JP2007111946A - Manufacturing method for liquid jetting apparatus, and liquid jetting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射装置の製造方法、及び、液体噴射装置に関するものであり、特に、駆動信号を供給して圧力発生手段を作動させることによりノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置の製造方法、及び、液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting apparatus, and more particularly, includes a liquid ejecting head that ejects liquid droplets from nozzle openings by supplying a driving signal and operating pressure generating means. The present invention relates to a manufacturing method of a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズル開口から液体状のインクをインク滴として記録紙等の吐出対象物に対して吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。 The liquid ejecting apparatus is an apparatus that includes a liquid ejecting head capable of ejecting liquid as droplets and ejects various liquids from the liquid ejecting head. As a typical example of this liquid ejecting apparatus, for example, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) as a liquid ejecting head is provided, and recording paper is used as ink droplets from a nozzle opening of the recording head. Examples thereof include an image recording apparatus such as an ink jet printer that performs recording by forming dots by ejecting and landing on an ejection target such as the above. In recent years, liquid ejecting apparatuses have been applied not only to this image recording apparatus but also to various manufacturing apparatuses such as a manufacturing apparatus for color filters such as liquid crystal displays.
ここで、上記インクジェット式プリンタ(以下、単にプリンタと略記する)を例に挙げると、このプリンタは、インクを導入する圧力室を含む一連のインク流路や圧力室に通じるノズル開口、各圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生手段(例えば、圧電振動子)等を有する記録ヘッドを搭載し、また、圧力発生手段に供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路を備え、この駆動信号発生回路からの駆動信号を圧力発生手段に供給してこの圧力発生手段を駆動することにより、ノズル開口からインクをインク滴として吐出するように構成されている。 Here, taking the ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) as an example, this printer includes a series of ink flow paths including pressure chambers for introducing ink, nozzle openings leading to the pressure chambers, and pressure chambers. A recording head having a pressure generating means (for example, a piezoelectric vibrator) that causes pressure fluctuations in the ink is mounted, and a driving signal generating circuit for generating a driving signal to be supplied to the pressure generating means is provided. By supplying a driving signal from the generating circuit to the pressure generating means and driving the pressure generating means, the ink is ejected as ink droplets from the nozzle openings.
上記記録ヘッドは、圧力発生手段に供給する駆動信号の駆動電圧値や波形の形状に応じて、ノズル開口から吐出されるインク滴の液量(重量又は体積)や飛翔速度が増減するようになっている。そのため、記録ヘッドの製造時においては、吐出されるインク滴の液量や飛翔速度が平均して目標値(設計値)となるように駆動信号の駆動電圧や波形の形状を設定している(例えば、特許文献1参照)。 In the recording head, the liquid amount (weight or volume) of ink droplets ejected from the nozzle opening and the flying speed increase or decrease in accordance with the driving voltage value of the driving signal supplied to the pressure generating means and the shape of the waveform. ing. Therefore, at the time of manufacturing the recording head, the drive voltage of the drive signal and the shape of the waveform are set so that the liquid amount and the flying speed of the ejected ink droplets are averaged to the target value (design value) ( For example, see Patent Document 1).
上記のように設定された駆動信号は、各圧力発生手段に対して共通に用いられるが、圧力発生手段の変位量には個体差があるため、複数の圧力発生手段を搭載する記録ヘッドでは、上記駆動信号を用いてインク滴を吐出したときの液量が圧力発生手段毎にばらつく場合がある。このばらつきが大きい場合には、様々な問題が生じる。例えば、上記プリンタでは、記録紙に着弾したドットの大きさが不揃いになり、記録画像にムラが生じる虞がある。 The drive signal set as described above is commonly used for each pressure generating means, but since there is an individual difference in the amount of displacement of the pressure generating means, in a recording head equipped with a plurality of pressure generating means, In some cases, the amount of liquid when ink droplets are ejected using the drive signal varies from one pressure generating means to another. When this variation is large, various problems arise. For example, in the above printer, the sizes of the dots that have landed on the recording paper are not uniform, and there is a risk that the recorded image will be uneven.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドに搭載される圧力発生手段の変位量を揃え、吐出液滴の液量ばらつきを低減することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to make the amount of displacement of the pressure generating means mounted on the liquid ejecting head uniform and reduce the variation in the liquid amount of the discharged droplets. .
