JP4919601B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

このような画像形成装置において、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。
特開平４−２０１４６９号公報 特開平９−２５４４６０号公報

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、形成画像の品質の低下を招くという問題がある。

そこで、特許文献３に記載されているように、記録ヘッドの画像形成領域に搬送される被記録媒体に対して搬送ベルトに一様に帯電する電荷と逆極性の電荷を被記録媒体の表面に印加することによって被記録媒体の表面の電位を弱め、吐出される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
特開２０００−２５２４９号公報

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。
特開２００３−１０３８５７号公報

ところで、被記録媒体の表面電位は被記録媒体の材質や画像形成装置の使用環境により変化するため、特許文献３に記載されているように、被記録媒体の表面電位を正確に打ち消すためには、被記録媒体に印加する電荷量をその表面電位に応じて、好ましくは、多段階に調整することが必要となる。

そのためには、被記録媒体の表面電位を正確に測定するセンサ等の手段を備えることが必要となり、装置の複雑化を招き、ひいてはコスト高、消費電力の増大につながるという課題が生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で被記録媒体の搬送精度を向上させ、ミストの逆流などを防止し、安定して高画質画像を形成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、
搬送ベルト上に正負極の電荷を帯状に交互に印加させることにより発生する静電力により被記録媒体を吸着して搬送し、記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録ヘッドによる記録位置まで搬送された前記被記録媒体の表面の電荷量を前記被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、
前記調整手段は、前記正負極の電荷を帯状に交互に印加するときの帯電周期長を制御することで前記電荷量を調整し、前記記録ヘッドによる記録位置で前記被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
搬送ベルト上に正負極の電荷を帯状に交互に印加させることにより発生する静電力により被記録媒体を吸着して搬送し、記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録ヘッドによる記録位置まで搬送された前記被記録媒体の表面の電荷量を前記被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、
前記調整手段は、前記搬送ベルト上に印加した正負極の電荷が前記記録位置に到達するまでの時間を制御することで前記電荷量を調整し、前記記録ヘッドによる記録位置で前記被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う
構成とした。

ここで、前記被記録媒体の表面抵抗の検出結果に基づいて調整を行なう構成、前記被記録媒体の体積抵抗の検出結果に基づいて調整を行なう構成とできる。

また、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗と環境温度及び湿度を検出する温湿度検出手段の検出結果とに基づいて調整を行なう構成とできる。

また、前記調整手段は、外部から与えられる前記被記録媒体の抵抗値に相関する情報に基づいて調整を行なう構成とできる。

また、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗値及び環境温度の検出結果に基づいて調整を行なう構成とできる。

また、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗値及び画像形成面が最初に印刷される第一面か次に印刷される第二面かに基づいて調整を行なう構成とできる。この場合、前記被記録媒体の第一面に付着する記録液量に基づいて前記被記録媒体の第二面の抵抗値を予測する構成とできる。この場合、前記被記録媒体の第一面の所定領域毎に付着する記録液量に基づいて前記被記録媒体の第二面の所定領域毎の抵抗値を予測する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドによる記録位置まで搬送された被記録媒体の表面の電荷量を被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、調整手段は、正負極の電荷を帯状に交互に印加するときの帯電周期長を制御することで電荷量を調整し、記録ヘッドによる記録位置で被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う構成としたので、被記録媒体の搬送精度を向上させるとともに、記録ヘッドから吐出される液滴の電界の影響による飛翔方向の曲がりや液滴のミストの逆流によるヘッド吐出部付近への付着を防止し、安定して高画質画像を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、記録ヘッドによる記録位置まで搬送された被記録媒体の表面の電荷量を被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、調整手段は、搬送ベルト上に印加した正負極の電荷が記録位置に到達するまでの時間を制御することで電荷量を調整し、記録ヘッドによる記録位置で被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う構成としたので、被記録媒体の搬送精度を向上させるとともに、記録ヘッドから吐出される液滴の電界の影響による飛翔方向の曲がりや液滴のミストの逆流によるヘッド吐出部付近への付着を防止し、安定して高画質画像を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の第１実施形態について図１及び図２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。

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。なお、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３に示すように１層構造のベルトでも良く、又は図４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。

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、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５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６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６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６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６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７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。

一方、給紙ローラ１３の横に設けられ用紙１２の上に当接することができる表面抵抗計８０の２つの端子間に、例えば１ＫＶの電荷を印加して、端子間に流れる電流を測定することによって、給紙前、若しくは給紙中の用紙１２の表面抵抗率を測定する。

そして、表面抵抗率を測定された用紙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８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が、その反対側に誘起された正負の真電荷は不安定である。

この用紙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。

ここで、用紙１２表面上の表面電位の減少量及び電荷が消滅するまでの時間は、図９に示すように用紙１２の抵抗や帯電周期長によって異なり、用紙１２の抵抗が高いほど、用紙表面（搬送ベルトと反対側の面）に誘起された電荷の単位時間当たりの移動量が小さくなり、表面の電荷が中和されるのに時間を要する。また、帯電周期長が長いほど、誘起された正負極の電荷間は離れることになるので、電荷が移動する際の実質的な抵抗が大きくなる。更に、正負極の電荷間に作用する電位も距離に反比例し減少するため、同様に表面の電荷が中和されるのに時間を要することとなる。

したがって、用紙１２の抵抗値が同じで、かつ、搬送ベルト２１上に印加された単位面積当たりの電荷量が同じであれば、用紙表面（搬送ベルトと反対側の面）の電荷の消失時間は、帯電周期長の約２乗に比例することとなる。

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。

ここで、実験より求めた用紙表面電位と用紙表面抵抗率の相関関係の一例を図１０に示している。この実験では、帯電周期長：８ｍｍ、印加電圧：±２．０ｋＶ、搬送ベルト２１と用紙１２が当接してからの経過時間：１．６秒として表面電位を測定した。この実験結果から、前述したように、用紙の表面抵抗率が高いほど、用紙の表面電位が高くなることが分かる。

また、実験より求めた表面抵抗率が異なる３種類の用紙（Ａ紙：１．８×１０^１３Ω/□、Ｂ紙：１．２×１０^１２Ω/□、Ｃ紙：５×１０^１１Ω/□）の帯電周期長と用紙表面電位の関係の一例を図１１に示している。この実験では、印加電圧：±２．０ｋＶ、搬送ベルト２１と用紙１２が当接してからの経過時間：１．６秒として、表面電位を測定した。

