駆動電圧設定方法
【課題】従来の駆動電圧設定方法では、描画品位を向上させることが困難である。
【解決手段】液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含む、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【解決手段】液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含む、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電圧設定方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状体を液滴として吐出することができる液滴吐出ヘッドを活用して、液状体から膜を形成する方法が知られている。液滴吐出ヘッドを用いてインクなどの液状体を液滴として吐出する技術は、液滴吐出技術と呼ばれる。そして、液滴吐出技術を活用して液状体などを所定の位置に配置する方法は、液滴吐出法と呼ばれる。この液滴吐出法は、塗布法の１つである。液滴吐出法では、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置が活用され得る。
液滴吐出ヘッドとしては、液状体を液滴として吐出する複数のノズルと、ノズルごとに設けられた駆動素子とを有するものが知られている。このような液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置では、従来、複数のノズルを液状体の吐出量のレンジに応じて複数のグループに分け、グループごとに異なる駆動電圧を設定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１７８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された駆動電圧設定方法では、ノズルごとに各ノズルでの吐出量を示す吐出量分布に基づいて、複数のノズルが複数のグループに分けられる。この駆動電圧設定方法では、グループごとに異なる駆動電圧で駆動素子を駆動することができるので、グループ間での液状体の吐出量の差を軽減することができる。
このような駆動電圧設定方法では、吐出量が最も少ないグループを基準とし、この基準グループの吐出量に他のグループの吐出量を合わせる補正が行われ得る。このとき、基準グループに属する駆動素子に、基準となる駆動電圧が印加される。そして、他のグループに属する駆動素子には、基準駆動電圧よりも低い駆動電圧が印加される。これにより、基準グループの吐出量に他のグループの吐出量を合わせることができる。そして、この補正では、基準駆動電圧を超える駆動電圧の生成を避けることができる。この結果、液滴吐出ヘッドの駆動に許容される電圧値の上限を守ることができる。
【０００５】
ところで、液滴吐出ヘッドでは、複数のノズルのうち液滴を吐出させるノズルである使用ノズルや、使用ノズルにおける液滴の吐出タイミングなどのパターン（以下、吐出パターンと呼ぶ）によって、吐出量分布が異なることが考えられる。
基準グループに基準駆動電圧値を設定し、他のグループに基準駆動電圧値よりも低い電圧値を設定する上述の方法では、吐出パターンごとに吐出量分布が異なると、吐出パターン間で吐出量に差異が発生しやすくなる。吐出パターン間で吐出量に差異が発生すると、液滴吐出装置における描画品位が低下しやすくなる。
つまり、従来の駆動電圧設定方法では、描画品位を向上させることが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含み、前記第１ステップは、前記吐出パターンにおいて使用される前記ノズルである使用ノズルごとの前記吐出量を測定する測定ステップと、前記測定ステップでの測定結果から、前記吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の前記使用ノズルを複数のグループに区分する層別ステップと、前記複数のグループのうち前記吐出量が最小である前記レンジに対応する前記グループを基準グループとして設定する基準グループ設定ステップと、前記基準グループにおける前記駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記基準駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる駆動電圧割当ステップと、を含み、前記第２ステップは、前記複数の吐出パターンのうち、前記第１ステップ後に前記吐出パターンごとの前記吐出量が最小となる前記吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する基準吐出パターン設定ステップと、前記基準吐出パターンの他の前記吐出パターンに対する前記基準駆動電圧を、前記基準吐出パターンに対する前記基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、前記他の吐出パターンの前記基準グループにおける前記駆動素子に対して前記低減駆動電圧を割り当て、且つ前記他の吐出パターンにおける他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記低減駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる第２割当ステップと、を含む、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【０００８】
この適用例の駆動電圧設定方法は、第１ステップと、第２ステップと、を含む。
第１ステップでは、複数のノズルのノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する駆動電圧を、吐出パターンごとに設定する。
第１ステップの後に、第２ステップでは、吐出パターン間の吐出量の差を軽減する駆動電圧を設定する。
第１ステップは、測定ステップと、層別ステップと、基準グループ設定ステップと、駆動電圧割当ステップと、を含む。
測定ステップでは、吐出パターンにおける使用ノズルごとの吐出量を測定する。
層別ステップでは、測定ステップでの測定結果から、吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の使用ノズルを複数のグループに区分する。
基準グループ設定ステップでは、複数のグループのうち吐出量が最小であるレンジに対応するグループを基準グループとして設定する。
駆動電圧割当ステップでは、基準グループにおける駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他のグループにおける駆動素子に対して、基準駆動電圧よりも低い駆動電圧を割り当てる。
第１ステップにより、他のグループに属するノズルからの吐出量を低減させることができる。これにより、他のグループに属するノズルからの吐出量を、基準グループに属するノズルからの吐出量に近づけることができる。この結果、複数のノズルのノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減することができる。
【０００９】
第２ステップは、基準吐出パターン設定ステップと、第２割当ステップと、を含む。
基準吐出パターン設定ステップでは、複数の吐出パターンのうち、第１ステップ後に吐出パターンごとの吐出量が最小となる吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する。 第２割当ステップでは、基準吐出パターンの他の吐出パターンに対する基準駆動電圧を、基準吐出パターンに対する基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、他の吐出パターンの基準グループに対して低減駆動電圧を割り当て、且つ他の吐出パターンにおける他のグループに対して、低減駆動電圧よりも低い駆動電圧を割り当てる。
第２ステップにより、基準吐出パターンの他の吐出パターンにおける吐出量を低減させることができる。これにより、他の吐出パターンにおける吐出量を、基準吐出パターンにおける吐出量に近づけることができる。この結果、吐出パターン間の吐出量の差を軽減することができる。
上記により、複数のノズルによる描画品位を向上させやすくすることができる。
【００１０】
［適用例２］上記の駆動電圧設定方法であって、前記駆動電圧割当ステップでは、前記基準グループに対応する前記レンジである基準レンジに属する前記吐出量の平均値と、他の前記レンジに属する前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して割り当てる、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１１】
この適用例では、駆動電圧割当ステップにおいて、基準グループに対応するレンジに属する吐出量の平均値と、他のレンジに属する吐出量の平均値との差に応じた係数を基準駆動電圧に乗じることによって算出される駆動電圧を、他のグループにおける駆動素子に対して割り当てるので、他のグループに属するノズルからの吐出量を、基準グループに属するノズルからの吐出量に近づけることができる。
【００１２】
［適用例３］上記の駆動電圧設定方法であって、前記基準吐出パターン設定ステップでは、前記複数の吐出パターンのうちで、前記吐出パターンごとの前記使用ノズルの前記吐出量の平均値が最小となる前記吐出パターンを前記基準吐出パターンとして設定する、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１３】
この適用例では、吐出パターンごとの吐出量が最小となる吐出パターンを基準吐出パターンとして設定することができる。
【００１４】
［適用例４］上記の駆動電圧設定方法であって、前記第２割当ステップでは、前記基準吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値と、前記他の吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、前記低減駆動電圧として設定する、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１５】
この適用例では、第２割当ステップにおいて、基準吐出パターンにおける使用ノズルの吐出量の平均値と、他の吐出パターンにおける使用ノズルの吐出量の平均値との差に応じた係数を基準駆動電圧に乗じることによって算出される駆動電圧を、低減駆動電圧として設定するので、他の吐出パターンにおける吐出量を、基準吐出パターンにおける吐出量に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における液滴吐出装置の要部構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態におけるにおけるヘッドの配置構成を示す平面図。
【図３】本実施形態におけるノズルの走査軌跡と吐出対象物との関係を示す平面図。
【図４】本実施形態におけるヘッド駆動に係る液滴吐出装置の電気的構成を示す図。
【図５】本実施形態における駆動信号および制御信号のタイミング図。
【図６】本実施形態における駆動信号の設定を行うための装置構成を示すブロック図。
【図７】本実施形態における駆動電圧設定方法を示すフローチャート。
【図８】本実施形態におけるヘッド走査に係るノズルと区画領域との関係を示す平面図。
【図９】本実施形態における吐出量ばらつき軽減処理を示すフローチャート。
【図１０】本実施形態における３種の吐出パターンのそれぞれにおけるノズルごとの吐出量の分布を示す図。
