(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通液室から複数の個別流路にインクを供給し、前記個別流路に設けられた駆動素子を駆動することによって、前記個別流路の先端のノズルから液滴を噴射させるオンデマンド型の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法において、非印字期間に、複数ドットの噴射期間と複数ドットの非噴射期間を１つの周期として繰り返し噴射するとともに、前記周期による繰り返し噴射の周波数を、前記液体噴射記録ヘッドの流体圧力振動と共振する共振周波数として、前記共通液室に気泡を導入するようにしたことを特徴とする液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項２】
キャップを前記液体噴射記録ヘッドに装着して、ノズル側から液体を強制的に吸引した後、前記繰り返し噴射を行なうことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動素子に駆動パルスを印加することによりノズルから液滴を噴射させるオンデマンド型の液体噴射記録装置に関するものであり、特に、非印字期間において行なわれる液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体噴射記録装置として代表的なものに、液体流路に配されたヒータに通電し、液体を気化させ、その圧力により液体をノズルから噴射させるサーマル型の液体噴射記録装置が知られている。図１０は、液体噴射記録ヘッドの一例の断面図である。図中、１はヒータ基板、２は厚膜樹脂層、３はチャネル基板、４は共通液室、５は共通スリット、６は個別流路、７はノズル、８はヒータである。ヒータ基板１には多数のヒータ８が形成されるとともに、ヒータ８に駆動パルスを印加するための図示しない電極や等が形成されている。また、駆動回路などが形成される場合もある。さらにそれらの上に厚膜樹脂層２が形成される。厚膜樹脂層２は、共通スリット５およびヒータ８上の部分が除去されている。共通スリット５は、複数の個別流路６に対応して形成される。
【０００３】
一方、チャネル基板３には各ヒータ８に対応した多数の個別流路６と、１ないし数個の共通液室４が形成されている。この共通液室４は貫通孔として形成されている。例えばチャネル基板３はシリコンなどで形成することができ、その場合には個別流路６や共通液室４は異方性エッチングによって形成することができる。
【０００４】
ヒータ基板１とチャネル基板３が厚膜樹脂層２を挟んで接合される。このとき、各ヒータ８と個別流路６が位置合わせされる。また、個別流路６の先端がノズル７となる。さらに、共通液室４と個別流路６の間は、共通スリット５によって連通するように構成される。液体は、チャネル基板３の接合面とは反対側の共通液室４の開口から流入し、共通液室４から共通スリット５を介して個別流路６へと供給される。
【０００５】
図１１は、液体噴射記録ヘッドにおける液体噴射時の液体のメニスカスの変化の説明図である。図中、１１は気泡、１２は液滴である。記録を行なっていない静止した状態では、図１１（Ａ）に示すように、個別流路６へ供給された液体によってノズル７に液体のメニスカスが形成されている。
【０００６】
ヒータ８に駆動パルスが印加されると、図１１（Ｂ）に示すように、ヒータ８上の液体中に気泡１１が発生し、個別流路６内へと成長する。この気泡１１の成長時の圧力は、ノズル７および共通液室４の方向に伝わる。そして図１１（Ｃ）に示すように、ノズル７側に向かう圧力によって個別流路６内の液体がノズル７から押し出される。
【０００７】
その後ヒータ８の駆動が停止し、新たなエネルギーが供給されなくなると、気泡１１は急速に収縮を始める。図１１（Ｄ）に示すように、ノズル７から押し出された液体はちぎれて液滴１２として飛翔し、被記録媒体に付着して記録が行なわれる。また、ノズル７側に残った液体は気泡１１の収縮とともに個別流路６内へと引き込まれる。さらに、共通液室４側も気泡１１の収縮によって液体が引き込まれ、ヒータ８上へと液体が再供給される。
【０００８】
