粉体排出装置及び粉体排出方法
【課題】精度が要求される付着性の強い粉体や小粒径の粉体を、ブリッジングの発生及び粉体収容部内壁への付着の発生を抑制して投入量の全量を確実に排出することが可能な粉体排出装置及び粉体排出方法を提供する。
【解決手段】ロート部１４ｂは、弾性体で形成されており、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長させることによって、弾性体の弾力性に抗してロート部１４の内周壁１４ｂ１に捩れ変形を発生する。矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形に復帰するようになっている。ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動を所定の周期で繰り返すことによって、ロート部１４ｂ自体が捻られ、形状が変わるために、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体に直接衝撃を与えることが可能となる。
【解決手段】ロート部１４ｂは、弾性体で形成されており、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長させることによって、弾性体の弾力性に抗してロート部１４の内周壁１４ｂ１に捩れ変形を発生する。矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形に復帰するようになっている。ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動を所定の周期で繰り返すことによって、ロート部１４ｂ自体が捻られ、形状が変わるために、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体に直接衝撃を与えることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を排出する粉体排出装置及び粉体排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉体例えば、電子写真用画像形成装置で使用されるトナー等の粒径が数μｍ〜数ｍｍの粉体を、上端部に粉体投入開口、下端部に粉体排出開口を有し、粉体排出開口に連接され、粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部内に収容し、粉体収容部内から粉体排出開口を通じて粉体排出部から所望量の粉体を袋等の容器に取り分ける粉体排出装置、いわゆるホッパー装置が使用されている。
【０００３】
このような、粉体排出装置においては、粉体収容部は、粉体投入開口からこれより小径を有する粉体排出開口に向かって先細りとなるロート部を有しているために、粉体収容部内に収容された粉体は、ロート部で粉体の絡み合いや押し合いによって粉体中に、アーチ形の空間を生じる現象、即ちブリッジングが発生する。このようなブリッジングがロート部に発生すると、粉体収容部内の粉体が粉体排出開口から排出されなくなり、所定量の粉体を袋等の容器に取り分けることができなくなる問題を招く。
【０００４】
このようなブリッジングを解消するために、例えば、特許文献１には、粉体排出装置の粉体収容部内に、バイブレータを設置し、粉体に直接振動を与えることが提案されている。この特許文献１記載のものでは、バイブレータを粉体収容部内に設置して粉体に直接振動を付与するもののために、粉体収容部の内壁やバイブレータに付着した粉体が粉体収容部内に残存し、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出することができない問題がある。
【０００５】
また、特許文献２には、粉体排出装置の粉体収容部内に、回転駆動するブリッジ防止具を取り付け、ブリッジ防止具を回転駆動させることによって、粉体収容部内の粉体のブリッジングの発生を抑制しようとすることが提案されている。しかしながら、この特許文献２記載のものでも、ブリッジ防止具を粉体収容部内に配設するために、粉体がブリッジ防止具に付着して粉体収容部内に残存するので、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【０００６】
また、特許文献３には、柔軟性を有する逆円錐形状のスリーブ（ロート部）の外周に多数の紐を螺旋状に巻き掛け、これらの紐の一端を固定し、他端をチョークリングに固定し、チョークリングをスリーブの軸線回りで回動させてスリーブに振動を付与してブリッジングの発生を抑制することが提案されている。しかしながら、この特許文献３記載のものでは、螺旋状に巻きつけた紐とスリーブ外周面との当接による振動のため、スリーブ内面に付着した粉体をスリーブ内面から充分に離脱させることができず、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【０００７】
また、特許文献４には、粉体収容部内に、螺旋状旋回流発生部を装填し、この螺旋状旋回流発生部から粉体容器の内面に螺旋状旋回気流を吹き付けて、粉体収容部の内面から粉体を脱離させる粉体排出装置が開示されている。しかしながら、この特許文献４記載のものでは、螺旋状旋回流発生部を粉体収容部内に装填するために、螺旋状旋回流発生部に粉体が付着し、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、精度が要求される（即ち、粉体排出装置内の粉体が全量確実に排出されることが要求される）付着性の強い粉体や小粒径の粉体を、ブリッジングの発生及び粉体収容部内壁への付着の発生を抑制して投入量の全量を確実に排出することが可能な粉体排出装置及び粉体排出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状内周壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置において、
前記粉体収容部の少なくともロート状内周壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の周方向で少なくとも２個離間して配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、エアシリンダ、電動シリンダ及び電動モータの少なくとも１種から選ばれるロッド駆動手段であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項４記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、電動シリンダからなるロッド駆動手段であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の粉体排出装置において、前記粉体収容部のロート部の内周面に、離型剤層が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体排出装置において、前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の軸方向で移動可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記駆動手段は、前記捻り変形力の周期、強さ及び速度を入力する入力手段を備えており、当該入力手段による入力信号に基づいて前記駆動制御手段は制御されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項９記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記駆動手段の入力手段は、前記捻り変形付与手段の前記粉体収容部のロート部の軸方向位置を設定する位置情報を入力可能とし、当該位置情報入力信号に基づいて前記ロッド駆動手段の設定位置を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体排出部は、粉体の排出量を規制する排出弁を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部内に収容された粉体の収容量を計測する計測手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１２記載の粉体排出装置において、
