(57)【要約】      （修正有）【課題】製品寿命を早期に予測可能な、液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法を提供する。【解決手段】液滴吐出ヘッドの初期の液滴吐出性能を評価する工程と、ｎ個の液滴吐出ヘッドに試験液を充填し、３０３Ｋ以上試験液の沸点以下の貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおいて各液滴吐出ヘッドを貯蔵し、各液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能が初期の液滴吐出性能に対して変動した時点で貯蔵を終了することにより、各貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおける貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎを得る工程と、貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎに基づいて、貯蔵温度Ｔと貯蔵時間Ｌとの関係式（１）を求め、更に３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求め、この貯蔵時間Ｌｘを液滴吐出ヘッドの耐久期間とする工程と、を具備してなることを特徴とする液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法を採用する。Ｌｎ（Ｌ）＝ａ（１／Ｔ）＋ｂ…（１）【選択図】図６
2007190793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を貯留する貯留部と、前記貯留部に連通して前記液状体を液滴として吐出させるノズルとを少なくとも具備してなる液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法であって、
前記液滴吐出ヘッドの初期の液滴吐出性能を評価する初期評価工程と、
ｎ個（ただしｎ≧２）の液滴吐出ヘッドの前記貯留部及び前記ノズルにそれぞれ試験液を充填した状態で、３０３Ｋ以上前記試験液の沸点以下の貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎ（ただしｎ≧２であり、各貯蔵温度は絶対温度）において前記の各液滴吐出ヘッドを貯蔵し、各液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能が前記初期の液滴吐出性能に対して変動した時点で各液滴吐出ヘッドの貯蔵を終了することにより、各貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおける貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎを得る貯蔵工程と、
前記貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び前記貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎに基づいて、貯蔵温度Ｔと貯蔵時間Ｌとの関係式（下記式（１））を求め、前記関係式から３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求め、この貯蔵時間Ｌｘを前記液滴吐出ヘッドの耐久期間とする耐久性判定工程と、
を具備してなることを特徴とする液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法。
Ｌｎ（Ｌ）＝ａ（１／Ｔ）＋ｂ    （１）
但し式（１）において、Ｌ及びＴは変数であり、ａ及びｂは定数である。
【請求項２】
前記試験液が、前記液滴吐出ヘッド用の吐出液、または前記吐出液から貯蔵温度によって影響を受ける成分を除いたダミー吐出液であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法。
【請求項３】
前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能を、前記液滴の吐出速度または前記液滴の飛行直進性により評価することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの寿命判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の耐久性試験を行うにあたっては、液滴の吐出速度や液滴の飛行状態等の吐出性の変動幅を判定基準として、常温において長時間をかけて液滴の吐出試験を行うことで評価していた。
ところで、インクジェットヘッドの性能向上に伴ってその耐久性も向上していることから、このような耐久性試験においては、インクジェットヘッドの性能が向上するほど、試験に要する期間が長期化している。
耐久性の結果によって何らかの問題点が発見されると、即座に製品の開発にフィードバックされて製品の更なる性能向上が図られるが、上記のように耐久性試験が長期化すると、問題点のフィードバックが遅れがちになり、製品の開発スピードにも影響してくる。
