JP3472105B2 - 現像カートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

現像カートリッジ及び電子写真画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機やプリンター等の電子写真画像形成装置に使用され
る現像装置、及び、これを用いる電子写真画像形成装置
に関する。
【0002】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真の画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成
するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プ
リンター(LED プリンター、レーザビームプリンターな
ど)、電子写真フアクシミリ装置、および、電子写真ワ
ードブロセッサーなどが含まれる。
【0003】
【従来の技術】近年、電子写真画像形成装置のうち、カ
ラー画像の形成を行うことのできるカラー電子写真画像
形成装置の需要が増大している。
【0004】ところで従来、4色の現像カートリッジを
全てロータリー内に配置するカラー電子写真画像形成装
置が知られている(例えば、USP.4、707、10
8号、USP.5、040、031号等)。このような
構成は、カラー画像を形成するうえで非常に有効であ
る。
【0005】一方、この様な現像カートリッジにおい
て、トナーの残量を光学素子を用いて検出する抗生が知
られている。
【0006】本発明は、前述したトナー残量検出方式を
さらに発展させたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、トナーの残量の検知精度を向上させた現像カートリ
ッジ及び電子画像形成装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、トナーの残量を検知
するために装置本体に本体検知部材を設置するにあたっ
て、前記本体検知部材の設置位置の自由度を増加させる
ことのできる現像カートリッジ及び電子写真画像形成装
置を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、装置本体に設けられ
た発光部材から発せられた光を第一の光透過部に導くた
めの第一の光ガイドと、第二の光透過部を通過した光を
前記装置本体に設けられた受光部材へ導くための第二の
光ガイドと、を有する現像カートリッジ及び電子写真画
像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、電子写真画像形成装置
本体に着脱可能であって、電子写真感光体に形成された
潜像を現像するための現像カートリッジにおいて、トナ
ーを用いて、電子写真感光体に形成された潜像を現像す
るための現像部材と、前記現像部材によって現像に用い
られるトナーを収納するためのトナー収納部と、前記ト
ナー収納部に設けられた第一の光透過部と、前記トナー
収納部に設けられた第二の光透過部と、前記トナー収納
部に設けられた第一の光ガイドであって、前記装置本体
に設けられた発光部材から発せられた光を前記第一の光
透過部に導くための第一の光ガイドと、前記トナー収納
部に設けられた第二の光ガイドであって、前記第二の光
透過部を通過した光を前記装置本体に設けられた受光部
材へ導くための第二の光ガイドと、前記現像カートリッ
ジの長手方向の一端側に設けられた、前記第一の光透過
部と前記第二の光透過部と前記第一の光ガイドと前記第
二の光ガイドとを覆うカバー部材であって、前記第一の
光ガイド及び前記第二の光ガイドの長手方向の一端を支
持するカバー部材と、を有することを特徴とする現像カ
ートリッジ。
【0011】前記目的を達成するための他の本発明にか
かる代表的な構成は、(a)発光部材と、(b)受光部
材と、(c)トナーを用いて、電子写真感光体に形成さ
れた潜像を現像するための現像部材と、前記現像部材に
よって現像に用いられるトナーを収納するためのトナー
収納部と、前記トナー収納部に設けられた第一の光透過
部と、前記トナー収納部に設けられた第二の光透過部
と、前記トナー収納部に設けられた第一の光ガイドであ
って、前記装置本体に設けられた発光部材から発せられ
た光を前記第一の光透過部に導くための第一の光ガイド
と、前記トナー収納部に設けられた第二の光ガイドであ
って、前記第二の光透過部を通過した光を前記装置本体
に設けられた受光部材へ導くための第二の光ガイドと、
前記現像カートリッジの長手方向の一端側に設けられ
た、前記第一の光透過部と前記第二の光透過部と前記第
一の光ガイドと前記第二の光ガイドとを覆うカバー部材
であって、前記第一の光ガイド及び前記第二の光ガイド
の長手方向の一端を支持するカバー部材と、を有する現
像カートリッジを取り外し可能に装着するための装着部
材と、(d)前記記録媒体を搬送するための搬送部材
と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラー電子写
真画像形成装置Pを図面を参照して説明する。尚、ここ
では説明の順序として、まず、カラー電子写真画像形成
装置の構成について説明し、次にこれに用いられている
色現像カートリッジの構成について詳細に説明する。
【0013】{画像形成装置の全体の説明}図1はカラ
ー電子写真画像形成装置Pの一形態であるカラーレーザ
ープリンタの全体構成説明図である。
【0014】まず本実施例のカラーレーザープリンタP
は、一定速度で回転するドラム形状の電子写真感光体
(以下、感光体ドラムと称す)15と、ブラック現像器21
B(ブラック色トナーで現像を行う)と、回転可能なロ
ータリーに着脱可能な3つのカラー現像器(イエロー現
像器20Y(イエロー色トナーで現像を行う)、マゼンタ
現像器20M(マゼンタ色トナーで現像を行う)、シアン
現像器20C(シアン色トナーで現像を行う))を備えて
いる。
【0015】上記感光体ドラム15の下方には、現像さ
れ多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送