その後気泡１１は消滅し、ノズル７側から後退した液体のメニスカスは、図１１（Ｅ）に示すように毛管力によってノズル７の方向へ復帰する。そして、図１１（Ａ）に示す状態に戻る。この過程で、液滴１２を噴射後、液体が再供給されてもとの状態に戻ることをリフィルと呼ぶ。
【０００９】
安定した液体の連続的な噴射を行なうためには、図１１に示すように液滴の噴射後、速やかにリフィルが行なわれなければならない。すなわち、液滴１２の噴射後、速やかに、個別流路６内に液体が満たされ、ノズル７では液体のメニスカスが噴射前の状態に復帰しなければならない。
【００１０】
サーマル型の液体噴射記録装置においては、近年、高解像度化および多個別流路化が進んでいる。図１１には１本の個別流路についてのみ示しているが、実際には多数の個別流路が同時に駆動され、液滴を噴射する場合もある。このような場合に液体流路に発生する圧力は非常に大きなものとなる。しかしリフィルは、このような圧力に対抗して行なわれなければならない。そのため、ノズル７でのメニスカスの復帰により長い時間が必要となっている。
【００１１】
図１２は、液体噴射記録ヘッドにおけるリフィルが不完全な場合の液体噴射時の液体のメニスカスの変化の説明図である。図中、１３は気泡である。リフィルが不完全な状態で次の駆動が始まると、液体の噴射量が減少したり、あるいは不吐出など印字上の欠陥となる。例えば図１２（Ａ）に示すように液体のメニスカスが後退したまま、次の噴射駆動を開始すると、発生した気泡１１とノズル７の間に存在する液体の量が少ない。そのまま図１２（Ｂ）に示すように液滴１２として噴射されても、被記録媒体に付着する液体の量が少なく、濃度低下などを引き起こす。また、図１２（Ｂ）に示すように気泡１１がノズル７において大気と連通し、ついには図１２（Ｃ）に示すように共通液室４内まで大気と連通して、図１２（Ｄ）に示すように気泡１３が共通液室４内に侵入してしまうことになる。
【００１２】
このような吐出不良を避けるためには、液体のメニスカスが安定するのを待ってから印字を行なえばよい。しかし上述のようにリフィルに時間がかかるため、印字記録速度を高めることができないという問題がある。
【００１３】
このようなリフィルの遅延は、液体噴射時に発生する圧力によって生じる共通液室４の方向への液体の運動による慣性に依存する。すなわち、連続的な印字が行なわれ、ノズル方向への液体の流れがすでに形成されている場合には、比較的高速にリフィルが行なわれる。しかし、液体が静止している状態から印字を開始した直後では、もっともリフィルの遅延が顕著に現われる。このため、間欠的な印字パターンでは特に液体のメニスカスが不安定となり、印字に白すじや白抜けなどの欠陥を起こしやすい。
【００１４】
このような問題を解決するための方法として、例えば液体を噴射する際に発生する圧力を緩和することで、共通液室４の方向への液体の運動を緩和し、リフィルを安定化させる方法が提案されている。例えば特開平６−３４４５５８号公報には、共通液室内に空気室を設け、そこに保持した空気により液体噴射時に発生する圧力を緩和し、リフィルの遅れを制御する方法が提案されている。しかし、このような空気室内の空気は、やがて液体と置換し、目的の効果を永続的に発揮することはできない。
【００１５】
また、例えば特開平７−１７１９６９号公報に記載されているように、液室の内部に発泡性可撓性材料を設けることによって、同様に液体噴射時に発生する圧力を緩和し、リフィルの遅れを抑制する方法が知られている。しかし、ここで用いられている発泡性シリコーンゴムは撥水性であり、液体噴射記録装置の製造過程で加熱した際に撥水性の低分子ガスが揮発し、液体流路を撥水化する恐れがある。液体流路内の撥水部分には気泡が付着しやすく、長期間の印字に伴い、これらの付着した気泡は流路を閉塞し、吐出不良を発生させるため、新たな印字不良を誘発させる恐れがある。
【００１６】
