JP2024002824A - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光を用いて容器内の現像剤の量を検知するための新たな構成を提供する。【解決手段】カートリッジは、容器と、入射部と出射部とを含む導光手段と、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、を備え、前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、前記中心線の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向としたときに、前記カバー部材は、前記外表面の一部が前記入射部と前記出射部との間において凹んだ凹部を有し、前記凹部の底面の第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している。【選択図】図18
Description
本発明は、画像形成装置の装置本体に装着されるカートリッジ、及び、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
電子写真式の画像形成装置において、感光ドラム等の像担持体と、像担持体に作用する現像ローラ等のプロセス手段とを、画像形成装置の装置本体に対して一体に着脱されるカートリッジとしたものが用いられる。特許文献1、2には、プロセスカートリッジの現像容器に導光体を取付けて、装置本体の発光素子が発する光が現像容器の内部空間を経由して装置本体の受光素子に到達するように光を導くことで、現像容器内の現像剤量を検知可能とした構成が記載されている。
本発明は、光を用いて容器内の現像剤の量を検知するための新たな構成を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、カートリッジであって、現像剤を収容するように構成された容器と、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、を備え、前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、前記中心線の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、ことを特徴とするカートリッジである。
本発明の他の一態様は、カートリッジであって、現像剤を収容するように構成された容器と、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、を備え、前記入射部の光軸の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、ことを特徴とするカートリッジである。
本発明の他の一態様は、カートリッジであって、回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、を有し、前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、前記中心線の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、ことを特徴とするカートリッジである。
本発明の他の一態様は、カートリッジであって、回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、を有し、前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、前記入射部の光軸の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、ことを特徴とするカートリッジである。
本発明によれば、光を用いて容器内の現像剤の量を検知するための新たな構成を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本開示に係る装置について説明する。
以下の説明において、「画像形成装置」とは、現像剤としてのトナーを用いて記録材(記録媒体)に画像を形成する装置であって、単機能プリンタ、複写機及び複合機を含む。記録媒体として用いられるシートには、普通紙及び厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布が含まれる。
<プリンタ全体構成>
図1は、一実施例に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタ(以下、プリンタ1という)の断面構成を示す概略図である。プリンタ1は、プリンタ本体A、プロセスカートリッジB、トナーカートリッジCで構成される。
図1は、一実施例に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタ(以下、プリンタ1という)の断面構成を示す概略図である。プリンタ1は、プリンタ本体A、プロセスカートリッジB、トナーカートリッジCで構成される。
プリンタ本体Aは、シート給送部103、転写ローラ104、定着装置105、レーザースキャナ101を備える。プロセスカートリッジBは、プリンタ本体Aに対して着脱可能に設けられる。プロセスカートリッジとは、像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段とをカートリッジ化して、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるものである。トナーカートリッジCは、現像剤としてのトナーを収容し、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるものである。プリンタ本体Aは、プリンタ1からプロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCを除いた部分ということができる。
プロセスカートリッジBについて、図2、図3、図4、図5を用いて説明する。図2はプロセスカートリッジBの正面図(図1において左側からプロセスカートリッジBを見た図)である。図3はプロセスカートリッジBの断面図(図2のa-a断面)である。図4はプロセスカートリッジBの第二廃トナー搬送路10cを示す断面図(図2のb-b断面)である。図5はプロセスカートリッジBの補給口を示す断面図(図2のc-c断面)である。
以下、プリンタ本体AにプロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCが装着され且つプリンタ本体Aが水平面に設置された状態における鉛直方向(鉛直上向き方向)を、図6等では矢印Yで示す。プロセスカートリッジBの長手方向(感光ドラム11の回転軸線方向)を、矢印Zで示す。また、プロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)及び鉛直方向(矢印Y)の双方と直交する水平方向を、矢印Xで示す。なお、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCの要素配置や形状等については、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCがプリンタ本体Aに装着された状態を基準にして説明する。
長手方向におけるプロセスカートリッジBの一端側であってプロセスカートリッジBがプリンタ本体Aから主に駆動力を入力される側を駆動側(図2の左側)といい、その反対側を非駆動側(図2の右側)という。図中の矢印Zは、非駆動側から駆動側に向かう方向を表す。また、長手方向(矢印Z)と直交する仮想平面の面内方向を総称して、プロセスカートリッジBの短手方向ともいう。
図2、図3、図4に示すように、プロセスカートリッジBは、第一ユニット(感光体ユニット)としてのクリーニングユニット10と、第二ユニットとしての現像ユニット15と、によって構成される。クリーニングユニット10は、像担持体としての感光ドラム11を備える。現像ユニット15は、現像剤としてのトナーを担持する現像手段又は現像剤担持体としての現像ローラ16を備える。
クリーニングユニット10は、感光ドラム11(感光ドラムアセンブリ)と、感光ドラム11のクリーニング部材としてのクリーニングブレード17と、帯電部材としての帯電ローラ12と、を有する。また、クリーニングユニット10は、帯電ローラ12のクリーニング部材としての帯電ローラクリーナ14と、廃トナー一次収容部10aと、第一廃トナー搬送路10bと、第二廃トナー搬送路10cと、を有する。
感光ドラム11は、円柱状(ドラム状)に形成された基体の外周側に有機感光体等で感光層を形成したものである。帯電ローラ12は感光ドラム11の外周面に接触するように配置される。帯電ローラ12はプリンタ本体Aに設けられた高圧基板からの電圧印加によって、感光ドラム11を帯電させる。また、帯電ローラ12は、感光ドラム11に従動回転(つまり、感光ドラム11の回転に追従して回転)する。
クリーニングブレード17は感光ドラム11の外周面に接触するように配置される弾性を有する部材である。クリーニングブレード17は、その先端が感光ドラム11に弾性的に接触することで、後述する廃トナーを感光ドラム11から除去する。クリーニングブレード17が除去した廃トナーは、後述する廃トナー一次収容部10aから、第一廃トナー搬送路10b、第二廃トナー搬送路10cを経由して、トナーカートリッジCへ搬送される。
図5に示すように、現像ユニット15は、現像ローラ16を配置される現像室151と、現像室151にトナー供給する現像剤収容室152と、トナーカートリッジCから供給されるトナーを受け入れる受入室153と、を有する。現像室151及び現像剤収容室152は、容器としての現像枠体415の内部に形成された空間である。
現像ローラ16は、感光ドラム11の現像領域(感光ドラム11の現像ローラ16と対向する領域)へトナーを供給する。現像ローラ16は、現像領域において、感光ドラム11に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する。また、現像室151には、現像ローラ16にトナーを供給する供給ローラ13が配置される。
現像ブレード18は、現像ローラ16の周面に当接して現像ローラ16の周面に付着するトナーの量(層厚)を規制する。また、現像ブレード18は、現像ローラ16の周面に付着したトナーを摺擦することで摩擦帯電させ、トナー粒子に電荷を付与する。
現像剤収容室152には撹拌部材154が配置される。現像剤収容室152内に収容されたトナーは、撹拌部材154の回転によって撹拌されつつ現像室151へ送り出され、現像ローラ16に供給される。撹拌部材154は、長手方向に延びる軸部と、軸部から計方向に突出した可撓性を有するシート状の撹拌部と、を有する。なお、現像室151には、現像室151内のトナーを現像ローラ16に供給する供給ローラ13を配置することができる。
現像剤収容室152内のトナー量は、後述する残量検知手段によって検知される。プリンタ本体Aの制御部は、残量検知手段の検知信号に基づいて、現像剤収容室152内のトナー量が一定以下になった場合にトナーカートリッジCからプロセスカートリッジBへトナーを供給する動作を実行する。
受入室153は、クリーニングユニット10に設けられた通路を介して、トナーカートリッジCからのトナーを受け入れるように構成される。具体的には、クリーニングユニット10の一部を構成するステー21に、トナーカートリッジCからのトナーを受け入れる補給口21cと、現像ユニット15の受入室153にトナーを受け渡す受渡し口21dと、が設けられる。
続いて、プリンタ1の動作について図1を用いて説明する。プリンタ1は、例えば外部機器から画像情報を受信した場合に画像形成動作を開始する。画像形成動作が開始されると、プリンタ本体Aの駆動源によって感光ドラム11が回転駆動されると共に、感光ドラム11の表面は帯電ローラ12によって所定の電位に一様に帯電される。次に、帯電した感光ドラム11の表面に対し、レーザースキャナ101は画像情報に基づいた露光を行う。これにより、露光部分の電荷が除去されて、感光ドラム11の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像ローラ16からトナーが供給されることで、静電潜像がトナー画像に現像される。感光ドラム11に担持されたトナー画像は、感光ドラム11と転写ローラ104との間のニップ部である転写部へ搬送される。
