現像剤量検知装置及び画像形成装置
【課題】画像形成装置本体に着脱可能なユニットに対する光学素子の位置決めを簡易な構成により実現することができ、装置の小型化及び低コスト化を図れる現像剤量検知装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体１００に対して着脱可能なユニット１に配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子２１，２２を用いて検知する現像剤量検知装置である。現像剤量検知装置は、光学素子２１，２２を保持すると共に、ユニット１の画像形成装置本体１００への装着動作に伴って光学素子２１，２２の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材５０と、ユニット１を画像形成装置本体１００に装着した状態で、保持部材５０のユニット１に対する光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段５１，５２を備える。
【解決手段】画像形成装置本体１００に対して着脱可能なユニット１に配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子２１，２２を用いて検知する現像剤量検知装置である。現像剤量検知装置は、光学素子２１，２２を保持すると共に、ユニット１の画像形成装置本体１００への装着動作に伴って光学素子２１，２２の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材５０と、ユニット１を画像形成装置本体１００に装着した状態で、保持部材５０のユニット１に対する光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段５１，５２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を用いて現像剤の量を検知する現像剤量検知装置、及びその現像剤量検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、画像形成装置の各構成要素をユニット化し、各ユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能に構成しているものが多く開発されている。なかでも、現像装置やトナーカートリッジ、感光体等を一体化したプロセスユニットは、使用に伴い内部に充填されている現像剤が消費されていくため、新しいプロセスユニットに交換するタイミングをユーザに報知する必要がある。そのため、従来から、プロセスユニット内の現像剤量を検知するための種々の検知手段が提案されている。
【０００３】
現像剤量を検知する検知手段の１つに、光学素子を用いた光透過式のものがある。
光透過式の現像剤量検知とは、現像剤を収容する現像剤収容部内に光を照射し、その光の透過時間の長さや光を検知するタイミングから現像剤収容部内の現像剤量を検知する方式である。
【０００４】
具体的に、光透過式の現像剤量検知手段は、例えば、画像形成装置本体に設けられた発光素子と受光素子、プロセスユニットに設けられたプリズムやミラー等から成る第１及び第２の導光部材等によって構成される。そして、発光素子から発せられた光は、第１の導光部材を通ってプロセスユニットの現像剤収容部内に導かれ、現像剤収容部内に導かれた光は、第２の導光部材を通って外部に達し、受光素子に至る。このときの受光素子で受光する時間の長さやタイミングによって現像剤量を検知する構成となっている。
【０００５】
しかしながら、プロセスユニットを画像形成装置本体に装着する際に、画像形成装置本体側の発光素子及び受光素子と、プロセスユニット側の第１及び第２の導光部材との相対的位置関係にずれが生じると、検知精度が低下するといった問題がある。そのため、例えば、特許文献１には、受光素子を回動レバーを介して画像形成装置本体に取り付け、プロセスユニットの画像形成装置本体への装着時に、プロセスユニットが回動レバーに当接して回動させることにより、受光素子をプロセスユニットに対して正確に位置合わせする技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、回動レバー及びそれを回動させるための大掛かりなリンク機構が必要となるため、部品点数が多くなり、装置が大型化、高コスト化するといった欠点がある。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑み、画像形成装置本体に着脱可能なユニットに対する光学素子の位置決めを簡易な構成により実現することができ、装置の小型化及び低コスト化を図れる現像剤量検知装置、及びその現像剤量検知装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置において、前記光学素子を保持すると共に、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って前記光学素子の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材と、前記ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で、前記保持部材の前記ユニットに対する前記光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段を備えたものである。
【０００９】
上記構成により、ユニットの画像形成装置本体への装着動作に伴って保持部材を光軸と直交する方向に移動させ、ユニットを装着した状態で、位置決め手段によって保持部材の光軸と直交する方向の移動を規制して、保持部材で保持する光学素子をユニットに対して位置決めすることができる。本発明の構成では、保持部材が光軸と直交する任意の方向に移動可能であるので、保持部材がユニットに対して光軸と直交するどの方向にずれていても、そのずれを修正して正確な位置決めを行うことができ、現像剤量を高精度に検知することができる。また、本発明の構成によれば、簡易な構成により正確な位置決めを実現することが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の現像剤量検知装置において、前記画像形成装置本体に前記保持部材よりも前記光軸と直交する任意の方向に大きく形成された収容空間を設け、当該収容空間内に前記保持部材を収容したものである。
【００１１】
上記のように構成された収容空間内に保持部材を収容することで、保持部材を収容空間内で光軸と直交する任意の方向に移動させることができ、正確な位置決めを行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子としての発光素子と受光素子とを、前記保持部材によって保持し、前記発光素子及び前記受光素子に対向して前記発光素子からの光を前記受光素子へ導く導光部材を、前記ユニットに設けたものである。
【００１３】
上記のように、保持部材で保持する光学素子をユニットに対して正確に位置決めすることができるので、発光素子及び受光素子をユニットに設けた導光部材に対しても正確に位置決めすることができ、現像剤量を高精度に検知することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記位置決め手段は、穴部と、当該穴部に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な凸部とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記凸部を設け、他方に前記穴部を設けたものである。
ここで、「穴部」とは、貫通した貫通穴や、貫通しない有底の穴、あるいは凹部も含むと定義する。
【００１５】
この場合、凸部を穴部に挿入するだけの簡易な構成により、保持部材の光軸と直交する方向の移動を規制することができ、光学素子のユニットに対する正確な位置決めを実現できる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部を前記ユニットに設け、前記穴部を前記保持部材に設けたものである。
【００１７】
凸部をユニットに設けた場合は、ユニットに穴部を設けないため、ユニット内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項４に記載の現像剤量検知装置において、前記穴部を前記ユニットに設け、前記凸部を前記保持部材に設けたものである。
【００１９】
この場合、凸部を着脱可能なユニットではなく保持部材に設けているので、ユニットに凸部を設けている場合に比べて、凸部の破損や損傷が生じにくくなる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部と前記穴部の少なくとも一方が、前記凸部を前記穴部内に案内する案内部を有するものである。
【００２１】
これにより、凸部を穴部内にスムースに挿入することができるようになる。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項４から７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記現像剤収容部に収容される現像剤の色ごとに、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせたものである。
【００２３】
このように構成することで、各色のユニットを対応しない色の位置に装着することができなくなるで、誤装着を防止できる。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項４から８のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、画像形成装置によって、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせたものである。
【００２５】
このように構成することで、凸部及び穴部の形状又は配置が異なる画像形成装置に対してはユニットを装着できなくなり、他機への誤装着防止又は非互換機能を発揮できるようになる。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項４から９のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部を前記穴部に挿入した状態で、前記凸部を中心に前記保持部材が前記ユニットに対して相対的に回転するのを規制する回転規制手段を備えるものである。
【００２７】
回転規制手段によって保持部材の相対的回転を規制することにより、ユニットに対する光学素子の位置決めをより正確に行うことができるようになり、現像剤量の検知精度が一層向上する。
【００２８】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の現像剤量検知装置において、前記回転規制手段は、嵌合穴と、当該嵌合穴に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な突起とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記突起を設けると共に、他方に前記嵌合穴を設けたものである。
ここで、「嵌合穴」とは、貫通した貫通穴や、貫通しない有底の穴、あるいは凹部も含むと定義する。
【００２９】
これにより、保持部材とユニットは、位置決め用の凸部と回転規制用の突起との二軸によって係合されるため、凸部を中心とする保持部材の相対的回転を規制することができる。
【００３０】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の現像剤量検知装置において、前記突起の先端が挿入されると共に、挿入された前記突起の先端を前記嵌合穴へ誘導する溝部を、前記凸部を中心とする前記保持部材の回転方向に沿って形成したものである。
【００３１】
このように構成することで、ユニットを画像形成装置に装着する際に、保持部材がユニットに対して凸部を中心とする回転方向に相対的に位置ずれしていたとしても、溝部で突起の先端を嵌合穴へ誘導することにより、前記回転方向の位置ずれを修正して保持部材をユニットに対して所定の位置に位置決めすることができる。
【００３２】
請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記ユニットに設け、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って、前記遮光カバーが前記光学素子の周囲に配設されるように構成したものである。
【００３３】
この場合、遮光カバーが光学素子からの不要な光の発散又は光学素子への不要な光の入射を防止でき、誤検知を防止できる。また、上記のように、本発明の構成では、光学素子をユニットに対して正確に位置決めすることができるので、遮光カバーに対する光学素子の位置決めも正確に行うことができる。
【００３４】
請求項１４の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記保持部材に設けたものである。
【００３５】
この場合も、遮光カバーが光学素子からの不要な光の発散又は光学素子への不要な光の入射を防止でき、誤検知を防止できる。
【００３６】
請求項１５の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器である。
【００３７】
本発明の構成を現像剤収容器に適用可能である。
【００３８】
請求項１６の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部と、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置である。
【００３９】
本発明の構成を現像装置に適用可能である。
【００４０】
