JP6280949B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、トナーカートリッジ等の消耗品容器を着脱可能に装着される画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式による画像形成装置では、トナー容器（トナーカートリッジやトナーボトル）に収納されたトナーを現像装置に対してトナー消費に応じて自動的にトナー供給を行うようにしたものが多く用いられている。そして、このような画像形成装置は、使用済みのトナー容器（以下、「トナーカートリッジ」と称する。）を、ユーザによって容易に交換可能に構成されている。

そして、このようなトナーカートリッジを用いる画像形成装置において、トナーカートリッジの交換を容易にするようにしたものが知られている。

従来技術として、画像形成装置において、装置本体から引出し可能に構成された引出しトレイ（例えば、トナーカートリッジトレイ、消耗品容器支持部）にドラムカートリッジと現像カートリッジ（消耗品容器）を装着した状態において、各々独立して押圧、位置決めする機構を設けるようにしたものが開示されている（特許文献１、特許文献２を参照）。このような構成により、ユーザがドラムカートリッジや現像カートリッジを簡単に交換することできる。

特開２０１０−２６６８５４号公報 特開２０１０−２０２６１号公報

特許文献１に記載の画像形成装置では、引出しトレイを装置本体から引き出すことで、引出しトレイ上に配置されたドラムカートリッジや現像カートリッジを各々独立して交換可能にしている。

しかしながら、ドラムカートリッジや現像カートリッジ（トナーカートリッジ）等の消耗品容器を交換頻度によって引出しトレイに配置するという構成ではなく、例えば、交換頻度の最も多い消耗品容器が引出しトレイの一番奥に配置されていた場合、引出しトレイ全体を引き出す必要があり、交換作業性に時間を要するという問題があった。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、最初に露出する消耗品は容量が大きく黒色の現像剤を収納するものが記載され、大きさが異なる複数のトナーカートリッジ（消耗品容器）を装着可能な支持部材（消耗品支持部材）を引き出したとき、スペースの無駄を抑制することを可能としている。

しかしながら、大きさが異なる複数のトナーカートリッジを支持部材に装着すると、支持部材自体に無駄なスペースができてしまう。また、大きさが異なることで、トナーカートリッジを生産する成形金型を複数用意しなければならず、生産効率が低下して、延いては、高価なトナーカートリッジをユーザに購入してもらうことになり、ユーザの経費削減に寄与することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、消耗品容器を着脱可能に装着される画像形成装置において、消耗品容器を迅速に交換でき、作業性の向上を図った画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置は、次の通りである。

本発明は、消耗品を収容する消耗品容器（例えば、トナーカートリッジ）が着脱可能に装着される画像形成装置であって、複数の前記消耗品容器を着脱可能に支持する消耗品容器支持部と、前記消耗品容器支持部を移動する移動手段とを備え、前記消耗品容器支持部を、前記移動手段により画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動可能に設け、前記消耗品容器の取り出し方向を、前記消耗品容器を画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動する方向に対して、水平面において略直角方向となるように構成し、前記消耗品容器支持部を、画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置に移動するとき、前記消耗品容器支持部に収容された前記消耗品容器が順次露出するように設け、最初に露出する前記消耗品容器内の消耗品を、可視光域における黒色、または無色とすることを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置によれば、消耗品を収容する消耗品容器（例えば、トナーカートリッジ）が着脱可能に装着される画像形成装置であって、複数の前記消耗品容器を着脱可能に支持する消耗品容器支持部と、前記消耗品容器支持部を移動する移動手段とを備え、前記消耗品容器支持部を、前記移動手段により画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動可能に設け、前記消耗品容器の取り出し方向を、前記消耗品容器を画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動する方向に対して、水平面において略直角方向となるように構成し、前記消耗品容器支持部を、画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置に移動するとき、前記消耗品容器支持部に収容された前記消耗品容器が順次露出するように設け、最初に露出する前記消耗品容器内の消耗品を、可視光域における黒色、または無色とすることで、消耗品容器の交換を迅速に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を断面図で示す説明図である。 前記現像装置に装着される中間ホッパの構造を示す説明図である。 （ａ）は前記画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジの構成を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。 前記画像形成装置の構成を示す斜視図である。 前記画像形成装置においてトナーカートリッジトレイが移動した状態を示す平面図である。 前記画像形成装置においてトナーカートリッジトレイが装置内に装着された状態を示す平面図である。 （ａ）は前記トナーカートリッジトレイが移動した状態を示す側面図、（ｂ）は前記トナーカートリッジトレイが装置内に装着された状態を示す側面図である。 前記トナーカートリッジトレイを移動するトナーカートリッジトレイ移動部を備えた変形例の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置におけるトナーカートリッジと装置本体駆動側との連結構造を示す説明図である。 （ａ）は前記トナーカートリッジと装置本体駆動側とを連結した状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。 前記トナーカートリッジの駆動部の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る画像形成装置の変形例の構成を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。

