(57)【要約】【課題】現像剤の残量検出を精度良く行うことができる現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。【解決手段】トナー収容部３１０と、現像部材を有する現像部と、発光部５００からの検出光をトナー収容部３１０内に透過させるためにトナー収容部３１０に設けられた第１検出窓３１１ｂと、トナー収容部３１０内を通過した検出光を受光部５０１へ透過させるためにトナー収容部３１０に設けられた第２検出窓３１２ｂと、トナー収容部３１０と現像部とを連通するために設けられた開口部３１０ａと、を有し、第１検出窓３１１ｂ及び第２検出窓３１２ｂは、開口部３１０ａの長手方向の端部より外側に設けられている。【選択図】　図１
2004125831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から供給された現像剤により像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部材を有する現像部と、
発光部からの検出光を前記現像剤収容部内に透過させるために該現像剤収容部に設けられた第１検出窓と、
前記現像剤収容部内を通過した前記検出光を受光部へ透過させるために該現像剤収容部に設けられた第２検出窓と、
前記現像剤収容部と前記現像部とを連通するために設けられた開口部と、を有し、
前記検出光を用いて前記現像剤の残量が検出されるプロセスカートリッジであって、
前記第１検出窓及び前記第２検出窓は、前記開口部の長手方向の端部より外側に設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記発光部からの検出光を前記第１検出窓に案内するガイド部が前記第１検出窓と一体に成形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。
【請求項３】
前記第２検出窓を透過した検出光を前記受光部に案内するガイド部が前記第２検出窓と一体に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記現像剤収容部から現像部へ現像剤を搬送する搬送部と、前記第１検出窓及び前記第２検出窓を覆っている現像剤を払拭する払拭部と、前記搬送部と前記払拭部との間に設けられた切り欠き部と、を有する搬送羽根を備え、
前記切り欠き部が、前記開口部の長手方向の端部より外側に位置することを特徴とする請求項１、２または３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
静電潜像を担持する像担持体と、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、
検出光を発光する発光部と、
前記プロセスカートリッジを通過した検出光を受光する受光部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記プロセスカートリッジを複数装着できる回転体を有し、該回転体の回転により複数のプロセスカートリッジを順次現像位置まで移動することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジが着脱自在であることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記静電潜像を現像剤により現像する現像装置と、
検出光を発光する発光部と、
前記現像装置を通過した検出光を受光する受光部と、を備え、
前記検出光を用いて前記現像剤の残量を検出する画像形成装置であって、
前記現像装置は、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から供給された現像剤により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部材を有する現像部と、
発光部からの検出光を前記現像剤収容部内に透過させるために該現像剤収容部に設けられた第１検出窓と、
前記現像剤収容部内を通過した前記検出光を受光部へ透過させるために該現像剤収容部に設けられた第２検出窓と、
前記現像剤収容部と前記現像部とを連通するために設けられた開口部と、を有し、
前記第１検出窓及び前記第２検出窓は、前記開口部の長手方向の端部より外側に設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置を複数装着できる回転体を有し、該回転体の回転により複数の現像装置を順次現像位置まで移動することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は現像装置を備えたプロセスカートリッジ、このプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置及び現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。ここで、画像形成装置とは、電子写真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（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、ファクシミリ装置等が含まれる。
【０００２】
