JP2001312114A

JP2001312114A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001312114A
Application number: JP2000132430A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tsuruya; 聡鶴谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2001-11-09
Also published as: US20020051143A1; US6885473B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プロセスカートリッジの廃トナーパンクの低
減を図り、メンテナンス性の向上や装置の小型化、コス
ト低下を図ることができる、インライン方式のカラー画
像形成装置である。【解決手段】転写ベルト６に沿って４つの画像形成ス
テーションを有し、その感光ドラム、現像器およびクリ
ーナ等はプロセスカートリッジに構成されている。転写
ベルト６にはクリーナがなく、非画像形成時、第１、第
３ステーションの転写ローラ８ａ、８ｃに負極性、第
２、第４ステーションの転写ローラ８ｂ、８ｄに正極性
のバイアスを印加して、ベルト６上の付着トナーを感光
ドラム１ａ〜１ｄに戻し、クリーナ５ａ’〜５ｄにより
回収する。トナー回収量の多い第１のステーションのク
リーナ５ａ’について、廃トナーを収容する容積を、他
のステーションのクリーナ５ｂ〜５ｄよりも、たとえば
約１．４倍というように大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録方式
を用いたレーザプリンター、複写機、ファクシミリ等の
画像形成装置に関し、特に複数の感光体を備え、各像担
持体上に形成された画像を同一の記録材上に順次重ね合
わせることにより、カラー画像を形成するインライン方
式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真記録方式を利用して記録材にカ
ラー画像を形成する画像形成装置は、種々のものが提案
され、そのいくつが実用化されている。

【０００３】電子写真記録方式の画像形成装置は、イン
ク滴を記録紙に直接吹き付けて画像を形成するインクジ
ェット方式や、感光発色材に露光して画像を記録する銀
塩写真方式等といった他の記録方式に対して、記録速度
を高速化できるといった点で優れており、高速化を望む
市場のニーズに対して他の記録方式との差別化が図られ
ている。

【０００４】電子写真記録方式を利用したカラー画像形
成装置の代表的な例として、たとえば回転現像装置内蔵
のものがある。この回転現像装置は、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの４色の現像剤（トナー）を内包
した現像器を回転体の回転周面に沿って配置してなって
おり、像担持体である感光体に対し各色のトナーを用い
て順次現像を行うことができるといった装置構成を有し
ている。

【０００５】この回転現像装置を採用した画像形成装置
では、感光体上に形成された各色の静電潜像を、感光体
と対向した現像位置で対応する色の現像器で現像するこ
とにより、静電潜像をトナー像として可視化し、このト
ナー像が感光体上に得られるたびに、トナー像を用紙等
のシート状の記録材上に転写する工程を繰り返すことに
より、記録紙上に複数色のトナー像を重畳したカラー画
像が形成されることになる。

【０００６】回転現像装置を用いた画像形成装置の他の
例としては、感光体に対し静電潜像を形成し、これを対
応する色の現像器で現像することを繰り返して、感光体
上に各色のトナー像を重ね合わせて形成し、その後、複
数色の重畳されたトナー像を記録紙上に一括して転写
し、記録紙上にカラー画像を得る方式のものも考案され
ている。

【０００７】これに対し、複数の感光体を備え、各感光
体上の静電潜像をそれぞれの現像器により現像して、各
感光体上に各色のトナー像を別々に形成し、この各色の
トナー像を複数の感光体に順次搬送された記録紙に重ね
合わせて転写して、記録紙にカラー画像を得る、いわゆ
るインライン方式の画像形成装置もある。

【０００８】ここで、各色のトナー像を記録紙に直接転
写せずに、感光体から一旦中間転写体上に重畳して転写
し、その後、記録紙に一括して転写することにより、記
録紙にカラー画像を得る、中間転写タイプでインライン
方式の画像形成装置もある。

【０００９】これら電子写真記録方式のカラー画像形成
装置は、それぞれ一長一短があるが、近年の市場ニーズ
に合致する高速化という観点からは、インライン方式が
優れており、この方式で実用化されている製品も多い。

【００１０】図９は、インライン方式を採用したカラー
画像形成装置の一構成例で、その主要内部構造を概略的
に示す側面図である。本画像形成装置は、４連ドラム多
重転写タイプのインラインカラープリンタに構成されて
いる。

【００１１】このインラインカラープリンタは、記録材
搬送部材である無端状の転写ベルト６を備え、この転写
ベルト６は、駆動ローラ７、従動ローラ９およびテンシ
ョンローラ１０に懸架され、図中矢印Ａ方向に回転駆動
される。転写ベルト６に沿って、像担持体である４個の
感光ドラム（ドラム状電子写真感光体）１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄが直列に配置され、感光ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄおよびその他の画像形成手段により、それぞれ
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形
成する画像形成ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを
構成している。

【００１２】一般に、この種のインライン装置において
高い品位のカラー画像を得るためには、重ね合せられた
複数色の画像間における色ずれ（カラーレジストレーシ
ョンずれ）を小さくすることが重要であり、このため、
画像形成ステーションＰＹ〜ＰＫの隣り合う同士の間
隔、換言すれば感光ドラム１ａ〜１ｄの隣り合う同士の
間隔を等しくすることが必要であり、感光ドラム１（１
ａ〜１ｄ）の高い配置精度を要する。また、色ずれを生
じ難くさせるためには、この感光ドラム１の間隔と、感
光ドラム１の外径および駆動ローラ７の外径とをそれぞ
れ所定の関係とすることや、感光ドラム１を等角速度で
回転させること等も必要とされる。

【００１３】画像形成ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、
ＰＫの画像形成手段は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、
１ｄと、その周囲に配置された帯電器（帯電ローラ）２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄ、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、およびドラムクリ
ーナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとから構成されている。各
色の画像形成手段は、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに
それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナ
ーが収容されている点を除き、ほぼ同様な構成を有す
る。

