(57)【要約】【課題】  清掃ムラによる光透過時間のばらつきを抑え、現像剤残量検知の精度を向上。【解決手段】  光透過部材３２と清掃部材３７の接触部３２ｄは、搬送部材３６ａの回転中心Ｄよりも重力方向Ｚの上側に設けられる。回転軸３６ｂには、搬送部材３６ａの回転方向上流側と清掃部材３７の回転方向下流側の間に開口３９が設けられ、光透過部材３２と接触する前に、現像剤３０が開口３９より落下する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像剤収納室と、
静電潜像を現像するために前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤収納室の現像剤の残量を検知するための検知光を透過可能な光透過部材と、
前記現像剤収納室に設けられ回転する軸部材と、
前記軸部材に設けられ前記現像剤を搬送する搬送部と、
を有する現像装置であって、
更に、前記軸部材に設けられ前記軸部材の回転中心よりも高い位置で前記光透過部材を摺擦清掃する清掃部を有し、
前記軸部材は、前記軸部材の回転方向において前記搬送部よりも上流側且つ前記清掃部よりも下流側の位置に開口を有する現像装置。
【請求項２】
前記開口と前記清掃部とは、前記軸部材の軸線に垂直な同一平面上に設けられている請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記開口は貫通穴である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記開口は前記軸部材の軸線に交差する方向に延設されたスリットである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記搬送部は可撓性を有するシート部材である請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記清掃部は可撓性を有するシート部材である請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記静電潜像を担持する像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置と、有し、画像形成装置本体に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジ。
【請求項８】
記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、
静電潜像を担持する像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置と、前記検知光を発光する発光素子と、前記現像剤収納室を通過した前記検知光を受光する受光素子と、前記受光素子の出力に基づいて前記現像剤収納室の現像剤の残量を検知する検知部と、を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置に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。
【０００２】
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）、ファクシミリ装置等が含まれる。
【０００３】
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ものである。特に、少なくとも現像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。
【背景技術】
【０００４】
電子写真画像プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを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頼らずユーザ自身で行うことができる。したがって、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
