JP3776395B2

JP3776395B2 - Image recording device

Info

Publication number: JP3776395B2
Application number: JP2002302016A
Authority: JP
Inventors: 博道駒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: JP2004137016A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像記録装置に関し、特に用紙を搬送するための帯電ベルトを備えた画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【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
【０００３】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として、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記録紙等の被記録媒体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】
特に、記録紙の記録幅方向の全幅に沿って多数の吐出口が配列されたインク記録ヘッドを使用したフルライン型インクジェット記録装置では、シリアル型インクジェット記録装置に比べて格段の記録の高速化が可能である。このようなフルライン型インクジェット記録装置では、高速記録の点から、記録紙の搬送方向に複数個配置されたインク記録ヘッドの直下を記録紙を一定速度で搬送し、インク滴を吐出し記録を行う。
【０００５】
この場合、【特許文献１】や【特許文献２】に記載されているように、記録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記録紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで記録紙を搬送することにより、記録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用紙搬送装置を備えた画像記録装置や印刷装置が知られている。
【０００６】
ここで、【特許文献１】には帯電ベルトの表面に電圧印加手段を接触させし、帯電ベルト表面に交番する電荷パターンを、例えば、帯状に形成する用紙搬送装置や画像記録装置が開示されている。また、【特許文献２】には帯電ベルトに付着したインクや紙粉等の影響をなくするために、帯電ベルト上の電荷を打ち消すコロナ帯電器を用いた除電手段を用い、クリーニングローラにより、帯電ベルト上のインクや紙粉等の異物をクリーニングするようにした印刷装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、【特許文献２】に記載の印刷装置にあっては、コロナ帯電器を除電手段に用いているため、コロナ放電によるオゾンが発生し、好ましくない。また、コロナ発生のための電圧は、除電すべき電圧より格段に大きく、装置が複雑で高価となる。さらに、用紙種類や、湿度、温度の環境条件変化により除電すべき電圧は変化するため、帯電ベルトの除電を完全に行うことができずに、帯電ベルト上に残留電位残る場合が生じ、帯電ベルト上のインクや紙粉の除去が不完全となってしまうことになる。
【０００８】
また、上記【特許文献２】に記載の印刷装置にあっては、クリーニングローラーが配置され、帯電ベルト上のインクや紙粉等の異物をクリーニングする方法が提案されているが、インクと紙粉のクリーニングを兼用した場合、クリーニングローラ上でインクと紙粉が反応固化し、クリーニング性能の劣化や、帯電ベルトの再汚染の原因となる。
【０００９】
一方、【特許文献１】に記載の画像記録装置にあっては、帯電ベルト表面にプラス、マイナスの電荷パターンを帯状に形成する方法が開示されているが、帯電ベルトには初期の帯電電圧±Ｖ_０に対して±Ｖｓの帯状の残留電圧が帯電ベルト表面に残り、この状態で新たに帯電電圧±Ｖ_０の帯電が行われると、帯状の残留電圧±Ｖsと新規な帯電電圧±Ｖ_０の位置関係に何ら考慮がなされていないため、絶対値で｜Ｖs＋Ｖ_０｜の電圧が印加されることとなる。
【００１０】
このように所定の帯電電圧以上の電圧印加が繰り返し行われることによって帯電ベルトの劣化が早まり、また、特に帯電ベルト上にゴミ等があった場合には、局部的な放電の原因となり、信頼性を著しく損ねる結果となる。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、安定した帯電が可能で、信頼性に優れた画像記録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、本発明に係る画像記録装置は、画像記録手段の下流側でかつ前記帯電手段の上流側に前記帯電ベルト表面の電位を検出する電位検出手段と、帯電ベルトの電位を除去する除電手段と、帯電ベルト上の異物を除去する異物除去手段と、帯電ベルト上の液体を除去する液体除去手段と、電位検出手段の検出結果に基づいて異物除去手段及び液体除去手段の帯電ベルトに対する接触／後退を制御する制御手段とを備えている構成とした。
【００１３】
ここで、制御手段は電位検出手段の検出結果に基づいて帯電ベルト表面の電位が所定の値以下のときに液体除去手段を帯電ベルトに接触させることが好ましい。また、用紙の種別を検出する紙種検出手段を備え、この紙種検出手段の検出結果に基づいて帯電ベルトに対する帯電を制御することが好ましい。また、環境温度及び／又は湿度を検出する環境条件検出手段を備え、この環境条件検出手段の検出結果に基づいて帯電ベルトに対する帯電を制御することが好ましい。
【００１４】
また、用紙の種別を検出する紙種検出手段を備え、電位検出手段の検出結果と紙種検出手段の検出結果とに基づいて異物除去手段及び液体除去手段の帯電ベルトに対する接触／後退を制御することが好ましい。また、環境温度及び／又は湿度を検出する環境条件検出手段を備え、電位検出手段の検出結果と環境条件検出手段の検出結果とに基づいて異物除去手段及び液体除去手段の帯電ベルトに対する接触／後退を制御することが好ましい。また、用紙の種別を検出する紙種検出手段と、環境温度及び／又は湿度を検出する環境条件検出手段を備え、電位検出手段の検出結果と環境条件検出手段の検出結果とに基づいて異物除去手段及び液体除去手段の帯電ベルトに対する接触／後退を制御することが好ましい。
【００１５】
