(57)【要約】【課題】トナー充填後、蓋部材と容器本体を溶着して接合する際に溶着部を加熱して樹脂の一部を溶かして接合するため、溶着部の周辺は瞬間的に高温になってしまい、溶着部周辺のトナーが熱により軟化し粗大粒子化してしまう場合があった。【解決手段】溶着治具を容器本体に対して相対移動させながら溶着部を順次溶着する構成としたため、トナーの粗大粒子化を防止することができた。【選択図】      図１１
2004317549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー充填口を有するトナー補給容器の製造方法において、
前記トナー充填口からトナーを充填する工程と、
前記トナー充填口を塞ぐために前記トナー充填口周りの溶着部に溶着治具を用いて蓋部材を超音波溶着する工程と、を有し、
トナー充填後、前記溶着治具を未溶着部に向けて前記トナー補給容器に対し相対的に移動させながら順次溶着することを特徴とするトナー補給容器の製造方法。
【請求項２】
前記トナー補給容器の位置を固定した状態で前記溶着治具を移動させながら順次溶着することを特徴とする請求項１のトナー補給容器の製造方法。
【請求項３】
トナー充填口を有するトナー補給容器において、
前記トナー充填口からトナーを充填した後、前記トナー充填口を塞ぐために前記トナー充填口周りの溶着部に溶着治具を用いて蓋部材を超音波溶着するとき、前記溶着治具を未溶着部に向けて前記トナー補給容器に対し相対的に移動させながら順次溶着することで構成したことを特徴とするトナー補給容器。
【請求項４】
前記トナー補給容器の位置を固定した状態で前記溶着治具を移動させながら順次溶着することで構成したことを特徴とする請求項３のトナー補給容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電記録方式や電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ＦＡＸ等において用いられるトナー補給容器及びその製造方法に関する。
【０００２】
具体的には、上記画像形成装置に着脱可能に設けられこれにトナーを補給するトナー補給容器として用いられる場合や、上記画像形成装置に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジが有するトナー補給容器として用いられる場合がある。
【０００３】
ここで、電子写真方式を採用した画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等がある。
【０００４】
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体の他に帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つを一体的に有し、電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられたものである。
【０００５】
【従来の技術】
従来、静電式複写機、プリンタ等の画像形成装置には粉末トナーが使用されているが、このトナーの補給容器は一般に合成樹脂等で作られた円筒状もしくは直方体等の容器本体と、容器本体から粉末トナーを画像形成装置本体の現像装置やトナー受け入れ部に補給するために開口しているトナー補給開口部を有し、シール部材等によって封止される構成になっている。更に通常、容器本体には、トナーを充填するための充填開口と、成型時に金型をスライドさせて抜くための金型抜き用開口があり、容器本体にトナーを充填する前に金型抜き用開口を蓋等の封止部材で封止し、充填開口からトナーを充填後、充填開口をポリエチレン等の樹脂製のキャップ部材で封止するのが一般的であるが、充填開口の封止レベルを向上させる目的で、充填開口を蓋部材で溶着して封止する提案もされている。（例えば、特許文献１〜３参照）
なお、開口を封止部材で封止する手段としては、接着や粘着等の方法もあるが、高いシール性、低コスト、組立性の観点から、熱溶着、高周波溶着、インパルスシール、超音波溶着等の溶着によるものが一般的である。
【０００６】
更に、その中でも超音波溶着は、簡単に短時間で高い溶着強度を確保できるため、最も多く使用されている。超音波溶着は高周波発信器からの電気振動を機械的振動に変換して増幅し、増幅された超音波振動を溶着させたい物に伝導させて縦方向の振動による摩擦熱にて溶かして接合する手段である。通常、超音波溶着は、被溶着物を受け治具に設置し、その上にもう一つの被溶着物を乗せて、溶着治具と受け治具との間に配置し、溶着治具を昇降させ、被溶着物の上から押し当てて溶着するのが一般的であるが、中には、溶着治具を横方向に移動させながら溶着する例も提案されている。具体的には、エンドレスベルト状の電子写真感光体の製造方法にてベルトの接合に用いられたり、シート材料から無端のループを形成する装置としてシート材の接合に用いられている。（特許文献４〜７参照）
また、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。このようなプロセスカートリッジにおいても、トナーを収容し、現像手段にトナーを補給するためにトナー補給容器が用いられている。
【０００７】
【特許文献１】
実開平１−１４０５５４号公報
【特許文献２】
特開平４−４７５号公報
【特許文献３】
特開平９−２２２８３９号公報
【特許文献４】
特許  第２６４３４０７号
【特許文献５】
特許  第２６４３４４９号
【特許文献６】
特許  第２７１８０６０号
【特許文献７】
特許  第２８０３９０３号
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】
前述したように、高いシール性を確保する目的で、トナー補給容器のトナー充填開口をトナー充填後に封止部材を溶着して封止する方法が提案されている。
【０００９】
また、トナー補給容器の容器本体に設けられたトナーを充填するための充填開口を廃止し、成型時に金型をスライドさせて抜くための金型抜き用開口をトナー充填開口として、トナー充填後、封止部材で封止する方法も考えられる。この場合には、トナー充填専用の開口を設けなくて済むことにより、金型の構成が簡単になり、金型費用のコストダウンや成型タクトアップが図れる他に、充填口封止用のキャップ部材も不要になる等のメリットがあるが、トナー充填専用の開口と比較して面積が大きくなり、高いシール性が必要となる傾向がある。また、円形や四角形に限定されず、異形状である場合もあり、キャップ部材の圧入等では高いシール性が確保できない可能性が高い。
【００１０】
以上のように、トナー補給容器のトナー充填開口を高いシール性を得られるようにトナー充填後封止するためには、熱溶着、高周波溶着、インパルスシール、超音波溶着等の溶着方法を用いるのが好ましく、中でも、樹脂の蓋部材等を封止部材として容器本体に溶着させて高いシール性を得るための溶着強度を確保するためには、超音波溶着が最も好ましい。
【００１１】
しかしながら、溶着方法の場合には、封止部材と容器本体を接合する際に接合部（以下、溶着部）を加熱して、樹脂の一部を溶かして接合するため、溶着部の周辺は瞬間的に高温になってしまう。トナーを充填する前の部品の組立方法としては特に問題無いが、本件のようにトナー充填後溶着を行う場合は、溶着部周辺にもトナーが存在しており、溶着時の熱がトナーにも伝わって軟化し、粗大粒子を形成してしまう場合があった。
【００１２】
仮に、粗大粒子が形成され、トナー補給容器のトナー補給開口部から現像装置に移動した場合には、感光体ドラムにトナーを搬送する現像スリーブと現像ブレードの間に挟まって画像上縦スジ等を発生させてしまう可能性がある。
【００１３】
したがって、トナー充填後の充填開口を封止部材を溶着して封止する場合には、トナーの粗大粒子の発生を防止することが大きな課題であった。
【００１４】
そこで、本発明は、従来のトナー充填専用開口、これを塞ぐ充填口キャップが不要になり、またトナー充填後の充填開口を高いシール性を確保した状態で封止することができ、トナーの粗大粒子の発生も抑えることができるトナー補給容器及びその製造方法を提案するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題を解決することができる。本発明は、トナー充填口を有するトナー補給容器の製造方法において、前記トナー充填口からトナーを充填する充填工程と、前記充填工程を実行後、前記トナー充填口を塞ぐために前記トナー充填口周りの溶着部に溶着治具を用いて蓋部材を超音波溶着する工程と、を有し、前記溶着治具を未溶着部に向けて前記トナー補給容器に対し相対的に移動させながら順次溶着することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、トナー充填口を有するトナー補給容器において、前記トナー充填口からトナーを充填した後、前記トナー充填口を塞ぐために前記トナー充填口周りの溶着部に溶着治具を用いて蓋部材を超音波溶着するとき、前記溶着治具を未溶着部に向けて前記トナー補給容器に対し相対的に移動させながら順次溶着することで構成されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