本実施形態は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置（図示省略）と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備え、トナー補給装置には消耗品情報を記憶する記憶手段を備えた消耗品を収容するトナーカートリッジ（消耗品容器）を着脱可能に装着され、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００であって、この画像形成装置の特徴的な構成として、本発明に係る画像形成装置の構成を採用したものである。

まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

画像形成装置１００は、図１に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（例えば、記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、転写部６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部に設けられた画像読取り部９０の上側には、原稿が載置される透明ガラスからなるプラテンガラス（原稿載置台）９２が設けられ、そのプラテンガラス９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。

自動原稿処理装置１２０は、プラテンガラス９２の上に自動で原稿を搬送する。
また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、プラテンガラス９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。
従って、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

また、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）以外にも、例えばシアン（Ｃ）およびマゼンタ（Ｍ）と同一の色相で濃度がより薄い特性をもつライトシアン（ＬＣ）およびライトマゼンタ（ＬＭ）を加えた６色であっても良い。
これら６色とすることで、より鮮明な高画質のフルカラー画像を得ることができる。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。

露光ユニット１は、外部から入力した画像データまたは原稿から読み取って得られた画像データに応じて、帯電された感光体ドラム３を露光することにより、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３の表面に形成する画像書込み装置である。露光ユニット１には、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。

現像装置２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ）のトナーにより顕像化するものである。

感光体ドラム３は、円筒状を呈し、露光ユニット１の上方に配設され、その表面がクリーナユニット４によりクリーニングされ、クリーニングされた表面が帯電器５により均一に帯電される。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている転写部６は、無端状の中間転写ベルト（無端ベルト）６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動するように構成されている。

中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成され、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１上に順次重ね合わせて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。

中間転写ローラ６４は、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラであって、中間転写ベルト６１に対して感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与えるようにされている。詳しくは、中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

上述したように、各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト６１上に積層される。積層された画像情報としてのトナー像は、中間転写ベルト６１とともに搬送されて、搬送される用紙と中間転写ベルト６１との接触位置（２次転写位置，所定位置）に移動し、この接触位置に配置されている転写ローラ１０によって用紙上に転写される。

中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われずに中間転写ベルト６１に残存したトナーは、次工程で形成されるトナー像に対してトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように構成されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、装置本体１１０の外側部には、外側より用紙を供給可能な手差し給紙カセット８２が設けられている。
この手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用する用紙を複数枚積載することができる。装置本体１１０の上方には、印刷済みの用紙をフェイスダウンで集積するための排紙トレイ９１が設けられている。

また、装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２の用紙を転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１乃至手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って設けられている。尚、搬送ローラ１２ｂは、用紙を排紙トレイ９１に排出する排紙ローラとして機能するため、排紙ローラと称する。

ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１０に搬送する機能を有している。

定着ユニット７は、定着ローラ７０として１対のヒートローラ７１と加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、用紙を挟んで回転搬送するようになっている。

ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、対向して配置されて、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との圧接箇所には、定着ニップ部が形成されている。

ヒートローラ７１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって温度制御される。この制御部は、ヒートローラ７１の周囲に設けられたヒートローラ７１の温度と検出する図示しない温度検出器（非接触式のサーミスタ）からの検出信号に基づいてヒートローラ７１の表面温度が１６０〜２００℃の範囲となるように制御する。

また、ヒートローラ７１は、加圧ローラ７２とともにトナーを用紙に熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。また、ヒートローラ７１には、図１に示すように、ヒートローラ７１を外部から定着するための外部定着ベルト７３が設けられている。

一方、加圧ローラ７２も、ヒートローラ７１と同様に円筒状の金属製の芯金の周面に弾性層が設けられて構成されている。そして、ヒートローラ７１に対して所定の圧力で当接されるようになっている。

そして、画像形成装置１００は、図示しないネットワーク回線（ＬＡＮ、電話回線等）を介してＰＣ、ＦＡＸ、およびメーカー、販売先またはリース先等のデータ管理サーバに接続されている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１００を構成する現像装置２の構成について図面を参照して説明する。
図２は本実施形態の画像形成装置を構成する現像装置の構成を断面図で示す説明図、図３は前記現像装置に装着される中間ホッパの構造を示す説明図である。

