JPH07219413A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置及びプロセスカートリッジの組立方法 - Google Patents

プロセスカートリッジ及び画像形成装置及びプロセスカートリッジの組立方法

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JPH07219413A
JPH07219413A JP6008568A JP856894A JPH07219413A JP H07219413 A JPH07219413 A JP H07219413A JP 6008568 A JP6008568 A JP 6008568A JP 856894 A JP856894 A JP 856894A JP H07219413 A JPH07219413 A JP H07219413A
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light
process cartridge
toner
image forming
toner storage
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Haruhisa Oshida
治久 忍田
Koji Takahashi
貢司 高橋
Akira Domon
彰 土門
Masahide Kinoshita
正英 木下
Yasushi Shimizu
康史 清水
Keiji Okano
啓司 岡野
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャッタ部材による像担持体の充分な保護
と、トナー残量検出の検出精度とを両立させることが出
来るプロセスカートリッジ及び前記プロセスカートリッ
ジを装着可能な画像形成装置及び前記プロセスカートリ
ッジの組立方法を提供する。 【構成】 像担持体と、現像手段と、前記現像手段で用
いられるトナーを収納するトナー収納部と、前記像担持
体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避する退
避位置とを移動可能なシャッタ部材と、前記シャッタ部
材の移動経路に沿って、前記トナー収納部に設けられた
光透過性部材と、を有し、前記シャッタ部材の退避位置
は、シャッタ部材が前記光透過性部材を越えた位置にあ
るようしたプロセスカートリッジを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトナーを用いて画像を形
成するためのプロセスカートリッジ及び前記プロセスカ
ートリッジを装着可能な画像形成装置及び前記プロセス
カートリッジの組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真装置等にあっては、帯電器によ
って一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして潜
像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像化
すると共に、該現像剤による像を記録媒体に転写して画
像記録を行う。このような装置にあっては、各部材のメ
ンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザには不
便を伴うことがあった。
【０００３】そこで、前記像担持体、帯電器、現像器、
クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化
することにより、ユーザが前記カートリッジを装置本体
に装填することによって、現像剤の補給や寿命に達した
像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にし
たものが実用化されている。
【０００４】このようなカートリッジは、像担持体を保
護するためのシャッタ部材を設けているものが多い。即
ち、像担持体を支持するフレームに前記像担持体が露出
し得る開口を設け、カートリッジを装置本体に装着する
前、及び装置本体から取り外したときは前記開口を閉じ
て像担持体を保護するための保護位置と、カートリッジ
を装置本体に装着したときは前記保護位置から退避可能
な退避位置とを移動可能なシャッタ部材を設けているも
のが多い。
【０００５】また、電子写真装置等におけるトナー残量
の有無を検出する構成として、発光素子と受光素子とを
対向させて設けたフォトインタラプタを用い、光照射し
てトナーの有無を検出する光透過式の検出方式が知られ
ている。
【０００６】例えば、トナー収納容器内の上面及び下面
に光透過窓を設けると共に、該窓に光透過性部材を嵌め
込み、一方側の窓近傍に発光素子を設けると共に、他方
側の窓近傍に受光素子を設け、トナー収納容器内に光を
通過させるものである。これはトナー収納容器内にトナ
ーがなければ発光素子からの光は容器内を通過して受光
素子に到達するが、容器内にトナーがあるとトナーによ
って光が遮られ、受光素子に到達しない。このため、受
光素子の出力値によってトナーの有無を判別し得るもの
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記シャッタ部材を有
するプロセスカートリッジに、トナー残量検出用の光透
過窓を設ける場合、トナーの有無を高精度で検出するた
めには像担持体に充分近い位置に設けることが望まし
い。前記光透過窓が像担持体が露出する開口から大きく
離れると、像担持体に隣接した現像器と光透過窓とが大
きく離れることになり、トナー残量検出精度が悪化して
しまう。
【０００８】しかしながら、像担持体を保護するための
シャッタ部材は、前記開口を覆うために一定以上の幅を
有しており、光透過窓を前記開口に近づけると、カート
リッジを装置本体に装着してシャッタ部材が退避位置に
退避したときに前記光透過窓を覆ってしまい、トナー残
量検出を出来なくしてしまうおそれがある。
【０００９】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、シャッタ部材による像
担持体の充分な保護と、トナー残量検出の検出精度とを
両立させることが出来るプロセスカートリッジ及び前記
プロセスカートリッジを装着可能な画像形成装置及び前
記プロセスカートリッジの組立方法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、像担持体と、現像手段
と、前記現像手段で用いられるトナーを収納するトナー
収納部と、前記像担持体を保護する保護位置と、前記保
護位置から退避する退避位置とを移動可能なシャッタ部
材と、前記シャッタ部材の移動経路に沿って、前記トナ
ー収納部に設けられた光透過性部材と、を有し、前記シ
ャッタ部材の退避位置は、シャッタ部材が前記光透過性
部材を越えた位置にあるようしたプロセスカートリッジ
を構成したことを特徴としてなる。
【００１１】
【作用】前記構成にあっては、プロセスカートリッジを
装置本体に装着すると、シャッタ部材はトナー収納部に
設けた光透過性部材を越えて退避位置まで大きく退避す
る。このため、シャッタ部材が像担持体を保護するのに
充分な幅広であっても退避位置にあるときに光透過性部
材を覆うことがなく、高精度でトナー残量検出を行うこ
とが出来る。
【００１２】
【実施例】次に本発明の好適な実施例として、まず第１
実施例について説明し、次に第２実施例及び第３実施例
について説明し、更にその他の実施例について説明す
る。
【００１３】〔第１実施例〕本発明に係る第１実施例と
してファクシミリ装置に適用した例を、図面を参照して
具体的に説明する。ここでは、説明の順序として、以下
の順に説明する。 ファクシミリ装置の全体構成、 情報を読み取るための読取装置の構成、 受信情報を記録するための画像形成装置の各部の構
成、 前記画像形成装置に使用するプロセスカートリッジの
各部の構成、 トナー収納容器内のトナーを攪拌するための攪拌手段
の構成、 前記トナー収納容器内のトナー残量を検出する残量検
出手段の構成、 トナー残量検出のための光透過窓を清掃する清掃手段
の構成、 プロセスカートリッジの組み立て構成、 シャッタ部材の開閉と前記光透過窓との関係。
【００１４】｛ファクシミリ装置の全体構成｝図１は本
発明に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成装
置を有するファクシミリ装置の構成説明図であり、図２
はその外観斜視図、図３は前記プロセスカートリッジの
構成説明図であり、図４はその外観斜視図である。
【００１５】このファクシミリ装置は、図１に示すよう
に、上方に原稿読取装置Ａを有し、その下方に画像形成
装置Ｂを配置している。そして読取装置Ａで読み取った
情報を、ファクシミリモードの場合は他機のファクシミ
リ装置へ送信し、コピーモードの場合には自己の画像形
成装置Ｂで記録する。
【００１６】前記画像形成装置Ｂは、図１に示すよう
に、光学手段１から画像情報に基づいた光像を照射して
像担持体である感光体ドラムにトナー像を形成する。そ
して前記トナー像の形成と同期して記録媒体２を搬送手
