JPH0718561Y2 - 粉体充填装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば画像形成装置に使用されるトナー等の
粉体を所定の容器内に高速でかつ高密度に充填し得る粉
体充填装置に関する。

（従来技術） 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
通常ボトル状あるいは円筒状の容器内に充填されて運
搬、保管等される。このような容器内へのトナー充填は
従来該容器をトナー供給器の下方に位置させて、トナー
供給器内のトナーを容器内に自然落下させることにより
行われていた。

このような方法では、容器内に存在する空気のためにト
ナーは高速で容器内に落下できず、しかも容器内へ落下
するトナーは容器内の空気と混合するため、嵩密度が小
さくなり高密度に充填されない。このため、所定量のト
ナーを一度の自然落下により容器内へ充填することはで
きず、例えば、容器内に充填すべきトナー量の半分程度
のトナーを自然落下により一旦充填しトナーが沈静する
所定時間経過後に残りのトナーを充填するという方法が
採用されている。この方法では、トナーを効率よく容器
内に充填することができず作業効率が非常に悪かった。

特願昭60-68201号公報には、粉粒体を包袋内に高速でか
つ高密度に充填し得る装置が開示されている。該公報に
開示された充填装置は粉粒体供給器の下方に密閉可能な
充填筺が配設されており、該充填筺内に包袋を保持した
状態で該充填筺内を減圧することにより、充填筺と同時
に包袋内を減圧し、このような状態で粉粒体供給器から
粉粒体を充填筺内の包袋内に落入させて、粉粒体を包袋
内に充填するものである。

該充填装置は、包袋内が減圧状態であるため包袋内に粉
粒体を高速でしかも高密度で充填し得るという利点を有
する。

（考案が解決しようとする問題点） 上記公報に開示された充填装置は、変形可能な包袋内に
粉粒体を充填するものであるため、充填筺内に保持され
る包袋は充填筺内と同時に減圧されるように粉粒体が投
入される開口部を介して充填筺内とは連通状態とされて
いる。充填筺内に位置される粉粒体供給器の投入口およ
び包袋の開口部の周囲にフィルタを配設して、充填筺内
を減圧することにより該充填筺と同時にフィルタを介し
て包袋内を減圧して包袋を変形させている。また、該フ
ィルタは粉粒体供給器から包袋内に粉粒体を投入する際
に粉粒体が充填筺内に飛散することを防止している。

しかしながら、微粉体であるトナーをボトル状あるいは
円筒状の容器内に充填する際に、このような充填装置を
用いると容器内へトナーを落入させるときにトナー飛散
が生じ、フィルタがトナーで目詰まりするおそれがあ
る。容器内が減圧状態であるとトナーは容器内に急激に
落入するため、容器の開口部から多量のトナーが飛散し
フィルタは急激に目詰まりする。フィルタに目詰まりが
生ずれば、該フィルタを通して容器内の減圧操作が迅速
に行えず、トナー充填作業の効率が著しく低下する。ま
た、ボトル状あるいは筒状の容器は一般的には合成樹脂
等の変形しにくい材質であるためフィルタに目詰まりが
生ずれば、該容器内を減圧するため充填筺内を減圧する
と容器内が減圧されずに該容器の外部である充填筺内が
減圧されるため、容器の内部と外部とに圧力差が生じ、
該容器が破損するおそれもある。減圧された容器内へト
ナーを投入する際にも容器の周囲が減圧状態であれば、
トナーの投入による容器内の圧力上昇により該容器が破
損するおそれもある。

本考案は上記従来の問題を解決するものであり、その目
的は合成樹脂等の変形しない材料で構成された容器内に
該容器を破損することなくトナー等の粉体を高速で、か
つ高密度に充填し得る粉体供給装置を提供することにあ
る。

