(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
前記記録ヘッドに対向して被記録媒体を搬送する、周回移動可能に配設された搬送ベルトと、
前記搬送ベルト上に移動方向に沿って正負極の電荷を交互に帯状に印加させる手段と、
前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させるギャップ調整手段と、
前記キャリッジの前記記録ヘッドの近傍に搭載され、前記搬送ベルト上の静電気力を測定する表面電位センサと、
前記表面電位センサの測定結果を予め定めた設定値とを比較し、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離の調整が必要か否かを判別する手段と、
前記判別する手段が相対距離の調整が必要であると判別したときに、前記ギャップ調整手段を駆動して、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整する制御を行う手段と、を備え、
前記相対距離を調整する制御を行う手段は、前記記録ヘッドを前記搬送ベルトから離間する方向に移動させて前記相対距離を広くし、前記相対距離を、前記静電気力による電場の影響が前記記録ヘッドに及ばない距離に調整する制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整したときには、前記記録ヘッドの高さ情報から液滴の着弾位置を予測して、前記着弾位置が調整前と同じ位置になる吐出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジを上下動させることで前記搬送ベルトとの相対距離を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に被記録媒体を搬送ベルトで搬送する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液（例えばインク）の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（印字ヘッド）をキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録用紙、記録紙、転写材などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型画像形成装置、あるいは、ライン型記録ヘッドを備えて用紙を送りながら画像を形成するライン型画像形成装置がある。
【０００３】
このようなインクジェット記録方式の画像形成装置においては、高画質化のためにはインク滴の用紙に対する着弾位置精度を高める必要があることから、例えば、用紙を搬送する搬送ベルトを正に帯電させ、用紙を静電力による吸着力で吸着して、記録ヘッドと用紙との距離を一定に保ちかつ、用紙の送りを正確に制御して用紙の位置ずれを防止し、かつ用紙の浮きを防止して、用紙と記録ヘッドとの当たりによるジャムや汚れを防止するようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平４−２０１４６９号公報
【特許文献２】特開平９−２５４４６０号公報
【０００４】
このように、搬送ベルトを一様に正に帯電させて用紙を静電力で吸着させて用紙を搬送する場合、記録ヘッドから吐出された液滴は発生した電界の影響を受けてその飛翔方向が曲げられるなどして、画像形成位置のずれが生じるとともに、吐出された液滴のミストが逆流して記録ヘッドの吐出部付近に付着してしまい、吐出不良を生じ、形成画像の品質の低下を招くという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献３には、印刷ヘッド上に記録紙と同極性となるような電極を装備して飛散したミストがヘッド表面を汚さないようすることが記載されている。
【特許文献３】特許第３２２４５２８号公報
【０００６】
また、特許文献４には、印刷ヘッドに対する電場の影響を最小限とするために，記録紙の表面電位を計測し、ベルト上に印加する電圧の制御を行なうことが記載されている。
【特許文献４】特許第３０１４８１５号公報
【０００７】
なお、搬送ベルトに対する帯電方法としては、特許文献５に記載されているように、搬送ベルト上に正負極の交流の電荷を印加することによって被記録媒体と搬送ベルト間に吸着力を発生させるものが知られている。
【特許文献５】特開２００３−１０３８５７号公報
【０００８】
また、搬送ベルトに対する帯電方法としては、特許文献４に記載されているように、搬送ベルト上に正負極の交流の電荷を印加することによって被記録媒体と搬送ベルト間に吸着力を発生させるものが知られている。
【特許文献６】特開２００３−１０３８５７号公報
【０００９】
なお、電子写真方式で搬送ベルトを用いるものとしては特許文献５に記載のものが、本件に関係するキャリッジの高さ位置調整に関しては特許文献６に記載のものがある。
【特許文献７】特許第２９０５５４４号公報
