説明

現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置

【課題】現像ローラを感光ドラムに向け付勢するために押圧を受ける被押圧部材の配置スペースを、現像カートリッジにおいて良好に確保し、かつトナー残量の検知精度を高くする。
【解決手段】現像カートリッジ28の左側第二側板38,右側第二側板39から透明材料で形成された導光部材85が突出している。現像カートリッジ28がドラムカートリッジ27に収容された状態においては、ドラムカートリッジ27に設けられた押圧部材149が導光部材85の側面部855を押圧し、現像ローラ32を感光ドラム92に向けて付勢する。また、トナー残量検知時には発光素子301から出射されたセンサ光Lは導光部材85内を導光されて受光素子302に受光される。つまり、導光部材85は被押圧部材とトナー残量検知用のセンサ光の窓の役割を兼用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式の画像形成装置として、画像形成に必要な各プロセス手段をプロセスカートリッジに収め、このプロセスカートリッジを画像形成装置の本体ケーシングに着脱自在に設けたものがある。プロセスカートリッジは、像担持体としての感光ドラムを備えたドラムカートリッジと、このドラムカートリッジに対して着脱可能な現像カートリッジとからなるものが知られている。(例えば、[特許文献1])。このような構成にすることで、現像カートリッジとドラムカートリッジとをお互いに別々の時期に交換することができ、コスト面で有利である。
【0003】
現像カートリッジは、現像剤としてのトナーを収容するトナー収容室や、トナーを感光ドラムに供給する現像ローラ等を備え、ドラムカートリッジに収容されると、現像ローラを感光ドラムに対して付勢するためにドラムカートリッジから押圧を受ける。
【0004】
具体的には、現像カートリッジの側面などに突起などの被押圧部材が設けられ、ドラムカートリッジに現像カートリッジが収容されると、ドラムカートリッジに設けられたバネなどの押圧手段が突起を押すことによって現像カートリッジが押圧され、現像ローラが感光ドラムに対して付勢される。
【0005】
また、現像カートリッジはトナー収容室中のトナー残量を検知するための検知窓を備えている。すなわち、プロセスカートリッジが本体ケーシングに収容された状態において、本体ケーシング内側面に設けられた発光素子から、対向するもう一方の内側面に設けられた受光素子に向かってセンサ光が出射される。センサ光は、検知窓からトナー収容室内を通って受光素子に受光される。
【0006】
このとき、受光素子が受光した光量が低レベルであれば、トナー収容室内にトナーが多量に残っていると判断される。逆に、光量が高レベルであれば、トナー収容室内のトナー量が少ないと判断される。このようにして、本体ケーシングに装着されたプロセスカートリッジ中のトナー残量を検知することが可能である。
【特許文献1】特開2007−79121号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述のように、ドラムカートリッジは現像カートリッジを収容した収容状態において現像カートリッジを押圧する押圧手段を備えているが、現像カートリッジの側板には現像ローラなどを駆動するためのギアが密集しており、現像カートリッジにおいて押圧されるための被押圧部材の配置スペースは限られていた。
【0008】
また、トナー残量を検出するセンサ光をトナー収容室内に通過させるために用いられる検知窓は、現像カートリッジがドラムカートリッジの側板間に挿入されるいわゆる入れ子構造になっているため、本体ケーシングの発光素子および受光素子から離れてしまい、その結果センサ光が拡散されて精度の良いトナー残量検知が困難であった。
【0009】
以上の事柄に鑑み、本発明は被押圧部材を配置するスペースを良好に確保し、かつトナー残量の検知精度の高いプロセスカートリッジ、現像カートリッジ、またはプロセスカートリッジを備える画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的を達成するために、請求項1記載のプロセスカートリッジは、発光素子と受光素子とを有する残量検知手段を備える画像形成装置本体に対して着脱可能で、一対の第一側板によって形成された収容部と、静電潜像が担持される像担持体とを有する像担持体カートリッジと、前記収容部に収容可能な現像カートリッジと、を備えたプロセスカートリッジにおいて、前記現像カートリッジは、前記収容状態において各前記第一側板に対向する一対の第二側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記像担持体に形成される静電潜像に前記現像剤を供給して現像を行う現像剤担持体と、各前記第二側板において、それぞれ前記回転軸と直交する面に対して対称な位置に設けられ、前記発光素子から出射されるセンサ光を前記現像剤収容器内へおよび前記現像剤収容器内から前記受光素子に導く導光部とを備え、各前記導光部は、前記回転軸の軸線方向に延びる側面部を有し、一端が各前記第二側板に設けられ、他端が前記現像剤収容器とは反対方向に設けられ、かつ各前記第二側板から各前記他端までの距離を前記現像カートリッジと前記像担持体カートリッジの収容状態において各前記第二側板から対向する各前記第一側板までの距離よりも長くするよう突出し、前記像担持体カートリッジは前記現像剤担持体が前記像担持体に対して付勢されるよう前記導光部の前記側面部を押圧する押圧部材を備えたことを特徴とする。
