JP2010039358A - 画像形成装置に着脱可能なカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 容器の熱膨張率、及び、容器の内部に固定する部材の熱膨張率の差に基づく熱応力を吸収し、シール部材及び容器の変形を抑制するカートリッジを提供する。
【解決手段】 感光体ドラム１８に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像ローラ２０３と、現像ローラ２０３を収容するカートリッジ容器２１０と、現像ローラ２０３に供給する現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部２００ｐと、現像剤貯蔵部２００ｐと現像ローラ２０３の間に設けられ、現像剤貯蔵部２００ｐから現像ローラ２０３に向けて現像剤が通過する開口２０２ａを有する現像剤通過枠２０２と、を有し、現像剤通過枠２０２は、紫外線照射によって硬化するゴム状の樹脂である接着剤２２３によりカートリッジ容器２１０に接着されているプロセスカートリッジ１０を構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に着脱可能に用いられるカートリッジに関するものである。

プロセスカートリッジのシールには、従来、ウレタンフォームを両面テープによって貼り付けたもの、又は、フェルト等の不織布を隙間に入れたもの、ホットメルトや発泡樹脂等を充填したものが用いられた。

こうしたプロセスカートリッジのシールに関する発明として特許文献１に記載の発明が開示される。特許文献１には、プロセスカートリッジの現像ハウジング容器同士の合わせ部や、現像ハウジング容器及び現像ローラの合わせ部、現像ハウジング容器及び現像ブレードの合わせ部が記載される。こうした合わせ部に、磁性粉体を含む高分子材料を発泡させた磁性ゴム発泡体から構成したトナーシール材を圧縮状態で介在させるプロセスカートリッジの構成が記載される。また、磁性ゴム発泡体としてウレタンフォームが用いられる旨記載される。こうした構成によれば、磁性トナーの漏れは防止される。

特開２００２−２７８４２５号公報

しかしながら、特許文献１のウレタンフォームが高いシール性を発揮する場合には、ウレタンフォームは高い弾性反発力を発揮する。この弾性反発力によって、枠体である現像ハウジング容器、現像ローラ又は現像ブレードは、延伸し、又は、円弧状に撓む。そのために、現像ハウジング容器には強度が必要とされ、現像ハウジング容器の補強やビス止めが必要とされる。プロセスカートリッジの機械精度の低下、コストアップ、装置のコンパクトが困難になるといった虞もあった。

一方、特許文献１には記載されない事項ではあるが、現像ブレードを支持するブレード支持板、及び、現像ハウジング容器の間の隙間をシールするにあたって、ウレタンフォームが用いられる場合を想定する。こうした場合には、前述と同様に、ウレタンフォームの弾性反発力によって、現像ハウジング容器やブレード支持板は、延伸し、又は、円弧状に撓む。プロセスカートリッジの機械精度の低下が懸念される。

本発明は、上記実情に鑑み、容器の熱膨張率、及び、容器の内部に固定する部材の熱膨張率の差に基づく熱応力を吸収し、シール部材及び容器の変形を抑制するカートリッジを提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明のカートリッジは、像担持体に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を収容する容器と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部と前記現像剤担持体の間に設けられ、前記貯蔵部から前記現像剤担持体に向けて現像剤が通過する開口部を有する金属部材と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、前記金属部材は、紫外線照射によって硬化するゴム状の樹脂により前記容器に接着されていることを特徴とする。

本発明によれば、容器及び金属部材の間は、紫外線照射によって硬化するゴム状の樹脂である接着剤で接着される。この接着剤は、容器及び金属部材の熱膨張率の差に基づく熱応力を吸収する。その結果、容器及び金属部材の変形は抑制される。そして、カートリッジの寸法保証は従来よりも向上し、画像形成装置本体に組み込まれた場合に、画質は従来よりも向上する。

また、気密性が高く現像剤が漏れない自由な形にシールが可能となり、一つの作業工程で様々な形状や方向に対する塗布注入充填が行えるようになり、作業時間も短くなった事で、作業効率の向上のほか、製品の低コスト化に成った。

また、成形後は、弾力性の有る材質の特性が作用して、線膨張係数が異なる材料間であってもその差を吸収ができるようになった。更には相互部品間の接着であるが故に構造体になるので、カートリッジ全体の強度アップになった。

これによって、外部から掛かる変形を防止する働きを付与できた。

また、カートリッジのリサイクル、リユースの場合には材料の弾性変形に対する特性を生かし、変形させながら容易に引き剥がせるので、分解容易性をも達成できた。

本発明では、例えば、従来に無いＵＶ接着技術による製造法を採用する事で、従来手作業による組立て作業では手間がかかり、管理が困難な組立て作業を容易且つミスを減らすと共に信頼性の高いカートリッジを提供できるようになった。

（第１実施形態）
（全体構成）
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。

図１は、電子写真方式の複写機２の概略構成を示す断面図である。一例としてフルカラープリンタに関して説明する。図１（ａ）に示されるように、『画像形成装置』である複写機２は、一定の間隔をおいて略水平な一直線上に配置された『画像形成部』であるプロセスカートリッジ１０を備える。プロセスカートリッジ１０には、イエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙ、マジェンダ用のプロセスカートリッジ１０Ｍ、シアン用のプロセスカートリッジ１０Ｃ、ブラック用のプロセスカートリッジ１０Ｋがある。各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの説明にあたっては、１０の符号を用いて以下に説明する。

各プロセスカートリッジ１０は、複写機本体２ａに着脱自在に構成される。また、各プロセスカートリッジ１０は、前述のように複写機本体２ａの内部の中間転写ベルト１２ａに沿って各色毎に配備されていて、『像担持体』であるドラム型の電子写真感光体（以下、単に『感光体ドラム』という）１８を略中央に備える。感光体ドラム１８は中間転写ベルト１２ａと接触するように配置される。感光体ドラム１８の周囲には、『一次帯電手段』である一次帯電器１９、『現像手段』である現像剤担持体としての現像ローラ２０３、『クリーニング手段』であるドラムクリーナ装置３１が配置される。 一次帯電器１９は、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光体ドラム１８の表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。現像ローラ２０３は、それぞれ各感光体ドラム１８上に形成される各静電潜像に各色の現像剤を付着させて現像剤像として現像（可視像化）する。ドラムクリーナ装置３１は、感光体ドラム１８上で一次転写時の残留した転写残現像剤を感光体ドラム１８から除去するためのクリーニングブレード等を有している。

感光体ドラム１８に対向する位置には一次転写手段としての転写ローラ２０が配置され、一次帯電器１９と現像ローラ２０３との間の下方には露光装置１１が設置されている。転写ローラ２０は、インライン型の『中間転写手段』である中間転写ベルト１２ａを有する転写ベルトユニット１２内に配設され、感光体ドラム１８に対向して付勢されるよう配置されている。露光装置１１は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成される。そして、各感光体ドラム１８に露光を行うことによって、各一次帯電器１９で帯電された各感光体ドラム１８の表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

転写ベルトユニット１２は、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ７１を備えており、駆動ローラ７１は、二次転写ローラ３２と対向するよう配置されている。また、二次転写ローラ３２のシートＰの搬送方向下流側には、定着ローラ４１と加圧ローラ４０を有する定着装置４５が縦パス構成で設置されている。