【００１４】４色フルカラーの画像形成動作について説
明すると、まず、各感光ドラム１が回転され、その表面
が帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）により均一に帯電され、
ついで露光装置３（３ａ〜３ｄ）から画像データに応じ
て変調されたレーザビームが照射され、各感光ドラム１
の表面に各色に対応した所望の静電潜像が形成される。
各感光ドラム１上の潜像は、それぞれの現像器４（４ａ
〜４ｄ）によりトナーを用いて現像位置で反転現像さ
れ、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
トナー像として可視化される。

【００１５】感光ドラム１上に形成された各色のトナー
像は、転写ベルト６上に担持して搬送される記録紙Ｐ
に、感光ドラム１と対向した各転写ニップ部で転写手段
の転写ローラ８（８ａ〜８ｄ）により順次重ねて静電的
に転写される。この記録紙Ｐは、図示しない給紙手段か
ら搬送手段を経て転写ベルト６上に供給され、転写ベル
ト６上に担持される。

【００１６】このようして記録紙Ｐ上に多重転写された
４色のトナー像は、図示しない定着器に搬送され、そこ
で各色のトナーが溶融混色および定着されて、記録紙Ｐ
上に所望のカラープリント画像が得られる。

【００１７】ブラック単色のモノクロ画像を形成する場
合は、ブラック以外の画像形成手段ＰＹ〜ＰＣを動作さ
せず、感光ドラム１ａ〜１ｃと転写ベルト６とを図示し
ない機構により離間し、この状態でブラックの画像形成
手段ＰＫの感光ドラム１ｄに対し同様な画像形成動作を
行う。

【００１８】転写によって感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）
上に残留したトナーは、クリーニングブレード等を備え
たドラムクリーナ５（５ａ〜５ｄ）により除去され、つ
ぎの画像形成工程に備える。

【００１９】なお、従来から現像方式としては種々のも
のが提案されているが、図９の画像形成装置では、現像
器４（４ａ〜４ｄ）に接触式、非接触式のいずれを適用
してもよく、現像剤であるトナーも、トナー単独で用い
る１成分トナー、トナーを磁性キャリアと混合して用い
る２成分トナーのタイプを問わず、適用することができ
る。一例として、非磁性１成分トナーによる接触現像法
が挙げられる。

【００２０】図９の画像形成装置においては、各画像形
成ステーションＰａ〜Ｐｄの画像形成手段のうち、感光
ドラム１（１ａ〜１ｄ）、帯電器２（２ａ〜２ｄ）、現
像器４（４ａ〜４ｄ）およびクリーナ５（５ａ〜５ｄ）
を、図１０に示すように、プロセスカートリッジ１３
（１３ａ〜１３ｄ）として一体化し、画像形成装置本体
に対し着脱自在に構成されている。

【００２１】本画像形成装置では、上記のプロセスカー
トリッジ１３のトナー残量を検知し、これをユーザーに
報知する手段を有しており、ある色のカートリッジのト
ナーがなくなり、寿命に達した際には、ユーザーがその
カートリッジを交換するだけで引き続き使用することが
可能であり、複写機等で行なわれているようなサービス
マンによるメンテナンスは不要である。

【００２２】このようなカートリッジの形態とすること
により、寿命までの間は常に安定して不具合のない良好
な画像を得ることができ、しかも寿命となった際の交換
もユーザーが容易に行うことができるという利点があ
る。カートリッジの形態を取らない場合に比べて、画像
形成手段を構成する感光ドラム、帯電器、現像器もしく
はトナー容器等の交換などを別々に行う必要がなく、メ
ンテナンスの頻度をかなり抑制することができる。

【００２３】一方、カラー画像形成装置の中には、出力
された画像濃度を均一にするために、現像バイアスや帯
電バイアス等の制御値を幾段階に変更して、所定のタイ
ミングで所定のパッチを形成し、このパッチ濃度を検知
して制御の最適化を図るいわゆる濃度制御を実行してい
る装置もある。

【００２４】図９の装置においては、感光ドラム１にパ
ッチを形成し、これを転写ベルト６に転写することによ
り、転写ベルト６上にパッチを形成し、図示しない反射
濃度検知手段によりパッチ濃度を検知し、濃度制御を実
行している。

【００２５】上記のパッチの形成や記録紙のジャム等に
より、その搬送経路である転写ベルト６上に付着したト
ナーについては、転写ベルト６に対し配置されたクリー
ニングブレード等を有する転写ベルトクリーナ１１によ
り、所定のタイミングで除去される。

【００２６】転写ベルト６からの除去によりクリーナ１
１内に回収されたトナーは、図示しない搬送スクリュー
等を介して、クリーナ１１に着脱可能に配設された廃ト
ナーボックスに収容するようにしてもよい。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
画像形成装置のように、転写ベルト６上に付着したトナ
ーをベルトクリーナ１１で回収した場合には、定期的に
ユーザーがクリーナ１１または前述の廃トナーボックス
を交換する必要が生じ、保守を必要とする点で面倒があ
る。また、これらを配置するためのスペースが必要とな
り、装置が大型化する問題もある。

【００２８】さらに、クリーナ１１または廃トナーボッ
クス内にこれ以上トナーを収容できないことを検出する
ためのセンサーや、これを検出した際に交換を要す旨を
ユーザーに報知する手段等を備えていなければならず、
装置がコストアップするという問題も生じる。

【００２９】これらの問題を解決する方法として、図１
１に示すインラインカラープリンタのように、転写ベル
ト６のクリーナをなくして、転写ベルト６上に付着した
トナーを感光ドラム１に戻して、そのドラムクリーナ５
に回収させることが考えられる。

