JPH0996939A

JPH0996939A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JPH0996939A
Application number: JP25294195A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kobayashi; 義彰小林; Akizo Shirase; 明三白勢; Hiroyuki Takagiwa; 裕幸高際; Hiroyuki Moriguchi; 博行森口
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】長期使用でも画質変化の生じないトナーリサ
イクル機構を搭載したカラー複写機及びカラープリンタ
ーと、それを用いる画像形成方法を提供する。【構成】異なる色調のカラートナー及び黒トナーによ
り感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、現
像されたトナー像を記録材に転写する転写装置と、感光
体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装
置とを有する画像形成装置において、該クリーニング装
置により回収された回収トナーを黒トナーとの供給比率
（（回収トナー）×１００／（回収トナー＋黒トナ
ー））が６０ｗｔ％以下となるように該現像装置の黒用
現像器に供給する機構を有する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機及びカラ
ープリンターに用いられるトナーリサイクリング方式の
電子写真画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真法においては、光導電
性材料よりなる感光層を有する感光体に均一な静電荷を
与えた後、画像露光を行うことにより当該感光体の表面
に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により現像
してトナー画像を形成する。更に、得られたトナー画像
を紙等の記録材に転写した後、加熱あるいは加圧定着に
より定着し複写画像を形成し、転写されずに感光体上に
残留したトナーはクリーニング装置により除去してい
る。

【０００３】クリーニング装置内に回収されたトナーを
廃棄する場合、回収容器が満たされる毎に廃棄する必要
がありそれ自体が繁雑な手間を要すること、廃棄トナー
が環境を汚染する可能性があること、或いは現像剤が有
効に利用されず経済的にも問題を有していることから、
単色の複写機ではクリーニングされたトナーが再度現像
器に供給されるリサイクル機構が提案されている（特開
昭５６−２１１７５号等）。

【０００４】一方、カラートナーは有害性のある着色剤
を使用していたり、使用トナー量がモノクロ複写機、プ
リンターに比べて多く、回収トナーを廃棄するために貯
蔵しておく容器を大きくしなければならない等、モノク
ロ複写機、モノクロプリンター以上にリサイクルの必要
性を有している。しかし、回収されたトナーは異なる色
のトナーが存在し分離が不可能であることから、未だカ
ラー複写機、カラープリンターのリサイクル機構は実用
化されていない。

【０００５】更に、カラー複写機、カラープリンターに
於いては、一般的に複数の基本色を重ね合わせて画像形
成が行われるが、特に、現像剤を感光体に対して非接触
状態で現像し、感光体上に全ての色を重ね合わせた後、
一括して記録材に転写する非接触現像一括転写方式が、
小型化、色ズレ防止に有利であり好ましく用いられる。

【０００６】かかるプロセスに於いては、トナー・キャ
リア間の物理的付着力がトナーの現像量を左右するとい
う特有の現象があり、トナー表面の状態が現像されるト
ナーの量に影響を与える。ここで、トナー表面には流動
性改善、帯電量調整を目的として無機微粒子や有機微粒
子を付着させるのが一般的であるが、クリーニング装置
によりクリーニングされたトナーは、クリーニング時の
ストレスにより外添剤がトナー中に埋没した状態とな
り、再度キャリアとの混合を行った時には、キャリアと
の接触面積が増大し、トナー・キャリア間の物理的付着
力が大きくなり、トナーは現像されにくくなる。従っ
て、かかるトナーを再度非接触型の現像器に供給して使
用した場合、選択的に現像機中に残留する。その結果、
長期に亘る使用により回収されたトナーが蓄積し、画像
濃度の低下を引き起こすという問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長期
に使用しても画質変化の生じないトナーリサイクル機構
を搭載したフルカラー複写機及びカラープリンター並び
にそれを用いる画像形成方法を提供することである。す
なわち、本発明の目的は、３種以上の異なる色調のカラ
ートナー及び黒トナーとキャリアよりなる複数の２成分
現像剤を用いて各色毎に感光体上に形成された潜像を順
次重ね合わせて現像する工程、現像されたトナー像を一
括して記録材に転写する工程、感光体上の転写残トナー
をクリーニングする工程を有する画像形成方法に於い
て、長期に使用しても画質変化の生じないトナーリサイ
クル機構を搭載したフルカラー複写機、カラープリンタ
ーを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的に対して、発
明者らは鋭意検討した結果、感光体に現像剤層（外見か
ら磁気ブラシともいう）が接触した状態で第１番目に黒
画像用トナーを現像（いわゆる接触現像）し、続いて感
光体に対して現像剤層を非接触状態でカラートナーで現
像し、クリーニング工程により回収されたトナーを黒色
画像用現像器に供給すること、更に好ましくは、回収ト
ナーと黒画像用トナーの混合比率を適正比率にして黒用
現像器に供給することにより、カラー複写機及びカラー
プリンターに於いてもトナーリサイクルが可能であるこ
とを見いだした。