また、帯電ベルトの電位を除去する除電手段を備え、この除電手段は、電位検出手段の検出結果に基づいて、帯電ベルトの帯電極性と反対の極性で同じ絶対値の除電用電圧を帯電ベルトに印加することが好ましい。
【００１９】
【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。本発明に係る画像記録装置の第１実施形態について図１を参照して説明する。なお、同図は同実施形態に係る画像記録装置としてのフルライン型インクジェット記録装置の要部概略構成図である。
【００２０】
このフルライン型インクジェット記録装置は、用紙に向けてインクを吐出して印字を行うフルラインヘッド１ａ〜１ｄで構成されるフルラインヘッド系、フルラインヘッド１ａ〜１ｄのそれぞれに対応し、かつ、上面にフルラインヘッド１ａ〜１ｄをキャップをする機能を有するキャップ体２ａ〜２ｄで構成される保守回復系、用紙を吸着して搬送する帯電ベルト４及びこの帯電ベルト４を駆動するメインローラ６及び従動ローラ７で構成される用紙搬送系、帯電ベルト４上に用紙８を送り込む給紙ローラ９、１０で構成される給紙系、帯電ベルト４を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１１、この帯電ローラ１１に対して帯電電圧を印加する高圧回路１２等の帯電系などを備えている。
【００２１】
また、帯電ベルト４の除電を行うための除電ブラシ１４、同じく帯電ベルト４の除電を行うための除電手段である除電ローラ１５及び除電ローラ１５に対して除電電圧を印加する高圧回路１６等の除電系、帯電ベルト４上の紙粉等を除去する紙粉除去用クリーニングローラ１７、帯電ベルト４上のインクを除去する液体除去手段としてインク除去用クリーニングローラ１８等のクリーニング系を備えている。
【００２２】
さらに、帯電ベルト４の表面の電位を検出する電位検出手段である表面電位センサ２１及びその検出回路２２と、高圧回路１２による帯電ローラ１１への電圧を印加を制御する帯電制御回路、高圧回路１６による除電ローラ１５への電圧を印加を制御する除電制御回路、クリーニングローラ１７、１８の帯電ベルト４表面の接触（当接）／後退（退避）を制御する駆動回路などを含む制御手段を兼ねた主制御回路２３とを備え、表面電位センサ２１の検出回路２２の検出出力（検出結果）はこの主制御回路２３に入力している。
【００２３】
先ず、フルラインヘッド系及び保守回復系について説明する。
フルラインヘッド１ａ〜１ｄは、用紙の略幅方向に複数の吐出口を有しており、図示しないヘッド枠体に係合されている。これらのフルラインヘッド１ａ〜１ｄは、ヘッド枠体に設けられたラック歯車及びモータにより矢印Ａ方向（用紙面に対して垂直方向）に移動可能としている。また、フルラインヘッド１ａ〜１ｄは、帯電ベルト４の用紙搬送方向に沿って順に配列されている。
【００２４】
フルラインヘッド１ａ〜１ｄに対応するキャップ体２ａ〜２ｄは、図示しないキャップ枠体に係合されており、その上面には、フルラインヘッド１ａ〜１ｄの下面に形成された吐出口をキャップするためのキャップ部材が設けられている。また、このキャップ枠体は、モータにより矢印Ｂ方向（用紙搬送方向と平行な方向）に移動可能に設けている。
【００２５】
これにより、フルラインヘッド１ａ〜１ｄは記録時には帯電ベルト４上の用紙に近接してインク滴を吐出することで用紙８に記録を行う。また、非記録時にはフルラインヘッド１ａ〜１ｄを上昇し、キャップ体２ａ〜２ｄをフルラインヘッド１ａ〜１ｄ直下に移動させた後、更にフルラインヘッド１ａ〜１ｄを下降することによりキャッピング状態とし、フルラインヘッド１ａ〜１ｄの吐出口からのインク蒸発によるインク粘度増加を防止する。
【００２６】
さらに、キャップ体２ａ〜２ｄにブレードを配置することにより吐出口をクリーニングしたり、キャッピング状態で予備吐出を行うことにより、正常なインク吐出動作を維持することができる。
【００２７】
次に、給紙系及び搬送系について説明する。
用紙８は給紙ローラ９、１０により帯電ベルト４上に給紙される。この帯電ベルト４は、絶縁層を有し、メインローラ６と従動ローラ７との間に掛け渡されており、矢印Ｃ方向に周回するように構成している。また、帯電ベルト４の内側には、フルラインヘッド１ａ〜１ｄに対応する位置に、用紙８の平面性を保持するためのプラテン（ガイド部材）３を配置している。
【００２８】
この帯電ベルト４に接して帯電ローラ１１を設け、帯電ローラ１１は帯電ベルト４に対して従動する構成としている。帯電ローラ１１は導電ゴムを主体としており、高圧回路１２によって高圧が印加されることで帯電ベルト４を所定の極性、パターンに帯電させる。主制御回路１３は、高圧回路１２の出力をプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すよう、つまり交番する電圧が出力されるように制御することで、帯電ベルト４を交番する帯電電圧パターンで帯電させる。
【００２９】
その結果、図２に示すように、帯電ベルト４上の帯電パターン１５は、用紙８の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帯電ベルト４上に用紙８が給紙ローラ９、１０により給紙されると、用紙８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８が帯電ベルト４に吸着され、帯電ベルト４の周回移動によって用紙８が搬送される。
【００３０】
次に、除電系及びクリーニング系について説明する。
帯電ベルト４の電位を除去する除電手段としての除電ローラ１５は、画像記録手段であるフルラインヘッド１ｄの下流側でかつ帯電手段である帯電ローラ１１の上流側に配置し、この除電ローラ１５の上流側に帯電ベルト４の表面の電位を検出する電位検出手段としての表面電位センサ２１を配置し、表面電位センサ２１のセンサ出力を入力する検出回路２２による表面電位の検出結果を主制御回路２３に入力して、検出した表面電位に基づいて除電ローラ１５に対する高圧回路１６からの除電電圧の印加を主制御回路２３で制御するようにしている。
【００３１】
また、紙粉除去用クリーニングローラ１７及びインク除去用クリーニングローラ１８は、画像記録手段であるフルラインヘッド１ｄの下流側でかつ帯電手段である帯電ローラ１１の上流側であって、除電ローラ１５の下流側に、帯電ベルト４に対して接触及び後退可能に配置し、図示しないソレノイドなどのアクチュエータ手段でこれらのクリーニングローラ１７、１８を帯電ベルト４に対して進退させるようにして、主制御回路１３によってこれらのアクチュエータ手段を駆動制御するようにしている。
【００３２】
次に、このように構成したこのインクジェット記録装置の作用について説明する。