【００３０】図１１のインラインカラープリンタでは、
駆動ローラ７および従動ローラ９の２つのローラに懸架
された転写ベルト６には、上記したように、クリーナが
配設されておらず、廃トナーボックスも配設されていな
い。したがって、装置自体を小型化することが可能とな
り、また廃トナー検出手段等もなくすことができるの
で、コストダウンも図れることになる。

【００３１】上述のパッチの形成や記録紙のジャム等に
より、転写ベルト６に付着したトナーは、転写ベルト６
を介して感光ドラム１に対向当接している転写ローラ８
に、非画像形成時に所定のタイミングで正負の所定のク
リーニングバイアスを印加することにより、感光ドラム
１との電位差を利用して静電的に戻され、ついで、感光
ドラム１からそれぞれのクリーナ５に回収される。

【００３２】しかしながら、回収されたトナー量を調べ
てみると、各クリーナ５ａ〜５ｄで大きく異なり、１色
目の画像形成ステーション、本例では、イエローのステ
ーションＰＹのクリーナ５ａに回収トナーが集中する。
その結果、ユーザーの画像形成装置の使用状況によって
は、そのクリーナ５ａの容積が不足して、回収したトナ
ーがクリーナから溢れ出す、いわゆる廃トナーパンク状
態に陥りやすいという問題がある。

【００３３】特に印字量が少ない低印字画像を主に出力
するユーザーにおいては、プロセスカートリッジ１３ａ
〜１３ｄを長期間にわたって交換せずに使用することに
なるが、カートリッジ１３ａでは、現像器４ａ内にトナ
ーが未だ十分残っているにもかかわらず、クリーナ５ａ
が廃トナーでパンクしてしまうことになる。

【００３４】したがって、カートリッジ寿命をユーザー
に知らせる前に、プロセスカートリッジ１３ａが使用不
可になり、現像器４ａ内に残っているトナーを無駄に捨
てることになる。またクリーナ５ａのトナーパンクによ
り、廃トナーが装置内に飛散した場合には、装置に致命
的なダメージを与えることになる。

【００３５】一方、電子写真方式のカラー画像形成装置
について、ユーザーの実際の使い方に関する市場調査を
してみると、印字される画像としては、写真のようなピ
クトリアルフルカラー画像や、強調したい箇所等に部分
的に色を付けるワンポイントビジネスカラー画像、モノ
クロ画像等様々であるが、トナー使用総量で見ると、ブ
ラックトナーの消費量が大であることが確認された。

【００３６】したがって、図１０に示すように、プロセ
スカートリッジ１３ａ〜１３ｄを同一に構成し、各色の
現像器４ａ〜４ｄのトナー収容量がすべて同一にしてあ
る場合には、ブラックのカートリッジ１３ｄでクリーナ
５ｄのトナーパンクが生じやすく、カートリッジ１３ｄ
の交換頻度が高い。

【００３７】本発明の目的は、プロセスカートリッジの
廃トナーパンクの低減を図って、メンテナンス性の向上
や装置の大型化、コストアップを抑制することができ
る、インライン方式のカラー画像形成装置を提供するこ
とである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
記録材を担持して搬送する記録材搬送部材と、前記搬送
部材に沿って配置された、各々、像担持体、現像手段お
よびクリーニング手段を含む複数の画像形成手段とを備
え、前記複数の像担持体上に形成された複数色のトナー
像を前記搬送部材により搬送された記録材に重ね合わせ
て転写し、定着して、前記記録材にカラー画像を形成
し、その画像形成時以外の非画像形成時に、前記搬送部
材に付着したトナーを前記複数の像担持体に静電的に戻
して、前記複数のクリーニング手段により回収する画像
形成装置において、前記複数の画像形成手段のうちの少
なくとも１つの画像形成手段のクリーニング手段で回収
トナーを収容する容積を、残りの画像形成手段のクリー
ニング手段での回収トナーを収容する容積よりも大とし
たことを特徴とする画像形成装置である。

【００３９】本発明によれば、前記回収トナーを収容す
る容積を大としたクリーニング手段を有する画像形成手
段が、前記記録材搬送部材の搬送方向最上流に配置され
る。前記回収トナーを収容する容積を大としたクリーニ
ング手段を有する画像形成手段が備える現像手段で使用
する現像剤の色がブラックである。前記回収トナーを収
容する容積を大としたクリーニング手段を有する画像形
成手段が、前記記録材搬送部材の搬送方向最下流に配置
され、かつその画像形成手段が有する現像手段で使用す
る現像剤の色がブラックである。前記画像形成手段のう
ち少なくとも像担持体とクリーニング手段とを一体的に
組み込んで、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ
ートリッジに構成した。

【００４０】また、本発明は、中間転写体と、前記中間
転写体に沿って配置された、各々、像担持体、現像手段
およびクリーニング手段を含む複数の画像形成手段とを
備え、前記複数の像担持体上に形成された複数色のトナ
ー像を前記中間転写体に重ね合わせて転写し、ついで前
記複数色のトナー像を前記中間転写体に搬送された記録
材に一括して転写し、定着して、前記記録材にカラー画
像を形成し、その画像形成時以外の非画像形成時に、前
記中間転写体に付着したトナーを前記複数の像担持体に
静電的に戻して、前記複数のクリーニング手段により回
収する画像形成装置において、前記複数の画像形成手段
のうちの少なくとも１つの画像形成手段のクリーニング
手段で回収トナーを収容する容積を、残りの画像形成手
段のクリーニング手段での回収トナーを収容する容積よ
りも大としたことを特徴とする画像形成装置である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００４２】実施例１図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図
である。本画像形成装置は、記録材搬送部材としての転
写ベルト６に沿って、４つの画像形成ステーションＰＹ
〜ＰＫが並列したインライン方式のカラープリンタであ
る。

