JP2008221655A - Liquid jet recorder and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルから用紙に液滴を吐出させて印字する液滴吐出記録装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge recording apparatus that performs printing by discharging droplets from a nozzle onto a sheet, and a control method thereof.
インクジェット記録装置は、印字ヘッドの多数のノズルからインクを噴射させて用紙に印刷することによって文字や図形などを印字している。したがって、高速印刷できるように用紙に印字したインクに対して速乾性が要求される一方、高品質出力できるように、ノズルに対して小口径化が要求されるため、ノズルがインクの凝固により目詰まりしやすくなっている。また、より小さい滴を噴射させることが要求されるため、吐出エネルギーが小さく、より目詰まりしやすくなっている。 An ink jet recording apparatus prints characters, figures, and the like by ejecting ink from a large number of nozzles of a print head and printing on paper. Therefore, while the ink printed on the paper is required to be fast-dried so that high-speed printing can be performed, the nozzle is required to have a small diameter so that high-quality output can be performed. It is easy to clog. Further, since it is required to eject smaller droplets, the discharge energy is small and clogging is more likely.
インクの凝固により目詰まりが起こらないように、空吐出によるメンテナンス動作で増粘したインクを吐出させる必要がある。このメンテナンス動作を、インク吐出回復動作、あるいは単に回復動作という。 In order to prevent clogging due to ink coagulation, it is necessary to discharge ink that has been thickened by a maintenance operation by idle discharge. This maintenance operation is called ink discharge recovery operation or simply recovery operation.
印刷速度の低下やインクの無駄な消費を招くことなく、インクの吐出能力の回復を目的とした従来発明としては、特許文献1に開示されたインクジェット記録装置がある。この従来技術は、ヘッドをキャッピング手段により封止して乾燥等からヘッドを守り、また、ヘッドがキャッピングされていた時間を検出し、キャッピングが外れた直後にはその時間に応じて空吐出させるインク量と、印刷期間中にはキャッピングされていた時間に応じて吐出間隔を決定する空吐出制御手段を備えていることを特徴としている。
As a conventional invention aiming at recovery of the ink ejection capability without causing a decrease in printing speed or wasteful consumption of ink, there is an ink jet recording apparatus disclosed in
また、特許文献1と同じく、インクの無駄な消費を招くことなく、記録ヘッドのインク吐出能力を的確に回復させることを目的とした従来発明としては、他に、特許文献2に開示されたインクジェット記録装置がある。この従来技術は、非記録状態となる直前における印字量の大小と、非記録状態の時間によって、空吐出制御手段を備えていることを特徴とする。
しかしながら、印刷速度を早くするためには、画像出力前にできるだけ空吐出時間を短くして印字を開始する必要がある。しかし、空吐出時間を短くすると、空吐出量不足による目詰まりが発生してしまい、画像品質に影響を及ぼすおそれがある。 However, in order to increase the printing speed, it is necessary to start printing by shortening the idle ejection time as much as possible before outputting the image. However, if the idle discharge time is shortened, clogging due to insufficient idle discharge amount occurs, which may affect image quality.
特許文献1では、キャッピングされていた時間が長いほど、印刷前や印刷中に空吐出に要する時間が長くなってしまい、印刷速度が低下してしまう。
In
特許文献2では、印刷前の待機時間が長ければ長いほど、空吐出滴数を多くする必要があり、印刷速度の低下を招いてしまう。
In
通常、温湿度が急激に変化した場合でも、インクの粘度はそれに追従するが、急激には変化しない。従来の方法では、印刷終了時の温湿度と印刷前の温湿度との差が大きい場合、つまり急激に温湿度が上昇または下降した場合、印刷前の温湿度の値により空吐出制御条件が決定されるため、検知している温湿度と想定しているインク粘度が異なるため、吐出不良が発生してしまう。つまり、印刷前に前回の印刷終了時の温湿度との差を見て、空吐出制御条件を決定することによって、急激な温湿度変化があった場合でも、吐出不良を防止することができる。 Normally, even when the temperature and humidity change abruptly, the viscosity of the ink follows it but does not change abruptly. In the conventional method, when the difference between the temperature and humidity at the end of printing and the temperature and humidity before printing is large, that is, when the temperature and humidity suddenly rises or falls, the empty discharge control conditions are determined by the temperature and humidity values before printing. Therefore, since the assumed ink viscosity is different from the detected temperature and humidity, ejection failure occurs. In other words, by determining the idle discharge control conditions by looking at the difference from the temperature and humidity at the end of the previous printing before printing, it is possible to prevent discharge failures even when there is a sudden temperature and humidity change.