前記計測手段による前記粉体収容部内の粉体収容量に基づいて、前記粉体排出部からの排出粉体量を管理することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、請求項１２又は１３記載の粉体排出装置において、
前記計測手段によって計測された粉体の収容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５の発明は、上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置を用いて、前記粉体投入開口から投入された粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する粉体排出方法において、
前記粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する際に、前記粉体収容部の周方向に捻り変形を付与しながら前記粉体収容部内の粉体を前記粉体排出部から排出することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１６の発明は、請求項１５記載の粉体排出方法において、
前記粉体排出装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項記載の粉体排出装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、粉体収容部の少なくともロート状側壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることによって、精度が要求される付着性の強い粉体や小粒径の粉体を、ブリッジングの発生及び粉体収容部内壁への付着の発生を抑制して投入量の全量を確実に排出することが可能な粉体排出装置及び粉体排出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による第１実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図３】本発明による第２実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。
【図４】図３で示す粉体排出装置の係止部の概略構成を示す拡大断面図である。
【図５】図３に示す粉体排出装置の駆動装置の入力手段および駆動制御手段を説明する摸式図である。
【図６】本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。
【図７】図６に示す第３実施形態に係る粉体排出装置の変形例の概略構成を示す摸式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明による第１実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【００２９】
第１実施形態に係る粉体排出装置１０は、図１及び図２に示すように、上端部に粉体１１が投入される楕円状の開口を有する粉体投入開口１２と、下端部に粉体１１が排出される粉体投入開口１２より小径の円形状の開口を有する粉体排出開口１３とが形成された粉体収容部１４を備えている。粉体収容部１４は、上端部に楕円状の粉体投入開口１２を形成する楕円状の円筒部１４ａと、円筒部１４ａの下端部に連接され、粉体排出開口１３に向けて先すぼまりのロート状の内周壁１４ｂ１を有して円形状の粉体排出開口１３を形成するロート部１４ｂとを有している。そして、ロート部１４ｂの下方には、円筒状の粉体排出部１５が粉体排出開口１３に連結されている。粉体排出部１５の下端部には、図示しない排出弁が取り付けられており、排出弁を開閉することによって、粉体排出部の下端に取り付けられる粉体格納容器１６に粉体収容部１４内に投入された粉体１１を計測した所定量で取り分け可能となっている。なお、図１中符号２１は、粉体収容部１４の円筒部１４ａを支持する支持板、符号１９は、粉体排出部１５を固定する基台である。基台１９については、後述する。
【００３０】
ロート部１４ｂの楕円状の内周壁１４ｂ１の長径を形成する外周部１４ｂ２には、図２に示すように、後述するロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの一端１８ａＡ，１８ａＢを係止する２個の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂが、ロート部１４ｂの周方向で１８０度離隔した状態で粉体排出開口１３の中心軸１３ａを中心として対称的に形成されている。そして、ロート部１４ｂは、弾性体で形成されており、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長させることによって、弾性体の弾力性に抗してロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に捩れ変形を発生する。そして、矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形に復帰するようになっている。このようなロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動を所定の周期で繰り返すことによって、ロート部１４ｂ自体が捻られ、形状が変わるために、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体に直接衝撃を与えることが可能となる。その結果、ロート部１４ｂ内のブリッジングの発生を抑制することができ、また、捻り変形を開放し元に戻ろうとする時に発生する突発的な衝撃によって付着している粉体を飛ばすことができ、付着性の強い粉体であっても、付着を取り除くことが可能となる。従って、この時にロート部１４ｂに発生する衝撃とその後の余韻として生じる振動によって、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体を内周壁１４ｂ１から離脱させて、ロート部１４ｂの下方の粉体排出開口１３に向けて適切に排出して粉体収容部１４内に投入された粉体１１の全量を確実に排出することが可能となる。
【００３１】
このようなロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動は、弾性体からなるロート部１４ｂの粉体排出開口１３と連結される粉体排出部１５を基台１９に固定して粉体排出部１５の回転を阻止すると共に、ロート部１４の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂを、中心軸１３ａを中心として、回動させるか、又は、上記実施形態のように、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂでロート部１４ｂの係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂをロート部１４ｂの周方向に押圧或いは、引張して、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１を捻り変形させることによって容易になしうる。特に、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを用いて捻り変形を付与する方法は、簡単な構造で行うことが可能となるので好適である。この場合、ロート部１４ｂの係止部として、上記２個の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂを周方法で１８０度間隔で形成する場合には、より効果的であるが、２個に限らず、必要に応じて、９０度間隔、６０度間隔など２個以上の係止部をロート部１４ｂの周方向で離隔して配設することもできる。