この実験結果より、所定の時間後（１．６秒後）において、用紙の抵抗が異なるＡ紙、Ｂ紙、Ｃ紙の表面電位がなくなる（消失する）帯電周期長が異なっており、用紙の表面抵抗率が高い場合でも帯電周期長を小さくする（短くする）ことで、用紙の表面電位を低くできることが分かる。つまり、記録ヘッドによる記録位置（画像形成位置）まで搬送された被記録媒体表面の電荷量の調整は帯電周期長を制御することによって行うことができる。

また、表面抵抗率が異なる上記３種類の用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）の吸着力と帯電周期長の関係を図１２に示している。この実験では、印加電圧：±２．０ｋＶ、搬送ベルトと用紙が当接してからの時間：１．６秒とした。

この実験結果から、所定の時間後（１．６秒後）において、用紙の表面抵抗率が異なるＡ紙、Ｂ紙、Ｃ紙では吸着力が最大となる帯電周期長が異なっており、用紙の表面抵抗率が高い場合、帯電周期長を小さくする（短くする）ことで、吸着力を最大にできることが分かる。

つまり、用紙の表面電位を低くすることができれば、所定の時間後の吸着力が増え、電界の影響で発生する液滴の着弾位置ズレや記録ヘッド７面側へのミストの逆流によるヘッド汚れなどを防止することができ、用紙の搬送精度（及び搬送性）と画像品質の確保を両立することができる。

ただし、図１２に示すように帯電周期長が短すぎると、ＡＣバイアス供給部１１４の立ち上がり損失と搬送ベルト２１に電荷を印加する際に生じる除電損失の寄与率が高くなってしまい、搬送ベルト２１に十分な電荷の印加が行えず、吸着力が低下してしまうことが分かる。

なお、ＡＣバイアス供給部１１４の立ち上がり損失とは、電圧が切り替わる際に立ち上がりがなまってしまうことで起こる損失である。本実施形態で使用しているＡＣバイアス供給部（ＡＣバイアス供給装置）１１４は、例えば、０から±２ｋＶまでの電圧を立ち上げるまでに１０ｍｓｅｃの時間が必要であり、搬送速度を例えば、２００ｍｍ／ｓｅｃとすると、電圧が立ち上がるまでの移動距離は２ｍｍとなる。

また、搬送ベルト２１に電荷を印加する際に生じる除電損失とは、印加の際に生じるコロナ放電による除電損失のことである。帯電ローラ２６から搬送ベルト２１への正負極の電荷の印加は、図１３に示すように、帯電ローラ２６と搬送ベルト２１が当接するニップ間（同図中のＬ）で行われる。

帯電ローラ２６に印加する電圧の極性が切り替わると、極性が切り替わる前に、折角印加した電荷を打ち消すようなコロナ放電がニップ部下流のコロナ放電領域Ｌｒで発生し、搬送ベルト２１の表面に印加された電荷を除電してしまう。この除電損失は、帯電ローラ２６のニップの変動に大きく影響され、帯電周期長が小さくなる（短くなる）と、この影響が無視できなくなる。

したがって、帯電周期長は長すぎても短すぎても不具合が生じ、用紙の表面抵抗率に応じて最適値に制御する方が好ましい。

理想とする用紙の表面抵抗率に対する帯電周期長の関係を図１４に示している。具体的には、用紙の表面抵抗率と表面電位が所定の時間（１．６秒）後に記録ヘッド７下において、目標値５００Ｖｐ−ｐ以下（正負極の電位のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ（Ｍａｘ−Ｍｉｎの絶対値、以下「ｐ−ｐ」という。））になる帯電周期長の関係を示している（本実験では、用紙表面電位を５００Ｖｐ−ｐ以下にすれば、液滴の着弾位置ズレやミストのはね返りによりヘッド面の汚れを防ぐことが可能となったのでこの値を目標値として用いたものであり、これに限定するものではない。）。なお、ここでいう用紙の表面抵抗率とは、用紙の表面に例えば１ｋＶの電圧をかけることによって用紙の表面抵抗率を測定したものである。

そこで、この画像形成装置における被記録媒体の表面電荷を調整するための帯電周期長調整処理の一例について図１５を参照して説明する。
まず、用紙の吸着力と表面電位が最適値となるような、図１４に示すような表面抵抗率と帯電周期長の関係を予めテーブル化してＲＯＭ１０２などに記憶しておく。なお、ホスト９０側のプリンタドライバ９１にテーブルを保持して、画像形成装置側に転送する構成でもよい（以下の各実施形態についても、テーブルの格納場所について説明をしない場合でも同様の構成を採用できる。）。

そして、図１５に示すように、用紙１２が給紙されると、表面抵抗計８０によって給紙された用紙の表面抵抗率を測定（検出）し、表面抵抗率と帯電周期長のテーブルから測定した用紙１２の表面抵抗率に対応する帯電周期長を読み出し、読み出した帯電周期長に設定する。そして、ＡＣバイアス供給部１１４を制御することで、ＡＣバイアス供給部１１４から当該帯電周期長で搬送ベルト２１に対する帯電が行われる高電圧出力波形を出力させる。

これによって、搬送ベルト２１は給紙された用紙１２の表面抵抗率に応じた最適の帯電周期長で正負極の電荷が印加されて帯電され、記録ヘッド７下の表面電位を抑制するとともに吸着力を確保しながら、搬送ベルト２１で用紙１２が吸着されながら搬送される。

このように、搬送ベルト上に電荷を印加させることによる静電力により被記録媒体を吸着して搬送する場合、被記録媒体の抵抗値と搬送ベルト上の被記録媒体表面の電荷には密接な相関があることから、被記録媒体の抵抗値に基づいて記録ヘッド下の電界を小さくするように搬送ベルト上に印加する電荷を調整する。これにより、被記録媒体を搬送ベルトに吸着させて搬送精度を向上することができるとともに、記録ヘッド下の電界による着弾位置ズレやミストのヘッド面への逆流によるヘッド汚れを防止して、高画質の画像を安定して形成することができる。

