JP2010048910A - シール構造及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】ホットメルト使用量を増やすことなく、封止シール板等のホットメルト当接部材をホットメルトの中心部に案内し、正しい位置に当接させ、確実なシールを行うことのできるシール構造及びプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】第一の部材１０２に形成した溝部２０１にホットメルト成型により設けられたホットメルトシール２１０に対して、第二の部材１１０の当接部１１０ａを当接させて形成されるシール構造において、ホットメルトシール２１０は、溝部２０１の溝壁２０１ｂとの間に隙間を有するようにして設けられ、第一の部材１０２には、第二の部材１１０の当接部１１０ａがホットメルトシール２１０の当接面２１０ｃに当接するように当接部１１０ａをガイドするガイド部２１１、２１２が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、第一の部材に形成した溝部にホットメルト成型により設けられたホットメルトシールに対して、第二の部材の当接部を当接させて形成されるシール構造に関する。特に、斯かるシール構造を有した、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジに関するものである。

先ず、ホットメルトシールを使用したシール構造に関する背景技術について説明する。

従来、シール構造として最も一般的に多用されているものは、シールとして発泡ウレタンスポンジフォームを両面テープによってシール部に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。

また、小さなスペースの場合で低圧、且つ、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、ホットメルトシールによりシールする方法が近年提案され、実施に供されている。

ホットメルトシールは、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行うため、デリケートな電子部品のインサート成形も行うことができる。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。成型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ことも可能である。

従って、成形品は、耐振動、耐薬品性、広範囲の温度使用範囲を有し、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こと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ことになる。そのため、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、補強機能だけの無駄なリブなどを装備させ補強を行うことが必要であった。

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他、成型できる形状になるように設計上の配慮が必要であり、自由度が狭められるというような問題点があった。

特許文献１には、ホットメルト型樹脂組成物の成形方法及びそれを用いたハードディスクドライブのシール方法、並びに、ハードディスクドライブカバー用ホットメルト型シーリング剤組成物が提案されている。ホットメルト型樹脂組成物の成形方法において、寸法精度の優れた成形方法を提供することを目的としている。

特許文献１の方法では、金型（上型）と、金型（下型）を対向させ、両金型で該蓋部を挟み込み、荷重をかけ固定し、上記金型をシーリング剤の軟化点以下の所定の温度に保つ。次に、モールド成形機のホットランナーシステムを用いて、成形部近くの注入口から、この金型に溶融ホットメルト型シーリング剤組成物を注入する。注入終了後、金型の設定温度まで冷却され固化され、固化したシーリング剤を金型（上型）から離型して取り出す成形方法である。

この方法は、従来粘着性、柔軟性の高いホットメルトシール材においては困難とされていたホットメルトモールディングに関する技術を実現している。

また、特許文献２には、ハードディスク装置のシール方法及びホットメルト型シーリング剤組成物が提案されている。組立時におけるシーリング剤の取り付け作業を要さず、金型や抜き型を使用しないハードディスクドライブのシール方法を提供することを目的としている。また、ハードディスクヘッドの浮遊安定性を阻害したり、他の材料に対して悪影響を及ぼすことがく、且つ、耐熱性に優れたハードディスク装置用ホットメルト型（ＨＭ型）シーリング剤組成物を提供することを目的としている。

この特許文献２の方法は、ホットメルト型シーリング剤組成物をハードディスクドライブのカバー面上に溶融塗工後、冷却により固化させ、ハードディスクドライブ本体に装着することによってハードディスクドライブを組み立てることを特徴とする。また、特許文献２は、この方法に好適に使用されるホットメルト型シーリング剤組成物を教示している。

しかしながら、ホットメルト供給装置及び金型内に至る経路においてもホットメルト材料に不要な温度、径時変化等の外的要因と相まって粘度が変化する場合や、最悪の場合は固まってしまう恐れもある。そのために適切な管理が必要であった。

一方、上記ホットメルト方式のシール構造を使えば、ウレタンフォームに両面テープを貼り付けて、それをシール状に貼り付け挟持させることでシールする従来方法に比べると、手作業に頼っていた組立て作業が型内で自動的に実施される。そのため、品質が安定し、低コストで機能を満足できる等、優れた特徴がある。

しかしながら、ホットメルトの使用量によっては、様々な不具合が発生する。

例えば、また、特許文献３には、建築材料の取り付け構造では、作業を簡単で且つ正確に行うために、基台に係止片を突設し、基台に凹所を形成し、建築材料の端部に係合部を凹設し、そして、建築材料の裏面に凹部を形成する。基台の係止片に建築材料の係合部を被挿係止する。基台の凹所を建築材料の凹部と対向させ、凹所と凹部にホットメルト接着剤を注入硬化させる。基台の係止片を建築材料の係合部に係止することによってホットメルト接着剤が硬化するまで建築材料の一端を基台に仮固定することができる。また、建築材料の取り付け位置を容易に決めることができる。

