(57)【要約】【課題】  小型化を可能にしつつトナー残量検知精度が低下することを抑制し得るプロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】  電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムと、トナーを収納するトナー容器41と、トナー容器41内のトナー残量を検知するために、前記トナー容器内に検知光を導く入射ライトガイド51及びトナー容器41内を通過した光を導く出射ライトガイド52と、カートリッジの所定情報を格納し、画像形成装置本体と通信するために接点を有するメモリユニット55とを有し、入射ライトガイド51の外端面の中心と出射ライトガイド52の外端面の中心を結ぶ線分Ｌ1と、メモリユニット55の接点55ａにおける２箇所の接触点を結ぶ線分Ｌ2とが交差するように配置されていることを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、前記発光部から発した検知光を受光する受光部と、第一本体電気接点と、第二本体電気接点と、を有する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部材と、
前記静電潜像を現像するために前記現像部材で用いられる現像剤を収納する現像剤収納容部を有するカートリッジ枠体と、
前記カートリッジ枠体の前記電子写真感光体ドラム軸線方向一端側、および前記プロセスカートリッジの前記装置本体へ装着する装着方向先端側に設けられた第一光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記発光部と対向して前記検知光を入射する入射部を有し、前記現像剤収納容器内の現像剤収納空間を横切るように前記検知光をガイドする第一光ガイドと、
前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた第二光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記受光部と対向して前記現像剤収納空間を通過した前記検知光を前記受光部へ出射する出射部を有する第二光ガイドと、
前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた、前記装置本体と通信可能なメモリ部材であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際の鉛直方向において、前記入射部を通る水平面と前記出射部を通る水平面との間に設けられた、前記第一本体電気接点が接触する第一カートリッジ電気接点と、前記第二本体電気接点が接触する第二カートリッジ電気接点とを有するメモリ部材と、
を有し、
前記入射部と前記出射部を結ぶ第一線分と、前記第一カートリッジ電気接点と前記第二カートリッジ電気接点とを結ぶ第二線分とは交差することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジ枠体は、前記電子写真感光体ドラムを支持する第一枠体と、前記現像部材、及び、前記現像剤収納容部を支持する第二枠体と、を有し、前記メモリ部材は前記第一枠体に設けられ、
前記第一光ガイド、及び、前記第二光ガイドは、前記第二枠体に設けら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】
更に前記第一枠体は、前記電子写真感光体ドラムの軸線と同軸線上で前記第一枠体から突出して設けられたカートリッジ位置決め部であって、前記装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記プロセスカートリッジの位置決めを行うカートリッジ位置決め部を有することを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記第一線分は、前記入射部の中心部と前記出射部の中心部とを結ぶ線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記メモリ部材は、前記軸線方向において第一カートリッジ電気接点と第二カートリッジ電気接点との間に、情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
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ための電子写真画像形成装置において、
(1)発光部と、
(2)前記発光部から発した検知光を受光する受光部と、
(3)第一本体電気接点と、
(4)第二本体電気接点と、
(5)電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部材と、前記静電潜像を現像するために前記現像部材で用いられる現像剤を収納する現像剤収納容部を有するカートリッジ枠体と、前記カートリッジ枠体の前記電子写真感光体ドラム軸線方向一端側、および前記プロセスカートリッジの前記装置本体へ装着する装着方向先端側に設けられた第一光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記発光部と対向して前記検知光を入射する入射部を有し、前記現像剤収納容器内の現像剤収納空間を横切るように前記検知光をガイドする第一光ガイドと、前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた第二光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