JP2012053201A - Cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置およびこれに装着されるカートリッジに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser printer and a cartridge attached to the image forming apparatus.
レーザプリンタなどの画像形成装置の一例では、感光ドラムおよび現像装置が備えられている。現像装置のケース内には、互いに連通するトナー収容室内および現像室が形成されている。トナー収容室内には、たとえば、PET(ポリエチレンテレフタレート)からなるアジテータが回転可能に設けられている。現像室内には、現像ローラが回転可能に設けられている。現像ローラの一部は、現像室外に露出して、感光ドラムの表面に接触している。 In an example of an image forming apparatus such as a laser printer, a photosensitive drum and a developing device are provided. In the case of the developing device, a toner storage chamber and a developing chamber that are in communication with each other are formed. For example, an agitator made of PET (polyethylene terephthalate) is rotatably provided in the toner storage chamber. A developing roller is rotatably provided in the developing chamber. A part of the developing roller is exposed outside the developing chamber and is in contact with the surface of the photosensitive drum.
トナー収容室内のトナーは、アジテータの回転により、トナー収容室内で攪拌されつつ、トナー収容室内から現像室内に供給される。現像室内に供給されたトナーは、現像ローラにより、感光ドラムの表面に供給される。一方、感光ドラムの表面には、静電潜像が形成される。そして、静電潜像がトナーによりトナー像に現像され、このトナー像が用紙に転写されることにより、用紙への画像の形成が達成される。 The toner in the toner chamber is supplied from the toner chamber to the developing chamber while being stirred in the toner chamber by the rotation of the agitator. The toner supplied into the developing chamber is supplied to the surface of the photosensitive drum by the developing roller. On the other hand, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum. Then, the electrostatic latent image is developed into a toner image with toner, and the toner image is transferred to a sheet, thereby forming an image on the sheet.
そのため、用紙への画像の形成に伴って、トナーが消費される。現像装置内のトナーがなくなると、用紙に画像を形成することができないので、現像装置の交換またはトナー収容室内へのトナーの補給が必要となる。 For this reason, toner is consumed as the image is formed on the paper. When the toner in the developing device runs out, an image cannot be formed on the paper, so that it is necessary to replace the developing device or supply toner to the toner storage chamber.
そこで、画像形成装置には、トナー収容室内のトナーの残量が少なくなった状態(エンプティ状態)を検知するための構成が備えられている。すなわち、トナー収容室の側壁には、1対の光透過窓がアジテータの回転軸線と平行な方向に互いに対向する位置に形成されている。そして、現像装置の外側において、一方の光透過窓と対向する位置に発光素子が配置され、他方の光透過窓と対向する位置に受光素子が配置されている。トナー収容室内にトナーが十分に存在する状態では、光透過窓がトナーで覆われるので、発光素子からの光が受光素子に到達しない。トナー収容室内のトナーの残量が少なくなると、光透過窓がトナーで覆われない状態となり、発光素子からの光が受光素子に到達する。よって、発光素子からの光が受光素子に到達するか否かにより、トナー収容室内のトナーの残量が少なくなったか否かを検知することができる。 Therefore, the image forming apparatus is provided with a configuration for detecting a state (empty state) in which the remaining amount of toner in the toner storage chamber is low. That is, a pair of light transmission windows are formed on the side wall of the toner storage chamber at positions facing each other in a direction parallel to the rotational axis of the agitator. A light emitting element is disposed outside the developing device at a position facing one light transmission window, and a light receiving element is disposed at a position facing the other light transmission window. In a state where the toner is sufficiently present in the toner storage chamber, the light transmission window is covered with the toner, so that light from the light emitting element does not reach the light receiving element. When the remaining amount of toner in the toner storage chamber decreases, the light transmission window is not covered with toner, and light from the light emitting element reaches the light receiving element. Therefore, it is possible to detect whether or not the remaining amount of toner in the toner storage chamber has decreased based on whether or not the light from the light emitting element reaches the light receiving element.
しかしながら、トナー収容室内のトナーの残量が少ないにもかかわらず、アジテータにより光透過窓と対向する位置に送られたトナーがその位置に長く滞在し、発光素子からの光が受光素子に到達しないことがある。このような状態が生じると、トナー収容室内のトナーの残量が少なくなったことの検知が遅れてしまう。 However, although the amount of toner remaining in the toner storage chamber is small, the toner sent to the position facing the light transmission window by the agitator stays at that position for a long time, and the light from the light emitting element does not reach the light receiving element. Sometimes. When such a state occurs, detection of a decrease in the remaining amount of toner in the toner storage chamber is delayed.
本発明の目的は、現像剤収容室内の現像剤の残量が少なくなったことを正確に検知できる、カートリッジおよびこれを備える画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a cartridge and an image forming apparatus including the cartridge that can accurately detect that the remaining amount of the developer in the developer accommodating chamber has decreased.