帯電ベルト４には帯電ローラ１１により前述した図２に示すような帯電電圧パターンで帯電が行われる。用紙８は帯電ベルト４に給紙されて吸着された状態で搬送され、フルラインヘッド１ａ〜１ｄにより所要の記録が行われた後、帯電ベルト４上から分離され、図示しない排紙系により排紙される。一方、帯電ベルト４には残留電位が残った状態になる。
【００３３】
ここで、帯電ベルト４の残留電圧について説明すると、帯電ローラ１１で帯電された帯電ベルト４上の電位は時間ｔと共に初期電位Ｖｏより減衰し、その表面電位は帯電ベルト４の体積抵抗をＲ，比誘電率をε^＊、真空の誘電率をε_０とした場合、Ｖ＝Ｖ_０ｅｘｐ（−ｔ／ε^＊ε_０Ｒ）となる。
【００３４】
用紙８を保持する吸着力や、用紙８を帯電ベルト４から分離するための分離性能から帯電ベルト４の体積抵抗Ｒや比誘電率ε^＊が決定されるが、帯電ベルト４上の電圧は完全には除去できずに残留電圧として残り、再び帯電ローラ１１による帯電が行われる。このとき、帯電ローラ１１の上流には、常に安定した帯電を行うことを目的として、帯電ベルト４の除電を行うため除電ブラシ１４が設けているが、この除電ブラシ１４だけでは残留電圧の除去は完全には行うことができない。
【００３５】
そのため、例えば、帯電ローラ１１により±２．３ＫＶの帯電を行った場合、除電ブラシ１４による除電後に±３００Ｖ程度の残留電圧が帯電ベルト４上に残る。ここで、この残留電圧のパターンは帯電ローラ１１の帯電電圧パターンと同期がとられない場合、新たに帯電ローラ１１により±２．３ＫＶの帯電を行うと、絶対値で最悪２．６ＫＶが帯電ベルト４に印加されることとなる。このように所期の帯電電圧以上の電圧印加が行われると、帯電ベルト４の劣化を早めたり、特に帯電ベルト４上にゴミ等があった場合には、局部的な放電の原因となり、信頼性を著しく損ねる結果となる。
【００３６】
そこで、この記録装置では、表面電位計２１及び検出回路２２によって帯電ベルト４表面の残留電位の極性、電圧値、及びパターン幅を検出し、この検出結果を主制御回路２３に入力する。主制御回路２３は、表面電位計２１による検出結果に基づいて、帯電ベルト４上の残留電位を打ち消すように、残留電位と反対の極性で、同じ電圧値と幅（帯電幅）の除電電圧が除電ローラ１５に印加されるように高圧回路１６の出力を制御する。
【００３７】
このように帯電ベルト４表面の残留電位を直接検出し、その検出結果に基づき除電ローラ１５に与える高圧回路１６の出力電圧を制御することによって、除電ローラ１５を通過した後の帯電ベルト４の表面電位は略ゼロとなる。
【００３８】
また、主制御回路２３は、画像記録時には、紙粉除去用クリーニングローラ１７が帯電ベルト４表面に接触するように図示しないソレノイドなどのアクチュエータ手段を駆動制御する。なお、この画像記録時にはインク除去用クリーニングローラ１８は帯電ベルト４表面から後退した位置に保持している。
【００３９】
したがって、除電ローラ１５を通過した帯電ベルト４表面にクリーニングローラ１７が接触して紙粉を除去するが、このとき、帯電ベルト４表面の電位が略ゼロになるため、紙粉等の帯電ベルト４表面への吸着力が極めて弱くなっているので、容易に紙粉が帯電ベルト４から除去される。また、再度帯電ローラ１１により帯電ベルト４に帯電が行われるが、上で説明したような、残留電圧が略ゼロであるので、帯電電圧を大きく越えるような電圧が帯電ベルト４に印加されることを防止できる。さらに、除電後の帯電ベルト４の表面電位は略ゼロとなるため、その後に紙粉や塵埃が帯電ベルト４に吸着されることも防止される。
【００４０】
次に、インク除去用クリーニングローラ１８の動作について説明する。
紙詰まり等によってインク滴が帯電ベルト４に付着し、その後、用紙を搬送し、帯電ベルト４に付着しているインク滴が用紙側に再付着した場合、あるいは、多量のインクが記録に使用され、用紙８を浸透したインクが帯電ベルト４に一部到達した場合などには、帯電ベルト４上の電荷が消失し、用紙の吸着力が低下するため、印画品位が著しく低下するという現象が発生する。
【００４１】
そこで、主制御回路２３は、表面電位計２１の出力を常にモニタし、表面電位計２１の検出出力が所定の値以下になったか否かをチェックする。このとき、表面電位計２１の検出出力が所定の値以下になった場合には、上記帯電ベルト４上の電荷が消失していることなる。
【００４２】
この場合、主制御回路２３は、帯電ベルト４の帯電を停止し、紙粉除去用クリーニングローラ１７を帯電ベルト４より離脱（後退）させ、インク除去用クリーニングローラ１８を帯電ベルト４に接触させて、所定時間のインククリーニングを行う。
【００４３】
このとき、インククリーニング効果は、用紙８の搬送を行わない状態で、主制御回路２３により、帯電ローラ１１に帯電電圧以下の所定電圧を印加して帯電ベルト４を帯電させ、帯電ベルト４の電位を表面電位計２１で検出することで確認する。
【００４４】
そして、主制御回路２３は、クリーニング効果を確認できると、紙粉除去用クリーニングローラ１７を帯電ベルト４に接触させ、インク除去用クリーニングローラ１８を帯電ベルト４から離脱させて、通常の画像記録動作に移行する。
【００４５】
このような方法で、紙粉除去用クリーニングローラ１７と、インク除去用クリーニングローラ１８の動作状態を変えることにより、紙粉除去とインク除去を併用した場合のクリーニングローラ上でのインクと紙粉の反応固化によるクリーニング性能の劣化や、帯電ベルトの再汚染を防止することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。用紙８を保持する吸着力や、用紙８を帯電ベルト４から分離するための分離性能から帯電電圧が決定されるが、この吸着力は湿度、温度の環境条件や用紙種類に大きく依存する。このため、一定の帯電電圧で用紙を搬送した場合には、用紙種類や環境条件変化で吸着力が低下し、記録画像のゆがみ等の原因となる。
【００４７】
そこで、この実施形態では、用紙８の種別（種類）を検出する用紙種別検出手段３１とその検出回路３２、環境温度、ここでは特に帯電ローラ１１近傍の温度を検出する温度検出手段３３とその検出回路３４、環境湿度、同じくここでは特に帯電ローラ１１近傍の湿度を検出する湿度検出手段３５とその検出回路３６をそれぞれ設け、各検出回路３２、３４、３６の検出信号を主制御回路２３に入力している。
【００４８】
ここで、用紙種別検出手段３１としては、光学センサユニットを使用することができる。センサで読み取った用紙の反射量を検出回路３２に送り、検出回路３２では反射量から、白基準シートの反射量を基準とした反射率を求めるとともに、予め用紙の種類と反射率とを対応づけた判別テーブルを参照して、該当する用紙の種類を判別検出し、得られた用紙種類データを主制御回路２３に出力する。
