JP2018051844A - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ間の吐出特性の差を低減して、印刷品質を向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液体を噴射するノズルが並設されたノズル列と、前記ノズル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、を具備し、前記振動板の前記圧力発生室の一部を構成する部分を含み、振動可能に設けられた振動部が各ノズルに対応して設けられたチップ１４０Ａ、１４０Ｂを複数具備し、複数の前記チップ１４０Ａ、１４０Ｂが前記ノズルの並設方向Ｘに並設された液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記並設方向Ｘにおいて互いに隣り合う２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂにおいて、一方の前記チップ１４０Ａの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップ１４０Ｂの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差が最も小さくなるように配置する。【選択図】図６

Description

本発明は、ノズルから液体を噴射するチップを複数有する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドの代表例としては、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。インクジェット式記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、が設けられたチップを複数具備する。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、複数のチップによって長尺のノズル列を形成することで、１つのチップに長尺のノズル列を形成するのに比べて歩留まりを向上すると共に、コストを低減することができる。

しかしながら、インクジェット式記録ヘッドを構成する複数のチップとして、インク滴の吐出特性が同じ範囲に分類されたチップを用いたとしても、１つのチップの中の複数のノズルにおいてインク滴の吐出特性にばらつきがあるため、互いに隣り合う２つのチップの境界部分の吐出特性に大きな差が生じる場合がある。このように隣り合う２つのチップの境界部分における吐出特性に大きな差が生じると、隣り合う２つのチップの間で印刷結果に差が生じ、スジ等の印刷不良が発生するという問題がある。

このため、隣り合う２つのチップの端部のノズルから吐出されるインクによって印刷された印刷結果の明度の差を小さくすることで、チップ間の印刷不良を抑制したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１８３７２１号公報

しかしながら、実際のインク滴の吐出特性に基づいて複数のチップをランク分けして組み立てる場合、チップにインクを通液する必要があると共に、圧力発生手段を駆動する配線等も接続しなくてはならず煩雑であるという問題がある。

また、チップをインク滴が吐出される状態に組み立てた後、分解、ランク分け、ランク毎に組み立てるという工程は実質不可能であり、ランク分けしたチップを組み合わせるのは実質的に困難であるという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッド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の製造方法においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、チップ間の吐出特性の差を低減して、印刷品質を向上することができる液体噴射ヘッド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、液体を噴射するノズルが並設されたノズル列と、前記ノズル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、を具備し、前記振動板の前記圧力発生室の一部を構成する部分を含み、振動可能に設けられた振動部が各ノズルに対応して設けられたチップを複数具備し、複数の前記チップが前記ノズルの並設方向に並設された液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記並設方向において互いに隣り合う２つのチップにおいて、一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差が最も小さくなるように配置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、チップの配置を固有振動数で規定することで、チップに液体を通液して液滴を吐出させる必要がなく、製造工程を簡略化することができる。また、固有振動数は、液滴の重量に相関があるため、隣り合う２つのチップの端部の固有振動数の差を最も小さくなるように配置することで、隣り合う２つのチップの境界部分における液滴の重量の差を減少させることができる。

ここで、前記チップの複数の前記振動部の固有振動数を計測し、前記チップを前記固有振動数に基づいてランク分けし、ランク分けに基づいて選択した複数の前記チップを備えることが好ましい。これによれば、ランク分けに基づいて選択したチップを用いることで、固有振動数のばらつき、すなわち、液滴の重量のばらつきを抑制することができる。

また、複数の前記チップは、前記並設方向の一方向に向かって、複数の前記振動部の前記固有振動数が徐々に大きくなる右肩上がりと、複数の前記振動部の前記固有振動数が徐々に小さくなる右肩下がりとを交互に配置することが好ましい。これによれば、１つの液体噴射ヘッド内におけるチップの固有振動数のばらつき、すなわち、液滴の重量のばらつきを抑制することができる。

また、前記並設方向で互いに隣り合う２つの前記チップにおける一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差を、並設方向で連続する少なくとも３つの前記チップ間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように、少なくとも３つの前記チップを配置することが好ましい。これによれば、並設方向で連続する３つのチップの境界部分における液滴の重量の差を減少させることができる。

さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズルが並設されたノズル列と、前記ノズル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、を具備し、前記振動板の前記圧力発生室の一部を構成する部分を含み振動可能に設けられた振動部が各ノズルに対応して設けられたチップを複数具備し、複数の前記チップが前記ノズルの並設方向に並設された液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記並設方向において互いに隣り合う２つのチップにおける一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差を、前記並設方向で連続する少なくとも３つの前記チップ間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように少なくとも３つの前記チップを配置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、チップの配置を固有振動数で規定することで、チップに液体を通液して液滴を吐出させる必要がなく、製造工程を簡略化することができる。また、固有振動数は、液滴の重量に相関があるため、並設方向で連続する３つのチップの境界部分における液滴の重量の差を減少させることができる。

記録ヘッドの斜視図である。 記録ヘッドの平面図である。 チップの分解斜視図である。 チップの断面図である。 チップの配置を示す要部平面図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 チップの配置と固有振動数との関係を示す図である。 記録装置の概略構成を示す側面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの平面図である。

図示するように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド１とも言う）は、インクを噴射するノズルを有する複数のチップ１４０と、複数のチップを保持するホルダー１５０と、複数のチップ１４０を固定する固定板１６０と、各チップ１４０にインクを供給する流路部材１７０と、を具備する。

図２に示すように、チップ１４０には、インクを噴射するノズル２１が並設されている。本実施形態では、ノズル２１の並設方向を第１の方向Ｘと称する。また、チップ１４０には、ノズル２１が第１の方向Ｘに並設されたノズル列２２が複数列、本実施形態では、２列設けられている。本実施形態では、ノズルが第１の方向Ｘに沿って並設されたノズル列２２が複数列設された列設方向を第２の方向Ｙと称する。さらに、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と称する。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。

ホルダー１５０の第３の方向Ｚの一方側であるＺ２側には、複数のチップ１４０を収容する収容部１５１が設けられている。収容部１５１は、第３の方向ＺのＺ２側に開口する凹形状を有し、固定板１６０によって固定された複数のチップ１４０を収容する。また、収容部１５１の開口は固定板１６０によって封止される。すなわち、収容部１５１と固定板１６０とによって形成された空間の内部にチップ１４０が収容される。なお、収容部１５１は、チップ１４０毎に設けられていてもよく、複数のチップ１４０に亘って連続して設けられていてもよい。本実施形態では、チップ１４０毎に独立した収容部１５１を設けるようにした。