【0011】
また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記現像カートリッジは、前記一対の第二側板のうち少なくとも一方の前記第二側板に設けられて前記現像剤担持体に駆動力を伝達するギアを備え、前記導光部は、前記第二側板から前記他端までの距離を前記第二側板から前記ギアまでの距離よりも長くするよう突出した透明材料からなり、前記押圧部材は前記透明材料における前記側面部を押圧することを特徴とする。
【0012】
また、請求項3記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記導光部は、各前記第二側板に設けられた窓部と、該窓部の周囲において前記第二側板から中空筒状に突出した突出部を備え、前記押圧部材は前記突出部の前記側面部を押圧することを特徴とする。
【0013】
また、請求項4記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記導光部は、前記像担持体カートリッジに前記現像カートリッジが収容される状態において各前記第二側板に沿って曲折する部分を有することを特徴とする。
【0014】
また、請求項5記載の現像カートリッジは、一対の側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記現像剤収容器から供給される前記現像剤を担持する現像剤担持体と、各前記側板に設けられ、光を前記現像剤収容器内に導く導光部と、前記一対の側板のうち少なくとも一方の前記側板に設けられて前記現像剤担持体に駆動力を伝達するギアとを備え、前記ギアの位置する側の各前記側板に設けられた前記導光部は、一端が各前記側板に設けられ、他端が前記現像剤収容器とは反対方向に設けられ、各前記側板から各前記他端までの距離を前記側板から前記ギアまでの距離よりも長くするよう突出した透明材料からなることを特徴とする。
【0015】
また、請求項6記載の現像カートリッジは、一対の側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記現像剤収容器から供給される前記現像剤を担持する現像剤担持体と、各前記側板に設けられ、光を前記現像剤収容器内に導く導光部とを備え、前記導光部は、各前記側板に設けた窓部と、該窓部の周囲において各前記側板から中空筒状に突出し、前記回転軸の軸線方向に延びる突出部を備えたことを特徴とする。
【0016】
また、請求項7記載の画像形成装置は、請求項1ないし4のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
請求項1記載のプロセスカートリッジの発明によれば、センサ光を導く導光部を現像カートリッジの第二側板から突出して設け、その導光部の側面部を、像担持体カートリッジに設けた押圧部材によって押圧することによって、導光部は現像剤担持体を像担持体に対して押圧するための被押圧部を兼用することができる。したがって、新たにスペースを設けることなく被押圧部を形成することができる。しかも、導光部の端面が像担持体カートリッジの第一側板よりも突出していることによって画像形成装置本体に設けられた発光素子および受光素子に導光部の端面を接近させることができるので、センサ光を拡散させずに良好な導光が可能となる。その結果、トナー残量検知精度が向上する。
【0018】
また、請求項2記載の発明によれば、請求項1に記載の効果に加え、導光部を透明な材料で形成するので、センサ光が透明材料中を乱反射して現像剤収容器内へおよび現像剤収容器内から前記受光素子に導光され、光量が低下しにくい。さらに、導光部の他端が第二側板からギアまでの距離よりも突出しているため、導光部の他端がギアのグリスによって汚れることが無い。したがって、よりトナー残量検知精度が向上する。
【0019】
また、請求項3記載の発明によれば、請求項1に記載の効果に加え、導光部が、現像カートリッジの第二側板に設けた窓部と、該窓部の周囲において第二側板から中空筒状に突出した突出部とから構成されていることによって、窓部がグリスなどによって汚れることを防止し、センサ光はさらに中空筒内を反射しながら導光されるので、現像剤収容器内への光量および受光素子に対する光量が低下することを防止できる。したがって、よりトナー残量検知精度が向上する。
【0020】
また、請求項4記載の発明によれば、請求項2に記載の効果に加え、導光部の一部に曲折する部分を有しているので、押圧部材による押圧の位置を自由に設計できる。
【0021】
また、請求項5記載の現像カートリッジの発明によれば、光を導く導光部を現像カートリッジの側板から突出して設け、その導光部の他端をギアよりも突出させているため、光を導光部内に導入する、もしくは出射させるための端面である他端がギアの有するグリスなどによって汚れることが無い。したがって、光を現像剤収容器内に対して良好に導光または現像剤収容器内から外に良好に導光することが可能である。