一方、このようなトナー画像の作成と並行して、シート給送部103は1枚ずつシートSを搬送する。具体的には、給送ローラ103aが回転し、給送トレイに積載されたシートSを1枚ずつ給送する。その後、トナー画像が転写部に到達するタイミングに合わせて、シートSは転写部に搬送される。そして、転写部を通過する間に、高圧基板から転写電圧を印加される転写ローラ104により、感光ドラム11からシートSにトナー画像が転写される。なお、転写部において感光ドラム11からシートSに転写されずに感光ドラム11の表面に残ったトナー(廃トナー)は、クリーニングブレード17により感光ドラム11の表面から除去される。
トナー画像が転写されたシートSは定着装置105へと搬送される。定着装置105は、熱定着方式であり、シートSを回転体対のニップ部に挟持して搬送しながらシートS上のトナー画像を加熱及び加圧する。これにより、シートSに定着した画像が得られる。片面印刷の場合、定着装置105を通過したシートSは、排出手段としての排出ローラ対によりプリンタ本体Aの外部に排出され、プリンタ本体Aの上面に設けられた排出トレイ106に積載される。両面印刷の場合、転写部及び定着装置105を通過することで第1面に画像形成されたシートSは、反転手段を兼ねる排出ローラ対により反転され、再搬送路を介して再び転写部に向けて搬送される。そして、2回目に転写部及び定着装置105を通過することで第2面に画像形成されたシートSは、排出ローラ対によりプリンタ本体Aの外部に排出され、プリンタ本体Aの上面に設けられた排出トレイ106に積載される。
<プロセスカートリッジ>
図3、9(a、b)、10(a、b)を用いて本実施形態におけるプロセスカートリッジBの構成について詳細に説明する。図9(a、b)はプロセスカートリッジBの分解斜視図である。図10(a)はプロセスカートリッジBの現像当接状態を示す側面図である。図10(b)はプロセスカートリッジBの現像離間状態を示す側面図である。
図3、9(a、b)、10(a、b)を用いて本実施形態におけるプロセスカートリッジBの構成について詳細に説明する。図9(a、b)はプロセスカートリッジBの分解斜視図である。図10(a)はプロセスカートリッジBの現像当接状態を示す側面図である。図10(b)はプロセスカートリッジBの現像離間状態を示す側面図である。
図9(a、b)に示すように、現像ローラ16の軸線方向における現像ユニット15の端部には、軸受部材4、5が配置される。現像ユニット15は、以下で説明する支軸8a、8bを通る直線で定義される揺動軸線8を中心に揺動可能(回動可能)となるように、クリーニングユニット10と結合される。揺動軸線8は、感光ドラム11の回転軸線A11と実質的に平行である。
クリーニングユニット10の枠体は、メインフレーム20、ステー21及びサイドカバー7で構成される。メインフレーム20は、クリーニングブレード17、帯電ローラ12、帯電ローラクリーナ14を支持する。感光ドラム11は、片側をメインフレーム20に取付けられるドラムピン22により、反対側をサイドカバー7に設けられた感光ドラム支持部7bにより、それぞれ回転可能に支持される。
現像ユニット15がクリーニングユニット10に支持される構成について、詳細に説明する。図9(a)に示すように、軸受部材5に設けられた円筒形状5aが、クリーニングユニット10のサイドカバー7に設けられた円筒穴形状7aに支持される。支軸8aは、サイドカバー7の円筒穴形状7aと軸受部材5の円筒形状5aとの共通軸線で定義される。また、図9(b)に示すように、ピン6がクリーニングユニット10のメインフレーム20の円筒穴形状20aと軸受部材4の円筒穴形状4aとに跨るように挿入される。支軸8bは、ピン6と軸受部材4の円筒穴形状4aとの共通軸線で定義される。支軸8aと支軸8bとは実質的に同一軸線上に配置され、前述のように支軸8aと支軸8bとを含む直線で揺動軸線8が定義される。
後述する現像ユニット15の被押圧部としての突出部5bは、軸受部材5の一部である。つまり、クリーニングユニット10(第一ユニット)により現像ユニット15(第二ユニット)が揺動可能に支持される部分(円筒形状5a)と、被押圧部としての突出部5bとは、同一部材(軸受部材5)に設けられる。この構成により、突出部5bと円筒形状5aとの位置精度が向上し、突出部5bの押圧による現像ローラ16の移動を高い精度で行うことができる。なお、サイドカバー7に円筒穴形状7aに代えて円筒形状を設け、軸受部材5に、この円筒形状に嵌合する円筒穴形状を設けてもよい。
現像ユニット15は、揺動軸線8を中心として、現像ローラ16が感光ドラム11に当接する当接位置と、現像ローラ16が感光ドラム11から離間する離間位置と、の間で移動可能である。以下、現像ユニット15が当接位置にあるときのプロセスカートリッジBの状態を「現像当接状態」とし、現像ユニット15が離間位置にあるときのプロセスカートリッジBの状態を「現像離間状態」とする。
プロセスカートリッジBは、現像ユニット15を付勢する付勢手段として加圧バネ19a,19bを有する。加圧バネ19a,19bは、現像ユニット15とクリーニングユニット10とを接続する弾性部材であり、図示した構成では引張バネを用いる。現像ユニット15は、加圧バネ19a,19bにより、当接位置に向けて付勢される。
また、プリンタ本体Aは、現像ユニット15を当接位置と離間位置とに移動させるアクチュエータとして、後述の離間機構100を備える。押圧部材としての離間レバー100aは、現像ユニット15を当接位置に保持する位置と、現像ユニット15が当接位置から離間位置へ移動することを許容する位置との間で移動可能である。つまり、離間機構100は、加圧バネ19a,19bの付勢力に抗して現像ユニット15を当接位置から離間位置へ移動させることができる。
現像ユニット15が当接位置と離間位置との間で移動する動作に関して、図10(a、b)、図20(a、b)を用いて説明する。図10(a)は、現像当接状態のプロセスカートリッジBを示す側面図であり、図20(a)はその詳細図である。図10(b)は、現像離間状態のプロセスカートリッジBを示す側面図であり、図20(b)はその詳細図である。なお、プリンタ本体Aの離間機構100を示すために、図10(a、b)ではクリーニングユニット10のサイドカバー7を省略する。
図10(a、b)及び図20(a、b)に示すように、現像ユニット15の軸受部材5には突出部5bが設けられる。突出部5bは、離間機構100が備える離間レバー100aにより押圧される部分(被押圧部)である。
プリンタ本体Aの離間機構100は、押圧部材としての離間レバー100aと、離間レバー100aを移動させる離間カム100bと、離間カム100bを回転駆動するモータ100cと、を含む。離間レバー100aは、現像ローラ16の回転軸線と実質的に平行な軸100a1を中心に回動可能に設けられる。プリンタ本体Aの制御部からの指令に基づいてモータ100cが離間カム100bを所定量(例えば180度)回転させるたびに、離間レバー100aの位置が突出部5bを押圧する位置と突出部5bから退避した位置との間で切替わる。
図10(a)、図20(a)に示すように離間レバー100aが突出部5bから退避した位置にあるときは、加圧バネ19a,19bの付勢力により、現像ユニット15は当接位置に保持され現像ローラ16は感光ドラム11に当接する。この状態で、現像ローラ16は感光ドラム11の表面に形成された静電潜像を現像することができる。つまり、現像当接状態は、プロセスカートリッジBを用いて画像形成を実行可能な状態である。また、現像ユニット15の当接位置は、現像ユニット15の画像形成時の位置、言い換えれば現像ユニット15が現像剤担持体により現像プロセスを適切に実行可能な位置である。
図10(b)、図20(b)に示すように、離間レバー100aは、離間カム100bに押圧されて回動することで突出部5bに当接し、加圧バネ19a,19bの付勢力に抗して現像ユニット15を矢印R2方向に回動させることができる。即ち、突出部5bが離間レバー100aから受ける力により、現像ユニット15は揺動軸線8を回動中心として当接位置から離間位置へ向かう方向(R2方向)に回動する。これにより、現像ユニット15は離間位置へ移動し、現像ローラ16は感光ドラム11から離間する。
現像離間状態は、プロセスカートリッジBが画像形成動作を実行しない場合(非画像形成時)の状態である。また、現像ユニット15の離間位置は、現像ユニット15の非画像形成時の位置、言い換えれば現像ユニット15が現像剤担持体により現像プロセスを実行可能な位置よりも現像剤担持体が像担持体から遠く離れた状態となる位置である。プリンタ本体Aの制御部は、例えば、画像形成ジョブの終了後で且つ次のジョブが投入されていない期間等の画像形成を行っていない期間(非画像形成時)に、モータ100cを制御してプロセスカートリッジBを現像離間状態とする。
離間レバー100aが元の位置(図10(a)、図20(a))に戻ると、離間レバー100aは突出部5bから離れる。このため、加圧バネ19a,19bの付勢力により、現像ユニット15は離間位置から当接位置へ移動する。即ち、図10(a)に示すように現像ローラ16と感光ドラム11は再び当接する。
このように、離間機構100によりプロセスカートリッジBを現像当接状態と現像離間状態とに切り替え可能な構成とした。このため、例えば非画像形成時にはプロセスカートリッジBを現像離間状態としておくことで、トナー及び感光ドラム11の劣化抑制、及び非画像形成時における不要なトナー消費の抑制が可能となる。
<トナーカートリッジの概要>
トナーカートリッジCに関して図6、図7、図8、図13(a、b)を用いて説明する、図6はトナーカートリッジCの正面図(図1において左側からトナーカートリッジCを見た図)である。図7はトナーカートリッジCのトナー供給部30を示す断面図(図6のa-a断面)である。図8はトナーカートリッジCの廃トナー回収部40を示す断面図(図6のb-b断面)である。図13(a、b)はトナーカートリッジCの分解図である。
トナーカートリッジCに関して図6、図7、図8、図13(a、b)を用いて説明する、図6はトナーカートリッジCの正面図(図1において左側からトナーカートリッジCを見た図)である。図7はトナーカートリッジCのトナー供給部30を示す断面図(図6のa-a断面)である。図8はトナーカートリッジCの廃トナー回収部40を示す断面図(図6のb-b断面)である。図13(a、b)はトナーカートリッジCの分解図である。
図6に示すように、トナーカートリッジCは所定の長手方向に細長く伸びた外形を有する。トナーカートリッジCの長手方向に沿ってトナーカートリッジCの一端側から他端側に向かう方向を、図6等では矢印Zで示す。トナーカートリッジCの長手方向は、トナーカートリッジC及びプロセスカートリッジBがプリンタ本体Aに装着された状態において、感光ドラム11の回転軸線の方向及び現像ローラ16の回転軸線の方向と実質的に平行である。即ち、トナーカートリッジCの長手方向は、プロセスカートリッジBの長手方向と実質的に平行である。
図6等に示す矢印X,Y,Zの方向は、プロセスカートリッジBに関する説明で用いたもの(図2等)と共通である。
長手方向におけるトナーカートリッジCの一端側であってトナーカートリッジCがプリンタ本体Aから主に駆動力を入力される側を駆動側(図6の左側)といい、その反対側を非駆動側(図6の右側)という。本実施形態において、駆動側とは下記の廃トナー回収部40に対してトナー供給部30が配置される側であり、非駆動側とはトナー供給部30に対して廃トナー回収部40が配置される側である。また、長手方向(矢印Z)と直交する仮想平面の面内方向を総称して、トナーカートリッジCの短手方向ともいう。
<トナー供給部>
図6に示すように、トナーカートリッジCは、プロセスカートリッジBにトナーを供給するトナー供給部30と、プロセスカートリッジBからの廃トナーを回収する廃トナー回収部40と、ポンプユニット37と、を有する。
図6に示すように、トナーカートリッジCは、プロセスカートリッジBにトナーを供給するトナー供給部30と、プロセスカートリッジBからの廃トナーを回収する廃トナー回収部40と、ポンプユニット37と、を有する。