【図１１】本実施形態における３種の吐出パターンのそれぞれに対する駆動電圧の設定値の一例を示す図。
【図１２】本実施形態における吐出パターン間の平準化処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１８】
（液滴吐出装置の機械的構成および機械的動作）
まず、実施形態における液滴吐出装置の機械的な構成および動作について説明する。
本実施形態における液滴吐出装置２００は、直線的に設けられた１対のガイドレール２０１と、ガイドレール２０１の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示せず）により主走査方向に移動する主走査移動台２０３を備えている。また、ガイドレール２０１の上方においてガイドレール２０１に直交するように直線的に設けられた１対のガイドレール２０２と、ガイドレール２０２の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示せず）により副走査方向に沿って移動する副走査移動台２０４を備えている。
【００１９】
主走査移動台２０３上には、吐出対象物としての基板Ｐを載置するためのステージ２０５が設けられている。ステージ２０５は基板Ｐを吸着固定できる構成となっており、また、回転機構２０７によって基板Ｐ内の基準軸を主走査方向、副走査方向に正確に合わせることができるようになっている。
【００２０】
副走査移動台２０４は、回転機構２０８を介して吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ２０９を備えている。また、キャリッジ２０９は、液滴吐出ヘッドとしてのヘッド１１及びヘッド１２（図２参照）を備えるヘッドユニット１０と、ヘッド１１及びヘッド１２に液状体を供給するための液状体供給機構（図示せず）と、ヘッド１１及びヘッド１２の駆動制御を行うための制御回路基板３０（図４参照）とを備えている。
【００２１】
図２に示すように、ヘッドユニット１０は、ノズルｎから液状体を液滴として吐出するヘッド１１及びヘッド１２を備えている。本実施形態に係るヘッドユニット１０は、表示パネルのカラーフィルター形成に用いられるものであり、ヘッド１１及びヘッド１２は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色要素に対応する液状体を吐出するものが用意されている。また、ヘッド１１とヘッド１２とは互いに副走査方向に位置をずらして配置されており、互いに吐出可能範囲を補完する関係にある。
【００２２】
ヘッド１１及びヘッド１２における複数（本実施形態では６０個）のノズルｎは、所定のピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）でライン状に配設されており、ノズルアレイ２１Ａ、２１Ｂを構成している。ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂ内におけるノズルｎの並びの方向は副走査方向に一致するようにされており、また、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂのノズルｎは互いに千鳥配列をなす関係にある。
【００２３】
ヘッド１１及びヘッド１２内には、各ノズルｎにそれぞれ連通する液室（以下、キャビティーとする）が形成されており、各キャビティーには、その可動壁を駆動して容積を可変するための駆動素子としての圧電素子１６（図４参照）が配設されている。そして、圧電素子１６に電気信号（以下、駆動信号とする）を供給してキャビティー内の液圧を制御することにより、ノズルｎから液滴（液状体）を吐出させることが可能となっている。
【００２４】
ここで、液滴吐出装置２００の動作例として、カラーフィルター製造を行う際の動作について説明する。ヘッド１１及びヘッド１２を基板Ｐに対して主走査方向に走査させると、ノズルｎは、図３に示すように、基板Ｐに対して連続した所定ピッチ（例えば３６０ｄｐｉ）の走査軌跡を描く。この際、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの端部の数個分（本実施形態は３個）のノズルｎは、その特性の特異性に鑑みて使用しないダミーノズル（塗り潰して図示）とされており、ヘッド１１のダミーノズルに掛かる走査領域はヘッド１２のノズルｎで、ヘッド１２のダミーノズルに掛かる走査領域はヘッド１１のノズルｎで補完される関係となっている。
【００２５】
カラーフィルター形成に供される基板Ｐには、各画素領域に対応する区画領域５０を規定するバンク５１が、感光性樹脂等を用いてあらかじめ形成されている。この場合、走査軌跡に関して、区画領域５０に掛かり得るノズルｎと掛かり得ないノズルｎとが存在するが、区画領域５０への液状体の配置は、区画領域５０に掛かり得るノズルｎからの液滴の吐出によって行われることになる。
【００２６】
図３の各ノズルｎに付されているＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ４９〜Ｃ５４、Ｄ４９〜Ｄ５４は、それぞれ、ヘッド１１のノズルアレイ２１Ａ、ヘッド１１のノズルアレイ２１Ｂ、ヘッド１２のノズルアレイ２１Ａ、ヘッド１２のノズルアレイ２１Ｂのノズル番号を示している。ここで、ノズル番号とは、各ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの並び方向におけるノズルｎの配列順を示した通し番号のことであり、本実施形態では、１ノズルアレイにつき、ダミーノズルを除いた１〜５４のノズル番号で示すことができる。
【００２７】
図３において、ノズル番号Ｄ５３、Ｃ５４、Ｄ５４、Ａ１、Ｂ１のノズルｎは、当該走査中のそれぞれ適切な期間において、同一の区画領域５０に対して液状体を吐出することができる。また、ノズル番号Ｃ５０、Ｃ５３、Ａ２、Ａ５のノズルｎは、走査軌跡がバンク５１に掛かっているため、当該走査中の全期間において液状体の吐出を行わない。このようなノズルｎごとの吐出／非吐出の制御は、対応する圧電素子１６への駆動信号の供給のスイッチングによって行われるものである。
【００２８】
尚、液滴吐出装置２００の構成は上述の態様に限定されるものではない。例えば、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの配列方向を副走査方向から傾けて、ノズルｎの走査軌跡のピッチがノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂ内におけるノズルｎ間のピッチに対して狭くなるように構成することもできる。また、ヘッドユニット１０におけるヘッド１１及びヘッド１２の数やその配置構成なども適宜変更することができる。また、ヘッド１１及びヘッド１２の駆動方式として、例えば、キャビティーに加熱素子を備えたいわゆるサーマル方式などを採用することもできる。
【００２９】
（液滴吐出装置の電気的構成および電気的動作）
次に、液滴吐出装置２００の電気的な構成および動作について説明する。
図４に示すように、ヘッド１１（１２）は、ノズルアレイ２１Ａ（２１Ｂ）のノズルｎ（図２参照）毎に設けられた圧電素子１６と、各圧電素子１６への駆動信号（ＣＯＭ）の供給／非供給の切り替えを行うためのスイッチング回路１７と、各圧電素子１６への供給に係る駆動信号の供給ライン（以下、ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）とする）を選択するための駆動信号選択回路１８と、を備えている。ヘッド１１（１２）は、制御回路基板３０と電気的に接続されている。
【００３０】
制御回路基板３０は、それぞれ独立した駆動信号（ＣＯＭ）を生成するＤ／Ａコンバーター（ＤＡＣ）３１Ａ〜３１Ｄと、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄが生成する駆動信号（ＣＯＭ）のスルーレートデータ（以下、波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）とする）の格納メモリーを内部に有する波形データ選択回路３２と、外部から受信される吐出制御データを格納するためのデータメモリー３３と、を備えている。制御回路基板３０における各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）には、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄで生成された駆動信号がそれぞれ出力されるようになっている。
【００３１】
ノズルアレイ２１Ａ（２１Ｂ）において、圧電素子１６の一方の電極１６ｃは、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄのグランドライン（ＧＮＤ）に接続されている。また、圧電素子１６の他方の電極（以下、セグメント電極１６ｓとする）は、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８を介して、ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）に接続されている。また、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８、波形データ選択回路３２には、クロック信号（ＣＬＫ）や各吐出タイミングに対応したラッチ信号（ＬＡＴ）が入力されるようになっている。
【００３２】
データメモリー３３には、ヘッド１１（１２）の走査位置に応じて周期的に設定される吐出タイミング毎に、次のデータが格納されている。すなわち、各圧電素子１６への駆動信号（ＣＯＭ）の供給／非供給（ＯＮ／ＯＦＦ）の切り替えを規定する吐出データ（ＳＩＡ）と、各圧電素子１６に対応したＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）を規定する駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄに入力される波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）の種別を規定する波形番号データ（ＷＮ）である。本実施形態においては、吐出データ（ＳＩＡ）は、１ノズルあたり１ビット（０、１）で、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）は、１ノズルあたり２ビット（０、１、２、３）で、波形番号データ（ＷＮ）は、１Ｄ／Ａコンバーターあたり７ビット（０〜１２７）で構成されている。尚、これらのデータ構造については適宜変更が可能である。
【００３３】
上述の構成において、各吐出タイミングに係る駆動制御は次のように行われる。すなわち、図５に示すタイミングｔ１〜ｔ２の期間において、吐出データ（ＳＩＡ）、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）、波形番号データ（ＷＮ）が、それぞれシリアル信号化されて、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８、波形データ選択回路３２に送信される。そして、タイミングｔ２において各データがラッチされることで、吐出（ＯＮ）に係る各圧電素子１６のセグメント電極１６ｓが、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）で指定された各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）に接続された状態となる。例えば、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）が０、１、２、３である場合、対応する圧電素子１６のセグメント電極１６ｓはそれぞれＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４に接続される。また、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄの生成に係る駆動信号の波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）が設定される。
