(57)【要約】【課題】  トナーをできるだけリサイクルしつつ、出力画像の発色や色再現に支障のないカラー画像形成装置を提供すること。【解決手段】  タンデム型のカラー画像形成装置において、ブラック色以外の各色のクリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３からブラック色の現像手段Ｋ２へ向けて回収トナーを搬送する回収カラートナー搬送経路Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６と、ブラック色のクリーニング手段Ｋ３からブラック色の現像手段Ｋ２へ向けて回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路Ｋ６と、ブラック色以外の各色のニュートナー収容部Ｙ５，Ｃ５，Ｍ６からブラック色の現像手段Ｋ２へ向けて各色のニュートナーを搬送する第２のニュートナー搬送経路Ｙ７，Ｃ７，Ｍ７とを設ける。【選択図】      図１
2009223062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともブラック色を含む所定色毎に独立してトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、これらの各画像形成ユニットは、表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、その静電潜像を所定色のトナーでトナー像に現像する現像手段と、前記潜像担持体に転写後も付着残留する転写残トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段とをそれぞれ有し、
更に、現像に使用されていないトナーであるニュートナーを前記所定色毎に収容する複数のニュートナー収容部と、これらの各色のニュートナー収容部から対応する各色の前記現像手段へニュートナーを搬送する第１のニュートナー搬送経路とをトナー色毎に備えたカラー画像形成装置において、
前記クリーニング手段のうちブラック色以外の各色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する単数又は複数の回収カラートナー搬送経路と、ブラック色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、ブラック色以外の各色のニュートナー収容部からブラック色の現像手段へ向けて各色のニュートナーを搬送する複数の第２のニュートナー搬送経路と、を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の画像形成ユニットを中間転写体の移動方向に沿って直列配置したタンデム型の中間転写方式であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラック色の画像形成ユニットは、前記中間転写体の移動方向から見て最下流に配置されており、
他の色の画像形成ユニットは、単色で転写する場合に転写効率の悪い順に前記中間転写体の移動方向上流側から配置し、
最上流に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する時に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、
上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、
２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置
【請求項４】
ブラック色の画像形成ユニットで形成したブラックトナー像は、ブラック色の潜像担持体から転写材に直接転写すると共に、ブラック色以外の画像形成ユニットで形成したブラック以外の各色の単色トナー像は、各潜像担持体から中間転写体に一旦転写してから転写材に転写することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
ブラック色以外の画像形成ユニットは、転写効率の悪い順に中間転写体の移動方向に沿って上流側から直列配置したタンデム型であり、
最上流の画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、
上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、
２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記回収カラートナー搬送経路に設けられたトナー搬送手段は、各色の回収トナーの混合比率を所定比率として回収カラートナーの色味がブラック色の色味に近くなるようにトナー搬送量が設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記回収カラートナー搬送経路に設けられた複数のトナー搬送手段は、同一の駆動手段により同じ回転数で駆動する搬送スクリューであり、この搬送スクリューのフィンの大きさやスクリューのフィンの角度などの回転数以外の手段を変えることで前記トナー搬送量を設定していることを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
各クリーニング手段は、各潜像担持体に当接して転写残トナーを回収するクリーニング部材と、前記各潜像担持体から回収した転写残トナーを貯蔵するスペースである回収トナー貯蔵ホッパ部をそれぞれ有し、
前記回収カラートナー搬送経路と第２のニュートナー搬送経路は、これら各色の回収トナー貯蔵ホッパ部と連通し、各色の回収トナーは、前記各色の回収カラートナー搬送経路を介して前記回収トナー貯蔵ホッパ部に一旦貯蔵されてからブラック色の現像手段へ向けて搬送されると共に、ブラック色以外の各色のニュートナーは、前記第２のニュートナー搬送経路及び前記各色の回収トナー貯蔵ホッパ部を経由してブラック色の現像手段へ向けて供給されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】
前記回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの搬送に支障がない程度の所定量の回収トナーの貯蔵残量があるか否かを検知する残量検知センサを設けたことを特徴とする請求項８に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１０】
前記残量検知センサのうちブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部に前記第２のニュートナー搬送経路を通じてニュートナーを供給することを特徴とする請求項９に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１１】
前記残量検知センサのうちブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部からの回収トナーの搬送を停止すると共に第２のニュートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーを供給し、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知した場合に、前記回収カラートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始することを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１２】
前記回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの満杯を検知する満杯検知センサを設けたことを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１３】
前記満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始することを特徴とする請求項１２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１４】
前記残量検知センサのうちブラック色以外のいずれかの残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知し、且つ、前記満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーが供給され、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知しないとブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始しないことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１５】
回収トナーを攪拌する攪拌手段を有し、前記回収カラートナー搬送経路と前記回収ブラックトナー搬送経路とに連通し、各色の回収トナー貯蔵ホッパ部から搬送される回収トナーを攪拌してブラック色の現像手段に供給する回収トナー供給部を、前記ブラック色の現像手段近傍に設けたことを特徴とする請求項８ないし１４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１６】
前記回収トナー供給部に収容する回収トナーの色味を検出する色味センサを設けると共に、前記回収カラートナー搬送経路にトナー色毎に独立駆動可能なトナー搬送手段を設け、前記色味センサの検出結果に応じて回収カラートナーの各トナー搬送量を調節可能に構成したことを特徴とする請求項１５に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１７】
前記色味センサは、ブラックの画像形成ユニットで前記回収トナー供給部内の回収トナーから色味パターンをブラック色の潜像担持体上に作像して、その色味パターンを光学的に測定することにより前記回収トナーの色味を検出することを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１８】
前記色味センサからの検出情報を基に前記回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色となるように前記トナー搬送量を調節して前記回収トナー供給部に回収トナーを搬送することを特徴とする請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１９】
前記満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合は、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を強制的に開始すると共に、その後、前記色味センサからの情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色を相対的に所定量多く含むように前記トナー搬送量を調節して前記回収トナー供給部に回収トナーを搬送することを特徴とする請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳しくは、所定色のトナー毎に画像形成ユニットを複数備えて各色の単色トナー像を略同時に形成し、それらを順次転写・重畳してカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置において、トナーをリサイクル（リユース）する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置は、画像形成速度が高速であることや、トナー色毎に画像形成ユニットを備えているためトナーのリサイクル（リユース）が容易なことなどの理由から、後述の中間転写方式の中間転写ベルトや直接転写方式の転写搬送ベルトなどの無端状ベルトの移動方向に沿って所定のトナー色毎に単色トナー像が形成可能な画像形成ユニットを複数直列に配設した、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が主流となっている。
【０００３】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置は、転写方式により、所定のトナー色毎に設けられた各画像形成ユニットにおいて、感光体ドラムや感光体ベルトなどの潜像担持体上に現像手段により各色のトナーで現像して形成した単色トナー像を、前記無端状ベルトに吸着させたコピー用紙などの転写材にその潜像担持体から直接転写して転写材上で順次重ね合わせてフルカラーの画像を形成する直接転写方式（転写搬送方式）のものと、各色の画像形成ユニットにおいて、前記のように潜像担持体上に形成した単色トナー像を１次転写手段で中間転写ベルトなどの中間転写体に転写することにより、中間転写体上で単色のトナー像を順次重ね合わせてフルカラーの画像を形成し、その後２次転写手段で中間転写体から被転写材に一括転写する間接転写方式のものと、に大別される。
