JP6848672B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、装置本体内にカートリッジを着脱可能に装着するカートリッジ方式の画像形成装置が知られている。カートリッジは、たとえば、感光体ドラムおよび感光体ドラムにトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラなどをフレームに一体的に保持させることにより形成される。

カートリッジ方式の画像形成装置では、たとえば、装置本体の前面に、開口部およびこの開口部を開閉するフロントドアが設けられている。フロントドアが開かれると開口部が開放され、この状態でカートリッジが開口部を通して装置本体内に装着および装置本体内から離脱される。

また、装置本体内には、カートリッジの状態を検出するための光センサが設けられている。光センサは、発光部および受光部の対からなる。発光部および受光部は、それぞれ装置本体内に装着されたカートリッジを挟む左右方向の一方側および他方側に配置されている。

特開２００１−３５０３３９号公報

画像形成装置の小型化に伴い、カートリッジとフロントドアとの距離が小さくなり、光センサがフロントドアにより近い位置に配置される。そのため、フロントドアに手差し給紙用の給紙口が設けられた構成では、室内の照明光などの外光が給紙口から装置本体内に入射し、その外光が受光部に到達することによる光センサの誤検出が発生するおそれがある。

とくに、カートリッジが現像ローラを保持する現像ユニットとトナーを収容するトナーボックスとに２分割された構造である場合、それらが一体に設けられる構造に比べて、トナーボックスの状態を検出するための光センサがフロントドアに近い位置に配置されるので、より厳重な外光遮蔽対策が必要となる。

しかしながら、小型化された画像形成装置では、小さな装置本体内の空間に多数の部品が配置されているため、スペースに余裕がなく、外光遮蔽対策を施すには工夫が必要である。

本発明の目的は、外光遮蔽対策を省スペースで施すことにより、光センサへの外光の入射を抑制できる、画像形成装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、第１開口部を側面に有し、前記側面と平行な方向において対向する第１フレームおよび第２フレームを備える筐体と、第１開口部を通して第１フレームと第２フレームとの間の装着位置に着脱可能に装着されるカートリッジと、第２フレームに設けられ、光を発する発光部、および、第１フレームに設けられ、カートリッジが装着位置に装着されている場合に発光部からの光がカートリッジに遮られ、カートリッジが装着位置に装着されていない場合に発光部から発せられた光が達する位置に設けられた受光部を備える光センサと、第１開口部を閉鎖する閉鎖位置と第１開口部を開放する開放位置との間で移動可能に設けられ、シートが通過する第２開口部を有するドアと、第１フレームに設けられ、ドアが閉鎖位置に位置するときに少なくとも受光部と第２開口部との間に配置され、第２開口部から筐体内に進入して受光部に向かう外光を遮る遮光部と、を含み、遮光部は、装着位置へのカートリッジの装着を案内する案内部を兼ねている。

この構成によれば、筐体の側面には、第１開口部が設けられている。筐体内には、側面と平行な方向に互いに離間して対向する第１フレームおよび第２フレームが設けられている。第１フレームと第２フレームとに挟まれる位置に装着位置が設定され、その装着位置にカートリッジが着脱可能に装着される。

第２フレームには、光センサの発光部が配置されている。第１フレームには、光センサの受光部が配置されている。カートリッジが装着位置に装着されているときには、発光部からの光がカートリッジに遮られ、カートリッジが装着位置に装着されていないときには、発光部からの光が受光部に入射する。したがって、受光部の受光の有無により、カートリッジが装着位置に装着されているか否かを判別することができる。

第１開口部を開閉するドアには、シートが通過する第２開口部が設けられている。光センサの受光部と第２開口部との間には、第２開口部から筐体内に進入して受光部に向かう外光を遮る遮光部が設けられている。そのため、外光が光センサの受光部に入射することを抑制できる。

遮光部は、装着位置へのカートリッジの装着を案内する案内部を兼ねている。これにより、第２開口部から進入する外光を遮蔽する外光遮蔽対策を省スペースで施すことができ、スペースに余裕のない小型の画像形成装置であっても、光センサへの外光の入射を抑制することが可能となる。

本発明によれば、第２開口部から筐体内に進入して受光部に向かう外光を遮る遮光部が設けられ、その遮光部が装着位置へのカートリッジの装着を案内する案内部を兼ねているので、外光遮蔽対策を省スペースで施すことができ、光センサへの外光の入射を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの右前側から見た斜視図であり、フロントカバーが開位置に位置し、マルチパーパストレイが非使用位置に位置する状態を示す。 プリンタの右前側から見た斜視図であり、フロントカバーが開位置に位置する状態を示す。 プリンタの右前側から見た斜視図であり、フロントカバーが開位置に位置し、プロセスカートリッジがカートリッジ装着位置から離脱された状態を示す。 プリンタの左前側から見た斜視図であり、フロントカバーが開位置に位置し、プロセスカートリッジがカートリッジ装着位置から離脱された状態を示す。 プリンタの右前側から見た斜視図であり、マルチパーパストレイが使用位置に位置する状態を示す。 プリンタの断面図である。 プロセスカートリッジの右前側から見た斜視図である。 プロセスカートリッジの左側面図である。 プロセスカートリッジの右側面図である。 第１フレームの右側面図である。 第２フレームの左側面図である。 筐体の内部構成を示す平面図である。 図２に示される丸囲み部分の斜視図である。 図４に示される丸囲み部分の斜視図である。

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。

＜プリンタの外観構成＞
図１に示されるプリンタ１（画像形成装置の一例）は、モノクロのレーザプリンタである。

プリンタ１は、その外殻をなす略直方体形状の筐体１１を備えている。筐体１１は、図２に示されるように、一側面１２Ｆと上面１２Ｔとに跨がる第１開口部１３を有している。

なお、以下の説明で使用するため、第１開口部１３が設けられている側をプリンタ１の「前側」と規定し、その反対側を「後側」と規定する。したがって、一側面１２Ｆは、筐体１１の前面である。そして、プリンタ１を「前側」から見た状態を基準に、プリンタ１の「左側」および「右側」を規定する。各図では、その規定に従った方向が矢印で示されている。

