JP2009184307A - Image forming apparatus and maintenance method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及びメンテナンス方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a maintenance method.
インクジェット方式の画像形成装置は、インクジェット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、高速印字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、インクの凝固によりノズルが目詰まりしやすくなっている。また、より小さい液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なり、ノズルがよりいっそう目詰まりしやすくなっている。そこで、ノズルのインクによる目詰まりを解消、防止する技術が重要となる。 2. Description of the Related Art Inkjet image forming apparatuses print characters and figures by ejecting ink from a large number of nozzles of an inkjet head and printing on paper. Therefore, the ink printed on the paper is required to be fast-drying so that high-speed printing can be performed, while 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 reduced, and the nozzle is more easily clogged. Therefore, a technique for eliminating and preventing clogging of the nozzles with ink is important.
特開2006−095818、特開2006−095819には、印刷開始時などに、記憶手段に記憶された時刻情報や外部装置から受信した時刻情報に基づいてフラッシング時のインクの排出量を変更したり、メンテナンス動作を変更したりする技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open Nos. 2006-095818 and 2006-095819 change the amount of ink discharged at the time of flushing based on time information stored in a storage unit or time information received from an external device when printing is started. A technique for changing the maintenance operation is disclosed.
また、特開2006−159717には、印刷開始時に累積デキャップ時間と累積キャップ時間とに基づいてメンテナンス動作を行う技術が開示されている。
上記従来技術では、乾燥によるインクの目詰まりを防止するため、印刷を実施する前にインクの状態を正常に戻すためのメンテナンス動作を行う。しかしながら、電源ON状態にもかかわらず印刷を実施しない期間が長いと、印刷動作の前に行うメンテナンス動作に時間がかかり、素早く印刷できないという問題がある。 In the above prior art, in order to prevent clogging of ink due to drying, a maintenance operation for returning the ink state to normal is performed before printing. However, if the period during which printing is not performed is long despite the power being on, the maintenance operation performed before the printing operation takes time, and there is a problem that printing cannot be performed quickly.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電源ON状態で印刷を実施しない期間が長い場合であっても、印刷開始指示から印刷結果の出力までの時間を短縮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。 The present invention has been made in view of the above problems, and can reduce the time from the print start instruction to the output of the print result even when the printing is not performed in the power-on state. An object is to provide a forming apparatus.
上記目的を達成するために、本発明は、ノズルから液滴を噴射するヘッドに対し、前記ノズルのインクを吸引するクリーニング動作を含むメンテナンス動作を行う画像形成装置において、前記画像形成装置内の湿度を計測する計測手段と、前記クリーニング動作の終了時点からの経過時間又は画像形成の終了時点からの経過時間であって、前記計測手段により計測された湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積する累積手段と、前記累積手段により累積された累積時間に基づいて前記メンテナンス動作を行うか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus that performs a maintenance operation including a cleaning operation for sucking ink from the nozzles with respect to a head that ejects droplets from the nozzles. A measuring means for measuring the time, and an elapsed time from the end time of the cleaning operation or an elapsed time from the end time of image formation, wherein the elapsed time when the humidity measured by the measuring means is a predetermined value or less is accumulated. And accumulating means for determining whether or not to perform the maintenance operation based on the accumulated time accumulated by the accumulating means.
あるいは、本発明は、ノズルから液滴を噴射するヘッドに対し、前記ノズルのインクを吸引するクリーニング動作を含むメンテナンス動作を行うメンテナンス方法において、画像形成装置内の湿度を計測する計測ステップと、前記クリーニング動作の終了時点からの経過時間又は画像形成の終了時点からの経過時間であって、前記計測ステップにより計測された湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積する累積ステップと、前記累積ステップにより累積された累積時間に基づいて前記メンテナンス動作を行うか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。 Alternatively, the present invention provides a maintenance method for performing a maintenance operation including a cleaning operation for sucking ink from the nozzles on a head that ejects droplets from the nozzles, and a measuring step for measuring humidity in the image forming apparatus; An accumulation step of accumulating the elapsed time from the end time of the cleaning operation or the elapsed time from the end point of image formation, and the elapsed time when the humidity measured by the measurement step is equal to or lower than a predetermined value; And a determination step of determining whether or not to perform the maintenance operation based on the accumulated time accumulated in step (b).
