(57)【要約】【課題】  吸着力を長期間初期状態に近く保つことが可能な搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  回転するベルトの内面に櫛歯状の電極２，３を交互に配置し、記電極２，３に正負交互に電圧を印加し、媒体を静電吸着させて搬送する搬送ベルトにおいて、ベルト表面の水に対する接触角が、電極上表面と電極間表面とで異なるよう構成したことを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するベルトの内面に櫛歯状の電極を交互に配置し、前記電極に隣り合う電極間に電位差が生じるように電圧を印加し、媒体を静電吸着させて搬送する搬送ベルトにおいて、
ベルト表面の水に対する接触角が、前記電極上表面と電極間表面とで異なるよう構成したことを特徴とする搬送ベルト。
【請求項２】
前記電極に正負交互に電圧を印加したことを特徴とする請求項１に記載の搬送ベルト。
【請求項３】
前記搬送ベルト表面の水に対する接触角は、前記電極間表面が前記電極上表面よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送ベルト。
【請求項４】
前記搬送ベルト表面の水に対する接触角は、前記電極上表面と前記電極間表面とでは10度以上の差があることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の搬送ベルト。
【請求項５】
回転するベルトの内面に櫛歯状の電極を交互に配置し、前記電極に隣り合う電極間に電位差が生じるように電圧を印加し、媒体を静電吸着させて搬送する搬送ベルトにおいて、
ベルト表面の少なくとも前記電極間の表面部分に溝を設けたことを特徴とする搬送ベルト。
【請求項６】
前記電極に正負交互に電圧を印加したことを特徴とする請求項５に記載の搬送ベルト。
【請求項７】
前記溝は、少なくとも２つ以上のＶ溝であり、該溝同士は隣り合って配置され、かつ電極と略平行に設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の搬送ベルト。
【請求項８】
前記溝の深さは、ベルトの総厚の１／２以下であることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の搬送ベルト。
【請求項９】
被記録媒体を搬送手段により搬送し、記録手段により画像記録を行う画像形成装置において、
前記記録媒体を搬送する搬送手段として請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の搬送ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密部品を所定位置に高精度の位置精度を保証して搬送するのに用いる搬送用ベルト及びこれを用いた複写機やレーザービームプリンタ、ファクシミリ、インクジェットプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複写機などの電子写真装置において、被記録媒体を搬送する方法として抵抗値を適当に制御した単層、或いは複層からなる樹脂ベルトを表裏から帯電させることでベルト表面に電荷を付与し、その電荷によって被記録媒体を吸着搬送する方法が知られている。
【０００３】
またこれに対し、樹脂ベルトの表面、或いは内面に一対の櫛歯状の電極が一定のギャップを設けて交互に噛み合った状態で連続的に形成したものがある。これは電極間にそれぞれ正負の電圧を印加することにより、被記録媒体をより強く、局所的に静電吸着してベルトの回転方向に搬送するものである（特許文献１）。
【０００４】
上記のように櫛歯状の電極を配置した静電吸着搬送ベルトは、樹脂ベルトの帯電のみによって媒体を搬送する方法と比較して、被記録媒体を強固に吸着し、より安定して搬送することが可能となる。
【０００５】
特に、被記録媒体である記録シートの幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が可能となり、前記のような静電吸着ベルトはより有効となる。このような搬送ベルトをインクジェット記録装置に使用した例として特許文献２が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５７−５８８７２号公報
【特許文献２】特開平１１−１５１８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、画像形成装置の高速度化に伴い、前記の単層、或いは複層樹脂ベルトの静電吸着力では被記録媒体に係る空気抵抗に抗しきれず、搬送する途中で被記録媒体が浮き上がってしまう問題があった。その原因として、(1)ベルトの振動等の物理的外力、或いは(2)インクジェット装置などの場合は、インクを滴下したときに一時的にベルト表面の抵抗値が下がり、表面電荷が保持できなくなる表面電荷減少などが主に考えられる。
【０００８】
そこで、このようなインクジェット型の画像形成装置の高速度化を達成するために、被記録媒体を搬送ベルト表面に強く且つ連続的に静電吸着できる前記櫛歯状の電極を配置したような複合ベルトを使用するに至った。
【０００９】
