JP2004256299A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微小インク滴によって印刷用紙が汚れることを防止すること。
【解決手段】 ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、印刷用紙５０に発生した静電気の影響によりインク滴が意図しない位置に吸着されないように、印刷用紙５０に発生した静電気を除去する静電気除去機構（紙送りローラ６５およびアース用バネ部材１００）を有するようにした。このため、印刷用紙５０に発生する静電気を紙送りローラ６５およびアース用バネ部材１００を介してアースすることにより、除電することができるため、インク滴が意図しない位置に吸着されることを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、印刷装置および印刷方法に関する。

インクジェット方式の印刷装置では、ピエゾ素子の歪みによって生ずる圧力や、気泡によって発生する圧力により、ノズルからインクを射出して、印刷用紙の所望の位置にドットを形成することにより、文字や図形等を印刷用紙上に印刷する。

ところで、近年では、印刷された画像の解像度を向上させるために、１回の射出動作においてノズルから射出されるインク滴の量を少なくし、ドットを微細化することが行われている。

このようにインク滴の量を少なくすると、インクを射出する際に、印刷装置内部の部材同士の摩擦によって発生する静電気の影響を受けやすくなるため、除電手段を設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−００５３４７号公報（要約書）

しかし、インク滴の量を少なくすると、インク滴が印刷用紙に向かって飛翔している最中に失速してしまい、空中に漂う微小インク滴となる場合がある。このような微小インク滴が存在する場合に、印刷用紙が静電気に帯電していると、微小インク滴が印刷用紙に吸着され、意図しない部位にドットが形成され、画像に汚れが生じる場合がある。

近年では、印刷用紙いっぱいに画像を印刷する、いわゆる「縁無し印刷」の機能を有する印刷装置がある。このような印刷装置では、印刷用紙のサイズよりも印刷しようとする画像のサイズを少し大きめに設定しておくことにより、空白ができることを防止している。

このように、画像のサイズを印刷用紙のサイズよりも大きめに設定すると、印刷用紙のサイズを超える部分に向けて射出されたインク滴は、印刷用紙の後方に存在するインク吸収材まで飛翔してそこで吸収されるように構成されている。しかし、インク吸収材までの距離は、印刷用紙までの距離よりも長いため、インク滴が失速する確率が上昇し、その結果、印刷用紙の汚れが発生しやすくなるという問題点がある。

また、縁無し印刷では、印刷用紙の上端部分にインクの付着漏れが生じて当該部分が白くなることを防止するために、給紙が行われて印刷が開始される前に印刷用紙の上端に所定の色のインクを印刷するいわゆる「捨て印刷」が行われる場合がある。このような捨て印刷では、印刷用紙の上端に細い一条の線を描くようにインクを噴射するため、当該「線」以外の部分に対応するノズルから吐出されたインクについては、前述したように微小インクとなって、印刷用紙の例えば裏面に付着し、印刷用紙の汚れとなってしまうという問題も生じている。

また、縁無し印刷ではなくても、印刷用紙の送り機構の精度に起因して、印刷用紙以外の場所に向けてインク滴が射出される場合が発生する。そのような場合にも、前述の場合と同様に印刷用紙の汚れが発生するという問題点がある。

本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、微小インク滴によって印刷用紙が汚れることを防止する印刷装置および印刷方法を提供しよう、とするものである。

上述の目的を達成するため、本発明は、ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、印刷用紙に発生した静電気の影響によりインク滴が意図しない位置に吸着されないように、印刷用紙に発生した静電気を除去する静電気除去機構を有するようにしている。

このため、微小インク滴によって印刷用紙が汚れることを防止することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、静電気除去機構は、印刷用紙が通過する経路の少なくとも一部に近接して配置される導電性部材を有するようにしている。このため、印刷用紙が経路上を移動する際に、自動的に除電を行うことが可能になる。

また、本発明は、ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、印刷用紙が通過する経路の少なくとも一部に近接して配置される導電性部材を有するようにしている。

このため、微小インク滴によって印刷用紙が汚れることを防止することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電性部材を接地する接地手段をさらに有するようにしている。このため、接地手段を介して静電気を確実にアースすることができるので、除電を確実に行うことが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電性部材は、導電部を有する紙送りローラとしている。このため、紙送りローラと印刷用紙との間の摩擦によって生じた静電気を容易に除電することが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電部を有する紙送りローラを接地する接地手段をさらに有するようにしている。このため、紙送りローラに発生した静電気を接地手段を介して確実にアースすることができるので、除電を確実に行うことが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電部は、紙送りローラの印刷用紙に当接する部分の少なくとも一部に設けられており、接地手段は、紙送りローラの導電部を、印刷装置のシャーシに接続するようにしている。このため、紙送りローラに発生した静電気を静電容量の大きいシャーシに確実にアースすることができるので、除電を確実に行うことが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、紙送りローラは、導電性の棒状部材の表面に絶縁性を有する所定の塗料を塗布して形成されており、導電部は、紙送りローラの塗料が剥離されて形成されており、接地手段は、紙送りローラの棒状部材を、印刷装置のシャーシに接続するようにしている。このため、紙送りローラの一部の塗料を剥離することにより帯電を除去することができるので、安価に微小インク対策を講じることが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、紙送りローラの塗料は、印刷用紙が紙送りローラに従って回転する従動ローラに当接する部分の少なくとも一部が剥離されている。このため、従動ローラによって印刷用紙を紙送りローラの棒状部材に圧着することにより、静電気を一層確実に除去することが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電性部材は、紙送りローラに従って回転する従動ローラであって、導電部を有する従動ローラとしている。このため、従動ローラと印刷用紙との間の摩擦によって生じた静電気を容易に除電することが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電部を有する従動ローラを接地する接地手段をさらに有するようにしている。このため、従動ローラに発生した静電気を接地手段を介して確実にアースすることができるので、除電を確実に行うことが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電部は、従動ローラの印刷用紙に当接する部分の少なくとも一部に設けられており、接地手段は、従動ローラの導電部を、印刷装置のシャーシに接続するようにしている。このため、従動ローラに発生した静電気を静電容量の大きいシャーシに確実にアースすることができるので、除電を確実に行うことが可能になる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電性部材は、ノズルによってインク滴が射出される位置またはそれよりも上流側に配置するようにしている。このため、ノズルからインクが射出される前に、印刷用紙の静電気を除去して、インク滴が付着することを防止できる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、導電性部材は、印刷用紙が通過する経路に配置された先端が尖った導電性部材であって、当該尖った部分が印刷用紙に向けて配置された導電性部材としている。このため、コロナ放電によって発生する電荷により、印刷用紙に発生した電荷を相殺することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、印刷用紙の端部に空白が生じないようにするために、インク滴が印刷用紙をはみ出るように射出するようにしている。このため、印刷用紙をはみ出して射出されたインク滴が微細インクとなって、印刷用紙に付着することを防止できる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、印刷用紙をはみ出して射出されたインク滴を吸収するためのインク吸収材と、インク吸収材を格納するための格納部と、をさらに有している。このため、印刷用紙をはみ出して射出されたインク滴が、吸収材に付着する前に失速して微細インクとなり、印刷用紙に付着することを防止できる。

