JP4716000B2 - インクジェットヘッドの検査方法、検査システム、及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等に適用されるインクジェットヘッドの検査方法、検査システム、及びインクジェットプリンタに関するものである。

従来のインクジェットヘッドとしては、特許文献１等に、前面側に複数個のノズルを背面側に各ノズルに連通する圧力室をそれぞれ備え、かつインク供給源からのインクを共通インク室を介して各圧力室に分配するようにキャビティユニットを構成し、このキャビティユニットの背面側に圧電アクチュエータを積層して接合する構造が記載されている。

このインクジェットヘッドの構成によれば、圧電アクチュエータは選択的に駆動波形（駆動パルス信号）が印加されると変形して、圧力室の容積を変化させインクに吐出圧力を与える。そして、圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出され、被記録媒体にインクドットが形成される。そして、圧電アクチュエータに印加される前記駆動波形は、あらかじめインクジェットヘッドの設計仕様等に応じて決定されている。
特開２００２−１６０３６２号公報（図１及び図３参照）

ところが、インクジェットヘッドのキャビティユニット内に形成されているインク流通経路はきわめて微細であるため、キャビティユニットの各部の仕上がり寸法に多少でもバラツキがあると、ヘッドの吐出特性に大きく影響する。すなわち、インク流通経路の長さや流路抵抗がばらつくと、同じ駆動波形を用いても、必ずしも、同じ記録品質が得られるとは限らない。インク滴の吐出後も圧力波が残存すると、特許文献１で指摘されているようなサテライト（被記録媒体に着弾する余分なインク滴）を発生して、本来の記録品質を大きく損なう場合もある。

従って、インクジェットヘッド毎に、そのバラツキに合わせて、駆動波形を微調整する方法が考えられる。そのためには、インクジェットヘッドを検査する検査装置（画像形成装置と略同様の構成）に搭載するメモリー（ＲＯＭ等）にあらかじめ駆動波形を多数種類記憶させておき、駆動波形を変えながら記録状態を観察して、最適な駆動波形を探す方法等が採られていた。

しかしながら、この方法では、多数種類の駆動波形を記憶させておくために、記憶容量の大きいメモリー（ＲＯＭ等）を準備するが、記憶する波形が異なる複数のメモリーを用意して適宜交換する必要があり、製造コストが嵩むことに加えて、駆動波形を決定するまでの作業が煩雑であった。従って、駆動波形をインクジェットヘッド毎に最適化する作業をできるだけ簡略化して、製造効率を上げたいという要望があった。

