JP5738153B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備える構成が知られている。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体および前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にユニット化したものであり、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段の少なくとも何れか一つを含む。この種のプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らずにユーザー自身で行なうことができ、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。電子写真画像形成装置には、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置等が含まれる。
図２５〜図２８を参照し、従来のプロセスカートリッジについて説明する。図２５は、従来のプロセスカートリッジの概略断面図である。図２６は、スクイシート２０３に初期テンションを付加したときの概略図である。図２７は、常温（ｅｘ．２３℃）⇒高温（ｅｘ．５０℃）⇒常温（ｅｘ．２３℃）と環境が変化したときのクリーニング容器２０１、両面テープ２０４、スクイシート２０３のそれぞれの界面のズレを表した状態変化図である。図２８は、スクイシート２０３の先端がうねったクリーニング容器２０１の状態説明図である。
一般的に、電子写真画像形成装置では、画像形成時に以下のような工程が繰り返される。まず、感光層を外周面に有する像担持体である電子写真像担持体（像担持体２０２）に静電潜像を形成する。トナー容器３００、現像容器３０１、現像剤担持体３０２を経由して現像手段から搬送された現像剤によりこの静電潜像を像として現像（顕像化）し、得られた像を転写材に転写する。また、１つの画像形成工程終了後に像担持体表面に残留した現像剤及びその他の付着物を次の画像形成工程開始前にクリーニング手段によって十分に除去している。
クリーニング手段の一例として、クリーニングブレード２０５と、スクイシート２０３と、クリーニング容器２０１とで構成されたものがある。クリーニングブレード２０５は、像担持体２０２上に残留したトナーを掻き落とすためのものであり、スクイシート２０３は、掻き落としたトナーをすくい取るためのものであり、それぞれ像担持体２０２表面に接触するように設けられている。クリーニング容器２０１は、すくい取った廃トナーを溜めるための廃トナー室２００を備えている。スクイシート２０３は、二軸延伸ポリエステルからなり、クリーニング容器２０１の所定位置（取付面）に両面テープ２０４によって貼り付けられている。ここで、像担持体２０２と接触するスクイシート２０３は、先端部のうねり等が無く精度良く貼り付けられる必要がある。精度良く貼り付けられていない場合、スクイシート２０３先端が像担持体２０２表面に完全に密着できず、その結果、クリーニングブレード２０５で掻き落とした現像剤を確実にすくい取れなくなるからである（特許文献１参照）。また、スクイシート２０３の先端部のうねりを防止する為、スクイシート２０３は先端に張力（テンション）を与えられ、反り量ｍ（初期テンション量）を得るように貼り付けられている（図２６参照）。なお、２０６ａ、２０６ｂは、像担持体端部シール部材であり、２０７は、帯電ローラである。
また、現像手段の一例として、現像ブレードユニット３０５と、吹き出し防止シート３０３と、を備えたものがある。現像ブレードユニット３０５は、現像剤担持体３０２の回転方向の上流側に現像剤担持体３０２に担持されている現像剤の層厚を規制するためのものである。吹き出し防止シート３０３は、現像剤担持体３０２の回転方向の下流側に現像
容器３０１内部から外部への現像剤の吹き出し（漏出）を防止するためのものである。これら現像ブレードユニット３０５及び吹き出し防止シート３０３は、現像剤担持体３０２の表面に接触するように設けられている。また、吹き出し防止シート３０３は、ニ軸延伸ポリエステルにより形成されており、現像容器３０１の所定位置（取付面）に両面テープ３０４によって貼り付けられている。吹き出し防止シート３０３に関しても前述のスクイシート２０３と同様、吹き出し防止シート３０３は先端部のうねり等が無く精度良く貼り付けられる必要がある。精度良く貼り付けられていない場合、吹き出し防止シート３０３先端が現像剤担持体３０２表面に完全に密着できず、その結果、この間隙から現像容器３０１内の現像剤が吹き出してしまうからである。また、スクイシート２０３と同様、吹き出し防止シート３０３の先端部のうねりを防止する為、吹き出し防止シート３０３も先端に張力（テンション）を与えられ、ある反り量（初期テンション量）を得るように貼り付けられている。なお、３０６ａ、３０６ｂは、現像剤担持体端部シール部材である。
以上のように、スクイシート２０３や吹き出し防止シート３０３（以下、薄板部材）等は、両面テープを用いてクリーニング容器２０１や現像容器３０１（以下、枠体）に貼り付けられる。そして、その貼り付け位置は枠体からの現像剤漏れ防止に大きく影響するため重要である。このため、現像剤の漏れ防止のため両面テープを高精度に枠体に貼り付ける必要があり、薄板部材先端のうねりを防止することが重要である。また、薄板部材は画像形成装置停止時及び使用時の画像形成装置内のカートリッジ周りの温度変化（例えば、０℃〜５０℃）において薄板部材先端のうねりを防止する必要がある。
例えば、図２７に示すように、常温（ｅｘ．２３℃）→高温（ｅｘ．５０℃）の環境下にカートリッジを放置した場合は、それぞれの部材は各々の線膨張分伸びることとなる。このとき、両面テープ２０４はクリーニング容器２０１、スクイシート２０３のそれぞれの界面でズレることによってクリーニング容器２０１、スクイシート２０３の伸びの差を吸収している。そして、常温に戻るときにこのズレが元に戻りきらず、ｙ１、ｙ２として残る場合がある。このとき、反り量ｍ（初期テンション量）が不十分だった場合、反り量ｍが小さくなり、図２８に示すようなうねりｗを生じることがある。