【００４３】本実施例の特徴は、第１の画像形成ステー
ション、本例では、イエローのステーションＰＹのドラ
ムクリーナ５ａ’が、第２、第３、第４のマゼンタ、シ
アン、ブラックのステーションＰＭ〜ＰＫのクリーナ５
ｂ、５ｃ、５ｄよりも、大きなトナー収容容積を有して
いることである。なお、クリーナ５（５ａ〜５ｄ’）
は、転写ベルト６の記録材搬送方向に関し、感光ドラム
１（１ａ〜１ｄ）の下流側に位置し、現像器４（４ａ〜
４ｄ）は上流側に位置している。

【００４４】第１のステーションＰＹの画像形成手段の
うち、図２に示すように、感光ドラム１ａ、帯電器２
ａ、現像器４ａおよびドラムクリーナ５ａ’は一体的に
組み込まれて、画像形成装置本体に着脱自在なプロセス
カートリッジ１３ａに構成されている。同様に、第２、
第３、第４のステーションＰＭ、ＰＣ、ＰＫの画像形成
手段についても、図３に示すように、感光ドラム１ｂ、
１ｃ、１ｄ、帯電器２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器４ｂ、４
ｃ、４ｄおよびドラムクリーナ５ｂ、５ｃ、５ｄが、そ
れぞれ画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリ
ッジ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに構成されている。

【００４５】各カートリッジＰＹ〜ＰＫの現像器４ａ〜
４ｄは、収容した現像剤（トナー）の色が異なる点を除
いては同様に構成されているので、説明の間略化のため
に、以下、イエローカートリッジＰＹの現像器４ａにつ
いて説明する。

【００４６】現像器４ａは、１成分非磁性トナーを用い
た接触現像装置であり、現像部と現像剤容器部とからな
っており、カートリッジＰＹ内に一体に形成されてい
る。

【００４７】現像器４ａの現像部には、矢印Ｃ方向に回
転する現像スリーブ１８ａを有し、この現像スリーブ１
８ａ上に１成分非磁性トナーを担持し、ブレード１９ａ
によりトナーを規制して、トナーの層厚を薄層に形成す
るとともに、摩擦帯電してトナーに負極性の帯電電荷
（トリボ）を付与する。現像スリーブ１８ａ上のトナー
は、現像スリーブ１８ａの回転にともないトナーを像担
持体である感光ドラム（ドラム状電子写真感光体）１ａ
対向した現像部に搬送し、現像スリーブ１ａに印加した
現像バイアスにより、感光ドラム１ａ上に形成された静
電潜像にトナーを付着して現像し、潜像をトナー像とし
て可視化する。

【００４８】現像部側には現像剤容器部側からトナーが
搬送されて来、そのトナーが、ＲＳローラ２０により現
像スリーブ１８ａに供給されて、上記のように、現像ス
リーブ１８ａ上にトナーが担持される。ＲＳローラ２０
ａは、現像スリーブ１８ａに当接して、当接部で逆方向
に移動する矢印Ｄの向きのカウンター方向に回転してお
り、このＲＳローラ２０ａは、現像後に現像スリーブ１
８ａに残留しているトナーも剥ぎ取る役割も有してお
り、トナーが現像スリーブ１８ａ上に滞って劣化するの
を防いでいる。

【００４９】現像剤容器部には、１成分非磁性トナーが
収容されており、トナーを現像側に供給するためのトナ
ー送り部材２１ａが配設されている。このトナー送り部
材２１は、回転してトナーを現像部側に供給するととも
に、ＲＳローラ２０ａが剥ぎ取ったトナーと容器内のト
ナーとを攪拌し、トナーの劣化を防ぐ役目もしている。

【００５０】なお、プロセスカートリッジ１３ａ〜１３
ｄは、現像剤容器内にトナー残量を検知する検知手段
（図示せず）、たとえば公知の光学検知方式や静電容量
検知方式による検知手段が設置されており、トナー残量
が少なくなってきたときに、カートリッジの交換を促す
旨を、所定のタイミングでユーザーに知らせるようにな
っている。

【００５１】この交換を促す報知により、ユーザーがプ
ロセスカートリッジを準備する時間を設けることがで
き、プロセスカートリッジが寿命になったときに、ユー
ザーはそのカートリッジを交換するだけで、引き続き使
用することが可能となる。またこれらのプロセスカート
リッジは、それぞれの寿命に対して最適化を図って設計
されているため、カートリッジの寿命までは、常に安定
して不具合のない良好な画像を得ることができる。

【００５２】以下、本画像形成装置における画像形成動
作の詳細について説明する。

【００５３】各感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）が回転さ
れ、その表面が帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）により均一
に帯電され、ついで露光装置３（３ａ〜３ｄ）により、
パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに
応じて変調されたレーザービームが照射され、各感光ド
ラム１の表面に各色に対応した所望の静電潜像が形成さ
れる。各感光ドラム１上の潜像は、それぞれの現像器４
（４ａ〜４ｄ）によりトナーを用いて現像位置で反転現
像され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クのトナー像として可視化される。

【００５４】上記の画像形成動作によって、まず、１色
目の画像形成ステーションＰＹにおいて、感光ドラム１
ａ上にイエロートナー像が形成され、この間にカセット
等の記録材収納部２２から記録紙Ｐが、給紙ローラ２３
により供給され、レジストローラ対２４へ搬送される。
記録紙Ｐはレジストローラ対２４で一旦停止した後、所
定のタイミングで転写ベルト６に供給して担持され、転
写ベルト６の回転にともない感光ドラム１ａと対向した
転写部に搬送され、転写部のベルト６の内側に接触配置
した転写ローラ（転写帯電器）８ａにより、感光ドラム
１ａ上のイエロートナー像が記録紙Ｐに静電的に転写さ
れる。

