JPH11265121A

JPH11265121A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH11265121A
Application number: JP10068423A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Masayasu Onodera; 正泰小野寺; 州太 ▲浜▼田; Shiyuuta Hamada
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器内の現像剤の交換作業を不要とし、廃
トナーの回収が容易に行われるようにする。【解決手段】像形成体（１０）に対し複数の現像器
（１３）を配置して像形成体（１０）上にトナー像を重
ね合わせて形成後転写材へ一括転写を行うカラー画像形
成装置において、現像器（１３）が二成分現像剤を用い
たものであり、トナー供給部（１３５ａ）より現像器
（１３）にはトナー供給に併せてキャリアを供給すると
共に、現像器（１３）は現像剤容量を保持する保持手段
を有していて、前記保持手段からあふれた現像剤はクリ
ーナ部（１６）より回収された廃トナーと共に搬送経路
（Ｔ１，Ｔ２）を通して廃棄ボックス（３０）へと搬送
することを特徴とするカラー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
ってカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関し、
特に二成分現像剤を用いた複数の現像器によってカラー
画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による画像形成装置では、
一様に帯電した像形成体に像露光を行って潜像を形成
し、潜像を現像してトナー像としたのちトナー像を記録
紙等の転写材に転写することが行われる。トナー像を担
持した転写材が定着装置を通過することによりトナーは
転写材上に定着する。一方転写を終えた像形成体はクリ
ーニング部を通過する際残留トナーのクリーニングが行
われる。

【０００３】潜像を現像するに当たっては、現像性に優
れていることからトナーとキャリアとから成る二成分現
像剤が多く用いられる。トナーとキャリアとは現像器内
で攪拌されてトナーはキャリア外面に静電的に付着した
状態となり、現像領域へと搬送され現像バイアスが印加
された条件下でトナーはキャリアから離れて像形成体の
潜像部分に静電的に付着する。現像器内では現像によっ
てトナーが消費されるので、現像器内にはインダクスン
ス等を用いて現像剤中でのトナー量を検知するトナー濃
度検知手段が設けられていて、トナーが所定比率より低
下するとトナーホッパ等のトナー供給部からトナーを現
像器内に補充することがなされている。

【０００４】一方、クリーニング部ではクリーニングブ
レード等によって掻き落された残留トナーがクリーニン
グ部のケーシング内に落下し堆積するが、クリーニング
部の容量の関係から落下した廃トナーは別に設けた相当
容量をもった廃棄ボックスへと搬送され蓄積される。

【０００５】また、回転する像形成体の周縁部に複数の
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等トナー色を異にした現像剤を内蔵した
現像器を設け、像形成体上にトナー像を重ね合わせてカ
ラートナー像を形成後一括して転写材へ転写するカラー
画像形成装置が本出願人等によって提供されている。こ
の様式は像形成体周囲を帯電器や現像器やクリーナを余
分な空間を設けずに有効に配置することによりカラー画
像形成装置を小型化できる特徴を有している。かかるカ
ラー画像形成装置では、各現像器毎に内部のトナーの消
費を検知し、検知結果に基づいてトナー補給を行うこと
がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】各現像器内のトナーは
消費された新たなトナーによって不足した分の補充が行
われるが、キャリアは持続して使用される。キャリアは
長期に渡って使用されると、個々のキャリアの外周には
１μｍに満たない微小なトナーが付着し、これが原因と
なって現像性能が次第に低下して来て良好なトナー像が
得られないようになる。このために所定枚数の画像形成
がなされた時点で像形成体の周囲に近接配置した各々の
現像器を取外して内部の現像剤を交換し新規なキャリア
と交換することによって再び良好な現像が行われるよう
なサービス業務がなされていた。しかしかかるサービス
業務は狭い空間で行うことから感光体を傷つけたりして
決して好ましい作業ではなかった。

【０００７】またクリーニング部内に落下した廃トナー
は廃棄ボックスへと搬送されるが、廃トナーは流動性に
欠けていて凝集状態となり、搬送路の壁面に付着したり
して搬送性に問題を有していた。

【０００８】本発明は、像形成体の周囲に近接して複数
の現像器を配したカラー画像形成装置において、むしろ
近接配置という特徴を利用して現像剤交換という作業を
必要としないで、廃トナーの搬送不良が生じないように
したカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対し複数の現像器を配置して像形成体上にトナー像を重
ね合わせて形成後転写材へ一括転写を行うカラー画像形
成装置において、前記現像器が二成分現像剤を用いたも
のであり、トナー供給部より前記現像器にはトナー供給
に併せてキャリアを供給すると共に、前記現像器は現像
剤容量を保持する保持手段を有していて、前記保持手段
からあふれた現像剤はクリーナ部より回収された廃トナ
ーと共に搬送経路を通して廃棄ボックスへと搬送するこ
とを特徴とするカラー画像形成装置により達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先だ
って、本発明のカラー画像形成装置に用いられる現像器
について説明する。

【００１１】図１は現像器１３の１例についてその断面
構成を示したもので、矢示方向に回転する像形成体であ
る感光体ドラム１０に対向して設けられている。

【００１２】１３０はアルミニウムやステンレス鋼のよ
うな非磁性導電性材料から成り、回転軸を筐体１３６の
側壁に嵌入して矢印方向に回転する現像スリーブであ
る。現像スリーブ１３０には保護抵抗１３８を介して直
流電源と交流電源とを重畳したバイアス電源１３７によ
って電圧印加がなされる。