【００３２】
この伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂによる捻り変形は、エアシリンダ、電動シリンダ、電動モータ等ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂによる伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの伸縮動作を行わせることによって付与することができる。この場合、ロッド駆動手段としては、エアシリンダが一番安価にて設置し、容易に動作を行えるが、ロート部１４ｂに与える応力が「押す」か「引張」の１パターンのみとなってしまうために、決まった動作しかすることが出来ず、汎用性が見込めない難点がある。また、電動モータでは、インバータ制御とすることで捻る速度を制御することが可能となるが、応力制御が出来ず細かい捻りを実現することが困難なために微小な動作制御を行うことが困難となる難点を有する。一方、電動シリンダでは、捻る速度、捻りにかける時間、応力の強さを細かく制御することが可能となり、ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの駆動を制御する駆動制御手段２０Ａ、２０Ｂにこれらの捻り条件を入力することによって容易に最適な値を設定することが可能となる。例えば粉体がトナーの場合では、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの押出し力が５０Ｎ、押出し速度１０ｍｍ／ｓ、戻り速度１００ｍｍ／ｓとすることによって排出残重量を５０ｇ未満とすることができる。
【００３３】
また、ロート部１４ｂを構成する材質としては、上記のような、捻り変形を付与した後に、捻り変形を解除した際に、元の位置に復帰するような反発力を発生する弾性力を発揮する弾性体であれば充分である。具体的には、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、特にウレタンゴムは反発弾性が強く、磨耗性も高くて強度もあることから、好ましく用いられる。そして、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１の内面全面には、図２に示すように、ポリテトラフロロエチレン等の離型剤からなるコート層２３が形成されており、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に粉体が付着すること抑制可能とし、前述の捻り変形及び復帰運動によって、粉体が内周壁１４ｂ１から容易に離脱するようになっている。この実施形態においては、ロート部１４ｂのみを弾性体で構成しているが、円筒部１４ａを含む粉体収容部１４全体を弾性体で構成しても良い。
【００３４】
次に本発明による第２実施形態の粉体排出装置について、図３〜図５に基づいて説明する。図３は、本発明による第２実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。図４は、図３で示す粉体排出装置の係止部の概略構成を示す拡大断面図である。図５は、図３に示す粉体排出装置の駆動装置の入力手段および駆動制御手段を説明する摸式図である。
【００３５】
この第２実施形態にかかる粉体排出装置４０においては、図３に示すように、ロート部１４ｂに捻り変形を付与するロート部１４ｂの外周の係止部１４ｂ３Ａには、伸縮ロッド１８Ａの先端の係止部１８ａがロート部１４ｂの軸方向に移動可能に取り付けられている。即ち、図４に示すように、ロート部１４ｂの係止部１４ｂ３は、長溝１４ｂ４を有しており、この長溝１４ｂ４内に伸縮ロッド１８Ａの先端の係止部１８ａが長溝１４ｂ４に沿って、ロート部１４ｂの軸方向に移動可能となっている。さらに、伸縮ロッド１８Ａを伸縮させるロッド駆動手段１７Ａは、スライド式電動シリンダ２２（軸方向移動手段）の可動部に取り付けられ、この可動部のロート１４ｂの軸方向への移動と共に、ロッド駆動手段１７Ａがロート１４ｂの軸方向に移動するようになっている。その結果、このロッド駆動手段１７Ａの移動と共に、伸縮ロッド１８Ａもロート１４ｂの軸方向に長溝１４ｂ４に沿って移動する。同様に、図示されていない伸縮ロッド１８Ｂ側もロッド駆動手段１７Ｂの移動と共に、伸縮ロッド１８Ｂもロート１４ｂの軸方向に長溝１４ｂ４に沿って移動するようになっている。ただし、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの移動方向は逆方向であるのが好ましい。
【００３６】
このように、伸縮ロッド１８Ａの係止部１８ａ及び伸縮ロッド１８Ｂの係止部１８ｂを移動させることによって、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂの軸方向の所望の位置で捻り変形を付与することが可能となり、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に発生する粉体の付着やブリッジングを効果的に除去することが可能となる。なお、図３においては、図の簡略化のために、ロート部１４ｂの係止部１４ｂ３Ｂと伸縮ロッド１８Ｂの関係を省略し、係止部１４ｂ３Ａと伸縮ロッド１８Ａの関係のみを示している。
【００３７】
この第２実施形態に係る粉体排出装置４０においては、図５に示すように、駆動制御手段２０にタッチパネル等の入力手段２４から、捻り変形力の周期、強さ、速度及び軸方向への位置等の情報を入力し、これらの入力情報に基づいて駆動制御手段２０がロッド駆動手段１７及びスライド式電動シリンダ２２の駆動条件を制御するようになっている。このように、入力手段２４からの入力情報に基づいて、駆動制御手段２０を制御して適切なロート部１４ｂの捻り変形及び復帰力を得ることが可能となり、ロッド駆動手段１７及びスライド式電動シリンダ２２の動作パターンを容易に設定することが可能となる。その結果、粉体収容部１４内に投入された粉体１１の全量を適切、かつ確実に排出することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。図７は、図６に示す第３実施形態に係る粉体排出装置の変形例の概略構成を示す摸式図である。
【００３９】
この第３実施形態にかかる粉体排出装置５０においては、図６に示すように、粉体収容部１４の円筒部１４ａを保持する保持部２５を有しており、保持部２５を支持して、粉体排出装置５０の重量を計測するロードセル等からなる計量手段２６が配設されている。そして、計量手段２６によって計量された粉体排出装置５０の重量信号２６ａは、演算装置２７に入力され、粉体収容部１４内に残存する粉体の重量、排出粉体量等の演算結果を演算装置２７から表示器２８に出力、表示可能となっている。従って、粉体排出装置５０が計量手段２６を有することによって排出残粉体重量を管理することが可能となり、ロート部１４ｂの下方に設けられた粉体排出部１５の開閉弁の開閉を調整することによって排出残粉重量の管理が可能となり、全量を確実に排出することを確認してから排出動作を終えることが可能となる。そして、所望量の粉体を粉体格納容器１６に取り分ける際にも、粉体収容部１４内に投入された粉体１１を全量確実に排出できるために、粉体格納容器１６へ計測した粉体の取り分けを適切に行うことができる。
【００４０】