【０００９】即ち本発明の目的は下記構成の何れかを採
ることによって達成される。

【００１０】（１）各色毎に感光体上に形成される潜
像を順次現像して多色重ね合わせ画像を得る工程、現像
されたトナー像を一括して記録材に転写する工程、感光
体上の転写残トナーをクリーニングする工程を有する画
像形成方法に於いて、該多色重ね合わせ画像を得る工程
においては、各色現像剤がキャリアとトナーよりなる２
成分現像剤を用い、最初に接触現像法で黒色画像を作
り、以後は非接触現像法にてカラー画像を重ね合わせて
作成し、該クリーニング工程により回収されたトナーを
黒色画像用現像器に供給する事を特徴とする多色重ね合
わせ画像形成方法。（２）上記クリーニング工程により回収されたトナー
が黒色画像用現像器に供給される全トナーの６０重量％
以下となるように黒色画像用現像器に供給することを特
徴とする（１）に記載の画像形成方法。

【００１１】（３）各色毎に感光体上に形成される潜
像を順次現像して多色重ね合わせ画像を得る手段、現像
されたトナー像を一括して記録材に転写する手段、感光
体上の転写残トナーをクリーニングする手段を有する画
像形成装置に於いて、該多色重ね合わせ画像を得る手段
においては、各色現像剤がキャリアとトナーよりなる２
成分現像剤を用いた複数の現像器を有し、最初に画像を
作る黒色画像用現像器は接触現像法で、以後のカラー画
像用現像器は非接触現像法であり、該クリーニング手段
により回収されたトナーは黒色画像用現像器に供給する
事を特徴とする多色重ね合わせ画像形成装置。

【００１２】（４）上記クリーニング手段により回収
されたトナーが黒色画像用現像器に供給される全トナー
の６０重量％以下となるように黒色画像用現像器に供給
する機構を有することを特徴とする（３）に記載の画像
形成装置。

【００１３】（５）樹脂１００部に対してカーボンブ
ラックを３〜１５部含有する黒トナーを使用することを
特徴とする（１），又は（２）記載の画像形成方法。

【００１４】本発明において、接触現像法とは通常良く
用いられている意味であり、現像領域の感光体（像形成
体）と現像スリーブ表面の距離をＤ１として、スリーブ
表面に形成される現像剤層の投影像（感光体と現像スリ
ーブを結ぶ線に垂直方向からの投影像）の穂立ち最大高
さ（Ｄｈ）と最小高さ（Ｄｓ）の平均高さ（（Ｄｈ＋Ｄ
ｓ）／２）をＤ２とした時、Ｄ１＞Ｄ２であることを非
接触状態といい、この状態で現像することを非接触現
像、逆にＤ１＜Ｄ２の状態で現像することを接触現像と
いう。

【００１５】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１６】従来、各構成色が混在した回収トナーは分
離できないため、リサイクルできなかったが、これを望
ましくは一定比率で黒用のトナーとして混合すること、
黒トナーの着色剤を適量以上添加することにより画像形
成上黒用トナーとして使用できる。

【００１７】具体的には、クリーニングにより回収され
たトナーの黒トナーに対する重量混合比率（（回収トナ
ー）×１００／（回収トナー＋黒トナー））は６０％以
下が好ましく、６０Ｗｔ％以上では、特定のカラートナ
ーのクリーニング回収比率が大きくなった時に、黒トナ
ーの隠ぺい力でその色の色調を消すことが出来ず、黒画
像が色味のついた画像となったり、黒トナーとの混合性
が悪くなり、文字散りが発生する可能性がある。

【００１８】また、隠ぺい性の点から黒トナーの着色剤
としては、カーボンブラックが好ましく用いられ、３〜
１５Ｗｔ％が好ましい。カーボンブラック添加量が３Ｗ
ｔ％未満になると、急激に隠ぺい力が低下し、特定のカ
ラートナーのクリーニング回収比率が大きくなった時
に、十分その色調を打ち消すことが出来ない。また、１
５Ｗｔ％を越えると、長期に使用した場合の帯電の安定
性が悪くなり、文字散りが発生する。

