JP4185988B2 - 記録装置及び方法並びに搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には記録媒体（インクなどの液体やトナーなどの粒子又は粉体など）を被記録体（例えば、印刷用紙やＯＨＰフィルムなど）に付着することによって記録する記録装置に係り、特に、記録装置における被記録体を搬送する搬送ベルトの表面処理に関する。
【０００２】
本発明は、例えば、高速及び高品位印字が可能なインクジェットプリンタや電子写真式（レーザ式）記録装置に好適である。ここで、「インクジェットプリンタ」とは、印字ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルからインク滴を飛翔させ印刷用紙に吹き付けることにより印字するノンインパクトプリンタ（インクリボンを使用しないプリンタ）をいう。また、「電子写真式記録装置」は、典型的にはレーザプリンタであり、トナーを印刷用紙に付着することによって記録するノンインパクトプリンタである。
【０００３】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、モノクロ及びカラー印刷が可能で価格も手頃なことから、一文字ずつ印字するシリアルプリンタ、一行ずつ印字するラインプリンタ及び一頁ずつ印字するページプリンタ分野も侵食し、小型プリンタ分野で最も注目されているものになった。
【０００４】
インクジェットプリンタは高速印字かつ高品位画像形成が期待されている。このためには、印字ヘッド（インクジェットヘッド）から吐出されるインク滴の量と濃度を制御すること、及び、ヘッドに設けられるノズル数を増加して高解像度化を図ることに加えて、印刷用紙を高速で搬送すると共に印刷用紙の屈曲を防止することが不可欠である。例えば、印刷用紙の両端をローラによって搬送する場合、搬送による振動や各ローラと印刷用紙との摩擦力の相違により搬送時に印刷用紙は微小に歪むことが多い。印刷用紙のたるみは、インク滴の着弾位置のずれとそれによる画質の低下を招くと共に、ヘッドのノズルと接触すれば紙面がインクで汚れたりする。特に、ノズル数の増加したヘッドは大型化して、ノズル付近ではヘッドと印刷用紙との距離（ギャップ）は最も狭くなるために上述の問題が起こりやすい。
【０００５】
そこで、ローラによる印刷用紙の搬送に代替して、印刷用紙を高速に搬送し、かつ、印刷用紙が搬送中に屈曲しないように、帯電系列を利用して印刷用紙の片面を静電的に吸着・搬送する吸着ベルトが提案されている。ここで、「帯電系列（又は帯電序列（ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｒｉｅｓ）」とは、２つの物体を互いに擦り合わせるなど物体間の接触分離等の力学的運動に伴って発生した静電気が物体に蓄積される場合（即ち、静電気帯電する場合）にプラスに帯電しやすい物体からマイナスに帯電しやすい物体まで並べた配列をいう。帯電系列は２つの物体間を擦り合わせた場合に帯電の極性がどちらがプラス側でどちらがマイナス側になるかを表しており、定量的には仕事関数（ｅＶ）により表されることができる。
【０００６】
搬送ベルトの材料としては機械的強度と耐熱性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリジン（ＰＶＤＦ）等が提案されている。この中でも特に機械的強度が高く、変形が少なく、汚れにくいＰＶＤＦは吸着ベルトの材料として一部実用化されている。帯電系列において、ＰＶＤＦは印刷用紙（例えば、セルロースを主成分とする普通紙）に対してはマイナス（負極）側に帯電しやすく、印刷用紙はプラス（正極）側に帯電しやすいので両者を適当に帯電させてやれば搬送ベルトは吸着機能を果たすことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、使用されるインク滴もプラス又はマイナスのどちらかの極性に帯電しやすく、従来のように印刷用紙と搬送ベルトとの静電吸着にのみ着目すればインク滴と印刷用紙とが同一極性になって電気的に反発しあい、飛んでいる過程において静動力により変位力を受け、インク滴の着弾位置がずれて画質が低下する場合がある。従って、本発明者等は、高速搬送と高品位記録の両方を達成するには印刷用紙及び搬送ベルトの帯電系列に加えて、インク滴がどちらの極性に帯電しやすいかを考慮しなければならないことを発見した。例えば、吸着ベルトがＰＶＤＦを使用する場合、印刷用紙のベルト側はプラス側に、印刷用紙のインク側（ベルト側の反対の面）はマイナス側に帯電する。その結果、マイナス側に帯電したインク滴は印刷用紙の表面と反発することになる。
【０００８】
特に、インクジェットプリンタ或いはトナージェットプリンタのような記録部と、被記録体が非接触で記録媒体の被記録体への付着が行われる記録装置では、この反発が画質を大きく低下させる。
【０００９】
また、本発明者等は、搬送ベルトを継続的に使用するためには、搬送ベルトが機械強度に優れ、変形が少なく、汚れにくいなどの機械的特性を有する材料により構成されているという要件も必要であることも発見した。しかし、この機械的特性の要件を具備する材料は必ずしも上述した帯電関係の要件を具備しているとは限らず、これら２つの要件を具備する材料を選定することは容易ではなかった。
【００１０】
更に、搬送ベルトが仮に機械的特性と帯電関係の要件を満たしていたとしても、吸着力が弱いために搬送ベルトが高速で被記録体を搬送することができない場合もある。このため、ある場合には上記２つの要件に加えて搬送ベルトと被記録体との静電吸着力が大きくなるような材料を選定することも必要であり、選定の困難性は更に大きかった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、このような従来の課題を解決する新規かつ有用な記録装置及び方法並びに搬送装置を提供することを本発明の概括的目的とする。
【００１２】
