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粉粒体充填装置及び計量混合機 - 株式会社リコー
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発明の名称 粉粒体充填装置及び計量混合機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−45498(P2007−45498A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−234028(P2005−234028)
出願日 平成17年8月12日(2005.8.12)
代理人 【識別番号】100060690
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 秀雄
発明者 小室 宏志
要約 課題
充填された粉粒体が飛散することを防止することができる粉粒体充填装置及び計量混合機を提供する。

解決手段
計量混合機1は粉粒体充填装置2と測定部3と制御装置4とを備えている。粉粒体充填装置2は計量カップ5とホッパー15と供給部6と帯電手段7とを備えている。計量カップ5は外側と連通した開口部14が設けられている。供給部6は収容筒16とスクリュー17とを備えている。供給部6はスクリュー17を回転させてホッパー15内の粉粒体を収容筒16内を通って開口部14から計量カップ5内に供給するとともにプラスかマイナスのどちらかに帯電させる。帯電手段7は粉粒体が帯電される磁性と逆極性に計量カップ5を帯電させて粉粒体を計量カップ5の内面に吸着させる。測定部3は計量カップ5を載置して計量カップ5の重量を測定する。制御装置4は測定部3の測定した値が一定値になると供給部6が粉粒体を供給することを停止させる。
特許請求の範囲
【請求項1】
粉粒体が充填されるカップと、粉粒体を貯蔵するホッパーと、該ホッパーから該カップ内に粉粒体を供給する供給部と、該供給部により該カップに供給される粉粒体が帯電される電荷と逆の極性の電荷を該カップに与える帯電手段と、を備えたことを特徴とする粉粒体充填装置。
【請求項2】
前記供給部の前記カップ内に挿入される端部には、該カップの奥側に向かうにしたがって徐々に内外径が拡がる鍔部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の粉粒体充填装置。
【請求項3】
前記カップには、該カップを貫通し、かつ前記供給部の端部に挿通される開口部が設けられ、そして、
前記鍔部と、該開口部と、の間には、前記粉粒体を通りにくくするオリフィス部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の粉粒体充填装置。
【請求項4】
前記オリフィス部が、前記鍔部の外周面から前記カップの内周面に向かって伸びた第一の邪魔板と、前記第一の邪魔板から間隔をあけて配置されかつ前記カップの内周面から前記鍔部の外周面に向かって伸びた第二の邪魔板と、を備えたことを特徴とする請求項3に記載の粉粒体充填装置。
【請求項5】
粉粒体充填装置と、前記粉粒体充填装置のカップの重量を測定する測定部と、前記測定部で測定した値が一定値になると前記粉粒体充填装置の供給部がカップ内へ粉粒体を充填することを停止させる制御部と、を少なくとも備えた計量混合機において、
該粉粒体充填装置として、請求項1ないし請求項4のうちいずれか一項に記載の粉粒体充填装置を備えたことを特徴とする計量混合機。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いられるトナー等の粉粒体をトナー容器等のカップに充填するための粉粒体充填装置及び計量混合機に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真式の画像形成装置に用いられるトナーに代表される粉粒体は、計量混合機により計量されるとともに混合される。この種の計量混合機は、粉粒体を受けるカップを天秤に載せ、粉粒体を貯蔵するホッパーからスクリュー等を介して供給される粉粒体を該カップに受け、該カップ内に供給される粉粒体及び該カップの重量を天秤で計測し、所望の重量になったら粉粒体の供給を停止して、前記カップ内に粉流体を充填している。
【0003】
