JP2008200910A

JP2008200910A - 液体噴射ヘッドの検査方法及びその検査装置

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Publication number: JP2008200910A
Application number: JP2007037062A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Nakamura; 敏巳中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】複数のリザーバから各圧力室を経てノズル開口に至る一連の液体流路間相互の亀裂の発生等による漏洩を容易且つ確実に検出することができる液体噴射ヘッドの検査方法を提供する。
【解決手段】インクジェット式記録ヘッド１におけるインク流路のうち隣接する２系統間の漏洩検査を行う検査方法であって、ノズル開口２５を閉塞した状態で一つのインク流路のリザーバ６ａに管路５を介して負圧を作用させるとともに、他の液体流路を大気に開放しておき、前記負圧の作用に伴ない管路５を流れる空気の流量を計測し、前記負圧の作用による前記一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記空気の流量を計測し、この計測値と所定の閾値とを比較して前記２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出する。
【選択図】図５

Description

本発明は液体噴射ヘッドの検査方法及びその検査装置に関し、特に近接して設けられた複数のリザーバ毎に異なる色のインクを充填して多色刷り印刷を行うためのインクジェット式記録ヘッドの漏洩検査に適用して有用なものである。

液体噴射ヘッドの一種である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）には、１つのノズル列を複数のブロックに分け、各ブロック毎に異なる色のインクを吐出させるようにしたものや、隣り合うノズル開口から異なる色のインクを吐出させるようにしたものがある。

前者の記録ヘッドとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この記録ヘッドでは、１つのノズル列をノズル列方向に３つのブロックに分割し、１番目のブロックを、例えばイエローインクが吐出されるイエローブロックとし、２番目のブロックを、例えばマゼンタインクが吐出されるマゼンタブロックとし、３番目のブロックを、例えばシアンインクが吐出されるシアンブロックとすることができる。

後者の記録ヘッドとしては、例えば特許文献２に記載されたものがある。この記録ヘッドでは、櫛歯状のリザーバを形成したプレートを２枚有しており、これらのプレートを隔壁となるプレートで挟んで積層することによって２つのリザーバをプレート積層方向に重ねて配置し、積層方向から見て一方のリザーバにおける隣り合う櫛歯部同士の間に他方のリザーバの櫛歯部を位置させている。そして、リザーバのそれぞれに色が異なるインクを供給し、各櫛歯部先端と対応するノズル開口とを連通することで、各ノズル開口からノズル配列方向に沿って交互に異なる色のインクを吐出させる。

ところで、上述の如く複数種類のインクを用いる場合等、記録ヘッドの中には複数のリザーバから各圧力室を経てノズル開口に至る一連のインク流路を複数系統有するものがある。かかる記録ヘッドにおけるリザーバをはじめとするインク流路は、その複数組が同一基板に近接して形成される。したがって、隣接するリザーバ間等で基板の亀裂等に起因する漏洩を生起する虞があった。

特開平０７−１３２６１９号公報特公平０３−０６４３１１号公報

しかしながら、リザーバ間等の漏洩は数ミクロンオーダの亀裂に起因するものであるため、有効な検出が困難であるということもあり、漏洩検出のための従来技術は存在しない。ちなみに、リザーバ間等の亀裂を介して漏洩が発生すると異なる色が混ざり合い、印刷品質を悪化させるという問題を生起する。なお、このような問題は、インクを吐出する記録ヘッドだけでなく、インク以外の液体を噴射するその他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明は、上記従来技術に鑑み、複数のリザーバから各圧力室を経てノズル開口に至る一連の液体流路間相互の亀裂の発生等による漏洩を容易且つ確実に検出することができる液体噴射ヘッドの検査方法及びその検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一つの態様は、
複数のノズル開口を列状に並べて形成したノズル列を備えるとともに、複数のリザーバから各圧力室を経て前記ノズル開口に至る一連の液体流路をそれぞれ備え、前記圧力室内における液体圧力の変化によって対応する前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドにおける前記液体流路のうち隣接する２系統間の漏洩検査を行う液体噴射ヘッドの検査方法であって、
少なくとも一つの前記液体流路に対応するノズル開口を閉塞した状態で前記一つの液体流路のリザーバに管路を介して負圧を作用させるとともに、他の液体流路を大気に開放しておき、
前記負圧の作用に伴ない前記管路を流れる気体の流量を計測し、この計測値と所定の閾値とを比較して前記２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法にある。
かかる態様によれば負圧の作用により特定の液体流路の気体（通常は空気。以下、同じ。）が吸引される結果、漏洩を生起していない良品であることが保証されている液体噴射ヘッドにおける気体の流量と比較することにより漏洩の有無を検出し得る。前記特定の液体流路の気体は、隣接する他の液体流路からの漏洩がなければ吸引後、一定時間の経過によりなくなるからである。かくして、一つの液体流路における気体の吸引開始時点からの流量情報に基づき２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

