CN105269955A - 液体喷射装置及其控制方法、以及液体喷射头的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在减少液体的多余的消耗的同时高效地排出喷嘴内的气泡的液体喷射装置、液体喷射头的控制方法以及液体喷射装置的控制方法。在将直线部分(第二喷嘴部(37b))的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将根据喷嘴的内径d、油墨的密度ρ以及气泡B的直径r而确定的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，在由擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内，通过冲洗脉冲来驱动致动器而使喷射动作实施从而实施冲洗处理。该冲洗处理中的冲洗脉冲优选为，不是将喷嘴中的弯液面从初始位置向压力室侧积极引入而是向喷射侧压出并使油墨从该喷嘴喷射的驱动波形。

Description

液体喷射装置及其控制方法、以及液体喷射头的控制方法

技术领域

本发明涉及一种喷墨式记录装置等的液体喷射装置、搭载于该装置上的液体喷射头的控制方法、以及液体喷射装置的控制方法，特别是涉及一种实施使液体喷射头的喷射能力恢复的维护处理的液体喷射装置、液体喷射头的控制方法、以及液体喷射装置的控制方法。

背景技术

液体喷射装置为，具备液体喷射头且从该液体喷射头喷射(喷出)各种液体的装置。作为该液体喷射装置例如存在喷墨式打印机或喷墨式绘图仪等的图像记录装置，但最近也被应用于各种制造装置中从而有效发挥能够使极少量的液体准确地喷落于规定位置上这一特长。例如，被应用于制造液晶显示器等的滤色器的显示器制造装置、形成有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)显示器或FED(面发光显示器)等的电极的电极形成装置、制造生物芯片(生物化学元件)的芯片制造装置中。而且，在图像记录装置用的记录头中喷射液状的油墨，在显示器制造装置用的色材喷射头中喷射R(Red)、G(Green)、B(Blue)的各个色材的溶液。此外，在电极形成装置用的电极材料喷射头中喷射液状的电极材料，在芯片制造装置用的生物体有机物喷射头中喷射生物体有机物的溶液。

在此，在液体喷射头中，存在气泡混入到喷嘴内的液体中的情况。具体而言，例如在使擦拭部件(由弹性部件构成的擦拭器等)相对于液体喷射头的形成有喷嘴的面滑动来擦拭该喷嘴面从而进行清洁化时，有时会有气泡钻入喷嘴内的液体中。此外，也存在从作为记录介质的记录用纸上产生并附着于喷嘴面的微小的纸粉进入到喷嘴内，从而气泡经由该纸粉而钻入喷嘴内的液体中的情况。而且，还存在当喷射喷嘴附近的增稠了的液体时将气泡卷入到液体内的情况。

在搭载了这种液体喷射头的液体喷射装置中，为了排出液体喷射头的喷嘴内或压力室内的气泡或增稠液体，而实施对于记录介质等的喷落对象的液体的喷射处理，即实施有别于液体喷射装置的本来目的的喷射处理的、使液体从喷嘴强制喷射的被称为冲洗的维护处理(例如，专利文献1)。在该冲洗处理中，通过向致动器施加驱动波形来驱动该致动器，从而使与喷嘴连通的压力室内的液体产生压力变动，并利用该压力变动而从喷嘴将液体喷射(也被称为弃喷或空喷)出去。此时，一般情况下，最初通过对压力室内进行减压而将喷嘴内的弯液面暂时引入到压力室一侧，之后，通过对压力室内进行急剧加压而将弯液面推至压力室一侧的相反侧(喷射侧)，从而使液滴从该喷嘴喷射。通过连续重复规定次数的这种动作，从而将喷嘴或压力室内的增稠了的液体排出。

但是，在气泡是由于喷嘴面的擦拭等而混入到喷嘴中的液体内的情况下，则在上述的现有的冲洗处理中存在未充分排出喷嘴中的液体内的气泡的问题，并且存在在该处理中过度消耗液体的问题。特别是，如果喷嘴中的液体内的气泡向压力室一侧移动了，则在冲洗处理中排出该气泡将更加困难。在这种情况下，则需要实施使喷嘴面负压化从而从喷嘴抽吸液体的维护处理(所谓清洗处理)，但是该处理存在消耗比冲洗处理更多的液体的问题。

专利文献1：日本特开2009-073076号公报

发明内容

本发明是鉴于这种实际情况而完成的发明，其目的在于，提供一种能够在抑制液体的消耗同时高效地排出喷嘴内的气泡的液体喷射装置、液体喷射头的控制方法、以及液体喷射装置的控制方法。

本发明的液体喷射装置是为了实现上述目的而提出的，该液体喷射装置具有：液体喷射头，其具有与喷嘴连通的压力室以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体；