【００５５】ついで、第２、３、４色目の画像形成ステ
ーションＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて、同様な工程を経
て、感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄ上にマゼンタ、シア
ン、ブラックのトナー像が形成され、ついで記録紙Ｐ上
に順次転写されて、記録紙Ｐ上に４色のトナー像を多重
転写したカラー画像が得られる。

【００５６】このトナー像が多重転写された記録紙Ｐは
定着器２５に送られ、そこで各色のトナーが溶融混色お
よび定着されて、記録紙Ｐ上に所望のカラープリント画
像が得られる。定着が終了した記録紙Ｐは、定着器２５
下流の装置排紙部からフェイスアップの向きで、装置横
方の排紙トレイ２６に排出される。記録紙Ｐをフェイス
ダウンの向きで出力する際には、定着器２５から所定の
上昇経路を経由し、排紙ローラ対２７によって装置上面
の排紙トレイ２８に排出される。

【００５７】転写によって感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残
留したトナーは、クリーンブレード等を備えたクリーナ
５ａ〜５ｄによって除去され、つぎの画像形成工程に備
える。

【００５８】本画像形成装置では、現像バイアスや帯電
バイアス等の制御値を幾段階に変更して、転写ベルト６
上に所定のタイミングで所定のパッチを形成し、このパ
ッチ濃度を検知して制御の最適化を図る濃度制御を実行
している。感光ドラム１上にパッチ潜像を形成し、これ
を現像器４で現像して感光ドラム１上にパッチを形成
し、得られたパッチを転写ベルト６上に転写し、このよ
うに転写ベルト６上にパッチ画像を形成し、そのパッチ
の画像濃度を図示しない反射濃度検知手段により検知
し、これに基づき濃度制御を実行する。

【００５９】濃度制御は、出力画像の濃度を最適化する
ため、また出力画像間の色味を合わせるために、非画像
形成時に実行する。本実施例では、非画像形成時とし
て、画像形成装置のメインスイッチ投入時、所定枚数の
プリント終了の都度、いずれかのプロセスカートリッジ
が交換されたとき、ユーザーが要求したとき等のタイミ
ングで実行している。

【００６０】上記のパッチの形成により転写ベルト６上
に付着したトナーについては、転写ベルト６を介して感
光ドラム１に対向当接している転写ローラ８ａ〜８ｄ
に、非画像形成時に所定のタイミングで所定のクリーニ
ングバイアスを印加して、電位差により静電的に感光ド
ラム１ａ〜１ｄに戻す。本実施例では、転写ローラ８ａ
〜８ｄに印加するバイアスは、交互に正負のバイアスと
した。たとえば転写ローラ８ａ、８ｃには負極性、転写
ローラ８ｂ、８ｄには正極性のバイアスといった具合で
ある。

【００６１】この転写ベルト６のクリーニングの際、転
写ベルト６と感光ドラム１ａ〜１ｄの摺擦力を高めるこ
とで、クリーニング効果を高めることも可能であり、そ
のように制御しても構わない。たとえば画像形成時に
は、転写ベルトの周速は感光ドラムとほぼ同速であるの
が、クリーニング時には、転写ベルトの周速をその１．
５倍にするが如きである。

【００６２】感光ドラム１ａ〜１ｄに戻されたトナー
は、それぞれのドラムクリーナ５ａ〜５ｄに回収され
る。つぎのトナーが回収された感光ドラム１ａ〜１ｄ
は、画像形成工程に備える。

【００６３】転写ベルト６から各クリーナ５ａ〜５ｄに
回収されたトナー量を調べてみると、総トナー回収量の
およそ７割はクリーナ５ａに、２割はクリーナ５ｂに回
収され、残り１割のほとんどはクリーナ５ｃに回収され
て、クリーナ５ｄにはほぼ回収されないことが分かっ
た。すなわち第１の画像形成ステーションＰＹに回収ト
ナーが集中する。

【００６４】また記録紙がジャムした際にも、転写ベル
ト６上にトナーが付着することが想定されるため、転写
ベルトのクリーニングが実行され、そのときの各クリー
ナ５ａ〜５ｄに回収されるトナー量は、ジャムを起こし
た場所や記録紙の取り除き方により回収量が異なるが、
本実施例の画像形成装置のジャム率から推定すると、上
述の濃度制御ごとに回収されるトナー量に比べてほとん
ど無視できる量であり、各クリーナ５ａ〜５ｄの回収割
合に大きな影響はないと考えられる。

【００６５】そこで、図１に示すように、第１のイエロ
ーの画像形成ステーションＰＹのクリーナ５ａ’の廃ト
ナーを収容する容積を、第２〜第４画像形成ステーショ
ンＰＭ〜ＰＫのクリーナ５ｂ〜５ｄの廃トナーを収容す
る容積よりも大きくした。

【００６６】通常、プロセスカートリッジのクリーナに
おける廃トナーの収容容積は、現像器に充填されている
トナー量に、最悪の転写効率等を加味した一定の比率
（回収率）を掛けて算出した数値を基に設計されている
が、本実施例のクリーナ５ａ’は、これに加えて、濃度
制御ごとに回収されるトナー量を算出して、クリーナ５
ａ’の廃トナー収容容積を他のクリーナ５ｂ〜５ｄの収
容容積の約１．４倍に設定した。具体的には、プロセス
カートリッジの寿命や装置の月間プリント枚数の目標値
からカートリッジ寿命までの推定される濃度制御の実行
回数を考慮して算出した。

