JP2001154439A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間使用しても画質変化の生じない、トナ
ーリサイクル機構を搭載したカラー画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 イエロートナーを用いる画像形成部ＹＧ
を第１画像形成部Ｇ１、マゼンタトナーを用いる画像形
成部ＭＧを第２画像形成部Ｇ２、シアントナーを用いる
画像形成部ＣＧを第３画像形成部Ｇ３、ブラックトナー
を用いる画像形成部ＢＧを最終段の第４画像形成部Ｇ４
としてそれぞれ配備し、第１画像形成部Ｇ１、第２画像
形成部Ｇ２、第３画像形成部Ｇ３および第４画像形成部
Ｇ４の各感光体から除去した未転写トナーＴｒを第４画
像形成部Ｇ４の現像器Ｄ４に回収し、該回収トナーを、
現像器Ｄ４に供給された未使用のブラックトナーととも
に画像形成に再使用する。こうすることにより、各単色
画像形成部におけるトナー濃度制御の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原図をイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの画像に色分解し、これら
の色分解画像に対応する着色トナーを用いて転写紙等の
転写部材へ単色画像を順次転写することで最終カラー画
像を得るカラー複写機、カラープリンタ、カラーファク
シミリに代表されるフルカラー画像形成装置に関し、よ
り詳しくは、未転写トナー（転写残トナー）を再使用す
るためのトナーリサイクルシステムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、モノクロ複写機やモノクロプリン
タでは、廃棄トナー用タンクを必要としないトナーリサ
イクルシステムが搭載されることが多くなってきた。し
かし、フルカラー複写機や、フルカラープリンタでは、
モノクロよりも高画質が要求されていること、混色の問
題等により、トナーリサイクルシステムは殆ど実用化さ
れていない。上記カラー画像形成装置では、高画質が要
求されているため画像面積率の高い原稿が多く、したが
ってベタの追従性が重要である。２成分磁気ブラシ現像
法を使用するフルカラー画像形成装置では、高トナー濃
度で使用することが多く、地肌汚れに対する余裕度が低
い。さらに、トナーリサイクルシステムを搭載した場
合、リサイクルトナーの帯電量低下が原因して、地肌汚
れを防止するうえで不利となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、長期間使用しても画質変化の生じないトナーリサ
イクル機構を搭載したフルカラーコピー、フルカラープ
リンタ等のカラー画像形成装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明は、高画像面積の原稿が少なく、ベタ追従性の必要度
が低い黒現像器（ブラックトナーを用いる現像器）に、
それぞれの単色画像形成部の感光体から未転写トナーを
除去して戻すことにより、単色画像形成部におけるトナ
ー濃度制御の精度を上げるように構成したものである。

【０００５】請求項１に記載のカラー画像形成装置は、
図１に示すように、イエロートナーを用いる画像形成部
と、マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナ
ーを用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像
形成部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に
配備し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナ
ー像を転写部材Ｐへ順次転写することにより最終のカラ
ー画像を得るカラー画像形成装置において、前記ブラッ
クトナーを用いる画像形成部ＢＧを最終段の第４画像形
成部Ｇ４として配置し、第１画像形成部Ｇ１、第２画像
形成部Ｇ２、第３画像形成部Ｇ３および第４画像形成部
Ｇ４の各感光体から除去した未転写トナーＴｒを前記第
４画像形成部Ｇ４の現像器Ｄ４に回収し、該回収トナー
を前記現像器Ｄ４に供給された未使用のブラックトナー
とともに画像形成に再使用するようにしたことを特徴と
する。

【０００６】請求項２に記載のカラー画像形成装置は、
図１に示すように、請求項１においてイエロートナーを
用いる画像形成部ＹＧを第１画像形成部Ｇ１、マゼンタ
トナーを用いる画像形成部ＭＧを第２画像形成部Ｇ２、
シアントナーを用いる画像形成部ＣＧを第３画像形成部
Ｇ３、ブラックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第４画
像形成部Ｇ４として、それぞれ配備したことを特徴とす
る。

