(57)【要約】【課題】確実に密封接合できる超音波溶着方法および超音波溶着装置を提供する。【解決手段】超音波溶着される下ケース２２の特定のポイントＰ，Ｑに対して、側面から制振機能を持つ部材２５を押し付けながら、上ケース２１と下ケース２２を超音波溶着することを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004106242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波溶着される下ケースの特定のポイントに対して、側面から制振機能を持つ部材を押し付けながら、上ケースと下ケースを超音波溶着することを特徴とする超音波溶着方法。
【請求項２】
上ケースと下ケースを超音波溶着する超音波溶着装置において、超音波溶着ホーンと、超音波溶着される前記下ケースを支持する受け台と、前記下ケースの側方に位置する弾性体と、その弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを前記下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有することを特徴とする超音波溶着装置。
【請求項３】
前記下ケースの側方に位置する駒と、その駒を前記下ケース側面方向に付勢する弾性体と、前記駒と前記弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを前記下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項２記載の超音波溶着装置。
【請求項４】
前記下ケース側面方向に付勢される前記駒が冷却フィンを持つ放熱体であることを特徴とする請求項３記載の超音波溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波溶着で２個以上の部品が接合された、複写機やレーザープリンタのトナーケース、現像剤ケース、または微細な粉体を密封するケースを製造する超音波溶着方法および超音波溶着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタのトナーカートリッジや現像ユニットにおいて、トナーを密封、貯蔵するトナーケースは２個以上の部品が接合されている場合が多い。その接合方法としては生産性、密封性の観点から超音波溶着技術が多用されている。
【０００３】
近年、トナーの粒径は数μｍと微細なものとなり、わずかな接合のスキマがあってもトナー漏れが発生してしまうため、確実に接合することは重要な課題となっている。また、トナーケースを構成する成形部品の形状も省スペース化、多機能化などの要求から複雑形状になる傾向があり、超音波溶着不具合の要因となることが多く、不具合の解消が重要な課題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５はトナーケースの超音波溶着加工の一般的な例を示す概略図である。図６は溶着部の拡大詳細図である。図５および図６において、トナーケース１は上ケース２と下ケース３から構成されている。
【０００５】
トナーケース１は治具ベース７上の受け台６に下ケース３の側壁のツバ部１０で支持している。図５において、円で囲んだ部分は上ケース２と下ケース３の溶着部分４である。
【０００６】
図５および図６に示すように、縦振動している超音波溶着ホーン５が上ケース２を加圧して、受け台６に支持されたツバ部１０に押し付けることにより、溶着リブ９が溶けて上ケース２と下ケース３が接合されるものである。
【０００７】
一方、省スペース化、多機能化などの要求から成形部品が複雑な形状になると、図５および図６の例のように溶着リブ９直下のツバ部１０で下ケース３を受けることができなくなる場合がある。
【０００８】
図７はトナーケースの他の超音波溶着加工の例を示す拡大詳細図である。図７のように下ケース１２の底部で受けざるを得ない場合も多く、超音波溶着ホーン５からの圧力、振動は、下ケース１２の側壁１４を介して受け台１５で支えられることになる。
【０００９】
超音波溶着で重要なことは、超音波溶着ホーン５の振動が確実に溶着リブ１３に伝わってこの溶着リブ１３を溶かすことにある。しかしながら、下ケース１４の剛性が小さいと超音波溶着ホーン５の圧力や振動を支えきれず、溶着リブ１３に超音波溶着ホーン５の振動が十分に伝わらないため、溶着リブ１３の溶け量が不十分となる。
【００１０】
このような場合には、受け台１５の高さを調整し、当たりを強くする（圧力がかかるようにする）ことが行われている。
【００１１】
ここで課題として、ほとんどの場合、下ケース１２の側壁１４には補強リブやボス、穴などが存在しており、この場合には、同一面の側壁の中においても剛性は必ずしも一様ではなく、振動の伝わり方に偏りができるため、溶着リブ１３の溶け量にもばらつきが発生することがあげられる。
【００１２】
