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JP2004058523A - Ultrasonic bonding method and ultrasonic bonding device - Google Patents

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JP2004058523A
JP2004058523A JP2002221912A JP2002221912A JP2004058523A JP 2004058523 A JP2004058523 A JP 2004058523A JP 2002221912 A JP2002221912 A JP 2002221912A JP 2002221912 A JP2002221912 A JP 2002221912A JP 2004058523 A JP2004058523 A JP 2004058523A
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JP
Japan
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ultrasonic
ultrasonic bonding
bonding
vibration
workpiece
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Application number
JP2002221912A
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Japanese (ja)
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Junichi Yamazaki
山崎　純一
Naoki Nakatake
中武　直樹
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】画像形成装置に使用する各種ベルト、部品、ユニット、特に、プラスチック製部品の超音波接合において、超音波接合時に、接合状態を計測可能にし、接合不良の発生を検出できるようにすることによって、常に良好な接合を維持可能にする。
【解決手段】超音波接合を行う被接合物、あるいはそれを保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に振動センサーで振動を測定し、得た振動をフーリエ変換するか、あるいはウェーブレット変換等の多重解像度解析を行い、その結果によって超音波接合の状態を把握する。
【選択図】　　　図１Kind Code: A1 Abstract: In ultrasonic bonding of various belts, parts, units, particularly plastic parts used in an image forming apparatus, it is possible to measure a bonding state at the time of ultrasonic bonding and to detect occurrence of bonding failure. This makes it possible to always maintain good bonding.
SOLUTION: A vibration sensor is attached to an object to be subjected to ultrasonic welding or a jig holding the object, the vibration is measured by the vibration sensor during ultrasonic welding, and the obtained vibration is subjected to Fourier transform or wavelet transform. And so on, and grasp the state of ultrasonic bonding based on the result.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波接合方法及び超音波接合装置に関し、詳しくは、例えば画像形成装置に使用するプラスチック部品の超音波接合方法及び超音波接合装置、さらには電子写真装置等における各種部品の接合技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックの接着方法として、超音波接合は、加工が瞬時に終了し、硬化時間等を要しない、溶剤を使用しない、自動化が可能である等の利点から多く使用されている。ここで、超音波接合は、超音波溶着、あるいは超音波融着、あるいは超音波熔着と呼ぶこともある。
【０００３】
超音波接合の電子写真装置における実用化の例としてはシート状物体の接合やブロック状物体の接合に使用されている。プラスチックシートの接合の例としては、電子写真感光体ベルトの作成や、搬送ベルトの作成に使用されている。例えば、特開平７―２６６４２２では超音波接合で転写材搬送ベルトを作製している。
【０００４】
また、プラスチック部品の接合の例としては、トナー用の容器の接合、感光体カートリッジ、プロセスカートリッジの接合に使用されている。電子写真装置以外にも、インクジェット印字装置用インクカートリッジの接合にも使用されている。例えば、特開平７―１２５０７４ではプラスチック部品の超音波接合を行っており、特開２０００−７５６５１では電子写真装置の現像ユニットの超音波接合を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プラスチックシートあるいはプラスチック部品の超音波接合では、以下のような問題がある。
電子写真装置用ベルトを超音波接合で作製する際に、充分な接合が行われている必要があるが、接合部の強度の検査は破壊検査となるので、全接合部、あるいは全製品の検査は不可能である。
【０００６】
同様に、プラスチック部品の超音波接合においても、外観だけでは接合品質が判らない問題がある。これらのプラスチック部品の超音波接合でも、全接合部、あるいは全製品の検査は不可能な問題がある。プラスチック部品に接合状態監視用部分を設けることが一部で行われているが、プラスチック部品が微小な場合は、この方法は実施できない。
【０００７】
以下、具体的にこれらの従来技術を紹介する。
特許第２７０５４２３（特開平５−２０６２２４）では、超音波制御装置と、接合ヘッドからなる接合系と、レーザー発振器と、レーザー光学系と、振動計からなる振動モニタリング系を使用し、モニタリング結果を接合条件にフィードバックする機構を備えた超音波接合装置を提案している。しかし、この装置では、被接合物がシート状である場合は、振動モニタリングが行えない問題があった。また、特開平５−２０６２２４に示されているような振動状態のみでは接合状態の微小な変化を把握できない問題があった。
【０００８】
特開２００１−２２５３８９では、被振動溶着部の溶着を正確且つ迅速に確認する方法として、振動溶着される第１及び第２合成樹脂部材の一方の被振動溶着部に、その被振動溶着部を貫通して他方の被振動溶着部に臨む確認孔を形成し、そして、振動溶着過程における確認孔内への溶融合成樹脂の進入を視認して両被振動溶着部の溶着を確認する方法を提案している。ところが、この方法では確認孔が必要となり、電子写真装置用部品等の部品の様に小さくて、確認窓を設ける余裕の無いものには適用できない。また、確認窓を観察する確認が必要になり、自動的に状況を監視する目的には適さない。
【０００９】
特開平１１−４２７１０では、加熱時における溶着面の最適溶融状態を確認でき、且つ溶着後における結合強度も確認することができる溶着用合成樹脂部品及びその溶着方法を提供する方法として、溶着面４には、熱手段により溶融して貫通孔となる薄肉部を一体形成し、加熱時に、この薄肉部が溶融して無くなることにより、溶着面が予定された最適溶融状態になったことを確認する方法を提案している。ところが、この方法では溶融して貫通孔となる薄肉部を設けることが必要となり、小さな部品には使用できない。
【００１０】
特開平１０−１００２５９では、赤外線を利用した融着装置において、熱可塑性のポリエチレン材の接着層に赤外線を照射し、接着層を加熱溶融させる赤外線照射手段と、接着層に照射された赤外線の反射光又は透過光の強度を検出する赤外線検出手段と、赤外線検出手段が検出する赤外線の反射光又は透過光の強度の変化から接着層の溶融状態を判断する溶融判断手段を提案しているが、超音波接合ではこの手段は使えない。
【００１１】
また、近年の資源リサイクルの要請からリサイクルしたプラスチックを使用する場合があるが、これらのリサイクルプラスチックでは異種プラスチックの混入や、異グレードプラスチックの混入が避けられない。このような異種プラスチックの混入したリサイクルプラスチックで超音波接合を行う場合、異種プラスチックの混入によって接合状態が変化する場合がある。リサイクルプラスチックでは、異種プラスチックの混入は予測できることは少なく、異種プラスチックの混入による接合不良を防止することは困難である。また、リサイクルプラスチックでは熱可塑性プラスチック以外の材料、例えば、酸化チタンや二酸化ケイ素等の無機粉末、ガラス繊維や金属繊維、木綿等の天然繊維が混入している可能があり、このような材料では超音波接合が完全に行われず、接合強度が不十分になる問題がある。また、リサイクルするプラスチックが無機フィラーや粉末を配合したり、あるいは有機フィラーや粉末を配合したプラスチックの場合は、該配合フィラーあるいは該粉末の配合比率が一定範囲から外れることがあり、そのような場合、接合過剰になったり、あるいは接合不足になる。しかし、リサイクルプラスチックの接合を行う場合、このような接合不良の発生を予知することが難しい問題がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、電子写真装置、インクジェット印字装置等に使用する各種プラスチック製ベルト、プラスチック製部品等の超音波接合において、超音波接合時に、接合状態を計測可能にし、接合不良の発生を検出できるようにすることによって、常に良好な接合を維持可能にすることのできる超音波接合方法及び超音波接合装置を提供するものである。
また、本発明の別の目的は、被接合物に接合状態監視用の窓やリブを設けること無く、接合状態を計測可能にし、接合不良の発生を検出できるようにすることによって、常に良好な接合を維持可能にすることのできる超音波接合方法及び超音波接合装置を提供するものである。
さらに、本発明の別の目的は、非破壊で被接合物の接合状態を把握することのできる超音波接合方法及び超音波接合装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは誠意検討を重ねた結果、超音波接合では超音波発振子の振動が超音波ホーンを伝播して被接合物に伝わり、良好な接合の場合は振動が熱に転換して融着が行われ、接合が不良の場合は振動の熱への転換が充分でなく、振動として被接合物やその保持治具を振動させることを見出した。従って、被接合物あるいはその保持治具の振動を計測することにより、接合状態の把握が可能になることを確認し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）被接合物又は被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に、該振動センサーによって被接合物の振動を計測し、その計測信号をフーリエ変換し、得られた情報に基づいて超音波接合状態を把握しながら超音波接合を行うことを特徴とする超音波接合方法。
