JP4730963B2

JP4730963B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4730963B2
Application number: JP2006247755A
Authority: JP
Inventors: 憲一川畑
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: CN101143523B; US7992954B2; US20080062215A1; JP2008068955A; CN101143523A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に用紙を静電吸着して搬送する搬送ベルトを備える両面印刷可能な画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、用紙（材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、媒体、シート材、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうもの、あるいは、電子写真方式でシート材に画像を転写形成するものなどがある。

ここで、「画像形成装置」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置、電子写真方式その他の方式によって媒体に画像を形成する装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。

このような画像形成装置において、用紙の両面に対する印刷を行う両面印刷が可能なもの、搬送ベルトを用いて用紙を静電力で吸着して搬送するもの、用紙に対する印字後用紙をその状態でインクが乾燥するまで停止させるものなどが知られている。

例えば、特許文献１には、用紙の両面に対して印刷を行う両面印刷を可能にした画像形成装置が記載されている。
特開２００５−０８９７１３号公報

特許文献２には、用紙を搬送する搬送手段として、用紙を静電吸着する搬送ベルトを備え、静電吸着に起因した用紙へのインクミストの付着を低減するため、電極板とアース板に対応する記録媒体上の範囲に対して予め処理液を吐出して、処理液の水分によって記録媒体の表面電荷を減少させ、インクミストが記録媒体に着する量を抑制することが記載されている。
特開２００５−１９９６９１号公報

特許文献３には、両面記録を行う場合において、記録媒体の含水量が増加しても、搬送ベルトに記録媒体を確実に吸着できるようにするため、記録媒体への記録量を記憶するページメモリを有し、ページメモリに記憶された記録量に基づいて、第一面を表面にして記録媒体を搬送する場合の搬送ベルトと記録媒体との電位差よりも、第二面を表面にして記録媒体を搬送する場合の搬送ベルトと記録媒体との電位差の方が大きくなるように、搬送ベルトへの印加電圧を変化させることが記載されている。
特開２００５−３４３６３７号公報

特許文献４には、印字した画像を損なうことなく、次の印字を開始するまでの時間を短縮し実質的なスループットの向上を実現するため、印字終了後メディア（媒体）をプラテン上に吸引保持してインク乾燥を行い、インク乾燥期間中に次の印字のためのイニシャル動作を行うことが記載されている。
特開２０００−１９０４８１号公報

特許文献５には、用紙の表面抵抗が異なることによって静電吸着力が変化し、用紙種別に応じた安定した搬送を行うことができないことから、用紙種別情報に対応する帯電ピッチ情報と搬送ベルトの移動量に基づいて、搬送ベルトに対する帯電パターンの帯電ピッチを制御することが記載されている。
特開２００４−２６２５５７号公報

上述した特許文献２にも記載されているように、用紙を静電吸着して搬送する搬送ベルトを備えた場合、用紙自体に分極などによる電荷が発生することで、装置内で浮遊するインクミストなどの液体ミストが付着し易くなる。そこで、特許文献２に記載の装置では専用の処理液によって所定範囲で予め用紙の水分量を増加して電荷を減少させるようにしているが、このような専用の処理を吐出させるヘッドや処理液の貯留手段を備えることは、画像形成装置の複雑化、大型化、高コスト化を招き、また、用紙に応じた制御も行うことができないという課題がある。

また、特許文献３に記載されているように、第二面を印字するときに第一面を印字するときよりも電位差を増大させる、つまり、搬送ベルトに印加する電圧を高くすると、ヘッドに対して影響を与える電界が大きくなり、ミストが付着し易くなり、画像品質が低下するという課題がある。