前記の目的を達成するため、第1の発明は、カートリッジにおいて、互いに間隔を空けて対向する1対の側壁および前記1対の側壁間に設けられた周壁により区画される現像剤収容室を有する筐体と、前記現像剤収容室内に設けられ、前記1対の側壁の対向方向に延びる回転軸線を中心とする回転により、前記周壁の少なくとも一部に摺擦して、前記現像剤収容室内に収容された現像剤を攪拌する攪拌部材と、各前記側壁に設けられ、前記対向方向に互いに対向し、前記対向方向に進行する光が透過可能な1対の光透過部と、前記現像剤収容室内に前記回転軸線を中心として前記攪拌部材の回転方向と同じ方向に回転可能に設けられ、その回転軌跡が前記光透過部と前記対向方向に重なる位置に、現像剤を収容して保持可能なように前記回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部を有する掬い部材とを備えることを特徴としている。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a cartridge includes a pair of side walls opposed to each other with a space therebetween and a developer containing chamber defined by a peripheral wall provided between the pair of side walls. A housing is provided in the developer accommodating chamber, and slidably rubs against at least a part of the peripheral wall by rotation about a rotation axis extending in the opposing direction of the pair of side walls. An agitating member for agitating the contained developer; a pair of light transmitting portions provided on each of the side walls, facing each other in the facing direction and transmitting light traveling in the facing direction; and the developer containing It is provided in the room so as to be rotatable in the same direction as the rotation direction of the stirring member around the rotation axis, and the developer can be accommodated and held at a position where the rotation locus overlaps with the light transmission portion. So that the rotation It is characterized in that it comprises a scoop member having a recess which is recessed toward the upstream side of the direction.
また、第2の発明は、画像形成装置において、請求項1〜6のいずれか一項に記載のカートリッジと、前記カートリッジを収容する本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に設けられ、前記1対の光透過部を透過する光を受光して、信号を出力するセンサと、前記センサから出力される信号に基づいて、前記現像剤収容室内に収容されている現像剤の量を検知する現像剤量検知部とを備えることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the cartridge according to any one of
第1および第2の発明によれば、カートリッジの筐体は、互いに間隔を空けて対向する1対の側壁および1対の側壁間に設けられた周壁により区画される現像剤収容室を有している。現像剤収容室内には、攪拌部材が設けられている。攪拌部材は、1対の側壁の対向方向に延びる回転軸線を中心とする回転により、周壁の少なくとも一部に摺擦して、現像剤収容室内に収容された現像剤を攪拌する。 According to the first and second aspects of the invention, the cartridge housing has a pair of side walls facing each other with a space therebetween and a developer containing chamber defined by a peripheral wall provided between the pair of side walls. ing. A stirring member is provided in the developer accommodating chamber. The agitating member slidably rubs against at least a part of the peripheral wall by rotation about a rotation axis extending in the opposing direction of the pair of side walls, and agitates the developer accommodated in the developer accommodating chamber.
筐体の各側壁には、その対向方向に互いに対向し、対向方向に進行する光が透過可能な1対の光透過部が設けられている。そのため、1対の光透過部を透過する光を受光して信号を出力するセンサを設け、そのセンサから出力される信号に基づいて、現像剤収容室内に収容されている現像剤の量を検知することができる。 Each side wall of the housing is provided with a pair of light transmitting portions that face each other in the facing direction and are capable of transmitting light traveling in the facing direction. For this reason, a sensor that receives light transmitted through the pair of light transmitting portions and outputs a signal is provided, and the amount of developer stored in the developer storage chamber is detected based on a signal output from the sensor. can do.
そして、現像剤収容室内には、掬い部材が攪拌部材と共通の回転軸線を中心として攪拌部材の回転方向と同じ方向に回転可能に設けられている。掬い部材は、その回転軌跡が光透過部と対向方向に重なる位置に、現像剤を収容して保持可能なように回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部を有している。そのため、攪拌部材の回転時に、攪拌部材により光透過部と対向する位置に現像剤が送られても、その現像剤は、掬い部材の凹部により掬い取られて、回転軸線に対して光透過部と反対側に送られる。これにより、現像剤収容室内における現像剤の分散が均一化される。よって、光透過部を透過する光(センサから出力される信号)に基づいて、現像剤収容室内の現像剤の残量が少なくなったことを正確に検知できる。 In the developer storage chamber, a scooping member is provided so as to be rotatable in the same direction as the rotation direction of the stirring member around a rotation axis common to the stirring member. The scooping member has a concave portion that is recessed toward the upstream side in the rotational direction so that the developer can be accommodated and held at a position where the rotation trajectory overlaps with the light transmission portion. Therefore, even when the developer is sent to a position facing the light transmission portion by the stirring member during rotation of the stirring member, the developer is scooped up by the concave portion of the scooping member, and the light transmission portion with respect to the rotation axis. And sent to the other side. Thereby, the dispersion of the developer in the developer storage chamber is made uniform. Therefore, it is possible to accurately detect that the remaining amount of the developer in the developer accommodating chamber has decreased based on the light transmitted through the light transmitting portion (signal output from the sensor).
