JP4569519B2

JP4569519B2 - インクジェット記録用ベルト帯電ロール及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4569519B2
Application number: JP2006139016A
Authority: JP
Inventors: 健太郎上石
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: US7789505B2; US20070268351A1; JP2007308262A

Description

本発明は、インクジェット記録用ベルト帯電ロール及びインクジェット記録装置に係り、特に、記録媒体を搬送するベルトの帯電及び除電を行うインクジェット記録用ベルト帯電ロール及びインクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェット記録装置では、インクジェットヘッドを主走査方向へ走査しながらインク液を吐出し、１ライン分のインクジェットヘッドの走査が終了すると、記録媒体を副走査方向へ所定量搬送して、再びインクジェットヘッドを主走査方向へ走査して、記録媒体に画像を形成している。

記録媒体の搬送は、所定量だけ精度よく搬送する必要があるため、搬送ベルトを帯電させて静電気により記録媒体を搬送ベルトの表面に吸着させて搬送している。ここで、搬送ベルトに残留電荷があると、所望の電荷量にならないため、安定した吸着力が得られない。

搬送ベルトの表面で安定した吸着力を得るために、静電吸着ベルトの除電を行う除電ブラシを設けた用紙搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、静電記録装置等でコロトロン、スコロトロン、除電ブラジ，除電ロール等の除電装置を用いて除電を行う方法が知られている。

しかしながら、特許文献１に記載の除電ブラシを用いた用紙搬送装置では、除電ブラシの毛の変形や抜け落ちによって、その位置に対応した搬送ベルトの部分の除電能力が低下し、安定した帯電を行うことができない。さらに抜け落ちた毛が用紙搬送装置内の他機構へ付着して悪影響を及ぼすという懸念があり、例えば帯電器に付着することによる帯電不良の懸念や、記録媒体やインクジェットヘッドに付着して画質を悪化させる懸念により、装置の信頼性を低下させてしまうという問題がある。

また、上記のコロトロン、スコロトロン等の除電装置を用いる方法では、電圧を発生させる機構が新たに必要となり、その結果装置全体のコストが上がり、さらに電源を発生させる機構を設置するスペースも必要となるため、装置の小型化を妨げてしまう、という問題がある。更に、従来のコロトロン、スコロトロンは、オゾン発生，表面親水化，放電劣化の影響を受け易く、装置面積，コスト面で好ましくない。

一方、従来の直流に用いる導電ロールでは、ベルト帯電時の電界保持性維持のための直流帯電による安定した用紙吸着性の保持が必要であるが、インク（や処理液）ミストやインク汚れ、によるベルト表面汚染による電気特性が悪化する。更に、形態変化・ヘコミ発生による帯電むらが出やすい。

これに対し、徐電レスを狙った高信頼で搬送ベルト上での帯電を可能とする導電ロールが提供されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では交流＋直流による帯電に併用され、単層導電ロールで抵抗を制御しているが、環境の変化による抵抗変動で含水紙などへの用紙吸着性が変化しやすく、更に、ベルトの搬送と帯電を制御し、ベルトの上での残留電荷が用紙位置・サイズや用紙で異なり、安定した吸着力が得られない。
特開２００４−９９２８０号公報特開２００３−１０３８５７号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、インクジェット記録用ベルト上での安定した帯電挙動を可能にすることにより、インクジェット記録用ベルトに用紙搬送に十分な吸着力を常に維持させることができ、インクの付着を低減し、更に放電劣化、直流電源電圧の低減を実現したインクジェット記録用ベルト帯電ロール、及び該インクジェット記録用ベルト帯電ロールを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討の結果、下記本発明が前記課題を解決することを見出し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
＜１＞金属芯材の外周に下地層が形成されているロール上に、フッ素樹脂を含み、２３℃５５％ＲＨにおけるニップ抵抗が１０^４〜１０^８Ωである表面層が形成され、前記表面層は、１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗が前記下地層の１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗より低く、２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗が前記下地層の２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗より高いことを特徴とするインクジェット記録用ベルト帯電ロールである。

