(57)【要約】【課題】  潜像担持体からトナーのリサイクルを行うタンデム型のカラー画像形成装置において、装置を大型化することなく、且つ、各色のトナー使用頻度に偏りが生じても色味の変動を防止することができるカラー画像形成装置を提供すること。【解決手段】  タンデム型のカラー画像形成装置において、各画像形成ユニットのクリーニング手段に、回収トナーを貯蔵する回収トナー貯蔵部（Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１，Ｋ３１）を設け、この回収トナー貯蔵部に貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知する残量検知手段（Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２，Ｋ３２）を設けて、カラー用画像形成ユニット（３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ）のいずれかにおいて、残量検知手段が、回収トナーが一定量以下となったことを検知した場合には、非画像形成時に当該潜像担持体（Ｙ，Ｃ，Ｍ）上にベタ画像を形成して回収し、不足する回収トナーを当該回収トナー貯蔵部に貯蔵する。【選択図】      図１
2010211081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、無彩色トナーであるブラックトナーに対応するブラック用画像形成ユニットと、互いに補色関係にある複数の有彩色トナーに対応する複数のカラー用画像形成ユニットと、が備えられ、各画像形成ユニットには、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体上に形成した静電潜像を現像する現像手段と、潜像担持体に付着するトナー像を除去・回収してクリーニングするクリーング手段と、が設けられているタンデム型のカラー画像形成装置において、
前記複数の画像形成ユニットの各クリーニング手段には、前記潜像担持体から回収した回収トナーを貯蔵する回収トナー貯蔵部が設けられ、これらの複数の回収トナー貯蔵部からブラック用画像形成ユニットの現像手段へ回収トナーを供給する回収トナー供給手段が設けられていると共に、
この回収トナー供給手段は、前記複数のカラー用画像形成ユニットの各回収トナー貯蔵部から各色の回収トナーを等量ずつ搬送する回収カラートナー搬送経路と、ブラック用画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部から回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、これら両回収トナー搬送経路に連通し、両回収トナー搬送経路から搬送されてきた回収トナーを一時貯蔵してブラック用画像形成ユニットの現像手段へ供給する回収トナー供給ホッパと、から構成され、
更に、各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知する残量検知手段が設けられており、
前記複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、前記残量検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知した場合には、非画像形成時に、当該画像形成ユニットの前記潜像担持体上に、対応する有彩色トナーからなるベタ画像を前記現像手段で形成し、転写せずにそのまま前記クリーニング手段で回収して、不足する回収トナーを当該画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部に貯蔵することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の画像形成ユニットの各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知する満杯検知手段が設けられてい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】
前記複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、前記満杯検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知した場合には、前記回収カラートナー搬送経路を通じて全てのカラー用画像形成ユニットの前記回収トナー貯蔵部から回収トナー供給ホッパへ回収トナーを等量ずつ搬送することを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機等の電子写真プロセスを利用したタンデム型カラー画像形成装置に関し、より詳しくは、タンデムデム型カラー画像形成装置において、各色の画像形成ユニットのクリーニング装置で潜像担持体から残留トナーを回収して再利用するトナーリサイクル（リユース）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置では、画像形成速度が高速であることや、トナー色毎に画像形成ユニットを備えているためトナーのリサイクル（リユースの意味も含む。以下同じ）が容易なことなどの理由から、無端状ベルト（後述の間接転写方式の中間転写ベルトや直接転写方式の転写搬送ベルトなどを含む無端状に成形されたベルト、以下同じ）の移動方向に沿って所定のトナー色毎に単色トナー像が形成可能な画像形成ユニットを複数直列に配設した、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が主流となっている。
【０００３】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置は、転写方式により（１）所定のトナー色毎に設けられた複数の画像形成ユニットにおいて、現像手段により潜像担持体（感光体ドラムや感光体ベルトなどを含む表面に静電潜像が形成可能な物体。以下同じ。）上に各色のトナーで現像して形成した単色トナー像を、無端状ベルトに吸着させたシート材（コピー用紙や葉書などの紙に限られず、ＯＨＰシートなどの樹脂シートを含むシート状のものを指す。以下同じ）にその潜像担持体から直接転写してシート材上で順次重ね合わせてフルカラーの画像を形成する直接転写方式（転写搬送体方式）のものと、（２）各色の画像形成ユニットにおいて、前記のように潜像担持体上に形成した単色トナー像を１次転写手段で中間転写ベルトなどの中間転写体に転写することにより、中間転写体上で単色のトナー像を順次重ね合わせてフルカラーの画像を形成し、その後２次転写手段で中間転写体からシート材に一括転写する間接転写方式（中間転写体方式）のものと、に大別される。
