(57)【要約】【課題】搬送ベルトを静電吸着して用紙を搬送する場合に、搬送ベルトの静電吸着力が十分でなく、用紙の安定した搬送を行うことができない。【解決手段】用紙１２を搬送する搬送ベルト２１は搬送ローラ２７とテンションローラ２８間に掛け渡し、搬送ベルト２１は抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材で形成した用紙吸着面を形成する表層２１ａと、表層２１ａと同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層２１ｂとの２層構造としている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の搬送ベルト表面を帯電させて用紙を吸着して搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記用紙に画像を記録して排紙する画像形成装置において、前記搬送ベルトは表層となる絶縁層と裏層となる中抵抗層を含む複層構造であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記絶縁層の表面抵抗が１Ｅ＋１０Ω／□以上であり、中抵抗層の表面抵抗が１Ｅ＋０８Ω／□以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記絶縁層の厚みが６０μｍ以下で、裏層の厚みが４０μｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトを掛け渡したローラの体積抵抗が１Ｅ＋１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトの排紙側で前記搬送ベルトから前記用紙を分離する分離機構を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、前記分離機構は分離爪を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記分離爪は前記搬送ベルト表面に対して接離可能に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関し、特に搬送ベルトを用いて用紙を搬送する画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特開平７−５３０８２号公報
【０００３】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（或いは画像形成装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含むインク滴が付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
インクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものが知られている。
【０００５】
ところで、インクジェット記録方式ではインクを用紙にインクを付着させるために、画像を形成すると用紙はインクに含まれる水分によって伸びる現象がある。この現象をコックリングと呼んでいる。このコックリングによって用紙は波打ち、ヘッドのノズルと用紙表面の位置が場所場所で変化する。このコックリングの程度が悪くなると、最悪の場合、用紙がヘッドのノズル面と接触して、ヘッドのノズル面を汚したり、用紙自身も汚れてしまって画像品質が低下し、加えてコックリングの影響でインク滴の着弾位置がずれてしまうこともある。
【０００６】
また、従来のインクジェット記録装置では用紙の送りをローラによって行っており、印字領域を挟んで２組のローラ（一方は前述のように拍車とコロの組み合わせ）が配置されている。しかし、この構成では用紙の送り精度を保証できるのは用紙がこの２組のローラに噛んでいる状態でのみである。
【０００７】
ところが、近年は、画像印字領域の増大が望まれているため、印字領域を確保するために本来であれば用紙の送り精度を保証できない状態、つまり２組あるローラの内、一方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態で印字を行うようにしたインクジェット記録装置も存在する。しかしながら、片方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態では、用紙の浮きが発生した場合は、対処できなかったり、用紙搬送力が確保できないために送りの精度を保証できないので、画像品質も低下するという問題が生じる。
【０００８】
そこで、
【特許文献１】に記載されているように、用紙の平面性を維持するために、無端状の帯電ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して用紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで用紙を搬送することにより、用紙の帯電ベルトからの浮き上がりを防止して、高い平面性を維持できるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように搬送ベルトを用いて用紙を静電的に吸着して搬送する場合、搬送ベルトによる用紙に対する静電吸着力を確保しなければならないが、従来の画像形成装置では単層ベルトであったために静電吸着力が十分に得られず、用紙を安定して搬送することができないという課題がある。
【００１０】
また、搬送ベルトを用いて用紙を静電吸着した状態で搬送を行う場合、用紙を排紙部にスタックするためには、搬送ベルトから曲率分離で用紙を分離させると、腰が弱い用紙や、ベタ画像などで腰が弱くなった用紙は曲率分離せず、搬送ベルトに吸着したままになり、巻き込みジャムが発生するという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搬送ベルトによる安定した用紙の搬送を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、搬送ベルトは表層となる絶縁層と裏層となる中抵抗層を含む複層構造である構成とした。
