(57)【要約】【課題】複数のノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、不吐出の発生を防止し、かつ着弾精度を良化させて、記録品質の向上を図ることができるインクジェットヘッド検査方法を得ることを目的とする。【解決手段】インクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッド７を駆動するエージングを、概略１億から１０億回駆動行った後、インクジェットヘッド７の印字検査を行う。つまり、本発明のインクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッド７を概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程と、エージング工程の後、インクジェットヘッド７の記録媒体に対する印字検査を行う印字検査工程とを含んでいる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの検査方法において、
前記インクジェットヘッドを概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程と、
前記エージング工程の後、前記インクジェットヘッドの記録媒体に対する印字検査を行う印字検査工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド検査方法。
【請求項２】
前記エージング工程は、色材レスインクにて前記エージングを行う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検査方法。
【請求項３】
前記エージング工程は、インクを循環させて再利用するエージング装置を用いて前記エージングを行う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検査方法。
【請求項４】
前記エージング装置は、
前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給手段と、
吐出したインクを回収するインク回収手段と、
回収したインクから不純物を取り除くフィルター手段と、
不純物を取り除いたインクに対して脱気する脱気手段と、
前記インク供給手段、前記インク回収手段、前記フィルター手段及び前記脱気手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項５】
前記脱気手段が行われた後のインクの溶存酸素量が、吐出前のインクの溶存酸素量以下であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項６】
前記エージング工程が終了する毎に前記印字検査工程が行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項７】
前記エージング工程が所定回数行われた後に前記印字検査工程が行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項８】
前記印字検査工程は、隣接ドットの位置ずれの平均値を理想ピッチとし、前記理想ピッからの各ドットの位置ずれの標準偏差を着弾位置精度として印字検査を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項９】
前記印字検査工程は、前記インクジェットヘッドの駆動波形の１周期時間と電圧を決める条件設定工程を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１０】
前記印字検査工程は、印字テストパターンに基づいて、前記駆動波形の１周期時間を決めることを特徴とす請求項９に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１１】
前記印字検査工程は、印字周波数を複数系列もつ印字テストパターンで印字検査することを特徴とす請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１２】
前記印字検査工程は、前記インクジェットヘッドへのインク充填、回復パージ及び印字を複数回行うことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１３】
前記印字検査工程は、複数の前記インクジェットヘッドで印字検査を行うことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１４】
前記印字検査工程は、複数の記録媒体に対して印字検査を行うことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１５】
前記印字検査工程は、
前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段を備えて前記インクジェットヘッドの各ノズルから前記記録媒体にインクを吐出することによって記録を行う記録装置を用いて、印字検査を行うことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法。
【請求項１６】
前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給手段と、
吐出したインクを回収するインク回収手段と、
回収したインクから不純物を取り除くフィルター手段と、