従って、該カップと、粉粒体を供給するスクリューなどと、を固定連結してしまうと、天秤で、粉粒体及びカップの重量を正確に測定することができなくなるため、該カップの粉粒体の受け口と、粉粒体を供給するスクリュー等の粉粒体出口と、の間には、隙間を設ける必要がある(例えば、特許文献1参照)。しかし、比重が1.2程度の粉粒体では、カップ内に供給された粉粒体が、粉粒体を供給する際に生じる空気の対流に乗って、該隙間からカップの外へ飛散するという問題があった。
【0004】
この問題の解決手段として、特許文献2に示された計量混合機は、装置全体の中に、天秤及び該カップの粉粒体の受け口と、粉粒体を供給するスクリュー等の粉粒体出口と、を配置している。
【特許文献1】特開2004−155437号公報
【特許文献2】実公平6−47552号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献2に示された計量混合機は、カップ自体も装置の中に入ってしまうので、計量後にカップを取り出して使用する場合には、適用できないという問題があった。また、天秤が装置内にあるので、該カップから天秤への飛散はなくならず、しかも、量精度が低下するという問題があった。
【0006】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、充填された粉粒体が飛散することを防止することができる粉粒体充填装置及び計量混合機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の粉粒体充填装置は、粉粒体が充填されるカップと、粉粒体を貯蔵するホッパーと、該ホッパーから該カップ内に粉粒体を供給する供給部と、該供給部により該カップに供給される粉粒体が帯電される電荷と逆の極性の電荷を該カップに与える帯電手段と、を備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載の本発明の粉粒体充填装置は、請求項1に記載の粉粒体充填装置において、前記供給部の前記カップ内に挿入される端部には、該カップの奥側に向かうにしたがって徐々に内外径が拡がる鍔部が設けられていることを特徴としている。
【0009】
請求項3に記載の本発明の粉粒体充填装置は、請求項2に記載の粉粒体充填装置において、前記カップには、該カップを貫通し、かつ前記供給部の端部に挿通される開口部が設けられ、前記鍔部と、該開口部と、の間には、前記粉粒体を通りにくくするオリフィス部が設けられていることを特徴としている。
【0010】
請求項4に記載の本発明の粉粒体充填装置は、請求項3に記載の粉粒体充填装置において、前記オリフィス部が、前記鍔部の外周面から前記カップの内周面に向かって伸びた第一の邪魔板と、前記第一の邪魔板から間隔をあけて配置されかつ前記カップの内周面から前記鍔部の外周面に向かって伸びた第二の邪魔板と、を備えたことを特徴としている。
【0011】
請求項5に記載の本発明の計量混合機は、粉粒体充填装置と、前記粉粒体充填装置のカップの重量を測定する測定部と、前記測定部で測定した値が一定値になると、前記粉粒体充填装置の供給部がカップ内へ粉粒体を充填することを停止させる制御部と、を少なくとも備えた計量混合機において、該粉粒体充填装置として、請求項1ないし請求項4のうちいずれか一項に記載の粉粒体充填装置を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明によれば、供給部によってカップ内に供給される際に、粉粒体の種類によってプラスかマイナスのどちらかに帯電した粉粒体が、粉粒体の帯電される電荷と逆の極性の電荷が与えられたカップの内面に引き寄せられるので、充填された粉粒体が、該カップの内面に吸着するので、粉粒体の飛散を防止できる。
【0013】
請求項2に記載の本発明によれば、供給部のカップ内に挿入される端部には、カップの奥側に向かうにしたがって徐々に内外径が拡がる鍔部が設けられているので、供給部から鍔部を通ってカップ内に排出される粉粒体が、粉粒体供給時の空気の対流に乗っても、鍔部に遮られて、拡散することを防止できる。
【0014】
請求項3に記載の本発明によれば、鍔部と開口部との間に粉粒体を通りにくくするオリフィス部が設けられているので、鍔部からカップ内に充填された粉粒体が、粉粒体を供給する際に生じる空気の対流に乗っても、オリフィス部に遮られ、開口部からカップの外側に飛散することを防止できる。
【0015】
請求項4に記載の本発明によれば、オリフィス部が、互い違いに配された複数の邪魔板を備えているので、鍔部からカップ内に充填された粉粒体が、複数の邪魔部に確実に遮られて、カップの外側に飛散することを防止できる。