記受光部と対向して前記現像剤収納空間を通過した前記検知光を前記受光部へ出射する出射部を有する第二光ガイドと、前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた、前記装置本体と通信可能なメモリ部材であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際の鉛直方向において、前記入射部を通る水平面と前記出射部を通る水平面と間に設けられた、前記第一本体電気接点が接触する第一カートリッジ電気接点と、前記第二本体電気接点が接触する第二カートリッジ電気接点とを有するメモリ部材と、を有し、前記入射部と前記出射部を結ぶ第一線分と、前記第一カートリッジ電気接点と前記第二カートリッジ電気接点とを結ぶ第二線分とは交差する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、
(6)前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項７】
更に、前記電子写真画像形成装置は、本体基体を有し、
前記発光部、前記受光部、前記第一本体電気接点、及び、前記第二本体電気接点は一体的に前記本体基体に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項８】
前記電子写真画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを複数個装着可能なカラー電子写真画像形成装置であって、
更に、前記カラー電子写真画像形成装置は、複数個の前記発光部、複数個の前記受光部、複数個の前記第一本体電気接点、及び、複数個の前記第二本体電気接点を一体的に有する本体基体を有することを特徴とする請求項７に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項９】
前記発光部と前記受光部を結ぶ第三線分と、前記第一本体電気接点と前記第二本体電気接点とを結ぶ第四線分とは交差することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１０】
前記第三線分は、前記発光部の中心部と前記受光部の中心部とを結ぶ線であることを特徴とする請求項９に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等に使用されるプロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
なお、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（例えば、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。
【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電子写真感光体ドラム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。および、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に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ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【背景技術】
【０００４】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体上に形成した静電潜像を、プロセスカートリッジに充填された現像剤（トナー）により現像することで現像剤像（トナー像）として可視化している。
【０００５】
また、プロセスカートリッジを採用する画像形成装置においては、装置のメンテナンスをユーザ自身が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。
【０００６】
上記のプロセスカートリッジを取り扱うユーザの利便性を向上させる技術の一つとして、プロセスカートリッジが備えるトナー容器に充填されたトナーの残量をユーザに知らせるためのトナー残量検知手段が様々に考案されている。そのような手段の中には、ある一定時間内に、トナー容器内を通過する光の透過時間を測定することで、トナー容器内のトナーの残量を検知する手段がある。
【０００７】
このような光透過式のトナー残量検知手段は、例えば、画像形成装置の本体側に配置された発光部及び受光部と、トナー容器に備えられた光透過窓と、発光部から発光された検知光を発光部から光透過窓及び光透過窓から受光部へと導くライトガイドとを有する。
【０００８】
上記構成によれば、検知光がトナー容器内を通過することができる時間はトナー残量に依存し、その時間はトナー残量が多ければ短く、少なければ長くなる。そして、検知光の通過時間を計測することによりトナー容器内のトナー残量を推測することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
さらに、ユーザの利便性を向上させる他の技術として、プロセスカートリッジに記憶素子を備えるものも考案されている。この記憶素子と装置本体との間で、画像品質に関する情報、プロセスカートリッジの製造や寿命に関する情報、本体の稼働状態に関する情報などを相互に通信させることで、画像形成装置あるいはプロセスカートリッジのメンテナンスを容易にし、利便性の向上を図ることができる（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８６８２２号公報