【００３４】
タイミングｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５、ｔ５〜ｔ６の各期間においては、タイミングｔ２で設定された波形データに従い、それぞれ電位上昇、電位保持、電位降下の一連のステップで駆動信号（ＣＯＭ）が生成される。そして、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４とそれぞれ接続された状態にある圧電素子１６に、生成された駆動信号が供給され、ノズルｎに連通するキャビティーの容積（圧力）制御が行われる。
【００３５】
ここで、タイミングｔ３〜ｔ４における電位上昇成分はキャビティーを膨張させ、液状体をノズルｎ内方に引き込む役割を果たしている。また、タイミングｔ５〜ｔ６における電位降下成分は、キャビティーを収縮させ、液状体をノズルｎ外に押し出して吐出させる役割を果たしている。
【００３６】
駆動信号（ＣＯＭ）における電位上昇、電位保持、電位降下に係る時間成分、電圧成分は、その供給によって吐出される液状体の吐出量に密接に依存している。とりわけ、圧電方式のヘッド１１（１２）では、電圧成分の変化に対して吐出量が良好な線形性を示すため、タイミングｔ３〜ｔ６における電圧差を駆動電圧Ｖｈとして規定し、これを吐出量制御の条件として利用することができる。尚、生成する駆動信号（ＣＯＭ）は、本実施形態で示すような単純な台形波に限られるものではなく、公知の様々な形状のものを適宜採用することも可能である。また、異なる駆動方式（例えばサーマル方式）を採用する場合などにおいて、駆動信号のパルス幅（時間成分）を吐出量制御の条件として利用することも可能である。
【００３７】
本実施形態では、駆動電圧Ｖｈを段階的に違えた複数種の波形データを用意し、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄにそれぞれ独立した波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）を入力することにより、各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）にそれぞれ異なる駆動電圧Ｖｈの駆動信号（ＣＯＭ）を出力することが可能である。用意できる波形データの種類は、波形番号データ（ＷＮ）の情報量（７ビット）に相当する１２８種類であり、例えばこれを０．１Ｖ刻みの駆動電圧Ｖｈに対応させている。
【００３８】
かくして、本実施形態の液滴吐出装置２００は、各圧電素子１６（ノズル）とＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）との対応関係を規定する駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と、各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）と駆動信号の種類（駆動電圧Ｖｈ）との対応関係を規定する波形番号データ（ＷＮ）とを適切に設定することにより、適切な吐出量で液滴を吐出することが可能である。逆の言い方をすれば、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と波形番号データ（ＷＮ）との関係で定まる各ノズルｎの駆動信号の設定を適切に行うことが、吐出量を管理するための重要事項であると言える。尚、本実施形態の液滴吐出装置２００では、吐出タイミングごとに駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と波形番号データ（ＷＮ）を更新可能な構成となっているため、吐出データ（ＳＩＡ）の変化に対応させて駆動信号を精細に設定することも可能である。
【００３９】
（駆動信号の設定方法）
次に、各ノズルｎの駆動電圧Ｖｈを設定するための方法について説明する。
駆動信号の設定を行うための設定装置３００は、図６に示すように、ヘッド１１（１２）に液状体を供給するための液状体供給装置３０１と、ヘッド１１を駆動するための制御回路基板３０２とを備えている。また、ヘッド１１から吐出された液滴を受けてこれを収容するための液状体受容容器３０３と、液状体受容容器３０３の重量を計量するための重量計量装置３０４とを備えている。また、ヘッド１１から吐出された液滴を受ける液状体受容基板３０５と、液状体受容基板３０５を基板面方向に移動させるための基板移動装置３０６と、液状体受容基板３０５上に配置された液状体の体積を測定するための体積測定装置３０７とを備えている。また、制御回路基板３０２を介してヘッド１１の駆動を制御し、基板移動装置３０６の駆動を制御し、重量計量装置３０４および体積測定装置３０７の計量動作を制御し、計量結果を基に演算を行うためのパーソナルコンピューター（ＰＣ）３０８を備えている。
【００４０】
制御回路基板３０２は、制御回路基板３０（図４参照）と同じ構成のものである。また、液状体受容容器３０３は、液状体に侵食されない材質のものであれば何でも良いが、開口部にスポンジ等の多孔質部材を配設するなどして、液状体の揮発を抑える構成となっていることが好ましい。また、重量計量装置３０４には、一般的な電子天秤を用いることができる。また、体積測定装置３０７には、白色干渉法を用いた三次元形状測定装置などを用いることができる。また、体積測定装置３０７は、二次元形状測定装置などを用いて面積測定をおこない、体積換算する構成も可能である。その際には、面積と体積の校正に用いる係数を事前に求めておくことが必要となる。
【００４１】
このように、設定装置３００は、重量計量装置３０４と体積測定装置３０７の二種類の計測装置を用い、吐出量を重量または体積として測定することができる。重量計量装置３０４は、ノズルアレイ全体における平均的な吐出量を高速且つ高精度に測定するのに適しており、また体積測定装置３０７は、ノズル個々の吐出量を測定するのに適している。
【００４２】
駆動電圧Ｖｈの設定方法について説明する。本実施形態では、駆動電圧Ｖｈの設定方法は、図７に示すように、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１と、吐出パターン間の平準化処理Ｓ２と、を有する。なお、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１は、吐出パターンごとに実施される。
吐出パターンとは、複数のノズルｎのうち液滴を吐出させるノズルである使用ノズルや、使用ノズルにおける液滴の吐出タイミングなどが規定されたパターンである。図８に示すように、同一の機種（機種１）であっても、基板上に所定の間隔で区画された複数の区画領域５０Ａに対して、一方向に配列された複数のノズルｎから液滴を吐出する場合、区画領域５０Ａに掛かり得るノズルと掛かり得ないノズルとが存在する。そして、区画領域５０Ａへの液状体の配置は、区画領域５０Ａに掛かり得るノズルｎからの液滴の吐出によって行われる。
【００４３】
複数の吐出パターンは、ノズルアレイの並び方向において、区画領域の方がノズルアレイの長さよりも短いことから、全区画領域を走査するために複数回走査すること、また、ノズル毎の吐出量の分散平均化のために、同一区画領域を複数ノズルで走査するために位置を相対的に移動させながら液滴を吐出することなどにより生じる。
尚、図８において、区画領域に掛かり得るノズルｎは「吐出ノズル」として実線で、区画領域に掛かり得ないノズルは「非吐出ノズル」として破線で示している。つまり吐出パターンとは、ノズルアレイの並び方向での「吐出ノズル」と「非吐出ノズル」の組み合わせを表している。
【００４４】
吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１では、ヘッド１１を設定装置３００に取り付けた状態において、先ずは、ノズルアレイ内の全ノズル（ダミーノズルを除く）における吐出量平均を測定する（図９のステップＳ１０１）。具体的には、各ノズルｎについてまとまった回数（例えば１０万回）の吐出を行い、その総重量を重量計量装置３０４で計量し、計量結果を除算して測定する。この測定は、２条件の駆動電圧Ｖｈ（例えば、２５Ｖと２２．５Ｖ）の下でそれぞれ行う。
【００４５】
次に、測定した２条件における駆動電圧Ｖｈと吐出量平均との関係を線形補完して、基準吐出量（仕様に応じた設計値）の吐出量平均を得るための基準駆動電圧Ｖｓを算出する（図９のステップＳ１０２）。また、吐出量を駆動電圧Ｖｈによって補正する際の相関係数αを、駆動電圧Ｖｈの変化率に対する吐出量平均の変化率との関係から算出する（図９のステップＳ１０３）。このとき、例えば、２５Ｖの時の吐出量平均１０ｎｇであって、２２．５Ｖの時の吐出量平均９．５ｎｇであった場合は、電圧の変化率が１０％であるのに対して、吐出量平均の変化率が５％となり、相関係数αは、０．５と求められる。
【００４６】
次に、ノズルアレイの全圧電素子１６に駆動電圧Ｖｈ＝Ｖｓの駆動信号を供給して、液状体受容基板３０５に対し、複数の吐出パターン（例えば図８に示す３種、パターン１、パターン２、及びパターン３）にて、吐出場所を変えて、液滴の吐出を行い、ノズルごとの吐出量を測定する（図９のステップＳ１０４）。液状体受容基板３０５の表面には撥液処理がされているため、各ノズルｎから吐出された液状体は、それぞれ基板上において独立した半球状の液滴を形成する。そして、この液滴の三次元形状を体積測定装置３０７で測定し、パーソナルコンピューター３０８で測定データを解析することで、ノズルｎごとの吐出量が得られる。尚、各ノズルｎの１回あたりの吐出量は極めて小さいため、液滴の体積測定（吐出量測定）の精度を上げるべく、各ノズルの吐出は、基板上の同一箇所に重ねて複数回（例えば３回）行うようにしている。
【００４７】
次に、測定した吐出パターンごとの各ノズルｎの吐出量のデータから、吐出パターンごとの各ノズルの吐出量をノズルアレイの並び方向での空間分布として把握する。
各ノズルｎの吐出量は、図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、ノズルアレイの端部付近と中央付近で吐出量が相対的に少ない傾向がある。吐出量は、基準吐出量ｑ０となる駆動電圧Ｖｈで吐出した時の平均吐出量に対する相対比で表されている。
尚、図９（ｂ）、図９（ｃ）においては、ある駆動電圧で吐出した時の、３パターンの平均吐出量に対する相対比で表している。
以下の各ステップにおいては、複数の吐出パターン（パターン１〜３）のそれぞれに対して同様の内容が適用される。このため、以下においては、複数の吐出パターンのうちの１つの吐出パターン（パターン１）を例に説明する。
【００４８】
次に、吐出パターンごとに、各ノズルｎの吐出量に基づき、各ノズルのグループ設定を行う（図９のステップＳ１０５）。このとき、ステップＳ１０５では、複数のノズルｎを吐出量ごとに複数のグループに層別する。本実施形態では、複数のノズルｎを吐出量ごとに４つのグループに層別する。本実施形態では、算出した各ノズルｎの吐出量における序列（吐出量の多い方を上位、吐出量の少ない方を下位とする）に従い、最下位から順に１４個のノズルをグループＡ、グループＡのさらに上位の１４個のノズルをグループＢ、グループＢのさらに上位の１３個のノズルをグループＣ、グループＣのさらに上位の１３個のノズルをグループＤとしてそれぞれ分類する。
