JP2547228B2 - 粉体充填装置 - Google Patents

粉体充填装置

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JP2547228B2 JP62272366A JP27236687A JP2547228B2 JP 2547228 B2 JP2547228 B2 JP 2547228B2 JP 62272366 A JP62272366 A JP 62272366A JP 27236687 A JP27236687 A JP 27236687A JP 2547228 B2 JP2547228 B2 JP 2547228B2
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【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,ボトル状,あるいは円筒状の容器内に充填さ
れて,運搬や保管等が行われる。このような容器内への
トナーの充填は,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へ落下されず,しかも,容器内へ
落入されるトナーは容器内の空気と混合されるため,嵩
密度が小さくなり,高密度には充填されない。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
填することができず,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。このような方法で
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。
特開昭60−68201号公報には,粉粒体を包装内に高速
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
閉可能な充填筐が配設されており,該充填筐内に包装を
保持した状態で該充填筐内を減圧することにより,充填
筐と同時に包装内を減圧し,このような状態で,粉粒体
供給器から粉粒体を充填筐内の包装内に落入させて,粉
粒体を包装内に充填するものである。
該充填装置は,包装内が減圧状態であるため,包装内
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。
(発明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では,変形可能な包装
内に粉粒体を充填するものであるため,充填筐内に保持
される包装は,充填筐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筐内とは連通状態
とされている。そして,充填筐内に位置される粉粒体供
給器の投入口および包装の開口部の周囲にフィルタを配
設して,充填筐内を減圧することにより該充填筐と同時
にフィルタを介して包装内を減圧して包装を変形させて
いる。また,該フィルタは,粉粒体供給器から包装内に
粉粒体を投入する際に,粉粒体が充填筐内へ飛散するこ
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
置を用いれば,容器内へトナーを落入させる際にトナー
が飛散し,フィルタがトナーにて目詰まりするおそれが
ある。容器内が減圧状態であれば,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の容器内の減圧が迅
速に行えず,トナー充填の作業効率は著しく低下する。
また,ボトル状あるいは筒状の容器は,通常,合成樹脂
等の変形できない材質であるため,フィルタに目詰まり
が生ずれば,該容器内を減圧するべく充填筐内を減圧す
ると,容器内が減圧されずに該容器の外部である充填筐
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,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充填装置を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は,比較的簡潔な構成である粉体充
填装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は,粉体供給器内の粉体を容
器内へ充填する際に,粉体が通流する管路に,粉体が付
着するおそれがなく,従って容器内に充填される粉体の
歩留りを著しく向上させ得る粉体充填装置を提供するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の粉体の充填装置は、粉体を所定量ずつ供給し
得る粉体供給器と、該粉体供給器から供給される粉体の
投入口と、その内部が気密に保持される減圧筐と、該減
圧筐内で、粉体が充填される容器を、該容器の開口部が
前記粉体投入口に気密に嵌合する状態、および該開口部
が粉体投入口から隔離する状態に昇降させる容器保持器
と、該容器の開口部と該粉体投入口とが気密に嵌合し得
るように、該粉体投入口が内部に配設されて該減圧筐の
上面部から下面部の方向に突出する逆円錐台状の形状を
有する嵌合部と、前記減圧筐内を減圧する減圧装置と、
該減圧筐内の圧力を減圧状態から上昇させる圧力上昇手
段と、を具備し、該圧力上昇手段が、該容器への該粉体
の充填時に、該容器内と該減圧筐内との圧力平衡を保持
しながら該減圧筐内に大気を導入し得、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,微細な粉体であるトナーを所定量ずつ
供給し得るトナー供給器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
れる減圧筐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の下端のトナー投入口
31は,減圧筐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
通って減圧筐20内へ落入する。
減圧筐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隔離
し得るように,エアーシリンダ70にて昇降される。そし
て,該エアーシリンダ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70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
減圧筐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。
減圧筐20の上部半体21は,前記連結管30の下部に固定
的に取付けられている。上部半体21の上面部には,下方
