JP4054570B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等における電子写真プロセスを用いたカラー画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体と像担持体クリーニング装置とを備え、像担持体クリーニング装置により回収されたトナーを再使用するカラー画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、オフィスでも大量のカラー文書が取り扱われるようになり、以前にも増してカラープリンタ、カラー複写機などのカラー画像形成装置の需要が高まりつつある。
【0003】
従来、フルカラー画像形成装置としては、1つの像担持体としての感光体に複数の現像器が接触可能に配置され、感光体一回転毎に各々の色のトナー像を作成し、該トナー像を紙やOHPシートなどの転写材上に転写してカラートナー像を作成する、いわゆる1ドラム構成のものがある。またこの1ドラム構成のカラー画像形成装置には、感光体上の各色のトナー像を中間転写体上に一次転写して重ね合わせた後、転写材上に一括して二次転写する中間転写方式のものと、感光体上の各色のトナー像を転写ドラムなどに保持された転写紙に順次転写してカラートナー像を作成する直接転写方式のものとがある。また、感光体を2つ用いた構成のものもある。
上記1又は2ドラム構成(以下、1ドラム構成等という)のフルカラー画像形成装置のほかに、高速化に対応するために、カラーごとに現像器と感光体とを設けこれらを中間転写体又は転写材表面移動方向に直線的に並べて配置した所謂タンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。この方式のカラー画像形成装置は、感光体毎に個別に形成したそれぞれ異なる色に対応した画像の潜像を現像器により個別にトナー像化し、これら各色のトナー像を中間転写体又は転写材上に順次連続的に重ね合わせながら転写してカラー画像を得るものである。
【0004】
ところで、2種類以上の色のトナーを用いるカラー画像形成装置においては、モノクロ画像形成装置に比して使用するトナーの種類が多く、またモノクロに比べて写真原稿の様な画像面積率が大きく色数が多い画像が出力されることが多いため、各色のトナーの消費量が比較的多くなる。しかし、近年、装置の小型軽量化の動きがあり、各色トナーを十分に収容できるような大きな貯蔵スペースを確保することが難しくなってきていることに加え、その省資源化、ランニングコスト低減等の観点から、感光体表面に残留した残留トナーを回収し、回収トナーをリサイクル使用できるようにすることが求められつつある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、回収トナーをリサイクル使用できるようにするためにはいくつかの問題があった。上記のような各種のカラー画像形成装置のうち前者である1ドラム構成等の装置の場合、1つの感光体表面に複数の色のトナー像が順次形成されるため、1つの感光体クリーニング装置で回収したトナーは混色率が高く、それを完全に分離してそれぞれの現像器へ戻すことは非常に困難であるので、通常、回収トナーはそのまま廃棄されることが多い。一方、後者のタンデム方式の場合、各色ごとに感光体を有しているため、各感光体クリーニング装置で回収し回収トナーを再び作像に使用するリサイクル使用は前者の方式に比べれば容易であると考えられる。しかし、後者の場合についても実際のリサイクル使用を行うには問題点がある。それは、下流側の色のプロセスへの上流側の色の混色が挙げられる。
【0006】
例えば、4色のトナーが個別に収容されている4個の現像器を用いて、4個の感光体上にトナー像をそれぞれ形成し、該感光体上に形成された各色のトナー像を、中間転写体上に順次重ね合わせて1次転写した後、該中間転写体上のトナー像を転写材上に一括して二次転写し、上記1次転写後の感光体上に残留した各色の残留トナーを、各色の残留トナー毎に対応した4個のクリーニング装置により、各色トナー別に分けて回収する場合を考える。ただし、ここでは、上記2次転写後の中間転写体上にはトナーが残留しないものとする。
【0007】
このような場合、1色目のトナー像が上記中間転写体に1次転写された後の感光体上の残留トナーには、他の色のトナーが混色することがない。従って、この1色目の残留トナーに関しては、その回収トナーをリサイクルトナーとしてそのまま再利用することができる。
しかし、2色目以降の各トナー像が上記中間転写体に順次1次転写された後の感光体上の残留トナーには、他の色のトナーが混色することがある。つまり、この種のカラー画像形成装置においては、2色目のトナー像が中間転写体に1次転写されるときに、該中間転写体上に既に1次転写された1色目のトナーが感光体の表面に逆転写し、該感光体上に残留した2色目のトナーからなる残留トナーに、逆転写した1色目のトナーが混色することがある。同様に、感光体上の3色目のトナーからなる残留トナーには、該感光体に逆転写した1色目及び2色目のトナーが混色し、感光体上の4色目のトナーからなる残留トナーには、該感光体に逆転写した1色目、2色目及び3色目のが混色することがある。このため、上記2色目以降の各色の残留トナーに関しては、その回収トナーをリサイクルトナーとしてそのまま再利用するのには問題がある。
【0008】
ここで、回収トナーの混色を防止するための対策がいくつか提案されている。例えば、特開2000−242152号公報の「カラー画像形成装置」では、トナー像を像担時体から中間転写体に転写する際の放電により、該中間転写体上に先に転写されたトナーの一部が正常な帯電極性とは逆の帯電極性となり、この逆帯電極性となったトナーが、次の色のトナーを転写する際、像担時体に逆転写してしまうと考え、この逆転写したトナーの帯電極性が逆であることを利用して回収する逆帯電トナー除去手段を設けることで、像担時体上での混色を防止するようにしている。
【0009】
しかし、このようなカラー画像形成装置では、逆極性の電荷を帯びたトナーは、元来正規の帯電極性が安定であり、逆極性のトナーの帯電量は安定していない。更に、感光体に逆転写したトナーは、その電荷がほぼ「0」に近いトナーであることが多いため、上述のような逆帯電トナー除去手段では、混色トナーを完全に回収することができない。従って、このような方法では、上記回収トナーの混色を確実に防止することができない。
【0010】
また、特開平10−293432号公報の「画像形成装置」では、タンデム方式の装置ではないが、感光体へのトナーの逆転写の原因となるトナーの逆帯電を防止するために、転写前の地肌電位を除電する方法がとられている。ここでは、除電の程度を調節することで転写前のトナー像が飛散しないとしているが、実際には光の照射による除電では急激に電位を減少させるので、画像部のトナーは周辺に移動し像がぼけてしまう。また、転写前の地肌電位の除電が少ないと、トナー像を像担時体から中間転写体に転写する際に放電が生じ、該放電により逆帯電したトナーが感光体に逆転写してしまうため、この逆帯電トナーの感光体への逆転写による回収トナーの混色を防止することができない。このように、この画像形成装置では、回収トナーの混色を完全に防止することが非常に困難である。
【0011】
また、特開平8−63067号公報、特開2000−267366号公報の「画像形成装置」では、クリーニングにより回収されたトナーの問題点として、トナーの凝集や帯電特性の低下をあげ、リサイクルトナーの供給比率を決めて、プロセス条件を適正化することを提案している。しかし、この画像形成装置においては、上述のような回収トナーの混色状態に着目して、該回収トナーの混色状態を検知または予測することができないため、上記回収トナーをリサイクルトナーとして再利用した際のトナーの混色による色みの変化を考慮することができず、画質低下を抑制することができない。
【0012】
尚、色みの変化を考慮した先願としては、特開平9-6201号公報の「画像形成装置」がある。この公報では、磁性トナーと非磁性トナーを組み合わせることで、回収トナーの混色度合いを磁性トナーと非磁性トナーの比率から検知可能とし、混色度合いがあるレベル以上となった回収トナーを廃棄することを提案している。この装置によれば、確かに現像器内の混色度合いの上昇を回避することができるが、あるレベル以上に混色した回収トナーを再びリサイクル使用することができない。
【0013】
本発明は上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、混色した回収トナーを有効にリサイクル使用できるようにするとともに、回収トナーをリサイクル使用した場合でもトナーの混色による画質低下を抑えることができるカラー画像形成装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1のカラー画像形成装置は、4色の画像の各色に対応する潜像が形成される複数の像担時体と、各画像色に対応した固有色トナーを供給して該像担持体上に形成された各潜像を顕像化する複数の現像器と、各現像器内の固有色のトナーにより顕像化した像担持体上の各色のトナー像を、被転写体上に順次重ね合わせて転写する転写手段と、該トナー像を転写した後の像担持体上に残留した残留トナーを回収する複数の像担持体クリーニング手段とを有するカラー画像形成装置において、上記トナーのうち、特定の1色である特定色を磁性トナー又は非磁性トナーで構成すると共に、該特定色以外の残り全ての色を該特定色が磁性トナーで構成されている場合には非磁性トナーで構成し該特定色が非磁性トナーで構成されている場合には磁性トナーで構成し、各色現像器によって形成したトナー像の像担持体上から被転写体上への転写順を、上記特定色のトナー像が1又は2番目となるよう構成し、上記転写順で2番目以降の像担持体についての上記像担持体クリーニング手段によって回収した回収トナーを磁性トナーと非磁性トナーとに分離する回収トナー分離手段と、上記転写順で2番目の像担持体についての回収トナー分離手段によって分離した磁性トナー及び非磁性トナーは、それぞれが使用された現像器に供給する第1回収トナー供給手段と、上記転写順で3番目以降の像担持体について上記回収トナー分離手段によって分離した磁性トナーと非磁性トナーとを上記特定色のトナー像を形成する現像器である特定色現像器に各々供給する第2回収トナー供給手段と、上記第2回収トナー供給による供給にあたって、上記回収トナーのうち少なくとも上記特定色のトナーと磁気特性が異なる回収トナーの上記特定色現像器への供給量を調整する供給量調整手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項2のカラー画像形成装置は、請求項1のカラー画像形成装置において、上記特定色現像器内のトナーにおける該特定色と異なる色の混入状態を検知する混色状態検知手段を設け、上記供給量調整手段によって調整する該特定色のトナーと磁気特性が異なる回収トナーの該特定色現像器への供給量を該混色状態検知手段による検知結果に基づいて決定することを特徴とするものである。