図７に示す実施形態の粉体排出装置６０は、図６に示す粉体排出装置５０をさらに発展させた変形例を示している。この変形例の粉体排出装置６０は、図６で示す粉体排出装置５０と同様に、粉体収容部１４の円筒部１４ａを保持する保持部２５と、保持部２５を支持して、粉体排出装置６０の重量を計測するロードセル等からなる計量手段２６とを有している。そして、計量手段２６によって計量された重量信号２６ａは、演算機能を有するプログラマブルコントローラ３０に入力される。このプログラマブルコントローラ３０に入力された重量信号２５ａに基づいて、粉体収容部１４内に残存する粉体１１の重量、排出粉体量等の演算結果を、表示機能を有するタッチパネル２９に出力表示して排出残粉体重量を管理可能となっている。さらに、タッチパネル２９からロート部１４ｂの捻り変形力の周期、強さ、速度及び軸方向への位置等の情報を入力し、これらの入力情報に基づいてプログラマブルコントローラ３０によってロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂ及びスライド式電動シリンダ２２Ａ、２２Ｂの駆動条件を制御するようになっている。また、プログラマブルコントローラ３０は、粉体排出部１５の排出弁１５ａの開閉状態を制御して、粉体格納容器１６内に所定量の粉体を精度良く供給可能となっている。このように、プログラマブルコントローラ３０によって、粉体格納容器１６内への粉体の供給を精度良く行うことが可能となるだけでなく、ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの適切な駆動によって粉体収容部１４内の粉体１１を全量確実に排出できるので、粉体収容部１４内の残粉体量等を精度良く計測して、粉体格納容器１６内へ計測した粉体の取り分けを適切に行うことが可能となる。
【００４１】
上記の実施形態は、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１が“楕円状”であるとして説明してきたが、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１は円状であっても、前記第１実施形態に係る図1、図２で示した伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂが矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長されれば、内周壁１４ｂ１に楕円状の捩れ変形を発生し、そして、矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形（円状）に復帰するようになるため、内周壁１４ｂ１が楕円状の場合と同様な作用効果を得ることができる。また、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１は円状であっても、前記第２実施形態に係る図３〜図７で示した粉体排出装置４０、５０、６０に記載される、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂの軸方向の所望の位置で捻り変形を付与することにより、内周壁１４ｂ１が楕円状の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０，４０、５０、６０ 粉体排出装置
１１ 粉体
１２ 粉体投入開口
１３ 粉体排出開口
１４ 粉体収容部
１４ａ 円筒部
１４ｂ ロート部
１４ｂ１ 内周壁
１４ｂ２ 外周壁
１４ｂ３，１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂ 係止部
１４ｂ４ 長溝
１５ 粉体排出部
１５ａ 排出弁
１６ 粉体格納容器
１７Ａ、１７Ｂ ロッド駆動手段
１８、１８Ａ、１８Ｂ 伸縮ロッド
１９ 基台
２０ 駆動制御手段
２１ 支持板
２２、２２Ａ、２２Ｂ スライド式電動シリンダ
２３ 離型剤層
２４ 入力手段
２５ 保持部
２６ 計量手段
２７ 演算装置
２８ 表示器
２９ タッチパネル
３０ プログラマブルコントローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平８−２５８９８８号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０４９８４号公報
【特許文献３】特公平２−００６７１４号公報
【特許文献４】特開２００５−６７７８５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を排出する粉体排出装置及び粉体排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉体例えば、電子写真用画像形成装置で使用されるトナー等の粒径が数μｍ〜数ｍｍの粉体を、上端部に粉体投入開口、下端部に粉体排出開口を有し、粉体排出開口に連接され、粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部内に収容し、粉体収容部内から粉体排出開口を通じて粉体排出部から所望量の粉体を袋等の容器に取り分ける粉体排出装置、いわゆるホッパー装置が使用されている。
【０００３】
このような、粉体排出装置においては、粉体収容部は、粉体投入開口からこれより小径を有する粉体排出開口に向かって先細りとなるロート部を有しているために、粉体収容部内に収容された粉体は、ロート部で粉体の絡み合いや押し合いによって粉体中に、アーチ形の空間を生じる現象、即ちブリッジングが発生する。このようなブリッジングがロート部に発生すると、粉体収容部内の粉体が粉体排出開口から排出されなくなり、所定量の粉体を袋等の容器に取り分けることができなくなる問題を招く。
【０００４】
このようなブリッジングを解消するために、例えば、特許文献１には、粉体排出装置の粉体収容部内に、バイブレータを設置し、粉体に直接振動を与えることが提案されている。この特許文献１記載のものでは、バイブレータを粉体収容部内に設置して粉体に直接振動を付与するもののために、粉体収容部の内壁やバイブレータに付着した粉体が粉体収容部内に残存し、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出することができない問題がある。
【０００５】
また、特許文献２には、粉体排出装置の粉体収容部内に、回転駆動するブリッジ防止具を取り付け、ブリッジ防止具を回転駆動させることによって、粉体収容部内の粉体のブリッジングの発生を抑制しようとすることが提案されている。しかしながら、この特許文献２記載のものでも、ブリッジ防止具を粉体収容部内に配設するために、粉体がブリッジ防止具に付着して粉体収容部内に残存するので、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【０００６】
また、特許文献３には、柔軟性を有する逆円錐形状のスリーブ（ロート部）の外周に多数の紐を螺旋状に巻き掛け、これらの紐の一端を固定し、他端をチョークリングに固定し、チョークリングをスリーブの軸線回りで回動させてスリーブに振動を付与してブリッジングの発生を抑制することが提案されている。しかしながら、この特許文献３記載のものでは、螺旋状に巻きつけた紐とスリーブ外周面との当接による振動のため、スリーブ内面に付着した粉体をスリーブ内面から充分に離脱させることができず、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【０００７】
また、特許文献４には、粉体収容部内に、螺旋状旋回流発生部を装填し、この螺旋状旋回流発生部から粉体容器の内面に螺旋状旋回気流を吹き付けて、粉体収容部の内面から粉体を脱離させる粉体排出装置が開示されている。しかしながら、この特許文献４記載のものでは、螺旋状旋回流発生部を粉体収容部内に装填するために、螺旋状旋回流発生部に粉体が付着し、粉体収容部内に投入された粉体の全量を排出できない問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、精度が要求される（即ち、粉体排出装置内の粉体が全量確実に排出されることが要求される）付着性の強い粉体や小粒径の粉体を、ブリッジングの発生及び粉体収容部内壁への付着の発生を抑制して投入量の全量を確実に排出することが可能な粉体排出装置及び粉体排出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状内周壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置において、
