(57)【要約】【解決課題】簡易に液滴の吐出量又は滴速のばらつきを補正することができるようにする。【解決手段】インクジェット記録ヘッドと同一の作製工程によって作製されたサンプル用のインクジェット記録ヘッドの固有周波数とインク滴体積との関係に基づいて生成された補正倍率テーブルに基づいて、固有周波数のランク毎に作成された複数の駆動波形を予め用意する。そして、補正対象のインクジェット記録ヘッドの圧電振動子の固有周波数をノズル毎に測定した固有周波数データを読み込み（１５０）、固有周波数のランクに応じた駆動波形を予め用意された複数の駆動波形の中から選択し（１５２）、選択された駆動波形を示す補正データを生成し（１５４）、補正データに基づいて、インク滴の吐出量のばらつきを補正してインク滴を吐出するようにする。【選択図】図１０
2007216576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドのヘッド補正方法であって、
前記圧電振動子の固有周波数を前記液滴吐出ヘッド毎に測定し、
前記液滴吐出ヘッドと同一の作製工程によって作製されたサンプル用液滴吐出ヘッドにおける圧電振動子の固有周波数とノズルから吐出される液滴の吐出量及び滴速の何れか一方との関係に基づいて生成される前記固有周波数と前記吐出量及び滴速の何れか一方の補正量との関係を示す補正テーブルと、前記測定された前記液滴吐出ヘッド毎の固有周波数とに基づいて、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々に対する前記吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を決定することを特徴とするヘッド補正方法。
【請求項２】
前記サンプル用液滴吐出ヘッドの前記固有周波数及び吐出量及び滴速の何れか一方を複数測定し、前記測定された固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方との関係に基づいて、前記固有周波数に対する吐出量及び滴速の何れか一方のばらつきを減少させるための補正量を算出し、前記補正テーブルを生成する請求項１記載のヘッド補正方法。
【請求項３】
前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルは、複数であって、
前記圧力室及び前記圧電振動子の各々は、前記ノズル毎に設けられており、
前記複数の液滴吐出ヘッドの各々について、前記圧電振動子の固有周波数をノズル毎に測定し、
前記補正テーブルと、前記測定された前記ノズル毎の固有周波数とに基づいて、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々に対して、前記吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を前記ノズル毎に決定する請求項１又は２記載のヘッド補正方法。
【請求項４】
前記液滴吐出ヘッドに前記液体が充填されていない状態で、前記圧電振動子の固有周波数を測定する請求項１〜請求項３の何れか１項記載のヘッド補正方法。
【請求項５】
前記補正テーブルは、前記固有周波数が大きいほど、前記吐出量及び滴速の何れか一方を減少させるような補正量となる関係を示している請求項１〜請求項４の何れか1項記載のヘッド補正方法。
【請求項６】
前記補正量に応じた吐出量及び滴速の何れか一方の液滴が前記ノズルから吐出されるように前記圧電振動子に印加するための複数の駆動波形を予め記憶し、
前記測定された固定周波数に対応する補正量に応じた駆動波形を、前記記憶された複数の駆動波形から選択する請求項１〜請求項５の何れか１項記載のヘッド補正方法。
【請求項７】
前記選択された駆動波形を、前記液滴吐出ヘッドを駆動するための駆動回路に設けられたＲＯＭに書き込む請求項６記載のヘッド補正方法。
【請求項８】
前記複数の駆動波形は、噴射パルスを有し、各駆動波形は、電圧振幅が同一であり、前記噴射パルスのパルス幅が異なっている請求項６又は７記載のヘッド補正方法。
【請求項９】
前記パルス幅をＴ１、前記吐出量をＶとし、以下に示す関係式を満たすように、前記補正量に応じたパルス幅を決定した請求項８記載のヘッド補正方法。
Ｖ＝Ａ・Ｔ１2＋Ｂ・Ｔ１＋Ｃ
なお、Ａ、Ｂ、Ｃは定数である。
【請求項１０】
前記複数の駆動波形は、噴射パルス及び非噴射パルスを有し、各駆動波形は、電圧振幅が同一であり、前記噴射パルスと前記非噴射パルスとのパルス間隔が異なっている請求項６又は７記載のヘッド補正方法。
【請求項１１】
前記パルス間隔をＴ２、前記吐出量をＶとし、以下に示す関係式を満たすように、前記補正量に応じたパルス間隔を決定した請求項１０記載のヘッド補正方法。
Ｖ＝Ｄ・Ｔ２＋Ｅ
なお、Ｄ、Ｅは定数である。
【請求項１２】
前記補正量は、前記液滴吐出ヘッドを作製する最終工程で決定される請求項１〜請求項１１の何れか１項記載のヘッド補正方法。
【請求項１３】
液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置の液滴吐出方法であって、
請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、前記吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々の前記ノズルから液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項１４】
液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドと、
