JPH07106722B2 - トナー粉体の充填方法及びそのための装置 - Google Patents

トナー粉体の充填方法及びそのための装置

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JPH07106722B2
JPH07106722B2 JP63164652A JP16465288A JPH07106722B2 JP H07106722 B2 JPH07106722 B2 JP H07106722B2 JP 63164652 A JP63164652 A JP 63164652A JP 16465288 A JP16465288 A JP 16465288A JP H07106722 B2 JPH07106722 B2 JP H07106722B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、体積平均粒径20μm以下のトナー粉体を、容
器に定量充填する充填方法及び充填装置に関する。
[従来の技術] 従来のこの種の粉体充填供給装置としては、往復式フィ
ーダー、オーガーフィーダー、スクリューフィーダー、
テーブル式フィーダー、エンドレスベルト式フィーダ
ー、振動フィーダー等、種々の方式があった。しかし体
積平均粒径が20μm以下の微粉体に適用しうるものは少
なく、特に樹脂粉体のように真比重、嵩密度が小さくて
流動性の極めてよい微粉体を、フラッシングさせること
なく定量的に充填供給するとなるとオーガーフィーダ
ー、テーブル式フィーダー、振動フィーダー等に限られ
ていた。第2図に一般的なオーガーフィーダーの構造を
示す。スクリュー状のオーガー21を回転することによっ
て、ホッパー23内に貯蔵されている粉体を下方に排出し
て充填を行なう。この方式によれば流動性の極めて良い
微粉体でもフラッシングさせることなく供給でき、トナ
ーの充填機として最も広く利用されている。第3図にテ
ーブルフィーダーの一例を示す。テーブル31が回転する
とこの上に安定して粉体層が形成され、粉体層をスクレ
ーバ32が掻取ることによって粉体を定量供給する。テー
ブル上の粉体は、粉体の安息角を利用してシールされ
る。
第4図に従来の振動フィーダーの使用例を示す。ホッパ
ー42に貯蔵されていた粉体はゲート43によって量規制さ
れながら排出され、次に振動トラフ41により一定速度で
水平に移動運搬される。
[発明が解決しようとしている問題点] 近年、充填される粉体の製品品質として、特に微粉体の
場合に凝集物や夾雑物などの粗粒の存在を厳に避けたい
というニーズが高くなってきている。例えば静電式複写
機及び静電式プリンターに用いられるトナーは、その画
像品質保証上、粗粒の存在を極端に嫌うものである。ま
た、粉体の物性も、より取り扱いにくいものが多くなっ
てきている。二成分系現像剤用の非磁性トナーなどは、
樹脂を主成分とし体積平均粒径が20μm以下(将来さら
に細かくなる傾向がある)であるため嵩密度が1g/cm3
下と小さく、このためブリッジングを起こしやすい。そ
の一方、トナーの場合粒径が揃えてあって粒度分布がシ
ャープであり、かつシリカ等の流動性を付与する成分を
加えることが多いために、フラッシングを起こしやすい
性質も持つ。
このようにブリッジング、フラッシングしやすい微粉体
を、粗粒の発生、混入なくかつ高精度で定量供給充填し
ようとすると、前述した従来公知の装置ではいずれも困
難である。
第2図のオーガーフィーダーの場合には、ブリッジン
グ、フラッシングには強いが、粗粒を発生しやすい。す
なわちオーガー21とケーシング22との間のクリアランス
は0.2mm〜2.0mm程度しか無く、この部分で粉体に強い剪
断力と摩擦熱が加わって粉体を凝集させ、粗粒を発生す
る。また軸シール部24では、何らかのシール部材を使っ
てオーガー軸を摺動していることが多く、ホッパー内で
飛散した粉体が摺動部に付着して粗粒を発生することが
ある。またフラッシング性の粉体の場合にはオーガー回
転停止時の粉切れを良くする目的からケーシングの先端
部にシャッターもしくは菊座と呼ばれる障害物を取り付
けることが多く、これが粉体の流出に対して抵抗となる
ため、この部分で粉体の圧力が加わってしばしば粗粒を
発生する。
第3図のテーブルフィーダーでは、ブリッジングには比