本発明は、上記問題を解消するものであり、インクジェットヘッド毎の最適な駆動波形を効率よく決定でき、また製造コストの削減も可能なインクジェットヘッドの検査方法、検査システム、及びインクジェットプリンタの提供を目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるインクジェットヘッドの検査方法は、複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを備えて、前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットヘッドの検査方法において、ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいてインクジェットヘッドを複数のグループに分類し、各グループ毎に対応するようにあらかじめ複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形を複数種類作成するステップと、前記複数種類の基本駆動波形を基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、検査すべきインクジェットヘッドに対して、これに組み合わせる基本駆動波形データを、当該インクジェットヘッドが属する前記グループに基づいて決定し、決定された前記基本駆動波形データの識別情報とこの基本駆動波形データを修正しない旨の情報とを含む個別波形情報を作成するステップと、作成された前記個別波形情報に基づいて、その基本駆動波形データを修正しないで駆動波形を作成し、この駆動波形に基づいてインク滴を被記録媒体に吐出するステップとを備え、この被記録媒体における記録状態が不良の場合には、さらに、前記個別波形情報を、決定された前記基本駆動波形データの識別情報とこれを修正するための修正データの識別情報とを含むように変更して再作成するステップと、再作成された前記個別波形情報に基づいて、その基本駆動波形データを修正データに応じて修正して駆動波形を作成し、この駆動波形に基づいてインク滴を被記録媒体に吐出するステップとを備え、被記録媒体における記録状態が良好となるまで、前記個別波形情報の変更を繰り返し、前記アクチュエータに印加する駆動波形を作成することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの検査方法において、前記修正データには、前記基本駆動波形データにおける修正箇所の情報と、この修正箇所における単位修正量の情報とが含まれ、前記個別波形情報には、前記修正データの単位修正量に乗じる倍率の情報も含まれていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの検査方法において、前記修正データは、１つの修正データが複数の基本駆動波形データに適用可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明におけるインクジェットヘッドの検査システムは、複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを備えて、前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットヘッドの検査システムにおいて、ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいて分類されたインクジェットヘッドの各グループ毎に対応して作成された複数種類の基本駆動波形を、複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、検査すべきインクジェットヘッドに対して、これが属する前記グループに応じて決定された前記基本駆動波形データに基づき、この決定された基本駆動波形データの識別情報とこの基本駆動波形データを修正しない旨の情報とを含む個別波形情報か、あるいは決定された基本駆動波形データの識別情報とこれを修正するための前記修正データの識別情報とを含む個別波形情報のいずれかを作成する作成手段と、前記作成手段により作成された前記個別波形情報に基づき、前記基本駆動波形データを修正しない駆動波形か、あるいは前記基本駆動波形データを修正した駆動波形のいずれかを作成して、前記アクチュエータに出力する出力手段と、を備えることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明におけるインクジェットプリンタは、複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを有するインクジェットヘッドを備えて、前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットプリンタにおいて、ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいて分類された前記インクジェットヘッドの各グループ毎に対応して作成された複数種類の基本駆動波形を、複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、前記インクジェットヘッドに対して、これが属する前記グループに応じて決定された前記基本駆動波形データに基づく個別波形情報か、あるいは決定された基本駆動波形データに対し、これを部分的に修正するための前記修正データを組み合せた個別波形情報のいずれかを作成する作成手段と、前記作成手段により作成された前記個別波形情報に基づき、前記基本駆動波形データを修正しない駆動波形か、あるいは前記基本駆動波形データを修正した駆動波形のいずれかを作成して、前記アクチュエータに出力する出力手段と、を備えることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいてインクジェットヘッドを複数のグループに分類し、各グループ毎に対応するようにあらかじめ複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形を複数種類作成するステップと、前記複数種類の基本駆動波形を基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップとを有し、各インクジェットヘッドに適合する駆動波形を、前記基本駆動波形データを基に、あるいは前記基本駆動波形データに修正データを組み合せて作成するから、あらかじめ多数の駆動波形を用意して記憶させなくても、多様な駆動波形の作成が可能となり、記憶容量の軽減によるコストの削減が可能となる。

また、あらかじめインクジェットヘッドに関する既知情報に基づいて、基本駆動波形データを選択するようにしているから、駆動波形を適合させる作業の負担を軽減することもできる。

さらに、インクジェットヘッドを、それぞれに固有の駆動波形の情報に基づいて、最適な状態で駆動することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、修正データに含まれる単位修正量と、個別波形情報に含まれる倍率の情報とが組み合わされて、駆動波形に対する修正量が決められるから、これらの組み合せを変えることで、基本駆動波形データに対する修正を多様化することができる。すなわち、修正量の異なる修正データをあらかじめ多数用意しておく必要がないので、修正データを記憶しておくための記憶容量の軽減が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、適用する基本駆動波形データ毎に修正データを用意して記憶させておく必要がないから、記憶容量の軽減が可能となる。

請求項４及び５に記載の発明によれば、ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいてインクジェットヘッドを複数のグループに分類し、各グループ毎に対応するようにあらかじめ複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形を複数種類作成するステップと、前記複数種類の基本駆動波形を基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップとを有し、各インクジェットヘッドに適合する駆動波形を、前記基本駆動波形データを基に、あるいは前記基本駆動波形データに修正データを組み合せて作成するから、あらかじめ多数の駆動波形を用意して記憶させなくても、多様な駆動波形の作成が可能となり、記憶容量の軽減によるコストの削減が可能となる。

また、インクジェットヘッドを、それぞれに固有の駆動波形の情報に基づいて、最適な状態で駆動することが可能となる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用するインクジェットプリンタの概略平面図、図２は実施形態のインクジェットヘッドの斜視図、図３はインクジェットヘッドの分解斜視図、図４はキャビティユニットの拡大分解斜視図、図５は図１のＶ−Ｖ線矢視拡大断面図、図６は図１のVI−VI線矢視拡大断面図、図７は実施形態の検査システムの構成を示すブロック図、図８は検査方法のフローチャート、図９は駆動波形のタイムチャート、図１０（ａ）は駆動波形の組み合せを示す図、図１０（ｂ）は基本駆動波形データの内容を示す図、図１０（ｃ）は修正データの内容を示す図、図１０（ｄ）は倍率データの内容を示す図、図１０（ｅ）は個別波形情報の構成を示す図である。

