JP2009248469A - 機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法および機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能液滴吐出ヘッドに印加する駆動電圧とその吐出量との関係を保証することができる機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法を提供すること。
【解決手段】インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッド１に第１駆動電圧Ｖｈおよび第２駆動電圧Ｖｌを印加し、着弾した液滴吐出量を第１吐出量Ｍｈおよび第２吐出量Ｍｌとして測定し、第１駆動電圧Ｖｈ、第１吐出量Ｍｈ、第２駆動電圧Ｖｌおよび第２吐出量Ｍｌから電圧−吐出量特性を求める電圧−吐出量特性取得工程と、電圧−吐出量特性が、正常な基準として定めた許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する特性判定工程と、電圧−吐出量特性が、許容電圧−吐出量特性を満たさないと判定された場合、第１吐出量Ｍｈおよび第２吐出量Ｍｌの少なくとも一方に測定異常が発生したものと判定する測定異常判定工程と、を備えたこと。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドにおいて駆動電圧と液滴吐出量との関係を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法および機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査装置に関するものである。

従来、印加電圧（駆動電圧）に比例してインクの吐出量を変化させるインクジェット方式（圧電素子によるもの）のインクジェットヘッドの駆動電圧決定方法として、印加電圧と、ワークに対するインクの色（吐出量）を数値化した色空間距離と、を用いるものが知られている（特許文献１参照）。この駆動電圧決定方法は、予め最適な色空間距離Ｌ０が定められており、標準電圧Ｖ０に差分電圧ΔＶを減算した電圧をインクジェットヘッドに印加して得られた色空間距離Ｌ２と、標準電圧Ｖ０に差分電圧ΔＶを加算した電圧を印加して得られた色空間距離Ｌ３と、をプロットすると共に、これら２点を直線で結んだグラフに基づいて、色空間距離Ｌ０に対応するインクジェットヘッドの駆動電圧ＶＡを決定する。なお、この場合の色空間距離はインクの色濃度により変化し、インクの色濃度はインクの吐出量により変化する。すなわち、色空間距離は、インクの吐出量に比例して変化する。
特開２００４−３０６３６２号公報

しかし、このような従来の決定方法では、測定不良（測定異常）が発生した場合、それに気づかず誤った電圧を駆動電圧（実効駆動電圧）として決定してしまうおそれがある。例えば、測定時のインクにエアーが混入していた場合や、測定時のヘッドクリーニング（インク吸引）が不十分である場合等、インクジェットヘッド自体に問題は無くても、決定した駆動電圧が不正確となるおそれがある。かかる場合、実描画において、この駆動電圧によりインクジェットヘッドを駆動すると、所望のインク吐出量が得られず、描画ムラなどの描画品質の低下が生じてしまうという問題が想定される。しかるに、駆動電圧の決定に際し、測定不良を判定できることが好ましい。
この場合、上記の電圧ΔＶを減算した駆動電圧を印加したときの吐出量の許容範囲を規定すると共に、電圧ΔＶを加算した駆動電圧を印加したときの吐出量の許容範囲を規定しておいて、この２つの許容範囲を満たすか否かで測定不良を判定することが考えられる。しかし、このようにすると、印加電圧にインクの吐出量が比例しないインクジェットヘッド、すなわち圧電素子の性質上あり得ないインクジェットヘッドも正常と判定してしまうおそれがある。

本発明は、機能液滴吐出ヘッドに印加する駆動電圧とその吐出量との関係を保証することができる機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法および機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査装置を提供することをその課題としている。