そこで、最近になって、インクジェットヘッドの耐久性試験の迅速化が求められている。
【０００３】
特許文献１には、所謂加熱吐出方式のインクジェットヘッドの耐久性測定方法が開示されている。特許文献１に記載されたインクジェットヘッドは、電気熱変換素子が備えられており、特許文献１ではこの電気熱変換素子のパルス電流を流し、その際の素子の抵抗値を測定することによって、電気熱変換素子の耐久性を判定している。すなわち、特許文献１においては、インクジェットヘッドの電気的要因に関する耐久性を評価している。
【特許文献１】特許第３１３３６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インクジェットヘッドの耐久性については、電気的要因のみならず、物理的、化学的要因についても検討する必要がある。具体的には、インクジェットヘッドには、インクを吐出するためのノズルが設けられたノズルプレートが備えられ、このノズルプレートの外面にインクの付着防止のための撥液性処理が施される場合があるが、この撥液性が経時的に低下してノズルプレートに汚れが付着する場合がある。また、インクに含まれる固形分がノズル内部に堆積し、これが液滴の飛行経路に影響を及ぼす場合がある。更には、インクジェットヘッドは前記のノズルプレートに加えて、他の多数の部品によって構成されているが、各部品同士を接着剤で接合する場合があり、この接着剤の経時的な劣化も問題になる。これら不具合はいずれも、電気的要因ではなく、物理的、化学的な要因であり、これらの不具合の発生を早期に発見して耐久性評価を行うには、特許文献１に記載された耐久性測定方法では、評価が難しい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、インクジェットヘッドに代表される液滴吐出ヘッドの物理的、化学的な経時劣化による製品寿命を早期に予測することが可能な、液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法は、液状体を貯留する貯留部と、前記貯留部に連通して前記液状体を液滴として吐出させるノズルとを少なくとも具備してなる液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法であって、前記液滴吐出ヘッドの初期の液滴吐出性能を評価する初期評価工程と、ｎ個（ただしｎ≧２）の液滴吐出ヘッドの前記貯留部及び前記ノズルにそれぞれ試験液を充填した状態で、３０３Ｋ以上前記試験液の沸点以下の貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎ（ただしｎ≧２であり、各貯蔵温度は絶対温度）において前記の各液滴吐出ヘッドを貯蔵し、各液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能が前記初期の液滴吐出性能に対して変動した時点で各液滴吐出ヘッドの貯蔵を終了することにより、各貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおける貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎを得る貯蔵工程と、前記貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び前記貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎに基づいて、貯蔵温度Ｔと貯蔵時間Ｌとの関係式（下記式（１））を求め、前記関係式から３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求め、この貯蔵時間Ｌｘを前記液滴吐出ヘッドの耐久期間とする耐久性判定工程と、を具備してなることを特徴とする。
Ｌｎ（Ｌ）＝ａ（１／Ｔ）＋ｂ    （１）
但し式（１）において、Ｌ及びＴは変数であり、ａ及びｂは定数である。
また、Ｌｎ（Ｔ）は常用対数でもよく、自然対数でも良い。
【０００７】
また、本発明の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法においては、前記試験液が、前記液滴吐出ヘッド用の吐出液、または前記吐出液から貯蔵温度によって影響を受ける成分を除いたダミー吐出液であることが好ましい。
また、本発明の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法においては、前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能を、前記液滴の吐出速度または前記液滴の飛行直進性により評価することが好ましい。
また、本発明の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法においては、前記貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎが例えば３１３Ｋ以上５２３Ｋ以下の範囲であることが好ましい。
【０００８】