また、本発明は、ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、印刷用紙に静電気が発生し、その影響によりインク滴が意図しない位置に吸着されないように、印刷用紙に静電気が発生することを防止する静電気発生防止機構を有するようにしている。

このため、印刷用紙に静電気が発生することを未然に防止することにより、インク滴が意図しない位置に吸着されることを防止できる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、静電気発生防止機構は、印刷用紙が通過する経路上に存する部材の印刷用紙に当接する部分の面積を少なくするために、凸状形状を有するようにしている。このため、印刷用紙の帯電量を減少させ、インク滴が意図しない位置に付着することを防止できる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて、静電気発生防止機構は、印刷用紙が通過する経路上に存する部材であって、印刷用紙に当接する部材を、帯電系列において印刷用紙を構成する紙の近傍に存する素材によって構成している。このため、印刷用紙の帯電量を減少させ、インク滴が意図しない位置に付着することを防止できる。

また、他の発明は、ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷方法において、印刷用紙に発生した静電気の影響によりインク滴が意図しない位置に吸着されないように、印刷用紙に発生した静電気を除去する静電気除去ステップを有するようにしている。

このため、印刷用紙に静電気が発生することを未然に防止することにより、インク滴が意図しない位置に吸着されることを防止できる。

また、他の発明は、ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷方法において、印刷用紙に静電気が発生し、その影響によりインク滴が意図しない位置に吸着されないように、印刷用紙に静電気が発生することを防止する静電気発生防止ステップを有するようにしている。
このため、印刷用紙に静電気が発生することを未然に防止することにより、インク滴が意図しない位置に吸着されることを防止できる。

本発明によれば、微小インク滴によって印刷用紙が汚れることを防止することが可能になる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置の構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置は、紙送りモータ１、キャリッジ３、エンコーダ１４、センサ１５、給紙モータ６３、給紙ローラ６４、紙送りローラ６５、従動ローラ６６、ギア６７ａ，６７ｂ、排紙ローラ６８、ギザローラ６９、シャーシ８６、ギア８７、およびアース用バネ部材１００を有している。

ここで、紙送りモータ１は、シャーシ８６に固定され、図示せぬ制御部からの制御信号に応じて回転し、ギア８７，６７ａを介して紙送りローラ６５を回転させ、また、ギア８７，６７ｂを介して排紙ローラ６８を回転させる。

キャリッジ３は、図示せぬキャリッジモータの制御によって印刷用紙５０が送られる方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復運動され、キャリッジ３の下面に設けられたノズルから印刷用紙５０の所望の位置にインクを射出してドットを形成する。なお、キャリッジ３には、図示せぬインクカートリッジが装着されており、このインクカートリッジに貯納されているインクがキャリッジ３の下面に設けられたノズルに導かれている。

エンコーダ１４は、紙送りローラ６５の回転角度を検出し、紙送り制御に対するフィードバックをかけるために用いられる。センサ１５は、給紙ローラ６４が回転された場合に、印刷用紙５０の有無を検出することで、用紙切れを検出する。

給紙モータ６３は、図示せぬ制御部の制御に応じて給紙ローラ６４を回転させ、給紙トレイに格納されている印刷用紙５０を一枚ずつ繰り出して、印刷装置の内部へ送り込む。

給紙ローラ６４は、給紙モータ６３によって駆動され、給紙トレイに格納されている印刷用紙５０を一枚ずつ繰り出して、印刷装置の内部に送り込む。紙送りローラ６５は、紙送りモータ１の回転に応じて、印刷用紙５０を副走査方向に搬送する。

従動ローラ６６は、印刷用紙５０を紙送りローラ６５に圧着し、紙送りローラ６５の回転に応じて印刷用紙５０が確実に搬送されるようにする。

ギア６７ａは、紙送りモータ１に嵌合されているギア８７の回転力を、紙送りローラ６５に伝達する。ギア６７ｂは、ギア３７ａの回転力を、排紙ローラ６８に伝達する。

排紙ローラ６８は、紙送りモータ１の回転に応じて、印刷用紙５０を副走査方向に搬送し、印刷が終了した後は、印刷用紙５０を排出する。ギザローラ６９は、印刷用紙５０を排紙ローラ６８との間で挟持し、排紙ローラ６８の回転に応じて印刷用紙５０が確実に搬送されるようにする。

