(57)【要約】【課題】中間転写体上の残留現像剤を回収する中間転写体クリーニング手段を備えたカラー画像形成装置において、廃剤として処理される現像剤をなくし、これまでにない非常に優れた環境保護性を有するカラー画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】像担持体上に静電像を形成し、像担持体上に現像手段により現像を行い、得られた現像画像を中間転写体に１次転写し、中間転写体上に１次転写された現像画像を２次転写する画像形成装置であって、像担持体上の残留現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、像担持体クリーニング手段により回収現像剤を再利用するためのリサイクル機構と、中間転写体上の残留現像剤を回収するための中間転写体クリーニング手段を備えた画像形成装置において、中間転写体クリーニング手段で回収した現像剤を、現像手段にもどして再利用するリサイクル機構を有することを特徴とする画像形成装置を主たる構成にした。【選択図】　　　図１
2004020661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像に現像手段により現像を行い、得られた像担持体上の現像画像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体上に１次転写された現像画像をさらに転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上の残留現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、該像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を再利用するためのリサイクル機構と、中間転写体上の残留現像剤を回収するための中間転写体クリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記中間転写体クリーニング手段で回収した現像剤を、現像手段にもどして再利用するリサイクル機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、黒色現像用の現像手段に送り込み再利用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、回収現像剤専用の現像手段に送り込み再利用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、複数の担持体で構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の複数の像担持体のうち、中間転写体の回転方向に対し最も上流に位置する像担持体から回収した現像剤については、前記最も上流に位置する像担持体の現像手段に回収現像剤を再び送り込み再利用することを特徴とする画像形成装置。
【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、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関し、さらに詳しくは、中間転写体を有する画像形成装置の中間転写体より残留現像剤を回収する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像を形成するものが多くなってきている。カラー電子写真装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写して転写材にカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して転写材に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
ところで、近年、環境保護のために工業製品にリサイクル性を持たせることが非常に重要になっている。カラー画像形成装置においても、装置本体の材質・設計・組み立てに関して、すでに高レベルでのリサイクル使用が実現できる技術領域に達しており、近年では、さらに現像剤などのサプライ品に対してもリサイクルの試みがなされている。現像剤のリサイクルは、不要な残留現像剤を装置内で回収し再び現像剤として使用するもので、単色の現像剤を使用するモノクロ用の画像形成装置ではすでに実用化が進んでいる。しかし、複数色の現像剤を使用する画像形成装置では、異なる色の現像剤が回収時に混ざり合ってしまい、回収剤を再利用しようとすると色再現性が低下してしまうという問題があり、その点で、リサイクルを困難にしているのが現状である。
斯かる背景から、特開平１１−２８２２２５号公報では、最も上流の第一色目の像担持体からのみ現像剤を回収し、混色を防止したリサイクルを行う、または、混色しても目立ちづらい黒色のみリサイクルを行うなどの工夫をしている。また、特開２０００−３５７３７公報では、像担持体から回収した各色のカラー現像剤を、カラー画像形成プロセスで用いられる現像剤とは異なった色の再生現像剤として現像器に供給する現像剤回収供給手段を設けることを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の発明をもってしても中間転写体を用いた画像形成装置においては、リサイクル効果が半減してしまうという問題がある。問題とはすなわち中間転写体上の残留現像剤に関するリサイクルが出来ないということである。転写効率の観点から、摩擦係数の相対関係は下流の材料ほど摩擦係数を高めることがよいとされている。中間転写体を用いた画像形成装置では、摩擦係数を、
像担持体＜中間転写体＜転写材
の関係にすることが一般的である。このとき、１次転写後の像担持体上の残留現像剤量と２次転写後の中間転写体上の残留現像剤量を比較した場合、残留する現像剤量は、摩擦係数の絶対値に大きな影響をうけることから、
１次転写後の残留現像剤量＜２次転写後の残留現像剤量
となることが多い。
また、像担持体から中間転写体への１次転写工程は、像担持体および中間転写体は機械固有の組み合わせで、ユーザーにより変更されることはない。
そのため、現像剤の転写率は一般的に高いレベルで設計することができ、従って残留現像剤は少ない状態を維持することができる。しかし、中間転写体から紙などの転写材への２次転写工程においては、ユーザーの用途に応じて様々な転写材が用いられるため、転写材の種類によっては、現像剤の転写率が著しく低下し、残留現像剤量が増大する。特に、近年、環境保護を目的として使用されることの多い再生紙については、原料となる使用済み紙に含まれる異物の影響などにより、非再生紙に比べて表面の凹凸が多くなり２次転写性が一層低下する傾向にある。つまり、環境保護のために再生紙を利用するほど、逆に廃剤として処理される残留現像剤が増えてしまう矛盾が生じることになる。よって、中間転写体を用いた画像形成装置においては、中間転写体上の残留現像剤の回収・再利用を考慮しなければ、結局は廃剤が生じ、リサイクル効果が半減してしまうことになる。また、上記のように廃剤が生じてしまう場合、廃剤を破棄処理するための機構を設ける必要があり、そのためには廃剤保管用部材を設けなければならないが、廃剤保管用部材は一般的に長期の使用を考え大型化することから、設置場所確保のためレイアウト余裕度がなくなる、コストがかかるなどという問題が生じる。さらには、メンテナンス性の面での問題として、廃剤保管用部材を定期的に交換処理する必要性が生じる。
