KR20070046782A

KR20070046782A - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20070046782A
Application number: KR1020067015606A
Authority: KR
Inventors: 테츠야 카네코; 쿠니히로 야마나카
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2007-05-03
Also published as: EP1817170A1; US20080238982A1; CN100500438C; KR100832920B1; EP1817170A4; JP4566716B2; US7533957B2; WO2006059792A1; EP1817170B1; JP2006150873A; CN1922022A

Abstract

본 발명에 의한 화상 형성 장치는 기록매체에 화상을 형성하도록 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드; 인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단; 및 액체방울의 토출에 의해 발생하는 노즐면 오염 허용 역치와 화상 형성을 위해 상기 기록헤드로부터의 액체방울 토출 횟수에 근거하여 상기 기록헤드의 노즐면을 클리닝하는 클리닝 수단;을 포함한다.

기록헤드, 노즐면 청소, 노즐면 클리닝, 정전 흡착, 와이퍼 블레이드

Description

화상 형성 장치{Image Forming Apparatus}

본 발명은 화상 형성 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 정전흡착 이송되는 기록매체에 기록액을 토출함으로써 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

프린터, 팩시밀리, 복사기, 복합기 등의 화상 형성 장치로서 잉크젯 기록장치가 알려져 있다. 잉크젯 기록장치는 기록헤드로부터 기록용지(이하 "용지"라 하지만, 재질을 종이로 한정하지 않으며 기록매체, 전사지, 전사매체, 피기록재 등을 포함)와 같은 기록매체에 잉크방울을 토출함으로써 기록(화상 형성, 그림 인쇄, 글자 인쇄, 인쇄 등과 동일한 의미로 사용됨)을 행하는 것이다. 잉크젯 기록장치는 고속으로 고해상도의 인쇄가 가능하고, 유지비가 저렴하며, 소음이 적고, 멀티컬러 잉크를 사용하여 컬러 화상을 쉽게 형성할 수 있다는 점에서 장점을 갖는다.

이러한 잉크젯 기록장치에서는 고품질의 화상을 얻기 위해서 용지에 대한 잉크방울의 랜딩(landing) 위치의 정밀도를 향상시키는 것이 필수적이다. 따라서 일본공개특허출원 평4-201469호, 일본공개특허출원 평9-254460호 및 일본공개특허출 원 2000-25249호에 개시된 바와 같이, 정전흡착력으로 용지를 흡착하도록 용지를 이송하는 이송 벨트를 균일하게 대전시킴으로써 기록헤드와 용지의 접촉으로 인한 잼(jams) 또는 오염(contamination)을 방지하고, 기록헤드와 용지 사이의 거리일 일정하게 유지하며, 용지의 이탈을 방지하기 위해 용지의 이송을 정확하게 제어하고, 용지의 플로팅(floating)을 방지하는 것 등이 알려져 있다.

그러나, 정전흡착력으로 용지를 흡착하도록 이송 벨트를 균일하게 대전시키기 때문에, 기록헤드로부터 토출되는 잉크방울이 전기장에 의한 영향을 받게 되어 용지에 대한 잉크방울이 랜딩 위치의 이탈이 발생하고 기록헤드 측으로 잉크안개(mist)가 역류하게 되는 문제점이 있음이 알려져 있다.

이러한 잉크방울의 랜딩 위치의 이탈 또는 잉크안개의 역류를 방지하기 위해, 일본공개특허출원 2000-25249호에 개시된 바와 같이 동일한 전하로 대전된 표면을 갖는 이송 벨트 상의 용지의 표면을 기록헤드의 이송방향으로 상류측에서 이송 벨트와 반대 극성의 전하를 인가함으로써 용지 표면의 전위를 약하게 하고 토출되는 잉크방울에 대한 전기장의 영향을 감소시키며, 용지의 표면으로부터 이송 벨트의 표면과 동일한 극성을 갖는 전위를 약하게 함으로써, 이송 벨트에 대한 용지의 정전흡착력을 향상시키는 것이 알려져 있다.

또한, 이송 벨트를 대전시키는 방법으로, 일본특허 2897960호에 개시된 바와 같이 이송 벨트의 표면에 전압 인가장치를 접촉시키고 플러스 전하와 마이너스 전하를 교대로 띠 모양 방식으로 인가하는 것에 의해, 교대 대전 패턴(alternating charging pattern)이 형성된다는 것이 알려져 있다.

전술한 바와 같이, 정전흡착력에 의해 용지가 흡착될 때, 용지의 표면과 기록헤드 사이에는 전기장이 발생한다. 따라서, 이러한 전기장의 영향을 받아 기록헤드로부터 토출되는 잉크방울이 분극(polarization)되고, 이에 의해 잉크방울의 비상(traveling)이 방해를 받게 되므로 양호한 기록을 행할 수 없게 되며, 또한 잉크방울의 분극의 결과로서 잉크안개가 기록헤드의 토출부(노즐에 형성된 노즐면) 부근에 역류하거나 부착되어 버린다는 문제점들이 있다.

이러한 문제점들에 대응하기 위해, 일본특허 제2897960호에는 교대 대전 패턴(교류에 의한 플러스 대전과 마이너스 대전)으로 이송 벨트에 전하를 인가함으로써, 용지와 이송 벨트 사이에 흡착력을 발생시키는 구성이 개시되어 있다. 동시에, 용지의 표면에 유발되는 플러스 전하와 마이너스 전하는 전달되어 서로 상쇄됨으로써, 용지 표면의 평균 전위는 감소하게 된다. 이에 의해, 잉크방울의 랜딩 위치의 이탈 및 잉크안개의 역류의 원인이 되는 전기장이 감소하게 되는 것이다.

최근 잉크를 사용하는 화상 형성 장치에서, 일반용지에 대해 고품질의 인쇄를 얻기 위해, 착색제로서 유기안료 또는 카본블랙을 이용하는 안료함유 잉크의 사용이 현재 개발중이거나 실용화되어 있다. 염료와 달리 안료는 물에 대한 용해성이 거의 없기 때문에, 일반적으로 안료를 분산제와 혼합하여 분산 처리를 통해 안료를 물에 안정적으로 분산시킨 상태의 수성 잉크로서 사용된다. 이러한 안료함유 잉크는 염료함유 잉크보다 점도가 높으며, 안료함유 잉크의 점도는 사용조건에 따라 5 mPs 내지 20 mPs 범위 내에서 크게 달라진다.

이와 같은 고점도의 잉크방울은 잉크의 주방울(main drop)이 토출된 후, 순 간적으로 토출 방향으로 길게 펴지는 실린더 형상으로 변형된다. 이후, 이송 벨트 상의 전하에 의하여, 이송 벨트와 근접하는 잉크방울의 부분에는 반대 극성의 전하가 유발되고, 이송 벨트와 멀리 떨어진 잉크방울의 부분에는 이송 벨트 상의 전하와 동일한 극성의 전하가 유발되는 유전분극(dielectric polarization) 현상이 발생한다. 그 다음에, 유전분극된 잉크 실린더는 방울 형상이 되는 이송 벨트 측에서의 잉크와, 노즐의 내부로 되돌아가는 헤드 측의 잉크로 분열된다. 이때, 잉크 실린더의 중간부는 더 미세하게 분열되어 꼬리(tailing) 잉크안개가 된다. 이러한 꼬리 잉크안개는 이송 벨트 상의 전하와 동일한 전하이기 때문에, 잉크안개는 이송 벨트에 의해 반발되어 노즐면에 부착되고 이로 인해 노즐면이 오염되는 경우가 흔히 발생하게 된다.

결과적으로, 고점도의 기록액이 사용되는 화상 형성 장치에서는 종래의 이송 벨트에 대한 대전 제어만으로는 기록헤드의 노즐면에 잉크안개가 부착되는 문제점을 해결할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 헤드 노즐면에 대한 오염을 효율적으로 제거하여 화상품질을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 헤드 노즐면에 대한 오염을 효율적으로 제거하여 화상품질을 향상시킬 수 있는 고점도의 기록액와 정전 이송이 적용된 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 기록매체에 화상을 형성하도록 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드, 인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단 및 액체방울의 토출에 의해 발생하는 노즐면 오염 허용 역치와 화상 형성을 위해 상기 기록헤드로부터의 액체방울 토출 횟수에 근거하여 상기 기록헤드의 노즐면을 클리닝하는 클리닝 수단을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드 및 인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단;을 포함하며, 상기 기록헤드의 노즐로부터 토출되는 액체방울로 상기 기록매체의 양면에 화상 형성이 가능하고, 상기 기록매체의 양면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도가 상기 기록매체의 단면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도보다 적은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 정전흡착 이송에서 발생하는 안개에 의해 야기되는 노즐면의 오염을 효과적으로 제거함으로써 화상 품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 노즐면의 오염이 상대적으로 낮은 양면 인쇄에 있어서, 정전흡착 이송에서 발생하는 안개에 의해 야기되는 노즐면의 오염을 효과적으로 제거함으로써 화상 품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 예를 앞쪽으로부터 본 사시도이다.

도 2는 상기 화상 형성 장치의 기구부의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 3은 상기 기구부의 주요부분에 대한 평면도이다.

도 4는 상기 화상 형성 장치의 이송 벨트의 구성의 일 예를 나타내는 개략도이다.

도 5는 상기 화상 형성 장치의 이송 벨트의 구성의 다른 예를 나타내는 개략도이다.

도 6은 액실의 길이 방향을 따른 상기 화상 형성 장치의 기록헤드를 구성하는 액체방울 토출헤드의 일 예에 대한 단면도이다.

도 7은 액실의 측면 방향을 따른 상기 헤드의 단면도이다.

도 8은 상기 화상 형성 장치의 유지/회복 기구에 대한 개략도이다.

도 9는 상기 화상 형성 장치의 제어부를 나타내는 블럭 구성도이다.

도 10은 상기 제어부에 의해 기록헤드에 인가되는 구동 파형의 일 예를 나타내는 설명도이다.

도 11A, 11B 및 11C는 상기 구동 파형의 각 구동 펄스를 나타내는 설명도이다.

도 12는 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제1 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 13은 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제2 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 14는 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제3 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 15는 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제4 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 16은 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제5 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 17은 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제6 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 18은 상기 제어부에 의해 수행되는 오염제거 처리의 제7 실시예를 설명하는 흐름도이다.

도 19는 상기 제어부에 의해 수행되는 이송 벨트에 대한 대전 제어를 나타내는 설명도이다.

도 20은 상기 제어부에 의해 수행되는 이송 벨트에 대한 대전 폭 제어의 처리를 설명하는 흐름도이다.

<주요부분에 대한 도면부호 설명>

10: 잉크 카트리지

33: 캐리지

34: 기록헤드

35: 서브-탱크

51: 이송 벨트

52: 이송 롤러

53: 종동(idler) 롤러

56: 대전 롤러

81: 유지/회복 기구

82: 갭(gap)

83: 와이퍼 블레이드(wiper blade)

84: 공 토출 수용부(blank ejection receiver)

300: 제어부

315: AC 바이어스 공급부

317: 유지/회복 기구 구동부

322: 환경 센서

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 예를 앞쪽으로부터 본 사시도이 다.

상기와 같은 화상 형성 장치는 장치 본체(1), 상기 장치 본체(1)에 장착되어 용지를 공급하는 급지 트레이(2), 상기 장치 본체(1)에 탈착 가능하게 장착되어 화상이 기록(형성)된 용지를 적재하는 배지 트레이(3)를 포함한다. 또한 장치 본체(1)의 앞면의 일측(급지 및 배지 트레이의 측면)에는 앞면으로부터 장치 본체(1)의 앞쪽으로 돌출되고 윗면보다 낮게 배치된 잉크 카트리지를 장착하기 위한 카트리지 장착부(4)가 제공되고, 상기 카트리지 장착부(4)의 윗면에는 조작 버튼이나 표시기 등이 구비되는 조작/표시부(5)가 구비된다.