【０００４】
また、カラー画像形成装置では、白黒のみの画像形成装置と比べて写真原稿のような画像面積の大きな原稿が出力される機会が多いことから、資源の節約、環境負荷の低減、ランニングコストの低減等を目的として、転写後にも潜像担持体上に残留する転写残トナーを回収して再利用するトナーのリサイクルの要請が強くなって来ている。
【０００５】
しかし、このようなタンデム型のカラー画像形成装置において、単純に各色の画像形成ユニットごとに潜像担持体上の転写残トナーをリサイクルすると、無端状ベルトの移動方向の上流側の画像形成ユニットのトナーが、下流側に設けられた画像形成ユニットのリサイクルトナーに混色するという問題、即ち、直接転写方式、間接転写方式のいずれの方式においても、転写された画像部に付着しているトナーが、下流側の画像形成ユニットの潜像担持体に逆転写されてしまうという問題がある。
【０００６】
また、リサイクルの工程でトナーの帯電特性などの性質が変化して、リサイクルトナーが所々で部分的に凝集してしまうという凝集の問題もある。つまり、リサイクルトナーが凝集して凝集体となると、この凝集体は、シート材上に付着すると黒ポチ（色の斑点）となってしまい、逆に、帯電量が低いトナーは飛散し易いという問題がある。この凝集の問題は、一般的に、転写残トナーをクリーニングブレード等で掻き取る時などにトナーに機械的ストレス（圧縮力）が掛かることで発生すると考えられており、クリーニング性能の確保と機械的ストレスの抑制とは、トレードオフ（二律背反）の関係にあるため、解決することが困難であった。
【０００７】
これらの問題を解決するべく、従来、タンデム型のカラー画像形成装置において、トナーをリサイクルする種々の画像形成装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、中間転写ベルト又は転写搬送ベルト上の転写残トナーを帯電する帯電手段５と、この帯電後の転写残トナーを静電気的に回収する回収手段１８を備えることを特徴とし、１次転写後に感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ（潜像担持体）上に残った転写残トナーをクリーニング装置１６ａ〜１６ｄにより回収し、回収したトナーを画像形成ユニットＡ〜Ｄ内の各現像器１４ａ〜１４ｄ（現像手段）に戻し、再度現像に使用する画像形成装置が開示されている（特に、特許文献１の図１、６、７参照）。
【０００８】
この特許文献１に記載の画像形成装置によれば、クリーニング不良、ネガゴースト、混色を防止することができるとされているが、特許文献１の画像形成装置は、２次転写や直接転写後に中間転写ベルト１や転写搬送ベルト７ｂなどの無端状ベルト上に残留する転写残トナーを静電気的に回収することを特徴とし、無端状ベルト上の２次転写残トナーを良好に除去することができるため、クリーニング不良、ネガゴーストを防止できるという効果を奏するものであり、潜像担持体である感光体ドラム上の１次転写後の転写残トナーについては、クリーニングブレードで掻きとって単純に同色の現像器に戻すことが開示されているだけである。そのため、前述の「混色」の問題は到底解決されているとは云えず、特に、上流側から２番目の画像形成ユニットＢでイエロートナーを回収して同色の現像器１４ｂに戻すと、画像形成ユニットＢより上流のイエロー色のトナーが混色して色味の悪化が顕著となり正常の画像品質を保つことができないものと推測される。
【０００９】
特許文献２には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、記録搬送体５（無端状ベルト）の移動方向上流側から見て少なくとも２番目以降の画像形成ユニット４（４ｂ〜４ｄ）の像担持体１（潜像担持体）の転写部（転写ニップ）の下流側に、当該画像形成ユニット４で用いられるトナーと帯電極性が異なるトナーを除去する逆帯電トナー除去手段７（７ｂ〜７ｄ）を設けた画像形成装置が開示されている（特許文献２の図１参照）。この特許文献２に記載の画像形成装置は、上流側の像担持体１（潜像担持体）から記録搬送体５（無端状ベルト）に転写する際の放電により、記録搬送体５（無端状ベルト）上に転写したトナーの一部が正常の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、下流側の画像形成ユニット４で転写する際、記録搬送体５（無端状ベルト）から像担持体１（潜像担持体）に逆に転写してしまうものと考え、逆転写したトナーを、帯電極性が逆であることを利用して逆帯電トナー除去手段７（７ｂ〜７ｄ）で除去することで、混色を防止するものである。
【００１０】
しかしながら、この特許文献２に記載の画像形成装置では、特許文献２の明細書の段落００２１に記載されているように、本体の帯電極性であり逆帯電トナー除去手段７で除去されずに像担持体１（潜像担持体）上に残留付着する転写残トナーを回収する回収手段等は特に設けられておらず、このような転写残トナーは現像手段３で回収されるだけである。つまり、像担持体１（潜像担持体）から転写残トナーを現像手段３で回収する場合には、転写残トナーの回収能力と現像性能を両立させなければばらないが、例えば、２成分現像剤接触現像方式の現像手段において、現像スリーブ（現像ローラ）の磁力を高く設定して現像剤の磁性キャリアを引きつける力を強く、即ち、磁性ブラシの穂を硬くすることで転写残トナーの回収能力を高めると、逆に現像時に静電潜像を現像化して潜像担持体に担持させたトナー像を掻きとってしまい、出力画像に「掃き目」や「穂跡」などと呼ばれるブラシで掃いたような細かい白抜けの異常画像が発生してしまうという問題があり、転写残トナーの回収能力と現像性能を両立させることが困難である。
【００１１】
特許文献３には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、感光体ドラム１１（潜像担持体）をクリーニングする感光体ドラムクリーニング装置１４（クリーニング手段）と、中間転写ベルト１９（無端ベルト）上をクリーニングする中間転写体クリーニング装置３０を設け、感光体ドラムクリーニング装置１４（クリーニング手段）又は中間転写体クリーニング装置３０により回収された複数色が混在したリサイクルトナーをブラック色の現像装置１２Ｂｋ（現像手段）に戻し、ブラック色のニュートナーと混合して再利用すると共に、ブラック色の現像装置１２Ｂｋ（現像手段）内のブラック色トナー比率とトナー比率検知手段１１１が検知した各色トナーの比率とから計算されるリサイクルトナー中のブラック色トナー比率に応じて、該混合比率を可変とする画像形成装置が開示されている（特に、特許文献３の図１、９、１０参照）。
