JPH11133696A

JPH11133696A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH11133696A
Application number: JP29560097A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】像形成体上に黒トナー像とカラートナー像と
を重ね合わせるカラー画像形成装置における転写残トナ
ーの有効的な再利用を可能とすること。【解決手段】像形成体上に転写されずに残ったトナー
をクリーニングする第１及び第２のクリーニング手段を
設け、黒トナー像のみの画像形成時は第１のクリーニン
グ手段により転写残トナーを回収し、黒トナーとしてリ
サイクルする一方、カラートナー像での画像形成時は第
２のクリーニング手段により転写残トナーを回収し、廃
トナーとして収納することを特徴とするカラー画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、像形成体の周辺に帯電
手段、像露光手段及び少なくとも複数組の現像手段を配
置してカラー画像形成を行う電子写真方式のカラー画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多色のカラー画像を形成する方法
として、像形成体の周辺に帯電手段、像露光手段及び現
像手段をそれぞれ複数組配置し、１つの像形成体の一回
転以内に各色毎の帯電、像露光ならびに現像を順次行っ
て像形成体上に重ね合わせカラートナー像によるカラー
画像を形成する装置等の像形成体上に黒トナー像とカラ
ートナー像とを重ね合わせるカラー画像形成装置が知ら
れている。

【０００３】特に、上記１つの像形成体の一回転以内に
各色毎の帯電、像露光ならびに現像を順次行ってカラー
画像を形成する装置は、高速の画像形成を可能とするも
のの、感光体の一周内に帯電手段、像露光手段と現像手
段を複数組配設する必要があること、像露光を行う光学
系が近接する現像手段から洩れるトナーに汚れて画質を
損なうおそれがあり、これを避けるため像露光手段と現
像手段の間隔を大きくとる必要があることから必然的に
感光体の径が大きくなって装置を大型化すると云う矛盾
がある。この欠点を避ける目的から、像形成体の基体を
透明体の素材によって形成し、その内部に複数の像露光
手段を収容して、画像を前記の基体を通してその外周に
形成した感光層に露光する形態の装置が提案されている
（例えば特開平５−３０７３０７号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方トナーの有効利用
のため、黒トナー像のみを用いた画像形成装置におい
て、画像形成の後像形成体上に残った転写残トナーをク
リーニング手段によりクリーニングし、該クリーニング
トナー（廃トナー）をスクリュウパイプ等を用いて現像
手段に搬送し、現像工程で再利用するトナーリサイクル
方法が用いられており、黒トナー像のみでの転写残トナ
ーの再利用は可能であるが、上記のカラー画像形成装置
において像形成体上に残ったカラートナー像の転写残ト
ナーをクリーニング手段によりクリーニングしリサイク
ル（再利用）しようとしても、カラートナーが混入する
と色味が変わってしまうので利用できず、トナーリサイ
クルが困難であるという問題がある。

【０００５】本発明は上記の問題点を改良し、像形成体
上に黒トナー像とカラートナー像とを重ね合わせるカラ
ー画像形成装置における転写残トナーの有効的な再利用
を可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体上
に黒トナー像とカラートナー像とを重ね合わせるカラー
画像形成装置において、前記像形成体上に転写されずに
残ったトナーをクリーニングする第１及び第２のクリー
ニング手段を設け、黒トナー像のみの画像形成時は前記
第１のクリーニング手段により転写残トナーを回収し、
黒トナーとしてリサイクルする一方、カラートナー像で
の画像形成時は前記第２のクリーニング手段により転写
残トナーを回収し、廃トナーとして収納することを特徴
とするカラー画像形成装置によって達成される（第１の
発明）。

【０００７】また、上記目的は、像形成体上に黒トナー
像とカラートナー像とを重ね合わせるカラー画像形成装
置において、前記像形成体上に転写されずに残ったトナ
ーをクリーニングするクリーニング手段と第１及び第２
の回収手段とを設け、黒トナー像のみの画像形成時は前
記クリーニング手段により転写残トナーをクリーニング
して前記第１の回収手段に回収し、黒トナーとしてリサ
イクルする一方、カラートナー像での画像形成時は前記
クリーニング手段により転写残トナーをクリーニングし
て前記第２の回収手段に回収し、廃トナーとして収納す
ることを特徴とするカラー画像形成装置によって達成さ
れる（第２の発明）。

【０００８】また、上記目的は、像形成体上に黒トナー
像とカラートナー像とを重ね合わせるカラー画像形成装
置において、前記像形成体上に転写されずに残ったトナ
ーをクリーニングするクリーニング手段を設け、黒トナ
ー像のみの画像形成時は前記クリーニング手段により回
収したトナーを再度前記像形成体へと移動してリサイク
ルする一方、カラートナー像での画像形成時は前記クリ
ーニング手段により転写残トナーをクリーニングして回
収手段に回収し、廃トナーとして収納することを特徴と
するカラー画像形成装置によって達成される（第３の発
明）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本願の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１０】本発明の各発明に共通するカラー画像形成
装置の一実施形態の画像形成プロセス及び機構につい
て、図１を用いて説明する。図１は、本発明に共通する
カラー画像形成装置の一実施形態の断面構成図である。

