現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法
【課題】大きなサイズの現像カートリッジ筐体に対しても、寸法のばらつきが少なく、高い溶着強度を有する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法を提供すること。
【解決手段】電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【解決手段】電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置には、像担持体と現像装置、或いはそれに加えて、帯電装置、クリーニング装置等、複数のプロセス手段を一体的にユニット化したプロセスカートリッジを有するものがある。プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して感光体ドラムや現像装置等の複数のプロセス手段を一体的に着脱可能な構成としたもので、この構成により画像形成装置のメンテナンスが容易となるという特徴を有する。
【０００３】
一般に、プロセスカートリッジに含まれる現像装置（以下、現像カートリッジともいう）は、現像剤を収納して現像ローラに供給するハウジングとしての現像カートリッジ筐体を有している。
【０００４】
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。
【０００５】
これらの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。
【０００６】
Ａ４サイズまでの通常サイズの用紙に画像形成する画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着においては超音波溶着法を採用しているものが多い。然るに、Ａ３サイズ等、大きなサイズの用紙に画像形成する画像形成装置では現像カートリッジも大きくなるため、現像カートリッジ筐体の接合部に十分な溶着強度を持たせることができるか否かが問題となる。
【０００７】
十分な溶着強度を要する大物部品の溶着には振動溶着法が用いられることが多い。しかしながら、振動溶着法による溶着では溶着時の圧力が強いため接合部にずれが生じ易いという問題があり、かつ溶着機が大型でインライン加工が困難なため生産効率が悪いという問題もある。
【０００８】
超音波溶着法は、振動溶着法に比較して、部品へのダメージが少なく、装置が小型であるため小物部品の溶着に適し、インライン加工が容易であるという特徴を有している。
【０００９】
超音波溶着を行う際に注意を要する点は、溶着時の部品の変形による寸法のばらつきと溶着強度の不足である。特にＡ３サイズ等、大きなサイズの用紙に画像形成することができる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着においては、成形加工時の寸法のばらつきが大となるという問題もあり、溶着時に溶着する部材がずれ易いという問題がある。溶着する部材のずれは寸法のばらつきと溶着強度の不足とに繋がり、溶着強度の不足は接合部の剥がれやトナー漏れといった問題を引き起こす。
【００１０】
これらの問題に対する対策として、溶着時の寸法のばらつきを抑え溶着強度を向上させるため、溶着する２つの部材に突起部と溝部とを設けるという技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１の技術は、プロセスカートリッジの現像カートリッジ筐体において、溶着する一方の部材に突起部を設け、もう一方の部材に溝部を設けて溶着時に突起部と溝部とを嵌合させることにより、溶着時の寸法のばらつきを抑え、強度の向上を図るものである。
【００１２】
しかしながら、近年の画像形成装置の小型化への要望から個々の部材の小型化も厳しく要求されており、現像カートリッジ筐体の溶着面に突起部や溝部を設けることが設計上困難となる場合がある。また、突起部と溝部とを嵌合させるためには、部材寸法のばらつきを厳しく管理する必要があって、製造コストの増大に繋がるという問題もある。
【００１３】
更に、個々の部材の小型化のため溶着部のサイズも厳しく制限されるため、Ａ３サイズ等、大きなサイズの画像形成に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着部のサイズも大きくし難い。このため、溶着部に十分な溶着強度を与える目的でホーンの押し圧を大きくするとずれが生じ易く、逆に溶着強度が不足するという現象を引き起こす危険性がある。
【００１４】
一方、溶着するロールフィルムカートリッジ部材を小型化するという目的から、部材に接合するためのリブを設けずに溶着ホーンの形状と溶着条件（ホーン圧力：５〜３５ｋｇ・ｆ、振幅：１０〜４５μｍ）との組み合わせにより溶着を行うという技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【００１５】
しかしながら、特許文献２に記載の溶着部材は長さ４０ｍｍ以下、直径２３ｍｍ以下の小さな部材に対する発明であり、本発明の現像カートリッジ筐体のように幅が３００ｍｍを超える部材に対しては、この溶着条件では寸法精度と強度を確保することは難しい。
【特許文献１】特開平９−１０１７３４号公報
【特許文献２】特開平７−２４４３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような問題を解決し、大きなサイズの現像カートリッジ筐体に対しても、寸法のばらつきが少なく、高い溶着強度を有する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の目的は下記の構成により達成することが出来る。
【００１８】
１．電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、
前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【００１９】
２．前記現像カートリッジ筐体が、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体であることを特徴とする１に記載の現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶着時のホーンに大きな押し圧を与えることなく溶着することにより、大きなサイズの現像カートリッジ筐体に対しても溶着部のずれを少なくした適正な溶着が可能となる。これにより、溶着時の寸法のばらつきの少ない、高い溶着強度を有する現像カートリッジ筐体をインラインで製造することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。
【００２２】
最初に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の一つである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。
【００２４】
図１に示すフルカラー画像形成装置においては、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１１１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１１２が設けられている。
【００２５】
