JP4629540B2 - カラー画像形成装置及びカラー画像形成装置のクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等にて複数の像担持体を用いて形成した複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を得るカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。

複写機やプリンタ等のカラー画像形成装置においては、画像形成時間の高速化を得ると共に、色再現性の良いカラー画像を得る一方、モノクロ画像形成時にはカラー画像形成のための種々の消耗品の劣化防止を図りかつ、転写時に生じる飛散トナーの低減を図ることが要求されている。このため従来タンデムに配列される複数のカラー感光体を有するカラー画像形成ユニットを用いて記録紙にカラー画像を得る一方、カラー画像形成ユニットとは別にブラック感光体ドラムにブラックトナー像を形成するブラック画像形成ユニットを設けて、カラー画像形成ユニットを駆動することなく記録紙にモノクロ画像を形成可能な画像形成装置が開示されている。（例えば特許文献１あるいは特許文献２参照。）
特開２００３−１８６２８１号公報(第３頁、図１) 特開２００４−２０５９４４号公報(第５、６頁、図３) しかしながら（特許文献１）あるいは（特許文献２）はいずれも、モノクロ画像形成時にはブラック画像形成ユニットのみを用いて、シャープなモノクロ画質を得ると共に、カラー画像形成のための種々の消耗品を不必要に使用することが無く、消耗品の劣化防止を図ると共に飛散トナーの低減を図っている。又、カラー画像形成時には、中間転写方式により、色再現性の良いカラー画像を得ている。

他方トナー消費量の多いカラー画像形成装置にあっては、近年トナーを節約するためのリサイクル使用が要求されている。このため従来、転写終了後感光体ドラム上に残留するトナーを、次の画像形成の現像工程において、現像と同時に現像装置に回収する画像形成装置が開示されている。（例えば特許文献３参照。）
特許第２５９８１３２号公報(８カラム第６〜４３行目、第１図) この（特許文献３）は、現像と同時に残留トナーをクリーニングする現像装置を用いることにより、感光体ドラム周囲にクリーナを配置する必要が無く、装置の小型化を得られ、又クリーナによる感光体ドラムの磨耗を防止してその長寿命化を得られると共に、回収したトナーをリサイクル使用してトナーの節約を図ることが出来る。

しかしながら上記（特許文献３）では、現像と同時に残留トナーをクリーニングする現像装置を用いた場合であっても、記録紙を搬送する例えば転写ベルトに付着したトナーは、転写ベルトのクリーニング装置で回収している。また（特許文献３）では、カラー画像形成時の色再現性を向上するために、カラー画像形成ユニットにて、中間転写媒体上でカラートナー像を重ね合わせた後に、中間転写媒体上のカラートナー像を記録紙に一括転写する中間転写方式を用いる場合には、例えば中間転写ベルト上に付着するトナーは、中間転写ベルトのクリーニング装置で回収している。しかも各クリーニング装置は回収後のトナーを夫々にリサイクル処理、あるいは廃棄処理しなければならず、トナーの回収が複雑となり、トナーの有効なリサイクル利用の妨げになる。

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、カラー画像形成及びモノクロ画像形成の両方に適したカラー画像形成装置において、カラー画像形成ユニットあるいはブラック画像形成ユニットの夫々を起因として発生される付着トナーを容易に回収し、且つリサイクル利用を促進して、トナー消費効率を更に改善するカラー画像形成装置およびカラー画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として第１の像担持体上の静電潜像を第１の色のトナーで現像し同時に前記第１の像担持体上の付着トナーを回収する第１の現像手段を備えた第１の画像形成手段と、第２の像担持体上の静電潜像を第２の色のトナーで現像し同時に前記第２の像担持体上の付着トナーを回収する第２の現像手段を備えた第２の画像形成手段と、前記第２の像担持体から第２の色のトナー像を１次転写される第２の搬送手段を有し、前記第２の搬送手段上の前記第２の色のトナー像を記録媒体に２次転写する第２の転写手段と、前記第２の搬送手段の２次転写位置を経由する前記記録媒体を前記第１の像担持体に搬送する第１の搬送手段を有し、前記第１の像担持体から前記第１の色のトナー像を前記記録媒体上に転写する第１の転写手段と、前記第２の搬送手段上の付着トナーを前記第１の搬送手段に転写する第２の付着トナー転写手段と、前記第１の搬送手段上の付着トナーを前記第１の像担持体に転写する第１の付着トナー転写手段とを具備し、前記第２の搬送手段上の付着トナーを前記第１の搬送手段に付着し、前記第１の搬送手段上の付着トナーを前記第１の像担持体に付着して、前記第１の像担持体上の付着トナーを前記第１の現像手段で回収するものである。

本発明によれば、タンデム方式のカラー画像形成装置において、フルカラー画像形成時とモノクロ画像形成時とにそれぞれ要求される画質及び画像形成速度を共に満足することが出来、しかもモノクロ画像形成時には、カラー画像形成ユニットの無駄な駆動を行う必要がなく、カラー画像形成ユニットの各種消耗品の劣化防止を得られその長寿命化を図れメンテナンス頻度を低減出来る。又付着トナーのリサイクル使用によりトナーの消費効率を上げて廃トナーをなくし、省資源化を得られる。