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
<第1実施形態>
1.レーザプリンタ
図1に示されるように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ1は、本体ケーシング2を備えている。本体ケーシング2の前面には、フロントカバー3が開閉可能に設けられている。本体ケーシング2内の中央より少し前上方の位置には、プロセスカートリッジ4が配置されている。プロセスカートリッジ4は、フロントカバー3が開かれた状態で、本体ケーシング2内に対して装着/離脱可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1. Laser Printer As shown in FIG. 1, a
なお、フロントカバー3が設けられている側(図1における右側)をレーザプリンタ1の前側(正面側)として、レーザプリンタ1を前側から見て、レーザプリンタ1の上下左右を規定する。また、プロセスカートリッジ4については、本体ケーシング2に装着された状態で、その前後上下左右を規定する。
The side on which the front cover 3 is provided (the right side in FIG. 1) is defined as the front side (front side) of the
プロセスカートリッジ4は、ドラムカートリッジ5と、ドラムカートリッジ5に対して着脱可能なカートリッジの一例としての現像カートリッジ6とからなる。
The
ドラムカートリッジ5は、カートリッジフレーム7を備えている。カートリッジフレーム7の後端部には、感光ドラム8が回転可能に保持されている。また、カートリッジフレーム7には、帯電器9および転写ローラ10が保持されている。帯電器9および転写ローラ10は、それぞれ感光ドラム8の上方および下方に配置されている。
The
現像カートリッジ6は、カートリッジフレーム7における感光ドラム8よりも前側の部分上に装着される。現像カートリッジ6は、ボックス状の筐体11を備えている。筐体11の内部には、現像剤収容室の一例としてのトナー収容室12および現像室13が前後に隣接して形成されている。トナー収容室12内と現像室13内とは、互いに連通している。また、現像カートリッジ6には、アジテータ14が備えられている。
The developing
筐体11の後端部には、左右方向に長い矩形状の開口15が形成されており、現像室13内は、その開口15を介して筐体11の外部と連通している。現像室13内には、現像ローラ16および供給ローラ17が備えられている。
A
現像ローラ16は、その周面の一部が開口15を介して外部に露出するように配置されている。そして、現像カートリッジ6がドラムカートリッジ5に装着された状態で、現像ローラ16における開口15から露出する部分が感光ドラム8に対して前上方から接触する。
The developing
供給ローラ17は、現像ローラ16に対して前下方から接触するように配置されている。
The
供給ローラ17により、現像ローラ16にトナーT(図3A参照)が供給される。現像ローラ16に供給されたトナーTは、現像ローラ16上に一定の厚さの薄層となって担持される。
The toner T (see FIG. 3A) is supplied to the developing
また、本体ケーシング2内には、プロセスカートリッジ4の上方に、レーザなどを備える露光器18が配置されている。露光器18からは、画像データに基づくレーザビームが出射される。
In the
画像形成時には、感光ドラム8が左側から見て時計回りに一定速度で回転される。感光ドラム8の回転に伴って、感光ドラム8の表面は、帯電器9からの放電によって一様に帯電された後、露光器18からのレーザビームにより露光される。この露光によって、感光ドラム8の表面から電荷が選択的に除去され、感光ドラム8の表面に静電潜像が形成される。感光ドラム8の回転により、静電潜像が現像ローラ18に対向すると、現像ローラ18から静電潜像にトナーTが供給される。その結果、感光ドラム8の表面にトナー像が担持される。
At the time of image formation, the
本体ケーシング2の底部には、用紙Pを収容する給紙カセット19が配置されている。また、本体ケーシング2内には、側面視S字状の用紙搬送路20が形成されている。この用紙搬送路20は、給紙カセット19の前端部から感光ドラム8と転写ローラ10との間を経由して、本体ケーシング2の上面に形成された排紙トレイ21に至る。給紙カセット19に収容されている用紙Pは、各種ローラにより、給紙カセット19から1枚ずつ送り出され、用紙搬送路20を排紙トレイ21に向けて搬送される。
A
この用紙Pの搬送の途中において、用紙Pが感光ドラム8と転写ローラ10との間を通過するときに、転写ローラ10の電気的作用により、感光ドラム8の表面上のトナー像が用紙Pに転写される。トナー像が転写された用紙Pは、定着器22に送り込まれる。定着器22では、加熱および加圧により、トナー像が用紙Pに画像として定着される。こうして画像が形成された用紙Pは、排紙トレイ21上に排紙される。
2.現像カートリッジの筐体
現像カートリッジ6の筐体11は、図2に示されるように、1対の側壁31,32を備えている。側壁31,32は、左右方向に互いに対向し、それぞれ前後方向に延びる板状をなしている。
During the conveyance of the sheet P, when the sheet P passes between the
2. Housing of Developer Cartridge The
また、筐体11は、図2,図3A〜3Cに示されるように、側壁31,32の各上端部間に架設される周壁の一例としての上壁33を備えている。上壁33は、前後方向および左右方向に延びる板状をなしている。
Moreover, the housing | casing 11 is provided with the
さらに、筐体11は、図3A〜3Cに示されるように、側壁31,32の各下端部間に架設される下壁34を備えている。下壁34の前後方向の途中部には、上方に向けて尖ったV字状の仕切部35が形成されている。下壁34における仕切部35よりも前側の前側部分36は、周壁の一例であり、下方に凸湾曲した断面半円弧状の円弧部と、この円弧部の前端から上方に延びて、上壁33の前端部に接続される接続部とからなる。また、下壁34における仕切部35よりも後側の後側部分37は、仕切部35から後方に延びる板状をなしている。そして、側壁31,32、上壁33および下壁34の前側部分36により、トナー収容室12が区画され、側壁31,32、上壁33および下壁34の後側部分37により、現像室13が区画されている。トナー収容室12と現像室13とは、上壁33と仕切部35との間を介して連通している。
Furthermore, the housing | casing 11 is provided with the