本発明のインクジェットヘッド１００は、図１に示すようなインクジェットプリンタ（画像形成装置）２００に適用されるもので、平行状に設けられた２本のガイドレール８に沿って摺動可能に設けられたキャリッジ１０の下面側に搭載され、被記録媒体の搬送方向（副走査方向、以下Ｘ方向という）と直交する方向（主走査方向、以下Ｙ方向という）に往復移動するように設けられている。このインクジェットヘッド１００には、インクジェットプリンタ２００の本体に静置されたインクカートリッジ６から、供給パイプ９を介して、各色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色）のインクが個別に供給されるように構成されている。インクカートリッジは、キャリッジ１０上に着脱可能に搭載される構成であってもよい。

インクジェットヘッド１００は、図２に示すように、金属板製の複数枚のプレートからなるキャビティユニット１にプレート型の圧電アクチュエータ２が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ２の上面（背面）に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル３（図５参照）が重ね接合されている。そして、キャビティユニット１の下面（前面）側に開口されたノズル４から、下向きにインクが吐出するものとする。

前記キャビティユニット１には、その内部にインク供給源からのインクをノズル４から吐出させるためのインク流通経路が形成されており、図３に示すように、ノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６、及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。

実施形態では、各プレート１１〜１７は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート１１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート１２〜１７は４２％ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート１１には、微小径（２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル４が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル４は、当該ノズルプレート１１における長辺方向（Ｘ方向）と平行な５列に配列されている。

また、前記キャビティプレート１７には、図３に示すように、複数の圧力室３６がキャビティプレート１７の長辺（前記Ｘ方向）と平行な千鳥配列状で５列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室３６は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がキャビティプレート１７の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにして穿設され、長手方向の一端部３６ａがノズル４と連通し、他端部３６ｂが後述する共通インク室７と連通する。

各圧力室３６における先端部３６ａは、サプライプレート１５、ベースプレート１６と２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、ダンパープレート１３、及びスペーサプレート１２に穿設されている微小径の連通孔３７を介して、ノズルプレート１１における前記各ノズル４に連通している。

キャビティプレート１７の下面に隣接するベースプレート１６には、各圧力室３６の他端部３６ｂに接続する貫通孔３８が穿設されている。

ベースプレート１６の下面に隣接するサプライプレート１５には、後述する共通インク室７から前記各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が設けられる。そして各接続流路４０には、共通インク室７からインクが入る入口孔と、圧力室３６側（貫通孔３８）に開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。

２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い５つの共通インク室７が前記ノズル４の各列に沿って延びるように板厚さを貫通して形成されている。すなわち、図３及び図５に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート１５にて覆い、下面をダンパープレート１３にて覆うことにより、合計５つの共通インク室（マニホールド室）７が密閉状に形成される。各共通インク室７は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室３６の一部と重なって圧力室３６の列方向（ノズル４の列方向）に沿って長く延びている。

図４及び図５に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパ室４５が凹み形成されている。この各ダンパ室４５の位置および形状は、図３に示すように、前記各共通インク室７と一致させている。このダンパプレート１３は、適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパ室４５上部の薄い板状の天井部は、共通インク室７側にも、ダンパ室４５側にも自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、前記天井部が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパ効果を奏する。これは、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播する所謂クロストークの低減を図ったものである。

また、図３に示すように、キャビティプレート１７、ベースプレート１６、及びサプライプレート１５の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口４７が穿設されている。インク供給源からのインクが、これらインク供給口４７から共通インク室７の一端部に連通するようになっている。４つのインク供給口４７を、図３の左側から順に個別に４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄと付す。

インク供給口４７からノズル４に至るインク流通路では、インクは、インク供給口４７からインク供給チャンネルとしての共通インク室７に供給された後、図４に示すように、サプライプレート１５の接続流路４０及びベースプレート１６の貫通孔３８を経由して各圧力室３６に分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２の駆動により、インクは各圧力室３６内から前記連通孔３７を通って、その圧力室３６に対応するノズル４に至るという構成になっている。そして、後述する圧電アクチュエータ２の駆動により、圧力室３６に吐出圧力が加えられると、圧力波が圧力室３６内から、連通孔３７を通ってノズル４に伝達し、インクを吐出する。

この実施形態では、図３に示すように、インク供給口４７が４つ設けられているのに対して、共通インク室７が５つ設けられており、インク供給口４７ａだけが、２つの共通インク室７，７に接続されている。インク供給口４７ａには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものである。他のインク供給口４７ｂ、４７ｃ、４７ｄには、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ単独に供給される。インク供給口４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄには、それぞれの開口に対応する濾過部２０ａを有するフィルタ体２０が接着剤等で貼着されている（図２参照）。