上記の耐久性試験方法によれば、初期評価工程及び貯蔵工程を通じて得られた、貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎとの関係から、上記式（１）に示すように一次回帰式を作成し、この一次回帰式に基づいて３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求め、これを液滴吐出ヘッドの耐久期間とする。３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘは、通常の室温程度（２９８Ｋ（２５℃））における耐久期間に相当する。
すなわち、本発明の耐久性試験方法は、３０３Ｋ以上の温度で貯蔵試験を行い、貯蔵温度と貯蔵時間の関係から、３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘ（耐久期間）を予測する所謂アレニウスモデルを応用した加速試験方法である。この耐久性試験方法を用いることで、液滴吐出ヘッドの耐久性を早期に知ることができる。
また、液滴吐出ヘッドの耐久性を早期に知ることが出来るため、耐久性の向上を阻害し得る要因を早期に発見することが可能となり、これを液滴吐出ヘッドの開発にフィードバックすることで、液滴吐出ヘッドの性能改善を従来よりも早く進めることが出来る。
【０００９】
また、上記の耐久性試験方法によれば、試験液を液滴吐出ヘッドに充填した状態で貯蔵するので、液滴吐出ヘッドに対する試験液の影響を調べることが出来る。
例えば、液滴吐出ヘッドには、前記ノズルが設けられたノズルプレートが備えられるとともに、このノズルプレートの外面にインクの付着防止のための撥液性処理が施される場合があるが、この撥液性の経時的な劣化を評価することが出来る。また、液状体に含まれる固形分がノズル内部に堆積し、これが液滴の飛行経路に影響を及ぼす場合があるが、この固形分の堆積による劣化についても評価できる。更には、インクジェットヘッドが前記のノズルプレートに加えて、他の多数の部品によって構成される場合に、各部品同士を接合するための接着剤の経時的な劣化も評価できる。
【００１０】
また、上記の耐久性試験方法によれば、試験液として液滴吐出ヘッド用の吐出液を用いることにより、実際の製品における劣化要因を把握することが出来る。
更に、試験液としてダミー吐出液を用いることによって、比較的高温で貯蔵を行っても試験液が液滴吐出ヘッド内で固化する虞がなく、より高い温度での加速試験が可能になり、耐久性の評価をより早期に行うことができる。また、実際の吐出液を用いないので、試験に要するコストが抑えられる他、廃棄物の削減に寄与することになって環境汚染を防止することができる。
【００１１】
また、上記の耐久性試験方法によれば、液滴吐出性能を、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性により評価するので、液滴吐出性能を早期かつ簡便に評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施形態の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法（以下、試験方法と表記する場合がある）は、前記液滴吐出ヘッドの初期の液滴吐出性能を評価する初期評価工程、貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおける貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎを得る貯蔵工程、３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求めてこの貯蔵時間Ｌｘを液滴吐出ヘッドの耐久期間とする耐久性判定工程とから概略構成される。
本実施形態においては、試験対象物である液滴吐出ヘッドについて最初に説明し、次に、液滴吐出ノズルの吐出性能の評価方法について説明し、次に、本実施形態の試験方法について説明する。
【００１３】
（液滴吐出ノズル）
液滴吐出ヘッドは、本実施形態の試験方法に基づいて試験が施される試験対象物である。この液滴吐出ヘッドは、液滴吐出方式により液状体（液体）を液滴としてノズルから吐出するものである。液滴吐出方式としては、圧電素子としてのピエゾ素子を用いてインクを吐出させるピエゾ方式、液体材料を加熱し発生した泡（バブル）により液体材料を吐出させる方式等、公知の種々の技術を適用できる。本実施形態では、ピエゾ方式を用いる。
また、液滴吐出ヘッドＨは、ヘッド移動機構ＨＭ（後述）に移動可能に取り付けられたものであり、演算部ＰＣによりその位置が制御されるようになっている。
【００１４】
次に、図１を参照して液滴吐出ヘッドの構成について説明する。
図１（ａ）は液滴吐出ヘッドの斜視図、図１（ｂ）は液滴吐出ヘッドの断面図、図１（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズル形成面側から見た斜視図である。
