JP6844345B2 - 液体を吐出する装置、液体を吐出する装置の制御方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する装置、液体を吐出する装置の制御方法、及び画像形成装置に関する。

記録ヘッドからインク等の記録液の液滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は記録ヘッドから液滴を吐出するという構造の為、液滴の一部が飛翔中に分離したり、記録媒体へのインク着弾時の跳ね返りなどによって記録媒体に着弾しない液滴としてのインクミストとなる。このインクミストは、機内を飛散し、結果的に画像形成装置の内部に付着したり、外装の隙間を通り機外へ放出される。画像形成装置の内部／外部に付着したインクミストは汚れとなり、ユーザーが触れたときに手指や衣服を汚したり、画像形成装置が設置された周囲を汚すという不具合をもたらす。
さらに、インクミストが画像形成装置内部の反射型や透過型の光学センサや、エンコーダ等に付着して検知精度を低下させたり、回収部材へ電圧を印加した際にリーク電流を発生させてインク回収能力を低下させたり故障を発生させるという問題がある。
特許文献１には、記録ヘッドの噴射側に対向配置した搬送ベルトを高電圧により帯電させて電界を形成することで搬送ベルトに記録媒体を吸着させて搬送する静電吸着ベルト方式の搬送装置を備えたインクジェット記録装置が開示されている。しかし、インクミストが帯電した搬送ベルトに吸着されて搬送ベルトを汚損するという問題があった。搬送ベルトの汚損は例えば光学センサにより搬送ベルト上の記録媒体の端縁の位置を検知する際の検知精度の低下をもたらす原因となる。

そこで画像形成装置内に発生したインクミストを、記録ヘッドの噴射方向の対向位置に配置した回収部材を帯電させて吸着させることで回収し、インクミストの付着を抑える技術が既に提案されている。
しかし、回収部材によるインクミスト回収方法を用いた場合に機内に静電吸着方式の搬送ベルト等の他の帯電部材があると、帯電部材が生成する電界を格別に制御していないために意図しない場所にインクミストが吸着されてしまい、機器の誤動作を引き起こすという問題があった。

本発明は、浮遊液体の回収部材以外の部材、特に浮遊液体を付着させたくない帯電部材への浮遊液体の付着量を大幅に減らすことを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えて往復移動するキャリッジと、前記キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置に配置され、電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材と、前記回収部材と異なる位置に配置された帯電部材と、を備え、前記帯電部材は搬送ベルトであり、前記回収部材は、前記搬送ベルトの搬送方向と直交する方向の側方であって当該搬送ベルトの近傍に設けられ、前記回収部材の前記搬送方向の大きさに対応する前記搬送ベルトの区間内に正に帯電している領域と負に帯電している領域が併存している場合に、両領域の面積を比較し、面積の大きい領域の極性と同極性に前記回収部材を帯電させることを特徴とする。

本発明によれば、浮遊液体の回収部材以外の部材、特に浮遊液体を付着させたくない帯電部材への浮遊液体の付着量を大幅に減らすことができる。

本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置を備えた画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。 インクジェット記録装置の電気的構成を示すブロック図である。 インクミストの発生原理について説明する図である。 （ａ）は静電吸着搬送ベルトの構成図、（ｂ）は静電吸着搬送ベルトにおける交番帯電について説明する図である。 印字領域について説明する図である。 静電吸着搬送ベルトの帯電によるインクミストの発生状況についての説明図である。 インクミストの浮遊の仕方と回収電極の配置の一例について説明する図である。 （ａ）及び（ｂ）は回収電極と搬送ベルトが形成する電界についての説明図である。 （１）（２）及び（３）はインクミストが点電荷間のクーロン力により受ける力についての説明図である。 インクミスト回収部材へ電圧を印加するための構成例について説明するブロック図である。 第２の実施形態に係る帯電ローラと回収電極の位置関係について説明する図である。 （ａ）乃至（ｅ）は第２の実施形態における回収電極に対する電圧印加の切替えタイミングについての説明図である。 回収電極に印加する電圧極性の制御について説明するフローチャートである。 （ａ）（ｂ）は第３の実施形態において回収電極と近接する搬送ベルト側の区間における帯電極性を一様な極性で停止させた状態について説明する図である。 回収電極と近接する搬送ベルト側の区間における搬送ベルトの帯電極性を一様にする制御について説明するフローチャートである。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
＜画像形成装置の基本構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置を備えた画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
本発明では、液体を吐出する装置における浮遊微細液滴としてのインクミストの回収に際して、液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドを担持するキャリッジの往復運動によって機内に発生する気流に合わせて、電力が入力されたときに作動して気流中に浮遊しているインクミストを回収するインクミスト回収部材を、適当な数だけ適当な箇所に配置し、キャリッジ、及び記録ヘッドの動作に応じてインクミスト回収部材へ印加する電圧のオンオフ切替え、電圧値、オンオフタイミング等を制御するようにしている。
なお、本明細書において、回収部材はインクミスト回収部材の略称として使用する。