【００１３】１３１は現像スリーブ１３０内部に固定し
て周方向に複数のＮ，Ｓ磁極を配設した磁石体で、Ｎ，
Ｓ磁極は通常３００〜１５００ガウスの磁束密度に磁化
されており、その磁力により現像スリーブ１３０上に現
像剤の穂を形成する。

【００１４】１３２は現像スリーブ１３０上の現像剤層
厚を所定量に規制する棒状の磁性体からなる現像剤層厚
規制部材である。１３３は現像剤供給ローラで、現像ス
リーブ上に新しく攪拌された二成分現像剤を供給するロ
ーラである。１３４は現像剤攪拌スクリュ、１３５はト
ナー補給ローラで、上部に位置したトナーホッパからト
ナーを現像剤容量を保持する筐体１３６内の現像剤溜ま
りへ供給する。

【００１５】トナー補給ローラ１３５によって新たに供
給されたトナーは、現像剤攪拌スクリュ１３４によって
既存の現像剤と攪拌され、摩擦帯電によって所定の帯電
（Ｑ／Ｍ）に設定したのち、トナーは磁性キャリア表面
に付着した状態となって、現像剤供給ローラ１３３によ
って現像スリーブ１３０に供給される。現像スリーブ１
３０周面上には内部の磁石体１３１によってトナーが表
面に付着した磁性キャリアが付着し、矢示方向に回転す
る。現像スリーブ１３０の周面に付着した現像剤は、現
像剤層厚規制部材１３２によって現像剤の層厚が一様な
薄層となるよう規制がなされる。現像スリーブ１３０上
の現像剤の層厚を一様とする技術については本出願人に
よる特開平２−６４６７５号に詳しく記載されている。

【００１６】一様の層厚に規制された現像剤層は現像ス
リーブ１３０の回転に伴って、基体部を接地されて感光
体ドラム１０に対向した現像領域に移動し、現像スリー
ブ１３０にバイアス電源１３７によって印加されたバイ
アス電圧によって、感光体ドラム１０と現像スリーブ１
３０との間では振動電界が生じて、それによって現像領
域における現像剤はトナーがキャリアと分離飛翔して感
光体ドラム１０上の潜像部分に付着し、潜像をトナー粒
子で顕像化する現像が行われる。

【００１７】磁石体１３１の磁極の配置関係と磁極の磁
束密度を適切に設定することにより、狭い現像間隙Ｄｓ
ｄを設定することができ、充分な現像電界が保持され、
また、磁性キャリアも強い磁気束縛力によって保持され
ていることから、トナーは非接触状態で容易に飛翔して
感光体ドラム１０の潜像部分には良好な画質のトナー像
が形成される。

【００１８】本発明のカラー画像形成装置に用いられる
現像装置は、非接触現像法によってカブリがなく画像濃
度の高い現像を容易に行うことができる優れた特長を有
しているが、カブリがなく鮮明な画像の現像を行う好ま
しい条件について以下さらに詳しく説明する。

【００１９】現像装置には、従来平均粒径が十数μｍの
非磁性トナーと平均粒径が数十〜数百μｍの磁性キャリ
アとから成る二成分現像剤が用いられている。しかし本
発明に用いる現像剤としては、振動電界によってトナー
の移行制御を効果的に行うことができるから、平均粒径
が１〜２０μｍ、好ましくは４〜１０μｍのトナーと平
均粒径１０〜６０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μ
ｍのキャリアとから成る二成分現像剤を用いることが好
ましい。この点について説明する。

【００２０】（キャリア）一般に磁性キャリア粒子は平
均粒径が大きいと、現像スリーブ１３０上に形成される
磁気ブラシの穂の状態が粗くなるために、電界により振
動を与えながら静電潜像を現像しても、トナー像にムラ
が現れ易く、穂におけるトナー濃度が低くなるので高濃
度の現像が行われない等の問題点がある。この問題点を
解消するには、磁性キャリア粒子の平均粒径ｄｃを小さ
くすればよく、実験の結果体積平均粒径ｄｃが１０〜６
０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍであると上記問題点
は発生しないことが判明した。

【００２１】ｄｃが１０μｍ以下であると、キャリアを
十分に磁化させることが困難で、トナー粒子と共に像形
成体１表面に付着するようになったり、飛散し易くな
る。

【００２２】また、ｄｃが６０μｍ以上になると、キャ
リアの比表面積が小さくなるため、トナーを十分に帯電
することができない。また、被覆率が高くなるためトナ
ー飛散も起こり易くなる。

【００２３】上記体積平均粒径ｄｃは、湿式分散機を備
えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（Ｓ
ＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される。先ず、湿式分
散機で磁性粒子数１０ｍｇを界面活性剤と共に水５０ｍ
ｇに分散させ、次いで超音波ホモジナイザー（出力１５
０Ｗ）で発熱による再凝集が起こらぬよう注意しなが
ら、１〜１０分間分散する前処理を行った後に測定した
値である。

