JP2012106379A - Method and device for inspecting inkjet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱エネルギを利用して吐出口からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、記録紙などの被記録材に所定の検査画像を形成し、この検査画像からヘッドの特性を評価するインクジェット記録ヘッドの検査方法および装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording head that ejects ink droplets from ejection openings using thermal energy, and forms an inspection image on a recording material such as recording paper, and an ink jet that evaluates the characteristics of the head from the inspection image. The present invention relates to a recording head inspection method and apparatus.
電気熱変換素子を備え、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドとも言う)は、半導体と同様な工程によって製造されるのが一般である。すなわちインクジェット記録ヘッドは、基板上に電気熱変換素子や配線を形成する配線基板形成工程、配線基板上にインク流路を形成するノズル形成工程、基板上への駆動素子の実装およびその他の部品の組立を行う組立工程を経て製造される。更に、完成された記録ヘッドに対しては、その記録ヘッドの記録品位や吐出性能を確認し、個々の記録ヘッド特有のパラメータを設定するために、記録検査工程が施される。 In general, an inkjet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) that includes an electrothermal conversion element and ejects ink using thermal energy is manufactured by a process similar to that of a semiconductor. In other words, the ink jet recording head has a wiring board forming process for forming electrothermal conversion elements and wiring on a substrate, a nozzle forming process for forming an ink flow path on the wiring board, mounting of driving elements on the board and other components. It is manufactured through an assembly process for assembling. Further, a recording inspection process is performed on the completed recording head in order to confirm the recording quality and ejection performance of the recording head and to set parameters specific to each recording head.
一般に、このような記録検査工程においては、まず、インクジェット記録ヘッドを駆動する際の電圧もしくはパルス幅を段階的に変化させながら所定のパターンを記録する。次に、記録した画像から各記録素子の記録状態を観察して、吐出することが可能な駆動電圧もしくはパルス幅の限界値を測定する。そして、測定された限界値に別途実験で求められたマージン値を加え、このようにして得た値(電圧あるいはパルス幅)をそのインクジェット記録ヘッドの最適な駆動条件として設定する。 In general, in such a recording inspection process, first, a predetermined pattern is recorded while stepwise changing the voltage or pulse width when driving the ink jet recording head. Next, the recording state of each recording element is observed from the recorded image, and the limit value of the drive voltage or pulse width that can be discharged is measured. Then, a margin value obtained by a separate experiment is added to the measured limit value, and the value (voltage or pulse width) obtained in this way is set as the optimum driving condition for the ink jet recording head.
最適な駆動条件すなわち最適な駆動電圧やパルス幅は、記録ヘッド間(厳密には基板間)の様々なばらつきに影響を受け、基板ごとに個体差があることが知られている。よって、上記のような検査工程では、最適駆動条件を導くための限界値と成りうる範囲すなわち製造後の基板のばらつきの範囲において、駆動条件を段階的に変化させながら複数のパターンを記録して、それぞれの駆動条件に対する記録状態を確認する必要がある。しかし、限界値と成りうる駆動条件の範囲は十分に広いため、従来では記録すべきパターンの数も多くなり、検査工程のために多大な工数や時間が費やされてしまっていた。 It is known that the optimum driving conditions, that is, the optimum driving voltage and pulse width, are influenced by various variations between recording heads (strictly, between substrates), and there are individual differences between substrates. Therefore, in the inspection process as described above, a plurality of patterns are recorded while gradually changing the driving conditions in a range that can be a limit value for deriving the optimum driving conditions, that is, a range of variations in the substrate after manufacture. It is necessary to confirm the recording state for each driving condition. However, since the range of driving conditions that can be the limit value is sufficiently wide, the number of patterns to be recorded has increased in the past, and much man-hours and time have been spent for the inspection process.
但し、最適な駆動条件や限界値については確かに基板ごとに個体差はあるが、主に基板上に備えられた電気熱変換素子の抵抗値や、基板を保護するための保護膜の厚さによる影響が大きいことが知られている。よって、基板ごとに電気熱変換素子の抵抗値を予め測定し、得られた抵抗値からある程度適切な駆動条件を推定することも可能である。また、特許文献1には、記録ヘッドの記録検査工程において、電気熱変換素子の抵抗値と共に上記保護膜の膜圧を測定し、これら2種類の値に基づいて最適な駆動条件を設定する方法が開示されている。
However, although there are certainly individual differences for each substrate regarding the optimum driving conditions and limit values, the resistance value of the electrothermal conversion element provided on the substrate and the thickness of the protective film for protecting the substrate are mainly used. It is known that the influence by is large. Therefore, it is possible to preliminarily measure the resistance value of the electrothermal conversion element for each substrate, and to estimate a suitable driving condition to some extent from the obtained resistance value.