［電子写真画像形成装置について］
まず、本発明に係るトナー補給容器が装着される画像形成装置の一例である電子写真画像形成装置の構成について図１に基づいて説明する。
【００１８】
なお、本発明で言うトナーとは、１成分現像剤としてのトナーはもちろんのこと、２成分現像剤に含まれるトナーをも指す。
【００１９】
また、本例ではトナーを補給するトナー補給容器に関して以下説明するが、２成分現像剤であればトナー補給容器にトナーと共にキャリアを充填し、これらトナー及びキャリアを補給するものであっても何ら構わない。
【００２０】
図１に示す電子写真複写機本体（以下、「装置本体」という）装置本体１００において、原稿１０１が原稿台ガラス１０２の上に置かれると、原稿１０１の画像情報に応じた光像が光学部１０３の複数のミラーＭとレンズＬｎにより、像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、「感光体ドラム」という）１０４上に結像する。カセット１０５、１０６、１０７、１０８に積載された記録媒体（以下、「媒体」という）Ｐのうち、図２に示す操作部１００ａ（図２参照）から使用者（ユーザー）が入力した情報もしくは原稿１０１の媒体サイズから、最適な媒体Ｐをカセット１０５〜１０８の媒体サイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としては上記媒体に限定されずに、例えばＯＨＰシート等適宜選択できる。
【００２１】
そして、給送・分離装置１０５Ａ、１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａにより搬送された１枚の媒体Ｐを、搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送し、更にレジストローラ１１０により媒体Ｐを感光体ドラム１０４の回転と、光学部１０３のスキャンのタイミングを同期させて転写部に搬送する。転写部では、転写放電器１１１によって、感光体ドラム１０４上に形成されたトナー像を媒体Ｐに転写する。そして、分離放電器１１２によって、トナー像の転写された媒体Ｐを感光体ドラム１０４から分離する。
【００２２】
この後、搬送部１１３により定着部１１４へ搬送された媒体Ｐは、定着部１１４において熱と圧力により媒体Ｐ上のトナー像を定着させた後、片面コピーの場合には、排出反転部１１５を通過し、排出ローラ１１６により排出トレイ１１７へ排出される。又、両面コピーの場合には、排出反転部１１５のフラッパ１１８の制御により、再給送搬送路１１９、１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ１１７へ排出される。
【００２３】
又、多重コピーの場合には、媒体Ｐは排出反転部１１５を通り、一度排出ローラ１１６により一部が装置外へ排出される。そして、この後、媒体Ｐの終端がフラッパ１１８を通過し、排出ローラ１１６にまだ挟持されているタイミングでフラッパ１１８を制御すると共に排出ローラ１１６を逆回転させることにより、再度装置本体１００内へ搬送される。更にこの後、再給送搬送路１１９、１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ１１７へ排出される。
【００２４】
ところで、上記構成の装置本体１００において、感光体ドラム１０４の回りには現像手段としての現像装置２０１、クリーナ装置２０２、一次帯電器２０３等が配置されている。現像装置２０１は、原稿１０１の画像情報に基づいて一様に帯電された感光体ドラム１０４上を光学部１０３により露光して形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するものである。そして、この現像装置２０１へのトナーを補給するためのトナー補給容器１が使用者によって装置本体１００に着脱可能に装着されている。なお、トナー補給容器からトナーのみを画像形成装置側へ補給する場合や、トナー及びキャリアを補給する場合であっても本発明を適用できる。本実施形態では前者の例についての説明である。
【００２５】
又、現像装置２０１は、収容手段としてのトナーホッパー２０１ａと現像器２０１ｂとを有している。トナーホッパー２０１ａは、トナー補給容器１から補給されたトナーを撹拌するための撹拌部材２０１ｃを有している。そして、この撹拌部材２０１ｃにより撹拌されたトナーは、マグネットローラ２０１ｄにより現像器２０１ｂに送られる。現像器２０１ｂは、現像ローラ２０１ｆと、送り部材２０１ｅを有している。そして、マグネットローラ２０１ｄによりトナーホッパー２０１ａから送られたトナーは、送り部材２０１ｅにより現像ローラ２０１ｆに送られて、この現像ローラ２０１ｆにより感光体ドラム１０４に供給される。尚、クリーナ装置２０２は、感光体ドラム１０４に残留しているトナーを除去するためのものである。又、一次帯電器２０３は、感光体ドラム１０４を帯電するためのものである。
【００２６】
図２に示す外装カバーの一部であるトナー補給容器交換用前カバー２０（以下、「容器交換用前カバー」という）を図３に示すように使用者が開けると、装着手段の一部である容器受け台５０が、駆動系（不図示）によって所定の位置まで引き出される。そして、この容器受け台５０上にトナー補給容器１を載置する。使用者がトナー補給容器１を装置本体１００から取り出す際には、容器受け台５０を引き出し、容器受け台５０に載っているトナー補給容器１を取り出す。ここで、容器交換用前カバー２０はトナー補給容器１を着脱（交換）するための専用カバーであって、トナー補給容器１を着脱するためだけに開閉される。尚、装置本体１００のメンテナンスは、前面カバー１００ｃを開閉することによって行われる。尚、容器受け台５０を介することなく、トナー補給容器１を装置本体１００に直接装着し、又、装置本体１００から取り外してもよい。
【００２７】
［トナー補給容器について］
実施例１のトナー補給容器１の構成を示す断面図を図４に示す。実施例１のトナー補給容器は、主に容器本体１Ａ、キャップ部材２、トナー４、搬送部材１０、フランジ１１から成っている。本実施例のトナー補給容器１は、装置本体１００内部でキャップ部材２を開封し、装置本体１００の補給ユニット３０から受けた回転駆動をキャップ部材２の爪部材２ｃを介して容器本体１Ａに伝達し、キャップ部材２と一緒に容器本体１Ａを回転させて容器本体１Ａ内部に設けた搬送部材１０によりトナー４を搬送して容器本体１Ａのトナー排出開口１ａからトナー４をトナーホッパー部２０１ａへ排出させるものである。
【００２８】
以下、詳細を説明する。
【００２９】
最初に、各部材について説明する。
【００３０】
容器本体１Ａは、図５に示した通り、略円筒形状であるが、主には胴部１ｂと胴部１ｂの直径よりも小さい略円筒形状のトナー排出開口１ａを有している。トナー排出開口１ａには、キャップ部材２の爪部材２ｃと係合して回転駆動を伝達するリブ状の突起１ａ−１を設けてある。
【００３１】
また、トナー排出開口１ａと反対側の端面は、大きな開口１ｃを有している。この開口１ｃは、容器本体１Ａ成型時に容器本体１Ａ内部を形成した金型を引き抜くための開口であり、また、搬送部材１０を容器本体１Ａ内部に挿入し、トナー４充填後、フランジ１１を組み付けるためのものである。
【００３２】
容器本体１Ａの各寸法は実際のトナー充填量、排出性能によって適宜選択するのが望ましいが、容器回転時にねじれ等の変形が無い程度の剛性が必要であり、本実施例ではポリスチレンを用いて射出成型にて成型した。
【００３３】
キャップ部材２は、容器本体１Ａのトナー排出開口１ａを封止する物であり、図６に示した通り、トナー排出開口１ａとの封止部２ａを、更に開封時に補給ユニット３０に係合する係合部２ｂを、容器本体１Ａに回転駆動を伝達するための爪部材２ｃを有している。
【００３４】
封止部２ａには、円筒形の外周を取り巻くリブ２ａ−１が設けてあり、トナー排出開口１ａの内周に密接して、容器本体１Ａ内のトナー４が外部へ漏れないように封止する必要があるが、同時にキャップ部材２の開閉操作が滑らかであることも併せ持つ必要がある。
【００３５】
係合部２ｂは、補給ユニット３０に装着して開封する時に補給ユニット３０と係合して、更にトナー排出時には容器本体１Ａと一緒に回転する駆動を補給ユニット３０から受ける必要がある。
【００３６】
爪部材２ｃは、容器本体１Ａのトナー排出開口１ａのリブ状突起１ａ−１と係合するように円周方向に沿って１８０°方向に対向するように２箇所設けた。
【００３７】