【００４９】
温度検出手段３３、湿度検出手段３５としては、通常の温度センサや湿度センサを使用することができる。これらの温度検出手段３３、湿度検出手段３５の各検出信号を検出回路３４、３６に入力して、帯電ローラ１１近傍の温度、湿度を検出して主制御回路２３に出力する。
【００５０】
そこで、主制御回路２３では、前記表面電位センサ２１の検出結果、用紙種別検出手段３１の検出結果、温度検出手段３３、湿度検出手段３５の各検出結果に基づき、予めメモリーに記憶されている、表面電位、用紙種、温度、及び湿度と帯電条件とを対応づけたテーブルを参照して、帯電ローラ１１への電圧印加条件を決定する。ここで、帯電ローラ１１への電圧印加条件としては電圧値、帯電パターン幅、及び両者の組合せを用いることができる。
【００５１】
この場合、前述したのと同様に、主制御回路２３は、表面電位計２１の出力を常にモニタし、表面電位計２１の検出出力が所定の値以下になったか否かをチェックし、表面電位計２１の検出出力が所定の値以下になった場合には、紙粉除去用クリーニングローラ１７と、インク除去用クリーニングローラ１８の動作状態の変更を行う。
【００５２】
このように、用紙種別や温湿度などの環境条件を検出する検出手段を設けて、用紙種別や環境条件に応じて帯電を制御することにより、用紙種別や環境条件（温度や湿度）が変化した場合でも、安定した帯電の制御が可能になる。また、紙粉除去とインク除去を併用した場合のクリーニングローラ上でのインクと紙粉の反応固化によるクリーニング性能の劣化や、帯電ベルトの再汚染を防止することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態においては、本発明をライン型インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、シャトル型（シリアル型）インクジェット記録装置やその他の記録装置にも同様に適用することができ、また、自動原稿読取装置、イメージスキャナなどに含まれる用紙搬送装置にも同様に適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像記録装置によれば、画像記録手段の下流側でかつ前記帯電手段の上流側に前記帯電ベルト表面の電位を検出する電位検出手段と、帯電ベルトの電位を除去する除電手段と、帯電ベルト上の異物を除去する異物除去手段と、帯電ベルト上の液体を除去する液体除去手段と、電位検出手段の検出結果に基づいて異物除去手段及び液体除去手段の帯電ベルトに対する接触／後退を制御する制御手段とを備えている構成としたので、安定した帯電が可能になり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像記録装置の第１実施形態を示す要部概略構成図
【図２】帯電電圧パターンの模式的説明図
【図３】本発明に係る画像記録装置の第２実施形態を示す要部概略構成図
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ…フルラインヘッド、２ａ〜２ｄ…キャップ体、４…帯電ベルト、８…用紙、１１…帯電ローラ、１５…除電ローラ、１７…紙粉除去用クリーニングローラ、１８…インク除去用クリーニングローラ、２１…表面電位センサ、２３…主制御回路。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image recording apparatus, and more particularly to an image recording apparatus provided with a charging belt for conveying paper.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2897960 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-53081
For example, an ink jet recording apparatus is known as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, or a copying apparatus. An ink jet recording apparatus performs recording by ejecting ink from an ink recording head onto a recording medium such as recording paper, and can record high-definition images at high speed, with low running costs and low noise. In addition, there is an advantage that it is easy to record a color image using multicolor inks.
[0004]
In particular, a full-line type ink jet recording apparatus using an ink recording head in which a large number of ejection openings are arranged along the entire width of the recording paper in the recording width direction is markedly faster than a serial type ink jet recording apparatus. Is possible. In such a full-line type ink jet recording apparatus, from the viewpoint of high-speed recording, recording paper is transported at a constant speed immediately below a plurality of ink recording heads arranged in the transport direction of the recording paper, and ink droplets are ejected to perform recording. Do.