本方法によれば、被接合物に接合状態確認孔を設けたりすることなく超音波接合の状態が監視可能になり、従って、接合状態確認孔を設けることのできない微小な部品やシートの超音波接合状態の監視を正確に行うことが可能になる。
ここで、振動センサーで計測した信号には、評価したい信号以外にノイズや超音波接合装置からの信号等多くの信号が重畳しているが、この信号をフーリエ変換しているので、計測した信号のみを取り出すことが可能になり、超音波接合の状態把握が正確に行なえるようになる。また、このフーリエ変換処理は数値演算回路等のハードウェアで実施するか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで実施するが、これらのハードウェアあるいはソフトウェアで実施することにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００１５】
（２）被接合物又は被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に、該振動センサーによって被接合物の振動を計測し、その計測信号の多重解像度解析を行い、得られた情報に基づいて超音波接合状態を把握しながら超音波接合を行うことを特徴とする超音波接合方法。
本方法によれば、スポット接合のような接合の時間が数秒以下の短い接合に於いても超音波接合の状態が監視可能になる。
本方法によれば、超音波接合時の振動を、センサーで測定し、これを多重解像度解析しているので信号の時間変化が急激な場合でも信号の時間−周波数分布解析が可能になる。
従って、本方法によれば、スポット接合のような接合の時間が数秒以下の短い接合に於いても超音波接合の状態が監視可能になる。
また、多重解像度解析は、数値演算回路等のハードウェアで実施するか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで実施するが、これらのハードウェアあるいはソフトウェアで実施することにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００１６】
（３）多重解像度解析の方法が短時間高速フーリエ変換であることを特徴とする前記（２）に記載の超音波接合方法。
本方法によれば、高速で精度の高い超音波接合の状態が監視可能になる。
【００１７】
（４）多重解像度解析の方法がウェーブレット変換であることを特徴とする前記（２）に記載の超音波接合方法。
本方法によれば、高速で精度の高い超音波接合の状態が監視可能になる。
【００１８】
（５）多重解像度解析の方法がフィルター処理によるものであることを特徴とする前記（２）に記載の超音波接合方法。
本方法によれば、高速で精度の高い超音波接合の状態が監視可能になる。
【００１９】
（６）多重解像度解析の方法がウィグナー−ビレ分布を求める方法であることを特徴とする前記（２）に記載の超音波接合方法。
本方法によれば、高速で精度の高い超音波接合の状態が監視可能になる。
【００２０】
（７）測定する周波数の範囲が５００Ｈｚ以上、２００００Ｈｚ以下であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の超音波接合方法。
本方法によれば、ノイズの少なく、精度の高い超音波接合が可能になる。
【００２１】
（８）接合対象が、プラスチック製電子写真装置用部品であることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の超音波接合方法。
本方法によれば、被接合物が高い接合強度が必要とされるプラスチック製電子写真装置用部品であっても、非破壊で接合状態の監視が可能になる。
【００２２】
（９）被接合物が、プラスチックフィルム上に導電層と電子写真感光体層を形成した電子写真感光体であることを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに記載の超音波接合方法。
本方法によれば、前記（９）に示す超音波接合方法では、被接合物が高い接合強度が必要とされるプラスチックフィルム上に導電層と、電子写真感光体層を形成した、電子写真感光体であっても、非破壊で接合状態の監視が可能になる。
【００２３】
（１０）被接合物が、リサイクル樹脂材料を含むプラスチック部品であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の超音波接合方法。
本方法によれば、被接合物が品質に大きなバラツキがあり、接合不良の発生することのあるリサイクルプラスチックであっても、非破壊で接合状態の監視が可能になる。
【００２４】
（１１）超音波発振装置と、超音波振動子を取り付けた超音波接合ホーンと、超音波接合時に被接合物又は被接合物を保持する治具の振動を検出する振動センサーと、該振動センサーで検出した振動データーのフーリエ変換あるいは多重解像度解析を行い、超音波接合状態に関する情報を得るソフトウェア又はハードウェアを備えたことを特徴とする超音波接合装置。
本超音波接合装置によれば、前記（１）〜（１０）に示す接合方法が実施できる。
【００２５】
（１２）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の方法で超音波接合されたプラスチック部品を有することを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジ。
本電子写真装置用プロセスカートリッジは、プラスチック部品が上記方法で超音波接合されているので、接合状態を常に良好に維持することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の超音波接合方法は、被接合物又は被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に、該振動センサーによって被接合物の振動を計測し、その計測信号をフーリエ変換するか、あるいは多重解像度解析し、それから得た情報に基づいて超音波接合状態を把握しながら超音波接合を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
ここで、超音波接合には超音波ホーンあるいは被接合物を移動させながら接合を行う連続接合と、移動させないで行うスポット接合がある。
スポット接合の場合、接合は数秒、短い場合は１秒以下で行われるので、振動は極く短時間しか発生せず、また短い時間内で信号は大きく変異する。このような場合、フーリエ変換では、接合状態を正確に把握することはできないため、接合状態の把握法としては、多重解像度解析が適している。ここで、使用可能な多重解像度解析法としては、前記で示した様に、短時間高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、ウィグナー分布等が適している。
連続接合の場合は、上記方法も使用できるが、それ以外に、フーリエ変換法も使用可能である。
【００２８】
ここで、多重解析度解析法の一つであるウェーブレット変換を説明する。
関数ｆ（ｔ）のウェーブレット変換は（数１）で表される。
【数１】

Figure 2004058523
ここで、
Ｗ（ｂ，ａ）　ウェーブレット変換
ψ（ｔ）　マザーウェーブレット
ａ　スケールパラメータ
ｂ　トランスレートパラメータ
である。
（数１）は連続関数のウェーブレット変換、すなわち連続ウェーブレット変換である。
【００２９】
本発明では、サンプリングを一定間隔に行うので、離散系であり、離散ウェーブレット変換を行う。離散ウェーブレット変換において、ウェーブレット係数ｃｊ，ｋは（数２）で表される。
【数２】
Figure 2004058523
また、スケーリング係数ｄｊ，ｋは（数３）で表される。
【数３】
Figure 2004058523
（数３）においてφ（ｔ）はスケーリング関数である。
また、（数２）、（数３）においてｊはレベルであり、元信号に対する解像度である階層の番号を示す。ウェーブレット係数ｃｊ，ｋは信号の周波と時間分布を示す。また、スケーリング関数ｄｊ，ｋは元信号のｊ次の解像度の離散化表現である。
【００３０】
離散ウェーブレット変換では、データーを（数４）によって計算する。
【数４】
Figure 2004058523
（数４）において、係数群ｐ及びｑはウェーブレット変換の為の変換基底であり、それぞれローパスフィルター、ハイパスフィルターの機能がある。従って、（ｊ＋１）次のスケーリング係数ｄｊ＋１，ｋは、ｊ次のスケーリング係数ｄｊ，ｋより１つ下の解像度表現となり、解析可能な周波数及び時間的な解像度がｊ次の１／２になる。
【００３１】
一方、（ｊ＋１）次のウェーブレット係数ｃｊ＋１，ｋはｊ次のスケーリング係数ｄｊ，ｋをハイパスフィルターに通すことにより得られ、スケーリング係数ｄｊ＋１，ｋとｄｊ，ｋの間の周波数成分を表すことになる。
【００３２】
図３はウェーブレット変換の処理フローを示した図であり、元信号２２（Ｓｏｕｒｃｅ　Ｓｉｇｎａｌ）をハイパスフィルター（ＨＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って、信号２２に示されるＨ成分（Ｈ　ｐａｒｔ）を得る。
また、元信号２１（Ｓｏｕｒｃｅ　Ｓｉｇｎａｌ）をローパスフィルター（ＬＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って信号２３を得る。
このようにして得た信号２３をハイパスフィルター（ＨＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って、信号２４に示されるＬＨ成分（ＬＨ　ｐａｒｔ）を得る。
また、信号２３をローパスフィルター（ＬＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って信号２５を得る。
【００３３】
このようにして得た信号２５をハイパスフィルター（ＨＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って、信号２６に示されるＬＬＨ成分（ＬＬＨ　ｐａｒｔ）を得る。また、信号２５をローパスフィルター（ＬＰＦ）に通し、さらにデーターをひとつ置きに間引く処理（ＳＳ）を行って、信号２７に示されるＬＬＬ成分（ＬＬＬ　ｐａｒｔ）を得る。このようにして多重解像度解析処理を行い、元信号はＬＬＬ成分、ＬＬＨ成分、ＬＨ成分、Ｈ成分の４成分に分解される。
【００３４】
図４はこのようにして多重解像度解析を行った結果を示した図であり、元信号はＬＬＬ成分、ＬＬＨ成分、ＬＨ成分、そして、Ｈ成分に分解される。
ウェーブレット変換直交ウェーブレット変換と非直交ウェーブレット変換に分類することが可能であり、このいずれを用いても良い。
【００３５】
直交ウェーブレット変換では、ウェーブレット関数は実数形のみが用いられることが多い。このウェーブレット関数としては、ドビッシー（Ｄａｕｂｅｃｉｅｓ）関数、ハール（Ｈａｒｒ）関数、メーヤー（Ｍｅｙｅｒ）関数、シムレット（Ｓｙｍｌｅｔ）関数、そしてコイフレット（Ｃｏｉｆｌｅｔ）関数等が使用可能である。ここでＤａｕｂｅｃｉｅｓはドベシィと表記することがある。これらの直交ウェーブレット変換では、演算した絶対値にローパスフィルターなどにより包絡線（エンベロープ）処理を行えば強度に相当する情報が得られる。
【００３６】
非直交ウェーブレット関数には、複素数形ウェーブレットと実数形ウェーブレットを用いるものがある。複素数形ウェーブレット関数としてはガウス形ウェーブレット関数がある。この複素数形ウェーブレット関数を用いた場合、ウェーブレット変換結果に対して絶対値を演算することにより強度が得られる。実数形ウェーブレット関数としては、メキシカンハット関数、フレンチハット関数等があるが、これを使用して得たウェーブレット変換結果に対して絶対値を演算しても強度は得られない。しかし、演算した絶対値にローパスフィルター等で包絡線（エンベロープ）処理を行うことにより強度に相当する値を得ることが可能である。
【００３７】