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、空吐出動作の吐出条件を適正化することで、吐出安定性を向上させるだけでなく、無駄な廃液量の増加を抑えることも可能にすることを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention makes it possible not only to improve the discharge stability but also to suppress an increase in the amount of wasted waste liquid by optimizing the discharge conditions of the idle discharge operation. For the purpose.
上記目的を達成するための請求項1記載の発明は、ノズルからインクを記録媒体に噴射して印字するヘッドと、該ヘッド近傍の温湿度を測定するセンサと、を備え、前記ヘッドは、画像形成領域外にインクを吐出する空吐出動作を繰り返し行うインク吐出回復動作を行い、前記センサにより測定された印刷開始前と前回の印刷終了時との温湿度差を算出し、前記温湿度差に応じて、前記インク吐出回復動作の条件を異ならせることを特徴とする液滴吐出記録装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の液滴吐出記録装置において、前記ヘッドは、印刷開始前の湿度が前回の印刷終了時の湿度よりも高い場合に、前記空吐出動作の回数を増加させ、低い場合に、前記空吐出動作の回数を低減させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the droplet discharge recording apparatus according to the first aspect, the head sets the number of idle discharge operations when the humidity before the start of printing is higher than the humidity at the end of the previous print. The number of idle discharge operations is reduced when the number is increased and the number is low.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の液滴吐出記録装置において、前記ヘッドは、印刷開始前の温度が前回の印刷終了時の温度よりも高い場合に、前記空吐出動作の回数を増加させ、低い場合に、前記空吐出動作の回数を低減させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the droplet discharge recording apparatus according to the first or second aspect, the head performs the idle discharge operation when the temperature before the start of printing is higher than the temperature at the end of the previous print. The number of idle discharge operations is decreased when the number of times is increased and the number is low.
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の液滴吐出記録装置において、印刷終了時点から次の印刷の開始時点までの経過時間を計測するタイマを備え、前記タイマにより計測された経過時間と前記センサにより算出された温湿度差とに応じて、前記インク吐出回復動作の条件を異ならせることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection recording apparatus according to any one of the first to third aspects, the timer includes a timer for measuring an elapsed time from a printing end time to a next printing start time. The condition of the ink discharge recovery operation is made different according to the elapsed time measured by the above and the temperature / humidity difference calculated by the sensor.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の液滴吐出記録装置において、前記ヘッドは、前記タイマにより計測された経過時間が5時間以下で、印刷開始前の湿度が前回の印刷終了時の湿度よりも高い場合に、前記空吐出動作の回数を増加させ、低い場合に、前記空吐出動作の回数を低減させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the droplet discharge recording apparatus according to the fourth aspect, the head has an elapsed time measured by the timer of 5 hours or less, and the humidity before the start of printing is at the end of the previous printing. The number of idle ejection operations is increased when the humidity is higher, and the number of idle ejection operations is decreased when the humidity is low.
請求項6記載の発明は、請求項4又は5記載の液滴吐出記録装置において、前記ヘッドは、前記タイマにより計測された経過時間が5時間以下で、印刷開始前の温度が前回の印刷終了時の温度よりも高い場合に、前記空吐出動作の回数を増加させ、低い場合に、前記空吐出動作の回数を低減させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the droplet discharge recording apparatus according to the fourth or fifth aspect, the head has an elapsed time measured by the timer of 5 hours or less, and the temperature before the start of printing is the end of the previous print. When the temperature is higher than the hourly temperature, the number of the idle discharge operations is increased, and when the temperature is low, the number of the idle discharge operations is decreased.
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載の液滴吐出記録装置において、前記ヘッドは、撥水ノズルを有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the droplet discharge recording apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the head has a water repellent nozzle.
請求項8記載の発明は、センサによって、ノズルからインクを記録媒体に噴射して印字するヘッド近傍の温湿度を、前回の印刷終了時に測定する印刷終了時測定工程と、前記温湿度を、印刷開始前に測定する印刷開始時測定工程と、前記印刷終了時測定工程により測定された温湿度と、前記印刷開始時測定工程により測定された温湿度と、の温湿度差を算出し、該温湿度差に応じて、インク吐出回復動作の条件を設定する条件設定工程と、該条件設定工程によるインク吐出回復動作の条件にて、前記ヘッドによって、画像形成領域外にインクを吐出する空吐出動作を繰り返し行うインク吐出回復動作工程と、を有することを特徴とする液滴吐出記録装置の制御方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a printing end measuring step of measuring the temperature and humidity in the vicinity of a head for printing by ejecting ink from a nozzle onto a recording medium by a sensor, and the temperature and humidity are printed. Calculating a temperature / humidity difference between the temperature / humidity measured in the measurement process at the start of printing and the temperature / humidity measured in the measurement process at the end of printing, and the temperature / humidity measured in the measurement process at the start of printing; A condition setting step for setting the conditions for the ink discharge recovery operation according to the humidity difference, and an idle discharge operation for discharging ink out of the image forming area by the head under the conditions for the ink discharge recovery operation by the condition setting step. And a method of controlling a droplet discharge recording apparatus, comprising: an ink discharge recovery operation step of repeatedly performing the steps.