【００１１】図１によれば、像形成体である感光体ドラ
ム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光
性部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透光
性の導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）
等の光導電体層を形成したものである。感光体ドラム１
０は、図示しない駆動源からの動力により透光性の導電
層を接地された状態で図１の矢印で示す時計方向に感光
体ドラム１０が回転される。

【００１２】本実施形態における感光体ドラムの透光性
基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露光ビ
ームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性で
あってもよく、要は、適切なコントラストを付与できれ
ばよい。透光性基体の素材としては、アクリル樹脂、特
にメタクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合した
ものが、透光性、強度、精度、表面性等において優れて
おり好ましく用いられるが、その他一般光学部材などに
使用されるアクリル、フッ素、ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの各種透光
性樹脂が使用可能である。また、露光光に対し透光性を
有していれば、着色していてもよい。透光性の導電層と
しては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化
鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、
Ａｌなどからなる透光性を維持した金属薄膜が用いら
れ、成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各
種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプ
レー塗布法などが利用される。また、光導電体層として
は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、ア
モルファスセレン合金感光層や、各種有機感光層（ＯＰ
Ｃ）が使用可能である。

【００１３】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１
１、像露光手段としての露光ユニット１２、現像手段と
しての現像器１３は、それぞれ、イエロー（Ｙ），マゼ
ンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色の画像
形成プロセスに用いられ、本実施形態においては、図１
の矢印にて示す感光体ドラム１０の回転方向に対して、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置される。

【００１４】各色毎の帯電手段としてのスコロトロン帯
電器１１は、コロナ放電電極（符号なし）とシールド部
材であるコの字状のサイドプレート（符号なし）とが取
り付けられ、更にサイドプレートに制御グリッド（符号
なし）が取り付けられて構成され、感光体ドラム１０の
移動方向に対して直交する方向（図１において紙面垂直
方向）に感光体ドラム１０と対峙し近接して取り付けら
れる帯電部材である。このスコロトロン帯電器１１は、
トナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）
のコロナ放電を行うコロナ放電電極と、感光体ドラム１
０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持され
た制御グリッドとによって帯電作用（本実施形態におい
てはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一
様な電位を与える。

【００１５】各色毎の像露光手段としての露光ユニット
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置が各色毎のス
コロトロン帯電器１１に対して感光体ドラム１０の回転
方向下流側になるようにして、感光体ドラム１０の内部
に配置される。各色毎の露光ユニット１２は、それぞ
れ、像露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオー
ド）を感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に
並べた線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子として
のセルフォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付け
られた露光用ユニットとして構成される。これら各色毎
の露光ユニット１２は、円柱状の保持部材２０に取り付
けられ、感光体ドラム１０の基体内部に収容される。露
光素子としては、その他ＦＬ（蛍光体発光），ＥＬ（エ
レクトロルミネッセンス），ＰＬ（プラズマ放電）等の
複数の発光素子をアレイ状に並べた線状のものが用いら
れる。

【００１６】露光ユニット１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて、後段において詳述する画像処理を施し
た後、一様に帯電した感光体ドラム１０に像露光を行
い、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。この実施形
態で使用される発光素子の発光波長は、通常Ｙ，Ｍ，Ｃ
のトナーの透光性の高い６８０〜９００ｎｍの範囲のも
のが良好であるが、裏面から像露光を行うことからカラ
ートナーに透光性を十分に有しないこれより短い波長で
もよい。

【００１７】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
それぞれ、例えば厚み０．５ｍｍ〜１ｍｍ、外径１５〜
２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ
材で形成された現像剤担持体である現像スリーブ１３ａ
と、現像ケーシング（符号なし）とを備え、内部にイエ
ロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）若しくは黒
色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像剤を収容し
ている。現像スリーブ１３ａは、ＮおよびＳの磁極を交
互に配した固定磁石（不図示）を内包しており、撹拌ス
クリュウ（符号なし）によって撹拌、混合され、供給ロ
ーラ（符号なし）により攪拌部から搬送、供給された二
成分現像剤を現像部へと供給する。この際、現像スリー
ブ１３ａ周面上の二成分現像剤の層厚は、直径３〜１０
ｍｍの磁性体の円形断面の金属材から成り現像スリーブ
１３ａの周面に所定の荷重をもって均等に圧接された薄
層形成部材としての薄層形成棒（不図示）によって規制
される。現像部を通過した二成分現像剤は、帯状の長辺
の一端を現像スリーブ１３ａに平行に圧接して設けられ
た例えばＳＵＳ、ウレタンゴム等の板状の弾性部材より
なるスクレーパ（符号なし）により現像スリーブ１３ａ
上から除去され、供給ローラにより攪拌部へ搬送され、
所定のトナー濃度となるように、撹拌スクリュウによっ
て撹拌、混合される。

