JPH03174238A - 微粉体の攪拌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、画像形成装置に使用されるトナー等
の微粉体を、所定の容器内に高密度充填された後に攪拌
する攪拌方法に関する。

（従来の技術） 電子写真複写機等の画像形成装置に使用されるトナーは
、通常、ボトル型、円筒状等の容器に充填されて、運搬
、保管等が行われる。

トナーを容器内へ充填する作業を高効率化するために、
例えば、特開平１−１２４５０３号公報には、トナー容
器の内部および外部を減圧状態にして、両者を同時に大
気圧に開放すると同時にトナーを容器内に落下させる装
置が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） このような装置により、容器内に充填されたトナーは、
容器内に短時間で高密度に充填されるために、容器内で
固まって塊状になるおそれがある。

このように、トナーが容器内にて固まった塊状になると
、トナーの流動性が悪くなり、容器内のトナーの全てが
完全に排出されないおそれがある。

また、トナー等の微粉体の容器の形状は、装着される画
像形成装置により異なり、例えば、容量に対して微粉体
投入口が比較的小さくなったボトル型、円筒状の端面に
微粉体投入口が設けられた円筒型等が、通常、使用され
ているが、例えば、容量に対して、比較的、微粉体投入
口が小さいボトル型の容器では、該微粉体投入口を挿通
し得る攪拌部材により、容器内に発生した微粉体の塊を
確実に粉砕することができず、トナーの流動性はあまり
改善されない。

本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、容器内に短時間にて高密度充填されたトナー等
の微粉体の流動性を、容器形状に拘らず、確実に改善す
ることができる微粉体の攪拌方法を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明の微粉体の攪拌方法は、所定の容器内の微粉体没
入口より、該容器内を減圧した状態から所定圧に開放す
ると同時に微粉体を投入することによって、該容器内に
高密度充填された微粉体を、攪拌する方法であって、容
器を振動させつつ、該容器の微粉体投入口から挿入され
た攪拌羽根の回転により、該容器内の微粉体を攪拌する
工程と、この工程と同時またはその後に、容器を振動さ
せつつ該容器の微粉体投入口から微粉体内に挿入された
エア注入管より、該微粉体内に加圧エアを吹き込んで攪
拌する工程と、を包含してなり、そのことにより上記目
的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の微粉体の攪拌方法は、画像形成装置に使用され
るトナーを、所定の容器内に高密度充填した後に、該容
器内のトナーを攪拌するために使用される。トナーは、
例えば、第１図に示すように、円筒状をした容器２０内
に充填される。該容器２０は、その上端面の中央部に上
方へ突出するトナー投入口２１が設けられている。そし
て、該容器２０内を大気圧よりも減圧した状態から、該
容器２０内を大気圧に開放すると同時に、トナー投入口
２１から該容器２０内にトナーが充填される。これによ
り、容器２０内には、トナーが、短時間に高密度に充填
される。

本発明の攪拌方法は、例えば、第１図に示すように、振
動器７０上に載置されて振動された状態で容器２０内の
高密度充填されたトナーを、攪拌羽根１１を有する攪拌
装置１０により攪拌した後に、第２図に示すように、容
器２０が振動器７０上に載置されて振動された状態で、
下部に多数のエア吹き出し口４工を有するエア注入管４
０がトナー内に挿入されて、その各エア吹き出し口４１
から吹き出されるパルス状の加圧エアによりトナーが攪
拌される。

振動器７０は、高密度にトナーが充填された容器２０が
載置されるようになっており、載置された容器２０に振
動が付与される。

攪拌装置１０は、トナーが高密度充填された容器２０の
トナー投入口２１を挿通する一対の攪拌羽根１１と、各
攪拌羽根１１を回転させるモーター１２とを有する。モ
ーター１２は、出力軸１２ａを下方に向けた鉛直状態で
、昇降可能に設けられており、該モヲター１２の出力軸
１２ａに、連結板１３が水平状態で取り付けられている
。該連結板■３には、鉛直状に配設された、例えば４本
の連結杆１４の上端部が取り付けられており、各連結杆
１４の下端部に、支持ブロック１５が取り付けられてい
る。該支持ブロック１５の下端面には、一対の支持杆１
６が鉛直状に垂下された状態で取り付けられている。そ
して、各支持杆１６の下端部に、各攪拌羽根１１の基端
部が、回動可能に支持されている。

