JP5056130B2 - 樹脂製保持部材、及び、該樹脂製保持部材を用いたトナーカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、ばねとばねを保持するホルダとが一体化された樹脂製保持部材、及び、当該樹脂製保持部材を用いたトナーカートリッジに関する。

弾性力を利用して保持を行う保持部材には、樹脂製のホルダに金属製のコイルばねを装填してなるものが多く使用されている。この様な金属製のコイルばねを用いた保持部材の一例を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。この様な保持部材を作製する場合、金属製のコイルばねを樹脂製のホルダに取り付ける作業が必要になるが、部材が小さくなれば取り付けに手間取る等、生産性に影響を与える等の問題があった。

そこで、生産性の向上等の視点から、樹脂製のばねを用いる技術が検討される様になった。樹脂製のばねを用いた技術としては、例えば、個々に復元力を持つ複数の弾性片を一体に連設させた形状のリターンばねと呼ばれるばねを用いたシャンプー容器等のディスペンサに関する技術が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
実開平７−４０５１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたばねは、ばねを構成する弾性片の形状を見ると、圧縮時に最も力が加わると考えられる片の側方両端部の肉厚が他の部分よりも薄くなっており、長期にわたり負荷を加えた状態で使用するとこの部位が容易に破損することが予想されるものであった。この様に、特許文献１に開示された樹脂製のばねは、長期にわたり負荷を受け続けた時でも破損しない様にすることを視野に入れていないものと推測されるものであった。

本発明は、ばねに力が加わり圧縮された状態で長期間使用されても、破損することのない高耐久性を有する樹脂製のばねを有する樹脂製保持部材を提供することを目的とする。

本発明者は上記課題が下記に記載の構成により解消されることを見出した。

請求項１に記載の発明は、
『ばねと該ばねを保持するホルダとが一体化された樹脂製保持部材であって、
前記ばねは複数の楕円形状の弾性片を接合部を介して連接させた形状を有し、
前記ホルダは前記ばねの外側に配置され、
前記ばねを構成する複数の楕円形状の弾性片のうち、弾性片の長軸方向に沿ってホルダと対向している２つの弾性片の１つが前記ホルダと結合してばねとホルダを一体化し、
前記対向している２つの弾性片の他の１つの弾性片と前記ホルダの間に部材を保持する部材保持部を有し、
ホルダと弾性片の結合部、前記接合部、前記部材保持部は、前記ばねの中央で弾性片の長軸方向に直交する方向に配置され、
前記弾性片は、弾性片における長軸方向の両端部の厚みの平均値が他部位の厚みの平均値よりも大きいことを特徴とする樹脂製保持部材。』というものである。

請求項２に記載の発明は、
『前記部材保持部は、前記ばねの弾性片側に突起が設けられ、かつ、前記ホルダ側に凹部が設けられているものであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製保持部材。』というものである。
請求項３に記載の発明は、
『前記弾性片の両端部の厚みの平均値をｔ１、前記他部位の厚みの平均値をｔ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製保持部材。

１．０＜ｔ１／ｔ２≦３．０』というものである。

請求項４に記載の発明は、
『前記弾性片の輪状内径における短軸方向の長さをＬ１、該Ｌ１と直交する最長軸方向の長さをＬ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂製保持部材。
５≦Ｌ２／Ｌ１≦１５』というものである。

請求項５に記載の発明は、
『少なくとも、ばねと該ばねを保持するホルダとが一体化された樹脂製保持部材と、カートリッジ本体を有するトナーカートリッジであって、
前記樹脂製保持部材は、
前記ばねは複数の楕円形状の弾性片を接合部を介して連接させた形状を有し、
前記ホルダは前記ばねの外側に配置され、
前記ばねを構成する複数の楕円形状の弾性片のうち、弾性片の長軸方向に沿ってホルダと対向している２つの弾性片の１つが前記ホルダと結合してばねとホルダを一体化し、
前記対向している２つの弾性片の他の１つの弾性片と前記ホルダの間に部材を保持する部材保持部を有し、
ホルダと弾性片の結合部、前記接合部、前記部材保持部は、前記ばねの中央で弾性片の長軸方向に直交する方向に配置され、
前記弾性片は、弾性片における長軸方向の両端部の厚みの平均値が他部位の厚みの平均値よりも大きいものであり、
前記部材保持部の前記ばねの弾性片側に設けられている突起と前記ホルダ側に設けられている凹部の間に、前記カートリッジ本体に設けられている突起を嵌合させて、前記樹脂製保持部材を前記カートリッジ本体へ保持させることを特徴とするトナーカートリッジ。』というものである。

