JP2007145523A - 静電搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルト表面に帯電生成物が付着して搬送ベルトの経時的な吸着力低下が生じ、安定して長期にわたりシート状部材を搬送することができなくなる。
【解決手段】搬送ベルト３１を帯電させる帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１に当接するマイラ２３１及びクリーニングブラシ２３２とを備え、搬送ベルト３１に当接するマイラ２３１及びクリーニングブラシ２３２を当接させた状態で、かつ、帯電ローラ３４に対するＡＣバイアスの印加を停止して搬送ベルト３１に帯電バイアスを印加しない状態で、搬送ベルト３１を移動させるベルトクリーニング動作を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は静電搬送装置及び画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（画像形成手段）を用いて、用紙（材質を紙に限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、記録液の液滴（以下、インク滴ともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうインクジェット記録装置などが知られている。

ところで、インクジェット記録方式で画像を形成する場合、インクを用紙に付着させるために、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、記録ヘッドのノズルと用紙表面の位置が場所々々で変化する。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たりし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。

そこで、例えば特許文献１など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移動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。
特開２００４−１７５４９４号公報

また、特許文献２には、印写用紙のコックリングやカールが印写画像に影響することから、印写用紙を印写位置にて静電吸着部材で静電気により吸着して印写用紙に印写させる動作と印写用紙の移動を行う印写用紙搬送装置において、使用する印写用紙の種類に応じて静電吸着部材の印写用紙吸着の有りと無しとを切り替える手段を備えることが記載されている。
特開２０００−２４６９８１号公報

さらに、上記特許文献２には、クリーニング機構を前記静電吸着部材の印写受け面へ接触させ又は非接触とする手段を有し、印写用紙の連続給紙時における印写の途中過程でクリーニング機構による静電吸着部材の印写受け面上のクリーニングを行うようにすることが記載されている。

上述したように、用紙などのシート状部材を静電吸着力で搬送ベルトに吸着させて搬送する静電搬送装置にあっては、搬送ベルトを帯電手段によって帯電させることにより、搬送ベルトの表面に帯電生成物が生じてシート状搬送部材の搬送枚数が多くになるに従って吸着力が低下するという課題がある。

この場合、特許文献２に記載されているようにクリーニング機構によって搬送ベルトの表面に付着する紙粉などの異物を除去するだけでは、帯電生成物による吸着力の低下を回復することができないし、また、搬送ベルトを帯電させながらクリーニング機構によってクリーニングしても生成物が除去される一方で帯電生成物が生成されることになるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたり安定した搬送を行うことができる静電搬送装置及びこの静電搬送装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る静電搬送装置は、周回移動する搬送ベルトと、この搬送ベルトに電荷を与える帯電手段とを備え、搬送ベルトによってシート部材を静電力で吸着して搬送する静電搬送装置において、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう手段を備えている構成とした。

ここで、帯電バイアス電圧を搬送ベルトが吸着力を生じない領域まで低下させることが好ましい。この場合、帯電バイアス電圧が交番電圧であって、帯電周期長を短くする構成とできる。また、帯電バイアス電圧をオフ状態にすることもできる。

また、当接部材がＰＥＴフィルムで形成されている構成とし、この場合、当接部材は搬送ベルトに対してカウンタ方向で当接することが好ましい。また、当接部材はブラシ形状である構成とできる。さらに、当接部材は、搬送ベルト表面を除電する除電ブラシよりも搬送ベルト移動方向上流側に配置されている構成としできる。

また、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう時間を変化可能である構成とできる。この場合、搬送ベルトの駆動を行なう時間を搬送したシート部材の枚数に基づいて変化させる構成、搬送ベルトの駆動を行なう時間を１回のジョブで搬送したシート部材の枚数に基づいて変化させる構成、搬送ベルトの駆動を行なう時間を搬送したシート部材の累積枚数に基づいて変化させる構成とできる。

また、搬送ベルト表面の抵抗値の測定結果に基づいて、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう構成とできる。

本発明に係る画像形成装置は、シート状の被記録媒体を静電搬送装置で搬送して被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、本発明に係る静電搬送装置を備えたものである。

ここで、一連の被記録媒体に対する画像形成動作終了後に、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう構成とできる。また、連続して搬送する被記録媒体の間の期間に、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう構成とできる。また、被記録媒体に画像を形成する手段の機能を維持回復するための動作を行うときに、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう構成とできる。

