JP6805799B2 - 粉体供給装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、トナーの特性を維持しつつ、充填速度及び充填密度を向上させることを目的として、トナー流動化手段により充填タンク内のトナーを流動化させた状態において充填路開閉手段によりトナー充填路を開通して充填タンク内からトナー容器内にトナーを充填する時に、容器内吸引手段によりトナー容器内を負圧にして、当該負圧によりトナーを充填タンク内からトナー容器内に引き込むトナー引き込み充填制御を実行するトナー充填装置が記載されている。
また特許文献1には、粉体流路断面積を比較的小さく調節し、充填路開閉手段により粉体充填路を開通した状態で、粉体充填路を通して計量手段の示す計量値が目標値になるまで粉体容器内に粉体を充填することが記載さている。
また特許文献1には、粉体を通過させずエアーを通過させるフィルター部材を介して粉体供給路内の粉体とエアーの混合物からエアーを吸引して残るトナーを一時的に凝集させることで粉体供給路を閉塞することが記載されている。
前記タンク内の粉体にエアーを吹き込み、該粉体を流動化させる粉体流動化手段と、前記吐出口を一端とし、他端の流入口を前記タンクに接続した粉体供給路を形成する粉体供給路形成部材とを備えて、前記粉体流動化手段により流動化させた前記タンク内の粉体を前記流入口に流入させて前記粉体供給路を通して前記吐出口から吐出可能とされ、
さらに、前記流入口に流入しようとする粉体に向けてエアーを吹き出し、当該エアーの吹出量が増大するほどに、前記流入口への粉体の流入量を抑制して前記吐出口からの粉体吐出量を抑制するエアー吹出手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記エアー吹出手段によるエアー吹出量を制御することで、当該エアー吹出量に応じて前記吐出口からの粉体吐出量を制御する供給流量制御が実行可能にされた粉体供給装置である。
前記制御手段は、前記供給流量制御により粉体を供給した後、前記エアー吹出手段によるエアー吹出量を制御して前記吐出口からの粉体吐出量をゼロにして粉体供給を停止する供給停止制御が実行可能にされた請求項1に記載の粉体供給装置である。
前記制御手段は、前記計量手段の計量値に基づき、粉体供給を停止するタイミングを制御する請求項2、請求項4又は請求項5に記載の粉体供給装置である。
まず、本発明の第1実施形態の粉体供給装置につき説明する。
図1、図2又は図3に示すように、本実施形態の粉体供給装置100は、タンク10と、粉体供給路形成部材20と、粉体流動化手段30と、エアー吹出手段40と、制御手段1とを備える。本実施形態の粉体供給装置100の制御系のブロック図は図3に示す通りである。
粉体供給路形成部材20は、タンク10の下端に設けられた筒状体である。粉体供給路形成部材20は、一端が吐出口21aとされ、他端が粉体貯留空間11に接続する流入口21bとされた粉体供給路21を形成する。
粉体供給路形成部材20は、図1に示すように流入口21bが垂直上向きに配置された構成や、図2に示すように流入口21bが水平向きに配置された構成等を実施できる。吐出口21aは、垂直下向きとされる構成が一般的であるが、供給を受ける側の都合に応じた適当な向きとされる。したがって、図1に示すようにストレート形状の粉体供給路形成部材20や、図2に示すようなL字形状の粉体供給路形成部材20などが適宜実施される。
粉体供給装置100は、粉体流動化手段30により流動化させたタンク10内の粉体Pを流入口21bに流入させて粉体供給路21を通して吐出口21aから吐出して供給する。
第一種のエアー吹出手段40A及び第二種のエアー吹出手段40Bのうちいずれか一方又は双方を実施する。
かかる構成により、流入口21bに流入しようとする粉体Pに向けてエアーを吹き出し、そのエアー吹出量が増大するほどに、流入口21bへの粉体Pの流入量、従って吐出口21aからの粉体吐出量を抑制する。すなわち、エアー吹出管41Aから吹出されるエアーが、流入口21bに流入しようとする粉体Pに対して抵抗となる。
流入口21bの軸方向に対するエアー吹出管41Aの接続角度αは任意であり、粉体吐出量の抑制作用があれば足りる。本実施形態では、エアー吹出手段40Aは吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出し可能な能力を有する。
