(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色以外の色のトナーを分別する混色トナー分別装置において、
前記混色トナー分別装置は、
回収したトナーを帯電させるトナー帯電・供給手段と、
黒色トナーと黒色以外の色のトナーとを含む混色トナーを搬送するトナー搬送手段と、
混色トナー中の黒色以外の色のトナーを判別するトナー色判別手段と、
予め定められた領域にある黒色以外の色のトナーが混入した混色トナーを排除するトナー排除手段と、を有し、
前記トナー排除手段が、トナー搬送手段上の混色トナーに対して、静電力を用いて搬送方向と略直交する方向に排除する
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混色トナー分別装置において、
前記トナー搬送手段が、単位時間あたり一定量のトナーを継続的に搬送する
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項３】
請求項２に記載の混色トナー分別装置において、
前記トナー搬送手段表面上で搬送されるトナーは、１層ないし２層未満の層とし、かつ、
幅方向には同一直線上に１００個未満のトナーを付着させる
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の混色トナー分別装置において、
前記混色トナー分別装置は、
トナー搬送手段上を搬送される混色トナーがトナー色判別手段を通過する時点でトナー色判別手段が黒色以外の色のトナーを判別すると、トナー排除手段がトナー色判別手段で検知された黒色以外の色のトナーを含んだ一定量のトナーをトナー搬送手段上から排除する
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の混色トナー分別装置において、
前記トナー搬送手段は、
電極を一定のピッチ間隔で配設された静電搬送部材と、
前記静電搬送部材の電極に繰り返しパルス状の駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、を備える静電搬送装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の混色トナー分別装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の混色トナー分別装置において、
前記トナー色判別手段は、
光源と受光器で構成された光学センサを有し、
前記光学センサの光源の光を混色トナーに照射し、
前記光学センサの受光器で捉える反射した光が、特定の波長域の光量が閾値を超えるか否かによって混色トナー中の黒色以外の色のトナーを判別する
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項７】
請求項６に記載の混色トナー分別装置において、
前記トナー色判別手段は、
前記光学センサの光源が、白色の光を照射する
ことを特徴とする混色トナー分別装置。
【請求項８】
電子写真方式の多色画像形成装置において、
前記多色画像形成装置は、
請求項１ないし７のいずれかに記載した混色トナー分別装置を備え、
感光体上及び／又は中間転写体上から回収したトナーを混色トナー分別装置で黒色トナーのみを回収し、再利用する
ことを特徴とする多色画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機、プリンター、ＦＡＸなどの電子写真方式の多色画像形成装置に係り、詳しくは、多色画像形成装置内で混色した使用済みトナーを黒とそれ以外の色のトナーに分別し、黒色トナーのみを回収して再利用する混色トナー分別装置及び多色画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンデム方式の多色電子写真画像形成装置において、クリーニング装置によって回収されたトナーは、複数の色のトナーが混ざって混色している。中間転写方式で用いる転写ベルト上からクリーニングで回収したトナーはもちろんのこと、各感光体上からクリーニングで回収したトナーも、いわゆる逆転写現象のために、最上流の感光体以外ではすべて混色している。
モノクロ電子写真画像形成装置においては、クリーニング装置で回収したトナーを再び現像装置に還流させて使用することで、トナー使用量を削減することが一般的に行われている。しかし、タンデム方式の多色電子写真画像形成装置においては、この混色が回収トナーの還流を困難にしている。
また、実際の市場におけるトナーの使用は、黒色トナーの使用が多く、黒色以外の色のトナーの使用は少なくなっている。したがって、環流させて使用するに際して、黒色トナーの環流を行うことで、ほとんどのトナーを回収して再使用することができる。したがって、黒色トナーと黒色以外の色のトナーとを分別して黒色トナーを回収することが重要である。
【０００３】
この問題に対する解決方法の一分野として、回収したトナーを元の複数種類のトナーに分別する技術がいくつか提案されている。
引用文献１ないし３では、黒色の磁性トナーとその他の色の非磁性トナーを用いる。混色したトナーに磁場を印加することにより、磁性トナーと非磁性トナーに分離する画像形成装置等が開示されている。しかし、磁性トナーと非磁性トナーとでは、定着温度や光沢等の特性をそろえることが困難という問題がある。
【０００４】