された記録媒体2に転写するための中間転写体9が配置
されている。
【0016】そして、カラー画像が転写された記録媒体
2を、定着部25へ搬送してカラー画像を記録媒体2に定
着し、排出ローラ34,35,36によって装置上面の排出部
37へ排出するものである。
【0017】尚、上記回転可能な各カラー現像器及び固
定式のブラック現像器はプリンタ本体に対して個別に着
脱可能に構成されている。
【0018】次に上記画像形成装置Pの各部の構成につ
いて順次詳細に説明する。
【0019】{ドラムユニット}ドラムユニット13は、
感光ドラム15と、該ドラム15のホルダーを兼ねるクリー
ニング装置の容器14とが一体的に構成されている。そし
て、このドラムユニット13はプリンタ本体に対して着脱
自在に支持され、感光ドラム15の寿命に合わせて容易に
ユニット交換可能である。
【0020】本実施形態に係る感光ドラム15は、直径約
62mmのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布
されており、これが感光ドラム15のハウジングを兼ねる
クリーニング装置の容器14に回転自在に支持されてい
る。
【0021】また感光ドラム15の周面に接触して、クリ
ーナブレード16、一次帯電手段17が配置されている。こ
の感光体ドラム15には、図1の後方側の一方端から駆
動モーター(図示せず)の駆動力が伝達されることによ
り、感光ドラム15を画像形成動作に応じて図1の反時計
回りに回転させる。
【0022】{帯電手段}帯電手段17は接触帯電方法を
用いたものである。そこで、導電性ローラを感光ドラム
15に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加すること
によって感光ドラム15の表面を一様に帯電させる。
【0023】{露光手段}上記感光体ドラム15に対する
露光は、スキャナー部30から行われる。即ち、画像信号
がレーザーダイオードに送られると、このレーザーダイ
オードは、画像信号に対応するタイミングで光をポリゴ
ンミラー31へ照射する。このポリゴンミラー31は、スキ
ャナーモーターによって高速回転しており、ポリゴンミ
ラー31で反射した光は、結像レンズ32及び反射ミラー33
を介して感光ドラム15の表面を選択的に露光し、その結
果感光ドラム15に静電潜像を形成する。
【0024】{現像手段}現像手段としては上記静電潜
像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン
の各色現像を行うための3個の回転現像器20Y、20M、
20C及び、ブラック色現像を行うための1個のブラック
現像器21Bを有する。
【0025】ブラック現像器21Bは、装置本体への着脱
時以外は、現像を行う現像位置に固定される現像器であ
る。現像ローラ21BS は、感光ドラム15に対し微小間隔
(300μm程度)を確保して配置される。そして、感光ド
ラム15上にブラックトナーによる無色可視像を形成す
る。
【0026】前記ブラック現像器21Bは、図1に示すよ
うに、トナー収納容器内のトナーを送り機構21BA によ
って現像ローラ21BA方向へ送り込む。そして現像ロ
ーラ21BS の外周に圧接された塗布ブレード21BB によ
って図示時計方向に回転する現像ローラ21BS の外周に
トナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与(摩擦帯
電)する。そして、現像ローラ21BS に現像バイアスを
印加することにより、感光ドラム15の静電潜像に対応し
て反転現像(ジャンピング現像)を行い、感光ドラム表
面にトナー像を形成する。
【0027】本実施形態においては、ブラック現像器21
Bのトナー容量は、ユーザーの取り扱う書類や画像パタ
ーンとトナー消費量を鑑み、他のY・M・C各現像器の
トナー容量の2倍以上の15000 ページ(A4,5%印
字)相当のトナーを内包している。
【0028】このようにブラック現像器を大容量化する
ことにより、ユーザーがブラック現像器を交換する頻度
を低減することができる。
【0029】尚、ブラック現像器21Bの配置位置は、
図1に示すように、露光装置であるレーザスキャナーに
よって感光体ドラム15が照射される照射位置と回転現
像器であるY・M・C各現像器によって感光体ドラム1
5が現像されるYMC現像位置との中間に配置されてい
る。即ち、各現像器よりも上方にレーザスキャナを配置
している。前記配置関係により、Y・M・C各現像器が
回転する際に漏れるトナーが、レーザースキヤナー等の
光学部品にまで飛散することを防止している。これによ
り、トナーがポリゴンやレンズ、ミラー等に付着し潜像
形成の妨げになることを防止し、鮮明な出力画像を得る
ことができる。
【0030】一方、3個の回転現像器20Y、20M、20C
は各々6000ページ(A4, 5%印字)相当のトナーを内
包している。前記3個の回転現像器は、軸22を中心とし
て回転する現像ロータリー23に着脱可能に保持されてい
る。
【0031】画像形成に際してはY・M・C各現像器が
現像ロータリー23に保持された状態で、軸22を中心にし
てロータリー23が回転移動し、所定の現像器が、感光
ドラム15に対向した現像位置に停止する。この時、現像
位置に停止した現像器の有する現像ローラ20YS は、感
光ドラム15に対し微小間隔(300 μm程度)を確保され
ており、感光ドラム15の静電潜像に対応して可視像を形
成する。
【0032】カラー画像形成時には中間転写体9の1回
転毎に現像ロータリー23が回転し、イエロー現像器20
Y、マゼンタ現像器20M、シアン現像器20C、次いでブ
ラック現像器21Bの順で現像工程がなされる。
【0033】例えば、イエローの回転現像器20Yが、感
光ドラムユニツトに対向した現像位置に位置決め静止し
た場合には、イエローの回転現像器20Yは容器内のトナ
ーを送り機構によって塗布ローラ20YR へ送り込む。図
示時計方向に回転する塗布ローラ20YR 及び現像ローラ
20YS の外周に圧接されたブレード20YB が図1の時計
方向に回転する現像ローラ20YS の外周にトナーを薄層