請求項６に記載の発明は、
『前記弾性片の両端部の厚みの平均値をｔ１、前記他部位の厚みの平均値をｔ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項５に記載のトナーカートリッジ。

１．０＜ｔ１／ｔ２≦３．０』というものである。

請求項７に記載の発明は、
『前記弾性片の輪状内径における短軸方向の長さをＬ１、該Ｌ１と直交する最長軸方向の長さをＬ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項５または６に記載のトナーカートリッジ。
５≦Ｌ２／Ｌ１≦１５』というものである。

本発明によれば、力が加わってばねが圧縮された状態で長期間使用されていても、ばねが破損することなく、所定の保持性能を長期にわたり安定して発現することのできる樹脂製保持部材の提供を可能にした。その結果、従来の金属製コイルばねを用いた保持部材と比べて、複数種類の材料を用いることがなく、また、樹脂の成形により作製可能なので、保持部材の生産性を大幅に向上させることができる様になった。

本発明は、ばねとばねを保持するホルダとが一体化した樹脂製保持部材と、当該樹脂製保持部材を用いたトナーカートリッジに関する。

図１（ａ）及び（ｂ）は、ばねとばねを保持するホルダとを一体化させた構造を有する樹脂製保持部材の模式図である。図１（ａ）は保持部材１０の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢印方向より保持部材１０を見た正面図である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、保持部材１０は、ばね部１１とばね部１１を保持するホルダ部１２より構成され、ばね部１１とホルダ部１２の間に部材を保持する部材保持部１３が設けられている。部材保持部１３は、ばね部１１を構成する弾性片１５側の突起とホルダ部１２側の凹部より構成され、ばね部１１を図の矢印方向に圧縮すると突起と凹部との間の隙間が拡がり、この間に部材を挿入し保持する。この様に、本発明に係る樹脂製保持部材による部材保持は、ばね部１１の圧縮により実現される。

次に、本発明に係る樹脂製保持部材１０を構成するばね部について説明する。図２（ａ）は、本発明に係る樹脂製保持部材１０を構成するばね部１１の部分図である。図２（ａ）に示す様に、ばね部１１は接合部１９を介して、輪状の弾性片１５を複数連接させて一体化した構造を有するものである。すなわち、本発明ではここのばね部１１が接合部１９で固着されて一体化しており、その構造が繰り返されることで構成されている。

図２（ａ）に示す様に、ばね部１１を構成する輪状の弾性片１５は、ちょうど陸上競技で使用されるトラックの様に、平行な２本の直線部分とこれらをつなぐ２つの円弧部分で形成される形状を有するものが代表的なものである。本発明でいう輪状の弾性片は、両端の部位が円弧の形状を有するものであり、図２（ａ）に示すトラック形状に限定されるものではない。たとえば、両端をつなぐ真ん中の部位が直線部分の他にラグビーボールの様に若干の膨らみを有する楕円形状を有するもの等も本発明に含まれる。さらに、電車のパンタグラフの様なひし形形状（平行四辺形形状）のものも挙げられる。ひし形形状の弾性片１５は、その頂点で他のひし形形状の弾性片と連接させてよく、端部１７を構成する長軸方向の頂点部分は丸みをもたせる様にした形状のものであってもよい。

弾性片１５は、内部に本発明でいう輪状内径に該当する中空部１６を有し、中空部１６を介して矢印方向に伸縮が行われる。すなわち、ばね部１１を圧縮すると、弾性片１５が中空部１６側に変形して圧縮が行われる。