給送カセット３にセットされたシートＰは給送ローラ４によって一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対５によって二次転写ローラ３２と駆動ローラ７１のニップに搬送されて現像剤像を転写される。そして、加圧ローラ４０および定着ローラ４１からなる定着装置４５によって画像を定着され、排出ローラ４３によって排出トレイ４４へと排出される。

なお、プロセスカートリッジ１０及び転写ベルトユニット１２は、その性質上、寿命が複写機２に比較して短いため、本体寿命を全うする為には交換を必要とする。そこで、図１（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１０及び転写ベルトユニット１２を容易に交換可能とするため、排出トレイ４４及び転写ベルトユニット１２を備えたユニットを上扉ユニット５０として複写機本体２ａに対し開閉自在に構成している。

この構成により、上扉ユニット５０を複写機本体２ａ上方（図１（ｂ）中、矢印Ａ方向）に向けて開くことにより、プロセスカートリッジ１０及び転写ベルトユニット１２の双方を自在に脱着可能とし、メンテナンス性を向上させている。すなわち、プロセスカートリッジ１０は感光体ドラム１８の軸線に対し、垂直な方向に複写機本体２ａからの脱着される。

（プロセスカートリッジに適用したＵＶ接着剤によるシール）
次に、プロセスカートリッジ１０に適用されたＵＶ接着剤によるシールに関して図２乃至図１５を参照して説明する。図２は、プロセスカートリッジ１０の斜視図であり、図３は、プロセスカートリッジ１０の正面図である。図２及び図３では、現像ローラ２０３、現像ブレード２０７、現像ブレード２０７をカートリッジ容器２１０（［図４］参照）に固定するブレード固定台２０８、薄層化用ギャップ２１１等を見れるように、所定の部材が取外された状態が示される。例えば、感光体ドラム１８、シャッター、カバーリングが取外された状態が示されている。

図２及び図３に示されるように、現像ブレード２０７は、ネジ２０５、ネジ２０６及びウェブワッシャ付き段ビス２０９でブレード固定台２０８に固定される。プロセスカートリッジ１０には、現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュー２０１が設けられる。さらに、プロセスカートリッジ１０の内部には、隔壁材２００が装着されている。隔壁材２００は、使用時に内部に装着されたままの『金属部材』である現像剤通過枠２０２及び『シール部材』である封止シール部材２０４を備える。封止シール部材２０４における外部に飛び出た部分は、使用時にユーザが封止シール部材２０４を引き出すために引っ張る引き抜き部２０４ｃとなっている。

（シール部材のＵＶ接着）
図４は、本発明の第１実施形態に係るシール構造を示し、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図４に示されるように、プロセスカートリッジ１０は、『ハウジング（収容容器）』である『現像ハウジング容器』としてのカートリッジ容器２１０を備える。カートリッジ容器２１０は、容器本体２１０ａ及び容器蓋体２１０ｂとを備え、『シール材』であるホットメルトシールなどによって、当接合致するように合わせられ重ねられてカートリッジ容器２１０の全体のケーシングを形成している。カートリッジ容器２１０は、黒色又は暗色系で形成される。

カートリッジ容器２１０の内部には、カートリッジ容器２１０に装着された軸受け（不図示）に軸支されて回転する現像剤搬送スクリュー２０１、現像剤供給スクリュー２１３が配備されている。また、カートリッジ容器２１０の内部には、カートリッジ容器２１０に装着された軸受け（不図示）に軸支されて回転可能で、磁極配列を施した現像ローラ２０３が配備されている。即ち、カートリッジ容器２１０は、現像ローラ２０３を収納する収納容器である。さらに、カートリッジ容器２１０の内部には、カートリッジ容器２１０に装着された軸受け（不図示）に軸支されて回転する感光体ドラム１８が配備されている。複写機本体２ａの内部の駆動部からの駆動伝達力を受けて、現像剤搬送スクリュー２０１、現像剤供給スクリュー２１３、現像ローラ２０３、及び、感光体ドラム１８はそれぞれに接続されたギヤトレインのギヤ比に応じて回転する。現像ローラ２０３に送り込まれた現像剤は、現像ブレード２０７を通過して感光体ドラム１８の表面に送られる。

この現像ローラ２０３及び現像剤供給スクリュー２１３の間には隔壁材２００が配備され、カートリッジ容器２１０の内部を仕切って隔て、二分している。現像剤搬送スクリュー２０１及び現像剤供給スクリュー２１３が配備されて現像剤の搬送方向の上流側に区画される現像剤貯蔵部２００ｐには、予め現像剤とデベロッパーを一定の比率で混ぜたスタータ剤といわれる現像剤が充填されている。複写機本体２ａの内部の駆動部からの駆動力が伝達されると、現像剤搬送スクリュー２０１は回転し、現像剤は搬送及び攪拌されることになる。

隔壁材２００は、工場でスタータ剤が充填されてから、装置にセットして使用状態になるまでの間、隔壁によって現像ローラ２０３や、感光体ドラム１８側に現像剤が漏れ出すことを防止する働きがある。更に、物流で様々な振動や衝撃、熱も加わり、その悪環境の中で、従来はウレタンフォームの反発弾性力のみでシール性の維持を行う必要があるため、品質維持に不安要素があったが、これをＵＶ接着剤によって解消しようとするものである。

図５（ａ）は、隔壁材２００の構成を示す正面図である。図５（ａ）に示されるように、隔壁材２００は、現像剤を通過させる枠である現像剤通過枠２０２、及び、現像剤をシール状態で封止する封止シール部材２０４を備える。『金属部材』である現像剤通過枠２０２の略中央には『開口部』である開口２０２ａが形成される。現像剤は、開口２０２ａを通過することで、現像剤貯蔵部２００ｐから現像ローラ２０３に向けて移動する。現像剤通過枠２０２は例えばステンレスといった金属で成形されれば良い。現像剤通過枠２０２は、非磁性のステンレスの板をプレス加工することで形成されれば良い。現像剤通過枠２０２の裏面には封止シール部材２０４が超音波溶接や熱シール等の簡易的密閉手段により接着される。こうして開口２０２ａは封止される。封止シール部材２０４は例えばフィルムで成形される。図５（ａ）では、図の上半分に現像剤通過枠２０２が記載され、図５（ａ）の上端から下端にかけて封止シール部材２０４が記載される。封止シール部材２０４の大きさは、現像剤通過枠２０２の大きさの２倍以上の大きさに設定される。このときに、現像剤通過枠２０２の開口２０２ａは封止シール部材２０４で完全に覆われる。

図５（ｂ）は、隔壁材２００の構成を示す側面図である。図５（ｂ）に示されるように、現像剤通過枠２０２の裏面には封止シール部材２０４が接着され、現像剤通過枠２０２の表面には補助シール２２９及び補助シール２３０が設けられる。封止シール部材２０４は、折り曲げ部２０４ａにて折り曲げられ、封止シール部材２０４を引っ張るための引き抜き部２０４ｃの近傍位置Ｑが補助シール２２９に接触する位置まで矢印Ｒで示す方向に折り返される。つまり、封止シール部材２０４を折り曲げ部２０４ａで折り曲げた場合に、封止シール部材２０４のうちで余る部分が引き抜き部２０４ｃとなる。

封止シール部材２０４のシール引き抜き部２０４ｃはカートリッジ容器２１０の外側に出され、ユーザがシール引き抜き部２０４ｃを引き抜き可能となっている。隔壁材２００がカートリッジ容器２１０の内部に配置される場合には、補助シール２２９及び補助シール２３０にてカートリッジ容器２１０の長手方向の両端はシールされる。

