JP4822757B2

JP4822757B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4822757B2
Application number: JP2005216253A
Authority: JP
Inventors: 晋司井本; 成一小暮
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: KR20070063520A; JP2007030316A; EP1907306A4; US7891805B2; CN100581957C; KR100888763B1; CN101039857A; EP1907306B1; WO2007013236A1; EP1907306A1; US20080043083A1

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に被記録媒体を搬送するための搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として、例えば記録ヘッドから記録紙等の被記録媒体（以下「用紙」と称するが、材質を紙に限定するものではなく、記録媒体、転写材、記録紙などとも称されるものを含む。）に記録液の液滴、例えばインク滴を吐出して記録（印字、印写、印刷、画像形成なども同義で使用する。）を行なうインクジェット記録装置が知られている。

ところで、インクジェット記録方式で画像を形成する場合、インクを用紙に付着させるために、画像を形成すると、用紙はインクに含まれる水分によって伸びる現象がある。この現象をコックリングと呼んでいる。このコックリングによって用紙は波打ち、記録ヘッドのノズルと用紙表面の位置が場所場所で変化する。このコックリングの程度が悪くなると、最悪の場合、用紙がヘッドのノズル面と接触して、ヘッドのノズル面を汚したり、用紙自身も汚れてしまったりして画像品質が低下し、加えてコックリングの影響でインク滴の着弾位置がずれてしまうこともある。

また、従前のインクジェット記録装置では、用紙の送りをローラによって行っており、印字領域を挟んで２組のローラ（一方は拍車とコロの組み合わせ）が配置されている。しかし、この構成では用紙の送り精度を保証できるのは用紙がこの２組のローラに噛んでいる状態でのみである。

ところが、最近では、画像形成領域の増大が望まれているため、印字領域を確保するために本来であれば用紙の送り精度を保証できない状態、つまり、２組あるローラ対の内、一方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態で印字を行なうようにしたインクジェット記録装置も存在する。

しかしながら、片方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態では、上述したように用紙の浮きが発生した場合は対処できなかったり、用紙搬送力が確保できないために送りの精度を保証できないので、画像品質も低下するという問題が生じる。

そこで、用紙の平面性を維持するために、無端状の帯電ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して用紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回移動させることで用紙を搬送することにより、用紙の帯電ベルトからの浮き上がりを防止して、高い平面性を維持できるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。

ところで、このように搬送ベルトを用いて用紙を静電吸着した状態で搬送を行なう場合、搬送ベルトの平面度が用紙の平面度に直結することになる。このば場合、搬送ベルトは少なくとも２つのローラ間に掛け渡して弦の部分を記録ヘッドによる印写領域に対応させるが、この搬送ベルトの弦の部分ではベルトのしわなどが発生しやすく、また、搬送ベルトを回動させたときに弦の部分でベルトが踊ってしまう（変動する）現象が発生して、搬送ベルトの平面度が低下することがある。

このように、搬送ベルトを用いた場合でも搬送ベルト自体の平面度が低下すると、記録ヘッドと用紙との間の距離が変動することになり、画像品質が低下する。

そこで、特許文献１に記載されているように、用紙を搬送する搬送ベルトを少なくとも２つのローラ間に掛け渡して（掛け回して）支持し、記録ヘッドによる印写領域に対応して搬送ベルトの裏面側に搬送ベルトをガイドするガイド部材を設け、このガイド部材の上面は搬送ベルトを支持する２つのローラの接線よりも記録ヘッド側に突出しているように構成することで、記録ヘッドに対向する領域での搬送ベルトの平面を確保するようにした画像形成装置が知られている。
特開２００４−１７５４９４号公報

ところが、特許文献１に記載のように、搬送ベルトの平面性を裏面側から案内するガイド部材を用いて形成し、用紙を静電吸着した状態で搬送を行った場合、ガイド部材で形成された平面（平坦面）の直下流部分で搬送ベルトから用紙が剥離してしまうという現象が生じることが判明した。

この原因について鋭意研究したところ、記録ヘッドに対向する領域では搬送ベルトの平面性を確保するためにガイド部材の上面は搬送ベルトを支持する２つのローラの接線よりも記録ヘッド側に突出させて配置しているため、ガイド部材を抜けた搬送ベルトはローラに向かって下方に傾斜した状態で支持されることのなり、その結果、用紙が曲率分離しやすくなることに起因していることが判明した。