＜２＞前記表面層は、静止摩擦係数が０．３以下であり、厚みが３０〜５００μｍであることを特徴とする＜１＞に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールである。

＜３＞フッ素樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブをその内周面に流体を圧入することで膨らまし、該膨らました導電性チューブの内周面側に、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、前記流体の圧入を停止させて導電性チューブを収縮させることで、前記表面層が形成されていることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールである。
＜４＞フッ素樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブに、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、これらを加熱して加硫しながら該導電性チューブを硬化させた後冷却し、該導電性チューブを下地層に接着させることで、前記表面層が形成されていることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールである。

＜５＞前記フッ素樹脂がテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールである。
＜６＞記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットと、記録媒体をインクジェットヘッドユニットに搬送する搬送ベルトと、搬送ベルト表面を帯電させるための帯電ロールと、を備えたインクジェット記録装置であって、前記帯電ロールが＜１＞〜＜５＞の何れか１つに記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールであることを特徴とするインクジェット記録装置である。

本発明によれば、インクジェット記録用ベルト上での安定した帯電挙動を可能にすることにより、インクジェット記録用ベルトに用紙搬送に十分な吸着力を常に維持させることができ、インクの付着を低減し、更に放電劣化、直流電源電圧の低減を実現したインクジェット記録用ベルト帯電ロール、及び該インクジェット記録用ベルト帯電ロールを備えたインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明のインクジェット記録用ベルト帯電ロール（以下、「本発明の帯電ロール」という場合がある。）を図１を用いて説明する。図１に示すように本発明の帯電ロール３２は、金属芯材２の外周に下地層４が形成されているロールに、フッ素樹脂を含み、２３℃５５％ＲＨにおけるニップ抵抗が１０^４〜１０^８Ωである表面層６が形成されていることを特徴とする。尚、表面層６におけるフッ素樹脂の含有量は、５質量％以上であり、５０〜８０質量％が好ましい。
本発明の帯電ロール３２は、下地層４と表面層６との二層構造となっているため、ロールの抵抗調整機能のみならず、ベルト表面の異物付着による汚れ防止，放電生成物による抵抗低下抑制，磨耗粉による用紙汚れ防止，発泡体部分での機械的磨耗抑制，機械的変形の防止，ニップ部変形抑制など表面保護層としての機能層として有効である。

金属芯材２としては、特に限定されず、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅、アルミニウム等が用いられる。

下地層４は、表面に緻密なスキン層を有する発泡層、無発泡層のいずれであってもよいが、均一ニップ性付与のため発泡層であることが好ましい。下地層４としては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリエーテルウレタン（ＰＵ）ゴム等の単独、またはＥＰＤＭとシリコーンゴム、ＮＢＲ等との２種以上のゴム材成分から構成されることが好ましく、ＥＰＤＭ、ＥＣＯ、ＰＵゴム。下地層４の体積抵抗率は一般に１０^１４Ωｃｍ以上であるが、必要に応じて、下地層４に導電剤を含有させることもできる。

下地層４の層厚は、１〜３０ｍｍであることが好ましく、２〜６ｍｍであることがより好ましい。下地層４の層厚が１ｍｍ未満であると、ゴム硬度がシュフトのたわみを保持して変形しやく，均一ニップの保持が困難となる場合があり、３０ｍｍを超えると、ベルトニップ量が増えベルトスピードの変動や、用紙走行に影響し、画質上の伸縮や，用紙シワになり、用紙ジャム発生の原因となる場合がある。