トナー供給部30は、図6、図7、図13(a、b)に示すように、トナーを収容するトナー収容部30aを備える。トナー収容部30aは、供給部枠体31と供給部フタ32とで形成される。供給部枠体31は、トナー収容部内のトナーを現像ユニット15に向けて排出するためのトナー排出口31aを有する。トナー排出口31aは、トナーカートリッジCがプリンタ本体Aに装着された状態でプロセスカートリッジBの補給口21c(図5)と対向するように配置される。トナー排出口31aと補給口21cとが連通することで、プロセスカートリッジBへのトナー補給が可能となる。供給部枠体31の外側には、プリンタ本体AへのトナーカートリッジCの装着に連動して閉鎖状態のトナー排出口31aを開放するシャッター部材34が設けられる。
トナー収容部30aには、トナー排出口31aに向かってトナーを搬送するスクリュー部材としての補給スクリュー35と、トナーを撹拌し且つ補給スクリュー35に向かってトナーを搬送する撹拌搬送部材としての撹拌搬送ユニット36と、が配置される。
補給スクリュー35及び撹拌搬送ユニット36は、いずれも長手方向に延びる回転軸線を中心に回転することでトナーを搬送及び撹拌する。つまり、補給スクリュー35及び撹拌搬送ユニット36は、いずれもトナーを搬送するトナー搬送手段の例である。撹拌搬送ユニット36は、駆動力を伝達されて回転する軸部36aと、軸部36aから径方向に突出し且つ軸部36aと共に回転することでトナーを搬送及び撹拌する撹拌部36bと、を有する。軸部36aは、トナー収容部30aを貫通するように長手方向に延びている。撹拌部36bは、例えば可撓性を有する樹脂シートで形成される。撹拌搬送ユニット36及び補給スクリュー35によりトナー排出口31aまで搬送されたトナーは、ポンプユニット37によりトナー排出口31aから排出される。
図13(a、b)に示すように、ポンプユニット37は、トナーカートリッジCの長手方向に伸縮することで内部容積を変化させるように構成されたポンプ37aと、ポンプ37aと同軸上に回転可能に配置されたカム37bと、を有する。更に、ポンプユニット37は、カム37bの回転に伴って長手方向に直進運動することでポンプ37aを長手方向に伸縮させるリンクアーム37cを有する。
ポンプ37aは、円筒形状の外形を有し、該円筒形状の側面部を蛇腹状に形成される。したがって、ポンプ37aは、円筒形状の中心軸に沿った方向に伸縮可能である。カム37b及びリンクアーム37cは、トナーカートリッジCに入力される回転駆動力を、ポンプ37aの収縮方向及びその反対の伸長方向の直進運動に変換してポンプ37aを駆動するカム機構を構成する。
<トナー供給部の駆動構成>
トナー供給部30の駆動構成に関して、図7、図13(a、b)を用いて説明する。図13(a、b)に示すように、トナー供給部30は撹拌搬送ユニット36を駆動する撹拌駆動入力部38(第1の駆動入力部)と、ポンプユニット37及び補給スクリュー35を駆動するポンプ・スクリュー駆動入力部39(第2の駆動入力部)と、を有する。撹拌駆動入力部38とポンプ・スクリュー駆動入力部39は、いずれもトナーカートリッジCの長手一端側(駆動側)に配置される。
トナー供給部30の駆動構成に関して、図7、図13(a、b)を用いて説明する。図13(a、b)に示すように、トナー供給部30は撹拌搬送ユニット36を駆動する撹拌駆動入力部38(第1の駆動入力部)と、ポンプユニット37及び補給スクリュー35を駆動するポンプ・スクリュー駆動入力部39(第2の駆動入力部)と、を有する。撹拌駆動入力部38とポンプ・スクリュー駆動入力部39は、いずれもトナーカートリッジCの長手一端側(駆動側)に配置される。
トナーカートリッジCに撹拌駆動入力部38とポンプ・スクリュー駆動入力部39を別個に設けたので、撹拌搬送ユニット36とポンプユニット37及び補給スクリュー35とを独立に駆動制御することができる。具体的には、画像形成時には撹拌搬送ユニット36を継続的に駆動する一方で、ポンプユニット37及び補給スクリュー35はプロセスカートリッジBへのトナー補給が必要なタイミングでのみ間欠的に駆動するようにすることができる。トナー補給が必要なタイミングは、前述した残量検知手段の検知信号に基づいて、プリンタ本体Aの制御部により判断される。
長手方向に見て撹拌駆動入力部38の隣には、撹拌搬送ユニット36に回転駆動力を伝える撹拌駆動側ギア38bが配置される。撹拌駆動側ギア38bは、撹拌搬送ユニット36と同軸上で且つ長手一端側に設けられ、撹拌搬送ユニット36と一体に回転する。撹拌駆動側ギア38bは、撹拌駆動入力部38からの駆動力を受けて撹拌搬送ユニット36を図7のR1方向に回転させる。撹拌搬送ユニット36のR1方向の回転により、トナー収容部30a内のトナーが補給スクリュー35に向かって搬送される。
長手方向に見てポンプ・スクリュー駆動入力部39の隣には、ポンプ・スクリュー駆動入力部39からの駆動力を受けて回転するカム駆動ギア39aが設けられる。カム駆動ギア39aの隣には、カム駆動ギア39aからの駆動力を受けて回転するカムギア39bが設けられる。カムギア39bは、カム37bと一体的に形成される。そのため、ポンプ・スクリュー駆動入力部39の回転に伴ってカムギア39bが回転することで、ポンプユニット37のカム37bが回転する。そして、カム37bの回転により、リンクアーム37cが長手方向に直進運動し、ポンプ37aが伸縮する。
長手方向に見てカムギア39bの隣には、補給スクリュー35に回転駆動力を伝えるスクリュー駆動ギア39cが設けられる。スクリュー駆動ギア39cは、補給スクリュー35と同軸上で且つ長手一端側に設けられ、補給スクリュー35と一体に回転する。スクリュー駆動ギア39cは、カムギア39bから駆動力を受けて補給スクリュー35を回転させる。補給スクリュー35の回転により、トナー収容部30a内のトナーがトナー排出口31aに向かって長手方向に搬送される。
図6及び図13(a、b)に示すように、トナーカートリッジCの駆動側の端部には駆動側サイドカバー50が設けられる。駆動側サイドカバー50は、トナー収容部30a(供給部枠体31)に対して固定される。駆動側サイドカバー50は、トナーカートリッジCの枠体の一部である。駆動側サイドカバー50は、撹拌駆動入力部38及びポンプ・スクリュー駆動入力部39を回転可能に軸支する。
また、駆動側サイドカバー50には、位置決めボス50aと被ガイド部50bが設けられる。これらの部材は、後述するように、トナーカートリッジCをプリンタ本体Aに装着する際のトナーカートリッジCの姿勢を規制する作用を有する。
<廃トナー回収部>
次に廃トナー回収部40の概要を説明する。図8に示すように、廃トナー回収部40は、廃トナーを収容する廃トナー収容部40aを備える。廃トナー収容部40aは、収容部枠体41と収容部フタ42とで形成される。収容部フタ42には、プロセスカートリッジから回収した廃トナーを受け入れる廃トナー受入口42aが設けられる。廃トナー回収部40は、廃トナー受入口42aを開閉するシャッター部材43を有する。シャッター部材43は、トナーカートリッジCのプリンタ本体Aに対する着脱に連動して矢印R3方向に開閉される。
次に廃トナー回収部40の概要を説明する。図8に示すように、廃トナー回収部40は、廃トナーを収容する廃トナー収容部40aを備える。廃トナー収容部40aは、収容部枠体41と収容部フタ42とで形成される。収容部フタ42には、プロセスカートリッジから回収した廃トナーを受け入れる廃トナー受入口42aが設けられる。廃トナー回収部40は、廃トナー受入口42aを開閉するシャッター部材43を有する。シャッター部材43は、トナーカートリッジCのプリンタ本体Aに対する着脱に連動して矢印R3方向に開閉される。
図13(a、b)に示すように、廃トナー収容部40a内には、仕切り部材46と、廃トナー収容部40a内の廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段としての第一廃トナースクリュー44及び第二廃トナースクリュー45と、が配置される。第一廃トナースクリュー44は、廃トナー受入口42aから落下してきた廃トナーをトナーカートリッジCの長手方向に搬送する。第二廃トナースクリュー45は、第一廃トナースクリュー44により駆動力を得て、第一廃トナースクリュー44により搬送されてきた廃トナーを斜め上方に搬送する。
廃トナー回収部40は、以下のように駆動伝達される。図13(a、b)に示すように、撹拌搬送ユニット36には、前述の撹拌駆動側ギア38bとは長手方向反対側に、撹拌非駆動側ギア38aが設けられる。トナー供給部30の駆動側において前述の撹拌駆動入力部38に入力された駆動力は、撹拌搬送ユニット36を介して、トナー供給部30の非駆動側に伝達し、撹拌非駆動側ギア38aに伝達される。
長手方向に見て撹拌非駆動側ギア38aの隣には、廃トナー収容部40a内の第一廃トナースクリュー44に駆動を伝達するためのギア列710が設けられる。つまり、第一廃トナースクリュー44は、撹拌駆動入力部38、撹拌駆動側ギア38b、撹拌搬送ユニット36、撹拌非駆動側ギア38a、ギア列710を経由して、プリンタ本体Aからの回転駆動力を受けることによって回転する。
図6及び図13(a、b)に示すように、トナーカートリッジCの非駆動側(廃トナー回収部40側)の端部には非駆動側サイドカバー60が設けられる。非駆動側サイドカバー60は、廃トナー収容部40a(収容部枠体41)に対して固定される。非駆動側サイドカバー60は、トナーカートリッジCの枠体の一部である。
また、非駆動側サイドカバー60には、位置決めボス60aと被ガイド部60bが設けられる。これらの部材は、後述するように、トナーカートリッジCをプリンタ本体Aに装着する際のトナーカートリッジCの姿勢を規制する作用を有する。
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジの着脱方法>
続いてプロセスカートリッジB、トナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの着脱方法について図11(a、b)、図12(a~c)を用いて説明する。図11(a、b)は、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの装着を説明するための斜視図である。図12(a~c)は、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの装着を説明するための側面図である。
続いてプロセスカートリッジB、トナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの着脱方法について図11(a、b)、図12(a~c)を用いて説明する。図11(a、b)は、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの装着を説明するための斜視図である。図12(a~c)は、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCのプリンタ本体Aへの装着を説明するための側面図である。
図11(a)に示すようにプリンタ本体Aの内部には、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCを装着するための空間である装着部が設けられる。プリンタ本体Aの外面には、プリンタ本体Aに対して回動軸線R5まわりに回動可能(開閉可能)な開閉ドア107が設けられる。図11(a、b)は、開閉ドア107を開いた状態を示す。開閉ドア107を開くことで、プリンタ本体A内部の装着部がプリンタ本体Aの外部に露出する。また、プリンタ本体Aは、ガイド部108,109を有する。
図9(a、b)に示すように、プロセスカートリッジBの長手方向両端部には、上方ボス93,94、下方ボス95,96、先端ボス97,98が設けられる。具体的に、プロセスカートリッジBの駆動側の側面には、上方ボス94と、上方ボス94より下方に設けられた下方ボス96と、上方ボス94より装着方向Dの下流に設けられた先端ボス98と、が配置される。プロセスカートリッジBの非駆動側の側面には、上方ボス93と、上方ボス93より下方に設けられた下方ボス95と、上方ボス93より装着方向Dの下流に設けられた先端ボス97と、が配置される。上方ボス93,94は、プリンタ本体Aのガイド部108,109にガイドされる第一被ガイド部として機能する。先端ボス97,98は、プリンタ本体Aのガイド部108,109にガイドされる第二被ガイド部として機能する。また、プロセスカートリッジBのステー21は、トナーカートリッジ位置決め部21a,21b(図9(b))を有する。
トナーカートリッジCには、図13(a、b)に示すように位置決めボス50a,60a及び被ガイド部50b,60bが設けられる。位置決めボス50a,60aはトナーカートリッジCの長手方向両端部に設けられ、被ガイド部50b,60bもトナーカートリッジCの長手方向両端部に設けられる。また、装着方向D(図11(b))において被ガイド部50b,60bは位置決めボス50a,60aよりも装着方向上流側に位置する。
