CN102145578A - 液体喷射装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高在液体流路内存在的气泡的排出性的液体喷射装置及其控制方法。所述液体喷射装置产生维护驱动脉冲DP，其包括通过驱动压电振动件而使压力产生室的容积向膨胀状态推移的第一脉冲要素、将膨胀状态保持规定时间的第二脉冲要素、使压力产生室的容积从膨胀状态向收缩状态推移的第三脉冲要素，该维护驱动脉冲DP被设定为与对记录纸喷出墨液的喷出驱动脉冲相比压力产生室内的压力变化高，从而除去填充在压力产生室中的墨液内的气泡，所述液体喷射装置在使用喷出驱动脉冲喷出墨液的喷出处理时，利用加热机构对墨液进行加热，在将维护驱动脉冲反复施加到压电振动件而恢复记录头的喷出能力的维护处理时，利用冷却机构对墨液进行冷却。

Description

液体喷射装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及具备喷墨式记录头等液体喷射头的液体喷射装置及其控制方法，尤其涉及对与喷嘴连通的压力室赋予压力变动而将压力室内的液体从喷嘴喷射的液体喷射装置及其控制方法。

背景技术

液体喷射装置是具备能够喷射(喷出)液体的液体喷射头、且从该液体喷射头喷射各种液体的装置。作为这种液体喷射装置的代表，可以举出例如具备作为液体喷射头的喷墨式记录头(以下简称为记录头)、从该记录头的喷嘴向记录纸等记录介质(喷出对象物)喷出液滴状的墨液并使之落在记录纸上、由此进行图像等的记录的喷墨式打印机(以下简称为打印机)等图像记录装置。另外，近年来，并不限于上述图像记录装置，还应用于各种制造装置。例如，在液晶显示器、等离子体显示器、有机EL(ElectroLuminescence)显示器、或者FED(面发光显示器)等显示器制造装置中，液体喷射装置用于将颜料或电极等的液体状的各种材料向像素形成区域或电极形成区域等喷射。

上述记录头具备流路单元和致动器单元等，所述流路单元导入来自封入有液体状的墨液的墨盒等液体贮存部的墨液，并且形成有从贮存部经由压力室至喷嘴的一系列液体流路，所述致动器单元具有能够使压力室的容积变动的压力产生元件。在该记录头中，存在如下问题：可能会因自然蒸发所引起的墨液的增粘、或混入墨液中的气泡的压力变动的吸收所引起的压力损失等，产生不从喷嘴喷射墨液的所谓的漏点或飞翔弯曲，从而导致记录头产生墨液的不良喷出等不良情况。

为了防止这种墨液的不良喷出，执行了各种各样的维护处理。例如进行如下维护处理：通过驱动压力产生元件来对压力室内赋予压力变化而从喷嘴进行液滴的空喷出(以下称为闪喷)，由此强制除去增粘后的墨液或混入墨液中的气泡。为了通过该闪喷将液体流路内与液体共存的气泡从喷嘴可靠地排出，需要对气泡施加尽可能大的压力变动。因此，提出有能够产生维护用驱动脉冲的打印机，所述维护用驱动脉冲使压力产生元件对压力室内赋予的压力变化与压力室内产生的液体的固有振动共振，由此增大赋予到压力室内的压力变动(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开2009-73074号公报

近年来，在打印机中进行了如下尝试，即，喷出粘度比目前处理的液体(例如水性墨液)的粘度高的液体(例如UV墨液(紫外线固化型墨液)等，以下也称为高粘度液体)。即，目前以1～5mPa·s左右的粘度低的液体为对象，但近年来尝试着利用墨液喷射方式喷出8豪帕秒以上的高粘度液体。为了在喷出这种高粘度液体时得到充分的喷出量，需要通过加热记录头降低液体的粘度后喷出液体。然而，若通过加热记录头来提高液体温度，则溶入液体中的气泡的溶解度降低，其结果是，产生超出溶解度的气泡易于从液体中向液体流路内排出的倾向。因此，在气泡对液体的溶解度降低的高温状态下，产生即使进行闪喷处理气泡的排出性也变差的问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种能够提高在液体流路内存在的气泡的排出性的液体喷射装置及其控制方法。

为了达成上述目的，本发明的液体喷射装置具备：

通过压力产生机构的动作对压力室内赋予压力变动，将填充在该压力室中的液体从喷嘴喷出的液体喷射头；

对所述液体喷射头内的所述液体进行加热的加热机构；

对所述液体喷射头内的所述液体进行冷却的冷却机构；

能够产生驱动信号的驱动信号产生部，所述驱动信号含有控制所述压力产生机构的驱动脉冲；

对所述加热机构、所述冷却机构及所述驱动信号产生部进行控制的控制部，

所述液体喷射装置的特征在于，

所述控制部进行如下控制，

产生维护驱动脉冲，该维护驱动脉冲包括通过驱动所述压力产生机构而使所述压力室的容积向第一状态推移的第一脉冲要素、将所述第一状态保持规定时间的第二脉冲要素、使所述压力室的容积从所述第一状态向与第一状态不同容积的第二状态推移的第三脉冲要素，所述第一脉冲被设定为与向目标对象喷出所述液体的喷出驱动脉冲相比所述压力室内的压力变化高，从而除去填充在所述压力室中的所述液体内的气泡，