本考案の他の目的は、粉体供給ノズルに粉体が付着する
おそれのない粉体供給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案によれば、粉体を所定量ずつ供給し得る粉体供給
器と、該粉体供給器から粉体を供給する粉体供給ノズル
が内部に配設され、かつその内部が気密に保持される減
圧筺と、該減圧筺内に配設されており、粉体が充填され
る容器を該容器の充填開口が前記粉体ノズルに気密圧接
する状態、および該開口が粉体供給ノズルから隔離する
状態に昇降させる容器保持器と、前記減圧筺内を減圧す
る減圧装置と、該減圧筺内の圧力を減圧状態から上昇さ
せる圧力上昇手段とを具備する粉体充填装置であって、
前記粉体供給ノズルは先端に粉体供給口を有し、該粉体
供給口の内径が前記容器の開口の内径と等しいか若しく
は若干小さいことを特徴とする粉体充填装置が提供され
る。

（実施例） 以下に本考案を実施例に基づいて説明する。ただし、本
考案はこの実施例に限定されるものではない。

本考案の粉体充填装置であるトナー充填装置は、第１図
に示すように微細粉体であるトナーを所定量ずつ供給し
得る該トナー供給器10と該トナー供給器10の下方に配設
され、トナーが充填される容器80が内部に保持される減
圧筺20とを具備する。トナー供給器10は例えばタンクよ
り所定量のトナーを切り出し得る図外のトナー切り出し
器と、該トナー切り出し器に連結された該トナー切り出
し器にて切り出された所定量のトナーを貯留し得るトナ
ーホッパー11と、該トナーホッパー11におけるトナー落
下口に配設された開閉弁12とを有し、該開閉弁12が開放
されることにより所定量のトナーがトナーホッパー11か
ら落下される。

該開閉弁12には、略鉛直に配設された連結管30の上端部
が連結されており、該連結管30の下端のトナー供給口31
は減圧筺20内に位置している。該開閉弁12を通ってトナ
ーホッパー11から落下するトナーは該連結管30を通って
減圧筺20内へ落下する。

減圧筺20は上部半体21と下部半体22とに分割可能であ
り、下部半体22は上部半体21に対して接合および離隔し
得るようにエアーシリンダー70にて昇降される。該エア
ーシリンダー70により下部半体22が上昇されることによ
り、該下部半体22は上部半体21に接合される。両者が接
合する部分には例えば軟質ゴムを用いたシール部材21a
および22aがそれぞれ配設されており、エアーシリンダ
ー70により下部半体22が上部半体21に接合されることに
より、各シール部材21aおよび22aが気密に係合し、該減
圧筺20内は気密状態とされる。上部半体21の下部外面に
は下部半体22が上昇されて接合される際に、該下部半体
22のシール部材22aを上部半体21のシール部材21aと接合
するように案内するガイド部材23が配設されている。

減圧筺20の上部半体21は前記連結管30の下部に固定的に
取り付けられている。上部半体21の上面には下方へ突出
する円筒状の粉体供給ノズル21bが配設され、該粉体供
給ノズル21b内に連結管30の下端部が挿通されている。
連結管30のトナー供給口31は該上部半体21内に位置す
る。該粉体供給ノズル21bの先端部の設けられたトナー
供給口31の内径d₂は容器80の充填開口81の内径d₁と等し
いか若しくは若干小さい。また、前記粉体供給ノズル21
bの先端は該粉体供給ノズル21bの外周面から中心方向に
向かって内部方向に傾斜し、前記容器80の開口81を案内
するように形成されている。

減圧筺20の下部半体22にはトナーが充填される例えば円
筒状の容器を保持する容器保持器60が配設されている。
該容器保持器60は該下部半体22の底面に取り付けられた
エアーシリンダー61と、該エアーシリンダー61のピスト
ンロッド61a先端に取り付けられた支持台62とを有す
る。エアーシリンダー61はピストンロッド61aの進出方
向が上方となるように取り付けられている。支持台62
は、例えば円筒状の容器80の下部に嵌合して、該容器80
を略鉛直状態に保持する。該容器80はエアーシリンダー
61の昇降により昇降する。容器80は下部半体22が下降さ
れて上部半体21から分離された状態で下部半体22内に位
置され、該支持台62上に載置される。