現像装置２は、図２に示されるように、現像ローラ２３１、第１および第２トナー搬送ローラ２３２，２３３、現像槽２３４、トナー濃度センサ２３５、ならびにドクターブレード２３６を有している。

現像槽２３４は、現像装置２の外装部を形成するものであり、上部に現像剤であるトナーを導入するためのトナー導入口２３４ａが開口形成されている。また、現像槽２３４の感光体ドラム３に面する側には、開口部２３４ｂが形成されている。現像槽２３４の内部には、現像ローラ２３１、第１トナー搬送ローラ２３２および第２トナー搬送ローラ２３３が配設されている。

現像ローラ２３１は、現像槽２３４に形成された開口部２３４ｂ付近に設けられており、開口部２３４ｂから露出して感光体ドラム３と当接または近接している。この現像ローラ２３１は、上述した磁気ブラシを形成するためのマグネットローラとなっている。

第１トナー搬送ローラ２３２および第２トナー搬送ローラ２３３は、現像槽２３４の底部側で現像ローラ２３１と平行になるように配置され、現像槽２３４内に供給されたトナーをキャリアとともに撹拌しながら現像ローラ２３１に搬送する。また、現像槽２３４の底部には、トナー濃度センサ２３５が設けられている。このトナー濃度センサ２３５は透磁率センサであり、現像槽２３４内のトナーとキャリアとの割合を検知する。

また、現像装置２の上方に配設されたトナー補給装置７００は、トナーを供給するトナーカートリッジ（消耗品容器）５００と、トナーカートリッジ５００を配置するトナーカートリッジトレイ４００と、トナーカートリッジトレイ４００の下方に配置された中間ホッパ６００と、中間ホッパ６００を介してトナーカートリッジ５００から供給されたトナーを現像装置２に導くためのトナー搬送路６１２と、図示しない第１、第２のモータとを備える。

中間ホッパ６００は、図３に示すように、第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３と、仕切り板６０７と、補給口６１１と、圧電センサ２１６と、トナー補給口（供給口）６１３とを備える。

第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３は、トナーカートリッジ５００から補給口６１１に補給された現像剤であるトナーを攪拌して搬送し、供給口６１３から排出する。
具体的には、第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３は、攪拌翼６０５を有し、現像装置２の背面側に配された第２モータ（図示せず）から駆動力が伝達されるギアが取り付けられており、ギアから伝達される駆動力により回転し、トナーを攪拌する。

また、第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３は、それぞれ同一の形状を有し、それぞれの攪拌翼６０５は螺旋状に形成されている。このため、第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３は、回転により１方向にトナーを搬送することができる。第２モータは、第１搬送スクリュー６０１が回転によりトナーを前面側から背面側に搬送する向きに第１搬送スクリュー６０１を駆動する。また、第２搬送スクリュー６０３が回転によりトナーを背面側から前面側に搬送する向きに駆動する。

第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３の間には、両者の間を仕切る仕切り板６０７が配設されている。これにより、第１搬送スクリュー６０１が配されている第１搬送経路６１５と、第２搬送スクリュー６０３が配されている第２搬送経路６１７とが仕切り板６０７により区画される。

ここで、仕切り板６０７は、中間ホッパ６００の内部を、その長手方向の両端部となる背面側と前面側とを除いて仕切り、第１および第２搬送スクリュー６０１，６０３の回転軸方向の両端部を中間ホッパ６００の壁面から離間して配置されている。これにより、中間ホッパ６００における背面側と前面側とに、第１搬送経路６１５と第２搬送経路６１７とを連通する連絡部がそれぞれ形成されている。

したがって、補給口６１１から補給されたトナーは、第１搬送スクリュー６０１により第１搬送経路６１５を前面側から背面側に搬送された後、背面側の連結部を通って第２搬送経路６１７に送られ、第２搬送スクリュー６０３により第２搬送経路６１７を背面側から前面側に搬送される。これにより、中間ホッパ６００内のトナーは、第１搬送経路６１５と第２搬送経路６１７とを循環する。また、第２搬送経路６１７に送られたトナーは、供給口６１３から排出され、トナー搬送路６１２を経由して現像装置２に供給される。

圧電センサ２１６は、中間ホッパ６００の内壁面のうち底部、ここでは第１搬送経路６１５の底部に設けられ、外部から加えられる力に応じた電圧を出力する。このため、中間ホッパ６００内のトナー量が多くなると、トナーの自重や底部と第１搬送スクリュー６０１の攪拌翼６０５との挟まりによって生じる圧力が大きくなり、圧電センサ２１６に対して外部から加えられる力は大きくなる。逆に、中間ホッパ６００内のトナー量が少なくなると、トナーの自重や底部と第１搬送スクリュー６０１の攪拌翼６０５との挟まりによって生じる圧力が小さくなり、圧電センサ２１６に対し外部から加えられる力は小さくなる。したがって、圧電センサ２１６は、中間ホッパ６００内のトナー量に応じた電圧を出力する。