【０００４】
また近年、カラー画像形成装置は、白黒のみの画像形成装置と比べて写真原稿のような画像面積の大きな原稿が出力される機会が多いことから、資源の節約、環境負荷の低減、ランニングコストの低減等を目的として、転写後にも潜像担持体上に残留する転写残トナーを回収して再利用するトナーのリサイクル（リユース）の要請が強くなって来ている。
【０００５】
しかし、このようなタンデム型のカラー画像形成装置において、単純に各色の画像形成ユニットごとに潜像担持体上の転写残トナーをリサイクル（リユース）すると、無端状ベルトの移動方向の上流側の画像形成ユニットのトナーが、下流側に設けられた画像形成ユニットのリサイクルトナーに混色するという問題があった。即ち、直接転写方式、間接転写方式のいずれの方式においても、転写された画像部に付着しているトナーが、下流側の画像形成ユニットの潜像担持体に逆転写されるという問題である。以下この問題を「混色」と呼ぶことにする。また、リサイクル（リユース）の工程でトナーの帯電特性などの性質が変化して、リサイクルトナーが所々で部分的に凝集してしまうという「凝集」の問題があった。つまり、リサイクルトナーが凝集して凝集体となると、この凝集体は、転写紙上に付着すると「黒ポチ（色の斑点）」となってしまう。又、帯電量が低いトナーは飛散し易いという問題がある。リサイクルトナーは、様々な異常画像の原因となるという問題があった。この「凝集」の問題は、一般的に、転写残トナーをクリーニングブレード等で掻き取る時などにトナーに機械的ストレス（圧縮力）が掛かることで発生すると考えられており、クリーニング性能の確保と機械的ストレスの抑制とは、トレードオフ（二律背反）の関係にあるため、解決することが困難であった。
【０００６】
これらの問題を解決するべく、従来から、タンデム型のカラー画像形成装置においてトナーをリサイクルする種々の画像形成装置が提案されている。例えば、特許文献１には、中間転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、中間転写ベルト又は転写搬送ベルト上の転写残トナーを帯電する帯電手段５と、この帯電後の転写残トナーを静電気的に回収する回収手段１８を備えることを特徴とし、１次転写後に感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ（潜像担持体）上に残った転写残トナーをクリーニング装置１６ａ〜１６ｄにより回収し、回収したトナーを画像形成ユニットＡ〜Ｄ内の各現像器１４ａ〜１４ｄ（現像手段）に戻し、再度現像に使用する画像形成装置が開示されている（特に、特許文献１の図１、６、７参照）。この特許文献１に記載の画像形成装置によれば、クリーニング不良、ネガゴースト、混色を防止することができるとされているが、特許文献１の画像形成装置は、２次転写や直接転写後に中間転写ベルト１や転写搬送ベルト７ｂなどの無端状ベルト上に残留する転写残トナーを静電気的に回収することを特徴とし、無端状ベルト上の２次転写残トナーを良好に除去することができるため、クリーニング不良、ネガゴーストを防止できるという効果を奏するものであり、潜像担持体である感光体ドラム上の１次転写後の転写残トナーについては、クリーニングブレードで掻きとって単純に同色の現像器に戻すことが開示されているだけである。そのため、前述の「混色」の問題は到底解決されているとは云えず、特に、上流側から２番目の画像形成ユニットＢでイエロートナーを回収して同色の現像器１４ｂに戻すと、画像形成ユニットＢより上流のマゼンダ色のトナーが混色して色味の悪化が顕著となり正常の画像品質を保つことができないものと推測される。
【０００７】
また、特許文献２には、中間転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、記録搬送体５（無端状ベルト）の移動方向上流側から見て少なくとも２番目以降の画像形成ユニット４（４ｂ〜４ｄ）の像担持体１（潜像担持体）の転写部（転写ニップ）の下流側に、当該画像形成ユニット４で用いられるトナーと帯電極性が異なるトナーを除去する逆帯電トナー除去手段７（７ｂ〜７ｄ）を設けた画像形成装置が開示されている（特許文献２の図１参照）。この特許文献２に記載の画像形成装置は、上流側の像担持体１（潜像担持体）から記録搬送体５（無端状ベルト）に転写する際の放電により、記録搬送体５（無端状ベルト）上に転写したトナーの一部が正常の帯電極性とは逆の帯電極性となり、この逆帯電極性となったトナーが、下流側の画像形成ユニット４で転写する際、記録搬送体５（無端状ベルト）から像担持体１（潜像担持体）に逆に転写してしまうものと考え、逆転写したトナーを、帯電極性が逆であることを利用して逆帯電トナー除去手段７（７ｂ〜７ｄ）で除去することで、混色を防止するものである。しかしながら、この特許文献２に記載の画像形成装置では、特許文献２の明細書の段落００２１に記載されているように、本体の帯電極性であり逆帯電トナー除去手段７で除去されずに像担持体１（潜像担持体）上に残留付着する転写残トナーを回収する回収手段等は特に設けられておらず、このような転写残トナーは現像手段３で回収されるだけである。つまり、像担持体１（潜像担持体）から転写残トナーを現像手段３で回収する場合には、転写残トナーの回収能力と現像性能を両立させなければばらないが、例えば、２成分現像剤接触現像方式の現像手段において、現像スリーブ（現像ローラ）の磁力を高く設定して現像剤の磁性キャリアを引きつける力を強く、即ち、磁性ブラシの穂を硬くすることで転写残トナーの回収能力を高めると、逆に現像時に静電潜像を現像化して潜像担持体に担持させたトナー像を掻きとってしまい、出力画像に「掃き目」や「穂跡」などと呼ばれるブラシで掃いたような細かい白抜けの異常画像が発生してしまうという問題があり、転写残トナーの回収能力と現像性能を両立させることが困難である。
【０００８】
特許文献３には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、画像形成ユニットの配列を、無端ベルト（転写材搬送ベルト１０、中間体ベルト１１）の移動方向に沿って、上流からイエロー（ＰY）→マゼンダ（ＰM）→シアン（ＰC）→ブラック（ＰK）の順に配列した画像形成装置が開示されている（特許文献３の図１、図５参照）。この特許文献３に記載の画像形成装置は、前記のように画像形成ユニットを配置することにより、混色による出力画像の色味の変化を最小にすることができるという効果を奏するものであり、前述の「混色」の問題を、混色が生じた場合であっても出力画像において目立たなくしたに止まり、根本的な解決策とはなっていない。
【０００９】
特許文献４には、直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、転写材搬送方向Ａ（転写ベルト８（無端ベルト）の移動方向）の上流側からイエロー→マゼンタ→シアン→ブラックの順になるようプロセスカートリッジ（画像形成ユニット）を配設し、最上流に配置したプロセスカートリッジ１８Ａ（画像形成ユニット）にトナーリサイクル手段４７を設けて、像担持体２Ａ上の転写残トナーを回収し、当該プロセスカートリッジ１８Ａの現像装置２２Ａ（現像手段）に戻し、最上流に配置したプロセスカートリッジ１８Ａ以外のプロセスカートリッジ１８Ｂ〜１８Ｄ（画像形成ユニット）にもトナーリサイクル手段４７を設けて、それぞれの像担持体２Ｂ〜２Ｄ上の転写残トナーを回収し、各プロセスカートリッジ１８Ｂ〜１８Ｄ（画像形成ユニット）の現像装置２２Ｂ〜２２Ｄ（現像手段）に戻すと共に、混色が予想される現像装置２２Ｂ〜２２Ｄ内のトナーを所定量、画像形成時以外の適時に混色トナー消費モードを実行し、各像担持体（潜像担持体）を介して転写ベルト８（無端ベルト）のクリーニングローラ４２で廃トナーボトル４６に定期的に廃棄する画像形成装置が開示されている（特許文献４の図１、図２参照）。この特許文献４に記載の画像形成装置では、トナーの混色による画像の色再現性の劣化を効果的に抑えることができるものの、結局、混色したトナーは原則廃棄するので、あまり、資源の節約、環境負荷の低減、ランニングコストの低減等の目的を達成することができていない。
【００１０】
特許文献５には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、感光体ドラム１１（潜像担持体）をクリーニングする感光体ドラムクリーニング装置１４（クリーニング手段）と、中間転写ベルト１９（無端ベルト）上をクリーニングする中間転写体クリーニング装置３０を設け、感光体ドラムクリーニング装置１４（クリーニング手段）又は中間転写体クリーニング装置３０により回収された複数色が混在したリサイクルトナーをブラック色の現像装置１２Ｂｋ（現像手段）に戻し、ブラック色のニュートナーと混合して再利用すると共に、ブラック色の現像装置１２Ｂｋ（現像手段）内のブラック色トナー比率とトナー比率検知手段１１１が検知した各色トナーの比率とから計算されるリサイクルトナー中のブラック色トナー比率に応じて、該混合比率を可変とする画像形成装置が開示されている（特に、特許文献５の図１、９、１０参照）。この特許文献５に記載の画像形成装置は、回収したリサイクルトナーの比率を画像データや補給データなどの間接的な算出手段により算出しているため色味劣化を判定する基礎となるデータに不安があり、複雑な判定手段を用いているのでコストが高くつくだけでなく、リサイクルトナーに各色のニュートナーを供給する手段がないため、出力する画像がある色に片寄っているか、又はある色のトナーを全く使用しない場合などにはリサイクルトナーの色味の変化を抑えることができないものと推測される。
【００１１】
特許文献６には、間接転写方式又は直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置において、色毎にカラーパッチを形成し、そのカラーパッチの色味を測定する色味センサを設け、この色味センサの情報を基にトナーの色味の劣化を監視する画像形成装置が開示されている（特に、特許文献６の図１、５参照）。この特許文献６に記載の画像形成装置は、使用するトナーの色味を監視して劣化した場合には、警告表示等を行うに止まり、対象となる色のトナーの現像手段に残存するトナーを廃棄して新規のトナーに交換したり、あるいは新規のトナーを適切な量だけ補給したりするよう使用者に促すだけであり、トナーをリサイクルしつつ色味の変化を抑えるものではなかった。
【００１２】
以上のように、白黒画像形成装置ではなくタンデム型などのカラー画像形成装置においては、トナーをリサイクルしつつ、画像品質に問題のない画像形成装置は提供されていないのが現状である。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２２７７２７号公報
【特許文献２】特開２０００−２４２１５２号公報
【特許文献３】特開平８−１３７１７４号公報
【特許文献４】特開２００２−１１６５９３号公報
【特許文献５】特開２００６−１８０５０号公報