次に、ウィグナー−ビレ分布について説明する。
時間信号ｆ（ｔ）のウィグナー分布は（数５）で表される。
【数５】
Figure 2004058523
ここで、＊は複素共役を示す。ウィグナー−ビレ（Ｗｉｇｎｅｒ−Ｖｉｌｌｅ）分布はウィグナー（Ｗｉｇｎｅｒ）分布と呼ぶ場合もある。本発明では、信号は位置の関数であるが、時間の関数と読み替えてウィグナー−ビレ分布の計算を行うことが可能である。本発明では、離散ウィグナー−ビレ分布を計算する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１に本発明による第１の実施の形態の構成図を示す。図において、１は超音波発振子、２は超音波ホーン、３は超音波発振電源、４は超音波発振電源３と超音波発振子１を接続するケーブルである。５は振動センサー、６は振動センサー５の検出した信号を伝えるケーブル、７は振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置、９はフーリエ変換装置、８は振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置７とフーリエ変換装置９を接続するケーブルである。１０は接合を行うシート、１１はそれを固定する治具である。
【００３９】
図１において、超音波ホーン２の材質としては、ジュラルミン、モネル、チタン、燐青銅等がよいが、価格や制作の容易さからジュラルミンが適している。また、超音波の周波数は１３〜７０ＫＨｚがよく、振幅は１５〜４５μｍがよい。ここで、最大振幅は超音波ホーン２の材質によってそれぞれ可能な範囲があり、モネルの場合は１５〜２５μｍ、ジュラルミンの場合は２５〜３５μｍ、チタンの場合は２５〜４５μｍが可能である。
接合時に超音波ホーン２に加える荷重、すなわち接合部にかかる荷重は５００〜９００ｇがよい。また、超音波ホーン２の移動速度は３〜９ｍｍ／ｓｅｃがよい。
【００４０】
図１ではフーリエ変換を振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置７とは別の装置で行っているが、これは振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置７にフーリエ変換処理を行う機能を持たせて行ってもよい。
【００４１】
振動センサー５としては各種の振動センサーが使用可能であり、例えば圧電素子、コイル等を利用したものが使用可能である。圧電素子としては、ユニモルフ型やバイモルフ型構造の各種圧電セラミックスが使用可能である。そして、圧電セラミックスとしては、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等が使用可能である。振動センサーとしては、圧電素子以外にもレコード用ピックアップの原理やマイクロホンの原理を利用したセンサーが使用可能である。
これらの振動センサーは図１のように被接合物を保持する台１１に取り付けてもよく、あるいは被接合物に直接取り付けるが当接させてもよい。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図２に本発明による第２の実施の形態の構成図を示す。図において、１は超音波発振子、２は超音波ホーン、３は超音波発振電源、４は超音波発振電源３と超音波発振子１を接続するケーブルである。５は振動センサー、６は振動センサー５の検出した信号を伝えるケーブル、７は振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置、９はフーリエ変換装置、８は振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置７とフーリエ変換装置９を接続するケーブルである。
【００４３】
１２と１３は被接合物のプラスチック部品、１４は超音波接合時にそれを把持する治具であり、ここには振動センサー５が取り付けられている。振動センサー５は前記の振動センサーが使用可能である。
振動センサー５は図２のように被接合物１２、１３を保持する台１１に取り付けてもよく、あるいは被接合物１２、１３に直接取り付けるか、当接させてもよい。
【００４４】
【作用】
上記請求項１に記載された発明においては、各種プラスチック製ベルト、及びプラスチック製部品の超音波接合において、超音波接合時に、超音波接合を行う被接合物、あるいはそれを保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に振動センサーで振動を測定し、得た振動をフーリエ変換し、フーリエ変換を行って得たスペクトルで接合状態を把握できる。このように接合を連続して行う場合は、請求項１に示すようにフーリエ変換を行うことにより、接合状態の把握が可能である。
【００４５】
接合を連続でなく、点状にスポット接合する場合は、超音波は連続して発生しないので、フーリエ変換では正確に接合状態を把握できない場合があり、このような場合には請求項２に示す多重解像度解析が有効であり、具体的な多重解像度解析の方法としては、請求項３に示す短時間高速フーリエ変換、請求項４に示すウェーブレット変換、請求項５に示すフィルター処理、請求項６に示すウィグナー−ビレ分布計算が有効である。
【００４６】
超音波接合では、超音波ホーンを被接合物に押し当て、超音波発振子で発生した超音波を超音波ホーンに伝播させ、被接合物に照射する。すると、被接合物は超音波振動によって発熱し、被接合物が熱可塑性プラスチックの場合には軟化あるいは融解して接合が行われる。この場合、超音波接合条件、あるいは被接合物の状態によっては、接合が不完全な場合があり問題となっていた。本発明者らは、誠意検討した結果、このような接合不良が発生したときには、超音波振動の熱への転換が完全に行われず、一部は振動となって被接合物や被接合物を保持する治具を振動させることを見出した。しかし、これらの振動は微細なものであり、その検出が困難なケースがあった。そこで、本発明者らはさらに検討を重ね、被接合物や被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、振動を検出し、さらに、検出した信号をフーリエ変換したり、あるいは多重解像度解析することによって、良好な接合が行われた場合と、好ましくない接合が行われた場合の差を検出できることを見出した。
【００４７】
従って、本発明では超音波接合がうまく行われなかった場合、超音波は熱に転換されず、一部は振動として残り、これを振動センサーで検出することによって、接合状態を把握することが可能になる。超音波接合の状態を振動センサーで検出するが、その信号のままでは、接合の良否を判定するのは難しいが、信号をフーリエ変換するか、あるいは多重解像度解析し、振動のスペクトルを調べることによって、接合の良否を容易に判断できる。スペクトルの判断法としては、良い接合時の振動スペクトルを基準にすれば良く、特定の周波数の成分が強くなったり、あるいは幅は広くなったりすることを検出することで行われる。
【００４８】
通常、超音波接合の周波数は１２ＫＨｚから７０ＫＨｚであるが、測定する振動はこの範囲で無くとも良く、５００Ｈｚ〜２００００Ｈｚの振動を測定し、これをフーリエ変換することで、超音波接合の状態を判断できる。
【００４９】
本発明によれば、被接合物の材質がわずかに変わった場合、例えば、不純物の混入が不可避なリサイクルプラスチックの超音波接合を行う場合でも、接合状態を把握することが可能である。特に、無機フィラーを入れた熱可塑性プラスチックを再生したプラスチックでは、フィラーの配合比率が大きくバラツクことがあり、このような場合、同じ超音波接合条件では接合できないことが発生する場合がある。そして、この発生は予測が困難である。しかし、本発明によれば、リサイクルで得たプラスチックのように特性に大きなバラツキのあるプラスチックの接合においても、超音波接合の状態を監視することが可能になり、不良な接合の発生を検出することが可能になる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によるさらに詳細に説明する。
【００５１】
（実施例１）
超音波接合装置として、図１に示す超音波接合装置を使用した。被接合物は厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートにアルミニウムを約０．８μｍの厚さで蒸着し、その上に厚さ約３μｍの下引き層、厚さ０．１μｍの電荷発生層、厚さ２０μｍの電荷輸送層を順次設けた電子写真感光体を使用した。ここで、超音波振動子の発振周波数は２８ＫＨｚであり、振幅は３０μｍである。また、超音波ホーン２はジュラルミン製ホーンを使用した。また、接合台１１は鋼製の台を使用し、これにソニー製のエレクトレットコンデンサーマイクロホンＥＣＭ−Ｔ１４５を取り付けて、接合台１１の振動を測定できるようにした。上記電子写真感光体の縁を０．５ｍｍ重ね合わせ、超音波ホーン２に６００ｇの荷重を加え、７ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させながら超音波接合を行った。マイクロホンの出力はアンプで増幅し、これをパーソナルコンピューターで取り込み、ソフトウェアでフーリエ変換を行った。フーリエ変換の結果を図５に示す。
【００５２】
図５では、１５４００Ｈｚ付近にピークが認められるが、その幅は５００Ｈｚ程度である。接合状態を測定したところ、接合強度は１２６Ｎ／ｃｍであり、これは十分な接合強度であった。
【００５３】
次に、電子写真感光体の重ね合わせ幅を２ｍｍとした以外は実施例１と同様にして超音波接合を行った。この超音波接合時の振動のフーリエ変換結果を図６に示す。
図６では、１５４００Ｈｚ付近のピークは図５に比べて広く、その幅は１５００Ｈｚ程度である。接合状態を観察したところ、接合幅が広い他は実施例１と同じに見えたが、接合強度を測定したところ、接合強度は４８Ｎ／ｃｍであった。
【００５４】
図５に示すフーリエ変換結果と、図６に示すフーリエ変換結果を比較すれば判るように、１５４００Ｈｚ付近のスペクトルの様相が異なっている。従って、超音波接合時に振動をフーリエ変換し、そのスペクトルを観察することにより、超音波接合のモニタリングが可能になることがわかる。また、このとき観測する周波数は５００Ｈｚ以上、２０００００Ｈｚ以下が良く、好ましくは１００００Ｈｚ以上、２００００Ｈｚ以下が良い。
ここで、フーリエ変換結果は図で示したが、フーリエ変換は数値演算回路等のハードウェアで実施するか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで実施するので、フーリエ変換の結果をこれらのハードウェアあるいはソフトウェアで行なうことにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００５５】
（実施例２）
超音波接合装置として、図２に示す超音波接合装置を使用した。ここでは、厚さ５ｍｍのＡＢＳ樹脂の上に、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂をスポット接合した。ここで、超音波振動子の発振周波数は２８ＫＨｚであり、振幅は３０μｍである。また、超音波ホーン２はジュラルミン製ホーンを使用した。また、接合台１１は鋼製の台を使用し、これにソニー製のエレクトレットコンデンサーマイクロホンＥＣＭ−Ｔ１４５を取り付けて、接合台１１の振動を測定できるようにした。上記の厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂に超音波ホーン２を荷重６００ｇで当接させ、約０．３秒間超音波を照射し、スポット接合を行った。マイクロホンの出力はアンプで増幅し、これをパーソナルコンピューターで取り込み、ソフトウェアで短時間高速フーリエ変換を行った。短時間高速フーリエ変換の結果を図７に示す。各種条件を変えてスポット超音波接合を行ったところ、短時間高速フーリエ変換の結果に差が生じ、この方法によって接合状態を把握できることがわかった。
