JP2008100810A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルトに残留するＡＣ帯電パターンに一致するように当該搬送ベルトを帯電制御する場合にも搬送ベルトと帯電ローラとの放電を抑制防止する。
【解決手段】搬送ベルト１の表面をＡＣ同期再帯電して印刷媒体２を静電吸着搬送するにあたり、搬送ベルト１の二つの極性の帯電領域の間に非帯電領域を設けることで、搬送ベルト帯電ローラ７と非帯電領域との電位差を小さくして放電距離及び放電範囲を減少し、もって搬送ベルト１と搬送ベルト帯電ローラ７との放電を抑制防止する。非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚは、搬送ベルト帯電ローラ７の中心が、その真ん中にあるときに帯電領域との間で放電しない範囲を含む長さとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、印刷用紙やＯＨＰシート等の印刷媒体を搬送し、例えば複数色の液体インクの微粒子（ドット）をそれらの印刷媒体上に吐出して所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタに関するものであり、特に搬送ベルトの表面に印刷媒体を静電気力で吸着して搬送するのに好適なものである。

このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジとインク吐出ヘッド（一般にインクジェットヘッドという）とが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらアクチュエータを駆動することにより、そのインクジェットヘッドに形成されているノズルから液体インクの微粒子（インク滴）を吐出することで、印刷媒体上に微小なインクドットを形成して所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎のインクジェットヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。

また、このようにキャリッジ上のインクジェットヘッドを印刷媒体搬送方向と交差する方向（印刷媒体の幅方向）に往復させながら印刷を実行するようにしたタイプのインクジェットプリンタでは、１頁全体をきれいに印刷するためにインクジェットヘッドを数十回から１００回以上も往復運動させる必要がある。これに対し、印刷媒体の幅と同じ寸法の長尺のインクジェットヘッド（一体である必要はない）を配置してキャリッジを使用しないタイプのインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを印刷用紙の幅方向に移動させる必要がなく、所謂１パスでの印刷が可能となるため、高速な印刷が可能となる。なお、前者方式のインクジェットプリンタを一般に「マルチパス型プリンタ」、後者方式のインクジェットプリンタを一般に「ラインヘッド型プリンタ」と呼んでいる。

ところで、この種のラインヘッド型インクジェットプリンタでは、搬送用の搬送ベルトに印刷媒体を静電気力で吸着して搬送する構成がよく用いられている。搬送ベルトに印刷媒体を静電気力で吸着するためには、例えばコロナ放電によって搬送ベルトを非接触に帯電し、印刷媒体内の誘電分極によって当該印刷媒体を静電吸着する方法がある。しかしながら、コロナ放電では、高電圧のエネルギーによって空気がイオン化されてオゾンが発生し、このオゾンによって搬送ベルトが劣化してしまう。そこで、下記特許文献１に挙げるインクジェットプリンタでは、搬送ベルトの回転方向に沿って常に帯電パターン（極性のパターン）が同一となるように、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行うことで、搬送ベルトと帯電ローラとの間で発生する空気中への放電を抑制し、もってオゾンの発生を抑制するようにしている。
特開２００４−１３１２４２号公報

しかしながら、前記従来のインクジェットプリンタでは、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行っても、極性の切り替わり部分で、比較的搬送ベルトに近い帯電ローラの非接触部と搬送ベルトとの間で空気中への放電が発生し、オゾンが発生してしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電を抑制防止することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。

［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタは、搬送ベルトの表面に帯電ローラを当接して当該搬送ベルトの表面を所定の電位に帯電し、その帯電された搬送ベルトの表面に印刷媒体を静電気力で吸着して搬送し、その印刷媒体にインクジェットヘッドからインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、前記搬送ベルトの表面を所定の周期で逆の極性の電位に帯電する帯電制御手段を備え、前記帯電制御手段は、前記搬送ベルトの帯電極性の切り替わり部分に非帯電領域を設けることを特徴とするものである。