さらにこれらの従来の技術では、いずれも液体噴射記録ヘッドに空気室等の新たな構造を設ける必要があるため、製造上の複雑さが増し、かつヘッド容積が増大し、小型化の妨げとなるという問題があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、多数の個別流路が配置された高解像度の液体噴射記録ヘッドにおいても、安定した高速な連続噴射を可能とした液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、共通液室内の気泡量が経時的に減少することによりリフィル時間も変動してしまうことに着目したもので、非印字期間に行なわれるメンテナンス動作において、液体噴射記録ヘッドの流体圧力振動の共振周波数に応じて設定した繰り返しの周期で駆動パルス列を駆動素子に間欠的に印加することによって液体流動の共振状態を作り出し、強制的に共通液室内に気泡を導入する。これによって経時的に減少した共通液室内の気泡量を回復させ、液体噴射時の共通液室内の圧力変動を緩和させ、リフィルの遅延を抑制することにより、安定した高速な連続噴射を可能とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第１の実施の形態の説明図、図２は、同じく駆動パルスの一例を示すタイミングチャートである。図中、２１は液体噴射記録ヘッドである。以下の説明では、使用する液体噴射記録ヘッドとして例えば図１０に示したものを一例として用いることとし、図１０に示した符号を用いて説明を行なう。もちろん、他の構造の液体噴射記録ヘッドでも同様にメンテナンスを行なうことができる。
【００２０】
一般に液体噴射記録ヘッドのメンテナンスはキャリッジの端部付近に配置されたメンテナンスステーションにおいて行なわれる。メンテナンスステーションには、着脱自在に制御されたノズル７の配列面を覆うキャップが設けられている。メンテナンスの一つとして、そのキャップをノズル７の配列面に装着し、液体噴射記録ヘッドの全てのノズル７から液体を噴射させる動作を連続的に行なう。この動作をダミージェットと呼ぶことにする。このダミージェットは、通常のメンテナンスでは、個別流路６内あるいは共通液室４内の液体の固形物やゴミ、気泡を除去することを目的として行なわれる。
【００２１】
本発明では、このようなダミージェットを共通液室内への気泡の引き込みに利用し、リフィルを安定化させる。上述のように液体を噴射すると、その後に生じるリフィルによって液体流路中に流れが生じる。個別流路６では上述のようにヒータ８の駆動に従って液体が出入りすることになるが、液体の噴射を連続して行なった場合、液体流路全体としてみると、共通液室４へと液体は流れる。液体の噴射を停止すると、液体流路中の流れも当然止まるが、このとき、液体の慣性力と制止力などとのバランス、流路抵抗などによって振動する。この振動は、液体噴射記録ヘッドの流体圧力振動の固有周波数に従ったものである。
【００２２】
ここで、図１に示すように、全てのノズル７からの液体の噴射を、ｎドットの噴射期間とｍドットの非噴射期間を一対として、これを繰り返し噴射する。図１では、縦方向がノズル７の配列方向を示し、横方向が時間を示している。左側からｎドットは全てのノズル７から液滴を噴射させ、次のｍドットは全てのノズル７について液滴を噴射させない。このような動作を繰り返し行なう。
【００２３】
このときの駆動パルスの一例を図２に示している。図２において時間ａが駆動パルスの周期であり、時間ｂがｎドットの噴射期間、時間ｃがｍドットの非噴射期間、時間ｄがｎ＋ｍドットの周期を示している。駆動パルスの周期ａおよび駆動パルスの高さは、通常の記録時と同様であり、液体噴射記録ヘッドの駆動回路には何等変更を加えていない。駆動回路に対しては、図１に示すように縞状のパターン、すなわち、全てのノズル７から液体を噴射する画像データをｎ回、その後全てのノズル７において液体を噴射しない画像データをｍ回与える。液体を噴射する画像データが与えられると、図２の時間ｂに示すように駆動素子に駆動パルスが印加され、液体が噴射して液体流路にノズル方向への流れが生じる。また、液体を噴射しない画像データが与えられると、図２の時間ｃに示すように駆動素子には駆動パルスが印加されず、液体は噴射しない。この場合には液体流路におけるノズル方向の流れは制止される。このようなｎ回の駆動による噴射期間ｂとｍ回分の駆動しない非噴射期間ｃによって、全体として周期が時間ｄのパターンで駆動することができる。
【００２４】