特許第３２３１８４８号

近年、自動機によるカートリッジの組立工程において、更なるコストダウンのため生産効率や製品の製作精度の向上が求められている。また、電子写真画像形成装置の高性能化・高画質化に伴いカートリッジの小型化が求められている。しかしながら、上述した両面テープを用いた枠体への薄板部材の接着方法では、次のような課題があった。両面テープが柔らかいため、コストダウンやカートリッジの小型化のために両面テープの幅を小さくしてしまうと、両面テープの蛇行が発生し、カートリッジ枠体に高精度に貼り付けることが難しい。また、高温下の環境放置後、両面テープと薄板部材、両面テープとカートリッジ枠体とのそれぞれの界面でズレが生じ、反り量ｍが小さくなり、薄板部材の初期テンションが減衰してしまう。そのため、それを考慮した薄板部材先端のテンション量の管理が必要となっていた。

本発明の目的は、枠体に対する薄板部材の高精度の取付が可能なカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
を備えるカートリッジにおいて、
前記枠体よりも弾性率の小さい熱可塑性樹脂を注入し、前記枠体に一体成形される緩衝部材を備え、
前記緩衝部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
前記緩衝部材が近赤外線を吸収して発熱することにより、前記薄板部材が溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
を備えるカートリッジにおいて、
熱可塑性樹脂を注入して前記枠体に一体成形される、熱による前記枠体と前記薄板部材との線膨張の差を吸収するための緩衝部材を備え、
前記緩衝部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
前記緩衝部材が近赤外線を吸収して発熱することにより、前記薄板部材が溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記回転体の回転軸方向に延び、前記回転軸方向と交差する方向の一端が前記枠体に取り付けられ、前記回転軸方向と交差する方向の他端が前記回転体に当接する薄板部材と、
を備えるカートリッジにおいて、
前記枠体よりも弾性率の小さい熱可塑性樹脂を注入し、前記枠体に一体成形される緩衝部材を備え、
前記薄板部材は、前記緩衝部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記回転体の回転軸方向に延び、前記回転軸方向と交差する方向の一端が前記枠体に取り付けられ、前記回転軸方向と交差する方向の他端が前記回転体に当接する薄板部材と、を備えるカートリッジにおいて、
熱可塑性樹脂を注入して前記枠体に一体成形される、熱による前記枠体と前記薄板部材との線膨張の差を吸収するための緩衝部材を備え、
前記薄板部材は、前記緩衝部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
上記カートリッジを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、枠体に対する薄板部材の高精度の取付が可能となる。

画像形成装置全体構成を示す概略断面図。 プロセスカートリッジの概略断面図。 クリーニング部材と像担持体を示す模式構成断面図。 クリーニングユニットのクリーニング部材の構成を示す模式断面図。 図４中の矢印ａ方向から見た構成説明図。 現像ユニットの各構成を示す模式構成断面図。 現像ユニットの各構成を示す模式断面図。 図７中の矢印ａ方向から見た構成説明図。 エラストマ部材の成形についての説明図。 図９（ｂ）のＡ−Ａ概略断面図。 エラストマ部材の成形時の様子を示す概略図。 エラストマ部材の成形形状１の構成説明図。 エラストマ部材の成形形状２の構成説明図。 エラストマ部材の成形形状３の構成説明図。 エラストマ部材の成形形状４の構成説明図。 エラストマ部材の成形形状５の構成説明図。 エラストマ部材の成形形状６の構成説明図。 スクイシートを取り付けたクリーニング容器の概略構成図。 スクイシート上端にテンションを付与する方法の説明図。 エラストマ部材を溶融させシートを溶着させている状態を示す説明図。 図２０の断面図。 図２１の部分拡大図。 スクイシートを溶着させたクリーニング容器を示す説明図。 本発明の実施例におけるエラストマ部材の成形形状の概略図。 従来のプロセスカートリッジの概略断面図。 スクイシートに初期テンションを付加したときの概略図。 高温環境下での界面ズレの状態変化図。 シート上端うねり状態説明図。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に
詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

以下の説明において、プロセスカートリッジの長手方向とは、プロセスカートリッジを電子画像形成装置本体に装着する方向と交差する方向（略直交する方向、像担持体の回転軸線方向）である。また、プロセスカートリッジの左右とはプロセスカートリッジを電子画像形成装置本体に装着する方向から見て左または右である。また、プロセスカートリッジの上面とはプロセスカートリッジを電子画像形成装置本体に装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。

（画像形成装置本体構成）
図１を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置本体の構成について説明する。図１は、画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタ（以下「画像形成装置本体」という）の概略断面図である。画像形成装置本体１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色のプロセスカートリッジ２と、中間転写ベルト（中間転写体）３５と、定着部５０と、排出ローラ群５３、５４、５５と、排出トレイ５６と、を備える。４色のプロセスカートリッジ２は、画像形成装置本体１００に対して個別に着脱可能に構成されている。