請求項１７の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部と、静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットである。
【００４１】
本発明の構成をプロセスユニットに適用可能である。
【００４２】
請求項１８の発明は、請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えた画像形成装置である。
【００４３】
画像形成装置が、請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えているので、これらの現像剤量検知装置の上記効果が得られる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、現像剤量を検知するための光学素子を、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに対して、簡易な構成により正確な位置決めを行うことができる。すなわち、光学素子を、光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材で保持し、その保持部材を位置決め手段によって位置決めするだけで、光学素子の正確な位置決めを行うことができる。このため、本発明は、従来の構成に比べて部品点数を少なくすることができ、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】画像形成装置本体に対するプロセスユニットの着脱構成を示す図である。
【図３】プロセスユニットをその長手方向と直交する方向に切断した概略断面図である。
【図４】プロセスユニットをその長手方向と平行な方向に切断した概略断面図である。
【図５】画像形成装置本体の内部構造の概略図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】プロセスユニットの外観の概略図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】発光素子及び受光素子の位置決め方法を説明するための図である。
【図１０】凸部の位置決め部の先端と穴部の入口側の端部との距離と、発光素子及び受光素子の各先端と遮光カバーの先端との距離の関係を説明するための図である。
【図１１】穴部の入口側の端部に凸部の位置決め部の先端が到達した状態を示す図である。
【図１２】穴部の入口側に案内部を設けた実施形態において、凸部の先端と穴部の位置決め部における入口側の端部との距離と、発光素子及び受光素子の各先端と遮光カバーの先端の距離の関係を説明するための図である。
【図１３】穴部の位置決め部における入口側の端部に凸部の先端が到達した状態を示す図である。
【図１４】保持部材に凸部を設け、プロセスユニットに穴部を設けた実施形態を示す図である。
【図１５】保持部材に遮光カバーを設けた実施形態を示す図である。
【図１６】穴部の形状を互いに異ならせた実施形態を示す図である。
【図１７】穴部の配置を互いに異ならせた実施形態を示す図である。
【図１８】遮光カバーを設けていない場合の構成を示す図である。
【図１９】回転規制手段を設けた構成を示す図である。
【図２０】回転規制手段を構成する嵌合穴と溝部を拡大した図である。
【図２１】保持部材の回転方向の位置決め動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００４７】
まず、図１を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。なお、本実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いている。
【００４８】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３等を備えた帯電装置と、感光体２の表面にトナーを供給する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード５等を備えたクリーニング装置などで構成されている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
【００４９】
図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。露光装置６は、図では前記形態をとっているが、ＬＥＤなどの露光装置を各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの近傍に配置する構成もある。
【００５０】
また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。
【００５１】
４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。
【００５２】
また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。
【００５３】
また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。
【００５４】
画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。
【００５５】
また、画像形成装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。
【００５６】
上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００５７】
中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動し、中間転写ベルト８を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２上の各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。
【００５８】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが搬出される。搬出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０に送り込まれトナー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、記録媒体Ｐは一対の排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８に排出される。
【００５９】
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００６０】
また、図２に、画像形成装置本体に対するプロセスユニットの着脱構成を示す。
図２に示すように、画像形成装置本体１００の外装部における図の手前側の面には、開閉可能な扉２００が設けられている。この扉２００を開放することで、画像形成装置本体１００内に装着されているプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが露出した状態となり、この状態で、画像形成装置本体１００に対してプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋをその長手方向にかつ水平に出し入れすることが可能となっている。
【００６１】
図３は、プロセスユニットをその長手方向と直交する方向に切断した概略断面図である。
図３では、上記４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのうちの１つプロセスユニット１の構成を示し、各色を示すアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を便宜的に省略している。なお、その他の図においても、特に必要とする場合を除いて、各色を示すアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を省略する。
【００６２】
図３に示すように、プロセスユニット１が有する現像装置４には、トナーを担持する現像ローラ４０と、現像ローラ４０にトナーを供給する供給ローラ４１と、現像ローラ４０上に担持されたトナーを薄層化する現像ブレード４２と、トナーを収容する現像剤収容部４３と、現像剤収容部４３内のトナーを撹拌する撹拌部材４４等が設けられている。現像剤収容部４３内のトナーは、供給ローラ４１により現像ローラ４０上に担持された後、現像ブレード４２により、現像ローラ４０上で所定の極性に帯電したトナーの薄層を形成する。現像ローラ４０は、感光体２に当接しながら回転し、感光体２上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。
【００６３】
次に、プロセスユニット内のトナー量を光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置の構成について説明する。
図４は、プロセスユニットをその長手方向と平行な方向に切断した概略断面図である。
図４に示すように、プロセスユニット１には、画像形成装置本体側に設けられた発光素子２１からの光を、同じく画像形成装置本体側に設けられた受光素子２２へ導く第１及び第２の２つの導光部材３１，３２が設けられている。これらの導光部材３１，３２は、光を曲げて案内できるプリズムで構成されており、それぞれ現像装置４の現像剤収容部４３内を通過するように配設されている。
【００６４】
詳しくは、各導光部材３１，３２の一端面３１ａ，３２ａは、プロセスユニット１のハウジング２５から外部に露出している。プロセスユニット１が画像形成装置本体に装着されることによって、第１の導光部材３１の露出する端面３１ａは発光素子２１に対向して配置され、第２の導光部材３２の露出する端面３２ａは受光素子２２に対向して配置される。また、各導光部材３１，３２の他端面３１ｂ，３２ｂは、現像剤収容部４３内で互いに対向するように配設されている。この場合、発光素子２１から発せられた光は、第１の導光部材３１の一端面３１ａから入り、図の矢印に示すように反射された後、他端面３１ｂから出て、第２の導光部材３２の一端面３２ａへ入る。そして、第２の導光部材３２に入った光は、その他端面３２ｂから出て受光素子２２に到達するようになっている。なお、発光素子２１と受光素子２２の配置を入れ換えてもよいが、本実施形態のように、発光素子２１を感光体２から遠い位置に配設した方が、感光体２への光暴露を回避できる点で望ましい。
【００６５】
また、導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂの間は、一定の間隔が設けられており、この間を撹拌部材４４の回転軸４４０に設けられた羽根４４１が通過するように構成されている。導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂの間を撹拌部材４４の羽根４４１が通過する際、羽根４４１が各端面３１ｂ，３２ｂに摺擦することで、各端面３１ｂ，３２ｂに付着したトナーが掻き落とされ光透過路が形成される。
【００６６】
図４において、符号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、それぞれ現像剤収容部４３内に収容されているトナーの上面の位置を示す。トナーが消費されるのに伴い、トナーの上面は、Ｔ１からＴ２、そしてＴ３の位置へと徐々に下がっていく。Ｔ１で示すように、トナーの上面が導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂよりも上にある場合、撹拌部材４４の羽根４４１が対向する端面３１ｂ，３２ｂを摺擦しても、すぐに周囲のトナーが各端面３１ｂ，３２ｂに付着し、十分な光が第１の導光部材３１から第２の導光部材３２へ入らず、受光素子２２へ光が届かないか、あるいは光が届いたとしても連続的ではなく、受光素子２２が光を検知できる時間は極めて短い。
【００６７】
その後、印刷動作などでトナーが消費され、トナーの上面が導光部材３１，３２の対向する端面３１ｂ，３２ｂとほぼ同じ高さのＴ２の位置まで下がると、第１の導光部材３１から第２の導光部材３２への光透過量や光透過時間が増えるので、受光素子２２が光を検知できる時間が増える。特に、撹拌部材４４の羽根４４１が対向する端面３１ｂ，３２ｂの間を通過した直後は、各端面３１ｂ，３２ｂ間に存在するトナーが最も少ない状態になるため、光が透過しやすい。
【００６８】
さらに、トナーの消費が進み、トナーの上面が導光部材３１，３２の対向する端面３１ｂ，３２ｂよりも下がったＴ３の位置になると、第１の導光部材３１から第２の導光部材３２への光透過量や光透過時間がさらに増え、受光素子２２が光を検知できる時間がより増えてくる。このように、受光素子２２が光を検知できる時間の長さやタイミングの違いから、トナーの量（残量）を検知する仕組みとなっている。
【００６９】
図５は、画像形成装置本体の内部構造の概略図、図６は、図５の要部拡大図である。
図５に示すように、画像形成装置本体１００の内面には、発光素子２１及び受光素子２２がプロセスユニットと同じ数ずつ配設されており、ここでは、それぞれ４つずつ４組設けられている。また、各組の発光素子２１及び受光素子２２は、画像形成装置本体１００内に取り付けられた板状の保持部材５０によって保持されている。
【００７０】
図６に示すように、保持部材５０は、画像形成装置本体１００に形成された収容空間１０１内に収容されている。この収容空間１０１は、上方から保持部材５０を挿入するための挿入用開口部１０２を有する。挿入用開口部１０２から挿入された保持部材５０は、収容空間１０１の底部に当接して受け止められる。また、収容空間１０１は、発光素子２１及び受光素子２２をプロセスユニット側へ露出させるための露出用開口部１０５を有する。露出用開口部１０５の横方向の幅Ｄ４は、収容空間１０１から保持部材５０が脱落しないように、保持部材５０の横方向の幅ｄ１よりも小さく設定されている。また、収容空間１０１の横方向の幅Ｄ１は保持部材５０の横方向の幅ｄ１よりも大きく、収容空間１０１の縦方向の長さＤ３は保持部材５０の縦方向の長さｄ３よりも大きく、収容空間１０１の奥行き方向の幅Ｄ２は保持部材５０の厚さｄ２よりも僅かに大きく設定されている。