段３によって搬送し、且つプロセスカートリッジＣとし
てカートリッジ化された画像形成部において前記感光体
ドラムに形成したトナー像を転写手段４によって記録媒
体２に転写し、その記録媒体２を定着手段５に搬送し、
転写トナー像を定着して排出トレイ６へ排出する。
【００１７】前記画像形成部を構成するプロセスカート
リッジＣは、図３に示すように、感光体ドラム７を回転
してその表面を帯電手段８によって一様に帯電し、前記
光学系１からの光像を露光部９を介して感光体ドラム７
に露光して潜像を形成し、現像手段10で前記潜像に応じ
たトナー像を形成することにより可視像化する。そして
前記転写手段４でトナー像を記録媒体２に転写した後
は、クリーニング手段11によって感光体ドラム７に残留
したトナーを除去する。尚、前記感光体ドラム７等の各
部品は樹脂製の第１フレームである上枠体12ａと、第２
フレームである下枠体12ｂを結合して構成したハウジン
グ12内に収納されてカートリッジ化されている。
【００１８】前記プロセスカートリッジＣのトナー収納
容器にはトナーを攪拌するための攪拌手段及び光透過性
部材を清掃するための清掃手段が設けてあり、また本体
側にはトナー収納容器内のトナー残量を検出するための
残量検出手段が設けてある。
【００１９】｛読取装置｝読取装置Ａは原稿13を搬送
し、原稿記載情報を読み取るものである。その構成は、
図１に示すように、原稿載置台14ａ上に積層した原稿13
を予備搬送押圧片14b1と圧接した予備搬送ローラ14b2、
及び逆転ローラ14ｃと圧接した分離ローラ14ｄで一枚ず
つ分離し、押圧手段14ｅで原稿13を読取手段15の密着型
センサに押圧して密着させつつ原稿13の情報を読み取っ
た後、その原稿13を排出ローラ14ｆによって原稿排出ト
レイ14ｇに排出するものである。
【００２０】前記読取手段15は、光源としてのＬＥＤ15
ａから原稿13の情報記載面に光照射し、その反射光を短
焦点結像レンズ15ｂを介して光電変換素子15ｃに結像し
て情報を読み取るものであり、その信号は後述する制御
手段を介してファクシミリモードのときは他機へ送信
し、コピーモードのときは自己の画像形成装置Ｂに送信
する。
【００２１】尚、原稿載置台14ａには原稿13の搬送方向
と直角方向（原稿13の幅方向）にスライド可能なスライ
ダ14ｈが設けてあり、該スライダ14ｈを原稿13の幅に合
わせてスライドさせることで、原稿載置台14ａ上に積載
された原稿13の両サイドを揃えることが出来る。
【００２２】｛画像形成装置｝次に記録信号に応じて画
像を形成する画像形成装置Ｂの各部の構成について、
光学手段、搬送手段、転写手段、定着手段、カ
ートリッジ装着手段の順に説明する。
【００２３】（光学手段）光学手段１は外部装置等から
読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによって
感光体ドラム７へ光像を照射するものであり、図１に示
すように、光学ユニット１ａ内にレーザーダイオード１
ｂ、ポリゴンミラー１ｃ、スキャナーモータ１ｄ、結像
レンズ１ｅが収納してある。
【００２４】そして例えば他機のファクシミリ装置から
画像信号が与えられると、レーザーダイオード１ｂが前
記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラー１ｃに画像
光として照射する。このポリゴンミラー１ｃはスキャナ
ーモータ１ｄによって高速回転し、該ポリゴンミラー１
ｃで反射した画像光が結像レンズ１ｅ及び反射ミラー１
ｆを介して回転する感光体ドラム７へ照射し、該ドラム
７の表面を選択的に露光して画像情報に応じた潜像を形
成する。
【００２５】（記録媒体搬送手段）次に記録媒体２（例
えば記録紙、ＯＨＰシート、布或いは薄板等）を搬送す
るための搬送手段３は、画像形成装置Ｂの下方位置に配
置され、給紙部Ｄの一端から引き出し可能に装着された
給送カセット３ａ内に積載した記録媒体２の最上位の１
枚を、記録媒体２の先端角隅部に設けた分離爪３a1と、
円形の一部を切り欠いた形状の給送ローラ３ｂとによっ
て一枚ずつ分離して給送し、カセット搬送ローラ対３ｃ
によって搬送ローラ対３ｄに送り、この搬送ローラ対３
ｄが画像形成動作と同期するように記録媒体２を画像転
写部に搬送する。そして画像転写後の記録媒体２を、ガ
イド板３ｅによって定着手段５に搬送し、定着後の記録
媒体２を排出ローラ対３ｆによって排出トレイ６に排出
する。
【００２６】（転写手段）転写手段４は画像形成部で感
光体ドラム７に形成されたトナー像を記録媒体２に転写
するものであり、本実施例の転写手段４は図１に示すよ
うに、転写ローラ４によって構成している。即ち、装着
したプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７に転写ロ
ーラ４によって記録媒体２を押圧し、該転写ローラ４に
感光体ドラム７に形成されたトナー像と逆極性の電圧を
印加することにより、感光体ドラム７上のトナーを記録
媒体２に転写する。
【００２７】（定着手段）定着手段５は前記転写ローラ
４の電圧印加によって記録媒体２に転写したトナー像を
定着させるものである。その構成は図１に示すように、
駆動回転する駆動ローラ５ａと、内部にヒータ５ｂを有
し、前記駆動ローラ５ａと圧接して従動回転するシート
部材を有する定着部材５ｃとからなる。即ち、画像形成
部でトナー像を転写された記録媒体２が前記駆動ローラ
５ａと定着部材５ｃ間を通過する際に、両者５ａ，５ｃ
の押圧によって圧力が印加され、且つヒータ５ｂの発熱
によって熱を印加され、記録媒体２上のトナーが記録媒
体２に定着する。
【００２８】（プロセスカートリッジ装着手段）前記画
像形成装置Ｂ内にはプロセスカートリッジＣを装着する
ためのカートリッジ装着手段が設けてある。プロセスカ
ートリッジＣの装置本体に16に対する着脱は、開閉カバ
ー17を開くことによって行う。即ち、図５に示すよう
に、装置本体16の上部にはヒンジ17ａによって開閉可能
な開閉カバー17が取り付けてある。そして前記開閉カバ
ー17を開くと装置本体16内にはカートリッジ装着スペー
スが設けてあり、そのスペースの左右壁面にはガイド溝
18が設けてある。このガイド溝18にドラム軸７ａを沿わ
せてプロセスカートリッジＣを挿入し、開閉カバー17を
閉じることによってプロセスカートリッジＣを画像形成
装置Ｂに装着するようにしている。
【００２９】｛プロセスカートリッジ｝次に前記画像形
成装置Ｂに装着されるプロセスカートリッジＣの各部の
構成について説明する。
【００３０】このプロセスカートリッジＢは像担持体
と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであ
る。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表
面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成す
る現像手段、像担持体表面に残留したトナーをクリーニ
ングするためのクリーニング手段等がある。本実施例の
プロセスカートリッジＣは、図３に示すように、像担持
体である電子写真感光体ドラム７の周囲に帯電手段８、
露光部９、現像手段10、クリーニング手段11を配置し、
これらをハウジング12で覆って一体化し、更にシャッタ
部材28を取り付けて構成し、これを装置本体16に着脱可
能に構成してる。
【００３１】次にプロセスカートリッジＣの各部の構成
を、感光体ドラム、帯電手段、露光部、現像手
段、クリーニング手段、シャッタ部材、の順に説明
する。
【００３２】（感光体ドラム）本実施例に係る感光体ド
ラム７は円筒状のアルミニウムからなるドラム基体の外
周面に有機感光層を塗布して構成している。この感光体
ドラム７を枠体に回動可能に取り付け、後述するように
感光体ドラム７の長手方向一方端に固着したフランジギ
ヤに装置本体側に設けた駆動モータの駆動力を伝達する
ことにより、感光体ドラム７を画像形成動作に応じて図
１の矢印方向へ回転させる。
【００３３】（帯電手段）帯電手段は前記感光体ドラム
７の表面を一様に帯電させるためのものであり、本実施
例では枠体に帯電ローラ８を回動自在に取り付けた、所
謂接触帯電方法を用いている。帯電ローラ８は金属製の
ローラ軸８ａに導電性の弾性層を設け、更にその上に高
抵抗の弾性層を設け、更にその表面に保護膜を設けてな
る。導電性の弾性層はＥＰＤＭやＮＢＲ等の弾性ゴム層
にカーボンを分散したもので構成し、ローラ軸８ａに供
給されるバイアス電圧を導く作用をなす。また高抵抗の
弾性層はウレタンゴム等で構成し、微量の導電性微粉末
を含有するものが一例としてあげられ、感光体ドラム７
のピンホールや導電度の高い帯電ローラが相対した場合
でも、感光体ドラム７へのリーク電流を制限してバイア
ス電圧の急降下を防ぐ作用をなす。また保護層はＮ−メ
チルメトキシ化ナイロンで構成し、導電性弾性層や高抵
抗の弾性層の組成物質が、感光体ドラム７に触れて感光
体ドラム７の表面を変質させることがないように作用す
る。
【００３４】そして前記帯電ローラ８を感光体ドラム７
に接触させ、画像形成に際しては帯電ローラ８が感光体
ドラム７の回転に従動して回転し、このとき帯電ローラ