この場合、被記録媒体の抵抗値を検出するために表面抵抗計を用いることで、正確かつ容易に被記録媒体の抵抗値を検出して記録ヘッド下での被記録媒体表面の電荷を小さくするよう調整することができる。

また、被記録媒体の表面の電荷を調整するために、搬送ベルト上に印加する正負極の帯電周期長を変化させることで、正確かつ容易に記録ヘッド下の記録媒体表面の電荷を小さくするよう調整することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図１６ないし図１８を参照して説明する。
この実施形態では、図１６に示すように、前記第１実施形態の表面抵抗計８０に代えて、給紙される用紙１２の体積抵抗を検出する体積抵抗計８１を設けている。この体積抵抗計８１は、用紙１２と搬送ベルト２１が当接する位置より用紙１２の給紙方向上流側に設けられており、給紙中の用紙１２を挟みながら例えば１ｋＶの電圧を用紙１２の両面間にかけることにより用紙１２の体積抵抗を測定するものである。なお、制御部については図示しないが、前述した第１実施形態の表面抵抗計８０を体積抵抗計８１に代えればよい。

用紙の体積抵抗も、用紙の表面抵抗率と同様、用紙に誘起された電荷が消失するまでの時間に強い相関がある。理想とする用紙の体積抵抗に対しての帯電周期長の関係の一例を図１７に示している。

具体的には、用紙の体積抵抗と表面電位が所定の時間（１．６秒）後に記録ヘッド７下において、目標値５００Ｖｐ−ｐ以下になる帯電周期長の関係を示している（本実験でも、用紙表面電位を５００Ｖｐ−ｐ以下にすれば、インクの着弾位置ズレやインクミストのはね返りによりヘッド面の汚れを防ぐことが可能となったのでこの値を用いている。）。なお、ここでいう用紙の体積抵抗とは、上述したように用紙の両面間に例えば１ｋＶの電圧をかけることによって用紙の体積抵抗を測定したものである。

そこで、この画像形成装置における被記録媒体の表面電荷を調整するための帯電周期長調整処理の一例について図１８を参照して説明する。
まず、用紙の吸着力と表面電位が最適値となるような図１７に示すような体積抵抗と帯電周期長の関係を予めテーブル化してＲＯＭ１０２などに記憶しておく。

そして、図１８に示すように、用紙１２が給紙されると、体積抵抗計８１によって給紙された用紙の体積抵抗を測定（検出）し、体積抵抗と帯電周期長のテーブルから測定した用紙１２の体積抵抗に対応する帯電周期長を読み出し、読み出した帯電周期長に設定する。そして、ＡＣバイアス供給部１１４を制御することで、ＡＣバイアス供給部１１４から当該帯電周期長で搬送ベルト２１に対する帯電が行われる高電圧出力波形を出力させる。

これによって、搬送ベルト２１は給紙された用紙１２の体積抵抗に応じた最適の帯電周期長で正負極の電荷で印加されて帯電され、記録ヘッド７下の表面電位を抑制するとともに吸着力を確保しながら、搬送ベルト２１で用紙１２が吸着されながら搬送される。

このように、被記録媒体の抵抗値を検出するために体積抵抗計を用いることで、正確かつ容易に被記録媒体の抵抗値を検出して記録ヘッド下での被記録媒体表面の電荷を小さくするよう調整することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図１９ないし図２６を参照して説明する。
この実施形態では、図１９に示すように、前記第１実施形態の表面抵抗計８０に代えて、給紙される用紙１２が置かれている環境の温度及び湿度を検出する環境センサ１１８を用いて、環境温度及び環境湿度から給紙される用紙１２の抵抗値を予測するようにしている。なお、ここでは前記第１実施形態の環境センサ１１８を兼用しているが、別途温度センサ及び湿度センサを設ける構成とすることもできる。

すなわち、用紙の抵抗値と温湿度とは相関する関係にある。例えば、表面抵抗率が異なる上記３種類の用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）の温度と表面電位ｐ−ｐの関係の測定結果の一例を図２０に示している。この実験では、印加電圧：±２．０ｋＶ、帯電周期長４ｍｍ、湿度：５０％ＲＨ、搬送ベルトと用紙が当接してからの時間：０．４秒とした。

また、表面抵抗率が異なる３種類の上記用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）の湿度と表面電位ｐ−ｐの関係の測定結果の一例を図２１に示している。この実験では、印加電圧：±２．０ｋＶ、帯電周期長４ｍｍ、温度：２３℃、搬送ベルトと用紙が当接してからの時間：０．４秒とした。

さらに、表面抵抗率が異なる３種類の上記用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）の温度と表面抵抗率の変化関係の測定結果の一例を図２２示している。この実験では、湿度：５０％ＲＨとした。同様に、表面抵抗率が異なる３種類の上記用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）の湿度と表面抵抗率の変化関係の測定結果の一例を図２３に示している。この実験では、温度：２３℃とした。

このように、環境温度及び環境湿度によって用紙１２の表面抵抗率が変化し、表面電位ｐ−ｐが変化する。

そこで、この画像形成装置における被記録媒体の表面電荷を調整するための帯電周期長調整処理の一例について図２６を参照して説明する。
まず、用紙の吸着力と表面電位が最適値となるような図２４及び図２５に示すような温度及び湿度と帯電周期長の関係を予めテーブル化してＲＯＭ１０２に記憶しておく。

そして、図２６に示すように、用紙１２が給紙されると、環境センサ１１８によって用紙１２が給紙されたときの環境温度及び環境湿度を検出し、上述した環境温度及び環境湿度と帯電周期長のテーブルから検出した環境温度及び環境湿度に対応する帯電周期長を読み出して、読み出した帯電周期長に設定する。そして、ＡＣバイアス供給部１１４を制御することで、ＡＣバイアス供給部１１４から当該帯電周期長で搬送ベルト２１に対する帯電が行われる高電圧出力波形を出力させる。

これによって、搬送ベルト２１は用紙１２が給紙されたときの環境温度及び環境湿度に応じた最適の帯電周期長で正負極の電荷で印加されて帯電され、記録ヘッド７下の表面電位を抑制するとともに吸着力を確保しながら、搬送ベルト２１で用紙１２が吸着されながら搬送される。

