(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にトナーを収容するために、両端が閉塞された円筒トナー容器であって、
該円筒トナー容器は、円筒方向に２分割された半円筒部分同士の接合体であり、該接合体の接合部が超音波溶着されてなり、前記接合部の断面は、一方が凸形状で、他方が前記凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ前記凸形状の凸部先端幅が前記凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状であり、前記凹形状の凹部内側面の一方の側面に凹部底面幅を凹部上面幅よりも狭くする方向の傾斜面を有し、他方の側面が前記凸凹形状の嵌合上下方向に垂直方向であることを特徴とする円筒トナー容器。
【請求項２】
前記半円筒部分の一方が閉塞された両端部を有する半円筒部分であり、他方が開放端を有する半円筒部分であることを特徴とする請求項１記載の円筒トナー容器。
【請求項３】
半円筒部分を射出成形する工程と、
前記半円筒部分の接合部を超音波溶着する工程とを備えてなる円筒トナー容器の製造方法であって、
前記超音波溶着する工程は、前記接合部の断面が、一方が凸形状で、他方が前記凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ嵌合時に前記凸形状の凸部先端幅が前記凹形状の凹部底面幅よりも大きく、前記凹形状の凹部内側面の一方の側面に凹部底面幅を凹部上面幅よりも狭くする方向の傾斜面を有し、他方の側面が前記凸凹形状の嵌合上下方向に垂直方向である形状を用いて、前記凹部内側面にて超音波溶着する工程であることを特徴とする円筒トナー容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内部にトナーを収容するための円筒トナー容器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の現像装置にトナー容器が取り付けられて、容器に収容されているトナーを現像装置の現像部へ補給している。
従来の円筒トナー容器を図５に示す。図５は従来の円筒トナー容器を示す斜視図である。
従来の円筒トナー容器５は、一方の端部６ｂが閉塞された円筒部材６と、この円筒部材６の他端６ａを閉塞する閉塞部材７とから構成され、閉塞部材７が円筒部材６の開放端６ａに機械的に圧入、接着剤または超音波等で接着固着されている。
閉塞部材７と円筒部材６とを超音波溶着する場合の接合個所断面の一例を図６に示す。超音波溶着は、閉塞部材７または円筒部材６の一方を受け台８として、他方の表面に三角リブ９を形成して、三角リブ９に超音波振動を加えながら圧着することにより行なわれている。１０はトナーシールである。
【０００３】
一方、写真用ロールフィルムを遮光状態に収納するために用いられる合成樹脂製のカートリッジを、上パーツと下パーツとに別個に成形し、上パーツと下パーツにおけるスリット部の凸凹形状の継手構造を利用して上下パーツの接合位置決めを行ない、次いで、両バーツにおける円筒形部分の接合面に超音波振動を伝達して溶着を行ない、カートリッジ本体の合体接合を行なう方法が開示されている（特開平０６−９５３０１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の円筒トナー容器は、次のような問題があった。
（１）円筒トナー容器の精度を維持し、生産性を向上させるために、円筒部材は射出成形により製造されているが、トナー容器のような大型長尺物になると、射出成形時の型抜きが困難になる。例えば、開放端６ａは、閉塞された他端６ｂの径より大きくしないと金型から型抜きできない。このため、両端が同径の円筒トナー容器が得られないという問題がある。
（２）射出成形金型の問題としては、中子等を用いて円筒形状を射出成形するため、金型が複雑になり、金型費用が増加したり、金型の耐久性が低下したりする。
（３）写真用ロールフィルムのカートリッジと異なり、大型長尺のトナー容器の場合、単純な凸凹形状の接合構造のみでは、超音波溶着が十分に行なわれず、円筒トナー容器の気密性が保たれなかったり、超音波溶着部の溶着強度が低下したりするという問題がある。