この発明１に係るインクジェットプリンタによれば、搬送ベルトの表面に帯電ローラを当接して当該搬送ベルトの表面を所定の電位に帯電し、その帯電された搬送ベルトの表面に印刷媒体を静電気力で吸着して搬送し、その印刷媒体にインクジェットヘッドからインク滴を吐出して印刷を行うにあたり、搬送ベルトの表面を所定の周期で逆の極性の電位に帯電すると共に、当該搬送ベルトの帯電極性の切り替わり部分に非帯電領域を設ける構成としたため、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行う場合であっても、当該搬送ベルトの非帯電領域と帯電ローラとの電位差が小さくなり、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電を抑制防止することができる。

［発明２］また、発明２のインクジェットプリンタは、前記発明１のインクジェットプリンタにおいて、前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さは、帯電ローラの中心が当該非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの半分の位置にあるとき、帯電ローラと搬送ベルトとの電位差により両者に放電が発生する範囲を含む長さであることを特徴とするものである。

この発明２に係るインクジェットプリンタによれば、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さを、帯電ローラの中心が当該非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの半分の位置にあるとき、帯電ローラと搬送ベルトとの電位差により両者に放電が発生する範囲を含む長さとする構成としたため、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電をより一層抑制防止することができる。

［発明３］また、発明３のインクジェットプリンタは、前記発明１又は２のインクジェットプリンタにおいて、前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致するように、夫々の領域の搬送ベルト回転方向長さを設定することを特徴とするものである。

この発明３に係るインクジェットプリンタによれば、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致するように、夫々の領域の搬送ベルト回転方向長さを設定する構成としたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行う場合にも、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電を抑制防止し易い。

［発明４］また、発明４のインクジェットプリンタは、前記発明１又は２のインクジェットプリンタにおいて、前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を非帯電領域とすることを特徴とするものである。

この発明４に係るインクジェットプリンタによれば、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を非帯電領域とする構成としたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行う場合にも、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電を抑制防止し易い。

［発明５］また、発明５のインクジェットプリンタは、前記発明４のインクジェットプリンタにおいて、前記非帯電領域に設定された前記余りの部分以外の部分に印刷媒体を静電吸着することを特徴とするものである。
この発明５に係るインクジェットプリンタによれば、非帯電領域に設定された余りの部分以外の部分に印刷媒体を静電吸着する構成としたため、印刷媒体を搬送ベルトに確実に静電吸着することができる。

［発明６］また、発明６のインクジェットプリンタは、前記発明１又は２のインクジェットプリンタにおいて、前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を、それに連続する何れか一方の極性に帯電することを特徴とするものである。

この発明６に係るインクジェットプリンタによれば、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を、それに連続する何れか一方の極性に帯電する構成としたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルトの帯電制御を行う場合にも、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電を抑制防止し易い。

［発明７］また、発明７のインクジェットプリンタは、前記発明１乃至６のインクジェットプリンタにおいて、前記制御手段は、搬送ベルトに残留している帯電パターンに一致するようにして当該搬送ベルトを帯電制御することを特徴とするものである。
この発明７に係るインクジェットプリンタによれば、搬送ベルトに残留している帯電パターンに一致するようにして当該搬送ベルトを帯電制御する構成としたため、帯電ローラと搬送ベルトとの間の放電抑制防止効果が大きい。

次に、本発明のインクジェットプリンタの一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成図である。図中の符号１は、印刷用紙等の印刷媒体２を搬送するための無端搬送ベルトである。印刷媒体２は、前述したように印刷用紙やＯＨＰシートのような中・高抵抗のシート状部材である。また、搬送ベルト１は、表面（外周面）がＰＥＴやポリイミド、フッ素系樹脂などの絶縁性樹脂で構成され、裏面（内周面）が低〜中抵抗（１×１０¹⁰Ω／□以下）の樹脂で構成される、所謂二層ベルトである。この搬送ベルト１は、図の左端部に配設された駆動ローラ３と、図の右端部に配設された従動ローラ４と、それらの中央部下方に配設されたテンションローラ５とに巻回されている。駆動ローラ３は、図示しない駆動ローラモータによって図の矢印方向に回転駆動され、後述する帯電ローラで帯電された搬送ベルト１に印刷媒体２を静電吸着した状態で、当該印刷媒体２を図の右方から左方に、つまり矢印方向に搬送する。従動ローラ４は、後述する帯電ローラの当接部分との間に搬送ベルト１を挟持して電圧を印加するために接地されている。テンションローラ５は、図示しないバネによって下方に付勢されており、これにより搬送ベルト１に張力を付与している。

