(57)【要約】【課題】工数や工程負荷を増大することなしに、個々の素子基板に適切な駆動条件を設定することが可能な液体吐出ヘッドの検査方法を提供する。【解決手段】所定の電圧を前記発熱抵抗素子に印加したときに発熱抵抗素子を流れる電流を測定して第１の測定結果を求め、第１の保護層を介した発熱抵抗素子と第２の保護層との間の静電容量を測定して第２の測定結果を求める測定工程と、前記第１の測定結果と第２の測定結果とから、吐出口から液体を吐出させるために最低限必要な吐出限界エネルギーの予測値を求める予測工程とを実行する。予測値に基づいて、駆動電圧またはパルス幅の初期値を定め、この初期値から駆動電圧またはパルス幅を変化させてテストパターンを記録する。【選択図】図４
2018153971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の面に設けられた発熱抵抗素子と、前記発熱抵抗素子を覆うように前記第１の面に形成され誘電体からなる第１の保護層と、少なくとも前記発熱抵抗素子の形成位置において前記第１の保護層の上に形成され金属からなる第２の保護層と、を有し、前記発熱抵抗素子に電圧パルスを印加して液体に熱エネルギーを作用させることにより、前記発熱抵抗素子に対応して設けられた吐出口から前記液体を吐出する液体吐出ヘッドの検査方法であって、
所定の電圧を前記発熱抵抗素子に印加したときに前記発熱抵抗素子を流れる電流を測定して第１の測定結果を求め、前記第１の保護層を介した前記発熱抵抗素子と前記第２の保護層との間の静電容量を測定して第２の測定結果を求める測定工程と、
前記第１の測定結果と前記第２の測定結果とから、前記吐出口から前記液体を吐出させるために最低限必要な吐出限界エネルギーの予測値を求める予測工程と、
前記発熱抵抗素子に対して印加される前記電圧パルスの駆動電圧及びパルス幅の少なくとも一方を駆動変数として、前記予測値に基づいて前記駆動変数の初期値を定め、前記初期値から前記駆動変数を変えながら、前記発熱抵抗素子を駆動し前記吐出口から液体を吐出して記録媒体にテストパターンの記録を行うことを繰り返す記録工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記記録工程において、前記駆動変数として前記駆動電圧及び前記パルス幅のいずれか一方を使用し、前記駆動電圧及び前記パルス幅の他方は固定値とする、請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
記録された前記テストパターンを評価して、吐出に最低限必要な前記駆動変数の値を判定する判定工程をさらに有する、請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記記録工程において、前記発熱抵抗素子に印加されるエネルギーが減少する方向に前記初期値から前記駆動変数を変化させて、繰り返し前記テストパターンの記録を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記記録工程において、前記発熱抵抗素子に印加されるエネルギーが増加する方向と減少する方向との両方向に前記初期値から前記駆動変数を変化させて、繰り返し前記テストパターンの記録を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項６】
基板の第１の面に設けられた発熱抵抗素子と、前記発熱抵抗素子を覆うように前記第１の面に形成され誘電体からなる第１の保護層と、少なくとも前記発熱抵抗素子の形成位置において前記第１の保護層の上に形成され金属からなる第２の保護層と、を有し、前記発熱抵抗素子に電圧パルスを印加して液体に熱エネルギーを作用させることにより、前記発熱抵抗素子に対応して設けられた吐出口から前記液体を吐出する液体吐出ヘッドの検査方法であって、
所定の電圧を前記発熱抵抗素子に印加したときに前記発熱抵抗素子を流れる電流を測定して第１の測定結果を求め、前記第１の保護層を介した前記発熱抵抗素子と前記第２の保護層との間の静電容量を測定して第２の測定結果を求める測定工程と、
前記発熱抵抗素子に対して印加される前記電圧パルスの駆動電圧及びパルス幅の少なくとも一方を駆動変数として、前記駆動変数を変えながら、前記発熱抵抗素子を駆動し前記吐出口から液体を吐出して記録媒体にテストパターンの記録を行うことを繰り返す記録工程と、
