JP2003131487A - 光ガイド部材及び現像剤容器及び現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の撹拌部材28、128を有する現像剤容器25
のトナー残量を簡単な構成で、確実に検知すること。 【解決手段】現像剤を撹拌する撹拌部材28、128を有す
る現像剤容器25に使用される現像剤検知用の光ガイド部
材45であって、光ガイド部材45は、現像剤容器25内部に
複数の出射面を有し、現像ローラ27に最も近い第一の撹
拌部材28、現像ローラ27から二番目に近い第二の撹拌部
材128とするとき、撹拌部材28は光ガイド部材の光ガイ
ド出射面45Ａを清掃し、第二の撹拌部材128は光ガイド
部材45の光ガイド出射面45Ｂを清掃し、光ガイド部材45
の光ガイド出射面45Ａと対向する位置に第一の反射面45
Ｓを有し、光ガイド部材の光ガイド出射面45Ｂと対向す
る位置に第二の反射面45Ｔを有し、第一の反射面45Ｓ
と、第二の反射面45Ｔとのなす角度は９０度以上である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は出射された検出光を
受光することで現像剤容器内の現像剤の残量を検知する
ための光ガイド部材、及びこれを有する現像剤容器、及
びこれらのうちいずれかを有する現像装置、及びこれら
のうちいずれかを有するプロセスカートリッジ、及びこ
れらのうちいずれかを有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真画像形成プロセスを用いた
画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラ
ム及び前記感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体
的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成
装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が
採用されている。こ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よらずにユー
ザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上
させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ
方式は、画像形成装置において広く用いられている。プ
ロセスカートリッジの交換としては、現像剤（トナー）
が無くなったところで、ユーザーにトナー無しを知らせ
プロセスカートリッジの寿命を告げ、プロセスカートリ
ッジの交換を促すことを行っている。

【０００３】図１６は電子写真方式によって画像を形成
する画像形成装置の一形態であるレーザービームプリン
タ200の断面図である。一定速度で回転する感光体ドラ
ム201の表面を帯電手段202で一様に帯電する。そして、
前記感光体ドラム201に露光手段203から画像情報に応じ
たレーザー光を照射して潜像を形成し、その潜像を現像
装置204で現像される。そして、感光体ドラム201に形成
された現像画像は、給送部から搬送手段205によって搬
送される転写材Ｓに転写手段206によって転写される。

【０００４】そして、その転写材Ｓを定着手段207へ搬
送して定着し、機外に排出される。転写後、感光体ドラ
ム201に残った転写残トナーは、クリーニングブレード2
08により掻き落とされ、クリーニング容器209の中に貯
蔵される。現像装置204内にはトナーを担持する現像ロ
ーラ210を配し、現像ローラ210には、供給ローラ211が
摺擦しており、現像に寄与しなかったトナーを掻きとっ
て常に新鮮なトナーが供給されるようになっている。

【０００５】従来の光透過式のトナー残量検知方法につ
いて図１７及び図１８において述べる。トナーＴを収納
する現像剤容器216内には、撹拌部材212が設けられてい
て、撹拌部材212が回転することで、現像器開口部217か
ら現像器218内の供給ローラ211にトナーＴを搬送してい
る。

【０００６】図１７（ａ）に示すように、現像容器内の
トナー量が多い状態において、撹拌部材212が搬送した
余剰トナーは矢印ＡＡから窓214ａ方向へと落下する。
ところで、撹拌部材212はトナーＴを収納する現像剤容
器216に取り付けられた光透過用の窓214ａと214ｂに回
転する都度接触し、それぞれの窓の内側に付着したトナ
ーＴを拭き取っている。これにより、トナーＴの残量が
多い時は、下側窓214ａに付着したトナーを撹拌部材が
拭きとっても、矢印ＡＡから落下するトナーにより、窓
214ａは遮蔽され、光を透過しない。

【０００７】図１７（ｂ）はトナー残量が多い時の受光
素子215ｂの検知状態であり、出力５Ｖが光を検知しな
い状態であり、出力１Ｖが光を検知した状態である。図
１７（ａ）の状態では、撹拌部材212が窓214ａに付着し
ているトナーを拭きとっても、矢印ＡＡから落下するト
ナーにより、光が透過することなく窓214ａを遮蔽する
ため、受光素子215ｂの出力信号は５Ｖのままである。