しかしながら、基板ごとに電気熱変換素子の抵抗値を測定し、抵抗値のみから適切な駆動条件を推定する場合には、推定した最適な駆動条件と実際に最適な駆動条件との間に、保護膜のばらつきに起因するずれが発生する場合があった。このような場合、実使用においては、最適な駆動条件で記録ヘッドを使用することが出来なくなってしまう。 However, when the resistance value of the electrothermal transducer is measured for each substrate and the appropriate drive condition is estimated from only the resistance value, the protection is between the estimated optimum drive condition and the actually optimum drive condition. There was a case where a shift due to the variation of the film occurred. In such a case, in actual use, the recording head cannot be used under optimum driving conditions.
また、特許文献1のように、電気熱変換素子の抵抗値と共に基板の保護膜の膜圧を測定する場合には、膜圧測定のための工数や測定機構が必要となり、むしろ工程負荷が増大されてしまう。
Moreover, when measuring the film pressure of the protective film of the substrate together with the resistance value of the electrothermal conversion element as in
本発明は上記問題点を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、工数や工程負荷を増大することなしに、個々の基板に適切な駆動条件を設定することが可能なインクジェット記録ヘッドの検査方法および検査装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems. Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head inspection method and inspection apparatus capable of setting appropriate driving conditions for individual substrates without increasing the man-hours and the process load.
そのために本発明は、熱エネルギを発生する電気熱変換素子に電圧パルスを印加することにより、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドの検査方法であって、前記電気熱変換素子の抵抗値を測定する測定工程と、前記測定工程によって得られた前記抵抗値に基づいて、前記インクジェット記録ヘッドがインクを吐出することが可能な最低限のエネルギを前記電気熱変換素子から発生させるために必要な電圧パルスのパルス幅に相当する限界パルス幅を予測する予測工程と、前記予測工程で予測された前記限界パルス幅から、段階的にパルス幅を増減した複数のパルス幅それぞれについてテストパターンを記録する記録工程と、前記テストパターンの画像を読み取って前記限界パルス幅を判定する判定工程と、該判定工程で判定された前記限界パルスと、前記予測工程で予測された前記限界パルスの差分を求める工程と、前記差分に基づいて、前記予測工程で限界パルスを予測するための補正値を設定する工程とを有することを特徴とする。 Therefore, the present invention is an inspection method for an ink jet recording head that ejects ink by applying a voltage pulse to an electrothermal transducer that generates thermal energy, and measuring the resistance value of the electrothermal transducer And a voltage pulse necessary for generating the minimum energy from which the ink jet recording head can eject ink from the electrothermal transducer based on the resistance value obtained in the measuring step and the measuring step. A prediction step of predicting a limit pulse width corresponding to a pulse width; and a recording step of recording a test pattern for each of a plurality of pulse widths obtained by increasing or decreasing the pulse width stepwise from the limit pulse width predicted in the prediction step; A determination step of reading an image of the test pattern and determining the limit pulse width, and a determination step before the determination step A limit pulse; a step of obtaining a difference between the limit pulses predicted in the prediction step; and a step of setting a correction value for predicting the limit pulse in the prediction step based on the difference. And
また、熱エネルギを発生する電気熱変換素子に電圧パルスを印加することにより、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドの検査装置であって、前記電気熱変換素子の抵抗値を測定する測定手段と、前記測定手段によって得られた前記抵抗値に基づいて、前記インクジェット記録ヘッドがインクを吐出することが可能な最低限のエネルギを前記電気熱変換素子から発生させるために必要な電圧パルスのパルス幅に相当する限界パルス幅を予測する予測手段と、前記予測手段で予測された前記限界パルス幅から、段階的にパルス幅を増減した複数のパルス幅それぞれについてテストパターンを記録する記録手段と、前記テストパターンの画像を読み取って前記限界パルス幅を判定する判定手段と、該判定手段で判定された前記限界パルスと、前記予測手段で予測された前記限界パルスの差分を求める手段と、前記差分に基づいて、前記予測手段で限界パルスを予測するための補正値を設定する手段とを備えることを特徴とする。 An inspection apparatus for an ink jet recording head that discharges ink by applying a voltage pulse to an electrothermal conversion element that generates thermal energy, the measuring unit measuring the resistance value of the electrothermal conversion element, Corresponding to the pulse width of the voltage pulse necessary for generating the minimum energy that the ink jet recording head can eject ink from the electrothermal transducer based on the resistance value obtained by the measuring means Predicting means for predicting a limit pulse width to be recorded, recording means for recording a test pattern for each of a plurality of pulse widths obtained by gradually increasing or decreasing the pulse width from the limit pulse width predicted by the predicting means, and the test pattern Determination means for reading the image of the image and determining the limit pulse width; and the limit pulse determined by the determination means; Means for calculating a difference between said limit pulse predicted by said predicting means, on the basis of the difference, characterized in that it comprises means for setting a correction value for predicting limited pulses in said predicting means.
