(57)【要約】【課題】  ミストが記録ヘッド側に逆流することを防止できないために吐出口詰まりや滴の飛翔方向が曲がるなどして画質が低下し、あるいは、ミストの逆流を防止するための構成が複雑になる。【解決手段】  搬送ベルト２１に正極性の電荷を印加した正極性帯電領域２０１と負極性の電荷を印加した負極性帯電領域２０２との間に、電荷を印加しない非帯電領域２０３を形成しながら搬送ベルト２１を帯電させることによって、ミストの逆流を防止しつつ搬送性能を確保する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に対して液滴を吐出して画像を形成するための記録ヘッドと、前記被記録媒体を静電吸着力で吸着して搬送する搬送ベルトとを備える画像形成装置において、前記搬送ベルトの搬送方向に対して帯状に交互に正極性の電荷及び負極性の電荷を印加した帯電領域を形成するとともに、この帯電領域の中に電荷を印加しない非帯電領域を形成しながら前記搬送ベルトを帯電させる手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記非帯電領域は正極性の帯電領域と負極性の帯電領域との間に形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記非帯電領域の搬送方向の幅を一定とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記非帯電領域の搬送方向の幅を調整する手段を備えている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
【背景技術】
【０００２】
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、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、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い。）にインク滴を吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置においては、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、例えば特許文献１、２、３に開示されているように、用紙を搬送する搬送ベルトを一様に正に帯電させ、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
【特許文献３】特開２０００−２５２４９号公報
【０００４】
ところが、このように搬送ベルトを一様に正に帯電させ用紙を吸着力で吸着していると、記録ヘッドから噴射するインク液滴が電界の影響を受け、用紙に対するインク液滴の着弾位置にずれが生じるとともに、インクのミストが記録ヘッド側に逆流することが知られている。
【０００５】
このインク液滴の着弾位置のずれや逆流を防止するために、上記特許文献３に開示されているように、表面が同一の電荷で帯電した搬送ベルトに、記録ヘッドの搬送方向に対し、上流側で搬送ベルトと逆極性の電荷を用紙の表面に印加することによって用紙表面の電位を弱め、噴射するインク液滴が電界の影響を受けないようにし、また、用紙の表面から搬送ベルト面上と同極性の電位を弱めることによって、用紙と搬送ベルトが吸着力によりいっそう吸着するようにするものも知られている
【０００６】
また、特許文献４に記載されているように、内部に静電吸着力を生じさせるための導電パターンを埋設した搬送ベルトを用いて、この搬送ベルトの導電パターンに印加する電圧を制御することによって、ヘッドと用紙間での電界が生じないようにするものもある。
【特許文献４】特開平１１−２４５３８９号公報
【０００７】
さらに、搬送ベルトに対する帯電方法としては、特許文献５に開示されているように、搬送ベルトの表面に電圧印加手段を接触させ、搬送ベルト表面に正負極の電荷を交互に帯状に印加することで交番する電荷パターンを形成することも知られている。
【特許文献５】特許第２８９７９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように用紙を静電力による吸着力によって吸着保持する場合、用紙表面と記録ヘッドとの間に電界が生じており、記録ヘッドから吐出したインク滴が電界の影響を受けて分極し、飛翔が乱れ、良好な記録を行うことができなくなったり、また、飛翔によって生じるインクミストが分極の結果、ヘッド吐出部付近に逆流して付着したりしてしまうという問題がある。
【０００９】