図2に示す構成では、流入口21bの軸方向に対するエアー吹出管41Aの接続角度αは180°とされる。図2に示す構成では、粉体供給路21は流入口21bから所定寸法まで水平路である。
かかる構成により、流入口21bに流入しようとする粉体Pに向けてエアーを吹き出し、そのエアー吹出量が増大するほどに、流入口21bへの粉体Pの流入量、従って吐出口21aからの粉体吐出量を抑制する。すなわち、エアー吹出管41Bから吹出されるエアーが、流入口21bに流入しようとする粉体Pに対して抵抗となる。
流入口21bの軸方向に対する吹出角度βは任意であり、粉体吐出量の抑制作用があれば足りる。本実施形態では、エアー吹出手段40Bは吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出し可能な能力を有する。
なお、流入口21bから粉体貯留空間11に吹き出されるエアーによっても粉体Pを流動化させる作用があり、エアー吹出手段40も粉体流動化手段である。したがって、粉体流動化手段としてエアー吹出手段40のみを実施する形態も可能である。
本実施形態の粉体供給装置100における粉体供給の制御内容を後述する。
次に、本発明の第2実施形態の粉体供給装置につき説明する。
図4、図5、図6又は図7に示すように、本実施形態の粉体供給装置101は、上記第1実施形態の粉体供給装置100と同様の構成を有する。但し、上記第1実施形態に対し供給路開閉手段50をさらに加えたものである。本実施形態の粉体供給装置101の制御系のブロック図は図7に示す通りである。
フィルター部材51は、トナーを通過させずエアーを通過させる特性のもので、多孔質体などが適用される。供給路開閉手段50は、フィルター部材51を介して粉体供給路21内の粉体Pとエアーの混合物からエアーを吸引して残るトナーを一時的に凝集させることで粉体供給路21を閉塞する。凝集粉体JP(JP1、JP2)を図中に示す。その後、供給路開閉手段50は、吸引停止することで、粉体供給路21を開通させる。また、吸引力の制御により凝集粉体JPの大きさ、すなわち、粉体供給路21の開度を制御することができる。
第二種の供給路開閉手段50Bは、合流点21cより流入口21b側に凝集粉体JP2をつくるように設けられたものであり、粉体供給路形成部材20に吸気管53Bが接続する。第一種の供給路開閉手段50A及び第二種の供給路開閉手段50Bのうちいずれか一方又は双方を実施する。
本実施形態の粉体供給装置101における粉体供給の制御内容を後述する。
次に、本発明の第3実施形態の粉体供給装置につき説明する。
図8に示すように、本実施形態の粉体供給装置102は、上記第2実施形態の粉体供給装置101と同様の構成を有する。但し、以下の構成を有する。
第三種のエアー吹出手段40Cは、エアー吹出管41Cが吸気管53Aに接続するものである。すなわち、第一種の供給路開閉手段50Aの吸気路と、第三種のエアー吹出手段40Cのエアー吹出路とが粉体供給路21の直前で共通である。
第一種の供給路開閉手段50Aにより一定の吸引力を印加した状態において、第三種のエアー吹出手段40Cによるエアー吹出量を制御することで、凝集粉体JP1の大きさ、すなわち、粉体供給路21の開度を制御することができる。また、第一種の供給路開閉手段50Aによる吸引力を相殺して余る範囲においてエアー吹出量を制御することで、第1実施形態と同様に粉体供給路21内から流入口21bさらに直前域11aにエアーを吹き出し、吐出口21aからの粉体吐出量を制御できる。
第二種の供給路開閉手段50Bにより一定の吸引力を印加した状態において、第四種のエアー吹出手段40Dによるエアー吹出量を制御することで、凝集粉体JP2の大きさ、すなわち、粉体供給路21の開度を制御することができる。また、第二種の供給路開閉手段50Bによる吸引力を相殺して余る範囲においてエアー吹出量を制御することで、第1実施形態と同様に粉体供給路21内から流入口21bさらに直前域11aにエアーを吹き出し、吐出口21aからの粉体吐出量を制御できる。
第三種のエアー吹出手段40C及び第四種のエアー吹出手段40Dのうちいずれか一方又は双方を実施する。本実施形態の粉体供給装置102の制御系のブロック図は図7と同様である。