また、引用文献４及び５では、混色したトナーを静電搬送装置に通すことにより分離している画像形成装置等が開示されている。とくに、引用文献４では、帯電極性の異なる２種類のトナーは、静電搬送装置に通すと搬送方向が互いに反対になることを利用して分離する二色トナー分離装置および画像形成装置が開示されている。また、引用文献５では、静電搬送におけるトナー搬送特性がトナー粒径やトナー形状で異なることを利用して分離する画像形成装置が開示されている。しかし、引用文献４では、実際のカラー画像形成プロセスにおいて各色のトナーの帯電極性が逆極性である場合、重ね合わせ時に逆の電界を作用させる必要が生じ、一方の画像が乱れてしまう。すなわち多色の重ね合せが困難であるという問題がある。引用文献５では、トナー粒径やトナー形状をトナー色毎に設定する場合、トナー粒径やトナー形状の分布が重なりやすく、完全に区別するのは困難であるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来技術に対しては個別にも問題点を指摘してきたが、これらに共通して言えることは、ちょうど穀物をふるいにかけて選別する様な受動的な手段だということである。このような手段では、時間当たりに比較的大量のトナーを処理することが可能であるが、一方で、選別後の米に石粒が混ざってしまうことがあるように、確実に黒色トナーを得るという目的には適していない。特に、トナーの劣化や温湿度の変動などで“ふるい”の特性が変化することによる黒以外のトナー混入が危惧される。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、黒色トナーと黒色以外の色のトナーとが混色している混色トナーから、混色していない黒色トナーのみを確実に分別する混色トナー分別装置及び多色画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明では、上記“ふるい”以外の選別方法として、センサとリジェクト機構を用いた能動的な方法を考えだした。これはちょうど、果物を出荷する際の選別作業において、ベルトコンベア上を流れていく果物のサイズや糖度等をセンサで検知して、その検知結果を元に不良品をリジェクト機構でベルトコンベアから落としていくようなものだ。果物のベルトコンベアに相当するトナー搬送手段、不良品の果物をベルトコンベアから落とすリジェクト機構に相当するトナー排除手段、そして果物のサイズや糖度を検知するセンサに相当するトナー色判別手段をそれぞれ用意し、１個〜数１０個単位のトナー毎にトナー色判別とトナー排除を繰り返すことで、確実に黒色トナーだけを回収することが可能になる。
【発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の混色トナー分別装置によって、分別後のトナーが混色していない確実な黒色トナーとその他のトナーとを分別することができる。さらに、上記の混色トナー分別装置を備える多色画像形成装置によって、黒色トナーを回収し、再使用することができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の混色トナー分別装置７０の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は正面図で、（ｂ）は上から見た平面図である。
【図２】トナー搬送手段におけるトナー色判別手段が動作する領域を示す図であり、（a）はトナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が連続的な検知動作としたときの図、（ｂ）はトナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が間欠的な検知動作としたときの図、（ｃ）はトナー搬送手段７１の搬送動作を間欠的トナー移動としたときの図である。
【図３】トナー色判別手段とトナー排除装置の一例をトナー搬送装置の下流側から見た模式図である。
【図４】電磁バルブの制御を示すフローチャートである。
【図５】トナー色判別手段とトナー排除装置の他の例をトナー搬送装置の下流側から見た模式図である。
【図６】混色トナー分別装置の概略を説明するための模式図で、（ａ）は混色トナー分別装置を横から見たところ、（ｂ）は混色トナー分別装置を上から見たところをそれぞれ示している。
【図７】電極の機能別に配列させている状態を示す図である。
【図８】電極に接続されている端子へ印加される電圧を示す図である。
【図９】端子Ａ・Ｂ・Ｃに電圧が印加された電極上のトナーの存在状態を示す図である。
【図１０】列状に並べた電極を有する静電搬送装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）中の破線イで切断した断面図で、（ｃ）は（ａ）中の破線ロで切断した断面図である。
【図１１】本発明の画像形成装置の構成を表す概略図である。
【図１２】本発明の画像形成装置のタンデム型の画像形成部の部分拡大図である。
【図１３】本発明の画像形成装置の画像形成部に混色トナー分別装置を備えている構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明の混色トナー分別装置７０の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は正面図で、（ｂ）は上から見た平面図である。
本発明の混色トナー分別装置７０は、黒色以外の色のトナー（以下、「カラートナー」と記す。）１０２を分別する混色トナー分別装置７０で、黒色トナー１０１とカラートナー１０２とを含む混色トナー１００を搬送するトナー搬送手段７１と、混色トナー中のカラートナー１０２を判別するトナー色判別手段７３と、予め定められた領域にあるカラートナー１０２が混入した混色トナー１００を排除するトナー排除手段７２と、を有する。
図１に示すように、混色トナー分別装置７０は多数の構成要素で成り立っているが、その中でも中心的な要素としてトナー搬送手段７１、トナー排除手段７２、トナー色判別手段７３が挙げられる。
例えば、画像形成装置１で回収したクリーニングトナーは、トナー帯電・供給手段７６で帯電された後に、トナー搬送手段７１に供給され、付着させられる。本実施形態におけるトナー帯電・供給手段７６は、２成分磁気ブラシ方式の現像ローラそのものであり、不図示の磁気ローラの周りに回転自在のスリーブ７６１を備え、周囲に磁性キャリア粒子からなる磁気ブラシ７６２を生じている。
