され、粉体移動部の回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部外に移動させる空気移動部を備えていない場合に比べて、収容部内における筒の上側の粉体の嵩密度を高くすることができ、容器内へ紛体を高密度に充填することができる。

第２態様に記載の充填装置は、粉体移動部とは別に、粉体移動部の軸を回転中心として回転する空気移動部を備えた場合に比べて、簡単な構成で、収容部内における搬送部の上側の粉体の嵩密度を高くすることができ、容器内へ紛体を高密度に充填することができる。

第３態様に記載の充填装置は、空気移動部が粉体移動部の回転方向に対し投影面積が増加するように粉体移動部から突起している場合に比べて、粉体移動部のトルクを小さくすることができる。

第４態様に記載の充填装置は、空気移動部が粉体移動部の回転方向に対し投影面積が増加するように粉体移動部から突起している場合に比べて、粉体移動部のトルクを小さくすることができる。

第５態様に記載の充填装置は、空気移動部が粉体移動部の回転方向に対し投影面積が増加するように粉体移動部から突起している場合に比べて、粉体移動部のトルクを小さくすることができる。

第１実施形態の充填装置を用いて容器にトナーを充填している状態を示す概略図(正面図)である。 第１実施形態の充填装置を構成するホッパーの内部を示す斜視図である。 第１実施形態の充填装置を示す部分断面図（正面図）である。 第１実施形態の充填装置を示す部分断面図（上面図）である。 第１比較形態のホッパーを構成する収容部の内部の空気の圧力分布を、Euler-Euler Granular Modelに基づいてシミュレーションした結果を示す図である。 第２実施形態の充填装置を構成するホッパーの内部を示す斜視図である。 第３実施形態の充填装置を構成するホッパーの内部を示す斜視図である。 第４実施形態の充填装置を構成するホッパーの内部を示す斜視図である。

≪概要≫
発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、４つの実施形態（第１〜第４実施形態）に基づいて説明する。なお、図面における矢印Ｈ方向を高さ方向として説明する。また、以下の説明では、「上側」とは「高さ方向の上側」、「下側」とは「高さ方向の下側」を意味するものとする。

≪第１実施形態≫
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の充填装置１０の構成について説明する。次いで、本実施形態の充填装置１０を用いた後述するトナーカートリッジ１００の製造方法について説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。

＜充填装置の構成＞
充填装置１０は、一例として電子写真方式の画像形成装置（図示省略）で用いられるトナーＴを、図１のカートリッジ本体９０（以下、容器９０という。）内に充填する機能を有する。充填装置１０は、図１に示されるように、充填装置１０の下端の開口（後述する円筒部２４の開口２４Ｂ）からトナーＴを排出し、下側に配置されている容器９０内に充填するようになっている。そのため、容器９０の上側には、開口９０Ａが形成されている。ここで、トナーＴは、粉体の一例である。トナーＴとは、トナーＴを構成するトナー粒子の集合体を意味する。トナーＴは、画像形成装置において消耗品とされている。そのため、トナーＴが充填された容器９０（トナーカートリッジ１００）は、画像形成装置の交換部品として用いられる。

充填装置１０は、図１、図２及び図３に示されるように、ホッパー２０と、オーガ３０と、伝達軸４０と、アジテータ５０と、駆動源６０と、輸送装置７０と、制御部８０と、秤（図示省略）と、を含んで構成されている。

［ホッパー］
ホッパー２０は、図１、図２及び図３に示されるように、収容部２２と、円筒部２４と、を有している。ここで、円筒部２４は、筒の一例である。

〔収容部〕
収容部２２は、トナーＴを収容する機能を有する。収容部２２は、図３に示されるように、円錐台状の筒体であって、上端及び下端にそれぞれ開口２２Ａ、開口２２Ｂが形成され、上端から下端に亘って径が徐々に小さくなる内周面２２Ｃを有している。ここで、開口２２Ｂは、穴の一例である。なお、収容部２２には、開口２２Ａからトナータンク（図示省略）内へ、トナーＴが送り込まれるようになっている。

