(57)【要約】【課題】ノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な薄膜を形成することが可能な液滴吐出装置を提供する。【解決手段】本発明の液滴吐出装置は、複数のノズル及び各ノズルに対応して設けられた駆動素子ＰＺとを有する液滴吐出ヘッド５と、各駆動素子ＰＺに供給する駆動信号の波形データを記憶する駆動波形記憶手段１００と、を備え、前記駆動信号の駆動波形は、液滴吐出ヘッド５における全ノズルに対する使用ノズルの割合であるノズルデューティに応じて設定されており、前記駆動波形記憶手段１００は、前記ノズルデューティ毎に、当該ノズルデューティに対応する駆動波形を有する駆動信号の波形データを記憶する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル及び各ノズルに対応して設けられた駆動素子を有する液滴吐出ヘッドと、
各駆動素子に供給する駆動信号の波形データを記憶する駆動波形記憶手段と、を備え、
前記駆動信号の駆動波形は、前記液滴吐出ヘッドにおける全ノズルに対する使用ノズルの割合であるノズルデューティに応じて設定されており、
前記駆動波形記憶手段は、前記ノズルデューティ毎に、当該ノズルデューティに対応する駆動波形を有する駆動信号の波形データを記憶することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記駆動素子毎に、複数種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給する駆動信号選択手段と、
前記駆動素子と当該駆動素子に供給する駆動信号の種類との対応関係を示す駆動信号選択データを前記ノズルデューティに対応させて記憶する描画データ記憶手段と、
前記駆動波形記憶手段から、前記ノズルデューティに対応する前記複数種類の駆動信号の波形データを取得し、当該波形データに基づいて前記複数種類の駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、を備え、
前記駆動信号選択手段は、前記描画データ記憶手段に記憶されている前記駆動信号選択データに基づいて、各駆動素子に供給する駆動信号の種類を前記駆動信号生成手段が生成した駆動信号の中から選択することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記液滴吐出ヘッドに対して複数の前記駆動信号生成手段が設けられており、
前記駆動信号選択手段は、前記描画データ記憶手段から前記駆動信号選択データを読み出して、前記駆動素子毎に、前記複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成した駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給すると共に、
前記駆動信号生成手段の数は、前記液滴吐出ヘッドに備えられる前記ノズルの数よりも少ないことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記描画データ記憶手段は、前記駆動素子と当該駆動素子に駆動信号を供給するか否かを規定する情報との対応関係を示す吐出データを前記液滴吐出ヘッドにおける使用ノズルと不使用ノズルとの組み合わせである吐出パターンに対応させて記憶し、
前記吐出データに基づいて、前記駆動素子毎に、前記駆動信号選択手段によって選択した駆動信号の供給または非供給を切り替える供給切替手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記駆動信号選択手段と供給切替手段とを前記液滴吐出ヘッドに設け、
前記描画データ記憶手段、前記駆動波形記憶手段及び前記駆動信号生成手段が設けられた駆動回路基板を備えることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記駆動信号選択データは、各ノズルの液滴吐出量が均一化されるように設定されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記駆動素子は圧電素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと基板とを相対的に移動させながら前記液滴吐出ヘッドのノズルから前記基板上に液状体を吐出する工程を含む薄膜形成方法であって、
前記液滴吐出ヘッドの全ノズルに対する使用ノズルの割合であるノズルデューティに応じて、駆動波形の異なる駆動信号によって前記ノズルの吐出が行われることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】
前記ノズルの吐出特性を考慮して前記複数のノズルを複数グループに分類し、前記グループ毎に異なる駆動信号によって吐出を行わせると共に、各グループに供給される駆動信号の組み合わせが、前記ノズルデューティ毎に設計されていることを特徴とする請求項８に記載の薄膜形成方法。
【請求項１０】
前記複数のグループを略均等な数のノズルでそれぞれ構成することを特徴とする請求項９に記載の薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出法（インクジェット方式）を用いた薄膜形成技術が開発されている。液滴吐出法で形成される薄膜の代表的な例は、カラーフィルタや有機ＥＬパネルの発光層、金属配線等である。液滴吐出装置を用いた薄膜形成技術では、用いる液滴吐出ヘッドの解像度に応じて微少な液状体を所望の位置に塗布することができる。そのため、凸版印刷等の他の印刷技術に比べて、微細なパターンの形成が可能である。例えば、カラーフィルタ基板に、赤、緑、青のカラーフィルタ層を形成する場合には、赤、緑、青の着色材料を含む溶液を微小ノズルから基板上に吐出し、これを乾燥、固化することによりカラーフィルタ層を形成することができる。