また、プロセスカートリッジとしては、帯電手段、現像手段、クリーニング手段及び電子写真感光体等の部材を少なくとも１つ以上一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスカートリッジ等である。さらにプロセスカートリッジとしては現像装置と感光体ユニットとが分離された構成の現像カートリッジ、ドラムカートリッジも含むものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた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、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プロセスカートリッジ方式が採用されている。また上記に示しているように現像カートリッジもこのプロセスカートリッジに含まれる。
【０００４】
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にユーザー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。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジでは、感光ドラムを備え、この感光ドラムに形成した潜像に現像剤（以下トナーと称す）を付与するために現像手段が用いられる。この現像手段は、感光ドラムにトナーを送り出す現像剤担持体（以下現像ローラと称す）等を保持する現像枠体と、トナーを収容したトナー枠体とを結合したものである。
【０００６】
電子写真方式によって画像を形成する装置の構成としては、帯電装置によって一様に帯電された感光ドラムに選択的な露光をして静電潜像を形成し、現像カートリッジによって前記静電潜像をトナーで可視化するとともに、該トナーによる像を記録媒体に転写して画像記録を行う。
【０００７】
また、現像装置のトナー収容部内のトナー量を検出する方法としては、トナー収容部に透明な窓部材（以下検出窓と称す）を設け、この検出窓を透過する光を利用して、光学検出手段によってトナー残量を検出する方法が知られている。
【０００８】
この方式によりトナー残量を精度よく検出するためには、検出窓を適宜清掃して十分な光透過性を確保しておく必要がある。その清掃方法としては、トナー収容部内の搬送部材に取り付けられた平板状の搬送羽根を利用するのが一般的であった。
【０００９】
搬送部材は、板金若しくは樹脂成形の部材にＰＥＴシート、ウレタンゴム等の可撓性のシート状の搬送羽根（清掃部材）が貼り付けられており、この搬送羽根の可動範囲内に検出窓を配置することで、搬送羽根の先端部が検出窓を摺擦し、トナーの除去を行っていた。この際、搬送羽根は、検出窓に対して自由長の１０〜１５％程度撓ませた状態で摺擦させることで良好な結果が得られていた。
【００１０】
ここで、上記の手段によりトナーの残量を精度良く検出するためには現像装置の両サイドの傾き等を考慮して、できるだけトナー収容部の長手方向中央部に近い位置に検出窓を設けており、トナー収容部から現像容器へトナーを供給するための開口部と長手方向でオーバーラップする構成となっている。
【００１１】
また、複数の現像装置を備えたロータリー系の多色式画像形成装置では、検出光をトナー収容部内に透過させる手段として、発光素子から発光させた検出光をガイド部材によって検出窓まで透過させて、反射面を利用して検出光をガイドし、その後検出窓に向けて検出光をガイドし、受光素子に伝達するのが一般的である。
【００１２】
従来の検出窓位置については、検出窓を現像部材の現像作用領域（現像部材に現像剤が付着する領域）より長手方向外側に配置されているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−７３００４号公報（第１８頁）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、特にロータリー系の多色式画像形成装置では、ロータリーの回転によるトナー収容部内のトナーの移動が頻繁に行われる。そのため、一旦現像容器に送ったトナーがロータリーの回転により、トナー収容部から現像容器にトナーを供給するための開口部より再び検出窓に落下し、透明な窓部材を覆ってしまう。その際、環境の違いによるトナーの凝集度の差等により、落下するトナー量を安定させることができないため、より精度の良いトナー残量の検出ができない場合がある。
【００１５】
また、検出光がガイド部材と検出窓の２部品を介して伝達されるため、伝達光量の損失が大きく、より精度の良いトナー残量検出ができない場合がある。
【００１６】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、トナー等の現像剤の移動を安定させ、現像剤の残量検出を精度良く行うことができる現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係るプロセスカートリッジにあっては、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から供給された現像剤により像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部材を有する現像部と、
発光部からの検出光を前記現像剤収容部内に透過させるために該現像剤収容部に設けられた第１検出窓と、
前記現像剤収容部内を通過した前記検出光を受光部へ透過させるために該現像剤収容部に設けられた第２検出窓と、
前記現像剤収容部と前記現像部とを連通するために設けられた開口部と、を有し、
前記検出光を用いて前記現像剤の残量が検出されるプロセスカートリッジであって、
前記第１検出窓及び前記第２検出窓は、前記開口部の長手方向の端部より外側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、現像部から開口部を経由して再度現像剤収容部に戻ってきた現像剤が、直接検出窓近傍に到達することを低減若しくは防止することができ、検出窓近傍の現像剤の移動が安定し、現像剤の残量検知を精度良く行うことができる。
【００１９】
