JP2006078658A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラーバランスが適正なカラー画像情報を実現するとともに、転写後に回収されたトナーの再利用を可能にして、コピーコストの低減を図ったカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】 色分解された画像情報に応じて各色相に合致したトナーにより形成されるトナー像を担持する感光体ドラム２１を備えた複数のプロセス印刷ユニット２０と、複数のトナー像が積層して転写される転写ベルト３１と、転写ベルト３１に積層転写されたトナー像を記録用紙に一括転写する転写ローラ３６とを備え、複数のプロセス印刷ユニット２０が転写ベルト３１に沿って並設されたカラー画像形成装置１において、複数のプロセス印刷ユニット２０の感光体ドラム２１から転写ベルト３１上に転写されるトナー像のうちの最初に転写される色相のトナー像のトナーを、カラー画像情報の下地層とすることを特徴とするものとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー画像形成装置に係り、特に、画像形成方法に電子写真方式を採用した複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された現像剤像を転写材上に転写するカラー画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置において、カラー化が一般的になりつつあり、カラー画像形成装置の開発が進むに連れて、カラー画像形成装置が採用されることが多くなっている。

従来、カラー画像形成装置では、原稿に対し忠実な色相で原稿を再現する必要があるため、カラーの色相を合わせるための種々の画像処理方法を用いてカラーバランスの調整が行われている。

画像処理方法の一例として、ユーザが選択した色情報および画像形成装置の印刷特性情報に基づいて色補正のパラメータを変更してカラーバランスの調整を行うようにしたものが知られている（特許文献１を参照）。

しかしながら、上述した手法は、印字される用紙に各色相の現像剤を直接転写する方式においては有効であるが、装置のコンパクト化やカラー印字の高速化に対応した間接転写方式においては適用が困難である。

間接転写方式が採用されたカラー画像形成装置は、中間転写体を用いて、各色相に色分解された画像情報を中間転写体上に積層することで画像情報を形成し（１次転写）、積層形成されたカラー画像情報を搬送された用紙に一括転写（２次転写）することで用紙上に画像情報を印字するように構成されている。

このような間接転写方式においては、１次転写時及び２次転写時に現像剤が全て転写されるわけではないため、その転写効率を考慮する必要がある。

間接転写方式における転写効率は、通常、概ね８０〜９５％位となっている。
例えば、転写機構としてチャージャー方式を用いて帯電させる空間転写方式の場合は８０〜９０％の範囲の転写効率であり、ローラ／ブラシ等を用いて帯電させる圧接転写方式の場合は９０〜９５％の範囲の転写効率となっている。

従って、転写効率が１００％ではない時に前記画像処理によるカラーバランスの調整を行う場合には、転写効率の考慮が必要となるわけである。
特開２０００−１９０５７２号報

間接転写方式における転写効率は、単に各色相に対応する感光体上における現像剤の電荷と転写機構の電界によって変化するだけでなく、感光体と転写機構との間に介在する用紙の状態（用紙の種類、厚み、含水率等々）によっても変化するものである。

従って、このカラーバランス調整を行うために如何に複雑な処理を行ったとしても、ユーザが満足する画像処理はなかなか得られないという問題があった。

また、間接転写方式により１次転写及び２次転写において転写されなかった現像剤は、１次転写の場合は、一画像形成ユニット内で常に一定の色相の現像剤が使用されるため、再利用することも可能である。

しかしながら、２次転写の場合では、転写されずに残留した色相が画像情報によって異なるため、クリーニング部において中間転写体上に残留した現像剤が回収されると種々の色相の現像剤が混在し、再利用は不可能となり、廃棄するしかなかった。これは、ユーザにとってコピーコストの上昇を招来し、コピーコストの低減という観点からも問題となっている。

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、カラーバランスが適正なカラー画像情報を実現するとともに、転写後に回収された現像剤の再利用を可能にして、コピーコストの低減を図ったカラー画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するための本発明に係るカラー画像形成装置の各構成は、次のとおりである。

請求項１に記載したカラー画像形成装置は、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた複数の画像形成ユニットと、複数の現像剤像が積層して転写される中間転写体と、前記中間転写体に積層転写された現像剤像を被転写媒体に一括転写する転写部とを備え、複数の前記画像形成ユニットが前記中間転写体に沿って並設されたカラー画像形成装置において、複数の前記画像形成ユニットの像担持体から前記中間転写体上に転写される現像剤像のうちの最初に転写される色相の現像剤像の現像剤を、カラー画像情報の下地層とすることを特徴とするものである。