一方、前記圧電アクチュエータ２は、特開平４−３４１８５３号公報等に開示された公知のものと同様に、図６に示すように１枚の厚さが３０μｍ程度の複数枚の圧電シート４１〜４３を積層した構造で、各圧電シートのうち下から所定数の偶数段目の圧電シート４２の上面（広幅面）には、前記キャビティユニット１における各圧力室３６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極４４が長辺方向（Ｘ方向）に沿って列状に形成されている。下から所定数の奇数段目の圧電シート４１の上面（広幅面）には、複数個の圧力室３６に対して共通のコモン電極４６が形成されており、最上段のシートの上面には、積層方向に対応する前記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極４８と、前記コモン電極に対して電気的に接続される表面電極とが設けられている。

公知のように個別電極４４とコモン電極４６との間に高電圧を印加することで、両電極間に位置する圧電シートの部分が分極され、活性部として形成される。

そして、このプレート型の圧電アクチュエータ２における下面（圧力室３６と対向する広幅面）全体に、接着剤としてのインク非浸透性の合成樹脂からなる接着剤シート（図示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット１に対して、圧電アクチュエータ２が、その各個別電極４４を前記キャビティユニット１における各圧力室３６の各々に対向配置させて接着・固定される。また、この圧電アクチュエータ２における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル３が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル３における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極に電気的に接合される。

この実施形態では、図９の駆動波形に示すように、常態において、全個別電極４４とコモン電極６６間に電圧が印加され、その間の活性部が伸長し、全圧力室３６の容積が縮小された状態にあり、インクを吐出しようとする圧力室３６に対応する、積層方向の各個別電極４４への電圧印加を停止する（駆動パルスを立ち下げる）ことで、活性部が収縮状態に復帰して圧力室３６の容積を拡大し、その後、個別電極４４へ電圧を印加する（駆動パルスを立ち上げる）ことで、インクを吐出する。駆動パルスの立ち上げで圧力室３６の容積を拡大し駆動パルスの立ち下げでインクを吐出するものにも適用できる。

次に、このように構成されたインクジェットプリンタ２００及びそのインクジェットヘッド１００の検査方法について、その主要部の概略を、図７に示すブロック図を参照しながら説明する。このインクジェットプリンタ２００は、インクジェットヘッド１００をキャリッジ１０に搭載して、実際に記録を行ないながら検査する構成としている。

インクジェットプリンタ２００には、印字データ処理等の記録動作の制御を行うゲートアレイ回路Ｇ／Ａ５１、キャリッジ１０の位置を検出するためのキャリッジエンコーダ５８、インクジェットプリンタ２００全体の制御を行なうＣＰＵ５２、その全体の制御プログラムが格納されたＲＯＭ５９、制御に伴う一時的なデータを格納するためのＲＡＭ６０、設定操作を行なうキー及び設定状態を表示するディスプレーを備えた操作パネル６４、印字（記録）データの出力を行なうパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムＰＣ６３と接続するためのインターフェースＩ／Ｆ５３、ＰＣ６３から印字データを受信した場合にそれを格納するイメージメモリ５４、ＣＰＵにそれぞれの駆動回路を介して接続されたキャリッジ移動用のＣＲモータ６２（図１参照）、用紙搬送用のＬＦモータ５６、キャリッジの原点センサ５６、及び印字（記録）位置に被記録媒体があるか否かを検出する給紙センサ５７、ヘッドドライバ６１、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色分のノズル列が含まれるインクジェットヘッド１００及び電源（図示せず）等を備えている。

また、ＲＯＭ５９は、インクジェットヘッド１００を駆動するための複数種類の基本波形をデータ化した基本波形データ（後述する）、その基本波形データを修正するための修正データ（後述する）が格納されている。

検査システムを用いた検査方法を、図８のフローチャートに従って説明する。まず、製造されたインクジェットプリンタ１００を、あらかじめ複数のグループに分類する（ステップ０１）。この分類は、製造されたインクジェットヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいて行なわれ、実施形態では、ヘッドの吐出特性としてキャビティユニット１のインク流通経路における流路抵抗等を用いる。この流路抵抗は、例えば、特開２００２−２２５２８７号公報に記載されているように、キャビティユニット１のインク流通経路にポンプ（図示せず）で流体を所定時間供給し、その所定時間に流れた流量を測定することで推定することができる。この流路抵抗にはノズル３５〜３８の径も加味されるが、ノズル径のみ別に測定し、抵抗値に換算して、全体の流路抵抗に加算しても良い。また、圧電アクチュエータの静電容量、電気抵抗値など電気的特性も周知の方法で測定し加味することができる。そして、製造された多数のインクジェットヘッドは、例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚの３つのグループに分類するものとする。