【００７１】
上記のように、収容空間１０１が保持部材５０に対して横方向及び縦方向に大きく形成されていることで、保持部材５０は収容空間１０１内で横方向と縦方向に任意に移動可能に構成されている。すなわち、保持部材５０は、発光素子２１及び受光素子２２の光軸Ｌと直交する方向に任意に移動可能となっている。ここで、発光素子２１及び受光素子２２の光軸Ｌとは、上記第１及び第２の導光部材３１，３２を介して発光素子２１から受光素子２２へ光を案内する経路のことである。
【００７２】
また、保持部材５０の裏面（プロセスユニットと対向する面とは反対側の面）側からは、発光素子２１及び受光素子２２を画像形成装置の図示しない電子素子集約基板（エンジンボード）に電気的に接続するためのハーネス２６が伸びている。ただし、このハーネス２６は、保持部材５０の光軸Ｌと直交する方向の移動を規制するものではない。また、電子素子集約基板には、通常、４色分のハーネス２６のコネクタスペースが必要となるが、そのコネクタスペースを省スペース化するために、途中に中継基板を設け、４色分をまとめてから１つのコネクタで接続してもよい。また、本実施形態では、収容空間１０１を形成する周壁部分が、保持部材５０に設けられた発光素子２１及び受光素子２２などの端子と接触しても誤信号の原因とならないように、周壁部分を熱可塑性樹脂で構成している。
【００７３】
続いて、図６、図７及び図８に基づいて、発光素子及び受光素子を位置決めするための位置決め手段について説明する。なお、図７は、プロセスユニットの外観の概略図、図８は、図７の要部拡大図である。
図６に示すように、保持部材５０には、位置決め手段としての円形の穴部５１が貫設されている。一方、図７に示すように、プロセスユニット１には、保持部材５０の穴部５１に挿脱可能なピン状の凸部５２が設けられている。この凸部５２は、プロセスユニット１の画像形成装置本体に対する装着方向Ａへ突出している。
【００７４】
図８に示すように、凸部５２は、穴部５１への挿入をスムースに行うために先端に向かってテーパ状に細く形成された円錐状の案内部５２０と、位置決めのための円柱状の位置決め部５２１とを有する。また、本実施形態では、各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａの周囲に、遮光カバー３３，３４が設けられている。各遮光カバー３３，３４は、発光素子及び受光素子の上記光軸の方向に開口する筒状の部材であり、それぞれの内側のエッジはＣ面取り加工されている。
【００７５】
以下、図９を参照して、発光素子及び受光素子の位置決め方法について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、プロセスユニット１を画像形成装置本体１００に対して図の矢印Ａの方向に挿入する。図９（ａ）に示す状態では、プロセスユニット１に設けられた凸部５２は、保持部材５０の穴部５１には挿入されていない。また、この状態では、保持部材５０は重力により収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持されている。
【００７６】
図９（ｂ）に示すように、さらにプロセスユニット１を図の矢印Ａの方向に挿入すると、凸部５２の先端が保持部材５０の穴部５１の縁に当接する。このとき、テーパ状の案内部５２０が穴部５１の縁に摺接することにより、凸部５２が穴部５１内に案内されると共に、保持部材５０は図の矢印Ｂに示す上方へ持ち上げられる。
【００７７】
そして、図９（ｃ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着が完了し、凸部５２の位置決め部５２１が穴部５１内に挿入された状態になると、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制される。また、このとき、発光素子２１と受光素子２２は遮光カバー３３，３４内に干渉することなく挿入され、それぞれ導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対向する。
【００７８】
上記のように、本実施形態では、プロセスユニット１の装着動作に伴い、凸部５２が穴部５１に挿入されることによって、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動を規制することができるので、発光素子２１及び受光素子２２を各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して正確に位置決めすることができる。すなわち、本発明の構成では、保持部材５０が光軸と直交する任意の方向に移動可能であるので、保持部材５０がプロセスユニット１に対して光軸と直交するどの方向にずれていても、そのずれを修正して正確な位置決めを行うことができる。これにより、トナー量を高精度に検知することが可能である。
【００７９】
また、位置決めが完了した状態で、発光素子２１と受光素子２２の周囲にはそれぞれ遮光カバー３３，３４が配設されるので、発光素子２１からの不要な光の発散と、受光素子２２への不要な光の入射を防止できる。特に、本実施形態のように、発光素子２１と受光素子２２と互いに近い位置に配設されている場合は、発光素子２１からの光がそのまま受光素子２２に受光されやすく、誤検知となる虞があるが、遮光カバー３３，３４を設けることで誤検知を防止できるようになる。また、近年の小型化により発光素子２１と感光体との間隔も短くなってきており、このような構成の場合、発光素子２１からの光が強いと感光体上の静電潜像形成に悪影響を及ぼすことも懸念されるが、遮光カバー３３，３４を設けることで感光体への不要な光の照射を防止できるようになる。
【００８０】
なお、プロセスユニット１を画像形成装置本体１００から取り外す場合は、上記矢印Ａの方向とは反対方向にプロセスユニット１を移動させることにより、凸部５２が穴部５１から離脱し、保持部材５０は再び収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持される。
【００８１】
また、図１０に示すように、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと、各遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｘ１，Ｘ２は、穴部５１の入口側の端部５１ａと、凸部５２の位置決め部５２１の先端５２１ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｙより、大きく設定されていることが好ましい。このように設定することで、図１１に示すように、穴部５１の入口側の端部５１ａに位置決め部５２１の先端５２１ａが到達した状態で、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの間に間隔Ｗ１，Ｗ２をもたせることができる。これにより、プロセスユニット１を装着する際、遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａが発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａの位置に到達するより先に、位置決め部５２１の先端５２１ａが穴部５１の入口側の端部５１ａに到達して位置決めすることができるので、遮光カバー３３，３４と発光素子２１及び受光素子２２との干渉を確実に防止することができ、発光素子２１及び受光素子２２の傷付きを防止できる。
【００８２】
また、図１２に示すように、穴部５１の入口側に案内部５１０を設けてもよい。この場合、入口側に向かってテーパ状に拡大するように形成された案内部５１０によって、凸部５２を穴部５１内にスムースに挿入することができる。また、穴部５１は、挿入方向にストレートに形成された位置決め部５１１を有しており、この位置決め部５１１に円柱状に形成された凸部５２が挿入されることで発光素子２１及び受光素子２２の位置決めが行われる。
【００８３】
図１２に示すように、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと、各遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｘ１，Ｘ２は、位置決め部５１１における入口側の端部５１１ａと、凸部５２の先端５２ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｚより、大きく設定されていることが好ましい。このように設定することで、図１３に示すように、位置決め部５１１の入口側の端部５１１ａに凸部５２の先端５２ａが到達した状態で、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの間に間隔Ｗ１，Ｗ２をもたせることができ、上記と同様に、遮光カバー３３，３４と発光素子２１及び受光素子２２との干渉を確実に防止することができる。
【００８４】
また、図１４に示す実施形態のように、保持部材５０に凸部５２を設け、プロセスユニット１に穴部５１を設けてもよい。すなわち、この実施形態は、凸部５２と穴部５１を設ける対象（保持部材５０及びプロセスユニット１）が、上記実施形態とは反対になっている。それ以外は、図９に示す上記実施形態と同様の構成である。
【００８５】
この場合も、図１４（ａ）に示すように、凸部５２が穴部５１内に挿入される前の状態では、保持部材５０は重力により収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持されている。
【００８６】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着動作（挿入動作）に伴って、穴部５１の先端が保持部材５０の凸部５２の縁に当接すると、テーパ状の案内部５２０が穴部５１の縁に摺接することにより、凸部５２が穴部５１内に案内されつつ、保持部材５０が図の矢印Ｂに示す上方へ持ち上げられる。
【００８７】
そして、図１４（ｃ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着が完了し、凸部５２の位置決め部５２１が穴部５１内に挿入された状態になると、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制される。
【００８８】
これにより、上記と同様に、発光素子２１及び受光素子２２が各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して正確に位置決めされ、トナー量を高精度に検知することができる。また、本実施形態においても、位置決めが完了した状態で、発光素子２１と受光素子２２とが遮光カバー３３，３４内に挿入されることで、発光素子２１からの不要な光の発散と、受光素子２２への不要な光の入射を防止できる。
【００８９】
また、図１４に示す実施形態では、凸部５２を着脱可能なプロセスユニット１ではなく保持部材５０に設けているので、プロセスユニット１に凸部５２を設けている場合に比べて、凸部５２の破損や損傷が生じにくくなる利点がある。一方、凸部５２をプロセスユニット１側に設けている場合は、穴部５１をプロセスユニット１に設けないため、プロセスユニット１内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる利点がある。
【００９０】
また、図１５に示すように、遮光カバー３３，３４を保持部材５０に設けてもよい。この場合、プロセスユニット１の着脱動作に関係なく、発光素子２１及び受光素子２２は常に遮光カバー３３，３４によって囲まれた状態となっている。それ以外は、図９に示す上記実施形態と同様の構成である。
【００９１】
図１５に示す実施形態の場合、図１５の（ａ）（ｂ）（ｃ）の順にプロセスユニット１を画像形成装置本体１００に対して挿入していくと、凸部５２が穴部５１に挿入されることにより保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制され、発光素子２１と受光素子２２及び遮光カバー３３，３４が、各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して位置決めされる。なお、ここでの凸部５２の挿入動作に伴う保持部材５０の位置決め作用は、図９に示す実施形態と基本的に同様であるので詳しい説明は省略する。
【００９２】
上述の各実施形態では、各保持部材５０に設けられた穴部５１は互いに同じ形状に形成されているが（図５参照）、図１６に示す実施形態のように、穴部５１の形状を互いに異ならせることも可能である。さらに、この場合、図示省略するが、各色のプロセスユニット１に設けられた凸部５２も、各穴部５１に対応して互いに異なる形状に形成されている。すなわち、プロセスユニット１の像剤収容部に収容されるトナーの色ごとに、凸部５２及び穴部５１の形状を異ならせている。このように、凸部５２及び穴部５１の形状を互いに異ならせておくことにより、各色のプロセスユニット１を対応しない色の位置に装着しようとすると、凸部５２を穴部５１に挿入できないので、誤装着を防止することができる。また、間違えて、プロセスユニット１を対応しない色の位置に挿入した場合は、凸部５２が穴部５１に挿入されないことにより、当該プロセスユニット１が画像形成装置本体１００から突出し、画像形成装置本体１００に設けた扉２００（図２参照）を閉じることができない状態となるようにしてもよい。
【００９３】
また、プロセスユニット１の誤装着を防止するために、図１７に示すように、各保持部材５０に設けられた穴部５１の配置、及び各色のプロセスユニット１に設けられた凸部５２の配置（図示省略）を互いに異ならせてもよい。