擦拭器，其对所述液体喷射头的形成有喷嘴的喷嘴面进行擦拭，

所述液体喷射装置能够通过驱动波形来驱动致动器从而实施维护处理，

所述喷嘴至少在与上述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将所述喷嘴内的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内实施维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。

根据本发明，能够在抑制液体的无用的消耗的同时将喷嘴内部的气泡排出。即，在将喷嘴的直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将喷嘴内的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，通过在由擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内实施维护处理，从而能够在混入到喷嘴内的液体中的气泡向压力室侧上浮而远离弯液面之前将该气泡同液体一起从喷嘴中快速排出。由此，与现有的维护处理相比，能够大幅度地抑制液体的消耗。

在上述结构中，优选采用如下结构，即，所述驱动波形为，不是将所述喷嘴中的弯液面从初始位置向所述压力室侧积极引入而是向喷射侧压出并使液体从该喷嘴喷射的驱动波形。

根据上述结构，由于不是将喷嘴中的弯液面从初始位置向压力室侧积极引入而是从初始位置压出液体并从喷嘴喷射，因此能够抑制弯液面附近的气泡发生不必要的膨胀的情况，并由此能够在抑制该气泡向压力室侧上浮的同时以更少的喷射量高效地排出喷嘴中的液体内的气泡。

在上述结构中，也能够采用如下结构，即，所述驱动波形为，在使所述喷嘴中的弯液面从初始位置向所述压力室侧变化之后向喷射侧压出并使液体从该喷嘴喷射的驱动波形。

根据上述结构，也能够使用在一般的维护处理等中所使用的驱动波形。

另外，本发明提供一种液体喷射头的控制方法，其特征在于，

所述液体喷射头具有与喷嘴连通的压力室、以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体，

所述喷嘴至少在与所述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将所述喷嘴内的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内执行维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。

而且，本发明提供一种液体喷射装置的控制方法，其特征在于，

所述液体喷射装置具有：液体喷射头，其具有与喷嘴连通的压力室以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体；擦拭器，其对所述液体喷射头的形成有喷嘴的喷嘴面进行擦拭，所述液体喷射装置能够通过驱动波形来驱动致动器从而实施维护处理，

所述喷嘴至少在与所述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将所述喷嘴内的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内执行维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。

附图说明

图1为对打印机的内部结构进行说明的主视图。

图2为对打印机的电结构进行说明的框图。

图3为对记录头的内部结构进行说明的剖视图。

图4为对打印机的控制的流程进行说明的流程图。

图5为对擦拭处理以及冲洗处理进行说明的示意图。

图6为对在冲洗处理中被使用的驱动信号的结构进行说明的波形图。

图7为对冲洗脉冲的结构进行说明的波形图。

图8为对现有的冲洗脉冲的结构进行说明的波形图。

图9为对在冲洗处理中从喷嘴喷射油墨的情况进行说明的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，虽然在下文叙述的实施方式中作为本发明的优选的具体例而进行了各种限定，但本发明的范围只要未在以下说明中特别记载有对本发明进行限定的主旨，则并不被限定于这些方式。此外，在下文中，作为本发明的液体喷射装置，而列举喷墨式记录装置(以下，记为打印机)为例来进行说明。

图1为对打印机1的内部结构进行说明的主视图，图2为对打印机1的电结构进行说明的框图。本实施方式的打印机1通过无线或有线的方式而与例如计算机等的电子设备等的外部装置2电连接，并且为了从该外部装置2对记录用纸等的记录介质(液体的喷落对象)印刷图像或文本，而接受与该图像等相对应的印刷数据。该打印机1具有打印机控制器7与打印引擎13。作为液体喷射头的一种的记录头6被安装在搭载有墨盒17(液体供给源)的滑架16的底面侧。而且，该滑架16被构成为，能够通过滑架移动机构4而沿着导杆18进行往复移动。即，打印机1利用送纸机构3而将记录介质依次输送至压印板12上，并且通过在使记录头6于记录介质的宽度方向(主扫描方向)上相对移动的同时从该记录头6的喷嘴37(参照图3以及图9)喷射本发明中的作为液体的一种的油墨，并使油墨喷落于记录介质上，从而对图像等进行记录。另外，也能够采用如下结构，即，将墨盒17配置于打印机的主体侧，并使该墨盒17的油墨通过供给管而向记录头6侧被输送的结构。

作为上述油墨能够使用染料油墨、颜料油墨等各种油墨。在本实施方式中，使用常温(例如25℃)的粘度η1为4.12[mPa·s]左右的油墨。另外，也能够使用常温的粘度η2为5.0[mPa·s]左右的油墨。对于油墨的密度而言，优选为1050[g/cm³]以上1100[g/cm³]以下的范围，对于粘度而言，优选在3[mPa·s]以上6[mPa·s]以下的范围内。