前記発光部からの検出光を前記第１検出窓に案内するガイド部が前記第１検出窓と一体に成形されていることが好適である。
【００２０】
また、前記第２検出窓を透過した検出光を前記受光部に案内するガイド部が前記第２検出窓と一体に成形されていることも好適である。
【００２１】
これらの構成によれば、検出窓とガイド部とを一体に成形したため、別部材で成形した場合と比較して、部材間の接合部で発生する光量の損失を低減することができるとともにコストの低減、組立の簡略化を図ることができる。
【００２２】
前記現像剤収容部から現像部へ現像剤を搬送する搬送部と、前記第１検出窓及び前記第２検出窓を覆っている現像剤を払拭する払拭部と、前記搬送部と前記払拭部との間に設けられた切り欠き部と、を有する搬送羽根を備え、
前記切り欠き部が、前記開口部の長手方向の端部より外側に位置することが好適である。
【００２３】
この構成によれば、搬送羽根が動いて若しくは回転して検出窓を覆う現像剤を払拭する場合に、払拭部が開口部の端部と重ならないため、払拭部が開口部に達した際の撓みの開放がなく、現像剤を弾いて検出窓を覆うことが低減される。そのため、現像剤の残量検知を精度良く行うことができる。
【００２４】
また、本発明に係る画像形成装置にあっては、
静電潜像を担持する像担持体と、
前記プロセスカートリッジと、
検出光を発光する発光部と、
前記プロセスカートリッジを通過した検出光を受光する受光部と、
を備えることを特徴とする。
【００２５】
あるいは、
静電潜像を担持する像担持体と、
前記静電潜像を現像剤により現像する現像装置と、
検出光を発光する発光部と、
前記現像装置を通過した検出光を受光する受光部と、を備え、
前記検出光を用いて前記現像剤の残量を検出する画像形成装置であって、
前記現像装置は、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から供給された現像剤により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部材を有する現像部と、
発光部からの検出光を前記現像剤収容部内に透過させるために該現像剤収容部に設けられた第１検出窓と、
前記現像剤収容部内を通過した前記検出光を受光部へ透過させるために該現像剤収容部に設けられた第２検出窓と、
前記現像剤収容部と前記現像部とを連通するために設けられた開口部と、を有し、
前記第１検出窓及び前記第２検出窓は、前記開口部の長手方向の端部より外側に設けられていることを特徴とする。
【００２６】
特に、前記プロセスカートリッジ又は現像装置を複数装着できる回転体を有し、該回転体の回転により複数のプロセスカートリッジ又は現像装置を順次現像位置まで移動することを特徴とする画像形成装置に好適に用いることができる。
【００２７】
この構成によれば、回転体の回転により現像部から現像剤収容部に現像剤が戻ってくる場合が非常に多くなるが、検出窓を開口部の長手方向の端部より外側に設けているので、検出窓が戻ってきた現像剤により覆われることが防止若しくは低減される。そのため、現像剤の残量検知を精度良く行うことができる。
【００２８】
前記プロセスカートリッジが着脱自在であることが好適である。
【００２９】
【発明の実施形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００３０】
なお、以下の説明において、「装置前面」とは、転写プロセスから定着プロセスへの記録媒体の搬送上流側の面を指し（図２において右側）、「装置本体及びプロセスカートリッジに関して左右」とは、装置前面から見て左または右である。また「長手方向」とは、記録媒体の表面と平行であり、かつ、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。
【００３１】
（第１の実施の形態）
はじめに、カラー画像形成装置の全体構成と画像形成動作について、図２を参照して概略説明する。図２は本発明を実施した画像形成装置の一形態で、４色フルカラーの電子写真式レーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。
【００３２】
図２に示すように、本実施の形態におけるカラー画像形成装置Ａは、現像カートリッジとドラムカートリッジ及び中間転写体ユニットを画像形成装置本体に装填したカラーレーザープリンタである。
【００３３】
画像形成装置Ａは、図２に示すように、像担持体である感光ドラム１と、感光ドラム１表面を一様に帯電する帯電装置２と、帯電された感光ドラム１上に画像情報に基づいた光像を照射する露光手段３と、感光ドラム１上に形成された各色毎の静電潜像を現像するように構成された各色の現像器を備えた現像装置４と、感光ドラム１上に形成された各色のトナー像を一旦転写する中間転写体（中間転写ベルト）５ａと、中間転写体５ａ上のトナー像を記録紙、ＯＨＰシート、布等の記録媒体（転写材）に転写する転写手段である二次転写ローラ１１と、加圧ローラ８ａ及び加熱ローラ８ｂからなる定着装置８と、記録媒体を中間転写体５ａや定着装置８へ順次搬送しそして排出する搬送手段と、排出部１０等を具備する。
【００３４】
次に、カラー画像形成装置Ａによる画像形成工程の詳細について説明する。中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光ドラム１を図２の矢印方向（反時計回り）に回転させる。帯電装置２は、感光ドラム１の表面を均一に帯電する。露光手段３は、帯電された感光ドラム１表面を各色画像情報に基づいた画像光、例えばイエロー画像情報に基づいた画像光、を照射し、感光ドラム１上にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。
【００３５】