【０００３】
この方法では、均一な薄膜を形成するために、液滴吐出ヘッドから吐出される液状体の量（以下、吐出量という）が、基板全面で均一であることが要求される。しかしながら、多数のノズルを備える液滴吐出ヘッドでは、液状体の吐出特性（吐出量）について、僅かながらもノズル間でバラツキが存在するため、このバラツキに起因して主走査方向と直交する方向に液状体の吐出量のバラツキが発生し、得られるカラーフィルタにスジ状の濃淡ムラが発生してしまうことがある。このようなスジ状の濃淡ムラは視認され易く、カラーフィルタを介して表示される画像の画質を低下させる。そこで、特許文献１では、ノズル毎に適切な駆動条件を設定し、ノズル間の吐出バラツキを補償する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１７４８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液滴吐出ヘッドにおける吐出量のバラツキは、ノズル間の吐出特性のバラツキだけでなく、１走査毎のノズルデューティの変化によっても発生する。ノズルデューティとは、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルのうち、実際に使用されているノズルの割合（使用ノズル／全ノズル）、すなわちノズルの使用率をいう。例えば、全ノズルのうち半分のノズルが使用されている場合には、ノズルデューティは５０％となる。
【０００５】
ノズルデューティの変化は、ノズルに供給される駆動波形の歪みを発生させる。ノズルに供給される駆動信号としては通常は矩形波又は台形波が使用されるが、ノズルデューティが大きくなり駆動電圧が増大すると、駆動電圧の立ち上がり部分又は立ち下がり部分にオーバーシュートやアンダーシュートが発生し、駆動電圧の実効値が変化してしまう。このような駆動電圧の実効値の変化は液状体の吐出量に影響し、膜厚ムラを発生させる。また、ノズルデューティが変化すると、構造的なクロストーク(共通インクリザーバを使うことによるインク供給差や隣接ノズル間の物理的な影響など)が発生し、吐出量のバラツキを発生させる。
【０００６】
このようなノズルデューティの変化は、液滴吐出ヘッドを同一基板内で複数回走査するときに、１走査毎に吐出のパターン（複数のノズルのうち、使用するノズルと使用しないノズルの組み合わせ）が異なることによって発生する。すなわち、吐出対象物であるカラーフィルタ基板の大きさ、画素サイズ、画素配列等が決まると、それに応じて、使用する液滴吐出ヘッドの個数、走査回数、１走査毎の使用ノズルと不使用ノズルとの組み合わせ等が決定される。１走査毎の使用ノズルの数は、画素サイズや画素配列等によって変わるため、使用ノズルの割合（ノズルデューティ）も１走査毎に変化する。しかしながら、特許文献１の方法では、このようなノズルデューティの変化による吐出量のバラツキは考慮されていない。そのため、ノズルデューティが変化した場合に適切な駆動波形を供給することができず、１走査毎の吐出量にバラツキが発生するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な薄膜を形成することが可能な液滴吐出装置及び薄膜形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、複数のノズル及び各ノズルに対応して設けられた駆動素子を有する液滴吐出ヘッドと、各駆動素子に供給する駆動信号の波形データを記憶する駆動波形記憶手段と、を備え、前記駆動信号の駆動条件は、前記液滴吐出ヘッドにおける全ノズルに対する使用ノズルの割合である前記ノズルデューティに応じて設定されており、前記駆動波形記憶手段は、前記ノズルデューティ毎に、当該ノズルデューティに対応する駆動条件を有する駆動信号の波形データを記憶することを特徴とする。この構成によれば、ノズルデューティに応じた駆動信号を各駆動素子に供給するので、ノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキが抑制され、均一な薄膜が形成される。
【０００９】
本発明において「駆動条件」とは、吐出動作を行わせるために駆動素子に印加する駆動電圧の大きさ、駆動信号の周波数（駆動周波数）、駆動波形（駆動電圧以外の駆動信号の波形）等をいう。駆動周波数とは、単位時間当たりの吐出動作の回数をいう。駆動波形には、例えば、駆動電圧の立ち上がり時間、駆動電圧の保持時間、駆動電圧の立ち下がり時間、待機状態における電位（中間電位）の大きさ等が含まれる。液状体の吐出量は、これらの駆動条件によって変化させることができる。以下、詳細に説明する。
【００１０】
［１］駆動電圧の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
液状体の吐出量は、駆動電圧の大きさによって変化する。駆動電圧が大きい場合には、吐出量は大きくなり、駆動電圧が小さい場合には、吐出量は小さくなる。したがって、液滴吐出量が少ない場合には、駆動電圧を増大させ、液滴吐出量が多い場合には、駆動電圧を減少させる。これにより、ノズルの吐出量を均一化することができる。
【００１１】
［２］駆動周波数の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
