(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色ごとの専用の像担持体上にそれぞれ電子写真プロセスで個々に色別の単色画像を形成し、その各単色画像を順に転写して転写部材に合成カラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
複数の像担持体のうち、第２色目以降に黒の単色画像を形成する像担持体を配置し、
第１色目と黒の双方の単色画像を形成する像担持体のみに、各像担持体から各々のクリーニング手段で回収したトナーを各々の現像手段へと戻すリサイクル機構を備えてなる、カラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの着色トナーを使用し、用紙等の転写部材上にフルカラーのカラー画像を形成する、カラー複写機・カラーファクシミリ・カラープリンタやそれらの複合機などのカラー画像形成装置に関する。たとえばレッド・ブルー・グリーンのいずれかとブラックのトナーを使用する二色カラーのカラー画像形成装置にも適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のカラー画像形成装置には、大別すると、次の２つのタイプのものがあった。
【０００３】
▲１▼  各色共通の１の像担持体のまわりに帯電手段・書込み手段・色ごとの複数の現像手段・転写手段・クリーニング手段等を配置し、複数の現像手段のうちの１の現像手段を順次使用して帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等の電子写真プロセスを繰り返し、その１の像担持体上に順に異なる色の単色画像を形成し、その単色画像を色ごとに逐次転写して同一の中間転写体上に合成カラー画像を形成し、そのカラー画像を転写して転写部材に画像を形成する。
【０００４】
▲２▼  各色ごとの専用の像担持体のまわりにそれぞれ帯電手段・書込み手段・現像手段・転写手段・クリーニング手段等を配置し、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返す電子写真プロセスでそれぞれ専用の像担持体上に個々に色別の単色画像を形成し、その各単色画像を順に転写して転写部材に合成カラー画像を形成する。
【０００５】
この▲２▼のタイプの画像形成装置では、具体的にはたとえば図５に示すように、シアン・マゼンタ・イエロ・ブラックごとに専用の像担持体１ｃ・１ｍ・１ｙ・１ｂを設けてなり、そのシアン専用の像担持体１ｃのまわりには帯電手段２ｃ・不図示の書込み手段３ｃ・現像手段４ｃ・転写手段５ｃ・クリーニング手段６ｃを配置し、マゼンタ専用の像担持体１ｍのまわりには帯電手段２ｍ・不図示の書込み手段３ｍ・現像手段４ｍ・転写手段５ｍ・クリーニング手段６ｍを配置し、イエロ専用の像担持体１ｙのまわりには帯電手段２ｙ・不図示の書込み手段３ｙ・現像手段４ｙ・転写手段５ｙ・クリーニング手段６ｙを配置し、またブラック専用の像担持体１ｂのまわりには帯電手段２ｂ・不図示の書込み手段３ｂ・現像手段４ｂ・転写手段５ｂ・クリーニング手段６ｂを配置する。
【０００６】
そして、帯電・書込み・現像・転写・クリーニングを繰り返す電子写真プロセスでそれぞれ専用の像担持体１ｃ・１ｍ・１ｙ・１ｂ上に個々に色別の単色画像を形成し、その各単色画像を、シアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの順に転写して、搬送ベルト７で搬送する用紙等の転写部材上に合成カラー画像を形成していた。
【０００７】
図５中、符号Ｌｃ・Ｌｍ・Ｌｙ・Ｌｂで示すものは、それぞれ不図示の書込み手段３ｃ・３ｍ・３ｙ・３ｂからの書込みレーザ光である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日では、資源有効活用や環境保護の要請から、モノクロの画像形成装置では、リサイクル機構を設け、ブラックトナーをクリーニング手段で回収して現像手段へと戻して再使用している。
【０００９】
ところが、カラー画像形成装置にあっては、次の理由から、リサイクル機構を設けていなかった。
【００１０】
上記▲１▼のタイプのカラー画像形成装置では、各単色画像転写ごとに、共通の像担持体上に残留する残留トナーを共通のクリーニング手段で回収するから、回収した各色のトナーは混ざり合い、それぞれ対応する各色の現像手段に戻すことができない。
【００１１】
上記▲２▼のタイプのカラー画像形成装置では、第２色目以降の像担持体１ｍ・１ｙ・１ｂに、それまでに転写部材に転写した着色トナーが逆転写し、第２色目以降のクリーニング手段６ｍ・６ｙ・６ｂで回収した着色トナーには、それ以前に転写部材に転写した着色トナーが混ざり合う。
【００１２】