【特許文献６】特開２００７−１２７９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決するべく、複数色のトナーを用いる電子写真方式のカラー画像形成装置において、資源の節約、環境負荷の低減、ランニングコストの低減等のためにトナーをできるだけリサイクルしつつ、出力する画像の発色や色再現に支障のないカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の転写装置の発明は、少なくともブラック色を含む所定色毎に独立してトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、これらの各画像形成ユニットは、表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、その静電潜像を所定色のトナーでトナー像に現像する現像手段と、前記潜像担持体に転写後も付着残留する転写残トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段とをそれぞれ有し、更に、現像に使用されていないトナーであるニュートナーを前記所定色毎に収容する複数のニュートナー収容部と、これらの各色のニュートナー収容部から対応する各色の前記現像手段へニュートナーを搬送する第１のニュートナー搬送経路とをトナー色毎に備えたカラー画像形成装置において、前記クリーニング手段のうちブラック色以外の各色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する単数又は複数の回収カラートナー搬送経路と、ブラック色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、ブラック色以外の各色のニュートナー収容部からブラック色の現像手段へ向けて各色のニュートナーを搬送する複数の第２のニュートナー搬送経路と、を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の画像形成装置の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、複数の画像形成ユニットを中間転写体の移動方向に沿って直列配置したタンデム型の中間転写方式であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の画像形成装置の発明は、請求項２に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色の画像形成ユニットは、中間転写体の移動方向から見て最下流に配置されており、他の色の画像形成ユニットは、単色で転写する場合に転写効率の悪い順に中間転写体の移動方向上流側から配置し、最上流に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する時に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の画像形成装置の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色の画像形成ユニットで形成したブラックトナー像は、ブラック色の潜像担持体から転写材に直接転写すると共に、ブラック色以外の画像形成ユニットで形成したブラック以外の各色の単色トナー像は、各潜像担持体から中間転写体に一旦転写してから転写材に転写することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の画像形成装置の発明は、請求項４に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外の画像形成ユニットは、転写効率の悪い順に中間転写体の移動方向に沿って上流側から直列配置したタンデム型であり、最上流の画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の画像形成装置の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収カラートナー搬送経路に設けられたトナー搬送手段は、各色の回収トナーの混合比率を所定比率として回収カラートナーの色味がブラック色の色味に近くなるようにトナー搬送量が設定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の画像形成装置の発明は、請求項６に記載のカラー画像形成装置において、回収カラートナー搬送経路に設けられた複数のトナー搬送手段は、同一の駆動手段により同じ回転数で駆動する搬送スクリューであり、この搬送スクリューのフィンの大きさやスクリューのフィンの角度などの回転数以外の手段を変えることでトナー搬送量を設定していることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の画像形成装置の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、各クリーニング手段は、各潜像担持体に当接して転写残トナーを回収するクリーニング部材と、各潜像担持体から回収した転写残トナーを貯蔵するスペースである回収トナー貯蔵ホッパ部をそれぞれ有し、回収カラートナー搬送経路と第２のニュートナー搬送経路は、これら各色の回収トナー貯蔵ホッパ部と連通し、各色の回収トナーは、各色の回収カラートナー搬送経路を介して回収トナー貯蔵ホッパ部に一旦貯蔵されてからブラック色の現像手段へ向けて搬送されると共に、ブラック色以外の各色のニュートナーは、第２のニュートナー搬送経路及び各色の回収トナー貯蔵ホッパ部を経由してブラック色の現像手段へ向けて供給されることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の画像形成装置の発明は、請求項８に記載のカラー画像形成装置において、回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの搬送に支障がない程度の所定量の回収トナーの貯蔵残量があるか否かを検知する残量検知センサを設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の画像形成装置の発明は、請求項９に記載のカラー画像形成装置において、残量検知センサのうちブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部に第２のニュートナー搬送経路を通じてニュートナーを供給することを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の画像形成装置の発明は、請求項１０に記載のカラー画像形成装置において、残量検知センサのうちブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部からの回収トナーの搬送を停止すると共に第２のニュートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーを供給し、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知した場合に、回収カラートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始することを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の画像形成装置の発明は、請求項８ないし１１のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの満杯を検知する満杯検知センサを設けたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載の画像形成装置の発明は、請求項１２に記載のカラー画像形成装置において、満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始することを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載の画像形成装置の発明は、請求項１２又は１３に記載のカラー画像形成装置において、残量検知センサのうちブラック色以外のいずれかの残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知し、且つ、満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーが供給され、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知しないとブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始しないことを特徴とする。
【００２９】
請求項１５に記載の画像形成装置の発明は、請求項８ないし１４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収トナーを攪拌する攪拌手段を有し、回収カラートナー搬送経路と回収ブラックトナー搬送経路とに連通し、各色の回収トナー貯蔵ホッパ部から搬送される回収トナーを攪拌してブラック色の現像手段に供給する回収トナー供給部を、ブラック色の現像手段近傍に設けたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１６に記載の画像形成装置の発明は、請求項１５に記載のカラー画像形成装置において、回収トナー供給部に収容する回収トナーの色味を検出する色味センサを設けると共に、回収カラートナー搬送経路にトナー色毎に独立駆動可能なトナー搬送手段を設け、色味センサの検出結果に応じて回収カラートナーの各トナー搬送量を調節可能に構成したことを特徴とする。
【００３１】
請求項１７に記載の画像形成装置の発明は、請求項１６に記載のカラー画像形成装置において、色味センサは、ブラックの画像形成ユニットで回収トナー供給部内の回収トナーから色味パターンをブラック色の潜像担持体上に作像して、その色味パターンを光学的に測定することにより回収トナーの色味を検出することを特徴とする。
【００３２】
請求項１８に記載の画像形成装置の発明は、請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置において、色味センサからの検出情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色となるようにトナー搬送量を調節して回収トナー供給部に回収トナーを搬送することを特徴とする。
【００３３】
請求項１９に記載の画像形成装置の発明は、請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置において、満杯検知センサのうちブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合は、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を強制的に開始すると共に、その後、色味センサからの情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色を相対的に所定量多く含むようにトナー搬送量を調節して回収トナー供給部に回収トナーを搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、所定色のトナー毎に画像形成ユニットを複数備えたカラー画像形成装置において、クリーニング手段のうちブラック色以外の各色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する単数又は複数の回収カラートナー搬送経路と、ブラック色のクリーニング手段からブラック色の現像手段へ向けて回収トナーを搬送する回収ブラックトナー搬送経路と、ブラック色以外の各色のニュートナー収容部からブラック色の現像手段へ向けて各色のニュートナーを搬送する複数の第２のニュートナー搬送経路と、を設けたので、つまり、潜像担持体上の転写残トナーを回収し、定められた量（又は、一定の比率）に従って色味の影響を最も受けにくいブラック画像形成ユニットの現像手段に供給するので、各色の転写残トナー回収量が各色の画像形成ユニットの使用頻度により大きく違った場合であっても、転写残トナーの回収量が少ない色の回収トナーに第２のニュートナー搬送経路からニュートナーを供給することにより、常に定められた比率で回収トナーをブラック色の現像手段に搬送することができる。このため、トナーをできるだけリサイクルしつつ、出力する画像の発色や色再現に支障のないようにすることができる。よって、資源の節約、環境負荷の低減、ランニングコストの低減を達成することができ、環境保全を図ることができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、複数の画像形成ユニットを中間転写体の移動方向に沿って直列配置したタンデム型の中間転写方式であるので、中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置において、前記効果を奏することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色の画像形成ユニットは、中間転写体の移動方向から見て最下流に配置されており、他の色の画像形成ユニットは、単色で転写する場合に転写効率の悪い順に前記中間転写体の移動方向上流側から配置し、最上流に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する時に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されているので、転写時にトナーが逆転写されにくく「混色」の問題が低減され、且つ、例え微量のトナーが混色した場合であっても出力画像の色味の変化を目立たなくすることができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色の画像形成ユニットで形成したブラックトナー像は、ブラック色の潜像担持体から転写材に直接転写すると共に、ブラック色以外の画像形成ユニットで形成したブラック以外の各色の単色トナー像は、各潜像担持体から中間転写体に一旦転写してから転写材に転写するので、つまり、ブラックの画像形成ユニットを独立させて直接転写方式とし、残りの画像形成ユニットをタンデム型の中間転写方式としたので、前記効果に加え、ブラックの画像形成ユニットでは「混色」の問題が発生しなくなる。