表面層６は、フッ素樹脂を含み、２３℃５５％ＲＨにおけるニップ抵抗が１０^４〜１０^８Ωであることを特徴とし、１０^４．５〜１０^７Ωであることが好ましく、１０^４．５〜１０^６Ωであることがより好ましい。前記表面層６のニップ抵抗が１０^４Ω未満であると、用紙給電時の過大電流となりベルトリークによる用紙吸着不良となりやすく、１０^８Ωを超えると、ベルト帯電となる。ここでニップ抵抗とは、１Ｋｇの荷重を掛け、電圧１００Ｖ（１０秒チャージ）を印加したときの抵抗を三菱油化製ハイレスターＩＰの円筒電極ＨＲプローブを用いて測定した値であり、表面層６のニップ抵抗はチューブ被覆前に同径の金属（ＳＵＳ、またはＡｌパイプ）にチュービングし、そのニップ部で測定し、後述の下地層のニップ抵抗はチューブ被覆前に加重５００ｇ（各両端）で印加電圧１００ｖで同様に測定した。

また、表面層６は、より安定な帯電挙動をベルト上で実現できる点で、１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗が下地層４の１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗より低く、２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗が下地層４の２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗より高い。１０℃１０％ＲＨ条件下では基材抵抗の上昇を表面層の抵抗値をこれより低く抑えることにより、ニップ部での電流が表面層を介して全面に回り込み、見かけのニップ抵抗を小さくできる。２８℃８５％ＲＨ条件下では吸湿やゴム弾性の低下による基材抵抗の低下を逆にチューブ抵抗をこれより高くすることにより安定した抵抗体を得ることができる。

更に、表面層６は、静止静摩擦係数が０．３以下であり、厚みが３０〜５００μｍであることが好ましい。前記静止静摩擦係数は０．２５以下であることがより好ましく、０．２以下であることが更に好ましい。前記静止静摩擦係数が０．３を超えると、ベルトの表面磨耗の促進，スリップ性，速度変動を招き，安定した用紙姿勢が取りにくく、異物付着性が向上し、ブレード等のクリーニング性も低下する場合がある。一方、前記厚みは、３０〜５００μｍであり、５０〜２００μｍであることが更に好ましい。前記厚みが３０μｍ未満であると、下地層４の研磨パターン、発泡目の影響で凹凸が出たり，変形によるシワ・へこみ等の発生、さらに収縮率の低減による基材密着性の低下の原因となる場合があり、５００μｍを超えると、下地層４の影響がでにくく、ベルトとの不均一ニップによるベルト用紙速度の変動や表面傷・磨耗などが起こりやすく、異物付着（インク，紙粉，放電生成物，ゴミ等）となる場合がある。
尚、前記表面層６の静止摩擦係数は、２５℃条件下で、Ｈｅｉｄｏｎを用い、表面層６を構成する樹脂シート上に、前記金属芯材２の外周に下地層４が形成されているロールを置き、徐々に樹脂シートを傾け、前記ロール軸がスライドする角度のｔａｎ（正接）より求めることが可能である。

表面層６は、フッ素樹脂を含む。本発明の帯電ロールは、フッ素樹脂を含むことにより、インクの付着を低減し、環境変化に対し、安定な抵抗領域（通常の電子写真方式に用いる帯電ロール（体積抵抗率が１０^８Ωｃｍ）よりも低い抵抗領域（体積抵抗率が１０^６Ωｃｍ））を有する帯電ロールを提供することができ、その結果、放電劣化、直流電源電圧の低減を実現でき、ベルト上での用紙保持性・高画質・高転写と高信頼の両立が可能となる。前記フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

表面層６は、フッ素樹脂以外にも抵抗調整のため、導電性材料を含有していてもよい。該導電性材料としては、導電性フィラーとして電子伝導性導電材であるカーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、Ａｌ、Ｎｉ、銅等のフィラー；酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸Ｋ、酸化錫−酸化Ｉｎ、酸化Ｓｂ等の複合酸化物；が挙げられ、イオン導電性材料としてアンモニウム塩、スルホン酸塩、カチオン、ノニオン、アニオン系の界面活性剤；が挙げられ、これらを用いて２３℃５５％ＲＨにおける体積抵抗率を１０^４〜１０^８Ωｃｍに制御することが好ましい。

