JP4340223B2 - 静電吸着装置、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙等の記録媒体を吸着、搬送する静電吸着装置と、これを用いたインクジェット記録装置等の画像形成装置に関する。

無端状のベルトを周回させながら帯電手段によりその表面に電界を与え、それにより用紙等の記録媒体を吸着、搬送する静電吸着装置と、これを用いたインクジェット記録装置等の画像形成装置については、クリーニングに係わる不具合について多くの提案がなされている。
特開２００４−１６８５５０号公報 特開平０８−２２２８０１号公報 特開平１０−１６１４３６号公報 特開平０４−１２８８５９号公報 特開平０９−２２２８０５号公報

ところでこのようなインクジェット記録装置等の画像形成装置では、多くの構成部品、構成部材等を交換可能にして装置寿命を例えば１０倍といったように大幅に延ばす工夫が種々行われている。これに関連して、静電吸着装置が備える吸着ベルトを交換等する必要が生じている。

また装置寿命が延びたこと等も起因して、静電吸着装置が備える帯電ベルト表面の清掃を行うためのクリーニングマイラやクリーニングブラシが紙粉等で汚れ、清掃がきちんと行えない等の不具合が生じ得るようになってきており、これらについても交換等する必要が生じている。

そのような交換作業を行うには、静電吸着装置をインクジェット記録装置等の画像形成装置の装置本体から取り外す必要があるが、その際、従来の構造では静電吸着装置全体を取り外さなければならない。これは、帯電ベルトだけを取り外すことがあり得るという発想のもとに設計されていないためである。また静電吸着装置を用いるインクジェット記録装置等の画像形成装置では、多くの場合、キャリッジを支えているキャリッジロッドが存在するため、その支持機構等が邪魔になって静電吸着装置全体を簡単には抜くことができない設計になっており、静電吸着装置を細かく分割してユニット化しなければならないが、従来そのような発想での設計もなされていない。

また帯電ベルトを取り外しやすくするには、分離爪を静電吸着装置の本体から取り外せるようにすればよいが、上述のようにクリーニングマイラやクリーニングブラシ等の消耗品（なお、本明細書において消耗品と言うときは、定期的な清掃が必要な部品も含む。）を取り外したり、交換したりする必要が生じることも増えているため、分離爪だけを取り外せるようにしたのではクリーニングマイラ等については別途に対策を施さなければならなくなる。

本発明はこのような問題点にかんがみ、帯電ベルトを取り外しやすくするだけでなく、クリーニングマイラやクリーニングブラシ等の消耗品も一体的に取り外せるようにして、交換、清掃等の作業を効率化できる技術を提供しようとするものである。

本発明に係る静電吸着装置のうち請求項１に係るものは、無端状のベルト部材を周回させながら帯電手段により前記ベルト部材の表面に電界を与えることにより記録媒体を吸着、搬送する静電吸着装置において、前記帯電手段とは別体の分離爪保持ユニットを備え、前記分離爪保持ユニットが前記分離爪以外に消耗部品を有し、前記分離爪保持ユニットは、前記帯電手段を備える静電吸着装置本体に対して取付ける際に前記静電吸着装置本体により取付けのための移動をガイドされる第１の板状部と、前記板状部の前記静電吸着装置本体への取付け移動のストッパを兼ねる第２の板状部とからなる保持ベースを有し、前記第１の板状部に前記消耗部品を備え、前記消耗品が、前記ベルト表面を清掃するクリーニングマイラであり、該クリーニングマイラを、前記ベルトの回転方向に対してカウンタ方向でかつ前記分離爪保持ユニットの取り付け方向に対してトレーリング方向で摺接させることを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１に記載の静電吸着装置において、前記消耗部品を前記分離爪保持ユニットから取り外し可能に備えることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１に記載の静電吸着装置において、前記クリーニングマイラは、前記分離爪保持ユニットを前記静電吸着装置本体に取付けた位置での前記ベルトまでの距離をＡ、前記分離爪保持ユニットを前記静電吸着装置本体から取り外す直前位置での前記ベルトまでの距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ａとなるように前記ベルトと前記分離爪保持ユニットの位置関係を設定してなることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかに記載の静電吸着装置において、前記ベルトを掛け回す一対のローラのうち前記分離爪保持ユニット側に位置するローラ径を他のローラ径より小さくしたことを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４に記載の静電吸着装置において、前記分離爪保持ユニット側に位置するローラがテンションローラであり、前記他のローラが駆動ローラであることを特徴とする。