搬送ベルト１には、従動ローラ４に対向するようにして、帯電手段としての搬送ベルト帯電ローラ７が当接されており、後述するように、搬送ベルト帯電ローラ７には搬送ベルト帯電制御部８から所定の電位の交番電圧信号（正確には二つの極性の間に０Ｖの時間が存在する）が印加される。搬送ベルト帯電制御部８はシステム制御部６からの指令に応じて搬送ベルト帯電ローラ７への搬送ベルト帯電パターン信号の電位を設定する。この搬送ベルト帯電ローラ７の配置は、印刷媒体２の給紙位置の直前に相当する。従って、前記搬送ベルト帯電ローラ７に搬送ベルト帯電パターン信号（交番電圧信号）を付与して搬送ベルト１の表面を異なる極性に交互に帯電し、この異なる極性間の電界によって印刷媒体２に誘電分極を発生させ、その誘電分極による印刷媒体２の電荷と搬送ベルト１の表面の電荷によって静電気力が発生し、印刷媒体２を搬送ベルト１の表面に吸着する。

従動ローラ４の上方には、紙押えローラ９が配設されている。この紙押えローラ９は、図示しないバネによって下方に付勢されており、印刷媒体２を従動ローラ４上の搬送ベルト１に押付ける機能を有する。前述したように、帯電した搬送ベルト１の外周面に印刷媒体２を搭載し、紙押えローラ９で印刷媒体２を搬送ベルト１に押付けると静電気力によって印刷媒体２は搬送ベルト１の外周面に吸着される。紙押えローラ９の印刷媒体２搬送方向上流側には、給紙部の印刷媒体２を給紙するためのフィードローラ１３及び給紙された印刷媒体を支持するガイド１５が配設されており、フィードローラ１３は図示しないフィードローラモータに接続されている。また、紙押えローラ９の印刷媒体２搬送方向下流側には印刷媒体２の搬送方向先端位置を検出する印刷媒体検出センサ１０が設けられ、その印刷媒体２搬送方向下流側には搬送ベルト１に貼り付けられたリニアスケールから搬送ベルト１及び印刷媒体２の位置を検出するエンコーダセンサ１２が設けられている。

エンコーダセンサ１２の印刷媒体２搬送方向下流側にはインクジェットヘッド１１が設けられている。このインクジェットヘッド１１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の各色毎に、印刷媒体２の搬送方向にずらして配設されている。各インクジェットヘッド１１には、図示しない各色のインクタンクからインク供給チューブを介してインクが供給される。各インクジェットヘッド１１には、印刷媒体２の搬送方向と交差する方向に、複数のノズルが形成されており、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量のインク滴を吐出することにより、印刷媒体２上に微小なインクドットを形成出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送ベルト１に吸着された印刷媒体２を一度通過させるだけで、所謂ワンパスによる印刷を行うことができる。即ち、このインクジェットヘッド１１の配設領域が印字領域に相当する。

インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出出力する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などがある。静電方式は、アクチュエータである静電ギャップに駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータがあり、瞬間的に３００℃以上に加熱されてインクが膜沸騰状態となって気泡が生成し、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。本発明は、何れのインク出力方法も適用可能である。

本実施形態のインクジェットヘッドの具体的な構成について図２を参照して説明する。このインクジェットヘッド１１は圧電式アクチュエータを用いたものであり、振動板２１と、この振動板２１を変位させる圧電式アクチュエータ２２と、内部に液体であるインクが充填され且つ振動板２１の変位により内部の圧力が増減されるキャビティ（圧力室）２３と、このキャビティ２３に連通し且つ当該キャビティ２３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル２４とを備えている。