在相对于压印板12而偏向主扫描方向的一端侧(图1右侧)的位置上，被设定有作为记录头6的待机位置的初始位置。在该初始位置上，从一端侧起按顺序设置有封盖机构20以及擦拭机构22。另外，在与初始位置隔着压印板12的、主扫描方向的另一端部(图1左侧)处，作为冲洗区域而设置有冲洗盒23。封盖机构20例如具有由弹性体等的弹性部件构成的盖25，且被构成为，能够变换为使该盖25与记录头6的喷嘴面(喷嘴板31)抵接而密封的状态(封盖状态)或与该喷嘴面分离的避让状态。而且，通过在封盖了喷嘴面的状态下对盖内的空间进行负压化(抽吸)，从而能够实施使油墨从喷嘴向盖内排出的清洗处理。另外，该盖25也作为承接冲洗处理时被喷射的油墨的油墨承接部而发挥功能。

擦拭机构22为通过擦拭器26来擦拭记录头6的喷嘴面的机构，且被构成为，能够变换为使擦拭器26与喷嘴面抵接的状态或从该喷嘴面离开的避让状态。擦拭器26能够采用各种结构，例如，由用布覆盖具有弹性的刮片主体的表面的结构构成。在本实施方式中，在擦拭器26与喷嘴面抵接了的状态下，通过使记录头6在主扫描方向上移动，从而使擦拭器26滑动擦拭喷嘴面(参照图5)。此外，也能够采用在记录头6停止移动的状态下，通过移动擦拭器26从而对喷嘴面进行擦拭的结构。总而言之，只要为使记录头6与擦拭器26相对移动而对喷嘴面实施擦拭的结构即可。上述冲洗盒23具有托盘状的油墨承接部27，所述油墨承接部27承接与相对于记录介质的记录处理无关的、在从记录头6的喷嘴强制喷射油墨的冲洗处理时被喷射的油墨。该油墨承接部27的位置被固定。

打印机控制器7为实施打印机的各个部的控制的控制单元。本实施方式中的打印机控制器7具有：接口(I/F)部8、控制部9、存储部10、驱动信号生成部11。接口部8在从外部装置2向打印机1发送印刷数据、印刷命令或者将打印机1的状态信息向外部装置2侧输出时，实施打印机的状态数据的发送与接受。控制部9为用于实施打印机整体的控制的运算处理装置。存储部10为对控制部9的程序或各种控制中被使用的数据进行存储的元件，其包括ROM、RAM、NVRAM(非易失性存储元件)。控制部9根据存储于存储部10中的程序而对各个单元进行控制。另外，本实施方式中的控制部9基于来自外部装置2的印刷数据而生成表示从哪一喷嘴37在哪一正时喷射油墨的喷射数据，并将该喷射数据向记录头6的头控制部15发送。而且，本实施方式中的控制部9作为实施维护处理的一种、即冲洗处理的控制单元而发挥功能。关于这一点的详细内容将在后文中叙述。

驱动信号生成部11(驱动波形生成单元)产生驱动信号，所述驱动信号包含用于向记录介质喷射油墨来记录图像等的驱动脉冲。另外，本实施方式中的驱动信号生成部11被构成为，能够产生包括维护驱动波形(冲洗脉冲Pf)的维护用驱动信号(冲洗用驱动信号COM)。关于冲洗用驱动信号的详细内容将在后文中叙述。

接下来，对打印引擎13进行说明。如图2所示，该打印引擎13具备：送纸机构3、滑架移动机构4、线性编码器5、计时器电路14以及记录头6等。滑架移动机构4由安装有记录头6的滑架16、和使该滑架16经由同步齿形带等而移动的驱动电机(例如，DC电机)等构成(未图示)，且使被搭载于滑架16上的记录头6在主扫描方向上移动。送纸机构3由送纸电机以及送纸辊等(均未图示)构成，且将记录介质依次送到压印板12上并进行副扫描。另外，线性编码器5将与搭载于滑架16上的记录头6的扫描位置相对应的编码器脉冲作为主扫描方向上的位置信息而向打印机控制器7输出。打印机控制器7根据从线性编码器5侧接受到的编码器脉冲从而能够掌握记录头6的扫描位置(当前位置)。本实施方式中的计时器电路14被用于对在擦拭处理之后执行的冲洗处理的正时进行规定。关于这一点的详细内容将在后文中叙述。

图3为对记录头6的内部结构进行说明的主要部分剖视图。

本实施方式中的记录头6大体由喷嘴板31、流道基板32以及压电元件33等构成，且以层叠了这些部件的状态而被安装在壳体35上。喷嘴板31为，以对应于点形成密度的间距而沿着同一方向呈列状地开设多个喷嘴37的、由硅单结晶基板构成的部件。在本实施方式中，由并排设置的多个喷嘴37构成的喷嘴列(喷嘴组的一种)在喷嘴板31上并排设置两列。而且，该喷嘴板31的喷射油墨一侧的面相当于喷嘴面。