【００１８】現像部では、現像スリーブ１３ａは、突き
当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の値
の間隙、例えば１００μｍ〜１０００μｍをあけて非接
触に保たれ、感光体ドラム１０の回転方向と順方向に回
転しており、現像スリーブ１３ａに対して現像バイアス
としてトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス
極性）の直流電圧あるいは直流と交流との重畳電圧を印
加することにより、感光体ドラム１０の露光部に対して
非接触の反転現像が行われる。この時の現像間隔精度は
画像ムラを防ぐために２０μｍ程度以下が必要である。

【００１９】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光ユニット１２による像露光
によって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、
非接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性の
トナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電で
あり、トナーは負極性）により反転現像する。

【００２０】画像形成のスタートにより駆動源が駆動
し、感光体ドラム１０を図１の矢印で示す時計方向へ回
転し、同時にスコロトロン帯電器１１（Ｙ）の帯電作用
により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。感
光体ドラム１０は電位を付与されたあと、露光ユニット
１２（Ｙ）において第１の色信号すなわちＹの画像デー
タに対応する電気信号による露光が開始されドラムの回
転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロー
（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜
像は現像器１３（Ｙ）により非接触の状態で反転現像さ
れ、感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が
形成される。

【００２１】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、スコロトロン帯電器１１
（Ｍ）の帯電作用により電位が付与され、露光ユニット
１２（Ｍ）の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画
像データに対応する電気信号による露光が行われ、現像
器１３（Ｍ）による非接触の反転現像によって前記のイ
エロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー
像が重ね合わせて形成される。

【００２２】同様のプロセスにより、スコロトロン帯電
器１１（Ｃ）、露光ユニット１２（Ｃ）及び現像器１３
（Ｃ）によってさらに第３の色信号に対応するシアン
（Ｃ）のトナー像が、また、スコロトロン帯電器１１
（Ｋ）、露光ユニット１２（Ｋ）及び現像器１３（Ｋ）
によって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像
が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム１０の一回
転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。

【００２３】このように、本実施の形態では、Ｙ，Ｍ，
Ｃ及びＫの露光ユニット１２による感光体ドラム１０の
有機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部よ
り透光性基体を通して行われる。したがって第２，第３
及び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形
成されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を
形成することが可能となり、好ましいが、感光体ドラム
１０の外部から露光してもよい。

【００２４】一方、転写材である記録紙Ｐは、転写材収
納手段である給紙カセット１５より、送り出しローラ
（符号なし）により送り出され、給送ローラ（符号な
し）により給送されてタイミングローラ１６へ搬送され
る。

【００２５】記録紙Ｐは、タイミングローラ１６の駆動
によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラートナ
ー像との同期がとられ、紙帯電手段である紙帯電器１４
Ｃの帯電により搬送ベルト１４Ｄに吸着されて転写域へ
給送される。搬送ベルト１４Ｄにより密着搬送された記
録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施形態にお
いてはプラス極性）の電圧が印加される転写手段として
の転写器１４Ａにより、感光体ドラム１０の周面上のカ
ラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写される。

【００２６】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４Ｂにより
除電されて、搬送ベルト１４Ｄから分離され、定着手段
としての定着装置１７へと搬送される。そして、内部に
ヒータ（不図示）を有する定着ローラ１７ａと、圧着ロ
ーラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより
記録紙Ｐ上の付着トナーが定着され、記録紙Ｐが排紙ロ
ーラ１８により送られて、装置上部のトレイへ排出され
る。

【００２７】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、さらに回転し、各実施形態にて詳述するク
リーニング手段であるクリーニング装置１００ａ（後述
する実施形態２，３においてはクリーニングローラ１０
０ｂ，１００ｃ）によりクリーニングされる。残留トナ
ーを除去された感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器
１１（Ｙ）によって一様帯電を受け、次の画像形成サイ
クルに入る。

【００２８】上記の画像形成において黒色（Ｋ）の現像
器１３による黒トナーのみを用いた黒トナー像での画像
形成時はトナーリサイクルモードにより、またカラート
ナーであるイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）及びシアン
（Ｃ）の組み合わせからなるカラートナー像と黒色
（Ｋ）の現像器１３による黒トナー像とを重ね合わせ
た、或いは黒トナー像を含まないカラートナー像のみを
重ね合わせたカラー画像形成時はトナー廃棄モードによ
り後述する感光体ドラム１０上の転写残トナーのクリー
ニングが行われる。また３００は廃トナー収納容器であ
る。

【００２９】実施形態１請求項１ないし５にかかわる第１の発明について、図２
及び図３により説明する。図２は、第１の発明にかかわ
るクリーニング手段の構成を示す図であり、図３は、図
２の要部拡大図である。

【００３０】図２及び図３によれば、クリーニング手段
であるクリーニング装置１００ａは感光体ドラム１０の
回転方向下流側に配置される第１のクリーニング手段で
ある第１のクリーニング装置１１０と、上流側に配置さ
れる第２のクリーニング手段である第２のクリーニング
装置１２０とにより構成される。