【００４９】
次に、グループＡ〜Ｄのそれぞれに対応する駆動電圧Ｖｈ（以下、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤとする）を、グループＡ〜Ｄのそれぞれに対して割り当てる（図９のステップＳ１０６）。ここでは、まず、グループＡを基準グループとして設定する。そして、この基準グループであるグループＡに対する駆動電圧ＶｈＡとして、基準駆動電圧Ｖｓを割り当てる（ＶｈＡ＝Ｖｓ）。次に、駆動電圧ＶｈＢ〜ＶｈＤを算出する。このとき、駆動電圧ＶｈＢ〜ＶｈＤは、それぞれ、ステップＳ１０５における各ノズルｎの吐出量、相関係数α、基準駆動電圧Ｖｓを基に算出される。そして、算出された駆動電圧ＶｈＢをグループＢに対する駆動電圧ＶｈＢとして割り当てる。同様に、算出された駆動電圧ＶｈＣをグループＣに対する駆動電圧ＶｈＣとして割り当て、算出された駆動電圧ＶｈＤをグループＤに対する駆動電圧ＶｈＤとして割り当てる。
【００５０】
本実施形態では、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤは、基準駆動電圧Ｖｓに対する相対比である電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤで規定する（ＶｈＡ＝ＤｈＡ×Ｖｓ／１００、ＶｈＢ＝ＤｈＢ×Ｖｓ／１００、ＶｈＣ＝ＤｈＣ×Ｖｓ／１００、ＶｈＤ＝ＤｈＤ×Ｖｓ／１００）。例えば、パターン１においては、図１１（ａ）に示すように、それぞれＤｈＡ＝１００％、ＤｈＢ＝９５．８９％、ＤｈＣ＝９５．５４％、ＤｈＤ９４．６％である。このように駆動電圧を電圧比で規定することにより、例えば、液状体の粘度が変化して吐出量が一様に変化するような事態が起こった場合に、ノズルアレイ全体の吐出量平均を測定して基準駆動電圧Ｖｓを再設定すれば済むという利点がある。
尚、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤは、駆動制御において、それぞれ４つのＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４（図４参照））に対応させることができる。
また、グループの分類の方法、特に、各グループを構成するノズルｎの数は、ほぼ均等にすることにより、各適正駆動電圧、すなわち各ＣＯＭラインに対応するノズルの数の不均衡を生じにくくすることが好ましい。ＣＯＭラインにおけるノズルｎの対応数は、駆動信号の歪み等に影響しているので、なるべくＣＯＭライン間の不均衡が生じないことが好ましい。
【００５１】
以上のように、吐出パターンにおける各ノズルｎの吐出量に基づき、複数のノズルを複数のグループに分類した後に、吐出量の分布をグループ単位で捉えて段階的な適正条件を決定（算出）し、さらにノズル毎に適切な適正条件を選択することによって、図１０（ｂ）に示すように、各吐出パターンにおける吐出量のバラツキを抑えることができる。
しかしながら、この段階では、図１０（ｂ）から把握されるように、吐出パターン間で吐出量の差が発生することがある。これは、図９のステップＳ１０６において、吐出量が最少であるグループＡに対する駆動電圧ＶｈＡとして、基準駆動電圧Ｖｓを割り当てることに起因する。
本実施形態では、吐出パターン間の吐出量の差を補正するための処理として、図７に示す吐出パターン間の平準化処理Ｓ２が、駆動電圧設定方法に設けられている。
【００５２】
吐出パターン間の平準化処理Ｓ２では、まず。パターン１、パターン２、パターン３の各吐出パターンにおける、ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤの電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を算出する（図１２のステップＳ２０１）。ここで、パターン１における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの平均値を、Ｖ１とする。同様に、パターン２における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの平均値をＶ２とし、パターン３における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの電圧比の平均値をＶ３とする。
尚、ＣＯＭラインにおけるノズルｎの数が略均等になるようにグループ分けされていることにより、電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を使用して平準化処理することが可能となる。
【００５３】
次に、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で基準となる平均値（以下、基準平均値と呼ぶ）を設定する（図１２のステップＳ２０２）。
基準平均値は、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で最小のものとする。最小のものを基準とすることにより、ヘッド駆動に許容される電圧値の上限を守ることができる。
なお、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で最小のものを基準平均値に設定するということは、パターン１、パターン２及びパターン３の中で、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１後の吐出量が最少となる吐出パターンの平均値を基準平均値に設定するということである。以下において、複数の吐出パターンの中で、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１後の吐出量が最少となる吐出パターンを基準吐出パターンと呼ぶ。
つまり、図１２のステップＳ２０２では、基準吐出パターンを設定し、この基準吐出パターンの電圧比の平均値を基準平均値として設定する。
本実施形態では、基準平均値は、パターン１の平均値Ｖ１である９６．５０７５（図１１（ａ））となる。
【００５４】
次に、パターン１、パターン２及びパターン３のそれぞれの平均値Ｖ１、Ｖ２及びＶ３を、基準平均値で除算して、パターン１、パターン２及びパターン３のそれぞれに対する平準化係数βを算出する（図１２のステップＳ２０３）。
本実施形態では、パターン１に対する平準化係数βは、１である。また、パターン２に対する平準化係数βは、１．０１６２６８２・・・である。同様に、パターン３に対する平準化係数βは、１．０２３０２９３・・・である。
【００５５】
次に、パターン１、パターン２、パターン３のそれぞれにおける、ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤを、各パターンに対応する平準化係数βで除算することによって電圧比を再設定する（図１２のステップＳ２０４）。
以上により、図１１（ｂ）に示すように、パターン１、パターン２、パターン３のそれぞれにおける電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を、吐出パターン間で均一化することができる。
以上の処理により、図１０（ｃ）に示すように、パターン１、パターン２、パターン３の間の吐出量の平均値の差を小さく抑えることができる。この駆動電圧設定方法を適用してカラーフィルターの製造を実施することにより、スジムラを低減し、製品の品質歩留まりを向上することが可能となる。
なお、本実施形態において、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１が第１ステップに対応し、吐出パターン間の平準化処理Ｓ２が第２ステップに対応している。また、ステップＳ１０４が測定ステップに対応し、ステップＳ１０５が層別ステップに対応し、ステップＳ１０６が基準グループ設定ステップ及び駆動電圧割当ステップに対応している。また、ステップＳ２０２が基準吐出パターン設定ステップに対応し、ステップＳ２０４が第２割当ステップに対応している。
【００５６】
本実施形態では、カラーフィルターの製造に適用され得る液滴吐出装置２００が例示されているが、液滴吐出装置２００の適用は、これに限定されない。
液滴吐出装置２００は、例えば、プラズマディスプレイ装置における蛍光膜の形成、有機ＥＬディスプレイにおける素子膜の形成、電気回路における導電配線や抵抗素子の形成などにも適用され得る。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１１、１２…ヘッド、１６…圧電素子、２００…液滴吐出装置、３００…設定装置、３０２…制御回路基板、ｎ…ノズル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電圧設定方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状体を液滴として吐出することができる液滴吐出ヘッドを活用して、液状体から膜を形成する方法が知られている。液滴吐出ヘッドを用いてインクなどの液状体を液滴として吐出する技術は、液滴吐出技術と呼ばれる。そして、液滴吐出技術を活用して液状体などを所定の位置に配置する方法は、液滴吐出法と呼ばれる。この液滴吐出法は、塗布法の１つである。液滴吐出法では、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置が活用され得る。
液滴吐出ヘッドとしては、液状体を液滴として吐出する複数のノズルと、ノズルごとに設けられた駆動素子とを有するものが知られている。このような液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置では、従来、複数のノズルを液状体の吐出量のレンジに応じて複数のグループに分け、グループごとに異なる駆動電圧を設定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１７８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された駆動電圧設定方法では、ノズルごとに各ノズルでの吐出量を示す吐出量分布に基づいて、複数のノズルが複数のグループに分けられる。この駆動電圧設定方法では、グループごとに異なる駆動電圧で駆動素子を駆動することができるので、グループ間での液状体の吐出量の差を軽減することができる。
このような駆動電圧設定方法では、吐出量が最も少ないグループを基準とし、この基準グループの吐出量に他のグループの吐出量を合わせる補正が行われ得る。このとき、基準グループに属する駆動素子に、基準となる駆動電圧が印加される。そして、他のグループに属する駆動素子には、基準駆動電圧よりも低い駆動電圧が印加される。これにより、基準グループの吐出量に他のグループの吐出量を合わせることができる。そして、この補正では、基準駆動電圧を超える駆動電圧の生成を避けることができる。この結果、液滴吐出ヘッドの駆動に許容される電圧値の上限を守ることができる。
【０００５】
ところで、液滴吐出ヘッドでは、複数のノズルのうち液滴を吐出させるノズルである使用ノズルや、使用ノズルにおける液滴の吐出タイミングなどのパターン（以下、吐出パターンと呼ぶ）によって、吐出量分布が異なることが考えられる。
基準グループに基準駆動電圧値を設定し、他のグループに基準駆動電圧値よりも低い電圧値を設定する上述の方法では、吐出パターンごとに吐出量分布が異なると、吐出パターン間で吐出量に差異が発生しやすくなる。吐出パターン間で吐出量に差異が発生すると、液滴吐出装置における描画品位が低下しやすくなる。