次に、画像形成装置本体１００の動作について説明する。まず、給紙ローラ４１が回転して給紙カセット７内の転写材Ｐを一枚分離した上で、レジストローラ４４へと搬送する。一方で像担持体２１と中間転写体３５が、所定の外周速度Ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図１の矢印方向へ回転する。像担持体２１は、帯電手段によって表面を均一に帯電された上で、レーザ１０による露光を受けることによって静電潜像が形成される。この潜像形成と同時に現像ユニット２ｂが、像担持体２１上の潜像に現像剤（以下「トナー」という）で現像を行なう。像担持体２１上に現像されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色のカラー画像は、中間転写体３５の外周に一次転写される。中間転写体３５上に転写された各色の画像は、転写材Ｐに二次転写された後、定着部５０にて転写材Ｐに定着される。画像が定着された転写材Ｐは、排出ローラ対５３、５４、５５を介して排出トレイ５６上に排出され、画像形成動作を終了する。

（プロセスカートリッジ構成）
図２を参照して、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジ２の構成について説明する。図２は、プロセスカートリッジ２の概略断面図である。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各カートリッジは同一構成である。プロセスカートリッジ２は、クリーニングユニット２ａと、現像ユニット２ｂに分かれている。

クリーニングユニット２ａは、回転体としての像担持体２１がクリーニング容器２４に回転可能に取り付けられている。像担持体２１周上には、像担持体２１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段である帯電ローラ２３と、像担持体２１上に残ったトナーを除去するためのクリーニングブレード２８が配置されている。また、クリーニングブレード２８が除去したトナーをすくい取るための可撓性シート部材としてのスクイシート（薄板部材）１５と、スクイシート１５を固定するエラストマ部材（接着部材）１０が配置されている。更に、帯電ローラ２３をクリーニングするための帯電ローラクリーナ１７と、帯電ローラクリーナ１７を固定するエラストマ部材１２が配置されている。

現像ユニット２ｂは、現像手段である現像剤担持体２２と、トナーが収容されたトナー容器７０と、現像容器７１とから構成される。現像剤担持体２２は、回転自在に現像容器７１に支持される。現像剤担持体２２の周上には、現像剤担持体２２と接触して矢印Ｚ方
向に回転するトナー供給ローラ７２と現像剤規制部材７３、吹き出し防止シート（薄板部材）１６と吹き出し防止シート１６を固定するエラストマ部材（接着部材）１１がそれぞれ配置されている。更に、トナー容器７０内にはトナー攪拌機構７４が設けられている。

次に、プロセスカートリッジ２の動作について説明する。まず、図２の矢印Ｘ方向に回転するトナー攪拌機構７４によってトナーがトナー供給ローラ７２へ搬送される。トナー供給ローラ７２は、図２の矢印Ｚ方向に回転することによって、トナーを現像剤担持体２２に供給する。現像剤担持体２２上に供給されたトナーは、現像剤担持体２２のＹ方向の回転によって現像剤規制部材（現像ブレードユニット）７３のところに至る。現像剤規制部材７３は、トナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層を形成する。現像剤規制部材７３によって規制されたトナーは、像担持体２１と現像剤担持体２２とが接触した現像部に搬送された上で、現像剤担持体２２に印加された現像バイアスによって像担持体２１上に現像される。像担持体２１上に現像されたトナーが中間転写体３５に一次転写された後、像担持体２１上に残留した廃トナーがクリーニングブレード２８によって除去される。除去された廃トナーは、廃トナー室（現像剤収納部）３０に溜められる。

（クリーニングユニット）
図３〜図５を参照して、クリーニングユニット２ａの構成について説明する。図３は、クリーニング部材と像担持体２１を示す模式構成断面図、図４は、クリーニング部材の構成を示す模式断面図、図５は、クリーニング手段を図４中の矢印ａ方向から見た構成説明図である。

図３及び図４に示すように、像担持体２１から廃トナー等の残留物を掻き落とすクリーニングブレード２８と、掻き落とされた残留物をすくい取るスクイシート１５が設けられている。また、残留物を収納する廃トナー室３０と、廃トナー室３０から残留物が漏れ出ないようにクリーニングブレード２８の両端部に配した像担持体端部シール部材２６ａ、２６ｂと、クリーニングブレード下シール２７とを有している。これら各部材がクリーニング容器２４に組み込まれてクリーニングユニット２ａが構成されている。

具体的には、図５に示すように、クリーニングブレード２８及びスクイシート１５は、相互に干渉しない位置で像担持体２１の外周面に当接しており、開口２４ａが形成される。スクイシート１５は、クリーニング容器２４にスクイシート１５の接着部材として成形されたエラストマ部材１０部分に熱溶着されている（詳細は後述する）。像担持体２１は、クリーニング容器２４の開口部に配されたような構成となっており、スクイシート１５は、像担持体２１に当接することで、クリーニング容器２４と像担持体２１との間からトナーが漏れ出るのを防ぐために設けられている。また、像担持体端部シール部材２６ａ、２６ｂは、図５に示すようにクリーニングブレード２８を基準に配置され、また、スクイシート１５の両端部に接触しており、且つ図３に示すように像担持体２１の外周面とも接触している。更に、クリーニングブレード下シール２７によってクリーニングブレード２８とクリーニング容器２４の隙間等を密閉している。