請求項２に記載したカラー画像形成装置は、請求項１に記載した構成に加えて、最初に転写される色相の現像剤像の現像剤を、黒色の画像情報に合致した現像剤とすることを特徴とするものである。

請求項３に記載したカラー画像形成装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、前記下地層を、転写部において中間転写体から被転写媒体に現像剤像が転写される際に、被転写媒体に転写されずに中間転写体上に残留した現像剤で形成することを特徴とするものである。

請求項４に記載したカラー画像形成装置は、請求項１，２または３に記載した構成に加えて、前記下地層を、カラー画像情報の全ての色相に合致した現像剤の総層厚に対して５％以下の層厚で形成することを特徴とするものである。

請求項５に記載したカラー画像形成装置は、請求項１，２，３又は４に記載した構成に加えて、中間転写体の移動方向で転写部より下流側であって画像形成ユニットより上流側で中間転写体の転写面と当接して、一括転写後に中間転写体上に残留した現像剤を掻き取り回収する中間転写体クリーニング手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項６に記載のカラー画像形成装置は、請求項５に記載した構成に加えて、中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、色相毎に設けられた画像形成ユニットに備えられた現像剤収納容器のうちの一色相の現像剤収納器に搬送する現像剤搬送手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項７に記載のカラー画像形成装置は、請求項６に記載した構成に加えて、現像剤収納容器の色相を黒色とすることを特徴とするものである。

請求項１乃至７に記載した発明によれば、カラー画像形成装置において、複数の画像形成ユニットの像担持体から中間転写体上に転写される現像剤像のうちの最初に転写される色相の現像剤像の現像剤を、薄膜形成してカラー画像情報の下地層として、その下地層上にカラーバランスに合った各色相の現像剤像を形成することで、下地層上の各色相の現像剤像を全て被転写媒体上に転写でき、各色相のカラーバランスが変わることなくカラーバランスに合った適正なカラー画像情報を実現できる。

また、請求項１〜７に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。

詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、最初に転写される色相の現像剤像の現像剤を、黒色の画像情報に合致した現像剤とすることで、他の色相に影響されることのない下地層を形成することができる。

請求項３に記載した発明によれば、下地層を、転写部において中間転写体から被転写媒体に現像剤像が転写される際に、被転写媒体に転写されずに中間転写体上に残留した現像剤で形成することで、別途下地層を形成する手段を設けることなく、簡単な構成で下地層を形成することができる。

請求項４に記載した発明によれば、下地層を、カラー画像情報の全ての色相に合致した現像剤の総層厚に対して５％以下の層厚で形成することで、下地層の層厚に影響されることなく、中間転写体上に積層転写された各色相の現像剤像を被転写媒体に転写することができる。

請求項５に記載した発明によれば、中間転写体の移動方向で転写部より下流側であって画像形成ユニットより上流側で中間転写体の転写面と当接して、一括転写後に中間転写体上に残留した現像剤を掻き取り回収する中間転写体クリーニング手段を備えたことで、中間転写体上に残留した下地層を形成する現像剤を再利用することが可能となる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項５に記載した発明で得られる効果に加え、中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、色相毎に設けられた画像形成ユニットに備えられた現像剤収納容器のうちの一色相の現像剤収納器に搬送する現像剤搬送手段を備えたことで、自動的に所定の現像剤収納容器に回収することができる。

請求項７に記載した発明によれば、上記に記載した効果に加えて、現像剤収納容器の色相を黒色とすることで、下地層の現像剤として黒色の現像剤を用いた場合に、残留現像剤の大部分が黒色となることから、他の色相が微量混入しても黒色相の変化が少ないため現像剤の再利用が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は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カラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図（後方からの断面視図）である。

本実施形態のカラー画像形成装置１は、図１に示すように、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤（以下、トナーと称する。）により形成される現像剤像（以下、トナー像と称する。）を担持する感光体ドラム２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）を備えた複数の画像形成ユニットたるプロセス印刷ユニット２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）と、複数のトナー像が積層して転写される中間転写体たる転写ベルト３１と、前記転写ベルト３１に積層転写されたトナー像を被転写媒体たる記録用紙に一括転写する転写部を構成する転写ローラ３６とを備えたカラー画像形成装置であって、前記複数のプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが転写ベルト３１に沿って並設され、プロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから転写ベルト３１上に転写されるトナー像のうちの最初に転写される色相のトナー像のトナーを、転写ベルト３１上に薄膜形成して、カラー画像情報の下地層を形成することを特徴としたものである。