このような場合には、溶着リブ１３の溶け量の少ない部分でも十分な溶け量が得られるように、側壁１４の受け台１５の高さを調整することになる。しかし、当たりを強くし過ぎると、側壁１４の剛性が大きい部分の溶着リブ１３に過度に振動が伝わり、溶融温度が高くなり過ぎて樹脂が気化してしまい、溶着部が海綿状になることがある。溶着部が海綿状になると密封性が保てずトナー漏れが発生するため、トナーケースとして重大な欠陥となる。
【００１３】
このような場合に、従来は、溶着量の少ない部分と多い部分の妥協点を探り、受け台１５を分割するなどして局部的に当たりを調整することが行われてきたが、溶着品質としては不安定になるのが現状であった。
【００１４】
本発明の目的は、以上のような溶着不具合を解決し、確実に密封接合できる超音波溶着方法および超音波溶着装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、超音波溶着される下ケースの特定のポイントに対して、側面から制振機能を持つ部材を押し付けながら、上ケースと下ケースを超音波溶着する超音波溶着方法を最も主要な特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明では、上ケースと下ケースを超音波溶着する超音波溶着装置において、超音波溶着ホーンと、超音波溶着される前記下ケースを支持する受け台と、前記下ケースの側方に位置する弾性体と、その弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを前記下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有する超音波溶着装置を最も主要な特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の超音波溶着装置であって、前記下ケースの側方に位置する駒と、その駒を前記下ケース側面方向に付勢する弾性体と、前記駒と前記弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを前記下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有することを主要な特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の超音波溶着装置であって、前記下ケース側面方向に付勢される前記駒が冷却フィンを持つ放熱体であることを主要な特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による超音波溶着装置の第１の実施の形態を示す側面図である。図２は図１の超音波溶着装置を上から見た部分図である。
【００２０】
図１および図２において、下ケース２２の側壁３０の側面に弾性体２３があり、その弾性体２３はブラケット２４に保持されており、さらにブラケット２４はエアーシリンダ２５により水平方向に摺動可能となっている。またブラケット２４はスライド２６で案内されて安定して摺動することができるようになっている。
【００２１】
図２のように、ブラケット２４に複数個の弾性体２３が取り付けられることもある。なお、図１および図２ではエアーシリンダ２５を保持する部材の図示は省略してある。なお、図中、符合２１は上ケース、２７は受け台、２８は治具ベース、２９は超音波溶着ホーン、３１は溶着リブを示している。
【００２２】
動作において、下ケース２２が受け台２７にセットされ、超音波溶着ホーン２９が下降する前に、エアーシリンダ２５が弾性体２３を下ケース２２の側壁３０に押し付ける。
【００２３】
押し付けるポイントは、例えば図２のように、ポイントＰ、ポイントＱであり、これらのポイントＰ，Ｑは、事前の調査で超音波溶着ホーン２９の振動が伝わりやすく、溶着部が海綿状になりやすいことが判っているポイントである。
【００２４】
この状態から超音波溶着ホーン２９が下降して超音波溶着加工が開始されると、強く振動するポイントＰ、ポイントＱの振動を弾性体２３が吸収し、溶着リブ３１が溶け過ぎることを防ぐことができる。上ケース２１と下ケース２２が溶着されると、密封されたケース、例えば、トナーケース２０が製造される。
【００２５】
図３は本発明による超音波溶着装置の第２の実施の形態を示す側面図である。治具ベース２８に支持された受け台２７の上方には下ケース２２が載置し、下ケース２２の側壁３０に上ケース２１の溶着リブ３１が対向している。上ケース２１の上面にはホーン２９が配置されている。
【００２６】
下ケース２２の側壁３０の側面には駒部材３２を解して弾性体２３があり、その弾性体２３はブラケット２４に保持されており、さらにブラケット２４はエアーシリンダ２５により水平方向に摺動可能となっている。またブラケット２４はスライド２６で案内されて安定して摺動することができるようになっている。
【００２７】