前記粉体収容部の少なくともロート状内周壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の周方向で少なくとも２個離間して配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、エアシリンダ、電動シリンダ及び電動モータの少なくとも１種から選ばれるロッド駆動手段であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項４記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、電動シリンダからなるロッド駆動手段であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の粉体排出装置において、前記粉体収容部のロート部の内周面に、離型剤層が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体排出装置において、前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の軸方向で移動可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記駆動手段は、前記捻り変形力の周期、強さ及び速度を入力する入力手段を備えており、当該入力手段による入力信号に基づいて前記駆動制御手段は制御されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項９記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記駆動手段の入力手段は、前記捻り変形付与手段の前記粉体収容部のロート部の軸方向位置を設定する位置情報を入力可能とし、当該位置情報入力信号に基づいて前記ロッド駆動手段の設定位置を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体排出部は、粉体の排出量を規制する排出弁を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部内に収容された粉体の収容量を計測する計測手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１２記載の粉体排出装置において、
前記計測手段による前記粉体収容部内の粉体収容量に基づいて、前記粉体排出部からの排出粉体量を管理することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、請求項１２又は１３記載の粉体排出装置において、
前記計測手段によって計測された粉体の収容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５の発明は、上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置を用いて、前記粉体投入開口から投入された粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する粉体排出方法において、
前記粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する際に、前記粉体収容部の周方向に捻り変形を付与しながら前記粉体収容部内の粉体を前記粉体排出部から排出することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１６の発明は、請求項１５記載の粉体排出方法において、
前記粉体排出装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項記載の粉体排出装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、粉体収容部の少なくともロート状側壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることによって、精度が要求される付着性の強い粉体や小粒径の粉体を、ブリッジングの発生及び粉体収容部内壁への付着の発生を抑制して投入量の全量を確実に排出することが可能な粉体排出装置及び粉体排出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による第１実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図３】本発明による第２実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。
【図４】図３で示す粉体排出装置の係止部の概略構成を示す拡大断面図である。
【図５】図３に示す粉体排出装置の駆動装置の入力手段および駆動制御手段を説明する摸式図である。
【図６】本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。
【図７】図６に示す第３実施形態に係る粉体排出装置の変形例の概略構成を示す摸式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明による第１実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【００２９】
第１実施形態に係る粉体排出装置１０は、図１及び図２に示すように、上端部に粉体１１が投入される楕円状の開口を有する粉体投入開口１２と、下端部に粉体１１が排出される粉体投入開口１２より小径の円形状の開口を有する粉体排出開口１３とが形成された粉体収容部１４を備えている。粉体収容部１４は、上端部に楕円状の粉体投入開口１２を形成する楕円状の円筒部１４ａと、円筒部１４ａの下端部に連接され、粉体排出開口１３に向けて先すぼまりのロート状の内周壁１４ｂ１を有して円形状の粉体排出開口１３を形成するロート部１４ｂとを有している。そして、ロート部１４ｂの下方には、円筒状の粉体排出部１５が粉体排出開口１３に連結されている。粉体排出部１５の下端部には、図示しない排出弁が取り付けられており、排出弁を開閉することによって、粉体排出部の下端に取り付けられる粉体格納容器１６に粉体収容部１４内に投入された粉体１１を計測した所定量で取り分け可能となっている。なお、図１中符号２１は、粉体収容部１４の円筒部１４ａを支持する支持板、符号１９は、粉体排出部１５を固定する基台である。基台１９については、後述する。
【００３０】
ロート部１４ｂの楕円状の内周壁１４ｂ１の長径を形成する外周部１４ｂ２には、図２に示すように、後述するロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの一端１８ａＡ，１８ａＢを係止する２個の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂが、ロート部１４ｂの周方向で１８０度離隔した状態で粉体排出開口１３の中心軸１３ａを中心として対称的に形成されている。そして、ロート部１４ｂは、弾性体で形成されており、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長させることによって、弾性体の弾力性に抗してロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に捩れ変形を発生する。そして、矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形に復帰するようになっている。このようなロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動を所定の周期で繰り返すことによって、ロート部１４ｂ自体が捻られ、形状が変わるために、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体に直接衝撃を与えることが可能となる。その結果、ロート部１４ｂ内のブリッジングの発生を抑制することができ、また、捻り変形を開放し元に戻ろうとする時に発生する突発的な衝撃によって付着している粉体を飛ばすことができ、付着性の強い粉体であっても、付着を取り除くことが可能となる。従って、この時にロート部１４ｂに発生する衝撃とその後の余韻として生じる振動によって、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に付着している粉体を内周壁１４ｂ１から離脱させて、ロート部１４ｂの下方の粉体排出開口１３に向けて適切に排出して粉体収容部１４内に投入された粉体１１の全量を確実に排出することが可能となる。