【０００８】図１８（ａ）に示すように、トナーが無い
状態では、窓214ａを撹拌部材212が当接摺擦すると撹拌
部材から落下するトナーが無いため窓214ａは露出さ
れ、検知光Ｌｗを形成し、受光素子215ｂに受光させ
る。

【０００９】図１８（ｂ）は受光素子215ｂの光検知の
状態を示す図であり、窓214ａが光を透過すると受光素
子からの出力電圧が１Ｖとなり、レーザービームプリン
タ200はユーザーにトナーが無いことを通知する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランニ
ングコストの低価格化、プロセスカートリッジの長寿命
化のために、最近では、撹拌部材が２つ使用される構成
のカートリッジのが使用されるようになってきている。
このような構成で、寿命のさらなる安定した報知、コン
パクト化、信号の信頼性等にリスクがあった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、複数の撹拌部材
を有する現像剤容器のトナー残量を簡単な構成で、確実
に検知することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明の代表的な構成は、現像剤を撹拌する撹拌部
材を複数有する現像剤容器に使用される現像剤検知用の
光ガイド部材であって、前記光ガイド部材は、現像剤容
器内部に複数の出射面を有し、現像剤担持体に最も近い
第一の撹拌部材、前記現像剤担持体から二番目に近い第
二の撹拌部材とするとき、前記第一の撹拌部材は前記光
ガイド部材の第一の出射面を当接摺擦し、前記第二の撹
拌部材は前記光ガイド部材の第二の出射面を当接摺擦
し、前記光ガイド部材は前記第一の出射面と対向する位
置に第一の反射面を有し、前記光ガイド部材は前記第二
の出射面と対向する位置に第二の反射面を有し、前記第
一の反射面と、前記第二の反射面とのなす角度は９０度
以上であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施形態）以下に、本発明に係
る電子写真画像形成装置として多色画像形成装置の実施
形態について図面により詳しく説明する。

【００１４】（画像形成装置の全体構成）まず画像形成
装置の全体構成について、図１乃至図５を参照して説明
する。図１は画像形成装置の全体構成を示す縦断面図で
ある。

【００１５】図１に示すように、画像形成装置Ａは、垂
直方向に並設された４個の像担持体としての感光体ドラ
ム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体
ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反
時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲に
は、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を
均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光
体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３
（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着
させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写
材Ｓに転写させる転写ローラ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナ
ーを除去するクリーニング装置12（12ａ、12ｂ、12ｃ、
12ｄ）等が配設されている。ここで、感光体ドラム１
と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯
電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的
にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ、
７ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。

【００１６】以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリン
ダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布し
て構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部
を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の
端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達される
ことにより、反時計周りに回転駆動される。

【００１７】帯電装置としての帯電ローラ２は、接触帯
電方式のものを使用することができる。帯電ローラ２
は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このロ
ーラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、この
ローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光
体ドラム１表面を一様に帯電させる。

【００１８】スキャナユニット３は、感光体ドラム１の
略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）
によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ
ー（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９
（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミ
ラー９に反射した画像光は、結像レンズ10（10ａ、10
ｂ、10ｃ、10ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表
面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成し
ている。現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはそれぞれイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを
夫々収納した現像器から構成される。

【００１９】また、すべての感光体ドラム１ａ、１ｂ、
１ｃ、１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転
写ベルト11が配設される。静電転写ベルト11は１０¹¹〜
１０ ¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０
μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベル
ト11は、垂直方向に４軸でローラ13、14Ａ、14Ｂ、15に
支持され、図中左側の外周面に記録媒体としての転写材
Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓに接触
させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電
転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラ
ム１上のトナー像を転写される。

【００２０】この静電転写ベルト11の内側に当接し、４
個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位
置に転写ローラ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）が並設さ
れる。これら転写ローラ５から正極性の電荷が静電転写
ベルト11を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による
電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体
ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

【００２１】静電転写ベルト11は周長約７００ｍｍ、厚
み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ13、従動ロー
ラ14Ａ、14Ｂ、テンションローラ15の４本のローラに掛
け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述
した静電転写ベルト11が循環移動して転写材Ｓが従動ロ
ーラ14Ａ側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー
像を転写される。

【００２２】給送部16は、画像形成部に転写材Ｓを給送
搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給送カセット
17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18（半
月ローラ）、レジストローラ対19が画像形成動作に応じ
て駆動回転し、給送カセット17内の転写材Ｓを１枚毎分
離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対
19に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転
写ベルト１１の回転と画像書き出し位置の周期をとっ
て、レジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと
給送されていく。