【００３８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外の画像形成ユニットは、転写効率の悪い順に中間転写体の移動方向に沿って上流側から直列配置したタンデム型であり、最上流の画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧の値に設定し、上流から２番目に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１より小さい所定の割合を乗じた値に設定し、２番目以降に配置される画像形成ユニットから中間転写体に転写の際に印加される１次転写電圧は、当該画像形成ユニットのトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧に１つ上流に配置される画像形成ユニットにおいて設定された前記所定の割合より小さい値を乗じた値に設定されているので、ブラックの画像形成ユニットでは「混色」の問題が発生しなくなるだけでなく、残りの画像形成ユニットでも転写時にトナーが逆転写されにくく「混色」の問題が低減され、且つ、例え微量のトナーが混色した場合であっても出力画像の色味の変化を目立たなくすることができる。
【００３９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収カラートナー搬送経路に設けられたトナー搬送手段は、各色の回収トナーの混合比率を所定比率として回収カラートナーの色味がブラック色の色味に近くなるようにトナー搬送量が設定されているので、前記効果に加え、簡単で故障しにくい安価な構成で、常に定められた比率で各色の回収トナーをブラック色の現像手段に搬送することができる。
【００４０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載のカラー画像形成装置において、回収カラートナー搬送経路に設けられた複数のトナー搬送手段は、同一の駆動手段により同じ回転数で駆動する搬送スクリューであり、この搬送スクリューのフィンの大きさやスクリューのフィンの角度などの回転数以外の手段を変えることでトナー搬送量を設定しているので、前記効果に加え、定められた比率で実質的に同時に各色の回収トナーをブラック色の現像手段に搬送することができ、駆動手段も１つで済むためコスト削減になる。
【００４１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、各クリーニング手段は、各潜像担持体に当接して転写残トナーを回収するクリーニング部材と、各潜像担持体から回収した転写残トナーを貯蔵するスペースである回収トナー貯蔵ホッパ部をそれぞれ有し、回収カラートナー搬送経路と第２のニュートナー搬送経路は、これら各色の回収トナー貯蔵ホッパ部と連通し、各色の回収トナーは、各色の回収カラートナー搬送経路を介して回収トナー貯蔵ホッパ部に一旦貯蔵されてからブラック色の現像手段へ向けて搬送されると共に、ブラック色以外の各色のニュートナーは、第２のニュートナー搬送経路及び各色の回収トナー貯蔵ホッパ部を経由してブラック色の現像手段へ向けて供給されるので、つまり、回収トナー貯蔵ホッパ部に一旦ある一定量の回収トナーを貯蔵してから搬送するので、搬送するときにより正確な量のトナーを搬送することができ、回収トナーの色味を変化させないようにすることができる。
【００４２】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載のカラー画像形成装置において、回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの搬送に支障がない程度の所定量の回収トナーの貯蔵残量があるか否かを検知する残量検知センサを設けたので、回収トナー不足の色が分かる。
【００４３】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部に第２のニュートナー搬送経路を通じてニュートナーを供給するので、つまり、回収トナーが所定量に達しない色があっても、ニュートナーを補充して全ての色の回収トナーを所定量に整えブラック色の現像手段に搬送するので、トナー色の使用頻度による回収トナー量のバラツキを補正することができ、回収トナーの供給比率のバランスを崩さずリサイクルトナーの色味が変化することがない。
【００４４】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外の残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した場合に、当該残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部からの回収トナーの搬送を停止すると共に第２のニュートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーを供給し、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知した場合に、回収カラートナー搬送経路を通じて当該回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始するので、つまり、回収トナー貯蔵ホッパ部内の回収トナーが少なく、搬送に支障があるような状態で回収トナーを搬送し続けることがなく、前記効果に加え、ブラック色以外の全ての色の回収トナーをより精度よく所定の比率でブラック色の現像手段に搬送することができる。
【００４５】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項８ないし１１のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収トナー貯蔵ホッパ部に、回収トナーの満杯を検知する満杯検知センサを設けたので、回収トナー貯蔵ホッパ部の回収トナー量が多くなったことが分かるため、回収トナー貯蔵ホッパ部の回収トナーが溢れる前にブラックの画像形成ユニットに供給することが可能となる。
【００４６】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２又は１３に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始するので、つまり、ブラック色以外の全ての色の回収トナーを同時にブラックの現像手段に供給することで、回収トナーの色味変動をバランスよく効率的に抑制することができる。また、その制御を回収トナー搬送経路の１つの駆動手段をＯＮ／ＯＦＦするだけで実現することができる。
【００４７】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１２又は１３に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外のいずれかの残量検知センサで回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知し、且つ、ブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合に、回収トナーの貯蔵残量が所定量以下であることを検知した残量検知センサが設けられた回収トナー貯蔵ホッパ部にニュートナーが供給され、その後、当該残量検知センサが、収容トナー残量が所定量以上であることを検知しないとブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を開始しないので、つまり、ブラック色以外の回収トナーを回収トナー貯蔵ホッパ部から同時にブラックの画像形成ユニットに供給する時のタイミングを規定することで、各回収トナー貯蔵ホッパ部で回収トナーを蓄える時間ができ、結果的に容易に回収トナー量を常に一定量毎に供給され易くなるから、ニュートナーのリサイクルトナーに使用する量を抑えつつ、色味変動をバランスよく効率的に抑制できる。
【００４８】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項８ないし１４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、回収トナーを攪拌する攪拌手段を有し、回収カラートナー搬送経路と回収ブラックトナー搬送経路とに連通し、各色の回収トナー貯蔵ホッパ部から搬送される回収トナーを攪拌してブラック色の現像手段に供給する回収トナー供給部をブラック色の現像手段近傍に設けたので、つまり、所定量を溜めてから供給するので、搬送手段の駆動等による供給量の変動がなく、しかも回収トナーを攪拌してブラック色の現像手段に供給するので、より回収トナーの色味の変動を無くすことができる。
【００４９】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５に記載のカラー画像形成装置において、回収トナー供給部に収容する回収トナーの色味を検出する色味センサを設けると共に、回収カラートナー搬送経路にトナー色毎に独立駆動可能なトナー搬送手段を設け、色味センサの検出結果に応じて回収カラートナーの各トナー搬送量を調節可能に構成したので、色味（カラーバランス）を崩すこと無く正確に、回収カラートナーのトナーリサイクルを行うことができる。
【００５０】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１６に記載のカラー画像形成装置において、ので、色味センサは、ブラックの画像形成ユニットで回収トナー供給部内の回収トナーから色味パターンをブラック色の潜像担持体上に作像して、その色味パターンを光学的に測定することにより回収トナーの色味を検出するので、前記効果に加え、作像時の色味を見て直接調整できるため、カラーバランスのよいトナーリサイクルが可能となる。
【００５１】
請求項１８に記載の発明によれば、請請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置において、色味センサからの検出情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色となるようにトナー搬送量を調節して回収トナー供給部に回収トナーを搬送するので、色味センサからの正確な情報を基に実際に使用する回収トナー供給部内の回収トナーの色味を確実にブラック色にすることができる。
【００５２】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１６又は１７に記載のカラー画像形成装置において、ブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合は、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を強制的に開始すると共に、その後、色味センサからの情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色を相対的に所定量多く含むようにトナー搬送量を調節して回収トナー供給部に回収トナーを搬送するので、回収トナー貯蔵ホッパ部を回収トナーで溢れ返らせて、機械が停止し生産性を落とすようなことがなく、且つ、色味のバランスを崩さずトナーのリサイクルを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
【００５４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成の概略を示す構成説明図である。図中の符号１は、本発明の一実施の形態として例示する４連タンデム型の中間転写方式のカラープリンタであり、このカラープリンタ１は、主に、中央付近に欠き込みがある略コの字状の垂直断面を有する装置本体１０と、その装置本体１０の内側略最上部に配置された書き込み手段２と、この書き込み手段２の下部であって装置本体１０の上部に配置された画像形成部３と、この画像形成部３の下部に配置された転写部４と、この転写部４の更に下部であって装置本体１０の内側略最下部に配置された給紙部５と、転写部４の下部であって装置本体１０内部の略中央部に配置された定着部６と、定着部６の脇であって転写部４と給紙部５との間に設けられた装置本体１０の外面に形成された排紙部７などから構成されている。
【００５５】
この書き込み手段２は、パソコンなどから入力された画像情報を基に変調したレーザ光を照射しながら走査し、一様に帯電された後述の感光体ドラムの外周面を選択的に露光させて、照射した部分の表面電位を低下させ、感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光装置としての機能を有する。
【００５６】