また、特許文献４に記載されているように一律に印字後の用紙を停止させる制御を行うようにした場合、両面印刷の全体的な印刷時間がながくなって、スループットが低下し、生産性が低下するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ミストの付着を防止しつつ両面印刷のスループットを向上する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出して用紙に画像を形成する液体吐出ヘッドと、
周回移動に配置されて前記用紙を静電吸着して搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに正負極の電荷を印加して帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に対して印加する正負極の印加電圧の周期及び前記搬送ベルトの駆動を制御して、前記搬送ベルトの正帯電の領域と負帯電の領域からなる帯電周期長を変更制御する帯電周期長制御手段と、
前記用紙の搬送を制御し、前記用紙の両面に印刷を行う両面印刷を行うときに、前記用紙に対する第１面の印刷終了後の搬送を停止する印刷後停止制御を行うことが可能な搬送制御手段と、
前記用紙の第１面に対する滴付着量を検出する滴付着量検出手段と、を備え
前記滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値以上であるときには、
前記帯電周期長制御手段は、前記用紙の第２面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長を、前記第１面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長よりも長く変更し、
前記搬送制御手段は、前記用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させ、
前記滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値未満であるときには、
前記帯電周期長制御手段は、前記用紙の第２面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長を、前記第１面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長のままとし、
前記搬送制御手段は、前記用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させることなく前記第２面に対する画像形成のための搬送を開始させる
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値以上であるときには、帯電周期長制御手段は、用紙の第２面に対して画像を形成するときの帯電周期長を、第１面に対して画像を形成するときの帯電周期長よりも長く変更し、搬送制御手段は、用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させ、滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値未満であるときには、帯電周期長制御手段は、用紙の第２面に対して画像を形成するときの帯電周期長を、第１面に対して画像を形成するときの帯電周期長のままとし、搬送制御手段は、用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させることなく第２面に対する画像形成のための搬送を開始させる構成としたので、ミストの発生を低減しつつ両面印刷におけるスループットを向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置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説明図、図３は同じく一部透過状態で示す側面説明図、図４は両面印刷における搬送ベルトに対する用紙搬送経路の説明に供する模式的説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、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、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙し、両面印刷の場合には、排紙搬送部７の途中から装置本体１の底部に備えた両面ユニット１０に送り込み、スイッチバック搬送を行って、再度、副走査搬送部３に給紙して両面に画像を形成した後排紙トレイ８上に排紙する。

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８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上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ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まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを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、ガイドロッド２１及び図示しないガイドレールでキャリッジ２３を片持ちで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）に送りながら画像形成手段である記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行なうシャトル型としている。なお、ライン型ヘッドを用いることもできる。

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個の液体吐出ヘッド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個の液体吐出ヘッド（以下、色を区別しないときは「記録ヘッド２４」という。）で構成され、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が供給される。

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に、ブラック（Ｂｋ）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、或いは、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、図２に示すように、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置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個の保湿用を兼ねた吸引用キャップ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、記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２５などを備えている。

さらに、キャリッジ２３の走査方向他方側の非印字領域には、図２に示すように、５個の記録ヘッド２４から記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２６を備えている。この空吐出受け部材１２６には、記録ヘッド２４に対応して５個の開口１２７ｋ２、１２７ｋ１、１２７ｃ、１２７ｍ、１２７ｙ（色を区別しないときは「開口１２７」という。）を形成している。

副走査搬送部３は、図３にも示すように、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プラテンガイド部材３５と、保持部材１３６に回転自在に保持されて、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける加圧コロ３６Ａ、及び、記録ヘッド２４の手前で用紙５を搬送ベルト３１に押し付ける先端加圧コロ３６Ｂと、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押えるガイド板３７と、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３８とを備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、ＤＣブラシレスモータを用いた副走査モータ１３１によって、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いる。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層構造としているが、これに限るものではなく、１層構造あるいは３層以上の構造でも良い。

また、従動ローラ３３と帯電ローラ３４との間に、図示しないが、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。）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とを備えている。

さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のコードホール１３７を取り付け、このコードホイール１３７に形成したスリット１３７ａを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３８を設けて、これらのコードホイール１３７とエンコーダセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。

給紙部４は、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、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、給紙された用紙５をレジストするレジストローラ（対）４４を備えている。

また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや後述する両面ユニット１０から給紙される用紙５を搬送するための縦搬送ローラ対４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ対４４、手差しコロ４７、縦搬送ローラ対４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。