本発明の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、想定される実効駆動電圧より高い第１駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した液滴の液滴吐出量である第１吐出量を測定する第１吐出量測定工程と、機能液滴吐出ヘッドに、実効駆動電圧より低い第２駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した液滴の液滴吐出量である第２吐出量を測定する第２吐出量測定工程と、第１駆動電圧および第１吐出量と、第２駆動電圧および第２吐出量とに基づいて、駆動電圧と液滴吐出量との関係を表す電圧−吐出量特性を求める電圧−吐出量特性取得工程と、電圧−吐出量特性が、予め定めた正常な測定結果の範囲である許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する特性判定工程と、電圧−吐出量特性が、許容電圧−吐出量特性を満たさないと判定された場合、第１吐出量測定工程および第２吐出量測定工程の少なくとも一方に測定異常が発生したものと判定する測定異常判定工程と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査装置は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、想定される実効駆動電圧より高い第１駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した液滴の液滴吐出量である第１吐出量を測定する第１吐出量測定手段と、機能液滴吐出ヘッドに、想定される実効駆動電圧より低い第２駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した液滴の液滴吐出量である第２吐出量を測定する第２吐出量測定手段と、第１駆動電圧および第１吐出量と、第２駆動電圧および第２吐出量とに基づいて、駆動電圧と液滴吐出量との関係を表す電圧−吐出量特性を求める電圧−吐出量特性取得手段と、電圧−吐出量特性が、予め定めた正常な測定結果の範囲である許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する特性判定手段と、電圧−吐出量特性が、許容電圧−吐出量特性を満たさないと判定された場合、第１吐出量測定手段および第２吐出量測定手段の少なくとも一方に測定異常が発生したものと判定する測定異常判定手段と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、第１駆動電圧により吐出された液滴の第１吐出量および第２駆動電圧により吐出された液滴の第２吐出量から、電圧−吐出量特性を求める。そして、この電圧−吐出量特性が、正常な測定結果の範囲として定めた許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する。電圧−吐出量特性が、許容電圧−吐出量特性の範囲内である場合（満たす場合）、測定は正常に行われた（測定正常）とされ、範囲外である場合（満たさない場合）、第１吐出量あるいは第２吐出量の少なくとも一方の測定に異常がある（測定異常）とされる。これにより、測定異常が発生していない機能液滴吐出ヘッドを確実に判別することができ、機能液滴吐出ヘッドに印加する駆動電圧とその吐出量との関係を保証することができる。

また、特性判定工程により、電圧−吐出量特性が許容電圧−吐出量特性を満たすと判定された場合、電圧−吐出量特性に基づいて、目標吐出量に対する実効駆動電圧を決定する実効電圧決定工程を、更に備えることが、好ましい。

この構成によれば、決定された実効駆動電圧は、正常な測定に基づくものであるため、目標吐出量とその実効駆動電圧とを数値保証することができる。これにより、実描画における描画品質の低下を有効に防止することができる。

これらの場合、許容電圧−吐出量特性は、縦軸および横軸を液滴吐出量および駆動電圧とするグラフに表される特性線図を数式化した傾き値の範囲として定められており、電圧−吐出量特性取得工程では、グラフに、第１駆動電圧および第１吐出量と、第２駆動電圧および第２吐出量と、をプロットして直線状の特性線図を求めると共に、特性線図を数式化した傾き値を算出し、特性判定工程では、電圧−吐出量特性の傾き値が、許容電圧−吐出量特性の傾き値の範囲内か否かを判定することが、好ましい。

この構成によれば、許容電圧−吐出量特性（グラフ上の傾き値）の範囲および電圧−吐出量特性（グラフ上の傾き値）の数値を比較するだけで、測定異常の有無を簡単に判定することができる。

これらの場合、測定異常判定工程において測定異常と判定された場合、各工程を再度実行することが、好ましい。

この構成によれば、誤判定を減らすことができると共に、実質的にも測定異常か否かを確認することができる。

また、各工程が、機能液滴吐出ヘッドのノズル列単位で行われることが、好ましい。

この構成によれば、ノズル列単位で測定の是非を判定することができると共に、ノズル列単位で駆動電圧とその吐出量との関係を保証することができる。すなわち、実体上の機能液滴吐出ヘッドの制御に即した吐出量とその駆動電圧とを保証することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法および装置を適用した、ヘッド検査装置について説明する。このヘッド検査装置は、機能液滴吐出ヘッド毎に、印加する駆動電圧と吐出量との関係等の検査を行うものであり、描画装置に搭載する直前の機能液滴吐出ヘッドに対し行われる。この場合の描画装置は、例えばカラーフィルタや有機ＥＬ装置等の製造に用いるものであり、検査結果のデータは、描画装置による機能液滴吐出ヘッドの制御に反映される。そこで先ず、ヘッド検査装置の説明に先立ち、検査対象となる機能液滴吐出ヘッドについて説明する。