【００６７】上記のように、イエローのクリーナ５ａ’
の容積を大きく設定することにより、クリーナ５ａ’か
ら廃トナーが溢れて、いわゆる廃トナーパンクの状態に
陥ることが回避できるようになる。そして、このパンク
状態の回避により、現像器４ａ内にトナーが未だ十分に
残っているのに、カートリッジ寿命をユーザーに報知し
てしまうことがなくなり、プロセスカートリッジが使用
不可となるのを防止し、現像器内に残っているトナーを
無駄に捨てることがなくなる。またクリーナ５ａ’のパ
ンクにより廃トナーが画像形成装置内に飛散して、装置
に致命的なダメージを与えることも防げる。特に低印字
率でプリントするユーザーに対しては、イエローカート
リッジ１３ａの交換回数を低減することが可能となり、
ユーザーメンテナンスの向上を図ることができる。

【００６８】本実施例では、イエローのクリーナ５ａ’
の容積を他の３色のクリーナ５ｂ〜５ｄの１．４倍に大
きくしたが、転写ローラ８ａによる電界により転写ベル
ト上のトナーがプラスに帯電されて、転写ローラ８ｂに
よる電界によりマゼンタのクリーナ５ｂに回収されるト
ナーの量が２番目に多いので、マゼンタのクリーナ５ｂ
の容積を残りの２色のクリーナ５ｃ、５ｄのたとえば
１．１倍に設定するようにすることもできる。

【００６９】以上説明したように、本実施例によれば、
図９の従来の画像形成装置に設置されている転写ベルト
６のクリーナ１１やそのクリーナの廃トナーボックスを
除去でき、装置の小型化や低コスト化、ユーザーメンテ
ナンスの向上を図ることができ、また、転写ベルトクリ
ーナ１１を除去したことにともなう問題も解決すること
ができる。

【００７０】以上では、各色の画像形成手段である感光
ドラム１、帯電器２、現像器４およびクリーナ５をそれ
ぞれ一体化してプロセスカートリッジ１３としたが、感
光ドラム１とクリーナ５とを一体化したプロセスカート
リッジの形態とすることもできる。

【００７１】実施例２図４は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す構成
図である。

【００７２】本実施例の画像形成装置は、図１に示した
画像形成装置とは、イエローとブラックの画像形成ステ
ーションＰＹ、ＰＫの位置が入れ替わり、ブラックのス
テーションＰＫが第１ステーション、イエローのステー
ションＰＹが第４ステーションになっている。

【００７３】そのため、実施例１で説明したように、主
に、濃度制御ごとに転写ベルト６に付着したトナーを感
光ドラム１に移して、ドラムクリーナ５でクリーニング
する際、第１のブラックのステーションＰＫのクリーナ
５ｄ’に回収されるトナーの割合が多いので、本実施例
では、ブラックのクリーナ５ｄ’の廃トナーを収容する
容積を他の色のクリーナ５ａ〜５ｃの廃トナーを収容す
る容積の約１．５倍に大にした。

【００７４】転写ローラ８に印加するクリーニングバイ
アスの印加法は、実施例１と同様、正負のバイアスを交
互に印加した。したがって、本実施例では、第１、第３
の画像形成ステーションＰＫ、ＰＣの転写ローラ８ｄ、
８ｃに負極性のバイアス、第２、第４の画像形成ステー
ションＰＭ、ＰＹの転写ローラ８ｂ、８ａに正極性のバ
イアスを印加した。これにより、転写ベルト６上に付着
しているトナーを静電的に感光ドラム１ａ〜１ｄ側に戻
した。

【００７５】また、この転写ベルト６のクリーニングの
際、転写ベルト６の周速を感光ドラム１に対し約１．７
倍に速く回転して、転写ニップ間の摺擦力を向上するこ
とにより、第１のステーションＰＫでのクリーニング性
を高めている。その結果、転写ベルト６からの総トナー
回収量のおよそ８割を、ブラックのクリーナ５ｄ'に回
収することができた。他の色のクリーナ５ａ〜５ｃに回
収されるトナー量は抑制された。

【００７６】本実施例の装置においても、第１のステー
ションＰＫの画像形成手段のうち、感光ドラム１ｄ、帯
電器２ｄ、現像器４ｄおよびクリーナ５ｄ’を、図５に
示すように、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ
ートリッジ１３ｄに構成し、同様に、第２、第３、第４
のステーションＰＭ、ＰＣ、ＰＹの画像形成手段につい
ても、図６に示すように、感光ドラム１ｂ、１ｃ、１
ａ、帯電器２ｂ、２ｃ、２ａ、現像器４ｂ、４ｃ、４ａ
およびクリーナ５ｂ、５ｃ、５ａを、それぞれ画像形成
装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ１３ｂ、１
３ｃ、１３ａに構成している。

【００７７】前述した市場調査から、実際のユーザーの
カラープリンターの使い方では、色別のトナー使用総量
で見ると、ブラックトナーの消費量が大であることが確
認されており、図４に示したように、各色の現像器４ａ
〜４ｄのトナー収容量が同一である場合には、ブラック
のカートリッジ１３ｄの交換頻度が高いことになる。

【００７８】本実施例では、交換頻度の高いブラックの
カートリッジ１３ｄのクリーナ５ｄ’の廃トナーを収容
する容積を大きくしているので、長期間カートリッジ１
３ｄが交換されないことにより廃トナーが溢れ出し、パ
ンク状態に陥ることを、他の色のクリーナ１３ａ〜１３
ｃの廃トナーを収容する容量を大きくする場合に比べ、
一層効果的に回避することができる。

【００７９】その結果、廃トナーパンクにかかわる問題
や現像器内のトナーが未だ十分残っているにもかかわら
ず、プロセスカートリッジが使用不可となる事態を極力
防止することができ、ユーザーメンテナンス性の向上を
図ることができる。