【００２３】定着部20は、転写材Ｓに転写された複数色
のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ロ
ーラ21Ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与
える加圧ローラ21Ｂとからなる定着ローラ対21を備えて
いる。

【００２４】すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を
転写した転写材Ｓは定着部20を通過する際に定着ローラ
対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱
及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像
が転写材Ｓ表面に定着される。

【００２５】画像形成の動作としては、プロセスカート
リッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合
わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動さ
れる。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応す
るスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動によ
り、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷
を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１
周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周
面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像剤担持
体としての現像ローラ27は、静電潜像の低電位部にトナ
ーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成
（現像）する。

【００２６】最上流の感光体ドラム１周面上のトナー像
の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送され
てくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始
位置が一致するように、レジストローラ対19が回転を開
始して転写材Ｓを静電転写ベルト11へ給送する。

【００２７】転写材Ｓは静電吸着ローラ22と静電転写ベ
ルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11
の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電吸着ロー
ラ22との間に電圧を印加することにより、誘導体である
転写材Ｓと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起
し、転写材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するよ
うに構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベ
ルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送さ
れる。このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体
ドラム１と転写ローラ５との間に形成される電界によっ
て、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

【００２８】４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、
ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から
曲率分離され、定着部20に搬入される。転写材Ｓは、定
着部20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対
23によって、排出部24から画像面を下にした状態で本体
外に排出される。

【００２９】また、このような電子写真画像形成装置に
おいては、プロセスカートリッジ７に記憶素子（記憶手
段）61（61ａ、61ｂ、61ｃ、61ｄ）を内蔵し（図４参
照）、この記憶素子61にサービス情報を登録しておく。
そして、プロセスカートリッジ７を画像形成装置Ａ本体
に装着した際に、装置本体側に設けられたコネクタ62
（62ａ、62ｂ、62ｃ、62ｄ）とプロセスカートリッジ７
側に設けられたコネクタ63（63ａ、63ｂ、63ｃ、63ｄ）
とを接続させる。そしてコネクタを介して記憶素子61の
情報を装置本体に取り込む。装置本体ではその情報に基
づいて、プロセスカートリッジ７の交換時期などを判断
してその旨を表示する。これによって、ユーザーに対し
て、装置本体あるいはプロセスカートリッジのメンテナ
ンスを促している。

【００３０】図５は本体の電気ブロック図である。本体
にはエンジンコントローラであるＭＰＵ100が設置さ
れ、電気的な制御を行っている。本体電源ＯＮ後、各種
状態を検知し、画像形成動作を可能としている。後述す
るが、ＭＰＵ100のＩＯポートからの入出力信号により
発光素子30（30ａ、30ｂ、30ｃ、30ｄ）を発光させ、検
知手段としての受光素子39（39ａ、39ｂ、39ｃ、39
ｄ）、40（40ａ、40ｂ、40ｃ、40ｄ）によりカートリッ
ジ中のトナーの状態を検知し、トナーが半分無くなった
時、ユーザーに注意をし、トナーが全部無くなるとユー
ザーにカートリッジ交換を促す。

【００３１】（画像形成装置本体に対するプロセスカー
トリッジの着脱方法）次に、画像形成装置本体Ａに対す
るプロセスカートリッジ７の着脱方法を、図２乃至図４
を用いて説明する。図２に示すように、プロセスカート
リッジ７は、画像形成装置本体Ａに対して、着脱可能で
あり、その際、プロセスカートリッジ７は、画像形成装
置本体Ａの前扉32が開いた状態において、水平方向Ｘに
抜き差しされる構成となっている。前扉32は装置本体に
対して軸32Ａを中心に回動して図１、図２に示すように
立てた状態と横になって開いた状態となるようになって
いる。尚、上述した静電転写ベルト11及びこれを支持す
る各ローラ13、14Ａ、14Ｂ、15、並びに転写ローラ５は
前扉32に設けられている。

【００３２】図３、図４に示すように、画像形成装置本
体Ａ内において、プロセスカートリッジ７は、画像形成
装置本体Ａ内に設けられているガイドレール部33と、プ
ロセスカートリッジ７に設けられた挿入ガイド部が係合
することにより、図２に示すように、矢印の方向（略水
平方向）に着脱される構成となっており、プロセスカー
トリッジ７が画像形成装置本体Ａに挿入される際は、前
記前扉32が開いた状態で、前記ガイドレール部33に沿っ
て奥側まで差し込まれ、各プロセスカートリッジ７の感
光体ドラム１が上下方向に一直線上に位置する位置にて
停止する。また、脱着される際は、前記位置より、前記
ガイドレール部33に沿って前記前扉32側に向かって引き
出されることによりプロセスカートリッジ７は画像形成
装置本体Ａの外に取り出される。