図１（ｂ）に示すように、通常の現像ローラよりも軸方向の長さをつめたスリーブ７６１としても良いし、現像ローラをそのまま用いたスリーブ７６１としても良い。トナー１００は、黒色トナー１０１とカラートナー１０２との混合物である。より正確には、実際の使用形態から、トナー１００としては、大多数の黒色トナー１０１と少量のカラートナー１０２で、大抵の場合、９９％以上の黒色トナー１０１と、１％に満たないカラートナー１０２との混合した状態にある。
【００１１】
本実施形態におけるトナー搬送手段７１は、図１（ａ）に示されているように、反時計回りに回転する導電性の材質でできている円盤であり、端部表面にトナー１００を付着させることによりトナー１００を右から左へと搬送している。図１（ｂ）に示されているように、円盤の直径に比べて回転軸方向の幅は非常に小さく、トナー１００を少量ずつしか搬送できないようになっている。
本実施形態におけるトナー搬送手段７１としては、上記のような導電性の材質でできている円盤のほかに、同じく導電性の材質でできている無端ベルトを用いた手段や、空気流を用いた手段、また後述するが、静電搬送装置７４などが考えられる。
【００１２】
本発明の混色トナー分別装置７０に求められているのは、黒色トナー１０１とカラートナー１０２とが混合している混色トナー１００の中から黒色トナー１０１以外のカラートナー１０２を確実に見つけ出すことにあるので、トナー搬送手段７１内ではトナー１００が１層（あるいは２層未満）だけで層形成されているとか、あるいはトナー同士が十分離れていて、トナー１００の間の隙間を通してすべてのトナー１００を見通せるということが要求され、そして、後述するトナー色判別手段７３の識別精度の問題（あまり多くのトナーが一度に通過すると色判別が困難になる）から、幅方向、すなわちトナー進行方向と直交した方向には、同一直線上で見たときに概ね100個未満、より好適には数個ないし10数個のトナーが付着した状態で搬送する。
そのため、トナー搬送手段７１として一般的に用いられているスクリューやオーガ付き無端ベルトなどは、凝集したトナー群を作りやすいため、本発明におけるトナー搬送手段７１として用いることは困難である。
スリーブ７６１を有するトナー帯電・供給手段７１からトナー搬送手段７１へのトナー１００の供給では、両者とも電気的に接地してもよい。ただし、両者の間にバイアス電圧を印加することで、トナー搬送手段７１へのトナー供給量を調節してもよい。
【００１３】
本発明の混色トナー分別装置７０には、図１（ｂ）に示すように、トナー搬送手段７１によってトナーが搬送される経路上には、さらに、トナー排除手段７２とトナー色判別手段７３が設けられている。トナー排除手段７２とトナー色判別手段７３それぞれの詳細は後述するが、トナー排除手段７２は、トナー搬送手段７１上の特定の領域から数個ないし数１０個のトナーをまとめて排除する手段であり、またトナー色判別手段７３は、トナー搬送手段７１上の特定の領域を監視して、カラートナー１０２の混入を検知する手段である。
図２は、トナー搬送手段におけるトナー色判別手段が動作する領域を示す図であり、（a）はトナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が連続的な検知動作としたときの図、（ｂ）はトナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が間欠的な検知動作としたときの図、（ｃ）はトナー搬送手段７１の搬送動作を間欠的トナー移動としたときの図である。
なお、添付した図（ｂ）及び（ｃ）では、領域１１２の高さは領域１１１より大きくしているが、これは、位置関係を見やすくするためで、実際は同じ高さである。
図２に示すように、トナー色判別手段７３が検知可能な特定の領域（以下、「第１領域」とする）１１１と、トナー排除手段７２で排除可能な特定の領域（以下、「第２領域」とする）１１２におけるトナー１００の色を判別する。
図２に示すように、図２は、図１の拡大図で、第１領域１１１と第２領域１１２を説明しやすいようにトナー搬送部材７１とトナー１００以外の要素は表示していない。図２中で、第２領域１１２は太い破線、第１領域１１１は細い破線でそれぞれ示している。
図２（ａ）のトナー搬送手段７１上を右から左へ移動するトナー１００が第１領域１１１に入ると、トナー色判別手段７３によってトナー１００の色が黒色かそれ以外の色であるカラーかを判別することで、黒色トナー１０１とカラートナー１０２とを判別している。カラートナー１０２が混入していた場合、そのトナー１０２が第２領域１１２に入るのを見計らってトナー排除手段７２がトナー搬送手段７１上の第２領域１１２にあるすべてのトナー１００を排除する。
【００１４】
ここで、第１領域１１１の大きさについて説明する。
第１領域１１１は、少なくともトナー搬送手段７１上でトナー１００の搬送方向に直交する方向については、トナー色判別手段７３の色判別が可能な範囲は、トナー１００が通過する範囲をすべてカバーしている必要がある。
すなわち、本実施形態では、トナー色判別手段７３の色判別が可能な範囲は、トナー搬送手段７１におけるトナー１００の搬送方向に直交する方向の幅と略同一かそれ以上の大きさを有している。また、トナー１００の搬送方向については、トナー搬送手段７１の搬送速度や搬送動作の違い（トナーが間欠的に移動するか連続的に移動するか、など）のほか、トナー色判別手段７３の検知動作の違い（連続的に検知するか間欠的に検知するか）などにも依存する。
