(57)【要約】【課題】インライン方式の画像形成装置において、廃トナーを有効利用することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】インライン方式の画像形成装置において、中間転写体の搬送方向最上流に少なくとも現像手段と感光ドラムを有する、所定量の黒トナーを充填したカートリッジを設置し、尚且つ、前記黒カートリッジの構成部材において、少なくとも前記現像手段および感光ドラムが、他のプロセスカートリッジで用いられている現像手段および感光ドラムと少なくとも形状が同一であり、前記黒カートリッジの感光ドラムによって、中間転写体上の転写残りトナーを回収する工程と、感光ドラム上の回収したトナーを前記現像手段で回収する工程を備え、尚且つ前記黒カートリッジをモノクロ出力のドラフト画像を形成するための画像形成手段として用いることのできる構成である。【選択図】　　　　図１
2004138842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体と、前記中間転写体に沿って配置された複数の画像形成手段とを備え、前記複数の画像形成手段によって形成された複数色のトナー像を前記中間転写体に重ね合わせて転写する工程と、前記中間転写体上の複数色のトナー像を前記中間転写体から記録材に一括して転写する工程と、前記記録材上の複数色のトナー像を溶融混色し、且つ前記記録材上に定着する工程とを有し、前記記録材にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段は、各々が、少なくとも像担持体と現像手段とを有した一体型の構成であり、且つ、該像担持体が前記中間転写体に対し着脱可能な構成に配されており、
尚且つ、前記複数の画像形成手段のうち前記中間転写体の搬送方向最上流に配置された画像形成手段は、所定量の黒現像剤が充填された現像手段を持ち、尚且つ、該最上流の画像形成手段は、前記中間転写体上のトナーを、前記中間転写体から像担持体上に静電的に回収する工程と、該像担持体上に回収したトナーを現像手段に回収する工程と、該回収したトナーを該充填されていた所定量の黒現像剤と該現像手段内で混合する工程を有した構成であり、
尚且つ、該最上流に配された画像形成手段は、モノクロ出力のドラフト画像形成手段として用いることが可能な構成であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段において、少なくとも現像手段および像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一の形状をしている請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段において、少なくとも現像手段および像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一部材で構成されている請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体に近接または当接されている、前記中間転写体上に付着したトナーを帯電させるための帯電部材を有する請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材を担持して搬送する記録材搬送部材と、前記搬送部材に沿って配置された複数の画像形成手段を備え、前記複数の画像形成手段によって形成された複数色のトナー像を前記記録材に重ね合わせて転写する工程と、前記記録材上の複数色のトナー像を溶融混色し、且つ前記記録材上に定着する工程とを有し、前記記録材にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段は、各々が、少なくとも像担持体と現像手段とを有した一体型の構成であり、且つ、該像担持体が前記搬送部材に対し着脱可能な構成に配されており、
尚且つ、前記複数の画像形成手段のうち前記搬送部材の搬送方向最上流に配置された画像形成手段は、所定量の黒現像剤が充填された現像手段を持ち、尚且つ、該最上流の画像形成手段は、前記搬送部材上のトナーを、前記搬送部材から像担持体上に静電的に回収する工程と、該像担持体上に回収したトナーを現像手段に回収する工程と、該回収したトナーを該充填されていた所定量の黒現像剤と該現像手段内で混合する工程を有した構成であり、
尚且つ、該最上流に配された画像形成手段は、モノクロ出力のドラフト画像形成手段として用いることが可能な構成であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記記録材搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段の、少なくとも現像手段および像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一の形状をしている請求項５の画像形成装置。
【請求項７】