【００２４】キャリアの磁化の強さ（最大磁化)は、５
〜６０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは１０〜４０ｅｍｕ／ｇで
ある。この強さは現像スリーブ２上の磁束密度にもよる
が、現像スリーブ１３０の一般的な磁束密度の条件下に
おいては、５ｅｍｕ／ｇ未満では磁気的な束縛力が働か
ずキャリア飛散の原因となる。また、６０ｅｍｕ／ｇを
超えるとキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、感光体ドラ
ム１０と非接触状態を保つことが困難になる。

【００２５】キャリアの磁化の強さの測定は、キャリア
粒子を０．２５ｃｍ×３ｃｍ²の試料セルにタッピング
しながら充填した後、試料をピックアップコイルに付け
て磁化器にセットし、直流磁化特性自動記録装置「ＴＹ
ＰＥ３２５７」（横河北辰電機社製）を用いてＸ−Ｙレ
コーダにヒステリシスカーブを描かせることにより行わ
れる。

【００２６】このような磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄，クロム，ニ
ッケル，コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や
合金、例えば、四三酸化鉄，γ−酸化第二鉄，二酸化ク
ロム，酸化マンガン，フェライト，マンガン−銅系合
金、といった強磁性体の球形化された粒子、又はそれら
の球形磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂，ビニル系樹
脂，エチレン系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹
脂，ポリアミド樹脂，エポキシ系樹脂，ポリエステル系
樹脂，シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、又は共
重合体で球形に被覆することで得られる。

【００２７】また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒子
を分散して含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリアも
用いることができる。

【００２８】（トナー）一般にトナー粒子は、平均粒径
が小さくなると、定性的に粒径の二乗に比例して帯電量
が減少し、相対的にファンデルワールス力のような付着
力が大きくなって、飛散し易くなり、カブリが発生し易
くなる。そして、平均粒径が１０μｍ以下になると、こ
の問題が顕著に現れるようになる。その点を本発明の現
像装置では現像を振動電界下で行うことで解消するよう
にしている。

【００２９】トナーの体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）が大き
くなると、既に触れているように、画像の荒れが目立つ
ようになる。Ｄ₅₀が１０μｍ以下の微粒子化したトナー
を用いると、解像力は格段に向上して、濃淡差も忠実に
再現した鮮明な高画質画像を与えるようになる。Ｄ₅₀が
２０μｍ以上では、画質の低下を生じ、１μｍ以下にな
ると、帯電不良、飛散等が起こり易くなる。

【００３０】以上の理由からトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀
は１〜２０μｍ、好ましくは３μｍ≦Ｄ₅₀≦１０μｍで
ある。

【００３１】Ｄ₅₀が１０μｍより大きい場合は粒径が大
きく解像力が不足し、Ｄ₅₀が３μｍより小さい場合は凝
集力が大きく、摩擦帯電不良となり易い。

【００３２】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径Ｄ
₅₀はコールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー１
００μｍ、コールター社製）で測定された。

【００３３】また、トナー粒子が電界に追随するため
に、トナー粒子の帯電量の絶対値は、、２成分現像剤に
おいては、特に３〜３０μＣ／ｇにするのが現像性確
保、カブリや飛散防止の観点から望ましい。特に粒径の
小さい場合は高い帯電量が必要である。

【００３４】このようなトナーのバインダー樹脂として
は、スチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エチル系樹脂，ロ
ジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポ
キシ樹脂，ポリエステル樹脂や、これらのスチレン−ア
クリル系樹脂等の共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好
ましい。これらの樹脂にカラー顔料等の着色成分や、必
要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加え
て、従来公知の粉砕造粒法，懸濁重合法，乳化重合法等
のトナー製造方法と同等の方法によって作ることができ
る。

【００３５】（現像剤）本発明に用いる現像装置に用い
る二成分現像剤としては、以上述べたような球状のキャ
リア粒子とトナーとが従来の二成分現像剤におけると同
様の割合で混合した現像剤が好ましく用いられるが、キ
ャリアとして、一般のコーティングキャリア（密度５〜
８ｇ／ｃｍ³）を使用した場合、現像剤中のトナー濃度
は２〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。

【００３６】２重量％より小であると、現像に必要なト
ナー数が確保できなく、被覆率が低下するため帯電過
剰、現像性低下を招く。

【００３７】３０重量％より大であると、被覆率が大と
なり、帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。

【００３８】ただし、現像剤中のキャリアとして前述し
たような密度の比較的軽い（２〜４ｇ／ｃｍ³）樹脂分
散型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度は、
一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもやや高く、
５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％とす
るのがよい。

【００３９】筐体１３６の内面で常に攪拌された現像剤
と接する位置には例えばインダクタンスによって現像剤
中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ１３９
が設けられていて、制御部（図示せず）は濃度検知セン
サ１３９によって検知したトナー濃度が予め設定された
設定トナー濃度よりも低くなったときは、トナー補給ロ
ーラ１３５を作動して現像によって消費されたトナーの
トナー補給が行われる。

【００４０】現像剤には、必要に応じて、粒子の流動滑
りをよくするための流動化剤や像形成体１面の清浄化に
役立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤として
は、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸或い
は非イオン表面活性剤等を用いることができ、クリーニ
ング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコン或
いは弗素等表面活性剤等を用いることができる。