상기 카트리지 장착부(4)에는 블랙(K) 잉크, 시안(C) 잉크, 마젠타(M) 잉크 및 옐로(Y) 잉크 등의 서로 다른 컬러를 갖는 기록액을 수용한 기록액 카트리지인 복수의 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y)(이하, 상기 카트리지는 컬러의 구별이 필요없는 경우에는 "잉크 카트리지(10)" 라 함)를 장치 본체(1)의 앞면으로부터 뒤쪽을 향해 삽입하여 장착할 수 있다. 상기 캐리지 장착부(4)의 앞면측에는, 잉크 카트리지(10)를 탈착할 때 개방되는 앞 커버(카트리지 커버)(6)가 제공되어 개폐가 가능하게 된다. 또한 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y)는 스탠딩 포지션(standing position)으로 횡방향에 나란하게 장착되는 구성을 갖는다.

상기와 같은 앞 커버(6)는 그 전체가 투명 또는 반투명 재질로 이루어져, 앞 커버(6)가 닫힌 상태에서도 외부에서 카트리지 장착부(4)에 장착된 복수의 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y)가 보이게 된다. 또한 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y)가 외부에서 보이게 하기 위해, 상기 커버의 일부를 투명 또는 반투명 재질로 구성할 수도 있다.

또한, 상기 조작/표시부(5)에는, 각 컬러에 대한 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y)의 장착 위치(배치 위치)에 대응하는 장착 위치에서, 각 컬러에 대한 잉크 카트리지(10k, 10c, 10m, 10y) 내의 잉크의 잔량을 니어-엔드(near-end) 또는 엔드(end)의 상태로 표시하기 위한 각 컬러에 대한 잔량 표시부(11k, 11c, 11m, 11y)(이하, 컬러의 구별이 필요없는 경우에는 "잔량 표시부(11)"라 함)가 배치되어 있다. 또한 조작/표시부(5)에는 전원공급 버튼(12), 용지 보냄 / 인쇄 재개 버튼(13) 및 취소 버튼(14)이 구비된다.

이하, 본 발명의 화상 형성 장치의 기구부를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 화상 형성 장치의 기구부의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 3은 상기 기구부의 주요부분에 대한 평면도이다.

캐리지(33)는, 프레임(21)을 구성하는 좌우 측판(21A, 21B)에 연장되는 가이드 부재인 가이드 로드(31)과 스테이(stay)(32)에 의해 주 스캐닝 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되며, 주 스캐닝 모터(미 도시)에 의해 화살표 방향(캐리지 주 스캐닝 방향)으로 스캐닝하도록 이동한다.

상기 캐리지(33)에는 전술한 바와 같이 옐로(Y), 시안(C), 마젠타(M) 및 블랙(Bk)의 각 컬러이 잉크방울을 토출하는 4개이 액체방울 토출헤드를 구비한 기록헤드(34)를, 복수의 잉크 토출구(노즐)을 갖는 노즐면(34a)이 주 스캐닝 방향과 교차하여 배치되고 잉크가 하향으로 토출되도록 장착한다.

상기 기록헤드(34)를 구성하는 잉크젯 헤드로서는, 압전소자를 이용하는 압전형 엑츄에이터, 발열 저항체 등의 전기-열 변환 소자로 액체의 막 비등(film boiling)에 의한 상 변화를 이용하는 서멀(thermal)형 엑츄에이터, 온도 변화에 의한 금속 상 변화를 이용하는 형상 기억 합금형 엑츄에이터, 정전력(electrostatic force)을 이용하는 정전형 엑츄에이터 등의 액체방울을 토출하기 위한 압력 발생장치가 구비된 잉크젯 헤드를 사용할 수 있다.

상기 기록헤드(34)에는 드라이버 IC가 장착되는데, 상기 IC는 하네스(harness)(플랙시블 인쇄 케이블)(22)를 통해 제어부(미 도시)에 연결된다.

또한, 상기 캐리지(33)에는 기록헤드(34)에 각 컬러의 잉크를 공급하는 각 컬러에 대한 서브-탱크(35)가 구비된다. 상기 각 컬러에 대한 서브-탱크(35)에는 전술한 바와 같이 카트리지 장착부(4) 내에 장착된 각 컬러에 대한 잉크 카트리지(10)로부터 각 컬러에 대한 잉크 공급관(36)을 통해 각 컬러의 잉크가 공급된다. 또한, 상기 카트리지 장착부(4)에는 잉크 카트리지(10) 내의 잉크를 보내기 위한 공급펌프 유닛(24)이 구비되고, 잉크 공급관(36)은 연장되는 과정에서 프레임(21)을 구성하는 뒤판(21C) 상의 맞물림 부재(25)에 의해 지지된다.

한편, 급지 트레이(2)의 용지 적재부(가압판)(41)에 적재된 용지(42)를 급지하기 위한 급지부로서, 용지 적재부(41)로부터 용지(42)를 1장씩 분리하여 급지하는 반월 롤러(급지 롤러)(43)와, 급지 롤러(43)와 대향하고 마찰계수가 큰 재질로 이루어진 분리 패드(44)가 구비되는데, 상기 분리 패드(44)는 급지 롤러(43)의 측에 힘이 가해지는 상태이다.

그리고, 급지부로부터 급지되는 용지(42)를 기록헤드(34)의 하측으로 보내기 위해서, 용지(42)를 안내하는 가이드 부재(45), 카운터 롤러(46), 이송 가이드 부재(47) 및 선단 가압 롤러(49)를 갖는 가압 부재(48)가 구비되며, 또한 급지된 용지(42)를 정전흡착하여 기록헤드(34)에 대향하는 위치로 이송하는 이송 장치로서 이송 벨트(51)가 구비된다.

상기 이송 벨트(51)는 무단이며, 이송 롤러(52)와 텐션 롤러(53) 둘레에 연장되고 벨트 이송방향(부 스캐닝 방향)을 따라 회전한다. 회전하는 이송 벨트(51)는 대전 롤러(56)에 의해 대전(또는 전하가 인가)된다.

상기 이송 벨트(51)는 도 4에 도시된 바와 같이 단층 구조일 수 있으며, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 복층(2층 이상) 구조일 수도 있다. 단층 구조를 갖는 이송 벨트(51)의 경우, 이송 벨트(51)가 용지(42)나 대전 롤러(56)와 접촉하기 때문에, 상기 층 전체가 절연 재료로 형성된다. 한편, 복층 구조를 갖는 이송 벨트(51)의 경우, 용지(42)나 대전 롤러(56)와 접촉하는 측은 절연층(51A)으로, 용지(42)나 대전 롤러(56)와 접촉하지 않는 측은 도전층(51B)으로 형성되는 것이 바람직하다.

단층 구조를 갖는 이송 벨트(51)를 형성하는 절연 재료와 복층 구조를 갖는 이송 벨트(51)의 절연층(51A)을 형성하는 절연 재료로는 PET, PEI, PVDF, PC, ETFE, PTFE 등의 수지(resin) 또는 엘라스토머(elastomer)로 도전 제어제(conductivity control agent)가 포함되지 않은 재료가 바람직하며, 재료의 체적 저항률은 10¹²Ω㎝ 이상, 바람직하게는 10¹⁵Ω㎝ 이상이 되도록 한다. 또한, 복층 구조를 갖는 이송 벨트(51)의 도전층(51B)을 형성하는 재료로는 수지 또는 엘라스토머에 카본이 포함된 재료로 체적 저항률이 10⁵ 내지 10⁷Ω㎝가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 대전 롤러(56)는 이송 벨트(51)의 표면층이 되는 절연층(51A)(복층 구조를 갖는 이송 벨트의 경우)과 접촉하고, 이송 벨트(51)의 회전에 의해 회전되도록 배치되며, 롤러의 축의 양단이 가압된다. 상기 대전 롤러(56)는 10⁶ 내지 10⁹Ω/□의 체적 저항률을 갖는 도전 재료로 형성된다. 상기 대전 롤러(56)에는 후술하는 바와 같이 AC 바이어스 공급부(고압 전원)(315)으로부터 예를 들어 2kV의 AC 바이어스(고전압)가 인가된다. 상기 AC 바이어스는 정현파나 삼각파도 가능하지만 , 구형파(square wave)가 바람직하다.

또한, 가이드 부재(57)는 기록헤드(34)에 의해 인쇄되는 화상 영역에 대응하도록 이송 벨트(51)의 뒤쪽에 배치된다. 상기 가이드 부재(57)는, 이송 벨트(51)를 지지하는 2개의 롤러(이송 롤러(52)와 텐션 롤러(53)) 사이의 접선으로부터 기록헤드(35) 측에서 가이드 부재(57)의 윗면을 돌출시킴으로써 이송 벨트(51)의 고정밀의 평면성을 유지시킨다.

상기 이송 벨트(51)는 이송 롤러(52)의 회전에 의해 도 3에 도시된 벨트 이송방향을 따라 회전하는데, 상기 이송 롤러(52)는 부 스캐닝 모터에 의해서 구동 벨트를 통해 구동된다.

또한, 기록헤드(34)에 의해 기록이 수행된 용지(42)를 배지하기 위한 배지부로서, 이송 벨트(51)로부터 용지(42)를 분리하는 분리 클로(claw)(61), 배지 롤러(62) 및 배지 제어 롤러(63)가 구비되며, 배지 롤러(62) 아래에 배지 트레이(3)가 구비된다. 이때, 배지 롤러(62)와 배지 제어 롤러(63) 사이의 위치에서 배지 트레이(3)까지의 높이는 배지 트레이(3)에 적재될 수 있는 용지의 양이 커지도록 어느 정도 높게 설정된다.

또한, 장치 본체(1)의 뒤쪽에는 양면 유닛(71)이 탈착 가능하게 장착된다. 상기 양면 유닛(71)은 이송 벨트(51)의 역방향 회전에 의해 보내어진 용지(42)를 받아 반전시키고, 반전된 용지를 카운터 롤러(46)와 이송 벨트(51) 사이에 다시 급지한다. 상기 양면 유닛(71)의 윗면은 수동 트레이(72)로 구성된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 캐리지(33)의 스캐닝 방향의 일측에서의 비인쇄 영역에는 기록헤드(34)의 노즐의 양호한 상태를 유지/회복하기 위한 유지/회복 기구(81)가 배치된다.

상기 유지/회복 기구(81)에는 기록헤드(34)의 각 노즐면을 캡핑하기 위한 각각의 캡 부재(82a, 82b, 82c, 82d)(이하, 구별이 필요없는 경우에는 "캡(82)"이라 함), 노즐면을 와이핑(wiping)하기 위한 블레이드 부재인 와이퍼 블레이드(83) 및 걸쭉한(thickened) 기록액을 토출하도록 기록과 무관한 액체방울을 토출하는 공(blank) 토출을 수행할 때, 그 액체방울을 수용하기 위한 공 토출 수용부(84)가 구비된다. 이때, 상기 캡(82a)은 흡인(aspiration) 및 보습용이고, 다른 캡(82b, 82c, 82d)은 보습용으로 구성된다.

그리고, 유지/회복 기구(81)에 의해 유지/회복 동작으로 발생하는 기록액의 폐액(disposal liquid), 캡(82)으로 배출되는 잉크, 와이퍼 블레이드(83)에 부착되고 와이퍼 클리너(85)에 의해 제거되는 잉크 및 공 토출 수용부(84)에 공 토출되는 잉크는 도 2에서 가상선으로 표시되는 폐액을 저장하는 용기인 폐액 탱크(100)에 배출되고 수용된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 캐리지(33)의 스캐닝 방향의 타측에서의 비인쇄 영역에는, 기록 중에 걸쭉한 기록액을 토출하도록 기록과 무관한 액체방울을 토출하는 공 토출을 수행할 때, 그 액체방울을 수용하기 위한 공 토출 수용부(88)가 배치되며, 상기 공 토출 수용부(88)에는 기록헤드(34)의 노즐의 열 방향을 따라 개구(89)가 구비된다.

이하, 본 발명의 화상 형성 장치의 기록헤드를 구성하는 액체방울 토출헤드의 일 예를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 액실(liquid chamber)의 길이 방향을 따른 상기 헤드의 단면도이고, 도 7은 액실의 측면 방향(노즐의 병렬 방향)을 따른 상기 헤드의 단면도이다.