請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、前記吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々の前記ノズルから前記液滴を吐出させる駆動回路と、
を含む液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘッド補正方法、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に係り、特に、複数の液滴吐出ヘッドによって吐出される液滴の吐出量及び滴速の何れか一方を補正するヘッド補正方法、及び液滴の吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、液滴を吐出させる液滴吐出方法並びに液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子（ピエゾアクチュエータなど）を用いた液滴吐出ヘッドでは、圧電振動子に電圧を印加することによって、圧力室内の圧力変化を生じさせて、ノズルから液滴を吐出させている。
【０００３】
ここで、圧電振動子を用いた液滴吐出ヘッドでは、ヘッド作製のばらつきにより、ヘッド毎又はノズル毎の流体運動の固有周波数（ヘルムホルツ周波数）や圧電振動子のエネルギ変換効率がばらつくことにより、液滴の吐出量や滴速がばらついて濃度ムラやスジなどの画質欠陥の原因となっていた。
【０００４】
このばらつきを補正するために、駆動波形をパラメータとしたインク吐出速度の測定を行って、ヘッドの固有周波数を測定し、駆動波形を時間方向に補正すると共に、テストパターンを印刷して、印刷された画像データを測定し、圧電振動子のエネルギ変換効率ばらつきから生じるインク吐出量のばらつきを測定して、駆動波形を電圧方向に補正する方法（特許文献１、２）が知られている。
【０００５】
また、固有周波数とエネルギ変換効率とは互いに依存性のない独立なばらつきとして扱ってきた。
【特許文献１】特開２００１−２６０３５０
【特許文献２】特開２００２−２０５３９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、テストパターン印字や画像データの読み取り処理が必要となり、また、テストパターン印字のために、ヘッド駆動やスキャン動作が可能なシステムにヘッドが搭載されることが必要であり、さらに画像情報読み取りシステムが必要となるため、液滴の吐出量や滴速のばらつきを補正するのに、非常に手間と時間がかかってしまう、という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易に液滴の吐出量又は滴速のばらつきを補正することができるヘッド補正方法、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明に係るヘッド補正方法は、液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドのヘッド補正方法であって、前記圧電振動子の固有周波数を前記液滴吐出ヘッド毎に測定し、前記液滴吐出ヘッドと同一の作製工程によって作製されたサンプル用液滴吐出ヘッドにおける圧電振動子の固有周波数とノズルから吐出される液滴の吐出量及び滴速の何れか一方との関係に基づいて生成される前記固有周波数と前記吐出量及び滴速の何れか一方の補正量との関係を示す補正テーブルと、前記測定された前記液滴吐出ヘッド毎の固有周波数とに基づいて、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々に対する前記吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を決定することを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るヘッド補正方法によれば、液滴吐出ヘッドと同一の作製工程によって作製されたサンプル用液滴吐出ヘッドにおける圧電振動子の固有周波数とノズルから吐出される液滴の吐出量及び滴速の何れか一方との関係に基づいて、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方の補正量との関係を示す補正テーブルを生成する。そして、圧電振動子の固有周波数を液滴吐出ヘッド毎に測定し、生成された補正テーブルと測定された液滴吐出ヘッド毎の固有周波数とに基づいて、複数の液滴吐出ヘッドの各々に対する吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を決定する。
【００１０】
従って、サンプル用液滴吐出ヘッドについて、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方の補正量との関係を示す補正テーブルを生成し、補正テーブルと固有周波数とに基づいて、複数の液滴吐出ヘッドの各々に対して、吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を決定することにより、補正対象となる液滴吐出ヘッドに対する液滴の吐出量や滴速を測定する必要がないため、簡易に吐出量又は滴速のばらつきを補正することができる。
【００１１】
また、本発明に係るヘッド補正方法は、サンプル用液滴吐出ヘッドの固有周波数及び吐出量及び滴速の何れか一方を複数測定し、測定された固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方との関係に基づいて、固有周波数に対する吐出量及び滴速の何れか一方のばらつきを減少させるための補正量を算出し、補正テーブルを生成することができる。