【００４１】以上が現像剤についての条件であり、次
に、このような現像剤で現像剤層を形成して感光体ドラ
ム１０上の静電潜像を現像する現像条件について述べ
る。

【００４２】現像スリーブ１３０と感光体ドラム１０の
間隙は５０〜１，０００μｍの間に設定されていること
が好ましい。この間隙が５０μｍよりも狭いと、均一に
現像作用する非接触の現像層の形成が困難となり、ま
た、十分なトナーを現像領域に供給することもできなく
なって、安定した現像が行われなくなる。逆に間隙が
１，０００μｍを超すようになると、対向電極効果が低
下して十分な現像濃度が得られないようになる。そし
て、間隙を５０〜１，０００μｍの範囲にすると、適当
な厚さの非接触の現像剤層を均一に形成できるようにな
る。そこで間隙と現像剤層の厚さを、非画像形成時振動
電界を生じさせていない状態の下で、現像剤層が感光体
ドラム１０の表面に接触せず、しかもできるだけ近接す
るような条件に設定することが行われる。それによっ
て、トナー像に掃き目が生じたり、またカブリが生じた
りすることが防止される。現像スリーブ１３０が感光体
ドラム１０に近接する位置は、トナー等の飛散防止上、
重力の方向が現像スリーブ１３０に向かうようになる位
置が好ましいが、勿論、それに限られるものではない。
また、現像スリーブ１３０は外径が１０〜３０ｍｍの間
が好ましく用いられ、現像スリーブ１３０の回転速度及
び回転方向は、トナー等の飛散防止の点からは、遅い速
度で方向が感光体ドラム１０の移動方向と反対が好まし
いが、現像剤層による画像再現性の点からは感光体ドラ
ム１０の移動方向と同方向で速度が殆ど同じかそれより
も早いことが好ましい。従って、現像スリーブ１３０の
周速を感光体ドラム１０の周速の１．５〜３．５倍以内
に抑え、方向は同方向とすることが好ましい。しかし、
これに限定されるものではない。

【００４３】振動電界下での現像は、現像スリーブ１３
０にバイアス電源１３７によって、カブリ防止及び現像
濃度に関係する直流電圧と、現像濃度及び階調性に関係
する交流電圧との重畳した電圧を印加して、それにより
現像領域に振動電界を生ぜしめて行うのが好ましい。直
流成分としては反転現像にあっては、バイアス電圧の直
流成分は感光体ドラム１０の非画像背景部における受容
電位と略等しい電圧に設定される。交流成分としては周
波数が１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ、好ましくは１〜１０ｋ
Ｈｚ、振幅が１００〜５０００Ｖの範囲が用いられる。
以上の交流成分は正弦波に限らず、矩形波や三角波等で
あってもよい。交流成分の周波数は、低過ぎると、振動
のピッチが現像に表れるようになり、反対に高過ぎて
も、電界の振動に現像剤が追従できなくなって、現像濃
度が低下し、鮮明な高画質画像の再現ができなくなると
言う傾向が現れる。交流成分の振幅は、周波数も関係す
るが、大なる程現像剤層を振動させるようになって、そ
れだけ効果を増すことになるが、その反面、大なる程カ
ブリを生じ易くし、落雷現象のような絶縁破壊も起こり
易くする。しかし、現像剤のキャリア粒子が樹脂等によ
って絶縁化され、さらには球形化されていると、絶縁破
壊は防止されるし、カブリの発生も直流成分で防止でき
る。なお、現像スリーブ１３０の表面は樹脂や酸化被膜
によって絶縁乃至半絶縁被覆するようにしてもよいし、
表面に凹凸を設けて現像剤層の搬送性を向上するように
することもなされる。以上の現像剤及び現像条件を用い
ることによって、安定してカブリがなく、解像力に優れ
た鮮明な現像が行われる。

【００４４】本発明に用いられる現像器１３では、筐体
１３６の側壁部に穴部１３６ａが設けられていて、内部
の現像剤量が所定の量を越えると越えた分の現像剤は穴
部１３６ａからあふれだし、あふれた現像剤は搬送パイ
プＴ１を通って落下する構成となっている。

【００４５】図２に示したのは、トナー補給部１３５ａ
に挿入し、トナー補給に用いられるトナーカートリッジ
Ｄ１を示している。図２（ａ）に示すトナーカートリッ
ジＤ１（ａ）は内部に均一に攪拌された状態にあるトナ
ーとキャリアがカートリッジ内部に充満されたもので、
この補給トナー中のトナー濃度は５０〜９５重量％とな
っている。ここで設定するトナー濃度はキャリアの使用
に伴う性能低下を新しいキャリアにより補償するもの
で、実験的に求められる。

【００４６】かかるトナーカートリッジＤ１（ａ）をト
ナー補給部１３５ａに挿着した状態では、現像器１３に
よる現像が行われてトナーの消費が行われトナー濃度が
設定トナー濃度よりも低くなると、トナー補給ローラ１
３５が作動して上記のトナーカートリッジＤ１（ａ）内
のトナー濃度が５０〜９５重量％の補給トナーが筐体１
３６内に供給される。このようにして設定トナー濃度ま
でトナー濃度は上昇するがこの際消費されないキャリア
が僅か宛増加し、筐体１３６内の現像剤は次第に増加し
て所定量以上となってあふれた現像剤は穴部１３６ａか
ら搬送パイプＴ１を通って落下する。

