JP5371287B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真画像形成装置、電子写真画像形成装置で用いられる現像装置、及び電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。

ここで電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

また、現像装置とは、電子写真感光体などの像担持体上の静電像を、現像剤を用いて可視像化するための装置である。

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とする物である。さらに、少なくとも帯電手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化している。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。

プロセスカートリッジの交換が行われる条件の一つには現像剤切れがあるが、最近では予め現像剤残量情報をユーザに知らせ、スムーズな交換を促すために、様々な方法でプロセスカートリッジ内の現像剤残量の検知が行われている。

その方法の一つに光透過式現像剤残量検知がある。光透過式現像剤残量検知は、プロセスカートリッジ内を通る検知光を、容器の内部のトナーが遮る時間の長さによって検知している。検知光をプロセスカートリッジ内に導く手段として、プロセスカートリッジに、発光ガイド部と受光ガイド部が設けられているものがある。発光ガイド部とは、電子写真画像形成装置本体などに取り付けられたＬＥＤなどの発光部により発光された検知光を、プロセスカートリッジ内部へ導くものである。受光ガイド部とは、カートリッジ内部へ導かれた検知光を、電子写真画像形成装置本体などに取り付けられたフォトトランジスタなどの受光部へ導くものである。プロセスカートリッジには、発光ガイド部と受光ガイド部がそれぞれ別体で取り付けられている。（特許文献１参照）。

発光ガイド部と受光ガイド部とを別体で設けた場合、部品点数及び組み立て工数の増加に繋がる。そこで、発光ガイド部と受光ガイド部を一体にしたものもある（特許文献２参照）。
特開２００３−１３１４７９号公報（第８頁、第８図） 特開２００３−１６７４９０号公報（第８頁、第１図）

例えば、上述のように現像剤残量を検知するための発光ガイド部と受光ガイド部とを一体化した光透過部材を、透明材だけで構成すると残量検知精度が低下する場合があった。それは、装置本体に設けられた発光素子より発せられた光が、発光ガイド部以外から入射することで光量が増加したり、或いはガイド部の入・出射面以外の外壁で反射した反射光を、装置本体に設けられた受光素子が検知したりする場合である。

これを防止するためには、受光素子に不要な反射光が入射するのを防止するためのフードを設ける、発光素子に用いる光源を拡散光でなく平行光用いる、光透過部材のガイド部以外の部分を、容器を構成する枠体等で覆うなどの対策が考えられる。しかし、平行光を用いた場合は部品コストの増加、フードや容器枠体で覆った場合は電子写真画像形成装置の大型化などが考えられる。

従って、本発明における目的は、現像剤残量を検知するための光透過部材を一体化した場合に、より簡易で小型化に対応可能な構成において、良好に現像剤の残量検知ができる現像装置、プロセス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である。

上記目的は本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置において達成される。要約すれば、第１の本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤を収納する現像容器と、
電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
前記検知部の外壁を覆い、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制する抑制部であって、前記光透過部材と二色成形により一体で形成された抑制部と、
を有することを特徴とする現像装置である。

第２の本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤を収納する現像容器と、
電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
前記検知部の外壁に塗られ、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制する塗料と、
を有する
ことを特徴とする現像装置である。

第３の発明は、電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤を収納する現像容器と、
電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
前記検知部の外壁に貼られ、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制するシールと、
を有することを特徴とする現像装置である。

第４の発明は、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体と、
第１〜第３の発明のいずれかに記載の現像装置と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。

第５の発明は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、
電子写真感光体と、
第１〜第３の発明いずれかに記載の現像装置と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置である。

第６の発明は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、
第４の発明に記載のプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置である。

本発明は、発光ガイド部と受光ガイド部との間で、光透過部材の外壁を覆うようにして規制部材が設けられている。規制部材を設けることで、検知光が発光ガイド部以外から入射したり、或いはガイド部の入・出射面以外の外壁で反射した光を、電子写真画像形成装置に設けられた受光素子が検知したりすることを抑制できる。このため、発光ガイド部と受光ガイド部が一体で形成された光透過部材でも、残量検知精度をより向上することができる。

更に、透明部材と規制部材を一体で形成することで、現像容器の枠体等で光透過部材の透明部外面を覆う様な構成に比べ、電子写真画像形成装置の小型化も可能となる。

（実施例１）
図２に、本発明に係る電子写真画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例において、電子写真画像形成装置は、カラー電子写真画像形成装置とされる。ただし、本発明は斯かるカラー電子写真画像形成装置に限定されるものではなく、モノカラー電子写真画像形成装置でも良く、更には、他の種々の電子写真画像形成装置に適用し得る。

