(57)【要約】【課題】圧電素子不良や圧電素子の接着不良を早期に、確実に発見して、生産効率を向上させることを課題とする。【解決手段】電気信号の印加により前記加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を形成して圧電素子と弾性材料で連結されている振動板と、前記加圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、該リストリクタにインクを供給する共通インク供給路と、インク液滴を加圧室から噴射するための噴射口となるオリフィス等によって構成された複数のノズルを有するインクジェットヘッドにおいて、インピーダンスアナライザを用いて各ノズル毎の圧電素子の共振周波数の基本波と高調波を測定し、その比を求めることにより、前記圧電素子自体の不良や前記圧電素子と前記圧電素子固定板との間の接着の不良を検知する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを蓄える加圧室と、電気信号の印加により前記加圧室内に圧力変動を発生させる圧電素子と、前記加圧室の壁面の少なくとも一部を形成して圧電素子と弾性材料で連結されている振動板と、前記加圧室にインクを供給する流路となるリストリクタと、該リストリクタにインクを供給する共通インク供給路と、インク液滴を加圧室から噴射するための噴射口となるオリフィスと、前記圧電素子を固定する圧電素子固定基板等によって構成された複数のノズルを有するインクジェットヘッドにおいて、インピーダンスアナライザを用いて各ノズル毎の圧電素子の共振周波数の基本波と高調波を測定し、その比を求めることにより、前記圧電素子自体の不良や前記圧電素子と前記圧電素子固定板との間の接着の不良を検知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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
オフィス用並びに産業用インクジェットプリンタのインクジェットヘッドの検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の検査方法は、インクジェットヘッドを製造した後、インク液滴を噴射し、所望の噴射状態（例えば、駆動電圧、液滴速度）が得られない場合に、圧電素子の不良や圧電素子と圧電素子固定板との接着部分の不良でないかと疑問を持ち、その部分を分解して、圧電素子や接着部を観察して不良を確認していた。上記のような分解による検査方法では、分解等に時間を要し、原因確定に時間がかかり、また、製造の全工程を完了して初めて不良を検知することになり、無駄な作業時間を費やすことになっていた。また、インクジェットヘッド製造時の非破壊検査法に関するものとしては、インピーダンスアナライザを用いて各ノズル毎の圧電素子の固有振動数を測定することにより、前記圧電素子と前記圧電素子固定板との間の接着不良を検知することを特徴とするインクジェットヘッドの接着不良診断方法が特開平１１−６４１７５号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記発明の方法では、固有振動数という圧電素子の長さに関係している測定値により不良を検知しようとしているため、長さのバラツキによって、不良を見落とす可能性がある。
【０００４】
本発明は、圧電素子不良や圧電素子の接着不良を早期に、確実に発見して、生産効率を向上させることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、インピーダンスアナライザを用いて各ノズル毎の圧電素子の共振周波数の基本波と高調波を測定し、その比を求めることにより、前記圧電素子自体の不良や前記圧電素子と前記圧電素子固定板との間の接着不良を検知することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明について説明する。
【０００７】
図１、図２は、本発明で用いたマルチノズルインクジェットヘッドの圧電素子部付近の構成を示す断面図である。このヘッドは、入力信号に応じてインク液滴を噴射することにより記録を行うことができる。
【０００８】
図１、図２において、１はオリフィス、２は加圧室、３は振動板、４は圧電素子、５は圧電素子固定板、６は共通インク供給路７と加圧室２とを連結し、加圧室２へのインク流入を制御するリストリクタ、７は共通インク供給路、８はリストリクタ６を形成するリストリクタプレート、９は加圧室２を形成する加圧室プレート、１０はオリフィス１を形成するオリフィスプレート、１１、１２は共通インク供給路プレート、１３は共通インク供給路のカバープレート、１４は導電性接着剤、１５はフィルタ、１６は振動板を固定するためのサポートプレート、１７は外部電極形成面である。
【０００９】
上記マルチノズルインクジェットヘッドの組立は大きく分けて次の３段階で行っている。
【００１０】
