(57)【要約】【課題】  画像形成速度を高速化し、且つ、ブラックモノカラー画像形成の生産頻度に適応するよう、受像部材を往復搬送しながら画像形成を行う画像形成装置を提供する。【解決手段】  正逆回転可能な感光体と、この感光体に対して現像動作を行う、無彩色トナーを収容する無彩色用現像器と、有彩色トナーを収容する有彩色用現像器と、を有し、感光体に形成された現像剤像が受像部材へ形成される画像形成装置において、感光体、及び、無彩色用、有彩色用現像器は、複数配置され、受像部材の第一の移動方向に対応して、感光体が正回転方向に回転するとき、各々無彩色用現像器による現像動作が可能となるように、受像部材の第二の移動方向に対応して、感光体が逆回転方向に回転するとき、各々有彩色用現像器による現像動作が可能となるよう配置される。【選択図】図１
2007163762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の回転方向、及びこの第一の回転方向と逆方向の第二の回転方向に回転可能な像担持体と、この像担持体に対して現像動作を行う、無彩色の現像剤を収容する第一の現像器と、有彩色の現像剤を収容する第二の現像器と、を有し、像担持体に形成された現像剤像が受像部材へ転写される画像形成装置において、
像担持体、及び、第一、第二の現像器は、複数配置され、
受像部材の第一の移動方向に対応して、像担持体が第一の回転方向に回転するとき、各々第一の現像器による現像動作が可能となるように、
受像部材の第二の移動方向に対応して、像担持体が第二の回転方向に回転するとき、各々第二の現像器による現像動作が可能となるよう配置される、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
受像部材の第一の移動方向の移動により、モノカラー画像が形成されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
受像部材の第一の移動方向の移動と、受像部材の第二の移動方向の移動と、を切り替えて、フルカラー画像が形成されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
第二の現像器に収容された現像剤の残量に応じて、第一の現像器のいずれかを使用することを決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。
【請求項５】
像担持体、第一の現像器及び第二の現像器は、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジに設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】
受像部材の第一の移動方向に対応して、像担持体が第一の回転方向に回転するとき、それぞれの像担持体上に残留した現像剤をクリーニングするクリーニング装置が各々配置され、受像部材の第二の移動方向に対応して、像担持体が第二の回転方向に回転するとき、それぞれの像担持体上に残留した現像剤は各々第一の現像器に回収可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの画像形成装置。
【請求項７】
像担持体、第一の現像器、第二の現像器及びクリーニング装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジに設けられることを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受像部材へカラー画像を形成する画像形成装置に関し、詳細には、受像部材を二方向へ復搬送しながら画像形成を行う装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタ等のカラー画像形成装置では、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック等の複数色のトナー像をメディアもしくは転写体に多重転写してカラー画像を形成している。具体的には、画像形成ステーションで順次形成される各色トナー像を搬送ベルト上によって搬送されたシート等のメディアへ順次転写するものが知られている。また、画像形成ステーションで順次形成される各色トナー像を中間転写体上で重ね合わせた後、シート等のメディアへ一括転写するものも知られている。
【０００３】
特許文献１には、往復搬送ベルトに保持したメディアを正逆両方向へ搬送できる画像形成装置が開示されている。即ち、画像形成ステーションのプロセス方向と合致した正方向へメディアを搬送しながらトナー像の転写を行う一方、転写後はメディアを逆方向へ搬送してトナー像転写前の位置にこれを引き戻し、メディアを繰り返し画像形成ステーションの転写部へ送り込む。
【０００４】
また特許文献２には、トナー像がメディアに転写される毎に像担持体の回転方向及びメディアの搬送方向を逆転する画像形成装置が開示されている。ここでは逆転方向に関しても像担持体上にトナー像を形成すると共に、このトナー像をメディアに転写し、メディアの一往復の搬送について二色のトナー像を転写することで、画像形成速度の高速化を図ることができる。
【特許文献１】特開平２−７７０７１号公報
【特許文献２】特開平７−２０９９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、カラープリンタ等の画像形成装置には、生産性向上を目的とした画像形成速度の向上が求められている。加えて、一般的なオフィスユースでは、無彩色であるブラックで印字されたビジネス文書の作成が主な使用目的である。ゆえに、フルカラー画像形成頻度に対してブラックモノカラー画像形成頻度の割合が圧倒的に多く、使用目的に適した画像形成装置構成が求められている。