プロセスカートリッジ方式では、ユーザにスムーズな交換を促すため、現像剤の残量を検知し、ユーザに表示する、現像剤残量検知機能を付加することが多い。現像剤残量検知の方法として、光透過式現像剤残量検知方法が広く採用されている。この方法では、画像形成装置本体に取り付けられたＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子とによって現像剤収納室を通過する光路を形成する。そして、現像剤が光路を遮断した時間から現像剤の残量を検知する（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献２に記載の現像装置には、光透過式現像剤残量検知による検知精度を向上させるため、検知光が透過する光透過部材を清掃部により清掃する構成が採用されている。この構成では、回転する軸部材に設けられた搬送部が現像剤収納室内の現像剤を現像ローラの方向へ搬送し、搬送部の回転に追従して、清掃部が光透過部材を摺擦清掃している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１８５２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のような従来の現像装置において、搬送部に搬送されずに搬送部の上流側かつ清掃部の下流側に残った現像剤の一部は、清掃部の表面に付着して搬送される。現像剤が清掃部の表面上に多く付着していると、清掃部が光透過部材を摺擦清掃する妨げになる。清掃部による光透過部材の清掃が妨げられると、現像剤残量の検知精度が低下することがある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、清掃部に付着する現像剤を減少させることで、光透過部材の清掃を安定して行うことが可能な現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る現像装置は、現像剤を収納する現像剤収納室と、静電潜像を現像するために前記現像剤を担持する現像剤担持体と前記現像剤収納室の現像剤の残量を検知するための検知光を透過可能な光透過部材と、前記現像剤収納室に設けられ回転する軸部材と、前記軸部材に設けられ前記現像剤を搬送する搬送部と、前記軸部材に設けられ前記軸部材の回転中心よりも高い位置で前記光透過部材を摺擦清掃する清掃部と、を有し、前記軸部材には、前記軸部材の回転方向において前記搬送部よりも上流側且つ前記清掃部よりも下流側の位置に開口が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軸部材に開口を設け、清掃部が軸部材の回転中心よりも高い位置で光透過部材を摺擦清掃することにより、清掃部が光透過部材を摺擦清掃する前に清掃部上の現像剤を減少させることができる。これにより、清掃部による光透過部材の清掃を安定して行うことが可能な現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、回転軸に設けた開口より現像剤が落下する様子を示す現像装置の断面説明図である。
【図２】実施例１における画像形成装置の全体構成図である。
【図３】実施例１におけるプロセスカートリッジの断面説明図である。
【図４】実施例１における現像剤搬送手段の斜視説明図である。
【図５】実施例１における光透過部材の周囲を現像剤収納室の外側から見た図である。
【図６】実施例１における光透過部材の説明図である。
【図７】実施例１における、現像剤が光透過部材上を通過している状態を示す現像装置の断面説明図である。
【図８】本実施例１に関わる開口形状の別形状を示す斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
以下、この本発明の実施例１について説明する。図２に画像形成装置の一例としてのフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す。
【００１４】
はじめに、図２を用いて本発明の実施の形態を適用する電子写真画像形成装置１００Ａについて説明する。図２は、本実施形態のプロセスカートリッジ７を装着した電子写真画像形成装置１００Ａ（レーザービームプリンタ）の構成を表した図である。電子写真画像形成装置１００Ａは、光学系３から画像情報に基づいた情報光（レーザー光）を感光体ドラム１へ照射して像担持体としての感光体ドラム１上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤３０で現像して現像剤像を形成する。現像剤像の形成と同期して給紙カセット１７から記録媒体Ｍが搬送され、感光体ドラム１に形成した現像剤像を転写ユニット７０によって記録媒体Ｍに転写し、この転写現像剤像を定着手段７４によって記録媒体Ｍに定着した後、記録媒体Ｍを排出する。
【００１５】
（プロセスカートリッジの構成）
次に、この発明の実施形態によるプロセスカートリッジについて説明する。図３に、プロセスカートリッジ７の主たる断面を示す。尚、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤３０を順に収納したプロセスカートリッジ７ａ、プロセスカートリッジ７ｂ、プロセスカートリッジ７ｃ、プロセスカートリッジ７ｄは、同一の基本構成を有している。