【００１９】更に、カラー複写機、カラープリンターに
於いては、一般的に複数の基本色を重ね合わせて画像形
成が行われる。特に、現像剤を感光体に対して非接触状
態で現像し、感光体上に全ての色を重ね合わせた後、一
括して記録材に転写する非接触現像一括転写方式が好ま
しい。かかるプロセスに於いては画像乱れを起こさない
ために、２色目以降は感光体に対して非接触で現像する
ことが必須となるが、黒現像器に非接触現像方式を用い
た場合、上記の如くに回収トナーを黒現像器に供給する
と選択的に回収トナーが現像器内に残留し、現像しにく
い回収トナーの比率が増加し、経時的な画像濃度低下を
引き起こす。これに対して、本発明の如く黒用現像器を
一色目に配置して接触現像を行うことにより、かかる濃
度低下を引き起こさずに、重ね合わせ現像一括転写方式
に於けるトナーリサイクル機構を実現出来る。

【００２０】以下、本発明に用いられる構成要素の具体
的説明を行う。

【００２１】《キャリア》キャリアは、鉄粉、フェライ
ト、マグネタイト及びそれぞれを樹脂コーティングした
ものいずれを用いても良いが、磁気ブラシ穂の均一性、
耐ストレス性の点から、低磁化、低比重、小粒径のキャ
リアが望ましい。

【００２２】キャリアコア（磁性粒子）としては、比重
が３〜７、重量平均径が２０〜１５０μｍ、望ましくは
３０〜６５μｍの磁性粒子を用いる。例えば上記範囲に
入るフェライト粒子、マグネタイト粒子等が好ましく用
いることができる。

【００２３】尚、キャリアコア（磁性粒子）の重量平均
径測定には、マイクロトラックＳＲＡＭＫ−II（日
機装（株）製）等を用いることができる。

【００２４】コーティング樹脂としては、スチレン系樹
脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂等の樹
脂等を用いることができる。また、コーティング樹脂層
は、耐久性、現像性の観点から、平均膜厚で１．０〜
５．０μｍの厚さにコーティングすることが好ましい。
平均膜厚は、マイクロトラックＳＲＡＭＫ−II（日
機装（株）製）により測定されたキャリアコアの重量平
均粒子径をもとに、キャリアコアを真球と仮定し、キャ
リアコア、コーティング材の比重により重量から体積を
計算して算出する。

【００２５】コーティング方法は、機械的衝撃力また
は、機械的衝撃力と熱溶融を利用して樹脂を固着させる
方法、溶剤中に樹脂を溶解させて塗布、乾燥させる方法
等いずれでも良い。しかし、溶剤を用いないことからキ
ャリアの造粒率が低いこと、乾燥工程が無いことから製
造時間が短くできること、均一に塗布できること等か
ら、機械的衝撃力または、機械的衝撃力と熱溶融を利用
して樹脂を固着させる方法が好ましい。詳細には、第１
工程は、磁性粒子と樹脂粒子を、通常の撹拌装置等によ
り混合撹拌して、磁性粒子表面に物理的付着力、もしく
は静電的付着力により均一に付着させる。この第１工程
については非加熱下で行っても良いし、樹脂粒子が僅か
に軟化する程度の加熱下で行っても良い。前記第１工程
を遂行する装置としては、種々の混合撹拌装置を用いる
ことができるが、以下に説明する第２工程を連続して遂
行できる装置が好ましい。第２工程においては、第１工
程を経た混合物を、非加熱下でもしくは加熱下で、強い
撹拌力で撹拌して当該混合物に衝撃力を繰り返して付与
することにより磁性粒子の表面に樹脂微粒子を固着させ
て、コーティングキャリアを得る。尚、非加熱下で第２
工程を遂行する場合にも混合物の摩擦による自然発熱に
よって混合物の温度は通常３０〜６０℃にまで上昇する
場合もある。加熱する場合には６０〜１２０℃が更に好
ましい。加熱温度が過大になると、キャリア粒子同士の
凝集が発生しやすくなる。

【００２６】《トナー》一般的なトナーが使用可能であ
るが、流動性の改善による現像性の向上やクリーニング
性の向上が図られる無機微粒子を外添したトナーが好ま
しい。

【００２７】外添剤としては、この無機微粒子としては
負帯電性の付与能力や流動性の向上効果から、表面をア
ルキル基含有のカップリング剤等で処理したシリカ微粒
子、チタニア微粒子が好ましく用いられる。

【００２８】トナー用バインダー樹脂としては一般に使
用されるものが使用出来るが、現在広く用いられている
負帯電性の感光体で反転現像するためには、負帯電性の
付与能力が高いことから、ポリエステル樹脂が好ましく
用いられる。

【００２９】着色剤としても公知の各種染料或いは顔料
が用いられ、例えば黒画像用のカーボンブラックやカラ
ー用着色剤としては、一般的に用いられているカラー顔
料が使用できる。カラー画像の色再現、回収トナーの着
色性の観点からアゾ系のイエロー顔料、キナクリドン系
のマゼンタ顔料、銅フタロシアニン系のシアン顔料が好
ましい。特に、各色の色相の相関関係は重要であり、Ｌ
ａｂ空間上での各色の色相間の成す角は９０゜以上が好
ましい。ここで言う色相間の成す角はｔａｎ^-1（ｂ／
ａ）により算出される角度の差の絶対値を言う。