本発明に係る液体を吐出する装置は、インクジェット記録装置のみに適用されるものではなく、あらゆる種類の液体、粉体を使用した画像形成装置に適用することができる。
インクジェット記録装置１００は、記録媒体である用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部１０１と、画像形成部に用紙Ｐを供給する給紙部１２０と、給紙部からの用紙を画像形成部１０１に搬送する用紙搬送部１３０と、画像形成部１０１において画像が記録、形成された用紙Ｐをストックする排紙トレー等の排紙部１４０と、を概略備えている。

給紙部１２０は、用紙Ｐを積載する用紙トレー１２１と、用紙積載部から用紙を１枚ずつ分離給送する給紙コロとしての半月コロ１２３と、半月コロに対向して配置され摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１２４を備え、この分離パッドは給紙コロ側に付勢されている。
給紙部１２０から給紙された用紙を記録ヘッド１６５の下方側で搬送するための搬送部１３０は、用紙を静電吸着して搬送するための静電吸着式搬送ベルトとしての搬送ベルト１３１と、略鉛直上方に送られる用紙を略９０°方向転換させて搬送ベルト上に倣わせるための搬送ガイド１３５と、押さえ部材で搬送ベルト側に付勢された先端加圧コロ１３６とを備えている。また、搬送ベルト表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１３８を備えている。
搬送ベルト１３１は無端状ベルトであり、搬送ローラ１３２とテンションローラ１３３との間に掛け渡されてベルト搬送方向に周回する。帯電ローラ１３８は、搬送ベルトの表層に接触し、搬送ベルトの回動に従動して回転するように配置されている。
搬送ベルトの移動量は、搬送ローラと同軸上にあるロータリーエンコーダ１３２ａの回転を監視することで管理される。

また、機内には浮遊するミストを静電吸着するために帯電される図示しないインクミスト回収部材が配置されている。
さらに、記録ヘッド１６５で記録された用紙を排紙するための排紙部１４０は、搬送ベルトから用紙を分離するための分離爪１４１と、排紙ローラ１４２とを備え、排紙ローラの下方に排紙トレー１４３を備えている。

次に、図２はインクジェット記録装置の電気的構成を示すブロック図である。
図２中の点線内部が制御基板の構成要素を示しており、点線外部が制御基板に接続されるユニット、具体的には電源、各種制御対象物、センサ等を示す。
制御基板２２２は、電源から電力の供給を受ける電源回路を備える。制御基板２２２は、インクジェット記録装置１００に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネルと接続されている。制御基板では、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、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側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＨＯＳＴ Ｉ／Ｆで受信する。そして、制御手段としてのＣＰＵは、ＨＯＳＴ Ｉ／Ｆ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、ＣＰＵにて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行なってヘッド制御部に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭにフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバ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も良い。

ヘッド制御部は、記録ヘッドの１行分に相当する画像データ、即ち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、キャリッジ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キャリッジに送出する。
ヘッド駆動部は、ＲＯＭに格納された駆動波形、即ちヘッド駆動信号のパターンデータ読み取り、駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、即ちＤＡＣ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。
キャリッジと呼ばれるヘッド搭載部には、ヘッド制御部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制御部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としてのレベルシフタと、このレベルシフタでオン／オフが制御されるスイッチ手段としてのアナログスイッチアレイ等を含む。そして、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キャリッジ内に搭載される記録ヘッドのアクチュエータ手段に印加して記録ヘッドを駆動する。

さらに、ＣＰＵはＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、つまりＡＤＣを介してセンサの検知信号を受ける。
主走査、副走査モータ、供給モータ駆動部はＣＰＵからの命令信号により主走査モータ、副走査モータに対し駆動信号を送りモータを励磁することでモータを駆動し、モータの動きをエンコーダセンサで読み取り読み取った結果をＣＰＵにフィードバックすることでモータの回転数を制御している。
副走査モータの駆動に対応して副走査エンコーダ１３２ａから出力されるパルス数によって搬送ベルトの搬送量を管理し、一定の搬送量毎に高圧回路へ制御信号を出力することで、高圧回路で生成する高圧の極性を反転させる。
インクミスト回収部材へ電圧印加は高圧電源２で行い、ＣＰＵからの指示により印加電圧、極性、タイミングを制御できる。高圧電源１と高圧電源２は高圧生成回路などを共通化できる場合は一体化、一本化しても構わない。

次に、図３によりインクミストの発生原理について説明する。
インクミストの発生の主な原因としては、記録ヘッド１６５からの吐出時の液滴の後端切れによるものと、紙面への着弾後の跳ね返りによるものとを挙げることができる。インクミストの発生時に一様な電界が存在すると、元の液滴が電気的に中性であってもインクミストの電荷の分布は静電誘導の作用により一方向に偏ったものとなる。即ち、搬送ベルト側が正の電荷を帯びている場合には、液滴の搬送ベルト側部位には負の電荷が誘起され、液滴の搬送ベルトと反対側部位には正の電荷が誘起される。
液滴、即ち主滴から分離するインクミストは正側に帯電した液滴の一部なので、インクミストは正に帯電している。すなわち、インクミストは電気的に中性ではなくなる。従って、インクミストは正に帯電した搬送ベルトに対し斥力が働き、図３の上方向、即ち記録ヘッド側に舞い上がり浮遊することとなる。
また搬送ベルトは負に帯電させてもよいし、周期的に極性を変えて帯電させてもよい。