塗布し、かつトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)する。そ
して、現像ローラ20YS に、現像バイアスを印加するこ
とにより、感光ドラム15上に形成された潜像をトナー現
像を行うものである。マゼンタ現像器20M、シアン現像
器20Cについても上記同様なメカニズムでトナー現像が
行われる。また、各回転現像器20Y、20M、20Cの各現
像ローラに対するバイアスの印加と駆動の伝達は、各現
像器が現像位置に回転移動されたとき、行われるもので
ある。
【0034】{中間伝写体}中間転写体9は、カラー画
像形成動作時に各現像器により可視化された感光ドラム
15上のトナー画像を4回(Y、M、C、Bの4色の各画
像)にわたり多重転写を受けるものである。そして、感
光ドラム15の外周速度と同期して図1の時計回りに回転
する。
【0035】また、多重転写を受けた中間転写体9は、
電圧が印加された転写ローラ10によって、記録媒体2を
挟み込み搬送することにより、記録媒体2に中間転写体
上の各色トナー像を同時に多重転写する。
【0036】本実施形態に係わる中間転写体9は、直径
186mm のアルミシリンダー12の外周を中抵抗スポンジや
中抵抗ゴム等の弾性層11で覆った構成をしている。この
中間転写体9は回転自在に支持され一体的に固定される
ギヤ(図示せず)に駆動が伝達され回転する。
【0037】{クリーニング手段}クリーニング手段
は、現像手段によって感光ドラム15に可視像化されたト
ナーが、中間転写体9に転写された後、感光ドラム15上
に残ったトナーをクリーニングするものである。その
後、クリーニングにより発生した除去トナーは、クリー
ナ容器14に蓄えられる。通常、容器14に蓄えられる除去
トナーの量は、感光ドラムの寿命よりも早く容器14を満
たすことはない。従って、通常、クリーナ容器14は感光
ドラム15の寿命交換時に同時に一体で交換される。
【0038】{給送部}給送部は、画像形成部へ記録媒
体2を給送するものである。複数牧の記録媒体2を収納
したカセット1と送り出しローラ3、給送ローラ4、重
送防止のリタードローラ5、給送ガイド6、レジストロ
ーラ8を備えている。。
【0039】画像形成時には給送ローラ3が、画像形成
動作に応じて駆動回転し、カセット1内の記録媒体2を
一枚ずつ分離給送する。分離給送された記録媒体2は、
ガイド6によって案内され、搬送ローラ7を経由してレ
ジストローラ8に至る。画像形成動作中にレジストロー
ラ8は、記録媒体2を静止待機させる非回転の動作と、
記録媒体2を中間転写体に向けて搬送する回転の動作と
を所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の
画像と記録媒体2との位置合わせを行う。
【0040】{転写部}転写部は、揺動可能な転写ロー
ラ10を備えている。この転写ローラ10は、金属軸を中抵
抗発泡弾性体で巻いてあり、図1の上下方向に移動可能
でかつ駆動を有す。
【0041】上記中間転写体9上に4色のトナー像を形
成している間、即ち中間転写体9が複数回転する間は、
図1の実線に示すよう転写ローラ10は下方に位置し、ト
ナー画像を乱さぬように中間転写体9とは離れている。
【0042】上記中間転写体9上に4色のトナー画像が
形成し終わった後、転写ローラ10は、記録媒体2にカラ
ー画像を転写するタイミングに合わせて、中間転写体9
に所定の圧で、図1の鎖線で示す上方の位置に押しつけ
られる。この時同時に転写ローラ10には、バイアスが印
加され中間転写体9上のトナー画像は記録媒体2に転写
される。
【0043】ここで、中間転写体9と転写ローラ10の両
者に挟まれた状態の記録媒体2は、転写工程が行われる
と同時に、図1の左方向に所定の速度で搬送され、次工
程である定着器にむけて搬送される。
【0044】{定着部}定着部25は、前述工程で形成さ
れたトナー画像を定着させるものである。図1に示すよ
うに、定着部25は、記録媒体2に熱を加えるための定着
ローラ26と、記録媒体2を定着ローラ26に圧接させるた
めの加圧ローラ27とを備えている。各ローラは中空ロー
ラであり、その内部にヒータ28,29が配置されている。
そして、各ローラの回転駆動により記録媒体2を搬送す
る。即ち、トナー画像を保持した記録媒体2は、定着ロ
ーラ26と加圧ローラ27とにより搬送され、同時に熱及び
圧力を加えられることにより、トナー画像が記録媒体2
に定着される。
【0045】次に色現像カートリッジ(8Y,8M,8
C)の構成について図2〜図9を用いて詳細に説明す
る。
【0046】図2は本実施形態に係る色現像カートリッ
ジの構成を示す断面図、図3は本実施形態に係る色現像
カートリッジのシール部材周辺の構成を示す斜視図、図
4、及び、図5は本実施形態に係る色現像カートリッジ
に設けられた光透過窓及び光ガイド周辺の構成を示す斜
視図、図6はトナーフレームの斜視図、図7は色現像カ
ートリッジの平面図、図8は色現像カートリッジの他の
実施形態を示す斜視図、図9はカバーの斜視図、図10
は本実施形態の効果を説明するための側面図である。
【0047】図2において、色現像カートリッジ(8
Y,8M,8C)は、現像フレーム31に対して可撓性ト
ナーシール34を溶着した蓋部材32が溶着リブ部32aで溶
着されている。さらに、色現像カートリッジ(8Y,8
M,8C)は、現像フレーム31に対して開口36a,36b
がインサート成形され、この開口36a,36bに光透
過部材36a1,36b1が取り付けられた光透過窓3
6a2,36b2を設けたトナー容器33を有するトナー
フレーム45が溶着リブ部33aで溶着されてユニット化
されたる。その後、トナー収納容器33には、トナー充填
口33c(図7)からトナーT現像剤(以下トナーと称
す)が充填される。そして、トナー充填後、供給ローラ
8YR,8MR,8CR及び現像ローラ8YS,8MS,8CS等の
部品が現像フレーム31に組み付けられる。これによって
現像カートリッジ(8Y,8M,8C)が完成する。
尚、31dは現像フレーム31に設けられた現像ローラ
取付け部であって、この部分に現像ローラ(8YS,8
MS,8CS)が位置する。また、3 1eは供給ロー