上述喷嘴37通过干蚀刻而被形成为内径不同的多级的圆筒状。本实施方式中的喷嘴37通过后述的压力室38侧的第一喷嘴部37a、喷射侧的第二喷嘴部37b(相当于本发明的直线部分)而成为两级结构(参照图9)。而且，第一喷嘴部37a的内径(与中心轴正交的方向的内侧的尺寸)被设定为大于第二喷嘴部37b的内径。更具体而言，第二喷嘴部37b的内径为20[μm]，相对于此，第一喷嘴部37a的内径为45[μm]。另外，第二喷嘴部37b的中心轴方向上的长度为30[μm]，第一喷嘴部37a的中心轴方向上的长度为40[μm]。此外，作为喷嘴板31并不限定于硅单结晶基板，例如也能够由不锈钢等的金属板构成。另外，作为喷嘴37只要在喷射侧至少具有内径固定的圆筒状的直线部分即可，也能够采用喷嘴整体的内径为固定的喷嘴(圆筒状的喷嘴)、或对应于第一喷嘴部37a的部分的内径从喷射侧朝向压力室侧扩大的锥形形状的喷嘴等。

在流道基板32中，对应于各个喷嘴37而形成有多个压力室38，所述压力室38通过多个隔壁而被划分。在该流道基板32的压力室38的列的外侧处，形成有对共用液室39的一部分进行划分的共用液室39。该共用液室39经由油墨供给口43与各个压力室38分别连通。另外，来自墨盒17侧的油墨穿过壳体35的油墨导入通道42而被导入到共用液室39中。在流道基板32的与喷嘴板31侧相反一侧的上表面上，经由弹性膜40而形成有压电元件33(致动器的一种)。压电元件33通过依次层叠金属制的下电极膜、由例如锆钛酸铅等构成的压电体层、由金属构成的上电极膜(均未图示)从而被形成。该压电元件33为所谓挠曲模式的压电元件，且以覆盖压力室38的上部的方式被形成。在本实施方式中，对应于两列喷嘴列的两列的压电元件列，在喷嘴列方向上观察时压电元件33以成为交错的状态被并排设置在与喷嘴列正交的方向上。各个压电元件33通过经由配线部件41而被施加驱动信号从而发生变形。由此，在对应于该压电元件33的压力室38内的油墨上产生压力变动，并通过对该油墨的压力变动进行控制而从喷嘴37喷射油墨。

在本发明所涉及的打印机1中，在通过擦拭机构22擦拭了记录头6的喷嘴面(喷嘴板31)之后，于经过了固定的时间的时间点实施以去除喷嘴37内的气泡为目的冲洗处理的这一点上具有特征。以下，对这一点进行说明。

图4为对上述打印机1的控制的流程进行说明的流程图。另外，图5为对擦拭处理以及冲洗处理进行说明的示意图。

在步骤S1的擦拭处理中，使记录头6移动至初始位置的擦拭机构22的上方，并在擦拭器26的顶端部与记录头6的喷嘴面(喷嘴板31的喷射油墨一侧的面)抵接的状态下，使记录头6向封盖机构20侧移动(图5(a))。由此，擦拭器26从喷嘴面25的主扫描方向上的一侧向另一侧进行相对移动，从而擦拭喷嘴面25。存在由于该擦拭处理而使气泡混入到喷嘴37内的情况。具体而言，在擦拭器26经过喷嘴37的开口边缘时，存在气泡同附着于擦拭器26上的油墨一起混入到喷嘴37内的油墨中的情况。因此，通过在擦拭处理之后接着实施冲洗处理，从而将混入到喷嘴37内的油墨中的气泡排出。

但是，混入到喷嘴37内的油墨中的气泡随时间的经过将因浮力而移动至压力室38侧。如果气泡离开喷嘴37内的弯液面到了压力室38侧，则存在冲洗处理中的气泡排出性降低的可能性。例如，如果气泡位于喷嘴37的中心轴方向上的、第二喷嘴部37b的内部，则能够通过冲洗处理而将该气泡排出。但是，如果气泡与第二喷嘴部37b相比向压力室侧远离，则即使通过冲洗处理也不易将气泡排出。更具体而言，假设喷嘴37的中心轴方向为与铅直方向大致平行，则当气泡在喷嘴37的中心轴方向上从第二喷嘴部37b的压力室侧的端部向压力室侧上浮超出5[μm]的范围时，即使冲洗处理也不易将该气泡排出。即，通过喷射动作而从喷嘴37被喷射的油墨为大致处于第二喷嘴部37b内部的油墨，而第一喷嘴部37a内的油墨的大部分或压力室28内的油墨在一次喷射动作中则未被喷射。而且，由于第一喷嘴部37a与压力室38的流道阻力小于第二喷嘴部37b的流道阻力，因此气泡的上浮速度上升。因此，如果气泡从第二喷嘴部37b的压力室侧的端部向压力室侧上浮超出5[μm]的范围，则排出气泡将变得更加困难。在此，将气泡的直径设为r、将油墨的密度设为ρ、将重力加速度设为g，则根据阿基米德定理，作用于喷嘴内的气泡上的浮力能够通过以下的式子(1)来表示。