【０００７】請求項３に記載のカラー画像形成装置は、
図２に示すように、イエロートナーを用いる画像形成部
と、マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナ
ーを用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像
形成部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に
配備し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナ
ー像を転写部材Ｐへ順次転写することにより最終のカラ
ー画像を得るカラー画像形成装置において、前記ブラッ
クトナーを用いる画像形成部ＢＧを最終段の第４画像形
成部Ｇ４として配置し、第２画像形成部Ｇ２、第３画像
形成部Ｇ３および第４画像形成部Ｇ４の各感光体から除
去した未転写トナーＴｒを前記第４画像形成部Ｇ４の現
像器Ｄ４に回収し、該回収トナーを前記現像器Ｄ４に供
給された未使用のブラックトナーとともに画像形成に再
使用するようにしたことを特徴とする。

【０００８】請求項４に記載のカラー画像形成装置は、
図２に示すように、請求項３において、イエロートナー
を用いる画像形成部ＹＧを第１画像形成部Ｇ１、マゼン
タトナーを用いる画像形成部ＭＧを第２画像形成部Ｇ
２、シアントナーを用いる画像形成部ＣＧを第３画像形
成部Ｇ３、ブラックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第
４画像形成部Ｇ４としてそれぞれ配備したことを特徴と
する。なお、図２の画像形成装置では、第１画像形成部
Ｇ１の感光体から除去した未転写トナーＴｒをこの第１
画像形成部Ｇ１の現像器Ｄ１に回収し、この回収トナー
を、上記現像器Ｄ１に供給された未使用のイエロートナ
ーとともに画像形成に再使用するように構成されてい
る。

【０００９】請求項５に記載のカラー画像形成装置は、
図３に示すように、イエロートナーを用いる画像形成部
と、マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナ
ーを用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像
形成部とを、転写部材Ｐの移動方向に沿って直列に４段
に配備し、それぞれの画像形成部において感光体上のト
ナー像を転写部材Ｐへ順次転写することにより最終のカ
ラー画像を得るカラー画像形成装置において、前記ブラ
ックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第３画像形成部Ｇ
３として配置し、第１画像形成部Ｇ１、第２画像形成部
Ｇ２、第３画像形成部Ｇ３および最終段の第４画像形成
部Ｇ４の各感光体から除去した未転写トナーＴｒを前記
第３画像形成部Ｇ３の現像器Ｄ３に回収し、該回収トナ
ーを前記現像器Ｄ３に供給された未使用のブラックトナ
ーとともに画像形成に再使用するようにしたことを特徴
とする。

【００１０】請求項６に記載のカラー画像形成装置は、
図４に示すように、イエロートナーを用いる画像形成部
と、マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナ
ーを用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像
形成部とを、転写部材Ｐの移動方向に沿って直列に４段
に配備し、それぞれの画像形成部において感光体上のト
ナー像を転写部材Ｐへ順次転写することにより最終のカ
ラー画像を得るカラー画像形成装置において、前記ブラ
ックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第２画像形成部Ｇ
２として配置し、第１画像形成部Ｇ１、第２画像形成部
Ｇ２、第３画像形成部Ｇ３および最終段の第４画像形成
部Ｇ４の各感光体から除去した未転写トナーＴｒを前記
第２画像形成部Ｇ２の現像器Ｄ２に回収し、該回収トナ
ーを前記現像器Ｄ２に供給された未使用のブラックトナ
ーとともに画像形成に再使用するようにしたことを特徴
とする。

【００１１】請求項７に記載のカラー画像形成装置は、
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記第１、第２、第
３および第４画像形成部Ｇ１〜Ｇ４のすべてが２成分磁
気ブラシ現像法によるものであり、前記ブラックトナー
を用いる画像形成部ＢＧでは、現像器内のブラックトナ
ーのトナー濃度測定（より正確には、現像剤のトナー濃
度測定）を、透磁率センサーによる透磁率測定によって
行うとともに、該透磁率が所定範囲内にあるように、前
記現像器に適宜色のトナーを適宜量補給することによ
り、前記現像器内のブラックトナーのトナー濃度を所定
範囲内に制御することを特徴とする。