【００１３】
ここでは、絶縁層の表面抵抗が１Ｅ＋１０Ω／□以上であり、中抵抗層の表面抵抗が１Ｅ＋０８Ω／□以下であることが好ましく、また、絶縁層の厚みが６０μｍ以下で、裏層の厚みが４０μｍ以上であることが好ましく、さらに、搬送ベルトを掛け渡したローラの体積抵抗が１Ｅ＋１０Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、搬送ベルトの排紙側で搬送ベルトから用紙を分離する分離機構を設け、この場合、分離機構は分離爪を有することが好ましく、この分離爪は搬送ベルト表面に対して接離可能に配置することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する構成図、図２は同記録装置の要部平面説明図である。
【００１６】
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とステー２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図２で矢示方向に移動走査する。
【００１７】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１８】
記録ヘッド４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００１９】
また、キャリッジ３には、記録ヘッド４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク５を搭載している。このサブタンク５には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００２０】
一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１３及び給紙コロ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙コロ１３側に付勢されている。
【００２１】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。
【００２２】
ここで、搬送ベルト２１は、無端又は繋ぎ合わされた（これらを「無端状」という。）ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションを与えたテンションローラ２８との間に掛け渡されて、搬送ローラ２７を副走査モータ３１（図２）で回転駆動することによって矢示Ａ方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。
【００２３】
この搬送ベルト２１は、図３に示すように、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面を形成する表層２１ａと、この表層２１ａと同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）２１ｂとを有している。
【００２４】
搬送ベルト２１の絶縁層（表層）２１ａの厚みが誘電率に影響し、厚みが厚くなると誘電率が下がり帯電した際にベルトに載る電荷の量が減る。実験によれば、この表層２１ａの厚みは６０μｍ以下とすることで所望の静電吸着力が得られたが、製造上ばらつく膜厚の範囲を考慮し、また、実機にてベルトに発生する傷によってもこの層厚みが０とならない範囲で、極力薄くすることで静電吸着力をより向上させることができる。
【００２５】
また、搬送ベルト２１の裏層（中抵抗層、アース層）２１ｂの厚みは直接静電的な作用には影響しないが、ベルトの総厚みが厚くなると、剛性が増しベルトを実機上で張ったときにベルトの平面度を確保することが困難になり、一方所要の強度を確保する上ではあまり薄くできない。実験によると、裏層２１ｂの厚みとしては４０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２６】
このように二層構成として搬送ベルト２１の全面裏側に抵抗制御をした層２１ｂを設けることで、予め絶縁層である表層２１ａに電荷を形成した後、ベルトに吸着させる用紙が接触すると電荷を更に供給し、用紙と搬送ベルト２１との間の静電的な吸着力を増加させることができる。仮に、絶縁層単層の場合、その吸着力は二層の場合に比べて半減し、また、単層の場合には用紙がベルトに接触し始める位置がベルト内側に配置されるアースローラに対向する位置でなければならないが、二層にすることにより、このような制約がなくなる。
【００２７】
この場合、この表層２１ａとしては表面抵抗１Ｅ＋１０Ω／□以上のものを使用し、裏層２１ｂとしては表面抵抗１Ｅ＋０８Ω／□以下のものを使用することで、所望の静電吸着力が得られた。
【００２８】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７は上述したアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２１の中抵抗層（裏層）２１ｂと接触配置され接地している。この搬送ローラ２７としては体積抵抗が１Ｅ＋１０Ω・ｃｍ以下のものを使用することでアースローラとしての役目を兼ねさせることができる。
【００２９】
また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド４による印写領域に対応してガイド部材３１を配置している。このガイド部材３１の主走査方向両端部は、搬送ローラ２２及びテンションローラ２８等を保持する枠部材３５間で保持している。
【００３０】
そして、このガイド部材３１は、上面が搬送ベルト２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ２７とテンションローラ２８）の接線よりも記録ヘッド４側に突出している。これにより、搬送ベルト２１は印写領域ではガイド部材３１の上面にて押し上げられてガイドされる。
【００３１】