【００１２】
液滴吐出ヘッドにおいて、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方で示されるエネルギ変換効率とは互いに依存性のない独立なばらつきとして扱われてきたが、ヘッド作製工程と駆動波形とが固定の場合は、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方との間に依存性があるため、この依存性を利用して、サンプル用液滴吐出ヘッドにおいて、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方との関係を把握し、補正テーブルを生成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドのノズルは、複数であって、圧力室及び圧電振動子の各々は、ノズル毎に設けられており、複数の液滴吐出ヘッドの各々について、圧電振動子の固有周波数をノズル毎に測定し、補正テーブルと、測定されたノズル毎の固有周波数とに基づいて、複数の液滴吐出ヘッドの各々に対して、吐出量及び滴速の何れか一方の補正量をノズル毎に決定することができる。これにより、ノズル毎の吐出量又は滴速のばらつきを減少させることができる。
【００１４】
また、本発明に係るヘッド補正方法では、液滴吐出ヘッドに液体が充填されていない状態で、圧電振動子の固有周波数を測定することができる。これにより、固有周波数を測定するときに、液滴吐出ヘッドに液体を充填する必要がないため、容易に固有周波数を測定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る補正テーブルが、固有周波数が大きいほど、吐出量及び滴速の何れか一方を減少させるような補正量となる関係を示すようにすることができる。
【００１６】
また、本発明に係るヘッド補正方法は、補正量に応じた吐出量及び滴速の何れか一方の液滴が前記ノズルから吐出されるように圧電振動子に印加するための複数の駆動波形を予め記憶し、測定された固定周波数に対応する補正量に応じた駆動波形を、記憶された複数の駆動波形から選択することができる。これにより、補正対象の液滴吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出する場合には、選択された駆動波形を印加すればよいため、簡単な制御で、液滴吐出ヘッドの吐出量又は滴速を補正することができる。
【００１７】
また、本発明に係るヘッド補正方法は、選択された駆動波形を、液滴吐出ヘッドを駆動するための駆動回路に設けられたＲＯＭに書き込むことができる。
【００１８】
また、上記の複数の駆動波形は、噴射パルスを有し、各駆動波形を、電圧振幅が同一であり、噴射パルスのパルス幅が異なるようにすることができる。このように、パルス幅を変えることによって、液滴の吐出量又は滴速を補正することができる。
【００１９】
また、パルス幅をＴ１、吐出量をＶとし、以下に示す関係式を満たすように、補正量に応じたパルス幅を決定することができる。
Ｖ＝Ａ・Ｔ１2＋Ｂ・Ｔ１＋Ｃ
なお、Ａ、Ｂ、Ｃは定数である。
【００２０】
また、上記の複数の駆動波形は、噴射パルス及び非噴射パルスを有し、各駆動波形は、電圧振幅が同一であり、噴射パルスと非噴射パルスとのパルス間隔が異なるようにすることができる。このように、噴射パルス及び非噴射パルスを有する場合には、噴射パルスと非噴射パルスとのパルス間隔を変えることによって、液滴の吐出量又は滴速を補正することができる。
【００２１】
また、パルス間隔をＴ２、吐出量をＶとし、以下に示す関係式を満たすように、補正量に応じたパルス間隔を決定することができる。
Ｖ＝Ｄ・Ｔ２＋Ｅ
なお、Ｄ、Ｅは定数である。
【００２２】
また、本発明に係るヘッド補正方法では、補正量が、液滴吐出ヘッドを作製する最終工程で決定されるようにすることができる。これにより、液滴吐出ヘッドが作製完了された状態に近い状態で、補正量を決定するため、出荷時においても正確な補正量を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る液滴吐出方法は、液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置の液滴吐出方法であって、上記のヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、前記吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々の前記ノズルから液滴を吐出させることを特徴としている。
【００２４】
本発明に係る液滴吐出方法によれば、複数の液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置において、ヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、複数の液滴吐出ヘッドの各々のノズルから液滴を吐出させる。
【００２５】
従って、ヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、液滴を吐出させることにより、複数の液滴吐出ヘッドにおいて、吐出量又は滴速のばらつきを補正することができる。
【００２６】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、液体が充填される圧力室、前記圧力室に設けられ、かつ、液滴が吐出されるノズル、及び前記圧力室の圧力を変化させる圧電振動子を備えた複数の液滴吐出ヘッドと、上記のヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、前記吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、前記複数の液滴吐出ヘッドの各々の前記ノズルから前記液滴を吐出させる駆動回路とを含んで構成されている。