請求項3のカラー画像形成装置は、請求項2のカラー画像形成装置において、上記混色状態検知手段を、既に形成した画像の画像データを用いて混色状態を検知するよう構成したことを特徴とするものである。
請求項4のカラー画像形成装置は、請求項1,2又は3のカラー画像形成装置において、上記特定色をブラックとしたことを特徴とするものである。
請求項5のカラー画像形成装置は、請求項1,2,3又は4のカラー画像形成装置において、上記回収トナー分離手段として磁性フィルタを用いたことを特徴とするものである。
請求項6のカラー画像形成装置は、請求項1,2,3,4又は5のカラー画像形成装置において、上記回収トナー分離手段として磁性ローラを用いたことを特徴とするものである。
請求項1乃至6のカラー画像形成装置においては、像担持体から被転写体に転写されずに像担持体に残留したり被転写体から像担持体に逆転写することによって像担持体上に残留したりしている残留トナーをクリーニング手段によって回収し、回収トナー分離手段によってトナーの磁気特性(磁性/非磁性)を利用して分離する。複数のカラートナーのうち、特定の1色のみがそれ以外の残り全ての色のトナーとは異なる磁気特性を有するので、回収トナーを磁気特性(磁性/非磁性)によって分離することによって特定色と特定色以外とに分離することができる。更に、少なくとも特定色の回収トナーを回収トナー供給手段によってその色の現像器に戻すことにより特定色のトナーの混色率を上げることなく回収トナーをリサイクル使用することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタに適用した実施形態について説明する。
図1は、この発明が適用可能なプリンタの概略構成図である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。複写装置本体100には、中央に、転写ベルトとしての中間転写ベルト10を設けている。
【0016】
この中間転写ベルト10は、図1に示すとおり3つの支持ローラ14,15,16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写ベルト10上には、その搬送方向に沿って、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの4つの画像形成手段18Y,M,C、Bを横に並べて配置してタンデム画像形成部20を構成する。但し、これら4つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
【0017】
図2は、タンデム画像形成部20の部分拡大図である。タンデム画像形成部20において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段18Y,M,C,Bは、図2に示すように、ドラム状の像担持体としての感光体ドラム40Y,M,C,Bのまわりに、帯電装置60Y,M,C,B、現像装置61Y,M,C,B、一次転写装置、感光体クリーニング装置63Y,M,C,B、除電装置64Y,M,C,Bなどを備えてなる。
【0018】
帯電装置60は、図示例ではローラの帯電ローラ60Y,M,C,Bであり、感光体ドラム40Y,M,C,Bに接触して電圧を印加することによりその感光体ドラム40Y,M,C,Bの帯電を行う。勿論,非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うことも出来る。
【0019】
そのタンデム画像形成部20の上には、図1に示すように、さらに露光装置21を設ける。一方、中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成部20と反対の側には、二次転写手段としての二次転写装置22を備える。二次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである二次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上の画像を像保持体としてのシートSに二次転写する。二次転写装置22の横には、シートS上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、定着部材としての定着ローラ26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
【0020】
上述した二次転写装置22には、画像転写後のシートSをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、二次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。なお、図示例では、このような二次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成部20と平行に、シートSの両面に画像を記録すべくシートSを反転するシート反転装置28を備える。
【0021】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後に、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
【0022】
そして、個々の画像形成手段18Y,M,C,Bでその感光体ドラム40Y,M,C,Bを回転し、感光体ドラム40Y,M,C,Bの回転とともに、まず帯電装置60Y,M,C,Bで感光体ドラム40Y,M,C,Bの表面を一様に帯電し、次いでスキャナ300の読み取り内容に応じて上述した露光装置21Y,M,C,BからレーザやLED等による書込み光Lを照射して感光体ドラム40Y,M,C,B上に静電潜像を形成する。
その後、現像装置61Y,M,C,Bによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ドラム40Y,M,C,B上にそれぞれ、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの単色画像を形成する。不図示の駆動モータで支持ローラ14,15,16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト10を回転搬送するして、その可視像を一次転写装置で中間転写ベルト10上に順次転写する。これによって中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム40Y,M,C,Bの表面は、後述の感光体クリーニング装置63Y,M,C,Bで残留トナーを除去して清掃し、除電装置64Y,M,C,Bで除電して再度の画像形成に備える。
【0023】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートSを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートSを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
【0024】
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と二次転写装置22との間にシートSを送り込み、二次転写装置22で転写してシートS上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートSは、二次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部20による再度の画像形成に備える。
【0025】
また、感光体クリーニング装置63は、先端を感光体40に押し当てて、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を備える。クリーニング性を高めるために外周が感光体40に接触するブラシを併用する。本説明図では外周を感光体40に接触導電性のファーブラシ76を矢印方向に回転自在に備える。そして、感光体40に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ76で、感光体40上の残留トナーを除去する。除去されたトナーは、感光体クリーニング装置63と現像装置とを繋ぐトナー搬送装置80で現像装置へと戻し、再び現像に使用する。
【0026】
ところで、感光体上の残留トナーをリサイクル使用する場合、トナーの混色という問題が生じてしまう。
本実施形態の場合において、例えば、1色目のイエロートナー像が上記中間転写ベルト10に1次転写された後の感光体40Y上の残留トナーには、他の色のトナーが混色することがない。従って、この1色目の残留トナーに関しては、その回収トナーをリサイクルトナーとしてそのまま再利用することができる。
しかし、2色目以降の各トナー像が上記中間転写ベルト10に順次1次転写された後の感光体40M,C,B上の残留トナーには、他の色のトナーが混色することがある。つまり、2色目以降のトナー像が中間転写ベルト10に1次転写されるときには、中間転写ベルト10上に既に上流側で転写されたトナー像が存在しているため、このトナー像が感光体40M,C,Bの表面に逆転写し感光体上でトナーが混色するのである。このため、2色目以降の各色の残留トナーに関しては、その回収トナーをリサイクルトナーとしてそのまま再利用するのには問題がある。例えば、2色目のマゼンタトナー像が感光体40Mから中間転写ベルト10に1次転写されるときに、中間転写ベルト10上には既に1次転写された1色目のイエロートナー像が担持された状態で1次転写ニップに進入してくる。そして感光体40Mと中間転写ベルト10とのニップ部でマゼンタトナー像が中間転写ベルト10上に1次転写されるのと同時に中間転写ベルト10上のイエロートナー像を形成しているイエロートナーが感光体40M上に逆転写されてしまう。このため、感光体40Mの感光体クリーニング装置63Mで回収される残留トナーは、マゼンタの転写残トナーとイエローの逆転写トナーとが混色した状態で同時に回収される。これが混色である。そして、混色したトナーをそのまま現像器に供給して再使用すると、少量の混色では画質にほとんど影響ないが、大量に混色すると色みの変化即ち色差が大きくなってしまい色再現性が悪化してしまう。