例えば、本実施形態において、トナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が連続的な検知動作とすれば、最低限、図２（ａ）に細い破線で示したように概ねトナー１個分程度の大きさが有れば良い。また、トナー搬送手段７１の搬送動作を連続的トナー移動とし、また、トナー色判別手段７３が間欠的な検知動作とすれば、一度に検知するトナー個数の目標値をトナー搬送方向の単位長さあたりトナー搬送個数で除した値が、概ねトナー１００の搬送方向における第１領域１１１の大きさとなる。また、トナー搬送手段７１の搬送動作を間欠的トナー移動とした場合には、その一回のトナー移動量にも相当する。
【００１５】
次に、第２領域１１２の大きさについて説明する。
第２領域１１２は、第１領域１１１と同様に、少なくともトナー搬送手段７１上でトナー１００の搬送方向に直交する方向については、トナー排除手段７２が排除する範囲は、トナー１００が通過する範囲をすべてカバーしている必要がある。
また、トナーの搬送方向については、トナー色判別手段７３で検知したカラートナー１０２を確実に排除するため、第１領域１１１よりも少なくともトナー数個分程度大きいことが望ましい。
また、トナー搬送手段７１を連続的トナー移動とした場合、第１領域１１１と第２領域１１２の位置関係は、トナー色判別手段７３でカラートナー１０２を検知してからトナー排除手段７２で排除動作が始まるまでの遅れ時間を考慮に入れると、図２（ａ）に示したようにトナー１００の進行方向において第２領域１１２が第１領域１１１よりも下流に位置する。または、図２（ｂ）に示したように、２つの領域が一部重なるようにする事が望ましい。
また、トナー搬送手段７１を間欠的トナー移動とした場合、第１領域１１１と第２領域１１２の位置関係は、図２（ｃ）に示したように、第１領域１１１が第２領域１１２の中に含まれるような位置関係が望ましい。
【００１６】
第２領域１１２を通過したトナー１００は、すべて黒色トナー１０１である。これをトナー回収手段７７７によって回収し、黒色トナー１０１用の現像装置１３Ｋに戻すことで混色トナー１００からの黒色トナー１０１の分別と、再利用が実現する。
本実施形態におけるトナー回収手段７７としては、トナー排除手段７２と同様の方法を用いることができる。すなわち、トナー搬送手段７１上のトナー１００に空気流や静電気力を印加する方法である。これによりトナーの電荷による鏡像力を主とした付着力により強固にトナー搬送手段７１表面に付着しているトナー１００を引き剥がすことができる。引き剥がしたトナー１００は、オーガやスクリューなどの回収トナー搬送手段７９によって回収した黒色トナー１０１を現像装置１３Ｋへと搬送する。
【００１７】
次に、トナー色判別手段７３の詳細について図３を用いて説明する。
図３は、トナー色判別手段とトナー排除装置の一例をトナー搬送装置の下流側から見た模式図である。
トナー色判別手段７３としては、光源７５１と受光器７５２、およびこれらの制御・駆動手段７５３で構成された光学センサ７５を有し、光学センサ７５の光源７５１から発した光をトナー搬送手段７１上の混色トナー１００に照射し、混色トナー１００が反射した光を受光器７５２で捉え、特定の波長域の光量が閾値を超えるか否かを監視する手段である。ここで、光源７５１と受光器７５２、およびこれらの制御・駆動手段７５３で構成された光学センサ７５を用いている。
光源７５１から発する光としては、カラートナー１０２、例えばシアン、マゼンタ、イエローのトナー１０２が共通して反射能を有する光として白色光が望ましい。シアン色のトナーの吸収のピークは６００〜７００ｎｍ、マゼンタ色のトナーの吸収のピークは５００〜６００ｎｍ、イエロー色のトナーの吸収のピークは４００〜５００ｎｍの範囲に色のピークがあり、これらのトナーの全てを判別するには、これらの光の全ての波長域を有する光が必要であり、それが白色光になる。
また、トナー１００以外の部材から反射光が戻ってくると色判別の障害となるため、少なくともトナー搬送手段７１上の第１領域１１１に入る部分は、カーボン等で表面を被覆することにより黒色トナーと同等以下の反射能とすることが望ましい。同様の理由で、光学センサ７５と第１領域１１１にはその周囲に遮光部材を配し、外部からの光の混入を防止することが望ましい。
上記のほか、カラートナー１０２には、トレーサーとして例えば蛍光物質を混入し、紫外線照射下での蛍光を測定するなどの方法でもカラートナー１０２を検知できる。
【００１８】
次に、トナー排除手段７２の詳細について、再び図３を用いて説明する。
図３には、トナー排除手段７２としてトナー１００に対してその搬送方向と略直交する方向、より具体的に言えば、図３においては、右から左へとトナー１００を吹き飛ばす方向に空気を吹き付ける方式を用いた例を模式的に示している。
空気タンク９４には不図示のポンプで圧搾した空気が詰まっており、ここから空気管９３と電磁バルブ９２を経由してノズル９１から空気が噴き出す構成になっている。このような空気を吹き付ける方法は、トナー１００の付着力よりも強い力で確実に排除可能な点で優れている。
電磁バルブ９２はシーケンサ９５で制御されている。
図４は、電磁バルブの制御を示すフローチャートである。
シーケンサ９５は、光センサー７５の制御・駆動手段７５３からカラートナー１０２の検知信号を常時受け付けており、図４に示したフローのように、カラートナー１０２の検知信号を受けたときだけ電磁バルブ９２を所定の時間だけ開くという動作をする。
【００１９】
また、図５は、トナー色判別手段とトナー排除装置の他の例をトナー搬送装置の下流側から見た模式図である。図５に示すように、トナー搬送方向と略直交する方向に静電気力を印加する手段もある。図５においては、トナー排除手段７２としてトナー１００に対してその搬送方向と略直交する方向に静電界を印加する方式を用いた例を模式的に示している。
図５においては、トナー吸引電極９６、およびトナー飛散防止電極９７そしてトナー搬送手段７１は、不図示の高圧電源からシーケンサ９５を介して電圧を印加される構成になっている。