画像形成部３は、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色のトナーに対応した４つの画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋから主に構成されており、後述の中間転写体の移動方向Ａに沿って上流側からイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に直列に配置されている。この画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋには、それぞれ潜像担持体である感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋが備えられ、その感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの廻りには、その外周面に帯電処理を施し、一様に帯電させる帯電手段Ｙ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｋ１、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に書き込み手段２で形成した静電潜像をそれぞれの色のトナーで単色のトナー像に可視像化する現像手段Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２、感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面に転写後も残留する転写残トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３，Ｋ３などがそれぞれ配設されている。
なお、画像形成ユニットの構成及びその配置については、後で詳述する。
【００５７】
転写部４は、弾性樹脂の無端状ベルトからなる中間転写体としての中間転写ベルト４０と、この中間転写ベルト４０を支持・張架する４つの支持ローラ４１，４２，４３，４４と、４つの感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋとそれぞれ中間転写ベルト４０を挟んで対向する４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋと、から主に構成されている。この支持ローラ４３は、図示しない駆動手段に接続された駆動ローラとなっており、この支持ローラ４３と中間転写ベルト４０を挟んで対向する位置に、２次転写ローラ４６が設けられている。また、支持ローラ４４は、転写されたトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加可能なクリーニングローラであり、このクリーニングローラ４４の廻りに、中間転写ベルト４０のクリーニング手段であるクリーニングユニット４７が設けられている。
【００５８】
これらの各１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、空隙放電による画像劣化を考慮し、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋと中間転写ベルト４０を挟んで当接する正対位置から中間転写ベルト４０の搬送方向下流側（図中の矢印方向）に少しズレた位置に配置された接触方式の転写バイアス（転写電圧）印加手段であり、図示しないバイアス電源に接続され、１次転写バイアスを中間転写ベルト４０の裏面（内周面）から印加するよう構成されている。
【００５９】
２次転写ローラ４６は、図示しない付勢手段により駆動ローラ４３の外周において中間転写ベルト４０に圧接され、２次転写ニップを形成するよう構成されており、駆動ローラ４３が、図示しないバイアス電源に接続された接触方式の転写バイアス印加手段となっている。また、２次転写ローラ４６が転写バイアス印加手段となっていてもよく、その場合、転写するトナー像とは逆極性の転写バイアスを印加することになる。
【００６０】
クリーニングユニット４７は、クリーニングローラ４４と、クリーニングブレード４７ａと、収容部４７ｂと、搬送スクリュー４７ｃなどからなり、クリーニングローラ４４で中間転写ベルト４０の転写残トナーを静電的に移行させ、このクリーニングローラ４４の外周面にクリーニングブレード４７ａを当接させて転写残トナーを掻き取り、収容部４７ｂに一旦収容し、搬送スクリュー４７ｃで図示しない廃トナー収容部へ搬送するように構成されている。
【００６１】
給紙部５には、コピー用紙、樹脂シート（ＯＨＰシートなど）などの所定の大きさの転写材（紙に限定されるものではない）を収容・ストックする上下２段の供給カセット５０、５１と、このストックされた転写材に所定圧で圧接されており、制御手段（図示せず）の制御信号に基づいて転写材を１枚ずつ搬送路に送り出す供給ローラ５２，５３、エラストマーからなる重送された転写材を１枚に分離する分離部材としての図示しないフリクションパッド、転写材を２次転写ニップへ搬送するタイミングを調整するレジストローラ対５４などが備えられている。
【００６２】
定着部６には、定着ローラ６０と、加圧ローラ６１などが備えられ、この定着ローラ６０に図示しない付勢手段により加圧ローラ６１が付勢されて圧接され、定着ニップが形成される。そして、この定着ニップにおいて、搬送されてきた転写材に、定着ローラ６０内に設けられた図示しない発熱手段による熱と前記付勢手段による加圧ローラ６１の圧力を加えることにより、転写部４で転写材に転写されたトナー像を転写材に定着するようになっている。
【００６３】
排紙部７には、装置本体１０の中央付近のコの字状の欠き込部分の外面に設けられた排紙トレイ７０と、この排紙トレイ７０に定着部６を通過した転写材を装置本体１０から排出する排紙ローラ対７１などが備えられ、この排紙ローラ対７１から排出された転写材が排紙トレイ７０上に集積されるようになっている。
【００６４】
（画像形成ユニットの配列及び転写条件）
次に、画像形成ユニットの配列と印加する１次転写電圧について説明する。
前述のように、本実施の形態に係るカラープリンタ１の画像形成ユニットは、中間転写ベルト４０の移動方向Ａに沿って上流側からイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に配置されている（図１参照）が、特にこの配列に限定されるものではなく、転写条件や混色の問題を軽減する配列等種々の条件によって決定される。しかし、中間転写ベルトの移動方の上流側に設けられた画像形成ユニットから中間転写ベルトにトナー像を転写する際にトナーが下流側に配置された画像形成ユニットの感光体ドラムへ逆転写し難い配列や転写条件を選択することが望ましい。
【００６５】
画像形成ユニットから中間転写ベルト（中間転写体）へ転写する際に１次転写手段により印加する転写バイアス（転写電圧）は、中間転写ベルトの移動方向において下流側に行くほど高い転写バイアス（高いエネルギー）が必要となることを本発明者らは解明した。しかし、転写バイアスを高くすると中間転写ベルト（中間転写体）から感光体ドラム（潜像担持体）へ転写する際にトナーが逆転写するという問題も発生し易くなってしまうことも同時に発見した。
そこで、本発明者らは、フルカラープリンタにおいてトナーリサイクルをする場合には、転写効率を若干犠牲にしてでも逆転写し難い画像形成ユニットの配列や条件等を見出すべく、試験機などで様々な転写電圧を掛けて、その時の転写効率や逆転写したトナーの割合等を調査した。
【００６６】
図２は、トナー色毎の１次転写電圧と転写効率の関係を示すグラフである。図２に示すように、単色のトナーを転写する際に転写電圧を段々と下から上げていった場合、転写効率が最大値の水準（上に凸の曲線の頂点）に至るのに転写電圧（転写エネルギー）を最も要するのはブラック色であり、次にイエロー色、そしてシアン色、マセンダ色の順番であった。また、転写電圧（転写エネルギー）の差もブラック色とイエロー色、シアン色とマゼンダ色との間は、多少の開きがあることが見て取れる。つまり、ブラック色のトナー単色で転写する際に転写効率が最適になる転写電圧（以下、最適転写電圧という）は、７００Ｖ前後（６００Ｖから８００Ｖ程度）であり、イエロー色の最適転写電圧は、６４０Ｖ前後（６００Ｖから７３０Ｖ程度）であり、シアン色の最適転写電圧は、６２０Ｖ前後（５５０Ｖから７００Ｖ程度）であり、マゼンダ色の最適転写電圧は、５８０Ｖ前後（５００Ｖから６５０Ｖ程度）であると云える。これらの知見と転写電圧を高くすると逆転写し易くなることを考え合わせて、本実施の形態では、画像形成ユニットを前記のように配列し（図１参照）、以下のように、最適な転写効率を示す転写電圧から徐々に下げていくように設定した。
【００６７】
つまり、画像形成ユニットをトナーが混色した場合でも出力画像において目立たないようにするために最も視認しにくいと想定されるブラックを最下流にすることにした。それ以外のイエロー、シアン、マゼンタに関しては同じ印加電圧に対して転写効率の低い方、即ち転写性の悪い方から順に転写ベルト移動方向上流から並べることとし、上流側からイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に配列した。更に最上流に配置したイエロー色の画像形成ユニット３Ｙから中間転写ベルト４０に転写するときに転写効率の低さを補うべく１次転写ローラ４５Ｙで印加する１次転写電圧を転写効率の最も高くなる電圧、即ち、イエロー色の最適転写電圧である６４０Ｖ程度に設定し、次のシアン色の１次転写ローラ４５Ｃで印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧の５％低い値、即ち、シアン色の最適転写電圧である６２０Ｖ×０．９５（１より小さい所定の割合）＝５８９Ｖ程度に設定し、その次のマゼンタ色の１次転写ローラ４５Ｍで印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧の１０％低い値、即ち、マゼンタ色の最適転写電圧である５８０Ｖ×０．９０（１つ上流に配置されるシアン色の画像形成ユニットにおいて設定された所定の割合０．９５より小さい値）＝５８９Ｖ程度に設定し、最下流に配置したブラック色の１次転写ローラ４５Ｋで印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧の１５％低い値、即ち、ブラック色の最適転写電圧である７００Ｖ×０．８５（１つ上流に配置されるマゼンダ色の画像形成ユニットにおいて設定された所定の割合０．９０より小さい値）＝５９５Ｖ程度に設定した。
【００６８】
この配列と転写条件で逆転写されるトナー量を測定したところ、イエロー色のトナーが逆転写される逆転写トナー量は、シアン色の画像形成ユニット３Ｃでは、イエロー色の画像形成ユニット３Ｙから中間転写ベルト４０に転写したトナー量の２％未満であり、マゼンタ色の画像形成ユニット３Ｍでは、前記トナー量の１％未満であり、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋでは、前記トナー量の１％未満にすぎなかった。また、シアン色のトナーが逆転写される逆転写トナー量は、マゼンタ色の画像形成ユニット３Ｍでは、画像形成ユニット３Ｃから中間転写ベルト４０に転写したトナー量の２％未満であり、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋでは、前記トナー量の１％未満にすぎなかった。このような配列と転写条件を選択することで、転写効率は多少落ちるものの、トナーの混色を殆ど起こらないようにすることができると共に、たとえトナーが混色した場合でも出力画像において色味の変化を目立たないようにすることができる。
なお、以上の１次転写電圧の説明で挙げた数値は、実験の際に使用したトナーの特性や中間転写ベルトの製品誤差等に影響を受けるものであり、本発明の特許請求の範囲は、これらの数値に限定されるものではない。
【００６９】
（画像形成ユニット）
次に、本実施の形態に係る画像形成ユニットについて更に詳細に説明する。
図３は、本実施の形態に係るイエロー色の画像形成ユニットの構成を説明する構成説明図である。先ず、画像形成ユニットの代表としてイエロー色の画像形成ユニット３Ｙを例に挙げて説明する。図３に示す画像形成ユニット３Ｙは、主に前述のように、感光体ドラムＹ、帯電手段Ｙ１、現像手段Ｙ２、クリーニング手段Ｙ３からなり、画像形成ユニット全体のハウジングである図示しないユニットケース内に収められ、プロセスカートリッジとして一体化されている。また、感光体ドラムＹは、このユニットケースに軸支され、図の矢印方向に回転駆動可能となっている。
【００７０】
帯電手段Ｙ１は、主に帯電ローラＹ１０からなり、この帯電ローラＹ１０は、ユニットケースに回転自在に軸支され、感光体ドラムＹに対して共回り（感光体ドラムＹの回転方向と逆方向に回転）しながら感光体ドラムＹに当接し、その表面をマイナス又はプラスのいずれかの所定の極性に帯電可能に構成されている。
【００７１】