[0005]
In this case, as described in [Patent Document 1] and [Patent Document 2], in order to maintain the flatness of the recording paper, an endless charging belt is provided, and the surface of the charging belt is charged to record the recording paper. A paper transport device that prevents the recording paper from lifting from the charging belt and maintains high flatness by transporting the recording paper by rotating the charging belt around in this state. An image recording apparatus and a printing apparatus provided are known.
[0006]
Here, Patent Document 1 discloses a paper conveying device and an image recording device in which a voltage applying means is brought into contact with the surface of the charging belt and an alternating charge pattern is formed on the surface of the charging belt, for example, in a belt shape. Yes. In addition, in [Patent Document 2], in order to eliminate the influence of ink or paper dust adhering to the charging belt, a discharging means using a corona charger that cancels out the electric charge on the charging belt is used, and the charging is performed by a cleaning roller. A printing apparatus that cleans foreign matter such as ink and paper dust on a belt is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the printing apparatus described in [Patent Document 2], ozone is generated due to corona discharge because a corona charger is used as the charge eliminating means, which is not preferable. Further, the voltage for generating corona is much larger than the voltage to be neutralized, and the apparatus is complicated and expensive. Furthermore, since the voltage to be neutralized varies depending on the environmental conditions such as the paper type, humidity, and temperature, the charging belt cannot be completely neutralized and a residual potential may remain on the charging belt. The removal of the upper ink and paper dust will be incomplete.
[0008]
In the printing apparatus described in [Patent Document 2], a cleaning roller is disposed and a method of cleaning foreign matter such as ink and paper dust on the charging belt has been proposed. When the cleaning is also used, the ink and paper powder react and solidify on the cleaning roller, which causes deterioration in cleaning performance and re-contamination of the charging belt.
[0009]
On the other hand, in the image recording apparatus described in [Patent Document 1], a method is disclosed in which a positive and negative charge pattern is formed in a belt shape on the surface of the charging belt. A band-like residual voltage of ± Vs with respect to V ₀ remains on the surface of the charging belt, and when charging with a charging voltage ± V ₀ is newly performed in this state, the band-like residual voltage ± Vs and a new charging voltage ± V _{0 are obtained.} Since no consideration is given to the positional relationship, a voltage of | Vs + V ₀ | in absolute value is applied.
[0010]
In this way, repeated application of a voltage equal to or higher than the predetermined charging voltage accelerates the deterioration of the charging belt, and in particular, if dust or the like is present on the charging belt, it may cause local discharge, resulting in reliability. Results in significant damage.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image recording apparatus capable of stable charging and excellent in reliability.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an image recording apparatus according to the present invention includes a potential detection unit that detects a potential of the surface of the charging belt on the downstream side of the image recording unit and the upstream side of the charging unit, and the potential of the charging belt. Of the foreign matter removal means and the liquid removal means based on the detection result of the potential detection means, the foreign matter removal means for removing the foreign matter on the charging belt, the liquid removal means for removing the liquid on the charging belt, And a control means for controlling contact / retraction to the charging belt .
[0013]
Here, it is preferable that the control means causes the liquid removing means to contact the charging belt when the potential of the charging belt surface is equal to or lower than a predetermined value based on the detection result of the potential detecting means. Further, it is preferable that a paper type detection unit for detecting the type of paper is provided, and charging of the charging belt is controlled based on a detection result of the paper type detection unit. In addition, it is preferable that an environmental condition detection unit that detects environmental temperature and / or humidity is provided, and charging of the charging belt is controlled based on a detection result of the environmental condition detection unit.
[0014]
In addition, paper type detection means for detecting the paper type is provided, and the contact / retraction of the foreign matter removal means and the liquid removal means with respect to the charging belt is controlled based on the detection result of the potential detection means and the detection result of the paper type detection means. It is preferable. In addition, environmental condition detection means for detecting environmental temperature and / or humidity is provided, and contact / retraction of the foreign matter removal means and the liquid removal means with respect to the charging belt based on the detection result of the potential detection means and the detection result of the environmental condition detection means. Is preferably controlled. Also, a paper type detection means for detecting the paper type and an environmental condition detection means for detecting the environmental temperature and / or humidity are provided, and foreign matter removal is performed based on the detection result of the potential detection means and the detection result of the environmental condition detection means. It is preferable to control contact / retraction of the means and the liquid removing means with respect to the charging belt.
[0015]
Moreover, with the removal conducting means for removing the potential of the charged belt, this charge removing means, based on the detection result of the potential detection means, charging belt charge removing voltage having the same absolute value with opposite polarity to the charging polarity of the charging belt It is preferable to apply to.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of an image recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of a full line type ink jet recording apparatus as an image recording apparatus according to the embodiment.
[0020]
This full-line type ink jet recording apparatus corresponds to each of a full-line head system composed of full-line heads 1a to 1d that perform printing by discharging ink toward paper, and full-line heads 1a to 1d, and A maintenance / recovery system comprising cap bodies 2a to 2d having a function of capping full line heads 1a to 1d on the upper surface, a charging belt 4 for sucking and transporting paper, a main roller 6 for driving the charging belt 4, and A sheet conveying system composed of a driven roller 7, a sheet feeding system composed of sheet feeding rollers 9 and 10 for feeding a sheet 8 onto the charging belt 4, a charging roller 11 as a charging means for charging the charging belt 4, A charging system such as a high voltage circuit 12 for applying a charging voltage to the charging roller 11 is provided.
[0021]
In addition, a static elimination brush 14 for neutralizing the charging belt 4, a neutralization roller 15 that is also a neutralization means for neutralizing the charging belt 4, and a static elimination such as a high voltage circuit 16 that applies a neutralization voltage to the neutralization roller 15. A cleaning system such as a paper dust removing cleaning roller 17 for removing paper dust on the charging belt 4 and a liquid removing means for removing ink on the charging belt 4 is provided.