このような構成の隔壁材２００が図４に示されるようにカートリッジ容器２１０に取り付けられると、隔壁材２００一側部２００ａは、カートリッジ容器２１０の溝３００ａに塗布される熱可塑性ポリアミド系樹脂でホットメルトによってシールされる。隔壁材２００の他側部２００ｂは、カートリッジ容器２１０の溝３００ｂに塗布されるＵＶ接着剤２２３が紫外線硬化されることによってシールされる。こうして、隔壁材２００が現像剤供給スクリュー２１３及び現像ローラ２０３の間に固定されることで、隔壁材２００は現像剤供給スクリュー２１３及び現像ローラ２０３の間を仕切って遮断する。なお、隔壁材２００の現像剤通過枠２０２がカートリッジ容器２１０にＵＶ接着剤２２３で接着される。前述の封止シール部材２０４は、この現像剤通過枠２０２の開口２０２ａを封止することとなる。

また、隔壁材２００は、プロセスカートリッジ１０の使用前には、折り曲げ部２０４ａにて折り曲げられ、図２に示されるように、引き抜き部２０４ｃがカートリッジ容器２１０の外側に出るようにして引き抜き可能に収納される。

そして、プロセスカートリッジ１０の使用直前には、図２に示される封止シール部材２０４の引き抜き部２０４ｃをユーザが引っ張り、封止シール部材２０４が引き抜かれる。そうすると、現像剤通過枠２０２の開口２０２ａが現像剤供給スクリュー２１３及び現像ローラ２０３の間で連通し、現像剤は開口２０２ａを通過して移動できるようになる。

図４に示されるように、カートリッジ容器２１０の内部には、現像剤搬送スクリュー２０１の側から順に、現像剤供給スクリュー２１３、現像ローラ２０３、感光体ドラム１８が配置される。カートリッジ容器２１０の内部で現像剤通過枠２０２で隔てられた２つの区画のうち、現像剤搬送スクリュー２０１の側の区画を現像剤貯蔵部２００ｐと呼ぶ。もう一方の現像ローラ２０３の側の区画を空間部２００ｑと呼ぶ。プロセスカートリッジ１０が複写機本体２ａの外部である場合には、現像剤は現像剤貯蔵部２００ｐの内部にのみ確保される。プロセスカートリッジ１０が複写機本体２ａの内部に組み込む場合には、その組み込み前に、ユーザは、シール引き抜き部２０４ｃを引っ張る。封止シール部材２０４は、図５（Ａ）に示す現像剤通過枠２０２の上端側から順に剥離され、封止シール部材２０４を外部へと引き出される。こうして現像剤通過枠２０２の開口２０２ａは開放される。現像剤は、現像剤搬送スクリュー２０１、現像剤供給スクリュー２１３、現像ローラ２０３、感光体ドラム１８へと流動可能となり、画像形成可能に準備は完了する。

隔壁材２００の他側部２００ｂをカートリッジ容器２１０の溝３００ｂに接着するにあたって、ＵＶ接着剤２２３が用いられる理由には以下のものがある。一般的に、カートリッジ容器２１０は樹脂で成形され、現像剤通過枠２０２は金属で成形される。この場合には、カートリッジ容器２１０の線膨張係数は、現像剤通過枠２０２の線膨張係数よりも大きく設定されることになる。複写機本体２ａの内部には、熱を発生する定着装置４５や電装品が取り付けられ、複写機２が稼動すると複写機本体２ａの内部は昇温していく。このときに、プロセスカートリッジ１０は、周囲からの昇温及び自らの昇温によって、膨張又は収縮して曲がりやソリが引き起こされるはずである。しかし、ＵＶ接着剤２２３によって隔壁材２００の他側部２００ｂがカートリッジ容器２１０の溝３００ｂに接着されると、隔壁材２００及びカートリッジ容器２１０が熱膨張又は熱収縮した場合に、ＵＶ接着剤２２３が弾性的に膨張又は収縮する。ＵＶ接着剤２２３は、隔壁材２００（現像剤通過枠２０２及び封止シール部材２０４）並びにカートリッジ容器２１０の熱膨張差に基づく熱応力を吸収する。これにより、隔壁材２００（現像剤通過枠２０２及び封止シール部材２０４）及びカートリッジ容器２１０の曲がりやソリは抑制される。

また、図４の現像剤通過枠２０２の第１面には、開口２０２ａを覆う封止シール部材２０４が取り付けられ、現像剤通過枠２０２の第２面の他側部２００ｂの側には、カートリッジ容器２１０に現像剤通過枠２０２を接着するＵＶ接着剤２２３が塗布されても良い。ここでいう『第１面』は、現像ローラ２０３側の面を指し、『第２面』は、現像剤供給スクリュー２１３側の面を指す。こうする場合には、封止シール部材２０４は溝３００ｂにＵＶ接着剤２２３で接着されないことから、ユーザは封止シール部材２０４を取り外し易い。また、取り外し後に封止シール部材２０４がカートリッジ容器２１０に残存し難いこととなる。

（ブレード板固定台のＵＶ接着）
また、図４に示されるように、カートリッジ容器２１０の内部には、前述のように現像ローラ２０３が回転自在に配置されるが、現像ローラ２０３は、内部の任意の位置にマグネットを有し、現像剤を磁力で引き付ける。現像ローラ２０３は複写機本体２ａの内部の駆動源（不図示）から駆動力を得て回転する。この現像ローラ２０３の曲面に対向して現像ブレード２０７が配置される。現像ブレード２０７は所定の接圧で現像ローラ２０３に接触する。現像ブレード２０７及び現像ローラ２０３の間には僅かな隙間として薄層化用ギャップ２１１（『スリーブ・ブレード・ギャップ』ともいう）が設けられる。現像ブレード２０７（『デベロッパーブレード』ともいう）は、現像ローラ２０３の磁力による現像剤の量を一定量になるように規制するブレードである。こうした現像ローラ２０３、現像ブレード２０７及び薄層化用ギャップ２１１により、感光体ドラム１８に対して一定の量の現像剤の供給が達成され、顕像が形成されるようになる。この薄層化用ギャップ２１１は、数十ミクロンの高精度の隙間であり、一般的にプロセスカートリッジ１０を組み立てる際に微調整され、適切な位置で固定される。

現像ブレード２０７の固定にあたって、まず、カートリッジ容器２１０にブレード固定台２０８がＵＶ接着剤２２２及びＵＶ接着剤２２１で接着され、このブレード固定台２０８に現像ブレード２０７がネジ２０６（図２及び図３参照）で調整されながら固定される。ブレード固定台２０８の一側部２０８ａ及び他側部２０８ｂがカートリッジ容器２１０に接着されるにあたって、ＵＶ接着剤２２２及びＵＶ接着剤２２１が用いられる理由には以下のものがある。一般的に、カートリッジ容器２１０は樹脂で成形され、ブレード固定台２０８及び現像ブレード２０７は金属で成形される。ブレード固定台２０８及び現像ブレード２０７には非磁性が要求されることから、ステンレスで成形されれば良い。この場合には、カートリッジ容器２１０の線膨張係数は、ブレード固定台２０８や現像ブレード２０７の線膨張係数よりも大きく設定されることになる。複写機本体２ａの内部には、熱を発生する定着装置４５や電装品が取り付けられ、複写機２が稼動すると複写機本体２ａの内部は昇温していく。