筐体１１は、樹脂製の第１フレーム１４および第２フレーム１５を備えている。第１フレーム１４は、図３に示されるように、第１開口部１３の左側に配置されている。第２フレーム１５は、図４に示されるように、第１開口部１３の右側に配置されている。すなわち、第１フレーム１４と第２フレーム１５とは、左右方向に第１開口部１３を挟んで対向して配置されている。

筐体１１の底部には、給紙トレイ１６が抜き差し可能に設けられている。言い換えれば、第１フレーム１４と第２フレーム１５とに挟まれる空間の下部には、給紙トレイ１６の装着位置が設定されており、給紙トレイ１６は、その装着位置から前方に引出可能に装着位置に装着されている。給紙トレイ１６は、複数枚のプリント用紙などのシートを積み重なった状態で支持可能に構成されている。

装着位置に装着された給紙トレイ１６の前端部の上側には、フロントカバー１７が設けられている。フロントカバー１７は、第１フレーム１４と第２フレーム１５の間に設けられたフロントフレーム２００に回動可能に支持されており、前側に倒伏して、第１フレーム１４と第２フレーム１５との間の第１開口部１３を開放する開位置（図２に示される位置）と、第１フレーム１４および第２フレーム１５の各前端面の上部ならびに第１フレーム１４および第２フレーム１５の各上端面の前部を覆って第１開口部１３を閉塞する閉位置（図１に示される位置）との間を回動可能である。

フロントカバー１７には、図５に示されるように、第２開口部１８が形成されている。また、フロントカバー１７には、マルチパーパストレイ１９が設けられている。マルチパーパストレイ１９は、閉位置のフロントカバー１７の前面に沿って上下に延びる非使用位置と、その非使用位置から前側に倒伏して前上がりに傾斜して延びる使用位置とに変位可能に設けられている。マルチパーパストレイ１９は、使用位置において、複数枚のシートを積み重ねた状態で支持可能に構成されている。また、マルチパーパストレイ１９が使用位置に位置することにより、フロントカバー１７の内側において、筐体１１の内外を連通する給紙口が開放される。

筐体１１は、樹脂製のトップカバー２１をさらに備えている。トップカバー２１は、第１フレーム１４および第２フレーム１５に跨がって、それらの各上端面を覆っている。トップカバー２１の左右方向の中央部かつ後寄りの位置には、下側に凹む凹部２２が形成されている。凹部２２は、平面視矩形状をなし、その底面２３は、後方に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜面に形成されている。底面２３は、トップカバー２１の上面における凹部２２より前側の部分および閉位置に位置するフロントカバー１７の上面とともに、排紙トレイ２４を構成している。

＜プリンタの内部構成＞
第１フレーム１４と第２フレーム１５との間であって、給紙トレイ１６の前端部の上側には、図６に示されるように、第１給紙機構３１が設けられている。第１給紙機構３１には、給紙ローラ３２、分離ローラ３３および分離パッド３４が含まれる。

給紙ローラ３２は、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。給紙トレイ１６が筐体１１内の装着位置に装着された状態で、給紙ローラ３２の周面は、給紙トレイ１６に収容された最上位のシートの前端部の上面に接触する。

分離ローラ３３は、給紙ローラ３２の前側に配置されて、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

分離パッド３４は、給紙トレイ１６が筐体１１内の装着位置に装着された状態で、分離ローラ３３の周面に対して前下側から当接する。

マルチパーパストレイ１９が使用位置に位置する状態で開放される第２開口部１８の奥側（後側）には、図５に示されるように、給紙ローラ３５を含む第２給紙機構３６が設けられている。

第１給紙機構３１の奥側には、図６に示されるように、カートリッジ装着位置Ｐ（装着位置の一例）が設定されている。カートリッジ装着位置Ｐには、プロセスカートリッジ４１（カートリッジの一例）が配置される。

プロセスカートリッジ４１は、カートリッジフレーム４２を備えている。カートリッジフレーム４２には、感光体ドラム４３、帯電器４４、現像器４５および転写ローラ４６が保持される。以下の説明において、感光体ドラム４３、帯電器４４、現像器４５および転写ローラ４６の各位置については、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態を基準とする。

感光体ドラム４３は、カートリッジフレーム４２の前端部に、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

帯電器４４は、感光体ドラム４３の後側に配置されている。帯電器４４は、たとえば、ワイヤおよびグリッドを備えるスコロトロン型帯電器である。

現像器４５は、感光体ドラム４３の前側に配置されている。

転写ローラ４６は、感光体ドラム４３に対して下側に対向配置されて、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

プロセスカートリッジ４１は、フロントカバー１７が開位置に位置する状態で、筐体１１の外部から第１開口部１３を通してカートリッジ装着位置Ｐに装着することができ、また、カートリッジ装着位置Ｐから第１開口部１３を通して筐体１１の外部に離脱させることができる。

筐体１１内には、カートリッジ装着位置Ｐの上側に、露光器５１が配置されている。露光器５１は、レーザおよびポリゴンミラーなどの光学系を備え、画像データに基づくレーザビームを出射する。この露光器５１から出射されるレーザビームは、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態で、帯電器４４と現像器４５との間を通して感光体ドラム４３の周面に照射される。

また、筐体１１内には、カートリッジ装着位置Ｐの後側に、定着器５２が配置されている。定着器５２は、熱ローラ５３および圧ローラ５４を備えている。熱ローラ５３は、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。圧ローラ５４は、熱ローラ５３の後下側に配置され、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。圧ローラ５４の周面は、熱ローラ５３の周面に接触している。

