JP4780217B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体を搬送する搬送機構を有する記録装置に関する。

記録媒体を搬送部材に吸着させて記録ヘッドへと搬送するものに特許文献１がある。この文献では、搬送部材の搬送面とは反対側に設置された電極を利用して搬送面上の記録媒体を搬送面に吸着させている。また、搬送部材に放電することで搬送部材を帯電させ、記録媒体を搬送部材に吸着させる技術も知られている。

特許２７１８６２６号

上記文献の技術によると、環境湿度に応じて吸着力が変動する。この技術において記録媒体と搬送部材との吸着力は、電極によって電圧を印加した際に搬送部材及び記録媒体を流れる電流の大きさに依存し、かかる電流の大きさは湿度に依存するからである。湿度が低いときには記録媒体の抵抗が大きくなるため、記録媒体に電流が流れず、吸着力が激減してしまうおそれがある。また、搬送部材を帯電させる技術によると、湿度が高いときには搬送部材が帯電せず、やはり吸着力を得られなくなるおそれがある。吸着力を得られないと、記録媒体を安定して記録ヘッドへと搬送できなくなる。

本発明の目的は環境湿度が変化しても記録媒体を安定に搬送できる記録装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、液体を吐出する吐出面が形成された記録ヘッドと、前記吐出面と対向する表面である搬送面上に載置された記録媒体を搬送する搬送部材を有し、所定の搬送経路に沿って記録媒体を搬送する搬送機構と、前記搬送面上の記録媒体を前記搬送面に吸着した状態とする第１及び第２の吸着手段と、湿度検出手段と、前記湿度検出手段による検出湿度に基づく制御を実行する制御手段とを備えており、前記第１の吸着手段が、前記搬送面上に載置された記録媒体において前記吐出面と対向する表面とは反対側の表面に対向する第１及び第２の電極と、前記第１及び第２の電極間に電圧を印加する第１の印加手段とを有しており、前記第２の吸着手段が、記録媒体及び前記搬送部材の少なくともいずれかに放電する放電手段と、前記放電手段との間に記録媒体及び前記搬送部材の少なくともいずれかを挟む位置に配置された第３の電極と、前記第３の電極及び前記放電手段間に電圧を印加する第２の印加手段とを有しており、前記制御手段が、前記第１の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が第１の範囲内であるときの方が、前記検出湿度が第１の範囲より湿度が高い範囲である第２の範囲内であるときと比べて低くなるように制御すると共に、前記第２の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が前記第２の範囲内であるときの方が、前記検出湿度が前記第１の範囲内であるときと比べて低くなるように制御する。

本発明の記録装置によると、第１及び第２の電極間に電圧を印加することにより記録媒体を搬送部材に吸着できると共に、放電手段からの放電によっても記録媒体を搬送部材に吸着できる。したがって、湿度が低いときにも湿度が高いときにもいずれかの手段で記録媒体を搬送部材に吸着させることができる。

また、湿度に基づいて電圧を制御するので、吸着力を確保したり消費電力を抑制したりする制御を適切に実施できる。

また、本発明においては、前記制御手段が、前記検出湿度に基づいて、記録媒体を前記搬送面に吸着させる吸着力が所定の範囲内になるように前記第１及び第２の印加手段が印加する電圧をそれぞれ制御することが好ましい。これによると、湿度に基づいて適切に吸着力を確保できる。

また、本発明においては、前記制御手段が、前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第１の湿度値を前記検出湿度が下回った場合に前記第１の印加手段が印加する電圧を低下させることが好ましい。湿度が低下すると第１の吸着手段では吸着力を確保できなくなるため、印加電圧を下げても全体の吸着力にはあまり影響しない。したがって、全体として吸着力を維持しつつ消費電力を抑制できる。

また、本発明においては、前記制御手段が、前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第１の湿度値を前記検出湿度が下回った場合に前記第１の印加手段にゼロ電圧を印加させることがより好ましい。これによると、消費電力を最小限に抑制できる。

また、本発明においては、前記制御手段が、前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第２の湿度値を前記検出湿度が超えた場合に前記第２の印加手段が印加する電圧を低下させることが好ましい。湿度が上昇すると第２の吸着手段では吸着力を確保できなくなるため、印加電圧を下げても全体の吸着力にはあまり影響しない。したがって、全体として吸着力を維持しつつ消費電力を抑制できる。

また、本発明においては、前記制御手段が、前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第２の湿度値を前記検出湿度が超えた場合に前記第２の印加手段にゼロ電圧を印加させることがより好ましい。これによると、消費電力を最小限に抑制できる。

また、本発明においては、前記第１及び第２の電極が、前記搬送部材の前記搬送面とは反対側の表面に当接する位置に配置されていることが好ましい。これによると、第１の吸着手段によって所望の箇所において記録媒体を搬送部材に吸着させることができる。

また、本発明においては、前記第１及び第２の電極が、前記搬送部材に固定されていることが好ましい。

また、本発明においては、前記搬送部材が、記録媒体を載置する搬送ベルトであり、前記搬送機構が、前記搬送ベルトを搬送する搬送ローラを有しており、前記第３の電極が、前記搬送ローラの一部又は全体として設けられており、前記放電手段が、前記搬送ローラとの間に前記搬送ベルトを挟む位置に配置されていてもよい。これによると、搬送ローラを第３の電極として利用することができる。

また、本発明においては、前記放電手段が、前記搬送ベルトとの間に記録媒体を挟む位置に配置されていてもよい。

また、前記放電手段が、前記第１及び第２の電極のいずれかとの間に記録媒体を挟む位置に配置されており、前記第１及び第２の電極のいずれかが前記第３の電極として機能してもよい。この場合、第１の電極や第２の電極を第３の電極として利用することができる。