【００４７】図２（ｂ）に示すトナーカートリッジＤ１
（ｂ）は内部に２層に分離されたキャリアとトナーと
が、キャリアの層を下側にした形で充満されている。分
離された形態となっているが、この補給トナーは攪拌し
た状態でのトナー濃度で示せば５０〜９５重量％の比率
となっている。かかるトナーカートリッジＤ１（ｂ）を
トナー補給部１３５ａに挿着した状態では、現像器１３
による現像が行われてトナーが消費されトナー濃度が設
定トナー濃度よりも低くなると、トナー補給ローラ１３
５が作動することとなる。この場合にはトナー補給ロー
ラ１３５が作動すると先ずキャリアが筐体１３６内に補
給されるので、トナー濃度は更に低下し継続してトナー
補給ローラ１３５は作動して筐体１３６内の現像剤は一
挙に増加し、あふれた現像剤は穴部１３６ａから搬送パ
イプＴ１を通って落下する。

【００４８】本発明のカラー画像形成装置は、Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ各色について上記説明の現像器１３が設けられて
いて、筐体１３６内からあふれた現像剤はクリーナ部か
ら回収された廃トナーと共に搬送経路を通して廃棄ボッ
クスへと搬送する構成となっている。

【００４９】（実施の形態１）図３に示すのは、第１の
実施の形態を示すカラー画像形成装置の全体構成図で、
多回転によって像形成体上に多色のトナー像を重ねて形
成するようにした実施形態である。

【００５０】図において１０は像形成体である感光体ド
ラムで、ＯＰＣ感光層をドラム上に塗布したもので接地
されて時計方向に駆動回転される。１１はスコロトロン
帯電器で、感光体ドラム１０周面に対しＶ_Hの一様な帯
電をＶ_Gに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤ
によるコロナ放電によって与えられる。このスコロトロ
ン帯電器１１による帯電に先だって、前プリントまでの
感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いた
帯電前露光手段（ＰＣＬ）１１ａによる露光を行って感
光体周面の除電をしておく。

【００５１】感光体ドラムへの一様帯電ののち像露光手
段１２により画像信号に基づいた像露光が行われる。像
露光手段１２は図示しないレーザダイオードを発光光源
とし回転するポリゴンミラー１２１、コリメートレンズ
１２２、ｆθレンズ１２３等を通過し、反射ミラー１２
４により光路を曲げられ、走査がなされるもので、感光
体ドラム１０の回転（副走査）によって潜像が形成され
る。本実施形態では文字部に対して露光を行い、文字部
の方が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形成する。

【００５２】感光体ドラム１０周縁にはイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵し
た現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ），１３
（Ｋ）から成る現像手段１３が近接配置して設けられて
いて、先ず１色目の現像がマグネットを内蔵し現像剤を
保持して回転する現像スリーブ１３０によって行われ、
電位の低いＶ_L部分に１色目のトナーが付着し顕像化
（反転現像）が行われる。

【００５３】１色目の顕像化が終った後、２色目の画像
形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１１による
一様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像
露光手段１２によって形成される。このとき１色目の画
像形成行程で行われたＰＣＬ１１ａによる除電は、１色
目の画像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低
下により飛び散るため行わない。

【００５４】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
Ｖ_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない
部分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行
われるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行
う部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナ
ー自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ
_DCとＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色
目と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ
_Lの潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバラン
スが崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞
Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００５５】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム１０周面上には４
色の顕像が形成される。

【００５６】トナー補給部１３５ａはトナーカートリッ
ジＤ１を内蔵し、トナーカートリッジＤ１から排出され
たトナーを収容し、図示しない補給経路を介して、前記
複数の現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ），１
３（Ｋ）にそれぞれ対応するトナーを制御して補給す
る。

【００５７】一方、給紙カセット２１内に収容された記
録材Ｐは、給紙手段２２の半月ローラ２２１により送り
出されて、中間ローラ２２２を介してレジストローラ２
２３で一旦停止し、転写のタイミングの整った時点で、
レジストローラ２２３の回転作動により転写域へと給紙
される。

【００５８】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム１０の周面に転写ローラ１４が圧接さ
れ、給紙された記録材Ｐを挟着して多色像が一括して転
写される。

【００５９】次いで記録材Ｐはほぼ同時に圧接状態とさ
れた分離ブラシ１５によって除電され感光体ドラム１０
の周面により分離して定着手段２３に搬送され、熱ロー
ラ２３１と圧着ローラ２３２の加熱、加圧によってトナ
ーを溶着したのち、排紙ローラ２４を介して装置外部に
排出される。なお前記の転写ローラ１４及び分離ブラシ
１５は記録材Ｐの通過後、感光体ドラム１０の周面より
退避離間して次なるトナー像の形成に備える。

【００６０】一方、記録材Ｐを分離した感光体ドラム１
０は、クリーニング装置１６のブレード１６１の圧接に
より残留トナーを除去・清掃し、再びＰＣＬ１１ａによ
る除電と帯電器１１による帯電を受けて次なる画像形成
のプロセスに入る。なお前記のブレード１６１は感光体
面のクリーニング終了後直ちに移動して、感光体ドラム
１０の周面より退避する。