【００１２】以下、本発明を完成させるために行った検
討内容および結果について、図面をもとに説明する。図
９は本発明を完成させるための実験に使用した、トナー
リサイクル機構を搭載したカラー画像形成装置（感光体
フルカラーシステム）の構成説明図である。図１０は上
記実験の結果に係るもので、転写器への印加電圧と、逆
転写トナー量との関係を示すグラフである。

【００１３】上記カラー画像形成装置では、互いに色の
異なる複数の単色画像形成部が転写部材Ｐの移動方向に
沿って直列に４段に設けられている。具体的には、イエ
ロートナーを用いる画像形成部ＹＧを第１画像形成部Ｇ
１、マゼンタトナーを用いる画像形成部ＭＧを第２画像
形成部Ｇ２、シアントナーを用いる画像形成部ＣＧを第
３画像形成部Ｇ３、ブラックトナーを用いる画像形成部
ＢＧを第４画像形成部Ｇ４として、転写部材Ｐ（転写紙
など）の移動方向に沿って順に配備されている。

【００１４】そして、像担持体である感光体１ａ〜１ｄ
の周辺には、それぞれ以下のものが配備されている。す
わなち、色分解された画像データを露光する露光器（書
き込み）２ａ〜２ｄ、上記感光体の表面を帯電させる帯
電器３ａ〜３ｄ、上記色分解された画像データに対応す
る着色トナー（現像剤）を有する現像器４ａ〜４ｄ、感
光体上のトナー像を転写部材Ｐに転写する転写器５ａ〜
５ｄ、感光体上の未転写トナー（転写残トナー）を除去
するクリーナ６ａ〜６ｄ、感光体と上記転写器との間を
循環走行する無端状の搬送ベルト（転写ベルト）７、上
記クリーナにより除去されたトナーを上記現像器に搬送
するリサイクル機構（回収装置）８ａ〜８ｄが配置され
ている。これらのリサイクル機構８ａ〜８ｄは、トナー
の搬送機構であり、スクリューコンベアがその代表的な
ものである。なお、図１において符号１１は駆動ロー
ラ、符号１２は従動ローラを示している。

【００１５】この画像形成装置の作用について説明する
と、搬送ベルト７の走行により転写部材Ｐが図９におい
て左向きに搬送される。この間において転写部材Ｐに
は、第１画像形成部〜第４画像形成部でイエロー、マゼ
ンタ、シアンおよびブラックの順にトナー像が転写され
る。例えば、第１画像形成部Ｇ１では感光体１ａ上のイ
エローのトナー像が転写部材Ｐに転写され、第２画像形
成部Ｇ２では感光体１ｂ上のマゼンタのトナー像が転写
部材Ｐの上記イエロートナー像上に重複した状態で転写
される。このようにして最終段の第４画像形成部Ｇ４で
は、転写部材Ｐ上にイエロー、マゼンタ、シアンおよび
ブラックのトナー像が重複して形成されることになる。

【００１６】また、第１画像形成部Ｇ１の感光体１ａ表
面から除去されたイエローの未転写トナーは、上記クリ
ーナ６ａで除去され、リサイクル機構８ａにより現像器
４ａに回収され、この回収トナーは、この現像器４ａに
供給された未使用のイエロートナーとともに画像形成に
使用される。同様にして、第２画像形成部Ｇ２〜第４画
像形成部Ｇ４の感光体１ｂ〜１ｄの表面から除去された
未転写トナーは、クリーナ６ｂ〜６ｄで除去され、リサ
イクル機構８ｂ〜８ｄにより現像器４ｂ〜４ｄ回収さ
れ、これらの回収トナーは、これら現像器４ｂ〜４ｄに
供給された未使用のトナーとともに画像形成に再度使用
される。このように、図９の画像形成装置では、それぞ
れの画像形成部で発生した未転写トナーを、この発生元
の画像形成部にリサイクルするように構成されている。