この問題に対して、特許文献３に開示されているように、表面が同一の電荷で帯電した搬送ベルトに、記録ヘッドの搬送方向に対し、上流側で搬送ベルトと逆極性の電荷を用紙の表面に印加する構成だけでは、ミストの逆流を防止することができない。また、特許文献４に開示されているように内部に導電パターンを埋設した搬送ベルトを用いる構成では、ベルトの構成が複雑になると共に導電パターンに対する電圧印加制御も複雑になるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で安定した搬送性能を確保しつつ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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、搬送ベルトの搬送方向に対して帯状に交互に正極性の電荷及び負極性の電荷を印加した帯電領域を形成するとともに、この帯電領域の中に電荷を印加しない非帯電領域を形成しながら搬送ベルトを帯電させる手段を備えている構成とした。
【００１２】
ここで、非帯電領域は正極性の帯電領域と負極性の帯電領域との間に形成することが好ましい。また、非帯電領域の搬送方向の幅を一定とすることもできるし、あるいは、非帯電領域の搬送方向の幅を調整する手段を備えることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、帯電領域の中に非帯電領域を形成するので、ミストの逆流を防止しながら十分な静電吸着力を生じさせることができ、安定した搬送性能を確保しつつ高画質画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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の一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同装置の全体構成を説明する構成図、図２は同装置の要部平面説明図、図３は同装置の要部正面図である。
【００１５】
この画像形成装置は、図２に示すように、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と図示しないガイドステーとでキャリッジ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。
【００１６】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド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。
【００１７】
記録ヘッド７を構成するインクジェットヘッドとしては、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による相変化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。
【００１８】
また、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。
【００１９】
一方、給紙カセットなどの用紙積載部（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。
【００２０】
そして、この給紙部から給紙された用紙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２２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２３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上記搬送ガイド２２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である帯電ローラ２６を備えている。
【００２１】
ここで、搬送ベルト２１は、無端又は繋ぎ合わされた（これらを「無端状」という。）ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションを与えたテンションローラ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、図１の矢示Ａ方向）に周回するように構成している。
【００２２】
この搬送ベルト２１は、図４に示すように、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面を形成する表層２１ａと、この表層２１ａ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）２１ｂとを有している。
【００２３】
搬送ベルト２１の絶縁層（表層）２１ａの厚みが誘電率に影響し、厚みが厚くなると誘電率が下がり帯電した際にベルトに載る電荷の量が減る。実験によれば、この表層２１ａの厚みは６０μｍ以下とすることで所望の静電吸着力が得られたが、製造上ばらつく膜厚の範囲を考慮し、また、実機にてベルトに発生する傷によってもこの層厚みが０とならない範囲で、極力薄くすることで静電吸着力をより向上させることができる。
【００２４】
また、搬送ベルト２１の裏層（中抵抗層、アース層）２１ｂの厚みは直接静電的な作用には影響しないが、ベルトの総厚みが厚くなると、剛性が増しベルトを実機上で張ったときにベルトの平面度を確保することが困難になり、一方所要の強度を確保する上ではあまり薄くできない。実験によると、裏層２１ｂの厚みとしては４０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２５】