図４には、各転写手段５ｃ・５ｍ・５ｙ・５ｂへの印加電圧と、その電圧印加時の転写部材から像担持体１ｍ・１ｙ・１ｂへのトナーの逆転写量との関係を示すグラフである。このグラフから判るとおり、印加電圧を変えても、逆転写量を低減することはできても０とすることはできない。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、以上のことに鑑み、今日の資源有効活用や環境保護の要請に応えて、カラー画像形成装置においても、画像品質の低下を招くことなく、最適なトナーのリサイクル使用を行うことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、たとえばシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの各色ごとの専用の像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ上に、それぞれ帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返す電子写真プロセスで個々に色別の単色画像を形成し、その各単色画像を順に転写して用紙等の転写部材に合成カラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
複数の像担持体のうち、第２色目以降に黒の単色画像を形成する像担持体を配置し、
第１色目と黒の双方の単色画像を形成する像担持体のみに、各像担持体から各々のクリーニング手段で回収したトナーを各々の現像手段へと戻すリサイクル機構を備えてなる、ことを特徴とする。
【００１９】
そして、この請求項１に記載の発明では、それぞれのリサイクル機構１０ｃ・１０ｂを用い、第１色目の単色画像を形成する像担持体１１ｃから、第１色目のクリーニング手段１６ｃで回収した第１色目の着色トナーを第１色目の現像手段１４ｃへと戻して再使用するとともに、ブラックの単色画像を形成する像担持体１１ｂから、ブラックのクリーニング手段１６ｂで回収したブラックトナーをブラックの現像手段１４ｂへと戻して再使用する。
【００２０】
【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には、カラー画像形成装置における要部の概略構成を示す。
【００２１】
図示カラー画像形成装置では、図５に示す従来のカラー画像形成装置と同様に、シアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの各色ごとに、専用のドラム状の像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂを互いに平行に並べて設けてなる。
【００２２】
そして、第１色目のシアン専用の像担持体１１ｃのまわりには、帯電手段１２ｃ・不図示の書込み手段１３ｃ・現像手段１４ｃ・転写手段１５ｃ・クリーニング手段１６ｃを配置する。第２色目のマゼンタ専用の像担持体１１ｍのまわりには、帯電手段１２ｍ・不図示の書込み手段１３ｍ・現像手段１４ｍ・転写手段１５ｍ・クリーニング手段１６ｍを配置する。
【００２３】
第３色目のイエロ専用の像担持体１１ｙのまわりには、帯電手段１２ｙ・不図示の書込み手段１３ｙ・現像手段１４ｙ・転写手段１５ｙ・クリーニング手段１６ｙを配置する。また、第４色目のブラック専用の像担持体１ｂのまわりには、帯電手段１２ｂ・不図示の書込み手段１３ｂ・現像手段１４ｂ・転写手段１５ｂ・クリーニング手段１６ｂを配置する。
【００２４】
図１中、符号Ｌｃ・Ｌｍ・Ｌｙ・Ｌｂで示すものは、それぞれ不図示の書込み手段１３ｃ・１３ｍ・１３ｙ・１３ｂからの書込みレーザ光である。
【００２５】
ところで、このカラー画像形成装置では、第１色目のシアンのクリーニング手段１６ｃと現像手段１４ｃ間に、クリーニング手段１６ｃで回収したシアントナーを現像手段１４ｃへと戻すリサイクル機構１０ｃを設けてなる。
【００２６】
リサイクル機構１０ｃは、モノクロ画像形成装置で用いているリサイクル機構と同様に、たとえば筒状パイプの中に、コイル部材やスパイラル部材やスクリュ部材などを設けて構成する。そして、それらの回転でシアントナーを筒状パイプ内を通して現像手段１４ｃへと搬送する。
【００２７】
さて、この図示カラー画像形成装置では、これも図５に示す従来のカラー画像形成装置と同様に、駆動ローラ１８と従動ローラ１９間にＰＥＴ製等の搬送ベルト１７を掛け渡し、図１に示すとおりその搬送ベルト１７の外周を各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂの外周に接触してなる。
【００２８】