本発明に係る静電搬送装置及び画像形成装置によれば、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なう手段を備えていので、搬送ベルト表面の帯電生成物を確実に除去して、長期にわたり安定した搬送を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。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の一例の概要について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同じく一部透過状態で示す側面説明図、図４は搬送ベルトに対する用紙搬送経路の説明に供する模式的説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙し、両面印刷の場合には、排紙搬送部７の途中から装置本体１の底部に備えた両面ユニット１０に送り込み、スイッチバック搬送を行って、再度、副走査搬送部３に給紙して両面に画像を形成した後排紙トレイ８上に排紙する。

また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読み取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。

さらに、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、ガイドロッド２１及び図示しないガイドレールでキャリッジ２３を片持ちで主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する。

そして、このキャリッジ２３上に、それぞれの色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４を搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行なうシャトル型としている。なお、ライン型ヘッドを用いることもできる。

記録ヘッド２４は、それぞれブラック（Ｂｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙの計５個の液滴吐出ヘッド（以下、色を区別しないときは「記録ヘッド２４」という。）で構成され、キャリッジ２３に搭載した各サブタンク２５からそれぞれ各色のインクが供給される。

一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部に、ブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ２６を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２６から各色のサブタンク２５にインクを供給する。なお、ブラックインクは１つのインクカートリッジ２６から２つのサブタンク２５に供給する構成としている。

なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、図２に示すように、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置１２１を配置している。この維持回復装置１２１は、５個の記録ヘッド２４の各ノズル面をキャピングするための５個の保湿用キャップ１２２ｋ２、１２２ｋ１、１２２ｃ、１２２ｍ、１２２ｙ（色を区別しないときは「保湿用キャップ１２２」という。）と、１個の吸引用キャップ１２３と、記録ヘッド２４のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２４と、記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２５などを備えている。

さらに、キャリッジ２３の走査方向他方側の非印字領域には、図２に示すように、５個の記録ヘッド２４から記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２６を備えている。この空吐出受け部材１２６には、記録ヘッド２４に対応して５個の開口１２７ｋ２、１２７ｋ１、１２７ｃ、１２７ｍ、１２７ｙ（色を区別しないときは「開口１２７」という。）を形成している。

副走査搬送部３は、図３にも示すように、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３２とテンションローラである従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の表面を帯電させるために高圧電源から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１を画像形成部２の対向する領域でガイドするガイド部材３５と、保持部材１３６に回転自在に保持されて、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける加圧３６Ａ、及び、記録ヘッド２４の手前で用紙５を搬送ベルト３１に押し付ける先端加圧コロ３６Ｂと、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押えるガイド板３７と、画像が形成された用紙５を搬送ベルト３１から分離するための分離爪３８とを備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、ＤＣブラシレスモータを用いた副走査モータ１３１によって、タイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２が回転されることで、図２の用紙搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト３１は、例えば、図５に示すように、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層３１Ａと、この表層３１Ａ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）３１Ｂとの２層構造としているが、これに限るものではなく、１層構造あるいは３層以上の構造でも良い。

また、従動ローラ３３と帯電ローラ３４との間に、搬送ベルト３１の移動方向上流側から、搬送ベルト３１の表面に付着した紙粉等を除去するためのクリーニング手段とし搬送ベルト３１表面に当接する当接部材であるＰＥＴフィルムからなるマイラ２３１と、同じく搬送ベルト３１表面に当接するブラシ形状のクリーニングブラシ２３２と、搬送ベルト３１表面の電荷を除去するための除電ブラシ２３３とを備えている。

さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のコードホール１３７を取り付け、このコードホイール１３７に形成したスリット１３７ａを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３８を設けて、これらのコードホイール１３７とエンコーダセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。

給紙部４は、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙された用紙５をレジストするレジストローラ（対）４４を備えている。

また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するためのマルチ手差しトレイ４６、このマルチ手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を分離して給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや後述する両面ユニット１０から給紙される用紙５を搬送するための縦搬送コロ４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ４４、手差しコロ４７、縦搬送コロ４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。

排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３８で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、排紙ローラ７１及び拍車７２間で搬送される用紙５をガイドする下ガイド部７３及び上ガイド部７４と、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間から送り出される用紙５を、第１の搬送経路である反転排紙経路８１を通じて反転してフェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。なお、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間で用紙５を搬送する搬送路を搬送路７０という。

なお、搬送路７０の出口側には、排紙トレイ８に反転排紙するための第１排紙経路８１、後述するストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２排紙経路８２及び両面ユニット１０のいずれかに対する搬送経路に切り替えるための分岐機構６０を設けている。