本発明は、カラー画像形成装置にて発生した各種付着トナーを現像同時クリーニング方式の現像装置位置まで搬送して現像装置にて回収する。

以下、本発明の実施例１について図１乃至図５を用いて説明する。図１は本発明の実施例１のカラー画像形成装置であるプリンタ８を示す概略構成図である。プリンタ８は、給紙カセット装置７内に収納される記録媒体であるシート紙Ｐを取り出すピックアップローラ７ａ及びシート紙Ｐを待機させた後第１の転写手段が備える第１の搬送手段である転写ベルト２０方向に給紙するレジストローラ７ｂを有する。又転写ベルト２０は、給紙されたシート紙Ｐを転写位置方向に搬送する。矢印ｑ方向に回転される転写ベルト２０に沿って、シート紙Ｐにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の第２の色のトナー像であるカラートナー像を転写形成する第２の画像形成手段であるカラー画像形成ユニット１００と、シート紙Ｐにブラック（ＢＫ）の第１の色のトナー像であるモノクロトナー像を転写形成する第１の画像形成手段であるブラック画像形成ユニット１１０が配置される。

カラー画像形成ユニット１００は、第２の転写手段が備える第２の搬送手段である中間転写ベルト１０及び、矢印ｒ方向に回転される中間転写ベルト１０に沿って回転方向上流側からタンデムに配列されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のサブユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃを有している。中間転写ベルト１０は、体積抵抗値が１×１０^９Ωのポリイミドで製造される。中間転写ベルト１０は、各サブユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの第２の像担持体であるカラー用感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ上に形成されるカラートナー像を１次転写された後、２次転写位置にて転写ベルト２０上のシート紙Ｐに２次転写する。

中間転写ベルト１０の１次転写位置には、導電性弾性ゴムローラからなる１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃにより＋３００Ｖの１次転写バイアスが印可される。１次転写バイアスは、３色全て同じバイアス値であっても良いし、後段に行くに従い段階的に変動しても良い。中間転写ベルト１０の２次転写位置には、転写ベルト２０の背後に導電性弾性ゴムローラからなり、＋１．２ｋＶの２次転写バイアスを印加する２次転写ローラ２１が対抗配置される。１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ及び２次転写ローラ２１は第２の転写手段を構成する。又第１の像担持体であるブラック用感光体ドラム１２ＢＫの転写位置には、転写ベルト２０の背後に導電性弾性ゴムローラからなり、＋１．０ｋＶの転写バイアスを印加する第１の転写手段である直接転写ローラ２８が対向配置される。

カラー感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃは矢印ｓ方向に回転し、ブラック感光体ドラム１２ＢＫは矢印ｔ方向に回転する。カラー感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ周囲には、その回転方向に沿って帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、現像同時クリーニングを行うカラー現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、除電ランプ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、画像撹乱ブラシ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃが配置される。ブラック感光体ドラム１２ＢＫ周囲には、その回転方向に沿って帯電装置１３ＢＫ，露光装置１４ＢＫ、現像同時クリーニングを行うブラック現像装置１６ＢＫ、直接転写ローラ２８、除電ランプ２２ＢＫ、画像撹乱ブラシ２３ＢＫが配置される。

本実施例にあってブラック現像装置１６ＢＫは、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０上に付着したトナーを回収するクリーニング装置を兼用する。カラー感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃの径は３０ｍｍであり、ブラック感光体ドラム１２ＢＫの径は４５ｍｍとされる。現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫが現像同時クリーニング方式である事から、ブレード等の感光体クリーニング装置は不要とされている。

帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫはコロナ帯電器（チャージャワイヤ、櫛歯型チャージャ、スコロトロン等）、接触帯電ローラ、非接触帯電ローラあるいは固体チャージャ等可能であり、例えば接触帯電ローラにより感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ表面を例えば−６００Ｖ＋１．５ｋＶＰＰ・２ｋＨｚＡＣの印加電圧で一様に全面帯電する。露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫはレーザ露光装置、ＬＥＤ等公知の露光手段を用いて、各色毎の露光々により感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上に静電潜像を形成する。

現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫは、露光部にトナーを供給する反転現像プロセスにおいて、新たな露光によって形成された静電潜像の画像部である露光部にトナーを供給してトナー像を形成する一方、先行するトナー像の転写残りであって、新たな露光によって形成された静電潜像の非露光部に残されたトナーを現像装置内に回収する。

カラー現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、カラーの２成分現像剤を格納し、ブラック現像装置１６ＢＫは、ブラック（ＢＫ）の２成分現像剤を格納し、現像バイアスとして、現像ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫに−４００Ｖが印加される。

イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラー及びブラック（ＢＫ）の２成分現像剤はトナー粒子として、ポリエステル系樹脂９０重量％、顔料７重量％、ライスワックス３重量％の割合で混錬・粉砕・分級して体積平均粒径６．０μｍの粉砕トナーを、サフュージング処理によって球形化し、シリカ、ＣＣＡ、酸化チタン粒子を外添した球形トナー粒子を用いる。用いた樹脂の分子量分布はピークが一つのシャープな分布を持つ。また、懸濁重合法、乳化重合・凝集法等公知のケミカル製法によりトナーを得ても良い。

球形トナー粒子のガラス転移点は６４℃、軟化点Ｔｉは８４℃となっている。このような球形トナー粒子を、表面をシリコン系樹脂でコーティングしたフェライト粒子からなる体積平均粒径４０μｍの磁性キャリアと、トナー含有率７重量％の割合で混合・攪拌して２成分現像剤を作成した。

球形トナーとは一般に、トナーのストークス径（Ｄｓ）と、等体積球相当径（Ｄｅ）との比Ｄｅ／Ｄｓで表される球形度がＤｅ／Ｄｓ≦１．２なる関係を満たす（特開平５−３０３２３３に開示）等、その他公知の球形度を規定する方式により球形と認められるものを示す。球形トナーは、乳化重合・会合法、懸濁重合法、溶融造粒法等のケミカル製法、粉砕トナーの加熱＆摩擦による球形化処理などによって得られる。図２に示す様に、トナーは球形度が１に近づく程転写効率が向上し、例えば球形度１．０７の懸濁重合トナーを用いた場合は、カラートナーの感光体から中間転写媒体への転写効率は９８．５％、中間転写媒体から記録媒体への転写効率は９５％、ブラック（ＢＫ）トナーの感光体から記録媒体への転写効率は９７％という実験結果を得られた。

したがって現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫに用いる２成分現像剤のトナー成分として球形トナーを用いれば、転写効率が非常に高いことから、１次転写終了後に感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ表面に残留する転写残りトナーが少ない。これにより感光体クリーニング装置を設けなくても、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫによる現像と同時のクリーニングにて、残留トナーをより十分良好に回収することとなる。

尚、現像同時クリーニング方式の現像装置を用いてトナー像を形成する場合に、例えば１次転写終了後に感光体ドラムに残留する転写残りトナー量が多いと、転写残りトナーが次の露光々を遮ってしまい、露光不良による画像メモリを生じ、画像不良の原因になる恐れがある。

画像撹乱ブラシ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとの接触抵抗値１×１０^７Ωの導電性繊維製ブラシからなる。画像撹乱ブラシ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに電圧＋３００Ｖを印加して、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ表面を軽く摺接すると感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫに残留する転写残りトナーは画像構造を失い、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫによるクリーニング効果を向上させる。転写ベルト２０のシート紙Ｐの搬送方向下流には定着装置２７及び排紙トレイ３０が配置される。

次に作用について述べる。カラー画像形成プロセスの場合、プロセス開始によりスキャナやパソコン端末等からプリンタ８にカラー画像情報が入力され、カラー感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃが矢印ｓ方向に回転されブラック感光体ドラム１２ＢＫが矢印ｔ方向に回転される。これと共に転写ベルト２０が矢印ｑ方向に回転され、中間転写ベルト１０が矢印ｒ方向に回転される。

又ピックアップローラ７ａが駆動し、給紙カセット装置７内からシート紙Ｐを取り出し、その後、レジストローラ７ｂによりシート紙Ｐを待機させる。レジストローラ７ｂに設けられる図示しないシート紙検知スイッチにより、シート紙Ｐの待機を確認すると、カラー画像形成ユニット１００及びブラック画像形成ユニット１１０にて、夫々カラー用感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ上へのカラートナー形成工程が成され、ブラック用感光体ドラム１２ＢＫへのブラックトナー形成工程が成される。このように、シート紙Ｐが給紙カセット装置７から確実に取り出されたのを確認してから、各画像形成工程を開始することにより、シート紙Ｐのジャム時に無駄に画像形成動作を行い、無駄に現像された多くのトナーを回収するという無駄な操作を節約することが出来る。

画像形成工程開始により各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫにより夫々−６００Ｖに一様に帯電される。次いで感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、露光装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫにより、各色の画像情報に対応する露光々を照射され静電潜像を形成される。次いで−４００Ｖ程度の現像バイアスを印加される現像ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫの反転現像プロセスにより、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫの露光部にトナーを供給され、非露光部の付着トナーが回収され、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２ＢＫ上に各色のトナー像が形成される。

トナー像形成後、カラー画像形成ユニット１００では、＋３００Ｖの１次転写バイアスが印可される１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃにより、カラー感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ上の各カラートナー像を矢印ｒ方向に回転する中間転写ベルト１０の同一位置に順次１次転写して、中間転写ベルト１０上でイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカラートナー像を重ね合わせる。次いで中間転写ベルト１０は＋１．２ｋＶの２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ２１と対向する位置にて、重ね合わされた３色のカラートナー像を、転写ベルト２０により２次転写位置に搬送されるシート紙Ｐ上に一括２次転写する。