【００１６】
図３に示すように、この第１の実施形態によるプロセスカートリッジ７は、ドラムユニット２６、及び現像装置４に分かれている。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体（画像形成装置１００Ａのうちプロセスカートリッジを除く部分）にア致死着脱可能に設けられている。
【００１７】
ドラムユニット２６は、感光体ドラム１の周上に一次帯電手段としての帯電ローラ２を有している。さらに、感光体ドラム１とクリーニング枠体２７の間からの転写残現像剤、いわゆる廃現像剤漏れを封止する可撓性シート部材２８を有している。さらに、感光体ドラム１表面に残った廃現像剤を除去するクリーニング部材６を有している。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廃現像剤は、クリーニング枠体２７に設けられた廃現像剤室２７ａに収納される。  
【００１８】
現像装置４の容器支持構成は、ドラムユニット２６に対して回動自在に支持された構造になっている。すなわち、現像装置４の両端に設けられた結合穴（不図示）と、ドラムユニット２６のクリーニング枠体２７の両端に設けられた支持穴１３が合わせられて、ドラムユニット２６の両端からピン１２が差し込まれている。また、現像装置４においては、加圧バネ３８によって常に付勢されることで、支持穴１３を中心に回動して、現像ローラ２５が感光体ドラム１に接触している。本実施例では、現像ローラ２５が感光体ドラム上の静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体である。
【００１９】
現像装置４には、現像枠体３１と、感光体ドラム１と接触して矢印Ａ方向に回転する現像ローラ２５と、現像剤収納部３１ａ（現像剤収納室）に収納された現像剤３０を現像室３１ｂへと搬送する現像剤搬送手段３６が設けられている。
図４に、現像剤搬送手段３６を示す。現像剤搬送手段３６は、可撓性シート部材からなる搬送部材（搬送部）３６ａと、軸部材としての回転軸３６ｂで構成される。回転軸３６ｂを回動軸として搬送部材３６ａが回転することで、現像剤が現像剤収納部３１ａから現像室開口部３１ｃを通過して、現像室３１ｂへ搬送される。
【００２０】
現像剤収納部３１ａの側壁には、残量検知手段としての光透過部材３２が設けられている。光透過部材３２は、現像剤収納部３１ａの現像剤の残量を検知するための検知光を透過可能に構成されている。また、回転軸３６ｂには、光透過部材３２を清掃する清掃部材（清掃部）３７が設けられている。現像剤搬送手段３６が回転した際、清掃部材３７が光透過部材３２を摺擦清掃し、光透過部材に付着した現像剤３０を除去する。
【００２１】
回転軸３６ｂには、搬送部材３６ａの現像剤搬送手段３６の回転方向上流側、且つ、清掃部材３７の現像剤搬送手段３６の回転方向下流側に、開口３９が設けられる。開口３９は、回転軸３６ｂの軸方向に対し、清掃部材３７の取り付け位置と重なる位置に設けられている。
また、現像ローラ２５の周上には現像ローラ２５に接触して矢印Ｂ方向に回転する現像剤供給ローラ３４と、現像剤３０を薄層化するための現像ブレード３５が配置されている。
【００２２】
現像ローラ２５上に塗布された現像剤３０は現像ローラ２５の回転に伴って、感光体ドラム１と現像ローラ２５が対向している現像部に搬送される。この現像部においては、現像ローラ２５上の現像剤３０は、不図示の電源から印加された現像バイアスによって、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着される。これにより、静電潜像が現像され、可視像化される。ここで、静電潜像の現像化に寄与せずに現像ローラ２５の表面に残留した現像剤３０は、現像ローラ２５の回転にともなって現像室３１ｂ内に戻され、回収される。
【００２３】
（残量検知手段の構成）
次に、図５及び図６を用いて、現像装置４に設けられた残量検知手段である光透過部材３２の構成について説明する。
【００２４】