在使用所述喷出驱动脉冲喷出所述液体的喷出处理时，利用所述加热机构加热所述液体，另外，在将所述维护驱动脉冲反复施加到所述压力产生机构而恢复所述液体喷射头的喷出能力的维护处理时，利用所述冷却机构冷却所述液体。

需要说明的是，“除去气泡”意味着排出气泡，包括使气泡溶解在液体中的现象，及将液体及残存在该液体中的气泡从喷嘴排出从而利用液体从喷嘴的喷射排出残存在液体中的气泡的现象。

根据上述结构，控制部进行如下控制，产生维护驱动脉冲，该维护驱动脉冲包括通过驱动压力产生机构而使压力室的容积向第一状态推移的第一脉冲要素、将第一状态保持规定时间的第二脉冲要素、使压力室的容积从第一状态向与第一状态不同容积的第二状态推移的第三脉冲要素，所述第一脉冲被设定为与向目标对象喷出液体的喷出驱动脉冲相比压力室内的压力变化高，从而除去填充在压力室中的液体内的气泡，在使用喷出驱动脉冲喷出液体的喷出处理时，利用加热机构加热液体，另外，在将维护驱动脉冲反复施加到压力产生机构而恢复液体喷射头的喷出能力的维护处理时，利用冷却机构冷却液体，因此提高气泡对液体的溶解度。由此，能够使气泡有效地溶入液体中，提高在液体流路内存在的气泡的排出性。另外，由于能够有效地排出气泡，因此能够缩短维护处理所需要的时间。

另外，以上述结构为基础，优选所述控制部在由所述冷却机构将所述液体冷却至预先确定的冷却设定温度后执行所述维护处理。

根据所述结构，控制部在由冷却机构将液体冷却至预先确定的冷却设定温度后执行维护处理，因此能够在使液体温度接近常温的状态下赋予对压力室内进行加压的压力变化，能够使气泡有效地溶入液体中。由此，能够抑制液体的浪费。

另外，以上述结构为基础，优选所述控制部进行如下控制，产生高温用维护驱动脉冲和低温用维护驱动脉冲，所述低温用维护驱动脉冲被设定为与将该高温用维护驱动脉冲施加到所述压力产生机构时相比所述压力室内的压力变化高，

在由所述冷却机构开始液体的冷却之后直至该液体成为预先确定的冷却设定温度的期间，使用所述高温用维护驱动脉冲执行维护处理，在液体被冷却至所述冷却设定温度后，使用所述低温用维护驱动脉冲执行维护处理。

根据该结构，控制部进行如下控制，产生高温用维护驱动脉冲和低温用维护驱动脉冲，所述低温用维护驱动脉被设定为与将高温用维护驱动脉冲施加到压力产生机构时相比压力室内的压力变化高，在由冷却机构开始液体的冷却之后直至液体成为预先确定的冷却设定温度的期间，使用高温用维护驱动脉冲执行维护处理，在液体被冷却至冷却设定温度后，使用低温用驱动脉冲执行维护处理，因此，在直至液体温度成为冷却设定温度的维护处理前半阶段，抑制液体的喷出量且确保液体的喷出稳定性，另外，在液体温度达到冷却设定温度后的维护处理后半阶段，能够使气泡有效地溶入液体中。其结果是，能够缩短维护处理所需要的时间。

另外，以上述结构为基础，优选所述控制部进行如下控制，产生高温用维护驱动脉冲和低温用维护驱动脉冲，所述低温用维护驱动脉冲被设定为与将该高温用维护驱动脉冲施加到所述压力产生机构时相比所述压力室内的压力变化高，

随着所述液体温度降低，相对于所述高温用驱动脉冲产生比例增加所述低温用维护驱动脉冲产生比例。

根据该结构，控制部进行如下控制，产生高温用维护驱动脉冲和低温用维护驱动脉冲，所述低温用维护驱动脉冲被设定为与将高温用维护驱动脉冲施加到压力产生机构时相比压力室内的压力变化高，随着液体温度降低，相对于高温用维护驱动脉冲产生比例增加低温用驱动脉冲产生比例，因此，能够向压力室赋予与液体温度对应的压力变化，能够使气泡更为有效地溶入液体中。

另外，以上述结构为基础，优选所述低温用维护驱动脉冲被设定为与所述高温用维护驱动脉冲相比所述第二脉冲要素的时间间隔短。

根据该结构，低温用维护驱动脉冲被设定为与高温用维护驱动脉冲相比第二脉冲要素的时间间隔短，因此，仅通过设置使第二脉冲要素的时间间隔不同的维护驱动脉冲，就能够与将高温用维护驱动脉冲施加到压力产生机构时相比提高压力室内的压力变化。

另外，以上述结构为基础，优选所述控制部进行如下控制，随着所述液体温度降低，减少向所述压力产生机构施加的所述维护驱动脉冲的施加数量。

根据该结构，控制部进行如下控制，随着液体温度降低，减少向压力产生机构施加的维护驱动脉冲的施加数量，因此能够将维护驱动脉冲以与液体温度增减而引起的气泡的溶解度的变化对应的施加数量向压力产生机构施加。其结果是，能够使气泡更有效地溶入液体中，抑制液体的浪费并缩短维护所需要的时间。