容器80は、例えば円筒状をしており、その上面には充填
開口81が形成されている。そして、該容器80が支持台62
に載置され、減圧筺20の上部半体21と下部半体22とを気
密に接合した状態で、エアーシリンダー61をピストンロ
ッド61aが上方へ進出するように駆動すると、容器80の
充填開口81が上部半体21上面部に配設された粉体供給ノ
ズル21bのトナー供給口31にパッキン21cを介して圧接す
る。このとき、容器80の充填開口81とトナー供給口31と
は気密状態とされる。

減圧筺20における上部半体21の上面部には、減圧管路41
の一端部が該上部半体21内部と連通状態で取り付けられ
ている。該減圧管路41の他端部は、例えば減圧装置であ
る真空ポンプ44に連結されており、該減圧管路41には開
閉弁42が介装されている。

また、減圧筺20における上部半体21の上面部には大気導
入管51の一端部が該上部半体21内部と連通するように取
り付けられており、該大気導入管51の他端は開閉弁52お
よび流量調整弁53を介して大気に開放されている。

このような構成の本考案の充填装置によりトナーは次の
ように容器80内に充填される。まず、トナーホッパー11
の下方に配設された開閉弁12を閉状態としておき、減圧
筺20の下部半体22を下降させるためエアーシリンダー70
を動作させて、該下部半体22を上部半体21から分離す
る。このような状態でトナーが充填される容器80をその
充填開口81が上側に位置するように下部半体22内に配設
された容器保持器60の支持台62上に載置する。次いで、
エアーシリンダー70を動作させ下部半体22の下部半体22
aと上部半体21のシール部材21aとを気密に接合させるた
め、下部半体22を上昇させる。下部半体22と上部半体21
とが接合されると、大気導入管51に介装された開閉弁52
を閉状態として減圧筺20内を気密状態とする。

この場合下部半体22内に保持された容器80はその充填開
口81が上部半体21における粉体供給ノズル21bとは離隔
しており、該容器80の内部は減圧筺20の内部と連通状態
になっている。

このような状態で減圧管路41に介装された開閉弁42を開
状態とし、真空ポンプ44を駆動させる。これにより、減
圧筺20内の空気が吸引され減圧筺20の内部が減圧される
と同時に容器80の内部が減圧される。

そして、容器80の内部と該容器80を取り囲む減圧筺20内
の圧力が平衡状態で減圧され、両者が略真空状態になる
と、減圧管路41に介装された開閉弁42は閉状態にされる
と共に真空ポンプ44の駆動が停止される。これにより減
圧筺20内は気密状態となる。

このような状態で、減圧筺20内のエアーシリンダー61を
動作させ支持台62を上昇させる。これにより、支持台62
に保持された容器80の充填開口81が粉体供給ノズル21b
にパッキン21cを介して気密に嵌合される。

次に、トナー供給器10におけるトナーホッパー11の下方
に配設された開閉弁12を開状態にすると共に大気導入管
51に介装された開閉弁52を開状態にする。これにより、
トナーホッパー11内に貯留された所定量のトナーが、連
結管30を介して減圧筺20内の容器80内へ一括して落入さ
れる。このとき、減圧筺20内には大気導入管51から該大
気導入管51に介装された流量調整弁53にて規定される所
定流量の大気が流入して、該減圧筺20内の圧力が上昇す
る。このため、容器80内にトナーが落入することにより
容器80内の圧力が上昇しても、容器80の内部と外部の圧
力が平衡しており、容器80は破損されない。大気導入管
51から流入する大気の量は該大気導入管51に介装された
流量調整弁53にて規定されており、トナーホッパー11か
ら容器80内へ落入されるトナー量に対応して、該流量調
整弁53の流量が設定される。