また、帯電ブラシ１１１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レーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０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る。このフルカラー画像形成装置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、このレーザ走査光学系２０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。
【００２６】
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なうフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲に４つの色別の現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを備えている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の各非磁性１成分トナーを収容させた４つ現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋは、支軸３３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。以下、これら４つの現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを総称して現像カートリッジ１３ともいう。
【００２７】
また、このフルカラー現像装置３０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剤担持体（現像ローラ）１３１の外周面に図示しない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、搬送されるトナーを帯電させるという構成になっている。なお、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行なうために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【００２８】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させる。フルカラー現像装置３０の回転により対応する色のトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導く。導かれた現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋにおけるそれぞれの現像ローラ１３１を感光体ドラム１０に接触させて、各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行なう。
【００２９】
また、このフルカラー現像装置３０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４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられている。この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動される。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触する。またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【００３０】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０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４０に対して接離可能に設けられている。
【００３１】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０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は記録材Ｓを収容し、給紙ローラ６２は給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙し、タイミングローラ６３は中間転写ベルト４０上に形成された画像に同期させて記録材Ｓを中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送り込むという機能を有する。
【００３２】
このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓは、２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧され、中間転写ベルト４０からトナー像を押圧転写される。
【００３３】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれる。この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出される。
【００３４】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行なう動作について具体的に説明する。
【００３５】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。
【００３６】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行ない、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成する。その後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像カートリッジ１３Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像する。イエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【００３７】
イエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導く。レーザ走査光学系２０は、イエロー画像の場合と同様に、帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｍによって現像する。現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行なう。このように、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【００３８】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送る。記録材Ｓは、２次転写ローラ４３により中間転写ベルト４０に押圧され、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を２次転写される。
【００３９】
そして、記録材Ｓ上にはフルカラーのトナー像が２次転写され、この記録材Ｓは搬送手段６６により定着装置７０に導かれ、転写されたフルカラーのトナー像がこの定着装置７０によって定着される。その後、この記録材Ｓは垂直搬送路８０を経て装置本体１００の上面に排出される。
【００４０】