このようなホルダー１５０には、チップ１４０が第１の方向Ｘに複数、本実施形態では、４つ並設されている。本実施形態では、チップ１４０は、第１の方向Ｘに沿って千鳥状に配置されている。ここで、チップ１４０を第１の方向Ｘに沿って千鳥状に配置するとは、第１の方向Ｘに並設されたチップ１４０を交互に第２の方向Ｙにずらして配置することである。すなわち、第１の方向Ｘに並設されたチップ１４０の列が第２の方向Ｙに２列並設され、２列のチップ１４０の列を第１の方向Ｘに半ピッチずらして配置することである。このようにチップ１４０を第１の方向Ｘに沿って千鳥状に配置することで、２つのチップ１４０のノズル２１を第１の方向Ｘで部分的に重複させて、第１の方向Ｘに亘って連続したノズル２１の列を形成することができる。

このように、複数のチップ１４０が第１の方向Ｘに並設されているとは、複数のチップ１４０が第１の方向Ｘに沿って千鳥状に配置されていることも含む。すなわち、第１の方向Ｘに並設されているとは、複数のチップ１４０の第１の方向Ｘの位置が、少しでも異なる位置に配置していることを言う。つまり、複数のチップ１４０を第２の方向Ｙに射影した際に、完全に重なっていない状態を言う。

また、本実施形態では、ノズル２１が第１の方向Ｘに並設されたチップ１４０を第１の方向Ｘに並設するようにしたが、特にこれに限定されず、ノズル２１の並設方向が、チップ１４０の並設方向と一致しなくてもよい。すなわち、チップ１４０を第１の方向Ｘに並設する際に、ノズル２１が第１の方向Ｘと交差する方向に並設されていてもよい。つまり、ノズル列２２のノズル２１の並設方向にチップ１４０が並設されているとは、チップ１４０の並設方向が、ノズル２１の並設方向に向かう成分（ベクトル）を有することを含む。

本実施形態では、複数のチップ１４０をＸ１側からＸ２側に向かって順にチップ１４０Ａ、チップ１４０Ｂ、チップ１４０Ｃ、チップ１４０Ｄとも称する。

固定板１６０は、複数のチップ１４０に共通して設けられた板状部材からなり、各チップ１４０を露出する露出開口部１６１を有する。露出開口部１６１は、本実施形態では、チップ１４０毎に独立して設けられている。なお、固定板１６０は、露出開口部１６１の周縁部において、チップ１４０のノズル２１側と固定されている。

このような固定板１６０が、ホルダー１５０の収容部１５１の開口を塞ぐように、ホルダー１５０のＺ２側に固定されている。

なお、本実施形態では、固定板１６０は、複数のチップ１４０に共通して設けられているが、特にこれに限定されず、固定板１６０を、チップ１４０毎に独立して設けてもよく、２以上のチップ１４０毎に分割して設けるようにしてもよい。

ここで、このような記録ヘッド１に搭載されるチップ１４０の一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、チップの分解斜視図であり、図４はチップの断面図である。また、本実施形態では、チップの各方向について、記録ヘッド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。

図示するように、本実施形態のチップ１４０を構成する流路形成基板１０には、第３の方向Ｚの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がインクを吐出する複数のノズル２１が並設される第１の方向Ｘに沿って並設されている。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、第２の方向Ｙに並設されている。

このような流路形成基板１０の第３の方向Ｚの一方面側には、連通板１５と、ノズルプレート２０とが順次積層されている。

連通板１５には、圧力発生室１２とノズル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。このように連通板１５を設けることによってノズルプレート２０のノズル２１と圧力発生室１２とを離せるため、圧力発生室１２の中にあるインクは、ノズル２１付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート２０は圧力発生室１２とノズル２１とを連通するノズル連通路１６の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることができ、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２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面と称する。

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を第３の方向Ｚに貫通して設けられている。
また、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の各々に対して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。すなわち、供給連通路１９は、マニホールド１００に対して、第１の方向Ｘに並設されている。

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２１が形成されている。ノズル２１は、同じ種類のインク（液体）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設されてノズル列２２を構成している。この第１の方向Ｘに並設されたノズル２１で構成されたノズル列２２が、第２の方向Ｙに２列形成されている。

一方、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の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。

また、流路形成基板１０の振動板５０上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを有する圧電アクチュエーター３００が設けられている。本実施形態では、一つの圧電アクチュエーター３００が、一つの圧力発生室１２内のインクに対して振動板５０を介して圧力変化を生じさせる圧力発生手段となっている。

一般的には、第１電極６０又は第２電極８０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圧電体能動部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。

また、本実施形態では、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振動部３３０と称する。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３３０には、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３３０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言う。

このような流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００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を保護するための空間である保持部３１を有する。保持部３１は、第１の方向Ｘに並設された圧電アクチュエーター３００の列の間に第２の方向Ｙに２つ並んで形成されている。また、保護基板３０には、第２の方向Ｙで並設された２つの保持部３１の間に第３の方向Ｚに貫通する貫通孔３２が設けられている。そして、圧電アクチュエーター３００の第１電極６０及び第２電極８０のそれぞれから引き出されたリード電極９０の端部は、この貫通孔３２内に露出するように延設されている。そして、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。

また、保護基板３０上には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００を流路形成基板１０と共に画成するケース部材４０が固定されている。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と流路形成基板１０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、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０と流路形成基板１０とによって画成された第３マニホールド部４２と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。マニホールド１００は、圧力発生室１２の並設方向である第１の方向Ｘに亘って連続して設けられており、各圧力発生室１２とマニホールド１００とを連通する供給連通路１９は、第１の方向Ｘに並設されている。

また、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。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜４６と、金属等の硬質の材料からなる固定基板４７と、を具備する。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。

なお、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。

このようなチップ１４０では、インクを噴射する際に、インクを導入路４４から取り込み、マニホールド１００からノズル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、振動部３３０を、すなわち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２１からインク滴が噴射される。

ここで、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、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に含まれる振動板５０の各振動部３３０の固有振動数を計測する。

固有振動数の測定方法としては、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、圧電アクチュエーター３００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、振動部３３０のインピーダンスが変化し、インピーダンスのピークをもつ入力Sin波の周波数を振動部３３０の固有振動数として計測することができる。