各攪拌羽根１１は、先端が先鋭状になった三角形状をし
ており、通常は、自重により鉛直状態になっている。

支持ブロック１５の上端面には、エアシリンダｉ７が、
その軸心をモーター１２の出力軸１２ａと同軸状態にな
るように、鉛直状態で取り付けられている。

該エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａは、支持ブ
ロック１５内を挿通しており、その下端部に、押圧部材
１８が取り付けられている。該押圧部材１８は、下端部
が円錐状に尖った円柱状をしており、エアシリンダ１７
のピストンロッド１７ａが下方へ進出することにより、
各攪拌羽根１１の基端部に当接する。

これにより、各攪拌羽根１１は、鉛直状態から、先端が
上方へ移動するように、それぞれ回動される。

このような構成の攪拌装置１０では、まず、エアシリン
ダ１７のピストンロッド１７ａが、上方へ移動して押圧
部材１８が各攪拌羽根１１に当接しない離れた状態とさ
れる。これにより、各攪拌羽根１１は、略鉛直状態とさ
れる。このような状態で、トナーが高密度充填された容
器２０が、振動器７０上に載置され、鉛直状になった各
攪拌羽根１１の下方にトナー投入口２１が位置される。

その後に、振動器７０が駆動されて、容器２０が振動さ
れた状態で、モータ−１２全体が下降される。これによ
り、各攪拌羽根１１は、第１図（ａ）に示すように、容
器２０のトナー投入口２１を挿通して、振動されている
容器２０のトナー内へ嵌入する。各攪拌羽根１１の先端
は、先鋭状態になっており、しかも、トナーには振動が
付与されているために、トナーが固まった状態になって
いても、各攪拌羽根１１は、容易にトナー内へと進入す
る。

各攪拌羽根１１がトナー内に嵌入した状態になると、エ
アシリンダ１７が駆動され、ピストンロッド１７ａが下
方へと移動される。ピストンロッド１７ａの下方への移
動により、その下端部に取り付けられた押圧部材１８が
、各攪拌羽根１１の基端部に当接して、各攪拌羽根１１
は、それぞれの先端が上方へ移動するように回動される
。これにより、各攪拌羽根１１は、第１図（ｂ）に示す
ように、それぞれの先端が相互に離れるように広げられ
て、例えば、水平に対して４５度程度傾斜した状態にな
る。この場合にも、トナーは振動されているために、各
攪拌羽根１１は、容易にトナー内を回動する。そして、
その回動により、トナーには、若干の流動性が付与され
る。

その後に、モーター１２が回転駆動され、該モーター１
２の回転が、出力軸１２ａ１連結板１３、一対の連結杆
１７、支持ブロック１５、および各支持押工６を介して
、各攪拌羽根１１に伝達され、各攪拌羽根１１がピスト
ン口・ノドＬ７ａを中心に旋回する。これにより、各攪
拌羽根１１は、トナー内を旋回して、該トナーを攪拌す
る。この場合にも、トナーは振動器７０により振動され
ているために、容器２０内にて塊状になったトナーが、
確実に粉砕され、トナーの流動性が著しく向上する。

このようにして、トナーが攪拌され、その攪拌が終了す
ると、エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａが上方
へ移動されて、押圧部材１８が各攪拌羽根１１から離れ
る。これにより、各攪拌羽根１１は、自重により先端が
下方へ移動して、鉛直状態になる。

このような状態で、モーター１２が、上昇されて、各攪
拌羽根１１が、容器２０のトナー投入口２１を挿通して
、該容器２０から退出される。

次いで、第２図に示すように、加圧エアを吹き出すエア
注入管４０が、振動器７０により振動された状態になっ
ている容器２０内のトナー内に挿入されて、該トナーが
攪拌される。