また、前記放電手段が、前記搬送面に載置される前の記録媒体に対向する位置に配置され、前記第３の電極が、前記放電手段との間に記録媒体を挟む位置に配置されていてもよい。

また、本発明においては、前記湿度検出手段が、前記第１及び第２の電極間を流れる電流を検出する検出器、及び、前記放電手段中を流れる電流を検出する検出器の少なくともいずれかを有していることが好ましい。これによると、湿度に応じて各部材の抵抗が変化することを利用して、湿度を検出できる。また、本発明においては、前記制御手段が、前記第１の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が低いほど小さくなるように制御すると共に、前記第２の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が高いほど小さくなるように制御してもよい。

第１及び第２の電極間に電圧を印加することにより記録媒体を搬送部材に吸着できると共に、放電手段からの放電によっても記録媒体を搬送部材に吸着できる。したがって、湿度が低いときにも湿度が高いときにもいずれかの手段で記録媒体を搬送部材に吸着させることができる。

本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を概略的に示す側面図である。 図１のプラテンの平面図である。 図１の帯電ローラ周辺の拡大図である。 第１吸着機構において形成される電気回路図である。 第２吸着機構において形成される電気回路図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、湿度が１０％、５０％、９０％のときに、第１及び第２吸着機構において印加電圧を変えつつ吸着力を測定した結果を示すグラフである。 制御部による制御を示す機能ブロック図である。 制御部の制御による直流電源の印加電圧の変化を示すグラフである。 第１の変形例に係る搬送機構周辺の構成を示す側面図である。 第２の変形例に係る搬送機構周辺の構成を示す側面図である。 第３の変形例に係る搬送機構周辺の構成を示す側面図である。 第４の変形例に係る制御部の制御による直流電源の印加電圧の変化を示すグラフである。 第５の変形例に係る制御部の制御による直流電源の印加電圧の変化を示すグラフである。 第６の変形例に係る制御部の制御による直流電源の印加電圧の変化を示すグラフである。 第７の変形例に係る搬送ベルトの平面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を概略的に示す側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は直方体形状の筐体１０１ａを有している。筐体１０１ａ内には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクをそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１（記録ヘッド；以下、ヘッド１とする）が設けられている。筐体１０１ａの天板内面には、ヘッド１等の動作を制御する制御部１００が取り付けられている。

４つのヘッド１は、互いに異なる色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）を吐出する。これら４つのヘッド１は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有している。また、４つのヘッド１は、用紙Ｐの搬送方向Ａに沿って並べて固定されている。つまり、このプリンタ１０１はライン式のプリンタであり、搬送方向Ａと主走査方向とは互いに直交する関係にある。

ヘッド１の底面は、インクを吐出する複数の吐出口が形成された吐出面２ａとなっており、ヘッド１の下方に配置された印刷用紙（記録媒体）の上面に向けて吐出口から各色のインクが順に吐出される。

筐体１０１ａ内の底面近くには、各ヘッド１へとインクを供給するインクタンクユニット１０１ｃが設置されている。インクタンクユニット１０１ｃは、各ヘッド１と接続されたインクタンク１７を有している。４つのインクタンク１７には互いに異なる色のインクが貯留されている。各インクタンク１７からは、チューブを介してヘッド１にインクが供給される。

ヘッド１の下方には、ヘッド１によって印刷処理が施される印刷用紙（記録媒体）を供給する給紙ユニット１０１ｂが収容されている。給紙ユニット１０１ｂは、給紙トレイ１１と、給紙ローラ１２とを有している。給紙トレイ１１は、上方に向かって開口した箱形状を有しており、複数枚の用紙Ｐが積層された状態で収納される。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１の最も上方にある用紙Ｐを送り出す。

ヘッド１と給紙ユニット１０１ｂとの間には、給紙ユニット１０１ｂから送り出された用紙Ｐをヘッド１の下方において水平に搬送する搬送機構１６が構築されている。搬送機構１６は、制御部１００によって制御され、図１の太矢印に示す用紙搬送経路に沿って印刷用紙を搬送する。給紙ユニット１０１ｂから送り出された用紙Ｐは、ガイド１３ａ、１３ｂによりガイドされると共に、送りローラ対１４によって挟持されつつ搬送機構１６へと送られる。

搬送機構１６は、２つのベルトローラ６、７と、搬送ベルト８（搬送部材）と、テンションローラ１０と、プラテン１８とを有している。搬送ベルト８は、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻回されたエンドレスのベルトである。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループにおいて、その内周面に接触しつつ下方に付勢されており、搬送ベルト８にテンションを付加している。

ベルトローラ７は、駆動ローラであって、その軸に搬送モータ１９から駆動力が与えられることで、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行することによって、図１中時計回りに回転する。なお、搬送モータ１９の駆動力は、複数のギアを介してベルトローラ７に伝達される。

プラテン１８は、平面視においてヘッド１によるインクの吐出領域を含む大きさを有する直方体の概略形状を有している。プラテン１８は、搬送ベルト８によって囲まれた領域内のヘッド１と対向する位置に配置されており、搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持している。プラテン１８の上部は搬送ベルト８に沿って水平に配置され、図２に示すように金属製の電極３１及び３２（第１及び第２の電極）が固定されている。電極３１及び３２の上面には、電極３１及び３２を保護する樹脂製の保護層３３が形成されている。保護層３３は、電極３１及び３２の全体を平面視で覆うように形成されている。なお、図２は保護層３３を除いた状態で図示されており、保護層３３の形成領域が一転鎖線で示されている。保護層３３は搬送ベルト８に下方から当接しており、これによって電極３１及び３２が直接搬送ベルト８に当接するのが回避され、電極３１及び３２の磨耗が防止されている。