次に、現像カートリッジ１３は、現像剤として例えば、トナーとキャリアより構成される二成分系現像剤やトナーのみから構成される一成分系現像剤を用い、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給して現像を行うものである。
【００４１】
図２は、本発明に係る現像カートリッジの実施形態における構成を説明するための図であり、本実施形態の現像カートリッジは一成分系の現像剤を用いた例である。図２（ａ）は現像カートリッジの一例に示す斜視図であり、図２（ｂ）は現像カートリッジの一例に示す断面図である。本実施形態における現像カートリッジ１３は、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる構成を有するものである。
【００４２】
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する。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感光体ドラムに供給して現像を行う。所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、装置より取り外され、新しい現像カートリッジ１３が装填される。
【００４３】
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に隣接する現像カートリッジ筐体１３３等とを有する。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、超音波溶着される。
【００４４】
現像ローラ１３１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物質を用いて形成した弾性層を有する。
【００４５】
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の図示しない制御装置に送信する。
【００４６】
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１３１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をさらに設けることも可能である。
【００４７】
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。
【００４８】
現像カートリッジ筐体１３３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、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明の実施形態に係る現像カートリッジ筐体１３３はプロセスカートリッジに含まれる現像カートリッジ１３を構成する部材である。プロセスカートリッジの構成は、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、或いはそれに加えて、帯電器又はクリーニング装置の内、少なくともどちらか１つを有するという構成である。
【００５３】
現像ローラ１３１回転軸方向における現像カートリッジ筐体１３３の長さは、トナーを現像ローラ１３１上に一様に供給するため、現像ローラ１３１の長さとほぼ同一に形成されている。本実施形態における現像ローラ１３１の長さは、Ａ３サイズの用紙に画像形成することを可能とするため少なくとも３００ｍｍの長さに形成されており、現像カートリッジ筐体１３３の長さもほぼ同一の長さに形成されている。
【００５４】
前記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。
【００５５】
図３は本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の超音波溶着法による溶着方法を説明するための断面図である。図３（ａ）は溶着する前の筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを示す図であり、図３（ｂ）は現像カートリッジ筐体１３３の溶着加工時の状態を示す図である。
【００５６】
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と下部を構成する筐体下部１３３ｂとを接着することにより密閉された筐体となる。接着は超音波溶着により行われ、筐体下部１３３ａの溶着部Ｙａ１、Ｙａ２と、筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２とを溶着する。
【００５７】
筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂは非結晶性樹脂又は結晶性樹脂を用いて成形加工される。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−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。
【００５８】
図３（ｂ）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を保持する治具の受台である。
【００５９】
溶着の手順は、始めに治具の受台Ｕａ、Ｕｂに筐体下部１３３ａを設置し、次に筐体下部１３３ａの溶着部Ｙａ１、Ｙａ２と、筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２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。最後に溶着機のホーンＨａ、Ｈｂを筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２の背面から押し当てて溶着する。
【００６０】
本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の溶着条件は、前述の特許文献２におけるロールフィルムカートリッジ部材の溶着条件と比較して、溶着機のホーンを押し当てる圧力を小さく、ホーン先端の振幅を大きくしている。この溶着条件によれば、長さ３００ｍｍを超える大きなサイズの現像カートリッジ筐体１３３に対しても、溶着時の寸法のばらつきの少ない、高い溶着強度を有する溶着が可能となる。
【実施例】
【００６１】
１．溶着する部材：筐体上部１３３ｂ及び筐体下部１３３ａ（断面形状は図３参照、長さ（現像ローラ１３１の回転軸方向）は４３０ｍｍ）
２．溶着する部材の材質：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．溶着機：超音波溶着機２０００ｄ（ブランソン社製）
４．溶着条件：ウェルドタイム０．２５〜０．３ｓ、ホールドタイム０．３ｓ
ホーンの圧力及びホーン先端の振幅については実施例１〜６、及び比較例１〜４に記載
（実施例１）
１．ホーンの圧力：２００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例２）
１．ホーンの圧力：３００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例３）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例４）
１．ホーンの圧力：７００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例５）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：４０μｍ