상기 액체방울 토출헤드는 예를 들어 단결정 실리콘 기판을 이방성 에칭하여 형성된 유로판(101), 상기 유로판(101)의 아랫면 접합된 예를 들어 니켈-전기주조에 의해 형성된 진동판(102) 및 상기 유로판(101)의 윗면에 접합된 노즐판(103)을 접합/적층하는 것에 의해 형성되고, 이에 의해, 액체방울(잉크방울)을 토출하는 노즐과 연통하는 노즐 연통로(105), 액실(106) 및 상기 액실(106)에 잉크를 공급하는 공통 액실(108)과 연통하는 잉크 공급구(109)를 형성한다.

또한, 상기 진동판(102)을 변형시켜 액실(106) 내의 잉크를 가압하는 압력 발생장치(엑츄에이터)인 기계전자 변환소자로는 2열의 적층형 압전소자(121)(도면에서는 1열만 도시)와, 상기 압전소자(121)를 접합/고정하는 베이스 기판(base substrate)(122)이 구비된다. 또한, 압전소자들(121) 사이에는 원주형(columnar) 지지부(123)가 구비된다. 상기 원주형 지지부(123)는 압전소자 재료를 분할 가공하여 압전소자(121)와 동시에 형성된 것이지만, 구동 전압이 인가되지 않기 때문에 단순히 원주형 지지부가 된다.

또한, 상기 압전소자(121)는 FPC 케이블(22)에 연결되는데, 이는 상기 소자를 구동 회로(구동 IC)(미 도시)에 연결하기 위함이다.

그리고, 상기 진동판(102)의 주변부는 프레임 부재(130)에 접합된다; 상기 프레임 부재(130)에는 압전소자(121)와 베이스 기판(122)으로 구성되는 엑츄에이터 유닛을 수용하는 관통부(131) 및 공통 액실(108)을 갖는 오목부와, 외부로부터 공통 액실(108)로 잉크를 공급하는 잉크 공급구멍(132)가 형성된다. 상기 프레임 부재(130)는 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 또는 폴리페닐렌 아황산염( polyphenylene sulphite)을 사출 성형하는 것에 의해 형성된다.

이때, 예를 들어 결정 면 방위(crystallographic plane direction)를 갖는 단결정 실리콘 기판을 수산화칼륨(KOH) 수용액 등의 알칼리성 에칭액으로 이방성 에칭을 함으로써, 노즐 연통로(105)와 공통 액실(108)이 되는 오목부와 구멍이 유로판(101)에 형성된다; 그러나 상기 기판은 단결정 실리콘 기판에 한정되지 아니하 고, 그 밖의 스테인리스 기판, 감광성 수지 기판 등을 사용하는 것도 가능하다.

상기 진동판(102)는 니켈의 금속 플레이트로 형성된 것으로, 예를 들어 일렉트로 포밍법(전기주조법) 등으로 제작된다; 다른 금속판 또는 금속판과 수지판의 접합시킨 것도 사용될 수 있다. 상기 진동판(102)에 압전소자(121)와 원주형 지지부(124)가 접착제에 의해 접합되며, 프레임 부재(130) 또한 접착제에 의해 접합된다.

상기 노즐판(103)은 10㎛ 내지 30㎛의 지경을 갖는 노즐(104)이 형성되고, 각각의 액실에 대응되며, 접착제에 의해 유로판(101)에 접합된다. 상기 노즐판(103)은 금속 부재로 이루어진 노즐 형성부의 표면에 필요한 층의 매개(intermediate)를 통해 그 윗면으로서 방수층을 형성한 것이다.

상기 압전소자(121)는 압전재료(151)와 내부전극(152)을 교대로 적층한 적측형 압전소자(이하 “PZT"라 함)이다. 압전소자(121)의 대응하는 단면에 인출되는 각 내부전극(152)은 개별전극(153) 또는 공통전극(154)에 연결된다. 또한, 본 실시예에서는 압전 방향으로서 d33 방향을 따라 압전소자(121)의 변위를 사용하여 액실(106) 내의 잉크를 가압하는 구성으로 되어 있지만, 압전 방향으로서 d31 방향을 따라 압전소자(121)의 변위를 사용하여 액실(106) 내의 잉크를 가압하는 구성도 가능하다. 또한, 1개의 기판(122) 상에 1열의 압전소자(121)가 구비되도록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성의 액체방울 토출헤드에 있어서, 예를 들어 압전소자(121)에 인가되는 전압을 기준전압으로부터 낮게 하면, 압전소자(121)는 수축하고 진동판(102)이 아래로 이동하여, 액실(106)의 체적이 팽창하게 되므로 액실(106) 내에 잉크가 유입된다. 이후, 압전소자(121)에 인가되는 전압을 올리는 것에 의해 압전소자(121)는 적층 방향으로 늘어나고, 진동판(102)은 노즐(104) 측을 향해 변형되어, 액실(106)의 체적이 감소된다. 그 결과, 액실(106) 내의 기록액은 가압되고 노즐(104)로부터 기록액의 방울이 토출된다.

그 다음, 압전소자(121)에 인가되는 전압을 기준전압에 되돌림으로써, 진동판(102)은 초기 위치로 복원하고 액실(106)은 팽창하여 부압(negative pressure)을 발생시킨다. 이때, 공통 액실(108)로부터 액실(106)에 기록액이 공급된다. 그 다음, 노즐면 상의 잉크의 메니스커스(meniscus)면이 감쇠되고 안정화된 후에, 다음의 액체방울의 토출을 위한 동작으로 이동하게 된다.

또한, 상기 헤드의 구동 방법은 전술한 예(풀-푸쉬 토출, pull-push ejection)에 한정되지 아니하고, 사용하는 구동 파형에 따라 풀(pull)-토출 또는 푸쉬(push)-토출을 행하는 것도 가능하다.

이하, 유지/회복 기구(81)의 일반적인 구성에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 상기 유지/회복 기구(81)를 일부 전개한 상태로 나타낸 개략도이다.

상기 유지/회복 기구(81)는 전술한 바와 같이, 흡인 및 보습용 캡(82a)과 보습용 캡(82b)을 유지하는 유지 기구를 갖는 캡 홀더(201A), 보습용 캡(82c)과 보습용 캡(82d)을 유지하는 유지 기구를 갖는 캡 홀더(201B), 기록헤드(34)의 노즐면(34a)을 클리닝(와이핑)하는 탄성체로 이루어진 와이퍼 블레이드(83)를 유지하기 위한 블레이드 홀더, 및 기록헤드(34)로부터 인쇄와 무관한 액체방울을 토출하는 공 토출 동작(예비 토출 동작)을 수행하는 공 토출 수용부(84)가 구비된다.

이때, 인쇄 영역에 가까운 측의 흡인 및 보습용 캡(82a)은 플랙시블 튜브(210)를 통한 흡인 장치인 튜빙(tubing) 펌프(흡인 펌프)(21)에 연결된다. 따라서, 기록헤드(34)에 대해 유지/회복 동작이 수행되는 경우, 회복 동작을 행하는 기록헤드(34)는 상기 캡(82a)에 의해 캡핑이 가능한 위치로 선택적으로 이동된다.

또한, 상기 캡 홀더(201A, 201B)의 아래에는 프레임(212)에 회전 가능하게 지지되는 캠 축(cam shaft)(213)이 배치되는데, 상기 캠 축(213)에는 캡 홀더(201A, 201B)를 승강시키는 캡 캠(214A, 214B)과, 블레이드 홀더(203)를 승강시키는 와이퍼 캠(215)이 구비된다.

그리고, 상기 튜빙 펌프(211)를 구동하고 모터(221)의 회전에 의해 캠 축(213)을 회전시키기 위해, 튜빙 펌프(211)의 펌프 축(211a)에 구비된 펌프 기어(223)은 모터 축(211a)에 구비된 모터 기어(222)와 맞물리고, 또한 일 방향 클러치(237)에 구비된 중간 기어(236)은 중간 기어(235)를 통해 펌프 기어(223)과 일체인 중간 기어(224)와 맞물리도록 구성된다. 또한, 캠 축(213)에 고정된 캠 기어(230)은 중간 기어(226)과 동축을 갖는 중간 기어(228)와 중간 기어(229)를 통해 맞물리도록 구성된다.

이러한 유지/회복 기구(81)에서, 상기 모터(221)를 정(normal)방향으로 회전시키는 것에 의해 , 모터 기어(222), 중간 기어(224), 펌프 기어(223) 및 중간 기어(235, 236)가 회전하고, 튜빙 펌프(211)의 축(211a)을 회전시키는 것에 의해 튜빙 펌프(2110가 작동하여, 흡인용 캡(82a)의 내부를 흡인한다(이와 같은 동작을 이 하 "캡 내부 흡인" 또는 "헤드 흡인"이라 함). 그 밖의 기어들(228 등)은 회전하지 않는데, 이는 일 방향 클러치(237)에 의해 맞물리지 않게 되어 회전이 저지되기 때문이다.

또한, 모터(221)가 역방향으로 회전하는 것에 의해 일 방향 클러치(237)가 맞물리기 때문에, 모터(221)의 역회전은 모터 기어(222), 펌프 기어(223), 중간 기어(224) 및 중간 기어(235, 236, 228, 229)를 거쳐 캠 기어(230)에 전달되어, 캠 축(213)이 회전한다. 이때, 튜빙 펌프(211)는 펌프 축(211a)이 역회전하는 동안 작동하지 않도록 구성된다. 이와 같은 캠 축(213)의 회전에 의해 캡 캠(214A, 214B)과 와이퍼 캠(215)은 각각 소정의 타이밍으로 상승/하강한다.

또한, 기록헤드(34)의 노즐면(34a)을 클리닝하는 경우, 와이퍼 블레이드(82)를 상승시킨 상태로 기록헤드(34)를 와이퍼 블레이드(830에 상대적으로 이동시킴으로써 노즐면(34a)을 와이핑한다.

상기와 같은 구성을 갖는 화상 형성 장치에서, 급지 트레이(2)로부터 용지(42)는 1장씩 분리 급지된다. 일반적으로 수직 상 방향으로 급지되는 용지(42)는 가이드(45)에 의해 안내되고, 이송 벨트(51)와 카운터 롤러(46) 사이에 끼워져 이송된다. 또한, 용지의 선단은 이송 가이드(47)에 의해 안내되고, 선단 가압 롤러(49)에 의해 용지는 이송 벨트(51)에 가압되어, 용지의 이송 방향이 대략 90° 정도 전환된다.

이때, 후술할 제어부의 AC 바이어스 공급부(215)로부터 대전 롤러(56)에 플러스 출력과 마이너스 출력이 교대로 반복되도록, 즉 교류 전압이 인가된다. 그리 고, 교대 대전 전압 패턴, 즉 이송 벨트의 회전 방향인 부 스캐닝 방향을 따라 소정의 폭으로 플러스, 마이너스 띠가 교대로 대전되는 패턴이 이송 벨트(51)에 형성된다. 플러스, 마이너스 교대로 대전된 이송 벨트(51) 상에 용지(42)가 급지되면, 용지(42)는 이송 벨트(51)에 흡착되고 이송 벨트(51)의 회전에 의해 부 스캐닝 방향으로 이송된다.

이때, 캐리지(33)를 이동시키면서 화상 신호에 따라 기록헤드(34)를 구동함으로써, 정지 상태의 용지(42)에 잉크방울을 토출하여 1행분의 기록을 행하고, 용지(42)를 소정의 거리 만큼 이송한 후, 다음 행의 기록을 행한다. 기록종료 신호 또는 용지(42)의 후단이 기록 영역에 도달했음을 알리는 신호를 받으면, 기록 동작은 종료되고, 용지(42)는 배지 트레이(3)에 배지된다.