つまり、従来の駆動電圧設定方法では、描画品位を向上させることが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含み、前記第１ステップは、前記吐出パターンにおいて使用される前記ノズルである使用ノズルごとの前記吐出量を測定する測定ステップと、前記測定ステップでの測定結果から、前記吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の前記使用ノズルを複数のグループに区分する層別ステップと、前記複数のグループのうち前記吐出量が最小である前記レンジに対応する前記グループを基準グループとして設定する基準グループ設定ステップと、前記基準グループにおける前記駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記基準駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる駆動電圧割当ステップと、を含み、前記第２ステップは、前記複数の吐出パターンのうち、前記第１ステップ後に前記吐出パターンごとの前記吐出量が最小となる前記吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する基準吐出パターン設定ステップと、前記基準吐出パターンの他の前記吐出パターンに対する前記基準駆動電圧を、前記基準吐出パターンに対する前記基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、前記他の吐出パターンの前記基準グループにおける前記駆動素子に対して前記低減駆動電圧を割り当て、且つ前記他の吐出パターンにおける他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記低減駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる第２割当ステップと、を含む、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【０００８】
この適用例の駆動電圧設定方法は、第１ステップと、第２ステップと、を含む。
第１ステップでは、複数のノズルのノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する駆動電圧を、吐出パターンごとに設定する。
第１ステップの後に、第２ステップでは、吐出パターン間の吐出量の差を軽減する駆動電圧を設定する。
第１ステップは、測定ステップと、層別ステップと、基準グループ設定ステップと、駆動電圧割当ステップと、を含む。
測定ステップでは、吐出パターンにおける使用ノズルごとの吐出量を測定する。
層別ステップでは、測定ステップでの測定結果から、吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の使用ノズルを複数のグループに区分する。
基準グループ設定ステップでは、複数のグループのうち吐出量が最小であるレンジに対応するグループを基準グループとして設定する。
駆動電圧割当ステップでは、基準グループにおける駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他のグループにおける駆動素子に対して、基準駆動電圧よりも低い駆動電圧を割り当てる。
第１ステップにより、他のグループに属するノズルからの吐出量を低減させることができる。これにより、他のグループに属するノズルからの吐出量を、基準グループに属するノズルからの吐出量に近づけることができる。この結果、複数のノズルのノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減することができる。
【０００９】
第２ステップは、基準吐出パターン設定ステップと、第２割当ステップと、を含む。
基準吐出パターン設定ステップでは、複数の吐出パターンのうち、第１ステップ後に吐出パターンごとの吐出量が最小となる吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する。 第２割当ステップでは、基準吐出パターンの他の吐出パターンに対する基準駆動電圧を、基準吐出パターンに対する基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、他の吐出パターンの基準グループに対して低減駆動電圧を割り当て、且つ他の吐出パターンにおける他のグループに対して、低減駆動電圧よりも低い駆動電圧を割り当てる。
第２ステップにより、基準吐出パターンの他の吐出パターンにおける吐出量を低減させることができる。これにより、他の吐出パターンにおける吐出量を、基準吐出パターンにおける吐出量に近づけることができる。この結果、吐出パターン間の吐出量の差を軽減することができる。
上記により、複数のノズルによる描画品位を向上させやすくすることができる。
【００１０】
［適用例２］上記の駆動電圧設定方法であって、前記駆動電圧割当ステップでは、前記基準グループに対応する前記レンジである基準レンジに属する前記吐出量の平均値と、他の前記レンジに属する前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して割り当てる、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１１】
この適用例では、駆動電圧割当ステップにおいて、基準グループに対応するレンジに属する吐出量の平均値と、他のレンジに属する吐出量の平均値との差に応じた係数を基準駆動電圧に乗じることによって算出される駆動電圧を、他のグループにおける駆動素子に対して割り当てるので、他のグループに属するノズルからの吐出量を、基準グループに属するノズルからの吐出量に近づけることができる。
【００１２】
［適用例３］上記の駆動電圧設定方法であって、前記基準吐出パターン設定ステップでは、前記複数の吐出パターンのうちで、前記吐出パターンごとの前記使用ノズルの前記吐出量の平均値が最小となる前記吐出パターンを前記基準吐出パターンとして設定する、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１３】
この適用例では、吐出パターンごとの吐出量が最小となる吐出パターンを基準吐出パターンとして設定することができる。
【００１４】
［適用例４］上記の駆動電圧設定方法であって、前記第２割当ステップでは、前記基準吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値と、前記他の吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、前記低減駆動電圧として設定する、ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【００１５】
この適用例では、第２割当ステップにおいて、基準吐出パターンにおける使用ノズルの吐出量の平均値と、他の吐出パターンにおける使用ノズルの吐出量の平均値との差に応じた係数を基準駆動電圧に乗じることによって算出される駆動電圧を、低減駆動電圧として設定するので、他の吐出パターンにおける吐出量を、基準吐出パターンにおける吐出量に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における液滴吐出装置の要部構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態におけるにおけるヘッドの配置構成を示す平面図。
【図３】本実施形態におけるノズルの走査軌跡と吐出対象物との関係を示す平面図。
【図４】本実施形態におけるヘッド駆動に係る液滴吐出装置の電気的構成を示す図。
【図５】本実施形態における駆動信号および制御信号のタイミング図。
【図６】本実施形態における駆動信号の設定を行うための装置構成を示すブロック図。
【図７】本実施形態における駆動電圧設定方法を示すフローチャート。
【図８】本実施形態におけるヘッド走査に係るノズルと区画領域との関係を示す平面図。
【図９】本実施形態における吐出量ばらつき軽減処理を示すフローチャート。
【図１０】本実施形態における３種の吐出パターンのそれぞれにおけるノズルごとの吐出量の分布を示す図。
【図１１】本実施形態における３種の吐出パターンのそれぞれに対する駆動電圧の設定値の一例を示す図。
【図１２】本実施形態における吐出パターン間の平準化処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１８】
（液滴吐出装置の機械的構成および機械的動作）
まず、実施形態における液滴吐出装置の機械的な構成および動作について説明する。
本実施形態における液滴吐出装置２００は、直線的に設けられた１対のガイドレール２０１と、ガイドレール２０１の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示せず）により主走査方向に移動する主走査移動台２０３を備えている。また、ガイドレール２０１の上方においてガイドレール２０１に直交するように直線的に設けられた１対のガイドレール２０２と、ガイドレール２０２の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示せず）により副走査方向に沿って移動する副走査移動台２０４を備えている。
【００１９】
主走査移動台２０３上には、吐出対象物としての基板Ｐを載置するためのステージ２０５が設けられている。ステージ２０５は基板Ｐを吸着固定できる構成となっており、また、回転機構２０７によって基板Ｐ内の基準軸を主走査方向、副走査方向に正確に合わせることができるようになっている。
【００２０】
副走査移動台２０４は、回転機構２０８を介して吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ２０９を備えている。また、キャリッジ２０９は、液滴吐出ヘッドとしてのヘッド１１及びヘッド１２（図２参照）を備えるヘッドユニット１０と、ヘッド１１及びヘッド１２に液状体を供給するための液状体供給機構（図示せず）と、ヘッド１１及びヘッド１２の駆動制御を行うための制御回路基板３０（図４参照）とを備えている。
【００２１】
図２に示すように、ヘッドユニット１０は、ノズルｎから液状体を液滴として吐出するヘッド１１及びヘッド１２を備えている。本実施形態に係るヘッドユニット１０は、表示パネルのカラーフィルター形成に用いられるものであり、ヘッド１１及びヘッド１２は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色要素に対応する液状体を吐出するものが用意されている。また、ヘッド１１とヘッド１２とは互いに副走査方向に位置をずらして配置されており、互いに吐出可能範囲を補完する関係にある。
【００２２】
ヘッド１１及びヘッド１２における複数（本実施形態では６０個）のノズルｎは、所定のピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）でライン状に配設されており、ノズルアレイ２１Ａ、２１Ｂを構成している。ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂ内におけるノズルｎの並びの方向は副走査方向に一致するようにされており、また、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂのノズルｎは互いに千鳥配列をなす関係にある。
【００２３】
ヘッド１１及びヘッド１２内には、各ノズルｎにそれぞれ連通する液室（以下、キャビティーとする）が形成されており、各キャビティーには、その可動壁を駆動して容積を可変するための駆動素子としての圧電素子１６（図４参照）が配設されている。そして、圧電素子１６に電気信号（以下、駆動信号とする）を供給してキャビティー内の液圧を制御することにより、ノズルｎから液滴（液状体）を吐出させることが可能となっている。