次に、トナーカートリッジ５００について図面を参照して説明する。
図４（ａ）は本実施形態の画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジの構成を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。

トナーカートリッジ５００は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、略矩形状断面を有する柱状体で構成され、補給トナーが収容されているトナー収容部５０２を備えている。

トナー収容部５０２の底部（図中下側）にトナー補給口５０３が設けられている。
トナーカートリッジ５００の画像形成装置１００本体に向けて装着される一端部５００ａには、消耗品情報が記憶された記憶部（記憶手段）５０１が設けられている。

記憶部５０１は、ＩＣチップ（例えば、無線ＩＣタグ、接点式ＣＲＵＭなどの不揮発性メモリ）、バーコード、ＱＲコード（登録商標）等の２次元コードの何れかを用いて構成されている。本実施形態では、記憶部５０１には、トナーカートリッジ５００に関する情報を格納するＥＥＰＲＯＭ等を内蔵したデバイス等で構成される不揮発性メモリの接触型ＣＲＵＭが備えられ、このメモリにはトナーカートリッジの型番、製造箇所、トナー残量（逐次更新される）、新品か否か、などの情報が記憶されている。

記憶部５０１には、記憶部位置決めボス５０４が設けられている。この記憶部位置決めボス５０４は、トナーカートリッジ５００を画像形成装置１００に装着する際に、記憶部５０１を画像形成装置１００本体側の記憶部用コネクタ（図示省略）に対して位置決めするための位置決め部材である。図中の符号５０５は接続端子、５０６は記憶部５０１をトナーカートリッジ５００に取付けるための取付け穴を示す。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の特徴的な構成について図面を参照して詳細に説明する。
図５は本実施形態の画像形成装置の構成を示す斜視図、図６は前記画像形成装置においてトナーカートリッジトレイが移動した状態を示す平面図、図７は前記画像形成装置においてトナーカートリッジトレイが装置内に装着された状態を示す平面図、図８（ａ）は前記トナーカートリッジトレイが移動した状態を示す側面図、（ｂ）は前記トナーカートリッジトレイが装置内に装着された状態を示す側面図、図９は変形例として前記トナーカートリッジトレイを移動するトナーカートリッジトレイ移動部の構成を示す説明図である。

画像形成装置１００は、図５〜図９に示すように、少なくとも１つ以上のトナーカートリッジ（消耗品容器）５００を画像形成装置１００に着脱可能に支持するトナーカートリッジトレイ（消耗品容器支持部）４００を備えている。

画像形成装置１００の操作側には、液晶パネルを用いた表示部２０４、テンキーなどで構成される入力部２０５が設けられている。

本実施形態では、表示部２０４に加えて、図５に示すように、画像形成装置１００の上部でユーザから視認性が良い位置に、別途第２の表示装置１２０４が配置されている。第２の表示装置１２０４は、トナーカートリッジ５００にトナーが無くなったときにトナーカートリッジ５００の交換を知らせる。

第２の表示装置１２０４は、液晶パネル等を備えて画像を表示可能な表示部１２０４ａ、表示部１２０４ａを回動可能に支持する支持部１２０４ｂを備えている。

このように、第２の表示装置１２０４を画像形成装置１００の本体と別体で設けたことで、ユーザにとって視認性が良好になる。また、表示部１２０４ａを回動可能に構成することで、ユーザにとってさらに視認性が良好な方向に向けることができる。

トナーカートリッジトレイ４００は、画像形成装置１００の操作側を正面とすると、図５，図６に示すように、図中右側の一側面側に出没可能に構成されている。トナーカートリッジトレイ４００上には、複数のトナーカートリッジ５００が装置内に装着された状態で、各々のトナーカートリッジ５００に対応する現像装置２と対向する位置に並設配置される。

具体的には、本実施形態の画像形成装置１００においては、フルカラー画像に対応したブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のカラートナーが収納されたトナーカートリッジ５００に加えて、フルカラー画像の光沢性を高めるための無色のトナーが収納されたトナーカートリッジ５００が装着されている。

各色に対応したトナーカートリッジ５００は、その外観形状を略同形状で形成され、トナーカートリッジ５００を構成する筐体の体積（または、容積）もまた同体積（または、同容積）に構成されている。

