JPH03176309A - 粉体充填方法および粉体充填用容器 - 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
体充填方法およびその実施に使用される粉体充填容器に
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１−１２４５
０３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威圧状態
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。ｉｌ！！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
、粉体供給器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。

本発明の他の目的は、上記粉体充填方法の実施に使用さ
れて、充填された粉体が固まることをを確実かつ容易に
防止し得る粉体充填用容器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、粉体が充填される粉体充填用
容器の内部と外部とを平衡状態で減圧した状態から、該
粉体充填用容器の内部および外部を同時に昇圧すると同
時に、該粉体充填用容器内に粉体を落下させることによ
り、粉体を粉体充填用容器内に充填する粉体充填方法で
あって、該粉体充填用容器内に落下する粉体が衝突する
ように該粉体充填用容器内に設けられた緩衝体を、該粉
体充填用容器内へ落下する粉体が衝突すると同時に、下
方へ移動させることを特徴としてなり、そのことにより
上記目的が達成される。

本発明の粉体充填容器は、内部と外部とを減圧した状態
から、内部と外部とを同時に昇圧すると同時に、内部に
粉体が落下されることにより粉体が充填される粉体充填
用容器であって、内部に、落下する粉体に衝突し得ると
ともに、上下方向への移動可能に設けられており、内部
に落下する粉体が衝突すると同時に、下方へ移動される
緩衝体を有してなり、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。

該粉体充填方法の実施に用いられる本発明の粉体充填用
容器は、第２図に示すように、所定量のトナーが充填さ
れ得る円筒状の容器本体９１を有する。容器本体９１の
上端部には、充填口部９３が設けられている。該充填口
部９３の外周面にはキャップをねじ込むためのねじ部が
設けられている。容器本体９１内の下部には、気密性の
袋体よりなるエアバッフ式の緩衝体９５が配設されてい
る。該緩衝体９５は、その底面が容器本体９１の底面に
接着されており、内部に空気が吹き込まれることにより
、順次、円柱状態で上方へと膨張し、外周面が容器本体
９１の内周面に全周にわたって接触する。従って、該緩
衝体９５は、第３図に示すように、その内部の空気が排
除されることにより、上面が、順次、下方へ平行移動し
て、収縮される。緩衝体９５が完全に収縮された状態で
は、該緩衝体９５より上方の容器本体９１内周面には、
トナーが充填され得る所定の容積が確保される。緩衝体
９５の給気および排気は、容器本体９１の底部に設けら
れた通気孔９６を介して行われる。

該粉体充填容器９０と共に、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、該トナー供給画工０の下方に配設され、
トナーが充填される容器９０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１１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３０に介装された開閉弁１３とを有し
、該開閉弁１３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離隔し得るように、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７０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、各シール部材２１ａおよ
び２２ａが気密に係合し、該減圧ケース２０内は気密状
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２１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４当接
面部２５が設けられている。該当接面部２５より下方は
、下側になるに連れて順次縮径された逆円錐台状のノズ
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
下端が粉体役人口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内周面に保持
される容器９０の上端部に形成された充填口部９３の内
径とほぼ同じとされている。

減圧ケース２０の下部半体２２には、第２図に示す粉体
充填容器９０を保持して、この粉体充填容器９０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６
２を常時上方へ付勢する押ばね６３とを有している。昇
降台６２には、粉体充填容器９０の容器本体９１の下端
部を保持する保持枠６２ａと、該保持枠６２ａに保持さ
れた容器本体９１の底面に開口された通気孔９６に気密
に挿入されるノズル部６２ｂとを有している。保持枠６
２ａは、容器本体９１の下端部に嵌合して、該容器本体
９１を略鉛直状態に保持できるようになっている。そし
て、容器本体９１が昇降台６２に：ａ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、容器本体９１が上昇してその充填口９４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、容器
本体９１は押ばね６３により上方へ付勢され、その充填
口部９３の上端がパツキン２５ａに気密に圧接されると
ともに、容器本体９１の通気孔９６にノズル部６２ｂが
充分に押し込まれる。