このように、被記録媒体の抵抗値を環境温度及び環境湿度に基づいて予測することで、正確かつ容易に被記録媒体の抵抗値に応じて記録ヘッド下での被記録媒体表面の電荷を小さくするよう調整することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第４実施形態について図２７を参照して説明する。
この実施形態では、用紙の抵抗値に相関する情報をホスト側９０のプリンタドライバ９１からこの画像形成装置に与える構成としたものである。なお、機構部及び制御部の構成については前記第１実施形態の表面抵抗計８０を除いたものであるので、説明及び図示を省略する。

すなわち、この実施形態ではホスト９０側から与えられる用紙の抵抗値に相関する情報について予め最適な帯電周期長をテーブル化してＲＯＭ１０２に格納しておくか、あるいは、テーブル自体をホスト９０側から転送してＮＶＲＡＭ１０４又はＲＡＭ１０３に格納する。なお、ホスト９０側のプリンタドライバ９１にテーブルを格納しておき、ホスト９０側からこの画像形成装置に対して直接帯電周期長に関する情報を転送する構成とすることもできる。

そして、図２７に示すように、ホスト９０側から転送される用紙１２の抵抗値に関する情報を取り込んで、テーブルを参照して、当該情報に対応する帯電周期長を読み出し、、読み出した帯電周期長に設定する。そして、ＡＣバイアス供給部１１４を制御することで、ＡＣバイアス供給部１１４から当該帯電周期長で搬送ベルト２１に対する帯電が行われる高電圧出力波形を出力させる。

これによって、搬送ベルト２１は用紙１２の抵抗値に応じた最適の帯電周期長で正負極の電荷で印加されて帯電され、記録ヘッド７下の表面電位を抑制するとともに吸着力を確保しながら、搬送ベルト２１で用紙１２が吸着されながら搬送される。

なお、ホスト９０側のプリンタドライバ９１で最適な帯電周期長を選択する場合には、その帯電周期長に関する情報を取り込んで、取り込んだ帯電周期長でＡＣバイアス供給部１１４を制御するようにすれば良い。

ここでいう用紙の抵抗値に相関する情報とは、操作者が印刷時に入力する用紙の種類（例えば、普通紙、コート紙、ＯＨＰ、光沢紙等の用紙の種類や高抵抗紙、低抵抗紙のようにユーザーが個別に設定する条件で抵抗を予測できる）に限らず、ホスト側から自動的に入力される使用地域や使用日時なども含む意味である。例えば、使用地域が東京（日本）、使用日時が２月であったとすれば、その情報を基に温湿度を予測（低湿環境である）することができる。

このように、被記録媒体の抵抗値に相関する情報をホスト側（外部）から受け取って被記録媒体の抵抗値を予測することで、正確かつ容易に被記録媒体の抵抗値に応じて記録ヘッド下での被記録媒体表面の電荷を小さくするよう調整することができる。

次、本発明に係る画像形成装置の第５実施形態について図２８ないし図３０を参照して説明する。
この実施形態では、図２８に示すように、用紙１２の給紙経路中に進退可能に設けた検知レバー１６を設け、図２９に示すように、この検知レバー１６の揺動を検知する図示しないフォトセンサによって用紙の有無を検知する用紙検知センサ１２０を備え、この用紙検知センサ１２０の検知信号に基づいて用紙１２の先端及び後端を検出するようにしている。なお、その他の構成は第１実施形態の構成と表面抵抗計を除いて同じであるので説明を省略する。

前述した第１ないし第４実施形態においては、用紙の全面を同一の帯電周期長にて電荷を印加された搬送ベルト２１に当接するようにしていたため、記録ヘッド７下における用紙１２上の表面電位と用紙１２の吸着力は、用紙１２の先後端等の位置によらず一定である。

この場合、正確に用紙１２の抵抗を測定若しくは予測できれば何ら問題はない（用紙上の表面電位の低減と、用紙の吸着力を発生させるための帯電周期長は同じである。）が、特に、湿度センサやホスト側の情報に基づいて用紙の抵抗値を予測する場合、予測値がある程度ばらつくことを想定し、ばらつきに対するロバスト性を持たせなければならない。すなわち、用紙の抵抗値がある程度予測値から外れても問題とならないように制御する必要がある。

ここで、用紙の先後端領域においては、用紙端部の浮きがもっとも発生し易く、予測した抵抗値がばらついてもある程度の吸着力を発生しなければならない。一方、用紙の画像形成領域においては、予測した抵抗値がばらついても表面電位を小さくし電界の影響でインク液滴の着弾位置ズレやミストの記録ヘッド側への逆流によるヘッド汚れを防止しなければならない。

このことから、本実施形態では、記録ヘッド７下における用紙１２上の表面電位の低減のための制御と吸着力が発生するための制御の優先度が、用紙の位置、例えば先端部、中央部、後端部によって異なることに着目し、画像形成領域では予測した抵抗値がばらついても表面電位が小さくなるよう制御し、用紙の浮きが懸念される先後端領域においては、予測した抵抗値がばらついても吸着力を発生させるよう制御を行うことで、予測した抵抗値のばらつきに対するロバスト性を持たせるようにしている。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルトの帯電制御処理について図３０を参照して説明する。
まず、印刷開始によって用紙１２の給紙を行う。このとき、用紙検知センサ１２０の検知信号に基づいて用紙１２の先端及び後端を検知することで、搬送ベルト２１上に印加される電荷と用紙１２の相対位置関係を検出する。

そして、搬送ベルト２１と用紙１２の当接面であれば、つまり、予測した抵抗値のばらつきに対して吸着力を優先した所定の帯電周期長に設定して正負極の電荷の印加を行わる。その後、搬送ベルト２１と当接する用紙１２の面が画像形成領域（中抜き部）か否かを判別して、中抜き部であれば、予測した抵抗のばらつきに対して用紙上の表面電位を低減させることを優先した他の所定の帯電周期長に設定して正負極の電荷の印加を行わせる。

また、搬送ベルト２１と用紙１２の当接面でなくなれば、印刷終了か否かを判別して、印刷終了でなければ上述した処理を繰り返し、印刷終了であれば次の印刷があるか否かを判別して、次の印刷があれば給紙処理に戻り、次の印刷がなければ排紙処理をする。