前記記録材搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段の、少なくとも現像手段および像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一部材で構成されている請求項５または６の画像形成装置。
【請求項８】
前記記録材搬送部材に近接または当接されている、前記記録材搬送部材上に付着したトナーを帯電させるための帯電部材を有する請求項５、６又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成手段のうち少なくとも現像手段および像担持体を、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジに構成した請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【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・プリンターなどとされる、電子写真方式、あるいは静電記録方式の画像形成装置に関し、特に複数の感光体を備え、各像担持体上に形成された画像を同一の記録材上に順次重ね合わせることにより、カラー画像を形成するインライン方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真記録方式を利用して記録材にカラー画像を形成する画像形成装置は、種々のものが提案され、そのいくつかが実用化されている。
【０００３】
電子写真記録方式を利用したカラー画像形成装置の代表的な例として、たとえば回転現像装置内蔵のものがある。この回転現像装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤（トナー）を内包した現像器を回転体の回転周面に沿って配置して成っており、像担持体である感光体に対し各色のトナーを用いて順次現像を行うことができるといった装置構成を有している。
【０００４】
この回転現像装置を採用した画像形成装置では、感光体上に形成された各色の静電潜像を、感光体と対向した現像装置で対応する色の現像器で現像することにより、静電潜像をトナー像として可視化し、このトナー像が感光体上に得られるたびに、トナー像を用紙等のシート状の記録材上に転写する工程を繰り返すことにより、記録紙上に複数色のトナー像を重畳したカラー画像が形成されることになる。
【０００５】
これに対し、複数の感光体を備え、各感光体上の各色のトナー像を別々に形成し、この各色のトナー像を複数の感光体に順次搬送された記録紙に重ね合わせて転写し、記録紙にカラー画像を得る、いわゆるインライン方式の画像形成装置もある。
【０００６】
ここで、各色のトナー像を記録紙に直接転写せずに、感光体から一旦中間転写体上に重畳して転写し、その後、記録紙に一括して転写することにより、記録紙にカラー画像を得る、中間転写タイプでインライン方式の画像形成装置もある。これら電子写真記録方式のカラー画像形成装置は、それぞれ一長一短であるが、高速化という観点からは、インライン方式が優れており、実用化されている製品も多い。
【０００７】
図４は、インライン方式を採用したカラー画像形成装置の一構成例であり、その主要内部構造を概略的に示す側面図である。本画像形成装置は、４連ドラム中間転写タイプのインラインカラープリンタとして構成されている。
【０００８】
このインラインカラープリンタは、中間転写ベルト１０６を備え、この中間転写ベルト１０６は、駆動ローラ１０７、従動ローラ１０９およびテンションローラ１０８に懸架され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト１０６に沿って、像担持体である４個の感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄが直列に配置され、感光ドラム１０１およびその他の画像形成手段により、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する画像形成手段を配置する、配置ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを構成している。
【０００９】
配置ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの画像形成手段は、それぞれ、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと、その周囲に配置された帯電器１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、露光器１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、現像器１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、およびドラムクリーナ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄとから構成されている。各色の画像形成手段は、現像器１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄにそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収容されていることを除き、ほぼ同様な構成を有する。
