(57)【要約】【課題】実際にインクを吐出させることなく、個々のヘッドの吐出量に関する個体差等を把握する。【解決手段】基体１０上の樹脂部材２０に、スリット幅の異なる複数のスリット（凹部）からなるスリット部２３を形成する。樹脂部材２０の変形に伴う吐出口２１の変形に対応して、スリット部２３の各スリット幅も変化するため、吐出口２１の変形量の判別に、スリット部２３における可視判定が可能なスリット数を用いる。実際にインクを吐出して各ヘッドの吐出量情報を得る代わりに、スリット部２３におけるスリット数を可視判別することで吐出口径の変化を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子を備えた基体と、
前記基体上に前記吐出エネルギー発生素子に対応するように設けられた吐出口と該吐出口に連通する流路とを形成する樹脂部材と、を有する吐出素子基板を備え、
前記樹脂部材に、該樹脂部材の変形に伴って変形する凹部を複数有し、
前記吐出口の変形量の判別に、前記凹部の可視判別が可能な個数を用いることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記凹部は前記吐出口径より小さい幅を有し、段階的に幅の異なる複数の凹部が前記樹脂部材に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
段階的に幅の異なる複数の前記凹部において、吐出口から遠ざかるに従い、前記凹部の幅も大きくなることことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記吐出口面は撥水性を示し、前記凹部は親水性となっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のヘッドの製造方法であって、
前記基体上に、樹脂部材を形成する工程と、
前記樹脂部材に吐出口と、該樹脂部材の変形に伴って変形する凹部と、をパターニングする工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項記載の液体吐出ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行う液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドの樹脂部材に形成された凹部の数を読み取る読み取り手段と、
前記読み取った前記凹部の数から、前記吐出口の変形量と前記吐出される液体の量との関係に基づくランクを決定する情報処理手段と、
前記情報処理手段によって求められたランクに応じて、前記液体の吐出を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等の液体吐出装置に搭載される液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日広く一般的に用いられているインクジェット方式等の液体吐出方法には、インク等の液滴を吐出するために用いられる吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方法と圧電素子（ピエゾ）を利用する方法がある。いずれも電気的な信号によってインク滴の吐出を制御することが可能である。例えば、電気熱変換素子を用いるインク滴吐出方法の原理は、電気熱変換素子に電気信号を与えることにより、電気熱変換素子近傍のインクを瞬時にして沸騰させる。そのときのインクの相変化により生じる急激な気泡の成長によってインク滴を高速に吐出させるものである。一方、圧電素子を用いるインク滴の吐出方法の原理は、圧電素子に電気信号を与えることにより、圧電素子が変位しこの変位時の圧力によってインク滴を吐出させるものである。
【０００３】
これらの液体吐出方式の記録ヘッド（液体吐出ヘッド）においては、製造上のばらつきにより、吐出させる液滴量がヘッド毎にばらついてしまい、記録される印字濃度に個体差が生じるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する手段として、特許文献１では、吐出口の面積を測定し、吐出口面積とインク吐出量の相関関係から吐出量ランクを求め、記録ヘッドに搭載されたメモリ素子に書き込むという方法が提案されている。
【０００５】
また、紙面もしくは専用の印字媒体に対してインクを実際に吐出させて記録を行い、そのドット径から算出した吐出量情報をメモリ素子に書き込み、その吐出量情報に応じて吐出信号を制御したり、画像への打ち込み量を変更する方法も提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１５４２０２号公報
【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、上記従来技術の記録ヘッドによって各ヘッド毎の吐出量のばらつきを抑制するには、以下の課題があった。
【０００７】