（実施例６）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：８０μｍ
（比較例１）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：３５μｍ
（比較例２）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：８５μｍ
（比較例３）
１．ホーンの圧力：１５０ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（比較例４）
１．ホーンの圧力：７５０ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（評価方法）
１．溶着強度：溶着後の現像カートリッジ筐体１３３の筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとを上下引き離す方向に１０ｋｇの静荷重を５分間かけて結果を目視確認した。
【００６２】
２．寸法安定性：筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとのずれ量を実測し、ずれ量が０．５ｍｍ以下であれば合格とした。
【００６３】
実験の結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１から判るように、溶着の強度及び寸法安定性に問題がない範囲は、ホーンの圧力が２００〜７００ｋＰａ（実施例１〜４）の範囲であり、より好ましくは３００〜５００ｋＰａの範囲である。同様に、溶着の結果に問題がない範囲は、ホーン先端の振幅が４０〜８０μｍ（実施例５〜６）の範囲であり、より好ましくは５０〜７０μｍの範囲である。
【００６６】
実施例１〜６については、溶着強度及び寸法安定性のいずれも問題なく、判定は合格であった。
【００６７】
一方、比較例１及び３では溶着部に隙間の発生が目視で確認されて溶着強度が不足しており、判定が不合格となった。比較例２及び４では筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとのずれ量が０．８〜１．０ｍｍとなり、溶着の強度及び寸法安定性に問題があり、判定が不合格となった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の代表的な実施形態の一つである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２】本発明に係る現像カートリッジの実施形態における構成を説明するための図である。
【図３】本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の超音波溶着法による溶着方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ 現像カートリッジ
３０ 現像装置
１３３ 現像カートリッジ筐体
１３３ａ 筐体下部
１３３ｂ 筐体上部
Ｈａ、Ｈｂ 溶着機のホーン
Ｕａ、Ｕｂ 治具の受台
Ｙａ１、Ｙａ２ 筐体下部１３３ａの溶着部
Ｙｂ１、Ｙｂ２ 筐体上部１３３ｂの溶着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置には、像担持体と現像装置、或いはそれに加えて、帯電装置、クリーニング装置等、複数のプロセス手段を一体的にユニット化したプロセスカートリッジを有するものがある。プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して感光体ドラムや現像装置等の複数のプロセス手段を一体的に着脱可能な構成としたもので、この構成により画像形成装置のメンテナンスが容易となるという特徴を有する。
【０００３】
一般に、プロセスカートリッジに含まれる現像装置（以下、現像カートリッジともいう）は、現像剤を収納して現像ローラに供給するハウジングとしての現像カートリッジ筐体を有している。
【０００４】
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。
【０００５】
これらの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。
【０００６】
Ａ４サイズまでの通常サイズの用紙に画像形成する画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着においては超音波溶着法を採用しているものが多い。然るに、Ａ３サイズ等、大きなサイズの用紙に画像形成する画像形成装置では現像カートリッジも大きくなるため、現像カートリッジ筐体の接合部に十分な溶着強度を持たせることができるか否かが問題となる。
【０００７】
十分な溶着強度を要する大物部品の溶着には振動溶着法が用いられることが多い。しかしながら、振動溶着法による溶着では溶着時の圧力が強いため接合部にずれが生じ易いという問題があり、かつ溶着機が大型でインライン加工が困難なため生産効率が悪いという問題もある。
【０００８】
超音波溶着法は、振動溶着法に比較して、部品へのダメージが少なく、装置が小型であるため小物部品の溶着に適し、インライン加工が容易であるという特徴を有している。
【０００９】
超音波溶着を行う際に注意を要する点は、溶着時の部品の変形による寸法のばらつきと溶着強度の不足である。特にＡ３サイズ等、大きなサイズの用紙に画像形成することができる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着においては、成形加工時の寸法のばらつきが大となるという問題もあり、溶着時に溶着する部材がずれ易いという問題がある。溶着する部材のずれは寸法のばらつきと溶着強度の不足とに繋がり、溶着強度の不足は接合部の剥がれやトナー漏れといった問題を引き起こす。
【００１０】
これらの問題に対する対策として、溶着時の寸法のばらつきを抑え溶着強度を向上させるため、溶着する２つの部材に突起部と溝部とを設けるという技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１の技術は、プロセスカートリッジの現像カートリッジ筐体において、溶着する一方の部材に突起部を設け、もう一方の部材に溝部を設けて溶着時に突起部と溝部とを嵌合させることにより、溶着時の寸法のばらつきを抑え、強度の向上を図るものである。
【００１２】
しかしながら、近年の画像形成装置の小型化への要望から個々の部材の小型化も厳しく要求されており、現像カートリッジ筐体の溶着面に突起部や溝部を設けることが設計上困難となる場合がある。また、突起部と溝部とを嵌合させるためには、部材寸法のばらつきを厳しく管理する必要があって、製造コストの増大に繋がるという問題もある。
【００１３】
更に、個々の部材の小型化のため溶着部のサイズも厳しく制限されるため、Ａ３サイズ等、大きなサイズの画像形成に用いられる現像カートリッジ筐体の溶着部のサイズも大きくし難い。このため、溶着部に十分な溶着強度を与える目的でホーンの押し圧を大きくするとずれが生じ易く、逆に溶着強度が不足するという現象を引き起こす危険性がある。
【００１４】
一方、溶着するロールフィルムカートリッジ部材を小型化するという目的から、部材に接合するためのリブを設けずに溶着ホーンの形状と溶着条件（ホーン圧力：５〜３５ｋｇ・ｆ、振幅：１０〜４５μｍ）との組み合わせにより溶着を行うという技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【００１５】