これは、仮位置決めによって位置を決めながら、ホットメルトをシール用溝に流し込み、そのまま硬化するまで放置することでシールを形成している。しかし、ホットメルトモールディングが成形状態から固化するまでに時間が掛かり、その間は不安定な形状であるという問題点があった。即ち、成形直後は、両面テープのような位置決め機能は有していないからである。

従来、プロセスカートリッジにおいて、封止シール板により現像剤を、現像剤収容部と現像室とに隔離し、現像室である現像スリーブ側に漏れないようにしている。本発明者らは、ホットメルト材料を平面状に成形し、その中央部に封止シール板を配備した。しかし、本発明者らの研究実験によると、次のような問題があることが分かった。

つまり、ホットメルト表面にスキン層が形成され滑りやすくなり、現像剤内圧で封止シール板端部が長手方向に対し弓なりに滑り湾曲し、ホットメルトシール端部までずれてしまうことでシール性が低下する。

また、湾曲ズレを防止するためにホットメルト層を厚く肉盛りしていくと、成形品の収縮によるヒケが生じる。更にまた、体積が増えることで成形時間が長くなり、生産効率が落ちることになる。自動化生産組立てラインで本ホットメルトモールディング工程を組み込んでいるが、組立てタクトタイムが規定時間内に納まらなくなる、或いは成形機を増設するなど設備コストの増大にも繋がることとなる。更には使用材料が増えることでコストアップになってしまうという問題があった。
特開２００３−３２３７８１号公報 特開２００１−５７０６５号公報 特開平６−１５８７３９号公報

そこで、本発明の目的は、封止シール板等のホットメルト当接部材をホットメルトシールの中心部に案内し、正しい位置に当接させ、確実なシールを行うことのできるシール構造及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的は本発明に係るシール構造及びプロセスカートリッジにて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、第一の部材に形成した溝部に設けられたホットメルトシールに対して、第二の部材の当接部を当接させて形成されるシール構造において、
前記ホットメルトシールは、前記溝部の溝壁との間に隙間を有するようにしてホットメルト成型により前記溝部に設けられ、
前記第一の部材には、前記第二の部材の当接部が前記ホットメルトシールの当接面に当接するように前記当接部をガイドするガイド部が形成されている、
ことを特徴とするシール構造が提供される。

本発明は、第二の態様によれば、樹脂製の第一のケーシングと、樹脂製の第二のケーシングと、前記第一及び第二のケーシングに形成した溝部に設けられたホットメルトシールに対して当接することにより取り付けられる封止シール板とを備えたプロセスカートリッジにおいて、
前記ホットメルトシールは、前記溝部の溝壁との間に隙間を有するようにしてホットメルト成型により前記溝部に設けられ、
前記第一及び第二のケーシングには、前記封止シール板の前記ホットメルトシールに対する当接部が前記ホットメルトシールの当接面に当接するように前記当接部をガイドするガイド部が形成されている、
ことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。

本発明によれば、ホットメルト使用量を増やすことなく、封止シール板等のホットメルト当接部材をホットメルトの中心部に案内し、正しい位置に当接させ、確実なシールを行うことができる。

以下、本発明に係るシール構造及びプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
（画像形成装置の全体構成）
先ず、図１（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明に係るプロセスカートリッジが使用される画像形成装置の全体構成について説明する。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真方式を採用したインライン型の中間転写ベルト（中間転写体）を有するフルカラー画像形成装置、即ち、フルカラープリンタとされる。

本実施例にて、フルカラー画像形成装置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複数のプロセスカートリッジ１０を有している。つまり、本実施例では、４つのプロセスカートリッジ１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）を備えており、それぞれイエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色の画像を形成する。

各プロセスカートリッジ１０は、それぞれ、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１８（１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ）が略中央に設置されている。感光体ドラム１８の周囲には、それぞれ、一次帯電手段である一次帯電器１９（１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋ）、及び、現像手段である現像スリーブ３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）が配置されている。更に、感光体ドラム１８の周りにクリーニング手段であるドラムクリーナ装置３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ）がそれぞれ配置されている。上記感光体ドラム１８、一次帯電器１９、現像スリーブ３０、及び、ドラムクリーナ装置３１にて一つのプロセスカートリッジ１０を構成しており、本実施例では、転写ベルトユニット１２の下方に４色のカートリッジ１０が配置されている。

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。現像スリーブ３０は、トナーを担持し、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トナーを付着させてトナー像として現像（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トナーを感光体ドラム１８から除去するためのクリーニングブレード３１ａ（図２）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（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）が配置され、一次帯電器１９と現像スリーブ３０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、中間転写体としての中間転写ベルト１２ａを備えた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。中間転写ベルト１２ａは、駆動ローラ７１、支持ローラ７２、７３に巻回され、矢印方向に駆動される。

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。露光装置１１は、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が、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の転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ４１と加圧ローラ４２を有する定着装置４０が縦パス構成で設置されている。