【0016】
請求項5に記載の本発明によれば、前述した粉粒体充填装置を備えているので、充填された粉粒体を正確に計測することができ、所定量の粉粒体を充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の第1の実施形態にかかる粉粒体充填装置及び計量混合機を、図1に基づいて説明する。
【0018】
計量混合機1は、図1に示すように、粉粒体充填装置2と、測定部3と、制御部としての制御装置4と、を備えている。粉粒体充填装置2は、カップとしての計量カップ5と、ホッパー15と、供給部6と、帯電手段7と、を備えており、該計量カップ5内に粉粒体としてのトナーを充填する。
【0019】
計量カップ5は、導体で構成されたカップ本体8と、蓋9と、を備えている。カップ本体8は、平面形状が円周状の底壁10と、底壁10の外縁から立設した筒部11と、を備え、有底筒状に形成されている。また、筒部11の底壁10から離れた端部の内周面には、ねじ溝が設けられている。ねじ溝は、筒部11の内周面から凹状に形成されている。ねじ溝は、筒部11の底壁10から離れた端部から底壁10に向かって筒部11の軸を中心に螺旋状に延びている。
【0020】
蓋9は、平面形状が円周状の天井壁12と、天井壁12の外縁から立設した筒部13と、を備え、有底筒状に形成されている。また、筒部13の天井壁12から離れた端部(カップ本体8側の端部)の外周面には、前述したねじ溝と螺合するねじ溝が、設けられている。ねじ溝は、筒部13の外周面から凹状に形成されている。ねじ溝は、筒部13の天井壁12から離れた端部から天井壁12に向かって筒部13の軸を中心に螺旋状に延びている。ねじ溝が、カップ本体8のねじ溝に螺合すると、カップ本体8と蓋9とが互いに固定される。
【0021】
また、計量カップ5は、開口部14を設けている。開口部14は、天井壁12を貫通して形成されている。即ち、開口部14は、計量カップ5の内側と外側とを連通する。開口部14は、平面形状が円状に形成されている。開口部14は、天井壁12の中央に配置されている。開口部14内には、後述する供給部6の計量カップ5側の端部が離間した状態で挿通される。
【0022】
ホッパー15は、箱状に形成されており、内側に粉粒体を収容している。即ち、ホッパー15は、粉粒体を貯蔵している。ホッパー15は、後述する供給部6の収容筒16と連結されている。また、ホッパー15は、後述する供給部6のスクリュー17を収容している。
【0023】
供給部6は、収容筒16と、スクリュー17と、モータ30とを備えている。収容筒16は、筒状に形成された連結部18及びガイド部19を備え、略L字状に形成されている。連結部18は、一端が前述したホッパー15に連結し、他端がガイド部19に連結している。また、連結部18は、ホッパー15内から伸びた後述するスクリュー17を収容している。ガイド部19は、長手方向が床に対して垂直に配置されている。ガイド部19は、連結部18から離れた端部が、計量カップ5の開口部14を挿通して計量カップ5内に位置付けられる。
【0024】
スクリュー17は、前述した互いに連結されたホッパー15内から連結部18内に亘って収容されている。スクリュー17は、軸芯と、軸芯に沿って該軸芯の外周を螺旋状に伸びた翼と、を備えている。スクリュー17が、翼を軸芯周りに回転すると、ホッパー15内の粉粒体が、収容筒16の連結部18内からガイド部19内へ搬送されて、さらに計量カップ5内へ供給される。モータ30は、スクリュー17を軸芯周りに回転させる。
【0025】
また、スクリュー17即ち供給部6は、粉粒体を計量カップ5内に供給する際に、粉粒体を、該粉粒体の種類によってプラスかマイナスのどちらかに帯電させる。つまり、スクリュー17即ち供給部6は、粉粒体に摩擦を与えて、該粉粒体にプラスの電荷又はマイナスの電荷の静電気を帯びさせる。なお、粉粒体の種類に応じて、該粉粒体が帯電される電荷の極性は、予め定められている。
【0026】
また、供給部6は、スクリュー17の回転によって、収容筒16内の粉粒体を搬送する際に、収容筒16内に気体の対流を生じせる。このため、収容筒16内には、粉粒体とともに気体が、計量カップ5へ向かって流動する。
【0027】
帯電手段7は、電源ボックス20と、電極21と、SW(図示せず)と、を備えている。電源ボックス20は、直流電源である。電源ボックス20のプラスの電極とマイナスの電極とのうちの前記粉粒体が帯電される電荷と逆の極性の一方は、電極21を介してカップ本体8に接続している。電源ボックス20のプラスの電極とマイナスの電極とのうちの他方は、アースされている。電源ボックス20は、SWがオンにされると、電極21介してカップ本体8に電圧即ち前記粉粒体が帯電される電荷と逆の極性の電荷を与える。