同請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかに記載の静電吸着装置を用いたことを特徴とする。

本発明は、分離爪を取り外しやすくて帯電ベルトも取り外しやすくするとともに、クリーニングマイラ等の消耗品も分離爪と一体的に取り外せ、それらの交換、清掃等の作業を効率化できるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本発明の実施対象となる画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタ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、画像を形成するための画像形成部２、副走査搬送部３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙部４から被搬送部材である被記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではない。）５を１枚ずつ分離して給紙し、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で間欠的に搬送しながら、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、排紙搬送部６を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ７上に用紙５を排紙する。

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７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上に載置した原稿の画像の読み取りを行い、走査した原稿画像をレンズ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み、読み込んだ画像信号をデジタル化して画像処理し、画像処理した印刷データを印刷することができる。なお、コンタクトガラス１２上には原稿を抑えるための圧板１０を備えている。

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装置、デジタルカメラ等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ある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、キャリッジガイド２１及び図示しないガイドステーでキャリッジ２３を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うシャトル型としている。

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（以下単に「ヘッド」という。）で構成し、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を供給する。

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２６Ａに、ブラック（Ｋ）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、ある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、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するためのヘッドクリーニング装置を含む維持回復装置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の各ヘッドの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、空吐出を行うための空吐出受け１２５などを備えている。

図３は、図１、２に示した装置が備える副走査搬送部の一例の拡大説明図である。副走査搬送部３は、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、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける押さえコロ（加圧コロ）３６と、画像形成部２によって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３７と、分離された用紙５を排紙搬送部６に送り出すための搬送ローラ３８を備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、副走査モータ１３１からタイミングベルト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ある。なお、搬送ベルト３１は、例えば、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と、この表層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）との２層構造のもの等を採用できる。

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（ここではマイラを用いている。）１３５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１３６とを備えている。

給紙部４は、装置本体１に抜き差し可能で、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、給紙される用紙５を副走査搬送部３に対して搬送する給紙搬送ローラ４４とを有している。給紙コロ４２は図示しない給紙クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動源）４５によって回転され、また給紙搬送ローラ４４も給紙モータ４５によって回転駆動される。

排紙搬送部６は、画像形成が行われた用紙５を搬送する排紙搬送ローラ対６１、６２と、用紙５を排紙トレイ７へ送り出すための排紙搬送ローラ対６３及び排紙ローラ６４とを備えている。

図４は、図１、図３で示した副走査搬送部３、すなわち図示のようなインクジェットプリンタにおいて用いる記録紙搬送装置のユニット化構成例を示す側面断面図、図５はその要部を一部省略して示す斜視図である。図１〜３と共通する部分には共通する符号を付してある。また図３に示した構成の一部も省略してある。

静電吸着装置を構成するこの副走査搬送部３は、インクジェットプリンタの装置本体１に対して着脱可能とするためにユニット化してある。すなわち、側板８１（一方のみ示す）に軸支した一対のローラ（従動ローラ３３と搬送ローラ３２）に帯電させる部材である搬送ベルト３１を掛け回し、かつ同じく側板８１に取付けた支持部材８２（８２Ａ、８２Ｂ）のうちの一方の支持部材８２Ａに搭載してあって搬送ベルト３１を帯電させるための帯電ローラ３４を備える帯電ユニット８３と、この帯電ユニット８３とは別体に構成して帯電ユニット８３に対して着脱可能とした分離爪保持ユニット８４とで構成してある。

分離爪保持ユニット８４は、従動ローラ３３側の支持部材８２Ｂを用いて帯電ユニット８３へ装着するもので、帯電ユニット８３に対して取付ける際の支持部材８２Ｂ上での移動をガイドされる板状のベース部８５と、ベース部８５の従動ローラ３３側の端部で下方へ垂下する状態で形成したストッパ部８６とからなる保持ベース８７を備え、ベース部８５の従動ローラ３３側の外側に、搬送ベルト３１に吸着搬送されてくる記録紙を搬送ベルト３１から剥離させるための複数の分離爪３７を備える分離爪保持部８８を設けて構成してある。

図６に示すように、板状のベース部８５は、帯電ユニット８３へ装着した状態で従動ローラ３３の下に位置する部位を凹ませ、この凹部８９よりも搬送ローラ３２に位置する部位に斜面部９０を形成してある。この斜面部９０は、搬送ローラ３２側が低く、従動ローラ３３側が高くなるように形成してあり、その斜面にベルト表面を清掃するクリーニングマイラ１３５を取付けてある。そのためクリーニングマイラ１３５は、搬送ベルト３１の回転方向（図中矢印Ｘ）に対してカウンタ方向でかつ分離爪保持ユニット８４の取り外し方向（図中矢印Ｙ）に対してトレーリング方向で搬送ベルト３１に対して摺接することになる。クリーニングマイラ１３５がカウンタ方向で搬送ベルト３１に摺接することでクリーニング効率が向上することは言うまでもない。

