JP2009226603A - 溶着用リブ及び現像剤収納部材 - Google Patents

Abstract

【課題】堰止めリブを用いることなく、溶融した樹脂が接合部の隙間から流出することのない溶着用リブ、及びそれを用いて溶着する現像剤収納部材を提供すること。
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる２つの部材を結合する溶着方法に用いられ、前記２つの部材のどちらか一方の部材の当接部に形成される溶着用リブであって、前記当接部の端面に起点を持つ傾斜面を有し、前記傾斜面の角度θは、２０°≦θ≦７０°であることを特徴とする溶着用リブ、及びそれを用いて溶着する現像剤収納部材。
【選択図】図３

Description

本発明は熱可塑性樹脂からなる２つの部材を結合する際における、一方の部材に形成する溶着用リブ及びそれを用いて溶着する現像剤収納部材に関する。

現在広く用いられている電子写真画像形成方法は、電荷付与されたトナーを像担持体上に形成した静電潜像に接触、或いは狭い間隙を介して対向させ、静電潜像をトナーにより顕像化する現像過程を経て形成された像担持体上にトナー画像を形成している。次いで、像担持体上のトナー画像にタイミングを合わせて記録材を搬送し、トナー画像を記録材に転写した後、定着して最終画像を形成するものである。

トナー画像を形成するための現像方法としては、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤を用いてトナーを帯電させ現像する２成分現像方式や、トナーのみを用いて現像ローラや現像剤規制部材などとの摩擦で帯電させて現像する１成分現像方式がある。

この１成分現像方式ではキャリアを使用しないため、現像装置が簡略化できるため、近年ではかなり幅広く使用されている。特に、近年のカラー化の流れに伴い、磁性体を含有しないトナーを用いる非磁性１成分現像方式がカラー化も可能であるため、注目されている。

この方式は、２成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材と摩擦させ、或いは、現像ローラ面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像器の機構が複雑でなく、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を４個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易いという特徴も有する。特に近年、装置の軽量化、小型化が積極的に進められており、プリンタでは非磁性１成分現像剤を用いた現像方式が主流となってきている。

ところで、トナー画像の画質維持等、安定した画像形成を行うためには、トナーや感光体等の消耗品の更新や部品交換等のメンテナンス作業を定期的に行う必要がある。例えば、トナーはその粒子表面に外添剤と呼ばれる無機微粒子を固着した構造を有しており、現像装置内での撹拌や現像ローラ上への供給を長期間繰り返すと、無機微粒子がトナー粒子表面から脱離したり、あるいは、粒子内部に埋没してしまう。この様なトナーを用いると、現像特性の劣化により解像度が低くカブリのあるトナー画像が形成され、また、転写性の低下によりきめ細かな画質が求められるハーフトーン画像を再現することができなくなる。この様な理由からトナーの定期更新が必要となる。

市場には、トナーの現像装置内での長期滞留を防ぐために、使用済みのトナーを収納する容器ごと交換、廃棄する現像カートリッジやプロセスカートリッジと呼ばれるユニット構造の装置を装着自在に内蔵するタイプの画像形成装置が普及している。これを定期的に購入、交換することにより、消耗品の更新も容易に行える様になった。この様に、画像形成装置における消耗品の更新を簡素化することにより、メンテナンスを容易に行える様にするという対応が採られている。

これらのメンテナンスは、ユーザが現像カートリッジやプロセスカートリッジを購入し自分で交換作業を行うケースもあるが、一般にメンテナンス会社等の業者により行われることが多い。

ここでいうプロセスカートリッジとは、像担持体と現像装置（又は現像カートリッジ）を一体的にユニット化したものであるが、或いはそれに加えて、帯電装置やクリーニング装置等の複数のプロセス手段を一体的にユニット化する場合もある。また、ここでいう現像カートリッジとは、現像剤を搬送して像担持体に供給するための現像ローラや供給ローラ等の機構部品と、現像剤収納部材としての現像カートリッジ筐体とを一体的に構成したものである。

また、他の画像形成装置には、プロセスカートリッジという形態を採らず、現像カートリッジ筐体を備えた現像カートリッジ単体を画像形成装置に対して着脱可能とした構成を有するものもある。