次に、図４（ａ）は静電吸着搬送ベルトの構成図、（ｂ）は静電吸着搬送ベルトにおける交番帯電について説明する図である。
搬送ベルト１３１は搬送ローラ１３２が回転することで時計周りに回転すると同時に、帯電ローラ１３８に高圧の方形波を交互に掛けることにより、搬送ベルト上の絶縁層にプラスとマイナスの電荷が交互に印加され搬送ベルト上に交番電界が形成される（図４（ｂ））。交番電界が形成された搬送ベルト１３１上に用紙Ｐが到達すると用紙中の電荷が搬送ベルト上の電界に引き寄せられることにより吸着力を生じる。

図５はキャリッジの走査領域、即ち印字領域についての説明図である。
キャリッジ１６０は用紙の搬送方向、即ち図５の紙面と直交する方向と直交する方向、即ち図５の紙面の左右方向に移動し、往復に走査する。
図５ではキャリッジ１６０が中間位置にある状態を示しており、キャリッジは回収部材支持部材としての外装の左右側板１６７、１６８の範囲内で左右何れの方向にも移動することができる。一般的にキャリッジには用紙を検知するための反射型光学センサ１６０ａと、エンコーダセンサ１６０ｂとが搭載されている。反射型光学センサ１６０ａにより用紙による反射光を検出することで用紙端部を識別し、エンコーダセンサ１６０ｂによるカウントで用紙端部からの距離、即ち主走査方向位置を特定する。反射型光学センサで正しく用紙端部を検出するには、用紙を吸着している搬送ベルト表面と検出対象である用紙との間に十分な反射率差が存在していることが必要である。
本例では、インクミスト回収部材を支持する回収部材支持部材を、外装を構成する左右側板１６７，１６８として説明したが、外装と関係なく装備される別の部材であってもよい。
なお、走査領域は、印字領域と同等の範囲である。

次に、図６は静電吸着搬送ベルトの帯電によるインクミストの発生状況についての説明図である。
静電吸着搬送中にプラス（＋）に帯電している搬送ベルト１３１と記録ヘッド１６５との間の電界により、吐出された主滴としてのインクはベルトの帯電極性とは逆極性（−）に帯電する。その為、図３で説明した通り、正に帯電したインクミストが発生する。
静電吸着式の搬送ベルト１３１は交番帯電により周期的に極性を変えるため、正帯電の状態と負帯電の状態が交互に生じる。このため、静電吸着式搬送ベルトの極性の変化に応じて、正に帯電したインクミストが発生する状況と、負に帯電したインクミストが発生する状況が交互に出現する。

次に、図７はキャリッジの走査により発生する気流とインクミスト回収部材の配置についての説明図である。
キャリッジの主走査方向の左右両側に夫々位置する側板１６７、１６８には夫々インクミスト回収部材２００、２１０が配置されている。各インクミスト回収部材２００、２１０は、夫々対を成す回収電極２００ａ、２００ｂ、回収電極２１０ａ、２１０ｂを備えており、回収電極２００ａ、２００ｂ間、回収電極２１０ａ、２１０ｂ間で夫々電界を形成する。各回収電極のうち、回収電極２００ａ、２１０ａの方が回収電極２００ｂ、２１０ｂよりも搬送ベルトに近い位置となるように構成されている。
キャリッジ１６０が空気中を往路方向へ動く過程においては、スリップストリームの原理からキャリッジの移動方向先方、即ち前方にあった空気が、キャリッジが元いた位置、即ち移動方向後方に移動する。このため、キャリッジの移動によって発生する気流はキャリッジの前方、即ち移動方向先方向からキャリッジの後方、即ち移動方向の逆側に流れる気流となる。
このようにインクミストはキャリッジの走査方向への移動によって発生した気流に乗り機内を飛翔する。このように飛翔するインクミストを効率的に回収するため、ミスト回収部材を気流の通り道に配置する。

しかし、このように構成しても本例のように負に帯電した状態にある搬送ベルト１３１には正に帯電したインクミストが引き寄せられて付着し易い状態となる場合がある。搬送ベルトに多量のインクミストが付着すると、摩擦力が低下して紙滑りによる搬送不良が発生したり、光の反射率が増大して用紙との反射率の差が少なくなり反射側光学センサ１６０ａが正しく用紙端部を検出できなくなり、異常動作の原因となる。逆に、搬送ベルトが正に帯電している時には負に帯電したインクミストが吸引、付着され易くなる。勿論、正に帯電した搬送ベルトには負に帯電したインクミストが付着して同様の問題を惹起する。

＜第１の実施形態：帯電部材へのインクミスト付着防止対策＞
図８（ａ）（ｂ）は第１の実施形態において回収電極と搬送ベルトとが形成する電界について説明する図である。
なお、本実施形態、及び以下の全ての実施形態では液体を吐出する装置をインクジェット記録装置として説明する。但し、UVインク、可食インク、前処理液等の液体であればどのような液体にも適用可能である。

