(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを有し、前記ノズルの噴射状態を適正化するために液滴吐出ヘッドから液滴吐出動作を行う前に空吐出動作を行う液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドで液滴吐出動作を行ってから次の液滴吐出動作を行うまでの経過時間を計測する計時手段と、該計測手段で計測した経過時間に応じて空吐出動作を行う位置を異ならせる制御手段を有し、
前記制御手段は、液滴吐出動作を行う前の温湿度が高いときは、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記計測手段で計測した経過時間が短い場合は、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記計測手段で計測した経過時間が長い場合は、吸収体を有しない空吐出受け内に空吐出動作を行うことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記経過時間が長いほど、空吐出滴速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記経過時間が長いほど、空吐出滴体積を大きくすることを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記湿度が低いほど、空吐出滴速度を速くすることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記湿度が低いほど、空吐出滴体積を大きくすることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを有し、前記ノズルの噴射状態を適正化するために液滴吐出ヘッドから液滴吐出動作を行う前に空吐出動作を行う液滴吐出方法において、
前記液滴吐出動作を行う前の温湿度が高いときは、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記液滴吐出ヘッドで液滴吐出動作を行ってから次の液滴吐出動作を行うまでの経過時間が短い場合は、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記経過時間が長い場合は、吸収体を有しない空吐出受け内に空吐出動作を行うことを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴吐出装置から記録液を記録媒体に吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばインク滴等を吐出する液滴吐出装置と液滴吐出方法及び液滴吐出装置を備えた画像形成装置、特に液滴吐出装置のメンテナンスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置の記録装置として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は記録ヘッドの多数のノズルからインク滴を噴射させて記録媒体に文字や図形などを印字している。このインクジェット記録装置で高品質な文字や図形などを高速印刷するためには、記録媒体に印字したインクの速乾性が要求される。このようにインクを速乾性にすると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、文字や図形などを高品質で印刷するためにはインク滴を吐出するノズルの小口径化を図る必要がある。このため吐出エネルギーが小さくなり、より目詰まりしやすくなっている。
【０００３】
このインクの凝固により目詰まりが起こらないようにするため、記録ヘッドのメンテナンス動作で増粘したインクを排出させるフラッシング動作を行う必要がある。例えば特許文献１に示された液体噴射装置は、インクを空吐出するフラッシング動作を、インクミストが発生し難い第１の空吐出動作とミストが発生しやすい第２の空吐出動作の２種類とし、第１の空吐出動作と第２の空吐出動作を互いに異なる位置で行うようにしている。すなわち、第２の空吐出動作は印字を行う前にノズルのメニスカスを整えるために行うフラッシング動作であり、このフラッシング動作ではノズルから吐出するインク滴の重量が小さくミストになりやすいためキャップ内に吐出させている。また、第１の空吐出動作は印字中に一定時間毎に行うフラッシング動作であり、このフラッシング動作ではノズルから吐出するインク滴の重量が大きくミストになりにくいため廃インク受けに吐出させている。
【０００４】
特許文献２に示された液体噴射装置は、記録ヘッドのフラッシング動作で吐出したインクを吸収する吸収体で効率良くインクを吸収させるため、吸収体上に堆積したインクに対して、ノズル列を移動させながらインクを吐出させて堆積したインクを溶解させて吸収態に吸収しやすくしている。
【０００５】
また、特許文献３に示された画像形成装置は、前回のメンテナンス動作からの経過時間に応じて各色のインクを吐出する記録ヘッド毎に使用しているインクの物性に応じたメンテナンス動作を実施して各色のインクの乾燥による吐出不良を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２４６６９８号公報
【特許文献２】特開２００６−１６８１７７号公報
【特許文献３】特開２００６−１８７８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示すように、第２の空吐出動作で全てのインクをキャップ内に吐出させると、先に印字してから次に印字するまでの経過時間によっては増粘したインクを吐出させるため空吐出速度を早くする必要があり、その場合、キャップ内に吐出するインクがミストになりやすい傾向がある。
【０００７】