【００３１】第１のクリーニング装置１１０は感光体ド
ラム１０に常時当接状態とされるクリーニングブレード
１１２と、搬送スクリュウ１１３と、リサイクルトナー
搬送バネ１１５を内包し第１のクリーニング装置１１０
から黒色（Ｋ）の現像器１３に架け渡されるリサイクル
トナー搬送パイプ１１４とにより構成される。また第２
のクリーニング装置１２０は不図示のソレノイド等を用
いた駆動部材の作動により支軸１２２ａを支点として回
動し、感光体ドラム１０に当接（動作）状態と当接解除
（非動作）状態とを選択可能とされるクリーニングブレ
ード１２２と、搬送スクリュウ１２３と、廃トナー搬送
バネ１２５を内包し第２のクリーニング装置１２０から
廃トナー収納容器３００に架け渡される廃トナー搬送パ
イプ１２４とにより構成される。

【００３２】黒トナー像のみによるトナーリサイクルモ
ードでの画像形成時のクリーニングにおいては、第２の
クリーニング装置１２０に設けられるクリーニングブレ
ード１２２は図３に実線で示す非動作（当接解除）状態
とされ、動作（当接）状態とされる第１のクリーニング
装置１１０に設けられるクリーニングブレード１１２に
より感光体ドラム１０上の転写残トナーが第１のクリー
ニング装置１１０内部に掻き落とされる。第１のクリー
ニング装置１１０内部に溜まったリサイクルトナーとし
ての黒トナーは搬送スクリュウ１１３により搬送され、
リサイクルトナー搬送パイプ１１４を通してリサイクル
トナー搬送バネ１１５の回転により黒色（Ｋ）の現像器
１３に回収され、リサイクル（再利用）される。

【００３３】カラー画像形成時、すなわち黒トナー像と
カラートナー像とを重ね合わせた、或いは黒トナー像を
含まずカラートナー像のみを重ね合わせた場合に採用さ
れる廃トナーモードでのクリーニングにおいては、第２
のクリーニング装置１２０に設けられるクリーニングブ
レード１２２が図３に点線で示す動作（当接）状態とさ
れ、動作状態とされる第２のクリーニング装置１２０に
設けられるクリーニングブレード１２２により感光体ド
ラム１０上の転写残トナーが第２のクリーニング装置１
２０内部に掻き落とされる。第２のクリーニング装置１
２０内部に溜まった、黒トナーとカラートナーとが混合
された廃トナーは搬送スクリュウ１２３により搬送さ
れ、廃トナー搬送パイプ１２４を通して廃トナー搬送バ
ネ１２５の回転により廃トナー収納容器３００に回収さ
れる。

【００３４】また黒トナー像とカラートナー像と重ね合
わせるカラー画像形成時において、黒トナー像の割合が
所定値以下、例え黒トナーの混入率が２０％以下の場合
は、黒トナーによるリサイクルモードとみなして第１の
クリーニング装置１１０に転写残トナーを回収し、リサ
イクルトナーとして再利用するようにしてもよい。この
際混入割合は、各色毎の露光ユニット１２により像露光
される光量（画像データ）をカウント（積分）すること
により判定する。

【００３５】上記の実施形態において、第１のクリーニ
ング手段に設けられるクリーニングブレード１１２に代
えて感光体ドラム１０に当接するファーブラシ、ローラ
やバイアス電圧を印加し動作状態とする磁気ブラシ等の
クリーニング部材を用い、第２のクリーニング手段に設
けられるクリーニングブレード１１２に代えて感光体ド
ラム１０に当接（動作）及び当接解除（非動作）可能と
するファーブラシ、ローラやバイアス電圧を印加及び非
印加とし動作状態及び非動作状態とする磁気ブラシ等の
クリーニング部材を用いることも可能である。

【００３６】実施形態２請求項６ないし９にかかわる第２の発明について、図４
ないし図７により説明する。図４は、第２の発明にかか
わるクリーニング手段の構成を示す図であり、図５は、
図４の要部拡大図であり、図６は、クリーニング手段の
構造の第１の例を示す側断面図であり、図７は、クリー
ニング手段の構造の第２の例を示す断面図である。

【００３７】本実施形態においてはクリーニング手段と
してはクリーニングローラ１００ｂが用いらる。

【００３８】図４及び図５に示すように、クリーニング
部は感光体ドラム１０に当接し従動回転されるクリーニ
ングローラ１００ｂと、クリーニングローラ１００ｂに
当接して従動回転されるリサイクルトナー回収ローラ１
３１を有する第１の回収手段である第１の回収装置１３
０と、クリーニングローラ１００ｂに当接して従動回転
される廃トナー回収ローラ１４１を有する第２の回収手
段である第２の回収装置１４０とにより構成される。