【００３０】そのほか離型剤、荷電制御剤等を必要に応
じて添加することができる。

【００３１】次に本発明の画像形成装置について図面を
参照して説明する。図１は、本発明が適用される画像形
成装置の一例を示す概略構成図である。図１において、
１は電荷輸送層を上層とする負帯電有機感光体（ＯＰ
Ｃ）からなる像形成体であり、矢印方向に回転する。２
は画像入力部であり、この画像入力部２は、照明光源３
と、例えばブルー、グリーン、レッド、ＮＤのフィルタ
ーからなりそれぞれが交換可能な色分解フィルター４
と、反射ミラー５と、レンズ６と、ＣＣＤイメージセン
サー７とにより構成されている。８は色分解情報を補色
情報に変換するインバーターを含む画像処理部、９は多
色原稿、Ｌはレーザー光学系１０から出力されるレーザ
ービーム、１１はスコトロン帯電極からなる負帯電用帯
電器である。１２は転写用コロナ放電器、１３は分離電
極で、転写装置を構成している。１４は定着器、１５は
クリーニング前除電器、１６はクリーニング装置であ
り、クリーニング装置１６は、クリーニングブレード１
７と、トナー回収ローラ１９とにより構成されている。
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１は、それぞれ黒、イエロー、マ
ゼンタ、シアンの各現像剤が収納された反転現像器で、
現像装置を構成している。

【００３２】照明光源３を有する画像入力部２が駆動装
置（図示せず）により矢印Ｘ方向に移動されることによ
って多色原稿９に光走査され、多色原稿９からの反射光
は、色分解フィルター４により色分解されたうえで、反
射ミラー５及びレンズ６を経た後、ＣＣＤイメージセン
サー７により色分解情報が読み取られ、電気信号に変換
される。この電気信号は、画像処理部８で記録に適した
画像データに変換される。

【００３３】像形成体１の１回目の回転においては、前
記画像データのうち例えば黒色成分の記録データに従っ
たレーザービームＬが、レーザー光学系１０によって、
負帯電用帯電器１１により表面が均一に負に帯電された
像形成体１上に照射され、像形成体には当該記録データ
に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、黒
色トナーが収納されている黒画像用現像器Ａ１により現
像処理される。

【００３４】像形成体１の２回目の回転においては、黒
色トナーによるトナー像が形成された像形成体１が負帯
電用帯電器１１により再び均一に帯電された後、当該像
形成体１上には、別の色成分例えば赤色成分の記録デー
タに従ったレーザービームＬが照射され、静電潜像が形
成される。この静電潜像はイエロートナーが収納されて
いるイエロー画像用現像器Ｂ１により現像処理され、こ
の結果、像形成体１上には、黒色トナーとイエロートナ
ーによる２色のトナー像が形成される。

【００３５】上記と同様にして、像形成体１の３回目及
び４回目の回転において、それぞれ、マゼンタトナーに
よるトナー像、シアントナーによるトナー像が像形成体
１上に形成される。この結果、像形成体１上には、黒
色、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が重ね合わ
せられて多色カラートナー像が形成される。

【００３６】このようにして得られた多色カラートナー
像は、転写用コロナ放電器１２により記録紙Ｐ上に一括
して転写され、次いで記録紙Ｐが分離電極１３により像
形成体１から分離された後、定着器１４により定着処理
されて多色画像が形成される。一方、像形成体１は、多
色カラートナー像の転写後にクリーニング前除電器１５
により除電された上で、クリーニング装置１６によりク
リーニングされ、次の多色画像の形成に供される。

【００３７】クリーニング装置１６において、これを構
成するクリーニングブレード１７、及びトナー回収ロー
ラ１９は、画像形成プロセスの遂行中には像形成体１と
非接触状態に保たれており、像形成体１上に最終的な多
色カラートナー像が形成されると、クリーニングブレー
ド１７及びファーブラシ１８は像形成体１に接触する。
当該クリーニングブレード１７によってトナー像の転写
後に像形成体１上に残留したトナーが掻き取られた後、
クリーニングブレード１７が像形成体１から離れ、クリ
ーニングブレード１７により掻き取られたトナーは、ト
ナー回収ローラ１９により効率よく回収される。

【００３８】図２は図１に示す装置に使用することがで
きる多色画像形成装置の現像器の一例を示す概略構成図
である。

【００３９】この図において、２３は矢印方向に回転す
る現像スリーブで、現像スリーブ２３は、銅、アルミニ
ウム、マグネシウム等の非磁石材料により構成されるこ
とが好ましく、現像スリーブ２３の表面は必要によりサ
ンドブラスト等により粗面とされ、また、必要により抵
抗が高いものとされる。