【特許文献８】特開平８−１１８７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３に記載のように印刷ヘッド上に記録紙と同極性となるような電極を装備する構成は、印刷ヘッドがサーマルヘッドなどの熱的なエネルギーを使用する場合には使用可能であるが、圧電型アクチュエータや静電型アクチュエータを圧力発生手段として用いる圧電型ヘッドや静電型ヘッドなどのように静電容量が関係する記録ヘッドの場合には、アクチュエータの挙動が不安定となるため、使用できないという課題がある。また、ヘッド面に対して微細精密加工を施す必要があり、コスト的にも問題が残っている。
【００１１】
また、特許文献４に記載のように記録紙の表面電位を計測して搬送ベルト上に印加する電圧の制御を行なうためには、搬送ベルトに対する帯電電圧を変化させなければならず、静電気を発生させるための高圧電源の構造が複雑となるという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でミストの逆流によるヘッド汚れを低下した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
前記記録ヘッドに対向して被記録媒体を搬送する、周回移動可能に配設された搬送ベルトと、
前記搬送ベルト上に移動方向に沿って正負極の電荷を交互に帯状に印加させる手段と、
前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させるギャップ調整手段と、
前記キャリッジの前記記録ヘッドの近傍に搭載され、前記搬送ベルト上の静電気力を測定する表面電位センサと、
前記表面電位センサの測定結果を予め定めた設定値とを比較し、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離の調整が必要か否かを判別する手段と、
前記判別する手段が相対距離の調整が必要であると判別したときに、前記ギャップ調整手段を駆動して、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整する制御を行う手段と、を備え、
前記相対距離を調整する制御を行う手段は、前記記録ヘッドを前記搬送ベルトから離間する方向に移動させて前記相対距離を広くし、前記相対距離を、前記静電気力による電場の影響が前記記録ヘッドに及ばない距離に調整する制御を行う
構成とした。
【００１４】
ここで、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整したときには、前記記録ヘッドの高さ情報から液滴の着弾位置を予測して、前記着弾位置が調整前と同じ位置になる吐出制御を行う構成とできる。また、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジを上下動させることで前記搬送ベルトとの相対距離を変化させる構成とできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルト上の静電気力を測定し、測定結果を予め定めた設定値とを比較し、記録ヘッドと搬送ベルトとの相対距離の調整が必要であると判別したときに、記録ヘッドを搬送ベルトから離間する方向に移動させて相対距離を広くし、相対距離を、静電気力による電場の影響が記録ヘッドに及ばない距離に調整する構成としたので、静電気力が強い場合に記録ヘッドを静電気力が弱い範囲に逃がすことができ、ミストの付着によるヘッドの汚れを低減して画像品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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について図１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説明する模式的側面説明図、図２は同機構部のエンジン部分の拡大説明図である。
この画像形成装置は、図示しないがガイドロッドとガイドレールとでキャリッジ１を主走査方向（図１の紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１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（Ｋ）のインク滴を吐出する４個の記録ヘッド３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。
【００１７】
記録ヘッド２を構成する液体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記録液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をインク（液体）を吐出するためのエネルギー発生手段（圧力発生手段）として備えたものなどを使用できる。
【００１８】
このキャリッジ１の下方側には、用紙３を静電吸着して搬送するために、無端状の搬送ベルト１１を駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に掛け回して配置している。この搬送ベルト１１は副走査モータ１４によって駆動ローラ１２が回転駆動されることによって周回移動する。また、搬送ベルト１１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１６を接触して配置し、更に、画像形成領域に対応して搬送ベルト３１の平面性を出すためのガイド部材１７を搬送ベルト１１の裏面側に配置している。
