(57)【要約】【課題】高電圧電源から出力される高電圧周波数が一定値以上にならない構成としているので、ジャム増加を防ぎ、かつ高電圧電源の部品故障を防止した記録媒体搬送装置を提供する。【解決手段】無端状の搬送ベルト１表面を帯電させ、帯電による静電吸着力を利用してシート状の記録媒体である用紙１０を搬送ベルト１に吸着搬送させる方式を採用し、帯電させた帯電領域を吸着搬送方向に対して帯状となるように形成し、搬送ベルト１表面を帯電させる帯電手段として高電圧電源１８を有する記録媒体搬送装置である。高電圧電源１８から出力される高圧周波数が一定値以上にならないように制御する制御部２８を有する。高電圧電源１８から出力される高電圧周波数が一定値以上にならない構成とすることにより、ジャム増加を防ぎ、かつ高電圧電源の部品故障を防止する。【選択図】図５
2008001433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の搬送ベルト表面を帯電させ、該帯電による静電吸着力を利用してシート状の記録媒体を前記搬送ベルトに吸着搬送させる方式をとり、
前記帯電させた帯電領域を前記吸着搬送方向に対して帯状となるように形成し、
前記搬送ベルト表面を帯電させる帯電手段として高電圧電源を有する記録媒体搬送装置において、
前記高電圧電源から出力される高圧周波数が一定値以上にならないように制御する制御手段を有することを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の記録媒体搬送装置において、
前記高圧周波数を常に最大値に固定する手段を有することを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項３】
請求項１記載の記録媒体搬送装置において、前記搬送ベルトの回転を制御する手段としてエンコーダを有し、該搬送ベルトの回転の加減速時には前記高圧周波数を前記エンコーダに同期させることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項４】
請求項４記載の記録媒体搬送装置において、前記高圧周波数を最大値以下で使用する際には、該高圧周波数を前記エンコーダに全て同期させることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の記録媒体搬送装置において、温湿度センサを有し、高温高湿環境では前記高圧周波数を前記エンコーダに全て同期させることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの記録媒体搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電吸着方式を用いてシート状の記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置と、静電吸着方式を用いるプリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機等や、これらの機能を複数搭載した複合機に等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１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に着目し、主制御部は、用紙種別設定手段又は外部から与えられた用紙種別情報に対応する帯電ピッチ情報を取り込み、取り込んだ帯電ピッチ情報と搬送ベルトの移動量に基づいて、高圧電源の出力のオン／オフ及びプラス／マイナスの切り替え制御を行って帯電ローラに印加する電圧の極性を切り換えることにより、搬送ベルトの帯電パターンの帯電ピッチを搬送する用紙の種別に応じたピッチに制御する発明が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６２５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、無端状の搬送ベルト表面に帯電ローラを介して高電圧を印加し、搬送ベルト上に形成された電荷によって用紙を静電吸着して搬送する静電吸着方式の用紙搬送装置が知られている。同時にこの用紙搬送装置をインクジェット記録装置に搭載し、インクに含まれる水分により記録媒体が波打つコックリングと呼ばれる現象を抑える方法が知られている。
【０００５】
しかしながらこの静電吸着を用いた用紙搬送方式では、ベルトの帯電によって記録媒体表面と記録ヘッドとの間に電界が生じ、この電界が記録ヘッドから吐出されたインク液滴に影響を与えて良好な記録ができないという課題があった。
【０００６】
すなわち図１０に示すように、搬送ベルト１上の電荷２により記録媒体３が静電吸着され、搬送ベルト１上の電荷２により記録媒体３の表面に電荷４が誘起され、表面電位を生じ、同時に記録ヘッド側のノズルプレート面５には、帯電した搬送ベルト１表面の極性と逆の電荷６が誘起される（図１０ａ）。一方、吐出口から吐出されたインク液滴７が飛翔中に分裂して生じるミスト（サテライト、若しくは従滴）は、前記表面電位の影響で、表面電位と同極性に帯電する（図１０ｂ、ｃ）。このため、同極性の帯電が反発し合ってミスト８はＵターン（図１０ｄに符号９で示す）してノズルの吐出口付近に付着してしまう。この場合、記録媒体へのインクの付着量が低下し、画質に影響を与える。さらには、以後の正常なインクの吐出が妨げられてインクが曲がって飛翔したり、インク吐出が行われなくなる。