また、樹脂製保持部材１０のばね部１１を構成する輪状の弾性片１５は、弾性片１５の長軸方向両端に存在する端部１７と弾性片１５の中央に存在する接合部１９の肉厚が弾性片１５を構成する他の部位の肉厚よりも厚い。この様に、端部１７と接合部１９の肉厚を厚くすることにより、ばね部１１を長時間にわたり圧縮させた状態で使用しても、端部１７や接合部１９での変形による劣化、破損の発生をなくし、ばね部１１の耐久性を向上させている。

ばね部１１の伸縮度合いは、弾性片１５を構成する中空部１６の大きさにより、制御することが可能である。中空部１６は、図２（ｂ）に示す様に、ばね部１１のたて幅Ｌ１、すなわち、本発明でいう輪状内径における短軸で表されるとともに、たて幅Ｌ１と直交する横幅Ｌ２、すなわち、本発明でいう輪状内径における長軸で表される。ここで、横幅Ｌ２は輪状内径における最大径であり、図２（ｂ）中の矢印で示すものである。

また、たて幅Ｌ１は横幅Ｌ２、すなわち、長軸方向に直交する内径Ｌ１の平均値（ΣＬ１（ｉ））ｎで表される。つまり、たて幅Ｌ１は以下のように表すことができる。

Ｌ１＝（ΣＬ１（ｉ））／ｎ （ｉは１、２、・・・、ｎ）
＝（Ｌ１（１）＋Ｌ１（２）＋・・・＋Ｌ（ｎ））／ｎ
また、図２（ｂ）に示す弾性片１５を構成する各部位の肉厚は、以下の定義される。すなわち、両端部１７の横幅Ｌ２の延長線上すなわち長軸上の肉厚の平均値（ｔ１（Ｌ）＋ｔ１（Ｒ））／２をｔ１、接合部１９の肉厚をｔ３、弾性片１５の長軸方向を構成する部位１８の肉厚の横幅Ｌ２間における平均値（ΣＬ２（ｉ）／ｍ）をｔ２とすると、
ｔ１＞ｔ２
ｔ３＞ｔ２
の関係を有する。ここで、部位１８の肉厚の横幅Ｌ２間における平均値ｔ２は、
ｔ２＝（Σｔ２（ｉ））／ｍ （ｉは、１、２、・・・、ｍ）
＝（ｔ２（１）＋ｔ２（２）＋・・・＋ｔ２（ｍ））／ｍ
で表されるものである。

具体的には、端部１７の肉厚平均値ｔ１及び接合部１９の肉厚ｔ３を、長軸方向を構成する部位１８の肉厚平均値ｔ２の１．０倍よりも大きく、３．０倍以下にすることが好ましい。すなわち、ばねの両端部の肉厚平均値をｔ１、前記他部位の肉厚平均値をｔ２とした時に、
１．０＜ｔ１／ｔ２≦３．０
の関係を有することが好ましい。

また、具体的な厚みは、例えば、弾性片１５の長軸方向を構成する部位１８の平均厚みを０．８〜１．０ｍｍとしたときに、端部１７の平均肉厚、及び接合部１９の肉厚を２．０ｍｍ以上にすることが好ましい。

上記たて幅Ｌ１、横幅Ｌ２、端部１７における肉厚平均値ｔ１、部位１８の肉厚平均値ｔ２の具体的な測定方法としては、「デジタルマイクロスコープ ＢＳ−Ｄ８０００III（ソニック（株）製）」を用い、その取扱説明書の記載に基づいて測定が可能である。すなわち、たて幅Ｌ１、横幅Ｌ２、端部１７における肉厚平均値ｔ１、部位１８の肉厚平均値ｔ２の「デジタルマイクロスコープ ＢＳ−Ｄ８０００III」で測定する時、はじめに、設定メニューを開いてレンズ倍率を設定する。その後、キャリブレーションを設定するとともに、必要に応じてスケール設定を行い、測定対象物の撮影が可能になる。撮影実施後、撮影した測定対象物の画像をモニタ画面に映し出し、測定する２点間を指定して、Ｌ１、Ｌ２、ｔ１、ｔ２を決定するために距離を測定する。なお、部位１８の肉厚平均値ｔ２は、横幅Ｌ２間の任意の２０個所の厚みを測定してその平均値を求める。同様に、たて幅Ｌ１は、横幅Ｌ２間の任意の２０個所で距離を測定してその平均値を求める。