【0022】
また、請求項6記載の現像カートリッジの発明によれば、導光部を、現像カートリッジの側板に設けた窓部と、該窓部の周囲において側板から中空筒状に突出した突出部とから構成していることによって、窓部がグリスなどによって汚れないので、光を現像剤収容器内に対して良好に導光し、また受光素子に対して良好に導光することが可能である。
【0023】
また、請求項7記載の画像形成装置の発明によれば、請求項1から4に記載のプロセスカートリッジを適用することで、トナー残量を良好に検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
(実施形態1)
以下、本発明の実施の形態を、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタについて図面を参照して説明する。
1)レーザプリンタの全体構成
図1に示すように、このレーザプリンタ1は、その本体ケーシング2内に、用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
【0025】
この本体ケーシング2において、前壁には、後述するプロセスカートリッジ20を着脱するための着脱開口部6(図2参照)が形成されており、その着脱開口部6を開閉するためのフロントカバー7が設けられている。
【0026】
なお、以下では、このレーザプリンタ1およびプロセスカートリッジ20において、フロントカバー7が設けられる側(プロセスカートリッジ20の装着方向上流側)を「前側」とし、その反対側(プロセスカートリッジ20の装着方向下流側)を「後側」とする。また、フロントカバー7が設けられる側から見た方向において左右方向を定義する。
【0027】
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ9と、給紙トレイ9の前端部の上方に設けられる給紙ローラ10および分離パッド11と、給紙ローラ10の後側に設けられるピックアップローラ12と、給紙ローラ10の前側下方において対向配置されるピンチローラ13と、給紙ローラ10の後側上方に設けられる上下1対のレジストローラ14とを備えている。給紙トレイ9内に積層収容された用紙は、ピックアップローラ12の回転により給紙ローラ10と分離パッド11間に送られ、1枚ずつに分離され、ピンチローラ13およびレジストローラ14を経て画像形成部5に送られる。
【0028】
画像形成部5は、スキャナ部19、プロセスカートリッジ20、定着部21などを備えている。
【0029】
スキャナ部19は、レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームを、破線で示すように、ポリゴンミラー22で偏向させ、fθレンズ23を通過させた後、反射鏡24によって折り返し、さらにレンズ25を通過させた後、反射鏡26によってさらに下方に屈曲させることにより、プロセスカートリッジ20の後述する感光ドラム92の表面上に照射する。
【0030】
プロセスカートリッジ20は、スキャナ部19の下方において、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されている(図2参照)。図3ないし図5に示すように、このプロセスカートリッジ20は、本発明の像担持体カートリッジの一例としてのドラムカートリッジ27と、ドラムカートリッジ27に対して着脱自在に収容される現像カートリッジ28とから構成されている。
【0031】
なお、現像カートリッジ28は、本体ケーシング2に対してドラムカートリッジ27とともに一体的に着脱させることができ、また、ドラムカートリッジ27を本体ケーシング2に装着した状態で、現像カートリッジ28のみを本体ケーシング2に対して着脱させることもできる。
【0032】
そして、このようにして本体ケーシング2に装着されたプロセスカートリッジ20では、図1に示すように、まず、現像カートリッジ28のトナー収容室30に収容されているトナーがアジテータ46によって攪拌され、トナー放出口58から現像室36に向けて放出される。トナー放出口58から現像室36へ放出されたトナーは、供給ローラ31の回転により、現像ローラ32に供給され、このとき、供給ローラ31と、現像バイアスが印加されている現像ローラ32との間で正に摩擦帯電される。
【0033】
現像ローラ32の表面に供給されたトナーは、現像ローラ32の回転に伴なって、層厚規制ブレード33の圧接部と現像ローラ32との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ32の表面に担持される。
【0034】
一方、感光ドラム92の表面は、感光ドラム92の回転に伴なって、スコロトロン型帯電器93により一様に正帯電された後、スキャナ部19からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この状態の感光ドラム92に、現像ローラ32の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが供給されると、感光ドラム92の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