ところが、前記櫛歯状の電極を配置した複合ベルトにおいても使用中にインクミストの付着などによってベルト表面の抵抗値が下がり吸着力が低下する等の問題がある。
【００１０】
この問題を解決するために、ベルト表面をウェッブやブレードで擦って汚れをかきとったり、濡れたウェッブで拭き取ったりしてベルト表面をクリーニングすることが行われてきた。しかし、乾いたウェッブやブレードで擦っても完全には汚れを拭き取れない。また、濡れたウェッブを用いて拭き取れば、かなり綺麗に汚れを落とせるが、クリーニング用の液やウェッブを消費するためにランニングコストがかさむ欠点があった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着力を長期間初期状態に近く保つことが可能な搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、搬送ベルトのメンテナンス費用を低減し、高品位の画像記録が可能な画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、回転するベルトの内面に櫛歯状の電極を交互に配置し、前記電極に隣り合う電極間に電位差が生じるように電圧を印加し、媒体を静電吸着させて搬送する搬送ベルトにおいて、ベルト表面の水に対する接触角が、前記電極上表面と電極間表面とで異なるよう構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、他の手段としては回転するベルトの内面に櫛歯状の電極を交互に配置し、前記電極に正負交互に電圧を印加し、媒体を静電吸着させて搬送する搬送ベルトにおいて、ベルト表面の少なくとも前記電極間の表面部分に溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上述のように構成したことにより、従来のベルトを用いた場合よりも吸着力を長期間初期状態に近く保つことが可能であり、信頼性を高くすることが可能となる。また、ベルトのクリーニングに必要な消耗品の発生を抑えることも可能であり、ランニングコストの低減にも効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明の一実施形態に係る搬送ベルトを被記録媒体搬送手段として用いた画像形成装置を例示して説明する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１は搬送ベルトの上面説明図、図２は搬送ベルトの電極上及び電極間を説明するための断面説明図、図３は画像形成装置の全体構成説明図、図４は他例に係る搬送ベルトの断面説明図である。
【００１８】
｛画像形成装置の全体構成｝
まず、図３を参照して画像形成装置の全体構成について概略説明する。本実施形態に係る画像形成装置はインクジェット記録装置である。被記録媒体である記録シート５は給送部21に積載されており、給送ローラ22によって上部から一枚ずつ給送される。給送された記録シート５は下搬送ガイド23に案内され、被記録媒体の搬送手段としての搬送ベルト１とピンチローラ25とにより挟持され、駆動ローラ27によって張架・駆動され、記録シート５をプラテン26上の印字開始位置まで搬送される。
【００１９】
搬送ベルト１は駆動ローラ27と従動ローラ28及び圧力ローラ29とによって張架されている。また搬送ベルト１の上部両端には、搬送ベルト１の電極に高電圧を付与する帯電ブラシ30が設置されている。すなわち、搬送ベルト１は後述するように記録シート５を静電吸着して搬送するものである。
【００２０】
記録ヘッド35は記録シート５の記録領域の全幅にわたって複数の記録素子を配列されたフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドである。各色の記録ヘッドは35Ｋ（黒）、35Ｃ（シアン）、35Ｍ（マゼンタ）、35Ｙ（イエロー）の順に記録シート５の搬送方向上流側から所定間隔で配置され、ヘッドホルダ35ａに取り付けられている。
【００２１】
記録シートを搬送ベルト１に静電吸着して搬送し、シートとシートの間に所定枚数ごとに各色のインクを各ノズルから数発ずつ予備吐出しながら印字する。予備吐出されたインクは、クリーナ31で払拭されてベルト面は清浄に保たれる。
【００２２】
一方、画像を記録された記録シート５は、排出ローラ36とこれに圧接される拍車37とにより挟持搬送され、排出トレイ38へ排出、収容されるよう構成されている。尚、ここで前記拍車37とはシートに対する接触面積が小さく、インク吐出によってインク像が記録されたシート面側に接触しても、該インク像を乱すことがない回転体をいう。
【００２３】
｛搬送ベルト｝
次に前記搬送ベルト１について説明する。本実施形態の搬送ベルト１は、図１に示すように、樹脂製ベルトの内面に一対の櫛歯状の電極２，３が一定のギャップ４を設けて交互に噛み合った状態で連続的に形成されている。この電極２，３間にそれぞれ正負の電圧を印加することにより、記録シート５をより強く、局所的に静電吸着してベルトの回転方向に搬送するものである。
【００２４】