【００１２】
しかし、特許文献３に記載の画像形成装置は、回収したリサイクルトナーの比率を画像データや補給データなどの間接的な算出手段により算出しているため色味劣化を判定する基礎となるデータに不安があり、複雑な判定手段を用いているのでコストが高くつくだけでなく、リサイクルトナーに各色のニュートナーを供給する手段がないため、出力する画像がある色に片寄っているか、又はある色のトナーを全く使用しない場合などにはリサイクルトナーの色味の変化を抑えることができないものと推測される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべく、転写後も潜像担持体に付着している転写残トナーを回収してトナーのリサイクルを行うタンデム型のカラー画像形成装置において、装置を大型化することなく、且つ、各色のトナー使用頻度に偏りが生じても色味の変動を確実に防止でき、劣化トナーが生成されにくく、異常画像が発生しにくいカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも、無彩色トナーであるブラックトナーに対応するブラック用画像形成ユニットと、互いに補色関係にある複数の有彩色トナーに対応する複数のカラー用画像形成ユニットと、が備えられ、各画像形成ユニットには、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体上に形成した静電潜像を現像する現像手段と、潜像担持体に付着するトナー像を除去・回収してクリーニングするクリーング手段と、が設けられているタンデム型のカラー画像形成装置において、前記複数の画像形成ユニットの各クリーニング手段には、前記潜像担持体から回収した回収トナーを貯蔵する回収トナー貯蔵部が設けられ、これらの複数の回収トナー貯蔵部からブラック用画像形成ユニットの現像手段へ回収トナーを供給する回収トナー供給手段が設けられていると共に、この回収トナー供給手段は、前記複数のカラー用画像形成ユニットの各回収トナー貯蔵部から各色の回収トナーを等量ずつ搬送する回収カラートナー搬送経路と、ブラック用画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部から回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、これら両回収トナー搬送経路に連通し、両回収トナー搬送経路から搬送されてきた回収トナーを一時貯蔵してブラック用画像形成ユニットの現像手段へ供給する回収トナー供給ホッパと、から構成され、更に、各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知する残量検知手段が設けられており、前記複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、前記残量検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知した場合には、非画像形成時に、当該画像形成ユニットの前記潜像担持体上に、対応する有彩色トナーからなるベタ画像を前記現像手段で形成し、転写せずにそのまま前記クリーニング手段で回収して、不足する回収トナーを当該画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部に貯蔵することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載発明は、請求項１に記載の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各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知する満杯検知手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカラー画像形成装置において、複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、満杯検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知した場合には、回収カラートナー搬送経路を通じて全てのカラー用画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部から回収トナー供給ホッパへ回収トナーを等量ずつ搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、前記のようであって、請求項１の発明によれば、潜像担持体からトナーのリサイクルを行うタンデム型の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各クリーニング手段には、潜像担持体から回収した回収トナーを貯蔵する回収トナー貯蔵部が設けられ、これらの複数の回収トナー貯蔵部からブラック用画像形成ユニットの現像手段へ回収トナーを供給する回収トナー供給手段が設けられていると共に、この回収トナー供給手段は、複数のカラー用画像形成ユニットの各回収トナー貯蔵部から各色の回収トナーを等量ずつ搬送する回収カラートナー搬送経路と、ブラック用画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部から回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、これら両回収トナー搬送経路に連通し、両回収トナー搬送経路から搬送されてきた回収トナーを一時貯蔵してブラック用画像形成ユニットの現像手段へ供給する回収トナー供給ホッパと、から構成され、更に、各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知する残量検知手段が設けられており、複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、残量検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以下となったことを検知した場合には、非画像形成時に、当該画像形成ユニットの潜像担持体上に、対応する有彩色トナーからなるベタ画像を現像手段で形成し、転写せずにそのままクリーニング手段で回収して、不足する回収トナーを当該画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部に貯蔵するので、簡略な構成により装置を大型化することなく潜像担持体からのトナーのリサイクルを行うことができ、また、有彩