具体的には、液体とは、記録ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下のなるものが好ましい。
液体吐出ヘッドは、その一例としての記録ヘッドを用いて説明する。
インクミスト回収部材は、略称である回収部材と表現する。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１００は、記録ヘッド１６５を備えて往復移動するキャリッジ１６０と、キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置に配置され、電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材２００、２１０と、回収部材とは異なる位置に配置された帯電部材１３１と、を備え、帯電部材近傍の回収部材は帯電部材と同極性に帯電するように構成されている点が特徴的である。
これにより、帯電部材に吸着されるインクミスト量を減らし、機器の誤動作等を防ぐことができる。
本例では帯電部材は搬送ベルト１３１であり、回収部材２００、２１０は搬送ベルトの搬送方向と直交する方向の外装の側面に設けられる。なお、各回収部材は、必ずしも外装自体に取り付ける必要はなく、搬送ベルトの搬送方向と直交する方向に配置されていればよい。
各回収部材２００、２１０は、夫々回収電極２００ａ、２００ｂ、回収電極２１０ａ、２１０ｂを備えており、回収電極２００ａ、２００ｂ間、回収電極２１０ａ、２１０ｂ間で夫々電界を形成する。各回収電極２００ａ、２１０ａと搬送ベルト１３１との間の距離と、各回収電極２１０ｂ、２１０ｂと搬送ベルト１３１との距離は同じではなく、回収電極２００ａ、２１０ａの方が回収電極２００ｂ、２１０ｂよりも搬送ベルトに近い位置にある。

図８（ａ）は搬送ベルト１３１の帯電極性（負）と、搬送ベルトに近い側の回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性（正）が反対極性である場合を示しており、図８（ｂ）は搬送ベルトの帯電極性（負）と、搬送ベルトに近い側の回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性（負）が同極性である場合を示している。なお、本例では右側の側板１６８側の回収電極についてのみ図示説明しているが左側の回収電極についても同様である。
図８（ａ）（ｂ）のように搬送ベルト１３１と直近の回収電極２１０ａとの間の空間Ｓ内にあるインクミストには、搬送ベルトと回収電極２１０ａからのクーロン力が働く。（ａ）のケースでは“−”に帯電しているインクミストは“＋”に帯電している回収電極２１０ａに引き寄せられるが、“＋”に帯電しているインクミストは“−”に帯電している搬送ベルトに引き寄せられてベルト表面に吸着してしまう。

一方、図８（ｂ）のケースでは“−”に帯電しているインクミストは“−”に帯電している搬送ベルトと“−”に帯電している回収電極２１０ａの双方から斥力を受けて機内を浮遊し、その後“＋”帯電した回収電極２１０ｂに引き寄せられる。“＋”に帯電しているインクミストは“−”に帯電している搬送ベルトと回収電極２１０ａの双方から引力を受け、双方に分散して吸着する。また、回収電極２１０ａ側のクーロン力が搬送ベルト側よりも強い場合には、より強いクーロン力が働く回収電極２１０ａ側へ引き寄せられて吸着する。つまり、“−”帯電している回収電極２１０ａに吸着した“＋”帯電のインクミストの分だけ（ｂ）のケースの方が搬送ベルトへの吸着量を減らすことができる。
このように本発明によれば、インクミスト回収部材、即ち回収電極２００ａ、２１０ａを、機器内のインクミストを付着させたくない帯電部材としての搬送ベルト１３１の近傍に配置した上で、該回収電極を帯電部材と同極性に帯電させるようにしている。これによれば、回収電極以外、特に帯電部材へのインクミストの吸着量を大幅に減らし、機器の誤動作を防ぐことが可能となる。
この際、帯電部材１３１に近い側の回収電極２１０ａ（２００ａ）に印加する電圧を、帯電部材の表面電位よりも回収電極の表面電位の方が大きくなるように制御することにより、帯電部材よりも回収電極へのインクミスト吸着量を多くすることができ、帯電部材への多量の付着に起因した機器の誤動作防止の効果を高めることができる。

次に、図９（１）（２）（３）はインクミストが点電荷間のクーロン力で受ける力について説明する図である。
本図では、回収電極２１０ａと搬送ベルト１３１から作用するクーロン力を、簡易的に点電荷モデルで説明する。

（１）において、二つの点電荷間に働く力は以下の式で表される。

Ｆ＝ｋ（ｑ_１ｑ_２／ｒ^２） ・・・式（ａ）

回収電極２１０ａ上の電荷をｑ_ａ、搬送ベルト上の電荷をｑ_ｂ、インクミストの電荷をｑ_ｉとして、ｑ_ａとｑ_ｂを結ぶ直線上のインクミストがどちらの電荷に引き寄せられるかの境界線は、二つの力が釣り合う位置であり以下の式で表される。