給送カセット３にセットされた転写材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トナー像を転写される。その後、トナー像が転写された転写材Ｐは、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２からなる定着装置４０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、寿命が画像形成装置２に比較して短いため、本体寿命を全うするため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として画像形成装置本体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を本体上方（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、垂直な方向に装置本体２Ａへの脱着を行う。

（プロセスカートリッジ）
本実施例にて、各プロセスカートリッジ１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）は、同じ構成とされるので、以下の説明では、各部材を示す参照番号には、各プロセスカートリッジ１０を区別するためのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等の添え字は付さずに、総称して説明する。

尚、プロセスカートリッジ１０の構成を説明するに際して、理解を容易とするために、本願明細書では、感光体ドラムなどの長手軸線方向を、即ち、転写材の搬送方向と直交する方向を「長手方向」或いは「幅方向」と呼ぶこととする。

図２は、プロセスカートリッジ１０の断面図である。また、図３は、プロセスカートリッジ１０の外観斜視図であるが、プロセスカートリッジ１０の外観から内部の現像スリーブ３０及び封止シール板１１０等を見ることができるように、カートリッジ容器蓋１０２、シャッター１０３、感光体ドラム１８などを取り外した状態を示している。

本実施例にて、プロセスカートリッジ１０は、カートリッジ容器（第一のケーシング）１０１をベースとして、カートリッジ容器蓋（第二のケーシング）１０２と一体に組み合わせられて、容器状のユニットを形成している。

一体化された容器状ユニットとされるプロセスカートリッジ１０の内部には、トナー搬送スクリュー１０７、１０８、封止シール板１１０等が配備されている。回転するトナー搬送スクリュー１０７、１０８は、カートリッジ容器１０１に装着された軸受け（不図示）に軸支されて回転するように配備され、画像形成装置本体２Ａからの駆動力が伝達され回動することでトナー搬送や攪拌を行う。

封止シール板１１０は、現像スリーブ３０が配置された現像室１０５側と、トナー搬送スクリュー１０７、１０８が配置された現像剤収容部１０６側の間を間仕切りする隔壁である。また、封止シール板１１０の面には封止シール１１１（図４）が熱溶着や超音波溶着などで貼り付けられている。

図４に、封止シール板１１０の詳細を示す。封止シール板１１０は、中央部に、非磁性のステンレス板をプレス加工によって形成した開口１１０ｃを有している。プロセスカートリッジを使用状態にセットする際に、現像剤を現像剤収容部１０６から開口１１０ｃを介して現像室１０５の現像スリーブ３０へと移動可能とする。

そのために、プロセスカートリッジ使用前においては、開口１１０ｃを閉鎖するために、封止シール１１０が超音波溶接や熱シールなどの簡易的密閉手段により開口部１１０ｃの周囲を封止している。

封止シール１１１は、図４の如く、封止シール折り曲げ部１１０ａにて折り返され、封止シール引き抜き部１１１ｃがプロセスカートリッジの外側に出るようにして引き抜き可能に配備収納する。

この封止シール１１１を引き抜くと、封止シール開口部１１１ｂが装置外に除去されるので開口連通して、使用状態になる。

現像剤である、キャリアとトナーが一定の割合で配合されたスタータ剤（不図示）がこのトナー搬送スクリュー１０７、１０８側の現像剤収容部１０６の内部に充填されている。

使用状態になると、上述のように、封止シール１１１は、プロセスカートリッジ外部へと使用者によって引き出され、同時に、封止シール板１１０の中央部に設けられている開口部１１０ｃが開口される。これにより、隔室内の現像剤は、現像スリーブ側に送り込まれ、画像形成可能の状態となる。

現像スリーブ３０は、内部にマグネット３０ａを任意の位置に配備してあり、現像剤を磁力で引き付ける。このとき画像形成装置の駆動源（不図示）から駆動力が付与され、現像スリーブ３０は回転する。現像スリーブ３０の磁力による現像剤の量は、規制ブレード１０９により規制される。これにより、感光体ドラム１８に対して一定の量の現像剤が供給される。

現像スリーブ３０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潜像に対して現像スリーブ上のトナーがジャンピングして顕像のトナー画像とする。

上記構成とされるプロセスカートリッジを備えた画像形成装置における画像形成動作は、当業者には周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。

次に、本発明の特徴部を構成するホットメルトシールを使用したシール構造について説明する。

（シール構造）
本実施例にて、第一のケーシングとしてのカートリッジ容器１０１と、第二のケーシングとしてのカートリッジ容器蓋１０２は、一般的に樹脂成型されたものが主流である。また、封止シール板１１０は、上述のように、金属、特に非磁性が要求されるのでステンレス材料が多く用いられていている。従って、両部材の線膨張係数は異なる。

他方、画像形成装置には、熱を発生する定着器や電装品なども配備されており、画像形成装置の中は、装置を稼動させていると昇温していくことが知られている。プロセスカートリッジ１０は、周囲からの昇温と自己昇温の影響で、膨張や収縮による曲がりやソリを引き起こしている。