液状体の吐出量は、駆動信号の周波数（駆動周波数）によって変化する。このような駆動周波数による吐出量の変化は、液滴吐出ヘッドの構造的なクロストークに起因している。すなわち、ノズルの吐出動作における機械的な振動は、ノズル近傍のメニスカス（液状体の液面）及びキャビティ（液室）を振動させる。メニスカスの残留振動の影響は時間の経過と共に減少するが、吐出間隔が短くなると（すなわち駆動周波数が大きくなると）、メニスカス及びキャビティの振動が十分に収まらないうちに次の吐出動作が行われるため、メニスカス及びキャビティの振動が次の吐出動作に影響を与える。そのため、駆動周波数が小さい場合には、吐出量は殆ど変化しないが、駆動周波数が大きい場合には、駆動周波数の増大に伴って吐出量の増減を繰り返す周期的な変動を示す。したがって、この変動曲線に基づいて駆動周波数を制御することで、液状体の吐出量を調節することができる。
【００１２】
本発明では、このような駆動周波数による吐出量の変動を積極的に利用して、液状体の吐出量を調節することができる。例えば、液滴吐出量が少ない場合には、変動曲線の山の部分の駆動周波数で駆動する。逆に、液滴吐出量が多い場合には、変動曲線の谷の部分の駆動周波数で駆動する。これにより、ノズルの吐出量を均一化することができる。
【００１３】
［３］駆動波形の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
液状体の吐出量は、駆動波形（駆動電圧以外の駆動信号の波形）によって変化する。このような駆動波形による吐出量の変化は、ノズル近傍のメニスカス（液状体の液面）及びキャビティの振動挙動に起因している。例えば、液滴吐出ヘッドの吐出動作を、待機状態（中間電位）、充電状態（高電位）、放電状態（低電位）の３つの状態で説明する。この場合、待機状態から充電状態までの期間（駆動電圧の立ち上がり期間）は、ノズルに隣接するキャビティの容積が増大し、液状体がキャビティ内に供給される。充電状態から放電状態までの期間（駆動電圧の立ち下がり期間）は、キャビティの容積が減少し、液状体がノズルを介して外部に吐出される。
【００１４】
待機状態から充電状態までの期間には、キャビティの容積の増大によって、メニスカスの位置もキャビティ側に移動するが、液状体供給側からの液状体の供給も大きくなる。立ち上がり時間が短いほど、勢い良くメニスカス及び液状体供給側から液状体が引き込まれるからである。そのため、立ち上がり時間を短くし、キャビティ側に液状体を大きく引き込ませ、そのまま素早く吐出動作に移れば、液状体の引き込み量が多い分だけ液状体の吐出量は多くなる。逆に、立ち上がり時間を長くし、キャビティ側に液状体を小さく引き込ませた場合には、液状体の引き込み量が少ない分だけ液状体の吐出量は少なくなる。
【００１５】
待機状態の電位（中間電位）は、メニスカスの移動量に影響する。例えば、待機状態の電位を充電状態の電位に近づけ、待機状態と充填状態との電位差を小さくした場合には、立ち上がり時間を短くしてもメニスカスの移動は殆ど生じない。そのため、素早く吐出動作に移っても、液状体の吐出量は殆ど変化しない。一方、待機状態の電位を放電状態の電位に近づけ、待機状態と充電状態との電位差を大きくした場合には、メニスカスの移動量が大きくなるため、素早く吐出動作に移ると、メニスカスが引き込まれた状態で吐出が開始され、吐出量は少なくなる。
【００１６】
キャビティ側に引き込まれたメニスカスは、キャビティの容量変動が終了すると、元の位置（待機状態の位置）に戻ろうとする。そのため、充電状態では、メニスカスは元の位置を基準として振動する。そのため、メニスカスがキャビティ側に振動したタイミングで吐出動作に移ると、メニスカスが引き込まれている分だけ吐出量は少なくなる。逆に、メニスカスがキャビティとは反対側に振動しているタイミングで吐出動作に移ると、メニスカスが外部に大きく張り出している分だけ吐出量は多くなる。どのタイミングで吐出が行われるかは、充電状態の保持時間によって変化する。保持時間を横軸にとり、吐出量を縦軸にとると、吐出量は保持時間の増大に伴って増減を繰り返す周期的な変動を示す。したがって、この変動曲線に基づいて保持時間を制御することで、液状体の吐出量を調節することができる。
【００１７】
一方、駆動電圧の立ち下がり期間は、液状体をノズルから外部に押し出すときの加圧力に影響する。駆動電圧の立ち下がり時間が短い場合には、加圧力は大きくなり、立ち下がり時間が長い場合には、加圧力は小さくなる。加圧力が大きい場合には、液状体は勢い良くノズルから飛び出すため、その分吐出量は多くなる。逆に加圧力が小さい場合には、液状体はゆっくり押し出されるため、吐出量は少なくなる。
【００１８】
本発明では、このようなメニスカス及びキャビティの振動挙動による吐出量の変動を積極的に利用して、液状体の吐出量を調節することができる。例えば、液滴吐出量が少ない場合には、駆動電圧の立ち上がり時間、保持時間、立ち下がり時間、又は中間電位のいずれかを制御して、吐出量を増大させる。逆に、液滴吐出量が多い場合には、駆動電圧の立ち上がり時間、保持時間、立ち下がり時間、又は中間電位のいずれかを制御して、吐出量を減少させる。これにより、ノズルの吐出量を均一化することができる。
【００１９】
本発明においては、前記駆動素子毎に、複数種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給する駆動信号選択手段と、前記駆動素子と当該駆動素子に供給する駆動信号の種類との対応関係を示す駆動信号選択データを前記ノズルデューティに対応させて記憶する描画データ記憶手段と、前記駆動波形記憶手段から、前記ノズルデューティに対応する前記複数種類の駆動信号の波形データを取得し、当該波形データに基づいて前記複数種類の駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、を備え、前記駆動信号選択手段は、前記描画データ記憶手段に記憶されている前記駆動信号選択データに基づいて、各駆動素子に供給する駆動信号の種類を前記駆動信号生成手段が生成した駆動信号の中から選択することが望ましい。この構成によれば、駆動信号選択データ及び駆動信号の波形データの追加、削除、変更を自由に行うことができ、データの管理が容易となる。また、実際に液状体の吐出対象物に液滴を吐出する場合、吐出対象物の吐出パターン（ノズルデューティ）に応じて即座に必要な駆動信号選択データ及び駆動信号の波形データを得ることができるので、吐出工程の高速化に寄与することができる。