【００２７】
本発明に係る液滴吐出装置によれば、ヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、駆動回路によって、吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、複数の液滴吐出ヘッドの各々のノズルから液滴を吐出させる。
【００２８】
従って、ヘッド補正方法によって決定された補正量に基づいて、吐出量及び滴速の何れか一方を補正して、液滴を吐出させることにより、複数の液滴吐出ヘッドにおいて、吐出量又は滴速のばらつきを補正することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明のヘッド補正方法、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置によれば、サンプル用液滴吐出ヘッドについて、固有周波数と吐出量及び滴速の何れか一方の補正量との関係を示す補正テーブルを生成し、補正テーブルと固有周波数とに基づいて、複数の液滴吐出ヘッドの各々に対して、吐出量及び滴速の何れか一方の補正量を決定することにより、補正対象となる液滴吐出ヘッドに対する液滴の吐出量や滴速を測定する必要がないため、簡易に吐出量又は滴速のばらつきを補正することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、インクジェット記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの補正データを生成する場合について説明する。
【００３１】
図１に示すように、本実施の形態に係るヘッド補正システム１０は、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド１２と、インクジェット記録ヘッド１２に圧電素子の選択信号と駆動波形信号を送るコントローラ１４と、インクジェット記録ヘッド１２の固有周波数を測定するインピーダンスアナライザー１６と、コントローラ１４及びインピーダンスアナライザー１６を制御するためのコンピュータ１８と、コントローラ１４及びインピーダンスアナライザー１６の各々とインクジェット記録ヘッド１２との間で入出力される信号を中継する中継基板２０とから構成されている。
【００３２】
インクジェット記録ヘッド１２は中継基板２０と接続され、中継基板２０はインピーダンスアナライザー１６及びコントローラ１４の各々を介してコンピュータ１８と接続されている。
【００３３】
また、インクジェット記録ヘッド１２は、ノズル５８からインク滴を吐出させる方式として、圧電振動子（ピエゾアクチュエータ）で圧力室内を加圧する方式を用いており、図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１２は、インクタンク５２、供給路５４、圧力室５６、ノズル５８、及び圧電振動子６０を有している。
【００３４】
インクタンク５２には、インクが充填され、インクタンク５２に充填されたインクは、供給路５４を介して圧力室５６に充填され、圧力室５６に連通したノズル５８にインクが供給される。
【００３５】
圧力室５６の壁面の一部は振動板５６Ａからなり、振動板５６Ａに圧電振動子６０が設けられており、圧電振動子６０によって振動板５６Ａを変形させて振動させることで、圧力室５６内に圧力変化が発生する。すなわち、圧電振動子６０の振動によって発生する圧力変化によって、圧力室５６内に充填されたインクがインク滴としてノズル５８から吐出され、圧力室５６には供給路５４を介してインクタンク５２からインクが補充されるようになっている。
【００３６】
インクジェット記録ヘッド１２には、例えば１０２４個のノズル５８があり、例えば、記録用紙幅方向にノズル５８が複数配列されており、記録用紙幅方向の画像を記録し、記録用紙と記録ヘッドとを相対的に移動することで記録用紙に画像を記録することができる。また、ノズル５８毎に圧力室５６、振動板５６Ａ、圧電振動子６０、及び電極（図示省略）が設けられており、各電極はフレキシブルケーブルでスイッチングＩＣ（図示省略）を介して中継基板２０に接続されている。コンピュータ１８からコントローラ１４と中継基板２０とを介してスイッチングＩＣ（図示省略）に信号を送り、１０２４個のノズル５８の各々に対応した圧電振動子６０を1つずつ順次選択して駆動するようになっている。
【００３７】
また、インピーダンスアナライザー１６は、選択して駆動された圧電振動子６０に対して、インピーダンスアナライザー１６から測定用の信号を入力することにより固有周波数を測定するようになっており、測定したデータをコンピュータ１８に取り込み、１ヘッド１０２４ノズルの固有周波数を自動で測定するようになっている。
【００３８】
また、コンピュータ１８は、後述する固有周波数測定処理ルーチン、インク滴体積測定処理ルーチン、補正倍率テーブル生成処理ルーチン、及び補正データ生成処理ルーチンのプログラムを含む各種プログラムやパラメータ等が記憶されたＲＯＭ２１、各種プログラムを実行するＣＰＵ２２、ＣＰＵ２２による各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられるＲＡＭ２４、所定の駆動波形を表す波形データ及び種々のパラメータを記憶するＨＤＤ２６、ディスプレイ２８、マウス３０、キーボード３２、コントローラ１４と接続するための入出力インタフェース３４、インピーダンスアナライザー１６と接続するための入出力インタフェース３６、及びこれらを相互に接続するための入出力バス３８を備えている。
