JP6342854B2 - 液体吐出ヘッド製造方法、及び液体吐出ヘッド製造システム - Google Patents
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Description
<全体構成>
図1はインクジェットヘッドの構造例を示す透視平面図である。図1に示すインクジェットヘッド21は、媒体100の搬送方向と直交する方向である媒体100の幅方向について複数のヘッドモジュール200を繋ぎ合わせた構造を有している。本明細書におけるインクジェットヘッドは液体吐出ヘッドの一態様である。
図2はヘッドモジュール斜視図であり部分断面図を含む図である。以下、先に説明した構成と同一の構成には同一の符号を付しその説明を適宜省略する。
図5はヘッドモジュールの支持構造を示す斜視図である。図5はインクジェットヘッド21の一部拡大図であり、ヘッドモジュール200を液体吐出面277の側から見た図である。
図6は繋ぎ部の概念図である。図7は図6の一部拡大図である。図6、及び図7は、図3と同様に、液体吐出面277の透視平面図である。図6では、図4に示したノズル部281を個別に図示せず、図3に符号Wを付して示した列方向に沿う複数のノズル部から構成されるノズル列281Aを点線により模式的に図示する。
複数のヘッドモジュールを並べた構造を有するインクジェットヘッドは、隣接して配置されるヘッドモジュール間の繋ぎ部において、画像品質の低下が発生しやすい。繋ぎ部における画像品質の低下の原因として、ヘッドモジュールを取付ける際の機械的な位置ずれが挙げられる。また、他の原因として、ヘッドモジュール間の吐出タイミングのずれが挙げられる。更に、これらの複合的な原因が挙げられる。
インクジェットヘッドは、インクジェット記録装置の仕様から決められる平均吐出体積の目標値である平均吐出体積目標値が決められている。平均吐出体積とは全てのノズル部の吐出体積の平均値である。
一般に、ヘッドモジュールはインクジェットヘッドの長手方向について、吐出体積の分布を有している。図15から図22はヘッドモジュールにおける吐出体積分布の説明図である。
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド製造方法について詳細に説明する。本実施形態におけるインクジェットヘッド製造方法は、液体吐出ヘッド製造方法に相当する。
本実施形態に係るインクジェットヘッド製造方法は、隣接する位置に配置される二つのヘッドモジュールの繋ぎ部において、一方のヘッドモジュールである第一ヘッドモジュールに属するノズル部であり、かつ、繋ぎ部に配置されるノズル部における吐出体積の代表値である第1代表値Vtyp1と、他方のヘッドモジュールである第二ヘッドモジュールに属するノズル部であり、かつ、繋ぎ部に配置されるノズル部における吐出体積の代表値である第二代表値Vtyp2との平均値Vaveが、下記式(1)に示した条件を満たす二つのヘッドモジュールが、隣接する位置に配置される二つのヘッドモジュールとして設定される。
上記式(1)における、平均値Vave、第一代表値Vtyp1、及び第二代表値Vtyp2の関係は、下記(2)式により表される。
第一代表値Vtyp1、及び第二代表値Vtyp2は、各ヘッドモジュールの繋ぎ部に配置されるノズル部の吐出体積の平均値でもよいし、各ヘッドモジュールの繋ぎ部に配置されるノズル部の吐出体積の中央値でもよい。平均値は中央値と比較して導出処理が簡単である。中央値は平均値と比較して測定ミス等に起因するノイズに強い。
図23はインクジェットヘッド製造方法の流れを示すフローチャートである。以下に説明するインクジェットヘッド製造方法では、ヘッドモジュール番号nが1のヘッドモジュールからヘッドモジュール番号nの順に、各ヘッドモジュール番号nの配置位置に配置されるヘッドモジュールが設定される。
繋ぎ部の吐出体積が上記式(1)を満たしている場合に、画像品質上問題がないことが、発明者の検証により明らかとなった。検証結果を下記[表1]に示す。
ヘッドモジュールの出荷検査の際に、ヘッドモジュールごとに平均値Vaveの導出に用いられる情報である、各ヘッドモジュールの繋ぎ部に配置されるノズル部の吐出体積の代表値Vtypを取得しておくことが好ましい。
代表値Vtypの導出対象のヘッドモジュールを用いて、ドット直径評価用チャートを形成する。ドット直径評価用チャートの一例として、各ノズル部により形成されたドットが孤立状態で配置されたチャートが挙げられる。
対象のヘッドモジュールを用いて、線幅評価用チャートを形成する。線幅評価用チャートの一例として、各ノズル部により形成された一定長さの線が孤立状態で配置されたチャートが挙げられる。
対象のヘッドモジュールの各ノズル部から吐出させた液体の質量を測定し、各ノズル部から吐出させた液体の質量を体積に変換する。例えば、対象のヘッドモジュールの各ノズル部から予め決められた回数の吐出を行い、吐出前後の媒体の質量差を測定する。吐出回数をより多くすることで測定精度を一定に保つことができる。吐出回数は一万回から百万回程度が好ましい。