８に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによ
り感光体ドラム７の表面を均一に帯電させる。
【００３５】（露光部）露光部９は前記帯電ローラ８に
よって均一に帯電した感光体ドラム７の表面に、光学系
１から照射される光像を露光して該ドラム７表面に静電
潜像を形成するためのものであり、カートリッジ枠体の
上面に前記光像を導くための開口９を設けることによっ
て露光部を構成している。
【００３６】（現像手段）現像手段10は、図３に示すよ
うに、トナー収納部であるトナー収納容器10ａ内にトナ
ーを収納してあり、且つ後述するように前記トナーを送
り出すと共に攪拌する攪拌部材が往復移動可能に設けて
ある。そしてトナー収納容器10ａの開口部には内部に非
回転の磁石10ｂを有し、回転することによって表面に薄
いトナー層を形成する現像スリーブ10ｃが感光体ドラム
７と微小間隔を隔てて設けてある。
【００３７】現像スリーブ10ｃはアルミニウム製円筒状
部材の表面をサンドブラスト処理等により粗面化し、そ
の上に顔料分散した導電性塗料を塗布して構成してお
り、この現像スリーブ10ｃの表面にトナー層が形成され
るとき、トナーと現像スリーブ10ｃとの摩擦によって感
光体ドラム７上の静電潜像を現像するのに充分な摩擦帯
電電荷を得る。またトナーの層厚を規制するために現像
ブレード10ｄが設けてある。
【００３８】尚、前記トナー収納容器10ａ内にはトナー
を攪拌するための攪拌部材が設けられているが、トナー
攪拌構成については後述する。 （クリーニング手段）クリーニング手段11の構成は、図
３に示すように、感光体ドラム７の表面に接触し、該ド
ラム７に残留したトナーを掻き落とすためのクリーニン
グブレード11ａと、前記掻き落としたトナーを掬い取る
ために前記ブレード11ａの下方に位置し、且つ感光体ド
ラム７の表面に弱く接触したスクイシート11ｂと、前記
掬い取った廃トナーを溜めるための廃トナー溜め11ｃと
で構成している。
【００３９】（シャッタ部材）シャッタ部材28はプロセ
スカートリッジＣの下枠体12ｂに設けた開口部12b1を開
閉するものであり、プロセスカートリッジＣを装置本体
16に装着すると、前記開口部12b1を開いて感光体ドラム
７を開口部12b1から露出し（図１参照）、プロセスカー
トリッジＣを装置本体16から取り外すと、前記開口部12
b1を閉じて感光体ドラム７を覆い、該ドラム７の被曝に
よる劣化を防止するものである。
【００４０】尚、前記シャッタ部材28の開閉構成及び光
透過窓との関係については、後述する。
【００４１】｛攪拌手段｝攪拌手段は、トナー収納容器
10ａ内のトナーを攪拌して現像スリーブ10ｃへ送り出す
ものであり、図６に示すように、トナー収納容器10ａ内
に攪拌部材19と攪拌アーム20とを設けて構成している。
【００４２】攪拌部材19は、断面が三角形状の棒状部材
を複数本一定間隔を隔てて連結して一体化したものであ
り、この攪拌部材19の先端辺側に設けた軸19ａを、攪拌
アーム20の孔20ａに嵌合している。尚、攪拌部材19には
後述するトナー残量検出手段の光路Ｒを遮らないように
開口部19ｂが設けてあり、その両側にＵ字型をした溝19
ｃを設けたリブ19ｄを形成している。
【００４３】攪拌アーム20は、トナー収納容器10ａの側
面壁10a1，10a2に、回動軸20ｃを中心に回動可能に軸支
され、その一端はトナー収納容器10ａの側面壁10a2より
外側に延び、その先端には駆動アーム20ｂが一体的に形
成してある。
【００４４】トナー収納容器10ａの側面壁10a2の外側に
は攪拌ギア21が設けてあり、感光体ドラム７の回転と共
に回転軸21ａを中心に回転する。この攪拌ギア21の側面
には回転軸21ａより偏心した偏心ダボ21ｂが設けてあ
り、駆動アーム20ｂの長孔20b1に嵌合している。
【００４５】感光体ドラム７の回転に伴って同一駆動源
から駆動伝達を受けて攪拌ギア21が回転すると、攪拌ア
ーム20は回動軸20ｃを中心に、図６の矢印Ｘ方向へ往復
回動し、攪拌部材19はトナー収納容器10ａの底面壁10a3
に沿って、図６の矢印Ｙ方向へ往復移動してトナーの凝
集や偏在を防止する。
【００４６】また前記トナー収納容器10ａの底面壁10a3
は、トナーが現像スリーブ10ｃへ送られ易いように、現
像スリーブ10ｃ側が下がった斜面に形成してあり、攪拌
部材19がトナー収納容器10ａの底面に沿って矢印Ｙ方向
へ往復移動することにより、トナーが現像スリーブ10ｃ
方向へ送り込まれる。
【００４７】｛残量検出手段｝残量検出手段は、前記ト
ナー収納容器10ａ内に収納したトナーの残量を光センサ
によって検出するものである。その構成は、図１、図３
及び図６に示すように、開閉カバー17の天面壁内側に設
けた発光手段としての発光素子22を設けてあり、前記発
光素子22ａからの光照射位置である装置本体16の所定位
置には受光手段としての受光素子22ｂが設けてある。前
記発光素子22ａと受光素子22ｂとは、前述したプロセス
カートリッジＣを装置本体16に装着し、開閉カバー17を
閉じた状態で、前記プロセスカートリッジＣのトナー収
納容器10ａを挟んで対向する位置に設けてある。
【００４８】そして前記トナー収納容器10ａの上面壁10
a4及び底面壁10a3の凹部10a5には光透過窓10a6，10a7が
形成してあり、この窓に第一の光透過性部材23ａと第二
の光透過性部材23ｂが取り付けてある。発光素子22ａか
らの光は前記光透過性部材23ａ，23ｂを透過することに
より、トナー収納容器10ａ内を通って受光素子22ｂに至
るものである。従って、トナー収納容器10ａ内にトナー
が充分あるときは、発光素子22ａからの光はトナーに遮
られて受光素子22ｂに至らないが、トナー収納容器10ａ
内にトナーが無くなると、発光素子22ａからの光はトナ
ー収納容器10ａ内を通過して受光素子22ｂに至る。これ
により、トナー収納容器10ａ内のトナー残量有無を検出
することが出来る。
【００４９】尚、ここでいう光透過とは、発光素子22ａ
の光を透過するという意味である。また、図３におい
て、Ｓは発光素子22ａの中心と受光素子22ｂの中心とを
結ぶ光軸であり、Ｒは発光素子22ａより発し、受光素子
22ｂに到達する検出光の光路である。
【００５０】｛清掃手段｝次に清掃手段について説明す
ると、これは前記光透過性部材23ａ，23ｂに付着したト
ナー等を清掃するものであり、清掃部材Ｅのワイピング
動作によって行われる。この清掃手段の構成について、
清掃構成、清掃部材と光透過窓等との位置関係、
清掃部材のストローク、光透過性部材の取り付け構
成、に分けて説明する。
【００５１】（清掃構成）清掃部材Ｅは、図６及び図７
に示すように、可撓性のあるワイパーブレード24と、剛
性のあるワイパーアーム25からなる。ワイパーブレード
24はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の薄板部材
であり、その中央部24ａにおいてワイパーアーム25に固
定され、両端部はワイパーアーム25の先端辺25ａ，25ｂ
に設けたスリット25ｃより外側へ突出している。
【００５２】ワイパーアーム25は回動軸25ｄを中心に回
動可能に軸受26によって軸支されている。またワイパー
アーム25には前記回動軸25ｄに対して偏心した位置に駆
動軸25ｅが設けてあり、この駆動軸25ｅが攪拌部材19の
Ｕ字溝19ｃに嵌合する。
【００５３】従って、前述したように攪拌部材19が図６
の矢印Ｙ方向へ往復移動すると、駆動軸25ｅは攪拌部材
19のリブ19ｄより力を受け、清掃部材Ｅを回動軸25ｄを
中心に、図６の矢印Ｚ方向へ往復回動させる。これによ
りワイパーブレード24の回動先端辺24ｂ，24ｃが光透過
窓10a6，10a7に取り付けた光透過性部材23ａ，23ｂの内
側面を回動の往路及び復路で接触して該部材23ａ，23ｂ
を清掃する。このように、攪拌部材19の移動により清掃
部材Ｅをワイピングさせることにより、清掃部材Ｅを駆
動するために別の駆動源を設ける必要がなく、装置構成
を簡単にしてコストを低く抑えることが出来る。
【００５４】尚、ワイパーブレード24には前述した発光
素子22ａの光を遮蔽しないように開口部24ｄが設けてあ
る。これにより、回動軸25ｄが光軸Ｓを遮る位置に配置
したとしても、光路Ｒが遮られるのはワイパーアーム25
の先端辺25ａ，25ｂ及びワイパーブレード24が光路Ｒを
横切るときのみとなり、ワイパーアーム25の先端辺25
ａ，25ｂ及びワイパーブレード24が光路Ｒを遮らない間
にトナーの有無を検出することか出来る。
【００５５】（清掃部材と光透過窓等との位置関係）次
に前記清掃部材Ｅと発光素子22ａ，受光素子22ｂ及び光
透過窓10a6，10a7との位置関係について、図８を参照し
て説明する。
【００５６】前述した通り、プロセスカートリッジＣを
装置本体16に装着し、開閉カバー17を閉じた状態で、発
光素子22ａ及び受光素子22ｂはトナー収納容器10ａを間
に挟んで対向するように、装置本体16に取り付けてい
る。また清掃部材Ｅの回動軸25ｄは、光軸Ｓの近傍に設
けている。
【００５７】光透過窓10a6，10a7は、発光素子22ａ及び