F＝4πr³ρg/3…(1)

接下来，将油墨的粘度设为η、气泡的速度(忽略由喷嘴内壁产生的流道阻力的情况下的速度(无限液中速度))设为U，则作用于气泡上的阻力能够通过以下的式子(2)来表示。

F＝6πηrV…(2)

根据式子(1)以及式子(2)，油墨内的气泡的无限液中速度U能够通过以下的式子(3)来表示。

U＝4.5r²ρg/η…(3)

此外，将喷嘴37的内径设为d、λ＝r/d，则喷嘴37内的气泡的上浮速度Vr能够通过以下的克里夫特(Clift)等提出的式子(4)或者沃利斯(Wallis)提出的式子(5)来表示。

Vr/U＝(1-λ²)^3/2，其中，λ＜0.6…(4)

Vr/U＝1.13exp(-λ)，其中，λ＜0.6…(5)

例如，如果设定d＝20[μm]、r＝10[μm]，则λ＝0.5，第二喷嘴部37b中的气泡的上浮速度Vr，

根据式子(4)为，Vr＝0.650×U＝9.42[μm/s]

根据式子(5)为，Vr＝0.685×U＝9.94[μm/s]。

即，通过式子(1)～(5)，从而使第二喷嘴部37b中的气泡B的上浮速度Vr根据第二喷嘴部37b的内径d、油墨的密度ρ以及气泡B的直径r而被确定。

而且，将第二喷嘴部37b中的气泡的上浮速度Vr设为9.94[μm/s]，则气泡从第二喷嘴部37b的喷射侧的开口(弯液面的位置)起到超出第二喷嘴部37b的压力室侧的端部5[μm]的位置为止的时间，即气泡移动了第二喷嘴部37b的喷嘴中心轴方向上的长度L＝30[μm]加上5[μm]而得到的35[μm]距离的时间，能够计算为35/9.94≈3.5[s]。此外，在本实施方式中，当气泡超出第二喷嘴部37b的压力室侧的端部而向压力室侧上浮时，由于喷嘴的内径在第一喷嘴部37a之前是变化的，因此虽然严格而言气泡的上浮速度Vr也发生变化，但超出第二喷嘴部37b的压力室侧的端部5[μm]之内的速度的变化则可以大致忽略。

由此，鉴于弯液面附近的气泡随着时间的经过而向压力室侧上浮的情况，而优选为，在将直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将喷嘴内的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]时，在通过擦拭器26擦拭喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内实施冲洗处理。

在本实施方式中，控制部9对计时器电路14进行监视，并对通过擦拭器26擦拭喷嘴面之后的经过时间进行测量。具体而言，针对每列喷嘴列分别测量擦拭器26通过该喷嘴列(属于该喷嘴列的喷嘴37的、擦拭器擦拭方向上靠前的开口边缘)之后的时间。对于擦拭器26通过预定的喷嘴37的正时，则根据来自上述线性编码器5的编码器脉冲来掌握。根据对应于通过正时的计时器电路41的经过时间，而对擦拭器26通过喷嘴列之后的经过时间是否为(L+5)/Vr[s]进行判断(步骤S2)。在本实施方式中，对经过时间是否为3.5[s]进行判断。此外，关于该判定时间，并不限定于3.5[s]，只要在3(L+5)/Vr[s]以内即可。在判定为擦拭器26通过喷嘴列之后未经过3.5[s](否)的情况下，将监视计时器电路14并且重复实施步骤S2的处理直至经过3.5[s]为止。另一方面，在判定为擦拭器26通过喷嘴列之后经过了3.5[s]的情况(是)下，则控制部9对滑架移动机构4进行控制，如图5(b)所示，使滑架16移动至封盖机构20的上方并使记录头6的喷嘴面与盖25对置(参照图1)，并在该状态下，从擦拭器26通过之后经过了3.5[s]的喷嘴37(喷嘴列)起依次执行冲洗处理(步骤S3)。此外，如果冲洗处理能够在从擦拭处理起3.5[s]以内执行冲洗处理，则也能够使滑架16对冲洗盒23的油墨承接部27实施冲洗处理。