【0028】
電極21は、計量カップ5のカップ本体8に取り付けられている。電極21は、電源ボックス20から供給された計量カップ5のカップ本体8に、前述した供給部6によって該カップ本体8内に供給される粉粒体が帯電される電荷と逆の極性の電荷を与える。
【0029】
帯電手段7は、計量カップ5のカップ本体8に、帯電した粉粒体と逆の電荷を与えることで、電界を形成して、粉粒体をカップ本体8の内面に引き寄せる。このように、帯電手段7は、カップ本体8の内面に粉粒体を吸着させて、粉粒体の飛散を防止する。
【0030】
測定部3は、例えばフロア上などに水平に設置される。測定部3は、計量カップ5を載置する。測定部3は、載置した計量カップ5及び計量カップ5内に充填された粉粒体の重量を測定する。測定部3は、測定した値が一定値になると、制御装置4に信号を送る。
【0031】
制御装置4は、周知のRAM、ROM、CPUなどを備えたコンピュータである。制御装置4は、前述した測定部3と供給部6のモータ30などと接続して、これらの動作を制御して、計量混合機1全体の制御をつかさどる。制御装置4は、計量カップ5内に充填された粉流体の重量が、所望(一定)の重量になると、計量カップ5への粉流体の供給を停止する。即ち、制御装置4は、測定部3で測定した値が一定値になると、供給部6が計量カップ5内へ粉粒体を充填することを停止させる。
【0032】
前述した構成の計量混合機1は、以下に示すように、粉粒体を計量し混合する。まず、図1に示すように、粉粒体を貯蔵するホッパー15に粉粒体を入れる。次に、測定部3上に計量カップ5を載せる。そして、計量カップ5に、電荷を与えるための帯電手段7の電極21を取り付け、該電極21に前述した電源ボックス20の一方の電極を接続する。さらに、モータ30を動作されて粉粒体を供給するスクリュー17を軸芯周りに回転し、該ホッパー15内の粉粒体を該計量カップ5へ供給するとともに、帯電手段7のSWを入れ、計量カップ5内に供給される際に帯電する粉粒体と逆の電荷を計量カップ5に与える。
【0033】
この時、該粉粒体の、ホッパー15から、スクリュー17等を介して計量カップ5に供給される際の帯電量が小さく、粉粒体供給時の空気の対流に乗って該粉粒体が上昇しても、粉粒体がカップ本体8に引き寄せられる。このように、カップ本体8に粉粒体を引き寄せて、計量カップ5の開口部14から外部へ粉粒体が飛散することを防ぐことができる。
【0034】
本実施形態によれば、供給部6によって計量カップ5内に供給される際に、粉粒体の種類によってプラスかマイナスのどちらかに帯電した粉粒体が、粉粒体の帯電される電荷と逆の極性の電荷が与えられた計量カップ5の内面に引き寄せられる。このため、充填された粉粒体が、該計量カップ5の内面に吸着するので、粉粒体の飛散を防止できる。
【0035】
また、計量混合機1は、前述した粉粒体充填装置2を備えているので、充填された粉粒体を正確に計測することができ、所定量の粉粒体を計量カップ5内に充填することができる。
【0036】
次に、本発明の第2の実施形態にかかる計量混合機を図2を参照して説明する。なお、前述した第1の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0037】
本実施形態では、図2に示すように、供給部6の計量カップ5内に挿入される端部には、鍔部22が設けられている。
【0038】
鍔部22は、平面形状が円形で、かつ外観が裁頭円錐状に形成された円筒状に形成されている。鍔部22の内外径は、供給部6から離れる(供給部6の奥側に向かう)にしたがって徐々に拡がっている。鍔部22の内面には、供給部6から計量カップ5内に排出されて、拡散しようとする粉粒体が当接する。このため、鍔部22は、内面に粉粒体を当接させて、粉粒体が拡散することを防止する。
【0039】
本実施形態によれば、供給部6の計量カップ5内に挿入される端部には、計量カップ5の奥側に向かうにしたがって徐々に内外径が拡がる鍔部22が設けられているので、供給部6から鍔部22を通って計量カップ5内に排出される粉粒体が、粉粒体供給時の空気の対流に乗っても、鍔部22に遮られて、拡散することを防止できる。
【0040】