前記搬送ベルト１の上部には、前述したように静電吸着のための帯電ブラシ30が設けられ（図３参照）、これにより搬送ベルト１に高電圧が印加され静電気力を生じさせるものである。。帯電ブラシ30は導電性の金属からなる一組の図示しない電極板及びアース板から構成されており、電極板の給電部には正または負の電圧が印加され、アース板の給電部はアースに落とされている。
【００２５】
なお、本実施形態の搬送ベルト１は、電極幅は６mm、電極の間隔は４mmで１周78本の電極を有する厚み200μmの静電吸着搬送ベルトを用いている。そして、記録シート５を搬送するとき、帯電ブラシ30を介して±1.0ｋＶを印加して記録シートを静電吸着して搬送する。
【００２６】
そして、前記搬送ベルト１の表面は水に対する接触角が、前記電極上表面と電極間表面とで異なるよう構成されている。本実施形態では搬送ベルトの表面は抵抗制御されたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）の層（水との接触角86°）で構成され、且つ電極間の表面には電極と平行に高撥水性のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の層（水との接触角108°）で構成した高撥水部６が形成されている。
【００２７】
上記のように搬送ベルト１の表面を撥水性を高めるにあたり、電極上の表面は記録シートの静電吸着力を維持可能な程度にし、それ以外の電極間の表面は高撥水性にすることことで、記録シートの吸着力を高めながらインク液滴が付着した場合でも簡単にクリーニングできるようになる。
【００２８】
なお、ベルト表面の撥水性を高めるに際し、電極間表面のほうが電極上表面よりも水との接触角において10°以上大きくなるように設定するのが望ましい。このように、電極間表面の撥水性を電極上表面の撥水性よりも水の接触角で10°以上大きくなるようにすると、ベルトに付着したインク液滴のクリーニング効果がより向上する。
【００２９】
｛表面層部材｝
ここで、前記搬送ベルト１の表面層として適用できる素材について述べる。熱可塑性樹脂材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、各種フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリアミド酸、また、前記熱可塑性樹脂を任意の割合で配合混合したアロイ樹脂等も使用できる。特に、導電性等を制御する目的で、イオン導電性ポリマーをブレンドした系なども最適である。
【００３０】
また、上記樹脂材料に耐熱補強、導電性、熱伝導性付与の目的で有機、無機の微粉末の少なくとも１種を配合したフィルム等が使用できる。
【００３１】
ここで、有機の粉末としては縮合型ポリイミド、無機粉末としてカーボンブラック粉末、酸化マグネシウム粉末、フッ化マグネシウム粉末、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化チタン粉末、等の無機球状微粒子、炭素繊維、ガラス繊維等の繊維状粒子、６チタン酸カリウム、８チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、等のウイスカー状粉末が好ましい。
【００３２】
｛実験結果｝
次に本実施形態の搬送ベルト１を用いて画像記録を行った場合と、従来の搬送ベルトを用いて画像記録を行った場合の実験結果は以下の通りであった。
【００３３】
通常の平坦な表面を持つベルトを用いて、フェルトをクリーナに使用して乾式で払拭をしたところ、予備吐出回数20回ほどでベルト表面全体が汚れてきて紙に対する吸着力が10％低下し、クリーナの新しい面を出して拭く必要があった。一方、前述した本実施形態の搬送ベルト１を用いた場合には、200回予備吐出を行っても吸着力の低下は７％であり、規格の範囲内であった。
【００３４】
このように、本実施形態の搬送ベルト１では、乾式の簡易的なベルトクリーニング手段を用いた場合でもベルトの吸着力を初期状態に近く保つことが可能であり、ベルトのクリーニングに必要な消耗品の発生を抑える効果があった。
【００３５】
また、前述した実施形態の搬送ベルトと同様に、電極幅６mm、電極の間隔４mmで１周78本の電極を有する厚み200μmの静電吸着搬送ベルトを制作した。そして、前記ベルトに対して図４に示すように、ベルトの軸と平行に全周にわたって電極と電極の間にあたる部分のみに撥水剤（フロラードＦＣ-732(商品名：３Ｍ社製)）を特定フロン代替物質＜Ｎｏｖｅｃ＞ＨＦＥ7100（商品名：３Ｍ社製）で10倍に希釈したものを塗布した後、110℃で３分加熱して乾燥、硬化させて厚さ数μm程度の高撥水部６を構成した。この搬送ベルト表面の水との接触角は、電極上では86°、電極間では118°であった。
【００３６】
これを用いて、前述した実験と同様に簡易クリーニング手段を用いて印字試験を行った。200回の予備吐出を行ったところで吸着力を測定したところ、吸着力の低下は６％であり、規格の範囲内であった。
【００３７】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図５を参照して説明する。本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる搬送ベルトの構成について説明する。なお、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００３８】