電極３１は副走査方向に沿った桁部３１ａと主走査方向に沿った複数の櫛歯部３１ｂとを有している。桁部３１ａはプラテン１８の図２中右端付近に配置されている。櫛歯部３１ｂはそれぞれ図２中右端において桁部３１ａと接続されており、桁部３１ａから図２の左方へと伸びている。櫛歯部３１ｂ同士は副走査方向について等間隔で離隔している。

電極３２は副走査方向に沿った桁部３２ａと主走査方向に沿った複数の櫛歯部３２ｂとを有している。桁部３２ａはプラテン１８の図２中左端付近に配置されている。櫛歯部３２ｂはそれぞれ図２中左端において桁部３２ａと接続されており、桁部３２ａから図２の右方へと伸びている。櫛歯部３２ｂは、互いの間に櫛歯部３１ｂを挟みつつ副走査方向について等間隔で離隔するように配置されている。

電極３１は、電流計５２（検出器）を介してグランド接続されており、これによって常にグランド電位に保持されている。電流計５２の計測値は制御部１００へと出力される。電極３２は直流電源５１（第１の印加手段）の正極と接続されており、直流電源５１の負極はグランド接続されている。直流電源５１は出力が可変の電源であり、制御部１００によって電極３２への供給電圧の大きさが制御される。

電極３１及び３２間に電圧を印加すると、搬送ベルト８や用紙Ｐを介して電極３１及び３２間に電流が流れる。図４は、電極３１及び３２間に電圧Ｖ１を印加した際に形成される電気回路を示している。なお、図４に示す電気回路は、本実施形態を電気的な構成として理想化した場合に想定される単なる一モデルであり、これとは異なるモデルに沿った電気回路が想定されてもよい。

この電気回路は、電極３２→搬送ベルト８→用紙Ｐ→搬送ベルト８→電極３１の経路を含んでいる。図４のＲｋ，Ｒｇｂ，Ｒｂ，Ｒｇｐ及びＲｐは、この経路に沿った各部分の電気抵抗を表している。具体的には、Ｒｋ，Ｒｇｂ，Ｒｂ，Ｒｇｐ及びＲｐは、電極３１及び３２と搬送ベルト８との間の保護層３３の電気抵抗、保護層３３と搬送ベルト８との間隙の電気抵抗、搬送ベルト８の電気抵抗、搬送ベルト８と用紙Ｐの間隙の電気抵抗、並びに、用紙Ｐ中の電気抵抗にそれぞれ対応している。

また、この電気回路は、上記の経路に並列に接続された迂回経路を含んでおり、ＲｋｍやＲｂｍはこれらの迂回経路の電気抵抗を示している。具体的には、Ｒｋｍは、電極３１と電極３２とを保護層３３のみを介して直接結ぶ迂回経路の電気抵抗を示している。Ｒｂｍは、電極３１側と電極３２側とを用紙Ｐを介さず搬送ベルト８を介して結ぶ迂回経路の電気抵抗を示している。

また、電極３１及び３２間に電圧を印加した場合、上記の各部材や間隙には電荷が溜まり、これによって図４に示すように各電気抵抗に並列に接続されたコンデンサが形成される。このコンデンサを充電する微小な電流が用紙Ｐと搬送ベルト８との間隙に流れる際に、この間隙に電界が発生する。これにより、用紙Ｐと搬送ベルト８との間にジョンセン・ラーベック力（吸着力）が発生する。この吸着力により、搬送ベルト８上の用紙Ｐが搬送面８ａに静電吸着される。

ジョンセン・ラーベック力の大きさは、用紙Ｐと搬送ベルト８との間隙に発生する電界の大きさに比例する。用紙Ｐと搬送ベルト８との間隙に発生する電界の大きさは、この間隙に印加される電圧の大きさに比例する。図４の回路構成から、この間隙に印加される電圧Ｖ１ｇの大きさは以下のように表される。

（式１）
Ｖ１ｇ＝Ｖ１＊Ｒｇｐ＊Ｒａ／｛（２Ｒｂ＋２Ｒｇｐ＋Ｒｐ）＊（２Ｒｋ＋２Ｒｇｂ＋Ｒａ）｝

なお、Ｒａ＝Ｒｂｍ＊（２Ｒｂ＋２Ｒｇｂ＋Ｒｐ）／（Ｒｂｍ＋２Ｒｂ＋２Ｒｇｐ＋Ｒｐ）である。つまり、電極３１及び３２間に電圧Ｖ１を印加した場合、用紙Ｐ及び搬送ベルト８間に発生する吸着力の大きさは、上式１で表されるＶ１ｇに比例する。

ベルトローラ６と対向する位置には、帯電ローラ４（放電手段）が配置されている。帯電ローラ４は軸方向が主走査方向に沿った円柱状の概略形状を有しており、主走査方向に関してほぼ搬送ベルト８の一端から他端まで延びている。帯電ローラ４は、図３に示すように、回転軸４ａとその外周に固定されたローラ本体４ｂとを有している。回転軸４ａは金属材料から構成されており、ローラ本体４ｂは、絶縁性又は半導電性を有する弾性材料から構成されている。回転軸４ａは電流計５３（検出器）を介して直流電源５４（第２の印加手段）の正極と接続されており、直流電源５４の負極はグランド接続されている。電流計５３の計測値は制御部１００へと出力される。直流電源５４は出力が可変の電源であり、制御部１００によって回転軸４ａへの供給電圧の大きさが制御される。一方、ベルトローラ６の回転軸はグランド接続されている。本実施形態においては、ベルトローラ６が第３の電極として機能する。