また、特許文献２に示すように、吸収体上に堆積したインクに対して、ノズル列を移動させながらインクを吐出して吸収体にインクが堆積することを防ぐようにしても、吸収体上に堆積したインクに対して吐出するインクがばらつき、かつ堆積の状態を制御することはむずかしいとともにインクの堆積量の絶対値を減らすことはできない。また、特許文献３に示すように、前回のメンテナンス動作からの経過時間に応じて記録ヘッド毎に使用しているインクの物性に応じたメンテナンス動作を実施しても、ミストが発生しにくいインクも全て同じ場所に吐出しているためインク堆積が発生し易いという短所がある。
【０００８】
このように増粘したインクが堆積すると、キャリッジ移動の際に記録ヘッドが堆積したインクに接触したりあるいは堆積して接触したインクが固着して正常な動作をしなくなる可能性がある。
【０００９】
この発明は、このような短所を改善し、インク滴等を吐出する液滴吐出ヘッドのメンテナンス動作で空吐出した液体が堆積することを抑制するとともに液滴を吐出するノズルの目詰りを防止することができる液滴吐出装置と液滴吐出方法及び液滴吐出装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の液滴吐出装置は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを有し、前記ノズルの噴射状態を適正化するために液滴吐出ヘッドから液滴吐出動作を行う前に空吐出動作を行う液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドで液滴吐出動作を行ってから次の液滴吐出動作を行うまでの経過時間を計測する計時手段と、該計測手段で計測した経過時間に応じて空吐出動作を行う位置を異ならせる制御手段を有する。
【００１２】
具体的には、前記制御手段は、液滴吐出動作を行う前の温湿度が高いときは、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記計測手段で計測した経過時間が短い場合は、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記計測手段で計測した経過時間が長い場合は、吸収体を有しない空吐出受け内に空吐出動作を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記経過時間が長いほど、空吐出滴速度を速くしたり、空吐出滴体積を大きくする。
【００１４】
さらに、前記制御手段は、前記湿度が低いほど、空吐出滴速度を速くしたり、空吐出滴体積を大きくする。
【００１７】
この発明の液滴吐出方法は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを有し、前記ノズルの噴射状態を適正化するために液滴吐出ヘッドから液滴吐出動作を行う前に空吐出動作を行う液滴吐出方法において、前記液滴吐出動作を行う前の温湿度が高いときは、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記液滴吐出ヘッドで液滴吐出動作を行ってから次の液滴吐出動作を行うまでの経過時間が短い場合は、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、前記経過時間が長い場合は、吸収体を有しない空吐出受け内に空吐出動作を行うことを特徴とする。
【００１８】
この発明の画像形成装置は、前記液滴吐出装置から記録液を記録媒体に吐出して画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、液滴吐出ヘッドで液滴吐出動作を行ってから次の液滴吐出動作を行うまでの経過時間に応じて空吐出動作を行う位置を異ならせることにより、空吐出したインが堆積することを抑制することができる。
【００２１】
具体的には、液滴吐出動作を行う前の温湿度が高いときは、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、経過時間が短い場合は、吸収体を有するキャップ部材内に空吐出動作を行い、液滴吐出動作を行う前の温湿度が低く、経過時間が長い場合は、吸収体を有しない空吐出受け内に空吐出動作を行うことにより、空吐出受け内へのインク堆積を抑制することができる。
【００２２】
また、経過時間が長いほど、空吐出滴速度を速くしたり、空吐出滴体積を大きくしたり、湿度が低いほど、空吐出滴速度を速くしたり、空吐出滴体積を大きくすることにより、液滴吐出動作を行うときの目詰まりを防止することができる。
【００２３】
また、この発明の画像形成装置は、前記液滴吐出装置から記録液を記録媒体に吐出して画像を形成することにより、装置内にミストが飛散することを防止して、良質な画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１〜図３は、この発明の画像形成装置の構成を示し、図１は画像形成装置を前方側から見た斜視図、図２は画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図、図３は機構部の要部構成図である。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された記録用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された記録用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。また、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、前面から装置本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５を配置している。
【００２６】
このカートリッジ装填部４には、色の異なる記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー６を開閉可能に設けている。
【００２７】
操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアーエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙを配置している。また、操作／表示部５には、電源ボタン１２と用紙送り／印刷再開ボタン１３及びキャンセルボタン１４も配置している。