【0027】
この混色による色みの変化は、混色の程度(以下、混色度合いという)はもちろん、混色する色の組み合わせによっても異なる。
図3は、混色度合いを変化させたときの本来の色に対する差(以下、色差という)を測定した結果を示したグラフである。横軸にトナーの混色度合い(%)、縦軸に色差を示している。Aは仮に色差変動の許容値とする。また、グラフのBはブラックトナーに対して各色トナーが混色した場合、Dはシアン又はマゼンタトナーにブラックトナーが混色した場合、Eはイエロートナーにブラックトナーが混色した場合、C群はその他の色の組み合わせを示すものである。
【0028】
尚、上記データを採ったときの画像形成プロセス及び各種条件は、全ての感光体40Y,M,C,Bを非接触ローラ帯電方式により非画像部をー700Vに帯電し、LDにて露光した後現像装置で各色トナー像を形成した。現像された感光体上トナー像は中間転写ベルト10へ一次転写されるわけだが、今回の実験では中間転写ベルト10は樹脂層に表面弾性層を備え、体積抵抗が8×109Ωcmのものを用い、一次転写バイアスは低電圧制御で1300Vにて行った。但し、バイアス値はベルト材質によって変わってくるのはもちろんである。また、感光体40上の残留トナーの回収は、先端が感光体40に当接し感光体表面のトナーを除去するブレード式の感光体クリーニング装置63を用いて行った。
【0029】
図3より、混色する色の組み合わせによって、混色度合いによる色差の状態に差があることが分かる。特にブラックトナーは他の色と比較すると、混色による本来の色からの変化が少なく混色の影響を受けにくい。このことから、従来、各色の感光体クリーニング装置63Y,M,C,Bで回収された回収トナーをそれぞれ元の色の現像装置61に戻さず、全てブラックの現像装置61Bに戻してリサイクル使用するものもあった。しかし、図3で示したようにブラックトナーであっても混色度合いの進行と共に色差の発生を避けることはできない。このことから、感光体クリーニング装置63Y,M,C,Bで回収されたトナーを再利用することなく、全て廃棄する装置が殆どである。そこで、本実施形態において、混色した回収トナーを有効にリサイクル使用できるようにするとともに、回収トナーをリサイクル使用した場合でもトナーの混色による色差という画質劣化を抑えることができるカラープリンタについて説明する。
【0030】
本実施形態においては、4種類の色のトナーに磁性トナーと非磁性トナーとを組み合わせて用いる。具体的には、特定の1色としてブラックを選択し、このブラックトナーに磁性トナーを用い、ブラック以外のイエロー,マゼンタ,シアンの3色に非磁性トナーを用い、それぞれ一成分現像剤として用いている。そして、現像装置61としては、非磁性トナーと磁性トナーとが混ざったトナーを現像できるよう、トナー搬送に磁力を用いない方式のものを用いている。
【0031】
ここで、トナーの磁気特性と現像方式との関係について説明する。例えば、通常磁性トナーを現像するための現像方式として知られているものには、一成分トナーであればトナー同士の摩擦帯電により予め両極性に帯電させられたトナーをマグローラとスリーブの回転によって現像領域へと搬送するBMT(Bipolar・Magnet・Toner)方式や現像スリーブ上に薄層のトナー層を形成しこれを感光体40に近接させて交流バイアスによってトナーを飛翔させて現像するジャンピング方式などがある。一方、非磁性トナーを現像するための現像方式として知られているものには、導電性あるいは表面絶縁性現像ローラにトナーを付着させて現像領域へとトナーを運ぶNSP(Non−Magnetic・Single−Componemt・Development・Process)方式や非磁性トナージャンピング方式、二成分トナーであれば磁気ブラシ現像方式などがある。
【0032】
本実施形態のカラープリンタの各現像装置61Y,M,C,Bには混色したトナーを現像に再使用する場合があるため、上記各種の現像方式から磁性トナー、非磁性トナーを共に現像できる方法を用いる必要がある。磁性トナー、非磁性トナーともに現像できる現像方法としては、トナー搬送に磁力を用いない方式であるNSP方式や非磁性トナージャンピング方式等が考えられる。そこで、本実施形態においてはNSP方式の現像装置を用いた。
【0033】
本実施形態においては、図2に示すように、ブラックトナー像を担持する感光体40Bの感光体クリーニング装置63Bで回収した回収とナーをブラック現像装置61Bに供給する回収トナー供給手段として、トナー搬送装置80Bを設け、回収トナーを再び現像に使用できるようにしている。更に、ブラックトナー像を担持する感光体40Bの感光体クリーニング装置63Bで回収したトナーを磁性トナーと非磁性トナーとに分離するための回収トナー分離手段として、磁性フィルタを設けている。
【0034】
トナー搬送装置80Bは、感光体クリーニング装置63Bから現像装置61Bに向けて回収トナーが供給できるようトナー搬送路を有している。更に、トナー搬送路の途中に磁性フィルタを設け、ここで磁性トナーのみトラップして磁性トナー即ちブラックリサイクルトナーと非磁性トナーとに分離するようにしている。磁性フィルタで磁極特性の異なるトナーを分離するための構成としては、磁気勾配を生じさせれば良く、大きな磁気勾配を生じさせる方法としてフィルタにステンレス細線を用いる方法がある。具体的には、ステンレス細線をメッシュ状に形成して磁界の中に置き、磁性トナーと非磁性トナーとが混在する回収トナーを通過させて磁性トナーのみをフィルタに付着させて分離するのである(高勾配磁気分離法)。また、分離を助けるためにトナーの乗ったメッシュ上からエアー等を吹きつけてもよい。これによって、より効果的に分離することができる。このうようにしてブラック現像装置61Bの回収トナーをブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーとに分離した後に、それぞれを異なる貯留部に貯留しておく。
【0035】
ここで、ブラックリサイクルトナーに関しては、混色のない純粋なブラックトナーであるからそのままブラック現像装置61Bへ供給しても問題無い。しかし、非磁性リサイクルトナーに関してはそのままブラック現像装置61Bへ補給し続けると、ブラックの色みが変わってしまうのは先述の通りである。しかし、非磁性リサイクルトナーを使用せず廃棄してしまうのは省資源化、ランニングコスト低減等の観点からも避けたいことである。そこで、供給量調整手段によってブラック現像装置61Bへのリサイクルトナーの供給量をブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーとで調整している。いかに、供給量調整手段についての詳細を説明する。
【0036】
図4は、トナーの混色による色差という画質劣化を抑えることができるリサイクルトナーの補給に関するフローチャートである。画像データからブラックトナーのトナー消費量Mを計算する(ステップ1)。また、トナー消費量M分のトナーを供給することから、ブラックリサイクルトナー、非磁性リサイクルトナーのそれぞれのブラック現像装置61Bへの供給量を記憶しておくことでその時点での非磁性トナーの混色度合いPも算出することができる。これが即ち、画像データを用いて混色状態を検知する混色状態検知手段である。また、図3のデータより、ブラック現像装置61Bへの非磁性リサイクルトナーの混色度合いの許容限界としての限界混入率Plimitも得ることができる。これらトナー消費量M、非磁性トナーの混入率P、及び限界混入率Plimitから、現像装置61Bに供給可能な非磁性リサイクルトナーの最大供給可能量Mmaxを計算する(ステップ2)。そして、M<Mmaxのとき(ステップ3でY)、トナー消費量Mが非磁性リサイクルトナーの最大供給可能量Mmaxより少ないため、消費量分の非磁性リサイクルトナーを現像装置61Bに補給する(ステップ4)。一方、M<Mmaxでないとき(ステップ3でN)、最大供給可能量Mmaxだけ非磁性リサイクルトナーを補給し(ステップ5)、残りをブラックリサイクルトナーで補給する(ステップ6)。その後、ステップ4、又はステップ5及び6によって補給したリサイクルトナーの種類と量とから、現在の混色度合いを計算しPとする。このように、ブラック磁性トナーと非磁性リサイクルトナーとの補給量を混色度合いP等に基づいて調整することによって、トナーの混色による色差という画質劣化を抑えつつ、リサイクルトナーを現像に使用することができるようになる。
【0037】
尚、上記混色度合いの許容限界である限界混入率Plimitについてはあらかじめ設定しておいてもよいが、その他の方法として、例えばユーザー側で適宜選択的に設定しなおすことができるようにしてもよい。ユーザー側で限界混入率Plimitを選択することによって、例えば、完全に黒い画像の必要な場合には非磁性リサイクルトナーの供給を止め、色みが変わっても構わないからリサイクルトナーを使い切りたい場合には非磁性リサイクルトナーを全て供給して使い切るといったことも可能となる。
【0038】
尚、現在、カラープリンタ、カラー複写機が多く普及し、カラー文書を目にする機会が多くなっている。しかし、テキストは基本的にブラックで出力されることが多いため、カラープリンタあるいは複写機中での各色トナーの消費量を比較すると、圧倒的にブラックトナーの消費量が多い。本実施形態においては、トナーをリサイクルする特定の1色としてブラックを選択しているが、これは、ブラックトナーのみを再利用するだけでも省資源の意味合いからは大きな効果をもつものである。
【0039】
また、本実施形態においては、中間転写ベルト10上にトナー像を重ねる順として、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの順にしている。これは、図3で示したように、各色で混色した場合の色みの変化がなるべく小さくなるような順番となっている。すなわち、多色の混入の影響を大きく受けるイエローは最も上流側に、混色の影響を比較的受けにくいブラックはなるべく最も下流側に配置している。これによって、全ての色で混色による画質低下の影響を少なくすることができる。
【0040】
〔変形例〕