ラ取付け部であって、この部分に供給ローラ(8YR,
8MR,8CR)が位置する。
【0048】図2及び図3に示すように、現像フレーム
31には、所定の大きさを有する開口32bが形成された蓋
部材32が溶着リブ部32aでその4辺(32C1〜32C
4)全周が超音波溶着あるいは振動溶着等により溶着さ
れている。更に、現像フレーム31には、トナーを収容す
ると共に、所定の大きさの開口33bを形成した容器33を
有するトナーフレーム45が溶着リブ部33aでやはりそ
の4辺全周が超音波溶着あるいは振動溶着等により溶着
されている。
【0049】蓋部材32はトナー容器33の開口領域33bの
一部分を規制するように配置されている。そして前記蓋
部材32には、図3に示すように、蓋部材32に形成された
開口32bを塞ぐトナーシール34が熱溶着等の方法によっ
て剥離可能に溶着されている。尚、トナーシール34
は、蓋部材32に対して、供給ローラ8YR,8MR,
8CRが設けられている側に取り付けられている。
【0050】そして、ユーザが色現像カートリッジ(8
Y,8M,8C)を使用する際には、色現像カートリッ
ジ(8Y,8M,8C)を装置本体80に装着するのに
先立って、トナーシール34は現像フレーム31に設けられ
たトナーシール開口31aを通って図3の紙面手前側方向
で且つ矢印A方向に引き抜かれて除去される。これによ
って、トナー容器33内に収容されたトナーが蓋部材32の
開口32bを通過して排出され、現像フレーム31に設けら
れた供給ローラ8YR,8MR,8CR等に供給される。
【0051】尚、トナーシール開口31aは、図3に示
す通り、トナーシールの引き抜き方向(矢示A方向)に
おいて、蓋部材32の開口32bの下流側に設けられて
いる。そして、トナーシール開口31aは、略長方形形
状の現像フレーム31の短手方向に沿って設けられた、
長細形状である。
【0052】この時、トナーシール34はトナーシール開
口31aを通過して、トナーシール34が熱溶着されてい
る側面32cに沿う方向とは異なる方向、即ち、図3の紙
面手前側方向に引き抜いて除去される。そこで、蓋部材
32の4辺全周(32c1〜32c4)を現像フレーム31
に溶着しても差し支えなく、これによって、蓋部材32と
現像フレーム31との溶着による強度が確保できる。
【0053】尚、トナーシールとしては、剥れることに
よって開口32bを開封する所謂イージーピール方式、
あるいは、破れることによって開口32bを開封する所
謂ティアテープ方式等が適用される。
【0054】ここで、図3に示すように、現像フレーム
31に設けられたトナーシール開口31aの長手方向に沿っ
て蓋部材32と現像フレーム31との間に弾性シール部材35
が設けられている。これによって、蓋部材32の開口32b
から排出されたトナーが現像剤フレーム31のトナーシー
ル開口31aから流出しないようにシールされている。
【0055】上記構成により、蓋部材32及びトナー収納
容器33を有するトナーフレーム45は、現像フレーム31
に対して夫々の4辺全周が溶着されているので、構造上
の強度的バランスを保つことができる。そこで、トナー
収納容器33及び現像フレーム31等に反りが発生すること
がない。また、振動や落下等が生じても、溶着部の剥が
れが発生する虞がない。
【0056】また、蓋部材32及びトナーフレーム45
が、現像フレーム31に対して夫々の4辺全周が溶着され
ている。したがって、シール部材35が蓋部材32と現像フ
レーム31との間で強く圧縮されている。これによって、
現像フレーム31に設けられたトナーシール開口31aから
トナーが漏れることもない。
【0057】また、図2に示すように、本実施形態にお
いては、現像フレーム31に溶着リブ部32aで蓋部材32を
溶着した後、前記現像フレーム31に溶着リブ部33aでト
ナーフレーム45を溶着するように構成している。そこ
で、図2中のB部において、蓋部材32を現像フレーム31
に溶着する際には、トナーフレーム45が取り付けられ
てはいない状態で溶着作業が実施出来る。したがって、
溶着作業時に、溶着作業用の工具の受け部(図示せず)
が支障無く蓋部材32を支持することが出来る。そこ
で、蓋部材32を現像フレーム31に溶着した後に、トナー
フレーム45を現像フレーム31に溶着する際に、トナー
フレーム45(トナー収納容器33)側に入り込む溶着
作業用の工具の受け部(図示せず)を進入させるだけの
比較的浅いスペース33cをトナー収納容器33に設けるだ
けで良い。したがって、このスペース33cが比較的小さ
くて済み、その分、トナー収納容器33を大きくしてトナ
ーを収容する容量を増大させることが出来る。尚、トナ
ーフレーム45と現像フレーム31とを溶着する際に、
スペース33cの部分を工具の受け部(図示せず)でも
って、支持する。
【0058】ここで図10を用いて、本実施形態の効果
について説明する。尚、図10は本実施形態を開発する
過程で考えられたものであって、公知の構成ではない。
【0059】図10に示す構造では、トナーフレーム1
11と蓋部材112との溶着を行う溶着リブ部112
a、及び、トナーフレーム111と現像フレーム114
との溶着を行う溶着リブ部114aによって、トナーフ
レーム111と蓋部材112との溶着を行った後に、ト
ナーフレーム111と現像フレーム114との溶着が行
われている。即ち、トナーフレーム111に蓋部材11
2を溶着している。そこで、溶着時に溶着作業用の工具
の受け部(図示せず)を挿入するためのスペース111
bを比較的深く形成する必要がある。そこで、その分、
トナーフレーム111内に収容し得るトナー充填容量が
減少してしまう。
【0060】これに対して、本実施形態によれば、前述
した通り、現像フレーム31と蓋部材32を溶着した後
に、現像フレーム31とトナーフレーム111との溶着
を行っている。そこで、図2に示すスペース33cと図
10に示すスペース111bとを比較すれば明らかな通
り、図2に示す本実施形態の方がトナーをより多く充填
することができる。
【0061】さてここで、前述した実施形態についてま
とめると次の通りである。
【0062】電子写真画像形成装置本体(1)に着脱可