不純物を取り除いたインクに対して脱気する脱気手段と、
前記インク供給手段、前記インク回収手段、前記フィルター手段及び前記脱気手段を制御する制御手段とを備え、請求項１から１５のいずれか１項に記載のエージングを行うことを特徴とするエージング装置。
【請求項１７】
前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段を備え、前記インクジェットヘッドの各ノズルから前記記録媒体にインクを吐出することによって、請求項１から１５のいずれか１項に記載の印字検査を行うことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズルから液体インクを吐出させるインクジェットヘッド検査方法に関するものである。また、この検査方法に用いるエージング装置及び記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アクチュエータの駆動によってインクを吐出するインクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドと記録用紙とを相対移動させる相対移動手段とを装備して、この相対移動手段により、インクジェットヘッドが記録用紙に対して相対移動しているときに、インクジェットヘッドに設けられたノズルからインクを記録用紙に吐出させて記録を行うように構成された記録装置が知られている。
【０００３】
このインクジェットヘッドの印字検査方法においては、従来、数百万回から数千万回以下の回数駆動させて、検査を行うことが一般的であった。
【０００４】
このようなインクジェットヘッド検査方法としては、例えば、インクジェットヘッドの電極表面のインピーダンスを一定にするためにインク吐出回数で５００万回のエージングを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１６９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうしたインクジェットヘッドにおいては、印字検査後に、ヘッド内部に潜んでいた塵埃が、流路プレート内にある供給口及びノズルプレート内にあるノズル孔へ流れ込み、ノズル孔を塞いでしまうことがある。このような場合、インクが吐出しない不吐出状態となる可能性がある。また、完全に孔を塞がない場合でも、孔の一部を塞いでしまう場合や、ノズル周りの撥水膜状態を均一でなくしてしまう場合など、着弾精度を悪化させることもある。こうした不吐出及び着弾精度悪化の発生の有無は、ヘッド出荷前に予め発見してしまうことが重要である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数のノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、不吐出の発生を防止し、かつ着弾精度を良化させて、記録品質の向上を図ることができるインクジェットヘッド検査方法を得ることを目的とする。また、この検査方法に用いるエージング装置及び記録装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者等は、インクの吐出特性には吐出回数を重ねることで印字状態が変化していくことに着目し、実験を重ねた結果、吐出回数すなわちエージングと、印字の不吐出、着弾位置精度との関係に関して所定の結果を見出した。
【０００８】
目的を達成するために、本発明のインクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッドを駆動するエージングを、概略１億から１０億回駆動行った後、インクジェットヘッドの印字検査を行う。つまり、本発明のインクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッドを概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程と、エージング工程の後、インクジェットヘッドの記録媒体に対する印字検査を行う印字検査工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッドを概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程により、ヘッド内部に潜んでいた塵埃を、圧力室、流路プレート内にある供給口、サイロ、及びノズルプレート内にあるノズル孔の方へ流し込み、また、ノズル周りの撥水膜状態をインクの濡れにより均一にすることで、安定した印字状態を作り出し、ヘッドの不吐出、着弾位置精度の正確な判定をすることができ、ひいては記録装置の記録品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、例えば、製造後の出荷準備時検査工程において、色材レスインクを用いてエージングを１億から１０億回行い、その後に印字検査をすることを特徴とする。また、エージングでは、使用したインクを再利用、循環させるようにしたことを特徴とする。これは、インク回収手段、フィルタリング手段、脱気手段等を装備したエージング装置を用いることで実現した。
【００１１】