ベルトローラ６が駆動されると、ベルトローラ７は図３の方向Ａに回転すると共に、搬送ベルト８が方向Ｂに走行する。これに従い、帯電ローラ４は方向Ｃに回転しつつ、給紙ユニット１０１ｂから送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａとの間に挟みこむ。ここで、回転軸４ａに所定の大きさの電圧が供給されていると、帯電ローラ４から用紙Ｐに向かって放電が発生し、用紙Ｐが正に帯電する。一方、搬送ベルト８にはグランド接続されたベルトローラ６を介して負の電荷が供給され、これによって搬送ベルト８が負に帯電する。したがって、正に帯電した用紙Ｐは負に帯電した搬送ベルト８に静電吸着される。

また、直流電源５４によって帯電ローラ４及びベルトローラ６間に電圧が印加されることにより、帯電ローラ４や用紙Ｐ、搬送ベルト８中を電流が流れる。図５は、帯電ローラ４及びベルトローラ６間に電圧Ｖ２を印加した際に形成される電気回路を示している。なお、図５に示す電気回路は、本実施形態を電気的な構成として理想化した場合に想定される単なる一モデルであり、これとは異なるモデルに沿った電気回路が想定されてもよい。

この電気回路は、帯電ローラ４→用紙Ｐ→搬送ベルト８→ベルトローラ６の経路で構成されている。図５のρｒ等は、この経路に沿った各部分の電気抵抗を表している。具体的には、ρｒ、ρｇｒ、ρｍ、ρｇｐ、ρｂ、ρｇｂ及びρｌは、帯電ローラ４の電気抵抗、帯電ローラ４と用紙Ｐとの間隙の電気抵抗、用紙Ｐの電気抵抗、用紙Ｐと搬送ベルト８との間隙の電気抵抗、搬送ベルト８の電気抵抗、搬送ベルト８とベルトローラ６との間隙の電気抵抗、並びに、ベルトローラ６の電気抵抗にそれぞれ対応している。

以上のように本実施形態には、電極３１及び３２による第１吸着機構（第１の吸着手段）と帯電ローラ４及びベルトローラ６による第２吸着機構（第２の吸着手段）との２つの吸着機構が構築されている。そして、第１吸着機構及び第２吸着機構は、それぞれ直流電源５１及び５４から電圧を供給されることにより作動し、用紙Ｐを搬送ベルト８に吸着させる吸着力を発生させる。用紙Ｐは、その吸着力によって外周面８ａ上に保持されながら、搬送ベルト８の走行に伴って図１に示す副走査方向に平行な用紙搬送方向に沿って搬送される。そして、ヘッド１の下方を通過してベルトローラ７まで到達する。制御部１００は、用紙Ｐの搬送を制御しつつ、用紙Ｐがヘッド１の下方を通過する際にヘッド１からインクを吐出させて、用紙Ｐの上面に所望の画像を形成する。

ベルトローラ７と対向する位置には、剥離プレート５が設けられている。剥離プレート５は、画像が形成された用紙Ｐを外周面８ａから剥離する。剥離された用紙Ｐは、ガイド２９ａ、２９ｂによりガイドされ、且つ二組の送りローラ対２８によって挟持されつつ搬送される。そして用紙Ｐは、筐体１０１ａの上部に形成された排出口２２から、筐体１０１ａの天板の上面に設けられた排紙部１５へと排出される。

ところで、本発明者は、上記の第１及び第２吸着機構において発生する吸着力が、環境湿度によって変化することを見出した。例えば、環境湿度がある程度小さくなると第１吸着機構による吸着力が激減し、環境湿度がある程度大きくなると第２吸着機構による吸着力が激減することを見出した。本発明者は、このように吸着力が激減するのは、環境湿度に応じて用紙Ｐや搬送ベルト８の電気抵抗の大きさが変化した結果、電流が流れにくくなったり帯電が生じにくくなったりすることによるものと考えた。

例えば、環境湿度が小さいときは、用紙Ｐや搬送ベルト８などの電気抵抗が全般的に大きくなりすぎ、電極３１及び３２間に流れる電流が激減してジョンセン・ラーベック力が発生しなくなる。また、環境湿度が大きいときは、用紙Ｐや搬送ベルト８などの電気抵抗が全般的に小さくなりすぎ、帯電ローラ４から用紙Ｐに放電しても用紙Ｐから他の部材や空気中に電荷が逃げるため、用紙Ｐが帯電しにくい。

したがって、第１吸着機構及び第２吸着機構のいずれかのみを設けている場合には、環境湿度が小さくなり過ぎた場合や大きくなり過ぎた場合、用紙Ｐを搬送ベルト８に吸着させることができなくなる。しかし、本実施形態のようにこれらの両方を設けることにより、環境湿度が小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりしても、第１吸着機構及び第２吸着機構の少なくともいずれかによって吸着力を確保できる。