例えば、前述した図１２に示す実験結果からは帯電周期長を例えば６ｍｍにした場合、抵抗値の異なる前記３種類の用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）のいずれの用紙１２でも吸着力がある程度発生していることが分かる。また、図１１に示す実験結果からは帯電周期長を例えば２ｍｍに設定した場合、上記３種類の用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）のいずれの用紙でも表面電位が前述した目標値５００Ｖｐ−ｐ未満に低減することが分かる。

したがって、例えば、搬送ベルト２１と用紙１２の先端領域及び後端領域が当接するとき、すなわち、用紙１２の先後端領域が当接する搬送ベルト２１面上には予測した抵抗値のばらつきに対して吸着力を優先した帯電周期長（例えば上記６ｍｍ）にて正負極の電荷の印加を行い、搬送ベルト２１と用紙１２の画像形成領域（中抜き部）が当接する搬送ベルト２１面上には予測した抵抗値のばらつきに対して用紙１２上の表面電位を低減させることを優先した所定の帯電周期長（例えば上記２ｍｍ）にて正負極の電荷の印加を行うようにしている。これにより、抵抗値の異なる種々の用紙についての搬送性の向上と画質の向上とをより高いレベルで両立することができるようになる。

このように、搬送ベルト上に電荷を印加させることによる静電力により被記録媒体を吸着して搬送する場合、吸着力を求めるための搬送ベルトに対する電荷の印加制御と被記録媒体表面の電荷を少なくするための搬送ベルトに対する電荷の印加制御は必ずしも一致しないことから、被記録媒体と搬送ベルトに印加した電荷との相対位置の検出結果に基づいて被記録媒体の表面の電荷量を調整する、つまり、被記録媒体の先端部および後端部は吸着力を最適値にするための制御を、画像が印字される被記録媒体の中央部は被記録媒体表面の電荷を少なくするための制御を行うことで、搬送精度を向上させるとともに、ヘッド下の電界による液滴の着弾位置ズレやミストの記録ヘッド面への逆流によるヘッド汚れのない高画質の画像を安定して形成することができる。

次、本発明に係る画像形成装置の第６実施形態について図３１ないし図３３を参照して説明する。
この実施形態では、上記第５実施形態において記録ヘッド７下における用紙上の表面電位を調整するために帯電周期長を調整（可変）していた代わりに、搬送ベルト２１に印加する際のＡＣバイアス供給部１１４から出力する高電圧波形の電圧（印加電圧）を調整（可変）するようにしている。

すなわち、記録ヘッド７における用紙１２上の表面電位は、搬送ベルト２１に印加される正負極の電荷の総量に影響を受けるため、図３１に示すように搬送ベルト２１に電荷を印加する際の印加電圧ｐ−ｐを変化させることで制御することができる。なお、図３１は前述した３種類の用紙（Ａ紙、Ｂ紙、Ｃ紙）について印加電圧を変化させた場合の表面電位を測定した結果の一例である。

したがって、印加電圧を小さくすれば、記録ヘッド７下における用紙１２上の表面電位を低くすることができる。ただし、印加電圧と吸着力とは、図３２に示すように印加電圧を低くすると吸着力も低下する関係にあるので、印加電圧を極端に小さくすることは難しいが、用紙１２の抵抗値を検出し、用紙１２の表面電位が最適値となるように用紙１２の抵抗値と印加電圧の関係をテーブル化しておき、前記第５実施形態のように、搬送ベルト２１と用紙１２の部位（相対位置関係）によって印加電圧を切り替えるようにすれば十分な効果を得ることができる。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルトの帯電制御処理について図３３を参照して簡単に説明する。
前記第５実施形態と同様に、用紙検知センサ１２０で用紙１２の先端および後端を検知することで、搬送ベルト２１上に印加される電荷と用紙１２の位置関係を検出し、搬送ベルト２１と用紙１２の先端領域及び後端領域が当接する搬送ベルト２１面上には吸着力を優先した所定の印加電圧（例えば印加電圧ｐ−ｐ ２．０ｋＶ）にて正負極の電荷の印加を行い、搬送ベルト２１と用紙１２の画像形成領域（中抜き部）が当接する搬送ベルト２１面上には記録ヘッド７下における用紙１２上の表面電位を優先した所定の印加電圧（例えば印加電圧ｐ−ｐ １．６ｋＶ）にて正負極の電荷の印加を行う。これにより、用紙の搬送性と画質の向上とをより高いレベルで両立することができ、上述した第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次、本発明に係る画像形成装置の第７実施形態について図３４を参照して説明する。
この実施形態では、上記第５又は第６実施形態において記録ヘッド７下における用紙上の表面電位を調整するために帯電周期長又は搬送ベルト２１に印加する際の印加電圧を調整（可変）していたことに代えて、搬送ベルト２１への印加電圧の有無で調整（可変）するようにしている。

すなわち、記録ヘッド７下における用紙１２上の表面電位は、搬送ベルト２１に印加される正負極の電荷の総量に影響を受けるため、搬送ベルト２１への電荷の印加を無くせば小さくすることができる。電荷の印加を行わなければ吸着力は発生しないが、用紙１２の抵抗値を検出し、用紙の表面電位が最適値となるように用紙の抵抗値１２と印加タイミングの関係をテーブル化しておき、前記第５実施形態のように、用紙１２の部位により電圧の印加（高電圧出力）のＯＮ／ＯＦＦを切り替えれば十分な効果を得られる。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルトの帯電制御処理について図３４を参照して簡単に説明する。
前述したように用紙検知センサ１２０で用紙１２の先端及び後端を検知することで、搬送ベルト２１と用紙１２の先端領域及び後端領域が当接する搬送ベルト２１面上には印加電圧（例えば印加電圧ｐ−ｐ ２．０ｋＶ）にて正負極の電荷の印加を行い、画像形成領域（中抜き部）は電荷の印加を行わないことで、用紙の搬送性と画質の向上とをより高いレベルで両立することができ、前述した第５、第６実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