更に、他の画像形成装置には、４色の現像カートリッジ単体を一体的に構成した回転可能なフルカラー現像装置ユニットを備え、カラープリントが行える構成としたカラー画像形成装置がある。このカラー画像形成装置は、フルカラー現像装置ユニットを回転させて各色の現像カートリッジ単体を感光体ドラムに対峙させ、各色の現像を行ってフルカラーの画像形成を行うものである。

これらの画像形成装置のプロセスカートリッジや現像カートリッジに用いられる現像カートリッジ筐体は、通常、樹脂等からなる複数の成型品の貼り合わせにより形成され、現像剤が周辺のプロセス手段に飛散しないような密閉された筐体として構成されている。

また、現像カートリッジ筐体以外でのトナーを内蔵する筐体としては、感光体ドラムとクリーニングユニットとを一体的に組み合わせた、廃トナーを収納する感光体ユニットや、未使用のトナーを収納するトナーボトルがある。この感光体ユニットやトナーボトルにおいても周囲にトナーが飛散しないように密閉された筐体が用いられているものがある。

従来、樹脂成型品の貼り合わせに用いる方法としては超音波溶着法、又は振動溶着法が実用化されている。超音波溶着法又は振動溶着法による溶着は、一方の樹脂成型品の溶着部を溶着用支持装置に装着し、それにもう一方の樹脂成型品の溶着部を重ね合わせ、重ね合わせた溶着部の溶着面と対向する面側からホーンを押しつけて高周波の振動を与えることにより行われる。

超音波溶着又は振動溶着の問題点として、溶着部の溶着が不完全で隙間が生じたり、溶着部に設けられた溶着用リブが溶融する際に溶融した樹脂が接合部の隙間から流出してはみ出したりすることが挙げられる。特に、接合部の隙間から樹脂が流出してはみ出すと、接合部において部品を高精度に組み付けることができないという問題がある。

近年の画像形成装置の高速化及び高画質化に伴い、小径化された重合トナーが多く用いられるようになり、現像カートリッジ筐体における溶着部の隙間は大きな問題となる。

また、溶着時の隙間を無くすことを重視する余りに、樹脂が接合部の隙間から流出してはみ出してしまうことも問題である。

これらの問題を解決するために、溶着する２つの部材の一方に、流出する樹脂を堰き止めるための堰止めリブを形成するという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３９５５５号公報

しかしながら、樹脂成形の金型構成や製品設計における構成上、堰止めリブを形成できるだけのスペースが無かったり、設計上、堰止めリブの配置が困難な場合がある。特に、前述した４色の現像カートリッジ単体を一体的に構成したフルカラー現像装置ユニットにおける現像カートリッジ筐体を用いるような構成では、厳しく小型化が要求されるため、僅かなスペースでも問題となることが多い。

また、接合部から樹脂がはみ出した部材をそのまま現像装置や画像形成装置に組み込むと、隣接する部材に干渉して適正な位置関係が得られないといった問題の発生も懸念され、はみ出した樹脂を除去する作業が必要となるような場合もある。

本発明の目的は、上記のような問題を解決し、堰止めリブを用いることなく、溶融した樹脂が接合部の隙間から流出することのない溶着用リブ、及びそれを用いて溶着する現像剤収納部材を提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成を有する溶着用リブ、及びそれを用いて溶着する現像剤収納部材により達成することが出来る。

１．熱可塑性樹脂からなる２つの部材を結合する溶着方法に用いられ、前記２つの部材のどちらか一方の部材の当接部に形成される溶着用リブであって、
前記当接部の端面に起点を持つ傾斜面を有し、
前記傾斜面の角度θは、２０°≦θ≦７０°であることを特徴とする溶着用リブ。

２．前記２つの部材は、電子写真方式を用いた画像形成装置における、現像剤又はトナーを収納する現像剤収納部材を形成するための部材であることを特徴とする１に記載の溶着用リブ。
３．１又は２に記載の溶着用リブを用いて溶着されることを特徴とする現像剤収納部材。

本発明に係る構成を用いることにより、溶着部における溶着する部材の接合部からの樹脂のはみ出しがない、安定して高度な仕上がりの溶着が行える溶着用リブ及び現像剤収納部材を提供できる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は前記実施の形態に限定されない。