一方、第１吸着機構において、ジョンセン・ラーベック力による吸着力の大きさは、上述の式１で表される電圧Ｖ１ｇの大きさに依存する。用紙Ｐや搬送ベルト８、これらの間隙の電気抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｂｍ、Ｒｇｐ等は環境湿度によって変化するが、その変化の仕方はこれらの部材や空気の物性にそれぞれ依存する。環境湿度がかなりの程度小さくなるときには、これらの部材や空気の電気抵抗がいずれも大きくなるため、上述のように第１吸着機構において吸着力が激減する。しかし、環境湿度の変化の幅が小さいときには、電気抵抗Ｒｐ、Ｒｂ、Ｒｂｍ、Ｒｇｐ等は、それぞれの部材や空気の物性に応じて変化の幅が異なるため、Ｖ１ｇが小さくなるか大きくなるかは式１のみからは決定されず、吸着力が小さくなるか大きくなるかは明確でない。

そこで、本発明者は、環境湿度が異なる環境において、ある実施例に係る第１及び第２吸着機構のそれぞれによって発生する吸着力を、直流電源５１及び５４による供給電圧をそれぞれ変えつつ測定した。図６（ａ）〜図６（ｂ）はその結果の一部を示す。図６（ａ）は、相対湿度が１０％のときの測定値を示し、図６（ｂ）は、相対湿度が５０％のときの測定値を示し、図６（ｃ）は、相対湿度が９０％のときの測定値を示している。また、曲線９１、９３、９５は第１吸着機構における吸着力の測定結果を、曲線９２、９４、９６は第２吸着機構における吸着力の測定結果を示している。Ｆｎは、用紙Ｐを搬送ベルト８に十分に吸着させるのに必要な吸着力の大きさを示している。

図６（ａ）及び図６（ｃ）に示されるように、環境湿度が１０％のときは第１吸着機構による吸着力が激減しており、環境湿度が９０％のときは第２吸着機構による吸着力が激減している。一方で、図６（ｂ）に示されるように、環境湿度が５０％のときは第１吸着機構も第２吸着機構も、同じ程度の吸着力が確保されている。

例えば、上記３つの環境湿度を含む複数の条件の測定結果から、環境湿度が（イ）３０％（第１の湿度値）未満の場合、（ロ）３０％〜７０％の範囲内の場合、（ハ）７０％（第２の湿度値）を超える場合の３つの場合のそれぞれにおいて、吸着力がＦｎを確実に超える印加電圧が取得できたとする。具体的には、上記の（イ）の場合には、直流電源５４による印加電圧がＶ１（＞０）であれば、第２吸着機構による吸着力がＦｎを確実に超え、上記の（ロ）の場合には、直流電源５１及び５４による印加電圧がＶ１より小さいＶ２（＞０）であれば、第１及び第２吸着機構のそれぞれにおいて吸着力がＦｎを確実に超え、上記の（ハ）の場合には、直流電源５１による印加電圧がＶ２より大きくＶ１より小さいＶ３であれば、第１吸着機構による吸着力がＦｎを確実に超えたとする（図６参照）。

本実施形態の制御部１００は、上記の測定結果に基づき、環境湿度に応じて直流電源５１及び５４を以下の通りに制御するように構成されている（図７参照）。制御部１００は、プロセッサ回路や記憶装置その他のハードウェアと、これらのハードウェアを各種の制御を実行するように機能させるプログラムやデータなどのソフトウェアとから構成されている。また、制御部１００は、必ずしもハードウェアとソフトウェアとの組み合わせから全体が構成されている必要はなく、その一部又は全部が各種の機能に特化した専用の回路等から構成されていてもよい。

まず、制御部１００は、直流電源５１及び５４に所定の電圧を供給させると共に、電流計５２及び５３の測定結果に応じて環境湿度を検出する。相対湿度が高くなり用紙Ｐや搬送ベルト８が吸湿して電気抵抗が低下すると、電極３１及び３２間で電流が流れやすくなり、電流計５２の測定値が大きくなる。このため、電流計５２の測定値が大きいほど相対湿度が高いと検出できる。また、相対湿度が高くなり帯電ローラ４の電気抵抗が低下すると、帯電ローラ４中を流れる電流が増加し、電流計５３の測定値が大きくなる。このため、電流計５３の測定値が大きいほど相対湿度が高いと検出できる。なお、電流計５２及び５３のいずれかのみの結果に基づいて相対湿度を検出してもよい。このように本実施形態では、電流計５２及び５３が本発明の湿度検出手段を構成している。

そして、制御部１００は、検出した環境湿度に基づき、第１吸着機構及び第２吸着機構による吸着力がＦｎを超えるように、図８のグラフに従って、直流電源５１及び５４による印加電圧を決定する。制御部１００は、電流計５２及び５３の測定値と印加電圧とを関連付ける図８のグラフに対応するデータを有しており、かかるデータと電流計５２及び５３の測定値とから直流電源５１及び５４による印加電圧の大きさを制御する。これによって、直流電源５１及び５４は、環境湿度の変化に応じた大きさの電圧を印加する。図８の折れ線９７は、制御部１００の制御による直流電源５１の印加電圧の変化を示している。図８の折れ線９８は、制御部１００の制御による直流電源５４の印加電圧の変化の一例を示している。

具体的には、制御部１００は、測定電流が示す環境湿度が３０％未満であった場合、直流電源５１による印加電圧をゼロ電圧とし、直流電源５４による印加電圧をＶ３とする。つまり、相対湿度が３０％未満の場合には、第１吸着機構はオフにされるのに対して、第２吸着機構がオンにされる。

また、測定電流が示す環境湿度が３０％から７０％までの範囲内であった場合、直流電源５１による印加電圧をＶ２とし、直流電源５４による印加電圧をゼロ電圧とする。つまり、相対湿度が３０％〜７０％の場合には、第１吸着機構はオンにされるのに対して、第２吸着機構がオフにされる。