シャーシ８６は、導電性の部材（例えば、金属等）によって構成されており、紙送りモータ１を固定するとともに、図示せぬ制御部やパネル部のアース端子が接続されている。

アース用バネ部材１００は、一端が紙送りローラ６５を構成している金属製の棒状部材に電気的に導通状態となるように接続されるとともに、他端がシャーシ８６に接続され、棒状部材の電位をシャーシ８６の電位であるグランドレベルに落とす（アースする）。

図２は、図１に示す実施の形態に係る印刷装置を、Ｘ方向（紙送りローラ６５の軸方向）に垂直な平面で切断し、Ｘ方向から眺めた場合の断面の概略図である。

この図に示すように、プラテン９０は、排紙ローラ６８と、紙送りローラ６５の間に橋架され、印刷用紙５０を支える役割を有している。また、プラテン９０の上部には、印刷用紙５０が当接する凸部が存在している。また、凸部の周辺には縁無し印刷時において、印刷用紙５０を外れたインク滴を吸収するための吸収材９１が設けられている。また、プラテン９０の左下には、シャーシ８６が存在している。

紙送りローラ６５には、従動ローラ６６が圧着されており、これらのローラにより印刷用紙５０を挟持し、印刷用紙５０をＺ方向に搬送する。一方、排紙ローラ６８には、ギザローラ６９が圧着されており、これらのローラにより印刷用紙５０を挟持し、印刷が終了した際には、印刷用紙５０をＺ方向に搬送して排出する。

図３は、紙送りローラ６５の詳細な構成を示す図である。紙送りローラ６５は、例えば、ＳＵＭ２２Ｌ製またはＳＵＭ２４Ｌ製の鋼の棒状部材の表面に、印刷用紙５０との摩擦を増加させるための塗料（例えば、アルミナ等を含む塗料）６５ｂを塗布して構成されている。紙送りローラ６５の印刷用紙５０が当接する部分の一部は、塗料６５ｂが剥離された剥離領域６５ａとなっており、この部分を介して印刷用紙５０に帯電している静電気がシャーシ８６にアースされる。この実施の形態では、剥離領域６５ａが導電部となる。

次に、以上の実施の形態の動作について説明する。

図示せぬホストからの印刷命令を受信すると、印刷装置の図示せぬ制御部は、給紙モータ６３を駆動することにより給紙ローラ６４を回転させ、給紙トレイに格納されている印刷用紙５０を一枚だけ繰り出す。

このとき、センサ１５は、印刷用紙５０の先端部分を検出するので、図示せぬ制御部は、用紙切れでないことを認識し、印刷動作を継続する。

印刷用紙５０が搬送されて、紙送りローラ６５まで到達すると、図示せぬ制御部は紙送りモータ１を駆動して紙送りローラ６５と、排紙ローラ６８の回転を開始させる。なお、給紙モータ６３と同時に紙送りモータ１の回転を開始させるようにしてもよい。

紙送りローラ６５が回転すると、それに従って従動ローラ６６が回転し、給紙ローラ６４によって繰り出された印刷用紙５０がこれらの間に挿入される。このとき、紙送りローラ６５の剥離領域６５ａは、印刷用紙５０に接触するか、または、きわめて近接した状態となるので、印刷用紙５０に帯電している静電気は、剥離領域６５ａを介して紙送りローラ６５の内部の棒状部材に伝えられる。棒状部材は、図１に示すアース用バネ部材１００に接触しているので、静電気は棒状部材からアース用バネ部材１００を介してシャーシ８６にアースされることになる。

次に、紙送りローラ６５から搬出された印刷用紙５０は、プラテン９０の上部に繰り出される。すると、図示せぬ制御部は、印刷用紙５０の上端部（最初に吸引される部分）に対して捨て印刷を行う。なお、以下に捨て印刷について説明する。

図４は、印刷ヘッド１２におけるノズルＮの配列を示す説明図である。これらのノズルＮの配置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）各色ごとにインクを吐出する４組のノズルアレイから成っており、それぞれ１８０個のノズルが一定のノズルピッチｋで一列に配列されている。これらの４組のノズルアレイは主走査方向に沿って並ぶように配列されている。なお、「ノズルピッチ」とは、印刷ヘッド１２上に配されるノズルの副走査方向の間隔が何ラスタ分（すなわち、何画素分）であるかを示す値である。例えば、間に３ラスタ分の間隔をあけて配されているノズルのピッチｋは４である。なお、「ラスタ」とは、主走査方向に並ぶ画素の列である。

図５に示すように、印刷ヘッド１２は、プラテン９０に対向する位置に設けられている。プラテン９０は、紙送りローラ６５および排紙ローラ６８の中間に配置され、紙送りローラ６５と従動ローラ６６および排紙ローラ６８とギザローラ６９によって搬送される印刷用紙５０と、印刷ヘッド１２の間の距離が一定に保たれるように印刷用紙５０を保持する。また、プラテン９０の上部には、インクを吸収するための吸収材９１が配置されている。なお、図５において、１〜１０の数字は、ノズル番号を示している。前述したように、実際には、１８０個程度のノズルが存在しているが、説明を簡略化するために、以下では、ノズルが１０個であるものとする。また、以下では、ノズルの番号に「＃」を付して各ノズルを表す。

図４に破線で示した範囲Ｒｕは、印刷ヘッド１２上のノズルＮのうちの副走査方向の上流側（印刷用紙５０の先端が先に到達する側）の所定の範囲である。図５に示すように、印刷ヘッド１２と向かい合うプラテン９０において、この範囲Ｒｕに相当する部分には、上流側の凹部９０ａが存在している。すなわち、＃７〜＃１０の各色ノズル列は、上流側の凹部９０ａと向かい合う位置に設けられている。これら各色ノズル列の集合を、ノズル群Ｎｕと表記する。