すなわち、吐出口面積を測定する方法では、吐出口を顕微鏡に置き、ＣＣＤ等で画像を取り込み、吐出口のＸ方向・Ｙ方向の長さを測定し、面積に換算するという工程が必要となる。従って、記録ヘッドを大量生産する場合、ヘッド毎の吐出口の長さを測定し、面積に換算するのに、多大な時間が必要となり、効率的にヘッド毎の吐出量を測定するのが困難となる場合があった。
【０００８】
また、紙面にインクを吐出し、そのドット径を測定する方法では、被記録媒体のロットや１枚毎に表面のインク受容層の厚みや、受容層へのインクの浸透性／にじみ等のばらつきにより、ドット径のばらつきが生じてしまう。そのために、吐出量を算出するときの誤差が大きくなってしまう場合があった。
【０００９】
また、電気熱変換素子を利用する方式の記録ヘッドにおいては、ヘッド自体が温度等により吐出量が変化する性質を持っているために、正確な吐出量を測定するためには温度管理を精度良く行う必要がある。そのために、液体吐出装置や設備が大型化し、コストが上がってしまう場合があった。さらには、液滴自体が小さくなった場合には、ドット径自体もかなり小さくなっているために、ドット径測定のばらつきの影響が吐出量を算出する時に大きいという問題もあった。
【００１０】
このように、実際に吐出／記録を行うことにより吐出量を検出するには、精度や装置コスト上の問題があった。
【００１１】
本発明は、実際に液滴を吐出させることなく、簡易に、個々の液体吐出ヘッドの吐出量に関する個体差や経時変化を把握することができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子を備えた基体と、前記基体上に前記吐出エネルギー発生素子に対応するように設けられた吐出口と該吐出口に連通する流路とを形成する樹脂部材と、を有する吐出素子基板を備え、前記樹脂部材に、該樹脂部材の変形に伴って変形する凹部を複数有し、前記吐出口の変形量の判別に、前記凹部の可視判別が可能な個数を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
液体吐出ヘッドの吐出口面である樹脂部材の表面に刻設された凹部のうち、可視判別可能な凹部の数を読み取ることで、吐出口の変形量が簡単に判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１の（ｂ）に示すように、液体吐出装置の記録ヘッドカートリッジ１００に組み込まれるインクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１１０は、吐出素子基板である記録素子基板１２０を有する。記録素子基板１２０は、図１の（ａ）に示すように、吐出エネルギー発生素子１１が形成された基体１０上に、吐出口２１および流路２２を形成する樹脂部材２０を積層した積層構造を有する。樹脂部材２０の表面には、幅（スリット幅）が段階的に異なり、かつ、液滴（インク滴）を吐出する吐出口２１の開口径（吐出口径）より前記幅が細い複数の凹部（スリット）からなるスリット部２３が刻設されている。
【００１６】
スリット部２３は、図２に示すように、スリット幅の異なる凹部であるスリット２３ａ〜２３ｅを有する。同図の（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばスリット数が３本である場合は、吐出口２１の開口径が小さくて、吐出量が設計値より小さい記録素子基板であることを表わす。また、図２の（ｃ）、（ｄ）に示すようにスリット数が４本であれば、吐出量が設計値通りであり、同図の（ｅ）、（ｆ）に示すようにスリット数が５本であれば吐出量が設計値より大であることを表わす。
【００１７】
樹脂部材は、感光性樹脂材料で作られており、パターニングにより吐出口が形成される。特に、複数のスリットと吐出口がパターニングにより、一括で形成されるのが望ましい。
【００１８】
また、複数のスリットが、インクジェット記録ヘッドの走査方向に配列されているとよい。
【００１９】
複数の吐出口が一定方向に配設された吐出口列が、吐出口列と直行する方向に複数配列されたインクジェット記録ヘッドにおいては、前記スリット部が、複数の前記吐出口列間に形成されているとよい。さらに、複数のスリットのうちで、幅が最も狭いスリットが、吐出口列に最も近い位置に形成されることが好ましい。
【００２０】
さらに、スリットの長さが、吐出口列の長さと略等しいことが好ましい。インク滴が吐出されると、インク滴に付随して吐出されるインクミストや、インク滴がプ記録媒体に着弾して生じる跳ね返りミストの主滴よりも小さな液滴群が、記録素子基板に付着することがある。しかし、これらは、吐出口列間に設けたスリット部に引き込まれ、インクの液溜りが生じることはなく、吐出口からのインク滴の吐出を不安定にしたり、インクの不吐出を引き起こすことも防止できる。
【００２１】