【特許文献２】特許第３３５９２４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
最近の画像形成装置には、利便性の向上と共に小型であることも求められている。画像形成装置内に大きな空間を占めるプロセスカートリッジの小型化が必要となっており、特にプロセスカートリッジを複数備えるカラー画像形成装置においては、プロセスカートリッジの小型化はより大きな課題となる。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前記接点による押圧があってもトナー残量検知精度を低下させることなく、小型化を可能なプロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、発光部と、前記発光部から発した検知光を受光する受光部と、第一本体電気接点と、第二本体電気接点と、を有する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部材と、前記静電潜像を現像するために前記現像部材で用いられる現像剤を収納する現像剤収納容部を有するカートリッジ枠体と、前記カートリッジ枠体の前記電子写真感光体ドラム軸線方向一端側、および前記プロセスカートリッジの前記装置本体へ装着する装着方向先端側に設けられた第一光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記発光部と対向して前記検知光を入射する入射部を有し、前記現像剤収納容器内の現像剤収納空間を横切るように前記検知光をガイドする第一光ガイドと、前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた第二光ガイドであって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記受光部と対向して前記現像剤収納空間を通過した前記検知光を前記受光部へ出射する出射部を有する第二光ガイドと、前記カートリッジ枠体の前記一端側、および前記装着方向先端側に設けられた、前記装置本体と通信可能なメモリ部材であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際の鉛直方向において、前記入射部を通る水平面と前記出射部を通る水平面との間に設けられた、前記第一本体電気接点が接触する第一カートリッジ電気接点と、前記第二本体電気接点が接触する第二カートリッジ電気接点とを有するメモリ部材と、を有し、前記入射部と前記出射部を結ぶ第一線分と、前記第一カートリッジ電気接点と前記第二カートリッジ電気接点とを結ぶ第二線分とは交差することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を小型にすることができる。
【００１５】
また、本発明はプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装填したときに、プロセスカートリッジ側の電気接点によって装置本体側の対応電気接点が押圧されたとしても、その押圧による基板の変形や傾きは発光部や受光部の位置ずれとなり難い。このため、トナー残量検知の光軸がずれ難く、トナー残量検知精度の低下を抑制できる。
【００１６】
そして、前記光ガイド及びメモリ部材の電気接点と対向する装置本体側の発光部、受光部及び本体側電気接点を同一基板に配置してもトナー残量検知精度の低下が抑制し得るため、これらを同一基板に設けることで小型化が可能になり、更には組立性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では４個のプロセスカートリッジを装填してカラー画像を形成するカラー画像形成装置を例示する。
【００１８】
［画像形成装置の全体構成］
まず、画像形成装置の全体構成について概略説明する。図４は本実施の形態に係るカラーレーザープリンタの概略断面図である。
【００１９】
図４に示すように、本実施形態のカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」と称す）100は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色ごとに一定速度で回転する電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」と称す）を有する画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された記録媒体Ｐにさらに転写する中間転写体５とを有する。
【００２０】
感光体ドラム１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）は、駆動手段（不図示）によって、図４に示すように反時計回りに回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム１の周囲には、その回転方向にしたがって順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、感光体ドラム１上のトナー像を一次転写部Ｔ1で中間転写体５に転写させる一次転写ローラ12（12Ｙ，12Ｍ，12Ｃ，12Ｋ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニングブレードを有する感光体ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）が配置されている。