同様に、図４に破線で示した範囲Ｒｌは、印刷ヘッド１２上のノズルＮのうちの副走査方向の下流側（印刷用紙５０の先端が後に到達する側）の所定の範囲である。図５に示すように、印刷ヘッド１２と向かい合うプラテン９０において、この範囲Ｒｌに相当する部分には、下流側の凹部９０ｂが存在している。すなわち、＃１〜＃４の各色ノズル列は、下流側の凹部９０ｂと向かい合う位置に設けられている。これら各色ノズル列の集合を、ノズル群Ｎｌと表記する。

ところで、縁なし印刷の場合には、印刷用紙５０の端の部分に空白部分ができることを防止するために、図６に示すように、画像データ３２０は、印刷用紙５０をはみ出すように印刷される。すなわち、上下左右に捨て印刷を行うことにより、空白部分が発生することを防止している。このように、印刷用紙５０の範囲を超えてインクを吐出することを、捨て印刷と呼ぶ。

ここで、図５に示すように、印刷用紙５０の上端をはみ出したはみ出し部分３２１に対応するインク滴Ｉｐの一部は、印刷用紙５０を外れて微小インクとなってしまうが、印刷用紙５０は除電されているので、微小インクが印刷用紙５０の裏面等に付着するのを防止できる。

続いて、図７に示すように、図示せぬ制御部は、図示せぬキャリッジモータを制御してキャリッジ３を主走査方向に往復運動させ、所望の位置に所望の色のインク滴を射出してドットを形成するとともに、往復動作の合間に、紙送りローラ６５を駆動して副走査方向に印刷用紙５０を移動させる。

このとき、紙送りローラ６５を経由してプラテン９０上に送出された印刷用紙５０は、前述したように、静電気が除電された状態となっているので、図７に示すように、縁無し印刷時において印刷用紙５０の左右の範囲を外れてインクが射出された場合でも、微小インク滴が印刷用紙５０の意図しない領域に吸着され、用紙の表面または裏面を汚すことを防止できる。

そして、印刷が終了した場合には、排紙ローラ６８によって印刷用紙５０が排出され印刷動作が完了する。

図８は、剥離領域６５ａを有する紙送りローラ６５によって搬送される印刷用紙５０の帯電電位と、インク汚れの測定結果を示す図である。この図において、「ＰＰ２用紙」は写真印刷用の光沢紙であり、「ＰＭマット紙」は光沢を有しない通常の用紙である。また、「従来」は、剥離領域を有しない紙送りローラを使用した場合の帯電電位およびインク汚れを示しており、「２カ所剥離」は、剥離領域を２カ所有する図３に示す紙送りローラ６５を使用した場合の帯電電位およびインク汚れを示しており、また、「１カ所剥離」は、剥離領域を１カ所有する紙送りローラを使用した場合の帯電電位およびインク汚れを示している。さらに、「○」は、印刷用紙５０にインクの汚れが発生しないことを示し、「△」は、インク汚れは発生しているが、許容範囲であることを示し、「×」は、インク汚れが発生し、ＮＧ（No Good）レベルを示している。

この図に示すように、ＰＰ２用紙およびＰＭ紙の双方で、従来に比較して、剥離領域を有する紙送りローラを使用した方が帯電電位が低くなっている。また、剥離領域を１カ所有する場合よりも２カ所有する場合の方が帯電電位が低くなっている。インク汚れについては、ＰＰ２用紙では、従来および１カ所剥離については「インク汚れ有り」（×）となっているが、２カ所剥離については「インク汚れ無し」（○）に改善されている。ＰＭマット紙では、従来については「インク汚れ有り」（×）となっているが、１カ所剥離では「許容できる範囲」（△）に改善され、また、２カ所剥離では「インク汚れ無し」（○）に改善されている。

図９は、図８に示す帯電電位を測定するための構成を示す図である。この図では、プリンタ１０は、ケーブル１５によって表面電位計２０に接続されている。

ここで、表面電位計２０は、印刷用紙５０の表面に帯電している静電気の電位を測定する装置であり、後述するように、測定対象との間に生じる静電容量の変化によって被測定物の表面に帯電している静電気の電位を測定する。

ケーブル１５は、プリンタ１０に内蔵されているプローブ（後述する）と、表面電位計２０とを接続し、プローブからの電気信号を表面電位計２０に伝達する。

図１０は、表面電位計２０の一部となるプローブ９４の配置状態を示す図である。この図に示すように、プローブ９４は、印刷用紙５０の印刷面の裏面に近接する位置であって、キャリッジ３の印刷ヘッドが描く走査軌道の近傍に配置されており、印刷用紙５０の裏面に帯電している静電気の電位を測定し、測定結果をケーブル１５を介して表面電位計２０に供給する。なお、プローブ９４は、その側面にマジックテープの一方を装着し、他方をプラテン９０（図３参照）の内側に装着してこれらを係合させることにより、固定することができる。また、係止部材をプラテン９０の内側に設けておき、この係止部材にプローブ９４を係合させて固定したり、ネジによって固定することも可能である。

図１１は、表面電位計２０とプローブ９４の詳細な構成例を示す図である。この図１１に示すように、表面電位計２０は、発振回路２１、同期検波回路２２、増幅回路２３、積分回路２４、高圧発生回路２５、および整合回路２６によって構成されている。

ここで、発振回路２１は、後述する音叉３１を振動させるために所定の周波数で発振し、交流信号を音叉３１と同期検波回路２２に供給する。同期検波回路２２は、増幅回路２３によって増幅されたプローブ９４からの信号（検出信号）を、発振回路２１からの交流信号によって同期検波する。

増幅回路２３は、プローブ９４に内蔵されているプリアンプ３３から出力された検出信号を所定のゲインで増幅して出力する。積分回路２４は、同期検波回路２２からの出力信号を積分し、得られた結果を高圧発生回路２５に出力する。

高圧発生回路２５は、積分回路２４からの出力に対応する高電圧を発生して出力する。整合回路２６は、高圧発生回路２５の出力インピーダンスが所定の値となるように制御する回路である。