更に詳述すると、インクジェットヘッド１１は、ノズル２４が形成されたノズル基板２５と、キャビティ基板２６と、振動板２１と、複数の圧電素子２７を積層した積層型の圧電式アクチュエータ２２とを備えている。キャビティ基板２６は、図示のように所定形状に形成され、これにより、キャビティ２３と、これに連通するリザーバ２８とが形成されている。また、リザーバ２８は、インク供給チューブ２９を介してインク貯留部であるインクカートリッジ３３に接続されている。圧電式アクチュエータ２２は、対向して配置される櫛歯状の電極３１、３２と、その電極３１、３２の各櫛歯と交互に配置される圧電素子２７とからなる。また、圧電式アクチュエータ２２は、その一端側が中間層３０を介して振動板２１と接合されている。

このような構成からなる圧電式アクチュエータ２２では、第１電極３１と第２電極３２との間に印加される駆動パルス源からの駆動パルスにより、図２に矢印で示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用している。従って、圧電式アクチュエータ２２では、例えば図２に示すような駆動パルスが印加されると、振動板２１に変位が生じてキャビティ２３内の圧力が変化し、ノズル２４からインク滴が吐出されるようになっている。具体的には、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ２３の容積を縮小してインク滴を吐出する。

システム制御部６は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、フィードローラモータ４１を駆動制御するフィードローラモータドライバ６３と、搬送ベルト１の駆動ローラモータ５１を駆動制御する駆動ローラモータドライバ６４と、インクジェットヘッド１１を駆動制御するヘッドドライバ６５と、各ドライバ６３、６４、６５の出力信号を外部のフィードローラモータ４１、駆動ローラモータ５１、インクジェットヘッド１１で使用する制御信号に変換して出力したり、制御部６２からの指令信号を搬送ベルト帯電制御部８への制御信号に変化して出力したり、エンコーダセンサ１２、印刷媒体検出センサ１０の出力信号を制御部６２への入力信号に変換したりするインタフェース６７とを備えて構成される。

制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄとを備えている。この制御部６２は、インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れのノズルからインク滴を吐出するか或いはどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力し、この印字データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３〜６５に制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６５から制御信号が出力されると、これらがインタフェース部６７で駆動信号に変換されてインクジェットヘッド１１の複数のノズル２４に対応するアクチュエータ２２、フィードローラモータ４１、駆動ローラモータ５１、搬送ベルト帯電制御部８が夫々作動して、印刷媒体２に印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。

次に、搬送ベルト帯電制御部８内に構築されている搬送ベルト帯電波形生成回路３４について図４を用いて説明する。この搬送ベルト帯電波形生成回路３４は、搬送ベルト１を帯電する搬送ベルト帯電ローラ７に対し、所定の電位の直流電圧信号からなる搬送ベルト帯電パターン信号を生成するものであり、前述したシステム制御部６から搬送ベルト帯電パターン信号の振幅値（電位）を指示する搬送ベルト帯電パターン信号振幅指示値Ｖｂｐがデジタルデータとして入力されると、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ値に変換され、バッファＢ１より直流電圧値として出力される。この出力は、抵抗Ｒ１を介して接地されるため、グラウンドＧＮＤ（＝０Ｖ）を基準として、搬送ベルト帯電パターン信号振幅指示値Ｖｂｐ相当の直流電圧信号からなる搬送ベルト帯電パターン信号Ｓｂｐが増幅器ＡＭＰ１から搬送ベルト帯電ローラ７に印加される。

次に、印刷媒体２を搬送ベルト１に吸着するための静電気力の等価回路について説明する。まず、搬送ベルト１の表面側の絶縁層はコンデンサと見なされ、搬送ベルト帯電ローラ７から接地している従動ローラ４までの回路において、搬送ベルト帯電ローラ７の電荷は搬送ベルト１の表面の絶縁層のコンデンサＣｂに充電される。この電荷が充電された搬送ベルト１の表面上に印刷媒体２が搭載され、搬送ベルト１の表面から印刷媒体２の裏面を経由する電界を与えると、印刷媒体２の裏面には、搬送ベルト１の表面の電荷によってそれと逆電位の電荷が誘電分離で生じ、印刷媒体２の表面には、更にそれと逆電位の電荷が集まる。このとき、搬送ベルト１の表面と印刷媒体２の裏面との微小な隙間がコンデンサの役割をなし、このコンデンサが両者の間に静電気力による吸着力を発現する。