このように二層構成として搬送ベルト２１の全面裏側に抵抗制御をした層２１ｂを設けることで、予め絶縁層である表層２１ａに電荷を形成した後、ベルトに吸着させる用紙が接触すると電荷を更に供給し、用紙と搬送ベルト２１との間の静電的な吸着力を増加させることができる。仮に、絶縁層単層の場合、その吸着力は二層の場合に比べて半減し、また、単層の場合には用紙がベルトに接触し始める位置がベルト内側に配置されるアースローラに対向する位置でなければならないが、二層にすることにより、このような制約がなくなる。
【００２６】
この場合、この表層２１ａとしては表面抵抗１Ｅ＋１０Ω／□以上のものを使用し、裏層２１ｂとしては表面抵抗１Ｅ＋０８Ω／□以下のものを使用することで、所望の静電吸着力が得られた。
【００２７】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、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、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２２の中抵抗層と接触配置され、接地ライン２９を介して接地している。さらに、搬送ベルト２１を除電するための除電ブラシなどの除電手段３０を設け、この除電手段３０も接地ライン２９を介して接地している。
【００２８】
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。
【００２９】
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部４１と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ４２とを備えている。
【００３０】
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。
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。
【００３１】
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／又は環境湿度を検出する環境センサ１１８、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。
【００３２】
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高圧電源（高圧回路）１１４の出力のオン／オフの制御を行うこともできる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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７のアクチュエータ手段に印加してヘッド７を駆動する。
【００３８】
主走査モータ駆動部１１１は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値と図示しないエンコーダ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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、この給紙された用紙１２は搬送ガイド２２で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２３、先端コロ２５との間で順次挟まれて給送される。
【００４１】
このとき、制御部１００によって高圧回路（高圧電源）１１４から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すよう、つまり交番する高電圧が印加される。ここで、搬送ベルト２１上に形成される電荷による用紙吸着の様子について図６を参照して説明すると、同図（ａ）に示すように帯電ローラ２６によって、搬送ベルト２１の絶縁層２１ａにプラス（正極性）とマイナス（負極性）の電荷が同電位で、ある帯電ピッチ（帯電幅）で帯電される。
【００４２】
この状態で、同図（ｂ）に示すように、用紙１２が接触し始めたとき、搬送ベルト２１表面にはベルト２１上のプラス電荷からマイナス電荷に向かって磁力線９０が発生している。この磁力線９２の影響で用紙１２の搬送ベルト２１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１２の搬送ベルト２１と接触する側の磁力密度は高く、用紙１２の搬送ベルト２１と非接触面側の密度は疎となる。そのとき、用紙１２の下側と上側で電荷の差異が生じて、その差異分、搬送ベルト２１と吸着する向きに力が作用する（これは、マクスウエル応力と称されるもので、正負極性帯電の境目で発生する）。これにより、用紙１２が搬送ベルト２１に吸着され、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。
【００４３】
このようにプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１で用紙１２を搬送して停止させ、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４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行分を記録する。そして、１行分の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を駆動して用紙１２を所定量搬送させた後、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４２に排紙する。
【００４４】
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係わる部分について図７を参照して説明する。なお、図７は同帯電制御に係わる部分を説明する説明図である。
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及び前述した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に高電圧（ＡＣバイアス）を印加する高圧電源１１４の出力を制御する。
【００４５】
この高圧電源１１４の出力を制御することによって、帯電ローラ２６に対する電荷の印加／非印加、及び印加する正負極の印加電圧の周期、各極性の搬送方向の幅（帯電幅）などを制御し、搬送ベルト２１上に帯電領域と非帯電領域を形成しながら帯電させる。つまり、本実施形態では、帯電ローラ２６、制御部１００、高圧電源１１４によって搬送ベルト２１の搬送方向と直交する方向で帯状になる、正極性の電荷及び負極性の電荷を交互に印加した帯電領域と、この帯電領域の中で電荷を印加しない非帯電領域とを形成しながら搬送ベルト２１を帯電させる手段を構成している。
【００４６】
具体的には、図７に示すように、高圧電源１１４から交番する高電圧を帯電ローラ２６に印加することで、搬送ベルト２１の搬送方向と直交する方向で帯状になる、正極性の電荷が印加された正極性帯電領域２０１と負極性の電荷が印加された負極性帯電領域２０１を形成するとともに、これら帯電領域２０１、２０２の中、ここでは、正極性帯電領域２０１と負極性帯電領域２０２の間に電荷を印加しない非帯電領域２０３を形成しながら搬送ベルト２１を帯電させる。
【００４７】
このように、搬送ベルトの搬送方向に対して帯状に交互に正極性の電荷及び負極性の電荷を印加した帯電領域を形成するとともに、この帯電領域の中に電荷を印加しない非帯電領域を形成しながら搬送ベルトを帯電させることにより、安定した静電搬送力を確保しつつミストの逆流によるヘッドへの付着を低減して高画質画像を形成することができる。
【００４８】
ここで、搬送ベルト２１の帯電領域と非帯電領域におけるミストの挙動について図８を参照して説明する。
先ず、搬送ベルト２１が正極性電荷で帯電された帯電領域においては、図８（ａ）に示すように、用紙１２が搬送ベルト２１に接触することで用紙１２の表面に同じ正極性の電荷が誘起されて表面電位が生じる。同時に、記録ヘッド７のノズル板３０１表面は搬送ベルト２１表面の極性と逆極性（ここでは負極性）の電荷が誘起されることになる。
【００４９】
この状態で、記録ヘッド７のノズル板３０１に設けた吐出口（ノズル）からインク滴３０２が吐出されると、図８（ｂ）に示すように、インク滴３０２の用紙１２側には用紙１２表面と逆極性の電荷が誘起され、ノズル板３０２側にはノズル板３０２表面と逆極性の電荷が誘起される。
【００５０】
そして、図８（ｃ）に示すように、インク滴３０２から飛翔中に分裂してミスト３０３（サテライト、若しくは従滴）が生じると、ミスト３０３は用紙１２側の表面電位の影響で、その表面電位と同極性に帯電する。この結果、図８（ｄ）に示すように、同極性の帯電が反発し合ってミスト３０３はノズル板３０１側にＵターン（逆流）してノズル板３０１の吐出口付近付着することになる。
【００５１】
これにより、用紙へのインクの付着量が低下して画質に影響を与える。更には、以後の正常なインク滴の吐出が妨げられてインク滴が曲がって飛翔したり、インク吐出が行われなくなったりするなどの事態を生じることになる。
【００５２】
これに対して、搬送ベルト２１の表面に非帯電領域がある場合には、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、非帯電領域ではミスト３０３の帯電が生じないので、ミスト３０３がノズル板３０１側にＵターンすることがなく、インク滴３０２に続いて着弾することになる
【００５３】
したがって、ミストの逆流を防止するには、搬送ベルト表面に非帯電領域を形成することが有効であることが分かる。しかしながら、非帯電領域では静電吸着力が発生しないので、正常な用紙搬送が損なわれることになる。そのため、記録ヘッドへのミストの付着低減と静電吸着力を両立させるには、単に非帯電領域を形成するだけではなく、形成する非帯電領域に工夫が必要になる。
【００５４】