図１は、本発明に係る溶着用リブを用いて製作した現像剤収納部材を、現像装置に組み込んだフルカラーの画像形成装置の全体構成を示す概要図である。

図１に示すフルカラー画像形成装置１においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１５が設けられている。

また、帯電ブラシ１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光する露光装置１２が設けられている。この露光装置１２はレーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、この露光装置１２は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。

フルカラー現像装置ユニット１３０は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行う。フルカラー現像装置ユニット１３０の支軸１３０Ａの周囲には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収納する４つの色別の現像剤収納部材としての現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋが設けられている（これら４つの現像カートリッジを総称して現像カートリッジ１３ともいう）。

フルカラー現像装置ユニット１３０は支軸１３０Ａを中心として回転し、各現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。

また、このフルカラー現像装置ユニット１３０における各現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋにおいては、回転してトナーを搬送する現像ローラ１３１の外周面にトナー規制部材が圧接されている。このトナー規制部材により、現像ローラ１３１によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーが帯電される。

感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸１３０Ａを中心にフルカラー現像装置ユニット１３０が回転され、対応する色のトナーを収納する現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋは感光体ドラム１０と対向する位置に導かれる。その位置で各現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋにおける現像ローラ１３１が感光体ドラム１０に接触し、各色の静電潜像が順に感光体ドラム１０上に形成され、帯電された各色のトナーを順に供給して現像が行われる。

フルカラー現像装置ユニット１３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体としての中間転写ベルト１６が設けられ、この中間転写ベルト１６は感光体ドラム１０と同期して回転駆動される。

中間転写ベルト１６は回転可能な１次転写ローラ１７により押圧されて感光体ドラム１０に接触する。中間転写ベルト１６を支持する支持ローラ３４に当接する位置に２次転写ローラ３５が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ３５によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト１６に押圧される。

更に、フルカラー現像装置ユニット１３０と中間転写ベルト１６との間のスペースには、中間転写ベルト１６上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト１６に対して接離可能に設けられている。

また、記録材Ｓを中間転写ベルト１６に導く給紙手段６０は、給紙トレイ６１と、給紙ローラ６２と、タイミングローラ６３とで構成されている。給紙トレイ６１に収納される記録材Ｓは、給紙ローラ６２により１枚ずつ給紙され、タイミングローラ６３により、中間転写ベルト１６上に形成された画像と同期して、中間転写ベルト１６と上記の２次転写ローラ３５との間に給紙される。中間転写ベルト１６と２次転写ローラ３５との間に送られた記録材Ｓは、２次転写ローラ３５によって中間転写ベルト１６に押圧され、中間転写ベルト１６からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。

一方、トナー像が押圧転写された記録材Ｓは、搬送手段６６により定着装置１００に導かれ、転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着される。その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出されるようになっている。

図２は、本発明に係る溶着用リブを用いて製作した現像剤収納部材を用いて製作した、現像カートリッジの実施形態の構成を説明するための図である。本実施形態での現像カートリッジは１成分系の現像剤を用いたものである。図２（ａ）は現像カートリッジの一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は現像カートリッジの一例における主要構成を示す断面図である。

また、現像カートリッジ１３は現像ローラ等の部品が配置された内部に所定量のトナーを収納するという構成を有している。カートリッジの形態で供給される現像カートリッジ１３は、画像形成装置内の所定位置に装填後、収納されている現像剤を用いて感光体ドラムに現像を行う。所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、現像カートリッジ１３を装置より取り外し、現像剤を充填した新たな現像カートリッジ１３と入れ替えて再度の画像形成を可能にする。

図２（ｂ）において、現像カートリッジ１３は、前述の現像ローラ１３１に隣接するバッファ室１３２と、バッファ室１３２に隣接する現像剤収納部材としての現像カートリッジ筐体１３３とを有する。現像カートリッジ筐体１３３は筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとで構成され、超音波溶着又は振動溶着により接合される。