本発明によれば、個々の記録ヘッドの記録検査工程のたびに、限界パルスを予測する際の補正値を更新する。これにより、限られた数のテストパターンの記録と画像処理から限界パルス幅を判定することが可能となり、検査工程に係る工程負荷や消費時間を従来よりも抑えることが出来る。 According to the present invention, the correction value at the time of predicting the limit pulse is updated at each recording inspection process of each recording head. Thereby, it becomes possible to determine the limit pulse width from the recording and image processing of a limited number of test patterns, and the process load and consumption time related to the inspection process can be suppressed as compared with the conventional case.
[実施例1]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[Example 1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、出荷前のインクジェット記録ヘッドに対する記録検査工程を行う際の、検査装置の構成を示す図である。図1において、101は制御用コンピュータである。制御用コンピュータ101内には、ディスプレイ出力用のVGAボード103が内蔵され、モニタ102における画像表示を制御する。また、ヘッドドライバ104、画像処理ボード105、モータコントロールボード106、演算処理部107も、制御用コンピュータ101に内蔵され、後述する記録走査工程の各工程は、制御用コンピュータ101が一括して行うようになっている。ここで、ヘッドドライバ104は、インクジェット記録ヘッド110を駆動する信号を出力するための回路である。画像処理部105は、CCDカメラ115が読み取った画像データを処理するための回路である。モータコントロールボード106は、記録ヘッド110によって記録が行われる被記録材118を記録ヘッド110に対し相対的に移動させるために、ペーパーステージ117を移動させるための回路である。更に、演算処理部107は、画像処理部105から得られた画像データに対し、高速演算処理を実行するための回路である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an inspection apparatus when performing a recording inspection process for an inkjet recording head before shipment. In FIG. 1,
ヘッドドライバ104から出力される記録信号は、ここに接続された記録信号変換基板108において、インクジェット記録ヘッド110からインクを吐出するための駆動信号に変換される。このような駆動信号は、インクジェット記録ヘッド110を装着するためのキャリッジ109に設置された不図示のコンタクトプローブユニットを介して、インクジェット記録ヘッド110に送信される。当該駆動信号により、インクジェット記録ヘッド110の個々の記録素子に備えられた電気熱変換素子に所定の電圧パルスが印加され、個々の記録素子で熱エネルギが発生する結果、個々の記録素子からインク滴111が吐出される。吐出されたインク滴111は、被記録材118に着弾し、被記録材118にドットが形成される。
The recording signal output from the
被記録材118はペーパーステージ117の上に敷かれ、バキューム等によりペーパーステージ117に吸着されている。これにより、被記録材118は、ペーパーステージ117上での位置が固定されると共に、記録ヘッド110の吐出口面との距離も一定に保たれる。一方、ペーパーステージ117には、ステージ位置情報を取得する為のエンコーダが配備されている。ステージコントローラ116は、モータコントロールボード106の指示に従い、エンコーダから得られる情報を基に、ペーパーステージ117を移動させ、記録ヘッド110やCCDカメラ115に対する被記録材118の位置をコントロールする。なお、ここで使用する被記録材118は、表面が吐出材料でコーティングされたインクジェット専用紙であり、着弾されたインク滴111は、略均一に吸収されて、比較的均整の取れた円形のドットが形成されるようになっている。
The
CCDカメラ115の画角内であって撮影可能な被記録材118の表面は、電源113に接続された照明114によって光が照射される。本実施例における照明114は、耐久性や光量安定性も確保できるLED照明であり、RGBそれぞれの波長を有する光を照射する。本実施例で使用するCCDカメラ115はラインセンサ型のCCDカメラであり、ペーパーステージ117を移動させながらの複数回の撮影によって、被記録材118上の所定の領域の画像が取得される形態となっている。但し、画像処理部105の処理能力が十分に高く、高速処理が可能であれば、エリアセンサ型のCCDカメラを使用することも出来る。以上のような構成において、画像処理コントローラ112は、被記録材118に記録されたテストパターンに対し、RGBそれぞれの光量をコントロールしながら照射を行い、CCDカメラ115によって撮影した画像データを画像処理部105へ送信する。
The surface of the