本発明の液体噴射装置の製造方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口に連通する圧力室および当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を複数有し、当該圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置の製造方法であって、
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を圧力発生手段に供給して当該圧力発生手段を駆動する素子駆動工程と、
変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定工程と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさを基準として、前記液体噴射ヘッドに搭載する圧力発生手段の組み合わせを決定する組み合わせ工程と、を経ることを特徴とする。
The manufacturing method of the liquid ejecting apparatus of the present invention has been proposed in order to achieve the above object, and includes a plurality of pressure generating means capable of causing pressure fluctuation in the pressure chamber communicating with the nozzle opening and the liquid in the pressure chamber. A method of manufacturing a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head that ejects liquid in a pressure chamber as droplets from a nozzle opening by operation of the pressure generating unit,
An element driving step of supplying a displacement waveform element for displacing the pressure generating means to the pressure generating means to drive the pressure generating means;
Back electromotive force amplitude measuring step for measuring the amplitude of the back electromotive force signal based on the residual vibration of the pressure generating means generated after supplying the displacement waveform element;
And a combination step of determining a combination of pressure generating means mounted on the liquid ejecting head on the basis of the amplitude of the measured back electromotive force signal.
上記構成によれば、圧力発生手段の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅の大きさを基準として、液体噴射ヘッドに搭載する圧力発生手段の組み合わせを決定するので、各圧力発生手段の変位量を同程度に揃えることができる。これにより、各圧力発生手段で共通の駆動信号を用いて液滴を吐出した場合においても、液量のばらつきを可及的に低減することが可能となる。 According to the above configuration, since the combination of the pressure generating means mounted on the liquid ejecting head is determined based on the amplitude of the back electromotive force signal based on the residual vibration after displacement of the pressure generating means, each pressure generating means The amount of displacement of can be made equal. As a result, even when droplets are ejected using a common drive signal in each pressure generating means, it is possible to reduce the variation in the liquid amount as much as possible.
上記構成において、前記逆起電力振幅測定工程では、逆起電力信号の初期の振幅を測定することが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that the initial amplitude of the back electromotive force signal is measured in the back electromotive force amplitude measuring step.
この構成によれば、逆起電力信号の振幅は、より初期の方が大きく、時間の経過と共に次第に収束していくので、初期の振幅を測定することで測定精度を向上させることができる。 According to this configuration, the amplitude of the back electromotive force signal is larger at the initial stage and gradually converges with the passage of time, so that measurement accuracy can be improved by measuring the initial amplitude.
また、組み合わせ工程では、逆起電力信号の振幅の大きさが同程度に揃うように圧力発生手段を組み合わせることが望ましい。 In the combining step, it is desirable to combine the pressure generating means so that the amplitudes of the back electromotive force signals are substantially equal.
また、前記素子駆動工程では、前回駆動時の圧力発生手段の残留振動が収束した状態で変位波形要素が圧力発生手段に供給される構成を採用することが望ましい。 In the element driving step, it is desirable to adopt a configuration in which the displacement waveform element is supplied to the pressure generating means in a state where the residual vibration of the pressure generating means at the previous driving has converged.
この構成によれば、前回駆動による残留振動の影響を受けることなく、精度良く逆起電力信号の振幅の測定を行うことができる。 According to this configuration, the amplitude of the back electromotive force signal can be accurately measured without being affected by the residual vibration caused by the previous drive.
さらに、前記逆起電力振幅測定工程では、前記逆起電力信号の極大値及び極小値を検出するピーク検出段階と、ピーク検出段階で検出された隣り合う極大値及び極小値の電位差を当該逆起電力信号の振幅として得る振幅取得段階と、を経ることが望ましい。 Further, in the back electromotive force amplitude measuring step, the potential difference between the peak detection stage for detecting the maximum value and the minimum value of the back electromotive force signal and the adjacent maximum value and minimum value detected in the peak detection stage is calculated. It is desirable to go through an amplitude acquisition stage that is obtained as the amplitude of the power signal.
また、本発明の液体噴射装置は、上記何れかの構成の製造方法によって組み合わされた圧力発生手段を搭載した液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。 According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head including a pressure generating unit combined by the manufacturing method having any one of the above-described configurations.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、図1に示すインクジェット式プリンタ(以下、プリンタと略記する)を例示する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet printer (hereinafter abbreviated as a printer) shown in FIG. 1 will be exemplified as the liquid ejecting apparatus of the invention.