【００２８】
この画像形成装置の機構部は、図３に示すように、ガイドロッド２１とステー２２とでキャリッジ２３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ２４によって駆動プーリ２５と従動プーリ２６間に架け渡したタイミングベルト２７を介して矢示方向（キャリッジ走査方向）に移動走査する。このキャリッジ２３には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴をそれぞれ吐出するノズル列を有する各色毎の記録ヘッド３１を複数のノズルを主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド３１は、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２９】
また、キャリッジ２３には、記録ヘッド３１に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３２ｋ、３２ｃ、３２ｍ、３２ｙを搭載している。この各色のサブタンク３２には各色のインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。
【００３０】
また、図２に示すように、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した記録用紙４２を給紙するための給送手段である給紙部として、用紙積載部４１から記録用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。そして、給紙部から給紙された記録用紙４２を記録ヘッド３１の下方側に送り込むために、記録用紙４２を案内するガイド部材４５とカウンタローラ４６と搬送ガイド部材４７と先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された記録用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３１に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００３１】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。そして、搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３１による印写領域に対応してガイド部材５７を配置している。この搬送ベルト５１は、副走査モータによって搬送ローラ５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向（副走査方向）に周回移動する。
【００３２】
さらに、記録ヘッド３１で記録された記録用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から記録用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００３３】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される記録用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面には手差しトレイ７２を設けている。
【００３４】
さらに、図３に示すように、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３１のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、図４の断面図に示すように、各色毎の記録ヘッド３１のノズル面をキャピングするための吸収体８２を内部に有するキャップ部材８３とキャップ部材８３からインクを吸収する吸引ポンプ８４と吸引したインクを受け入れる廃液タンク８５及び空吐出したインクを受ける空吐出受け部８６とを有する。
【００３５】
この画像形成装置のインク滴を吐出する記録ヘッド３１を図５と図６及び図７を参照して説明する。図５は記録ヘッド３１の液室長手方向に沿う断面図、図６は記録ヘッド３１の液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面図、図７は圧力発生室部の上面図である。この記録ヘッド３１は、インク供給口１１１と共通液室１１２となる彫り込みを形成したフレーム１１０と、流体抵抗部１２１と圧力発生室１２２となる彫り込みとノズル１３１に連通する連通口１２３を形成した流路板１２０、ノズル１３１を形成するノズル板１３０と、凸部１６１とダイアフラム部１６２及びインク流入口１６３を有する振動板１６０と、振動板１６０に接着層１７０を介して接合された積層圧電素子１５０と、積層圧電素子１５０を固定しているベース１４０を有する。
【００３６】
ベース１４０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１５０を２列配置して接合している。積層圧電素子１５０は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層１５１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１５２とを交互に積層している。内部電極層１５２は両端で外部電極１５３に接続されている。この積層圧電素子１５０はハーフカットのダイシング加工により櫛歯状に分割され、1つ毎に駆動部１５６と支持部１５７（非駆動部）として使用する。外部電極１５３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１５４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１５５となる。駆動部１５６の個別電極１５４にはＦＰＣ１８０が半田接合されている。また、共通電極１５５は積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣ１８０の接地電極に接合している。ＦＰＣ１８０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１５６への駆動電圧印加を制御している。