【００１０】
４色フルカラーの画像形成動作について説明する。まず、各感光ドラム１０１が回転し、その表面が帯電器１０２によって均一に帯電され、次いで露光器１０３から、画像データに応じて変調されたレーザビームが照射され、各感光ドラム１０１の表面に各色に対応した所望の静電潜像が形成される。各感光ドラム１０１上の静電潜像は、それぞれの現像器１０４によりトナーを用いて現像位置で現像され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像として可視化される。
【００１１】
感光ドラム１０１上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０６上に、感光ドラム１０１と対向した各転写ニップ部で転写手段の転写ローラ１１０により順次重ねて静電的に転写される。記録紙Ｐは、不図示の給紙手段から搬送手段を経て中間転写ベルト１０６と二次転写ローラ１１２の二次転写ニップ部に供給され、中間転写ベルト１０６上のトナー像が静電的に一括転写される。
【００１２】
このようにして記録紙Ｐ上に一括転写された４色のトナー像は、図示しない定着器に搬送され、そこで各色のトナーが溶融混色および定着されて、記録紙Ｐ上に所望のカラープリント画像が得られる。
【００１３】
転写によって感光ドラム１０１上に残留したトナーは、クリーニングブレード等を備えたドラムクリーナ１０５により除去され、次の画像形成工程に備える。
【００１４】
図４の画像形成装置においては、各配置ステーションＰＹ〜ＰＫの画像形成手段のうち、感光ドラム１０１、帯電器１０２、現像器１０４、およびドラムクリーナ１０５を、図６に示すように、プロセスカートリッジ１１３として一体化し、画像形成装置本体に対し着脱自在に構成されている。
【００１５】
本画像形成装置では、上記のプロセスカートリッジ１１３のトナー残量を検知し、これをユーザーに報告する手段を有しており、ある色のカートリッジのトナーがなくなり、寿命に達した際には、ユーザーがそのカートリッジを交換するだけで引き続き使用することが可能である。
【００１６】
このようなカートリッジの形態とすることで、寿命までの間は常に安定して不具合のない良好な画像を形成することができ、しかも寿命となった際の交換も、ユーザーが容易に行うことができるという利点がある。カートリッジの形態をとらない場合に比べ、画像形成手段を構成する感光ドラム、帯電器、現像器等の交換を別々に行う必要がなく、メンテナンスの頻度をかなり抑制することができる。
【００１７】
また、インライン方式を採用したカラー画像形成装置の他の構成例として、図５の主要内部構造を概略的に示す側面図のような、直接多重転写方式の画像形成装置もある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記で説明した従来の画像形成装置においては、二次転写の際に、記録材に中間転写ベルト上のトナーを静電的に一括転写する工程があるが、中間転写ベルト上の全てのトナーが記録材上に転写されるわけではなく、記録材上に転写されずに中間転写ベルト上にトナーが残る場合がある。
【００１９】
また、従来の画像形成装置においては、出力された画像濃度を均一にするために、現像バイアスや帯電バイアス等の制御値を幾段階に変更し、所定のタイミングで所定のパッチを形成し、このパッチ濃度を検知することでバイアス制御値の最適化をはかる、いわゆる濃度制御を実行しているものもある。
【００２０】
例えば、図４の装置においては、感光ドラム１０１にパッチを形成し、これを中間転写ベルト１０６上に転写することで、中間転写ベルト１０６上にパッチを形成し、不図示の反射濃度検知手段によりパッチ濃度を検知し、濃度制御を実行している。
【００２１】
上記のパッチ形成や、記録紙のジャムなどにより、トナー搬送経路である中間転写ベルト１０６上に付着したトナー、および前述の二次転写の際に記録紙上に転写されずに残ったトナーについては、中間転写ベルト１０６に対し配置されたクリーニングブレード等を有する中間転写ベルトクリーナ１１１によって所定のタイミングで除去される。
【００２２】
また、従来の画像形成装置においては、中間転写ベルト１０６からの除去によりクリーナ１１１内に回収されたトナーを、不図示の搬送スクリュー等を介して、クリーナ１１１に着脱可能に配置された廃トナーボックスに収容するようにしている画像形成装置もある。
【００２３】