まず、プロセスカートリッジBをプリンタ本体Aに対して装着する。図11(a)、図12(a)に示すように、プロセスカートリッジBはガイド部108,109に案内されながら装着方向Dに挿入される。その際、駆動側においては、上方ボス94及び先端ボス98がガイド部109に乗った状態で、上方ボス94及び先端ボス98と下方ボス96との間にガイド部109を挟み込む。非駆動側においては、上方ボス93及び先端ボス97がガイド部108に乗った状態で、上方ボス93及び先端ボス97と下方ボス95との間にガイド部108を挟み込む。これにより、プロセスカートリッジBは、ガイド部108,109に案内されながら装着方向Dに移動する。即ち、プロセスカートリッジBの装着方向Dは、ガイド部108,109に沿ってプロセスカートリッジBが移動する方向である。
より詳細に記すと、プロセスカートリッジBの装着方向Dは、長手方向に見た状態で、図16(a、b)に示すように上方ボス93(第一被ガイド部)の下面と先端ボス97(第一被ガイド部)の下面とを結ぶ仮想直線に沿った方向である。この仮想直線は、先端ボス97及び上方ボス93に下側から接する共通接線である。上方ボス93の下面と先端ボス97の下面とを結ぶ仮想直線に沿った方向が装着方向Dとなるのは、プロセスカートリッジBが先端ボス97の下面と上方ボス93の下面の2点でガイド部108に支持されつつ装着を案内されるからである。なお、先端ボス98の下面と上方ボス94の下面とを結ぶ仮想直線に沿った方向を装着方向Dとしてもよい。
プロセスカートリッジBをプリンタ本体Aに装着した後に、トナーカートリッジCをプリンタ本体Aに装着する。図11(b)、図12(b)に示すように、トナーカートリッジCの被ガイド部50b,60bをそれぞれプリンタ本体Aのガイド部108,109に載せて装着方向Dに挿入する。ガイド部108,109に沿ってトナーカートリッジCが移動する方向は、トナーカートリッジCの装着方向である。
図12(c)はトナーカートリッジCが挿入完了位置まで装着された状態を示す。この状態では、プロセスカートリッジBのトナーカートリッジ位置決め部21a,21b(図9(b))にトナーカートリッジCの位置決めボス50a,60a(図13(a、b))が入り込む。この状態では、被ガイド部50b,60bの装着方向先端部はガイド部108,109から離れ、且つ、被ガイド部50b,60bの後端部はガイド部108,109に当接する。これにより、トナーカートリッジCはプロセスカートリッジBに位置決めされる。また、被ガイド部50b,60bの後端がガイド部108,109に当接することでトナーカートリッジCのプリンタ本体A内での位置が決まる。
プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCを装着した後に開閉ドア107を閉めると、プリンタ1は画像形成を実行可能な状態となる。
トナーカートリッジC及びプロセスカートリッジBを取り外す際は上記と逆の手順で行われる。即ち、開閉ドア107を開放した後に、まずトナーカートリッジCを装着方向Dとは反対方向に引き出し、その後にプロセスカートリッジBを装着方向Dとは反対方向に引き出せばよい。
<残量検知手段>
現像ユニット15内のトナー残量(現像剤の残量)を検知する残量検知手段の構成を説明する。本実施形態では、残量検知手段として光透過式検知機構を用いる。
現像ユニット15内のトナー残量(現像剤の残量)を検知する残量検知手段の構成を説明する。本実施形態では、残量検知手段として光透過式検知機構を用いる。
図14(a)は、現像ユニット15の一部を示す斜視図であり、図14(b)は更にその一部(X1の範囲)を拡大した拡大図である。図15は、光透過式検知機構の構成要素(ライトガイド410及びライトガイドカバー420)を現像ユニット15から取り外した状態を示す分解図である。
図14(a、b)に示すように、現像ユニット15には、導光手段としてのライトガイド410と、ライトガイド410の一部を覆うライトガイドカバー420と、が設けられる。ライトガイド410は、トナー残量の検知に用いる検知光を透過する導光体(光透過部材)で形成される。
また、図15に示すように、現像ユニット15の現像剤収容室152を形成する容器(現像容器)である現像枠体415には、残量検知開口416が設けられる。ライトガイド410は、残量検知開口416を塞ぐように現像枠体415に取付けられる。つまり、ライトガイド410の一部は、残量検知開口416を介して現像枠体415の内部空間(現像剤収容室152)に露出する。なお、残量検知開口416の長手方向位置を図2に示す。図2においてライトガイド410は省略されている。
図14(a)に示すように、ライトガイド410は、検知光入射面410aと、内部出射面410bと、内部入射面410cと、検知光出射面410dと、を有する。検知光入射面410a及び検知光出射面410dは、現像枠体415(容器)の外部に配置される。内部出射面410b及び内部入射面410cは、現像枠体415(容器)の内部に配置される。検知光入射面410a及び検知光出射面410dは、平面状(例えば後述のセンサ基板451の実装面451cと平行な平面状)としてもよい。また、検知光入射面410a及び検知光出射面410dの一方又は両方を、平行性又は集光性を高めるために凸面状に湾曲させてもよい。
ライトガイド410の検知光入射面410aと内部出射面410bとを接続する部分は、検知光入射面410aに入射した検知光を現像枠体415の内部の現像剤収容室152に導く入力側導光部411である。内部出射面410b及び内部入射面410cは、現像剤収容室152において互いに対向しており、現像剤が収容される空間の一部を横切る空間光路を形成する。ライトガイド410の内部入射面410cと検知光出射面410dとを接続する部分は、現像剤収容室152の空間光路から内部入射面410cに入射した検知光を現像枠体415の外部に導く出力側導光部412である。
検知光入射面410a及び検知光出射面410dは、プロセスカートリッジBがプリンタ本体Aに装着された状態で、プリンタ本体Aの発光素子及び受光素子とそれぞれ対向するように配置される。したがって、ライトガイド410は、容器の外部の発光素子が発した光が、容器の内部空間を経由して容器の外部の受光素子に到達する光路を形成する。
即ち、図14(a)に示すように、プリンタ本体Aの発光素子が発した検知光は、矢印L1方向に進んでライトガイド410の検知光入射面410aに入射し、入力側導光部411の内部を進む(矢印L2)。続いて、検知光は、現像枠体415の内側で内部出射面410bから出射され、現像剤収容室152の空間光路を横切って内部入射面410cに入射する(矢印L3)。さらに、検知光は、出力側導光部412の内部を進み(矢印L4)、現像枠体415の外側で検知光出射面410dから受光素子に向けて出射される(矢印L5)。
上記の光路の内、現像剤収容室152の空間光路は、現像剤収容室152に配置された撹拌部材154(図3~5)により撹拌されるトナーにより遮られる。したがって、プリンタ本体Aの制御部は、発光素子に発光させながら受光素子の検知信号を取得して、検知光が遮られた時間の長さを測定することにより、現像剤収容室152内のトナー量を推定することができる。
<ライトガイドの形状>
本実施形態におけるライトガイド410の詳細な形状を説明する。入力側導光部411は、検知光入射面410aを有する入射部411a(図14(b)、図17(b))と、内部出射面410bを有する中間出射部411cと、入射部411aと中間出射部411cとを接続する接続部411b(図14(a))とを有する。入射部411aは、柱状形状の例である円柱形状に形成される。入射部411aの円柱形状の中心軸線の方向(第一方向)は、入射部411aの製造時の形状公差や発光素子の取付け時の傾き公差等のやむを得ない差を除いて、発光素子の光軸方向(矢印L1)と実質的に平行である。接続部411bは、入射部411aに対して略垂直に屈曲され、プロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)に延伸される。中間出射部411cは、接続部411bに対して略垂直に屈曲される。
本実施形態におけるライトガイド410の詳細な形状を説明する。入力側導光部411は、検知光入射面410aを有する入射部411a(図14(b)、図17(b))と、内部出射面410bを有する中間出射部411cと、入射部411aと中間出射部411cとを接続する接続部411b(図14(a))とを有する。入射部411aは、柱状形状の例である円柱形状に形成される。入射部411aの円柱形状の中心軸線の方向(第一方向)は、入射部411aの製造時の形状公差や発光素子の取付け時の傾き公差等のやむを得ない差を除いて、発光素子の光軸方向(矢印L1)と実質的に平行である。接続部411bは、入射部411aに対して略垂直に屈曲され、プロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)に延伸される。中間出射部411cは、接続部411bに対して略垂直に屈曲される。
出力側導光部412は、検知光出射面410dを有する出射部412a(図14(b)、図17(b))と、内部入射面410cを有する中間入射部412cと、出射部412aと中間入射部412cとを接続する接続部412b(図14(a))とを有する。出射部412aは、角柱形状に形成される。出射部412aの角柱形状の中心軸線の方向(第一方向)は、発光素子の光軸の方向(矢印L1)と実質的に平行である。接続部412bは、出射部412aに対して略垂直に屈曲され、プロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)に延伸される。中間入射部412cは、接続部412bに対して略垂直に屈曲される。
このように、本実施形態では、ライトガイド410の検知光入射面410a及び検知光出射面410dと、現像剤収容室152における空間光路とがプロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)に離れた位置に設けられる。また、ライトガイド410の入力側導光部411及び出力側導光部412は、いずれも複数の屈曲を有する。しかし、以下で説明するように、ライトガイドカバー420に迷光を低減可能な構成を設けたので、ライトガイドの光路長が長い場合やライトガイドの光路が複数の屈曲を有する場合でも、高い検知精度でトナー残量を検知することが可能となる。つまり、以下のライトガイドカバー420の構成は、残量検知手段の検知精度を維持しつつ配置自由度を向上させることを可能とする。
なお、本実施形態では、入力側導光部411及び出力側導光部412を透明樹脂材料により一体成型するが、入力側導光部411と出力側導光部412とを別部材としてもよい。また、ライトガイド410の形状は適宜変更可能である。例えば、入力側導光部411の入射部411aを円柱形状以外の柱状形状(例えば角柱形状)としてもよい。円柱形状以外の柱状形状の入射部411aの場合、入射部411aの中心線とは、柱状形状の高さ方向と平行に延びる仮想直線であって、該高さ方向に見たときに検知光入射面410aの面心を通る仮想直線を意味する。また、柱状形状の入射部411aは、樹脂成型時の型抜き性を考慮して、例えば検知光入射面410aに近付くほど高さ方向と直交する断面の断面積が小さくなるように側面に僅かな傾斜が設けられたものであってもよい。
<プリンタ本体側の構成>
次に、プリンタ本体側の構成について、図14(a、b)、図16、図17(a、b)を用いて説明する。図16は、プリンタ本体Aに装着されたプロセスカートリッジB及びプリンタ本体Aの一部を示す上面図である。図17(a)は、プリンタ本体Aに装着されたプロセスカートリッジB及びプリンタ本体Aの一部を、長手方向(Z)に垂直な仮想平面(図16のz1-z1線)で切断した断面図である。図17(b)は、図17(a)の一部(X2の範囲)を拡大して示す拡大図である。
次に、プリンタ本体側の構成について、図14(a、b)、図16、図17(a、b)を用いて説明する。図16は、プリンタ本体Aに装着されたプロセスカートリッジB及びプリンタ本体Aの一部を示す上面図である。図17(a)は、プリンタ本体Aに装着されたプロセスカートリッジB及びプリンタ本体Aの一部を、長手方向(Z)に垂直な仮想平面(図16のz1-z1線)で切断した断面図である。図17(b)は、図17(a)の一部(X2の範囲)を拡大して示す拡大図である。