以上の各機能が達成できれば、材質、形状、成型方法等は本例に限定されるものではなく、自由に選択できる。なお、キャップ部材２の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール等が考えられるが、封止部２ａにエラストマーを用いて２色成型する等の方法により、キャップ部材２としてはポリスチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート等の剛性の高い材料を用いることができ、材質選定の自由度が広がることから強度アップやコストダウンが図れる。本実施例では、キャップ部材２としてＡＢＳを、封止部２ａにはエラストマーを用いて射出成型による２色成型で成型した。
【００３８】
搬送部材１０は容器本体１Ａ内部に挿入され、容器本体１Ａと一緒に回転し容器本体１Ａ内部のトナー４をトナー排出開口１ａに向けて搬送するための物である。図４、７に示した通り、円筒状の容器本体１Ａの断面の円形状を回転軸線方向に沿って２分割するような平板部１０ａと、回転時にトナー４をすくって搬送するための傾斜板１０ｂからなり、平板部１０ａはその一部が容器本体１Ａと係合して一緒に回転し、更にトナー４のブリッジ防止や流動を妨げないように部分部分に開口１０ｃを有している。傾斜板１０ｂは平板部１０ａの回転軸線方向に対し一定間隔で約４５°の角度で取り付けてあり、容器本体１Ａの回転時には容器本体１Ａの底側に溜まったトナー４を傾斜板１０ｂに乗せて、容器本体１Ａ回転に伴い傾斜に沿ってトナー４を滑らせてトナー排出開口１ａに向けて送る構成になっている。図４では図示矢印ロ方向に回転させることでトナー４を搬送することができる。
【００３９】
トナー排出開口１ａに最も近い傾斜板１０ｂはトナー排出開口１ａの円筒部に直接トナー４を搬送するように円筒部内に侵入もしくはトナー排出口開口１ａと容器本体１Ａの胴部１ｂの境界に近接させている。搬送部材１０として、上記目的が達成できる範囲であれば、材質、形状、寸法を自由に選択できるが、本例では、肉厚１．５ｍｍのポリスチレンを用い、射出成型にて成型した。
【００４０】
フランジ１１は容器本体１Ａに搬送部材１０を挿入し、トナー４を容器本体１Ａに充填した後、容器本体１Ａの開口１ｃを塞ぎ、搬送部材１０の容器本体１Ａ内部の固定をサポートするための物で、更に、図８に示したように本例ではユーザーにトナー補給容器１を保持させるための把手部１１ａを有しており、容器本体１Ａに接合させる。本例では容器本体１Ａと同様、ポリスチレンを用い、射出成型にて成型した。
【００４１】
トナー４は、本例ではモノクロ磁性トナーを用いており、本例の具体的なトナー４の構成を以下に示す。
【００４２】
スチレンアクリル樹脂                １００部
ポリプロピレンワックス                  ３部
パラフィンワックス                      ３部
磁性体                                ９５部
荷電制御材                              ２部
粒径：６〜８μｍ、軟化点：１２５〜１３０℃、真比重：１．６〜１．８を用いた。
【００４３】
トナーの軟化点の測定方法を以下に説明する。軟化点とは、下記方法で測定された温度Ｔ０  をいう。測定は次のように行った。フローテスターＣＦＴ−５００Ａ型（島津製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径１ｍｍ、厚み１ｍｍとして１０ｋｇの押出荷重を加え、初期設定温度５０℃で予熱時間４２０秒の後、４℃／分の速度で等速昇温したとき描かれるトナーのプランジャー降下量−温度曲線（以下「軟化Ｓ字曲線」という）を求める。試料となるトナーは１〜３ｇ精製した微粉末を用い、プランジャー断面積は１．０ｃｍ２  とした。
【００４４】
軟化Ｓ字曲線は、普通、図９に示すようなカーブとなる。等速昇温するに従い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される（プランジャー降下Ａ→Ｂ）。さらに昇温すると溶融状態となったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）、プランジャー降下が停止して終了する（Ｄ→Ｅ）。軟化Ｓ字曲線の高さＨは、全流出量を示し、Ｈ／２のＣ点に対応する温度Ｔ０  はその軟化点を示す。測定方法は以上に示した通りだが、各測定条件はトナー種によって本例の条件を基に変更することもできる。
【００４５】
真比重は、定容積膨張法を用いた乾式自動密度計アキュピック１３３０形−０１（島津製作所製）にて測定した値である。
【００４６】
次に、本実施例のトナー補給容器１の組立方法について説明する。
【００４７】
容器本体１Ａのトナー排出開口１ａにキャップ部材２を嵌め込み、搬送部材１０を容器本体１Ａの開口１ｃより挿入、容器本体１Ａと搬送部材１０を軽く固定してから、開口１ｃよりトナー４を容器本体１Ａに充填する。すなわち本実施例では、開口１ｃをトナー充填開口として使用する。トナー充填後、容器本体１Ａの開口１ｃをフランジ１１で封止するように接合し組立てる。なお、搬送部材１０はトナー充填後に容器本体１Ａに挿入して組立てても構わない。
【００４８】
本実施例では、トナー排出開口１ａの円筒内部直径を３０ｍｍ、円筒部の長さを３０ｍｍとし、胴部１ｂの直径を９０ｍｍとして容積約２０００ｃｃの容器本体１Ａに搬送部材１０を挿入後トナー１ｋｇを充填した後、フランジ１１を接合した。
【００４９】
次に、容器本体１Ａと蓋部材としてのフランジ１１との接合について、詳細を説明する。
【００５０】
本発明では容器本体１Ａとフランジ１１との接合に超音波溶着を用いた。
【００５１】
まず、本例に用いた超音波溶着装置７０について説明する。
【００５２】
図１０に示したように、本例に用いた超音波溶着装置７０は主に、超音波溶着機本体７１、溶着治具７、溶着治具７を３次元に動かすための６軸ロボット７２で構成されている。
【００５３】
なお、超音波溶着機本体７１について、本例では、精電舎電子工業社のＳＯＮＯＰＥＴ  １５０Ｋを用いた。また、６軸ロボット７２は溶着治具７を溶着形状に合わせて３次元的に動かすことができれば良い。
【００５４】
溶着治具７は、治具の先端から超音波振動を発生させ、接触させることにより、接合部に振動を伝達し溶着させるものである。俗に、溶着ホーンや溶着ヘッドとも呼ばれている。
【００５５】
更に、溶着治具７の先端は、溶着部の表面に傷を与えないようにＲ取りし、また、溶着時には、開口１ｃ周りに位置する溶着部に確実に振動エネルギーを与えるために、溶着面に対し９０°の角度で接触するようにした。なお、本例の構成では、ペン型の溶着治具７を３次元に動かすことができるので、溶着治具７が動ける範囲で確実に受けられる範囲であれば、単純な平面だけでなく、従来の一括溶着が困難であった斜面や、段差等も溶着することが可能であり、トナー補給容器の設計の自由度が高くなる。
【００５６】
更に、本例では、溶着治具７として、治具先端が突状のペン型形状を用いたが、本発明の効果が得られる範囲で治具先端の形状は選択でき、治具先端の接触部の長さを大きくしたりすることができる。
【００５７】
また、本溶着方法は、従来の溶着方法と比較して、以下のようなメリットがある。
【００５８】
▲１▼設備投資が小さい。
溶着機本体及び溶着治具が従来のように大きくなく、特にペン型の小さい溶着治具であるため、装置コストが小さく、更に、溶着物の形状に合わせた専用の治具ではないので、溶着形状によらず、汎用性が高い。
【００５９】
▲２▼溶着音が小さい。
従来の一括溶着では、溶着時に発生する溶着音が非常に大きく、量産時には防音箱を設け、その中に溶着装置を置く必要があったが、溶着部が小さく、使用するエネルギーも低いため、溶着音も低く、防音箱が不要になる。このため、低コスト化、装置占有スペースの縮小化、更には環境対応にも有利である。
【００６０】
▲３▼消費電力が少ない。
溶着部が小さく、使用エネルギーも低いため、消費電力が小さく、省エネに適しており、低コスト化、環境対応に有利である。
【００６１】
次に、図１１に超音波溶着により組立ている状態を示す。トナー充填後、トナー充填開口にもなる開口１ｃにフランジ１１を蓋部材として覆った状態でフランジの１１の上から溶着部に溶着治具７を当てて未溶着部に向かって相対移動させながら溶着する。
【００６２】
本発明では、ペン型の溶着治具７を用いて、フランジ１１と容器本体１Ａの接合部（溶着部）に当たる部分に接触させた状態でフランジ１１の円形状に沿って一周させ溶着させた。
【００６３】
具体的には、図１１、１２に示したように、フランジ１１に容器本体１Ａの端面１ｄと接合するための突部１１ｂと、突部１１ｂが溶けて流動した樹脂を溜めて容器内外にバリ状に流出するのを防ぐ溝部１１ｃと、溶着時に容器本体１Ａの端面１ｄが内側に位置ずれするのを防止するリブ１１ｄを設けて、フランジ１１を容器本体１Ａに組み込んで、突部１１ｂと端面１ｄが容器本体１Ａの開口１ｃ及びフランジ１１の外周に沿った状態で接触するようにする。更に溶着時の受け治具７３で容器本体１Ａが外側にずれないよう固定し、端面１ｄは受け治具７３とリブ１１ｄに挟まれた状態で固定される。