筐体１１内にはさらに、レジストレーションローラ５５、排紙ローラ５６、第１搬送ローラ５７および第２搬送ローラ５８が設けられている。

レジストレーションローラ５５は、感光体ドラム４３および転写ローラ４６の前側に配置されている。感光体ドラム４３および転写ローラ４６とレジストレーションローラ５５との間には、所定の距離が空けられている。レジストレーションローラ５５は、駆動ローラ６１および従動ローラ６２の対からなる。駆動ローラ６１は、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に、筐体１１に保持されている。従動ローラ６２は、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に、プロセスカートリッジ４１のカートリッジフレーム４２に保持されている。プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態で、従動ローラ６２の周面は、後上側から駆動ローラ６１の周面に接触する。

筐体１１には、排紙トレイ２４の後端（凹部２２の底面２３の後端）から上側に延びる壁面６３が形成されている。壁面６３には、排紙トレイ２４の後端に対して上側に間隔を開けた位置に、シートを排紙トレイ２４に排出する排紙口６４が形成されている。排紙ローラ５６は、排紙口６４の後側に配置されている。排紙ローラ５６は、駆動ローラ６５および２個の従動ローラ６６，６７からなる。駆動ローラ６５および従動ローラ６６，６７は、各周面が互いに接触した状態で、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

第１搬送ローラ５７は、第１給紙機構３１の前上側に配置されている。第１搬送ローラ５７は、１対の駆動ローラ６８および従動ローラ６９からなる。駆動ローラ６８および従動ローラ６９は、各周面が互いに接触した状態で、幅方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

第２搬送ローラ５８は、定着器５２の後上側かつ排紙ローラ５６の後下側の位置に配置されている。第２搬送ローラ５８は、１対の駆動ローラ７１および従動ローラ７２からなる。駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、各周面が互いに接触した状態で、幅方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。

そして、筐体１１内には、第１搬送パス８１、第２搬送パス８２、第３搬送パス８３および第４搬送パス８４が設けられている。

第１搬送パス８１は、分離ローラ３３と分離パッド３４との間から第１搬送ローラ５７の間を経由して後上側にＵ字状に湾曲している。

第２搬送パス８２は、第１搬送パス８１から後側に延び、レジストレーションローラ５５の間、感光体ドラム４３と転写ローラ４６との間、定着器５２の熱ローラ５３と圧ローラ５４との間をこの順に経由している。

第３搬送パス８３は、第２搬送パス８２から後上側に延び、第２搬送ローラ５８の間を経由して前上側にＵ字状に湾曲し、排紙ローラ５６の間を経由して排紙口６４に達している。

第４搬送パス８４は、使用位置に位置するマルチパーパストレイ１９上から後側に延び、第２搬送パス８２に前側から合流している。

＜プリンタの動作＞
シートへの印刷（画像形成）時には、給紙トレイ１６またはマルチパーパストレイ１９上からシートが送り出される。

給紙トレイ１６上からシートが送り出される場合、第１給紙機構３１の給紙ローラ３２が左側から見て反時計回りに回転される。給紙ローラ３２の回転により、給紙ローラ３２の周面と接触しているシートが前側に送り出される。給紙トレイ１６上から送り出されたシートは、分離ローラ３３と分離パッド３４との間を通過することにより１枚ずつに分離されて、第１搬送パス８１に進入する。第１搬送パス８１に進入したシートは、第１搬送ローラ５７から搬送力を受けて、第１搬送パス８１を進行する。第１搬送パス８１がＵ字状に湾曲していることにより、第１搬送パス８１を進行するシートは、前側にＵターンして、第２搬送パス８２に進入する。

マルチパーパストレイ１９上からシートが送り出される場合、第２給紙機構３６により、シートが後側に送り出される。マルチパーパストレイ１９上から送り出されたシートは、第４搬送パス８４を第２搬送パス８２に向けて進行し、第２搬送パス８２と第４搬送パス８４との合流点から第２搬送パス８２に進入する。

第２搬送パス８２に進入したシートは、第２搬送パス８２を後側に進行する。この時点では、レジストレーションローラ５５が停止（非回転）しており、シートの先端がレジストレーションローラ５５に到達すると、シートの進行が一旦停止する。

一方、感光体ドラム４３は、左側から見て時計回りに回転される。感光体ドラム４３の回転に伴って、感光体ドラム４３の周面（表面）は、帯電器４４からの放電により一様に帯電された後、露光器５１からのレーザビームにより選択的に露光される。この露光によって、感光体ドラム４３の周面から電荷が選択的に除去され、感光体ドラム４３の周面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器４５（後述する現像ローラ１１２）からのトナーの供給により、トナー像に現像される。

トナー像の形成とシートの給送とは、同期をとって行われ、トナー像が転写ローラ４６と対向するときにシートが感光体ドラム４３と転写ローラ４６との間に介在されるタイミングで、レジストレーションローラ５５の回転が開始される。転写ローラ４６には、転写バイアスが供給されている。シートが感光体ドラム４３と転写ローラ４６との間を通過する際に、転写バイアスの作用により、感光体ドラム４３の表面からシートの上面にトナー像が転写される。

トナー像が転写されたシートは、第２搬送パス８２を後側にさらに進行して、定着器５２に進入する。定着器５２では、シートが熱ローラ５３と圧ローラ５４との間を通過する。その際、加熱および加圧により、トナー像がシートに定着される。これにより、シートへの画像の形成が達成される。画像が形成されたシートは、第２搬送パス８２から第３搬送パス８３に進入する。

第３搬送パス８３に進入したシートは、第２搬送ローラ５８から搬送力を受けて、第３搬送パス８３を排紙ローラ５６に向かって進行する。そして、シートは、排紙ローラ５６から排紙トレイ２４側に向かう搬送力を受けて、排紙口６４から排紙トレイ２４上に排出される。