次いで転写ベルト２０上のシート紙Ｐがブラック用感光体ドラム１２ＢＫの転写位置に達すると、直接転写ローラ２８の＋１．０ｋＶの転写バイアスにより、ブラック用感光体ドラム１２ＢＫ上のブラックトナー像は、重ね合わされた３色のカラートナー像の上からシート紙Ｐに直接転写される。この後、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）を重ねあわされたフルカラートナー像を有するシート紙Ｐは、定着装置２７にて定着後、排紙トレイ（図示せず）方向に搬送される。

このようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラートナー画像を間接転写方式で転写して、ブラックのトナー像を直接転写方式で転写することにより、フルカラー画像を形成する場合には、黒ラインのエッジをよりはっきり出来る一方、カラー画像は色毎の色再現性が変化することがなく、初期からライフにかけて高画質を保つことが出来る。

一方、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、トナー像を中間転写ベルト１０あるいはシート紙Ｐに転写した後、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上の転写残りトナーの画像メモリを除電ランプ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２ＢＫにて消去される。次いで感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、＋３００Ｖの電圧を印加される画像撹乱ブラシ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに接触され、転写残りトナーの画像構造を撹乱し且つ電荷調整される。

感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、画像構造を撹乱し且つ電荷調整された転写残りトナーを付着した状態で次の帯電プロセスおよび露光プロセスを実施される。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、次の帯電プロセスおよび露光プロセスを経て新たな静電潜像を形成され、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫに達する。現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫは、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上の新たな静電潜像の露光部にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、先行するトナー像の非露光部に残された転写残りトナーを現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫ内に回収して、現像同時クリーニングを行う。このとき感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上の転写残りトナーは、撹乱されて画像構造を失い又回収されやすい電荷に調整されていることから、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫによるクリーニングを良好に実施される。

また、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫ内に回収した転写残りトナーは、そのまま再利用され、トナー消費効率が改善される。例えばブラックトナーのシート紙Ｐへの転写効率が９３％であって、回収した転写残りトナーを再利用せずに廃棄する画像形成装置を用いて、印字率６％でライフ試験を行ったところ、１０００枚あたりのトナー消費量は３０ｇ、トナー排出量は６．５ｇであった。これに対して、現像同時クリーニング方式の現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫ内を採用する本実施例のプリンタ８を用いた所、１０００枚当りのトナー消費量は２４ｇになり、トナー補給量をより低減できると共に回収トナーボックスを不要とすることが出来た。

この後所定の画像形成プロセスを終了した後、中間転写ベルト１０からシート紙Ｐにカラートナー像を２次転写させる際に転写ベルト２０に生じた付着トナー、あるいは、転写ベルト２０上に付着する落下トナーや飛散トナー更には転写ベルト２０に直接印字されるテストパターンのトナー等をブラック現像装置１６ＢＫにより回収する。即ち画像形成プロセス終了後、転写ベルト２０がシート紙Ｐを搬送していない時に、図３に示す説明図の（Ｓ１）〜（Ｓ４）に従い、中間転写ベルト１０上の付着トナー（Ｓ１）を転写ベルト２０に転写し（Ｓ２）、更に転写ベルト２０上の付着トナーをブラック感光体ドラム１２ＢＫに逆転写して（Ｓ３）、ブラック現像装置１６ＢＫで回収する（Ｓ４）。

中間転写ベルト１０上の付着トナーは、第２の付着トナー転写手段として兼用される２次転写ローラ２１を用いて転写ベルト２０に転写される。中間転写ベルト１０上の付着トナーを転写ベルト２０に転写する際の２次転写ローラ２１の転写バイアス値は、良好な転写を得られる範囲であれば、通常中間転写ベルト１０上のカラートナー像をシート紙Ｐに転写させるための転写バイアス値と同等でも異なっていてもいずれでも良い。

転写ベルト２０上の付着トナーは、第１の付着トナー転写手段として兼用される直接転写ローラ２８を用いてブラック感光体ドラム１２ＢＫに逆転写される。例えばブラック感光体ドラム１２ＢＫの帯電電位が−５００Ｖ、露光後電位が−４００Ｖ〜−１００Ｖ及び付着トナーがマイナス帯電である時に、直接転写ローラ２８の転写バイアス値を−５００Ｖ以下とすると転写ベルト２０上の付着トナーはブラック感光体ドラム１２ＢＫ方向に逆転写される。ブラック感光体ドラム１２ＢＫ上に逆転写された付着トナーは、ブラック現像装置１６ＢＫにて回収される。これにより、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０で発生した全ての除去すべきトナーをブラック現像装置１６ＢＫにて一括回収することが出来る。