現像手段Ｙ２は、ユニットケースの一部を構成する現像ケースＹ２０と、この現像ケースＹ２０内に回動自在に軸支されて現像バイアスを印加可能な現像ローラＹ２１と、同じく現像ケースＹ２０内に回動自在に軸支された撹拌ローラＹ２２，Ｙ２３と、現像ローラＹ２１に対して所定間隔離間して現像ケースＹ２０に突設されたドクターブレードＹ２４などから構成されている。また、現像ケースＹ２０には、イエロー色のトナーとキャリアからなる粉体状の２成分現像剤が収容され、この現像剤が撹拌ローラＹ２２，Ｙ２３で撹拌されて、トナーが前記所定の極性に帯電され、キャリアがその反対極性に帯電される。そして、この帯電されたイエロー色のトナーが現像ローラＹ２１に担持され、ドクターブレードＹ２４の先端でトナー量が規制され、現像ローラＹ２１が回転することにより感光体ドラムＹの外周面と近接する現像領域に運ばれる。そこで、現像ローラＹ２１に担持されたイエロー色のトナーが、感光体ドラムＹの外周面に形成された静電潜像に静電的に移行することにより感光体ドラムＹ上の静電潜像が可視化されてトナー像となる。
【００７２】
クリーニング手段Ｙ３は、転写後も感光体ドラムＹに付着・残留する転写残トナーを感光体ドラムＹに当接して掻き取って回収するクリーニング部材であるクリーニングブレードＹ３０と、クリーニングブレードＹ３０で感光体ドラムＹから回収した転写残トナー（以下、回収トナーという）を収容するスペースである回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１とから主に構成されている。また、この回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１には、下部に回収トナーの搬送に支障がない程度の所定量の回収トナーの貯蔵残量があるか否かを検知する残量検知センサＹ３２が設けられ、上部に回収トナーの満杯を検知する満杯検知センサＹ３３が設けられている。この残量検知センサＹ３２及び満杯検知センサＹ３３は、一般的な圧電センサであり、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１の容量から計算された所定高さに設けられ、その高さにトナーが有るか無いかを検知して、所定の信号を発信するよう構成されている。具体的には、残量検知センサＹ３２は、後述のトナー搬送スクリューが埋没し、定常量のトナー搬送量が確保できる高さに配置されており、満杯検知センサＹ３３は、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋの画像形成に寄与するトナー消費量や補給するタイミング（補給時期）、更には回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１内からの回収トナー溢れ防止等を考慮することによって決定された高さに配置されている。例えば、頻繁に回収トナーを供給したい場合は残量検知センサＹ３２の近くに満杯検知センサＹ３３を配置し、頻繁に供給する必要がなければ、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１内から溢れることを防止する程度の位置に配置すればよい。また、圧電センサではなく、光反射型フォトセンサを回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１にガラス板等の透明体を介して配置し、回収トナー量に応じた反射光出力値を検出する方式としてもよい。このときはフォトセンサから発光する波長を色トナーによって異ならせることが感度よく検知できる。しかし、圧電センサは、フォトセンサより高い信頼性が得られることや回収トナー量の検知範囲が広いこともあり、後述の動作時の検出レベルを広範囲に設定する（自由度が増す）ことが可能なこともあり、都合がよい。
なお、本実施の形態ではクリーニング部材としてクリーニングブレードを例に挙げて説明したが、ブラシローラなど他の既知のクリーニング部材であってもかまわない。
【００７３】
また、現像手段Ｙ２の現像ケースＹ２０には、ニュートナー補給経路Ｙ４（第１のニュートナー搬送経路）の一端が接続され、このニュートナー補給経路Ｙ４の他端がニュートナー収容部であるニュートナーボトルＹ５（図１参照）に接続されおり、現像ケースＹ２０内に設けられた図示しないトナー濃度センサからの情報で現像ケースＹ２０内のトナー濃度が低下するとニュートナーボトルＹ５からイエロー色のニュートナーが補給される仕組みとなっている。
なお、本発明において使用する「ニュートナー」とは、画像形成ために未だ現像されていないトナーを意味し、潜像担持体上に転写され、クリーニング手段によって回収されたトナーと区別するものである。
【００７４】
更に、クリーニング手段Ｙ３の回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１には、下部に回収カラートナー搬送経路Ｙ６の一端が接続され、上部に第２のニュートナー搬送経路であるニュートナー搬送経路Ｙ７の一端が接続されており、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１から回収カラートナー搬送経路Ｙ６の入口にかけて搬送手段である排出スクリューＳ１（図４参照）が設けられている。この回収カラートナー搬送経路Ｙ６の他端は、後述の回収トナー供給部３０に接続され、回収トナーがブラック色の現像手段Ｋ２へ向けて搬送可能となっており、ニュートナー搬送経路Ｙ７の他端は、ニュートナーボトルＹ５に接続され、ニュートナーが回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１へ供給可能となっている（図１も参照）。
【００７５】
以上のように、画像形成ユニット３Ｙについて説明したが、他のカラー画像形成ユニット３Ｃ，３Ｍ（図１参照）も同様な構成となっている。また、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋも略同様な構成となっているが、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋには、前記構成に加え、現像ケース（Ｋ２０）の上方に後述の回収トナー供給部３０が設けられ、第２のニュートナー搬送経路が設けられていない点で相違する。この回収トナー供給部３０は、回収トナーを攪拌する図示しない攪拌手段を有し、各色の回収カラートナー搬送経路Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６と後述の回収ブラックトナー搬送経路Ｋ６とに連通し、各色の回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１）から搬送されてくる回収トナーを攪拌してブラック色の現像手段Ｋ２に供給するよう構成されている（図１参照）。また、回収トナー供給部３０は、他の画像形成ユニットに設けることも可能であるが、本実施の形態では、前述のごとく３つの経路からそれぞれのトナーが供給されるため、攪拌手段で攪拌することで均一化（分散化）させ、現像時のトナー消費量に応じて供給できるように、一時的なバッファー機能としてブラック色の現像手段Ｋ２の上方近傍に１つ設けた。
【００７６】
次に、本発明の特徴部分である回収カラートナー搬送経路、第２のニュートナー搬送経路、回収ブラックトナー搬送経路について図１、図３、図４を用いて詳細に説明する。
（回収カラートナー搬送経路）
図４は、本実施の形態に係る３つのカラー画像形成ユニット、及び回収カラートナー搬送経路を示す斜視図である。
図４に示す回収カラートナー搬送経路Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６は、ブラック色以外の各色のクリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３とブラック色の現像手段Ｋ２とに連通し、内部にそれぞれ所定時間あたりのトナー搬送量を設定可能なトナー搬送手段である搬送スクリューＳ２が設けられている。この回収カラートナー搬送経路Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６は、トナー色毎に複数設けてもよいが、図４に示すように、途中から合流させて１本とし、ブラック色の現像手段Ｋ２まで連通させてもよい。
【００７７】
また、本実施の形態では、簡単な構造で所定の回収トナー量を搬送可能とするため、前記排出スクリューＳ１のスクリューのフィンのピッチ、大きさをトナー色毎に所定の回収トナー量を搬送可能なように設定した。各画像形成ユニットの回収トナー量は排出スクリューＳ１のフィン角度を調整して各々の搬送量を変えている。同様に各画像形成ユニットからの回収トナーの搬送比率を変える場合にもフィン角度を調整して行う。このように構成することにより回転数は全てのカラー画像形成ユニットで同一とすることが可能になり同一の駆動手段で同時期にＯＮ／ＯＦＦ制御させることができる。各画像形成ユニットの回収トナーは、排出スクリューＳ１の一定回転により、定量が回収カラートナー搬送経路に送られ、排出スクリューＳ１と同期して回転動作するが、排出スクリューＳ１のＯＦＦ時は最上流のイエロー色の画像形成ユニット３Ｙの回収トナーが回収トナー供給部３０に供給されるに必要な時間後ＯＦＦするよう駆動タイミングを長く設定している。このため、排出スクリューＳ１と搬送スクリューＳ２とは、その駆動を、クラッチを利用するなどして分けた方がよい。また、回収カラートナー搬送経路内の回収トナーの搬送スピードも色毎に変えてもよい。この時はイエロー色の画像形成ユニット３Ｙの回収トナーの搬送スピードが最も速くなるように、シアン色の画像形成ユニット３Ｃに差し掛かるまでのフィン角度を設定すればなおよい。
【００７８】
また、トナー搬送手段としてスクリュータイプのものを例に挙げて説明したが、出願人が特開平１０−３３３４１２号等で提案している一軸偏芯スクリューポンプやダイヤフラムポンプ等の粉体ポンプを用いた気流とトナーを混合して搬送する方式の搬送手段として用いてもよい。この機構を利用すれば、粉体ポンプの動作時間は、容易に制御できるため、より簡単に所定の回収トナー量を供給することが可能となる。更に、自由な搬送路をレイアウトできるメリットがあり、構造的にもシンプルな構造とすることができる。以上のように、各画像形成ユニットからの回収トナーの搬送量を設定することで、簡単な構造にもかかわらず各画像形成ユニットからの回収トナーの混合比率を所定比率とすることができる。
【００７９】
（ニュートナー搬送経路）
図１、及び図３に示すように、第２のニュートナー搬送経路であるニュートナー搬送経路Ｙ７，Ｃ７，Ｍ７は、各色のニュートナーボトルＹ５，Ｃ５，Ｍ５と各色のクリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３のそれぞれの回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１（Ｃ３１，Ｍ３１）とに連通し、前述の排出スクリューＳ１や搬送スクリューＳ２と同様の図示しない搬送手段を備え、各ニュートナーボトルＹ５，Ｃ５，Ｍ５から同色の回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１（Ｃ３１，Ｍ３１）へ所定量のニュートナーを供給可能となっている。
【００８０】
（回収ブラックトナー搬送経路）
図１に示すように、回収ブラックトナー搬送経路Ｋ６は、ブラック色のクリーニング手段Ｋ３の回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｋ３１）と、ブラック色の現像手段Ｋ２の上方に設けられた回収トナー供給部３０とに連通し、前述の排出スクリューＳ１や搬送スクリューＳ２と同様の図示しない搬送手段を備え、この図示しない搬送手段と前記排出スクリューＳ１とを用いて、ブラック色のクリーニング手段Ｋ３で回収したブラック色の回収トナーを回収トナー供給部３０に供給可能となっている。
【００８１】
（トナー搬送動作）
次に、回収カラートナー搬送経路、第２のニュートナー搬送経路、回収ブラックトナー搬送経路と排出スクリューＳ１、搬送スクリューＳ２等のトナー搬送動作について説明する。前述のように、各色の画像形成ユニットは独立して設けられているが、動作においては、連動するように制御するとよい。
例えば、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋから回収トナーの供給を開始する信号が発信されると、イエロー、シアン、マゼンタ色の各カラー画像形成ユニット３Ｙ，３Ｃ，３Ｍの排出スクリューＳ１が一斉に回転し、回収カラートナー搬送経路の搬送スクリューＳ２が動作することで、回収トナーはブラック色の画像形成ユニット３Ｋの回収トナー供給部３０に供給される。また、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋから回収トナーの供給をＯＦＦする信号が発信されると、全ての排出スクリューＳ１と、搬送スクリューＳ２の回転が停止して、回収トナーの供給が停止するようにするとよい。
【００８２】