【００３９】
コントローラ１４は、コンピュータ１８からの波形データを示す信号に基づいて、スイッチングＩＣにオンオフ信号を送り、その信号を受け取ったスイッチングＩＣはハイレベルとローレベルの電源にそれぞれ接続されたスイッチング素子をオンオフすることにより所定の矩形波状の駆動波形の電圧を発生し、インクジェット記録ヘッド１２の圧電振動子６０に印加するようになっている。
【００４０】
次に、生成する補正データを適用するインクジェット記録装置について説明する。
【００４１】
図３に示すように、インクジェット記録装置７０は、記録用紙Ｐにインク滴を吐出するインクジェットヘッドユニット７２を備えており、インクジェットヘッドユニット７２には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のインク滴各々をノズル５８から吐出する複数のインクジェット記録ヘッド１２が設けられている。
【００４２】
インクジェット記録装置７０の最下部には、給紙トレイ７６が挿抜可能に設けられており、給紙トレイ７６には、記録用紙Ｐが積載されており、最上位の記録用紙Ｐにはピックアップロール７８が当接している。記録用紙Ｐは、ピックアップロール７８によって１枚ずつ給紙トレイ７６から搬送方向下流側へ給紙され、搬送経路に沿って順に配設された搬送ロール８０、８２によってインクジェットヘッドユニット７２の下方へ給紙される。
【００４３】
また、インクジェットヘッドユニット７２の下方には、無端状の搬送ベルト８４が配設されており、搬送ベルト８４は、駆動ロール８６及び従動ロール８８に張架されている。また、従動ロール８８は接地されている。
【００４４】
また、記録用紙Ｐが搬送ベルト８４に接触する位置の上流側に、直流電源を供給する直流電源装置９０が接続された帯電ロール９２が配置されている。帯電ロール９２は、従動ロール８８との間で搬送ベルト８４を挟みつつ従動し、搬送ベルト８４に接触する接触位置と、搬送ベルト８４から離間した離間位置との間を移動可能とされている。接触位置では、接地された従動ロール８８との間に所定の電位差が生じるため、搬送ベルト８４に対して放電し、電荷を与えるようになっている。
【００４５】
また、帯電ロール９２より上流側には、搬送ベルト８４に帯電された電荷を除電するための除電ロール９４が設けられている。
【００４６】
また、インクジェットヘッドユニット７２の下流側には、記録用紙Ｐの排出経路を構成する複数の排出ロール対９６が設けられ、排出ロール対９６で構成された排出経路の先には、排紙トレイ９８が設けられている。
【００４７】
また、インクジェット記録装置７０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭから構成される制御部６２が設けられており、制御部６２によって、インクジェットヘッドユニット７２、各種ロールを駆動する複数のモータ（図示省略）を含むインクジェット記録装置７０の全体を制御している。
【００４８】
次に、本実施の形態に係るヘッド補正システム１０の作用について説明する。
【００４９】
まず、補正対象となるインクジェット記録ヘッド１２と同一の作製工程によって作製されたサンプル用のインクジェット記録ヘッド１２を、中継基板２０に接続し、コンピュータ１８において、図４に示す固有周波数測定処理ルーチンを実行する。なお、このとき、インクジェット記録ヘッド１２の圧力室には、インクを充填せずに、インクが充填されていない状態のまま固有周波数を測定する。
【００５０】
ステップ１００において、インクジェット記録ヘッド１２のノズル５８を識別するための変数ｎに初期値１をセットし、ステップ１０２において、ｎ番目のノズル５８の圧電振動子６０に標準駆動波形を印加させるようにコントローラ１４を制御し、ｎ番目のノズル５８の圧電振動子６０に標準駆動波形を印加させて、ステップ１０４で、インピーダンスアナライザー１６によって、ｎ番目のノズル５８の圧電振動子６０の固有周波数を測定させて、測定結果をインピーダンスアナライザー１６から取り込む。
【００５１】
そして、ステップ１０６において、ｎがインクジェット記録ヘッド１２のノズル５８の数（例えば１０２４個）を示すＮ未満であるか否かを判定し、固有周波数が測定されていないノズル５８がある場合には、ステップ１０８において、ｎをインクリメントし、ステップ１０２へ戻り、次のノズル５８の圧電振動子６０の固有周波数を測定する。
【００５２】
一方、ステップ１０６において、全てのノズル５８の圧電振動子６０の固有周波数が測定された場合には、固有周波数測定処理ルーチンを終了する。
【００５３】
上記の処理を複数のサンプル用のインクジェット記録ヘッド１２に対して行い、コンピュータ１８によって、サンプル用のインクジェット記録ヘッド１２の全てのノズル５８の圧電振動子６０の各々に対する固有周波数を示す固定周波数データを補正用の基礎データとして複数のサンプル用のインクジェット記録ヘッド１２について取得する。なお、ここで印加される標準駆動波形は、全て同じ駆動波形を用いるようにする。
【００５４】
次に、サンプル用のインクジェット記録ヘッド１２を実験用のインクジェット記録装置（図示省略）に装着すると共に、インクジェット記録ヘッド１２にインクを充填して、記憶用紙にテストチャートを印刷させる。ここで、テストチャートは、各ノズル５８から小滴、中滴、及び大滴の各々を吐出させるようなデータとなっていればよい。
【００５５】
