JP2018051909A - 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents

液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド Download PDF

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Abstract

【課題】液体の噴射特性のばらつきを抑えた複数チップを備えた液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】インクを吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室の一部を構成する振動板と、振動板を介して圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、チップに含まれる複数のセグメントの固有振動数を計測し、チップの固有振動数の最頻値をランク分けの基準としてチップをランク分けし、ランク分けに基づいて選択したチップを用いて液体噴射ヘッドを製造する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記ヘッドに関する。
液体噴射ヘッドユニットの代表例としては、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室と、圧力発生室の一部を構成する振動板と、振動板を介して圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子を備えたチップを複数備えたインクジェット式記録ヘッドが知られている。
上記インクジェット式記録ヘッドは、インクの噴射特性が同一又は近似したチップを用いて製造される（例えば、特許文献１参照）。具体的には、チップの圧電素子を構成する圧電体層の静電容量、及び圧電素子の共振周波数を測定し、静電容量及び共振周波数に基づいてチップをランク分けする。そして、同一ランクのチップを用いてインクジェット式記録ヘッドを製造する。これにより、各チップの圧電素子に同一の駆動波形を供給することによって、同一のインク噴射特性でインクを噴射することができ、印刷品質を大幅に向上させることができる。
特開２００４−４８９８５号公報
しかしながら、特許文献１においては静電容量及び共振周波数に基づいてチップをランク分けことは開示があるものの、その具体的なランク分け方法については開示されておらず、どのような数値及びどのような方法でランク分けをし、インクジェット式記録ヘッドを製造するのかが示されていない。また、近年では、インクの噴射特性のばらつきがより小さい複数のチップを備えたインクジェット式記録ヘッドが望まれている。
なお、このような事情はインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド及びその製造方法においても同様に存在する。
本発明は、液体の噴射特性のばらつきを抑えた複数チップを備えた液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記チップに含まれる複数の前記セグメントの固有振動数を計測し、前記チップの前記固有振動数の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、液体噴射ヘッドに印刷させる印刷データは、ドット発生量テーブルにしたがって、ドットの発生率で表現したデータに変換される。このドット発生量テーブルは、セグメントごとに定義されている。本発明によれば、固有振動数が最頻値より小さい又は大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正することで、セグメントごとの固有振動数のばらつきに由来する液体の噴射量のばらつきを抑えることができる。また、補正する対象となるセグメントを低減することができるので、より効率的に複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、ドット発生量テーブルを補正する対象となるセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
さらに、ドット発生量テーブルの補正は、固有振動数が最頻値よりも小さい又は大きいセグメントについて、当該セグメントの固有振動数と、固有振動数の最頻値との差に基づいて行われる。すなわち、液体噴射ヘッドから液体を噴射させることなく、ドット発生量テーブルの補正を行うことができる。
また、前記ランクごとに前記固有振動数の範囲を定義し、前記範囲に対応するランクに前記チップをランク分けすることが好ましい。これによれば、固有振動数の最頻値が近似するチップを同一ランクにすることができる。
また、前記固有振動数の範囲は、前記固有振動数の最頻値の最小値と最大値との間を１０分割以上から５０分割以下とした範囲とすることが好ましい。これによれば、固有振動数の最頻値が近似するチップを同一ランクにすることができる。
また、前記チップの各セグメントから噴射される各液体の重量が±５％以内となるように前記固有振動数の範囲を定義することが好ましい。液体重量のばらつきが抑えられるので、液体噴射特性が揃ったチップを同一ランクとすることができる。
本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記チップに含まれる複数の前記セグメントのそれぞれから噴射される液体重量を計測し、前記液体重量の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、液体噴射ヘッドに印刷させる印刷データは、ドット発生量テーブルにしたがって、ドットの発生率で表現したデータに変換される。このドット発生量テーブルは、セグメントごとに定義されている。本発明によれば、液体重量が最頻値より小さい又は大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正することで、液体の噴射量のばらつきを抑えることができる。また、補正する対象となるセグメントを低減することができるので、より効率的に複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、ドット発生量テーブルを補正する対象となるセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記チップに含まれる複数の前記セグメントの前記振動板の変位量を計測し、前記変位量の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、液体噴射ヘッドに印刷させる印刷データは、ドット発生量テーブルにしたがって、ドットの発生率で表現したデータに変換される。このドット発生量テーブルは、セグメントごとに定義されている。本発明によれば、振動板の変位量の最頻値より小さい又は大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正することで、セグメントごとの変位量のばらつきに由来する液体の噴射量のばらつきを抑えることができる。また、補正する対象となるセグメントを低減することができるので、より効率的に複数のチップを備える液体噴射ヘッドを製造することができる。
また、ドット発生量テーブルを補正する対象となるセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
さらに、ドット発生量テーブルの補正は、変位量が最頻値よりも小さい又は大きいセグメントについて、当該セグメントの変位量と、変位量の最頻値との差に基づいて行われる。すなわち、液体噴射ヘッドから液体を噴射させることなく、ドット発生量テーブルの補正を行うことができる。
本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
Figure 2018051909
上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 fa_mode_i、fa_ave_i、fa_max_i、fa_min_i、fa_med_i、は、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントの固有振動数の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
かかる態様では、液体噴射ヘッドは、全チップの固有振動数の最頻値のばらつきが、全チップの固有振動数の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような液体噴射ヘッドは、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
Figure 2018051909
上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 Iw_mode_i、Iw_ave_i、Iw_max_i、Iw_min_i、Iw_med_iは、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントのそれぞれから噴射される液体重量の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
かかる態様では、液体噴射ヘッドは、全チップの液体重量の最頻値のばらつきが、全チップの液体重量の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような液体噴射ヘッドは、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
Figure 2018051909
上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 D_mode_i、D_ave_i、D_max_i、D_min_i、D_med_iは、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントの振動板の変位量の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
かかる態様では、液体噴射ヘッドは、全チップの変位量の最頻値のばらつきが、全チップの変位量の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような液体噴射ヘッドは、各セグメントの液体の噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
実施形態１に係るインクジェット式記録装置の概略構成の斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの液体噴射面側の平面図である。 実施形態１に係るチップの分解斜視図である。 実施形態１に係るチップの断面図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録装置のブロック図である 実施形態１に係るドット発生量テーブルをグラフ形式で例示した図である。 実施形態１に係るランク分けの例を示す図である。 実施形態１に係るランク分けの例を示す図である。 実施形態１に係るドット発生量テーブルを示す図である。 固有振動数の度数分布を示すグラフである。 固有振動数の度数分布を示すグラフである。 実施形態２に係るランク分けの例を示す図である。 実施形態２に係るドット発生量テーブルを示す図である。 実施形態３に係るランク分けの例を示す図である。 実施形態３に係るドット発生量テーブルを示す図である。