図17(a、b)に示すように、プリンタ本体Aには、センサユニット450が配置される。センサユニット450は、プロセスカートリッジBのライトガイド410及びライトガイドカバー420と共に、本実施形態の残量検知手段である光透過式検知機構を構成する。
センサユニット450は、センサ基板451と、センサ基板451の実装面に実装された発光素子としてのLED451a及び受光素子としてのフォトトランジスタ451bと、を有する。LED451aが発する検知光は、前述した構成のライトガイド410により、現像ユニット15の現像剤収容室152内の空間光路を経由してフォトトランジスタ451bに到達し、フォトトランジスタ451bにより電気信号に変換される。
また、センサユニット450は、センサ基板451を保持する基板ホルダ452と、基板ホルダ452を移動可能に支持する支持部材453と、を有する。支持部材453は、プリンタ本体Aの枠体に対して固定されるのに対し、センサ基板451及び基板ホルダ452は、プロセスカートリッジBの着脱に伴って移動する。センサ基板451及び基板ホルダ452の移動については後述する。
センサユニット450は、感光ドラム11の上方、且つ、長手方向においてプロセスカートリッジBの非駆動側の端部に配置される。また、センサユニット450の発光素子及び受光素子に対向するライトガイド410の検知光入射面410a及び検知光出射面410dも、感光ドラム11の上方、且つ、長手方向においてプロセスカートリッジBの非駆動側の端部に配置される。また、ライトガイド410の全体は、感光ドラム11の上方に配置され、検知光入射面410a及び検知光出射面410dからプロセスカートリッジBの長手方向中央側に向かって延びている。
ここで、プロセスカートリッジBの駆動側の側面部には、プリンタ本体AからプロセスカートリッジBへ駆動を入力し、入力された駆動をプロセスカートリッジBの各部に分配・伝達するための駆動列が配置される。本実施形態では、残量検知手段の構成要素を感光ドラム11の上方のスペースに配置するので、駆動列を構成するギア等の配置スペースを確保しやすくなる。
図23は、プロセスカートリッジBの駆動列を示す斜視図である。なお、説明のために、プロセスカートリッジBのサイドカバー7及び軸受部材5の図示を省略する。プロセスカートリッジBは、プリンタ本体Aから駆動力を入力される入力部材として現像カップリング155を有する。現像カップリング155は現像ユニット15の揺動軸線上に配置される。図10(a、b)及び図23に示すように、現像カップリング155に入力された駆動は、クリーニングユニット10の駆動列601,601a及び現像ユニット15の駆動列602を介して、各ユニット(10,15)における各駆動対象に分配・伝達される。駆動対象の例は、現像ユニット15の現像ローラ16、供給ローラ13、撹拌部材154、受入室153のスクリュー、クリーニングユニット10の感光ドラム11、廃トナーを搬送するスクリュー71,75等である。
また、プロセスカートリッジBの非駆動側の側面部には、電子写真プロセスを実施するためのバイアス電圧を印加するための接点が設けられる(図21)。また、プリンタ本体AのプロセスカートリッジBに対して非駆動側のスペースには、プロセスカートリッジBの接点にバイアス電圧を印加する接点及び回路基板や、プリンタ本体Aが備える各種アクチュエータを制御する制御部としての制御基板が配置される。本実施形態では、残量検知手段の構成要素を感光ドラム11の上方のスペースに配置するので、接点、回路基板、制御基板等の電装部材の配置スペースを確保しやすくなる。
なお、電子写真プロセスを実施するためのバイアス電圧を印加するための接点とは、例えば図21に示す現像ユニット15の接点E1~E3である。接点E1は、プリンタ本体Aの接点E4(図11(a))と接続されることで、現像ローラ16への電圧印加を可能とする。接点E2は、プリンタ本体Aの接点E5(図11(a))と接続されることで、供給ローラ13への電圧印加を可能とする。接点E3は、プリンタ本体Aの接点E6(図11(a))と接続されることで、現像ブレード18への電圧印加を可能とする。
このように、本実施形態では感光ドラム11の上方のスペースに残量検知手段を構成するセンサユニット450やライトガイド410を配置したので、長手方向においてプロセスカートリッジBの両側のスペースを他の用途に活用しやすくなる。これにより、例えばセンサユニット450を、プロセスカートリッジBの駆動側又は非駆動側の側面部に対向する位置に配置する場合に比べて、プリンタ本体Aの容積を効率よく使用することができ、プリンタ1全体の小型化を図ることができる。
<ライトガイドカバー>
次に、本実施形態のカバー部材であるライトガイドカバー420について説明する。図15に示すように、ライトガイドカバー420は現像ユニット15に取付けられる。
次に、本実施形態のカバー部材であるライトガイドカバー420について説明する。図15に示すように、ライトガイドカバー420は現像ユニット15に取付けられる。
図14(a、b)、図17(a、b)に示すように、ライトガイドカバー420は、入力側導光部411と嵌合し検知光入射面410aが露出する第一穴部420aと、出力側導光部412と嵌合し検知光出射面410dが露出する第二穴部420bとを有する。つまり、ライトガイドカバー420は、導光手段の入射面が露出する第一開口としての第一穴部420aと、導光手段の出射面が露出する第二開口としての第二穴部420bと、を有する。プロセスカートリッジBの装着状態においてライトガイドカバー420のセンサ基板451側の面をライトガイドカバー420の外表面とする。ライトガイドカバー420の外表面の裏側の面(現像枠体415と対向する面)をライトガイドカバー420の内表面とする。
また、ライトガイドカバー420は、センサ基板451の側から見てライトガイド410の検知光入射面410a及び検知光出射面410d以外の表面の一部を覆うように配置される。具体的に、ライトガイドカバー420は、第一穴部420aの周壁により入力側導光部411の入射部411aの一部を覆うと共に、第二穴部420bの周壁により出力側導光部412の出射部412aの一部を覆う。なお、ライトガイドカバー420は、センサ基板451の側から見てライトガイド410の検知光入射面410a及び検知光出射面410d以外の表面全体を覆うように形成されてもよい。
ライトガイドカバー420は、ライトガイド410がセンサ基板451との間で検知光の入出力を行う面である検知光入射面410a及び検知光出射面410dを保護する。また、ライトガイドカバー420は、検知光入射面410a以外の表面からライトガイド410に入射する光や、検知光出射面410d以外の表面から出射される光によるトナー残量検知の誤検知を低減し、検知精度向上に寄与する。
また、本実施形態では、感光ドラム11の上方にセンサユニット450が配置される構成において、センサユニット450の下方にライトガイドカバー420が位置する。これにより、LED451aの光が漏れることで感光ドラム11の表面が露光されることを防ぐことができる。例えば鉛直方向に見てLED451aが感光ドラム11と重なる構成では(図17(a))、鉛直方向においてLED451aと感光ドラム11の間で且つ鉛直方向に見てLED451aと重なる位置にライトガイドカバー420の一部が存在すると好ましい。
また、後述するように、ライトガイドカバー420は、プロセスカートリッジBの装着時にプリンタ本体Aのセンサユニット450と当接することで、センサ基板451に対する検知光入射面410a及び検知光出射面410dの位置決めを行う。つまり、第一穴部420a及び第二穴部420bは、検知光入射面410a及び検知光出射面410dの位置決めの機能を有する。
<ライトガイドカバーの凹部>
上述したように、本実施形態ではライトガイドカバー420を設けることで、ライトガイド410の保護、トナー残量検知の精度向上、感光ドラム11の露光防止等の利点がある一方、ライトガイドカバー420が誤検知の原因となる可能性もある。即ち、発光素子の付近にライトガイドカバー420が存在すると、ライトガイドカバー420自体の表面に反射した検知光が、ライトガイド410を通らずに受光素子に到達してしまう可能性がある。
上述したように、本実施形態ではライトガイドカバー420を設けることで、ライトガイド410の保護、トナー残量検知の精度向上、感光ドラム11の露光防止等の利点がある一方、ライトガイドカバー420が誤検知の原因となる可能性もある。即ち、発光素子の付近にライトガイドカバー420が存在すると、ライトガイドカバー420自体の表面に反射した検知光が、ライトガイド410を通らずに受光素子に到達してしまう可能性がある。
より詳しく説明すると、図17(b)に示すように、LED451aが発する検知光は光軸(矢印L1)を中心としつつ空間的な広がり(指向角)を持って照射される。なるべく多くの光をライトガイド410に取り込むには検知光入射面410aをLED451aに近い位置に配置することが望まれる。しかし、プロセスカートリッジBの着脱や現像ユニット15の当接離間の動作を考慮すると、検知光入射面410aはLED451aから一定の距離を離して配置することが望まれる。その場合、一部の検知光がライトガイドカバー420に反射して、ライトガイド410を通らずトナー残量検知に寄与しない光(即ち、迷光)としてフォトトランジスタ451bに到達し、トナー残量の誤検知又は精度低下が生じる可能性がある。
そこで、本実施形態で、ライトガイドカバー420の形状により、検知光入射面410aに入射しなかった迷光の進む方向を制御する構成とした。
具体的には、図14(b)、図17(b)及び図18に示すように、ライトガイドカバー420の外表面において、第一穴部420aと第二穴部420bとの間に、凹部425を形成する。図18は、ライトガイドカバー420の形状を説明するために図17(b)の一部を更に拡大して示す図である。凹部425は、図17(b)及び図18の断面において、第一方向D1におけるライトガイドカバー420の上流側の表面(外表面)の一部が、第二方向D2における入射部411aと出射部412aとの間で第一方向D1の下流側に凹んだ凹形状である。
ここで、図17(b)及び図18は、第一方向D1及び第二方向D2に広がり且つ入射部411a及び出射部412aを通る仮想平面による装置の断面を示す。つまり、第一方向D1及び第二方向D2の双方と交差する方向を第三方向として、図17(b)及び図18は第三方向(本実施形態ではプロセスカートリッジBの長手方向(矢印Z)と同じ)と垂直な断面を示す。
第一方向D1は、柱状形状である入射部411aの中心線に沿った方向であってライトガイドカバー420の外表面の側から内表面の側に向かう方向である。第一方向D1は、入射部411aの内部を検知光が進行する方向、即ち入射部411aにおける光軸方向と言い換えることができる。また、第二方向D2は、第一方向D1と交差する方向であって入射部411aと出射部412aとが並ぶ方向である。なお、第一方向D1は、LED451aが実装されたセンサ基板451の実装面の法線方向と実質的に同じ方向である。
凹部425の底面425cは、第二方向D2において入射部411aの側から出射部412aの側に向かうほどセンサ基板451との距離が近くなるように傾斜している。言い換えると、底面425cの入射部側の端部(第一端425a)は、底面425cの出射部側の端部(第二端425b)よりも、第一方向D1の下流側に位置する。
さらに、凹部425の底面425cは、第一端425aと第二端425bとの間において、第一端425aと第二端425bとを結ぶ仮想直線Ln1に対して第一方向D1の下流側に凹むように湾曲している。
以上のように、本実施形態では、ライトガイドカバー420に凹部425を設け、その底面425cに傾斜及び湾曲を設けている。この構成により、図18に示すように、入射部411aと第一方向D1に対向する位置のLED451aから発せられた光の一部が凹部425に入射した場合に、凹部425の底面425cにより、概ねLED451aに向かって光が反射される。つまり、LED451aから凹部425に進入する迷光がLED451aの側に反射されるように、迷光の進む方向を制御することができる。これにより、ライトガイドカバー420に反射されることでフォトトランジスタ451bに到達する迷光の量を低減することができる。
