JPH03176306A - 粉体充填方法 - 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
粉体を、所定の容器内に高速でかつ高密度に充填する粉
体充填方法に関する。

〈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
人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て、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。

そこで、本願本出願人は、例えば、特開平ｌ−１２，１
５０３号公報に開示されているように、トナー等の粉体
を高速で、かつ高密度に充填することができ、しかも構
成が比較的簡素である粉体充填装置を提案した。

この粉体充填装置は、充填対象となる容器内を減圧状態
とし、容器内と粉体供給器との間に生じた圧力差を利用
して、粉体供給器から高密度の粉体を一度に容器内へ充
填できるようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） このような構成の粉体充填装置では、粉体供給器から落
人される粉体は、容器内が予め減圧状態とされているた
め、高速で容器内へ充填される。

しかも、容器内は略真空状態であるために、容器内へ落
人された粉体は空気を含まず、その嵩密度が減少するお
それがないという利点を有している。

しかし、その反面、容器内に落人する粉体の落人速度が
大きく、しかも、容器内の空気量が少ないために、容器
内に充填される粉体が圧縮され過ぎる傾向がある。特に
、粉体供給２３内の圧力と容器内の圧力との差が大きい
充填初期には、容器内に落人した粉体が、容器の底面に
激しく衝突して、その粉体に大きな圧縮力が作用する。

その結果、粉体の粒径によっては、容器内の底部に、粉
体がブロック状の塊りに固まるおそれがある。容器内に
充填される粉体が電子写真複写機等の画像形成装置に使
用されるトナーである場合には、容器内のトナーが固ま
った状態になっていると、その容器が画像形成装置に装
着されて使用される場合に、容器から画像形成装置にト
ナーが円滑に補給されないおそれがある。

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、トナー等の粉体を高速で、かつ高密度に充填し得
て、しかも、充填された粉体が、容器内にて固まること
を防止し得る粉体充填方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段〉 本発明の粉体充填方法は、粉体が充填される容ａ３の内
部と外部とを平衡状態となるように減圧する減圧工程と
、該容器の内部と外部とを同時に昇圧すると同時に、該
容器内に粉体を落下させることにより粉体を充填する充
填工程と、を包含する粉体充填方法であって、前記減圧
工程および充填工程を複数回繰り返すことにより、容器
内へ所定量の粉体を充填することを特徴としてなり、そ
のことにより上記従来の問題が解決される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の粉体充填方法は、電子写真複写機等の画像形成
装置に使用されるトナーを容器に充填する際に実施され
る。

本発明の粉体充填方法の実施に使用される粉体充填装置
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ｌＯ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ケース２０とを具備する。

トナー供給器ｌＯは、例えば粉体貯留タンクから所定量
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Ｌ１と、該トナーホッパー１１におけるトナー落下口
と減圧ケース２０内とを連通させる粉体供給管路１２と
、該粉体供給管路１２に介装された開閉弁１３とを有し
、該開閉弁１３が解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から減圧ケース２０内へ落下され
るように構成されている。

減圧ケース２０は、上下に分割可能な上部半体２１と、
下部半体２２とから構成されている。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、例えば軟質ゴムにて形成されるシール
部材２１ａおよび２２ａがそれぞれ固設されており、エ
アーシリンダ７ｏで上昇された下部半体２２が上部半体
２１に接合されることにより、各ソール部材２１ａおよ
び２２ａが気密に係合し、ｉｄ減圧ケース２０内気密状
態とされる。

減圧ケース２０の上部半体２１は、前記粉体供給管路１
２の下部に固定的に取付けられている。上部半体２ｉの
上面部には、下方へ突出する粉体供給ノズル２４が固設
され、該粉体供給ノズル２４内に粉体供給管路１２の下
端部が挿通されている。粉体供給ノズル２４の上部外周
面には、軟質ゴム製のパツキン２５ａを係止する当接面
部２５が設けられている。該当接面部２５より下方は、
下方へ向かうに連れて順次縮径する逆円錐台状のノズル
部２６になっている。