より特定的には、本発明は、耐久性などの機械的特性に優れ、高速及び高品位記録が可能な記録装置及び方法を提供すること例示的目的とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、記録媒体を被記録体に付着させる記録部と、前記被記録体を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、前記被記録体を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、前記搬送ベルトは、基材と、当該基材の表面に設けられ、前記被記録体と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、帯電系列において前記吸着部は前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記記録媒体は前記第１の極性とは逆の第２の極性側に帯電しやすく、前記吸着部は前記基材に対して前記第１の極性側に帯電しやすい。かかる記録装置によれば、基材、吸着部、及び被記録体の帯電系列が、基材、被記録体、吸着部の順、又は、吸着部、被記録体、基材の順になるので、搬送ベルトの吸着部が被記録体に対してプラス側に帯電すれば、被記録体の搬送ベルトの吸着部と対向する面はマイナス側に帯電し、被記録体の記録媒体側の面はプラス側に帯電し、記録媒体はマイナス側に帯電する。また、搬送ベルトの吸着部が被記録体に対してマイナス側に帯電すれば、被記録体の搬送ベルトの吸着部と対向する面はプラス側に帯電し、被記録体の記録媒体側の面はマイナス側に帯電し、記録媒体はプラス側に帯電する。いずれにしても搬送ベルトの吸着部と被記録体は逆極性となって静電吸着し、被記録体と記録媒体も逆極性となって記録媒体が被記録体と反発しない。さらに、搬送ベルトの機械的特性を維持したまま記録媒体と被記録体との電気的反発を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の記録装置は、記録媒体を被記録体に付着させる記録部と、前記被記録体を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、前記被記録体を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、前記搬送ベルトは、基材と、当該基材の表面に設けられ、前記被記録体と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、帯電系列において前記吸着部は前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記基材は前記被記録体に対して前記第２の極性側に帯電しやすい。かかる記録装置によれば、基材、吸着部、及び被記録体の帯電系列が、被記録体、基材、吸着部の順、又は、吸着部、基材、被記録体の順になるので、搬送ベルトの吸着部が被記録体に対してプラス側に帯電すれば、被記録体の搬送ベルトの吸着部と対向する面はマイナス側に帯電し、被記録体の記録媒体側の面はプラス側に帯電し、記録媒体はマイナス側に帯電する。また、搬送ベルトの吸着部が被記録体に対してマイナス側に帯電すれば、被記録体の搬送ベルトの吸着部と対向する面はプラス側に帯電し、被記録体の記録媒体側の面はマイナス側に帯電し、記録媒体はプラス側に帯電する。いずれにしても搬送ベルトの吸着部と被記録体は逆極性となって静電吸着し、被記録体と記録媒体も逆極性となって記録媒体が被記録体と反発しない。さらに、搬送ベルトが基材のみで構成される場合に比べて、搬送ベルトと被記録体との静電吸着力を増加させることができる。
【００１５】
本発明の記録方法は、被記録体を搬送可能な搬送ベルトの基材に表面処理を施して、帯電系列において前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく前記基材に対して前記第１の極性側に帯電しやすい吸着部を前記基材上に形成する工程と、前記搬送ベルトを駆動して前記吸着部により前記被記録体を静電的に吸着させたまま搬送する工程と、前記第１の極性とは逆の第２の極性側に帯電しやすい記録媒体を前記被記録体に付着させる工程とを有する。かかる記録方法によれば搬送ベルトの基材を表面処理して吸着部を形成している。従って、搬送ベルトの基材に対して機械的特性の良好な材料を選択すれば帯電系列の変更は表面処理により行えばよいので便利である。また、表面処理は帯電系列を被記録体と吸着部との吸着を強めることが可能である。
【００１６】
本発明の搬送装置は、紙状部材を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、前記紙状部材を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、前記搬送ベルトは、基材と、当該基材を表面処理することによって形成され、前記紙状部材と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、帯電系列において前記紙状部材は前記吸着部に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記基材は前記吸着部に対して前記第１の極性に帯電しやすい。かかる搬送装置によれば、搬送ベルトの基材に対して機械的特性の良好な材料を選択すれば帯電系列の変更は表面処理により行えばよいので便利である。また、表面処理は帯電系列を紙状部材と吸着部との吸着を強めることが可能である。
【００１７】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例において明らかになるだろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の記録装置に採用される記録媒体、被記録体及び搬送ベルトの帯電関係について説明する。まず、図１及び図２を参照して本発明の例示的原理について説明する。なお、同一の参照符号は同一部材を表し、重複説明は省略する。まず、図１及び図２を参照して本発明の例示的原理について説明する。ここで、図１及び図２はそれぞれ、本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙及び搬送ベルト間の帯電関係を説明するための模式図である。なお、図１及び図２においては各部の大きさや配置は説明及び作図の都合上多少誇張されている。