プリンタ1は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド2が取り付けられると共に、インクカートリッジ3(液体貯留部材の一種)が着脱可能に取り付けられるキャリッジ4と、記録ヘッド2の下方に配設されたプラテン5と、記録ヘッド2が搭載されたキャリッジ4を記録紙6(吐出対象物の一種)の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構7と、ヘッド移動方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙6を搬送する紙送り機構8等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向であり、紙送り方向とは、副走査方向である。なお、インクカートリッジ3としては、キャリッジ4に装着するタイプでも、或いはプリンタ1の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド2に供給するタイプでもよい。
The
キャリッジ4は、主走査方向に架設されたガイドロッド9に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構7の作動により、ガイドロッド9に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ4の主走査方向の位置は、リニアエンコーダ10によって検出され、検出信号が位置情報としてプリンタコントローラ(図示せず)に送信される。これにより、プリンタコントローラはこのリニアエンコーダ10からの位置情報に基づいてキャリッジ4(記録ヘッド2)の走査位置を認識しながら、記録ヘッド2による記録動作(吐出動作)等を制御することができる。
The carriage 4 is attached while being supported by a
また、記録ヘッド2の移動範囲内であってプラテン5よりも外側には、記録ヘッド2の走査起点となるホームポジションが設定してある。このホームポジションには、キャッピング機構11が設けられている。このキャッピング機構11は、キャップ部材11´によって記録ヘッド2のノズル面を封止し、ノズル開口28(図2参照)からのインク溶媒の蒸発を防止する。また、このキャッピング機構11は、封止状態のノズル面に負圧を与えてノズル開口28からインクを強制的に吸引排出するクリーニング動作に用いられる。
In addition, a home position serving as a scanning start point of the
図2は、上記記録ヘッド2の構成を説明する部分断面図である。この記録ヘッド2は、ケース12と、このケース12内に収納されるアクチュエータユニット13(広義の圧力発生手段)と、ケース12の底面(先端面)に接合される流路ユニット14等を備えている。上記のケース12は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部にはアクチュエータユニット13を収納するための収納空部15が形成されている。アクチュエータユニット13は、櫛歯状に切り分けられた複数の圧電振動子16(狭義の圧力発生手段)と、この圧電振動子16が接合される固定板17とを備えている。本実施形態における記録ヘッド2は、後述するように、合計4色のインクを吐出可能に構成されており、各色に対応させて合計4列のノズル列がノズルプレート22に形成されている。そして、記録ヘッド2は、各ノズル列に対応して上記アクチュエータユニット13を合計4つ搭載している。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of the
アクチュエータユニット13の各圧電振動子16には、フレキシブルケーブル18が接続されており、駆動信号発生回路43(図3参照)からの駆動信号がこのフレキシブルケーブル18を通じて供給されるようになっている。なお、本実施形態における圧電振動子16は、電界方向に直交する方向に変位する所謂縦振動モードの圧電振動子であり、駆動信号が供給されると圧電体及び電極の積層方向とは直交する方向に変位(伸縮)する。この圧電振動子16の詳細については後述する。
A
流路ユニット14は、流路形成基板21の一方の面にノズルプレート22(ノズル形成部材の一種)を、流路形成基板21の他方の面に振動板23を、それぞれ接合して構成されている。この流路ユニット14には、リザーバ24と、インク供給口25と、圧力室26と、ノズル連通口27と、ノズル開口28とが設けられている。そして、インク供給口25、圧力室26及びノズル連通口27を経てノズル開口28に至る一連のインク流路が、ノズル開口28毎に対応して形成されている。
The
上記ノズルプレート22は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば180dpi)で複数のノズル開口28を列状に穿設した金属製の薄いプレートである。本実施形態では、このノズルプレート22をステンレス製の板材によって構成し、ノズル開口28の列(ノズル列)を複数設けている。そして、1つのノズル列は、例えば180個のノズル開口28によって構成される。そして、本実施形態における記録ヘッド2は、夫々異なる色のインク(本発明における液体の一種)、具体的には、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の合計4色のインクを貯留する4つのインクカートリッジ3を装着可能に構成されており、これらの色に対応させて合計4列のノズル列がノズルプレート22に形成されている。