両面ユニット１０は、送り込まれる用紙５を装置本体１の側面部から受け入れて下方に搬送する垂直両面搬送路９０ｃを構成した垂直搬送部１０１ａと、垂直両面搬送路９０ｃに続いて水平方向に搬送する水平取り込み搬送路９０ａ及びスイッチバック搬送路９０ｂを構成した水平搬送部１０１ｂとを一体に有している。

垂直両面搬送路９０ｃには送り込まれた用紙５を下方に搬送する両面入口ローラ対９１及び水平取り込み搬送路９０ａに送り出す搬送ローラ対９２を備え、水平取り込み搬送路９０ａには５つの両面搬送ローラ対９３を備え、スイッチバック搬送路９０ｂには取り込み搬送路９０ａから送られる用紙５を反転して再給紙するためのリバースローラからなる両面出口ローラ９４及び３個の両面搬送ローラ対９５を備えている。

また、取り込み搬送路９０ａからスイッチバック搬送路９０ｂへの用紙５の搬送経路とスイッチバック搬送路９０ｂから搬送ローラ対４８への再給紙のための搬送経路とを切り替える分岐板９６を揺動可能に設けている。分岐板９６は、図１の実線図示のスイッチバック側位置と破線図示の再給紙側位置との間で揺動可能である。

この両面ユニット１０から送り出された用紙５は、前述した搬送コロ４８に送り込まれてレジストローラ４４に送られる。

そして、上述した給紙部４の給紙カセット４１、手差し給紙トレイ４６、両面ユニット１０から給紙された用紙５がレジストローラ４４で搬送されるとき、副走査搬送部３の搬送ローラ３２及び押えコロ３６間とレジストローラ４４との間で、用紙５にループ（弛み）を形成して用紙５に対するバックテンションなどを防止するため、図１及び図３に示すように、ガイド部１１１に対向して開閉ガイド板１１０を揺動可能に設けている。また、この開閉ガイド板１１０は図示しない開閉ガイド板ソレノイド１１３によって揺動される。

この開閉ガイド板１１０は、レジストローラ４４から用紙５を副走査搬送部３に送り出すときには、図示の状態からガイド部１１１方向に揺動して用紙５を案内し、用紙５が副走査搬送部３の達したタイミングで図示の状態に復帰してループを形成可能な状態にする。

さらに、この画像形成装置においては、１枚手差し給紙を行なうために、図１にも示すように、装置本体１の一側部側に、１枚手差し給紙トレイ１４１を装置本体１に対して開閉可能（開倒可能）に設け、１枚手差しを行なうときには１枚手差し給紙トレイ１４１を仮想線図示の位置に開倒する。この１枚手差し給紙トレイ１４１からの手差し給紙される用紙５は、開閉ガイド板１１０の上面でガイドされてそのまま副走査搬送部３の搬送ローラ３２と加圧コロ３６Aとの間に直線的に差し込むことができる。

一方、画像形成が行われた用紙５をフェイスアップでストレートに排紙するため、装置本体１の他側部側にストレート排紙トレイ１８１を開閉可能（開倒可能）に設けている。このストレート排紙トレイ１８１を開く（開倒）ことで、排紙搬送部７に下ガイド部７３及び上ガイド部７４から送り出される用紙５を直線的にストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２の排紙経路であるストレート排紙経路８２が形成される。

これにより、例えばＯＨＰ、厚手の用紙など曲線搬送が難しい用紙を使用するときには１枚手差し給紙トレイ１４１から１枚手差し給紙を行いストレート排紙トレイ１８１まで直線的に用紙５を搬送することができるようになる。勿論、普通紙などの通常の用紙であっても１枚手差し給紙トレイ１４１から給紙し、ストレート排紙トレイ１８１に直線的に排紙することはできる。

なお、図４を参照して画像形成部２までの各種センサの配置について説明しておく。用紙５を検知するために、レジストローラ４４の上流側には搬送レジストセンサ２０１を、搬送ローラ３２と加圧コロ３６Aとの手前側には印字部入口センサ２０２を、先端加圧コロ３６Bの下流側（画像形成部２の入口）には画像書き出し位置をレジストするための画像レジストセンサ２０３を、画像形成部２の出口（搬送ローラ７１ａの手前側）には印字部出口センサ２０４を、縦搬送ローラ４８の上流側には電磁クラッチオープンセンサ２０５をそれぞれ配置している。また、１枚手差し給紙トレイ１４１上に用紙５がセットされたことを検知するための手差し紙有無センサ２０７を配置している。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図６のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを含む、この装置全体の制御を司るとともに本発明に係る搬送ベルト３１のクリーニング制御に関わる制御を司る主制御部３１０を備えている。