ここで、前記漏洩の有無の検出は、前記負圧の作用による前記一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の流量を計測し、この計測値と所定の閾値とを比較することにより行うことができる。この場合、一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の流量の計測値と所定の閾値とを比較することで、２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

また、前記漏洩の有無の検出は、前記負圧の作用による前記一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点までに計測した前記気体の総流量と所定の閾値とを比較することにより行うことができる。この場合、一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の総流量の計測値と所定の閾値とを比較することで、２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

ここで、前記気体の流量は、流量計で計測するとともにこれを表わす電気信号に変換し、この電気信号を増幅して前記閾値を表わす電気信号と比較することで好適に計測し得る。この場合、漏洩が生起されていてもこれによる流量の変化は微量であるが、前記電気信号は十分な感度が得られるまで容易に増幅することができるので、その分高精度の漏洩検査を行うことができる。

また、前記液体噴射ヘッドは、前記複数のリザーバが同一基板に隣接して構成してあり、しかも各リザーバに充填される液体の種類がそれぞれ異なるものであっても良い。隣接する液体流路間で漏洩が発生した場合、異なる種類の液体が混ざることで不都合を発生するので、かかる液体噴射ヘッドの場合には、当該漏洩検査を実施することで前記問題の発生を未然に防止し得る。

さらに、前記ノズル開口の閉塞は、着脱可能な粘着テープを用いて好適に行うことができる。この場合、所定のノズル開口の閉塞作業を簡易、迅速に行うことができる。

上記目的を達成する本発明の他の態様は、
複数のノズル開口を列状に並べて形成したノズル列を備えるとともに、複数のリザーバから各圧力室を経て前記ノズル開口に至る一連の液体流路をそれぞれ備え、前記圧力室内における液体圧力の変化によって対応する前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドにおける少なくとも一つの液体流路に対応するノズル開口を閉塞する閉塞部材と、
管路を介して前記一つの液体流路のリザーバに負圧を作用させる一方、他の液体流路を大気に開放した状態で前記一つの液体流路内の気体を吸引する吸引手段と、
前記管路の途中に配設されて管路を流れる前記気体の流量を検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段が検出した前記気体の流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出する漏洩検出手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置にある。
かかる態様によれば負圧の作用により特定の液体流路の気体（通常は空気。以下、同じ。）が吸引される結果、漏洩を生起していない良品であることが保証されている液体噴射ヘッドにおける気体の流量と比較することにより漏洩の有無を検出し得る。前記特定の液体流路の気体は、隣接する他の液体流路からの漏洩がなければ吸引後、一定時間の経過によりなくなるからである。かくして、一つの液体流路における気体の吸引開始時点からの流量情報に基づき２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

ここで、前記漏洩検出手段は、前記負圧の作用による前記吸引の開始時点から所定時間を経過した時点において前記流量検出手段が検出した前記気体の流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出するように構成することで好適に実現し得る。この場合、一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の流量の計測値と所定の閾値とを比較することで、２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

また、前記漏洩検出手段は、前記負圧の作用による前記吸引の開始時点から所定時間を経過した時点までに計測した前記気体の総流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出するように構成することで好適に実現し得る。この場合、一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の総流量の計測値と所定の閾値とを比較することで、２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することができる。

ここで、前記流量検出手段は、検出した気体の流量をこれを表わす電気信号である流量信号に変換して前記漏洩検出手段に送出するとともに、前記漏洩検出手段は前記流量信号を増幅して、前記閾値を表わす電気信号と比較するように構成することにより好適に実現し得る。この場合、微量な流量変化を任意に増幅して再現できるので、所定の検査を迅速且つ高精度に行うことができる。