前述した第１実施形態では、ベルト表面の電極上と電極間の水に対する接触角が異なるようにしたが、本実施形態の搬送ベルト１は、図５に示すように、ベルト表面の少なくとも電極間の表面部分に溝７を設けて構成している。
【００３９】
このように、電極間の表面部分に溝７を設けることにより、これを設けない場合に比べてベルト表面に付着したインク液滴の除去クリーニングが容易になし得る。これはブレード等でインクを掻き出すときに余分なインクが溝に押し込まれて左右のベルト端部へ出しやすくする効果や、万が一ベルトの電極間に液膜が形成されそうになったときでも溝で電極間の導通がとれないように電気的に分断する効果もあるからである。
【００４０】
前記ベルト表面に設ける溝は２つ以上のＶ溝であって、該溝同士が隣り合って配置され、かつ電極２，３と略平行に構成されていることが望ましい。これは、上記クリーニング効果を高め、吸着力を強くするために電極間を短く保ちかつベルト幅を広くするためには電極と溝が平行な方が有利だからである。
【００４１】
また、前記溝７の深さは、ベルトの総厚の１／２以下にすることが望ましい。これは、余り深くするとベルトの強度が低下するからである。
【００４２】
｛実験結果｝
次に本実施形態の搬送ベルト１を用いて画像記録を行った場合と、従来の搬送ベルトを用いてインクジェット画像記録を行った場合の実験結果は以下の通りであった。
【００４３】
本実施形態の搬送ベルト１として、電極幅は６mm、電極の間隔は４mmで１周78本の電極を有する厚み200μmの静電吸着搬送ベルトを制作した。このベルトの成型に用いる金型に幅0.1mm高さ50μmのＭ字型の突起を金型の軸と平行に全周にわたって電極２と電極３の間にあたる部分設け、成形された搬送ベルトの表面に電極と平行にＷ字型の溝が刻まれたものを使用した。
【００４４】
まず、通常の平坦な表面を持つベルトを用いて、フェルトをクリーナに使用して乾式で払拭をしたところ、予備吐出回数20回ほどでベルト表面が汚れてきて、紙に対する吸着力が10％低下し、新しい面を出す必要があった。
【００４５】
一方、前述した本実施形態の搬送ベルト１を用いた場合には、200回予備吐出を行っても吸着力の低下は５％であり、規格の範囲内であった。
【００４６】
また、前記Ｗ字型の溝に代えて、ベルトの成型に用いる金型に幅0.1mm高さ50μmの長方形の突起を金型の軸と平行に全周にわたって電極２と電極３の間にあたる部分に設け、成形されたベルトの表面に電極と平行に凹字型の溝が刻まれたものを使用した。
【００４７】
これを用いて、前述の実験と同様に簡易クリーニング手段を用いて印字試験を行った。200回の予備吐出を行ったところで吸着力を測定したところ、吸着力の低下は８％であり、規格の範囲内であった。
【００４８】
このように、本実施形態のように電極間に電極と平行な溝を設けた搬送ベルトでも、乾式の簡易的なベルトクリーニング手段を用いた場合でもベルトの吸着力を初期状態に近く保つことが可能であり、ベルトのクリーニングに必要な消耗品の発生を抑える効果があった。
【００４９】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では搬送ベルトで記録シートを搬送するインクジェットプリンタを例示したが、上記搬送ベルトを用いる画像形成装置としてはインクジェット方式に限定する必要はなく、電子写真方式等の他の記録方式の装置であってもよい。
【００５０】
また、前述した搬送ベルトは画像形成装置に用いる以外であっても、例えば原稿等を静電吸着して搬送する画像読取装置等にも好適に用いることができる。
【００５１】
また、前述した実施形態では搬送ベルトの電極に正負交互の電圧を印加しているが、隣り合う電極間に電位差が生ずればよく、高低２種類の電圧を交互に印加しても、一方に電圧を印加し、他方をアースに落としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】搬送ベルトの上面説明図である。
【図２】第１実施形態に係る搬送ベルトの断面説明図である。
【図３】画像形成装置の全体構成説明図である。
【図４】他例に係る搬送ベルトの断面説明図である。
【図５】第２実施形態に係る搬送ベルトの断面説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    …搬送ベルト
２，３ …電極
４    …ギャップ
５    …記録シート
６    …高撥水部
７    …溝
21    …給送部
22    …給送ローラ
23    …下搬送ガイド
25    …ピンチローラ
26    …プラテン
27    …駆動ローラ
28    …従動ローラ
29    …圧力ローラ
30    …帯電ブラシ
31    …クリーナ
35    …記録ヘッド
35ａ  …ヘッドホルダ
36    …排出ローラ
37    …拍車
38    …排出トレイ
【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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