【００１７】説明の便宜上、現像器４ａに収容された着
色トナーを第１色、現像器４ｂに収容された着色トナー
を第２色、現像器４ｃに収容された着色トナーを第３
色、現像器４ｄに収容された着色トナーを第４色とす
る。図９の画像形成装置ではそれぞれの画像形成部が独
立しており、上記のようにクリーナ６ａ〜６ｄは、現像
器４ａ〜４ｄ内の着色トナーの転写残トナーを除去する
ようになっている。

【００１８】したがって、これら現像器４ａ〜４ｄ内の
トナー色は一種類のはずである。すなわち、例えば第１
画像形成部Ｇ１のクリーナ６ａで除去・回収されるトナ
ーは第１色のトナーのはずであり、第４画像形成部Ｇ４
のクリーナ６ｄで除去・回収されるトナーは第４色のト
ナーのはずである。

【００１９】しかし、現実には他の画像形成部のトナー
が存在し、混色が発生している。それぞれのクリーナで
除去されるトナーは以下のとおりである。 （１）クリーナ６ａでは第１色トナーのみが除去さ
れ、。 （２）クリーナ６ｂでは第１色トナーおよび第２色トナ
ーが除去され、 （３）クリーナ６ｃでは第１色トナー、第２色トナーお
よび第３色トナーが除去され、 （４）クリーナ６ｄでは第１色トナー、第２トナー、第
３色トナーおよび第４トナーが除去される。つまり、
「Ｎ番目の画像形成部のクリーナで除去されるトナーに
は、Ｎ番目の色のトナーに、それよりも上流側（転写部
材Ｐの移動方向での前段側）にあるすべての色の画像形
成部のトナーが少量ずつ混合している。」ことになる。

【００２０】このようなトナー混色の発生原因を解析し
た結果、あるｎ番目画像形成部の現像器具内の着色トナ
ー像を転写する工程時に、それより上流側に配置された
画像形成部において既に転写部材に転写されているトナ
ー像の一部が感光体に逆転写し、これが転写残トナーと
共にクリーナにより除去され、上記ｎ番目画像形成部の
現像器に回収されるためであることが判明した。

【００２１】転写条件（トナーを転写部材Ｐへ移動させ
る転写電界を発生させるために転写器に印加する電圧）
と、上記逆転写現象との対応を調べたところ、図１０に
示すように、逆転写トナー量が最小となる条件は存在す
るが、「０」となる条件はないことが判明した。これ
は、逆転写トナーは静電力により感光体側に移動してい
るのではないことを示唆しており、それ以外の力に依存
しているものと考えられる。しかし、これらの力は通
常、制御できないので、逆転写トナーの発生を「０」と
することはできない。これについての混色実験の結果
（混色条件と色差との関係についての検討）を説明す
る。図１１、図１２、図１３はそれぞれ、実験例１，
２，３の結果を示すグラフである。

【００２２】具体的には、図１１はシアン、マゼンタ、
ブラックの各現像器にイエロートナーを１ｇ，２ｇ，３
ｇ，４ｇと混入していき、そのときの画像の色差ΔＥを
グラフにしたものである。この場合、各現像器にすでに
収容されていた未使用の現像剤（例えば、ブラックの現
像器ではブラックトナー）の重量は３８０ｇ、ＴＣが７
ｗｔ％（ＴＣはトナー濃度）であり、したがって現像剤
中のトナー量は２６．６ｇである（３８０ｇ×０．０７
＝２６．６ｇであり、残りの３５３．４ｇはキャリアで
ある。）。

【００２３】図１１から明らかなように、シアンまたは
マゼンタの現像器にイエロートナーを混入したときに
は、混入量の増大とともに、色差ΔＥが大きくなり、ま
たその増大の傾向は、シアンとマゼンタで同等であっ
た。これに対し、ブラックの現像器にイエロートナーを
４ｇ混入しても色差は変わらない。つまり、黒トナーは
イエロー混色率１３ｗｔ％度では、色差が変わらなかっ
た。この混色率１３％は、つぎの式： ［４．０ｇ／（２６．６ｇ＋４．０ｇ）］×１００＝１
３％ から求めたものである。