本实施方式的冲洗处理为，目的在于实施从喷嘴37喷射油墨的动作从而主要将存在于喷嘴37的内部(弯液面附近)的气泡排出的维护处理，其不同于在接入打印机1的电源之后且实施记录处理之前为了排出喷嘴37内或压力室38内的增稠的油墨或气泡而实施的冲洗处理。在此，冲洗处理中的喷射动作的含义为，无论是否从喷嘴37实际喷射了油墨，均通过后述的冲洗脉冲Pf来驱动压电元件33而在压力室38内产生压力变动的压电元件33的动作。

图6为对在步骤S3的冲洗处理中被使用的冲洗用驱动信号的一个示例进行说明的波形图。另外，图7为对冲洗脉冲Pf的结构进行说明的波形图。本实施方式中的冲洗用驱动信号COMf产生以固定的间隔生成的共计三个冲洗脉冲Pf。该冲洗脉冲Pf为，将喷嘴37中的弯液面从初始位置向喷射侧按压并喷射油墨而非向压力室38侧积极引入弯液面的驱动波形(维护驱动波形)的一种。如果更具体地进行说明，则本实施方式中的冲洗脉冲Pf由收缩要素p1、收缩维持要素p2和膨胀要素p3构成。收缩要素p1为，电位从基准电位Vb到收缩电位VH以较陡的倾斜度向正侧变化的波形要素。在此，基准电位Vb被施加于压电元件33上的状态为初始状态(基准状态)，该初始状态下的喷嘴37内的弯液面的位置相当于本发明的初始位置。从基准电位Vb到收缩电位VH的电位差Vd以及收缩要素p1的电位变化的倾斜度被设定为，能够从喷嘴37中喷射出可在上述结构的记录头6中喷射的最大量的油墨。收缩维持要素p2为，将收缩电位VH维持预定时间的波形要素。而且，膨胀要素p3为，电位从收缩电位VH到基准电位Vb以足够平缓的倾斜度进行变化的波形要素。此外，不将弯液面向压力室侧积极引入的含义是指，基本上，在冲洗脉冲Pf中的收缩要素p1之前，不存在使压力室38膨胀并将弯液面引入到压力室侧的波形要素。但是，即使在收缩要素p1之前存在这种其他的波形要素，则如果其为难以给气泡的排出性带来不良影响的波形要素(例如，用于将收缩要素p1的始端电位调节为与基准电位Vb不同的电位的波形要素等)，那么这种其他的波形要素也可以位于收缩要素p1之前。

图9为对在冲洗处理中从喷嘴37喷射油墨的情况进行说明的示意图(喷嘴37的剖视图)。图9(a)表示上述的初始状态。由于本实施方式的冲洗处理是在擦拭器26通过喷嘴37之后经过了(L+5)/Vr[s]的时间点被实施的，因此在该时间点下于喷嘴37的第二喷嘴部37b与第一喷嘴部37a的边界附近处滞留有气泡B。如果向与该喷嘴37相对应的压电元件33施加以上述方式构成的冲洗脉冲Pf，则通过收缩要素p1而使压电元件33向压力室38的内侧(靠近喷嘴板31一侧)挠曲。与之相伴地，压力室38从与基准电位Vb相对应的基准容积而急剧收缩至与收缩电位VH相对应的收缩容积。由此，压力室38内的油墨被加压，从而使位于初始位置的弯液面沿着喷嘴中心轴方向而向喷射侧被急剧压出，并如液柱一样延伸(图9(b))。此时，弯液面附近的气泡B将随着喷嘴内的油墨一起向喷射侧被压出。另外，气泡B随着压力室38内的内压的上升而收缩。

压力室38的收缩状态通过收缩维持要素p2而被维持固定时间。在此期间，向喷射侧被压出的液柱的后端部分与弯液面分离且以包含气泡B的状态朝向冲洗盒23的油墨承接部27飞翔(图9(c))。通过在收缩维持要素p2之后接着施加膨胀要素p3，从而使压电元件33收缩至与基准电位Vb相对应的状态。与之相伴地，压力室38从收缩容积缓慢地膨胀并恢复至与基准电位Vb相对应的基准容积。由此，弯液面逐渐地恢复至初始位置。通过该冲洗脉冲Pf而从喷嘴37被喷射的油墨的每一滴的重量约为10[ng]。相对于此，在向记录介质记录图像等时从喷嘴37被喷射的油墨的每一滴的重量约为7[ng]。在冲洗脉冲Pf中，由于膨胀要素p3与收缩要素p1相比电位的变化较缓慢，因此通过该膨胀要素p3驱动压电元件33而在压力室38内产生的压力变化也较缓慢。因此，能够将喷射动作后的残留振动抑制为较低。