【００４０】２４は、現像スリーブ２３内に固定された
磁極であり、磁気ロール２４はＮ極とＳ極とが現像スリ
ーブ２３の内周に沿って交互に配置されてなる構成であ
り、これらの磁極の数は４〜２０の範囲で適宜選定され
るが、現像剤をむらなく搬送するためには５以上とされ
ることが好ましい。また、現像剤が現像領域を経た後に
現像スリーブから脱離する部分においては反発磁界が出
来るように反発磁極となっている。

【００４１】現像スリーブ２３と磁気ロール２４の現像
領域Ｋ内にある磁極上の磁束密度は、３００〜１５００
ガウスで、現像領域Ｋの中心に磁極が配置されていて
も、少々ずれていてもよい。

【００４２】２５は磁性を有する剛性体よりなる円筒状
の現像剤量規制体であり、磁気吸引力により現像スリー
ブ２３に圧接保持されている。現像剤量規制体２５によ
って現像スリーブ２３にかかる押圧力は０．１〜５ｇ／
ｃｍの範囲で設定されることが好ましく、これにより現
像スリーブ２３上には、非接触反転現像に適した２０〜
５００μｍの現像剤の薄層が形成される。

【００４３】２６は第１の撹拌部材、２７は第２の撹拌
部材であり、仕切り板をへだてて矢印で示すように互い
に反対方向に回転する構造である。２８はトナー補給容
器、２９はトナー補給ローラ、３０は現像剤溜り、３１
はバイアス電源である。３２は現像スリーブ表面に供給
された現像剤を現像終了後に速やかにかきとるためのロ
ーラで３３は現像剤を速やかに現像剤規制部に送り込む
ための供給ローラである。

【００４４】この現像器においては、現像剤溜り３０内
の現像剤は撹拌部材２６及び２７により充分に撹拌混合
され、矢印方向に回転する現像スリーブ２３の搬送力と
現像剤量規制体２５と磁極２４の層厚規制力により、現
像スリーブ表面に厚さが規制されて薄層とされる。現像
剤量規制体２５により薄層とされた現像剤層は、矢印方
向に回転する像形成体１上に形成された静電潜像に対し
て、黒色画像用現像器以外は非接触となるような状態で
現像領域Ｋに搬送される。現像領域Ｋにおいて、矢印方
向に回転する像形成体１と現像スリーブ２３との間隙
は、現像剤の粒径よりも大きく、また、振動電界下での
非接触反転現像が可能となる範囲で設定され、通常、１
００〜１０００μｍの範囲内とされる。そして、現像領
域Ｋにおいて、バイアス電源３１により、通常、周波数
が１００Ｈｚ〜１０ＫＨ_Z、好ましくは２〜８ＫＨ_Zで、
０．２〜３．０ｋＶ（Ｐ−Ｐ）、好ましくは１．５〜
２．５ｋＶ（Ｐ−Ｐ）のバイアス電圧が印加され、ま
た、カブリ除去のため潜像電位に近い直流バイアスが印
加される。このようにして振動電界が形成された状態
で、薄層の現像剤層によって像形成体１上の静電潜像が
現像され、もってトナー像が形成される。

【００４５】図３は本発明の画像形成装置の要部の一具
体例を示す概略構成図である。図３に示す以外の部分は
図１におけると同じである。図３において、１は像形成
体、１１は負帯電用帯電器、１２は転写用コロナ放電
器、１３は分離電極、１５はクリーニング前除電器、４
０はクリーニング装置、１７はクリーニングブレード、
１９はトナー回収ローラ、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２はそ
れぞれ黒用、イエロー用、マゼンタ用、シアン用の各現
像器、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄはそれぞれ黒、
イエロー、マゼンタ、シアン各トナーを貯蔵しそこから
それぞれの現像器に供給する貯蔵容器であり、それぞれ
黒トナーホッパー、イエロートナーホッパー、マゼンタ
トナーホッパー、シアントナーホッパーである。４２
ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄはこれらのホッパーから黒
トナー、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアント
ナーを上記各現像器へ送るためのスクリューコンベアで
ある。