【００３３】図４を用いて、記憶素子61を用いたプロセ
スカートリッジ７の装置本体100のコネクタ62との結合
方法について説明する。図４はプロセスカートリッジの
背面斜視図であり。プロセスカートリッジ７の枠体を示
している。枠体には画像形成装置本体Ａへの位置決め部
64が設けられており、プロセスカートリッジ７が画像形
成装置本体Ａに装着されると、画像形成装置本体Ａに設
けられたプロセスカートリッジ受け65の受け部66によっ
て枠体に設けられた位置決め部64が抱え込まれて、プロ
セスカートリッジ７の画像形成装置Ａ内での位置が決ま
る。記憶素子61はプロセスカートリッジ７の枠体の長手
中心部に取り付けられている。ここで記憶素子61の電極
67はコネクタ外壁の高さより低くなっている。

【００３４】プロセスカートリッジ７が画像形成装置本
体に装着されると記憶素子61と画像形成装置Ａに設けら
れたコネクタ62と電気的に接続され、記憶素子61と本体
内に装着されたＭＰＵ100との間で通信が可能になる。

【００３５】（プロセスカートリッジの概略）図６、図
７においてプロセスカートリッジの概略を説明する。プ
ロセスカートリッジ７は、感光体ドラムと、少なくとも
１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセ
ス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯
電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現
像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリー
ニングするためのクリーニング手段等がある。本実施の
形態のプロセスカートリッジ７は、図６に示すように、
感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム１を
回転し、帯電手段である帯電ローラ２へ電圧印加して感
光体ドラム１の表面を一様に帯電し、この帯電した感光
体ドラム１に対して前記スキャナユニット３からの光像
を露光開口部35（35ａ、35ｂ、35ｃ、35ｄ）を介して露
光して潜像を形成し、該潜像を現像手段である現像装置
４によって現像するように構成している。

【００３６】現像装置４は、図６に示すように現像剤容
器25の現像剤収納部25Ａ内の撹拌手段である回転可能な
撹拌部材28により、開口部25Ｂを通じてトナーを送り出
し、回転駆動される供給ローラ29によって現像に寄与し
なかったトナーを掻き取って、常に新鮮なトナーを現像
ローラ27に供給する。そして現像ローラ27を回転させる
と共に、現像ブレード36によって摩擦帯電電荷を付与し
たトナー層を現像ローラ27の表面に形成し、そのトナー
を前記潜像に応じて感光体ドラム１へ転移させることに
よってトナー像を形成して可視像化するものである。

【００３７】撹拌部材28は軸28Ａに固定したボス28Ｃに
撹拌翼28Ｂを設けてある。軸28Ａは現像剤容器25に回転
自在に支持され一端は該容器25の外部に延出されてい
る。撹拌翼28Ｂは可撓性のプラスチック部材でできてい
る。プロセスカートリッジ７が新品の際は開口部25Ｂは
トナーシール部材で封止されており、現像剤容器25中の
トナーは外部に洩れることはない。トナーシール部材は
外部に引き出されて開封される。黒色磁性トナーを用い
るプロセスカートリッジ７においては供給ローラ29は有
しない。そして現像ローラ27には固定磁石を内蔵してい
る。

【００３８】そして転写ローラ５に前記トナー像と逆極
性の電圧を印加してトナー像を転写材Ｓに転写した後
は、クリーニングブレード６Ａによって感光体ドラム１
に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート６
Ｂによってすくい取り、クリーニング容器12内へ集める
クリーニング手段によって感光体ドラム１上の残留トナ
ーを除去するように構成している。

【００３９】このプロセスカートリッジ７は感光体ドラ
ム１、帯電ローラ２、クリーニングブレード６Ａを支持
すると共にクリーニング容器12を有する。また、現像ロ
ーラ27、供給ローラ29を支持する現像容器37と、トナー
を収納し、このトナーの撹拌と現像容器37への送り出し
を行う撹拌部材28を支持する現像剤容器25とを超音波等
で溶着したトナー現像枠体と前記各部材を支持したクリ
ーニング容器12を回動可能に結合し、感光体ドラム１と
現像ローラ27を圧接する方向にばね力が作用するばね
（不図示）を現像容器37とクリーニング容器12との間に
設けてある。上記現像剤容器25、現像容器37、クリーニ
ング容器12はＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で成形
して作られている。