以上の構成の本発明の帯電ロールは、１０℃１０％ＲＨ条件下での抵抗安定化と帯電ムラ軽減の点で、２３℃５５％ＲＨにおける表面抵抗率が１０^６Ω／□以下（より好ましくは１０^５．５Ω／□以下）であり、２３℃５５％ＲＨにおける体積抵抗率が１０^４〜１０^７Ωｃｍ（より好ましくは１０^４．５〜１０^６．５Ωｃｍ）であることが好ましい。
尚、２３℃５５％ＲＨにおける表面抵抗率は、図２に示すように電圧２ｋＶの印加から所定時間経過した上記帯電ロール３２の表面に、その円周方向に１０ｍｍ離して直径１２ｍｍ，長さ３３０ｍｍの２本のＳＵＳ製の金属ロール８を０．２ｍｍの食い込み量で接触させた。そして、金属ロール８間に１ｋＶの直流電圧(Ｖ)を印加して、電圧の印加から１０秒後の電流値(Ｉ)を読み取り、下記の式により表面抵抗率Ｒｓを求めた。
・Ｒｓ＝ＬＶ／ＧＩ
ここで、Ｌは帯電ロールの長さ(ｃｍ)を示し、Ｇは２本の金属ロール８間の距離(ｃｍ)を示す。
また、体積抵抗率は、高さ１ｃｍのロール断片を切り出して、上下に金属板をはさみ、ＤＣ＝１００ｖを印加して１０秒値の抵抗計測を行い、割り出した。

また、本発明の帯電ロールは硬度が９０〜２０°であることが好ましく、６０〜３０°であることがより好ましい。前記硬度が９０°を超えると、ベルトニップが小さくなり、ベルト面方向で安定した帯電が得られない原因となる場合があり、前記硬度が２０°未満であると、ニップ面積が大きくなり、ベルト速度変動を生ずる原因となる場合がある。尚、前記硬度は、アスカーＣ硬度を意味し、荷重５００ｇのときの反発硬度である。

本発明の帯電ロールの製造方法は特に限定されないが、チューブ状のフッ素樹脂組成物を金属芯材の外周に下地層が形成されているロールに被覆することにより、表面層が形成されていることが好ましい。本発明の帯電ロールとしては、以下の方法により製造されたものが好ましい。

本発明の帯電ロールは、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリヘキサテトラフロロエチレン樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブをその内周面に流体を圧入することで膨らまし、該膨らました導電性チューブの内周面側に、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、前記流体の圧入を停止させて導電性チューブを収縮させることで、表面層６が形成されていることが好ましい（第一の方法）。
また、本発明の帯電ロールは、フッ素樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブに、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、これらを加熱して加硫しながら該導電性チューブを硬化させた後冷却し、該導電性チューブを下地層に接着させることで、表面層６が形成されていることが好ましい（第二の方法）。

本発明の帯電ロールは、下地層４が発泡層である場合、例えば、次のようにして製造することができる。未発泡状態のゴム素材に発泡剤、加硫剤等を添加し、発泡弾性体素材を作製する。硬度３０〜６０°の発泡弾性体を得るためには、発泡剤の量や発泡条件を調節することが重要である。次いで、発泡弾性体素材をニーダー、バンバリーミキサ等で混練した後、エクストルーダで押し出し、クロスヘッドに送られる金属芯材の外周面に巻き付ける。上記発泡弾性体素材が巻き付けられた金属芯材を金型内にセットし、弾性体素材を加熱して加硫する。加熱により発泡したゴム素材は金属芯材に固着され、下地層となる発泡弾性体が形成される。あるいは、発泡弾性体素材をエクストルーダで押し出す際に、該弾性体素材をチューブ形状に成形して、これを金属芯材に巻き付けることなく、加熱して発泡弾性体を形成する方法でもよい。また、この発泡弾性体の中心に金属芯材を圧入して、金属芯材の外周面に下地層を固定させることもできる。下地層の表面はその後研磨される。

一方、フッ素樹脂にカーボンブラック、加硫剤等を添加した導電性ゴム材料を作製する。次いで、例えばドライプロセスで生産性の良いクロスヘッドを有するエクストルーダから前記導電性ゴム材料をチューブ状に押し出して表面層となるチューブを作製する。