ｋ（ｑ_ａ・ｑ_ｉ／ｒ_ａ ^２）＝ｋ（ｑ_ｂ・ｑ_ｉ／ｒ_ｂ ^２）
ｑ_ａ／ｒ_ａ ^２＝ｑ_ｂ／ｒ_ｂ ^２
ｒ_ａ／ｒ_ｂ＝√（ｑ_ａ／ｑ_ｂ）・・・式（ｂ）

つまり、ｑ_ａを大きくすれば電荷量の１／２乗に比例して回収電極側に引き寄せる距離を広げることができる。具体的には、ｑ_ａ：ｑ_ｂ＝１：１の場合は（２）のように境界線はｒ_ａ：ｒ_ｂ＝１：１だったものが、ｑ_ａ：ｑ_ｂ＝４：１の場合では（３）のように境界線はｒ_ａ：ｒ_ｂ＝２：１になり、搬送ベルトへのインクミスト吸着量を減らすことができる。

またここで言うｑ_ａとｑ_ｂの大きさは各部材の表面における電気力線密度で表せる量なので、表面電位に置き換えて考えられる。このため、ｑ_ａの大きさの制御はミスト回収電極に印加する電圧の制御によって行える。
なお、回収部材、即ち回収電極２００ａ、２００ｂ、回収電極２１０ａ、２１０ｂへ印加する電圧が、搬送ベルトの表面電位よりも回収電極の表面電位の方が大きくなるようにしてもよい。これによれば、搬送ベルトへのインクミスト吸着量よりも、回収電極へのインクミスト吸着量を多くすることができ、より十分な危機誤動作防止の効果を得ることができる。

次に、図１０はインクミスト回収部材へ電圧を印加するための構成例について説明するブロック図である。
回収部材２００、２１０により生成される電界は印加される電圧に比例して大きくなるため、電界形成のための電圧を生成する制御手段としての出力電圧生成基板２２３にて電圧を生成する。
ＡＣ電源２２０からＰＳＵ２２１を介して制御手段としての制御基板２２２に供給された電力は出力電圧生成基板２２３に供給されて、各回収部材２００、２１０を帯電させる電力、具体的には電圧として利用される。制御基板２２２は、出力電圧生成基板２２３に対して回収部材への出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号、即ち出力ＯＮ／ＯＦＦ信号を供給し、出力電圧生成基板２２３はこの制御信号に基づいて各回収部材への電圧印加をＯＮ／ＯＦＦする。
この時、出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするタイミングは、例えば印字中はミスト回収のためにＯＮ、非印字中はＯＦＦという動作が考えられる。

また、出力電圧生成基板２２３が各回収部材２００、２１０を夫々所定の極性、即ち所定の表面電位に帯電させる際の制御も制御基板２２２からの指令により実行される。各回収部材２００、２１０を構成する回収電極２００ａ、２００ｂ、回収電極２１０ａ、２１０ｂに対する帯電極性、即ち表面電位の制御も同様に個別に行われる。
なお、キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置とは、気流が移動する空間、領域全てを含む。電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材とは、電圧の印加により帯電して浮遊液体を吸引、吸着して回収する手段である。帯電部材は気流により移動する浮遊液体が付着する程度に帯電する部材であり、回収部材とは異なる位置に配置されている。帯電部材の近傍に配置された回収部材を帯電部材と同極に帯電させることにより、帯電部材に吸引されようとする浮遊液体の一部を回収部材に吸引、吸着させて帯電部材への吸着量を減少させることができる。
つまり、帯電部材が生成する電界を適切に制御することにより、回収部材以外へのインクミストの吸着量を大幅に減らし、機器の誤動作を防ぐことができる。

更に具体的には、回収部材を、機器内の浮遊液体を付着させたくない帯電部材の近傍に配置したうえで帯電部材と同極性に帯電させることで、浮遊液体を付着させたくない帯電部材への付着量を大幅に減らすことができる。これにより浮遊液体が帯電部材に付着することにより発生する機器の誤動作、作動不良等の不具合を解消することができる。
帯電部材としての搬送ベルトは液体吐出ヘッドから吐出された液体の吐出方向に対向配置された状態で移動するが、液体が着弾する範囲の搬送ベルト面、即ち搬送ベルト上の記録媒体面をカバーするように搬送ベルトの側方、即ちキャリッジの往復移動方向に位置する側板等に回収部材を配置する。少なくとも液体が噴射されて着弾する範囲の搬送ベルト面の側方に回収部材を配置することにより気流により移動する浮遊液体を効率的に捕捉することができる。

＜第２の実施形態＞
図１１は帯電ローラとインクミスト回収電極の位置関係について説明する図であり、図１２（ａ）乃至（ｅ）は第２の実施形態におけるインクミスト回収電極に対する電圧印加の切替えタイミングについての説明図である。図１３はインクミスト回収電極に印加する電圧極性の制御について説明するフローチャートである。図１１では図１と同一部分には同一符号を付した。
本実施形態ではキャリッジ１６０の移動方向、即ち主走査方向においては、搬送ベルト１３１は全幅に亘って同じ極性に帯電していることになるため、本実施形態のような割合で切り替えをしても目的とする効果を奏することになる。