先ず、本実施例のカラー電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。

（電子写真画像形成装置の全体構成）
図２は、本実施例の電子写真画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の電子写真画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。電子写真画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、電子写真画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは電子写真画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、電子写真画像形成装置本体に入力される。

電子写真画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。

尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

即ち、本実施例では、電子写真画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。又、感光体ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像装置（以下、現像ユニット）４、転写後の感光体ドラム１の表面に残った現像剤（以下、トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。更に、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。感光体ドラム１の回転方向において、帯電ローラ２による帯電位置、スキャナユニット３による露光位置、現像ユニット４による現像位置、中間転写ベルト５へのトナー像の転写位置、クリーニング部材６によるクリーニング位置は、この順番で設けられている。

尚、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーを用いる。又、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラを感光体ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。

本実施例では、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、電子写真画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、電子写真画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。

中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが接触する一次転写部Ｎ１にニップ（一次転写ニップ）を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

又、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが接触する二次転写部Ｎ２にニップ（二次転写ニップ）を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。一次転写ローラ８と二次転写ローラ９とは同様の構成を有する。

画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。

その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送され、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。

トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

又、一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去され、除去トナー室に回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。

尚、電子写真画像形成装置１００は、所望の単独又はいくつか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

（プロセスカートリッジ）
次に、図３を参照して、本実施例のプロセスカートリッジ７について更に説明する。図３は、電子写真画像形成装置本体１００に装着された状態とされるプロセスカートリッジ７の主断面図である。

本実施例にて、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７Ｙ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７Ｍ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７Ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７Ｋは、同一構成である。

プロセスカートリッジ７は、感光体ユニット１３と、現像ユニット４とに分かれている。以下、各ユニットついて説明する。

感光体ユニット１３は、感光体ドラム１、帯電ローラ２及びクリーニング部材６を備えている。

感光体ユニット１３のクリーニング枠体１４には、感光体ドラム１が不図示の軸受を介して回転自在に取り付けられている。そして、感光体ユニット１３に駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより感光体ドラム１を画像形成動作に応じて矢印Ａ方向に回転駆動させる。感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、除去トナー室１４ａに落下する。

クリーニング枠体１４には、帯電ローラ軸受１５が、帯電ローラ２の中心と感光体ドラム１の中心を通る矢印Ｃ方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ２の軸２ａは、帯電ローラ軸受１５に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ軸受１５は、帯電ローラ加圧部材１６により感光体ドラム１に向かって加圧された状態である。

現像ユニット４の現像容器（以下、現像枠体）１８には、トナーを収納する現像剤収納室（以下、トナー室）１８ａと、感光体ドラム１と接触して矢印Ｄ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１７が配置された現像室１８ｂとが設けられている。

本実施例にて、現像室１８ｂは、トナー室１８ａに対して上方に配置され、トナー室１８ａと現像室１８ｂとは、トナー室１８ａの上方に位置した開口部１８ｃにて連通している。

現像室１８ｂ内の現像ローラ１７は、現像枠体１８の両側にそれぞれ取り付けられた軸受（不図示）により回転可能に現像枠体１８に支持されている。

また、現像ローラ１７の周上には、現像ローラ１７に接触して矢印Ｅ方向に回転する現像剤供給部材（以下、トナー供給ローラ）２０と現像ローラ１７上のトナー層を規制するための現像ブレード２１がそれぞれ配置されている。

現像枠体１８のトナー室１８ａには、回転軸２２が回転可能に支持されている。回転軸２２には、詳しくは後述するが、収容されたトナーを撹拌すると共にトナー供給ローラ２０へトナーを搬送するための現像剤搬送部材（以下、トナー搬送部材）２３と、発光ガイド部４０の光透過窓４０ａと受光ガイド部４１の光透過窓４１ａを清掃する清掃部材２４が設けられている。

更に、トナー室１８ａを構成する壁面Ｗａの外壁長手方向中央付近には、光透過式現像剤残量検知（以下、トナー残量検知）を行うためのトナー検知部材として、発光ガイド部４０と受光ガイド部４１が一体で形成された光透過可能な光透過部材４２が配設される。光透過部材４２の形状については、後述する。