또한, 인쇄(기록) 대기 중에 캐리지(33)는 유지/회복 기구(81) 측으로 이동하고, 기록헤드(34)는 캡(82)에 의해 캡핑되어 노즐의 습윤상태가 유지됨으로써 잉크 건조로 야기되는 토출 불량이 방지된다. 또한, 캡(82)으로 기록헤드(34)를 캡핑한 상태로 흡인 펌프(미 도시)를 사용하여 노즐로부터 기록액을 흡인하고(이하 "노즐 흡인" 또는 "헤드 흡인"이라 함), 걸쭉한 기록액 또는 기포를 토출하는 회복 동작을 수행한다. 또한, 기록 개시전 또는 기록 중에 인쇄와 무관한 잉크를 토출하는 공 토출 동작을 행한다. 이에 따라, 기록헤드(34)의 안정적인 토출 성능이 유지되는 것이다. 또한, 후술하는 바와 같이 본 발명의 화상 형성 장치에서는, 노즐면의 오염 허용 역치와 잉크방울 토출 횟수(토출된 액체방울 수)의 카운트(count)에 근거하여 기록헤드(34)의 노즐면(34a)에 대한 클리닝 동작이 와이퍼 블레이드(83)에 의해 수행된다.

이하, 상기 화상 형성 장치에 사용되는 잉크(또는 이하 "본 잉크"로 칭하여지는 기록 액체)의 일 예를 설명한다.

본 발명의 잉크는 하기 (1) 내지 (10)으로 구성된다. 문자 인쇄용 착색제, 안료 및 상기 착색제를 분해 혹은 분산시키기 위한 용매가 필수 성분으로 사용되며, 또한 습윤제, 계면활성제, 에멀션, 보존제, 및 pH 조절제가 첨가제로 사용될 수 있다. 각각의 습윤 특성을 이용하기 위해 그리고 잉크의 점도를 용이하게 조절하기 위해 습윤제 1 및 습윤제 2를 혼합한다.

(1) 안료(자가-분산성 안료) 6중량% 또는 그 이상

(2) 습윤제 1

(3) 습윤제 2

(4) 유기 용매

(5) 음이온 또는 비이온 계면활성제

(6) 탄소수 8이상을 갖는 폴리올 또는 글리콜 에테르

(7) 에멀션

(8) 보존제

(9) pH 조절제

(10) 정제수

상기 언급된 잉크의 각 성분을 보다 구체적으로 설명한다.

(1) 안료에 관련하여, 그 종류를 특별히 한정하지 않으며 무기 안료 또는 유기 안료가 사용될 수 있다. 무기 안료로서, 티타늄 옥사이드 및 철 옥사이드에 부가적으로 접촉 법, 노(furnace) 법, 및 열 법과 같이 공지된 방법에 의해 생성되는 카본 블랙이 사용될 수 있다. 또한, 유기 안료로서, 아조 안료(아조 래이크, 불용성 아조 안료, 농축 아조 안료 및 킬레이트 아조 안료를 포함할 수 있음), 폴리시클릭 안료(예, 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 티오인디고 안료, 이소인돌리논 안료, 및 퀴노프라논 안료), 다이 킬레이트(예, 염기성 다이-타입 킬레이트 및 산성 다이-타입 킬레이트), 니트로 안료, 니트로소 안료, 및 아닐린 블랙이 사용될 수 있다.

이러한 안료 중에서, 물에 대한 친화성을 갖는 안료가 바람직하게 사용된다. 안료의 입자 크기는 바람직하게 0.05-10㎛, 보다 바람직하게 1㎛이하, 그리고 가장 바람직하게 0.16㎛이하이다.

잉크내 착색제로서 안료의 적재는 바람직하게, 약 6-20중량%, 그리고 보다 바람직하게, 약 8-12중량%이다.

본 잉크에 바람직하게 사용되는 안료의 특정 예로서, 다음과 같은 안료가 제공된다. 블랙 컬러에 대해, 퍼네이스 블랙, 램프 화상, 아세틸렌 블랙, 및 채널 블랙과 같은 카본 블랙(C.I. 안료 블랙 7), 구리, 철(C.I. 안료 블랙 11), 및 티타늄 옥사이드와 같은 금속, 및 아닐린 블랙(C.I. 안료 블랙 1)과 같은 유기 안료가 제공된다.

컬러에 대해, C.I. 안료 옐로 1(패스트 옐로 G), 3, 12(디스아조 옐로 AAA), 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42(옐로 옥사이드), 53, 55, 81, 83(디스아조 옐로 HR), 95, 97, 98, 100, 101, 104, 408, 109, 110, 117, 120, 138, 및 153, C.I. 안료 오렌지 5, 13, 16, 17, 36, 43, 및 51, 안료 레드 1, 2, 3, 5, 17, 22(브릴리언트 패스트 스칼렛), 23, 31, 38, 48:2(퍼머넌트 레드 2B(Sr)), 48:4(퍼머넌트 레드 2B(Mn)), 49:1, 52:2, 53:1, 57:1(브릴리언트 카민 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81(로다민 6G 래이크), 83, 88, 101(레드 아이언 옥사이드), 104, 105, 106, 108(카드뮴 레드), 112, 114, 122(퀴나크리돈 마젠타), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209, 및 219, C.I. 안료 바이올렛 1(로다민 래이크), 3, 5:1, 16, 19, 23, 및 38, C.I. 안료 블루 1, 2, 15(프탈로시아닌 블루 R), 15:1, 15:2, 15:3(프탈로시아닌 블루 E), 16, 17:1, 56, 60, 및 63, 및 C.I. 안료 그린 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 및 36이 제공된다.

이외에, 물에 분산가능해 지도록 수지로 안료(예, 카본)의 표면을 처리함으로써 획득되는 그래프트 안료, 및 물에 분산가능해 지도록 술폰기 및 카르복실기와 같은 작용기를 갖는 안료(예, 카본)의 표면을 제공함으로써 획득되는 가공 안료가 사용될 수 있다.

또한, 안료를 물에 분산가능해 지도록 하는 안료를 함유하는 마이크로캡슐이 사용될 수 있다.

본 잉크의 바람직한 견지에 따라, 블랙 잉크용 안료에 대해, 수성 매체에 용해된 분산제로 안료를 잉크내로 분산시킴으로써 획득되는 안료-분산 액체를 첨가하는 것이 바람직하다. 바람직한 분산제로서, 통상적이며 공지된 안료-분산 액체를 제조하는데 사용되는 공지된 분산 액체가 사용될 수 있다.

분산 액체로서, 예를 들어, 하기 물질이 제공될 수 있다. 폴리(아크릴산), 폴리(메타크릴산), 아크릴산-아크릴로니트릴 공중합체, 비닐 아세테이트-아크릴레이트 공중합체, 아크릴산-알킬 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-메타크릴산 공중합체, 스티렌-아크릴산-알킬 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메타크릴산-알킬 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산 공중합체-아크릴산-알킬 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 비닐나프탈렌-말레산 공중합체, 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 지방산-에틸렌 공중합체의 비닐 아세테이트-비닐 에스테르, 비닐 아세테이트-말레이트 공중합체, 비닐 아세테이트-크로톤산 공중합체, 및 비닐 아세테이트-아크릴산 공중합체가 제공된다.

본 잉크의 바람직한 견지에 따라, 상기 (공)중합체의 중량-평균 분자량은 바람직하게 3,000-50,000, 보다 바람직하게 5,000-30,000, 그리고 가장 바람직하게 7,000-15,000이다. 상기 첨가제의 적재와 관련하여, 상기 첨가제는 안료를 안정하게 분산시키며 본 발명의 다른 효과에 손실이 없는 범위내에서 적절히 첨가될 수 있다. 상기 첨가제에 대한 범위는 바람직하게 1:0.06-1:3, 보다 바람직하게 1:0.125-1:3이다.

기록용 잉크의 총 중량으로 착색제로 사용되는 상기 안료의 함량은 6-20중량%이며, 상기 안료는 0.05-0.16㎛의 입자 크기를 갖는 입자이며, 물에 분산제와 함께 분산된다. 또한, 상기 분산제는 5,000-100,000의 분자량을 갖는 중합 분산제 이다. 만일 피롤리돈 유도체, 특히 2-피롤리돈이 적어도 한 종류의 수용성 유기 용매로서 사용되는 경우, 화상 품질이 향상된다.

(1) - (2) 습윤제 1 및 2와 수용성 유기 용매와 관련하여, 본 잉크의 경우 물이 잉크내 액상 매체로 사용되나, 예를 들어, 하기 수용성 유기 용매가 잉크에 원하는 물리적 특성을 부여하고, 잉크의 건조를 방지하고 잉크에 대한 용해 안정성을 향상시키기는 목적으로 사용된다. 이들 다수 수용성 유기 용매는 사용시 혼합될 수 있다.

예를 들어, 다음과 같이 특정 예의 습윤제 및 수용성 유기 용매가 제공된다. 즉, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 및 페트리올과 같은 다가 알코올, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜, 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르와 같은 다가 알콜 알킬 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르와 같은 다가 알콜 아릴 에테르, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리돈, ε-카프로락탐, 및 γ-부티로락톤과 같은 질소-함유 헤테로시클릭 화합물, 포름아미드, N-메틸포름아미드, 및 N,N-디메틸포름아미드와 같은 아미드, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 및 트리에틸아민과 같은 아민, 디메틸 설폭시드, 술포란, 및 티오디에탄올과 같은 황-함유 화합물, 프로필렌 카보네이트 및 에틸렌 카보네이트가 제공된다.

이들 유기 용매중에, 특히 디에틸렌 글리콜, 티오디에탄올, 폴리에틸렌 글리콜 200-600, 트리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄디올, 페트리올, 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈, 및 N-메틸-2-피롤리돈이 바람직하다. 이들 유기 용매는 용해성 및 물의 증발에 의해 야기되는 방출성의 결핍 방지에 우수한 효과를 제공할 수 있다.

다른 습윤제로서, 당을 함유하는 것이 바람직하다. 당의 예로서, 모노사카라이드, 디사카라이드, 올리고사카라이드(트리사카라이드 및 테트라사카라이드를 포함할 수 있음), 및 폴리사카라이드가 제공되며, 글루코즈, 만노즈, 프룩토즈, 리보즈, 자일로즈, 아라비노즈, 갈락토즈, 말토즈, 셀로비오즈, 락토즈, 수크로즈, 트레할로즈, 및 말토트리로즈가 제공된다. 본 명세서에서, 폴리사카라이드는 범용 당을 의미하며 α-시클로덱스트린 및 셀룰로오즈와 같은 천연으로 광범위하게 존재하는 물질을 포함한다.

또한, 이들 당의 유도체로서, 상기 언급된 당으로부터 얻어지는 환원 당(예, 당 알코올(일반식 HOCH₂(CHOH)_nCH₂OH로 표현되며, 여기서 n은 2-5의 정수임), 산화 당(예, 알도닉산 및 우론산), 아미노산, 및 티오산이 제공된다. 특히, 당 알코올이 바람직하며 이의 특정 예로서 말티톨 및 소르비톨이 제공된다.

당의 함량은 잉크 조성물의 0.1-40중량%, 바람직하게 0.5-30중량%의 범위내가 적절하다.

또한, (5) 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온 계면활성제로서, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 아세테이트염, 도데실벤젠설포네이트염, 라우레이트염 및 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트염이 제공된다. 비이온 계면활성제로서, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산의 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 및 폴리옥시에틸렌알킬아미드가 제공된다. 상기 계면활성제는 단독으로 사용될 수 있으며 혹은 두 개 이상 종류의 상기 표면활성제가 혼합 및 사용될 수 있다.

본 잉크의 표면 장력은 잉크의 종이내로 투과성을 표시하며, 특히 이는 표면 형성시 1초이하의 단 시간에 걸친 잉크의 역학적인 표면 장력이며, 포화 기간내에 측정되는 정적 표면 장력과 다르다. 표면 장력 측정 방법으로서 일본 특허 출원 공개 번호 63-31237에 개시된 통상적이며 공지된 방법과 같이 1초이하내에 역학 표면 장력을 측정할 수 있는 어느 방법이 사용될 수 있으나, 여기서 측정은 Wilhelmy 리프팅-플래이트-타입 표면 장력 측정기를 이용하여 수행되었다. 표면 장력의 값은 바람직하게 40mJ/㎡이하, 보다 바람직하게 35mJ/㎡이하이며, 이에 따라 우수한 정착성 및 건조성이 얻어질 수 있다.