色の回収トナーを等量ずつ混ぜて無彩色のトナーとしてブラック用の画像形成ユニットにおいて使用するので、混色の問題を解決して、出力する画像の色相に偏りがあるため各色のトナー使用頻度に偏りが生じても、回収トナーの色味の変動を確実に防止でき、且つ、使用頻度の少ないトナーも強制的にベタ画像として使用されてリフレッシュされるので、現像手段内で何度も循環してトナーが劣化するおそれがなく、トナー使用頻度に大きな偏りが生じても劣化トナーが生成されにくく、異常画像が発生しにくくなる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の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各回収トナー貯蔵部には、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知する満杯検知手段が設けられているので、前記効果に加え、満杯検知手段で各回収トナー貯蔵部が満杯に近くなったことが把握でき、回収トナーが満杯になって回収トナー貯蔵部から溢れたり、トナー搬送手段に負荷が掛かり過ぎて故障したりするなどの回収トナーが満杯となった場合の不具合を未然に防ぐことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項２に記載のカラー画像形成装置において、複数のカラー用画像形成ユニットのいずれかにおいて、満杯検知手段が、貯蔵する回収トナーが一定量以上になったことを検知した場合には、回収カラートナー搬送経路を通じて全てのカラー用画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部から回収トナー供給ホッパへ回収トナーを等量ずつ搬送するので、つまり、いずれかのカラー画像形成ユニットの回収トナー貯蔵部が満杯となった場合には、強制的に回収トナーをブラック用画像形成ユニットの現像手段へ搬送すると共に、使用頻度の少ない画像形成ユニットにおいて回収トナーが不足した場合であっても、不足したトナーからなるベタ画像を出力・現像して、転写せずにそのままクリーニング手段で回収するので、回収トナーが満杯となった場合の不具合を未然に防ぎつつ、確実に回収トナーの色味変動を防止し、潜像担持体から転写残トナーを回収してトナーリサイクルを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る画像形成装置全体の内部構成の概略を正面視で示す構成説明図である。
【図２】実施例に係るイエロー用画像形成ユニットの概略構成を示す鉛直断面図である。
【図３】実施例に係る３つのカラー用画像形成ユニット及び回収カラートナー搬送経路を主に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００２２】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、実施例に係る画像形成装置全体の内部構成の概略を正面視で示す構成説明図である。図中の符号１は、本発明の一実施の形態として例示する４連タンデム型の中間転写方式のカラープリンタであり、このカラープリンタ１は、主に、中央付近が欠き込まれて胴内排紙空間が設けられた装置本体１０と、その装置本体１０の内部略最上部に配置された書き込み装置２と、この書き込み装置２の下部であって胴内排紙空間上方に配置された画像形成部３と、この画像形成部３の下部であって胴内排紙空間の直上付近に配置された転写部４と、装置本体１０の胴内排紙空間の下方部分を占める給紙部５と、転写部４の下部であって胴内排紙空間の脇に配置された定着部６と、胴内排紙空間に形成された排紙部７などから構成されている。
【００２３】
この書き込み装置２は、図示しないポリゴンミラーやｆθレンズなどを備え、パソコンなどから入力された画像情報を基に変調したレーザ光を照射しながら走査し、一様に帯電された後述の感光体ドラムの外周面を選択的に露光させて、照射した部分の表面電位を低下させ、感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光装置としての機能を有する。
【００２４】
画像形成部３は、色材三原色に対応する有彩色の純色トナーを用いるイエロー、シアン、マゼンダ用の３つのカラー用画像形成ユニットと、無彩色のブラック用の画像形成ユニットの計４つの画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋと、から主に構成されており、後述の中間転写ベルト４０の外周表面の移動方向（図中の矢印Ａ）に沿って上流側からイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に直列に配置されている。この画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋには、図の矢印方向に回転駆動する潜像担持体である感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを中心として回転の上流側から、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面に帯電処理を施し、一様に帯電させる帯電手段Ｙ１（Ｃ１，Ｍ１，Ｋ１）と、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に書き込み装置２で形成した静電潜像を対応する各色のトナーで単色のトナー像に可視像化する現像手段Ｙ２（Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２）と、感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面に転写後も残留する転写残トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段Ｙ３（Ｃ３，Ｍ３，Ｋ３）などがそれぞれ配設されている（図２参照）。
なお、画像形成ユニットの構成については、後で詳述する。
【００２５】
転写部４は、中間転写体として、弾性樹脂の多層構造体からなる無端状ベルトである中間転写ベルト４０と、この中間転写ベルト４０を支持・張架する４つの支持ローラ４１，４２，４３，４４と、前記４つの感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋとそれぞれ中間転写ベルト４０を挟んで対向する４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋと、から主に構成されている。この支持ローラ４３は、図示しない駆動手段に接続された駆動ローラとなっており、この支持ローラ４３と中間転写ベルト４０を挟んで対向する位置に、２次転写ローラ４６が設けられている。また、支持ローラ４４は、転写されたトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加可能なクリーニングローラであり、このクリーニングローラ４４の廻りに、中間転写ベルト４０のクリーニング手段であるクリーニングユニット４７が設けられている。