次に、本実施形態の変形例について説明する。上記実施形態は、中間転写ベルト10上への1次転写順をイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの順にしていたが、この順を変えることも可能である。これは、ブラックトナーのみを他の色の磁気特性と異なる磁性トナーにしていることから色順にも自由度が生じる結果可能となることである。
【0041】
本変形例においては、1次転写順を1色目にイエロー、2色目にブラック、3色目にマゼンタ、4色目にシアンとする。また、回収トナーは、実施形態1と同様に全てブラック現像装置61Bに戻してリサイクル使用するようにする。
また、図5は、変形例にかかる感光体クリーニング装置63Bの説明図で、ブラック感光体40B用の感光体クリーニング装置63Bを例にした説明図である。本変形例においては、感光体クリーニング装置63Bで回収したトナーを磁性トナーと非磁性トナーとに分離するための回収トナー分離手段として、上記実施形態の磁性フィルタとは異なり磁性ローラ77Bを用いている。
ここで、磁性トナーと非磁性トナーとが混合された混色トナーを単に筒状の磁石の中を空気と共に通すだけでもその中から磁性トナーのみを分離し捕獲することは十分可能である。ただし、磁気特性の異なるトナーをそれぞれリサイクル使用できるようにするためには、分離後のトナーを分離部材からも容易に回収できることが要求される。これによって初めて高効率のトナーリサイクルが可能となる。
そこで、本変形例においては、磁性ローラ表面からトナーを掻き落とし回収するための磁性ローラクリーニングブレード78Bを磁性ローラ表面に当接させている。更に、磁性ローラクリーニングブレード78Bによって掻き落とされたトナーを収容するための磁性トナー収容部を感光体クリーニング装置63B内部に設けている。
【0042】
上記構成において、感光体クリーニングブレード75B,M,Cによって感光体40B,M,Cから掻き落とされた残留トナーは、そのまま感光体クリーニング装置63B,M,C内に溜まっていく。そのトナー溜まり近傍で磁気を帯びた磁性ローラ77B,M,Cを回転させて磁性トナーのみを磁力で引き寄せ、回収トナー溜まりから磁性トナー即ちブラックリサイクルトナーのみを磁性ローラ77B,M,C表面に汲み上げる。汲み上げられたブラックリサイクルトナーを磁性ローラクリーニングブレード78B,M,Cにて掻き落とし、磁性トナー収容部に収容することでブラックリサイクルトナーのみを抽出する。これによって、感光体クリーニング装置63B,M,C内で、回収トナーをブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーとに分離して収容することができる。
【0043】
ここで、上記磁性ローラ77B,M,Cであるが、例えば二成分現像方式における磁気ブラシ現像方式で用いる現像スリーブを流用することも可能である。これは、スリーブ内に磁石を備えスリーブのみが回転するものである。このように、磁性ローラ77B,M,Cにスリーブのみを回転させる構成のものを用いることの利点としては、内部の磁石を回転させない為磁極位置の固設が可能なことである。本変形例の場合、磁性ローラクリーニングブレード78B,M,Cの当接部をトナー離れ極として磁力を弱めてやることで、ブレードでの回収の負荷を低減することができる。
【0044】
以上のようにして2色目以降の各感光体クリーニング装置63B,M,Cによって回収及び分離したブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーは、前述の実施形態と同様の方法でブラック現像装置61Bへの供給量を制御する。これによって、トナーの混色による色差という画質劣化を抑えつつ、リサイクルトナーを現像に有効利用することができる。
【0045】
尚、本変形例においては、2色目にブラック現像装置61Bを設けため、ブラック感光体40B表面から回収した回収トナーは、1色目のイエローの逆転写トナーとブラックの転写残トナーの2種類のみが混色した状態となっている。従って、この回収トナーを分離した結果得られる非磁性リサイクルトナーはイエロートナーのみである。この非磁性リサイクルトナーを再びイエロー現像装置61Yに戻すようトナー搬送経路を形成すれば、ブラック感光体40Bに逆転写したイエロートナーを再びイエロートナー像の現像にリサイクル使用することができ、イエロートナーの消費量も抑えることができる。よって、ブラック感光体クリーニング装置63Bの非磁性リサイクルトナーのみをイエロー現像装置61Yに供給するよう、構成してもよい。
【0046】
以上、実施形態及び変形例においては、ブラック現像装置61Bを4色目或いは2色目に配置している。ただし、ブラックトナーのみ磁性トナーとしているので、ブラックトナーに関しては回収トナーから完全に分離することが可能となる。このため、1色目又は3色目にブラック現像装置61Bを配置してもよい。このうち、1色目にブラック現像装置61Bを設け、2色目に配置されている感光体40の感光体クリーニング装置63で回収した回収トナーを磁気特性で分離すると、非磁性リサイクルトナーは2色目の色のみの単色トナーとなる。この単色トナーは、そのまま2色目の現像装置61に供給するよう構成すれば、2色目の現像装置61に関しても混色を抑えつつトナーの消費量を抑えることができる。
【0047】
以上、実施形態及び変形例においては、ブラックトナーを磁性トナーに、他の色のトナーを非磁性トナーにしたが、ブラックトナーを非磁性にし、他の色のトナーを磁性トナーにすることも可能である。また、本発明を各色ごとに感光体40を有するタンデム方式のカラー画像形成装置に適用した場合の例についてのみ説明したが、本発明が適用可能なカラープリンタはこれに限定されるものではない。同一の感光体40上に複数の色のトナー像を順次形成する形式のカラープリンタ等にも適用することができる。
【0048】
以上、本実施形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックからなる4色のトナーのうち特定色トナーとしてのブラックトナーのみを磁性トナーで構成し残りを非磁性トナーで構成し、感光体クリーニング装置63で回収した回収トナーを磁性トナーと非磁性トナーとに分離し、分離後に回収トナー供給手段としてのトナー搬送装置80Bによってブラック現像装置61Bに各々供給できるようにしている。よって、回収したブラックトナーをリサイクル使用することが可能となり、ブラック現像装置61Bにリサイクルトナーを用いても混色による画質劣化を抑えることができる。また、回収トナーの混色率が高い場合でも、分離して各々をリサイクル使用することができるので、トナーの廃棄率を低減することができる。
また、回収トナーのうち少なくともブラックトナーと磁気特性が異なる非磁性リサイクルトナーのブラック現像装置61Bへの供給量を供給量調整手段によって調整できるようにしている。ブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーの混合率を調整しながら各リサイクルトナーを使用することができ、画質劣化を確実に抑えることができる。
また、混色状態検知手段として画像データを用いて現像装置61内のトナーの混色状態を検知し、その結果に基づいてブラックリサイクルトナーと非磁性リサイクルトナーの供給量を決定するので、トナーの混色による色差という画質劣化を抑えつつ、リサイクルトナーを現像に使用することができる。これによって、混色したトナーを廃棄することがなくなり、回収トナーを有効活用することが可能となる。これは、ブラック現像装置61B内のトナーの混色度合いによっていずれのトナーを補給するかを制御するので、ブラック現像装置61B内へ非磁性リサイクルトナーを過剰に供給してしまうことを防止できるからである。
また、混色状態の検知を既に形成した画像の画像データを用いて行っている。これによって、混色状態検知のためにセンサを別途設ける必要がなくなる。これは、画像データ検知のためにプリンタにはもともとセンサを設けており、この検知結果を利用できるためである。
また、中間転写ベルト10への転写順をブラックのトナー像が最後となるように構成している。これによって、回収トナーの分離の負荷を軽減することができる。これは、ブラック感光体40Bのみに感光体クリーニング装置63Bを設け、ここで回収したトナーのみを磁性トナーを非磁性トナーとに分離してリサイクル使用すれば済むからである。一般的に、ブラックトナーの消費量が圧倒的に多いため、ブラック感光体40Bから回収したトナーのリサイクル使用を行うのみでも省資源化に有効である。
また、特定色としてブラックを選択している。これによって、他の色のトナーを特定色とするのに比して省資源化に有効である。これは、図3で示すように、ブラックが他の色に比して混色の影響を比較的受けにくく、非磁性リサイクルトナーを多くリサイクル使用することができる上、他の色に比して消費量が多いからである。
また、回収トナー分離手段として磁性フィルタを用いている。これによって、効率よく磁性トナーと非磁性トナーとを分離することができる。
また、上記変形例においては、中間転写ベルト10への転写順をブラックのトナー像が2番目となるように構成している。これによって、1色目のイエロートナーに関しても混色のない回収トナーを得ることができ、イエロー現像装置61Yへのリサイクル使用が可能となる。これに代えて、ブラックのトナー像が1番目となるように構成すれば、2色目のトナーに関して混色のない回収トナーを得ることができ、2色目の現像装置61へのリサイクル使用が可能となる。
更に、上記変形例においては、回収トナー分離手段として磁性ローラ77Bを用いている。これによって効率よく磁性トナーと非磁性トナーとを分離することができると共に、磁性ローラ77Bにブレード78Bを当接させて掻き落とすことで磁性ローラからの磁性トナーの回収も容易である。
【0049】
【発明の効果】
請求項1乃至6のカラー画像形成装置によれば、混色した回収トナーを特定色と特定色以外とに分離することができるので、少なくとも特定色トナーは特定色の現像器にリサイクル使用できるようになる。従って、現像に使用されずに廃棄される排気量を削減することができ、回収トナーを有効にリサイクル使用することが可能となる。また、トナーの混色による画質低下を抑えながら回収トナーをリサイクル使用することが可能となるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るカラー画像形成装置の要部の説明図。
【図2】本実施形態のカラー画像形成装置におけるタンデム画像形成部の部分拡大図。
【図3】混色度合いによる画像の本来の色に対する差(以下、色差という)を測定した結果を示すグラフ。