凹部425の底面425cの断面形状(図18)は、検知光入射面410aを第一方向D1に投影した領域内に位置する点C1を中心とした円弧状(一点鎖線)とすると好適である。これにより、当該点の付近にLED451aが配置される場合に、底面425cがLED451aからの光を反射する方向がLED451aの付近に集中し、迷光の進む方向をより効果的に制御できる。なお、底面425cが描く円弧の中心にLED451aが位置するとより好ましい。
凹部425の底面425cの立体形状は、検知光入射面410aを第一方向D1に投影した領域内に位置する点C1を中心とした球面状とすると好適である。これにより、当該点の付近にLED451aが配置される場合に、底面425cがLED451aからの光を反射する方向がLED451aの付近に集中し、迷光の進む方向をより効果的に制御できる。なお、底面425cが描く球面の中心にLED451aが位置するとより好ましい。
このように、本実施形態によれば、ライトガイドカバー420に反射した迷光によるトナー残量の誤検知や検知精度の低下を低減することができる。
また、ライトガイドカバー420に反射する迷光の影響を顕在化させずにライトガイドカバー420をセンサ基板451の近くに配置できることから、種々の利点が得られる。例えば、感光ドラム11に向かう検知光をライトガイドカバー420によって効果的に遮ることができ、センサ基板451を感光ドラム11の付近に配置することが可能となり、配置自由度が向上する。また、センサ基板451において発光素子と受光素子を近接させても迷光の影響が生じにくいのでセンサ基板451の小型化が可能となる。
なお、ライトガイド410の入力側と出力側は入れ替え可能であるため、センサ基板451のLED451aとフォトトランジスタ451bの配置を入れ替えてもよい。その場合、凹部425は、第二方向D2に関して反転させた形状とすればよい。
<カートリッジ装着時の位置決め構成>
プロセスカートリッジBの装着時にカートリッジ側の検知光入射面410a及び検知光出射面410dと、プリンタ本体側のLED451a及びフォトトランジスタ451bとの相対位置を決める構成を、図16、図19(a、b)を用いて説明する。
プロセスカートリッジBの装着時にカートリッジ側の検知光入射面410a及び検知光出射面410dと、プリンタ本体側のLED451a及びフォトトランジスタ451bとの相対位置を決める構成を、図16、図19(a、b)を用いて説明する。
図19(a、b)は、図16のセンサユニット450の付近を、ライトガイドカバー420の下側から見た図(図17(b)の矢印D9の方向に見た図)である。図19(a)は、プロセスカートリッジBの装着途中の様子を示し、図19(b)は、プロセスカートリッジBの装着後の様子を示す。また、図19(a、b)において、ライトガイド410の図示を省略する。
図16に示すように、センサ基板451を保持する基板ホルダ452は、付勢手段としての引張バネ454により、矢印H方向に付勢されている。引張バネ454は、基板ホルダ452と支持部材453との間に張設される。引張バネ454の付勢方向(矢印H)は、プロセスカートリッジBの装着方向Dと斜めに交差する方向であって、装着方向Dとは反対向きの成分を含む。
図19(a)に示すように、基板ホルダ452は、ライトガイドカバー420の第一当接部420dに当接される第一被当接部452aと、ライトガイドカバー420の第二当接部420cに当接される第二被当接部452bと、を有する。第一当接部420d及び第一被当接部452aは、装着方向Dに関して基板ホルダ452とライトガイドカバー420の位置決めを行う。第二当接部420c及び第二被当接部452bは、装着方向Dと直交する方向(長手方向)に関して基板ホルダ452とライトガイドカバー420の位置決めを行う。
さらに、基板ホルダ452は、ライトガイドカバー420の第三当接部420tと当接することで第一当接部420d及び第二当接部420cを第一被当接部452a及び第二被当接部452bに案内する斜面452sを有する。
図19(a)に示すように、プロセスカートリッジBの装着前、及び、装着途中においてライトガイドカバー420が基板ホルダ452に当接する前は、引張バネ454の付勢力により基板ホルダ452が位置決めされる。この場合の基板ホルダ452の位置は、プロセスカートリッジBの装着後のライトガイドカバー420の位置と一部重なる。
また、基板ホルダ452を支持する支持部材453には、プロセスカートリッジBの非装着時にLED451a及びフォトトランジスタ451bを覆う覆い部453a,453bが設けられている。
図19(a)の状態からプロセスカートリッジBが装着方向Dに挿入されていくと、ライトガイドカバー420の第三当接部420tが基板ホルダ452の斜面452sに当接する。すると、斜面452sが押圧されることで、基板ホルダ452は引張バネ454の付勢力に抗して矢印H1方向にスライドし、ライトガイドカバー420の第二当接部420cが基板ホルダ452の第二被当接部452bと接触する。
さらにプロセスカートリッジBが装着方向Dに挿入されていくと、ライトガイドカバー420の第一当接部420dが基板ホルダ452の第一被当接部452aと接触し、基板ホルダ452は引張バネ454の付勢力に抗して矢印H2方向にスライドする。
そして、プロセスカートリッジBが所定の装着位置(画像形成を実行可能な位置)まで挿入されると、図19(b)に示すように、基板ホルダ452が当初の位置から矢印H1、H2方向に移動した位置で位置決めされる。この状態では、第一当接部420d及び第二当接部420cが第一被当接部452a及び第二被当接部452bとそれぞれ当接することで、引張バネ454の付勢力に抗してライトガイドカバー420が基板ホルダ452を保持する。
図19(b)の位置決め状態では、図19(a)の状態からセンサ基板451が基板ホルダ452と共に移動したことにより、LED451a及びフォトトランジスタ451bが支持部材453の覆い部453a,453bから露出する。そして、ライトガイドカバー420の第一穴部420aがLED451aと対向し、第二穴部420bがフォトトランジスタ451bと対向する。すなわち、ライトガイド410の検知光入射面410aがLED451aと対向し、検知光出射面410dがフォトトランジスタ451bと対向する。
なお、図17(b)に示すように、プロセスカートリッジBの装着後の状態では、支持部材453の覆い部453aが、第二方向D2においてLED451aとフォトトランジスタ451bの間に位置する。また、覆い部453aは、第一方向D1においてセンサ基板451及び基板ホルダ452とライトガイドカバー420との間に位置する。そのため、覆い部453aは、LED451aが発した光がライトガイドカバー420や基板ホルダ452に反射してフォトトランジスタ451bに迷光として到達する可能性を更に低減することができる。
このように、カートリッジ装着時にライトガイドカバー420が基板ホルダ452と当接して基板ホルダ452を移動させることにより、ライトガイド410とセンサ基板451とが位置決めされる。これにより、検知光入射面410aとLED451aの相対位置、検知光出射面410dとフォトトランジスタ451bの相対位置をそれぞれ高い精度で位置決めすることが可能となり、トナー残量の検知精度を高めることができる。
以上のように、ライトガイドカバー420は、ライトガイド410を保護し且つ検知光が感光ドラム11に漏れないように遮蔽する機能だけでなく、ライトガイド410と基板ホルダ452とを位置決めする機能を有する。
ところで、図17(b)及び図18に示すように、基板ホルダ452にはLED451aが発する光を絞るための規制穴452cが設けられる。規制穴452cにより、LED451aの指向角が広い場合でも光の放射方向を規制することができ、迷光による検知精度の低下や感光ドラム11への光の漏れを低減できる。
また、ライトガイドカバー420には、凹部425と検知光出射面410dとの間にセンサ基板451の側に突出した凸部426が設けられる。凸部426は、LED451aと規制穴452cの開口縁とを結ぶ仮想直線Ln2と交差するように形成される。このような凸部426を設けることで、ライトガイドカバー420の検知光出射面410dの周囲の表面に反射した光がフォトトランジスタ451bに到達する可能性を低減することができる。
<揺動軸線とライトガイドの位置関係>
次に、プロセスカートリッジBにおける揺動軸線と、ライトガイド410の入射部411a及び出射部412aとの位置関係について説明する。
次に、プロセスカートリッジBにおける揺動軸線と、ライトガイド410の入射部411a及び出射部412aとの位置関係について説明する。
図21は、プロセスカートリッジBを長手方向(感光ドラム11の回転軸線方向)に見た側面図である。上述した通り、現像ユニット15は、揺動軸線8の周りで、現像ローラ16が感光ドラム11に当接する当接位置(図20(a))と現像ローラ16が感光ドラム11から離間する離間位置(図20(b))とに揺動可能である。図21のプロセスカートリッジBは、現像ローラ16が当接位置にある状態(現像当接状態)である。
図21に示すように、長手方向に見たときに、揺動軸線8を通り第一方向D1に引いた仮想直線Ln3に対して、第二方向D2の一方側に入射部411aが配置され、第二方向D2の他方側に出射部412aが配置される。つまり、長手方向に見たときに仮想直線Ln3で分けられる2つの領域を第一領域Ar1、第二領域Ar2としたときに、第一領域Ar1に入射部411aが配置され、第二領域Ar2に出射部412aが配置される。
ここで、第一方向D1とは、柱状形状である入射部411aの中心線の方向であって入射部411aを介してライトガイド410の外側から内側に向かう方向である。また、第一方向D1とは、入射部411aの光軸の方向であってライトガイド410の外側から内側に向かう方向と言うことができる。また、第二方向D2とは、第一方向D1と交差する方向であって入射部411aと出射部412aとが並ぶ方向である。なお、本実施形態において、第一方向D1はセンサ基板451の実装面451cの法線方向と実質的に同じ方向であり、第二方向D2はセンサ基板451の実装面451cと実質的に平行な方向である。
この構成の利点について、図22(a、b)を用いて説明する。図22(a)は、本実施形態における揺動軸線8と入射部411a及び出射部412aとの配置を表す模式図である。図22(b)は、比較例における揺動軸線8と入射部411a及び出射部412aとの配置を表す模式図である。
本実施形態(図22(a))では、揺動軸線8を通り第一方向D1に引いた仮想直線Ln3に対して、第二方向D2の一方側と他方側とに分けて入射部411a及び出射部412aが配置される。一方、比較例(図22(b))では、仮想直線Ln3に対して、第二方向D2のいずれか一方のみ(ここでは図中左側)に、入射部411a及び出射部412aの両方が配置される。
ここで、画像形成動作の実行中は、現像ユニット15は当接位置に保持されるが、種々の要因により現像ユニット15の揺動軸線8を中心とする角度は変動する場合がある。例えば、図23に示すように、現像カップリング155に入力された駆動力はプロセスカートリッジBの駆動側の端部に設けられた駆動列によって現像ユニット15の各駆動対象(現像ローラ16等)に分配される。このとき、駆動対象の駆動負荷は、現像ユニット15のトナー量や撹拌部材154の回転角度等に応じて変動する。現像カップリング155が現像ユニット15側の駆動列を駆動する際の負荷トルクが変動する結果、揺動軸線8を中心として現像ユニット15が小さな変動幅で振動する場合がある。
図22(a、b)において、現像ユニット15がΔθの角度で振動する場合のライトガイド410の位置変化について説明する。本実施形態と比較例とでΔθの値は同じであるものとする。
比較例(図22(b))において、現像ユニット15がΔθの角度で図中時計回り方向に揺動するとき、ライトガイド410の入射部411a及び出射部412aは破線位置から実線位置へ移動する。このとき、検知光入射面410a及び検知光出射面410dの両方が、第一方向D1に関してセンサ基板451の実装面451cに接近するように移動する。言い換えると、LED451a~検知光入射面410a間の距離の変動量Δd3と、フォトトランジスタ451b~検知光出射面410d間の距離の変動量Δd4との間で、正負は常に一致する。これは、揺動軸線8を通り第一方向D1に引いた仮想直線Ln3に対して、仮想直線Ln3に対して、第二方向D2の一方側に入射部411a及び出射部412aの両方が配置されるからである。なお、仮想直線Ln2の他方側(図22(b)において右側)に入射部411a及び出射部412aの両方が配置される場合であっても、変動量Δd3,Δd4の正負が一致することは同様である。