を有し、前記第１の測定結果及び前記第２の測定結果に基づいて、前記記録工程における前記駆動変数の変化範囲が制限される、液体吐出ヘッドの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体などに記録液などの液体を吐出して記録を行う液体吐出装置は、液体吐出ヘッドを備えている。液体吐出ヘッドにおける吐出原理は種々のものがあるが、発熱抵抗素子を備え、発熱抵抗素子が発生する熱エネルギーを利用して吐出口から記録液などの液体を吐出する液体吐出ヘッドは、半導体装置と同様の工程を経て製造されるのが一般的である。したがってこのような液体吐出ヘッドは、基板上に発熱抵抗素子や配線層を形成して素子基板とする基板形成工程と、素子基板上に液体の流路や吐出口を形成する吐出口形成工程と、最終的な組立工程とを経て製造される。組立工程では、素子基板上への駆動素子の実装や、その他の部品の組み立てが行われる。各発熱抵抗素子を駆動するための回路も液体吐出ヘッドに設けられる。完成した液体吐出ヘッドに対しては、その記録品位や吐出性能を確認するとともに、最適な記録条件で液体吐出ヘッドを使用するために液体吐出ヘッドごとに設定されるパラメータを求めるために、記録検査工程が実施される。
液体吐出ヘッドでは、液体の吐出による記録を行う場合、選択された発熱抵抗素子に対してパルス状に電圧を印加してその発熱抵抗素子を駆動する。そこで記録検査工程では、液体吐出ヘッドを駆動する際に各発熱抵抗素子に印加される駆動電圧またはパルス幅を変化させながら、液体吐出ヘッドから液体を吐出させて所定のパターンを記録する。次に、記録されたパターンの画像から、各発熱抵抗素子による記録状態を観察して、吐出を行うことが可能な駆動電圧あるいはパルス幅の限界値を求める。そして、求めた限界値に対し、実験によって別途求めたマージン値を加え、このようにして得た駆動電圧値あるいはパルス幅をその液体吐出ヘッドの最適な駆動条件として、液体吐出ヘッドの駆動回路に設定する。
【０００３】
最適な駆動条件すなわち最適な駆動電圧やパルス幅は、異なる液体吐出ヘッドの間（厳密には素子基板の間）の様々なばらつきに影響を受け、素子基板ごとに個体差があることが知られている。記録検査工程では、最適駆動条件を導くために、限界値となり得る範囲内すなわち製造後の素子基板のばらつきの範囲内において、駆動条件を段階的に変化させながら複数のパターンを記録し、各々の駆動条件に対する記録状態を確認する必要がある。しかし、限界値となり得る駆動条件の範囲は十分に広いため、記録すべきパターンの数も多くなり、記録検査工程のために多大な工数や時間が費やされることになる。工数や時間が多大となるため、必要な範囲での駆動電圧あるいはパルス幅の測定を現実的には行えなくなることもある。
素子基板ごとに個体差はあるものの、最適駆動条件や限界値については、素子基板上に形成される発熱抵抗素子の電気抵抗値（以下、単に抵抗値と呼ぶ）や素子基板を保護するための保護膜の厚さによる影響が大きいことも知られている。したがって、素子基板ごとに発熱抵抗素子の抵抗値を予め測定し、得られた抵抗値からある程度適切な駆動条件を推定することも可能である。しかしながら、素子基板ごとに測定された抵抗値のみから適切な駆動条件を推定する場合には、推定した最適駆動条件と実際の最適駆動条件との間に、保護膜のばらつきに起因するずれが発生することがある。この場合は、液体吐出ヘッドを実際に使用するときに最適な駆動条件で使用することができなくなる。
特許文献１には、液体吐出ヘッドの記録検査工程において、製造工程中に得られた発熱抵抗素子の抵抗値についてのデータと保護膜の膜厚のデータとに基づいて最適な駆動条件を設定し、これにより駆動電圧やパルス幅の測定を省略する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３２０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように発熱抵抗素子の抵抗値と素子基板の保護膜の膜厚とを測定する場合には、膜厚測定のための工数や測定機構が必要となり、むしろ工程負荷が大きくなってしまう。