受光素子22ｂにそれぞれ対向するように位置し、且つ前
記光透過性部材23ａ，23ｂの姿勢は、内面が清掃部材Ｅ
の回動軸25ｄを中心とする円に接するように構成してい
る。
【００５８】このため、光透過性部材23ａ，23ｂと光軸
Ｓとの角度は垂直に極めて近くなり、よって光透過性部
材23ａ，23ｂを光軸Ｓに対して斜めに設けた場合と比較
して、光透過性部材23ａ，23ｂの大きさを必要最小限ま
で小さくすることが出来る。これにより、迷光がプロセ
スカートリッジＣ内に侵入することによる、画質の低下
や感光体ドラム７、トナーの変質劣化を最小限に抑える
ことが出来る。
【００５９】また光透過性部材23ａ，23ｂの内部を通過
する光路長が、該部材が斜めの場合と比較して短くなる
ため、光透過性部材23ａ，23ｂによる吸収や散乱等によ
って生ずる光エネルギーの損失を小さく抑えることが出
来る。
【００６０】更に発光素子22ａの光が光透過性部材23
ａ，23ｂに対して略垂直に入射するために、表面反射に
よる光エネルギーの損失を小さく抑えることが出来る。
【００６１】このため、前記損失を補うために、高輝度
広指向性の発光素子や、感度の高い受光素子、受光素子
出力の増幅装置等を使用する必要がなく、装置のコスト
を低く抑えることが出来る。
【００６２】以上の効果は、清掃部材Ｅの回動軸25ｄが
光軸Ｓを横切る位置とし、その結果光透過性部材23ａ，
23ｂが光軸Ｓと垂直になるように構成したときに最大と
なる。
【００６３】また前記清掃部材Ｅの上側各部と上側の光
透光性部材23ａ等との距離を、それぞれ以下のように規
定する。
【００６４】Ｈ…回動軸25ｄと上側の光透過性部材23ａ
の内面との距離、Ｉ…回動軸25ｄとワイパーアーム25の
上側先端辺25ａとの距離、Ｊ…回動軸25ｄとワイパーブ
レード24の上側先端辺24ｂとの距離、Ｋ…回動軸25ｄと
トナー収納容器10ａの上面壁10a4との距離、このとき、
Ｉ＜Ｈ＜Ｊ＜Ｋの関係を有するように構成している。
【００６５】同様に、清掃部材Ｅの下側各部と下側の光
透光性部材23ｂ等との距離を、それぞれ以下のように規
定する。
【００６６】Ｈ′…回動軸25ｄと下側の光透過性部材似
23ａの内面との距離、Ｉ′…回動軸25ｄとワイパーアー
ム25の下側先端辺25ｂとの距離、Ｊ′…回動軸25ｄとワ
イパーブレード24の下側先端辺24ｃとの距離、Ｋ′…回
動軸25ｄとトナー収納容器10ａの底面の凹部10a5との距
離、このとき、Ｉ′＜Ｈ′＜Ｊ′＜Ｋ′の関係を有する
ように構成している。
【００６７】これにより、清掃部材Ｅが往復回動する
と、ワイパーブレード24の先端辺24ｂ，24ｃが光透過性
部材23ａ，23ｂの内面に当接しつつ往復回動し、前記部
材23ａ，23ｂの内面に付着したトナーを拭き取ることが
出来る。
【００６８】また弾性変形可能な弾性部材であるワイパ
ーブレード24が光透過性部材23ａ，23ｂから離れたとき
は、ワイパーブレード24の撓みはなくなっている。従っ
て、ワイパーブレード24の往復回動において、一方向と
他方向とで、光透過性部材23ａ，23ｂに当接したときの
撓み方向が逆になる。その結果、ワイパーブレード24
は、常に回動方向と逆方向に撓みつつ光透過性部材23
ａ，23ｂを清掃する。これにより、光透過性部材23ａ，
23ｂの清掃は、一方向と他方向とで同一の条件で行われ
る。
【００６９】前述のように、画像形成動作に応じて清掃
部材Ｅは往復回動し、ワイパーブレード24が光透過性部
材23ａ，23ｂの内面に付着したトナーを拭き取るが、ト
ナーが充分ある間は、ワイパーブレード24が光透過性部
材23ａ，23ｂの内面のトナーを拭き取ってもすぐにトナ
ーが前記部材23ａ，23ｂを覆うため、発光素子22ａの光
はトナーに遮られて受光素子22ｂに達しないか、或いは
達しても短時間で再び遮蔽される。
【００７０】しかし、トナーの残量が減少すると、光透
過性部材23ａ、23ｂの清掃後にトナーが前記部材23ａ，
23ｂを覆うまでの時間が長くなり、やがてトナーが無く
なるとワイパーアーム25の先端辺25ａ，25ｂ及びワイパ
ーブレード24が光路Ｒを横切るとき以外は、発光素子22
ａの光が受光素子22ｂに到達するようになる。
【００７１】図９は上記検出過程における受光素子22ｂ
からの出力信号を、出力値を縦軸に、時間を横軸にして
表した模式図である。この図からわかるように、発光素
子22ａの光が受光素子22ｂに到達すると、受光素子22ｂ
の出力値が増加するために、受光素子22ｂの出力信号
は、受光素子22ｂに光が到達した状態の高い出力値と、
光が遮られた状態の低い出力値が繰り返し現れ、ノコギ
リ歯状となる。
【００７２】トナーが充分ある間は図９（ａ）のよう
に、高い出力信号の持続時間が短く、出力値も小さい
が、トナーが少なくなるにつれて図９（ｂ）のように、
高い出力信号の持続時間が長くなり、出力値も上昇す
る。このため、所定の値Ｖ以上の出力信号持続時間ｔが
所定時間Ｔ以上になった時点で後述する制御部がトナー
無しと判定する。
【００７３】（清掃部材のストローク）次に清掃部材Ｅ
の回動ストロークについて説明する。図10は清掃部材Ｅ
の往復移動範囲及びワイパーブレード24の清掃範囲を光
透過性部材23ａ，23ｂの大きさと比較した図である。
【００７４】さて、図７及び図10において、清掃部材Ｅ
は回動軸25ｄと駆動軸25ｅとの距離Ｌ1 が、回動軸25ｄ
とワイパーブレード24の上側先端辺24ｂとの距離Ｌ2 及
び回動軸25ｄとワイパーブレード24の下側先端辺24ｃと
の距離Ｌ3 よりも小さくなるように構成している。従っ
て、攪拌部材19が距離Ｍだけ移動すると、清掃部材Ｅの
駆動軸25ｅが攪拌部材19と同距離Ｍだけ移動し、ワイパ
ーブレード24の上側先端辺24ｂ及び下側先端辺24ｃは、
それぞれ、 Ｎ1 ＝（Ｌ2 ／Ｌ1 ）×Ｍ、 また、 Ｎ2 ＝（Ｌ3 ／Ｌ1 ）×Ｍ だけ移動する。
【００７５】上側の光透過窓10a6の大きさをＷ1 、下側
の光透過窓10a7の大きさをＷ2 とすると、清掃部材Ｅの
回動軸25ｄと駆動軸25ｅとの距離Ｌ1 は、 Ｌ1 ≦（Ｍ×Ｌ2 ）／Ｗ1 、且つ Ｌ1 ≦（Ｍ×Ｌ3 ）
／Ｗ2 とすることで、ワイパーブレード24の先端辺24ｂ，24ｃ
の移動量Ｎ1 及びＮ2 は光透過窓10a6，10a7の大きさＷ
1 及びＷ2 よりもそれぞれ大きくなり、光透過性部材23
ａ，23ｂの全体を清掃することが出来る。
【００７６】前記の如く構成することにより、攪拌部材
19の移動量を小さくしても、ワイパーブレード24のスト
ロークを大きくとることが出来る。その結果、攪拌部材
19の移動量はトナー攪拌に最適な量に保ちつつ、清掃部
材Ｅのストロークを光透過性部材23ａ，23ｂの清掃に充
分な量を得ることが可能となり、画像品質を低下させる
ことなく精度の高いトナー有無検出を行うことが出来
る。
【００７７】前記清掃部材Ｅの往復回動角度は、駆動軸
25ｅ及び攪拌部材19のリブ19ｄの材質に合わせて、駆動
軸25ｅとリブ19ｄとがスムーズに摺動する角度とする。
本実施例では、駆動軸25ｅ及びリブ19ｄの材質としてＡ
ＢＳ樹脂を使用しており、往復回動の角度は約 140度よ
りも小さくなるように構成している。
【００７８】そのために、清掃部材Ｅが所定角度以上回
動することを防止するストッパ27を設けている。このス
トッパ27は、図11に示すように、回動軸25ｄが嵌合して
いる軸受26に一体的に設けている。
【００７９】本実施例における攪拌アーム20と攪拌部材
19との嵌合部及び攪拌部材19のＵ字溝19ｃと清掃部材Ｅ
の駆動軸25ｅとの嵌合部は、嵌合部にトナーが詰まって
動きを阻害しないように、ガタをもって嵌合している。
このため、ワイパーブレード24が撓みながら光透過性部
材23ａ，23ｂを清掃し、ワイパーブレード先端が光透過
性部材23ａ，23ｂから離れるとき、ワイパーブレード24
の反発力によって清掃部材Ｅが跳ね上がり、その結果、
駆動軸25ｅがＵ字溝19ｃから外れたり、回動軸25ｄと駆
動軸25ｅとを結ぶ直線と、Ｕ字溝19ｃの摺動面19c1，19
c2との角度が90度に近くなり、攪拌部材19が逆方向に動
いたときに駆動軸25ｅとＵ字溝19ｃとが滑らかに摺動せ
ず、清掃部材Ｅの動作が妨げられるおそれがある。
【００８０】本実施例では、清掃部材Ｅの回動軸25ｄと
駆動軸25ｅとを結ぶ直線と、Ｕ字溝19ｃの摺動面19c1，
19c2との角度θ1 及びθ2 が、駆動軸25ｅとＵ字溝19ｃ
とが滑らかに摺動する角度となるように、ストッパ27を
設けている。
【００８１】これにより、ワイパーブレード24の反発力
によって清掃部材Ｅが跳ね上がっても、清掃部材Ｅがス
トッパ27と当接して所定の角度以上回動することはな
く、その結果、清掃部材Ｅは滑らかに往復回動する。
尚、本実施例では前記角度θ1 及びθ2 は、それぞれ70
度以下になるように構成している。
【００８２】本実施例では、ストッパ27を清掃部材Ｅの
軸受26に一体的に設けることにより、簡単な構成でスト
ッパ27と清掃部材Ｅとの相対位置を高精度に定めること
が出来る。従って、清掃部材Ｅの回動角θ1 ＋θ2 を高
精度に保つことが出来、清掃部材Ｅの駆動軸25ｅと攪拌
部材19のＵ字溝19ｃとの滑らかな摺動を実現出来る。
【００８３】また本実施例では図８に示すように、トナ