また、現像ユニット４は、軸受部材１９Ｒ（１９Ｌ）に設けられた穴１９Ｒａ（１９Ｌａ）に嵌合する軸２６Ｒ及び２６Ｌを中心にして感光体ユニット１３に回動自在に結合されている。プロセスカートリッジ７の画像形成時においては、現像ユニット４は、加圧バネ２７により付勢されているため、軸２６Ｒ、２６Ｌを中心に回転し、現像ローラ１７が感光体ドラム１に当接している。

（トナー搬送方法）
次に、本実施例におけるトナー搬送構成について説明する。トナー室１８ａは、プロセスカートリッジ７が電子写真画像形成装置本体１００に装着された状態にて、即ち、図３に示す姿勢にて、トナー搬送部材２３の回転方向Ｆに沿って、底壁面Ｗｂ及び傾斜壁面Ｗａを有している。傾斜壁面Ｗａは、トナー搬送部材２３と当接する接触部Ｗａ１と、トナー搬送部材２３の回転方向において、接触部Ｗａ１よりも下流側、且つ、開口部１８ｃよりも上流側でトナー搬送部材と当接しない非接触部Ｗａ２を有する。

トナー搬送部材２３は、底壁面Ｗｂ及び接触部Ｗａ１と当接することによって、トナー搬送部材２３の有する弾性力に抗して付勢されて変形させられる。又、トナー搬送部材２３は、底壁面Ｗｂ及び接触部Ｗａ１に接触した状態で回転することで、その回転方向下流側の表面上にトナーを担持した状態で搬送するようになっている。トナー搬送部材２３の回転に伴ってトナー搬送部材２３の自由端側の先端が非接触部Ｗａ２に達すると、トナー搬送部材２３のトナー室１８ａの内壁との当接が開放される。トナー搬送部材２３の当接が開放されると、トナー搬送部材２３は、それ自体の弾性復元力によって自然状態（元の形状）へと形状変化しようとする。このトナー搬送部材２３の復元方向への形状変化によって、トナー搬送部材２３上に担持されて搬送されていたトナーは、接触部Ｗａ１及び非接触部Ｗａ２よりもトナー搬送部材２３の回転方向下流側にある開口部１８ｃへ向けて重力に反して跳ね上げられる。本発明において、接触部Ｗａ１と非接触部Ｗａ２の境界点ｐは、光透過窓４０ａ及び４１ａよりも上方に設けている。

（回転軸の構成）
本発明における回転軸２２について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本発明における回転軸２２の概略図である。

図４（ａ）に示すように、回転軸２２を形成する一面２２ａには、トナー搬送を行うためのトナー搬送部材２３が、回転軸２２の長手方向の略全域にわたって取り付けられている。トナー搬送部材２３は、例えば厚み５０〜２５０μｍのポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの可撓性の樹脂製シートを用いて好適に作製した矩形状のシート部材である。トナー搬送部材２３は、回転半径方向における一端を、回転軸に設けられたボス２２ｃ〜２２ｇを熱かしめ或いは超音波溶着することで回転軸に固定されている。トナー搬送部材２３は、回転軸中心から接触部Ｗａ１までの距離より５〜２０ｍｍ程度長く設定する。

回転軸２２には、回転軸２２の長手中央付近において、トナー搬送部材２３の取り付け面２２ａと対向する面２２ｂが、トナー搬送部材２３に対し、反時計回りにＤ＝３０度の位相で設けられている。清掃部材２４は面２２ｂにおいて、トナー搬送部材２３と同様、回転半径方向の一端を、回転軸に設けられたボス２２ｈ、２２ｉを熱かしめ或いは超音波溶着することで、回転軸２２に固定されている。トナー搬送部材２３に対し清掃部材２４を３０度の位相で設けるのは、トナー搬送部材２３がトナー室１８ａの内壁に当接して変形した際に、トナー搬送部材２３の自由端側の先端が清掃部材２４に接触しないようにしたものである。図５（ａ）と図５（ｂ）は、トナー搬送部材２３が清掃部材２４に接触した場合の説明図である。図５（ａ）はトナー搬送部材２３によって搬送されるトナー量が多い時、図５（ｂ）は搬送されるトナー量が少ない時の様子を説明したものである。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、トナー搬送部材２３が清掃部材２４に接触すると、トナー搬送部材２３が搬送するトナー量によって、光透過窓４０ａ及び４１ａに対する清掃部材２４の当接状態が異なる。つまり、トナー搬送部材２３によって搬送されるトナー量が多い程、清掃部材２４はトナー搬送部材２３によって回転方向上流側に押し下げられる。清掃部材２４の光透過窓４０ａ及び４１ａへの当接状態が異なれば、光透過窓４０ａ及び４１ａの表面に付着したトナーを払拭する状態も異なるため、光透過式トナー残量検知精度がばらつく原因となる。光透過式トナー残量検知精度を向上させるためには、トナー搬送部材２３と清掃部材２４は接触しない方が望ましい。よって、上述したように、本実施例ではトナー搬送部材２３に対する清掃部材２４の位相は、略３０度で取り付けられている。ただし、トナー搬送部材２３に対する清掃部材２４の位相は、上述したようにトナー搬送部材が変形した際に、トナー搬送部材２３の自由端側の先端が清掃部材２４に接触しないように配置することが重要で、位相の角度３０度は必要条件ではない。