【００２６】
これらの各１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、空隙放電による画像劣化を考慮し、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋと中間転写ベルト４０を挟んで中心間距離が最短距離で当接する正対位置から中間転写ベルト４０の搬送方向下流側（図中の矢印方向）に少しズレた位置に配置された接触印加方式の転写バイアス（転写電圧）印加手段であり、図示しないバイアス電源に接続され、１次転写バイアスを中間転写ベルト４０の裏面（内周面）から印加するよう構成されている。
【００２７】
２次転写ローラ４６は、図示しない付勢手段により駆動ローラ４３の外周において中間転写ベルト４０に圧接され、２次転写ニップを形成するよう構成されており、駆動ローラ４３が、図示しないバイアス電源に接続された接触方式の転写バイアス印加手段となっている。また、２次転写ローラ４６が転写バイアス印加手段となっていてもよく、その場合、転写するトナー像とは逆極性の転写バイアスを印加することになる。
【００２８】
クリーニングユニット４７は、クリーニングローラ４４と、クリーニングブレード４７ａと、収容部４７ｂと、搬送スクリュー４７ｃなどからなり、クリーニングローラ４４で中間転写ベルト４０の転写残トナーを静電的に移行させ、このクリーニングローラ４４の外周面にクリーニングブレード４７ａを当接させて転写残トナーを掻き取り、収容部４７ｂに一旦収容し、搬送スクリュー４７ｃで図示しない廃トナー収容部へ搬送するように構成されている。
【００２９】
給紙部５には、それぞれ所定の大きさのシート材を収容・ストックする上下２段の供給カセット５０，５１と、このストックされたシート材に所定圧で弾接し、制御手段（図示せず）の制御信号に基づいてシート材を１枚ずつ搬送路Ｒに送り出す供給ローラ５２，５３と、この供給ローラ５２，５３に弾接し、重送されたシート材を１枚ずつに分離する分離部材である図示しないフリクションパッドと、搬送路Ｒに所定間隔毎に設けられシート材を搬送する搬送ローラ５４と、シート材の２次転写ニップへ搬送するタイミングを調整するレジストローラ対５５など、が備えられている。
【００３０】
定着部６には、内部に図示しない発熱手段を有する定着ローラ６０と、この定着ローラ６０に図示しない付勢手段により付勢されて圧接可能な加圧ローラ６１などが備えられ、定着ローラ６０に加圧ローラ６１が圧接することで定着ニップが形成されて、その定着ニップにおいて、搬送されてきたシート材に、熱と圧力が加えられ、転写部４でシート材に転写されたトナー像が溶融浸透してシート材に定着されるようになっている。
【００３１】
排紙部７には、装置本体１０の胴内排紙空間に設けられた排紙トレイ７０と、この排紙トレイ７０に定着部６を通過したシート材を装置本体１０から排出する排紙ローラ対７１などが備えられ、この排紙ローラ対７１から排出されたシート材が排紙トレイ７０上に集積されるようになっている。
【００３２】
前述のように、本実施例に係るカラープリンタ１の画像形成ユニットは、中間転写ベルト４０の移動方向Ａに沿って上流側からイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に配置されている（図１参照）が、特にこの配列に限定されるものではなく、転写条件や混色の問題を軽減する配列等種々の条件によって決定される。しかし、中間転写ベルトの移動方向の上流側に設けられた画像形成ユニットから中間転写ベルトにトナー像を転写する際にトナーが下流側に配置された画像形成ユニットの感光体ドラムへ逆転写し難い配列や転写条件を選択することが望ましい。
【００３３】
［画像形成ユニット］
次に、本実施例に係る画像形成ユニットについて更に詳細に説明する。
図２は、本実施例に係るイエロー用画像形成ユニットの概略構成を示す構成説明図である。各画像形成ユニットは、略同様な構成のため、最上流に配置されているイエロー用画像形成ユニット３Ｙを例に挙げて説明し、他は説明を省略する。図２に示す画像形成ユニット３Ｙは、主に前述のように、感光体ドラムＹ、帯電手段Ｙ１、現像手段Ｙ２、クリーニング手段Ｙ３などからなり、画像形成ユニット全体のハウジングである図示しないユニットケース内に収められ、プロセスカートリッジとして一体化されている。また、感光体ドラムＹは、このユニットケースに軸支され、図示しない駆動手段の駆動力が伝達可能となっており図の矢印方向に回転駆動する。
【００３４】
帯電手段Ｙ１は、主に、帯電部材である帯電ローラＹ１０からなり、この帯電ローラＹ１０は、ユニットケースに回転自在に軸支され、感光体ドラムＹに対して従動（感光体ドラムＹの回転方向と逆方向に回転）しながら感光体ドラムＹに当接し、その表面をマイナス又はプラスのいずれかの所定の極性に帯電する機能を有している。
【００３５】
現像手段Ｙ２は、前記ユニットケースの一部を構成する現像ケースＹ２０と、この現像ケースＹ２０内に回動自在に軸支されて現像バイアスを印加可能な現像ローラＹ２１と、この現像ローラＹ２１の軸方向に平行に、現像ケースＹ２０内において現像剤を互いに逆方向に搬送して循環させる撹拌搬送スクリューＹ２２，Ｙ２３と、現像ローラＹ２１に対して所定間隔離間して対向するように現像ケースＹ２０に突設されたドクターブレードＹ２４などから構成された、いわゆる２軸搬送方式の現像装置である。この現像ケースＹ２０には、イエロー色のトナーと磁性キャリアとを含有する粉体状の２成分現像剤が収容されており、この２成分現像剤が撹拌搬送スクリューＹ２２，Ｙ２３で撹拌されて、トナーが前記所定の極性に帯電され、磁性キャリアがその反対極性に摩擦帯電される。帯電されたイエロー色のトナーが現像ローラＹ２１の内部磁力により担持され、ドクターブレードＹ２４の先端で現像ローラＹ２１に担持される現像剤の層厚が規制され、現像ローラＹ２１が回転することにより感光体ドラムＹの外周面と近接対向する現像領域に運ばれる。そこで、現像ローラＹ２１に担持されたイエロー色のトナーが、感光体ドラムＹの外周面に形成された静電潜像に静電的に移行することにより感光体ドラムＹ上の静電潜像が可視化・現像されてトナー像となる。