【００１９】
図１を参照するに、印刷用紙２０４及び搬送ベルト２０６の帯電系列は（マイナスからプラスに向かって）、印刷用紙２０４≦搬送ベルト２０６となるようにそれぞれの材料が選択されている。より詳細には、印刷用紙２０４と搬送ベルト２０６との帯電系列においては、搬送ベルト２０６は印刷用紙２０４に対してプラス側に帯電しやすい。従って、印刷用紙２０４の搬送ベルト２０６に対向する面２０４ｂがマイナス側に、搬送ベルト２０６はプラス側に帯電する。印刷用紙２０４の面２０４ｂがマイナス側に帯電することにより、印刷用紙２０４のインク滴２０２側の面２０４ａはプラス側に帯電する。この時、インク滴２０２には逆極性のマイナス側に帯電しやすい材料が選択されている。
【００２０】
同様に、図２を参照するに、印刷用紙２１４及び搬送ベルト２１６の帯電系列は（マイナスからプラスに向かって）、搬送ベルト２１６≦印刷用紙２１４となるようにそれぞれの材料が選択されている。より詳細には、印刷用紙２１４と搬送ベルト２１６との帯電系列においては、搬送ベルト２１６は印刷用紙２１４に対してマイナス側に帯電しやすい。従って、印刷用紙２１４の搬送ベルト２１６に対向する面２１４ｂがプラス側に、搬送ベルト２１６はマイナス側に帯電する。印刷用紙２１４の面２１４ｂがプラス側に帯電することにより、印刷用紙２１４のインク滴２１２側の面２１４ａはマイナス側に帯電する。この時、インク滴２１２には逆極性のプラス側に帯電しやすい材料が選択されている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、記録媒体（２０２、２１２）、被記録体（２０４、２１４）及び搬送ベルト（２０６、２１６）の材料を選択することにより、搬送ベルトと被記録体は逆極性となって静電吸着し、被記録体と記録媒体も逆極性となって記録媒体が被記録体と反発しない。従来は、被記録体と搬送ベルトとの静電吸着のみに着目していたため、例えば、図１においてインク滴２０２の代わりにインク滴２１２を使用したり、図２においてインク滴２１２の代わりにインク滴２０２を使用していた。この結果、被記録体と記録媒体が同一極性となって反発し、記録媒体の着弾位置が所望の位置からずれて画質の低下を招いていたが本発明はかかる問題を解決している。また、搬送ベルトと被記録体が逆極性になって静電吸着するので、被記録体はたるまずに高速で搬送ベルトによって搬送されることができる。この結果、本発明の帯電構成は被記録体のたるみによる画質の低下を防止していると共に被記録体の高速搬送及び高速記録を確保している。
【００２２】
以下、図３を参照して、インク滴２０２及び２１２などインク滴が帯電しやすい極性を検出する方法について説明する。ここで、図３はインク滴の帯電量を測定装置及び測定結果の評価方法を説明するための図である。インク滴の帯電を測定する装置３００は、図３の上側に示すように、筐体３０２内に、一対の電極３０４及び３０６と、電源３０８と、記録紙３１０とを有している。帯電測定装置３００は、電極３０４及び３０６の中心線上に配置された噴射装置３１２からインク滴Ｉを自然落下させてどちらの電極に引き寄せられるかを検出している。インク滴が真下に落下すれば帯電量はなく、プラス電極３０４に引き寄せられればインク滴はマイナス側に帯電しており、マイナス電極３０６に引き寄せられればインク滴はプラス側に帯電している。図３に示す下側は、記録紙３１０に描かれたインク滴の位置からその帯電量を評価するためのグラフである。図３の下側に示すグラフから理解されるように、図３に示す例示的なインク滴はプラス電極３０４に引き寄せられているのでマイナス側に帯電している。従って、図１に示すインク滴２０２に属すると評価することができる。
【００２３】
次に、図４を参照して、図１及び図２に示す印刷用紙２０４、２１４と搬送ベルト２０６、２１６の具体的材質について説明する。ここで、図４は、被記録体と搬送ベルトの主成分となり得る高分子材料の帯電系列である。印刷用紙２０４及び２１４を図３に示す印刷用紙(セルロース）とすれば、搬送ベルト２０６には、例えば、ポリイミドを、搬送ベルト２１６には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やＰＶＤＦを選択することができる。なお、これらの材料は単に印刷用紙と搬送ベルトの帯電関係のみを考慮した場合に選択される材料である点に留意する必要がある。即ち、実際に搬送ベルトの材料として選択されるためには、以下に説明するようにその機械的特性が使用される記録装置に適合するものであるかどうかを更に検討することが好ましい。
【００２４】
本発明者等は、搬送ベルトを表面処理して帯電系列を修正することが少なくとも以下の２つの理由から好ましいことを発見した。第１に、搬送ベルトの帯電系列を修正することによって搬送ベルトの機械的特性を維持したまま記録媒体と被記録体との電気的反発を防止することができる。第２に、搬送ベルトの帯電系列を修正することによって搬送ベルトと被記録体との静電吸着力を増加することができる。以下、これらの理由について図５及び図６を参照して説明する。ここで、図５及び図６はそれぞれ図１及び図２の変形例であり、本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙、搬送ベルトの吸着部及び基材間の帯電関係を説明するための模式図である。
【００２５】
上記の第１の理由に関連して、搬送ベルトを継続的に使用するためには、搬送ベルトが機械的強度に優れ、変形が少なく、汚れにくいなど、所定の機械的特性を有する材料により構成されていることが必要である。仮に図１のような帯電関係を成立する材料を搬送ベルト２０６に選択したとしても、その材料の機械的特性が所望のものよりも低ければベルトの破断や変形を招くなど結局、本発明の記録装置には不適当である。一方、機械的特性が優れていても帯電関係の要件を満たしていなければ上述したように記録媒体と被記録体との電気的反発を招いて画質の低下をもたらす。例えば、図４に示すＰＶＤＦは本発明の記録装置の例示的一態様としてのインクジェットプリンタ１の使用に適した機械的特性を有することが分かっているが、図１の帯電関係は示さない。