【００３９】第１の回収装置１３０はリサイクルトナー
回収ローラ１３１と、リサイクルトナー回収ローラ１３
１に当接状態とされるブレード１３２と、搬送スクリュ
ウ１３３と、リサイクルトナー搬送バネ１３５を内包し
第１の回収装置１３０から黒色（Ｋ）の現像器１３に架
け渡されるリサイクルトナー搬送パイプ１３４とにより
構成される。また第２の回収装置１４０は廃トナー回収
ローラ１４１と、廃トナー回収ローラ１４１に当接状態
とされるブレード１４２と、搬送スクリュウ１４３と、
廃トナー搬送バネ１４５を内包し第２の回収装置１４０
から廃トナー収納容器３００に架け渡される廃トナー搬
送パイプ１４４とにより構成される。

【００４０】黒トナー像のみによるトナーリサイクルモ
ードでの画像形成時のクリーニングにおいては、クリー
ニング手段であるクリーニングローラ１００ｂにトナー
回収バイアスＥ１によりトナーと反対極性（本実施形態
においてはプラス極性）の５００〜１５００Ｖの直流電
圧Ｖ１が印加され、感光体ドラム１０上の黒トナーの転
写残トナーがクリーニングローラ１００ｂ上に回収され
る。クリーニングローラ１００ｂ上に回収されたトナー
は、リサイクルトナー回収バイアスＥ２により図５に実
線で示すトナーと反対極性（本実施形態においてはプラ
ス極性）の１５００〜３０００Ｖの直流電圧Ｖ２が印加
されるリサイクルトナー回収ローラ１３１上に回収され
る。この際廃トナー回収ローラ１４１の廃トナー回収バ
イアスＥ３は図５に実線で示すｏｆｆ（非印加）状態と
される。リサイクルトナー回収ローラ１３１上のトナー
はブレード１３２によりリサイクルトナー回収ローラ１
３１上より第１の回収装置１３０内部に掻き落とされ
る。第１の回収装置１３０内部に溜まったリサイクルト
ナーとしての黒トナーは搬送スクリュウ１３３により搬
送され、リサイクルトナー搬送パイプ１３４を通してリ
サイクルトナー搬送バネ１３５の回転により黒色（Ｋ）
の現像器１３に回収され、リサイクル（再利用）され
る。

【００４１】カラー画像形成時、すなわち黒トナー像と
カラートナー像とを重ね合わせた、或いは黒トナー像を
含まずカラートナー像のみを重ね合わせた場合に採用さ
れる廃トナーモードでのクリーニングにおいては、クリ
ーニング手段であるクリーニングローラ１００ｂにトナ
ー回収バイアスＥ１によりトナーと反対極性（本実施形
態においてはプラス極性）の５００〜１５００Ｖの直流
電圧Ｖ１が印加され、感光体ドラム１０上の黒トナーと
カラートナーとによる転写残トナーがクリーニングロー
ラ１００ｂ上に回収される。クリーニングローラ１００
ｂ上に回収されたトナーは、リサイクルトナー回収バイ
アスＥ２を図５に点線で示すｏｆｆ（非印加）状態とさ
れるリサイクルトナー回収ローラ１３１を通過し、廃ト
ナー回収バイアスＥ３により図５に点線で示すトナーと
反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の１５０
０〜３０００Ｖの直流電圧Ｖ３が印加される廃トナー回
収ローラ１４１上に回収される。廃トナー回収ローラ１
４１上のトナーはブレード１４２により廃トナー回収ロ
ーラ１４１上より第２の回収装置１４０内部に掻き落と
される。第２の回収装置１４０内部に溜まった廃トナー
としての黒トナーとカラートナーとが混合された廃トナ
ーは搬送スクリュウ１４３により搬送され、廃トナー搬
送パイプ１４４を通して廃トナー搬送バネ１４５の回転
により廃トナー収納容器３００に回収される。

【００４２】また黒トナー像とカラートナー像とを重ね
合わせるカラー画像形成時において、黒トナー像の割合
が所定値以下、例え黒トナーの混入率が２０％以下の場
合は、黒トナーによるリサイクルモードとみなして第１
の回収装置１３０に転写残トナーを回収し、リサイクル
トナーとして再利用するようにしてもよい。この際混入
割合は、各色毎の露光ユニット１２により像露光される
光量（画像データ）をカウント（積分）することにより
判定する。

【００４３】図６及び図７によれば、上記の実施形態２
や後述する実施形態３において、クリーニング手段とし
てのクリーニングローラ１００ｂ（及び実施形態３にて
述べるクリーニングローラ１００ｃ）では像形成体との
適度な接触圧力の機械的特性と過不足のない電荷量を転
写残トナーに与える電気的特性とが重要となる。

【００４４】機械的特性として、クリーニングローラ１
００ｂ，（１００ｃ）の感光体ドラム１０との接触圧力
と回収効率との関係では、一般に接触圧力が大きくなる
と、回収効率が増加して回収ばらつきも小さくなる。し
かし、接触圧力が過剰になると画像形成領域内部や端部
での部分的なクリーニング不良が生じる。この現象は、
感光体ドラム１０の表面にトナー層が押し付けられて転
写残トナーが凝集し、機械的付着力が増加することによ
る。特に、クリーニングローラ１００ｂ，（１００ｃ）
の圧力が高すぎる場合や、トナー層が厚い場合や、トナ
ー流動性が悪い場合等に発生し易い。このため、クリー
ニング手段であるクリーニングローラ１００ｂ，（１０
０ｃ）としては、転写残トナーに凝集を与えないソフト
な弾性を有する特性が必要となり、図６に示す電気と機
械特性とを機能分離させた構成のローラが好ましい。１
０１は金属シャフトであり、１０２は導電性スポンジ、
１０３はスポンジゴム、１０４は導電層、１０５は導電
層１０４の外周面を覆う抵抗層とによりクリーニングロ
ーラ１００ｂ，（１００ｃ）が構成される。