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成速度を高速化し、且つ、無彩色の現像剤の画像形成の生産頻度に適応するよう、受像部材を二方向へ移動しながら画像形成を行える画像形成装置を装置の改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、第一の回転方向、及びこの第一の回転方向と逆方向の第二の回転方向に回転可能な像担持体と、この像担持体に対して現像動作を行う、無彩色の現像剤を収容する第一の現像器と、有彩色の現像剤を収容する第二の現像器と、を有し、像担持体に形成された現像剤像が受像部材へ転写される画像形成装置において、像担持体、及び、第一、第二の現像器は、複数配置され、受像部材の第一の移動方向に対応して、像担持体が第一の回転方向に回転するとき、各々第一の現像器による現像動作が可能となるように、受像部材の第二の移動方向に対応して、像担持体が第二の回転方向に回転するとき、各々第二の現像器による現像動作が可能となるよう配置される、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成速度を高速化し、且つ、無彩色の現像剤の画像形成の生産頻度に適応するよう、受像部材を二方向へ移動しながら画像形成を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施例１）
以下、添付図面に基づいて本発明のー画像形成装置を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示すものである。
【００１１】
図２は像担持体１とプロセス手段とを一体的に構成した、図１中のＡ、Ｂ、Ｃで表すプロセスカートリッジを示す概略構成図である。本実施例においては、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃは同一の形状であり、収容される現像剤の色が異なるのみである。
【００１２】
図３は、プロセスカートリッジ周囲における画像形成装置の一部分を示すものである。
【００１３】
図２において、１Ａは画像情報に応じてトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラムであり、第一の回転方向（正回転方向）である矢印ア方向あるいは第二の回転方向（逆回転方向）である矢印イ方向の両方向へ回転可能である。
【００１４】
感光体ドラム１Ａの周囲には帯電器としての帯電ローラ２ａ及び２ｂが配設され、これら帯電器２ａ、２ｂを二分する位置が図１中１０Ａで示されるスキャナーからのレーザー光による静電潜像の書き込み位置になっている。即ち、プロセスカートリッジは、レーザー光に対して左右対称の形状となっている。
【００１５】
本実施例において、プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａのア方向への回転では現像器３ａの作用により無彩色現像剤であるブラックトナー像が感光体ドラム１Ａ上に形成される。一方、感光体ドラム１Ａのイ方向への回転では現像器３ｂの作用により有彩色現像剤であるイエロートナー像が感光体ドラム１Ａ上に形成される。
【００１６】
感光体ドラム１Ａがア方向に回転するにあたり、帯電ローラ２ｂに所定のＤＣ帯電バイアス（−１１００Ｖ）を不図示の高圧回路から印加し感光体ドラム１表面は一様に帯電される。次に感光体ドラム１Ａはスキャナー１０からのレーザー光により露光され静電潜像が形成される。この静電潜像はブラックトナーを収容した現像器３ａにおいてトナー像として現像・可視化させる。現像器３ａは一成分接触現像方式を採用している。現像器に内包されたトナーは、不図示の駆動手段によるウレタンスポンジ等で構成される現像剤供給部材である弾性ローラ５ａの回転により、現像ローラ６ａに供給される。供給されたトナーは現像ブレード７ａの作用により、適度な帯電性の付与、均一な薄層化が施され、現像剤担持体である現像ローラ６ａに担持される。現像ローラ６ａはその表層を弾性を有するウレタン等のゴム構成されており、剛性である感光体ドラム１Ａに対して、所定の押圧力で接触している。現像ローラ６ａに担持されたトナーは、感光体ドラム１Ａの周速に対して所定の周速比（１５０％）をもって、不図示の駆動手段により現像ローラ６ａを矢印方向に回転駆動させ、トナー像として現像・可視化される。現像時、現像ローラ６ａは所定のＤＣ帯電バイアス（−３００Ｖ）を不図示の高圧回路から印加される。
【００１７】
感光体ドラム１Ａ上のトナー像は、ア方向へ回転することで、転写位置へと搬送される。図３において、この位置で転写ローラ１１Ａに所定のバイアス（＋４００Ｖ）が不図示の電源から印加され、この作用により、トナー像は中間転写体９へ転写される。この時、転写ローラ１１Ａは、回転方向オに回転し、中間転写体９は、移動方向（回転方向）ウに回転する。
【００１８】
この時、転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残留する転写残トナーは、感光体ドラム１Ａがア方向へ回転することで、図２のようにクリーナ４ｂでクリーニングブレード８ｂの作用により除去され、次の画像形成に対する準備が完了する。
【００１９】
一方、感光体ドラム１Ａが矢印イ方向に回転するにあたり、上記説明とほぼ同様な工程を行う。つまり、感光体ドラム１Ａがイ方向に回転するにあたり、帯電ローラ２ａにより感光体ドラム１Ａ表面を一様帯電させ、上記スキャナー１０Ａからのレーザー光により静電潜像が形成される。これをイエロートナーを収容した現像器３ｂにおいて矢印方向に現像ローラ６ｂを回転駆動し、トナー像として現像・可視化させる。感光体ドラム１Ａ上のトナー像は、感光体ドラム１Ａが矢印イ方向へ回転することで、転写位置へと搬送される。この位置でトナー像は転写ローラ１１Ａ（図３参照）の作用により、中間転写体９へ転写される。この時転写ローラ１１Ａは、回転方向カに回転し、中間転写体９は、移動方向（回転方向）エに回転する。
【００２０】
さらに、転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残留する転写残トナーは、感光体ドラム１Ａがイ方向へ回転することで、図２のようにクリーナ４ａでクリーニングブレード８ａの作用により除去される、次の画像形成に対する準備が完了する。
【００２１】