なお、ここでは、画像形成領域（中抜き部）には全く電荷を印加していないが、画像形成領域（中抜き部）に所定の間隔で電荷の印加の有無を繰り返す所定の間隔を制御することで、表面電位と吸着力の両立が可能となり用紙の搬送性と画質の向上とを両立することが可能となる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第８実施形態について図３５を参照して説明する。
この実施形態では、上記第５又は第６実施形態において記録ヘッド７下における用紙上の表面電位を調整するために帯電周期長又は搬送ベルト２１に印加する際の印加電圧を調整（可変）していたことに代えて、搬送ベルト２１と用紙１２が当接してから画像形成位置たる記録ヘッド７下に到達するまでの時間を調整（可変）するようにしている。

すなわち、用紙１２上の表面電位は、用紙１２上に誘起された正負極の電荷が互いに移動することで中和し、時間とともに減少していく。したがって、記録ヘッド７下における表面電位は、用紙１２が搬送ベルト２１に吸着してから記録ヘッド７下に搬送されるまでの時間によって変化し、搬送時間を長くすれば表面電位を減らすことができる。搬送時間を調整するには、搬送速度を変化させてもいいし、搬送途中に停止時間を設けてもよい。

前述した図９に示すように、帯電周期長と用紙表面電位が目標値５００Ｖｐ−ｐ未満になるまでの時間とは相関関係がある。なお、同図に示す実験結果は、用紙抵抗：１．８×１０^１３Ω/□、印加電圧：±２ＫＶの例である。帯電周期長が長いと用紙表面電位が低減するまでの時間は長くなるが、いずれの帯電周期長でも時間をかければ電荷が低減していくことが分かる。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルトの帯電制御処理について図３５を参照して簡単に説明する。
前述したように、用紙検知センサ１２０で用紙１２の先端及び後端を検知することで、搬送ベルト２１と用紙１２が当接する面かを判断し、当接する面が用紙１２の画像形成領域（中抜き部）以外の場合は、記録ヘッド７まで所定の搬送時間（例えば０．４ｓｅｃ）で搬送し、当接する面が画像形成領域（中抜き部）の場合は記録ヘッド７までの搬送時間が所定の搬送時間（例えば０．４ｓｅｃ）を越える搬送時間（例えば１．６ｓｅｃ）で搬送されるように搬送速度を変化させることで、用紙の搬送性と画質の向上とをより高いレベルで両立することができ、前述した第５、第６実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

なお、両者の指示が混在した場合は、画像形成領域（中抜き部）の指示を優先すれば、記録ヘッド７下の表面電位を所定の表面電位以下に抑えることが可能となり、搬送性と画質の向上とを両立することが可能となる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第９実施形態について図３６及び図３７を参照して説明する。
上述した各実施形態では、インク液滴の着弾位置ズレやミストの記録ヘッド７面への逆流による記録ヘッド７面の汚れを低減するために、記録ヘッド７下の用紙１２上の表面電位によって発生する電界の大きさを調整することにより、その抑制を図ってきた。

ところが、インク液滴が受ける電界の大きさが同じだったとしても、インク液滴の大きさにより、電界中でのインク液滴の挙動は異なる。

つまり、図３６及び図３７は記録ヘッド７から搬送ベルト２１上に吸着された用紙１２へとインク液滴を噴出しているときの挙動を示した模式図であり、図３６は３００ｄｐｉ用のインク液滴の挙動を、図３７は６００ｄｐｉ用のインク液滴の挙動を示しており、３００ｄｐｉ用は４０ｐｌ、６００ｄｐｉ用は２０ｐｌの液滴を用いた実験結果である。

各図（ａ）に示すように、記録ヘッド７のノズル７ａより吐出されたインク液滴３０１Ａ、３０１Ｂは、搬送ベルト２１に吸着された用紙１２上の表面電位によって発生した電界の影響を受け、各図（ｂ）に示すように、インク液滴３０１Ａ、３０１Ｂに真電荷が誘起され、インク液滴３０１Ａ、３０１Ｂは主滴３０２Ａ、３０２Ｂとミスト（従滴）３０３Ａ、３０３Ｂとに分裂する。このとき、各図（ｃ）に示すように、ミスト３０３Ａ、３０３Ｂは用紙１２と同極性に帯電していることが多いため、同極となる用紙１２上の電荷と反発し、各図（ｄ）に示すように、記録ヘッド７面側へ逆流し、記録ヘッド７のインク吐出面付近に付着することになる。

したがって、記録ヘッド７面への付着量はインク液滴が分裂したときにできるミストの量によって決まることになり、インク液滴の尾引きが少ない６００ｄｐｉ用のインク液滴のほうが、３００ｄｐｉ用のそれと比して記録ヘッド７面への付着量が少なくなる。

そこで、インク液滴の大きさに応じて、搬送ベルト２１に印加する正負極の電荷の帯電周期長を変化させることで、記録ヘッド７面へのインク付着量の軽減と搬送性とをより効果的に両立することができるようになる。

また、実験においては３００ｄｐｉ用のインク液滴より６００ｄｐｉ用のインク液滴のほうが記録ヘッド７面へのインクの付着量が少なくなったが、記録ヘッドのアクチュエータ素子の駆動波形やインクの種類によってはその限りではなく、インクの付着量とインク液滴の関係を必要に応じてテーブル化しておき、印刷命令を出すホスト側（プリンタドライバ側）からのデータ（例えば、画像品質、解像度）に応じた最適な帯電周期長を決定できるようにしておけば、より効果的に記録ヘッド面へのインク付着量の低減と搬送性の両立を図ることができるようになる。

このように、液滴の大きさにより、被記録媒体に対する液滴の着弾位置ずれやミストが記録ヘッドに逆流する電界の影響度が異なり液滴の大きさが比較的大きい程、ミストが発生し易く電界の影響を受けやすいという相関関係があることから、被記録媒体に画像を形成するための液滴に応じて記録ヘッド下の被記録媒体表面の電荷を調整することにより、搬送精度を向上させるとともに、ヘッド下の電界による液滴の着弾位置ズレやミストの記録ヘッド面への逆流によるヘッド汚れのない高画質の画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第１０実施形態について図３８及び図３９を参照して説明する。
この実施形態は、搬送ベルト２１に印加する正負極の電荷の帯電周期長を変化させていた条件としてインク液滴の粘度を用いたものである。