現像ローラ１３１は、例えば、導電性の円柱基体と、基体の外周にシリコーンゴム等の硬度の高い物質を用いて形成した弾性層を有する。

図中、現像ローラ１３１の直上には、トナーに関する情報を検知する検知手段に該当するトナー状態検知部２４１が配置されている。トナー状態検知部２４１は、例えば、光センサやＣＣＤ等が用いられ、現像ローラ１３１上に形成されたトナー層を構成するトナーを検知して、検知信号を画像形成装置１の図示しない制御装置に送信する。

バッファ室１３２にはトナー規制部材であるブレード１３４が現像ローラ１３１に圧接させた状態で配置されている。ブレード１３４は、現像ローラ１３１上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ１３１の回転方向に対してブレード１３４の下流側に、現像ローラ１３１上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード１３５を更に設けることも可能である。

現像ローラ１３１には供給ローラ１３６が押圧されている。供給ローラ１３６は、図示しないモータにより現像ローラ１３１と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ１３６は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。

現像カートリッジ筐体１３３には１成分現像剤であるトナーＴが収納されている。また、現像カートリッジ筐体１３３にはトナーを攪拌する回転体１３７が設けられている。回転体１３７には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体１３７の矢印方向への回転によりトナーを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーは、現像カートリッジ筐体１３３とバッファ室１３２を隔てる隔壁に設けられた通路１３８を介してバッファ室１３２に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体１３７の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーを搬送しながら撓むとともに、通路１３８の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーを通路１３８に供給している。

また、通路１３８には通路１３８を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーが現像カートリッジ筐体１３３から通路１３８に供給されると、トナーからの押圧力により右側に押されて通路１３８を開けるようになっている。その結果、バッファ室１３２内にトナーが供給される。

また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取り付けられている。規制部材３２２と供給ローラ１３６は、弁３２１が通路１３８を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室１３２の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ１３１から供給ローラ１３６に回収されたトナーがバッファ室１３２の底部に多量に落下しないように調整される。

現像カートリッジ１３では、画像形成時に現像ローラ１３１が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ１３６の回転によりバッファ室１３２のトナーが現像ローラ１３１上に供給される。現像ローラ１３１上に供給されたトナーは、ブレード１３４、補助ブレード１３５により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１３１の回転に伴ってバッファ室１３２に戻り、供給ローラ１３６により現像ローラ１３１から掻き取られ回収される。

以上、本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３について、１成分系の現像剤を用いたフルカラー現像装置ユニット１３０の現像カートリッジ１３を実施の形態として説明したが、本発明は現像剤を収納する部材であれば他の部材についても適用できる。

即ち、本発明は、像担持体と現像装置を一体的にユニット化したプロセスカートリッジにも適用可能であり、また、１成分系の現像剤だけでなく、２成分系の現像剤を用いた現像装置の現像カートリッジやプロセスカートリッジにも適用可能である。

更に、本発明は、感光体ドラムとクリーニングユニットとを一体的に組み合わせた、廃トナーを収納する感光体ユニットや、未使用のトナーを収納するトナーボトルにも適用可能である。

プロセスカートリッジの構成としては、電子写真感光体（以下、単に感光体ともいう）と現像カートリッジとを組み合わせた構成、或いはそれに加えて、帯電器又はクリーニング装置を有するという構成がある。

このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱自在に装着され、画像形成装置本体に設けた本体側駆動力伝達手段とプロセスカートリッジ側駆動力伝達手段との結合により、駆動力を伝達されるものである。

本発明の実施形態に係る現像カートリッジ筐体１３３は、筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着により結合することにより形成されている。

筐体下部１３３ａ及び筐体上部１３３ｂは非結晶性樹脂又は結晶性樹脂を材料として成形加工される。

非結晶性樹脂としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ＸＴポリマー、変性ＰＰＥ樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、一般用ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリ塩化ビニル、スチレン・アクリロニトリル樹脂等が用いられる。

また、結晶性樹脂としては、ポリオキシメチレン、セルロース、フッソ重合体、アイオノマー、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ＴＰＸポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリプロピレン等が用いられる。

図３は本発明に係る溶着用リブ及び溶着方法を用いて製作した現像カートリッジ筐体１３３について説明するための断面図であり、図４は本発明に係る溶着用リブの拡大断面図である。図３（ａ）は溶着する前の２つの樹脂成型品である筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ部の拡大断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ部の側面図である。