また、前記閉塞部材は、粘着テープで好適に形成することができる。この場合、閉塞作業を容易に行い得るばかりでなく、検査終了後の取り外しも容易に行うことができ、総合的な検査時間の合理化に資することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
先ず、本形態に係る検査方法により好適に所定の漏洩検査を行うことができる液体噴射ヘッドである多色刷り用のインクジェット式記録ヘッドを説明しておく。

図１は当該インクジェット式記録ヘッドを圧電素子側から見た斜視図、図２はこの記録ヘッドの分解斜視図、図３はこの記録ヘッド内のインク流路を説明する図、図４は記録ヘッドをプレート積層方向に切断した断面図である。

これらの図に示すように、インクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド１という）は、アクチュエータユニット２と流路ユニット３とから構成されており、アクチュエータユニット２と流路ユニット３とを重ね合わせた状態で一体化してある。流路ユニット３は、ノズル列４を形成したノズルプレート５、複数のリザーバ６（６ａ〜６ｆ）を形成したリザーバープレート７、供給側連通口９を形成した連通口プレート１０、枝流路１１を形成した枝流路プレート１２、及びインク供給口１３を形成した供給口プレート１４を積層し、接着等により一体化することで構成されている。

一方、アクチュエータユニット２は、圧力室２０を形成した圧力室プレート２１、及び圧電素子２２を実装した振動板２３を積層し、焼成等により一体化することで構成されている。なお、この記録ヘッド１の説明において、便宜上、ノズルプレート側を前方側、圧電素子側を後方側ということにする。

ノズルプレート５は、例えば、ステンレス板等の薄い金属製の板材によって構成されている。このノズルプレート５に形成されたノズル列４は、複数（例えば、４８個）のノズル開口２５…を、ドット形成密度に対応した所定ピッチで前後方向へ列状に並べて開設することで構成されている。そして、ノズルプレート５には、このノズル列４を左右方向に２列並べて形成してある。

リザーバープレート７は、ノズルプレート５と同じ材質の金属であるステンレス製の板材によって構成してある。このリザーバープレート７には、ノズル列４の形成方向に細長くプレートの厚さ方向を貫通するリザーバ６を、インクの種類に対応した複数本、ノズル列形成方向とは直交する左右方向に並べて形成している。本例では、２列のノズル列４，４の左右一側に３本のリザーバ６ａ〜６ｃを形成し、左右他側に３本のリザーバ６ｄ〜６ｆを形成する。すなわち、１列のノズル列４に対応させて３本のリザーバを形成している。そして、このリザーバ６ａ〜６ｆの長手方向一端部は左右中央側に向けて屈曲させてある。また、このリザーバープレート７の左右略中央部分には、ノズル開口２５に連通し得る第１ノズル連通口２６ａを各ノズル開口２５毎に（つまり、ノズルピッチで）形成してある。この第１ノズル連通口２６ａは、ノズル開口２５の径よりも大きく圧力室２０の幅と略同じ直径の円形であってプレートの厚さ方向に貫通させて形成する。

なお、以下の説明では、一方のノズル列４に対応するリザーバ６ａ〜６ｃであって、このノズル列４に最も近いリザーバを第１のリザーバ６ａ、２番目に近いリザーバを第２のリザーバ６ｂ、及び最も遠いリザーバを第３のリザーバ６ｃということにする。同様に、他方のノズル列４に対応するリザーバであって、このノズル列４に最も近いリザーバを第４のリザーバ６ｄ、２番目に近いリザーバを第５のリザーバ６ｅ、及び最も遠いリザーバを第６のリザーバ６ｆということにする。