【０００７】
この課題に対しては、搬送ベルト１表面に帯状の正負帯電を交互に形成し、かつこの帯状帯電の幅を狭くすることが有効である。帯電幅を狭くすることにより、正負帯電の境目で形成される非帯電領域が増加し、その分帯電による電界の影響が消失するためである。帯電幅を狭くするためには高電圧電源から出力される正負高電圧の切り替え周波数（以下、高圧周波数）を高くする必要がある。つまり、高圧周波数が高い方が有利であるといえる。
【０００８】
一方、搬送ベルト１の回転制御には通常エンコーダが用いられる。搬送ベルト１の回転に伴うエンコーダパルス数をカウントし、一定数毎に高電圧電源からの正負高電圧極性を切り替えることで、搬送ベルト１上に帯状の正負帯電を交互にかつ均一に形成する方法が一般的である。つまり、高圧周波数はエンコーダに同期しているのが一般的である。
【０００９】
ただしこのエンコーダ同期方式を用いた場合、部品の公差バラツキやモータの速度バラツキによって、高圧周波数は必ずしも狙いの値にはならない。一般的に±１０％程度の誤差を生じる。
【００１０】
また前述したように、高圧周波数は高い方が有利なので、高電圧電源が出力し得る最大周波数で使用することが多い。しかしながら前述したような部品バラツキが重なると、高電圧電源は自身の最大周波数を超えて駆動することになり、結果、高電圧波形品質の低下による吸着力低下（ジャム増加）や、高電圧電源の部品故障を引き起こすことがある。
【００１１】
そこで本発明は、高温高湿環境では高圧周波数を前記エンコーダに同期させることによって、用紙を最適な吸着力で搬送しジャムを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る記録媒体搬送装置は、無端状の搬送ベルト表面を帯電させ、該帯電による静電吸着力を利用してシート状の記録媒体を前記搬送ベルトに吸着搬送させる方式をとり、前記帯電させた帯電領域を前記吸着搬送方向に対して帯状となるように形成し、前記搬送ベルト表面を帯電させる帯電手段として高電圧電源を有する記録媒体搬送装置において、前記高電圧電源から出力される高圧周波数が一定値以上にならないように制御する制御手段を有することを特徴とする。すなわち、高電圧電源から出力される高電圧周波数が一定値以上にならない構成とすることにより、ジャム増加を防ぎ、かつ高電圧電源の部品故障を防止するものである。
【００１３】
同請求項２に係るものは、請求項１記載の記録媒体搬送装置において、前記高圧周波数を常に最大値に固定する手段を有することを特徴とする。請求項１に記載した部品バラツキを無視するためには、高圧周波数をエンコーダ同期とせず、常にある値に固定すれば良い。さらにその値は、高電圧電源の最大周波数とすることが望ましい。前述したように、高圧周波数は高い方がインク液滴への影響が少ないためである。そこで、高圧周波数を高電圧電源自身の最大値に固定することにより、電界のインク液滴への悪影響を防止するものである。
【００１４】
同請求項３に係るものは、請求項１記載の記録媒体搬送装置において、前記搬送ベルトの回転を制御する手段としてエンコーダを有し、該搬送ベルトの回転の加減速時には前記高圧周波数を前記エンコーダに同期させることを特徴とする。搬送ベルト回転開始及び回転停止時の加減速時間に対し高圧周波数を一定値固定としていては、加減速時に形成された分の帯電は均一な正負帯電を交互に形成することができないので、均一でない正負帯電は吸着力低下によるジャムの増加、電界のインク液滴への悪影響を引き起こすが、搬送ベルトの加速減速時間だけは、高圧周波数は一定値固定ではなくエンコーダ同期が望ましい。そこで、搬送ベルト回転の加速減速時には高圧周波数を前記エンコーダに同期させることによって、請求項１よりもさらにジャムの増加、電界のインク液滴への悪影響を防止しようとするものである。
【００１５】
同請求項４に係るものは、請求項４記載の記録媒体搬送装置において、前記高圧周波数を最大値以下で使用する際には、該高圧周波数を前記エンコーダに全て同期させることを特徴とする。高圧周波数は一般的に高い方が有利であるが、条件によっては必ずしもそうではない。例えば高温高湿環境では高い高圧周波数の優位性は低下する。高温高湿環境では空気中の水分により電界の影響が弱くなるので、インク液滴への悪影響が少なくなるためである。そのため、用紙の種類によっては低い高圧周波数の方が吸着力を確保でき、優位となる。その際、請求項２、３の記録媒体搬送装置のように高圧周波数を最大値に固定していてはベストな吸着力を確保できないので、高圧周波数を最大値以下で使用する際には、高圧周波数を前記エンコーダに同期させることによって、用紙を最適な吸着力で搬送しジャムを防止しようとするものである。
【００１６】