【００９４】
また、図１４に示すような、保持部材５０に凸部５２を設け、プロセスユニット１に穴部５１を設けた実施形態においても、現像剤の色ごとに、凸部５２及び穴部５１の形状又は配置を異ならせることも可能である。この場合も上記と同様にプロセスユニット１の誤装着を防止できるようになる。
【００９５】
また、画像形成装置によって、凸部５２と穴部５１の形状又は配置を異ならせてもよい。この場合は、凸部５２と穴部５１の形状又は配置が異なる画像形成装置には、プロセスユニット１を装着することができなくなり、他機への誤装着防止又は非互換機能を発揮できるようになる。
【００９６】
また、図１８は、遮光カバーを設けていない場合の構成を示す図である。
このように、上記遮光カバー３３，３４を設けない構成においても、上述の実施形態と同様に、本発明の構成を適用することは可能である。また、図１８では、プロセスユニット１に凸部５２を設け、保持部材５０に穴部５１を設けているが、反対に、プロセスユニット１に穴部５１を設け、保持部材５０に凸部５２を設けてもよい。
【００９７】
ところで、上述の実施形態では、保持部材５０を位置決めするのに、円柱状の凸部５２を円形の穴部５１に挿入するだけの一軸による係合であるので、基本的に保持部材５０は凸部５２を中心として回転可能となっている。従って、上述の実施形態においては、万が一、保持部材５０が回転すると、発光素子２１及び受光素子２２は、第１及び第２の導光部材３１，３２に対して位置ずれする可能性がある。そのため、保持部材５０の回転を規制する回転規制手段を設けてもよい。
【００９８】
図１９に、回転規制手段を設けた構成を示す。
図１９に示すように、回転規制手段は、プロセスユニット１に設けられた突起５５と、保持部材５０に設けられた嵌合穴５４及びそれに連接された２つの溝部５６を有する。
【００９９】
突起５５は、凸部５２よりも短いピンで構成されている。また、突起５５は、凸部５２と同様に、先端に向かってテーパ状に細く形成された円錐状の案内部５５０と、位置決めのための円柱状の位置決め部５５１とを有する。
【０１００】
嵌合穴５４は、突起５５の位置決め部５５１の外径とほぼ同じ大きさの径に形成された円形の穴である。また、２つの溝部５６は、嵌合穴５４の反対側にそれぞれ連設されている。なお、図１９に示す例では、嵌合穴５４及び溝部５６は、保持部材５０を貫通して形成されているが、それぞれ、貫通しない有底の穴や溝で構成することも可能である。
【０１０１】
図２０に示すように、各溝部５６は、穴部５１の中心から半径ｒの円軌跡Ｊ上に形成されている。言い換えれば、各溝部５６は、穴部５１（又は穴部５１に挿入された凸部５２）を中心として保持部材５０が回転する回転方向Ｖに沿って形成されている。また、各溝部５６の開口幅Ｈ２は、嵌合穴５４の開口幅（直径）Ｈ１よりも小さく、かつ、嵌合穴５４に近づくにつれて漸増するように形成されている。
【０１０２】
以下、保持部材の回転方向の位置決め動作について説明する。
図１９において、プロセスユニット１を（画像形成装置本体に取り付けられている）保持部材５０に接近させると、まず、凸部５２が穴部５１内に挿入され、次いで、突起５５が嵌合穴５４内に挿入されて互いに嵌合する。これにより、保持部材５０とプロセスユニット１は、凸部５２と突起５５との二軸によって係合されるため、保持部材５０の凸部５２を中心とする回転が規制される。
【０１０３】
また、図２１（ａ）に示すように、保持部材５０の位置決めを行う際に、保持部材５０が穴部５１を中心に回転方向に位置ずれている場合がある。この場合、プロセスユニット１を保持部材５０に接近させると、上記と同様に、凸部５２が穴部５１内に挿入されるが、突起５５は嵌合穴５４ではなく溝部５６に挿入される。ここで、溝部５６に挿入されている突起５５の部分は、テーパ状に形成された先端（案内部５５０）のみである。そして、プロセスユニット１をさらに保持部材５０側へ接近させると、溝部５６に挿入された突起５５の先端が、溝部５６に沿って開口幅の漸増する方向、すなわち嵌合穴５４側へ移動する。この作用により、保持部材５０は、図２１（ａ）の矢印の方向に回転して、回転方向の位置ずれが修正される。そして、図２１（ｂ）に示すように、突起５５が嵌合穴５４の位置に到達すると、突起５５が嵌合穴５４内に挿入されて互いに嵌合する。これにより、保持部材５０の回転が規制され、保持部材５０が所定の位置に保持される。
【０１０４】
このように、図１９〜図２１に示す実施形態では、簡易な構成により、保持部材５０の回転方向の位置ずれを修正して所定の位置に保持することができるので、各導光部材３１，３２に対する発光素子２１及び受光素子２２の位置決めをより正確に行うことができるようになり、トナー量の検知精度が一層向上する。
【０１０５】
なお、図２１では、突起５５が、２つの溝部５６のうち、図の上側の溝部５６に挿入される場合を例に説明したが、保持部材５０が図２１（ａ）で示す場合とは反対の回転方向に位置ずれしている場合は、突起５５は図の下側の溝部５６に挿入される。この場合、図の下側の溝部５６によって、上記と同様の作用により突起５５が嵌合穴５４へと誘導されることで、保持部材５０の回転方向の位置ずれが修正される。
【０１０６】
また、上述の実施形態とは反対に、突起５５を保持部材５０側に設け、嵌合穴５４及び溝部５６をプロセスユニット１側に設けることも可能である。突起５５と嵌合穴５４を、プロセスユニット１と保持部材５０のいずれに設けるかは、凸部５２と穴部５１の場合と同様に、各場合における利点が異なるので、それらを考慮して選択すればよい。すなわち、突起５５を保持部材５０に設けている場合は、プロセスユニット１に突起５５を設けている場合に比べて、突起５５の破損や損傷が生じにくくなる利点がある。一方、突起５５をプロセスユニット１側に設ける場合は、プロセスユニット１に嵌合穴５４を設けないので、プロセスユニット１内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる利点がある。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の構成は、少なくとも現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットであれば、プロセスユニット以外のものにも適用可能である。例えば、現像剤収容部を有し画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器や、現像剤収容部と現像ローラ等の現像手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置などにも、本発明の構成を適用可能である。また、本発明の構成を、画像形成装置本体に対して着脱可能な廃トナー収容器に適用してもよい。
【０１０８】
上述の実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いているが、本発明はこれに限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる画像形成装置にも適用可能である。また、本発明を、インク等の粉体以外の現像剤量を検知する現像剤量検知装置に適用してもよい。
【０１０９】
また、本発明は、図１に示すような４つの感光体上に形成された画像を中間転写ベルトを介して記録媒体に一括転写するタンデム式のカラーレーザープリンタに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。
【０１１０】
例えば、１つの感光体に対して４つの現像装置が順次接触して画像を形成する画像形成装置があるが、このような画像形成装置にも本発明を適用してもよい。特に、この場合、現像装置に対する発光素子及び受光素子の位置決め機構に本発明の構成を適用することにより、現像装置が感光体に対して接離しても、発光素子及び受光素子を保持する保持部材が現像装置に追随して移動することができるので、現像装置の接離動作に伴う発光素子及び受光素子の位置ずれを防止できる。
【０１１１】
また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【０１１２】
以上のように、本発明によれば、現像剤量を検知するための光学素子を、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに対して、簡易な構成により正確な位置決めを行うことができる。すなわち、光学素子を、光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材で保持し、その保持部材を凸部や穴部などの位置決め手段によって位置決めするだけで、光学素子の正確な位置決めを行うことができる。このため、本発明は、従来の構成に比べて部品点数を少なくすることができ、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ プロセスユニット
２ 感光体
４ 現像装置
２１ 発光素子
２２ 受光素子
３１ 第１の導光部材
３２ 第２の導光部材
３３ 遮光カバー
３４ 遮光カバー
４３ 現像剤収容部
５０ 保持部材
５１ 穴部
５２ 凸部
５４ 嵌合穴
５５ 突起
５６ 溝部
１００ 画像形成装置本体
１０１ 収容空間
Ｖ 回転方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特許第２６０６９２０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を用いて現像剤の量を検知する現像剤量検知装置、及びその現像剤量検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、画像形成装置の各構成要素をユニット化し、各ユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能に構成しているものが多く開発されている。なかでも、現像装置やトナーカートリッジ、感光体等を一体化したプロセスユニットは、使用に伴い内部に充填されている現像剤が消費されていくため、新しいプロセスユニットに交換するタイミングをユーザに報知する必要がある。そのため、従来から、プロセスユニット内の現像剤量を検知するための種々の検知手段が提案されている。
【０００３】
現像剤量を検知する検知手段の１つに、光学素子を用いた光透過式のものがある。
光透過式の現像剤量検知とは、現像剤を収容する現像剤収容部内に光を照射し、その光の透過時間の長さや光を検知するタイミングから現像剤収容部内の現像剤量を検知する方式である。
【０００４】
具体的に、光透過式の現像剤量検知手段は、例えば、画像形成装置本体に設けられた発光素子と受光素子、プロセスユニットに設けられたプリズムやミラー等から成る第１及び第２の導光部材等によって構成される。そして、発光素子から発せられた光は、第１の導光部材を通ってプロセスユニットの現像剤収容部内に導かれ、現像剤収容部内に導かれた光は、第２の導光部材を通って外部に達し、受光素子に至る。このときの受光素子で受光する時間の長さやタイミングによって現像剤量を検知する構成となっている。
【０００５】
しかしながら、プロセスユニットを画像形成装置本体に装着する際に、画像形成装置本体側の発光素子及び受光素子と、プロセスユニット側の第１及び第２の導光部材との相対的位置関係にずれが生じると、検知精度が低下するといった問題がある。そのため、例えば、特許文献１には、受光素子を回動レバーを介して画像形成装置本体に取り付け、プロセスユニットの画像形成装置本体への装着時に、プロセスユニットが回動レバーに当接して回動させることにより、受光素子をプロセスユニットに対して正確に位置合わせする技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、回動レバー及びそれを回動させるための大掛かりなリンク機構が必要となるため、部品点数が多くなり、装置が大型化、高コスト化するといった欠点がある。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑み、画像形成装置本体に着脱可能なユニットに対する光学素子の位置決めを簡易な構成により実現することができ、装置の小型化及び低コスト化を図れる現像剤量検知装置、及びその現像剤量検知装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置において、前記光学素子を保持すると共に、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って前記光学素子の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材と、前記ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で、前記保持部材の前記ユニットに対する前記光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段を備えたものである。
【０００９】
上記構成により、ユニットの画像形成装置本体への装着動作に伴って保持部材を光軸と直交する方向に移動させ、ユニットを装着した状態で、位置決め手段によって保持部材の光軸と直交する方向の移動を規制して、保持部材で保持する光学素子をユニットに対して位置決めすることができる。本発明の構成では、保持部材が光軸と直交する任意の方向に移動可能であるので、保持部材がユニットに対して光軸と直交するどの方向にずれていても、そのずれを修正して正確な位置決めを行うことができ、現像剤量を高精度に検知することができる。また、本発明の構成によれば、簡易な構成により正確な位置決めを実現することが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の現像剤量検知装置において、前記画像形成装置本体に前記保持部材よりも前記光軸と直交する任意の方向に大きく形成された収容空間を設け、当該収容空間内に前記保持部材を収容したものである。