スリット幅は、吐出口の径よりも小さく、ノズル形成工程や材料のわずかなバラツキによっては、パターニングされない程度の幅で、かつ、複数のスリットの幅が段階的に異なるように設定されている。これにより、感光性樹脂部材の材料、パターン露光時の露光条件、本硬化時の条件等のわずかな違いによる吐出口径のバラツキ量を判断できるようになり、吐出量ランクを簡易的に判断できる。
【００２２】
前記スリット数を測定し、スリット数と吐出量との相関関係に基づく、個体差によるインクの吐出量の多寡を示す吐出量ランクを決定して、インクジェット記録ヘッドに搭載されたメモリ素子（記憶手段）に、インクの吐出量情報を書き込んでおくとよい。
【００２３】
この吐出量情報に基づいてインクジェット記録ヘッドを駆動する条件を変更したり、また、単位面積当りのドット数を増減させることにより濃度を合わせる制御を行うことにより、ヘッドの個体差による印字物の濃度や色の差が低減する。
【００２４】
また、液体吐出装置の本体に、前記スリット数をスキャニングする読み取り手段と、スリット数と吐出量との相関関係に基づく、個体差による吐出量の多寡を示す吐出量ランクを決定する情報処理手段を設けて、吐出量ランクに応じて、記録を制御してもよい。これによって、吐出量情報を書き込むＥＥＰＲＯＭやチップ上のＲＯＭを設けることなく、ヘッドの個体差による印字物の濃度や色の差が低減する。
【００２５】
また、スリット数を読み取り後の経過時間を計測する計測手段を設け、所定の経過時間に到達後に、再度スリット数を読み取って吐出量ランクを変更し、その吐出量ランクに応じて、記録を制御する制御手段を設ける。これによって、より長い期間にわたって安定した画像品位を保つことができる。
【実施例１】
【００２６】
図１に示すように、後述する液体吐出装置本体に着脱自在に搭載され、所定の走査方向に往復走査される記録ヘッドカートリッジ１００は、インクを吐出する複数の吐出口２１が形成された記録素子基板１２０を有するインクジェット記録ヘッド１１０を備える。また、記録ヘッドカートリッジ１００は、記録素子基板１２０にインクを供給するためのインクタンクを着脱自在に搭載する。本実施例の記録ヘッドカートリッジ１００は、６色のインクを収納する６つのインクタンクを搭載可能な例が示されている。なお、インクタンクに収納される６色のインクの色としては、黒以外の色であるカラーインクと、黒のインクとが収納されるものであってもよい。
【００２７】
電気配線テープ１５０は、記録素子基板１２０に対して電気信号を印加するものであり、記録素子基板１２０を組み込む開口部と、記録素子基板１２０の電極部に対応する電極端子と、装置本体からの電気信号を受け取る外部信号入力端子１４０とを有する。電気配線テープ１５０の裏面には、記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ）１３０が搭載されている。このＥＥＰＲＯＭ１３０は、格納されたデータを電気的に消去可能なＲＯＭでここに記憶されたデータは装置自体の電源を切られても保持されるようになっており、記録素子基板１２０の吐出量ランク等が格納される。
【００２８】
記録素子基板１２０は、例えば、厚さ０．６２５ｍｍのＳｉ基板の基体１０に、長溝状の貫通口からなるインク供給口１２を形成し、各インク供給口１２の両側に電気熱変換素子である吐出エネルギー発生素子１１がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。なお、図１には、６色のうちの１色分に対応するインク供給口１２および吐出エネルギー発生素子１１のみが示されている。
【００２９】
基体１０上には、吐出エネルギー発生素子１１に対応した吐出口２１および流路２２等を形成した樹脂部材２０が積層される。樹脂部材２０の表面（吐出口面）には、吐出量情報を判定するためのスリット部２３が、フォトリソグラフィー技術によって形成される。
【００３０】
次に、このフォトリソグラフィー技術によるパターニングについて、より詳細に説明する。
【００３１】
図３は、本実施例によるインクジェット記録ヘッドの製造工程を示すもので、まず、同図の（ａ）に示すような、Ｓｉ基板からなる基体１０を用意する。基体１０は、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等からなる基板でもよい。
【００３２】
基体１０は、液流路構成部材の一部として機能し、また、流路２２および吐出口２１を形成する樹脂部材２０の支持体として機能し得るものであれば、その形状、材質等は特に限定されることはない。基体１０上には、吐出エネルギー発生素子１１が所望の個数配置される。インク供給口１２から供給されたインクを吐出エネルギー発生素子１１により気泡を発生させてインクを吐出口２１から吐出させ、記録用紙等の被記録媒体に記録を行う。
【００３３】
なお、記録素子基板は、インクを吐出させる際、吐出エネルギー発生素子上に形成された気泡が吐出口を介して大気に連通されるような構成であってもよい。また、例えば、圧電素子が用いられる時は、この素子の機械的振動によって、吐出エネルギーが発生される。
【００３４】