本発明によれば、電源ON状態で印刷を実施しない期間が長い場合であっても、印刷開始命令から印刷結果の出力までの時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the time from the print start command to the output of the print result even when the period in which printing is not performed in the power-on state is long.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施例における画像形成装置のインクジェットヘッドの要部拡大図である。図2は、前記インクジェットヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図である。図3は、前記インクジェットヘッドにおける圧力発生室の上面図である。以下、図1〜図3を用いて本実施例における画像形成装置のインクジェットヘッドについて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged view of a main part of an inkjet head of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part in the channel-to-channel direction of the inkjet head. FIG. 3 is a top view of a pressure generating chamber in the inkjet head. Hereinafter, the ink jet head of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1に示すインクジェットヘッドの要部は、フレーム101、流路板102、ノズルプレート103、振動板104、積層圧電素子105、ベース106を含んで構成される。
The main part of the inkjet head shown in FIG. 1 includes a
フレーム101は、インク供給口114と共通液室107となる彫り込みを形成している。フレーム101は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂又はポリフェニレンサルファイトにより形成されている。
The
流路板102は、流体抵抗部108と圧力発生室109となる掘り込みと、ノズル110に連通する連通口111とを形成している。また、流体抵抗部108、圧力発生室109となる彫り込み、連通口111となる貫通口は、シリコン単結晶基板を用いてエッチング工法によりパターニングされている。
The
また、エッチング工法で残された部分が圧力発生室109の隔壁201(図2参照)となる。こ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108としている。
Further, the portion left by the etching method becomes the partition wall 201 (see FIG. 2) of the
ノズルプレート103は、液滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル110を多数形成し、流路板102に接合されている。また、ノズルプレート103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ある。このノズル110の内部形状(内側形状)は、ホーン形状で形成されている。なお、ノズル110の内部形状はホーン形状に限らず、略円柱形状又は略円錐台形状でも良い。ノズル110の径はインク滴出口側の直径で約20〜35μmである。また、ノズル110各列のノズルピッチは150dpiとする。
The
ノズルプレート103のインク吐出面(ノズル表面側)は、撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。このインク吐出面は、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
振動板104は、図2も参照しながら説明する。振動板104は、薄膜のダイアフラム部112と、積層圧電素子105と接合する島状凸部のアイランド部113と、支持部203に接合する梁を含む厚膜部と、インク供給口114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。ダイアフラム部112の厚さは3μm、幅は35μm(片側)である。
The diaphragm 104 will be described with reference to FIG. The diaphragm 104 includes a thin
この振動板104のアイランド部113と積層圧電素子105の駆動部202、振動板104とフレーム101の結合は、ギャップ材を含んだ接着層115をパターニングして接着している。
The
積層圧電素子105は、図2も参照しながら説明する。積層圧電素子105は、振動板104に接着層115を介して接合され、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層とを交互に積層している。各内部電極層の両端は外部電極に接続されている。
The laminated
また、積層圧電素子105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、2つごとに駆動部202と支持部203(非駆動部)として使用する。外部電極の外側はハーフカットのダイシング加工で分割され、切り欠きなど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116となる。他方はダイシング加工では分割されずに導通しており、共通電極117となる。
The laminated
駆動部202の個別電極116にはFPC(Flexible Printed Circuits)8が半田接合されている。また、共通電極117は、積層圧電素子105の端部に電極層を設けてFPC8のGnd電極に接合している。FPC8にはドライバICが実装されており、これにより駆動部202への駆動電圧印加を制御している。
FPC (Flexible Printed Circuits) 8 is soldered to the
ベース106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105を2列配置して接合している。
The
次に、本発明におけるインクジェットヘッドの液滴吐出動作について説明する。記録信号に応じて駆動部202に駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)が印加されると、駆動部202に積層方向の変位が生起し、振動板104を介して圧力発生室109が加圧されて圧力が上昇し、ノズル110から液滴が吐出される。
Next, the droplet discharge operation of the inkjet head in the present invention will be described. When a drive waveform (pulse voltage of 10 to 50 V) is applied to the
液滴吐出が終了すると、圧力発生室109内のインク圧力が減少し、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109内に負圧が発生してインク充填工程へ移行する。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107に流入し、共通液室107からインク供給口114を経て流体抵抗部108を通り、圧力発生室109内にインクが充填される。
When the droplet discharge is completed, the ink pressure in the
流体抵抗部108は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果がある反面、表面張力による最充填(リフィル)に対しては抵抗になる。そこで、流体抵抗部108を適宜用いることで、残留圧力の減少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)を短くすることができる。
The
以上、前述したインクジェットヘッドにおいて、インクの粘度が高かったり、速乾性が高かったりすれば、インクの乾燥は速くなり、インクの増粘によるノズルの目詰まりが発生する。このノズルの目詰まりに対して、空吐出動作、クリーニング動作などのメンテナンス動作を行うことで、ノズルの目詰まりを解消することができる。 As described above, in the above-described ink jet head, if the viscosity of the ink is high or the quick drying property is high, the ink is quickly dried, and the nozzles are clogged due to the thickening of the ink. In response to the nozzle clogging, the nozzle clogging can be eliminated by performing a maintenance operation such as an idle discharge operation or a cleaning operation.