ー収納容器10ａの底面壁10a3に凹部10a5が設けてあり、
ワイパーブレード24の下側先端辺24ｃがトナー収納容器
10ａの底面に触れないようにしている。そして光透過窓
10a7は前記凹部10a5の最深部に設けてあり、光透過性部
材23ｂの内面高さは前記凹部10a5の底面よりも高く、ト
ナー収納容器10ａの底面壁10a3よりも低くなるように取
り付けてある。
【００８４】この実施例において、トナー収納容器10ａ
の底面壁10a3の現像スリーブ10ｃ側の位置及び底面壁10
a3の傾斜角度は、トナーの攪拌及び現像スリーブ10ｃへ
の送り込み性が最適になるように、トナーに合わせて構
成する。
【００８５】一方、清掃部材Ｅのストロークを大きくす
るためには、清掃部材Ｅの回動軸25ｄと駆動軸25ｅとの
距離Ｌ1 を短くして清掃部材Ｅの回動角を大きくする
か、或いは清掃部材Ｅの回動軸25ｄとワイパーブレード
24の先端辺24ｂ，24ｃとの距離Ｌ2 及びＬ3 を大きくす
る２つの方法がある。
【００８６】しかしながら、前者の方法では、攪拌部材
19のストロークの僅かな変化で清掃部材Ｅの回動角度が
大きく変化するため、光透過性部材23ａ，23ｂを清掃す
るのに充分な清掃部材Ｅのストロークを得つつ、駆動軸
25ｅとＵ字溝19ｃとの摺動を滑らかに保つためには、攪
拌部材19のストロークを正確に保つ必要があり、装置の
精度を高めるためにコストが高くなるおそれがある。
【００８７】また後者の方法では、光透過性部材23ａ，
23ｂの内面間の距離を大きくとる必要がある。本実施例
では光透過窓10a6，10a7をトナー収納容器10ａの上下に
配置しているために、上側の光透過窓10a6をより上方に
配置すると、清掃部材Ｅの回動軸25ｄ及び駆動軸25ｅと
もより上方に位置させ、攪拌部材19のＵ字溝19ｃをより
上方へ設けなければならない。すると、清掃部材Ｅを駆
動する抵抗によって攪拌部材19が受ける回転モーメント
が大きくなって攪拌部材19の前端或いは後端が浮き上が
り、トナーの攪拌及び現像スリーブ10ｃへの送り込みが
阻害されるおそれがある。
【００８８】本実施例では、トナー収納容器10ａの底面
壁10a3の一部に凹部10a5を設け、凹部10a5に下側の光透
過性部材23ｂを設けることにより、上下の光透過性部材
23ａ，23ｂの内面間の距離を大きく確保している。この
ため、清掃部材Ｅの回動軸25ｄ及び駆動軸25ｅが、より
トナー収納容器10ａの底面壁10a3に近づいた位置にあ
る。その結果、清掃部材Ｅを駆動する抵抗によって攪拌
部材19が受ける回転モーメントが小さく保たれ、攪拌部
材19のトナー収納容器底面壁10a3に沿った往復動作が妨
げられることはない。
【００８９】更に本実施例では、下側の光透過性部材23
ｂの内面が凹部10a5の周辺のトナー収納容器の底面壁10
a3よりも低くなるように構成している。このため、凹部
10a5周辺にトナーが充分ある間は、トナーが凹部10a5に
流れ込んで光透過性部材23ｂにかかるため、トナーがあ
るにも拘わらずトナー無しと判定されるおそれはない。
従って、トナーの有無の検出精度をより高める効果を有
する。
【００９０】尚、前記凹部10a5においては、現像スリー
ブ10ｃ側が下がった斜面形状をなしていないため、攪拌
部材19によるトナー送り込み性が他の部分と比較して悪
化するおそれがあるが、清掃部材Ｅが攪拌部材19の往復
動作と同期して往復回動することにより、これを補填す
る。このため、総合的なトナー送り込み性は均一とな
る。
【００９１】（光透過性部材の取り付け構成）次に前記
光透過性部材23ａ，23ｂを光透過窓10a6，10a7に取り付
けるための構成について説明する。
【００９２】本実施例ではプロセスカートリッジＣを低
コストで生産するために、トナー収納容器10ａを構成す
る枠体12ａ，12ｂの材質として、ポリスチロール樹脂
（ＰＳ）を使用している。またトナーの成分中にはスチ
レン系の樹脂が含まれている。一方、光透過性部材23
ａ，23ｂの材質はポリカーボネイト（ＰＣ）を用い、ワ
イパーブレード24の材質はポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）を用いている。このような材質を組み合わせ
ることにより、光透過性部材23ａ，23ｂの清掃性が良好
に保たれることが実験によって確認されている。
【００９３】しかしながら、ポリスチロール製のトナー
収納容器10ａにポリカーボネイト製の光透過性部材23
ａ，23ｂを取り付けるとき、両者の分子構造が異なるた
めに溶着のような方法では充分な強度が得られず、光透
過性部材23ａ，23ｂがトナー収納容器10ａから剥がれて
しまうおそれがある。
【００９４】一方、光透過性部材23ａ，23ｂの材質をポ
リスチロールにすると、溶着等の容易な方法で前記部材
23ａ，23ｂをトナー収納容器10ａに取り付けることは出
来るが、その反面スチレン系の樹脂を含んだトナーが光
透過性部材23ａ，23ｂに付着し易くなり、ポリエチレン
テレフタレート製のワイパーブレード24では充分な清掃
性が得られないおそれがある。
【００９５】そのため本実施例では、図12に示すよう
に、光透過性部材23ａ，23ｂはポリカーボネイト製の光
透過製部23a1，23b1の周囲に、トナー収納容器10ａと同
材質のポリスチロール製のフランジ部23a2，23b2を二色
成形によって一体的に設けている。前記光透過性部23a
1，23b1とフランジ部23a2，23b2との界面23a3，23b3は
アンダーカット形状にすることにより、フランジ部23a
2，23b2が光透過性部23a1，23a2から外れないように成
形している。
【００９６】尚、前記成形に際しては二色成形の中でも
インサート成形により構成するのが、成形の容易性から
して好ましい。
【００９７】そして前記フランジ23a2，23b2を光透過窓
10a6，10a7に溶着することにより、光透過性部材23ａ，
23ｂをトナー収納容器10ａに取り付けている。
【００９８】前記のようにすることにより、材質の異な
る光透過性部23a1，23b1をトナー収納容器10ａに容易
に、且つ低コストで取り付けることが出来、且つ前記界
面23a3，23b3はインサート成形によって隙間なく密着し
ているために、光透過性部23a1，23b1とフランジ部23a
2，23b2間からトナーが漏れるおそれもない。更に光透
過性部23a1，23b1の表面にコーティング等を施す必要も
ないために耐久性も向上する。
【００９９】尚、本実施例では前記のように光透過性部
23a1，23b1の周囲にフランジ部23a2，23b2を二色成形し
たが、トナー収納容器10ａの光透過窓10a6，10a7に対し
て直接光透過性部23a1，23b1をアンダーカット形状で二
色成形することによって取り付けるようにしても同様の
効果を得ることが可能である。
【０１００】｛プロセスカートリッジの組み立て｝次に
前述した攪拌手段や清掃手段等を有するプロセスカート
リッジＣの組み立て工程について説明する。
【０１０１】まず上枠体12ａの上側透過窓10a6に、上側
の光透過性部材23ａのフランジ部23a2を超音波溶着によ
って取り付け、同様に下側の光透過窓10a7に、下側の光
透過性部材23ｂのフランジ部23b2を超音波溶着によって
取り付ける。前記溶着方法としては、他にも例えば高周
波溶着等があるが、前記超音波溶着がより簡易になし得
る。
【０１０２】尚、前記トナー収納容器10ａは攪拌部材19
や清掃部材Ｅ等を組み込むために、上面壁10a4はトナー
収納容器本体とは別体の蓋部材12ｃとして構成してあ
り、この蓋部材12ｃに前記上側の光透過性部材23ａを取
り付けるものである。
【０１０３】次に攪拌部材19の軸19ａを攪拌アーム20の
孔20b1と嵌合して両者を連結し、この攪拌アーム20の回
動軸20ｃをトナー収納容器10ａに対して回動可能に取り
付ける。そしてワイパーブレード24をワイパーアーム25
に取り付けた清掃部材Ｅを軸受26に回動可能に取り付
け、ワイパーアーム25の駆動軸25ｅを攪拌部材19のＵ字
溝19ｃに嵌合させると共に、前記軸受26をトナー収納容
器10ａに固定する。
【０１０４】そして前記蓋部材12ｃをトナー収納容器本
体に溶着し、攪拌部材19や清掃部材Ｅを内蔵したトナー
収納容器10ａを組み立てる。
【０１０５】更に前記上枠体12ａの内天面に帯電ローラ
８を取り付け、トナー収納容器10ａの側面壁10a1に設け
たトナー充填開口10a8（図６参照）からトナーを充填
し、該開口10a8をキャップで密封する。
【０１０６】次に下枠体12ｂに感光体ドラム７を取り付
け、且つ現像スリーブ10ｃや現像ブレード10ｄ等の現像
手段を構成する部材を取り付け、更にクリーニングブレ
ード11ａ等を取り付ける。
【０１０７】前記上枠体12ａ及び下枠体12ｂには所定位
置に、それぞれ係止突起及び前記突起が係止可能な係止
孔が設けてあり（図示せず）、前述した各部材を取り付
けた上下枠体12ａ，12ｂを前記係止突起と係止孔とを係
止することによって結合する。そして最後にシャッタ部
材28を取り付けてプロセスカートリッジＣを組み立て
る。
【０１０８】｛シャッタ部材の開閉と光透過窓との関