トナー１００が負極性に帯電しているとき、トナー吸引電極９６とトナー搬送手段７１の間に、トナー吸引電極９６が正極となるように電圧を印加すると、トナー１００はトナー搬送手段７１から飛び出してトナー吸引電極９６の方、すなわち図５の左のほうへと飛んでいく。
トナー１００は、左方向以外にもある程度の個数が飛び出していくが、このとき例えばトナー飛散防止電極９７に負の電圧を印加することで、右のほうに飛び出しづらくもできる。
このような静電気力を印加する方法は、上記の空気を吹き付ける方法よりも装置を小型化しやすい点で優れている。特に、後述する静電搬送装置７４をトナー搬送手段７１として用いた場合には、同一基板上にトナー搬送手段７１とトナー排除手段７２を形成可能で、特に優れている。
【００２０】
次に、混色トナー分別装置７０の別の一例を、図６、図７、図８を用いて説明する。
図６は、混色トナー分別装置の概略を説明するための模式図で、（ａ）は混色トナー分別装置を横から見たところ、（ｂ）は混色トナー分別装置を上から見たところをそれぞれ示している。
先の実施形態においては、トナー搬送手段７１が導電体製の円盤だったが、本実施形態においては、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、トナー搬送手段７１は少なくとも支持基板７４３上に、列状に並べた電極７４４を配した構造の静電搬送装置で構成されている。
図７は、電極の機能別に配列させている状態を示す図である。
図８は、電極に接続されている端子へ印加される電圧を示す図である。
電極７４４は、図７に示すように、端子Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれに接続された３つの群に分かれていて、Ａ・Ｂ・Ｃ・Ａ・Ｂ・Ｃ・Ａ・Ｂ・Ｃ・・・・・と交互に並んでいる。このように接続することで、それぞれの電極７４４に対して、同時に電圧を印加し、制御することができる。
それぞれの端子Ａ・Ｂ・Ｃには、例えば図８に示すように、電圧を印加するタイミングをずらしながら、電圧を印加する。これにより、例えば、トナー１００が負に帯電していた場合には、Ａ・Ｂ・Ｃ・・・・・の順番に右から左へとトナー１００が移動していく。このときの駆動電圧は概ね５〜１００Ｖ程度である。また、このパルス状駆動電圧の周波数は０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
【００２１】
図９は、端子Ａ・Ｂ・Ｃに電圧が印加された電極上のトナーの存在状態を示す図である。
図８及び図９から分かるように、ひとつの電極（電極７４４のＢ）にトナーが移動したときに、その前後２個の電極（電極７４４のＡ及びＣ）は電位が０なのでトナー１００をひきつける力が無く、原則としてトナー１００はひとつの電極（電極７４４のＢ）以外には存在しない。
図９には、トナー吸引電極９６とトナー飛散防止電極９７も図示されており、これら２つの電極に適宜（トナー吸引電極９６にはトナー１００と逆極性、トナー飛散防止電極９７にはトナー１００と同極性の電圧で）パルス電圧を印加することにより、間に挟まれている電極７４４のＢからトナー１００を剥ぎ取ることも可能である。その際は一時的に、図９中の破線で囲まれている領域の電極７４４には、電圧が印加されていないか、あるいはトナー１００と同極性の電圧が印加されていることが望ましい。
図１０は、列状に並べた電極を有する静電搬送装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）中の破線イで切断した断面図で、（ｃ）は（ａ）中の破線ロで切断した断面図である。
静電搬送部材７４１においては支持基板７４３上に電極７４４が所定の間隔で配置され、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材７４７が積層され、この搬送面形成部材７４７の表面にトナー１００との接触抵抗を低減する表面コート層７４６が製膜されている。
ここで、上記支持基板７４３としては、ガラス基板、樹脂基板あるいはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、あるいはＳＵＳなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したものを用いることができる。上記電極７４４は、支持基板７４３上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜０．２μｍ厚で成膜し、これをフォトリソ技術等の半導体技術を用いて電極形状にパターン化して形成している。各電極７４４の間隔はトナー径の２〜１０倍であることが良好な搬送速度と搬送量を確保するために好ましい。
また、各電極７４４の幅は、トナー径の１から３倍であることが、良好な搬送速度と搬送量の確保に好ましい。上記搬送面形成部材７４７としては、たとえばＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜１μｍで成膜して形成している。この搬送面形成部材７４７として比誘電率の大きな材料を用いることによって、駆動電圧の低電圧化を図るとともに、トナーの搬送速度が速くなる。
上記表面コート層７４６は、搬送面と帯電トナーとの接触抵抗を低減する機能を有する膜であり、たとえばＰＴＦＥ，ＰＦＡなどのフッ素系樹脂材料を０．１〜０．３μｍ厚でコートしている。
【００２２】
また、図１０（ａ）の右側部分に示したように、電極７４４の右端部には、端子Ａ・Ｂ・Ｃにそれぞれ対応する電極７４４毎に異なる位置に樹脂製の絶縁膜７４５が設けられている。そして、図１０（ａ）中に破線で示した位置に端子Ａ・Ｂ・Ｃを圧接することにより、不図示の駆動電圧印加手段７４２から電極７４４へ電圧を印加している。