本発明の目的は、工数や工程負荷を増大することなしに、個々の素子基板に適切な駆動条件を設定することが可能な液体吐出ヘッドの検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッドの検査方法は、基板の第１の面に設けられた発熱抵抗素子と、発熱抵抗素子を覆うように第１の面に形成され誘電体からなる第１の保護層と、少なくとも発熱抵抗素子の形成位置において第１の保護層の上に形成され金属からなる第２の保護層と、を有し、発熱抵抗素子に電圧パルスを印加して液体に熱エネルギーを作用させることにより、発熱抵抗素子に対応して設けられた吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドの検査方法であって、所定の電圧を発熱抵抗素子に印加したときに発熱抵抗素子を流れる電流を測定して第１の測定結果を求め、第１の保護層を介した発熱抵抗素子と第２の保護層との間の静電容量を測定して第２の測定結果を求める測定工程と、第１の測定結果と第２の測定結果とから、吐出口から液体を吐出させるために最低限必要な吐出限界エネルギーの予測値を求める予測工程と、発熱抵抗素子に対して印加される電圧パルスの駆動電圧及びパルス幅の少なくとも一方を駆動変数として、予測値に基づいて駆動変数の初期値を定め、初期値から駆動変数を変えながら、発熱抵抗素子を駆動し吐出口から液体を吐出して記録媒体にテストパターンの記録を行うことを繰り返す記録工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、個々の素子基板に適切な駆動条件を設定することを可能とする検査を、工数や工程負荷を増大することなしに実行できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液体吐出ヘッドを概念的に示す斜視図である。
【図２】液体吐出ヘッドユニットを模式的に示す斜視図である。
【図３】液体吐出ヘッドで用いられる素子基板の発熱部付近を示す概念図である。
【図４】記録検査工程の手順を示すフローチャートである。
【図５】発明の実施の一形態における測定方法を示す等価回路図である。
【図６】測定に用いる画像を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に基づく方法によって検査される液体吐出ヘッドの一例を概念的に示している。この液体吐出ヘッド１は、液体に熱エネルギーを作用させ、そのときに生じる気泡の圧力によって、微細な吐出口から液体を液滴として吐出するものであり、液体吐出装置に設けられるものである。吐出口から吐出する液体がインクなどの記録液であれば、その液体吐出ヘッドはインクジェット記録ヘッドであり、その液体吐出装置はインクジェット記録装置であることになる。図示される液体吐出ヘッド１は、例えばシリコンなどの半導体基板から形成された素子基板１００に対し、吐出口形成部材１２０を貼り付けて形成されている。素子基板１００には、その第２の面の側から第１の面の側へと液体を供給する供給口１３０が貫通孔として形成されている。素子基板１００の第１の面には、液体に対して熱を作用させる複数の熱作用部１１７が形成されており、後述するように熱作用部１１７の各々には発熱抵抗素子３０８が設けられている。吐出口形成部材１２０には、熱作用部１１７ごとにその熱作用部１１７に対向する位置に液体を吐出するための吐出口１２１が形成されているとともに、供給口１３０から熱作用部１１７の形成位置を経て吐出口１２１に連通する流路１１６が形成されている。特に、流路１１６において、熱作用部１１７に接する位置から吐出口１２１に至るまでの部分は、吐出すべき液体を一時的に貯えることができる液室１３１（図３（ｂ）参照）として形成されている。したがって、吐出口１２１に連通する液室１３１ごとに熱作用部１１７が形成されていることになる。素子基板１００の外周端部には、熱作用部１１７に対して電力を供給するために外部との電気的接続を行う複数の外部電極（端子）３１１が設けられている。
【００１０】
図２は、液体吐出ヘッドを用いて構成された液体吐出ヘッドユニットを示している。液体吐出ヘッドユニット２１０は、図１に示したような液体吐出ヘッド１と、吐出用の液体を収容して液体吐出ヘッド１に供給するタンク２０４とから形成され、液体吐出装置に装着可能なカートリッジの形態を有している。液体吐出ヘッド１に電力などを供給するために素子基板１００にＴＡＢ(Tape Automated Bonding)により接続する端子を備えるテープ状の電気配線部材２０２が、液体吐出ヘッド１に接続している。電気配線部材２０２は、液体吐出ヘッド１からタンク２０４に沿って延ばされており、その先端部には、液体吐出装置の本体との電気的接続に用いられる端子２０３が形成されている。液体吐出装置の本体からは、それぞれ熱作用部１１７に対応する発熱抵抗素子３０８（図３参照）に対し、端子２０３及び電気配線部材２０２を介して選択的に電力が供給される。