該エア注入管４０は、下部に、多数のエア吹き出し口４
１が、上下方向および周方向にそれぞれ適当な間隔が開
けられて設けられており、各エア吹き出し口４１が設け
られた領域の上方には、鍔状をした複数の邪魔板４２が
、軸方向に適当な間隔をあけて配設されている。そして
、該エア注入管４０には、加圧エアが通流される。

このような構成のエア注入管４０が、上述のように、攪
拌装置ｉｏの攪拌羽根１１により攪拌されたトナーが収
容されており、しかも、振動器７０により振動された状
態になっている容器２ｏのトナー投入口２１内に挿通さ
れ、該エア注入管４ｏの下部に設けられたエア吹き出し
口４１および邪魔板４２が、トナー内へと挿入される。

この場合には、トナーが振動されているために、エア注
入管４ｏは、容易にトナー内に挿入する。そして、該エ
ア注入管４ｏの下端部が、容器２０の底面に近接した位
置になるように、該エア注入管４０が、トナー内に挿入
されると、エア注入管４０内に加圧エアが送給され、各
エア吹き出し口４１から加圧エアがパルス状に吹き出さ
れる。各エア吹き出し口４１からパルス状に吹き出され
た加圧エアは、振動されているトナー内に進入し、該ト
ナーを攪拌する。エア注入管４ｏは、下端部が容器２０
の底部に近接しているために、該容器２０内のトナーは
底部から確実に攪拌される。容器２０内のトナーは、す
でに、攪拌装置１０の攪拌羽根１１により攪拌されてお
り、しかも、振動されているために、トナーの流動性は
、著しく向上する。

このとき、各エア吹き出し口４１から吹き出されたパル
ス状の加圧エアの一部は、エア注入管４０に沿って上方
へと通流するが、該エアは、上下方向に適当な間隔をあ
けて配設された各邪魔板４２により、トナー内へと順次
拡散され、トナーは、さらに−層確実に攪拌される。ま
た、加圧エアがエア注入管４０に沿ってトナーの上面か
ら上方へと急激に吹き出すことが防止されるために、ト
ナー投入口２１からトナーが飛散することが抑制される
。

第３図は、本発明の攪拌方法の実施に使用される攪拌装
置の他の実施例を示している。本実施例の攪拌装置３０
は、昇降可能なモーター３２の出力軸３２ａに、水平状
の連結板３３が取り付けられ、また、該連結板３３に鉛
直状の４本の連結杆３４が垂下した状態で取り付けられ
ている。そして、各連結杆３４の下端部に支持ブロック
３５が取り付けられており、該支持ブロック３５上にエ
アシリンダ３７が設けられている。該エアシリンダ３７
のピストンロッド３７ａは、支持ブロック３５を挿通し
て下方へ延出しており、その先端に支持部材３８が取り
付けられている。該支持部材３８は、下端部が円錐状に
尖った円柱状になっている。

支持ブロック３５の下面には、鉛直状態になった円筒状
の取付部材３６の上端面が取り付けられており、該取付
部材３６内の軸心部をエアシリンダ３７のピストンロッ
ド３７ａが挿通している。そして、該取付部材３６の下
端部と、ピストンロッド３７ａに取り付けられた支持部
材３８との間に、ゴム等の可撓性を有する材料にて円筒
状に構成された攪拌羽根３１が、ピストンロッド３７ａ
とは同心状態で取り付けられている。該攪拌羽根３１は
、ピストンロッド３７ａが下方へ移動して、該ピストン
ロッド３７ａの下端部に取り付けられた支持部材３８が
、取付部材３６から離れた状態になると、ピストンロッ
ド３７ａとは同軸状の円筒状になり、反対に、ピストン
ロッド３７ａが上方へ移動して、支持部材３８が取付部
材３６に接近すると、攪拌羽根３１は、その移動に伴っ
て、軸方向の中央部が、順次、外方へと突出して、第４
図に示すように、円板状になる。