図３（ａ）において、現像カートリッジ筐体１３３は、下部を構成する筐体下部１３３ａと上部を構成する筐体上部１３３ｂとを溶着することにより密閉された筐体となる。

筐体下部１３３ａは当接部３３ａ１、３３ａ２を有し、筐体上部１３３ｂは当接部３３ｂ１、３３ｂ２を有する。筐体上部１３３ｂの当接部３３ｂ１、３３ｂ２の下面にはそれぞれ溶着用リブＲｂが形成されている。

溶着は超音波溶着法又は振動溶着法により行われ、筐体下部１３３ａの当接部３３ａ１、３３ａ２の溶着面である上面と、筐体上部１３３ｂの当接部３３ｂ１、３３ｂ２の溶着面であり、溶着用リブＲｂが形成されている面でもある下面と、が溶着される。溶着の際には主として溶着用リブＲｂが溶融され、当接部３３ａ１、３３ａ２上面と、当接部３３ｂ１、３３ｂ２下面とが結合される。

図３（ｂ）は、筐体上部１３３ｂの一方の当接部３３ｂ１と、それに対向する筐体下部１３３ａの一方の当接部３３ａ１との断面を示す部分拡大断面図である。

溶着用リブＲｂは土台部分Ｂを有し、筐体上部１３３ｂの一方の当接部３３ｂ１、及び筐体上部１３３ｂのもう一方の当接部３３ｂ２に形成されている。溶着用リブＲｂの断面形状は、図３（ｂ）に示すような三角形、又は台形が望ましいが、四角形としても良い。また、図３（ｂ）に示すように、先端の角部に丸みを形成することにより、安定した溶着を行うことができる。

図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ部の側面図であり、溶着用リブＲｂは、筐体上部１３３ｂの一方の当接部３３ｂ１又はもう一方の当接部３３ｂ２の長手方向（図３（ｃ）の左右方向）に沿って延びている。

本発明に係る溶着用リブＲｂは、図３（ｃ）に示すように、筐体上部１３３ｂに形成された一方の当接部３３ｂ１に形成され、溶着用リブＲｂの端部には、当接部３３ｂ１の端部Ｔａ１から延びる土台部分Ｂ端面の肩部Ｃを起点とする角度θの傾斜面を有する。溶着用リブＲｂの当接部３３ｂ１におけるもう一方の端部Ｔｂ１にも、同様に、端部Ｔａ２に続く土台部分Ｂの肩部Ｃを起点とする角度θの傾斜面が形成される。

本発明に係る溶着用リブＲｂは土台部分Ｂの肩部Ｃを起点とする角度θの傾斜面を有しており、角度θを所定の範囲の値に設定することにより、当接部３３ｂ１、３３ｂ２の端部Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔａ２、Ｔｂ２への樹脂のはみ出しを防止することができる。

また、筐体上部１３３ｂに形成されたもう一方の当接部３３ｂ２においても、端部Ｔａ２に続く土台部分Ｂの肩部を起点とする角度θの図示しない傾斜面を有している。更に、当接部３３ｂ２における図示しないもう一方の端部Ｔｂ２にも、同様に、端部Ｔｂ２に続く土台部分Ｂの肩部を起点とする角度θの傾斜面が形成されている。

図４は、本発明の溶着用リブの実施の形態を示す図であり、図３（ｂ）の溶着用リブＲｂを更に拡大した拡大断面図である。

図４において、溶着用リブＲｂは土台部分Ｂを有し、土台部分Ｂは筐体上部１３３の一方の当接部３３ｂ１上に形成され、当接部３３ｂ１の長手方向に沿って幅１．５ｍｍ、高さ０．２ｍｍの帯状に形成されている。溶着用リブＲｂは頂角４０°の２等辺三角形からなり、頂角部に０．２ＲのＲ部を有し、土台部分Ｂからの高さ０．６ｍｍに形成されている。

図５は超音波溶着又は振動溶着による溶着時の現像カートリッジ筐体１３３に対する溶着用治具とホーンの位置を示す図である。図６は、超音波溶着又は振動溶着により現像カートリッジ筐体１３３の筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着する手順を説明するためのフローチャートである。

以下、図５及び図６を用いて筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着する手順について説明する。