【００４５】また、クリーニング抜けが、強い機械的付
着力によることから、クリーニングローラ１００ｂ，
（１００ｃ）を感光体ドラム１０に対し強制駆動回転さ
れるローラとし、クリーニングローラ１００ｂ，（１０
０ｃ）と感光体ドラム１０との間に数％程度の速度差を
設け、トナーを感光体ドラム１０の移動方向にずらして
感光体ドラム１０と転写残トナー間の機械的付着力を弱
め、クリーニング抜けを低減させることも可能である。

【００４６】電気的特性としてクリーニングローラ１０
０ｂ，（１００ｃ）のローラ抵抗の選定が重要である。
ローラ抵抗が低すぎると、感光体ドラム１０とクリーニ
ングローラ１００ｂ，（１００ｃ）との接触部で異常放
電が発生し、電流の集中により感光体ドラム１０の破壊
が発生する場合がある。ローラ抵抗が低いと、高温高湿
環境下では顕著に回収効率が低下する。これは、低抵抗
ローラではローラからトナーに逆電荷が注入され易く、
トナー帯電量が低下して静電力が弱くなるためである。
逆に、高抵抗ローラでは、トナーに加わる電界が低下し
て回収効率が低下する。クリーニングローラ１００ｂ，
（１００ｃ）の最適体積抵抗値範囲は１０⁸〜１０¹²Ω
・ｃｍである。

【００４７】クリーニングローラ１００ｂ，（１００
ｃ）或いは転写材としての記録紙Ｐの抵抗値は雰囲気に
より２桁程度変化し、それに伴い回収特性が変化する。
このため、環境変動に対して定電圧制御では、回収を安
定に行うことができない。一方、定電流制御では環境変
動に強く安定した回収が行われる。或いは、良好な回収
が可能なクリーニングローラ１００ｂ，（１００ｃ）の
適性電流値から、演算処理として例えばＲＯＭテーブル
に記憶されたクリーニングローラ１００ｂ，（１００
ｃ）の印加電圧の選択によって定電圧制御を行う方法を
とることも可能である。

【００４８】クリーニング手段の他の構成としては、図
７（Ａ）に示すように、金属シャフト１０１の外周に、
厚さ５ｍｍ、表面粗さＲｚ＝８μｍ以下で、硬度３０〜
６０度（ＡｓｋｅｒＣ：アスカＣゴム硬度測定器によ
る）、体積抵抗値１０⁴〜１０¹⁰Ω・ｃｍの導電性のウ
レタンゴム１０６を設け、ウレタンゴム１０６の外周面
上に、厚さ約２０μｍ、表面粗さＲｚ＝５μｍ以下の半
導電性のフッ素樹脂コート層１０７を設けたローラをク
リーニングローラ１００ｂ，（１００ｃ）として用いる
ことも可能である。

【００４９】また、図７（Ｂ）に示すように、金属シャ
フト１０１の外周に、セル径１００〜２００μｍのＥＰ
ＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｐｒｏｐｙｌｅｎｅｄｉｅ
ｎｅｒｕｂｂｅｒ）発泡体に導電粉を分散して、硬度２
５〜４０度（ＡｓｋｅｒＣ：アスカＣゴム硬度測定器に
よる）、体積抵抗値１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍで外径１７
ｍｍのゴム層１０８による１層構成のローラをクリーニ
ングローラ１００ｂ，（１００ｃ）として用いることも
可能である。

【００５０】また上記の実施形態において、第１、第２
の回収手段に設けられるリサイクルトナー回収ローラ１
３１や廃トナー回収ローラ１４１に代えてクリーニング
ローラ１００ｃに当接（動作）及び当接解除（非動作）
するするファーブラシ、ローラや、バイアス電圧を印加
（動作）及び非印加（非動作）する磁気ブラシ等の回収
部材を用いることも可能である。

【００５１】実施形態３請求項１０ないし１２にかかわる第３の発明について、
図８ないし図１０により説明する。図８は、第３の発明
にかかわるクリーニング手段の構成を示す図であり、図
９は、図８の要部拡大図であり、図１０は、クリーニン
グ手段用クリーニングバイアスの作動領域を示す図であ
る。

【００５２】本実施形態においては図８に示すように、
感光体ドラム１０の回転方向の最上流に、現像スリーブ
１３ａの現像剤が感光体ドラム１０と接触して現像を行
う接触現像を用いた黒色（Ｋ）の現像器１３を配設し、
シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の非接
触現像を用いた現像器１３をその順に配設してそれぞれ
の現像を行う。またクリーニング手段としてはクリーニ
ングローラ１００ｃが用いらる。