【００４０】図７に示すように、発光素子30は、発光側
光ガイドとしての光ガイド部材45に対し赤外光を照射し
ている。光透過窓55Ａ、55Ｂは容器25の接着または超音
波溶着等により、固着されている。トナーが無くなると
この窓から、検知光が容器外へと伝播される。また、受
光側光ガイド46、47は入射面と受光側光ガイドで、略４
５度の全反射面を持ち、検知光は受光素子39、40側の反
射面を透過し、受光素子39、40へと光を伝える。光ガイ
ドの材質はアクリル樹脂、または、ポリスチレン樹脂
等、光を透過し、かつ全反射するように屈折率１．２〜
１．７程度の合成樹脂が使用される。容器25には、容器
から突出したカシメ用ボスにより、カシメられている。

【００４１】（トナー残量検知の実施系）次に本発明の
特徴部分である光透過トナー残量検知方法の実施の形態
について述べる。図６に示すように、トナーＴを収納す
るプロセスカートリッジ７、また、現像剤容器25内には
現像ローラ27に近い側から順に第一の撹拌部材28と第二
の撹拌部材128が設けられていて、それぞれの攪拌部材
が回転することで、供給ローラ29にトナーＴを搬送して
いる。撹拌部材28、及び撹拌部材128は、トナーＴを搬
送する以外にも光透過窓55Ａ、55Ｂ、及び第１の出射面
としての光ガイド出射面45Ａ、第二の出射面としての光
ガイド出射面45Ｂに接触摺動し、付着したトナーＴを除
去する拭き取り機能も持っている。

【００４２】さらに、現像剤容器25の側面には、図８に
示すように、画像形成装置本体側に設けられた赤外線Ｌ
ＥＤ等の発光素子30と赤外線フォトトランジスタ等の受
光素子39、40が配置されている。発光素子30から出射さ
れた検知光は約８度程度の発散光である。

【００４３】本発明の光ガイドについては後述するが、
第一の入射面としてのスキャナ側入射面45Ｅ、及び第二
の入射面としての現像ローラ側入射面45Ｆと入射面を２
つ持っており、長手方向に対し、お互いに外方向への傾
きを持っている。また便宜上、スキャナ側入射面45Ｅの
中央部に当る光を光Ｌｂ、現像ローラ側入射面45Ｆの中
央部に当る光を光Ｌａと呼ぶ。本実施形態では、入射し
た光が反射面まで平行光になるようにポリスチレンの屈
折率に合わせ、スキャナ側入射面45Ｅ、現像ローラ側入
射面45Ｆ共、接合部を中心に３度の勾配をもたせてい
る。

【００４４】図８は現像剤容器25の蓋と撹拌部材を取り
除く現像剤容器を上からみた図であり、図９は現像剤容
器を下から見た図であり、図１０は光ガイド近傍をスキ
ャナユニット側からみた前面図である。

【００４５】図９に示すように、入射面45Ｅから入射し
た光Ｌｂの延長上にある光Ｌｄと、入射面45Ｆから入射
した光Ｌａの延長上にある光Ｌｃとは、入射面45Ｅ、45
Ｆの傾きと光ガイドの材質のもつ屈折率とにより平行光
となり、対向した第一の反射面としての反射面45Ｓ、及
び第二の反射面としての反射面45Ｔへと照射する。この
反射面45Ｓ、45Ｔは略４５度の面で構成され、光Ｌｄ、
Ｌｃは全反射し、反射面45Ｓ、45Ｔから出射され、検知
光Ｌｓ、Ｌｔとなり、現像剤容器25内へと照射される。

【００４６】図１０に示すように、トナーＴが現像剤容
器25内に無い時は検知光Ｌｓは光透過窓55Ａを透過し、
受光側光ガイド46の入射面46Ａから入射した検知光Ｌｓ
は反射面46Ｂにより全反射し、屈曲され、出射面46Ｃか
ら受光素子39へ出射される。このように受光素子39（検
知光Ｌｔの場合は受光素子40）が受光したか否かによっ
て前記現像剤容器25内に収納されているトナーＴの残量
を検知する構成となっている。