本発明でいう輪状内径に該当する中空部１６を構成するたて幅Ｌ１と横幅Ｌ２が以下の関係を有するとき、本発明の効果がより確実に奏される。すなわち、
５≦Ｌ２／Ｌ１≦１５
中空部１６を構成するたて幅Ｌ１と横幅Ｌ２が上記関係を有するとき、弾性片１５に適度な伸縮性能が発現される。同時に、弾性片１５が受ける圧縮力に対して十分な耐久力が発現され、ばねとしての機能を十分に発現させることができる。

ばね部１１を構成する輪状の弾性片１５の端部１７や弾性片１５を連接させる接合部１９の形状を曲面にすることが好ましい。この様に、端部１７や接合部１９の形状を曲面にすることにより、ばね部１１を圧縮させたとき、端部１７や接合部１９に加わる力を適度に分散できるようにすることで、端部１７や接合部１９で応力集中による局所的な疲労や劣化の発生を回避させている。

本発明に係る樹脂製保持部材に使用される樹脂材料は、弾性片としたときに常時圧縮された状態でも、破損することなくその状態を維持することのできる耐久性を有するものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエンースチレン（ＡＢＳ）共重合体、ポリオキシメチレン、ポリカーボネートといった樹脂材料が挙げられる。これらの樹脂を単独で用いても、また、併用することも可能である。

本発明に係る樹脂製保持部材に使用される樹脂材料の物性は、ヤング率が２０００〜２６００ＭＰａ、引張降伏強度が２５〜６５ＭＰａ、圧縮降伏強度が４０〜１００ＭＰａとなるものが好ましく用いられる。

ヤング率は、引張粘弾性測定装置等の公知の方法により測定することが可能である。引張粘弾性測定装置を用いた測定方法としては、たとえば、長さ３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を用いセイコー株式会社製のＤＭＳ１１０型引張粘弾性測定装置を使用する方法、直径２５ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱形状試験片を用い東芝タンガロイ株式会社製のＵＭＳ−Ｒ型引張粘弾性測定装置を使用する方法、日本製鋼所製Ｎ１００型成形機で作製したダンベル１号試験片（ＡＳＴＭ Ｄ６３８ ＴｙｐｅＩ）を用い、オリエンテック株式会社製のテンシロン万能試験機 ＵＣＴ−５Ｔを使用する方法等が挙げられる。

引張降伏強度は、ＪＩＳ Ｋ７１１３の「プラスチック材料の引張試験方法」に基づいて測定することが可能で、たとえば、ＪＩＳ Ｋ７１６２の１Ａ試験片を用い、温度２３℃、試験速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件下で行われる引張試験による。

また、圧縮降伏強度は、ＪＩＳ Ｋ７２０８の「プラスチック材料の圧縮試験方法」に基づいて測定することが可能である。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７１８１で規定される圧縮試験片（縦２０ｍｍ×横４０ｍｍ×幅２ｍｍの直方体形状の試験片）を用い、温度２３℃、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件下で行われる圧縮試験によるものである。

本発明に係る樹脂製保持部材の作製方法としては、射出成形法がその代表的なものである。この他に、樹脂塊（ソリッド）を切削して作製する方法や、プレスを用いる方法等が挙げられる。

図３（ａ）及び（ｂ）に、本発明に係る樹脂製保持部材１０の使用例を示す。図３（ａ）及び（ｂ）は、電子写真方式の画像形成装置にトナー供給を行うトナーカートリッジに使用される例である。図３（ａ）は、トナーカートリッジ２０の全体図で、本発明に係る樹脂製保持部材１０はカートリッジ本体中央でカバーのかけられた状態で使用されている。図３（ｂ）はトナーカートリッジ２０における樹脂製保持部材１０の使用部付近の拡大図である。図３（ｂ）に示す様に、樹脂製保持部材１０は、トナーカートリッジ２０のハウジング２１中央にある突起２３に部材保持部１３を嵌合させ、ハウジング２１上端とトナーカートリッジ２０上方の取手２４の間にホルダ１２端部を固定させている。この様に部材保持部１３とホルダ１２端部を
配置することにより、ばね部１１は部材保持部１３を介してハウジング２１の突起２３に固定され、ホルダ１２端部が取手２４を矢印方向に押している。