トナーカートリッジトレイ４００上には、図６，図７に示すように、図中左側から右側に向かい、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）、無色の順に５本のトナーカートリッジ５００が装着されている。

そして、トナーカートリッジトレイ４００は、図６に示すように、画像形成装置１００の外側に突出した状態になるときは、最初に無色のトナーが収納されたトナーカートリッジ５００が露出して、次に黒色トナー用のトナーカートリッジ５００が露出するようになっている。

すなわち、消費量が多いトナー（無色のトナーや黒色トナー）が収納されたトナーカートリッジ５００を交換する際には、トナーカートリッジトレイ４００を大きく移動すること無く、少ない移動量で、トナーカートリッジ５００を露出させて交換可能な状態にすることができる。

ここで無色のトナーと黒色トナーとの違いを説明する。
各トナーの製造方法は、一般的な粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、エステル伸張法などを用いることができる。無色のトナーと黒色トナーとの大きな違いは、黒色トナーの場合は、その材料に結着樹脂、着色剤、離型剤、荷電制御剤、その他に添加剤等を用いるが、着色剤にカーボンブラックや磁性粉等の黒色着色剤を用いる。しかし、無色トナーの場合は、結着樹脂、離型剤、荷電制御剤、その他に添加剤等を用いる。

また、トナーカートリッジトレイ４００には、図５に示すように、突出側端部４００ａにユーザが手動でトナーカートリッジトレイ４００を引き出せるように取手部４０１が設けられている。

さらに、トナーカートリッジトレイ４００には、図６，図７に示すように、トナーカートリッジトレイ４００の移動方向に沿った一側面の装置内側端部４００ｂ寄りに、トナーカートリッジトレイ抜け止め部４０２が設けられている。

トナーカートリッジトレイ抜け止め部４０２は、トナーカートリッジトレイ４００を画像形成装置１００の装置本体１１０から引き出して全てのトナーカートリッジ５００を着脱可能な状態に配置したときに、装置本体１１０内に設けられたストッパ４０３に当接することで装置本体１１０から脱落しないようにするものである。

トナーカートリッジトレイ４００は、図示しないガイド部に沿って画像形成装置１００の装置本体１１０内への挿脱が可能とされている。

なお、本実施形態では、トナーカートリッジトレイ４００を手動で移動操作するように構成しているが、例えば、トナーカートリッジトレイ４００を自動で移動操作するようにしたものであってもよい。

以下に、本実施形態の変形例１を示す。
変形例１は、図９に示すように、トナーカートリッジトレイ４００を移動するトナーカートリッジトレイ移動部４３０を設けたものである。

トナーカートリッジトレイ４００には、トナーカートリッジトレイ４００を移動するトナーカートリッジトレイ移動部４３０を構成するラック４１０が設けられている。ラック４１０は、トナーカートリッジトレイ４００の移動方向に沿った一側面に、トナーカートリッジトレイ４００が画像形成装置１００の装置本体１１０から出没可能な範囲（距離）に相当する範囲にわたり、移動方向に沿って直線状に歯が形成されている。

さらに、ラック４１０に隣接して、トナーカートリッジトレイ移動部４３０を構成する駆動ギア（ピニオンギア）４２０が設けられている。駆動ギア４２０は、ラック４１０と噛み合ってトナーカートリッジトレイ４００を移動させるもので、図示しないモータにより駆動制御されている。すなわち、トナーカートリッジトレイ４００は、トナーカートリッジトレイ移動部４３０としてラック４１０と駆動ギア４２０とにより移動するように構成されている。

このように構成することで、トナーカートリッジトレイ４００を自動で移動操作することができる。

次に、トナーカートリッジトレイ４００が装置本体１１０内に装着された時のトナーカートリッジ５００と駆動側の連結構造について図面を参照して説明する。
図１０は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナーカートリッジと装置本体駆動側との連結構造を示す説明図、図１１（ａ）は前記トナーカートリッジと装置本体駆動側とを連結した状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。

トナーカートリッジ５００は、図１０に示すように、筐体５１０と、トナーを搬送するトナー搬送部材５２０と、回転駆動をトナー搬送部材５２０に伝達するトナーカートリッジ側カップリング５３０とを備えている。筐体５１０の底部には、トナーカートリッジ５００から中間ホッパ６００にトナーを補給するトナー補給口５４０が形成されるとともに、トナー補給口５４０を開閉するトナーカートリッジシャッター５５０が設けられている。

トナー補給口５４０は、トナーカートリッジ５００がトナーカートリッジトレイ４００に装着された状態で、トナーカートリッジトレイ４００が装置本体１１０に挿入されて画像形成位置に装着された時に、中間ホッパ６００のトナー供給口（図示省略）と対向するようになっている。