図３において説明したように搬送ベルト１３１の帯電制御では、記録媒体の吸着力を向上させるために一定ピッチ、即ち搬送ベルトの移動方向における一定ピッチごとに極性を反転させる交番帯電を行うことがある。この場合にインクミスト回収電極２００ａ、２１０ａに近接する区間Ｌ、即ちインクミスト回収電極の搬送方向幅Ｌに相当する区間Ｌ内における搬送ベルトの帯電極性は搬送ベルトの移動によって逐次入れ替わってしまい一定でなくなる。このためインクミスト回収電極２００ａ、２１０ａ側の電圧極性を一定にしていると、搬送ベルトの汚染を促進してしまう時間帯が発生する。この場合、図８（ｂ）に示したような搬送ベルトへのミスト付着量が減少する理想的な位置関係のみならず、（ａ）のような搬送ベルトへのミスト付着量が減少しない状況も定期的に発生してしまう。

そこで本実施形態では、回収電極に印加する電圧極性についても適切なタイミングで切り替えることで、搬送ベルトに直近の回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性を常に、又は、できるだけ長い時間、搬送ベルトと同極性となるように制御することにより、搬送ベルトの汚染を最小限にするようにしている。
即ち、回収部材２００、２１０、即ち回収電極２００ａ、２１０ａの搬送方向の長さである区間Ｌに対応、或いは対向した搬送ベルトの領域、即ち帯電領域内に正に帯電している領域と負に帯電している領域が併存している場合に、両領域の面積を比較し、面積の大きい領域の極性と同極性になるように回収電極を帯電する。
具体的には、搬送ベルト１３１を帯電させる帯電ローラ１３８の中心部Ｃ１から回収電極２００ａ、２１０ａの中心部Ｃ２までのベルト移動量、即ちベルト周面に沿った距離を「所定値ｘ」として制御基板２２２のＲＡＭに記憶しておく。

次に、回収電極２００ａ、２１０ａに近接する区間Ｌと交番帯電ピッチｐの関係について、Ｌ＜２ｐとした例により説明する。

図１２（ａ）では区間Ｌと対向する搬送ベルト１３１の領域、即ち帯電領域では（−）領域と（＋）領域の境界が区間Ｌの中心部Ｃ２と合致しているため、区間Ｌ内における（＋）領域と（−）領域の面積は同等であり、回収電極２００ａ、２１０ａは（−）領域と同極の（−）に帯電している。

次いで、（ｂ）のように搬送ベルトが（ａ）の状態から交番帯電ピッチｐに満たない距離（ｐ／４）だけ移動すると、区間Ｌ内における各領域の面積比が（＋）領域＞（−）領域となるため、制御手段は回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性を（−）から（＋）に切り替えて搬送ベルト側の（＋）領域と同一極性にする。

（ｃ）は搬送ベルトが（ａ）の状態から交番帯電ピッチｐの１／２だけ移動した状態を示しており、この状態でも区間Ｌ内における各領域、即ち各帯電領域の面積比は依然として（＋）領域＞（−）領域であるため、制御手段は回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性を（＋）に維持する。

（ｄ）は搬送ベルトが（ａ）の状態から交番帯電ピッチｐの３／４だけ移動した状態を示しており、この状態でも区間Ｌ内における各領域の面積比は依然として（＋）領域＞（−）領域であるため、制御手段は回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性を（＋）に維持する。

次いで、（ｅ）では搬送ベルトが（ａ）の状態から交番帯電ピッチｐに相当する距離だけ移動した状態を示しており、（−）領域と（＋）領域の境界が区間Ｌの中心部Ｃ２と合致しているため、区間Ｌ内における（＋）領域と（−）領域の面積は同等となり、この段階で回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性を（−）に切り替える。

（ｅ）の後は（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）と同様の手順を繰り返す。
なお、搬送ローラ１３２はロータリーエンコーダ１３２ａを備えているため、図１２（ａ）中の帯電ローラ１３８の中心部Ｃ１が合致している極性切り替わり位置Ｄが回収電極２００ａ、２１０ａの中心部Ｃ２に達するまでの距離ｘを知ることができる。このため、帯電ローラが搬送ベルトの帯電領域の極性を切り替えてから搬送ベルトが距離ｘだけ移動した時点で回収電極の帯電極性を切り替えるようにすれば、搬送ベルト側の正と負の帯電領域の面積比の増減に応じた回収電極の帯電極性の切替えを適切に実現することができる。

これを言い換えれば、まず搬送ローラ１３２を駆動して帯電ローラ１３８による搬送ベルトへの正電圧印加を開始する。正電圧印加を開始してから「所定値ｘ」に相当する距離分だけ搬送ベルト１３１を移動させた時点で回収電極２００ａ、２１０ａも正電圧にする。この時点で、回収電極２００ａ、２１０ａと対向する搬送ベルト１３１の帯電極性の面積率は正極性と負極性とで夫々５０％である（図１２（ａ））。さらに、搬送ベルト１３１を移動させると、正電圧の極性のベルト１３１の表画の面積率が順次５０％を超えてくるので、対向する搬送ベルト１３１の５０％以上の部分を回収電極２００ａ、２１０ａの帯電極性と一致させることができる（図１２（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ））。