図６は清掃部材２４の概略図である。図６に示すように清掃部材２４の自由端側先端は、台形状で、清掃部材２４の回転半径方向外側の端縁部２４ａが狭く（Ｘａ）、高さＨｂだけ内側（回転軸２２側）に離間した内側端縁部２４ｂは広幅（Ｘｂ）（Ｘａ＜Ｘｂ）である。台形状に形成した清掃部材２４の両傾斜側端部２４ｃが、対を成して配置された光透過窓４０ａ、４１ａに接触して、光透過窓４０ａ、４１ａに付着したトナーを拭き落とす。清掃部材２４は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルムなどの可撓性の樹脂製シートを用いて好適に作製することができる。シート状部材の厚みは、清掃部材２４が光透過窓４０ａと４１ａの間に入り易くするために、５０〜２５０μｍが好適である。

また、回転軸２２への駆動力の伝達は、図４に示すように、回転軸２２に設けられた嵌合穴２８に、トナー室１８ａの側面壁を貫通して挿入された駆動ギア（不図示）によって行われる。

（光透過部材）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施例における光透過部材４２の概略図である。本実施例では、発光ガイド部４０と受光ガイド部４１の間に、トナー搬送部材２３の回転半径外側へ凸形状となる検知部４３が形成されている。図１にて理解されるように、検知部４３は、トナー室１８ａと連通した、長手方向長さｗ１×短手方向長さｗ２の開口４３Ａを備えた箱状の空間である。つまり、検知部４３は、トナー搬送部材２３の回転軸方向にて対向配置された両側壁４３ａ、４３ｂと、トナー搬送部材２３の回転方向上流側及び下流側に対向して形成された壁面４３ｃ、４３ｄと、開口４３Ａに対向する壁面４３ｅを有する。

また、本実施例における光透過部材４２は、発光ガイド部４０及び受光ガイド部４１と、検知部４３が一体で形成されている。一体で形成された光透過部材４２は、別体構成に比べ、部品点数を減らし組み立て工数を削減できると共に、光透過窓４０ａに対する光透過窓４１ａの位置精度が保証し易いため、部品精度による検知光の減衰を抑制することができる。

図７は、電子写真画像形成装置に装着された際の、プロセスカートリッジの外観斜視図である。図７に示すように、電子写真画像形成装置には、プロセスカートリッジが装着された状態において、発光ガイド部４０の入射面４０ｄと対向する位置に発光素子６０が配設され、受光ガイド部４１の出射面４１ｄと対向する位置に受光素子６１が配設されている。

また本実施例では、発光素子６０より発光された光Ｌｉｎが、入射面４０ｄ以外から光透過部材４２内に入射したり、入射面４０ｄ及び出射面４１ｄ以外の外壁（外面）で反射した反射光を、受光素子６１が検知したりするのを防止する規制部材４４が設けられている。図１に示す様に、規制部材４４は、検知部４３を形成する壁面４３ｃ、４３ｄ、４３ｅと、光透過部材４２のトナー室１８ａに対する取り付け面４３ｆと、の外壁を覆うようにして設けられた遮光性を有する黒色樹脂である。光透過部材４２と規制部材４４は、２色成形により一体で形成されている。

（光透過式トナー残量検知）
次に、本発明における光透過式トナー残量検知について説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明における光路を示した概略図である。