在本实施方式中，在一次冲洗处理中，对于与一个喷嘴37相对应的压电元件33以固定的间隔施加三次上述冲洗脉冲Pf，从而实施喷射动作。此时的脉冲Pf的施加间隔被设定为，使因前一次的喷射动作而在压力室38以及喷嘴37内的油墨上产生的残留振动在后一次的喷射动作被实施的正时之前被大体收敛的程度的时间。由此，能够提高冲洗处理中的弯液面附近的气泡B的排出性。即，如果在前一次的喷射动作中产生的残留振动未收敛的状态下实施后一次的喷射动作，则存在使残留振动激振的情况。而且，如果残留振动变大，则与之相应地喷嘴37内的气泡B的膨胀与收缩的程度也将变大。在此，根据上述式子(3)，由于气泡B越大，则向压力室侧移动的速度越提高，因此存在冲洗处理中的气泡排出性降低的可能性。因此，在冲洗处理中，最重要的是尽可能不使气泡B膨胀。即，优选为，避免压力室38的内压的变化、特别是急剧的减压，并且尽可能地抑制成为使气泡B的大小变化的原因的残留振动。

在本实施方式中，由于通过采用不将喷嘴37中的弯液面从初始位置(压电元件33)向压力室38侧积极引入而是使油墨喷射的冲洗脉冲Pf来作为冲洗处理用的驱动波形，从而能够在抑制油墨的搅拌的同时从初始位置压出油墨并使其从喷嘴37喷射，因此能够抑制弯液面附近的气泡B不必要的膨胀。由此，能够在抑制该气泡B向压力室侧上浮的同时，以更少的喷射量高效地排出气泡B。另外，从前一个冲洗脉冲Pf的终端(膨胀要素p3的终端)到后一个冲洗脉冲Pf的始端(收缩要素p1的始端)为止的时间Δt被设定为，在压力室38内的油墨上产生的振动(压力波)的亥姆霍兹振动周期(固有振动周期)Tc以上。由此，由于是在由前一次喷射动作产生的残留振动被大致收敛了的状态下实施后一次的喷射动作，因此能够减少气泡B不必要的膨胀与收缩。因此，能够抑制气泡B因浮力而向压力室38侧移动的情况，从而能够提高气泡排出性。另外，通过在一次冲洗处理中以上述间隔实施三次喷射动作，从而能够将喷嘴37内的气泡大致排出。例如，即使气泡附着于喷嘴37的内壁上通过第一次的喷射动作并未从喷嘴37喷射出油墨，也将由于第一次的喷射动作而使油墨被压向喷射侧，因此通过该油墨的动作而使气泡易于从喷嘴内壁离开，并能够通过第二次、第三次的喷射动作而使气泡B同油墨一起从喷嘴37被排出。此外，虽然为了更有效地排出喷嘴37内的油墨的气泡，而优选为如本实施方式这样通过冲洗脉冲Pf实施三次喷射动作，但也能够采用如下结构，例如以冲洗脉冲Pf来实施三次喷射动作中的至少最初的喷射动作，而其余的喷射动作则使用其他驱动脉冲、具体而言使用后述的一般的冲洗脉冲Pf′或通常的记录动作中所使用的驱动脉冲等来实施。另外，如果能够排出气泡B，则在冲洗动作中并不限定于三次喷射动作，也可以为四次以上。在这种情况下，第四次以后的驱动脉冲既可以为冲洗脉冲Pf，也可以为其他驱动脉冲。

此外，上述Tc根据喷嘴37、压力室38、油墨供给口43以及压电元件33等的各个结构部件的形状、尺寸以及刚性等而被确定为每个记录头固有。该固有的振动周期Tc例如能够通过下式(6)表示。

Tc＝2π√[[(Mn×Ms)/(Mn+Ms)]×Cc]…(6)

其中，在式子(6)中，Mn为喷嘴37的惯性(inertance)，Ms为油墨供给口43的惯性，Cc为压力室38的柔量(表示每单位压力的容积变化、柔软度的程度。)。另外，在上述式(6)中，惯性M表示流道中的液体的移动容易度，换言之，其为每单位截面面积的液体的质量。而且，在将流体的密度设为ρ、流道的与流体的流下方向正交的面的截面面积设为S、流道的长度设为L时，惯性M能够通过下式(7)来近似表示。

M＝(ρ×L)/S…(7)

此外，上述Tc并不限定于上述式(6)规定的情况，只要是记录头6的压力室38所具有的振动周期即可。

另外，虽然关于在冲洗处理中所使用的冲洗脉冲Pf，在本实施方式中，例示了不是向压力室38侧积极引入而是使油墨喷射的驱动波形，但并不一定限定于此，也能够使用在冲洗处理或记录处理中一般使用的驱动波形来作为冲洗脉冲。