能であって、ドラム形状の電子写真感光体(3)に形成
された潜像を現像するための現像カートリッジ(8Y・
8M・8C)において、トナー(T)を用いて、電子写
真感光体(3)に形成された潜像を現像するための現像
部材(例えば現像ローラ8YS・8MS・8CSのいず
れか一つ)と、前記現像部材によって現像に用いられる
トナー(T)を収納するためのトナー収納部(例えばト
ナー収納容器33)と、前記トナー収納部(33)に設
けられているトナー供給開口(33b)と、前記トナー
供給開口(33b)から前記現像部材の設けられた方向
へトナーが供給されるのするためのトナーシール(3
4)と、前記現像部材を取り付けるための現像部材取り
付け部(31d)を有する現像フレーム(31)と、こ
こで、前記現像フレーム(31)には、前記トナー供給
開口(33b)から供給されたトナーを通過させるため
のトナー通過開口(31e)が設けられている、前記ト
ナー収納部(33)を有するトナーフレーム(45)
と、ここで、前記トナーフレーム(45)と現像フレー
ム(31)は、全周囲にわたって互いに接着されている
(32c1〜32c4)、前記現像フレーム(45)の
トナー通過開口(31e)と前記接着されている接着部
分との間に設けられた、前記トナーシール(34)が通
過するためのトナーシール開口(31a)と、ここで、
前記現像カートリッジ(8Y・8M・8C)を使用する
に先立って、前記トナーシール(34)は前記トナーシ
ール開口(31a)を通過して引き出される、これによ
って、前記トナー供給開口(33b)から前記現像部材
の設けられた方向へトナーが供給可能となる。
【0063】また、前記トナー供給開口(33b)から
供給されるトナー(T)の量を規制するために、所定の
サイズの開口領域(32b)を有するトナー規制板(例
えば蓋部材32)が前記トナー供給開口(33b)と対
向して前記現像フレーム(31)に設けられている。こ
こで前記トナーシール(34)は前記トナー規制板(3
2)に取り付けられている。
【0064】また、前記トナーシール開口(31a)
は、前記現像フレーム(31)の長手方向において、前
記現像バイアス接点(50)の設けられているのとは反
対側の端部に配置されている、ここで前記現像バイアス
接点(50)は、前記現像カートリッジ(8Y・8M・
8C)が前記装置本体(1)に装着された際に前記装置
本体(1)から前記現像部材(8YS・8MS・8C
S)に供給するための現像バイアスを受けるための接点
である、そして、前記現像バイアス接点(50)は、前
記現像カートリッジ(8Y・8M・8C)の長手方向の
一端側に設けられた側面から露出して設けられている。
ここで、現像カートリッジ(8Y・8M・8C)が装置
本体1に装着された際に、現像バイアス接点(50)は
本体現像バイアス接点(60)と電気的に接続して、装
置本体1から現像バイアスを受ける。
【0065】また、前記トナーシール開口(31a)
は、前記現像フレーム(31)の長手方向において、前
記トナー収納部(33)にトナーを充填するために前記
トナー収納部(33)に設けられたトナー充填開口(3
3c)が設けられているのと同じ側の端部に配置されて
いる、ここで、前記トナー充填開口(33c)はキャッ
プ(33d)によって封止されている。
【0066】また、前記現像カートリッジ(8Y・8M
・8C)の側面にはカバー(41)が取り外し可能に取
り付けられている、そして、前記カバー(41)には前
記現像バイアス接点(50)が取り付けられている。
【0067】また、前記現像フレーム(31)と前記ト
ナー通過開口(31e)は実質的に長方形である、そし
て、前記トナーシール開口(31a)は前記現像フレー
ム(31)の前記長方形の短片と前記トナー通過開口
(31e)の前記長方形の短片との間に配置されてい
る、また、前記トナーシール開口(31a)は前記現像
フレーム(31)の前記長方形の短片に沿って配置され
た長細形状の開口である。
【0068】また、前記トナーフレーム(33)と現像
フレーム(31)は、接着剤、溶着、または、超音波溶
着によって全周囲(32c1〜32c4)にわたって互
いに接着されている。
【0069】また、図2において、トナー残量検知用の
光透過窓36a,36bは、トナー収納容器33の一体成形時
にインサート成形によって形成される。トナー収納容器
33の一体成形法では、成形型を1次成形(トナーフレー
ム45(トナー収納容器33)と蓋部材32とを同時成形
する工程)から2次成形(トナーフレーム45(トナー
収納容器33)と蓋部材32とを樹脂成形によって接合す
る工程)へ移行するタイミング(型開き工程、型スライ
ド工程)がある。そのため、その間に光透過窓36a,36
bをトナー収納容器33内にインサートすれば、インサー
トによるコストアップにはならない。尚、光透過部材3
6a1,36b1としては、例えばポリスチレン(po
lystyrene)等が用いられる。
【0070】また、トナー収納容器33の成形時に、他の
型で同時に光透過部材36a1,36b1を成形し、ト
ナー収納容器33内にインサートすれば、光透過窓36a,
36bが完全に冷えきっていない状態でインサート出来る
ので、歪みや寸法の変化も少ない。
【0071】尚、図3において、31bは現像ブレード
位置決めピン,31cはカバーである。
【0072】図2、図4、及び、図5に示すように、画
像形成装置本体1に設けられたトナー残量を検知するた
めの発光ランプ39aから出射した検知光Lは、第一のラ
イトガイド(光透過部材)37を通って、検知光Lの進入
方向に対して45°傾斜した傾斜面37aで反射されて光
透過窓36a,36bを透過し、第二のライトガイド(光透
過部材)38の同じく検知光Lの進入方向に対して45°
傾斜した傾斜面38aで反射されて前記第二のライトガイ
ド(光透過部材)38を透過して画像形成装置本体1に設
けられたトナー残量を検知するための受光センサ39bに
受光される。
【0073】ここで、前記第一・第二のライトガイド
(光透過部材)37,38は、図4及び図5に示す支持部材
40によってトナー収納容器33の外表面に直接取り付けら
れている。また、前述した通り、光透過窓36a,36bも
トナー収納容器33にインサート成形されている。したが