ここで、短時間高速フーリエ変換は短時間フーリエ変換でも良い。また、これらの演算は数値演算回路等のハードウェアで実施するか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで実施することも可能である。短時間高速フーリエ変換の結果をこれらのハードウェアあるいはソフトウェアで行なうことにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００５６】
（実施例３）
超音波接合装置として、図２に示す超音波接合装置を使用した。ここでは、厚さ５ｍｍのＡＢＳ樹脂の上に、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂をスポット接合した。ここで、超音波振動子の発振周波数は２８ＫＨｚであり、振幅は３０μｍである。また、超音波ホーン２はジュラルミン製ホーンを使用した。また、接合台１１は鋼製の台を使用し、これにソニー製のエレクトレットコンデンサーマイクロホンＥＣＭ−Ｔ１４５を取り付けて、接合台１１の振動を測定できるようにした。上記の厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂に超音波ホーン２を荷重６００ｇで当接させ、約０．３秒間超音波を照射し、スポット接合を行った。マイクロホンの出力はアンプで増幅し、これをパーソナルコンピューターで取り込み、ソフトウェアでウェーブレット変換を行った。ここで、ウェーブレット関数はドビッシー関数を使用し、６段のウェーブレット変換を行った。その結果を図８に示す。各種条件を変えてスポット超音波接合を行ったところ、ウェーブレット変換結果に差が生じ、この方法によって接合状態を把握できることがわかった。
ここでは、ウェーブレット変換により多重解像度解析を行ったが、信号を図３に示すようにフィルター処理しても多重解像度解析は可能であり、接合状態を把握できる。
ここで、ウェーブレット変換結果を図３で示したが、ウェーブレット変換は数値演算回路等のハードウェアで実施するか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで実施するので、ウェーブレット変換結果の判定をこれらのハードウェアあるいはソフトウェアで行なうことにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００５７】
（実施例４）
超音波接合装置として、図２に示す超音波接合装置を使用した。ここでは、厚さ５ｍｍのＡＢＳ樹脂の上に、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂をスポット接合した。ここで、超音波振動子の発振周波数は２８ＫＨｚであり、振幅は３０μｍである。また、超音波ホーン２はジュラルミン製ホーンを使用した。また、接合台１１は鋼製の台を使用し、これにソニー製のエレクトレットコンデンサーマイクロホンＥＣＭ−Ｔ１４５を取り付けて、接合台１１の振動を測定できるようにした。上記の厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂に超音波ホーン２を荷重６００ｇで当接させ、約０．３秒間超音波を照射し、スポット接合を行った。マイクロホンの出力はアンプで増幅し、これをパーソナルコンピューターで取り込み、ソフトウェアでウェーブレット変換を行った。ここで、ウェーブレット関数はコフィレット関数を使用し、９段のウェーブレット変換を行い、その結果から更にスカログラムを求めた。ここで、スカログラム（ｓｃａｌｏｇｒａｍ）とはウェーブレット変換結果の絶対二乗値である。その結果を図９に示す。各種条件を変えてスポット超音波接合を行ったところ、スカログラムに差が生じ、この方法によって接合状態を把握できることがわかった。
ここで、スカログラムは数値演算回路等のハードウェアで求めるか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで演算するので、スカログラムの判定をこれらのハードウェアあるいはソフトウェアで行なうことにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００５８】
（実施例５）
超音波接合装置として、図２に示す超音波接合装置を使用した。ここでは、厚さ５ｍｍのＡＢＳ樹脂の上に、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂をスポット接合した。ここで、超音波振動子の発振周波数は２８ＫＨｚであり、振幅は３０μｍである。また、超音波ホーン２はジュラルミン製ホーンを使用した。また、接合台１１は鋼製の台を使用し、これにソニー製のエレクトレットコンデンサーマイクロホンＥＣＭ−Ｔ１４５を取り付けて、接合台１１の振動を測定できるようにした。上記の厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂に超音波ホーン２を荷重６００ｇで当接させ、約０．３秒間超音波を照射し、スポット接合を行った。マイクロホンの出力はアンプで増幅し、これをパーソナルコンピューターで取り込み、ソフトウェアでウィグナー−ビレ分布を求めた。その結果を図１０に示す。各種条件を変えてスポット超音波接合を行ったところ、ウィグナー分布に差が生じ、この方法によって接合状態を把握できることがわかった。
ここで、ウィグナー−ビレ分布は数値演算回路等のハードウェアで求めるか、あるいはコンピューターを使用してソフトウェアで演算するので、ウィグナー−ビレ分布の判定をこれらのハードウェアあるいはソフトウェアで行なうことにより、迅速で正確な判断評価が可能になる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、前記手法及び構成を採用したので、超音波接合時にプラスチック部品等の被接合物の接合状態を把握できるため、常に良好な接合を維持できる超音波接合方法及び超音波接合装置の提供が可能となる。特に、画像形成装置等における各種ベルト、部品、ユニット等の接合品質を常に良好な状態に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に示す超音波接合を行っている状態の構成図
【図２】本発明に示す超音波接合を行っている状態の構成図
【図３】多重解像度解析のフロー図
【図４】信号を多重解像度解析した結果の概念図
【図５】良好な超音波接合時の振動のフーリエ変換結果
【図６】良好でない超音波接合時の振動のフーリエ変換結果
【図７】超音波接合時の振動の短時間フーリエ変換結果
【図８】超音波接合時の振動のウェーブレット変換結果
【図９】超音波接合時の振動のウェーブレット変換結果から求めたスカログラム
【図１０】超音波接合時の振動のウィグナー−ビレ分布
【符号の説明】
１　　超音波発振子
２　　超音波ホーン
３　　超音波発振電源
４　　超音波発振電源３と超音波発振子１を接続するケーブ
５　　振動センサー
６　　振動センサー５の検出した信号を伝えるケーブル
７　　振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置
８　　振動センサー５からの信号を処理する信号処理装置８とフーリエ変換装置
９を接続するケーブル
９　　フーリエ変換装置
１０　接合を行うシート
１１　接合を行うシートを把持する治具
１２　被接合物のプラスチック部品
１３　被接合物のプラスチック部品
１４　被接合物のプラスチック部品を把持する治具
２１　元信号
２２　ハイパスフィルター通過した信号
２３　ローパスフィルターを通過した信号
２４　ハイパスフィルター通過した信号
２５　ローパスフィルターを通過した信号
２６　ハイパスフィルター通過した信号
２７　ローパスフィルターを通過した信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic bonding method and an ultrasonic bonding apparatus, and more particularly, to an ultrasonic bonding method and an ultrasonic bonding apparatus of a plastic component used for an image forming apparatus, and a bonding technique of various parts in an electrophotographic apparatus and the like. It is about.
[0002]
[Prior art]
Ultrasonic bonding is widely used as a plastic bonding method because of its advantages that processing is completed instantaneously, no curing time is required, no solvent is used, and automation is possible. Here, the ultrasonic bonding is sometimes referred to as ultrasonic welding, ultrasonic welding, or ultrasonic welding.
[0003]
As an example of practical application in an electrophotographic apparatus of ultrasonic bonding, it is used for bonding a sheet-like object or a block-like object. As an example of joining plastic sheets, they are used to create electrophotographic photosensitive belts and transport belts. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-266422, a transfer material transport belt is manufactured by ultrasonic bonding.
[0004]
Examples of joining plastic parts include joining toner containers and joining photosensitive member cartridges and process cartridges. In addition to electrophotographic devices, they are also used for joining ink cartridges for inkjet printing devices. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-125074 performs ultrasonic bonding of plastic parts, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-75651 performs ultrasonic bonding of a developing unit of an electrophotographic apparatus.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The ultrasonic bonding of plastic sheets or plastic parts has the following problems.