【００１１】
上記のように構成された収容空間内に保持部材を収容することで、保持部材を収容空間内で光軸と直交する任意の方向に移動させることができ、正確な位置決めを行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子としての発光素子と受光素子とを、前記保持部材によって保持し、前記発光素子及び前記受光素子に対向して前記発光素子からの光を前記受光素子へ導く導光部材を、前記ユニットに設けたものである。
【００１３】
上記のように、保持部材で保持する光学素子をユニットに対して正確に位置決めすることができるので、発光素子及び受光素子をユニットに設けた導光部材に対しても正確に位置決めすることができ、現像剤量を高精度に検知することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記位置決め手段は、穴部と、当該穴部に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な凸部とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記凸部を設け、他方に前記穴部を設けたものである。
ここで、「穴部」とは、貫通した貫通穴や、貫通しない有底の穴、あるいは凹部も含むと定義する。
【００１５】
この場合、凸部を穴部に挿入するだけの簡易な構成により、保持部材の光軸と直交する方向の移動を規制することができ、光学素子のユニットに対する正確な位置決めを実現できる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部を前記ユニットに設け、前記穴部を前記保持部材に設けたものである。
【００１７】
凸部をユニットに設けた場合は、ユニットに穴部を設けないため、ユニット内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項４に記載の現像剤量検知装置において、前記穴部を前記ユニットに設け、前記凸部を前記保持部材に設けたものである。
【００１９】
この場合、凸部を着脱可能なユニットではなく保持部材に設けているので、ユニットに凸部を設けている場合に比べて、凸部の破損や損傷が生じにくくなる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部と前記穴部の少なくとも一方が、前記凸部を前記穴部内に案内する案内部を有するものである。
【００２１】
これにより、凸部を穴部内にスムースに挿入することができるようになる。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項４から７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記現像剤収容部に収容される現像剤の色ごとに、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせたものである。
【００２３】
このように構成することで、各色のユニットを対応しない色の位置に装着することができなくなるで、誤装着を防止できる。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項４から８のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、画像形成装置によって、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせたものである。
【００２５】
このように構成することで、凸部及び穴部の形状又は配置が異なる画像形成装置に対してはユニットを装着できなくなり、他機への誤装着防止又は非互換機能を発揮できるようになる。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項４から９のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記凸部を前記穴部に挿入した状態で、前記凸部を中心に前記保持部材が前記ユニットに対して相対的に回転するのを規制する回転規制手段を備えるものである。
【００２７】
回転規制手段によって保持部材の相対的回転を規制することにより、ユニットに対する光学素子の位置決めをより正確に行うことができるようになり、現像剤量の検知精度が一層向上する。
【００２８】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の現像剤量検知装置において、前記回転規制手段は、嵌合穴と、当該嵌合穴に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な突起とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記突起を設けると共に、他方に前記嵌合穴を設けたものである。
ここで、「嵌合穴」とは、貫通した貫通穴や、貫通しない有底の穴、あるいは凹部も含むと定義する。
【００２９】
これにより、保持部材とユニットは、位置決め用の凸部と回転規制用の突起との二軸によって係合されるため、凸部を中心とする保持部材の相対的回転を規制することができる。
【００３０】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の現像剤量検知装置において、前記突起の先端が挿入されると共に、挿入された前記突起の先端を前記嵌合穴へ誘導する溝部を、前記凸部を中心とする前記保持部材の回転方向に沿って形成したものである。
【００３１】
このように構成することで、ユニットを画像形成装置に装着する際に、保持部材がユニットに対して凸部を中心とする回転方向に相対的に位置ずれしていたとしても、溝部で突起の先端を嵌合穴へ誘導することにより、前記回転方向の位置ずれを修正して保持部材をユニットに対して所定の位置に位置決めすることができる。
【００３２】
請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記ユニットに設け、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って、前記遮光カバーが前記光学素子の周囲に配設されるように構成したものである。
【００３３】
この場合、遮光カバーが光学素子からの不要な光の発散又は光学素子への不要な光の入射を防止でき、誤検知を防止できる。また、上記のように、本発明の構成では、光学素子をユニットに対して正確に位置決めすることができるので、遮光カバーに対する光学素子の位置決めも正確に行うことができる。
【００３４】
請求項１４の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記保持部材に設けたものである。
【００３５】
この場合も、遮光カバーが光学素子からの不要な光の発散又は光学素子への不要な光の入射を防止でき、誤検知を防止できる。
【００３６】
請求項１５の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器である。
【００３７】
本発明の構成を現像剤収容器に適用可能である。
【００３８】
請求項１６の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部と、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置である。
【００３９】
本発明の構成を現像装置に適用可能である。
【００４０】
請求項１７の発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置において、前記ユニットが、前記現像剤収容部と、静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットである。
【００４１】
本発明の構成をプロセスユニットに適用可能である。
【００４２】
請求項１８の発明は、請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えた画像形成装置である。
【００４３】
画像形成装置が、請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えているので、これらの現像剤量検知装置の上記効果が得られる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、現像剤量を検知するための光学素子を、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに対して、簡易な構成により正確な位置決めを行うことができる。すなわち、光学素子を、光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材で保持し、その保持部材を位置決め手段によって位置決めするだけで、光学素子の正確な位置決めを行うことができる。このため、本発明は、従来の構成に比べて部品点数を少なくすることができ、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】画像形成装置本体に対するプロセスユニットの着脱構成を示す図である。
【図３】プロセスユニットをその長手方向と直交する方向に切断した概略断面図である。
【図４】プロセスユニットをその長手方向と平行な方向に切断した概略断面図である。
【図５】画像形成装置本体の内部構造の概略図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】プロセスユニットの外観の概略図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】発光素子及び受光素子の位置決め方法を説明するための図である。
【図１０】凸部の位置決め部の先端と穴部の入口側の端部との距離と、発光素子及び受光素子の各先端と遮光カバーの先端との距離の関係を説明するための図である。
【図１１】穴部の入口側の端部に凸部の位置決め部の先端が到達した状態を示す図である。
【図１２】穴部の入口側に案内部を設けた実施形態において、凸部の先端と穴部の位置決め部における入口側の端部との距離と、発光素子及び受光素子の各先端と遮光カバーの先端の距離の関係を説明するための図である。
【図１３】穴部の位置決め部における入口側の端部に凸部の先端が到達した状態を示す図である。
【図１４】保持部材に凸部を設け、プロセスユニットに穴部を設けた実施形態を示す図である。
【図１５】保持部材に遮光カバーを設けた実施形態を示す図である。
【図１６】穴部の形状を互いに異ならせた実施形態を示す図である。
【図１７】穴部の配置を互いに異ならせた実施形態を示す図である。
【図１８】遮光カバーを設けていない場合の構成を示す図である。
【図１９】回転規制手段を設けた構成を示す図である。
【図２０】回転規制手段を構成する嵌合穴と溝部を拡大した図である。
【図２１】保持部材の回転方向の位置決め動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００４７】
まず、図１を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。なお、本実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いている。
【００４８】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３等を備えた帯電装置と、感光体２の表面にトナーを供給する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード５等を備えたクリーニング装置などで構成されている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
【００４９】
図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。露光装置６は、図では前記形態をとっているが、ＬＥＤなどの露光装置を各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの近傍に配置する構成もある。
【００５０】
また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。
【００５１】
４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。
【００５２】
また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。
【００５３】
また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。
【００５４】
画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。
【００５５】
また、画像形成装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。
【００５６】
上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００５７】
中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動し、中間転写ベルト８を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２上の各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。