また、帯電ローラ２３をクリーニングするための帯電ローラクリーナ１７が設けられており、帯電ローラクリーナ１７は、クリーニング容器２４に帯電ローラクリーナ１７の接着部材として成形されたエラストマ部材１２部分に熱溶着されている。

（現像ユニット）
図６〜図８を参照して、現像ユニット２ｂの構成について説明する。図６は、吹き出し防止シート１６と現像ブレードユニット７３と現像剤担持体端部シール部材９５ａ、９５ｂと現像剤担持体２２を示す模式構成断面図である。図７は、吹き出し防止シート１６と
現像ブレードユニット７３と現像剤担持体端部シール部材９５ａ、９５ｂの構成を示す模式断面図である。図８は、図７中の矢印ａ方向から見た構成説明図である。

図６及び図７に示すように、現像剤担持体２２のトナーをならす現像ブレードユニット７３と、現像担持体２２と現像容器７１の間からトナーが吹き出す事を防止する吹き出しシート１６が設けられている。また、トナーを収納する現像容器７１と、現像容器７１からトナーが漏れ出ないように現像ブレードユニット７３の両端部に配した現像剤担持体端部シール部材９５ａ、９５ｂと、現像ブレード下シール９３とを有している。これら各部材が現像容器７１に組み込まれて現像ユニット２ｂが構成されている。

具体的には、図８に示すように、現像ブレードユニット７３及び吹き出しシート１６は、相互に干渉しない位置で現像剤担持体２２の外周面に当接しており、開口７１ａが形成される。吹き出しシート１６は、現像容器７１に吹き出しシート１６の接着部材として成形されたエラストマ部材１１部分に熱溶着されている（詳細は後述する）。また、現像剤担持体端部シール部材９５ａ、９５ｂは、図８に示すように現像ブレードユニット７３及び吹き出しシート１６の両端部に接触しており、且つ図６に示すように現像剤担持体２２の外周面とも接触している。更に、現像ブレード下シール９３によって現像ブレードユニット７３と現像容器７１の隙間等を密閉している。

また、トナーの飛散を防止するために飛散防止シート１８が設けられており、飛散防止シート１８は、現像容器７１に飛散防止シート１８の接着部材として成形されたエラストマ部材１３部分に熱溶着されている。

（エラストマ部材の成形）
図９〜図１１を参照して、エラストマ部材１０を成形する工程を説明する。図９は、接着部材としてのエラストマ部材の成形について説明する図である。図９（ａ）は、クリーニング容器２４の概略図と注入口部の概略拡大図である。図９（ｂ）は、クリーニング容器２４にエラストマ成形金型８３を型締めした状態の概略図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＡ−Ａ概略断面図である。図９（ｄ）は、図９（ｂ）のＢ−Ｂ概略断面図である。図１０は、図９（ｂ）のＡ−Ａ概略断面図であり、エラストマ部材１０の成形時の様子を示す図である。図１１は、エラストマ部材１０の成形時の様子を示す概略図である。

図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、クリーニング容器２４の一端側の像担持体端部シール部材２６ａと他端側の像担持体端部シール部材２６ｂとの間にエラストマ部材形成部７１ｄが設けられている。エラストマ部材形成部７１ｄはエラストマ部材１０が注入される凹部７１ｄ１と金型が当接する当接面７１ｄ２、７１ｄ３を有している。また、長手方向の所定箇所には、円筒状でシール形成部７１ｄの凹部７１ｄ１と連通している注入口７６が設けられている。

次に、エラストマ部材１０の成形方法について説明する。本実施例では、図９（ａ）に示すようにエラストマ部材形成部７１ｄの長手中央部１箇所に注入口７６を設けているが、注入口を２箇所以上設ける構成でも良い。エラストマ部材１０を成形する際、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すようにクリーニング容器２４のエラストマ部材形成部７１ｄの当接面７１ｄ２、７１ｄ３へエラストマ成形金型８３を当接させる。エラストマ成形金型８３は、エラストマ部材１０の形状に掘り込んだ、すなわち、エラストマ部材１０の外形形状に対応した形状の凹部８３ｄを備えた構成となっている。次に、クリーニング容器２４の長手中央部１箇所に設けられた注入口７６に樹脂注入装置のゲート８２を当接させる。そして、エラストマ部材１０となる熱可塑性エラストマを樹脂注入装置のゲート８２からクリーニング容器２４の注入口７６へ図９（ｃ）中矢印のように注入する。注入された熱可塑性エラストマは、図１０に示すようにクリーニング容器２４のエラストマ部材形成部７
１ｄの凹部７１ｄ１とエラストマ成形金型８３の凹部８３ｄとで形成された成形空間に流し込まれる。長手中央部１箇所から注入された熱可塑性エラストマは、図１１に示すように、エラストマ部材形成部７１ｄの凹部７１ｄ１とエラストマ成形金型８３の凹部８３ｄで形成された成形空間をそれぞれ長手方向両側へ流れる。このように、クリーニング容器２４に型を当接されて形成される成形空間内に熱可塑性樹脂を注入し成形されることにより、クリーニング容器２４に一体的なエラストマ部材１０が成形される。