光透過式トナー残量検知を行うための発光ガイド部４０の光透過窓４０ａと受光ガイド部の光透過窓４１ａは、図８（ｂ）に示すように、トナー搬送部材２３の回転軸線方向に沿って対向配置されている。図８（ａ）に示すように、電子写真画像形成装置本体１００などに取り付けられた発光素子（ＬＥＤなどの発光部）６０により発光された検知光Ｌｉｎは、発光ガイド部４０内へと導入される。検知光Ｌｉｎは、発光ガイド部４０の反射面４０ｂにてトナー室１８ａ内へと偏光される。偏光された検知光は、図８（ｂ）に示すように、更に反射面４０ｃにて光透過窓４０ａへと偏光され、トナー室１８ａ内へと導かれる。発光ガイド部４０の光透過窓４０ａから出射した検知光Ｌは、トナー室１８ａ内を通過し、対向配置された受光ガイド部４１の光透過窓４１ａへと導入される。その後、検知光Ｌは、受光ガイド部４１の反射面４１ｃ及び４１ｂにより偏向され、受光ガイド部４１を通り、プロセスカートリッジ内からプロセスカートリッジ外へ出射される。プロセスカートリッジ外へ出射された検知光Ｌｏｕｔは、電子写真画像形成装置本体などに取り付けられた受光素子（フォトトランジスタなどの受光部）６１へ導かれる。本実施例では、図８（ｂ）に示すように、対向配置された光透過窓４０ａ、４１ａは、トナー室１８ａに隣接している側の離間距離ｗ４が、トナー室１８ａから遠い側における離間距離ｗ５より広く（即ち、ｗ４＞ｗ５）なるように形成されている。

従って、上述したように、清掃部材２４は、対向配置された傾斜面とされる光透過窓４０ａ、４１ａの面を清掃するために、台形状とされているのである。

図９（ａ）は、清掃部材２４が光透過窓４０ａ、４１ａ清掃直前の状態を示す図である。検知光Ｌは、トナー搬送部材２３にて搬送されるトナーによりトナー室１８ａ内部で遮られ、受光ガイド部４１の光透過窓４１ａに届かず電子写真画像形成装置本体内の受光部で検知されない。

一方図９（ｂ）は、清掃部材２４が光透過窓４０ａ、４１ａ清掃直後の状態を示す図である。検知光Ｌは、トナー室１８ａ内部を透過し、受光ガイド部４１の光透過窓４１ａを介して電子写真画像形成装置本体内の受光部で検知される。

以上に示した構成において、トナー搬送部材２３の１回転あたりにトナー室１８ａの内部を透過して、電子写真画像形成装置の受光部で受光される検知光Ｌの受光時間を測定することで、トナー室１８ａ内のトナー残量を検知している。

本実施例では、規制部材４４が設けられているため、発光素子６０より発せられた検知光が、上述したトナー残量検知光路以外から受光素子６１へ向かうのを抑制することができる。このため、発光ガイド部と受光ガイド部が一体で形成された光透過部材でも、残量検知精度をより向上することができる。

更に、光透過部材４２と規制部材４４は、一体で形成されている。仮に、規制部材４４を現像枠体で構成した場合、規制部４４と光透過部材４２との間には、光透過部材４２を現像枠体に取り付ける際に必要な隙間を確保する必要がある。これに対し、一体成形では隙間を無くすことができるため、電子写真画像形成装置の小型化も可能となる。

（実施例２）
次に、本発明に係る更に他の実施例について説明する。本実施例の現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置の基本的な構成は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図１０は本実施例における光透過部材の概略図である。本実施例においても、実施例１と同様、発光ガイド部４０及び受光ガイド部４１と、検知部４３は一体で形成されている。本実施例における規制部材４５は、検知部４３を形成する壁面４３ｃ、４３ｄ、４３ｅと、光透過部材４２のトナー室１８ａに対する取り付け面４３ｆと、の外壁を覆うようにして設けられた遮光性を有する黒色のインク等の塗料である。規制部材４５により、発光素子６０より発光された検知光が、トナー残量検知光路以外から受光素子６１へ向かうのを抑制することができる。よって、実施例１と同様、残量検知精度はより向上する。