一方、分類された各グループ毎に対応するように、圧電アクチュエータ２に印加する基本の駆動波形が複数種類用意されて、これがあらかじめ格納手段であるＲＯＭ５９に基本駆動波形データとして記憶される（ステップ０２）。この実施形態では、インクジェットプリンタにて階調表現を行うために、被記録媒体に３種類（大玉、中玉、小玉）の異なる大きさのドットを形成できるようにしており、１つのインクジェットヘッドに対しては、大玉用、中玉用、小玉用の各基本駆動波形を１種類ずつ含んだ３組の基本駆動波形が用意される。

大玉、中玉、小玉は、１つの印字データに対して用紙上に形成されるドットの大きさを示すもので、図９に示すように、大玉用の駆動波形は、２回の吐出動作とその後に残留振動を相殺する動作とを行う複数の駆動パルス信号からなり、中玉用の駆動波形は、１回の吐出動作とその後に残留振動を相殺する動作とを行う複数の駆動パルス信号からなり、小玉用の駆動波形は、１回の吐出動作とその後に吐出し始めたインク滴を引き戻す動作とを行う複数の駆動パルス信号からなる。

この実施形態では、基本駆動波形を全部で５種類（波形番号１〜５と付す）用意しているが、そのうち波形番号１は小玉用、波形番号２は中玉用、波形番号３〜５の３つが大玉用となっている。従って、大玉用、中玉用、小玉用を１種類ずつ含んで組み合せた基本駆動波形の組は、図１０（ａ）に示すように、全部で３種類（組番号１〜３と付す）となり、前記インクジェットヘッド１００の分類におけるグループＸが組番号１に、グループＹが組番号２に、グループＺが組番号３に、それぞれ組み合わされるものとする。なお、この実施形態では、前記組番号が請求項に記載の基本駆動波形データの識別情報に相当するが、例えば、駆動波形を組にしない場合には、波形番号をそのまま基本駆動波形データの識別情報としてもよい。

波形番号１〜５の基本駆動波形における各駆動パルス信号の幅及び駆動パルス信号の終端と次の駆動パルス信号の始端との間隔には、図９に示すように、パルス名として時系列に（Ａ）〜（Ｆ）を付している。また、図９にて、（Ａ）〜（Ｆ）のパルス名の上側に記載した数値は、パルス幅の値でありその単位はμｓｅｃである。この図９の基本駆動波形のパルス名とパルス幅をデータ化した基本駆動波形データを、図１０（ｂ）に示す。基本駆動波形データでは、パルス名（Ａ）〜（Ｆ）をそれぞれ１〜６の数値に置き換えている。

次に、前記基本駆動波形データを部分的に修正するための修正データが複数種類用意されて、あらかじめ格納手段であるＲＯＭ５９に記憶される（ステップ０３）。この修正データは、駆動波形データの全種類、全パルスについて修正できるように作成してもよいが、そうすると、データ量が膨大となるため、修正頻度の高い箇所をあらかじめ予測して作成している。また、１つの修正データが複数の基本駆動波形データに適用できるように作成されている。これにより、修正データのデータ量の削減と、後述する基本駆動波形の修正作業の簡略化を図っている。

この実施形態では修正データは全部で６種類（修正番号１〜６と付す）あり、その内容は、図１０（ｃ）に示すように、「開始波形番号」「個数」「増分」「パルス名」「単位修正量」の項目に分けている。

「開始波形番号」「個数」「増分」の３つの項目は、修正データが波形番号１〜５のどの駆動波形データに適用されるかを示すものである。例えば、修正番号４は、波形番号３及び４について適用される。すなわち、基本駆動波形の修正プログラムは、まず「開始波形番号」３に適用され、そのプロクラムが全部で「個数」２の波形に適用されるものであって、波形番号３の後、１「増分」して波形番号４に適用されることを示している。また、修正番号６の場合、まず「開始波形番号」５に適用され全部で「個数」１のみに適用されるため、「増分」１は無視されることを意味するデータとなっている。

「パルス名」の項目は、図９に示す（Ａ）〜（Ｆ）（図１０（ｂ）の１〜６）の駆動波形のパルス名のうちの、修正する箇所のパルス名を示し、「単位修正量」の項目は、修正量の基準となる数値を示すものである。パルスを修正する際の修正量は、前記「単位修正量」に、後述する個別波形情報に含まれる倍率の情報（倍率データ）を乗じることで決定される。この実施形態では、１つの修正データに最多でも２箇所の修正箇所が含まれる形態を例示しているが、１つの修正データが３箇所以上の修正箇所を含むようにしてもよく、その場合には、「パルス名」と「単位修正量」の項目の対が修正箇所の数だけ用意される。