そして、コンピュータ１８にスキャナ（図示省略）を接続して、スキャナの読み取り位置にテストチャートが印刷された記録用紙をセットし、コンピュータ１８において、図５に示すインク滴体積測定処理ルーチンを実行する。
【００５６】
まず、ステップ１２０において、スキャナによって記録用紙のテストチャートを読み取り、ステップ１２２で、読み取られたテストチャートを示す画像データに基づいて、各ノズル５８から吐出された小滴、中滴、及び大滴の各々のドット径を測定する。
【００５７】
そして、ステップ１２４で、測定されたドット径に基づいて、小滴、中滴、及び大滴の各々の吐出量としてのインク滴体積を算出する。なお、ドット径とインク滴体積との関係は別実験で予め把握しておき、その関係を用いて、測定されたドット径からインク滴体積を算出する。
【００５８】
上記の処理を、固有周波数を測定した複数のサンプル用のインクジェット記録ヘッド１２に対して行い、コンピュータ１８によって、サンプル用のインクジェット記録ヘッド１２の全てのノズル５８に対する小滴、中滴、及び大滴の各々のインク滴体積を示すインク滴体積データを補正用の基礎データとして複数のサンプル用のインクジェット記録ヘッド１２について取得する。
【００５９】
以上のように測定された固有周波数とインク滴体積との関係を集計すると、図６（Ａ）に示すように、ノズル５８の固有周波数のばらつきに応じて、インク滴体積にばらつきが発生し、固有周波数が高いほど、インク滴体積が大きくなるようにばらついている。
【００６０】
次に、コンピュータ１８において、図７に示す補正倍率テーブル生成処理ルーチンを実行する。まず、ステップ１３０で、上記の固有周波数測定処理ルーチンで生成された固有周波数データを読み込み、ステップ１３２で、上記のインク滴体積測定処理ルーチンで生成されたインク滴体積データを読み込む。
【００６１】
そして、ステップ１３４で、ノズル５８の圧電振動子６０の固有周波数を図８に示すように５ランクに分けた各ランクについて、大滴におけるインク滴体積の補正倍率を決定し、ステップ１３６で、同様に、中滴におけるインク滴体積の補正倍率を各ランクについて決定し、ステップ１３８において、同様に各ランクについて、小滴における補正倍率を決定する。なお、決定される補正倍率は、固有周波数が大きいランクほど、インク滴体積の補正倍率が小さくなるように決定され、インク滴体積を減少させるようになる。
【００６２】
次のステップ１４０では、上記で決定された補正倍率に基づいて、図８に示すような補正倍率テーブルを生成して、補正倍率テーブル生成処理ルーチンを終了する。
【００６３】
上記の補正倍率テーブルに基づいて、ノズル５８毎にインク滴体積を補正すると、大滴、中滴、及び小滴の各々に対するインク滴体積が、図６（Ｂ）に示すように補正され、図９に示すように、補正前に対して、大滴、中滴、及び小滴の各々におけるインク滴体積のばらつきが減少する。
【００６４】
以上のようにして、ヘッド補正システム１０において、サンプル用のインクジェット記録ヘッド１２を用いて、補正用の基礎データとして補正倍率テーブルを取得する。
【００６５】
次に、インクジェット記録ヘッド１２を製品として量産する場合に、インクジェット記録ヘッド１２の最終作製工程において、インクジェット記録ヘッド１２を補正対象としてヘッド補正システム１０の中継基板２０に接続し、上記の固有周波数測定処理ルーチンを実行し、製品となるインクジェット記録ヘッド１２の固有周波数データを生成する。
【００６６】
そして、コンピュータ１８において、図１０に示す補正データ生成処理ルーチンを実行する。まず、ステップ１５０で、補正対象となるインクジェット記録ヘッド１２の固有周波数データを読み込み、ステップ１５２において、固有周波数データを参照し、インクジェット記録ヘッド１２の各ノズル５８の固有周波数に該当する固有周波数のランクに対応する駆動波形を、後述する予め用意された複数の駆動波形の中から選択して、ステップ１５４において、選択された駆動波形を示す補正データを生成し、補正データ生成処理ルーチンを終了する。
【００６７】
ここで、上記の予め用意された複数の駆動波形について説明する。
【００６８】
まず、圧電振動子６０に駆動波形を印加するためのインクジェット記録ヘッド１２の駆動回路について、図１１を用いて説明する。インクジェット記録ヘッド１２の駆動回路１７０では、複数のデジタル波形である駆動波形（第１駆動波形〜第１６駆動波形）の中からセレクタ１８６によって、図１２（Ａ）に示すような１つの駆動波形が選択され、次に、図１２（Ｂ）のように、レベルシフタ１８８により電圧増幅され、最後にドライバトランジスタ１９０によって、図１２（Ｃ）に示すような正負が反転された駆動波形が圧電振動子６０に印加される。この駆動波形の立ち下がりと立ち上がりとは、圧電振動子６０の静電容量Ｃとドライバトランジスタ１９０のオン抵抗Ｒにより決まる時定数τに依存する。
【００６９】
図１３に示したように、１６種類の駆動波形を５ランクずつの大滴波形（高濃度部）、中滴波形（中濃度部）、及び小滴波形（低濃度部）と１種類の予備波形（非印字部）に割り当て、画像データと補正データに応じて駆動波形を選択するように、シフトレジスタ１８２に駆動波形選択信号を入力し、ラッチ１８４を介して、セレクタ１８６を制御し、圧電振動子６０に選択した駆動波形を印加させる。
【００７０】
なお、予備波形は、非噴射ノズルに印加してインクの増粘を抑制するためのものである。
【００７１】
また、図１４に示すように、大滴波形は噴射パルスから構成され、中滴波形及び小滴波形は噴射パルスと非噴射パルスとから構成され、また、予備波形は非噴射パルスから構成される。噴射パルス及び非噴射パルスは、バイアス電圧から立ち下がることにより圧力室５６を膨張させる第１工程と、電圧を一定に保ち圧力室５６を膨張したまま維持する第２工程と、バイアス電圧まで立ち上がることにより圧力室５６を元の位置まで収縮させる第３工程とから成る。