本発明によれば、空吐出動作の吐出条件が適正化されるため、吐出安定性が向上するだけでなく、無駄な廃液量の増加を抑えることも可能になる。 According to the present invention, since the discharge conditions of the idle discharge operation are optimized, not only the discharge stability is improved, but also an increase in the amount of waste liquid waste can be suppressed.
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。
図1は本実施形態に該当するインクジェットプリンタの、インクジェットヘッドの要素拡大図、図2は同ヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図、図3は圧力発生室部の上面図である。このインクジェットヘッドは、インク供給口1−1と共通液室1−2となる彫り込みを形成したフレーム1と、流体抵抗部2−1、圧力発生室2−2となる彫り込みとノズル3−1に連通する連通口2−3を形成した流路板2と、ノズル3−1を形成するノズル板(ノズルプレートと言うこともある)3と、凸部6−1、ダイヤフラム部6−2およびインク流入口6−3を有する振動板6と、振動板6に接着層7を介して接合された積層圧電素子5と、積層圧電素子5を固定しているベース4を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an enlarged view of elements of an ink jet head of an ink jet printer corresponding to the present embodiment, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a direction between channels of the head, and FIG. 3 is a top view of a pressure generating chamber. This ink jet head has an ink supply port 1-1 and a
ベース4はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子5を2列配置して接合している。積層圧電素子5は、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層5−1と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層5−2とを交互に積層している。内部電極層5−2は両端で外部電極5−3に接続する。積層圧電素子5はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、1つ毎に駆動部5−6と支持部5−7(非駆動部)として使用する。外部電極5−3の外側はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極5−4となる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており共通電極5−5となる。
The
駆動部の個別電極5−4にはFPC8が半田接合されている。また、共通電極5−5は積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでFPC8のGnd電極に接合している。FPC8には図示しないドライバICが実装されており、これにより駆動部5−6への駆動電圧印加を制御している。
The FPC 8 is soldered to the individual electrode 5-4 of the driving unit. Moreover, the common electrode 5-5 is provided with an electrode layer at the end of the laminated piezoelectric element and is wound around to join the Gnd electrode of the
振動板6は、薄膜のダイヤフラム部6−2と、このダイヤフラム部6−2の中央部に形成した駆動部5−6となる積層圧電素子5と接合する島状凸部(アイランド部)6−1と、支持部18に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口6−3となる開口を電鋳工法によるNiメッキ膜を2層重ねて形成している。ダイヤフラム部6−2の厚さは3μm、幅は35μm(片側)である。
The
この振動板6の島状凸部6−1と積層圧電素子5の駆動部5−6、振動板5とフレーム1の結合は、ギャップ材を含んだ接着層7をパターニングして接着している。
The island-shaped convex part 6-1 of the
流路板2はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部2−1、圧力発生室2−2となる彫り込み、およびノズル3−1に対する位置に連通口2−3となる貫通口をエッチング工法でパターニングした。
The
エッチングで残された部分が圧力発生室2−2の隔壁2−4となる。また、本実施形態のインクジェットヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部2−1とした。 The portion left by etching becomes the partition wall 2-4 of the pressure generating chamber 2-2. Further, in the ink jet head of this embodiment, a portion for narrowing the etching width is provided, and this is used as the fluid resistance portion 2-1.