また、各側壁31,32には、光透過部の一例としての光透過窓38が形成されている。光透過窓38は、側壁31,32に貫通して形成された円形孔に透明な樹脂からなる円形板を嵌め込むことにより形成されている。そして、各側壁31,32の光透過窓38は、下壁34の仕切部35に対して後方に間隔を空けた位置に配置され、対をなして、左右方向において互いに対向している。
3.エンプティセンサ
本体ケーシング2内には、図2に示されるように、発光素子41および受光素子42の対からなるセンサの一例としてのエンプティセンサ43が備えられている。発光素子41および受光素子42は、本体ケーシング2内における現像カートリッジ6が配置される位置を挟んで、左右方向に互いに対向するように配置されている。そして、プロセスカートリッジ4(現像カートリッジ6)が本体ケーシング2内に装着された状態で、発光素子41は、右側の側壁32の光透過窓38に対して右側(外側)から対向し、受光素子42は、左側の側壁31の光透過窓38に対して左側(外側)から対向する。すなわち、プロセスカートリッジ4が本体ケーシング2内に装着された状態で、発光素子41から受光素子42に至る光路上に、現像カートリッジ6のトナー収容室12および1対の光透過窓38が配置される。
4.トナー量検知部
また、レーザプリンタ1には、現像カートリッジ6のトナー収容室12内に収容されているトナーTの量(残量)を検知するための現像剤量検知部の一例としてのトナー量検知部51が備えられている。トナー量検知部51は、たとえば、レーザプリンタ1の各部を制御するための制御部に、その機能の一部として組み込まれている。制御部は、マイクロコンピュータからなる。
Each of the
3. Empty Sensor As shown in FIG. 2, an
4). Toner amount detection unit The
トナー量検知部51には、発光素子41および受光素子42が接続されている。トナー量検知部51は、発光素子41の発光を制御する。受光素子42は、たとえば、発光素子41からの光を受光していない期間(非受光中)にハイレベルの信号を出力し、発光素子41からの光を受光している期間(受光中)にローレベルの信号を出力する。トナー量検知部51は、発光素子41の発光を制御し、その制御時に受光素子42から出力される信号に基づいて、トナー収容室12内に収容されているトナーTの量を検知する。
5.アジテータ
アジテータ14は、図4に示されるように、左右方向に延びる回転軸61と、回転軸61と一体に設けられたショベル状をなす掬い部材62と、掬い部材62に取り付けられた攪拌部材63と、回転軸61と一体に設けられたワイパ保持部材64と、ワイパ保持部材64に保持されたワイパ65とを備えている。
A
5). As shown in FIG. 4, the
回転軸61は、側壁31,32間に架設されている。回転軸61の左端部および右端部は、それぞれ側壁31,32に回転自在に支持されている。回転軸61の中心軸線66は、回転軸線の一例である。回転軸61の左端部は、側壁31を貫通しており、その側壁31から外側(左側)に突出する部分には、図示されないギヤが相対回転不能に設けられている。そして、そのギヤに駆動力が入力されることにより、回転軸61は、左側から見て時計回りに回転する。
The rotating
掬い部材62は、トナー収容室12内に収容され、側壁31,32、上壁33および下壁34と非接触に設けられている。掬い部材62は、左右方向に長く延び、図3A〜3Cに示されるように、連結部71、第1壁72、第2壁73、第3壁74、遮光壁75および攪拌部材取付部76を一体的に備えている。
The scooping
連結部71は、回転軸61の周面から回転軸61の径方向に延び、回転軸61の回転方向(以下、単に「回転方向」という。)の上流側に直角に屈曲した側面視L字状をなしている。
The connecting
第1壁72は、連結部71の先端部の全幅から回転軸61の径方向と平行をなして、回転軸61から離れる方向に延びる板状をなしている。
The
第2壁73は、第1壁72の連結部71側(回転軸61側)の端部の全幅から回転方向の上流側に延びる略板状をなしている。第2壁73は、途中部が少し屈曲して、第3壁74から離れる方向に延びている。これにより、第2壁73の回転方向の下流側の面は、基端部が第1壁72に対して直交し、途中部が屈曲して、先端部が基端部に対して回転方向の上流側に傾斜している。
The
第3壁74は、第1壁72の連結部71側と反対側の端部の全幅から回転方向の上流側に第1壁72に対して直交して延びる板状をなしている。
The
第1壁72、第2壁73および第3壁74は、図3A〜3Cに示されるように、第1壁72から第2壁73および第3壁74が延びる方向に開放された凹状をなしている。言い換えれば、第1壁72、第2壁73および第3壁74により、回転軸61の回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部79が形成されている。第1壁72から第2壁73の先端までの長さは、第1壁72から第3壁74の先端までの長さよりも大きく、回転軸61の中心軸線66と第2壁73の先端との間の直線距離D1は、中心軸線66と第3壁74との間の直線距離D2よりも長い。
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
遮光壁75は、側面視台形状をなし、掬い部材62の左右両端部に、第1壁72、第2壁73および第3壁74間に跨がって、第1壁72、第2壁73および第3壁74に3方を囲まれる空間を左右から閉塞するように設けられている。また、左右両端の遮光壁75の間に、複数の遮光壁75が左右方向に等間隔で設けられている。回転軸61の中心軸線66と遮光壁75の中央部との間の直線距離は、中心軸線66と光透過窓38との間の直線距離にほぼ等しく、遮光壁75の中心軸線66を中心とする回転軌跡は、光透過窓38と左右方向に重なる。
The
攪拌部材取付部76は、第1壁72の連結部71側と反対側の端部の全幅から回転方向の上流側、つまり第3壁74と反対側に突出して設けられている。攪拌部材取付部76は、第1壁72と直交する直交面77および直交面77の先端縁と第1壁72の端縁とに跨がる傾斜面78を有する側面視直角三角形状をなしている。
The stirring
攪拌部材63は、樹脂フィルムなどの可撓性フィルムからなり、攪拌部材取付部76と左右方向の幅がほぼ同じである矩形状をなしている。攪拌部材63の長手方向(左右方向)に延びる一端部は、攪拌部材取付部76の傾斜面78に貼着されており、その他端部は、第1壁72に対して第3壁74側に配置されている。攪拌部材63の他端部は、アジテータ14の回転時に、下壁34の前側部分36に摺擦する。
The stirring
ワイパ保持部材64は、回転軸61における掬い部材62の左右両側に突出する部分に設けられている。各ワイパ保持部材64は、掬い部材62に対して回転方向の上流側に間隔を空けて、掬い部材62の第2壁73とほぼ平行に延びている。回転軸61の中心軸線66と各ワイパ保持部材64の先端との間の直線距離は、中心軸線66と第2壁73の先端との間の直線距離D1とほぼ等しい。
The