排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３８で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、排紙ローラ７１及び拍車７２間で搬送される用紙５をガイドする下ガイド部７３及び上ガイド部７４と、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間から送り出される用紙５を、第１の搬送経路である反転排紙経路８１を通じて反転してフェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。なお、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間で用紙５を搬送する搬送路を搬送路７０という。

搬送路７０の出口側には、排紙トレイ８に反転排紙するための第１排紙経路８１、後述するストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２排紙経路８２及び両面ユニット１０のいずれかに対する第３搬送経路８３に切り替えるための分岐機構６０を設けている。また、この第３搬送径路８３を挟んで第１面に画像形成が終了した用紙を両面ユニット１０に送り込むために、両面中継ローラ対８４、８５を設けている。

両面ユニット１０は、送り込まれる用紙５を待機搬送路１０１ａ及びスイッチバック搬送路１０１ｂを有し、待機搬送路１０１ａには入口側から両面搬送ローラ対９１〜９６が配置され、スイッチバック搬送路１０１ｂには反転ローラ９７、９８が配置され、スイッチバック搬送路１０１ｂから装置本体１に搬送ローラ対４８に第２面印刷のために用紙を送り出す両面出口ローラ９９を備えるとともに、待機搬送路１０１ａからスイッチバック搬送路１０１ｂへの用紙５の搬送経路とスイッチバック搬送路１０１ｂから縦搬送ローラ対４８への再給紙のための搬送経路とを切り替える分岐板１００を揺動可能に設けている。分岐板１０１は、図１の実線図示のスイッチバック側位置と破線図示の再給紙側位置との間で揺動可能である。

この両面ユニット１０から送り出された用紙５は、前述した縦搬送ローラ対４８に送り込まれてレジストローラ対４４に送られる。

そして、上述した給紙部４の給紙カセット４１、手差し給紙トレイ４６、両面ユニット１０から給紙された用紙５がレジストローラ対４４で搬送されるとき、副走査搬送部３の搬送ローラ３２及び押えコロ３６間とレジストローラ対４４との間で、用紙５にループ（弛み）を形成して用紙５に対するバックテンションなどを防止するため、図１及び図３に示すように、開閉ガイド板１１０を揺動可能に設けている。

この開閉ガイド板１１０は、レジストローラ４４から用紙５を副走査搬送部３に送り出すときには、図示の状態から図１の矢示方向に揺動して用紙５を案内し、用紙５が副走査搬送部３の達したタイミングで図示の状態に復帰してループを形成可能な状態にする。

さらに、この画像形成装置においては、１枚手差し給紙を行なうために、図１にも示すように、装置本体１の一側部側に、１枚手差し給紙トレイ１４１を装置本体１に対して開閉可能（開倒可能）に設け、１枚手差しを行なうときには１枚手差し給紙トレイ１４１を仮想線図示の位置に開倒する。この１枚手差し給紙トレイ１４１からの手差し給紙される用紙５は、開閉ガイド板１１０の上面でガイドされてそのまま副走査搬送部３の搬送ローラ３２と加圧コロ３６Ａとの間に直線的に差し込むことができる。

一方、画像形成が行われた用紙５をフェイスアップでストレートに排紙するため、装置本体１の他側部側にストレート排紙トレイ１８１を開閉可能（開倒可能）に設けている。このストレート排紙トレイ１８１を開く（開倒）ことで、排紙搬送部７に下ガイド部７３及び上ガイド部７４から送り出される用紙５を直線的にストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２の排紙経路であるストレート排紙経路８２が形成される。

これにより、例えばＯＨＰ、厚手の用紙など曲線搬送が難しい用紙を使用するときには１枚手差し給紙トレイ１４１から１枚手差し給紙を行いストレート排紙トレイ１８１まで直線的に用紙５を搬送することができるようになる。勿論、普通紙などの通常の用紙であっても１枚手差し給紙トレイ１４１から給紙し、ストレート排紙トレイ１８１に直線的に排紙することはできる。