倍率の情報（倍率データ）としては、この実施形態では、図１０（ｄ）に示すように、４種類（倍率番号１〜４と付す）設けており、倍率番号１では「−２」を、倍率番号「−１」を、倍率番号３では「１」を、倍率番号４では「２」を、「単位修正量」に乗じることになる。例えば、後述する個別波形情報で、修正番号６と倍率番号４を選んだ場合には、修正番号６が適用される波形番号５の駆動波形、すなわち大玉波形III に対して、そのパルス名３（Ｃ）の箇所を、０．２×２＝０．４μｓｅｃだけ修正して４μｓｅｃから４．４μｓｅｃに変更し、同時にパルス名４（Ｄ）の箇所を、−０．２×２＝−０．４μｓｅｃだけ修正して６μｓｅｃから５．６μｓｅｃに変更することになる。

次に、検査すべきインクジェットヘッド１００に対して、そのインクジェットヘッド１００が属しているグループに基づいて、基本駆動波形データの組番号を決定する（ステップ０４）。この実施形態では、検査すべきインクジェットヘッド１００がＹのグループに属しているものとし、組番号２を決定する（図１０（ａ）参照）。

そして、まず、基本駆動波形を修正しないで、そのままインクジェットヘッド１００に印加するために、決定された基本駆動波形データの組番号とこれを修正しない旨の情報を含む個別波形情報を作成する（ステップ０５）。この個別波形情報は、ＰＣ６３（図７参照）に入力された３桁の数字により作成される。この個別波形情報の３桁の数字を、図１０（ｅ）に示す「ａｂｃ」で表すと、ａに入る数字は、基本駆動波形データの組番号を示すものであり、図１０（ａ）の組番号１〜３から選択される。ｂに入る数字は、どの修正データを用いるかを示すものであり、図１０（ｃ）の修正番号１〜６から選択される。ｃに入る数字は、単位修正量に乗じる倍率を示すものであり、図１０（ｄ）の倍率番号１〜４から選択される。なお、個別波形情報のｂ及びｃの数字にいずれも「０」を選択した場合には、基本駆動波形データを修正しない旨を表す。

従って、検査すべきＹグループのインクジェットヘッド１００では、組番号２の基本駆動波形データをまず修正しないで用いるために、個別波形情報として「２００」が作成される。

このように作成された個別波形情報は、操作パネル６４からキー操作によって入力される。例えば、キー操作によって、液晶ディスプレイに表示されるガイダンスにしたがってＲＡＭ６０の所定領域に、個別波形情報を入力する。あるいは、個別波形情報をインクジェットヘッド１００にバーコード、数字等で付しておきそれらを読取装置で読み取ってＩ／Ｆ５３から入力することもできる。そして、検査用の記録（印字）データをＰＣ６３からＩ／Ｆ５３を介して転送し、記録（印字）を指示すると、プログラムにしたがって、個別波形情報の３桁の数字にもとづいて、ＲＯＭ５９から指示されたデータが読み出されて駆動波形が作成される。その駆動波形がインクジェットヘッド１００の圧電アクチュエータ２に印加され、所定の記録（印字）パターンが印刷用紙に記録される。

この記録は、例えば個別記録波形が「２００」であったとき、波形番号１の小玉波形と、波形番号２の中玉波形と、波形番号４の大玉波形IIについてそれぞれ行なわれる。ＰＣ６３から転送する検査用の記録データは、これらのインク滴を使用するデータである。そして、その記録状態が観察される（ステップ０６）。

記録状態が良好な場合（ステップ０７でＹｅｓ）には、その個別波形情報「２００」が最終的な個別波形情報として決定され（ステップ１１）、当該インクジェットヘッド１００を搭載したインクジェットプリンタにおいて、その駆動波形が使われる。一方、記録状態が不良の場合（ステップ０７でＮｏ）には、その不良状態の観察、検討から、基本駆動波形データに適用する修正データと倍率データとが決定されて、個別波形情報が再作成される（ステップ０８）。すなわち、先に作成した個別波形情報「２００」を、駆動波形の組番号と修正番号と倍率番号とを含むように変更して、前記操作パネル６４で入力した個別波形情報を修正する。例えば、上記「２００」による記録（印字）パターンにおいて、大玉のインク滴による記録が不良の場合、修正を要する波形番号は４であるから、図１０（ｃ）の修正番号４を選択し、倍率番号１を選択するものとして、個別波形情報「２４１」と修正する。