図１（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッドＨは、例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間（貯留部）１５と液溜まり１６（貯留部）とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状体で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５から液状体を噴射するためのノズル１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状体を供給するための孔１９が形成されている。
【００１５】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図１（ｂ）に示すように圧電素子（吐出手段）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状体が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。従って、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けて液状体の液滴２２が吐出される。
【００１６】
また、図１（ｂ）に示すように、ノズルプレート１２の空間１５に対向する面と反対側の面には、撥液膜３１が形成されている。撥液膜３１を形成することで、液滴を吐出させる際に、液滴がノズル１８の周囲に付着することがなく、液滴の突出性能を良好に出来る。この撥液膜３１は、フッ素系高分子共析メッキ膜であり、フッ素系高分子がマトリックスであるメッキ膜に包含されて構成されている。
フッ素系高分子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニリデン、ポリフルオロビニル等を単独あるいはこれらを混合させて用いる。
また、マトリックスとのあるメッキ膜としては特に制限が無く、ニッケル、銅、銀、亜鉛、錫等の適宜な金属を選ぶことが出来るが、好ましくは、ニッケルやニッケル−コバルト合金、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ素合金等のニッケル合金が表面硬度、耐摩耗性に優れることから選定される。
撥液膜３１の厚みは１〜１０μｍ程度の厚みが適当である。これより撥液膜３１が薄いとノズル１８周囲の撥液性が不十分となり、これより厚いとノズル１８の径の制度に影響が出る。
撥液膜３１の形成方法は、例えば特開平４−２９４１４５号公報または特開平５−１１６３２７号公報に記載の方法を適用することが出来る。
【００１７】
また、液滴吐出ヘッドＨは、その底面形状が略矩形状のものであり、図１（ｃ）に示すようにノズル１８を縦横に整列させた状態に配置したものである。なお、図１（ｃ）では、ノズル１８の記載を省略して横に一列のみ示している。なお、ノズル１８の配列は、一列に形成されたものに限らず、複数列であってもよい。
【００１８】
また、液滴吐出ヘッドＨは、演算部ＰＣと電気的に接続されている。演算部ＰＣには予め設定された電圧波形を液滴吐出ヘッドＨに出力するようになっており、液滴吐出ヘッドＨは当該電圧波形に応じて液滴吐出動作を行うようになっている。
【００１９】
液滴吐出ヘッドＨは、図２に示すような液滴吐出装置に組み込まれて使用される。
図２には、液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッドＨと、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１０とを備えている。Ｘ軸方向駆動軸４、Ｙ軸方向ガイド軸５及び制御装置ＣＯＮＴによってヘッド移動機構ＨＭが構成されている。
ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液体材料が配置される基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００２０】
液滴吐出ヘッドＨは、その長手方向がＹ軸方向に一致するように取り付けられている。液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルは、液滴吐出ヘッドＨの下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッドＨのノズルから、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、液状体の液滴が吐出される。
【００２１】
Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッドＨはＸ軸方向に移動する。Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００２２】