って、光透過窓36a,36bと第一・第二のライトガイド
(光透過部材)37,38の取付け座面との位置精度を確保
しておけば、光透過窓36a,36bに対する第一・第二の
ライトガイド(光透過部材)37,38の位置精度が保証で
きる。本実施形態においては、トナーフレーム45と一
体成形された位置決めピン45aによって支持部材45
は位置決めされている。したがって、光透過窓36a・
36bに対する第一・第二のライトガイド37・38の
位置精度は向上している。
【0074】また、第一・第二のライトガイド(光透過
部材)37,38を色現像カートリッジ8Y,8M,8Cの
長手方向に対して平行に配置することで、色現像カート
リッジ8Y,8M,8Cが回転する現像ロータリー8b
内に装着されていても、検知光Lの進入方向は現像ロー
タリー8bの回転軸方向になる。そのため、発光ランプ
39a及び受光センサ39bと、第一・第二のライトガイド
(光透過部材)37,38との位置決めを保証すれば、確実
に光透過窓36a,36bに検知光Lを透過させることが出
来る。
【0075】また、図2に示す通り、本実施形態におい
ては、第一・第二のライトガイド(光透過部材)37,38
を、トナーフレーム33と現像フレーム31との溶着部とな
る溶着リブ部33aを境として、現像ローラ8YS,8MS,
8CS及び供給ローラ8YR,8MR,8CRの設けられている
のとは反対側に配置している。したがって、現像ローラ
8YS,8MS,8CS及び供給ローラ8YR,8MR,8CR等か
ら飛散したトナーが溶着部となる溶着リブ部33aの部分
でせき止められる。そこで第一・第二の光ガイド(光透
過部材)37,38が飛散したトナーによって汚染され難
い。
【0076】また、第一・第二のライトガイド(光透過
部材)37,38は、図5に示すように、色現像カートリッ
ジ8Y,8M,8Cの側面部に設けられたカバー部材41
により光透過窓36a,36bに対向する露出部37b,38b
以外が覆われている。したがって、飛散したトナーがト
ナーフレーム45と現像フレーム31との溶着部を越えて
飛散した場合でも、第一・第二の光ガイド(光透過部
材)37,38は汚染され難い。
【0077】また、第一・第二の光ガイド(光透過部
材)37,38の露出部37b,38bが露出していることで、
工場における色現像カートリッジの組立工程において、
第一・第二の光ガイド(光透過部材)37,38の取り付け
忘れのチェックが容易に出来る。そのうえ、第一・第二
の光ガイド(光透過部材)37,38の露出部37b,38bを
介してユーザーによる、光透過窓36a,36bから目視に
よるトナー残量の確認が行いやすい。
【0078】尚、図8に示す通り、第一・第二の光ガイ
ド37・38をカバー部材41の延出部分41d・41
eによってほぼ完全にカバーすれば、トナー等の付着を
より確実に防止できるので、光ガイド37・38の機能
低下を防止できる。
【0079】また、カバー部材41に設けられた支持部41
a,41bによって、第一・第二の光ガイド(光透過部
材)37,38の長手方向の一端を夫々支持することで、振
動や落下等による第一・第二の光ガイド(光透過部材)
37,38の位置ずれ等を防止することが出来る。
【0080】また、トナー収納容器33の内部に配置され
るトナー攪拌部材42(図2参照)は、トナー収納容器33
の一体成型時に同時に組み込まれる。そして、トナー攪
拌部材42が回転してトナー収納容器33内のトナーが攪拌
される間の検知光Lの透過率を検知することで、トナー
収納容器33内部に残留するトナーの残量が装置本体1に
よって検知される。ここで装置本体1が、トナーの残量
が所定量まで減少したことを検出すると、装置本体1は
カートリッジの交換放置(ランプの点滅等)を行う(レ
ベル1)。そしてさらにトナーの残量が所定量まで減少
したことを検出すると、装置本体1を停止する(レベル
2)。尚、第一・第二の光ガイド37・38は、例えば
ポリメチルメタアクリル(polymethyl me
ta acrylate)で形成される。さてここで、
前述した実施形態をまとめると次の通りである。
【0081】電子写真画像形成装置本体(1)に着脱可
能であって、ドラム形状の電子写真感光体(3)に形成
された潜像を現像するための現像カートリッジ(8Y・
8M・8C)において、トナー(T)を用いて、電子写
真感光体(3)に形成された潜像を現像するための現像
部材(例えば現像ローラ8YS・8MS・8CSのいず
れか一つ)と、前記現像部材によって現像に用いられる
トナーを収納するためのトナー収納部(例えばトナー収
納容器33)と、前記トナー収納部(33)に設けられ
た第一の光透過部(36a)と、第二の光透過部(36
b)と、前記装置本体(1)に設けられた発光部材(例
えば発光ランプ39a)から発せられた光を前記第一の
光透過部(36a)に導くための第一の光ガイド(3
7)と、前記第二の光透過部(36b)を通過した光を
前記装置本体(1)に設けられた受光部材(例えば受光
センサ39b)へ導くための第二の光ガイド(38)
と、を有し、前記トナー収納部(33)に収納されてい
るトナー量が減少したことを装置本体(1)に放置する
ことのできる現像カートリッジである。
【0082】また、前記第一の光透過部(36a)と第
二の光透過部(36b)は、前記トナー収納部(33)
の長手方向において、中央部分よりも現像バイアス接点
(50)の設けられている側に配置されている、ここ
で、前記現像バイアス接点(50)は、前記現像カート
リッジ(8Y・8M・8C)が装置本体(1)に装着さ
れた際に装置本体(1)から前記現像部材に供給するた
めの現像バイアスを受けるための接点である、そして、
前記現像バイアス接点(50)は、前記現像カートリッ
ジ(8Y・8M・8C)の長手方向の一端側に設けられ
た側面から露出して設けられている。
【0083】また、前記第一の光ガイド(37)の一端
側は前記第一の光透過部(36a)に対向しており、ま
た、他端側は前記現像バイアス接点(50)の設けられ
た現像カートリッジ(8Y・8M・8C)の側面から露
出している。
【0084】また、前記第二の光ガイド(38)の一端