次いで、図３の（ｂ）に示すように、吐出エネルギー発生素子１１を含む基体１０上に、溶解可能な樹脂にて流路パターンＲを形成する。最も一般的な手段としては感光性材料にて形成する手段が挙げられるが、スクリーン印刷法等の手段にても形成は可能である。感光性材料を使用する場合においては、流路パターンＲが溶解可能であるため、ポジ型レジストか、あるいは溶解性変化型のネガ型レジストの使用が可能である。
【００３５】
レジスト層の形成の方法としては、インク供給口を設けた基体を使用する場合には、感光性材料を適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴなどのフィルム上に塗布、乾燥してドライフィルムを作成し、ラミネートによって形成することが好ましい。上述のドライフィルムとしては、ポリメチルイソプロピルケトン、ポリビニルケトン等のビニルケトン系光崩壊性高分子化合物を好適に用いることができる。
【００３６】
このように形成された、溶解可能な樹脂による流路パターンＲ上に、図３の（ｃ）に示すように、さらに樹脂部材２０を通常のスピンコート法、ロールコート法等で形成する。ここで、樹脂部材２０を形成する工程において、溶解可能な樹脂による流路パターンＲを変形せしめない等の特性が必要となる。すなわち、被覆樹脂を溶剤に溶解し、これをスピンコート、ロールコート等で流路パターンＲ上に形成する場合、溶解可能な樹脂による流路パターンＲを溶解しないように溶剤を選択する必要がある。
【００３７】
次に、樹脂部材２０について説明する。樹脂部材２０の材料としては、吐出口２１をフォトリソグラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光性のものが好ましい。このような感光性の被覆樹脂は、構造材料としての高い機械的強度、基体１０との密着性、耐インク性と、同時にインクの吐出口の微細なパターンをパターニングするための解像性が要求される。例えば、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物が構造材料として優れた強度、密着性、対インク性を有し、かつ前記エポキシ樹脂が常温にて固体状であれば、優れたパターニング特性を有する。
【００３８】
エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較して高い架橋密度（高Ｔｇ）を有するため、構造材として優れた特性を示す。また、常温にて固体状のエポキシ樹脂を用いることで、光照射によりカチオン重合開始剤より発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑えられ、優れたパターニング精度、形状を得ることができる。
【００３９】
溶解可能な樹脂の流路パターンＲ上に樹脂部材２０を形成する工程は、常温で固体状の被覆樹脂材料を溶剤に溶解し、スピンコート法で形成することが望ましい。
【００４０】
薄膜コーティング技術であるスピンコート法を用いることで、樹脂部材２０は均一にかつ精度良く形成することができる。従って、従来方法では困難であった吐出エネルギー発生素子１１と吐出口２１間の距離を短くすることができ、小液滴吐出を容易に達成することができる。
【００４１】
ここで、樹脂部材２０を流路パターンＲ上にフラットに形成するために、スピンコート時に被覆樹脂材料を溶剤に対して３０〜７０質量％の濃度で、好ましくは４０〜６０質量％の濃度で溶解させる。これによって、樹脂部材２０の表面をフラットにすることができる。
【００４２】
本実施例に用いる固体状のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ９００以上のもの、含ブロモスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物が挙げられる。また、フェノールノボラックあるいはｏ−クレゾールノボラックとエピクロヒドリンとの反応物、オキシシクロヘキサン骨格を有する多感応エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４３】
上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩［Ｊ．ＰＯＬＹＭＥＲ  ＳＣＩ：Symposium No.56 383-395 （１９７６）参照］が挙げられる。また、旭電化工業株式会社より上市されているＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。
【００４４】
次いで、上記化合物からなる感光性の樹脂部材２０に対して、図３の（ｄ）に示すように、マスクＭを介してパターン露光を行う。本実施例の感光性樹脂は、ネガ型であり、マスクＭは、吐出口２１およびスリット部２３を形成する部分を遮蔽する遮光部Ｍ1 、Ｍ2 を有する。
【００４５】