【0035】
その後、感光ドラム92の表面に担持されたトナー像は、用紙が、感光ドラム92と転写ローラ94との間の転写位置を通過する間に、転写ローラ94に印加されている転写バイアスによって、用紙に転写される。転写後に感光ドラム92の表面に付着する用紙からの紙粉が、クリーニングブラシ95に印加されているクリーニングバイアスによって吸引されながら、ブラシによって絡め取られる。
【0036】
定着部21では、用紙上に転写されたトナーを、用紙が加熱ローラ183と加圧ローラ184との間を通過する間に熱定着させる。トナーが定着した用紙は、本体ケーシング2の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス185を経て排紙ローラ186によって、本体ケーシング2の上面に形成された排紙トレイ187上に排紙される。
【0037】
(2)現像カートリッジの構成
次に、図5〜8に沿って現像カートリッジの構成について説明する。図5に示すように、現像カートリッジ28は、ポリスチレンなどの樹脂材料からなる、本発明の筐体の一例としての現像側筐体29内に、現像室36と、現像剤としてのトナーを収容する、本発明の現像剤収容器の一例としてのトナー収容室30とを前後方向に並べて備えている。現像室36には、現像剤供給部材としての供給ローラ31、現像剤担持体の一例としての現像ローラ32、層厚規制ブレード33等を備え、トナー収容室30にはアジテータ46を備えている。
【0038】
現像側筐体29は、現像ローラ32の位置する側を開口し他の5面をほぼ閉鎖した箱状に形成され、該筐体29の左右方向において互いに対向する位置に本発明の第二側板の一例である、一対の左側第二側板38および右側第二側板39を備えている。
【0039】
アジテータ46は、トナー収容室30内における側面視中心部に設けられ、左側第二側板38および右側第二側板39に両端を回転自在に支持されるアジテータ回転軸59と、そのアジテータ回転軸59から径方向に延びる攪拌部材60とを備えている。
【0040】
供給ローラ31は、現像室36内に配置され、その左右両端に突出した供給ローラ軸62によって左右両側板38,39に回転可能に支持されている。現像ローラ32は、現像室36内に配置され、その左右両端に突出した現像ローラ軸64によって左右両側板38,39に回転可能に支持されている。現像ローラ32は、供給ローラ31と互いに圧接され、かつ、後側外周部分が現像側筐体29の開口部から後方に部分的に露出するように設けられている。
【0041】
図5ないし図7に示すように、現像側筐体29の左側第二側板38にはギア機構部45が設けられ、このギア機構部45を覆ってギアカバー77が左側第二側板38に固定されている。ギア機構部45は、現像ローラ32、供給ローラ31およびアジテータ46に対して機械的な駆動力を入力するためのものである。
【0042】
ギア機構部45のうち入力ギア68には、その中心部に、本体側カップリング部材(図示せず)が相対回転不能に連結される現像側カップリング部材74が形成されている。この現像側カップリング部材74は、ギアカバー77から露出し、プロセスカートリッジ20をケーシング2内に装着したときに、本体側に設けられた駆動源の本体側カップリング部材と連結され、駆動源によって回転駆動される。アジテータ46のアジテータ回転軸59の左端部にはアジテータ駆動ギア69が、現像ローラ軸64の左端部には現像ローラ駆動ギア71が、供給ローラ軸62の左端部には供給ローラ駆動ギア72がそれぞれ相対回転不能に設けられている。アジテータ駆動ギア69、現像ローラ駆動ギア71および供給ローラ駆動ギア72は、入力ギア68と直接あるいは間接的にかみ合い、入力ギア68に回転によりアジテータ46現像ローラ32及び供給ローラ31を回転させる。
【0043】
また、現像ローラ軸64は、左端部をギア71よりもさらに側方へ、右端部を右側第二側板39よりもさらに側方へそれぞれ突出させ、その両端にスリーブ64Aを回転可能に備えている。このスリーブ64Aは、後述するドラム側筐体91のローラ軸受入部116に支持されるものである。
【0044】
さらに、図10に示すように、左側第二側板38および右側第二側板39には、後述する光学的なトナー残量検知のために、それぞれ側方へ突出して透明材料製の導光部材85が設けられている。両導光部材85は、現像ローラ軸64と直交する面P1に対して互いに対称な位置にそれぞれ設けられている。
【0045】
詳細には、各側板38,39には開口が形成され、該開口に導光部材85がトナー収容室30から外部へ突出するように挿通され、一端853A,853Bに設けた拡大基部851を各側板38,39に当接させ溶着、接着などによって固着されている。
【0046】
導光部材85は、ギアカバー77に設けた開口部77Aを貫通して外部へ延び、現像ローラ軸64の軸線方向においてトナー収容室30とは反対方向に延びる側面部855を有しており、後述するドラムカートリッジ27への現像カートリッジ28の収容状態において押圧部材149が側面部855に当接する。
【0047】