【００６４】
この状態で、溶着治具７をフランジ１１の突部１１ｂに該当する部分１１ｅに接触させて、振動と圧力を加えていくと、端面１ｄに接触している突部１１ｂの先端に振動エネルギーが集中して、上下方向の振動による摩擦熱が発生し、突部１１ｂと端面１ｄが相互に溶けて接合される。この時、図１３に示した通り、突部１１ｂが溶けて流動した一部の樹脂は溝部１１ｃに流れ込み溜められて（溶着部Ｘ）、容器の内外に流出することは無かった。
【００６５】
本例では、この溶着をペン型の溶着治具７を用いて、フランジの突部１１ｂに合わせて、未溶着部に向けて順次移動させながら行った。なお、本実施例では、溶着治具７を円形状に移動させて溶着したが、溶着治具７を固定して、容器本体１Ａ及びフランジ１１を回転させて溶着しても良い。基本的には、溶着治具７と、容器本体１Ａ及びフランジ１１とが相対的に移動していれば良く、どちらが移動しても構わないが、容器本体１Ａにすでにトナー４が充填されており、容器本体１Ａを回転させると、内部の充填したトナー４がこぼれてしまう可能性がある点や、大きな容器の場合には回転させるための装置が大掛かりになりコストアップしてしまう場合や、回転時の面精度も悪化する可能性があるため、できれば、溶着治具７を移動させる方が好ましい。
【００６６】
本例のようなフランジ１１と容器本体１Ａの接合のような溶着を行う場合、本例では、ペン型の溶着治具７を移動させながら溶着したが、一般的には、図１４に示したように溶着部の形状に合わせた溶着治具８を用い、溶着部の大部分を一度に押えて１回で溶着するのが普通である。
【００６７】
しかしながら、本実施例の場合は、容器本体１Ａ内にトナー４を充填した後溶着を行うため、溶着時の振動で容器本体１Ａ内のトナー４が飛散したり、トナー４充填時のトナー４の飛散等により、溶着部であるフランジ１１の突部１１ｂや容器本体の端面１ｄ部及びその周辺にトナー４が存在しており、溶着時に発生した熱でトナーが軟化し溶ける場合があり、トナーの粒子同士が溶けて混ざり粗大粒子を発生させてしまう可能性があった。
【００６８】
基本的に、溶着部では、樹脂の融点を超える摩擦熱が瞬間的に発生して溶着される。
【００６９】
本例では、溶着部の温度は瞬間的に約２３０℃程度まで上昇し、本例のトナーの軟化点温度を上回っているため、粗大粒子が発生する可能性がある。
【００７０】
この粗大粒子は現像スジ等の画像欠陥を引き起こす場合があり、トナー補給容器１の組立やトナー４排出時に、粗大粒子の発生を防止する必要がある。
【００７１】
本発明ではペン型の溶着治具７を移動させながら溶着しているが、図１５に示したように溶着治具７が移動する先の未溶着部Ｙにトナー４が存在していても、溶着治具７の振動が容器本体１Ａと封止部材であるフランジ１１に伝わって振動し、溶着部に存在しているトナー４を飛ばすのと、溶着治具７の振動により発生する空気の流動と容器本体１Ａと封止部材であるフランジ１１が振動して発生する空気の流動圧力によって、トナー４が吹き飛ばされ（図１５の矢印ハ）、溶着時に溶着部にはトナー４が無い状態を作り出すことができ、粗大粒子の発生を防止することができる。すなわち、従来の一括溶着とは異なり、局部的に溶着をしながら溶着治具７を未溶着部に向けて順次移動させることにより、小さなエネルギーで溶着ができ、溶着部周辺のトナー４に選択的に振動を伝えることで、溶着部のトナー４を除去することができる。
【００７２】
これに対し、通常の溶着部の形状に合わせた溶着治具８を用いて一度に溶着する場合には、溶着治具８の振動により、本例の溶着治具７と同様、溶着部のトナー４を吹き飛ばそうとするが、封止部材であるフランジ１１の全周を一度に溶着するため、トナー４の逃げ場が無く、溶着部にトナー４が戻ってきてしまい（図１６の矢印ヘ）、粗大粒子を発生させる場合があった。
【００７３】
以上のように、本例のペン型の溶着治具７を移動させながら溶着させることにより、トナー充填後であっても、粗大粒子を発生させることなくフランジ１１と容器本体１Ａを溶着固定することができる。
【００７４】
なお、本例で用いたトナー４は、モノクロ磁性トナーであるが、本例の実施効果をより発揮するために、軟化点は１８０℃以下（本例の測定方法に対して、ノズル直径０．５ｍｍ、厚み１ｍｍ、押し出し荷重５０ｋｇ、初期設定温度８０℃、予熱時間３００秒、昇温速度５℃／分、試料のトナー量２．５ｇ、プランジャー断面積１ｃｍ２の条件で測定した場合）、真比重２以下で粒径２０μｍ以下のトナーであることが望ましい。軟化点が十分に高い場合には粗大粒子ができにくく、また、真比重もしくは粒径が大きく、トナー粒子１個の質量が大きい場合には、本例の溶着方法を用いても、溶着治具の移動に伴ってトナーが飛びにくくなるためである。
【００７５】
以上の条件を満足するトナーであれば、本例の効果が十分に達成できるため、本例のトナー補給容器１に使用するトナー４は本例に限定されることなく、例えば、非磁性トナー、カラートナー、粉砕トナー、重合トナー等を使用することは可能であり、用途、材質、形状、製造方法等に限定されない。ただし、カラートナーを用いる画像形成装置本体は本例とは異なる。
【００７６】
次に、本例の溶着条件について説明する。本例の条件を以下に示す。
【００７７】
周波数：４８．５ＫＨｚ
振幅：１５〜２４μｍ
加圧力：０．１ＭＰａ
溶着治具の移動速度：６０〜１００ｍｍ／ｓｅｃ
周波数及び振幅は、溶着部の形状、材質等によって適正な条件が異なるため、各溶着部の構成に合わせて条件を選定するのが望ましい。本例においても、周波数が低すぎるとトナーの吹き飛ばし効果も弱くなるため、粗大粒子が発生する場合があり、逆に周波数が高すぎると溶着治具７が接触している溶着部の表面が溶けてしまう場合があり、適正な条件で溶着を行う必要がある。
【００７８】
加圧力についても、小さすぎると溶着強度が低くなり、大きすぎると溶着部表面に傷が生じたり、溶着部の反り等の変形が起きたりするので、適正な条件を選択することが望ましい。
【００７９】
また、溶着治具７の移動速度についても、移動速度が大きいと各溶着部をすぐに通過してしまい、溶着部に与えるエネルギーが少なくなり、溶着強度は小さくなってしまう。逆に移動速度が小さいと溶着強度は大きくなるが、溶着部表面の傷や溶着部の変形等が生じる可能性があるため、適正な条件を選択することが望ましい。なお、本例の場合には、溶着治具７の移動速度を制御することで、意図的に溶着強度を調整することができる。例えば、溶着部の形状により、溶着抜けが生じたり、強度が弱くなる傾向がある部分については、溶着治具７の移動速度を小さくし、十分な溶着強度を得るようにすることも可能である。また、溶着が強すぎて溶けた樹脂のバリが発生するような部分は、溶着治具７の移動速度を大きくし、必要以上のエネルギーを与えないようにすることも可能である。
【００８０】
以上のように、本実施例の溶着条件は、本例に限定されたものではなく、溶着部の材質、形状、要求される溶着強度のレベル等に合わせて最適な条件を選定することが望ましい。
【００８１】
また、本例のフランジ１１と容器本体１Ａの溶着について、封止部材であるフランジ１１の円周に沿った溶着を、ペン型の溶着治具７で１回で溶着せず、分割することも可能である。例えば、超音波溶着装置７０を２セット並べて、半円ずつ溶着し、組立ラインとしての溶着にかかる時間を半分にしてタクトアップすることも可能である。ただし、２セットの溶着を完全に分離して溶着する場合（最初に半分溶着する工程と、残りの半分を溶着する工程を分けた場合）は特に問題無いが、同時に溶着する場合には、トナーの飛散状況や相互の振動による影響を十分に確認してから行う必要があり、本発明の効果が十分に発揮できることが前提条件となる。
【００８２】
次に、トナー補給操作について説明する。
【００８３】
本実施例のトナー補給容器１のトナー補給の状態を図１７に示す。
【００８４】
補給ユニット３０が装置本体１００に設けてあり、図１７に示すように、補給ユニット３０の容器装着部にトナー補給容器１を装着して、補給ユニット３０の回転駆動部３１がキャップ部材２と係合して、キャップ部材２を容器本体１Ａから離間させて開封させる。
【００８５】
以下、更に詳細に説明する。
【００８６】
補給ユニット３０のトナー補給容器１装着部の奥には穴３２ａを有する側板３２が設けてある。穴３２ａはキャップ部材２が通り抜け可能な大きさを有している。なお、穴３２ａには、トナー補給容器１装着時にトナー排出開口１ａの円筒部と側板３２との間をシールする封止部材を設けることが望ましい。
【００８７】