係｝前記シャッタ部材28は感光体ドラム７を保護するも
のである。ここでシャッタ部材28の開閉構成について説
明する。シャッタ部材28は、図13に示すように、シャッ
タアーム28ａと、シャッタ継手28ｂと、シャッタ部28ｃ
と、軸押さえ28ｄと、ネジリコイルバネ28ｅとからな
る。
【０１０９】そしてシャッタアーム28ａは、その軸部28
a1の両端部付近が前記軸押さえ28ｄによって回動可能に
押さえられる。このシャッタアーム28ａにはシャッタ継
手28ｂが回動可能に支持されているが、シャッタ継手28
ｂはその回動が前記シャッタアーム28ａの回動規制部28
a2によって、図13の矢印ａ方向に一定角度以上回転しな
いように規制されている。また前記シャッタ継手28ｂに
は、シャッタ部28ｃが回動可能に支持されているが、こ
のシャッタ部28ｃもその回動が前記シャッタ継手28ｂの
回動規制部28b1によって、図13の矢印ｂ方向へ一定角度
以上回動しないように規制されている。
【０１１０】また前記シャッタアーム28の長手方向一方
端には捩じりコイルバネ28ｅが係止し、前記シャッタ部
28ｃが下枠体12ｂの開口部12b1を閉じる方向へ付勢す
る。更に、前記シャッタアーム28の長手方向両側には外
方へ突出する突出部28a3が形成してあり（図４参照）、
この突出部28a3はプロセスカートリッジＣを装置本体16
に装着するときに、装置本体16の所定位置に係止してシ
ャッタ部材28を開放する機能を有する。
【０１１１】前記シャッタ部材28の取り付けは、図４に
示すように、シャッタアーム28ａの軸部28a1を蓋部材12
ｃの溝部12c1に落とし込むと共に、軸押さえ28ｄを上枠
体12ａに係止して取り付け、且つ捩じりコイルバネ28ｅ
を係止して取り付ける。
【０１１２】前記シャッタ部材28はプロセスカートリッ
ジＣを装置本体16に未装着の状態では捩じりコイルバネ
28ｅの付勢によって開口部12b1を閉じている。そしてプ
ロセスカートリッジＣを装置本体16に挿入していくと、
図14に示すように、突出部28a3が装置本体16の上面部に
当接する。この状態から更にプロセスカートリッジＣを
挿入していくと、シャッタアーム28ａがプロセスカート
リッジＣに対して相対的に反時計回り方向に回転し、図
15に示すように、シャッタ部28ｃが下枠体12ｂの開口12
b1を開放し、プロセスカートリッジＣを完全に挿入し終
わると、図１に示すように、感光体ドラム７を露出す
る。
【０１１３】逆に前記装着してあるプロセスカートリッ
ジＣを装置本体16から取り外すと、前記と逆の動作によ
りシャッタ部材28は捩じりコイルバネ28ｅの付勢によっ
て自動的に閉じる。
【０１１４】ここで、前記プロセスカートリッジＣを装
置本体16に装着してシャッタ部28ｃが移動したときに、
該シャッタ部28ｃが前述した下側の光透過窓10a7を覆っ
てしまうと、発光素子22ａの光が受光素子22ｂに達しな
くなってトナー残量の検出が出来なくなってしまう。
【０１１５】本実施例におけるプロセスカートリッジＣ
にあっては、下枠体12ｂに設けた開口部12b1の幅（記録
媒体の搬送方向長さ）は約24mmであり、この開口部12b1
を覆って感光体ドラム７を充分に保護し得るシャッタ部
28ｃの幅（記録媒体の搬送方向長さ）は約42mmである。
一方、前記開口部12b1と下側の光透過窓10a7との間隔は
約35mmである。
【０１１６】トナー有無を高精度で検出するためには前
記光透過窓10a7は現像スリーブ10ｃに充分近い位置に設
けることが望ましく、前記開口部12b1と光透過窓10a7と
の間隔を大きくすると、感光体ドラム７に隣接した現像
スリーブ10ｃと光透過窓10a7とが大きく離れてしまい、
トナー有無の検出精度が悪化するおそれがある。
【０１１７】そこで、本実施例では前記下側の光透過窓
10a7を前記開口部12b1に近づけて設け、プロセスカート
リッジＣを装置本体16に装着したときに、シャッタ部28
ｃが前記下側の光透過窓10a7を越えて光路Ｒを遮らない
位置まで移動するように構成している（図１参照）。
【０１１８】これにより、プロセスカートリッジＣを装
置本体16から取り外した状態における感光体ドラム７の
充分な保護と、トナー有無の検出に充分な検出精度を得
ることが出来る。
【０１１９】尚、前記光透過性部材23ａ，23ｂは、図12
を見ても分かるように、凹型形状をしており、光透過窓
10a6，10a7に取り付けたときに、光透過部分は枠体12ａ
の外表面よりも内側に突出するように構成している。こ
のため、カートリッジＣを手で持っても、光透過性部材
23ａ，23ｂの光透過性部23a1，23b1を指等で触れてしま
うことがない。またシャッタ部28ｃが光透過性部材23ｂ
を越えて移動する場合でも、シャッタ部28ｃが光透過性
部23b1を擦って傷つけることはない。尚、シャッタ部23
ｃとの擦れを防止するために、下側の光透過性部材23ｂ
の光透過性部23b1のみが枠体外表面よりも内側に突出す
るように構成してもよい。
【０１２０】｛制御手段｝次に前記各部を駆動するため
の制御手段について、図16のブロック図を参照して説明
する。
【０１２１】図16において、読取装置Ａは原稿13を光電
的に読み取ってデジタル信号として制御部29に出力し、
原稿搬送用のローラを駆動するモータ等が前記制御部29
によって駆動制御される。
【０１２２】制御部29は画像データの各ラインイメージ
データを格納するラインメモリ29ａを有し、原稿の送信
或いはコピーのときは前記読取装置Ａからの１ライン分
のイメージデータが格納され、画像データの受信のとき
は復号された受信画像データの１ラインデータが格納さ
れる。そして格納されたデータが画像形成装置Ｂに出力
されることによって、画像形成が行われる。
【０１２３】29ｂは送信する画像情報をＭＨ符号化等に
より符号化すると共に、受信した符号化画像データを復
号してイメージデータを変換する符号化／復号化部であ
る。また29ｃは送信する、或いは受信された符号化画像
データを格納するバッファメモリである。これら制御部
29の各部は、例えばマイクロプロセッサ等のＣＰＵ29ｄ
により制御される。制御部29には前記ＣＰＵ29ｄの他
に、ＣＰＵ29ｄの制御プログラムや各種データを記憶し
ているＲＯＭ29ｅ、ＣＰＵ29ｄのワークエリアとして各
種データを一時保存するＲＡＭ29ｆ等を備えている。画
像形成装置Ｂは前記制御部29によって駆動制御される。
【０１２４】30は送信開始等の各種機能指示キーや電話
番号の入力キー等を含む操作部、31は通常、操作部30に
設けられている各種機能やトナー有無等の装置の状態等
を表示する表示部である。
【０１２５】32は装置全体に電力を供給するための電源
部であり、33はモデム（変復調器）、34は網制御部（Ｎ
ＣＵ）、35は電話機である。
【０１２６】前記制御部29は読取装置Ａや画像形成装置
Ｂの駆動を制御して原稿読取動作及び画像形成動作を行
う。また、前述したトナー残量検出手段を構成する受光
素子22ｂからの信号を受けてトナー無しと判別したとき
は、前記表示部に『トナー無し』表示をすると共に、画
像形成装置Ｂの駆動を停止する。
【０１２７】〔第２実施例〕次に第２実施例として、清
掃部材Ｅの回動角度を規制するストッパ構成の他例を、
図17を参照して説明する。尚、第１実施例と同一機能を
有する部材は同一符号を付して説明を援用する。
【０１２８】この攪拌部材19及び清掃部材Ｅも、前述し
た第１実施例と同様の機構によって攪拌部材19は往復移
動し、清掃部材Ｅは往復回動する。しかし、攪拌部材19
に設けたリブ19ｄには、前述した第１実施例ではＵ字溝
19ｃを設けていたが、第２実施例ではＵ字溝の代わりに
長孔36を設けている。
【０１２９】前記長孔36の上端部36ａの位置は、清掃部
材Ｅが回動したときに、清掃部材Ｅの回動軸25ｄと駆動
軸25ｅとを結ぶ直線と、長孔36の摺動面36ｂ，36ｃとの
角度θ3 及びθ4 が所定の角度になったところで、駆動
軸25ｅと長孔上端部36ａが当接するように構成してい
る。その他の構成は第１実施例と同一である。
【０１３０】前記のように構成することにより、清掃部
材Ｅが所定の角度を越えて回動しようとすると、長孔36
の上端部36ａと清掃部材Ｅの駆動軸25ｅとが当接して、
清掃部材Ｅの更なる回動を規制する。このため、清掃部
材Ｅの回動軸25ｄと駆動軸25ｅとを結ぶ直線と長孔36の
摺動面36ｂ，36ｃとの角度θ3 及びθ4 が所定の角度以
下となり、清掃部材Ｅは滑らかに往復回動する。
【０１３１】更に清掃部材Ｅの回動角度を規制するスト
ッパの役割を、清掃部材Ｅに駆動を伝える攪拌部材19の
リブ19ｄにもたせているために、ストッパの機能をもつ
長孔上端部36ａと、清掃部材Ｅを駆動する機能をもつリ
ブ19ｄとの相対位置が簡単な構成で高精度に保たれる。
その結果、清掃部材Ｅの回動軸25ｄと駆動軸25ｅとを結
ぶ直線と、長孔36の摺動面36ｂ，36ｃとの角度θ3 及び
θ4 を高い精度に保つことが出来る。これにより、清掃
部材Ｅの駆動軸25ｅと、長孔36の摺動面36ｂ，36ｃとの
摺動は滑らかに行われる。
【０１３２】尚、この実施例にあっても第１実施例と同
様に、清掃部材Ｅの回動角度は駆動軸25ｅ及び攪拌部材
19のリブ19ｄの材質に合わせて駆動軸25ｅとリブ19ｄと