【００２４】一方、図１２で明らかなように、イエロ
ー、シアン、ブラックの各現像器にマゼンタトナーを混
入していった場合には、ブラックでは図１１と同様、色
差は変化しない。イエローはマゼンタトナー量が増える
に従って色差が大きくなる。シアンはイエローとブラッ
クの中間に位置している。

【００２５】さらに、図１３で判るようにイエロー、マ
ゼンタ、ブラックの各現像器にシアントナーを混入した
場合、ブラックでは図１１，１２と同様に色差は変化し
ない。これに対し、イエローは図１２と同等か、または
これよりも色差変化量が大きい。マゼンタはイエローほ
どではないが、かなりシアントナーに影響されている。
また、図１２に示すシアン現像器へのマゼンタトナー混
入結果と、図１３に示すマゼンタ現像器へのシアントナ
ー混入結果とを比較すると、後者のほうが色差への影響
が大きい。このように、色差に対する余裕度の低いもの
から順に並べるとイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クという順序になり、最も混色の影響を受けにくいトナ
ーはブラックであることが判った。

【００２６】以上の実験結果ををまとめると、４感光体
フルカラーリサイクルシステムでの最適なトナーリサイ
クル法に基づく、本発明に係る画像形成装置の構成は以
下の通りであるといえる（請求項２）。 （１）第１画像形成部では他の画像形成部のトナーによ
る混色が発生しないから、第１画像形成部は、色差に対
する余裕度の一番低いイエローとする。 （２）第４画像形成部は、色差に対する余裕度が最も高
いブラックとする。 （３）第２画像形成部はマゼンタとし、第３画像形成部
はシアンとする。

【００２７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて図面をもとに説明する。 第１の実施の形態 図５は画像形成装置の構成を示す説明図である。この画
像形成装置は、請求項２に記載のカラー画像形成装置
（図１参照）の一例であって、イエロートナーを用いる
画像形成部ＹＧを第１画像形成部Ｇ１、マゼンタトナー
を用いる画像形成部ＭＧを第２画像形成部Ｇ２、シアン
トナーを用いる画像形成部ＣＧを第３画像形成部Ｇ３、
ブラックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第４画像形成
部Ｇ４として、それぞれ配備するとともに、第１から第
４画像形成部の各クリーナ６ａ〜６ｄによる回収トナー
（未転写トナー）を、回収装置８Ａにより、色差の影響
が最も小さい第４画像形成部Ｇ４の黒トナー現像器４ｄ
に戻す構成となっている。その他の構成は、図９と同様
であるから、具体的説明は省略する。

【００２８】第２の実施の形態 図６は画像形成装置の構成を示す説明図である。この画
像形成装置は、請求項４に記載のカラー画像形成装置
（図２参照）の一例であって、イエロートナーを用いる
画像形成部ＹＧを第１画像形成部Ｇ１、マゼンタトナー
を用いる画像形成部ＭＧを第２画像形成部Ｇ２、シアン
トナーを用いる画像形成部ＣＧを第３画像形成部Ｇ３、
ブラックトナーを用いる画像形成部ＢＧを第４画像形成
部Ｇ４として、それぞれ配備するとともに、第２画像形
成部Ｇ２、第３画像形成部Ｇ３および第４画像形成部Ｇ
４の各感光体から除去した未転写トナー（転写残トナ
ー）を、回収装置８Ａにより第４画像形成部Ｇ４の現像
器４ｄに戻す構成となっている。その他の構成は、図９
と同様であるから、具体的説明は省略する。

【００２９】ところで、通常の画像形成において、現像
に使用するトナー量に対し、クリーナ回収トナーは約２
０％である（転写残トナー５〜１０％＋地肌汚れトナー
約１０％）。転写部材のトナー付着量０．８ｍｇ／ｃｍ
² でＡ３ベタ１枚をとると、トナー使用量１．００ｇで
は回収トナー量は約０．２ｇとなる。したがって、図５
では１枚当たり３色分である０．６ｇが、図６では２色
分である０．４ｇがそれぞれ回収されることになる（い
ずれも最大値）。回収トナーの搬送速度がＡ３紙１枚を
現像する速度の１／６以上または１／７以上であり、現
像剤量が３８０ｇ以上、ＴＣ（トナー濃度）が７ｗｔ％
以上であれば、現像剤中のトナー量に対する回収トナー
量の割合は１３ｗｔ％以下となるから、上記実験結果を
考慮すると上記第１、第２の実施の形態において混色に
起因する色差の問題が発生する心配はない。なお、上記
「トナー濃度」は、現像剤のトナーの濃度である（以下
同じ）。