該ノズル部６２ｂには、容器本体９１内に配設された緩
衝体９５を膨張状態と収縮状態とに切り換える切換手段
３０が接続されている。該切換手段３０は、下部半体２
２の外部に配設された加圧ポンプ３１と、真空タンク３
２と、切換弁３３とを有している。切換弁３３は、下部
半体２２を貫通したフレキシブルな通気管路３４にてノ
ズル部６２ｂに連通状態で連結されている。切換弁３３
は、通気管路３４を開状態と開状態とに切り換えると共
に、開状態では、加圧ポンプ３１、真空タンク３２のい
ずれかを通気管路３４に連通させるように切換可能にな
っている。真空タンク３２は、図外の真空ポンプにより
内部の空気が吸引され、そのタンク容積は緩衝体９５の
容積よりも充分に大きくされている。従って、通気管路
３４から真空タンク３２を切り離した状態で真空ポンプ
により真空タンク３２内を略真空状態まで減圧し、容器
本体９１の排気孔９６にノズル部６２ｂを差し込んだ後
に、真空タンク３２を通気管路３４に連通させると、緩
衝体９５内の空気が排気管路３２を介して真空タンク３
２内へ瞬間的に吸引されて、該緩衝体９５が底面側へ収
縮される。

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および流量調整弁
４３と、粉体供給管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４Ｓに介装された開閉弁４６および流４１ｇ
整弁４７とを有している。

本発明の粉体充填方法は、上記粉体充填容器９０および
装置を使用して次のように実施される。

まず、トナーホッパー１１の下方に配設された開閉弁１
３を開状態としておき、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、粉体充填容器９０を、その充填口部
９３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。これにより、粉体充填容器９０における容器本
体９１底面に開口された通気孔９６に、昇降台６２の上
方に突出するノズル部５２ｂが差し込まれる。次いで、
下部半体２２が上部半体２１に接合されるまで、エアー
シリンダ７０を動作させる。下部半体２２が上部半体２
１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９０は、容器本体９１が押ばね６３により上方
へ付勢され、その充填口部９３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と共に、通気孔９６
にノズル部６２ｂが気密に結合される。

通気孔９６にノズル部６２ｂが気密に結合されると、切
換手段３０の通気管路３４に加圧ポンプ３１が連通され
るように切換弁３３を操作して、加圧ポンプ３１を動作
させる。これにより、容器本体９１内の緩衝体９５へ給
気が行われる。緩衝体９５が膨張状態になると、通気管
路３４が遮断されるように切換弁３３を操作して、真空
タンク３２内を排気する。このとき、圧力上昇手段５０
では、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。また、各
減圧管路４１および４５に介装された流ｆｆｉ調整弁４
３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内に保持された容器９０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容器９０の外部の空
気が、第１減圧管路４１を介して真空ポンプ４４により
、流ｆｌｒＡｌ非Ａ３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
充填容器９０の容器本体９１内における緩衝体９５の上
方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により流量調整弁４７に
て規定される所定の流量ずつ吸引される。各流量調整弁
４３および４７の流量は、真空ポンプ４４による容器本
体９１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。緩衝体９５の上方の容器本体
９１内と、容器本体９１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。

次に、トナーホッパーＩＬの下方に泥膜された開閉弁１
３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、粉体供給管路
１３を介して粉体充填容器９０内へ一括して落人される
。このとき、粉体充填口２８から容器本体９１内へはト
ナーが高速で流入する。そして、容器本体９１内へ流入
したトナーが、容器本体９１内の緩衝体９５上面に衝突
した瞬間に、切換手段３０の通気管路３４に真空タンク
３２が連通されるように切換弁３３を操作する。これに
より、緩衝体９５内の空気が通気管路３４を介して真空
タンク３２内へ瞬間的に吸引されて該緩衝体９５が底面
側へ収縮される。従って、容器本体９１内へ流入したト
ナーは、緩衝体９５の上面に衝突した後に、緩衝体９５
の上面によるクツション効果により減速されてから容器
本体９１内に充填される。引き続き、容器本体９１内へ
流入するトナーは、緩衝体９５が底面側へ収縮した状態
で、容器本体９１内へ充填される。その結果、トナー供
給器１０内と緩衝体９５の上方の容器本体９１内との圧
力差が大きいトナー充填開始時においても、トナーが固
まることなく容器本体９１内へ充填され、しかも、トナ
ー供給器１０内から容器本体９１へ供給される所定量の
トナー全てが該容器本体９１内へ確実に充填される。