【００２４】
ここで、液滴吐出装置２００の動作例として、カラーフィルター製造を行う際の動作について説明する。ヘッド１１及びヘッド１２を基板Ｐに対して主走査方向に走査させると、ノズルｎは、図３に示すように、基板Ｐに対して連続した所定ピッチ（例えば３６０ｄｐｉ）の走査軌跡を描く。この際、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの端部の数個分（本実施形態は３個）のノズルｎは、その特性の特異性に鑑みて使用しないダミーノズル（塗り潰して図示）とされており、ヘッド１１のダミーノズルに掛かる走査領域はヘッド１２のノズルｎで、ヘッド１２のダミーノズルに掛かる走査領域はヘッド１１のノズルｎで補完される関係となっている。
【００２５】
カラーフィルター形成に供される基板Ｐには、各画素領域に対応する区画領域５０を規定するバンク５１が、感光性樹脂等を用いてあらかじめ形成されている。この場合、走査軌跡に関して、区画領域５０に掛かり得るノズルｎと掛かり得ないノズルｎとが存在するが、区画領域５０への液状体の配置は、区画領域５０に掛かり得るノズルｎからの液滴の吐出によって行われることになる。
【００２６】
図３の各ノズルｎに付されているＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ４９〜Ｃ５４、Ｄ４９〜Ｄ５４は、それぞれ、ヘッド１１のノズルアレイ２１Ａ、ヘッド１１のノズルアレイ２１Ｂ、ヘッド１２のノズルアレイ２１Ａ、ヘッド１２のノズルアレイ２１Ｂのノズル番号を示している。ここで、ノズル番号とは、各ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの並び方向におけるノズルｎの配列順を示した通し番号のことであり、本実施形態では、１ノズルアレイにつき、ダミーノズルを除いた１〜５４のノズル番号で示すことができる。
【００２７】
図３において、ノズル番号Ｄ５３、Ｃ５４、Ｄ５４、Ａ１、Ｂ１のノズルｎは、当該走査中のそれぞれ適切な期間において、同一の区画領域５０に対して液状体を吐出することができる。また、ノズル番号Ｃ５０、Ｃ５３、Ａ２、Ａ５のノズルｎは、走査軌跡がバンク５１に掛かっているため、当該走査中の全期間において液状体の吐出を行わない。このようなノズルｎごとの吐出／非吐出の制御は、対応する圧電素子１６への駆動信号の供給のスイッチングによって行われるものである。
【００２８】
尚、液滴吐出装置２００の構成は上述の態様に限定されるものではない。例えば、ノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂの配列方向を副走査方向から傾けて、ノズルｎの走査軌跡のピッチがノズルアレイ２１Ａ及びノズルアレイ２１Ｂ内におけるノズルｎ間のピッチに対して狭くなるように構成することもできる。また、ヘッドユニット１０におけるヘッド１１及びヘッド１２の数やその配置構成なども適宜変更することができる。また、ヘッド１１及びヘッド１２の駆動方式として、例えば、キャビティーに加熱素子を備えたいわゆるサーマル方式などを採用することもできる。
【００２９】
（液滴吐出装置の電気的構成および電気的動作）
次に、液滴吐出装置２００の電気的な構成および動作について説明する。
図４に示すように、ヘッド１１（１２）は、ノズルアレイ２１Ａ（２１Ｂ）のノズルｎ（図２参照）毎に設けられた圧電素子１６と、各圧電素子１６への駆動信号（ＣＯＭ）の供給／非供給の切り替えを行うためのスイッチング回路１７と、各圧電素子１６への供給に係る駆動信号の供給ライン（以下、ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）とする）を選択するための駆動信号選択回路１８と、を備えている。ヘッド１１（１２）は、制御回路基板３０と電気的に接続されている。
【００３０】
制御回路基板３０は、それぞれ独立した駆動信号（ＣＯＭ）を生成するＤ／Ａコンバーター（ＤＡＣ）３１Ａ〜３１Ｄと、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄが生成する駆動信号（ＣＯＭ）のスルーレートデータ（以下、波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）とする）の格納メモリーを内部に有する波形データ選択回路３２と、外部から受信される吐出制御データを格納するためのデータメモリー３３と、を備えている。制御回路基板３０における各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）には、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄで生成された駆動信号がそれぞれ出力されるようになっている。
【００３１】
ノズルアレイ２１Ａ（２１Ｂ）において、圧電素子１６の一方の電極１６ｃは、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄのグランドライン（ＧＮＤ）に接続されている。また、圧電素子１６の他方の電極（以下、セグメント電極１６ｓとする）は、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８を介して、ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）に接続されている。また、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８、波形データ選択回路３２には、クロック信号（ＣＬＫ）や各吐出タイミングに対応したラッチ信号（ＬＡＴ）が入力されるようになっている。
【００３２】
データメモリー３３には、ヘッド１１（１２）の走査位置に応じて周期的に設定される吐出タイミング毎に、次のデータが格納されている。すなわち、各圧電素子１６への駆動信号（ＣＯＭ）の供給／非供給（ＯＮ／ＯＦＦ）の切り替えを規定する吐出データ（ＳＩＡ）と、各圧電素子１６に対応したＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）を規定する駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄに入力される波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）の種別を規定する波形番号データ（ＷＮ）である。本実施形態においては、吐出データ（ＳＩＡ）は、１ノズルあたり１ビット（０、１）で、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）は、１ノズルあたり２ビット（０、１、２、３）で、波形番号データ（ＷＮ）は、１Ｄ／Ａコンバーターあたり７ビット（０〜１２７）で構成されている。尚、これらのデータ構造については適宜変更が可能である。
【００３３】
上述の構成において、各吐出タイミングに係る駆動制御は次のように行われる。すなわち、図５に示すタイミングｔ１〜ｔ２の期間において、吐出データ（ＳＩＡ）、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）、波形番号データ（ＷＮ）が、それぞれシリアル信号化されて、スイッチング回路１７、駆動信号選択回路１８、波形データ選択回路３２に送信される。そして、タイミングｔ２において各データがラッチされることで、吐出（ＯＮ）に係る各圧電素子１６のセグメント電極１６ｓが、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）で指定された各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）に接続された状態となる。例えば、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）が０、１、２、３である場合、対応する圧電素子１６のセグメント電極１６ｓはそれぞれＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４に接続される。また、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄの生成に係る駆動信号の波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）が設定される。
【００３４】
タイミングｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５、ｔ５〜ｔ６の各期間においては、タイミングｔ２で設定された波形データに従い、それぞれ電位上昇、電位保持、電位降下の一連のステップで駆動信号（ＣＯＭ）が生成される。そして、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４とそれぞれ接続された状態にある圧電素子１６に、生成された駆動信号が供給され、ノズルｎに連通するキャビティーの容積（圧力）制御が行われる。
【００３５】
ここで、タイミングｔ３〜ｔ４における電位上昇成分はキャビティーを膨張させ、液状体をノズルｎ内方に引き込む役割を果たしている。また、タイミングｔ５〜ｔ６における電位降下成分は、キャビティーを収縮させ、液状体をノズルｎ外に押し出して吐出させる役割を果たしている。
【００３６】
駆動信号（ＣＯＭ）における電位上昇、電位保持、電位降下に係る時間成分、電圧成分は、その供給によって吐出される液状体の吐出量に密接に依存している。とりわけ、圧電方式のヘッド１１（１２）では、電圧成分の変化に対して吐出量が良好な線形性を示すため、タイミングｔ３〜ｔ６における電圧差を駆動電圧Ｖｈとして規定し、これを吐出量制御の条件として利用することができる。尚、生成する駆動信号（ＣＯＭ）は、本実施形態で示すような単純な台形波に限られるものではなく、公知の様々な形状のものを適宜採用することも可能である。また、異なる駆動方式（例えばサーマル方式）を採用する場合などにおいて、駆動信号のパルス幅（時間成分）を吐出量制御の条件として利用することも可能である。
【００３７】
本実施形態では、駆動電圧Ｖｈを段階的に違えた複数種の波形データを用意し、Ｄ／Ａコンバーター３１Ａ〜３１Ｄにそれぞれ独立した波形データ（ＷＤ１〜ＷＤ４）を入力することにより、各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）にそれぞれ異なる駆動電圧Ｖｈの駆動信号（ＣＯＭ）を出力することが可能である。用意できる波形データの種類は、波形番号データ（ＷＮ）の情報量（７ビット）に相当する１２８種類であり、例えばこれを０．１Ｖ刻みの駆動電圧Ｖｈに対応させている。
【００３８】
かくして、本実施形態の液滴吐出装置２００は、各圧電素子１６（ノズル）とＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）との対応関係を規定する駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と、各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）と駆動信号の種類（駆動電圧Ｖｈ）との対応関係を規定する波形番号データ（ＷＮ）とを適切に設定することにより、適切な吐出量で液滴を吐出することが可能である。逆の言い方をすれば、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と波形番号データ（ＷＮ）との関係で定まる各ノズルｎの駆動信号の設定を適切に行うことが、吐出量を管理するための重要事項であると言える。尚、本実施形態の液滴吐出装置２００では、吐出タイミングごとに駆動信号選択データ（ＳＩＢ）と波形番号データ（ＷＮ）を更新可能な構成となっているため、吐出データ（ＳＩＡ）の変化に対応させて駆動信号を精細に設定することも可能である。