機能液滴吐出ヘッド１は、いわゆるピエゾ方式のインクジェットヘッドであり、ピエゾ素子（圧電素子）に電圧を印加して変形させ、その体積変化を利用して吐出ノズル２２から機能液を吐出するものである。図１に示すように、機能液滴吐出ヘッド１は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針１１を有する機能液導入部２と、機能液導入部２に連なる２連のヘッド基板３と、ヘッド基板３の下方に連なり液滴を吐出するヘッド本体４と、を備えている（図１（ａ）参照）。

機能液導入部２は、一対の接続針１１を有しており、図外の配管アダプタを介して機能液タンク５７（図２参照）から、機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体４は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部１２と、複数の吐出ノズル２２が形成されたノズル面２１を有するノズルプレート１３と、を有している。

図１（ｂ）に示すように、ノズルプレート１３のノズル面２１に形成された多数の吐出ノズル２２は、相互に平行、且つ半ピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列２３を構成しており、各ノズル列２３は、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル２２で構成されている。この場合、１８０個の吐出ノズル２２のうち、両外端に位置する各１０個の吐出ノズル２２は、無効吐出ノズル２４であり、実際の描画には使用しない。このため、ヘッド検査装置４１により機能液滴吐出ヘッド１の検査を行う場合には、無効吐出ノズル２４を考慮することなく検査が行われる。

ヘッド基板３には、２連のコネクタ１３，３１が設けられており、各コネクタ３１はフレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介してヘッド検査装置４１の制御装置（図示省略）に接続されている。そして、この制御装置から出力された駆動波形が各コネクタ３１を介して各ポンプ部１２（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル２２から液滴が吐出される。このようにして、制御装置により機能液滴吐出ヘッド１の駆動が制御されている。

次に、図２を参照して、上記した機能液滴吐出ヘッド１の吐出性能を検査するヘッド検査装置４１について説明する。ヘッド検査装置４１は、機台４２と、機台４２上に載置され、機能液滴吐出ヘッド１の吐出性能を検査する吐出検査装置（吐出性能検査装置）４３と、同様に機台４２上に載置され、機能液滴吐出ヘッド１の機能維持および回復を行うメンテナンス装置４４と、を有しておりチャンバ（図示省略）内に収容されている。また、チャンバ外には、制御装置が備えられており、機能液滴吐出ヘッド１および両装置４３，４４を統括的に制御する。ヘッド検査装置４１は、機能液滴吐出ヘッド１を１つずつ検査すべく、メンテナンス装置４４により機能液滴吐出ヘッド１の機能維持・回復を行いながら、吐出検査装置４３により液滴を吐出して、機能液滴吐出ヘッド１の吐出性能を検査する。

吐出検査装置４３は、１の機能液滴吐出ヘッド１が工具レスでセットされるヘッドホルダ５１を有し、機能液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹテーブル５２と、供給チューブ（図示省略）を介して機能液滴吐出ヘッド１に機能液を供給する機能液供給ユニット５３と、吐出された液滴の飛行曲がりや飛行速度を検査する飛行検査ユニット５４と、吐出された液滴の吐出重量を測定する吐出量測定ユニット５５と、ガラス基板Ｗを載置するターゲットステージ５６と、を備えている。また、機能液供給ユニット５３は、ＸＹテーブル５２に付設され、飛行検査ユニット５４、吐出量測定ユニット５５およびターゲットステージ５６は、ＸＹテーブル５２によりＹ軸方向に移動する機能液滴吐出ヘッド１の移動軌跡の下方に臨むよう、機台４２上に並べて配設されている。

吐出検査装置４３により機能液滴吐出ヘッド１の検査を行う場合は、機能液供給ユニット５３から機能液滴吐出ヘッド１に機能液を供給しつつ、ＸＹテーブル５２により機能液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させて、飛行検査ユニット５４、吐出量測定ユニット５５およびターゲットステージ５６にそれぞれ臨ませ、順次各検査を行う。

機能液供給ユニット５３は、Ｒ・Ｇ・Ｂ色の機能液をそれぞれ貯留する３つの機能液タンク５７を有しており、各機能液タンク５７は、機能液滴吐出ヘッド１より上方に配設され、セットした機能液滴吐出ヘッド１に応じて選択的に使用される。このため、機能液は、自然水頭により各機能液タンク５７から各供給チューブを介して機能液滴吐出ヘッド１へ供給される。