枝流路プレート１２もまた、ノズルプレート５と同じ材質の金属であるステンレス製の薄い板材によって構成してある。この枝流路プレート１２に形成された枝流路１１は、インク流路の一部を構成し、リザーバ６ａ〜６ｆと圧力室２０との間を連通する。そして、この枝流路１１は複数種類あり、それぞれ圧力室２０に連通させるリザーバ６ａ〜６ｆが相違する。すなわち、第１のリザーバ６ａに対応する第１の枝流路１１ａや第４のリザーバ６ｄに対応する第４の枝流路１１ｄは、圧力室２０の幅と略同じ直径の円形状であってプレートの厚さ方向を貫通する穴によって構成されている。第２のリザーバ６ｂに対応する第２の枝流路１１ｂや第５のリザーバ６ｅに対応する第５の枝流路１１ｅは、ノズル列形成方向とは直交する左右方向に長くプレートの厚さ方向を貫通する長穴によって構成されている。また、第３のリザーバ６ｃに対応する第３の枝流路１１ｃや第６のリザーバ６ｆに対応する第６の枝流路１１ｆは、第２の枝流路１１ｂや第５の枝流路１１ｅよりも左右方向に長くプレートの厚さ方向を貫通する長穴によって構成されている。さらに、これら第１の枝流路１１ａ、第２の枝流路１１ｂ及び第３の枝流路１１ｃと、第４の枝流路１１ｄ、第５の枝流路１１ｅ及び第６の枝流路１１ｆは、ノズル列４の形成方向である前後方向に一定の繰り返し順序で配設されている。例えば、第１の枝流路１１ａ〜第３の枝流路１１ｃは、第２のインク導入口２７ｂ側から順に、第３の枝流路１１ｃ、第２の枝流路１１ｂ、第１の枝流路１１ａの順序で繰り返し形成され、第４の枝流路１１ｄ〜第６の枝流路１１ｆは、第６の枝流路１１ｆ、第５の枝流路１１ｅ、第４の枝流路１１ｄの順序で繰り返し形成されている。なお、この枝流路プレート１２にも、第１のノズル連通口２６ａと同じ位置及び同じ径の円形とされた第３のノズル連通口２６ｃをプレートの厚さ方向を貫通させて形成する。また、第２のインク導入口２７ｂは、各リザーバ６ａ〜６ｆの先端に対応する位置にプレートの厚さ方向を貫通させて形成する。

連通口プレート１０もまた、ノズルプレート５と同じ材質の金属であるステンレス製の薄い板材によって構成してある。この連通口プレート１０には、各枝流路１１ａ〜１１ｆの出口とリザーバ６ａ〜６ｆとの間に配置される供給側連通口９と、第１ノズル連通口２６ａと同じ位置及び同じ径の円形とされた第２ノズル連通口２６ｂと、第２インク導入口２７ｂと同じ位置及び形状とされた第１インク導入口２７ａとをプレートの厚さ方向を貫通させて形成する。そして、本例の供給側連通口９は、圧力室２０の幅とほぼ同じ直径の円形の穴によって構成されている。

供給口プレート１４は、ジルコニア等のセラミック材料によって構成された薄い板状部材であり、第１のノズル連通口２６ａと同じ位置には、この第１のノズル連通口２６ａと同じ位置及び同じ径の円形とされた第４のノズル連通口２６ｄを各ノズル開口２５毎に形成してある。また、この第４のノズル連通口２６ｄよりも左右外側の位置、詳しくは圧力室２０の長さ分だけ左右の端部側に離隔した位置に、インク供給口１３をプレートの厚さ方向に貫通させて設ける。このインク供給口１３は、図４に示すように、圧力室プレート２１が積層される背面側に向けて縮径された略テーパー形状であり、その口径、詳しくは最も小さい部分の口径は、記録ヘッド１に組んだ状態で、圧力室２０内におけるインク圧力の変動が枝流路１１内のインクに大きく影響を及ぼさない程度に小さく絞られている。このインク供給口１３により、インク流路内のインクに対して流体抵抗を付与している。この他に、供給口プレート１４には、第１及び第２のインク導入口２７ａ，２７ｂと同じ位置及び形状とされた第３のインク導入口２７ｃをプレートの厚さ方向に貫通させて形成する。

圧力室プレート２１は、圧力室２０を形成するのに適した厚さのセラミックス部材の薄板、例えば厚さが１００マイクロメートル程度の板状のアルミナやジルコニア等によって構成されており、複数の圧力室２０…がプレートの厚さ方向に貫通した状態で設けられている。この圧力室２０は、左右方向に細長い長孔であり、ノズル開口２５…のピッチと同じピッチで前後方向に並べて形成される。

振動板２３は、厚さが６マイクロメートル程度の弾性を有するセラミックス部材の薄板であり、本例ではアルミナやジルコニア等の薄板によって構成されている。この振動板２３の後面には、圧電素子２２が配設される。

例示した圧電素子２２は撓み振動モードの振動子であり、図４に示すように、個別電極３０、圧電体層３１、及び共通電極３２から構成されている。そして、振動板２３の後面には共通電極３２が設けられており、この共通電極３２上に積層した状態で圧電体層３１を設ける。さらに、この共通電極３２と反対側になる圧電体層３１の後面には、ノズル開口２５…に対応させて個別電極３０が形成されている。これらの個別電極３０および共通電極３２は、金等の比較的柔らかい導電性金属層によって構成されており、フレキシブル配線ケーブル（図示せず）に電気的に接続されている。