本発明の請求項１のインクジェットヘッド検査方法は、複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッド検査方法において、インクジェットヘッドを概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程と、エージング工程の後、インクジェットヘッドの記録媒体に対する印字検査を行う印字検査工程とを有する。この構成により、印字検査を１０億回のエージングの後に行うことで、安定状態の印字を実現でき、その結果、新たな不吐出の発生が防止され、着弾精度を良化する作用が得られる。
【００１２】
本発明の請求項２のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１に記載のインクジェットヘッド検査方法において、エージング工程は、色材レスインクにてエージングを行う。この構成により、安価でかつ効率良く、エージングを行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項３のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１または２に記載のインクジェットヘッド検査方法において、エージング工程は、インクを循環させて再利用するエージング装置を用いてエージングを行う。この構成により、インクを循環させて再利用するのでコスト削減の作用を得られる。
【００１４】
本発明の請求項４のインクジェットヘッド検査方法は、請求項３に記載のインクジェットヘッド検査方法において、エージング装置は、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給手段と、吐出したインクを回収するインク回収手段と、回収したインクから不純物を取り除くフィルター手段と、不純物を取り除いたインクに対して脱気する脱気手段と、インク供給手段、インク回収手段、フィルター手段及び脱気手段を制御する制御手段とを有する。この構成により、使用したインクを回収し、フィルター、脱気などの清浄化処理することによりインクの再利用が実現でき、インクの使用量を大幅に削減する作用を得られる。
【００１５】
本発明の請求項５のインクジェットヘッド検査方法は、請求項４に記載のインクジェットヘッド検査方法において、脱気手段が行われた後のインクの溶存酸素量が、吐出前のインクの溶存酸素量以下である。この構成により、インク中の酸素量が多いと、ヘッド中に気泡が発生しやすくなり、不吐出、または着弾精度を悪化させる原因となるが、これを防ぐ作用を得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項６のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、エージング工程が終了する毎に印字検査工程が行われる。この構成により、不吐出がなくなる見込みがないようなヘッドがあったとすれば、その時点でそのヘッドをＮＧとして落とすことができる。
【００１７】
本発明の請求項７のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、エージング工程が所定回数行われた後に印字検査工程が行われる。この構成により、不吐出、着弾位置精度の結果がわかり、例えば、所定回数にて不吐出が発生し、その回数以降、不吐出がなくなる見込みがないようなヘッドがあったとすれば、その時点でそのヘッドをＮＧとして落とすことができる。
【００１８】
本発明の請求項８のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、隣接ドットの位置ずれの平均値を理想ピッチとし、理想ピッチからの各ドットの位置ずれの標準偏差を着弾位置精度として印字検査を行う。この構成により、偏りがなく、かつ正確な着弾位置精度が得られる作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項９のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、インクジェットヘッドの駆動波形の１周期時間と電圧を決める条件設定工程を含む。この構成により、最適条件からずれている場合に調節できる作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１０のインクジェットヘッド検査方法は、請求項９に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、印字テストパターンに基づいて、駆動波形の１周期時間を決める。この構成により、正確な設定時間とされる作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１１のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、印字周波数を複数系列もつ印字テストパターンで印字検査する。この構成により、多種の周波数の印字が可能となり、不吐出、着弾位置精度の周波数依存性を詳細に検査することができる。
【００２２】
本発明の請求項１２のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、インクジェットヘッドへのインク充填、回復パージ及び印字を複数回行う。この構成により、一度インクを抜き、再度インクを充填させることで、気泡をヘッド内から排出する作用を得られる。
【００２３】
本発明の請求項１３のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から１２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、複数のインクジェットヘッドで印字検査を行う。この構成により、一度に複数ヘッドを評価することで、印字検査の工数が削減できる作用を得られる。