すなわち、トナーカートリッジ２０を画像形成装置に装着する場合、画像形成装置本体側のハウジングに設けられた図示しない穴部に樹脂製保持部材１０の部材保持部１３のツメが嵌合されて、トナーカートリッジ２０は画像形成装置本体の所定位置に固定される。

トナーカートリッジ２０は、たとえば、図４に示す様な断面構造を有するもので、収納されたトナーを電子写真方式の画像形成装置を構成する感光体に供給し、感光体上に形成された静電潜像を現像する。この時、トナーカートリッジ２０は、画像形成装置側に設けられたモータにより回転駆動されて、画像形成装置に組み込まれた状態で感光体に接触または近接配置される現像ローラ２５より感光体上にトナー供給を行う。

画像形成装置に装着されたトナーカートリッジ２０は、画像形成装置側に設けられたモータによる回転駆動により上下逆さまの状態になることもある。この様な状態で保持されていても、樹脂製保持部材１０のホルダ１２端部が取手２４を図３（ｂ）に示す矢印方向に押さえているので取手２４が開くことはない。

すなわち、トナーカートリッジ２０は画像形成装置の所定位置に固定され、回転駆動を経て感光体上に現像動作を行う。このとき、ばね部１１はホルダ１２端部を介して取手２４を図３（ｂ）の矢印方向に押し、ばねの力により取手２４はトナーカートリッジ２０の所定位置に押し付けられ、画像形成動作時の振動や回転による位置ずれを起こさない。

また、トナーカートリッジ２０を画像形成装置よりはずす場合、作業者が取手２４を引き上げると、樹脂製保持部材１０には図３（ｂ）に示す矢印と逆方向の力が作用して部材保持部１３のツメがはずれる。その結果、画像形成装置との嵌合が解除されてトナーカートリッジ２０が画像形成装置よりはずれる。

この様に、樹脂製保持部材１０に設けられたばね部１１は、トナーカートリッジ２０を画像形成装置本体からはずす時には伸びるが、それ以外の時には取手２４を図３（ｂ）に示す矢印の方向に押し続けている。

また、図４に示す様に、トナーカートリッジ２０は、前述の現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。

現像ローラ２５は、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。

バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５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２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５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２９をさらに設けることも可能である。

現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５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３０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。

ホッパ２７には一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを攪拌する回転体３１が設けられている。回転体３１には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体３１の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体３１の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２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Ｔを通路３２に供給している。

また、通路３２には通路３２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Ｔがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴ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３０は、弁３２１が通路３２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２６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２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。

トナーカートリッジ２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９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２５の回転に伴ってバッファ室２６に戻り、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。

なお、図５（ａ）及び（ｂ）に従来技術である金属製コイルばねを用いた保持部材の模式図を示す。図５（ａ）及び（ｂ）に示す保持部材１１０は、金属製コイルばねをホルダ部１１２のばね設置部１２０に取り付け、取り付けられたコイルばね１１１とホルダ部１１２との間に形成される部材保持部１１３に部材を保持するものである。図５（ａ）及び（ｂ）に示す保持部材１１０は、ばね部１１１に金属製のコイルばねが用いられ、保持部材１１０を作製する場合、ホルダ部１１２を成形し、さらに、ホルダ部１１２にコイルばねを取り付ける作業が必要になる。一方、本発明に係る樹脂製保持部材は、樹脂材料を用いて成形により、ばね部１１１とホルダ部１１２とが一体化したものを作製することができる。

したがって、本発明に係る保持部材によれば、図５（ａ）及び（ｂ）に示す保持部材１１０を作製する時の金属製コイルばねの取付け作業等がなく、手間なく迅速に保持部材１０を生産できる。また、樹脂材料のみで作製することができるので、保持部材１０の作製時に必要な部品点数を減らすことが可能である。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様は以下に限定されるものではない。
１．保持部材試料の作製
表１に示すヤング率、引張降伏応力、圧縮引張応力を有する市販の各種樹脂材料を用いて、射出成形法により、図１（ａ）及び（ｂ）に示す形状を有する保持部材試料を作製した。なお、表１中の樹脂材料材質における略号は、以下に示す樹脂を略したものである。