ここで、本実施形態におけるカラー画像形成装置１とオペレータとの位置関係は、図１に示すカラー画像形成装置１の向こう側にオペレータが位置するようになっている。すなわち、カラー画像形成装置１の図示されない側面が操作側となり、図１における正面視の左右方向は、オペレータが操作側に向う場合の左右方向とは逆になっている。
また、以下の説明中のフロント側（Ｆ側）はオペレータ側を示し、リア側（Ｒ側）はカラー画像形成装置１の後側、すなわち図１に図示された面側を示すものとする。

まず、カラー画像形成装置１の全体構成について説明する。
本実施形態に係るカラー画像形成装置１は、図１に示すように、画像情報を色分解して色相毎に画像を形成してカラー画像を出力するようにした、いわゆるデジタルカラープリンタであって、大略的に画像形成部１０８と給紙部１０９とにより構成され、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示省略）からの印刷ジョブに基づいて多色画像又は単色画像を記録用紙上に形成するものである。

画像形成部１０８は、電子写真方式で、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色を用いて多色画像を形成するものであって、主に、露光ユニット１０、画像形成ユニットたるプロセス印刷ユニット２０、定着ユニット２７、中間転写体としての転写ベルト３１を備える転写ベルトユニット３０、中間転写体クリーニング手段たる転写ベルトクリーニングユニット３７とにより構成されている。

画像形成部１０８の概略構成は、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一端側の上部に定着ユニット２７を配置し、該定着ユニット２７の下方に筐体１ａの一端側から他端側に渡り転写ベルトユニット３０を配置するとともに、該転写ベルトユニット３０の下方にプロセス印刷ユニット２０を配置し、さらに該プロセス印刷ユニット２０の下方に露光ユニット１０を配置している。また、転写ベルトユニット３０の他端側には転写ベルトクリーニングユニット３７が設けられている。さらに、画像形成部１０８の上部には定着ユニット２７に隣接して排紙トレイ４３が設けられている。
そして、この画像形成部１０８の下側に給紙部１０９が構成されている。

本実施形態では、プロセス印刷ユニット２０として、ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した４個のプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが転写ベルト３１に沿って順次設けられている。

転写ベルト３１上に転写されるトナー像のうちの最初に転写される色相のプロセス印刷ユニット２０ａ、すなわち、転写ローラ３６から最も遠い位置に配置される色相のプロセス印刷ユニット２０ａは、黒色の色相のトナーを備え、転写ベルト３１上に最初に黒色のトナー像を形成するものである。

これらプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、筐体１ａ内で略水平方向（図中の左右方向）に平行して並設され、各色毎に像担持体たる感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、該感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを帯電させる帯電器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、現像器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、クリーナユニット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ等をそれぞれ備えている。

ここで、各色毎に対応する構成要素に付したａ，ｂ，ｃ，ｄの記号は、それぞれブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応するように記載したものであるが、以下の説明において、特定の色に対応する構成要素を指定して説明する場合を除き、各色に対して設けられている構成要素をまとめて、感光体ドラム２１、帯電器２２、現像器２３、クリーナユニット２４と記載するものとする。

感光体ドラム２１は、外周面の一部が転写ベルト３１の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器２２、現像器２３、及びクリーナユニット２４が近接配置されている。

帯電器２２は、ローラ型帯電器が用いられ、感光体ドラム２１を挟んで転写ベルトユニット３０が配置する位置と略反対側で感光体ドラム２１の外周面に接触するように配置されている。尚、本実施形態では帯電器２２としてローラ型帯電器を用いているが、ローラ型帯電器の代わりにブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器等を用いても良い。

現像器２３は、ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の各色のトナーが各色ずつ現像器２３毎に収納されており、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器２２より下流側に配置されている。そして、該感光体ドラム２１の外周面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給して顕像化するように構成されている。

クリーナユニット２４は、感光体ドラム回転方向で帯電器２２より上流側に配置されている。また、クリーナユニット２４は、クリーニングブレード２４１を備え、該クリーニングブレード２４１を感光体ドラム２１の外周面に沿って当接配置し、該感光体ドラム２１上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されている。図中の符号２４２は回収したトナーを搬送する搬送スクリュである。