パターン露光は、使用する光カチオン重合開始剤の感光領域に合わせて紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光、電子線、Ｘ線などから適宜選択することができる。
【００４６】
ここで、これまでの工程は、すべて従来のフォトリソグラフィー技術を用いて位置合わせが可能であり、オリフィスプレートを別途作成し基体と張り合わせる方法に比べて、格段に精度をあげることができる。こうしてパターン露光された感光性の樹脂部材２０は、必要に応じて反応を促進するために、加熱処理を行ってもよい。ここで、前述のごとく、感光性樹脂は常温で固体状のエポキシ樹脂で構成されているため、パターン露光で生じるカチオン重合開始種の拡散は制約を受け、優れたパターニング精度、形状を実現できる。
【００４７】
次いで、パターン露光された樹脂部材２０は、適当な溶剤を用いて現像され、図３の（ｅ）に示すように、吐出口２１およびスリット部２３を形成する。ここで、未露光の感光性樹脂の現像時に同時に流路２２を形成するために流路パターンＲを現像することも可能である。
【００４８】
前述したように架橋密度を上げる必要がある場合には、この後、流路２２および吐出口２１が形成された樹脂部材２０を還元剤を含有する溶液に浸漬および加熱することにより本硬化を行う。これにより、感光性の樹脂部材２０の架橋密度はさらに高まり、基体１０に対する密着性および耐インク性は非常に良好となる。この銅イオン含有溶液に浸漬加熱する工程は、樹脂部材２０をパターン露光し、現像して吐出口２１を形成した直後に行っても一向にさしつかえなく、その後で溶解可能な樹脂の流路パターンＲを溶出しても構わない。また、浸漬、加熱工程は、浸漬しつつ加熱しても構わないし、浸漬後に加熱処理を行っても構わない。
【００４９】
次いで、図３の（ｆ）に示すように、Ｓｉ基板の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウェハ面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒトラジン等）の異方性エッチングによりエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングし、インク供給口１２が形成される。あるいは、インク供給口１２は、特開平１０−１８１０３２号公報に開示されているＡＥ−ＰＯＬＹ方式により形成されるものであってもよい。このＡＥ−ＰＯＬＹ方式の場合、インク供給口１２を高精度に形成することができ、好適である。
【００５０】
本実施例では、吐出口２１を形成後、インク供給口１２を形成する例を示したが、インク供給口１２となる開口部を基体１０上に予め設けておき、基体後方よりインクを供給する形態でもよい。また、インク供給口１２の形成においては、基体１０に穴を形成できる手段であれば、いずれの方法も使用できる。例えば、ドリル等機械的手段にて形成してもよいし、レーザー等の光エネルギーを使用しても構わない。また、基体１０にレジストパターン等を形成して化学的にエッチングしても構わない。
【００５１】
このようにして流路２２および吐出口２１を形成した記録素子基板１２０に対して、インク供給のための部材および吐出エネルギー発生素子１１を駆動するための電気的接合等を行ってインクジェット記録ヘッド１１０が形成される。
【００５２】
本実施例では、吐出口の形成をフォトリソグラフィーによって行ったが、本発明はこれに限ることなく、マスクを変えることによって、酸素プラズマによるドライエッチングやエキシマレーザーによっても吐出口を形成することができる。エキシマレーザーやドライエッチングによって吐出口を形成する場合には、基体が樹脂パターンで保護されてレーザーやプラズマによって傷つくことがないため、精度と信頼性の高いヘッドを提供することも可能となる。さらに、ドライエッチングやエキシマレーザー等で吐出口を形成する場合は、樹脂部材は感光性のもの以外にも熱硬化性のものも適用可能である。
【００５３】
本実施例では、インクを吐出し、記録を行うために用いられる吐出口２１は、１列に６００ｄｐｉのピッチで１２８個形成され、各色毎にインク供給口１２を挟んで２列設けられており、その開口面積が８７μｍ2 となるように狙って形成される。しかしながら、樹脂部材２０の材料、パターン露光時の露光条件、本硬化時の条件等のわずかな違いにより、吐出口２１の開口面積がバラツキを生じることがある。このとき、上述のバラツキ量を簡易的に判断できるように、樹脂部材２０の吐出口面に、複数の開口幅が異なるスリット２３ａ〜２３ｅからなるスリット部２３を設けている。
【００５４】
このスリット部２３と吐出口２１は、ウェハ状態にてＭＰＡ装置にて一括してパターン露光されるために、スリット部２３も吐出口２１も同時に同じ条件で形成されることから、スリット開口幅は、吐出口２１の開口径と比例して変化する。ここで、各スリット２３ａ〜２３ｅの開口幅は、吐出口２１の開口径よりも小さく、樹脂部材２０の吐出口２１のパターニング条件における解像限界幅とほぼ等しい。そして、形成工程や材料のわずかなバラツキによっては、パターニングされない程度の幅で、かつ、スリット２３ａ〜２３ｅの開口幅が段階的に異なるように設定されている。そのため、吐出口２１の開口径が小さい場合は、パターニングされるスリット数は減少し、吐出口２１の開口径が大きい場合は、パターニングされるスリット数は増加するという関係にある。