このように、搬送ベルト２１の裏側に配置したガイド部材３１によって、搬送ベルト２１は印写領域に対応するベルト弦部が記録ヘッド４側に押し上げられて、ガイド部材３１に沿って移動するので、ベルトの弦の部分でのしわの発生、踊りなどが発生せず、高い平面性を保持することができ、高い画像品質で記録することができる。
【００３２】
さらに、このガイド部材３１の搬送ベルト２１の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト２１との接触面積を少なくし、搬送ベルト２１がスムーズにガイド部材３１表面に沿って移動できるようにしている。
【００３３】
さらに、このガイド部材３１の搬送方向上流側及び下流側には、搬送ベルト２１の裏面側に当接するガイドコロ３３、３４をそれぞれ回転可能に配置している。このガイドコロ３３、３４はガイド部材３１の搬送方向両端部に近接して配置することが好ましい。
【００３４】
このように、ガイド部材３１の搬送方向上流側及び下流側に搬送ベルト２１の裏面側に接触するガイドコロ３３、３４をそれぞれ回転可能に配置しているので、搬送ベルト２１とガイド部材３１の端部との間に生じる摩擦を小さくでき、搬送ベルト２１による駆動負荷を低減できるとともに、搬送ベルト２１がガイド部材３１の端部と擦れることによって変動することも防止でき、より確実に、ベルトの弦の部分でのしわの発生、踊りなどの発生を防止でき、高い平面性を保持して高い画像品質で記録することができる。
【００３５】
さらに、記録ヘッド４で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、図４にも示すように、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離機構となる分離爪４１を搬送ベルト２１に接触させて配置し、この分離爪４１の下流側に排紙ローラ４２及び排紙コロ４３を配置して、更にこの下流側に排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ４４とを備えている。ここで、分離爪４１は支軸４１ａで揺動可能に支持し、ばね等の弾性体４５で搬送ベルト２１側にテンションをかけて搬送ベルト２１表面に当接させている。
【００３６】
また、この装置本体には両面給紙ユニット５１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット５１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。
【００３７】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３８】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１２が搬送ベルト２１に吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。
【００３９】
そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ４４に排紙する。
【００４０】
このとき、搬送ベルト２１の排紙部側には分離爪４１が臨んでいるので、前述した様に搬送ベルト２１を複層構造として静電吸着力を高めつつ、搬送ベルト２１から用紙１２を確実に分離して排紙することができ、搬送ベルト２１に吸着されたまま巻き込まれジャムることが防止される。
【００４１】
次に、本発明の他の実施形態について図５をも参照して説明する。
この実施形態では、分離爪４１を支軸４１ａで揺動可能に支持して、搬送ベルト２１表面に対して接離可能に配置し、この分離爪４１を搬送ベルト２１表面に対して接離させるためのプランジャ６１を設けている。そして、キャリッジ３に設けた用紙１２の先端を検知する先端検知センサ６２の検知信号に基づいて主制御部６３がドライバ６４を介してプランジャ６１を駆動制御するようにしている。
【００４２】
このように構成したので、用紙１２に記録を行って排紙するタイミング（用紙１２先端が排紙部に到達する所要の期間）だけプランジャ６１を駆動して、分離爪４１を搬送ベルト２１表面に接触させて用紙１２を搬送ベルト２１表面から分離させ、分離後にはプランジャ６１を非駆動にして分離爪４１を搬送ベルト２１表面から離間させることができる。
【００４３】
これにより、分離爪４１を必要なときのみ搬送ベルト２１表面に接触させることができるので、搬送ベルト４１の耐久性が向上する。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、分離機構として分離爪を用いたが、例えばエアーの吹き付けによるエアー分離機構なども用いることができる。また、本発明をキャリッジが走査するシリアル型（シャトル型）インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
【００４５】
また、本発明に係る画像形成装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。さらに、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出させる画像形成装置にも適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルトは表層となる絶縁層と裏層となる中抵抗層を含む複層構造であるので、十分な静電吸着力を得ることができて、用紙を安定して搬送することができ、画像品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模式的構成図
【図２】同画像形成装置の要部平面説明図
【図３】同じく搬送ベルトの模式的説明図
【図４】同じく要部説明図
【図５】本発明の他の実施形態の要部説明図
【符号の説明】
３…キャリッジ、４…記録ヘッド、１２…用紙、２１…搬送ベルト、２６…帯電ローラ、２７…搬送ローラ、２８…テンションローラ、３１…ガイド部材、３３、３４…ガイドコロ、４１…分離爪、４４…排紙トレイ。
【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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