【００２２】
画像形成に際しては、ローラ14，15，16に張架されたベルト状の中間転写体５が回転するとともに各感光体ドラムに形成された各色トナー像が前記中間転写体５に重畳して一次転写されることでカラー画像が形成される。
【００２３】
前記中間転写体５への一次転写と同期するように搬送手段によって記録媒体が二次転写部へ搬送される。搬送手段は複数枚の記録媒体Ｐを収納した給送カセット17、給送ローラ18、分離パッド19、レジストローラ対21を有する。画像形成時には給送ローラ18が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット17内の記録媒体Ｐを一枚ずつ分離し、該レジストローラ対21によって画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部へ搬送する。
【００２４】
二次転写部Ｔ2には移動可能な二次転写ローラ13が配置されている。二次転写ローラ13は、略上下方向に移動可能である。そして、像転写に際しては記録媒体Ｐを介して中間転写体５に所定の圧で押しつけられる。この時同時に二次転写ローラ13にはバイアスが印加され中間転写体５上のトナー像は記録媒体Ｐに転写される。
【００２５】
中間転写体５と二次転写ローラ13とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の記録媒体Ｐは、図４に示す左方向に所定の速度で搬送され、更に搬送ベルト22により次工程である定着部８に搬送される。定着部８では熱及び圧力が印加されて転写トナー像が記録媒体に定着される。その記録媒体は排出ローラ対25によって装置上面の排出トレイ26上へ排出される。
【００２６】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１、帯電装置２、現像ユニット４、感光体ユニット６を有する。このプロセスカートリッジ７の着脱は、図５に示すように、画像形成装置本体100の前扉101を開閉して行う。
【００２７】
ここで、カートリッジ装着手段について説明する。画像形成装置本体100には前扉101が回動可能に設けられ、この扉101の奥には中間転写体５が回動可能に設けられている。従って、これら前扉101、中間転写体５が開いた状態で、プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体100に対して着脱可能となる。プロセスカートリッジ７の両端部の感光ドラム支持部近傍には把手部材90が設けられていて、カートリッジ着脱時には本体前扉側に突出している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体100内に設けられているガイドレール部（不図示）と、プロセスカートリッジ７に設けられた挿入ガイド部（不図示）とが係合することにより、画像形成装置本体100に対し着脱可能となる。
【００２８】
［プロセスカートリッジの全体構成］
次に、プロセスカートリッジの構成について図６を参照して説明する。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは同一構成である。
【００２９】
図６に示すように、カートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電装置２と、クリーニングブレード60を備えた感光体ユニット６と、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像ローラ40を有する現像ユニット４と、に分かれている。
【００３０】
そして、これらはカートリッジ枠体に収納されており、このカートリッジ枠体は第一枠体と第二枠体とによって構成されている。
【００３１】
感光体ユニット６は、感光体ドラム１が第一枠体であるクリーニング枠体61に回転自在に取り付けてられている。また、クリーニングブレード60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、トナー送り機構62によってクリーニング枠体61に設けられた収容室63に順次送られる。
【００３２】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して図６の矢印Ｙ方向に回転する現像部材としての現像ローラ40と、現像剤収納部としてのトナー容器41と、現像枠体45とを有し、これらが第二枠体に設けられている。
【００３３】
現像ローラ40は回転自在に現像枠体45に支持される。また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して図６の矢印Ｚ方向に回転する供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。
【００３４】
現像時には、図６の矢印Ｘ方向に回転する搬送部材42によって、トナー容器41に収容されているトナーが供給ローラ43へ搬送され、供給ローラ43がそのトナーを現像ローラ40に供給し、現像ローラ40上に担持させる。そして、電源（不図示）から現像ローラ40に印加した直流現像バイアスにより、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し、潜像を現像する。
【００３５】
上記プロセスカートリッジ内のトナーは現像を繰り返すうちに減少する。このため、トナー容器41内のトナー残量を検知するための光透過式のトナー残量検知手段が設けられている。
【００３６】