另外，以上述结构为基础，优选所述冷却机构及所述加热机构具有共用的循环流路，使填充在该循环流路内的热介质循环来调整所述液体喷射头内的液体温度。

根据该结构，冷却机构及加热机构具有共用的循环流路，使填充在循环流路内的热介质循环来调整液体喷射头内的液体温度，因此能够抑制将调整液体温度的冷却机构及加热机构配置在液体喷射头内的空间。

另外，以上述结构为基础，优选所述液体喷射头具有排列设置有多个所述喷嘴的喷嘴形成构件、形成有贮存用于向与该喷嘴连通的所述压力室侧供给的液体的液体贮存空间的流路形成基板，

在所述流路形成基板的所述液体贮存空间与所述喷嘴之间配置所述循环流路。

根据该结构，液体喷射头具有排列配置有多个喷嘴的喷嘴形成构件、形成有贮存用于向与喷嘴连通的压力室侧供给的液体的液体贮存空间的流路形成基板，在流路形成基板的液体贮存空间与喷嘴之间配置有循环流路，因此能够准确地进行液体温度调整。

另外，本发明提供一种液体喷射装置的控制方法，所述液体喷射装置具备：

通过压力产生机构的动作对压力室内赋予压力变动，将填充在该压力室中的液体从喷嘴喷出的液体喷射头；

对所述液体喷射头内的所述液体进行加热的加热机构；

对所述液体喷射头内的所述液体进行冷却的冷却机构；

能够产生驱动信号的驱动信号产生部，所述驱动信号含有控制所述压力产生机构的驱动脉冲；

对所述加热机构、所述冷却机构及所述驱动信号产生部进行控制的控制部，

所述液体喷射装置的控制方法的特征在于，

所述控制部进行如下控制，

产生维护驱动脉冲，该维护驱动脉冲包括通过驱动所述压力产生机构而使所述压力室的容积向第一状态推移的第一脉冲要素、将所述第一状态保持规定时间的第二脉冲要素、使所述压力室的容积从所述第一状态向与第一状态不同容积的第二状态推移的第三脉冲要素，所述第一脉冲被设定为与向目标对象喷出所述液体的喷出驱动脉冲相比所述压力室内的压力变化高，从而除去填充在所述压力室中的所述液体内的气泡，

在使用所述喷出驱动脉冲喷出所述液体的喷出处理时，利用所述加热机构加热所述液体，另外，在将所述维护驱动脉冲反复施加到所述压力产生机构而恢复所述液体喷射头的喷出能力的维护处理时，利用所述冷却机构冷却所述液体。

根据该控制方法，即使在喷出处理中液体被加热，在维护处理时通过冷却机构也能够冷却液体，因此气泡对液体的溶解度提高。由此，能够使气泡有效地溶入液体中，能够提高在液体流路内存在的气泡的排出性。另外，由于能够有效地排出气泡，因此能够缩短维护处理所需要的时间。

附图说明

图1是说明打印机的简要结构的立体图。

图2是从压力产生单元侧观察记录头而得到的立体图。

图3是说明记录头的结构的要部剖视图。

图4是说明打印机的电结构的块图。

图5是说明包括维护驱动脉冲的驱动信号的结构的波形图。

图6是说明维护驱动脉冲的结构的波形图。

图7是说明维护处理的流程的流程图。

图8是说明墨液温度与维护驱动脉冲的施加数量的关系的图。

符号说明

1…打印机

2…记录头

6…记录纸

21…压力产生室

26…压电振动件

28…喷嘴开口

33…贮存部

35…贮存部板

36…喷嘴板

42…循环流路

56…控制部

58…驱动信号产生电路

DP1…高温用维护驱动脉冲

DP2…低温用维护驱动脉冲

具体实施方式

以下，参照附图等说明用于实施本发明的优选方式。需要说明的是，在以下所述的实施方式中，对本发明的优选具体例进行了各种各样的限定，但只要在以下的说明中没有特别限定本发明的内容的记载，本发明的范围就不限于这些方式。另外，以下，作为本发明的液体喷射装置，例示了适用于图1所示的喷墨式记录装置(以下简记为打印机)的情况。

打印机1大致具备如下机构等：滑架4，其上安装作为液体喷射头的一种的记录头2，且贮存墨液(本发明的液体的一种)的墨盒3以能够拆装的方式安装于滑架4；压板5，其配设在记录头2的下方；滑架移动机构7，其使搭载有记录头2的滑架4向记录纸6(目标对象的一种)的纸宽方向移动；送纸机构8，其向与纸宽方向正交的方向即送纸方向输送记录纸6。这里，纸宽方向为主扫描方向(头扫描方向)，送纸方向为副扫描方向(即，与头扫描方向正交的方向)。

滑架4以被架设在主扫描方向上的引导杆9轴支承的状态安装，且通过滑架移动机构7的动作沿引导杆9在主扫描方向上移动。由线性编码器10检测出滑架4的主扫描方向的位置，并将检测信号作为位置信息向控制部56(参照图4)发送。由此，控制部56根据来自该线性编码器10的位置信息能够识别滑架4(记录头2)的扫描位置，同时控制记录头2所进行的记录动作(喷射动作)等。