このように、シートへの印刷時には、シートが給紙トレイ１６から第１搬送パス８１、第２搬送パス８２および第３搬送パス８３からなるＳ字状に湾曲した搬送路を搬送され、または、シートがマルチパーパストレイ１９から第４搬送パス８４、第２搬送パス８２および第３搬送パス８３からなる搬送路を搬送される。その搬送の途中でシートに画像が形成されて、画像形成済みのシートが排紙トレイ２４上に排出される。

＜プロセスカートリッジ＞
プロセスカートリッジ４１のカートリッジフレーム４２（第２カートリッジの一例）は、図示されていないが、互いに左右方向に間隔を空けて対向する左側壁および右側壁を備えている。また、カートリッジフレーム４２は、図６に示されるように、左側壁と右側壁とに架設された上壁９３、後底壁９４および前底壁９５を備えている。図７〜図９では、後底壁９４の図示が省略されている。

上壁９３には、図６に示されるように、帯電器４４が保持されている。上壁９３の左端部には、図８に示されるように、下方に先細りとなる側面視略三角形状のドラム支持部９６が形成されている。上壁９３の右端部には、図７および図９に示されるように、下方に先細りとなる側面視略三角形状のドラム支持部９７が形成されている。

ドラム支持部９６，９７の間には、略円筒状の感光体ドラム４３が配置されている。感光体ドラム４３は、感光体ドラム４３の中心軸線上を延びるドラム軸１０１に相対回転可能に支持されている。ドラム軸１０１の左端部は、図８に示されるように、ドラム支持部９６を貫通して外側に突出し、ドラム支持部９６に回転不能に支持されている。ドラム軸１０１の右端部は、図９に示されるように、ドラム支持部９７を貫通して外側に突出し、ドラム支持部９７に回転不能に支持されている。感光体ドラム４３の左端部には、図８に示されるように、ドラムギヤ１０２が固定されている。

後底壁９４は、図６に示されるように、上壁９３の下側に設けられている。後底壁９４の後端は、感光体ドラム４３に対して下側に間隔を空け、かつ、転写ローラ４６に対して後側に間隔を空けた位置に位置している。後底壁９４は、その後端から転写ローラ４６の周面に沿って前側に延び、転写ローラ４６の周面の下端と対向する位置から転写ローラ４６の周面から離れるように前側に延びている。転写ローラ４６は、後底壁９４に回転可能に支持され、その周面が感光体ドラム４３の周面に接触している。

前底壁９５は、後端部が後底壁９４の前端部に対して上側に離間してオーバラップし、後底壁９４の前端部の上側の位置から前側に延びている。後底壁９４の前端部と前底壁９５の後端部との間には、左右方向に延びるスリット１０３が形成されている。レジストレーションローラ５５を通過したシートは、スリット１０３に進入し、スリット１０３を感光体ドラム４３と転写ローラ４６との間に向けて進行する。そして、感光体ドラム４３と転写ローラ４６との間を通過したシートは、感光体ドラム４３と後底壁９４の後端との間を通過する。

また、前底壁９５の左端には、図８に示されるように、前後方向の中央部に、ローラ保持部１０４が設けられている。前底壁９５の右端には、図７および図９に示されるように、左側壁９１のローラ保持部１０４と左右対称をなす位置に、ローラ保持部１０５が設けられている。ローラ保持部１０４，１０５には、それぞれレジストレーションローラ５５の従動ローラ６２の左端部および右端部が回転可能に保持されている。

後底壁９４の上側には、図６に示されるように、現像器４５が設けられている。現像器４５は、現像筐体１１１（第２カートリッジの一例）、現像ローラ１１２、供給ローラ１１３およびアジテータ１１４を備えている。

現像ローラ１１２は、略円柱状の現像ローラ本体１１５と、現像ローラ本体１１５に挿通されてその中心軸線上を延びる現像ローラ軸１１６とを有している。現像ローラ本体１１５は、現像筐体１１１の左側壁１１７（図８参照）と右側壁１１８（図７および図９参照）との間に配置されて、その周面の一部は、現像筐体１１１から露出して、感光体ドラム４３の周面に接触している。現像ローラ軸１１６の左端部および右端部は、それぞれ左側壁１１７および右側壁１１８に挿通されて回転可能に支持されている。

供給ローラ１１３は、現像筐体１１１内に設けられ、その周面が現像ローラ１１２の周面に対して前下側から接触している。

アジテータ１１４は、供給ローラ１１３の後側に設けられて、左右方向に延びるアジテータ軸１１９に取り付けられている。アジテータ軸１１９の左端部および右端部は、それぞれ現像筐体１１１の左側壁１１７および右側壁１１８に挿通されて回転可能に支持されている。

現像筐体１１１の左側壁１１７には、図８に示されるように、現像ローラ軸１１６の前上側の位置に、受動カップリング１２１が設けられている。受動カップリング１２１は、中心軸線が左右方向に延びる略円柱状をなしている。

現像筐体１１１の右側壁１１８には、図７および図９に示されるように、現像バイアス端子１２３および供給バイアス端子１２４が設けられている。

現像バイアス端子１２３は、導電性樹脂からなり、接点部１２５、接続部１２６および固定部１２７を一体的に備えている。接点部１２５は、現像ローラ軸１１６の前側に位置し、前後方向および上下方向に延びる平面を有している。接続部１２６は、接点部１２５から後側に延び、現像ローラ軸１１６が挿通される挿通孔１２８を有している。固定部１２７は、接点部１２５から上側に延び、ボルト１２９により右側壁１１８に固定されている。

供給バイアス端子１２４は、導電性樹脂からなり、現像バイアス端子１２３の前上側に配置されている。供給バイアス端子１２４は、供給ローラ１１３と電気的に接続されている。