回転駆動部３１はトナー補給容器１の回転軸線と平行な方向に移動ができる構造となっているため回転駆動部３１が係合部２ｂと係合した状態で前記方向に移動することにより、キャップ部材２と容器本体１Ａを封止したり、開封したりすることができる。キャップ部材２の開閉は容器本体１Ａの前側側面を側板３２が、後ろ側側面を容器受け台５０の一部（不図示）が支持することにより達成される。補給ユニット３０へのトナー補給容器１の装着は、図１７においてキャップ部材２を先にして左行させるとキャップ部材２は側板３２の穴３２ａを通り抜けて、トナー排出開口１ａが穴３２ａの位置にくると共に容器本体１Ａはローラ１４に支持される。このとき回転駆動部３１は図１７において側板３２に接近した位置にあり、かつ、上下ニ分割されている回転駆動部３１は上下方向に互いに離れている。この回転駆動部３１にキャップ部材２が位置した状態で、トナー補給容器１の装着を検知したスイッチ（不図示）の投入により、自動で又は手動で、もしくはトナー補給容器１を補給ユニット３０の装着部へ装着後の装着部を開閉する容器交換用前カバー２０と機械的に連動して回転駆動部３１が半径方向に互いに接近し係合部３１ａがキャップ部材２の係合溝２ｂ−１に嵌合する。係合部３１ａが係合溝２ｂ−１に嵌合したことを不図示のスイッチが検知すると、回転駆動部３１は図１７において左行される。これによって、キャップ部材２の容器本体１Ａに対する封止状態を解いて移動させ、キャップ部材２とトナー排出開口１ａとの間にトナー排出経路ｆが確保される。
【００８８】
この後、回転駆動部３１からキャップ部材２が回転駆動を受けて回転するが、本例では、この時、キャップ部材２の爪部材２ｃが容器本体１Ａのトナー排出開口１ａの円筒内部に設けたリブ状突起１ａ−１と係合することにより、容器本体１Ａに回転駆動を伝達し一緒に回転する構成となっている。キャップ部材２と一緒に容器本体１Ａが回転すると容器本体１Ａ内部に配置した搬送部材１０によって容器本体１Ａ内部のトナー４がトナー排出開口１ａに向かって搬送され、その後トナー排出開口１ａからトナーホッパー２０１ａに向かって排出される。
【００８９】
トナーホッパー部２０１ａが十分にトナー４で満たされたら、容器本体１Ａの回転を停止することにより、トナー４の供給を止めることができる。容器本体１Ａの回転速度、回転数はトナーホッパー部２０１ａの容量や残検量の設定等によって変わるため、適切な設定を行う必要がある。
【００９０】
トナー４の補給が終了し、容器本体１Ａのトナー４が無くなったら、補給ユニット３０の回転駆動部３１が回転軸線方向に移動してキャップ部材２を容器本体１Ａに装着させ、再びトナー排出開口１ａを封止する。その後、回転駆動部３１が半径方向に移動し、キャップ部材２の係合溝２ｂ−１と回転駆動部３１の係合部３１ａは外れる。
【００９１】
なお、キャップ部材２の開閉時には、キャップ部材２が移動しても容器本体１Ａが移動しても構わず、補給ユニット３０の機構との関係で選択することができる。又、本例のトナー補給容器１はキャップ部材２、容器本体１Ａのトナー排出開口１ａのトナー排出経路ｆ以外の部分を補給ユニット３０に覆われているため、トナー４補給時の汚れは非常に少ない。
【００９２】
実際に、本実施例のトナー補給容器１を用いてトナー補給を行ったところ、トナーの補給は良好で、トナー補給後の容器本体１Ａのトナー残量は１０ｇ以下であり、画像上の問題も無かった。
【００９３】
又、物流、環境テストとして、トナー補給容器１の物流梱包状態で振動、衝撃等を加えたが、特にトナー漏れ等の異常は見られなかった。
【００９４】
（実施例２）
本例は、容器本体１Ａとフランジ１１との溶着において、押え治具４０を追加した以外は実施例１と同じである。本例のトナー補給容器１の溶着組立状態を図１８、１９に示す。
【００９５】
図１８に示した通り、容器本体１Ａにキャップ部材２、搬送部材１０を組み込んで、トナー充填した後に、フランジ１１を組付けて、フランジ１１の接合部周辺を上から押える治具４０を設けた。本例では、フランジ１１の円周を４分割して、４個の押え治具４０を設けた。この押え治具４０は、ペン型の溶着治具７で溶着している際に、溶着部以外の未溶着部分が位置ずれをしないように押えこむためと、溶着部以外の部分を押さえ込むことで溶着部の加圧を補助するためと、溶着治具７が通過した後の溶着部を直接押さえ込んで溶着強度を増して安定させるために設けられている。したがって、この押え治具４０は、図１９に示した通り、溶着治具７が移動してくる前はフランジ１１を押えていて、溶着治具７が移動してきた時には押えを解除して溶着治具７と干渉しないように退避させ、溶着治具７が通過した後、再びフランジ１１を押えるといった、溶着治具７の動きに合わせて動かすことが必要である。
【００９６】
この押え治具４０を設けることにより、容器本体１Ａとフランジ１１の溶着は溶着位置の精度、溶着強度等がより安定して確実に溶着接合することができるようになる。
【００９７】
なお、この押え治具４０の構成は本例の効果が達成される範囲で本例に限定されるものではなく、分割の仕方、数、治具の押え方、退避の仕方等、実際の容器構成に合わせて適宜設定することが望ましい。
【００９８】
本例についても、トナー補給容器１組立時には、粗大粒子等の問題も無く、実際に、本例のトナー補給容器１を用いてトナー補給を行ったが、特に画像上、補給上の異常は見られず、容器内のトナー残量も実施例１と同等であった。
【００９９】
また、本例についても、物流、環境テストとして、トナー補給容器１の物流梱包状態で振動、衝撃等を加えたが、特にトナー漏れ等の異常は見られず、マージン確認として、意図的に通常の物流では発生しないレベルの衝撃を加えたところ、実施例１が衝撃加速度１５０Ｇ程度でトナー漏れが生じ始めたのに対し、本例では２００Ｇ程度までトナー漏れが発生せず、トナー漏れに対するシール性のレベルがより高かった。
【０１００】
なお、実施例１、２では、容器本体１Ａ成型時に容器本体１Ａ内部を形成した金型を引き抜くための開口１ｃを充填開口としたが、本発明はこの構成に限定されることなく、例えば、図２７に示したような開口１ｃの他にフランジ１１にトナー充填専用口１１ｆを設けて、容器本体１Ａとフランジ１１を溶着した後、その充填専用口１１ｆからトナーを充填後、充填専用口１１ｆを封止部材を溶着して封止しても良い。溶着の方法は、実施例１、２各々と同じである。この場合にも、実施例１、２同様、封止部材による高いシール性が得られる他、粗大粒子も発生しないという効果が得られる。
【０１０１】
（実施例３）
次に、本発明のトナー補給容器３１１を用いたプロセスカートリッジの好適な実施の形態について、図２０から図２２を用いて説明する。図２０は本発明のプロセスカートリッジを適用した電子写真画像形成装置の一実施の形態（レーザービームプリンタＡ）の構成説明図、図２１はその外観斜視図である。また、図２２は本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジＢの側断面図である。
【０１０２】
まず、図２０を用いて電子写真画像形成装置の一例として、レーザービームプリンタＡについて説明する。このレーザービームプリンタＡは、図２０に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体３０２（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。図２０に示すレーザービームプリンタＡは、その内部にプロセスカートリッジＢが装着されている。プロセスカートリッジＢは、ドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラム３０７と称す）と、感光体ドラム３０７を帯電する帯電ローラ３０８と、トナー像を形成する現像手段３０９を有する。
【０１０３】
まず、帯電ローラ３０８によって感光体ドラム３０７に帯電を行い、次いで、この感光体ドラム３０７に光学手段３０１から画像情報に応じたレーザー光を照射して、前記感光体ドラム３０７に画像情報に応じた潜像を形成する。そして、この潜像を現像手段３０９によって現像してトナー像を形成する。このとき前記トナー像の形成と同期して、給紙カセット３０３ａにセットした記録媒体３０２を、ピックアップローラ３０３ｂ、搬送ローラ３０３ｃ、３０３ｄ及びレジストローラ対３０３ｅにより反転搬送する。次いで、前記感光体ドラム３０７に形成したトナー像を、転写手段としての転写ローラ３０４に電圧を印加することによって記録媒体３０２上に転写する。その後、トナー像の転写を受けた記録媒体３０２を搬送ガイド３０３ｆで定着手段３０５へと搬送する。この定着手段３０５は、駆動ローラ３０５ｃと、ヒータ３０５ａを内蔵する定着ローラ３０５ｂを有する。そして、通過する記録媒体３０２に熱及び圧力を印加して、転写されたトナー像を定着させる。この記録媒体３０２を排出ローラ対３０３ｇ、３０３ｈ、３０３ｉで搬送し、反転経路３０３ｊを通して排出トレイ３０６へと排出する。この排出トレイ３０６はレーザービームプリンタＡの装置本体３１４の上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３０３ｋを動作させることにより、反転経路３０３ｊを介することなく、排出ローラ対３０３ｍによって記録媒体３０２を排出することもできる。本実施の形態においては、前記ピックアップローラ３０３ｂ、搬送ローラ３０３ｃ、３０３ｄ、レジストローラ対３０３ｅ、搬送ガイド３０３ｆ、排出ローラ対３０３ｇ、３０３ｈ、３０３ｉ及び排出ローラ対３０３ｍによって搬送手段３０３を構成している。