【００３７】
振動板１６０は、薄膜のダイアフラム部１６１と、ダイアフラム部１６１の中央部に形成し、積層圧電素子１５０の駆動部１５６と接合する島状凸部（アイランド部）１６２と、フレーム１１０に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口１６３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。この振動板１６０の島状凸部１６２と積層圧電素子１５０可動部１５６とフレーム１１０の結合は、ギャップ材を含んだ接着層１７０をパターニングして接着している。
【００３８】
流路板１２０はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部１２１と圧力発生室１２２となる彫り込み、及びノズル１３１に対する位置に連通口１２３となる貫通口をエッチング工法でパターニングして形成している。このエッチングで残された部分が圧力発生室１２２の隔壁１２４となる。また、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１２１としている。
【００３９】
ノズル板１３０は金属材料、例えば電鋳工法によるＮiメッキ膜等で形成され、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１３１を多数を有する。このノズル１３１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１３１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例えば150ｄｐｉとしている。このノズル板１３０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１３２を設けている。この撥水処理層１３２はＰＴＦＥ−Ｎi共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装あるいは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、またはシリコン系樹脂・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。
【００４０】
インク供給口１１１と共通液室１１２となる彫り込みを形成するフレーム１１０は樹脂成形で作製されている。
【００４１】
このように構成した記録ヘッド３１においては、記録信号に応じて駆動部１５６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１５６に積層方向の変位が生起し、振動板１３０を介して圧力発生室１２２が加圧されて圧力が上昇し、ノズル１３１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１２２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１２２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、サブタンク３２から供給されたインクは共通液室１１２に流入し、共通液室１１２からインク流入口１６３を経て流体抵抗部１２１を通って圧力発生室１２２内に充填される。流体抵抗部１２１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１２１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。
【００４２】
このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から記録用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された記録用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０度搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御部によって高圧電源から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラスとマイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に記録用紙４２が給送されると、記録用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって記録用紙４２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ２３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３１を駆動することにより、停止している記録用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、記録用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、記録用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００４３】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ２３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ部材８３で記録ヘッド３１がキャッピングしてノズル１３１を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ部材８３で記録ヘッド３１をキャッピングした状態で吸引ポンプ８４によってノズル１３１からインクを吸引し、増粘したインクや気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって記録ヘッド３１の安定した吐出性能を維持する。
