JP2004013085A

JP2004013085A - トナー容器

Info

Publication number: JP2004013085A
Application number: JP2002170163A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arai; 新井　隆
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15
Also published as: US7209688B2; US20070177904A1; US20030228176A1; CN1467583A; CN100498574C

Abstract

【課題】トナー容器が高温の環境にさらされた場合でも、印字精度の悪化を低コストで防止できるようにする。
【解決手段】トナー容１器を、内部に断熱層を形成した樹脂成形品２，３から構成する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンターに使用されるトナー容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー容器はポリスチレン等の樹脂材料を用い、射出成形法により数種類の部品を成形し、その後、トナーを充填し、組み立て、製造されていた。また、トナーを紙等に定着させるには、１８０℃から２８０℃の高温と２ｋｇ〜７ｋｇの圧力を加えていた。近年省エネルギー、高精細化の要求から、トナーの粒径は飛躍的に小さくなり、さらに熱溶融温度が下がり、その結果、定着温度が下がる傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トナーの性質の変化にともない、２つの大きな問題が発生している。１つはトナーの微細化にともなう、凝集の問題である。凝集は温度、湿度が高いほど顕著に表れ、トナーが凝集すると、印刷文字の太さが変化する等の印字精度悪化を引き起こす。もう一つの問題は、定着温度を低くするために、トナー自身の溶融温度を下げざるを得ず、そのため、トナー容器が高温の環境にさらされると、トナーが溶融し、同様に印字精度を悪化させることである。
【０００４】
従来は、トナー容器内の温度上昇を防ぐために、何層もの包装をし、搬送に際しては温度調節のきくトレーラーを使用したりしていた。さらに、トナー容器を組み込むプリンターや複写機の本体には、内部の熱を下げるためのファンを取りつけていた。しかしながらいずれの場合もコストが高くつき、生産性を悪化させていた。
【０００５】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー容器が高温の環境にさらされた場合でも、印字精度の悪化を低コストで防止できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるトナー容器は、内部に断熱層を形成した樹脂成形品から構成されたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係わるトナー容器は、板厚方向に２層以上の層が形成され、その１つ以上の層が断熱材料を内包する樹脂材料から構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係わるトナー容器は、発泡層を内包する樹脂成形品から構成されたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係わるトナー容器は、５から１００ミクロンの径を形成する多数の気泡を内包する樹脂成形品から構成されたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係わるトナー容器は、発泡層を内包する樹脂成形品であって、外表面が平均算術粗さが４〜１０ミクロン、１０点平均粗さが１５〜３５ミクロン、表面凹凸の平均間隔が１５０〜３５０ミクロンのシボパターンが形成された樹脂成形品から構成されたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係わるトナー容器は、トナー充填側の表面が微細な不連続凹凸面であるとともに、トナーと接触しない側の表面がなめらかな表面であり、発泡層を内包したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係わるトナー容器は、外観面と非外観面とで表面粗さが異なり、発泡層を内包したことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係わるトナー容器は、トナー容器を構成する少なくとも２つの成形部品の溶着面又は接着面がなめらかな面であるとともに、トナー充填側表面が微細な不連続凹凸面であり、発泡層を内包したことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係わるトナー容器は、発泡層を内包する樹脂成形品であって、外表面の一部が滑らかな面であり、他の表面が微細な不連続凹凸面である樹脂成形品から構成されたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態のトナー容器を示す図である。
【００１７】
図１において、１はプラスチック製のトナー容器である。トナー容器の中にはミクロンサイズのトナーが詰まっている。
【００１８】
図２は、一実施形態のトナー容器の断面図である。
【００１９】
図２において、２及び３はそれぞれ単独で成形加工された樹脂成部品、４はトナーの充填されるスペース、５は樹脂部品２及び３を接合する接合面、６及び７は、樹脂部品２及び３のトナー充填側面を示している。また、８及び９は断熱層である。
【００２０】
次に、図２を用いて構成を説明する。
【００２１】
樹脂部品２及び３は射出成形により成形加工される。射出成形する際に、樹脂材料中に、断熱層を形成する断熱材が混入される。樹脂中に層状もしくは分散する断熱材としては図７に示すように、セラミックス系ではガラスバルーンや低比重のムライトやシリカ、有機系の木片や竹の繊維、紙片、メタン、ブタン、炭酸ガスや窒素、アルゴンガスなどを用いた発泡体を用いた。また、断熱層を層状にラミネートする方法として、サンドイッチ成形と２色成形を用いた。このようにして加工された本実施形態の断熱層を内包する樹脂部品は、接合面５で接合される。接合は超音波による溶着によって行なうが、接着剤や、熱による融着でもよい。接合により一体化し、容器となった後、その内部にトナーが充填され、トナー充填側面６及び７はトナーと接するように構成される。
【００２２】
図３は本実施形態の断熱層を内包するトナー容器の断面拡大詳細図である。
【００２３】
図３において、１０はトナーと接しない容器表面、１１はトナーと接する容器表面、１２は断熱層、１３及び１４は容器表面と断熱層との間に存在するスキン層である。
【００２４】
次に図３を用いて作用を説明する。
【００２５】
トナー容器外部の熱は容器表面１０に伝熱し、スキン層１３を伝熱して行く。その後断熱層１２に到達し、断熱層の特性である低い熱伝達率と熱伝導率により、伝熱速度が極端に遅くなる。一部の熱は断熱層の極めて少ない樹脂部を伝熱しスキン層１４に到達する。さらにスキン層１４を伝熱後、トナー側表面１１に到達する。断熱層１２により伝熱速度、効率が極めて遅くなったために、反トナー側表面１０とトナー側表面１１には温度差が現れる。