（４）上記（３）の問題のため、大型長尺のトナー容器の場合、超音波溶着部の接合構造として図６に示す構造が用いられるが、この場合においても、突起部の平行度や肉厚度の変動により溶着強度が低下したり、超音波エネルギーが分散しやすいため必要以外の個所が溶着したり、バリが発生しやすくなったりするという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、比較的大きな容器であっても射出成形が容易で、かつ超音波溶着後の気密性および溶着強度に優れた円筒トナー容器およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒トナー容器は、内部にトナーを収容するために、両端が閉塞された円筒トナー容器であって、該円筒トナー容器は、円筒方向に２分割された半円筒部分同士の接合体であり、該接合体の接合部が超音波溶着されてなり、この接合部の断面は、一方が凸形状で、他方が上記凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ上記凸形状の凸部先端幅が上記凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状であり、上記凹形状の凹部内側面の一方の側面に凹部底面幅を凹部上面幅よりも狭くする方向の傾斜面を有し、他方の側面が上記凸凹形状の嵌合上下方向に垂直方向であることを特徴とする。
また、上記半円筒部分の一方が閉塞された両端部を有する半円筒部分であり、他方が開放端を有する半円筒部分であることを特徴とする。
【０００７】
超音波溶着される接合部の断面として、一方が凸形状で、他方がその凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ凸形状の凸部先端幅が凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状で嵌合されつつ超音波溶着されてなることにより、凹部内側面と凸部外側面とが発熱して溶融し、相互に超音波溶着する。このため、溶着面が単なる突合せ面よりも大きくなり、円筒トナー容器は、円筒方向に２分割された分割体を接合した円筒部材であっても、超音波溶着後の気密性および溶着強度に優れる。
【０００８】
本発明の円筒トナー容器の製造方法は、半円筒部分を射出成形する工程と、上記半円筒部分の接合部を超音波溶着する工程とを備えてなリ、上記超音波溶着する工程は、上記接合部の断面が、一方が凸形状で、他方がその凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ嵌合時に凸形状の凸部先端幅が凹形状の凹部底面幅よりも大きく、上記凹形状の凹部内側面の一方の側面に凹部底面幅を凹部上面幅よりも狭くする方向の傾斜面を有し、他方の側面が上記凸凹形状の嵌合上下方向に垂直方向である形状を用いて、凹部内側面にて超音波溶着する工程であることを特徴とする。
【０００９】
半円筒部分の接合部を超音波溶着することにより、半円筒部分の射出成形金型でよくなるため、金型が簡易になり、その耐久性が向上する。また、成形体はバリの発生が少なくなり射出成形性に優れる。
超音波溶着が嵌合時に凸形状の凸部先端幅が凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状を用いて、凹部内側面にて超音波溶着する工程であることにより、一回の超音波溶着で気密性および溶着強度に優れた円筒トナー容器が得られ、円筒トナー容器の生産性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の円筒トナー容器の一例を図１および図２に示す。図１は円筒トナー容器の分解斜視図であリ、図２は組み立てられた円筒トナー容器の斜視図である。円筒トナー容器１は、閉塞された両端部を有する半円筒部分２と開放端を有する半円筒部分３とから構成され、半円筒部分２および３の接合部４、４ａ、４ｂが超音波溶着される。半円筒部分２は半円筒状部分２ａと、端部の閉塞部２ｂ、２ｃとが一体成形され、半円筒部分３は開放端を有する半円筒部分として成形される。半円筒部分２には、図示を省略した撹拌棒や撹拌羽根等が閉塞部２ｂ、２ｃに支持され、半円筒部分３と合体して円筒トナー容器１となる。また、円筒トナー容器１外周面にはトナーシール等が取り付けられる。
なお、半円筒部分２および３は、相互に嵌合することで円筒トナー容器を形成できる形状であればよい。具体的な形状としては、図１および図２に示す分割形状の他に次のような分割形状を例示できる。
（１）一方の端部が閉塞部を形成する閉塞端部で、他方が開放端を有する半円筒部分を２個準備し、閉塞端と開放端が接合できるように組み立てて円筒トナー容器とする。
（２）閉塞部を形成する半円状の両端部を有する半円筒部分を２個準備し、半円状の両端部が接合できるように組み立てて円筒トナー容器とする。
（３）一方の端部が閉塞部を形成する半円状の端部を有し、他方の端部が容器に同心円状の凸状閉塞部端部を有する半円筒部分と、一方の端部が閉塞部を形成する半円状の端部を有し、他方の端部が上記凸状閉塞部端部に嵌合できる凹状閉塞部端部を有する半円筒部分とを組み立てて円筒トナー容器とする。
また、トナーを充填するための充填孔は半円筒状部分、あるいは両端の閉塞部分等に設けることができる。
【００１１】
円筒トナー容器１の接合部を図３により説明する。図３（ａ）は図２における接合部のＡ−Ａ拡大断面図であリ、図３（ｂ）は超音波溶着前の接合部のＣ部拡大断面図である。