次に、搬送ベルト帯電パターン信号の設定方法について説明する。本実施形態では、単に、帯電ローラ７から搬送ベルト１に交番電圧信号を付与してＡＣ帯電を行うのではなく、例えば図５に示すように、二つの極性の切り替わり部分に電位が０Ｖの非帯電領域を形成する。図５は、搬送ベルト帯電電位（搬送ベルト帯電パターン信号に比例）の搬送ベルト回転方向の分布を示す。逆極性の帯電領域は、極性が逆で、電位が同じになるようにし、実質的に正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さと負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さと同じにした。例えば正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さをＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さをＬｎ、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さをＬｚとし、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値と正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐと負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎとの和を帯電パターンサイクル長さＬｃとしたとき、図５は、帯電パターンサイクル長さＬｃの４倍値が搬送ベルト周長Ｌに一致する。

次に、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚ、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎの設定方法について説明する。まず、非帯電領域がない場合のＡＣ帯電時の放電について説明する。図６は、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルト１の帯電制御を行うものであり、図６ａは残留した搬送ベルト１の正極（＋）帯電領域を正極（＋）電位の搬送ベルト帯電ローラ７で帯電している状態を、図６ｂは残留した搬送ベルト１の負極（−）帯電領域を負極（−）電位の搬送ベルト帯電ローラ７で帯電している状態を示す。例えば、図６ａで、残留した搬送ベルト１の正極（＋）帯電領域の電位が＋２ｋＶであり、それを＋２ｋＶの正極（＋）電位の搬送ベルト帯電ローラ７で帯電しているとき、残留した搬送ベルトの隣り合う負極（−）帯電領域の電位が−２ｋＶである場合、搬送ベルト帯電ローラ７と残留した搬送ベルトの負極（−）帯電領域の電位差は４ｋＶとなる。図６ｂの逆の帯電パターンでも両者の電位差は４ｋＶとなる。

放電開始電圧、つまり搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との電位差Ｖｓ（ｋＶ）と放電開始間隙ｌ（ｃｍ）との間には、周囲温度ｔ（℃）及び気圧ｐ（ｔｏｒｒ）を介して下記１式及び２式からなる火花放電の実験式（「気体放電の基礎」東京電気大学出版局 武田 進 著）の関係が成り立つ。

例えば気圧ｐ＝７６０ｔｏｒｒ（＝１気圧）、周囲温度２０℃のときの放電開始隙間ｌと電位差（放電開始電圧）Ｖｓとの関係は、下記表１のように表れる。この表によると、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との電位差Ｖｓが４ｋＶであるときには、帯電ローラ７の非接触部分のうち、当該帯電ローラ７と逆極性の帯電領域との距離が０．７５ｍｍ以下の範囲で放電が生じることになる。

これに対し、二つの極性の帯電領域の間に非帯電領域を有する本実施形態では、帯電パターンの残留電位が前述のような場合に、搬送ベルト１の非帯電領域と正負極電位の搬送ベルト帯電ローラ７との間の電位差、或いは搬送ベルト１の残留帯電領域と電位０Ｖの搬送ベルト帯電ローラ７との間の電位差の何れも２ｋＶにしかならない。図７は、本実施形態の搬送ベルト７と搬送ベルト１との電位差の説明図である。図７ａは、残留した搬送ベルト１の正極（＋）帯電領域を正極（＋）電位の搬送ベルト帯電ローラ７で帯電している状態を示しているが、このとき搬送ベルト帯電ローラ７の非接触部分が対向する非帯電領域は電位０Ｖであるから、例えば搬送ベルト帯電ローラ７の正極（＋）電位が＋２ｋＶである場合、非帯電領域との電位差は２ｋＶである。一方、図７ｃは、残留した搬送ベルト１の負極（−）帯電領域を負極（−）電位の搬送ベルト帯電ローラ７で帯電している状態を示しているが、このとき搬送ベルト帯電ローラ７の非接触部分が対向する非帯電領域は電位０Ｖであるから、例えば搬送ベルト帯電ローラ７の負極（−）電位が−２ｋＶである場合、非帯電領域との電位差は２ｋＶである。搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との電位差Ｖｓが２ｋＶである場合の放電開始隙間ｌは約０．３ｍｍである。