なお、空吐出動作とは、インクジェットヘッドを記録領域外に移動させて、インク吸収部材などにインク吐出を行うことをいい、クリーニング動作とは、吸引ポンプが各ノズル開口に対して負圧を与え、所定の吸引度合い(吸引力、吸引量、吸引時間など)でインクジェットヘッドのノズル開口からインクを吸引し、圧力発生室内などの増粘したインクを強制的に排出させることをいう。 Note that the idle ejection operation means that the ink jet head is moved outside the recording area and ink is ejected to the ink absorbing member, and the cleaning operation is that the suction pump applies a negative pressure to each nozzle opening. This means that ink is sucked from the nozzle openings of the inkjet head with a predetermined suction level (suction force, suction amount, suction time, etc.), and the thickened ink in the pressure generating chamber is forcibly discharged.
ここで、本実施例における画像形成装置のメンテナンス制御について図4を用いて説明する。図4は、本実施例における画像形成装置のメンテナンス制御に関する機能ブロック図である。本実施例における画像形成装置のメンテナンス制御手段400は、湿度計測手段401、経過時間累積手段402、メンテナンス判定手段403、メンテナンス手段404より構成される。
Here, the maintenance control of the image forming apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a functional block diagram relating to maintenance control of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The maintenance control unit 400 of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a
湿度計測手段401は、画像形成装置内のノズル近傍の湿度を計測する。また、湿度計測手段401は、計測した湿度を経過時間累積手段402に出力する。
The
なお、湿度計測手段401はノズル近傍の湿度を計測するとしたが、ノズル近傍ではない装置内の湿度や、装置外の湿度を計測してもかまわない。
The
経過時間累積手段402は、湿度計測手段401から湿度を取得すると、取得した湿度が所定値以下であるか否かを判定する。湿度が所定値以下であると判定すると、クリーニング動作の終了時点、又は画像形成の終了時点からの経過時間を計測して累積する。経過時間累積手段402の詳細については、図5を用いて後述する。
When the elapsed
メンテナンス判定手段403は、経過時間累積手段402より累積時間を取得し、取得した累積時間と保持している所定時間とに基づいて、メンテナンスの内容について判定を行う。また、メンテナンス判定手段403は、判定結果に基づいたメンテナンス動作を行うようメンテナンス手段404に指示する。詳細な判定方法については、図7を用いて後述する。
The
メンテナンス手段404は、微動手段405、空吐出手段406、クリーニング手段407より構成され、メンテナンス判定手段403の指示に基づいて、微動動作、空吐出動作、クリーニング動作のいずれかのメンテナンス動作を行う。
The
微動手段405は、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、インクジェットヘッドに対して、吐出しない程度に微振動を与える。 When the fine movement means 405 receives an instruction to perform an operation from the maintenance determination means 403, the fine movement means 405 gives a fine vibration to the ink jet head to such an extent as not to discharge.