同請求項５に係るものは、請求項３または４記載の記録媒体搬送装置において、温湿度センサを有し、高温高湿環境では前記高圧周波数を前記エンコーダに全て同期させることを特徴とする。請求項４の記録媒体搬送装置のように高圧周波数を最大値以下で使用する条件としては、高温高湿環境がある点に着目したものである。
【００１７】
また本発明の請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかの記録媒体搬送装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、高電圧電源から出力される高電圧周波数が一定値以上にならない構成としているので、ジャム増加を防ぎ、かつ高電圧電源の部品故障を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下の説明では本発明の記録媒体搬送装置を、シート状の用紙に対する記録用のものとしたインクジェット記録装置について説明するが、本発明はこれに限定されず、他の種類の記録媒体に対する記録を行うもの、また他の種類の記録装置に使用するものであってよい。また以下では従来と共通する要素には共通する符号を付して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る記録媒体搬送装置を備えた画像形成装置の一例の概略図である。この記録媒体搬送装置は、記録媒体である用紙１０を給紙する給紙コロ１１と、用紙１０を一枚ずつ分離する分離パッド１２を有しており、用紙１０は用紙積載部１３に図示のように積載保持されている。用紙１０を搬送する際は、搬送ベルト１上に帯電ローラ１４によって電荷が形成され、搬送ベルト１に対し静電吸着力によって用紙１０が張り付いた状態で行われる。なお図中、１５は搬送ガイド、１６は両面印刷用の用紙反転ユニット、１７は先端コロ、１８は高圧電源、１９はテンションローラ、２０はキャリッジ、２１は排紙トレイ、２２は温湿度センサ、そして２３はヘッド、２４はインク供給管、２５は搬送ローラである。
【００２１】
図２は、搬送ベルト１の構成を示す断面図である。表層１ａは抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材で構成されており、その膜厚は例えば４０μｍである。また裏層１ｂには、表層１ａと同材質にカーボンによる抵抗制御を行った中抵抗層（アース層）を配する。帯電ローラ１４はこの表層１ａに接触する様に配置され、加圧力が軸の両端に例えば各２．５Ｎ掛けられる。搬送ローラ２５はアースローラの役目を担っており、搬送ベルト１の裏層１ｂ、すなわち中抵抗層と接触配置される。
【００２２】
図３は、ヘッド２３を搭載するキャリッジ２０の走査方向と、搬送ベルト１との位置関係を示す。この図３は、図１をその右側から見た図に相当する。図に示すように、キャリッジ２０は搬送ベルト１の搬送方向、すなわち印字される用紙１０の搬送方向と直行する向きに走査駆動される。
【００２３】
図４は、搬送ベルト１上に形成される電荷による記録媒体吸着の様子を示す。帯電ローラ１４によって、搬送ベルト１の絶縁層である表層１ａにプラスとマイナスの電荷が帯電され、そこへ記録媒体である用紙１０が給紙される。搬送ベルト１の表面には搬送ベルト１上のプラス電荷からマイナス電荷に向かって電気力線が発生している。この電気力線の影響で用紙１０の搬送ベルト１と接触している側とその反対側には同極の電荷が誘電される。用紙１０の搬送ベルト１と接触する側の電気力線密度は高く、搬送ベルト１と接触しない用紙１０の非ベルト接触面側の密度は疎となる。そのとき、用紙１０の下側と上側で電荷の差異が生じて、その差異分が搬送ベルト１と吸着する向きに力として作用する。これはマクスウェル応力と呼ばれるもので、正負極性帯電の境目で発生する。
【００２４】
図５は、搬送ベルト１上に形成される帯電幅に付いて、搬送ベルト１を上側から見た図である。搬送ベルト１上にはプラスとマイナスの電荷がある幅（帯電幅）で形成されている。帯電ローラ１４は、本実施例では図６に示すように、搬送ベルト１に接触配置されている（図６は図１の搬送ベルト１を下から見た図に相当する）。帯電ローラ１４には高電圧電源１８によって作られた矩形波高電圧波形が印加されている。そのため、最終的には図５に記すような、幅を持った正、負の帯電域が搬送ベルト１上に形成される。正の帯電域には＋の符号を付してあり、負の帯電域には−の符号を付してある。
【００２５】
また搬送ベルト１の回転速度を検出するために、エンコーダ２６、エンコーダ読み取りセンサ２７、その制御部２８が設けてあり、制御部２８は、搬送ベルト１の駆動モータ（図示せず）と高電圧電源１８に接続し、これらを制御するようになっている。なお図６に示すように、帯電ローラ１４と高電圧電源１８とは高出力ケーブル２９を介して接続してある。またなお、図６では高電圧電源１８が２個のトランスＴ１、Ｔ２を有し、出力極性を正負切り替えできるようにしてあるものとして描いてあるが、本発明はこの構成には限定されない。
【００２６】