超音波溶着される接合部４の断面は、半円筒部分２の接合部断面が凸形状２ｄで、半円筒部分３の接合部断面が凹形状３ａであリ、相互に嵌合できる形状をしており、かつ凸部先端幅Ｄが凹形状の凹部底面幅ｄ2よりも大きい形状である。具体的には、半円筒部分３の凹形状３ａが、内側面３ｂおよび３ｃと、凹部底面３ｄとから構成され、内側面３ｂに凹部の上部内幅ｄ1を狭くする方向の傾斜面３ｅを有している。傾斜面３ｅを有する凹形状３ａに凸形状２ｄを嵌合して超音波振動を印加することにより、接触部における変形歪の発熱が内側面３ｂおよび３ｃと凸形状２ｄの側面２ｅとで発生する。
その結果、半円筒部分２と３とは、凸形状２ｄと凹形状３ａとの両側面で超音波溶着されることになり、溶着面積が増大し、円筒トナー容器の気密性および超音波溶着部の溶着強度が向上する。
【００１２】
傾斜面３ｅの形状としては、凹部の内幅ｄ1が底面３ｄ方向に向かって狭くなる形状で、かつ超音波溶着時の加圧により半円筒部分２と半円筒部分３との接合面から余剰溶融物が溢れでることなく、相互に隙間なく嵌合できる突起または傾斜面であればよい。このため、凸部先端幅Ｄを凹部の上部内幅ｄ1よりも余剰溶融物が溢れでない程度に狭くすることが好ましい。
また、傾斜面３ｅは内側面３ｂまたは内側面３ｃの片側面、あるいは内側面３ｂおよび内側面３ｃの両側面にあってもよい。
【００１３】
半円筒部分２と３との超音波溶着は、半円筒部分２と半円筒部分３のとの端部接合部４ａおよび４ｂにおいても行なわれる。図４は、図２における接合部のＢ−Ｂ拡大断面図である。半円筒部分２の凸形状部と半円筒部分３の凹形状とは上記図３（ｂ）にて説明した形状とできる。
【００１４】
次に本発明の円筒トナー容器の製造方法について上記各図を参照して説明する。
（１）合成樹脂組成物を用いて半円筒部分２および半円筒部分３をそれぞれ射出成形する。半円筒部分として射出成形することにより、射出成形金型が中子等を用いる必要がなくなり、また型抜きが容易になり、金型の耐久性が向上する。半円筒部分２および半円筒部分３の接合部は図３または図４に示す凹凸形状を設けておく。
（２）半円筒部分２の凸形状部と半円筒部分３の凹形状とを嵌合させ、超音波振動を発生させながら加圧して、相互に圧入する。この工程により、凹形状の凹部両側面で超音波溶着する。
超音波溶着条件は、合成樹脂材料、凹凸形状等によって異なるが、超音波振動ホーンの振幅は、凹凸形状の嵌合上下方向に 25〜50μm 、周波数は、15〜20 kHz で行なうのが溶着強度および気密度を高めるので好ましい。
【００１５】
上記本発明の超音波溶着方法を用いることにより、得られた円筒トナー容器は、バリが発生せず、溶着強度、気密度が向上するので、複写機、ファクシミリ、プリンター等の現像装置にトナー容器として好適である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の円筒トナー容器は、半円筒部分同士の接合体であり、該接合体の接合部が超音波溶着されてなるので、大型の円筒トナー容器が容易に得られる。
特に、半円筒部分の一方が閉塞された両端部を有する半円筒部分であり、他方が開放端を有する半円筒部分であるので、気密性を有する大型の円筒トナー容器が容易に得られる。
【００１７】
さらに本発明の円筒トナー容器は、超音波溶着される接合部の断面は、一方が凸形状で、他方がその凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ凸形状の凸部先端幅が凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状で嵌合されつつ超音波溶着されるので、特に上記凹形状の凹部内側面の一方の側面に凹部底面幅を凹部上面幅よりも狭くする方向の傾斜面を有して超音波溶着されるので、接合面積が増加し、溶着強度が向上し、気密性を有する大型の円筒トナー容器となる。
【００１８】
本発明の円筒トナー容器の製造方法は、半円筒部分を射出成形する工程と、接合部の断面が、一方が凸形状で、他方がその凸形状の凸部に嵌合できる凹形状で、かつ嵌合時に凸形状の凸部先端幅が凹形状の凹部底面幅よりも大きい形状を用いて、凹部内側面にて超音波溶着する工程とを備えるので、金型が簡易になり、その耐久性が向上する。また、バリの発生が少なくなり射出成形性に優れ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒トナー容器の分解斜視図である。
【図２】組み立てられた円筒トナー容器の斜視図である。
【図３】円筒トナー容器の接合部の断面図である。
【図４】開放端部における接合部の断面図である。
【図５】従来の円筒トナー容器を示す斜視図である。
【図６】従来の超音波溶着する場合の接合個所断面図である。
【符号の説明】
１  円筒トナー容器
２  両端部を有する半円筒部分
３  開放端を有する半円筒部分
４  接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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