图8为对冲洗脉冲的变形例进行说明的波形图。该变形例中的冲洗脉冲Pf′由预备膨胀要素p11、膨胀维持要素p12、收缩要素p13、收缩维持要素p14、膨胀要素p15构成。即，该冲洗脉冲Pf′在使油墨从喷嘴37中喷射之前，通过预备膨胀要素p11而使压力室38膨胀，从而将弯液面较大地向压力室侧引入。虽然该冲洗脉冲Pf′由于最初的弯液面的引入而使气泡容易向压力室侧移动，因此与上述冲洗脉冲Pf相比气泡排出性较差，但例如如果将擦拭器26通过喷嘴37之后到执行冲洗处理为止的时间设定为小于3.5[s]，则即使通过冲洗脉冲Pf′也能够将气泡同喷嘴37内的油墨一起排出。而且，由于也能够将一般性的冲洗处理或记录处理中所使用的驱动波形作为冲洗脉冲来使用，因此无需设置另外的冲洗脉冲，从而较为简便。

如此，在本发明所涉及的打印机1中，将喷嘴37的第二喷嘴部37b的中心轴方向上的长度设为L[μm]、将喷嘴内气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]，则由于是在通过擦拭器26擦拭喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内实施上述的冲洗处理的，因此能够在混入到喷嘴37中的油墨内的气泡B向压力室38侧上浮而远离弯液面之前，将该气泡B同油墨一起从喷嘴37中快速排出。由此，与现有的冲洗处理或由抽吸实施的清洗处理等的维护处理相比，能够大幅地抑制油墨的消耗。

此外，虽然在上述实施方式中，作为致动器而例示了所谓挠曲振动型的压电元件33，但并不限定于此，例如也能够采用所谓纵向振动型的压电元件。在这种情况下，在上述实施方式中所例示的冲洗脉冲Pf将成为电位的变化方向反转了的波形，即上下反转了的波形。

另外，作为致动器并不限定于压电元件，在使用利用静电力而使压力室的容积变动的静电致动器等的各种致动器的情况下，也能够应用本发明。

而且，本发明只要为实施使喷嘴内的气泡排出的冲洗处理的液体喷射装置即可，并不限定于上述的打印机，也能够应用于如下装置中，即，绘图仪、传真装置、复印机等各种喷墨式记录装置，或者使油墨从液体喷射头喷落到作为喷落对象的一种的布帛(被印染材料)上从而实施印染的印染装置，又或者记录装置以外的液体喷射装置例如显示器制造装置、电极制造装置、芯片制造装置等。

符号说明

1…打印机；6…记录头；9…控制部；11…驱动信号生成部；14…计时器电路；20…封盖机构；22…擦拭机构；25…盖；26…擦拭器；31…喷嘴板；33…压电元件；37…喷嘴；38…压力室。

Claims (5)

1.一种液体喷射装置，其特征在于，具有：

液体喷射头，其具有与喷嘴连通的压力室以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体；

擦拭器，其对所述液体喷射头的形成有喷嘴的喷嘴面进行擦拭，

所述液体喷射装置能够通过驱动波形来驱动致动器从而实施维护处理，

所述喷嘴至少在与所述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将根据所述喷嘴的内径、液体的密度以及气泡的直径而确定的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]、将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内实施维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。

2.如权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述驱动波形为，不是将所述喷嘴中的弯液面从初始位置向所述压力室侧积极引入而是向喷射侧压出并使液体从该喷嘴喷射的驱动波形。

3.如权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述驱动波形为，在使所述喷嘴中的弯液面从初始位置向所述压力室侧变化之后向喷射侧压出并使液体从该喷嘴喷射的驱动波形。

4.一种液体喷射头的控制方法，其特征在于，

所述液体喷射头具有与喷嘴连通的压力室、以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体，

所述喷嘴至少在与所述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将根据所述喷嘴的内径、液体的密度以及气泡的直径而确定的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]、将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内执行维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。

5.一种液体喷射装置的控制方法，其特征在于，

所述液体喷射装置具有：液体喷射头，其具有与喷嘴连通的压力室以及使该压力室内的液体产生压力变动的致动器，并且能够通过该致动器的工作而从所述喷嘴喷射液体；擦拭器，其对所述液体喷射头的形成有喷嘴的喷嘴面进行擦拭，所述液体喷射装置能够通过驱动波形来驱动致动器从而实施维护处理，

所述喷嘴至少在与所述压力室侧相反一侧的喷射侧具有内径固定的直线部分，

在将根据所述喷嘴的内径、液体的密度以及气泡的直径而确定的气泡的上浮速度设为Vr[μm/s]、将所述直线部分的中心轴方向上的长度设为L[μm]时，

在由所述擦拭器擦拭了喷嘴面之后(L+5)/Vr[s]以内执行维护处理，所述维护处理为通过所述驱动波形来驱动所述致动器从而使喷射动作实施的处理。