空吐出手段406は、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、非記録領域に液滴を吐出する空吐出動作を行う。
Upon receiving an instruction to perform an operation from the
クリーニング手段407は、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、吸引ポンプによりノズル開口から増粘したインクを吸引するクリーニング動作を行う。また、クリーニング手段407は、クリーニング開始通知、クリーニング終了通知を経過時間累積手段402に通知する。
When the
図5は、経過時間累積手段402の詳細な機能ブロック図である。経過時間累積手段402は、湿度判定手段501、累積時間算出手段502、累積時間記憶手段503、リセット手段504より構成される。
FIG. 5 is a detailed functional block diagram of the elapsed
湿度判定手段501は、湿度計測手段401から湿度を取得すると、取得した湿度と保持している所定値とを比較し、湿度が所定値以下であるか否かを判定する。次に、湿度判定手段501は、判定結果を累積時間算出手段502に出力する。ここで、保持している所定値は、例えば70%RHとする。
When the
累積時間算出手段502は、画像形成部から画像形成終了通知又はクリーニング手段407からクリーニング終了通知を受け取り、かつ湿度判定手段501より湿度が所定値以下であるとの判定結果を受ければ、経過時間を累積して累積時間を算出する。累積時間算出手段502は累積時間を累積した場合に、累積時間を累積時間記憶手段503に出力する。累積時間算出手段502は、湿度判定手段501より湿度が所定値より大きいとの判定結果を受ければ、経過時間を累積しない。
If the cumulative
また、累積時間算出手段502は、リセット手段504から累積時間のリセットの指示を受けると、画像形成終了後、又はクリーニング終了後、算出した累積時間を0にリセットする。
When the cumulative
累積時間記憶手段503は、累積時間算出手段502より累積時間を取得すると、取得した累積時間を記憶する。記憶した累積時間は、定期的にメンテナンス判定手段403に読み出される。
When the accumulated
リセット手段504は、画像形成部から画像形成開始通知、又はクリーニング手段407からクリーニング開始通知を受けると、累積時間算出手段502に累積時間をリセットするよう指示を出す。
When receiving the image formation start notification from the image forming unit or the cleaning start notification from the
なお、図5に示す累積時間記憶手段503を設けず、累積時間算出手段502は、累積した累積時間を直接メンテナンス判定手段403に出力する構成としても良い。
Note that the cumulative
図6は、本実施例における経過時間累積処理のフローチャートである。ステップ601では、累積時間算出手段502が、画像形成部からの画像形成終了通知、又はクリーニング手段407からクリーニング終了通知を受けたか否かを判定する。ステップ601により、画像形成終了通知、又はクリーニング終了通知を受けていないと判定された場合、累積時間算出手段502が再びステップ601の判定を行う。
FIG. 6 is a flowchart of elapsed time accumulation processing in the present embodiment. In step 601, it is determined whether the accumulated
ステップ601により、画像形成終了通知、又はクリーニング終了通知を受けたと判定された場合、ステップ602では、累積時間算出手段502が、算出している累積時間を0にリセットする。ステップ603では、累積時間算出手段502が、あらかじめ定められた所定時間待機する。
If it is determined in step 601 that an image formation end notification or a cleaning end notification has been received, in
次にステップ604では、湿度判定手段501が、取得した湿度が所定値以下であるか否かを判定する。ステップ604により、取得した湿度は所定値以下であると判定された場合、ステップ605では、累積時間算出手段502が、累積時間に所定時間を加算して、累積時間を算出する。ステップ604により、取得した湿度は所定値よりも大きいと判定された場合、ステップ606に進む。
Next, in step 604, the humidity determination means 501 determines whether the acquired humidity is below a predetermined value. If it is determined in step 604 that the acquired humidity is equal to or less than a predetermined value, in step 605, the accumulated
ステップ606では、リセット手段603が、画像形成開始通知、又はクリーニング開始通知を受けたか否かを判定する。ステップ606により、画像形成開始通知、又はクリーニング開始通知を受けたと判定された場合、リセット手段603が、累積時間算出手段502に累積時間をリセットするよう指示を出し、ステップ601へ戻る。ステップ606により、画像形成開始通知、又はクリーニング開始通知を受けていないと判定された場合、ステップ603に戻る。
In
本実施例では、図5の構成において図6の処理を行うことを例に挙げて説明したが、必ずしもこの構成や処理に限られない。例えば、本実施例のように所定時間待機し、待機した所定時間を累積することで累積時間を算出するのではなく、湿度が所定値以下になってから所定値よりも大きくなるまでの実際の時間を計測し、計測した時間を累積時間に加算する方法もある。つまり、画像形成終了時点からの経過時間、又はクリーニング動作終了時点からの経過時間であって、湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積することができれば、本実施例の構成、処理に限られない。 In the present embodiment, the example of performing the process of FIG. 6 in the configuration of FIG. 5 has been described as an example, but the present invention is not necessarily limited to this configuration and process. For example, instead of calculating the cumulative time by waiting for a predetermined time and accumulating the standby predetermined time as in the present embodiment, the actual time from when the humidity falls below a predetermined value until it becomes greater than the predetermined value There is also a method of measuring time and adding the measured time to the accumulated time. In other words, if the elapsed time from the end of image formation or the elapsed time from the end of the cleaning operation and the elapsed time when the humidity is not more than a predetermined value can be accumulated, the configuration and processing of this embodiment are limited. I can't.