〈実施形態１〉
本発明の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドともいう）について説明する。また、液体噴射装置の一例としてヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
図１は、本実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。インクジェット式記録装置Ｉは、液体の一例であるインクをインク滴として噴射する記録ヘッド１を具備する。記録ヘッド１は、キャリッジ３に搭載されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に沿って移動可能に設けられている。また、キャリッジ３には、液体供給手段を構成するインクカートリッジ２が着脱可能に設けられている。本実施形態では、キャリッジ３には、４つの記録ヘッド１が搭載されており、４つの記録ヘッド１からは異なるインク、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各インクが噴射される。すなわち、キャリッジ３には、異なるインクを保持したインクカートリッジ２が合計４つ装着されている。
なお、本実施形態では、液体供給手段であるインクカートリッジ２が、キャリッジ３に搭載された構成を例示したが、特にこれに限定されない。例えば、インクタンク等の液体供給手段を装置本体４に固定して、液体供給手段と記録ヘッド１とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。
駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッド１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って往復移動される。装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、インクが着弾される紙などの被噴射媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
本実施形態では、記録シートＳの搬送方向を第１の方向Ｘとし、記録シートＳの搬送方向の上流側をＸ１、下流側をＸ２とする。キャリッジ３のキャリッジ軸５に沿った移動方向を第２の方向Ｙと称し、キャリッジ軸５の一端部側をＹ１、他端部側をＹ２とする。第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの双方に交差する方向を第３の方向Ｚとし、記録シートＳに対して記録ヘッド１側をＺ１、記録ヘッド１に対して記録シートＳ側をＺ２とする。なお、本実施形態では、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。
このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、記録ヘッド１に対して記録シートＳを第１の方向Ｘに搬送し、キャリッジ３を記録シートＳに対して第２の方向Ｙに往復移動させながら、記録ヘッド１からインク滴を噴射させることで記録シートＳの略全面に亘って印刷が実行される。
インクジェット式記録装置Ｉに搭載されるヘッドの一例について図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図であり、図３は記録ヘッドの液体噴射面側の平面図である。本実施形態では、記録ヘッド１の各方向について、インクジェット式記録装置Ｉに搭載された際の方向、すなわち、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚに基づいて説明する。もちろん、記録ヘッド１のインクジェット式記録装置Ｉ内の配置は以下に示すものに限定されない。
記録ヘッド１は、ヘッドケース１３０と、チップ１４０と、カバーヘッド１５０と、を具備する。
ヘッドケース１３０は、インクカートリッジ２のインクをチップ１４０に供給するための部材である。ヘッドケース１３０の内部には複数の流路が形成されており、その流路の入口となる供給部１３１がヘッドケース１３０の上面側（Ｚ１側）に設けられている。ヘッドケース１３０に直接インクカートリッジ２が装着され、供給部１３１がインクカートリッジ２に接続し、インクカートリッジ２から供給部１３１を介して流路にインクが供給される。ヘッドケース１３０にインクカートリッジ２が直接装着されない場合は、例えば、インクカートリッジ２と供給部１３１とはチューブなどの供給管で接続される。このようなヘッドケース１３０は、例えば、樹脂材料を成型することにより安価で製造することができる。もちろん、ヘッドケース１３０は、金属材料で形成してもよい。
チップ１４０は、記録ヘッド１に複数設けられ、インクを吐出するセグメント２００を複数備えた装置である。チップ１４０について図４及び図５を参照して詳細に説明する。図４はチップの分解斜視図であり、図５はチップの断面図である。
チップ１４０は、複数のセグメント２００を備える装置であり、具体的には、流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０、保護基板３０、ケース部材４０及びコンプライアンス基板４５等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。
流路形成基板１０は、ステンレス鋼やＮｉなどの金属、ＺｒＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ３のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が設けられている。圧力発生室１２は、インクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。本実施形態では、この方向を圧力発生室１２の並設方向とも称し、上述したインクジェット式記録装置Ｉの第１の方向Ｘと一致する。すなわち、記録ヘッド１は、圧力発生室１２（ノズル開口２１）の並設方向が、第１の方向Ｘとなるようにインクジェット式記録装置Ｉに搭載される。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向は、インクジェット式記録装置Ｉの第２の方向Ｙと一致する。
流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に、当該圧力発生室１２よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板１０の一方面側（Ｚ２側）には、連通板１５が接合されている。また、連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
第１マニホールド部１７は、連通板１５を厚さ方向である第３の方向Ｚに貫通して設けられている。第２マニホールド部１８は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
このような連通板１５としては、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミックなどを用いることができる。なお、連通板１５は、流路形成基板１０と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板１５として流路形成基板１０と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板１０と連通板１５との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板１５として流路形成基板１０と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２とノズル連通路１６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、同じ種類の液体（インク）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設され、この第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列が第２の方向Ｙに２列形成されている。
このようなノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態では、振動板５０として、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けるようにした。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０をノズルプレート２０が接合された面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。
振動板５０の絶縁体膜５２上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とが、本実施形態では、成膜及びリソグラフィー法によって積層形成されて圧電アクチュエーター３００（請求項の圧力発生手段の一例である。）を構成している。圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいい、一つの圧電アクチュエーター３００は、一つの圧力発生室１２に対して振動板５０を介して圧力変化を生じさせる。
一般的には、第１電極又は第２電極の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力発生室１２毎にパターニングして複数の圧電アクチュエーター３００を構成する。パターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を振動部３１０という。本実施形態では、第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、第１電極６０が、複数の圧力発生室１２に亘って連続して設けられているため、第１電極６０が振動板の一部として機能するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、上述の弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方又は両方を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。
このような第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とを備える圧電アクチュエーター３００（圧力発生手段）と、一つの圧力発生室１２と、振動板５０（圧力発生室１２の振動板５０側（Ｚ１側）を構成している部分）と、が一つのセグメント２００を構成している。チップ１４０は、このようなセグメント２００を複数備えている。本実施形態では、チップ１４０は圧力発生室１２の数に応じた複数のセグメント２００を備えている。
各セグメント２００には、インクの噴射に関する様々な特徴量がある。例えば、セグメント２００の固有振動数、セグメント２００から噴射されるインクの重量、セグメント２００の振動板５０の変位量などである。