更に、第一の方法では、得られた導電性チューブの内周面に流体を圧入するまたは内径が大きめの金属シャフトに挿入することで膨らまし、該膨らました導電性チューブの内周面側に、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、前記流体の圧入を停止させて導電性チューブを収縮させることで、表面層６が形成される。

また、第二の方法では、得られた導電性チューブの内周に下地層が形成された金属芯材を挿入し、下地層が形成された金属芯材を定速で移動させて、下地層の外周に導電性チューブを被覆する。その後、導電性チューブを下地層が形成された金属芯材と一体的に加硫缶内で加圧蒸気の雰囲気下に加熱して加硫または加硫発泡しながら、導電性チューブを下地層が形成された金属芯材と一体的に加硫缶内で加圧蒸気の雰囲気下に加熱して加硫しながら、導電性チューブを硬化させた後冷却して表面層６を形成すると同時に前記下地層４表面に接着または収縮圧入させる。このようにして製造されたロールを加硫缶から取り出す。
以上のようにして作製された基材ロールの表面は研磨して仕上げを行う

本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットと、記録媒体をインクジェットヘッドユニットに搬送する搬送ベルトと、搬送ベルト表面を帯電させるための帯電ロールと、を備えたインクジェット記録装置であって、前記帯電ロールが既述の本発明のインクジェット記録用ベルト帯電ロールであることを特徴とする。
以下、本発明のインクジェット記録装置の好ましい形態について図面を参照して説明する。

図３に示すように、インクジェット記録装置１０は、記録用紙（記録媒体）Ｐにインク滴を吐出するインクジェットヘッドユニット１２を備えており、インクジェットヘッドユニット１２は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のインク滴各々をノズルから吐出するインクジェットヘッド（図示省略）を備えている。インクジェットヘッドは記録用紙Ｐの幅以上の有効印字領域を有する長尺のヘッドで、記録用紙Ｐの幅方向の印字領域に一斉にインク滴を吐出する。また、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させる方式は、圧電素子でインク室を加圧する方式やサーマル方式等の公知の方式を適用可能である。

また、インクは、インクジェットヘッドユニット１２の上方に配置されたインクタンク（図示省略）から配管を通じてインクジェットヘッドへ供給され、インクの種類は、水性インク、油性インク、溶剤系インク等の公知のインクが適用可能である。

インクジェット記録装置１０の最下部には、給紙トレイ１６が挿抜可能に設けられており、給紙トレイ１６には、記録用紙Ｐが積載されており、最上位の記録用紙Ｐにはピックアップロール１８が当接している。記録用紙Ｐは、ピックアップロール１８によって１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送方向下流側へ給紙され、搬送経路に沿って順に配設された搬送ロール２０、２２によって無端状の搬送ベルト２４へ給紙され、搬送ベルト２４によりインクジェットヘッドユニット１２のへ搬送される。

また、搬送ベルト２４は、駆動ロール２６及び従動ロール２８、３０に張架されている。また、従動ロール３０は接地されている。

なお、搬送ベルト２４は、一例として、ウレタンなどのゴムやＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ポリイミドなどの樹脂により成形されており、体積抵抗値は１０^１０Ω・ｃｍ以上となっている。

また、記録用紙Ｐが搬送ベルト２４に接触する位置の上流側に、電源装置３４が接続された、本発明の帯電ロールである帯電ロール３２が配置されている。帯電ロール３２は、従動ロール３０との間で搬送ベルト２４を挟みつつ従動し、搬送ベルト２４に押圧する押圧位置と、搬送ベルト２４から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール３０との間に所定の電位差が生じるため、搬送ベルト２４に対して放電し、電荷を与えることができる。また、帯電ロール３２を配置する位置は、記録用紙Ｐが搬送ベルト２４に接触する位置の上流側である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、紙粉やインクミスト等の装置内の汚れによる影響が少なくなる位置に設置することができる。

電源装置３４は、既知である任意の電圧波形を発生する任意波形発生器及び増幅器で構成されている。

また、インクジェットヘッドユニット１２の下流側には、記録用紙Ｐの排出経路を構成する複数の排出ロール対４０が設けられ、排出ロール対４０で構成された排出経路の先には、排紙トレイ４２が設けられている。