【００１９】
また、従動ローラ１３に対向して入口加圧コロ１８を、ガイド部材１７の入口側に対向して先端加圧コロ１９をそれぞれ押圧付勢される押え部材２０に取り付けて配置している。さらに、搬送ベルト３１表面を除電する除電ブラシ２１、搬送ベルト３１表面に紙粉などを除去する除去部材２２を配置している。
【００２０】
また、従動ローラ１３にはエンコーダホイール２５を取り付け、このエンコーダホイール２５のスリットを検知するエンコーダセンサ２６を配置して、これらによって、搬送ベルト１１の移動量及び移動速度を検出するためのロータリエンコーダを構成している。
【００２１】
一方、給紙カセット３０などの用紙収容部に積載収容された用紙３を給紙コロ３１と摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド３２によって１枚ずつ分離して給紙し、レジストローラ３３でレジストした後、搬送ベルト３１と入口加圧コロ１８との間（ニップ部）に用紙３を送り込む。
【００２２】
さらに、画像が形成された用紙を排紙するため、搬送ベルト１１から用紙を分離するための分離爪４１と、排紙搬送ローラ対４２と、排紙される用紙を搬送する搬送ローラ対（一方はコロ又はローラ、他方は拍車）４４、４５と、搬送ローラ対（いずれもコロ又はローラ）４６〜４８と、排紙ローラ対４９とを備え、排紙ローラ４９から排紙トレイ５０上に排紙する。
【００２３】
そして、この画像形成装置においては、キャリッジ１の記録ヘッド２の近傍に、搬送ベルト１１上の静電気力を計測する表面電位センサ６１を配置している。また、キャリッジ１を搬送ベルト１１に対して上下動させる高さ調整機構を配置することで、搬送ベルト１１との間の相対距離を可変としている。なお、キャリッジの高さ調整機構は、例えば特開平０９−０９９６０３号公報、特開平０８−１１８７６１号公報などに記載されている機構を用いることができる。
【００２４】
この画像形成装置においては、給紙カセット３０から用紙３が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙３はレジストローラ対３３から搬送ベルト１１と入口加圧コロ１８との間に送り込まれる。なお、レジストローラ３３はレジストセンサ７１の検知信号に基づいて画像形成と同期をとって用紙３を送り出す。
【００２５】
このとき、帯電ローラ１６に対して交番電圧が印加されることで搬送ベルト１１上には周回方向である副走査方向に正負極の電荷が所定の幅で帯状に交互に印加されて、搬送ベルト１１が帯電される。この正負極交互に帯電した搬送ベルト１１上に用紙３が給送されることで、用紙３が搬送ベルト１１に静電力で吸着され、搬送ベルト１１の周回移動によって用紙３が副走査方向に搬送される。
【００２６】
そこで、キャリッジ１を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２を駆動することにより、停止している用紙３にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙３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３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３を排紙搬送して排紙トレイ５０に排紙する。
【００２７】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック図を参照して説明する。
この制御部における主制御部１０１は、この装置全体の制御を司るＣＰＵと、プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭと、画像データ等を一時格納するＲＡＭ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ＡＳＩＣなどとを備えている。
【００２８】
そして、主制御部１０１は、図示しないホスト側から受信した画像データを処理して印刷制御部１０２に転送し、印刷制御部１０２は受領した画像データに基づいて記録ヘッド２の各アクチュエータを駆動制御して、記録ヘッド２から液滴を吐出させる。
【００２９】
また、主制御部１０１は、モータ駆動回路１０３を介して主走査モータ１０４を駆動制御してキャリッジ１を主走査方向に移動させ、エンコーダセンサ２６からの検知信号に基づいてモータ駆動回路１０３を介して副走査モータ１４を駆動制御して駆動ローラ１２を回転駆動して搬送ベルト１１を前述したように間歇駆動する。
【００３０】
また、主制御部１０１は、ＡＣバイアス供給部１０５を制御して帯電ローラ１６に対してＡＣバイアスを印加させることで、搬送ベルト１１に対する帯電制御を行なう。
【００３１】
さらに、主制御部１０１は、表面電位センサ６１からの検知信号を入力して搬送ベルト１１上の静電気力を測定し、この測定結果に基づいて駆動回路１０６を介してキャリッジ高さ（ヘッド高さ）調整機構１０７の駆動手段を駆動して、搬送ベルト１１に対するキャリッジ１の高さ（記録ヘッド２の高さ）を調整する。なお、キャリッジ高さ調整機構１０７の駆動手段としては、モータ、ソレノイド、電磁クラッチなどを用いることができる。