側は前記第二の光透過部(36b)に対向しており、ま
た、他端側は前記現像バイアス接点(50)の設けられ
た現像カートリッジ(8Y・8M・8C)の側面から露
出している。
【0085】また、前記現像カートリッジ(8Y・8M
・8C)が装置本体(1)に装着された際に、前記第一
の光ガイド(37)は前記第二の光ガイド(38)より
も下方に位置する(図2参照)。
【0086】また、前記トナー収納部(33)の長手方
向において、前記現像バイアス接点(50)の設けられ
ているのとは反対側端部には、前記トナー収納部(3
3)にトナー(1)を充填するための充填開口(33
c)が設けられている、ここで、前記充填開口(33
c)はキャップ(33d)によって封止されている。
【0087】また、前記現像カートリッジ(8Y・8M
・8C)の側面にはカバー(41)が取り外し可能に取
り付けられており、前記第一の光ガイド(37)と第二
の光ガイド(38)は前記カバー(41)の延出部分
(41d,41e)で覆われている、そして、前記カバ
ー(41)には前記現像バイアス接点(50)が取り付
けられている、また、前記第一の光ガイド(37)と第
二の光ガイド(38)の端面を露出させるための開口
(41a・41b)が設けられている。
【0088】また本実施形態によれば、トナー収納容器
33の内部に配置されるトナー攪拌部材42を、トナー収納
容器33の一体成型時に同時に組み込むことで、トナー攪
拌部材42を組み込む工数等を削減して組み込み時の作業
能率を向上させることが出来る。尚、図4に示す通り、
トナーフレーム45に設けられた開口45cには、前記
トナー攪拌部材42を回転させるための駆動力を伝達す
るためのギア(図示せず)が嵌合する。
【0089】尚、図7において、70はカートリッジ位
置決めピンで、現像カートリッジを装置本体1に装着し
た際に、本体と係合してカートリッジを位置決めする。
【0090】本実施形態によれば、トナーシールの引き
抜き方向をシールが蓋部材に溶着されている面方向とは
異なる方向に引き抜くように構成し、前記蓋部材を現像
フレームに対して全周を溶着した。これによって、構造
上の強度的バランスが保たれ、トナーフレーム及び現像
フレーム等の反りが発生せず、振動や落下等にも耐え得
る。
【0091】また、トナーフレームを一体成形法を用い
て成形し、トナー残量検知用の光透過窓がインサート成
形によって前記トナー収納容器に一体的に成形されるこ
とで、従来と同じスペースでより大容量のトナー収納容
器を形成することが出来る。また、同じ容量ならトナー
収納容器が占めるスペースを小さくすることが出来る。
これによって、画像形成装置本体の小型化を図ることが
出来る。
【0092】また、前述した構成によれば、光透過部材
と光透過窓の位置決めが確実に出来るので、トナー残量
検知用の光を精度良く確実に透過させることが出来る。
また、ライトガイドを現像フレーム側に設けたことで、
飛散トナーの付着によりライトガイドが汚染された場合
でも、ライトガイドを現像カートリッジと一体的に交換
できる。したがって、現像カートリッジの交換によりラ
イトガイドは常に新品となる。そこで、ライトガイドを
画像形成装置本体の寿命まで保証する必要がなく、クリ
ーニング手段等を省いてコストダウンを図ることができ
る。
【0093】また、前記ライトガイドがカバー部材によ
り覆われている場合には、飛散トナー等の付着によりラ
イトガイドが汚染されて光の透過率が減少することがな
く、トナーの残量の誤検知を防止することが出来る。
【0094】また、前記ライトガイドが前記カバー部材
によりその一部が支持されている場合には、振動や落下
により位置ずれが生ずることを防止することが出来る。
【0095】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ト
ナーの残量の検知精度を向上させることができた。ま
た、本発明では第一の光透過部と、第二の光透過部と、
第一の光ガイドと、第二の光ガイドとをトナー収納部に
設けることによって、第一の光透過部と第一の光ガイド
の位置精度、及び、第二の光透過部と第二の光ガイドの
位置精度を向上させることができ、トナーの残量の検知
精度を向上させることができた。更に、前記現像カート
リッジの長手方向の一端側に設けられた、前記第一の光
透過部と前記第二の光透過部と前記第一の光ガイドと前
記第二の光ガイドとを覆うカバー部材であって、前記第
一の光ガイド及び前記第二の光ガイドの長手方向の一端
を支持するカバー部材を設けることによって、前記第一
の光透過部と前記第二の光透過部と前記第一の光ガイド
と前記第二の光ガイドとの汚れを防ぐことができ、更
に、発光部材と受光部材に対して、前記第一の光ガイド
と前記第二の光ガイドの位置ずれを防ぐことができるの
で、トナーの残量の検知精度を向上させることができ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る現像カートリッジを電
子写真使用する画像形成装置の構成を示す断面説明図で
ある。
【図2】本発明の一実施例に係る現像カートリッジの構
成を示す断面説明図である。
【図3】本発明の一実施例に係る現像カートリッジのシ
ール部材周辺の構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施例に係る現像カートリッジに設
けられた光透過部材周辺の構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施例に係る現像カートリッジに設
けられた光透過窓及び光透過部材周辺の構成を示す斜視
図である。
【図6】本発明の一実施例に係るトナーフレームの斜視
図である。
【図7】本発明の一実施例に係る現像カートリッジの平
面図である。
【図8】本発明の他の実施例に係る現像カートリッジの
端部部分の斜視図である。
【図9】図8に示す現像カートリッジのカバーの斜視図
である。
【図10】本実施形態の利点を説明するための側面図で