飛行検査ユニット５４は、パルス光源であるパルスレーザを有する照明部６１と、照明部６１に対向して配置され、パルスレーザによるパルス光を受光する顕微鏡カメラ６２と、機能液滴吐出ヘッド１から吐出された液滴を受ける機能液受け部６３と、を備えている。機能液滴吐出ヘッド１から吐出された液滴は、照明部６１と顕微鏡カメラ６２との間のパルス光を遮って、機能液受け部６３に着弾するよう構成されている。飛行検査ユニット５４により高速度撮影された液滴は、その撮影結果に基づいて、飛行速度が計測されると共に、飛行曲がりがあるか否か、また吐出抜けがあるか否かを検査する。

吐出量測定ユニット５５は、機能液滴吐出ヘッド１から吐出された液滴を受ける容器６４と、容器６４内の機能液の重量を測定する電子天秤６５と、を備えている。吐出量測定ユニット５５により液滴の吐出量（吐出重量）を測定する場合は、ＸＹテーブル５２により、機能液滴吐出ヘッド１を容器６４に臨ませた後、ノズル列２３単位で数万発の液滴を吐出し、電子天秤６５により機能液の吐出重量を測定する。機能液の吐出重量が測定されると、測定された吐出重量から、吐出ノズル２２あたりの吐出量（吐出重量）を、吐出回数と吐出に用いた吐出ノズル２２の数とで除算して算出する。なお、吐出重量の測定は、機能液滴吐出ヘッド１の２つのノズル列２３において、ノズル列２３毎（ノズル列２３単位）に行われる。

ターゲットステージ５６は、ガラス基板Ｗを載置するものであり、ガラス基板Ｗに対して、所定の検査パターンに基づいて機能液滴吐出ヘッド１により液滴が吐出される。そして、ガラス基板Ｗは、着弾した液滴を自然乾燥させた後、別体の体積測定装置（図示省略）に移送され、着弾した液滴の個々の吐出量（体積）が測定される。

メンテナンス装置４４は、吐出ノズル２２における機能液の増粘や目詰まりによる吐出不良を解消する吸引装置５９と、吸引装置５９と並ぶように配設され、機能液滴吐出ヘッド１のノズル面２１を払拭するワイピング装置５８と、を有している。

吸引装置５９は、機能液滴吐出ヘッド１のノズル面２１に密接すると共に、Ｒ・Ｇ・Ｂ色に対応した３つのキャップ部７１と、吸引チューブを介して３つのキャップ部７１に接続されたイジェクター（図示省略）と、を有している。吸引装置５９は、各キャップ部７１を機能液滴吐出ヘッド１のノズル面２１に密接させ、イジェクターにより吸引を行なうことで、吐出ノズル２２の目詰まり等による吐出不良を解消する。

ワイピング装置５８は、ノズル面２１に当接するワイピングシートＳと、ワイピングシートＳに洗浄液を噴霧する噴霧ノズル（図示省略）とを有している。ワイピング装置５８は、ワイピングシートＳに対し、噴霧ノズルから洗浄液を噴霧すると共に、洗浄液を含侵したワイピングシートＳを吐出ノズル２２のノズル面２１に押し当て、吐出ノズル２２をＸＹテーブル５２によりＹ軸方向に前後させることで、吸引処理後の機能液滴吐出ヘッド１のノズル面２１を払拭する。

次に、図２ないし図４を参照して、吐出量測定ユニット５５を用いて行う機能液滴吐出ヘッド１の吐出性能検査方法について説明する。本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド１の目標吐出量（狙い重量）に対する駆動電圧（実効駆動電圧）の決定を行うと共に、この決定に際し測定異常が発生しているか否かを判定するようにしている。そこでまず、駆動電圧の決定方法について説明する。なお、この吐出性能検査は、不良の機能液滴吐出ヘッド１や、カラーフィルタの製造等に適さないと判断された機能液滴吐出ヘッド１が、前工程において予め除外されていることを前提として行われる。また、この決定方法では、吐出量測定ユニット５５を用いるため、２列のノズル列２３毎（Ａ列およびＢ列）に測定及び決定が行われると共に、吐出量を直接測定するのではなく、吐出量のパラメータとなる吐出重量を測定し、この吐出重量で評価を行っている。