なお、本発明に基づく液体吐出ヘッドは、図２に示されるように吐出用の液体のタンクと一体化された形態のものに限定されるものではない。例えば、分離可能にタンクが装着されるようにし、タンク内の残留する液体がなくなったときに、このタンクを取り外して、液体が充填された新たなタンクが装着されるようなものであってもよい。あるいは、液体吐出ヘッドとタンクとが別個に設けられ、チューブや配管を介して吐出用の液体がタンクから液体吐出ヘッドに供給されるものであってもよい。さらに液体吐出ヘッドは、記録ヘッドによる走査を行いながら記録を行うシリアル記録方式の液体吐出装置に適用されるものであっても、ラインプリンタに適用されるような、記録媒体の全幅に対応した範囲にわたって吐出口が設けられているものであってもよい。
【００１１】
図３は、素子基板１００における熱作用部の近傍を示す図であって、図３（ａ）は素子基板１００の模式平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って素子基板１００を切断した状態を示す模式断面図である。素子基板１００は、基板３０１の第１の面の上に、蓄熱層３０２と、発熱抵抗層３０４と、配線としての電極配線層３０５とをこの順に積層した構造を有する。蓄熱層３０２は、シリコンの熱酸化膜、ＳｉＯ膜あるいはＳｉＮ膜などからなり、電極配線層３０５は、Ａｌなどの金属材料、あるいはＡｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕなどの合金材料からなる。発熱抵抗層３０４は、所望の電気抵抗を有して通電時に発熱するように、電極配線層３０５より十分高くかつ適切な体積抵抗率を有する材料によって構成されている。発熱抵抗層３０４と電極配線層３０５の積層構造において電極配線層３０５の一部を除去してギャップを形成し、その部分の発熱抵抗層３０４を露出させることで発熱抵抗素子３０８が形成される。電極配線層３０５は、素子基板１００に設けられた駆動素子回路（不図示）や選択回路（不図示）に接続するともに、外部電極３１１にも接続され、外部からの電力供給を受けることができるようになっている。なおここで示した例では、発熱抵抗層３０４の上に電極配線層３０５を配置しているが、電極配線層３０５を基板３０１または蓄熱層３０２の上に形成し、その一部を部分的に除去してギャップを形成した上で発熱抵抗層３０４を配置してもよい。
【００１２】
さらに素子基板１００では、発熱抵抗素子３０８及び電極配線層３０５の上層として、ＳｉＯ膜あるいはＳｉＮ膜などの誘電体からなり絶縁層としても機能する保護層３０６が設けられている。さらに保護層３０６の上層として上部保護層３０７が形成されている。保護層３０６は第１の保護層であり、上部保護層３０７は第２の保護層である。上部保護層３０７は、発熱抵抗素子３０８の発熱に伴う化学的、物理的衝撃から発熱抵抗素子３０８を守る層であり、例えば、化学的耐性が強いＴａまたはＩｒなどの金属から形成されている。上部保護層３０７は、個々の発熱抵抗素子３０８の形成位置に対応して保護層３０６の上に個別に形成されている部分と、これらの個別に形成されている部分の間を接続する共通部分とによって構成されている。ここでは発熱抵抗素子３０８の上に形成される保護層３０６は絶縁性を有する誘電膜であり、その上に金属膜である上部保護層３０７が形成されていることになる。したがって、発熱抵抗素子３０８を一方の電極とし、保護層３０６を誘電体とし、上部保護層３０７を他方の電極とする平行平板導体型の電気容量素子が形成されていることになる。上部保護層３０７は、保護層３０６を貫通して形成されたスルーホール３１０によって、電極配線層３０５に対して電気的に接続している。電極配線層３０５は、素子基板１００の端部にまで延在し、その先端が外部との電気的接続を行うための外部電極３１１を構成する。図１及び図３では区別して示されていないが、外部電極３１１は、各発熱抵抗素子３０８に共通に電力を供給するための外部電極３１１ａと、接地（ＧＮＤ）となる外部電極３１１ｂと、上部保護層３０７に電気的に接続する外部電極３１１ｃとを含んでいる。後述するようにスイッチングトランジスタ４０１により導通が制御されるが、外部電極３１１ａ，３１１ｂは、それぞれ、発熱抵抗素子３０８の両方の端部に電気的に接続する第１の外部電極及び第２の外部電極を構成する。また外部電極３１１ｃは第３の外部電極を構成する。外部電極３１１には、各発熱抵抗素子３０８を個別に駆動するための選択回路（不図示）に接続する外部電極も含まれている。