[0022]
Further, a surface potential sensor 21 which is a potential detecting means for detecting the surface potential of the charging belt 4 and its detection circuit 22, a charge control circuit for controlling the application of voltage to the charging roller 11 by the high voltage circuit 12, and a high voltage circuit 16. It also serves as a control means including a static elimination control circuit for controlling the application of voltage to the static elimination roller 15 by a driving circuit for controlling contact (contact) / retraction (retraction) of the surface of the charging belt 4 of the cleaning rollers 17 and 18. The detection output (detection result) of the detection circuit 22 of the surface potential sensor 21 is input to the main control circuit 23.
[0023]
First, the full line head system and the maintenance recovery system will be described.
The full line heads 1a to 1d have a plurality of ejection openings in the substantially width direction of the paper, and are engaged with a head frame (not shown). These full line heads 1a to 1d are movable in the direction of arrow A (perpendicular to the sheet surface) by a rack gear and a motor provided on the head frame. Further, the full line heads 1 a to 1 d are arranged in order along the sheet conveyance direction of the charging belt 4.
[0024]
The cap bodies 2a to 2d corresponding to the full line heads 1a to 1d are engaged with a cap frame body (not shown), and caps the discharge ports formed on the lower surfaces of the full line heads 1a to 1d on the upper surface thereof. A cap member is provided. Further, the cap frame is provided so as to be movable in the direction of arrow B (a direction parallel to the paper transport direction) by a motor.
[0025]
As a result, the full line heads 1a to 1d perform recording on the paper 8 by ejecting ink droplets close to the paper on the charging belt 4 during recording. Further, at the time of non-recording, the full line heads 1a to 1d are raised, the cap bodies 2a to 2d are moved directly below the full line heads 1a to 1d, and then the full line heads 1a to 1d are further lowered to enter the capping state. This prevents an increase in ink viscosity due to ink evaporation from the ejection ports of the full line heads 1a to 1d.
[0026]
Furthermore, by disposing the blades on the cap bodies 2a to 2d, the ejection ports can be cleaned, or the preliminary ejection can be performed in the capping state, whereby normal ink ejection operation can be maintained.
[0027]
Next, the paper feed system and the transport system will be described.
The paper 8 is fed onto the charging belt 4 by paper feed rollers 9 and 10. The charging belt 4 has an insulating layer, is stretched between the main roller 6 and the driven roller 7, and is configured to circulate in the direction of arrow C. Further, a platen (guide member) 3 for maintaining the flatness of the paper 8 is disposed inside the charging belt 4 at positions corresponding to the full line heads 1a to 1d.
[0028]
A charging roller 11 is provided in contact with the charging belt 4, and the charging roller 11 is configured to follow the charging belt 4. The charging roller 11 is mainly made of conductive rubber, and charges the charging belt 4 with a predetermined polarity and pattern when a high voltage is applied by the high voltage circuit 12. The main control circuit 13 charges the charging belt 4 with an alternating charging voltage pattern by controlling the output of the high-voltage circuit 12 to alternate between a positive output and a negative output, that is, to output an alternating voltage. Let
[0029]
As a result, as shown in FIG. 2, the charging pattern 15 on the charging belt 4 is alternately charged in the sub-scanning direction, which is the circumferential direction of the paper 8, with plus and minus in a band shape with a predetermined width. . When the paper 8 is fed by the paper feed rollers 9 and 10 onto the charging belt 4 that is alternately charged with plus and minus, the charge is polarized in the paper 8 in the opposite direction to the charging pattern. As a result, the sheet 8 is attracted to the charging belt 4, and the sheet 8 is conveyed by the circumferential movement of the charging belt 4.
[0030]
Next, the static elimination system and the cleaning system will be described.
The neutralizing roller 15 as a neutralizing means for removing the electric potential of the charging belt 4 is disposed on the downstream side of the full line head 1d as the image recording means and the upstream side of the charging roller 11 as the charging means. A surface potential sensor 21 as a potential detecting means for detecting the surface potential of the charging belt 4 is arranged on the upstream side, and the detection result of the surface potential by the detection circuit 22 that inputs the sensor output of the surface potential sensor 21 is the main control circuit 23. The main control circuit 23 controls the application of the static elimination voltage from the high voltage circuit 16 to the static elimination roller 15 based on the detected surface potential.
[0031]
The paper dust removing cleaning roller 17 and the ink removing cleaning roller 18 are located downstream of the full line head 1d as image recording means and upstream of the charging roller 11 as charging means. The main control circuit 13 is arranged on the downstream side so as to be able to contact and retract with respect to the charging belt 4 and to move the cleaning rollers 17 and 18 forward and backward with respect to the charging belt 4 by an actuator means such as a solenoid (not shown). Thus, the actuator means is driven and controlled.
[0032]
Next, the operation of the ink jet recording apparatus configured as described above will be described.
The charging belt 4 is charged with the charging voltage pattern as shown in FIG. The sheet 8 is fed to the charging belt 4 and conveyed while being sucked, and after necessary recording is performed by the full line heads 1a to 1d, the sheet 8 is separated from the charging belt 4 and discharged by a sheet discharge system (not shown). Paper. On the other hand, a residual potential remains in the charging belt 4.
[0033]
Here, the residual voltage of the charging belt 4 will be described. The potential on the charging belt 4 charged by the charging roller 11 is attenuated from the initial potential Vo with time t. the relative dielectric constant epsilon ^*, if the dielectric constant of vacuum was set to epsilon _{_0,} a V = V 0 exp (-t / ε * ε 0 R).