このとき、回収トナーの供給開始信号はブラック色の画像形成ユニット３Ｋから発信されてもよいし、プリンタ１の図示しない制御手段からで発信されてもよい。また、各色の画像形成ユニットから発信されてもよい。例えば、シアン色の画像形成ユニット３Ｃの満杯検知センサ（Ｃ３３）のみが回収トナーの容量オーバ（所定量以上）を検出した時、供給開始信号が発信されるように設定し、シアン色の回収トナーが回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｃ３１）から溢れることを未然に抑制するようにしてもよい。
【００８３】
また、回収トナーの供給停止信号も供給開始信号と同様にいずれから発信してもよいが、例えば、ブラック色以外のカラートナー用の回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１）のいずれかの残量検知センサ（Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２）が、回収トナーの貯蔵量が所定量より少なくなったことを検出した場合は、全ての供給開始信号を無視して供給を停止するように制御する。前記のように、残量検知センサ（Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２）は、排出スクリューＳ１が埋没し、定常量のトナー搬送量が確保できる高さに配置されているのであるから、前記の場合は、イエロー、シアン、マゼンタ色の回収トナーの搬送比率を所定の比率に保つことが難しくなるからである。しかし、このような回収トナーの搬送比率を所定の比率に保てないことを容認すれば、例えば、一定の時間間隔で供給開始のＯＮ／ＯＦＦを制御することも可能である。
【００８４】
次に、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋの回収トナー供給部３０への回収トナー供給動作について詳細に説明するが、以下に述べる動作に限定されるものではなく、イエロー、シアン、マゼンタ色のカラー画像形成ユニットの回収トナーがそれぞれ実質的に同じ時間に所定の比率（一定量）で供給が可能な動作であればよい。また、回収トナー供給部３０への供給についても同様で、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋの現像手段Ｋ２に回収した各色のカラートナーを供給することができ、画像形成に寄与することができればよい。
【００８５】
例えば、イエロー、シアン、マゼンタ色のカラー画像形成ユニットのいずれかの満杯検知センサ（Ｙ３３、Ｃ３３，Ｍ３３）で回収トナーの貯蔵量が所定量以上（容量オーバ）であることを検出した場合、回収トナーを強制的に回収トナー供給部３０に供給するように、回収カラートナー搬送経路（Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６）の搬送スクリューＳ２を回転動作させる。従って、回収トナーがいずれの回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１、Ｃ３１，Ｍ３１）でも溢れることなく、トナー搬送動作やトナー回収動作が保証される。
【００８６】
図４を参照しつつ説明すると、搬送スクリューＳ２の回転開始動作に伴って、排出スクリューＳ１が定常回転動作する。排出スクリューＳ１がＯＦＦする時期は一定時間経過後でもよいが、本実施の形態では、各色のいずれかの残量検知センサ（Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２）が一定量以下を検出した場合にＯＦＦとする。その他、ブラック色の回収トナー供給部３０内に残量検知センサを設けて、一定量以下を検出した時ＯＦＦ信号を発信するようにしてもよいし、これらを組み合わせることでＯＦＦ信号を発信するようにしてもよい。
【００８７】
なお、以上のように、いずれかの満杯検知センサ（Ｙ３３，Ｃ３３，Ｍ３３）の検出値に応じて回収トナー供給部３０に供給する例を挙げて説明したが、ブラック色の回収トナー供給部３０内にあるトナー量（補給トナー）によって供給動作をＯＮ／ＯＦＦするようにしてもよい。また、センサ出力値と回収トナー供給部３０内のトナー量との組み合わせで供給動作をＯＮ／ＯＦＦしてもよい。いずれの場合でも、イエロー、シアン、マゼンタ色のカラー画像形成ユニット（３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ）のいずれかの残量検知センサ（Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２）が回収トナーの貯蔵量が所定量以下であることを検出した場合は、供給を禁止する。本実施の形態では、満杯検知センサ（Ｙ３３，Ｃ３３，Ｍ３３）が所定量以上（容量オーバ）を検出するまで、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋの現像手段Ｋ２への回収トナーの供給を禁止するように制御する。そのため、検知範囲が広い振動容量型センサを用いるとよい。そうすることで、所定量に達する前のイエロー、シアン、マゼンタ色の各カラー画像形成ユニットの回収トナーの貯蔵量の変化を見て搬送スクリューＳ２の回転動作を開始するようにもできる。また、各色の画像形成ユニットの状態や画像形成装置本体の制御手段からの信号によって回転動作を開始してもよいし、これらの組み合わせで回転動作を開始してもよいことは勿論である。
【００８８】
（画像形成動作）
次に、このプリンタ１の画像形成動作について図１を参照しつつ説明する。
カラー画像を形成する場合で説明すると、先ず、カラープリンタ１において画像形成動作が開始されると、各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋが図の矢印方向（カラープリンタ１のフロントドア側から見て時計回りの方向）に回転駆動され、このとき各帯電手段Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１によって各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面が所定の極性（例えば、マイナス）に一様に帯電される。次いで、その帯電面に、書き込み手段２から所定の各色に色分解された画像情報に基づいて、光変調されたレーザ光が照射され、これによって各感光体ドラムＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの外周面上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、各現像手段Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２によって単色のトナー像として可視像化され、各色のトナー像はそれぞれ対応する１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋによって１次転写バイアスが印加され中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写されて行き、カラートナー像が形成される。尚、単色の画像を形成する場合には、ブラックの感光体ドラムＫなど所定の単色用の感光体ドラムのみで前記動作が行われる。
【００８９】
一方、給紙部５の供給トレイ５０にストックされている転写材が、供給ローラ５２，５３の圧接・駆動とフリクションパッドとにより１枚ずつ分離されてレジストローラ対５４に向けて送り出される。そして、転写材の先端が、停止しているレジストローラ対５４に突き当たる。これによって転写材が整合された後、駆動ローラ４３の駆動で中間転写ベルト４０が回転し、中間転写ベルト４０上に形成された前記カラートナー像が２次転写ニップに到達するタイミングに合わせてレジストローラ対５４を回転させ、２次転写ニップに向けて転写材を送り出す。
【００９０】
次に、転写部４の２次転写ニップでトナー像が転写された転写材は、定着部６の定着ニップに送られる。そこで、定着ローラ６０と加圧ローラ６１とで熱と圧力が加えられ、転写材に担持された未定着のトナー像が転写材に定着される。このように、転写材にトナー像が定着された後、排紙ローラ対７１が回転して排紙部７の排紙トレイ７０に排出される。また、２次転写後の中間転写ベルト４０の表面に付着する転写残トナーはクリーニングユニット４７によって除去され、再度の画像形成動作に備えられる。
【００９１】
以上のように、第１の実施の形態（実施の形態１）のカラープリンタによれば、イエロー、シアン、マゼンタ色の各カラー画像形成ユニット（３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ）で回収された回収トナーをブラック色の現像手段Ｋ２に戻してリサイクルする際に、各カラー画像形成ユニットの各回収トナー貯蔵ホッパ部（Ｙ３１、Ｃ３１，Ｍ３１）から簡単で安価な構成で回収トナーの搬送量の比率を予め定めて、一定量のイエロー、シアン、マゼンタ色の回収トナーが、定められた時期にブラック色の画像形成ユニット３Ｋの現像手段Ｋ２に供給されるようにしたので、本実施の形態に係るカラープリンタ１のようなカラー画像形成装置においても、出力画像の色味や色再現性を悪化することがなく、環境にやさしい機械を提供することができる。そのうえ、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋに回収トナー供給部３０を設け、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋからの回収トナーやブラック色のニュートナーボトルＫ５からの補給用のニュートナーも全てこの回収トナー供給部３０に供給することとしたため、出力画像において実質的なブラック色の色味変化は殆ど発生しない状態にまで改善することができる。
【００９２】
［実施の形態２］
次に、本発明の第２の実施の形態について図５、図６を用いて説明する。第１の実施の形態と相違する点は、主に画像形成部における画像形成ユニットの配列や転写方式が違うだけであり、各構成要素は同様な構成となっている。よって、同様の構成は同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施の形態との相違点のみ説明する。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成の概略を示す構成説明図である。図中の符号１’は、本発明の第２の実施の形態として例示する３連タンデム・ブラック独立型の直接・中間転写ハイブリッド方式のカラーコピー複合機１’である。このカラーコピー複合機１’は、図５に示すように、主に装置本体１０’と、この装置本体１０’の中央部付近に設けられた書き込み手段２と、この書き込み手段２の上方に配置された画像形成部３’と、この画像形成部３’と書き込み手段２との間に設けられた転写部４’と、装置本体１０’の最下部に設けられた給紙部５と、転写部４’の上方に設けられた定着部６と、排紙部７などから構成されている。このような第１の実施の形態に係るカラープリンタ１と同様の構成に加え、原稿をスキャニングするスキャナー部８、両面搬送用の搬送経路Ｄ、手差トレイＥ、中間転写ベルトクリーニングユニット４７’、廃トナー回収部９などが更に設けられている。しかし、これらは本発明の主要部ではなく、既知のものなので詳細な説明は省略する。
【００９３】
画像形成部３’は、第１の実施の形態と同様にイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色のトナーに対応した４つの画像形成ユニット３Ｙ’，３Ｃ’，３Ｍ’，３Ｋ’から主に構成されており、各画像形成ユニット３Ｙ’，３Ｃ’，３Ｍ’，３Ｋ’の構成も略同様に構成されている。しかし、大きく相違する点は、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋ’で形成したブラックトナー像は、ブラック色の潜像担持体である感光体ドラムＫ’から転写材に直接転写すると共に、ブラック色以外のカラー画像形成ユニットで形成したブラック以外の各色の単色トナー像は、各感光体ドラムＹ’，Ｃ’，Ｍ’から中間転写体である中間転写ベルト４０’に一旦転写してから転写材に転写するよう構成されている点である。つまり、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋ’が単独の直接転写方式となっており、転写紙の搬送方向において上流側に配置され、残りのカラー画像形成ユニット３Ｙ’，３Ｃ’，３Ｍ’が、中間転写ベルト４０’下面の移動方向Ｂに沿って、上流側からイエロー、シアン、マゼンダの順に直列配置された３連タンデム型の中間転写方式となっている。
【００９４】