〔円筒部〕
円筒部２４は、収容部２２から送り込まれて容器９０に排出されるトナーＴの搬送路としての機能を有する。円筒部２４は、図１、図２及び図３に示されるように、収容部２２の下側に配置されている。円筒部２４は、上端及び下端にそれぞれ開口２４Ａ、開口２４Ｂが形成された円筒とされている。開口２４Ｂの径は、収容部２２の開口２２Ｂの径と同等とされている。そして、円筒部２４は、開口２４Ａの縁で収容部２２の開口２２Ｂの縁に繋がっている。

なお、ホッパー２０は、高さ方向に沿う軸Ｃに対して対称に構成されている。

［オーガ］
オーガ３０は、円筒部２４内のトナーＴを上側から下側に搬送させる機能を有する。オーガ３０は、図２及び図３に示されるように、回転軸３２と、螺旋部３４と、を有している。回転軸３２は、軸Ｃを回転中心として回転するようになっている。螺旋部３４は、回転軸３２の外周に螺旋状に形成されている。なお、図中の矢印Ｒ１方向は、オーガ３０の回転方向を示している。

オーガ３０は、円筒部２４内と収容部２２内とに配置されている。具体的には、オーガ３０の一部は、円筒部２４内に配置されている。オーガ３０の残りの一部、すなわち、オーガ３０における円筒部２４の上端からはみ出している部分は、収容部２２内の下側の部分に配置されている。

以上のとおり、オーガ３０は、円筒部２４とで、トナーＴを上側から下側に搬送する機能を有する。本明細書では、オーガ３０と円筒部２４との組み合せを、搬送部１５という。すなわち、搬送部１５は、開口２４Ａの縁で収容部２２の下側の開口２２Ｂの縁に繋がっている筒、すなわち、円筒部２４を有し、収容部２２に収容されているトナーＴを下側に搬送する機能を有するといえる。

［伝達軸］
伝達軸４０は、駆動源６０のトルクをオーガ３０に伝達する機能を有する。伝達軸４０は、図２及び図３に示されるように、一部が収容部２２内に配置されて、残りの一部が収容部２２の上端からはみ出している。伝達軸４０の上端側の部分は駆動源６０に接続され、下端側の部分はオーガ３０の回転軸３２に固定されている。そして、伝達軸４０は、駆動源６０により駆動されて矢印Ｒ１方向に回転することで、オーガ３０にトルクを伝達するようになっている。

［アジテータ］
アジテータ５０は、軸Ｃを回転中心として矢印Ｒ２の方向（図２、図３及び図４参照）に回転して、収容部２２内のトナーＴを軸Ｃ側に移動させながら、収容部２２の内周面２２Ｃとの間のトナーＴを下側に移動させる機能を有する。ここで、アジテータ５０は、粉体移動部の一例である。また、軸Ｃを回転中心として回転するとは、内周面２２Ｃの周方向に回転することを意味する。アジテータ５０は、図２及び図３に示されるように、支持棒５２と、羽根５４と、リブ５６と、を有している。ここで、支持棒５２は、支持体の一例である。羽根５４は、板体の一例である。リブ５６は、粉体移動部及び突起部の一例である。なお、本実施形態のアジテータ５０は、図２及び図３に示されるように、一例として、アジテータ５０Ａと、アジテータ５０Ｂとで構成され、互いに一部の構成が異なる。構成が異なる点については、後述する。

〔支持棒〕
支持棒５２は、羽根５４を支持する機能を有する。支持棒５２は、図２及び図３に示されるように、１ヶ所が屈曲した棒とされ、一部が収容部２２の上端からはみ出した状態で、収容部２２内に配置されている。支持棒５２は、上端側の部分が駆動源６０に接続され、他端側の部分が羽根５４に繋がっている。なお、一方の支持棒５２は、他方の支持棒５２に対して、矢印Ｒ２の方向に１８０°ずれた位置関係で、後述する駆動源６０に取り付けられている。