本発明においては、各電極７４４にはトナー１００が数個ないし数１０個を担持させる。そのため、各電極７４４においてトナー１００の搬送に寄与する領域のトナー搬送方向と直交する方向の幅、すなわち図１０（ａ）では概ね表面コート層７４６が被覆している領域の左右方向の幅を各電極７４４の上下方向における幅と同程度に限定する必要がある。
そこで本発明では、実験的に図１０（ａ）の破線イの部分をバンドソーで切断し、切断面を機械研磨して、図１０（ｃ）に示すような端面型の静電搬送部材７４１に改造している。図１０（ｃ）は図１０（ａ）の破線ロで示した断面を見た図である。図１０（ｃ）においては、主に切断時における支持基板の強度不足を補うために、補強材７４９を搬送面形成部材７４７の右側に接着されており、また切断後の端面に反射防止塗料によって反射防止層７４８が設けられている。
たとえばこのような静電搬送部材７４１を用いることにより、各電極７４４に安定してトナー１００を数個ないし数１０個を担持させることが可能で、図６（ａ）および図６（ｂ）に示した混色トナー分別装置７０を構成できる。
本発明に用いるトナー搬送手段７１としては、このような端面型の静電搬送部材７４以外にも、例えば配線を多層化することなども考えられる。
【００２３】
図１１は、本発明の画像形成装置の構成を表す概略図である。
本発明の画像形成装置１は、最下部には画像形成する記録紙６を収納する給紙部２、画像形成手段１０等を備えて画像を形成する画像形成部３、原稿を読み取るスキャナ部４、原稿を自動的に搬送する原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）５を備えている。画像形成部３には、中央に、転写対象物（中間転写体）としての中間転写ベルト２１を設ける転写装置２０を備える。この中間転写ベルト２１は、図１に示すとおり３つの支持ローラ２１１、２１２、２１３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つのなかで支持ローラ２１３の左に、画像転写後に中間転写ベルト２１上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置２２を設ける。 
また、３つのなかで第２の支持ローラ２１２と第３の支持ローラ２１３間に張り渡した中間転写ベルト２１上には、その搬送方向に沿って、イエロー・マゼンタ・シアン・黒色の４つの画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを横に並べて配置してタンデム型の画像形成部３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。
図１２は、本発明の画像形成装置のタンデム型の画像形成部の部分拡大図である。
タンデム型の画像形成部３において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、図２に示すように、像担持体としての感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋのまわりに、帯電装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ２３、感光体クリーニング装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、除電装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋなどを備えている。 
帯電装置１２は、感光体１１に対向配置される帯電部材である帯電ローラを接触又は非接触状態にして、電源から所定の電圧を印加させて感光体１１表面を均一帯電させる。
なお、図１１では、感光体１１を一様にに帯電させる手段として、ローラ方式の帯電装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋが図示している。これ以外に、タングステン等のワイヤを用いるコロナ帯電方式、導電性ブラシを用いるブラシ帯電方式等の公知の方式が使用可能である。特に、ローラ方式では、接触帯電方式又は非接触近接配置帯電方式を容易に行うことができる点で有利である。
ここで言う接触帯電方式とは、感光体１１に帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電ブレード等の帯電部材が直接接触する帯電方式である。一方の非接触近接配置方式とは、例えば帯電ローラが感光体１１表面との間に２００μｍ以下の空隙を有するように非接触状態で近接配置したタイプのものである。この空隙は、大きすぎた場合には帯電が不安定になりやすく、また、小さすぎた場合には、感光体１１に残留したトナーが存在する場合に、帯電部材表面が汚染されてしまう可能性がある。したがって、空隙は１０〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲が適当である。そして帯電装置には少なくとも交番電圧を重畳した直流電圧を印加することが好ましい。これにより、直流電圧のみを印加した場合に比べて、感光体１１の全長に渡って均一に帯電させることが可能となる。
【００２４】
上記タンデム型の画像形成部３の上には、図１１に示すように、さらに露光装置１９を設ける。
この露光装置１９及び帯電装置１２により、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに静電潜像を形成する潜像形成手段が構成されている。 
一方、中間転写ベルト２１を挟んでタンデム型の画像形成部３と反対の側には、二次転写手段としての二次転写ローラ２５を備える。 