【００４６】４４は透明な弾力のあるチューブの内部に
回転軸とこの回転軸に沿ってスパイラル状に設けた羽を
有するスクリューコンベアで、その一端はクリーニング
装置４０の回収トナー排出部４１に接続され、他の一端
は黒用現像器Ａ２に設けられた黒トナー補給口４５ａの
直前で黒トナー補給パイプ４３ａに接続されて本発明の
回収トナーを黒用現像器に供給する機構を構成し、クリ
ーニング装置４０で回収された回収トナーをスクリュー
コンベア４４で黒用現像器へ送るようになっている。こ
の機構において、クリーニング装置４０で回収された回
収トナーの黒用現像器Ａ２への補給は、黒トナー補給パ
イプ４３ａによる黒トナーの補給と同期させて補給する
機構となっており、黒トナーと回収トナーとの混合比率
はスクリューコンベア４３ａと４４の各スクリューの回
転数で調節するようになっている。

【００４７】本発明において、クリーニング装置によっ
て回収された回収トナーの黒トナーに対する混合比率を
６０重量％以下とすることが好ましい。該回収トナーの
黒トナーに対する供給比率即ち混合比率（（回収トナ
ー）×１００／（回収トナー＋黒トナー））が６０重量
％を超えると、特定のカラートナーのクリーニング回収
比率が大きくなったときに、黒トナーの隠蔽力でその色
の色調を消すことができず、黒画像が色味のついた画像
となったり、黒トナーとの混合性が悪くなり、文字ちり
が発生する。

【００４８】回収トナーと黒トナーとの混合比率を調節
するため、図１に示す画像形成装置に、黒トナーと回収
トナーとの黒用現像器Ａ２への供給量をそれぞれのスク
リューコンベア４３ａ、４４の回転翼を有する回転軸の
回転数を制御する制御機構（図示せず）を設け、図３に
示す画像形成装置に、黒トナーホッパー４２ａへ供給す
る黒トナーと回収トナーの供給量を制御する機構（図示
せず）を設け、図３に示す画像形成装置に、黒トナーと
回収トナーとの混合容器への供給量をそれぞれのスクリ
ューコンベアによるトナーの搬送量を制御する機構（図
示せず）を設ける。回収トナーと黒トナーの混合方法に
ついては、混合の安定性及び混合比率の制御性から、回
収トナーを直接黒色画像用現像器に供給するよりも回収
トナーと黒トナーとを一旦撹拌し混合した後に黒色画像
用現像器に供給する機構とすることが好ましい。

【００４９】本発明の画像形成装置を用いる画像形成方
法において、隠蔽性の点から黒トナーの着色剤としては
カーボンブラックが好ましく用いられる。黒トナーにお
ける樹脂に対するカーボンブラックの比率が樹脂１００
重量部に対してカーボンブラックが３重量部未満だと急
激に隠蔽力が低下し、特定のカラートナーの回収比率が
大きくなったときに十分その色調を打ち消すことができ
ない。また、樹脂１００重量部に対してカーボンブラッ
クが１５重量部を超えると、黒の中間調の再現性が著し
く低下し、長期に使用した場合の帯電の安定性も悪くな
る。

【００５０】

【実施例】

《評価装置、条件》実施例に於いては、画像形成装置と
してＫｏｎｉｃａ９０２８（コニカ（株）社製）機を用
いて上記主旨で改造を行い実写評価を行った。装置の主
な改造点及び主要な条件は以下の通りである。尚、本文
中「部」とは「重量部」を表す。

【００５１】（改造機１）・トナー回収、リサイクル部内部にスクリューを通したチューブをクリーニングユニ
ットの回収トナー排出部に接続し、チューブの反対側を
黒色画像用トナーホッパー上部に接続した。黒トナーの
残量検知を２段階とし、第１段の残量検知信号が出た段
階で回収トナーを供給し、第２段の残量検知信号で黒ト
ナーを補給する機構とした。混合比率はスクリュー回転
数で調節した。

【００５２】・現像部第１色目黒画像を露光し、現像するように画像処理を変
更し、黒現像器の磁気ブラシの高さが１．５±０．２ｍ
ｍとなるように現像剤搬送量を調整した。搬送量は、現
像剤量規制体２５を図４の様にスペーサーを設け、スリ
ーブと０．５〜５ｍｍ（実施例は１．５ｍｍ）の範囲で
離すことで調整した。更に、黒以外の色の現像時に、ド
ラムに接触している黒現像剤により画像が乱されない様
に、現像時のみ黒画像用現像器がスライドして、現像剤
と感光体が接触する様に改造した（図５参照）。ここに
おいてＡ２−１は現像器を感光体（像形成体）側に押圧
する部材、Ａ２−２は押圧部材を押し出す装置、Ａ２−
３は押圧解除用スプリングである。

【００５３】（改造機２：比較例用）トナー回収、リサ
イクル部のみ改造した（現像部は、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）、の順に現像
し、かつ４色とも非接触で行った）。