【００８０】本実施例では、現像器４ａ〜４ｄのトナー
収容量を等しくしたが、使用頻度の高いブラックの現像
器４ｄのトナー収容量を大とし、その分を見込んでブラ
ックのクリーナ５ｄ’の容積をさらに大きく設定しても
よい。

【００８１】実施例３図７は、本発明の画像形成装置のさらに他の実施例を示
す構成図である。

【００８２】本実施例の画像形成装置は、図１に示した
画像形成装置とは、第１のイエローの画像形成ステーシ
ョンＰＹのクリーナ５ａでなく、第４のブラックの画像
形成ステーションＰＫのクリーナ５ｄ’の廃トナー収容
容積を大にした点が異なる。

【００８３】第１、第２、第３の画像形成ステーション
ＰＭ、ＰＣ、ＰＹの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、帯電
器２ａ、２ｂ、２ｃ、現像器４ａ、４ｂ、４ｃおよびク
リーナ５ａ、５ｂ、５ｃは、先の図６に示したように、
それぞれ画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカート
リッジ１３ａ、１３ｂ、１３ｃに構成し、第４のステー
ションＰＫの感光ドラム１ｄ、帯電器２ｄ、現像器４ｄ
およびクリーナ５ｄ’は、先の図５に示すように、画像
形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ１３ｄ
に構成している。

【００８４】本実施例でも、ブラックのクリーナ５ｄ’
の容積は、他の色のクリーナ５ａ〜５ｃの約１．６倍に
大にしている。このブラックのステーションＰＫは、転
写ベルト６の搬送経路の最下流側に配設されているの
で、クリーナ５ｄ’の容積を大としても、ステーション
ＰＫとＰＣとの間隔を他のステーションＰＣとＰＭの間
隔、ＰＭとＰＹの間隔と等しく、すなわち感光ドラム１
ｄと１ｃの間隔を感光ドラム１ｃと１ｂの間隔、１ｂと
１ａの間隔と等間隔に保つことができ、このためカラー
レジストレーション補正等の制御を煩雑にすることがな
く、装置を小型化することによる色ずれ精度の悪化を生
じることがない。

【００８５】本実施例における転写ベルトのクリーニン
グ法について説明する。実施例１、２では、第１のステ
ーションのクリーナに回収されるトナーの割合が大きい
が、本実施例では、第４のブラックのステーションＰＫ
のクリーナ５ｄ’に回収されるトナーの割合を大きくし
た。以下説明する。

【００８６】まず、転写ベルト６上に形成されたパッチ
が第１〜第３ステーションＰＹ〜ＰＣを通過する間は、
それらの転写ローラ８ａ〜８ｃにクリーニングバイアス
が印加されないように制御し、パッチの先端が第４ステ
ーションＰＫの感光ドラム１ｄと転写ローラ８ｄとのニ
ップ部に達した時点で、まず転写ローラ８ｄに負極性の
バイアスを印加する。これにより、転写ベルト６上のト
ナーの多くが感光ドラム１ｄに転移し、クリーナ５ｄ’
に回収される。

【００８７】ついで、パッチが一回りして第１〜第３の
イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成ステーションの
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣに至った時点で、それぞれ転写ローラ
８ａ、８ｂ、８ｃに正極性、負極性、負極性のバイアス
を印加し、転写ベルト６上の残りのトナーをクリーニン
グする。

【００８８】転写ベルト６のクリーニングの際、転写ニ
ップ間の摺擦力を向上することにより、クリーナのクリ
ーニング性を高めるために、転写ベルトの周速を画像形
成時の約１．５倍に早くしている。

【００８９】以上のようにすることにより、ブラックの
クリーナ５ｄ’には、転写ベルト６からの総トナー量の
およそ７割のトナーを回収することができた。

【００９０】本実施例では、実施例２に対し、ブラック
のカートリッジ１３のクリーナ５ｄ’の容積をより大き
くしたので、カートリッジ１３ｄが長期間交換されない
ことによる廃トナーパンク状態に陥ることをより一層回
避することができる。

【００９１】さらに、ブラックのカートリッジ１３ｄ
は、転写ベルト６の記録材搬送方向の最下流に配設され
ているので、感光ドラム１ｄの下流側に配置されている
クリーナ５ｄ’の容積を大きくしても、ブラックの画像
形成ステーションＰＹとその上流側のステーションＰＣ
との間隔に影響を与えることがなく、他のステーション
間の間隔と同一に保つことができ、色ずれ精度を悪化さ
せることなく、画像形成装置の小型化が実現できる。

【００９２】以上の実施例１〜３では、転写ベルト６を
横方向に設置し、転写ベルトにより水平方向に搬送され
る記録材に、転写ベルトに沿って配置した画像形成ステ
ーションにより画像形成を行ったが、図８に示すよう
に、転写ベルト６を縦方向に設置し、転写ベルトにより
水平方向に搬送される記録材に、転写ベルトに沿って配
置した画像形成ステーションＰＹ〜ＰＫにより画像形成
を行うインラインカラープリンタにも適用することがで
きる。図８において図１に付した符号と同一の符号は同
一の部材を示す。

【００９３】たとえば、その転写ベルト６の記録材搬送
方向最下流の最上段となる第４のブラックの画像形成ス
テーションＰＫのクリーナ５’ｄの廃トナー収容容積
を、他の画像形成ステーションＰＹ〜ＰＣのクリーナ５
ａ〜５ｃの廃トナー収容容積よりも大とし、それらの転
写ローラ８ａ〜８ｄに実施例３と同様なクリーニングバ
イアスのかけ方をすれば、転写ベルト６からのトナーの
回収を、ブラックのクリーナ５ｄ’での回収割合を大き
くして実施することができる。