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、廃剤として処理される現像剤をなくし、これまでにない非常に優れた環境保護性を有するカラー画像形成装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像に現像手段により現像を行い、得られた像担持体上の現像画像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体上に１次転写された現像画像をさらに転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上の残留現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、該像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を再利用するためのリサイクル機構と、中間転写体上の残留現像剤を回収するための中間転写体クリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記中間転写体クリーニング手段で回収した現像剤を、現像手段にもどして再利用するリサイクル機構を有する画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、黒色現像用の現像手段に送り込み再利用する請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、回収現像剤専用の現像手段に送り込み再利用する請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、複数の担持体で構成される画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項４記載の複数の像担持体のうち、中間転写体の回転方向に対し最も上流に位置する像担持体から回収した現像剤については、前記最も上流に位置する像担持体の現像手段に回収現像剤を再び送り込み再利用する画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。図中の複写装置本体１００は、給紙テーブル２００上に載置され、複写装置本体１００上にスキャナ３００が取り付けられ、さらに原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００がその上に取り付けられる。
複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。中間転写体１０は、図２に示すように、ベース層１１を、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層１２を設ける。弾性層１２は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層１２の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層１３で被ってなる。
そして、図１に示すとおり、図示例では中間転写体１０を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つの支持ローラのなかで第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体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つの支持ローラのなかで第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体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。そのタンデム画像形成装置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、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２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２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート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、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２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２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装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【０００６】
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、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を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、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、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
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。そして、中間転写体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、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、２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体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体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
さて、上述したタンデム画像形成装置２０において、個々の画像形成手段１８は、詳しくは、例えば図３に示すように、ドラム状の感光体４０のまわりに、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。
【０００７】
次に、本発明の要旨である現像剤リサイクルの詳細について述べる。図４は、これから説明に用いる図面の基本部分を示したタンデム型画像形成装置の概略構成図である。図面中心には中間転写体１０があり、中間転写体１０には、ドラム状感光体４０が、中間転写体１０の回転方向に対し上流側から、ブラック用感光体４０−Ｂｋ、シアン用感光体４０−Ｃ、マゼンタ用感光体４０−Ｍ、そしてイエロー用感光体４０−Ｙの順に配置されている。同様に、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３が、各色用の感光体４０の周りにそれぞれ配置されている。また、中間転写体１０には中間転写体クリーニング装置１７が備え付けられている。
本発明の画像形成装置としては、いくつかの形が提案できるが、まず、図５にその一例を示す。この例では、各色用の感光体４０から、それぞれが持つ感光体クリーニング装置６３により、現像剤が回収され、それらは、回収現像剤移動手段Ａ（リサイクル機構）により、回収現像剤をいったん溜めておく回収タンクＴに運ばれる。また、中間転写体クリーニング装置１７からも、同様に回収された現像剤が、回収現像剤移動手段Ｂ（リサイクル機構）により、回収タンクＴに運ばれる。回収タンクＴに回収された現像剤は、色ムラがないように撹拌された後に混色の目立ちづらいＢｋ現像手段の現像剤補給部に対し、少量づつ混合され、再利用される。