つまり、比較例では、現像ユニット15の振動が生じた場合に、LED451a~検知光入射面410a間の距離と、フォトトランジスタ451b~検知光出射面410d間の距離とは、同時に増加又は同時に減少する。そのため、LED451aからライトガイド410及び容器内の空間光路を経由してフォトトランジスタ451bに至る光路長の変動が大きくなる。その結果、フォトトランジスタ451bに到達する光量の変化が大きくなり、現像ユニット15の振動がトナー残量の検知精度に影響する可能性がある。
なお、ライトガイド410とLED451a又はフォトトランジスタ451bとの間の空気層においては、光量は光路長の2乗に応じて大きく変動する。また、フォトトランジスタ451bの検知信号に基づいてトナー残量を検知する場合に、検知信号(例えば電圧値)を所定の閾値と比較して、容器内の空間光路がトナーによって遮られる時間の長さを判断することができる。そのため、光路長の変化によってフォトトランジスタ451bに到達する光量が大きくシフトしていると、トナー残量の検知精度が低下し得る。
本実施形態(図22(a))においても、現像ユニット15がΔθの角度で図中時計回り方向に揺動するとき、ライトガイド410の入射部411a及び出射部412aは破線位置から実線位置へ移動する。このとき、検知光入射面410aは第一方向D1に関してセンサ基板451の実装面451cに接近する一方で、検知光出射面410dは第一方向D1に関してセンサ基板451の実装面451cから遠ざかる。言い換えると、LED451a~検知光入射面410a間の距離の変動量Δd1と、フォトトランジスタ451b~検知光出射面410d間の距離の変動量Δd2との間で、正負が反対となる。これは、揺動軸線8を通り第一方向D1に引いた仮想直線Ln3に対して、第二方向D2の一方側と他方側とに分けて入射部411a及び出射部412aが配置されるからである。
つまり、本実施形態では、現像ユニット15の振動が生じても、LED451a~検知光入射面410a間の距離の増減と、フォトトランジスタ451b~検知光出射面410d間の距離の増減とが相殺される。そのため、LED451aからライトガイド410及び容器内の空間光路を経由してフォトトランジスタ451bに至る光路長の変動が低減される。これにより、現像ユニット15の振動の影響を低減してトナー残量の検知精度を向上させることができる。
また、図22(a)において、揺動軸線8から検知光入射面410aの中心までの距離をR1とし、揺動軸線8から検知光出射面410dの中心までの距離をR2とする。図22(b)において、揺動軸線8から検知光入射面410aの中心までの距離をR3とし、揺動軸線8から検知光出射面410dの中心までの距離をR4とする。
このとき、第二方向D2における入射部411aと出射部412aの間隔(LED451aとフォトトランジスタ451bの間隔)が同じであれば、少なくともR1<R3である。そのため、現像ユニット15がΔθ(rad)の角度で振動する場合の比較例での検知光入射面410aの移動量ΔL3(≒R3×Δθ)は、本実施形態での検知光入射面410aの移動量ΔL1(≒R1×Δθ)よりも大きくなってしまう。
なお、図22(b)において、仮想直線Ln2の他方側(図中右側)に入射部411a及び出射部412aの両方が配置される場合には、少なくともR2<R4となる。そのため、現像ユニット15がΔθ(rad)の角度で振動する場合の比較例での検知光出射面410dの移動量ΔL4(≒R4×Δθ)は、本実施形態での検知光出射面410dの移動量ΔL2(≒R2×Δθ)よりも大きくなってしまう。
したがって、本実施形態によれば、現像ユニット15の振動による検知光入射面410a及び検知光出射面410dの移動量ΔL1,ΔL2を小さく抑えることができる。これにより、LED451a及びフォトトランジスタ451bに対する検知光入射面410a及び検知光出射面410dの位置が安定するので、検知精度の向上に寄与する。
また、本実施形態では、上述した離間機構100(図20(a、b)参照)により、現像ユニット15が当接位置と離間位置とに移動される。一方、本実施形態の構成によれば、現像ユニット15の揺動角度θに対する検知光入射面410a及び検知光出射面410dの移動量(R1×θ、R2×θ)は、比較例に比べて小さく抑えられる。したがって、現像ユニット15の揺動に伴うライトガイド410の移動空間が小さくなる。つまり、プロセスカートリッジBを大型化せずにライトガイド410の移動空間を確保することが可能となり、ひいてはプリンタ1の小型化に寄与する。
なお、本実施形態ではプロセスカートリッジBへの駆動入力部である現像カップリング155が揺動軸線8上に配置されるが、駆動入力部が揺動軸線8と異なる位置に設けられる場合であっても、駆動負荷の変動等による現像ユニット15の振動が生じうる。したがって、上述した入射部411a及び出射部412aの配置はそのような場合にも適用可能である。
<その他の実施形態>
上述した実施形態では、プロセスカートリッジBの残量検知手段としての光透過式検知機構について説明をしたが、他のカートリッジにおいてトナーの量を検知する手段として同様の光透過式検知機構を用いてもよい。例えば、上述した実施形態におけるトナーカートリッジCのトナー供給部30のトナー残量を検知する手段、又は、廃トナー回収部40に収容された廃トナーの量を検知する手段(満載検知手段)として用いてもよい。
上述した実施形態では、プロセスカートリッジBの残量検知手段としての光透過式検知機構について説明をしたが、他のカートリッジにおいてトナーの量を検知する手段として同様の光透過式検知機構を用いてもよい。例えば、上述した実施形態におけるトナーカートリッジCのトナー供給部30のトナー残量を検知する手段、又は、廃トナー回収部40に収容された廃トナーの量を検知する手段(満載検知手段)として用いてもよい。
また、上述した実施形態において、光透過式検知機構の入力側と出力側とを入れ替えて構成してもよい。即ち、センサ基板451においてLED451aとフォトトランジスタ451bの配置を入れ替え、且つ、ライトガイド410の検知光入射面410aと検知光出射面410dの役割を入れ替えてもよい。この場合において、検知光が入射する入射部(実施形態における出射部412a)を角柱形状のままとしてもよく、円柱形状又は他の柱状形状に変更してもよい。同様に、検知光が出射される出射部(実施形態における入射部411a)を円柱形状のままとしてもよく、角柱形状又は他の柱状形状に変更してもよい。
また、上述した実施形態では、プロセスカートリッジBとトナーカートリッジCがそれぞれプリンタ本体Aに装着される構成について説明したが、プロセスカートリッジB及びトナーカートリッジCが一体となった構成でもよい。
また、上述した実施形態では、プリンタ本体に装着されるカートリッジの内部のトナー量を検知する手段として光透過式検知機構を用いた例を説明したが、現像ユニットがプリンタ本体に組み込まれた構成であってもよい。
さらに、上述した実施形態では、一つの像担持体を有する画像形成装置に関して説明したが、これに限らず、例えば複数の像担持体を有し複数種類の現像剤を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置にも応用可能である。
<本開示のまとめ>
本開示には、少なくとも以下の構成が含まれる。
本開示には、少なくとも以下の構成が含まれる。
(構成1)
カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。
カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。
(構成2)
カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部の光軸の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。
カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部の光軸の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。
(構成3)
前記断面において、前記凹部の前記底面は、円弧状に形成され、
前記円弧状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする構成1又は2に記載のカートリッジ。
前記断面において、前記凹部の前記底面は、円弧状に形成され、
前記円弧状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする構成1又は2に記載のカートリッジ。
(構成4)
前記凹部の前記底面は、球面状に形成され、
前記球面状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする構成1又は2に記載のカートリッジ。
前記凹部の前記底面は、球面状に形成され、
前記球面状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする構成1又は2に記載のカートリッジ。
(構成5)
前記カバー部材は、前記第二方向において前記底面の前記第二端と前記導光手段の前記出射面との間に設けられた凸部であって、前記第二端に比べて前記第一方向の上流側に突出した凸部を更に有する、
ことを特徴とする構成1乃至4のいずれか1つに記載のカートリッジ。
前記カバー部材は、前記第二方向において前記底面の前記第二端と前記導光手段の前記出射面との間に設けられた凸部であって、前記第二端に比べて前記第一方向の上流側に突出した凸部を更に有する、
ことを特徴とする構成1乃至4のいずれか1つに記載のカートリッジ。
(構成6)
前記カートリッジは、回転する像担持体と、前記現像剤を用いて前記像担持体の表面に画像を現像する現像剤担持体と、を更に備え、
前記カートリッジが画像形成装置の装置本体に装着されたときの姿勢において、前記像担持体は前記装置本体の発光素子の下方に位置するように配置され、
前記カバー部材の少なくとも一部は、鉛直方向において前記発光素子と前記像担持体との間に位置し且つ上方から見て前記像担持体と重なるように配置される、
ことを特徴とする構成1乃至5のいずれか1つに記載のカートリッジ。
前記カートリッジは、回転する像担持体と、前記現像剤を用いて前記像担持体の表面に画像を現像する現像剤担持体と、を更に備え、
前記カートリッジが画像形成装置の装置本体に装着されたときの姿勢において、前記像担持体は前記装置本体の発光素子の下方に位置するように配置され、
前記カバー部材の少なくとも一部は、鉛直方向において前記発光素子と前記像担持体との間に位置し且つ上方から見て前記像担持体と重なるように配置される、
ことを特徴とする構成1乃至5のいずれか1つに記載のカートリッジ。
(構成7)
前記導光手段は、前記容器の内部に設けられた内部出射面及び内部入射面を更に有し、前記入射部の前記入射面に入射した前記光が前記内部出射面から出射され、前記容器の内部空間を経由して前記内部入射面に入射し、前記出射部の前記出射面から出射されるように構成され、
前記入射部及び前記出射部は、前記像担持体の回転軸線方向における前記カートリッジの端部に配置され、
前記内部出射面及び前記内部入射面は、前記回転軸線方向において前記入射部及び前記出射部よりも前記カートリッジの中央に近い位置に配置される、
ことを特徴とする構成6に記載のカートリッジ。
前記導光手段は、前記容器の内部に設けられた内部出射面及び内部入射面を更に有し、前記入射部の前記入射面に入射した前記光が前記内部出射面から出射され、前記容器の内部空間を経由して前記内部入射面に入射し、前記出射部の前記出射面から出射されるように構成され、
前記入射部及び前記出射部は、前記像担持体の回転軸線方向における前記カートリッジの端部に配置され、
前記内部出射面及び前記内部入射面は、前記回転軸線方向において前記入射部及び前記出射部よりも前記カートリッジの中央に近い位置に配置される、
ことを特徴とする構成6に記載のカートリッジ。
(構成8)
装置本体と、
前記装置本体に装着される構成1乃至7のいずれか1つに記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向であり、