【０１０４】
図２２を用いてプロセスカートリッジＢについて詳述する。プロセスカートリッジＢは、トナーを収納するトナー補給容器３１１と、現像ローラ３０９ｃ等の現像手段３０９を保持する現像枠体３１２とを結合して有する。トナー補給容器３１１はトナー補給口３１１ａを有し、このトナー補給口３１１ａから現像枠体３１２内へトナーを補給する。そしてプロセスカートリッジＢは、感光体ドラム３０７、クリーニングブレード３１０ａ等のクリーニング手段３１０及び、帯電ローラ３０８を取り付けたクリーニング枠体３１３を、前記トナー補給容器３１１及び前記現像枠体３１２に結合して構成している。このプロセスカートリッジＢは、操作者によって装置本体３１４に着脱可能なものである。
【０１０５】
プロセスカートリッジＢにおいて、帯電手段である前記帯電ローラ３０８は感光体ドラム３０７に接触して設けられており、この帯電ローラ３０８は感光体ドラム３０７に従動回転するものである。画像形成の際には、まず、感光層を有する感光体ドラム３０７が回転して、その表面を帯電ローラ３０８への印加電圧によって一様に帯電する。次いで、レーザービームプリンタＡに設けられた光学手段３０１からの画像情報に応じたレーザービーム光を、露光開口部３０１ｅを介して感光体ドラム３０７へ照射し、感光体ドラム３０７上に潜像を形成する。そして、この潜像を可視化するために、トナーを用いて現像手段３０９によって現像を行う。なお、光学手段３０１は、レーザーダイオード３０１ａ、ポリゴンミラー３０１ｂ、レンズ３０１ｃ、反射ミラー３０１ｄを有している。
【０１０６】
前記現像手段３０９は、感光体ドラム３０７の現像領域へトナーを供給して、感光体ドラム３０７に形成された潜像を現像するものである。固定磁石を内蔵した現像ローラ３０９ｃを回転させると共に、現像ブレード３０９ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ３０９ｃの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム３０７の現像領域へ供給する。そして、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム３０７へ転移させることによって、トナー像を形成して可視像化する。ここで、現像ブレード３０９ｄは、現像ローラ３０９ｃの周面のトナー量を規定すると共に、摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ３０９ｃの近傍には、現像室内のトナーを循環させるトナー攪拌部材３０９ｅを回動可能に取り付けている。
【０１０７】
次に、装置本体３１４に設けられた転写ローラ３０４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム３０７に形成されたトナー像を記録媒体３０２に転写した後に、クリーニング手段３１０によって感光体ドラム３０７上の残留トナーを除去する。クリーニング手段３１０は、感光体ドラム３０７に当接して設けられた弾性クリーニングブレード３１０ａによって、感光体ドラム３０７に残留したトナーを掻き落として、廃トナー溜め３１０ｂへ集めるものである。
【０１０８】
プロセスカートリッジＢには、画像情報に応じた光を感光体ドラム３０７へ照射するための露光開光部３０１ｅ、及び、感光体ドラム３０７を記録媒体３０２に対向するための転写開口部３１３ｎが設けてある。詳しくは、露光開口部３０１ｅはクリーニング枠体３１３に設けられており、また、転写開口部３１３ｎは現像枠体３１２とクリーニング枠体３１３との間に構成される。
【０１０９】
このようなプロセスカートリッジＢのトナー補給容器３１１には、プロセスカートリッジＢの使用前にトナー補給口３１１ａを覆うようにシール部材３が設けられており、トナー補給容器３１１内のトナーを封止している。そして、シール部材３の延出部３ａは、その先端部をプロセスカートリッジＢの外へ出している。プロセスカートリッジＢの使用にあたっては、まず延出部３ａを引いて、トナー補給口３１１ａを封止しているシール部材３を開封する。そして、シール部材３を開封したプロセスカートリッジＢをレーザービームプリンタＡに装着して、上述のように現像を行う。
【０１１０】
図２１を用いて、プロセスカートリッジＢのレーザービームプリンタＡへの装着について説明する。レーザービームプリンタＡは、ヒンジ３３５ａを中心に開閉部材３３５を開放すると、装置本体３１４の左右の内壁に前下りのガイドレール（不図示）が見える。このガイドレ−ルに感光体ドラム３０７と同軸上にある円筒形ガイド、及び、この円筒形ガイドの後ろにある細長い位置決めガイド（いずれも不図示）を挿入して、装置本体３１４の位置決め溝に円筒形ガイドを嵌め込む。逆に、装置本体３１４に装着されたプロセスカートリッジＢを取り外すときには、上記とは反対の手順で前記ガイドレールに沿ってプロセスカートリッジＢを引き抜くことにより行う。
【０１１１】
次に、本例のトナー補給容器３１１について、詳細に説明する。
【０１１２】
本例のトナー補給容器３１１部分を図２３に示す。トナー補給容器３１１は、容器本体３１１Ａと容器本体３１１Ａのトナー補給口３１１ａを封止しているシール部材３、容器本体内部のトナーを攪拌し、トナー補給口３１１ａへ搬送する攪拌ユニット部３５１、容器本体３１１Ａ成型時に容器本体内部を形成した金型を引き抜くための開口であり、トナー４を充填するトナー充填開口３１１ｂを封止する封止部材３５０から成っている。
【０１１３】
本例のトナー補給容器３１１はプロセスカートリッジＢ内に組み込まれ、装置本体３１４に装着された後、シール部材３を除去し、装置本体３１４から受けた駆動力で攪拌ユニット３５１を回転させ、トナー補給口３１１ａより現像枠体３１２内へトナーを補給するものである。次に、各部材について説明する。
【０１１４】
シール部材３はトナー補給口３１１ａに対し十分な長さを有しており、トナー補給口３１１ａを封止した後、更に長手方向に延長し、その延長部分を１８０°折り返して延出部３ａとし、トナー補給時にはユーザーがこの延出部３ａを持ってシール部材３を引張り、溶着部３ｂを引き剥がして開封させる。なお、シール部材３の層構成には、ポリエステル／ナイロン／ポリエチレン／シーラント（接着層）を用いた。シール部材３の形状、材質等の構成は本例に限定されるものではなく、使用前のシール性が十分に確保されていて、確実に操作性良く開封することができれば、他の構成でも良く、例えば、補給したい幅に合わせて引裂いて開封する１枚の引裂き開封タイプのシール部材やトナー補給口３１１ａを封止するフィルムとそのフィルムに裏打ちされてその幅にフィルムを引裂いて開封するテープの２枚式のシール部材でも構わない。
【０１１５】
攪拌ユニット３５１は、容器内部に設けられ、トナーを搬送するための攪拌翼３５１ｂと、それを支持する攪拌軸３５１ｃと、装置本体３１４から直接もしくは間接的に駆動を受けて攪拌軸３５１ｃを回転させる攪拌ギア３５１ａと、攪拌ギアと容器本体３１１Ａの間に装着され、容器本体３１１Ａ内部のトナーの漏れを防止する軸シール部材（不図示）から成っている。
【０１１６】
攪拌翼３５１ｂは、容器本体３１１Ａ内部のトナーを攪拌、搬送させるための物であり、その効果が得られるだけの剛性を有する必要があり、材質としては１００μｍのポリエステルシートを用いた。
【０１１７】
攪拌軸３５１ｃは、攪拌ギア３５１ａと係合して回転し、支持した攪拌翼３５１ｂを一緒に回転させるための物であり、その効果が得られるだけの剛性を有する必要があり、本例では材質としてポリスチレンを用い、射出成型で成型した。
【０１１８】
攪拌ギア３５１ａは、装置本体からの駆動を直接もしくは間接的に受けて、攪拌軸３５１ｃに伝達する物であり、駆動を伝達するだけの剛性と容器本体３１１Ａに支持されて摺動するための摺動性が必要であり、材質として、ポリアセタールを用い、射出成型で成型した。
【０１１９】
この攪拌ユニット３５１についても、本例に限定されるものではなく、各機能が達成できれば、形状、材質、成型方法等の構成は自由に選択できる。
【０１２０】
封止部材３５０は、容器本体３１１Ａ成型時に容器本体３１１Ａ内部を形成した金型を引き抜くための開口であり、トナーを充填するための充填開口でもある開口３１１ｂをトナー充填後に封止するための物であり、容器本体３１１Ａと強固に接合し、トナー補給容器３１１としての剛性を確保する必要がある。本例では、容器本体３１１Ａと封止部材３５０を超音波溶着で接合しており、容器本体３１１Ａ、封止部材３５０共に、ポリスチレンを用いた。
【０１２１】
次に、本実施例のトナー補給容器３１１の組立方法について説明する。
【０１２２】