なお、図４を参照して各種センサの配置について説明しておく。用紙５を検知するために、レジストローラ対４４の上流側には搬送レジストセンサ２０１を、搬送ローラ３２と加圧コロ３６Ａとの手前側には印字部入口センサ２０２を、先端加圧コロ３６Bの下流側（画像形成部２の入口）には画像書き出し位置をレジストするための画像レジストセンサ２０３を、画像形成部２の出口（搬送ローラ７１ａの手前側）には印字部出口センサ２０４を、排紙搬送部７の出口側には分岐センサ２０５を、排紙ローラ対７８の手前側には排紙センサ２０６を、両面ユニット１０の両面搬送ローラ対９１の部分には両面入口縦搬送センサ２０７を、搬送ローラ対９６の手前側に待機センサ２０８を、分岐板１００の部分には反転センサ２０９を、両面出口ローラ対９９の下流側には両面出口縦搬送センサ２１０を、縦搬送ローラ対４８の上流側には電磁クラッチオープンセンサ２１１を、それぞれ配置している。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを含む、この装置全体の制御を司る本発明に係る制御手段を兼ねた主制御部３１０を備えている。

また、この制御部３００は、ホスト側と主制御部３１０との間に介在して、データ、信号の送受を行なうための外部Ｉ／Ｆ３１１と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッドドライバを含む印刷制御部３１２と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２７を駆動するための主走査駆動部（モータドライバ）３１３と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査駆動部３１４と、給紙モータ４９を駆動するための給紙駆動部３１５と、排紙部７の各ローラを駆動する排紙モータ１７９を駆動するための排紙駆動部３１６と、両面ユニット１０の各ローラを駆動する両面再給紙モータ１９９を駆動するための両面駆動部３１７と、維持回復機構１２１を駆動する維持回復モータ１２９を駆動するための回復系駆動部３１８と、帯電ベルト３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部３１９とを備えている。

さらに、制御部３００は、各種のソレノイド（ＳＯＬ）類３２１を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）３２２と、給紙関係の電磁クラック類３２３などを駆動するクラッチ駆動部３２４と、画像読取部１１を制御するスキャナ制御部３２５とを備えている。

また、主制御部に３１０は、搬送ベルト３１の周囲の温度及び湿度（環境条件）を検出する温湿度センサ２３４の検出信号を入力する。なお、主制御部３１０には、上述した図４で説明したような各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。また、主制御部３１０は、装置本体１に設けたテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部３２７との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。

さらに、この主制御部３１０には、キャリッジ２３の移動量を検出する主走査方向に配置されたエンコーダスケールと、このエンコーダスケールのスリットを検出するフォトセンサ（エンコーダセンサ）とで構成されるリニアエンコーダ４０１からの出力信号（検出パルス）が入力される。制御部３１０は、この出力信号に基づいて主走査駆動部３１３を介して主走査モータ２７を駆動制御してキャリッジ２３を所定の方向に所定の移動量で移動させる。

また、この主制御部３１０には、前述したコードホイール１３７とフォトセンサ（エンコーダセンサ）１３８によって構成されるロータリエンコーダ４０２からの出力信号（パルス）が入力される。主制御部３１０は、この出力信号に基づいて副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３１を駆動制御することで搬送ローラ３２を介して搬送ベルト３１を移動させる。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルト３１に対する帯電制御について図６以降をも参照して説明する。
まず、搬送ベルト３１に対する帯電制御に係わる部分について図６を参照して説明する。前述したように搬送ベルト３１を駆動する搬送ローラ３２の端部に設けたエンコーダホイール１３７及びエンコーダセンサ１３８からなるロータリエンコーダ４０２によって回転量を検出して、この検出した回転量に応じて副走査駆動部３１４によって副走査モータ１３１を駆動制御するとともに、帯電ローラ３４に高圧（ＡＣバイアス）を印加するＡＣバイアス供給部（高圧電源）３１９の出力を制御する。