しかしながら、図４の画像形成装置のように、中間転写ベルト１０６上に付着したトナーをベルトクリーナ１１１により回収した場合には、定期的にユーザーがクリーナ１１１または前述の廃トナーボックスを交換する必要が生じるといった、ユーザビリティを低下させる問題がある。前述のパッチ濃度検知による濃度制御を行っている場合には、さらにクリーナが満量になる速度が早くなり、クリーナの交換頻度が増加し、さらにユーザビリティが低下する問題がある。
【００２４】
さらに、廃トナーの入ったクリーナ１１１や前述の廃トナーボックスを廃棄する際にも、通常の廃棄物と異なり、メンテナンス業者に回収してもらわなければならないなどの面倒が生じる問題がある。また、廃トナーはベルトクリーナ１１１や前述の廃トナーボックスに一旦回収されると、画像形成の際に再利用されることがないため、トナーの使用効率が悪化する問題がある。
【００２５】
本発明の目的は、廃トナーに関する、保守や廃棄面でのユーザビリティを向上し、かつ廃トナーを有効利用することができる、インライン方式のカラー画像形成装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、
本発明は、中間転写体と、前記中間転写体に沿って配置された複数の画像形成手段とを備え、前記複数の画像形成手段によって形成された複数色のトナー像を前記中間転写体に重ね合わせて転写する工程と、前記中間転写体上の複数色のトナー像を前記中間転写体から記録材に一括して転写する工程と、前記記録材上の複数色のトナー像を溶融混色し、且つ前記記録材上に定着する工程とを有し、前記記録材にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段は、各々が、少なくとも像担持体と現像手段とを有した一体型の構成であり、且つ、該像担持体が前記中間転写体に対し着脱可能な構成に配されており、
尚且つ、前記複数の画像形成手段のうち前記中間転写体の搬送方向最上流に配置された画像形成手段は、所定量の黒現像剤が充填された現像手段を持ち、尚且つ、該最上流の画像形成手段は、前記中間転写体上のトナーを、前記中間転写体から像担持体上に静電的に回収する工程と、該像担持体上に回収したトナーを現像手段に回収する工程と、該回収したトナーを該充填されていた所定量の黒現像剤と該現像手段内で混合する工程を有した構成であり、
尚且つ、該最上流に配された画像形成手段は、モノクロ出力のドラフト画像形成手段として用いることが可能な構成であることを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
本発明によれば、前記中間転写体の搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている前記現像手段を有する画像形成手段のうち、少なくとも現像手段と像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一の形状をしている、もしくは同一部材で構成されており、前記画像形成手段が少なくとも現像手段および像担持体を、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジに構成した。
【００２８】
さらに、本発明は、前記中間転写体に近接または当接されている、前記中間転写体上に付着したトナーを帯電させるための帯電部材を有する画像形成装置である。
【００２９】
また、本発明は、記録材を担持して搬送する記録材搬送部材と、前記搬送部材に沿って配置された、複数の画像形成手段とを備え、前記複数の画像形成手段によって形成された複数色のトナー像を前記搬送部材により搬送された記録材に重ね合わせて転写する工程と、前記記録材上の複数色のトナー象を溶融混色し、且つ前記記録材上に定着する工程とを有し、前記記録材にカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段は、各々が、少なくとも像担持体と現像手段とを有した一体型の構成であり、且つ、該像担持体が前記搬送部材に対し着脱可能な構成に配されており、
尚且つ、前記複数の画像形成手段のうち前記搬送部材の搬送方向最上流に配置された画像形成手段は、所定量の黒現像剤が充填された現像手段を持ち、尚且つ、該最上流の画像形成手段は、前記搬送部材のトナーを、前記搬送部材から像担持体上に静電的に回収する工程と、該像担持体上に回収したトナーを現像手段に回収する工程と、該回収したトナーを該充填されていた所定量の黒現像剤と該現像手段内で混合する工程を有した構成であり、
尚且つ、該最上流に配された画像形成手段は、モノクロ出力のドラフト画像形成手段として用いることが可能な構成であることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
本発明によれば、前記記録材搬送部材の搬送方向最上流に配置された、所定量の黒現像剤が充填されている前記現像手段を有する画像形成手段において、少なくとも現像手段および像担持体が、前記複数の画像形成手段の現像手段および像担持体と同一の形状をしている、もしくは同一部材で構成されており、前記画像形成手段が少なくとも現像手段および像担持体を、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジに構成した。