このような構成の攪拌装置３０では、まず、エアシリン
ダ３７のピストンロッド３７ａが下方へ移動されて、攪
拌羽根３１が伸張した円筒状態とされ、該攪拌羽根３１
の下方に、振動器７０に載置された容器２０のトナー投
入口２１が位置される。そして振動器７０により容器２
０が振動された状態で、モーター３２が下降されると、
最下端の支持部材３８の尖った部分から、順次、トナー
投入口２１を挿通して容器２０内へと進入し、攪拌羽根
３１が、トナー投入口２１を挿通して容器２０内の高密
度状態のトナー内へと進入する。この場合にも、トナー
が振動されているために、攪拌羽根３工は容易にトナー
内に挿入される。

そして、攪拌羽根３１全体がトナー内に嵌入されて、第
３図（ａ）に示す状態になると、モーター３２の下降が
停止される。

このような状態になると、エアシリンダ３７が駆動され
て、ピストンロッド３７ａが上方へ移動される。

これにより、ピストンロッド３７ａの下端部に取り付け
られた支持部材３８が取付部材３６に接近し、両者の間
に設けられた攪拌羽根３１が、支持部材３８の上方への
移動に伴って、軸方向の中央部が、順次、外方へと突出
し、第３図（ｂ）に示すように、該攪拌羽根３１は、円
板状になる。この場合にも、トナーが振動されているた
めに、容易に円板状になる。

その後、モーター３２が回転駆動され、攪拌羽根３１が
、ピストンロッド３７ａを中心にして回転される。

これにより、攪拌羽根３１は、振動されているトナーを
攪拌し、塊状になったトナーも確実に粉砕されて、トナ
ーは良好な流動性になる。

このようにして、トナーの攪拌が終了すると、モーター
３２の駆動が停止され、エアシリンダ３７のピストンロ
ッド３７ａが下方へと移動され、支持部材３８が取付部
材から離れる。そして、攪拌羽根３１が、当初の円筒状
態になると、トナーおよび容器２０から攪拌羽根３１を
退出させるべく、モーター３２が上昇される。

なお、本実施例では、攪拌羽根３１は円板状になるよう
にしたが、支持部材３８を上昇させる際に回転させるこ
とにより、攪拌羽根３１を捻ったスクリュー状にして、
使用することも可能である。このようにすることにより
、攪拌能力が一層向上する。

また、攪拌装置に攪拌されたトナーに加圧エアを吹き込
むエア注入管の他の例を第４図に示す。

本実施例では、エア注入管５０の下部に、上下方向およ
び周方向に適当な間隔をあけて設けられた多数のエア吹
き出し口における最上部のエア吹き出し口５１ａが、加
圧エアが下方に向かって吹き出されるように、傾斜した
状態で形成されている。他の各エア吹き出し口５１ｂは
、水平方向に加圧エアを吹き出し得るように、水平状態
で形成されている。

本実施例では、エア注入管５０における最上部以外の各
エア吹き出し口５１ｂから水平方向にパルス状に吹き出
される加圧エアが、振動されているトナーの内部に進入
して、該トナーを攪拌する。該加圧エアの一部は、エア
注入管５０に沿って通流しようとするが、該加圧エアは
、最上部のエア吹き出し口５１ａから斜め下方に向かっ
て吹き出される加圧エアにより、側方へと拡散され、そ
の拡散されたエアにより、トナーがさらに攪拌される。

しかも、エア注入管５０に沿って通流するエアが、トナ
ー内に拡散されるために、トナー上面から加圧エアが急
激に上方へ吹き出すことが防止されるために、容器２０
におけるトナー投入口２１からのトナーの飛散が抑制さ
れる。

本実施例の場合にも、容器２０が振動されているために
、トナーの流動性が一層向上する。

第５図は本発明の攪拌方法のさらに池の実施例における
実施状態を示している。本実施例では、下部に多数のエ
ア吹き出し０６１ａが設けられたエア注入管６１が、容
器２０のトナー投入口２１内に嵌合された円板状の保持
部材６２に上端部が保持されている。該保持部材６２は
、トナー投入口２１内に気密に嵌合されて、エア注入管
６１の上端部を、軸心部からずれた位置に保持しており
、該エア注入管６１の下部の各エア吹き出し口６１ａが
、振動器７０にて振動される容器２０内のトナー内に進
入した状態になっている。