ワイパ65は、各ワイパ保持部材64の先端部に、回転軸61と平行な平面に沿うように保持されている。ワイパ65は、ゴムなどの弾性材料からなり、略矩形板状をなしている。そして、左右のワイパ65のそれぞれ左端部および右端部は、ワイパ保持部材64から突出し、アジテータ14の回転時に、光透過窓38に摺擦する。
6.トナー量検知
用紙Pへの画像の形成のための動作中は、図3A〜3Cに示されるように、アジテータ14の回転軸61が左側から見て時計回りに一定速度で回転される。この回転軸61の回転に伴って、攪拌部材63、掬い部材62およびワイパ65が回転し、攪拌部材63、掬い部材62およびワイパ65が現像カートリッジ6の側壁31,32に設けられた光透過窓38と左右方向に対向する位置(以下「光透過窓38と対向する位置」という。)をこの順に繰り返し通過する。また、発光素子41から光が出射される。
The
6). Toner Amount Detection During the operation for forming an image on the paper P, as shown in FIGS. 3A to 3C, the rotating
現像カートリッジ6のトナー収容室12内のトナーTは、攪拌部材63によって、その回転方向の下流側に押される。これにより、トナー収容室12内でトナーTが攪拌されるとともに、トナー収容室12内のトナーTが上壁33と仕切部35との間を介して現像室13に供給される。
The toner T in the
光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した直後は、光透過窓38の近傍でトナーTの水位が大きく変動する。そのため、発光素子41から光透過窓38を介してトナー収容室12内に進入する光がトナーTにより遮られたり、その光がトナー収容室12内を通過して受光素子42に受光されたりする。したがって、光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した直後は、受光素子42から出力される信号に基づいて、トナー収容室12内のトナーTの量(トナー収容室12内に一定量以上のトナーTが収容されているか否か)を正確に検知することはできない。
Immediately after the stirring
そこで、掬い部材62に遮光壁75が設けられており、光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した直後に、遮光壁75が光透過窓38に対向する。そして、その位置を遮光壁75が通過し終えるまで、発光素子41からの光が遮光壁75により遮られる。その結果、少なくとも遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過するのに要する時間内は、発光素子41からの光が受光素子42に受光されず、受光素子42からハイレベルの信号が出力し続けられる。
Therefore, the
遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過し終える頃には、光透過窓38の近傍でトナーTの水位が安定している(水位の変動が治まっている)。トナー収容室12内に一定量(トナーTの水面が水平となる状態で、その水位が光透過窓38の上端より上方に位置する量)以上の十分な量のトナーTが収容されている場合、遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後、光透過窓38がトナーTにより覆われる。そのため、発光素子41からの光は、トナーTにより遮られ、受光素子42には到達しない。したがって、遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後も、受光素子42からハイレベルの信号が出力される。一方、トナー収容室12内に収容されているトナーTの量が一定量未満である場合、遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過し終えると、発光素子41から受光素子42に至る光路上に光透過窓38しか存在せず、発光素子41からの光が受光素子42に受光される。したがって、遮光壁75が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後は、受光素子42からローレベルの信号が出力される。
When the
よって、遮光壁75(掬い部材62)が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後の所定期間に、受光素子42からハイレベルの信号が出力され続けている場合、トナー量検知部51により、トナー収容室12内に一定量以上のトナーTが収容されていることが検知される。一方、その所定期間に、受光素子42からローレベルの信号が出力された場合、トナー量検知部51により、トナー収容室12内に収容されているトナーTの量が一定量未満になったと検知される。
Therefore, when a high level signal continues to be output from the light receiving element 42 during a predetermined period after the light shielding wall 75 (the scooping member 62) has passed through the position facing the
ところが、攪拌部材63が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後もなお、攪拌部材63により光透過窓38と対向する位置に送られたトナーTがその位置に滞在し続け、トナーTの水位が光透過窓38と対向する位置で局所的に高くなり、トナーTが光透過窓38を覆った状態で、トナーTの水位が安定することがある。この場合、トナー収容室12内のトナーTの量が一定量未満になっているにもかかわらず、受光素子42からハイレベルの信号が出力され続け、トナー量検知部51により、トナー収容室12内に収容されているトナーTの量が一定量未満になったことが検知されないおそれがある。
However, even after the stirring
そこで、アジテータ14には、掬い部材62が設けられている。光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した後、遮光壁75により、発光素子41からの光が遮られながら、掬い部材62の凹部79により、光透過窓38と対向する位置に存在しているトナーが掬い取られる。掬い部材62は、攪拌部材63の先端が仕切部35から離れるときにその弾性によって跳ね上げられたトナーTも回収する。そして、アジテータ14の回転に伴い、掬い部材62(凹部79)に掬い取られたトナーTは、掬い部材62とともに、回転軸61に対して光透過窓38と反対側に送られる。これにより、トナー収容室12内におけるトナーTの分散が均一化され、トナーTの水面がほぼ水平となる状態で、そのトナーTの水位が安定する。
7.作用効果
(1)作用効果1