また板状のベース部８５の前述の斜面部９０よりも搬送ローラ３２に位置する部位には凹溝９１が形成してあり、その部分には搬送ベルト３１の表面を清掃するためのクリーニングブラシ９２が設けてある。またさらにその搬送ローラ３２に位置する部位は一段低くなるように段付き部９３としてあり、その搬送ローラ３２側の面に除電ブラシ１３６が配してある。

これらクリーニングマイラ１３５、クリーニングブラシ９２、除電ブラシ１３６の詳細な構成、作用については周知であるので説明を省略する。またこれらについて、図示の形態のものでなく、他の形態のものを採用してもよいことは勿論である。

ストッパ部８６は、分離爪保持ユニット８４を支持部材８２Ｂ上で矢印Ｙと逆方向へスライドさせつつ取付ける際に、所定の位置よりも行き過ぎにならないように支持部材８２Ｂの端部に当接してストッパとなる。すなわち、分離爪保持ユニット８４を機能別に構成を分離させてあり、取付け形状にあわせて後述する交換の効率化を向上させている。

分離爪保持部８８は、分離爪３７を保持するためのＬ字状の部位で、取り外し方向（Ｙ）で従動ローラ３３のすぐ外側に位置するようにベース部８５の端部に接合した複数の部材からなり、分離爪３７を回転可能に軸支するために、それぞれ上端部に上方を開放したＵ字状の溝９４が形成してあり、分離爪３７の下端部に設けた軸９５がそこに嵌着してある。

また分離爪３７の軸９５には、板バネ９６が連結してあり、分離爪３７が自重で搬送ベルト３１側へ回動して搬送ベルト３１の表面に接触しようとする動作に抗する付勢力を、いわば背圧的に作用させるようになっている。なお、このような分離爪３７の形状は一例であり、またその回動に抗するための付勢手段としては、板バネではなくコイルスプリングなどを用いてもよいが、いずれにしても分離爪３７が自重で搬送ベルト３１側へ回動して搬送ベルト３１に対して圧をまったく掛けないか、あるいはほとんど掛けないで記録紙を剥離させ得るようにすることが、搬送ベルト３１の寿命を伸ばす上で好ましい。

上述のような分離爪保持ユニット８４をインクジェット記録装置等の画像形成装置から取り外すには、排出ローラ３８等を備えるユニットを取り外し、あるいは邪魔にならないように除けておき、分離爪保持ユニット８４のベース部８５を支持部材８２Ｂ上で滑らせながら図中矢印Ｙ方向へ抜くことになる。なお、分離爪保持ユニット８４を支持部材８２Ｂに対してビス止め等してあれば、それを取り外してからであることはもちろんである。

分離爪保持ユニット８４を取り外すと、いわば必要最低限の部材取り外すだけで搬送ベルト３１の交換も簡単かつ容易に行えるようになる。またベース板８５上に設けてあるクリーニングマイラ１３５等の消耗品を分離爪の保持ユニットに取付けることでそれらの交換がベルトを取外すことなく容易に行えるようになる。もちろん、クリーニングマイラ１３５だけでなく、各消耗品を独立して交換でき、必要な部材のみ交換して無駄を省くこともできる。また分離爪保持ユニット８４を取付けるには上記と逆の操作を行うことになる。

なお図示の例では、従動ローラ３３が搬送ローラ３２よりも小径で、搬送ベルト３１が従動ローラ３３側でよりも搬送ローラ３２側で下方に位置する、すなわち両ローラ３２、３３の下側周回時には斜めになるようにしてある。そのため図７に示すように、クリーニングマイラ１３５の基端と搬送ベルト３１までの距離は、取付け位置での距離Ａが、分離爪保持ユニット８４の取り外し直前での距離Ｂよりも搬送ベルト３１が下降傾斜している分だけ若干ではあるが小さくなる（Ａ＜Ｂ）位置関係に設定できる。この構成により、カウンタ方向で搬送ベルト３１に摺接しているクリーニングマイラ１３５の先端が、分離爪保持ユニット８４の取り外し時に搬送ベルト３１との接触によって曲げられることをなくすことができる。比較例として図８に、従動ローラ３３と搬送ローラ３２を同径として搬送ベルト３１を上、下周回とも水平とした場合を示す。このような設定では、クリーニングマイラ１３５の基端と搬送ベルト３１までの距離は、距離Ａ、Ｂが同距離（Ａ＝Ｂ）となる。そのため分離爪保持ユニット８４を取り外し終えるまでクリーニングマイラ１３５と搬送ベルト３１の下面が同じ間隔を保ち、したがって同じ摩擦力が掛かり続けるので、クリーニングマイラ１３５が、特に先端部分が図８（Ｂ）に示すように曲がりやすくなる。