一方、モノクロ画像形成プロセスを実施する場合に、プロセスが開始されると、プリンタ８にはスキャナやパソコン端末等からモノクロ画像情報が入力される。これによりプリンタ８は上述と同様にしてシート紙Ｐ上にトナー像を形成することとなる。但しこの時プリンタ８のカラー画像形成ユニット１００は動作せず、ブラック画像形成ユニット１１０のみが動作する。ブラック画像形成ユニット１１０によりブラック感光体ドラム１６ＢＫ上にブラックトナー像を形成後、ブラックトナー像を転写ベルト２０上のシート紙Ｐに転写し、定着装置２７を経て、シート紙Ｐ上にモノクロ画像を完成する。又この動作時転写ベルト２０に付着したトナーは、図３の（Ｓ３）、（Ｓ４）と同様にして、ブラック現像装置１６ＢＫで回収する（Ｓ４）。

次にこのようにして画像形成プロセスを繰り返す間にシート紙Ｐのジャムにより画像形成プロセスが中断した場合の復帰について述べる。図４に示す説明図の（Ｓ１０）〜（Ｓ１６）に従い、シート紙Ｐのジャムが検知されると、直ちに画像形成プロセスが停止され（Ｓ１０）る。画像形成プロセスの停止に伴いシート紙Ｐの除去をユーザーに促し、ジャム復帰動作を開始する。

まず各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上にて現像されていない静電潜像にトナーを付着させないように、図示しない制御部により、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫを制御する（Ｓ１１）。例えば現像ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫの現像バイアスを静電潜像の露光部の電位以下に制御する。あるいは現像ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫと感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとを非接触状態にする（Ｓ１２）。具体的には、現像ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫ上の現像剤を現像器内に回収し、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫを離間移動する等により行う。

感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上にすでに現像されたトナーの転写ベルト２０への転写を防止する（Ｓ１３）。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫを回転し、現像されたトナーが１次転写位置へ到達すると、図示しない制御部により、１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃあるいは直接転写ローラ２８を制御する。

例えば１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃあるいは直接転写ローラ２８の転写バイアス値を、トナーに掛る電界が通常転写時とは逆に向くように制御する。具体的には、通常転写時には、１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの転写バイアス値が＋３００Ｖであり、あるいは直接転写ローラ２８の転写バイアス値が＋１．０ｋＶであるのに対して、ジャム復帰時には１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの転写バイアス値を−３００〜−７００Ｖ程度、直接転写ローラ２８の転写バイアス値を０〜−５００Ｖ程度に制御する。あるいは１次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃあるいは直接転写ローラ２８の転写ニップを離間する（Ｓ１４）。

これにより中間転写ベルト１０あるいはシート紙Ｐに転写されることなく転写位置を通過した各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上のトナー像は、そのまま帯電領域を通過して、現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫに回収される（Ｓ１６）。この時現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫは通常現像時の状態に戻されている。尚、転写位置通過後、画像撹乱ブラシ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫにより画像構造を撹乱し且つ電荷調整をしても良い（Ｓ１５）。

上記（Ｓ１２）で現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫを現像しない状態にした後、（Ｓ１６）の通常現像時の状態に復帰するまでの時間は、少なくとも感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫが露光位置から現像位置まで回転する時間以上であり、通常現像時の状態に戻されるタイミングは、少なくとも感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫが転写位置から回転して現像位置に到達する時間より早い。但し感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上の現像トナー量が大量で、1回の現像領域通過では各現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫで回収しきれない場合は、完全に回収するために感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫを複数回転させても良い。

次にシート紙Ｐのジャムにより画像形成プロセスが中断した場合の、中間転写ベルト１０あるいは転写ベルト２０に付着したトナーの回収について述べる。シート紙Ｐのジャム検知により画像形成プロセスを停止した後、図３に示す通常画像形成時の（Ｓ２）〜（Ｓ４）と同様にして、図５に示す説明図の（Ｓ１０）〜（Ｓ２４）に従い、画像形成プロセスを停止し（Ｓ１０）、中間転写ベルト１０上の付着トナーを転写ベルト２０に転写し（Ｓ２１）、転写ベルト２０上の付着トナーをブラック感光体ドラム１２ＢＫに逆転写して（Ｓ２２）、ブラック現像装置１６ＢＫで回収する（Ｓ２４）。

シート紙の除去、各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上のトナーの回収および、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０のトナーの回収を終了した後、プリンタ８を復帰する。

この実施例１によれば、タンデム方式のカラー画像形成装置において、現像同時クリーニングを行うカラー現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃを用いて、カラー画像を形成するカラー画像形成ユニット１００と、現像同時クリーニングを行うブラック現像装置１６ＢＫを用いてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成ユニット１１０とを夫々設ける事により、モノクロ画像形成時には、カラー画像形成ユニット１００を停止でき、カラー画像形成ユニット１００の各種消耗品の劣化防止を得られその長寿命化を図れる。