二次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１の支持ローラ２１１との間でニップ部を形成して中間転写ベルト２１上の画像を転写材としての記録紙６に二次転写する。その後、ローラに支持された搬送ベルト２４上に置かれた記録紙６を、転写画像を定着する定着装置５０に搬送する。定着装置５０は、定着部材としての定着ローラ５１に加圧ローラ５２を押し当てて構成する。
また、図示例では、このような定着装置５０の下に、タンデム型の画像形成部３と平行に、記録紙６の両面に画像を記録すべく記録紙６を反転する反転搬送経路を有する反転搬送装置４９を備える。
なお、図１１中で、本発明の画像形成装置１に用いる画像形成手段１０は、プロセスカートリッジとしても機能する。図１に示すように、このプロセスカートリッジ１０は、感光体１１の周囲に、帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１４を配置している。プロセスカートリッジ１０は、少なくとも感光体１１とその他のプロセス装置を備えていればよい。上部に配置される露光装置１９から照射されたレーザ光Ｌによって、感光体１１上に潜像が形成される。
【００２５】
上記構成のカラー複写機を用いてフルカラー画像のコピーをとるときは、原稿自動搬送装置５の原稿トレイ３１上に原稿をセットする。 
または、原稿自動搬送装置５を開いてスキャナ４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５を閉じてそれで押さえる。 
そして、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置５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４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を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。 
そして、個々の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを回転し、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの回転とともに、まず帯電装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋで感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面を一様に帯電し、次いでスキャナ４の読取り内容に応じて上述した露光装置１９からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に静電潜像を形成する。 
その後、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ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１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上にそれぞれ、シアン・マゼンタ・イエロー・黒色の単色のトナー像を形成する。不図示の駆動モータで支持ローラ２１１，２１２，２１３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２１を回転搬送する。そして、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像を一次転写ローラ２３で中間転写ベルト２１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト２１上に各色のトナー像が重ね合わされたフルカラー画像を形成する。
画像転写後の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面は、感光体クリーニング装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋで残留トナーを除去して清掃し、除電装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋで除電して再度の画像形成に備える。 
一方、図示しないスタートスイッチを押すと、給紙部２に備えられている給紙装置４０における給紙カセット４１の１つを選択回転し、記録紙６を給紙ローラ４２で繰り出し、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、給紙ローラを回転して手差しトレイ４１１上の記録紙６を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して手差し給紙路４６に入れ、同じくレジストローラ４４に突き当てて止める。 
そして、中間転写ベルト２１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４４を回転し、中間転写ベルト２１と二次転写ローラ２５との間に記録紙６を送り込み、二次転写ローラ２５で転写して記録紙６上にカラー画像を記録する。 
画像転写後の記録紙６は、二次転写ローラ２５で搬送して定着装置５０へと送り込み、定着装置５０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪４９１で切り換えて排出ローラ４７で排出し、排紙トレイ４８上にスタックする。 
または、切換爪４９１で切り換えて反転搬送装置４９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４７で排紙トレイ４８上に排出する。
【００２６】
図１３は、本発明の画像形成装置の画像形成部に混色トナー分別装置を備えている構成を示す図である。