【００４７】（本発明の光ガイド）図１１及び図１２を
用いて、本発明の光ガイドの構成、機能を説明する。図
１１は本発明の光ガイドの斜視図であり、図１２は本発
明の光ガイドの５面図である。本発明の光ガイドの材質
は透明の樹脂部材で作られ、本実施形態では屈折率１．
５９のポリスチレン樹脂を使用している。

【００４８】図１１及び図１２に示すように、光ガイド
出射面45Ａは現像ローラ側の撹拌部材28側のトナーを検
知する検知光Ｌｓを発する出射面であり、光ガイド出射
面45Ｂはスキャナ側の撹拌部材128側のトナーを検知す
る検知光Ｌｔを発する出射面である。また反射面45Ｓ、
45Ｔは長手方向に略４５度の傾斜を持つ反射面であり、
反射面45Ｓは、光ガイド出射面45Ａと対向しており、反
射面45Ｔは出射面45Ｂと対向している。また、本実施形
態では反射面45Ｓと反射面45Ｔとの角度は１００度であ
り、９０度以上であるため、お互いの光路を塞がない位
置関係となっている。

【００４９】光ガイド部材45は発光素子30からの光を真
っ直ぐ受けるのが理想的であるが、検知光の分光をする
ため、反射面、入射面は２つ必要であり、スキャナ側入
射面45Ｅの中心及び現像ローラ側入射面45Ｆは発光素子
30から開いた位置となる。

【００５０】図８において、本実施形態では、各入射面
の中心への光軸を示すＬａ、Ｌｂとも各ガイド方向から
５度ずつ開いた所に位置する。この光をガイドに対し平
行光にするには、５度＝ｘ度−ＡｒｃＳｉｎ（１．５９
×ｓｉｎｘ度）、ｘ度＝１２．８度。故に入射面は７．
８度、もう一つの入射面と向き合わない側に傾けてい
る。

【００５１】図１１において、壁部材45Ｃ、45Ｄは、現
像剤容器25に光ガイド部材45を取り付けるための部材で
ある。第一の壁部材としての壁部材45Ｃは現像剤容器25
の底部25Ｄに取り付けるため、光ガイド出射面45Ａ、45
Ｂを延長した方向に伸びている。また、第二の壁部材と
しての壁部材45Ｄは現像剤容器25の側壁に取り付けるた
め、容器底部用の壁部材45Ｃと略直角の位置で光ガイド
出射面45Ａ及び45Ｂと、スキャナ側入射面45Ｅ及び現像
ローラ側入射面45Ｆとの間にある。

【００５２】これらの壁部材45Ｃ、45Ｄには超音波溶着
用リブ45Ｒがあり、超音波溶着機により現像剤容器25と
光ガイド部材45を簡単に溶着することができるようにな
っている。このことにより、量産性が向上する。

【００５３】（トナー残量検知動作）図１３を用いてト
ナー検知動作を説明する。図１３（ａ）はトナー残量が
多量にある状態であり、図１３（ｂ）はトナー残量が多
量にある状態の受光素子39、40の検知状況を示した信号
図である。この状態では、発光素子30から出射され、光
ガイド部材45の光ガイド出射面45Ａ、光ガイド部材45か
らの検知光Ｌｓ、Ｌｔは受光側光ガイド46、47に届かな
いため、受光素子39、40は光を検知せず、受光素子39、
40からの信号はトナー有りを示す５Ｖを出力する。

【００５４】図１４（ａ）はトナー残量が半分になった
状態である。この状態では、出射面45Ｂ近傍にトナーが
無いため、発光素子30から出射した光は光ガイド47に入
光する。図１４（ｂ）はトナー残量が半分の時の検知状
況を示した信号図である。撹拌部材128の撹拌翼128Ｂが
光路を遮蔽しない時間ｔｂだけ受光素子39、40はトナー
無しを示す電圧１Ｖの出力をＭＰＵ100に出力する。

【００５５】図１５（ａ）はトナー残量が０％になった
状態である。この状態では、光ガイド出射面45Ａ近傍に
トナーが無いため発光素子30から出射した光は受光側光
ガイド47に入光する。図１５（ｂ）はトナー残量が０％
の検知状況を示した信号図である。撹拌翼28Ｂが光路を
遮蔽しない時間ｔｃだけ受光素子は電圧１Ｖの出力をＭ
ＰＵ100に出力する。