【図4】本実施形態にかかるリサイクルトナーの補給に関するフローチャート。
【図5】変形例にかかる現像装置の説明図。
【符号の説明】
10 中間転写ベルト
18C,M,Y,B 画像形成手段
20 タンデム画像形成部
22 二次転写装置
25 定着装置
26 定着ローラ
26 定着ベルト
29 転写搬送ベルト
40C,M,Y,B 感光体ドラム
60C,M,Y,B 帯電装置
61C,M,Y,B 現像装置
63C,M,Y,B 感光体クリーニング装置
65 現像スリーブ
66C,M,Y,B 攪拌部
67C,M,Y,B 現像部
69C,M,Y,B 金属ニップローラ
70 現像ケース
75B,M,C 感光体クリーニングブレード
77B,M,C 磁性ローラ
80 トナー搬送装置
100 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image forming apparatus using an electrophotographic process in a copying machine, a facsimile machine, a printer or the like, and more specifically, includes an image carrier and an image carrier cleaning device, and is collected by the image carrier cleaning device. The present invention relates to a color image forming apparatus that reuses toner.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a large amount of color documents have been handled in offices, and the demand for color image forming apparatuses such as color printers and color copiers is increasing.
[0003]
Conventionally, as a full-color image forming apparatus, a plurality of developing devices are arranged so as to come into contact with a photosensitive member as one image carrier, and a toner image of each color is created every rotation of the photosensitive member. There is a so-called one-drum configuration in which a color toner image is created by transferring onto a transfer material such as paper or an OHP sheet. Further, in this one-drum color image forming apparatus, an intermediate transfer system in which the toner images of the respective colors on the photosensitive member are primarily transferred and superimposed on the intermediate transfer member and then collectively transferred onto the transfer material. And a direct transfer type in which a color toner image is formed by sequentially transferring toner images of respective colors on a photoconductor onto a transfer sheet held on a transfer drum or the like. There is also a configuration using two photosensitive members.
In addition to the full-color image forming apparatus having the above-described 1 or 2 drum configuration (hereinafter referred to as 1 drum configuration, etc.), in order to cope with high speed, a developing device and a photoconductor are provided for each color, and these are used as an intermediate transfer body or transfer A so-called tandem color image forming apparatus is known which is arranged in a straight line in the moving direction of the material surface. In this type of color image forming apparatus, latent images of images corresponding to different colors formed individually for each photoconductor are individually converted into toner images by a developing device, and the toner images of these colors are transferred onto an intermediate transfer member or transfer material. In this way, a color image is obtained by transferring the images while sequentially superimposing them.
[0004]
By the way, in a color image forming apparatus using two or more types of color toner, there are more types of toner used than in a monochrome image forming apparatus, and the image area ratio like a photographic document is larger than a monochrome image. Since many images are often output, the amount of toner consumed for each color is relatively large. However, in recent years, there has been a movement to reduce the size and weight of the apparatus, and it has become difficult to secure a large storage space that can sufficiently accommodate each color toner. From the viewpoint, it is being demanded to collect the residual toner remaining on the surface of the photoreceptor so that the collected toner can be recycled.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are some problems in making the collected toner recyclable. In the case of the former one-drum configuration or the like among the various color image forming apparatuses as described above, toner images of a plurality of colors are sequentially formed on the surface of one photoconductor. The collected toner has a high color mixing ratio, and it is very difficult to completely separate it and return it to each developing device. Therefore, the collected toner is usually discarded as it is. On the other hand, the latter tandem system has a photoconductor for each color, and therefore, recycling using the collected toner by each photoconductor cleaning device and reusing the collected toner for image formation is easier than the former system. it is conceivable that. However, even in the latter case, there are problems in carrying out actual recycling. That is the color mixing of the upstream color to the downstream color process.