【００３１】
このようなロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に対する捩れ変形及び復帰運動は、弾性体からなるロート部１４ｂの粉体排出開口１３と連結される粉体排出部１５を基台１９に固定して粉体排出部１５の回転を阻止すると共に、ロート部１４の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂを、中心軸１３ａを中心として、回動させるか、又は、上記実施形態のように、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂでロート部１４ｂの係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂをロート部１４ｂの周方向に押圧或いは、引張して、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１を捻り変形させることによって容易になしうる。特に、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを用いて捻り変形を付与する方法は、簡単な構造で行うことが可能となるので好適である。この場合、ロート部１４ｂの係止部として、上記２個の係止部１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂを周方法で１８０度間隔で形成する場合には、より効果的であるが、２個に限らず、必要に応じて、９０度間隔、６０度間隔など２個以上の係止部をロート部１４ｂの周方向で離隔して配設することもできる。
【００３２】
この伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂによる捻り変形は、エアシリンダ、電動シリンダ、電動モータ等ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂによる伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの伸縮動作を行わせることによって付与することができる。この場合、ロッド駆動手段としては、エアシリンダが一番安価にて設置し、容易に動作を行えるが、ロート部１４ｂに与える応力が「押す」か「引張」の１パターンのみとなってしまうために、決まった動作しかすることが出来ず、汎用性が見込めない難点がある。また、電動モータでは、インバータ制御とすることで捻る速度を制御することが可能となるが、応力制御が出来ず細かい捻りを実現することが困難なために微小な動作制御を行うことが困難となる難点を有する。一方、電動シリンダでは、捻る速度、捻りにかける時間、応力の強さを細かく制御することが可能となり、ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの駆動を制御する駆動制御手段２０Ａ、２０Ｂにこれらの捻り条件を入力することによって容易に最適な値を設定することが可能となる。例えば粉体がトナーの場合では、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの押出し力が５０Ｎ、押出し速度１０ｍｍ／ｓ、戻り速度１００ｍｍ／ｓとすることによって排出残重量を５０ｇ未満とすることができる。
【００３３】
また、ロート部１４ｂを構成する材質としては、上記のような、捻り変形を付与した後に、捻り変形を解除した際に、元の位置に復帰するような反発力を発生する弾性力を発揮する弾性体であれば充分である。具体的には、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、特にウレタンゴムは反発弾性が強く、磨耗性も高くて強度もあることから、好ましく用いられる。そして、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１の内面全面には、図２に示すように、ポリテトラフロロエチレン等の離型剤からなるコート層２３が形成されており、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に粉体が付着すること抑制可能とし、前述の捻り変形及び復帰運動によって、粉体が内周壁１４ｂ１から容易に離脱するようになっている。この実施形態においては、ロート部１４ｂのみを弾性体で構成しているが、円筒部１４ａを含む粉体収容部１４全体を弾性体で構成しても良い。
【００３４】
次に本発明による第２実施形態の粉体排出装置について、図３〜図５に基づいて説明する。図３は、本発明による第２実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。図４は、図３で示す粉体排出装置の係止部の概略構成を示す拡大断面図である。図５は、図３に示す粉体排出装置の駆動装置の入力手段および駆動制御手段を説明する摸式図である。
【００３５】
この第２実施形態にかかる粉体排出装置４０においては、図３に示すように、ロート部１４ｂに捻り変形を付与するロート部１４ｂの外周の係止部１４ｂ３Ａには、伸縮ロッド１８Ａの先端の係止部１８ａがロート部１４ｂの軸方向に移動可能に取り付けられている。即ち、図４に示すように、ロート部１４ｂの係止部１４ｂ３は、長溝１４ｂ４を有しており、この長溝１４ｂ４内に伸縮ロッド１８Ａの先端の係止部１８ａが長溝１４ｂ４に沿って、ロート部１４ｂの軸方向に移動可能となっている。さらに、伸縮ロッド１８Ａを伸縮させるロッド駆動手段１７Ａは、スライド式電動シリンダ２２（軸方向移動手段）の可動部に取り付けられ、この可動部のロート１４ｂの軸方向への移動と共に、ロッド駆動手段１７Ａがロート１４ｂの軸方向に移動するようになっている。その結果、このロッド駆動手段１７Ａの移動と共に、伸縮ロッド１８Ａもロート１４ｂの軸方向に長溝１４ｂ４に沿って移動する。同様に、図示されていない伸縮ロッド１８Ｂ側もロッド駆動手段１７Ｂの移動と共に、伸縮ロッド１８Ｂもロート１４ｂの軸方向に長溝１４ｂ４に沿って移動するようになっている。ただし、伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂの移動方向は逆方向であるのが好ましい。
【００３６】
このように、伸縮ロッド１８Ａの係止部１８ａ及び伸縮ロッド１８Ｂの係止部１８ｂを移動させることによって、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂの軸方向の所望の位置で捻り変形を付与することが可能となり、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１に発生する粉体の付着やブリッジングを効果的に除去することが可能となる。なお、図３においては、図の簡略化のために、ロート部１４ｂの係止部１４ｂ３Ｂと伸縮ロッド１８Ｂの関係を省略し、係止部１４ｂ３Ａと伸縮ロッド１８Ａの関係のみを示している。
【００３７】