方法3の複数のノズル部について一括して吐出体積を測定する際に、複数のノズル部として、図3に示したW方向に沿うノズル列に属する全てのノズル部を適用することができる。また、ノズル列は一列でもよいし、複数列でもよい。さらに、繋ぎ部に配置されるノズル部が決められている場合には、複数のノズル部として繋ぎ部に配置されるノズル部を適用してもよい。
方法3における液体の質量測定に代わり、マイクロシリンジを用いて液体の吐出体積を測定することが可能である。
方法4の複数のノズル部について一括して吐出体積を測定する際に、複数のノズル部として、図3に示したW方向に沿うノズル列に属する全てのノズル部を適用することができる。また、ノズル列は一列でもよいし、複数列でもよい。さらに、繋ぎ部に配置されるノズル部が決められている場合には、複数のノズル部として繋ぎ部に配置されるノズル部を適用してもよい。
ヘッドモジュールの全てのノズル部の吐出体積の平均値の情報、及びヘッドモジュールの吐出体積分布の情報を用いて、演算によって各ノズル部の吐出体積を導出することが可能である。ヘッドモジュールの吐出体積分布が直線に近似することでできる場合は、ヘッドモジュールの吐出体積分布を表す一次関数、又はヘッドモジュールの吐出体積分布の傾きから各ノズル部の吐出体積を導出することが可能である。
各ノズル部の吐出体積を測定する際に、実際の印刷において使用されうる最も高い印刷デューティを適用して吐出を行うことが好ましい。印刷デューティは液体吐出デューティに相当する。
図23に示した各工程に対応する装置を備えたインクジェットヘッド製造システムを構成することも可能である。
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッドが適用される装置構成例について説明する。複数の種類のインクのそれぞれについてインクジェットヘッドを備える装置である、複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置では、全てのインクジェットヘッドについて同一の構成とする態様が好ましい。
Claims (15)
- 複数の吐出素子を備えたヘッドモジュールを一方向に沿って複数配置させた構造を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
第一ヘッドモジュールを設定する第一ヘッドモジュール設定工程と、
前記第一ヘッドモジュールと隣接する位置に配置される第二ヘッドモジュールの候補となる第二候補ヘッドモジュールを選択する第二候補ヘッドモジュール選択工程と、
前記第一ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記第一ヘッドモジュールと前記第二ヘッドモジュールとの繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の代表値である第一代表値を取得する第一代表値取得工程と、
前記第二候補ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子の吐出体積の代表値である第二代表値を取得する第二代表値取得工程と、
前記第一代表値と前記第二代表値との平均値を導出する平均値導出工程と、
前記平均値導出工程により導出された平均値が、予め決められているヘッドモジュール全体の平均吐出体積の目標値である平均吐出体積目標値の0.76倍以上、1.24倍以下となる前記第二候補ヘッドモジュールを前記第二ヘッドモジュールとして設定する設定工程と、
を含む液体吐出ヘッド製造方法。 - 前記第一代表値取得工程は、前記第一代表値として、前記第一ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の平均値を取得し、
前記第二代表値取得工程は、前記第二代表値として、前記第二候補ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の平均値を取得する請求項1に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 前記第一代表値取得工程は、前記第一代表値として、前記第一ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の中央値を取得し、
前記第二代表値取得工程は、前記第二代表値として、前記第二候補ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の中央値を取得する請求項1に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 前記第一代表値取得工程は、液体吐出において使用される液滴における吐出体積の最大値の80パーセント以上となる液体吐出デューティを適用して吐出された液体を測定して得られた測定値を用いて導出される第一代表値を取得する請求項1から3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第二代表値取得工程は、液体吐出において使用される液滴の吐出体積の最大値の80パーセント以上となる液体吐出デューティを適用して吐出された液体を測定して得られた測定値を用いて導出される第二代表値を取得する請求項1から4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第一代表値取得工程は、最小の体積を有する液体を吐出させる吐出条件を適用して吐出された液体を測定して得られた測定結果を用いて導出される第一代表値を取得する請求項1から5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第二代表値取得工程は、最小の体積を有する液体を吐出させる吐出条件を適用して吐出された液体を測定して得られた測定結果を用いて導出される第二代表値を取得する請求項1から6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 液体吐出ヘッドの長手方向における前記第一ヘッドモジュールの吐出体積分布の情報を取得する第一吐出体積分布情報取得工程と、