【００５５】
具体的には、図２に示すように、吐出口２１の開口径がほぼ狙い通りに形成されたときは、マスクＭに設けた５本の段階的に幅の異なる遮断部Ｍ2 と対応するスリット２３ａ〜２３ｄの４本が形成される。また、吐出口２１の開口径が狙いより小さく形成されたときは、パターニングされるスリット数は減少し、スリット２３ａ〜２３ｃの３本が形成される。逆に、吐出口２１の開口径が狙いより大きく形成されたときは、パターニングされるスリット数は増加し、スリット２３ａ〜２３ｅの５本が形成される。従って、スリット数を認識することによって、吐出口２１の開口径を判断することが可能となる。
【００５６】
本実施例では、吐出口２１とスリット部２３は一括で露光するとしたが、同一の露光条件であれば、別々に露光されるものであってもよい。また、細長い長方形のスリット形状の代わりに、例えば、図４に示すように、開口径（開口寸法）が段階的に異なる円形状の開口を有する複数の溝からなるスリット部４３であっても構わない。
【００５７】
吐出口の開口径と吐出量の間には、一定の駆動条件のもとでは、図５に示すように強い相関関係がある。すなわち、吐出口の面積が小さい場合はインクの吐出量は小さく、逆に吐出口の面積が大きい場合はインクの吐出量は多くなる。
【００５８】
上述した関係を用いて、記録素子基板１２０の製造時に生じる個体差による、インクの吐出量の多寡をランク付けした吐出量ランクについて説明する。
【００５９】
本実施例の記録素子基板１２０の吐出量ランクを、吐出口２１の開口面積より表１のように３つに分ける。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
すなわち、スリット数が３本のとき、吐出口の開口面積Ｓｏは７７≦Ｓｏ＜８３μｍ2 となり、吐出口からのインクの吐出量Ｖｄは２．０≦Ｖｄ＜２．２ｎｇとなり、この場合の吐出量ランクを「吐出量小」とする。スリット数が４本のとき、吐出口の開口面積Ｓｏは８３≦Ｓｏ＜８９μｍ2 となり、吐出口からのインクの吐出量Ｖｄは２．２≦Ｖｄ＜２．４ｎｇとなり、この場合の吐出量ランクを「吐出量中」とする。さらに、スリット数が５本のとき、吐出口の開口面積Ｓｏは８９≦Ｓｏ＜９５μｍ2 となり、吐出口からのインクの吐出量Ｖｄは２．４≦Ｖｄ＜２．６ｎｇとなり、この場合の吐出量ランクを「吐出量大」とした。なお、吐出量ランクのランク分けは、さらに多段階にランク分けされるものであってもよいし、また、ランク分けのしきい値も上述した値に限定されるものではない。この関係を用いて、スリット数からインクの吐出量との関係を用いたランク分けが行える。
【００６２】
スリット数の測定は、ヘッド組み立て後の例えば出荷検査工程などで、顕微鏡において、目視あるいは、ＣＣＤで画像を取り込み、判定することが好ましい。次に、決定された吐出量ランクをＥＥＰＲＯＭに書き込む。なお、この書き込むデータは、表１に基づく「吐出量小」、「吐出量中」、あるいは「吐出量大」といった吐出量ランクであってもよいし、スリット数、あるいは、吐出口の開口面積を書き込むものであってもよい。
【００６３】
なお、図２に示すような６色一体ヘッドの場合には、６色とも同じウェハの場合は１つのランクで良く、別のウェハの場合は複数のランクをＥＥＰＲＯＭ上に設ける必要がある。また、ＥＥＰＲＯＭ以外にも、記録素子基板に設けられたヒューズＲＯＭ（不図示）等にデータを書き込むものであってもよい。
【００６４】
また、本実施例では、スリット数を判定して、吐出量ランクを決定したが、例えば、スリット部をＣＣＤで読み込み、画像処理によって、スリットの幅を判定するという手段であっても構わない。
【００６５】
以上のようにしてスリット数に基づいてランク分けされた、吐出量ランク、あるいは吐出量を、ＥＥＰＲＯＭに書き込むことにより、製造された記録素子基板のそれぞれが、インクの吐出量に関してどのような吐出特性であるかを把握することができる。このようなインクジェット記録ヘッドを搭載する液体吐出装置は、例えば、記録素子基板を交換した場合でも、記録素子基板の吐出量の個体差を把握して、その記録素子基板に応じた吐出信号を記録素子基板に送ることができる。従って、記録素子基板毎に記録濃度がばらつくといった問題を解消することができる。
【００６６】
液体吐出装置においては、インクジェット記録ヘッドのＥＥＰＲＯＭの吐出量情報を読み込む。その情報に基づいてヘッド駆動条件を変更したり、また、単位面積当りのドット数を増減させることにより濃度を合わせる制御を行うことにより、ヘッドの個体差による印刷物の濃度、色の差を低減する。
【００６７】