図３の実施の形態では、図１の弾性体２３に替わり、駒３２が例えばコイルスプリングのような弾性体２３を介してブラケット２４に保持されている。駒３２の材質は弾性体である必要はなく、例えば金属、プラスチックなどの硬質の部材でもよく、先端の形状を細くすることも可能である。
【００２８】
図４は図３の駒の変形例を示す図である。この変形例において、駒は冷却フィン３３を有する、材質がアルミニウムや銅などの放熱体３４である。
【００２９】
図３の動作において、駒３２と弾性体２３が、弾性体２３と同じ作用を及ぼすものであるが、弾性体２３であるコイルスプリングの強さを変えることにより、吸収する振動の強さを調整することもできる。また、駒３２の先端を細く加工することで、図１の弾性体２３では押し付けることが困難である狭い場所などでも使用することができる。
【００３０】
図４では、図３の駒３２が冷却フィン３３を有する放熱体３４になっているものであり、図１や図３の作用に加えて、溶着部の熱を吸収、放熱することで溶融温度の上昇を抑え、溶着部が海綿状になることを防ぐことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、超音波溶着される下ケースの特定のポイントに対して、側面から制振機能を持つ部材を押し付けながら、上ケースと下ケースを超音波溶着する超音波溶着方法であるため、超音波溶着時に部分的に強く振動するポイントの振動を吸収し、溶着リブが溶け過ぎることを防ぐことができる。
【００３２】
また、下ケース側壁の剛性むらの影響を受けず、場所による溶け量のばらつきのない均一な溶着を行うことができるので、トナー漏れ不具合が発生しない、トナーケースを得ることができる。
【００３３】
請求項２によれば、超音波溶着ホーンと、超音波溶着される下ケースを支持する受け台と、下ケースの側方に位置する弾性体と、その弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有する超音波溶着装置であるため、超音波溶着時に部分的に強く振動するポイントの振動を吸収し、溶着リブが溶け過ぎることを防ぐことができる。
【００３４】
また、下ケース側壁の剛性むらの影響を受けず、場所による溶け量のばらつきのない均一な溶着を行うことができるので、トナー漏れ不具合が発生しない、トナーケースを得ることができる。
【００３５】
請求項３によれば、前記下ケースの側方に位置する駒と、その駒を前記下ケース側面方向に付勢する弾性体と、前記駒と前記弾性体を保持するブラケットと、そのブラケットを前記下ケース側面方向に押し付けるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項２記載の超音波溶着装置であるため、超音波溶着時に部分的に強く振動するポイントの振動を吸収し、溶着リブが溶け過ぎることを防ぐことができる。
【００３６】
また、下ケース側壁の剛性むらの影響を受けず、場所による溶け量のばらつきのない均一な溶着を行うことができるので、トナー漏れ不具合が発生しない、トナーケースを得ることができる。
【００３７】
請求項４によれば、前記下ケース側面方向に付勢される前記駒が冷却フィンを持つ放熱体である超音波溶着装置であるため、超音波溶着時に部分的に強く振動するポイントの振動を吸収し、さらに溶着熱が過度に上昇することを抑え、溶着リブが溶け過ぎることを防ぐことができる。
【００３８】
下ケース側壁の剛性むらの影響を受けず、場所による溶け量のばらつきのない均一な溶着を行うことができるので、トナー漏れ不具合が発生しない、トナーケースを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波溶着装置の第１の実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の超音波溶着装置を上から見た部分図である。
【図３】本発明による超音波溶着装置の第２の実施の形態を示す側面図である。
【図４】図３の駒の変形例を示す図である。
【図５】トナーケースの超音波溶着加工の一般的な例を示す概略図である。
【図６】溶着部の拡大詳細図である。
【図７】トナーケースの他の超音波溶着加工の例を示す拡大詳細図である。
【符号の説明】
２０　トナーケース
２１　上ケース
２２　下ケース
２３　弾性体
２４　ブラケット
２５　アクチュエータ（制振機能を持つ部材）
２７　受け台
２９　超音波溶着ホーン
３０　下ケースの側壁
３２　駒
３３　冷却フィン
３４　放熱体（駒）
Ｐ　ポイント
Ｑ　ポイント
【図１】
2004106242.tif 000003
【図２】
2004106242.tif 000004
【図３】
2004106242.tif 000005
【図４】
2004106242.tif 000006
【図５】
2004106242.tif 000007
【図６】
2004106242.tif 000008
【図７】
2004106242.tif 000009