ノズル部２６の下端面中心部には、粉体供給管路１２の
下端が粉体投入口２８として開口している。ノズル部２
６の上端における外径は、減圧ケース２０内に保持され
る粉体充填用容器８０の上端部に設けられた充填口部８
３の内径とほぼ等しくされている。

減圧ケース２０の下部半体２２には、円筒状の粉体充填
用容器８０を保持して、この粉体充填用容器８０を昇降
させる容器昇降手段６０が設けられている。

該容器昇降手段６０は、下部半体２２内の下部内に略水
平状態で昇降可能に配設された昇降台６２と、該昇降台
６２と下部半体２２の底面との間に介装され、昇降台２
６を常時上方へ付勢する押しばね６３とを有している。

昇降台６２には、粉体充填用容器８０の下端部を保持す
る保持枠６２ａが設けられており、該保持枠６２ａが、
粉体充填用容器８０の下端部に嵌合して、該粉体充填用
容器８０を略鉛直状態に保持できるようになっている。

そして、粉体充填用容器８０が昇降台６２に載置された
状態で、下部半体２２が上昇するようにエアーシリンダ
７０を動作させると、粉体充填用容器８０が上昇してそ
の充填口部８３内に粉体供給ノズル２４のノズル部２６
が挿入される。下部半体２２が上部半体２１に完全に接
合されると、粉体充填用容器８０は押ばね６３により上
方へ付勢され、その充填口部８３上端がパツキン２５ａ
に気密に圧接される。

減圧ケース２０における上部半体２１の上面部には、減
圧ケース２０内を適宜減圧し得る減圧手段４０と、この
減圧状態から適宜圧力を上昇させ得る圧力上昇手段５０
とがそれぞれ備えられている。減圧手段４０は、真空ポ
ンプ４４と減圧ケース２０の内部とを連通状態で連結す
る第１減圧管路４１と、該第１減圧管路４１に介装され
た開閉弁４２および流ｆｆｉ調整弁４３と、粉体供給管
路３０と真空ポンプ４４側の第１減圧管路４１との間に
連結された第２減圧管路４５と、該第２減圧管路４５に
介装された開閉弁４６および流量調整弁４７とを有して
いる。圧力上昇手段５０は、減圧ケース２０に取り付け
られた大気導入管５１と、該大気導入管５１に介装され
た開閉弁５２および流量調整弁５３とを有している。

このような構成の充填装置により、本発明方法は、次の
ように実施される。本発明方法では、容器８０内に充填
するべきトナーが、複数回に分けて充填される。

まず、トナーホッパー１１の下方に配設された開閉弁１
３を閉じた状態で、図示しないトナーの切り出し器によ
り、トナーを所定量だけ切り出して、トナーホッパー１
１内に貯留する。トナー量・、ｚ＜−Ｉｌ内に貯留され
るトナー量は、容器８０内に充填されるべきトナー量の
ほぼ半分とされる。

トナーホッパー１１内にトナーが貯留されると、減圧ケ
ース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、粉体充填用容器８０を
、その充填口部８３が上側に位置するように昇降台６２
の所定位置に載置する。

次に下部半体２２が上部半体２１に接合されるまで、エ
アシリンダ７０を動作させる。下部半体ｚ２が上部半体
２１に接合されると、減圧ケース２０内に保持された粉
体充填容器８０は、押しばね６３により上方へ付勢され
、その充填口部８３が粉体供給ノズル２４の粉体充填口
２８に気密に連結される。引き続き、大気導入管５１に
介装された開閉弁５２を閉状態として、減圧ケース２０
内を気密に保持する。このとき、各減圧管路４１および
４５に介装された流量調整弁４３および４７は、減圧ケ
ース２０内の容量および該減圧ケース２０内に保持され
た粉体充填用容器８０の容量に対応させて、各管路内を
通流する気体の流量がそれぞれ予め設定されている。