在滑架4的移动范围内比记录区域靠外侧(图1中的右侧)的端部区域设定有成为扫描的基点的原位置。在本实施方式中的原位置配置密封记录头2的喷嘴形成面(喷嘴板36：参照图3)的封盖机构12、用于拂拭喷嘴形成面的拂尘构件13。并且，打印机1构成为能够在滑架4(记录头2)从该原位置向相反侧的端部移动的去动时、滑架4从相反侧的端部返回原位置侧的回动时这两个方向上进行在记录纸6上记录文字或图像等的所谓的双向记录。需要说明的是，封盖机构12的盖构件12′在后述的闪喷处理用作接收墨液滴的墨液接收部，所述闪喷处理通过进行墨液滴的空喷出(舍弃)来排除(除去)增粘后的墨液或残存在墨液中的气泡。

接下来，说明记录头2的结构。这里，图2是从压力发生单元侧观察记录头2而得到的立体图，图3是记录头2的要部剖视图。例示的记录头2包括压力产生单元(或者致动器单元)19、流路单元20，将上述结构在重叠的状态下一体化而形成记录头2。压力产生单元19如下构成：利用层叠、烧成等将压电振动件26(相当于本发明的压力产生机构)、振动板27、用于区划压力产生室(相当于本发明的压力室)21的压力产生室板22一体化。

另外，流路单元20通过层叠形成有供给口30或第二连通口31的供给口形成板32、贮存部33(相当于本发明的液体贮存空间)、形成有后述的循环流路42的贮存部板35(相当于本发明的流路形成基板)而构成，所述循环流路42通过使填充在第一连通口34及内部的热介质循环来调整记录头2内的墨液温度。另外，在贮存部板35与供给口形成板32相反侧的面上设有形成有喷嘴开口28(相当于本发明的喷嘴)的喷嘴板36(相当于本发明的喷嘴形成构件)。

振动板27由具有弹性的板材构成。在振动板27的与压力产生室21相反侧的外侧表面以与各压力产生室21对应的状态配设多个压电振动件26。例示的压电振动件26是挠曲振动模式的振动件，构成为由驱动电极26a和公共电极26b夹持压电体26c的结构。并且，对压电振动件26的驱动电极施加驱动信号时，在驱动电极26a与公共电极26b之间产生与电位差对应的电场。该电场被赋予到压电体26c上，压电体26c根据赋予的电场的强度发生变形。

压力产生室板22由厚度适于形成压力产生室21的陶瓷材料的薄板、例如氧化铝或氧化锆等构成，用于划量压力产生室21的空部以在板的厚度方向上贯通的状态形成。压力产生室21以与喷嘴板36的喷嘴开口28的间距相同的固定间距开设成列状，是与排列设置方向正交的左右方向细长的长孔。

如图3所示，供给口形成板32是由不锈钢材料等金属材料构成的薄的板状构件。在该供给口形成板32上开设有多个贯通板厚方向的供给口30。另外，贯通板厚方向的第二连通口31与贮存部板35的第一连通口34对应形成。供给口30是对墨液流路(液体流路)内的墨液赋予流体阻力(流动阻力)的部分。关于该供给口30，如图3所示，贮存部33侧的口径比压力产生室21侧的口径宽。该供给口30通过冲压加工形成。另外，在供给口形成板32上形成有壁厚远远薄于其他部分的柔性部38。该柔性部38如下制作：通过蚀刻等使与贮存部板35的贮存部33对应的区域内从贮存部33的相反面侧向板厚方向凹陷而形成凹部39。

贮存部板35是由不锈钢材料等金属材料构成的板状构件。在该贮存部板35上，用于区划贮存部33的空部以贯通板厚方向的状态形成。该空部区划形成贮存部33。该贮存部33作为多个压力产生室21所共用的液室发挥功能，对应墨液的各个种类(颜色)而设置，并贮存从墨盒3供给的墨液。另外，在贮存部板35上，多个贯通板厚方向的第一连通口34以与上述的第二连通口31对应的方式形成有多个。

喷嘴板36是由不锈钢材料等金属材料构成的板状构件。在该喷嘴板36上排列设置多个喷嘴开口28而横向排列地形成喷嘴列(喷嘴开口组)，在本实施方式中，喷嘴列由以固定间距(例如180dpi)开设的180个的喷嘴开口28构成。需要说明的是，除金属材料以外，还可以由有机塑料膜等构成喷嘴板36。

并且，通过接合压力产生单元19与供给口形成板32之间、供给口形成板32与贮存部板35之间以及贮存部板35与喷嘴板36之间而将各板构件一体化。由此，如图3所示，贮存部33与压力产生室21的另一端部通过供给口30连通。另外，压力产生室21的一端部与喷嘴开口28通过贮存部板35的第一连通口34及供给口形成板32的第二连通口31连通。并且，从贮存部33通过压力产生室21连通压力产生单元19与喷嘴开口28的一系列墨液流路(液体流路)对应各喷嘴开口28而形成。

在上述结构的记录头2中，通过使压电振动件26变形而使对应的压力产生室21收缩或者膨胀，而使压力产生室21内的墨液产生压力变动。通过控制该墨液压力，能够从喷嘴开口28喷出(喷射)墨液。若在喷出墨液前预先使正常容积的压力产生室21膨胀，则从贮存部33侧通过供给口30向压力产生室21内供给墨液。另外，若在预先膨胀后使压力产生室21急剧收缩，则从喷嘴开口28喷出墨液。