一方、プローブ９４は、音叉３１、センサ電極３２、プリアンプ３３、および検出窓３４によって構成されている。ここで、音叉３１は、発振回路２１から供給される交流信号によって励振され、所定の周波数で振動する。

センサ電極３２は、音叉３１の振動部の一方に取り付けられ、音叉３１の振動に応じて図１１の上下方向に振動する。プリアンプ３３は、センサ電極３２によって検出された微少振動電圧を所定のゲインで増幅して出力する。すなわち、プリアンプ３３はインピーダンス変換器の役割を担っている。

検出窓３４は、センサ電極３２が露出するように設けられた窓であり、この検出窓３４を通じて測定対象である印刷用紙５０に帯電した静電気の電位を測定する。

なお、測定対象は、この例では、印刷用紙５０であり、また、測定対象に印加されているバイアス電圧４０は、静電容量Ｃの変化に応じた電圧を発生させるための印加電圧である。

つぎに、以上の表面電位計２０により静電電圧を測定する際の動作について説明する。

図示せぬホストからの印刷命令を受信するか、または、プリンタ１０の走査パネルの所定のボタンが操作されると、プリンタ１０の図示せぬ制御部は、給紙モータ６３を駆動することにより給紙ローラ６４を回転させ、給紙トレイに格納されている印刷用紙５０を一枚だけ繰り出す。

このとき、センサ１６は、印刷用紙５０の先端部分を検出するので、図示せぬ制御部は、用紙切れでないことを認識し、給紙動作を継続する。

印刷用紙５０が搬送されて、紙送りローラ６５まで到達すると、図示せぬ制御部は紙送りモータ１を駆動して紙送りローラ６５と、排紙ローラ６８の回転を開始させる。なお、給紙モータ６３と同時に紙送りモータ１の回転を開始させるようにしてもよい。

紙送りローラ６５が回転すると、それに従って従動ローラ６６が回転し、給紙ローラ６４によって繰り出された印刷用紙５０がこれらの間に挿入される。印刷用紙５０は、紙送りローラ６５と従動ローラ６６の駆動力を受けてプラテン９０の上部に繰り出される。

ところで、印刷用紙５０は、紙送りローラ６５と従動ローラ６６によって狭持されて搬送されるが、印刷用紙５０が紙送りローラ６５および従動ローラ６６から剥離する際には、剥離に起因する静電気が発生する。また、印刷用紙５０がプラテン９０上に繰り出されるまでの経路上には、印刷用紙５０をガイドするための複数の部材が存在しており、これらの部材と印刷用紙５０との摩擦によっても静電気が発生することになる。

すなわち、紙送りローラ６５と従動ローラ６６の駆動力を受けてプラテン９０の上部に繰り出された印刷用紙５０は、プローブ９４の検出窓３４の上部に位置することになる。このとき、プローブ９４の音叉３１は、発振回路２１から供給された交流信号によって所定の周波数で振動している。したがって、音叉３１の振動部に取り付けられたセンサ電極３２も音叉３１の振動に応じて図１１の上下方向に振動している。センサ電極３２と測定対象である印刷用紙５０との間には、センサ電極３２と印刷用紙５０の距離ｄに応じた静電容量Ｃが形成されており、この距離ｄは、音叉３１の振動に応じて変動するため、静電容量Ｃが振動に応じて変動することになる。

ここで、センサ電極３２と測定対象である印刷用紙５０にはバイアス電圧４０が印加されていることから、センサ電極３２にはこの静電容量Ｃに応じた振動電圧（表面電位を振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）した電圧）が印加されることになる。プリアンプ３３は、この振動電圧を増幅（インピーダンス変換）して、ケーブル１５を介して増幅回路２３に供給する。

増幅回路２３は、プリアンプ３３から供給された振動電圧を増幅し、同期検波回路２２に供給する。同期検波回路２２は、発振回路２１から供給された交流信号によって、増幅回路２３から出力された振動電圧を同期検波し、例えば、上側帯波（Upper Side Band；USB）および下側帯波（Lower Side Band；LSB）の混合波を抽出して出力する。

積分回路２４は、同期検波回路２２の出力信号であるＵＳＢおよびＬＳＢの混合波の、例えば、正の電圧成分を積分して出力する。

高圧発生回路２５は、積分回路２４の出力信号に応じた高電圧を発生して出力する。高圧発生回路２５の出力は、プローブ９４の筐体にアースされているので、プローブ９４自体の電位は、高圧発生回路２５に応じて徐々に増大する。そして、印刷用紙５０の表面電位と、プローブ９４の電位が等しくなると、静電容量Ｃは打ち消されることから、センサ電極３２からの出力が“０”となるため、積分回路２４の出力も“０”となり、高圧発生回路２５の電位の上昇も停止される。このときの高圧発生回路２５の出力電圧に応じた所定の電圧が測定結果、すなわち、印刷用紙５０の表面電位として、表面電位計２０の表示部に、例えば、ディジタル表示される。

なお、このとき、整合回路２６は、高圧発生回路２５の電圧を分圧し、出力インピーダンスが所定の値以下となるように制御するため、プローブ９４と印刷用紙５０との距離の長短によって測定値に大きな誤差が生じることが防止される。

その後、印刷用紙５０は、プラテン９０上を移動され、その先端がキャリッジ３のノズルの直下まで到達すると、全面印刷を行う場合には、捨て印刷が実行され、印刷用紙５０の先端部分に所定の色のインクが印刷される。その結果、印刷用紙５０の先端部分には一条のラインが印刷される。

捨て印刷が完了すると、つづいて、画像データが供給されて、印刷用紙５０に所望の画像が印刷されることになる。なお、捨て印刷と、画像データの印刷の際にも表面電位計２０は、印刷用紙５０の裏面に帯電している静電気の電位を測定し続ける。