がスムーズに摺動する角度に設定する。
【０１３３】〔第３実施例〕次に第３実施例としてトナ
ー残量を検出する光センサの他の実施例を、図18を参照
して説明する。尚、この場合も第１実施例と同一機能を
有する部材については同一符号を付して説明を援用す
る。
【０１３４】前述した第１実施例では発光素子22ａから
の光がトナー収納容器10ａ内を通過して受光素子22ｂに
至るように構成した例を示したが、この実施例では図18
に示すように、装置本体16に装着したプロセスカートリ
ッジＣの下方に発光素子37ａ及び受光素子37ｂを配置
し、発光素子37ａからの光がトナー収納容器10ａの底面
に設けた光透過窓10a7に取り付けた光透過性部材23ｂで
反射し、その反射光が受光素子37ｂに至るように構成し
ている。
【０１３５】前記構成にあっては、トナー収納容器10ａ
内にトナーがある場合には前記光透過性部材23ｂの部分
をトナーが覆っている。このトナーは、例えば黒トナー
の場合は光の反射率が低いため、発光素子37ａからの光
は受光素子37ｂへは達し難く、受光素子37ｂの出力値が
低くなる。一方、トナー収納容器10ａ内にトナーがな
く、光透過性部材23ｂ部分にトナーがない場合には、前
記光透過性部材23ｂからトナー収納容器10ａ内の部材
（例えば攪拌部材19等）が露出しており、その部材の色
に応じた反射率の光量が受光素子37ｂへ至る。このた
め、攪拌部材19等を前記トナーと異なる反射率の部材で
構成することにより、トナー有無が判別し得る。
【０１３６】この第３実施例の構成にあっては、光透過
窓10a7及び光透過性部材23ｂはプロセスカートリッジＣ
の下側のみでよく、清掃部材Ｅも光透過性部材23ｂのみ
を清掃すればよいことになる。
【０１３７】尚、前記のように光反射型センサによって
トナー残量を検出する場合には、光透過窓をプロセスカ
ートリッジＣの底面に設けるのが好ましいが、必ずしも
底面でなくても、例えば上面のみに設ける構成であって
もよい。
【０１３８】〔他の実施例〕前述した本発明に係るプロ
セスカートリッジＢは前述のように単色の画像を形成す
る場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像
（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形
成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。
【０１３９】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。
【０１４０】また像担持体としては、前記感光体ドラム
に限定されることなく、例えば次のものが含まれる。ま
ず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体として
は例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、
酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が
含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例
えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含
まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが
用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあって
は、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は
塗工等を行ったものである。
【０１４１】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。
【０１４２】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【０１４３】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【０１４４】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての例えば電子写真感光体等と、少なくと
もプロセス手段の１つとしての現像手段を備えたもので
ある。従って、そのプロセスカートリッジの態様として
は、前述した実施例のもの以外にも、例えば像担持体と
現像手段と、帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、
装置本体に着脱可能にするもの。像担持体と現像手段と
を一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能に
するもの。像担持体と現像手段と、クリーニング手段と
を一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にす
るもの等がある。
【０１４５】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段、クリーニング手段、現像手段と電子写真
感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。また帯電手段、又はクリーニング手段と、現像手段
及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、こ
のカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能と
するものである。更に少なくとも現像手段と電子写真感
光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。
【０１４６】また前述した実施例では感光体ドラムや現
像スリーブをカートリッジ化し、このプロセスカートリ
ッジを装着して画像を形成する装置を例示したが、これ
ら感光体ドラムや現像スリーブをカートリッジ化するこ
となく、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、
本発明に同様に適用し得るものである。即ち、トナー収
納容器を装置本体に直接設けてあり、このトナー収納容
器内のトナーに対して、前述した攪拌手段やトナー残量
検出手段、清掃手段等を設けるようにして構成したもの
でもよい。
【０１４７】更に前述した実施例では画像形成装置を用
いる例として、ファクシミリ装置を例示したが、本発明
はこれに限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、
レーザービームプリンタ装置、或いはワードプロセッサ
等の他の画像形成装置に使用することも当然可能であ
る。
【０１４８】
【発明の効果】本発明は前述したように、プロセスカー
トリッジを装置本体に装着したときにシャッタ部材が退
避する退避位置を、シャッタ部材が光透過性部材を越え
た位置にあるようしたために、シャッタ部材が像担持体
を保護するのに充分な幅広であっても退避位置にあると
きに光透過性部材を覆うことがなく、高精度でトナー残
量検出を行うことが出来る。またシャッタ部材の幅は像
担持体を保護するのに充分な大きさにとることが可能と
なり、像担持体の保護とトナー検出とを両立させること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るファクシミリ装置の構
成説明図である。
【図２】ファクシミリ装置の外観斜視図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの外観斜視図である。
【図５】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。
【図６】トナー収納容器内のトナー攪拌手段、トナー残
量検出手段、清掃手段の構成斜視説明図である。
【図７】清掃部材の平面説明図である。
【図８】清掃部材と光透過窓等との長さ関係を示す説明
図である。
【図９】受光素子によるトナー有無検出出力状態の説明
図である。
【図１０】清掃部材と光透過窓等との位置関係を示す説
明図である。
【図１１】清掃部材の回動角及びストッパの説明図であ
る。
【図１２】光透過性部材の取り付け構成説明図である。
【図１３】シャッタ部材の斜視説明図である。
【図１４】プロセスカートリッジの挿入を装置本体に挿
入したときの、シャッタ部材の開放状態説明図である。
【図１５】プロセスカートリッジの挿入を装置本体に挿
入したときの、シャッタ部材の開放状態説明図である。
【図１６】制御系のブロック図である。
【図１７】清掃部材の回動角を規制するストッパ構成の
他の実施例の説明図である。
【図１８】反射型光センサを用いた実施例の説明図であ
る。
【符号の説明】
Ａ…読取装置、Ｂ…画像形成装置、Ｃ…プロセスカート
リッジ、Ｄ…供給部、Ｅ…清掃部材、Ｓ…光軸、Ｒ…光
路、１…光学手段、１ａ…光学ユニット、１ｂ…レーザ
ーダイオード、１ｃ…ポリゴンミラー、１ｄ…スキャナ