次に、本発明の第3の実施形態にかかる計量混合機を図3を参照して説明する。なお、前述した第1及び第2の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0041】
本実施形態では、図3に示すように、鍔部22と、開口部14との間には、粉粒体を通りにくくするオリフィス部23が設けられている。
【0042】
オリフィス部23は、鍔部22の収容筒16から離れた端部の外周面に設けられた第一の邪魔板24と、蓋9のカップ本体8側の端部の内周面に設けられた第二の邪魔板25と、鍔部22の収容筒16に近づいた端部の外周面に設けられた第一の邪魔板26と、を備えている。第一の邪魔板24,26と、第二の邪魔板25とは、円環状に形成されている。第一の邪魔板24,26は、鍔部22の外周面から計量カップ5の蓋9の内周面に向かって伸びているとともに、該計量カップ5の蓋9の内周面と間隔をあけている。第二の邪魔板25は、第一の邪魔板24,26から間隔をあけ、かつ計量カップ5の蓋9の内周面から鍔部22の外周面に向かって伸びているとともに、該鍔部22の外周面と間隔をあけている。第二の邪魔板25は、第一の邪魔板24,26間に配置されている。第一の邪魔板24,26と、第二の邪魔板25とは、互いに平行に伸びているとともに、それぞれが、底壁10と平行である。即ち、第一の邪魔板24,26と、第二の邪魔板25とは、底壁10の長手方向に沿う方向に対して交差する方向(筒部13の長手方向に沿う方向)に互いに間隔をあけて配されており、それぞれが、互い違いに配されている。このため、オリフィス部23は、計量カップ5内に粉粒体が充填された際に、計量カップ5内に生じる空気の対流の抵抗となり、該計量カップ5の開口部14から外部へ粉粒体が飛散することを防ぐ。
【0043】
本実施形態によれば、鍔部22と開口部14との間に粉粒体を通りにくくするオリフィス部23が設けられているので、鍔部22から計量カップ5内に充填された粉粒体が、粉粒体を供給する際に生じる空気の対流に乗っても、オリフィス部23に遮られ、開口部14から計量カップ5の外側に飛散することを防止できる。
【0044】
また、オリフィス部23が、それぞれが互い違いに配された、第一の邪魔板24,26と、第二の邪魔板25と、を備えているので、鍔部22から計量カップ5内に充填された粉粒体が、第一の邪魔部24,26及び第二の邪魔部25に確実に遮られて、計量カップ5の外側に飛散することを防止できる。
【0045】
また、前述した実施形態では、供給部6の計量カップ5側の端部が、計量カップ5の開口部14内に挿通されているが、本発明の計量混合機1は、供給部6が、計量カップ5の開口部14内に挿通されていなくても良い。即ち、本発明の計量混合機1は、帯電手段7が形成した電界によって、充填された粉粒体を計量カップ5に吸着させることができれば、供給部6の計量カップ5側の端部が、計量カップ5の開口部14の外側に位置していても良い。
【0046】
また、本発明の計量カップ5は、開口部14が、設けられていなくても良い。即ち、計量カップ5が、板状をなしており、帯電手段7が形成した電界によって、充填された粉粒体を計量カップ5に吸着させても良い。
【0047】
また、本発明の帯電手段7は、計量カップ5内に電界を形成して、充填された粉粒体を計量カップ5の内面に吸着させることができれば、計量カップ5に直接電極21を接続しなくても良い。即ち、電極21を計量カップ5に隣接させて配置して、形成された電界によって、充填された粉粒体を計量カップ5の内面に吸着させても良い。
【0048】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる計量混合機を一部断面で示す正面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態にかかる計量混合機を一部断面で示す正面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態にかかる計量混合機を一部断面で示す正面図である。
【符号の説明】
【0050】
1 計量混合機
2 粉粒体充填装置
3 測定部
4 制御装置(制御部)
5 計量カップ(カップ)
6 供給部
7 帯電手段
14 開口部
15 ホッパー
22 鍔部
23 オリフィス部
24 第一の邪魔板(邪魔板)
25 第二の邪魔板(邪魔板)
26 第一の邪魔板(邪魔板)




 

 


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