上記線膨張係数に関する観点に鑑み、本実施例によれば、ステンレス材料の封止シール板１１０は、ホットメルトシールを使用したシール構造２００を介在させて取り付けることにより、その長手方向に生じる線膨張係数による歪みの影響を受けることなくシール性を維持できる。

それは、先ず、第一に、ホットメルト成型時点で表面に滑り性の良いスキン層が形成され、且つ離型剤の効果も相まってホットメルトシールと、当接する相手部材との間で密着をしながらも滑ることで歪みの吸収が行える点である。第二に、ホットメルト材料自体の柔軟性により、部材間で生じる歪みをホットメルトシールの成型された厚みの中で吸収されるという点がある。更に、本発明のシール構造が持つ他の特長点は、本発明の特徴構成を説明する際に後述する。

本実施例に用いたホットメルト材料は、モレスコメルト（松村石油株式会社：商品名）であった。この材料は、合成ゴム（ＳＥＰＳ）１０乃至２５重量％、粘着付与剤（石油樹脂）３０乃至５５重量％、可塑剤（石油系単価水素）２５乃至４０重量％、酸化防止剤２重量％以下という材料比率となっている。また、物性として見ると、軟化点８４℃、溶融粘度１０００ｍＰａ・ｓ、粘着力（対ＳＵＳ、１２Ｎ／１０ｍｍ、ａｔ２０℃）となり、極めて柔軟且つ粘性を持つ特徴がある。粘着力は、ホットメルト成型時の相手部材とのモールディングによって生じる密着状態を示す数値である。

図２に示す、本実施例のプロセスカートリッジ１０内において、現像剤の搬送流れは均一であることが望ましく、現像剤は、現像剤収容部１０６にてトナー搬送スクリュー１０７、１０８により攪拌された後に、封止シール板１１０に至り、更に、現像室１０５の現像スリーブ３０に至る。

ここで、封止シール板１１０を、プロセスカートリッジ１０に取り付けるシール構造２００において、ホットメルトシール２１０が溝部２０１から出張ることや、シール２１０のトップ面（封止シール板１１０との当接面）２１０ｃ（図５）が波を打つことは回避しなければならない。このようなことがあると、現像剤の流れにムラが生じ、それによって、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していることが望ましい。

図５〜図７は、本発明の特徴部を構成する本実施例のシール構造２００を模式的に示す。また、図８は、カートリッジ容器蓋１０２の内部構造を示すための斜視図であり、図９は、カートリッジ容器蓋１０２の断面図である。

尚、図５〜図７は、理解を容易とするために、図２とは、上下方向が逆転して示されている。即ち、カートリッジ容器蓋１０２が下方に位置している。

本実施例にて、樹脂成形物であるカートリッジ容器蓋１０２には、溝部２０１が設けられている。本実施例にて、溝部２０１は、断面が矩形状の溝とされ、底壁面２０１ａと、両側壁面２０１ｂとにより形成され、プロセスカートリッジ１０の幅方向（長手方向）に延在している。溝２０１の断面形状は、これに限定されるものではない。

本実施例では、溝２０１の長手方向に延在する両側壁面２０１ｂには、長手方向に沿って所定の間隔にてガイド部を構成するガイドリブ２１１、２１２が配備されている。

以下の説明では、カートリッジ容器蓋１０２に対するシール構造２００について説明する。

なお、本実施例では、図２に示すように、カートリッジ容器１０１側においても同様のシール構造２００を備えている。従って、本実施例では、封止シール板１１０は、その長手方向端縁部１１０ａ、１１０ｂ（図４）がシール構造２００を介してプロセスカートリッジ１０に取り付けられている。

カートリッジ容器蓋１０２に対するシール構造２００について説明すると、本実施例によれば、先ず、カートリッジ容器蓋１０２には、上述のように、断面が凹状の、プロセスカートリッジの幅方向へと延在して溝部２０１が形成される。

本実施例にて、溝部２０１の断面形状は、図５にて上方が開口した矩形状の角形溝とされ、底壁面２０１ａの幅ｗ３が４．６ｍｍ、側壁面２０１ｂの高さｈ２が３．４ｍｍであった。溝部２０１の寸法形状は、これに限定されるものではない。

この角形溝２０１に、ホットメルトモールディングによりホットメルトシール２１０が形成される。このとき、ホットメルトシール２１０は、断面形状が、四角形状であるか、若しくは、両側面を抜き勾配のテーパー状の斜面とし、トップ面が狭くなる台形形状に形成される。本発明にて重要なことは、ホットメルトシール２１０と、溝２０１の側面２０１ｂとの間に空間ギャップ（隙間）が形成されることである。本実施例では、ホットメルトシール２１０は、溝２０１の底壁面２０１ａに密着した底面２１０ａと、溝２０１の両側壁面２０１ｂから離間した両側面２１０ｂとを有する形状とされ、台形状にて溝底壁面２０１ａから溝開口部へと競り上がる形状とされる。