露光手段３は、外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて感光ドラム１を光照射するものであり、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、スキャナーモーター、結像レンズ及び反射ミラーから概略構成されている。
【００３６】
露光手段３に外部機器等からの画像情報に応じた信号が与えられると、レーザーダイオードが前記信号に応じて発光し、ポリゴンミラーに前記画像光として照射される。このポリゴンミラーはスキャナーモーターによって高速回転する。前記ポリゴンミラーで反射した画像光は、結像レンズ及び反射ミラーを介して感光ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００３７】
現像装置４は、静電潜像が形成されると同時に駆動し、イエローの現像カートリッジ４Ｙを現像位置に回転移動する。そして、現像カートリッジ４Ｙに所定のバイアスを印加することで静電潜像にイエロートナーが付着し該静電潜像が現像される。
【００３８】
その後、中間転写ベルト５ａの押えローラ（一次転写ローラ）５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加することで、感光ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００３９】
上述のようにイエロートナー像の一次転写が終了すると、現像装置４の次の現像器（４Ｍ）が回転移動し、感光ドラム１に対向する位置に位置決めされる。以上のような静電潜像の形成、現像及び一次転写の各工程を、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色についても順次繰り返して行うことによって、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００４０】
この間、二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態の位置にあり、クリーニングユニットとしてのクリーニング帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態の位置にある。
【００４１】
二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像が形成された後に、図２に示すように、中間転写ベルト５ａに圧接される。さらに、前記二次転写ローラ１１の圧接と同期して、給送手段であるレジストローラ対７近辺の所定の位置で待機していた記録媒体が中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。なお、レジストローラ対７の直前には、記録媒体の先端を検知してレジストローラ対７の回転駆動力を遮断し、記録媒体を所定の位置で待機させるレジ前センサが設けられている。
【００４２】
二次転写ローラ１１にはトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、搬送されてきた記録媒体の表面に一括して二次転写される。
【００４３】
このようにして、トナー像が二次転写された記録媒体は、搬送ベルトユニット１２を経由して定着装置８に搬送され、定着装置８の加圧ローラ８ａと加熱ローラ８ｂにより、複数色のトナー像の定着が行われる。
【００４４】
一方、クリーニング帯電ローラ５ｆは、二次転写後に中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト５ａ上に残った二次転写残の残留トナーに所定のバイアス電圧を印加し残留電荷を除電する。
【００４５】
除電された残留トナーは、一次転写ニップ部を介して中間転写ベルト５ａから感光ドラム１へ静電気的に再転写され、中間転写ベルト５ａの表面がクリーニングされる。なお、感光ドラム１に再転写された二次転写残の残留トナーは、感光ドラム１用のクリーニングブレード６を備えるクリーニング手段によって除去し回収される。回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送経路をたどり、廃トナーボックス２１６に回収され蓄積される。
【００４６】
（現像カートリッジの構成）
現像装置４は、ブラック（Ｂｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーを収容した現像カートリッジを備え、それぞれの現像カートリッジは回転体の一種である現像ロータリー内の所定位置に着脱可能に固定されている。
【００４７】
現像ロータリーは、中心軸を中心に回動し、その中心軸の両サイドには円体状のロータリーフランジ（不図示）があって、このフランジに各色の現像カートリッジが固定される。この固定によって現像ロータリーが回転しても、現像カートリッジは現像ロータリーから離脱することはない。また、現像カートリッジを画像形成装置本体外に離脱させる場合は、把手（不図示）をもって図６の矢印Ｙ方向に現像カートリッジを引き出す。現像カートリッジはロータリーの両フランジに例えばねじりコイルばねによって係止されており、ユーザーの操作によって離脱及び装着が可能である。
【００４８】
現像カートリッジは、トナー収容部（現像剤収容部）と現像部とに大別される。トナー収容部には所定色のトナーが充填されており、搬送羽根等の攪拌手段が回転することによってトナーを現像部に必要量搬送する。
【００４９】
搬送されたトナーは現像部においてスポンジ状のトナー供給ローラの回転によって現像ローラ表面に供給され、さらに、薄板状現像ブレードと現像ローラとの摩擦により電荷を付与され薄層化される。
【００５０】