前記第一ヘッドモジュールの全ての吐出素子の吐出体積の平均値の情報を取得する第一平均値取得工程と、
を含み、
前記第一代表値取得工程は、前記第一吐出体積分布情報取得工程により取得された前記液体吐出ヘッドの長手方向における前記第一ヘッドモジュールの吐出体積分布の情報、及び前記第一平均値取得工程により取得された前記第一ヘッドモジュールの全ての吐出素子の吐出体積の平均値の情報を用いて導出された第一代表値を取得する請求項1から7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 液体吐出ヘッドの長手方向における前記第二候補ヘッドモジュールの吐出体積分布の情報を取得する第二吐出体積分布情報取得工程と、
前記第二候補ヘッドモジュールの全ての吐出素子の吐出体積の平均値の情報を取得する第二平均値取得工程と、
を含み、
前記第二代表値取得工程は、前記第二吐出体積分布情報取得工程により取得された前記液体吐出ヘッドの長手方向における前記第二候補ヘッドモジュールの吐出体積分布の情報、及び前記第二平均値取得工程により取得された前記第二候補ヘッドモジュールの全ての吐出素子の吐出体積の平均値の情報を用いて導出された第二代表値を取得する請求項1から8のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 前記平均吐出体積目標値を設定する平均吐出体積目標値設定工程を含む請求項1から9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第二候補ヘッドモジュール選択工程は、ヘッドモジュール全体の平均吐出体積が予め決められた値に調整されたヘッドモジュールを前記第二候補ヘッドモジュールとして選択する請求項1から10のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第二候補ヘッドモジュール選択工程は、ヘッドモジュール全体の平均吐出体積が前記平均吐出体積目標値に調整されたヘッドモジュールを前記第二候補ヘッドモジュールとして選択する請求項10に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
- 前記第一ヘッドモジュールの候補となる第一候補ヘッドモジュールを選択する第一候補ヘッドモジュール選択工程を含み、
前記第一ヘッドモジュール設定工程は、前記第一候補ヘッドモジュールを前記第一ヘッドモジュールとして設定する請求項1から12のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 前記第二代表値を記憶する第二代表値記憶工程を含み、
前記第一代表値取得工程は、前記第二代表値記憶工程において記憶された第二代表値が存在する場合、前記記憶されている第二代表値を第一代表値として読み出す請求項1から13のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド製造方法。 - 複数の吐出素子を備えたヘッドモジュールを一方向に沿って複数配置させた構造を有する液体吐出ヘッドの製造システムであって、
第一ヘッドモジュールを設定する第一ヘッドモジュール設定部と、
前記第一ヘッドモジュールと隣接する位置に配置される第二ヘッドモジュールの候補となる第二候補ヘッドモジュールを選択する第二候補ヘッドモジュール選択部と、
前記第一ヘッドモジュールに備えられる吐出素子、又は第一ヘッドモジュールの候補となる第一候補ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記第一ヘッドモジュールと前記第二ヘッドモジュールとの繋ぎ部に配置される吐出素子における吐出体積の代表値である第一代表値を取得する第一代表値取得部と、
前記第二候補ヘッドモジュールに備えられる吐出素子であって、前記繋ぎ部に配置される吐出素子の吐出体積の代表値である第二代表値を取得する第二代表値取得部と、
前記第一代表値と前記第二代表値との平均値を導出する平均値導出部と、
前記平均値導出部により導出された平均値が、予め決められているヘッドモジュール全体の平均吐出体積の目標値である平均吐出体積目標値の0.76倍以上、1.24倍以下となる前記第二候補ヘッドモジュールを前記第二ヘッドモジュールとして設定する第二ヘッドモジュール設定部と、
を備えた液体吐出ヘッド製造システム。
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