図2は、本実施例におけるインクジェット記録ヘッドの記録検査工程を説明するためのフローチャートである。本処理が開始されると、制御用コンピュータ101は、まずステップS401にて、記録ヘッド110と記録検査装置に設けられたキャリッジ109との間のコンタクトチェックを行い、両者の電気的接続を確認する。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the recording inspection process of the ink jet recording head in this embodiment. When this process is started, the
次に、ステップS402において、記録ヘッドに配備された電気熱変換素子の抵抗測定を行う。抵抗の測定は、実際にインクの吐出に用いる電気熱変換素子の抵抗値を実測してもよいが、上記吐出に用いる電気熱変換素子と同様の製法で製造された擬似的な電気熱変換素子の抵抗測定で代替することも出来る。 Next, in step S402, resistance measurement of the electrothermal transducer provided in the recording head is performed. The resistance may be measured by actually measuring the resistance value of the electrothermal conversion element used for ink ejection, but the pseudo electrothermal conversion element manufactured by the same manufacturing method as the electrothermal conversion element used for ejection It is possible to replace it with resistance measurement.
続くステップS403では、ステップS402で測定した抵抗値に基づいて、テストパターンを記録する際に用いる駆動パルスのパルス幅を設定する。そのために、制御用コンピュータ101は、まず得られた抵抗値からその記録ヘッドの吐出に必要と思われる最低限のエネルギを生み出すために必要なパルス幅(以下、限界パルス幅と称す)を算出する。そして、この限界パルス幅に対し所定のマージンを加算した値を、当該記録ヘッドの適切なパルス幅として仮設定する。尚、本例では予測された限界パルス幅が0.90μsecであったと仮定する。
In the subsequent step S403, the pulse width of the drive pulse used when recording the test pattern is set based on the resistance value measured in step S402. For this purpose, the
本実施例では、タクトロスを回避するため、いずれの記録ヘッドにおいても、記録する際に用いる電圧パルスの電圧値は一定値に固定している。よって、個々の記録ヘッドの吐出に必要なエネルギのばらつきは、このように、駆動パルスのパルス幅で調整するようにしている。 In this embodiment, in order to avoid tact loss, the voltage value of the voltage pulse used for recording is fixed to a constant value in any recording head. Therefore, the variation in energy required for ejection of individual recording heads is adjusted by the pulse width of the drive pulse in this way.
ステップS404では、ステップS403で設定された適切なパルス幅に基づいて、第1のテストパターンを記録する。 In step S404, the first test pattern is recorded based on the appropriate pulse width set in step S403.
図3は、第1のテストパターンを示す図である。図において、x方向は、記録ヘッド110における複数の記録素子の配列方向に一致している。複数の記録素子において互いに所定の間隔をおいて吐出させながら、被記録材118をy方向に移動させることにより、図3のようなドットパターンが得られる。このようなパターンでは、複数のドット114が十分に分離して配置されており、個々のドットを個々の記録素子に対応づけることが出来る。すなわち第1のテストパターンからは、個々の記録素子の吐出が正常に行われているか否か、ドットの大きさや吐出方向は正常の範囲であるか否かを確認することが出来る。なお、被記録材118を載せたペーパーステージ117の移動速度は、記録ヘッドの吐出周波数および、ドット間の好適な距離によって調整されればよい。例えば本実施例では25inch/secとしている。
FIG. 3 is a diagram showing a first test pattern. In the figure, the x direction coincides with the arrangement direction of a plurality of recording elements in the
ステップS405では、ステップS403で予測された限界パルス幅に基づいて、第2のテストパターンを記録する。 In step S405, the second test pattern is recorded based on the limit pulse width predicted in step S403.