さらに、測定電流が示す環境湿度が７０％を超える場合、直流電源５１による印加電圧をＶ１とし、直流電源５４による印加電圧をゼロ電圧とする。つまり、相対湿度が７０％を超えた場合には、第１吸着機構はオンにされるのに対して、第２吸着機構がオフにされる。

以上説明した本実施形態によると、環境湿度が変化しても、常に必要な吸着力Ｆｎが確保されるため、搬送ベルト８上の用紙Ｐをインクジェットヘッド１の下方の適切な位置に搬送できる。

また、環境湿度が３０％未満のときには第２吸着機構がオンにされ、第１吸着機構がオフにされる。環境湿度が低いときには第１吸着機構はほとんど吸着力に寄与しないので、第１吸着機構をオフにすることにより、消費電力を抑制できる。また、第１吸着機構においては、電流が小さくなるといえども搬送ベルト８等の帯電を完全に回避できるわけではない。搬送ベルト８が帯電すると、搬送ベルト８の搬送面に電荷が溜まり、インクジェットヘッド１から吐出されたインクと帯電した搬送ベルト８との電気的相互作用によりインクの着弾位置がずれるおそれがある。しかし、第１吸着機構をオフにするので、上記の問題を回避できる。

さらに、環境湿度が７０％を超えるときには第１吸着機構がオンにされ、第２吸着機構がオフにされる。環境湿度が高いときには第２吸着機構はほとんど吸着力に寄与しないので、第２吸着機構をオフにすることにより、消費電力を抑制できる。また、環境湿度が高いときには帯電ローラ４や用紙Ｐ，搬送ベルト８の電気抵抗が低下するため、第２吸着機構をオンにし続けると、これらの間に過剰に電流が流れるおそれがある。引いては、搬送ベルト８を絶縁破壊することも考えられる。しかし、第２吸着機構をオフにすることによりこれらの問題が回避される。

また、本実施形態では、環境湿度が３０％〜７０％のときに、第１吸着機構をオンにして第２吸着機構をオフにしている。これは、第２吸着機構においては用紙Ｐを帯電させるため、ヘッド１から吐出されるインク滴と用紙Ｐとの電気的相互作用によりヘッド１からのインクの着弾が予定の位置からずれるおそれがある。したがって、用紙Ｐを搬送ベルト８に吸着させるためには、できる限り第２吸着機構ではなく第１吸着機構を使用することが好ましいからである。

このように、本実施形態では、環境湿度の範囲を３つに分け、それぞれにおいて吸着力Ｆｎを確保できる印加電圧を一律に決定し、検出湿度に応じてその印加電圧を供給させている。このような簡易な制御で、いずれの環境湿度においても吸着力を確保できる。

以下、本実施形態に係る第１〜第７の変形例について、図９〜図１５に従って説明する。このうち、第１〜第３の変形例は、帯電ローラ４の代わりとなる帯電ローラ１０４〜３０４に関する変形例である。

図９に示すように、第１の変形例に係る帯電ローラ１０４は、帯電ローラ４と同様にベルトローラ６に対向しているが、ベルトローラ６との間に用紙Ｐを挟む位置ではなく、その位置から図９においてベルトローラ６の周囲を反時計回りに移動した位置に配置されている。そして、ベルトローラ６との間に用紙Ｐを挟む位置には、用紙押さえローラ１０５が設けられている。帯電ローラ１０４は電流計５３を介して直流電源５４に接続されている。帯電ローラ１０４に電圧が印加されると帯電ローラ１０４から搬送ベルト８へと放電が発生し、搬送ベルト８が帯電する。一方、用紙押さえローラ１０５によって搬送ベルト８の表面に押さえ付けられた用紙Ｐは、帯電した搬送ベルト８に吸着する。

図１０に示すように、第２の変形例に係る帯電ローラ２０４は、用紙押さえローラ１０５の配置位置より、用紙Ｐの搬送経路に沿って上流側に配置されている。そして、帯電ローラ２０４の鉛直下方には送りローラ２０５が配置されており、帯電ローラ２０４との間で用紙Ｐを挟み込むようになっている。ベルトローラ６の上方には、第１の変形例と同様の用紙押さえローラ１０５が設けられている。送りローラ２０５は、帯電ローラ２０４との間に用紙Ｐを挟みこみつつ、用紙Ｐを用紙押さえローラ１０５へと送り出す。一方、帯電ローラ２０４は電流計５３を介して直流電源５４に接続されている。帯電ローラ２０４に電圧が印加されると帯電ローラ２０４から用紙Ｐへと放電が発生し、用紙Ｐが帯電する。そして、用紙Ｐが用紙押さえローラ１０５へと到達すると、用紙押さえローラ１０５によって搬送ベルト８の表面に押さえ付けられた用紙Ｐは、帯電によって搬送ベルト８に吸着する。

図１１に示すように、第３の変形例に係る帯電ローラ３０４は、電極３１又は３２に対向する位置に配置されている。帯電ローラ３０４には電流計５３を介して直流電源５４が接続されている。ベルトローラ６の上方には、第１の変形例と同様の用紙押さえローラ１０５が設けられている。用紙押さえローラ１０５によって搬送ベルト８の表面に押さえつけられた用紙Ｐが、搬送ベルト８の走行によって帯電ローラ３０４に到達すると、帯電ローラ３０４からの放電により帯電する。これにより、用紙Ｐが搬送ベルト８に吸着する。