【００２４】
本発明の請求項１４のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から１３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、複数の記録媒体に対して印字検査を行う。この構成により、より適切な印字検査が行える作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１５のインクジェットヘッド検査方法は、請求項１から１４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド検査方法において、印字検査工程は、インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段を備えてインクジェットヘッドの各ノズルから記録媒体にインクを吐出することによって記録を行う記録装置を用いて、印字検査を行う。この構成により、実機の構成に基づく正確で適切な印字検査ができる作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１６のエージング装置においては、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給手段と、吐出したインクを回収するインク回収手段と、回収したインクから不純物を取り除くフィルター手段と、不純物を取り除いたインクに対して脱気する脱気手段と、インク供給手段、インク回収手段、フィルター手段及び脱気手段を制御する制御手段とを備え、請求項１から１５のいずれか１項に記載のエージングを行う。この構成により、インクを循環させて再利用するのでコスト削減の作用を得られる。
【００２７】
本発明の請求項１７の記録装置においては、インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段を備え、インクジェットヘッドの各ノズルから記録媒体にインクを吐出することによって、請求項１から１５のいずれか１項に記載の印字検査を行う。この構成により、実機の構成に基づく正確で適切な印字検査ができる作用を有する。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に係るライン方式のインクジェット式記録装置１の概略を示す斜視図である。インクジェット式記録装置１は、インク滴を記録用紙６に対して吐出するためのヘッドブロック部２と、インクを貯留するインクタンク部３と、ヘッドブロック部２を制御する制御ブロック部４と、ヘッドブロック部２に対して回復動作を行う回復系機構部５と、記録媒体としての記録用紙６を搬送する搬送装置（図示せず）を備えている。
【００３０】
ヘッドブロック部２は、シアンのインク滴を記録用紙６に対して吐出するためのシアン用ヘッド部２ａと、マゼンタのインク滴を記録用紙６に対して吐出するためのマゼンタ用ヘッド部２ｂと、イエローのインク滴を記録用紙６に対して吐出するためのイエロー用ヘッド部２ｃと、ブラックのインク滴を記録用紙６に対して吐出するためのブラック用ヘッド部２ｄとを有している。これらのヘッド部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、記録用紙６の搬送方向、すなわち主走査方向Ｘに並んで配置されている。また、ヘッドブロック部２は、主走査方向Ｘと垂直な副走査方向Ｙに移動可能に設けられている。
【００３１】
図２はインクジェットヘッドが設けられたヘッド保持板の構成を示し斜視図である。図２に示すように、シアン用ヘッド部２ａは、記録用紙６の副走査方向Ｙの全印字領域におよぶように副走査方向Ｙに並んで配置された複数のインクジェットヘッド７と、それらを保持するヘッド保持板８とを有している。図２では、シアン用ヘッド部２ａは、例えば、９つのインクジェットヘッド７を有している。このヘッドの数は印字幅に応じて変わる。
【００３２】
図３は記録用紙の搬送方向に対するインクジェットヘッドの配置の構成を示した説明図である。図３に示すように、各インクジェットヘッド７は、それぞれ記録用紙６の搬送方向に対して同じ角度だけ傾くように配置されている。図３では、各インクジェットヘッド７は、それぞれ、記録用紙６の搬送方向に対して、例えば、２０°傾斜するように配置されている。この角度は、ノズル９の配置と印字の解像度によって変わる。
【００３３】
図４はインクジェットヘッドの構成を示す短手方向の断面図である。図５はインクジェットヘッドの構成を示す長手方向の断面図である。図６はインクジェットヘッドの構成を示す正面図である。図において、インクジェットヘッド７は、インクを供給するための供給口１０ａ及びインクを吐出するための吐出口１０ｂを有する複数の圧力室用凹部１０が形成されたヘッド本体を備えている。各圧力室用凹部１０開口の全長は約１１２０μｍに、幅は約１１５μｍにそれぞれ設定されている。尚、各圧力室用凹部１０の開口の両端部は、略半円形状をなしている。
【００３４】
ヘッド本体の各圧力室用凹部１０の側壁部は、約１４０μｍ厚のＮｉ製の圧力室部品１２で構成され、各圧力室用凹部１０の底壁部は、この圧力室部品１２の下面に接着固定され、かつ１０枚のステンレス鋼薄板を積層してなるインク流路部品１４で構成されている。このインク流路部品１４内には、各圧力室用凹部１０の供給口１０ａとそれぞれ接続された複数のオリフィス１７と、この各オリフィス１７と接続される１つの供給用インク流路１６と、吐出口１０ｂとそれぞれ接続された複数の吐出用インク流路１３とが形成されている。