また、緩衝体９５の上方の容器本体９１内は、トナー充
填に際して充分に排気され、しかも、緩衝体９５が底面
側へ収縮した後の空間へ空気が流入するおそれもないた
めに、容器本体９１内へ流入したトナーが減速されても
、容器本体９１内へ充填されたトナーの嵩密度が低下す
るおそれはない。

さらに減圧ケース２０内には流ｆｆ１Ｂ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
内の圧力が上昇されるため、容器本体９１内にトナーが
落人することにより、容器本体９１内の圧力が上昇して
も、容器本体９！の内部と外部の圧力が平衡しており、
容器本体９１が破損されるおそれもない。

トナーホッパー１１内のトナーが全て容器本体９１内へ
充填されると、エアーシリンダ７０が下部半体２２を下
降させるべく駆動される。そして、下部半体２２が上部
半体２１から分離されると、容器本体９１内にトナーが
充填された粉体充填容器９０が該下部半体２２内から取
り出される。

なお、上記実施例では、容器本体９１に設けられた緩衝
体９５を、容器本体９１内の底面に接着したが、該緩衝
体９５は、容器本体９１内へ嵌め込むだけの構成として
もよく、さらに、上記実施例で採用されたエアーバック
式以外の形式としてもよい。

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、減圧された容器
内に高速で流入する粉体が、緩衝体に衝突させて減速さ
せるようにしているために、容器内に充填された粉体が
、ブロック状に固まることが防止される。しかも、粉体
が衝突される緩衝体が粉体の落下方向へと移動するため
に、粉体が緩衝体に衝突した時の衝撃が少なく、容器内
に高密度で充填される。

本発明の粉体充填容器は、内部に緩衝体が設けられてい
るために、粉体が固まることなく、高密度で充填される
。

４　　　　　の　　　　な！　■ 第１図は本発明の粉体充填方法の実施状態の一例を示す
概略図、第２図はその粉体充填方法の実施に使用される
本発明の粉体充填容器の一例を示す断面図、第３図はそ
の動作説明のための断面図である。

ｌＯ・・・トナー供給器、２０・・・減圧ケース、３０
・・・切換手段、４０・・・減圧手段、５０・・・圧力
上昇手段、６０・・・容器昇降手段、９０・・・粉体充
填容器、９１・・・容器本体、９３・・・充填口部、 ９５・・・緩衝体。

以 上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉体が充填される粉体充填用容器の内部と外部とを
   平衡状態で減圧した状態から、該粉体充填用容器の内部
   および外部を同時に昇圧すると同時に、該粉体充填用容
   器内に粉体を落下させることにより、粉体を粉体充填用
   容器内に充填する粉体充填方法であって、 該粉体充填用容器内に落下する粉体が衝突するように該
   粉体充填用容器内に設けられた緩衝体を、該粉体充填用
   容器内へ落下する粉体が衝突すると同時に、下方へ移動
   させることを特徴とする粉体充填方法。 ２、内部と外部とを減圧した状態から、内部と外部とを
   同時に昇圧すると同時に、内部に粉体が落下されること
   により粉体が充填される粉体充填用容器であって、 内部に、落下する粉体に衝突し得るとともに、上下方向
   への移動可能に設けられており、内部に落下する粉体が
   衝突すると同時に、下方へ移動される緩衝体を有してな
   る粉体充填用容器。