When an electrophotographic belt is manufactured by ultrasonic bonding, sufficient bonding must be performed, but inspection of the strength of the bonded part is a destructive inspection, so inspection of all bonded parts or all products Is impossible.
[0006]
Similarly, in ultrasonic bonding of plastic parts, there is a problem that the bonding quality cannot be determined from the appearance alone. Even with ultrasonic bonding of these plastic parts, there is a problem that inspection of all joints or all products is impossible. Although a part for monitoring the bonding state is provided on a plastic part in some cases, this method cannot be performed when the plastic part is minute.
[0007]
Hereinafter, these conventional technologies will be specifically introduced.
In Japanese Patent No. 2705423 (JP-A-5-206224), a monitoring result is bonded by using an ultrasonic controller, a bonding system including a bonding head, a laser oscillator, a laser optical system, and a vibration monitoring system including a vibrometer. An ultrasonic bonding device with a mechanism for feeding back conditions is proposed. However, this apparatus has a problem that vibration monitoring cannot be performed when the object to be joined is in a sheet shape. In addition, there is a problem that a minute change in the bonding state cannot be grasped only by the vibration state as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-206224.
[0008]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-225389, as a method for accurately and quickly confirming the welding of a vibration-welded portion, the vibration-welded portion is attached to one of the first and second synthetic resin members to be vibration-welded. A method is proposed in which a confirmation hole that penetrates and faces the other vibrated welded part is formed, and the welding of the two vibrated welded parts is confirmed by visually checking the entry of the molten synthetic resin into the confirmed hole during the vibration welding process. are doing. However, this method requires a confirmation hole, and cannot be applied to a small component such as a component for an electrophotographic apparatus, which cannot afford a confirmation window. In addition, confirmation by observing the confirmation window is required, which is not suitable for automatically monitoring the situation.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-42710 discloses a method of providing a welding synthetic resin component and a welding method thereof capable of checking an optimum melting state of a welding surface during heating and also confirming a bonding strength after welding. In addition, it is confirmed that a thin portion which becomes a through hole by being melted by a heating means is integrally formed and the thin portion is melted and disappeared during heating, so that the welding surface is in a predetermined optimum molten state. Suggest a way. However, in this method, it is necessary to provide a thin portion which becomes a through hole by melting, and cannot be used for small parts.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-100259 discloses an infrared irradiation device that irradiates an infrared ray to a thermoplastic polyethylene adhesive layer and heats and melts the adhesive layer in a fusing device using infrared rays, and reflects the infrared ray irradiated to the adhesive layer. Infrared light detecting means for detecting the intensity of light or transmitted light, and melting judgment means for judging the melting state of the adhesive layer from a change in the intensity of reflected or transmitted light of infrared light detected by the infrared detecting means, This means cannot be used in ultrasonic bonding.
[0011]
In recent years, recycled plastics may be used due to recent demands for resource recycling. However, in these recycled plastics, mixing of different kinds of plastics or mixing of different grades of plastics is inevitable. When ultrasonic bonding is performed using such a recycled plastic mixed with different kinds of plastics, the bonding state may be changed due to mixing of different kinds of plastics. In the case of recycled plastics, the incorporation of different types of plastics is rarely predictable, and it is difficult to prevent bonding failure due to the incorporation of different types of plastics. Also, recycled plastics may contain materials other than thermoplastics, such as inorganic powders such as titanium oxide and silicon dioxide, and natural fibers such as glass fibers, metal fibers, and cotton. There is a problem that the sonic bonding is not completely performed and the bonding strength becomes insufficient. Also, when the plastic to be recycled is a compounded inorganic filler or powder, or a plastic compounded with an organic filler or powder, the compounding ratio of the compounded filler or the powder may be out of a certain range. This leads to excessive bonding or insufficient bonding. However, when joining recycled plastics, there is a problem that it is difficult to predict occurrence of such joining failure.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to measure the bonding state at the time of ultrasonic bonding in ultrasonic bonding of various plastic belts and plastic parts used in an electrophotographic apparatus, an ink jet printing apparatus, etc. It is intended to provide an ultrasonic bonding method and an ultrasonic bonding apparatus that can always maintain good bonding by detecting the ultrasonic bonding.
Further, another object of the present invention is to always provide a good bonding state by enabling the bonding state to be measured and the occurrence of bonding failure to be detected without providing a bonding state monitoring window or rib on the workpiece. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic bonding method and an ultrasonic bonding apparatus capable of maintaining the bonding.
Still another object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding method and an ultrasonic bonding apparatus capable of grasping a bonding state of an object to be bonded in a non-destructive manner.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies sincerely, the present inventors have found that in ultrasonic bonding, the vibration of the ultrasonic oscillator propagates through the ultrasonic horn and is transmitted to the workpiece, and in the case of good bonding, the vibration is converted to heat and melted. It has been found that when the attachment is performed and the joining is defective, the conversion of vibration to heat is not sufficient, and the object to be joined and the holding jig thereof are vibrated as vibration. Therefore, it was confirmed that the joining state could be grasped by measuring the vibration of the article or the holding jig thereof, and the present invention was completed.
[0014]
According to the present invention, the above-mentioned problem is solved by the following technical means.
(1) A vibration sensor is attached to a workpiece or a jig holding the workpiece, and at the time of ultrasonic bonding, the vibration of the workpiece is measured by the vibration sensor, and the measurement signal is Fourier-transformed. An ultrasonic bonding method characterized by performing ultrasonic bonding while grasping the ultrasonic bonding state based on information.
According to this method, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding without providing a bonding state confirmation hole in the object to be bonded. It is possible to accurately monitor the bonding state.
Here, in addition to the signal to be evaluated, many signals such as noise and signals from an ultrasonic bonding apparatus are superimposed on the signal measured by the vibration sensor, but since this signal is subjected to Fourier transform, the measured signal is It is possible to take out only ultrasonic waves, and it is possible to accurately grasp the state of ultrasonic bonding. In addition, this Fourier transform processing is performed by hardware such as a numerical operation circuit or by software using a computer, but by performing such hardware or software, quick and accurate judgment evaluation can be performed. Will be possible.
[0015]
(2) Attach a vibration sensor to the workpiece or a jig holding the workpiece, measure the vibration of the workpiece by the vibration sensor during ultrasonic welding, perform multi-resolution analysis of the measurement signal, and obtain An ultrasonic bonding method characterized by performing ultrasonic bonding while grasping the ultrasonic bonding state based on the obtained information.
According to this method, it is possible to monitor the state of the ultrasonic bonding even in a bonding such as a spot bonding in which the bonding time is as short as several seconds or less.
According to this method, the vibration at the time of ultrasonic bonding is measured by a sensor, and this is subjected to multi-resolution analysis. Therefore, even when the time change of the signal is sharp, the time-frequency distribution analysis of the signal becomes possible.
Therefore, according to the present method, it is possible to monitor the state of the ultrasonic bonding even in a bonding such as a spot bonding in which the bonding time is as short as several seconds or less.
In addition, the multi-resolution analysis is performed by hardware such as a numerical operation circuit or by software using a computer, but by using such hardware or software, quick and accurate judgment and evaluation can be performed. Will be possible.
[0016]
(3) The ultrasonic bonding method according to the above (2), wherein the method of the multi-resolution analysis is a short-time fast Fourier transform.
According to this method, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding with high speed and high accuracy.
[0017]
(4) The ultrasonic bonding method according to (2), wherein the method of multi-resolution analysis is wavelet transform.
According to this method, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding with high speed and high accuracy.
[0018]
(5) The ultrasonic bonding method according to (2), wherein the method of multi-resolution analysis is based on a filter process.
According to this method, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding with high speed and high accuracy.
[0019]
(6) The ultrasonic bonding method according to (2), wherein the method of multi-resolution analysis is a method of obtaining a Wigner-Bille distribution.
According to this method, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding with high speed and high accuracy.
[0020]
(7) The ultrasonic bonding method according to any one of (1) to (6), wherein a range of a frequency to be measured is 500 Hz or more and 20000 Hz or less.
According to this method, high-precision ultrasonic bonding with less noise is possible.
[0021]
(8) The ultrasonic bonding method according to any one of (1) to (7), wherein the bonding target is a part for a plastic electrophotographic apparatus.
According to this method, even if the article to be joined is a part for a plastic electrophotographic apparatus requiring a high joining strength, the joining state can be monitored nondestructively.
[0022]
(9) The ultrasonic wave as described in any of (1) to (8) above, wherein the object is an electrophotographic photosensitive member in which a conductive layer and an electrophotographic photosensitive member layer are formed on a plastic film. Joining method.
According to this method, in the ultrasonic bonding method described in (9) above, an electrophotographic photosensitive member layer is formed by forming a conductive layer and an electrophotographic photosensitive member layer on a plastic film on which an object to be bonded requires high bonding strength. Even in the case of a body, it is possible to monitor the bonding state in a non-destructive manner.
[0023]
(10) The ultrasonic bonding method according to any one of (1) to (9), wherein the object is a plastic part containing a recycled resin material.
According to this method, even if the object to be joined has a large variation in quality and is a recycled plastic in which a joining failure may occur, the joining state can be monitored nondestructively.