【００１３】
次に、本実施形態における液体吐出ヘッドの記録検査工程について説明する。図４は記録検査工程を説明するフローチャートである。上述したように記録検査工程は、完成した液体吐出ヘッド１に関し、その記録品位や吐出性能を確認するとともに、最適な記録条件での記録のために液体吐出ヘッド１ごとに設定されるべきパラメータを求める工程である。記録検査工程では、まず、ステップ６０１において、液体吐出ヘッド１の発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒまたは電流値Ｉと、発熱抵抗素子３０８と上部保護層３０７との間の保護層３０６を挟んだ静電容量Ｃと、を測定する測定工程を実施する。ここで測定される抵抗値Ｒまたは電流値Ｉは第１の測定結果であり、静電容量Ｃが第２の測定結果である。
【００１４】
そこでまず、測定工程について説明する。図５（ａ）は、測定工程における発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒまたは電流値Ｉの測定を説明する等価回路図であり、図５（ｂ）は発熱抵抗素子３０８と上部保護層３０７との間の静電容量Ｃの測定を説明する等価回路図である。素子基板１００において各発熱抵抗素子３０８の一端は電力供給用の外部電極３１１ａに共通に接続し、他端は発熱抵抗素子３０８ごとのスイッチングトランジスタ４０１のドレインに接続している。各スイッチングトランジスタ４０１のソースは、接地（ＧＮＤ）となる外部電極３１１ｂに共通に接続し、ゲートは、それぞれ、選択回路（不図示）に接続している。この実施形態の液体吐出ヘッド１では吐出口１２１ごとに発熱抵抗素子３０８が設けられているが、選択回路によって任意の発熱抵抗素子３０８を選択して駆動できるようになっている。
液体吐出ヘッド１としての通常の動作には電圧パルスにより発熱抵抗素子３０８を駆動するが、抵抗値Ｒや電流値Ｉを測定する際には、発熱抵抗素子３０８に長時間電圧を印加する。そのため、抵抗値Ｒまたは電流値Ｉの測定では、長時間印加しても発熱抵抗素子３０８にダメージを与えない所定の電圧Ｖの電源３２０を、電流計３２１を介して外部電極３１１ａ，３１１ｂの間に印加する。例えば、所定の電圧Ｖとして５．０Ｖ以下の電圧を使用する。そして、測定対象の発熱抵抗素子３０８に対応したスイッチングトランジスタ４０１を選択回路（不図示）によって選択駆動し、このとき、電源から流れる電流値Ｉを電流計３２１により測定する。このとき、抵抗値Ｒは、
Ｒ≒Ｖ／Ｉ
で表わされ、電源３２０の電圧Ｖが固定であれば、電流値Ｉは、発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒと相関を有する。測定に際して所定の電圧Ｖを一定値とするのは一般的であり、発熱等の影響によるオームの法則からのずれも僅少であると考えられるので、以後の工程では、抵抗値Ｒと電流値Ｉのいずれを用いてもよい。
【００１５】
次に、測定工程における発熱抵抗素子３０８と上部保護層３０７との間の保護層３０６を挟んだ静電容量Ｃの測定について説明する。静電容量Ｃの測定を行うために、電力供給用の外部電極３１１ａと上部保護層３０７に接続する外部電極３１１ｃとの間に静電容量計３２２を接続する。このとき、各発熱抵抗素子３０８に接続するスイッチングトランジスタ４０１は遮断状態とする。上述したように上部保護層３０７は、発熱抵抗素子３０８ごとに個別に形成されている部分と、個別に形成されている部分の間を接続する共通部分とによって構成されているから、この測定では、素子基板１００の全体での静電容量が測定されることになる。
平行平板導体の静電容量は、一般に「層間膜の誘電率ε」×「面積Ｓ」／「層間距離（膜厚）ｄ」である。ここで示す場合、面積Ｓと層間膜である保護層３０６の誘電率εとは素子基板１００ごとに差はなく一定であるから、結局、測定される静電容量Ｃは上部保護層３０７の膜厚ｄと相関がある。ステップ６０１では、液体吐出ヘッド１の最適駆動条件や限界値について大きな影響を与える、発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒかそれに相関のある値と、素子基板１００を保護するための保護層３０６の厚さに相関のある値とが求められることになる。
【００１６】