【００３６】
また、現像手段Ｙ２の現像ケースＹ２０には、トナーボトルＹ４（図１参照）と連通するトナー補給経路Ｙ５の一端が接続され、現像ケースＹ２０内に設けられた図示しないトナー濃度センサからの情報に応じて現像ケースＹ２０内のトナー濃度が低下するとトナーボトルＹ４からイエロー色のトナーが補給される仕組みとなっている。
【００３７】
クリーニング手段Ｙ３は、転写後も感光体ドラムＹに付着・残留する転写残トナーを感光体ドラムＹに当接して掻き取って回収するクリーニング部材であるクリーニングブレードＹ３０と、クリーニングブレードＹ３０で感光体ドラムＹから回収した転写残トナー（以下、回収トナーという）を収容するスペースである回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１と、から主に構成されている。この回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１には、貯蔵する回収トナーが一定量（回収トナーの搬送に支障がない程度に設定された一定量）以下となったことを検知する残量検知手段である残量検知センサＹ３２と、貯蔵する回収トナーが一定量（満杯となって回収トナーの搬送に支障がでる量以下に設定された一定量）以上になったことを検知する満杯検知手段である満杯検知センサＹ３３と、がそれぞれ設けられている。この残量検知センサＹ３２及び満杯検知センサＹ３３は、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１の容量から計算された所定高さに設置され、その高さの回収トナーの有無を検知して、所定の信号を発信するよう構成された一般的な圧電センサである。なお、圧電センサではなく、光反射型フォトセンサとして回収トナー量に応じた反射光出力値を検出する方式としてもよい。しかし、圧電センサは、フォトセンサより高い信頼性が得られることや回収トナー量の検知範囲が広いことなどから好ましい。
【００３８】
また、カラー用画像形成ユニットのクリーニング手段Ｙ３（Ｃ３，Ｍ３）の回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１には、回収トナーを排出する回収トナー排出路Ｙ３４が設けられ、この回収トナー排出路Ｙ３４は、後述の１本の回収カラートナー搬送経路ＣＲと連通しており、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１の底部から回収トナー排出路Ｙ３４に亘り設けられたトナー搬送部材である回収トナー排出スクリューＹ３５（図３も参照）で回収トナーを排出・搬送するよう構成されている。
なお、本実施例ではクリーニング部材としてクリーニングブレードを例に挙げて説明したが、ブラシローラなど他の既知のクリーニング部材であっても勿論構わない。
【００３９】
以上のように、画像形成ユニット３Ｙについて説明したが、他のカラー用画像形成ユニット３Ｃ，３Ｍも同様な構成となっている。また、ブラック用の画像形成ユニット３Ｋも略同様な構成となっているが、図１に示すように、ブラック用画像形成ユニット３Ｋには、前記構成に加え、現像ケースＫ２０の上方に回収トナー供給ホッパ３０が設けられている点で相違する。
【００４０】
（画像形成動作）
次に、このプリンタ１の画像形成動作について図１を参照しつつ説明する。
カラー画像を形成する場合で説明すると、先ず、カラープリンタ１において画像形成動作が開始されると、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋが図の矢印方向、即ち、カラープリンタ１の正面（フロントドア側）から見て時計回りの方向に回転駆動され、このとき各帯電手段Ｙ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｋ１によって各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面が所定の極性（例えば、マイナス）に一様に帯電される。次いで、その帯電面に、書き込み装置２から所定の各色に色分解された画像情報に基づいてレーザ光が照射され、これによって各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、各現像手段Ｙ２（Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２）によって単色のトナー像として可視像化され、各色のトナー像はそれぞれ対応する１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋによって１次転写バイアスが印加され中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写されて行き、フルカラーのトナー像が形成される。尚、単色の画像を形成する場合には、ブラックの感光体ドラムＫなど所定の単色用の感光体ドラムのみで前記動作が行われる。
【００４１】
一方、給紙部５の供給カセット５０，５１にストックされているシート材が、供給ローラ５２，５３の駆動とフリクションパッドとにより１枚ずつ分離されてレジストローラ対５５に向けて送り出される。そして、シート材の先端が、停止しているレジストローラ対５５に突き当たる。これによってシート材が整合された後、駆動ローラ４３の駆動で中間転写ベルト４０が回転し、中間転写ベルト４０上に形成された前記カラートナー像が２次転写ニップに到達するタイミングに合わせてレジストローラ対５５を回転させ、２次転写ニップに向けてシート材を送り出す。
【００４２】
次に、転写部４の２次転写ニップでトナー像が転写されたシート材は、定着部６の定着ニップに送られる。そこで、定着ローラ６０と加圧ローラ６１とで熱と圧力が加えられ、シート材に担持された未定着のトナー像がシート材に定着される。このように、シート材にトナー像が定着された後、排紙ローラ対７１が回転して胴内排紙空間となっている排紙部７の排紙トレイ７０に排出される。また、２次転写後の中間転写ベルト４０の表面に付着する転写残トナーはクリーニングユニット４７によって除去され、再度の画像形成動作に備えられる。
【００４３】
［回収トナー供給手段］
次に、クリーニング手段で回収した回収トナーをブラック用の現像手段へ供給する回収トナー供給手段について図１、図３を用いて説明する。図３は、本実施例に係る３つのカラー用画像形成ユニット及び回収カラートナー搬送経路を示す斜視図である。本実施例に係る回収トナー供給手段は、図１に示すように、回収トナー供給ホッパ３０と、この回収トナー供給ホッパ３０に末端が連通する回収カラートナー搬送経路ＣＲと、同様に回収トナー供給ホッパ３０に末端が連通する回収ブラックトナー搬送経路ＫＲと、から主に構成されている。