また、導光部材85は上記一端853A,853Bと対向する他端856A,856Bをそれぞれ有している。導光部材85は、プロセスカートリッジ20を画像形成装置本体に装着したときに、本体側に設けられた発光素子301に一方の導光部材85の他端856Aが受光素子302に他方の導光部材85の他端856Bができる限り近接して対向することが好ましい。
【0048】
これにより後述するトナー残量検知において、センサ光Lは一方の導光部材85の他端856Aから導光部材85内に導かれてトナー収容室30内に導光される。反対に、トナー収容室30内のセンサ光Lは他方の導光部材85の一端853Bから他端856B方向に導光され、他端856B面から導光部材85の外に出射される。
【0049】
さらに、ギア機構部45が位置する側の導光部材85の一端853Bから他端856Bまでの距離は、一端853Bからギアカバー77までの距離よりも長い。更に言えば、一端853Bから他端856Bまでの距離は、一端853Bからギア機構部45のギアカバー77側の側面までの距離よりも長い。これにより上記目的を実現できるほか、他端856Bをギア機構部45のグリスから離すことができる。
【0050】
さらに、導光部材85の一端853A,853Bから他端856A,856Bまでの距離は、一端853A,853Bからドラムカートリッジ27のそれぞれ左側第一側板96,右側第一側板97までの距離よりも長いことが好ましい。
【0051】
(3)ドラムカートリッジの構成
図5および図9に沿ってドラムカートリッジ27の構成について説明する。ドラムカートリッジ27は、ポリスチレンなどの樹脂材料からなるドラム側筐体91内に、ドラム収容部102と、本発明の収容部の一例としての現像カートリッジ収容部103とを前後に並べて備え、ドラム収容部102には、像担持体としての感光ドラム92、帯電手段であるスコロトロン型帯電器93、転写手段である転写ローラ94とを内蔵している。ドラム側筐体91は、上面を開放した箱状に形成され、ドラムカートリッジ27の左右方向に対向して本発明の第一側板の一例である、左側第一側板96および右側第一側板97を備えている。カートリッジ収容部103に現像カートリッジ28を収容したとき、左側第一側板96および右側第一側板97は、現像側筐体29における左側板38および右側板39と対向して位置する。
【0052】
感光ドラム92はその左右両端に突出させたドラム軸125を介してドラム側筐体91の左側第一側板96および右側第一側板97に支持され、そのドラム軸125のまわりに回転可能に支持されている。また、転写ローラ94は、感光ドラム92の下方においてそれと平行に配置され、左右両端を左側第一側板96および右側第一側板97に回転可能に支持されている。感光ドラム92および転写ローラ94は、それぞれ左端部に一体的にギアを有し、現像カートリッジ28を収容部103に装着したとき、それらのギアは現像カートリッジ28のギア機構と連結され、本体側の駆動源によって回転駆動される。
【0053】
また、図4および図9に示すように、左側第一側板96および右側第一側板97には、現像カートリッジ28をカートリッジ収容部103に収容した状態において現像カートリッジ28の各導光部材85と左右方向において対向する位置に、導光部材85を通過させるために両側板96,97の上縁から凹状に形成された導光部材受入部101が設けられている。
【0054】
そして、導光部材受入部101の現像ローラ32とは反対側の前縁に沿って押圧部材149が設けられている。その押圧部材149は、左側第一側板96および右側第一側板97に挿通された導光部材85の側面部855を感光ドラム92側に向けて押圧し、現像カートリッジ28の現像ローラ32を感光ドラム92に向けて付勢している。
【0055】
ドラム側筐体91の両側板96,97には、現像カートリッジ28の着脱時に、現像ローラ軸64の軸端部のスリーブ64Aを案内するためのローラ軸案内部115と、このローラ軸案内部115の後端に連続して設けられスリーブ64Aを受け入れるローラ軸受入部116とが、両側板96,97の上縁から感光ドラム92のドラム軸125に向け凹状に形成されている。さらに、現像カートリッジ28のドラムカートリッジ27に対する収容状態をロックするロックレバー153、本体ケーシング2に対してドラムカートリッジ27を位置決めするためのドラム側ボス150を有している。
【0056】
(4)ドラムカートリッジに対する現像カートリッジの収容
次に、ドラムカートリッジ27の現像カートリッジ収容部103に現像カートリッジ28が収容される場合の動作について説明する。図5に示すように、現像カートリッジ28はカートリッジ収容部103の上方に配置され、現像ローラ軸64の両端部に設けられたスリーブ64Aがドラムカートリッジ27のドラム側筐体91の各ローラ軸案内部115に沿って各ローラ軸受入部116の後端縁に挿入される。
【0057】
そして、スリーブ64Aを各ローラ軸受入部116に受け入れさせた状態で、スリーブ64Aを中心にして現像カートリッジ28の前端部をカートリッジ収容部103へ押し下げるようにして、現像カートリッジ28の左側第二側板38,右側第二側板39に設けられた導光部材85を導光部材受入部101に挿入する。
【0058】