〔羽根〕
羽根５４は、収容部２２内のトナーＴを軸Ｃ側に移動させる機能を有する。羽根５４は、図２、図３及び図４に示されるように、収容部２２内に配置されている。また、羽根５４は、一例として長尺状の板とされている。羽根５４は、その上端が収容部２２の内周面２２Ｃにおける上端（開口２２Ａの縁）よりも下側の部位に、その下端が内周面２２Ｃにおける開口２２Ｂの縁より上側の部位に位置した状態で、内周面２２Ｃに対向している。別言すると、羽根５４は、内周面２２Ｃの周方向（矢印Ｒ２の方向）と交差する方向（内周面２２Ｃの周方向と直交し、かつ、内周面２２Ｃに沿って軸Ｃに対して傾斜する方向）に延びた状態で内周面２２Ｃに対向している。そして、羽根５４は、内周面２２Ｃの周方向に沿って回転しながら、トナーＴを軸Ｃ側に移動させるようになっている。

羽根５４における軸Ｃ側を向く平面（以下、おもて面５４Ａという。）及びおもて面５４Ａと反対側の平面（以下、うら面５４Ｂという。）は、図４に示されるように、アジテータ５０の回転方向（矢印Ｒ２の方向）の下流側ほど軸Ｃからの径方向の距離が遠くなるように傾斜している。そのため、アジテータ５０が回転すると、羽根５４は、収容部２２内のトナーＴのうちおもて面５４Ａに接触したトナーＴを軸Ｃ側に移動させるようになっている。

また、羽根５４により収容部２２内のトナーＴが軸Ｃ側に移動することに伴い、トナーＴの嵩密度は、収容部２２の径方向において、内周面２２Ｃ側よりも軸Ｃ側の方が高くなる傾向にある。また、前述のとおり、収容部２２内は、収容部２２の上端から下端に亘って径が徐々に小さくなる内周面２２Ｃとされている。以上の構成により、羽根５４は、収容部２２内のトナーＴの嵩密度を、収容部２２の高さ方向において、収容部２２内の上側よりも下側の方が高くする機能を有するといえる。

なお、アジテータ５０Ｂの羽根５４は、図２、図３及び図４に示されるように、アジテータ５０Ａの羽根５４との関係において、支持も支持棒５２が羽根５４の一端側で繋がっているが、アジテータ５０Ａの場合は羽根５４の他端側が上側に延びており、アジテータ５０Ｂは羽根５４の他端側が下側に延びている。

〔リブ〕
リブ５６は、アジテータ５０の回転方向下流側から上流側に移動した空気を、収容部２２の外に移動させる機能を有する。リブ５６が前述の機能を発揮するメカニズムについては、効果の説明の中で説明する。

リブ５６は、図２及び図３に示されるように、各支持棒５２における軸Ｃ側と反対側の面５２Ａから軸Ｃ側と反対側に向けて突起するように、各支持棒５２に形成されている。また、リブ５６は、面５２Ａにおけるアジテータ５０の回転方向下流側の端部であって、その上端から他端に亘って配置されている。以上のとおり、リブ５６は、アジテータ５０の回転方向に対し投影されるようにアジテータ５０（支持棒５２）から突起しているといえる。ここで、本実施形態において「回転方向に対し投影される」とは、図３に示されるように、回転方向（矢印Ｒ２の方向）の上流側又は下流側から見て、支持棒５２とリブ５６とが同時に視認可能とされていることを意味する。

［駆動源］
駆動源６０は、伝達軸４０及びアジテータ５０を、軸Ｃを回転中心として回転させる機能を有する。

［輸送装置］
輸送装置７０は、トナーカートリッジ１００の製造時に、容器９０を矢印Ｒ３方向に輸送する機能を有する（図１参照）。輸送装置７０は、図１に示されるように、容器９０を乗せて容器９０を輸送するためのベルト７０Ａを有している。本実施形態の輸送装置７０は、一例としてベルトコンベア方式の装置とされている。

［秤］
秤は、トナーカートリッジ１００の製造時に、トナーＴが充填されている容器９０の質量を測定する機能を有する。秤は、ベルト７０Ａの下側であって、位置Ｂ（図１参照）に配置されている。