【００３１】
さらに、本発明は、前記記録材搬送部材に近接または当接されている、前記記録材搬送部材上に付着したトナーを帯電させるための帯電部材を有する画像形成装置である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施例を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３３】
（実施例１）
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図である。本画像形成装置は、中間転写ベルト６に沿って、４つの配置ステーションＰＹ〜ＰＫ、および所定量の黒現像剤が充填されている配置ステーションＰＫ’が並列したインライン方式のカラープリンタである。
【００３４】
本実施例の特徴は、従来の４つの配置ステーションＰＹ〜ＰＫに加え、所定量の黒現像剤が充填されている配置ステーションＰＫ’が、中間転写体搬送方向最上流に配置されていることである。
【００３５】
第２のステーションＰＹの画像形成手段のうち、図２に示すように、感光ドラム１ａ、帯電器２ａ、現像器４ａ、およびドラムクリーナ５ａは一体的に組み込まれて、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ１３ａとして構成されている。同様に、第３〜第５のステーションＰＭ〜ＰＫの画像形成手段についても、図２と同様に、感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄ、帯電器２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器４ｂ、４ｃ、４ｄ、およびドラムクリーナ５ｂ、５ｃ、５ｄが、それぞれ画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、として構成されている。
【００３６】
第１のステーションＰＫ’の、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段については、感光ドラム１ｅ、帯電器２ｅ、現像器４ｅが図３のように、第２〜第５のステーションＰＹ〜ＰＫの画像形成手段の感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、現像器４ａ〜４ｄと同一の形状のものが用いられており、必要に応じて画像形成装置本体から着脱自在なプロセスカートリッジ１３ｅとして構成されている。
【００３７】
次に、現像器４について説明する。ここで、各カートリッジＰＹ〜ＰＫの現像器４ａ〜４ｄについては、充填されているトナーの色が異なる点を除いて同様に構成されているため、説明の簡略化のために、以下、イエローカートリッジＰＹの現像器４ａについて説明する。
【００３８】
現像器４ａは、非磁性一成分負帯電トナーを用いた接触現像装置である。現像器４ａは、矢印ｃ方向に回転する現像ローラ１８ａを有し、この現像ローラ１８ａに当接するように配置されているはぎ取り供給部材であるはぎ取り供給ローラ１９ａと、現像ローラ１８ａに圧接するように配置された規制部材としての規制ブレード２０ａと、トナーを攪拌・搬送する不図示の攪拌部材で構成されている。
【００３９】
現像器４ａ内では、不図示の攪拌部材がはぎ取り供給ローラ１９ａ近傍にトナーを搬送する。はぎ取り供給ローラ１９ａ近傍に搬送されたトナーは、はぎ取り供給ローラ１９ａの回転により現像ローラ１８ａとはぎ取り供給ローラ１９ａとの当接部に搬送され、現像ローラ１８ａの表面に担持される。そして、現像ローラ１８ａの回転により、現像ローラ１８ａ上のトナーは現像ローラ１８ａと規制ブレード２０ａとの当接部に搬送される。この当接部を通過する際、トナーは規制ブレード２０ａや現像ローラ１８ａとの摩擦により負極性に帯電されると同時に、トナーの層厚が均一に規制される。
【００４０】
このようにして均一にコートされたトナーは、現像ローラ１８ａの回転に伴い、感光ドラム１ａと現像ローラ１８ａの当接部に搬送され、感光ドラム１ａ上に潜像がある場合（Ｖｌ＝―２００Ｖ）には、現像ローラ１８ａに印加した現像バイアス（Ｖｄｃ＝―５００Ｖ）により、感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像にトナーを付着して現像し、潜像をトナー像として可視化する。また、感光ドラム１ａ上に潜像がない場合（Ｖｄ＝―７００Ｖ）には、現像ローラ１８ａ上に残留したまま、現像器４ａ内に戻される。そして、現像器４ａ内に戻された現像ローラ１８ａ上のトナーは、はぎ取り供給ローラ１９ａによって現像ローラ１８ａからはぎ取られる。はぎ取り供給ローラ１９ａによってはぎ取られたトナーは、不図示の攪拌部材によって、現像器４ａ内に充填されているトナーと十分に混合される。
【００４１】
以下に、本画像形成装置における画像形成動作の詳細について説明する。
【００４２】