【００４４】
この画像形成装置の制御装置２００は、図８のブロック図に示すように、制御部２０１と走査駆動部２０２とヘッド駆動部２０３及び吸引駆動部２０４を有する。制御部２０１は、装置全体の動作を管理する主制御部２０５と、ホスト装置からの各種情報を授受するホストインタフェース２０６と、各種制御プログラムやホスト装置から送られた情報を記憶する記憶部２０７及び計時部２０８を有する。走査駆動部１０２は主制御部２０５からの制御信号により主走査モータ２４を駆動する。ヘッド駆動部２０３は主制御部２０５からの駆動信号により記録ヘッド３１を駆動し、吸引駆動部２０４は主制御部２０５からの制御信号により吸引ポンプ８４を駆動する。
【００４５】
この画像形成装置の記録ヘッド３１で使用するインクの粘度が高く、速乾性が高くなればなるほど、インクは早く乾燥して増粘によるノズル１３１の目詰まりが発生する。従来は、印刷前のメンテナンス動作でこの乾燥したインクを排出させるために、多くの空吐出滴数を要し、インク堆積を引き起こしていた。この対策として、吸収体のあるキャップ部材内に空吐出しようと試みたが、空吐出での滴速度が速く、ミストになりやすく、装置内を汚す結果となってしまっていた。ただし、この空吐出動作において、増粘インクを排出するために必要なインク滴速度はインクの増粘具合（非噴射時間）に応じて定められ、このインク滴速度はミストの発生しやすさに関係している。インク滴速度が速くなればなるほど、ミストは発生しやすくなり、インク滴速度が遅くなればなるほどミストは発生しにくくなる。ノズル１３１と空吐出したインクを受ける非印写受けとの距離が近く、インク滴速度が速いと、インクの跳ね返りがあり、ノズル面を汚すだけでなく、その周辺部までも汚してしまうことになる。また、ノズル１３１とインク非印写受けとの距離が遠く、滴速度が遅いと、非印写受けへの着弾ばらつきが発生し、非印写受けへのインク堆積を引き起こしてしまう。
【００４６】
そこで制御装置２００の制御部２０１に計時部２０８を設け、計時部２０８で印刷終了時から次の印刷直前までの経過時間を計測し、印刷前の空吐出動作は、その経過時間に応じて空吐出位置を異ならせてインク堆積による画像品質劣化を防ぐ。すなわち、印刷終了時から次の印刷を開始するまでの間の印刷をしない時間が長ければ、その時間に応じてインク乾燥は進んでいく。そこで計時部２０８は印刷が終了した時点から次の印刷を開始するまで経過時間を計測する。
【００４７】
例えば図９に示すように、印刷が終了した時点から次の印刷を開始するまでの経過時間が短い場合は、インクの増粘はそれほど進んでいなく、増粘したインクを排出するときの滴速度Ｖｊが遅くても増粘したインクを排出できるため、滴速度Ｖｊを遅くして吸収体８２を有するキャップ部材８３へインク滴を排出してインク堆積を抑制する。このように滴速度Ｖｊが遅い場合はミストの発生が少ないためキャップ部材８３に排出しても良い。また、印刷が終了した時点から次の印刷を開始するまで経過時間が長い場合は、インクの増粘が進んでいるため、滴速度Ｖｊを速くして滴体積Ｍｊを大きくして増粘したインクを排出する。このように滴速度Ｖｊが速い場合はミストが発生し易いため、キャップ部材８３でなく空吐出受け８６へ排出する。
【００４８】
そこで制御装置２００の主制御部２０５は、図１０のフローチャートに示すように、画像形成装置の電源が投入されて印刷命令を入力すると（ステップＳ１）、空吐出受け８６に空吐出して印刷を開始する（ステップＳ２，Ｓ３）。この印刷が終了すると（ステップＳ４）記録ヘッド３１のノズル１３１を維持回復機構８１のキャップ部材８３でキャッピングする（ステップＳ５）。そして引き続いて印刷動作を継続する場合は、待機状態に入り計時部２０８で計時を開始させる（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００４９】
この状態で新しい印刷命令を入力すると（ステップＳ８）、主制御部２０５は計時部２０８の計時を終了させて計時部２０８で計時した経過時間とあらかじめ設定されていた所定時間とを比較する（ステップＳ９，Ｓ１０）。この計時した経過時間が所定時間より短い場合はキャップ部材８３に空吐出し（ステップＳ１１）、経過時間が所定時間より長い場合は空吐出受け８６に空吐出し（ステップＳ１２）、その後、印刷を開始する（ステップＳ１３）。この印刷が終了すると（ステップＳ１４）、記録ヘッド３１のノズル１３１を維持回復機構８１のキャップ部材８３でキャッピングし（ステップＳ５）、引き続いて印刷動作を継続する場合は上記処理を繰り返し、印刷動作を終了する場合は画像形成装置の電源を遮断して印刷動作を終了する（ステップＳ６）。
【００５０】
このように空吐出動作では、印刷が終了した時点から次の印刷を開始するまでの経過時間が短い場合は吸収体８２を有するキャップ部材８３内に空吐出を行い、経過時間が長い場合は空吐出受け８６に空吐出を行うことにより空吐出受け８６にインクが堆積することを抑制することができる。
【００５１】
また、図１１に示すように、湿度が高い環境では時間が経過しても、インクの乾燥はほとんど進んでおらず、滴速度Ｖｊを速くする必要がない。そのため、滴速度Ｖｊを遅くし、吸収体８２を含んだキャップ部材８３へとインク滴を排出してインク堆積を抑制する。湿度が低い環境で、かつ、経過時間が長い場合は、インクの増粘が進んでいるため、滴速度Ｖｊを速くして滴体積Ｍｊを大きくすることで増粘したインクを空吐出受け８６に排出すれば良い。
【００５２】
そこで制御装置２００の主制御部２０５は、図１２のフローチャートに示すように、画像形成装置の電源が投入されて印刷命令を入力すると（ステップＳ２１）、空吐出受け８６に空吐出して印刷を開始する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。この印刷が終了すると（ステップＳ２４）記録ヘッド３１のノズル１３１を維持回復機構８１のキャップ部材８３でキャッピングする（ステップＳ２５）。そして引き続いて印刷動作を継続する場合は、待機状態に入り計時部２０８で計時を開始させる（ステップＳ２６，Ｓ２７）。