エラストマ部材はクリーニング容器２４に一体的に成形して成るものである。本実施例ではエラストマ部材１０の材質としてスチレン系エラストマ樹脂を用いている。これは、クリーニング容器２４がハイインパクトポリスチレン（ＨＩ−ＰＳ）からなるため、エラストマ樹脂としては、クリーニング容器２４と同系の材質からなり弾性を有するスチレン系エラストマ樹脂が好ましい。同材質部品であれば部品同士の分解を行なわなくて済むため、プロセスカートリッジのリサイクル時の分解作業性に優れているからである。なお、同様の機械的特性を持つものであれば上記材質の他のエラストマ樹脂でも良い。

また、本実施例では、成形するエラストマ部材１０として、弾性率が２．５ＭＰａ〜１０ＭＰａの物性の物を使用している。弾性率の調整は、スチレン系エラストマ樹脂１００重量部に対し、ポリスチレン（ＰＥ）を２０重量部含有することで行った。しかし、弾性率２．５ＭＰａ以上、１０ＭＰａの物性を持つエラストマ樹脂であれば良いので、ＰＥの含有量を変えても良いし、ＰＥ以外の樹脂を含有しても良い。またその他のエラストマ樹脂でも良い。

上述したエラストマ部材１０のクリーニング容器２４への成形方法は、エラストマ部材１１、１３の現像容器７１への成形や、エラストマ部材１２のクリーニング容器２４への成形にも適用可能である。なお、エラストマ部材１０、１１、１２、１３の成形については、上記方法以外にも２色成形やインサート成形等によりクリーニング容器２４や現像容器７１等の枠体に成形しても良い。

接着部材として両面テープを用いた従来技術の場合、柔らかいため両面テープの幅が小さいほど枠体に高精度に貼り付けるのは難しい。しかしながら本実施例では、型を用いて、直接枠体にエラストマ部材を成形することで、枠体に対して両面テープよりも、高精度に形成することが可能となる。更に、接着部材として両面テープを用いた従来技術の場合、高温下の環境放置後、両面テープと枠体との接着界面でズレが生じてしまう。しかしながら本実施例では、枠体へ直接成形することでエラストマ部材と枠体との成形界面でのズレを抑制することができる。

（エラストマ部材の容器への成形形状）
図１２〜図１７を参照して、クリーニング容器２４または現像容器７１（以下、枠体）に一体成形されるエラストマ部材１０、１１、１２、１３の成形形状及び枠体におけるエラストマ部材形成部の各種構成例について説明する。図１２は、エラストマ部材１０の成形形状１の構成説明図である。図１２（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示す概略正面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中矢印の概略断面図である。図１３は、エラストマ部材１０の成形形状２の構成説明図である。図１３（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示す概略正面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中矢印の概略断面図である。図１４は、エラストマ部材１０の成形形状３の構成説明図である。図１４（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示す概略正面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）中矢印の概略断面図である。図１５は、エラストマ部材１０の成形形状４の構成説明図である。図１５（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示す概略正面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中矢印の概略断面図である。図１６は、エラストマ部材１０の成形形状５の構成説明図である。図１６（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示
す概略正面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）中矢印の概略断面図である。図１７は、エラストマ部材１０の成形形状６の構成説明図である。図１７（ａ）は、エラストマ部材１０と、枠体の一部を示す概略正面図、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）中矢印の概略断面図である。

図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、成形形状１においては、枠体のエラストマ部材形成部７１ｄ１である凹部に成形されるエラストマ部材１０は、長手両端を除く短手の全域において、ｏ１、ｏ２＞０ｍｍの幅を持って枠体に接触していない。すなわち、枠体のシート部材の位置を規制可能な規制部が、エラストマ部材１０の短手方向においてエラストマ部材１０からｏ１、ｏ２だけ間隔を空けて設けられている。
また、図１２（ｂ）に示すようにエラストマ部材１０の成形時自由長（高さ）ｈを０．５ｍｍ以上確保して成形し、且つ枠体にｋ＝０．３ｍｍ喰い込ませて成形している。すなわち、エラストマ部材１０の一部が枠体の凹部内に注入し成形される。これは、高温下の環境放置で枠体の線膨張での伸びの影響をエラストマ部材１０のシート溶着部に与えないための構成であると同時に、枠体にエラストマ部材を固定するための構成である。また、エラストマ部材１０の溶着前のシート部材取付面（接触位置）２４の高さは、枠体のシート部材規制部のシート部材との接触面（接触位置）の高さより、エラストマ部材溶けシロｉだけ高くなるように構成されている。

本実施例におけるエラストマ部材１０の成形形状は、次の特徴を有するものであればよい。
（１）エラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄが、高温下の環境放置で枠体の線膨張での伸びの影響を受けない。
（２）エラストマ部材１０が、スクイシート１５などのシート部材（薄板部材）に枠体の線膨張の影響を与えない緩衝層として働く。
（３）エラストマ部材１０が、枠体から容易に外れない。

上記３点を満足するならば、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように、エラストマ部材１０の長手、短手全域がｏ１、ｏ２＞０ｍｍ、ｐ１、ｐ２＞０ｍｍの幅を持って枠体に接触しない構成でも良い（成形形状２）。また、エラストマ部材１０が十分な粘着性を有していれば、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、枠体に凹部を設けずに、枠体平面上に凸状に成形する構成でも良い（成形形状３）。更に、十分に柔軟性のあるエラストマ部材１０を成形する場合は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、枠体からの自由長（高さ）を成形形状１よりも短くしてもよい（成形形状４）。また、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、枠体からの自由長を成形形状１よりも短くしつつ、エラストマ部材形成部７１ｄ１の深さをより深くした構成としてもよい（成形形状５）。更に、図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示すように、枠体に設けた凸部を覆うようにエラストマ部材１０を成形するような構成でもよい（成形形状６）。