【００５３】図８ないし図１０によれば、クリーニング
部は感光体ドラム１０に当接し従動回転されるクリーニ
ングローラ１００ｃと、クリーニングローラ１００ｃに
当接して従動回転される廃トナー回収ローラ１５１を有
する回収手段である回収装置１５０と、黒色（Ｋ）の現
像器１３とにより構成される。

【００５４】回収装置１５０は廃トナー回収ローラ１５
１と、廃トナー回収ローラ１５１に当接状態とされるブ
レード１５２と、搬送スクリュウ１５３と、廃トナー搬
送バネ１５５を内包し回収装置１５０から廃トナー収納
容器３００に架け渡される廃トナー搬送パイプ１５４と
により構成される。

【００５５】黒トナー像のみによるトナーリサイクルモ
ードでの画像形成時のクリーニングにおいては、画像形
成領域でクリーニング手段であるクリーニングローラ１
００ｃにクリーニングローラ用クリーニングバイアスＥ
４により図９に実線で示すトナーと反対極性（本実施形
態においてはプラス極性）の５００〜１５００Ｖの直流
電圧Ｖ４１のトナー回収バイアスが印加され、感光体ド
ラム１０上の黒トナーの転写残トナーがクリーニングロ
ーラ１００ｃ上に回収される。この際廃トナー回収ロー
ラ１５１の廃トナー回収バイアスＥ５は図９に実線で示
すｏｆｆ（非印加）状態とされる。図１０に示すように
転写残トナー領域での転写残トナーが完全に回収される
ように、トナー回収バイアス印加領域を画像形成領域よ
りやや長く形成する。

【００５６】次に、転写残トナー領域通過後の画像形成
領域間の非画像形成領域において、廃トナー回収ローラ
１５１の廃トナー回収バイアスＥ５は図９に実線で示す
ｏｆｆ（非印加）とされたままの状態で、クリーニング
ローラ１００ｃにクリーニングローラ用クリーニングバ
イアスＥ４により図９に点線で示すトナーと同極性（本
実施形態においてはマイナス極性）の５００〜１５００
Ｖの直流電圧Ｖ４２のトナー移動バイアス（トナー排出
バイアス）が印加され、クリーニングローラ１００ｃ上
のトナーが感光体ドラム１０上に移動（排出）される。
感光体ドラム１０に付着された移動トナー（排出トナ
ー）が黒色（Ｋ）の現像器１３に至り、感光体電位より
低いトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極
性）のクリーニング用現像バイアスが印加された黒色
（Ｋ）の現像器１３の現像スリーブ１３ａの現像剤に擦
過されて、感光体ドラム１０上より現像器１３へとクリ
ーニング（回収）され、リサイクル（再利用）される。

【００５７】カラー画像形成時、すなわち黒トナー像と
カラートナー像とを重ね合わせた、或いは黒トナー像を
含まずカラートナー像のみを重ね合わせた場合に採用さ
れる廃トナーモードでのクリーニングにおいては、クリ
ーニングローラ１００ｃにクリーニングローラ用クリー
ニングバイアスＥ４により図９に実線で示すトナーと反
対極性（本実施形態においてはプラス極性）の５００〜
１５００Ｖの直流電圧Ｖ４１のトナー回収バイアスが印
加され、感光体ドラム１０上の黒トナーとカラートナー
とによる転写残トナーがクリーニングローラ１００ｃ上
に回収される。クリーニングローラ１００ｃ上に回収さ
れたトナーは、廃トナー回収バイアスＥ５により図９に
点線で示すトナーと反対極性（本実施形態においてはプ
ラス極性）の１５００〜３０００Ｖの直流電圧Ｖ５が印
加される廃トナー回収ローラ１５１上に回収される。廃
トナー回収ローラ１５１上のトナーはブレード１５２に
より廃トナー回収ローラ１５１上より回収装置１５０内
部に掻き落とされる。回収装置１５０内部に溜まった黒
トナーとカラートナーとが混合された廃トナーは搬送ス
クリュウ１５３により搬送され、廃トナー搬送パイプ１
５４を通して廃トナー搬送バネ１５５の回転により廃ト
ナー収納容器３００に回収される。

【００５８】また黒トナー像とカラートナー像とを重ね
合わせるカラー画像形成時において、黒トナー像の割合
が所定値以下、例えば黒トナーの混入率が２０％以下の
場合は、黒トナーによるリサイクルモードとみなして、
上述したクリーニングローラ１００ｃによる感光体ドラ
ム１０よりの転写残トナーの回収と、クリーニングロー
ラ１００ｃ上の付着トナーの感光体ドラム１０への移動
（排出）とにより黒色（Ｋ）の現像器１３へ回収し、リ
サイクルトナーとして再利用するようにしてもよい。こ
の際混入割合は、各色毎の露光ユニット１２により像露
光される光量（画像データ）をカウント（積分）するこ
とにより判定する。