感光体ドラムの周囲に配設された機器のうち、現像器３ａ、３ｂは、感光体ドラム１Ａに接触した動作位置から不図示の離接手段により個々に退避可能に配設されており、いずれか一つの現像器のみが動作位置に設定される。即ち、一方の現像器が感光体ドラムに接触しているときは、他方の現像器は感光体ドラムから離間している。それによって感光体ドラム１Ａに形成されるべき現像剤の色に応じて、感光体ドラム１Ａに対して現像動作が行なわれるようになっている。従って、感光体ドラム１Ａ上に形成されたトナー像が、現像動作していない現像器によって乱され、あるいは現像器内に他色のトナーが入り込んで混色を引き起こすのを防止している。
【００２２】
また、上記クリーナ４ａ、４ｂに設けられたクリーニングブレード８ａ、８ｂについても同様に、感光体ドラムに接触した動作位置から個々に退避可能に配設されている。即ち、クリーナ４ｂは感光体ドラム１Ａの回転方向アのときのみ動作位置に設定され、クリーナ４ａは感光体ドラム１Ａの回転方向イのときのみ動作位置に設定される。クリーナは動作位置に設定されないときは、クリーニングブレードは、感光ドラムから離間している。これによりトナー像の転写が終了した後、感光体ドラム１Ａの各々の回転方向に対して各々のクリーナが感光体ドラム１Ａの表面を清掃することになる。
【００２３】
図１に示す、本実施例におけるプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃでは、図２における右側３ａに相当する現像器には全て無彩色現像剤であるブラックトナーが内包される。左側３ｂの現像器には、プロセスカートリッジＡでは上記説明したように有彩色現像剤であるイエロートナーが内包され、プロセスカートリッジＢ、Ｃには、夫々有彩色現像剤であるマゼンタトナー、シアントナーが内包されている。
【００２４】
よって、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃにおける感光体ドラム１がア方向に回転するにあたり、夫々ブラックトナーによる画像形成が行われる。これに対して、感光体ドラム１がイ方向に回転するにあたり、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃで、夫々イエロー、マゼンタ、シアンによる画像形成が行われる。
【００２５】
つまり、プロセスカートリッジの感光体ドラム１の周囲には、無彩色のブラックトナーと有彩色のトナーを内包した現像器が配置されている。この画像形成装置において、感光体ドラムの第一の回転方向においては無彩色のトナーによる画像形成が、感光体ドラムの第二の回転方向においては有彩色のトナーによる画像形成が行われる。
【００２６】
感光体ドラム１の下方に配設された受像部材である中間転写体９は、駆動ロールを含む複数のロール群に無端状ベルトを架け回したものである。そして、各プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃの転写位置において、ベルトの内側には、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を中間転写体９に静電転写するための転写ローラ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが配設されている。
【００２７】
中間転写体９はベルトの移動方向（回転方向）を逆転できるように構成されており、上記転写ローラと感光体ドラムとの対向位置を含む区間でベルトを第一の移動方向と第二の移動方向とに往復搬送する。中間転写体９のベルトがウ方向へ回転されている場合には、ブラックトナー像が転写され、エ方向へ搬送されている場合には感光体ドラム１のイ方向へ回転されている場合には、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像が中間転写体９へ転写される。
【００２８】
画像形成工程について図４〜図６を用いて説明する。
【００２９】
（１）モノカラー画像モード
図４において、画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ等のホスト２００に接続される。ホスト２００からの画像形成要求信号により、画像形成装置１００は露光手段であるレーザースキャナー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの準備回転、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび中間転写体９の準備回転、定着器１７の温度調整回転を始める。それと共に給紙部１４内の転写媒体たるメディア１９がピックアップローラ１５によって１枚づつ取り出されレジストローラ１６で一旦保持する。
【００３０】
同時に、プロセスカートリッジＡにおける現像器３ｂ、クリーナ４ａは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させられる。
【００３１】
また、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣにおいて、現像器３ａ、３ｂ、クリーナ４ａ、４ｂは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させられる。
【００３２】
プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａがア方向に回転し、帯電ローラ２ｂによって一様帯電された後、ブラックトナー用の画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ａには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ａと現像ローラ６ａが当接し、現像器３ａのブラックトナーが転移し感光体ドラム１Ａ上にブラックトナー像が形成される。
【００３３】
感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像は、転写部において転写ローラ１１Ａの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ａ上より除去される。
【００３４】