トナーホッパー11から落入されるトナーは容器80内が予
め減圧状態とされているため、高速で容器80内へ充填さ
れる。しかも、容器80内は略真空状態であるため、容器
80内へ落入されたトナーは空気を含まず、その嵩密度が
減少するおそれがない。したがって、容器80内に充填さ
れるべき所定量のトナーが容器80から溢れることなく確
実に充填される。

トナーホッパー11内のトナーが全て容器80内へ充填され
ると、減圧筺20内のエアーシリンダー61が駆動されて支
持台62が下降され、容器80の充填開口81が粉体供給ノズ
ル21bから離脱される。次いで、エアーシリンダー70が
減圧筺20における下部半体22を下降させるため駆動され
る。下部半体22が上部半体21から分離するとトナーが充
填された容器80が該下部半体22内から取り出される。

トナーを充填すべき容器の容量が変更された場合には、
大気導入管51に介装された流量調整弁53が調整され容器
80内へトナーを落入させる際に容器80の内部と外部との
圧力が平衡した状態で圧力が上昇するようにされる。

（考案の効果） 本考案の粉体充填装置はこのように粉体が充填される変
形しない容器の内部を、その外部と平衡状態で減圧する
ことができ、しかも粉体を容器へ充填する際にも容器の
内部と外部との圧力を平衡させることができるため、容
器は変形および破損するおそれがなく、容器内へ粉体を
高速でかつ高密度で充填し得る。

容器の内部と外部とを平衡状態で減圧することが、１つ
の減圧装置と１本の配管と１つの開閉弁にて実現される
ため構成が簡略化される。粉体が通流する管路は直管で
あり、しかも他の管路と連通する必要がないために、管
路内は凹凸がなく、その管路内に粉体が付着するおそれ
がない。

さらに、本考案に係る粉体充填装置は、容器の開口と粉
体供給ノズルの粉体供給口が当接状態で内周面が面一と
なるか、もしくは略面一となるよう構成したため、粉体
供給ノズルの外周面にトナーが付着するおそれはない。
したがって、装置の振動等によって粉体が該粉体供給ノ
ズルから容器外側に落下、付着し容器が汚れることはな
い。また、粉体充填における歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の粉体充填装置であるトナー充填装置の
一例を示す概略図である。第２図はその要部の動作説明
図である。 10……トナー供給器 11……トナーホッパー 12……開閉弁 20……減圧筺 30……連結管 31……トナー供給口 41……減圧管路 42……開閉弁 44……真空ポンプ 51……大気導入管 52……開閉弁 53……流量調整弁 60……容器保持器 61……エアーシリンダー 62……支持台 70……エアーシリンダー 80……容器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体を所定量ずつ供給し得る粉体供給器
   と、 該粉体供給器から粉体を供給する粉体供給ノズルが内部
   に配設され、かつその内部が気密に保持される減圧筺
   と、 該減圧筺内に配設されており、粉体が充填される容器を
   該容器の充填開口が前記粉体ノズルに気密圧接する状
   態、および該開口が粉体供給ノズルから隔離する状態に
   昇降させる容器保持器と、 前記減圧筺内を減圧する減圧装置と、 該減圧筺内の圧力を減圧状態から上昇させる圧力上昇手
   段とを具備する粉体充填装置において、 前記粉体供給ノズルは先端に粉体供給口を有し、該粉体
   供給口の内径が前記容器の充填開口の内径と等しいか若
   しくは若干小さいことを特徴とする粉体充填装置。
2. 【請求項２】前記粉体供給ノズルの粉体供給口の内径が
   前記容器の充填開口の内径と等しく、前記粉体供給ノズ
   ルと前記容器の当接部において内周面が面一となること
   を特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
3. 【請求項３】前記粉体供給ノズルの先端は該粉体供給ノ
   ズルの外周面から中心方向に向かって内部方向に傾斜
   し、前記容器の充填開口を案内するように形成されてい
   る請求項１または２記載の粉体供給充填装置。