露光ユニット１０は、印刷用の画像データに基づいて各色毎に各々の感光体ドラム２１上にレーザ光を照射して静電潜像を生成させるものであって、主に、レーザ照射部１１ａを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１１、ポリゴンミラー１２、及び各色毎にレーザ光を反射する反射ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃとにより構成されている。

レーザ照射部１１ａから発せられたレーザ光は、ポリゴンミラー１２により色分解された後に反射ミラー１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｃで反射して、各色毎にそれぞれの感光体ドラム２１上に照射されるようになっている。

尚、レーザスキャニングユニット１１は、レーザ照射部１１ａの代わりにＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込ヘッドを用いる構成であっても良い。

転写ベルトユニット３０は、主に、転写ベルト３１、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとにより構成されている。
尚、以下の説明においては、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを総して用いる場合には中間転写ローラ３５と記載するものとする。

転写ベルト３１は、厚さ７５μｍ〜１２０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルト３１の材質は、ポリイミド、ポリカーボネート等が用いられている。

また、転写ベルト３１は、その表面が感光体ドラム２１の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５により張架され、該転写ベルト駆動ローラ３２の駆動力により副走査方向（図中の矢印Ｂ方向）へ移動するように構成されている。

転写ベルト駆動ローラ３２は、筐体１ａの一端側に配置され、転写ベルト３１に巻回されて駆動を掛けて該転写ベルト３１を搬送するとともに、転写ベルト３１と記録用紙とを重ね合わせた状態で転写ローラ３６とで挟み込んで圧接しながら記録用紙を搬送するように設けられている。

転写部を構成する転写ローラ３６は、転写ベルト駆動ローラ３２に対して略水平で平行に対向し、該転写ベルト駆動ローラ３２に巻回される転写ベルト３１に対して所定のニップで圧接するように配設され、該転写ベルト３１上に形成された多色トナー像を記録用紙上に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されるように構成されている。

また、転写ベルト３１と転写ローラ３６との間のニップを定常的に得るために、転写ベルト駆動ローラ３２又は転写ローラ３６の何れか一方のローラを金属等の硬質材料により構成し、他方のローラを弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成するようにしている。

転写ベルト駆動ローラ３２と転写ローラ３６の下方にはレジストローラ２６が設けられている。レジストローラ２６は、給紙部１０９から供給された記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合して転写ローラ３６側へ搬送するように構成されている。

転写ベルト従動ローラ３３は、筐体１ａの他端側に配置され、転写ベルト駆動ローラ３２とともに転写ベルト３１を筐体１ａの一端側から他端側に渡り略水平に架設している。

中間転写ローラ３５は、転写ベルト駆動ローラ３２から転写ベルト従動ローラ３３に渡り巻回された転写ベルト３１の内側空間に配置され、転写ベルト３１の内側面と当接して外側面を感光体ドラム２１の外周面に当接するように設けられている。

また、中間転写ローラ３５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）軸を備え、その金属軸の外周面にＥＰＤＭ、発砲ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されている。

このように構成された中間転写ローラ３５は、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加され、弾性材により転写ベルト３１に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。

転写ベルトクリーニングユニット３７は、転写ベルト従動ローラ３３の近傍に設けられ、転写ベルト３１に当接するように配置したクリーニングブレード３７ａを備え、該クリーニングブレード３７ａにより転写ベルト３１上の残留トナーを掻き取り回収するようにされている。

また、転写ベルトクリーニングユニット３７は、プロセス印刷ユニット２０ａより転写ベルト３１の移動方向上流側で該プロセス印刷ユニット２０ａに近接して配置されている。さらに、転写ベルトクリーニングユニット３７内のトナー回収部３７ｂからプロセス印刷ユニット２０ａ内のトナー収納容器２０ａ１に渡りトナー搬送手段３８が連設されている。

トナー搬送手段３８は、図２に示すように、主にトナー回収部３７ｂ下部とトナー収納容器２０ａ１の上部とを連通接続するトナー搬送ケース３８ａと、該トナー搬送ケース３８ａ内に沿って延設されてトナー回収部３７ｂからトナー収納容器２０ａ１にトナーを搬送する搬送スクリュ３８ｂとにより構成されている。