以上のように、現像カートリッジ6の筐体は、互いに間隔を空けて対向する1対の側壁31,32ならびに1対の側壁31,32間に設けられた上壁33および下壁34の前側部分36により区画されるトナー収容室12を有している。トナー収容室12内には、攪拌部材63が設けられている。攪拌部材63は、1対の側壁31,32の対向方向に延びる回転軸61の中心軸線66を中心とする回転により、下壁34の前側部分36に摺擦して、トナー収容室12内に収容されたトナーTを攪拌する。
Therefore, the
7). Function and Effect (1) Function and
As described above, the housing of the developing
筐体の各側壁31,32には、その対向方向に互いに対向し、対向方向に進行する光が透過可能な1対の光透過窓38が設けられている。そのため、1対の光透過窓38を透過する光を受光して信号を出力するエンプティセンサ43を設け、そのエンプティセンサ43から出力される信号に基づいて、トナー収容室12内に収容されているトナーTの量を検知することができる。
Each of the
そして、トナー収容室12内には、掬い部材62が攪拌部材63と共通の回転軸61の中心軸線66を中心として攪拌部材63の回転方向と同じ方向に回転可能に設けられている。掬い部材62は、その回転軌跡が光透過窓38と対向方向に重なる位置に、トナーTを収容して保持可能なように回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部79を有している。そのため、攪拌部材63の回転時に、攪拌部材63により光透過窓38と対向する位置にトナーTが送られても、そのトナーTは、掬い部材62の凹部79により掬い取られて、回転軸61の中心軸線66に対して光透過窓38と反対側に送られる。これにより、トナー収容室12内におけるトナーTの分散が均一化される。よって、光透過窓38を透過する光(エンプティセンサ43から出力される信号)に基づいて、トナー収容室12内のトナーTの残量が少なくなったことを正確に検知できる。
(2)作用効果2
掬い部材62は、上壁33および下壁34と非接触に設けられている。したがって、掬い部材62の回転が上壁33および下壁34により阻害されることを防止できる。
(3)作用効果3
掬い部材62は、攪拌部材63に対して、光透過窓38における攪拌部材63および掬い部材62の移動方向の上流側に設けられている。これにより、攪拌部材63の攪拌により光透過窓38の近傍で舞い上がったトナーTを掬い部材62の凹部79により掬い取ることができるので、その舞い上がったトナーTにより光透過窓38が覆われることを良好に防止することができる。
(4)作用効果4
掬い部材62は、回転軸61の中心軸線66を中心とする回転の径方向と平行に延びる第1壁72と、第1壁72における回転軸61の中心軸線66側の端部から第1壁72と交差する方向に延びる第2壁73と、第1壁72における周壁側の端部から延び、第2壁73と間隔を空けて対向する第3壁74とを有している。第1壁72、第2壁73および第3壁74により、凹部79が形成されている。
In the
(2)
The scooping
(3) Effect 3
The scooping
(4)
The scooping
そして、回転軸61の中心軸線66と第2壁73の先端との間の直線距離D1は、回転軸61の中心軸線66と第3壁74との間の直線距離D2よりも長い。そのため、第2壁73により、トナーTを良好に掬い上げることができる。
(5)作用効果5
第2壁73は、先端側ほど第3壁74から離れるように延びている。すなわち、第2壁73は、第3壁74に対して傾斜している。そのため、第2壁73により掬い上げたトナーTに掬い部材62の回転による遠心力が作用しても、そのトナーTは、第2壁73上からその傾斜に沿って流れ落ちる。よって、第2壁73上にトナーTが滞留し続けることを防止できる。
(6)作用効果6
光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した直後は、光透過窓38の近傍でトナーTの水位が大きく変動する。そのため、光透過窓38を介してトナー収容室12内に進入する光がトナーTにより遮られたり、その光がトナー収容室12内を通過したりする。したがって、光透過窓38と対向する位置を攪拌部材63が通過した直後は、エンプティセンサ43(受光素子42)から出力される信号に基づいて、トナー収容室12内のトナーTの量を正確に検知することはできない。
The linear distance D1 between the
(5)
The
(6)
Immediately after the stirring
そこで、掬い部材62に、光透過窓38を透過する光を遮光するための遮光壁75が設けられている。遮光壁75は、側壁31,32と平行に延びている。光透過窓38と対向する位置でのトナーTの水位が不安定な期間、遮光壁75が光透過窓38に対向することにより、トナーTの水位に変動に起因して、トナー収容室12内のトナーTの量が誤検知されることを防止できる。
(7)作用効果7
トナー量検知部51は、攪拌部材63および掬い部材62の回転時に、掬い部材62が光透過窓38と対向する位置を通過してからの所定期間にエンプティセンサ43から出力される信号に基づいて、トナーTの量を検知する。これにより、トナー収容室12内におけるトナーTの分散が均一化された後に、エンプティセンサ43から出力される信号に基づいて、トナーTの量が検知される。その結果、トナーTの量を正確に検知することができる。
<第2実施形態>
1.アジテータ
図5A〜5Cには、本発明の第2実施形態に係るプロセスカートリッジ104が示されている。
Therefore, the scooping
(7)
The toner
Second Embodiment
1. Agitator FIGS. 5A to 5C show a
プロセスカートリッジ104は、図3A〜3Cに示されるプロセスカートリッジ4に代えて、本体ケーシング2(図1参照)内に対して装着/離脱可能である。プロセスカートリッジ104は、アジテータ114を除き、プロセスカートリッジ4と同様の構成を有している。
In place of the
以下では、アジテータ114の構成のみを説明し、プロセスカートリッジ4とプロセスカートリッジ104とに共通の構成についての説明は省略する。また、図5A〜5Cにおいて、図3A〜3Cに示された各部と共通する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。
Hereinafter, only the configuration of the
アジテータ114は、図6に示されるように、左右方向に延びる回転軸161と、回転軸161と一体に設けられた掬い部材162と、掬い部材162に取り付けられた攪拌部材163と、回転軸161と一体に設けられたワイパ保持部材164と、ワイパ保持部材164に保持されたワイパ165とを備えている。
As shown in FIG. 6, the