ＰＯＭ：ポリオキシメチレン樹脂
ＨＩＰＳ：ハイインパクトポリスチレン樹脂
ＡＢＳ：アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体樹脂
ＰＣ：ポリカーボネート樹脂
なお、各種保持部材試料におけるばね部１１の端部１７及び部位１８の肉厚、中空部１６のたて幅と横幅、端部１７及び接合部１９への曲面付与は金型設計により対応した。

各種樹脂材料のヤング率は、日本製鋼所製Ｎ１００型成形機で作製したダンベル１号試験片（ＡＳＴＭ Ｄ６３８ ＴｙｐｅＩ）を用い、オリエンテック株式会社製のテンシロン万能試験機 ＵＣＴ−５Ｔを使用する方法で測定した。また、樹脂材料の引張降伏強度は、ＪＩＳ Ｋ７１６２の１Ａ試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７１１３の「プラスチック材料の引張試験方法」に基づいて測定した。さらに、樹脂材料の圧縮降伏強度は、ＪＩＳ Ｋ７１８１で規定される圧縮試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７２０８の「プラスチック材料の圧縮試験方法」に基づいて測定した。

作製した図１（ａ）及び（ｂ）に示す形状の保持部材試料を、実施例１〜９及び比較例２〜６とした。これら保持部材試料のたて幅Ｌ１、横幅Ｌ２、端部１７における肉厚平均値ｔ１、及び、部材１８の肉厚平均値ｔ２を、前述の「デジタルマイクロスコープ ＢＳ−Ｄ８０００III（ソニック（株）製）」を用いて測定した。なお、端部１７における肉厚平均値ｔ１は、ｔ１（Ｌ）とｔ１（Ｒ）が等しい値のものであった。

また、比較例１として、直径０．３２ｍｍの鋼製材料より、直径２．２ｍｍ、総巻数２５、長さ１８．６ｍｍ、ばね定数が０．３Ｎ／ｍｍのコイルばねを作製し、ポリオキシメチレン製のホルダに前記コイルばねを取り付けた図５（ａ）及び（ｂ）に示す保持部材試料を作製した。
２．評価実験
（１）保持部材の生産性評価
３名の作業者に射出成形機及び手作業をそれぞれ１５分間行わせ、その間で作製された保持部材個数（個／１人）から生産性を評価した。ここで、作業の具体的な内容は、樹脂部に出るバリの除去作業と、比較例におけるコイルばね取付け作業である。

○：３００（個／１人）以上
△：１００（個／１人）以上３００（個／１人）未満
×：１００（個／１人）未満
（２）保持部材の耐久性評価
作製した各保持部材を、図３（ａ）及び（ｂ）に示す様に、トナーカートリッジの所定部位に装填した。そして、トナーカートリッジの画像形成装置への脱着操作を連続で１０００回行い、脱着試験後のトナーカートリッジの画像形成装置への装填感触と装填されたトナーカートリッジの固定状態から耐久性を評価した。

○：しっかりした装填感触が得られ、かつ、装填したトナーカートリッジは動かなかった
△：装填時に若干緩さを感じたが、装填したトナーカートリッジは動かなかった
×：装填時に緩さを感じ、装填したトナーカートリッジが動いた
結果を表１に示す。

表１に示す様に、本発明に係る樹脂製保持部材に該当する実施例１〜９では生産に手間がかからず、しかも耐久性を有する樹脂製保持部材が得られ、本発明の効果を奏することが確認された。一方、比較例１〜６では、生産性においてはコイルばねの取り付けや端部１７におけるバリの除去に手間をとられた。また、耐久性において、比較例２〜６は実施例１〜９よりも劣ることが確認され、ばねを構成するトラック形状の弾性片はトラック形状長軸方向両端部の平均肉厚が他部位の平均肉厚よりも厚くないと本発明の効果が奏されないことを確認した。