【００５３】
この状態で新しい印刷命令を入力すると（ステップＳ２８）、主制御部２０５は計時部２０８の計時を終了させ（ステップＳ２９）、湿度センサ２０９で検出している湿度とあらかじめ設定されていた所定の湿度とを比較し、検出した湿度が所定湿度より高い場合はキャップ部材８３に空吐出する（ステップＳ３０，Ｓ３２）。また、検出した湿度が所定湿度より高い場合は計時部２０８で計時した経過時間とあらかじめ設定されていた所定時間とを比較する（ステップＳ３０，Ｓ３１）。この計時した経過時間が所定時間より短い場合はキャップ部材８３に空吐出し（ステップＳ３２）、経過時間が所定時間より長い場合は空吐出受け８６に空吐出し（ステップＳ３３）、その後、印刷を開始する（ステップＳ３４）。この印刷が終了すると（ステップＳ３５）、記録ヘッド３１のノズル１３１を維持回復機構８１のキャップ部材８３でキャッピングし（ステップＳ２５）、引き続いて印刷動作を継続する場合は上記処理を繰り返し、印刷動作を終了する場合は画像形成装置の電源を遮断して印刷動作を終了する（ステップＳ２６）。
【００５４】
このようにインクの増粘が進んでいるときだけ空吐出受け８６に空吐出を行い、インクが増粘していないときにはキャップ部材８２内に空吐出を行うことにより空吐出受け８６内へのインク堆積を抑制することができる。また、温度が高くてインクが増粘していないときにキャップ部材８２内に空吐出しても良い。
【００５５】
また、インクを空吐出するとき、ミスト発生は滴速度Ｖｊが７ｍ／ｓ以上のときに、発生しやすく、キャップ部材８２内に吐出する際には滴速度Ｖｊを７ｍ／ｓ以下にする方が望ましい。このように滴速度Ｖｊを制限することにより、キャップ部材８２内への吐出時にはキャップ部材８２を記録ヘッド３１に密着させた状態でも、離した状態であっても良い。また、吐出と同時に吸引ポンプ８４で吸引動作を実施した状態でも、実施しない状態であっても良い。吸引動作を行わない場合は、所定量のインク量を吐出した時点で吸引ポンプ８４により吸引動作を行えば良い。
【００５６】
記録ヘッド３１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ることが望ましい。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１３１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。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１３１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１３１近傍に拡がらずにノズル１３１内に留まるため、正常な吐出ができる。
【００５７】
この撥水材膜の形成は、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。なお、材料及び真空槽内の真空度によっては、常温から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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。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。
【００６０】
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、下記一般式（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。
【００６１】
【化１】
0005073577.tif 000002
【００６２】
前記一般式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。
【００６３】
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る場合があり、ワイピングしたときに剥がれが生じるおそれがあるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の画像形成装置を前方側から見た斜視図である。
【図２】画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】画像形成装置の機構部の要部構成図である。
【図４】維持回復機構のキャップ部材の構成を示す断面図である。
【図５】記録ヘッドの液室長手方向に沿う断面図である。
【図６】記録ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面図である。
【図７】記録ヘッドの圧力発生室部の上面図である。
【図８】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】経過時間に対する滴速度と滴体積の変動特性図である。
【図１０】画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】湿度に対する滴速度と滴体積の変動特性図である。
【図１２】画像形成装置の他の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１；装置本体、２；給紙トレイ、３；排紙トレイ、４；カートリッジ装填部、
１０；インクカートリッジ、２３；でキャリッジ、３１；記録ヘッド、
８１；維持回復機構、８２；吸収体、８３；キャップ部材、８４；吸引ポンプ、
８５；廃液タンク、８６；空吐出受け部、２００；制御装置、
２０１；制御部、２０２；走査駆動部、２０３；ヘッド駆動部、
２０４；吸引駆動部、２０５；主制御部、２０８；計時部、２０９；湿度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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