また、この制御部３００は、ホスト側と主制御部３１０との間に介在して、データ、信号の送受を行なうための外部Ｉ／Ｆ３１１と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッドドライバを含むヘッド駆動制御部３１２と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２７を駆動するための主走査駆動部（モータドライバ）３１３と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査駆動部３１４と、給紙モータ４９を駆動するための給紙駆動部３１５と、排紙部７の各ローラを駆動する排紙モータ７９を駆動するための排紙駆動部３１６と、両面ユニット１０の各ローラを駆動する両面再給紙モータ９９を駆動するための両面駆動部３１７と、維持回復機構１２１を駆動する維持回復モータ１２９を駆動するための回復系駆動部３１８と、帯電ベルト３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部３１９とを備えている。

さらに、制御部３００は、前述した開閉ガイド板ソレノイド１１３、シャッタソレノイド１５０を含む各種のソレノイド（ＳＯＬ）類３２１を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）３２２と、給紙関係の電磁クラック類３２３などを駆動するクラッチ駆動部324と、画像読取部１１を制御するスキャナ制御部３２５とを備えている。

また、主制御部に３１０は、搬送ベルト３１の周囲の温度及び湿度（環境条件）を検出する環境センサ２３４の検出信号を入力する。なお、主制御部３１０には、その他の図示しない各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。また、主制御部３１０は、装置本体１に設けたテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部３２７との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。

さらに、この主制御部３１０には、前述したコードホイール１３７とフォトセンサ（エンコーダセンサ）１３８によって構成されるロータリエンコーダ４０２からの出力信号（パルス）とが入力される。主制御部３１０は、この出力信号に基づいて副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３１を駆動制御することで搬送ローラ３２を介して搬送ベルト３１を移動させる。

このように構成した画像形成装置における用紙搬送及び画像形成動作について図７をも参照して説明する。
前述したように搬送ベルト３１を駆動する搬送ローラ３２の端部に設けたエンコーダ４０１によって回転量を検出して、この検出した回転量に応じて制御部３００の副走査駆動部３１４によって副走査モータ１３１を駆動制御するとともに、帯電ローラ３４に高圧（ＡＣバイアス）を印加するＡＣバイアス供給部３１９の出力を制御する。

このＡＣバイアス供給部３１９によって、帯電ローラ３４に印加する正負極の印加電圧（帯電バイアス）の周期（印加時間）を制御し、同時に制御部３００によって、搬送ベルト３１の駆動を制御することで、搬送ベルト３１上に所定の帯電周期長で正負極の電荷を印加することができる。ここで、「帯電周期長」とは、図７にも示すように正負極の印加電圧の１周期当りの搬送方向の幅（距離）である。

そして、印刷を開始するとき、搬送ローラ３２を副走査モータ１３１で回転駆動して搬送ベルト３１を図１で反時計周りに回転させ、同時にＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に対して正負極の方形波を印加する。これによって、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１の絶縁層３１Ａに当接しているので、搬送ベルト３１の絶縁層３１Ａに、図７に示すように、正極性の電荷と負極性の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に印加され（帯状の正極性の帯電領域４０２と負極性の帯電領域４０３が交互に形成され）、搬送ベルト３１上に不平等電界が生成される。

この正負極の電荷を印加される搬送ベルト３１の絶縁層３１Ａは、例えば、体積抵抗が１Ｅ１２Ωｃｍ以上、望ましくは１Ｅ１５Ωｃｍなるように形成しているから、絶縁層３１Ａに帯電した正と負の電荷が、その境界で移動することを防ぐことができ、絶縁層３１Ａに印加された正負極の電荷を保持することができる。

この不平等電界が発生している搬送ベルト３１上に用紙５が送り込まれると、用紙５は電界の向きに沿って瞬時に分極する。不平等電界により用紙５の搬送ベルト面側の搬送ベルト３１と引力をなす電荷は密となり、その反対側の用紙表面に現れる搬送ベルト３１と斥力をなす電荷は疎となる。この電荷の差により用紙５は搬送ベルト３１に瞬時に吸着する。また、用紙５は有限な抵抗を持っているのでこれと同時に用紙５の吸着面およびその反対側には真電荷が誘起される。