トナー搬送ケース３８ａは、一端部３８ａ１がトナー回収部３７ｂ内の底部に配設されるとともに、トナー回収部３７ｂ内で上方に向かい搬送スクリュ３８ｂを露出する状態に開口した開口部３８ａ１１が形成され、一方、他端部３８ａ２がトナー収納容器２０ａ１内の上部に配設されるとともに、トナー収納容器２０ａ１内で下方に向かい開口した開口部３８ａ２１が形成されている。

搬送スクリュ３８ｂは、主に、湾曲した状態でも回転自在のフレキシブルな回転軸３８ｂ１と、回転軸３８ｂ１の軸心方向に対して斜めに且つ互いに平行に設けられた複数の搬送羽根３８ｂ２とにより構成されている。前記搬送羽根３８ｂ２は、円盤状を呈し、回転軸３８ｂ１の回転に伴い該回転軸３８ｂ１とともに一体的に回転してトナーをトナー回収部３７ｂからトナー収納容器２０ａ１に搬送するようになっている。

尚、搬送スクリュ３８ｂは、上述した構成に限定されるもではなく、例えば、幅広の螺旋部を有する螺旋状のフレキシブルな回転軸を用いたものであってもよい。

定着ユニット２７は、図１に示すように、加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとにより構成された一対の定着ローラ２７１と、その定着ローラ２７１の上方に搬送ローラ２７ｃを備え、記録用紙を定着ローラ２７１の下方より搬入して、搬送ローラ２７ｃの上方に搬出するようにされている。

定着ユニット２７の上方には排紙ローラ２８が設けられ、搬送ローラ２７ｃから搬送された記録用紙を該排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に記録用紙を排紙するようにされている。

定着ユニット２７によるトナー像の定着は、加熱ローラ２７ａの内部若しくは近接して設けられたヒータランプ等の加熱手段（図示省略）を温度検出器（図示省略）の検出値に基づいて制御することにより、加熱ローラ２７ａを所定の温度（定着温度）に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとにより挟んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着するようにされている。

また、定着ユニット２７に隣接して、両面印刷用の両面原稿搬送路Ｓ３が定着ユニット２７の後方から下方に向かい給紙部１０９付近まで構成され、その両面原稿搬送路Ｓ３上に上下方向で並設された搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより記録用紙を反転させた状態で、再び転写ローラ３６に向かい搬送するようになっている。

具体的には、搬送ローラ２９ａは定着ユニット２７の後方に配置され、搬送ローラ２９ｂは、上下方向で搬送ローラ２９ａの下方に位置するとともに、横方向でレジストローラ２６と略同じ位置に配置されている。

次に、給紙部１０９の構成について説明する。
給紙部１０９は、画像形成に使用する記録用紙を収容するための手差トレイ４１及び給紙カセット４２を備え、手差トレイ４１又は給紙カセット４２から記録用紙を一枚ずつ画像形成部１０８に供給するようにされている。

手差トレイ４１は、図１に示すように、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一側端（図中で右側）に、使用時には外方に拡開され、未使用時には一側端に収納可能に設けられ、利用者が所望する種類の記録用紙を少数枚（必要とする枚数）だけ載置してカラー画像形成装置１の筐体１ａ内部に１枚ずつ取込むものである。

手差トレイ４１による記録用紙の給紙方向（図中の矢印Ｃ方向）下流側のカラー画像形成装置１の筐体１ａ内には、露光ユニット１０の下方にピックアップローラ４１ａが設けられ、さらに給紙方向下流側に搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが略水平に設けられている。

ピックアップローラ４１ａは、手差トレイ４１から給紙された記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に搬送するようになっている。

最下流側の搬送ローラ４１ｄは、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃよりも上方に設けられ、これにより記録用紙を上方に向かい搬送するようになっている。

前述したピックアップローラ４１ａ及び搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄによって記録用紙搬送路Ｓ１が構成されている。

一方、給紙カセット４２は、筐体１ａ内の画像形成部１０８及び露光ユニット１０の下側に設けられ、装置の仕様により規定されたサイズ、又は利用者が予め定めたサイズの記録用紙を大量に収容可能となっている。

給紙カセット４２の一端部（図中の左側端部）の上にはピックアップローラ４２ａが設けられ、該ピックアップローラ４２ａの記録用紙搬送方向（図中の矢印Ｄ方向）下流側で斜め上方には搬送ローラ４２ｂが設けられている。