また、プロセスカートリッジ４１は、トナーを収容するトナーボックス１３１（第１カートリッジの一例）を備えている。トナーボックス１３１は、図７に示されるように、両端が閉塞された略円筒状（中空円柱状）に形成されている。トナーボックス１３１は、現像筐体１１１の左側壁１１７と右側壁１１８との間の後端部に対して着脱可能に設けられている。トナーボックス１３１は、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着されているときに、露光器５１よりも第１開口部１３側であって露光器５１とその一部が上下方向にオーバラップする位置に配置されている。

トナーボックス１３１の左右方向の一方の端部には、図６に示されるように、トナー排出口１３２が形成されている。現像筐体１１１には、トナーボックス１３１が現像筐体１１１に対して装着された状態でトナー排出口１３２と下側から対向する位置に、トナー受入口１３３が形成されている。そのため、トナーボックス１３１が現像筐体１１１に装着された状態では、トナー排出口１３２とトナー受入口１３３とが連通し、トナーボックス１３１内と現像筐体１１１内とがトナー排出口１３２およびトナー受入口１３３を介して連通する。

トナーボックス１３１内には、トナー搬送部材１３４が設けられている。トナー搬送部材１３４は、たとえば、左右方向に延びる軸の周囲に螺旋状の羽根を有するスクリューオーガであり、その軸の両端部は、トナーボックス１３１に回転可能に支持されている。トナー搬送部材１３４に駆動力が伝達されて、トナー搬送部材１３４が回転すると、トナー搬送部材１３４の羽根により、トナーボックス１３１内のトナーがトナー排出口１３２に向けて送られる。トナー排出口１３２に達したトナーは、トナー排出口１３２からトナー受入口１３３を介して現像筐体１１１内に供給される。

＜第１フレーム＞
第１フレーム１４には、図１０に示されるように、プロセスカートリッジ４１の着脱を案内するガイド部１４１が設けられている。ガイド部１４１は、第１フレーム１４の右側面から右側に突出する上ガイド壁面１４２、下ガイド壁面１４３および終端壁面１４４を備えている。

上ガイド壁面１４２は、第１壁面１５１、第２壁面１５２および第３壁面１５３を一体に有している。第１壁面１５１は、第１フレーム１４の右側面の前上端部から後下方に延びている。第２壁面１５２は、第１壁面１５１の後端から後方に延びている。第３壁面１５３は、第２壁面１５２の後端から後下方に延びている。

下ガイド壁面１４３は、第４壁面１５４、第５壁面１５５および第６壁面１５６（支持部の一例）を有している。第４壁面１５４は、上ガイド壁面１４２の第１壁面１５１に対して下側に間隔を空けて略平行に延びている。第５壁面１５５は、上ガイド壁面１４２の第２壁面１５２に対して下側に間隔を空けて、第４壁面１５４の後側に間隔を空けた位置から後下方に延びている。第６壁面１５６は、上ガイド壁面１４２の第３壁面１５３に対して下側に間隔を空けて、第５壁面１５５の後下側に間隔を空けた位置から第３壁面１５３と略平行に延びている。

終端壁面１４４は、上ガイド壁面１４２の第３壁面１５３の後端と下ガイド壁面１４３の第６壁面１５６の後端との間で上下方向に延びている。

第１フレーム１４には、ガイド部１４１の後端に対して後下側に離間した位置に、プロセスカートリッジ４１のドラムギヤ１０２と噛合する駆動ギヤ１５７が設けられている。駆動ギヤ１５７は、左右方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に第１フレーム１４に支持されている。駆動ギヤ１５７には、第１フレーム１４の左側に配置されたモータ（図示せず）の駆動力が伝達される。

また、第１フレーム１４には、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態で受動カップリング１２１と対向する位置に、カップリング配置部１５８が左右方向に貫通する円形の開口として形成されている。カップリング配置部１５８には、駆動カップリング１５９が設けられている。駆動カップリング１５９には、第１フレーム１４の左側に配置されたモータ（図示せず）の駆動力が伝達される。

駆動カップリング１５９には、フロントカバー１７の開閉に連動して、駆動カップリング１５９をカップリング配置部１５８から右側に進出する進出位置とカップリング配置部１５８内に退避する退避位置とに進退させる連動機構（図示せず）が連結されている。フロントカバー１７が開位置に開かれた状態では、駆動カップリング１５９が退避位置に位置する。フロントカバー１７が開位置から閉位置に向けて閉じられると、駆動カップリング１５９が退避位置から進出位置に進出する。

＜第２フレーム＞
第２フレーム１５には、図１１に示されるように、プロセスカートリッジ４１の着脱を案内するガイド部１６１が設けられている。ガイド部１６１は、第２フレーム１５の左側面から左側に突出する上ガイド壁面１６２、下ガイド壁面１６３および終端壁面１６４を備えている。

上ガイド壁面１６２は、第１壁面１７１、第２壁面１７２および第３壁面１７３を一体に有している。第１壁面１７１は、第２フレーム１５の左側面の前端部の上下方向の中央より上寄りの位置から後方に延びている。第２壁面１７２は、第１壁面１７１の後端から後下方に延びている。第３壁面１７３は、第２壁面１７２の後端から第２壁面１７２よりも大きい傾斜で後下方に延びている。

下ガイド壁面１６３は、第４壁面１７４、第５壁面１７５および第６壁面１７６を有している。第４壁面１７４は、上ガイド壁面１６２の第１壁面１７１に対して下側に間隔を空けて略平行に延びている。第５壁面１７５は、上ガイド壁面１６２の第２壁面１７２に対して下側に間隔を空けて、第４壁面１７４の後端から後下方に第２壁面１７２と略平行に延びている。第６壁面１７６は、上ガイド壁面１６２の第３壁面１７３に対して下側に間隔を空けて、第５壁面１７５の後端から第３壁面１７３と略平行に延びている。