【００２６】
図８は各種条件による温度差を示す。
【００２７】
本実施形態の断熱層を内包したトナー容器はいずれも従来の容器に比べてトナー側の温度が下がっていることが理解できる。トナーの置かれる環境は、例えば砂漠地域を陸路で輸送するような場合においては、６０℃程度になることが予測され、また、トナーの種類にもよるが、容器内のトナーは約４５℃〜５５℃で凝集するので、本実施形態の断熱層を内包するトナー容器であれば、トナーを凝集させることは無い。
【００２８】
図４は本実施形態の断熱層を層状に形成したトナー容器の断面図である。
【００２９】
図４において、１５はトナーと接しない容器表面、１６はトナーと接する容器表面、１９は断熱層であるコア層、１７及び１８は容器表面と断熱層との間に存在するスキン層である。すなわち板厚方向に樹脂層１７、断熱層１９、樹脂層１８というように、３層で構成されている。
【００３０】
本実施形態においては、このような３層構成をつくるのに、一般に使用されているサンドイッチ射出成形装置を用いた。まず最初に樹脂層１７及び１８を形成する樹脂を型内に射出し、次いで、断熱材料を型内へ射出することによって得られる。本構成では樹脂層と断熱層との境界がはっきりしているため、前述した図３の構成に比べ、より熱伝達性を落とすことが可能となった。
【００３１】
図５は本発明の他の実施形態の断熱層を内包するトナー容器の断面拡大詳細図である。
【００３２】
図５において、２０はトナーと接しない容器表面、２１はトナーと接する容器表面、２２は断熱層を形成する断熱材である。断熱材２２は紙片、木片、竹の繊維、等の有機物である。樹脂材料中に断熱材２２を分散させることにより、板厚方向の熱伝導率を下げることが出来る。紙片、木片、竹の繊維等は、非常に細かい繊維状の物質から構成されており、そのため、内部に非常に細かな気泡を持っている。この気泡が断熱効果を高めている。
【００３３】
図６は、さらに他の実施形態の断熱層を形成するセラミックス系断熱材を示す図である。
【００３４】
図６において、２３はセラミックス系断熱材、２４は穴である。本実施形態に用いたセラミックス系断熱材料は、同図に示すように、１粒子が数ミクロンの大きさで、粒子表面及び内部に、多くの気孔を持っている。代表的なものとしては、ムライトやシリカである。このような断熱材を樹脂中に分散させ、トナー容器を構成させることで、図８に示すような断熱効果を得ることが出来た。
【００３５】
図９は、本発明の実施形態のトナー容器断面写真を示す図であり、板厚中央付近に発泡層を形成している。発泡層は、気体のため、断熱効果が高く、そのため、図８に示すように、外部温度に対し、トナー充填側の内部温度上昇が非常に小さい。このような発泡層の形成には発泡射出成形が使用される。発泡材を樹脂中に混入し、樹脂の溶融時及び型内への充填時に化学反応または断熱膨張作用により形成される。
【００３６】
図１０は、断熱層を形成する際に発泡成形を用いた場合の表面状態写真を示す図である。通常、発泡成形品の表面は図１０に示すような５から１２ミクロンの深さの細かな溝が無数に散在し、表面の光沢がなく、また、外観品位に劣るものであった。さらに、無数の表面凹凸は表面積を増大し、そのため、このような外観を持つトナー容器は、外観品位のみならず、外部からの熱に対しても表面積が大きい分熱の授受効率が高く、そのため、熱の影響をさらに受けやすくなることとなる。
【００３７】
図１１は、本発明の実施形態の発泡層による断熱層を持つトナー容器の表面写真を示す図である。図１１に示すように、本実施形態のトナー容器表面は、非常になめらかである。前述したように、断熱層に発泡体を使用すると、スワールマークのような細かい凹凸が表面に形成され、そのため、外観品位と、表面積増大による外部からの熱影響を受けやすくなるため、本実施形態においては、型内に射出成形する際に、型表面に熱伝導率の低い断熱層を０．１ｍｍから０．２ｍｍ形成し、樹脂が型内で冷却固化する速度を遅くし、それにより表面の転写性を向上し、図１１にあるような滑らかな表面を得るに至った。このような滑らかな表面にすることで、表面積が減り、外部からの熱の影響を少なくし、さらに外観品位を向上することができた。
【００３８】
図１２は、本実施形態の断熱層を内包するトナー容器の外観表面写真を示す図である。前述したように、断熱層を発泡体で形成しようとすると、外観がスワールマークなどにより非常に悪くなる。本実施形態では、表面に平均算術粗さ４〜１０ミクロン、１０点平均粗さ１５〜３５ミクロン、表面凹凸の平均間隔が１５０〜３５０ミクロンのシボパターンを形成することにより、目視上ではスワールマークを確認することが難しくすることができ、その結果、外観品位として十分な品位を出すことが可能となった。スワールマークとシボによる表面積の増大により、前述したように、外部からの熱に対する敏感度は増えるが、内包する断熱材構成を最適化することにより、実用レベルでなんら問題ないレベルを得ている。
【００３９】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、トナー容器に断熱層を設けることにより、高温環境下においても内部のトナーが凝集、溶融することがなくなり、また、プリンターや複写機本体に組み込み後の印刷時の定着器からの熱も遮断し、良好な印字精度を得るに至った。また、従来のトナー容器を外部の熱から守る目的で使用されていた、恒温トレーラーや、包装材の使用が軽減され、生産性を向上させることができる。さらには、断熱層として発泡層を設けることにより、部品重量が減り、部品コストが低減できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トナー容器が高温の環境にさらされた場合でも、印字精度の悪化を低コストで防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のトナー容器全体図である。
【図２】図１に示すトナー容器の断面図である。
【図３】断熱層を内包するトナー容器の断面拡大詳細図である。
【図４】断熱層を層状に形成したトナー容器の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の断熱層を内包するトナー容器の断面拡大詳細図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態の断熱層を形成するセラミックス系断熱材を示す図である。
【図７】断熱材の種類を示す図である。
【図８】各種条件によるトナー容器の内側と外側の温度差を示す図である。
【図９】トナー容器断面写真を示す図である。
【図１０】断熱層を形成する際に発泡成形を用いた場合の表面状態写真を示す図である。
【図１１】発泡層による断熱層を持つトナー容器の表面写真を示す図である。
【図１２】断熱層を内包するトナー容器の外観表面写真を示す図である。
【符号の説明】
１　トナー容器
２　樹脂成形品
３　樹脂成形品
４　トナー充填スペース
５　接合面
６　トナー充填面
７　トナー充填面
８　断熱層
９　断熱層
１０　容器表面
１１　容器表面
１２　断熱層
１３　スキン層
１４　スキン層
１５　容器表面
１６　容器表面
１７　樹脂層
１８　樹脂層
１９　コア層
２０　容器表面
２１　容器表面
２２　断熱材
２３　断熱材
２４　気孔