なお、固有振動数は、振動部３３０を構成する振動板５０の材料、厚さ、圧力発生室１２の振動板５０側の開口形状や、振動板５０上に形成された圧電アクチュエーター３００の材料、厚さ、形状等によって決まるものであり、チップ１４０内の振動部３３０の位置によって製造上のばらつきが生じる。

また、固有振動数を計測する対象の振動部３３０は、チップ１４０に含まれる全ての振動部３３０であってもよいし、任意に選択した複数の振動部３３０であってもよい。本実施形態では、各チップ１４０には１００個の振動部３３０があるとし、１００個の振動部３３０について固有振動数を計測する。なお、固有振動数は、圧力発生室１２と振動板５０と圧電アクチュエーター３００とが形成されていればよいため、圧力発生室１２、振動板５０及び圧電アクチュエーター３００が形成された流路形成基板１０単体、又は、この流路形成基板１０と保護基板３０とを接合した接合体の状態で計測することができる。つまり、振動部３３０の固有振動数の測定は、流路内にインクを充填しなくても行えるため、流路形成基板１０に連通板１５やノズルプレート２０、コンプライアンス基板４５等が接合されていなくてもよい。ちなみに、流路形成基板１０に圧力発生室１２や圧電アクチュエーター３００等を形成する方法は、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、最初に圧力発生室１２の形成されていない流路形成基板１０のＺ１側に振動板５０と圧電アクチュエーター３００とを形成する。次に、流路形成基板１０のＺ１側に保護基板３０を接合する。その後、流路形成基板１０のＺ２側から異方性エッチングすることによって圧力発生室１２を形成する。このような製造方法では、流路形成基板１０と保護基板３０とが接合された状態で、振動部３３０の固有振動数を測定することができる。ただし、流路形成基板１０に連通板１５やノズルプレート２０を接合する際の接着剤が振動板５０側に流出し、流出した接着剤によって振動部３３０の変形が阻害されて、振動部３３０の固有振動数が連通板１５及びノズルプレート２０の接合前と接合後とで変わってしまう虞がある。このため、振動部３３０の固有振動数の測定は、チップ１４０を製造した後、すなわち、流路形成基板１０に保護基板３０や連通板１５等を接合した後に行う方が好ましい。これにより、チップ１４０の製造途中に固有振動数を測定する場合に比べて、振動部３３０の固有振動数が製造工程中に変化するのを抑制して、固有振動数の高精度な測定を行うことができる。

次に、チップ１４０の固有振動数を基準としてランク分けする。ここで、固有振動数を基準としてランク分けするとは、固有振動数の最大値、最小値、中央値、平均値、最頻値の何れかに基づいてランク分けすることを言う。なお、固有振動数の最大値、最小値、中央値、平均値、最頻値とは、１つのチップ１４０について計測した振動部３３０ごとの固有振動数のうち最大、最小、中央、平均、最頻のものを言う。そして、固有振動数を最大値、最小値、中央値、平均値、最頻値の何れかに基づいてランク分けするとは、何れかが同一又は所定範囲内であるチップを同一ランクにすることを言う。

ここで、振動部３３０の固有振動数は、各振動部３３０に対応するノズル２１から吐出されるインク滴の重量に相関がある。したがって、複数のチップ１４０を固有振動数でランク分けし、同一ランクのチップ１４０を共通の記録ヘッド１に用いることで、記録ヘッド１内において、チップ１４０から吐出されるインク滴の重量のばらつきを抑制することができる。

次に、１つの記録ヘッド１に用いる同一ランクのチップ１４０を固有振動数に基づいて配置する。本実施形態では、１つの記録ヘッド１には、４つの同一ランクのチップ１４０Ａ〜１４０Ｄが用いられる。そして、並設方向である第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つのチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差が最も小さくなるように配置する。

なお、並設方向である第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つのチップ１４０とは、第１の方向Ｘにおいて最も近接して設けられた２つのチップ１４０のことである。すなわち、図２に示す例では、第１の方向ＸにおいてＸ１側からＸ２側に向かってチップ１４０Ａ、チップ１４０Ｂ、チップ１４０Ｃ、チップ１４０Ｄが順に並設されている。

また、２つのチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差とは、絶対値のことであり、例えば、固有振動数の差を絶対値で比較することや、固有振動数の差を二乗して比較することができる。本実施形態では、固有振動数の差を二乗してこの固有振動数の差の二乗が最も小さくなるように配置するようにした。

さらに、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数は、例えば、端部の１つのノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数であってもよいが、例えば、図５に示すように、２つのチップ１４０において、オーバーラップする各ノズル２１Ａに対応する振動部３３０の固有振動数の平均値を用いることで、より安定した比較を行うことができる。すなわち、端部の１つのノズル２１に対応する振動部３３０は、接着剤等の這い上がりなどの理由により安定した特性を得られない場合がある。したがって、オーバーラップするノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数とすることで、安定した比較を行うことができる。

また、端部の１つのノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数は、安定した特性を得られない場合があるため、オーバーラップしたノズル２１Ａのうち、この端部の１つのノズル２１を除くノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数の平均値を用いるようにしてもよい。これにより、より正確な比較を行うことができる。

さらに、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数は、オーバーラップするノズル２１Ａと、このノズル２１Ａに連続したノズル２１Ａと同じ数のノズル２１Ｂとに対応する振動部３３０の固有振動数の平均値を用いるようにしてもよい。これにより、より安定した比較を行うことができる。

また、本実施形態では、チップ１４０には、２列のノズル列２２が形成されている。このため、チップ１４０の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数とは、同じインクを吐出するノズル２１において比較すればよい。すなわち、図５に示すように１つのチップ１４０Ａにノズル列２２Ａ１とノズル列２２Ａ２が形成され、１つのチップ１４０Ｂにノズル列２２Ｂ１とノズル列２２Ｂ２が形成されている場合、ノズル列２２Ａ１とノズル列２２Ｂ１とから同じインクを吐出し、ノズル列２２Ａ１とは異なるインクをノズル列２２Ａ２とノズル列２２Ｂ２とから吐出する。このとき、ノズル列２２Ａ１とノズル列２２Ｂ１との固有振動数を比較し、ノズル列２２Ａ２とノズル列２２Ｂ２とにおいて固有振動数を比較すればよい。例えば、ノズル列２２Ａ１とノズル列２２Ｂ１との固有振動数の差と、ノズル列２２Ａ２とノズル列２２Ｂ２とにおいて固有振動数の差との平均値をチップ１４０Ａとチップ１４０Ｂとの端部の固有振動数の差とすればよい。また、ノズル列２２Ａ１、２２Ａ２、２２Ｂ１、２２Ｂ２から同じインクを吐出するのであれば、チップ１４０Ａの端部の固有振動数は、ノズル列２２Ａ１、２２Ａ２のそれぞれの端部の固有振動数の平均値とし、チップ１４０Ｂの端部の固有振動数は、ノズル列２２Ｂ１、２２Ｂ２のそれぞれの端部の固有振動数の平均値として、これらを比較すればよい。