【００３５】
各オリフィス１７は、インク流路部品１４において上から２番目のステンレス鋼薄板に形成されており、その穴径は、約４０μｍに設定されている。また、供給用インク流路１６はインクタンク３と接続されており、このインクタンク３より供給用インク流路１６内にインクが供給されるようになっている。
【００３６】
インク流路部品１４の下面には、インク滴を記録用紙６に向けて吐出するための複数のノズル９が形成されたステンレス鋼からなるノズルプレート１５が接着固定されている。このノズルプレート１５の下面は、撥水膜１５ａで被覆されている。この撥水膜１５ａは公知の方法で形成することが可能である。
【００３７】
このノズル９は、その配設密度が、例えば１１０ｄｐｉとなるように、ノズルプレート１５に配設されている。
【００３８】
ヘッド本体の各圧力室用凹部１０の上側には、圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。この各圧電アクチュエータ２１は、ヘッド本体の上面に接着固定された状態で、このヘッド本体の各圧力室用凹部１０を塞いで、この圧力室用凹部１０と共に圧力室１１を構成するＣｕ製中間層２４、Ｃｒ製振動板２５、電着樹脂２６、Ｎｉ製シード層２７を有している。このＣｕ製中間層２４からＮｉ製シード層２７は、全ての圧電アクチュエータ２１に共通の１つのものからなっていて、後述の全圧電素子２３に共通の共通電極としての役割をも果たしている。
【００３９】
また、各圧電アクチュエータ２１は、振動板２５の圧力室１１と反対側面（上面）において圧力室１１に対応する部分（圧力室用凹部１０開口に対向する部分）にそれぞれ設けられかつチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電素子２３と、この各圧電素子２３の振動板２５と反対側面（上面）にそれぞれ接合され、この振動板２５と共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加するためのＩｒ−Ｔｉ製個別電極２２とを有している。
【００４０】
振動板２５，各圧電素子２３、各個別電極２２及び各中間層２４、電着樹脂２６、シード層２７は、全て薄膜で形成されてなっており、振動板２５の厚みは約２μｍに、各圧電素子２３の厚みは約４μｍに、各個別電極２２の厚みは約０．１μｍに、各中間層２４の厚みは約３μｍ、電着樹脂２６の厚みは約２μｍ、シード層２７の厚みは約０．５μｍにそれぞれ設定されている。
【００４１】
各圧電アクチュエータ２１は、その振動板２５と各個別電極２２とを介して各圧電素子２３に駆動電圧を印加することにより、この振動板２５の圧力室１１に対応する部分（圧力室用凹部１０開口部分）を変形させることで、この圧力室１１内のインクを吐出口１０ｂないしノズル９から吐出させるようになっている。すなわち、振動板２５と個別電極２２の間にパルス状の電圧を印加すると、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電素子２３が圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮するのに対し、振動板２５、個別電極２２及び中間層２４は収縮しないので、いわゆるバイメタル効果により振動板２５の圧力室１１に対応する部分が圧力室１１側へ凸状に撓んで変形する。この撓み変形により圧力室１１内の圧力が高まり、この圧力で圧力室１１内のインクが吐出口１０ｂ及び吐出用インク流路１３を経由してノズル９から押し出される。そして、パルス電圧の立ち下がりにより圧電素子２３が伸長して振動板２５の圧力室１１に対応する部分が元の状態に復帰し、このとき、ノズル９から押し出されていたインクがインク流路１３内のインクから引きちぎられて、インク滴（例えば１５ｐｌ）として記録用紙６へ吐出され、この記録用紙６面にドット状に付着することとなる。このときの最小のドット径は８０μｍ以下となるように設定されている。
【００４２】
また、振動板２５が凸状に撓んで変形した状態から元の状態に復帰する際に、圧力室１１内にはインクカートリッジ３より供給用インク流路１６及び供給口１０ａを介してインクが充填される。尚、各圧電素子２３に印加するパルス電圧としては、上記のように押し引きタイプのものでなくても、第１の電圧から、この第１の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に第１の電圧まで立ち上がる引き押しタイプのものであってもよい。
【００４３】
図７は通常インクと色材レスインクの成分の比較を示す説明図である。印字に使用するインクは、図７に示すように、色材、水、保湿剤、浸透剤、消泡剤、防カビ剤で構成される。インクの物性値は、例えば、粘度が約３．５ｃｐ、表面張力が約３４．０ｍＮ／ｍ、ＰＨが約８．０である。エージングに使用する色材レスインクは、インクから色材を除いた構成となり、さらに色材を除いた影響により物性値が大きく変化することからの保湿剤、浸透剤、消泡剤の比率を調整し、印字に使用するインクと同じ物性値とする。
【００４４】