しかしながら、特許文献２に記載の溶着部材は長さ４０ｍｍ以下、直径２３ｍｍ以下の小さな部材に対する発明であり、本発明の現像カートリッジ筐体のように幅が３００ｍｍを超える部材に対しては、この溶着条件では寸法精度と強度を確保することは難しい。
【特許文献１】特開平９−１０１７３４号公報
【特許文献２】特開平７−２４４３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような問題を解決し、大きなサイズの現像カートリッジ筐体に対しても、寸法のばらつきが少なく、高い溶着強度を有する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の目的は下記の構成により達成することが出来る。
【００１８】
１．電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、
前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【００１９】
２．前記現像カートリッジ筐体が、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体であることを特徴とする１に記載の現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶着時のホーンに大きな押し圧を与えることなく溶着することにより、大きなサイズの現像カートリッジ筐体に対しても溶着部のずれを少なくした適正な溶着が可能となる。これにより、溶着時の寸法のばらつきの少ない、高い溶着強度を有する現像カートリッジ筐体をインラインで製造することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。
【００２２】
最初に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の一つである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。
【００２４】
図１に示すフルカラー画像形成装置においては、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１１１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１１２が設けられている。
【００２５】
また、帯電ブラシ１１１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レーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０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る。このフルカラー画像形成装置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、このレーザ走査光学系２０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。
【００２６】
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なうフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲に４つの色別の現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを備えている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の各非磁性１成分トナーを収容させた４つ現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋは、支軸３３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。以下、これら４つの現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを総称して現像カートリッジ１３ともいう。
【００２７】
また、このフルカラー現像装置３０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剤担持体（現像ローラ）１３１の外周面に図示しない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、搬送されるトナーを帯電させるという構成になっている。なお、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行なうために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【００２８】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させる。フルカラー現像装置３０の回転により対応する色のトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導く。導かれた現像カートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋにおけるそれぞれの現像ローラ１３１を感光体ドラム１０に接触させて、各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行なう。
【００２９】
また、このフルカラー現像装置３０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４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられている。この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動される。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触する。またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【００３０】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０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４０に対して接離可能に設けられている。
【００３１】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０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は記録材Ｓを収容し、給紙ローラ６２は給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙し、タイミングローラ６３は中間転写ベルト４０上に形成された画像に同期させて記録材Ｓを中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送り込むという機能を有する。
【００３２】
このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓは、２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧され、中間転写ベルト４０からトナー像を押圧転写される。