［制御部］
制御部８０は、トナーカートリッジ１００の製造時に、充填装置１０を構成する構成要素等を制御する機能を有する。前述したオーガ３０を駆動させる駆動源は前述の構成要素の一例であるが、具体的な説明は、トナーカートリッジ１００の製造方法の説明の中で行う。

以上が、本実施形態の充填装置１０の構成についての説明である。

＜充填装置を用いたカートリッジの製造方法＞
次に、本実施形態の充填装置１０を用いたトナーカートリッジ１００の製造方法について図面を参照しつつ説明する。当該製造方法は、配置工程と、輸送工程と、充填工程と、を含む。

［配置工程］
まず、作業者が、輸送装置７０のベルト７０Ａ上の定められた位置に、複数の容器９０を、ベルト７０Ａの移動方向に沿って１列に等間隔で配置する（図１参照）。以上により、配置工程が終了する。

［輸送工程］
次いで、制御部８０は、輸送装置７０を稼動させる。具体的には、制御部８０が、ベルト７０Ａ上の位置Ａに配置されている容器９０を、ホッパー２０の円筒部２４の下側であって高さ方向から見て開口９０Ａの軸が軸Ｃに重なる位置Ｂに輸送する（図１参照）。以上により、輸送工程が終了する。

［充填工程］
次いで、制御部８０は、駆動源６０を駆動させてアジテータ５０及びオーガ３０を、軸Ｃを回転中心として回転させる（図２、図３及び図４参照）。

アジテータ５０の回転に伴い、収容部２２内に収容されているトナーＴは、軸Ｃ側に移動する。また、オーガ３０の回転に伴い、収容部２２内の下側に収容されているトナーＴであって収容部２２内にはみ出しているオーガ３０の軸方向に隣り合う螺旋部３４間のトナーＴは、収容部２２内から円筒部２４内に移動する。以上のとおり、アジテータ５０の回転に伴い内周面２２Ｃ側のトナーＴが軸Ｃ側に移動し、更に、オーガ３０の回転に伴い軸Ｃ側に移動したトナーＴが円筒部２４内に移動する。

円筒部２４内に移動したトナーＴは、オーガ３０の回転により下側に搬送されて開口２４Ｂに到達した後、その上側のトナーＴによって押されて円筒部２４の下端から排出される。さらに、円筒部２４の下端から排出されたトナーＴは、自重により下側に落下し、位置Ｂに配置されている容器９０内に充填される。そして、容器９０内に充填されたトナーＴの量が予め定められた量に達すると、制御部８０は、駆動源の駆動を停止しオーガ３０の回転を停止する。その結果、充填工程が終了する。なお、制御部８０は、秤（図示省略）が測定する容器９０の質量の測定値に基づいて、予め定められた量に達したことを判断する。

実施形態のトナーカートリッジ１００の製造方法では、１つの容器９０内へのトナーＴの充填工程の後、制御部８０が、輸送装置７０によりトナーＴが充填された容器９０を位置Ｂから矢印Ｒ３方向側に輸送し、別の容器９０を位置Ｂに輸送する。そして、本実施形態のトナーカートリッジ１００の製造方法では、輸送工程と充填工程とが交互に行われ、ベルト７０Ａの定められた位置に配置されたすべての容器９０内へトナーＴの充填がされて、最後にトナーＴが充填された容器９０がベルト７０Ａの搬送方向下流側に輸送されて終了する。なお、トナーＴが充填された容器９０の開口９０Ａの形成された部分には別の工程で蓋（図示省略）が取り付けられて、トナーカートリッジ１００となる。

以上が、実施形態のカートリッジの製造方法の説明である。

＜効果＞
次に、本実施形態の効果について、本実施形態を以下に説明する各比較形態（第１及び第２比較形態）と比較して説明する。なお、各比較形態において本実施形態の充填装置１０と同様の部品等を用いる場合、図示しない場合であってもその部品等の符号をそのまま用いて説明する。