図８はエージング装置の構成を示す模式図である。図８において、エージング装置１００１は、インクジェットヘッド７と、制御基板３１と、アンプ３２と、制御手段を構成するパーソナルコンピュータ（以降、単にパソコン）３３と、色材レスインクと、インクメインタンク４１と、インクサブタンク４２と、インク回収容器５１と、パージキャップ５２と、チュービングポンプ６１と、フィルター６２と、脱気装置６３と、インクミスト回収装置７０と、乾燥エアー装置７１とを備えている。
【００４５】
インクメインタンク４１とインクサブタンク４２とは、インクジェットヘッド７にインクを供給するインク供給手段を構成している。インク回収容器５１は、吐出したインクを回収するインク回収手段を構成している。フィルター６２は、回収したインクから不純物を取り除くフィルター手段を構成している。脱気装置６３は、不純物を取り除いたインクに対して脱気する脱気手段を構成している。
【００４６】
インクは、インクメインタンク４１から自重でインクサブタンク４２に充填できるようなしくみになっていう。そして、一旦、インクサブタンク４２にインクが充填されると、中間に設けられたコックにてインクの流路が閉じられる。その後、インクの吐出が行われて、インクサブタンク４２のインクが所定量減ると、コックを開いて新たにインクメインタンク４１からインクを充填する。この作業を繰り返すことで常にインクサブタンク４２にインクが満たされた状態をつくる。また、この手動作業の代わりに、インクサブタンク４２に液面センサーを設置し、インクが少なくなると、自動的にインクメインタンク４１からインクが供給される構成にしてもよい。
【００４７】
また、インク回収容器５１とパージキャップ５２はインクジェットヘッド７の位置まで交互に移動することが可能なように構成されている。
【００４８】
チュービングポンプ６１はインク回収容器５１で回収した色材レスインクをフィルター６２、脱気装置６３、さらにはメインタンク４１へと導く役割を持つ。
【００４９】
脱気装置６３はインクの溶存酸素を減らすための装置で、本発明では、吐出して脱気した後のインクの溶存酸素量が吐出前のインクの溶存酸素量と同じか、またはそれ以下であることを特徴としている。具体的には、インクの溶存酸素量１ｐｐｍ以下を設定値としている。インク中の酸素量が多いと、ヘッド中に気泡が発生しやすくなり、不吐出あるいは着弾精度を悪化させる原因となる。
【００５０】
インクミスト回収装置７０は、大量のインクを連続吐出するときに発生するインクミストが装置の周辺環境を悪化させる可能性があるため、インクミストを吸引し、回収するための装置である。
【００５１】
次に実験方法について説明する。
【００５２】
実験に使用した装置は、インクジェットヘッド７と、制御基板３１と、アンプ３２と、パソコン３３と、インクと、インクメインタンク４１と、インクサブタンク４２と、インク回収容器５１と、パージキャップ５２と、チュービングポンプ６１と、真空ポンプ（図示なし）と、フィルター６２と、インクミスト回収装置７０と、乾燥エアー装置７１を有する構成にした。
【００５３】
実験手順について説明すると、予め、インクジェットヘッド７の圧電素子２３に、ショート破壊が起きないように、乾燥エアー装置７１で作られた乾燥エアーを充填し、ヘッド内の露点を−４０℃にしておく。次に、インクを充填したメインタンク４１とサブタンク４２を接続したインクジェットヘッド７にパージキャップ５２を密着させ、チュービングポンプ６１を作動してインクを充填し、インクジェットヘッド７のノズル面に付着した残インクを拭き取っておく。
【００５４】
パソコン３３を用いて制御基板３１とアンプ３２を作動し、１５ｐｌ、１６ｋＨｚの吐出を開始する。このときにインクミストが舞うため、ノズル面に近づけておいたインクミスト回収装置７０でインクミストを回収する。吐出したインクは、インク回収容器５１で受け、真空ポンプで廃液缶に導いて貯める。
【００５５】
この作業を２００億回まで継続する。そして、０．２５億回の節目回数ごとに、ヘッドを取り外し、印刷装置にて印字する。印字したサンプルは、ヘッドの全吐出ピン数に対する不吐出ピン数の割合である不吐出発生率を求め、また、ＱＥＡ社製画像評価装置ＩＡＳ−１０００を用いて、Ｘ方向着弾精度、及びＹ方向着弾精度を測定した。
【００５６】
ここで、着弾精度の測定方法について説明する。まず、画像評価装置を用いて、着弾したドットの重心位置を測定する。前記Ｘ座標、またはＹ座標を各ノズルごとに、Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・とすると、隣接したノズルの各ドット位置の差は、Ｌ１＝Ａ２−Ａ１、Ｌ２＝Ａ３−Ａ２、Ｌ３＝Ａ４−Ａ３、・・・となる。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・の平均値をＸとすると、各ノズルの理想ドット位置は、Ｂ１＝Ａ１、Ｂ２＝Ａ１＋Ｘ、Ｂ３＝Ａ１＋２Ｘ、・・・となる。本発明では、各ノズルの着弾位置ずれを、Ｐ１＝Ｂ１−Ａ１、Ｐ２＝Ｂ２−Ａ２、Ｐ３＝Ｂ３−Ａ３、・・・とし、トータルの着弾位置ずれをＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・のｎ−１法標準偏差σとして求めた。
【００５７】
このように、印字検査工程は、隣接ドットの位置ずれの平均値を理想ピッチとし、理想ピッチからの各ドットの位置ずれの標準偏差を着弾位置精度として印字検査を行う。この構成により、偏りがなく、かつ正確な着弾位置精度を得ることができる。
【００５８】
着弾測定が終了した後は、再度、実験装置にヘッドを装着して、インク充填から再開させる。
【００５９】