全面印刷を行わない場合には、画像を印刷する領域まで印刷用紙５０が搬送された後、画像データが供給されて画像の印刷が開始される。なお、捨て印刷が行われずに、画像データが印刷される際にも表面電位計２０は、印刷用紙５０の裏面に帯電している静電気の電位を測定し続ける。

そして、画像の印刷が進行し、印刷用紙５０の先端が排紙ローラ６８に到達すると、排紙ローラ６８とギザローラ６９に挟まれて駆動力を与えられるため、印刷用紙５０はプリンタ１０の外部に向けて徐々に排出される。このとき、排紙ローラ６８と印刷用紙５０が剥離する際にも静電気が発生するが、印刷はすでに終了しているので、この静電気が印刷用紙５０の汚れの原因になることは少ないため、測定対象からは除外している。

印刷がすべて完了すると、排紙ローラ６８が回転され、印刷用紙５０がプリンタ１０から排出されることになる。

以上の動作により、図８に示すような帯電電圧を測定することができる。

なお、以上に示す第１の実施の形態では、紙送りローラ６５には、剥離領域６５ａを２カ所設けるようにしたが、前述したように１カ所だけ設けても、３カ所以上設けてもよい。ただし、どのようなサイズの印刷用紙を使用した場合であっても剥離領域６５ａが印刷用紙５０に当接している必要がある。なお、微小インクは、印刷用紙５０の裏面に特に付着しやすい。したがって、郵便葉書等のように用紙の表面のみならず、裏面も使用する印刷用紙の場合には、特に、インク汚れの発生を防止する必要性が大きい。したがって、このような印刷用紙の帯電を効率的に除去できるように、剥離部分をこれらの用紙に最適化して配置するようにしてもよい。具体的には、郵便葉書等の中央部分に剥離部が位置するようにする。

また、以上に示す第１の実施の形態では、剥離領域６５ａと、従動ローラ６６との関係には言及していないが、剥離領域６５ａが従動ローラ６６の直下に位置するように設定すれば、従動ローラ６６の圧力によって印刷用紙５０が剥離領域６５ａに圧着されるので、静電気を確実に除去することが可能になる。また、そのような構成によれば、従動ローラ６５ａと印刷用紙５０とが接触および剥離する場合に発生する静電気を確実に除電することができる。

また、以上に示す第１の実施の形態では、アース用バネ部材１００を介して紙送りローラ６５の棒状部材をシャーシ８６にアースするようにしたが、これ以外の方法によってアースする方法も可能である。例えば、紙送りローラ６５の棒状部材が保持されている軸受けをシャーシ８６に接続することによってもアースすることができる。さらに、シャーシ８６以外の部分であっても、静電容量が大きい導電性部分（例えば、ホストに接続されているケーブルのグランド端子）に対して紙送りローラ６５の棒状部材を接続することにより、同様の効果を得ることができる。

さらに、以上に示す第１の実施の形態では、紙送りローラ６５の表面の塗料６５ｂを剥離させることにより剥離領域６５ａを形成するようにしたが、塗装するのと同時に内部の棒状部材が露出している領域を形成するようにしてもよい。また、剥離領域６５ａの代わりに、例えば、金属の薄膜等によって構成される導電性部材を紙送りローラ６５ａの少なくとも一部に設けて、この導電性部材をアースするようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る印刷装置の構成を示す図である。なお、この図において、図１の場合と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の第２の実施の形態では、図１の場合と比較して、紙送りローラ６５が剥離領域６５ａを有しない通常の紙送りローラ９３に置換され、また、アース用バネ部材１００が除外されている。さらに、プラテン９０の凸部に銅箔９２が新たに設けられ、後述する導電線９５によってシャーシ８６にアースされている。

図１３は、図１２に示す印刷装置をＸ方向に垂直な平面で切断し、Ｘ方向から眺めた場合の断面の概略図である。なお、この図において、図２と対応する部分には同一の符号を付してその説明は省略する。この図の例では、プラテン９０の凸部の一部に銅箔９２が設けられ、この銅箔９２とシャーシ８６とが導電線９５によって接続されている。したがって、銅箔９２はシャーシ８６と同じ電位になる。

次に、第２の実施の形態の動作について説明する。

第２の実施の形態では、紙送りローラ６５の代わりに銅箔９２によって印刷用紙５０の帯電が除去される点が第１の実施の形態と異なっている。その他の動作については、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その詳細な説明については省略する。

図１４は、銅箔９２を設けた場合と、設けない従来の場合における印刷用紙５０の帯電電位と、インク汚れの測定結果を示す図である。この図に示すように、銅箔９２を設けた場合には、従来と比較してＰＰ２用紙およびＰＭマット紙の双方で帯電電位が低くなっている。また、インク汚れについては、ＰＰ２用紙では、銅箔９２を設けた方が「インク汚れ有り」（×）から「インク汚れ無し」（○）に改善されている。一方、ＰＭマット紙では「インク汚れ有り」（×）から「許容できる範囲」（△）に改善されている。

図１５は、第１および第２の実施の形態に示す帯電対策の種類と帯電圧の測定結果を示す図である。この図において、各グループ（４つの棒グラフから構成されるグループ）は、左からＰＰ２用紙を複数給紙した場合（印刷用紙を何枚か給紙した後に測定した場合）、ＰＰ２用紙を一枚給紙した場合（１枚目に給紙された印刷用紙を測定した場合）、ＰＭマット紙を複数給紙した場合、およびＰＭマット紙を一枚給紙した場合において、未対策の場合（従来）、紙送りローラ６５に２カ所剥離領域６５ａを設けた場合（第１の実施の形態）、紙送りローラ６５に１カ所剥離領域６５ａを設けた場合（第１の実施の形態）、および銅箔９２を設けた場合（第２の実施の形態）の帯電電圧を示している。この図から明らかなように、複数枚給紙した場合よりも、一枚給紙した場合の方が帯電電圧は低くなっている。また、ＰＭマット紙よりもＰＰ２用紙の方が帯電電圧は低くなっている。さらに、帯電対策をしていない従来例に比較すると、帯電対策をした本実施の形態の方が帯電電圧は低くなっている。