特に搬送ベルトに用紙を静電力で吸着している場合、用紙の先端部分が搬送ベルトから剥離すると、静電力が働かなくなるために一気に剥離してしまうことになる。また、特にベタ画像を印刷したような比較的多くの水分を含んだ用紙、両面印刷時の第二面の印写時には水分が十分に乾燥していないので、用紙と搬送ベルトとの吸着力が低くなり、曲率分離しやすいことも判明した。

また、搬送ベルトで吸着している用紙はインクが付着することで水分による膨らみが発生して搬送方向と交差する方向での波うちが発生し、用紙がガイド部材下流側で搬送ベルトから剥離すると、用紙の波うちがガイド部材部分まで及んで記録ヘッドと用紙の擦れが発生して画像が乱れるという課題がある。

本発明は上記のような知見と課題に鑑みてなされたものであり、搬送ベルトからの被記録媒体の剥離を防止し、あるいは、剥離による記録ヘッドとの擦れを防止して、高画質画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に記録液の液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドと、前記被記録媒体を静電力で吸着する搬送ベルトとを備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、前記記録ヘッドに対向する平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、
前記搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される前記被記録媒体を押える拍車が配設され、
前記拍車は、前記搬送ベルトの傾斜面に対向する位置に配置されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に記録液の液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドと、前記被記録媒体を静電力で吸着する搬送ベルトとを備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、前記記録ヘッドに対向する平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、
前記搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される前記被記録媒体を押える拍車が配設され、
前記搬送ベルトの傾斜面の延長線上よりも低い位置に前記拍車を配置した
構成とした。

また、前記拍車は前記搬送ベルトの被記録媒体搬送方向下流側を掛け回したローラに対向する位置に配置した構成とできる。

また、前記搬送ベルト上に正負極の交番の電荷を印加する構成とできる。

また、前記記録ヘッドに対向する前記搬送ベルトの平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する前記搬送ベルトの傾斜面とがなす角度が、前記記録ヘッドに対向する前記搬送ベルトの平坦面と前記記録ヘッドより上流側で下方へ傾斜する前記搬送ベルトの傾斜面とがなす角度よりも小さい構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルトは、記録ヘッドに対向する平坦面と記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される被記録媒体を押える拍車が配設され、拍車は、搬送ベルトの傾斜面に対向する位置に配置されている構成としたので、被記録媒体が記録ヘッドの下流側で搬送ベルトから剥離してしまうことが防止され、高画質画像を安定して形成することができる。
本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルトは、記録ヘッドに対向する平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される被記録媒体を押える拍車が配設され、搬送ベルトの傾斜面の延長線上よりも低い位置に拍車を配置した構成としたので、被記録媒体が記録ヘッドの下流側で搬送ベルトから剥離してしまうことが防止され、高画質画像を安定して形成することができる。

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。まず、本発明に係る画像形成装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図、図３は図１の要部拡大説明図である。

この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６ａと従動プーリ６ｂ間に架け渡したタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。なお、キャリッジ３とガイドロッド１との間にはガイドブッシュ（軸受け）３ａ、３ａをそれぞれ介在させている。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどのインク（記録液）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。

キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。なお、インク滴を吐出する記録ヘッド７以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出する記録ヘッドを備えることもできる。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された被記録媒体（用紙）１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電力で吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段を構成する帯電ローラ２６を備えている。

なお、搬送ガイド部材２３は、ほぼ鉛直上方向に向けて案内されてきた用紙１２をほぼ９０°方向転換すべく、搬送ローラ（ベルト駆動ローラ）２２上に巻き掛けられた搬送ベルト２１との間で円弧状の搬送路を形成するため、搬送ベルト２１と対向する面が、搬送ベルト２１の曲率半径より大きな曲率半径を有する円弧状を有している。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルト（成型上において無端状ベルトでも、両端をつなぐことで無端状としたベルトでも良い。）であり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。

そして、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。

この搬送ベルト２１としては、図４に示すように１層構造のベルトでも良く、又は図５に示すように複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト２１の場合には、用紙１２や帯電ローラ２８に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト２１の場合には、用紙１２や帯電ローラ２６に接触する側は絶縁層２１Ａで形成し、用紙１２や帯電ローラ２６と接触しない側は導電層２１Ｂで形成することが好ましい。