【００４４】
（回収トナー供給ホッパ）
この回収トナー供給ホッパ３０は、回収トナーを撹拌する図示しない撹拌手段を有し、図１に示すように、後述の回収カラートナー搬送経路ＣＲと回収ブラックトナー搬送経路ＫＲとに連通し、各画像形成ユニットの回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１，Ｋ３１）から搬送されてくる回収トナーを撹拌して、各色の回収トナーが片寄らないようにしてからブラック色の現像手段Ｋ２にトナーを供給するよう構成されている。
【００４５】
（回収カラートナー搬送経路）
図３に示すように、回収カラートナー搬送経路ＣＲは、トナー搬送手段である搬送スクリューＳ１を有し、始端部が３つのカラー用画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍの３つの回収トナー排出路Ｙ３４，Ｃ３４，Ｍ３４に連通し、末端部が回収トナー供給ホッパ３０に連通しており、３つのカラー用画像形成ユニットの各クリーニング手段（Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３）から回収トナー排出スクリューＹ３５，Ｃ３５，Ｍ３５で排出されてくる回収トナーを回収トナー供給ホッパ３０へ送る搬送路である。ここで、各回収トナー排出スクリューＹ３５，Ｃ３５，Ｍ３５は、スクリューのフィンのピッチや大きさなどは同一構成であるので、トナーの搬送能力は同一性能となっており、図示しない駆動手段の駆動時間のデューティー制御によるＯＮ／ＯＦＦ制御によりこれらの回収トナー排出スクリューが回転駆動されているときには、常に、各色の回収トナーが等量ずつ回収トナー供給ホッパ３０へ搬送されることになる。また、各カラー用画像形成ユニットのクリーニング手段Ｙ３（Ｃ３，Ｍ３）で回収される回収トナーは、色材３原色であるイエロー、シアン、マゼンダ色の純色トナーなので、これらの３色は互いに補色関係にあり、これらのトナーを等量ずつ混ぜ合わせることで無彩色のトナーとなる。つまり、回収トナー供給ホッパ３０内に回収カラートナー搬送経路ＣＲから供給される回収トナーは、常に、無彩色のトナーであり、そのため、色味のバランスが崩れることがない。
【００４６】
（回収ブラックトナー搬送経路）
次に、本発明の回収ブラックトナー搬送経路ＫＲについて説明する。回収ブラックトナー搬送経路ＫＲは、回収カラートナー搬送経路ＣＲと略同様の構成であり、図示しないトナー搬送手段である搬送スクリューを有し、図１に示すように、始端部がブラック用の回収トナー排出路（Ｋ３４）（図２のＹ３４参照）のみに連通し、末端部が回収トナー供給ホッパ３０に連通しており、クリーニング手段（Ｋ３）で回収したブラック色の回収トナーを回収トナー供給ホッパ３０へ送る搬送路である。ここで、ブラック用の画像形成ユニット３Ｋのクリーニング手段Ｋ３で回収される回収トナーは、もともと無彩色であるので、単純に、このような構成としても混色により色味が変化してしまうおそれはない。
【００４７】
なお、トナー搬送手段としてスクリュータイプのものを例に挙げて説明したが、出願人が特開平１０−３３３４１２号等で提案している一軸偏芯スクリューポンプやダイヤフラムポンプ等の粉体ポンプを用いた気流とトナーを混合して搬送する方式の搬送手段を用いてもよい。
【００４８】
（回収トナー搬送動作及びその制御）
次に、回収トナーの搬送動作及びその制御について図１〜図３を用いて説明する。
カラー用の画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ、及び、ブラック用の画像形成ユニット３Ｋのいずれかの残量検知センサＹ３２（Ｃ３２，Ｍ３２，Ｋ３２）で、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１（Ｃ３１，Ｍ３１，Ｋ３１）内の各色の回収トナーが一定の設定量以下であることを検知した場合には、図示しない制御手段により、強制回収モードが実行される。この強制回収モードとは、残量検知センサで一定量以下を検知した当該画像形成ユニットにおいて、感光体ドラム上にベタ画像（担持される面積あたりのトナー量（濃度）が同じパターン画像）を出力し、転写せずにそのままクリーニング手段で感光体ドラム上のベタ画像を回収して、強制的に不足する色の回収トナーを製造し、当該回収トナー貯蔵ホッパ部内に収容される回収トナーが一定量を超えるまで実行するモードである。この強制回収モードは、プロセスコントロール時や印刷ＪＯＢ間などの非画像形成時に実行される。
【００４９】
また、カラー用の画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍのいずれかの満杯検知センサＹ３３（Ｃ３３，Ｍ３３）により、いずれかの回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１（Ｃ３１，Ｍ３１）の満杯が検知された場合には、図示しない制御手段により、強制排出モードが実行される。強制排出モードとは、各クリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３の回収トナー排出スクリューＹ３５，Ｃ３５，Ｍ３５全てと、搬送スクリューＳ１が駆動され、当該満杯検知センサが一定量以下を再び検知するまで、各回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１）に貯蔵されていた各色の回収カラートナーが回収トナー供給ホッパ３０へ等量ずつ排出・搬送されるモードである。なお、この強制排出モード中であっても、いずれかのカラー用の画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍにおいて、残量検知センサが各色の回収カラートナーが一定の設定量以下であることを検知した場合には、前記強制回収モードが実行される。
【００５０】
そして、ブラック用画像形成ユニット３Ｋの満杯検知センサ（Ｋ３３）により、回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｋ３１）の満杯が検知された場合には、前記強制排出モードと同様に図示しない制御手段により、クリーニング手段Ｋ３の回収トナー排出スクリュー（Ｋ３５）及び回収ブラックトナー搬送経路ＫＲ内の搬送スクリューが回転駆動され、回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｋ３１）に貯蔵されていた回収ブラックトナーが回収トナー供給ホッパ３０へ満杯検知センサ（Ｋ３３）が一定量以下を検知するまで排出・搬送される。