【００２６】
かかる問題は図５及び図６に示す搬送ベルト２２０及び２３０により解決することができる。図５に示す搬送ベルト２２０は、基材２２２と、基材２２２を表面処理して形成された吸着部２２４とを有している。図６に示す搬送ベルト２３０は、基材２３２と、基材２３２を表面処理して形成された吸着部２３４とを有している。例えば、図５において、基材２２２にＰＶＤＦを使用し、基材２２２にプラズマ処理による表面処理を施した吸着部２２４を形成すると、図４に示すようにプラズマ処理後のＰＶＤＦは印刷用紙に対してプラス側に帯電することになる。また、図６において、基材２３２にポリイミドを使用し、基材２３２にプラズマ処理による表面処理を施した吸着部２３４を形成すると、図４に示すようにプラズマ処理後のポリイミドは印刷用紙に対してマイナス側に帯電することになる。なお、プラズマ処理は、以下に説明するように、表面処理の単なる一例であり、表面処理はこれに限定されるものではない。このように、本発明の別の例示的側面によれば、搬送ベルトの機械的特性を維持したまま、使用されるインク滴に適合するような帯電関係を表面処理により形成することができる。この場合、基材と、吸着部と、被記録体の帯電系列は、基材、被記録体、吸着部又は吸着部、被記録体、基材の順番になることが理解されるであろう。即ち、基材は、図１又は図２に示す帯電関係を具備しておらず、帯電系列においては被記録体から見れば基材と吸着部は逆の極性側にあることになる。
【００２７】
上記第２の理由に関連して、今後ますます搬送ベルトが被記録体を高速で搬送することが必要になるにつれ、搬送ベルトと被記録体との間にますます大きな静電吸着力が必要となる。理解されるように、搬送ベルトと被記録体との間の静電吸着力は帯電差が大きいほど大きくなる。従って、例えば、図４において、ＰＥＴよりもＰＶＤＦからなる搬送ベルトのほうが印刷用紙を高速で搬送することができることが理解されるであろう。このような場合には、表面処理により被記録体と仕事関数の差の大きな吸着部を搬送ベルトの基材を表面処理することによって形成することが好ましい。この場合、基材と、吸着部と、被記録体の帯電系列は、被記録体、基材、吸着部又は吸着部、基材、被記録体の順番になることが理解されるであろう。即ち、基材は、図１又は図２に示す帯電関係を具備しており、帯電系列においては被記録体から見れば基材も吸着部も同じ極性側にあるが吸着部の方がより被記録体から離れていることになる。
【００２８】
なお、第１及び第２の理由の両方から表面処理を行う場合もある。例えば、図４に示すように、ポリイミドはプラズマ処理によってプラス側からマイナス側に逆転するだけでなく、プラズマ処理後は印刷用紙との帯電量差が増加しているために印刷用紙との静電吸着力も増加する。結局、上述した第１及び第２の理由においても搬送ベルトは機械的特性を維持したまま所望の帯電関係を得ることができる。なお、吸着部を搬送ベルトの基材を表面処理して形成する代わりに、吸着部を別部材として（例えば、搬送ベルトを２層構造にするなど）構成してもよいことはいうまでもない。
【００２９】
以下、搬送ベルトの表面処理方法について説明する。帯電系列を変化させる表面処理としては化学的処理及び／又は物理的処理がある。化学的処理は、溶剤に浸漬する処理、プラズマ処理及び光処理を含んでいる。また、物理的処理は表層レーザ処理を含んでいる。これらの処理内容は、帯電系列をプラス側に変化させるかマイナス側に変化させるかによって大別することができる。帯電系列をマイナス側に変化させる場合には、溶剤は、例えば、リン酸を利用することができる。また、プラズマ処理、紫外線照射による光処理及び表層レーザ処理は、例えば、酸素ガスの雰囲気下で行われる。一方、帯電系列をプラス側に変化させる場合には、溶剤は、例えば、アミノ系溶剤（アンモニア水など）を利用することができる。また、プラズマ処理、紫外線照射による光ＣＶＤ処理及び表層レーザ処理は、例えば、窒素ガスの雰囲気下で行われる。
【００３０】
以下、図７を参照して、表面処理としてのプラズマ処理について説明する。ここで、図７は、表面処理装置としてのマイクロ波プラズマ処理装置４００の概略ブロック図である。マイクロ波プラズマ処理装置４００は、反応ガスをマイクロ波によってプラズマ化して活性の強いラジカルイオンに変え、かかるラジカルイオンを搬送ベルトに反応させて表面処理を行う。マイクロ波プラズマ処理装置４００は、真空（プロセス）チャンバ４０２と、石英管４０４と、プラズマ発生炉４０６と、導波管４０８と、マイクロ波源４１０と、ローラ４１２と、搬送ベルト４１４と、排気ポンプ４１６とを有している。反応ガス４１８には、搬送ベルト４１４をどちらの極性に変化させるかによって窒素ガス又は酸素ガスが選択される。
【００３１】
真空チャンバ４０２は側壁や底部が、例えば、アルミニウムなどの導体により構成されてその内部が図示しない高真空ポンプにより所定の減圧又は真空密閉空間に維持されている。真空チャンバ４０２の上部には、反応ガス供給系１５０の石英パイプ製ガス供給管４０４が設けられ、この石英管４０４は、図示しないガス供給路により流量制御されて図示しない反応ガス源に接続されている。石英管４０４の配置が真空チャンバ４０２の上部に限定されないことはいうまでもない。また、反応ガスには不活性ガスと混合されてもよい。石英管４０４は導波管４０８の内部を通る。
【００３２】
マイクロ波源４１０は、例えば、マグネトロンからなり、通常２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生することができる。マイクロ波は、その後、図示しないモード変換器により伝送形態がＴＭ、ＴＥ又はＴＥＭモードなどに変換される。なお、図７では、発生したマイクロ波がマグネトロンへ戻る反射波を吸収するアイソレータや、負荷側とのマッチングをとるためのＥＨチューナ又はスタブチューナは省略されている。