次に、実験の条件についてであるが、実験に用いた印刷装置の記録解像度は、６００ｄｐｉで、インクの液滴量は１５ｐｌ、また、吐出周波数は１６ｋＨｚ、印字時のノズル−記録紙間の距離は１ｍｍである。乾燥エアーによるヘッドの露点は約−４０℃である。吐出は２００億回まで継続した。また、記録用紙としては、市販品のフォト光沢フィルムを用いた。
【００６０】
次に実際に行った実験結果について説明する。
【００６１】
図９は、不吐出発生率に関する５億回までの吐出試験データである。横軸は吐出回数（億回）、縦軸は不吐出発生率（％）を示している。吐出初期より１億回までは不吐出発生率が徐々に増加し、１億回以降はほぼ一定している。このデータより１億回まではヘッド内部に存在していたゴミがノズルの方に流れ出てきていると考えられる。よって、本発明では、新たな不吐出の発生を防止するために、エージング吐出回数を１億回以上に設定した。
【００６２】
図１０は、主走査（Ｘ）方向の着弾位置ずれに関する３０億回までの吐出試験データである。横軸は吐出回数（億回）、縦軸はＸ方向着弾ずれσを示している。吐出初期より１億回までは急激にＸ着弾ばらつきは良化し、１億から１０億回までは徐々に良化している。また、１０億回以降はほぼ一定値となっている。
【００６３】
図１１は、副走査（Ｙ）方向の着弾位置ずれに関する３０億回までの吐出試験データである。横軸は吐出回数（億回）、縦軸はＹ方向着弾ずれσを示している。Ｘ着弾ずれ同様に、Ｙ着弾ずれも、吐出初期より１億回までは急激に良化、１億から１０億回までは徐々に良化、１０億回以降はほぼ一定値となっている。
【００６４】
これらのデータより、印字検査を１０億回エージング吐出後に行えば、安定状態の印字を実現でき、その結果、新たな不吐出の発生を防止し、着弾位置精度を良化させ、記録品質の向上を図ることができる。
【００６５】
また、ヘッドの工数、寿命を考慮すると、印字検査時の吐出回数はできるだけ少ないことが好ましく、着弾位置精度は１億回から１０億回まで徐々に良化していくことから、１億回以上１０億回以下、つまり数億回にしても概略同様の効果を得ることができる。
【００６６】
以上のように、発明者等は、実験を重ねた結果、吐出回数すなわちエージングと、印字の不吐出、着弾位置精度との関係に関して所定の結果を見出し、これに基づいて、理想的な検査方法を発案した。すなわち、インクジェットヘッド７を駆動するエージングを、概略１億から１０億回駆動行った後、インクジェットヘッド７の印字検査を行う方法である。つまり、本発明のインクジェットヘッド７の検査方法においては、インクジェットヘッド７を概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程と、エージング工程の後、インクジェットヘッド７の記録媒体に対する印字検査を行う印字検査工程とを含んでいる。
【００６７】
これにより、印字検査を１０億回のエージングの後に行うことで、安定状態の印字を実現でき、その結果、新たな不吐出の発生が防止され、着弾精度を良化することができる。一方、ヘッドの工数、寿命を考慮すると、エージングの回数はできるだけ少ないことが好ましく、着弾位置精度は１億回から１０億回まで徐々に良化していくことから、１億回以上１０億回以下、つまり数億回にしても効果は得られ、この範囲が最適な範囲と考えられる。
【００６８】
また、このインクジェットヘッド検査方法においては、エージング工程は、色材レスインクにてエージングを行う。１０億回の吐出を行うには大量のインクが必要であるが、印字はしないことから色材は必ずしも必要ではないことを見出したものである。色材レスインクは、インクの構成に色材を使用せず、インクと同じ物性となるように構成されていることを特徴とする。これにより、安価でかつ効率良く、エージングを行うことができる。
【００６９】
さらに、このインクジェットヘッド検査方法においては、エージング工程は、インクを循環させて再利用するエージング装置１０１を用いてエージングを行う。この構成により、インクを循環させて再利用するのでコスト削減の作用を得られる。
【００７０】
さらにまた、このインクジェットヘッド検査方法は、エージング工程が所定回数行われた後に印字検査工程が行われる。これにより、この検査方法中にて、不吐出、着弾位置精度の結果がわかり、例えば、所定回数にて不吐出が発生し、その回数以降、不吐出がなくなる見込みがないようなヘッドがあったとすれば、その時点でそのヘッドをＮＧとして落とすことができる。
【００７１】
また、印字検査工程は、インクジェットヘッド７の駆動波形の１周期時間と電圧を決める条件設定工程を含み、この条件設定工程は、印字テストパターンに基づいて、駆動波形の１周期時間を決める。この構成により、正確１周期時間と電圧を正確に決めることができる。駆動波形の１周期時間を数種類変えて印字するだけで、最適な１周期時間を決めることができる。最適条件からずれている場合は、印字に白スジが発生するため、容易に肉眼で判別することができる。
【００７２】
さらに、このインクジェットヘッド検査方法は、印字検査工程は、印字周波数を複数系列もつ印字テストパターンで印字検査する。１系列のみであれば、最大周波数の公約数分の周波数しか印字できないが、系列を複数もつことで、より多種の周波数の印字が可能となり、不吐出、着弾位置精度の周波数依存性を詳細に検査することができる。
【００７３】
さらにまた、印字検査工程は、インクジェットヘッド７へのインク充填、回復パージ及び印字を複数回行う。ヘッド内の隙間に気泡が引っかかってしまうと、１回のみの充填では、回復パージ回数を重ねても、不吐出が回復しないことが多い。一度インクを抜き、再度インクを充填させることで、気泡をヘッド内から排出することが可能である。