ノズルプレート3は金属材料、例えば電鋳工法によるNiメッキ膜等で形成したもので、インク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル3−1を多数を形成している。このノズル3−1の内部形状(内側形状)は、ホーン形状(略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。)に形成している。また、このノズル3−1の径はインク滴出口側の直径で約20〜35μmである。また各列のノズルピッチは150dpiとした。
The
このノズルプレート3のインク吐出面(ノズル表面側)は、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層3−2を設けている。PTFE−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、液滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
The ink ejection surface (nozzle surface side) of the
インク供給口1−1と共通液室1−2となる彫り込みを形成するフレーム1は樹脂成形で作製している。
The
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部5−6に駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによって、駆動部5−6に積層方向の変位が生起し、振動板6を介して圧力発生室2−2が加圧されて圧力が上昇し、ノズル3−1から液滴が吐出される。その後、液滴吐出の終了に伴い、圧力発生室2−2内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって圧力発生室2−2内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室1−2に流入し、共通液室1−2からインク流入口6−3を経て流体抵抗部2−1を通り、圧力発生室2−2内に充填される。
In the ink jet head configured as described above, a driving waveform (pulse voltage of 10 to 50 V) is applied to the driving unit 5-6 according to the recording signal, thereby causing a displacement in the stacking direction in the driving unit 5-6. The pressure generating chamber 2-2 is pressurized through the
流体抵抗部2−1は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填(リフィル)に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次の液滴吐出動作に移行するまでの時間(駆動周期)を短くできる。 The fluid resistance unit 2-1 is effective in damping the residual pressure vibration after ejection, but becomes resistant to the maximum filling (refill) due to surface tension. By appropriately selecting the fluid resistance portion, it is possible to balance the attenuation of the residual pressure and the refill time, and to shorten the time (drive period) until shifting to the next droplet discharge operation.
次に、本実施形態のインク液滴の吐出回復動作について、さらに詳細に説明する。 Next, the ink droplet ejection recovery operation of this embodiment will be described in more detail.
本実施形態のインクジェットプリンタは、温湿度を測定するセンサを有する。このセンサは、温度に関しては、特にヘッド近くの温度を測定する。また、この温湿度の値より事前に決定されたインク吐出回復動作が実行される。 The ink jet printer of this embodiment has a sensor for measuring temperature and humidity. This sensor measures the temperature, especially near the head. Further, the ink discharge recovery operation determined in advance from the value of the temperature and humidity is executed.
近年は、粘性の高いインクを使用することが多くなり、温湿度から受ける影響は小さくない。高速印刷をする際には、速乾性が求められ、より乾燥しやすくなるため、安定したインク吐出を実現するには、より最適なインク吐出回復動作が必要となる。特に、低湿環境下、低温環境下では、インクの増粘がすすみ、吐出不良が発生することが多い。 In recent years, highly viscous ink is often used, and the influence of temperature and humidity is not small. When performing high speed printing, quick drying is required, and it becomes easier to dry. Therefore, in order to realize stable ink discharge, a more optimal ink discharge recovery operation is required. In particular, in a low-humidity environment and a low-temperature environment, the viscosity of the ink is increased and ejection failure often occurs.
図4のように、(インクジェットプリンタを設置している室温等の)温度が短時間に下降する場合、プリンタ機内の温度は短時間に下降するのに比べ、インク温度はプリンタ温度と同じ挙動を示すわけではなく、ゆっくりと下降する。インク温度がプリンタ機内温度と同じ値を示すまでにはタイムラグが生じる。つまり、インク温度とプリンタ機内の温度の差が発生してしまい、その状態のまま印刷を開始してしまうと、適切なインク吐出ができなくなってしまう。 As shown in FIG. 4, when the temperature (such as the room temperature where the ink jet printer is installed) drops in a short time, the ink temperature behaves the same as the printer temperature compared to the temperature in the printer machine dropping in a short time. It does not show, but descends slowly. There is a time lag before the ink temperature shows the same value as the temperature inside the printer. That is, a difference between the ink temperature and the temperature in the printer occurs, and if printing is started in this state, appropriate ink ejection cannot be performed.
また、図5のように、(インクジェットプリンタを設置している室温等の)温度が短時間に上昇する場合も同様に、インク温度とプリンタ機内温度の差が発生してしまい、適切なインク吐出ができなくなってしまう。例えば、温度が急激に変化する場合とは、冬場の環境において、朝の温度が低い場合に、暖房器具により温度を急激に上昇させた場合等を指す。 Similarly, when the temperature rises in a short time (such as the room temperature where the ink jet printer is installed) as shown in FIG. 5, a difference between the ink temperature and the temperature in the printer machine occurs, and appropriate ink discharge Will not be able to. For example, the case where the temperature changes abruptly refers to a case where the temperature is rapidly increased by a heater when the morning temperature is low in a winter environment.