図4は、第2のテストパターンを示す図である。図3と同様、記録素子はx方向に配列し、被記録材118はy方向に搬送される。第2のテストパターンでは、1つの記録素子が5回連続して吐出を行い、5ドット分が連続したパターン119が個々の記録素子について記録されている。そして、このような全記録素子に対応するパターン119を、本実施例では9段階のパルス幅について記録する。これらパルス幅ごとのパターンを、図3ではNo.19〜No.11で示している。
FIG. 4 is a diagram showing a second test pattern. As in FIG. 3, the recording elements are arranged in the x direction, and the
ここで言う9段階のパルス幅とは、ステップS403で予測した限界パルス幅(0.90)を中心に、0.02μsecずつ段階的にパルス幅を増減した9段階のパルス幅を示す。具体的には、図4におけるNo.15で使用する駆動パルスのパルス幅が予測された限界パルスに相当し、0.90μsecである。そして、No.16では0.92μsec、No.17では0.94μsecとなり、No.18では0.96μsec、No.19では0.98μsecのパルス幅で各パターンが記録される。パルス幅が短くなるほど電気熱変換素子に与えられるエネルギは少なくなるので、吐出量や吐出安定性は徐々に低下し、やがて吐出が行われなくなる。図4では、No.17までは薄弱な吐出が行われているがNo.16では完全に吐出が行われなくなった状態を示している。このような第2のテストパターンからは、実際の限界パルス幅を判定することが出来る。 The nine-stage pulse width referred to here indicates the nine-stage pulse width obtained by increasing or decreasing the pulse width in steps of 0.02 μsec centering on the limit pulse width (0.90) predicted in step S403. Specifically, No. 2 in FIG. The pulse width of the drive pulse used at 15 corresponds to the predicted limit pulse and is 0.90 μsec. And No. 16 is 0.92 μsec. No. 17 is 0.94 μsec. 18 is 0.96 μsec. In 19, each pattern is recorded with a pulse width of 0.98 μsec. As the pulse width is shortened, the energy given to the electrothermal conversion element is reduced, so that the discharge amount and the discharge stability are gradually lowered, and the discharge is not performed. In FIG. Up to 17, thin discharge is performed. 16 shows a state in which the ejection is not performed completely. From such a second test pattern, the actual limit pulse width can be determined.
なお、第2のテストパターンを記録するために用いられる複数のパルス幅は、実際には例えばNo.1〜No.30のように更に多くのパルス幅が用意され、予め制御用コンピュータ101のメモリに格納されている。但し本実施例の様に、ステップS402で得られた電気熱変換素子の抵抗値から限界パルス幅がある程度予測されれば、ステップS405では上記全種類のパルス幅についてではなく、限界パルス幅を基準とした数段階のパルス幅についてパターンを記録すればよい。本実施例ではこのように、予め測定した電気熱変換素子の抵抗値に基づいて限界パルス幅の予測範囲を限定することにより、記録検査工程に係る工数や工程負荷ひいては時間を減少させる。
The plurality of pulse widths used for recording the second test pattern are actually No. 1-No. More pulse widths such as 30 are prepared and stored in the memory of the
続くステップS406では、ステップS404で記録した第1のテストパターンの画像読み込みを行う。この際、制御用コンピュータ101は、まず、被記録材118に記録された第1のテストパターンの先頭が、CCDカメラ115の測定エリアに位置するまで、ペーパーステージ117を移動する。そして、第1のテストパターンが、CCDの配列方向と交差する方向にCCDの読み取り周期に応じて移動するように、ペーパーステージ117を移動させる。ペーパーステージ117の移動速度は、個々のCCDの読み取り周期や画像処理コントローラの処理速度に応じて調整されればよいが、本実施例では、例えば25inch/secとしている。
In the subsequent step S406, the image of the first test pattern recorded in step S404 is read. At this time, the
更にステップS407では、ステップS405で記録した第2のテストパターンの画像読み取りを行う。読み取り方法はステップS406で説明した第1のテストパターンの場合と同じである。 In step S407, the second test pattern recorded in step S405 is read. The reading method is the same as in the case of the first test pattern described in step S406.
ステップS408では、ステップS406およびステップS407で読み取った画像に対して所定の画像処理を施し、画像判定を行う。具体的には、まず読み込んだ画像に対し、シェーディング補正、2値化処理、ノイズ除去などの画像処理を行う。以上の処理は第1のテストパターンに対しても第2のテストパターンに対しても同様である。 In step S408, predetermined image processing is performed on the image read in steps S406 and S407, and image determination is performed. Specifically, first, image processing such as shading correction, binarization processing, and noise removal is performed on the read image. The above processing is the same for the first test pattern and the second test pattern.