以上説明したエラストマ部材１０のクリーニング容器２４への成形形状の各種構成例は、エラストマ部材１１、１３の現像容器７１への成形形状やエラストマ部材１２のクリーニング容器２４への成形形状にも適用可能である。

また、接着部材として両面テープを用いた従来技術の場合、両面テープが、枠体とシート部材の高温下の環境放置での線膨張の差を吸収する緩衝材として働き、高温下の環境放置後のシート部材のうねりを防止することができる。そこで、本実施例でも、エラストマ部材１０を本実施例のように枠体に成形することで、エラストマ部材１０が、枠体とシート部材の高温下の環境放置での線膨張の差を吸収する緩衝材として働くことが可能となる。そして、その効果により、高温下の環境放置後のシート部材のうねりを防止することが可能となる。

（シートの溶着）
図１８〜図２４を参照して、本発明の実施例におけるシートを溶着する工程について、半導体レーザを用いた場合を例にとり、説明する。図１８は、スクイシートを取り付けたクリーニング容器の概略構成図であり、図１８（ａ）は、スクイシート１５にうねりが発生していない状態、図１８（ｂ）は、スクイシート１５の先端がうねった状態をそれぞれ示す。図１９は、スクイシート上端にテンションを付与する方法を説明する図である。図１９（ａ）は、クリーニング容器２４のシート部材取付面２４ｄを引張り治具４８にて湾曲させた状態を示す図である。図１９（ｂ）は、クリーニング容器２４のシート部材取付面２４ｄの湾曲を解放することによりスクイシート１５の上端にテンションが付与された状態を示す図である。図２０は、クリーニング容器２４に成形されたエラストマ部材１０を溶融させスクイシート１５を溶着させている状態を示す説明図である。図２１は、図２０の状態の断面図である。図２２は、図２１の部分拡大図である。図２３は、スクイシート１５をエラストマ部材１０に溶着させたクリーニング容器２４を示す説明図である。図２４は、本実施例におけるエラストマ部材の成形形状の概略図であり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は概略断面図である。

なお、本実施例では、厚み：３８μm、光線透過：８５％（９６０ｎｍの近赤外線にお
いて）、材質：ポリエステルのスクイシート１５を使用した。まず、図１８（ａ）に示すようにクリーニング容器２４を用意する。この際、スクイシート自体のシワ、環境変動等によりスクイシート１５の先端（像担持体２１との接触部）に図１８（ｂ）に示すようなうねりｘが生ずることがある。このため、スクイシート１５を取り付けるときは、図１９（ａ）に示すように引張り治具４８によってクリーニング容器２４のシート部材取付面２４ｄの力受け部（シート部材取付面２４ｄを湾曲させるとき力を受ける力受け部）を下方へ引っ張る。この際の弾性変形によりシート部材取付面２４ｄを湾曲させ、この状態でスクイシート１５を取り付けた後に、この湾曲を解放する。このようにクリーニング容器２４を湾曲させることによってスクイシート１５の先端に図１９（ｂ）に示すように初期テンション量ｎを与え、うねりを防いでいる。また、本実施例においては、初期テンション量ｎを０．５ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲で与えている。

図２０〜図２２に示すように、本実施例ではクリーニング容器２４に成形されたエラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄの下方を、引張り治具４８を用いて湾曲させた状態で、スクイシート１５をシート部材取付面２４ｄに接するように重ね合わせる。更に、スクイシート１５の上から近赤外線に対して透過性を有する押圧治具４５を用いて、シート位置を規制する面４９にスクイシート１５が接するように加圧する。このようにすることにより、スクイシート１５の接着時にスクイシート１５のクリーニング容器２４に対する相対的な配置がずれないように仮位置決めする。

この後、スクイシート１５からクリーニング容器２４に成形されたエラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄ側に向けてレーザ照射ヘッド６０より近赤外線のレーザ光ｅを照射する。エラストマ部材１０は近赤外線を吸収するようカーボンブラックを含有している。このため、照射されたレーザ光ｅは近赤外線の透過性を有する押圧治具４５、スクイシート１５を透過して、クリーニング容器２４に成形されたエラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄで吸収される。シート部材取付面２４ｄで吸収されたレーザ光は熱に変換され、シート部材取付面２４ｄは発熱しその熱で、エラストマ部材１０が溶融しシート部材取付面２４ｄに接しているスクイシート１５と溶着（接着）させることが可能となる。

ここで、照射ヘッド６０より照射されたレーザ光ｅはシート部材取付面２４ｄに到達するときには直径φ１．５ｍｍの円状となるように集光させた。即ち、レーザのスポット径
はφ１．５ｍｍである。また、エラストマ部材の成形幅を１．５ｍｍより小さくすることによって、エラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄを均一に溶融することが可能となる。従って、本実施例では、エラストマ部材１０の溶融幅ｅ１は約１．０ｍｍである。また、レーザ光をスクイシート１５の一方の端部から他方の端部までその長手方向に連続的に照射する。このようにすることで、図２３に示すような長手方向に対して連続的に繋がっている溶着面ｇ１を得ることが可能となる。