図7は、本実施例におけるメンテナンス判定処理のフローチャートである。ステップ701では、メンテナンス判定手段403が、取得した累積時間は1週間(第1の所定時間)以下であるか否かを判定する。
FIG. 7 is a flowchart of the maintenance determination process in the present embodiment. In
ステップ701により、累積時間は1週間(第1の所定時間)以下であると判定された場合、メンテナンス判定手段403が、メンテナンス動作として微動動作を行うことを決定し、微動手段405に動作を行うよう指示する。
When it is determined in
ステップ702では、微動手段405が、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、インクジェットヘッドに対して、吐出しない程度に微振動を与える。これより、ノズル近傍のインクを攪拌することができ、インクの乾燥を防止することができる。 In step 702, when the fine movement means 405 receives an instruction to perform an operation from the maintenance determination means 403, the fine movement means 405 gives a fine vibration to the ink jet head so as not to discharge. As a result, the ink in the vicinity of the nozzle can be agitated, and the ink can be prevented from drying.
ステップ701により、累積時間は1週間(第1の所定時間)よりも長いと判定された場合、ステップ703では、メンテナンス判定手段403が、累積時間は1ヶ月(第2の所定時間)以下であるか否かを判定する。
When it is determined in
ステップ703により、累積時間は1ヶ月(第2の所定時間)以下であると判定された場合、メンテナンス判定手段403が、メンテナンス動作として空吐出動作を行うことを決定し、空吐出手段406に動作を行うよう指示する。
When it is determined in
ステップ704では、空吐出手段406が、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、非記録領域に液滴を吐出する空吐出動作を行う。これより、微動動作では解消できなくなったインクの乾燥を解消することができる。
In step 704, when the
ステップ703により、累積時間は1ヶ月(第2の所定時間)より長いと判定された場合、メンテナンス判定手段403が、メンテナンス動作としてクリーニング動作を行うよう決定し、クリーニング手段407に動作を行うよう指示する。
When it is determined in
ステップ705では、クリーニング手段407が、メンテナンス判定手段403より動作を行うよう指示を受けると、吸引ポンプによりノズル開口から増粘したインクを吸引するクリーニング動作を行う。これより、空吐出動作では解消できなくなったインクの乾燥を解消することができる。
In
ここで、第1の所定時間、第2の所定時間をそれぞれ1週間、1ヶ月としたが、第1の所定時間、第2の所定時間はインクの特性に応じて適宜設定することができる。 Here, the first predetermined time and the second predetermined time are set to one week and one month, respectively, but the first predetermined time and the second predetermined time can be appropriately set according to the characteristics of the ink.
以上、本発明における実施例によれば、印刷開始指示に関係なく、定期的にメンテナンス動作を行うことにより、電源ON状態で印刷を実施しない期間が長い場合であっても、印刷開始指示から印刷結果の出力までの時間を短縮することができる。また、本実施例によれば、装置内の湿度を計測し、画像形成終了時点又はクリーニング動作終了時点からの経過時間であって、湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積するので、使用環境に応じて適切なタイミングで無駄のないメンテナンス動作を行うことができる。さらに、本実施例によれば、長期に印刷されない場合に、例えば1ヶ月以上印刷されない場合に、従来技術のように一度に大量のインクを消費するメンテナンス動作を行う必要がないため、インクの消費量を低減することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the maintenance operation is periodically performed regardless of the print start instruction, so that even when the printing is not performed in the power-on state, the printing is started from the print start instruction. The time until the result is output can be shortened. Further, according to the present embodiment, the humidity in the apparatus is measured, and the elapsed time from the end of the image formation or the end of the cleaning operation is accumulated, and the elapsed time when the humidity is equal to or less than a predetermined value is accumulated. A maintenance operation without waste can be performed at an appropriate timing according to the environment. Furthermore, according to the present embodiment, when printing is not performed for a long period of time, for example, when printing is not performed for one month or more, it is not necessary to perform a maintenance operation that consumes a large amount of ink at a time as in the prior art. The amount can be reduced.