各感光ドラム１ａ〜１ｄが回転し、その表面が帯電器２ａ〜２ｄによって均一に帯電され、次いで露光器３ａ〜３ｄから、画像データに応じて変調されたレーザビームが照射され、各感光ドラム１ａ〜１ｄの表面に各色に対応した所望の静電潜像が形成される。各感光ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像は、それぞれの現像器４ａ〜４ｄによりトナーを用いて現像位置で現像され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像として可視化される。
【００４３】
上記の画像形成動作によって、まず、１色目の配置ステーションＰＹにおいて、感光ドラム１ａ上にイエロートナー像が形成され、この間にカセット等の記録材収納部２２から記録紙Ｐが給紙ローラ２３により供給され、レジストローラ対２４へ搬送される。記録紙Ｐはレジストローラ対２４で一旦停止する。転写ベルト６の回転に伴い、転写部において、転写ベルト６の内側に配置された転写ローラ１０ａに印加されるトナーと反極性の電圧（＋３００Ｖ）により、感光ドラム１ａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト６上に静電的に転写される。
【００４４】
ついで、２色目、３色目、４色目の配置ステーションＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて、同様な工程を経て、感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄ上にマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成され、次いで中間転写ベルト６上に順次転写されて、中間転写ベルト６上に４色のトナー像を多重転写したカラー画像が得られる。
【００４５】
レジストローラ対２４で一旦停止していた記録紙Ｐは、所定のタイミングで中間転写ベルト６と二次転写ローラ１２の二次転写ニップ部に供給され、中間転写ベルト６上のトナー像が静電的に一括転写される。
【００４６】
このトナー像が多重転写された記録紙Ｐは、定着器２５に搬送されてトナー像の定着処理を受け、排紙ローラ対２６によって排出される。
【００４７】
一次転写によって感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残留したトナーは、ドラムクリーナ５ａ〜５ｄによって除去され、次の画像形成工程に備える。
【００４８】
また、本画像形成装置では、出力された画像濃度を均一にするために、現像バイアスや帯電バイアス等の制御値を幾段階に変更し、所定のタイミングで所定のパッチを形成し、このパッチ濃度を検知することでバイアス制御値の最適化をはかる、いわゆる濃度制御を実行する。
【００４９】
図１の装置において、各感光ドラム１ａ〜１ｄにパッチを形成し、これを中間転写ベルト６上に転写することで、中間転写ベルト６上にパッチを形成し、不図示の反射濃度検知手段によりパッチ濃度を検知し、濃度制御を実行している。
【００５０】
上記のパッチ形成や、記録紙のジャムなどにより、トナー搬送経路である中間転写ベルト６上に付着したトナー、および二次転写の際に記録紙Ｐ上に転写されずに残ったトナーには、しばしば帯電極性が変化した未帯電トナーや反転極性トナーが含まれている。これらの付着トナーおよび転写残トナーは、中間転写ベルト６により、中間転写ベルト６に近接して配置されているコロナ帯電器３０との対向部に搬送され、コロナ帯電器３０による放電を受けて、所望の負極性に均一に再帯電される。再帯電された付着トナーおよび転写残トナーについては、中間転写ベルト６の搬送方向最上流に配置された配置ステーションＰＫ’にて、中間転写ベルト６を介して感光ドラム１ｅに対向して当接している転写ローラ１０ｅに、所定のクリーニングバイアスを印加して、電位差によって静電的に感光ドラム１ｅに引き戻すことで、所定のタイミングで除去される。ここでいう所定のクリーニングバイアスには、画像形成時に他の配置ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの転写ローラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに印加されるバイアスと反対の極性のＤＣ成分バイアス（ー９００Ｖ）を印加するように設定した。
【００５１】
感光ドラム１ｅに引き戻されたトナーは、しばしば帯電極性が変化した未帯電トナーや反転極性が含まれている。これらの引き戻されたトナーを担持した感光ドラム１ｅが、帯電器２ｅより再びＶｄ＝ー７００Ｖに帯電されると、同時に感光ドラム１ｅ上の引き戻されたトナーも、所望の負極性に均一に再帯電される。再帯電されたトナーは、感光ドラム１ｅの回転に伴い、感光ドラム１ｅと現像ローラ１８ｅの当接部に搬送され、現像ローラ１８ｅに印加した現像バイアス（Ｖｄｃ＝―５００Ｖ）により、再帯電されたトナーを現像ローラ１８ｅに引き寄せる電界が形成され、その電界によって現像器４ｅに回収される。現像器４ｅに回収された廃トナーは、不図示の攪拌部材によって、現像器４ｅ内に充填されている黒現像剤と十分に混合される。ここで、現像器４ｅに充填されている黒現像剤の量は、現像器４ｅに充填可能なトナー量の１０％に設定した。