このとき、導光部材85の側面部855は導光部材受入部101に沿って設けられた押圧部材149に当接する。押圧部材149は、図示しないバネによって感光ドラム92に向けて付勢されているので、導光部材85の側面部855は押圧部材149の押圧力により、押圧部材149の導光部材受入部101の底に向いた斜面に沿って導光部材受入部101の下端縁に向けて案内されるとともに、感光ドラム92に向けて押圧される。
【0059】
このようにして現像カートリッジ28が現像カートリッジ収容部103に収容された状態では、押圧部材149によって現像ローラ32が感光ドラム92に向けて押圧されるので、現像ローラ32が感光ドラム92に対して接触または所定間隔をあけて対向する。また、ロックレバー153によって現像カートリッジ28のドラムカートリッジ27に対する収容状態がロックされる。このとき、左側第一側板96と左側第二側板38、右側第一側板97と右側第二側板39とがそれぞれ対向する。また、導光部材85と導光部材受入部101の下端縁とは接触していない。
【0060】
上記の動作によって現像カートリッジ28がドラムカートリッジ27に収容され、プロセスカートリッジ20が構成される。そして、プロセスカートリッジ20が本体ケーシング2に装着されると、ドラムカートリッジ27のドラム側ボス150が本体ケーシング2に設けられている位置決め部材166に係合され、これによって、プロセスカートリッジ20が本体ケーシング2に対して位置決めされる(図1参照)。
【0061】
そして、押圧部材149は現像側筐体29の左右両側板38,39から突出した導光部材85の側面部855を押圧することで、現像ローラ32を感光ドラム92に対して付勢している。このとき、左側第二側板38および右側第二側板39に設けられた導光部材85は、現像ローラ軸64の直交する面P1に対して互いに対称な位置に設けられているので、現像ローラ32を左右で均等なバランスで押圧することができ、良好な現像動作が可能となる。
【0062】
(5)トナーの残量検知
次に、プロセスカートリッジ20内のトナー残量の検知について説明する。図10に示すように、発光素子301および受光素子302がそれぞれ対向する位置に備えられている。発光素子301は、たとえばLEDなどで構成され、受光素子302にむかってセンサ光Lを出射する。受光素子302センサ光Lを受光して光量を検知し、検知された光量に応じたレベルの電気信号を図示しない回路に送出する。なお、本実施形態では本体ケーシング2の右側の側壁に発光素子301を設け、本体ケーシング2の左側の側壁に受光素子302が設けられたが、逆の配置であってもよい。
【0063】
プロセスカートリッジ20が本体ケーシング2に対して位置決めされると、発光素子301、導光部材85、受光素子302は現像ローラ軸64と平行な方向に一直線上に並ぶように配置される。電源起動時、もしくは印刷動作前など所定のタイミングでトナー収容室30内のトナー残量の検出動作が開始される。
【0064】
まず、発光素子301からセンサ光Lが出射される。センサ光Lは、現像側筐体29の右側第二側板39に設けられた導光部材85の他端856Aから、導光部材85内部に入っていく。導光部材85内のセンサ光Lは、内部で乱反射されながらトナー収容室30の方向へ導光される。
【0065】
そして、センサ光Lは導光部材85の一端853Aから出射されてトナー収容室30内を照射する。その後、現像側筐体29の左側第二側板38に設けられた導光部材85の一端853Bに導かれ、同様に導光部材85の内部を導光されて他端856Bから出射される。すると、受光素子302がセンサ光Lを検知し、その受光量に応じて電気信号が送出される。
【0066】
このとき、トナー収容室30内のトナー残量が多ければ、トナー収容室30内を通過して受光素子302に受光されるセンサ光Lの光量は小さくなるので、受光素子302は回路に低レベルの電気信号を送出する。逆に、トナー収容室30内のトナー残量が少なければ、トナー収容室30内を通過して受光素子302に受光されるセンサ光Lの光量は大きくなるので、受光素子302は回路に高レベルの電気信号を送出する。この電気信号のレベルに応じて、トナー残量を検知することが可能となる。
【0067】
このようにしてトナー残量が検知される場合において、導光部材85はドラム側筐体91の各側板96,97からそれぞれ突出している。したがって、本体ケーシング2に設けられた発光素子301および受光素子302と導光部材85の端面である他端856A,856Bとの距離が接近した状態になっている。したがって、センサ光Lが拡散して受光素子302に到達する光量が減少しにくく、トナー残量検知を正確に行うことが可能となる。また、導光部材85の他端856Bはギア機構部45よりも外方へ突出しているので、ギアに塗られたグリスが飛散しても、他端856A,856Bが汚れにくいため、センサ光Lの拡散を防ぐことができる。
【0068】
さらに、導光部材85は現像ローラ32が感光ドラム92に対して付勢されるよう、押圧部材149の押圧を受ける被押圧部としても兼用されている。したがって、被押圧部材を別に用意するためのスペースを設ける必要がないため、現像カートリッジ28の大型化を防ぐことが可能となる。
(実施形態2)