しかもカラー画像形成ユニット１００は、中間転写ベルト１０上でカラー画像を重ね合わせる中間転写方式を採用する一方、ブラック画像形成ユニット１１０は、シート紙Ｐに直接モノクロ画像を転写する直接転写方式を採用している。したがって、フルカラー画像を形成する時に、シート紙Ｐの材質等の環境変動による影響を受けることがなく、中間転写ベルト１０を用いて転写効率を一定に保持する事により色再現性が均一で高画質のカラー画像を得られる。一方、ブラックトナー像はブラック感光体ドラム１２ＢＫからシート紙Ｐ上に直接転写されることから、エッジのはっきりした黒ラインを得られ、高画質のフルカラー画像及びモノクロ画像を得られる。更に１回の転写でブラックトナー像を得られ、そのトナーの飛散量を低減できる。

更に現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫは、現像同時クリーニング方式を採用することから、回収トナーボックスが不要となり、装置の小型化に寄与する。更に現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫはクリーニングした回収トナーをリサイクル使用することから、トナーの消費量を低減できる。

しかもカラー画像形成ユニット１００と、ブラック現像装置ユニット１１０から転写された側の中間転写ベルト１０、あるいは転写ベルト２０の付着トナーを共に、ブラック現像装置１６ＢＫで回収出来る。したがって付着トナーの回収トナーボックスを全く設ける必要が無く、装置の小型化を図れ、且つ付着トナーを全てリサイクル活用でき、トナーの消費量をより一層低減できる。

更にシート紙Ｐのジャムの復帰動作時に、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上の未定着領域には現像が成されず、また既に現像された部分は各色毎に現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫ内に回収される。これにより、ブラック現像装置１６ＢＫ内にカラートナーが必要以上に回収するのを防止出来、ブラック現像装置１６ＢＫ内の現像剤の黒色性の悪化を防止出来る。

次に本発明の実施例２について図６を用いて説明する。この実施例２は、実施例１において、付着トナーの回収方法が異なるものである。従ってこの実施例２にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施例にあっては図６に示すように、転写ベルト２０のブラック画像形成ユニット１１０の転写位置よりも搬送方向下流に、搬送クリーニング手段である転写ベルトクリーナ４０を設けるものである。

本実施例の転写ベルトクリーナ４０は、実施例１のブラック現像装置１６ＢＫに代えて、カラー画像形成装置ユニット１００から転写されたカラートナー及びブラック画像形成ユニット１１０から転写されたブラックトナーを原因として生じる付着トナーを全て回収する。転写ベルトクリーナ４０は、ゴム製のクリーニングブレード、電圧を印加させた回転ブラシクリーナ等公知のクリーナから成る。

この実施例２では、所定の画像形成プロセス終了後、図３に示す説明図に従い、実施例１と同様に中間転写ベルト１０上の付着トナー（Ｓ１）を転写ベルト２０に転写する（Ｓ２）。この後、転写ベルト２０上の付着トナーは、ブラック感光体ドラム１２ＢＫに転送されることなくブラック感光体ドラム１２ＢＫ位置をそのまま通過して、転写ベルトに設けられる転写ベルトクリーナ４０により全て回収される（Ｓ５）。転写ベルトクリーナ４０で回収した付着トナーは図示しない回収トナーボックスに集積し排出する。これにより、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０で発生した全ての除去すべきトナーを転写ベルトクリーナ４０にて一括回収することが出来る。回収トナーボックスに回収された付着トナーはリサイクル使用可能となる。

次にシート紙Ｐのジャムにより画像形成プロセスが中断した場合の中間転写ベルト１０あるいは転写ベルト２０に付着したトナーの回収について述べる。シート紙Ｐのジャム発生により前述の実施例１と同様に図４に示す説明図に従い画像形成プロセスを停止する（Ｓ１０）。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上にて現像されていない静電潜像にトナーを付着させないように、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫ上にすでに現像されたトナーを各現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫで回収する。又中間転写ベルト１０上の付着トナーは、図５に示すように転写ベルト２０に転写する（Ｓ２１）。次いで転写ベルト２０上の付着トナーを全て転写ベルトクリーナ４０で回収する（Ｓ２４）。転写ベルトクリーナ４０で回収した付着トナーは回収トナーボックスに集積し排出する。回収された付着トナーはリサイクル使用される。

この実施例２によれば、タンデム方式のカラー画像形成装置において、実施例１と同様、消費トナーを節約し、モノクロ画像およびカラー画像の画質を共に満足出来、且つ各種消耗品の長寿命化を図ることが出来る。しかもカラー画像形成ユニット１００と、ブラック現像装置ユニット１１０から転写された側の中間転写ベルト１０、あるいは転写ベルト２０の付着トナーを共に、転写ベルトクリーナ４０により１箇所で回収出来る。従って、回収したトナーをリサイクル使用する時にも使い勝手が良く、又付着トナーの回収時には回収トナーボックスを１つ設けるのみで良いので装置の小型化を図れる。更に中間転写ベルト１０は、その付着トナー回収時にクリーナによる磨耗を受けることが無く、その長寿命化を得られる。

次に本発明の実施例３について図７及び図８を用いて説明する。この実施例３は、実施例１において、付着トナーの回収方法が異なるものである。従ってこの実施例３にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施例にあっては図７に示すように、２次転写位置通過後の中間転写ベルト１０上の付着トナーを除去する中間転写媒体クリーニング手段である中間転写ベルトクリーナ４６を設けるものである。