従来では、プロセスカートリッジ１０は、周囲からの昇温及び自らの昇温によって、膨張又は収縮して曲がりやソリが引き起こされていた。ブレード固定台２０８の両端部がカートリッジ容器２１０に完全にビス止めされることで、ブレード固定台２０８では曲がりやソリが生じた。また、ブレード固定台２０８及びカートリッジ容器２１０の間の隙間から現像剤の漏れを防止するためにウレタンフォームを挟んでブレード固定台２０８の両端部がビス止めされる。こうすることで、ウレタンフォームの反発力がブレード固定台２０８及び現像ブレード２０７に加わり、ブレード固定台２０８では曲がりやソリを生じた。現像ブレード２０７の反りによって、現像ローラ２０３と僅かに真直性がズレ、薄層化用ギャップ２１１が変形して狂いを生じてしまう。これにより、現像剤の量に悪影響が生じ、画像品質の低下が生じるといったデメリットがあった。

しかし、本実施形態では、ＵＶ接着剤２２２及びＵＶ接着剤２２１によってブレード固定台２０８がカートリッジ容器２１０に接着される。こうすると、ブレード固定台２０８及びカートリッジ容器２１０が熱膨張又は熱収縮した場合に、ＵＶ接着剤２２２及びＵＶ接着剤２２１が弾性的に膨張又は収縮する。ＵＶ接着剤は、ブレード固定台２０８及びカートリッジ容器２１０の熱膨張差に基づく熱応力を吸収する。これにより、ブレード固定台２０８及びカートリッジ容器２１０の曲がりやソリは抑制される。なお、図４中では、符号２２０はドラムシャッタ、符号２１４はＤＳギャップ、２１６はクリーニングブレード、２１７はクリーニングスクリュー、２１８は一次帯電ローラ、２０９はウェブワッシャ付き段ビスである。

（現像ブレード板のネジ固定）
図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６に示されるように、カートリッジ容器２１０に対するブレード固定台２０８の固定にあたって、ブレード固定台２０８の一端部側では位置決め孔（不図示）及びネジ２０５（図２及び図３参照）により位置決め固定される。また、ブレード固定台２０８の他端部側ではブレード固定台２０８に長孔（不図示）及びウェブワッシャ付き段ビス２０９が用いられる。長孔の長手方向の長さは、寸法公差だけでなく、線膨張係数の差分も加味して大きめに設定される。

通常、プロセスカートリッジ１０は、常温（使用環境温度）から５５℃程度まで温度上昇することが知られている。そうした温度上昇の間に、現像ブレード２０７及びブレード固定台２０８の熱膨張の差は、ブレード固定台２０８の長孔とウェブワッシャ付き段ビス２０９の段付き部の間の嵌め合い寸法の中間バメ状態（ｆ８−Ｈ８程度）を維持しながら延伸及び収縮を繰り返す。こうすることで、異なる材質の間に生じる反りを防止することができる。

また、ブレード固定台２０８には、現像ブレード２０７が薄層化用ギャップ２１１を保持するように調整して複数のネジ２０６によって固定されている。より安定した画像を維持するために、ウエブワッシャ付き段ビス２０９の付勢力によってカートリッジ容器２１０に密着するように成されているので、現像ブレード２０７がガタ付く事がなくなり、現像剤は安定して搬送及び供給されるようになる。

このようにカートリッジ容器２１０にはブレード固定台２０８（図２、図３及び図６参照）の両端部がネジ、ウエブワッシャ付き段ビス２０９で保持固定される。更にステンレス製の現像ブレード２０７がビス止めされ、現像ローラ２０３及び現像ブレード２０７の間には、現像剤の搬送量を規制するための薄層化用ギャップ２１１が設けられ、高精度に調整されて組み立てられている。現像ローラ２０３上の現像剤は感光体ドラム１８の周面に像露光によって形成された静電気による潜像は、薄層化用ギャップ２１１間に回転して至り、現像ローラ２０３上の現像剤がジャンピングして顕像の現像剤画像となる。これらの現像剤の搬送の流れは均一であることが望ましく、現像剤搬送スクリュー２０１及び現像剤供給スクリュー２１３により攪拌された後に、現像剤通過枠２０２に至り、更に現像ローラ２０３に至る。

図７は、ＵＶ接着剤の商品番号ＴＢ３０８１Ｇに関して、せん断モードでの応力−歪（Ｓ−Ｓ）曲線を示すグラフである。計算及び実測による検証にあたって、ＵＶ接着硬化時の積算光量は３０ｋＪ／ｍ^２とし、引張り速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとした。材料の線膨張係数は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰは１７.３×１０^−６／℃、ＰＣ＋ＡＳを２８.９×１０^−６／℃とする。

例えば、ブレード固定台２０８はＳＵＳ３０４ＣＳＰであるところのステンレスで成形される。また、カートリッジ容器２１０はＰＣ+ＡＳ雲母入り材料で成形される。この場合に、ブレード固定台２０８及びカートリッジ容器２１０の寸法差は、−４０℃乃至＋２３℃の温度範囲であるところのΔ５５ｄｅｇの範囲において、長手寸法L１＝３４０ｍｍでは、０．２７ｍｍ乃至０．３５ｍｍ（ｍａｘ）であった。また、使用される環境温度の最高温度５５℃、プロセスカートリッジの長手方向L２＝３１４.２ｍｍでＵＶ接着剤の厚みをＴｂ＝１.５ｍｍとした場合の線膨張による長手方向の最大長さＤは０．３５ｍｍであり、最大歪み量は３２３％である。

図７に示されるように、これに掛かる長手方向の応力は約１０ＭＰａであるので、この範囲で使用される最適値を求めることとなる。よって、Δ５５ｄｅｇにおけるステンレスとＰＣ+ＡＳ材を吸収するのに足りる必要な厚みＴa＝（L1／L2）×Tb＝０．３２ｍｍ
以上となる。

また、縦方向の歪量が横方向の撓み量になる荷重Wtを計算すると、δ＝10MPaであるので、Wt=(Ta/L2)tan^−１×δ＝0.54(Mpa)となる。

つまり、約50ｇが反り方向に掛かる荷重である。本実施のプロセスカートリッジの場合、横方向の荷重１ｋｇに対して0.2ｍｍのクリーナブレード侵入量の許容値であるので、線膨張係数による横方向の歪み約50ｇが及ぼす影響は窮めて少ないということになる。また、感光ドラムと現像スリーブの相互の寸法精度や、Dブレードと現像スリーブとの関係は、両端部を支持し軸支している、感光ドラムと現像スリーブとに与える影響は無い。また、Dブレードに関しては、Dブレード台による補強と、Dブレードの2点保持により、受ける影響は少なかった。

ＳＵＳ板と接着している封止板であること、ホットメルト接着剤の微少反力であること、等を勘案するとカートリッジ容器２１０の変形には影響ないものとなった。

プロセスカートリッジの画像に影響を与えない許容値である歪み量0.2mm(max)の規格に対して、係る荷重Wmaxが１ｋｇ（ｍａｘ）である。

これによって、高精度なプロセスカートリッジに用いられるUV接着剤の接着層の厚みの許容されるレンジTLは、δ＝11.2Mpa(max)で、歪み323%、Tmax=0.35mmとなり、最少厚みTminはせん断強度λ=4.5Mpaに支配される。このため、
Tmin=(Tmax×δmin)／δmax=0.1575(mm)となる。