【００３３】
ローラ４１２は、図７においては一対設けられているがその数は問わない。ローラ４１２は搬送ベルト４１４を回転させてその基材上に吸着部を均一な厚さで形成する。なお、ローラ４１２と搬送ベルト４１４を昇降する機構や固定する機構は図７においては省略されている。排気ポンプ４１６はロータリポンプやメカニカルポンプから構成されて、真空チャンバ４０２の排気を行う。
【００３４】
動作にあっては、マイクロ波源４１０から発せられるマイクロ波は、石英管４０４を内部に有する導波管４０８に接続されているプラズマ発生炉４０６を介して石英管４０４内部のガスを励起する。石英管４０４内部で励起されたガス４２０は真空チャンバ４０２内に拡散し、搬送ベルト４１４の表面処理を行う。反応ガスに窒素ガスを使用すると搬送ベルト４１４の表面はよりプラス側に変化し、反応ガスに酸素ガスを使用すると搬送ベルト４１４の表面はよりマイナス側に変化する。
【００３５】
プラズマ処理においては、マイクロ波のワット数、反応ガスの流量、真空チャンバ４０２の内部圧力によって、発生する窒素又は酸素プラズマ量が変化する。プラズマ量が多すぎるとベルトの強度を劣化させるため好ましくない。そこで、窒素プラズマによって表面処理を行う場合には、搬送ベルト４１４の吸着部の窒素原子増加量は０．５乃至６ＡＴＭ％であり、より好ましくは２乃至３ＡＴＭ％である。窒素原子増加量１５乃至３０ＡＴＭ％は搬送ベルト４１４の劣化につながるため好ましくない。一方、酸素プラズマによって表面処理を行う場合には、搬送ベルト４１４の吸着部の酸素原子増加量は１乃至２０ＡＴＭ％、より好ましくは５乃至１０ＡＴＭ％である。酸素原子増加量２０乃至３０ＡＴＭ％は搬送ベルト４１４の劣化につながるため好ましくない。
【００３６】
以下、本発明の記録装置の例示的一態様としてのカラーインクジェットプリンタ１を図８乃至図１０を参照して説明する。ここで、図８は、インクジェットプリンタ１の概観斜視図である。図９は、図８に示すインクジェットプリンタ１に適用可能なインクジェットヘッド１００の分解斜視図である。図１０は、図９に示すインクジェットヘッド１００の部分拡大側面図である。
【００３７】
図８を参照するに、本発明の例示的なカラーインクジェットプリンタ１は、ハウジング内にインクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド１００と、黒色インクタンク１１０と、カラーインクタンク１２０と、搬送ローラ１３０と、搬送ベルト１４０と、給紙カセット１５０と、バックアップユニット１６０とを有している。
【００３８】
まず、インクジェットヘッド１００を図８乃至図１０を参照して説明する。インクジェットヘッド１００は、圧力室板１０と、圧電素子２０と、ノズル板３０と、樹脂フィルム４０と、保護層５０とを有している。圧力室板１０と樹脂フィルム４０と保護層５０は、ノズル板３０の面３０ａが接合される面であるノズル接合面６０において整列している。換言すれば、圧力室板１０の前面１０ａと樹脂フィルム４０の前面４０ａと保護層５０の前面５０ａは、平滑なノズル接合面６０を構成している。圧力室板１０は、例えば、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、レジストフィルムなどによって樹脂フィルム３０に接着されている。
【００３９】
圧力室板１０は、略直方体の形状を有するガラス板に、所望の数（図９では便宜上４つ）の圧力室１２とインク導入路１４、並びに、共通インク室１６を有している。圧力室１２は、インクを供給されてこれを収納すると共に内部圧力が高まるとインクを開口１２ａに連通されたノズル孔３２から噴射する。内部圧力は、後述するように、直下の圧電体ブロック２１が変形に伴って変化する。圧力室１２は、圧力室板１０上に形成された凹状の溝と弾性変形可能な樹脂フィルム４０により略直方体の空間として形成されている。
【００４０】
共通インク室１６は、各圧力室１２にインク導入路１４を介してインクを供給する。共通インク室１６は、圧力室１２の急激な内部圧力変動を吸収するように底面は樹脂フィルム４０で画定されており、圧力室板１０の側面１０ｂにおいて図示しないインク供給装置に接続されている。共通インク室１６は、圧力室１２が収縮加圧されてインクを吐出した後、復帰する際に、インク導入路１４を介して、圧力室１２に必要量のインクを供給する。インクは図８に示す黒色インクタンク１１０とカラーインクタンク１２０から供給される。
【００４１】
樹脂フィルム４０は、圧力室１２、共通インク室１６、インク導入路１４の一面を構成し、後述の圧電体ブロック２１の変形を圧力室１２に伝達すると共に圧力室１２内のインクが圧電素子２０の溝２３に侵入するのを防止する機能を果たす。樹脂フィルム４０は圧力室１２の一面を形成する部材であるが、弾性変形の可能な金属薄膜により構成されてもよい。
【００４２】
圧電素子２０は、積層構造を有して、前面２０ａから後面２０ｂに延びる平行な溝２３によって分割された複数（図９では便宜上４つ）の圧電体ブロック２１を有する。各圧電体ブロック２１の積層内には内部電極２２、２４が設けられ、内部電極２２は外部電極２６と、内部電極２４は外部電極２８と接続されている。なお、図９は、作図の便宜上、一の外部電極２８のみを示す。
【００４３】
図１０に示すように、内部電極２２と２４とがＡ方向に重なっている部分が活性部２５であり、この活性部２５において、各圧電体ブロック２１は変形する。活性部２５の長さは圧力室１２に加えられるべき圧力に応じて調節される。活性部２５はノズル接合面６０から所定距離だけ離間されているために、それが変形してもノズル接合面６０における圧電素子２０と保護層５０とが接着していることには影響を与えない。外部電極２６は、圧電素子２０の前面２０ａの全面に蒸着された電極層であり、全ての圧電体ブロック２１に共通する外部電極である。外部電極２６はアースされている。これに対して、外部電極２８は、圧電素子２０の後面２０ｂの上にあるが、後面２０ｂの全面に蒸着されてはおらず、各圧電体ブロック２１に対応した位置にのみ個別的に設けられた電極層である。外部電極２８は、通電されなければ電位はゼロであるが、通電されれば正の電圧を内部電極２４に印可することができる。