薄層化された現像ローラ上のトナーは、回転により現像部に搬送され、所定の現像バイアスを印加することにより感光ドラム１上に形成された静電潜像をトナー像として可視化する。
【００５１】
そして、現像ローラ表面のトナーで感光ドラム１上のの静電潜像の可視化に寄与しなかった残トナーは、再度トナー供給ローラ部で剥ぎ取られ、またこれと同時に新しいトナーが現像ローラ上に供給されて新たな現像動作が連続的に行われる。
【００５２】
（プロセスカートリッジ５の構成）
次に、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａと廃トナーボックス２１６とを一体構成とする一体型プロセスカートリッジについて図３乃至図５を参照して説明する。
【００５３】
図３は本発明に係るプロセスカートリッジを装置前面に対して左側面から見た縦断面図であり、図４は本発明に係るプロセスカートリッジを左側方から見た斜視図であり、図５は本発明に係るプロセスカートリッジを右側方から見た斜視図である。
【００５４】
図３に示すように、プロセスカートリッジ５は、感光ドラム１と感光ドラム１を回転可能に支持する感光体フレーム１２９等を含む感光体ユニット２０と、中間転写ベルト５ａ及び廃トナーボックス２１６を含む中間転写体ユニット２１の二つのユニットで構成されている。
【００５５】
感光体ユニット２０は、プロセスカートリッジ５を画像形成装置に取り付けた位置で、画像形成装置の上方から中間転写体ユニット２１を見た投影面内であって中間転写体ユニット２１の上方向に配置されている。中間転写体ユニット２１の左右側板２６０、２６１（図４及び図５参照）が、中間転写体ユニット２１の両側面に固定されるとともに感光体ユニット２０の両側面まで伸びて、感光体ユニット２０を側面から保持する構成になっている。
【００５６】
（感光体ユニット２０の構成）
感光体ユニット２０には、感光ドラム１が両端の左側軸受け１０２（図４参照）と右側軸受け１０６（図５参照）により感光体フレーム１２９に回転自在に保持されており、その右側端部のカップリング１２４（図５参照）を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００５７】
また、感光ドラム１には、図３に示すように、帯電ローラ２が両端の軸受け１２５を介して圧縮ばね１２６により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。軸受け１２５の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、帯電ローラ２に所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるようになっている。なお、このような接触帯電方式の帯電装置に関しては特開昭６３−１４９６６９号公報に示されている。
【００５８】
また、感光体ユニット２０には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター１１９も設けられている。
【００５９】
さらに、感光ドラム１に対して所定の位置に設けられたクリーニングブレード６は、感光ドラム１上に回収された前述の逆電荷を付与された中間転写ベルト５ａ上の残留トナーを、感光ドラム１上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。
【００６０】
クリーニングブレード６により感光ドラム１から掻き取られたトナーは、スクイシート１２７により中間転写ベルト５ａ上への落下が阻止される。感光体フレーム１２９により形成される区画内でクリーニングブレード６とスクイシート１２７との間に溜まったトナーは、送り羽根１５１が回転することにより、前記区画の奥へ、つまり感光ドラム１から離れる方向へと掃き出される。
【００６１】
そして、送り羽根１５１よりもさらに奥側に設けられた第一スクリュー１２８が回転することにより、廃トナーは装置前面から見て左側（図３において手前方向）へ搬送されていく。
【００６２】
感光ドラム容器１２９では、第一スクリュー１２８が配置されている溝部の左端に下方向への開口１５２が設けられている。廃トナーは、第一スクリュー１２８によって左端に搬送され、開口１５２から落下する。落下した廃トナーは、中間転写体ユニット２１の受け口１５３ａへと送り出される。開口１５２の下面にはシール部材２５４が設けられており、受け口１５３ａとの接合部でのトナー漏れを防止している。
【００６３】
（中間転写体ユニット２１の構成）
次に、中間転写体ユニット２１の構成について説明する。中間転写体ユニット２１は、中間転写ベルト５ａによって感光ドラム１から転写された像を記録媒体へ転写する手段と、廃トナーを回収貯蓄する手段とを有する。以下に各手段別に中間転写体ユニットの構成を説明する。
【００６４】
（中間転写手段）
中間転写ベルト５ａは、中間転写体フレーム２４５に保持される駆動ローラ２４０と従動ローラ２４１との２本のローラにより懸回張設されている。
【００６５】
駆動ローラ２４０は両端を左側軸受け２０１（図４）と右側軸受け２０２（図５）により回転自在に保持され、右側端部のカップリング２４２（図５）を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、従動ローラ２４１の両端の軸受け２４３には圧縮ばね２４４が設けられ、中間転写ベルト５ａに所定の張力を与えるようになっている。
【００６６】
中間転写ベルト５ａを挟んで、感光ドラム１と対向する位置には、一次転写ローラ５ｊが設けられ、この一次転写ローラ５ｊは、両端の軸受け２４６を介して、圧縮ばね２４７により所定の力で中間転写ベルト５ａを介して感光ドラム１に圧接され、従動回転するようになっている。
【００６７】