このときの周期ｄの周波数を、上述の液体噴射記録ヘッドの流体圧力振動と共振する共振周波数とする。これによって、液体流路中の液体の振動を増大させることができる。液体流路中の液体の振動は、各個別流路６内の液体のメニスカスの移動を大きくする。そして、ついには非噴射期間に大気が共通液室４に侵入するまでになる。このようにして共通液室４内に気泡を引き込む。このような大気の引き込みは、通常の印字時には印字不良となるが、メンテナンス動作としては何等支障はない。
【００２５】
このようにして共通液室４内に引き込まれた気泡は、共通液室４内に滞留する。特に、図１０に示した断面図における右下隅に滞留する。この部分は、通常の記録時には液体の流れがほとんど発生せず、死水域と呼ばれる部分である。通常の記録時には、この共通液室４内の気泡が液体噴射時に発生する圧力を緩和し、リフィルの遅れを解消して、安定した印字を高速に行なうことができるようになる。
【００２６】
上述のように液体流路中の液体を振動させて共通液室内に気泡を引き込むための条件について説明する。気泡の引き込みを左右する条件は、液体噴射時の圧力変動による液体の慣性に左右される。液体噴射記録ヘッドにおける噴射時の圧力による液体の運動を、一次元の自由振動に置き換えると次のように表わすことができる。
Ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｃ・ｄｘ／ｄｔ＋ｋｘ＝ｆ（ｔ）  ・・・式１
ここで、ｘは液体の変位量、ｆ（ｔ）は噴射に伴う圧力変動、Ｍは液体の慣性係数、ｃは液体噴射記録ヘッドの流路抵抗、ｋは液体噴射記録ヘッドの流路の弾性係数（メニスカスや共通液室内の気泡）を表わす。
【００２７】
式１より、液体噴射記録ヘッドの共振周波数および振動の減衰率は次の式で求められる。
共振周波数    ｆRes ＝（√（ｋ／Ｍ））／（２π）  ・・・式２
共振の減衰率  ζRes ＝ｃ／（２√（Ｍｋ））        ・・・式３
【００２８】
液体噴射記録ヘッドにおける記録の際の駆動周波数をＦとすると、間欠的な噴射を行なう場合の実質的な記録周波数は噴射期間をｎ，非噴射期間をｍとした場合、Ｆ／（ｎ＋ｍ）となる。この記録周波数が式２に示した液体噴射記録ヘッドの共振周波数に近い場合に、液体メニスカスの変動が激しくなり、通常の記録時には図１２に示すような噴射不良が起きやすくなる。以上から気泡の引き込み条件としてのｎ＋ｍの値は次の式から決定されることとなる。
【００２９】
Ｆ／（ｎ＋ｍ）≒ｆRes ＝（√（ｋ／Ｍ））／（２π）  ・・・式４
図３は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第１の実施の形態における具体的な実験結果の説明図、図４は、画像欠陥の判定基準の説明図である。上述の式４から（ｎ＋ｍ）の値が求められるが、具体的にｎとｍの配分は実験により求める。具体例として、実際の液体噴射記録ヘッドを用い、駆動周波数７．２８ｋＨｚで駆動する場合に、式４から得られた（ｎ＋ｍ）の値が１６であったとする。このとき、ｎとｍの組み合わせによってメンテナンスの効果がどの程度あったかを調べる。メンテナンスの効果は、図４に示すような画質欠陥の判定基準（グレード）に従い、メンテナンスの前後でどの程度グレードが向上したかを調べる。
【００３０】
図３（Ａ）ではｎ＋ｍ＝１６とし、ｎの値のみを示している。ｎを変化させる（すなわちｍも変化させる）と、ｎ＝９のときにグレード差が最大、すなわちメンテナンスによるグレードが大きく向上し、良好な画質の改善が図られたことがわかる。実験では、ｎとｍの配分は、ｎ≧ｍの場合に共振が強く、気泡の引き込みが加速されることがわかった。しかし、図３（Ａ）に示すように、あまりｎを大きくしても強い共振が得られなくなるので、最適なｎとｍを設定することが望ましい。
【００３１】
また、このようにして決定されたｎドット分の噴射期間とｍドット分の非噴射期間からなる周期（図２中の周期ｄ）を１ないし数回行なっただけでは大きな液体の振動は得られない。共通液室内へ気泡を引き込むだけの液体の振動を得るには、このような周期を多数回繰り返し行ない、液体の振動を大きくする必要がある。このときの繰り返し回数Ｎについて実験を行なうと、図３（Ｂ）に示すような結果が得られた。すなわち、Ｎ≦１００ではあまりグレードの変化が見られなかったが、Ｎ＝１５０になると、格段にグレードが向上した。このことから、ｎドット分の噴射期間とｍドット分の非噴射期間とを１サイクルとして１５０サイクル程度ダミージェットを行なうことによって、気泡を共通液室内に引き込むことができた。この例では１５０サイクル程度であったが、この繰り返し回数も液体噴射記録ヘッドに依存するため、適当な繰り返し回数を実験などによって求めておくとよい。