上記のようにステップ６０１の測定工程により各発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒと素子基板１００の全体にわたる静電容量Ｃを求めたら、次に、ステップ６０１において、これらの測定値に基づき、吐出限界エネルギーＥthの予測を行う。限界吐出エネルギーＥthは、吐出口から液体の吐出を行うために最低限必要とされるエネルギーのことである。同様に、液体の吐出を行うために最低限必要な駆動電圧及びパルス幅を、それぞれ、限界駆動電圧及び限界パルス幅と呼ぶ。発熱抵抗素子３０８の抵抗値Ｒは既に求められているから、吐出限界エネルギーＥthから、パルス幅一定の条件で吐出に必要とされる最小の駆動電圧（限界駆動電圧）、あるいは、駆動電圧一定の条件での最小のパルス幅（限界パルス幅）を求めることができる。限界吐出エネルギーＥthの予測値を求めたら、次に、ステップ６０３において、予測された限界吐出エネルギーＥthに適当なマージンαを加えて記録エネルギーＥrを設定する。次に、ステップ６０４において、記録エネルギーＥrを満たす駆動電圧またはパルス幅を用いて各発熱抵抗素子３０８を駆動し、試験用の記録媒体に対して液体の吐出によるテストパターンの記録を行う。以下の説明では、駆動条件として、駆動電圧またはパルス幅を変化させるが、このとき、駆動電圧とパルス幅の両方を変化させてもよいし、駆動電圧とパルス幅の一方を変化させ他方を固定値のままとしてもよい。駆動電圧とパルス幅の一方を変化させる方が制御が容易であり、かつ、駆動条件の変更回数も少なくてすむが、駆動電圧と駆動パルスの両方を変化させるほうが、より正確に限界吐出エネルギーや限界駆動電圧、限界パルス幅を求めることができる。そこで、駆動電圧とパルス幅のうちで変化させるものを指して駆動変数とも呼ぶ。
【００１７】
本実施形態では、駆動電圧またはパルス幅に関する異なる駆動条件で複数回にわたってテストパターンの記録を行い、記録されたテストパターンあるいは画像の品質評価を行って、液体吐出ヘッドの実際の吐出限界エネルギー値を判定する。そこで、ステップ６０４においてテストパターンの記録を行ったら、次に、ステップ６０５において、記録回数が指定された回数に達したかどうかを判定する。指定回数に達していない場合には、ステップ６０６において、現在の記録エネルギーＥrから所定の刻み幅βを減算することにより記録エネルギーＥrを再設定し、ステップ６０４に戻る。再設定された記録エネルギーＥrによりステップ６０４を実行するときは、上述したように前回と比べ、駆動電圧とパルス幅の少なくとも一方が変化する。これにより、刻み幅βだけ記録エネルギーＥrを小さくしてテストパターンの記録を行うことが繰り返され、指定された回数の記録が行われることになる。ステップ６０３〜６０６において、段階的に駆動電圧またはパルス幅を増減した複数の駆動電圧またはパルス幅のそれぞれを用いて発熱抵抗素子３０８を駆動することによりテストパターンを繰り返し記録する記録工程が実施されたことになる。
ステップ６０５において指定された記録回数に達していた場合には、ステップ６０７において、記録されたテストパターンを確認し、この確認結果に基づき、ステップ６０８において、実際の吐出限界エネルギー値の判定を行う。ステップ６０７，６０８は、液体吐出ヘッドの実際の限界駆動電圧あるいは限界パルス幅を判定する判定工程を構成する。ステップ６０８を実行したら、本実施形態での記録検査工程は終了する。その後、必要に応じ、この液体吐出ヘッドの最適駆動条件を求め、求めた最適駆動条件などを液体吐出ヘッド内の不揮発性メモリ（不図示）などに書き込めばよい。
【００１８】
図６は、本実施形態における記録媒体に対するテストパターンの記録を模式的に示している。ここでは、液体吐出ヘッド１において吐出口１２１が図示ａ方向に配列し、記録媒体５０１を図示ｂ方向に搬送するものとする。記録媒体５０１を搬送しながら、隣接する吐出口１２１から同時には吐出を行わないようにして発熱抵抗素子３０８を所定の駆動条件で駆動し、同じ吐出口１２１から５ドット連続して吐出を行う。次に、同一の駆動条件で、隣接する吐出口１２１の一方から５ドット連続の記録を行う。これを繰り返してすべての吐出口１２１に５ドット連続の記録を行わせる。図示した例では、配列した吐出口１２１に順番を付けてその順番を４で除したときの剰余に基づいてこれらの吐出口１２１を４つのグループに分けている。そして、グループごとに同時に５ドット連続の記録を行い、１つのグループでの記録が終わったら次のグループの記録を行うようにしている。その結果、図６に示されるように、吐出口１２１から吐出され記録媒体５０１に着弾した液滴によって、細長い形状の記録５０２が、それぞれが重なり合わないように形成される。