第４〜第６の変形例は、制御部１００による直流電源５１及び５４の印加電圧の制御に係る変形例である。第４〜第６の変形例は、上述の制御部１００による制御に代えて採用したり、条件に応じて上述の制御と切り替える構成として採用したりすることができる。なお、第４〜第６の変形例は、第１〜第３の変形例と組み合わせて採用することも可能である。

図１２〜図１４は、第４〜第６の変形例において直流電源５１及び５４が印加する電圧の湿度に対する変化をそれぞれ示す。図１２の折れ線１９１は直流電源５１が印加する電圧を示し、折れ線１９２は直流電源５４が印加する電圧を示す。上述の実施形態では、環境湿度が３０％〜７０％のときに、第１吸着機構をオンにして第２吸着機構をオフにしている。しかし、この第４の変形例では、上記とは逆に、環境湿度が３０％〜７０％のときに第１吸着機構をオフにし、第２吸着機構をオンにしてＶ２の電圧を印加している。つまり、環境湿度が３０％以下の場合には、直流電源５４がＶ３の電圧を印加する一方で、直流電源５１はオフにされる。環境湿度が３０％〜７０％の場合には、直流電源５４がＶ２の電圧を印加する一方で、直流電源５１はオフにされる。環境湿度が７０％以上の場合には、直流電源５４はゼロ電圧を印加する一方で、直流電源５１はＶ１の電圧を印加する。

また、上述の実施形態では、環境湿度が３０％〜７０％のときに第１吸着機構及び第２吸着機構のいずれか一方をオフにしていたが、図１３に示す第５の変形例のように環境湿度が３０％〜７０％のときにいずれもオンにしてもよい。図１３の折れ線１９３は直流電源５１が印加する電圧を示し、折れ線１９４は直流電源５４が印加する電圧を示す。第５の変形例では、環境湿度が３０％〜７０％のときに、例えば直流電源５１にＶ２より小さいＶ４（＞０）の電圧を印加させ、直流電源５４にＶ４より小さいＶ５（＞０）の電圧を印加させる。このとき、環境湿度が３０％〜７０％の範囲内のいずれにおいても、第１吸着機構及び第２吸着機構の両方による吸着力が、必要な大きさであるＦｎを超えるように、Ｖ４及びＶ５が設定されていることが好ましい。

また、上述の実施形態では、環境湿度が３０％未満の範囲、３０％〜７０％の範囲、７０％を超える範囲のそれぞれで、直流電源５１や５４による印加電圧が一定になるように制御しており、これにより簡易な制御で必要な吸着力を確保している。しかし、無駄な消費電力を削減するという観点や、過剰に電流が流れたり帯電したりすることを防止するという観点からは、印加電圧を一律にせず、必要な吸着力を確保できる最小限の印加電圧を供給させることが好ましい。そこで、図１４に示す第６の変形例のように、環境湿度が３０％未満の範囲、３０％〜７０％の範囲、７０％を超える範囲のそれぞれで、供給電圧を一律にせず、吸着力Ｆｎを確保できる限度でなるべく印加電圧を小さくするように制御することも可能である。図１４の折れ線１９５は直流電源５１が印加する電圧を示し、折れ線１９６は直流電源５４が印加する電圧を示す。折れ線１９５及び１９６が示すように、吸着力Ｆｎを確保できる範囲で、印加電圧を減少させたり増加させたりしてもよい。

第７の変形例は、第１吸着機構の電極３１及び３２に係る変形例であり、第１〜第６の変形例との組み合わせも可能である。上述の実施形態では、電極３１及び３２が搬送ベルト８の内周面８ｂに保護層３３を介して当接する、搬送ベルト８とは独立の部材であったが、電極３１及び３２がいずれも搬送ベルト８に固定されていてもよい。このとき、電極は、搬送ベルトの内周面に固定されていてもよいし、搬送ベルト内に埋め込まれていてもよいし、搬送ベルトの外周面に露出していてもよい。

例えば、第７の変形例では、図１５に示す電極１３１及び１３２が、第１吸着機構として電極３１及び３２の代わりに搬送ベルト１０８内に埋め込まれている。電極１３１は、搬送ベルト１０８の走行方向に沿った桁部１３１と、桁部１３１から水平に延びる複数の櫛歯部１３１ｂとを有している。電極１３２は、搬送ベルト１０８の走行方向に沿った桁部１３２と、桁部１３２から水平に延びる複数の櫛歯部１３２ｂとを有している。櫛歯部１３１ｂ及び１３２ｂは、搬送ベルト１０８の走行方向に沿って互い違いに並ぶように、互いに平行に配置されている。搬送ベルト１０８には、その外周面から桁部１３２ａに達する複数の凹部１０８ａと、その外周面から桁部１３１ａに達する複数の凹部１０８ｂとが形成されている。桁部１３１ａは凹部１０８ｂを介して外部に露出しており、桁部１３２ａは凹部１０８ａを介して外部に露出している。この構成により、凹部１０８ａ及び１０８ｂを介して搬送ベルト１０８の上方から桁部１３１ａ及び１３２ａに当接するブラシ電極を設けることで、電極１３１及び１３２に電圧を印加できる。

電極３１及び３２の場合には、電極３１及び３２と搬送ベルト８との間に発生するジョンセン・ラーベック力により搬送ベルト８の走行が妨害されるおそれがある。しかし、第７の変形例のように電極１３１及び１３２が搬送ベルト１０８に固定されている場合には、搬送ベルト１０８の走行を妨害することがない。