进而，本发明的打印机1具有对记录头2内的墨液进行加热的加热机构、对记录头2内的墨液进行冷却的冷却机构。加热机构及冷却机构具有上述的共用的循环流路42，在该循环流路42内填充水(本发明的热介质的一种)，使该水进行热交换并同时循环，由此调整记录头2内的墨液温度。该加热机构及冷却机构包括调整水的温度的换热器43、使温度调整后的水在循环流路42内循环的泵44、控制换热器43及泵44的控制部56(参照图4)。需要说明的是，本发明的热介质并不限于水，例如可以是油或醇等液体。另外，在本发明的打印机1中，为了喷出在紫外线等光能的照射下硬化的光硬化型墨液那样的粘度比以往的水性墨液的粘度高的墨液(高粘度液体)，在喷出处理时，通过加热机构使墨液温度上升，由此降低墨液的粘度，从而易于喷出墨液。

循环流路42形成为能够使在其内部填充的水循环的环状，如图3所示，其一部分配置在贮存部板35的贮存部33与喷嘴开口28之间。换热器43配置在循环流路42的中途，具有珀耳帖元件等温度控制元件(热电元件)。该换热器43与控制部56(图4)电连接，接收来自控制部56的电信号，对水进行冷却或加热。例如，在记录头2对记录纸6喷出墨液的喷出处理时，换热器43通过在换热元件与水之间进行热交换来对水进行加热。另一方面，在通过对压力产生室21内赋予比喷出处理时大的压力变化而从喷嘴开口28进行墨液滴的空喷出(以下称为闪喷)、由此强制性除去增粘后的墨液或混入墨液中的气泡的维护处理时，反转电流的极性使其与加热时相反，从而对水进行冷却。由此，加热机构及冷却机构使由换热器43调整过温度的循环流路42内的水的温度向墨液流路(具体而言贮存部33与喷嘴开口28)内的墨液传导，从而调整记录头2内的墨液温度。

泵44与换热器43同样配置在循环流路42的中途，与控制部56(图4)电连接。该泵44接收来自控制部56的电信号，由此将填充在循环流路42内的水向换热器43压力供给，并使由换热器43调节过温度的水返回循环流路42内，从而进行记录头2内的墨液温度的调整。

接下来，说明打印机1的电结构。

图4是表示打印机1的电结构的块图。本实施方式的打印机1大致包括打印机控制器50和打印发动机51。打印机控制器50具备输入来自主机等外部装置的打印数据等的外部接口(外部I/F)52、存储各种数据等的RAM53、存储有用于各种控制的控制程序等的ROM54、由EEPROM或闪存ROM等构成的不挥发性存储元件55、按照存储在ROM54中的控制程序进行各部的统一控制的控制部56、产生时钟信号的振荡电路57、产生向记录头2供给的驱动信号COM的驱动信号产生电路58(相当于本发明的驱动信号产生部)、用于将打印数据对应各点操作而得到的点图案数据或驱动信号等向记录头2输出的内部接口(内部I/F)59。打印发动机51包括记录头2、滑架移动机构7、送纸机构8。另外，打印发动机51还包括换热器43及泵44。

上述的控制部56按照存储在ROM54中的动作程序等控制记录头2所进行的墨液滴的喷出控制或打印机1的其他各部。该控制部56将经由外部I/F52从外部装置输入的打印数据转换成记录头2中用于墨液滴的喷出的喷出数据。转换后的喷出数据通过内部I/F59被转送至记录头2，记录头2根据该喷出数据控制驱动信号COM向压电振动件26的供给，从而喷出墨液滴，即，进行记录动作(喷出动作)。

这里，对残存在记录头2的墨液流路内的墨液中的气泡进行说明。打印机1中，存在因随着时间的流逝空气经由墨液流路的壁面等透过而侵入墨液流路内等导致的气泡混入墨液中的情况。并且，这样的气泡吸收压力变动，从而可能产生不从喷嘴开口28喷射墨液的所谓的漏点或飞翔弯曲等不良喷出。因此，打印机1在使用喷出驱动脉冲对记录纸6喷出墨液来进行文本或图像等的打印的喷出处理(打印处理)后等，在使记录头2移动至原位置而与盖构件12′相对的状态下，执行闪喷作为维护处理。该闪喷通过对压电振动件26反复施加后述的维护驱动脉冲DP而强制性除去增粘后的墨液或混入墨液中的气泡。然而，在喷出粘度比以往的墨液的粘度高的墨液的打印机1中，由于在喷出处理时利用加热机构对记录头2内的墨液进行加热，因此墨液温度变得比常温高，从而导致墨液的粘度降低。其结果是，气泡对墨液的溶解度降低。并且，即使在高温状态下进行闪喷处理，也由于墨液流路中的气泡不溶入墨液中，因此无法充分地排出气泡。

因此，本发明的打印机1构成为在喷出处理时利用加热机构对墨液进行加热，并且在维护处理时利用冷却机构对墨液进行冷却。由此，在使墨液温度接近常温(降低)的状态下将维护驱动脉冲DP反复施加到压电振动件26上，从而赋予对压力产生室21反复加压的压力变化，由此将气泡有效地溶入墨液中。

图5(a)是说明上述结构的驱动信号产生电路58所产生的包括维护驱动脉冲DP1的驱动信号COM1的结构的波形图，图6(a)是说明维护驱动脉冲DP1的结构的波形图。需要说明的是，在图5、6中，纵轴表示驱动信号的电位。另外，横轴表示时间。