図５は、光透過部材３２の周囲を現像剤収納部３１ａの外側から見た斜視図、図６は、光透過部材３２の周囲を現像剤収納部３１ａの内側から見た斜視図である。図５及び図６に示すように、現像剤収納部３１ａの側壁にはトナーの残量を検知するための残量検知手段である光透過部材３２が設けられている。また、現像剤収納部３１ａの外部には、画像形成装置本体に設けられた発光素子５０と、受光素子５１が配置されている。光透過部材３２は、発光素子５０から照射された検知光５２を現像剤収納部３１ａ内へ導くための発光側導光部３２ａと、現像剤収納部３１ａ内を通過した検知光５２を受光素子５１へ導く受光側導光部３２ｂとが一体で形成されたものである。発光側導光部３２ａは、発光素子５０から照射された検知光５２が発光側導光部３２ａへ入射する入射部３２ｃと、発光側導光部３２ａに入射した検知光５２を現像剤収納室３１ａ内へ出射する発光側窓３２ｄを有している。同様に、受光側導光部３２ｂは、現像剤収納室３１ａ内を通過した検知光５２が受光側導光部３２ｂへ入射する受光側窓３２ｅと、受光側導光部３２ｂに入射した検知光５２を受光素子５１に向かって出射する出射部３２ｆを有している。発光側窓３２ｄと受光側窓３２ｅは互いに対向して配置されており、この間において検知光５２が通過する光路５３が形成されている。ただし、発光側窓３２ｄからの照射時、及び受光側窓３２ｅへの入射時に発生する光の屈折を考慮して光路５３を形成する場合は、発光側窓３２ｄ及び受光側窓３２ｅが互いに対向して配置される構成に限るものではない。
【００２５】
（残量検知の方法）
次に、図５及び図６を用いて、光透過部材３２による残量検知の方法について説明する。図５に示すように、残量検知を行う際は、発光素子５０から検知光５２が照射される。照射された検知光５２は、入射部３２ｃへ入射し、図６に示す、発光側窓３２ｄから現像剤収納部３１ａ内へと導かれる。そして、発光側窓３２ｄから照射された検知光５２は、対向して配置された受光側窓３２ｅへ入射する。このとき、発光側窓３２ｄと受光側窓３２ｅの間には光路５３が形成される。その後、受光側窓３２ｅから入射した検知光５２は、出射部３２ｆから受光素子５１に向かって出射され、受光素子５１によって受光される。そして、受光素子５１の出力に基づいて、検知光５２が現像剤収納部３１ａ内を通過したことがＣＰＵの検知部１０１によって検知される。
【００２６】
ここで、本実施例における光透過式現像剤残量検知の仕組みについて説明する。図１は、光透過部材３２上をトナーが通過した直後の状態を表した断面図、図７は、光透過部材３２上を現像剤３０が通過している状態を表した断面図である。現像剤が光透過部材３２上にない間は、光路５３が形成された状態となるが、図７に示すように、現像剤３０が光透過部材３２上を通過している間、光路５３は現像剤３０によって遮られ、検知光５２が受光素子５１で検知されない状態となる。その後、図１に示すように、現像剤３０が光透過部材３２上を通過し終わると再び光路５３が形成され、検知光５２が受光素子５１で検知される状態となる。現像剤収納部３１ａ内の現像剤残量が多いと、図７の状態の前後において光透過部材３２上を通過する現像剤３０の量も多く通過時間も長くなるため、光路５３を遮断する時間も長くなる。一方、現像剤残量が少ない状態では、光透過部材３２上を通過する現像剤３０の量も少なく通過時間も短くなるため、光路５３を遮断する時間も短くなる。このように、現像剤収納部３１ａ内のトナー残量に応じて受光素子５１が受光できる時間の長さが変化するため、受光素子５１の出力に基づいて、検知光５２が遮断された時間から現像剤３０の残量を検知部１０１により検知することが可能となる。
【００２７】
しかし、現像剤３０が光透過部材３２上を通過すると、発光側窓３２ｄ及び受光側窓３２ｅに現像剤３０が付着して検知光５２の妨げとなることが多い。これにより、光路５３が遮断される時間が通常よりも長くなってしまうため、正確な現像剤３０の残量を検知することが出来なくなる。そこで、回転軸３６ｂには、発光側窓３２ｄと受光側窓３２ｅに付着した現像剤３０を拭き取るための可撓性シート部材等で構成される清掃部材３７が設けられている。清掃部材３７は、現像剤付着による検知精度の低下を極力抑えるため、トナーを搬送している搬送部材３６ａが光透過部材３２上を通過後、速やかに発光側窓３２ｄ及び受光側窓３２ｅを拭き取れる位相に配置されている。
【００２８】
（清掃部材３７による光透過部材３２の清掃方法）
図７を用いて、現像剤３０の搬送方法について示す。現像剤搬送手段３６が回転軸３６ｂを回動軸としてＣ方向へ回転することで、搬送部材３６ａは、現像剤収納部３１ａの側壁と摺擦し、変形する。その際、搬送部材３６ａが表面に現像剤３０を担持しながら、回転する。搬送部材３６ａが現像剤収納部３１ａの開放位置３１ｄまで回転すると、搬送部材３６ａの弾性力により、現像剤収納部３１ａとの当接が開放される。搬送部材３６ａが開放される際の復元力により、現像剤３０は現像室開口部３１ｃを通って現像室３１ｂへ搬送される。
【００２９】