The
上記振動板23は、支持板29の表面に弾性体膜30を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板29とし、この支持板29の表面に樹脂フィルムを弾性体膜30としてラミネートした複合板材を用いて振動板23を作製している。この振動板23には、圧力室26の容積を変化させるダイヤフラム部31と、リザーバ24の一部を封止するコンプライアンス部32とが設けられている。
The diaphragm 23 has a double structure in which the
上記のダイヤフラム部31は、エッチング加工等によって支持板29を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部31は、圧電振動子16の先端面が接合される島部33と、この島部33を囲む薄肉弾性部34とからなる。上記のコンプライアンス部32は、リザーバ24の開口面に対向する領域の支持板29を、ダイヤフラム部31と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバ24に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
The
そして、上記の島部33には圧電振動子16の先端面が接合されているので、この圧電振動子16の自由端部を伸縮させることで圧力室26の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室26内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド2は、この圧力変動を利用してノズル開口28からインク滴を吐出させる。
Since the tip surface of the
図3は、プリンタ1の電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるプリンタ1は、プリンタコントローラ35とプリントエンジン36とで概略構成されている。プリンタコントローラ35は、ホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等が入力される外部インタフェース(外部I/F)37と、各種データ等を記憶するRAM38と、各種制御のための制御プログラム等を記憶したROM39と、EEPROMやフラッシュROM等からなる不揮発性記憶素子40と、ROM39に記憶されている制御プログラムに従って各部の統括的な制御を行う制御部41と、クロック信号を発生する発振回路42と、記録ヘッド2へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路43(駆動信号発生手段の一種)と、印刷データをドット毎に展開することで得られた吐出データや駆動信号等を記録ヘッド2に出力するための内部インタフェース(内部I/F)44とを備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
プリントエンジン36は、記録ヘッド2と、キャリッジ移動機構7と、紙送り機構8と、リニアエンコーダ10とから構成されている。記録ヘッド2は、吐出データがセットされるシフトレジスタ46と、シフトレジスタ46にセットされた吐出データをラッチするラッチ回路47と、ラッチ回路47からの吐出データを翻訳してパルス選択データを生成するデコーダ48と、電圧増幅器として機能するレベルシフタ49と、圧電振動子16に対する駆動信号の供給を制御するスイッチ回路50と、圧電振動子16とを備えている。
The print engine 36 includes a
上記制御部41は、外部装置から送信された印刷データをドットパターンに対応した吐出データに展開して記録ヘッド2に送信する。この場合において、制御部41は、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードデータに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、制御部41は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ROM39内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の吐出データ(ドットパターンデータ)に展開する。この展開された吐出データは出力バッファに一旦記憶され、一回の主走査に相当する1行分の吐出データが得られると、この1行分の吐出データは内部I/F44を通じて記録ヘッド2にシリアル伝送される。出力バッファから1行分の吐出データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて次の中間コードデータに対する変換が行われる。そして、記録ヘッド2では、受信した吐出データに基づき、インク滴の吐出が行われる。
The