次に、本発明を適用したプロセスカートリッジの、他の実施形態について説明する。なお、実施形態1と同じ部分に関しては同じ符号を付す。また、構成が同じものについての説明は割愛する。
【0069】
図11、図12に示すように、現像カートリッジ280において実施形態1と異なるところは、導光部材850の形状である。図12に示すように、導光部材850は左側第二側板38に固定された一端853Bの近傍において、その左側第二側板38を直角に貫通し、他端856Bの近傍を、一端853Bから現像ローラ32側にずれた位置において、現像ローラ軸664と平行に延ばし、両部分をその両部分に対してほぼ直角な曲折部859で接続した形状をなしている。曲折部859は、一端853B近傍および他端856B近傍の部分と接続する角部858を曲面としている。この形状によって、導光部材850に導光されたセンサ光Lは角部858において導光部材850から出ることなく導光部材850中を通過することが可能となる。他方の右側第二側板39に設けられる導光部材850も同様の形状をなしている。両側の導光部材850の各一端は、現像ローラ軸664と平行な一軸線上でほぼ対向している。
【0070】
なお、導光部材850は、拡大頭部851を各側板38,39の製造時その中に埋め込むなど、種々の方法で各側板38,39に固定可能である。
【0071】
一方、ドラムカートリッジ270において導光部材850の他端856Bが一端853Bよりも現像ローラ32側にずれていることで、実施形態1のドラムカートリッジ27に比べて押圧部材149および導光部材受入部101が感光ドラム92寄りに形成されている。押圧部材149は導光部材850の他端856B近傍の側面部855を押圧する。側面部855は、現像ローラ軸64の軸線方向に延びている。つまり、導光部材850の押圧される位置は、感光ドラム92寄りとなっている。
【0072】
このように、導光部材の曲折方向は任意に設定し、押圧部材による押圧の位置や、押圧方向を自由に変更することができる。また、センサ光がトナー収容室に入射または出射される位置を、自由に変更することが可能となる。これによって、本体ケーシング内において、トナー残量検知手段としての発光素子および受光素子の配置を制限されることが無いので、レーザプリンタの設計の自由度が向上する。
【0073】
(実施形態3)
次に、本発明における導光部のさらに他の実施形態について説明する。図13に示すように、この実施形態において、導光部は、現像カートリッジ28の左側第二側板38に貫通形成された開口部に嵌合した透明材料製の窓部8500と、その窓部周囲において左側第二側板38から中空筒状に突出した突出部3800とからなる。右側第二側板39においても現像ローラ軸64と直交する面に対して対称な位置に、同様の構成の突出部3800および窓部8500が備えられている。
【0074】
各突出部3800は、前記実施形態1の導光部材85と同様に、ギアカバー77およびドラムカートリッジ27の第一側板96,97よりも外方へ突出し、現像ローラ軸64と平行な方向に側面部8550を有している。側面部8550は、ドラムカートリッジ27の押圧部材149に押圧される。
【0075】
そして、トナー残量検知時は、発光素子301から出射したセンサ光Lが右側の突出部3800、窓部8500、トナー収容室30、左側の窓部8500、突出部3800を通過して受光素子302に照射される。上記のように、窓部8500の周囲に突出部3800が形成されているので、ギア機構部45に塗られたグリスなどが飛散しても、窓部8500が汚れてトナー残量検知の精度が落ちることはない。さらに、センサ光Lが突出部3800内を反射しながら窓部8500内に導光されるので、センサ光が周囲に逃げにくい。したがって、良好なトナー残量検知が可能である。もちろん、突出部3800が被押圧部材の役割を果たすので、上述した実施形態と同様に被押圧部材を特別に設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1】画像形成装置の一実施形態であるレーザプリンタ1の側断面図である。
【図2】レーザプリンタ1においてプロセスカートリッジ20を着脱する状態を説明する側断面図である。
【図3】プロセスカートリッジ20の斜視図である。
【図4】プロセスカートリッジ20の側面図である。
【図5】プロセスカートリッジ20において現像カートリッジ28を着脱する状態を説明する側面図である。
【図6】現像カートリッジ28の斜視図である。
【図7】現像カートリッジ28のギアカバー77が取り外されている状態を示した側面図である。
【図8】現像カートリッジ28の要部断面図である。
【図9】ドラムカートリッジ27の斜視図である。
【図10】現像カートリッジ28の、導光部材85のある部分を上面から見た断面を模式的に描いた図面である。
【図11】実施形態2の現像カートリッジ280の側面図である。
【図12】実施形態2の導光部材がある部分を上面から見た断面図を模式的に描いた図面である。図において、ギアカバー77は省略されている。
【図13】実施形態3の導光部材がある部分を上面から見た断面図を模式的に描いた図面である。図において、ギアカバー77は省略されている。
【符号の説明】
【0077】
1 レーザプリンタ
2 本体ケーシング