終端壁面１６４は、上ガイド壁面１６２の第３壁面１７３の後端と下ガイド壁面１６３の第６壁面１７６の後端との間で上下方向に延びている。

第２フレーム１５には、下ガイド壁面１６３の第５壁面１７５の下側の位置に、現像バイアス電極１７７が配置されている。また、上ガイド壁面１６２の第１壁面１７１の上側の位置には、供給バイアス電極１７８が配置されている。現像バイアス電極１７７および供給バイアス電極１７８は、いずれも、金属線からなり、螺旋状に巻回された巻回部と、巻回部の左側に形成された環状の接点部とを一体に有している。現像バイアス電極１７７および供給バイアス電極１７８の各接点部は、第２フレーム１５を貫通して、第２フレーム１５の左側面から左側に突出している。

＜光センサ＞
プリンタ１は、図１２に示されるように、第１光センサ１８１および第２光センサ１８２を備えている。

第１光センサ１８１は、光を受ける受光部１８３および第２フレーム１５に設けられて、光を発する発光部１８４を有する透過型のフォトセンサである。

受光部１８３は、第１フレーム１４に設けられている。第１フレーム１４の上ガイド壁面１４２の第１壁面１５１は、図１３に示されるように、第１フレーム１４の右側面から左側に突出する第１壁状部１８５（遮光部の一例）の下面として形成されている。第１壁状部１８５は、第１光センサ１８１の受光部１８３と第２開口部１８との間に位置している。第１壁状部１８５の前端部の上側には、円形の受光窓１８６が形成されている。受光部１８３は、受光窓１８６内に受光面を右側に向けて配置されている。

また、第１フレーム１４の右側面には、図１０に示されるように、第１壁状部１８５の前端から後方に延びる第２壁状部１８７（遮光部の一例）と、第２壁状部１８７の後端から前下方に延びる第３壁状部１８８（遮光部の一例）と、第３壁状部１８８の後端から下方に延びる第４壁状部１８９（遮光部の一例）とが形成されている。第４壁状部１８９の下端は、第１壁状部１８５の前後方向の中央部に接続されている。これにより、受光窓１８６は、第１壁状部１８５、第２壁状部１８７、第３壁状部１８８および第４壁状部１８９にその周囲を取り囲まれている。

発光部１８４は、図１２に示されるように、第２フレーム１５に設けられている。第２フレーム１５には、図１４に示されるように、受光窓１８６と左右方向に対向する位置に、円形の発光窓１９１が形成されている。発光部１８４は、発光窓１９１内に発光面を左側に向けて配置されている。

発光部１８４が発する光は、発光窓１９１内から左方に進行する。プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着されていない状態では、発光窓１９１から左方に進行する光は、第１フレーム１４と第２フレーム１５とに挟まれる空間を横切り、受光窓１８６に進入して、受光部１８３に入射する。

プロセスカートリッジ４１に装着されるトナーボックス１３１の左端部には、図１３に示されるように、前方に膨出する側面視略円弧状の膨出部１９２が形成されている。膨出部１９２は、中空状であり、膨出部１９２内には、トナー搬送部材の軸に固定された従動ギヤやその従動ギヤと噛合するセクタギヤ（図示せず）などが収容されている。膨出部１９２には、発光部１８４から受光部１８３に至る光路上に、発光部１８４から受光部１８３に向けて進行する光を通過させる光通過孔１９３が形成されている。

第２光センサ１８２は、光を受ける受光部２０１および光を発する発光部２０２を有する透過型のフォトセンサである。

受光部２０１は、第１フレーム１４に設けられている。第１フレーム１４には、図１０に示されるように、ガイド部１４１の第４壁面１５４と第５壁面１５５との間に、受光窓２０３が形成されている。受光部２０１は、受光窓２０３内に受光面を右側に向けて配置されている。

発光部２０２は、第２フレーム１５に設けられている。第２フレーム１５には、図１１および図１４に示されるように、受光窓２０３と左右方向に対向する位置に、円形の発光窓２０４が形成されている。発光部２０２は、発光窓２０４内に発光面を左側に向けて配置されている。

発光部２０２が発する光は、発光窓２０４内から左方に進行する。その光は、第１フレーム１４と第２フレーム１５とに挟まれる空間を横切り、受光窓２０３に進入して、受光部２０１に入射する。

プロセスカートリッジ４１の現像筐体１１１の左側壁１１７には、図８に示されるように、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態で、受光部２０１と左右方向に対向する位置に、発光部２０２から受光部２０１に向けて進行する光を通過させる光通過窓２０５が形成されている。また、現像筐体１１１の右側壁１１８には、図９に示されるように、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態で、発光部２０２と左右方向に対向する位置に、発光部２０２から受光部２０１に向けて進行する光を通過させる光通過窓２０６が形成されている。

＜プロセスカートリッジの着脱＞
プロセスカートリッジ４１の装着時には、フロントカバー１７が閉位置から開位置に開かれて、プロセスカートリッジ４１が第１開口部１３を通して第１フレーム１４と第２フレーム１５との間に差し入れられる。このとき、ドラム軸１０１の左端部がガイド部１４１の上ガイド壁面１４２と下ガイド壁面１４３との間に受け入れられ、ドラム軸１０１の右端部がガイド部１６１の上ガイド壁面１６２と下ガイド壁面１６３との間に受け入れられる。そして、プロセスカートリッジ４１が後方に押されて、ドラム軸１０１の左端部および右端部がそれぞれガイド部１４１，１６１に沿って移動することにより、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに近づくにつれて上から下へ移動するように案内される。

ドラム軸１０１の左端部および右端部がそれぞれ終端壁面１４４，１６４に当接すると、それ以上のプロセスカートリッジ４１の移動が規制される。これにより、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに到達し、プロセスカートリッジ４１のカートリッジ装着位置Ｐへの装着が達成される。

プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着された状態では、プロセスカートリッジ４１のドラムギヤ１０２が第１フレーム１４に設けられた駆動ギヤ１５７と噛合する。そのため、モータの駆動力を駆動ギヤ１５７からドラムギヤ１０２に伝達することができ、その駆動力により感光体ドラム４３を回転させることができる。

また、ドラム軸１０１の左端部が終端壁面１４４に前側から当接し、かつ、下ガイド壁面１４３の第６壁面１５６に下側から支持される。また、ドラム軸１０１の右端部が終端壁面１６４に前側から当接し、かつ、下ガイド壁面１６３の第６壁面１７６に下側から支持される。そして、プロセスカートリッジ４１の現像バイアス端子１２３および供給バイアス端子１２４に第２フレーム１５に設けられた現像バイアス電極１７７および供給バイアス電極１７８が弾性的に当接する。現像バイアス電極１７７および供給バイアス電極１７８が有する弾性力により、プロセスカートリッジ４１が左側に押圧され、ドラム軸１０１の左端が第１フレーム１４の右側面に当接する。その結果、プロセスカートリッジ４１は、カートリッジ装着位置Ｐで第１フレーム１４の右側面を基準に位置決めされる。

また、プロセスカートリッジ４１の受動カップリング１２１には、第１フレーム１４のカップリング配置部１５８が左側から対向している。フロントカバー１７が開位置から閉位置に向けて閉じられると、駆動カップリング１５９が退避位置から進出位置に進出して、駆動カップリング１５９が受動カップリング１２１と係合する。その結果、モータの駆動力が駆動カップリング１５９を介して受動カップリング１２１に入力可能となる。受動カップリング１２１に入力される駆動力は、ギヤトレイン（図示せず）を介して現像ローラ１１２、供給ローラ１１３およびアジテータ１１４に伝達され、現像ローラ１１２、供給ローラ１１３およびアジテータ１１４をそれぞれ回転させる。

アジテータ１１４の回転により、現像筐体１１１内でトナーが舞い上がる。第２光センサ１８２の発光部２０２からの光は、現像筐体１１１の光通過窓２０６を介して現像筐体１１１内に入射する。この光は、現像筐体１１１内で舞い上がっているトナーによって遮られる。舞い上がるトナーの量は、現像筐体１１１内のトナーの残量に依存する。すなわち、現像筐体１１１内のトナーの残量が多い状態では、舞い上がるトナーの量が多く、現像筐体１１１内のトナーの残量が少ない状態では、舞い上がるトナーの量が少ない。そのため、現像筐体１１１内のトナーがエンプティ（ほぼ空の状態）になると、光通過窓２０６から光通過窓２０５に向けて進行する光がトナーによって遮られている時間が短くなる。したがって、受光部２０１が出力する信号に基づいて、現像筐体１１１内のトナーのエンプティを検出することができる。

トナーボックス１３１が新品の状態では、トナーボックス１３１の光通過孔１９３が開放され、第１光センサ１８１の発光部１８４が発する光は、光通過孔１９３を通過して、受光部１８３に入射する。受動カップリング１２１に入力される駆動力がギヤトレイン（図示せず）を介してトナーボックス１３１の膨出部１９２に収容されている従動ギヤに伝達されると、従動ギヤと一体にトナー搬送部材が回転し、トナーボックス１３１から現像筐体１１１内にトナーが供給される。トナーボックス１３１が新品であり、トナー搬送部材が初めて回転するときには、従動ギヤから膨出部１９２に収容されているセクタギヤに伝達されると、セクタギヤが回転する。セクタギヤの回転に伴って、光通過孔１９３と対向する位置に向けて、遮光部材（図示せず）が移動する。セクタギヤの欠歯部分が従動ギヤと対向する位置までセクタギヤが回転すると、セクタギヤと従動ギヤとの噛合が解除されて、セクタギヤの回転が停止する。このとき、光通過孔１９３に遮光部材が対向している。以後、トナー搬送部材が回転しても、セクタギヤは回転せず、光通過孔１９３に遮光部材が対向した状態が維持される。そのため、第１光センサ１８１の発光部１８４が発する光は、光通過孔１９３を通過せず、受光部１８３に到達しない。したがって、受光部１８３が出力する信号に基づいて、トナーボックス１３１が装着されているか否かを検出することができる。

プロセスカートリッジ４１の離脱時には、フロントカバー１７が閉位置から開位置に開かれる。フロントカバー１７が閉位置から開位置への変位に伴い、駆動カップリング１５９が進出位置から退避位置に退避して、駆動カップリング１５９と受動カップリング１２１との係合が解除される。プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐから前側に引かれると、ドラム軸１０１の左端部および右端部がそれぞれガイド部１４１，１６１に沿って移動することにより、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐから離れるにつれて下から上へ移動するように案内される。プロセスカートリッジ４１が第１開口部１３から筐体１１外に抜け出すと、プロセスカートリッジ４１の離脱が達成される。

＜作用効果＞
以上のように、筐体１１の前面１２Ｆには、第１開口部１３が筐体１１の上面１２Ｔに跨がって設けられている。筐体１１内には、前面１２Ｆと平行な左右方向に互いに離間して対向する第１フレーム１４および第２フレーム１５が設けられている。第１フレーム１４と第２フレーム１５とに挟まれる位置にカートリッジ装着位置Ｐが設定され、そのカートリッジ装着位置Ｐにプロセスカートリッジ４１が着脱可能に装着される。プロセスカートリッジ４１は、感光体ドラムを支持するカートリッジフレーム４２と、カートリッジフレーム４２に支持される現像筐体１１１と、トナーを収容するトナーボックス１３１とを含む。

第１フレーム１４には、第１光センサ１８１の受光部１８３が配置されている。第２フレーム１５には、第１光センサ１８１の発光部１８４が配置されている。プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着されているときには、発光部１８４からの光がプロセスカートリッジ４１のトナーボックス１３１に遮られ、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着されていないときには、発光部１８４からの光が受光部１８３に入射する。したがって、受光部１８３の受光の有無により、プロセスカートリッジ４１がカートリッジ装着位置Ｐに装着されているか否かを判別することができる。