[0024]
(11) An ultrasonic oscillator, an ultrasonic bonding horn to which an ultrasonic vibrator is attached, a vibration sensor for detecting vibration of a workpiece or a jig holding the workpiece during ultrasonic bonding, and the vibration sensor An ultrasonic bonding apparatus comprising software or hardware for performing Fourier transform or multi-resolution analysis of the vibration data detected in (1) and obtaining information on an ultrasonic bonding state.
According to the ultrasonic bonding apparatus, the bonding methods described in (1) to (10) can be performed.
[0025]
(12) A process cartridge for an electrophotographic apparatus, comprising a plastic part ultrasonically bonded by the method according to any one of (1) to (10).
In the process cartridge for an electrophotographic apparatus, since the plastic parts are ultrasonically bonded by the above-described method, it is possible to always maintain a good bonding state.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
According to the ultrasonic bonding method of the present invention, a vibration sensor is attached to a workpiece or a jig holding the workpiece, and during the ultrasonic bonding, the vibration of the workpiece is measured by the vibration sensor. The ultrasonic bonding is performed while converting or performing multi-resolution analysis and grasping the ultrasonic bonding state based on information obtained from the conversion.
[0027]
Here, the ultrasonic bonding includes continuous bonding in which the ultrasonic horn or the object to be bonded is moved while moving, and spot bonding in which the ultrasonic horn or the object is not moved.
In the case of spot bonding, bonding is performed in a few seconds, and in short, less than one second. Therefore, vibration occurs only for a very short time, and the signal varies greatly within a short time. In such a case, since the joint state cannot be accurately grasped by the Fourier transform, a multi-resolution analysis is suitable as a grasp method of the joint state. Here, as described above, a short-time fast Fourier transform, a wavelet transform, a Wigner distribution, or the like is suitable as a usable multi-resolution analysis method.
In the case of continuous joining, the above method can be used, but in addition, a Fourier transform method can also be used.
[0028]
Here, the wavelet transform, which is one of the multiple analysis degree analysis methods, will be described.
The wavelet transform of the function f (t) is represented by (Equation 1).
(Equation 1)
Figure 2004058523
here,
W (b, a) wavelet transform
ψ (t) Mother wavelet
a Scale parameter
b Translate parameter
It is.
(Equation 1) is a continuous function wavelet transform, that is, a continuous wavelet transform.
[0029]
In the present invention, since sampling is performed at regular intervals, it is a discrete system, and a discrete wavelet transform is performed. In the discrete wavelet transform, the wavelet coefficient c j, k Is represented by (Equation 2).
(Equation 2)
Figure 2004058523
Also, the scaling coefficient d j, k Is represented by (Equation 3).
[Equation 3]
Figure 2004058523
In (Equation 3), φ (t) is a scaling function.
In (Equation 2) and (Equation 3), j is a level, and indicates a layer number which is a resolution for the original signal. Wavelet coefficient c j, k Indicates the frequency and time distribution of the signal. Also, the scaling function d j, k Is the discretized representation of the j-th resolution of the original signal.
[0030]
In the discrete wavelet transform, data is calculated by (Equation 4).
(Equation 4)
Figure 2004058523
In (Equation 4), the coefficient groups p and q are transform bases for wavelet transform, and have the functions of a low-pass filter and a high-pass filter, respectively. Therefore, the (j + 1) -order scaling coefficient d j + 1, k Is the j-order scaling factor d j, k The resolution is one level lower than that, and the resolvable frequency and temporal resolution are 1/2 of the j order.
[0031]
On the other hand, the (j + 1) -order wavelet coefficient c j + 1, k Is the j-order scaling factor d j, k Through a high-pass filter, and the scaling factor d j + 1, k And d j, k Represents the frequency component between.
[0032]
FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the wavelet transform, in which the original signal 22 (Source Signal) is passed through a high-pass filter (HPF), and a process (SS) for thinning out every other data is performed. H component (H part) is obtained.
The signal 23 is obtained by passing the original signal 21 (Source Signal) through a low-pass filter (LPF), and further performing a process (SS) of thinning out data every other signal.
The signal 23 thus obtained is passed through a high-pass filter (HPF), and the data is thinned out every other data (SS) to obtain an LH component (LH part) shown in the signal 24.
Further, the signal 23 is passed through a low-pass filter (LPF), and a process (SS) for thinning out every other data is performed to obtain a signal 25.
[0033]
The signal 25 thus obtained is passed through a high-pass filter (HPF), and the data is decimated every other data (SS) to obtain an LLH component (LLH part) indicated by the signal 26. Further, the signal 25 is passed through a low-pass filter (LPF), and a process (SS) of thinning out data every other data is performed to obtain an LLL component (LLL part) indicated by the signal 27. In this way, the multi-resolution analysis process is performed, and the original signal is decomposed into four components: an LLL component, an LLH component, an LH component, and an H component.
[0034]
FIG. 4 is a diagram showing a result of performing the multi-resolution analysis in this manner. The original signal is decomposed into an LLL component, an LLH component, an LH component, and an H component.
Wavelet transform It is possible to classify into orthogonal wavelet transform and non-orthogonal wavelet transform, and either of them may be used.
[0035]
In the orthogonal wavelet transform, only the real form is often used for the wavelet function. As the wavelet function, a Daubesies function, a Harr function, a Meyer function, a Simlet function, a Coiflet function, and the like can be used. Here, Daubesies may be described as Dobesy. In these orthogonal wavelet transforms, information corresponding to the intensity can be obtained by performing an envelope process on the calculated absolute value using a low-pass filter or the like.
[0036]
Some non-orthogonal wavelet functions use complex wavelets and real wavelets. As the complex wavelet function, there is a Gaussian wavelet function. When this complex wavelet function is used, the intensity is obtained by calculating the absolute value of the wavelet transform result. The real-type wavelet function includes a Mexican hat function, a French hat function, and the like. However, even if an absolute value is calculated for a wavelet transform result obtained by using the function, no intensity can be obtained. However, it is possible to obtain a value corresponding to the intensity by performing an envelope process on the calculated absolute value with a low-pass filter or the like.
[0037]
Next, the Wigner-Bire distribution will be described.
The Wigner distribution of the time signal f (t) is represented by (Equation 5).
(Equation 5)
Figure 2004058523
Here, * indicates a complex conjugate. The Wigner-Ville distribution may also be referred to as a Wigner distribution. In the present invention, the signal is a function of the position, but it is possible to calculate the Wigner-Bille distribution by reading it as a function of the time. In the present invention, a discrete Wigner-Bille distribution is calculated.
[0038]
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment according to the present invention. In the figure, 1 is an ultrasonic oscillator, 2 is an ultrasonic horn, 3 is an ultrasonic oscillation power supply, 4 is a cable connecting the ultrasonic oscillation power supply 3 and the ultrasonic oscillator 1. 5 is a vibration sensor, 6 is a cable for transmitting a signal detected by the vibration sensor 5, 7 is a signal processing device for processing a signal from the vibration sensor 5, 9 is a Fourier transform device, and 8 is a signal for processing a signal from the vibration sensor 5. This is a cable for connecting the signal processing device 7 and the Fourier transform device 9. Reference numeral 10 denotes a sheet to be joined, and 11 denotes a jig for fixing the sheet.
[0039]
In FIG. 1, the material of the ultrasonic horn 2 is preferably duralumin, monel, titanium, phosphor bronze, etc., but duralumin is suitable from the viewpoint of cost and ease of production. The frequency of the ultrasonic wave is preferably 13 to 70 KHz, and the amplitude is preferably 15 to 45 μm. Here, the maximum amplitude has a possible range depending on the material of the ultrasonic horn 2. The maximum amplitude is 15 to 25 μm for monel, 25 to 35 μm for duralumin, and 25 to 45 μm for titanium.
The load applied to the ultrasonic horn 2 at the time of joining, that is, the load applied to the joint is preferably 500 to 900 g. The moving speed of the ultrasonic horn 2 is preferably 3 to 9 mm / sec.
[0040]
In FIG. 1, the Fourier transform is performed by a device different from the signal processing device 7 that processes the signal from the vibration sensor 5. This is because the signal processing device 7 that processes the signal from the vibration sensor 5 performs Fourier transform processing. It may be performed by having a function to perform.
[0041]
Various types of vibration sensors can be used as the vibration sensor 5, for example, those using a piezoelectric element, a coil, or the like can be used. Various piezoelectric ceramics having a unimorph type or bimorph type structure can be used as the piezoelectric element. Barium titanate, lead zirconate titanate, or the like can be used as the piezoelectric ceramics. As the vibration sensor, other than the piezoelectric element, a sensor using the principle of a record pickup or the principle of a microphone can be used.
These vibration sensors may be attached to the base 11 for holding the workpiece as shown in FIG. 1, or may be directly attached to the workpiece, but may be in contact therewith.
[0042]
(Second embodiment)
FIG. 2 shows a configuration diagram of a second embodiment according to the present invention. In the figure, 1 is an ultrasonic oscillator, 2 is an ultrasonic horn, 3 is an ultrasonic oscillation power supply, 4 is a cable connecting the ultrasonic oscillation power supply 3 and the ultrasonic oscillator 1. 5 is a vibration sensor, 6 is a cable for transmitting a signal detected by the vibration sensor 5, 7 is a signal processing device for processing a signal from the vibration sensor 5, 9 is a Fourier transform device, and 8 is a signal for processing a signal from the vibration sensor 5. This is a cable for connecting the signal processing device 7 and the Fourier transform device 9.