ピックアップローラ４２ａは、給紙カセット４２にセットされた記録用紙の最上部にある記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に繰り出して搬送するようになっている。

搬送ローラ４２ｂは、ピックアップローラ４２ａから繰り出された記録用紙を、筐体１ａ内の一端側に形成された記録用紙搬送路Ｓ２に沿って上方に向かい画像形成部１０８に搬送するようになっている。

次に、本実施形態のカラー画像形成装置１による画像出力について説明する。
カラー画像形成装置１は、給紙部１０９から供給される記録用紙上に感光体ドラム２１上のトナー像をいわゆる中間転写方式によって転写ベルトユニット３０を介して記録用紙に転写するようにされている。

まず、帯電器２２により感光体ドラム２１の外周面を所定の電位に均一的に帯電する。
帯電された感光体ドラム２１に露光ユニット１０からレーザ光を照射することで、各色毎の感光体ドラム２１上に各色毎の静電潜像が生成される。

次に、現像器２３より感光体ドラム２１の外周面にトナーが供給されて、感光体ドラム２１の外周面に形成された静電潜像がトナーにより顕像化（トナー像として）される。

そして、感光体ドラム２１に生成したトナー像が転写ベルト３１に転写される。
感光体ドラム２１から転写ベルト３１へのトナー像の転写は、転写ベルト３１の裏側に接触配置された中間転写ローラ３５によって行われる。

中間転写ローラ３５にトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧を印加することで、転写ベルト３１は、この中間転写ローラ３５により均一的に高電圧が印加されて逆極性（＋）となる。これにより、感光体ドラム２１上の帯電極性（−）のトナー像は、感光体ドラム２１が転写ベルト３１と回転接触する際に転写ベルト３１上に転写される。

各々の感光体ドラム２１に形成された各色のトナー像は、転写ベルト３１が移動しながら各々の感光体ドラム２１と回転接触するに従い順次に重ねて転写され、転写ベルト３１上にはカラーのトナー像が形成される。

このようにして、各色毎に感光体ドラム２１上でトナーにより顕像化された静電潜像は転写ベルト３１上で積層され、印刷用画像が多色トナー像として転写ベルト３１上に再現される。

そして、転写ベルト３１上に転写された多色トナー像は、転写ベルト３１が移動して記録用紙と該転写ベルト３１とが重なり合う位置で、転写ローラ３６によって転写ベルト３１から記録用紙上に転写される。

感光体ドラム２１と接触することで転写ベルト３１に付着したトナー、又は転写ローラ３６によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト３１上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去および回収される。

次に、給紙部１０９による記録用紙の供給動作について説明する。
手差トレイ４１に載置された記録用紙を用いる場合は、操作パネル（図示省略）の指示により制御されたタイミングで、ピックアップローラ４１ａにより手差トレイ４１内から記録用紙が１枚ずつ装置内部に取り込まれる。

装置内部に取り込まれた記録用紙は、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにより記録用紙搬送路Ｓ１に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

一方、給紙カセット４２に収容された記録用紙を用いる場合は、ピックアップローラ４２ａにより給紙カセット４２内から記録用紙が１枚ずつ分離給送され、搬送ローラ４２ｂにより記録用紙搬送路Ｓ２に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

手差トレイ４１又は給紙カセット４２から搬送された記録用紙は、レジストローラ２６により記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ３６側へ搬送されて、転写ベルト３１上のトナー像が記録用紙上に転写される。

トナー像が転写された記録用紙は、略垂直に搬送されて定着ユニット２７に到達し、定着ユニット２７において、加熱ローラ２７ａと加圧ローラ２７ｂとによりトナー像が記録用紙に熱定着される。

定着ユニット２７を通過した記録用紙は、片面印刷要求の場合、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上にフェイスダウンで排出される。

一方、両面印刷要求の場合は、排紙ローラ２８により記録用紙をチャックした後、該排紙ローラ２８を逆回転させて記録用紙を両面原稿搬送路Ｓ３へ導き、搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより再度レジストローラ２６へ搬送する。

この時、記録用紙は、転写される面が反転するとともに搬送される前後方向が変わる。
つまり、最初の転写時にスタート側となる端部が裏面転写時にはエンド側となり、最初の転写時にエンド側となる端部が裏面転写時にはスタート側となる。

そして、記録用紙の裏面にトナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に排出される。
以上のように、記録用紙への転写動作が行われる。