本実施形態では、前出のセンサにより印刷終了時の温湿度を計測しておき、その情報と印刷開始前に計測した温湿度とを照らし合わせ、差が大きい場合には、印刷前の温湿度から決定される空吐出回数に補正係数を乗ずることによって、図6のように、温度差がプラス(前回の印刷終了時の温度の方が印刷開始前の温度よりも高い)の場合には、空吐出回数を増加させるようにし、インク吐出不良を防ぐ。インク温湿度が低いが、プリンタ機内の温湿度が高い場合には、インク吐出不良が発生しやすく、本発明の動作によりそのような状態を防ぐことができる。逆に温度差がマイナス(前回の印刷終了時の温度の方が印刷開始前の温度よりも低い)の場合には、空吐出回数を減少させるようにし、無駄なインク消費を防ぐ。インク温湿度が高いが、プリンタ機内の温湿度が低い場合には、比較的吐出不良は発生しにくいが、余分なインク回復動作を実施している可能性があり、本実施形態の動作によりそのような状態を防ぐことができる。 In this embodiment, the temperature and humidity at the end of printing are measured by the above-mentioned sensor, the information is compared with the temperature and humidity measured before the start of printing, and if the difference is large, the temperature and humidity before printing are When the temperature difference is positive (the temperature at the end of the previous printing is higher than the temperature before the start of printing) as shown in FIG. The number of idle ejections is increased to prevent ink ejection defects. If the temperature and humidity of the ink is low, but the temperature and humidity in the printer is high, ink ejection defects are likely to occur, and such a state can be prevented by the operation of the present invention. Conversely, if the temperature difference is negative (the temperature at the end of the previous printing is lower than the temperature before the start of printing), the number of idle ejections is decreased to prevent unnecessary ink consumption. If the temperature and humidity of the ink is high but the temperature and humidity in the printer is low, ejection defects are relatively unlikely to occur, but there is a possibility that an extra ink recovery operation has been performed. Such a state can be prevented.
ここでの空吐出動作は印刷開始前の空吐出動作だけでなく、その他の印刷中に行われる空吐出動作等にも適用可能である。 The idle ejection operation here can be applied not only to the idle ejection operation before the start of printing, but also to other idle ejection operations performed during printing.
また、印刷終了時からキャップ部材でヘッドをキャッピングした状態で印刷開始前までの経過時間を計測できるようにし、その経過時間に応じて補正係数を乗ずるようにすれば、さらに精度は高まる。 Further, if the elapsed time from the end of printing to the start of printing in a state where the head is capped with the cap member can be measured and the correction coefficient is multiplied according to the elapsed time, the accuracy is further improved.
図7のように、例えば温湿度差がプラスの場合、経過時間が短い時ほど、空吐出回数を多くすることで、インク吐出不良を防ぐ。経過時間が長い時ほど、環境温湿度とインク温湿度との値が等しくなってくるため、空吐出回数は増加しない。 As shown in FIG. 7, for example, when the temperature / humidity difference is positive, the shorter the elapsed time, the greater the number of idle ejections, thereby preventing ink ejection failure. As the elapsed time is longer, the values of the ambient temperature and humidity and the ink temperature and humidity become equal, so the number of idle ejections does not increase.
逆に、温湿度差がマイナスの場合、経過時間が短い時ほど、空吐出回数を少なくすることで、無駄なインク消費を防ぐ。経過時間が長い時ほど、環境温湿度とインク温湿度との値が等しくなってくるため、空吐出回数は増加する。 Conversely, when the temperature / humidity difference is negative, wasteful ink consumption is prevented by reducing the number of idle ejections as the elapsed time is shorter. As the elapsed time is longer, the values of the environmental temperature and humidity and the ink temperature and humidity become equal, so the number of idle ejections increases.
さらに、ヘッドノズルプレートの撥水性はインク吐出への影響も大きく、うまく撥水できない場合、ノズルに留まったインクが乾燥し、増粘することで、インク吐出不良を起こすこともある。また、ノズルに留まったインクが乾燥し、増粘することで、ワイパー等でノズルを拭くことが困難になる。 Furthermore, the water repellency of the head nozzle plate has a great influence on ink ejection. If water repellency cannot be achieved, the ink remaining on the nozzle dries and thickens, which may cause ink ejection failure. Further, since the ink remaining on the nozzles is dried and thickened, it is difficult to wipe the nozzles with a wiper or the like.