また、プロセスカートリッジには、カートリッジの種類等の所定情報を格納した記憶手段が設けられ、プロセスカートリッジを装置本体に装填したときに、前記記憶手段に格納された情報を装置本体側で読み出せるように構成されている。
【００３７】
［光透過式トナー残量検知手段］
次に、光透過式トナー残量検知手段について、図６及び図７を用いて説明する。なお、図６は検知光が受光部まで届いていない状態を示す断面図である。また、図７は光透過式のトナー残量検知手段を備えたプロセスカートリッジにおいて検知光が受光部まで届いている状態を示す断面図である。
【００３８】
図６に示すように、トナー容器41内には、搬送部材42が設けられており、矢印Ｘ方向に回転することで供給ローラ43にトナーを搬送している。搬送部材42は、樹脂成型品である軸部材42ａ、現像剤の搬送及び攪拌を行う可撓性のシート状部材42ｂを有する。搬送部材42への駆動力の伝達は、トナー容器41の側面を貫通して挿入される駆動ギア（不図示）によって行われる。
【００３９】
一方、トナー容器41は、現像剤の残量を検知するための検知光Ｌを透過させる透過部51ｃ，52ｃと、プリンタ100本体側に配置された発光部から透過部51ｃを経てトナー容器41内部まで検知光を案内する第一光ガイドである入射ライトガイド51と、トナー容器の内部を通過し透過部52ｃから出射した検知光をプリンタ100本体側に配置された受光部まで案内する第二光ガイドである出射ライトガイド52とを有する。また、入射ライトガイド51はトナー容器41の下面に、出射ライトガイド52はトナー容器41の上面に、それぞれ設けられている。
【００４０】
入射ライトガイド51は、プリンタ100本体側に設けられた発光部であるＬＥＤ53から発光された検知光Ｌをトナー容器41内部へ案内する。また、出射ライトガイド52は、トナー容器41内を通過した検知光Ｌをプリンタ100本体側に設けられた受光部であるフォトトランジスタ54へ案内する。そして、前記入射ライトガイド51及び出射ライトガイド52は、カートリッジ枠体の感光体ドラム軸線方向一端側、および前記プロセスカートリッジの前記装置本体へ装着する装着方向先端側に設けられている。
【００４１】
シート状部材42ｂは、その回転にともない検知光Ｌを遮光するとともに、入射ライトガイド51のトナー容器41内の光透過面51ｂと出射ライトガイド52のトナー容器41内の光透過面52ｂの清掃を行う。
【００４２】
図６に示すカートリッジ７は、シート状部材42ｂが入射ライトガイド51のトナー容器41内の光透過面51ｂを清掃した直後の状態である。この状態においては、搬送部材42の存在により、検知光Ｌはトナー容器41内部で遮られ、出射ライトガイド52に届かず、プリンタ100本体内のフォトトランジスタ54で検知されない。
【００４３】
一方、図７に示すカートリッジ７は、シート状部材42ｂが入射ライトガイド51のトナー容器41内の光透過面51ｂを清掃した直後の状態である。この状態においては、トナー残量が比較的少ない状態であるため、検知光Ｌはトナー容器41内部を透過し、出射ライトガイド52を介してプリンタ100本体内のフォトトランジスタ54で検知される。
【００４４】
従って、搬送部材42の１回転あたりにトナー容器41内部を透過して、プリンタ100のフォトトランジスタ54で受光される検知光Ｌの受光時間により、トナー容器41内の現像剤の残量を推測することができる。
【００４５】
［プロセスカートリッジの記憶手段］
次に、カートリッジ７に設けられた記憶手段の構成とプリンタ100本体との通信について図８乃至図10を参照して説明する。なお、図８は記憶手段を有するプロセスカートリッジの斜視図である。また、図９は画像形成装置に具備された発光部、受光部及び通信手段を有する部品の斜視図である。図10はプロセスカートリッジを画像形成装置に装着した状態を模式的に示す一部断面図である。
【００４６】
図８に示すように、記憶手段を構成するメモリ部材（以下「メモリユニット」と称す）55はカートリッジ７の外周面に設けられている。また、プリンタ100にはコントローラ（不図示）に接続された通信手段である通信ユニット56（図９参照）が設けられている。
【００４７】
また、メモリユニット55は、プロセスカートリッジの情報を格納するものである。プロセスカートリッジの情報とは、例えば、プロセスカートリッジが有する電子写真感光体ドラムや現像剤等の部材の種類、ロット番号、寿命や、プロセスカートリッジが使用された環境の履歴、画像形成回数等、プロセスカートリッジの状態を示す種々のパラメータのうち少なくとも１つ以上のパラメータをいう。
【００４８】
カートリッジ７がプリンタ100本体に装着されると、メモリユニット55のカートリッジ電気接点55ａ1，55ａ2と通信ユニット56の本体電気接点56ａ1，56ａ2（図９、図10参照）が接触し、メモリユニット55の記憶素子とコントローラが通信可能となり、記憶素子の情報の読み取り、書き込みが可能となる。
【００４９】
なお、前記メモリユニット55は、カートリッジ枠体の感光体ドラム軸線方向一端側、およびカートリッジ装着方向先端側に両面テープ、接着剤、熱カシメ、超音波溶着、スナップフィットなどの方法でカートリッジ７に取り付けられている。
【００５０】
また、カートリッジ７は、感光体ユニット６に設けられた位置決め部材でプリンタ100に位置決めされるため、メモリユニット55は、感光体ユニット６に取り付けることによって、プリンタ100本体の通信ユニット56に対して精度良く位置決めすることが可能となる。
【００５１】
［ライトガイド外端面とメモリユニット接点の位置関係］