（実施例３）
次に、本発明に係る更に他の実施例について説明する。本実施例の現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置の基本的な構成は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図１１は本実施例における光透過部材の概略図である。本実施例においても、実施例１と同様、発光ガイド部４０及び受光ガイド部４１と、検知部４３は一体で形成されている。本実施例における規制部材４６は、検知部４３を形成する壁面４３ｃ、４３ｄ、４３ｅと、光透過部材４２のトナー室１８ａに対する取り付け面４３ｆと、の外壁を覆うようにして設けられた遮光性を有する黒色のシール部材である。規制部材４６により、発光素子６０より発光された検知光が、トナー残量検知光路以外から受光素子６１へ向かうのを抑制することができる。よって、実施例１と同様、残量検知精度はより向上する。

第一実施例に係る光透過部材の概略図 電子写真画像形成装置の断面図 プロセスカートリッジの断面図 回転軸の概略図 トナー量に応じたトナー搬送部材と清掃部材の説明図 トナー清掃部材の概略図 光透過部材、規制部材の概略図 トナー残量検知光路の説明図 トナー残量検知の説明図 第二実施例に係る光透過部材の概略図 第三実施例に係る光透過部材の概略図

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ スキャナユニット
４ 現像ユニット
５ 中間転写体
６ クリーニング部材
７ プロセスカートリッジ
８ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
１０ 定着装置
１１ 中間転写ベルトクリーニング装置
１２ 記録材
１３ 感光体ユニット
１４ クリーニング枠体
１４ａ 除去トナー室
１５ 帯電ローラ軸受
１６ 帯電ローラ加圧部材
１７ 現像ローラ
１８ 現像枠体
１８ａ トナー室
１８ｂ 現像室
１８ｃ 開口部
１９ 軸受部材
１９ａ 嵌合穴
２０ トナー供給ローラ
２１ 現像ブレード
２２ 回転軸
２２ａ トナー搬送部材取り付け面
２２ｂ 清掃部材取り付け面
２３ トナー搬送部材
２４ 清掃部材
２４ａ 清掃部材の回転半径方向外側の端縁部
２４ｂ 清掃部材の回転半径方向内側の端縁部
２４ｃ 清掃部材の両傾斜側端部
２６ 嵌合軸
２７ 加圧バネ
２８ 回転軸に設けられた嵌合穴
２９ 受け部材
４０ 発光ガイド部
４０ａ 発光ガイド部の光透過窓
４１ 受光ガイド部
４１ａ 受光ガイド部の光透過窓
４２ 光透過部材
４３ 検知部
４３ａ 検知部を構成する右壁面
４３ｂ 検知部を構成する左壁面
４３ｃ 検知部を構成する下壁面
４３ｄ 検知部を構成する上壁面
４３ｅ 検知部の開口と対向する壁面
４４ 第１の実施例における規制部材
４５ 第２の実施例における規制部材
４６ 第３の実施例における規制部材
５１ 駆動ローラ
５２ 二次転写対向ローラ
５３ 従動ローラ
６０ 発光素子
６１ 受光素子
Ｗａ１ 接触部
Ｗａ２ 非接触部
Ｗｂ 底壁面
ｐ 境界点
１００ 電子写真画像形成装置本体

Claims (6)

1. 電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
   現像剤を収納する現像容器と、
   電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
   前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
   前記検知部の外壁を覆い、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制する抑制部であって、前記光透過部材と二色成形により一体で形成された抑制部と、
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
   現像剤を収納する現像容器と、
   電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
   前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、
   前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
   前記検知部の外壁に塗られ、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制する塗料と、
   を有する
   ことを特徴とする現像装置。
3. 電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
   現像剤を収納する現像容器と、
   電子写真感光体に形成された静電潜像を前記現像剤により現像する現像剤担持体と、
   前記現像容器の内壁に接触して回転し、前記現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に設けられた光透過部材であって、前記電子写真画像形成装置に設けられた発光素子より発せられた前記現像容器の内部の現像剤残量を検知するための検知光を、前記現像容器の内部に導くための発光ガイド部と、前記現像容器の内部を通過した前記検知光を前記電子写真画像形成装置に設けられた受光素子へ導くための受光ガイド部と、前記発光ガイド部と前記受光ガイド部の間に形成され、前記現像容器の壁面から前記搬送部材の回転半径方向の外側へ突出する凸形状の検知部と、を有する光透過部材と、
   前記検知部の外壁に貼られ、前記受光素子へ向かう前記検知光を抑制するシールと、
   を有することを特徴とする現像装置。
4. 電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
   電子写真感光体と、
   請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、
   電子写真感光体と、
   請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
6. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、
   請求項４に記載のプロセスカートリッジと、
   前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。

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