【００５２】
ところで、本画像形成装置は、ユーザーが出力画像の色味などを気にせず、出力画像のレイアウト等を確認する目的として簡易印刷を行うための、モノクロ出力のドラフト画像出力を行えるような不図示の情報処理装置を有している。
【００５３】
現像器４ｅに回収された廃トナーは、ユーザーによって、モノクロ出力のドラフト画像出力モードで画像出力を行うよう指定された時に、不図示の情報処理装置の制御により、通常画像データをモノクロの画像データに変換した画像データを不図示の画像形成コントローラに送り、配置ステーションＰＫおよびＰＫ’のみでの画像形成工程を経て、記録紙Ｐ上に、モノクロ出力のドラフト画像として定着されて排出される。ここでいう配置ステーションＰＫおよびＰＫ’のみでの画像形成工程は、配置ステーションＰＫおよびＰＫ’以外の配置ステーションＰＹ〜ＰＭの画像形成手段を動作させず、感光ドラム１ａ〜１ｃと中間転写ベルト６を不図示の機構により離間し、この状態で、前述の画像形成動作を行うように設定した。
【００５４】
なお、プロセスカートリッジ１３ａ〜１３ｅは、現像剤容器内にトナー残量を検知する不図示の検知手段が設置されており、トナー残量が少なくなってきたとき、カートリッジの交換を促す旨を、所定のタイミングでユーザーに知らせるようになっている。
【００５５】
上記のように、中間転写体の搬送方向最上流に、所定量の黒現像剤が充填されている画像形成手段を配置することにより、ユーザーは、廃トナー容器に対する交換作業や廃棄作業が不要になるといった、ユーザビリティの向上を図ることができる。また、モノクロ出力のドラフト画像出力モードにおいて、廃トナーをドラフト画像形成に用いるため、トナーの使用効率を上げることができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施例によれば、図４の従来例に設置されている中間転写ベルトのクリーナ１１１や、そのクリーナの廃トナーボックスを除去することができ、ユーザビリティを向上させることができ、さらに廃トナーを有効利用することができる。
【００５７】
本実施例では、配置ステーションＰＫ’を、ドラフト画像出力モードに用いるように設定したが、別に通常の画像形成工程で用いてもかまわない。
【００５８】
また、本実施例では、中間転写ベルト６上に付着したトナーを再帯電するための帯電部材に、非接触方式のコロナ帯電器３０を用いたが、別に接触方式・非接触方式によらず、他の帯電部材を用いてもかまわない。
【００５９】
また、本実施例では、中間転写ベルト等の中間転写体に沿って複数の画像形成手段を配置する配置ステーションを設置し、その複数の感光ドラム上に形成した複数色のトナー像を中間転写体に一旦重ね合わせて転写し、ついで複数色のトナー像を中間転写体に搬送された記録紙に一括して転写し、定着する中間転写方式の画像形成装置について説明したが、本発明は、複数の感光ドラム上に形成した複数色のトナー像を、転写ベルト等の記録体搬送部材によって搬送される記録紙に重ね合わせて転写し、定着する直接多重転写方式の画像形成装置についても適用できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インライン方式の画像形成装置において、中間転写体や記録材搬送部材等のクリーニング手段を廃止し、中間転写体や記録材搬送部材等に付着したトナーを除去するために、中間転写体や記録材搬送部材の搬送方向最上流に、少なくとも現像手段および像担持体を、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジに構成した、所定量の黒現像剤が充填された画像形成手段を配置することで、中間転写体上や記録材搬送部材上の付着トナーを回収し、回収した廃トナーをモノクロ出力のドラフト画像形成に用いることで、廃トナーに関する保守や廃棄面でのユーザビリティを向上し、かつ廃トナーを有効利用することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置のプロセスカートリッジを示す構成図である。
【図３】図１の画像形成装置のプロセスカートリッジＰＫ’を示す構成図である。
【図４】従来の画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図５】従来の画像形成装置の他の例を示す構成図である。
【図６】図４の画像形成装置のプロセスカートリッジを示す構成図である。
【符号の説明】
１ａ　感光ドラム
２ａ　体電器
４ａ　現像器
５ａ　ドラムクリーナ
１３ａ　プロセスカートリッジ
【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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