１層構造の搬送ベルト２１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａを形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト２１の導電層導電層２１Ｂを形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０^５〜１０^７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。

帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層をなす絶縁層２１Ａ（複層構造のベルトの場合）に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ２６は、体積抵抗率が１０^６〜１０^９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ２６には、後述するように、ＡＣバイアス供給部１１４から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアスが印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。

ガイド部材２９は、図３にも示すように、上面が搬送ベルト１５１を掛け回して支持する２つのローラ（搬送ローラ２７とテンションローラ２８）の接線よりも記録ヘッド７側に突出させることで、搬送ベルト２１の高精度な平面性を維持するようにしている。

また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってエンコーダ３６を構成している。

また、キャリッジ３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２のスリット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４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ４４を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び断面星形状の拍車ローラからなる排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。また、詳細は後述するように、テンションローラ２８に対向して搬送ベルト２１で排紙部に向けて搬送される印写後の用紙１２を押える拍車５５を配置している。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、この画像形成装置の底部には増設トレイ７０を装着することができる。この増設トレイ７０は、給紙トレイ１０と同様に用紙１２を載置する圧板（用紙載置板）７１と、給紙コロ７３と、分離パッド７４を備え、給紙する場合には、給紙コロ７３と分離パッド７４で１枚ずつ用紙を分離して給紙し、搬送ローラ７５、７６によって、装置本体の下方からカウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に用紙を送り込むようになっている。

また、用紙１２の給紙経路中、ここでは給紙コロ１３の横（主走査方向で）部には、給紙された用紙１２の表面抵抗率を測定するための表面抵抗計８０を設けている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ２６に対して正極（プラス）出力とマイナス（負極）出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１には、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスの電荷が所定の幅で帯状に交互に印加される。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図６のブロック図を参照して説明する。
この制御部１００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ１０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ１０３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書き換え可能な不揮発性メモリ１０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行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ＡＳＩＣ１０５とを備えている。

また、この制御部１００は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置であるホスト９０側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ１０６と、記録ヘッド７を駆動制御するためのヘッド駆動制御部１０７及びヘッドドライバ１０８と、主走査モータ４を駆動するための主走査モータ駆動部１１１と、副走査モータ３１を駆動するための副走査モータ駆動部１１３と、エンコーダ３４、環境温度及び環境湿度を検出する環境センサ１１８、被記録媒体の表面抵抗値を検出する表面抵抗計８０、図示しないが前述したエンコーダ４４、その他各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ１１６などを備えている。

また、この制御部１００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル１１７が接続されている。さらに、制御部１００は、帯電ローラ２６に対するＡＣバイアスを印加するＡＣバイアス供給部（高圧電源）１１４の出力のオン／オフなどを制御する。

ここで、制御部１００は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト９０側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ１０６で受信する。なお、この制御部１００に対する印刷データの生成出力は、ホスト９０側のプリンタドライバ９１によって行うようにしている。

そして、ＣＰＵ１０１は、Ｉ／Ｆ１０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１０５にてデータの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部１０７に画像データを転送する。なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータへの変換は、前述したようにホスト９０側のプリンタドライバ９１で画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしているが、例えばＲＯＭ１０２にフォントデータを格納して行っても良い。

ヘッド駆動制御部１０７は、記録ヘッド７の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ１０８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ１０８に送出する。

このヘッド駆動制御部１０７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ１０２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ１０８は、ヘッド駆動制御部１０７からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部１０７からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド１４のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。

主走査モータ駆動部１１１は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とエンコーダ４４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して主走査モータ４を駆動する。

同様に、副走査モータ駆動制御部１１３は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とエンコーダ３６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルト２１に対する帯電制御について図７以降をも参照して説明する。
まず、搬送ベルト２１に対する帯電制御に係わる部分について図７を参照して説明する。前述したように搬送ベルト２１を駆動する搬送ローラ２７の端部に設けたエンコーダ３６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制御部１００の副走査モータ駆動部１１３によって副走査モータ３１を駆動制御するとともに、帯電ローラ２６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）１１４の出力を制御する。