[0006]
For example, toner images are formed on four photoconductors using four developing units each containing four color toners, and each color toner image formed on the photoconductor is After the primary transfer, the toner images on the intermediate transfer member are transferred onto the transfer material in a batch, and then transferred onto the transfer material. Consider a case in which residual toner is collected separately for each color toner by four cleaning devices corresponding to the residual toner of each color. However, here, it is assumed that no toner remains on the intermediate transfer body after the secondary transfer.
[0007]
In such a case, toner of other colors does not mix with the residual toner on the photoconductor after the first color toner image is primarily transferred to the intermediate transfer body. Therefore, with respect to the residual toner of the first color, the collected toner can be reused as a recycled toner.
However, toners of other colors may be mixed with the residual toner on the photoconductor after the toner images of the second and subsequent colors are sequentially primary transferred to the intermediate transfer body. That is, in this type of color image forming apparatus, when the second color toner image is primarily transferred to the intermediate transfer member, the first color toner that has already been primarily transferred onto the intermediate transfer member is transferred to the photosensitive member. The toner of the first color that is reversely transferred may be mixed with the residual toner composed of the toner of the second color that is reversely transferred to the surface and remains on the photoconductor. Similarly, the residual toner composed of the third color toner on the photosensitive member is mixed with the first and second color toners reversely transferred to the photosensitive member, and the residual toner composed of the fourth color toner on the photosensitive member is included in the residual toner. The first color, the second color, and the third color reversely transferred to the photoconductor may be mixed. For this reason, regarding the residual toners of the second and subsequent colors, there is a problem in reusing the collected toner as a recycled toner as it is.
[0008]
Here, some countermeasures for preventing color mixture of the collected toner have been proposed. For example, in the “color image forming apparatus” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-242152, the toner previously transferred onto the intermediate transfer member due to discharge when the toner image is transferred from the image bearing member to the intermediate transfer member. A part of the charge polarity is opposite to the normal charge polarity, and the toner with this reverse charge polarity will be transferred back to the image carrier when transferring the next color toner. By providing a reversely charged toner removing means for collecting the toner using the reverse charge polarity of the toner, color mixture on the image bearing member is prevented.
[0009]
However, in such a color image forming apparatus, the toner having a reverse polarity charge has a stable regular charge polarity from the beginning, and the charge amount of the reverse polarity toner is not stable. Furthermore, since the toner reversely transferred to the photosensitive member is often a toner whose electric charge is almost “0”, the reversely charged toner removing means as described above cannot completely collect the mixed color toner. Therefore, with such a method, the color mixture of the collected toner cannot be reliably prevented.
[0010]
In addition, the “image forming apparatus” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-293432 is not a tandem apparatus, but in order to prevent reverse charging of the toner that causes reverse transfer of the toner to the photoconductor, A method is used to neutralize the ground potential. Here, it is assumed that the toner image before transfer does not scatter by adjusting the degree of charge removal, but in reality the charge is suddenly reduced by light removal by light irradiation, so the toner in the image area moves to the periphery and the image I'm blurred. Also, if the background potential before the transfer is low, the toner image is discharged when it is transferred from the image bearing member to the intermediate transfer member, and the reversely charged toner is reversely transferred to the photosensitive member due to the discharge. It is impossible to prevent the color mixture of the collected toner due to the reverse transfer of the reversely charged toner to the photoreceptor. As described above, in this image forming apparatus, it is very difficult to completely prevent the mixed color of the collected toner.
[0011]
In addition, in the “image forming apparatus” disclosed in JP-A-8-63067 and JP-A-2000-267366, as problems of the toner collected by cleaning, toner aggregation and a decrease in charging characteristics are raised. It proposes to determine the supply ratio and optimize the process conditions. However, in this image forming apparatus, focusing on the color mixture state of the collected toner as described above, the color mixture state of the collected toner cannot be detected or predicted. Therefore, when the collected toner is reused as the recycled toner, The change in color due to the color mixture of the toner cannot be taken into consideration, and the image quality deterioration cannot be suppressed.
[0012]
As a prior application that considers the change in color, there is an “image forming apparatus” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-6201. In this publication, by combining magnetic toner and non-magnetic toner, it is possible to detect the color mixing degree of the collected toner from the ratio of the magnetic toner and the non-magnetic toner, and discarding the collected toner whose color mixing level exceeds a certain level. is suggesting. According to this apparatus, it is possible to avoid an increase in the degree of color mixing in the developing device, but it is not possible to recycle and use the collected toner mixed in a certain level or more.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is to make it possible to effectively recycle the collected toner that has been mixed, and to reduce image quality due to toner mixing even when the collected toner is recycled. It is an object of the present invention to provide a color image forming apparatus that can be suppressed.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a color image forming apparatus according to claim 1 comprises:Four colorsCorresponding to each color of the imageDiveAn image is formedpluralAn image carrier, a plurality of developers for supplying a unique color toner corresponding to each image color to visualize each latent image formed on the image carrier, and a unique color in each developer Transfer means for sequentially superimposing and transferring the toner images of the respective colors on the image carrier that has been visualized with toner onto the transfer target, and residual toner remaining on the image carrier after the transfer of the toner image to recoverpluralImage carrier cleaning meansAndIn the color image forming apparatus, the specific color that is one specific color among the toners is composed of magnetic toner or non-magnetic toner, and all the remaining colors other than the specific color are composed of magnetic toner. If the specific color is composed of non-magnetic toner, it is composed of magnetic toner.The transfer order of the toner images formed by the respective color developing devices from the image carrier to the transfer target is configured such that the toner image of the specific color is first or second, and the second or later in the transfer order. About the image carrierRecovered toner collected by image carrier cleaning meansThe magnetRecovered toner separating means for separating the toner into the non-magnetic toner and the non-magnetic tonerThe magnetic toner and the non-magnetic toner separated by the collected toner separating means for the second image carrier in the transfer order are respectively supplied to the first collected toner supply means for supplying to the developing unit used, and in the transfer order. Second recovered toner supply for supplying the magnetic toner and the non-magnetic toner separated by the collected toner separating means for the third and subsequent image carriers to a specific color developing unit which is a developing unit for forming the specific color toner image, respectively. And a supply amount adjusting means for adjusting a supply amount of the recovered toner having a magnetic characteristic different from that of at least the specific color toner among the recovered toner to the specific color developing device when the second recovered toner is supplied.Is provided.
Claim2The color image forming apparatus of claim1In the color image forming apparatus, a color mixing state detection unit that detects a mixed state of a color different from the specific color in the toner in the specific color developing device is provided, and the toner of the specific color and the magnetic force adjusted by the supply amount adjusting unit are provided. The supply amount of the collected toner having different characteristics to the specific color developing device is determined based on the detection result by the color mixture state detection means.
Claim3The color image forming apparatus of claim2In the color image forming apparatus, the color mixture state detection unit is configured to detect a color mixture state using image data of an already formed image..
Claim4The color image forming apparatus of claim 1, 2.Or 3In the color image forming apparatus, the specific color is black.
Claim5The color image forming apparatus according to
Claim6The color image forming apparatus according to
Claims 1 to6In such a color image forming apparatus, the image carrier is not transferred to the transfer member but remains on the image carrier, or remains on the image carrier by reverse transfer from the transfer member to the image carrier. The remaining toner is collected by the cleaning unit, and separated by the collected toner separation unit using the magnetic characteristics (magnetic / nonmagnetic) of the toner. Of the plurality of color toners, only one specific color has magnetic characteristics different from those of all the other remaining colors. Therefore, the collected toner is separated by the magnetic characteristics (magnetic / non-magnetic) and the specific color It can be separated from other than a specific color. Further, by returning at least the collected toner of a specific color to the developing device of the color by the collected toner supply means, the collected toner can be recycled without increasing the color mixing ratio of the specific color toner.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a color printer which is an image forming apparatus of a tandem type intermediate transfer system will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer to which the present invention is applicable. In the figure,
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
FIG. 2 is a partially enlarged view of the tandem
[0018]
The charging device 60 is a
[0019]
An
[0020]
The
[0021]
Now, when making a copy using this color electrophotographic apparatus, a document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
[0022]
Then, the
Thereafter, the toner is attached by the developing
[0023]
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
[0024]
Then, the
[0025]
The
[0026]
By the way, when the residual toner on the photoreceptor is recycled, a problem of toner color mixing occurs.