ホットメルトシール２１０のトップ面２１０ｃは平らになっている。更に、トップ面２１０ｃの幅（ｗ１）は、両ガイドリブ２１１、２１２にて形成される最も狭い開口部２１３の開口幅（ｗ２）よりも広めとされている。即ち、ガイドリブ２１１、２１２は、溝部２０１の長手方向に沿って溝壁の両側壁２０１ｂ、２０１ｂに配置され、且つ、溝部２０１の内方へと突出して形成される。また、ガイドリブ２１１、２１２の開口幅（ｗ２）位置の開口部２１３よりもトップ面２１０ｃは、距離（ｈ）だけ低く設定されている。本実施例で、シール２１０の高さｈは０．３ｍｍ、トップ面２１０ｃの幅ｗ１は３．８ｍｍ、リブ２１１、２１２の開口幅ｗ２は３．５ｍｍであった。ただ、これに限定されるものではない。

ここで、ガイドリブ２１１、２１２の形状は任意とし得る。しかし、ガイドリブ２１１、２１２のホットメルトシール２１０の側面２１０ｂに対向する面２１１ａ、２１２ａは、ホットメルトシール２１０の側面２１０ｂと相補形状とされる。これにより、ホットメルト成型時にホットメルトシール側面２１０ｂと密着し、ガイドリブ２１１、２１２とホットメルトシール２１０とが一体とされる。また、ガイドリブ２１１、２１２の上面２１１ｂ、２１２ｂは、開口部２１３を形成する内側面が面取りされた傾斜面２１１ｃ、２１２ｃとされる。この構成により、封止シール板１１０をシール構造２００へと組み込む際のガイドをなし、封止シール板１１０の組み込みが容易とされる。

封止シール板１１０は、板厚（ｔ）が１ｍｍのステンレスＳＵＳ３０４ＣＳＰをプレス加工によって形成される。この薄板板金である封止シール板１１０は、ガイドリブ２１１、２１２によって、ガイドリブ２１１、２１２の間の狭い開口部２１３を案内されて、ホットメルトシール２１０と当接され、付勢される。これにより、ホットメルトシール２１０は、封止シール板１１０に弾性力を付与しながら変位し、封止シール板１１０の長手方向端縁部１１０ａと密着することで、カートリッジ容器蓋１０２側のシールの機能を達成する。

本実施例において、プロセスカートリッジ１０の幅方向、即ち、封止シール板１１０の長手方向の長さ３８０ｍｍに対してホットメルトシール２１０に対する進入量は１ｍｍ乃至２ｍｍの範囲で好適なシールが得られた。

上述のように、本実施例では、ホットメルトシール２１０は、矩形溝内にて、台形状とされ、又、溝部２０１には、封止シール板１１０をガイドするガイドリブ（ガイド部）２１１、２１２が設けられる。これは、次の理由からである。

溝部２０１の中いっぱいになるようにホットメルトシール２１０を設けると、これに対向する封止シール板１１０の当接部がシールに当接して、これを押圧した場合、変形したシールの逃げ場がなくなってしまい、充分な押圧ができなくなってしまう。

そこで、押圧時の逃げ場ができるように、例えば、本実施例のように、シールの断面形状を台形にして、溝部２０１との間に隙間を設けることが考えられる。

しかしながら、逃げ場を考慮したこのような形状にすると、ホットメルトシール２１０のトップ面（当接面）２１０ｃが狭くなる。従って、封止シール板１１０の先端当接部を近づけて当接しようとした場合、正しい位置に当接せずに、有効なシールを行えないことが考えられる。

そこで、本発明では、当接部（本実施例における封止シール板１１０の先端当接部１１０ａ）をホットメルトシールトップ面に正しく誘導するガイドリブ２１１、２１２を設ける構成とし、ホットメルトシール２１０の正しい位置に当接させ、確実なシールを行う。

上述したように、本実施例によれば、図８に示すように、カートリッジ容器蓋１０２の長手両端部近傍に設けられたゲート１２１、１２２から液状のホットメルトが金型内に注入され加熱されて、溝２０１にホットメルトシール２１０が、成形される。その後、金型を開いてワークを取り出すと、図８及び図９に示すようなホットメルトモールディング成型物（即ち、ホットメルトシール２１０）が得られる。

図３の状態に組立てられたプロセスカートリッジ１０のカートリッジ容器１０１に対して、図８及び図９に示すカートリッジ容器蓋１０２を合致するように組み込み、ビス止め等の固定手段で一体に固定される。これにより、封止シール板１１０は、シール構造２００を介して、プロセスカートリッジ内部に図２の状態に保持される。

このとき、封止シール板１１０は、図５に示すように、ガイドリブ２１１、２１２の間に案内され位置決めされる。また、本実施例によれば、図８、図９に示すように、カートリッジ容器蓋１０２の端部にも、シール構造２００が設けられている。従って、カートリッジ容器１０１端部も同様に、カートリッジ容器蓋１０２に形成されたガイドリブ２１３、２１４によりガイドされ、位置決めされる。