【００３０】ところで、クリーナで回収された現像剤
（トナー）は、一般的に微粉状や粗粉状のものが多く、
またトナー表面の添加剤が剥離したり、現像剤内に埋没
したりするため、ＮＥＷトナー（未使用トナー）に比べ
て逆帯電トナーや弱帯電トナーの割合が多くなり、画像
の地汚れの原因になりやすい。

【００３１】

【実施例】実施例１ 図５の画像形成装置を使用し、以下の現像条件により画
像形成を行った。 （１）装置条件 ・現像スリーブ・感光体ドラム間のギャップ……０．４〜０．６ｍｍ、 ・現像スリーブ・ドクターブレード間のギャップ……０．４〜０．６ｍｍ、 ・現像スリーブ径……１８φ ・感光体線速……６０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ ・感光体線速に対する現像ローラの線速比……１．１〜１．５ （２）現像剤 ・キャリア……材料：フェライト、マグネタイト 平均粒径：５０μｍ ・トナー………材料：ポリオール系樹脂、ポリエステル系樹脂 平均粒径：６〜７μｍ 添加剤の量：０．５〜２．０ｗｔ％ トナーがキャリアを被覆する率：３０〜８０％ 比電荷：１０〜３０μＣ／ｇ

【００３２】図７は現像ポテンシャルと、感光体上のト
ナー付着量（感光体単位表面積当たりの値）との関係を
示すグラフである。図８は現像剤のトナー濃度（ＴＣ）
と、透磁率センサーの出力値（電圧）との関係を示すグ
ラフであって、破線Ｃは混色前のものを、実線Ｄは混色
後のものをそれぞれ表している。

【００３３】図７において、破線Ａはトナー濃度９ｗｔ
％でリサイクル有りの場合を、実線Ｂは同じくトナー濃
度９ｗｔ％でリサイクルなしの場合をそれぞれ示してい
る。これらの結果から、現像ポテンシャルが低いとき
（図７において原点に近い範囲）や逆現像ポテンシャル
のときには、感光体上のトナー付着量は、リサクイクル
なしよりも、有りの方が多い。これは逆帯電トナー、弱
帯電トナーが多いことを示し、地肌汚れを起こす原因で
ある。

【００３４】この問題はトナー濃度を低めに設定すれば
解消できる。本実施例ではトナー濃度を７ｗｔ％にする
と、トナーがキャリアを被覆する率が減り、補給された
トナーの接触確率が増して帯電しやすくなり、逆帯電・
弱帯電が減ることが判った。しかし、同時に現像ポテン
シャルに対するトナー付着量も減少してしまい、所望の
付着量を得るためには、現像ポテンシャルを高くする必
要がある。また、高面積の画像に対する追従性も低下す
る。黒トナーによる現像は他の色のトナーによる現像よ
りも高面積の画像は少なく、ベタ追従の必要性も低い。
したがって、低トナー濃度で使用するという面で、リサ
イクルトナーを黒トナーの現像器に戻すのが好ましい。

【００３５】一般的にトナーは、クリーナから現像器へ
の回収トナー搬送経路などで大きな凝集体をつくる場合
が多く、白抜けを発生させることが多い。大きなトナー
凝集体による白抜けはシアン、マゼンタが目立ちやす
く、黒やイエローは目立たないこともよく知られてい
る。トナー凝集体による白抜けの面からも、クリーナで
回収されたリサイクルトナーは黒トナーの現像器に戻す
のが良い。