【００６１】本実施の形態においては、各現像器１３
（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ），１３（Ｋ）の穴部１
３６ａからあふれた現像剤は自重によって各搬送パイプ
Ｔ１を通って、搬送パイプＴ２内に落下する構成となっ
ている。搬送パイプＴ２は内部の駆動モータＴ２Ｍによ
って回転し、粉体を斜上方の矢示方向に搬送する搬送ス
クリュが設けられている。搬送パイプＴ１から搬送パイ
プＴ２の搬送スクリュ上に落下した現像剤は、途中でク
リーニング装置１６で収集した廃トナーと一緒に合流し
た形でスクリュに沿って搬送され、廃棄ボックス３０内
に落下収集される。

【００６２】図４は上記のあふれた現像剤及び廃トナー
の搬送系を示す説明図で、搬送系は図３に示した構成の
背面側に設けられている。各現像器１３は現像支持台１
１０上に挿脱可能となっていて、搬送パイプＴ１は現像
支持台１１０に取付けられていて、現像器１３を現像支
持台１１０の正規の位置に挿着すると、穴部１３６ａか
らあふれた現像剤は現像支持台１１０に取付けられた搬
送パイプＴ１内を落下する構成となっている。本実施の
形態においては、各現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１
３（Ｃ），１３（Ｋ）は上下方向に重なった配置となっ
ているので、搬送パイプＴ１は各現像器１３毎に独立の
必要はなく、１本の搬送パイプに合流する形状であって
も差支えない。搬送パイプＴ１内を落下した廃トナーは
駆動モータＴ２Ｍによってスクリュを駆動する搬送パイ
プＴ２内を左方向へと搬送される。

【００６３】クリーニング装置１６ではブレード１６１
によって掻き落された廃トナーはクリーニングケース１
６０内の底部に集まる。底部には図示しないモータによ
って駆動する感光体ドラム１０の軸と平行なスクリュが
設けられていて、モータの回転によって廃トナーは背面
側へと送られ搬送パイプＴ２の中間位置であふれた現像
剤と合流する構成となっている。廃トナーは粘性をもっ
て流動性が悪いが、現像剤と合流することによって流動
性が向上し、良好な搬送がなされて、廃棄ボックス３０
内に落下収集される。なお、クリーニングケース１６０
内のスクリュを駆動するモータの駆動は前記の駆動モー
タＴ２Ｍの駆動と同時又は駆動中に行われる。

【００６４】本実施の形態では図３の側面に設けられた
開閉扉１１１を開放することによって、記録材Ｐの搬送
路が開放されてジャム処理が可能となるが、この開閉扉
１１１を開放した状態で廃棄ボックス３０は装置外に取
出すことが可能となる。廃棄ボックスを搬送パイプＴ２
から取外す際は両者の接合部から現像剤や廃トナーが外
部に流出しないよう挿脱に伴って開閉する遮蔽部材を接
合部に設けることが行われる。

【００６５】この様に本発明においては、像形成体の周
囲に複数の現像器やクリーナが近接配置していることに
より、コンパクトで機能的な回収構成をとることができ
る。

【００６６】（実施の形態２）図５に示すのは、第２の
実施の形態を示すカラー画像形成装置の全体構成図で、
像形成体である感光体ドラム１０をガラスや透明アクリ
ル樹脂等の透明部材を用いた円筒状の基体の外周に有機
感光層等の感光層を形成したものを用い、円筒内部にＬ
ＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた像露光手段１２を
設けた実施形態である。

【００６７】感光体ドラム１０の近傍に各々が近接配置
して設けられたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４組のスコロトロン帯電
器１１、像露光手段１２、現像器１３によって、時計方
向に駆動回転する感光体ドラム１０に対して帯電、像露
光、現像がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色について繰り返され、感
光体ドラム１０上にはドラムの１回転中に４色の顕像が
形成される。

【００６８】一方、給紙カセット内に収容された記録材
Ｐはレジストローラ２２３の転写タイミングに合わせて
の給紙により転写手段１４によって感光体ドラム１０上
のトナー画像は一括して転写され、分離電極１５によっ
て分離されたのち定着手段２３によって定着され装置外
部へ排出される。

【００６９】また、記録材Ｐを分離した感光体ドラム１
０はクリーニング装置１６のブレードの圧接により残留
トナーの除去・清掃が行われ、次の画像形成プロセスに
入る。クリーニング装置１６の底部に堆積された残留ト
ナーは各現像器１３からあふれた現像剤と共に装置上部
に設けられた廃棄ボックス３０に収集される。

【００７０】図６は上記のあふれた現像剤及び廃トナー
の搬送系を示す説明図で、搬送系は図５に示した画像形
成部の構成の背面側に設けられている。各現像器１３は
現像支持台１１０上に挿脱可能となっていて、搬送パイ
プＴ１は現像支持台１１０に取付けられている。現像器
１３を現像支持台１１０の正規の位置に挿着した状態で
は、穴部１３６ａからあふれた現像剤は現像支持台１１
０に取付けられた搬送パイプＴ１内を落下する。本実施
の形態においては、現像器１３は感光体ドラム１０に対
して左右に２組宛分かれて配置されているので、現像器
１３（Ｋ），１３（Ｃ）からあふれた現像剤は搬送パイ
プＴ１（Ｋ），Ｔ１（Ｃ）内を落下し、駆動モータＴ２
Ｍの駆動により搬送パイプＴ２内を回転するスクリュに
よってあふれた現像剤はクリーニング装置１６方向へと
搬送される。