画像形成装置１００の装置本体１１０には、トナーカートリッジ側カップリング５３０に駆動を伝達する本体側カップリング１３０を回転自在に支持する本体側カップリング支持部材１４０が設けられている。

本体側カップリング支持部材１４０は、図示しない駆動部材によってトナーカートリッジ５００に対して接近・離間するように移動可能に構成されている。

本体側カップリング支持部材１４０には、トナーカートリッジ５００が装置本体１１０内に装着された状態で、トナーカートリッジ５００のトナーカートリッジシャッター５５０に対向する位置にカートリッジシャッター押圧部１４１が設けられている。

カートリッジシャッター押圧部１４１は、本体側カップリング支持部材１４０がトナーカートリッジ５００に向かって移動することにより、図１１（ａ）に示すように、トナーカートリッジシャッター５５０に当接して、トナーカートリッジシャッター５５０を移動させてトナー補給口５４０を開口状態にするように構成されている。

カートリッジシャッター押圧部１４１には、図１１（ｂ）に示すように、トナーカートリッジシャッター５５０を移動させてトナー補給口５４０を開口状態にする位置で、少なくともトナー補給口５４０と対向する部分を切り欠いた切欠部１４２が形成されている。

ここで、トナーカートリッジ側カップリング５３０と本体側カップリング１３０との連結動作について説明する。
図１２は本実施形態のトナーカートリッジの駆動部の構成を示す説明図である。

本体側カップリング支持部材１４０の移動は、例えば、トナーカートリッジトレイ４００を移動させる駆動ギア４２０の回転数に基づき、トナーカートリッジトレイ４００の移動位置を検出する。

そして、トナーカートリッジトレイ４００上に装着されたトナーカートリッジ５００のトナーカートリッジ側カップリング５３０と本体側カップリング１３０とが対向する位置にきたとき、図１１（ａ）に示すように、本体側カップリング支持部材１４０をトナーカートリッジ５００側に向かって移動させて、トナーカートリッジ側カップリング５３０と本体側カップリング１３０とを連結させる。

本体側カップリング１３０には、図１２に示すように、トナーカートリッジ側カップリング５３０と同じ形状の連結受け穴１３１が形成されている。この連結受け穴１３１にトナーカートリッジ側カップリング５３０を嵌合させることで本体側カップリング１３０とトナーカートリッジ側カップリング５３０とが連結される。

なお、本体側カップリング１３０の軸芯とトナーカートリッジ側カップリング５３０の軸芯とが合致しないと、連結受け穴１３１の凹部１３１ａとトナーカートリッジ側カップリング５３０の凸部５３０ａとが衝突して摩耗損傷する。

トナーカートリッジ側カップリング５３０は、図１２に示すように、嵌合吸収ばね５３１により本体側カップリング１３０側に押し付けられることで安定した状態で連結される。

このとき、トナーカートリッジ５００のトナーカートリッジシャッター５５０は、本体側カップリング支持部材１４０のカートリッジシャッター押圧部１４１によりトナー補給口５４０が開口する位置まで移動する。そして、図１１（ｂ）に示すように、カートリッジシャッター押圧部１４１の切欠部１４２がトナー補給口５４０と対向する位置に配置される。これにより、トナー補給口５４０は中間ホッパ６００へのトナー供給が可能な状態となる。

トナーカートリッジ５００の記憶部５０１が接触式のＣＲＵＭであった場合は、本体側カップリング１３０のトナーカートリッジ側カップリング５３０側への移動に合わせて、本体側の図示しない検知部が接触式のＣＲＵＭ側へ移動し、通信が可能となる。

なお、トナーカートリッジ５００の記憶部５０１が非接触式のＩＣタグの場合は、実質通信距離が３０ｍｍ程度あるので、本体側の図示しない検知部が非接触式のＩＣタグへ移動する必要はない。

次に、本実施形態の画像形成装置１００の特徴的な構成についてブロック図を参照して説明する。
図１３は本実施形態の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、図１３に示すように、電気的構成として、画像形成装置１００の動作を制御する制御部２０１、記憶部（記憶手段）２０２、判定部（判定手段）２０３、表示部２０４、入力部２０５、ネットワーク回線を介してＰＣ等とＬＡＮ接続等を行う通信部２０６、画像処理を行う画像処理部２０８、画像形成を行う画像形成部２０９、トナー像の定着処理を行う定着部２１０、スキャナにおいて画像の読み取りを行う読取部２０７、後処理装置２００（図１３の周辺機器を指す）の動作を制御する制御部２１１などを備えている。