탄소수 8이상을 갖는 (6) 폴리올 또는 글리콜 에테르와 관련하여, 25℃ 수중에서 0.1-4.5중량%미만의 용해도를 갖는 부분 수용성 폴리올 및 글리콜 에테르중 적어도 하나를 기록용 잉크 총 중량의 0.1-10.0중량%로 첨가하는 것에 의해, 그 잉크의 열 소자에 의한 습윤성이 개선되고, 소량의 첨가량으로도 방출 안정성 및 주파수 안정성이 획득되는 것이 밝혀졌다.

(a) 2-에틸-1,3-헥산디올 용해도: 4.2%(20℃)

(b) 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 용해도: 2.0%(25℃)

25℃ 물에 0.1-4.5중량%미만의 용해도를 갖는 침투제는 저 용해도 대신 상당히 높은 침투성을 갖는 장점이 있다. 따라서, 상당히 높은 침투성을 갖는 잉크는 25℃ 물에 0.1-4.5중량%미만의 용해도를 갖는 침투제와 다른 용매나 다른 계면활성제를 혼합하여 제조될 수 있다.

(7)과 관련하여, 수지 에멀션이 바람직하게 본 잉크에 첨가된다. 상기 수지 에멀션은 연속상으로서 물을 함유하며 분산상으로서 다음과 같은 수지 성분을 함유하는 에멀션을 의미한다. 분산상의 수지 성분으로서, 아크릴 수지, 비닐 아세테이트 수지, 스티렌-부타디엔 수지, 비닐 클로라이드 수지, 아크릴-스티렌 수지, 부타디엔 수지, 및 스티렌 수지가 제공된다.

본 잉크의 바람직한 견지에 따라, 상기 수지는 바람직하게 친수성부 및 소수성부 모두를 갖는 중합체이다. 또한 상기 성분의 입자 크기는 그 성분이 에멀션을 형성하는 한 한정되지 않으나, 바람직하게 약 150nm이하, 보다 바람직하게 약 5-100nm이다.

상기 수지 에멀션은 수지 입자와 물을 혼합하여, 일부 경우에는 계면활성제를 혼합하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 아크릴 수지 또는 스티렌-아크릴 수지의 에멀션은 물과 (메트)아크릴레이트 에스테르, 또는 스티렌과 (메트)아크릴레이트 에스테르를 혼합하여, 그리고 일부 경우에는 표면활성제를 혼합하여 획득될 수 있다. 일반적으로, 상기 수지 성분과 표면활성제의 혼합비는 바람직하게 약 10:5-5:1이다. 만일 표면활성제의 적재가 상기 범위에 못 미치는 경우에는 에멀션을 형성하기가 어렵다. 만일 표면활성제의 적재가 상기 범위를 넘는 경우에는 잉크의 내수성 또는 침투성이 저하되거나 악화되는 경향이 있다.

상기 에멀션의 분산상으로서 물과 상기 수지의 비율은 상기 수지의 100중량부에 대하여 60-400중량부, 바람직하게 100-200중량부의 범위가 적당하다.

상업적으로 이용가능한 수지 에멀션으로서, Microgel E-1002 및 Microgel E-5002(스티렌-아크릴 수지 에멀션, Nippon Paint Co., Ltd), Boncoat 4001(아크릴 수지 에멀션, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Boncoat 5454(스티렌-아크릴 수지 에멀션, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), SAE-1014(스티렌-아크릴 수지 에멀션, Nippon Zeon Co., Ltd.), 및 Saibinol SK-200(아크릴 수지 에멀션, Saiden Chemical Industry Co., Ltd.)가 제공된다.

본 잉크는 상기 수지 성분의 함량이 잉크의 0.1-40중량%가 되도록 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 1-25중량%의 범위이다.

상기 수지 에멀션은 증점 또는 응집 특성을 가지며, 착색 성분의 침투를 억제하고, 또한 기록-매체에의 정착을 촉진하는 효과를 갖는다. 또한, 수지 에멀션의 종류에 따라서는 기록-매체상에서 코팅을 형성하고, 인쇄물의 내마모성도 향상시키는 효과를 갖는다.

(8)-(10)과 관련하여, 상기 착색제, 용매, 및 표면활성제 이외에 통상적으로 알려진 첨가제가 본 잉크에 첨가될 수 있다.

예를 들어, 보존 또는 항균방미제로서, 소디움 디하이드로아세테이트, 소디움 소르베이트, 소디움 2-피리딘에티올-1-옥사이드, 소디움 벤조에이트, 및 소디움 펜타클로로페놀레이트가 사용될 수 있다.

pH 조절제로서, 배합되는 잉크에 악영향을 미치지않고 pH를 7이상으로 조절할 수 있는 것이면 어느 물질이 사용될 수 있다. 상기 pH 조절제의 예로서, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민과 같은 아민, 리튬 히드록시드, 소디움 히드록시드, 및 포타슘 히드록시드와 같은 알칼리 금속 히드록시드, 및 암모늄 히드록시드, 4차 암모늄 히드록시드, 4차 포스포늄 히드록시드, 및 리튬 카보네이트, 소디움 카보네이트, 및 포타슘 카보네이트와 같은 알칼리 금속 카보네이트가 제공된다.

킬레이트제로서, 예를 들어, 소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트, 소디움 니트릴로트리아세테이트, 소디움 히드록시에틸에틸렌디아민트리아세테이트, 소디움 디에틸렌트리아민펜타아세테이트, 및 소디움 우라밀디아세테이트가 제공된다.

방청제로서, 예를 들어, 산성 아황산염, 소디움 티오설페이트, 안티모니 티오글리콜레이트, 디이소프로필암모늄 이트레이트, 펜타에리스리톨 테트라니트레이트, 및 디시클로헥실암모늄 니트레이트가 제공된다.

이하, 본 발명의 화상 형성 장치의 제어부의 일반적인 구성에 대해 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 상기 제어부의 전체를 설명하는 블럭도이다.

상기 제어부(300)는 전체 장치를 제어하는 CPU(301); CPU(301)에 의해 실행되는 프로그램, 본 발명에서 사용되는 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값, 노즐면 오염 허용 역치, 구동 파형 데이터 및 그 밖의 고정 데이터를 저장하는 ROM(302); 화상 데이터 등을 일시적으로 저장하는 RAM(303); 장치의 전원이 꺼진 경우에 데이터를 보존하기 위한 비휘발성 메모리(NVRAM)(304); 및 화상 데이터에 대한 각종 신호를 처리, 분류(sorting)를 행하는 화상 처리 및 전체 장치를 제어하는 입출력 신호를 처리하기 위한 ASIC(305)를 포함한다.

또한, 제어부(300)는 기록헤드(34)의 압력 발생장치를 구동/제어하는 구동 파형을 생성하기 위한 구동 파형 생성부(307), 헤드 드라이버(308), 주 스캐닝 모터(312)를 구동하기 위한 주 스캐닝 모터 구동부(311), 부 스캐닝 모터(314)를 구동하기 위한 부 스캐닝 모터 구동부(313), 대전 롤러(56)에 AC 바이어스를 인가하기 위한 AC 바이어스 공급부(315), 유지/회복 기구(81)의 모터(221)를 구동하기 위한 유지/회복 기구 구동부(317), 이송 벨트(51)의 이동량과 이동속도에 대응하는 검출 신호를 출력하기 위한 인코더(encoder)(321), 및 환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나를 검출하는 환경 센서(322)로부터 검출된 신호와 각종 센서(미 도시)로부터 검출된 신호를 입력하기 위한 I/O(318)를 포함한다. 상기 제어부(300)는 장치에 대한 필요한 정보를 입력하거나 표시하기 위한 조작/표시부(5)에 연결된다.

상기 제어부(300)는 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 처리 장치, 이미지 스캐너 등의 화상 판독 장치, 디지털 카메라 등의 촬영 장치와 같은 호스트(host) 측으로부터 인쇄 데이터 등을 케이블이나 네트워크를 통해 I/F(306)로 수신한다.

그리고, CPU(301)는 상기 I/F(306)에 구비된 신호수신 버퍼(buffer) 내의 인쇄 데이터를 판독/분석하고, ASIC(305)에서 필요한 화상 처리와 데이터 분류 처리를 실행하며, 기록헤드(34)의 1행분에 해당하는 화상 데이터를 클럭(clock) 신호에 맞춰진(synchronizing) 시리얼 데이터로 헤드 드라이버(308)에 송신하고, 또한 소정의 타이밍으로 래치(latch) 신호 또는 제어 신호를 헤드 드라이버(308)에 송신한다.

그리고, CPU(301)는 상기 I/F(306)에 구비된 신호수신 버퍼(buffer) 내의 인쇄 데이터를 판독/분석하고, ASIC(305)에서 필요한 화상 처리와 데이터 분류 처리를 실행하며, 화상 데이터를 헤드 드라이버(308)에 전송한다. 또한, 화상 출력을 위한 도트(dot) 패턴 데이터의 생성은, 예를 들어 ROM(302)에 폰트(font) 데이터를 저장하여 실행할 수 있고, 호스트 측에 프린터 드라이버에서 화상 데이터를 비트맵(bit map) 데이터로 전개하고 본 장치에 전송하는 것도 가능하다.

상기 구동 파형 생성부(307)는 구동 파형의 패턴 데이터를 D/A 변환하는 D/A 변환기를 포함하는데, 이에 의해, 1개의 구동 펄스(구동 신호) 또는 복수의 구동 펄스(구동 신호)로 구성되는 구동 파형이 헤드 드라이버(308)에 출력된다.

상기 헤드 드라이버(308)는 시리얼 형식으로 입력되는 기록헤드(34)의 1행분에 해당하는 화상 데이터(도트 패턴 데이터)에 근거하여 구동 파형 생성부(307)로부터 부여받은 구동 파형을 구성하는 구동 펄스를 기록헤드(34)의 압력 발생장치에 선택적으로 인가함으로써, 기록헤드(34)를 구동한다.

또한, 제어부(300)는 대전 롤러(56)에 AC 바이어스 공급부(315)로부터 인가 된 AC 바이어스의 ON/OFF 제어를 행하는 것으로 이송 벨트(51) 상의 대전 패턴(부여된 전하량)을 제어한다.

다음으로, 본 발명의 화상 형성 장치에서 기록헤드(34)를 구동하기 위한 구동 파형을 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 구동 파형은, 예를 들어 1 구동주기 내에 4개의 구동 펄스(P1 내지 P4)를 포함하는데, 구동 파형 생성부(307)로부터 생성되고 출력된다. 상기 구동 파형은, 작은 방울 및 큰 방울 토출용 구동 펼스(P1), 중간 방울 및 큰 방울 토출용 구동 펄스(P2), 및 큰 방울 토출시에만 사용되는 구동 펄스(P3, P4)로 구성된다. 즉, 사용되는 구동 펄스는 토출되는 방울의 크기에 따라 선택된다.

도 11A에 도시된 바와 같이, 작은 방울 토출용 구동 펄스(P1)는, 기준전위 Vref로부터 전압 Va까지 떨어지는 파형 요소 S1; 파형 요소 S1에 연속되고 전압 Va에서 유지되는 파형 요소 S2; 파형 요소 S2에 연속되고 전압 Va로부터 기준전위 Vref 보다 낮은 전압 Vb까지 상승하는 파형 요소 S3; 파형 요소 S3에 연속되고 요구되는 유지시간 동안(방울 토출이 생기지 않도록) 기준전위 Vref까지 상승하고, 상기 요구되는 유지시간 동안에 유지된 후에 기준전위 Vref 보다 높은 전압 Vc까지 더 상승하는 파형 요소 S4; 파형 요소 S4에 연속되고 요구되는 유지시간 동안 전압이 유지되는 파형 요소 S5; 및 파형 요소 S5에 연속되고 전압 Vc로부터 기준전위 Vref까지 떨어지는 파형 요소 S6을 포함한다.