一方メディア１９は、感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像とタイミングをとられてレジストローラ１６を通過する。さらに中間転写体９に転写されたブラックトナー像は、中間転写体９の回転駆動により二次転写部へと搬送され、転写装置１７に所定のバイアス（＋１０００Ｖ）を不図示の電源から印加し、その作用によってブラックトナー像がメディア１９上に転写される。
【００３５】
メディア１９に転写されず中間転写体９に残存するトナーは、ベルトクリーナー１２により、ベルトクリーニングブレード１３の作用により、中間転写体９から除去される。こうして、次の画像形成に対する準備が行われる。
【００３６】
転写されたメディア１９は定着部１８に搬送され、ここで適度な加熱、加圧が施され、トナー像がメディア上へ定着されて画像形成装置外へ排出される。
【００３７】
上述したように、プロセスカートリッジＢ、およびＣにおける３ａに相当する現像器には全てブラックトナーが内包されている。よって、プロセスカートリッジＢ、Ｃにおいても、上記モノカラー画像形成工程と同様にして、それぞれのプロセスカートリッジにおける現像器３ａ、クリーナ４ｂのみ感光体ドラム１に近接した動作位置とすることで、モノカラー画像形成が可能である。
【００３８】
さらに、図５に示すように、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣの夫々において、現像器３ａ、クリーナ４ｂを感光体ドラム１に近接した動作位置とし、モノカラー画像形成を行うことも可能である。当然、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣのうち２つを用いてモノカラー画像形成を行うことも可能である。
【００３９】
このように、本実施例のブラックモノカラー画像形成において、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣのいずれを用いるかは、画像形成装置１００により判断される。これについては後述する。
【００４０】
上記説明したように、本実施例の画像形成装置は、感光体ドラム１及び中間転写体９を一方向に回転させることによりモノカラー画像形成が可能であり、さらにプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃのいずれも使用可能である。従って、ブラック画像形成の頻度に適応した画像形成を行える画像形成装置とすることができる。
【００４１】
（２）フルカラー画像モード
図６において、画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ等のホスト２００に接続される。ホスト２００からの画像形成要求信号により、画像形成装置１００は露光手段であるレーザースキャナー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの準備回転、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび中間転写体９の準備回転、定着器１７の温度調整回転を始める。それと共に、かつ給紙部１４内の転写媒体たるメディア１９がピックアップローラ１５によって１枚づつ取り出されレジストローラ１６で一旦保持する。
【００４２】
これと同時に、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣにおいて、ブラックトナーを内包した現像器３ａ、クリーナ４ｂは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させられる。
【００４３】
プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａはイ方向に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、イエローの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ａと現像ローラ６ｂが当接し、現像器３ｂのイエロートナーが転移し感光体ドラム１Ａ上にイエロートナー像が形成される。
【００４４】
感光体ドラム１Ａ上のイエロートナー像は、転写部において転写ローラ１１Ａの作用により、受像部材である中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ａ上より除去される。順次、タイミングを合わせて、プロセスカートリッジＢ、プロセスカートリッジＣで、同様な工程が行われる。
【００４５】
つまり、プロセスカートリッジＢにおいて、感光体ドラム１Ｂはイ方向に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、シアンの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ｂと現像ローラ６ｂが当接し、現像器３ｂのシアントナーが転移し感光体ドラム１Ｂ上にシアントナー像が形成される。
【００４６】
感光体ドラム１Ｂ上のシアントナー像は、転写部において転写ローラ１１Ｂの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ｂ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ｂ上より除去される。
【００４７】
プロセスカートリッジＣにおいて、感光体ドラム１Ｃはイ方向に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、マゼンタの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ｃと現像ローラ６ｂが当接し、現像器３ｂのマゼンタトナーが転移し感光体ドラム１Ｃ上にマゼンタトナー像が形成される。
【００４８】
感光体ドラム１Ｃ上のマゼンタトナー像は、転写部において転写ローラ１１Ｃの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ｂ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ｃ上より除去される。