このように、搬送ベルト１３１の移動距離ｘを用いれば、回収電極と対応（対向）する搬送ベルト１３１の対向面における正極性、負極性の割合を知ることができる。そして、極性の割合の多い方を、回収電極の極性と一致させるように制御できる。
これを図１３のフローに基づいて説明すると、帯電ローラ１３８に電圧印加を開始し（ステップＳ１）、搬送ローラ１３２を回転開始させる（ステップＳ２）。
ステップＳ３では、搬送ローラの外周のその後の移動量が交番帯電ピッチｐに到達したか否かを判定し、到達した場合には帯電ローラ１３８の極性（帯電ローラから印加する電圧の極性）を変更する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３において搬送ローラ１３２の外周のその後の移動量が交番帯電ピッチｐに到達していない場合にはステップＳ５に進む。

次いでステップＳ５では、帯電ローラ１３８の極性変更の後で搬送ベルト１３１の移動量が所定値ｘに到達したか否かを判定し、到達した場合には回収電極２００ａ、２１０ａの極性を変更する（ステップＳ６）。
次いでステップＳ７では、印刷動作が完了したか否かを判定し、印刷動作が完了していない場合にはステップＳ３に戻り、一方、印刷動作が完了した場合には処理を終了する。
ここで、ステップＳ５において用いた所定値ｘは、搬送ベルト１３１の交番帯電ピッチｐに対して、ｐ＜ｘという関係にあればよい。
なお、図１２では、交番帯電ピッチｐ＜区間Ｌである例を示したが、後述する図１４のように、交番帯電ピッチｐ＝区間Ｌである場合や、交番帯電ピッチｐ＞区間Ｌである場合にも本実施形態は適用することができる。

以上のように本例では、所定ピッチにて交番帯電制御される搬送ベルト側の隣接する２つの極性の異なる帯電領域のうち、面積の大きい帯電領域の極性に一致するように近接する回収部材２００ａ、２１０ａの極性を制御する。これにより、面積の大きい帯電領域に吸引されようとする浮遊液体を優先的に回収部材側に誘導して吸着、除去することができる。面積の大きい帯電領域に吸引されようとする浮遊液体量は、面積の小さい方の帯電領域に吸引されようとする浮遊液体量よりも多いのでこのような対応策が有効である。

＜第３の実施形態＞
図１４（ａ）（ｂ）はミスト回収電極の近接区間を一様な極性で停止させた状態について説明する図であり、図１５は回収電極と近接する搬送ベルト側の区間における搬送ベルトの帯電極性を一様にする制御について説明するフローチャートである。
本実施形態に係る液体を吐出する装置では、画像形成のために搬送ベルト１３１を駆動停止させている期間内に、回収電極２００ａ、２１０ａと対応、対向、或いは近接する区間Ｌ内に位置する搬送ベルトの領域の帯電極性が一様、即ち回収電極と同一極性になるように交番帯電制御を行うことにより、搬送ベルトを交番帯電する場合であっても搬送ベルトへのインクミストの吸着を最小限にすることを可能にしている。
区間Ｌは、回収電極２００ａ、２１０ａの搬送方向長Ｌ１と同等の幅を有した区間である。
図１の液体を吐出する装置１００では、一般的に用紙搬送停止中にキャリッジ走査を行いながらインク吐出することで画像を用紙上に形成する。前記のように搬送ベルトを交番帯電させている場合には、回収電極に近接する区間Ｌに正負のベルト帯電極性が混在する時間帯があるが、搬送ベルトの汚染を最小限にするためには電極に近接する区間の極性が一様となる時間を長くし、極性が混在する時間は短くしたい。

そこで、図１４（ｂ）に示したように搬送ベルト１３１が停止している期間中に回収電極２００ａ、２１０ａに近接する区間Ｌ内における搬送ベルト領域の極性が一様、即ち回収電極と同一極性になるように帯電制御すれば、極性が一様な時間を長くすることができる。具体的には、搬送ベルト上で回収電極の幅の整数倍数、本例では、１倍になる位置を「極性切替わり位置」として設定し、この極性切替わり位置がミスト回収電極の先頭に到達したときに搬送ベルトを停止して画像形成を行えば良い。この画像形成期間中、回収電極２００ａ、２１０ａの極性を搬送ベルトの極性と同極とすることにより搬送ベルトへのインクミストの付着量を減少させることができる。

またこの制御では図１４（ｂ）に示したインク吐出期間に回収電極に近接する帯電極性を一様、即ち一定にできており、インクミストが発生している期間に搬送ベルトの汚染を防ぐ効果もある。
さらに適切な構成としては、記録ヘッドのノズル列の長さと回収電極の幅、即ち搬送方向長を同一にすれば、画像形成における用紙送り量とミスト回収電極の近接区間が常に一致するため、この効果を連続して発揮することができる。