ある。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体 2 カセット 3 中間転写体 3a シリンダ 3b 弾性層 4 像担持体 5 定着装置 5a 定着ローラ 5b 加圧ローラ 5a1 ,5b1 ヒータ 6 排出ローラ 7 排出部 8 画像形成部 8B ブラック現像カートリッジ 8Y イエロー現像カートリッジ 8M マゼンダ現像カートリッジ 8C シアン現像カートリッジ P 記録媒体 8BS,8YS,8MS,8CS 現像ローラ 8YR,8MR,8CR 供給ローラ 8YB,8MB,8CB 現像ブレード 8a 軸 8b 現像ロータリー 9 ドラムユニット 10 クリーニング容器 11 クリーナーブレード 12 一次帯電手段 13 スキャナー部 14 ポリゴンミラー 15 結像レンズ 16 反射ミラー 17 転写ローラ 18 ピックアップローラ 19 給送ローラ 20 リタードローラ 21 給送ガイド 22 搬送ローラ 23 レジストローラ 31 トナーフレーム 31a トナーシール開口 32 蓋部材 32a 溶着リブ部 32b 開口 32c 側面 33 トナー収納容器 33a 溶着リブ部 33b 開口 33c スペース 34 トナーシール 35 弾性シール部材 36a,36b 光透過窓 36a1,36b1 光透過部材 37,38 第一・第二のライトガイド(光透過部材) 37a,38a 傾斜面 37b,38b 露出部 39a 発光ランプ 39b 受光センサ 40 支持部材 41 カバー部材 41a,41b 開口 41d,41e 延出部分 50 現像バイアス接点 60 本体現像バイアス接点 70 カートリッジ位置決めピン L 検知光 P 転写材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−302031(JP,A) 特開 平1−319067(JP,A) 特開 平6−317986(JP,A) 特開 平8−16072(JP,A) 特公 平2−17112(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能で
    あって、電子写真感光体に形成された潜像を現像するた
    めの現像カートリッジにおいて、 トナーを用いて、前記電子写真感光体に形成された潜像
    を現像するための現像部材と、 前記現像部材によって現像に用いられるトナーを収納す
    るためのトナー収納部と、 前記トナー収納部に設けられた第一の光透過部と、 前記トナー収納部に設けられた第二の光透過部と、 前記トナー収納部に設けられた第一の光ガイドであっ
    て、前記装置本体に設けられた発光部材から発せられた
    光を前記第一の光透過部に導くための第一の光ガイド
    と、 前記トナー収納部に設けられた第二の光ガイドであっ
    て、前記第二の光透過部を通過した光を前記装置本体に
    設けられた受光部材へ導くための第二の光ガイドと、 前記現像カートリッジの長手方向の一端側に設けられ
    た、前記第一の光透過部と前記第二の光透過部と前記第
    一の光ガイドと前記第二の光ガイドとを覆うカバー部材
    であって、前記第一の光ガイド及び前記第二の光ガイド
    の長手方向の一端を支持するカバー部材と、 を有することを特徴とする現像カートリッジ。
  2. 【請求項2】 前記第一の光透過部及び前記第二の光透
    過部は、前記トナー収納部にインサート成形されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の現像カートリッジ。
  3. 【請求項3】 前記第一の光ガイド及び前記第二の光ガ
    イドは、前記現像カートリッジの長手方向に平行に設け
    られていることを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載の現像カートリッジ。
  4. 【請求項4】 前記第一の光ガイド及び前記第二の光ガ
    イドは、支持部材によって前記トナー収納部の外表面に
    直接取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至
    請求項3に記載のいずれかの現像カートリッジ。
  5. 【請求項5】 現像カートリッジを着脱可能であって、
    記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置
    において、 (a)発光部材と、 (b)受光部材と、 (c)トナーを用いて、電子写真感光体に形成された潜
    像を現像するための現像部材と、前記現像部材によって
    現像に用いられるトナーを収納するためのトナー収納部
    と、前記トナー収納部に設けられた第一の光透過部と、
    前記トナー収納部に設けられた第二の光透過部と、前記
    トナー収納部に設けられた第一の光ガイドであって、前
    記装置本体に設けられた発光部材から発せられた光を前
    記第一の光透過部に導くための第一の光ガイドと、前記
    トナー収納部に設けられた第二の光ガイドであって、前
    記第二の光透過部を通過した光を前記装置本体に設けら
    れた受光部材へ導くための第二の光ガイドと、前記現像
    カートリッジの長手方向の一端側に設けられた、前記第
    一の光透過部と前記第二の光透過部と前記第一の光ガイ
    ドと前記第二の光ガイドとを覆うカバー部材であって、
    前記第一の光ガイド及び前記第二の光ガイドの長手方向
    の一端を支持するカバー部材と、を有する現像カートリ
    ッジを取り外し可能に装着するための装着部材と、 (d)前記記録媒体を搬送するための搬送部材と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記装着部材は、前記電子写真画像形成
    装置の本体に回転可能に設けられた、複数の現像カート
    リッジを装着可能なロータリー部材であり、そして、前
    記発光部材は前記ロータリー部材の軸線方向から前記第
    一の光ガイドへ光を発し、前記受光部材は、前記軸線方
    向に前記第二の光ガイドを通過した光を受けることを特
    徴とする請求項5に記載の電子写真画像形成装置。
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