チップ１４０には複数のセグメント２００が設けられているので、各セグメント２００について固有振動数がある。ここで、セグメントの固有振動数とは、振動板５０、第１電極６０、圧電体層７０、第２電極８０で構成された振動部３１０の固有振動数を指す。振動部３１０とは、振動板５０の圧力発生室１２を構成する領域を含み、振動可能に設けられた部分をいう。本実施形態では、振動板５０のＺ１側には圧電アクチュエーター３００が設けられているため、振動部３１０は、振動板５０の圧力発生室１２を構成する領域の他に、振動板５０の圧力発生室１２を構成する領域に対応する圧電アクチュエーター３００の領域も含む。すなわち、本実施形態の振動部３１０は、振動板５０の圧力発生室１２を画成する領域と、振動板５０上に設けられた圧電アクチュエーター３００の振動板５０の領域に対応する領域と、を含む。
つまり、振動部３１０とは、振動板５０の圧力発生室１２を構成する領域と、この領域上に設けられた膜と、を含むものである。言い換えると、第３の方向Ｚから平面視した際に、振動板５０と振動板５０上に設けられた膜、本実施形態では、圧電アクチュエーター３００とにおいて、圧力発生室１２の振動板５０側の開口に重なる部分をいう。
セグメント２００から噴射されるインクの重量とは、各セグメント２００の圧力発生室１２に連通したノズル開口２１から噴射されるインクの重量である。セグメント２００から噴射されるインクの重量を、単にセグメント２００のインク重量とも称する。
セグメント２００の振動板５０の変位量とは、圧電アクチュエーター３００によって圧電歪みが生じる振動部３１０の変位の最大値と最小値の差である。チップ１４０の各セグメント２００について振動板５０の変位量がある。セグメント２００の振動板５０の変位量を、単にセグメント２００の変位量とも称する。
流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側（Ｚ１側）の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護して収容するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には、厚さ方向である第３の方向Ｚに貫通する貫通孔３２が設けられている。リード電極９０の一端部は第２電極８０に接続されており、他端部は貫通孔３２内に露出するように延設されている。リード電極９０と駆動ＩＣ等の駆動回路１２０を実装した配線基板１２１とが、貫通孔３２内で電気的に接続されている。
ケース部材４０は、連通板１５と共にマニホールド１００を画成する部材である。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とチップ１４０とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８と、第３マニホールド部４２とによってマニホールド１００が構成されている。
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材４０として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。コンプライアンス基板４５は、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。
コンプライアンス基板４５は、本実施形態では、封止膜４６と、固定基板４７と、を具備する。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４３が設けられている。
このような構成のチップ１４０では、インクを噴射する際に、インクカートリッジ２からヘッドケース１３０を介して導入路４４からインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。
図２及び図３に示すように、チップ１４０は、上述したヘッドケース１３０にノズル列の並び方向、すなわち、第２の方向Ｙに所定の間隔で４つ固定されている。すなわち、本実施形態の記録ヘッド１には、ノズル開口２１が並設されたノズル列が８列設けられていることになる。このように複数のチップ１４０を用いてノズル列の多列化を図ることで、１つのチップ１４０にノズル列を多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列の多列化を図るために複数のチップ１４０を用いることで、１枚のシリコンウェハから形成できるチップ１４０の取り数を増大させることができ、シリコンウェハの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。
ヘッドケース１３０に固定された４つのチップ１４０の液体噴射面２０ａ側は、ノズル開口２１を露出した状態でカバーヘッド１５０によって覆われている。このようなカバーヘッド１５０としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料や、セラミック材料、ガラスセラミック材料、酸化物などを用いることができる。
このような記録ヘッド１は、上述したように、第２の方向Ｙがキャリッジ３の移動方向となるように、インクジェット式記録装置Ｉに搭載されている。
インクジェット式記録装置Ｉは、制御装置２５０を具備する（図１参照）。ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉの制御について図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るインクジェット式記録装置のブロック図である。
インクジェット式記録装置Ｉは、本実施形態の制御部であるプリンターコントローラー２１０と、プリントエンジン２２０とを備えている。
プリンターコントローラー２１０は、インクジェット式記録装置Ｉの全体の制御をする要素であり、本実施形態では、インクジェット式記録装置Ｉに設けられた制御装置２５０内に設けられている。
また、プリンターコントローラー２１０は、ＣＰＵ等を含んで構成した制御処理部２１１と、記憶部２１２と、駆動信号生成部２１３と、外部Ｉ／Ｆ（interface）２１４と、内部Ｉ／Ｆ２１５とを有する。
記録シートＳに印刷される画像を示す印刷データがホストコンピューターなどの外部装置２３０から外部Ｉ／Ｆ２１４に送信され、内部Ｉ／Ｆ２１５にはプリントエンジン２２０が接続される。プリントエンジン２２０は、プリンターコントローラー２１０による制御のもとで記録シートＳに画像を記録する要素であり、記録ヘッド１、搬送ローラー８やこれを駆動する図示しないモーター等の紙送り機構２２１、駆動モーター６やタイミングベルト７等のキャリッジ機構２２２を有する。
記憶部２１２は、制御プログラム等を記録するＲＯＭと、画像の印刷に必要な各種のデータを一時的に記録するＲＡＭとを含む。制御処理部２１１は、記憶部２１２に記録された制御プログラムを実行することによりインクジェット式記録装置Ｉの各要素を統括的に制御する。また、制御処理部２１１は、外部装置２３０から外部Ｉ／Ｆ２１４に送信される印刷データを、記録ヘッド１の各ノズル開口２１からのインク滴の噴射／非噴射を圧電アクチュエーター３００毎に指示するヘッド制御信号、例えば、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、画素データＳＩ、設定データＳＰ等に変換し、内部Ｉ／Ｆ２１５を介して記録ヘッド１に送信する。また、駆動信号生成部２１３は、駆動信号（ＣＯＭ）を生成し内部Ｉ／Ｆ２１５を介して記録ヘッド１に送信する。すなわち、ヘッド制御データや駆動信号等の噴射データは、送信部である内部Ｉ／Ｆ２１５を介して記録ヘッド１に送信される。
プリンターコントローラー２１０からヘッド制御信号及び駆動信号等の噴射データが供給された記録ヘッド１は、ヘッド制御信号及び駆動信号から駆動波形を生成し、駆動波形を圧電アクチュエーター３００に印加する。
また、プリンターコントローラー２１０は、外部装置２３０から外部Ｉ／Ｆ２１４を介して受信した印刷データから紙送り機構２２１及びキャリッジ機構２２２の移動制御信号を生成し、内部Ｉ／Ｆ２１５を介して紙送り機構２２１及びキャリッジ機構２２２に送信し、紙送り機構２２１及びキャリッジ機構２２２の制御を行う。
ここで、プリンターコントローラー２１０において、外部装置２３０から受信した印刷データをヘッド制御信号へ変換する前に行う画像処理について説明する。
印刷データは、印刷しようとする画像や文字などを表したＣＭＹＫの色空間で表現されたビットマップデータであり、ＣＭＹＫのそれぞれの濃度階調値は例えば０〜２５５で表されている。このようなビットマップデータを、ドット発生量テーブルにしたがって、ドットの発生率で表現したデータに変換する。本実施形態では、各セグメント２００のノズル開口２１から噴射することができるインクのドットが小ドット（Ｓ）、中ドット（Ｍ）、大ドット（Ｌ）の３つあり、濃度階調値（０〜２５５）が、これら３つのドットの発生率のデータに変換される。
ドット発生量テーブルは、ＣＭＹＫの各濃度階調値（０〜２５５）に対して、上記３つのドットの発生率を対応付けたテーブルであり、セグメント２００ごとに定義されて、記憶部２１２に記憶されている。
図７は、ドット発生量テーブルをグラフ形式で例示した図である。横軸はドット分解前の濃度階調値を示し、縦軸がドット分解後のドット発生率を示している。また、グラフＳ、Ｍ、Ｌは、それぞれ、小ドット、中ドット、大ドットの発生率を示している。濃度階調値が小さい場合には、小ドットだけが発生して濃度の薄い印刷となり、濃度階調値が大きい場合には、大ドットを含め３つのドットが発生して濃度の高い印刷が実現されることになる。
プリンターコントローラー２１０による画像処理は、ドット発生量テーブルを用いて、入力される濃度階調値を実際に各セグメント２００のノズル開口２１から噴射されるインク重量に変換する処理である。この処理により、各セグメント２００について、入力される濃度階調値に対してインク重量自体（３つのドットにより吐出される総インク重量）が決定され、さらに、同じインク重量をどのように上記３つのドットに振り分けるかが決定される。
図７の直線Ｉは、前者のインク重量を決定しているものであり、その直線で示されるインク重量（ここでは％で表現）を小ドット、中ドット、大ドットの吐出で表現するとグラフＳ、Ｍ、Ｌとなる。このようにして、各色の濃度階調値が、３種のドットで表現されるインク重量のデータに変換される。そして、当該インク重量のデータに基づいて上述したヘッド制御信号に変換されて記録ヘッド１に送信される。
ここで、上述した記録ヘッド１の製造方法について説明する。
まず、記録ヘッド１に用いるチップ１４０を複数製造する。チップ１４０の製造方法については特に限定はなく、公知の製造方法により製造することができる。次に、各チップ１４０について、チップ１４０に含まれるセグメント２００の固有振動数を計測する。
セグメント２００の固有振動数は、公知の装置・方法により計測することができる。例えば、公知のインピーダンスアナライザという測定器を用い、セグメント２００に特定のSin波を入力し、そのインピーダンスを測定する。入力するSin波の周波数を変化させることによって、セグメント２００のインピーダンスが変化する。インピーダンスのピークをもつ入力Sin波の周波数をセグメント２００の固有振動数として計測することができる。また、固有振動数を計測する対象のセグメント２００は、チップ１４０に含まれる全てのセグメント２００であってもよいし、任意に選択した複数のセグメント２００でもよい。本実施形態では、各チップ１４０には１００個のセグメント２００があるとし、１００個のセグメント２００について固有振動数を計測する。