第一实施方式的打印机1通过向驱动信号产生电路58发送电信号，而在1像素量的(1喷出周期或者1记录周期)T内产生包括一个控制压电振动件26的驱动的维护驱动脉冲DP1的驱动信号COM1。该维护驱动脉冲DP1被设定为与用于对记录纸6喷出墨液的喷出驱动脉冲相比压力产生室21内的压力变化高，从而除去填充在压力产生室21中的墨液内的气泡。需要说明的是，在本发明的包括维护驱动脉冲DP1的驱动信号COM1中，将该1喷出周期T1内施加规定频率(例如5.4kHZ)的驱动信号COM1而产生的1次量的喷射作为闪喷单位[seg](闪喷段)。并且，在进行闪喷的维护处理中，通过以规定的闪喷段数(例如共计几万～几十万段)将驱动信号COM1反复供给到压电振动件26，而将墨液流路内的墨液从喷嘴开口28排出。

维护驱动脉冲DP1是梯形形状的脉冲信号，最高电位VH与基准电位VB的电位差设定为Vh。该维护驱动脉冲DP1包括：第一脉冲要素p11，其始端电位为最高电位VH，终端电位为基准电位VB，在时间间隔t11期间电位从最高电位VH向基准电位VB以固定的斜率下降；第二脉冲要素p12，其将第一脉冲要素p11的后端电位即基准电位VB维持一定时间(时间间隔t12)；第三脉冲要素p13，其始端电位为基准电位VB，终端电位为最高电位VH，在时间间隔t13期间电位按电位差Vh以固定斜率上升。

将该维护驱动脉冲DP1施加到压电振动件26上时，压电振动件26发生挠曲变形，由此压力产生室21在第一脉冲要素p11的供给期间从与最高电位VH对应的最小容积膨胀至与基准电位VB对应的最大容积(基准容积)(第一状态)，之后在第二脉冲要素p12的供给期间维持最大容积(第二状态)，并且在第三脉冲要素p13的供给期间从最大容积收缩至最小容积(第三状态)。由此，能够使压力产生室21的容积从最小容积变化至最大容积后从最大容积急剧变化至最小容积，与用于打印处理的喷出驱动脉冲的情况相比在压力产生室21内的墨液中产生的压力变化提高。并且，在反复进行闪喷的维护处理中，通过使用该维护驱动脉冲DP1反复使压力产生室21膨胀、收缩，从而使承受压力变动的气泡容易溶入墨液中(即，促进气泡向液体的溶解)。其结果是，在维护处理或该维护处理后的喷出处理时，将气泡与墨液一起从喷嘴开口28排出。

图7是说明维护处理的流程的流程图。

在本实施方式中，在打印处理前利用加热机构执行使墨液温度上升的加热处理(S1)，在之后的打印处理中(S2)中，控制部56判定维护时刻是否到来(S3)。关于维护时刻，例如以开始打印处理的时间、在执行的打印处理中从执行的上次维护处理经过的时间、记录纸6的打印页数、或者记录头2的某操作次数(遍数)是否成为设定值。即，该设定值相当于处理单位。

在步骤S3中，判定维护时刻到来时，控制部56控制滑架移动机构7，而使记录头2移动至原位置即封盖机构12的盖构件12′上。并且，在使记录头2与盖构件12′相对的状态下利用冷却机构执行降低墨液温度的冷却处理(S4)，之后，执行闪喷作为维护处理(S5)。在该闪喷处理中，通过将维护驱动脉冲DP连续地施加到压电振动件26上，而对压力产生室21内的墨液赋予比打印处理时强的压力变动，由此进行从喷嘴开口28对封盖机构12的盖构件12′等的闪喷点强制性空喷射墨液的闪喷，从而将墨液流路内的气泡与墨液一起排出。

这样，本实施方式的打印机1的控制部56产生维护驱动脉冲DP1，该维护驱动脉冲DP1包括通过驱动压电振动件26而使压力产生室21的容积向膨胀状态推移的第一脉冲要素p11、将膨胀状态保持规定时间的第二脉冲要素p12、使压力产生室21的容积从膨胀状态向与膨胀状态不同容积的收缩状态推移的第三脉冲要素p13，该维护驱动脉冲DP1被设定为与用于对记录纸6喷出墨液的喷出驱动脉冲相比压力产生室21内的压力变化高，从而除去填充在压力产生室21中的墨液内的气泡，在使用喷出驱动脉冲喷出墨液的喷出处理时，利用加热机构对墨液进行加热，另外，在将维护驱动脉冲DP1反复施加到压电振动件26而恢复记录头2的喷出能力的维护处理时，利用冷却机构对墨液进行冷却，因此气泡对墨液的溶解度提高。由此，通过对气泡赋予压力变动而能够使该气泡有效地溶入墨液中，能够提高在墨液流路内存在的气泡的排出性。另外，由于能够有效地排出气泡，因此能够缩短维护处理所需要的时间。