軸受け２４６の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、一次転写ローラ５ｊに所定の転写バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面上のトナーは中間転写ベルト５ａ上に一次転写される。
【００６８】
また、中間転写ベルト５ａの駆動ローラ２４０に対向する位置には、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに所定のバイアス電圧を印加して残留電荷を除電するためのクリーニング帯電ローラ部２２３が設けられている。クリーニング帯電ローラ部２２３のクリーニング帯電ローラ５ｆは、両端の軸受け２１１を介して、圧縮ばね２１２により所定の力で中間転写ベルト５ａを介して駆動ローラ２４０に圧接され、従動回転するようになっている。また、軸受け２１１の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、クリーニング帯電ローラ５ｆに所定のバイアス電圧を印加して中間転写ベルト５ａ上の残留電荷を除電している。
【００６９】
そして、一次転写ニップ部において残留トナーは感光ドラム１上に静電気的に再転写され、クリーニングブレード６で除去し回収され、前述したように廃トナーボックス２１６に蓄積される。
【００７０】
（廃トナー回収貯蓄手段）
中間転写体ユニット２１は、中間転写ベルト５ａを中心として感光体ユニット２０の反対側に廃トナーボックス２１６が設けられている。
【００７１】
廃トナーボックス２１６は、中間転写体フレーム２４５の一部に仕切り板２５０を接合して箱状に形成されており、感光ドラム１上の残留トナーは最終的にこの廃トナーボックス２１６に収容される。
【００７２】
中間転写体フレーム２４５の左側面に羽根車カバー２５３がシール部材を挟んで結合している。羽根車カバー２５３はその上側に開口２５３ａがあり、感光ドラム容器１２９の左端下部に設けられた開口１５２とシール部材２５４を挟んで接合している。そして、開口１５２から落下した廃トナーは、羽根車カバー２５３内部に落下する。
【００７３】
羽根車カバー２５３内部では、羽根車２５５が左側面から見て反時計周りに回転し内部の廃トナーを受け口２５３ａから廃トナーボックス２１６の方へ搬送する。羽根車カバー２５３は、廃トナーボックス２１６の左側面にオーバーラップしており、オーバーラップした部分に、羽根車カバー２５３内部に通じている穴が設けられている。
【００７４】
さらに、前記穴から長手方向に伸びた位置に、第二スクリュー２５８が設けられており、羽根車２５５によって搬送された廃トナーが、第二スクリュー２５８を回転することで廃トナーボックス２１６の左側から右側奥へと搬送されていく。
【００７５】
廃トナーボックス２１６には、第二スクリュー２５８の軸方向と垂直な複数の隔壁によって、いくつかの小部屋に仕切られており、左端の小部屋から右隣の小部屋へと順次満たされていく。そして一番右側の小部屋には廃トナーボックス２１６の満タンを検知する検知部２６９が設けられている。検知部２６９は発光部と受光部からなり、廃トナーがない場合の受光量と、廃トナーにより遮蔽された場合の受光量とを比較して満タンかどうかを判断する。
【００７６】
（カートリッジの装置本体への位置決め方法）
次に、プロセスカートリッジ５のカラー画像形成装置本体Ａへの着脱、及び所定位置への固定方法について説明する。図６は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジの画像形成装置本体への着脱の様子を示した概略断面図である。
【００７７】
カラー画像形成装置本体Ａの上蓋６０を開くと、感光ドラム軸受けを支持する支持部２２に設けられた感光ドラム１への回転駆動力伝達カップリングと、中間転写ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に設けられた中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力伝達カップリングとが、軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。
【００７８】
カップリングの退避、連結機構については、特開平１１−１０９８３６等に記載されている方法があり、本実施の形態では省略する。
【００７９】
装置本体内側には、感光ドラム用ガイドレール３０と中間転写体用ガイドレール３１が段差を設けて、両サイドに設けてある。
【００８０】
プロセスカートリッジ５の感光ドラム右側軸受け１０６、左回転軸１０２を感光ドラム用ガイドレール３０へ、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け２０５、左側軸受け２０１と、左右サイドカバー２６０、２６１に設けられた突起部２０３、２０４を中間転写体用ガイドレール３１に夫々載せてスライドさせながら挿入していく。
【００８１】
最終的には、感光ドラム右側軸受け１０６、左回転軸１０２は感光ドラム軸受けを支持する支持部２２に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け２０５、左側軸受け２０１は中間転写ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に落ち込む。
【００８２】
左右サイドカバーに設けられた突起部２０３、２０４は位置決め溝２４に夫々落ち込み、図６に示すように夫々ねじりコイルばね２５により夫々装置本体フレームの位置決めに押し付けられ固定される。
【００８３】
このような画像形成装置であるカラーレーザビームプリンターにおいて、本発明における主要部分について以下に説明する。
【００８４】
【実施例１】
次に、本発明の特徴部分であるトナー収容部ついて図１、図７、図８及び図９を用いて詳細に説明する。