상기와 같은 구동 펄스(P1)를 기록헤드(34)의 압전소자(121)에 인가하면, 압전소자(121)는 파형 요소 S1에 따라 수축하여 진동판(102)은 하강하고 액실(106)의 체적은 팽창한다. 그 다음, 상기의 팽창된 상태는 파형 요소 S2에 따라 유지된다. 또한, 압전소자(121)는 파형 요소 S3에 따라 팽창하여 진동판(102)은 액실의 내부 쪽으로 이동하고 액실(106)의 체적은 감소하므로 액체방울(주 방울)이 노즐(104)로부터 토출된다. 이때, 토출되는 액체방울은 작은 방울인데, 이는 전압이 기준전위 Vref까지 상승하지 않기 때문이다.

그리고, 상기 주 방울을 토출한 후, 진동판(102)은 파형 요소 S4에 따라 기준위치 아래로 서서히 하강하여, 방울 토출과 함께 메니스커스는 진동판 측으로 이동하고 액실의 체적은 감소한다. 그 다음, 파형 요소 S5에 따라 이러한 상태가 유지되어 액실의 고유 진동에 의해 야기되는 메니스커스 진동이 억제된다. 요구되는 시간 경과 후, 파형 요소 S6에 따라 전압 Vc는 기준전위 Vref까지 떨어져서 진동판(102)은 기준위치로 복원된다.

또한, 도 11B에 도시된 바와 같이 중간 및 큰 방울용 구동 펄스(P2)와 큰 방울용 구동 펄스(P4)는, 기준전위 Vref로부터 전압 Va까지 떨어지는 파형 요소 S1, 파형 요소 S1에 연속되고 전압 Va에서 유지되는 파형 요소 S2, 파형 요소 S2에 연속되고 전압 Va로부터 기준전위 Vref 보다 높은 전압 Vc까지 상승하는 파형 요소 S7, 파형 요소 S7에 연속되고 Tc×1/2 내지 Tc×2/3 범위(여기서, Tc는 액실의 고유 진동 주파수) 내의 유지시간(Tw) 동안 전압 Vc에서 유지되는 파형 요소 S8, 및 파형 요소 S8에 연속되고 전압 Vc로부터 기준전위 Vref까지 떨어지는 파형 요소 S9 를 포함한다.

상기와 같은 구동 펄스(P2, P4)를 기록헤드(34)의 압전소자(121)에 인가하면, 압전소자(121)는 파형 요소 S1에 따라 수축하여 진동판(102)은 하강하고 액실(106)의 체적은 팽창한다. 그 다음, 상기의 팽창된 상태는 파형 요소 S2에 따라 유지된다. 또한, 압전소자(121)는 파형 요소 S7에 따라 팽창하여 진동판(102)은 액실의 내부 쪽으로 이동하고 액실(106)의 체적은 감소하므로 액체방울(주 방울)이 노즐(104)로부터 토출된다. 이때, 토출되는 액체방울은 구동 펄스(P1)의 경우보다 큰 중간 방울인데, 이는 전압이 전압 Vc까지 상승하기 때문이다.

그리고, 상기 주 방울을 토출한 후, 진동판(102)은 파형 요소 S8에 따라 그 위치에서 유지되어 액실의 체적이 수축된 상태를 유지하게 된다. Tc×1/2 내지 Tc×2/3 범위(여기서, Tc는 액실의 고유 진동 주파수) 내의 유지시간(Tw)을 경과한 후, 파형 요소 S9에 따라 전압 Vc는 기준전위 Vref까지 떨어져서 진동판(102)은 기준위치로 복원된다.

이 경우, 전압은 Tc×1/2 내지 Tc×2/3 범위(여기서, Tc는 액실의 고유 진동 주파수) 내의 유지시간(Tw) 동안 전압 Vd가 유지된 후 떨어진다. 주 방울의 토출과 함께 메니스커스가 액실의 고유 진동에 따라 아래로 이동하면, 진동판(102)은 하강하여 액실(106)의 체적은 증가하므로, 액실의 고유 진동에 액실(106) 체적의 증가가 중첩되는 것에 의해 메니스커스의 진동은 강화된다. 그러나, 유지시간이 Tc×1/2 이상이기 때문에, 액실의 고유 진동의 진폭은 감소한다. 그 결과, 메니스커스의 속도는 더 빨라지고, 주 방울 토출 후에 고유 진동에 의해 야기되는 노즐 측에 대한 압력에 의해 토출되는 새틀라이트 방울(satellite drop)은 주 방울이 되지 않는다. 또한, 새틀라이트 방울의 속도는 더 빨라지고, 주 방울과 새틀라이트 방울 사이의 안개의 양은 감소한다. 이러한 구동 파형을 부가적인 제진 구동 파형이라 한다.

도 11C에 도시된 바와 같이, 큰 방울용 구동 펄스(P3)는, 기준전위 Vref로부터 전압 Va까지 떨어지는 파형 요소 S1; 파형 요소 S1에 연속되고 전압 Va에서 유지되는 파형 요소 S2; 파형 요소 S2에 연속되고 전압 Va로부터 기준전위 Vref 보다 높은 전압 Vc까지 상승하는 파형 요소 S7; 파형 요소 S7에 연속되고 요구되는 시간 동안 전압 Vc에서 유지되는 파형 요소 S10; 파형 요소 S10에 연속되고 전압 Vc로부터 전압 Vd까지 더 상승한 후 요구되는 시간 동안 유지되는 파형 요소 S11; 및 파형 요소 S11에 연속되고 기준전위 Vref까지 떨어지는 파형 요소 S12를 포함한다.

상기와 같은 구동 펄스(P3)를 기록헤드(34)의 압전소자(121)에 인가하면, 앞서 언급한 구동 펄스(P2, P4)와 동일하게 방울 토출이 수행된 후, 파형 요소 S11에 따라 방울 토출과 함께 액실의 고유 진동에 따라 메니스커스는 아래로 이동하면서, 진동판(102)은 더 하강하여, 액실(106)의 체적은 감소한다. 그 결과, 진동이 억제된다(제진된다). 이러한 구동 펄스(P3)을 제진 구동 파형이라 한다.

그리고, 큰 방울을 토출하는 경우에는 도 10에 도시된 바와 같이 구동 펄스(P1 내지 P4)가 인가되어 4개의 액체방울을 토출하고, 비상 중에 방울들이 합체되어 하나의 큰 방울이 된다. 중간 방울을 토출하는 경우에는 구동 펄스(P2)가 선택적으로 인가되고, 작은 방울을 토출하는 경우에는 구동 펄스(P1)가 선택적으로 인가된다. 따라서, 방울을 토출하지 않는 것을 포함하여 4개의 톤(tone)의 도트를 형성할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 화상 형성 장치에서 정전 이송과 함께 기록헤드의 노즐면에 부착되는 안개에 의해 야기되는 노즐면의 오염을 제거하기 위한 처리(이하 "안개 오염 제거 처리"라 함)를 도 12 내지 도 20을 참조하여 설명한다.

먼저, 소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 기록헤드의 노즐면의 오염값은 수치화되어 제어부(300)의 ROM(302)에 저장된다. 또한, 토출 불량을 초래하지 않는 허용할 수 있는 단계에서의 노즐면의 오염값(오염량)이 노즐면의 오염의 허용 역치로 보유된다. 이때, 상기 값은 기록헤드의 노즐면 오염으로 인한 토출 방향의 구부러짐, 토출의 부족, 컬러 섞임 등의 토출 불량이 발생할 때의 오염값에 근거한다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제1 실시예를 도 12를 참조하여 설명한다. 본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 소정의 잉크 토출에 있어 노즐면의 오염이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

이때, 노즐면의 오염량의 산출은 구체적으로, "소정의 잉크 토출에 있어서 노즐면의 오염값" × "토출되는 잉크방울의 수" × "다른 인자들에 따라 정해지는 보정 계수"와 같이 얻어지는 값의 곱(product)에 한정되지 아니한다.

예를 들어, 대전 안개는, 그 발생 메커니즘에 의하면 비-대전 영역, 즉 이송 벨트 및 이송 벨트에 흡착되는 기록매체 이외의 위치에 토출하는 경우에는 발생하지 않는 것이 원칙이다. 따라서, 화상 형성 중에 노즐 내부의 걸쭉한 잉크를 토출 동작에 의해 폐액 수용 용기 등에 배출하는 예비 토출(공 토출)을 행하는 경우, 예비 토출에 대한 토출되는 잉크방울의 수를 연산되는 노즐면의 오염량에 반영하지 않고 처리를 실행하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어 "예비 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값"을 영(zero)으로 설정하는 단순한 방법으로 실현될 수 있다.

이후, 갱신된 노즐면의 오염량이 노즐면 오염 허용 역치보다 큰지 아닌지를 판정한다. 그 다음, 갱신된 노즐면의 오염량이 노즐면 오염 허용 역치 이하인 경우, 이 단계에서 기록헤드(34)의 노즐면(34a)의 안개에 의해 야기되는 오염값은 허용할 수 있는 범위 내로 판정되고, 더 이상의 처리 단계를 거치지 않고 처리가 종료된다.

한편, 갱신된 노즐면의 오염량이 노즐면 오염 허용 역치를 초과하는 경우, 이 단계에서 기록헤드(34)의 노즐면(34a)의 안개에 의해 야기되는 오염값은 허용할 수 없는 상태로 판정된다. 그 다음, 와이퍼 블레이드(83)를 들어올리고 기록헤드(34)의 노즐면(34a)을 와이핑하는 클리닝 동작(와이핑 동작)이 수행된다.

이와 같이, 정전 이송으로 대전 안개가 기록헤드의 노즐면에 부착되어 노즐면이 오염되기 쉬운 화상 형성 장치에서, 소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값을 미리 수치화하여 저장하고, 화상 형성 동작 중에 토출되는 잉크방울 의 수를 카운팅하며, 보유된 노즐면의 오염값과의 연산을 통해 노즐면의 오염값을 산출하고, 소정의 타이밍으로 상기 연산 결과를 노즐면 오염 허용 역치와 비교하며, 노즐면의 오염값이 역치보다 큰 경우에는 노즐면을 클리닝하는 동작을 수행함으로써, 과부족이 없는 회복 동작을 행하여 노즐면을 효과적으로 클리닝하고 화상 품질의 저하를 방지할 수 있다.

이때, 노즐면 오염 허용 역치는, 그 이상의 오염의 경우에 토출 방향의 구부러짐, 토출 부족, 컬러 섞임 등의 토출 불량을 발생시키는 상태에 대응하는 값으로, 소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값과 동일한 방법으로 수치화된다. 이에 의해, 불필요한 타이밍에서의 노즐면에 대한 클리닝 동작을 피할 수 있게 되어 잉크와 시간의 낭비를 방지할 수 있다. 또한, "소정의 잉크 토출(소정의 잉크방울 토출)"은, 예를 들어 "토출되는 1 방울 당"으로 하는 것이 바람직하다. 화상을 형성하기 위한 1방울을 복수의 서브 드롭(sub-drops)으로 하는 경우에는 "1 서브 드롭 당"으로 할 수 있다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제2 실시예를 도 13을 참조하여 설명한다. 본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 단면 인쇄 모드(mode)나 양면 인쇄 모드에 관한 인쇄 모드의 정보가 얻어진다. 이후, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 해당 인쇄 모드에서 소정의 잉크 토출에 있어 노즐면의 오염값이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울 의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

이후, 안개 오염 제거 처리의 제1 실시예와 마찬가지로, 노즐면의 오염량이 노즐면 오염 허용 역치 이하인 경우에는 더 이상의 처리 단계를 거치지 않고 처리가 종료된다. 한편, 노즐면의 오염량이 노즐면 오염 허용 역치를 초과하는 경우, 기록헤드(34)의 노즐면(34a)을 와이핑하는 클리닝 동작(와이핑 동작)이 수행된다.