【００７２】
また、大滴波形における噴射パルス幅Ｔ１とインク滴体積とは、図１５（Ａ）に示すような関係を有しており、実験値に対して、以下の２次多項式による近似式が得られる。
Ｖ＝−０．１８８×Ｔ１2＋２．８４３８×Ｔ１−２．０２６９
この２次多項式と補正倍率データの各ランクの補正倍率とに基づいて、ランク毎に噴射パルス幅Ｔ１を決定し、決定された噴射パルス幅Ｔ１に基づいて、ランク毎の大滴波形を生成し、予め用意しておく。なお、各ランクの大滴波形は、パルス幅が異なり、電圧振幅は同一となっている。
【００７３】
また、中滴波形及び小滴波形における噴射パルス及び非噴射パルスのパルス間隔T2とインク滴体積とは、図１５（Ｂ）に示すような関係を有しており、実験値に対して、以下の１次多項式による近似式が得られる。
Ｖ＝１．４９４４×Ｔ２−０．３４９８
この１次多項式と補正倍率データの各ランクの補正倍率とに基づいて、ランク毎にパルス間隔Ｔ２を決定し、決定されたパルス間隔Ｔ２に基づいて、ランク毎の中滴波形及び小滴波形を生成し、予め用意しておく。なお、各ランクの中滴波形は、パルス間隔が異なり、電圧振幅は同一となっており、各ランクの小滴波形も、パルス間隔が異なり、電圧振幅は同一となっている。
【００７４】
例えば、中滴波形及び小滴波形においては、図１６に示すように、噴射パルス幅Ｔ１、パルス間隔Ｔ２、及び非噴射パルス幅Ｔ３を設定し、噴射パルス幅Ｔ１を固定とし、Ｔ２とＴ３との和のパルス幅を固定とする。これは、インク滴噴射後のメニスカス振動を抑制し、高周波数駆動での噴射を安定化するためである。
【００７５】
そして、インクジェット記録ヘッド１２のノズル５８毎の固有周波数のランクに応じて、大滴、中滴、及び小滴の各々について、予め用意された駆動波形を選択し、選択された駆動波形示す補正データを生成して、インクジェット記録装置７０の制御部６２中のROMなどにＲＯＭライターによって記憶させておく。また、この補正データは、インクジェット記録装置７０の複数のインクジェット記録ヘッド１２について生成しておく。
【００７６】
そして、インクジェット記録装置７０によって印刷が行われる場合には、入力された画像データ及びＲＯＭに記憶された補正データに基づいて、インクジェット記録ヘッド１２の各ノズル５８において、該当するドットに吐出するインク滴の大きさに対応する駆動波形を、各ノズル５８の圧電振動子６０に印加させて、インク滴を吐出させる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係るヘッド補正システムによれば、サンプル用のインクジェット記録ヘッドについて、固有周波数とインク滴体積の補正倍率との関係を示す補正倍率テーブルを生成し、補正倍率テーブルと補正対象となるインクジェット記録ヘッドの固有周波数とに基づいて、複数のインクジェット記録ヘッドの各々に対して、インク滴体積の補正倍率を決定することにより、補正対象となるインクジェット記録ヘッドに対するインク滴体積を測定する必要がないため、簡易にインク滴の吐出量のばらつきを補正することができる。
【００７８】
また、インクジェット記録ヘッドのノズル毎に、固定周波数を測定し、ノズル毎にインク滴体積の補正倍率を決定して、補正データを生成することにより、簡易にノズル毎のインク滴の吐出量のばらつきを補正することができる。
【００７９】
また、インクジェット記録ヘッドのノズルの圧電振動子の固有周波数を測定するときに、インクジェット記録ヘッドにインクを充填する必要がないため、容易に固有周波数を測定することができる。
【００８０】
また、補正対象のインクジェット記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出する場合には、予め用意された複数の駆動波形から選択された駆動波形を圧電振動子に印加すればよいため、簡単な制御で、インクジェット記録ヘッドの吐出量を補正することができ、また、駆動回路の構成を簡易なものとすることができるため、駆動回路を小型化、低コスト化することができる。
【００８１】
また、量産されているインクジェット記録ヘッドが作製完了された状態に近い状態で、固有周波数を測定するため、出荷時に対しても正確な補正データを得ることができる。
【００８２】
また、生成された補正データに基づいて、固有周波数に応じた駆動波形を圧電振動子に印加して、インク滴を吐出させることにより、複数のインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出量のばらつきを補正して、インク滴を吐出させることができる。また、ノズル毎の固有周波数に応じた駆動波形を印加することにより、ノズル毎の吐出量のばらつきを補正して、インク滴を吐出することができ、濃度ムラやスジが低減でき、画質を向上させることができる。
【００８３】
また、インクジェット記録ヘッド毎及びノズル毎の吐出量のばらつきを補正することができるため、インクジェット記録ヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００８４】
なお、上記の実施の形態では、インク滴の吐出量を測定し、吐出量を補正する場合を例に説明したが、サンプル用のインクジェット記録ヘッドにおいて、滴速を測定し、固有周波数と滴速との関係に基づいて、補正倍率テーブルを作成し、補正対象のインクジェット記録ヘッドの滴速のばらつきを補正するように、補正データを生成するようにしてもよい。
【００８５】