なお、以上に示す第２の実施の形態では、図１２に示すように、プラテン９０の凸部の一部に銅箔９２を設けるようにしたが、これとは異なる位置に銅箔９２を設けることも可能である。ただし、銅箔９２の位置は、キャリッジ３によってインクが射出される領域よりも上流側である必要がある。すなわち、除電した後に、インクを射出することが望ましいからである。

また、図１２に示すよりも面積の広い銅箔を設けるようにしてもよい。例えば、プラテン９０上における印刷領域（インクが着弾する領域）の一部または全てをカバーする導電性の部材を設けるようにすれば、印刷用紙５０に帯電している電荷と逆の電荷が、導電性の部材の表面に集まって印刷用紙５０の電荷を相殺するように働くので、印刷領域の全体にわたって印刷用紙５０の帯電を見かけ上除去することができるため、微小インク滴によって印刷用紙５０が汚れることを防止できる。微小インク滴が発生する確率が高いのは、前述のように印刷用紙５０の周辺部分（上下端および左右端、特に上端）であるので、その部分を中心にして銅箔を設けるようにしてもよい。また、第１の実施の形態の説明において述べたように、郵便葉書等のようにインク汚れが無視できない印刷用紙の帯電を効率的に除去できるように、銅箔９２または導電性部材の配置を決定するようにしてもよい。具体的には、郵便葉書等の上端の中央部分に銅箔９２が位置するように配置する。

また、銅箔ではなく、他の種類の導電体（アルミ箔や導電性プラスティック等）を用いることも可能である。

また、印刷用紙５０の帯電電位が高い場合には、先端が尖った導電性部材を、印刷用紙５０に尖った方が向くようにして配置すれば、尖端効果によって導電性部材の尖端からコロナ放電が発生し、印刷用紙５０の帯電電荷とは逆の極性の電荷が放散され、帯電を除去（相殺）することができる。

さらに、以上に示す第２の実施の形態では、印刷用紙５０の下側（印刷面の裏側）に銅箔９２を設けるようにしたが、上側（印刷面側）に銅箔や導電性の部材を設けるようにしてもよい。そのような構成によっても印刷用紙５０の帯電を効果的に除去することができる。なお、その場合にも、印刷用紙５０の周辺部を中心に導電性の部材を配置すれば、微小インク滴の付着を効果的に防止することができる。

なお、以上の実施の形態では、除電を中心にして説明を行ったが、印刷用紙５０が帯電することを防止することにより、微小インク滴が意図しない位置に吸着されることを防止することも可能である。

例えば、図１６（Ａ）に示すように、印刷用紙５０が通過する経路上に存する部材１２０が面全体で印刷用紙５０に当接する場合には、図１６（Ｂ）に示すように、部材１２０の表面に凸部１２０ａを設け、印刷用紙５０と接触する面積を減少させることにより、静電気の発生量を抑制することができる。

また、２種類の部材が摩擦された際に発生する静電気の帯電量は、図１７に示す帯電系列表におけるこれらの部材の相互の距離に関係するので、帯電系列表における相互の距離がより短いものを選択した方が静電気の帯電量を少なくすることができる。例えば、印刷用紙５０を構成する「紙」との関係で見ると、ポリエチレンの方がゴムよりも遠くに位置するので（紙とポリエチレンの間の距離の方が紙とゴムの間の距離よりも遠いので）、紙とゴムおよび紙とポリエチレンを摩擦した場合には、ゴムの方が帯電量が少ない。

したがって、印刷装置において、印刷用紙５０が通過する経路上に存する部材であって、印刷用紙５０に当接する部材については、図１７に示す帯電系列表において、紙の近傍に存する素材によって構成すれば、印刷用紙５０の帯電量を減少させ、微小インク滴が吸着されることを防止できる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能である。

例えば、静電気除去機構を構成する導電性部材としては、給紙ローラ６４を導電性のゴムまたはプラスティックによって構成し、給紙ローラ６４を介してアースするようにしてもよい。

また、静電気除去機構を構成する接地手段としては、シャーシ８６に接続する以外にも、例えば、グランド（地球）に接続するようにしてもよい。要は、静電容量が大きい導電性部材に対して接続すればよい。

また、静電気発生防止機構としては、印刷用紙５０が通過する経路上に存する部材の表面に、静電気の発生を防止するためのコーティング（例えば、図１７に示す帯電系列において紙の近傍に存する素材や界面活性剤等のコーティング）を施すようにしてもよい。

また、以上の実施の形態では、紙送りローラ６５に対して導電部を設けるようにしたが、例えば、従動ローラ６６に導電部を設けることも可能である。その場合、従動ローラ６６の一部であって、印刷用紙５０と当接する部分に導電部を設ければよい。あるいは、従動ローラ６６を導電性部材で構成してその表面に絶縁性の部材をコーティングし、当該コーティングの一部を剥離することにより、導電部としてもよい。