つまり、プロセスカートリッジに適用されるＵＶ接着剤の商品番号ＴＢ３０８１Ｇを使用する場合、UV接着剤の厚みは約0．15ｍｍ乃至0.35ｍｍの範囲で確実な接着強度を得られながら、プロセスカートリッジの必要な精度を保証することができる事となる。

同様の考え方で、他の弾性を有するUV接着剤を用いて、精度と接着強度を必要とする異種材料のUV接着に関する範囲にも利用可能である。

更に、この裏付けとして、ＵＶ接着剤使用での振動・落下試験など物流試験を行い、機械的精度だけでなく、実使用における画像確認等の結果からも影響が無く、むしろ振動吸収や補強になる等の好結果を得ることができ安全率が高まるという効果が得られた。つまり、接着であるが故に、振動や外部からのストレスに強くなり、剛性のアップを図ることができ、より一層の現像剤の漏れを確実に防止できる事となった。

（ＵＶ接着シールに用いた紫外線硬化性樹脂）
図８乃至図１３を参照して、本発明の接着シールで適用した新開発の紫外線硬化性樹脂について以下に説明する。本発明に使用した（登録商標）スリーボンド社の品番ＴＢ３０８１Ｇは、高粘度の状態がいわゆる普通の状態で、これを攪拌したりするとその間だけサラサラ、トロトロ状態になるゲル状で高流動性の物性である。チクソ性付加剤によって変化の時間及び粘度の差は色々あるが、一般的には攪拌などを止めると「徐々に」というより「見る見る間に」粘度が上がる性質であるところのチクソ性を有している。UV光線が照射されると、硬化が始まり、概ね２０秒以内にゴム状の弾性を有した状態に変化し、安定化する。

また、このＵＶ接着剤は白色又は明色系で形成される。前述したように、カートリッジ容器２１０が黒色又は暗色系で形成されることから、ＵＶ接着剤がカートリッジ容器２１０の内部で使用されると、ＵＶ接着剤の塗布面及び非塗布面の明暗差が大きく設定されることになる。

また、２００〜４５０ｎｍの波長を有する紫外線照射により短時間で硬化し、柔軟で弾性のある可撓性硬化物を形成する。この特長を生かし、シール・緩衝・防塵などのゴム弾性を要する用途に使用することが可能である。

特長として、数秒〜数十秒の紫外線照射で硬化する。塗布時の垂れが少ない。硬化物が柔軟である。一液無溶剤タイプのため、溶剤揮散による作業環境の汚染がない。このように優れた特性を有している。

性状として詳しくは、外観は乳白色である。粘度は５０p・s、構造粘度比は４.０である。但し粘度と構造粘度はBH型粘度計による、測定回転数の条件は粘度は、２０ｒｐｍ（０.３３３ｒｐｓ）及び、構造粘度比は２ｒｐｍ／２０ｒｐｍ（０.０３３ｒｐｓ／０.３３３ｒｐｓ）。また、比重は１.１５(２５℃)となっている。

図８は、ＵＶ接着剤の粘度及びせん断速度の関係を示すグラフである。図８に示すように、ＵＶ接着剤の流動性に関しては、粘度及びせん断速度は反比例の相関関係の特性がある。

図９は、ＵＶ接着剤の粘度及び温度の関係を示すグラフである。図９に示されるように、ＵＶ接着剤の反発弾性に関しては、低温度では硬化して弾性力が低減する。複写機２を通常使用する範囲である１０乃至５０℃において、その変化が少ないことが示されている。

図１０は、ＵＶ接着剤の一般特性を示す表である。図１０に示される特性を効果的に実用化するために、熱を発生しない『発光照射装置』であるＬＥＤ式紫外線装置が新たに開発された。前述したオムロン社のＵＶ−ＬＥＤ照射器（形ＺＵＶ−Ｃ１０シリーズ）を使用すると、紫外線量は、４０００乃至１２０００Ｗ／ｍ^２あるので、硬化に必要とされる時間は７.５乃至２.５秒となる。このように極めて短時間で必要なＵＶ接着剤を硬化させるエネルギーを付与できる。

図１１は、ＵＶ接着剤の引張せん断接着強さに関する物性を示す表である。図１１に示されるように、材料間の接着後の引っ張りせん断接着強さは、弱く、柔軟性に優れているので、試験材質に悪影響を及ぼす事が少ない。また、更には、温度変化による熱応力に対しても柔軟に対応することが示されている。

図１２は、ＵＶ接着剤の粘弾特性に関する物性を示す表である。図１２に示されるように、２５℃においての貯蔵弾性率を見ると、紫外線硬化後も十分な弾性力であるところの柔軟性を示していることがわかる。

図１３は、ＵＶ接着剤の線膨張率及びガラス転移温度を示す表である。図１３に示されるように、線膨張係数が極めて小さい数値であり、このために、他の被接着材料に対して影響が少なく、接着部の紫外線硬化樹脂そのものが相手材料に対して変形を及ぼしにくい。

以上の図８乃至図１３のグラフ及び表から、本発明で用いられる『紫外線硬化樹脂』であるＵＶ接着剤は、塗布時点では極めて低粘度で塗布し易く、紫外線照射による硬化時間は短時間で済む。また、使用状態では温度変化に対して柔軟性を維持すると共に、線膨張においても他の被接着材料にストレスを与え難い。そういった優れた接着剤である。

（シール構造生成装置）
図１４は、シール構造生成装置４００の概略構成を示す概念高製図である。ＵＶ接着剤２２１、２２３がはみ出したり、波打つと、現像剤の流れにムラが生じ画像の濃度変化など画質に影響が出る。従って平滑均一なシール状態の形態を成すことが望ましい。

シール構造生成装置４００は、『紫外線照射手段』である紫外線発光ＬＥＤ（新開発のＵＶ−ＬＥＤ照射器）４０１（図１５参照）、『自動制御可能な定量吐出手段』であるＵＶ接着剤発射ノズル２３１とを備える（図１４参照）。また、シール構造生成装置４００は、『移動手段』であるロボットハンド４０２と、現像剤搬送スクリュー２０１及び現像剤供給スクリュー２１３等に回転力を付与する駆動手段４０３と、これらを制御する『自動制御手段』である制御部４０４とを備える。なお、新開発の紫外線硬化性樹脂を接着剤として用いた。

紫外線発光ＬＥＤ４０１は、波長が２００ｎｍ乃至４００ｎｍの波長の紫外線を照射する。ＵＶ接着剤発射ノズル２３１は、ＵＶ接着剤の供給を受け、シールする目標のシール目標位置に向かってＵＶ接着剤を塗布する。制御部４０４は、ＵＶ接着剤発射ノズル２３１からＵＶ接着剤が発射された後に紫外線発光ＬＥＤでＵＶ接着剤に向かって紫外線を照射するように制御する。

なお、波長が２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長の紫外線を照射する理由は以下のものによる。従来では、単にＬＥＤ方式ではない照射ランプを用いて紫外線を照射する方式が採られていたが、紫外線以外の可視光線又は赤外線も同時に照射されていた。特に赤外線が照射されると照射された部材の温度が上昇する。その上昇が部材間の熱応力の上昇となって現れ、部材の変形や撓みとなって生じていた。こうした部材の変形や撓みを抑制するために、波長が２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長の紫外線を照射するのである。特に、３６０ｎｍの波長に調整された紫外線が好適である。こうした波長が３６０ｎｍ近傍の紫外線が照射されると、被照射物には可視光線や赤外線において生じる熱の影響は及ばなくなる。従来のハロゲンランプの場合、光線を受ける部品は使用範囲を超える領域まで発熱し、この状態で接着剤が硬化してしまうと、結果的に残留内部応力を生じ、反り等の変形が生じてしまうのであった。