まず、圧電素子棒を圧電素子固定板５に接着し、圧電素子４に電圧を印加できるよう導電性接着剤１４を塗布する。そして、圧電素子棒をダイシングソー、ワイヤーソー等でノズル数に対応した複数の圧電素子４になるように切断する。これを組合せ１と呼ぶ。組合せ１の作製時に、圧電素子４と圧電素子固定板５の接着が不充分であれば圧電素子４の正常な変位が得られず正常なインク液滴吐出が得られない。また、ダイシングソー、ワイヤーソーが圧電素子４の切断時にブレていたり、圧電素子４の強度が弱かったりすれば、切断時に圧電素子４に微小クラックが発生し、圧電素子４の正常な変位が得られず正常なインク液滴吐出が得られなかったり、寿命に影響を及ぼしてしまう。
【００１１】
インクの流路の形成は、流路を構成する各プレートを接着して行う。これを組合せ２と呼ぶ。
【００１２】
最後に、振動板３と圧電素子４との間を接着して組合せ１と組合せ２を結合する。振動板３と圧電素子４を接着する際、余計な応力を加えてしまうと、圧電素子４にクラックが発生し、圧電素子４の正常な変位が得られず正常なインク液滴吐出が得られなかったり、寿命に影響を及ぼしてしまう。
【００１３】
以上述べてきたように、工程毎に不良を発生させてしまう要因を含んでおり、製品が完成した後にインクを噴射させて合否を判定するのではなく、各工程で非破壊検査によって良否を判定することが望ましい。本発明は、上記不良を非破壊で見出すため、インピーダンスアナライザを用いて各ノズルの共振周波数の基本波と高調波を測定し、その比を求め、その数値が許容範囲から外れているかどうかで合否を判定する。
【００１４】
図３は本発明の検査方法によって得られた、各ノズル毎の（共振周波数の２次の高調波）／（共振周波数の基本波）の測定結果を示す。比較のため図４で、各ノズル毎の固有振動数の測定結果を示す。図４で示したノズルＮｏ．８の不良は圧電素子のクラックであるが、大きなクラックであればこのように圧電素子長さが異なっても不良を見つけることができる。しかしグラフを見て分かるように、圧電素子長さが２．１５ｍｍの場合の固有振動数は約３４５ｋＨｚ、圧電素子長さが２．００ｍｍの場合の固有振動数は約３６０ｋＨｚ、となっており、固有振動数は圧電素子長さにほぼ反比例している。正常品においては圧電素子長さが異なれば数値も変わり、圧電素子長さのバラツキ範囲内に入ってしまう程度の微小なクラックの場合には、圧電素子長さのバラツキ範囲内に入ってしまって不良を見落としてしまう可能性がある。例えば、圧電素子長さが２．４ｍｍの場合は、正常品であっても共振周波数の基本波は約３００ｋＨｚであり、図４の不良ノズルＮｏ．８の固有振動数とほぼ等しい。つまり、圧電素子長さの寸法範囲が２〜２．４ｍｍの場合は、図４のような圧電素子長さ２ｍｍで大きなクラックを持った圧電素子の固有振動数と、圧電素子長さ２．４ｍｍの正常な圧電素子の固有振動数は等しいので、共振周波数の基本波の測定値、共振周波数の２次の高調波の測定値だけでは、この中から不良品を見つけることは出来ない。これらの測定値から不良品を見つけるためには、さらに圧電素子長さを測定する必要があり、検査工程の増加となる。これに対し図３のように、（共振周波数の２次の高調波）／（共振周波数の基本波）の場合は、長さの影響がない。圧電素子長さが２．４ｍｍの場合でも（共振周波数の２次の高調波）／（共振周波数の基本波）の値は、正常品ならば２．５〜２．６５の範囲内となり、圧電素子の長さがどうなのかを確認する必要は無い。これは、（共振周波数の２次の高調波）／（共振周波数の基本波）の値が、ポアソン比に関係しているためである。そして、共振周波数の基本波と２次の高調波はインピーダンスアナライザで同時に測定できるので、従来の共振周波数の基本波を測定することに比べて、検査工程の増加は無い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェットヘッド製造過程の非破壊検査によって、圧電素子自体の不良や圧電素子と圧電素子固定板との間の接着不良を、圧電素子長さの影響を受けずに検知することができる。そのため、生産効率を向上でき、完成品としての不良率を低減させるため、コスト低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いたインクジェットヘッドの断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の検査方法の測定結果を説明するグラフ。
【図４】固有振動数が圧電素子の長さによって変わることを示すグラフ。
【符号の説明】
１はオリフィス、２は加圧室、３は振動板、４は圧電素子、５．は圧電素子固定板、６はリストリクタ、７は共通インク供給路、８はリストリクタプレート、９は加圧室プレート、１０はオリフィスプレート、１１、１２は共通インク供給路プレート、１３は共通インク供給路カバー、１４は導電性接着剤、１５はフィルタ、１６はサポートプレート、１７は外部電極形成面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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