여기서, "인쇄 모드"와 보유된 "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값" 사이의 관계를 설명한다.

발생하는 대전 안개량은 기록매체의 표면의 대전 상태에 따라 달라지고, 기록매체의 대전 상태는 기록매체의 건조 정도에 의해 영향을 받는다. 이 경우, 단면 인쇄 모드의 경우에는 기록매체의 건조된 면에 화상이 형성된다. 한편, 양면 인쇄 모드의 경우에는 화상이 형성되는 제1 면(먼저 인쇄되는 면, 앞면 또는 일면이라 함)은 기록매체의 건조된 면이고, 제2 면(나중에 인쇄되는 면, 뒷면 또는 타면이라 함)은 흔히 이미 부착된 잉크방울에 의해 축축한 상태가 된다. 그리고, 화상 형성시에 기록매체가 건조하면 할 수록 정전흡착 이송을 하는 이송 벨트에 부여된 전하에 의한 잉크방울의 대전이 더 쉽게 발생한다.

이때, 단면 인쇄 모드의 경우에는 클리닝의 횟수(빈도)를 상대적으로 높게 , 양면 인쇄 모드의 경우에는 클리닝의 횟수(빈도)를 상대적으로 낮게 "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값"이 설정된다. 따라서, 토출되는 잉크방울의 수에 근거한 노즐면의 오염값(오염량)은 인쇄 모드에 대응하도록 할 수 있고, 불필요한 클 리닝 동작이 줄어든다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제3 실시예를 도 14를 참조하여 설명한다. 본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 단면 인쇄 모드(mode)나 양면 인쇄 모드에 관한 인쇄 모드의 정보가 얻어진다. 이후, 환경 센서(222)로부터 검출된 신호에 근거하여 환경 조건(환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나)이 측정된다. 그 다음, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 보유된 소정의 잉크 토출에 있어 노즐면의 오염값과 인쇄 모드 및 환경 조건이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

여기서, "환경 조건"과 보유된 "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값" 사이의 관계를 설명한다.

전술한 바와 같이, 발생하는 대전 안개량은 기록매체의 표면의 대전 상태에 따라 달라지고, 기록매체의 대전 상태는 기록매체의 건조 정도에 의해 영향을 받는다. 따라서, 발생하는 대전 안개량은 환경 온도와 환경 습도에 따라 현저하게 달라 진다.

모든 메커니즘이 밝혀진 것은 아니지만, 환경 습도가 낮은 경우에는 기록메체 자체가 건조하고, 정전흡착 이송을 하는 이송 벨트에 부여되는 전하에 의해 정전기가 쉽게 발생하므로, 대전 안개량이 증가한다. 이 경우, 상대 습도이든 절대 습도이든 환경 습도가 낮으면 낮을 수록, 대전 안개가 더 쉽게 발생하는 경향이 있다. 또한, 환경 온도가 낮은 경우에는 동일한 상대 습도라도 공기 중에 포함된 수분의 절대량이 적고, 기록매체에 정전기가 쉽게 발생한다. 따라서, 대전 안개량은 증가한다. 또한, 낮은 온도의 경우, 잉크의 점도가 증가하기 때문에 토출시 안개가 쉽게 발생하고, 이송 벨트에 부여된 전하에 의해 노즐면으로 역류하는 잉크량이 많아지며, 대전 안개량이 증가한다고 생각된다.

그리고, 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값은 환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나에 근거한 값으로 보유되고, 환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나의 측정값에 대응하는 노즐면의 오염값을 이용하여 화상 형성 동작에서 노즐면의 오염량이 산출된다. 이에 의해, 화상 형성 장치의 사용 환경에 따라 적절한 타이밍으로 노즐면에 대한 클리닝 동작이 실행될 수 있으므로, 불필요한 클리닝 동작이 줄어들고 효율적인 클리닝 동작이 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값이 인쇄 모드 및 환경 조건에 근거하여 설정되기 때문에, 제2 실시예보다 더 효율적인 클리닝 동작을 행할 수 있게 된다. 그러나, 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값을 환경 조건에만 근거하여 설정하는 것도 가능하다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제4 실시예를 도 15를 참조하여 설명한다.

본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 기록매체의 종류에 관한 정보(용지의 종류에 관한 정보)가 얻어지고, 기록매체가 노즐면을 오염시키기 어려운 용지인지 여부를 판정한다.

그 다음, 기록매체가 노즐면을 오염시키기 어려운 용지로 판정되면, 더 이상의 처리 단계를 거치지 않고 처리가 종료된다. 한편, 기록매체가 노즐면을 오염시키기 어려운 용지가 아닌 것으로 판정되면, 환경 조건(환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나)이 측정된다. 이후, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 보유된 해당 환경 조건에서 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값과 인쇄 모드 및 환경 조건이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

여기서, "기록매체의 종류"와 안개에 의해 야기되는 노즐 오염 사이의 관계를 설명한다. 전술한 바와 같이, 대전 안개는, 이송 장치에 부여된 전하의 영향에 의해 야기되는 기록매체의 화상 형성면이 대전되고, 이에 따라 토출되는 잉크가 대전되는 것에 의해 발생한다. 따라서, 기록매체가 이송 장치에 부여된 전하의 영향이 기록매체의 화상 형성면(기록면)에 미치지 않을 정도의 물리적 두께를 갖거나 전기적으로 차폐 효과가 높은 경우, 기록헤드의 노즐면과 대향하는 기록매체의 화상 형성면은 정전기가 거의 발생하지 않으므로, 대전 안개의 발생이 현저하게 줄어든다.

따라서, 대전 안개를 발생시키기 어려운 매체, 즉 기록헤드의 노즐면을 오염시키기 어려운 매체가 기록매체인 경우에는 클리닝 동작을 행하지 않음으로써 불필요한 클리닝 동작을 감소시킬 수 있다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제5 실시예를 도 16을 참조하여 설명한다.

본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 인쇄 모드에 관한 정보 및 기록매체의 종류에 관한 정보(용지의 종류에 관한 정보)가 얻어지고, 기록매체가 노즐면을 오염시키기 어려운 용지인지 여부를 판정한다.

상기와 같은 처리에 의해서, 기록헤드의 노즐면에 대전 안개에 의해 야기되는 오염값에 대응하여 클리닝 동작을 보다 적절하게 수행할 수 있게 된다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제6 실시예를 도 17을 참조하여 설명한다.

본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 인쇄 모드에 관한 정보 및 기록매체의 종류에 관한 정보(용지의 종류에 관한 정보)가 얻어지고, 이어서 환경 조건(환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나)이 측정된다. 이후, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 보유된 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값과, 인쇄 모드, 용지 종류 및 환경 조건이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

전술한 제4 실시예와 제5 실시예에서, 클리닝 동작은 기록매체의 특정 종류에 대해서는 전혀 실행되지 않는 반면에, 본 실시예에서는, "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값"을 "기록되는 매체의 종류"에 의한 값으로 보유하고, 화상이 형성되는 기록매체의 종류에 대응하는 노즐면의 오염값을 이용하여 화상 형성 동작에서 노즐면의 오염량이 산출된다. 이에 의해, 기록매체의 종류에 따라 적절한 타이밍으로 노즐면에 대한 클리닝 동작이 실행될 수 있으므로, 불필요한 클리닝 동작이 줄어들고 효율적인 클리닝 동작이 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는, 인쇄 모드와 환경 조건의 조합을 채용하고 있지만, "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값"은 기록매체의 종류에만 근거하여 설정될 수도 있다.

이하, 안개 오염 제거 처리의 제7 실시예를 도 18을 참조하여 설명한다.

본 처리에서, 인쇄 명령이 수신되면, 인쇄 모드에 관한 정보 및 기록매체의 종류에 관한 정보(용지의 종류에 관한 정보) 및 인쇄면이 제1 면인지 제2 면인지에 관한 인쇄면 정보가 얻어지고, 이어서 환경 조건(환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나)이 측정된다. 이후, 소정의 인쇄(화상 형성) 처리가 수행된다. 또한, 화상 형성이 수행될 때 토출되는 잉크방울의 수가 카운팅되고, 보유된 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값과, 인쇄 모드, 용지 종류, 인쇄면 및 환경 조건이 판독된다. 그 다음, 노즐면의 오염량이 산출되고 갱신될 수 있도록, 판독된 노즐면의 오염값과 토출되는 잉크방울의 수에 근거하여 연산 처리가 수행되고, 상기 갱신된 노즐면의 오염량은 저장된다.

전술한 바와 같이, 양면 인쇄 모드에서의 제2 면에 대한 인쇄를 행하는 경우에는 단면 인쇄 모드이거나 양면 인쇄 모드에서의 제1 면에 대한 인쇄를 행하는 경우와 비교해서 대전 안개가 감소하고, 노즐면에 대전 안개에 의해 야기되는 오염값도 감소한다. "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값"을 "인쇄면"에 의한 값으로 보유하고, 화상이 형성되는 기록매체의 인쇄면에 대응하는 노즐면의 오염값을 이용하여 화상 형성 동작에서 노즐면의 오염량이 산출된다. 이에 의해, 기록매체의 인쇄면에 따라 적절한 타이밍으로 노즐면에 대한 클리닝 동작이 실행될 수 있으므로, 불필요한 클리닝 동작이 줄어들고 효율적인 클리닝 동작이 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는, 인쇄 모드, 용지의 종류(기록매체의 종류) 및 환경 조건의 조합을 채용하고 있지만, "소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값"은 인쇄면에만 근거하여 설정될 수도 있다.

또한, 잉크액 토출 방향의 구부러짐 등의 기록매체의 대전에 의한 영향은 잉 크의 종류에 따라 달라진다. 이는 대전 상태에 있어 분극 특성이 잉크의 종류에 따라 달라지기 때문이라고 여겨진다.

따라서, 많은 대전 안개량을 발생시키는 잉크에 대해서는 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값을 더 큰 값으로 설정한다. 반면에, 적은 대전 안개량을 발생시키는 잉크에 대해서는 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값을 더 작은 값으로 설정하고, 사용되는 잉크의 종류를 판정한다. 그 다음, 잉크의 종류에 있어서 소정의 잉크 토출에 대한 노즐면의 오염값을 노즐면의 오염값을 산출하는데 이용함으로써, 잉크의 특성에 알맞은 과부족이 없는 노즐면 클리닝 동작이 수행될 수 있다. 상기와 같은 잉크의 종류에 따라 노즐면에 대한 클리닝 동작을 수행하는 안개 오염 제거 처리를 전술한 제1 실시예 내지 제6 실시예와 조합하는 것도 가능하다.

이하, 이송 장치인 이송 벨트에 대한 전하 인가 제어에 대해 도 19 내지 도 20을 참조하여 설명한다.

이송 벨트(51)를 구동하는 이송 롤러(52)의 선단부에 설치된 슬릿 디스크(331)와 포토 센서(332)를 갖는 인코더(encoder)로부터 검출된 신호에 근거하여 이송 벨트(51)의 이동량을 검출한다. 부 스캐닝 모터(314)는 제어부(300)와 검출된 이동량에 따른 부 스캐닝 모터 구동부(313)에 의해 구동/제어되며, 대전 롤러(56)에 고전압(AC 바아어스)를 인가하는 AC 바이어스 공급부(315)의 출력이 제어된다.

이와 같이, AC 바이어스 공급부(315)의 출력을 제어함으로써, 대전 롤러에 대한 전하 인가의 유무, 인가되는 플러스, 마이너스 극성의 전압의 주파수, 각 극성의 이송 방향의 폭(이송 벨트(51) 상의 플러스 극성의 대전 패턴(351)과 마이너스 극성의 대전 패턴(352)의 대전 폭) 등을 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 이송 벨트(51)에 전하를 부여하는 것에 의해 발생하는 기록매체 상의 전하는 환경 온도, 환경 습도 및 기록매체의 종류에 따라 달라진다.