このＬＥＤ照射装置を用いたＵＶ接着剤による接着工程を説明する。プロセスカートリッジ組立の途中工程で、プロセスカートリッジ１０は、保持位置決めジグ（不図示）に対して規定の位置に位置決めされる。まず、注射針のような吐出口が形成されたＵＶ接着剤発射ノズル２３１を有するヘッドが、現像剤供給スクリュー２１３の隙間から挿入される。ＵＶ接着剤がロボットにより自動で塗布される。塗布では、現像剤供給スクリュー２１３に駆動力が付与され、回転によるスクリューに移動速度と、ＵＶ接着剤発射ノズル２３１とをシンクロさせながら移動させる。そして、ＵＶ接着剤発射ノズル２３１から一定量の流量で吐出されるＵＶ接着剤２２３が溝３００ｂに一定速度で移動しながら送り込まれる。こうすることでディスペンサーＤとＵＶ接着剤発射ノズル２３１とロボットハンド４０２によって好適に塗布される。こうした塗布工程によって、現像剤通過枠２０２の開口２０２ａよりカートリッジ容器２１０の下部に均一かつ平滑になるようにＵＶ接着部を形成させることができた。

その後に、図１５に示されるように、紫外線発光ＬＥＤ４０１によってＵＶ接着剤２２３に対して波長が２００乃至４５０ｎｍの紫外線を照射して、ＵＶ接着剤２２３を硬化させる。こうした工程を経て、現像剤の搬送状態を阻害することなく、画質が安定して維持される。

なお、近年まで、紫外線ランプは発熱するものが一般的であったが、オムロン社（登録商標）で開発され販売されている発熱しないものがある。例えば、商品番号名ＵＶ−ＬＥＤ照射器（形ＺＵＶ−Ｃ１０シリーズ）である。本装置によれば、３６５ｎｍ波調発光のＬＥＤを用い、ピーク照度は４００ｍＷ／平方センチメートル乃至１２００ｍＷ／平方センチメートルと高エネルギーをもっている。

なお、ブレード固定台２０８付近はカートリッジ容器２１０はプラスチック材料を用いていること、形状的にも端部でも有り、寸法は変動しやすくビス締結強度も弱い。そこで、ステンレスなど非磁性の金属製のブレード固定台２０８を用いて、強度と精度を高めながら現像ブレード２０７の調整組み立てのためのビスの繰り返し締め付け緩めの繰り返しが可能なようにネジタップが施してある。

これによって高精度の位置精度を要求される薄層化用ギャップ２１１の確保ができる。このように異なる材質同士のビス締結の場合、線膨張係数が異なるので、一般の接着剤のような完全固形化するものでシールを行うと、線膨張の差でシール部にクラックが入ったり、高精度要求部分の接合部分から円弧状の反りが発生して変形してしまう虞が有る。従って、本実施例では、弾力性の有るＵＶ接着剤２２１、２２２、２２３を用いたことで、これらの問題の心配がなくなった。

なお、現像剤に関しては、プロセスカートリッジの内部に充填されている現像剤の粒径は５μｍ乃至７μｍの粉体であり、空中に浮遊しやすく、手などに付着すると汚れて洗浄しても落ちにくい。また、画像形成装置の内部には画像読取装置、露光装置などの他、用紙搬送部や用紙など、画像形成に影響する汚れを嫌う箇所が装備されている。したがって、プロセスカートリッジや、現像剤補給装置、廃現像剤ボトル或いは、これらを連結しているジョイント部などから現像剤が漏れてはならない。また、近年、プロセスカートリッジにおいては、サービスマンだけでなく、一般の使用者が交換するようなものが増えている。従って、手だけではなく、衣類などにも飛散現像剤が付着しないように、現像剤漏れに関しては細心の注意が要求されている。

（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態に係るシール構造を示すプロセスカートリッジの分解平面図である。図１７は、図１６の一部拡大分解平面図である。

第１実施形態において前述したように、カートリッジ容器２１０には現像ブレード２０７及びブレード固定台２０８が装着されている。第２実施形態では、ブレード固定台２０８が長手方向に安価に伸縮に耐えられるようにブレード固定台シール２２６が貼り付けられてシールされている。

図１６及び図１７に示されるように、ブレード固定台シール２２６及びカートリッジ容器２１０の間のシールにあたって、ブレード固定台シール２２６の長手方向の端部にはＵＶ接着剤２５１、２５２が設けられる。

なお、仮に、ブレード固定台シール２２６の両端部をシールする場合に、ブレード固定台シール２２６と同様な薄いシート状に両面テープを重ねたテープで貼り付けようとする。この場合には、コーナー部ではテープは貼着し難く、隙間を埋める際に貼り付け面積が不安定となり、貼り付け後の弾性力によって経時変化で徐々に凹んだコーナー部分が剥離する虞がある。

ところが、ＵＶ接着剤２５１、２５２がシールに用いられると、複雑な形状の部位、貼り付けが困難な部位、他の接着手段を施すことが困難な部位であっても、接着できる。ＵＶ接着剤２５１、２５２は、長手方向の線膨張等の歪みにも弾性変形率が高いので、シールが破損することや、シールが剥がれることはなく、しっかりとシール状態を維持することが可能となった。

細部に渡ってＵＶ接着剤２５１、２５２を自動機で充填塗布してシールできることから、シール性の向上、信頼性のアップ、手作業の省略、自動化によるコストの低減等の効果が得られる。

なお、従来より、現像剤通過枠２０２に貼り付けられている封止シール部材２０４は図５の如く開口２０２ａの長手淵の部分に貼り付けられている。しかし、従来のウレタンフォームによるシールの場合では、ウレタンフォームの厚みに対して、封止シール板端部が付勢力により押し沈められ、周囲は反発弾性力によって膨らんでいた。

従って、ここに封止シール部材２０４が接近している場合、薄いプラスチックフィルムによって成されている封止シール部材２０４端部が引っ掛かって破れてしまい、完全に引き剥がし、除去できなくなる心配も有る。ウレタンフォームのシールと封止シールの端部との距離を広く取れば解決できるが、その際に、開口部の高さが変化し、現像剤の流れが阻害され、対流したり、攪拌が不十分隣、画像の濃度が薄くなってしまうという懸念もある。

然るに、できる限り開口２０２ａは大きく開けながら現像剤通過枠２０２の確実な保持を確立し、更に、ＵＶ接着シール方式において上記問題点を解決する必要性が生じていた。

更に、従来の例えばウレタンフォームなどのシールの場合、落下などで現像剤の重さに負けてカートリッジ容器が衝撃により変形膨らみを生じた際に引き起こされる隔壁材２００とカートリッジ容器２１０の間でギャップができて現像剤が漏れることがなくなる。すなわち、弾力性や伸び変形に対する許容値の大きいＵＶ接着剤であるので隙間ができることなく、現像剤の漏れを防止できる、封止性能を高める効果が得られた。