次に、チップ１４０の固有振動数の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けする。チップ１４０の固有振動数の最頻値とは、一つのチップ１４０について計測したセグメント２００ごとの固有振動数のうち最も頻繁に出現する値である。固有振動数の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けするとは、固有振動数の最頻値が同一又は所定範囲内であるチップ１４０を同一ランクにすることをいう。
図８にランク分けの例を示す。横軸は各チップのセグメント２００に付したセグメント番号、縦軸は固有振動数を示している。ここでは５つのチップ１４０について例示してある。個別のチップ１４０について言及するときはチップ＃１、チップ＃２、チップ＃３、チップ＃４、チップ＃５とも称する。セグメント番号は、それぞれのチップ＃１〜＃５の１００個のセグメント２００にそれぞれ付した番号である。チップ＃１の１００個のセグメント２００には１から１００（以降、セグメント＃１〜＃１００と記載する）のセグメント番号が付されている。同様にチップ＃２はセグメント＃１０１〜＃２００、チップ＃３はセグメント＃２０１〜＃３００、チップ＃４はセグメント＃３０１〜＃４００、チップ＃５はセグメント＃４０１〜＃５００のセグメント番号が付されている。
同図には、各チップ＃１〜＃５の各セグメント＃１〜＃５００について計測した固有振動数が例示されている。チップ＃１に含まれるセグメント＃１〜＃１００のそれぞれの固有振動数の最頻値を、チップ＃１の固有振動数の最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１とする。例えば、チップ＃１では、ほとんどのセグメントの固有振動数は最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１であり、一部のセグメントの固有振動数はそれより小さいか大きい。同様に、チップ＃２〜＃５についても固有振動数の最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿２〜ｆａ＿ｍｏｄｅ＿５とする。本実施形態では、ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１〜ｆａ＿ｍｏｄｅ＿４が同じ値であり、ｆａ＿ｍｏｄｅ＿５はそれらよりも小さい値である。
このような最頻値に基づいて、ランク分けを行う。例えば、最頻値が同一であるものを同一のランクとする。したがって、チップ＃１〜＃４は固有振動数の最頻値が同一であるので同一ランクに分類し、チップ＃５は別のランクに分類する。
もちろん、最頻値に基づいたランク分けの態様は、同一であるか否かによって行う必要はない。例えば、ランクごとに固有振動数の範囲を定義し、チップごとに、その固有振動数の最頻値が含まれる範囲を特定し、その範囲に対応するランクにチップをランク分けしてもよい。
図９にランク分けの例を示す。同図に示すように、ランクを３つとし、ランクごとに対応した固有振動数の範囲Ａ、範囲Ｂ、範囲Ｃを定義する。図８の例と異なり、チップ＃１〜＃５の固有振動数の最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１〜ｆａ＿ｍｏｄｅ＿５は、それぞれ同一ではない。例えば、チップ＃１については、その固有振動数の最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１が含まれる範囲Ｂを特定する。この場合、範囲Ｂに対応するランクをチップ＃１のランクとする。その他のチップ＃２〜＃５についても同様とする。
図９の例では、チップ＃１〜＃４については同一ランクとなり、チップ＃５については別のランクとなっている。このような範囲の取り方は、特に限定はない。
ここで、各セグメントの固有振動数は、各セグメントから噴射されるインクの重量に相関がある。したがって、同じ駆動信号を各セグメントに与えてインクを吐出させると、固有振動数のばらつきによって、各セグメントから噴射されるインク重量にもばらつきが生じる。このような固有振動数のばらつきによるインク重量のばらつきは、上述した印刷データの補正により抑制することができる。ただし、印刷データを補正することができる範囲には限界がある。
したがって、ランクごとに固有振動数の範囲を定義する場合、印刷データを補正することでインク重量のばらつきを抑えることが可能な範囲を求め、それに対応した固有振動数の範囲でランク分けすることが好ましい。例えば、一つのランクの範囲は、インク重量が±５％以内に相当する固有振動数の範囲とすることが好ましい。インク重量が±５％に収まる範囲は、ほぼ同じ画質が得られるからである。
図９の例では、チップ＃１〜＃４の固有振動数の最頻値は同じランクの範囲Ｂに収まっている。この範囲Ｂは、補正によって、チップ＃１〜＃４の各セグメントから噴射されるインク重量にばらつきが実質的に無くせる程度の固有振動数の範囲である。しかし、チップ＃５については、補正をしても、他のチップ＃１〜＃４と同等のインク重量とすることができないような固有振動数であるので、別ランクとされている。
なお、一つのチップ１４０のセグメント間で大きく固有振動数が異なる場合、補正をしてもばらつきが補正しきれずに、インク重量にばらつきが出てしまう。しかし、通常、そのようなチップ１４０は使用されない。また、ランクごとに固有振動数の範囲を定義する態様としては、上述したような印刷データを補正可能な固有振動数の範囲とする必要はなく、任意の範囲としてもよい。
また、ランクごとに固有振動数の範囲を定義する場合、例えば、固有振動数の最頻値の最小値と最大値との間で、１０分割以上から５０分割以下となるようにランクの範囲を設定してもよい。固有振動数の最頻値の最小値とは、複数のチップのそれぞれから得られる最頻値のうち最小の値をいう。固有振動数の最頻値の最大値とは、複数のチップのそれぞれから得られる最頻値のうち最大の値をいう。
次に、上述のように行ったランク分けに基づいて選択したチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造する。ランク分けに基づいて選択したチップ１４０とは、例えば、同一ランクに分類されたチップ１４０であり、図８や図９の例ではチップ＃１〜＃４が同一ランクに分類されたチップ１４０に該当する。もちろん、同一ランクのチップ１４０を選択する場合に限らず、例えば、連続する２つ（又は複数）のランクを選び、それらのランクに分類されたチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造してもよい。
ランク分けに基づいて選択したチップ１４０を備える記録ヘッド１のドット発生量テーブルは、次のように作成する。
図１０は、ドット発生量テーブルをグラフ形式で例示した図である。横軸、縦軸は図７と同様である。図１０（ａ）は、図８に示したチップ＃１のセグメントのうち、固有振動数が最頻値（ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１）であるセグメント（例えばセグメント＃１）についてのドット発生量テーブルである。図１０（ｂ）は、図８に示したチップ＃１のセグメントのうち、固有振動数が最頻値（ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも小さいセグメント（例えばセグメント＃２０）についてのドット発生量テーブルである。図１０（ｃ）は、図８に示したチップ＃１のセグメントのうち、固有振動数が最頻値（ｆａ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも大きいセグメント（例えばセグメント＃７０）についてのドット発生量テーブルである。
まず、図１０（ａ）に示すように、固有振動数が最頻値であるセグメント＃１についてドット発生量テーブルを作成する。
セグメントの固有振動数は、セグメントから噴射されるインク重量に相関があり、固有振動数が高いほどインク重量は小さい。このため、同じインク重量を噴射するよう制御されても、セグメント＃２０から実際に噴射されるドットのインク重量は、セグメント＃１から実際に噴射されるドットのインク重量よりも大きくなってしまう。逆に、セグメント＃７０から実際に噴射されるドットのインク重量は、セグメント＃１から実際に噴射されるドットのインク重量よりも小さくなってしまう。
このため、大きなインク重量を噴射してしまうセグメント＃２０、すなわち、固有振動数が最頻値よりも小さいセグメント＃２０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を少なくするように補正する。
例えば、図１０（ｂ）に示すように、セグメント＃２０のドット発生量テーブルは、固有振動数が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を減らす補正をして作成する。ここでは、図１０（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を７０％に補正して、セグメント＃２０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃２０の固有振動数と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
また、小さなインク重量を噴射してしまうセグメント＃７０、すなわち、固有振動数が最頻値よりも大きいセグメント＃７０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を多くするように補正する。
例えば、図１０（ｃ）に示すように、セグメント＃７０のドット発生量テーブルは、固有振動数が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を増やす補正をして作成する。ここでは、図１０（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を１３０％に補正して、セグメント＃７０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃７０の固有振動数と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したドット発生量テーブルを用いた場合、同じ濃度階調値であっても、セグメント＃１とセグメント＃２０とセグメント＃７０とでインク重量は異なる。しかし、そのインク重量に基づいたヘッド制御信号で実際にインクを噴射させると、実質的にインク重量の差がない、ばらつきの抑制されたドットを形成することができる。つまり、固有振動数の差に由来するセグメント間のインク重量のばらつきを抑制することができる。
セグメント＃１とセグメント＃２０とセグメント＃７０以外のセグメントについても、同様に、固有振動数の差に基づいてドット発生量テーブルを作成し、記憶部２１２に記憶させる。
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０をセグメント２００の固有振動数の最頻値を基準としてランク分けし、ランク分けに基づいてチップ１４０を選択して記録ヘッド１を製造する。これにより、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップ１４０を備える記録ヘッド１を製造することができる。
また、本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０（チップ＃１〜＃４）の固有振動数の最頻値が同一ランクに属する記録ヘッド１を製造する。これにより、基準となるドット発生量テーブルの補正量を削減することができる。図８の例では、チップ＃１〜＃４の殆どのセグメントは最頻値で揃っているので、それらのセグメント用にドット発生量テーブルを補正する必要はない。換言すれば、固有振動数が最頻値より小さい又は大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正すればよい。このように、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを減らすことができる。