【００５９】上記の実施形態において、回収手段に設け
られる廃トナー回収ローラ１５１に代えてクリーニング
ローラ１００ｃに当接（動作）及び当接解除（非動作）
するファーブラシ、ローラや、バイアス電圧を印加（動
作）及び非印加（非動作）する磁気ブラシ等の移動部材
を用いることも可能である。

【００６０】なお、Ｙ、Ｍ、Ｃのいずれかのみからなる
単色のカラートナー像に対しては、カラー画像形成時と
同じく、廃トナーモードによりクリーニングが行われ
る。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、カラー画像形成装置に
おける転写残トナーの有効的な再利用（リサイクル）が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に共通するカラー画像形成装置の一実施
形態の断面構成図である。

【図２】第１の発明にかかわるクリーニング手段の構成
を示す図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】第２の発明にかかわるクリーニング手段の構成
を示す図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】クリーニング手段の構造の第１の例を示す側断
面図である。

【図７】クリーニング手段の構造の第２の例を示す断面
図である。

【図８】第３の発明にかかわるクリーニング手段の構成
を示す図である。

【図９】図８の要部拡大図である。

【図１０】クリーニング手段用クリーニングバイアスの
作動領域を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像器１００ａクリーニング装置１００ｂ，１００ｃクリーニングローラ１１０第１のクリーニング装置１１２，１２２クリーニングブレード１２０第２のクリーニング装置１３０第１の回収装置１３１リサイクルトナー回収ローラ１４０第２の回収装置１４１，１５１廃トナー回収ローラ１５０回収装置３００廃トナー収納容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体上に黒トナー像とカラートナー
像とを重ね合わせるカラー画像形成装置において、前記像形成体上に転写されずに残ったトナーをクリーニ
ングする第１及び第２のクリーニング手段を設け、黒トナー像のみの画像形成時は前記第１のクリーニング
手段により転写残トナーを回収し、黒トナーとしてリサ
イクルする一方、カラートナー像での画像形成時は前記第２のクリーニン
グ手段により転写残トナーを回収し、廃トナーとして収
納することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記第１のクリーニング手段は前記第２
のクリーニング手段より前記像形成体の回転方向下流側
に設けられ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。
【請求項３】前記像形成体の回転方向上流側に設けら
れる前記第２のクリーニング手段は前記像形成体に対し
動作及び非動作を選択可能であ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。
【請求項４】前記第１、第２のクリーニング手段は磁
気ブラシ、ファーブラシ、ローラ或いはブレード等のク
リーニング部材より形成されることを特徴とする請求項
１〜３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】カラートナー像での画像形成において、
カラートナーに対する黒トナーの使用割合が所定値以上
の場合には、転写残トナーをリサイクルすることを特徴
とする請求項１〜４の何れか１項に記載のカラー画像形
成装置。
【請求項６】像形成体上に黒トナー像とカラートナー
像とを重ね合わせるカラー画像形成装置において、前記像形成体上に転写されずに残ったトナーをクリーニ
ングするクリーニング手段と第１及び第２の回収手段と
を設け、黒トナー像のみの画像形成時は前記クリーニング手段に
より転写残トナーをクリーニングして前記第１の回収手
段に回収し、黒トナーとしてリサイクルする一方、カラートナー像での画像形成時は前記クリーニング手段
により転写残トナーをクリーニングして前記第２の回収
手段に回収し、廃トナーとして収納することを特徴とす
るカラー画像形成装置。
【請求項７】前記第１、第２の回収手段はトナーの回
収バイアスの印加及び非印加を選択可能であることを特
徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】前記第１、第２の回収手段は磁気ブラ
シ、ファーブラシ、ローラ或いはブレード等の移動部材
より形成されることを特徴とする請求項６または７に記
載のカラー画像形成装置。
【請求項９】カラートナー像での画像形成において、
カラートナーに対する黒トナーの使用割合が所定値以上
の場合には、転写残トナーをリサイクルすることを特徴
とする請求項６〜８の何れか１項に記載のカラー画像形
成装置。
【請求項１０】像形成体上に黒トナー像とカラートナ
ー像とを重ね合わせるカラー画像形成装置において、前記像形成体上に転写されずに残ったトナーをクリーニ
ングするクリーニング手段を設け、黒トナー像のみの画像形成時は前記クリーニング手段に
より回収したトナーを再度前記像形成体へと移動してリ
サイクルする一方、カラートナー像での画像形成時は前記クリーニング手段
により転写残トナーをクリーニングして回収手段に回収
し、廃トナーとして収納することを特徴とするカラー画
像形成装置。
【請求項１１】前記回収手段は磁気ブラシ、ファーブ
ラシ、ローラ或いはブレード等の移動部材より形成され
ることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成
装置。
【請求項１２】カラートナー像での画像形成におい
て、カラートナーに対する黒トナーの使用割合が所定値
以上の場合には、転写残トナーをリサイクルすることを
特徴とする請求項１０または１１に記載のカラー画像形
成装置。