制御装置ＣＯＮＴには、前記の演算部ＰＣが内蔵されており、液滴吐出ヘッドＨに液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッドＨのＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッドＨをクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構８は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１０は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液状体に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１０の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２３】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッドＨと基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。液滴吐出ヘッドＨの吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図２では、液滴吐出ヘッドＨは、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッドＨの角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッドＨの角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００２４】
（液滴吐出ノズルの吐出性能の評価方法）
本実施形態の試験方法においては、液滴吐出ノズルの吐出性能を、初期評価工程及び貯蔵工程において評価する。そこで、液滴吐出ノズルの吐出性能の評価方法について説明する。吐出性能の評価項目としては、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性を用いることが出来る。
図３には、液滴吐出ノズルの吐出性能を評価する吐出試験機ＴＳを示す。この吐出試験機ＴＳは、液滴吐出ヘッドＨ、測定装置４１及び制御装置４２等を備えて構成されている。
液滴吐出ヘッドＨについては上述の通りである。測定装置４１は、液滴吐出ヘッドＨから吐出された液滴に関する液滴情報を測定するものであり、本例では撮像装置４３等を有する。
【００２５】
撮像装置４３は、液滴の飛行状態を撮像するものであり、液滴を照明するためのストロボ４４、及びＣＣＤカメラ４５等を有する。ＣＣＤカメラ４５の撮像結果は制御装置４２に送られる。液滴の飛行状態の撮像結果から、液滴の飛行速度、及び液滴の飛行直進性などが測定される。
【００２６】
液滴の飛行速度及び飛行直進性は、撮像装置４３を介して測定される。
すなわち、撮像装置４３は、ストロボ４４を点滅させながら、ＣＣＤカメラ４５を介して液滴の飛行状態を撮像し、その撮像結果を画像処理する。そして、画像処理データから、液滴の飛行速度及び飛行直進性が求められる。なお、液滴の飛行直進性は、上記した方法に限らず、例えば、吐出ヘッドの吐出面から所定距離（例えば５ｍｍ程度）離れた位置に測定用標準用紙４７を配置し、所定数（例えば１０粒程度）の液滴をその用紙上に着弾させて、目標位置からの位置ズレを計測することにより求めてもよい。
【００２７】
（試験方法）
本実施形態の試験方法は、上述したように、初期評価工程、貯蔵工程及び耐久性判定工程とから構成される。以下、各工程について順次説明する。
【００２８】
「初期評価工程」
初期評価工程では、液滴吐出ヘッドＨの初期の液滴吐出性能を評価する。液滴吐出性能の評価は、上述の吐出試験機ＴＳを用いて、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性を測定することにより評価することが望ましい。また、液滴吐出性能を評価する際には、後述の貯蔵工程において使用する試験液を用いることが好ましい。試験液としては、液滴吐出ヘッド用の吐出液、または吐出液から貯蔵温度によって影響を受ける成分を除いたダミー吐出液のいずれでも良い。
また、初期評価工程及び貯蔵工程中における吐出性能の評価において吐出液を使用し、液滴吐出ヘッドＨに試験液を充填して貯蔵する際にダミー吐出液を充填しても良い。
【００２９】
図４には、初期の液滴の吐出速度の測定結果の一例を示す。図４において縦軸が吐出速度であり、横軸が液滴吐出ヘッドＨにおけるノズルの位置を模式的に示すものであり、図４に示す例では、１８０個のノズルが一列に並べられた状態を示している。図４に示すように、各ノズルにおける初期の液滴の吐出速度は、ヘッドの両端において増加し、その他の部分ではほぼ一定になっている。
なお、吐出速度は、長時間の貯蔵に伴って増加または減少する傾向がある。そこで、図４の点線に示すように、吐出速度の判定基準線を吐出速度曲線（実線）の上下に吐出曲線とほぼ平行に設け、吐出速度がこの判定基準線を越えるか、あるいは下回った場合に液滴吐出ヘッドに不具合が生じたと判定することができる。
【００３０】
「貯蔵工程」