这里，图8是说明墨液温度与维护驱动脉冲DP的施加数量的关系的图。需要说明的是，在图8中，纵轴表示向压电振动件26施加的维护驱动脉冲DP的施加数量，横轴表示记录头2内的墨液温度。如图8所示，本发明的打印机1可以在由冷却机构对墨液进行冷却而墨液温度比预先设定的冷却设定温度(图8中用符号a表示。在20℃～28℃的范围内，例如25℃)高的高温区间中，随着墨液温度降低而减少维护驱动脉冲DP1的施加数量，另一方面，在墨液温度比冷却设定温度a低的低温～常温区间中，将冷却设定温度a下的施加数量保持为一定的同时利用冷却机构对墨液进行冷却。由此，能够以与墨液温度增减而引起的气泡的溶解度的变化对应的施加数量将维护驱动脉冲DP1向压电振动件26施加。其结果是，能够使气泡更有效地溶入墨液中，抑制墨液的浪费的同时缩短维护所需要的时间。需要说明的是，也可以在维护处理中由冷却机构对墨液进行冷却的高温区间到低温～常温区间的整个区间中，随着墨液温度降低减少维护驱动脉冲DP1的施加数量。

然而，本发明并不限于上述实施方式，可以根据权利要求书的记载进行各种各样的变形。

第二实施方式的打印机1的控制部56构成为，在由冷却机构将墨液冷却至预先设定的冷却设定温度a后执行维护处理。通过该结构，在由冷却机构对墨液进行冷却而墨液温度变成预先设定的冷却设定温度a期间即墨液温度为高温的高温区间中，不执行维护处理，另一方面，在墨液温度比冷却设定温度a低的低温～常温区间中，执行维护处理，因此能够在气泡对墨液的溶解度比高温时高的状态下赋予对压力产生室21内加压的压力变化，能够使气泡有效地溶入墨液中。由此，能够抑制墨液的浪费。

图5(b)是说明上述结构的驱动信号产生电路58所产生的包括低温用维护驱动脉冲DP2的驱动信号COM2的结构的波形图，图6(b)是说明低温用维护驱动脉冲DP2的结构的波形图。

进而，第三实施方式的打印机1的控制部56构成为，产生驱动信号COM1和驱动信号COM2，所述驱动信号COM1在1喷出周期T内包括一个在墨液温度比冷却设定温度a高的高温区间使用的作为高温用维护驱动脉冲的上述的维护驱动脉冲DP1，所述驱动信号COM2在1喷出周期T内包括一个在墨液温度比冷却设定温度低的低温～常温区间中使用的低温用维护驱动脉冲DP2。因此，本实施方式的驱动信号产生电路58产生高温用维护驱动脉冲DP1和低温用维护驱动脉冲DP2，所述高温用维护驱动脉冲DP1被设定为与用于在打印处理中对记录纸6喷出墨液的喷出驱动脉冲相比压力产生室21内的压力变化高，从而除去填充在压力产生室21中的墨液内的气泡，所述低温用维护驱动脉冲DP2被设定为与将高温用维护驱动脉冲DP1施加到压电振动件26时相比压力产生室21内的压力变化高，从而除去填充在压力产生室21中的墨液内的气泡。需要说明的是，驱动信号COM1中高温用维护驱动脉冲DP1彼此的时间间隔Δt1与驱动信号COM2中低温用维护驱动脉冲DP2彼此的时间间隔Δt2设定为与相互的驱动信号COM1、COM2的1喷出周期T一致。

低温用维护驱动脉冲DP2是梯形形状的脉冲信号，包括：第一脉冲要素p21，其始端电位为最高电位VH，终端电位为基准电位VB，在时间间隔t21期间电位按电位差Vh以固定的斜率下降；第二脉冲要素p22，其将第一脉冲要素p21的后端电位即基准电位VB维持时间间隔比时间间隔t12短的一定时间(时间间隔t22)；第三脉冲要素p23，其始端电位为基准电位VB，终端电位为最高电位VH，在时间间隔t23期间电位按电位差Vh以固定的斜率上升。将该低温用维护驱动脉冲DP2施加到压电振动件26上时，压力产生室21在第一脉冲要素p21的供给期间从最小容积膨胀至最大容积(基准容积)，之后在比高温用维护驱动脉冲DP1的第二脉冲要素p12时间间隔短的第二脉冲要素p22的供给期间维持最大容积，并且在第三脉冲要素p23的供给期间从最大容积收缩至最小容积。由此，由于第二脉冲要素p22的时间间隔t22比第一脉冲要素p12的时间间隔t12短，因此压力产生室21的容积变化的时刻比在压力产生室21内的墨液中产生的固有振动周期Tc快，低温用维护驱动脉冲DP2与高温用维护驱动脉冲DP1相比施加到压电振动件26时在压力产生室21内的墨液中产生的压力变化高。此外，低温用维护驱动脉冲DP2也可以被设定为第一脉冲要素p21及第三脉冲要素p23中至少一方的电压变化率急剧，由此使得与高温用维护驱动脉冲DP1相比施加到压电振动件26上时在压力产生室21内的墨液中产生的压力变化高。

需要说明的是，上述固有振动周期Tc可以用例如下式(1)表示。

在式(1)中，Mn表示喷嘴开口28的惯量，Ms表示连通口31、34及供给口30的惯量，Cc表示压力产生室21的柔量(表示每单位压力的容积变化、柔软的程度)。

在上述式(1)中，惯量M表示墨液流路中墨液的移动难易度，是每单位截面积的墨液的质量。并且，在将墨液的密度设为ρ、流路的与墨液流动方向正交的面的截面积设为S、流路的长度设为L时，惯量M可以用下式(2)近似表示。

惯量M＝(密度ρ×长度L)/截面积S  …(2)