このＡＣバイアス供給部３１９によって、帯電ローラ３４に印加する正負極の印加電圧の周期（印加時間）を制御し、同時に主制御部３１０によって、搬送ベルト３１の駆動を制御することで、搬送ベルト３１上に所定の帯電周期長で正負極の電荷を印加することができる。ここで、「帯電周期長」とは、図６にも示すように正負極の印加電圧の１周期当りの搬送方向の幅（距離）であり、帯電幅とは各極性自体の搬送方向の幅（距離）である。

ここで、前述したように、印刷を開始するとき、搬送ローラ３２を副走査モータ１３１で回転駆動して搬送ベルト３１を図１で反時計周りに回転させ、同時にＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に対して正負極の方形波を印加する。これによって、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１の絶縁層に当接しているので、搬送ベルト３１の絶縁層に、図６に示すように、正極性の電荷と負極性の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に印加され（帯状の正極性の帯電領域５０１と負極性の帯電領域５０２が交互に形成され）、図７に示すように搬送ベルト３１上に不平等電界が生成される。

この正負極の電荷を印加される搬送ベルト３１の絶縁層は、例えば、体積抵抗率が１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成されているから、絶縁層に帯電した正と負の電荷が、その境界で移動することを防ぐことができ、絶縁層に印加された正負極の電荷を保持することができる。

そして、用紙５は、その絶縁層に正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト３１へと送り込まれる。搬送ベルト３１上の不平等電界の上に送られた用紙５は電界の向きに沿って瞬時に分極する。図８に示すように、不平等電界により用紙の搬送ベルト面側の搬送ベルトと引力をなす電荷は密となり、その反対側の用紙表面に現れる搬送ベルト３１と斥力をなす電荷は疎となる。この電荷の差により用紙５は搬送ベルト３１に瞬時に吸着する。また、用紙５は有限な抵抗を持っているので、これと同時に用紙５の吸着面およびその反対側には真電荷が誘起される。

この用紙５の吸着面側に誘起された正負の真電荷は搬送ベルト３１上に印加された電荷と引き合うことで安定して吸着力をなしている。また、用紙５の吸着面側と反対側の表面に誘起された真電荷は、用紙５は表面抵抗率が１０^７Ω／□〜１０^１３Ω／□という有限な抵抗値を持っているため、電荷が移動でき、時間の経過とともに隣り合う正負極の電荷が引き合い移動することで中和されながら減少する。

この結果、搬送ベルト３１上の電荷は用紙５の吸着面側に誘起された真電荷とつり合いがとれ電界が閉じられ、用紙５の吸着面と反対側に誘起された真電荷は前述したとおり中和されて電界が閉じられる。また、搬送ベルト３１面に印加された電荷と搬送ベルト３１の電荷と疎力をなす電荷が用紙５表面上から減少するため用紙５の搬送ベルト３１への吸着力は時間とともに増加していく。

この吸着力と温湿度、帯電周期長とは相関関係がある。つまり、高湿環境下では用紙の抵抗値が低くなることから、吸着力がピークになるまでの時間が１秒以下（ｍｓｅｃオーダー）であり、また、帯電周期長が長くなるほど吸着力は高くなるのに対し、低湿環境下では用紙の抵抗値が高くなることから、吸着力がピークになるまでの時間は高湿環境下の場合より長く（ｓｅｃオーダー）なる。低湿環境下で吸着力がピークになるまでの時間を短くするには帯電周期長を短くする必要があるが、帯電周期長が短くなると吸着力は低くなる。

そこで、この搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送しながら、用紙５上に印刷データに応じて記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を形成（印刷）し、画像形成が行なわれた用紙５の先端側を分離爪３８で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部７によって、適宜、排紙トレイ８、ストレート排紙トレイ１８１に排紙し、あるいは両面ユニット１０に送り込んで他面に画像形成を行なった後排紙する。

次に、この画像形成装置における本発明の第１実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は主制御部３１０が実行する制御の説明に供するフロー図である。
先ず、印刷開始で、給紙カセット４１付近に設置されている温湿度センサ２３４の検出信号に基づいて帯電制御の基準となる温度、湿度を検出する。そして、両面印字（両面印刷）が選択されているか否かを判別する。