ここで、第１の方向Ｘにおけるチップ１４０Ａ、１４０Ｂの配置と、固有振動数との関係を図６及び図７に示す。なお、図６及び図７は、チップの配置を説明するノズル位置と固有振動数との関係を示す図である。

図６及び図７において、チップ１４０ＡにおいてＸ１側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１、Ｘ２側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１００とし、チップ１４０ＢにおいてＸ１側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１、Ｘ２側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１００とする。そして、チップ１４０Ａは、Ｘ１側のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１と、Ｘ２側のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１００とは異なる値（Ａ１＜Ａ１００）となっている。同様に、チップ１４０Ｂは、Ｘ１側のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１と、Ｘ２側のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１００とは異なる値（Ｂ１＞Ｂ１００）となっている。

このような２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂの配置は、図６に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ａを配置し、Ｘ２側にチップ１４０Ｂを配置して、固有振動数が低い端部同士が隣り合うように配置した場合と、図７に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ｂを配置し、Ｘ２側にチップ１４０Ａを配置して、固有振動数が高い端部同士が隣り合うように配置した場合との二通りが考えられる。

このとき、図６に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ａ、Ｘ２側にチップ１４０Ｂを配置した場合の端部の固有振動数の差の二乗、すなわち、チップ１４０ＡのＸ２側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１００と、チップ１４０ＢのＸ１側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１との差の二乗は（Ａ１００−Ｂ１）^２となる。これに対して、図７に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ｂ、Ｘ２側にチップ１４０Ａを配置した場合の端部の固有振動数の差の二乗、すなわち、チップ１４０Ａの固有振動数Ａ１と、チップ１４０Ｂの固有振動数Ｂ１００との差の二乗は（Ａ１−Ｂ１００）^２となる。この図６及び図７に示す二通りの配置において、（Ａ１００−Ｂ１）^２が（Ａ１−Ｂ１００）^２よりも小さい、すなわち、（Ａ１−Ｂ１００）^２＜（Ａ１００−Ｂ１）^２となる場合には、図６に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ａを配置し、Ｘ２側にチップ１４０Ｂを配置する。すなわち、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂの端部の固有振動数の差の二乗が最も小さくなるように配置するとは、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂで考え得る複数の配置パターンのうちから、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂの端部の固有振動数の差の二乗が最も小さくなる配置パターンを選択することを言う。なお、本実施形態では、同一ランクの複数のチップ１４０から任意の２つのチップ１４０を選択し、選択した２つのチップ１４０において、端部の固有振動数の差の二乗が最も小さくなるように配置したが、特にこれに限定されず、同一ランクの複数のチップ１４０から２つのチップ１４０を選択する際に、端部の固有振動数の差の二乗が最も小さくなるものを選択するようにしてもよい。また、同一ランクの複数のチップ１４０から２つのチップ１４０を選択する際に、端部の固有振動数の差の二乗の値として、閾値を設け、閾値以下の２つのチップ１４０を組み合わせるようにしてもよい。

なお、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂは、駆動回路１２０や配線基板１２１などの電気的な都合や、圧電アクチュエーター３００の構造上の都合、流路の構造上の都合によっては、第１の方向Ｘに１８０度回転させて使用できない場合がある。このようにチップ１４０を回転して使用できない場合には、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂでは上述した図６と図７との合計二通りの配置しかできないため、固有振動数が低い端部同士が第１の方向Ｘで隣り合うように配置する。

これに対して、チップ１４０Ａ、１４０Ｂとして１８０度回転して使用できるチップ１４０を用いた場合には、上述した図６及び図７の配置以外の配置も行うことができる。

ここで、１８０度回転して使用することができる２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂのその他の配置について図８〜図１２を参照して説明する。なお、図８〜図１２は、チップの配置を説明するノズル位置と固有振動数との関係を示す図である。また、回転したチップ１４０Ａ、１４０Ｂを、チップ１４０Ａ′、１４０Ｂ′として表す。

図８に示すように、Ｘ１側に１８０度回転させたチップ１４０Ａ′、Ｘ２側にチップ１４０Ｂを配置する。このときの隣り合うチップ１４０Ａ′、１４０Ｂの２つの端部の固有振動数の差の二乗は、（Ａ１−Ｂ１）^２となる。

図９に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ａ、Ｘ２側に１８０度回転させたチップ１４０Ｂ′を配置する。このときの隣り合う２つチップ１４０Ａ、１４０Ｂ′の端部の固有振動数の差の二乗は、（Ａ１００−Ｂ１００）^２となる。

同様に、図１０に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ｂ、Ｘ２側に１８０度回転させたチップ１４０Ａ′を配置する。このときの隣り合うチップ１４０Ｂ、１４０Ａ′２つの端部の固有振動数の差の二乗は、（Ｂ１００−Ａ１００）^２となる。

また、図１１に示すように、Ｘ１側に１８０度回転させたチップ１４０Ｂ′、Ｘ２側にチップ１４０Ａを配置する。このときの隣り合う２つのチップ１４０Ｂ′、１４０Ａの端部の固有振動数の差の二乗は、（Ｂ１−Ａ１）^２となる。

さらに、図１２に示すように、Ｘ１側に１８０度回転させたチップ１４０Ｂ′、Ｘ２側に１８０度回転させたチップ１４０Ａ′を配置する。このときの互いに隣り合う２つのチップ１４０Ｂ′、１４０Ａ′の２つの端部の固有振動数の差の二乗は、（Ｂ１００−Ａ１）^２となる。