この第２実施形態に係る粉体排出装置４０においては、図５に示すように、駆動制御手段２０にタッチパネル等の入力手段２４から、捻り変形力の周期、強さ、速度及び軸方向への位置等の情報を入力し、これらの入力情報に基づいて駆動制御手段２０がロッド駆動手段１７及びスライド式電動シリンダ２２の駆動条件を制御するようになっている。このように、入力手段２４からの入力情報に基づいて、駆動制御手段２０を制御して適切なロート部１４ｂの捻り変形及び復帰力を得ることが可能となり、ロッド駆動手段１７及びスライド式電動シリンダ２２の動作パターンを容易に設定することが可能となる。その結果、粉体収容部１４内に投入された粉体１１の全量を適切、かつ確実に排出することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、本発明による第３実施形態に係る粉体排出装置の概略構成を示す摸式図である。図７は、図６に示す第３実施形態に係る粉体排出装置の変形例の概略構成を示す摸式図である。
【００３９】
この第３実施形態にかかる粉体排出装置５０においては、図６に示すように、粉体収容部１４の円筒部１４ａを保持する保持部２５を有しており、保持部２５を支持して、粉体排出装置５０の重量を計測するロードセル等からなる計量手段２６が配設されている。そして、計量手段２６によって計量された粉体排出装置５０の重量信号２６ａは、演算装置２７に入力され、粉体収容部１４内に残存する粉体の重量、排出粉体量等の演算結果を演算装置２７から表示器２８に出力、表示可能となっている。従って、粉体排出装置５０が計量手段２６を有することによって排出残粉体重量を管理することが可能となり、ロート部１４ｂの下方に設けられた粉体排出部１５の開閉弁の開閉を調整することによって排出残粉重量の管理が可能となり、全量を確実に排出することを確認してから排出動作を終えることが可能となる。そして、所望量の粉体を粉体格納容器１６に取り分ける際にも、粉体収容部１４内に投入された粉体１１を全量確実に排出できるために、粉体格納容器１６へ計測した粉体の取り分けを適切に行うことができる。
【００４０】
図７に示す実施形態の粉体排出装置６０は、図６に示す粉体排出装置５０をさらに発展させた変形例を示している。この変形例の粉体排出装置６０は、図６で示す粉体排出装置５０と同様に、粉体収容部１４の円筒部１４ａを保持する保持部２５と、保持部２５を支持して、粉体排出装置６０の重量を計測するロードセル等からなる計量手段２６とを有している。そして、計量手段２６によって計量された重量信号２６ａは、演算機能を有するプログラマブルコントローラ３０に入力される。このプログラマブルコントローラ３０に入力された重量信号２５ａに基づいて、粉体収容部１４内に残存する粉体１１の重量、排出粉体量等の演算結果を、表示機能を有するタッチパネル２９に出力表示して排出残粉体重量を管理可能となっている。さらに、タッチパネル２９からロート部１４ｂの捻り変形力の周期、強さ、速度及び軸方向への位置等の情報を入力し、これらの入力情報に基づいてプログラマブルコントローラ３０によってロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂ及びスライド式電動シリンダ２２Ａ、２２Ｂの駆動条件を制御するようになっている。また、プログラマブルコントローラ３０は、粉体排出部１５の排出弁１５ａの開閉状態を制御して、粉体格納容器１６内に所定量の粉体を精度良く供給可能となっている。このように、プログラマブルコントローラ３０によって、粉体格納容器１６内への粉体の供給を精度良く行うことが可能となるだけでなく、ロッド駆動手段１７Ａ、１７Ｂの適切な駆動によって粉体収容部１４内の粉体１１を全量確実に排出できるので、粉体収容部１４内の残粉体量等を精度良く計測して、粉体格納容器１６内へ計測した粉体の取り分けを適切に行うことが可能となる。
【００４１】
上記の実施形態は、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１が“楕円状”であるとして説明してきたが、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１は円状であっても、前記第１実施形態に係る図1、図２で示した伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂが矢印Ａ１、Ｂ１方向に伸長されれば、内周壁１４ｂ１に楕円状の捩れ変形を発生し、そして、矢印Ａ２及びＢ２方向に伸縮ロッド１８Ａ、１８Ｂを縮退させることによって、弾性体の弾性力の反発力によって原形（円状）に復帰するようになるため、内周壁１４ｂ１が楕円状の場合と同様な作用効果を得ることができる。また、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂ１は円状であっても、前記第２実施形態に係る図３〜図７で示した粉体排出装置４０、５０、６０に記載される、ロート部１４ｂの内周壁１４ｂの軸方向の所望の位置で捻り変形を付与することにより、内周壁１４ｂ１が楕円状の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０，４０、５０、６０ 粉体排出装置
１１ 粉体
１２ 粉体投入開口
１３ 粉体排出開口
１４ 粉体収容部
１４ａ 円筒部
１４ｂ ロート部
１４ｂ１ 内周壁
１４ｂ２ 外周壁
１４ｂ３，１４ｂ３Ａ、１４ｂ３Ｂ 係止部
１４ｂ４ 長溝
１５ 粉体排出部
１５ａ 排出弁
１６ 粉体格納容器
１７Ａ、１７Ｂ ロッド駆動手段
１８、１８Ａ、１８Ｂ 伸縮ロッド
１９ 基台
２０ 駆動制御手段
２１ 支持板
２２、２２Ａ、２２Ｂ スライド式電動シリンダ
２３ 離型剤層
２４ 入力手段
２５ 保持部
２６ 計量手段
２７ 演算装置
２８ 表示器
２９ タッチパネル
３０ プログラマブルコントローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平８−２５８９８８号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０４９８４号公報
【特許文献３】特公平２−００６７１４号公報
【特許文献４】特開２００５−６７７８５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状内周壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置において、
前記粉体収容部の少なくともロート状内周壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の周方向で少なくとも２個離間して配設されていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有していることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項４】
請求項３記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、エアシリンダ、電動シリンダ及び電動モータの少なくとも１種から選ばれるロッド駆動手段であることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項５】
請求項４記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、電動シリンダからなるロッド駆動手段であることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部のロート部の内周面に、離型剤層が形成されていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の軸方向で移動可能に取り付けられていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項８】
請求項７記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記駆動手段は、前記捻り変形力の周期、強さ及び速度を入力する入力手段を備えており、当該入力手段による入力信号に基づいて前記駆動制御手段は制御されることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１０】