図５において、Ｈａ、Ｈｂは溶着機のホーンであり、Ｕａ、Ｕｂは筐体下部１３３ａを保持する溶着用治具の支持台である。

図６において、始めに溶着用治具の支持台Ｕａ、Ｕｂに筐体下部１３３ａを設置する。このとき、筐体下部１３３ａの当接部３３ａ１の溶着面に対向する面である下面が溶着用治具の支持台Ｕａの上面に当接し、当接部３３ａ２の溶着面に対向する面である下面が支持台Ｕｂの上面に当接するように筐体下部１３３ａを設置する（ステップＳ１１）。

次に筐体下部１３３ａの当接部３３ａ１、３３ａ２の溶着面である上面と、筐体上部１３３ｂの当接部３３ｂ１、３３ｂ２の溶着用リブＲｂを有する溶着面である下面とが合致するように筐体上部１３３ｂを筐体下部１３３ａにかぶせる（ステップＳ１２）。

溶着機のホーンＨａ、Ｈｂを筐体上部１３３ｂの当接部３３ｂ１、３３ｂ２の溶着面に対向する面である背面から押し当てて溶着を行う（ステップＳ１３）。

溶着して一体となった筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着用治具の支持台Ｕａ、Ｕｂから取り外して溶着を完了する（ステップＳ１４）。

図７は、当接部３３ａ１と当接部３３ｂ１との溶着時の一方の端面近傍における溶着用リブＲｂの形状変化の状態を説明するための概略図である。図７（ａ）は、当接部３３ｂ１に形成された溶着用リブＲｂが当接部３３ａ１の上面に当接した時点における状態を示す図である。図７（ｂ）は、図示しない溶着機のホーンにより付与される振動により生じる熱と押圧力Ｐとによって、溶着用リブＲｂの一部が溶融した状態を示す図であり、図７（ａ）は、溶着用リブＲｂの全てが溶融し、溶着が完了した状態を示す図である。

図７（ｂ）において、溶着用リブＲｂは最初に当接部３３ａ１に当接する面から溶融し始める。

図７（ｃ）において、溶着用リブＲｂはその大部分が溶融して溶着を完了する。このとき、溶融した溶着用リブＲｂの端部が当接部３３ｂ１の端部Ｔａ１とほぼ同一面に収まるように、溶着用リブの形状、寸法、溶着機の振動数、振幅等の溶着の諸条件が設定されている。従って、溶着用リブＲｂは当接部３３ｂ１の端部Ｔａ１からはみ出すことがない。

以下、溶着用リブＲｂ端部における土台部分Ｂの肩部Ｃを起点とする傾斜面の角度θを変化させて実験を行い、当接部３３ｂ１、３３ｂ２の端部Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔａ２、Ｔｂ２への樹脂のはみ出し状態を調べた。