吸着面側に誘起された正負の真電荷は搬送ベルト３１上に印加された電荷と引き合うことで安定して吸着力をなしているが、その反対側に誘起された正負の真電荷は不安定である。吸着面と反対側の用紙表面に誘起された真電荷は、用紙の抵抗が１Ｅ７Ω/□から１Ｅ１３Ω/□と有限な抵抗値を持っているため電荷が移動でき、時間の経過とともに隣り合う正負極の電荷が引き合い移動することで中和されながら減少していく。この結果、搬送ベルト３１上の電荷は用紙５の吸着面側に誘起された真電荷とつり合いがとれ電界が閉じられ、用紙５の吸着面と反対側に誘起された真電荷は前述したとおり中和されて電界が閉じられる。また、搬送ベルト３１面に印加された電荷と搬送ベルト３１の電荷と疎力をなす電荷が用紙５表面上から減少するため用紙５の搬送ベルト３１への吸着力は時間ともに増加していくようになり、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙５を静電吸着して搬送することができる。

そこで、搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送しながら、用紙５上に印刷データに応じて記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を形成（印刷）し、画像形成が行なわれた用紙５の先端側を分離爪３８で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部７によって、適宜、排紙トレイ８、ストレート排紙トレイ１８１に排紙し、あるいは両面ユニット１０に送り込んで他面に画像形成を行なった後排紙する。

次に、この画像形成装置における本発明の第１実施形態について図８及び図９をも参照して説明する。なお、図８は同実施形態の説明に供するフロー図、図９は同じくタイミングチャートである。
この実施形態は１ジョブ毎にベルトクリーニング動作を行う例であり、先ず、図８を参照して、印字を行うときには、用紙５の給紙を行って所定の印字を行ない、印字終了でなければ、次ページがあるか否かを判別して次ページがあれば所定のタイミングで次ページの給紙を開始し、当該ページの印字が終了すれば全ページの印字が終了するまで、印字動作を繰り返す。

そして、全ページの印字が終了すれば、帯電ローラ３４に印加する帯電バイアスを低下させた状態で搬送ベルト３１を周回移動（駆動）するベルトクリーニング動作を行い、すべてのページの排紙が完了すれば、この処理を終了する。

この動作について、１枚印字を行なう場合を例にして図９を参照して説明すると、図９（ａ）に示すように給紙モータ４９をオン（ＯＮ）状態にし、同図（ｂ）に示すように本体給紙クラッチをオン状態にすることで、給紙トレイ４１から１枚のシート状部材である用紙５が分離されて給紙される。そして、同図（ｃ）に示すように搬送レジストセンサ２０１が用紙５を検知してから所要の時間経過後に給紙モータ４９をオフ（ＯＦＦ）状態にし、その後所定時間が経過したときに同図（ｄ）に示すように搬送レジストクラッチをオン状態にするとともに、給紙モータ４９をオン状態して、搬送ベルト３１への用紙５の送り込みを開始する。

その後、同図（ｅ）に示すように印字部入口センサ２０２が用紙５を検知（オン）してから給紙モータ４９をオフ状態にして用紙５の送り込みを停止して待機する。そして、所定の待機時間が経過した後、給紙モータ４９をオン状態にして用紙５の送り込みを開始するとともに同図（ｆ）に示すように副走査モータ１３１を駆動（オン）するとともに、同図（ｇ）に示すように帯電ローラ３４に対して帯電バイアスを印加して、前述したように搬送ベルト３１に電荷を印加して静電吸着力を発生させ、搬送ベルト３１で用紙５を静電吸着して搬送を開始する。

そして、印字部入口センサ２０２が用紙５の後端を検知してオフになると、副走査モータ１３１をオフするとともに、帯電ローラ３４に対する帯電バイアスの印加を停止する。

このようにして１枚の用紙５に対する印字が行われ、同図（ｈ）に示すように印字部出口センサ２０４が用紙５の後端通過を検知し、１ジョブが終了したときには、帯電ローラ３４に対する帯電バイアスの印加を停止したまま、副走査モータ１３１を駆動して搬送ベルト３１を駆動（周回移動）させるベルトクリーニング動作を行う。

このベルトクリーニング動作においては、搬送ベルト３１にマイラ２３１及びクリーニングブラシ２３２が当接した状態で、かつ、搬送ベルト３１に電荷を印加しない状態で、搬送ベルト３１を移動させることになる。したがって、搬送ベルト３１に帯電生成物が生成されない状態で、マイラ２３１及びクリーニングブラシ２３２によって搬送ベルト３１表面の帯電生成物や紙粉などを掻き落とすことができ、搬送ベルト３１表面の帯電生成物や紙粉などを確実に除去することができ、搬送ベルト３１の吸着力の経時的な劣化を抑制し、長期にわたり安定した搬送を行うことができる。