次に、図１５のフローチャートに基づいて本実施形態の制御手順について説明する。
まず、帯電ローラ１３８に電圧印加を開始し（ステップＳ１１）、搬送ローラ１３２を回転させる（ステップＳ１２）。
ステップＳ１３では、搬送ローラ１３２の移動量が回収電極の搬送方向長（Ｌ１）の整数倍に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。整数倍に到達した場合には帯電ローラの極性を変更する（ステップＳ１４）。一方、整数倍に到達していない場合にはステップＳ１５に進む。

次いで、ステップＳ１５において極性切り替わり位置が回収電極の先頭に到達したか否かを判定し、到達した場合には搬送ベルトの駆動を停止し、画像形成を行う（ステップＳ１６）。一方、極性切り替わり位置が回収電極の先頭に到達していない場合にはステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７では、印刷動作が完了したか否かを判定し、印刷動作が完了していない場合にはステップＳ１２に戻り、一方、印刷動作が完了した場合には処理を終了する。
なお、ステップＳ１４において、極性切替わり位置では必ずしも帯電極性を切り替えず、同じ極性が連続しても良い。

以上のように、搬送ベルトを交番帯電させている場合には、回収電極に近接する区間Ｌに正負のベルト帯電極性、即ち正負の帯電領域が混在する時間帯があるが、搬送ベルトの汚染を最小限にするためには回収電極に近接する搬送ベルトの区間の極性が回収電極と同一極性となる時間を長くし、異なる極性が混在する時間は短くすることが好ましい。そこで、搬送ベルト１３１が停止している期間中に回収電極２００ａ、２１０ａに近接する区間Ｌ内における搬送ベルトの帯電領域の極性が一様になるように帯電制御することにより極性が一様な時間を長くすることができる。
交番帯電制御される搬送ベルトを用いた機器であっても、搬送ベルトへのインクミストの吸着を最小限にすることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明に係る液体を吐出する装置は、制御方法としても把握することができる。即ち、液体を吐出する装置の制御方法は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えて往復移動するキャリッジと、キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置に配置され、電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材と、回収部材と異なる位置に配置された帯電部材と、これらを制御する制御手段と、を備えた液体を吐出する装置の制御方法であって、制御手段は、帯電部材近傍の前記回収部材を前記帯電部材と同極性に帯電させることを特徴とする。
これによれば、浮遊液体が帯電部材に付着することにより発生する機器の誤動作、作動不良等の不具合を解消することができる。

また、本発明に係る液体を吐出する装置を備えた画像形成装置によれば、キャリッジ、液体吐出ヘッドの動作により発生して浮遊する液体が帯電部材に付着する量を減少させて、機器の誤動作、作動不良、故障を未然に防止することができる。

１００…インクジェット記録装置（画像形成装置）、１０１…画像形成部、１２０…給紙部、１２４…分離パッド、１３０…搬送部、１３０…用紙搬送部、１３１…搬送ベルト、１３２…搬送ローラ、１３２ａ…ロータリーエンコーダ、１３３…テンションローラ、１３５…搬送ガイド、１３６…先端加圧コロ、１３８…帯電ローラ、１４０…排紙部、１４１…分離爪、１４２…排紙ローラ、１４３…排紙トレー、１６０…キャリッジ、１６５…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）、 １６５Ａ、１６５Ｂ…記録ヘッド、１６７…側板、１６８…側板、２００…インクミスト回収部材（回収部材）、２００ａ、２００ｂ…回収電極、２１０…インクミスト回収部材（回収部材）、２１０ａ、２１０ｂ…回収電極、２２０…ＡＣ電源、２２１…ＰＳＵ、２２２…制御基板（制御手段）、２２３…出力電圧生成基板（制御手段）。

特開２００３−１０３８５７公報

Claims (4)

1. 液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えて往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置に配置され、電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材と、
   前記回収部材と異なる位置に配置された帯電部材と、
   を備え、
   前記帯電部材は搬送ベルトであり、
   前記回収部材は、前記搬送ベルトの搬送方向と直交する方向の側方であって当該搬送ベルトの近傍に設けられ、
   前記回収部材の前記搬送方向の大きさに対応する前記搬送ベルトの区間内に正に帯電している領域と負に帯電している領域が併存している場合に、両領域の面積を比較し、面積の大きい領域の極性と同極性に前記回収部材を帯電させることを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記回収部材へ印加する電圧が、前記搬送ベルトの表面電位よりも前記回収部材の表面電位の方が大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
3. 液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えて往復移動するキャリッジと、前記キャリッジの移動により生じた気流に対応した位置に配置され、電圧が印加されると浮遊液体を回収する回収部材と、前記回収部材と異なる位置に配置された帯電部材と、これらを制御する制御手段と、を備えた液体を吐出する装置の制御方法であって、
   前記帯電部材は搬送ベルトであり、
   前記回収部材は、前記搬送ベルトの搬送方向と直交する方向の側方であって当該搬送ベルトの近傍に設けられ、
   前記制御手段は、
   前記回収部材の前記搬送方向の大きさに対応する前記搬送ベルトの区間内に正に帯電している領域と負に帯電している領域が併存している場合に、両領域の面積を比較し、面積の大きい領域の極性と同極性に前記回収部材を帯電させることを特徴とする液体を吐出する装置の制御方法。
4. 請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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