またなお、従動ローラ３３が搬送ローラ３２よりも小径としてあることにより、上側周回状態で搬送ベルト３１が水平となるようにし、下側周回時には斜めになるようにして、従動ローラ３３の下側に分離爪保持ユニット８４を装着するスペースを作り出している。そのため、搬送ベルト３１と分離爪保持ユニット８４の位置関係が図示の例のように簡単かつシンプルになっている。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタの構成を概念的に示す図 同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面図 図１、２に示した装置が備える副走査搬送部の一例の拡大説明図 図１、図３で示した副走査搬送部のような記録紙搬送装置のユニット化構成例を示す側面断面図 その要部の斜視図 同じく拡大側面図 クリーニングマイラの基端と帯電ベルトである搬送ベルトまでの距離の例を示す図 クリーニングマイラの基端と搬送ベルトまでの距離の他の例を示す図

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 被記録媒体
６ 排紙搬送部
７ 排紙トレイ
１０ 圧板
１１ 画像読取部（スキャナ部）
１２ コンタクトガラス
１３ 照明光源
１４、１６、１７ ミラー
１５、１８ 走査光学系
１９ レンズ
２１ キャリッジガイド
２３ キャリッジ
２４ 記録ヘッド
２５ サブタンク
２６ インクカートリッジ
２７ 主走査モータ
２８ａ 駆動プーリ
２８ｂ 従動プーリ
２９ タイミングベルト
３１ 搬送ベルト
３２ 搬送ローラ
３３ 従動ローラ
３４ 帯電ローラ
３５ ガイド部材
３６ 加圧コロ
３７ 分離爪
３８ 搬送ローラ
４１ 給紙カセット
４２ 給紙コロ
４３ フリクションパッド
４４ 給紙搬送ローラ
４５ 給紙モータ（駆動源）
６１、６２ 排紙搬送ローラ対
６３ 排紙搬送ローラ対
６４ 排紙ローラ
８１ 側板
８２（８２Ａ、８２Ｂ） 支持部材
８３ 帯電ユニット
８４ 分離爪保持ユニット
８５ ベース部
８６ ストッパ部
８７ 保持ベース
８８ 分離爪保持部
８９ 凹部
９０ 斜面部
９１ 凹溝
９２ クリーニングブラシ
９３ 段付き部
９４ 溝
９５ 軸
９６ 板バネ
１２１ 維持回復装置
１２２ 保湿用キャップ
１２３ 吸引用キャップ
１２４ ワイパーブレード
１２５ 空吐出受け
１３１ 副走査モータ
１３２ タイミングベルト
１３３ タイミングローラ
１３５ クリーニングマイラ
１３６ 除電ブラシ
Ａ、Ｂ クリーニングマイラと帯電ベルトの距離
Ｘ 帯電ベルトの回転方向
Ｙ 分離爪保持ユニットの取り外し方向

Claims (6)

1. 無端状のベルト部材を周回させながら帯電手段により前記ベルト部材の表面に電界を与えることにより記録媒体を吸着、搬送する静電吸着装置において、前記帯電手段とは別体の分離爪保持ユニットを備え、前記分離爪保持ユニットが前記分離爪以外に消耗部品を有し、前記分離爪保持ユニットは、前記帯電手段を備える静電吸着装置本体に対して取付ける際に前記静電吸着装置本体により取付けのための移動をガイドされる第１の板状部と、前記板状部の前記静電吸着装置本体への取付け移動のストッパを兼ねる第２の板状部とからなる保持ベースを有し、前記第１の板状部に前記消耗部品を備え、前記消耗品が、前記ベルト表面を清掃するクリーニングマイラであり、該クリーニングマイラを、前記ベルトの回転方向に対してカウンタ方向でかつ前記分離爪保持ユニットの取り付け方向に対してトレーリング方向で摺接させることを特徴とする静電吸着装置。
2. 請求項１に記載の静電吸着装置において、前記消耗部品を前記分離爪保持ユニットから取り外し可能に備えることを特徴とする静電吸着装置。
3. 請求項１に記載の静電吸着装置において、前記クリーニングマイラは、前記分離爪保持ユニットを前記静電吸着装置本体に取付けた位置での前記ベルトまでの距離をＡ、前記分離爪保持ユニットを前記静電吸着装置本体から取り外す直前位置での前記ベルトまでの距離をＢとしたとき、Ｂ＞Ａとなるように前記ベルトと前記分離爪保持ユニットの位置関係を設定してなることを特徴とする静電吸着装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の静電吸着装置において、前記ベルトを掛け回す一対のローラのうち前記分離爪保持ユニット側に位置するローラ径を他のローラ径より小さくしたことを特徴とする静電吸着装置。
5. 請求項４に記載の静電吸着装置において、前記分離爪保持ユニット側に位置するローラがテンションローラであり、前記他のローラが駆動ローラであることを特徴とする静電吸着装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の静電吸着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。