つまり、図３８及び図３９は記録ヘッド７から搬送ベルト２１上に吸着された用紙１２へとインク液滴を噴出しているときの挙動を示した模式図であり、図３８は低粘度インク液滴の挙動を、図３９は高粘度インク液滴の挙動を示している。

各図（ａ）に示すように、記録ヘッド７より吐出されたインク液滴３１１Ａ、３１１Ｂは、各図（ｂ）に示すように、用紙１２上の表面電位によって発生した電界の影響を受けてインク液滴３１１Ａ、３１１Ｂに電荷が誘起され、インク液滴３１１Ａ、３１１Ｂは主滴３１２Ａ、３１２Ｂとミスト（従滴）３１３Ａ、３１３Ｂとに分裂する。このときミスト３１３Ａ、３１３Ｂは、各図（ｃ）に示すように、用紙１２と同極性に帯電していることが多いため、同極となる用紙１２上の電荷と反発し、各図（ｄ）に示すように、記録ヘッド７面側へ逆流し、記録ヘッド７のインク吐出面付近に付着することになる。

したがって、記録ヘッド７面への付着量はインク液滴が分裂したときにできるミストの量によって決まることになり、インク液滴の尾引きが少ない低粘度インク液滴のほうが、インク液滴の尾引きが多い高粘度インク液滴と比して、記録ヘッド７面への付着量が少なくなる。

そこで、インク液滴の粘度に応じて、搬送ベルト２１に印加する正負極の電荷の帯電周期長を変化させることで、ヘッド７面へのインク付着量の低減と搬送性とをより効果的に両立することができる。

また、図４０に示すように、インク液滴の粘度は温度によって大きく変化する。このため、前述した環境センサ１１８を用いて、或いは図４１に示すように別途温度センサ８４を設け、検出した環境温度に基づいてインク液滴の粘度を予測することが好ましい。そこで、インクの付着量と温度特性を持たせたインク液滴の粘度の関係をテーブル化しておくことで、より確実にインク液滴の粘度が分かるため、より効果的に記録ヘッド７面へのインク付着量の低減と搬送性の両立を図ることができる。

このように、液滴の粘度により、被記録媒体に対する液滴の着弾位置ずれやミストが記録ヘッドに逆流する電界の影響度が異なり液滴の粘度が比較的高い程、ミストが発生し易く電界の影響を受けやすいという相関関係があることから、被記録媒体に画像を形成するための液滴の粘度に応じて記録ヘッドの下の被記録媒体表面の電荷を調整することで搬送精度を向上させるとともに、着弾位置ズレやミストの記録ヘッド面への逆流によるヘッド汚れを防止して、高画質の画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第１１実施形態について説明する。
上述した各実施形態においては、インク付着量の低減と搬送性の両立を目指して、被記録媒体の抵抗値、被記録媒体と搬送ベルトに印加した電荷との相対位置の検出結果、記録ヘッドから吐出される液滴の大きさ、液滴の粘度に基づいて被記録媒体の表面の電荷量を調整するために最適な制御を行っていた。

しかしながら、インク付着量の低減と搬送性の両立を目指して、被記録媒体の抵抗値、被記録媒体と搬送ベルトに印加した電荷との相対位置の検出結果、記録ヘッドから吐出される液滴の大きさ、液滴の粘度は、それぞれ交互作用があり、効率よくインクの着弾位置ズレやインクの記録ヘッド７面への逆流によるヘッド汚れのない画像を安定して形成するためには、個々の作用ではなく、全体的に制御の最適化を行う必要がある。

そこで、被記録媒体の抵抗値、被記録媒体と搬送ベルトに印加した電荷との相対位置の検出結果、記録ヘッドから吐出される液滴の大きさ及び液滴の粘度の少なくとも２以上の要素の交互作用から求めた値をテーブル化しておき、印刷条件に応じて記録ヘッド７下の用紙の電荷を調整することで、より効果的にインクの着弾位置ズレやインクの記録ヘッド７面への逆流によるヘッド汚れのない画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第１２実施形態について図４２を参照して説明する。
本実施形態は両面印刷に係るものである。両面印刷の場合には、図４２に示すように、第一面（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，記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込むことで、用紙１２は反転経路４００のような経路を通り、既に印字された第一面が搬送ベルト２１と接触する方向に用紙１２が反転される。すなわち、まだ印字されていない第二面が表面になってガイド部材２９上に搬送され、記録ヘッド７から吐出される液滴によって第二面の印字（印刷）が行われる。なお、その他は前記第５実施形態と同様であり、用紙検知センサ１２０（図２９参照）を備えている。

ここで、表面抵抗率が異なる３種類の用紙を用いて、第一面に印字率各色ＣＭＹＫ５％、計２０％の印字を行ったときの第一面印字時と第二面印字時の用紙の表面抵抗率の推移を図４３に示している。同図から分かるように、第二面の印字時には、第一面に吐出された液滴によって用紙の表面抵抗率が下がっている。これは，第一面に付着したインク液滴中の水分によって、用紙上の電荷が移動しやすくなったためであり、用紙の表面抵抗率の低下度合いは第一面に付着する（吐出される）印字率によって左右され、印字率がＣＭＹＫ計５０％の場合は、図４４に示すように、第二面の表面抵抗率はさらに低くなる。

このため、記録ヘッド７下における用紙１２の第二面上の表面電位は第一面の表面電位と比べて図４５に示すように低くなり，第二面印刷時におけるインクの着弾位置ズレやインクミストのはね返りによるヘッド面（ノズル面）の汚れは抑制されることになる。

しかしながら，表面抵抗率が低くなることで、第二面の吸着力は、図４６に示すように低下することになる。これは，表面抵抗率が低くなると、吸着力は、例えば図４７におけるＣ紙のような傾向を示すことになり、吸着力のピークが帯電周期長の大きい側にシフトするからである。また、第一面の用紙表面が水分を含有することになるため、第一面の用紙表面は膨張し、第二面の両端部が搬送ベルト２１と反対の方向にカールしようとする力が作用することで、搬送ベルト２１から用紙１２の端部が浮き上がる場合がある。