【００３６】以上のことから、本発明では第２画像形成
部、第３画像形成部および第４画像形成部の感光体から
除去した未転写トナーを第４画像形成部の黒トナー現像
器に回収して再使用する場合、未使用の黒トナーの濃度
は他の色のトナーに比べてより高精度に設定する必要が
あるといえる。また、黒トナーのトナー濃度に関して
は、（１）下限濃度＝（回収トナー量）／（現像剤中の
トナー）であり、（２）上限濃度は「リサイクルトナー
の地汚れ」で決まる。

【００３７】黒トナーのトナー濃度精度を上げるために
は、現像器内の黒トナーの濃度測定を、透磁率センサー
による透磁率測定で行うのが好ましい（請求項７）。一
般的に２成分磁気ブラシ現像のトナー濃度制御では、正
反射型フォトセンサー、乱反射型フォトセンサー、透磁
率センサーが用いられているが、正反射型フォトセンサ
ー、乱反射型フォトセンサーは混色の場合の測定精度に
劣る。これに対し透磁率センサーによれば、図８に示す
ように、トナー濃度すなわちトナー／キャリア比率（非
磁性粉体／磁性粉体比率）を、混色によらず精度良く測
定することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
〜６に記載の発明では、それぞれの単色画像形成部の感
光体上の未転写トナーを除去してブラックトナー現像器
に戻すことにより、単色画像形成部におけるトナー濃度
制御の精度を上げることが可能となり、したがって、長
期間使用しても画質変化の生じないトナーリサイクル機
構を搭載したカラー画像形成装置を提供することができ
る。

【００３９】また、請求項７に記載の発明によれば、ブ
ラックトナー現像器内のトナー濃度を、透磁率センサー
を用いて制御するようにしたので、トナー濃度制御の精
度が向上し、リサイクルトナーの影響が確実に軽減され
て、地肌汚れの余裕度が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２に係る発明の構成を示す説明図で
ある。

【図２】請求項３，４に係る発明の構成を示す説明図で
ある。

【図３】請求項５に係る発明の構成を示す説明図であ
る。

【図４】請求項６に係る発明の構成を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の構成を示す説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置
の構成を示す説明図である。