【００７１】クリーニング装置１６ではブレードによっ
て感光体ドラム１０周面から掻き落された廃トナーはク
リーニングケース内の底部に集まる。底部には図示しな
いモータによって駆動する感光体ドラム１０の軸と平行
なスクリュが設けられていて、モータの回転によって廃
トナーは背面側へと送られ搬送パイプＴ２の中間位置で
現像剤１３（Ｋ），１３（Ｃ）からあふれた現像剤と合
流する構成となっている。カラー画像形成装置において
は、黒（Ｋ）トナーの使用消費量が最も多く、現像器１
３（Ｋ）からあふれる現像剤も多い。廃トナーは粘性を
もって流動性が悪いが、現像剤特に上流配置された現像
器１３（Ｋ）からあふれた現像剤と合流することによっ
て良好な搬送がなされる。

【００７２】搬送パイプＴ２では更に下流側で現像器１
３（Ｍ），１３（Ｙ）からあふれた現像剤を合流したの
ち、駆動モータＴ３Ｍによって搬送パイプＴ３内を上方
へと搬送されて装置上部に位置した廃棄ボックス３０内
に落下収集される。廃棄ボックス３０はあふれた現像剤
と廃トナーとが充満したときは密閉性を保持した状態で
装置上面又は右側面から取出される。

【００７３】この様に本発明においては、像形成体の周
囲に複数の現像器やクリーナが近接配置していることに
より、コンパクトで機能的な回収構成をとることができ
る。

【００７４】（実施の形態３）図７に示すのは、第３の
実施の形態を示すカラー画像形成装置の全体構成図であ
る。本実施の形態においては第２の実施の形態と同じく
像形成体である感光体ドラム１０は透明部材を用いた円
筒状の基体の外周に感光層を設けたもので、ドラム内部
に像露光手段１２を設けている。そして感光体ドラム１
０の近傍に各々が近接配置して設けられた４組のスコロ
トロン帯電器１１、像露光手段１２、現像器１３によっ
て反時計方向に駆動回転する感光体ドラム１０に対して
帯電、像露光、現像が繰り返され、感光体ドラム１０上
にはドラムの１回転中にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の顕像が形
成される。

【００７５】本実施の形態のカラー画像形成装置では、
感光体ドラム１０上に形成されたカラートナー像を一旦
中間転写ベルト１４０の周面に転写する。即ち中間転写
ベルト１４０はローラ１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃお
よび１４０Ｄの間に張架され、ローラ１４０Ｄに伝達さ
れる動力によって感光体ドラム１０の周速度に同期して
時計方向に循環して搬送される。

【００７６】前記の中間転写ベルト１４０はローラ１４
０Ａとローラ１４０Ｂの間のベルト面を感光体ドラム１
０の周面に接し、一方ローラ１４０Ｃ外周のベルト面を
転写部材である転写ローラ１５０に接していてそれぞれ
の接点においてトナー像の転写域を形成している。

【００７７】感光体ドラム１０周面に付着した状態にあ
るカラートナー像は、先ず前記の中間転写ベルト１４０
との間の接点においてローラ１４０Ｂへのトナーと反対
極性のバイアス電圧の印加により順次中間転写ベルト１
４０の周面側に転写される。

【００７８】一方では給紙カセットからは記録材Ｐが搬
出されてレジストローラ２２３に給送され、中間転写ベ
ルト１４０上のカラートナー像の搬送に同期して転写ロ
ーラ１５０の転写域へと給紙される。

【００７９】転写ローラ１５０は前記中間転写ベルト１
４０の周速度に同期して反時計方向に回動されていて、
給紙された記録材Ｐは転写ローラ１５０と前記の接地状
態にあるローラ１４０Ｃの間のニップ部の形成する転写
域において中間転写ベルト１４０上のカラートナー像に
密着され転写ローラ１５０へのトナーと反対極性のバイ
アス電圧の印加により順次カラートナー像は記録材Ｐ上
に転写される。

【００８０】カラートナー像の転写を受けた記録材Ｐは
除電され、搬送板を介して定着装置２３に搬送され、熱
ローラ２３１と圧着ローラ２３２との間に挟着搬送して
加熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ロ
ーラ２４を介して装置外部に排出される。

【００８１】前述した感光体ドラム１０および中間転写
ベルト１４０にはそれぞれクリーニング装置１６および
１４１が設置され、それぞれの備えるブレードが画像形
成中は常時圧接されていて、残留した付着トナーの除去
がなされて周面は常に清浄な状態に保たれている。一
方、クリーニング装置１６および１４１の底部に堆積さ
れた残留トナーは各現像器１３からあふれた現像剤と共
に装置下部に設けられた廃棄ボックス３０に落下収集さ
れる。