【００５８】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが搬出される。搬出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０に送り込まれトナー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、記録媒体Ｐは一対の排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８に排出される。
【００５９】
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００６０】
また、図２に、画像形成装置本体に対するプロセスユニットの着脱構成を示す。
図２に示すように、画像形成装置本体１００の外装部における図の手前側の面には、開閉可能な扉２００が設けられている。この扉２００を開放することで、画像形成装置本体１００内に装着されているプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが露出した状態となり、この状態で、画像形成装置本体１００に対してプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋをその長手方向にかつ水平に出し入れすることが可能となっている。
【００６１】
図３は、プロセスユニットをその長手方向と直交する方向に切断した概略断面図である。
図３では、上記４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのうちの１つプロセスユニット１の構成を示し、各色を示すアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を便宜的に省略している。なお、その他の図においても、特に必要とする場合を除いて、各色を示すアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を省略する。
【００６２】
図３に示すように、プロセスユニット１が有する現像装置４には、トナーを担持する現像ローラ４０と、現像ローラ４０にトナーを供給する供給ローラ４１と、現像ローラ４０上に担持されたトナーを薄層化する現像ブレード４２と、トナーを収容する現像剤収容部４３と、現像剤収容部４３内のトナーを撹拌する撹拌部材４４等が設けられている。現像剤収容部４３内のトナーは、供給ローラ４１により現像ローラ４０上に担持された後、現像ブレード４２により、現像ローラ４０上で所定の極性に帯電したトナーの薄層を形成する。現像ローラ４０は、感光体２に当接しながら回転し、感光体２上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。
【００６３】
次に、プロセスユニット内のトナー量を光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置の構成について説明する。
図４は、プロセスユニットをその長手方向と平行な方向に切断した概略断面図である。
図４に示すように、プロセスユニット１には、画像形成装置本体側に設けられた発光素子２１からの光を、同じく画像形成装置本体側に設けられた受光素子２２へ導く第１及び第２の２つの導光部材３１，３２が設けられている。これらの導光部材３１，３２は、光を曲げて案内できるプリズムで構成されており、それぞれ現像装置４の現像剤収容部４３内を通過するように配設されている。
【００６４】
詳しくは、各導光部材３１，３２の一端面３１ａ，３２ａは、プロセスユニット１のハウジング２５から外部に露出している。プロセスユニット１が画像形成装置本体に装着されることによって、第１の導光部材３１の露出する端面３１ａは発光素子２１に対向して配置され、第２の導光部材３２の露出する端面３２ａは受光素子２２に対向して配置される。また、各導光部材３１，３２の他端面３１ｂ，３２ｂは、現像剤収容部４３内で互いに対向するように配設されている。この場合、発光素子２１から発せられた光は、第１の導光部材３１の一端面３１ａから入り、図の矢印に示すように反射された後、他端面３１ｂから出て、第２の導光部材３２の一端面３２ａへ入る。そして、第２の導光部材３２に入った光は、その他端面３２ｂから出て受光素子２２に到達するようになっている。なお、発光素子２１と受光素子２２の配置を入れ換えてもよいが、本実施形態のように、発光素子２１を感光体２から遠い位置に配設した方が、感光体２への光暴露を回避できる点で望ましい。
【００６５】
また、導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂの間は、一定の間隔が設けられており、この間を撹拌部材４４の回転軸４４０に設けられた羽根４４１が通過するように構成されている。導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂの間を撹拌部材４４の羽根４４１が通過する際、羽根４４１が各端面３１ｂ，３２ｂに摺擦することで、各端面３１ｂ，３２ｂに付着したトナーが掻き落とされ光透過路が形成される。
【００６６】
図４において、符号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、それぞれ現像剤収容部４３内に収容されているトナーの上面の位置を示す。トナーが消費されるのに伴い、トナーの上面は、Ｔ１からＴ２、そしてＴ３の位置へと徐々に下がっていく。Ｔ１で示すように、トナーの上面が導光部材３１，３２の互いに対向する端面３１ｂ，３２ｂよりも上にある場合、撹拌部材４４の羽根４４１が対向する端面３１ｂ，３２ｂを摺擦しても、すぐに周囲のトナーが各端面３１ｂ，３２ｂに付着し、十分な光が第１の導光部材３１から第２の導光部材３２へ入らず、受光素子２２へ光が届かないか、あるいは光が届いたとしても連続的ではなく、受光素子２２が光を検知できる時間は極めて短い。
【００６７】
その後、印刷動作などでトナーが消費され、トナーの上面が導光部材３１，３２の対向する端面３１ｂ，３２ｂとほぼ同じ高さのＴ２の位置まで下がると、第１の導光部材３１から第２の導光部材３２への光透過量や光透過時間が増えるので、受光素子２２が光を検知できる時間が増える。特に、撹拌部材４４の羽根４４１が対向する端面３１ｂ，３２ｂの間を通過した直後は、各端面３１ｂ，３２ｂ間に存在するトナーが最も少ない状態になるため、光が透過しやすい。
【００６８】
さらに、トナーの消費が進み、トナーの上面が導光部材３１，３２の対向する端面３１ｂ，３２ｂよりも下がったＴ３の位置になると、第１の導光部材３１から第２の導光部材３２への光透過量や光透過時間がさらに増え、受光素子２２が光を検知できる時間がより増えてくる。このように、受光素子２２が光を検知できる時間の長さやタイミングの違いから、トナーの量（残量）を検知する仕組みとなっている。
【００６９】
図５は、画像形成装置本体の内部構造の概略図、図６は、図５の要部拡大図である。
図５に示すように、画像形成装置本体１００の内面には、発光素子２１及び受光素子２２がプロセスユニットと同じ数ずつ配設されており、ここでは、それぞれ４つずつ４組設けられている。また、各組の発光素子２１及び受光素子２２は、画像形成装置本体１００内に取り付けられた板状の保持部材５０によって保持されている。
【００７０】
図６に示すように、保持部材５０は、画像形成装置本体１００に形成された収容空間１０１内に収容されている。この収容空間１０１は、上方から保持部材５０を挿入するための挿入用開口部１０２を有する。挿入用開口部１０２から挿入された保持部材５０は、収容空間１０１の底部に当接して受け止められる。また、収容空間１０１は、発光素子２１及び受光素子２２をプロセスユニット側へ露出させるための露出用開口部１０５を有する。露出用開口部１０５の横方向の幅Ｄ４は、収容空間１０１から保持部材５０が脱落しないように、保持部材５０の横方向の幅ｄ１よりも小さく設定されている。また、収容空間１０１の横方向の幅Ｄ１は保持部材５０の横方向の幅ｄ１よりも大きく、収容空間１０１の縦方向の長さＤ３は保持部材５０の縦方向の長さｄ３よりも大きく、収容空間１０１の奥行き方向の幅Ｄ２は保持部材５０の厚さｄ２よりも僅かに大きく設定されている。
【００７１】
上記のように、収容空間１０１が保持部材５０に対して横方向及び縦方向に大きく形成されていることで、保持部材５０は収容空間１０１内で横方向と縦方向に任意に移動可能に構成されている。すなわち、保持部材５０は、発光素子２１及び受光素子２２の光軸Ｌと直交する方向に任意に移動可能となっている。ここで、発光素子２１及び受光素子２２の光軸Ｌとは、上記第１及び第２の導光部材３１，３２を介して発光素子２１から受光素子２２へ光を案内する経路のことである。
【００７２】
また、保持部材５０の裏面（プロセスユニットと対向する面とは反対側の面）側からは、発光素子２１及び受光素子２２を画像形成装置の図示しない電子素子集約基板（エンジンボード）に電気的に接続するためのハーネス２６が伸びている。ただし、このハーネス２６は、保持部材５０の光軸Ｌと直交する方向の移動を規制するものではない。また、電子素子集約基板には、通常、４色分のハーネス２６のコネクタスペースが必要となるが、そのコネクタスペースを省スペース化するために、途中に中継基板を設け、４色分をまとめてから１つのコネクタで接続してもよい。また、本実施形態では、収容空間１０１を形成する周壁部分が、保持部材５０に設けられた発光素子２１及び受光素子２２などの端子と接触しても誤信号の原因とならないように、周壁部分を熱可塑性樹脂で構成している。
【００７３】
続いて、図６、図７及び図８に基づいて、発光素子及び受光素子を位置決めするための位置決め手段について説明する。なお、図７は、プロセスユニットの外観の概略図、図８は、図７の要部拡大図である。
図６に示すように、保持部材５０には、位置決め手段としての円形の穴部５１が貫設されている。一方、図７に示すように、プロセスユニット１には、保持部材５０の穴部５１に挿脱可能なピン状の凸部５２が設けられている。この凸部５２は、プロセスユニット１の画像形成装置本体に対する装着方向Ａへ突出している。
【００７４】
図８に示すように、凸部５２は、穴部５１への挿入をスムースに行うために先端に向かってテーパ状に細く形成された円錐状の案内部５２０と、位置決めのための円柱状の位置決め部５２１とを有する。また、本実施形態では、各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａの周囲に、遮光カバー３３，３４が設けられている。各遮光カバー３３，３４は、発光素子及び受光素子の上記光軸の方向に開口する筒状の部材であり、それぞれの内側のエッジはＣ面取り加工されている。
【００７５】
以下、図９を参照して、発光素子及び受光素子の位置決め方法について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、プロセスユニット１を画像形成装置本体１００に対して図の矢印Ａの方向に挿入する。図９（ａ）に示す状態では、プロセスユニット１に設けられた凸部５２は、保持部材５０の穴部５１には挿入されていない。また、この状態では、保持部材５０は重力により収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持されている。
【００７６】
図９（ｂ）に示すように、さらにプロセスユニット１を図の矢印Ａの方向に挿入すると、凸部５２の先端が保持部材５０の穴部５１の縁に当接する。このとき、テーパ状の案内部５２０が穴部５１の縁に摺接することにより、凸部５２が穴部５１内に案内されると共に、保持部材５０は図の矢印Ｂに示す上方へ持ち上げられる。
【００７７】
そして、図９（ｃ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着が完了し、凸部５２の位置決め部５２１が穴部５１内に挿入された状態になると、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制される。また、このとき、発光素子２１と受光素子２２は遮光カバー３３，３４内に干渉することなく挿入され、それぞれ導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対向する。
【００７８】
上記のように、本実施形態では、プロセスユニット１の装着動作に伴い、凸部５２が穴部５１に挿入されることによって、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動を規制することができるので、発光素子２１及び受光素子２２を各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して正確に位置決めすることができる。すなわち、本発明の構成では、保持部材５０が光軸と直交する任意の方向に移動可能であるので、保持部材５０がプロセスユニット１に対して光軸と直交するどの方向にずれていても、そのずれを修正して正確な位置決めを行うことができる。これにより、トナー量を高精度に検知することが可能である。
【００７９】
また、位置決めが完了した状態で、発光素子２１と受光素子２２の周囲にはそれぞれ遮光カバー３３，３４が配設されるので、発光素子２１からの不要な光の発散と、受光素子２２への不要な光の入射を防止できる。特に、本実施形態のように、発光素子２１と受光素子２２と互いに近い位置に配設されている場合は、発光素子２１からの光がそのまま受光素子２２に受光されやすく、誤検知となる虞があるが、遮光カバー３３，３４を設けることで誤検知を防止できるようになる。また、近年の小型化により発光素子２１と感光体との間隔も短くなってきており、このような構成の場合、発光素子２１からの光が強いと感光体上の静電潜像形成に悪影響を及ぼすことも懸念されるが、遮光カバー３３，３４を設けることで感光体への不要な光の照射を防止できるようになる。
【００８０】
なお、プロセスユニット１を画像形成装置本体１００から取り外す場合は、上記矢印Ａの方向とは反対方向にプロセスユニット１を移動させることにより、凸部５２が穴部５１から離脱し、保持部材５０は再び収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持される。
【００８１】