上記の駆動信号発生回路43は、予め定められた波形形状の駆動信号COMを発生する。本実施形態におけるプリンタ1は、液量の異なるインク滴を吐出することで大きさの異なるドットを記録紙(吐出対象物の一種)に形成する多階調記録が可能であり、大ドット、中ドット、小ドット、及び非記録の4階調での記録動作が可能に構成されている。そして、駆動信号発生回路43は、例えば図4に示すように、吐出パルスDP1、吐出パルスDP2、吐出パルスDP3、及び、非記録時にメニスカスを微振動させるための微振動パルスDP4を一連に接続して構成される駆動信号COMを発生する。
The drive
図4に例示した駆動信号COMは、テキスト印字等の比較的高速な記録に用いられる駆動信号であり、吐出パルスDP1〜DP3は、何れも同一の波形形状とされている。そして、例えば、吐出パルスDP2のみを圧電振動子16に供給することで、記録紙6上に小ドットが形成されるようになっている。また、同様に、吐出パルスDP1及びDP3の2つのパルスを圧電振動子16に供給することで中ドットが形成され、吐出パルスDP1、DP2、及びDP3の3つのパルスを圧電振動子16に供給することで大ドットが形成されるように構成されている。さらに、ドットを形成しない非記録時には、微振動DP4が圧電振動子16に供給され、これによりインク滴が吐出されない程度にノズル開口28に露出したメニスカスが微振動する。ここで、上記吐出パルスDP1〜DP3を供給することで吐出されるインク滴の液量(吐出液量)や飛翔速度は、各吐出パルスの形状や駆動電圧Vh(最低電位から最高電位までの電位差)の大きさで規定される。そのため、全ノズル開口28から吐出されるインク滴について平均して目標となる液量(設計液量)が得られるように駆動信号COMの各吐出パルスの形状や駆動電圧Vhを設定している。そして、この駆動信号COMは、記録ヘッド2に搭載されている各アクチュエータユニット13に対して共通に用いられる。
The drive signal COM illustrated in FIG. 4 is a drive signal used for relatively high-speed recording such as text printing, and the ejection pulses DP1 to DP3 all have the same waveform shape. For example, by supplying only the ejection pulse DP2 to the
次に、上記圧電振動子16について説明する。図5に示すように、本実施形態における圧電振動子16は、共通内部電極55と、個別内部電極56とを圧電体57を挟んで交互に積層して形成された積層型の圧電振動子である。ここで、共通内部電極55は、全ての圧電振動子16に対して同じ電位レベルに設定される電極である。また、個別内部電極56は、供給される駆動信号に応じて各圧電振動子16毎に電位レベルが設定される電極である。そして、本実施形態では、圧電振動子16における振動子先端から振動子長手方向(積層方向とは直交する方向)の3分の2程度までの部分を自由端部16aとしている。また、圧電振動子16における残りの部分、即ち、自由端部16aの端から振動子基端までの部分を基端部16bとしている。
Next, the
自由端部16aには、共通内部電極55と個別内部電極56とが重なり合った活性領域(オーバーラップ部分)を形成してある。これらの内部電極55,56に電位差を与えると、活性領域Lの圧電体57が作動して変形し、自由端部16aが振動子長手方向に変位して伸縮する。そして、共通内部電極55の基端は、圧電振動子16の基端面部で共通外部電極58に導通している。一方、個別内部電極56の先端は、圧電振動子16の先端面部で個別外部電極59に導通している。なお、共通内部電極55の先端は、圧電振動子16の振動子の先端面部よりも少し手前に位置しており、個別内部電極56の基端は、自由端部16aと基端部16bの境界に位置している。
In the
個別外部電極59は、圧電振動子16の先端面部と、圧電振動子16における積層方向の一側面である配線接続面(図5における上側の面)とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケーブル18の配線パターンと各個別内部電極56とを導通する。そして、この個別外部電極59の配線接続面側の部分は、基端部16b上から先端側に向けて連続的に形成されている。共通外部電極58は、圧電振動子16の基端面部と、上記の配線接続面と、圧電振動子16における積層方向の他側面である固定板取付面(図5における下側の面)とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケーブル18の配線パターンと各共通内部電極55との間を導通する。そして、この共通外部電極58における配線接続面側の部分は個別外部電極59の端部よりも少し手前から基端面部側に向けて連続的に形成されており、固定部取付面側の部分は振動子の先端面部よりも少し手前の位置から基端側に向けて連続的に形成されている。
The individual