第１比較形態の充填装置（図示省略）は、アジテータがリブ５６を有していない点以外、本実施形態の充填装置１０と同様の構成とされている。

第１比較形態の場合、アジテータの回転に伴い、収容部２２内のトナーＴのうち羽根５４のおもて面５４Ａに接触したトナーＴは、回転方向下流側且つ軸Ｃ側に移動する（図示省略）。収容部２２の軸Ｃ側に移動したトナーＴは、オーガ３０の回転に伴い、収容部２２内から円筒部２４内に送り込まれる。このようなメカニズムにより、収容部２２内のトナーＴは、ホッパー２０内を移動して、円筒部２４の開口２４Ｂから排出される。

ここで、図５は、本願の発明者らが、第１比較形態のホッパーを構成する収容部の内部の空気の圧力分布を、Euler-Euler Granular Modelに基づいてシミュレーションした結果を示している。図５によれば、羽根５４に対して、アジテータの回転方向下流側の圧力に比べて、上流側の圧力が高いことが分かる。これは、アジテータの回転により、羽根５４のおもて面５４Ａ側のトナーＴに圧縮応力が加わった結果、おもて面５４Ａ側でのトナー粒子間の空隙が減少して空気が圧縮されたためと考えられる。そして、羽根５４の面５４Ａ側の空気が圧縮された結果、おもて面５４Ａ側の空気の圧力と、うら面５４Ｂ側の空気の圧力との圧力差により、おもて面５４Ａ側の空気がうら面５４Ｂ側に移動することでうら面５４Ｂ側の空気が増え，相対的にトナー粒子の濃度が減少する。うら面５４Ｂ側ではトナー粒子の濃度が減少したことで，空気がトナー粒子間をすり抜ける抵抗が減少し、空気が上側にすり抜け易い状態になると考えられる。結果としてアジテータの回転に伴い、収容部２２内のトナーＴを構成するトナー粒子間の空気が少なくなって、収容部２２内のトナーＴの嵩密度が高くなると考えられる。また、前述のとおり、アジテータの回転に伴いトナーＴが軸Ｃ側に移動し、更に、オーガ３０の回転に伴い軸Ｃ側に移動したトナーＴが収容部２２内から円筒部２４内に送り込まれることから、アジテータの回転により、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度が高くなるといえる。

これに対して、本実施形態の場合も、前述の図５を用いて説明したメカニズムに準じて、収容部２２内のトナーＴの嵩密度が高くなるが、本実施形態のアジテータ５０は、図２及び図３に示されるように、第１比較形態のアジテータと異なり、支持棒５２にリブ５６が形成されている。その結果、本実施形態の充填装置１０は、第１比較形態の充填装置に比べて、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができる。このメカニズムについて説明すると、以下のとおりである。すなわち、本実施形態の場合、アジテータ５０の回転に伴い、リブ５６も回転する。リブ５６は、前述のとおり、アジテータ５０の回転方向に投影面積が増加するように突起していることから、アジテータ５０の回転に伴いリブ５６に対するアジテータ５０の回転方向下流側のトナーＴに圧縮応力が与えられる。その結果、本実施形態の場合、リブ５６により圧縮されたトナーＴを構成するトナー粒子間の空気は圧縮されて、アジテータ５０の回転方向上流側に移動し、更に移動した後にトナー粒子間を上側にすり抜ける。すなわち、本実施形態の場合、第１比較形態の場合と異なり、リブ５６が形成されている分、トナーＴを構成するトナー粒子間の空気の減少が促進される。

したがって、本実施形態の充填装置１０によれば、アジテータ以外にアジテータの回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部２２外に移動させる部材を備えていない場合に比べて、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができる。なお、本実施形態の場合、トナー粒子間の空気の減少を促進させる機能を有するリブ５６は、支持棒５２、すなわち、アジテータ５０に形成されている。この観点から、本実施形態の場合、特許文献１のようにホッパー斜面に機械的な脱気装置を備えた場合に比べて、簡単な構成（リブ５６を支持棒５２に形成すること）で、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができるといえる。