[0034]
Although the volume resistance R and relative dielectric constant ε ^* of the charging belt 4 are determined from the adsorption force for holding the paper 8 and the separation performance for separating the paper 8 from the charging belt 4, the voltage on the charging belt 4 is completely In other words, the residual voltage remains as a residual voltage and is charged by the charging roller 11 again. At this time, a neutralizing brush 14 is provided upstream of the charging roller 11 to neutralize the charging belt 4 for the purpose of always performing stable charging. However, the residual voltage can be removed only by the neutralizing brush 14. It cannot be done completely.
[0035]
Therefore, for example, when the charging roller 11 is charged with ± 2.3 KV, a residual voltage of about ± 300 V remains on the charging belt 4 after the discharging with the discharging brush 14. Here, if the residual voltage pattern is not synchronized with the charging voltage pattern of the charging roller 11, if the charging roller 11 is newly charged with ± 2.3 KV, the absolute value of 2.6 KV is the worst value of 2.6 KV. 4 is applied. If a voltage higher than the intended charging voltage is applied in this way, the charging belt 4 is deteriorated quickly, and particularly when dust or the like is present on the charging belt 4, it causes a local discharge and is reliable. This results in a significant loss of performance.
[0036]
Therefore, in this recording apparatus, the surface potential meter 21 and the detection circuit 22 detect the polarity, voltage value, and pattern width of the residual potential on the surface of the charging belt 4, and input the detection result to the main control circuit 23. Based on the detection result by the surface potentiometer 21, the main control circuit 23 has the same voltage value and the same voltage value and width (charging width) as the neutralization voltage so as to cancel the residual potential on the charging belt 4. The output of the high voltage circuit 16 is controlled so as to be applied to the static eliminating roller 15.
[0037]
In this way, the residual potential on the surface of the charging belt 4 is directly detected, and the output voltage of the high-voltage circuit 16 applied to the neutralizing roller 15 is controlled based on the detection result. The potential is substantially zero.
[0038]
The main control circuit 23 drives and controls actuator means such as a solenoid (not shown) so that the paper dust removing cleaning roller 17 contacts the surface of the charging belt 4 during image recording. In this image recording, the ink removing cleaning roller 18 is held at a position retracted from the surface of the charging belt 4.
[0039]
Accordingly, the cleaning roller 17 comes into contact with the surface of the charging belt 4 that has passed through the charge removal roller 15 to remove paper dust. At this time, the potential on the surface of the charging belt 4 becomes substantially zero, so the charging belt 4 made of paper dust or the like. Since the adsorption force to the surface is extremely weak, paper dust is easily removed from the charging belt 4. Further, the charging belt 4 is charged again by the charging roller 11, but since the residual voltage is substantially zero as described above, a voltage that greatly exceeds the charging voltage is applied to the charging belt 4. Can be prevented. Furthermore, since the surface potential of the charging belt 4 after neutralization becomes substantially zero, paper dust and dust are prevented from being adsorbed to the charging belt 4 thereafter.
[0040]
Next, the operation of the ink removal cleaning roller 18 will be described.
When ink droplets adhere to the charging belt 4 due to paper jam or the like, and then the paper is transported and the ink droplets adhering to the charging belt 4 reattaches to the paper side, or a large amount of ink is used for recording. When a part of the ink that has penetrated the paper 8 reaches the charging belt 4, the charge on the charging belt 4 disappears, and the adsorption power of the paper is reduced, resulting in a phenomenon that the print quality is significantly reduced. To do.
[0041]
Therefore, the main control circuit 23 constantly monitors the output of the surface electrometer 21 and checks whether or not the detection output of the surface electrometer 21 has become a predetermined value or less. At this time, if the detection output of the surface electrometer 21 becomes a predetermined value or less, the charge on the charging belt 4 has disappeared.
[0042]
In this case, the main control circuit 23 stops the charging of the charging belt 4, causes the paper dust removal cleaning roller 17 to separate (retreat) from the charging belt 4, and causes the ink removal cleaning roller 18 to contact the charging belt 4. Ink cleaning for a predetermined time is performed.
[0043]
At this time, the ink cleaning effect is achieved by applying a predetermined voltage equal to or lower than the charging voltage to the charging roller 11 by the main control circuit 23 in a state where the paper 8 is not transported, and charging the charging belt 4. Is detected by the surface electrometer 21.
[0044]
Then, when the main control circuit 23 can confirm the cleaning effect, the paper dust removing cleaning roller 17 is brought into contact with the charging belt 4 and the ink removing cleaning roller 18 is detached from the charging belt 4 to perform a normal image recording operation. Migrate to
[0045]
In this way, by changing the operating state of the paper dust removal cleaning roller 17 and the ink removal cleaning roller 18, the ink and paper dust on the cleaning roller when paper dust removal and ink removal are used together are changed. It is possible to prevent deterioration in cleaning performance due to reaction solidification and recontamination of the charging belt.
[0046]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The charging voltage is determined based on the suction force for holding the paper 8 and the separation performance for separating the paper 8 from the charging belt 4, and this suction force largely depends on the environmental conditions of humidity and temperature and the paper type. For this reason, when a sheet is conveyed with a constant charging voltage, the attractive force is reduced due to a change in the sheet type and environmental conditions, which causes distortion of a recorded image.
[0047]
Therefore, in this embodiment, the paper type detection means 31 for detecting the type (type) of the paper 8 and its detection circuit 32, the temperature detection means 33 for detecting the environmental temperature, in particular, the temperature in the vicinity of the charging roller 11, and the detection thereof. The circuit 34, the humidity humidity detecting means 35 for detecting the environmental humidity, here in particular the humidity in the vicinity of the charging roller 11, and its detection circuit 36 are provided, and the detection signals of the detection circuits 32, 34, 36 are input to the main control circuit 23. is doing.