【００８５】
図７は、画像形成装置本体内での現像カートリッジと発光素子、受光素子の位置関係を示す図である。図７に示す様に、現像カートリッジ３００の長手方向側面に位置する、本体内に設けられた発光素子５００、受光素子５０１がある。一方、現像カートリッジ３００には第１光透過部材３１１と第２光透過部材３１２が設けられている。
【００８６】
ここで、発光素子５００から出た検出光は、第１光透過部材３１１を透過し、トナー収容部を介して第２光透過部材３１２を通り、受光素子５０１に導くようになっている。
【００８７】
次に、第１光透過部材３１１と第２光透過部材３１２の構成と検出光の軌道について説明する。図１は、現像カートリッジの長手方向の端部における開口部と検出窓の位置関係を説明するための概略断面図である。
【００８８】
第１光透過部材３１１は、光ガイド部３１１ａと検出窓部３１１ｂとで構成されており一体成形されている。また、第２光透過部材も同様の構成がとられている。ここで、発光素子５００から発光された検出光は光ガイド部３１１ａにより反射面まで導かれ、反射して検出窓部３１１ｂからトナー収容部３１０内に導かれる。さらに、その検出光が検出窓部３１２ｂから光ガイド部３１２ａを介して受光素子５０１に導かれる構成となっている。
【００８９】
図８は、本実施例に係る現像カートリッジの縦断面図である。図８において、現像カートリッジ３００は、トナーを収容するトナー収容部３１０と、このトナー収容部３１０から供給されたトナーを担持搬送して感光ドラム（不図示）上の静電潜像に付着させる現像ローラ３０５とを備えている。
【００９０】
ここで、この現像カートリッジ３００はその全体がカートリッジ化され、光透過性の第１光透過部材３１１が底部に、第２光透過部材３１２が側面部に設けられている（図８参照）。また、トナー収容部３１０における検出窓部３１１ｂの上方にはトナーの搬送部材４００が配設されている。
【００９１】
搬送部材４００は、図９に示すように、樹脂部分４０１と搬送羽根４０２によって構成されている。搬送羽根４０２には、検出窓部３１１ｂと３１２ｂの内側面を覆ったトナーを搬送部材４００のＲ方向への回転により拭き取りかつトナーを除去するための窓払拭部４０２ａと、トナー搬送部４０２ｂとがあり、切り欠き部４０２ｃによって分けられている。
【００９２】
第１、第２光透過部材の検出窓部３１１ｂ、３１２ｂは、トナーを現像容器に供給するためにトナー収容部３１０と現像容器との間に設けられた開口部３１０ａの端部（図中の線ｘ）より外側に配置されている。
【００９３】
次に、トナー残量検出方法を説明する。
【００９４】
図８において、トナー収容部にトナーの残量が多い場合、トナーを拭き払ってもすぐにトナーによって覆われてしまう。すなわちトナーの拭き払いと同時にトナーの落下が行われるため、検出光の軌道が遮断され、受光素子への光が到達せずトナーの残量が十分な状態であると判断される。
【００９５】
そして、順次トナー残量が減少していくと、検出窓部からトナーが除去されてから再びトナーに覆われるまでの時間が除々に長くなる。このように発光部からの光が受光部まで到達している時間の長さによってトナーの残量を検出している。そこで、ある一定時間以上受光素子に検出光が到達した時点を、つまりトナー残量が所定値以下になった状態を、カートリッジ交換時期として知らせるようにしている。
【００９６】
ここで、現像装置は現像位置（図２の現像カートリッジ４Ｙの位置）でのみトナー残量検出を行うようになっており、４色の現像カートリッジがロータリーの回転により交互に現像位置に移動する。
【００９７】
現像位置では、現像装置の側面部に位置する発光素子５００と受光素子５０１がトナー収容部３１０に対して図７に示すように配設されている。発光素子５００からの検出光の軌道（図中の１点鎖線）は、トナーを拭き払った際に、第１光透過部材３１１のガイド部３１１ａ及び検出窓部３１１ｂを通って、トナー収容部３１０を通り、第２光透過部材３１２の検出窓部３１２ｂ及びガイド部３１２ａを通って受光素子５０１に到達する様になっている。
【００９８】
ここで、第１光透過部材３１１及び第２光透過部材３１２はガイド部と検出窓部が一体成形されているため、ガイド部と検出窓部を別体で設けるものに比べ、検出光の光量の損失を低減でき、より精度の良いトナー残量検出を行うことができる。また、部品を一体で成形しているためコストの低減、及び組立工程の簡略化にも寄与する。さらには、ガイド部の形状を任意に作製することで受光部と発光部とのレイアウトの自由度が増し、画像形成装置全体の小型化にも寄与することになる。
【００９９】
しかし、ロータリーの回転により現像カートリッジ３００が図１０の態勢になった場合、現像容器部３５０から開口部３１０ａを通って落下したトナー３６０が第１、第２光透過部材３１１、３１２に落下してしまう。その落下トナー量が環境差による凝集度等でバラツキを生じ、その状態でトナー残量検出を行った場合、受光素子５０１へ検出光が到達している時間にバラツキを生じさせてしまう。
【０１００】
そこで更なるトナー残量検出の精度向上を図るため、図１に示す様に、開口部３１０ａに対し、検出窓部３１１ｂ、３１２ｂを長手方向の外側に設けており、ロータリー回転によって開口部３１０ａから落下するトナー３６０が検出窓部３１１ｂ、３１２ｂに到達しにくく、環境差等による落下トナーの量の違いによる光の到達時間のバラツキを抑える構成になっている。
【０１０１】
以上の様に、光のガイド部と検出窓部を一体で成形し、トナー収容部に取り付けることにより、検出光の光量の損失を低減でき、より精度の良いトナー残量検出を行うことができる。また、トナー収容部において、検出窓を開口部の端部に対し、長手方向の外側に設けることにより、ロータリーの回転時のトナーの落下によるトナー残量検出信号のバラツキを抑え、より精度の良いトナー残量検出ができる。よって、カートリッジの交換時期を正確に見極めることができ、かつトナー不足に起因する画像の濃淡不足及び画像不良を防止することができる。