図２ないし図４に示すように、この決定方法は、ＸＹテーブル５２により、機能液滴吐出ヘッド１を吐出量測定ユニット５５に臨ませて検査を行う。先ず、制御装置により、想定される実効駆動電圧より十分に高い第１駆動電圧Ｖｈを、機能液滴吐出ヘッド１に対しノズル列２３毎に印加して液滴吐出を行わせ、吐出量測定ユニット５５により液滴の吐出重量を第１吐出重量（第１吐出量）Ｍｈとして測定する（第１吐出量測定工程）（図３（Ｓ１）参照）。次に、制御装置により、想定される実効駆動電圧より十分に低い第２駆動電圧Ｖｌを、機能液滴吐出ヘッド１に対しノズル列２３毎に印加して液滴吐出を行わせ、吐出量測定ユニット５５により液滴の吐出重量を第２吐出重量（第２吐出量）Ｍｌとして測定する（第２吐出量測定工程）（図３（Ｓ１）参照）。

この場合、第１吐出量測定工程と第２吐出量測定工程とは、測定手順が逆であってもよい。また、各ノズル列２３（Ａ列およびＢ列）について、第１吐出量測定工程と第２吐出量測定工程とを連続して行ってもよい。なお、請求項にいう第１吐出量測定手段および第２吐出量測定手段は、吐出量測定ユニット５５が共有している。

上記の測定の後、図４に示すように、第１駆動電圧Ｖｈに応じた第１吐出重量Ｍｈと第２駆動電圧Ｖｌに応じた第２吐出重量Ｍｌとを、座標上にプロットし、これを直線で結ぶことで、駆動電圧と液滴吐出量（実際には重量）との関係を表す電圧−吐出量特性の特性線図Ｇ１を、制御装置内においてノズル列２３毎に作成する（電圧−吐出量特性取得工程）（図３（Ｓ２）参照）。そして、取得した各特性線図Ｇ１に基づいて、所望の吐出重量（目標吐出量：狙い重量）Ｍａに応じた実効駆動電圧Ｖａを、ノズル列２３毎に決定する（実効駆動電圧決定工程）（図３（Ｓ２）参照）。なお、実施形態のものでは、Ｖｈ＝２９Ｖ、Ｖｌ＝２４Ｖとして、測定を行った。

続いて、図３ないし図６を参照して、上記した駆動電圧を決定する過程（決定してからでも可）で行う、測定異常が発生したか否かの判定方法について説明する。この方法では、上記の電圧−吐出量特性取得工程の後、電圧−吐出量特性が、正常判定の基準となる許容電圧−吐出量特性の範囲内か否かを判定する特性判定工程と、特性判定工程の結果に基づき測定結果の是非を判定する測定異常判定工程と、を実施して測定異常が発生したか否かの判定を行う。

ところで、電圧−吐出量特性の測定では、予め不良の機能液滴吐出ヘッド１が除外されているため、ピエゾ素子の個体差によるばらつきはあるものの、駆動電圧と吐出重量との比例関係を表す電圧−吐出量特性の特性線図Ｇ１は、その「傾き値ΔＡ」、すなわちＹ（Ｇ１）＝ａＸ＋ｂの「ａ」の値が一定の範囲に収まるようになっている（図５参照）。逆に、「ａ」の値が一定の範囲から外れる場合は、測定異常が発生したものと考えられる。なお、特性線図Ｇ１の「傾き値ΔＡ」は、第１吐出量Ｍｈから第２吐出量Ｍｌを減算して算出した差分吐出量ΔＭを、第１駆動電圧Ｖｈから第２駆動電圧Ｖｌを減算して算出した差分駆動電圧ΔＶで除算することで、算出される（図４参照）。