本実施形態で用いるヘッドのノズル面は撥水性を有する材料でコーティングされていても良い。コーティングされていることによって、汚れの原因となる液体が弾かれ、液体がノズル面に付着することが抑制される。このため、汚れが固化することによって生じる粒によりノズルや吐出口が閉塞されることが防がれる。仮に付着したとしても、その結合力は弱い。 The nozzle surface of the head used in this embodiment may be coated with a material having water repellency. By being coated, the liquid causing the dirt is repelled and the liquid is suppressed from adhering to the nozzle surface. For this reason, it is possible to prevent the nozzle and the discharge port from being blocked by the particles generated by the solidification of the dirt. Even if it adheres, its binding force is weak.
また、インクの表面張力が低い場合、一般的なノズル面ではノズル近傍までインクが拡がってしまい正常なメニスカスが形成されない場合がある。このような状態ではインクの吐出曲がりが生じたり、不吐出が生じたりしてしまう。しかし、ノズル面が撥水性を有する材料でコーティングされていれば、インクはノズル近傍に拡がらずにノズル内に留まるため、正常な吐出ができる。 In addition, when the surface tension of the ink is low, the ink spreads to the vicinity of the nozzle on a general nozzle surface, and a normal meniscus may not be formed. In such a state, ink ejection bends or non-ejection occurs. However, if the nozzle surface is coated with a water-repellent material, the ink does not spread in the vicinity of the nozzle and remains in the nozzle, so that normal ejection can be performed.
撥水材膜の形成は、真空下での蒸着であっても良いし、適当な溶媒に溶解させて塗布しても良い。前者について言えば、例えば、真空排気ポンプにて真空槽内を所定の真空度まで排気したのち、撥水性材料を400℃で気化せしめて真空槽に導入し、真空雰囲気を調整するとともに、高周波電源から放電電極に電力を供給してRFグロー放電を起こさせ、プラズマ雰囲気下に前記液体吐出ヘッドのオリフィス面を表面処理して、オリフィス面上に前記撥水膜を形成することができる。尚、材料および、真空槽内の真空度によっては、常温〜200℃程度の低温での撥水膜を形成することも可能である。また、後者について言えば、例えば、撥水性材料を有機溶剤に溶解させ、ワイヤーバーやドクターブレードなどの治具でコーティングすることができるし、スピンコーターによって回転塗布することもできるし、スプレーによって塗布することもできるし、塗工液を満たした容器に浸漬塗工(ディッピング)することもできる。 The water repellent film may be formed by vacuum deposition or may be applied after being dissolved in an appropriate solvent. Speaking of the former, for example, after evacuating the inside of the vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum with a vacuum pump, the water-repellent material is vaporized at 400 ° C. and introduced into the vacuum chamber to adjust the vacuum atmosphere, The discharge electrode is supplied with electric power to cause RF glow discharge, and the orifice surface of the liquid discharge head is surface-treated in a plasma atmosphere to form the water-repellent film on the orifice surface. Depending on the material and the degree of vacuum in the vacuum chamber, it is possible to form a water-repellent film at a low temperature of about room temperature to about 200 ° C. As for the latter, for example, a water-repellent material can be dissolved in an organic solvent and coated with a jig such as a wire bar or a doctor blade, or can be applied by spin coating with a spin coater or by spraying. It can also be dip coated (dipped) in a container filled with a coating solution.
撥水性材料としては、フッ素原子を有する有機化合物、特にフルオロアルキル基を有する有機物、ジメチルシリキサン骨格を有する有機ケイ素化合物等が使用できる。 As the water repellent material, an organic compound having a fluorine atom, particularly an organic substance having a fluoroalkyl group, an organic silicon compound having a dimethylsiloxane skeleton, and the like can be used.
フッ素原子を有する有機化合物としては、フルオロアルキルシラン、フルオロアルキル基を有するアルカン、カンボン酸、アルコール、アミン等が望ましい。具体的には、フルオロアルキルシランとしては、ヘプタデカフルオロ−1、1、2、2−テトラハイドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−1、1、2、2−テトラハイドロトリクロオシラン;フルオロアルキル基を有するアルカンとしては、オクタフルオロシクロブタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオローnーヘキサン、パーフルオローnーヘプタン、テトラデカフルオロー2ーメチルペンタン、パーフルオロドデカン、パーフルオロオイコサン;フルオロオアルキル基を有するカルボン酸としては、パーフルオロデカン酸、パーフルオロオクタン酸;フルオロアルキル基を有するアルコールとしては、3、3、4、4、5、5、5−ヘプタフルオロー2ーペンタノール;フルオロアルキル基を有するアミンとしては、ヘプタデカフルオロー1、1、2、2−テトラハイドロデシルアミン等が挙げられる。ジメチルシロキサン骨格を有する有機ケイ素化合物としては、α,w−ビス(3ーアミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α、w−ビス(3ーグリシドキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,w−ビス(ビニル)ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。 As the organic compound having a fluorine atom, fluoroalkylsilane, alkane having a fluoroalkyl group, cambonic acid, alcohol, amine and the like are desirable. Specifically, the fluoroalkylsilane includes heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltrimethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrotrichlorosilane; fluoroalkyl As the alkane having a group, octafluorocyclobutane, perfluoromethylcyclohexane, perfluoro-n-hexane, perfluoro-n-heptane, tetradecafluoro-2-methylpentane, perfluorododecane, perfluoroeucosane; and carboxylic acid having a fluoroalkyl group Perfluorodecanoic acid, perfluorooctanoic acid; alcohols having a fluoroalkyl group include 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5-heptafluoro-2-pentanol; The emissions, heptadecafluoro over 1,1,2,2-tetrahydro-decyl amine. Examples of organosilicon compounds having a dimethylsiloxane skeleton include α, w-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, w-bis (3-glycidoxypropyl) polydimethylsiloxane, and α, w-bis (vinyl) poly. Examples thereof include dimethylsiloxane.