これらの外部電極58,59は、最外層の圧電体57を作動させるための電極としても機能する。すなわち、個別外部電極59は、積層方向の外側表面に形成された圧電体57aを挟んで共通内部電極55と対になっており、活性領域Lでこの共通内部電極55と個別外部電極59とがオーバーラップしている。従って、この共通内部電極55と個別外部電極59との電位差により、圧電体57aの活性領域Lの部分が変形する。同様に、共通外部電極58は、積層方向の外側表面に形成された圧電体57bを挟んで個別内部電極56と対になっており、活性領域Lで個別内部電極56と共通外部電極58とがオーバーラップしている。従って、個別内部電極56と共通外部電極58の電位差により、圧電体57bの活性領域Lの部分が変形する。
These
上記の基端部16bは、活性領域Lの圧電体57の作動時においても伸縮しない非作動部である。この基端部16bの配線接続面側にはフレキシブルケーブル18が配置されており、基端部16b上で個別外部電極59及び共通外部電極58とフレキシブルケーブル18とが電気的に接続される。そして、このフレキシブルケーブル18を通して駆動信号が各電極に供給される。また、基端部16bの固定板取付面は固定板接合部として機能し、固定板17が接合されている。即ち、各圧電振動子16は、いわゆる片持梁の状態で固定板17上に接合されている。
The
ところで、上述のように駆動信号COMは、各アクチュエータユニット13に対して共通に用いられるが、印加電圧(駆動電圧)に対する圧電振動子16の変位量に個体差があるため、インク滴を吐出したときの液量がアクチュエータユニット13毎にばらつく場合がある。そのため、プリンタ1の製造工程において、記録ヘッド2に搭載するアクチュエータユニット13の特性、即ち、各アクチュエータユニット13の圧電振動子16の変位量を同程度に揃えるべく、アクチュエータユニット13(圧電振動子16)の特性検査と、この特性検査の結果に基づくアクチュエータユニット13の組み合わせが行われる。具体的には、圧電振動子16の伸縮変形後の残留振動によって発生する逆起電力信号の振幅を測定し、この振幅の大きさを基準として記録ヘッド2に搭載するアクチュエータユニット13の組み合わせを決定する。以下、この点について説明する。
Incidentally, as described above, the drive signal COM is used in common for each
図6は、アクチュエータユニット13の特性検査に用いられる検査装置の構成の一例を説明する図である。同図に示すように、特性検査は、測定用の吐出パルス(評価パルス)を発生する評価パルス発生回路61と、逆起電力振幅測定手段として機能する逆起電力振幅測定回路62とを用いて行う。本実施形態では、評価パルス発生回路61と記録ヘッド2とを電気的に接続し、評価パルス発生回路61が発生した評価パルスを圧電振動子16に供給して圧電振動子16を伸長又は収縮変位させて、記録ヘッド2からインク滴を吐出させる。そして、圧電振動子16の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号を記録ヘッド2から逆起電力振幅測定回路62に出力し、逆起電力振幅測定回路62によって当該逆起電力信号の振幅を測定する。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the configuration of an inspection apparatus used for the characteristic inspection of the
評価パルス発生回路61は、例えば、図7に示す評価パルスTP1を発生する。この評価パルスTP1は、中間電位Vmから吐出電位VDまで電位を下降させ、これにより圧電振動子16を伸長変位させてノズル開口28からインク滴を吐出させる吐出要素P1(本発明における変位波形要素の一種)と、この吐出要素P1に続いて発生して吐出電位VDを一定時間維持するホールド要素P2と、吐出電位VDから中間電位Vmまで電位を復帰させる制振要素P3とから構成される。即ち、評価パルスTP1は、変位波形要素としての吐出要素を含む検査用の信号である。
For example, the evaluation
吐出要素P1は、圧力室26を収縮させて圧力室内のインクを加圧するような電圧勾配に設定されている。また、この吐出要素P1の発生時間Pw1は、例えば、固有振動周期Tcの1/2以下に設定される。ホールド要素P2は、圧電振動子16の伸長状態を保持するべく発生される。逆起電力信号の振幅の測定は、このホールド要素P2の発生期間中に行われる。したがって、ホールド要素P2の発生時間Pw2は、逆起電力信号の振幅を測定するのに十分な時間、例えば、圧電振動子16の残留振動の周期の数倍程度に設定される。ここで、逆起電力信号の振幅の検査タイミングよりも前に圧電振動子16を不必要に伸縮変位させると、その都度励起される振動が合成されて逆起電力信号の波形が複雑化する。これにより、逆起電力信号の振幅の正確な測定が困難となる。そのため、本実施形態における評価パルスTP1では、圧力室を予備的に膨張させる膨張要素等の他の波形要素を吐出要素P1よりも前に設けていない。また、評価パルスTP1の供給も、前回駆動時の残留振動が十分に収束した状態で行われる。
The ejection element P1 is set to a voltage gradient that causes the