【００２０】
本発明においては、前記液滴吐出ヘッドに対して複数の前記駆動信号生成手段が設けられており、前記駆動信号選択手段は、前記描画データ記憶手段から前記駆動信号選択データを読み出して、前記駆動素子毎に、前記複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成した駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給すると共に、前記駆動信号生成手段の数は、前記液滴吐出ヘッドに備えられる前記ノズルの数よりも少ないことが望ましい。この構成によれば、部品点数の増加や装置コストの増大を最小限に抑えながら、液滴吐出量のバラツキをすじムラとして人に視認されないレベルまで抑えることができる。駆動信号生成手段の数は、例えば４つ程度で良く、これにより十分な効果が得られることが本発明者の検討により明らかになっている。
【００２１】
本発明においては、前記描画データ記憶手段は、前記駆動素子と当該駆動素子に駆動信号を供給するか否かを規定する情報との対応関係を示す吐出データを前記液滴吐出ヘッドにおける使用ノズルと不使用ノズルとの組み合わせである吐出パターンに対応させて記憶し、前記吐出データに基づいて、前記駆動素子毎に、前記駆動信号選択手段によって選択した駆動信号の供給または非供給を切り替える供給切替手段を備えることが望ましい。この構成によれば、駆動信号選択データと同様に吐出データの管理が容易になると共に、吐出対象物の吐出パターンに応じて即座に必要な吐出データを得ることができるので、吐出工程の高速化に寄与することができる。
【００２２】
本発明においては、前記駆動信号選択手段と供給切替手段とを前記液滴吐出ヘッドに設け、前記描画データ記憶手段、前記駆動波形記憶手段及び前記駆動信号生成手段が設けられた駆動回路基板を備えることが望ましい。この構成によれば、液滴吐出ヘッドの交換や駆動回路基板の交換、または使用部品の交換などが容易となり、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明においては、前記駆動信号選択データは、各ノズルの液滴吐出量が均一化されるように設定されることが望ましい。この構成によれば、各ノズルの吐出特性のバラツキに起因する液滴吐出量のバラツキが低減され、スジムラの発生を防止することができる。
【００２４】
本発明においては、前記駆動素子は圧電素子であることが望ましい。この構成によれば、駆動信号に応じた量の液滴を高精度に吐出することができる。
【００２５】
本発明の薄膜形成方法は、複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと基板とを相対的に移動させながら前記液滴吐出ヘッドのノズルから前記基板上に液状体を吐出する工程を含む薄膜形成方法であって、前記液滴吐出ヘッドの全ノズルに対する使用ノズルの割合であるノズルデューティに応じて、駆動条件（駆動電圧、駆動周波数、駆動波形等）の異なる駆動信号によって前記ノズルの吐出が行われることを特徴とする。この方法によれば、ノズルデューティに応じた駆動信号を液滴吐出ヘッドに供給するので、ノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な薄膜を形成することができる。
【００２６】
本発明においては、前記ノズルの吐出特性を考慮して前記複数のノズルを複数グループに分類し、前記グループ毎に異なる駆動信号によって吐出を行わせると共に、各グループに供給される駆動信号の組み合わせが、前記ノズルデューティ毎に設計されていることが望ましい。この方法によれば、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正条件を選択することができるので、ノズルの吐出特性に応じた駆動信号を高精度に設定することができる。
【００２７】
本発明においては、前記複数のグループを略均等な数のノズルでそれぞれ構成することが望ましい。この方法によれば、特定の条件に対応するノズルの著しい集中を防ぐことができる。各グループを構成するノズルの数は上述の態様に限定されるものではないが、駆動電圧はグループ単位に準じて設定されるものであるため、各グループを構成するノズルの数を略均等にすることで、各適正駆動電圧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できる。各適正駆動電圧におけるノズルの対応数は、駆動信号の歪み等に影響しているので、なるべく適正駆動電圧間の不均衡が生じないようにすることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明に係る液滴吐出装置及びその駆動方法の一実施形態について説明する。以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がワークステージ２に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がワークステージ２に対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００２９】
図１は、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪの概略構成図である。液滴吐出装置ＩＪは、例えばインクジェット方式によりカラーフィルタ基板（吐出対象物）上にカラーフィルタ材料の液滴を吐出してカラーフィルタ層を形成する装置である。