インクジェット記録装置１０の各部は、図４に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭから構成される制御部５６によって制御され、インクジェットヘッドユニット１２、帯電ロール３２、各種ロールを駆動する複数のモータ４６を含むインクジェット記録装置１０の全体を制御している。

次に、インクジェット記録装置１０のプリント動作について説明する。まず、制御部５６は、プリントジョブの指令を受け取ると、ピックアップロール１８、全ての搬送ロール、搬送ベルト２４を駆動させて給紙トレイ１６から記録用紙Ｐを送り出す。さらにダミージェットを行い、インクジェットヘッドユニット１２のノズルの性能を初期化し、インクジェットヘッドユニット１２によるインク滴の吐出を制御するヘッド制御部（図示省略）は、画像信号に対応するノズルの圧電素子に、画像信号に応じたタイミングで駆動電圧を印加する。

これによって、搬送ベルト２４で搬送されている記録用紙Ｐが印字されるが、この印字工程については詳細に後述する。そして、印字された記録用紙Ｐは、搬送ベルト２４、排出ロール対４０によって排紙トレイ４２まで搬送される。

ここで、印字工程について説明する。まず、制御部５６は、プリントジョブを受信すると、帯電ロール３２をオンにし、電源装置３４から上述した重畳波形で変化する電圧を帯電ロール３２に印加させる。そして、帯電ロール３２が搬送ベルト２４に放電すると、搬送ベルト２４の表面上の帯電領域において、重畳波形の高周波電圧波形で変化する電圧によって、残留電荷を平均化しつつ低周波電圧波形の周波数に対応する帯電パターンのみがベルト表面に現れ、搬送ベルト２４の表面には、図５のように、正の電荷と負の電荷とが交互に帯電される。この正の電荷と負の電荷とによる不均一電界による応力（マックスウェル応力）によって、記録用紙Ｐが搬送ベルト２４の表面に安定的に静電吸着される。正の電荷と負の電荷とが交互に帯電されているため、搬送ベルト２４の表面からインクジェットヘッドユニット１２のインク滴の吐出へ与える電界の影響が少なく、また、記録用紙Ｐを直接帯電しないため、記録用紙Ｐの特性（電気抵抗値、厚さなど）に起因する吸着力の影響が少ない。

これによって、搬送ベルト２４へ給紙された記録用紙Ｐが、搬送ベルト２４に静電吸着されてインクジェットヘッドユニット１２の印字領域を通過する。その際、制御部５６は、インクジェットヘッドユニット１２を作動して記録用紙Ｐに印字を行う。そして、記録用紙Ｐは排出ロール対４０によって、排紙トレイ４２に排紙される。また、搬送ベルト２４の記録用紙Ｐが吸着されていた部分は、駆動ロール２６及び従動ロール２８、３０によって、帯電ロール３２の押圧部分へ再び回転移動し、帯電ロール３２に印加された重畳波形で変化する電圧によって搬送ベルト２４上に残留した電荷が平均化されると共に、再び低周波電圧波形の周波数に対応し、搬送ベルト２４上に正の電荷と負の電荷とが交互に帯電され、安定した吸着力を維持する。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
＜参考例１＞
未発泡状態のＥＰＤＭ（ＪＳＲ製ＥＰ３３）１００質量部に、加硫剤として硫黄（鶴見化学工業社製、２００メッシュ）１質量部と、硫黄加硫促進剤（大内新興化学工業社製、ノクセラ−Ｍ）１．５質量部と、発泡剤としてベンゼンスルホニルヒドラジド６質量部と、ケチェンブラックＥＣ（ライオンアクゾ製）６質量部と、旭サーマルブラックＦＴ（旭カーボン）２４質量部とを添加し、これをニーダー、バンバリミキサーで混練し、押し出し機を用いてチューブ状にゴム組成物を押し出した。更に、１６０℃、３０分間発泡加硫を行い、チューブ状の発泡生成物を得た。
次いで、チューブ状の発泡生成物にφ８ｍｍの金属（ＳＵＳ、ステンレス鋼）シャフトを挿入し、１８．７ｍｍφになるように研摩加工し、下地層（発泡生成物）が形成された発泡ロールを得た。