【００３９】
（駆動信号の設定方法）
次に、各ノズルｎの駆動電圧Ｖｈを設定するための方法について説明する。
駆動信号の設定を行うための設定装置３００は、図６に示すように、ヘッド１１（１２）に液状体を供給するための液状体供給装置３０１と、ヘッド１１を駆動するための制御回路基板３０２とを備えている。また、ヘッド１１から吐出された液滴を受けてこれを収容するための液状体受容容器３０３と、液状体受容容器３０３の重量を計量するための重量計量装置３０４とを備えている。また、ヘッド１１から吐出された液滴を受ける液状体受容基板３０５と、液状体受容基板３０５を基板面方向に移動させるための基板移動装置３０６と、液状体受容基板３０５上に配置された液状体の体積を測定するための体積測定装置３０７とを備えている。また、制御回路基板３０２を介してヘッド１１の駆動を制御し、基板移動装置３０６の駆動を制御し、重量計量装置３０４および体積測定装置３０７の計量動作を制御し、計量結果を基に演算を行うためのパーソナルコンピューター（ＰＣ）３０８を備えている。
【００４０】
制御回路基板３０２は、制御回路基板３０（図４参照）と同じ構成のものである。また、液状体受容容器３０３は、液状体に侵食されない材質のものであれば何でも良いが、開口部にスポンジ等の多孔質部材を配設するなどして、液状体の揮発を抑える構成となっていることが好ましい。また、重量計量装置３０４には、一般的な電子天秤を用いることができる。また、体積測定装置３０７には、白色干渉法を用いた三次元形状測定装置などを用いることができる。また、体積測定装置３０７は、二次元形状測定装置などを用いて面積測定をおこない、体積換算する構成も可能である。その際には、面積と体積の校正に用いる係数を事前に求めておくことが必要となる。
【００４１】
このように、設定装置３００は、重量計量装置３０４と体積測定装置３０７の二種類の計測装置を用い、吐出量を重量または体積として測定することができる。重量計量装置３０４は、ノズルアレイ全体における平均的な吐出量を高速且つ高精度に測定するのに適しており、また体積測定装置３０７は、ノズル個々の吐出量を測定するのに適している。
【００４２】
駆動電圧Ｖｈの設定方法について説明する。本実施形態では、駆動電圧Ｖｈの設定方法は、図７に示すように、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１と、吐出パターン間の平準化処理Ｓ２と、を有する。なお、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１は、吐出パターンごとに実施される。
吐出パターンとは、複数のノズルｎのうち液滴を吐出させるノズルである使用ノズルや、使用ノズルにおける液滴の吐出タイミングなどが規定されたパターンである。図８に示すように、同一の機種（機種１）であっても、基板上に所定の間隔で区画された複数の区画領域５０Ａに対して、一方向に配列された複数のノズルｎから液滴を吐出する場合、区画領域５０Ａに掛かり得るノズルと掛かり得ないノズルとが存在する。そして、区画領域５０Ａへの液状体の配置は、区画領域５０Ａに掛かり得るノズルｎからの液滴の吐出によって行われる。
【００４３】
複数の吐出パターンは、ノズルアレイの並び方向において、区画領域の方がノズルアレイの長さよりも短いことから、全区画領域を走査するために複数回走査すること、また、ノズル毎の吐出量の分散平均化のために、同一区画領域を複数ノズルで走査するために位置を相対的に移動させながら液滴を吐出することなどにより生じる。
尚、図８において、区画領域に掛かり得るノズルｎは「吐出ノズル」として実線で、区画領域に掛かり得ないノズルは「非吐出ノズル」として破線で示している。つまり吐出パターンとは、ノズルアレイの並び方向での「吐出ノズル」と「非吐出ノズル」の組み合わせを表している。
【００４４】
吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１では、ヘッド１１を設定装置３００に取り付けた状態において、先ずは、ノズルアレイ内の全ノズル（ダミーノズルを除く）における吐出量平均を測定する（図９のステップＳ１０１）。具体的には、各ノズルｎについてまとまった回数（例えば１０万回）の吐出を行い、その総重量を重量計量装置３０４で計量し、計量結果を除算して測定する。この測定は、２条件の駆動電圧Ｖｈ（例えば、２５Ｖと２２．５Ｖ）の下でそれぞれ行う。
【００４５】
次に、測定した２条件における駆動電圧Ｖｈと吐出量平均との関係を線形補完して、基準吐出量（仕様に応じた設計値）の吐出量平均を得るための基準駆動電圧Ｖｓを算出する（図９のステップＳ１０２）。また、吐出量を駆動電圧Ｖｈによって補正する際の相関係数αを、駆動電圧Ｖｈの変化率に対する吐出量平均の変化率との関係から算出する（図９のステップＳ１０３）。このとき、例えば、２５Ｖの時の吐出量平均１０ｎｇであって、２２．５Ｖの時の吐出量平均９．５ｎｇであった場合は、電圧の変化率が１０％であるのに対して、吐出量平均の変化率が５％となり、相関係数αは、０．５と求められる。
【００４６】
次に、ノズルアレイの全圧電素子１６に駆動電圧Ｖｈ＝Ｖｓの駆動信号を供給して、液状体受容基板３０５に対し、複数の吐出パターン（例えば図８に示す３種、パターン１、パターン２、及びパターン３）にて、吐出場所を変えて、液滴の吐出を行い、ノズルごとの吐出量を測定する（図９のステップＳ１０４）。液状体受容基板３０５の表面には撥液処理がされているため、各ノズルｎから吐出された液状体は、それぞれ基板上において独立した半球状の液滴を形成する。そして、この液滴の三次元形状を体積測定装置３０７で測定し、パーソナルコンピューター３０８で測定データを解析することで、ノズルｎごとの吐出量が得られる。尚、各ノズルｎの１回あたりの吐出量は極めて小さいため、液滴の体積測定（吐出量測定）の精度を上げるべく、各ノズルの吐出は、基板上の同一箇所に重ねて複数回（例えば３回）行うようにしている。
【００４７】
次に、測定した吐出パターンごとの各ノズルｎの吐出量のデータから、吐出パターンごとの各ノズルの吐出量をノズルアレイの並び方向での空間分布として把握する。
各ノズルｎの吐出量は、図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、ノズルアレイの端部付近と中央付近で吐出量が相対的に少ない傾向がある。吐出量は、基準吐出量ｑ０となる駆動電圧Ｖｈで吐出した時の平均吐出量に対する相対比で表されている。
尚、図９（ｂ）、図９（ｃ）においては、ある駆動電圧で吐出した時の、３パターンの平均吐出量に対する相対比で表している。
以下の各ステップにおいては、複数の吐出パターン（パターン１〜３）のそれぞれに対して同様の内容が適用される。このため、以下においては、複数の吐出パターンのうちの１つの吐出パターン（パターン１）を例に説明する。
【００４８】
次に、吐出パターンごとに、各ノズルｎの吐出量に基づき、各ノズルのグループ設定を行う（図９のステップＳ１０５）。このとき、ステップＳ１０５では、複数のノズルｎを吐出量ごとに複数のグループに層別する。本実施形態では、複数のノズルｎを吐出量ごとに４つのグループに層別する。本実施形態では、算出した各ノズルｎの吐出量における序列（吐出量の多い方を上位、吐出量の少ない方を下位とする）に従い、最下位から順に１４個のノズルをグループＡ、グループＡのさらに上位の１４個のノズルをグループＢ、グループＢのさらに上位の１３個のノズルをグループＣ、グループＣのさらに上位の１３個のノズルをグループＤとしてそれぞれ分類する。
【００４９】
次に、グループＡ〜Ｄのそれぞれに対応する駆動電圧Ｖｈ（以下、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤとする）を、グループＡ〜Ｄのそれぞれに対して割り当てる（図９のステップＳ１０６）。ここでは、まず、グループＡを基準グループとして設定する。そして、この基準グループであるグループＡに対する駆動電圧ＶｈＡとして、基準駆動電圧Ｖｓを割り当てる（ＶｈＡ＝Ｖｓ）。次に、駆動電圧ＶｈＢ〜ＶｈＤを算出する。このとき、駆動電圧ＶｈＢ〜ＶｈＤは、それぞれ、ステップＳ１０５における各ノズルｎの吐出量、相関係数α、基準駆動電圧Ｖｓを基に算出される。そして、算出された駆動電圧ＶｈＢをグループＢに対する駆動電圧ＶｈＢとして割り当てる。同様に、算出された駆動電圧ＶｈＣをグループＣに対する駆動電圧ＶｈＣとして割り当て、算出された駆動電圧ＶｈＤをグループＤに対する駆動電圧ＶｈＤとして割り当てる。
【００５０】
本実施形態では、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤは、基準駆動電圧Ｖｓに対する相対比である電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤで規定する（ＶｈＡ＝ＤｈＡ×Ｖｓ／１００、ＶｈＢ＝ＤｈＢ×Ｖｓ／１００、ＶｈＣ＝ＤｈＣ×Ｖｓ／１００、ＶｈＤ＝ＤｈＤ×Ｖｓ／１００）。例えば、パターン１においては、図１１（ａ）に示すように、それぞれＤｈＡ＝１００％、ＤｈＢ＝９５．８９％、ＤｈＣ＝９５．５４％、ＤｈＤ９４．６％である。このように駆動電圧を電圧比で規定することにより、例えば、液状体の粘度が変化して吐出量が一様に変化するような事態が起こった場合に、ノズルアレイ全体の吐出量平均を測定して基準駆動電圧Ｖｓを再設定すれば済むという利点がある。
尚、駆動電圧ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤは、駆動制御において、それぞれ４つのＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４（図４参照））に対応させることができる。
また、グループの分類の方法、特に、各グループを構成するノズルｎの数は、ほぼ均等にすることにより、各適正駆動電圧、すなわち各ＣＯＭラインに対応するノズルの数の不均衡を生じにくくすることが好ましい。ＣＯＭラインにおけるノズルｎの対応数は、駆動信号の歪み等に影響しているので、なるべくＣＯＭライン間の不均衡が生じないことが好ましい。
【００５１】
以上のように、吐出パターンにおける各ノズルｎの吐出量に基づき、複数のノズルを複数のグループに分類した後に、吐出量の分布をグループ単位で捉えて段階的な適正条件を決定（算出）し、さらにノズル毎に適切な適正条件を選択することによって、図１０（ｂ）に示すように、各吐出パターンにおける吐出量のバラツキを抑えることができる。
しかしながら、この段階では、図１０（ｂ）から把握されるように、吐出パターン間で吐出量の差が発生することがある。これは、図９のステップＳ１０６において、吐出量が最少であるグループＡに対する駆動電圧ＶｈＡとして、基準駆動電圧Ｖｓを割り当てることに起因する。
本実施形態では、吐出パターン間の吐出量の差を補正するための処理として、図７に示す吐出パターン間の平準化処理Ｓ２が、駆動電圧設定方法に設けられている。
【００５２】