その後第1のテストパターンに対しては、被記録材118に形成されたドット114それぞれについてのxy座標上の重心位置を求め、複数のドットの重心位置から最小二乗法によって個々のドットの理想のxy座標を求める。そして、理想の位置に対する実際の記録位置のずれ量を各ドット(すなわち各記録素子)について算出し、予め定められたずれ量の閾値と比較する。更に、個々のドットの面積から各ドットの直径を求め、やはり予め定められた閾値と比較する。
Thereafter, for the first test pattern, the centroid position on the xy coordinates for each dot 114 formed on the
本実施例において、ずれ量の閾値はx方向y方向共に34μmとする。そしてずれ量がこれよりも大きなドットが存在する場合、当該記録ヘッドは規格外とする。また、ドット径についての閾値は20μmとし、これよりも小さなドットが存在する場合についても、当該記録ヘッドは規格外とする。 In this embodiment, the threshold value of the deviation amount is 34 μm in both the x and y directions. If there is a dot whose displacement is larger than this, the recording head is out of specification. Further, the threshold for the dot diameter is 20 μm, and the recording head is out of the standard even when a dot smaller than this is present.
一方、第2のテストパターンに対しては、再度図4を参照するに、同種類のパルス幅で記録したテストパターンが占める面積S1と、個々の記録素子が記録したテストパターン119の面積の和S2を求め、パルス幅ごとにドット被覆率S3=S2/S1を算出する。そして、このようなドット被覆率を9段階のパルス幅について、すなわちNo.11〜No.19について求める。本実施例において、ドット被覆率S3の閾値は1.0%とする。そして例えば、ドット被覆率S3が1.0%を上回るのがNo.17〜No.19で、ドット被覆率S3が1.0%を下回るのがNo.11〜No.16であったとすると、No.16で使用したパルス幅を当該記録ヘッドの限界パルス幅と判定する。
On the other hand, for the second test pattern, referring to FIG. 4 again, the sum of the area S1 occupied by the test pattern recorded with the same type of pulse width and the area of the
更に、判定された限界パルスがステップS403で予測された限界パルスと一致しているか否かを判断し、一致していない場合は両者の差を求める。上記例の場合は、ステップ403で予測した限界パルスは0.90μsecであるがステップS408で実判定した限界パルスは0.92μsecであったので、その差は0.02μsec(テーブル番号の1つ分)となる。
Further, it is determined whether or not the determined limit pulse matches the limit pulse predicted in step S403. If they do not match, the difference between the two is obtained. In the case of the above example, the limit pulse predicted in
このように、ステップS403で予測された限界パルスと実判定された限界パルスとの間にずれがある場合は、ステップS410に進む。そして、ステップS402で測定した抵抗値から設定される限界パルス幅を、現状よりも上記差分だけずらすような補正値を設定する。このようにすることによって、次の記録ヘッドに対する検査工程では、ステップS402で本例と同じ抵抗値が測定されたとてしても、第2のテストパターンではNo.12〜No.20のようなNo.16を中心とする9つのパターンが記録されるようになる。 As described above, when there is a deviation between the limit pulse predicted in step S403 and the limit pulse actually determined, the process proceeds to step S410. Then, a correction value is set such that the limit pulse width set from the resistance value measured in step S402 is shifted by the above difference from the current value. In this way, in the inspection process for the next recording head, even if the same resistance value as in this example is measured in step S402, No. is used in the second test pattern. 12-No. No. 20 like Nine patterns centering on 16 are recorded.
続くステップS409では、ステップS408の判定結果を記録ヘッドのROMに書き込む。具体的には、当該ヘッドが記録位置およびドット径において規格内であるか否か、ステップS408で判定した限界パルス幅、また限界パルス幅に所定のマージンを加えた当該記録ヘッドに特有の適切なパルス幅、などを記憶する。また、この外、記録ヘッドのIDや製造された日付等も記憶する。 In subsequent step S409, the determination result in step S408 is written in the ROM of the recording head. Specifically, whether or not the head is within the standard at the recording position and the dot diameter, the limit pulse width determined in step S408, and an appropriate characteristic specific to the recording head obtained by adding a predetermined margin to the limit pulse width. Stores pulse width, etc. In addition, the recording head ID, date of manufacture, and the like are also stored.
本実施例ではこのように、個々の記録ヘッドの記録検査工程のたびに、限界パルスを予測する際の補正値を更新する。これにより、第2のテストパターンで記録する9つのパターンでは、限界パルスのパターンが常に中央近傍に配置させるようになる。その結果、限界パルス幅のパターンが第2のテストパターンからはみ出すことが抑制され、いずれの記録ヘッドの記録検査工程においても、記録検査工程の第2のテストパターンでは、9つ分のパターンを記録するだけで限界パルスを判定することが出来るようになる。 In this embodiment, the correction value for predicting the limit pulse is updated every time the recording inspection process of each recording head is performed. Thereby, in the nine patterns recorded by the second test pattern, the limit pulse pattern is always arranged near the center. As a result, the limit pulse width pattern is prevented from protruding from the second test pattern, and in any recording head recording inspection process, nine patterns are recorded in the second test pattern of the recording inspection process. It becomes possible to judge the limit pulse only by doing.