【００３２】
ここで、図４を参照して搬送ベルト１１の駆動に関して説明する。
図４（ａ）に示すように副走査モータ１４を駆動することで搬送ベルト１１が周回動する。このとき図４（ｂ）に示すＡＣバイアスを帯電ローラ１６に印加することによって、搬送ベルト１１が前述したように正負極で所定の幅で帯電されることになる。また、搬送ベルト１１が周回移動している間は、図４（ｃ）、（ｄ）に示す検知信号がエンコーダセンサ２６から出力される。そして、表面電位センサ６１から搬送ベルト１１上の静電気力が検知されて図４（ｄ）に示すような検知信号が出力され、この検知信号が主制御部１０１に入力される。
【００３３】
そこで、主制御部１０１が行なうヘッド高さ調整処理について図５を参照して説明する。
主制御部１０１は、表面電位センサ６１からの検知信号（センサ情報の１つ）を取得して、搬送ベルト１１上の静電気力を測定し、この測定結果と予め定めた設定値に基づいてヘッド高さの変更が必要であるか否かを判別する。なお、表面電位センサ６１による測定はキャリッジ１の主走査に同期して行なう。
【００３４】
このとき、センサ情報としては、表面電位センサ６１の検知信号のほか、搬送ベルト１１の吸着力と温湿度環境や経時的な通紙枚数などの情報、用紙の厚さ、インク飛散によるヘッドの汚れに対する閾値などの各種情報を取得して、これらの各情報に基づいて、ヘッド高さ変更の必要性を判別することが好ましい。
【００３５】
そして、ヘッド高さの調整が必要であれば、キャリッジ高さ調整機構１０７の駆動手段（例えばモータ）を駆動制御して、記録ヘッド２の高さを変化させて搬送ベルト１１との相対距離を変化させる。
【００３６】
その後、再度表面電位センサ６１からの検知信号（センサ情報）を取得して、搬送ベルト１１上の静電気力を測定し、この測定結果と予め定めた設定値に基づいてヘッド高さの調整が必要か否かを判別し、ヘッド高さの調整が必要であれば、キャリッジ高さ調整機構１０７の駆動手段を駆動制御して記録ヘッド２の高さ調整する処理を繰り返し、再調整が不要になれば、この処理を終了する。
【００３７】
実際の動作としては、図６に示すように、定常状態で用紙３上に発生した電気力線により、キャリッジ３が電場の影響下に入ってしまっている状態で印刷動作を行うと、ミストが電場により帯電し、電気力線の向きにしたがって吸着されることとなる。そこで、図７に示すように、記録ヘッド２と搬送ベルト１１との間の距離（ギャップ）を調整する(この場合は矢示方向：上方向に変位させている。)を行ない、電場の影響が及ぼさないように、キャリッジ１を高さ方向に移動させる。
【００３８】
この場合、記録ヘッド２と用紙３との間のギャップ（距離）が変動することから、記録ヘッド２の設定高さ情報に基づいて着弾位置を予測し、吐出制御を行うことで高さ調整による着弾位置ずれを防止することが好ましい。
【００３９】
このように、搬送ベルト上の静電気力の強さに基づいて記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させる構成としたので、簡単な構成で、記録液飛散によるヘッド汚れを抑えることができる。
【００４０】
そして、このとき搬送ベルトが帯電していることで生じる用紙上に発生する静電気力を検出することで、記録紙の厚み等の影響も考慮することができる。また、静電気力を測定する手段を記録ヘッドの近傍に配置することで記録ヘッドにより近い静電気力を測定することができる。
【００４１】
なお、搬送ベルト側を変位させることで記録ヘッドとの相対距離を調整することもできる。また、本発明をプリンタ構成のシリアル型画像形成装置で説明したがこれに限るものではなく、プリンタ／ファクシミリ／コピアの複合機（ＭＦＰ）構成のシリアル型画像形成装置、その他のライン型画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の機構部の概略構成図である。
【図２】同機構部の要部拡大説明図である。
【図３】同じく制御部の概要を説明するブロック説明図である。
【図４】同じく搬送ベルトの駆動に関する説明に供する説明図である。
【図５】制御部の行なうヘッド高さ調整の説明に供するフロー図である。
【図６】同高さ調整の説明に供する説明図である。
【図７】同じくヘッド高さを変更した状態の説明に供する説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…キャリッジ
２…記録ヘッド
１１…副走査モータ（駆動モータ）
１６…帯電ローラ
６１…表面電位センサ
１０１…主制御部
１０７…キャリッジ高さ調整機構
【図１】
0004819456.tif 000002
【図２】
0004819456.tif 000003
【図３】
0004819456.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004819456.tif 000006
【図６】
0004819456.tif 000007
【図７】
0004819456.tif 000008