[0048]
Here, as the paper type detection means 31, an optical sensor unit can be used. The reflection amount of the paper read by the sensor is sent to the detection circuit 32. The detection circuit 32 obtains the reflectance based on the reflection amount of the white reference sheet from the reflection amount, and associates the type of paper with the reflectance in advance. With reference to the discrimination table, the corresponding paper type is discriminated and detected, and the obtained paper type data is output to the main control circuit 23.
[0049]
As the temperature detection means 33 and the humidity detection means 35, a normal temperature sensor or humidity sensor can be used. The detection signals of these temperature detection means 33 and humidity detection means 35 are input to detection circuits 34 and 36 to detect the temperature and humidity near the charging roller 11 and output them to the main control circuit 23.
[0050]
Therefore, in the main control circuit 23, the detection result of the surface potential sensor 21, the detection result of the paper type detection means 31, and the detection results of the temperature detection means 33 and the humidity detection means 35 are stored in the memory in advance. A voltage application condition to the charging roller 11 is determined with reference to a table in which surface potential, paper type, temperature, humidity, and charging conditions are associated with each other. Here, as a voltage application condition to the charging roller 11, a voltage value, a charging pattern width, and a combination of both can be used.
[0051]
In this case, as described above, the main control circuit 23 constantly monitors the output of the surface potentiometer 21 and checks whether or not the detection output of the surface potentiometer 21 has become a predetermined value or less. When the total detection output of the total 21 becomes a predetermined value or less, the operation state of the paper dust removing cleaning roller 17 and the ink removing cleaning roller 18 is changed.
[0052]
In this way, by detecting the environmental conditions such as paper type and temperature / humidity, and by controlling the charging according to the paper type and environmental conditions, the paper type and environmental conditions (temperature and humidity) have changed. Even in this case, stable charge control is possible. Further, it is possible to prevent deterioration in cleaning performance due to reaction solidification of ink and paper dust on the cleaning roller when paper dust removal and ink removal are used together, and re-contamination of the charging belt.
[0053]
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to a line type ink jet recording apparatus has been described. However, the present invention can be similarly applied to a shuttle type (serial type) ink jet recording apparatus and other recording apparatuses. The present invention can be similarly applied to a sheet conveying device included in an automatic document reading device, an image scanner, or the like.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the image recording apparatus of the present invention, the potential detecting means for detecting the potential of the surface of the charging belt on the downstream side of the image recording means and the upstream side of the charging means, and the potential of the charging belt Of the foreign matter removal means and the liquid removal means based on the detection result of the potential detection means, the foreign matter removal means for removing the foreign matter on the charging belt, the liquid removal means for removing the liquid on the charging belt, Since the control means for controlling contact / retraction to the charging belt is provided , stable charging is possible, and reliability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part showing a first embodiment of an image recording apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic explanatory view of a charging voltage pattern. FIG. 3 is a second embodiment of an image recording apparatus according to the present invention. Main part schematic configuration diagram showing the form 【Explanation of symbols】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1d ... Full line head, 2a-2d ... Cap body, 4 ... Charging belt, 8 ... Paper, 11 ... Charging roller, 15 ... Static elimination roller, 17 ... Paper dust removal cleaning roller, 18 ... Ink removal cleaning roller , 21 ... surface potential sensor, 23 ... main control circuit.

Claims

An endless charging belt having an insulating layer is circulated around the charging belt, and charging means for charging the surface of the charging belt in order from the upstream side along the rotating direction of the charging belt, and paper on the charging belt after charging. In an image recording apparatus provided with a sheet feeding means for feeding a sheet and an image recording means for forming an image by discharging droplets onto a sheet electrostatically attracted to the surface of the charging belt,
A potential detecting means for detecting the potential of the surface of the charging belt downstream of the image recording means and upstream of the charging means ; a foreign matter removing means for removing foreign matter on the charging belt; and a liquid on the charging belt. And a controller for controlling contact / retraction of the foreign matter removing means and the liquid removing means with respect to the charging belt based on a detection result of the potential detecting means. Image recording device.

2. The image recording apparatus according to claim 1 , wherein the control unit causes the liquid removing unit to contact the charging belt when a potential on the surface of the charging belt is equal to or lower than a predetermined value based on a detection result of the potential detecting unit. An image recording apparatus.

3. The image recording apparatus according to claim 1 , further comprising a paper type detection unit that detects the type of the paper, and controls charging of the charging belt based on a detection result of the paper type detection unit. Image recording device.

An image recording apparatus according to any one of claims 1 to 3, comprising an environmental condition detection means for detecting the environmental temperature and / or humidity, control charging for the charging belt based on the detection result of the environmental condition detecting means An image recording apparatus.

The image recording apparatus according to claim 1, further comprising a paper type detection unit that detects the type of the paper, wherein the foreign matter removing unit and the detection unit are based on a detection result of the potential detection unit and a detection result of the paper type detection unit. An image recording apparatus for controlling contact / retraction of the liquid removing means with respect to the charging belt .

2. The image recording apparatus according to claim 1, further comprising environmental condition detection means for detecting environmental temperature and / or humidity, wherein the foreign matter removal means is based on a detection result of the potential detection means and a detection result of the environmental condition detection means. And an image recording apparatus for controlling contact / retraction of the liquid removing means with respect to the charging belt .

2. The image recording apparatus according to claim 1, further comprising: a paper type detection unit that detects the type of the paper; and an environmental condition detection unit that detects an environmental temperature and / or humidity, and the detection result of the potential detection unit and the environment. An image recording apparatus that controls contact / retraction of the foreign matter removing unit and the liquid removing unit with respect to the charging belt based on a detection result of a condition detecting unit .

8. The image recording apparatus according to claim 1, further comprising a charge eliminating unit that removes the potential of the charging belt , wherein the charge eliminating unit is configured to charge the charging belt based on a detection result of the potential detecting unit. An image recording apparatus, wherein a neutralizing voltage having the same polarity and opposite polarity is applied to the charging belt.