【００９４】また、実施例１〜３のいずれも、複数の感
光ドラム１上に形成した複数色のトナー像を転写ベルト
６によって搬送される記録紙に直接重ね合わせて転写
し、定着する方式の画像形成装置について説明したが、
本発明は、中間転写ベルト等の中間転写体に沿って複数
の画像形成ステーションを設置し、その複数の感光ドラ
ム上に形成した複数色のトナー像を中間転写体に一旦重
ね合わせて転写し、ついで複数色のトナー像を中間転写
体に搬送された記録紙に一括して転写し、定着する中間
転写方式の画像形成装置についても適用できる。その中
間転写体のクリーニングをクリーニング手段を用いず
に、中間転写体の付着トナーを感光ドラムに転移して、
感光ドラムのクリーニング手段でクリーニングする際、
本発明と同様にすることにより同様な効果を得ることが
できる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インライン方式の画像形成装置において、記録材搬送部
材等のクリーニング手段を廃止し、搬送部材等に付着し
たトナーを感光体に電位差により静電的に戻して、感光
体のクリーニング手段で回収するに際し、複数のうちの
すくなくとも１つの画像形成手段のクリーニング手段に
ついて、廃トナーを収容する容積を他の画像形成手段の
クリーニング手段におけるよりも大としたので、その少
なくとも１つの特定のクリーニング手段でクリーニング
するトナー量を多くしても、クリーニング手段の廃トナ
ーパンクを低減でき、メンテナンス性を向上できるとと
もに装置の小型化を図ることができる。

【００９６】また画像形成手段の感光体を含む幾つかの
要素を、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカート
リッジに構成し、そのうちの交換頻度の高いブラックの
カートリッジのクリーニング手段を特定のクリーニング
手段とした場合には、カートリッジの現像器内のトナー
が未だ十分残っているにもかかわらず、カートリッジが
使用不可となる事態を極力防止することができる。さら
にこのブラックのカートリッジを記録材搬送部材の最下
流に配置し、そのクリーニング手段を特定のクリーニン
グ手段とした場合には、色ずれを悪化させることなく、
さらなる装置の小型化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】図１の画像形成装置の第１ステーションのプロ
セスカートリッジを示す構成図である。

【図３】図１の画像形成装置の第２〜第４ステーション
のプロセスカートリッジを示す構成図である。

【図４】本発明の画像形成装置の他の実施例を示す構成
図である。

【図５】図１の画像形成装置の第１ステーションのプロ
セスカートリッジを示す構成図である。

【図６】図１の画像形成装置の第２〜第４ステーション
のプロセスカートリッジを示す構成図である。

【図７】本発明の画像形成装置のさらに他の実施例を示
す構成図である。

【図８】本発明が適用可能な画像形成装置の他の例を示
す構成図である。

【図９】従来の画像形成装置を示す構成図である。

【図１０】図９の画像形成装置におけるプロセスカート
リッジを示す構成図である。

【図１１】従来の画像形成装置の他の例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ感光ドラム２ａ〜２ｄ帯電器４ａ〜４ｄ現像器５ａ〜５ｄ、５ａ’、５ｄ’ ドラムクリーナ８ａ〜８ｄ転写ローラ１３ａ〜１３ｄプロセスカートリッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材を担持して搬送する記録材搬送部
材と、前記搬送部材に沿って配置された、各々、像担持
体、現像手段およびクリーニング手段を含む複数の画像
形成手段とを備え、前記複数の像担持体上に形成された
複数色のトナー像を前記搬送部材により搬送された記録
材に重ね合わせて転写し、定着して、前記記録材にカラ
ー画像を形成し、その画像形成時以外の非画像形成時
に、前記搬送部材に付着したトナーを前記複数の像担持
体に静電的に戻して、前記複数のクリーニング手段によ
り回収する画像形成装置において、前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも１つの画像
形成手段のクリーニング手段で回収トナーを収容する容
積を、残りの画像形成手段のクリーニング手段での回収
トナーを収容する容積よりも大としたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記回収トナーを収容する容積を大とし
たクリーニング手段を有する画像形成手段が、前記記録
材搬送部材の搬送方向最上流に配置された請求項１の画
像形成装置。
【請求項３】前記回収トナーを収容する容積を大とし
たクリーニング手段を有する画像形成手段が備える現像
手段で使用する現像剤の色がブラックである請求項２の
画像形成装置。
【請求項４】前記回収トナーを収容する容積を大とし
たクリーニング手段を有する画像形成手段が、前記記録
材搬送部材の搬送方向最下流に配置され、かつその画像
形成手段が有する現像手段で使用する現像剤の色がブラ
ックである請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記画像形成手段のうち少なくとも像担
持体とクリーニング手段とを一体的に組み込んで、画像
形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジに構成
した請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装
置。
【請求項６】中間転写体と、前記中間転写体に沿って
配置された、各々、像担持体、現像手段およびクリーニ
ング手段を含む複数の画像形成手段とを備え、前記複数
の像担持体上に形成された複数色のトナー像を前記中間
転写体に重ね合わせて転写し、ついで前記複数色のトナ
ー像を前記中間転写体に搬送された記録材に一括して転
写し、定着して、前記記録材にカラー画像を形成し、そ
の画像形成時以外の非画像形成時に、前記中間転写体に
付着したトナーを前記複数の像担持体に静電的に戻し
て、前記複数のクリーニング手段により回収する画像形
成装置において、前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも１つの画像
形成手段のクリーニング手段で回収トナーを収容する容
積を、残りの画像形成手段のクリーニング手段での回収
トナーを収容する容積よりも大としたことを特徴とする
画像形成装置。