JP2004217373A

JP2004217373A - 用紙搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2004217373A
Application number: JP2003006921A
Authority: JP
Inventors: Tomiyoshi Misumi; 富義三角
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】搬送ベルト上に付着した紙粉によって帯電ムラが生じて用紙の静電吸着が不安定になり、画像品質が低下する。
【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、用紙分離部より下流側で帯電ローラ２６よりも上流側の位置で、搬送ベルト２１表面に付着した紙粉を除去するために弾性部材６１を、搬送ベルト２１の移動方向に対向する方向に向かって搬送ベルト２１となす角度θが鋭角になるように、その先端部を搬送ベルト２１に圧接して配置した。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は用紙搬送装置及び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用紙搬送装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特許第２８９７９６０号公報
【特許文献２】特開平７−５３０８１号公報
【特許文献３】特開２００１−２８２０６９号公報
【特許文献４】特開平１０−３３３４５５号公報
【特許文献５】特開２００２−１０８１５３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（あるいは画像記録装置ともいう。）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】や
【特許文献２】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】
上述したような無端状の搬送ベルトを用いて用紙を搬送するインクジェット記録装置にあっては、紙粉が搬送ベルトに付着し固着するなどすると、搬送ベルトを帯電するときに帯電不良が発生して静電吸着による用紙の平面性が低下し、用紙の安定搬送が阻害されるだけでなく、用紙の浮きあがりによる画像不良を生じることになる。
【００１０】
従前、電子写真方式を用いるを画像形成装置においては、
【特許文献１】ないし
【特許文献３】に開示されているように、感光体ドラム、クリーニング手段などに付着した紙粉を除去する手段を設けたり、用紙に接触して紙粉を除去する手段を設けるなどしているが、これらによっては搬送ベルトによる用紙搬送時に用紙の平面性が阻害されるという問題を解決できない。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搬送ベルトによる用紙搬送の安定性を維持することができる用紙搬送装置及び高い画像品質で画像を形成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、本発明に係る用紙搬送装置は、搬送ベルトに対して紙粉除去用の弾性部材が搬送ベルトの移動方向に対向する方向に向かって鋭角に圧接されている構成とした。
【００１３】
ここで、弾性部材はこの弾性部材で除去された紙粉を受ける紙粉溜まり部を有する保持部材に取り付けられていることが好ましく、この場合、保持部材の紙粉溜まり部はこの用紙搬送装置又はこの用紙搬送装置を備える装置の寿命で発生する可能性のある紙粉量を溜めることができる容量を有していることが好ましい。
【００１４】
また、弾性部材が導電性を有していることが好ましく、さらに、弾性部材は搬送ベルトの内周面に接するローラ部材と対向しない位置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る用紙搬送装置を備えたものである。
【００１６】
【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、図３は同記録装置の搬送部の拡大説明図である。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ここで、搬送ベルト２１は、無端又は繋ぎ合わされた（これを「無端状」という。）ベルトであり、搬送ローラ２７と弾性部材２９で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、図３で矢示Ａ方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。
【００２４】
この搬送ベルト２１は、図５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となる表層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。
【００２５】
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。したがって、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向上させることができる。
【００２６】
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５０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２７】
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。
【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。
【００２９】
また、図３に示すように、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は、搬送ローラ２２及びテンションローラ２８等の両端部を回転可能にを保持する枠部材３５間で保持している。
【００３０】
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。
【００３１】
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、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪４１と、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３と、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。また、背部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。
【００３２】
また、図４にも示すように、分離部より下流側で帯電ローラ２６よりも上流側の位置で、搬送ベルト２１表面に付着した紙粉を除去するためにマイラなどで形成した弾性部材６１を、搬送ベルト２１の移動方向に対向する方向に向かって搬送ベルト２１となす角度θが鋭角になるように、その先端部を搬送ベルト２１に圧接して配置している。
【００３３】
この弾性部材６１の搬送ベルト２１への圧接位置は、テンションローラ２８から搬送ベルト２１が離れる位置から距離ｌ（ここでは、１〜３０ｍｍの範囲内としている）だけ離れた位置としている。つまり、弾性部材６１は搬送ベルト２１の内周面に接するローラ部材と対向しない位置に設けている。
【００３４】
また、弾性部材６１は、この弾性部材６１で除去された紙粉を受ける紙粉溜まり部６３を有する保持部材６２に取り付けて設けている。この保持部材６２の紙粉溜まり部６３はこの用紙搬送装置又はこの用紙搬送装置を備える画像形成装置の寿命が尽きるまでに発生する可能性のある紙粉量を溜めることができる容量を有している。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ここで、このインクジェット記録装置においては、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。
【００３９】
また、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。
【００４０】
さらに、搬送ベルト２１に対して紙粉除去用の弾性部材６１を搬送ベルト２１の移動方向に対向する方向に向かって鋭角に圧接して設けているので、図４に示すように、搬送ベルト２１表面に用紙２１の紙粉７１が付着した場合、この紙粉７１は搬送ベルト２１の周回移動で弾性部材６１によって掻き落とされ、保持部材６２の紙粉溜まり部６３に落下する。
【００４１】
このように、搬送ベルト２１上の紙粉を帯電ローラ２６による帯電位置より上流側で除去することにより、紙粉が搬送ベルト２１表面に付着することによって、帯電ローラ２６による搬送ベルト２１の帯電不良が発生して、用紙２１の平面性が低下することを防止できる。これにより、長期にわたり安定して用紙を搬送することができるとともに、高い画像品質の画像を形成できるようになる。
【００４２】
ここで、弾性部材６１によって紙粉７１を掻き落とすので、長期にわたり紙粉除去効果を得ることができる。つまり、例えばブラシなどで掻き落とすと、ブラシの毛の間に紙粉が溜まり、紙粉が一杯になると除去効果がなくなるのに比べて、本発明によれば紙粉が掻き落とされるので除去部分に紙粉が溜まって除去効果がなくなることが低減する。
【００４３】
また、弾性部材６１によって掻き落とした紙粉を溜める紙粉溜まり部６３を備えることで、掻き落とした紙粉が装置内で拡散することを低減でき、この紙粉溜まり部６３の容量を装置寿命が尽きるまでに発生する可能性のある紙粉量を蓄積できる容量とすることによって、紙粉清掃を定期的に行うなどの作業が不要になる。この場合、実際に用紙を搬送して、あらかじめ用紙の搬送枚数と紙粉量との関係を実験により把握して、装置の寿命枚数から発生する可能性のある紙粉量を求めて、これよりも紙粉溜まり部６３の容量を多くする。
【００４４】
さらに、弾性部材６１は搬送ベルト２１の内周面に接するローラ部材（ここでは、駆動ローラ２７、テンションローラ２８）と対向しない位置に設けている、つまり弾性部材６１を圧接することによって搬送ベルト２１が変形することができる箇所に弾性部材６１を配置している。なお、その他のガイドローラがある場合には、そのガイドローラの部分も避けることが好ましい。
【００４５】
これにより、弾性部材６１が環境（温度、湿度など）変化によって搬送ベルト２１表面から離れる方向に変形した場合でも搬送ベルト２１が追従することができ、弾性部材６１と搬送ベルト２１との間に未接触部分が生じて紙粉除去効果が低減することを防止でき、長期にわたり安定した紙粉除去効果が得られる。
【００４６】
なお、上記実施形態において、弾性部材を導電性部材、例えばマイラ（ポリエステルフィルム）にアルミ蒸着などをしたもの、あるいはそれ自体が弾性を有する導電性部材で構成し、この弾性部材（導電性部分）を接地（グランドに落とす）ことで、紙粉除去と搬送ベルトの除電を併せて行うことができ、このようにすれば、構成の簡略化、コスト低減を図ることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態においては、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。
【００４８】
また、本発明に係る用紙搬送装置は画像形成装置に適用されるものに限らず、画像読取り装置などの原稿搬送装置にも適用することができる。さらに、本発明に係る画像形成装置も、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、さらにインクジェット記録装置以外の電子写真方式を用いる画像形成装置にも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る用紙搬送装置によれば、搬送ベルトによる用紙の安定搬送を行うことができる。また、本発明に係る画像形成装置によれば、安定して高い画像品質で画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る用紙搬送装置を含む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】同じく用紙搬送部分の要部拡大説明図
【図４】紙粉除去作用の説明に供する拡大説明図
【図５】同記録装置の搬送ベルトの構成を説明する説明図
【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、６１…弾性部材、６２…保持部材。