較的強く、またホッパー内の構造を工夫することにより
フラッシングも防止可能である。しかし軸受の摺動部が
あったりスクレーバー32とテーブル31の間のようにクリ
アランスが極めて小さな部分があるため、どうしても粗
粒が発生する。またテーブルフィーダーは、連続的に運
転するときには良好な定量性が得られるが、断続的に運
転するときには、起動、停止時の誤差があり定量性が悪
い。これは粉体の安息角を利用してシールしているため
であり、フラッシング性の粉体の場合特にひどい。
以上のようにオーガーフィーダー、テーブル式フィーダ
ーともに摺動部分、若しくはクリアランスの非常に小さ
い回転部分を有しているため粗粒が発生し易く、これを
防ぐために回転数を低く抑えて能力を落して使うなどの
処理が必要だった。
第4図の振動フィーダーにおいては、装置の問題ととも
に従来慣用のフローにも問題がある。第4図のフローで
はフラッシング性の粉体には適用できない。ホッパー42
に相当量の粉体を貯留して粉体シールしたとしても、ゲ
ート41をわずかに聞いてトラフの振動を開始すると、ホ
ッパー下部が流動状態となりフラッシングを起こし、ト
ラフの振動を止めても粉体がホッパーから流出するのを
止めることができなくなるためである。
さらにフラッシングに対して何らかの対策をとったとし
ても、二成分現像剤用非磁性トナーのように嵩密度の小
さい粉体の場合には別の問題がある。振動フィーダーに
おいて能力を出そうとするときには、トラフの幅を広げ
る、トラフ上の粉体層を厚くする、振幅及び振動数を増
加する、ことが考えられる。トラフの幅を広げると、ト
ラフの全幅にわたって層厚を一定にすることが難しくな
り、停止時の落差量のばらつきが大きくなり精度が出な
くなる。層厚を厚くするとトラフの振動が粉体層の上部
まで伝わらず、下層では振動により充分に脱気されて安
定した搬送が行われるが、上層では粉体が流動状態のま
まであるためフラッシングぎみとなって、振動停止時の
粉切れが悪くなり精度が出ない。振幅及び振動数につい
ては装置的にある限界がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、電子写真に使用される二成分系現像剤用の非
磁性トナーのような嵩密度が小さくフラッシング、ブリ
ッジングしやすい、体積平均粒径20μm以下のトナー粉
体を、粗粒を発生することなく、精度良く、しかも経済
性のある能力で定量供給充填するための充填方法、及び
そのための装置を提供することを目的とする。
具体的には、本発明は、体積平均粒径20μm以下の樹脂
を主成分とするトナー粉体を、定量供給手段を介して振
動手段及び篩分のための網を有する篩分手段を少なくと
も具備している振動篩手段に供給し、該振動篩手段を振
動させながら規定粒径以上の凝集物及び/又は夾雑物を
該トナー粉体から除去し、凝集物及び/又は夾雑物を除
去した該トナー粉体を振動篩手段の振動により振動フィ
ードを使用した輸送工程に供給し、該トナー粉体を脱気
しながら搬送し、計量しながら容器に脱気された該トナ
ー粉体を導入し、その計量値が設定値に達した時に該定
量供給手段、該振動篩手段及び該輸送工程を制御手段か
らの停止指令後2秒以内に停止させることを特徴とする
規定粒径以上の凝集物及び/又は夾雑物が除去されてい
るトナー粉体の充填方法に関する。
さらに、本発明は、規定粒径以上の凝集物及び/または
夾雑物が除去されている樹脂を主成分とするトナー粉体
を容器に定量充填するための粉体充填装置において、 粉体を供給するための粉体定量供給手段、該粉体から規
定粒径以上の凝集物及び/または夾雑物を除去するため
の網を有する振動篩分手段、該凝集物及び/または夾雑
物が除去されているトナー粉体を脱気し且つ搬送するた
めの振動フィード輸送手段、該振動フィード輸送手段を
経由した脱気されたトナー粉体を計量するための計量手
段、計量値に基づいて粉体定量供給手段と振動篩分手段
と振動フィード輸送手段とを制御する制御手段を少なく
とも有し、 振動篩分手段と振動フィード輸送手段とが直結してお
り、凝集物及び/または夾雑物が除去されているトナー
粉体が該振動篩分手段の振動により該振動フィード輸送
手段に供給され、 計量値が設定値に達した時に該定量供給手段、該振動篩
手段及び該振動フィード輸送手段を該制御手段からの停