【００３０】
液滴吐出装置ＩＪは、装置架台１、ワークステージ２、ステージ移動装置３、キャリッジ４、液滴吐出ヘッド５、キャリッジ移動装置６、チューブ７、第１タンク８、第２タンク９、第３タンク１０及び制御装置１１を備えている。
【００３１】
装置架台１は、ワークステージ２及びステージ移動装置３の支持台である。ワークステージ２は、装置架台１上においてステージ移動装置３によってＸ軸方向に移動可能に設置されており、上流側の搬送装置（図示せず）から搬送されるカラーフィルタ基板Ｐを、真空吸着機構によりＸＹ平面上に保持する。ステージ移動装置３は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、ワークステージ２のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ２をＸ軸方向に移動させる。
【００３２】
キャリッジ４は、液滴吐出ヘッド５を保持するものであり、キャリッジ移動装置６によってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設けられている。液滴吐出ヘッド５は、図示略の複数のノズルを備えており、制御装置１１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、カラーフィルタ材料の液滴を吐出する。この液滴吐出ヘッド５は、カラーフィルタ材料のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応して設けられており、それぞれの液滴吐出ヘッド５はキャリッジ４を介してチューブ７と連結されている。そして、Ｒ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第１タンク８からＲ（赤）用のカラーフィルタ材料の供給を受け、Ｇ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第２タンク９からＧ（緑）用のカラーフィルタ材料の供給を受け、また、Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第３タンク１０からＢ（青）用のカラーフィルタ材料の供給を受けるようになっている。
【００３３】
キャリッジ移動装置６は、装置架台１を跨ぐ橋梁構造をしており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対してボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、キャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ４をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
【００３４】
チューブ７は、第１タンク８、第２タンク９及び第３タンク１０とキャリッジ４（液滴吐出ヘッド５）とを連結するカラーフィルタ材料の供給用チューブである。第１タンク８は、Ｒ（赤）用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＲ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルタ材料を供給する。第２タンク９は、Ｇ（緑）用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＧ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルタ材料を供給する。第３タンク１０は、Ｂ（青）用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＢ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルタ材料を供給する。
【００３５】
制御装置１１は、ステージ移動装置３にステージ位置制御信号を出力し、キャリッジ移動装置６にキャリッジ位置制御信号を出力すると共に、液滴吐出ヘッド５の駆動回路基板３０に描画データ及び駆動制御信号を出力して、液滴吐出ヘッド５による液滴吐出動作、ワークステージ２の移動によるカラーフィルタ基板Ｐの位置決め動作、キャリッジ４の移動による液滴吐出ヘッド５の位置決め動作の同期制御を行うことにより、カラーフィルタ基板Ｐ上の所定の位置にカラーフィルタ材料の液滴を吐出する。
【００３６】
図２は液滴吐出ヘッド５の概略構成図である。図２（ａ）は液滴吐出ヘッド５をワークステージ２側から見た平面図、図２（ｂ）は液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッド５の１ノズル分の部分断面図である。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向に配列された複数（例えば１８０個）のノズルＮ１〜Ｎ１８０を備えている。図２（ａ）では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド５に設けるノズル数は任意に変更可能であり、Ｙ軸方向に配列した１列分ノズルをＸ軸方向に複数列設けても良い。また、キャリッジ４内に配置する液滴吐出ヘッド５の数も任意に変更可能である。さらに、キャリッジ４をサブキャリッジ単位で複数設ける構成としても良い。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、チューブ７と連結される材料供給孔２０aが設けられた振動板２０と、ノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられた液溜まり２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティ（液室）２４とを備えている。振動板２０上には、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺ１〜ＰＺ１８０が配置されている。圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、例えばピエゾ素子である。