このように、搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、搬送ベルトの駆動を行なうことによって、ベルト表面に付着する帯電生成物を除去できベルト吸着力の経時劣化を防止することができる。

この場合、当接部材としてＰＥＴフィルム（マイラ２３１）を用いることでベルト表面の帯電生成物を安価な構成で除去することができ、この場合、当接部材は搬送ベルトに対してカウンタ方向で当接することによって、帯電生成物を除去性能が向上する。また、当接部材としてブラシ形状であるクリーニングブラシ２３２を用いることによって、ベルト表面の帯電生成物をより効果的に除去することができる。また、当接部材は、搬送ベルト表面を除電する除電ブラシ２３３よりも搬送ベルト移動方向上流側に配置することによって、帯電生成物の除去と共に紙粉なども同時に除去することができて、下流側の除電手段に対する紙粉の影響を低減することができる。

また、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態として帯電バイアス電圧をオフ状態にする（帯電バイアスを印加しない状態にする）ことによって、より確実に帯電生成物の発生を抑えた状態で搬送ベルト表面の帯電生成物を当接部材で除去することができるようになる。

この場合、帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態として、帯電バイアス電圧を印加しつつ、搬送ベルトが吸着力を発生しない領域の電圧（帯電開始バイアス未満の電圧）とすることもでき、この場合でも、帯電生成物の発生量よりも当接部材による帯電生成物の除去量が多くなり、ベルト吸着力の経時的な劣化を抑制することができる。

ここで、帯電バイアス電圧を印加しつつ、搬送ベルトが吸着力を発生しない領域まで帯電バイアスを低下する構成としては、前述したようにＡＣバイアスを印加する場合には、図７で説明した帯電周期長を変化させる構成を採用することができる。つまり、帯電周期長が短くなると吸着力が低下するので、ベルトクリーニング動作を行うときには通常の画像形成時の帯電周期長に対して帯電周期長が短くなるようにＡＣバイアス供給部３１９の出力を切り替え制御するようにする。

さらに、上述したように一連の用紙に対する印字（画像形成）動作が終了するごとに（１ジョブが終了するごとに）、ベルトクリーニング動作を行うようにすれば、連続印刷における印刷速度の低下を招くことがなく、ベルト吸着力の劣化を抑制しつつ連続印刷の印刷速度の向上を図ることができる。

次に、この画像形成装置における本発明の第２実施形態について図１０及び図１１をも参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の説明に供するフロー図、図１１は同じくタイミングチャートである。
この実施形態は紙間毎にベルトクリーニング動作を行う例であり、先ず、図１０を参照して、印字を行うときには、用紙５の給紙を行って所定の印字を行ない、印字終了でなければ、次ページがあるか否かを判別して次ページがあれば所定のタイミングで次ページの給紙を開始する。そして、当該ページの印字が終了したときには、帯電ローラ３４に印加する帯電バイアスを低下させた状態で搬送ベルト３１を周回移動（駆動）するベルトクリーニング動作を行なう。

そして、全ページの印字が終了するまで、印字動作を繰り返し、すべてのページの排紙が完了すれば、この処理を終了する

つまり、図１１に示すように、１枚目の印字と２枚目の印字との間（紙間）において、帯電ローラ３４に対する帯電バイアスの印加を停止したまま、副走査モータ１３１を駆動して搬送ベルト３１を駆動（周回移動）させるベルトクリーニング動作を行う。

このように、紙間でベルトクリーニング動作を行うことによって毎回搬送ベルト３１の吸着力を回復しながら用紙を搬送することができる。ただし、前記第１実施形態のように１ジョブ毎（印字終了ごと）にベルトクリーニング動作に比べると相対的にトータルの印刷速度が遅くなる。

次に、この画像形成装置における本発明の第３実施形態について図１２をも参照して説明する。なお、図１２は同実施形態の説明に供するフロー図である。
この実施形態は、維持回復機構２２１によって記録ヘッド２４のノズルの状態を維持、回復するための維持回復動作（メンテナンス動作）を行うときに、メンテナンス動作とベルトクリーニング動作を併行して行うようにしている。なお、メンテナンス動作においては、記録ヘッド２４のノズル面をキャップ１２２でキャッピングしてノズル吸引を行い、ノズル面をワイピングして清浄化するなどの一連の動作を行う。