【００４９】
このように中間転写体９を図中エの回転方向に回転させながら、順次、イエロー、シアン、マゼンタトナー像を重ね合わせる。
【００５０】
この時、ベルトクリーナー１２のベルトクリーニングブレード１３は動作位置より退避させる。また、転写装置１７も動作位置より退避させる。
【００５１】
中間転写体９上へのイエロー、シアン、マゼンタトナー像形成終了後、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、及びＣにおいて、有彩色トナーを内包した現像器３ｂ、クリーナ４ａは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から退避させられる。同時に、感光体ドラム１Ａ、１ｂ、１ｃは回転方向をイからアへ逆転させる。そののち、プロセスカートリッジＡ、において、ブラックトナーを内包した現像器３ａ、クリーナ４ｂを、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置に配置する。
【００５２】
この後、イエロー、シアン、マゼンタトナー像が形成された中間転写体９上に、ブラックトナー像を重ね合わせることにより、フルカラートナー像を形成する。
【００５３】
プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａがア方向に回転し、帯電ローラ２ｂによって一様帯電されると、ブラックの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ａには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ａと現像ローラ６ａが当接し、現像器３ａのブラックトナーが転移し感光体ドラム１Ａ上にブラックトナー像が形成される。
【００５４】
感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像は、転写部において転写ローラ１１Ａの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ａ上より除去される。
【００５５】
一方メディア１９は、感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像とタイミングをとられてレジストローラ１６を通過する。さらに中間転写体９に転写されたフルカラートナー像は、中間転写体９の回転駆動により二次転写部へと搬送される。そして、所定のタイミングをもってベルトと当接させた転写装置１７に所定のバイアス（＋１０００Ｖ）を不図示の電源から印加し、その作用によってブラックトナー像がメディア１９上に転写される。
【００５６】
メディア１９に転写されず中間転写体９に残存するトナーは、転写装置１７とタイミングをとって、当接したベルトクリーナー１２に備えたベルトクリーニングブレード１３の作用により、中間転写体９から除去される。
【００５７】
転写されたメディア１９は定着部１８に搬送され、ここでフルカラートナー像が定着されて画像形成装置外へ排出される。
【００５８】
上述したように、プロセスカートリッジＢ、およびＣにおける３ａに相当する現像器には全てブラックトナーが内包されている。よって、本実施例のフルカラー画像形成中のブラック画像形成においても、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣのいずれを用いるかは、画像形成装置１００により判断される。
【００５９】
図７に示したのは、本実施例の制御部のブロック図である。画像形成装置１００に設けられたＣＰＵ２１は、ホスト２００からの画像情報を基に、当接・退避機構２２、スキャナー制御機構２３Ａ〜２３Ｃを制御する。スキャナー制御機構２３Ａ〜２３Ｃにおいて、各々イエロー、シアン、マゼンタ、および、ブラックの各画像情報において使用する画素数を積算するピクセルカウント機構が設けてある。画像形成に必要なトナー量は、当然、ピクセルカウントの関数として算出可能であり、よって、現像器内のトナー量に関する情報は、ピクセルカウントの積算において推定可能である。本実施例において、ピクセルカウントとトナー量の関係はＣＰＵ２１に予め定義されている。
【００６０】
本実施例において、各プロセスカートリッジにおける感光体ドラムに対し、対向する２つの現像器内のトナーを両方使い切るように、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、及びＣのうちいずれのブラック現像器を用いるべきかを、ＣＰＵ２１が判断する。
【００６１】
例えば、イエローピクセルカウントからプロセスカートリッジＡにおける現像器３ｂ内に内包されるイエロートナーの残量が少ないと判断された場合、優先的にプロセスカートリッジＡをブラック画像形成に用いるように制御する。従って、プロセスカートリッジＡにおける現像器３ａ内のブラックトナーを早く使い切ることができる。
【００６２】
例えば、プロセスカートリッジＢのブラック現像器３ａ内のブラックトナーを先に使い切った場合、プロセスカートリッジＡ及びＣのブラック現像器３ａが使用可能である。従って、何らプロセスカートリッジＢの交換は必要なく、対向するシアン現像器３ｂを使い切ることができる。
【００６３】
付け加えれば、１つのブラック画像に対して、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、及びＣのうち、２つもしくは３つの、複数の現像器３ａを用いることで、ブラック現像器３ａ内のブラックトナーの使いきりを調節することも可能である。
【００６４】
本実施例においては、ピクセルカウントを用いたが、これ以外にも現像器内のトナー残量を検出する手段により、トナー残量に関する情報を推定することができる。有彩色の現像器に内包された現像剤の残量に関する情報に応じて無彩色の現像剤を有する現像器のいずれかを使用することを決定することで、有彩色のおよび無彩色２つの現像器内のトナーを両方使い切り、効率的なプロセスカートリッジ交換が可能である。
【００６５】