【０１０２】
【実施例２】
次に、実施例２について図１１を用いて説明する。
【０１０３】
図１１は現像装置の横断面図であり、第１光透過部材３１３は実施例１と同様にトナーを現像容器に供給するための開口部３２０ａの外側に配置されており、トナー残量検出も実施の形態１と同様に行われる。また、同様にガイド部と検出窓部が一体に成形されている。
【０１０４】
本実施例では、搬送部材４０３の搬送羽根４０５の切り欠き部４０５ｃが、トナー収容部３２０から現像容器へトナーを供給するための開口部３２０ａの端部（図中の線ｙ）に対し、長手方向の外側に配設されている点が実施例１と異なる。
【０１０５】
この構成により、ロータリー回転時の開口部３２０ａからのトナーの落下及び受光素子、発光素子間の検出光の光量の損失については、実施例１と同様の効果が得られる。
【０１０６】
さらに、本構成によれば、搬送部材４０３の搬送羽根４０５の窓払拭部４０５ａが開口部３２０ａに重なっていないため、コシの強い搬送羽根を用いた場合でも、開口部３２０ａに到達した際に窓払拭部４０５ａの撓みが開放されることによるトナーの弾きが抑えられる。その結果、安定して検出光が受光素子に到達することになる。また、窓払拭部４０５ａの一部が開口部３２０ａに重なり、窓払拭部４０５ａにねじれを生じさせ、一様にトナーが搬送されないということも起こらない。したがって、検出窓部３１３ｂの清掃を安定して行うことができ、より精度の良いトナー残量検出を行うことができる。
【０１０７】
以上述べてきたように本実施の形態では、光のガイド部と検出窓部を一体で成形しトナー収容部に取り付けることにより、検出光の光量の損失を低減でき、より精度の良いトナー残量検出を行うことができる。
【０１０８】
また、トナー収容部において、検出窓を開口部の端部に対し長手方向の外側に設けることにより、ロータリーの回転によるトナーの落下によるトナー残量検出信号のバラツキを抑え、より精度の良いトナー残量検出ができる。
【０１０９】
また、攪拌シートの切り欠き部を開口部の端部に対し外側に設けることにより払拭部が開口部に達した際の撓みの開放がなく、トナーを弾いて検出窓を覆うことが低減されることで、より精度の良いトナー残量検出を行うことができる。
【０１１０】
よって、カートリッジの交換時期を正確に見極めることができ、かつトナー不足に起因する画像の濃度不足や画像不良を防止することができる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、トナー収容部において、検出窓を開口部の端部に対し長手方向の外側に設けたので、より精度良くトナー残量の検出を行うことができた。よって、カートリッジの交換時期を正確に見極めることができ、トナー不足に起因する画像の濃度不足や画像不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る現像カートリッジの長手方向の端部における開口部と検出窓の位置関係を説明するための概略断面図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置であって、４色フルカラーの電子写真式レーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。
【図３】本実施の形態に係るプロセスカートリッジを装置前面から見て左側面から見た縦断面図である。
【図４】本実施の形態に係るプロセスカートリッジを左側方から見た斜視図である。
【図５】本実施の形態に係るプロセスカートリッジを右側方から見た斜視図である。
【図６】本実施の形態に係るプロセスカートリッジの着脱の形態を示す本体断面図である。
【図７】本実施の形態に係る画像形成装置本体内での現像カートリッジと発光素子、受光素子の位置関係を示す図である。
【図８】本実施の形態に係る現像カートリッジの縦断面図である。
【図９】実施例１に係る現像カートリッジの横断面図である。
【図１０】開口部からのトナーの落下の状態を示す現像カートリッジの縦断面図である。
【図１１】実施例２に係る現像カートリッジの横断面図である。
【符号の説明】
１　感光ドラム
２　帯電ローラ（帯電装置）
３　露光手段
４　現像装置
４Ｙ　現像カートリッジ
５　プロセスカートリッジ
５ａ　中間転写ベルト（中間転写体）
５ｆ　クリーニング帯電ローラ
５ｊ　一次転写ローラ
６　クリーニングブレード
８　定着装置
１１　二次転写ローラ
１２　搬送ベルトユニット
２０　感光体ユニット
２１　中間転写体ユニット
３００　現像カートリッジ
３０５　現像ローラ
３１０　トナー収容部
３１０ａ　開口部
３１１　第１光透過部材
３１１ａ　ガイド部
３１１ｂ　検出窓部
３１２　第２光透過部材
３１２ａ　ガイド部
３１２ｂ　検出窓部
４００　搬送部材
４０２　搬送羽根
４０２ａ　払拭部
４０２ｂ　トナー搬送部
４０２ｃ　切り欠き部
５００　発光素子
５０１　受光素子
Ａ　画像形成装置
【図１】
2004125831.tif 000003
【図２】
2004125831.tif 000004
【図３】
2004125831.tif 000005
【図４】
2004125831.tif 000006
【図５】
2004125831.tif 000007
【図６】
2004125831.tif 000008
【図７】
2004125831.tif 000009
【図８】
2004125831.tif 000010
【図９】
2004125831.tif 000011
【図１０】
2004125831.tif 000012
【図１１】
2004125831.tif 000013