従って、カートリッジ容器１０１とカートリッジ容器蓋１０２にて形成されるプロセスカートリッジ１０のトナー搬送スクリュー２０１等のパーツを内在させた現像剤収納部１０６は、封止シール１１０により、現像スリーブ３０が配置された現像室１０５側への現像剤漏れを防止することができる。

このように、本実施例によれば、プロセスカートリッジ１０は、樹脂製の第一のケーシング（カートリッジ容器）１０１と、第二のケーシング（カートリッジ容器蓋）１０２と、ケーシング内部に配備される封止シール板１１０とを備えている。斯かる構成のプロセスカートリッジ１０において、相互のケーシング並びに封止シール板のシール材として、ホットメルトシールを用いたシール構造２００が採用されている。

特に、本実施例によれば、封止シール板１１０をケーシング１０１、１０２に接合するシール構造２００において、封止シール板１１０が当接するホットメルト面に対して、封止シール板側部面ガイドリブ２１１、２１２が形成される。その両ガイドリブ２１１、２１２の間のホットメルト面２１０ｃに封止シール板１１０の当接端部１１０ａが当接していることにより、長手薄板金属のエッジ部分１１０ａホットメルトの弾力性を利用して、現像剤が漏れることを防止する封止シールとなる。

更に、長手方向に配備したガイドリブ２１１、２１２の間に封止シール板１１０の当接端部１１０ａが納まるように規定されることで、ホットメルトモールド成型物（ホットメルトシール）２１０の略中心に位置決めすることができる。それにより、シール圧を封止シール板金面の接線方向に向けることができるので、安定したシールの付勢力が付与され、シール性が高められる。

また、ガイドリブ２１１、２１２は、ホットメルトシール２１０と一体的に形成されていることにより、ガイドリブ２１１、２１２とホットメルトモールディング（ホットメルトシール）２１０の間に隙間がない。従って、ガイドリブ２１１、２１２に密着しているホットメルトシール２１０が粘性によりシール効果を維持するため、リブ近傍に封止シール板があっても、押着後は確実にシール効果を達成できる。

また、樹脂製ケーシングに設けられた溝部２０１にモールド成型されたホットメルトシール２１０に対し、両ガイドリブ２１１、２１２は、ホットメルトシールの封止シール板当接面（トップ面）１１０ａから突出して封止シール板１１０のガイドを成す。そのため、特に長手方向に撓み易い薄板板金の封止シール板１１０が、ケーシング装着時に長手円弧状に撓んでも、ガイドリブの斜面２１１ｃ、２１２ｃのガイド形状によって、ホットメルトシール当接面２１０ｃまで、矯正しながら規定の位置にガイドされる。

また、本実施例によれば、上述のように、溝２０１内に成形されたホットメルト２１０のトップ面２１０ｃが、ガイドリブ２１１、２１２の開口幅ｗ２、及び、ガイドリブ２１１、２１２の開口幅より僅かに広い程度とされていれば良い。従って、相手部品が溝内でずれることはなく、そのため、ホットメルトシール材料の使用量を最小限度に留めることが可能である。

つまり、ガイドリブ２１１、２１２により封止シール板１１０がホットメルトモールディング（ホットメルトシール）２１０と左右に配備されたガイドリブ２１１、２１２の略中心に位置決めされる。そのため、その中心から外側の左右部分にホットメルトトップ面１１０ａが不必要となる。従って、その分、使用材料を少なくすることができる。また、成型に係る加熱時間、固化時間である冷却時間を少なくできるので成型サイクルを短くすることができる。

更に、ホットメルトシール２１０の両ガイドリブ２１１、２１２間の面２１０ｃは、その中央部が凹んだ凹面形状とされる。そのため、ケーシングを組立てる際に当接する封止シール板１１０が最終的にホットメルト成型物の凹部中心に倣い極力中心に位置決めされることとなる。これによって、更にホットメルトシール性を、ホットメルト使用量最少にしてその柔軟性を利用しながら、ホットメルトと封止シール板との当接面積を増やすことでシール効果を高めることができる。

また、図５に示すように、ホットメルト２１０の断面形状を台形状としていることで、金型から粘性の高いホットメルトがスムーズに離型し易いように大きな抜き勾配とすることが可能である。従って、成型性の改善と歩留まりの向上を図ることが可能であり、更には、成型サイクルも早くなるという効果が得られる。

つまり、ホットメルト成型により成形された断面形状は、ケーシング接着面から高さ方向に至る両側面を抜き勾配の略テーパー状の斜面とし、ケーシング溝面とギャップを設けた台形状とし、トップ面は、ガイドリブの幅よりも広くなるように設定されている。これにより、ホットメルト成型での左右側面の抜き勾配を大きく取ることができるので、粘着性が高くべた付き易いホットメルトに対する型抜け性を向上させることができる。