20 プロセスカートリッジ
27 ドラムカートリッジ
28 現像カートリッジ
29 現像側筐体
30 トナー収容室
32 現像ローラ
45 ギア機構部
64 現像ローラ軸
92 感光ドラム
38 左側第二側板
39 右側第二側板
85,850,8500 導光部材
92 感光ドラム
96 左側第一側板
97 右側第一側板
103 現像カートリッジ収容部
149 押圧部材
301 発光素子
302 受光素子
855,8550 側面部
859 曲折部
3800 突出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子と受光素子とを有する残量検知手段を備える画像形成装置本体に対して着脱可能で、一対の第一側板によって形成された収容部と、静電潜像が担持される像担持体とを有する像担持体カートリッジと、
前記収容部に収容可能な現像カートリッジと、
を備えたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像カートリッジは、前記収容状態において各前記第一側板に対向する一対の第二側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記像担持体に形成される静電潜像に前記現像剤を供給して現像を行う現像剤担持体と、各前記第二側板において、それぞれ前記回転軸と直交する面に対して対称な位置に設けられ、前記発光素子から出射されるセンサ光を前記現像剤収容器内へおよび前記現像剤収容器内から前記受光素子に導く導光部とを備え、
各前記導光部は、前記回転軸の軸線方向に延びる側面部を有し、一端が各前記第二側板に設けられ、他端が前記現像剤収容器とは反対方向に設けられ、かつ各前記第二側板から各前記他端までの距離を前記現像カートリッジと前記像担持体カートリッジの収容状態において各前記第二側板から対向する各前記第一側板までの距離よりも長くするよう突出し、
前記像担持体カートリッジは前記現像剤担持体が前記像担持体に対して付勢されるよう前記導光部の前記側面部を押圧する押圧部材を備えた
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】
前記現像カートリッジは、前記一対の第二側板のうち少なくとも一方の前記第二側板に設けられて前記現像剤担持体に駆動力を伝達するギアを備え、
前記導光部は、前記第二側板から前記他端までの距離を前記第二側板から前記ギアまでの距離よりも長くするよう突出した透明材料からなり、
前記押圧部材は前記透明材料における前記側面部を押圧する
ことを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】
前記導光部は、各前記第二側板に設けられた窓部と、該窓部の周囲において前記第二側板から中空筒状に突出した突出部を備え、
前記押圧部材は前記突出部の前記側面部を押圧する
ことを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】
前記導光部は、前記像担持体カートリッジに前記現像カートリッジが収容される状態において各前記第二側板に沿って曲折する部分を有することを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項5】
一対の側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記現像剤収容器から供給される前記現像剤を担持する現像剤担持体と、各前記側板に設けられ、光を前記現像剤収容器内に導く導光部と、前記一対の側板のうち少なくとも一方の前記側板に設けられて前記現像剤担持体に駆動力を伝達するギアとを備え、
前記ギアの位置する側の各前記側板に設けられた前記導光部は、一端が各前記側板に設けられ、他端が前記現像剤収容器とは反対方向に設けられ、各前記側板から各前記他端までの距離を前記側板から前記ギアまでの距離よりも長くするよう突出した透明材料からなる
ことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項6】
一対の側板を有する筐体と、前記筐体内に形成され現像剤を収容する現像剤収容器と、前記筐体に回転軸により回転可能に支持され、前記現像剤収容器から供給される前記現像剤を担持する現像剤担持体と、各前記側板に設けられ、光を前記現像剤収容器内に導く導光部とを備え、前記導光部は、各前記側板に設けた窓部と、該窓部の周囲において各前記側板から中空筒状に突出し、前記回転軸の軸線方向に延びる突出部を備えたことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項7】
請求項1ないし4のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2010−78933(P2010−78933A)
【公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−247373(P2008−247373)
【出願日】平成20年9月26日(2008.9.26)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】