図７は、搬送ベルト１の回転速度とエンコーダパルス、及び高電圧波形の関係を示す。搬送ベルト１の回転に伴いエンコーダ読み取りセンサ２７からエンコーダパルスが出力され、制御部２８にてパルス数がカウントされる。エンコーダパルスの周波数は搬送ベルト１の速度上昇に伴い高周波化し、逆に速度下降に伴い低周波化する。高電圧波形は一定のエンコーダパルスをカウントすることによってトランスＴ１、Ｔ２を切り替えて正負極性が切り替わる構成としてある。よって、高電圧波形の正負切り替え（高圧周波数）も搬送ベルト１の回転速度に伴い変動する。搬送ベルト１の回転速度は、部品バラツキによって必ずしも狙いどおりにはならない。その値は、一般的に狙いの速度±１０％である。そのバラツキは高圧周波数にも同様に影響し、高電圧電源１８の最大周波数での動作時にバラツキが生じた際には、最大周波数を超えて使用してしまうこととなる。
【００２７】
これは高圧正負切り替えとエンコーダパルスカウントが同期する構成としているために発生する現象なので、以下の方法で同期を切り離せば部品バラツキは無視できる。すなわちまず、制御部２８内の搬送ベルト回転開始命令をトリガとして高電圧出力を開始し、回転停止命令をトリガとして高電圧出力を停止する。この間、高圧周波数をエンコーダパルスに関係なく一定の値に固定する。このことにより、高温高湿環境では高圧周波数をエンコーダ２６、実際にはエンコーダパルスに同期させることによって、用紙１０を最適な吸着力で搬送し、ジャムを防止できる（図８参照）。また固定する高圧周波数の値を高電圧電源の最大周波数とすることにより、高圧周波数を高電圧電源自身の最大値に固定する構成として、電界のインク液滴への悪影響を防止することができる。
【００２８】
搬送ベルト１の回転開始命令直後は高電圧波形の正負切り替えを従来どおりのエンコーダパルス同期とし、タイマによって一定時間後にエンコーダパルス同期を切り離し高圧周波数固定とする。さらに搬送ベルト１の減速開始命令をトリガとして再びエンコーダパルス同期に戻り、回転停止命令にて高圧出力を停止する（図９参照）。このようにして搬送ベルトの等速回転中のみ高圧周波数固定とすることにより、すなわち、搬送ベルト回転の加速減速時には高圧周波数をエンコーダに同期させる構成としているので、制御は複雑になるが、さらにジャムの増加、電界のインク液滴への悪影響を防止することができる。
【００２９】
なお図１に示したように本実施例装置には温湿度センサ２２が搭載してある。温湿度センサ２２によって周囲環境が高温である、若しくは高湿であると判断された場合は、上述のような制御を行わずに、図７に示すように全てエンコーダパルス同期とする。高温であるか否かのスレッシュレベルは、１５℃〜２０℃に設定するとよい。特に１５℃の設定が好ましい。また高湿であるか否かのスレッシュレベルは、３５％〜４５％に設定するとよい。特に３５％の設定が好ましい。このようにして、高圧周波数を一定値以下で使用する際には、高圧周波数を前記エンコーダに同期させる構成として、用紙を最適な吸着力で搬送しジャムを防止することができ、高温高湿環境では高圧周波数をエンコーダに同期させて、用紙を最適な吸着力で搬送しジャムを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る記録媒体搬送装置を備えた画像形成装置の一例の概略図
【図２】搬送ベルト１の構成を示す断面図
【図３】ヘッドを搭載するキャリッジの走査方向と、搬送ベルトとの位置関係を示す図
【図４】搬送ベルト上に形成される電荷による記録媒体吸着の様子を示す図
【図５】搬送ベルト上に形成される帯電幅に付いて、搬送ベルトを上側から見た図
【図６】図１の搬送ベルト１を下から見た図
【図７】搬送ベルトの回転速度とエンコーダパルス、及び高電圧波形の関係を示す図
【図８】周波数固定で高圧正負切り替えとエンコーダパルスカウントが同期する状態の図
【図９】エンコーダ同期と周波数固定での高圧正負切り替えとエンコーダパルスカウントが同期する状態の図
【図１０】インクジェット記録装置の構成と問題を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１：搬送ベルト
１ａ：表層
１ｂ：裏層
２：電荷
３：記録媒体
４、６：電荷
５：ノズルプレート面
７：インク液滴
８：ミスト
９：ミスとのＵターン
１０：用紙
１１：給紙コロ
１２：分離パッド
１３：用紙積載部
１４：帯電ローラ
１５：搬送ガイド
１６：両面印刷用の用紙反転ユニット
１７：先端コロ
１８：高圧電源
１９：テンションローラ
２０：キャリッジ
２１：排紙トレイ
２２：温湿度センサ
２３：ヘッド
２４：インク供給管
２５：搬送ローラ
２６：エンコーダ
２７：エンコーダ読み取りセンサ
２８：制御部
２９：高出力ケーブル
【図１】
2008001433.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008001433.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008001433.tif 000008
【図７】
2008001433.tif 000009
【図８】
2008001433.tif 000010
【図９】
2008001433.tif 000011
【図１０】
2008001433.tif 000012