また、別の撥水性材料として、シリコン原子を有する有機化合物、特にアルキルシロキサン基を有する有機化合物が使用できる。 As another water-repellent material, an organic compound having a silicon atom, particularly an organic compound having an alkylsiloxane group can be used.
アルキルシロキサン基を有する有機化合物としては、含アルキルシロキサンエポキシ樹脂組成物を構成する分子中にアルキルシロキサン基、及び環状脂肪族エポキシ基を2個以上有する含アルキルシロキサンエポキシ樹脂としては、例えば、図8の一般式(a)及び(b)で表される構造単位を含む高分子化合物(A)が挙げられる。 Examples of the organic compound having an alkylsiloxane group include alkylsiloxane groups having two or more alkylsiloxane groups and cyclic aliphatic epoxy groups in the molecule constituting the alkylsiloxane epoxy resin composition. The high molecular compound (A) containing the structural unit represented by general formula (a) and (b) is mentioned.
図8のような構造を有する化合物は他の撥水性化合物と併用する際にバインダーとしての機能も果たす。つまり、撥インク性の組成物の塗布適性を高め、溶剤蒸発後の乾燥性を高める乾燥塗膜としての作業性を向上させる機能も与える。 A compound having a structure as shown in FIG. 8 also functions as a binder when used in combination with other water-repellent compounds. That is, it improves the workability of the ink-repellent composition and improves the workability as a dry coating film that improves the drying property after evaporation of the solvent.
撥水膜の膜厚は、5μm以下が好ましく、より好ましくは2μm以下である。膜厚が5μmを超える場合、塗膜の乾燥が遅くなり生産性が悪くなったり、機械的耐久性が損なわれたりする場合があり、ワイピングしたときに剥がれが生じる恐れがある。 The film thickness of the water repellent film is preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less. When the film thickness exceeds 5 μm, drying of the coating film may be delayed, productivity may be deteriorated, and mechanical durability may be impaired, and peeling may occur when wiping is performed.
上記実施形態の効果について以下に述べる。 The effects of the above embodiment will be described below.
上記実施形態によれば、空吐出動作の吐出条件が適正化されるため、メンテナンスに使用する液滴の量を低減させることができ、余分なインク消費を低減でき、適切なインク吐出を行うことができる。空吐出動作は、インク吐出・不吐出に大きな影響を与える動作であり、これにより、適切なインク吐出を行うことができる。 According to the above embodiment, since the ejection conditions of the idle ejection operation are optimized, the amount of droplets used for maintenance can be reduced, excess ink consumption can be reduced, and appropriate ink ejection can be performed. Can do. The idle ejection operation is an operation that has a great influence on ink ejection / non-ejection, and can thereby perform appropriate ink ejection.
また、上記実施形態によれば、湿度及び/又は温度の変化が大きい場合、メンテナンスに使用する液滴量を低減させることができ、余分なインク消費を低減でき、適切なインク吐出を行うことができる。 Further, according to the above embodiment, when the change in humidity and / or temperature is large, the amount of liquid droplets used for maintenance can be reduced, excess ink consumption can be reduced, and appropriate ink ejection can be performed. it can.