請求項９記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記駆動手段の入力手段は、前記捻り変形付与手段の前記粉体収容部のロート部の軸方向位置を設定する位置情報を入力可能とし、当該位置情報入力信号に基づいて前記ロッド駆動手段の設定位置を制御することを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体排出部は、粉体の排出量を規制する排出弁を備えていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部内に収容された粉体の収容量を計測する計測手段を備えたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の粉体排出装置において、
前記計測手段による前記粉体収容部内の粉体収容量に基づいて、前記粉体排出部からの排出粉体量を管理することを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の粉体排出装置において、
前記計測手段によって計測された粉体の収容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１５】
上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置を用いて、前記粉体投入開口から投入された粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する粉体排出方法において、
前記粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する際に、前記粉体収容部の周方向に捻り変形を付与しながら前記粉体収容部内の粉体を前記粉体排出部から排出することを特徴とする粉体排出方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の粉体排出方法において、
前記粉体排出装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項記載の粉体排出装置であることを特徴とする粉体排出方法。
【請求項１】
上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状内周壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置において、
前記粉体収容部の少なくともロート状内周壁を有するロート部は、弾性体で構成され、当該粉体収容部のロート部の周方向に当該粉体収容部の弾性力に抗して捻り変形を付与する捻り変形付与手段を前記粉体収容部のロート部の外周に有し、当該捻り変形付与手段に対して前記捻り変形力を所定周期で付与する駆動制御手段を備えることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の周方向で少なくとも２個離間して配設されていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有していることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項４】
請求項３記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、エアシリンダ、電動シリンダ及び電動モータの少なくとも１種から選ばれるロッド駆動手段であることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項５】
請求項４記載の粉体排出装置において、
前記ロッド駆動手段は、電動シリンダからなるロッド駆動手段であることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部のロート部の内周面に、離型剤層が形成されていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に、当該粉体収容部の軸方向で移動可能に取り付けられていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項８】
請求項７記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記駆動手段は、前記捻り変形力の周期、強さ及び速度を入力する入力手段を備えており、当該入力手段による入力信号に基づいて前記駆動制御手段は制御されることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１０】
請求項９記載の粉体排出装置において、
前記捻り変形付与手段は、前記粉体収容部のロート部の外周に取り付けられたロッドであり、前記駆動手段は、当該ロッドを前記粉体収容部のロート部の周方向で伸縮可能に移動させるロッド駆動手段を有しており、当該ロッド駆動手段は、前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動させる軸方向移動手段によって前記粉体収容部のロート部の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記駆動手段の入力手段は、前記捻り変形付与手段の前記粉体収容部のロート部の軸方向位置を設定する位置情報を入力可能とし、当該位置情報入力信号に基づいて前記ロッド駆動手段の設定位置を制御することを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体排出部は、粉体の排出量を規制する排出弁を備えていることを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載の粉体排出装置において、
前記粉体収容部内に収容された粉体の収容量を計測する計測手段を備えたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の粉体排出装置において、
前記計測手段による前記粉体収容部内の粉体収容量に基づいて、前記粉体排出部からの排出粉体量を管理することを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の粉体排出装置において、
前記計測手段によって計測された粉体の収容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする粉体排出装置。
【請求項１５】
上端部に形成された粉体投入開口と、当該粉体投入開口より小径の下端部に形成された粉体排出開口と、当該粉体排出開口に連接され前記粉体投入開口に向かって広がるロート状側壁を有する粉体収容部と、前記粉体排出開口に連結される粉体排出部とを備えた粉体排出装置を用いて、前記粉体投入開口から投入された粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する粉体排出方法において、
前記粉体の所定量を前記粉体排出部から排出する際に、前記粉体収容部の周方向に捻り変形を付与しながら前記粉体収容部内の粉体を前記粉体排出部から排出することを特徴とする粉体排出方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の粉体排出方法において、
前記粉体排出装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項記載の粉体排出装置であることを特徴とする粉体排出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６０６１６（Ｐ２０１０−２６０６１６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３５２６（Ｐ２００９−１１３５２６）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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