ここで、比較例としてのシール構造２００Ａを図１０〜図１２に示し、図５〜図９に示す本実施例のシール構造２００と比較してみる。

図６〜図８に示す本実施例では、カートリッジ容器蓋１０２に設けられた溝２０１に対して、長手方向で交互に成るように配備されたガイドリブ２１１、２１２が一体成形で配備されている。

これに対して、図１０〜図１２に比較例として示すシール構造２００Ａにおいては、カートリッジ蓋１０２の溝２０１内にホットメルトモールディングによりホットメルト２１０が形成されている。ホットメルト２１０のトップ面２１０Ｃは、平らにした成型されているが、溝２０１にはガイドリブは形成されていない。カートリッジ容器１０１においても同様である。

ここで、ホットメルト２１０のトップ面２１０ｃに、相手当接部材である封止シール板１１０を押圧すると、ホットメルト２１０の反発力によって長手方向で封止シール板１１０に撓みを生じた。

また、図１０に示すように、このシール構造２００Ａを有したプロセスカートリッジ１０Ａを組み立て、振動試験を行い、シールされた現像剤収納部内部に空気圧をかけると、現像剤の漏れが発生した。

分解してみると、封止シール板１１０の長手方向に沿ったホットメルトシール当接端部１１０ａ、１１０ｂが弓形に撓んでいた。それによって、ホットメルトシール当接端部１１０ａ、１１０ｂと、カートリッジ容器蓋１０２との押圧が最も少ない長手中央部から漏洩していることが判明した。

つまり、図１２にて理解されるように、ホットメルトシール２１０は、カートリッジ容器蓋１０２の溝２０１において、断面形状にてトップ面２１０ｃを除く他のホットメルト成型面は、三つの溝壁面と密着している。そのため、封止シール板１１０の付勢圧に対して、ホットメルトシール２１０が弾性力だけでは逃げることができないために、封止シール板１１０が変形することが判明した。

そこで、本実施例においては、上述したように、溝部底面２０１ａ（図５）のみにホットメルトシール２１０が密着するように成型した。これにより、ホットメルトシールの両側面２１０ｂ、２１０ｂは台形状に抜き勾配をつけることで、付勢された封止シール板１１０に対応して、両サイドの面が自由に膨らむスペースができ、本来のホットメルトの柔軟性を利用できる変形を得ることができた。

ウレタンフォーム等は、スポンジ状に膨らんでいて加圧によりフォーム内部の空気を押出すことで変形をするが、ホットメルトシールの場合は、素材自体はソリッドであり、素材の柔軟性により変位を得ることができるが、体積は殆ど変化しない。そのために、安定した柔軟性を生かした変位を得るためには逃げが必要である。

本実施例では、抜きテーパーを用いて逃げのスペースとしたところに特徴がある。

また、比較例におけるホットメルトシール２１０と、封止シール板端部１１０ａと１１０ｂとの平面部では、成型品特有のスキン層が形成され、ここに離型剤が付着していることが相乗効果となって表面が滑りやすくなっていたことが判明した。

この対策として、本実施例では、図５で示したようにカートリッジ容器蓋１０２からガイドリブ２１１、２１２を延伸させ、封止シール板１１０のすべりによるズレを防止した。

しかしながら、封止シール板１１０の長手方向において同じ位置に対向するようにガイドリブを配備すると、金型内でオリフィスとなり、ホットメルト成型時の流動性を阻害することが判明した。

図１０〜図１２の比較例に示すような、ホットメルトモールディングによるホットメルト成型では、元来ボテ肉と呼ばれる肉盛り過多の状態では成型後に熱収縮によるヒケが生じる。

そこで、本実施例では、このヒケの原因となる、ガイドリブによるオリフィス状態を回避させ、ホットメルト成型性を向上させるために、溝部２０１の両側壁のガイドリブは対向せず、互い違いとなるように所定の間隔を開けて配備した。

これによって、成形の注入時間が早まり、成型圧を低減でき、ヒケの防止だけでなく成形時間の短縮が達成できた。このようにして、本実施例で成型時間が４０秒程度かかっていたものが１８秒以下に低減することができ生産性の向上となった。

つまり、ケーシングのリブは交互に配備していることにより、モールド成型持における高粘度のホットメルトが型内を流動する際にリブが堰となって阻害することを最小限度に留め、ホットメルトの流動性を良くする。これにより、圧バランスによる残留応力や、成型ヒケを防止し、ホットメルトシールトップ面の形状寸法を確保できるように成したことを特徴とする。

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部分の用紙ガイド部材、給紙ロ−ラ駆動、搬送ロ−ラ駆動、両面搬送駆動、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、ユニット等を始めとする種々の機構のシール、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。