このことを、図１１及び図１２に基づいて詳細に説明する。図１１は、平均値を基準にしてランク分けしたチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造した場合における、固有振動数の度数分布を示すグラフである。図１１（ａ）はチップ＃１の固有振動数の度数分布、図１１（ｂ）はチップ＃２の固有振動数の度数分布、図１１（ｃ）はチップ＃１とチップ＃２とを合わせた固有振動数の度数分布である。
図１１（ａ）に示すチップ＃１は、固有振動数の平均値が１．００、最頻値が１．０５であるとする。チップ１４０は、セグメント２００ごとの固有振動数がばらつくことがあり、このチップ＃１のように、平均値と最頻値が異なる場合がある。図１１（ｂ）に示すチップ＃２は、固有振動数の平均値、最頻値ともに１．００であるとする。
平均値を基準としてランク分けした場合、チップ＃１とチップ＃２とは同一ランクとされる。図１１（ｃ）に示すように、平均値を基準とした同一ランクのチップ＃１とチップ＃２との度数分布は、固有振動数が１．０５の度数が最も高く、次いで固有振動数が１．００の度数が高い。つまり、固有振動数が平均値であるセグメントの度数が最多とならない場合がある。チップ＃３，チップ＃４については特に図示しないが、平均値基準でランク分けすれば、固有振動数が平均値であるセグメントの度数が最多とはならない場合がある。
このようなチップ＃１〜チップ＃４を備える記録ヘッド１では、補正対象となるセグメントが多くなってしまう。例えば、固有振動数が平均値であるセグメントを基準として、平均値以外のセグメントを補正対象とする。この場合、固有振動数が最頻値であるセグメントを補正の対象としなければならず、補正対象が増えてしまう。
図１２は、最頻値を基準にしてランク分けしたチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造した場合における、固有振動数の度数分布を示すグラフである。図１２（ａ）はチップ＃１の固有振動数の度数分布、図１２（ｂ）はチップ＃２の固有振動数の度数分布、図１２（ｃ）はチップ＃１とチップ＃２とを合わせた固有振動数の度数分布である。
図１２（ａ）に示すチップ＃１は、固有振動数の平均値が１．００、最頻値が１．０５であるとする。図１２（ｂ）に示すチップ＃２は、固有振動数の平均値、最頻値ともに１．０５であるとする。
最頻値を基準としてランク分けした場合、チップ＃１とチップ＃２とは同一ランクとされる。図１２（ｃ）に示すように、最頻値を基準とした同一ランクのチップ＃１とチップ＃２との度数分布は、当然ながら、固有振動数が最頻値であるセグメントの度数が最多となる。チップ＃３，チップ＃４を合わせた度数分布についても、特に図示しないが、最頻値基準でランク分けすれば、固有振動数が最頻値であるセグメントの度数が最多となる。
このように、本実施形態の製造方法によれば、最頻値に基づいてランク分けしたチップ＃１〜チップ＃４を備える記録ヘッド１を製造する。これにより、固有振動数が最頻値であるセグメントを補正対象とする必要がなくなる。すなわち、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを減らすことができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルの補正は、固有振動数が最頻値よりも小さい又は大きいセグメントについて、当該セグメントの固有振動数と、固有振動数の最頻値との差に基づいて行われる。このように、本実施形態の製造方法によれば、記録ヘッド１からインクを噴射させることなく、ドット発生量テーブルの補正を行うことができる。
ちなみに、各セグメントから実際にインクを噴射させ、インク重量にばらつきがあれば、それを補正するようにドット発生量テーブルの補正を行うこともできる。しかし、この場合、記録ヘッド１にインクカートリッジ２からのインクを供給し、実際に駆動信号を記録ヘッド１に送信して、インクを噴射させ、そのインクの重量を測定する必要がある。一方、本実施形態の製造方法によれば、記録ヘッド１にインクを供給する必要もないし、実際にインクを噴射させる必要はなく、セグメントの固有振動数さえ計測すれば、ランク分けを行い、記録ヘッド１を製造することができる。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、チップ１４０のセグメント２００の固有振動数が以下の式を満たす。
Figure 2018051909
ただし、ｉは１からｎまでの整数、ｎは記録ヘッド１に含まれるチップ１４０の個数、ｆａ＿ｍｏｄｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の固有振動数の最頻値である。
図８に示した例ではチップ１４０は４つであるので、ｎは４となり、ｆａ＿ｍｏｄｅ＿ｉは、ｉ＝１であればｆａ＿ｍｏｄｅ＿１、ｉ＝２であればｆａ＿ｍｏｄｅ＿２、ｉ＝３であればｆａ＿ｍｏｄｅ＿３、ｉ＝４であればｆａ＿ｍｏｄｅ＿４である。
ｆａ＿ａｖｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の固有振動数の平均値である。
ｆａ＿ｍａｘ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の固有振動数の最大値である。
ｆａ＿ｍｉｎ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の固有振動数の最小値である。
ｆａ＿ｍｅｄ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の固有振動数の中央値である。
最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値は、ｉ番目のチップ１４０に含まれる全てのセグメントの固有振動数から求めてもよいし、任意の数のセグメント２００の固有振動数から求めてもよい。
式１〜式４の左辺は、全てのチップ１４０の最頻値の平均値と、各チップ１４０の最頻値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の固有振動数の最頻値のばらつきを表している。
式１の右辺は、全てのチップ１４０の平均値の平均値と、各チップ１４０の平均値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の固有振動数の平均値のばらつきを表している。
式２の右辺は、全てのチップ１４０の最大値の平均値と、各チップ１４０の最大値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の固有振動数の最大値のばらつきを表している。
式３の右辺は、全てのチップ１４０の最小値の平均値と、各チップ１４０の最小値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の固有振動数の最小値のばらつきを表している。
式４の右辺は、全てのチップ１４０の中央値の平均値と、各チップ１４０の中央値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の固有振動数の中央値のばらつきを表している。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、最頻値を基準にしてチップ１４０をランク分けし、そのランク分けに基づいて選択されたチップ１４０を備えている。したがって、式１に示すように、全チップ１４０の固有振動数の最頻値のばらつきは、全チップ１４０の固有振動数の平均値のばらつきよりも小さくなる。図８に示した例では、チップ＃１〜＃４の固有振動数の最頻値ｆａ＿ｍｏｄｅ＿ｉ（ｉは１〜４）は何れも同じであるから、最頻値のばらつきはゼロである。一方、チップ＃１〜＃４の固有振動数の平均値のばらつきはゼロより大きいことは明らかであるから、式１を満たしている。
式２〜式４についても同様に、全チップ１４０の固有振動数の最頻値のばらつきは、全チップ１４０の固有振動数の最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さくなり、式２〜式４を満たしている。
以上に説明した本実施形態の記録ヘッド１によれば、記録ヘッド１は、全チップ１４０の固有振動数の最頻値のばらつきが、全チップ１４０の固有振動数の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような記録ヘッド１は、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
また、本実施形態の記録ヘッド１は、補正されたドット発生量テーブルを用いるセグメントが低減されている。すなわち、ドット発生数を減らす補正対象となるセグメントを低減することができるので、高品質な印刷を行うことができる。
さらに、本実施形態の記録ヘッド１は、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントが低減されるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る画像処理の計算時間を低減することができる。
〈実施形態２〉
実施形態１では、チップ１４０をランク分けするためにセグメントの固有振動数を用いたが、これに限定されず、セグメントから噴射されるインク重量（Ｉｗ）を用いてもよい。
本実施形態の記録ヘッド１の製造方法について説明する。
まず、複数のチップ１４０を製造する。そして、各チップ１４０からインクを噴射させることが可能な状態にする。例えば、複数のチップ１４０に対して着脱可能な流路部材を取り付ける。さらに、複数のチップ１４０に対して着脱可能な配線基板を取り付ける。このような流路部材を介してチップ１４０にインクを供給し、配線基板を介して複数のチップ１４０にヘッド制御信号や駆動信号を送信し、インクを噴射させることができる。
次に、製造した複数のチップ１４０について、チップ１４０に含まれるセグメント２００から噴射されるインク重量を計測する。以降、セグメント２００から噴射されるインク重量を、単にセグメント２００のインク重量とも称する。
セグメント２００のインク重量は、公知の装置・方法により計測することができる。例えば、セグメント２００の圧電アクチュエーター３００に液滴が吐出可能な特定の駆動波形（基準となる駆動波形）を印加し、一定数の液滴を受け容器に吐出させる。そして、その受け容器の重量変化や、インクカートリッジなどのインクの供給元の重量変化を計測することによってセグメント２００のインク重量を計測することができる。本計測には、電子天秤などの高精度の重量計を用いることができる。また、インク重量を計測する対象のセグメント２００は、チップ１４０に含まれる全てのセグメント２００であってもよいし、任意に選択した複数のセグメント２００でもよい。本実施形態では、各チップ１４０には１００個のセグメント２００があるとし、１００個のセグメント２００についてインク重量を計測する。
次に、チップ１４０のインク重量の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けする。チップ１４０のインク重量の最頻値とは、一つのチップ１４０について計測したセグメント２００ごとのインク重量のうち最も頻繁に出現する値である。インク重量の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けするとは、インク重量の最頻値が同一又は所定範囲内であるチップ１４０を同一ランクにすることをいう。