【００５４】《評価項目、方法》テストは５００００枚
の実写テストを行い、スタート時に対する黒画像の画像
濃度変化、色度変化、帯電量変化、トナー飛散量、画質
を評価した。尚、カラートナーの消費量比率は下に示す
２パターンで行い、消費量比率はオリジナルチャートの
画素率の調整により行った。トータルのトナー消費量は
約１００ｍｇ／ｃｍ²で行った。

【００５５】消費パターンパターン１Ｙ：Ｍ：Ｃ：Ｋ＝１：１：１：３パターン２Ｙ：Ｍ：Ｃ：Ｋ＝１：１：５：３画像濃度画像濃度評価用チャートとして、オリジナル濃度１．３
の黒色パッチ（Ａ４の各コーナーから２ｃｍの位置と中
央位置の計５点を中心とした１ｃｍ四方の正方形５つ）
を用い、現像し、普通紙に転写、定着して画像を得る。
得られた画像の各正方形の中央部の画像濃度をマクベス
社製の画像濃度計により絶対濃度で測定し、平均化す
る。

【００５６】色度上記画像の各正方形の中央部の色度をミノルタの色彩色
差計でＬ＊、ａ＊、ｂ＊値（ＣＩＥ（国際照明委員会が
１９７６年に推奨した表色系の表色値）を測定し、平均
化する。

【００５７】文字ちり２００μｍ間隔に、幅２００μｍ長さ１ｃｍのラインを
５本配置したチャートをコピーし、その部分のちりの状
況を目視と顕微鏡の両者で観察し、以下の４ランクに分
類し判定した。

【００５８】Ａ；顕微鏡でもライン周辺のちりが観察さ
れない。

【００５９】Ｂ；目視ではわからないが、顕微鏡では周
辺にちりが観察される。

【００６０】Ｃ；目視で周辺のちりが観察される。

【００６１】Ｄ；ライン間の判別が困難なほど激しくち
りが発生。

【００６２】《実施サンプル、方法》黒トナーの製造Ａポリエステル樹脂１００部、カーボンブラック１０部、
ポリプロピレン３部とを、混合、練肉、粉砕、分級し、
平均粒径８．５μｍの粉末を得た。更にこの粉末１００
部と、シリカ微粒子（粒子径１２ｎｍ、疎水化度６０）
０．７部とをヘンシェルミキサーで混合し、黒トナーＡ
を得た。

【００６３】同様に、カーボンブラックの添加部数を２
部、３部、１５部、２０部に変えて黒トナーＢ、Ｃ、
Ｄ、Ｅを得た。

【００６４】トナー平均粒径はそれぞれ、８．６、８．
５、８．７、８．６μｍであった。ここでトナーの平均
粒径は、コールターカウンターＴＡ−II （コールタ
ー社製）により測定した体積平均粒径を用いた。また、
無機微粒子の粒子径は、ＢＥＴ法により求めた比表面積
（ｍ²／ｇ）から、真球で単一粒径と仮定して算出した
粒子径である。

【００６５】また、疎水化度は、メタノールウェッタビ
リティの値で定義する。メタノールウェッタビリティと
は、メタノールに対する濡れ性を評価するものである。
この方法は内容量２５０ｍｌのビーカー中に入れた蒸留
水５０ｍｌに、測定対象の無機微粒子を０．２ｇ秤量し
添加する。メタノールを先端が液体中に浸せきされてい
るビュレットから、ゆっくり撹拌した状態で無機微粒子
の全体が濡れるまでゆっくり滴下する。この無機微粒子
を完全に濡らすために必要なメタノールの量をａ（ｍ
ｌ）とした場合に、下記式により疎水化度が算出され
る。

【００６６】疎水化度＝｛ａ／（ａ＋５０）｝×１００イエロートナーの製造ポリエステル樹脂１００部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｙｅｌｌ
ｏｗ１７４８部、ポリプロピレン３部とを、混合、
練肉、粉砕、分級し、平均粒径８．６μｍの粉末を得
た。更にこの粉末１００部と、シリカ微粒子（粒子径１
２ｎｍ、疎水化度６０）１．０部とをヘンシェルミキサ
ーで混合し、イエロートナーを得た。

【００６７】マゼンタトナーの製造ポリエステル樹脂１００部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｒｅｄ
１２２８部、ポリプロピレン３部とを、混合、練肉、
粉砕、分級し、平均粒径８．７μｍの粉末を得た。更に
この粉末１００部と、シリカ微粒子（粒子径１２ｎｍ、
疎水化度６０）１．０部とをヘンシェルミキサーで混合
し、マゼンタトナーを得た。

【００６８】シアントナーの製造ポリエステル樹脂１００部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｂｌｕｅ
１５：３４部、ポリプロピレン３部とを、混合、練
肉、粉砕、分級し、平均粒径８．５μｍの粉末を得た。
更にこの粉末１００部と、シリカ微粒子（粒子径１２ｎ
ｍ、疎水化度６０）１．０部とをヘンシェルミキサーで
混合し、シアントナーを得た。