止指令後2秒以内に停止させることを特徴とするトナー
粉体充填装置に関する。
粉体定量供給手段から切り出されたトナー粉体は、振動
篩分手段を通過することによって凝集物、夾雑物などの
粗粒を除去され、振動篩分手段の振動により振動篩分手
段と直結している振動フィード輸送手段に供給される。
さらにこのトナー粉体は、振動フィード輸送手段により
脱気しながら搬送されて、計量手段により計量しながら
容器に充填される。制御手段は計量値が設定量に達する
と信号を出して粉体定量供給手段、振動篩分手段、振動
フィード輸送手段のすべてを2秒以内に停止させる。
振動フィード輸送手段の振幅を二段階以上に変えられる
ようにしておき、制御手段によりあらかじめ適当に設定
した値に計量値が達するごとにしだいに小さな振幅に切
り換えることにより、さらに計量値の精度を高くするこ
とができ、より好ましい充填方法となる。なおこの時、
多段階制御のうち少なくとも一段階は振幅を1.0mm以上
とすることにより、トラフ上のトナー粉体層の厚さを充
分に厚くしても安定した輸送ができ、より高い能力が得
られる。
振動篩分手段と振動フィード輸送手段の間にはトナー粉
体が滞留しない方がトラフ上のトナー粉体層層厚が一定
となるためより高い計量精度が得られる。従って、振動
篩分手段はできるかぎり早く、停止指令後2秒以内に完
全に停止するように制御されている。また、振動篩分手
段と振動フィード輸送手段とは直結されていて、しかも
この間の粉体の滞留を防止する構造を有している。
[実施例] 第1図及び第5図に示す実施例に基づいて本発明をさら
に詳細に説明する。第1図は本発明を実施した充填装置
のフロー図を示し、第5図は同じくその模式的な正面図
である。第5図において、51は定量供給手段を示し、粉
研社製のオートフィーダーFSR−QI−S特型の如き定量
供給機が例示される。52は振動篩分手段を示し、徳寿社
製円形振動篩TM−70−2S型の如き振動篩分機が例示され
る。53は振動フィード輸送手段の振動体を示し、日本エ
リーズ・マグネチック社製振動フィーダー、HS−20の如
き振動機が例示される。54は同じくそのトラフを示し、
55は容器を示す。56は計量手段を示し、大和製衝社製ロ
ードセルDP−5000の如き計量手段が例示される。57は制
御手段を示し、大和製衝社製指示計FEC−100Rの如き制
御手段が例示される。
被充填粉体として、電子写真に使用される二成分系現像
剤用の樹脂を主成分とする非磁性トナーを上述の装置を
使用して容器55に充填した例を示す。トナー粉体をオー
トフィーダー51のホッパーに約20Kg投入し、またホッパ
ー内残量が5Kg以下になるたびに約10Kgずつ補給した。
オートフィーダーの能力はこの粉体を190Kg/hで切り出
すように設定した。円形振動篩52には直径700mm、目開
き149μmの網を2段にセットした。振動フィーダー53
は指示計57からの信号59により振幅を大小二段階に制御
した。大投入は振幅1.5mm、小投入は振幅0.2mm以下とし
た。計量設定値は600gとし、570gで計量手段56からの信
号60で大投入から小投入に切り換え、596g(落差補正量
を4g見込む)で小投入及び円形振動篩、オートフィーダ
ーを停止するように設定した。
以上の条件で充填テストを100回繰り返して行った。そ
の結果、目標計量値600gに対して、平均600.1g、最少59
8.5g、最大601.5gであり、3σ=2.0となり、極めて高
精度な充填を安定して行うことができた。テスト中、充
填装置内で被充填粉末がブリッジングしたりフラッシン
グしたりすることはなかった。なお容器1本当たりの充
填時間は平均14.5秒であり、高い処理能力を示した。
さらに充填品から1本抜き取って直径75mm、目開き149
μmの篩に通したところ、篩上には何も残らず、凝集物
や夾雑物が完全に除去されたことが確認できた。
充填直後の被充填粉体の嵩密度を測定したところ、0.36
g/cm3であり、例えば従来のオーガー式の場合の0.30g/c
m3に比して高かった。
[発明の効果] (1)体積平均粒径20μm以下のトナー粉体を高精度、
高能力で供給、充填できる。
(2)トナー製品から凝集物、夾雑物等の粗粉を完全に
除去できる。
(3)充填後のトナー粉体の嵩密度が他の充填方法に比
して高い。
(4)(3)により、トナー粉体を充填する容器の容積