そして、両面印刷が選択されていないときには、画像データを転送して第１面の印字を行い、第１面の印字時に記録ヘッド２４から吐出した滴数をカウントする滴量カウンタのカウント値を読み込み、第１面に対する滴付着量に基づき印字後停止制御が必要であるか否かを判別する。この判別の結果、印字後停止制御が必要であれば、第１面への印字が終了した段階で排紙搬送部７において用紙５を一時停止させて待機させ、予め定めた所定時間が経過した後、例えば第１搬送径路８１を通じて排紙トレイ８に用紙５を排出する。

この場合、停止時間は温度、湿度、滴量のデータを基にして予め作成したテーブルから対応する停止時間を読み出し、停止時間が経過するまで停止を行う。また、停止位置は用紙５の後端が記録ヘッド２４を抜けた位置、あるいはキャリッジ２３を抜けた位置としている。

これに対して、両面印刷が選択されているときには、画像データを転送して第１面の印字を行い、第１面の印字時に記録ヘッド２４から吐出した滴数をカウントする滴量カウンタのカウント値を読み込み、第１面に対する滴付着量に基づき印刷状態を判別して（検出して）、第２面印刷時の帯電制御を変更するか否かを判別する。

そして、第２面印刷時の帯電制御を変更するときには、ＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に出力するＡＣバイアス電圧を変更して搬送ベルト３１を帯電するときの帯電電位を変更し、あるいは、搬送ベルト３１を帯電するときの帯電周期長を変更し、若しくは帯電電位及び帯電周期長を変更する。

その後、第１面に対する滴付着量に基づき第１面印字後停止制御を行う必要があるか否かを判別し、印字後停止が必要であれば、第１面への印字が終了した段階で排紙搬送部７において用紙５を一時停止させて待機させ、予め定めた所定時間が経過した後、第３搬送経路８３を通じて両面ユニット１０に用紙５を送り込み、第２面に対する印刷を行った後、第１搬送径路８１を通じて排紙トレイ８に用紙５を排出する。また、印字後停止が必要でなければそのまま第３搬送経路８３を通じて両面ユニット１０に用紙５を送り込み、第２面に対する印刷を行った後、第１搬送径路８１を通じて排紙トレイ８に用紙５を排出する。

この場合、停止時間は温度、湿度、滴量のデータを基にして予め作成したテーブルから対応する停止時間を読み出し、停止時間が経過するまで停止を行う。また、停止位置は用紙５の後端が記録ヘッド２４を抜けた位置、あるいはキャリッジ２３を抜けた位置、若しくは両面ユニット１０内としている。

つまり、第１面に対する滴付着量が多くなるほど、用紙５の抵抗値は滴付着なしの状態よりも低下するので、第２面印刷時には搬送ベルト３１に対する帯電を行うときの帯電周期長を長くして（あるいは帯電電位を大きくして）吸着力を大きくすることができる。特に低湿環境下では、滴が付着していない第１面を印刷するときには用紙の抵抗値が相対的に高くなるため、用紙に生じる電荷によってミストが付着し易くなることから、例えば、帯電周期長を短くする（用紙の電荷が中和されるまでの時間が短くなる。）ことによってミストの付着を低減する必要がある。

これに対して、第２面を印刷するときには、第１面への滴の付着によって用紙の抵抗値が下がることから、帯電周期長を長くしてもミストの付着が増加しないので、帯電周期長を長くして大きな吸着力を得ることができようになる。

具体的には、第１面印刷後は用紙の抵抗値が下がるために、搬送ベルトからの電界が記録ヘッドまで影響しないためにミスト付着も防止でき、かつ、帯電周期長が長く取れるので、吸着力も第１面印刷時よりも高く設定できて搬送性が向上する。例えば、通常印字時の帯電制御及び印字後停止制御は、帯電電圧が±１．４ｋV、帯電周期長が８ｍｍ、印字後停止５秒である場合、第１面にベタ画像があるときには、帯電電圧を±２．０ｋV、帯電周期長１６ｍｍ、印字後停止０秒に切り替えることができる。