図１３にランク分けの例を示す。横軸は各チップのセグメント２００に付したセグメント番号、縦軸はインク重量を示している。同図には、各チップ＃１〜＃４の各セグメント＃１〜＃４００について計測したインク重量が例示されている。チップ＃１に含まれるセグメント＃１〜＃１００のそれぞれのインク重量のうち最頻値を、チップ＃１のインク重量の最頻値Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿１とする。同様に、チップ＃２〜＃４についてもインク重量の最頻値Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿２〜Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿４とする。本実施形態では、Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿１〜Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿４は同じ値である。
このような最頻値に基づいて、ランク分けを行う。例えば、最頻値が同一であるものを同一のランクとする。したがって、チップ＃１〜＃４はインク重量の最頻値が同一であるので同一ランクに分類し、最頻値とは異なるインク重量のチップ（図示せず）は別のランクに分類する。
もちろん、最頻値に基づいたランク分けの態様は、同一であるか否かによって行う必要はない。例えば、ランクごとにインク重量の範囲を定義し、チップごとに、そのインク重量の最頻値が含まれる範囲を特定し、その範囲に対応するランクにチップをランク分けしてもよい。特に図示しないが、実施形態１の図９に示したような態様で、インク重量の範囲を複数定め、インク重量の最頻値が含まれる範囲を特定することでランク分けすればよい。
また、範囲の取り方は、特に限定はない。インク重量のばらつきは、実施形態１で説明したように、印刷データの補正により抑制することができる。ただし、印刷データを補正することができる範囲には限界がある。したがって、ランクごとにインク重量の範囲を定義する場合、印刷データを補正することでインク重量のばらつきを抑えることが可能な範囲を定義し、当該範囲に基づいてランク分けすることが好ましい。
ランク分け後は、各チップ１４０から流路部材や配線基板などの部材を取り外す。そして、ランク分けに基づいて選択したチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造する。ランク分けに基づいて選択したチップ１４０とは、例えば、同一ランクに分類されたチップ１４０であり、図１５の例ではチップ＃１〜＃４が同一ランクに分類されたチップ１４０に該当する。もちろん、同一ランクのチップ１４０を選択する場合に限らず、例えば、連続する２つ（又は複数）のランクを選び、それらのランクに分類されたチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造してもよい。
ランク分けに基づいて選択したチップ１４０を備える記録ヘッド１のドット発生量テーブルは、次のように作成する。
図１４は、ドット発生量テーブルをグラフ形式で例示した図である。横軸、縦軸は図７と同様である。図１４（ａ）は、図１３に示したチップ＃１のセグメントのうち、インク重量が最頻値（Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿１）であるセグメント（例えばセグメント＃１）についてのドット発生量テーブルである。図１４（ｂ）は、図１３に示したチップ＃１のセグメントのうち、インク重量が最頻値（Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも大きいセグメント（例えばセグメント＃２０）についてのドット発生量テーブルである。図１４（ｃ）は、図１３に示したチップ＃１のセグメントのうち、インク重量が最頻値（Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも小さいセグメント（例えばセグメント＃７０）についてのドット発生量テーブルである。
まず、図１４（ａ）に示すように、インク重量が最頻値であるセグメント＃１についてドット発生量テーブルを作成する。
各セグメントは、実施形態１で説明した固有振動数の相違などが原因で、インク重量にばらつきがある。このため、同じインク重量を噴射するよう制御されても、セグメント＃１から実際に噴射されるドットのインク重量は、セグメント＃１から実際に噴射されるドットのインク重量よりも大きくなってしまう。
このため、大きなインク重量を噴射してしまうセグメント＃２０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を少なくするように補正する。
例えば、図１４（ｂ）に示すように、セグメント＃２０のドット発生量テーブルは、インク重量が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を減らす補正をして作成する。ここでは、図１４（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を７０％に補正して、セグメント＃２０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃２０のインク重量と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
また、小さなインク重量を噴射してしまうセグメント＃７０、すなわち、インク重量が最頻値よりも小さいセグメント＃７０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を多くするように補正する。
例えば、図１４（ｃ）に示すように、セグメント＃７０のドット発生量テーブルは、インク重量が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を増やす補正をして作成する。ここでは、図１４（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を１３０％に補正して、セグメント＃７０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃７０の固有振動数と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したドット発生量テーブルを用いた場合、同じ濃度階調値であっても、セグメント＃１とセグメント＃２０とセグメント＃７０とでインク重量は異なる。しかし、そのインク重量に基づいたヘッド制御信号で実際にインクを噴射させると、実質的にインク重量の差がない、ばらつきの抑制されたドットを形成することができる。つまり、セグメント間のインク重量のばらつきを抑制することができる。
セグメント＃１とセグメント＃２０とセグメント＃７０以外のセグメントについても、同様に、各セグメントのインク重量と最頻値の差に基づいてドット発生量テーブルを作成し、記憶部２１２に記憶させる。
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０をセグメント２００のインク重量の最頻値を基準としてランク分けし、ランク分けに基づいてチップ１４０を選択して記録ヘッド１を製造する。これにより、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップ１４０を備える記録ヘッド１を製造することができる。
また、本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０（チップ＃１〜＃４）のインク重量の最頻値が同一ランクに属する記録ヘッド１を製造する。これにより、基準となるドット発生量テーブルの補正量を削減することができる。図１３の例では、チップ＃１〜＃４の殆どのセグメントは最頻値で揃っているので、それらのセグメント用にドット発生量テーブルを補正する必要はない。換言すれば、インク重量が最頻値より大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正すればよい。このように、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを減らすことができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、チップ１４０のセグメント２００のインク重量が以下の式を満たす。
Figure 2018051909
ただし、ｉは１からｎまでの整数、ｎは記録ヘッド１に含まれるチップ１４０の個数、Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００のインク重量の最頻値である。
Ｉｗ＿ａｖｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００のインク重量の平均値である。
Ｉｗ＿ｍａｘ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００のインク重量の最大値である。
Ｉｗ＿ｍｉｎ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００のインク重量の最小値である。
Ｉｗ＿ｍｅｄ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００のインク重量の中央値である。
最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値は、ｉ番目のチップ１４０に含まれる全てのセグメントのインク重量から求めてもよいし、任意の数のセグメント２００のインク重量から求めてもよい。
式５〜式８の左辺は、全てのチップ１４０の最頻値の平均値と、各チップ１４０の最頻値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０のインク重量の最頻値のばらつきを表している。
式５の右辺は、全てのチップ１４０の平均値の平均値と、各チップ１４０の平均値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０のインク重量の平均値のばらつきを表している。
式６の右辺は、全てのチップ１４０の最大値の平均値と、各チップ１４０の最大値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０のインク重量の最大値のばらつきを表している。
式７の右辺は、全てのチップ１４０の最小値の平均値と、各チップ１４０の最小値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０のインク重量の最小値のばらつきを表している。
式８の右辺は、全てのチップ１４０の中央値の平均値と、各チップ１４０の中央値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０のインク重量の中央値のばらつきを表している。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、インク重量の最頻値を基準にしてチップ１４０をランク分けし、そのランク分けに基づいて選択されたチップ１４０を備えている。したがって、式５に示すように、全チップ１４０のインク重量の最頻値のばらつきは、全チップ１４０のインク重量の平均値のばらつきよりも小さくなる。図１５に示した例では、チップ＃１〜＃４のインク重量の最頻値Ｉｗ＿ｍｏｄｅ＿ｉ（ｉは１〜４）は何れも同じであるから、最頻値のばらつきはゼロである。一方、チップ＃１〜＃４のインク重量の平均値のばらつきはゼロより大きいことは明らかであるから、式５を満たしている。