回転軸161は、側壁31,32間に架設されている。回転軸161の左端部および右端部は、それぞれ側壁31,32に回転自在に支持されている。回転軸161の中心軸線66は、回転軸線の一例である。回転軸161の左端部は、側壁31を貫通しており、その側壁31から外側(左側)に突出する部分には、図示されないギヤが相対回転不能に設けられている。そして、そのギヤに駆動力が入力されることにより、回転軸161は、左側から見て時計回りに回転する。
The
掬い部材162は、トナー収容室12内に収容され、側壁31,32、上壁33および下壁34と非接触に設けられている。掬い部材162は、左右方向に長く延び、図5A〜5Cに示されるように、連結部171、第1壁172、第2壁173、第3壁174および遮光壁175を一体的に備えている。
The scooping
連結部171は、回転軸161の周面から回転軸161の径方向に延び、回転軸161の回転方向(以下、単に「回転方向」という。)の下流側に直角に屈曲した側面視L字状をなしている。
The connecting
第1壁172は、連結部171の先端部の全幅から回転軸161の径方向と平行をなして、回転軸161から離れる方向に延びる板状をなしている。
The
第2壁173は、第1壁172の連結部171側(回転軸161側)と反対側の端部の全幅から回転方向の下流側に延びる略板状をなしている。第2壁173は、途中部が少し屈曲して、第3壁174から離れる方向に延びている。また、図5A〜5Cに示されるように、第2壁173の回転方向の上流側の面は、基端部が先端部に近づくほど第3壁174に近づくように傾斜し、途中部が屈曲して、先端部が第3壁174から離れる方向に延びている。
The
第3壁174は、第1壁172の連結部171側の端部の全幅から回転方向の上流側に第1壁172に対して直交して延びる板状をなしている。
The
第1壁172、第2壁173および第3壁174は、第1壁172から第2壁173および第3壁174が延びる方向に開放された凹状をなしている。言い換えれば、第1壁172、第2壁173および第3壁174により、回転軸161の回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部179が形成されている。第1壁172から第2壁173の先端までの長さは、第1壁172から第3壁174の先端までの長さよりも大きく、回転軸161の中心軸線166と第2壁173の先端との間の直線距離D3は、中心軸線166と第3壁174との間の直線距離D4よりも長い。
The
遮光壁175は、側面視台形状をなし、掬い部材162の左右両端部に、第1壁172、第2壁173および第3壁174間に跨がって、第1壁172、第2壁173および第3壁174に3方を囲まれる空間を左右から閉塞するように設けられている。また、左右両端の遮光壁175の間に、複数の遮光壁175が左右方向に等間隔で設けられている。回転軸161の中心軸線166と遮光壁175の中央部との間の直線距離は、中心軸線166と光透過窓38との間の直線距離にほぼ等しく、遮光壁175の中心軸線166を中心とする回転軌跡は、光透過窓38と左右方向に重なる。
The
攪拌部材163は、樹脂フィルムなどの可撓性フィルムからなり、第2壁173と左右方向の幅がほぼ同じである矩形状をなしている。攪拌部材163の長手方向(左右方向)に延びる一端部は、第2壁173の回転方向の上流側の面の基端部に貼着されており、その他端部は、回転方向の下流側に延び照り得。攪拌部材163の他端部は、アジテータ114の回転時に、下壁34の前側部分36に摺擦する。
The stirring
ワイパ保持部材164は、回転軸161における掬い部材162の左右両側に突出する部分に設けられている。各ワイパ保持部材164は、掬い部材162の連結部171と左右方向に重なる位置で、回転軸161の径方向に延びている。回転軸161の中心軸線166と各ワイパ保持部材164の先端との間の直線距離は、中心軸線166と第2壁173の先端との間の直線距離D3とほぼ等しい。
The
ワイパ165は、各ワイパ保持部材164の先端部に、回転軸161と平行な平面に沿うように保持されている。ワイパ165は、ゴムなどの弾性材料からなり、略矩形板状をなしている。そして、左右のワイパ165のそれぞれ左端部および右端部は、ワイパ保持部材164から突出し、アジテータ14の回転時に、光透過窓38に摺擦する。
2.作用効果
用紙Pへの画像の形成のための動作中は、図5A〜5Cに示されるように、アジテータ114の回転軸161が左側から見て時計回りに一定速度で回転される。この回転軸161の回転に伴って、掬い部材162、攪拌部材163およびワイパ165が回転し、掬い部材162、攪拌部材163およびワイパ165が光透過窓38と対向する位置をこの順に繰り返し通過する。また、発光素子41から光が出射される。
The
2. Effects During the operation for forming an image on the paper P, as shown in FIGS. 5A to 5C, the
現像カートリッジ6のトナー収容室12内のトナーTは、攪拌部材63によって、その回転方向の下流側に押される。これにより、トナー収容室12内でトナーTが攪拌されるとともに、トナー収容室12内のトナーTが上壁33と仕切部35との間を介して現像室13に供給される。
The toner T in the
攪拌部材163が光透過窓38と対向する位置を通過し終えた後もなお、攪拌部材163により光透過窓38と対向する位置に送られたトナーTがその位置に滞在し続け、トナーTの水位が光透過窓38と対向する位置で局所的に高くなり、トナーTが光透過窓38を覆った状態で、トナーTの水位が安定することがある。
Even after the stirring
そこで、アジテータ114には、掬い部材162が設けられており、掬い部材162の凹部179により、光透過窓38と対向する位置に存在しているトナーTが掬い取られる。そして、アジテータ114の回転に伴い、掬い部材162(凹部179)に掬い取られたトナーTは、掬い部材162とともに、回転軸161に対して光透過窓38と反対側に送られる。これにより、トナー収容室12内におけるトナーTの分散が均一化され、トナーTの水面がほぼ水平となる。
Therefore, the
よって、図3A〜3Cに示されるプロセスカートリッジ4に代えて、図5A〜5Cに示されるプロセスカートリッジ104が採用されても、トナー収容室12内のトナー量を正確に検知することができる。
<変形例>
本発明は、モノクロのレーザプリンタに限らず、カラーレーザプリンタに適用することも可能である。
Therefore, even if the
<Modification>
The present invention can be applied not only to a monochrome laser printer but also to a color laser printer.
また、前述の各実施形態には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described embodiments within the scope of the matters described in the claims.
1 レーザプリンタ
2 本体ケーシング
6 現像カートリッジ
11 筐体
12 トナー収容室