へ突出する逆円錐台状の嵌合部21bが配設されると,該
嵌合部21b内に連結管30の下端部が挿通されている。連
結管30のトナー投入口31は該上部半体21内に位置する。
該嵌合部21bの外周面には,例えば軟質ゴム製のパッキ
ン21cが装着されている。
減圧筐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の底面に取付けら
れたエアーシリンダ61と,該エアーシリンダ61のピスト
ンロッド61a先端に取付けられた支持台62とを有する。
エアーシリンダ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61の昇降
により昇降される。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20上に載置される。
容器80は,例えば円筒状をしており,その上面には開
口部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,減圧筐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の開
口部81が上部半体21上面部に配設された嵌合部21bに嵌
合する。このとき,容器80の開口部81と嵌合部21bとは
パッキン21cにより気密状態とされ,従って,連結管30
のトナー投入口31は,容器80の開口部81とは気密状態で
嵌合する。
減圧筐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,減圧筐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発明の充填装置により,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,
減圧筐20の下部半体22を下降させるべくエアーシリンダ
70を動作させて,該下部半体22を上部半体21より分離す
る。このような状態で,トナーが充填される容器80を,
その開口部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70を動作させ,下部半体22のシール
部材22aと上部半体21のシール部材21aとを気密に接合さ
せるべく,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,減圧筐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
開口部81が,上部半体21における嵌合部21bとは離隔し
ており,該容器80の内部は減圧筐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,減圧筐20内の空気が吸引され,減圧筐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を取り囲む減圧筐
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,真空ポンプン44の駆動が停止される。これ
により,減圧筐20内は気密状態になる。
このような状態で,減圧筐20内のエアーシリンダ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の開口部81が,第1図に二点鎖線
で示すように嵌合部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を介して減圧筐20内の容器80内へ一括して
落入される。このとき,減圧筐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,該減圧筐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。従って,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,減圧筐20内のエアーシリンダ61が駆動されて,
支持台62が下降され,容器80の開口部81が嵌合部21bか
ら離脱される。次いで,エアーシリンダ70が,減圧筐20
における下部半体22を下降させるべく駆動される。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。
(発明の効果) 本発明の粉体充填装置は,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結する必要がないために,
管路内は凹凸がなく,その管路内に粉体を付着するおそ
れがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明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。 10……トナー供給器,11……トナーホッパー,12……開閉
弁,20……減圧筐,30……連結管,31……トナー投入口,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,62……支持台,70……
エアーシリンダ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉体を所定量ずつ供給し得る粉体供給器
    と、 該粉体供給器から供給される粉体の投入口と、 その内部が気密に保持される減圧筐と、 該減圧筐内で、粉体が充填される容器を、該容器の開口
    部が前記粉体投入口に気密に嵌合する状態、および該開
    口部が粉体投入口から隔離する状態に昇降させる容器保
    持器と、 該容器の開口部と該粉体投入口とが気密に嵌合し得るよ
    うに、該粉体投入口が内部に配設されて該減圧筐の上面
    部から下面部の方向に突出する逆円錐台状の形状を有す
    る嵌合部と、 前記減圧筐内を減圧する減圧装置と、 該減圧筐内の圧力を減圧状態から上昇させる圧力上昇手
    段と、 を具備し、 該圧力上昇手段が、該容器への該粉体の充填時に、該容
    器内と該減圧筐内との圧力平衡を保持しながら該減圧筐
    内に大気を導入し得る、 粉体充填装置。
  2. 【請求項2】前記減圧装置と前記減圧筐とが開閉弁を有
    する管路を介して連結されている特許請求の範囲第1項
    に記載の粉体充填装置。
  3. 【請求項3】前記圧力上昇手段は、前記減圧筐内に大気
    を導入し得る大気導入管および該大気導入管に介装され
    た開閉弁を有する特許請求の範囲第1項に記載の粉体充
    填装置。
  4. 【請求項4】前記大気導入管は、該大気導入管内を通流
    する気体の流量調整弁を有する特許請求の範囲第3項に
    記載の粉体充填装置。
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