式６〜式８についても同様に、全チップ１４０のインク重量の最頻値のばらつきは、全チップ１４０のインク重量の最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さくなり、式６〜式８を満たしている。
以上に説明した本実施形態の記録ヘッド１によれば、記録ヘッド１は、全チップ１４０のインク重量の最頻値のばらつきが、全チップ１４０のインク重量の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような記録ヘッド１は、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
さらに、本実施形態の記録ヘッド１は、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントが低減できるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
〈実施形態３〉
実施形態１では、チップ１４０をランク分けするためにセグメントの固有振動数を用いたが、これに限定されず、セグメントの変位量（Ｄ）を用いてもよい。
本実施形態の記録ヘッド１の製造方法について説明する。まず、複数のチップ１４０を製造する。そして、各チップ１４０の振動板５０を変位させることが可能な状態にする。例えば、複数のチップ１４０に対して着脱可能な配線基板を取り付ける。このような配線基板を介して複数のチップ１４０にヘッド制御信号や駆動信号を送信し、圧電アクチュエーター３００を動作させて振動板を変位させることができる。
次に、チップ１４０に含まれるセグメント２００の振動板５０の変位量を計測する。以降、セグメント２００の振動板５０の変位量を、単にセグメントの変位量とも称する。
セグメント２００の変位量は、公知の装置・方法により計測することができる。例えば、ドップラー振動計を用いて計測することができる。これは、ドップラー効果という物理法則を用いることで、レーザーが移動している物体（セグメント２００の振動板５０）に反射することによってレーザーの往復路で波長の差異ができ、セグメント２００の振動板５０の速度を計測する。その速度を積分することによって振動板５０の変位量を計測することができる。また、変位量を計測する対象のセグメント２００は、チップ１４０に含まれる全てのセグメント２００であってもよいし、任意に選択した複数のセグメント２００でもよい。本実施形態では、各チップ１４０には１００個のセグメント２００があるとし、１００個のセグメント２００について変位量を計測する。
次に、チップ１４０の変位量の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けする。チップ１４０の変位量の最頻値とは、一つのチップ１４０について計測したセグメント２００ごとの変位量のうち最も頻繁に現れる値をいう。変位量の最頻値をランク分けの基準としてチップ１４０をランク分けするとは、変位量の最頻値が同一又は所定範囲内であるチップ１４０を同一ランクにすることをいう。
図１５にランク分けの例を示す。横軸は各チップのセグメント２００に付したセグメント番号、縦軸は変位量を示している。同図には、各チップ＃１〜＃４の各セグメント＃１〜＃４００について計測した変位量が例示されている。チップ＃１に含まれるセグメント＃１〜＃１００のそれぞれの変位量のうち最頻値を、チップ＃１の変位量の最頻値Ｄ＿ｍｏｄｅ＿１とする。同様に、チップ＃２〜＃４についても変位量の最頻値Ｄ＿ｍｏｄｅ＿２〜Ｄ＿ｍｏｄｅ＿４とする。本実施形態では、Ｄ＿ｍｏｄｅ＿１〜Ｄ＿ｍｏｄｅ＿４が同じ値である。
このような最頻値に基づいて、ランク分けを行う。例えば、最頻値が同一であるものを同一のランクとする。したがって、チップ＃１〜＃４は変位量の最頻値が同一であるので同一ランクに分類し、最頻値と異なる変位量のチップ（図示せず）は別のランクに分類する。
もちろん、最頻値に基づいたランク分けの態様は、同一であるか否かによって行う必要はない。例えば、ランクごとに変位量の範囲を定義し、チップごとに、その変位量の最頻値が含まれる範囲を特定し、その範囲に対応するランクにチップをランク分けしてもよい。特に図示しないが、実施形態１の図９に示したような態様で、変位量の範囲を複数定め、変位量の最大値が含まれる範囲を特定することでランク分けすればよい。
ここで、各セグメントの変位量は、各セグメントから噴射されるインクの重量に相関がある。したがって、同じ駆動信号を各セグメントに与えてインクを吐出させると、変位量のばらつきによって、各セグメントから噴射されるインク重量にもばらつきが生じる。このような変位量のばらつきによるインク重量のばらつきは、上述した印刷データの補正により抑制することができる。ただし、印刷データを補正することができる範囲には限界がある。
したがって、ランクごとに変位量の範囲を定義する場合、印刷データを補正することでインク重量のばらつきを抑えることが可能な範囲を求め、それに対応した変位量の範囲でランク分けすることが好ましい。
ランク分け後は、各チップ１４０から配線基板などの部材を取り外す。そして、ランク分けに基づいて選択したチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造する。ランク分けに基づいて選択したチップ１４０とは、例えば、同一ランクに分類されたチップ１４０であり、図１５の例ではチップ＃１〜＃４が同一ランクに分類されたチップ１４０に該当する。もちろん、同一ランクのチップ１４０を選択する場合に限らず、例えば、連続する２つ（又は複数）のランクを選び、それらのランクに分類されたチップ１４０を用いて記録ヘッド１を製造してもよい。
ランク分けに基づいて選択したチップ１４０を備える記録ヘッド１のドット発生量テーブルは、次のように作成する。
図１６は、ドット発生量テーブルをグラフ形式で例示した図である。横軸、縦軸は図７と同様である。図１６（ａ）は、図１５に示したチップ＃１のセグメントのうち、変位量が最頻値（Ｄ＿ｍｏｄｅ＿１）であるセグメント（例えばセグメント＃１）についてのドット発生量テーブルである。図１６（ｂ）は、図１５に示したチップ＃１のセグメントのうち、変位量が最頻値（Ｄ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも大きいセグメント（例えばセグメント＃２０）についてのドット発生量テーブルである。図１６（ｃ）は、図１５に示したチップ＃１のセグメントのうち、変位量が最頻値（Ｄ＿ｍｏｄｅ＿１）よりも小さいセグメント（例えばセグメント＃７０）についてのドット発生量テーブルである。
まず、図１６（ａ）に示すように、変位量が最頻値であるセグメント＃１についてドット発生量テーブルを作成する。
セグメントの変位量は、セグメントから噴射されるインク重量に相関があり、変位量が大きいインク重量は大きい。このため、同じインク重量を噴射するよう制御されても、セグメント＃２０から実際に噴射されるドットのインク重量は、セグメント＃１から実際に噴射されるドットのインク重量よりも大きくなってしまう。
このため、大きなインク重量を噴射してしまうセグメント＃２０、すなわち、変位量が最頻値よりも大きいセグメント＃２０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を少なくするように補正する。
例えば、図１６（ｂ）に示すように、セグメント＃２０のドット発生量テーブルは、変位量が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を減らす補正をして作成する。ここでは、図１６（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を７０％に補正して、セグメント＃２０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃２０の変位量と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
また、小さなインク重量を噴射してしまうセグメント＃７０、すなわち、固有振動数が最頻値よりも大きいセグメント＃７０については、同じ濃度階調値であっても、インク重量を多くするように補正する。
また、図１６（ｃ）に示すように、セグメント＃７０のドット発生量テーブルは、変位量が最頻値であるセグメント＃１のドット発生量テーブルを基準として、ドット発生量を増やす補正をして作成する。ここでは、図１６（ａ）に示すセグメント＃１についてのインク重量を１３０％に補正して、セグメント＃７０のインク重量としてある。補正する量は、セグメント＃７０の変位量と、最頻値との差に基づいて適宜定める。
図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したドット発生量テーブルを用いた場合、同じ濃度階調値であっても、セグメント＃１とセグメント＃２０とセグメント＃７０とでインク重量は異なる。しかし、そのインク重量に基づいたヘッド制御信号で実際にインクを噴射させると、実質的にインク重量の差がない、ばらつきの抑制されたドットを形成することができる。つまり、変位量の差に由来するセグメント間のインク重量のばらつきを抑制することができる。
セグメント＃１とセグメント＃２０以外のセグメントについても、同様に、変位量の差に基づいてドット発生量テーブルを作成し、記憶部２１２に記憶させる。
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０をセグメント２００の変位量の最頻値を基準としてランク分けし、ランク分けに基づいてチップ１４０を選択して記録ヘッド１を製造する。これにより、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきを抑えた複数のチップ１４０を備える記録ヘッド１を製造することができる。
また、本実施形態の製造方法によれば、チップ１４０（チップ＃１〜＃４）の変位量の最頻値が同一ランクに属する記録ヘッド１を製造する。これにより、基準となるドット発生量テーブルの補正量を削減することができる。図１５の例では、チップ＃１〜＃４の殆どのセグメントは最頻値で揃っているので、それらのセグメント用にドット発生量テーブルを補正する必要はない。換言すれば、変位量が最頻値より小さい又は大きいセグメントについてのみドット発生量テーブルを補正すればよい。このように、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを減らすことができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントを低減することができるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、ドット発生量テーブルの補正は、変位量が最頻値よりも大きいセグメントについて、当該セグメントの変位量と、変位量の最頻値との差に基づいて行われる。このように、本実施形態の製造方法によれば、記録ヘッド１からインクを噴射させることなく、ドット発生量テーブルの補正を行うことができる。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、チップ１４０のセグメント２００の変位量が以下の式を満たす。