また、押圧治具４５としてはレーザ光ｅに対して透過性があり、かつ、スクイシート１５とクリーニング容器２４に成形されたエラストマ部材１０のシート部材取付面２４ｄとの接触面全域を加圧することが可能な剛性を有する部材を用いることが好ましい。具体的にはアクリル樹脂、ガラス等を用いるのが良い。

また、シート部材取付面２４ｄを有するエラストマ部材１０を成形したクリーニング容器２４は樹脂材料からなっており、スクイシート１５を取り付ける際にはシート部材取付面２４ｄが湾曲してシート部材取付面２４ｄに若干の凹凸や変形が生じる場合がある。また、クリーニング容器２４に対するスクイシート１５の相対的な位置がずれる場合がある。そこで、本実施例では押圧治具４５を、弾性体の押圧部材４７を備える構成とした。押圧部材４７により、スクイシート１５をクリーニング容器２４に対して弾性的に加圧して仮位置決めすることによりスクイシート１５とシート部材取付面２４ｄとの密着性を向上させることができる。更に、スクイシート１５の位置ずれを防止することが可能になる。具体的には、押圧治具４５として、剛性を有する部材として、アクリル部材４６と、弾性体として、厚さ５ｍｍのシリコーンゴム（押圧部材）４７と、を透過性のある両面テープで貼り付けたものを用いた。

また、近赤外線の照射装置としてファインディバイス社のＦＤ２００（波長：９６０ｎｍ）を用い、近赤外線照射装置の長手方向の走査速度を速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、出力２０Ｗ、エラストマ部材表面でのスポット径φ１．５ｍｍとした。また、エラストマ部材１０の表面におけるエネルギー密度を０．２２Ｊ／ｍｍ^２とした。また、エラストマ部材１０に対しては、スチレン系エラストマ樹脂１００質量部に対して個数平均粒径１６ｎｍのカーボンブラックを０．５〜１２．０質量部、含有させたものを用いた。

クリーニング容器２４へ成形されたエラストマ部材１０とスクイシート１５との上記接着方法は、現像容器７１へ成形されたエラストマ部材１１と吹き出し防止シート１６との溶着に適用することも可能である。同様に、クリーニング容器２４へ成形されたエラストマ部材１３と帯電ローラクリーナ１７との接着に適用することも可能である。また、現像容器７１へ成形されたエラストマ部材１３と飛散防止シート１８との溶着に適用することも可能である。更に、本実施例では、光線透過：８５％のスクイシート１５を用いているが、光線透過が８５％以下のシート部材でも溶着可能である。更に、本実施例の溶着方法以外にもエラストマ部材１０とスクイシート１５をヒートシール等で溶着しても良い。なお、ヒートシール等では、スクイシート１５とエラストマ部材１０との接触界面だけに熱を与えることが出来ず、スクイシート１５の上面から熱を伝えることとなるため、熱の伝達時間やスクイシート１５の溶けも考慮に入れる必要がある。

接着部材として両面テープを用いた従来技術の場合、高温下の環境放置後、スクイシート１５等の各シート部材と両面テープの接合界面にズレが発生し、シート部材の初期テンションが減衰してしまう。本実施例では、シート部材とエラストマ部材１０〜１３を熱溶着により接合する。そして、エラストマ部材の弾性率をクリーニング容器２４や現像容器７１等の枠体よりも小さくすることによって、高温下の環境放置後のエラストマの永久ひずみ量を小さくする事ができる。また、高温下の環境放置後シート部材とエラストマ部材、枠体とエラストマ部材との接合界面のズレが生じないので、シート部材の初期テンショ
ンを保つ事が可能となる。

本実施例において枠体に成形されるエラストマ部材は、より具体的には、図２４に示すような形状であり、それぞれの寸法はｈ：０．６〜０．８ｍｍ、ｉ：０．１〜０．３ｍｍ、ｊ：１．０ｍｍ、ｋ：０．３ｍｍ、ｒ：１．６ｍｍである。ここで、ｈはエラストマ部材成形時自由長、ｉはエラストマ部材溶けシロ、ｊはエラストマ部材成形幅（上辺）、ｋはエラストマ部材の容器への喰い込み量、ｒはエラストマ部材成形幅（底辺）である。かかる寸法構成における断面係数は、約０．２５である。また、枠体を形成する材質はＨＩＰＳ（ハイインパクト・ポリスチレン）であり、その線膨張係数は０．００００８７＜１／℃＞、弾性率は２．３８ＧＰａである。シート部材の材質は、ポリエステルであり、シート厚みは３８μｍ、線膨張係数が０．００００１５＜１／℃＞、弾性率は４．５ＧＰａである。すなわち、シート部材に対し、枠体は温度変化が約５．８倍である。よって、常温（ｅｘ．２３℃）から５０℃環境下に環境放置することで、枠体とシート部材の間に挟まれるエラストマ部材には枠体とシート部材の伸びの差分負荷が掛ることとなる。この負荷は、５０℃環境下での枠体とシート部材の変位差である。５０℃環境下での変位を計算した場合、（枠体とシート部材の全長２２０ｍｍ）枠体の伸び量：０．５２ｍｍ シート部材の伸び量：０．０９ｍｍ よって、Δ：０．４３ｍｍとなる。