このようにすれば、連続印刷における印刷速度の低下を招くことがなく、ベルト吸着力の劣化を抑制しつつ連続印刷の印刷速度の向上を図ることができる。

次に、ベルトクリーニング動作の第１例について図１３のフロー図を参照して説明する。
ここでは、ベルトクリーニング処理に入ったときには、１ジョブ当りの印字枚数が予め定めた所定値（所定枚数）以上か否かを判別し、１ジョブ当りの印字枚数が所定値（所定枚数）以上でなければベルトクリーニング時間Ｔ１を設定し、１ジョブ当りの印字枚数が所定値（所定枚数）以上であればベルトクリーニング時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）を設定した後、設定したベルトクリーニング時間だけ搬送ベルト３１を、帯電バイアスを印加しない（或いは低下させた）状態で駆動するベルトクリーニング動作を行なう。

このように、ベルトクリーニング動作を行う時間を可変とすることによって搬送ベルトの帯電生成物の生成状況に応じたクリーニング動作を行うことができて、帯電生成物を確実に除去することができる。この場合、１ジョブの印字枚数（１回の動作で搬送したシート部材の搬送枚数）に基づいてベルトクリーニング動作を行う時間を可変することで、より確実に帯電生成物を除去することができるようになり、搬送ベルトの吸着力劣化を防止できる。

次に、ベルトクリーニング動作の第２例について図１４のフロー図を参照して説明する。
ここでは、ベルトクリーニング処理に入ったときには、トータルの印字枚数が予め定めた所定値（所定枚数）以上か否かを判別し、トータルの印字枚数が所定値（所定枚数）以上でなければベルトクリーニング時間Ｔ１１を設定し、トータルの印字枚数が所定値（所定枚数）以上であればベルトクリーニング時間Ｔ１２（Ｔ１２＞Ｔ１１）を設定した後、設定したベルトクリーニング時間だけ搬送ベルト３１を、帯電バイアスを印加しない（或いは低下させた）状態で駆動するベルトクリーニング動作を行なう。

このように、ベルトクリーニング動作を行う時間を可変とする場合、トータルの印字枚数（搬送したシート部材の累積搬送枚数）に基づいてベルトクリーニング動作を行う時間を可変することで、より確実に帯電生成物を除去することができるようになり、搬送ベルトの吸着力劣化を防止できる。

次に、本発明による作用効果について図１５を参照して説明する。この例は、用紙５を連続的に給紙したときの搬送ベルト３１の吸着力の変化を、搬送ベルトに当接部材を当接させ、搬送ベルトに対する帯電バイアスを低下させて搬送ベルトを駆動する本発明に係るベルトクリーニング動作を行った場合（実施例）と、搬送ベルトに当接部材を当接させ、搬送ベルトに対する帯電バイアスを通常のまま（帯電バイアスを低下させないで）搬送ベルトを駆動する動作を行った場合（比較例）とで測定した結果である。

この結果から分かるように、本発明に係るベルトクリーニング動作を行わない場合には、当接部材によって帯電生成物が除去されるものの他方で帯電生成物が生成されるために、連続して１Ｋ枚の搬送を行うと搬送ベルトの吸着力が著しく低下する。これに対して、本発明に係るベルトクリーニング動作を行った場合には、当接部材によって帯電生成物が除去され、他方で帯電生成物が生成されないか生成されても除去量より少ないために、連続して１５０Ｋ枚の搬送を行っても搬送ベルトの吸着力を維持することができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は図３と同様な拡大側面説明図である。
この実施形態では、搬送ベルト３１の表面電位を測定する表面電位計５０１を備え、この表面電位計５０１の計測結果から搬送ベルト３１の抵抗値を検出するようにしている。

そして、図１７に示すように、搬送ベルト３１の抵抗値が所定値以下になったときには、上述した実施形態と同様に、搬送ベルトに当接部材を当接させ、搬送ベルトに対する帯電バイアスを低下させて搬送ベルトを駆動する本発明に係るベルトクリーニング動作を行うようにしている。

このように、搬送ベルト３１に対する帯電生成物の付着状況を抵抗値で検出して、搬送ベルト３１に対する帯電生成物が多くなったときには発明に係るベルトクリーニング動作を行うことによって、効果的に帯電生成物を除去することができるようになる。