図８、および図９に、先に説明したモノカラー画像形成モードおよびフルカラー画像形成モードのタイミングチャートを示す。
【００６６】
上記説明したように、本実施例の画像形成装置は、感光体ドラム１及び中間転写体９を一方向に回転させることによりモノカラー画像形成が可能であり、さらにプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃのいずれも使用可能である。よって、ブラック画像形成の頻度に適応した画像形成装置である。
【００６７】
また、イエロー、シアン、マゼンタの各有彩色の現像器に内包された現像剤の残量に応じて無彩色であるブラック現像剤を有する現像器のいずれかを使用することを決定することができる。従って、有彩色のおよび無彩色２つの現像器内のトナーを両方使い切ることができ、効率的なプロセスカートリッジ交換が可能である。
【００６８】
（実施例２）
以下、添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。
【００６９】
図１０は本発明を適用したカラー画像形成装置の概略構成を示すものである。
【００７０】
本実施例は、実施例１中図２、図３を用いて説明したプロセスカートリッジにおいて、クリーナ４ａがない。即ち、感光体ドラム１Ａ上に形成されるイエロートナー像が、中間転写体９に転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーを除去するためのクリーナ４ａが無く、転写残トナーを、ブラックトナーを内包した現像器３ａで回収することを特徴とする。
【００７１】
図１０中Ａ、Ｂ、Ｃで示される感光体ドラム１に係るプロセス手段を一体的に構成したプロセスカートリッジを示す概略構成図である。本実施例においては、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃは同一の形状であり、内包される現像剤の色が異なるのみである。
【００７２】
感光体ドラム１Ａがア方向に回転する工程は、実施例１と同様であり、説明を省略する。
【００７３】
感光体ドラム１Ａがイ方向に回転するにあたり、帯電ローラ２ａにより感光体ドラム１Ａ表面を一様帯電させ、上記スキャナー１０Ａからのレーザー光により静電潜像が形成される。これをイエロートナーを内包した現像器３ｂにおいて現像ローラをク方向に回転駆動しトナー像として現像・可視化させる。感光体ドラム１Ａ上のトナー像は、イ方向へ回転することで、転写位置へと搬送される。この位置で転写ローラ１１Ａの作用により、トナー像は中間転写体９へ転写される。この時転写ローラ１１Ａは、図１０の矢印の回転方向に回転し、中間転写体９は、回転方向エに回転する。
【００７４】
さらに、感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーを、感光体ドラム１Ａがイ方向へ回転することで、ブラックトナーを内包した現像器３ａにおいて現像ローラ６ｂをキ方向に回転駆動させ、回収バイアスを不図示の高圧電源から印加させ、回収する。
【００７５】
これら有彩色のトナーが、無彩色のブラックトナーに対して混色したとしても、画像上問題とならない。
【００７６】
ブラックトナーが、イエロー、シアン、マゼンタのトナーと混色を起こさぬように、感光体ドラムの周囲に配設された機器のうち、現像器３ｂは、感光体ドラム１Ａに接触した動作位置から不図示の離接手段により個々に退避可能に配設されている。これにより、有彩色トナーの現像器内にブラックのトナーが入り込んで混色を引き起こすのを防止している。
【００７７】
また、上記クリーナ４ｂに設けられたクリーニングブレード８ｂも感光体ドラムに近接した動作位置から個々に退避可能に配設されている。そして、クリーナ４ｂは感光体ドラム１Ａの回転方向ア（回転方向イと逆回転）のとき、つまりブラックトナーの転写残のみ、動作位置に設定され感光体ドラム１Ａの表面を清掃する。
【００７８】
図１に示す、本実施例におけるプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃでは、図２における右側３ａに相当する現像器には全てブラックトナーが内包される。左側３ｂの現像器には、プロセスカートリッジＡでは上記説明したようにイエロートナーが内包され、プロセスカートリッジＢ、Ｃには、夫々シアントナー、マゼンタトナーが内包されている。
【００７９】
よって、プロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃにおける感光体ドラム１がア方向に回転するにあたり、夫々ブラックトナーによる画像形成が行われ、感光体ドラム１がイ方向に回転するにあたり、夫々イエロー、シアン、マゼンタによる画像形成が行われる。
【００８０】
つまり、プロセスカートリッジの感光体ドラム１の周囲には、無彩色のブラックトナーと有彩色のトナーを内包した現像器が配置されている。そして、画像形成装置において、感光体ドラムの第一の回転方向においては無彩色のトナーによる画像形成が、感光体ドラムの第二の回転方向においては有彩色のトナーによる画像形成が行われる。
【００８１】
即ち、上述した本画像形成装置における画像形成工程は、実施例１で説明したフルカラー画像形成工程において、各プロセスカートリッのクリーナ４ａにかかる動作が省略されたものと同様である。
【００８２】
図１１に、本実施例のフルカラー画像形成時のタイミングチャートを示す。
本実施例の画像形成装置においても、実施例１と同様な効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００８３】
つまり、感光体ドラム１及び中間転写体９を一方向に回転させることによりモノカラー画像形成が可能であり、さらにプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃのいずれも使用可能であるため、ブラック画像形成の頻度に適応した画像形成装置である。
【００８４】
また、イエロー、シアン、マゼンタの各有彩色の現像器に内包された現像剤の残量に応じて無彩色であるブラック現像剤を有する現像器のいずれかを使用することを決定することができる。よって、有彩色のおよび無彩色２つの現像器内のトナーを両方使い切ることができ、効率的なプロセスカートリッジ交換が可能である。