次に、各画像形成ユニットの転写条件について説明する。第２の実施の形態に係る画像形成装置であるカラーコピー複合機１’では、第１の実施の形態で述べた前記の知見を基に、単独で配置したブラック色の転写ローラ４８Ｋで印加する転写電圧を転写効率の最も高い電圧に設定し、中間転写ベルト４０’の移動方向において最上流に配置したイエロー色の画像形成ユニット３Ｙ’から中間転写ベルト４０’に転写するときに１次転写ローラ４５Ｙ’で印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧、即ち、イエロー色の最適転写電圧である６４０Ｖ程度に設定し、次のシアン色の１次転写ローラ４５Ｃ’で印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧の５％低い値、即ち、シアン色の最適転写電圧である６２０Ｖ×０．９５（１より小さい所定の割合）＝５８９Ｖ程度に設定し、最下流のマゼンタ色の１次転写ローラ４５Ｍ’で印加する１次転写電圧を転写効率の最も高い電圧の１０％低い値、即ち、マゼンタ色の最適転写電圧である５８０Ｖ×０．９０（１つ上流に配置されるシアン色の画像形成ユニットにおいて設定された所定の割合０．９５より小さい値）＝５８９Ｖ程度に設定する。このように転写条件を設定したときの逆転写トナー量を計測すると、イエロー色の画像形成ユニット３Ｙ’で中間転写ベルト４０’に転写されたトナーの３％未満がシアン色の画像形成ユニット３Ｃ’への逆転写トナー量であり、マゼンダ色の画像形成ユニット３Ｍ’では１％未満が逆転写トナー量として測定された。シアン色の画像形成ユニット３Ｃ’で中間転写ベルト４０’に転写されたトナーのうち２％未満がマゼンタユニットへの逆転写トナー量として計測されるにすぎなかった。このように、転写条件を設定することで、第１の実施の形態では、若干犠牲にしたブラック色の画像形成ユニット３Ｋ’の転写効率を改良しつつ、混色の問題を極力防止することができる。
【００９５】
図６は、第２の実施の形態に係るイエロー色の画像形成ユニットの構成を説明する構成説明図である。図６に示すように、第２の実施の形態に係る画像形成ユニットの代表としてイエロー色の画像形成ユニット３Ｙ’を例に挙げて説明する。画像形成ユニット３Ｙ’は、カラープリンタ１と同様に、感光体ドラムＹ’、帯電手段Ｙ１’、現像手段Ｙ２’、クリーニング手段Ｙ３’からなり、各構成も略同様な構成となっているが、画像形成ユニット３Ｙ’が中間転写ベルト４０’の下面側に配置されているので、第１の実施の形態の画像形成ユニット３Ｙと丁度略上下が反転した構成となっている。しかし、重力が働く方向は同じなので、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１’には、下部に残量検知センサＹ３２’が設けられ、上部に満杯検知センサＹ３３’が設けられている。そして、回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１’には、下部に回収カラートナー搬送経路Ｙ６’の一端が接続され、上部に第２のニュートナー搬送経路であるニュートナー搬送経路Ｙ７’の一端が接続されている。また、ニュートナー補給経路Ｙ４’も、カラープリンタ１のニュートナー補給経路Ｙ４（第１のニュートナー搬送経路）と同様な構成である。
【００９６】
第２の実施の形態（実施の形態２）のカラーコピー複合機１’によれば、第１の実施の形態１のカラープリンタにおいて、懸念事項であったブラック色の画像形成ユニットの転写効率が十分発揮できないという問題を解決することができる。特に、高湿下で作像する場合、ブラック色の画像濃度が低下する傾向にあるため、現像時でのブラック色の現像量を通常より高く制御しなければならないが、本実施の形態によれば、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋ’は、単独となっているので、転写効率向上と共にブラック色の画像の色味変化にも実質考慮する必要がなくなる。このような配列は一例を示すものであり、画像形成ユニットの配列の順番を限定するものではない。例えば、シアン色の画像形成ユニット３Ｃ’とマゼンタ色の画像形成ユニット３Ｍ’は単色で転写する時の転写エネルギーが同程度であれば、混色時の見た目の色味度合いで決定すればよい。
【００９７】
［実施の形態３］
次に、本発明の第３の実施の形態について図７を用いて説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成の概略を示す構成説明図である。このカラープリンタ１”が第１の実施の形態と相違する点は、回収カラートナー搬送経路（Ｙ６”，Ｃ６”，Ｍ６”）がトナー色毎に計３本設けられているものに限定されている点と、色味センサＳ３が新たに設けられている点だけである。よって、それ以外の説明を省略する。
【００９８】
回収カラートナー搬送経路（Ｙ６”，Ｃ６”，Ｍ６”）は、第１の実施の形態と同様に、ブラック色以外の各色のクリーニング手段Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３の回収トナー貯蔵ホッパ部Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１とブラック色の現像手段Ｋ２の上方近傍に設けられたトナー供給部３０とに連通し、内部にそれぞれ所定時間あたりのトナー搬送量を設定可能なトナー搬送手段である３つの搬送スクリューＳ２”が設けられている。この搬送スクリューＳ２”は、実施の形態１の搬送スクリューＳ２と相違してトナー色毎に独立駆動可能となっており、その回転数も変更調整可能となっている点が大きく違う。
【００９９】
色味センサＳ３は、図７に示すように、回収トナー供給部３０に収容する回収トナーの色味を検出するものであり、潜像担持体であるブラック色の感光体ドラムＫの外周面に対向・近接する位置に設けられている。この色味センサＳ３は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色やＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）色などの３原色の感度を有するセンサである。具体的な検出方法を説明すると、先ず、回収トナー供給部３０に収容されている回収トナーを使用して、ブラック色の感光体ドラムＫ上に色味パターンを作像する。このとき、色味が判別できるように、ハーフトーンのようなハイライトな濃度とする。そして、この色味パターンを色味センサＳ３により光学的に測定して、カラープリンタ１”の図示しない制御手段等で記憶させていたブラック単色との色味のズレを計算する。
【０１００】
次に、回収トナーの色味変化防止の動作について説明する。先ず、前述の要領で、色味センサＳ３により回収トナー供給部３０に収容されている回収トナーの色味を検出する。そして、色味センサＳ３からの検出情報を基にこの回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色となるように各色の搬送スクリューＳ２”の回転数を制御することにより、トナー搬送量を調節して回収トナーを搬送する。例えば、補色が１色のトナーで作成できる場合は、１色のトナーのみが搬送されるが、大抵は、２色のトナーを混色させて所定の補色となるよう調整される。このように、必要な色の回収トナーを補給する。そして、この補給が必要な補色の回収トナーの回収トナー貯蔵ホッパ部の残量検知センサがある一定量（回収トナーの搬送量を確保できる最低量）以下を検出した場合には、ニュートナー搬送経路から、その色のニュートナーが供給され残量検知センサが一定量以上になったことを再び検出するまでニュートナーが供給され続ける。こうすることにより、色味のバランスを崩さずトナーリサイクルが可能となる。また、色味センサＳ３の検知結果で、補給してはいけない色の回収トナーの満杯検知センサが一定量以上を検出すると、回収トナーを強制的に回収トナー補給部３０に搬送させる。この時、補給が必要な補色の回収トナーは、補給再開した回収トナーの補給量より、多く補給する。従って、いずれの回収トナー貯蔵ホッパ部も溢れることなく作像動作が保証される。
【０１０１】
このように、第３の実施の形態（実施の形態３）のカラープリンタ１”によれば、回収トナー貯蔵ホッパ部に収容する回収トナーの色味を直接検出して、回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、補色となるような回収トナーを調節して搬送するので、ブラック色の画像形成ユニット３Ｋ”の色味を本来のブラック色にすることができる。また、ブラック色以外のいずれかの満杯検知センサで満杯を検知した場合は、ブラック色以外の全ての回収トナー貯蔵ホッパ部から回収トナーの搬送を強制的に開始すると共に、更に、色味センサからの情報を基に回収トナー供給部内の回収トナーがある色相に片寄っていると判定した場合は、新たに搬送する回収カラートナーがその色相の補色を相対的に所定量多く含むようにトナー搬送量を調節して回収トナー供給部３０に回収トナーを搬送するので、回収トナー供給部３０から回収トナーが溢れてしまう心配がない。
【０１０２】
以上のように、この発明の実施の形態の画像形成装置として４連タンデム型の間接転写方式もの（実施の形態１，３）、３連タンデム・ブラック単独型の直接・間接ハイブリッド方式のもの（実施の形態２）を例に挙げて説明したが、必ずしもこのようなものに限られず、例えば、４連タンデム型の直接転写方式のものであって構わない。要するに、少なくともブラック色を含む所定色毎に独立してトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備えたカラー画像形成装置であればよい。
また、書き込み手段、画像形成部、転写部、給紙部、定着部、排紙部等は、あくまでも一例を示したものであって、他の既知の装置・手段などの構成を採用することができる。その場合でも、前記課題に対して同様の効果を奏することは明らかである。
なお、図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の全体の概略構成を示す構成説明図である。
【図２】トナー色毎の１次転写電圧と転写効率の関係を示すグラフである。
【図３】実施の形態１に係るイエロー色の画像形成ユニットの構成を説明する構成説明図である。
【図４】実施の形態１に係る３つのカラー画像形成ユニット、及び回収カラートナー搬送経路を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の全体の概略構成を示す構成説明図である。
【図６】実施の形態２に係るイエロー色の画像形成ユニットの構成を説明する構成説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の全体の概略構成を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１                            カラープリンタ（カラー画像形成装置）
３Ｙ、３Ｃ，３Ｍ              カラー画像形成ユニット
３Ｋ                          ブラック色の画像形成ユニット
Ｓ３                          色味センサ
Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ                感光体ドラム（潜像担持体）
Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２        現像手段
Ｙ３，Ｃ３，Ｍ３，Ｋ３        クリーニング手段
Ｙ３１，Ｃ３１，Ｍ３１        回収トナー貯蔵ホッパ部
Ｋ３１                        回収トナー貯蔵ホッパ部
Ｙ３２，Ｃ３２，Ｍ３２        残量検知センサ
Ｙ３３，Ｃ３３，Ｍ３３        満杯検知センサ
Ｙ４，Ｃ４，Ｍ４，Ｋ４        ニュートナー補給経路（第１のニュートナー搬送経路）
Ｙ５，Ｃ５，Ｍ５，Ｋ５        ニュートナーボトル（ニュートナー収容部）
Ｙ６，Ｃ６，Ｍ６              回収カラートナー搬送経路
Ｋ６                          回収ブラックトナー搬送経路
Ｓ１                          排出スクリュー（搬送手段）
Ｓ２                          搬送スクリュー（搬送手段）
Ｙ７，Ｃ７，Ｍ７              ニュートナー搬送経路（第２のニュートナー搬送経路）
３０                          回収トナー供給部
４０                          中間転写ベルト（中間転写体）
【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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