例えば、搬送ベルト上の用紙と接触する部分の先端部分と後端部分のみを帯電させ、非帯電領域を真中に大きくとることもできるが、この方法では真中の非帯電領域で吸着力がないため、用紙の中ほど部分でコックリングが発生し、用紙とヘッドの擦れ、又はジャムが発生してしまうおそれが生じる。
【００５５】
そこで、本発明のように帯電領域の中に非帯電領域を形成する構成とすることで、静電吸着力を確保して、上述したようなコックリングの発生を防止し、安定した静電搬送を行いつつ、記録ヘッドへのミストの付着を低減して画像品質の低下を抑制することができるようになる。
【００５６】
次に、上述したように帯電領域の中に非帯電領域を形成しながら搬送ベルトを帯電する具体的な一例について図９を参照して説明する。
この例では、図９（ａ）に示すような高圧電源１１４からの高電圧波形を帯電ローラ２６に印加する。この高電圧波形は、正負切り替え時間、即ち、時間Ｔ１及び時間Ｔ３が常に一定になる構成としている（ただし、Ｔ１＝Ｔ３である必要はない。）。
【００５７】
ここで、電圧＋Ｖａと電圧−Ｖａは、搬送ベルト２１に帯電を発生させるためのしきい値となる電圧であり、本実施形態の構成では約±１．５ｋＶである。また、時間Ｔ２及び時間Ｔ４は帯電幅を決定する時間幅である。さらに、電圧＋Ｖと電圧−Ｖは高電圧出力のピーク値である。したがって、搬送ベルト２１に帯電を発生させるためのしきい値となる電圧である電圧｜Ｖａ｜未満の電圧に対応する時間Ｔ１及び時間Ｔ３の間は帯電が行われない（電荷が印加されない。）。
【００５８】
このような高電圧波形を生成するには、例えば、高電圧出力用に２つのトランスを用い、それぞれ正と負の高電圧を出力し、最終的な出力で２つのトランスからの正負高電圧を重ね合わせることで、図９（ａ）に示すような高電圧波形が出力される。
【００５９】
高電圧は、高圧電源内のトランスの1次側に電流を流すことによって生成される。高電圧を電圧−Ｖから電圧＋Ｖに切り替える際、出力されている高電圧をフィードバックしてモニタし、電圧−Ｖから電圧＋Ｖまでの変化速度が一定になるように変圧トランスの1次側に流す電流を制御すればよい。この制御は、一般的に知られるＰＷＭスイッチングレギュレータＩＣ（以下、「ＰＷＭＩＣ」という。）によって行うことができる。具体的に、ＰＷＭＩＣにおいて、フィードバックした高電圧と基準電圧を比較するとき、基準電圧の立ち上がり時間をＣＲの時定数で確定させることによって時間Ｔ１及び時間Ｔ３は一定となる。
【００６０】
本実施形態の画像形成装置においては、搬送ベルト２１の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとしたときに、時間Ｔ１及び時間Ｔ３を３〜１０ｍｓｅｃとすることで目的を達成することができた。この場合、非帯電領域は２００ｍｍ／ｓｅｃ×（３〜１０ｍｓｅｃ）＝０．６〜２０ｍｍ、となり、時間Ｔ１及び時間Ｔ３の出力タイミングでは搬送ベルト２１と帯電ローラ２６の間に放電が発生せず、その間に移動した領域に対応する搬送ベルト表面は帯電しない。
【００６１】
この図９（ａ）に示すような高電圧波形を帯電ローラ２６に印加したとき、搬送ベルト２１表面は同図（ｂ）に示すような帯電幅で帯電領域２０１、２０２が形成される。前述したようにエンコーダ３６からの出力パルス数によって搬送ベルト２１の移動量が換算できるので、この移動量によって時間Ｔ２及びＴ４を制御することで、任意の帯電幅の帯電領域２０１、２０２を搬送ベルト２１表面に形成することができる。同時に、時間Ｔ１及び時間Ｔ３は一定であるので、一定の幅の非帯電領域２０１を正負極性の帯電領域２０１、２０２の端部に設けることができる。
【００６２】
つまり、搬送ベルト２１の表面に形成する非帯電領域は搬送性能を損なわない範囲で多い方が好ましい。この場合、非帯電領域を帯電領域の端部に設ける、つまり、非帯電領域を正極性の帯電領域と負極性の帯電領域の間に設ける構成とすることで、図１０（ａ）に示すように相対的に広い帯電領域の幅（帯電幅Ｌａ）と同図（ｂ）に示すような相対的に狭い帯電領域の幅（帯電幅Ｌｂ、Ｌｂ＜Ｌａ）と比較した場合、狭い帯電幅Ｌｂの方が全体として非帯電領域が増えることになり、その分、記録ヘッドへのミストの逆流が減ってミストがヘッドの付着する量が減少する。つまり、帯電領域の帯電幅を狭くするという簡単な構成で、ミストの記録ヘッドへの付着量を低減することができる。
【００６３】
このように、帯電領域の端部に非帯電領域を形成するためには、上述したように、搬送ベルトに印加する高電圧波形の正負極性切り替えタイミングを一定時間以上持たせることで実現することができる。端部以外に非帯電領域を形成するためには、形成したいタイミングで高圧出力を停止するという複雑な制御が必要になるが、端部に非帯電領域を形成することで、構成が簡単になる。
【００６４】
また、帯電領域の端部に非帯電領域を形成する手段としては、搬送ベルトに印加する高電圧の正負極性の切り替え時間（いわゆる立ち上がり立下り時間）がある時間以上あれば良い（ある時間以上あれば非帯電領域が生成される理由は前述した。）。この切り替え時間を一定とすれば、搬送ベルト上に形成される非帯電領域も一定となるが、切り替え時間を可変ではなく一定とする高圧電源は、簡単かつ安価な構成で実現することができる。また、端部（つまり、正極性と負極性の帯電の境目）に非帯電領域を大きく設け過ぎると、マクスウェル応力により吸着力が低下してしまうことからも、端部の非帯電領域の幅は一定であることが好ましい。