[0043]
Reference numerals 12 and 13 denote plastic parts of an object to be bonded, and reference numeral 14 denotes a jig for gripping the ultrasonic parts at the time of ultrasonic bonding. The vibration sensor 5 is attached here. As the vibration sensor 5, the above-mentioned vibration sensor can be used.
The vibration sensor 5 may be attached to the base 11 holding the articles 12 and 13 as shown in FIG. 2, or may be directly attached to or contact with the articles 12 and 13.
[0044]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, in the ultrasonic joining of various plastic belts and plastic parts, the object to be joined by ultrasonic joining or the jig holding the same is subjected to vibration during the ultrasonic joining. Attach a sensor, measure the vibration with a vibration sensor during ultrasonic bonding, perform Fourier transform on the obtained vibration, and grasp the bonding state with the spectrum obtained by performing Fourier transform. When joining is performed continuously as described above, the joining state can be grasped by performing Fourier transform as described in claim 1.
[0045]
In the case where spot bonding is not continuous but spot-shaped, ultrasonic waves are not generated continuously, so that the Fourier transform may not be able to accurately grasp the bonding state. The multi-resolution analysis is effective, and specific multi-resolution analysis methods include a short-time fast Fourier transform according to claim 3, a wavelet transform according to claim 4, a filter processing according to claim 5, and a method according to claim 6. The Wigner-Bille distribution calculation shown is effective.
[0046]
In ultrasonic bonding, an ultrasonic horn is pressed against an object to be welded, ultrasonic waves generated by an ultrasonic oscillator are propagated to the ultrasonic horn, and irradiated onto the object. Then, the object is heated by the ultrasonic vibration, and when the object is a thermoplastic, the object is softened or melted to perform the joining. In this case, the bonding may be incomplete depending on the ultrasonic bonding conditions or the state of the object to be bonded, which has been a problem. The present inventors have conducted a sincere study and found that when such a bonding failure occurs, the ultrasonic vibration is not completely converted into heat, and a part of the vibration is converted into a vibration and the object to be bonded or the object to be bonded is heated. It has been found that the holding jig is vibrated. However, these vibrations are minute and there are cases where it is difficult to detect them. Therefore, the present inventors conducted further studies, attached a vibration sensor to a workpiece or a jig for holding the workpiece, detected the vibration, and further performed a Fourier transform on the detected signal, or performed a multi-resolution analysis. By doing so, it has been found that a difference between a case where good bonding is performed and a case where unfavorable bonding is performed can be detected.
[0047]
Therefore, in the present invention, if the ultrasonic bonding is not performed successfully, the ultrasonic waves are not converted into heat, and some of the ultrasonic waves remain as vibrations. By detecting this with a vibration sensor, it is possible to grasp the bonding state. become. The state of the ultrasonic bonding is detected by the vibration sensor, but it is difficult to judge the quality of the bonding with the signal as it is, but it is difficult to determine the quality of the bonding by Fourier transforming or multi-resolution analysis of the signal and examining the vibration spectrum. And the quality of the joining can be easily determined. The spectrum can be determined based on the vibration spectrum at the time of good joining, and is performed by detecting that the component of a specific frequency becomes strong or wide.
[0048]
Normally, the frequency of ultrasonic bonding is from 12 KHz to 70 KHz, but the vibration to be measured need not be in this range. The vibration of 500 Hz to 20,000 Hz is measured, and the state of the ultrasonic bonding is determined by Fourier transforming the vibration. it can.
[0049]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the material of a to-be-joined object changes a little, for example, when performing the ultrasonic joining of the recycled plastic which cannot avoid mixing of an impurity, it is possible to grasp the joining state. In particular, in the case of a recycled plastic material containing an inorganic filler, the mixing ratio of the filler may vary greatly. In such a case, it may occur that bonding cannot be performed under the same ultrasonic bonding conditions. And this occurrence is difficult to predict. However, according to the present invention, it is possible to monitor the state of ultrasonic bonding even in the case of bonding plastic having a large variation in characteristics, such as plastic obtained by recycling, and detect occurrence of defective bonding. It becomes possible.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0051]
(Example 1)
The ultrasonic bonding device shown in FIG. 1 was used as the ultrasonic bonding device. The object to be bonded is formed by evaporating aluminum to a thickness of about 0.8 μm on polyethylene terephthalate having a thickness of 75 μm, forming a subbing layer having a thickness of about 3 μm, a charge generation layer having a thickness of 0.1 μm, and a layer having a thickness of 20 μm. An electrophotographic photosensitive member provided with a charge transport layer in order was used. Here, the oscillation frequency of the ultrasonic transducer is 28 KHz, and the amplitude is 30 μm. The ultrasonic horn 2 used was a duralumin horn. Further, a steel table was used as the bonding table 11, and an electret condenser microphone ECM-T145 made by Sony was attached to the steel table so that the vibration of the bonding table 11 could be measured. The edge of the electrophotographic photosensitive member was overlapped by 0.5 mm, and a 600 g load was applied to the ultrasonic horn 2 to perform ultrasonic bonding while moving at a speed of 7 mm / sec. The microphone output was amplified by an amplifier, captured by a personal computer, and subjected to Fourier transform by software. FIG. 5 shows the result of the Fourier transform.
[0052]
In FIG. 5, a peak is observed around 15400 Hz, but its width is about 500 Hz. When the bonding state was measured, the bonding strength was 126 N / cm, which was sufficient bonding strength.
[0053]
Next, ultrasonic bonding was performed in the same manner as in Example 1 except that the overlapping width of the electrophotographic photosensitive member was changed to 2 mm. FIG. 6 shows the result of Fourier transform of the vibration during the ultrasonic bonding.
In FIG. 6, the peak around 15400 Hz is wider than in FIG. 5, and its width is about 1500 Hz. Observation of the bonding state revealed that it was the same as Example 1 except that the bonding width was wide. However, when the bonding strength was measured, the bonding strength was 48 N / cm.
[0054]
As can be seen by comparing the Fourier transform result shown in FIG. 5 and the Fourier transform result shown in FIG. 6, the spectrum in the vicinity of 15400 Hz is different. Therefore, it can be seen that the ultrasonic bonding can be monitored by performing Fourier transform of the vibration during ultrasonic bonding and observing the spectrum. The frequency observed at this time is preferably 500 Hz or more and 200,000 Hz or less, and more preferably, 10,000 Hz or more and 20,000 Hz or less.
Here, the result of the Fourier transform is shown in the figure, but the Fourier transform is performed by hardware such as a numerical operation circuit, or by software using a computer. By using software, quick and accurate judgment and evaluation can be performed.
[0055]
(Example 2)
The ultrasonic bonding device shown in FIG. 2 was used as the ultrasonic bonding device. Here, an ABS resin having a thickness of 1 mm was spot-joined onto an ABS resin having a thickness of 5 mm. Here, the oscillation frequency of the ultrasonic transducer is 28 KHz, and the amplitude is 30 μm. The ultrasonic horn 2 used was a duralumin horn. Further, a steel table was used as the bonding table 11, and an electret condenser microphone ECM-T145 made by Sony was attached to the steel table so that the vibration of the bonding table 11 could be measured. The ultrasonic horn 2 was brought into contact with the ABS resin having a thickness of 1 mm under a load of 600 g, and was irradiated with ultrasonic waves for about 0.3 seconds to perform spot joining. The output of the microphone was amplified by an amplifier, captured by a personal computer, and subjected to short-time fast Fourier transform by software. FIG. 7 shows the result of the short-time fast Fourier transform. When spot ultrasonic bonding was performed under various conditions, there was a difference in the results of short-time fast Fourier transform, and it was found that the bonding state could be grasped by this method.
Here, the short-time fast Fourier transform may be a short-time Fourier transform. Further, these calculations can be performed by hardware such as a numerical calculation circuit, or can be performed by software using a computer. By performing the result of the short-time fast Fourier transform with these hardware or software, quick and accurate judgment and evaluation can be performed.
[0056]
(Example 3)
The ultrasonic bonding device shown in FIG. 2 was used as the ultrasonic bonding device. Here, an ABS resin having a thickness of 1 mm was spot-joined onto an ABS resin having a thickness of 5 mm. Here, the oscillation frequency of the ultrasonic transducer is 28 KHz, and the amplitude is 30 μm. The ultrasonic horn 2 used was a duralumin horn. Further, a steel table was used as the bonding table 11, and an electret condenser microphone ECM-T145 made by Sony was attached to the steel table so that the vibration of the bonding table 11 could be measured. The ultrasonic horn 2 was brought into contact with the ABS resin having a thickness of 1 mm under a load of 600 g, and was irradiated with ultrasonic waves for about 0.3 seconds to perform spot joining. The microphone output was amplified by an amplifier, captured by a personal computer, and subjected to wavelet transform by software. Here, a wavelet function was used, and a six-stage wavelet transform was performed using a Dobssy function. FIG. 8 shows the result. When spot ultrasonic bonding was performed under various conditions, there was a difference in wavelet transform results, and it was found that the bonding state could be grasped by this method.