搬送部材３６ａは、現像剤収納部３１ａと摺擦することにより、現像剤３０を搬送する。ここで、搬送部材３６ａに搬送されずに搬送部材３６ａの上流側かつ清掃部材３７の下流側に残った現像剤３０の一部は、清掃部材３７の表面に付着して搬送される。特に、図７に示すように、光透過部材３２の取付部４１など現像剤収納部３１ａの一部に凹凸部がある場合に、現像剤３０が搬送部材３６ａから落下して搬送部材３６ａの回転方向上流側かつ清掃部材の下流側に残りやすい。
【００３０】
現像剤３０が清掃部材３７の表面上に多く残っている場合、清掃部材３７が発光側窓３２ｄ、受光側窓３２ｅを摺擦清掃する妨げになる可能性がある。また、発光側窓３２ｄ、受光側窓３２ｅと清掃部材３７の当接状態が開放された際、清掃部材３７上の現像剤３０が飛散し、清掃後の発光側窓３２ｄ、受光側窓３２ｅに現像剤３０が付着する可能性がある。清掃部材３７による清掃が安定して行えない場合、光透過時間がばらつく可能性がある。
【００３１】
そこで、本実施例の回転軸３６ｂには、回転軸３６ｂの回転方向において搬送部材３６ａよりも上流側且つ清掃部材３７よりも下流側の位置に開口３９が設けられている。また、発光側窓部３２ｂと受光側窓部３２ｅの重力方向Ｚにおける高さＥは、現像剤搬送手段３６の回転中心Ｄよりも高い位置に設けられている（清掃部材３７は、回転軸３６ｂの回転中心Ｄよりも高い位置で光透過部材３２を摺擦清掃するよう構成されている）。このような構成を採用したことにより、図１に示すように、清掃部材３７により搬送される現像剤３０が回転軸３６ｂに設けた開口３９を通って落下し、清掃部材３７の表面上に担持される現像剤３０の量を減少することができる。これにより、清掃部材３７による光透過部材３２の清掃を安定して行うことができ、清掃ムラによる光透過時間のばらつきを抑えることができる。従って、光の透過時間を検知する光透過式現像剤残量検知の精度を向上させた現像装置４を提供することができる。
【００３２】
なお、本実施例において、開口３９の形状として、図１、図４等に示すように回転軸３６ｂを貫通する穴形状を採用したが、清掃部材３７上の現像剤を減少させるためには、図８に示すようにスリット形状（凹形状）でもよい。図８において、開口３９は回転軸３６ｂの軸線に交差する方向に延設されたスリットである。ここで、「スリット」という表現は、回転軸３６ｂの軸線方向のスリット幅がスリットの延設方向の長さより大きい構成も小さい構成も含む意味で用いている。スリットの回転軸３６ｂが回転軸３６ｂの回転方向において搬送部材３６ａよりも上流側且つ清掃部材３７よりも下流側の位置に凹形状の開口３９を有することで、清掃部材３７上の現像剤を減少させることができる。これにより、本実施例に準ずる効果を得ることができる。ただし、本実施例のように貫通穴を採用した方が、清掃部材３７上の現像剤をより効果的に減少させることができるので望ましい。
【００３３】
また、本実施例において、開口３９と清掃部材３７とは、回転軸３６ｂの軸線に垂直な同一平面上に設けられている。この構成は本実施例の効果を得る上で必須ではないが、この構成により、清掃部材３７上の現像剤をより効果的に減少させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ  記録媒体
１（１ａ〜１ｄ）  感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ）  帯電ローラ
３  光学系
４（４ａ〜４ｄ）  現像装置
５  静電転写装置
６（６ａ〜６ｄ）  クリーニング部材
７（７ａ〜７ｄ）  プロセスカートリッジ
１７  給紙カセット
２５（２５ａ〜２５ｄ）  現像ローラ
２６（２６ａ〜２６ｄ）  ドラムユニット
２７  クリーニング枠体
２７ａ  廃現像剤室
３０  現像剤
３１  現像枠体
３１ａ  現像剤収納部
３１ｂ  現像室
３１ｃ  現像室開口部
３１ｄ  開放位置
３２  光透過部材
３２ａ  発光側導光部
３２ｂ  受光側導光部
３２ｃ  入射部
３２ｄ  発光側窓
３２ｅ  受光側窓
３２ｆ  出射部
３４  現像剤供給ローラ
３５  現像ブレード
３６  現像剤搬送手段
３６ａ  搬送部材
３６ｂ  回転軸
３７  清掃部材
３８  加圧バネ
３９  開口
４１  取付部
５０  発光素子
５１  受光素子
５２  検知光
５３  光路
７０  二次転写ローラ
７４  定着部
１００Ａ  画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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