図１（ａ）は、本発明に係るプロセスカートリッジを使用する画像形成装置の一実施例を説明する概略構成図であり、図１（ｂ）は、上扉ユニットを開いた状態を示す画像形成装置の概略構成図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの断面図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの内部構成を示すために、カートリッジ容器蓋、感光体ドラム等を外した状態の斜視図である。 図４（ａ）は、封止シール板を示す平面図であり、図４（ｂ）は、封止シール板の側面図である。 本発明に係るシール構造の一実施例を説明する断面図である。 本発明に係るシール構造の一実施例を説明する平面図である。 本発明に係るシール構造の一実施例を説明する斜視図である。 本発明のシール構造を示すカートリッジ容器蓋の内面を示す斜視図である。 本発明のシール構造を示すカートリッジ容器蓋の断面図である。 比較例としてのシール構造を備えたプロセスカートリッジの断面図である。 比較例としてのシール構造を備えたカートリッジ容器蓋の斜視図である。 比較例としてのシール構造を示すカートリッジ容器蓋の断面図である。

符号の説明

２ 画像形成装置
１０ プロセスカートリッジ
１１ 露光装置
１２ 転写ベルトユニット
１８ 感光体ドラム（像担持体）
１９ 一次帯電器
３０ 現像スリーブ（現像装置）
３１ ドラムクリーナ装置
１０１ カートリッジ容器（第一のケーシング、第一の部材）
１０２ カートリッジ容器蓋（第二のケーシング）
１０５ 現像室
１０６ 現像剤収容部
１０７、１０８ 搬送スクリュー
１１０ 封止シール板
２０１ 溝部
２１０ ホットメルトシール
２１０ｃ ホットメルトシール当接面（トップ面）
２１１、２１２、２１３、２１４ ガイドリブ（ガイド部）

Claims (13)

1. 第一の部材に形成した溝部に設けられたホットメルトシールに対して、第二の部材の当接部を当接させて形成されるシール構造において、
   前記ホットメルトシールは、前記溝部の溝壁との間に隙間を有するようにしてホットメルト成型により前記溝部に設けられ、
   前記第一の部材には、前記第二の部材の当接部が前記ホットメルトシールの当接面に当接するように前記当接部をガイドするガイド部が形成されている、
   ことを特徴とするシール構造。
2. 前記ホットメルトシールの断面形状は、四角形状であるか、若しくは、両側面を抜き勾配のテーパー状の斜面とし、前記当接面とされるトップ面が狭くなる台形形状に形成され、
   前記ホットメルトシールの側面と、前記溝部の側面との間に隙間が形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 前記ガイド部は、前記溝部の長手方向に沿って前記溝壁の両側壁に配置され、且つ、前記溝部の内方へと突出して形成されたガイドリブであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール構造。
4. 前記ガイドリブは、前記溝部の長手方向に沿って所定の間隔で配置され、且つ、前記溝壁の両側のガイドリブが対向せず、互い違いとされることを特徴とする請求項３に記載のシール構造。
5. 前記溝部の長手方向に沿って前記溝壁の両側に形成された両ガイドリブにて形成される幅は、前記第二の部材の当接部が当接する前記ホットメルトシールの当接面の幅より狭くされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のシール構造。
6. 前記第一の部材は、プロセスカートリッジを形成する樹脂製ケーシングであり、前記第二の部材は、プロセスカートリッジの現像剤収納部と現像室とを隔離する封止シール板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のシール構造。
7. 前記ガイドリブと前記ホットメルトシールとは一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のシール構造。
8. 樹脂製の第一のケーシングと、樹脂製の第二のケーシングと、前記第一及び第二のケーシングに形成した溝部に設けられたホットメルトシールに対して当接することにより取り付けられる封止シール板とを備えたプロセスカートリッジにおいて、
   前記ホットメルトシールは、前記溝部の溝壁との間に隙間を有するようにしてホットメルト成型により前記溝部に設けられ、
   前記第一及び第二のケーシングには、前記封止シール板の前記ホットメルトシールに対する当接部が前記ホットメルトシールの当接面に当接するように前記当接部をガイドするガイド部が形成されている、
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 前記ホットメルトシールの断面形状は、四角形状であるか、若しくは、両側面を抜き勾配のテーパー状の斜面とし、前記当接面とされるトップ面が狭くなる台形形状に形成され、
   前記ホットメルトシールの側面と、前記溝部の側面との間に隙間が形成される、
   ことを特徴とする請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
10. 前記ガイド部は、前記溝部の長手方向に沿って前記溝壁の両側壁に配置され、且つ、前記溝部の内方へと突出して形成されたガイドリブであることを特徴とする請求項８又は９に記載のプロセスカートリッジ。
11. 前記ガイドリブは、前記溝部の長手方向に沿って所定の間隔で配置され、且つ、前記溝壁の両側のガイドリブが対向せず、互い違いとされることを特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
12. 前記溝部の長手方向に沿って前記溝壁の両側に形成された両ガイドリブにて形成される幅は、前記封止シール板の当接部が当接する前記ホットメルトシールの当接面の幅より狭くされていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
13. 前記ガイドリブと前記ホットメルトシールとは一体的に形成されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。

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