これに対し、図７ｂは、搬送ベルト帯電ローラ７の中心が搬送ベルト１の非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さの半分の位置にあり、搬送ベルト帯電ローラ７の電位が０Ｖである状態を示している。このとき、搬送宇ベルト１の非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚを、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との電位差、つまり搬送ベルト帯電ローラ７の０Ｖと残留した正負極帯電領域の電位２ｋＶとの電位差２ｋＶにより両者に放電が発生する範囲を含む長さとすれば、搬送ベルト帯電ローラ７が非帯電領域にあるときに全く放電のない時間を得ることができる。

以上が、搬送ベルト１の非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さの設定方法の基本的な概念である。ところで、印刷媒体の抵抗値は、印刷媒体の種類は勿論、温度や湿度によっても異なる。印刷媒体の抵抗値が異なると、搬送ベルト１の帯電状態、即ち帯電電位並びに帯電周期、即ち本実施形態では帯電領域の搬送ベルト回転方向長さが同じであっても、印刷媒体２の吸着力が異なる。具体的には、印刷媒体２の抵抗値が大きいと印刷媒体２と搬送ベルト１との間（隙間）に蓄積される単位時間当たりの電荷量が小さいので吸着力が弱く、印刷媒体２の抵抗値が小さいと吸着力が強くなる。従って、印刷媒体２の搬送ベルト１への静電気力による吸着力を安定させるためには、搬送ベルト１の帯電領域の電位や搬送ベルト回転方向長さを、印刷媒体の種類、温度、湿度などに応じて変化させなければならない。

図８には、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚ、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎの設定方法の一例を示す。この例では、図８ａに示すように、前述の基本概念に基づいて設定された非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃが搬送ベルト周長Ｌの５．８分の一であった、即ち搬送ベルト周長Ｌが帯電パターンサイクル長さＬｃの５．８倍であった場合を示している。このような場合、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚは確保し、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ及び負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎを若干短くして、図８ｂに示すように、搬送ベルト周長Ｌが帯電パターンサイクル長さＬｃの６倍になるようにする。この場合、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ及び負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎの短縮代は３％程度であり、印刷媒体２の静電吸着力に問題はない。

これに対し、図９は、前述の基本概念に基づいて設定された非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃが搬送ベルト周長Ｌの５．２分の一であった、即ち搬送ベルト周長Ｌが帯電パターンサイクル長さＬｃの５．２倍であった場合を示している。このような場合、何れか一カ所の非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚを長めに設定するだけで、搬送ベルト周長Ｌの９６％程度で基本的な帯電パターンサイクル長さＬｃが得られる。即ち、このような場合には、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃの自然数倍の最大値と搬送ベルト周長Ｌとの余りの部分を非帯電領域とする。なお、搬送ベルト１に対しては、図９に示すように、非帯電領域に設定された余りの部分以外の部分に印刷媒体２を静電吸着することで十分な静電吸着力が得られる。

また、図１０は、前述の基本概念に基づいて設定された非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃが搬送ベルト周長Ｌの３．３分の一であった、即ち搬送ベルト周長Ｌが帯電パターンサイクル長さＬｃの３．３倍であった場合を示している。このような場合、何れか一カ所の正負極帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、Ｌｎ（図では正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ）を長めに設定するだけで、搬送ベルト周長Ｌの９１％程度で基本的な帯電パターンサイクル長さＬｃが得られる。即ち、このような場合には、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃの自然数倍の最大値と搬送ベルト周長Ｌとの余りの部分を、それに連続する何れか一方の極性に帯電する。なお、この場合には、印刷媒体２を搬送ベルト１どの位置に搭載しても、十分な静電吸着力が得られる。