次に貯蔵工程では、最初にｎ個（ただしｎ≧２）の液滴吐出ヘッドＨ１〜Ｈｎを用意し、各ヘッドＨ１〜Ｈｎのノズルプレート１２と振動板１３との間に設けられた空間１５及び液溜まり１６（貯留部）にそれぞれ試験液を充填する。試験液の充填は、例えば、図１に示すように振動板１３に設けられた孔１９を介して行えばよい。試験液を空間１５及び液溜まり１６に充填することで、一部の試験液がノズル１８まで充填される。尚、用意する液滴吐出ヘッドＨ１〜Ｈｎの数は、多ければ多いほど耐久期間Ｌｘの精度が向上する点で好ましいが、吐出性能の評価の手間を考えると、２〜３個程度であればよい。
【００３１】
充填する試験液としては、液滴吐出ヘッドＨ１〜Ｈｎ用の吐出液、または吐出液から貯蔵温度によって影響を受ける成分を除いたダミー吐出液が好ましい。
吐出液には例えば、配線を形成するための導電性微粒子を含む配線パター用インク、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの色素層を形成するための色素成分を含むカラーフィルタ用インク、有機ＥＬディスプレイの発光層、正孔注入輸送層などの機能層を形成するための機能材料を含有する機能性インク、通常のインクジェット印刷に用いられるための顔料または染料が含まれるカラーインクなどを例示できる。これらの吐出液には、上述した成分の他に、主溶媒、副溶媒等の溶媒や、界面活性剤、増粘剤等の調製剤が含まれる。
【００３２】
また、ダミー吐出液としては、上述の各種吐出液から、導電性微粒子、色素成分、機能材料、顔料または染料等の貯蔵温度によって影響を受ける成分を除いたものであって、上記の溶媒のみからなるもの、または上記の溶媒と調製剤とを含むものである。
上記の溶媒としては例えば、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、ブチルカルビトールアセテート、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、メチルアルコール、エチルアルコール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、カルビトールアセテート、シクロヘキシルベンゼン、トリメチルベンゼン、ジハイドロベンゾフランのうちの１種または２種以上の混合物を例示できる。
【００３３】
次に、試験液を充填したｎ個の液滴吐出ヘッドＨ１〜Ｈｎを、３０３Ｋ以上試験液の沸点以下の貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎ（ただしｎ≧２）でそれぞれ貯蔵する。貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎは、例えば３１３Ｋ以上５２３Ｋ以下の範囲で任意の温度とすることが好ましい。また、各貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎはそれぞれ重複しない温度とすることが望ましい。
【００３４】
次に、貯蔵温度Ｔ１で貯蔵する液滴吐出ヘッドＨ１を例にして、貯蔵時間Ｌ１を得る手順を説明する。
貯蔵温度Ｔ１で貯蔵を開始した液滴吐出ヘッドＨ１について、所定の時間ｔ１１を経過したならば、液滴吐出ヘッドＨ１を室温になるまで冷却する。そして、液滴吐出ヘッドＨ１を上記の吐出試験機ＴＳに組み込み、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性を測定する。測定の結果が、初期の吐出速度または飛行直進性に対して変動が見られなければ、液滴吐出ヘッドＨ１を貯蔵温度Ｔ１で再貯蔵する。
再貯蔵開始から所定の時間ｔ１２が経過した時点で再び液滴吐出ヘッドＨ１を室温になるまで冷却し、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性を測定する。測定の結果が、初期の吐出速度または飛行直進性に対して変動が見られなければ、液滴吐出ヘッドＨ１を貯蔵温度Ｔ１で再び再貯蔵する。
このような手順を何度か繰り返した後に、液滴吐出ヘッドＨ１の吐出性能（液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性）が、初期の吐出性能に対して変動する時点（その前の時点からｔ１ｍ経過後）が来る。そのような時点が到来したならば、吐出性能が変動する時点の前の時点までの経過時間の合計（ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１ｍ）を貯蔵時間Ｌ１とする。このようにして、貯蔵温度Ｔ１における貯蔵時間Ｌ１を得る。
尚、経過時間ｔ１１、ｔ１２、…ｔ１ｍはそれぞれ、一定時間としても良く、各経過時間ｔ１１、ｔ１２、…ｔ１ｍ毎に変動しても良い。経過時間ｔ１１、ｔ１２、…ｔ１ｍの設定は任意に設定すればよいが、貯蔵温度が比較的高い場合には短くし、貯蔵温度が比較的低い場合には長くすると良い。例えば、数時間から数日の範囲で適宜設定すればよい。
【００３５】
更に、上記の貯蔵温度Ｔ１の場合と同様にして、貯蔵温度Ｔ２、…Ｔｎにおける液滴吐出ヘッドＨ２〜Ｈｎについて、貯蔵時間Ｌ２〜Ｌｎを得る。
【００３６】
ここで、液滴吐出ヘッドＨ１の吐出性能（液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性）が、初期の吐出性能に対して変動する時点の判定条件について説明する。