そして、記録時は、個別に各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂを回転し、その各像担持体の表面をそれぞれ各対応する帯電手段１２ｃ・１２ｍ・１２ｙ・１２ｂで、たとえばコロナ放電により−５００〜−７００ｖの範囲で一様に帯電する。
【００２９】
ついで、不図示の各書込み手段１３ｃ・１３ｍ・１３ｙ・１３ｂで、それぞれレーザダイオード等の光学素子からレーザ光Ｌｃ・Ｌｍ・Ｌｙ・Ｌｂを照射し、各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂの表面に、色分解した画像データに対応する静電潜像を形成する。たとえば、このときの書込み密度は４００dpiで、階調数は２５６（８bit）とする。
【００３０】
続いて、各現像手段１４ｃ・１４ｍ・１４ｙ・１４ｂで、それぞれシアントナー・マゼンタトナー・イエロトナー・ブラックトナーを付着し、上記静電潜像を顕像化して各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ上に色分解した単色画像を形成する。
【００３１】
なお、図示カラー画像形成装置では、各現像手段１４ｃ・１４ｍ・１４ｙ・１４ｂ内に各色の現像剤を収納する。その現像剤としては、トナーとキャリアとよりなる２成分現像剤を使用し、トナー濃度は５〜７％、トナー帯電量は−１５〜−２５μＣ／ｇとしてなる。
【００３２】
一方、像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂの回転に同期して駆動ローラ１８を回転し、従動ローラ１９を従動回転しながら搬送ベルト１７を回転駆動し、上記のごとく専用の像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ上に形成した単色画像にタイミングを合わせ、用紙等の転写部材を各像担持体の下方に向けて送り込む。
【００３３】
そして、転写手段１５ｃ・１５ｍ・１５ｙ・１５ｂで、それぞれ各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ上に形成した色別の単色画像をシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの順に転写して、搬送ベルト１７で搬送する転写部材上に合成フルカラー画像を形成する。各転写手段１５ｃ・１５ｍ・１５ｙ・１５ｂでは、たとえば５.５kｖの電圧を印加してコロナ放電により転写する。
【００３４】
その後、搬送ベルト１７で搬送して図示しない定着手段へと送り、そこで熱と圧力とを加えてトナーを熱溶融して転写部材上の転写画像を定着する。
【００３５】
また、画像転写後、各像担持体１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ上に残った残留トナーは、各クリーニング手段１６ｃ・１６ｍ・１６ｙ・１６ｂに備えるポリウレタンゴム製のクリーニングブレードで、それぞれ各像担持体上から掻き落して回収する。
【００３６】
そして、リサイクル機構１０ｃにより、第１色目であるシアンの単色画像を形成する像担持体１１ｃから、クリーニング手段１６ｃで回収したシアントナーを現像手段１４ｃへと戻し、その現像手段１４ｃの現像剤中に混入して再使用する。
【００３７】
したがって、今日の資源有効活用や環境保護の要請に応えて、カラー画像形成装置においても、混色等による画像品質の低下を招くことなく、トナーのリサイクル使用を行うことができる。
【００３８】
なお、上述した例では、シアンを第１色目としてシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの順に転写部材に転写した。しかし、もちろんこの順序に限るものではなく、マゼンタを第１色目としてもよいし、イエロを第１色目としてもよく、たとえば色の再現性等を考慮して決定すればよい。
【００３９】
図２には、別のカラー画像形成装置における要部の概略構成を示す。この図２では、図１の対応部分に使用した符号をそのまま使用し、重複する説明を省略する。
【００４０】
この図２に示す図示カラー画像形成装置では、第４色目のブラックのクリーニング手段１６ｂと現像手段１４ｂ間に、クリーニング手段１６ｂで回収したブラックトナーを現像手段１４ｂへと戻すリサイクル機構１０ｂを設けてなる。
【００４１】
リサイクル機構１０ｂは、図１に示すカラー画像形成装置と同様に、たとえば筒状パイプの中に、コイル部材やスパイラル部材やスクリュ部材などを設けて構成する。そして、それらの回転でブラックトナーを筒状パイプ内を通して現像手段１４ｂへと搬送する。
【００４２】
そして、リサイクル機構１０ｂにより、ブラックの単色画像を形成する像担持体１１ｂから、クリーニング手段１６ｂで回収したトナーを現像手段１４ｂへと戻し、その現像手段１４ｂの現像剤中に混入して再使用する。
【００４３】