次に、このような原理に基づいて制御部６２で行われる搬送ベルト帯電パターン信号設定及び印刷媒体搬送タイミング設定のための演算処理を図１１に示す。なお、前記図８〜図１０の非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚ、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎの設定方法をまとめて端数部処理と称し、前述した帯電条件や帯電電位などに応じて、最適の長さが設定されるものとする。この演算処理は、実際の印刷動作の直前に行われ、まずステップＳ１で、印刷媒体の種類、温度、湿度といった搬送ベルト帯電条件を読込む。

次にステップＳ２に移行して、搬送ベルト１の搬送ベルト周長Ｌに対し、帯電条件に応じた搬送ベルト１の正負極帯電領域の帯電電位及び搬送ベルト回転方向長さ（図では帯電領域長）Ｌｐ、Ｌｎ、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さ（図では非帯電領域長）Ｌｚを設定する。
次にステップＳ３に移行して、帯電条件に応じて設定された非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃで搬送ベルト周長Ｌを除した商が自然数であるか否かを判定し、当該商が自然数である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、前述した端数部処理を行ってからステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、設定された正負極帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、Ｌｎ、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚを用いて搬送ベルト帯電パターン信号を設定する。
次にステップＳ６に移行して、前記ステップＳ４にて非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さ（図では非帯電領域長）Ｌｚが延長されたか否かを判定し、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚが延長された場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。

ステップＳ７では、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さ（図では非帯電領域長）Ｌｚが延長された部分以外に印刷媒体を吸着するものとしてからステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、搬送ベルト帯電パターン信号並びに前記ステップＳ７の設定に基づいて印刷媒体搬送タイミングを設定してからメインプログラムに復帰する。

図１２には、非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値、正極（＋）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｐ、負極（−）帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｎからなる帯電パターンサイクル長さＬｃに対する非帯電領域の搬送ベルト回転方向長さＬｚの２倍値の割合が０％、即ち非帯電領域なしの場合と、割合が２０％の場合のオゾン濃度の違いを示す。搬送ベルト帯電ローラ７のニップ部の幅は帯電パターンサイクル長さＬｃの５％程度であった。同図から明らかなように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、オゾン濃度を、非帯電領域なしの場合に比して、半分以下に抑制防止できる。

このように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、搬送ベルト１の表面に搬送ベルト帯電ローラ７を当接して当該搬送ベルト１の表面を所定の電位に帯電し、その帯電された搬送ベルト１の表面に印刷媒体２を静電気力で吸着して搬送し、その印刷媒体２にインクジェットヘッド１１からインク滴を吐出して印刷を行うにあたり、搬送ベルト１の表面を所定の周期で逆の極性の電位に帯電すると共に、当該搬送ベルト１の帯電極性の切り替わり部分に非帯電領域を設けることとしたため、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルト１の帯電制御を行う場合であっても、当該搬送ベルト１の非帯電領域と搬送ベルト帯電ローラ７との電位差が小さくなり、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電を抑制防止することができる。

また、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚを、搬送ベルト帯電ローラ７の中心が当該非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚの半分の位置にあるとき、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との電位差により両者に放電が発生する範囲を含む長さとすることとしたため、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電をより一層抑制防止することができる。

また、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚの２倍値と正極（＋）（一方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｐと負極（−）（他方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｎとの和（＝帯電パターンサイクル長さＬｃ）の自然数倍が搬送ベルト１の回転方向長さＬに一致するように、夫々の領域の搬送ベルト回転方向長さを設定することとしたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルト１の帯電制御を行う場合にも、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電を抑制防止し易い。

また、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚの２倍値と正極（＋）（一方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｐと負極（−）（他方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｎとの和（＝帯電パターンサイクル長さＬｃ）の自然数倍が搬送ベルト１の回転方向長さＬに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルト１の回転方向長さＬとの余りの部分を非帯電領域とすることとしたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルト１の帯電制御を行う場合にも、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電を抑制防止し易い。
また、非帯電領域に設定された余りの部分以外の部分に印刷媒体２を静電吸着することとしたため、印刷媒体２を搬送ベルト１に確実に静電吸着することができる。