ここで、本実施形態では、２つのチップ１４０Ａ（１４０Ａ′）、１４０Ｂ（１４０Ｂ′）の端部の固有振動数の差は、二乗して比較しているため、（Ｂ１００−Ａ１）^２と（Ａ１−Ｂ１００）^２とは同じ値となる。したがって、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂの配置が何れの場合であっても、２つのチップ１４０Ａの２つの端部と、チップ１４０Ａの２つの端部との固有振動数の差の二乗は、（Ａ１−Ｂ１００）^２、（Ａ１００−Ｂ１）^２、（Ａ１−Ｂ１）^２、（Ａ１００−Ｂ１００）^２の４つで表される。そして、この中で最も小さな値、本実施形態では、（Ａ１−Ｂ１００）^２となる図６又は図１２となるようにチップ１４０Ａ及びチップ１４０Ｂを配置する。

これにより、チップ１４０Ａとチップ１４０Ｂとの境界部分において、インク滴の重量の差が減少するため、インク滴の重量差によって印刷結果にスジが生じる等の印刷不良が生じるのを抑制することができる。

なお、回転して使用できるチップ１４０としては、例えば、左右対称な構造を有するチップ１４０が挙げられる。このように回転して使用できるチップ１４０を用いることで、場合によっては、２つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂの端部の固有振動数の差の二乗をさらに小さくすることもできる。特に、チップ１４０を回転させることで、互いに隣り合う２つのチップ１４０の端部の組み合わせを増やすことができるため、第１の方向Ｘに３つ以上に並設されたチップ１４０において回転させることで、回転できない場合に比べて、固有振動数の差の二乗を場合によっては小さくすることができる。特に、右肩上がりのチップ１４０を３つ以上並設する場合、真ん中のチップ１４０を回転させることで、チップ１４０を有効活用することができると共にチップ１４０の端部の固有振動数を合わせられずにチップ１４０を捨てることを少なくすることができる。

また、回転して使用できないチップ１４０としては、例えば、左右非対称の構造を有するものが挙げられる。このようなチップ１４０は、左右非対称の構造とすることができるため、圧電アクチュエーター３００や流路の構造の設計や回路の設計に自由度を持たせることができる。

なお、上述した例では、（Ａ１−Ｂ１００）^２となる図６において、チップ１４０Ａは、各振動部３３０の固有振動数から最小二乗法によって得られた線が、第１の方向Ｘの一方向、すなわち、Ｘ１側からＸ２側に向かって徐々に大きくなる右肩上がりとなっている。また、チップ１４０Ｂの各振動部３３０の固有振動数から最小二乗法によって得られた線は、Ｘ１側からＸ２側に向かって徐々に小さくなる右肩下がりとなっている。そして、このようなチップ１４０Ａ、１４０Ｂとの関係を、チップ１４０Ｂとチップ１４０Ｃと、及び、チップ１４０Ｃとチップ１４０Ｄと、においても同じ関係となるように配置する。すなわち、本実施形態では、図１３に示すように、４つのチップ１４０Ａ〜１４０Ｄは、各振動部３３０の固有振動数から最小二乗法によって得られた線が、右肩上がりのチップ１４０と、右肩下がりのチップ１４０とを第１の方向Ｘに交互に配置するようにした。すなわち、Ｘ１側からＸ２側に向かって最小二乗法によって得られた線が右肩上がりのチップ１４０Ａ、１４０Ｃと、右肩下がりのチップ１４０Ｂ、１４０Ｃとを用いるようにした。このように、第１の方向Ｘの一方向であるＸ１からＸ２に向かって、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に大きくなる右肩上がりのチップ１４０と、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に小さくなる右肩下がりのチップ１４０とを交互に配置することで、複数のチップ１４０における固有振動数の分布する範囲を小さくすることができる。これに対して、例えば、右肩上がりのチップ１４０を並設した場合や、右肩下がりのチップ１４０を並設した場合、複数のチップ１４０の固有振動数の分布する範囲が大きくなり、固有振動数のばらつきが大きくなって、インク滴の重量にばらつきが大きくなり、印刷品質が低下してしまう虞がある。ただし、本実施形態では、１つの記録ヘッド１には、同一ランクのチップ１４０を用いているため、複数のチップ１４０の固有振動数の分布する範囲は著しく大きくなることはない。

また、図１４に示すように、チップ１４０Ａの固有振動数の最小二乗法によって得られた線が右肩上がりで、チップ１４０Ｂの固有振動数の最小二乗法によって得られた線が右肩上がりの場合に、（Ａ１−Ｂ１００）^２が最小となっていてもよい。つまり、図１５に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ｂを配置し、Ｘ２側にチップ１４０Ａを配置した場合の（Ｂ１００−Ａ１）^２よりも、（Ａ１−Ｂ１００）^２が小さい場合には、図１４に示すように、Ｘ１側にチップ１４０Ａを配置し、Ｘ２側にチップ１４０Ｂを配置してもよい。このような右肩上がりのチップ１４０を３つ以上配置する場合、回転して使用できるチップ１４０を用いることで、チップ１４０を有効利用することができると共に、チップ１４０の端部の固有振動数を合わせられずにチップ１４０を捨てることを少なくすることができる。

もちろん、図１４に示す構成においても、１８０度回転して使用できるチップ１４０を用いた場合には、その他の配置も考えられるが、その他の配置も含めてチップ１４０ＡのＸ２側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ａ１００と、チップ１４０ＢのＸ１側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数Ｂ１との差の二乗が最も小さくなる配置を選択すればよい。ちなみに、図１６に示すように、固有振動数の最小二乗法によって得られた線が右肩上がりとなるチップ１４０を連続して２つ配置した後、固有振動数の最小二乗法によって得られた線が右肩下がりとなるチップを連続して２つ配置することもできる。すなわち、Ｘ１側からＸ２側に向かって最小二乗法によって得られた線が右肩上がりのチップ１４０Ａ、１４０Ｂと、右肩下がりのチップ１４０Ｃ、１４０Ｄとを用いるようにした。このように図１６に示すチップ１４０の配置では、図１３に示す配置に比べて、複数のチップ１４０における固有振動数の分布する範囲が大きくなる。本実施形態では、１つの記録ヘッド１には、同一ランクのチップ１４０を用いているため、複数のチップ１４０の固有振動数の分布する範囲は著しく大きくなることはない。また、図１６に示すチップ１４０の配置の場合には、チップ１４０Ａからチップ１４０Ｂまで固有振動数が徐々に大きくなる。つまり、チップ１４０Ａからチップ１４０Ｂまでの広い範囲において固有振動数が変化するため、印刷した画像において印刷状態も広い範囲で徐々に変化するためその差が目立ちにくい。これに対して、図１３に示すチップ１４０の配置の場合には、チップ１４０Ａからチップ１４０Ｂまで固有振動数が大きくなった後、小さくなるように短い範囲で変化するため、図１６に示すチップ１４０の配置に比べて印刷状態の変化が目立ち易い虞もある。もちろん、チップ１４０Ｃ及びチップ１４０Ｄについても同様である。