另外，不限于该式(1)，压力产生室21所具有的振动周期即可。

根据上述结构，控制部56在冷却机构开始墨液的冷却之后直至墨液成为预先规定的冷却设定温度a的期间，使用高温用维护驱动脉冲DP1执行维护处理，在墨液被冷却至冷却设定温度a后，使用低温用维护驱动脉冲DP2执行维护处理，因此，在直至墨液温度成为冷却设定温度的维护处理前半阶段，将高温用维护驱动脉冲DP1施加到压电振动件26上，由此抑制墨液的喷出量且确保墨液的喷出稳定性，另外，在墨液温度达到冷却设定温度a以下的维护处理后半阶段，将低温用维护驱动脉冲DP2施加到压电振动件26上，由此能够使气泡有效地溶入墨液中。其结果是，能够缩短维护处理所需要的时间。进而，由于低温用维护驱动脉冲DP2被设定为与高温用维护驱动脉冲DP1相比第二脉冲要素的时间间隔短，因此，仅通过设置使第二脉冲要素的时间间隔不同的维护驱动脉冲，就能够容易地生成低温用维护驱动脉冲DP2，将该低温用维护驱动脉冲DP2施加到压力产生机构时与将高温用维护驱动脉冲施加到压力产生机构时相比能够提高压力室内的压力变化。

进而，第四实施方式的打印机1的控制部56构成为，产生高温用维护驱动脉冲DP1和被设定为与将高温用维护驱动脉冲DP1施加到压电振动件26时相比压力室内的压力变化高的上述第三实施方式的低温用维护驱动脉冲DP2，随着墨液温度降低，相对于高温用维护驱动脉冲DP1的产生比率增加低温用维护驱动脉冲DP2的产生比率。根据该结构，能够向压力产生室21赋予与墨液温度对应的压力变化，能够使气泡有效地溶入墨液中。

另外，在上述各实施方式中，作为本发明的驱动信号COM的一例，举出了图5、6所示的驱动信号COM1、COM2，但脉冲的形状并不限于例示例，可以使用任意波形。即，在上述实施方式中，作为压力振动件26，举出了使用所谓的挠曲振动型压电元件的示例，但本发明的压电元件并不限于此，例如也可以采用纵振动模式的压电元件等。这种情况下，将最高电位VH与基准电位VB调换。另外，压力振动件26可以是磁致伸缩元件等，也可以是使用产生气泡的墨液时的发热元件。

另外，进行闪喷的维护处理的段数可以设定为任意值。

以上，举例说明了作为液体喷射装置的一种的打印机1，但本发明还可以适用于其他液体喷射装置。例如，也可以适用于制造液晶显示器等的滤色器的显示器制造装置、有机EL(Electro Luminescence)显示器或形成FED(面发光显示器)等的电极的电极制造装置、制造生物芯片(生物化学元件)的芯片制造装置等。

Claims (6)

1.一种液体喷射装置，其具备：

通过压力产生机构的动作对压力室内赋予压力变动，将填充在该压力室中的液体从喷嘴喷出的液体喷射头；

对所述液体喷射头内的所述液体进行加热的加热机构；

对所述液体喷射头内的所述液体进行冷却的冷却机构；

能够产生驱动信号的驱动信号产生部，所述驱动信号含有控制所述压力产生机构的驱动脉冲；

对所述加热机构、所述冷却机构及所述驱动信号产生部进行控制的控制部，

所述液体喷射装置的特征在于，

所述控制部进行如下控制，

产生第一脉冲，该第一脉冲包括通过驱动所述压力产生机构而使所述压力室的容积向第一状态推移的第一脉冲要素、将所述第一状态保持规定时间的第二脉冲要素、使所述压力室的容积从所述第一状态向与第一状态不同容积的第二状态推移的第三脉冲要素，所述第一脉冲被设定为与向目标对象喷出所述液体的喷出驱动脉冲相比所述压力室内的压力变化高，从而除去填充在所述压力室中的所述液体内的气泡，

在使用所述喷出驱动脉冲喷出所述液体的喷出处理时，利用所述加热机构加热所述液体，另外，在将所述第一脉冲反复施加到所述压力产生机构而恢复所述液体喷射头的喷出能力的维护处理时，利用所述冷却机构冷却所述液体。

2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部在由所述冷却机构将所述液体冷却至预先确定的冷却设定温度后执行所述维护处理。

3.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部进行如下控制，

产生第二脉冲和第三脉冲，所述第二脉冲用于在高温进行维护，所述第三脉冲被设定为与将该第二脉冲施加到所述压力产生机构时相比所述压力室内的压力变化高，且用于在低温进行维护，

在由所述冷却机构开始液体的冷却之后直至该液体成为预先确定的冷却设定温度的期间，使用所述第二脉冲执行维护处理，在液体被冷却至所述冷却设定温度后，使用所述第三脉冲执行维护处理。

4.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部进行如下控制，

产生第二脉冲和第三脉冲，所述第二脉冲用于在高温进行维护，所述第三脉冲被设定为与将该第二脉冲施加到所述压力产生机构时相比所述压力室内的压力变化高，且用于在低温进行维护，

随着所述液体的温度降低，相对于所述第二脉冲产生比例增加所述第三脉冲产生比例。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部进行如下控制，随着所述液体的温度降低，减少向所述压力产生机构施加的所述第一脉冲的施加数量。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述冷却机构及所述加热机构具有共用的循环流路，使填充在该循环流路内的热介质循环来调整所述液体喷射头内的液体温度。

Images