この個別波形情報「２４１」では、大玉用波形IIに対して、そのパルス名３（Ｃ）の箇所を、０．２×（−２）＝−０．４μｓｅｃだけ修正して５μｓｅｃから４．６μｓｅｃに変更する修正が行なわれ、この駆動波形がインクジェットへッド１００に印加されて、その記録状態が再び観察される（ステップ０９）。なお、修正番号４を選択しているので、ここでは、大玉波形IIのみが修正され、小玉波形と中玉波形は修正されない。

そして、この時点でさらに記録状態が不良（ステップ１０でＮｏ）の場合には、記録状態が良好（ステップ１０でＹｅｓ）となるまで、個別波形情報を修正してステップ０８からの手順が繰り返される。

前記個別波形情報「２４１」で記録状態が良好（ステップ１０でＹｅｓ）となった場合には、その個別波形情報「２４１」が、最終的な個別波形情報として決定され（ステップ１１）、当該インクジェットプリンタにおいてその駆動波形が使われる。

ここで、修正を要する波形番号を決定したとき、その波形番号に対応する修正番号と、倍率番号１から４とのすべての組み合わせをプログラムで順次変更しながら、あるいは操作パネル６４でそれらに対応する個別波形番号を順次指定して、各修正番号と各倍率とを組み合わせたすべての駆動波形で記録（印字）パターンを形成し、この中から最良の記録結果を示したものを、当該インクジェットプリンタにおいて駆動波形として使用することもできる。

なお、上記個別波形情報の入力、修正は、インクジェットプリンタ２００に接続したＰＣ６３から行うこともできる。

また、上記インクジェットプリンタ２００に、検査用の記録（印字）パターン及び検査用のプログラムを記憶し、上記のようにＰＣ６３を用いることなく、検査のための各処理を行うようにしてもよい。さらに、上記インクジェットプリンタ２００と同等の機能を持つ装置に、ＰＣ６３を接続して専用の検査システム５０を構成し、ＰＣ６３から個別波形情報を入力したり、修正して、各インクジェットヘッドに対して決定した個別波形情報を、そのインクジェットヘッドに対して付けるように構成することもできる。この場合、個別波形情報はラベル等にバーコード形式で記載してインクジェットヘッドに貼り付け、あるいはインクジェットヘッドに搭載したＩＣチップに格納し、インクジェットヘッド１００をインクジェットプリンタ２００に装着する際に、その情報をインクジェットプリンタ２００のＲＡＭに書き込む。

このように、本実施形態では、インクジェットヘッドに対する駆動波形の最適化を行なうに際して、基本駆動波形データとこれに対する修正データとを分けてこれらを組み合せるように構成し、さらに修正データの単位修正量に別途用意した倍率データを組み合せて乗じるようにしている。すなわち、本実施形態では、多様な修正が可能であるが、それを各種データの組み合せにより行なっているため、あらかじめ記憶させておくデータの量が少なくてすみ、データを記憶させておく格納手段の記憶容量を軽減できて、コストの削減が可能となる。

また、仮に前述する各種データの組み合せで、最適な駆動波形を作成できない場合には、さらなる修正データをＰＣ６３から格納手段（ＲＡＭ）に転送して、データの組み合せ範囲を拡大することで対応できるので、利便性に優れている。

さらに、あらかじめインクジェットヘッドの既知情報に基づくグループ化で、適合する駆動波形の絞込みを行なっているので、検査作業の煩雑さを軽減することもできる。

なお、上記実施形態で例示した、基本駆動波形データ、修正データ、倍率データ、及びインクジェットヘッドのグループ分け等は一例であり、データの種類や数等は適宜変更可能である。また、個別波形情報の構成や桁数も上記実施形態に限定するものではない。

本発明を適用するインクジェットプリンタの概略平面図である。 実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。 インクジェットヘッドの分解斜視図である。 キャビティユニットの拡大分解斜視図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視拡大断面図である。 図１のVI−VI線矢視拡大断面図である。 実施形態の検査システムの構成を示すブロック図である。 検査方法のフローチャートである。 駆動波形のタイムチャートである。 （ａ）は駆動波形の組み合せを示す図、（ｂ）は基本駆動波形データの内容を示す図、（ｃ）は修正データの内容を示す図、（ｄ）は倍率データの内容を示す図、（ｅ）は個別波形情報の構成を示す図である。