また、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚの２倍値と正極（＋）（一方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｐと負極（−）（他方の極性）の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｎとの和（＝帯電パターンサイクル長さＬｃ）の自然数倍が搬送ベルト１の回転方向長さＬに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルト１の回転方向長さＬとの余りの部分を、それに連続する何れか一方の極性に帯電することとしたため、非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さＬｚを二つの極性の切り替わり部分に確保することができ、残留した帯電パターンに一致するように搬送ベルト１の帯電制御を行う場合にも、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電を抑制防止し易い。

また、搬送ベルト１に残留している帯電パターンに一致するようにして当該搬送ベルト１を帯電制御することとしたため、搬送ベルト帯電ローラ７と搬送ベルト１との間の放電抑制防止効果が大きい。
なお、前記実施形態では、所謂ラインヘッド型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットプリンタを適用した例についてのみ詳述したが、本発明のインクジェットプリンタは、マルチパス型を始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。

本発明のインクジェットプリンタの一実施形態の概略構成を示す正面図である。 図１のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの一例を示す縦断面図である。 図１のシステム制御部のブロック図である。 図１の搬送ベルト帯電制御部内に構築されている搬送ベルト帯電波形生成回路のブロック図である。 図１のインクジェットプリンタの搬送ベルト帯電電位の説明図である。 従来のＡＣ帯電で残留した帯電パターンと一致するように帯電制御する場合の放電の説明図である。 図５のＡＣ帯電で残留した帯電パターンと一致するように帯電制御する場合の放電の説明図である。 図１のインクジェットプリンタの搬送ベルト帯電電位の一例を示す説明図である。 図１のインクジェットプリンタの搬送ベルト帯電電位の他の例を示す説明図である。 図１のインクジェットプリンタの搬送ベルト帯電電位の更に他の例を示す説明図である。 図１の制御部内で行われる搬送ベルト帯電パターン信号設定及び印刷媒体搬送タイミング設定のための演算処理を示すフローチャートである。 図１１の演算処理によるオゾン発生量の効果を示す説明図である。

符号の説明

１は搬送ベルト、２は印刷媒体、３は駆動ローラ、４は従動ローラ、５はテンションローラ、６はシステム制御部、７は搬送ベルト帯電ローラ、８は搬送ベルト帯電制御部、９は紙押えローラ、１０は印刷媒体検出センサ、１１はインクジェットヘッド、１２はエンコーダセンサ、１３はフィードローラ、１５はガイド、３４は搬送ベルト帯電波形生成回路

Claims (7)

1. 搬送ベルトの表面に帯電ローラを当接して当該搬送ベルトの表面を所定の電位に帯電し、その帯電された搬送ベルトの表面に印刷媒体を静電気力で吸着して搬送し、その印刷媒体にインクジェットヘッドからインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、前記搬送ベルトの表面を所定の周期で逆の極性の電位に帯電する帯電制御手段を備え、前記帯電制御手段は、前記搬送ベルトの帯電極性の切り替わり部分に非帯電領域を設けることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さは、帯電ローラの中心が当該非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの半分の位置にあるとき、帯電ローラと搬送ベルトとの電位差により両者に放電が発生する範囲を含む長さ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プリンタ。
3. 前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致するように、夫々の領域の搬送ベルト回転方向長さを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を非帯電領域とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記非帯電領域に設定された前記余りの部分以外の部分に印刷媒体を静電吸着することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記非帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さの２倍値と一方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さと他方の極性の帯電領域の搬送ベルト回転方向の長さとの和の自然数倍が搬送ベルトの回転方向長さに一致しない場合、それらの長さの和の自然数倍の最大値と搬送ベルトの回転方向長さとの余りの部分を、それに連続する何れか一方の極性に帯電することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記制御手段は、搬送ベルトに残留している帯電パターンに一致するようにして当該搬送ベルトを帯電制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。

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