まず、容器本体３１１Ａのトナー補給口３１１ａをシール部材３をヒートシールして封止する。シール条件は、容器形状、要求されるシール性のレベル、シール部材の材質等によって変化し、最適な条件を選定することが望ましい。本例では、１４０℃、面圧２ＭＰａ、３ｓｅｃをシール条件として選定した。次に、攪拌ユニット３５１を容器本体３１１Ａに組付ける。その後、開口３１１ｂから、トナーを容器本体３１１Ａに充填する。
【０１２３】
この時の状態を図２４に示す。本例では、スクリューを用いて充填するオーガー式充填機６０を用いた。容器本体３１１Ａの形状にもよるが、本例のように、Ａ４、Ａ３等画像領域と略等しい長さを有する細長い容器の場合には、図２４に示したように、オーガー式充填機６０の充填ノズル６０ａと容器本体３１１Ａを相対的に移動させて容器本体３１１Ａの容器内に満遍なく充填すると充填効率が良い。更に、充填ノズル６０ａと容器本体３１１Ａとの距離を短くし、充填ノズル６０ａから排出されたトナーの密度低下、飛散を抑えた状態で充填することで、高密度な充填性が得られ、トナーの飛散による汚れを清掃する工程が軽減されたり、不要になる等して、設備投資を削減できたり、組立のタクトアップが図れる。この充填方法は本例に限定されるものではなく、例えば、この他の充填方法として、容器本体３１１Ａの長さに合わせた振動フィーダーを用いる方法で、フィーダーのトラフから容器本体３１１Ａに落下距離を短くした状態でトナーを充填する方法等も考えられる。
【０１２４】
次に、容器本体３１１Ａと封止部材３５０との接合について説明する。
【０１２５】
基本的には、実施例１同様、ペン型の溶着治具７を用いて超音波溶着で接合した。溶着装置、治具、条件等は実施例１と同じである。
【０１２６】
その状態を図２５に示す。トナー充填後、開口３１１ｂを封止部材３５０で覆った状態で、容器本体３１１Ａと封止部材３５０の接合部に当たる部分にペン型の溶着治具７を当てて移動させながら、溶着する。本例についても、実施例１同様、溶着治具７が移動する先の未溶着部にトナーが存在していても、溶着治具７の振動と振動により発生する空気の流動圧力によって、トナーが吹き飛ばされ、溶着時に溶着部にはトナーが無い状態を作り出すことができ、粗大粒子の発生を防止することができる。
【０１２７】
以上のように、本例のペン型の溶着治具７を移動させながら溶着させることにより、トナー充填後であっても、粗大粒子を発生させることなく容器本体３１１Ａと封止部材３５０を溶着固定することができる。
【０１２８】
本実施例のトナー補給容器３１１を用いたプロセスカートリッジＢを装置本体３１４に装着して画像確認を行ったが、特に異常は見られず良好であった。
【０１２９】
また、このプロセスカートリッジＢの物流、環境テストを行ったが、梱包状態でのトナー漏れ等の異常は見られなかった。
【０１３０】
更に、本例の応用例として、本例のトナー補給容器３１１の組立に実施例２で用いた押え治具４０を用いた例を示す。図２６に示したように、長手方向の一辺を２分割、短手方向と合わせて６分割した。本例の場合には、押え治具４０が無い時よりも、実施例２同様、更に溶着位置の精度、溶着強度が安定して、確実に溶着接合ができるようになった。
【０１３１】
また、本例についても、このトナー補給容器３１１を用いたプロセスカートリッジＢの画像確認、物流、環境テストを行ったが、特に異常は見られなかった。また、マージン確認として、意図的に通常の物流では発生しないレベルの衝撃を加えたところ、押え治具４０が無い構成では、衝撃加速度１５０Ｇ程度でトナー漏れが生じ始めたのに対し、本例では２００Ｇ程度までトナー漏れが発生せず、トナー漏れに対するシール性のレベルがより高かった。
【０１３２】
なお、実施例３及びその応用例についても、容器本体３１１Ａ成型時に容器本体３１１Ａ内部を形成した金型を引き抜くための開口３１１ｂを充填開口としたが、本発明はこの構成に限定されることなく、例えば、図２９に示したような開口３１１ｂの他にトナー充填専用口３１１ｃを設けて、その充填専用口３１１ｃからトナーを充填後、充填専用口３１１ｃを封止部材を溶着して封止しても良い。溶着の方法は、実施例３及びその応用例各々と同じである。この場合にも、実施例３、その応用例同様、封止部材による高いシール性が得られる他、粗大粒子も発生しないという効果が得られる。
【０１３３】
（比較例１）
本例は、実施例１のトナー補給容器１において、容器本体１Ａとフランジ１１との接合を接合部の形状に合わせた溶着治具８を用い、一度に溶着した。それ以外は、実施例１と同じである。その状態を図１４に示す。本例の場合には、容器本体１Ａの開口１ｃからトナーを充填した後フランジ１１で覆い、溶着治具８を用いて超音波溶着にて接合した。
【０１３４】
本例の場合、溶着を終えた後の容器本体１Ａの内部のトナーを確認したところ、数百μｍレベルの粗大粒子が検出され、溶着部で発生していることが確認できた。溶着治具、溶着条件を色々と検討したが、接合部及びその周辺にトナーが存在している場合には、粗大粒子の発生は防止することができなかった。この粗大粒子は、画像上現像スジ等の問題を発生させる可能性があった。トナー充填後の接合部の清掃を十分に行い、容器本体１Ａへの充填量を減らして、容器本体１Ａ内のトナー４の粉面を接合部から大きく離した場合に、粗大粒子が発生しなくなる傾向があるが、清掃設備のコストアップや清掃時間によるタクトダウン、更に、充填量減によるランニングコストアップ等、多くの問題点が生じてしまった。
【０１３５】
なお、他の例として、図２７に示したように、フランジ１１にトナー充填専用口１１ｆを設けて充填し、充填口キャップ１２で封止する例もある。本例では、φ４６のトナー充填専用口１１ｆを設けた。本例は、容器本体１Ａにキャップ部材２、搬送部材１０を組み込んで、フランジ１１を容器本体１Ａに溶着治具８を用いて、一度に超音波溶着した。その後、トナー充填専用口１１ｆより容器本体１Ａにトナーを充填し、充填口キャップ１２で封止した。充填口キャップ１２は、トナー充填専用口１１ｆに嵌合し、容器本体１Ａ内のトナーの漏れを防止する必要があり、材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等の比較的弾性のある軟らかい材料が適しており、本例では低密度ポリエチレンを用いて、射出成型にて成型した。
【０１３６】
本例についても、本例のトナー補給容器１を用いてトナー補給を行ったところ、トナー補給については問題なく、更にトナー補給容器１から粗大粒子の発生はなく、画像上の問題は無かった。
【０１３７】
また、本例のトナー補給容器１の物流、環境テストを行ったが、落下テストや減圧テストで充填口キャップ１２の封止部からトナー漏れが発生する場合があり、充填口キャップ１２及びトナー充填専用口１１ｆの寸法管理を厳しくする必要があった。また、本例の場合は、実施例１に対して、充填口キャップ１２が新たに追加されており、実施例１よりもコストアップしてしまった。
【０１３８】
（比較例２）
本例は、実施例３のトナー補給容器３１１において、容器本体３１１Ａと封止部材３５０との接合を接合部の形状に合わせた溶着治具９を用い、一度に溶着した。それ以外は、実施例３と同じである。その状態を図２８に示す。
【０１３９】
本例の場合には、容器本体３１１Ａにシール部材３、攪拌ユニット３５１を組み込み、容器本体３１１Ａの開口３１１ｂからトナーを充填した後、封止部材３５０で開口３１１ｂを覆った状態で、溶着治具９を用いて超音波溶着にて接合した。
【０１４０】
本例の場合も、比較例１同様、溶着を終えた後の容器本体３１１Ａの内部のトナーを確認したところ、数百μｍレベルの粗大粒子が検出され、溶着部で発生していることが確認できた。溶着治具、溶着条件を色々と検討したが、接合部及びその周辺にトナーが存在している場合には、粗大粒子の発生は防止することができなかった。この粗大粒子は、画像上現像スジ等の問題を発生させる可能性があった。トナー充填後の接合部の清掃を十分に行い、容器本体３１１Ａへの充填量を減らして、容器本体３１１Ａ内のトナーの粉面を接合部から大きく離した場合に、粗大粒子が発生しなくなる傾向があるが、比較例２同様、清掃設備のコストアップや清掃時間によるタクトダウンが生じると共に、更に、本例のように容器の底が浅く、容器の底部と接合部との距離が短い場合には、大幅な充填量減が必要であり、ランニングコストアップが増大する等、多くの問題点が生じてしまった。
【０１４１】
なお、本例についても、他の例として、図２９に示したように、容器本体３１１Ａの長手に対する端面にトナー充填専用口３１１ｃを設けて、充填し、充填口キャップ１３で封止する例もある。
【０１４２】
本例は、容器本体３１１Ａにシール部材３、攪拌ユニット３５１を組み込んだ後、容器本体３１１Ａの開口３１１ｂを封止部材３５０で溶着治具９を用いて、一度に超音波溶着した。その後、トナー充填専用口３１１ｃより容器本体３１１Ａにトナーを充填し、充填口キャップ１３で封止した。
【０１４３】
本例についても、本例のトナー補給容器３１１を用いたプロセスカートリッジＢを装置本体３１４に装着して画像確認を行ったが、特に異常は見られず良好であった。また、容器本体３１１Ａ内部からも粗大粒子は確認できなかった。