[実施例2]
本実施例においても、実施例1と同様の検査装置を用い、図4で示したフローチャートに従って記録ヘッドの記録検査工程を実行する。本実施例では、ステップS405で記録する第2のテストパターンにおいて、限界パルス幅が判定できなかった場合について説明する。
[Example 2]
Also in this embodiment, the recording inspection process of the recording head is executed according to the flowchart shown in FIG. In the present embodiment, a case where the limit pulse width cannot be determined in the second test pattern recorded in step S405 will be described.
図5は、本実施例のステップS405で記録された第2のテストパターンの例を示した図である。ここでは、記録された9つのパターン全てにおいてドット被覆率S3が1.0%を上回っている例が示されている。このような場合、本実施例では、ドット被覆率S3が最も1.0%に近いNo.11に連続する9個のパターン、すなわちNo.2〜No.10について再度第2のテストパターンを記録して、限界パルス幅を判定する。そして得られた限界パルス幅とステップS403で予測した限界パルスとの差分から、実施例1と同様に、抵抗値から設定される限界パルス幅を、現状よりも上記差分だけずらすような補正値を設定する。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the second test pattern recorded in step S405 of the present embodiment. Here, an example is shown in which the dot coverage S3 exceeds 1.0% in all nine recorded patterns. In such a case, in this embodiment, the dot coverage S3 is No. which is closest to 1.0%. Nine patterns continuous to No. 11, namely No. 11; 2-No. The second test pattern is recorded again for 10 and the limit pulse width is determined. Then, from the difference between the obtained limit pulse width and the limit pulse predicted in step S403, a correction value that shifts the limit pulse width set from the resistance value by the above difference from the current value, as in the first embodiment. Set.
一方、図6は、本実施例のステップS405で記録された第2のテストパターンの別例を示した図である。ここでは、記録された9つのパターン全てにおいてドット被覆率S3が1.0%を下回っている例が示されている。このような場合、本実施例では、ドット被覆率S3が最も1.0%に近いNo.19に連続する9個のパターン、すなわちNo.20〜No.18について再度第2のテストパターンを記録して、最低限の吐出可能なパルスを判定する。そして得られた最低限の吐出可能なパルスのNo.とNo.15とのずれ量から、実施例1と同様に、抵抗値から設定される限界パルス幅を、現状よりも上記差分だけずらすような補正値を設定する。 On the other hand, FIG. 6 is a diagram showing another example of the second test pattern recorded in step S405 of the present embodiment. Here, an example is shown in which the dot coverage S3 is below 1.0% in all nine recorded patterns. In such a case, in this embodiment, the dot coverage S3 is No. which is closest to 1.0%. Nine patterns continuous to No. 19, namely No. 19 20-No. The second test pattern is recorded again for 18, and the minimum dischargeable pulse is determined. The minimum number of pulses that can be ejected is set to No. And No. In the same manner as in the first embodiment, a correction value that shifts the limit pulse width set from the resistance value by the above difference from the current value is set from the deviation amount from 15.
このような本実施例によれば、現在検査中の記録ヘッドについて、第2のテストパターンで限界パルス幅が判定できなかった場合は、第2のテストパターンのために更に9個分のパターンの記録と画像処理を行わなくてはならない。しかし、次回の記録ヘッドの検査工程では、最低限の吐出可能駆動パルスのパターンを、9つのパターンの中央に配置させる可能性を高めることが出来る。これにより、多数の記録ヘッドに対する検査工程全般において、工程負荷や消費時間を従来よりも抑えることが出来る。 According to the present embodiment, when the limit pulse width cannot be determined by the second test pattern for the print head currently being inspected, an additional nine patterns are formed for the second test pattern. Recording and image processing must be performed. However, in the next recording head inspection process, it is possible to increase the possibility of arranging the minimum dischargeable drive pulse pattern at the center of the nine patterns. Thereby, it is possible to suppress the process load and the consumption time in the entire inspection process for a large number of recording heads.