上述のごとき各プレート部材を積層して一体化した記録ヘッド１では、図３及び図４に示すように、供給側連通口９を介してリザーバ６ａ〜６ｆと対応する枝流路１１ａ〜１１ｆの入口とが連通し、インク供給口１３を通じて圧力室２０の入口と対応する枝流路１１ａ〜１１ｆの出口とが連通し、ノズル連通口２６を通じてノズル開口２５と圧力室２０の出口とが連通する。このため、リザーバ６ａ〜６ｆから枝流路１１ａ〜１１ｆと圧力室２０とを通じてノズル開口２５に至る液体流路である一連のインク流路が、ノズル開口２５毎に形成される。

ここで、各枝流路１１ａ〜１１ｆは、ノズル列方向に隣り合うノズル開口２５が異なるリザーバ６ａ〜６ｆに連通するように、圧力室２０とリザーバ６ａ〜６ｆとの間を連通している。このため、インク流路はリザーバ６ａ〜６ｆ毎に複数種類形成される。すなわち、一方のノズル列４に対応して第１のインク流路〜第３のインク流路が形成され、他方のノズル列４に対応して第４のインク流路〜第６のインク流路が形成される。

第１のインク流路は、図４（ａ）に示すように、第１のリザーバ６ａから第１の枝流路１１ａと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路である。第２のインク流路は、図４（ｂ）に示すように、第２のリザーバ６ｂから第２の枝流路１１ｂと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路である。第３のインク流路は、図４（ｃ）に示すように、第３のリザーバ６ｃから第３の枝流路１１ｃと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路である。同様に、第４のインク流路は第４のリザーバ６ｄから第４の枝流路１１ｄと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路であり、第５のインク流路は第５のリザーバ６ｅから第５の枝流路１１ｅと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路であり、第６のインク流路は第６のリザーバ６ｆから第６の枝流路１１ｆと圧力室２０とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路である。

上記の圧電素子２２は、充電するとこのとき形成される電界と直交する方向に縮んで圧力室２０を収縮させ、放電すると電界とは直交する方向に伸長して圧力室２０を膨張させる。このため、圧電素子２２を適宜充放電させることにより、圧力室２０内のインク圧力を変動させることができ、このインク圧力の変動を利用してノズル開口２５からインク滴を吐出させることができる。

なお、圧力室２０と枝流路１１との間には、口径を十分に小さく絞ったインク供給口１３を配置してある。このため、圧力室２０内におけるインク圧力の変動の影響を枝流路１１に与え難くすることができ、インク吐出の安定化に寄与する。また、枝流路１１の幅は圧力室２０の幅に揃えてあり、インク供給口１３の口径よりも十分に広い幅であるため、インクの流れを妨げ難い。つまり、インク供給口１３よりもリザーバ６ａ〜６ｆ側におけるインクの流路抵抗が少ない。この点でも、インク吐出の安定化に寄与する。

そして、インクカートリッジやインクタンクにインク導入口２７を連通させ、各インク導入口２７…を通じて各リザーバ６ａ〜６ｆに異なる種類のインクを供給することにより、ノズル列方向で隣り合うノズル開口２５，２５からは異なる種類のインク滴を吐出させることができる。例えば、第１のリザーバ６ａにシアンインクを供給し、第２のリザーバ６ｂにマゼンタインクを供給し、第３のリザーバ６ｃにブラックインクを供給し、第４のリザーバ６ｄにイエローインクを供給し、第５のリザーバ６ｅにライトマゼンタインクを供給し、第６のリザーバ６ｆにライトシアンインクを供給した場合には、同一色のインクを吐出させるノズル開口２５が一定のピッチで配列される。すなわち、一方のノズル列４では、ブラックインクを吐出するノズル開口２５、マゼンタインクを吐出するノズル開口２５、シアンインクを吐出するノズル開口２５、ブラックインクを吐出するノズル開口２５…というように、各ノズル開口２５毎に吐出されるインクが定められる。同様に、他方のノズル列４では、ライトシアンインクを吐出するノズル開口２５、ライトマゼンタインクを吐出するノズル開口２５、イエローインクを吐出するノズル開口２５、ライトシアンインクを吐出するノズル開口２５…というように、各ノズル開口２５毎に吐出されるインクが定められる。従って、各ノズル列４，４において、同一色を吐出するノズル開口２５が２つのノズル開口２５おきに配置されている。