次に、本実施形態の別の効果について、本実施形態を、以下に説明する第２比較形態と比較して説明する。

第２比較形態の充填装置（図示省略）は、リブが羽根５４に形成されている。また、第２比較形態のリブは、アジテータ５０の回転方向に投影面積が増加するように羽根５４から突起している。第２比較形態は、上記の点以外は本実施形態と同様の構成とされている。なお、第２比較形態は、リブにより前述の効果を奏する形態であることから、本発明の技術的範囲に含まれる形態である。

これに対して、本実施形態の場合、リブ５６は、支持棒５２に形成されている。すなわち、本実施形態の場合、第２比較形態の場合に比べて、アジテータ５０の回転中心（軸Ｃ）からリブ５６が形成されている部分までの距離が短い。

したがって、本実施形態によれば、リブが羽根５４に形成されている又は設けられている場合に比べて、アジテータ５０を回転させるためのトルクを小さくすることができる。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、第１実施形態についての説明である。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態について図６を参照しつつ説明する。以下、本実施形態について第１実施形態と異なる部分について説明する。なお、本実施形態において第１実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、図示しない場合であってもその部品の符号、名称等を使用する。

＜構成＞
本実施形態の充填装置１０Ａは、第１実施形態の充填装置１０（図２参照）に対して、以下の２点で異なる。すなわち、本実施形態の充填装置１０Ａは、支持棒５２にリブ５６が形成されていない。また、本実施形態の充填装置１０Ａは、羽根５４に一対のリブ５６Ａが形成されている。具体的には、本実施形態では、羽根５４のうら面５４Ｂの短手方向の両端側の部分に、長手方向の全域に亘ってうら面５４Ｂから板厚方向に突出する一対のリブ５６が形成されている。すなわち、一対のリブ５６Ａは、アジテータ５０の回転方向上流側に突出し、対を成して上下方向に延びている。ここで、リブ５６Ａは、空気移動部及び突出部の一例である。

＜効果＞
一対のリブ５６Ａは、うら面５４Ｂとで、アジテータ５０の回転に伴いアジテータ５０の回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部２２外に移動させる機能を有する。すなわち、本実施形態の場合も、前述の図５を用いて説明したメカニズムに準じて、アジテータ５０のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に空気が移動する。ここで、本実施形態の場合、羽根５４のうら面５４Ｂには一対のリブ５６Ａが形成されていることから、一対のリブ５６Ａとうら面５４Ｂとで囲まれる部分（当該部分とは、一対のリブ５６Ａの対向面間の部分を意味する。）は、羽根５４のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に移動した空気が収容部２２外に（上側に）すり抜けるための通路となる。以上より、本実施形態は、前述の第１比較形態に比べて、トナーＴを構成するトナー粒子間の空気を収容部２２外に移動させ易いといえる。

したがって、本実施形態の充填装置１０Ａは、羽根５４のうら面５４Ｂに長手方向に沿って突出する一対のリブ５６Ａを備えていない（羽根５４のままの）構成に比べて、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができ、容器９０内へ紛体を高密度に充填することができる。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、第２実施形態についての説明である。

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態について図７を参照しつつ説明する。以下、本実施形態について第１実施形態と異なる部分について説明する。なお、本実施形態において第１実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、図示しない場合であってもその部品の符号、名称等を使用する。

＜構成＞
本実施形態の充填装置１０Ｂは、第１実施形態の充填装置１０（図２参照）に対して、以下の２点で異なる。すなわち、本実施形態の充填装置１０Ｂは、支持棒５２にリブ５６が形成されていない。また、本実施形態の充填装置１０Ｂは、羽根５４に貫通穴５６Ｂが形成されている。具体的には、本実施形態では、羽根５４のうら面５４Ｂと、羽根５４の長手方向の端面であって高さ方向の上側の端面（端面５４Ｃという。）とで開口する貫通穴５６Ｂが形成されている。以下、うら面５４Ｂに形成されている開口を第１開口５６Ｂ１とする。また、端面５４Ｃに形成されている開口を第２開口５６Ｂ２とする。すなわち、第２開口５６Ｂ２は、第１開口５６Ｂ１よりも上側で開口している。ここで、貫通穴５６Ｂは、空気移動部及び穴の一例である。