また、インクを充填しない状態で圧電振動子の固有周波数を測定する場合を例に説明したが、インクを充填した状態で固有周波数を測定するようにしてもよい。インクを充填しない場合には、振動板を含む圧電振動子自身の固有周波数が測定され、一方、インクを充填した場合には、圧電振動子に加えて流路寸法に依存する流体運動も含む固有周波数が測定される。ただし、現状のヘッド作製方法では、流路寸法ばらつきによる固有周波数ばらつきへの影響は小さく、流体運動も含む固有周波数ばらつきは圧電振動子自身のばらつきにほぼ依存している。よって、補正データを作成する場合は、インクを充填した場合及び充填しない場合のどちらの固有周波数を採用しても同等であるが、量産性を考慮すると、インク充填の手間が省けるインク充填なしの状態で固有周波数を測定する方が好ましい。
【００８６】
また、インピーダンスアナライザーを用いて、固有周波数を測定する場合を例に説明したが、インク滴をノズルから吐出させて、滴速を測定し、滴速に基づいて、固有周波数を測定してもよい。
【００８７】
また、通常の記憶用紙にテストチャートを印刷させて、ドット径を測定し、インク滴体積を算出する場合について説明したが、ドット径とインク滴体積との関係は、インクの種類と紙の種類とにより異なるので、所望の組み合わせで測定するようにしてもよい。この場合には、紙の種類は、ドット形状が真円に近くなる光沢紙が望ましい。
【００８８】
また、ドット径は、スキャナによって取り込まれた画像データに基づいて測定する場合について説明したが、その他、顕微鏡取り込み画像によって測定するようにしてもよい。また、インク滴体積は、吐出されたインク滴の重さによって測定する方法や、メスピペットをインクジェット記録ヘッドのインク供給側に接続し吐出により減少した体積を測定する方法により測定できる。また、１滴の体積を直接測定するのではなく、多数のインク滴による量を求め、滴数で除算することにより求めるようにしてもよい。これにより、簡易にインク滴体積を求めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態に係るヘッド補正システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るコンピュータの固有周波数測定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るコンピュータのインク滴体積測定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）インク滴体積と固有周波数との関係を示すグラフ、及び（Ｂ）インク滴体積を補正した場合のインク滴体積と固有周波数との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係るコンピュータの補正倍率テーブル生成処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る補正倍率テーブルの例を示すイメージ図である。
【図９】インク滴体積の補正前及び補正後におけるインク滴体積のばらつきを示す表である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るコンピュータの補正データ生成処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動回路の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電振動子に印加される駆動波形を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動回路によって印加される複数の駆動波形の割り当てを示す表である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電振動子に印加される大滴波形、中滴波形、小滴波形、及び予備波形を示す図である。
【図１５】（Ａ）大滴波形におけるインク滴体積とパルス幅との関係を示すグラフ、及び（Ｂ）中滴波形及び小滴波形におけるインク滴体積とパルス間隔との関係を示すグラフである。
【図１６】中滴波形及び小滴波形におけるパルス幅及びパルス間隔の設定値の例を示す表である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ヘッド補正システム
１２  インクジェット記録ヘッド
１４  コントローラ
１６  インピーダンスアナライザー
１８  コンピュータ
２１  ＲＯＭ
２２  ＣＰＵ
２４  ＲＡＭ
２６  ＨＤＤ
５６  圧力室
５８  ノズル
６０  圧電振動子
６２  制御部
７０  インクジェット記録装置
７２  インクジェットヘッドユニット
１７０  駆動回路
【図１】
2007216576.tif 000003
【図２】
2007216576.tif 000004
【図３】
2007216576.tif 000005
【図４】
2007216576.tif 000006
【図５】
2007216576.tif 000007
【図６】
2007216576.tif 000008
【図７】
2007216576.tif 000009
【図８】
2007216576.tif 000010
【図９】
2007216576.tif 000011
【図１０】
2007216576.tif 000012
【図１１】
2007216576.tif 000013
【図１２】
2007216576.tif 000014
【図１３】
2007216576.tif 000015
【図１４】
2007216576.tif 000016
【図１５】
2007216576.tif 000017
【図１６】
2007216576.tif 000018