本実施形態の粉体供給装置102における粉体供給の制御内容を後述する。
次に、以上説明した粉体供給装置100〜102による粉体供給の制御内容につき図9のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、制御手段1には、すでに粉体Pの供給量の目標値が設定されている。
まず、制御手段1は次にように準備制御を実行する。
制御手段1は、供給停止(ステップS1)の状態において、粉体流動化手段30により粉体Pを流動化させるエアーをタンク10内に吹き込む(ステップS2)とともに、タンク10内に所定のレベルまで粉体Pを補充する(ステップS3)。ここで、第1実施形態にあっては、制御手段1はエアー吹出手段40を制御して吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出させることで、供給停止とする(第2、第3実施形態でも実施可能)。第2実施形態にあっては、制御手段1は供給路開閉手段50を制御して凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。第3実施形態にあっては、制御手段1はエアー吹出手段40によるエアー吹出量をゼロに制御して供給路開閉手段50による吸引力により凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。
次に、制御手段1は次のように供給制御を実行する。
制御手段1は、粉体Pの供給を開始させる(ステップS4)。ここで、第1実施形態にあっては、制御手段1はエアー吹出手段40を制御してエアー吹出量を減速又はゼロにさせることで供給を開始させる。第2実施形態にあっては、制御手段1は供給路開閉手段50を制御して凝集粉体JPを縮小又は消滅させることで供給を開始させる。第3実施形態にあっては、制御手段1はエアー吹出手段40によるエアー吹出量を制御して凝集粉体JPを縮小又は消滅させることで供給を開始させる。
また第2、第3実施形態にあっては、制御手段1はエアー吹出手段40により、強いエアーを吹き出させ、凝集粉体JPを吹き飛ばすことにより、一気に全開の供給流量で供給を開始させる。
供給速度を高めるために、供給開始時からしばらくは高い供給流量で供給させる(ステップS5)。
ステップS61は、第1から第3実施形態のいずれでも実施可能である。ステップS61で制御手段1はエアー吹出手段40によるエアー吹出量を増大させることで吐出口21aからの粉体吐出量を減速させる。粉体吐出量の減速のさせ方は、多段階に減速させてもよいし、連続的に減速させてもよい。
ステップS62は、第2又は第3実施形態で実施可能である。ステップS62で制御手段1は、凝集粉体JPを大きくする、すなわち、粉体供給路21の開度を低下させることで吐出口21aからの粉体吐出量を減速させる。同様に粉体吐出量の減速のさせ方は、多段階に減速させてもよいし、連続的に減速させてもよい。
ステップS63は、以上のような粉体吐出量を減速させる制御を行わない。
次に、制御手段1は、次のように供給停止制御を実行する。
制御手段1は、計量手段90の計量値が目標値又は目標値に対して下回る所定の閾値に達したと判断したら、供給を停止する(ステップS71,S72,S73,S74)。
第1実施形態にあってはステップS71を実行する。ステップS71で制御手段1はエアー吹出手段40を制御して吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出させることで、供給停止とする。ステップS71は、第2、第3実施形態でも実施可能である。
第2実施形態の場合、ステップS72で制御手段1は供給路開閉手段50を制御して凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。
第3実施形態の場合、ステップS72で制御手段1はエアー吹出手段40によるエアー吹出量をゼロに制御して供給路開閉手段50による吸引力により凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。