導電性ＰＦＡチューブ（グンゼ製導電チューブ、厚み１００μｍ）をその内周面にエアーを圧入することで膨らまし、該膨らましたチューブの内周面側に、発泡ロールを挿入し、エアーの圧入を停止させて導電性ＰＦＡチューブを１２０℃、１０分で収縮させることで、表面層（導電性ＰＦＡチューブ）が形成されたインクジェット記録用ベルト帯電ロールを作製した。

得られた帯電ロールについて、既述の方法で、２３℃５５％ＲＨにおける表面抵抗率、体積抵抗率、及び硬度を測定した。
また、表面層について２３℃５５％ＲＨ、１０℃１０％ＲＨ、２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗、静止摩擦係数、厚みを測定した。
更に、下地層について２３℃５５％ＲＨ、１０℃１０％ＲＨ、２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗、厚みを測定した。これらの結果を表１に示す。

得られた帯電ロールを図３と同様の構成のインクジェット記録装置における帯電ロール３２として使用した。また、該インクジェット記録装置は、搬送ベルト２４としてポリイミドベルト（２３℃５５％ＲＨにおける体積抵抗：１０^１１．８Ωｃｍ、表面抵抗：１０^１２．６Ω／□）を使用した。２３℃５５％ＲＨ、１０℃１０％ＲＨ、２８℃８５％ＲＨそれぞれの条件下において、帯電ロール３２に直流電圧２Ｋｖを印加し、インクとしてＥＰＳＯＮ製インク（ＩＣ８ＣＬ３３）を用い、該インクジェット記録装置により画像を記録した。その際の帯電ロール３２上のインク汚れ、用紙吸着性、帯電特性を評価した。その結果それぞれの条件において、インク汚れが発生せず（３Ｍ製Ｓｃｏｔｃｈクリアーテープ上でベルト面に転写し、濃度が０．１５未満であった。）、用紙吸着性は良好であり（インク印字後もベルト上の用紙が剥離せず。）、帯電特性(帯電ロールにＤＣ１．５ｋｖ印加)は良好（ベルト表面電位はＤＣ＋９５０ｖであった。）であった。

＜実施例２＞
参考例１において、チューブ状の発泡生成物を作製する際に用いたケチェンブラックＥＣ（ライオンアクゾ製）の添加量を７質量部に、旭サーマルブラックＦＴ（旭カーボン）の添加量を２８質量部に変更したこと以外参考例１と同様にして、インクジェット記録用ベルト帯電ロールを作製し、参考例１と同様にインクジェット記録装置を用いて、帯電ロール３２上のインク汚れ、帯電性、用紙吸着性を評価した。その結果それぞれの条件において、インク汚れが発生せず（３Ｍ製Ｓｃｏｔｃｈクリアーテープ上でベルト面に転写し、濃度が０．１３であった。）、用紙吸着性は良好であり（インク印字後もベルト上の用紙が剥離せず。）、帯電特性は良好（ベルト表面電位はＤＣ＋９３０ｖであった。）であった。

＜参考例３＞
参考例１において、チューブ状の発泡生成物を作製する際に用いたＥＰＤＭ１００質量部を、エピクロロヒドリンゴム（ダイソー製エピクロマーｃ）１００質量部に変更し、ケチェンブラックＥＣ（ライオンアクゾ製）６質量部、及び旭サーマルブラックＦＴ（旭カーボン）２４質量部を、トリエチルベンジルアンモニウム塩１質量部に変更したこと以外参考例１と同様にして、インクジェット記録用ベルト帯電ロールを作製し、参考例１と同様にインクジェット記録装置を用いて、帯電ロール３２上のインク汚れ、帯電性、用紙吸着性を評価した。その結果それぞれの条件において、インク汚れが発生せず（３Ｍ製Ｓｃｏｔｃｈクリアーテープ上でベルト面に転写し、濃度が０．１４であった。）、用紙吸着性は良好であり（インク印字後もベルト上の用紙が剥離せず。）、帯電特性は良好（ベルト表面電位はＤＣ＋９８０ｖであった。）であった。