このような状態で、第１減圧管路４１および第２減圧管
路４５に介装された開閉弁４２および４６をそれぞれ開
状態とし、真空ポンプ４４を駆動させる。これにより、
減圧ケース２０内における粉体充填用容器８０外側の空
気が、第１減圧管路４１を介して真空ポンプ４４により
、流！１に調整弁４３にて規定される所定の流量ずつ吸
引されると共に、該減圧ケース２０内に保持された粉体
充填用容器８０内の空気が粉体供給管路１２の下部およ
び第２減圧管路４５を介して、真空ポンプ４４により流
１を調整弁４７にて規定される所定の流量ずつ吸引され
る。各流ｆｆｉ調整弁４３および４７の流量は、真空ポ
ンプ４４による粉体充填容器８０の内部および外部の減
圧がほぼ平衡した状態で行われるように定められる。そ
して、粉体充填用容器８０の内部と、該粉体充填用容器
８０を取り囲む減圧ケース２０内の圧力が平衡状態で略
真空状態になると、開閉弁４２および４６は開状態にさ
れる。

このときの容器８０内および減圧ケース２０内の減圧度
は、容器８０に充填されるべきトナーの全量がトナーホ
ッパー１１内に貯留された状態で、−括して、容器８０
内に充填する場合よりも低圧にされている。例えば、容
器８０に充填されるべきトナーの全量が一括して容器８
０内に充填される場合には、容器８０内および減圧ケー
ス２０内は、−６６０ａｍＨｇ程度まで減圧されるとす
れば、本実施例では、そのほぼ半分の量のトナーがトナ
ーホッパー１１内に貯留されて容器８０内に充填される
場合には、容器８ｏ内および減圧ケース２０内は、−４
００ｍｍＨｇ程度まで減圧される。

開閉弁４２および４６が開状態にされると、次に、前記
開閉弁１３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。開閉弁１３が開状
態にされることにより、トナーホッパー１１内に貯留さ
れていたトナーが粉体供給管路１２を介して容器８０内
へ落人される。トナーが容器８ｏ内に落人される前の容
器８０内の圧力は、容器８０内に充填されるべきトナー
の全量を一括して容器８ｏ内へ充填する場合よりも低圧
であるために、容器８゜内へはトナーが比較的低速度で
落人される。その結果、容器８０内に充填されたトナー
がブロック状に固まるおそれがない。また、容器８ｏに
トナーが落人されるに際して、容器８０内が減圧されて
いるために、容器８０内に落人されたトナーは空気をほ
とんど含まない。しかも、容器８ｏ内に落人されるトナ
ーは、容器８０内に充填されるべきトナーのほぼ半分と
されているために、容器８０内に落人されるトナーの速
度が低下しても、容器８０内にはトナーが高密度で充填
される。さらに、開閉弁１３の開放と同時に、大気導入
管５１に介装された開閉弁５２が開状態にされるので、
減圧ケース２０内には、大気導入管５Ｎから流量調整弁
５３にて規定される所定流量の大気が流入して、該減圧
ケース２０内の圧力が上昇する。このため、容器８０内
にトナーが落人することにより、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いる
ので、容２３８０が破損されるおそれがない。

トナーホッパー１１内のトナーが容器８０内へ充填され
ると、開閉弁１３を再び閉状態にし、この状態で、図外
のトナー切り出し器によりトナーを切り出してトナーホ
ッパー１１内に貯留する。このときにトナーホッパー１
１内に貯留されるトナーの量は、容器８０内に最終的に
充填されるトナーの量から、先に充填されたトナーの量
を差し引いた残りとされる。そして、大気導入管５１に
介装された開閉弁５２を開状態とすると共に、第１減圧
管４１および第２減圧管路４５に介装された開閉弁４２
および４６をそれぞれ開状態とし、真空ポンプ４４を駆
動させる。