例えば、液滴吐出速度の場合は、図５に示すように、初期の突出速度曲線Ａ（図４における吐出速度曲線と同じ）に対し、１〜１８０個目のノズルにおける吐出速度が全体的に増大し、ノズル全体の例えば１０％以上のノズルの吐出速度が判定基準線（点線）を超えた場合（吐出速度曲線Ｂ）には、吐出性能（液滴の吐出速度）が初期の吐出性能に対して変動したと判断する。尚、判定基準線は図４に示したものと同じである。
また、図５に示すように、初期の突出速度曲線Ａ（図４における吐出速度曲線と同じ）に対し、数個から数十個のノズルにおける吐出速度が増大して、吐出速度曲線に乱れが生じた場合（吐出速度曲線Ｃ）にも、吐出性能（液滴の吐出速度）が初期の吐出性能に対して変動したと判断する。
また、この図５では、上側の判定基準線と吐出曲線との関係について説明したが、吐出曲線が下側の判定基準線を下回った場合についても同様に、吐出性能（液滴の吐出速度）が初期の吐出性能に対して変動したと判断する。
【００３７】
また、液滴の飛行直進性の場合には、例えば図３において説明した測定用標準用紙４７上の印刷パターンを見たときに、印刷パターンの一部に掠れや乱れ、あるいは液滴が吐出せずに印刷されるべき印刷パターンが印刷されなかった場合に、吐出性能（液滴の飛行直進性）が初期の吐出性能に対して変動したと判断する。
【００３８】
以上のようにして、各貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２、…Ｔｎにおける貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎを得る。
【００３９】
「耐久性判定工程」
次に、耐久性判定工程では、貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎに基づいて、貯蔵温度Ｔと貯蔵時間Ｌとの関係式を求める。具体的にはまず、各貯蔵温度の逆数１／Ｔ１、１／Ｔ２…１／Ｔｎと、貯蔵時間の常用対数Ｌｎ（Ｌ１）、Ｌｎ（Ｌ２）、…Ｌｎ（Ｌｎ）とを求める。
次に、貯蔵温度の逆数と、貯蔵時間の常用対数との関係式を求める、関係式は、一次回帰式を用いることが好ましい。また、関係式を求める場合は、縦軸を貯蔵時間の常用対数Ｌｎ（Ｌ）とし、横軸を貯蔵温度の逆数（１／Ｔ）とするグラフ上に、貯蔵温度の逆数と、貯蔵時間の常用対数との関係をプロットすることで関係式を求めればよい。また、最小二乗法等の手段を用いても良い。関係式は、下記式（２）に示すとおりとなる。但し式（２）において、Ｌ及びＴは変数であり、ａ及びｂは定数である。
【００４０】
Ｌｎ（Ｌ）＝ａ（１／Ｔ）＋ｂ    （２）
【００４１】
次に、得られた関係式から、３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求める。３０３Ｋ未満という温度範囲は、通常の室温（３０℃未満）程度の温度を指す。従って、この３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘとは、室温程度の温度において液滴吐出ヘッドに吐出液等の試験液を充填して貯蔵した場合に、貯蔵開始時から何らかの不具合が発生するまでの時間を意味する。すなわち、通常の室温程度（２９８Ｋ（２５℃））における耐久期間を意味する。ここで、何らかの不具合とは、例えば、ノズルプレート１２の外面にインクの付着防止のために備えられた撥液膜３１の経時的な劣化（撥液性の低下）、撥液膜３１自体の剥がれ、吐出液等に含まれる固形分がノズル内部に堆積することにより発生するノズル詰まり、ノズルプレート１２と仕切部材１４または仕切部材１４と振動板１３との間の接合部の劣化等である。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の耐久性試験方法によれば、初期評価工程及び貯蔵工程を通じて得られた、貯蔵温度Ｔ１、Ｔ２…Ｔｎ及び貯蔵時間Ｌ１、Ｌ２、…Ｌｎとの関係から、上記式（２）に示すように一次回帰式を作成し、この一次回帰式に基づいて３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘを求め、これを液滴吐出ヘッドの耐久期間とする。３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘは、通常の室温程度（２９８Ｋ（２５℃））における耐久期間に相当する。すなわち、本実施形態の耐久性試験方法は、３０３Ｋ以上の温度で貯蔵試験を行い、貯蔵温度と貯蔵時間の関係から、３０３Ｋ未満における貯蔵時間Ｌｘ（耐久期間）を予測する所謂アレニウスモデルを利用した加速試験方法である。この耐久性試験方法を用いることで、液滴吐出ヘッドＨの耐久性を早期に知ることができる。
また、液滴吐出ヘッドＨの耐久性を早期に知ることが出来るため、耐久性の向上を阻害し得る要因を早期に発見することが可能となり、これを液滴吐出ヘッドＨの開発にフィードバックスすることで、液滴吐出ヘッドＨの性能改善を従来よりも早く進めることが出来る。
【００４３】