また、吐出量のランクを用いず吐出量の補正を行わないヘッドを複数用いて画像品位を検証してみたところ、一部のヘッドでは、吐出口径が小さく吐出液体が少ないために、画質にスジやムラが発生する現象が確認された。
【実施例２】
【００６８】
実施例１によるインクジェット記録ヘッド１１０を用いたインクジェット記録方式は、インクジェット記録ヘッド１１０から、記録媒体にインクを吐出して記録を行うものである。ところが、特に、インクの吐出量が小さい時、また、吐出口配列密度が高い場合は、実際に記録を実行した時に、記録ヘッドの吐出口が開口する吐出口面近傍が記録媒体の周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れる。その流れの影響によって、図６の（ｂ）に示すように、特に記録媒体近傍のインク滴に付随して吐出されるインクミストや、インク滴が記録媒体に着弾して生じる跳ね返りミストの主滴よりも小さな液滴群が、記録素子基板１２０の主に吐出口列間に引き寄せられる。このようにして樹脂部材２０の吐出口面にインクの滴が次第に滞留し、インクの液溜りＰが生じることがしばしばある。こうした液溜りＰの発生は、吐出口２１からのインク滴の吐出を不安定にしたり、インクの不吐出を引き起こす場合がある。
【００６９】
これを防ぐために、図６の（ａ）に示すように、吐出口２１が、１列に６００ｄｐｉのピッチで１２８個形成され、インク供給口１２を挟んで２列配設された構成において、その２列の吐出口列の間にスリット部５３を形成したものである。
【００７０】
図６の（ａ）に示すように、スリット部５３の吐出口２１の配列方向の長さは、吐出口列の配列長さと略等しいが、図７に示すように、吐出口配列方向に分割して配設したスリット部６３であってもよい。スリット部６３の配置は、吐出口２１に近い位置に、スリット部６３のスリットのうちで最も開口幅が大きいスリットを配置する。これによって、パターニング条件のバラツキが生じ、吐出口径およびスリットの開口幅が狙いより小さく形成された場合でも、確実にスリットを形成できる。
【００７１】
上記の構成により、インク滴に付随して吐出されるインクミストや、インク滴が記録媒体に着弾して生じる跳ね返りミストが記録素子基板に付着しても、吐出口列間に設けたスリットに引き込まれる。従って、インクの液溜りが生じることはなく、吐出口からのインク滴の吐出を不安定にしたり、インクの不吐出を引き起こすことも防止できる。また、実施例１と同様に、記録素子基板毎における記録濃度のばらつきといった問題を解消することができる。記録素子基板の吐出口面の表面に撥水処理が施されている場合は、吐出口形成時に、スリット部の撥水処理面がパターニングされてスリットが親水部となり、インクの液溜りがより生じにくい構成となる。
【実施例３】
【００７２】
図８および図９は、実施例３を示す。本実施例は、吐出量情報を、液体吐出装置２００の装置本体に設けた読み取り手段２１０で、スリット数を読み取ることにより判定するものである。
【００７３】
液体吐出装置２００は、記録ヘッドカートリッジ１００が搭載されるキャリッジ２２０がＸ方向に走査することによって、記録媒体に記録を行うものである。さらに、液体吐出装置２００には、記録素子基板１２０に設けたスリット部２３のスリット数を読み取るための読み取り手段２１０が設けられている。読み取り手段２１０は、受光センサ等のセンサを有し、センサの分解能は、記録素子基板１２０がキャリッジ２２０上で走査（スキャン）する間に、スリット部２３のスリット数を読み取るように構成されている。
【００７４】
また、図９の（ｂ）に示すように、スリット部２３の複数のスリットは、ヘッドの走査方向に配列される。そして、記録ヘッドカートリッジ１００が液体吐出装置２００に装着された時に、読み取り手段２１０と対向する位置に設けることにより、キャリッジ２２０をＸ方向に走査しながら、スリット部２３をスキャンすることが可能となる。
【００７５】
読み取り手段２１０による吐出量ランクの判定は以下のように行われる。図１０に示すように、記録ヘッドカートリッジ１００が液体吐出装置２００に装着された時に、ステップ１で読み取り手段によってスリット部２３をスキャンし、ステップ２でスリット数を判定する。その情報に基づいてステップ３で、インクジェット記録ヘッド１１０を駆動する条件を変更したり、また、単位面積当りのドット数を増減させることにより濃度を合わせる制御を行い、ステップ４で記録データを送信し、ステップ５で記録が行われる。
【００７６】
また、読み取り手段２１０によるスリット部２３の読み取りをより正確に行うために、ヘッド回復手段２３０による、記録ヘッドカートリッジ１００の回復時に、スリット部２３にインクを毛管力により充填し、受光センサに読み取りを行い易くしてもよい。
【００７７】
上記のような構成をとることにより、吐出量ランク情報を書き込むＥＥＰＲＯＭやチップ上のＲＯＭを設けることなく、実施例１と同様に、ヘッドの個体差による印字物の濃度や色の差が低減する。
【実施例４】
【００７８】
本実施例は、液体吐出装置に設けた読み取り手段による吐出量情報の取得を、ヘッド装着時のみではなく、所定のタイミングで随時行うものである。