このＡＣバイアス供給部１１４によって、帯電ローラ２６に印加する正負極の印加電圧の周期（印加時間）を制御し、同時に制御部１００によって、搬送ベルト２１の駆動を制御することで、搬送ベルト２１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７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２７を副走査モータ３１で回転駆動して搬送ベルト２１を図１で時計周りに回転させ、同時にＡＣバイアス供給部１１４から帯電ローラ２６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２６は搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａに当接しているので、搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａに、図７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２１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２０１と負極性の帯電領域２０２が交互に形成され）、図８に示すように搬送ベルト２１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２１の絶縁層２１Ａは、前述したように、体積抵抗率が１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成しているから、絶縁層２１Ａ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２１Ａ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１２は、給紙ローラ１３と分離パッド１４によって分離され、その絶縁層２１Ａ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２１へと送り込まれる。搬送ベルト２１上の不平等電界の上に送られた用紙１２は電界の向きに沿って瞬時に分極する。図９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２１と斥力をなす電荷は疎となる。この電荷の差により用紙１２は搬送ベルト２１に瞬時に吸着する。また、用紙１２は有限な抵抗を持っているので、これと同時に用紙１２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１２の吸着面側に誘起された正負の真電荷は搬送ベルト２１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１２の吸着面側と反対側の表面に誘起された真電荷は、用紙１２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２１上の電荷は用紙１２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１２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。すなわち、記録ヘッド７へ向かう電界が減少していくこととなる。また、搬送ベルト２１面に印加された電荷と搬送ベルト２１の電荷と疎力をなす電荷が用紙１２表面上から減少するため用紙１２の搬送ベルト２１への吸着力は時間とともに増加していく。

そして、搬送ベルト２１に吸着された用紙１２は、前述したように、記録ヘッド７下まで搬送され、キャリッジ３が主走査方向に往復運動し、同時に記録ヘッド７よりインク液滴が吐出されることによって、用紙１２上にヘッド１往復分の画像が形成される。１往復分の画像が形成されると、用紙１２は搬送ベルト２１によって次の印字位置まで送られ、再び１往復分の画像形成が行われる。こうして画像の形成が終了した用紙は、そのまま搬送ベルト２１によって搬送され、分離爪５１によって搬送ベルト２１２から分離され、排紙トレイ５４上へと排紙される。

次に、搬送ユニットの詳細について図１０を参照して説明する。なお、図１０は搬送ベルトユニットの側面説明図である。
この搬送ユニットは、前述したように、搬送ローラ（ベルト駆動ローラ）２７とテンションローラ２８との間に架け回された搬送ベルト２１と、搬送ベルト２１の内側の記録ヘッド７に対向する位置（印写領域）に配設され、搬送ベルト２１を内側からガイドするガイド部材としての搬送ガイド板２９と、用紙１２を搬送ベルト２１に静電吸着させて搬送するために搬送ベルト２１を帯電させる（ここでは、具体的には搬送ベルト２１の表層をなす絶縁層２１Ａを帯電する）帯電手段としての帯電ローラ２６とを有している。

ここで、搬送ガイド板２９は２つのローラ２７、２８を結ぶ接線３０１を結ぶ線よりも記録ヘッド７側（上方）に突き出しているので、搬送ベルト２１は搬送ガイド板２９で案内されている領域では平坦面（平面）２２１Ａとなり、搬送ガイド板２９から離れてテンションローラ２８に向う領域では下方に傾斜した傾斜面２２１Ｂとなる。

このように記録ヘッド７に対向する印写領域における搬送ベルト２１の平坦性（平面性）を維持するために搬送ガイド板２９を備えると、搬送ガイド板２９から離れてテンションローラ２８に向う領域では下方に傾斜した傾斜面２２１Ｂが生じることになり、この結果、搬送ベルト２１に静電吸着されている用紙１２が剥離して、静電吸着力がゼロになるために、記録ヘッド７の部分まで一気に用紙１２が剥離してしまうという現象が生じる。

そこで、本実施形態においては、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂとがなす角度θ１が、搬送ベルト２１に静電力で吸着された被記録媒体１２が剥離しない角度になるようにテンションローラ２８及び搬送ガイド板２９の関係を設定している。

この角度θ１の具体的角度について本発明者らは実験による確認を行なった。まず、搬送ベルト２１に対して上述したように交番電荷を普通紙上に印加して用紙１２を吸着させ、片面印刷だけの場合、両面印刷を行った場合の第二面について、得られる吸着力を計測したところ、図１１に示すように、片面印刷の場合には１０Ｎ、両面印刷では第一面のインクの水分の影響で吸着力が５Ｎになる。

そこで、角度θ１を変化させて片面印刷、両面印刷を行い、搬送ベルト２１から普通紙が剥離しない角度について評価した。この結果を図１２（片面印刷の場合）及び図１３（両面印刷の場合）に示している。