【０００８】
また、図６に他の例を示す。この例では、各色の感光体クリーニング装置６３により回収された現像剤と、中間転写体クリーニング装置１７から回収された現像剤を、それぞれ回収現像剤移動手段Ａおよび回収現像剤移動手段Ｂによって、回収タンクＴに運ぶ。回収タンクＴに回収された現像剤は、回収現像剤専用の現像装置６１−Ｘに運ばれ、再利用される。現像装置６１−Ｘは、複数の現像剤が混色した濁った色の現像剤で作像を行うので、色を気にしないですむ文字原稿の印刷や、試し印刷などに適しており、主としてこれらの用途に消費される。
また、図７にさらなる例を示す。この例では、基本的な回収動作は図６に示した例と同様だが、中間転写体１０の回転方向に対し最も上流に位置する感光体４０（図示例では、４０−Ｂｋ）から回収した現像剤に関しては、再び同じ色用の現像装置６１（図示例では、６１−Ｂｋ）に戻すことを特徴としている。つまり、搬送手段Ａ―１により、黒用感光体クリーニング手段６３−Ｂｋから回収した黒色トナーを現像装置６１Ｂｋに戻す。中間転写体１０の回転方向に対し最も上流の感光体クリーニング手段には、他の色の現像剤が混入することがないため、回収される現像剤はそのまま同じ現像装置で回収し、新剤と同じに再利用することができる。
なお、上記例では、タンデム型の画像形成装置について説明したが、もちろん本発明は、１ドラム型の画像形成装置にも適用可能である。図５のタンデム型の例を１ドラム型に展開した場合の画像形成装置の概略構成図を、図８に示す。また、図６のタンデム型の例を１ドラム型に展開した場合の画像形成装置の概略構成図を図９に示す。どちらも、タンデム型での実施例を１ドラム型に置き換えただけなので、詳細な説明は省く。
以上のように、本発明を適用することにより、廃剤がいっさい生じない、非常にリサイクル性の高い、ひいては非常に環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想を利用するすべての装置に対し適用可能である。感光体、中間転写体、および２次転写手段はベルト形状、ドラム形状、ローラ形状のいづれでも良い。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像に現像手段により現像を行い、得られた像担持体上の現像画像を中間転写体に１次転写し、該中間転写体上に１次転写された現像画像をさらに転写材に２次転写する画像形成装置で、前記像担持体上の残留現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、該像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を再利用するためのリサイクル機構と、中間転写体上の残留現像剤を回収するための中間転写体クリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記中間転写体クリーニング手段で回収した現像剤を、現像手段にもどして再利用するリサイクル機構を有することを特徴とする画像形成装置により、廃剤として処理される現像剤をいっさいなくすことができ、環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが可能になる。
請求項２の発明によれば、前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、黒色現像用の現像手段に送り込み再利用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置により、色ムラがないように撹拌された後に混色の目立ちづらいＢｋ現像手段の現像剤補給部に対し、少量づつ混合され、再利用されるので画質に大きな影響を与えることなく、廃剤を排出せず環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが可能になる。
請求項３の発明によれば、前記像担持体クリーニング手段および前記中間転写体クリーニング手段により回収された現像剤を、回収現像剤専用の現像手段に送り込み再利用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置により、トナーが専用現像手段におくりこまれ、複数の現像剤が混色した濁った色の現像剤で作像を行うが、色を気にしないですむ文字原稿の印刷や、試し印刷などには適しており、これらの用途に消費されて、廃剤を排出せず、環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが可能になる。
請求項４の発明によれば、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、複数の担持体で構成されることを特徴とする画像形成装置により、最近のカラー画像形成に利用されるタンデム型装置においての廃剤として処理される現像剤をいっさいなくすことができ、環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが出来るという非常に優れた効果がある。
請求項５の発明によれば、請求項４記載の複数の像担持体のうち、中間転写体の回転方向に対し最も上流に位置する像担持体から回収した現像剤については、前記最も上流に位置する像担持体の現像手段に回収現像剤を再び送り込み再利用することを特徴とする画像形成装置により、中間転写体の回転方向に対し最も上流の感光体クリーニング手段には、他の色の現像剤が混入することがないため、回収される現像剤はそのまま同じ現像装置で回収し、新剤と同じに再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の概略構成図。
【図２】本発明のカラー画像形成装置に使用する中間転写ベルトの断面構成図。
【図３】本発明のカラー画像形成装置の感光体周りの概略構成図。
【図４】本発明のカラー画像形成装置の基本主要部分の概略図。
【図５】本発明のタンデム型カラー画像形成装置のトナー回収の一例の概略図。
【図６】本発明の同型画像形成装置の回収トナー専用現像手段利用の例の概略図。
【図７】本発明の同画像形成装置の最上流感光体トナー回収利用の例の概略図。
【図８】本発明の１ドラム型カラー型画像形成装置のトナー回収の１例の概略図。
【図９】本発明の１ドラム型カラー型画像形成装置の回収トナー専用現像手段利用例を示す概略図。
【符号の説明】
１０　中間転写体、１１　中間転写体ベース層、１２　中間転写体弾性層、１３　中間転写体コート層、１４　支持ローラ、１５　支持ローラ、１６　支持ローラ、１７　中間転写体クリーニング装置、１８　画像形成手段、２０　タンデム画像形成装置、２１　露光装置、２２　２次転写装置、２３　ローラ、２４　２次転写ベルト、２５　定着装置、２６　定着ベルト、２７　加圧ローラ、２８シート反転装置、３０　原稿台、３２　コンタクトガラス、３３　第１走行体、４　第２走行体、３５　結像レンズ、３６　読みとりセンサ、４０　感光体、４２　給紙ローラ、４３　ペーパーバンク、４４　給紙カセット、４５　分離ローラ、４６　給紙路、４７　搬送ローラ、４８　給紙路、４９　レジストローラ、５０　給紙ローラ、５１　手差しトレイ、５２　分離ローラ、５３　手差し給紙路、５５　切換爪、５６　排出ローラ、５７　排紙トレイ、６０　帯電装置、６１　現像装置、６２　１次転写装置、６３　感光体クリーニング装置、６４　除電装置、１００　複写装置本体、２００　給紙テーブル、３００　スキャナ、４００　原稿自動搬送装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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