本発明は、印刷媒体を使用する印刷装置であって、特に、縁なし印刷を行う印刷装置に好適に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置の構成例を示す図である。 図１に示す第１の実施の形態に係る印刷装置の断面の概略を示す図である。 図１に示す第１の実施の形態に係る印刷装置が有する紙送りローラの詳細な構成例を示す図である。 図１に示す印刷装置の印刷ヘッドに設けられたノズルの配置状態の一例を示す図である。 図１に示す印刷装置の副走査方向の断面の概略を示す図であり、印刷ヘッドとプラテンとの関係を示す図である。 図１に示す印刷装置において、印刷用紙に印刷される画像と、印刷用紙との関係を示す図である。 図１に示す印刷装置の主走査方向の断面の概略を示す図であり、印刷ヘッドとプラテンとの関係を示す図である。 図１に示す第１の実施の形態に係る印刷装置において印刷用紙に発生する静電気の帯電量および印刷用紙の汚れと、従来の印刷装置において印刷用紙に発生する静電気の帯電量および印刷用紙の汚れとを比較するための図である。 図１に示す第１の実際の形態に係る印刷装置において、印刷用紙に生じる静電気の帯電量を測定するための構成例を示す図である。 図９に示す実施の形態におけるプローブの配置状態を示す図である。 図９に示す表面電位計の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る印刷装置の構成例を示す図である。 図１２に示す第２の実施の形態に係る印刷装置の断面の概略を示す図である。 図１２および図１３に示す第２の実施の形態に係る印刷装置において印刷用紙に発生する静電気の帯電量および印刷用紙の汚れと、従来の印刷装置において印刷用紙に発生する静電気の帯電量および印刷用紙の汚れとを比較するための図である。 帯電対策の種類と帯電圧との関係を示す図で、第１および第２の実施の形態に係る印刷装置と未対策機をそれぞれ使用して複数給紙と一枚給紙をＰＰ２用紙とＰＭマット紙を用いて行った場合の帯電電圧のそれぞれの状況を示す図ある。 静電気の発生を抑制するための構成の一例を示す図である。 部材同士を摩擦した場合の帯電の極性および帯電の大小を示す帯電系列表の一例である。

符号の説明

６５ａ 剥離領域（導電部）
９２ 銅箔（導電性部材）
９５ 導電線（接地手段）
１００ アース用バネ部材（接地手段）
１２０ａ 凸部（静電気発生防止機構）

Claims (21)

1. ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、
   上記印刷用紙に発生した静電気の影響により上記インク滴が意図しない位置に吸着されないように、上記印刷用紙に発生した静電気を除去する静電気除去機構を有する、
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 前記静電気除去機構は、前記印刷用紙が通過する経路の少なくとも一部に近接して配置される導電性部材を有する、ことを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、
   上記印刷用紙が通過する経路の少なくとも一部に近接して配置される導電性部材を有する、
   ことを特徴とする印刷装置。
4. 前記導電性部材を接地する接地手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
5. 前記導電性部材は、導電部を有する紙送りローラである、ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
6. 前記導電部を有する紙送りローラを接地する接地手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項５記載の印刷装置。
7. 前記導電部は、前記紙送りローラの前記印刷用紙に当接する部分の少なくとも一部に設けられており、
   前記接地手段は、前記紙送りローラの前記導電部を、印刷装置のシャーシに接続する、
   ことを特徴とする請求項６記載の印刷装置。
8. 前記紙送りローラは、導電性の棒状部材の表面に絶縁性を有する所定の塗料を塗布して形成されており、
   前記導電部は、前記紙送りローラの上記塗料が剥離されて形成されており、
   前記接地手段は、前記紙送りローラの棒状部材を、印刷装置のシャーシに接続する、
   ことを特徴とする請求項７記載の印刷装置。
9. 前記紙送りローラの前記塗料は、前記印刷用紙が前記紙送りローラに従って回転する従動ローラに当接する部分の少なくとも一部が剥離されている、ことを特徴とする請求項８記載の印刷装置。
10. 前記導電性部材は、紙送りローラに従って回転する従動ローラであって、導電部を有する従動ローラである、ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
11. 前記導電部を有する従動ローラを接地する接地手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項１０記載の印刷装置。
12. 前記導電部は、前記従動ローラの前記印刷用紙に当接する部分の少なくとも一部に設けられており、
    前記接地手段は、前記従動ローラの前記導電部を、印刷装置のシャーシに接続する、
    ことを特徴とする請求項１１記載の印刷装置。
13. 前記導電性部材は、前記ノズルによってインク滴が射出される位置またはそれよりも上流側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
14. 前記導電性部材は、前記印刷用紙が通過する経路に配置された先端が尖った導電性部材であって、当該尖った部分が前記印刷用紙に向けて配置された導電性部材である、
    ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
15. 前記印刷用紙の端部に空白が生じないようにするために、前記インク滴が前記印刷用紙をはみ出るように射出する、ことを特徴とする請求項２または３記載の印刷装置。
16. 前記印刷用紙をはみ出して射出されたインク滴を吸収するためのインク吸収材と、
    前記インク吸収材を格納するための格納部と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１５記載の印刷装置。
17. ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷装置において、
    上記印刷用紙に静電気が発生し、その影響により上記インク滴が意図しない位置に吸着されないように、上記印刷用紙に静電気が発生することを防止する静電気発生防止機構を有する、
    ことを特徴とする印刷装置。
18. 前記静電気発生防止機構は、前記印刷用紙が通過する経路上に存する部材の前記印刷用紙に当接する部分の面積を少なくするために、凸状形状を有している、ことを特徴とする請求項１７記載の印刷装置。
19. 前記静電気発生防止機構は、前記印刷用紙が通過する経路上に存する部材であって、前記印刷用紙に当接する部材を、帯電系列において前記印刷用紙を構成する紙の近傍に存する素材によって構成している、ことを特徴とする請求項１７または１８記載の印刷装置。
20. ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷方法において、
    上記印刷用紙に発生した静電気の影響により上記インク滴が意図しない位置に吸着されないように、上記印刷用紙に発生した静電気を除去する静電気除去ステップを有する、
    ことを特徴とする印刷方法。
21. ノズルからインク滴を射出して印刷用紙の所望の位置にドットを形成する印刷方法において、
    上記印刷用紙に静電気が発生し、その影響により上記インク滴が意図しない位置に吸着されないように、上記印刷用紙に静電気が発生することを防止する静電気発生防止ステップを有する、
    ことを特徴とする印刷方法。

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