Claims

内部に断熱層を形成した樹脂成形品から構成されたことを特徴とするトナー容器。
板厚方向に２層以上の層が形成され、その１つ以上の層が断熱材料を内包する樹脂材料から構成されていることを特徴とするトナー容器。
発泡層を内包する樹脂成形品から構成されたことを特徴とするトナー容器。
５から１００ミクロンの径を形成する多数の気泡を内包する樹脂成形品から構成されたことを特徴とするトナー容器。
発泡層を内包する樹脂成形品であって、外表面が平均算術粗さが４〜１０ミクロン、１０点平均粗さが１５〜３５ミクロン、表面凹凸の平均間隔が１５０〜３５０ミクロンのシボパターンが形成された樹脂成形品から構成されたことを特徴とするトナー容器。
トナー充填側の表面が微細な不連続凹凸面であるとともに、トナーと接触しない側の表面がなめらかな表面であり、発泡層を内包したことを特徴とするトナー容器。
外観面と非外観面とで表面粗さが異なり、発泡層を内包したことを特徴とするトナー容器。
トナー容器を構成する少なくとも２つの成形部品の溶着面又は接着面がなめらかな面であるとともに、トナー充填側表面が微細な不連続凹凸面であり、発泡層を内包したことを特徴とするトナー容器。
発泡層を内包する樹脂成形品であって、外表面の一部が滑らかな面であり、他の表面が微細な不連続凹凸面である樹脂成形品から構成されたことを特徴とするトナー容器。