符号の説明

１ キャビティユニット
２ 圧電アクチュエータ
３ フレキシブルフラットケーブル
４ ノズル
３６ 圧力室
４０ 接続流路
４１〜４３ 圧電シート
４４ 個別電極
４６ コモン電極
４８ 表面電極
５０ 検査システム
１００ インクジェットヘッド
２００ インクジェットプリンタ

Claims (5)

1. 複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、
   駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを備えて、
   前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットヘッドの検査方法において、
   ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいてインクジェットヘッドを複数のグループに分類し、各グループ毎に対応するようにあらかじめ複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形を複数種類作成するステップと、
   前記複数種類の基本駆動波形を基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、
   前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ格納手段に記憶するステップと、
   検査すべきインクジェットヘッドに対して、これに組み合わせる基本駆動波形データを、当該インクジェットヘッドが属する前記グループに基づいて決定し、決定された前記基本駆動波形データの識別情報とこの基本駆動波形データを修正しない旨の情報とを含む個別波形情報を作成するステップと、
   作成された前記個別波形情報に基づいて、その基本駆動波形データを修正しないで駆動波形を作成し、この駆動波形に基づいてインク滴を被記録媒体に吐出するステップとを備え、
   この被記録媒体における記録状態が不良の場合には、さらに、
   前記個別波形情報を、決定された前記基本駆動波形データの識別情報とこれを修正するための修正データの識別情報とを含むように変更して再作成するステップと、
   再作成された前記個別波形情報に基づいて、その基本駆動波形データを修正データに応じて修正して駆動波形を作成し、この駆動波形に基づいてインク滴を被記録媒体に吐出するステップとを備え、
   被記録媒体における記録状態が良好となるまで、前記個別波形情報の変更を繰り返し、前記アクチュエータに印加する駆動波形を作成することを特徴とするインクジェットヘッドの検査方法。
2. 前記修正データには、前記基本駆動波形データにおける修正箇所の情報と、この修正箇所における単位修正量の情報とが含まれ、
   前記個別波形情報には、前記修正データの単位修正量に乗じる倍率の情報も含まれていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの検査方法。
3. 前記修正データは、１つの修正データが複数の基本駆動波形データに適用可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの検査方法。
4. 複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを備えて、前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットヘッドの検査システムにおいて、
   ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいて分類されたインクジェットヘッドの各グループ毎に対応して作成された複数種類の基本駆動波形を、複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、
   前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、
   検査すべきインクジェットヘッドに対して、これが属する前記グループに応じて決定された前記基本駆動波形データに基づき、この決定された基本駆動波形データの識別情報とこの基本駆動波形データを修正しない旨の情報とを含む個別波形情報か、あるいは決定された基本駆動波形データの識別情報とこれを修正するための前記修正データの識別情報とを含む個別波形情報のいずれかを作成する作成手段と、
   前記作成手段により作成された前記個別波形情報に基づき、前記基本駆動波形データを修正しない駆動波形か、あるいは前記基本駆動波形データを修正した駆動波形のいずれかを作成して、前記アクチュエータに出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの検査システム。
5. 複数のノズルと、各ノズル毎に連通して設けられる複数の圧力室と、インク供給源からのインクが圧力室を介してノズルに至るインク流通経路とを有するキャビティユニットと、駆動波形の印加により変位して各圧力室毎に選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータとを有するインクジェットヘッドを備えて、前記ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に記録するインクジェットプリンタにおいて、
   ヘッドの吐出特性に関る既知情報に基づいて分類された前記インクジェットヘッドの各グループ毎に対応して作成された複数種類の基本駆動波形を、複数のインク滴を吐出させて１つのドットを形成する駆動波形であって、各インク滴に対応する２つの駆動パルス信号を有する基本駆動波形データとして、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、
   前記基本駆動波形データにおいて、駆動波形の最初の駆動パルス信号と２番目の駆動パルス信号とそれらの間の間隔との長さうち、前記２番目の駆動パルス信号と前記間隔の少なくともいずれか１つの長さを、他の長さに関係なく個別に修正するための複数種類の修正データを、それぞれの識別情報と関連付けてあらかじめ記憶する格納手段と、
   前記インクジェットヘッドに対して、これが属する前記グループに応じて決定された前記基本駆動波形データに基づく個別波形情報か、あるいは決定された基本駆動波形データに対し、これを部分的に修正するための前記修正データを組み合せた個別波形情報のいずれかを作成する作成手段と、
   前記作成手段により作成された前記個別波形情報に基づき、前記基本駆動波形データを修正しない駆動波形か、あるいは前記基本駆動波形データを修正した駆動波形のいずれかを作成して、前記アクチュエータに出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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