第１開口部１３を開閉するフロントカバー１７には、シートが通過する第２開口部１８が設けられている。第１光センサ１８１の受光部１８３と第２開口部１８との間には、第１壁状部１８５が設けられている。第１壁状部１８５により、第２開口部１８から筐体１１内に進入して受光部１８３に向かう外光が遮られる。そのため、外光が第１光センサ１８１の受光部１８３に入射することを抑制できる。

第１壁状部１８５は、カートリッジ装着位置Ｐへのプロセスカートリッジ４１の装着を案内する上ガイド壁面１４２の第１壁面１５１を有している。これにより、第２開口部１８から進入する外光を遮蔽する外光遮蔽対策を省スペースで施すことができ、スペースに余裕のない小型のプリンタ１であっても、第１光センサ１８１への外光の入射を抑制することが可能となる。

また、第１壁状部１８５の前端から後方に延びる第２壁状部１８７と、第２壁状部１８７の後端から前下方に延びる第３壁状部１８８と、第３壁状部１８８の後端から下方に延びる第４壁状部１８９とが形成されている。第４壁状部１８９の下端は、第１壁状部１８５の前後方向の中央部に接続されている。これにより、受光窓１８６は、第１壁状部１８５、第２壁状部１８７、第３壁状部１８８および第４壁状部１８９にその周囲を取り囲まれている。そのため、第２開口部１８から受光部１８３に直線的に向かう外光に限らず、第１開口部１３から筐体１１内に進入する外光や筐体１１内で反射して受光部１８３に向かう外光（反射光）が第１光センサ１８１の受光部に入射することを抑制できる。

また、プリンタ１には、第２光センサ１８２が設けられている。第２光センサ１８２は、光を発する発光部２０２と、発光部２０２からの光を受光する受光部２０１とを備えている。受光部２０１および発光部２０２は、それぞれ第１フレーム１４および第２フレーム１５に配置されている。発光部２０２が発する光は、現像筐体１１１を左右方向に横切って、受光部２０１に入射する。アジテータ１１４の回転により、現像筐体１１１内でトナーが舞い上がり、その舞い上がるトナーにより、現像筐体１１１を横切る光が遮られる。舞い上がるトナーにより光が遮られる時間は、現像筐体１１１内のトナーの残量に依存する。そのため、受光部２０１が出力する信号に基づいて、現像筐体１１１内のトナーのエンプティを検出することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、画像形成装置の一例としてプリンタ１を取り上げたが、本発明が適用される画像形成装置は、単機能のプリンタ１に限らず、画像形成機能および画像読取機能を有するファクシミリ装置や複合機であってもよい。

その他、前述の構成には、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。

１：プリンタ
１１：筐体
１２Ｆ：前面
１２Ｔ：上面
１３：第１開口部
１４：第１フレーム
１５：第２フレーム
１７：フロントカバー
１８：第２開口部
４１：プロセスカートリッジ
４２：カートリッジフレーム
４３：感光体ドラム
５１：露光器
１１１：現像筐体
１３１：トナーボックス
１５４：第４壁面
１８１：第１光センサ
１８２：第２光センサ
１８３：受光部
１８４：発光部
１８５：第１壁状部
１８７：第２壁状部
１８８：第３壁状部
１８９：第４壁状部
２０１：受光部
２０２：発光部
Ｐ：カートリッジ装着位置

Claims (6)

1. 第１開口部を側面に有し、前記側面と平行な方向において対向する第１フレームおよび第２フレームを備える筐体と、
   前記第１開口部を通して前記第１フレームと前記第２フレームとの間の装着位置に着脱可能に装着されるカートリッジと、
   前記第２フレームに設けられ、光を発する発光部、および、
   前記第１フレームに設けられ、前記カートリッジが前記装着位置に装着されている場合に前記発光部からの光が前記カートリッジに遮られ、前記カートリッジが前記装着位置に装着されていない場合に前記発光部から発せられた光が達する位置に設けられた受光部
   を備える光センサと、
   前記第１開口部を閉鎖する閉鎖位置と前記第１開口部を開放する開放位置との間で移動可能に設けられ、シートが通過する第２開口部を有するドアと、
   前記第１フレームに設けられ、前記ドアが閉鎖位置に位置するときに少なくとも前記受光部と前記第２開口部との間に配置され、前記第２開口部から前記筐体内に進入して前記受光部に向かう外光を遮る遮光部と、
   を含み、
   前記遮光部は、前記装着位置への前記カートリッジの装着を案内する案内部を兼ねている、
   画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記遮光部は、前記受光部の周囲を取り囲む壁状に形成されている、
   画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置であって、
   前記カートリッジは、
   トナーを収容する第１カートリッジと、
   感光体ドラムを支持する第２カートリッジと、
   を備え、
   前記光センサは、前記カートリッジが前記装着位置に装着されているときに前記発光部からの光が前記第１カートリッジに遮られるように設けられている、
   画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記第２フレームに設けられ、光を発する第２発光部、および、
   前記第１フレームに設けられ、前記カートリッジが前記装着位置に装着されているときに前記第２発光部からの光が前記第２カートリッジを通過して達する位置に設けられた第２受光部
   を備える第２光センサをさらに含む、
   画像形成装置。
5. 請求項３または４に記載の画像形成装置であって、
   前記感光体ドラムの表面を露光する露光器をさらに含み、
   前記第１カートリッジは、前記カートリッジが前記装着位置に装着されているときに、前記露光器よりも前記第１開口部側に配置されて、前記露光器と上下方向にオーバラップしている、
   画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記第１開口部は、前記筐体の前記側面および上面に跨がって設けられている、
   画像形成装置。

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