制御部２０１は、表示部２０４、入力部２０５、通信部２０６、読取部２０７、画像処理部２０８、画像形成部２０９、定着部２１０、トナー濃度センサ２３５（図２を参照）、とそれぞれ接続され、画像形成装置１００全体を制御する。

なお、制御部２０１が実行するプログラムを記憶する記憶媒体としては、メモリカードに限られず、フレキシブルディスク、光ディスク、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリ等の媒体であってもよい。

通信部２０６は、制御部２０１からの指示に従って、接続された外部の機器との間でデータを送受信する。

読取部２０７は、原稿読取位置まで搬送されてきた原稿に光を照射する光源と、原稿で反射した光を受光する光電変換素子とを含み、原稿のサイズに応じた原稿画像を走査する。光電変換素子は、受光した光を電気信号である画像データに変換して、画像処理部２０８に出力する。

画像処理部２０８は、読取部２０７から入力される画像データにシェーディング補正などの各種のデータ処理を施した後、画像形成部２０９に出力する。給紙部（図示しない）は、給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２に収納された用紙を画像形成部２０９に搬送する。

画像形成部２０９は、データ処理後の画像データに基づいて、給紙部（図示しない）により搬送される用紙に画像を形成する。そして、画像形成部２０９は、画像を形成した後の用紙を排紙トレイ９１上に排出する。

定着部２１０（図１の定着ユニット７に相当）は、画像形成部２０９にて用紙上に形成されたトナー画像を溶融させて用紙に定着させる。

トナー濃度センサ２３５は、例えば透磁率センサであり、現像装置２の底面周辺の単位体積当りのキャリアに含まれる鉄分の透磁率を読み取る。透磁率が大きいほどトナー濃度は小さい。トナー濃度センサ２３５は、読み取った透磁率を制御部２０１に出力する。

表示部２０４は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動を利用した電子ペーパー等のディスプレイ、プラズマディスプレイ(ＰＤＰ)、プラズマチューブアレイディスプレイ（ＰＴＡＤ）、電子放出素子を用いたディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）等の表示装置であり、ユーザに対する設定画面等の指示メニューや取得した画像データに関する情報を含む画面を表示する。

入力部２０５は、複数のキーを備え、キーに対応するユーザの操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付ける。

なお、入力部２０５が備える複数のキーは、スイッチを備えたハードキーである。また、入力部２０５は、キーの一部としてタッチパネルを含んでいても、あるいはタッチパネルそのもので構成されていてもよい。

入力部２０５がタッチパネルを含む場合、あるいはタッチパネルから構成されている場合、タッチパネルは、表示部２０４上に設けられる。本実施形態の入力部２０５は、タッチパネルを含んでいるものとする。なお、指装着型のウェアラブル・インタフェースを用いたジェスチャ入力を用いてもよい。

判定部２０３は、図示しない検知部により検出された検出結果（トナーの残量）に基づき、トナーカートリッジ５００内のトナーが無くなったか否かを判定する。また、図示しない検知部によりトナーカートリッジ５００が検出されたか否かの検出結果に基づき、トナーカートリッジ５００が装着されたか否かを判定する。また、図示しない検知部によりトナーカートリッジトレイ４００が検出されたか否かの検出結果に基づき、トナーカートリッジトレイ４００が装着されたか否かを判定する。

次に、本実施形態の画像形成装置１００におけるトナーカートリッジ５００を交換、装着する時の操作について図面を参照して説明する。

画像形成装置１００において、トナーカートリッジ５００を交換（または装着）する場合は、図６，図８（ａ）に示すように、トナーカートリッジトレイ４００を自動または手動で画像形成装置１００の内側から外側に突出させる。

このとき、トナーカートリッジトレイ４００は、画像形成装置１００の外側に突出して露出され、トナーカートリッジトレイ４００内に収容されたトナーカートリッジ５００が交換可能な状態となる。

具体的には、画像形成装置１００においては、トナーカートリッジ５００の交換は、消費量の多いトナーのトナーカートリッジ５００、すなわち、黒色トナー用のトナーカートリッジ５００の交換頻度が多くなる。また、光沢性を重要視するグラフィックデザイナー等では、最も無色透明トナーの消費量が多くなるため、無色のトナーのトナーカートリッジ５００の交換頻度が最も多くなる。

本実施形態では、トナーカートリッジトレイ４００は、図６に示すように、画像形成装置１００の外側に突出した状態になるときは、最初に無色のトナーが収納されたトナーカートリッジ５００が露出して、次に黒色トナー用のトナーカートリッジ５００が露出するようになっている。