また、位置決め精度の保証ができ、封止シール部材２０４を引き抜く場合にも、ぐらつきやガタが生じないため、安定した引き抜き力を得ることができ、剛性マージンのアップになるという効果が得られた。

（剥離容易性）
更に、ＵＶ接着剤は硬化状態でゴム状なので貼り付け長手方向に引き伸ばすと剥がれやすいという特性を利用できる。リサイクルなど材料別の分別や分解性が向上し、リユースが出来るという従来にないＵＶ接着技術を用いた優れたプロセスカートリッジ１０を低コストで提供できる事と成った効果が得られた。

本発明は、コンピュータ等の情報出力装置、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置などの装置における用紙搬送ガイド部材や給紙ロ−ラ駆動や搬送ロ−ラ駆動や両面搬送駆動や、現像駆動・ドラム・中間転写体の高精度を要求される構造部品にも応用できる。また、ユニット等を始めとする機構のシール、或いは防震対策、ガタ取り、熱線膨張箇所の組み付け部品の締結部分にも応用可能である。

なお、従来は、ＵＶ接着剤はスリーボンド社（商標）［インターネット］http://www.threebond.co.jpの商品に紫外線硬化性樹脂の軟質タイプ（ＴＢ−３０８１Ｆ）がある。インターネットウエブサイト情報によれば、商品番号名ＴＢ−３０８１Ｆは、アクリル酸エステルを主成分とした無溶剤タイプの紫外線硬化性樹脂である。紫外線を照射することにより数秒〜数十秒で重合硬化し、耐熱性・耐薬品性を有したゴム状の軟質硬化物を形成する。柔軟性を必要とする各種ポッティング、表面コートや弾性シール剤の用途に適している。

特徴として、数秒〜数十秒の紫外線（波長：２００〜４００nm）照射で硬化する。また、硬化後は、広い温度範囲(−２９〜１２０℃)にわたってゴム状弾性体を保つ。また、塗布後、硬化するまでの形状保持性に優れているというもので有る。

用途として、電気、電子部品等電装部材のポッティング、柔軟性を必要とする表面コート剤、耐熱性・耐薬品性を必要とする弾性シール剤等の利用がなされている。

本発明の第１実施形態のプロセスカートリッジ１０によれば、隔壁材２００及びカートリッジ容器２１０の間は、紫外線照射によって硬化するゴム状の樹脂である接着剤２２３でシールされる。この接着剤２２３は、隔壁材２００及びカートリッジ容器２１０の熱膨張率の差に基づく熱応力を吸収する。その結果、隔壁材２００及びカートリッジ容器２１０の変形は抑制される。そして、プロセスカートリッジ１０の寸法保証は従来よりも向上し、複写機２に組み込まれた場合に、画質は従来よりも向上する。第２実施形態でも同様に、カートリッジ容器２１０及びブレード固定台シール２２６による熱応力が吸収されるといった効果が得られる。

発泡ウレタンフォームに両面テープを貼り付けたシール方式では、自動機で貼り付けるのは困難である。これに対してＵＶ接着剤を硬化する方式では、自動機で貼り付けるのは容易である。その結果、ウレタンフォーム等の貼り物によるシールを無くすことができる。また、ＵＶ接着によって、カートリッジ容器２１０及び内部部品とがＵＶ接着剤でストレス無く均等な接着強度で接着する。この作用によって全体の強度が高まり、ＣＲＧの高精度要求寸法が安定してくるため、曲げやソリが少なくできる。

こうした構成により、複写機２に用いられるプロセスカートリッジ１０には、内部部品に変形や撓みに至る力の影響がなく、気密性が高く現像剤が漏れない自由な形にシールが可能である。また、接着に掛かる作業時間は短縮化され、成形後は線膨張係数が異なる材料間でもその差が吸収され、さらに、強度がアップし、変形が防止される。プロセスカートリッジ１０のリサイクル又はリユースの場合には、容易に材料が取外される分解容易性をも達成できる低コストなシール材料が提供できる。

カートリッジ容器２１０にＶ字状の溝３００ａが形成されることから、ＵＶ接着剤２２３はハウジングのＶ字状の溝３００ａに沿って確実に塗布される。Ｖ字状の溝３００ａは面取りされても良い。また、ＵＶ接着剤２２３が確実に接着予定位置に塗布されることから、狭いスペースでも容易に接着が可能になる。なお、図４に示されるように、カートリッジ容器２１０の接着部は面取り上の斜面に形成されていて、ここにＵＶ接着剤２２３が注入されて充填塗布される。この場合に、斜面をＶ字形状にしたことにより、接着面の上面であるところの現像剤が通過する面を平らにできたことに加えて、断面積を増やしたことで、線膨張係数における歪の差によるストレスを吸収できるようにした。更に、接着面積が広がったことから、接着強度に余裕ができる他、振動吸収防止や長手方向における強度アップも同時に達成することができる。

ＵＶ接着剤２２３が開口２０２ａよりも内側にはみ出して塗布されると開口２０２ａの大きさが狭くなり、現像剤が現像剤通過枠２０２を通過する現像剤通過量が減少する。こうした現像剤の通過量の減少を抑制することができる。

ＵＶ接着剤２２１〜２２３は半透明の乳白色又は黄白色であり、光が透過する。これに対して、感光体ドラム１８等の光学系のフレア光や、乱反射によって感光体ドラム１８やその潜像に影響が及ばないようにするために、カートリッジ容器２１０は、光の反射を抑制するような黒色に着色される。このような場合には、ＵＶ接着剤２２１〜２２３が塗布される個所は奥まった場所であり、また、光ファイバー等の紫外線発光ＬＥＤランプを用いたランプの場合、多量の紫外線を照射することが困難であった。紫外線硬化に必要なエネルギーは、光量と照射時間でエネルギーが定義付けられるので、自ずと光量不足の場合は照射時間を長くする必要性が生じる。しかしながらプロセスカートリッジ１０の生産において、組立にかかる時間は費用コスト及び生産量等の面から限られていて、紫外線照射時間を掛ける事は無駄になる。本実施形態では、現像剤通過枠２０２のステンレス金属表面に光沢が付与されることから、この金属表面に副次的に照射される紫外線が効率的に利用される、その結果、反射された紫外線の光量エネルギー分だけＵＶ接着剤２２１〜２２３は早く硬化することができる。

従来では、接着剤には、汚れ等の観点から黒色のウレタンフォームや、黒色又は透明のホットメルト材料が用いられていた。これに対して、本発明では、乳白色又は黄白色となるため、黒色のカートリッジ容器２１０との明度差が大きく取られる。また、従来では、ホットメルトシール２２４を塗布した後には、目視で検査が行われていた。これに対して、本発明では、明度差を設けることができたので、センサや、カメラなどによって塗布充填状態を撮像し、コンピュータの画像処理によって接着状態の良否が判別されるようになった。つまり、画像処理の色認識による明度差部分である確認箇所であるエッジのゲインの差が鮮明になるので、読み取りや処理の過程で誤認識や誤判断が無くなり、状態を正しく検査できるようになる。したがって、自動検査装置を自動組立ラインの中に組込み、無人で確実なロボットで検査を行える。生産における、歩留まりの低下、直行率の向上、人件費の削減、信頼性の工場をも図る事ができ、かかるコストだけでなくユーザに対しても漏れない安全かつ確実なシールを施したプロセスカートリッジ１０が提供できる。