また、第１面への滴付着量が少なければ、滴の乾燥を待つ必要がないので、印字後停止を行わないでそのまま第２面への印刷に移行することで、無駄な停止処理が行なわれないので両面印刷のスループットが向上することになる。

このように、用紙の第１面に対する印刷状態に基づいて用紙の第２面に対する印刷を行うときの搬送ベルトに対する帯電及び第２面印刷後の印刷後停止制御を行う制御手段を備えている構成としたので、ミストの付着を低減しつつ両面印刷におけるスループットを向上することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は主制御部３１０が実行する制御の説明に供するフロー図である。
ここでは、第１面の印刷状態を第1面に対して形成する画像の画像データに基づいて判別（検出）している。この画像データに基づく印刷状態判別は、例えば、第１面の印字面積、印字分布（連続吐出の回数）、或いは印字濃度（単純な濃度設定、及び印字モードによっての重ね書き回数など）である。そして、この結果に基づいて帯電制御の変更を行うか否か、第1面印刷後、印字後停止を行うか否かの判別を行う。

例えば、印字面積について言えば、印字面積率が３０％未満であれば印字後停止制御を行わないで、そのまま両面ユニット１０に用紙を送り、第２面に対する印刷を行うことができる。

上述した例では、吐出滴数（滴付着量）、印字面積、印字分布、印字濃度などをパラメータとして制御を変更する例で説明しているが、これらを組合せることもできる。また、図４に示すように、レジストローラ対４４の上流側に用紙５の抵抗値を検出する抵抗値検出センサ２１５を設けて用紙５の抵抗値をダイレクトに測定することもできる。この場合には印字前の抵抗値と比較して抵抗値の下降率で帯電制御の変更を行うか否か、印字後停止処理を行うか否かなどを判別するようにすることができる。また、用紙の種類に応じてそれぞれ異なった基準を設けて帯電制御の変更を行うか否か、印字後停止処理を行うか否かなどを判別するようにすることもできる。

なお、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション（ＭＦＰ）の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、インク以外の記録液を使用する画像形成装置にも適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を示す概略構成図である。同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。同じく同副走査搬送部の拡大説明図である。同じく搬送経路の説明に供する模式的説明図である。同じく制御部の概要を説明するブロック図である。搬送ベルトに対する帯電制御の説明に供する模式的説明図である。搬送ベルトを帯電させたときの説明に供する説明図である。同搬送ベルトに用紙が接触したときの説明に供する説明図である。本発明の第1実施形態の説明に供するフロー図である。本発明の第1実施形態の説明に供するフロー図である。

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…用紙（
７…排紙搬送部
８…排紙トレイ
１０…両面ユニット
１１…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
３４…帯電ローラ
３５…プラテンガイド部材
４１…給紙カセット
４４…レジストローラ
３０１…主制御部

Claims

液滴を吐出して用紙に画像を形成する液体吐出ヘッドと、
周回移動に配置されて前記用紙を静電吸着して搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに正負極の電荷を印加して帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に対して印加する正負極の印加電圧の周期及び前記搬送ベルトの駆動を制御して、前記搬送ベルトの正帯電の領域と負帯電の領域からなる帯電周期長を変更制御する帯電周期長制御手段と、
前記用紙の搬送を制御し、前記用紙の両面に印刷を行う両面印刷を行うときに、前記用紙に対する第１面の印刷終了後の搬送を停止する印刷後停止制御を行うことが可能な搬送制御手段と、
前記用紙の第１面に対する滴付着量を検出する滴付着量検出手段と、を備え
前記滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値以上であるときには、
前記帯電周期長制御手段は、前記用紙の第２面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長を、前記第１面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長よりも長く変更し、
前記搬送制御手段は、前記用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させ、
前記滴付着量検出手段の検出結果が予め定めた所定値未満であるときには、
前記帯電周期長制御手段は、前記用紙の第２面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長を、前記第１面に対して画像を形成するときの前記帯電周期長のままとし、
前記搬送制御手段は、前記用紙の第１面の印刷終了後の搬送を停止させることなく前記第２面に対する画像形成のための搬送を開始させる
ことを特徴とする画像形成装置。