【００７４】
このインクジェットヘッド検査方法は、印字検査工程は、複数の記録媒体に対して印字検査を行う。たとえば、記録媒体の１つであるインクジェット用紙には、普通紙、マット紙、光沢紙などがあり、検査する項目によって用紙を使い分けることで、各検査項目に適した検査ができる。例えば、着弾位置精度であれば、真円に近いドットが得られる光沢紙の方が正確な重心位置を求めることができるし、不吐出を判断するのであれば、より安価なマット紙で十分役割を果たすことができる。また、普通紙独特のにじみ具合、または濃度を検査するというような使い方も可能である。
【００７５】
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド検査方法においては、インクジェットヘッド７を概略１億から１０億回駆動させるエージングを行うエージング工程により、ヘッド内部に潜んでいた塵埃を、圧力室、流路プレート内にある供給口、サイロ、及びノズルプレート内にあるノズル孔の方へ流し込み、また、ノズル周りの撥水膜状態をインクの濡れにより均一にすることで、安定した印字状態を作り出し、ヘッドの不吐出、着弾位置精度の正確な判定をすることができ、ひいては記録装置の記録品質を向上させることができる。
【００７６】
また、使用したインクは回収し、その後、フィルタリング、脱気などの清浄化処理をすることで、再利用することが可能となり、インクの量を節約できる。また、インクは色材を入れない構成にしてもよい。色材レスのインクを使用し、インクを再利用、循環させることで、安価で、かつ効率の良い工程とすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係るインクジェットヘッド検査方法は、１億から１０億にもおよぶエージングにより安定した印字状態を作り出すことができ、検査工程にて不吐出及び着弾位置精度の正確なインクジェットヘッドの判定が可能となる。従って、その後ヘッドが出荷されてから寿命に至るまでの間、安定した信頼性のある印字動作を保証することができる。このエージングは吐出初期から吐出回数を重ねるほど効果があるが、工数、寿命を考慮した場合、少ない吐出回数でも着弾精度向上の効果は期待できる。よって、産業用に限らず、民生用インクジェットプリンタの製造工程においても適用できる。
【００７８】
さらに、色材レスインクを使用し、さらに、使用したインクを再利用することにより、安価でかつ効率の良いエージングが可能である。このインク再利用システムは、産業用印刷機にも応用でき、インクジェットヘッドのパージで大量に使用したインクを、本発明の再利用システムを利用し、インクタンクに戻すことを行えば、インク使用量を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係るライン方式のインクジェット式記録装置の概略を示す斜視図
【図２】インクジェットヘッドが設けられたヘッド保持板の構成を示しす斜視図
【図３】記録用紙の搬送方向に対するインクジェットヘッドの配置の構成を示した説明図
【図４】インクジェットヘッドの構成を示す短手方向の断面図
【図５】インクジェットヘッドの構成を示す長手方向の断面図
【図６】インクジェットヘッドの構成を示す正面図
【図７】通常インクと色材レスインクの成分の比較を示す説明図
【図８】エージング装置の構成を示す模式図
【図９】吐出試験における不吐出発生率の推移を表したグラフ
【図１０】吐出試験におけるＸ着弾ばらつきσの推移を表したグラフ
【図１１】吐出試験におけるＹ着弾ばらつきσの推移を表したグラフ
【符号の説明】
【００８０】
１    記録装置
２    ヘッドブロック部
２ａ    シアン用ヘッド部
２ｂ    マゼンタ用ヘッド部
２ｃ    イエロー用ヘッド部
２ｄ    ブラック用ヘッド部
３    インクタンク部
３ａ    シアン用インクタンク部
３ｂ    マゼンタ用インクタンク部
３ｃ    イエロー用インクタンク部
３ｄ    ブラック用インクタンク部
４    制御ブロック部
５    回復系機構部
６    記録用紙
７    インクジェットヘッド
８    ヘッド保持板
９    ノズル
１０    圧力室用凹部
１０ａ    供給口
１０ｂ    吐出口
１１    圧力室
１２    圧力室部品
１３    吐出用インク流路
１４    インク流路部品
１５    ノズルプレート
１５ａ    撥水膜
１６    供給用インク流路
１７    オリフィス
２１    圧電アクチュエータ
２２    個別電極
２３    圧電素子
２４    中間層
２５    振動版
２６    電着樹脂
２７    シード層
３１    制御基板
３２    アンプ
３３    パーソナルコンピュータ（制御手段）
４１    インクメインタンク（インク供給手段）
４２    インクサブタンク（インク供給手段）
５１    インク回収容器（インク回収手段）
５２    パージキャップ
６１    チュービングポンプ
６２    フィルター（フィルター手段）
６３    脱気装置（脱気手段）
７０    インクミスト回収装置
７１    乾燥エアー装置
１０１    エージング装置
【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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