(変形例)
本実施例における画像形成装置の変形例として、メンテナンス動作を行うときの湿度に応じて、微動動作の振動回数、空吐出動作の吐出回数を変更することも可能である。この変形例について、図8を用いて説明する。
(Modification)
As a modification of the image forming apparatus in the present embodiment, the number of vibrations of the fine movement operation and the number of discharges of the idle discharge operation can be changed in accordance with the humidity at which the maintenance operation is performed. This modification will be described with reference to FIG.
図8は、計測された湿度と振動回数、吐出回数との関係を示す図である。図8に示す例では、湿度が50%RH、30%RH、10%RHと低くなるにつれ、振動回数は10回、30回、50回と増えている。また、吐出回数についても、湿度が50%RH、30%RH、10%RHと低くなるにつれ、10回、100回、150回と増えている。これにより、画像形成装置の使用環境に応じて適切なメンテナンス動作を行うことができ、インクの乾燥を防止することができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the measured humidity, the number of vibrations, and the number of ejections. In the example shown in FIG. 8, the number of vibrations increases to 10, 30, and 50 as the humidity decreases to 50% RH, 30% RH, and 10% RH. Also, the number of ejections increases to 10, 100, and 150 as the humidity decreases to 50% RH, 30% RH, and 10% RH. Accordingly, an appropriate maintenance operation can be performed according to the usage environment of the image forming apparatus, and ink drying can be prevented.
また、計測した湿度に応じて、累積する経過時間に係数をかけることも考えられる。つまり、計測した湿度が低いほど、経過時間に高い係数をかけて経過時間を累積する方法である。これより、湿度が低ければ低いほど、経過時間を累積する累積時間の値が大きくなり、メンテナンス動作に入るタイミングが早くなることでインクの乾燥を防止することができる。 It is also conceivable to apply a coefficient to the accumulated elapsed time according to the measured humidity. That is, this is a method of accumulating the elapsed time by multiplying the elapsed time by a higher coefficient as the measured humidity is lower. Accordingly, the lower the humidity is, the larger the cumulative time value for accumulating the elapsed time is, and the earlier the timing for entering the maintenance operation, the ink can be prevented from drying.
また、メンテナンス判定手段403が累積時間を取得するタイミングは、適宜設定変更可能とする。経過時間累積手段402が経過時間を累積すると同時に、メンテナンス判定手段403は累積時間を取得してもいいし、経過時間累積手段402が経過時間を累積するタイミングとは異なるタイミングで累積時間を取得しても良い。例えば、累積時間が第1の所定時間に達するまでの取得間隔よりも、累積時間が第1の所定時間を越えてからの取得間隔の方が長いとすることにより、必要以上に空吐出動作を行うことを避けることができる。
The timing at which the
また、メンテナンス判定手段403は、第1の所定時間よりも時間が短い第3の所定時間を保持し、取得した累積時間が第3の所定時間以下である場合、メンテナンス動作をしないと判定してもよい。
Further, the
また、画像形成装置内に有する時計を用いて、メンテナンス動作を夜間に実施するようにしてもよい。これより、日中に印刷を行うときに、より素早く印刷を行うことができる。 Further, the maintenance operation may be performed at night using a clock provided in the image forming apparatus. Accordingly, when printing is performed during the day, printing can be performed more quickly.
なお、本実施例や変形例で用いることができ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。仮に汚れの原因となる液体がノズル面に付着したとしても、その結合力は弱い。 In addition, the nozzle surface of the head that can be used in this embodiment or a modification 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 the liquid causing the contamination adheres to the nozzle surface, the bonding 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、正常な吐出を行うことができる。 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 material having water repellency, the ink does not spread in the vicinity of the nozzle but stays in the nozzle, so that normal ejection can be performed.