【００１９】
ある駆動条件で発熱抵抗素子３０８を駆動することによる液体の吐出がすべての吐出口１２１について終了すれば、次に、駆動条件を変えて同じようにすべての吐出口１２１において５ドット連続の記録を行わせる。図において、Ｅ１〜Ｅ９は、どの駆動条件を用いて記録を行ったかを示している。図５に示す処理では、記録エネルギーＥrが徐々に小さくなるように駆動条件が変更される。そのため、図５に示したものでは、駆動条件Ｅ１に対応する記録５０２が記録濃度が高く（液体がインクであれば記録５０２である画像の色が一番濃く）、駆動条件Ｅ２では記録濃度が少し低下し、駆動条件Ｅ３ではさらに低下している。
そこで駆動条件を上記のように変化させて形成された記録を確認して記録濃度を求めることにより、どの駆動条件のときまで実用的に記録を行えていたかを判定すること、すなわち、吐出限界エネルギー値の判定を行うことができる。記録濃度の確認は、記録後の記録媒体５０１を目視観察することによってよいが、カメラで撮像してデジタル化し、デジタル化されたデータでの画素値、あるいは記録画素が全体に占める面積の割合を求めることによって行ってもよい。
【００２０】
吐出可能な駆動電圧もしくはパルス幅を測定する際に、発熱抵抗素子３０８を有する素子基板１００の製造工程ばらつきから想定される駆動電圧もしくはパルス幅の全てを変化させて測定すると、テストパターンの記録と判定とに多大な時間がかかる。そこで本実施形態では、発熱抵抗素子３０８に流れる電流値Ｉあるいは抵抗値Ｒと、発熱抵抗素子３０８と上部保護層３０７との間の静電容量Ｃとを求め、これらから最低限必要な駆動電圧またはパルス幅を予測する。そして、予測した駆動電圧またはパルス幅を初期値としてこれらの駆動電圧またはパルス幅を変化させている。その結果、駆動電圧またはパルス幅の変更範囲が合理的な範囲に限定されるので、短時間でテストパターンの記録と判定とを行うことが可能となる。上述した例では、駆動条件としてＥ１〜Ｅ９の９種類を用い（したがってステップ６０５での指定された記録回数も９回）、この範囲内で駆動電圧またはパルス幅を減少させている。すなわち初期値から記録エネルギーＥrが減少する方向で、駆動電圧またはパルス幅を９段階で減少させている。しかしながら、駆動電圧またはパルス幅の変化の段階数は９に限定されるものではなく、適宜に増減することができる。ここに示した例では、初期値から記録エネルギーＥrが減少する方向で、駆動電圧またはパルス幅を変化させることにより、少ない繰り返し回数で、吐出に最低限必要な駆動電圧またはパルス幅を実際に求めることができる。
【００２１】
図５に示した例では、初期値から記録エネルギーＥrが減少する方向で、駆動電圧またはパルス幅を変化させているが、記録エネルギーＥrが減少する方向と増加する方向との両方向で駆動電圧またはパルス幅を変化させることができる。記録エネルギーＥrが減少する方向と増加する方向との両方で駆動電圧またはパルス幅を変化させた場合には、測定の確実性が向上する。
【００２２】
以上説明した実施形態では、記録工程において繰り返しテストパターンの記録を行う際に、その駆動電圧またはパルス幅の初期値を電流値Ｉ（または抵抗値Ｒ）と静電容量Ｃの測定結果から求めた吐出限界エネルギーＥthの予測値に基づいて定めている。その結果、初期値の近傍で駆動電圧またはパルス幅を変化させるだけで、実際の吐出限界エネルギーＥthや限界駆動電圧、限界パルス幅を求めることができる。言い換えれば、本実施形態では、記録工程における駆動電圧またはパルス幅の変化範囲が制限されていることになり、変化範囲を制限しても実際の吐出限界エネルギーＥthなどを正確に求めることができる。これにより、記録されるテストパターンの数を限定しても限界駆動電圧や限界パルス幅を正確に判定することが可能となり、記録検査工程における工程負荷や消費時間を従来よりも抑えることができるようになる。
【符号の説明】
【００２３】
１    液体吐出ヘッド
１００    素子基板
３０６    保護層
３０７    上部保護層
３０８    発熱抵抗素子
３１１，３１１ａ〜３１３ｃ    外部電極
【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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