【００４４】
かかる構造より、圧電素子２０の各圧電体ブロック２１は、外部電極２８に電圧が印可されないと内部電極２２、２４の電位が共にゼロのため変形しない。しかし、外部電極２８から電圧が印可されると、各圧電体ブロック２１は他の圧電体ブロック２１とは独立して、図９のＡ方向（縦方向）に変形可能ある。換言すれば、Ａ方向が圧電体ブロック２１の分極方向になる。外部電極２８からの通電が停止すると、すなわち、圧電素子２０に充電された電荷が放電されることにより、対応する圧電体ブロック２１は元の状態に復帰する。
【００４５】
保護層５０は、所定の厚さを有する略長方体状の熱硬化型エポキシ系接着材であり、圧電素子２０（外部電極２６）の前面２０ａと面５０ｂで接続されている。但し、保護層５０の材質はこれに限定されるものではない。なお、実際のインクジェットヘッド１００では、保護層５０は厳密に直方体形状ではなく、保護層５０と圧電素子２０との接続は、図９及び図１０に示すように、外部電極２６と面５０ｂにより明確になされているものではない。即ち、熱硬化前に保護層５０はその一部が圧電素子２０の溝２３より内部に侵入している。従って、保護層５０の材質は、内部電極２２、２４を短絡させないように絶縁物であることが望ましい。
【００４６】
図９に示すインクジェットヘッド１００は保護層５０を更に有している。保護層５０は後述するように有用な効果を有するが、保護層５０を設けるかどうかは選択的である。
【００４７】
保護層５０は圧電素子２０をノズル接合面６０から離間させている。圧力室１２からインクが漏れて圧電素子２０に侵入する場合、インクは、主として、ノズル接合面６０を通って圧電素子２０に侵入する。しかし、保護層５０は、ノズル接合面に配置されていた圧電素子をノズル接合面６０から離間することにより、インクが圧電素子２０に侵入して内部電極２２、２４が短絡することを防止している。また、保護層５０は溝２３を遮蔽している。インクが漏れて圧電素子２０に侵入する場合、インクは、主として、圧力室１２の開口１２ａからノズル接合面６０を伝って圧電素子２０の溝２３よりその内部に侵入する。しかし、保護層５０はノズル接合面６０に対して（即ち、ノズル接合面６０から見て）溝２３を遮蔽することにより、インクが圧電素子２０の前面２０ａ付近から溝２３に侵入して内部電極２２及び２４が短絡することを防止している。その他、保護層５０は、インクジェットヘッドの製造段階におけるノズル接合面２０ａの形成のための研磨工程において、圧電素子２０を研磨による破壊から保護するという効果も有する。その結果、研磨工程を経ても圧電素子２０が剥離、割れ、欠けを被ることはない。また、外部電極２６が削除されることもない。更に、圧力室板１０はガラスからなるので比較的強度が高く、研磨速度を高く設定できるため、従来の製造方法に比べて、研磨時間が約５分の１に短縮されている。
【００４８】
動作においては、外部電極２８が、それぞれ独立して、圧電体ブロック２１の内部電極２４に電圧を印加するために、各圧電体ブロック２１がそれぞれ独立に図９のＡ方向に変位して樹脂フィルム４０をＡ方向に撓ませ、対応する圧力室１２を加圧する。かかる加圧により、インク滴が、圧力室１２から対応するノズル孔３２を介して射出される。インク滴には、水性の染料系又は顔料系インクが使用され、通常、常温でのインク滴粘度は１．０乃至３．０である。外部電極２８からの通電が停止すれば、樹脂フィルム４０と圧電体ブロック２１は放電により元の状態に復帰する。この時、圧力室１２の内部圧力が下がるので、共通インク室１６からインク導入路１４を介して圧力室１２にインクが補給される。
【００４９】
さて、図８に戻って、搬送ローラ１３０は図示しないプラテンに回転自在に取りつけられている。記録動作中、プラテンは図示しない駆動モータによって間欠的に回転駆動させられ、これにより印刷用紙Ｐが所定の送りピッチで矢印方向に間欠的に送られる。より具体的には、印刷用紙Ｐは給紙カセット１５０から一枚ずつ繰り出されて搬送ベルト１４０の下面を矢印方向に移動する。その後、印刷用紙Ｐは反転して搬送ベルト１４０上を矢印方向に移動してインクジェットヘッド１００の下を通過して最終的に再度反転して排出される。
【００５０】
搬送ベルト１４０は、図１に示す搬送ベルト２０６、図２に示す搬送ベルト２１６、図５に示す搬送ベルト２２０及び図６に示す搬送ベルト２３０のいずれかの構造を有する。いずれの構造によっても印刷用紙Ｐは搬送べルト１４０に強固に吸着されて搬送されることができる。例えば、本発明者等の実験によれば、搬送ベルトの基材にポリイミドを使用して表面処理を施した図６に示す搬送ベルト２３０の場合は吸着力がアップしており、表面処理を行わない場合と比較して搬送のズレ量を１／２乃至１／４程度（約１０乃至２０μｍ）までに抑えることができた。
【００５１】
プリンタ１のハウジング内にはプラテンに対して平行にその上方側に案内ロッド１０２が設けられており、この案内ロッド１０２上には図示しないキャリッジが摺動自在に取り付けられている。図示しないキャリッジは図示しない駆動モータによって駆動され、これによりキャリッジはプラテンに沿って往復運動（走査）させられる。
【００５２】
キャリッジは上述したインクジェットヘッド１００を搭載している。より詳細には、インクジェットヘッド１００は黒色用ヘッドとカラー用ヘッドとを含んでいる。カラー用ヘッドは３つの部分から構成される。黒色用ヘッドは黒色インクタンク１１０からインクを供給され、カラー用ヘッドはカラーインクタンク１２０からインクを供給される。インクタンクはインクカートリッジに置換されてもよい。黒色インクタンク１１０には黒色インクが収容され、カラーインクタンク１２０にはイエローインク、シアンインク及びマゼンタインクが収容されている。黒色インクの使用頻度が他色インクより高いので黒色インクタンク１１０の容量はインクタンク１２０の各色の容量よりも大きく設定されている。
【００５３】