一方、画像転写後の中間転写ベルト２１は、ベルトクリーニング装置２２で、画像転写後に中間転写ベルト２１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム型の画像形成部３による再度の画像形成に備える。 
ここで、２色目以降の感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから中間転写ベルト２１へのトナー像の転写の際、すでに中間転写ベルト２１上には、より中間転写ベルト移動方向上流側の感光体１１Ｙから転写されたトナー像が存在し、このトナー像が下流側の感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに逆に転写してしまうおそれがある。例えば、図１及び図２中の左から数えて４番目（４色目）の感光体１１Ｋについて考える。感光体１１Ｋから中間転写ベルト２１上に黒色のトナー像が転写される際、中間転写ベルト２１上にはすでに上流の３つの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃから転写されたイエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラートナー１０２によるトナー像が載っている。感光体１１Ｋから中間転写ベルト２１へのトナーの転写の際、中間転写ベルト２１と感光体１１Ｋは密着し、中間転写ベルト２１上にすでにある３色のトナーの一部は、感光体１１Ｋに逆に転写するおそれがある。
そして、中間転写ベルト２１上へトナー像を転写した後の感光体１１Ｋ上には、転写残トナーである本来の黒色トナーと、逆転写トナーである上流側の色であるイエロー、マゼンタ、シアンの３色のトナーが存在し、両者は感光体クリーニング装置１４Ｋでクリーニングされる。感光体クリーニング装置１４Ｋで回収されたリサイクルトナーは、４色すべてのトナーが混ざった混色トナーになっており、このトナーをそのまま黒色の現像装置１３Ｋに供給し再び現像に使用しようとした場合、現像装置１３Ｋで現像した黒色のトナー像には他の３つの色が混ざってしまう。そこで本発明においては、上述した混色トナー分別装置７０を、画像形成装置１の画像形成部２内に設け、黒色トナー１０１とそれ以外の色のトナー１０２を分別して黒色トナー１０１のみをトナー回収手段７７に回収する。この回収した黒トナー１０１を回収トナー搬送手段７９で黒色トナー用の現像装置１３Ｋに還流して、本発明の画像形成装置１では再利用している。
【符号の説明】
【００２７】
１  画像形成装置
２  給紙部
３  画像形成部
４  スキャナ部
５  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
６  記録紙
１０  画像形成手段（プロセスカートリッジ）
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  現像装置
１４  クリーニング装置
１５  除電装置（有機ＥＬ）
１９  露光装置
２０  転写装置
２１  中間転写ベルト
２１１、２１２、２１３  支持ローラ
２２  ベルトクリーニング装置
２３  一次転写ローラ
２４  搬送ベルト
２５  二次転写ローラ
３１  原稿トレイ
３２  コンタクトガラス
３３  ランプ
３４  第１走行体
３５  第２走行体
３６  レンズ
３７  ＣＣＤ
４０  給紙装置
４１  給紙カセット
４１１  手差しトレイ
４２  ピックアップローラ
４３  搬送ローラ
４４  レジストローラ
４５  分離ローラ
４６  給紙路
４７  排出ローラ
４８  排紙トレイ
４９  反転搬送装置
４９１  切換爪
５０  定着装置
５１  定着ローラ
５２  加圧ローラ
６１  廃トナー搬送手段
７０  混色トナー分別装置
７１  トナー搬送手段
７２  トナー排除手段
７３  トナー色判別手段
７４  静電搬送装置
７４１  静電搬送部材
７４２  駆動電圧印加手段
７４３  支持基板
７４４  電極
７４５  絶縁膜
７４６  表面コート層
７４７  搬送面形成部材
７４８  反射防止層
７４９  補強材
７５  光学センサ
７５１  光源
７５２  受光器
７５３  制御・駆動手段
７６  トナー帯電・供給手段
７６１  スリーブ
７６２  磁気ブラシ
７７  トナー回収手段
７８  トナー分別手段
７９  回収トナー搬送手段
９１  ノズル
９２  電磁バルブ
９３  空気管（パイプ）
９４  空気タンク
９５  シーケンサ
９６  トナー吸引電極
９７  トナー飛散防止電極
１００  トナー
１０１  黒色トナー
１０２  黒色以外の色のトナー
１１０  領域
１１１  第１領域
１１２  第２領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開平８−２４８７３２
【特許文献２】特開２０００−９８６９４
【特許文献３】特開２００３−１７７５８５
【特許文献４】特開平８−２４０９６１
【特許文献５】特開２００３−１４９８９８
【図１】
0005569248.tif 000002
【図２】
0005569248.tif 000003
【図３】
0005569248.tif 000004
【図４】
0005569248.tif 000005
【図５】
0005569248.tif 000006
【図６】
0005569248.tif 000007
【図７】
0005569248.tif 000008
【図８】
0005569248.tif 000009
【図９】
0005569248.tif 000010
【図１０】
0005569248.tif 000011
【図１１】
0005569248.tif 000012
【図１２】
0005569248.tif 000013
【図１３】
0005569248.tif 000014