図６は、２つのノズル列２３（Ａ列およびＢ列）毎に多数の機能液滴吐出ヘッド１の「傾き値ΔＡ」を測定した結果を集計したものである。また、この測定では、再測定を行い、測定異常があったか否かを検証している（図示省略）。その結果、１回目の検査（測定）では、同図の下限傾き値Δｍｉｎより「傾き値ΔＡ」が小さいノズル列２３、および上限傾き値Δｍａｘより「傾き値ΔＡ」が大きいノズル列２３が、７％ほどあったが、再検査により、全てのノズル列２３が下限傾き値Δｍｉｎから上限傾き値Δｍａｘまでの範囲に納まった。すなわち、上記のデータから、原因は特定できないが（機能液へのエアーの混入や吸引不良が想定されるが）、７％の機能液滴吐出ヘッド１に測定異常が確認された。なお、第１駆動電圧Ｖｈおよび第２駆動電圧Ｖｌの両方において測定異常が発生したケースは、確認できなかった。

このデータから、図５における上側の特性線図Ｇ１の「傾き値ΔＡ」が、図６における上限傾き値Δｍａｘに相当し、下側の特性線図Ｇ１の「傾き値ΔＡ」が、下限傾き値Δｍｉｎに相当することが、経験則として見出された。また、このことは、目標吐出量Ｍａと実効駆動電圧Ｖａとが使用に支障生じない範囲にある機能液滴吐出ヘッド１においても、駆動電圧に対し体積変化が微妙に異なるピエゾ素子の個体差が存在することを意味している。そこで、本実施形態では、特性線図Ｇ１の「傾き値ΔＡ」が、下限傾き値Δｍｉｎから上限傾き値Δｍａｘまでの範囲に納まらない場合についてのみ、測定異常が発生したものとみなすようにし、この下限傾き値Δｍｉｎから上限傾き値Δｍａｘまでの範囲を、上記の特性判定工程における許容電圧−吐出量特性として設定している。

したがって、特性判定工程では、電圧−吐出量特性のパラメータである「傾き値ΔＡ」が上記した「傾き値Δｍｉｎ−Δｍａｘ」（許容電圧−吐出量特性）の範囲に収まるか否かを判定する（図４３（Ｓ３）参照）。言うまでもないが、この判定は、ノズル列２３毎（Ａ列およびＢ列）に行われる。

そして、この判定結果を受けて、測定異常判定工程では、両ノズル列２３，２３の「傾き値ΔＡ」が、それぞれ「傾き値Δｍｉｎ−Δｍａｘ」の範囲内にあれば、吐出検査（駆動電圧の決定）は、１の機能液滴吐出ヘッド１について正常に行われたものと判定する（図３（Ｓ４の「ＮＯ」）参照）。続いて、所望の吐出重量（目標吐出量：狙い重量）Ｍａに応じた実効駆動電圧Ｖａを、ノズル列２３毎に決定し、工程を終了する（図３（Ｓ５）参照））。もっとも、電圧−吐出量特性取得工程において実効駆動電圧Ｖａが決定されている場合には、そのまま工程を終了する。

一方、測定異常判定工程において、少なくとも一方のノズル列２３の「傾き値ΔＡ」が、「傾き値Δｍｉｎ−Δｍａｘ」の範囲外にあれば、吐出検査に測定異常があったと判定する（図３（Ｓ４）参照）。そして、測定異常と判定された場合には、再度上記の工程を実施する（図３（Ｓ４の「ＹＥＳ」）参照）。なお、測定異常の判定が再度或いは再々度繰り返される場合には（可能性は低いが）、何らかの原因で機能液滴吐出ヘッド１が損傷を受けていると考えられるため、このような機能液滴吐出ヘッド１については「ＮＧ」として廃棄する。

以上のように本実施形態によれば、電圧−吐出量特性に基づく「傾き値ΔＡ」と、許容電圧−吐出量特性に基づく「傾き値Δｍｉｎ−Δｍａｘ」とを比較して、測定異常を判定するようにしているため、合理的に測定異常を判定することができる。これにより、決定した実効駆動電圧Ｖａは、正常な測定に基づいて行われたことになり、実効駆動電圧Ｖａの正確性を保証することができる。

なお、本実施形態のものでは、機能液滴吐出ヘッド１を単体にして検査を行っているが、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド１をサブキャリッジに搭載したヘッドユニットを単位として、描画装置（実機）に供給するものにあっては、ヘッドユニットの形態で上記の検査を行うことが、好ましい。この場合、ヘッド検査装置４１の各ユニットおよび各装置５３，５４，５５，５６，５８，５９は、複数の機能液滴吐出ヘッド１を一度に処理できるように構成されていることが、好ましい。