次に、本実施形態に係るカラー画像形成装置１による転写ベルトへの下地層の形成と転写効率について、実施例に基づき図面を参照して説明する。

（実施例）
本実施例は、前述した実施形態の一実施例であって、カラー画像形成装置１において、図１に示すように、４個のプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを転写ベルト３１の移動方向に沿って上流側よりブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）という順序で並設して、転写ベルト３１上に最初に黒色の色相のプロセス印刷ユニット２０ａにより黒トナーによるトナー像を形成することで、２次転写時に転写ベルト３１に残る分のトナーを予め黒トナーとして、その黒トナーにより下地層を構成し、その下地層上に順次プロセス印刷ユニット２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりカラートナーを印字してカラー画像を形成するものである。

カラー画像形成装置１における中間転写方式によれば、１次転写は感光体ドラム２１から転写ベルト３１への転写であるため、安定した転写効率が確保でき、現像剤（以下、トナーと称する。）の種類に関係なく、ほぼ９８％以上の転写効率が得られる。

一方、２次転写では、１次転写で転写ベルト３１上にトナーが押し付けられパッキングし、さらに、被転写体（記録用紙）の種類が多様化することもあって、安定した転写効率を確保できない。特に、現像剤に粉砕トナーを用いた場合はトナーのパッキング傾向が強く、帯電が不安定ということもあり、上述した傾向が顕著に表れる。

ここで、本実施例において、転写ベルト３１上に形成されたトナー像の２次転写時の転写効率について、３種類の転写条件により比較して検証する。
図３は本実施例のカラー画像形成装置における感光体ドラム上の３種類のトナーの帯電量と付着量を示す表、図４は本実施例における３種類の転写条件による２次転写時の転写効率を示す表、図５〜図７は、各転写条件における転写効率と２次電流との関係を示すグラフである。

転写条件は、
転写条件１：粉砕トナーＡによる単層画像
転写条件２：粉砕トナーＢによる多層画像
転写条件３：重合トナーＣによる単層画像
とする。

感光体ドラム２１上における各トナーのオフセット時と直圧時の付着量と帯電量とを図３に示す。

図３の表より、粉砕トナーＡと粉砕トナーＢとを比較すると帯電量に大きな差はないが、付着量に関しては粉砕トナーＢの方が多くなっていることが分かる。
一方、粉砕トナーＡ，Ｂと重合トナーＣとを比較すると、重合トナーＣの方が粉砕トナーＡ，Ｂよりも帯電量が多く、付着量が少なくなっていることが分かる。
すなわち、粉砕トナーＡ，Ｂ及び重合トナーＣは、それぞれ異なった特性を有している。

次に、粉砕トナーＡ，Ｂ及び重合トナーＣを用いたそれぞれの転写条件１，２，３による２次電流に応じた転写効率について説明する。
粉砕トナーＡは、転写条件１において、図３、図４に示すように、２次電流が１０μＡ付近で転写効率が最大の９３．２５％の実現している。

粉砕トナーＢは、転写条件２において、図３、図５に示すように、２次電流が１４〜２２μＡ付近で転写効率が最大の９２．５％の実現している。

重合トナーＣは、転写条件３において、図３、図６に示すように、２次電流が１６〜２６μＡ付近で転写効率が最大の９５．７５％の実現している。

上記結果によると、上述した特性の異なるトナーであっても、２次転写時の転写効率が概ね９５％程度を実現できることが検証できた。

従って、本実施例によれば、転写ベルト３１上に形成されるトナー像のトナー層の総層厚の５％程度のトナー層を該転写ベルト３１上に上乗せして形成することで、画像に必要なトナーのほとんどを転写することができる。

すなわち、最初に印字するプロセス印刷ユニット２０ａによる画像形成を、２次転写時の転写効率に対応して、記録用紙に転写されずに転写ベルト３１上の残留したトナーに相当する層厚の分、すなわち、カラー画像情報の全ての色相に合致したトナーの総層厚に対して５％以下の層厚を下地層として最初に形成されるトナー像の層厚に付加することで、２次転写する際に、積層形成されたトナー像の必要部分を確実に記録用紙に転写することができる。

さらに、本実施例によれば、プロセス印刷ユニット２０ａの色相を黒色とすることで、下地層の層厚をトナー像の総トナー層の５％以下としても、転写効率に多少のバラツキが生じてもその他のカラートナーに影響を及ぼすことがないので、カラーバランスの良好な転写画像を得ることができる。