【００６５】
したがって、非帯電領域の幅を正負極性の帯電領域の幅に係わらず一定とすることで、搬送性能を損なうことなくミストの記録ヘッドへの付着を低減することができる構成を、安価な高圧電源を用いて実現することができる。
【００６６】
次に、非帯電領域の幅を可変とする他の例について図１１を参照して説明する。非帯電領域の大きさはミストの記録ヘッドへの付着の低減及び搬送性能に関わる。前述したように用紙の搬送ベルトへの吸着力に影響を与える重要ファクターとしてマクスウェル応力があり、このマクスウェル応力は正負極性帯電の境目で発生するので、境目以外の帯電領域を非帯電領域としても、静電吸着力を損なうことなく，記録ヘッドへのミストの付着低減と両立させることができる。
【００６７】
そこで、この例では、図１１（ａ）に示すように、エンコーダ３６の出力パルス数から計算した搬送ベルト２１の移動量に基づいて高圧電源１１４からの高圧出力を停止する時間Ｔａ、Ｔｂを設ける制御を行っている。高圧出力が停止している時間Ｔａ及び時間Ｔｂの出力タイミングでは放電が発生せず、その間に移動した領域に対応する搬送ベルト２１表面は非帯電領域となるので、図１１（ｂ）及び図１２に示すようなパターンで帯電領域と非帯電領域が形成される。
【００６８】
この場合、非帯電領域２０３はある一定の範囲の幅に収まることが好ましい。この非帯電領域２０３の幅が大きすぎる（広すぎる）と、吸着力が低下して搬送性能に影響を及ぼし、小さすぎる（狭すぎる）と、ミストの記録ヘッドへの付着低減効果が小さくなる。実験によると、両者を満足するためには、時間Ｔ２に対する時間Ｔａの割合が８０〜２０％程度であることが好ましいことが確認された。
【００６９】
なお、電圧＋Ｖ及び電圧−Ｖは、常に一定ではなく可変とすると、搬送ベルト上に形成される電荷をより高精度に制御でき、ミストの記録ヘッドへの付着防止に有効な構成となる。例えば、搬送する用紙がミストの記録ヘッドへの付着を発生しやすい種類であれば、搬送性能は落ちるが電圧＋Ｖと−Ｖを絶対値で小さくすると良い（用紙の表面抵抗率が高い方がミストの記録ヘッドへの付着を発生しやすいことが分かっている。これは、表面抵抗が高いと用紙表面に誘起された電荷が抜けにくく、その電荷の分、用紙表面と記録ヘッド間の電界が強くなるためである。）。
【００７０】
このように用紙の表面抵抗率に応じて高圧電源の出力電圧｜Ｖ｜を変える実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。
この場合には、図１３に示すように、用紙１２の給紙経路に、用紙１２の表面抵抗率を測定する表面電位計５１を配置して、図１４に示すように給紙される用紙１２の表面抵抗率を測定し、この測定結果に応じて高圧電源１１４の出力電圧｜Ｖ｜を設定して、設定した電圧値で出力するようにすれば良い。
【００７１】
ただし、このような出力値可変方式では構成が複雑になり、出力固定の場合より高価な装置となる。構成としては、例えば、特開平１０−０９１２５８号公報に記載されているように、フォードバックした高圧出力をモニタし、所望の高圧出力値になるように変圧トランスに流す電流のデューティー値を制御すればよい。ＰＷＭＩＣ単体では、抵抗値を変化させるなど特別な変更をしない限り高圧出力は一定になるので、この場合、デューティー値の制御はＰＷＭＩＣではなく制御部で行うようにする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略側面説明図である。
【図２】同装置の要部平面説明図である。
【図３】同装置の正面説明図である。
【図４】同装置の搬送ベルトの一例を示す説明図である。
【図５】同装置の制御部の概要を説明するブロック図である。
【図６】用紙の静電吸着搬送の説明に供する説明図である。
【図７】同装置の帯電制御に係わる部分の説明図である。
【図８】ミストの逆流の説明に供する説明図である。
【図９】同装置における高電圧波形及び帯電のパターンの説明に供する説明図である。
【図１０】帯電領域の幅と非帯電領域の数の関係の説明に供する説明図である。
【図１１】同装置における他の高電圧波形及び帯電のパターンの説明に供する説明図である。
【図１２】同じく帯電のパターンの説明に供する説明図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の他の例の説明に供する概略側面説明図である。
【図１４】同装置における高圧電源の出力電圧制御の説明に供するフロー図である。
【符号の説明】
【００７３】
３…キャリッジ
７…記録ヘッド
２１…搬送ベルト
２６…帯電ローラ
２７…搬送ローラ
３１…副走査モータ
１１４…高圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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