14 アジテータ
31 側壁
32 側壁
33 上壁
34 下壁
36 前側部分
38 光透過窓
43 エンプティセンサ
51 トナー量検知部
61 回転軸
62 掬い部材
63 攪拌部材
66 中心軸線
72 第1壁
73 第2壁
74 第3壁
75 遮光壁
79 凹部
114 アジテータ
161 回転軸
162 掬い部材
163 攪拌部材
166 中心軸線
172 第1壁
173 第2壁
174 第3壁
175 遮光壁
179 凹部
D1 直線距離
D2 直線距離
D3 直線距離
T トナー
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記現像剤収容室内に設けられ、前記1対の側壁の対向方向に延びる回転軸線を中心とする回転により、前記周壁の少なくとも一部に摺擦して、前記現像剤収容室内に収容された現像剤を攪拌する攪拌部材と、
各前記側壁に設けられ、前記対向方向に互いに対向し、前記対向方向に進行する光が透過可能な1対の光透過部と、
前記現像剤収容室内に前記回転軸線を中心として前記攪拌部材の回転方向と同じ方向に回転可能に設けられ、その回転軌跡が前記光透過部と前記対向方向に重なる位置に、現像剤を収容して保持可能なように前記回転方向の上流側に向けて凹んだ凹部を有する掬い部材とを備える、カートリッジ。 A housing having a developer storage chamber defined by a pair of side walls facing each other with a space therebetween and a peripheral wall provided between the pair of side walls;
Development provided in the developer storage chamber and slidably rubbed against at least a part of the peripheral wall by rotation about a rotation axis extending in the opposing direction of the pair of side walls and stored in the developer storage chamber A stirring member for stirring the agent;
A pair of light transmitting portions provided on each of the side walls, facing each other in the facing direction and capable of transmitting light traveling in the facing direction;
The developer accommodating chamber is provided so as to be rotatable in the same direction as the rotation direction of the stirring member around the rotation axis, and the developer is accommodated at a position where the rotation locus overlaps with the light transmission portion. And a scooping member having a recess recessed toward the upstream side in the rotational direction so that the cartridge can be held.
前記凹部は、前記第1壁、前記第2壁および前記第3壁により形成され、
前記回転軸線と前記第2壁の先端との間の直線距離が前記回転軸線と前記第3壁との間の直線距離よりも長い、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカートリッジ。 The scooping member includes a first wall extending in parallel with a radial direction of rotation about the rotation axis, and a second wall extending in a direction intersecting the first wall from an end of the first wall on the rotation axis side. A wall, and a third wall extending from an end of the first wall on the peripheral wall side and facing the second wall with a space therebetween,
The recess is formed by the first wall, the second wall, and the third wall,
The cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein a linear distance between the rotation axis and the tip of the second wall is longer than a linear distance between the rotation axis and the third wall.
前記カートリッジを収容する本体ケーシングと、
前記本体ケーシング内に設けられ、前記1対の光透過部を透過する光を受光して、信号を出力するセンサと、
前記センサから出力される信号に基づいて、前記現像剤収容室内に収容されている現像剤の量を検知する現像剤量検知部とを備える、画像形成装置。 A cartridge according to any one of claims 1 to 6;
A main body casing for housing the cartridge;
A sensor that is provided in the main body casing, receives light transmitted through the pair of light transmission portions, and outputs a signal;
An image forming apparatus comprising: a developer amount detection unit configured to detect the amount of developer accommodated in the developer accommodating chamber based on a signal output from the sensor.
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