このように製造した記録ヘッド１は、ノズル２１の並設方向で互いに隣り合うチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差の二乗が最も小さくなるように配置されている。したがって、記録ヘッド１の並設方向で隣り合うチップ１４０の間において固有振動数の差を減少させることができる。そして、固有振動数の差は吐出されるインク滴の重量と相関があるため、並設方向で隣り合うチップ１４０の境界部分におけるインク滴の重量の差を減少させて印刷品質を向上することができる。

ちなみに、ノズル２１の並設方向で互いに隣り合うチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１から吐出されたインク滴で形成された画像濃度と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１から吐出されたインク滴で形成された画像の濃度との濃度差が最も低くなるように配置する方法も考えられる。しかしながら、インク滴で形成された画像の濃度差を比較するには、圧力発生室１２内にインクを充填すると共にノズル２１から実際にインク滴を吐出させる必要がある。このため、印刷された画像の濃度差を利用して配置した方が精度は高くなるものの、ノズル２１からインク滴を吐出させるために仮組みする工程、仮組を解除してから濃度差に基づいて配置した状態で本組みする工程等が必要になり製造工程が煩雑になる。本実施形態では、固有振動数に基づいてチップ１４０を配置するため、ノズル２１から実際にインクを吐出させる必要がなく、圧力発生室１２内にインクを充填する必要がない。したがって、本実施形態では、実際にインク滴を吐出させて検査する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。ちなみに、本実施形態のように固有振動数に基づいてチップ１４０を配置した記録ヘッド１であっても、ノズル２１の開口面積のばらつき等の振動部３３０の固有振動数に影響を与えない要因によって、実際に印刷した画像の濃度差が上述したものにならない場合もある。すなわち、本実施形態の固有振動数に基づいてチップ１４０を配置した記録ヘッド１には、ノズル２１の並設方向で互いに隣り合うチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１から吐出されたインク滴で形成された画像濃度と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１から吐出されたインク滴で形成された画像の濃度との濃度差が最も低くなって配置されているものは除かれることもある。

また、本実施形態では、並設方向である第１の方向Ｘにおいて、互いに隣り合う２つのチップ１４０における一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差を、並設方向で連続する少なくとも３つのチップ１４０のそれぞれの間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように少なくとも３つのチップ１４０を配置するようにしてもよい。なお、固有振動数の差とは、上述したように絶対値のことであり、例えば、固有振動数の差を絶対値で比較することや、固有振動数の差を二乗して比較することができる。本実施形態では、固有振動数の差を二乗してこの固有振動数の差の二乗が最も小さくなるように配置するようにした。

具体的には、３つのチップ１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃにおいて、チップ１４０Ａ、１４０Ｃが振動部３３０の固有振動数が右肩上がりで、チップ１４０Ｂの振動部３３０の固有振動数が右肩下がりの場合には、上述した実施形態１と同様に、互いに隣り合う２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差が最も小さくなるように配置すると、図１７に示すように、Ｘ１側からＸ２側に向かってチップ１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃを順番に配置した場合と、図１８に示すように、チップ１４０Ｃ、１４０Ｂ、１４０Ａを順番に配置した場合との二通りが挙げられる。

図１７に示す配置では、チップ１４０Ａとチップ１４０Ｂとの端部の間の固有振動周期の差の二乗は、（Ａ１００−Ｂ１）^２となり、チップ１４０Ｂとチップ１４０Ｃとの端部の間における固有振動数の差の二乗は（Ｂ１００−Ｃ１）^２となり、これらの合計は（Ａ１００−Ｂ１）^２＋（Ｂ１００−Ｃ１）^２となる。

これに対して、図１８に示す配置では、チップ１４０Ｃとチップ１４０Ｂとの端部の間の固有振動周期の差の二乗は、（Ｃ１００−Ｂ１）^２となり、チップ１４０Ｂとチップ１４０Ａとの端部の間における固有振動数の差の二乗は（Ｂ１００−Ａ１）^２となり、これらの合計は（Ｃ１００−Ｂ１）^２＋（Ｂ１００−Ａ１）^２となる。

そして、本実施形態では、（Ａ１００−Ｂ１）^２＋（Ｂ１００−Ｃ１）^２が、（Ｃ１００−Ｂ１）^２＋（Ｂ１００−Ａ１）^２よりも大きい。したがって、図１６に示すように、チップ１４０Ａ〜１４０Ｃを配置するのが好ましい。

このように、２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差が最小に配置すると共に、少なくとも３つのチップ１４０の端部の固有振動数の差の合計が最小となるように配置することで、チップ１４０Ａとチップ１４０Ｂとの境界部分及びチップ１４０Ｂとチップ１４０Ｃとの境界部分において、インク滴の重量の差が減少するため、インク滴の重量差によって印刷結果にスジが生じる等の印刷不良が生じるのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、第１の方向Ｘに並設された少なくとも３つのチップ１４０Ａ〜１４０Ｃにおいて、端部の固有振動数の差（二乗）の合計が最も小さくなるように配置したが、特にこれに限定されず、上述した記録ヘッド１に搭載された全てのチップ１４０Ａ〜１４０Ｄ、すなわち、４つのチップ１４０Ａ〜１４０Ｄについても、端部の固有振動数の差（二乗）の合計が最も小さくなるように配置すれば、印刷品質の低下をさらに抑制することができる。