吐出パターン間の平準化処理Ｓ２では、まず。パターン１、パターン２、パターン３の各吐出パターンにおける、ＶｈＡ、ＶｈＢ、ＶｈＣ、ＶｈＤの電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を算出する（図１２のステップＳ２０１）。ここで、パターン１における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの平均値を、Ｖ１とする。同様に、パターン２における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの平均値をＶ２とし、パターン３における電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ及びＤｈＤの電圧比の平均値をＶ３とする。
尚、ＣＯＭラインにおけるノズルｎの数が略均等になるようにグループ分けされていることにより、電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を使用して平準化処理することが可能となる。
【００５３】
次に、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で基準となる平均値（以下、基準平均値と呼ぶ）を設定する（図１２のステップＳ２０２）。
基準平均値は、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で最小のものとする。最小のものを基準とすることにより、ヘッド駆動に許容される電圧値の上限を守ることができる。
なお、平均値Ｖ１〜Ｖ３の中で最小のものを基準平均値に設定するということは、パターン１、パターン２及びパターン３の中で、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１後の吐出量が最少となる吐出パターンの平均値を基準平均値に設定するということである。以下において、複数の吐出パターンの中で、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１後の吐出量が最少となる吐出パターンを基準吐出パターンと呼ぶ。
つまり、図１２のステップＳ２０２では、基準吐出パターンを設定し、この基準吐出パターンの電圧比の平均値を基準平均値として設定する。
本実施形態では、基準平均値は、パターン１の平均値Ｖ１である９６．５０７５（図１１（ａ））となる。
【００５４】
次に、パターン１、パターン２及びパターン３のそれぞれの平均値Ｖ１、Ｖ２及びＶ３を、基準平均値で除算して、パターン１、パターン２及びパターン３のそれぞれに対する平準化係数βを算出する（図１２のステップＳ２０３）。
本実施形態では、パターン１に対する平準化係数βは、１である。また、パターン２に対する平準化係数βは、１．０１６２６８２・・・である。同様に、パターン３に対する平準化係数βは、１．０２３０２９３・・・である。
【００５５】
次に、パターン１、パターン２、パターン３のそれぞれにおける、ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤを、各パターンに対応する平準化係数βで除算することによって電圧比を再設定する（図１２のステップＳ２０４）。
以上により、図１１（ｂ）に示すように、パターン１、パターン２、パターン３のそれぞれにおける電圧比ＤｈＡ、ＤｈＢ、ＤｈＣ、ＤｈＤの平均値を、吐出パターン間で均一化することができる。
以上の処理により、図１０（ｃ）に示すように、パターン１、パターン２、パターン３の間の吐出量の平均値の差を小さく抑えることができる。この駆動電圧設定方法を適用してカラーフィルターの製造を実施することにより、スジムラを低減し、製品の品質歩留まりを向上することが可能となる。
なお、本実施形態において、吐出量ばらつき軽減処理Ｓ１が第１ステップに対応し、吐出パターン間の平準化処理Ｓ２が第２ステップに対応している。また、ステップＳ１０４が測定ステップに対応し、ステップＳ１０５が層別ステップに対応し、ステップＳ１０６が基準グループ設定ステップ及び駆動電圧割当ステップに対応している。また、ステップＳ２０２が基準吐出パターン設定ステップに対応し、ステップＳ２０４が第２割当ステップに対応している。
【００５６】
本実施形態では、カラーフィルターの製造に適用され得る液滴吐出装置２００が例示されているが、液滴吐出装置２００の適用は、これに限定されない。
液滴吐出装置２００は、例えば、プラズマディスプレイ装置における蛍光膜の形成、有機ＥＬディスプレイにおける素子膜の形成、電気回路における導電配線や抵抗素子の形成などにも適用され得る。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１１、１２…ヘッド、１６…圧電素子、２００…液滴吐出装置、３００…設定装置、３０２…制御回路基板、ｎ…ノズル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、
前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップは、
前記吐出パターンにおいて使用される前記ノズルである使用ノズルごとの前記吐出量を測定する測定ステップと、
前記測定ステップでの測定結果から、前記吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の前記使用ノズルを複数のグループに区分する層別ステップと、
前記複数のグループのうち前記吐出量が最小である前記レンジに対応する前記グループを基準グループとして設定する基準グループ設定ステップと、
前記基準グループにおける前記駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記基準駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる駆動電圧割当ステップと、
を含み、
前記第２ステップは、
前記複数の吐出パターンのうち、前記第１ステップ後に前記吐出パターンごとの前記吐出量が最小となる前記吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する基準吐出パターン設定ステップと、
前記基準吐出パターンの他の前記吐出パターンに対する前記基準駆動電圧を、前記基準吐出パターンに対する前記基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、前記他の吐出パターンの前記基準グループにおける前記駆動素子に対して前記低減駆動電圧を割り当て、且つ前記他の吐出パターンにおける他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記低減駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる第２割当ステップと、を含む、
ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【請求項２】
前記駆動電圧割当ステップでは、前記基準グループに対応する前記レンジである基準レンジに属する前記吐出量の平均値と、他の前記レンジに属する前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動電圧設定方法。
【請求項３】
前記基準吐出パターン設定ステップでは、前記複数の吐出パターンのうちで、前記吐出パターンごとの前記使用ノズルの前記吐出量の平均値が最小となる前記吐出パターンを前記基準吐出パターンとして設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動電圧設定方法。
【請求項４】
前記第２割当ステップでは、前記基準吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値と、前記他の吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、前記低減駆動電圧として設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動電圧設定方法。
【請求項１】
液状体を吐出する複数のノズルの前記ノズルごとに設けられた駆動素子を駆動するための駆動電圧を設定する駆動電圧設定方法であって、
前記複数のノズルの前記ノズル間における液状体の吐出量のばらつきを軽減する前記駆動電圧を、複数の吐出パターンの前記吐出パターンごとに設定する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記吐出パターン間の前記吐出量の差を軽減する前記駆動電圧を設定する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップは、
前記吐出パターンにおいて使用される前記ノズルである使用ノズルごとの前記吐出量を測定する測定ステップと、
前記測定ステップでの測定結果から、前記吐出量を複数のレンジに層別することによって、複数の前記使用ノズルを複数のグループに区分する層別ステップと、
前記複数のグループのうち前記吐出量が最小である前記レンジに対応する前記グループを基準グループとして設定する基準グループ設定ステップと、
前記基準グループにおける前記駆動素子に対して基準駆動電圧を割り当て、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記基準駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる駆動電圧割当ステップと、
を含み、
前記第２ステップは、
前記複数の吐出パターンのうち、前記第１ステップ後に前記吐出パターンごとの前記吐出量が最小となる前記吐出パターンを基準吐出パターンとして設定する基準吐出パターン設定ステップと、
前記基準吐出パターンの他の前記吐出パターンに対する前記基準駆動電圧を、前記基準吐出パターンに対する前記基準駆動電圧よりも低い低減駆動電圧に設定し、前記他の吐出パターンの前記基準グループにおける前記駆動素子に対して前記低減駆動電圧を割り当て、且つ前記他の吐出パターンにおける他の前記グループにおける前記駆動素子に対して、前記低減駆動電圧よりも低い前記駆動電圧を割り当てる第２割当ステップと、を含む、
ことを特徴とする駆動電圧設定方法。
【請求項２】
前記駆動電圧割当ステップでは、前記基準グループに対応する前記レンジである基準レンジに属する前記吐出量の平均値と、他の前記レンジに属する前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、他の前記グループにおける前記駆動素子に対して割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動電圧設定方法。
【請求項３】
前記基準吐出パターン設定ステップでは、前記複数の吐出パターンのうちで、前記吐出パターンごとの前記使用ノズルの前記吐出量の平均値が最小となる前記吐出パターンを前記基準吐出パターンとして設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動電圧設定方法。
【請求項４】
前記第２割当ステップでは、前記基準吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値と、前記他の吐出パターンにおける前記使用ノズルの前記吐出量の平均値との差に応じた係数を前記基準駆動電圧に乗じることによって算出される前記駆動電圧を、前記低減駆動電圧として設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動電圧設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１５７８３９（Ｐ２０１２−１５７８３９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４１７（Ｐ２０１１−２０４１７）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]