＜その他の変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

上述の実施形態では、帯電ローラ４からの放電で用紙Ｐを帯電させている。しかし、その他の放電手段が用いられてもよい。例えば、高電圧が印加された金属ワイヤーから搬送ベルト８へと放電させ、用紙Ｐを帯電させる放電手段であってもよい。

また、上述の実施形態では、第１吸着機構と第２吸着機構とのそれぞれに電源を設けているが共通の電極を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、図６や図１２〜図１４に示すように、印加電圧を湿度に対して階段状に変化させることを想定している。しかし、印加電圧が湿度に対して滑らかな曲線を描いて変化するように印加電圧を制御してもよい。

また、上述の実施形態では、湿度が３０％未満のときや、７０％を超えるときに、第１吸着機構及び第２吸着機構のいずれかを完全にオフにしている。しかし、完全にオフにしなくともよい。例えば、湿度が３０％〜７０％の場合よりも電圧を低下させるが、若干電圧が供給されている状態を保ってもよい。

また、上述の実施形態では、電流の大きさを測定することにより湿度の検出に代えている。しかし、電流測定以外のその他の方法で湿度を検出してもよい。例えば、乾湿式湿度計や誘電率の変化に基づく湿度計等を利用してもよい。

また、上述の実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。例えば、導電ペーストを吐出して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に吐出して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に吐出して光導波路等の微小電子デバイスを形成するための、液滴吐出ヘッドに適用することができる。

また、本実施形態では、アクチュエータとして圧電方式のものを用いていたが、静電方式や抵抗加熱による方式のものにも適用可能である。

１ インクジェットヘッド
６ ベルトローラ
１６ 搬送機構
１８ プラテン
３３ 保護層
１００ 制御部
１０１ インクジェットプリンタ
４、１０４-３０４ 帯電ローラ
８，１０８ 搬送ベルト
３１，３２，１３１，１３２ 電極
５１，５４ 直流電源
５２，５３ 電流計

Claims (14)

1. 液体を吐出する吐出面が形成された記録ヘッドと、
   前記吐出面と対向する表面である搬送面上に載置された記録媒体を搬送する搬送部材を有し、所定の搬送経路に沿って記録媒体を搬送する搬送機構と、
   前記搬送面上の記録媒体を前記搬送面に吸着した状態とする第１及び第２の吸着手段と、
   湿度検出手段と、
   前記湿度検出手段による検出湿度に基づく制御を実行する制御手段とを備えており、
   前記第１の吸着手段が、
   前記搬送面上に載置された記録媒体において前記吐出面と対向する表面とは反対側の表面に対向する第１及び第２の電極と、
   前記第１及び第２の電極間に電圧を印加する第１の印加手段とを有しており、
   前記第２の吸着手段が、
   記録媒体及び前記搬送部材の少なくともいずれかに放電する放電手段と、
   前記放電手段との間に記録媒体及び前記搬送部材の少なくともいずれかを挟む位置に配置された第３の電極と、
   前記第３の電極及び前記放電手段間に電圧を印加する第２の印加手段とを有しており、
   前記制御手段が、
   前記第１の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が第１の範囲内であるときの方が、前記検出湿度が第１の範囲より湿度が高い範囲である第２の範囲内であるときと比べて低くなるように制御すると共に、前記第２の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が前記第２の範囲内であるときの方が、前記検出湿度が前記第１の範囲内であるときと比べて低くなるように制御することを特徴とする記録装置。
2. 前記制御手段が、
   前記検出湿度に基づいて、記録媒体を前記搬送面に吸着させる吸着力が所定の範囲内になるように前記第１及び第２の印加手段が印加する電圧をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記制御手段が、
   前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第１の湿度値を前記検出湿度が下回った場合に前記第１の印加手段が印加する電圧を低下させることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記制御手段が、
   前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第１の湿度値を前記検出湿度が下回った場合に前記第１の印加手段にゼロ電圧を印加させることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記制御手段が、
   前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第２の湿度値を前記検出湿度が超えた場合に前記第２の印加手段が印加する電圧を低下させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記制御手段が、
   前記第１の範囲と前記第２の範囲の間のいずれかの値である第２の湿度値を前記検出湿度が超えた場合に前記第２の印加手段にゼロ電圧を印加させることを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記第１及び第２の電極が、前記搬送部材の前記搬送面とは反対側の表面に当接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記第１及び第２の電極が前記搬送部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記搬送部材が、記録媒体を載置する搬送ベルトであり、
   前記搬送機構が、前記搬送ベルトを搬送する搬送ローラを有しており、
   前記第３の電極が、前記搬送ローラの一部又は全体として設けられており、
   前記放電手段が、前記搬送ローラとの間に前記搬送ベルトを挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 前記放電手段が、前記搬送ベルトとの間に記録媒体を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
11. 前記放電手段が、前記第１及び第２の電極のいずれかとの間に記録媒体を挟む位置に配置されており、
    前記第１及び第２の電極のいずれかが前記第３の電極として機能することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の記録装置。
12. 前記放電手段が、前記搬送面に載置される前の記録媒体に対向する位置に配置され、
    前記第３の電極が、前記放電手段との間に記録媒体を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の記録装置。
13. 前記湿度検出手段が、前記第１及び第２の電極間を流れる電流を検出する検出器、及び、前記放電手段中を流れる電流を検出する検出器の少なくともいずれかを有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の記録装置。
14. 前記制御手段が、
    前記第１の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が低いほど小さくなるように制御すると共に、前記第２の印加手段による印加電圧を、前記検出湿度が高いほど小さくなるように制御することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の記録装置。

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