【００３３】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれる。この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出される。
【００３４】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行なう動作について具体的に説明する。
【００３５】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。
【００３６】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行ない、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成する。その後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像カートリッジ１３Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像する。イエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【００３７】
イエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導く。レーザ走査光学系２０は、イエロー画像の場合と同様に、帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像カートリッジ１３Ｍによって現像する。現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行なう。このように、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【００３８】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送る。記録材Ｓは、２次転写ローラ４３により中間転写ベルト４０に押圧され、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を２次転写される。
【００３９】
そして、記録材Ｓ上にはフルカラーのトナー像が２次転写され、この記録材Ｓは搬送手段６６により定着装置７０に導かれ、転写されたフルカラーのトナー像がこの定着装置７０によって定着される。その後、この記録材Ｓは垂直搬送路８０を経て装置本体１００の上面に排出される。
【００４０】
次に、現像カートリッジ１３は、現像剤として例えば、トナーとキャリアより構成される二成分系現像剤やトナーのみから構成される一成分系現像剤を用い、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給して現像を行うものである。
【００４１】
図２は、本発明に係る現像カートリッジの実施形態における構成を説明するための図であり、本実施形態の現像カートリッジは一成分系の現像剤を用いた例である。図２（ａ）は現像カートリッジの一例に示す斜視図であり、図２（ｂ）は現像カートリッジの一例に示す断面図である。本実施形態における現像カートリッジ１３は、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる構成を有するものである。
【００４２】
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する。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感光体ドラムに供給して現像を行う。所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、装置より取り外され、新しい現像カートリッジ１３が装填される。
【００４３】
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に隣接する現像カートリッジ筐体１３３等とを有する。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、超音波溶着される。
【００４４】
現像ローラ１３１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物質を用いて形成した弾性層を有する。
【００４５】
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の図示しない制御装置に送信する。
【００４６】
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１３１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をさらに設けることも可能である。
【００４７】
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。
【００４８】
現像カートリッジ筐体１３３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、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明の実施形態に係る現像カートリッジ筐体１３３はプロセスカートリッジに含まれる現像カートリッジ１３を構成する部材である。プロセスカートリッジの構成は、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、或いはそれに加えて、帯電器又はクリーニング装置の内、少なくともどちらか１つを有するという構成である。
【００５３】
現像ローラ１３１回転軸方向における現像カートリッジ筐体１３３の長さは、トナーを現像ローラ１３１上に一様に供給するため、現像ローラ１３１の長さとほぼ同一に形成されている。本実施形態における現像ローラ１３１の長さは、Ａ３サイズの用紙に画像形成することを可能とするため少なくとも３００ｍｍの長さに形成されており、現像カートリッジ筐体１３３の長さもほぼ同一の長さに形成されている。
【００５４】
前記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。
【００５５】
図３は本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の超音波溶着法による溶着方法を説明するための断面図である。図３（ａ）は溶着する前の筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂとを示す図であり、図３（ｂ）は現像カートリッジ筐体１３３の溶着加工時の状態を示す図である。
【００５６】
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と下部を構成する筐体下部１３３ｂとを接着することにより密閉された筐体となる。接着は超音波溶着により行われ、筐体下部１３３ａの溶着部Ｙａ１、Ｙａ２と、筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２とを溶着する。
【００５７】