このように、エラストマ部材の弾性率を枠体やシート部材の弾性率よりも小さい２．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下とすることで、５０℃環境下での負荷による、常温に戻った時のエラストマ部材の永久ひずみ量を小さくすることができる。また、枠体とエラストマ部材、シート部材とエラストマ部材それぞれの接合界面が成形、熱溶着の為ズレが生じないので、シート部材の初期テンションを保つことが可能となる。これにより、シート部材のうねりを防止することが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、エラストマ部材を枠体に直接成形するため、両面テープよりも高精度な組付けが可能である。また、両面テープを用いた場合に発生する、高温下の環境放置後の枠体と両面テープの接合界面のズレを無くすことができる。更に、シート部材とエラストマ部材を加熱溶着により接合する事で、接着部材として両面テープを用いた場合に発生する、高温下の環境放置後のシート部材と両面テープとの接合界面のズレを無くすことが可能となる。そして、エラストマ部材の弾性率を枠体やシート部材の弾性率よりも小さくすることで、高温下の環境放置後のエラストマ部材の永久ひずみ量を小さくできる。また、枠体とエラストマ部材、シート部材とエラストマ部材それぞれの接合界面がズレ無い為、シート部材の初期テンションを保つことが出来、シート部材のうねりを防ぐことが可能となる。

２…プロセスカートリッジ、２ａ…像担持体ユニット、２ｂ…現像ユニット、１０，１１，１２，１３…エラストマ部材、１５…スクイシート、１６…吹き出し防止シート、１７…帯電ローラクリーナ、１８…飛散防止シート、２１…像担持体、２２…現像剤担持体、２３…帯電ローラ、２４…クリーニング容器

Claims (15)

1. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
   現像剤収納部を備えた枠体と、
   前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
   前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
   を備えるカートリッジにおいて、
   前記枠体よりも弾性率の小さい熱可塑性樹脂を注入し、前記枠体に一体成形される緩衝部材を備え、
   前記緩衝部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
   前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
   前記緩衝部材が近赤外線を吸収して発熱することにより、前記薄板部材が溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とするカートリッジ。
2. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
   現像剤収納部を備えた枠体と、
   前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
   前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
   を備えるカートリッジにおいて、
   熱可塑性樹脂を注入して前記枠体に一体成形される、熱による前記枠体と前記薄板部材との線膨張の差を吸収するための緩衝部材を備え、
   前記緩衝部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
   前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
   前記緩衝部材が近赤外線を吸収して発熱することにより、前記薄板部材が溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とするカートリッジ。
3. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
   現像剤収納部を備えた枠体と、
   前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
   前記回転体の回転軸方向に延び、前記回転軸方向と交差する方向の一端が前記枠体に取り付けられ、前記回転軸方向と交差する方向の他端が前記回転体に当接する薄板部材と、を備えるカートリッジにおいて、
   前記枠体よりも弾性率の小さい熱可塑性樹脂を注入し、前記枠体に一体成形される緩衝部材を備え、
   前記薄板部材は、前記緩衝部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とするカートリッジ。
4. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジであって、
   現像剤収納部を備えた枠体と、
   前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
   前記回転体の回転軸方向に延び、前記回転軸方向と交差する方向の一端が前記枠体に取り付けられ、前記回転軸方向と交差する方向の他端が前記回転体に当接する薄板部材と、を備えるカートリッジにおいて、
   熱可塑性樹脂を注入して前記枠体に一体成形される、熱による前記枠体と前記薄板部材との線膨張の差を吸収するための緩衝部材を備え、
   前記薄板部材は、前記緩衝部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられることを特徴とするカートリッジ。
5. 前記緩衝部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
   前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
   前記緩衝部材が近赤外線を吸収して発熱することにより、前記薄板部材が溶着される
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のカートリッジ。
6. 前記緩衝部材は、前記枠体よりも弾性率の小さい熱可塑性樹脂を注入し、成形されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
7. 前記緩衝部材の弾性率は、前記薄板部材の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
8. 前記薄板部材は、加熱により前記緩衝部材に溶着されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
9. 前記枠体は、前記薄板部材が接し、前記薄板部材の位置を規制する規制部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
10. 前記緩衝部材は、前記枠体に設けられた凹部内に注入し成形される部分を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカートリッジ。
11. 前記緩衝部材は、前記枠体に成形されたときに前記枠体と接触する面と、前記薄板部材を接着する面とを有し、それ以外の面の少なくとも一部は前記枠体と接触しないように構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。
12. 前記回転体は、像担持体であり、
    前記枠体は、前記像担持体から除去された現像剤を収容するクリーニング容器であり、前記薄板部材は、除去された現像剤を前記クリーニング容器に導くべく、前記像担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のカートリッジ。
13. 前記枠体は、現像容器であり、
    前記回転体は、像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤担持体であり、
    前記薄板部材は、前記現像容器と前記現像剤担持体との間から現像剤が漏れるのを防ぐべく、前記現像剤担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のカートリッジ。
14. 前記緩衝部材は、エラストマであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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