そこで、本実施形態においては、両面印刷時における用紙１２の第一面の所定の領域（例えば、搬送距離３２ｍｍ）毎に用紙１２の第一面に吐出したインク量を検出（計測）する。このインク量の検出は、制御部１００によって記録ヘッド７から吐出する滴数を滴の大きさ毎にカウントして算出することができる。

そして、検出した用紙１２の第一面の所定領域毎の検出したインク量を用いて、当該所定領域に対応する用紙１２の第二面の所定の領域毎の抵抗値を予測する。その上で、用紙検知センサ１２０の検知信号に基づいて用紙１２の先端及び後端を検知することで、搬送ベルト２１上に印加される電荷と用紙１２中の予測した抵抗値を有する所定領域との相対位置関係を検出し、予測した用紙１２の第二面の所定領域毎別の抵抗値に応じて、記録ヘッド７下の用紙１２の第二面の表面電位が最適な値になるよう、帯電周期長の制御を行うことによって、記録ヘッド７下の表面電位の抑制と吸着力との両立が可能となる。

つまり、被記録媒体の抵抗値及び画像形成面が最初に印刷される第一面か次に印刷される第二面かに基づいて記録ヘッド下の被記録媒体表面の電荷を調整することで、記録媒体を搬送ベルトに吸着させ搬送精度を向上させるとともに、記録ヘッド下の電界による着弾位置ズレやインクのヘッド面への逆流によるヘッド汚れのない高画質の画像を安定して形成することができる。

この場合、第二面の抵抗値は第一面に付着する記録液量に基づいて予測することによって、より正確に第二面の抵抗値を予測することができる。更に、被記録媒体の第一面の所定領域毎に付着する記録液量に基づいて被記録媒体の第二面の所定領域毎の抵抗値を予測することによって、一層正確に第二面の抵抗値を予測することができる。

本発明の第１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。 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。 帯電周期長と表面電位の消失時間の測定結果の一例を示す説明図である。 表面電位と表面抵抗率の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 異なる表面抵抗率の被記録媒体における帯電周期長と表面電位の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 異なる表面抵抗率の被記録媒体における帯電周期長と吸着力の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 搬送ベルトに電荷を印加する際に生じる除電損失の説明に供する説明図である。 理想とする用紙の表面抵抗率に対する帯電周期長の関係の一例を示す説明図である。 同画像形成装置における帯電周期長調整処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第２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。 理想とする用紙の体積抵抗に対する帯電周期長の関係の一例を示す説明図である。 同画像形成装置における帯電周期長調整処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第３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。 温度と表面電位の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 湿度と表面電位の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 温度と表面抵抗率の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 湿度と表面抵抗率の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 温度に対する帯電周期長の関係の一例を示す説明図である。 湿度に対する帯電周期長の関係の一例を示す説明図である。 同画像形成装置における帯電周期長調整処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置における帯電周期長調整処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第５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。 同装置の制御部の概要を示すブロック図である。 同画像形成装置における帯電制御処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第６実施形態に係る画像形成装置の説明に供する異なる表面抵抗率の用紙における印加電圧と表面電位の関係の測定結果の一例を示す説明図である。 同じく印加電圧と吸着力の測定結果の一例を示す説明図である。 同画像形成装置における帯電制御処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第７実施形態に係る画像形成装置における帯電制御処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第８実施形態に係る画像形成装置における帯電制御処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第９実施形態に係る画像形成装置の説明に供する大きな液滴の挙動の説明に供する説明図である。 同じく小さな液滴の挙動の説明に供する説明図である。 本発明の第１０実施形態に係る画像形成装置の説明に供する低粘度の液滴の挙動の説明に供する説明図である。 同じく高粘度の液滴の挙動の説明に供する説明図である。 インク粘度と温度との関係の一例を示す説明図である。 同じく温度センサを備えた場合の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。 本発明の第１２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。 印字率２０％のときの両面印刷の第一面と第二面の表面抵抗率の変化を異なる用紙について測定した結果の一例を示す説明図である。 印字率５０％のときの両面印刷の第一面と第二面の表面抵抗率の変化を異なる用紙について測定した結果の一例を示す説明図である。 両面印刷時の表面電位の変化の測定結果の一例を示す説明図である、 両面印刷時の吸着力の変化の測定結果の一例を示す説明図である、 印加電圧と吸着量の関係の一例を示す説明図である。

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
３１…副走査モータ
８０…表面抵抗計
８１…体積抵抗計
８４…温度センサ
１１４…ＡＣバイアス供給部
１１８…環境センサ
１２０…用紙検知センサ

Claims (10)

1. 搬送ベルト上に正負極の電荷を帯状に交互に印加させることにより発生する静電力により被記録媒体を吸着して搬送し、記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録ヘッドによる記録位置まで搬送された前記被記録媒体の表面の電荷量を前記被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、
   前記調整手段は、前記正負極の電荷を帯状に交互に印加するときの帯電周期長を制御することで前記電荷量を調整し、前記記録ヘッドによる記録位置で前記被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 搬送ベルト上に正負極の電荷を帯状に交互に印加させることにより発生する静電力により被記録媒体を吸着して搬送し、記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して前記被記録媒体
   上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録ヘッドによる記録位置まで搬送された前記被記録媒体の表面の電荷量を前記被記録媒体の抵抗値に基づいて調整する調整手段を備え、
   前記調整手段は、前記搬送ベルト上に印加した正負極の電荷が前記記録位置に到達するまでの時間を制御することで前記電荷量を調整し、前記記録ヘッドによる記録位置で前記被記録媒体の表面の電荷を消失させるように調整を行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記調整手段は、前記被記録媒体の表面抵抗の検出結果に基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記調整手段は、前記被記録媒体の体積抵抗の検出結果に基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗値と環境温度及び湿度を検出する温湿度検出手段の検出結果とに基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記調整手段は、外部から与えられる前記被記録媒体の抵抗値に相関する情報に基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗値及び環境温度の検出結果に基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記調整手段は、前記被記録媒体の抵抗値及び画像形成面が最初に印刷される第一面か次に印刷される第二面かに基づいて調整を行なうことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体の第一面に付着する記録液量に基づいて前記被記録媒体の第二面の抵抗値を予測することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体の第一面の所定領域毎に付着する記録液量に基づいて前記被記録媒体の第二面の所定領域毎の抵抗値を予測することを特徴とする画像形成装置。

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