第2実施形態の場合、制御手段1はステップS73でエアー吹出手段40を制御して吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出させることで、供給停止し、ステップS74で供給路開閉手段50を制御して凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。ステップS74では、エアー吹出手段40によるエアー吹出を停止し、この停止と同時又は停止前に供給路開閉手段50による吸引を開始して凝集粉体JPをつくり粉体供給路21を閉塞する。供給停止状態が持続するようにである。
第3実施形態の場合、制御手段1はエアー吹出手段40を制御してステップS73で吐出口21aからの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出させることで供給停止し、ステップS74でエアー吹出手段40によるエアー吹出を停止することで供給路開閉手段50による吸引力により凝集粉体JPをつくり、供給停止とする。
10 タンク
11 粉体貯留空間
11a 直前域
20 粉体供給路形成部材
21 粉体供給路
21a 吐出口
21b 流入口
21c 合流点
30 粉体流動化手段
40(40A-40D)エアー吹出手段
50(50A,50B)供給路開閉手段
90 計量手段
100 粉体供給装置
101 粉体供給装置
102 粉体供給装置
JP(JP1,JP2)凝集粉体
P 粉体
Claims (8)
- タンクに貯留される粉体を所定の吐出口から吐出して該粉体を供給する粉体供給装置において、
前記タンク内の粉体にエアーを吹き込み、該粉体を流動化させる粉体流動化手段と、前記吐出口を一端とし、他端の流入口を前記タンクに接続した粉体供給路を形成する粉体供給路形成部材とを備えて、前記粉体流動化手段により流動化させた前記タンク内の粉体を前記流入口に流入させて前記粉体供給路を通して前記吐出口から吐出可能とされ、
さらに、前記流入口に流入しようとする粉体に向けてエアーを吹き出し、当該エアーの吹出量が増大するほどに、前記流入口への粉体の流入量を抑制して前記吐出口からの粉体吐出量を抑制するエアー吹出手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記エアー吹出手段によるエアー吹出量を制御することで、当該エアー吹出量に応じて前記吐出口からの粉体吐出量を制御する供給流量制御が実行可能にされた粉体供給装置。 - 前記エアー吹出手段は前記吐出口からの粉体吐出量をゼロにするまでのエアー吹出量を吹き出し可能な能力を有し、
前記制御手段は、前記供給流量制御により粉体を供給した後、前記エアー吹出手段によるエアー吹出量を制御して前記吐出口からの粉体吐出量をゼロにして粉体供給を停止する供給停止制御が実行可能にされた請求項1に記載の粉体供給装置。 - 前記粉体を通過させずエアーを通過させるフィルター部材を介して前記粉体供給路内の粉体とエアーの混合物からエアーを吸引して残る粉体を一時的に凝集させることで前記粉体供給路を閉塞する供給路開閉手段を備える請求項1に記載の粉体供給装置。
- 前記制御手段は、前記供給流量制御により粉体を供給した後、前記供給路開閉手段を制御して前記粉体供給路の開度をゼロにすることにより粉体供給を停止する供給停止制御が実行可能にされた請求項3に記載の粉体供給装置。
- 前記制御手段は、前記供給路開閉手段を制御して粉体供給路の開度を制御することにより粉体を供給した後、前記供給路開閉手段を制御して前記粉体供給路の開度をゼロにすることにより粉体供給を停止する供給停止制御が実行可能にされた請求項3に記載の粉体供給装置。
- 前記吐出口から吐き出された粉体を計量し、計量値を前記制御手段に入力する計量手段を備え、
前記制御手段は、前記計量手段の計量値に基づき、粉体供給を停止するタイミングを制御する請求項2、請求項4又は請求項5に記載の粉体供給装置。 - 前記制御手段は、前記粉体の供給量の目標値を設定可能にされ、前記計量手段の計量値が当該目標値に近づくに従い前記粉体吐出量を減速してから粉体供給を停止する減速停止制御が実行可能にされた請求項6に記載の粉体供給装置。
- 前記粉体供給路は、前記流入口から所定寸法まで水平路又は上り勾配路である請求項1から請求項7のうちいずれか一に記載の粉体供給装置。
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