図１２に示す結果から、片面印刷の場合には、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２Ｂとがなす角度θ１が、５°を越えると、普通紙が搬送ベルト２１から剥離する。これに対し、両面印刷の場合には、上述したように第二面を印刷するときに第一面のインクの水分の影響で吸着力が低下することから、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２Ｂとがなす角度θ１が、３°を越えると、普通紙が搬送ベルト２１から剥離する。

したがって、片面印刷しか行わない（上述した画像形成装置における両面ユニットを備えない構成の画像形成装置）の場合には、角度θ１が５°を越えないように搬送ガイド板２９とテンションローラ２８との位置関係を設定することが好ましく、これにより搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂでの用紙の剥離を防止して排紙部に搬送することができ、高画質画像を安定して形成することができる。

また、両面印刷が可能である上述した画像形成装置のように両面ユニットを備えた構成の画像形成装置の場合には、角度θ１が３°を越えないように搬送ガイド板２９とテンションローラ２８との位置関係を設定することが好ましい。これにより搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂでの用紙の剥離を防止して排紙部に搬送することができ、高画質画像を安定して形成することができる。

また、本発明者らの実験によると、搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂでの用紙の剥離は、角度θ１だけでなく、図１０に示す傾斜面２２１Ｂの平坦面２２１Ａを延長した方向での長さａにも関係していることが判明した。そこで、長さａを変化させて片面印刷、両面印刷を行い、搬送ベルト２１から普通紙が剥離しない長さについて評価した。この結果を図１４（片面印刷の場合）及び図１５（両面印刷の場合）に示している。

図１４に示す結果から、片面印刷の場合には、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂとがなす角度θ１が、５°を越えると、普通紙が搬送ベルト２１から剥離する。これに対し、両面印刷の場合には、上述したように第二面を印刷するときに第一面のインクの水分の影響で吸着力が低下することから、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂとがなす角度θ１が、３°を越えると、普通紙が搬送ベルト２１から剥離する。

したがって、片面印刷しか行わない（上述した画像形成装置における両面ユニットを備えない構成の画像形成装置）の場合には、角度θ１が５°を越えないように搬送ガイド板２９とテンションローラ２８との位置関係を設定することが好ましく、これにより搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂでの用紙の剥離を防止できる。

なお、上述した角度θ１は、記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より上流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｃとがなす角度θ２よりも小さい（θ１＜θ２）ことが好ましい。これは、傾斜面２２１Ｃ側では加圧コロなどによって用紙を押えることが可能で、ある程度角度があっても搬送ベルト２１に強制的に押えつけることができるからである。

次に、用紙にインク滴を付着させることで用紙に水分による膨らみが発生して用紙送り方向と交差する方向に用紙の波うちが発生するが、この用紙の波うちが記録ヘッド７に到達すると、記録ヘッド７と用紙の擦れによって印写した画像が乱れることになる。

そこで、図１０に示す搬送ガイド板２９の平面より下流側の搬送ベルト２１が形成する面の長さａを変化させ、用紙にインクを所定の量（ここではインクの規定総量の最大量）を印字させたときの用紙のヘッドとの擦れとの関係を測定した。この結果を図１４及び図１５に示している。

これらの結果から、用紙の水分による膨らみと用紙の吸着面積には相関があることが分かる。ここでは、片面印刷の場合には、吸着力が１０Ｎ（図１０）であり、水分による用紙の膨らみによる用紙と記録ヘッド７とのこすれが発生しない長さａが１０ｍｍ以上となる。この長さａにすることによって、片面印刷しかしない画像形成装置の場合、被記録媒体の波うちが搬送ガイド板２９による平面まで及ぶことを抑制し、高画質の画像を安定して形成することができる。

これに対し、両面印刷の場合には、第一面のインクの水分の影響で吸着力が５Ｎとなり、用紙と記録ヘッド７とのこすれが発生しない長さａが１２ｍｍ以上となることが分かる。この長さａにすることによって、両面印刷が可能な画像形成装置の場合、被記録媒体の波うちが搬送ガイド板２９による平面まで及ぶことを抑制し、高画質の画像を安定して形成することができる。なお、長さａの最大値としては１００ｍｍ以下にすることが好ましい。