【００３９】
液溜まり２２には、材料供給孔２０aを介して供給される液状のカラーフィルタ材料（液状体）が充填されるようになっている。キャビティ２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に１対１に対応して設けられている。また、各キャビティ２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４aを介して、液溜まり２２からカラーフィルタ材料が導入されるようになっている。
【００４０】
図２（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺ１は、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したものであり、一対の電極２６に駆動信号を印加すると圧電材料２５が収縮するよう構成されたものである。そして、このような圧電素子ＰＺ１が配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺ１と一体になって同時に外側（キャビティ２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティ２４の容積が増大するようになっている。従って、キャビティ２４内に増大した容積分に相当するカラーフィルタ材料が、液溜まり２２から供給口２４aを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺ１への駆動信号の印加を停止すると、圧電素子ＰＺ１と振動板２０はともに元の形状に戻り、キャビティ２４も元の容積に戻ることから、キャビティ２４内のカラーフィルタ材料の圧力が上昇し、ノズルＮ１からカラーフィルタ基板Ｐに向けてカラーフィルタ材料の液滴Ｌが吐出される。
【００４１】
図３は、液滴吐出ヘッド５を用いてカラーフィルタ基板Ｐ上にカラーフィルタを形成する方法の説明図である。図３（ａ）は、液状体の吐出対象物であるカラーフィルタ基板Ｐの概略平面図である。図３（ｂ）は、カラーフィルタ基板Ｐの部分拡大平面図である。
【００４２】
図３（ａ）において、ガラス、プラスチック等によって形成された大面積のカラーフィルタ基板Ｐの表面には複数のパネル領域ＣＡが設定されている。各パネル領域ＣＡは、互いに分離（切断）されて個々のカラーフィルタ基板として提供される。各パネル領域ＣＡの内部には、図３（ｂ）に示すように、ドット状に配列された複数の画素ＰＸが設けられている。画素ＰＸは各パネル領域ＣＡ内にマトリクス状に配列されており、それぞれの画素ＰＸ毎にカラーフィルタ層ＣＦが形成される。
【００４３】
本実施形態では、図３（ｂ）の図示上下方向（矢印Ａ１及び矢印Ａ２で示す方向）を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向（図示左右方向）を副走査方向として、液滴吐出ヘッド５をカラーフィルタ基板Ｐ上に配置する。そして、カラーフィルタ基板Ｐを液滴吐出ヘッド５に対して主走査方向及び副走査方向に相対的に移動（走査）させながら、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから着色材料を含む液状体（カラーフィルタ材料）を吐出させ、カラーフィルタ基板Ｐ上の各画素ＰＸにカラーフィルタ層ＣＦを形成する。
【００４４】
液滴吐出ヘッド５の走査は、１つのパネル領域ＣＡに関して複数回行う。例えば、主走査方向に液滴吐出ヘッド５を走査した後、副走査方向に液滴吐出ヘッド５を移動（走査）し、再度主走査方向に走査を行う。１つのパネル領域ＣＡの左端から右端まで移動（副走査）したら、再びパネル領域ＣＡの左端に戻り、既に吐出を行った位置とは若干異なる位置で主走査方向に走査を行う。そして、このような走査を複数回行うことによって、パネル領域ＣＡ内の全ての画素ＰＸに所望の膜厚のカラーフィルタ層ＣＦを形成する。
【００４５】
なお、図３（ｂ）において液滴吐出ヘッド５が副走査方向に対して斜めに傾いているのは、液滴吐出ヘッド５のノズルＮのピッチを画素ＰＸのピッチに合わせるためである。ノズルＮのピッチと画素ＰＸのピッチとが所定の対応関係を満たして設定されていれば、液滴吐出ヘッド５を斜めに傾ける必要はない。
【００４６】
カラーフィルタ層ＣＦは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色をいわゆるストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等といった適宜の配列形態で配列することによって形成される。したがって、図３（ｂ）に示す液状体の吐出工程においては、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ材料を吐出する液滴吐出ヘッド５を、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色分だけ予め用意する。そして、これらの液滴吐出ヘッド５を順次に用いて１つのカラーフィルタ基板Ｐ上にＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタ層ＣＦの配列を形成する。
【００４７】
＜第１実施形態の回路構成＞