＜効果＞
貫通穴５６Ｂは、アジテータ５０の回転に伴いアジテータ５０の回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部２２外に移動させる機能を有する。すなわち、本実施形態の場合も、前述の図５を用いて説明したメカニズムに準じて、アジテータ５０のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に空気が移動する。ここで、本実施形態の場合、貫通穴５６Ｂは、羽根５４のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に移動した空気が収容部２２外に（上側に）すり抜けるための通路となる。以上のメカニズムにより、本実施形態は、前述の第１比較形態に比べて、トナーＴを構成するトナー粒子間の空気を収容部２２外に移動させ易いといえる。

したがって、本実施形態の充填装置１０Ｂは、羽根５４に貫通穴５６Ｂが形成されていない（羽根５４のままの）構成に比べて、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができ、容器９０内へ紛体を高密度に充填することができる。なお、本実施形態の場合、簡単な構成（羽根５４のうら面５４Ｂと端面５４Ｃとで開口する貫通穴５６Ｂに形成すること）で、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができるといえる。また、本実施形態の場合、第１実施形態の場合に比べて、アジテータ５０を回転させるトルクを小さくすることができる点で有効である。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、第３実施形態についての説明である。

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態について図８を参照しつつ説明する。以下、本実施形態について第１実施形態と異なる部分について説明する。なお、本実施形態において第１実施形態で用いた部品等を用いて説明する場合、図示しない場合であってもその部品の符号、名称等を使用する。

＜構成＞
本実施形態の充填装置１０Ｃは、第１実施形態の充填装置１０（図２参照）に対して、以下の２点で異なる。すなわち、本実施形態の充填装置１０Ｃは、支持棒５２にリブ５６が形成されていない。また、本実施形態の充填装置１０Ｃは、羽根５４のうら面５４Ｂに沿ってメッシュ状のフィルタ５６Ｃが配置されている。フィルタ５６Ｃは、その内部にトナー粒子が入り難いことから、収容部２２内において、空気の通過を可能とする機能を有する。ここで、フィルタ５６Ｃは、空気移動部及び通路部の一例である。

＜効果＞
フィルタ５６Ｃは、アジテータ５０の回転に伴いアジテータ５０の回転方向下流側から上流側に移動した空気を収容部２２外に移動させる機能を有する。すなわち、本実施形態の場合も、前述の図５を用いて説明したメカニズムに準じて、すなわち、アジテータ５０のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に空気が移動する。ここで、本実施形態の場合、フィルタ５６Ｃは、羽根５４のおもて面５４Ａ側からうら面５４Ｂ側に移動した空気が収容部２２外に（上側に）すり抜けるための通路となる。以上のメカニズムにより、本実施形態は、羽根５４のうら面５４Ｂに沿ってフィルタ５６Ｃが配置されていない点のみが異なる、前述の第１比較形態に比べて、トナーＴを構成するトナー粒子間の空気を収容部２２外に移動させ易いといえる。

したがって、本実施形態の充填装置１０Ｂは、羽根５４のうら面５４Ｂに沿ってフィルタ５６Ｃが配置されていない（羽根５４のままの）構成に比べて、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができ、容器９０内へ紛体を高密度に充填することができる。なお、本実施形態の場合、簡単な構成（羽根５４のうら面５４Ｂに沿ってフィルタ５６Ｃを配置すること）で、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くすることができるといえる。また、本実施形態の場合、第１実施形態の場合に比べて、アジテータ５０を回転させるトルクを小さくすることができる点で有効である。なお、羽根５４のうら面５４Ｂと、羽根５４のうら面５４Ｂに沿って配置されるフィルタ５６Ｃの間に隙間を設けることで、収容部２２内における円筒部２４の上側のトナーＴの嵩密度を高くする効果を更に高めることができ、容器９０内へ紛体を高密度に充填することができる。

以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、第４実施形態についての説明である。

以上のとおり、本発明について特定の実施形態（第１〜第４実施形態）を例として説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態も含まれる。