本発明の現像手段は、上記問題点に鑑み、『ハウジング』であるカートリッジ容器２１０と、カートリッジ容器２１０内に収納された引き剥がしシールであるところの封止シール部材２０４を貼り付け保持している現像剤通過枠２０２とを有する。現像剤通過枠２０２の封止シール部材２０４貼付面の表面に対して、裏面にＵＶ接着面であるところのＵＶ接着剤２２３を配置するように成した。これにより、複写機２の使用時に使用者が行う行為であるところの、封止シール部材２０４の引き剥がし作業の際に、相反する表裏面に封止シール面と、ＵＶ接着面を配置した。この構成によって、従来に生じる懸念のあった、夫々の部品のばらつきや組立時のばらつきによって干渉することによる封止シール部材２０４の引き剥がしの際に引っ掛かって破断する等の不安要素に対する対応ができることとなった。

なお、シール構造は、第１及び第２実施形態のようなプロセスカートリッジ１０の交換に基づいて現像剤を補充する形態に限定されなくても良い。現像ローラ２０３及び現像剤貯蔵部２００ｐが複写機本体２ａの内部に組み込まれている場合であって、現像剤補充ボトルに現像剤のみを補充する形態によるものに対して適用することもできる。この場合には、複写機本体２ａが『ハウジング』ということになる。

なお、ＵＶ接着剤で接着する個所としては、他には、現像剤搬送スクリュー２０１や一次帯電ローラ２１８において、容器蓋体２１０ｂ及び容器本体２１０ａの間等もある。こうしたカートリッジ容器２１０を構成する部材間をＵＶ接着剤で接着することもできる。

なお、以下に、従来のシールに関する課題を追加説明する。発泡体の場合、シール手段として、もっと一般的に多用されているものは、発泡ウレタンスポンジフォームを両面テープによって貼り付けたものである。発泡ウレタンスポンジはスポンジの発泡の度合いによって、反発力や復元力、通気性などの特性が異なる。

つまり、発泡のセルの密度や大きさの変化によって、単泡（独立気泡）と連泡（連続気泡）とに分けられ、一般的にはその比率によって（半独立半連続気泡）決まる。シール性を向上させるためには高反発弾性力であって、トナーがウレタンフォームの中を通過しない独立気泡が良い。しかし、プロセスカートリッジにように、内部に細長い部品や、薄くて細長い樹脂成型部などの場合、その相互の部品の間に反発弾性力が高いものをシールとして用いると相互に中央が膨らみ変形する。プロセスカートリッジはドクターブレード、クリーニングブレードなどは、装着後も安定した高精度の真直性が求められる。従ってこの変形を最小限度にするために低弾性反発力のものが求められるが、半独立半連続気泡を選択する事となり、その影響でトナーシール性が低下する問題点があった。

また、小さなスペースの場合で低圧かつ、摺擦稼動面のシールなどは、フェルトなどの不織布を隙間に入れたものが使用されている。フェルトは繊維が重なり合ったものであり、繊維と繊維の間には空間があり、ここにトナーが侵入していき、やがてはフェルト全体がトナーの色になり、不織布を通過したトナーは、外部に徐々に飛散していくという問題点があった。さらに強い圧力を掛けるとトナーで目詰まりし、接触圧が高くなって磨耗に拠ってシール性が低下いくという問題点もある。

一方、ホットメルトによりシールする方法が近年提供されている。熱可塑性ポリアミド系樹脂を使用した、低圧化成品であり、従来のプラスチック成型品に比べると、極めて低圧力で成形をおこなうため、デリケートな電子部品のインサート成形も行う事ができる。また、ポリアミド樹脂は接着剤としての性能も兼ね備えているため、母材によっては成形後の機密密閉機能をも併せ持つことができる。成形圧力が非常に低いために金型にアルミニウム材質を利用する事も可能である。

従って、成形品は振動、耐薬品性、広範囲の温度使用範囲、成形時間は数十秒（２０〜１２０秒）で硬化し、加熱養生の必要もない。これらの利点を生かし、二色成形などによってプロセスカートリッジのケーシングの内側に成形し、これを開いてのケーシング部材と付き合わせる事でその柔軟性と反発力によりシールとし、機密性を保持するものである。しかしながら、ゴム状の反発力は、ケーシングに対する反力となり、ケーシングに対してストレスを掛ける事になり、そのケーシングの精度を補うためにケーシングの強度を強くする必要があり、無駄な補強を行う事が必要であった。また、金型に掛かる費用や成形時間はそのままコストアップとなるほか、成形できる形状になるように設計上の配慮が必要で有り、自由度が狭められるというような問題点が有った。

従来は、容器の内側にモルトプレンを貼り付け、そこに封止板を当接させ弾性力で封止板と容器とのシールしている周囲両端部からのトナーの漏れを防止するようにしていた。

しかしながら、落下衝撃など強い力が加わると、瞬間的に衝撃による隙間が生じて現像剤が漏れる心配があった。また、リサイクルなどの材料分別における分解作業においては、引張力に弱いウレタンフォームは両面テープの接着力に負けて、上手く剥がせないので分別分解作業が困難であった。

電子写真方式の複写機の概略構成を示す断面図である。 プロセスカートリッジの斜視図 プロセスカートリッジの正面図である。 本発明の第１実施形態に係るシール構造を示し、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 （Ａ）は、隔壁材の構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、隔壁材の構成を示す側面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 ＵＶ接着剤の商品番号ＴＢ３０８１Ｇに関して、せん断モードでの応力−歪（Ｓ−Ｓ）曲線を示すグラフである。 ＵＶ接着剤の粘度及びせん断速度の関係を示すグラフである。 ＵＶ接着剤の粘度及び温度の関係を示すグラフである。 ＵＶ接着剤の一般特性を示す表である。 ＵＶ接着剤の引張せん断接着強さに関する物性を示す表である。 ＵＶ接着剤の粘弾特性に関する物性を示す表である。 ＵＶ接着剤の線膨張率及びガラス転移温度を示す表である。 ＵＶ接着剤の塗布時のシール構造生成装置の概念図である。 ＵＶ接着剤の硬化時のシール構造生成装置の概念図である。 本発明の第２実施形態に係るシール構造を示すプロセスカートリッジの分解平面図である。 図１６の一部拡大分解平面図である。

符号の説明

２ 複写機（画像形成装置）
２ａ 複写機本体（画像形成装置本体）
１０ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
２００ 隔壁材
２００ａ 溝
２００ｂ 溝
２０２ 現像剤通過枠（金属部材）
２０２ａ 開口
２０３ 現像スリーブ
２０４ 封止シール部材
２０７ 現像剤ブレード
２０８ ブレード固定台
２１０ カートリッジ容器（ハウジング）（容器）
２１０ｐ 現像剤貯蔵部
２１０ｑ 空間部
２２１ ＵＶ接着剤
２２２ ＵＶ接着剤
２２３ ＵＶ接着剤
２５１ ＵＶ接着剤
２５２ ＵＶ接着剤

Claims (3)

1. 像担持体に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を収容する容器と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部と前記現像剤担持体の間に設けられ、前記貯蔵部から前記現像剤担持体に向けて現像剤が通過する開口部を有する金属部材と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、前記金属部材は、紫外線照射によって硬化するゴム状の樹脂により前記容器に接着されていることを特徴とするカートリッジ。
2. 前記樹脂は２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長の紫外線が照射されることで硬化されていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記開口部を封止するシール部材を有し、前記シール部材は、前記金属部材に接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカートリッジ。

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