【００３２】
上述の式２，式３から明らかなように、気泡が導入されるに従い、ｋは小さくなり、共振周波数は低く変動していき減衰率も大きくなる。そのため、共振条件が満たされなくなり、共通液室内の圧力変動も抑制され、結果として自然に気泡導入が停止することで、気泡量の自律的な制御が可能となっている。このように繰り返し回数Ｎを大きくしても、この自立的な制御によって共通液室内へは所定量の気泡が取り込まれるが、ダミージェットによって噴射される液体量も多くなるので、最適な繰り返し回数に設定することが望ましい。
【００３３】
ここで、式２において、ｃ，Ｍはヘッドの流路構造と液体物性により決まる定数である。ｋはそれ以外に共通液室内の気泡量により変動する値であり、気泡量に応じて共振周波数も変動する。このため、間欠的なダミージェットを行なう際の共通液室内の気泡量により、共振周波数は変動する可能性があるため、ｎ，ｍの値はただ１種類だけでなく、複数の異なる値によって間欠的なダミージェットを行なうことにより、気泡引き込みをより確実に行なうことができる。
【００３４】
図５は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第２の実施の形態の説明図である。全てのノズル７によりダミージェットを行なう際には、一端のノズル７から他端のノズル７に向かって微小なタイミングをずらしながら液体の噴射が行なわれる。このとき、共通液室４内に発生する圧力は、各個別流路で発生する圧力の和となる。そのため、先に液体を噴射するときよりも、後に液体を噴射するときの方が共通液室内に発生する圧力は大きくなる。このような理由から、最後に噴射されるノズル７で圧力変動はもっとも大きくなり、気泡の引き込み効果も高い。
【００３５】
一方、上述のようにいったん共通液室内に所定量の気泡が導入されると、それ以上の気泡が導入されないため、最後に噴射されるノズル側に十分な気泡が導入されるとそれ以上の気泡は導入されず、最初に噴射する個別流路側では依然気泡量が不足している場合がある。このため、この第２の実施の形態では、ダミージェット中に噴射方向を逆転させることにより、気泡の導入量を安定化させる例を示している。
【００３６】
図５において、例えばまず駆動順序を図５（Ｂ）に矢印で示す順序とし、上述の第１の実施の形態と同様にして図５（Ｂ）に示すようなパターンで間欠的なダミージェットを行なう。これによって、図５（Ａ）の状態から気泡１３が共通液室に引き込まれて図５（Ｃ）に示す状態となる。このとき、上述のように駆動順序が最後の側に気泡が引き込まれやすいので、図５（Ｃ）に示すように共通液室の一端におもに気泡が導入される。この状態で所定量の気泡が導入される。
【００３７】
その後、図５（Ｄ）に矢印で示すように駆動順序を逆順として間欠的なダミージェットを行なう。この場合、駆動開始側には十分な気泡が導入されているが、駆動終端側では気泡が十分に導入されていない。そのため、この間欠的なダミージェットによって駆動終端側では更なる気泡の引き込みが行なわれ、図５（Ｅ）に示すように共通液室のもう一端にも気泡が引き込まれる。このようにして共通液室の両端部に気泡を引き込むことができ、ノズル位置によるばらつきを抑えて安定化させることができる。
【００３８】
上述のように共通液室の両端部、しかも図５（Ｃ），（Ｅ）の下部に示すようにノズルから遠い隅部は死水域であり気泡が滞留しやすい。そのため、導入された気泡は安定して共通液室内に存在し、共通液室にかかる圧力を緩和してリフィルの遅延を抑制し、高速な印字を可能とすることができる。
【００３９】