そして、特性検査は、以下の素子駆動工程と逆起電力振幅測定工程とを経る。素子駆動工程では、上記の評価パルスTP1を圧電振動子16に供給して、この圧電振動子16を駆動する。この際、吐出要素P1の供給により圧電振動子16が伸長し、これに伴い圧力室26が収縮する。これにより、圧力室内のインクが加圧されてノズル開口28からインク滴が吐出される。伸長後の圧電振動子16には、残留振動が生じる。そして、この残留振動によって、図8に示すような逆起電力が発生する。この逆起電力の信号CFは、逆起電力振幅測定回路62に出力される。
And a characteristic test | inspection passes through the following element drive processes and a back electromotive force amplitude measurement process. In the element driving step, the evaluation pulse TP1 is supplied to the
次に、逆起電力振幅測定工程において、逆起電力振幅測定回路62は、逆起電力信号CFの隣接する極大値(波形の山)および極小値(波形の谷)を抽出し(ピーク検出段階)、ピーク検出段階で検出された隣り合う極大値及び極小値の電位差を逆起電力信号CFの振幅として得る(振幅取得段階)。なお、振幅の測定は、全てのアクチュエータユニット13について同じ極大値と極小値の組み合わせで行う。本実施形態では、図8に示すように、残留振動が励起された後の2つめの極大値MX2と3つめの極大値MM3との間の電位差A、又は、3つめの極大値MX3と3つめの極大値MM3との間の電位差Bを、逆起電力信号CFの振幅A,Bとして得る。逆起電力信号CFの振幅は、より初期の方が大きく、時間の経過と共に次第に収束していくので、測定精度を向上させるべく、可及的に逆起電力信号CFの初期の振幅を測定することが望ましい。したがって、振幅A,Bの場合、より初期の振幅Aを逆起電力信号CFの振幅として取得することが好ましい。
Next, in the back electromotive force amplitude measuring step, the back electromotive force
以上のようにして、逆起電力信号CFの振幅を取得したならば、アクチュエータユニット13の組み合わせ工程を行う。この組み合わせ工程では、特性検査で測定された逆起電力信号CFの振幅の大きさを基準(ランク)として、記録ヘッド2に搭載するアクチュエータユニット13の組み合わせを決定する。つまり、同程度のランクのアクチュエータユニット13を組み合わせる。
As described above, when the amplitude of the back electromotive force signal CF is acquired, the combination process of the
図9は、圧電振動子16(PZT)の変位量と逆起電力信号CFの振幅との関係を示す図である。なお、同図における実線のグラフは、図8における振幅Aを測定した場合の相関を示し、一点鎖線のグラフは、図8における振幅Bを測定した場合の相関を示している。同図に示すように、圧電振動子16の変位量と逆起電力信号CFの振幅との間には、相関関係が見られる。即ち、圧電振動子16の変位量が大きいほど逆起電力信号CFの振幅がより大きくなり、逆に、圧電振動子16の変位量が小さいほど逆起電力信号CFの振幅はより小さくなる。したがって、組み合わせ工程では、逆起電力信号CFの振幅が同程度のアクチュエータユニット13を組み合わせる。そして、このようにして組み合わせられたアクチュエータユニット13を記録ヘッド2に搭載することにより、各アクチュエータユニット13の変位量を同程度に揃えることができる。これにより、各アクチュエータユニット13で共通の駆動信号COMを用いてインク滴を吐出した場合においても、液量のばらつきを可及的に低減することができ、その結果、記録画像の高画質化を図ることが可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the displacement amount of the piezoelectric vibrator 16 (PZT) and the amplitude of the back electromotive force signal CF. In addition, the solid line graph in the figure shows the correlation when the amplitude A in FIG. 8 is measured, and the alternate long and short dash line graph shows the correlation when the amplitude B in FIG. 8 is measured. As shown in the figure, there is a correlation between the amount of displacement of the
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, A various deformation | transformation is possible based on description of a claim.