ーモード、１ｅ…結像レンズ、１ｆ…反射ミラー、２…
記録媒体、３…搬送手段、３ａ…給送カセット、３a1…
分離爪、３ｂ…給送ローラ、３ｃ…カセット搬送ローラ
対、３ｄ…搬送ローラ対、３ｅ…ガイド板、３ｆ…排出
ローラ対、４…転写手段、５…定着手段、５ａ…駆動ロ
ーラ、５ｂ…ヒータ、５ｃ…定着部材、６…排出トレ
イ、７…感光体ドラム、７ａ…ドラム軸、８…帯電手
段、８ａ…ローラ軸、９…露光部、10…現像手段、10ａ
…トナー収納容器、10a1，10a2…側面壁、10a3…底面
壁、10a4…上面壁、10a5…凹部、10a6，10a7…光透過
窓、10a8…トナー充填開口、10ｂ…磁石、10ｃ…現像ス
リーブ、10ｄ…現像ブレード、11…クリーニング手段、
11ａ…クリーニングブレード、11ｂ…スクイシート、11
ｄ…廃トナー溜め、12…ハウジング、12ａ…上枠体、12
ｂ…下枠体、12ｃ…蓋部材、12c1…溝部、13…原稿、14
ａ…原稿載置台、14b1…予備搬送押圧片、14b2…予備搬
送ローラ、14ｃ…逆転ローラ、14ｄ…分離ローラ、14ｅ
…押圧手段、14ｆ…排出ローラ、14ｇ…原稿排出トレ
イ、14ｈ…スライダ、15…読取手段、15ａ…ＬＥＤ、15
ｂ…短焦点結像レンズ、15ｃ…光電変換素子、16…装置
本体、17…開閉カバー、17ａ…ヒンジ、18…ガイド溝、
19…攪拌部材、19ａ…軸、19ｂ…開口部、19ｃ…Ｕ字
溝、19c1，19c2…摺動面、19ｄ…リブ、20…攪拌アー
ム、20ａ…孔、20ｂ…駆動アーム、20b1…孔、20ｃ…回
動軸、21…攪拌ギア、21ａ…回転軸、21ｂ…偏心ダボ、
21b1…長孔、22ａ…発光素子、22ｂ…受光素子、23ａ，
23ｂ…光透過性部材、23a1，23b1…光透過性部、23a2，
23b2…フランジ部、23a3，23b3…界面、24…ワイパーブ
レード、24ａ…中央部、24ｂ，24ｃ…先端辺、24ｄ…開
口部、25…ワイパーアーム、25ａ，25ｂ…先端辺、25ｃ
…スリット、25ｄ…回動軸、25ｅ…駆動軸、26…軸受、
27…ストッパ、28…シャッタ部材、28ａ…シャッタアー
ム、28a1…軸部、28a2…回動規制部、28a3…突出部、28
ｂ…シャッタ継手、28b1…回動規制部、28ｃ…シャッタ
部、28ｄ…軸押さえ、28ｅ…捩じりコイルバネ、29…制
御部、29ａ…ラインメモリ、29ｂ…符号化／復号化部、
29ｃ…バッファメモリ、29ｄ…ＣＰＵ、29ｅ…ＲＯＭ、
29ｆ…ＲＡＭ、30…操作部、31…表示部、32…電源部、
33…モデム、34…網制御部、35…電話機、36…長孔、36
ａ…上端部、36ｂ，36ｃ…摺動面、37ａ…発光部材、37
ｂ…受光部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 正英 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 清水 康史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 岡野 啓司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
    トリッジにおいて、 像担持体と、 現像手段と、 前記現像手段で用いられるトナーを収納するトナー収納
    部と、 前記像担持体を保護する保護位置と、前記保護位置から
    退避する退避位置とを移動可能なシャッタ部材と、 前記シャッタ部材の移動経路に沿って、前記トナー収納
    部に設けられた光透過性部材と、 を有し、 前記シャッタ部材の退避位置は、シャッタ部材が前記光
    透過性部材を越えた位置にあることを特徴とするプロセ
    スカートリッジ。を有することを特徴とするプロセスカ
    ートリッジ。
  2. 【請求項２】 前記光透過性部材は、前記トナー収納部
    を通過した光を通過させることを特徴とする請求項１に
    記載のプロセスカートリッジ。
  3. 【請求項３】 前記光透過性部材は、光透過性部とフラ
    ンジ部とが二色成形によって形成されていることを特徴
    とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 【請求項４】 前記トナー収納部は、前記トナー収納部
    の蓋部材に第一の光透過性部材を有することを特徴とす
    る請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 【請求項５】 前記プロセスカートリッジは、プロセス
    手段としての前記現像手段と、前記像担持体としての電
    子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、このカ
    ートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするもので
    あることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカート
    リッジ。
  6. 【請求項６】 前記プロセスカートリッジは、プロセス
    手段としての前記現像手段と、前記像担持体としての電
    子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成
    装置本体に着脱可能とするものであることを特徴とする
    請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
  7. 【請求項７】 プロセス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画像形成装置において、
    （ａ）像担持体と、 現像手段と、 前記現像手段で用いられるトナーを収納するトナー収納
    部と、 前記像担持体を保護する保護位置と、前記保護位置から
    退避する退避位置とを移動可能なシャッタ部材と、 前記トナー収納部に設けられた第一の光透過性部材と、 前記シャッタ部材の移動経路に沿って、前記トナー収納
    部に設けられた第二の光透過性部材と、 を有し、 前記シャッタ部材の退避位置は、シャッタ部材が前記第
    二の光透過性部材を越えた位置にあることをプロセスカ
    ートリッジを装着可能な装着手段と、（ｂ）前記第一の
    光透過性部材を通過する光を発光する発光部材と、
    （ｃ）前記第二の光透過性部材を通過した光を受光する
    受光部材と、（ｄ）前記記録媒体を搬送する搬送手段
    と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 【請求項８】 前記画像形成装置は、ファクシミリ装置
    であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
  9. 【請求項９】 前記画像形成装置は、電子写真複写機で
    あることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
  10. 【請求項１０】 前記画像形成装置は、レーザービーム
    プリンタであることを特徴とする請求項７記載の画像形
    成装置。
  11. 【請求項１１】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセ
    スカートリッジの組立方法において、 第一のフレームに設けられたトナー収納部に、第一の光
    透過性部材を取り付ける工程と、 前記第一のフレームに設けられたトナー収納部に、第二
    の光透過性部材を取り付ける工程と、 前記トナー収納部にトナーを充填する工程と、 前記第一のフレームに、像担持体に保護する保護位置
    と、前記保護位置から前記第二の光透過性部材を越えて
    退避する退避位置との間を、前記第二の光透過性部材と
    対向して移動可能なシャッタ部材を取り付ける工程と、 第二のフレームに現像手段を取り付ける工程と、 前記第一のフレームと前記第二のフレームとを係止する
    工程と、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジの組立
    方法。
  12. 【請求項１２】 前記第一の光透過性部材は、前記トナ
    ー収納部の蓋部材に超音波溶着によって取り付けられる
    ことを特徴とする請求項11記載のプロセスカートリッジ
    の組立方法。
  13. 【請求項１３】 前記第二の光透過性部材は、前記トナ
    ー収納部に超音波溶着によって取り付けられることを特
    徴とする請求項11記載のプロセスカートリッジの組立方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記第一のフレームに設けられたトナ
    ー収納部の蓋部材に、第一の光透過性部材を取り付ける
    工程の後に、前記蓋部材を前記第一のフレームに取り付
    ける工程を有することを特徴とする請求項11記載のプロ
    セスカートリッジの組立方法。
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