また、上記実施形態によれば、印刷待機時間によって条件を変更することで、メンテナンスに使用する液滴量を低減させることができ、余分なインク消費を低減でき、適切なインク吐出を行うことができる。特に、印刷待機時間が短く、かつ、湿度及び/又は温度の変化が大きい場合、プリンタ機内環境とインク特性との差が発生しても、適切な空吐出動作を実行することができる。 Further, according to the above embodiment, by changing the conditions depending on the printing standby time, it is possible to reduce the amount of liquid droplets used for maintenance, reduce excess ink consumption, and perform appropriate ink ejection. it can. In particular, when the print standby time is short and the humidity and / or temperature changes are large, an appropriate idle ejection operation can be performed even if a difference between the printer internal environment and the ink characteristics occurs.
また、上記実施形態によれば、撥水ノズルを有するヘッドを使用しているので、ノズル面の撥水性を高め、ノズルプレートへのインク付着を防止できる。また、正常にメニスカスが形成されることで吐出曲がりや非吐出を防止することができる。 Further, according to the above embodiment, since the head having the water repellent nozzle is used, the water repellency of the nozzle surface can be increased and ink adhesion to the nozzle plate can be prevented. Further, when the meniscus is formed normally, it is possible to prevent discharge bending and non-discharge.
したがって、上記実施形態によれば、目詰まりが起きず、印刷速度を落とすことなく、無駄な廃液量を低減させ、画像品質、印字安定性を向上させた液滴吐出装置を提供することが可能になる。 Therefore, according to the above-described embodiment, it is possible to provide a droplet discharge device that does not cause clogging, reduces the waste amount of waste liquid without reducing printing speed, and improves image quality and printing stability. become.
1 フレーム
1−1 インク供給口
1−2 共通液室
2 流路板
2−1 流体抵抗部
2−2 圧力発生室
2−3 連通口
2−4 隔壁
3 ノズル板
3−1 ノズル
4 ベース
5 積層圧電素子
5−1 圧電層
5−2 内部電極層
5−3 外部電極
5−4 個別電極
5−5 共通電極
5−6 駆動部
5−7 支持部
6 振動板
6−1 凸部
6−2 ダイヤフラム
6−3 インク流入口
7 接着層
8 FPC
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該ヘッド近傍の温湿度を測定するセンサと、を備え、
前記ヘッドは、画像形成領域外にインクを吐出する空吐出動作を繰り返し行うインク吐出回復動作を行い、
前記センサにより測定された印刷開始前と前回の印刷終了時との温湿度差を算出し、前記温湿度差に応じて、前記インク吐出回復動作の条件を異ならせることを特徴とする液滴吐出記録装置。 A head for printing by ejecting ink from a nozzle onto a recording medium;
A sensor for measuring temperature and humidity in the vicinity of the head,
The head performs an ink ejection recovery operation that repeatedly performs an idle ejection operation for ejecting ink outside the image forming area,
A droplet discharge characterized by calculating a temperature / humidity difference between before the start of printing and at the end of the previous printing measured by the sensor, and varying the conditions of the ink discharge recovery operation according to the temperature / humidity difference. Recording device.
前記タイマにより計測された経過時間と前記センサにより算出された温湿度差とに応じて、前記インク吐出回復動作の条件を異ならせることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の液滴吐出記録装置。 With a timer that measures the elapsed time from the end of printing to the start of the next printing,
4. The ink discharge recovery operation condition is made different according to an elapsed time measured by the timer and a temperature / humidity difference calculated by the sensor. 5. Droplet discharge recording device.
前記温湿度を、印刷開始前に測定する印刷開始時測定工程と、
前記印刷終了時測定工程により測定された温湿度と、前記印刷開始時測定工程により測定された温湿度と、の温湿度差を算出し、該温湿度差に応じて、インク吐出回復動作の条件を設定する条件設定工程と、
該条件設定工程によるインク吐出回復動作の条件にて、前記ヘッドによって、画像形成領域外にインクを吐出する空吐出動作を繰り返し行うインク吐出回復動作工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出記録装置の制御方法。 A measurement process at the end of printing in which the temperature and humidity in the vicinity of the head for printing by ejecting ink from a nozzle to a recording medium by a sensor is measured at the end of the previous printing;
A measurement process at the start of printing for measuring the temperature and humidity before starting printing;
The temperature / humidity difference between the temperature / humidity measured in the measurement process at the end of printing and the temperature / humidity measured in the measurement process at the start of printing is calculated, and the conditions of the ink ejection recovery operation are calculated according to the temperature / humidity difference. A condition setting process for setting
An ink discharge recovery operation step of repeatedly performing an idle discharge operation of discharging ink outside the image forming area by the head under the conditions of the ink discharge recovery operation in the condition setting step;
A method for controlling a droplet discharge recording apparatus, comprising:
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