Here, the multi-resolution analysis is performed by the wavelet transform. However, the multi-resolution analysis is possible even if the signal is filtered as shown in FIG. 3, and the joining state can be grasped.
Here, the result of the wavelet transform is shown in FIG. 3. Since the wavelet transform is performed by hardware such as a numerical operation circuit or by software using a computer, the determination of the wavelet transform result is performed by these hardware. By using software or software, quick and accurate judgment and evaluation can be performed.
[0057]
(Example 4)
The ultrasonic bonding device shown in FIG. 2 was used as the ultrasonic bonding device. Here, an ABS resin having a thickness of 1 mm was spot-joined onto an ABS resin having a thickness of 5 mm. Here, the oscillation frequency of the ultrasonic transducer is 28 KHz, and the amplitude is 30 μm. The ultrasonic horn 2 used was a duralumin horn. Further, a steel table was used as the bonding table 11, and an electret condenser microphone ECM-T145 made by Sony was attached to the steel table so that the vibration of the bonding table 11 could be measured. The ultrasonic horn 2 was brought into contact with the ABS resin having a thickness of 1 mm under a load of 600 g, and was irradiated with ultrasonic waves for about 0.3 seconds to perform spot joining. The microphone output was amplified by an amplifier, captured by a personal computer, and subjected to wavelet transform by software. Here, as a wavelet function, a nine-stage wavelet transform was performed using a cofillet function, and a scalogram was further obtained from the result. Here, the scalogram is an absolute square value of a wavelet transform result. The result is shown in FIG. When spot ultrasonic bonding was performed under various conditions, a difference occurred in the scalogram, and it was found that the bonding state could be grasped by this method.
Here, since the scalogram is obtained by hardware such as a numerical calculation circuit or is calculated by software using a computer, quick and accurate judgment evaluation can be performed by performing the scalogram judgment with these hardware or software. Will be possible.
[0058]
(Example 5)
The ultrasonic bonding device shown in FIG. 2 was used as the ultrasonic bonding device. Here, an ABS resin having a thickness of 1 mm was spot-joined onto an ABS resin having a thickness of 5 mm. Here, the oscillation frequency of the ultrasonic transducer is 28 KHz, and the amplitude is 30 μm. The ultrasonic horn 2 used was a duralumin horn. Further, a steel table was used as the bonding table 11, and an electret condenser microphone ECM-T145 made by Sony was attached to the steel table so that the vibration of the bonding table 11 could be measured. The ultrasonic horn 2 was brought into contact with the ABS resin having a thickness of 1 mm under a load of 600 g, and was irradiated with ultrasonic waves for about 0.3 seconds to perform spot joining. The output of the microphone was amplified by an amplifier, taken in by a personal computer, and the Wigner-Bille distribution was determined by software. The result is shown in FIG. When spot ultrasonic bonding was performed under various conditions, a difference was found in Wigner distribution, and it was found that the bonding state could be grasped by this method.
Here, since the Wigner-Bille distribution is obtained by hardware such as a numerical operation circuit, or is calculated by software using a computer, the Wigner-Bille distribution is quickly determined by performing the determination of the Wigner-Bille distribution by these hardware or software. And accurate judgment and evaluation become possible.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the above-described method and configuration are employed, the joining state of the object to be joined such as a plastic part can be grasped at the time of ultrasonic joining, so that an ultrasonic joining method and an ultrasonic joining apparatus can always maintain good joining. Can be provided. In particular, the joining quality of various belts, components, units, and the like in the image forming apparatus and the like can be constantly maintained in a good state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a state where ultrasonic bonding according to the present invention is performed.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a state where ultrasonic bonding according to the present invention is performed.
FIG. 3 is a flowchart of a multi-resolution analysis.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a result of multi-resolution analysis of a signal.
FIG. 5 is a result of Fourier transform of vibration during good ultrasonic bonding.
FIG. 6 is a result of Fourier transform of vibration during unsatisfactory ultrasonic bonding.
FIG. 7 is a short-time Fourier transform result of vibration during ultrasonic bonding.
FIG. 8 is a wavelet transform result of vibration during ultrasonic bonding.
FIG. 9 is a scalogram obtained from a wavelet transform result of vibration during ultrasonic bonding.
FIG. 10: Wigner-Bille distribution of vibration during ultrasonic bonding
[Explanation of symbols]
1 Ultrasonic oscillator
2 Ultrasonic horn
3 Ultrasonic oscillation power supply
4 Cable connecting ultrasonic oscillation power supply 3 and ultrasonic oscillator 1
5 Vibration sensor
6 Cable that transmits the signal detected by vibration sensor 5
7 Signal processing device for processing signals from vibration sensor 5
8. Signal processing device 8 for processing signal from vibration sensor 5 and Fourier transform device
Cable connecting 9
9 Fourier transform device
10 Sheets to be joined
11 Jig for holding sheets to be joined
12 Plastic parts to be joined
13 Plastic parts to be joined
14 Jig for holding plastic parts to be joined
21 original signal
22 High-pass filtered signal
23 Signal passed through low-pass filter
24 High-pass filtered signal
25 Signal passed through low-pass filter
26 High-pass filtered signal
27 Signal passed through low-pass filter

Claims (12)

被接合物又は被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に、該振動センサーによって被接合物の振動を計測し、その計測信号をフーリエ変換し、得られた情報に基づいて超音波接合状態を把握しながら超音波接合を行うことを特徴とする超音波接合方法。Attach a vibration sensor to the workpiece or a jig holding the workpiece, measure the vibration of the workpiece by the vibration sensor during ultrasonic welding, perform a Fourier transform of the measurement signal, and based on the obtained information. Ultrasonic bonding, wherein the ultrasonic bonding is performed while grasping the ultrasonic bonding state. 被接合物又は被接合物を保持する治具に振動センサーを取り付け、超音波接合時に、該振動センサーによって被接合物の振動を計測し、その計測信号の多重解像度解析を行い、得られた情報に基づいて超音波接合状態を把握しながら超音波接合を行うことを特徴とする超音波接合方法。Attach a vibration sensor to the workpiece or a jig that holds the workpiece, measure the vibration of the workpiece by the vibration sensor during ultrasonic bonding, perform multi-resolution analysis of the measurement signal, and obtain the obtained information. An ultrasonic bonding method characterized in that ultrasonic bonding is performed while grasping the ultrasonic bonding state on the basis of the information. 多重解像度解析の方法が短時間高速フーリエ変換であることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。3. The ultrasonic joining method according to claim 2, wherein the method of the multi-resolution analysis is a short-time fast Fourier transform. 多重解像度解析の方法がウェーブレット変換であることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。The ultrasonic joining method according to claim 2, wherein the method of the multi-resolution analysis is a wavelet transform. 多重解像度解析の方法がフィルター処理によるものであることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。3. The ultrasonic bonding method according to claim 2, wherein the method of the multi-resolution analysis is based on a filtering process. 多重解像度解析の方法がウィグナー−ビレ分布を求める方法であることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。The ultrasonic bonding method according to claim 2, wherein the method of multi-resolution analysis is a method of obtaining a Wigner-Bille distribution. 測定する周波数の範囲が５００Ｈｚ以上、２００００Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の超音波接合方法。The ultrasonic bonding method according to any one of claims 1 to 6, wherein a frequency range to be measured is 500 Hz or more and 20000 Hz or less. 接合対象が、プラスチック製電子写真装置用部品であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波接合方法。The ultrasonic bonding method according to any one of claims 1 to 7, wherein a bonding target is a part for a plastic electrophotographic apparatus. 被接合物が、プラスチックフィルム上に導電層と電子写真感光体層を形成した電子写真感光体であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の超音波接合方法。The ultrasonic bonding method according to any one of claims 1 to 8, wherein the object to be bonded is an electrophotographic photosensitive member having a conductive layer and an electrophotographic photosensitive member layer formed on a plastic film. 被接合物が、リサイクル樹脂材料を含むプラスチック部品であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の超音波接合方法。The ultrasonic bonding method according to any one of claims 1 to 9, wherein the object to be bonded is a plastic part containing a recycled resin material. 超音波発振装置と、超音波振動子を取り付けた超音波接合ホーンと、超音波接合時に被接合物又は被接合物を保持する治具の振動を検出する振動センサーと、該振動センサーで検出した振動データーのフーリエ変換あるいは多重解像度解析を行い、超音波接合状態に関する情報を得るソフトウェア又はハードウェアを備えたことを特徴とする超音波接合装置。An ultrasonic oscillation device, an ultrasonic bonding horn equipped with an ultrasonic vibrator, a vibration sensor for detecting vibration of a workpiece or a jig holding the workpiece at the time of ultrasonic bonding, and the vibration sensor detects the vibration. An ultrasonic bonding apparatus comprising software or hardware for performing Fourier transform or multi-resolution analysis of vibration data and obtaining information on an ultrasonic bonding state. 請求項１〜１０のいずれかに記載の方法で超音波接合されたプラスチック部品を有することを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジ。A process cartridge for an electrophotographic apparatus, comprising a plastic part ultrasonically bonded by the method according to claim 1.
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