また、図１０に示すように、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと、各遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｘ１，Ｘ２は、穴部５１の入口側の端部５１ａと、凸部５２の位置決め部５２１の先端５２１ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｙより、大きく設定されていることが好ましい。このように設定することで、図１１に示すように、穴部５１の入口側の端部５１ａに位置決め部５２１の先端５２１ａが到達した状態で、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの間に間隔Ｗ１，Ｗ２をもたせることができる。これにより、プロセスユニット１を装着する際、遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａが発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａの位置に到達するより先に、位置決め部５２１の先端５２１ａが穴部５１の入口側の端部５１ａに到達して位置決めすることができるので、遮光カバー３３，３４と発光素子２１及び受光素子２２との干渉を確実に防止することができ、発光素子２１及び受光素子２２の傷付きを防止できる。
【００８２】
また、図１２に示すように、穴部５１の入口側に案内部５１０を設けてもよい。この場合、入口側に向かってテーパ状に拡大するように形成された案内部５１０によって、凸部５２を穴部５１内にスムースに挿入することができる。また、穴部５１は、挿入方向にストレートに形成された位置決め部５１１を有しており、この位置決め部５１１に円柱状に形成された凸部５２が挿入されることで発光素子２１及び受光素子２２の位置決めが行われる。
【００８３】
図１２に示すように、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと、各遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｘ１，Ｘ２は、位置決め部５１１における入口側の端部５１１ａと、凸部５２の先端５２ａとの、プロセスユニット１の装着方向Ａの距離Ｚより、大きく設定されていることが好ましい。このように設定することで、図１３に示すように、位置決め部５１１の入口側の端部５１１ａに凸部５２の先端５２ａが到達した状態で、発光素子２１及び受光素子２２の先端２１ａ，２２ａと遮光カバー３３，３４の先端３３ａ，３４ａとの間に間隔Ｗ１，Ｗ２をもたせることができ、上記と同様に、遮光カバー３３，３４と発光素子２１及び受光素子２２との干渉を確実に防止することができる。
【００８４】
また、図１４に示す実施形態のように、保持部材５０に凸部５２を設け、プロセスユニット１に穴部５１を設けてもよい。すなわち、この実施形態は、凸部５２と穴部５１を設ける対象（保持部材５０及びプロセスユニット１）が、上記実施形態とは反対になっている。それ以外は、図９に示す上記実施形態と同様の構成である。
【００８５】
この場合も、図１４（ａ）に示すように、凸部５２が穴部５１内に挿入される前の状態では、保持部材５０は重力により収容空間１０１の底部１０１ａに当接した状態で保持されている。
【００８６】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着動作（挿入動作）に伴って、穴部５１の先端が保持部材５０の凸部５２の縁に当接すると、テーパ状の案内部５２０が穴部５１の縁に摺接することにより、凸部５２が穴部５１内に案内されつつ、保持部材５０が図の矢印Ｂに示す上方へ持ち上げられる。
【００８７】
そして、図１４（ｃ）に示すように、プロセスユニット１の画像形成装置本体１００への装着が完了し、凸部５２の位置決め部５２１が穴部５１内に挿入された状態になると、保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制される。
【００８８】
これにより、上記と同様に、発光素子２１及び受光素子２２が各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して正確に位置決めされ、トナー量を高精度に検知することができる。また、本実施形態においても、位置決めが完了した状態で、発光素子２１と受光素子２２とが遮光カバー３３，３４内に挿入されることで、発光素子２１からの不要な光の発散と、受光素子２２への不要な光の入射を防止できる。
【００８９】
また、図１４に示す実施形態では、凸部５２を着脱可能なプロセスユニット１ではなく保持部材５０に設けているので、プロセスユニット１に凸部５２を設けている場合に比べて、凸部５２の破損や損傷が生じにくくなる利点がある。一方、凸部５２をプロセスユニット１側に設けている場合は、穴部５１をプロセスユニット１に設けないため、プロセスユニット１内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる利点がある。
【００９０】
また、図１５に示すように、遮光カバー３３，３４を保持部材５０に設けてもよい。この場合、プロセスユニット１の着脱動作に関係なく、発光素子２１及び受光素子２２は常に遮光カバー３３，３４によって囲まれた状態となっている。それ以外は、図９に示す上記実施形態と同様の構成である。
【００９１】
図１５に示す実施形態の場合、図１５の（ａ）（ｂ）（ｃ）の順にプロセスユニット１を画像形成装置本体１００に対して挿入していくと、凸部５２が穴部５１に挿入されることにより保持部材５０の光軸と直交する方向の移動が規制され、発光素子２１と受光素子２２及び遮光カバー３３，３４が、各導光部材３１，３２の露出した端面３１ａ，３２ａに対して位置決めされる。なお、ここでの凸部５２の挿入動作に伴う保持部材５０の位置決め作用は、図９に示す実施形態と基本的に同様であるので詳しい説明は省略する。
【００９２】
上述の各実施形態では、各保持部材５０に設けられた穴部５１は互いに同じ形状に形成されているが（図５参照）、図１６に示す実施形態のように、穴部５１の形状を互いに異ならせることも可能である。さらに、この場合、図示省略するが、各色のプロセスユニット１に設けられた凸部５２も、各穴部５１に対応して互いに異なる形状に形成されている。すなわち、プロセスユニット１の像剤収容部に収容されるトナーの色ごとに、凸部５２及び穴部５１の形状を異ならせている。このように、凸部５２及び穴部５１の形状を互いに異ならせておくことにより、各色のプロセスユニット１を対応しない色の位置に装着しようとすると、凸部５２を穴部５１に挿入できないので、誤装着を防止することができる。また、間違えて、プロセスユニット１を対応しない色の位置に挿入した場合は、凸部５２が穴部５１に挿入されないことにより、当該プロセスユニット１が画像形成装置本体１００から突出し、画像形成装置本体１００に設けた扉２００（図２参照）を閉じることができない状態となるようにしてもよい。
【００９３】
また、プロセスユニット１の誤装着を防止するために、図１７に示すように、各保持部材５０に設けられた穴部５１の配置、及び各色のプロセスユニット１に設けられた凸部５２の配置（図示省略）を互いに異ならせてもよい。
【００９４】
また、図１４に示すような、保持部材５０に凸部５２を設け、プロセスユニット１に穴部５１を設けた実施形態においても、現像剤の色ごとに、凸部５２及び穴部５１の形状又は配置を異ならせることも可能である。この場合も上記と同様にプロセスユニット１の誤装着を防止できるようになる。
【００９５】
また、画像形成装置によって、凸部５２と穴部５１の形状又は配置を異ならせてもよい。この場合は、凸部５２と穴部５１の形状又は配置が異なる画像形成装置には、プロセスユニット１を装着することができなくなり、他機への誤装着防止又は非互換機能を発揮できるようになる。
【００９６】
また、図１８は、遮光カバーを設けていない場合の構成を示す図である。
このように、上記遮光カバー３３，３４を設けない構成においても、上述の実施形態と同様に、本発明の構成を適用することは可能である。また、図１８では、プロセスユニット１に凸部５２を設け、保持部材５０に穴部５１を設けているが、反対に、プロセスユニット１に穴部５１を設け、保持部材５０に凸部５２を設けてもよい。
【００９７】
ところで、上述の実施形態では、保持部材５０を位置決めするのに、円柱状の凸部５２を円形の穴部５１に挿入するだけの一軸による係合であるので、基本的に保持部材５０は凸部５２を中心として回転可能となっている。従って、上述の実施形態においては、万が一、保持部材５０が回転すると、発光素子２１及び受光素子２２は、第１及び第２の導光部材３１，３２に対して位置ずれする可能性がある。そのため、保持部材５０の回転を規制する回転規制手段を設けてもよい。
【００９８】
図１９に、回転規制手段を設けた構成を示す。
図１９に示すように、回転規制手段は、プロセスユニット１に設けられた突起５５と、保持部材５０に設けられた嵌合穴５４及びそれに連接された２つの溝部５６を有する。
【００９９】
突起５５は、凸部５２よりも短いピンで構成されている。また、突起５５は、凸部５２と同様に、先端に向かってテーパ状に細く形成された円錐状の案内部５５０と、位置決めのための円柱状の位置決め部５５１とを有する。
【０１００】
嵌合穴５４は、突起５５の位置決め部５５１の外径とほぼ同じ大きさの径に形成された円形の穴である。また、２つの溝部５６は、嵌合穴５４の反対側にそれぞれ連設されている。なお、図１９に示す例では、嵌合穴５４及び溝部５６は、保持部材５０を貫通して形成されているが、それぞれ、貫通しない有底の穴や溝で構成することも可能である。
【０１０１】
図２０に示すように、各溝部５６は、穴部５１の中心から半径ｒの円軌跡Ｊ上に形成されている。言い換えれば、各溝部５６は、穴部５１（又は穴部５１に挿入された凸部５２）を中心として保持部材５０が回転する回転方向Ｖに沿って形成されている。また、各溝部５６の開口幅Ｈ２は、嵌合穴５４の開口幅（直径）Ｈ１よりも小さく、かつ、嵌合穴５４に近づくにつれて漸増するように形成されている。
【０１０２】
以下、保持部材の回転方向の位置決め動作について説明する。
図１９において、プロセスユニット１を（画像形成装置本体に取り付けられている）保持部材５０に接近させると、まず、凸部５２が穴部５１内に挿入され、次いで、突起５５が嵌合穴５４内に挿入されて互いに嵌合する。これにより、保持部材５０とプロセスユニット１は、凸部５２と突起５５との二軸によって係合されるため、保持部材５０の凸部５２を中心とする回転が規制される。
【０１０３】
また、図２１（ａ）に示すように、保持部材５０の位置決めを行う際に、保持部材５０が穴部５１を中心に回転方向に位置ずれている場合がある。この場合、プロセスユニット１を保持部材５０に接近させると、上記と同様に、凸部５２が穴部５１内に挿入されるが、突起５５は嵌合穴５４ではなく溝部５６に挿入される。ここで、溝部５６に挿入されている突起５５の部分は、テーパ状に形成された先端（案内部５５０）のみである。そして、プロセスユニット１をさらに保持部材５０側へ接近させると、溝部５６に挿入された突起５５の先端が、溝部５６に沿って開口幅の漸増する方向、すなわち嵌合穴５４側へ移動する。この作用により、保持部材５０は、図２１（ａ）の矢印の方向に回転して、回転方向の位置ずれが修正される。そして、図２１（ｂ）に示すように、突起５５が嵌合穴５４の位置に到達すると、突起５５が嵌合穴５４内に挿入されて互いに嵌合する。これにより、保持部材５０の回転が規制され、保持部材５０が所定の位置に保持される。
【０１０４】
このように、図１９〜図２１に示す実施形態では、簡易な構成により、保持部材５０の回転方向の位置ずれを修正して所定の位置に保持することができるので、各導光部材３１，３２に対する発光素子２１及び受光素子２２の位置決めをより正確に行うことができるようになり、トナー量の検知精度が一層向上する。
【０１０５】
なお、図２１では、突起５５が、２つの溝部５６のうち、図の上側の溝部５６に挿入される場合を例に説明したが、保持部材５０が図２１（ａ）で示す場合とは反対の回転方向に位置ずれしている場合は、突起５５は図の下側の溝部５６に挿入される。この場合、図の下側の溝部５６によって、上記と同様の作用により突起５５が嵌合穴５４へと誘導されることで、保持部材５０の回転方向の位置ずれが修正される。
【０１０６】
また、上述の実施形態とは反対に、突起５５を保持部材５０側に設け、嵌合穴５４及び溝部５６をプロセスユニット１側に設けることも可能である。突起５５と嵌合穴５４を、プロセスユニット１と保持部材５０のいずれに設けるかは、凸部５２と穴部５１の場合と同様に、各場合における利点が異なるので、それらを考慮して選択すればよい。すなわち、突起５５を保持部材５０に設けている場合は、プロセスユニット１に突起５５を設けている場合に比べて、突起５５の破損や損傷が生じにくくなる利点がある。一方、突起５５をプロセスユニット１側に設ける場合は、プロセスユニット１に嵌合穴５４を設けないので、プロセスユニット１内の容量が減るのを回避することができ、現像剤の収容量を多くすることができる利点がある。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の構成は、少なくとも現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットであれば、プロセスユニット以外のものにも適用可能である。例えば、現像剤収容部を有し画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器や、現像剤収容部と現像ローラ等の現像手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置などにも、本発明の構成を適用可能である。また、本発明の構成を、画像形成装置本体に対して着脱可能な廃トナー収容器に適用してもよい。
【０１０８】