101 制御用コンピュータ
104 ヘッドドライバ
105 画像処理部
107 演算処理部
110 インクジェット記録ヘッド
112 画像処理コントローラ
114 ドット
115 CCDカメラ
118 被記録材
119 5ドット連続パターン
101 Control computer
104 Head driver
105 Image processing unit
107 arithmetic processing unit
110 Inkjet recording head
112 Image processing controller
114 dots
115 CCD camera
118 Recording material
119 5-dot continuous pattern
Claims (6)
前記電気熱変換素子の抵抗値を測定する測定工程と、
前記測定工程によって得られた前記抵抗値に基づいて、前記インクジェット記録ヘッドがインクを吐出することが可能な最低限のエネルギを前記電気熱変換素子から発生させるために必要な電圧パルスのパルス幅に相当する限界パルス幅を予測する予測工程と、
前記予測工程で予測された前記限界パルス幅から、段階的にパルス幅を増減した複数のパルス幅それぞれについてテストパターンを記録する記録工程と、
前記テストパターンの画像を読み取って前記限界パルス幅を判定する判定工程と、
該判定工程で判定された前記限界パルスと、前記予測工程で予測された前記限界パルスの差分を求める工程と、
前記差分に基づいて、前記予測工程で限界パルスを予測するための補正値を設定する工程と
を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの検査方法。 An inspection method of an ink jet recording head that discharges ink by applying a voltage pulse to an electrothermal transducer that generates thermal energy,
A measuring step for measuring a resistance value of the electrothermal transducer;
Based on the resistance value obtained by the measurement step, the pulse width of the voltage pulse necessary for generating the minimum energy from which the ink jet recording head can eject ink from the electrothermal transducer is set. A prediction process for predicting the corresponding critical pulse width;
A recording step of recording a test pattern for each of a plurality of pulse widths obtained by gradually increasing or decreasing the pulse width from the limit pulse width predicted in the prediction step;
A determination step of reading the image of the test pattern and determining the limit pulse width;
Obtaining a difference between the limit pulse determined in the determination step and the limit pulse predicted in the prediction step;
And a step of setting a correction value for predicting a limit pulse in the prediction step based on the difference.
更に有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドの検査方法。 In the determination step, when it is determined that the limit pulse width cannot be determined from the test pattern, the plurality of pulse widths different from the plurality of pulse widths used in the recording step are used again. Recording the test pattern, re-reading the image of the test pattern, and determining the limit pulse width,
2. The ink jet recording head inspection method according to claim 1, further comprising:
前記パターンの画像を読み取ることによって前記インクジェット記録ヘッドが規格外であるか否かを判定する工程を
更に有することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッドの検査方法。 Recording a pattern different from the test pattern using a pulse width obtained by adding a predetermined margin to the limit pulse predicted by the prediction step;
The method for inspecting an ink jet recording head according to claim 1, further comprising a step of determining whether or not the ink jet recording head is out of standard by reading an image of the pattern.
前記電気熱変換素子の抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた前記抵抗値に基づいて、前記インクジェット記録ヘッドがインクを吐出することが可能な最低限のエネルギを前記電気熱変換素子から発生させるために必要な電圧パルスのパルス幅に相当する限界パルス幅を予測する予測手段と、
前記予測手段で予測された前記限界パルス幅から、段階的にパルス幅を増減した複数のパルス幅それぞれについてテストパターンを記録する記録手段と、
前記テストパターンの画像を読み取って前記限界パルス幅を判定する判定手段と、
該判定手段で判定された前記限界パルスと、前記予測手段で予測された前記限界パルスの差分を求める手段と、
前記差分に基づいて、前記予測手段で限界パルスを予測するための補正値を設定する手段と
を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの検査装置。 An inkjet recording head inspection apparatus that ejects ink by applying a voltage pulse to an electrothermal transducer that generates thermal energy,
Measuring means for measuring the resistance value of the electrothermal transducer;
Based on the resistance value obtained by the measuring means, the pulse width of the voltage pulse necessary to generate the minimum energy from which the ink jet recording head can eject ink from the electrothermal transducer is set. A predicting means for predicting the corresponding limit pulse width;
Recording means for recording a test pattern for each of a plurality of pulse widths obtained by gradually increasing or decreasing the pulse width from the limit pulse width predicted by the prediction means;
Determination means for reading the image of the test pattern and determining the limit pulse width;
Means for obtaining a difference between the limit pulse determined by the determination means and the limit pulse predicted by the prediction means;
An inspection apparatus for an ink jet recording head, comprising: means for setting a correction value for predicting a limit pulse by the prediction means based on the difference.
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| JP2010256005A JP2012106379A (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Method and device for inspecting inkjet recording head |
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