また、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション（ＭＦＰ）の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、インク以外の記録液を使用する画像形成装置にも適用することができる。さらに、画像形成装置における用紙搬送装置としての静電搬送装置だけでなく、その他の用紙搬送装置を含む静電搬送装置にも適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。 同じく一部透過状態で示す側面説明図である。 搬送ベルトに対する用紙搬送経路の説明に供する模式的説明図である。 搬送ベルトの一例を示す断面説明図である。 同じく制御部の概要を説明するブロック図である。 搬送ベルトに対する帯電制御の説明に供する説明図である。 同画像形成装置に適用した本発明の第１実施形態の説明に供するフロー図である。 同じくタイミングチャートである。 同画像形成装置に適用した本発明の第２実施形態の説明に供するフロー図である。 同じくタイミングチャートである。 同画像形成装置に適用した本発明の第３実施形態の説明に供するフロー図である。 ベルトクリーニング動作の第１例の説明に供するフロー図である。 ベルトクリーニング動作の第２例の説明に供するフロー図である。 本発明に係るベルトクリーニング動作を適用した場合と適用しない場合の搬送ベルトの吸着力の経時的な変化の説明に供する説明図である。 同画像形成装置に適用した本発明の第４実施形態の説明に供する側面説明図である。 同実施形態の説明に供するフロー図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
７…排紙搬送部
８…排紙トレイ
１１…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
３６Ａ…加圧コロ（入口加圧コロ）
３６Ｂ…先端加圧コロ
４１…給紙コロ
４４…レジストローラ
４６…マルチ手差しトレイ
４７…給紙コロ
４９…給紙モータ
１３１…副走査モータ
２３１…マイラ
２３２…クリーニングブラシ
２３３…除電ブラシ
３１９…ＡＣバイアス供給部

Claims (17)

1. 周回移動する搬送ベルトと、この搬送ベルトに電荷を与える帯電手段とを備え、前記搬送ベルトによってシート部材を静電力で吸着して搬送する静電搬送装置において、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なう手段を備えていることを特徴とする静電搬送装置。
2. 請求項１に記載の静電搬送装置において、前記帯電バイアス電圧を前記搬送ベルトが吸着力を生じない領域まで低下させることを特徴とする静電搬送装置。
3. 請求項２に記載の静電搬送装置において、前記帯電バイアス電圧が交番電圧であって、帯電周期長を短くすることを特徴とする静電搬送装置。
4. 請求項１に記載の静電搬送装置において、前記帯電バイアス電圧をオフ状態にすることを特徴とする静電搬送装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記当接部材がＰＥＴフィルムで形成されていることを特徴とする静電搬送装置。
6. 請求項５に記載の静電搬送装置において、前記当接部材は前記搬送ベルトに対してカウンタ方向で当接することを特徴とする静電搬送装置。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記当接部材はブラシ形状であることを特徴とする静電搬送装置。
8. 請求項７に記載の静電搬送装置において、前記当接部材は、前記搬送ベルト表面を除電する除電ブラシよりも前記搬送ベルト移動方向上流側に配置されていることを特徴とする静電搬送装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なう時間を変化可能であることを特徴とする静電搬送装置。
10. 請求項９に記載の静電搬送装置において、前記搬送ベルトの駆動を行なう時間を搬送したシート部材の枚数に基づいて変化させることを特徴とする静電搬送装置。
11. 請求項１０に記載の静電搬送装置において、前記搬送ベルトの駆動を行なう時間を１回のジョブで搬送したシート部材の枚数に基づいて変化させることを特徴とする静電搬送装置。
12. 請求項１０に記載の静電搬送装置において、前記搬送ベルトの駆動を行なう時間を搬送したシート部材の累積枚数に基づいて変化させることを特徴とする静電搬送装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の静電搬送装置において、前記搬送ベルト表面の抵抗値の測定結果に基づいて、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なうことを特徴とする静電搬送装置。
14. シート状の被記録媒体を静電搬送装置で搬送して前記被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記静電搬送装置が請求項１ないし１２のいずれかに記載の静電搬送装置であることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、一連の前記被記録媒体に対する画像形成動作終了後に、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なうことを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１４に記載の画像形成装置において、連続して搬送する前記被記録媒体の間の期間に、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なうことを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体に画像を形成する手段の機能を維持回復するための動作を行うときに、前記搬送ベルトの表面に当接部材を当接させ、前記帯電手段に対する帯電バイアス電圧を低下させた状態で、前記搬送ベルトの駆動を行なうことを特徴とする画像形成装置。
    

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