【００８５】
（実施例３）
以下、添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。
【００８６】
図１２及び図１３は本発明を適用したカラー画像形成装置の概略構成を示すものである。
【００８７】
本実施例は、実施例１および２で説明したプロセスカートリッジを用い、静電搬送ベルトで受像部材であるメディア１９を担持して搬送させながら、感光体ドラム１上のトナー像を直接メディアへと転写させる方式の画像形成装置である。
【００８８】
上述したように、実施例１および２で説明したプロセスカートリッジを用いていることから、これに係る説明は省略する。
【００８９】
（１）モノカラー画像形成モード
図１２において、画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ等のホスト２００に接続される。ホスト２００からの画像形成要求信号により、画像形成装置１００は露光手段であるレーザースキャナー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの準備回転、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび中間転写体９の準備回転、定着器１７の温度調整回転を始める。これと共に給紙部１４内の受像部材たるメディア１９がピックアップローラ１５によって１枚づつ取り出されレジストローラ１６で一旦保持する。
【００９０】
同時に、プロセスカートリッジＡにおける現像器３ｂ、クリーナ４ａは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させられる。また、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣにおいて、現像器３ａ、３ｂ、クリーナ４ａ、４ｂは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させられる。
【００９１】
プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａがア方向に回転し、帯電ローラ２ｂによって一様帯電されると、ブラックの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ａには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ａと現像ローラ６ａが等接し、現像器３ａのブラックトナーが転移し感光体ドラム１Ａ上にブラックトナー像が形成される。
【００９２】
一方メディア１９は、感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像とタイミングをとられてレジストローラ１６を通過する。この時、メディア１９は、吸着ローラ３２の作用により静電搬送ベルト３３を吸着させられる。
【００９３】
静電搬送ベルト３３に吸着されたメディア１９に対して、感光体ドラム１Ａ上のブラックトナー像は、転写部において転写ローラ１１Ａの作用により、直接メディア１９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ａ上より除去される。
【００９４】
転写されたメディア１９は定着部３１に搬送され、ここで適度な加熱、加圧が施され、トナー像がメディア上へ定着されて画像形成装置外へ排出される。
【００９５】
上述したように、プロセスカートリッジＢ、およびＣにおける３ａに相当する現像器には全てブラックトナーが内包されている。よって、プロセスカートリッジＢ、およびＣにおいても、上記モノカラー画像形成工程と同様にして、それぞれのプロセスカートリッジにおける現像器３ａ、クリーナ４ｂのみ感光体ドラム１に近接した動作位置とする。これによって、モノカラー画像形成が可能であるのは、実施例１と同様である。
【００９６】
さらに、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣの夫々において、現像器３ａ、クリーナ４ｂを感光体ドラム１に近接した動作位置とし、モノカラー画像形成を行うことも可能である。当然、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣのうち２つを用いてモノカラー画像形成を行うことも可能であるのは、実施例１と同様である。
【００９７】
（２）フルカラー画像形成モード
図１３において、画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ等のホスト２００に接続される。ホスト２００からの画像形成要求信号により、画像形成装置１００は露光手段であるレーザースキャナー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの準備回転、感光体ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび中間転写体９の準備回転、定着器１７の温度調整回転を始める。これと共に給紙部１４内の受像部材たるメディア１９がピックアップローラ１５によって１枚づつ取り出されレジストローラ１６で一旦保持する。
【００９８】
先に、モノカラー画像形成モードにおいて説明したのと同様な工程を経て、静電搬送ベルト３３に吸着したメディア上にブラックトナー像が形成される。メディア１９は少なくともプロセスカートリッジＡの感光体ドラム１Ａと、転写ローラ１１Ａとで形成する転写部を通過した後、所定のタイミングをもって、静電搬送ベルトの回転方向がエ方向に変わる。そして、有彩色のトナーを内包した現像器３ｂによる画像形成工程に移る。
【００９９】
同時に、プロセスカートリッジＡ、プロセスカートリッジＢ、およびプロセスカートリッジＣにおいて、ブラックトナーを内包した現像器３ａ、クリーナ４ｂは、感光体ドラム１Ａに近接した動作位置から所定のタイミングにおいて、退避させる。
【０１００】