【００５１】
以上のように、実施例に係るカラープリンタ１によれば、色材３原色であるイエロー、シアン、マゼンタ色のトナーに対応する３つのカラー用画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ及びブラック用の画像形成ユニット３Ｋで回収された回収トナーをブラック色の現像手段Ｋ２に戻してリサイクルするに際して、いずれかのカラー画像形成ユニットの残量検知センサにより、回収トナー貯蔵ホッパ部内の各色の回収トナーが一定の設定量以下であることを検知した場合には、強制回収モードを実行し、いずれかのカラー画像形成ユニットの満杯検知センサにより、回収トナー貯蔵ホッパ部内の各色の回収トナーが一定の設定量以上になったことを検知した場合には、強制排出モードを実行するので、強制排出モードにより、回収トナーが満杯になって回収トナー貯蔵部から溢れたり、トナー搬送手段に負荷が掛かり過ぎて故障したりするなどの回収トナーが満杯となった場合の不具合を未然に防ぎつつ、強制回収モードにより、出力する画像の色相に偏りがあるため各色のトナー使用頻度に偏りが生じても、回収トナーの色味の変動を確実に防止でき、且つ、使用頻度の少ないトナーも強制的にベタ画像として使用して、現像手段内で何度も循環してトナーが劣化するおそれをなくすことができる。そのため、トナー使用頻度に大きな偏りが生じても劣化トナーが生成されにくく、異常画像が発生しにくくなる。また、複数のカラー用画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍの回収トナー貯蔵ホッパ部を１本の回収カラートナー搬送経路で接続してブラック画像形成ユニットの現像装置へ回収したカラートナーを等量ずつ搬送するという簡略な構成により実現しているので、装置を大型化することもない。
【００５２】
（色味センサ）
なお、回収トナー供給ホッパ３０に収容する回収トナーの色味のバランスが崩れていないかを検出するため、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光の３原色や、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の色材３原色などに反応する素子を有する色味センサを、潜像担持体であるブラック色の感光体ドラムＫの外周面に対向・近接する位置に設けるとよい。回収トナー供給ホッパ３０に収容されている回収トナーを使用して、ブラック色の感光体ドラムＫ上に色味パターンを作像し、この色味パターンを色味センサにより光学的に測定して、カラープリンタ１の図示しない制御手段等で記憶装置などに記憶させていたブラック単色のデータと比較して色味のズレが所定範囲内となるように制御することもできるからである。
【００５３】
以上のように、この発明の実施例に係る画像形成装置として４連タンデム型の間接転写方式ものを例に挙げて説明したが、必ずしもこのようなものに限られず、例えば、３連タンデム・ブラック単独型の直接・間接ハイブリッド方式のもの、４連タンデム型の直接転写方式のもの、無彩色のグレー用の画像形成ユニットを更に設けた５連タンデム型の間接転写方式のもの、通常のイエロー、シアン、マゼンダ、ブラック色のトナー以外に蛍光色のトナーや光沢用の画像形成ユニットが設けられているものであっても構わない。要するに、少なくとも、無彩色トナーであるブラックトナーに対応するブラック用画像形成ユニットと、互いに補色関係にある複数の有彩色トナーに対応する複数のカラー用画像形成ユニットと、が備えられ、各画像形成ユニットには、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体上に形成した静電潜像を現像する現像手段と、潜像担持体に付着するトナー像を除去・回収してクリーニングするクリーング手段と、が設けられているタンデム型のカラー画像形成装置であれば本発明を適用することができる。
【００５４】
また、書き込み装置、画像形成部、転写部、給紙部、定着部、排紙部等は、あくまでも一例を示したものであって、他の既知の装置・手段などの構成を採用することができる。
その場合でも、前記課題に対して同様の効果を奏することは明らかである。
なお、図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものであり、特許請求の範囲内で適宜設計変更可能であることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１                            カラープリンタ（カラー画像形成装置）
３Ｙ、３Ｃ，３Ｍ              カラー用画像形成ユニット（画像形成ユニット）
３Ｋ                          ブラック用画像形成ユニット（画像形成ユニット）
Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ                感光体ドラム（潜像担持体）
Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２        現像手段
Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３，Ｋ３        クリーニング手段
Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１        回収トナー貯蔵ホッパ部
Ｋ３１                        回収トナー貯蔵ホッパ部
Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２        残量検知センサ（残量検知手段）
Ｙ３３，Ｃ３３，Ｍ３３        満杯検知センサ（満杯検知手段）
ＣＲ                          回収カラートナー搬送経路（回収トナー供給手段）
ＫＲ                          回収ブラックトナー搬送経路（回収トナー供給手段）
３０                          回収トナー供給ホッパ（回収トナー供給手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２０００−２２７７２７号公報
【特許文献２】特開２０００−２４２１５２号公報
【特許文献３】特開２００６−１８０５０号公報
【図１】
2010211081.tif 000003
【図２】
2010211081.tif 000004
【図３】
2010211081.tif 000005