を小さくできる効果がある。
(5)(1)及び(3)により2つ以上の充填ステーシ
ョンを設置する必要がなくなり、充填装置の構成を簡単
にすることができる。
(6)充填装置内で、トナー粉体のブリッジングやフラ
ッシングが発生しない。
(7)能力は定量供給手段によってのみ決定されるた
め、能力のコントロールが容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るフローチャート図を示し、第2
図はオーガーフィーダーの構造を示す断面図を示し、第
3図は、テーブルフィーダーの構造を示す断面図を示
し、第4図は、振動フィーダーの一般的な使用例を示す
断面図を示し、第5図は、本発明を実施した充填装置の
模式的な図を示す。 11…粉体定量供給手段、12…振動篩分手段、13…振動フ
ィード輸送手段、14…容器、15…計量手段、16…制御手
段、17…停止手段、21…オーガー、22…ケーシング、23
…ホッパー、24…軸シール、25…シャッターまたは菊
座、31…テーブル、32…スクレーパー、41…トラフ、42
…ホッパー、43…ゲート、44…振動体、51…オートフィ
ーダー、52…円形振動篩、53…振動フィーダー、54…ト
ラフ、55…容器、56…ロードセル、57…指示計、58…ダ
イナミック・ブレーキ・ユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】体積平均粒径20μm以下の樹脂を主成分と
    するトナー粉体を、定量供給手段を介して振動手段及び
    篩分のための網を有する篩分手段を少なくとも具備して
    いる振動篩手段に供給し、該振動篩手段を振動させなが
    ら規定粒径以上の凝集物及び/又は夾雑物を該トナー粉
    体から除去し、凝集物及び/又は夾雑物を除去した該ト
    ナー粉体を振動篩手段の振動により振動フィードを使用
    した輸送工程に供給し、該トナー粉体を脱気しながら搬
    送し、計量しながら容器に脱気された該トナー粉体を導
    入し、その計量値が設定値に達した時に該定量供給手
    段、該振動篩手段及び該輸送工程を制御手段からの停止
    指令後2秒以内に停止させることを特徴とする規定粒径
    以上の凝集物及び/又は夾雑物が除去されているトナー
    粉体の充填方法。
  2. 【請求項2】振動フィード輸送手段の振幅を少なくとも
    2段階以上に変えて制御し、かつ最も弱い輸送を0.2秒
    以上2.0秒以下とする特許請求の範囲第1項のトナー粉
    体の充填方法。
  3. 【請求項3】振幅の多段階制御の内少なくとも1段階は
    振幅を1.0mm以上とする特許請求の範囲第1項のトナー
    粉体の充填方法。
  4. 【請求項4】規定粒径以上の凝集物及び/または夾雑物
    が除去されている樹脂を主成分とするトナー粉体を容器
    に定量充填するための粉体充填装置において、 粉体を供給するための粉体定量供給手段、該粉体から規
    定粒径以上の凝集物及び/または夾雑物を除去するため
    の網を有する振動篩分手段、該凝集物及び/または夾雑
    物が除去されているトナー粉体を脱気し且つ搬送するた
    めの振動フィード輸送手段、該振動フィード輸送手段を
    経由した脱気されたトナー粉体を計量するための計量手
    段、計量値に基づいて粉体定量供給手段と振動篩分手段
    と振動フィード輸送手段とを制御する制御手段を少なく
    とも有し、 振動篩分手段と振動フィード輸送手段とが直結してお
    り、凝集物及び/または夾雑物が除去されているトナー
    粉体が該振動篩分手段の振動により該振動フィード輸送
    手段に供給され、 計量値が設定値に達した時に該定量供給手段、該振動篩
    手段及び該振動フィード輸送手段を該制御手段からの停
    止指令後2秒以内に停止させることを特徴とするトナー
    粉体充填装置。
JP63164652A 1988-06-30 1988-06-30 トナー粉体の充填方法及びそのための装置 Expired - Lifetime JPH07106722B2 (ja)

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