中間転写ベルトクリーナ４６は、実施例１のブラック現像装置１６ＢＫに代えて、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０上の付着トナーを全て回収する。中間転写ベルトクリーナ４６は、ゴム製のクリーニングブレード、電圧を印加させた回転ブラシクリーナ等公知のクリーナから成る。

この実施例３では、所定の画像形成プロセス終了後、図３に示す様に中間転写ベルト１０上の付着トナー（Ｓ１）を、中間転写ベルトクリーナ４６で回収する（Ｓ６）。中間転写ベルト１０からシート紙Ｐにカラートナー像を２次転写させる際に生じた付着トナー、あるいは転写ベルト２０上に付着する落下トナーや飛散トナー更には転写ベルト２０に直接印字されるテストパターンのトナー等転写ベルト２０上の付着トナーは、ブラック感光体ドラム１２ＢＫ位置をそのまま通過して、２次転写位置に達する。２次転写位置にて転写ベルト２０上の付着トナーは、２次転写ローラ２１の電圧印加により中間転写ベルト１０に逆転写（Ｓ７）される。

この時、２次転写ローラ２１には、中間転写ベルト１０との接触部において転写ベルト２０から中間転写ベルト１０方向に電界が形成されるような転写バイアスが印加される。例えばトナー像形成時の感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２ＢＫの帯電電位が−５００Ｖ、露光後電位が−４００〜−１００Ｖ、トナーがマイナス帯電だった場合には、転写ベルト２０上の付着トナーを中間転写ベルト１０に逆転写するための転写バイアス値を−５００Ｖよりマイナス方向に同等以上に設定する。

この様にすれば、中間転写ベルト１０上の付着トナーは転写ベルト２０に転写されることが無い。又転写ベルト２０上の付着トナーは中間転写ベルト１０に逆転写される。転写ベルト２０から逆転写された付着トナーを含め中間転写ベルト１０上に付着する付着トナーは中間転写ベルトクリーナ４６により全て回収される（Ｓ６）。中間転写ベルトクリーナ４６で回収した付着トナーは図示しない回収トナーボックスに集積し排出する。これにより、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０で発生した全ての除去すべきトナーを中間転写ベルトクリーナ４６にて一括回収することが出来る。回収された付着トナーはリサイクル使用される。

次にシート紙Ｐのジャムにより画像形成プロセスが中断した場合の中間転写ベルト１０あるいは転写ベルト２０に付着したトナーの回収について述べる。前述の実施例１と同様に図４に示すようにシート紙Ｐのジャムが発生されると画像形成プロセスを停止する（Ｓ１０）する。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫにあっては更なる現像をさせないようにし、又感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫに既に現像されたトナーを各現像装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫに回収する。
一方中間転写ベルト１０にあっては図８に示すように、既に中間転写ベルト１０上に１次転写されたトナー像が転写ベルト２０に２次転写されるのを防止する（Ｓ３１）。例えば２次転写ローラ２１に前述の逆転写時と同等の電位を印加し、あるいは転写ベルト２０に２次転写がなされないよう、２次転写位置の転写ニップを離間させても良い。従ってトナーが付着した中間転写ベルト１０は、転写ベルト２０にトナーを転写させること無く２次転写位置をそのまま通過し、その後中間転写ベルトクリーナ４６により回収除去される。その後２次転写位置にて転写ニップを離間していた場合は再接触させ、２次転写ローラ２１に前述の逆転写時と同等の電位を印加することにより、シート転写ベルト２０上の付着トナーを中間転写ベルト１０に逆転写する（Ｓ３２）。転写ベルト２０から逆転写された付着トナーを含め中間転写ベルト１０上に付着する付着トナーは中間転写ベルトクリーナ４６により全て回収される（Ｓ３３）。中間転写ベルトクリーナ４６で回収した付着トナーは図示しない回収トナーボックスに集積し排出する。これにより、中間転写ベルト１０及び転写ベルト２０で発生した全ての除去すべきトナーを中間転写ベルトクリーナ４６にて一括回収することが出来る。回収された付着トナーはリサイクル使用される。

この実施例３によれば、タンデム方式のカラー画像形成装置において、実施例１と同様、消費トナーを節約し、モノクロ画像およびカラー画像の画質を共に満足出来、且つ各種消耗品の長寿命化を図ることが出来る。しかもカラー画像形成ユニット１００と、ブラック現像装置ユニット１１０から転写された側の中間転写ベルト１０、あるいは転写ベルト２０の付着トナーを共に、中間転写ベルトクリーナ４６により１箇所で回収出来る。従って、付着トナーの回収トナーボックスを１つ設けるのみで良く装置の小型化を図れ、且つ転写ベルト２０は、その付着トナー回収時にクリーナによる磨耗を受けることが無く、その長寿命化を得られる。