この様に、本発明によれば、力が加わってばねが圧縮された状態で長期間使用されていても、ばねが破損することなく、所定の保持性能を長期にわたり安定して発現することのできる樹脂製保持部材の提供を可能にした。その結果、従来の金属製コイルばねを用いた保持部材と比べて、複数種類の材料を用いることがなく、また、樹脂の成形により作製可能なので、保持部材の生産性を大幅に向上させることが可能になった。

ばねとホルダとが一体化された樹脂製保持部材の模式図である。 ばね部の概略図である。 本発明に係る樹脂製保持部材の使用例を示す概略図である。 トナーカートリッジの断面構造を示す概略図である。 金属製のコイルばねを用いた保持部材の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ （樹脂製）保持部材
１１ ばね部
１２ ホルダ部
１３ 部材保持部
１４ 突起部
１５ 弾性片
１６ 中空部
１７ 端部
１８ 弾性片を構成する部位
１９ 接合部
２０ トナーカートリッジ

Claims (7)

1. ばねと該ばねを保持するホルダとが一体化された樹脂製保持部材であって、
   前記ばねは複数の楕円形状の弾性片を接合部を介して連接させた形状を有し、
   前記ホルダは前記ばねの外側に配置され、
   前記ばねを構成する複数の楕円形状の弾性片のうち、弾性片の長軸方向に沿ってホルダと対向している２つの弾性片の１つが前記ホルダと結合してばねとホルダを一体化し、
   前記対向している２つの弾性片の他の１つの弾性片と前記ホルダの間に部材を保持する部材保持部を有し、
   ホルダと弾性片の結合部、前記接合部、前記部材保持部は、前記ばねの中央で弾性片の長軸方向に直交する方向に配置され、
   前記弾性片は、弾性片における長軸方向の両端部の厚みの平均値が他部位の厚みの平均値よりも大きいことを特徴とする樹脂製保持部材。
2. 前記部材保持部は、前記ばねの弾性片側に突起が設けられ、かつ、前記ホルダ側に凹部が設けられているものであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製保持部材。
3. 前記弾性片の両端部の厚みの平均値をｔ１、前記他部位の厚みの平均値をｔ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製保持部材。
   １．０＜ｔ１／ｔ２≦３．０
4. 前記弾性片の輪状内径における短軸方向の長さをＬ１、該Ｌ１と直交する最長軸方向の長さをＬ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂製保持部材。
   ５≦Ｌ２／Ｌ１≦１５
5. 少なくとも、ばねと該ばねを保持するホルダとが一体化された樹脂製保持部材と、カートリッジ本体を有するトナーカートリッジであって、
   前記樹脂製保持部材は、
   前記ばねは複数の楕円形状の弾性片を接合部を介して連接させた形状を有し、
   前記ホルダは前記ばねの外側に配置され、
   前記ばねを構成する複数の楕円形状の弾性片のうち、弾性片の長軸方向に沿ってホルダと対向している２つの弾性片の１つが前記ホルダと結合してばねとホルダを一体化し、
   前記対向している２つの弾性片の他の１つの弾性片と前記ホルダの間に部材を保持する部材保持部を有し、
   ホルダと弾性片の結合部、前記接合部、前記部材保持部は、前記ばねの中央で弾性片の長軸方向に直交する方向に配置され、
   前記弾性片は、弾性片における長軸方向の両端部の厚みの平均値が他部位の厚みの平均値よりも大きいものであり、
   前記部材保持部の前記ばねの弾性片側に設けられている突起と前記ホルダ側に設けられている凹部の間に、前記カートリッジ本体に設けられている突起を嵌合させて、前記樹脂製保持部材を前記カートリッジ本体へ保持させることを特徴とするトナーカートリッジ。
6. 前記弾性片の両端部の厚みの平均値をｔ１、前記他部位の厚みの平均値をｔ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項５に記載のトナーカートリッジ。
   １．０＜ｔ１／ｔ２≦３．０
7. 前記弾性片の輪状内径における短軸方向の長さをＬ１、該Ｌ１と直交する最長軸方向の長さをＬ２とした時に、以下の関係を有することを特徴とする請求項５または６に記載のトナーカートリッジ。
   ５≦Ｌ２／Ｌ１≦１５

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