機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。 ヘッド検査装置の上面模式図である。 吐出性能検査方法のフローチャートである。 電圧−吐出量特性を説明するための図である。 ピエゾ素子の変化量と駆動電圧の関係を示した図である。 ノズル列毎に多数の機能液滴吐出ヘッドの「傾き値ΔＡ」を測定した結果を集計した図である。

符号の説明

１…機能液滴吐出ヘッド ２３…ノズル列 Ｇ１…特性線図 Ｍａ…目標吐出量 Ｍｈ…第１吐出重量 Ｍｌ…第２吐出重量 Ｖａ…実効駆動電圧 Ｖｈ…第１駆動電圧 Ｖｌ…第２駆動電圧 ΔＡ…電圧−吐出量特性の傾き値 Δｍｉｎ−Δｍａｘ…許容電圧−吐出量特性の傾き値

Claims (6)

1. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、想定される実効駆動電圧より高い第１駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した前記液滴の液滴吐出量である第１吐出量を測定する第１吐出量測定工程と、
   前記機能液滴吐出ヘッドに、前記実効駆動電圧より低い第２駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した前記液滴の液滴吐出量である第２吐出量を測定する第２吐出量測定工程と、
   前記第１駆動電圧および前記第１吐出量と、前記第２駆動電圧および前記第２吐出量とに基づいて、駆動電圧と液滴吐出量との関係を表す電圧−吐出量特性を求める電圧−吐出量特性取得工程と、
   前記電圧−吐出量特性が、予め定めた正常な測定結果の範囲である許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する特性判定工程と、
   前記電圧−吐出量特性が、前記許容電圧−吐出量特性を満たさないと判定された場合、前記第１吐出量測定工程および前記第２吐出量測定工程の少なくとも一方に測定異常が発生したものと判定する測定異常判定工程と、を備えたことを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法。
2. 前記特性判定工程により、前記電圧−吐出量特性が前記許容電圧−吐出量特性を満たすと判定された場合、
   前記電圧−吐出量特性に基づいて、目標吐出量に対する実効駆動電圧を決定する実効電圧決定工程を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法。
3. 前記許容電圧−吐出量特性は、縦軸および横軸を液滴吐出量および駆動電圧とするグラフに表される特性線図を数式化した傾き値の範囲として定められており、
   前記電圧−吐出量特性取得工程では、前記グラフに、前記第１駆動電圧および前記第１吐出量と、前記第２駆動電圧および前記第２吐出量と、をプロットして直線状の特性線図を求めると共に、前記特性線図を数式化した傾き値を算出し、
   前記特性判定工程では、前記電圧−吐出量特性の傾き値が、前記許容電圧−吐出量特性の傾き値の範囲内か否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法。
4. 前記測定異常判定工程において測定異常と判定された場合、前記各工程を再度実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法。
5. 前記各工程が、前記機能液滴吐出ヘッドのノズル列単位で行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査方法。
6. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、想定される実効駆動電圧より高い第１駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した前記液滴の液滴吐出量である第１吐出量を測定する第１吐出量測定手段と、
   前記機能液滴吐出ヘッドに、前記実効駆動電圧より低い第２駆動電圧を印加して液滴吐出を行わせ、着弾した前記液滴の液滴吐出量である第２吐出量を測定する第２吐出量測定手段と、
   前記第１駆動電圧および前記第１吐出量と、前記第２駆動電圧および前記第２吐出量とに基づいて、駆動電圧と液滴吐出量との関係を表す電圧−吐出量特性を求める電圧−吐出量特性取得手段と、
   前記電圧−吐出量特性が、予め定めた正常な測定結果の範囲である許容電圧−吐出量特性を満たすか否かを判定する特性判定手段と、
   前記電圧−吐出量特性が、前記許容電圧−吐出量特性を満たさないと判定された場合、前記第１吐出量測定手段および前記第２吐出量測定手段の少なくとも一方に測定異常が発生したものと判定する測定異常判定手段と、を備えたことを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査装置。

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