In the case of the present embodiment, for example, toner of other colors does not mix with the residual toner on the
However, toners of other colors may be mixed with the residual toner on the
[0027]
The color change due to the color mixture varies depending on the combination of colors to be mixed as well as the degree of color mixture (hereinafter referred to as the color mixture level).
FIG. 3 is a graph showing a result of measuring a difference from the original color (hereinafter referred to as a color difference) when the color mixing degree is changed. The horizontal axis indicates the toner color mixture degree (%), and the vertical axis indicates the color difference. A is assumed to be an allowable value of the color difference fluctuation. Also, B in the graph indicates that when each color toner is mixed with black toner, D indicates when black toner is mixed with cyan or magenta toner, E indicates when yellow toner is mixed with yellow toner, and C group indicates other colors. The combination of is shown.
[0028]
The image forming process and various conditions when the above data was taken were as follows. All the photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40B were charged by a non-contact roller charging system at a non-image portion to −700 V and exposed by LD. Each color toner image was formed by a post-development apparatus. The developed toner image on the photoreceptor is primarily transferred to the
[0029]
From FIG. 3, it can be seen that there is a difference in the state of color difference depending on the degree of color mixture depending on the combination of colors to be mixed. In particular, when compared with other colors, the black toner is less affected by the color mixture because of less change from the original color due to the color mixture. Therefore, conventionally, the collected toners collected by the
[0030]
In this embodiment, a magnetic toner and a non-magnetic toner are used in combination with four types of color toners. Specifically, black is selected as one specific color, magnetic toner is used for this black toner, non-magnetic toner is used for three colors other than black, yellow, magenta, and cyan, and each is used as a one-component developer. Yes. The developing device 61 employs a system that does not use magnetic force for toner conveyance so that toner in which non-magnetic toner and magnetic toner are mixed can be developed.
[0031]
Here, the relationship between the magnetic characteristics of the toner and the developing method will be described. For example, as a developing method for developing magnetic toner, a toner that is charged in both polarities in advance by frictional charging between toners is developed by rotating a mag roller and a sleeve. BMT (Bipolar, Magnet, Toner) system that transports to the area, jumping system that forms a thin toner layer on the developing sleeve, and places the toner layer close to the photoconductor 40 to develop the toner by flying with an AC bias. is there. On the other hand, what is known as a developing system for developing a non-magnetic toner is NSP (Non-Magnetic Single--) which transports toner to a developing region by attaching the toner to a conductive or surface insulating developing roller. There are a Component, Development, Process) method, a non-magnetic toner jumping method, and a two-component toner, a magnetic brush developing method.
[0032]
In each of the developing
[0033]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the toner transport is performed as a recovered toner supply means for supplying the recovery and the toner recovered by the photosensitive
[0034]
The toner conveying device 80B has a toner conveying path so that the recovered toner can be supplied from the
[0035]
Here, the black recycled toner is a pure black toner with no color mixture, so there is no problem even if it is supplied to the black developing device 61B as it is. However, as described above, if the nonmagnetic recycled toner is continuously supplied to the black developing device 61B as it is, the color of black changes. However, it is desirable to avoid discarding non-magnetic recycled toner without using it from the viewpoint of saving resources and reducing running costs. Therefore, the supply amount of the recycled toner to the black developing device 61B is adjusted by the supply amount adjusting means between the black recycled toner and the non-magnetic recycled toner. The details of the supply amount adjusting means will be described below.
[0036]
FIG. 4 is a flowchart relating to replenishment of recycled toner that can suppress image quality deterioration called color difference due to toner color mixing. A toner consumption amount M of black toner is calculated from the image data (step 1). Further, since the toner consumption amount M is supplied, the supply amounts of the black recycled toner and the nonmagnetic recycled toner to the black developing device 61B are stored, so that the color mixture of the nonmagnetic toner at that time is stored. The degree P can also be calculated. This is color mixture state detection means for detecting a color mixture state using image data. Further, from the data of FIG. 3, the limit mixing rate Plimit as an allowable limit of the degree of color mixing of the nonmagnetic recycled toner to the black developing device 61B can be obtained. From the toner consumption amount M, the nonmagnetic toner mixing rate P, and the limit mixing rate Plimit, the maximum supplyable amount Mmax of nonmagnetic recycled toner that can be supplied to the developing device 61B is calculated (step 2). When M <Mmax (Y in Step 3), the toner consumption amount M is smaller than the maximum supplyable amount Mmax of the nonmagnetic recycled toner, so the nonmagnetic recycled toner corresponding to the consumption amount is supplied to the developing device 61B (Step Step). 4). On the other hand, when M <Mmax is not satisfied (N in Step 3), the nonmagnetic recycled toner is replenished by the maximum supplyable amount Mmax (Step 5), and the remaining is replenished with black recycled toner (Step 6). Thereafter, the current color mixing degree is calculated from the type and amount of the recycled toner replenished in Step 4 or
[0037]
The limit mixing rate Plimit, which is an allowable limit of the color mixture degree, may be set in advance. However, as another method, for example, the user may be able to selectively set it again appropriately. . By selecting the limit mixing rate Plimit on the user side, for example, when a completely black image is required, the supply of non-magnetic recycled toner is stopped and the color may change, so that the recycled toner can be used up. It is possible to supply all non-magnetic recycled toner and use it up.
[0038]
At present, many color printers and color copying machines are widely used, and there are many opportunities to see color documents. However, since the text is often output in black basically, the consumption of each color toner in a color printer or copying machine is overwhelmingly large. In this embodiment, black is selected as a specific color for recycling the toner, but this has a great effect in terms of resource saving even if only the black toner is reused.
[0039]
In this embodiment, the order in which the toner images are superimposed on the
[0040]
[Modification]
Next, a modification of this embodiment will be described. In the above embodiment, the primary transfer order on the
[0041]
In this modification, the primary transfer order is yellow for the first color, black for the second color, magenta for the third color, and cyan for the fourth color. Further, all the collected toner is returned to the black developing device 61B for recycling as in the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the
Here, it is sufficiently possible to separate and capture only the magnetic toner from the mixed color toner in which the magnetic toner and the non-magnetic toner are mixed simply by passing it through the cylindrical magnet together with air. However, in order to be able to recycle toners having different magnetic characteristics, it is required that the separated toner can be easily recovered from the separation member. This enables highly efficient toner recycling for the first time.
Therefore, in this modification, a magnetic
[0042]
In the above configuration, the residual toner scraped off from the photoconductors 40B, M, and C by the
[0043]
Here, although the
[0044]
The black recycled toner and the non-magnetic recycled toner collected and separated by the
[0045]
In this modification, since the black developing device 61B is provided for the second color, only two types of recovered toner collected from the surface of the
[0046]
As described above, in the embodiment and the modification, the black developing device 61B is arranged in the fourth color or the second color. However, since only the black toner is a magnetic toner, the black toner can be completely separated from the collected toner. Therefore, the black developing device 61B may be arranged for the first color or the third color. Among these, when the black developing device 61B is provided for the first color and the collected toner collected by the
[0047]
As described above, in the embodiment and the modified example, the black toner is used as the magnetic toner, and the other color toner is used as the nonmagnetic toner. However, the black toner can be made nonmagnetic and the other color toner can be used as the magnetic toner. It is. Further, although an example in which the present invention is applied to a tandem type color image forming apparatus having a photoreceptor 40 for each color has been described, a color printer to which the present invention is applicable is not limited thereto. The present invention can also be applied to a color printer or the like that sequentially forms a plurality of color toner images on the same photoreceptor 40.