これにより、減圧ケース２０内に保持された容器８゜の
内部と、該容器８０を取り囲む減圧ケース２０内とが平
衡状態で、再度、減圧される。このときの減圧度も、先
の減圧のときと同様に、容器８０内に充填されるべき全
トナーを一括して充填する場合よりも低圧にされる。そ
して、容器８ｏの内部および減圧ケース２０内が所定の
減圧度まで減圧されると、開閉弁４２および４６を閉状
態とした後に、開閉弁Ｉ３を開状態とすると共に、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に貯留されていたトナ
ーが粉体供給管路１２を介して容器８ｏ内へ落人される
。その結果、先に充填されたトナーと合わせて、容器８
０内には所定量のトナーが充填される。今回の充填にお
いても、容器８ｏ内の減圧度が、容器８０に充填される
べき全トナーを一括して充填する場合に比べて低圧にさ
れているので、容器８゜内にトナーが比較的低速で落人
する。従って、容器８０に充填されるトナーがブロック
状に固まるるおそれがない。しかも、２回目の充填に際
して、容器８０内が再度減圧され、容器８０内の空気が
十分に排除されるので、容器８０内を減圧させているに
もかかわらず、容器８０内には高い嵩密度でトナーが充
填される。さら１こ、容器８０内にトナーが落人される
とともに、減圧ケース２０内の圧力が上昇されるために
、容器８０が破損されるおそれもない。

このようにして、容器８０内に所定量のトナーが充填さ
れると、エアーシリンダ７０が、下部半体２ｚを下降す
べく駆動される。これにより容器８０の充填口部８２か
ら粉体供給ノズル２４のノズル部２６が引き抜かれる。

そして、下部半体２２が上部半体２１から完全に分離す
ると、トナーが充填された容器８０が下部半体２２内か
ら取り出される。

このように、本発明の粉末充填方法では、画像形成装置
に使用されるトナーを、容器８０内に、２回に分けて高
密度充填しているために、容器８０内にてトナーが、ブ
ロック状に固まるおそれがない。

例えば、それぞれの充填時において、容器８０内の減圧
度を一４００ｍｍ）Ｉｇとして、トナーを２回に分けて
充填した場合には、容器内の減圧度を、−６６０＋ｎｍ
Ｈｇとして、容器８０内にトナーを一括充填した場合に
比べて、ブロック発生率が抑制された。本発明方法では
、２回目の充填時に１回目に充填されたトナーが、いわ
ゆる緩衝体となるためにブロックの発生を効果的に抑制
できる。

なお、上記実施例は、容器８０内へトナーを２回に分け
て充填しているが、３回以上に分けて充填を行うように
してもよい。

さらに、上記実施例では、カートリッジ内部および外部
の減圧を、２系統の減圧経路により行うようにしたが、
このような２系統の減圧経路に限らず、例えば、本願出
願人の出願である特開平ｌ−１２４５０３号公報に開示
されているようなｌ系統の減圧経路を使用してもよい。

（発明の効果） 本発明の粉体充填方法は、このように、容器内への粉体
の高密度充填を複数回に分けて行うために、比較的小さ
い減圧度で粉体充填を行うことができ、従って、容器内
に流入する粉体の流入速度が抑制されて、容器内に充填
される粉体がブロック状に固まることが抑制される。し
かも、粉体を高密度充填するたびに減圧が行われて容器
内の空気が排除されるために、粉体の流入速度が抑制さ
れても、容器内に充填された粉体の嵩密度が低下するお
それはない。さらに、１回当りの粉体充填量が少なくな
るために、粉体充填装置を小型化することもできる。

４、　　　の、　な！日 第１図は本発明の粉体充填方法の実施に使用されるトナ
ー充填装置の一例を示す概略図である。

ｌＯ・・・トナー供給器、２０・・・減圧ケース、４０
・・・減圧手段、５０・・・圧力上昇手段、６０・・・
容器昇降手段、８０・・・容器。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粉体が充填される容器の内部と外部とを平衡状態と
   なるように減圧する減圧工程と、該容器の内部と外部と
   を同時に昇圧すると同時に、該容器内に粉体を落下させ
   ることにより粉体を充填する充填工程と、を包含する粉
   体充填方法であって、前記減圧工程および充填工程を複
   数回繰り返すことにより、容器内へ所定量の粉体を充填
   することを特徴とする粉体充填方法。