【０１４４】
また、本例のトナー補給容器３１１を用いたプロセスカートリッジＢの物流、環境テストを行ったが、落下テストや減圧テストで充填口キャップ１３の封止部からトナー漏れが発生する場合があり、充填口キャップ１３及びトナー充填専用口３１１ｃの寸法管理を厳しくする必要があった。また、本例の場合も、実施例３に対して、充填口キャップ１３が新たに追加されており、実施例１よりもコストアップしてしまった。
【０１４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トナーが粗大粒子化してしまうのを有効に防止しながらトナー充填後のトナー充填口を高いシール性を確保した状態で塞ぐことができる。従って、形成される画像への影響を防止することができる。また、従来のトナー充填専用開口及びこれを塞ぐ充填口キャップが不要とすることができる。
【０１４６】
また、本発明によれば、トナー補給容器の設計の自由度が高くなると同時に、製造の為の設備投資を抑えることができる。また、溶着時の溶着音が小さく、そして消費電力が少ない等のコスト的、環境対応的なメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置全体の構成を示す断面図
【図２】画像形成装置全体を示す斜視図
【図３】トナー補給容器を画像形成装置に着脱する様子を示す斜視図
【図４】実施例１のトナー補給容器の構成を示す斜視断面図
【図５】実施例１の容器本体を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図６】実施例１のキャップ部材を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図７】実施例１の搬送部材を示す斜視図
【図８】実施例１のフランジを示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図９】実施例１のトナーのプランジャー降下量―温度曲線
【図１０】実施例１の超音波溶着装置の構成を示す平面図
【図１１】実施例１のトナー補給容器の組立状態を示す部分断面図
【図１２】実施例１の容器本体とフランジの溶着前の接合部を示す拡大断面図
【図１３】実施例１の容器本体とフランジの溶着後の溶着部を示す拡大断面図
【図１４】容器本体とフランジを従来技術で組立た状態を示す拡大断面図
【図１５】実施例１の容器本体とフランジの溶着部の状態を示す拡大断面図
【図１６】容器本体とフランジを従来技術で溶着した溶着部の状態を示す拡大断面図
【図１７】実施例１のトナー補給容器のトナー補給の状態を示す断面図
【図１８】実施例２のトナー補給容器の組立状態を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図１９】実施例２のトナー補給容器の組立状態を示す斜視図
【図２０】レーザービームプリンタＡの構造を示す縦断面図
【図２１】レーザービームプリンタＡの外観を示す斜視図
【図２２】プロセスカートリッジＢの構造を示す縦断面図
【図２３】実施例３のトナー補給容器の構成を示す斜視図（Ａ）とトナー充填前の状態を示す斜視図（Ｂ）
【図２４】実施例３のトナー補給容器にトナーを充填している状態を示す斜視図
【図２５】実施例３のトナー補給容器の組立状態を示す斜視図
【図２６】実施例３の応用例のトナー補給容器の組立状態を示す斜視図
【図２７】実施例１、２及び比較例１のトナー補給容器にトナー充填専用口を設けたトナー補給容器の構成を示す斜視図
【図２８】比較例２のトナー補給容器の組立状態を示す斜視図
【図２９】実施例３及び比較例２の他の例のトナー補給容器にトナー充填専用口を設けたトナー補給容器の構成を示す斜視図
【符号の説明】
Ｌｎ  レンズ
Ｍ  ミラー
Ｐ  媒体
ｆ  トナー排出経路
１  トナー補給容器
１Ａ  容器本体
１ａ  トナー排出開口
１ａ−１  リブ状突起
１ｂ  胴部
１ｃ  開口
１ｄ  端面
２  キャップ部材
２ａ  封止部
２ａ−１  リブ
２ｂ  係合部
２ｂ−１  係合溝
２ｃ  爪部材
３  シール部材
３ａ  延出部
３ｂ  溶着部
４  トナー
７  溶着治具
８  溶着治具
９  溶着治具
１０  搬送部材
１０ａ  平板部
１０ｂ  傾斜板
１０ｃ  開口
１１  フランジ
１１ａ  把手部
１１ｂ  突部
１１ｃ  溝部
１１ｄ  リブ
１１ｆ  トナー充填専用口
１２  充填口キャップ
１３  充填口キャップ
１４  ローラ
１５  固定軸
１６  スタンド
２０  トナー補給容器交換用前カバー
３０  補給ユニット
３１  回転駆動部
３１ａ  係合部
３２  側板
３２ａ  穴、
４０  押え治具
５０  容器受け台
６０  オーガー式充填機
６０ａ  充填ノズル
７０  超音波溶着装置
７１  超音波溶着機本体
７２  ６軸ロボット
７３  受け治具
１００  装置本体
１００ａ  操作部
１００ｃ  前面カバー
１０１  原稿
１０２  原稿台ガラス
１０３  光学部
１０４  感光体ドラム
１０５  カセット
１０５Ａ  給送・分離装置
１０６  カセット
１０６Ａ  給送・分離装置
１０７  カセット
１０７Ａ  給送・分離装置
１０８  カセット
１０８Ａ  給送・分離装置
１０９  搬送部
１１０  レジストローラ
１１１  転写放電器
１１２  分離放電器
１１３  搬送部
１１４  定着部
１１５  排出反転部
１１６  排出ローラ
１１７  排出トレイ
１１８  フラッパ
１１９  再給送搬送路
１２０  再給送搬送路
２０１  現像装置
２０１ａ  トナーホッパー
２０１ｂ  現像器
２０１ｃ  撹拌部材
２０１ｄ  マグネットローラ
２０１ｅ  送り部材
２０１ｆ  現像ローラ
２０２  クリーナ装置
２０３  一次帯電器
Ａ  レーザービームプリンタ
Ｂ  プロセスカートリッジ
３０１  光学手段
３０１ａ  レーザーダイオード
３０１ｂ  ポリゴンミラー
３０１ｃ  レンズ
３０１ｄ  反射ミラー
３０１ｅ  露光開口部
３０２  記録媒体
３０３  搬送手段
３０３ａ  給紙カセット
３０３ｂ  ピックアップローラ
３０３ｃ，３０３ｄ  搬送ローラ
３０３ｅ  レジストローラ対
３０３ｆ  搬送ガイド
３０３ｇ，３０３ｈ，３０３ｉ，３０３ｍ  排出ローラ対
３０３ｊ  反転径路
３０３ｋ  フラッパ
３０４  転写ローラ
３０５  定着手段
３０５ａ  ヒータ
３０５ｂ  定着ローラ
３０５ｃ  駆動ローラ
３０６  排出トレイ
３０７  電子写真感光体（感光体ドラム）
３０８  帯電ローラ
３０９  現像手段
３０９ｃ  現像ローラ
３０９ｄ現像ブレード
３０９ｅ  トナー攪拌部材
３１０  クリーニング手段
３１０ａ  クリーニングブレード
３１０ｂ  廃トナー溜め
３１１  トナー補給容器
３１１Ａ  容器本体
３１１ａ  トナー補給口
３１１ｂ  トナー充填開口
３１１ｃ  トナー充填専用開口
３１２  現像枠体
３１３  クリーニング枠体
３１３ｎ  転写開口部
３１４  装置本体
３３５  開閉部材
３３５ａ  ヒンジ
３５０  封止部材
３５１  攪拌ユニット
３５１ａ  攪拌ギア
３５１ｂ  攪拌翼
３５１ｃ  攪拌軸
【図１】
2004317549.tif 000003
【図２】
2004317549.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004317549.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2004317549.tif 000010
【図９】
2004317549.tif 000011
【図１０】
2004317549.tif 000012
【図１１】
2004317549.tif 000013
【図１２】
2004317549.tif 000014
【図１３】
2004317549.tif 000015
【図１４】
2004317549.tif 000016
【図１５】
2004317549.tif 000017
【図１６】
2004317549.tif 000018
【図１７】
2004317549.tif 000019
【図１８】
2004317549.tif 000020
【図１９】
2004317549.tif 000021
【図２０】
2004317549.tif 000022
【図２１】
2004317549.tif 000023
【図２２】
2004317549.tif 000024
【図２３】
2004317549.tif 000025
【図２４】
2004317549.tif 000026
【図２５】
2004317549.tif 000027
【図２６】
2004317549.tif 000028
【図２７】
2004317549.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2004317549.tif 000031