【００６９】キャリアの製造例スチレン／メチルメタクリレート＝６／４の共重合体微
粒子４０ｇ、比重５．０、重量平均径５０μｍ、１００
０エルステッドの外部磁場を印加したときの飽和磁化が
２５ｅｍｕ／ｇのＣｕ−Ｚｎフェライト粒子１９６０ｇ
を高速撹拌型混合機に投入し、品温３０℃で１５分間混
合した後、品温を１０５℃に設定し、機械的衝撃力を３
０分間繰り返し付与し、冷却しキャリアを作製した。

【００７０】現像剤の作製上記各キャリア５５８ｇと、各トナー４２ｇとをＶ型混
合機を用いて各テスト環境下で２０分間混合し、実写テ
スト用の現像剤を作製した。

【００７１】パターン１に於いて実施例１：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＡ実施例２：混合比率４０％、改造機１、 ↑ 実施例３：混合比率２０％、改造機１、 ↑ 実施例４：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＣ実施例５：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＤ比較例１：混合比率６０％、改造機２、黒トナーＡ比較例２：混合比率４０％、改造機２、 ↑ 比較例３：混合比率２０％、改造機２、 ↑ 実施例７：混合比率７０％、改造機１、 ↑ 実施例８：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＢ実施例９：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＥパターン２に於いて実施例６：混合比率６０％、改造機１、黒トナーＣ《評価結果》

【００７２】

【表１】

【００７３】表１に示されるごとく、本発明内の実施例
は何れの特性も良いのに対し、本発明外の比較例は少な
くとも何れかの特性に問題があることが解る。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、長期に使用しても画質
変化の生じないトナーリサイクル機構を搭載したフルカ
ラー複写機及びカラープリンター並びにそれを用いる画
像形成方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置の現像部分を示す概略構
成図である。

【図３】本発明の画像形成装置の要部を示す概略構成図
である。

【図４】本発明の黒色画像用現像器の現像スリーブと現
像剤規制体の関係を示す概要図。

【図５】本発明に適用される黒色画像用現像器のスライ
ド機構概要図。

【符号の説明】

１像形成体１２転写用コロナ放電器１３分離電極１６，４０クリーニング装置４２ａ黒トナーホッパー４２ｂイエロートナーホッパー４２ｃマゼンタナーホッパー４２ｄシアントナーホッパー４３ａ黒トナー補給パイプ４４スクリューコンベアＡ１，Ａ２黒用現像器Ｂ１，Ｂ２イエロー用現像器Ｃ１，Ｃ２マゼンタ用現像器Ｄ１，Ｄ２シアン用現像器

フロントページの続き (72)発明者森口博行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】各色毎に感光体上に形成される潜像を順
次現像して多色重ね合わせ画像を得る工程、現像された
トナー像を一括して記録材に転写する工程、感光体上の
転写残トナーをクリーニングする工程を有する画像形成
方法に於いて、該多色重ね合わせ画像を得る工程におい
ては、各色現像剤がキャリアとトナーよりなる２成分現
像剤を用い、最初に接触現像法で黒色画像を作り、以後
は非接触現像法にてカラー画像を重ね合わせて作成し、
該クリーニング工程により回収されたトナーを黒色画像
用現像器に供給する事を特徴とする多色重ね合わせ画像
形成方法。
【請求項２】上記クリーニング工程により回収された
トナーが黒色画像用現像器に供給される全トナーの６０
重量％以下となるように黒色画像用現像器に供給するこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】各色毎に感光体上に形成される潜像を順
次現像して多色重ね合わせ画像を得る手段、現像された
トナー像を一括して記録材に転写する手段、感光体上の
転写残トナーをクリーニングする手段を有する画像形成
装置に於いて、該多色重ね合わせ画像を得る手段におい
ては、各色現像剤がキャリアとトナーよりなる２成分現
像剤を用いた複数の現像器を有し、最初に画像を作る黒
色画像用現像器は接触現像法で、以後のカラー画像用現
像器は非接触現像法であり、該クリーニング手段により
回収されたトナーは黒色画像用現像器に供給する事を特
徴とする多色重ね合わせ画像形成装置。
【請求項４】上記クリーニング手段により回収された
トナーが黒色画像用現像器に供給される全トナーの６０
重量％以下となるように黒色画像用現像器に供給する機
構を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成
装置。
【請求項５】樹脂１００部に対してカーボンブラック
を３〜１５部含有する黒トナーを使用することを特徴と
する請求項１又は２記載の画像形成方法。