例えば、評価パルスに関し、上記実施形態では、吐出要素よりも前に他の波形要素を配置しない構成の評価パルスTP1を例示したが、これには限らず、例えば、図10に示す評価パルスTP2のように、吐出要素よりも前に他の波形要素を有する構成のものを採用することも可能である。この評価パルスTP2は、インク滴を吐出させない程度の勾配で中間電位Vmから最高電位VHまで電位を上昇させる膨張要素Paと、最高電位VHで膨張要素Paと吐出要素P1を接続する膨張ホールド要素Pbとを、吐出要素P1よりも前に備えている。即ち、この評価パルスT2が圧電振動子16に供給されると、まず膨張要素Paによって圧力振動子16が収縮し、これにより圧力室26が膨張する。この圧力室26の膨張に伴ってリザーバ24から圧力室26にインクが流入する。この圧力室26の膨張状態は、膨張ホールド要素Pbの発生時間中に渡って保持される。この膨張ホールド要素Pbの発生時間Pwbは、膨張要素Paによって圧電振動子16を収縮変位させることにより発生する残留振動が収束するのに十分な時間(例えば、圧電振動子16の残留振動の周期の5倍以上)に設定される。そして、膨張要素Paによる圧電振動子16の収縮変形に伴う残留振動が収束した後、吐出要素P1が圧電振動子16に供給されてインク滴の吐出が行われ、このときの残留振動に基づく逆起電力信号CFの振幅の測定が行われる。これにより、吐出要素P1よりも前に配置された他の波形要素による影響を受けることなく、逆起電力信号CFの振幅の測定を精度良く行うことができる。
要は、前回駆動時の圧電振動子16の残留振動が収束した状態で変位波形要素が圧電振動子16に供給される構成の評価パルスであれば、種々の波形のものを採用することができる。
For example, regarding the evaluation pulse, in the above-described embodiment, the evaluation pulse TP1 having a configuration in which no other waveform element is arranged before the ejection element is illustrated. However, the present invention is not limited to this. For example, the evaluation pulse TP2 illustrated in FIG. As described above, it is possible to adopt a configuration having other waveform elements before the ejection elements. The evaluation pulse TP2 includes an expansion element Pa that increases the potential from the intermediate potential Vm to the maximum potential VH with a gradient that does not cause ink droplets to be ejected, and an expansion hold element Pb that connects the expansion element Pa and the ejection element P1 at the maximum potential VH. Are provided before the discharge element P1. That is, when the evaluation pulse T2 is supplied to the
In short, as long as the evaluation pulse has a configuration in which the displacement waveform element is supplied to the
また、上記実施形態では、圧電振動子16の伸長後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する例を示したが、例えば、圧電振動子16を収縮させた後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定することも可能である。なお、何れの場合でも、必ずしもインク滴を吐出する必要はない。
In the above-described embodiment, the example of measuring the amplitude of the back electromotive force signal based on the residual vibration after the expansion of the
さらに、上記実施形態では、本発明の圧力発生手段として、複数の圧電振動子16を備えてユニット化されたアクチュエータユニット13を例示したが、これには限らず、例えば、圧力室毎に個別に設けられる所謂撓み振動モードの圧電振動子を本発明の圧力発生手段として採用することもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the
また、本発明は、上記プリンタ以外の液体噴射装置にも適用できる。例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。 The present invention can also be applied to liquid ejecting apparatuses other than the printer. For example, the present invention can be applied to a display manufacturing apparatus, an electrode manufacturing apparatus, a chip manufacturing apparatus, and the like.
1 プリンタ,2 記録ヘッド,4 キャリッジ,13 アクチュエータユニット,14 流路ユニット,16 圧電振動子,18 フレキシブルケーブル,26 圧力室,28 ノズル開口,61 評価パルス発生回路,62 逆起電力振幅測定回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を圧力発生手段に供給して当該圧力発生手段を駆動する素子駆動工程と、
変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定工程と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさを基準として、前記液体噴射ヘッドに搭載する圧力発生手段の組み合わせを決定する組み合わせ工程と、を経ることを特徴とする製造方法。 A liquid jet having a pressure chamber communicating with the nozzle opening and a plurality of pressure generating means capable of causing pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, and discharging the liquid in the pressure chamber as droplets from the nozzle opening by the operation of the pressure generating means A method of manufacturing a liquid ejecting apparatus including a head,
An element driving step of supplying a displacement waveform element for displacing the pressure generating means to the pressure generating means to drive the pressure generating means;
Back electromotive force amplitude measuring step for measuring the amplitude of the back electromotive force signal based on the residual vibration of the pressure generating means generated after supplying the displacement waveform element;
And a combination step of determining a combination of pressure generating means mounted on the liquid ejecting head on the basis of the magnitude of the amplitude of the measured back electromotive force signal.
A liquid ejecting apparatus comprising a liquid ejecting head on which pressure generating means combined by the manufacturing method according to claim 1 is mounted.
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JP2005304413A JP2007111946A (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Manufacturing method for liquid jetting apparatus, and liquid jetting apparatus |
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JP2011189656A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Seiko Epson Corp | Liquid jet apparatus and method of determining state of liquid thereof |
JP2018051908A (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method for liquid injection head and liquid injection head |
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2005
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