また、本実施形態では、図１７に示すチップ１４０Ａ〜１４０Ｃの配置と、図１８に示すチップ１４０Ａ〜１４０Ｃの配置とにおいて、端部の固有振動数の差の二乗の合計では、図１７に示すチップ１４０Ａ〜１４０Ｃの配置の方が小さいものとしたが、例えば、図１８に示すチップ１４０Ａ〜１４０Ｃの配置において、隣り合う２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差の二乗が、図１７に示す隣り合う２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差の二乗よりも小さくてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、並設方向である第１の方向Ｘにおいて互いに隣り合う２つのチップ１４０において、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差が最も小さくなるように配置した。このように、振動部の固有振動数によってチップ１４０の配置を決定するため、実際にインク滴を吐出させる必要がない。したがって、ノズル２１からインク滴を吐出させるために仮組みする工程、仮組を解除してから濃度差に基づいて配置した状態で本組みする工程等が不要となり、製造工程を簡略化することができる。また、振動部３３０の固有振動数は、各振動部３３０に対応するノズル２１から吐出されるインク滴の重量に相関があるため、第１の方向Ｘにおいて互いに隣り合う２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差が最も小さくなるように配置することで、第１の方向Ｘで互いに隣り合うチップ１４０の境界部分において、固有振動数の差、すなわち、インク滴の重量の差を減少させて、印刷品質を向上することができる。

また、本実施形態では、チップ１４０の複数の振動部３３０の固有振動数を計測し、チップ１４０を固有振動数に基づいてランク分けし、ランク分けに基づいて選択した複数のチップ１４０を共通の記録ヘッド１に用いるようにした。このように複数のチップ１４０を固有振動数でランク分けし、同一ランクのチップ１４０を共通の記録ヘッド１に用いることで、記録ヘッド１内において、チップ１４０から吐出されるインク滴の重量のばらつきを抑制することができる。すなわち、ランクの異なるチップ１４０を組み合わせると、固有振動数のばらつきが大きく、つまり、インク滴の重量のばらつきが大きくなるため、ランクの異なるチップ１４０を組み合わせないことで、固有振動数のばらつきを抑制して、インク滴の重量のばらつきが大きくなるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。

また、記録ヘッド１の各チップ１４０から吐出されるインク滴の重量のばらつきを抑制することができるため、各チップ１４０を駆動する駆動信号を補正する必要がない。すなわち、各チップ１４０から吐出されるインク滴の重量にばらつきがあると、駆動信号を補正して、重量の大きいインク滴の吐出を間引くことや、重量の小さいインク滴を多く吐出させるという補正が必要になるが、本実施形態では、インク滴の重量のばらつきを抑制することができるため、駆動信号を補正する必要がなく、制御が複雑化するのを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、複数のチップ１４０は、並設方向である第１の方向ＸのＸ１側からＸ２側に向かって、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に大きくなる右肩上がりと、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に小さくなる右肩下がりとを交互に配置した。このように、第１の方向Ｘの一方向であるＸ１からＸ２に向かって、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に大きくなる右肩上がりのチップ１４０と、複数の振動部３３０の固有振動数が徐々に小さくなる右肩下がりのチップ１４０とを交互に配置することで、複数のチップ１４０における固有振動数の分布する範囲を小さくすることができる。

また、本実施形態では、並設方向である第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つのチップ１４０における一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差を、並設方向で連続する少なくとも３つのチップ１４０間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように、少なくとも３つのチップ１４０を配置するようにした。このように、２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差が最小に配置すると共に、少なくとも３つのチップ１４０の端部の固有振動数の差の合計が最小となるように配置することで、チップ１４０Ａとチップ１４０Ｂとの境界部分及びチップ１４０Ｂとチップ１４０Ｃとの境界部分において、インク滴の重量の差が減少するため、インク滴の重量差によって印刷結果にスジが生じる等の印刷不良が生じるのを抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は、上述した物に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、２つのチップ１４０の端部の固有振動数の差は、二乗することによって比較するようにしたが、特にこれに限定されず、固有振動数の差を絶対値で比較してもよい。また、上述した実施形態１では、１つの記録ヘッド１には、４つのチップ１４０が用いられているため、第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つのチップ１４０で構成されるチップ群は、３つ形成される。この３つのチップ群のうち、少なくとも１つのチップ群において、隣り合う２つのチップ１４０端部の固有振動数の差が最も小さくなるように配置されていればよい。すなわち、その他の３つのチップ群において、隣り合う２つのチップ１４０端部の固有振動数の差が最も小さくなるように配置されていなくてもよい。

また、上述した実施形態１では、チップ１４０の振動部３３０の固有振動数から最小二乗法によって得られた線として、直線を示したが、特にこれに限定されず、曲線であってもよい。また、固有振動数から最小二乗法によって得られた曲線が、Ｘ１側の端部と、Ｘ２側の端部とで略同じ値で、中央部が端部よりも高い又は低い曲線であってもよい。

また、上述した実施形態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、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、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、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。ちなみに、静電式アクチュエーターの場合、電極として機能する振動板と、振動板と非接触の電極とを具備するため、振動部とは、振動板の圧力発生室を構成する領域のみとなる。つまり、振動部が、振動板の圧力発生室１２を構成する領域を含むとは、振動部が振動板のみで構成されているものも含むものである。

図１９は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す側面図である。なお、本実施形態では、インクジェット式記録装置Ｉの各方向について、記録ヘッド１が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。

図示する本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉは、被噴射媒体である記録シートＳを搬送するだけで印刷を行う、所謂ライン式のインクジェット式記録装置である。

インクジェット式記録装置Ｉは、複数の記録ヘッド１と、複数の記録ヘッド１にインクを供給する供給部材２と、複数の記録ヘッド１を支持する支持体３と、を具備する。

支持体３には、複数の記録ヘッド１が第２の方向Ｙに並設されて保持されている。支持体３は、図示しない装置本体に固定されている。また、支持体３に保持された記録ヘッド１には、液体としてインクが貯留されたインクタンク等の液体貯留手段からのインクが供給部材２を介して供給される。なお、記録ヘッド１の供給部材２が液体貯留手段を具備する態様、例えば、供給部材２にインクカートリッジ等の液体貯留手段を搭載するようにしてもよい。

また、インクジェット式記録装置Ｉが搬送手段を具備していてもよい。搬送手段の一例としての第１搬送手段５は、第２の方向ＹのＹ１側に設けられている。第１搬送手段５は、第１搬送ローラー５０１と、第１搬送ローラー５０１に従動する第１従動ローラー５０２と、を具備する。第１搬送ローラー５０１は、記録シートＳのインクが着弾する着弾面とは反対側の裏面側に設けられており、第１駆動モーター５０３の駆動力によって駆動される。また、第１従動ローラー５０２は、記録シートＳの着弾面側に設けられており、第１搬送ローラー５０１との間で記録シートＳを挟持する。このような第１従動ローラー５０２は、図示しないばね等の付勢部材によって記録シートＳを第１搬送ローラー５０１側に向かって押圧している。