【００８２】図８は上記のあふれた現像剤および廃トナ
ーの搬送系を示す説明図で、搬送系は画像形成部の構成
の背面側に設けられている。各現像器１３は現像支持台
１１０上に挿脱可能となっていて、搬送パイプＴ１は現
像支持台１１０に取付けられている。現像器１３を現像
支持台１１０の正規の位置に挿着した状態にあっては、
筐体１３６内で増量した現像剤は穴部１３６ａを通って
あふれ出し、現像支持台１１０に取付けられた搬送パイ
プＴ１内を落下する。

【００８３】本実施の形態においては現像器１３は感光
体ドラム１０に対して左右に２組宛分かれて配置されて
いるので、現像器１３（Ｋ），１３（Ｃ）からあふれた
現像剤は搬送パイプＴ１（Ｋ），Ｔ１（Ｃ）内を落下
し、駆動モータＴ２Ｍの駆動によって搬送パイプＴ２内
をクリーニング装置１６方向へと搬送される。

【００８４】クリーニング装置１６ではブレードによっ
て感光体ドラム１０周面から掻き落された廃トナーはク
リーニングケース内の底部に集まる。底部には図示しな
いモータによって駆動する感光体ドラム１０の軸と平行
なスクリュが設けられていて、モータの回転によって廃
トナーは背面側へと送られ搬送パイプＴ２の中間位置で
現像器１３（Ｋ），１３（Ｃ）からあふれた現像剤と合
流し斜め下方向へと搬送される。

【００８５】搬送パイプＴ２の下流位置では、中間転写
ベルト１４０のベルト面の清掃を行うクリーニング装置
１４１で掻き落した廃トナーも搬送パイプＴ２内へと搬
入され、更に現像器１３（Ｍ），１３（Ｙ）からあふれ
た現像剤も搬送パイプＴ１（Ｍ），Ｔ１（Ｙ）内を通っ
て搬送パイプＴ２内に流入する。カラー画像形成装置で
は現像器１３（Ｋ）からあふれる現像剤が最も多いこと
から、搬送パイプＴ２の最上流位置に搬送パイプＴ１
（Ｋ）が接続されていて、後に合流する流動性が悪い廃
トナーの搬送性を高めている。

【００８６】搬送パイプＴ２によって搬送されたあふれ
た現像剤と廃トナーとは駆動モータＴ３Ｍによって駆動
される搬送パイプＴ３内を搬送されて装置下部に位置し
た廃棄ボックス３０内に落下収集される。廃棄ボックス
３０は密閉性を保持した状態で搬送パイプＴ３から取外
され、装置の前面又は右側面から取出される。

【００８７】この様に本発明においては、像形成体の周
囲に複数の現像器やクリーナが近接配置していることに
より、コンパクトで機能的な回収構成をとることができ
る。

【００８８】

【発明の効果】本発明により、従来は像形成体の周囲に
複数の現像器が近接配置していたことから困難であった
現像剤の交換作業が不必要となり、従来クリーニング装
置から排出される廃トナーが搬送路上にこびりついたり
して滞留することが多かったことが解消され、むしろ像
形成体の周囲に複数の現像器やクリーナが近接配置して
いる様式を利用して、あふれた現像剤と共に廃棄ボック
ス内に滞ることなく容易に排出される処理性に優れた回
収機構を有したカラー画像形成装置が提供されることと
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像器の断面構成図。

【図２】トナーカートリッジの態様を示す説明図。

【図３】本発明のカラー画像形成装置（１）の全体構成
図。

【図４】カラー画像形成装置（１）の搬送系を示す説明
図。

【図５】本発明のカラー画像形成装置（２）の全体構成
図。

【図６】カラー画像形成装置（２）の搬送系を示す説明
図。

【図７】本発明のカラー画像形成装置（３）の全体構成
図。

【図８】カラー画像形成装置（３）の搬送系を示す説明
図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器、帯電器１２像露光手段１３現像器１４転写手段、転写ローラ１６クリーニング装置３０廃棄ボックス１１０現像支持台１３０現像スリーブ１３４現像剤攪拌スクリュ１３５トナー補給ローラ１３６筐体１３６ａ穴部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３搬送パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼田州太東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対し複数の現像器を配置して
像形成体上にトナー像を重ね合わせて形成後転写材へ一
括転写を行うカラー画像形成装置において、前記現像器
が二成分現像剤を用いたものであり、トナー供給部より
前記現像器にはトナー供給に併せてキャリアを供給する
と共に、前記現像器は現像剤容量を保持する保持手段を
有していて、前記保持手段からあふれた現像剤はクリー
ナ部より回収された廃トナーと共に搬送経路を通して廃
棄ボックスへと搬送することを特徴とするカラー画像形
成装置。
【請求項２】前記のあふれた現像剤は下方へと移動さ
せた後、廃トナーと共に上方へ移動させることを特徴と
する請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】前記のあふれた現像剤は下方へと移動さ
せた後、廃トナーと共に下方へ移動させることを特徴と
する請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】前記のあふれた現像剤は少なくとも黒現
像器からあふれた現像剤であることを特徴とする請求項
１〜３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】前記のあふれた現像剤の搬送経路中に廃
トナーを供給することを特徴とする請求項１〜４の何れ
か１項に記載のカラー画像形成装置。