このように隣接するリザーバ６ａ〜６ｆに異なる種類のインクを充填する場合、各リザーバ６ａ〜６ｆを含む各インク流路間の漏洩が問題となる。もし、漏洩が発生している場合には、異なる色のインクが混合されて別の色になってしまうからである。かかる不都合を未然に防止するのが本形態に係る記録ヘッドの検査方法乃至検査装置Ｉである。

図５は本形態にかかる検査方法の原理を示す説明図である。同図に示す記録ヘッド１は、図１乃至図４に示す記録ヘッド１を模式的に示したものであり、代表して第１及び第２のリザーバ６ａ，６ｂのみを示している。同図に示すように、第１及び第２のリザーバ６ａ，６ｂはリザーバープレート７において隣接させて形成してあり、図５には図示を省略した第１及び第２の枝流路と圧力室とを経てノズル開口２５に至る一連のインク流路を形成している。なお、図５では、リザーバ６ａ，６ｂの上下方向の位置をずらして図示したが、実際は同一平面上に占位させてある。また、リザーバープレート７を含む流路ユニット３のインク導入口２７を介して負圧を作用させるとともに、大気開放を行うようになっている。

かかる記録ヘッド１の漏洩検査を行う場合には、先ず閉塞部材である粘着テープ５１をノズルプレート５に貼着してノズル開口２５を閉塞する。次に、第２のリザーバ６ｂを含む第２のインク流路を大気開放する一方、第１のリザーバ６ａを含む第１のインク流路を閉塞した状態で第１の流路のリザーバ６ａに管路を介して負圧を作用させる。このことによりリザーバ６ａを含む第１の流路に充満している空気を、インク導入口２７及び管路（図５には図示せず）を介して吸引する。この結果、漏洩がない場合、所定の時間が経過すれば第１の流路の空気は吸引されてなくなる。そこで、所定の吸引時間の経過後における管路を流れる空気の流量を計測することにより、記録ヘッド１内での漏洩の有無を検査することができる。漏洩がある場合、大気開放された第２のインク流路側から空気が供給され、所定の吸引時間が経過しても管路を流れる空気の流量が所定値以下に減少しないからである。

なお、ここで、粘着テープ５１で閉塞するノズル開口２５は、原理的には負圧で吸引されるインク流路（本形態の場合は第１のインク流路）側に対応するもののみで良い。ただ、粘着テープ５１を使用する閉塞作業の際には、所定の広い範囲のノズル開口２５を閉塞したほうが合理的である場合が多い。したがって、この場合には、負圧で吸引されるインク流路に対応するノズル開口２５を選択的に閉塞するのではなく、作業性を優先させて粘着テープ５１による広い範囲のノズル開口２５を閉塞しても構わない。当該検査の際に対応する他のインク流路（本形態の場合は第２のインク流路）が大気開放されているため、所定の漏洩検査に支障はないからである。

図６は上記検査方法を実現する本形態に係る検査装置を示すブロック線図である。同図に示すように、管路５２は、その一端が記録ヘッド１の一つのインク流路のインク導入口２７に接続してあり、その他端が吸引手段であるコンプレッサ５３に接続されている。すなわち、図５と同様に粘着テープ５１でノズル開口２５を閉塞した記録ヘッド１はその第１のインク流路がインク導入口２７を介してコンプレッサ５３に連通されるとともに、その第２のインク流路がインク導入口２７及び電磁開閉弁５４を介して大気に開放されるように構成してある。流量検出手段である流量計５５は管路５２を流れる気体（本例の場合は空気）の流量を検出するもので、検出した流量をこれを表わす電気信号である流量信号Ｓ１に変換してアナログコントローラ５６に送出する。アナログコントローラ５６は、漏洩検出手段として機能するもので、流量信号Ｓ１を増幅するとともに、コンプレッサ５３による吸引の開始時点から所定時間を経過した時点において流量信号Ｓ１に基づく流量の実測値と所定の閾値を比較し、実測値が閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号Ｓ２を警報器５７に送出する。