ところで、クリーニング手段１６ｂで回収したトナー中には、転写部材から像担持体１１ｂに逆転写したシアン・マゼンタ・イエロの各トナーが混入する。しかし、混入する量は僅かであり、有彩色であるシアン・マゼンタ・イエロは無彩色であるブラックの色相にほとんど影響を及ぼさない。
【００４４】
したがって、この場合にも、今日の資源有効活用や環境保護の要請に応えて、カラー画像形成装置において、混色等による画像品質の低下を招くことなく、トナーのリサイクル使用を行うことができる。
【００４５】
なお、もちろんシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの順に転写するものに限らず、ブラックを第１色目としてもよいし、第２色目としてもよいし、第３色目としてもよい。当然、混入する有彩色のトナー量は少ない方がよいから、ブラックを上流側とした方が好ましくはある。
【００４６】
図３には、この発明によるカラー画像形成装置における要部の概略構成を示す。この図３においても、図１の対応部分に使用した符号をそのまま使用し、重複する説明を省略する。
【００４７】
この図３に示す図示カラー画像形成装置では、第１色目のシアンのクリーニング手段１６ｃと現像手段１４ｃ間に、クリーニング手段１６ｃで回収したシアントナーを現像手段１４ｃへと戻すリサイクル機構１０ｃを設けるとともに、第４色目のブラックのクリーニング手段１６ｂと現像手段１４ｂ間に、クリーニング手段１６ｂで回収したブラックトナーを現像手段１４ｂへと戻すリサイクル機構１０ｂを設けてなる。
【００４８】
リサイクル機構１０ｃ・１０ｂは、図１および図２に示すカラー画像形成装置と同様に、たとえば筒状パイプの中に、コイル部材やスパイラル部材やスクリュ部材などを設けて構成する。そして、それらの回転で着色トナーを筒状パイプ内を通して現像手段１４ｃ・１４ｂへと搬送する。
【００４９】
そして、この発明では、リサイクル機構１０ｃにより、シアンの単色画像を形成する像担持体１１ｃから、クリーニング手段１６ｃで回収したトナーを現像手段１４ｃへと戻し、その現像手段１４ｃの現像剤中に混入して再使用するとともに、リサイクル機構１０ｂにより、ブラックの単色画像を形成する像担持体１１ｂから、クリーニング手段１６ｂで回収したトナーを現像手段１４ｂへと戻し、その現像手段１４ｂの現像剤中に混入して再使用する。
【００５０】
したがって、この発明によって、今日の資源有効活用や環境保護の要請に応えて、カラー画像形成装置において、混色等による画像品質の低下を招くことなく、トナーのリサイクル使用を行うことができる。
【００５１】
なお、もちろんシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの順に転写するものに限らず、ブラックを第２色目以降に配置した適宜の順序としてもよい。
【００５２】
また、上述した図１ないし図３に示す例では、すべてこの発明をフルカラーのカラー画像形成装置に適用した場合について説明した。しかし、この発明は、フルカラーのカラー画像形成装置に限られるものではなく、レッド・ブルー・グリーンのいずれかとブラックの着色トナーを使用する二色カラーのカラー画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、今日の資源有効活用や環境保護の要請に応えて、カラー画像形成装置においても、混色等による画像品質の低下を招くことなく、第１色目とブラックの両トナーのリサイクル使用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  カラー画像形成装置における要部の概略構成図である。
【図２】  別のカラー画像形成装置における要部の概略構成図である。
【図３】  この発明によるカラー画像形成装置における要部の概略構成図である。
【図４】各転写手段への印加電圧と、その電圧印加時の転写部材から像担持体へのトナーの逆転写量との関係を示すグラフである。
【図５】従来のカラー画像形成装置における要部の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ｃ・１０ｂ  リサイクル機構
１１ｃ・１１ｍ・１１ｙ・１１ｂ  像担持体
１２ｃ・１２ｍ・１２ｙ・１２ｂ  帯電手段
１４ｃ・１４ｍ・１４ｙ・１４ｂ  現像手段
１５ｃ・１５ｍ・１５ｙ・１５ｂ  転写手段
１６ｃ・１６ｍ・１６ｙ・１６ｂ  クリーニング手段
１７  搬送ベルト
【図１】
0003877194.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003877194.tif 000005
【図５】
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