Claims

無端状の搬送ベルトで用紙を搬送する用紙搬送装置において、前記搬送ベルトに対して紙粉除去用の弾性部材が搬送ベルトの移動方向に対向する方向に向かって鋭角に圧接されていることを特徴とする用紙搬送装置。
請求項１に記載の用紙搬送装置において、前記弾性部材はこの弾性部材で除去された紙粉を受ける紙粉溜まり部を有する保持部材に取り付けられていることを特徴とする用紙搬送装置。
請求項２に記載の用紙搬送装置において、前記保持部材の紙粉溜まり部はこの用紙搬送装置又はこの用紙搬送装置を備える装置の寿命で発生する可能性のある紙粉量を溜めることができる容量を有していることを特徴とする用紙搬送装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の用紙搬送装置において、前記弾性部材が導電性を有していることを特徴とする用紙搬送装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の用紙搬送装置において、前記弾性部材は前記搬送ベルトの内周面に接するローラ部材と対向しない位置に設けられていることを特徴とする用紙搬送装置。
無端状の搬送ベルトで用紙を搬送する用紙搬送装置を備えて前記用紙に画像を形成する画像形成装置において、前記用紙搬送装置が請求項１ないし５のいずれかに記載の用紙搬送装置であることを特徴とする画像形成装置。