プロセスカートリッジＡにおいて、感光体ドラム１Ａはイ方向（ア方向と逆回転方向）に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、イエローの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ａと現像ローラ６ｂが等接し、現像器３ｂのイエロートナーが転移し感光体ドラム１Ａ上にイエロートナー像が形成される。
【０１０１】
感光体ドラム１Ａ上のイエロートナー像は、転写部において転写ローラ１１Ａの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ａ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ａ上より除去される。
【０１０２】
順次、タイミングを合わせて、プロセスカートリッジＢ、プロセスカートリッジＣで、同様な工程が行われる。
【０１０３】
つまり、プロセスカートリッジＢにおいて、感光体ドラム１Ｂはイ方向に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、シアンの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ｂと現像ローラ６ｂが等接し、現像器３ｂのシアントナーが転移し感光体ドラム１Ｂ上にシアントナー像が形成される。
【０１０４】
感光体ドラム１Ｂ上のシアントナー像は、転写部において転写ローラ１１Ｂの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ｂ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ｂ上より除去される。
【０１０５】
プロセスカートリッジＣにおいて、感光体ドラム１Ｃはイ方向に回転し、帯電ローラ２ａによって一様帯電されると、マゼンタの画像情報に応じたレーザー光が照射され静電潜像が形成される。現像ローラ６ｂには不図示の電源から現像バイアスが印加され、それと同時に感光体ドラム１Ｃと現像ローラ６ｂが当接し、現像器３ｂのマゼンタトナーが転移し感光体ドラム１Ｃ上にマゼンタトナー像が形成される。
【０１０６】
感光体ドラム１Ｃ上のマゼンタトナー像は、転写部において転写ローラ１１Ｃの作用により、中間転写体９へ転写される。転写しきれずに感光体ドラム１Ｂ上に残存する転写残トナーは、クリーナ４ｂで感光体ドラム１Ｃ上より除去される。
【０１０７】
このようして、ブラックトナー像を転写したメディア１９上を図中エの回転方向に回転させながら、順次、イエロー、シアン、マゼンタトナー像を重ね合わせる。
【０１０８】
フルカラートナー像を転写されたメディア１９は定着部１８に搬送され、ここでフルカラートナー像が定着されて画像形成装置外へ排出される。
【０１０９】
本実施例の画像形成装置においても、実施例２で説明したプロセスカートリッジ構成が可能であることは言うまでもない。
【０１１０】
本実施例においても、感光体ドラム１及び中間転写体９を一方向に回転させることによりモノカラー画像形成が可能であり、さらにプロセスカートリッジＡ、Ｂ、Ｃのいずれも使用可能である。よって、ブラック画像形成の頻度に適応した画像形成装置である。
【０１１１】
また、イエロー、シアン、マゼンタの各有彩色の現像器に内包された現像剤の残量によって、無彩色であるブラック現像剤を有する現像器のいずれかを使用することを決定することができる。従って、有彩色のおよび無彩色２つの現像器内のトナーを両方使い切ることができ、効率的なプロセスカートリッジ交換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明による画像形成装置の第一実施例を示す構成図である。
【図２】第一実施例の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを示す構成図である。
【図３】第一実施例の画像形成装置の一部とプロセスカートリッジを示す構成図である。
【図４】第一実施例の画像形成装置のモノカラー画像形成時を示す構成図である。
【図５】第一実施例の画像形成装置の他の形態のモノカラー画像形成時を示す構成図である。
【図６】第一実施例の画像形成装置のフルカラー画像形成時を示す構成図である。
【図７】第一実施例の画像形成装置における制御ブロック図である。
【図８】第一実施例の画像形成装置のモノカラー画像形成時のタイミングチャートである。
【図９】第一実施例の画像形成装置のフルカラー画像形成時のタイミングチャートである。
【図１０】本発明による画像形成装置の第二実施例を示す構成図である。
【図１１】第二実施例の画像形成装置のフルカラー画像形成時のタイミングチャートである。
【図１２】第三実施例の画像形成装置のモノカラー画像形成時を示す構成図である。
【図１３】第三実施例の画像形成装置のフルカラー画像形成時を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  感光体ドラム
２  帯電ローラ
３  現像器
４  クリーナ
５  スポンジローラ
６  現像ローラ
７  現像ブレード
８  クリーニングブレード
９  中間転写体
１０  スキャナー
１１  転写ローラ
１７  転写装置
１８  定着器
１９  メディア
１００  画像形成装置
２００  ホスト
【図１】
2007163762.tif 000003
【図２】
2007163762.tif 000004
【図３】
2007163762.tif 000005
【図４】
2007163762.tif 000006
【図５】
2007163762.tif 000007
【図６】
2007163762.tif 000008
【図７】
2007163762.tif 000009
【図８】
2007163762.tif 000010
【図９】
2007163762.tif 000011
【図１０】
2007163762.tif 000012
【図１１】
2007163762.tif 000013
【図１２】
2007163762.tif 000014
【図１３】
2007163762.tif 000015