図４は、液滴吐出装置ＩＪの第１実施形態の回路構成の説明図である。本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、装置全体の統括制御を行う制御コンピュータ（制御部）１００と、制御コンピュータ１００に接続されて液滴吐出ヘッド５の電気的な駆動制御を行うための制御回路基板１０１とを備えている。図１に示した制御装置１１には、制御コンピュータ１００と制御回路基板１０１の機能の一部又は全部が備えられている。
【００４８】
制御コンピュータ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の内部メモリ、並びに液滴吐出ヘッド５、キャリッジ移動装置６等との間でデータ授受を行う各種入出力インターフェース回路等を備えている。
【００４９】
制御回路基板１０１は、フレキシブルケーブル１０２を介して液滴吐出ヘッド５に設けられた圧電素子ＰＺと電気的に接続されている。なお、液滴吐出ヘッド５には、ノズルＮ毎に設けられた圧電素子ＰＺに対応して、シフトレジスタ（ＳＬ）１０３、ラッチ回路（ＬＡＴ）１０４、レベルシフタ（ＬＳ）１０５、スイッチ（ＳＷ）１０６がそれぞれ備えられている。
【００５０】
液滴吐出装置ＩＪの吐出制御は、次のようにして行われる。まず、制御コンピュータ１００には、基板Ｐ上の各パネル領域に対する液状体の配置パターンをデータ化したドットパターンデータが、予め記憶される。そして、このドットパターンデータは制御回路基板１０１に伝送される。制御回路基板１０１は、ドットパターンデータをデコードしてノズルＮ毎のＯＮ／ＯＦＦ（吐出／非吐出）情報であるノズルデータを生成する。ノズルデータは、シリアル信号（ＳＩ）化されてクロック信号（ＣＫ）に同期して各シフトレジスタ１０３に伝送される。
【００５１】
シフトレジスタ１０３に伝送されたノズルデータは、ラッチ信号（ＬＡＴ）がラッチ回路１０４に入力されるタイミングでラッチされ、さらにレベルシフタ１０５でスイッチ１０６用のゲート信号に変換される。すなわち、ノズルデータがＯＮの場合には、スイッチ１０６が開いて圧電素子ＰＺに液状体の吐出量に応じた駆動波形を含む駆動信号（ＣＯＭ）が供給され、ノズルデータがＯＦＦの場合には、スイッチ１０６が閉じられて圧電素子ＰＺに駆動信号（ＣＯＭ）は供給されないことになる。そして、ＯＮに対応するノズルＮからは、供給された駆動波形で圧電素子ＰＺが駆動されることにより、液状体が液滴化されて吐出され、吐出された液状体が、基板Ｐ上に設けられたパネル領域上に配置される。
【００５２】
また、制御コンピュータ１００は、本実施形態では、圧電素子ＰＺに印加する駆動信号として、二つ以上の異なる駆動条件のものを予め用意し、記憶しておく。例えば、駆動電圧の異なる駆動信号、駆動周波数の異なる駆動信号、駆動波形（駆動電圧以外の駆動信号の波形）の異なる駆動信号、さらには、これらの駆動条件のうち２以上の駆動条件を組み合わせた駆動条件が異なる駆動信号を用意し、記憶しておく。
【００５３】
また、本実施形態では、このように駆動条件が異なる複数の駆動信号を記憶したら、各ノズルＮに対してどのタイミングでいずれの駆動条件のものを印加するか、決定し記憶する。すなわち、各パネル領域に対する液状体の配置パターンをデータ化したドットパターンデータを記憶した際、主走査方向でのパネル領域の位置と、圧電素子ＰＺに印加する駆動信号（駆動条件）との関係も記憶しておく。
【００５４】
そして、複数の圧電素子ＰＺの各々に対して、駆動条件の異なる複数種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給する。この場合、選択の基準は液滴の吐出パターンやノズルデューティである。すなわち、図２に示すように液滴吐出ヘッド５がカラーフィルタ基板Ｐ上を複数回走査することによりカラーフィルタ基板Ｐの複数個所に液状体を吐出する場合、一般的には、１走査毎に吐出パターンは異なったものとなる。ここで、吐出パターンとは、１つの液滴吐出ヘッド５に設けられる複数のノズルＮのうち、使用するノズルＮと使用しないノズルＮとの組み合わせをいう。吐出パターンが１走査毎に異なるのは、液滴吐出ヘッド５が副走査方向に移動したときに、ノズルＮと画素ＰＸとの空間的な配置がずれてしまうからである。
【００５５】
吐出対象物であるカラーフィルタ基板Ｐの大きさ、画素ＰＸのサイズ、画素ＰＸの配列等が決まると、それに応じて、使用する液滴吐出ヘッド５の個数、走査回数、１走査毎の使用ノズルＮと不使用ノズルＮとの組み合わせ（吐出パターン）等が決定される。１走査毎の使用ノズルＮの数は、画素ＰＸのサイズや画素ＰＸの配列等によって変わるため、使用ノズルＮの割合（使用ノズル／全ノズル）、すなわちノズルデューティも１走査毎に変化する。ノズルデューティが変化すると、ノズルＮに供給される駆動波形にオーバーシュートやアンダーシュートが発生し、吐出量のバラツキを発生させる。また、ノズルデューティが変化すると構造的なクロストーク(共通インクリザーバを使うことによるインク供給差や隣接ノズル間の物理的な影響など)が発生し、吐出量のバラツキを発生させる。
【００５６】
例えば、図５は、ノズルデューティ（吐出パターン）の異なる３種類の吐出パターン（パターンＡ、パターンＢ、パターンＣ）で吐出を行った場合の液滴吐出量のバラツキ分布の説明図である。図５において、横軸はノズル番号、縦軸は液滴吐出量（重量）である。符号ａ、ｂ、ｃは、それぞれパターンＡ、パターンＢ、パターンＣで吐出を行った場合の液滴吐出量のバラツキ分布を示している。
【００５７】
なお、液滴吐出ヘッド５の特性上、両端のノズル（ノズルＮ１〜Ｎ９及びノズルＮ１７１〜Ｎ１８０）では液滴吐出量のバラツキが非常に大きいため、これらのノズルのバラツキ分布を省略している。実際に液滴吐出ヘッド５を使用する場合でも、１８０個のノズルの内、ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の１６０個が使用される。