筐体下部１３３ａと筐体上部１３３ｂは非結晶性樹脂又は結晶性樹脂を用いて成形加工される。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−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。
【００５８】
図３（ｂ）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を保持する治具の受台である。
【００５９】
溶着の手順は、始めに治具の受台Ｕａ、Ｕｂに筐体下部１３３ａを設置し、次に筐体下部１３３ａの溶着部Ｙａ１、Ｙａ２と、筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２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。最後に溶着機のホーンＨａ、Ｈｂを筐体上部１３３ｂの溶着部Ｙｂ１、Ｙｂ２の背面から押し当てて溶着する。
【００６０】
本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の溶着条件は、前述の特許文献２におけるロールフィルムカートリッジ部材の溶着条件と比較して、溶着機のホーンを押し当てる圧力を小さく、ホーン先端の振幅を大きくしている。この溶着条件によれば、長さ３００ｍｍを超える大きなサイズの現像カートリッジ筐体１３３に対しても、溶着時の寸法のばらつきの少ない、高い溶着強度を有する溶着が可能となる。
【実施例】
【００６１】
１．溶着する部材：筐体上部１３３ｂ及び筐体下部１３３ａ（断面形状は図３参照、長さ（現像ローラ１３１の回転軸方向）は４３０ｍｍ）
２．溶着する部材の材質：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．溶着機：超音波溶着機２０００ｄ（ブランソン社製）
４．溶着条件：ウェルドタイム０．２５〜０．３ｓ、ホールドタイム０．３ｓ
ホーンの圧力及びホーン先端の振幅については実施例１〜６、及び比較例１〜４に記載
（実施例１）
１．ホーンの圧力：２００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例２）
１．ホーンの圧力：３００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例３）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例４）
１．ホーンの圧力：７００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（実施例５）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：４０μｍ
（実施例６）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：８０μｍ
（比較例１）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：３５μｍ
（比較例２）
１．ホーンの圧力：５００ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：８５μｍ
（比較例３）
１．ホーンの圧力：１５０ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（比較例４）
１．ホーンの圧力：７５０ｋＰａ
２．ホーン先端の振幅：６０μｍ
（評価方法）
１．溶着強度：溶着後の現像カートリッジ筐体１３３の筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとを上下引き離す方向に１０ｋｇの静荷重を５分間かけて結果を目視確認した。
【００６２】
２．寸法安定性：筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとのずれ量を実測し、ずれ量が０．５ｍｍ以下であれば合格とした。
【００６３】
実験の結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１から判るように、溶着の強度及び寸法安定性に問題がない範囲は、ホーンの圧力が２００〜７００ｋＰａ（実施例１〜４）の範囲であり、より好ましくは３００〜５００ｋＰａの範囲である。同様に、溶着の結果に問題がない範囲は、ホーン先端の振幅が４０〜８０μｍ（実施例５〜６）の範囲であり、より好ましくは５０〜７０μｍの範囲である。
【００６６】
実施例１〜６については、溶着強度及び寸法安定性のいずれも問題なく、判定は合格であった。
【００６７】
一方、比較例１及び３では溶着部に隙間の発生が目視で確認されて溶着強度が不足しており、判定が不合格となった。比較例２及び４では筐体上部１３３ｂと筐体下部１３３ａとのずれ量が０．８〜１．０ｍｍとなり、溶着の強度及び寸法安定性に問題があり、判定が不合格となった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の代表的な実施形態の一つである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２】本発明に係る現像カートリッジの実施形態における構成を説明するための図である。
【図３】本発明に係る現像カートリッジ筐体１３３の超音波溶着法による溶着方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ 現像カートリッジ
３０ 現像装置
１３３ 現像カートリッジ筐体
１３３ａ 筐体下部
１３３ｂ 筐体上部
Ｈａ、Ｈｂ 溶着機のホーン
Ｕａ、Ｕｂ 治具の受台
Ｙａ１、Ｙａ２ 筐体下部１３３ａの溶着部
Ｙｂ１、Ｙｂ２ 筐体上部１３３ｂの溶着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、
前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【請求項２】
前記現像カートリッジ筐体が、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体であることを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体を、超音波を用いて溶着する現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法において、
前記超音波を用いて溶着する際に、前記現像カートリッジ筐体に押し当てるホーンの圧力が２００ｋＰａ以上、７００ｋＰａ以下であり、かつ、前記ホーンの先端の振幅が４０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【請求項２】
前記現像カートリッジ筐体が、Ａ３サイズの用紙に画像形成しうる画像形成装置に用いられる現像カートリッジ筐体であることを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ筐体の超音波溶着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２０９５９３（Ｐ２００８−２０９５９３Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５３２０（Ｐ２００７−４５３２０）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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