電磁開閉弁５８は流量計５５とコンプレッサ５３との間で、管路５２に配設してあり、この電磁開閉弁５８を開くことによりコンプレッサ５３の負圧を、インク導入口２７を介して記録ヘッド１の第１のインク流路に作用させることができる。すなわち、電磁開閉弁５８の開動作により記録ヘッド１に対する所定の吸引が開始され、電磁開閉弁５８が閉状態になるまで吸引が継続される。ここで、電磁開閉弁５８が開状態であることを表わす開信号Ｓ３はアナログコントローラ５６に送出される。

図７はアナログコントローラ５６の部分の具体的な構成例を示すブロック線図である。同図に示すように、流量信号Ｓ１はアンプ５９に入力されて所定のレベルに増幅された後、スイッチ６０を介してコンパレータ６１の一方の端子に供給される。一方、電磁開閉弁５８の開信号Ｓ３はタイマ６２に供給される。タイマ６２は開信号Ｓ３の立ち上がりから一定時間経過後にスイッチング信号Ｓ４を送出してスイッチ６０をオン状態とする。したがって、前記流量信号Ｓ１はスイッチ６０がオン状態になった時点以降のものがコンパレータ６１に供給される。ここで、コンパレータ６１の他方の端子には、所定の閾値を表す基準電圧Ｖ_ｒｅｆが供給されている。かくして、コンパレータ６１では、コンプレッサ５３（図６参照）による吸引開始から所定時間経過後の流量信号Ｓ１と基準電圧Ｖ_ｒｅｆとを比較し、流量信号Ｓ１が表す流量が閾値以上の場合に漏洩信号Ｓ２を送出する。ここで、タイマ６２の設定時間である所定時間は、負圧を作用させるインク流路の空気を吸引し終えるのに十分な時間とする。また、閾値は、理想的にはゼロであるが、前記所定時間の経過後であっても通常多少の流量は発生する。そこで、漏洩が発生していないことが保証されている記録ヘッド１（図６参照）で前記所定時間経過後の流量を計測し、このときの実測流量に基づき閾値を決定する。この点に関し、図８に基づきさらに詳説する。

図８は漏洩が発生していないことが保証されている記録ヘッド１（図６参照、以下同じ）における流量特性を示すグラフである。同図に示すように、流量（縦軸の電圧値）は電磁開閉弁５８の開動作に伴う吸引開始点Ｔ１から急激に増加し、一定時間経過後に急激に減少する。この間に負圧を作用させるインク流路の空気を吸引してしまうからである。そこで、十分な吸引時間を見込んだ所定時間が経過した後の判定ポイントＴ２における流量を流量信号Ｓ１に基づき検出し、この流量よりも若干大きい値を、閾値を表す基準電圧Ｖ_ｒｅｆとする。

なお、図６中、６３はフィルタ、６４は吸引負圧を調整するレギュレータ、６５はデジケータ、６６は吸引負圧を調整するレギュレータである。

かかる本形態によれば、負圧の作用により特定のインク液体流路の空気が吸引される結果、吸引開始後、一定時間が経過すれば、前記特定のインク流路の気体は、隣接する他のインク流路からの漏洩がなければ極めて微量となる。すなわち、吸引開始後、所定時間が経過しても管路５２を流れる空気の流量が閾値以上であることは、漏洩の原因となる亀裂等の発生を示唆している。したがって、一つのインク流路における空気の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の空気の流量の計測値と所定の閾値とを比較することで、２系統のインク流路間での漏洩の有無を検出することができる。

ここで、負圧を作用させるインク流路及び大気に開放するインク流路の組み合わせを適宜切替えて同様の検査を繰り返すことにより各インク流路間の漏洩の有無を検査することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の検査対象となるインクジェット式記録ヘッドは図１乃至図４に示すものに限定する必要はない。複数のノズル開口を列状に並べて形成したノズル列を備えるとともに、複数のリザーバから各圧力室を経て前記ノズル開口に至る一連の液体流路をそれぞれ備え、前記圧力室内における液体圧力の変化によって対応する前記ノズル開口から液滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドであれば基本的にインクジェット式記録ヘッドの形式には限定されない。ただ、混色による印刷品質の劣化が懸念されるインクジェット式記録ヘッド、すなわち複数のリザーバにそれぞれ色が異なるインクを充填する形式のものに適用して大きな効果を奏する。

また、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を検査対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの検査方法乃至検査装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