これにより、無色のトナーや黒色トナー用のトナーカートリッジ５００を交換する場合は、トナーカートリッジトレイ４００を大きく移動すること無く、少ない移動量で、トナーカートリッジ５００を交換可能な状態にすることができる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、カラー画像を形成するトナーや無色のトナーが収納されたトナーカートリッジ５００を着脱可能に装着される画像形成装置１００において、少なくとも１つ以上のトナーカートリッジ５００を画像形成装置１００に着脱可能に支持するトナーカートリッジトレイ４００を備えて、前記消耗品容器の外観形状を略同形状とし、トナーカートリッジトレイ４００を画像形成装置１００本体内部から外側へ移動可能に設け、トナーカートリッジトレイ４００が画像形成装置１００から突出してトナーカートリッジトレイ４００に収容されたトナーカートリッジ５００を露出した状態にするとき、トナーカートリッジトレイ４００に収容されるトナーカートリッジ５００のうちで無色のトナーが収納されたトナーカートリッジ５００が最初に露出するように設け、次に黒色トナー用のトナーカートリッジ５００を露出するように設けたことで、トナー消費量が多く、且つ、交換頻度が多いトナーのトナーカートリッジ５００の交換を迅速に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、トナーカートリッジトレイ４００の移動量を最小限にすることができるので、トナーカートリッジ５００の交換頻度が多いことにより該トナーカートリッジ５００から漏れでたトナーによるトナーカートリッジトレイ４００上に飛散したトナーの汚染の清掃を迅速に行うことができる。これにより、トナー汚れのない良好な印刷物を入手できる。

さらに、トナーカートリッジトレイ４００の移動量を最小限にすることができるので、トナーカートリッジトレイ４００やその移動に係る部材の磨耗を抑制することができる。

なお、上述した実施形態や変形例では、トナーカートリッジトレイ４００を画像形成装置１００の一側面側に出没可能に構成しているが、本発明は、トナーカートリッジトレイ４００を移動する構成をこれに限定するものではなく、例えば、変形例２として、図１４に示すように、トナーカートリッジトレイ４００を操作側（装置前面側）に突出移動するようにしたものであってもよい。

このように構成することで、トナーカートリッジ交換をユーザが正面で行うことができるので、作業性の向上を図るとともに、トナーカートリッジ交換作業終了後のトナーカートリッジトレイ４００の誤操作を防止することができる。

また、上述した実施形態や変形例では、複数のトナーカートリッジ５００を装着可能な画像形成装置１００に適用した例について説明したが、感光体や帯電装置、現像装置等を一体的に構成したカートリッジユニットを交換可能な画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置に限定されるものではなく、その他の構成を備える画像形成装置にも展開が可能である。

以上のように、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００，１１００ 画像形成装置
１１０ 装置本体
４００ トナーカートリッジトレイ（消耗品容器支持部）
４０１ 取手部
４３０ トナーカートリッジトレイ移動部
５００ トナーカートリッジ（消耗品容器）
６００ 中間ホッパ
７００ トナー補給装置

Claims (6)

1. 消耗品を収容する消耗品容器が着脱可能に装着される画像形成装置であって、
   複数の前記消耗品容器を着脱可能に支持する消耗品容器支持部と、前記消耗品容器支持部を移動する移動手段と、を備え、
   前記消耗品容器支持部は、前記移動手段により画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動可能に設けられ、
   前記消耗品容器の取り出し方向は、前記消耗品容器を画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置へ移動する方向に対して、水平面において略直角方向となるように構成され、
   前記消耗品容器支持部が、画像形成可能な位置から前記消耗品容器を取り出し可能な位置に移動するとき、前記消耗品容器支持部に収容された前記消耗品容器が順次露出するように設けられ、
   最初に露出する前記消耗品容器内の消耗品は、可視光域における黒色、または無色とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、前記消耗品により所定位置で出力画像を形成する画像形成部を備え、
   前記消耗品容器は、前記画像形成部とは別体で構成され、前記画像形成部に前記消耗品を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記消耗品容器支持部には、黒色トナーが収容された消耗品容器の後に、シアン、マゼンタ、イエローの順にカラートナーが収容された消耗品容器が露出するように配置されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記移動手段は、ギア部材を備え、前記ギア部材の回転により前記消耗品容器支持部を移動することを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記消耗品容器は、前記消耗品容器支持部の移動方向に対して略垂直方向に装着されることを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記消耗品容器支持部は、前記画像形成装置に対する抜け止め部材を備えることを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。

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