【図７】現像ポテンシャルと、感光体上のトナー付着量
（感光体単位表面積当たりの値）との関係を示すグラフ
である。

【図８】現像剤のトナー濃度（ＴＣ）と、透磁率センサ
ーの出力値（電圧）との関係を示すグラフである。

【図９】本発明を完成させるための実験に使用した、ト
ナーリサイクル機構を搭載した画像形成装置の構成を示
す説明図である。

【図１０】転写器への印加電圧と、逆転写トナー量との
関係を示すグラフである。

【図１１】混色条件と色差との関係を調べた実験例１の
結果を示すグラフである。

【図１２】混色条件と色差との関係を調べた実験例２の
結果を示すグラフである。

【図１３】混色条件と色差との関係を調べた実験例３の
結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 感光体 ２ａ〜２ｄ 露光器 ３ａ〜３ｄ 帯電器 ４ａ〜４ｄ 現像器 ５ａ〜５ｄ 転写器 ６ａ〜６ｄ クリーナ ７ 転写ベルト（搬送ベルト） ８ａ〜８ｄ 回収装置（リサイクル機構） ８Ａ，８Ｂ 回収装置 １１ 駆動ローラ １２ 従動ローラ ＢＧ ブラックトナーを用いる画像形成部 ＣＧ シアントナーを用いる画像形成部 Ｄ１〜Ｄ４ 現像器 Ｇ１ 第１画像形成部 Ｇ２ 第２画像形成部 Ｇ３ 第３画像形成部 Ｇ４ 第４画像形成部 ＭＧ マゼンタトナーを用いる画像形成部 Ｐ 転写部材 Ｔｒ 未転写トナー ＹＧ イエロートナーを用いる画像形成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 淳 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 小澤 義則 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H027 DD07 DE04 DE07 DE10 EA06 EB04 EC06 EC07 EC09 ED10 ED24 2H030 AB02 AD03 AD16 BB02 BB23 BB36 BB38 BB43 BB46 2H034 AA04 AA06 BF01 CA01 CA04 CB01 2H077 AA02 AA35 AA37 AC16 AD06 AD31 DA10 DA12 DA42 DA52 DB03 EA03 GA03 GA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イエロートナーを用いる画像形成部と、
   マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナーを
   用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像形成
   部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に配備
   し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナー像
   を転写部材へ順次転写することにより最終のカラー画像
   を得るカラー画像形成装置において、前記ブラックトナ
   ーを用いる画像形成部を最終段の第４画像形成部として
   配置し、第１画像形成部、第２画像形成部、第３画像形
   成部および第４画像形成部の各感光体から除去した未転
   写トナーを前記第４画像形成部の現像器に回収し、該回
   収トナーを前記現像器に供給された未使用のブラックト
   ナーとともに画像形成に再使用するようにしたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 イエロートナーを用いる画像形成部を第
   １画像形成部、マゼンタトナーを用いる画像形成部を第
   ２画像形成部、シアントナーを用いる画像形成部を第３
   画像形成部、ブラックトナーを用いる画像形成部を第４
   画像形成部として、それぞれ配備したことを特徴とする
   請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 イエロートナーを用いる画像形成部と、
   マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナーを
   用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像形成
   部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に配備
   し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナー像
   を転写部材へ順次転写することにより最終のカラー画像
   を得るカラー画像形成装置において、前記ブラックトナ
   ーを用いる画像形成部を最終段の第４画像形成部として
   配置し、第２画像形成部、第３画像形成部および第４画
   像形成部の各感光体から除去した未転写トナーを前記第
   ４画像形成部の現像器に回収し、該回収トナーを前記現
   像器に供給された未使用のブラックトナーとともに画像
   形成に再使用するようにしたことを特徴とするカラー画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 イエロートナーを用いる画像形成部を第
   １画像形成部、マゼンタトナーを用いる画像形成部を第
   ２画像形成部、シアントナーを用いる画像形成部を第３
   画像形成部、ブラックトナーを用いる画像形成部を第４
   画像形成部として、それぞれ配備したことを特徴とする
   請求項３に記載のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】 イエロートナーを用いる画像形成部と、
   マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナーを
   用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像形成
   部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に配備
   し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナー像
   を転写部材へ順次転写することにより最終のカラー画像
   を得るカラー画像形成装置において、前記ブラックトナ
   ーを用いる画像形成部を第３画像形成部として配置し、
   第１画像形成部、第２画像形成部、第３画像形成部およ
   び最終段の第４画像形成部の各感光体から除去した未転
   写トナーを前記第３画像形成部の現像器に回収し、該回
   収トナーを前記現像器に供給された未使用のブラックト
   ナーとともに画像形成に再使用するようにしたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。
6. 【請求項６】 イエロートナーを用いる画像形成部と、
   マゼンタトナーを用いる画像形成部と、シアントナーを
   用いる画像形成部と、ブラックトナーを用いる画像形成
   部とを、転写部材の移動方向に沿って直列に４段に配備
   し、それぞれの画像形成部において感光体上のトナー像
   を転写部材へ順次転写することにより最終のカラー画像
   を得るカラー画像形成装置において、前記ブラックトナ
   ーを用いる画像形成部を第２画像形成部として配置し、
   第１画像形成部、第２画像形成部、第３画像形成部およ
   び最終段の第４画像形成部の各感光体から除去した未転
   写トナーを前記第２画像形成部の現像器に回収し、該回
   収トナーを前記現像器に供給された未使用のブラックト
   ナーとともに画像形成に再使用するようにしたことを特
   徴とするカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記第１、第２、第３および第４画像形
   成部のすべてが２成分磁気ブラシ現像法によるものであ
   り、前記ブラックトナーを用いる画像形成部では、現像
   器内のブラックトナーのトナー濃度測定を、透磁率セン
   サーによる透磁率測定によって行うとともに、該透磁率
   が所定範囲内にあるように、前記現像器に適宜色のトナ
   ーを適宜量補給することにより、前記現像器内のブラッ
   クトナーのトナー濃度を所定範囲内に制御することを特
   徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラー画像形
   成装置。