記録ヘッドを圧電素子側から見た斜視図である。記録ヘッドの分解斜視図である。記録ヘッド内のインク流路を説明する図である。記録ヘッドの断面図であり、（ａ）は図３のＡ−Ａ部分の断面、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ部分の断面、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ部分の断面である。実施の形態に係る検査方法の原理を示す原理図である。実施の形態に係る検査装置を示すブロック線図である。図６のアナログコントローラの具体的な構成例を示すブロック線図である。図６に示す検査装置による実測データを示すグラフである。

符号の説明

Ｉ検査装置、１インクジェット式記録ヘッド、４ノズル列、５ノズルプレート、６，６ａ〜６ｆリザーバ、２０圧力室、２５ノズル開口、２７インク導入口、５１粘着テープ、５２管路、５３コンプレッサ、５４電磁開閉弁、５５流量計、５６アナログコントローラ、５７警報器、５８電磁開閉弁、５９アンプ、６０スイッチ、６１コンパレータ、６２タイマ、Ｓ１流量信号、Ｓ２漏洩信号、Ｓ３開信号、Ｓ４スイッチング信号

Claims

複数のノズル開口を列状に並べて形成したノズル列を備えるとともに、複数のリザーバから各圧力室を経て前記ノズル開口に至る一連の液体流路をそれぞれ備え、前記圧力室内における液体圧力の変化によって対応する前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドにおける前記液体流路のうち隣接する２系統間の漏洩検査を行う液体噴射ヘッドの検査方法であって、
少なくとも一つの前記液体流路に対応するノズル開口を閉塞した状態で前記一つの液体流路のリザーバに管路を介して負圧を作用させるとともに、他の液体流路を大気に開放しておき、
前記負圧の作用に伴ない前記管路を流れる気体の流量を計測し、この計測値と所定の閾値とを比較して前記２系統の液体流路間での漏洩の有無を検出することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドの検査方法において、
前記漏洩の有無の検出は、前記負圧の作用による前記一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点の前記気体の流量を計測し、この計測値と所定の閾値とを比較することにより行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドの検査方法において、
前記漏洩の有無の検出は、前記負圧の作用による前記一つの液体流路における気体の吸引開始時点から所定時間を経過した時点までに計測した前記気体の総流量と所定の閾値とを比較することにより行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドの検査方法において、
前記気体の流量は、流量計で計測するとともにこれを表わす電気信号に変換し、この電気信号を増幅して前記閾値を表わす電気信号と比較するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドの検査方法において、
前記液体噴射ヘッドは、前記複数のリザーバが同一基板に隣接して構成してあり、しかも各リザーバに充填される液体の種類がそれぞれ異なるものであることを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドの検査方法において、
前記ノズル開口の閉塞は、着脱可能な粘着テープを用いて行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査方法。
複数のノズル開口を列状に並べて形成したノズル列を備えるとともに、複数のリザーバから各圧力室を経て前記ノズル開口に至る一連の液体流路をそれぞれ備え、前記圧力室内における液体圧力の変化によって対応する前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドにおける少なくとも一つの液体流路に対応するノズル開口を閉塞する閉塞部材と、
管路を介して前記一つの液体流路のリザーバに負圧を作用させる一方、他の液体流路を大気に開放した状態で前記一つの液体流路内の気体を吸引する吸引手段と、
前記管路の途中に配設されて管路を流れる前記気体の流量を検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段が検出した前記気体の流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出する漏洩検出手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置。
請求項７に記載する液体噴射ヘッドの検査装置において、
前記漏洩検出手段は、前記負圧の作用による前記吸引の開始時点から所定時間を経過した時点において前記流量検出手段が検出した前記気体の流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置。
請求項７に記載する液体噴射ヘッドの検査装置において、
前記漏洩検出手段は、前記負圧の作用による前記吸引の開始時点から所定時間を経過した時点までに計測した前記気体の総流量の実測値と所定の閾値とを比較し、前記実測値が前記閾値以上の場合にこのことを表わす漏洩信号を送出するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置。
請求項７乃至請求項９の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドの検査装置において、
前記流量検出手段は、検出した気体の流量をこれを表わす電気信号である流量信号に変換して前記漏洩検出手段に送出するとともに、前記漏洩検出手段は前記流量信号を増幅して、前記閾値を表わす電気信号と比較するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置。
請求項７乃至請求項１０の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドの検査装置において、
前記閉塞部材は、粘着テープで形成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの検査装置。