各実施形態では、粉体の一例がトナーＴであるとして説明した。しかしながら、粉体はトナーＴでなくてもよい。例えば、粉体は、薬品用、食料用、工業材料用その他の用途に用いられる粉体であってもよい。すなわち、本発明の技術的範囲に含まれる充填装置は、薬品用、食料用、工業材料用その他の用途に用いられる粉体の充填に用いられてもよい。

また、第１実施形態のリブ５６及び第２実施形態のリブ５６Ａは、それぞれ、支持棒５２及び羽根５４から突出して形成されているとして説明した。しかしながら、各実施形態で説明した効果を奏する構成であれば、リブ５６及びリブ５６Ａは、それぞれが突出している部材と別部材で構成されて設けられていてもよい。

また、本明細書では、各実施形態についてそれぞれ別個の形態として説明した。しかしながら、各実施形態のうちの一の実施形態に他の実施形態の要素を組み合せた形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、第１実施形態の充填装置１０に、第２実施形態のリブ５６Ａを組み合せた形態でもよい。また、例えば、第３実施形態の充填装置１０Ｂに第１実施形態のリブ５６を組み合せた形態でもよい。さらに、例えば、第４実施形態の充填装置１０Ｃに第３実施形態の貫通穴５６Ｂを組み合せた形態でもよい。

１０ 充填装置
１０Ａ 充填装置
１０Ｂ 充填装置
１０Ｃ 充填装置
１５ 搬送部
２２ 収容部
２２Ｃ 内周面
２４ 円筒部（筒の一例）
５０ アジテータ（粉体移動部の一例）
５２ 支持棒（支持体の一例）
５４ 羽根（板体の一例）
５４Ａ おもて面
５４Ｂ うら面
５６ リブ（突起部の一例）
５６Ａ リブ（突出部の一例）
５６Ｂ１ 第１開口
５６Ｂ２ 第２開口
５６Ｂ 貫通穴（穴の一例）
５６Ｃ フィルタ（通路部の一例）
Ｒ２ 回転方向
Ｔ トナー(粉体の一例)

Claims (5)

1. 下端に穴が形成され、上端側から下端に亘って径が徐々に小さくなる内周面を有し、粉体を収容する収容部と、
   前記穴の縁で前記収容部に繋がっている筒を有し、前記収容部内に収容されている粉体を下側に搬送する搬送部と、
   前記収容部内に配置され、前記内周面の周方向に回転して粉体を回転の軸側に移動させる粉体移動部と、
   前記粉体移動部に設けられ又は形成され、前記粉体移動部の回転方向下流側から上流側に移動した空気を、前記収容部外に移動させる空気移動部と、
   を備えた充填装置。
2. 前記空気移動部は、前記粉体移動部の回転方向に対し投影面積が増加するように前記粉体移動部から突起している突起部とされている、
   請求項１に記載の充填装置。
3. 前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転の軸側を向くおもて面と、該おもて面と反対側を向くうら面と、が形成された板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、
   前記うら面は、前記粉体移動部の回転方向下流側ほど前記回転の軸からの径方向の距離が遠くなるように傾斜しており、
   前記空気移動部は、前記うら面から前記板体の板厚方向に突出し、対を成して上下方向に延びている突出部とされている、
   請求項１又は２に記載の充填装置。
4. 前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転の軸側を向くおもて面と、該おもて面と反対側を向くうら面と、が形成された板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、
   前記うら面は、前記粉体移動部の回転方向下流側ほど前記回転の軸からの径方向の距離が遠くなるように傾斜しており、
   前記空気移動部は、前記粉体移動部を貫通し、前記うら面で開口する第１開口と、前記第１開口よりも上側で開口する第２開口とを有する穴とされている、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の充填装置。
5. 前記粉体移動部は、前記内周面に沿って配置され、前記回転の軸側を向くおもて面と、該おもて面と反対側を向くうら面と、が形成された板体と、前記板体を支持しながら前記板体を前記周方向に回転させる支持体とを有し、
   前記うら面は、前記粉体移動部の回転方向下流側ほど前記回転の軸からの径方向の距離が遠くなるように傾斜しており、
   前記空気移動部は、前記うら面に沿って配置され、空気の通過が可能な通路部とされている、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の充填装置。