キャリッジが案内ロッド１０２又はプラテンに沿って往復運動される間、黒色用ヘッド及びカラー用ヘッドがワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等から得られる画像データに基づいて駆動され、これにより印刷用紙Ｐ上に所定の文字、画像などが記録される。
【００５４】
ヘッドから発射されるインク滴は様々な種類を有する。一般に、染料インクはマイナス側に帯電しやすく、顔料インクはプラス側に帯電しやすい。そのため、染料インクに対してはそれに対向する印刷用紙Ｐの表面は、図１及び図５に示すように、プラス側に帯電していることが望ましい。一方、顔料インクに対してはそれに対向する印刷用紙Ｐの表面は、図２及び図６に示すように、マイナス側に帯電していることが望ましい。本発明のインクジェットプリンタ１は、このように、インク滴が印刷用紙Ｐと電気的反発を起こさないように搬送ベルト１４０の材料を選択し、必要があれば搬送ベルト１４０に表面処理を施しているので、インク滴の着弾位置のずれが電気的反発の場合の１／２乃至１／４程度（約±５乃至１０μｍ以下）になり、高品位印刷を実現している。
【００５５】
記録動作停止時には、キャリッジはホームポジションに戻され、このホームポジションにはノズル保守機構（バックアップユニット）１６０が設けられている。ノズル保守機構１６０には可動吸引キャップ（図示せず）と、この可動吸引キャップに接続された吸引ポンプ（図示せず）が設けられている。記録ヘッドがホームポジションに位置付けされると、各記録ヘッドのノズル板に吸引キャップが吸着され、吸引ポンプを駆動することにより、ノズル板のノズルが吸引される。このようにして、ノズルの目詰まりが未然に防止される。
【００５６】
本発明はインクジェットプリンタ１に限定されることなく、電子写真式記録装置（コピー機、ファックス機、レーザープリンタなど）にも広く適用することができる。以下、図１１を参照して、本発明の記録装置の別の例示的一態様としての電子写真式記録装置５００について説明する。ここで、図１１は、電子写真式記録装置５００の記録系と搬送系の要部断面図である。電子写真式記録装置５００は、感光体ドラム５０２と、帯電器５０４と、現像器５０８と、クリーナ５１０と、転写ユニット５１２と、搬送ベルト５１４と、搬送ローラ５１６と、定着ローラ５１８とを有している。また、レーザ光５０６を照射する図示しないレーザも有している。
【００５７】
感光体ドラム５０２は、回転可能なドラム状導体支持体上に感光性誘電体層を有し、帯電器５１０によって均一に帯電されている。例えば、感光体５０２はアルミドラム上に機能分離型有機感光体を厚さ約２０μｍに塗布したものであり、３０ｍｍで矢印方向に周速度７０ｍｍ／ｓで回転する。帯電器５１０はスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム５０２の表面を約−６００Ｖに一様に帯電する。
【００５８】
露光用レーザ光５０６は画像に対応した光を感光体ドラム５０２に結像する。現像器５０８は、図示しないトナーカートリッジからトナーを供給されて感光体ドラム５０２をトナーにより現像する。クリーナ５１０は転写後に感光体ドラム５０２上に残っているトナーを回収し、必要があれば、回収したトナーをトナーカートリッジに返却する。転写ユニット５１２は印刷用紙Ｐを介して感光体ドラム５０２と対向している。転写ユニット５１２はコロナ（放電）ワイヤを用いた公知の転写器を使用することができる。コロナワイヤから感光体ドラム５０２に電流（これは「転写電流」と呼ばれる）を流すことによって感光体ドラム５０２に形成されたトナー像を吸引することができる。
【００５９】
搬送ベルト５１４は、図１に示す搬送ベルト２０６、図２に示す搬送ベルト２１６、図５に示す搬送ベルト２２０及び図６に示す搬送ベルト２３０のいずれかの構造を有する。いずれの構造によっても印刷用紙Ｐは搬送べルト５１４に強固に吸着されて搬送されることができる。搬送ローラ５１６は図示しないモータなどによって駆動され、搬送ベルト５１４を回転駆動させる。定着ローラ５１８は印刷用紙Ｐ上にあるトナーを加熱及び加圧することにより定着させる。
【００６０】
動作においては、帯電器５１０により一様に帯電されている感光体ドラム５０２に露光用レーザ光５０６が照射される。すると、感光体ドラム５０２上の均一な帯電はレーザ光５０６による露光で画像に対応する部分が消失し、これにより潜像が形成される。その後、潜像は現像器５０８によって現像される。即ち、荷電粒子（又は紛体）であるトナーが感光体ドラム５０２の表面の静電力により吸引され。この結果、感光体ドラム５０２の潜像はトナー像になる。トナー像は、転写ユニット５１２において、搬送ベルト５１４によってタイミング良く送られてきた印刷用紙Ｐに転写される。即ち、転写位置に印刷用紙Ｐが到達すると、転写ユニット５１２は印刷用紙Ｐの感光体ドラム５０２とは反対側の面からコロナワイヤに電圧を印加する。この結果、感光体ドラム５０２の表面のトナー像が印刷用紙Ｐに吸引されて付着し、トナー像は印刷用紙Ｐに転写される。残余している感光体ドラム５０２上のトナーはクリーナ５１０によって回収される。その後、印刷用紙Ｐは定着ローラ５１８を通過して定着された後に装置５００の外部に排出される。
【００６１】
このように、電子写真式記録装置５００はトナーと呼ばれる微細な帯電粒子を使用している。図１、２、５及び６に関連して上述したインク滴はかかるトナーに全く同様に置きかえることができるために、本発明の電子写真式記録装置５００も搬送ユニット５１４の構造を適当に選択することにより上述したインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができることが理解されるであろう。
【００６２】
以上、発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限らず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明の搬送ベルトは被記録体の搬送に限定されず、例えば、紙幣の搬送にも適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐久性などの機械的特性に優れ、高速及び高品位記録が可能な記録装置及び方法、並びに、搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙及び搬送ベルト間の帯電関係を説明するための模式図である。