[0048]
As described above, in this embodiment, among the four color toners consisting of yellow, magenta, cyan, and black, only the black toner as the specific color toner is composed of the magnetic toner and the rest is composed of the non-magnetic toner. The collected collected toner is separated into magnetic toner and non-magnetic toner, and after separation, the toner can be supplied to the black developing device 61B by a toner conveying device 80B serving as collected toner supply means. Therefore, it is possible to recycle the collected black toner, and even if the recycled toner is used in the black developing device 61B, image quality deterioration due to color mixing can be suppressed. Further, even when the color mixture rate of the collected toner is high, the toner can be separated and reused, so that the toner discard rate can be reduced.
Further, the supply amount adjusting means can adjust the supply amount of at least non-recycled recycled toner having a magnetic characteristic different from that of the black toner to the black developing device 61B. Each recycled toner can be used while adjusting the mixing ratio of the black recycled toner and the non-magnetic recycled toner, and image quality deterioration can be reliably suppressed.
Further, the color mixture state of the toner in the developing device 61 is detected using the image data as the color mixture state detection means, and the supply amount of the black recycled toner and the nonmagnetic recycled toner is determined based on the result. Recycled toner can be used for development while suppressing image quality deterioration called color difference. As a result, the mixed color toner is not discarded, and the collected toner can be effectively used. This is because which toner is replenished is controlled according to the degree of color mixing of the toner in the black developing device 61B, so that it is possible to prevent excessive supply of nonmagnetic recycled toner into the black developing device 61B. .
Further, the color mixture state is detected using image data of an already formed image. This eliminates the need for a separate sensor for detecting the color mixture state. This is because the printer is originally provided with a sensor for image data detection, and the detection result can be used.
Further, the transfer order to the
Also, black is selected as the specific color. This is effective in saving resources as compared with the case where the other color toner is used as the specific color. This is because, as shown in FIG. 3, black is relatively less susceptible to color mixing than other colors, can recycle more non-magnetic recycled toner, and consumes more than other colors. This is because the amount is large.
Further, a magnetic filter is used as the collected toner separating means. Thereby, magnetic toner and non-magnetic toner can be separated efficiently.
Further, in the above modification, the black toner image is arranged in the second order in the transfer order to the
Further, in the above modification, the
[0049]
【The invention's effect】
Claims 1 to6According to this color image forming apparatus, since the mixed color collected toner can be separated into a specific color and a color other than the specific color, at least the specific color toner can be recycled for use in the developing device of the specific color. Accordingly, it is possible to reduce the amount of exhaust gas that is discarded without being used for development, and the collected toner can be effectively recycled. Further, there is an excellent effect that the collected toner can be recycled while suppressing deterioration in image quality due to toner color mixing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view of a tandem image forming unit in the color image forming apparatus of the present embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a result of measuring a difference from an original color of an image according to a degree of color mixture (hereinafter referred to as a color difference).
FIG. 4 is a flowchart regarding supply of recycled toner according to the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a developing device according to a modified example.
[Explanation of symbols]
10 Intermediate transfer belt
18C, M, Y, B Image forming means
20 Tandem image forming unit
22 Secondary transfer device
25 Fixing device
26 Fixing roller
26 Fixing belt
29 Transfer conveyor belt
40C, M, Y, B Photosensitive drum
60C, M, Y, B Charging device
61C, M, Y, B Development device
63C, M, Y, B Photoconductor cleaning device
65 Development sleeve
66C, M, Y, B Stirrer
67C, M, Y, B Development section
69C, M, Y, B Metal nip roller
70 Development Case
75B, M, C Photoconductor cleaning blade
77B, M, C Magnetic roller
80 Toner transport device
100 Copier body
200 Feeding table
300 scanner
400 Automatic document feeder
Claims (6)
上記トナーのうち、特定の1色である特定色を磁性トナー又は非磁性トナーで構成すると共に、該特定色以外の残り全ての色を該特定色が磁性トナーで構成されている場合には非磁性トナーで構成し該特定色が非磁性トナーで構成されている場合には磁性トナーで構成し、
各色現像器によって形成したトナー像の像担持体上から被転写体上への転写順を、上記特定色のトナー像が1又は2番目となるよう構成し、
上記転写順で2番目以降の像担持体についての上記像担持体クリーニング手段によって回収した回収トナーを磁性トナーと非磁性トナーとに分離する回収トナー分離手段と、
上記転写順で2番目の像担持体についての回収トナー分離手段によって分離した磁性トナー及び非磁性トナーは、それぞれが使用された現像器に供給する第1回収トナー供給手段と、
上記転写順で3番目以降の像担持体について上記回収トナー分離手段によって分離した磁性トナーと非磁性トナーとを上記特定色のトナー像を形成する現像器である特定色現像器に各々供給する第2回収トナー供給手段と、
上記第2回収トナー供給による供給にあたって、上記回収トナーのうち少なくとも上記特定色のトナーと磁気特性が異なる回収トナーの上記特定色現像器への供給量を調整する供給量調整手段とを設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image担時which a latent image that corresponds to each color images of four colors are formed, each latent image formed on the image bearing member by supplying a specific color toner corresponding to each image color A plurality of developing units to be visualized, and transfer means for sequentially superimposing and transferring the toner images of the respective colors on the image carrier developed by the inherent color toner in each developing unit onto the transfer target; in the color image forming apparatus having a plurality of image carrier cleaning means for recovering residual toner remaining on the image bearing member after transferring the toner image,
Among the above toners, a specific color that is one specific color is composed of a magnetic toner or a non-magnetic toner, and all the remaining colors other than the specific color are non-printed when the specific color is composed of a magnetic toner. If it is composed of magnetic toner and the specific color is composed of non-magnetic toner, it is composed of magnetic toner ,
The transfer order of the toner image formed by each color developing device from the image carrier to the transfer target is configured so that the toner image of the specific color is first or second,
And recovering the toner separating means for separating the collected toner collected by Kizo carrier cleaning means on the on the image carrier of the second and subsequent in the transfer order of the magnetic toner and non-magnetic toner,
A magnetic toner and a non-magnetic toner separated by the collected toner separating means for the second image carrier in the transfer order;
A magnetic toner and a non-magnetic toner separated by the collected toner separating means for the third and subsequent image carriers in the transfer order are respectively supplied to a specific color developing unit which is a developing unit for forming the specific color toner image. 2 recovered toner supply means;
Supplying by the second recovered toner supply includes a supply amount adjusting means for adjusting the supply amount of the recovered toner having a magnetic characteristic different from that of at least the specific color toner to the specific color developing unit. A color image forming apparatus .
上記特定色現像器内のトナーにおける該特定色と異なる色の混入状態を検知する混色状態検知手段を設け、上記供給量調整手段によって調整する該特定色のトナーと磁気特性が異なる回収トナーの該特定色現像器への供給量を該混色状態検知手段による検知結果に基づいて決定することを特徴とするカラー画像形成装置。In the color image forming apparatus 請 Motomeko 1,
There is provided a color mixture state detecting means for detecting a mixed state of a color different from the specific color in the toner in the specific color developing device, and the collected toner having a magnetic characteristic different from that of the specific color toner adjusted by the supply amount adjusting means. A color image forming apparatus, characterized in that a supply amount to a specific color developing unit is determined based on a detection result by the color mixture state detection means.
上記混色状態検知手段を、既に形成した画像の画像データを用いて混色状態を検知するよう構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。 The color image forming apparatus according to claim 2 .
A color image forming apparatus, wherein the color mixture state detecting means is configured to detect a color mixture state using image data of an already formed image .
上記特定色をブラックとしたことを特徴とするカラー画像形成装置。In the color image forming apparatus 請 Motomeko 1, 2 or 3,
A color image forming apparatus, wherein the specific color is black.
上記回収トナー分離手段として磁性フィルタを用いたことを特徴とするカラー画像形成装置。In the color image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4 ,
A color image forming apparatus using a magnetic filter as the collected toner separating means.
上記回収トナー分離手段として磁性ローラを用いたことを特徴とするカラー画像形成装置。The color image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 ,
A color image forming apparatus using a magnetic roller as the collected toner separating means.
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