上述の実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いているが、本発明はこれに限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる画像形成装置にも適用可能である。また、本発明を、インク等の粉体以外の現像剤量を検知する現像剤量検知装置に適用してもよい。
【０１０９】
また、本発明は、図１に示すような４つの感光体上に形成された画像を中間転写ベルトを介して記録媒体に一括転写するタンデム式のカラーレーザープリンタに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。
【０１１０】
例えば、１つの感光体に対して４つの現像装置が順次接触して画像を形成する画像形成装置があるが、このような画像形成装置にも本発明を適用してもよい。特に、この場合、現像装置に対する発光素子及び受光素子の位置決め機構に本発明の構成を適用することにより、現像装置が感光体に対して接離しても、発光素子及び受光素子を保持する保持部材が現像装置に追随して移動することができるので、現像装置の接離動作に伴う発光素子及び受光素子の位置ずれを防止できる。
【０１１１】
また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【０１１２】
以上のように、本発明によれば、現像剤量を検知するための光学素子を、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに対して、簡易な構成により正確な位置決めを行うことができる。すなわち、光学素子を、光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材で保持し、その保持部材を凸部や穴部などの位置決め手段によって位置決めするだけで、光学素子の正確な位置決めを行うことができる。このため、本発明は、従来の構成に比べて部品点数を少なくすることができ、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ プロセスユニット
２ 感光体
４ 現像装置
２１ 発光素子
２２ 受光素子
３１ 第１の導光部材
３２ 第２の導光部材
３３ 遮光カバー
３４ 遮光カバー
４３ 現像剤収容部
５０ 保持部材
５１ 穴部
５２ 凸部
５４ 嵌合穴
５５ 突起
５６ 溝部
１００ 画像形成装置本体
１０１ 収容空間
Ｖ 回転方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特許第２６０６９２０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置において、
前記光学素子を保持すると共に、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って前記光学素子の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材と、
前記ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で、前記保持部材の前記ユニットに対する前記光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする現像剤量検知装置。
【請求項２】
前記画像形成装置本体に前記保持部材よりも前記光軸と直交する任意の方向に大きく形成された収容空間を設け、当該収容空間内に前記保持部材を収容した請求項１に記載の現像剤量検知装置。
【請求項３】
前記光学素子としての発光素子と受光素子とを、前記保持部材によって保持し、前記発光素子及び前記受光素子に対向して前記発光素子からの光を前記受光素子へ導く導光部材を、前記ユニットに設けた請求項１又は２に記載の現像剤量検知装置。
【請求項４】
前記位置決め手段は、穴部と、当該穴部に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な凸部とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記凸部を設け、他方に前記穴部を設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項５】
前記凸部を前記ユニットに設け、前記穴部を前記保持部材に設けた請求項４に記載の現像剤量検知装置。
【請求項６】
前記穴部を前記ユニットに設け、前記凸部を前記保持部材に設けた請求項４に記載の現像剤量検知装置。
【請求項７】
前記凸部と前記穴部の少なくとも一方が、前記凸部を前記穴部内に案内する案内部を有する請求項４から６のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項８】
前記現像剤収容部に収容される現像剤の色ごとに、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせた請求項４から７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項９】
画像形成装置によって、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせた請求項４から８のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１０】
前記凸部を前記穴部に挿入した状態で、前記凸部を中心に前記保持部材が前記ユニットに対して相対的に回転するのを規制する回転規制手段を備える請求項４から９のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１１】
前記回転規制手段は、嵌合穴と、当該嵌合穴に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な突起とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記突起を設けると共に、他方に前記嵌合穴を設けた請求項１０に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１２】
前記突起の先端が挿入されると共に、挿入された前記突起の先端を前記嵌合穴へ誘導する溝部を、前記凸部を中心とする前記保持部材の回転方向に沿って形成した請求項１１に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１３】
前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記ユニットに設け、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って、前記遮光カバーが前記光学素子の周囲に配設されるように構成した請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１４】
前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記保持部材に設けた請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１５】
前記ユニットが、前記現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器である請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１６】
前記ユニットが、前記現像剤収容部と、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置である請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１７】
前記ユニットが、前記現像剤収容部と、静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットである請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに配設された現像剤収容部内の現像剤量を、光学素子を用いて検知する現像剤量検知装置において、
前記光学素子を保持すると共に、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って前記光学素子の光軸と直交する方向に任意に移動可能な保持部材と、
前記ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で、前記保持部材の前記ユニットに対する前記光軸と直交する方向への移動を規制して位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする現像剤量検知装置。
【請求項２】
前記画像形成装置本体に前記保持部材よりも前記光軸と直交する任意の方向に大きく形成された収容空間を設け、当該収容空間内に前記保持部材を収容した請求項１に記載の現像剤量検知装置。
【請求項３】
前記光学素子としての発光素子と受光素子とを、前記保持部材によって保持し、前記発光素子及び前記受光素子に対向して前記発光素子からの光を前記受光素子へ導く導光部材を、前記ユニットに設けた請求項１又は２に記載の現像剤量検知装置。
【請求項４】
前記位置決め手段は、穴部と、当該穴部に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な凸部とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記凸部を設け、他方に前記穴部を設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項５】
前記凸部を前記ユニットに設け、前記穴部を前記保持部材に設けた請求項４に記載の現像剤量検知装置。
【請求項６】
前記穴部を前記ユニットに設け、前記凸部を前記保持部材に設けた請求項４に記載の現像剤量検知装置。
【請求項７】
前記凸部と前記穴部の少なくとも一方が、前記凸部を前記穴部内に案内する案内部を有する請求項４から６のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項８】
前記現像剤収容部に収容される現像剤の色ごとに、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせた請求項４から７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項９】
画像形成装置によって、前記凸部及び前記穴部の形状又は配置を異ならせた請求項４から８のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１０】
前記凸部を前記穴部に挿入した状態で、前記凸部を中心に前記保持部材が前記ユニットに対して相対的に回転するのを規制する回転規制手段を備える請求項４から９のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１１】
前記回転規制手段は、嵌合穴と、当該嵌合穴に対して前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って挿入可能な突起とから成り、前記ユニットと前記保持部材の一方に前記突起を設けると共に、他方に前記嵌合穴を設けた請求項１０に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１２】
前記突起の先端が挿入されると共に、挿入された前記突起の先端を前記嵌合穴へ誘導する溝部を、前記凸部を中心とする前記保持部材の回転方向に沿って形成した請求項１１に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１３】
前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記ユニットに設け、前記ユニットの前記画像形成装置本体への装着動作に伴って、前記遮光カバーが前記光学素子の周囲に配設されるように構成した請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１４】
前記光学素子の周囲を覆い光軸の方向に開口する遮光カバーを前記保持部材に設けた請求項１から１２のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１５】
前記ユニットが、前記現像剤収容部を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像剤収容器である請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１６】
前記ユニットが、前記現像剤収容部と、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置である請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１７】
前記ユニットが、前記現像剤収容部と、静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットである請求項１から１４のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の現像剤量検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１６３９２７（Ｐ２０１２−１６３９２７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３１５９（Ｐ２０１１−３３１５９）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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