該保持部材６２におけるエア注入管６１上端部保持部分
に対して、軸心対称位置には、短い内部排気管６３の上
端部が、鉛直状に保持されている。該内部排気管６３は
、エア注入管６１とは等しい口径を有しており、該内部
排気管の下端は、容器２０内のトナーよりも上方に位置
している。

容器２０におけるトナー投入口２１には、フィルタホル
ダー６４が嵌合されている。該フィルタホルダー６４は
、容器２０のトナー投入口２１に外嵌されて該トナー投
入口２１から上方へ突出した状態になる円筒状の本体部
５４ａと、該本体部６４ａの軸心方向の中程に設けられ
た円板状のフィルタ保持部６４ｂと、を有している。該
フィルタ保持部６４ｂにおける軸心対称の二位置には、
軸心方向に貫通する貫通孔が形成されており、各貫通孔
内に、それぞれフィルタ６４ｃおよび６４ｃが設けられ
ている。各フィルタ６４ｃは、容器２０におけるトナー
投入口２１に装着されたエア注入管６１の上端部、およ
び内部排気管６２の上端部にそれぞれ対向し得るように
なっている。

フィルタホルダー６４の本体部６４ａにおける上端部内
には、送気管６５の端部および短い外部排気管６６の端
部を保持する外部保持部材６７が装着されている。外部
保持部材８７に保持された送気管６５および外部排気管
は、それぞれ、エア注入管６１および内部排気管６２の
口径に等しくなっている。

本実施例では、容器２０内のエア注入管６１の上端、お
よび内部排気管６３の上端に、それぞれフィルタホルダ
ー６４におけるフィルタ保持部６４ｂに保持された各フ
ィルタ６４ｃを、それぞれ、対向させるとともに、容器
２０内のエア注入管６１にフィルタ６４ｃを介して送気
管６５の端面、および内部排気管６３にフィルタ６４ｃ
を介して外部排気管の端面が、それぞれ対向させて、外
部保持部材６７をフィルタホルダー６４の上端部内に装
着する。このような状態で、振動器７０上に容器２０を
載置して、該容器２０を振動させた状態で、エア注入管
６１を、振動しているトナー内に挿入する。そして、送
気管６５からフィルタ６４ｃを介して該エア注入管６１
内に、加圧空気が、パルス状に送給されＺ該エア注入管
６１の各エア吹き出し口６１ａから吹き出される加圧エ
アにより、振動状態のトナーが攪拌される。トナーを攪
拌した加圧エアは、容器２０内のトナー上方の空間内へ
と流出する。

このとき、トナー投入口２１は、内部保持部材Ｓ２が気
密に嵌合されているために、トナーの上方へ流出した加
圧エアは、内部排気管６３内に流入し、該内部排気管６
３からフィルタＳ４ｃおよび外部排気管６６を介して、
外部へ流出する。このとき、内部排気管６３内には、ト
ナー上方へ加圧空気が流出する際に飛散するトナーが流
入するおそれがある。しかし、該内部排気管６３内に流
入したトナーは、フィルタ６４ｃ付着するために、外部
排気管６６を通って外部に流出するおそれがない。

このようにして、例えば、所定時間にわたって、トナー
を加圧エアにより攪拌すると、フィルタホルダー６４の
みを、１８０ｒＲにわたって回転させ、容器２０内の加
圧エアが通流していたフィルタ６４ｃを、送気管６５と
エア注入管６１との間に介装するとともに、送気管６５
から送給される加圧エアが通流していたフィルタ６４ｃ
を、内部排気管６３と外部排気管６６との間に介装させ
る。そして、このような状態で、再び、送気管６５から
加圧エアをパルス状に送給して、エア注入管６１の各エ
ア吹き出し口６１ａからパルス状に吹き出される加圧エ
アにより、トナーを攪拌する。このとき、加圧エアが通
流するフィルタ６４ｃには、トナＴが付着した状態にな
っているが、該加圧エアにより、トナーがエア注入管６
１内へと流入し、各エア吹き出し口６１ａからトナー内
へと還流される。また、前述の場合と同様に、内部排気
管６３内に流入したトナーが、外部排気管６６との間に
介装されたフィルタＳ４ｃに付着し、外部にトナーが流
出して飛散するおそれがない。