【００７９】
樹脂部材２０としてエポキシ樹脂等を使用した場合は、図１３に示すように、長い期間ヘッドを使用している際に、インク中の水分を吸収して膨潤し、膨潤部２５のために、吐出口径が縮小し、記録ヘッドの吐出量が少しずつ減少していく。このように、初期に対して吐出口径が縮小すると、インクの吐出量も初期に対して減少することとなる。このとき、樹脂部材２０の膨潤に伴い、図１４に示すように、樹脂部材２０上に形成したスリット部２３の各スリット（凹部）の開口幅も比例して小さくなる。この変形量の度合いにより凹部が潰れることで、可視判別可能な凹部の数（スリット数）が変化する。図１１はスリットの開口幅の減少率とインクを入れてからの経過時間との関係を示す図である。
【００８０】
本実施例は、上述の問題を鑑みて、読み取り手段によるスリット数の読み取り後の経過時間を計測する計測手段を設ける。そして、図１２に示すように、ヘッド装着時のみならず、前回の読み取り手段によるスリット数の読み取りを行ってから所定時間経過したことをステップ１１で判定し、ステップ１２で、読み取り手段によってスキャンし、ステップ１３で、スリット数を判定する。その情報に基づいて実施例１と同様に、ステップ１４でインクジェット記録ヘッドを駆動する条件を変更したり、単位面積当りのドット数を増減させることにより濃度を合わせる制御を行う。そして、ステップ１５、１６で記録が行われる。
【００８１】
また、スリット数の判定は、コンピュータ等から送信された印字データを受ける毎に行われるものであってもよい。
【００８２】
このように、記録ヘッドがインクの水分を吸収することに起因する吐出量の変化を適切に補正することで、より長い期間にわたって安定した画像品位を保つことができる。
【００８３】
さらに、吐出される液体の溶剤量や顔料染料等の性質の違いからも、樹脂部材の変形量が異なる可能性がある。そのため、図１５に示すように、カラーインク等で複数の記録素子基板が配置されたヘッドの場合には、各色毎にスリット部２３を設けるのが好ましい。
【００８４】
本発明に適応可能な凹部の形状として、吐出口配列方向である長辺方向に平行なスリットのみならず、吐出口配列方向と垂直な短辺方向に平行にスリットを配置してもよい。
【００８５】
吐出口配列方向である長辺方向に平行なスリットにおいては、記録素子基板の短辺方向（ヘッド走査方向）の変形を検出できる。この場合は、着弾時間を補正することで、形成される画質の低下を低減させることができる。
【００８６】
吐出口配列方向と垂直な短辺方向に平行なスリットにおいては、記録素子基板の長辺方向の変形を検出できる。この場合は、吐出される液体の数、つまりドットの着弾数を補正することで、形成される画質の低下を低減させることができる。
【００８７】
また、記録素子基板の長辺と短辺の両方の変形がわかるようにするには、スリットを吐出口配列方向と、それに垂直な方向の両方に並べても良いし、両方を組み合わせた格子型のスリットとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施例１によるインクジェット記録ヘッドを示すもので、（ａ）はその主要部を示す一部破断斜視図、（ｂ）はヘッド全体を示す斜視図である。
【図２】図１の装置のスリット部を説明する図である。
【図３】実施例１の記録素子基板の製造方法を説明する工程図である。
【図４】スリットの代わりに円形状に開口する溝を用いた場合を示す図である。
【図５】吐出口の開口径と、インクの吐出量との相関関係を示すグラフである。
【図６】実施例２を示すもので、（ａ）は記録素子基板の一部分を示す模式平面図、（ｂ）は吐出口面の液溜りを説明する図である。
【図７】実施例２の一変形例を示す平面図である。
【図８】実施例３による液体吐出装置を示す斜視図である。
【図９】実施例３によるインクジェット記録ヘッドの走査方向とスリット部の関係を説明する図である。
【図１０】実施例３による液体吐出装置の記録動作を説明するフローチャートである。
【図１１】インクの吐出量の減少率とインクを入れてからの経過時間との関係を示す図である。
【図１２】実施例４による液体吐出装置の記録動作を説明するフローチャートである。
【図１３】樹脂部材の形状変化によって吐出口が変形する様子を説明する図である。
【図１４】樹脂部材の形状変化によって凹部が変形する様子を説明する図である。
【図１５】複数の記録素子基板を有するヘッド主要部を示す部分平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０    基体
１１    吐出エネルギー発生素子
２０    樹脂部材
２１    吐出口
２２    流路
２３、４３、５３、６３    スリット部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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