尚この発明は上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能であり、例えば画像形成装置はタンデム方式の画像形成装置であって、現像装置の下方に露光装置を配置してなるものであれば、画像形成部の数や現像剤の色あるいはその配列順等限定されない。

また異物受け部は、現像手段をスライド移動するガイドと兼用でなくてもよいが、ガイドと兼用することによりスペースの節約及びコストの低減を得られる。更に現像手段のガイドも現像手段毎に個々に設けるのではなく、レーザビームの光路を確保するためのスリットを設ければ、隣設するガイドと一体的に形成する等しても良い。また、現像手段の構造も限定されず、現像剤攪拌手段を複数有しても良いし、またその現像部材に印加する現像バイアスの大きさ等も限定されない。

更に本体に対して画像形成部をフロント側から引き出す時に、複数の画像形成部全体をプロセスカートリッジとして一体的に引き出しても良いし、個々の画像形成部をプロセスカートリッジとして別々に引き出す等しても良い。

本発明の実施例１のプリンタを示す概略構成図である。 本発明の実施例１に用いるトナーの球形度と転写率の一般的な関係を示すグラフである。 本発明の実施例１の画像形成プロセス終了後の付着トナーの回収を示す説明図である。 本発明の実施例１の画像形成プロセスが中断した場合の復帰時の感光体ドラム上のトナーの回収を示す説明図である。 本発明の実施例１の画像形成プロセスが中断した場合の復帰時の付着トナーの回収を示す説明図である。 本発明の実施例２のプリンタを示す概略構成図である。 本発明の実施例３のプリンタを示す概略構成図である。 本発明の実施例３の画像形成プロセスが中断した場合の復帰時の付着トナーの回収を示す説明図である。

符号の説明

８…プリンタ
７…給紙カセット
１０…中間転写ベルト
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ…サブユニット
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ…カラー用感光体ドラム
１２ＢＫ…ブラック用感光体ドラム
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫ…帯電装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫ…露光装置
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６ＢＫ…現像装置
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ…１次転写ローラ
２０…転写ベルト
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２ＢＫ…除電ランプ
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ…画像撹乱ブラシ
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６ＢＫ…現像ローラ
２７…定着装置
２８…直接転写ローラ
１００…カラー画像形成ユニット
１１０…ブラック画像形成ユニット

Claims (5)

1. 第１の像担持体上の静電潜像を第１の色のトナーで現像し同時に前記第１の像担持体上の付着トナーを回収する第１の現像手段を備えた第１の画像形成手段と、
   第２の像担持体上の静電潜像を第２の色のトナーで現像し同時に前記第２の像担持体上の付着トナーを回収する第２の現像手段を備えた第２の画像形成手段と、
   前記第２の像担持体から第２の色のトナー像を１次転写される第２の搬送手段を有し、前記第２の搬送手段上の前記第２の色のトナー像を記録媒体に２次転写する第２の転写手段と、
   前記第２の搬送手段の２次転写位置を経由する前記記録媒体を前記第１の像担持体に搬送する第１の搬送手段を有し、前記第１の像担持体から前記第１の色のトナー像を前記記録媒体上に転写する第１の転写手段と、
   前記第２の搬送手段上の付着トナーを前記第１の搬送手段に転写する第２の付着トナー転写手段と、
   前記第１の搬送手段上の付着トナーを前記第１の像担持体に転写する第１の付着トナー転写手段とを具備し、
   前記第２の搬送手段上の付着トナーを前記第１の搬送手段に付着し、前記第１の搬送手段上の付着トナーを前記第１の像担持体に付着して、前記第１の像担持体上の付着トナーを前記第１の現像手段で回収することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記第１の画像形成手段はブラックのトナー像を形成するブラック画像形成ユニットであり、前記第２の画像形成手段は、少なくとも1つのカラートナー像を形成するカラー画像形成ユニットであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前記第１の搬送手段は、転写ベルトであり、前記第２の搬送手段は、前記第２の色のトナー像を前記転写ベルトに向けて搬送する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラー画像形成装置。
4. 第２の像担持体上の静電潜像を第２の色のトナーで現像すると同時に前記第２の像担持体上の付着トナーを回収する工程と、
   前記第２の像担持体上の第２の色のトナー像を第２の搬送手段に1次転写し、前記第２の搬送手段上に１次転写された前記第２の色のトナー像を２次転写位置において記録媒体に２次転写する工程と、
   前記２次転写位置を経由する前記記録媒体を第１の像担持体に搬送する第１の搬送手段に対し、前記第２の搬送手段に残留する付着トナーを転写する工程と、
   前記第１の搬送手段の付着トナーを第１の像担持体に転写して、前記第１の像担持体に転写されたトナーを現像手段で回収する工程と、
   前記第１の像担持体上の静電潜像を第１の色のトナーで現像すると同時に前記第１の像担持体上の付着トナーを回収する工程とを具備することを特徴とするカラー画像形成装置のクリーニング方法。
   
5. 前記第１の色のトナーはブラックのトナーであり、前記第２の色のトナー像は、カラートナー像であることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成装置のクリーニング方法。

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