【図２】 本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙及び搬送ベルト間の帯電関係を説明するための別の模式図である。
【図３】 インク滴の帯電量を測定装置及び測定結果の評価方法を説明するための図である。
【図４】 被記録体と搬送ベルトの主成分となり得る材料の帯電系列である。
【図５】 図１の変形例であり、本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙、搬送ベルトの吸着部及び基材間の帯電関係を説明するための模式図である。
【図６】 図２の変形例であり、本発明の記録装置に適用可能な記録媒体としてのインク滴、被記録体としての印刷用紙、搬送ベルトの吸着部及び基材間の帯電関係を説明するための別の模式図である。
【図７】 表面処理装置としてのマイクロ波プラズマ処理装置４００の概略ブロック図である。
【図８】 インクジェットプリンタの概観斜視図である。
【図９】 図８に示すインクジェットプリンタに適用可能なインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図１０】 図９に示すインクジェットヘッドの部分拡大側面図である。
【図１１】 電子写真式記録装置の記録系と搬送系の要部断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
１００ インクジェットヘッド
１４０ 搬送ベルト
２０２ インク滴
２０４ 印刷用紙
２０６ 搬送ベルト
２１２ インク滴
２１４ 印刷用紙
２１６ 搬送ベルト
２２０ 搬送ベルト
２２２ 基材
２２４ 吸着部
２３０ 搬送ベルト
２３２ 基材
２３４ 吸着部
４００ マイクロ波プラズマ処理装置
４１４ 搬送ベルト
５００ 電子写真式記録装置
５１４ 搬送ベルト

Claims (10)

1. 記録媒体を被記録体に付着させる記録部と、
   前記被記録体を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、
   前記被記録体を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、
   前記搬送ベルトは、
   基材と、
   当該基材の表面に設けられ、前記被記録体と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、
   帯電系列において前記吸着部は前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記記録媒体は前記第１の極性とは逆の第２の極性側に帯電しやすく、前記吸着部は前記基材に対して前記第１の極性側に帯電しやすい記録装置。
2. 前記吸着部は、前記基材を表面処理することによって形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 記録媒体を被記録体に付着させる記録部と、
   前記被記録体を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、
   前記被記録体を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、
   前記搬送ベルトは、
   基材と、
   当該基材の表面に設けられ、前記被記録体と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、
   帯電系列において前記吸着部は前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記記録媒体は前記第１の極性とは逆の第２の極性側に帯電しやすく、前記基材は前記被記録体に対して前記第２の極性側に帯電しやすい記録装置。
4. 前記吸着部は、前記基材を表面処理することによって形成されたものであることを特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 被記録体を搬送可能な搬送ベルトの基材に表面処理を施して、帯電系列において前記被記録体に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく前記基材に対して前記第１の極性側に帯電しやすい吸着部を前記基材上に形成する工程と、
   前記搬送ベルトを駆動して前記吸着部により前記被記録体を静電的に吸着させたまま搬送する工程と、前記第１の極性とは逆の第２の極性側に帯電しやすい記録媒体を前記被記録体に付着させる工程とを有する記録方法。
6. 前記吸着部形成工程は、前記基材を溶剤に浸漬することによって行う請求項５記載の記録方法。
7. 前記吸着部形成工程は、前記基材に所定の雰囲気下で紫外線を照射することによって行う請求項５記載の記録方法。
8. 前記吸着部形成工程は、前記基材に所定の雰囲気下でレーザを照射することによって行う請求項５記載の記録方法。
9. 前記吸着部形成工程は、前記基材に所定の雰囲気下でプラズマ処理することによって行う請求項５記載の記録方法。
10. 紙状部材を静電的に吸着して搬送することができる搬送ベルトと、
    前記紙状部材を搬送するために前記搬送ベルトを駆動する駆動部とを有し、
    前記搬送ベルトは、
    基材と、
    当該基材を表面処理することによって形成され、前記紙状部材と静電的に吸着可能な吸着部とを有し、
    帯電系列において前記紙状部材は前記吸着部に対してプラス及びマイナスから選択される第１の極性側に帯電しやすく、前記基材は前記吸着部に対して前記第１の極性に帯電しやすい搬送装置。

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