도 20에 도시된 바와 같이, 인쇄 명령이 수신되면, 환경 온도와 환경 습도 중 적어도 하나(환경 조건)가 측정된다. 이후, 기록매체의 종류(용지의 종류)에 관한 정보가 얻어진다. 이송 벨트(51) 상의 대전 패턴의 폭(대전 폭)은 환경 조건과 용지의 종류에 근거하여 설정되고, AC 바이어스 공급부(315)로부터 대전 롤러(56)에 인가되는 플러스, 마이너스 대전 AC 바이어스(고전압)의 플러스, 마이너스 교대 주파수는 설정된 대전 폭에 따라 설정되며, 이렇게 설정된 주파수에서 AC 바이어스 공급부(315)의 출력을 변화시키는 대전 제어를 수행한다.

이와 같이, 이송 벨트(51)에 부여된 전하량이 제어될 수 있다. 또한, 환경 조건이나 기록매체의 종류에 따라 이송되는 기록매체에 대한 안정적인 정전 이송력을 확보하면서, 이송 벨트(51)의 대전에 의해 야기되는 대전 안개의 발생 및 그 역류에 의한 기록헤드의 노즐면 오염을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들을 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 여기서, 사용되는 화상 형성 장치의 구성, 평가 용지 매수, 사용된 잉크 및 용지(기록매체)는 다음과 같다.

(사용된 화상 형성 장치)

본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성을 갖는 프린터가 사용되었고, 250장 × 10세트의 용지에 대해 화상 평가 인쇄를 수행하였다. 인쇄 중에 토출 부족 등의 화상 불량이 관찰되는 즉시, 평가자에 의한 수동 클리닝을 실시하였다.

(잉크)

잉크의 조성은 다음과 같다.

[블랙 잉크]

블랙 잉크용 블랙 안료: 50중량%

다가 알코올: 25중량%

투과 촉진제: 2중량%

계면활성제: 3중량%

소포제: 0.1중량%

이온교환 물: 잔량

[옐로 잉크]

옐로 안료를 함유하는 폴리머 미립자 분산체: 40중량%

다가 알코올: 28중량%

투과 촉진제: 2중량%

계면활성제: 1.5중량%

소포제: 0.1중량%

이온교환 물: 잔량

[마젠타 잉크]

마젠타 안료를 함유하는 폴리머 미립자 분산체: 50중량%

다가 알코올: 28중량%

투과 촉진제: 2중량%

계면활성제: 1.5중량%

소포제: 0.1중량%

이온교환 물: 잔량

[시안 잉크]

시안 안료를 함유하는 폴리머 미립자 분산체: 40중량%

다가 알코올: 28중량%

투과 촉진제: 2중량%

계면활성제: 1.5중량%

소포제: 0.1중량%

이온교환 물: 잔량

상기와 같은 잉크 조성물을 조제하고, 실온에서 교반시킨 후, 1.2㎛ 크기의 평균 구멍을 갖는 멤브레인 필터를 사용하여 여과시켜 얻은 잉크 조성물을 사용하였다.

(인쇄에 사용된 용지)

일반 용지(상품명 "My paper", NBS Ricoh Co., Ltd.)

프린터가 소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 오염값, 토출되는 잉크방울의 수 및 노즐면 오염 허용 역치에 근거하여 자발적(자동적)으로 노즐면 클리닝 동작을 실행하는 조건(이하 "자동 실행 조건"이라 함)을 표 1에 도시된 바와 같이 설정하였다.

자동실행조건	내용
A	아래의 값은 모든 환경 조건에 대해 사용됨 "소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값" 블랙: 20 시안: 18 마젠타: 18 옐로: 18 "노즐면 오염 허용 역치": 8000
B	(1) 아래의 값은 10℃ 이하, 15 RH% 이하의 경우에 사용됨 "소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값" 블랙: 80 시안: 70 마젠타: 70 옐로: 60 "노즐면 오염 허용 역치": 8000 (2) 다른 환경 조건에 대해서는 A조건의 값이 사용됨
C	자발적인 클리닝 동작이 실행되지 않음

인쇄 모드에 따른 값을 표 2에 도시된 바와 같이 설정하였다.

인쇄 모드	내용
M	"소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값"이 제1 면과 제2 면 모두에 대해서 동일함
N	제2 면에 대한 "소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값"이 제1 면에 대한 "소정의 잉크 토출에 의해 야기되는 노즐면의 오염값"의 70%

이송 벨트(51)에 전하를 인가하기 위한 제어에 따른 값을 표 3에 도시된 바와 같이 설정하였다.

전하인가제어	내용
X	대전 폭(전하 인가량)을 온도나 습도에 관계없이 일정하게 설정됨
Y	15 RH% 이하의 습도에서 대전 폭이 감소함(대전인가제어가 완화)

(평가 기준)

평가자에 의한 수동 클리닝의 전체 횟수가 5회 이상인 경우에는 "×"로 평가하였다. 평가자에 의한 수동 클리닝의 전체 횟수가 1회 내지 4회인 경우에는 "△"로, 평가자에 의한 수동 클리닝의 전체 횟수 0회인 경우에는 "○"로 평가하였다. 과도한 자발적 클리닝이 요구되는 경우에는 그 설명을 부기한다.

(실시예 1)

자동 실행 조건 "A", 인쇄 모드에 대한 관계 "M", 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "23℃, 50%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "○" 이었다.

(실시예 2)

자동 실행 조건 "A", 인쇄 모드에 대한 관계 "N", 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "23℃, 50%", "양면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "○" 이었다. 이 결과로부터, 양면 인쇄 모드에서도 과부족이 없는 클리닝 동작이 실행되었음이 확인되었다.

(실시예 3)

자동 실행 조건 "A", 인쇄 모드에 대한 관계 "M", 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "23℃, 50%", "양면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "○" 이었다. 그러나, 실시예 2의 경우에 비해서 소비되지 않고 남은 잉크량이 적었다. 즉, 실시예 2의 경우보다 더 많은 잉크가 자동 클리닝 동작을 통해 소비되었다. 그 결과, 제 2면에 대한 노즐면의 오염값이 커져 클리닝 동작의 횟수가 약간 높아졌음이 확인되었다.

(실시예 4)

자동 실행 조건 "A", 인쇄 모드에 대한 관계 "M", 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "10℃, 15%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "△" 이었다. 따라서, 더 낮은 온도 및 습도의 조건에 대해서는 실제 노즐면의 오염값이 크고, 클리닝 동작이 부족한 경향이 있지만, 대체적으로 양호한 결과가 얻어짐이 확인되었다.

(실시예 5)

자동 실행 조건 "A", 인쇄 모드에 대한 관계 "M", 전하 인가 제어 "Y", 그 밖의 조건으로 "10℃, 15%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "○" 이었다. 따라서, 더 낮은 온도 및 습도의 조건에 대해서는 이송 벨트에 대한 전하 인가 제어를 완화시킴으로써, 노즐면의 오염이 감소하고, 과부족이 없는 클리닝 동작이 실행됨이 확인되었다.

(실시예 6)

자동 실행 조건 "B", 인쇄 모드에 대한 관계 "M", 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "10℃, 15%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "○" 이었다. 따라서, 더 낮은 온도 및 습도의 조건에 대해서는 노즐면에 대해 더 높은 오염값을 이용하여 제어함으로써, 과부족이 없는 클리닝 동작이 실행됨이 확인되었다.

(비교예 1)

자동 실행 조건 "C"(클리닝 동작이 실행되지 않음), 인쇄 모드에 대한 관계 "-"(관련 없음), 전하 인가 제어 "X", 그 밖의 조건으로 "23℃, 50%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "×" 이었다. 따라서, 자발적 클리닝 동작이 실행되지 않았기 때문에 수동 클리닝 횟수가 높은 것이 확인되었다.

(비교예 2)

자동 실행 조건 "C"(클리닝 동작이 실행되지 않음), 인쇄 모드에 대한 관계 "-"(관련 없음), 전하 인가 제어 "Y", 그 밖의 조건으로 "10℃, 15%", "단면 인쇄"를 적용하였을 때, 평가 결과는 "×" 이었다. 따라서, 자발적 클리닝 동작이 실행되지 않았기 때문에, 더 낮은 온도 및 습도의 조건에 대해서는 전하 인가 제어를 완화시켜도 수동 클리닝 횟수가 높은 것이 확인되었다.

한편, 전술한 각 실시예들에 있어서, 본 발명에 의한 화상 형성 장치를 프린터로 설명하였지만, 이에 한정되지 아니하고 복합기, 팩시밀리, 복사기 등의 화상 형성 장치에도 적용이 가능하다. 또한, 잉크 이외의 다른 기록액 또는 정착 처리액을 이용하는 화상 형성 장치에도 적용될 수 있다.

본 발명은 전술한 구체적인 실시예들에 의해 한정되지 아니하고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 변경과 수정이 가능하다.

본 출원은 2004. 12. 1일자로 출원된 일본우선권출원 제2004-347937호에 기초한 것으로, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조된다.

[Appendix]

(1) 기록매체에 화상을 형성하도록 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드; 및

인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단;을 포함하고,

액체방울의 토출에 의해 발생하는 노즐면 오염 허용 역치와 화상 형성을 위해 상기 기록헤드로부터의 액체방울 토출 횟수에 근거하여 상기 기록헤드의 노즐면을 클리닝하는 클리닝 수단;을 더 포함하는 화상 형성 장치.

(2) 상기 (1)에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록헤드의 노즐면은 인쇄 모드에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록헤드의 노즐면은 환경 조건에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록헤드의 노즐면은 상기 기록매체의 종류에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록헤드의 노즐면은 상기 기록액의 종류에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록매체의 종류가 미리 정한 종류일 때에는 상기 기록헤드의 노즐면이 클리닝되지 않는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 환경 조건과 기록매체의 종류 중 적어도 하나에 따라 상기 이송 수단에 인가되는 전하량을 제어하도록 구성된 클리닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(8) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치에 있어서, 상기 기록매체의 양면에 화상 형성이 가능하고, 상기 기록매체의 뒷면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 횟수가 상기 기록매체의 앞면에 화상이 형성되는 경우의 클리닝 횟수보다 적은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

(9) 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드; 및

인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단;을 포함하며,

상기 기록헤드의 노즐로부터 토출되는 액체방울로 상기 기록매체의 양면에 화상 형성이 가능하고,

상기 기록매체의 양면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도가 상기 기록매체의 단면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도보다 적은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

본 발명에 의한 화상 형성 장치는 정전흡착 이송에서 발생하는 안개에 의해 야기되는 노즐면의 오염을 효과적으로 제거함으로써 화상 품질을 향상시킨다.

Claims

기록매체에 화상을 형성하도록 기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드;

인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단; 및

액체방울의 토출에 의해 발생하는 노즐면 오염 허용 역치와 화상 형성을 위해 상기 기록헤드로부터의 액체방울 토출 횟수에 근거하여 상기 기록헤드의 노즐면을 클리닝하는 클리닝 수단;을

포함하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록헤드의 노즐면은 인쇄 모드에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록헤드의 노즐면은 환경 조건에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록헤드의 노즐면은 상기 기록매체의 종류에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록헤드의 노즐면은 상기 기록액의 종류에 따라 클리닝되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록매체의 종류가 미리 정한 종류일 때에는 상기 기록헤드의 노즐면이 클리닝되지 않는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

환경 조건과 기록매체의 종류 중 적어도 하나에 따라 상기 이송 수단에 인가되는 전하량을 제어하도록 구성된 클리닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 기록매체의 양면에 화상 형성이 가능하고,

상기 기록매체의 뒷면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 횟수가 상기 기록매체의 앞면에 화상이 형성되는 경우의 클리닝 횟수보다 적은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
기록액의 액체방울을 토출하는 노즐을 갖는 기록헤드; 및

인가된 전하에 의해 기록매체를 정전 흡착하고 이송하는 이송 수단;을 포함하며,

상기 기록헤드의 노즐로부터 토출되는 액체방울로 상기 기록매체의 양면에 화상 형성이 가능하고,

상기 기록매체의 양면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도가 상기 기록매체의 단면에 화상이 형성되는 경우의 상기 기록헤드의 노즐면에 대한 클리닝 빈도보다 적은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.