図６は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第２の実施の形態における具体的な実験結果の説明図である。図５に示すような順方向および逆方向の駆動順序による間欠的なダミージェットを繰り返して行なった場合の画質への影響を調べた。図５に示すような順方向および逆方向の駆動を１回の動作とし、この動作を３，５，７回繰り返した。この時の図４に示す画質欠陥のグレードの差、すなわち画質の改善度合いを図６に示している。この実験では、７回繰り返した場合に画質が大きく改善された。このように、順方向の駆動および逆方向の駆動を繰り返し行なうことによって、安定した気泡の取り込みを行なうことができる。なお、繰り返し回数は用いる液体噴射記録ヘッドによって異なるので、例えば実験的に求めておくことが望ましい。
【００４０】
なお、上述の第１および第２の実施の形態において、間欠的なパターンによるダミージェットで気泡を導入させる際に、気泡の引き込みを容易にするためには、液体噴射記録ヘッドの構造として、両端あるいは片側に設けられている記録に用いないダミーノズルの開口面積を拡大したり、あるいはダミーノズルに対応する個別流路の流路抵抗を減少させる構造とすることが効果的である。
【００４１】
図７は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を含むメンテナンス動作の一例を示すフローチャートである。例えばユーザからメンテナンス動作が指定されたり、あるいは液体噴射記録装置内で所定の条件が検出された場合、例えば図６に示すようなメンテナンス動作が開始する。メンテナンス動作は、液体噴射記録ヘッドを例えばメンテナンスステーションに移動させ、そこで行なう。
【００４２】
まずＳ３１において液体噴射記録ヘッドの温度を設定温度に昇温させる。これによって液体の粘性などをメンテナンスしやすい状態とする。Ｓ３２において、メンテナンスステーションに備えられているキャップを液体噴射記録ヘッドに装着して外気と遮断し、吸引装置によってノズル側から液体を強制的に吸引する。これによってノズルの詰まりを発生させているゴミやほこり、気泡などを外部に放出させる。この時点で共通液室内の気泡はほとんど排出されてしまう。Ｓ３３において、ノズルから排出されてキャップ内に溜まっている液体を吸引する。そしてＳ３４においてキャップをはずす。
【００４３】
次にＳ３５において、上述のような本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を用いて、間欠的なパターンによるダミージェットを行なう。これによって上述のように所定量の気泡が共通液室内に引き込まれる。その後、Ｓ３６において、キャップに排出された液体を吸引する。
【００４４】
さらにＳ３７においてノズル面に付着した液体をワイパーによって拭き取り、Ｓ３８において連続的なダミージェットを少し行なってワイピングでノズル内に入り込んだ不要な液体などを排出する。このようなメンテナンス動作を行なった後、Ｓ３９において液体噴射記録ヘッドのノズル面にキャップを装着してノズル面を外気と遮断し、ノズルの乾燥を防止する。
【００４５】
図８は、本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を含むメンテナンス動作の一例を行なった場合の共通液室内の気泡量の変化の一例を示すグラフ、図９は、共通液室への気泡の取り込みを行なわない場合の共通液室内の気泡量の変化の一例を示すグラフである。液体噴射記録装置を使用して記録動作を行なったり、あるいは放置しているだけでも、共通液室内の気泡は増加していく。例えば液体充填時あるいは液体の目詰まり等が発生すると、メンテナンス動作を行なう。例えば図７に示したようなメンテナンス動作を行なう場合、Ｓ３２における吸引動作によって共通液室内の気泡が排出される。このため、この液体の吸引動作により共通液室内の気泡量は最も少なくなる。
【００４６】
この液体の吸引動作を行なった後、上述のような共通液室への気泡の引き込みを行なわずにメンテナンス動作を終了して記録動作を開始すると、図９に示すように記録や放置によって共通液室内の気泡量は増加するものの、吸引動作直後では共通液室内に必要量の気泡が存在しない。そのため、リフィルの遅延による噴射不良が発生しやすい。
【００４７】