＜比較例１＞
参考例１において、用いた導電性ＰＦＡチューブを、グンゼ製導電チューブ、厚み１００μｍから、２５μｍに変更したこと以外参考例１と同様にして、インクジェット記録用ベルト帯電ロールを作製し、参考例１と同様にインクジェット記録装置を用いて、帯電ロール３２上のインク汚れ、帯電性、用紙吸着性を評価した。その結果、インク汚れが発生し（３Ｍ製Ｓｃｏｔｃｈクリアーテープ上でベルト面に転写し、濃度が０．２５であった。）、用紙吸着性は不良であり（インク印字後のベルト上の用紙の剥離が発生した。）、帯電特性は不良（ベルト表面電位はＤＣ＋３４０ｖであった。）であった。

＜比較例２＞
参考例１において、用いた導電性ＰＦＡチューブを、グンゼ製導電チューブ、厚み１００μｍから、５５０μｍに変更したこと以外参考例１と同様にして、インクジェット記録用ベルト帯電ロールを作製し、参考例１と同様にインクジェット記録装置を用いて、帯電ロール３２上のインク汚れ、帯電性、用紙吸着性を評価した。その結果、インク汚れが発生し（３Ｍ製Ｓｃｏｔｃｈクリアーテープ上でベルト面に転写し、濃度が０．１６であった。）、用紙吸着性は不良であり（インク印字前にベルト上の用紙の剥離が発生した。）、帯電特性は不良（ベルト表面電位はＤＣ＋５５０ｖであった。）であった。

本発明のインクジェット記録用ベルト帯電ロールの構成を示す概略図である。表面抵抗率の測定方法を説明するための図である。本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の制御系を示すブロック図である。本発明に係る搬送ベルト上に帯電された電荷を示すイメージ図である。

符号の説明

２金属芯材
４下地層
６表面層
８金属ロール
１０インクジェット記録装置
１２インクジェットヘッドユニット
１６給紙トレイ
１８ピックアップロール
２０，２２搬送ロール
２４搬送ベルト
２６駆動ロール
２８，３０従動ロール
３２帯電ロール
３４電源装置
４０排出ロール対
４２排紙トレイ
４６モータ
５６制御部
Ｐ記録用紙

Claims

金属芯材の外周に下地層が形成されているロール上に、フッ素樹脂を含み、２３℃５５％ＲＨにおけるニップ抵抗が１０^４〜１０^８Ωである表面層が形成され、
前記表面層は、１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗が前記下地層の１０℃１０％ＲＨにおけるニップ抵抗より低く、２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗が前記下地層の２８℃８５％ＲＨにおけるニップ抵抗より高いことを特徴とするインクジェット記録用ベルト帯電ロール。
前記表面層は、静止摩擦係数が０．３以下であり、厚みが３０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロール。
フッ素樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブをその内周面に流体を圧入することで膨らまし、該膨らました導電性チューブの内周面側に、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、前記流体の圧入を停止させて導電性チューブを収縮させることで、前記表面層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロール。
フッ素樹脂を含む樹脂組成物からなる導電性チューブに、前記金属芯材の外周に下地層が形成されている導電性ロールを挿入し、これらを加熱して加硫しながら該導電性チューブを硬化させた後冷却し、該導電性チューブを下地層に接着させることで、前記表面層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロール。
前記フッ素樹脂がテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロール。
記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットヘッドを有するインクジェットヘッドユニットと、記録媒体をインクジェットヘッドユニットに搬送する搬送ベルトと、搬送ベルト表面を帯電させるための帯電ロールと、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記帯電ロールが請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のインクジェット記録用ベルト帯電ロールであることを特徴とするインクジェット記録装置。