Figure 2018051909
ただし、ｉは１からｎまでの整数、ｎは記録ヘッド１に含まれるチップ１４０の個数、Ｄ＿ｍｏｄｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の変位量の最頻値である。
Ｄ＿ａｖｅ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の変位量の平均値である。
Ｄ＿ｍａｘ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の変位量の最大値である。
Ｄ＿ｍｉｎ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の変位量の最小値である。
Ｄ＿ｍｅｄ＿ｉは、ｉ番目のチップ１４０に含まれる複数のセグメント２００の変位量の中央値である。
最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値は、ｉ番目のチップ１４０に含まれる全てのセグメントの変位量から求めてもよいし、任意の数のセグメント２００の変位量から求めてもよい。
式９〜式１２の左辺は、全てのチップ１４０の最頻値の平均値と、各チップ１４０の最頻値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の変位量の最頻値のばらつきを表している。
式９の右辺は、全てのチップ１４０の平均値の平均値と、各チップ１４０の平均値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の変位量の平均値のばらつきを表している。
式１０の右辺は、全てのチップ１４０の最大値の平均値と、各チップ１４０の最大値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の変位量の最大値のばらつきを表している。
式１１の右辺は、全てのチップ１４０の最小値の平均値と、各チップ１４０の最小値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の変位量の最小値のばらつきを表している。
式１２の右辺は、全てのチップ１４０の中央値の平均値と、各チップ１４０の中央値との差の二乗和である。これは、全チップ１４０の変位量の中央値のばらつきを表している。
本実施形態の製造方法により製造された記録ヘッド１は、最頻値を基準にしてチップ１４０をランク分けし、そのランク分けに基づいて選択されたチップ１４０を備えている。したがって、式９に示すように、全チップ１４０の変位量の最頻値のばらつきは、全チップ１４０の変位量の平均値のばらつきよりも小さくなる。図１５に示した例では、チップ＃１〜＃４の変位量の最頻値Ｄ＿ｍｏｄｅ＿ｉ（ｉは１〜４）は何れも同じであるから、最頻値のばらつきはゼロである。一方、チップ＃１〜＃４の変位量の平均値のばらつきはゼロより大きいことは明らかであるから、式９を満たしている。
式１０〜式１２についても同様に、全チップ１４０の変位量の最頻値のばらつきは、全チップ１４０の変位量の最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さくなり、式１０〜式１２を満たしている。
以上に説明した本実施形態の記録ヘッド１によれば、記録ヘッド１は、全チップ１４０の変位量の最頻値のばらつきが、全チップ１４０の変位量の平均値、最大値、最小値、中央値のばらつきよりも小さい。このような記録ヘッド１は、各セグメントのインクの噴射特性のばらつきが抑えられ、高品質な印刷を行うことができる。
さらに、本実施形態の記録ヘッド１は、ドット発生量テーブルを補正する対象のセグメントが低減できるので、ドット発生量テーブルを用いた画像処理に係る計算時間を低減することができる。
〈他の実施形態〉
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
実施形態１〜実施形態２の記録ヘッド１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電アクチュエーター３００を例示したが、これに限定されない。例えば、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
さらに、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、記録ヘッド１がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されない。例えば、記録ヘッド１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。ライン式記録装置においては、記録ヘッド１は、圧力発生室１２（ノズル開口２１）の並設方向が、第２の方向Ｙとなるようにインクジェット式記録装置Ｉに搭載される。圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向は、インクジェット式記録装置Ｉの第１の方向Ｘと一致する。
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を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や液体噴射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、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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ることができる。
Ｉ…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１…記録ヘッド（液体噴射ヘッドユニット）、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、２０…ノズルプレート、２０ａ…液体噴射面、２１…ノズル開口、５０…振動板、１４０…チップ、２００…セグメント、３００…圧電アクチュエーター（圧力発生手段）

Claims (9)

  1. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記チップに含まれる複数の前記セグメントの固有振動数を計測し、
    前記チップの前記固有振動数の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、
    ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造する
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  2. 請求項１に記載する液体噴射ヘッドの製造方法において、
    前記ランクごとに前記固有振動数の範囲を定義し、前記範囲に対応するランクに前記チップをランク分けする
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  3. 請求項２に記載する液体噴射ヘッドの製造方法において、
    前記固有振動数の範囲は、前記固有振動数の最頻値の最小値と最大値との間を１０分割以上から５０分割以下とした範囲とする
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  4. 請求項２に記載する液体噴射ヘッドの製造方法において、
    前記チップの各セグメントから噴射される各液体の重量が±５％以内となるように前記固有振動数の範囲を定義する
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  5. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記チップに含まれる複数の前記セグメントのそれぞれから噴射される液体重量を計測し、
    前記液体重量の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、
    ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造する
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  6. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記チップに含まれる複数の前記セグメントの前記振動板の変位を計測し、
    前記変位の最頻値をランク分けの基準として前記チップをランク分けし、
    ランク分けに基づいて選択した前記チップを備える前記液体噴射ヘッドを製造する
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  7. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
    Figure 2018051909
    上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
    ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 fa_mode_i、fa_ave_i、fa_max_i、fa_min_i、fa_med_i、は、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントの固有振動数の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
  8. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
    Figure 2018051909
    上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
    ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 Iw_mode_i、Iw_ave_i、Iw_max_i、Iw_min_i、Iw_med_iは、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントのそれぞれから噴射される液体重量の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
  9. 液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の一部を構成する振動板と、前記振動板を介して前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを有する複数のセグメントを備えたチップを複数備えた液体噴射ヘッドであって、
    Figure 2018051909
    上記式を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
    ただし、ｉは、１からｎまでの整数、ｎは、液体噴射ヘッドに含まれるチップの個数、 D_mode_i、D_ave_i、D_max_i、D_min_i、D_med_iは、ｉ番目の前記チップに含まれる複数の前記セグメントの振動板の変位量の最頻値、平均値、最大値、最小値、中央値である。
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