また、上記の耐久性試験方法によれば、試験液を液滴吐出ヘッドＨに充填した状態で貯蔵するので、液滴吐出ヘッドＨに対する試験液の影響を調べることが出来る。例えば、液滴吐出ヘッドＨに備えられた撥液膜３１の経時的な劣化、撥液膜３１自体の矧がれ、ノズル詰まり、ノズルプレート１２と仕切部材１４等の間の接合部の劣化を評価することが出来る。
【００４４】
また、上記の耐久性試験方法によれば、試験液として液滴吐出ヘッド用の吐出液を用いることにより、実際の製品における劣化要因を把握することが出来る。
更に、試験液としてダミー吐出液を用いることによって、比較的高温で貯蔵を行っても試験液が液滴吐出ヘッドＨ内で固化する虞がなく、より高い温度での加速試験が可能になり、耐久性の評価をより早期に行うことができる。また、実際の吐出液を用いないので、試験に要するコストが抑えられる他、廃棄物の削減に寄与することになって環境汚染を防止することができる。
また、上記の耐久性試験方法によれば、液滴吐出性能を、液滴の吐出速度または液滴の飛行直進性により評価するので、液滴吐出性能を早期かつ簡便に評価できる。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの耐久性試験方法をより具体的に説明する。
まず、図１に示す液滴吐出ヘッドＨとほぼ同じ構成の液滴吐出ヘッドを２個用意した。各液滴吐出ヘッドには、１８０個のノズルが一列になって配列されており、またノズルプレートには撥液膜が形成されている。
この液滴吐出ヘッドについて、初期の液滴吐出性能を評価した。評価は、上述の吐出試験機ＴＳを用いて、液滴の吐出速度を測定することにより評価した。評価の結果、各ノズルにおける液滴の吐出速度は、６．９ｍ／秒〜８．４ｍ／秒の範囲であった。これはヘッドにおけるノズルの位置を勘案すると、それぞれ正常範囲である。
【００４６】
次に、試験液として、ブチルカルビトールアセテートを主成分とするダミー吐出液を各液滴吐出ヘッドに充填した。次に、試験液を充填した各液滴吐出ヘッドを、６５℃（３３８Ｋ）及び７５℃（３４８Ｋ）の各貯蔵温度に設定した恒温槽にそれぞれ投入して貯蔵を開始した。６５℃で貯蔵を開始した液滴吐出ヘッドについては約１００時間毎に、７５℃で貯蔵を開始した液滴吐出ヘッドについては約１０時間毎に恒温槽から取りだし、各液滴吐出ヘッドを上記の吐出試験機ＴＳに組み込んで液滴の吐出速度を測定した。この手順を何度か繰り返して、数個から数十個程度のノズルにおける吐出速度が増大して吐出速度曲線に乱れが生じたところで、液滴の吐出速度が初期性能に対して変動したと判断し、貯蔵を終了した。
この結果、６５℃で貯蔵を開始した液滴吐出ヘッドについては貯蔵時間が４０時間となり、７５℃で貯蔵を開始した液滴吐出ヘッドについては貯蔵時間が９１０時間となった。
【００４７】
次に、各各貯蔵温度の逆数と、貯蔵時間の常用対数を求め、これらの値を、縦軸を貯蔵時間の常用対数Ｌｎ（Ｌ）とし、横軸を貯蔵温度の逆数（１／Ｔ）とするグラフ上にそれぞれプロットして一次回帰線を求めた。得られたグラフを図６に示す。そして、図６に示すように、一次回帰線を室温（２５℃）まで外挿したところ、耐久期間として約５２０６時間が得られた。
【００４８】
以上説明したように、例えば室温で耐久性試験を実施した場合には結果が得られるまで約５２０６時間を要すると予想されるところ、本実施例の耐久性試験方法によれば、最大で約９１０時間の貯蔵時間を要するだけで済み、大幅な時間短縮を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の実施形態である耐久性試験方法の試験対象物である液滴吐出ヘッドを示す図であって、（ａ）は液滴吐出ヘッドの斜視図であり、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの断面図であり、（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズル形成面側から見た斜視図である。
【図２】図２は、液滴吐出装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態である耐久性試験方法において液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能を測定する吐出試験機の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、液滴吐出ヘッドの初期の吐出速度とノズル位置との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、液滴吐出ヘッドの貯蔵後の吐出速度とノズル位置との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例の液滴吐出ヘッドの貯蔵時間の常用対数Ｌｎ（Ｌ）と貯蔵温度の逆数（１／Ｔ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１５…空間（貯留部）、１６…液溜まり（貯留部）、１８…ノズル、Ｈ…液滴吐出ヘッド
【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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