前記第二方向は、前記実装面と平行な方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。
装置本体と、
前記装置本体に装着される構成1乃至7のいずれか1つに記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向であり、
前記第二方向は、前記実装面と平行な方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。
(構成9)
カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。
カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。
(構成10)
カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部の光軸の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。
カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部の光軸の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。
(構成11)
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部の押圧部材に押圧される被押圧部を有し、前記被押圧部を押圧されることで、前記現像剤担持体が前記像担持体に当接する当接位置から、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する離間位置へ移動する、
ことを特徴とする構成9又は10に記載のカートリッジ。
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部の押圧部材に押圧される被押圧部を有し、前記被押圧部を押圧されることで、前記現像剤担持体が前記像担持体に当接する当接位置から、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する離間位置へ移動する、
ことを特徴とする構成9又は10に記載のカートリッジ。
(構成12)
前記カートリッジは、前記カートリッジの外部から駆動力を入力される入力部材を有し、
前記入力部材は、前記揺動軸線上に配置され、
前記第二ユニットは、前記入力部材から駆動力を受け取る駆動列を有する、
ことを特徴とする構成9乃至11のいずれか1つに記載のカートリッジ。
前記カートリッジは、前記カートリッジの外部から駆動力を入力される入力部材を有し、
前記入力部材は、前記揺動軸線上に配置され、
前記第二ユニットは、前記入力部材から駆動力を受け取る駆動列を有する、
ことを特徴とする構成9乃至11のいずれか1つに記載のカートリッジ。
(構成13)
装置本体と、
前記装置本体に装着される構成9乃至12のいずれか1つに記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。
装置本体と、
前記装置本体に装着される構成9乃至12のいずれか1つに記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。
A…装置本体(プリンタ本体)/B…カートリッジ(プロセスカートリッジ)/8…揺動軸線/10…第一ユニット(クリーニングユニット)/11…像担持体(感光ドラム)/15…第二ユニット(現像ユニット)/16…現像剤担持体(現像ローラ)/410…導光手段(ライトガイド)/410a…入射面(検知光入射面)/410d…出射面(検知光出射面)/411a…入射部/412a…出射部/415…容器(現像枠体)/420…カバー部材(ライトガイドカバー)/425…凹部/425a…第一端/425b…第二端/425c…底面/451a…発光素子(LED)/451b…受光素子(フォトトランジスタ)/D1…第一方向/D2…第二方向
Claims (13)
- カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。 - カートリッジであって、
現像剤を収容するように構成された容器と、
前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段と、
前記入射部の入射面が露出する第一開口と、前記出射部の出射面が露出する第二開口と、を有し、前記導光手段の一部を覆うカバー部材と、
を備え、
前記入射部の光軸の方向であって前記カバー部材の外表面の側から内表面の側に向かう方向を第一方向とし、前記第一方向と交差する方向であって前記入射部と前記出射部とが並ぶ方向を第二方向とし、前記第一方向及び前記第二方向の双方と交差する方向を第三方向としたときに、
前記カバー部材は、前記第三方向に垂直な断面において、前記カバー部材の前記外表面の一部が、前記第二方向における前記入射部と前記出射部との間において、前記第一方向の下流側に凹んだ凹部を有し、
前記凹部の底面の前記第二方向における前記入射部側の第一端は、前記底面の前記第二方向における前記出射部側の第二端よりも、前記第一方向の下流側に位置し、且つ、
前記底面は、前記第一端と前記第二端との間において、前記第一端と前記第二端とを結ぶ仮想直線に対して前記第一方向の下流側に凹むように湾曲している、
ことを特徴とするカートリッジ。 - 前記断面において、前記凹部の前記底面は、円弧状に形成され、
前記円弧状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のカートリッジ。 - 前記凹部の前記底面は、球面状に形成され、
前記球面状の前記底面の中心は、前記第一方向に見て前記入射部と重なる位置にある、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のカートリッジ。 - 前記カバー部材は、前記第二方向において前記底面の前記第二端と前記導光手段の前記出射面との間に設けられた凸部であって、前記第二端に比べて前記第一方向の上流側に突出した凸部を更に有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のカートリッジ。 - 前記カートリッジは、回転する像担持体と、前記現像剤を用いて前記像担持体の表面に画像を現像する現像剤担持体と、を更に備え、
前記カートリッジが画像形成装置の装置本体に装着されたときの姿勢において、前記像担持体は前記装置本体の発光素子の下方に位置するように配置され、
前記カバー部材の少なくとも一部は、鉛直方向において前記発光素子と前記像担持体との間に位置し且つ上方から見て前記像担持体と重なるように配置される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のカートリッジ。 - 前記導光手段は、前記容器の内部に設けられた内部出射面及び内部入射面を更に有し、前記入射部の前記入射面に入射した前記光が前記内部出射面から出射され、前記容器の内部空間を経由して前記内部入射面に入射し、前記出射部の前記出射面から出射されるように構成され、
前記入射部及び前記出射部は、前記像担持体の回転軸線方向における前記カートリッジの端部に配置され、
前記内部出射面及び前記内部入射面は、前記回転軸線方向において前記入射部及び前記出射部よりも前記カートリッジの中央に近い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項6に記載のカートリッジ。 - 装置本体と、
前記装置本体に装着される請求項1又は2に記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向であり、
前記第二方向は、前記実装面と平行な方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部は、中心線を中心とする柱状形状であり、
前記中心線の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。 - カートリッジであって、
回転軸線を中心に回転可能に構成された像担持体を備えた第一ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に現像剤を供給するように構成された現像剤担持体と、現像剤を収容する容器と、を備えた第二ユニットであって、前記第一ユニットに対して前記回転軸線の方向に延びる揺動軸線を中心に揺動可能に前記第一ユニットに支持される第二ユニットと、
を有し、
前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部から光が入射するように構成された入射部と、前記入射部を介して前記容器の内部に入射した前記光を前記カートリッジの外部に出射するように構成された出射部と、を含む導光手段を有し、
前記入射部の光軸の方向を第一方向とし、且つ、前記像担持体の回転軸線方向に見たときに前記揺動軸線を通り前記第一方向に延びる仮想直線で分けられる2つの領域を第一領域及び第二領域とした場合において、前記第一領域に前記入射部が配置され、前記第二領域に前記出射部が配置される、
ことを特徴とするカートリッジ。 - 前記第二ユニットは、前記カートリッジの外部の押圧部材に押圧される被押圧部を有し、前記被押圧部を押圧されることで、前記現像剤担持体が前記像担持体に当接する当接位置から、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する離間位置へ移動する、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のカートリッジ。 - 前記カートリッジは、前記カートリッジの外部から駆動力を入力される入力部材を有し、
前記入力部材は、前記揺動軸線上に配置され、
前記第二ユニットは、前記入力部材から駆動力を受け取る駆動列を有する、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のカートリッジ。 - 装置本体と、
前記装置本体に装着される請求項9又は10に記載のカートリッジと、
を備えた画像形成装置であって、
前記装置本体は、光を発する発光素子と、前記光を受光して検知信号を発する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が実装された実装面を有する基板と、を備え、
前記第一方向は、前記基板の前記実装面の法線方向である、
ことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022102264A JP2024002824A (ja) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | カートリッジ及び画像形成装置 |
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CN202310737031.4A CN117289570A (zh) | 2022-06-24 | 2023-06-21 | 盒和成像设备 |
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JP2022102264A JP2024002824A (ja) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | カートリッジ及び画像形成装置 |
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JP2022102264A Pending JP2024002824A (ja) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | カートリッジ及び画像形成装置 |
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-
2022
- 2022-06-24 JP JP2022102264A patent/JP2024002824A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-08 US US18/207,190 patent/US20230418213A1/en active Pending
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