【００５６】このように本発明の光ガイド部材45を使用
すると、光ガイド部材45が１つでありながら、検知光Ｌ
ｓ、Ｌｔを撹拌部材28及び123のある２方向に出射する
ことが可能であるため、発光素子、発光ガイドを増やす
ことを必要としない。また、プロセスカートリッジ７の
１台に対し、発光素子30を１個配設するのみで、トナー
残量が半分時、トナー無し時を確実にユーザーに報知
し、トナー残量検知の精度を上げることが可能である。

【００５７】また、これによりカートリッジの寿命の判
断が可能となり、カートリッジのメンテナンス性が向上
する。更に画像形成装置本体も、カートリッジ１台に対
し発光素子30は１個のみで済むため、信号の信頼性、組
みたて性が向上し、コストダウンが可能となる。

【００５８】また、ライトガイドの周囲に取付け壁を設
け、材質をポリスチレンとすることで、超音波溶着等に
より簡単に容器に、取付けることができ、生産性を向上
させることができる。

【００５９】（他の実施形態）前述した実施形態におい
ては、画像形成装置として４色のカラープリンタを例示
して説明したが、これに限るものではなく、単色もプリ
ンタでもよく、また複写機やファクシミリ装置等の画像
形成装置としてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、第一
の撹拌部材は光ガイド部材の第一の出射面を当接摺擦
し、第二の撹拌部材は光ガイド部材の第二の出射面を当
接摺擦し、前記光ガイド部材の第一の出射面と対向する
位置に第一の反射面を有し、前記光ガイド部材の第二の
出射面と対向する位置に第二の反射面を有し、第一の出
射面と、第二の出射面とのなす角度は９０度以上であ
る。このため、１つの光ガイド部材により、検知光を前
記第一の反射面及び第二の反射面により２方向に向けて
出射することができるため、複数の撹拌部材を有する現
像剤容器のトナー残量を簡単な構成で、確実に検知する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成を示す縦断面図であ
る。

【図２】画像形成装置のプロセスカートリッジの着脱構
成を示す縦断面図である。

【図３】画像形成装置本体の斜視図である。

【図４】プロセスカートリッジの斜視図である。

【図５】画像形成装置の電気ブロック図である。

【図６】プロセスカートリッジの断面図である。

【図７】プロセスカートリッジの斜視図である。

【図８】プロセスカートリッジの容器内の上視図であ
る。

【図９】プロセスカートリッジの下面図である。

【図１０】プロセスカートリッジの光ガイド近傍の断面
図である。

【図１１】光ガイド部材の斜視図である。

【図１２】光ガイド部材の五面図である。

【図１３】光ガイド部材のトナー残量が多量にあるとき
のトナー残量検知の説明図である。

【図１４】光ガイド部材のトナー残量が半分あるときの
トナー残量検知の説明図である。

【図１５】光ガイド部材のトナー残量がないときのトナ
ー残量検知の説明図である。

【図１６】従来の画像形成装置の断面図である。

【図１７】従来のトナー残量が多量にあるときのトナー
残量検知の説明図である。

【図１８】従来のトナー残量が少ない時のトナー残量検
知の説明図である。

【符号の説明】

Ａ …画像形成装置 Ｌａ …光 Ｌｂ …光 Ｌｃ …光 Ｌｄ …光 Ｌｓ …検知光 Ｌｔ …検知光 Ｓ …転写材 １ …感光体ドラム ２ …帯電ローラ ３ …スキャナユニット ４ …現像装置 ５ …転写ローラ ６Ａ …クリーニングブレード ６Ｂ …スクイシート ７ …プロセスカートリッジ ９ …ポリゴンミラー 10 …結像レンズ 11 …静電転写ベルト 12 …クリーニング装置 13 …駆動ローラ 14Ａ …従動ローラ 14Ｂ …従動ローラ 15 …テンションローラ 16 …給送部 17 …給送カセット 18 …給送ローラ 19 …レジストローラ対 20 …定着部 21 …定着ローラ対 21Ａ …加熱ローラ 21Ｂ …加圧ローラ 22 …静電吸着ローラ 23 …排出ローラ対 24 …排出部 25 …現像剤容器 25Ａ …現像剤収納部 25Ｂ …開口部 25Ｄ …底部 27 …現像ローラ 28 …撹拌部材 28Ａ …軸 28Ｂ …撹拌翼 28Ｃ …ボス 29 …供給ローラ 30 …発光素子 32 …前扉 32Ａ …軸 33 …ガイドレール部 34 …挿入ガイド部 35 …露光開口部 36 …現像ブレード 37 …現像容器 38 …トナーシール部材 39 …受光素子 40 …受光素子 45 …発光側光ガイド 45Ａ …光ガイド出射面 45Ｂ …光ガイド出射面 45Ｃ …壁部材 45Ｄ …壁部材 45Ｅ …スキャナ側入射面 45Ｆ …現像ローラ側入射面 45Ｒ …超音波溶着用リブ 45Ｓ …反射面 45Ｔ …反射面 46 …受光側光ガイド 46Ａ …入射面 46Ｂ …反射面 46Ｃ …出射面 47 …受光側光ガイド 55Ａ …光透過窓 55Ｂ …光透過窓 61 …記憶素子 62 …コネクタ 63 …コネクタ 64 …位置決め部 65 …プロセスカートリッジ受け 66 …受け部 67 …電極 100 …ＭＰＵ 128 …撹拌部材 128Ｂ …撹拌翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 達也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F014 FA02 2H077 AA12 AB03 AB13 AB15 AB18 AC04 AD06 BA08 BA09 DA15 DA36 DA63 DA65 DA80 FA16