このような吸引動作直後の噴射不良を回避するためには、図７に示したように吸引動作後に本発明による間欠的なダミージェットを行なうことが効果的である。これにより図８に示すように吸引動作直後の気泡量の少ない状態の時に共通液室内に気泡を引き込み、記録開始時には必要量の気泡が共通液室内に存在する状態にしている。これによって、メンテナンス動作直後でもリフィルの遅延などは発生せず、常に安定した噴射を行なうことができる。
【００４８】
メンテナンス動作の吸引動作によって、共通液室内の気泡がほとんど除去され、吸引動作後に共通液室内に気泡がほとんど残留しない場合がある。このような状態では共通液室内の圧力を緩和するものがないため、間欠的なダミージェットを行なうとその気泡取り込みの効果が高くなり、気泡の導入が過度に行なわれる可能性がある。このような問題を回避するために、吸引動作および間欠的なダミージェットを２回以上連続して行なうとよい。これにより、２回目以降の吸引動作後の気泡量をある一定以上に保つことができ、その後の間欠的なダミージェットによる共通液室内へ導入する気泡量を必要十分な量に制御することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、非印字期間に行なわれるメンテナンス動作において、液体噴射記録ヘッドの流体圧力振動の共振周波数に応じて設定した繰り返しの周期で駆動パルス列を駆動素子に間欠的に印加する。これによって液体流動の共振状態を作り出し、不安定な噴射状態を加速することで意図的に空気を共通液室に引き込む。記録時にはこの引き込んだ空気により液体噴射時に発生する圧力を緩和させ、リフィルを促進し、安定した連続噴射を行なうことができるという効果がある。
【００５０】
このとき、メンテナンス時のダミージェットによる気泡の引き込みは、引き込んだ気泡の作用で共通液室内の圧力変動が緩和し、所定量の気泡が導入された時点で自然に終了する。このため、共通液室内への引き込み気泡量は概ね一定にかつ自律的に制御され、導入した気泡が記録時の妨げになるほどの量に達することはない。
【００５１】
また、液体噴射記録装置において、液体噴射記録ヘッドのメンテナンス動作としてダミージェットは一般的に行なわれており、本発明ではこのダミージェットを利用するため、液体噴射記録ヘッドに新たな構造部材を設けるなどの変更は一切必要とせず、かつ必要な場合に常に所望の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第１の実施の形態を説明するための駆動パルスの一例を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第１の実施の形態における具体的な実験結果の説明図である。
【図４】画像欠陥の判定基準の説明図である。
【図５】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第２の実施の形態の説明図である。
【図６】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法の第２の実施の形態における具体的な実験結果の説明図である。
【図７】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を含むメンテナンス動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の液体噴射記録ヘッドのメンテナンス方法を含むメンテナンス動作の一例を行なった場合の共通液室内の気泡量の変化の一例を示すグラフである。
【図９】共通液室への気泡の取り込みを行なわない場合の共通液室内の気泡量の変化の一例を示すグラフである。
【図１０】液体噴射記録ヘッドの一例の断面図である。
【図１１】液体噴射記録ヘッドにおける液体噴射時の液体のメニスカスの変化の説明図である。
【図１２】液体噴射記録ヘッドにおけるリフィルが不完全な場合の液体噴射時の液体のメニスカスの変化の説明図である。
【符号の説明】
１…ヒータ基板、２…厚膜樹脂層、３…チャネル基板、４…共通液室、５…共通スリット、６…個別流路、７…ノズル、８…ヒータ、１１，１３…気泡、１２…液滴、２１…液体噴射記録ヘッド。
【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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