次に本実施の形態に係る画像形成装置及びそれに用いられるプロセスカートリッジの特徴的な構成について図１乃至図３により詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係るライトガイドとメモリユニットの配置を示すプロセスカートリッジの一部斜視図である。
【００５２】
本実施の形態に係るカートリッジ７は、カラー画像を形成できるように、感光体ドラム１が中間転写体５に対向するような方向で、プリンタ100本体に対して４個鉛直方向に並べて装着される。
【００５３】
また、図１に示すように、トナー容器41に設けられた入射ライトガイド51及び出射ライトガイド52は、外側端面である入射部51ａ及び出射部52ａを有する。そして、前記ライトガイドの入射部51ａ、出射部52ａはトナー容器41の高さ分離れた位置に互いに平行に配置されている。そのため、このままではトナー容器41の高さ分の領域がデッドスペースとなってしまう。そこで、本実施形態のカートリッジ７では、この領域にプリンタ100と通信を行うメモリユニット55を配置している。
【００５４】
具体的には、メモリユニット55は、図１に示すように、本実施の形態におけるカートリッジ７をプリンタ100本体に装着した状態で、入射ライトガイド51の入射部51ａを含む水平面Ａ1の光軸中心と出射ライトガイド52の出射部52ａを含む水平面Ａ2の光軸中心それぞれに挟まれたカートリッジ７のフレーム面であるクリーニング枠体61に配置されている。
【００５５】
そのため、鉛直方向においてメモリユニット55を入射部51ａと出射部52ａとの間に配置することになる。従って、入射ライトガイド51、出射ライトガイド52及びメモリユニット55をコンパクトにカートリッジ７に設けることができる。特に、感光体ドラム１の軸方向の省スペース化が可能となり、カートリッジ７を小型にできる。しいては、カートリッジ７を着脱可能なプリンタ100を小型にできる。
【００５６】
また、プリンタ側に設けられたメモリユニット55と、入射ライトガイド51、出射ライトガイド52が互いに近接した領域に配置され、かつ、通信ユニット56は、図１に示すように、本実施の形態におけるカートリッジ７をプリンタ100に装着した状態で、ＬＥＤ53を含む水平面Ａ1とフォトトランジスタ54を含む水平面Ａ2との間の領域に配置されている。
【００５７】
そのため、ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54、通信ユニット56を同一の基板上に配置することができる。更には、それらの制御手段を同一の基板上に配置することができる。そのため複数の基板に部品や制御手段を分散する必要がなくなり、部品数の低減及び小型化が図られる。
【００５８】
また、図10に示すように、鉛直方向において、メモリユニット55を入射部51ａと出射部52ａとの間に配置したカートリッジ７は、鉛直方向に複数個並べて装着したカラーのプリンタ100を小型化するのに適している。
【００５９】
すなわち、図９、図10に示すように、入射ライトガイド51、出射ライトガイド52及びメモリユニット55の対向面に配置される、現像剤残量検知を行うためのＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56を一カ所に集約して配置することが可能である。
【００６０】
したがって、ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56は、図９、図10に示すように、コンパクトな一枚の長方形の基板57上に集約して配置することができる。これにより、無駄な電気配線もなく、部品がコンパクトに集約され、複数のカートリッジ７を有するプリンタ100においては更に小型化に寄与する。
【００６１】
また、図２に示すように、メモリユニット55は基板57上に２個のカートリッジ電気接点55ａ1，55ａ2と記憶部55ｃを有する。そしてカートリッジ電気接点55ａ1，55ａ2と記憶部55ｃとは電気的に接続されている。また、記憶部55ｃは、プロセスカートリッジ７の長手方向において第一カートリッジ電気接点55ａ1と第二カートリッジ電気接点55ａ2間に設けられている。
【００６２】
また、本実施形態にあっては、カートリッジ電気接点は２箇所（第一カートリッジ電気接点55ａ1、第二カートリッジ電気接点55ａ2）で装置本体側の通信手段としての通信ユニット56の２個の本体側接点である第一本体電気接点56ａ1及び第二本体電気接点56ａ2と接触する。このように複数の点で装置本体と接触する場合には、入射部51ａの外端面の中心と出射部52ａの外端面の中心を結ぶ第一線分Ｌ1と、メモリユニット55の２箇所のカートリッジ電気接点55ａ1、55ａ2の接触点を結ぶ第二線分Ｌ2とが交差するように、前記入射ライトガイドの入射部51ａ、出射ライトガイドの出射部52ａ及び前記第一カートリッジ電気接点55ａ1、第二カートリッジ電気接点55ａ2を配置する。
【００６３】
そして、プロセスカートリッジの前記入射部51ａ、出射部52ａ及び第一カートリッジ電気接点55ａ1、第二カートリッジ電気接点55ａ2の配置と対応するように、装置本体側のＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56の本体電気接点（第一本体電気接点56ａ1及び第二本体電気接点56ａ2）が２箇所に配置されている。
【００６４】
即ち、基板57に設けられた発光部であるＬＥＤ53と受光部であるフォトトランジスタ54の光軸を結んだ第三線分Ｌ3が、通信ユニット56の接触部である第一本体電気接点56ａ1と第二本体電気接点56ａ2の接触点を結ぶ第四線分Ｌ４とが交差するように、ＬＥＤ53、54、第一本体電気接点56ａ1、第二本体電気接点56ａ2が配置されている。