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を撹拌する撹拌部材を複数有する
   現像剤容器に使用される現像剤検知用の光ガイド部材で
   あって、 前記光ガイド部材は、現像剤容器内部に複数の出射面を
   有し、現像剤担持体に最も近い第一の撹拌部材、前記現
   像剤担持体から二番目に近い第二の撹拌部材とすると
   き、 前記第一の撹拌部材は前記光ガイド部材の第一の出射面
   を当接摺擦し、前記第二の撹拌部材は前記光ガイド部材
   の第二の出射面を当接摺擦し、 前記光ガイド部材は前記第一の出射面と対向する位置に
   第一の反射面を有し、 前記光ガイド部材は前記第二の出射面と対向する位置に
   第二の反射面を有し、 前記第一の反射面と、前記第二の反射面とのなす角度は
   ９０度以上であることを特徴とする光ガイド部材。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ガイド部材であって、 前記光ガイド部材の長手方向端部には、 前記第一の反射面に対向する位置に配設される第一の入
   射面と、 前記第二の反射面に対向する位置に配設される第二の入
   射面とを有し、 前記第一の入射面と第二の入射面とは互いに向き合わな
   い方向に配設されていることを特徴とする光ガイド部
   材。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の光ガイド部
   材であって、 前記光ガイド部材を前記現像剤容器の底部に取り付ける
   ための第一の取付用壁部材と、 前記光ガイド部材を前記現像剤容器の側壁に取り付ける
   ための第二の取付用壁部材とを有することを特徴とする
   光ガイド部材。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の光ガイド部
   材であって、 合成樹脂材料により構成されることを特徴とする光ガイ
   ド部材。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光ガイド部材であって、 前記合成樹脂材料はポリスチレン樹脂であることを特徴
   とする光ガイド部材。
6. 【請求項６】 現像剤内部の現像剤の有無を検知するた
   めの検知光を検知手段に対してガイドする光ガイド部材
   であって、 前記現像剤容器内部に複数の出射面を有し、前記現像剤
   容器の複数箇所において前記現像剤の有無を検知可能な
   ことを特徴とする光ガイド部材。
7. 【請求項７】 現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、前記
   現像剤を収容する現像剤容器であって、 前記現像剤の有無を検知するために請求項１乃至請求項
   ６記載の光ガイド部材を有することを特徴とする現像剤
   容器。
8. 【請求項８】 現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、現像
   剤を供給する現像装置であって、 前記現像剤の有無を検知するために請求項１乃至請求項
   ６記載の光ガイド部材を有することを特徴とする現像装
   置。
9. 【請求項９】 像担持体と、該像担持体に作用するプロ
   セス手段とを有し、画像形成装置に着脱可能なプロセス
   カートリッジであって、 前記プロセス手段は、請求項８記載の現像装置を有する
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 【請求項１０】 像担持体と、該像担持体に現像を行な
    う現像装置を有する画像形成装置であって、 前記現像装置は、請求項８記載の現像装置であることを
    特徴とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 像担持体と、該像担持体に作用するプ
    ロセス手段を有するプロセスカートリッジを着脱可能に
    構成する画像形成装置であって、 前記プロセスカートリッジは請求項９記載のプロセスカ
    ートリッジであることを特徴とする画像形成装置。