以上のように構成したので、前述した実施形態及び実施例によれば、カラー画像形成装置１において、複数のプロセス印刷ユニット２０の感光体ドラム２１から転写ベルト３１上に転写されるトナー像のうちの最初に転写される色相のトナー像のトナーを、薄膜形成してカラー画像情報の下地層として、その下地層上にカラーバランスに合った各色相のトナー像を形成することで、下地層上の各色相のトナー像を全て被転写媒体上に転写でき、各色相のカラーバランスが変わることなくカラーバランスに合った適正なカラー画像情報を実現できる。

また、本実施形態によれば、トナー搬送手段３８を備えたことで、転写ベルト３１上に残留したトナーを転写ベルトクリーニングユニット３７により回収し、プロセス印刷ユニット２０ａのトナー収納容器２０ａ１に搬送することで、残留トナーを再利用することができ、これによりトナーコストを削減できる。

また、下地層として黒色の色相のトナーを用いることで、転写ベルト３１上に残ったトナーを回収する際に、他の色相のトナーが微量混入しても残留トナーの大部分が黒トナーであるため、黒色相の変化が少なく、黒トナーとして再利用が可能となる。

従って、本実施形態によれば、カラートナーの使用効率はほぼ１００％となり、黒トナーも再利用することによって１００％近い使用効率となる。さらに、余分なトナーを使用することなく色再現性が向上するため、画質も安定したものとなる。

さらに、本発明のカラー画像形成装置は、上述した実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の構成に変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図（後方からの断面視図）である。 前記カラー画像形成装置におけるトナー搬送手段の構成を示す説明図である。 本実施形態の一実施例に係るカラー画像形成装置における感光体ドラム上の３種類のトナーの帯電量と付着量を示す表である。 前記カラー画像形成装置における３種類の転写条件による２次転写時の転写効率を示す表である。 前記カラー画像形成装置の２次転写時における転写条件１の場合の転写効率と２次電流との関係を示すグラフである。 前記カラー画像形成装置の２次転写時における転写条件２の場合の転写効率と２次電流との関係を示すグラフである。 前記カラー画像形成装置の２次転写時における転写条件３の場合の転写効率と２次電流との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ プロセス印刷ユニット（画像形成ユニット）
２０ａ１ トナー収納容器（現像剤収納容器）
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 帯電器
２７ 定着ユニット
３０ 転写ベルトユニット
３１ 転写ベルト（中間転写体）
３６ 転写ローラ（転写部）
３７ 転写ベルトクリーニングユニット（中間転写体クリーニング手段）
３７ａ クリーニングブレード
３７ｂ トナー回収部
３８ トナー搬送手段（現像剤搬送手段）
３８ａ トナー搬送ケース
３８ｂ 搬送スクリュ
３８ｂ１ 回転軸
３８ｂ２ 搬送羽根

Claims (7)

1. 色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた複数の画像形成ユニットと、複数の現像剤像が積層して転写される中間転写体と、前記中間転写体に積層転写された現像剤像を被転写媒体に一括転写する転写部とを備え、複数の前記画像形成ユニットが前記中間転写体に沿って並設されたカラー画像形成装置において、
   複数の前記画像形成ユニットの像担持体から前記中間転写体上に転写される現像剤像のうちの最初に転写される色相の現像剤像の現像剤を、カラー画像情報の下地層とすることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 最初に転写される色相の現像剤像の現像剤は、黒色の画像情報に合致した現像剤とする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. 前記下地層は、前記転写部において中間転写体から被転写媒体に現像剤像が転写される際に、被転写媒体に転写されずに中間転写体上に残留した現像剤で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記下地層は、カラー画像情報の全ての色相に合致した現像剤の総層厚に対して５％以下の層厚で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記カラー画像形成装置は、中間転写体の移動方向で転写部より下流側であって画像形成ユニットより上流側で中間転写体の転写面と当接して、一括転写後に中間転写体上に残留した現像剤を掻き取り回収する中間転写体クリーニング手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記カラー画像形成装置は、前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、色相毎に設けられた画像形成ユニットに備えられた現像剤収納容器のうちの一色相の現像剤収納器に搬送する現像剤搬送手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記現像剤収納容器の色相は、黒色とすることを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。

Images