ノズル面に対する撥水膜の形成は、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する。次に、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、オリフィス面上に撥水膜を形成することができる。なお、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。 Formation of the water-repellent film on the nozzle surface may be performed by vacuum deposition, or may be applied by dissolving in a suitable solvent. As for the former, for example, after the inside of the vacuum chamber is evacuated 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. Next, the vacuum atmosphere is adjusted, and power is supplied from the high-frequency power source to the discharge electrode to cause RF glow discharge. The surface of the orifice of the liquid discharge head is surface-treated in a plasma atmosphere to repel the orifice surface. A water film can be formed. 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.
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。 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−n−ヘキサン、パーフルオロ−n−ヘプタン、テトラデカフルオロ−2−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−2−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−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−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α、w−ビス(3−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 Examples of the alkane having a group include octafluorocyclobutane, perfluoromethylcyclohexane, perfluoro-n-hexane, perfluoro-n-heptane, tetradecafluoro-2-methylpentane, perfluorododecane, perfluoroeucosan; Examples of the carboxylic acid having an alkyl group include perfluorodecanoic acid and perfluorooctanoic acid; examples of the alcohol having a fluoroalkyl group include 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5-heptafluoro-2-pentanol; A with a fluoroalkyl group The emissions, heptadecafluoro-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, α, w-bis (vinyl). ) Polydimethylsiloxane and the like.
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。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9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が挙げられる。 As another water-repellent material, an organic compound having a silicon atom, particularly an organic compound having an alkylsiloxane group can be used. 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 containing the structural unit represented by general formula (a) and (b) of these is mentioned.
図9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。 The compound having a structure as shown in FIG. 9 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.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、上記変形例以外にも種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the specific embodiment which concerns, In the range of the summary of this invention described in the claim, except the said modification In addition, various modifications and changes can be made.
101 フレーム
102 流路板
103 ノズルプレート
104 振動板
105 積層圧電素子
106 ベース
107 共通液室
108 流体抵抗部
109 圧力発生室
110 ノズル
111 連通口
112 ダイアフラム部
113 アイランド部
114 インク供給口
115 接着層
116 個別電極
117 共通電極
201 隔壁
202 駆動部
203 支持部
400 メンテナンス制御手段
401 湿度計測手段
402 経過時間累積手段
403 メンテナンス判定手段
404 メンテナンス手段
405 微動手段
406 空吐出手段
407 クリーニング手段
501 湿度判定手段
502 累積時間算出手段
503 累積時間記憶手段
504 リセット手段
101
Claims (9)
前記画像形成装置内の湿度を計測する計測手段と、
前記クリーニング動作の終了時点からの経過時間又は画像形成の終了時点からの経過時間であって、前記計測手段により計測された湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積する累積手段と、
前記累積手段により累積された累積時間に基づいて前記メンテナンス動作を行うか否かを判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that performs a maintenance operation including a cleaning operation for sucking ink from the nozzles with respect to a head that ejects liquid droplets from the nozzles.
Measuring means for measuring humidity in the image forming apparatus;
An accumulating unit that accumulates an elapsed time from the end time of the cleaning operation or an elapsed time from the end point of image formation when the humidity measured by the measuring unit is a predetermined value or less;
An image forming apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not to perform the maintenance operation based on an accumulation time accumulated by the accumulation unit.
画像形成装置内の湿度を計測する計測ステップと、
前記クリーニング動作の終了時点からの経過時間又は画像形成の終了時点からの経過時間であって、前記計測ステップにより計測された湿度が所定値以下の場合の経過時間を累積する累積ステップと、
前記累積ステップにより累積された累積時間に基づいて前記メンテナンス動作を行うか否かを判定する判定ステップと
を有することを特徴とするメンテナンス方法。 In a maintenance method for performing a maintenance operation including a cleaning operation for sucking the ink of the nozzle on a head that ejects liquid droplets from the nozzle,
A measurement step for measuring the humidity in the image forming apparatus;
An accumulation step of accumulating the elapsed time when the humidity measured by the measurement step is equal to or less than a predetermined value, the elapsed time from the end of the cleaning operation or the elapsed time from the end of image formation;
A determination step of determining whether or not to perform the maintenance operation based on the accumulated time accumulated in the accumulation step.
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- 2008-02-08 JP JP2008029175A patent/JP2009184307A/en active Pending
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