その後も、同様の動作が繰り返されることにより、各フ
ィルタＳ４ｃは、容器ｚＯ内のトナーの攪拌時において
、容器２０の外部にトナーが飛散することを防止すると
ともに、その攪拌時に交互に浄化され、目詰まりを起こ
すおそれもない。

なお、上記実施例では、攪拌羽根を有する攪拌装置によ
り、′トナーを攪拌した後に、エア注入管から吹き込ま
れる加圧エアにより、トナーを攪拌するようにしたが、
攪拌装置の攪拌羽根によるトナー撹拌時に、エア注入管
により加圧エアをトナー内に吹き込むようにしてもよい
。

また、攪拌装置によるトナーの攪拌および加圧エアの吹
き込みによるトナーの攪拌後に、容器２０のトナー投入
口２１を閉塞した状態で、該トナー投入口２１が下側に
なるように該容器２０を反転して、上下方向に揺動させ
るようにしてもよい。このようにすることにより、容器
２０内のトナーは、−層、流動性がよくなり、容器２０
を画像形成装置に装着して使用する場合におけるトナー
の排出性が向上する。特に、トナー排出口が、トナー投
入口２１に対して反対側に設けられた容器の場合には、
トナーがトナー排出口近傍にて、塊状になる確率が高い
ために、このように、反転させた状態で揺動させること
により、トナーの流動性が改善され、トナーの排出性が
著しく向上する。

なお、上記実施例では、容器内に高密度充填されたトナ
ーを攪拌する場合について説明したが、トナーに限らず
、容器内に高密度充填された他の微粉体を攪拌する場合
にも使用できる。

また、微粉体が収容される容器は、上記各実施例のよう
にボトル状に限らず、例えば、円筒状、角筒状であって
もよい。

（発明の効果） 本発明の微粉体の攪拌方法は、このように、容器内に高
密度充填された微粉体が、振動された状態で、攪拌羽根
および加圧エアにより確実に攪拌されるために、容器内
にて塊状になった微粉体が確実に粉砕され、容器内の微
粉体の流動性が著しく向上する。しかも、微粉体の飛散
が比較的少ないために、作業環境性が向上する。

４、　　　　の　　　な看　ａ 第１図（ａ）は本発明の攪拌方法の実施に使用される攪
拌装置の一例を容器の断面とともに示す側面図、第１図
（ｂ）はその動作の説明図、第２図は加圧エアによる攪
拌状態を示す断面図、第３図（ａ）は本発明の攪拌方法
の実施に使用される攪拌装置の池の例を容器の断面とと
もに示す側面図、第３図（１＋）はその動作の説明図、
第４図は加圧エアによる攪拌状態の他の例を示す断面図
、第５図は加圧エアによる攪拌状態のさらに池の実施例
の断面図である。

ｔｏ、　３０・・・攪拌装置、１１Ｊ１・・・攪拌羽根
、１２．３２・・・モー９−１７．３７・・・エアシリ
ンダ、１７ａ、３７ａ・・・ピストンロッド、２０・・
・容器、２１・・・トナー投入口、４０．５０・・・エ
ア注入管、４１．５１ａ、　５１ｂ・・・エア吹き出し
口、４２・・・邪魔板、６１・・・エア注入管、６１ａ
・・・エア吹き出し口、Ｓ２・・・内部保持部材、６３
・・・内部排気管、６４・・・フィルタホルダー、６４
ｃ・・・フィルタ、６５・・・送気管、６６・・・外部
排気管。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の容器内の微粉体投入口より、該容器内を減圧
   した状態から所定圧に開放すると同時に微粉体を投入す
   ることによって、該容器内に高密度充填された微粉体を
   、攪拌する方法であって、容器を振動させつつ、該容器
   の微粉体投入口から挿入された攪拌羽根の回転により、
   該容器内の微粉体を撹拌する工程と、 この工程と同時またはその後に、容器を振動させつつ、
   該容器の微粉体投入口から微粉体内に挿入されたエア注
   入管より、該微粉体内に加圧エアを吹き込んで攪拌する
   工程と、 を包含する微粉体の攪拌方法。