搬送手段の一例としての第２搬送手段６は、第１搬送手段５よりも下流側であるＹ２側に設けられており、搬送ベルト６０１、第２駆動モーター６０２、第２搬送ローラー６０３、第２従動ローラー６０４及びテンションローラー６０５を具備する。

第２搬送ローラー６０３は、第２駆動モーター６０２の駆動力によって駆動される。搬送ベルト６０１は、無端ベルトからなり、第２搬送ローラー６０３と第２従動ローラー６０４との外周に掛けられている。このような搬送ベルト６０１は、記録シートＳの裏面側に設けられている。テンションローラー６０５は、第２搬送ローラー６０３と第２従動ローラー６０４との間に設けられて、搬送ベルト６０１の内周面に当接し、ばね等の付勢部材６０６の付勢力によって搬送ベルト６０１に張力を付与している。これにより、搬送ベルト６０１は、第２搬送ローラー６０３と第２従動ローラー６０４との間で記録ヘッド１に相対向する面が平坦になっている。

このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、第１搬送手段５及び第２搬送手段６によって記録シートＳを、記録ヘッド１に対して第２の方向ＹのＹ１側からＹ２側に向かって搬送しながら、記録ヘッド１からインクを噴射させて、噴射したインクを記録シートＳの着弾面に着弾させて印刷を行う。なお、搬送手段は、上述の第１搬送手段５及び第２搬送手段６に限られず、所謂ドラムによるものやプラテンを具備するもの等が用いられてもよい。

また、上述した例では、記録ヘッド１が装置本体に固定されて、記録シートＳを搬送するだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド１を記録シートＳの搬送方向である第２の方向Ｙと交差する第１の方向Ｘに移動するキャリッジに搭載して、記録ヘッド１を第１の方向Ｘに移動しながら印刷を行う、所謂シリアル型記録装置にも本発明を適用することができる。

また、本実施形態では、特に図示していないが、複数の記録ヘッド１を第１の方向Ｘに並設してもよい。すなわち、第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つの記録ヘッド１のノズル２１の一部が第１の方向Ｘでオーバーラップするように配置してもよい。この場合には、第１の方向Ｘで互いに隣り合う記録ヘッド１において、一方の記録ヘッド１の他方の記録ヘッド１側の端部のチップ１４０と、他方の記録ヘッド１の一方の記録ヘッド１側の端部のチップ１４０との２つのチップにおいて、上述したような関係、すなわち、一方のチップ１４０の他方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数と、他方のチップ１４０の一方側の端部のノズル２１に対応する振動部３３０の固有振動数との差が最も小さくなるように配置することが好ましい。これにより、第１の方向Ｘで互いに隣り合う記録ヘッド１の間の固有振動数の差を減少させて、記録ヘッド１の境界部分における印刷品質の低下を抑制することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、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インクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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にも適用することができる。

Ｉ…インクジェット式記録装置(液体噴射装置）、１…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、２…供給部材、３…支持体、５…第１搬送手段、６…第２搬送手段、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、１５…連通板、１６…ノズル連通路、１７…第１マニホールド部、１８…第２マニホールド部、１９…供給連通路、２０…ノズルプレート、２１、２１Ａ、２１Ｂ…ノズル、２２、２２Ａ１、２２Ａ２、２２Ｂ１、２２Ｂ２…ノズル列、３０…保護基板、３１…保持部、３２…貫通孔、４０…ケース部材、４１…凹部、４２…第３マニホールド部、４３…接続口、４４…導入路、４５…コンプライアンス基板、４６…封止膜、４７…固定基板、４８…開口部、４９…コンプライアンス部、５０…振動板、５１…弾性膜、５２…絶縁体膜、６０…第１電極、７０…圧電体層、８０…第２電極、９０…リード電極、１００…マニホールド、１２０…駆動回路、１２１…配線基板、１４０、１４０Ａ〜１４０Ｄ…チップ、１５０…ホルダー、１５１…収容部、１６０…固定板、１６１…露出開口部、１７０…流路部材、３００…圧電アクチュエーター、３１０…圧電体能動部、３３０…振動部、５０１…第１搬送ローラー、５０２…第１従動ローラー、５０３…第１駆動モーター、６０１…搬送ベルト、６０２…第２駆動モーター、６０３…第２搬送ローラー、６０４…第２従動ローラー、６０５…テンションローラー、６０６…付勢部材、Ａ１、Ａ１００、Ｂ１、Ｂ１００、Ｃ１、Ｃ１００…固有振動数、Ｓ…記録シート、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向、Ｚ…第３の方向

Claims (5)

1. 液体を噴射するノズルが並設されたノズル列と、前記ノズル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、を具備し、前記振動板の前記圧力発生室の一部を構成する部分を含み、振動可能に設けられた振動部が各ノズルに対応して設けられたチップを複数具備し、複数の前記チップが前記ノズルの並設方向に並設された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記並設方向において互いに隣り合う２つのチップにおいて、一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差が最も小さくなるように配置することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 前記チップの複数の前記振動部の固有振動数を計測し、
   前記チップを前記固有振動数に基づいてランク分けし、ランク分けに基づいて選択した複数の前記チップを備えることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 複数の前記チップは、前記並設方向の一方向に向かって、複数の前記振動部の前記固有振動数が徐々に大きくなる右肩上がりと、複数の前記振動部の前記固有振動数が徐々に小さくなる右肩下がりとを交互に配置することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 前記並設方向で互いに隣り合う２つの前記チップにおける一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差を、並設方向で連続する少なくとも３つの前記チップ間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように、少なくとも３つの前記チップを配置することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 液体を噴射するノズルが並設されたノズル列と、前記ノズル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、を具備し、前記振動板の前記圧力発生室の一部を構成する部分を含み振動可能に設けられた振動部が各ノズルに対応して設けられたチップを複数具備し、複数の前記チップが前記ノズルの並設方向に並設された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記並設方向において互いに隣り合う２つのチップにおける一方の前記チップの他方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数と、他方の前記チップの前記一方側の端部の前記ノズルに対応する前記振動部の固有振動数との差を、前記並設方向で連続する少なくとも３つの前記チップ間において計測して合計し、合計した結果が最も小さくなるように少なくとも３つの前記チップを配置することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。

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