【００６５】
本実施形態のように、メモリユニット55の第一カートリッジ電気接点55ａ1及び第二カートリッジ電気接点55ａ2に接触する第一本体電気接点56ａ1及び第二本体電気接点56ａ2を有し、プロセスカートリッジによって２箇所以上の点で押圧される場合には、ＬＥＤ53とフォトトランジスタ54の光軸を結ぶ線分Ｌ3と、本体側電気接点における２箇所の接触点とを結ぶ線分Ｌ4とが交差するように配置する。
【００６６】
そして、前記ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54、通信ユニット56は同一の基板上に配置されている。これらの部品が同一の基板57上に配置されることで、複数の基板に部品や制御手段を分散する必要がなくなり、部品数の低減及び小型化が図れ、且つ組み立て工程も簡略化される。
【００６７】
ここで、上記各部品を同一基板上に配置することで、プロセスカートリッジを装置本体に装填し、前記カートリッジ電気接点55ａ1，55ａ2が装置本体電気接点56ａ1，56ａ2を押圧したときに基板57が変形、傾くことも考えられる。しかし、本実施形態にあってはプロセスカートリッジの入射部51ａ、出射部52ａ及び第一カートリッジ電気接点55ａ1、第二カートリッジ電気接点を前述したように配置し、また装置本体側のＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56の第一本体電気接点56ａ1、第二本体電気接点56ａ2を配置してあるために、基板57の変形、傾きに対し、入射部51ａ、出射部52ａ、ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54の位置変化は小さい。このため、前記変形等による影響を最小限に抑えることができ、それぞれの光軸のずれによる光透過型トナー残量検知精度の低下が抑制される。
【００６８】
このため、トナー残量検知精度を低下させることなく、ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56を同一の基板に配置して組み立て性等を向上させることができる。そして、カートリッジに合わせて前記ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56の組みが複数設けられるが（図10参照）、これら複数組みのカートリッジに合わせて前記ＬＥＤ53、フォトトランジスタ54及び通信ユニット56を同一の基板に集約して配置しても光軸ずれによるトナー残量検知精度を低下させないために、これら部品の一括組み込みが可能となり、組み立てが容易になるとともに、小型化も可能となる。
【００６９】
なお、前述した実施形態ではプロセスカートリッジを４個装填してカラー画像を形成する画像形成装置を例示したが、プロセスカートリッジを１個装填してモノクロ画像を形成する画像形成装置であっても前述したライトガイド、発光部、受光部と接点との位置関係は適用しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】プロセスカートリッジの断面図である。
【図２】ライトガイドとメモリユニットの配置を示すプロセスカートリッジの一部斜視図である。
【図３】画像形成装置に具備された発光部、受光部及び通信手段を有する部品の一部拡大図である。
【図４】電子写真プロセスを利用した画像形成装置の一形態であるカラーレーザープリンタの概略断面図である。
【図５】プロセスカートリッジの画像形成装置への着脱方法について示した斜視図である。
【図６】光透過式のトナー残量検知手段を備えたプロセスカートリッジにおいて検知光が受光部まで届いていない状態を示す断面図である。
【図７】光透過式のトナー残量検知手段を備えたプロセスカートリッジにおいて検知光が受光部まで届いている状態を示す断面図である。
【図８】記憶手段を有するプロセスカートリッジの斜視図である。
【図９】画像形成装置に具備された発光部、受光部及び通信手段を有する部品の斜視図である。
【図１０】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着した状態を模式的に示す一部断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    …感光体ドラム
６    …感光体ユニット
７    …プロセスカートリッジ
40    …現像ローラ
41    …トナー容器
42    …搬送部材
42ａ  …軸部材
42ｂ  …シート状部材
43    …供給ローラ
51    …入射ライトガイド
51ａ  …入射部
51ｂ，52ｂ …光透過面
51ｃ，52ｃ …透過部
52    …出射ライトガイド
52ａ  …出射部
53    …ＬＥＤ
54    …フォトトランジスタ
55    …メモリユニット
55ａ1 …第一カートリッジ電気接点
55ａ2 …第二カートリッジ電気接点
56    …通信ユニット
56ａ1 …第一本体電気接点
56ａ2 …第二本体電気接点
57    …基板
100   …装置本体
【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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【図９】
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【図１０】
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