下記に実施例１〜１０、及び比較例１〜８、についての実験の条件及び結果について記載する。

（実施例１）
１．溶着機
名称：超音波溶着機２０００ｄ、メーカー：ブランソン社
溶着条件：（ウェルドタイム：０．２５〜０．３ｓ、ホールドタイム：０．３ｓ、ホーンの圧力：２００ｋＰａ、ホーン先端の振幅：６０μｍ）
（溶着対象部材）
１．部品名：現像カートリッジ１３（筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着）
２．材質：ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂（ガラス繊維２０％入り）
３．溶着部（当接部３３ａ１、３３ａ２、３３ｂ１、３３ｂ２）の寸法
厚さ：２ｍｍ、幅：３．５ｍｍ、長さ：３００ｍｍ
４．当接部３３ａ１、３３ａ２、３３ｂ１、３３ｂ２の寸法（厚さ：２ｍｍ、幅：３．５ｍｍ、長さ：３００ｍｍ）
５．溶着用リブＲｂの寸法、形状（断面形状：頂角４０°の二等辺三角形、但し、頂角部に半径０．２ｍｍのＲを付与、高さ：０．６ｍｍ、リブの下部に土台部分（高さ：０．２ｍｍ、幅：１．５ｍｍ）有り（図４参照））
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝２０°）
（実施例２）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝２５°）
他の条件は実施例１に同じ。
（実施例３）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝４５°）
他の条件は実施例１に同じ。
（実施例４）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝６５°）
他の条件は実施例１に同じ。
（実施例５）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝７０°）
他の条件は実施例１に同じ。
（実施例６）
１．溶着機
名称：振動溶着機２８００Ｊ／ＳＴＪ−ＤＣ、メーカー：ブランソン社
溶着条件：（ウェルドタイム：０．２５〜０．３ｓ、ホールドタイム：０．３ｓ、ホーンの圧力：２００ｋＰａ、ホーン先端の振幅：６０μｍ）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝２０°）
他の条件は実施例１に同じ。
（実施例７）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝２５°）
他の条件は実施例６に同じ。
（実施例８）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝４５°）
他の条件は実施例６に同じ。
（実施例９）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝６５°）
他の条件は実施例６に同じ。
（実施例１０）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝７０°）
他の条件は実施例６に同じ。
（比較例１）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝１０°）
他の条件は実施例１に同じ。
（比較例２）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝１５°）
他の条件は実施例１に同じ。
（比較例３）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝７５°）
他の条件は実施例１に同じ。
（比較例４）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝８０°）
他の条件は実施例１に同じ。
（比較例５）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝１０°）
他の条件は実施例６に同じ。
（比較例６）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝１５°）
他の条件は実施例６に同じ。
（比較例７）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝７５°）
他の条件は実施例６に同じ。
（比較例８）
６．溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角（θ＝８０°）
他の条件は実施例６に同じ。

実験の結果を表１に示す。

表１に示すように、超音波溶着と振動溶着との差はなく、実施例１〜１０の溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角θを２０°〜７０°に変化させたときにおける溶着部端部での樹脂のはみ出しは無く、接合状態も良好であった。

然るに、比較例１〜８の溶着用リブＲｂ傾斜端部の傾斜角θを１０°又は１５°に変化させたときには、溶着部端部での樹脂の回り込みが不十分で接合部に隙間を生じ、傾斜角θを７５°又は８０°に変化させたときには、溶着部端部に樹脂のはみ出しが生じた。

本発明に係る溶着用リブを用いて製作した現像剤収納部材を、現像装置に組み込んだフルカラーの画像形成装置の全体構成を示す概要図である。 本発明に係る溶着用リブを用いて製作した現像剤収納部材を用いて製作した、現像カートリッジの実施形態の構成を説明するための図である。 本発明に係る溶着用リブ及び溶着方法を用いて製作した現像カートリッジ筐体１３３について説明するための断面図である。 本発明に係る溶着用リブの断面拡大図である。 超音波溶着又は振動溶着による溶着時の現像カートリッジ筐体１３３に対する溶着用治具とホーンの位置を示す図である。 超音波溶着又は振動溶着により現像カートリッジ筐体１３３の筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを溶着する手順を説明するためのフローチャートである。 当接部３３ａ１と当接部３３ｂ１との一方の端面近傍の溶着時における溶着用リブＲｂの形状変化の工程を説明するための概略図である。

符号の説明

１ フルカラー画像形成装置
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ 現像カートリッジ
１３３ 現像カートリッジ筐体（現像剤収納部材）
１３３ａ 筐体下部
１３３ｂ 筐体上部
３３ａ１、３３ｂ１、３３ａ２、３３ｂ２ 当接部
Ｂ 土台部分
Ｃ 肩部
Ｈａ、Ｈｂ 溶着機のホーン
Ｕａ、Ｕｂ 溶着用治具の支持台
Ｒｂ 溶着用リブ
Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔａ２、Ｔｂ２ 端部

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂からなる２つの部材を結合する溶着方法に用いられ、前記２つの部材のどちらか一方の部材の当接部に形成される溶着用リブであって、
   前記当接部の端面に起点を持つ傾斜面を有し、
   前記傾斜面の角度θは、２０°≦θ≦７０°であることを特徴とする溶着用リブ。
2. 前記２つの部材は、電子写真方式を用いた画像形成装置における、現像剤又はトナーを収納する現像剤収納部材を形成するための部材であることを特徴とする請求項１に記載の溶着用リブ。
3. 請求項１又は２に記載の溶着用リブを用いて溶着されることを特徴とする現像剤収納部材。

Images