次に、用紙が搬送ベルトから剥離するのを抑える他の実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は搬送ベルトユニットの要部側面説明図である。
ここでは、上述したように記録ヘッド７に対向する搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａと記録ヘッド７より下流側で下方へ傾斜する搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂとが形成されるとき、搬送ベルトの平坦面２２１Ａを延長した線３０２よりも低い位置に搬送される用紙を押える拍車５５を配置している。搬送ベルトの平坦面２２１Ａを延長した線３０２よりも低い位置に搬送される用紙を押える拍車５５を配置することで、搬送ベルト２１で搬送される用紙１２が搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａから剥離することを防止できる。

また、拍車５５は搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂに対向する位置に配置している。これによって、搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂから用紙１２が剥離することをも防止できる。この場合、拍車５５を搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側を掛け回したローラであるテンションローラ２８に対向させて配置することで、より確実に用紙を押えることができて剥離をより確実に防止できる。

次に、用紙が搬送ベルトから剥離するのを抑える更に他の実施形態について図１７を参照して説明する。なお、図１７は搬送ベルトユニットの要部側面説明図である。
ここでは、上述したように搬送ベルトの平坦面２２１Ａを延長した線３０２よりも低い位置に搬送される用紙を押える拍車５５を配置することで、搬送ベルト２１で搬送される用紙１２が搬送ベルト２１の平坦面２２１Ａから剥離することを防止するとともに、搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂの延長線３０３上よりも低い位置に拍車５５を配置している。このようにしても、搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂから用紙１２が剥離することをも防止できる。また、搬送ベルト２１の傾斜面２２１Ｂから拍車５５を離すことで、拍車５５が搬送ベルト２１に傾斜面２１Ｂに接触して搬送ベルト２１に穴が明くことを防止できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図である。同装置の要部平面説明図である。図１の要部拡大側面説明図である。同装置の搬送ベルトの一例を示す説明図である。同じく搬送ベルトの他の例を示す説明図である。同装置の制御部の概要を説明するブロック図である。同装置の帯電制御に係わる部分の説明図である。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。搬送ベルトユニット部分の拡大側面説明図である。印刷モードと搬送ベルトによる用紙の吸着力の測定結果の一例を説明する説明図である。片面印刷モードにおける図１０の角度θ１と搬送ベルトからの用紙の剥離の有無との関係の測定結果の一例を説明する説明図である。両面印刷モードにおける図１０の角度θ１と搬送ベルトからの用紙の剥離の有無との関係の測定結果の一例を説明する説明図である。片面印刷モードにおける図１０の長さａとヘッド擦れの有無との関係の測定結果の一例を説明する説明図である。両面印刷モードにおける図１０の長さａとヘッド擦れの有無との関係の測定結果の一例を説明する説明図である。拍車の配置位置の実施形態の説明に供する要部拡大側面説明図である。拍車の配置位置の他の実施形態の説明に供する要部拡大側面説明図である。

符号の説明

３…キャリッジ
７…記録ヘッド
１２…用紙（被記録媒体）
２１…搬送ベルト
２６…帯電ローラ
２７…搬送ローラ
２８…テンションローラ
２９…ガイド部材
３１…副走査モータ
５５…拍車

Claims

被記録媒体に記録液の液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドと、前記被記録媒体を静電力で吸着する搬送ベルトとを備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、前記記録ヘッドに対向する平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、
前記搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される前記被記録媒体を押える拍車が配設され、
前記拍車は、前記搬送ベルトの傾斜面に対向する位置に配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
被記録媒体に記録液の液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドと、前記被記録媒体を静電力で吸着する搬送ベルトとを備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、前記記録ヘッドに対向する平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する傾斜面とを有し、
前記搬送ベルトの平坦面よりも低い位置に搬送される前記被記録媒体を押える拍車が配設され、
前記搬送ベルトの傾斜面の延長線上よりも低い位置に前記拍車を配置したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記拍車は前記搬送ベルトの被記録媒体搬送方向下流側を掛け回したローラに対向する位置に配置したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルト上に正負極の交番の電荷を印加することを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドに対向する前記搬送ベルトの平坦面と前記記録ヘッドより下流側で下方へ傾斜する前記搬送ベルトの傾斜面とがなす角度が、前記記録ヘッドに対向する前記搬送ベルトの平坦面と前記記録ヘッドより上流側で下方へ傾斜する前記搬送ベルトの傾斜面とがなす角度よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。