【００５８】
パターンＢ、パターンＣにおいては、パターンＡ、パターンＢ、パターンＣの順でノズルデューティが小さくなっている。そのため、パターンＡで大きな駆動波形の歪みが発生し、パターンＣで最も小さな駆動波形の歪みとなる。その結果、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の平均的な液滴吐出量は、パターンＡ、パターンＢ、パターンＣの順で小さくなる。このような吐出量のバラツキは、ノズルデューティの大きさによって変化する。ノズルデューティの変動が大きい場合には、パターン間での吐出量のバラツキは無視できない大きさになる場合がある。
【００５９】
そこで、本実施形態では、１走査毎に、各ノズルＮの圧電素子ＰＺに供給される駆動信号の駆動条件を選択し、液滴吐出量が予め設定された設計値（適正重量）に近づくようにしている。選択される駆動条件の駆動信号は、液滴吐出ヘッド５の全てのノズルＮに対して共通に印加される。制御コンピュータ１００は、液滴吐出ヘッド５のノズルデューティに応じて適切な駆動条件を選択し、１走査毎の吐出量のバラツキを抑制している。以下、具体的な条件選択の方法を説明する。
【００６０】
［１］駆動電圧の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
図６は、駆動電圧と液滴吐出量（インク重量）との関係を示すグラフである。液滴吐出量は、駆動電圧の大きさによって変化する。駆動電圧が大きい場合には、吐出量は大きくなり、駆動電圧が小さい場合には、吐出量は小さくなる。したがって、液滴吐出量が適正重量よりも少ない場合には、駆動電圧を増大させ、液滴吐出量が適正重量よりも多い場合には、駆動電圧を減少させる。これにより、ノズルＮの吐出量を適正重量に近づけることができる。
【００６１】
［２］駆動周波数の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
図７は、駆動周波数と液滴吐出量（インク重量）との関係を示すグラフである。液滴吐出量は、駆動周波数によって変化する。駆動周波数による吐出量の変化は、液滴吐出ヘッド５の構造的なクロストークに起因していると考えられる。すなわち、ノズルＮの吐出動作における機械的な振動は、ノズル近傍のメニスカス（液状体の液面）及びキャビティを振動させる。メニスカスの残留振動の影響は時間の経過と共に減少するが、吐出間隔が短くなると（すなわち駆動周波数が大きくなると）、メニスカスの振動が十分に収まらないうちに次の吐出動作が行われるため、メニスカス及びキャビティの振動が次の吐出動作に影響を与えるようになる。そのため、駆動周波数が小さい場合には、吐出量は殆ど変化しないが、駆動周波数が大きい場合には、駆動周波数の増大に伴って吐出量の増減を繰り返す周期的な変動を示す。したがって、この変動曲線に基づいて駆動周波数を制御することで、液状体の吐出量を調節することができる。
【００６２】
本実施形態では、このような駆動周波数による吐出量の変動を積極的に利用して、液状体の吐出量を調節することができる。例えば、液滴吐出量が適正重量よりも少ない場合には、変動曲線の山の部分の駆動周波数Ｆ２で駆動する。逆に、液滴吐出量が適正重量よりも多い場合には、変動曲線の谷の部分の駆動周波数Ｆ１で駆動する。これにより、ノズルＮの吐出量を適正重量に近づけることができる。
【００６３】
図８は、駆動周波数を変えて吐出を行う場合の説明図である。図８（ａ）はノズルデューティの変化によって吐出量が増大する場合の駆動方法の説明図であり、図８（ｂ）はノズルデューティの変化によって吐出量が減少する場合の駆動方法の説明図である。
【００６４】
図８（ａ）では、液滴吐出ヘッド５を上下方向（主走査方向）に走査する間に、各ノズルＮから１画素ＰＸ内に吐出間隔Ｐ１で４滴の液状体Ｌが吐出される。吐出間隔Ｐ１は、図７の変動曲線の駆動周波数Ｆ１に対応する。一方、図８（ｂ）では、液滴吐出ヘッド５を上下方向（主走査方向）に走査する間に、各ノズルＮから１画素ＰＸ内に吐出間隔Ｐ２で４滴の液状体Ｌが吐出される。吐出間隔Ｐ２は、図７の変動曲線の駆動周波数Ｆ２に対応する。
【００６５】
いずれの場合も、１画素ＰＸ内に吐出される液状体の量は４滴である。１滴あたりの吐出量は、図８（ａ）ではノズルデューティの変化によって吐出量が増大する場合、図８（ｂ）ではノズルデューティの変化によって吐出量が減少する場合なので、図８（ａ）のほうが図８（ｂ）よりも大きくなる。しかしながら、図８（ａ）では図６の変動曲線の谷に対応する駆動周波数Ｆ１で駆動されており、図８（ｂ）では図７の変動曲線の山に対応する駆動周波数Ｆ２で駆動されている。そのため、両者の１滴あたりの吐出量は略等しくなっている。したがって、両者において１画素ＰＸ内に吐出される液状体の吐出量は等しいものとなり、膜厚の均一なカラーフィルタ層が形成される。
【００６６】
［３］駆動波形の異なる複数種類の駆動信号を用いる場合
図９〜図１２は、圧電素子ＰＺに印加する駆動信号のプロファイルとノズルＮから吐出される液状体の吐出量との関係を示す説明図である。図９（ａ）は待機状態（中間電位ＶＭ）、図９（ｂ）は充電状態（高電位ＶＨ）、図９（ｃ）は放電状態（低電位ＶＬ）のキャビティ２４の様子をそれぞれ示している。また、図９（ｄ）は圧電素子ＰＺに印加する駆動信号の波形を示している。図１０は、駆動波形と液滴吐出量との関係を示している。図１１、図１２は、待機状態の電位ＶＭを変えたときのメニスカスの挙動を示す模式図である。
【００６７】
なお、図９〜図１２において、符号ＶＭは待機状態の電位（中間電位）、ＶＨは充電状態の電位、ＶＬは放電状態の電位をそれぞれ示している。駆動電圧は、高電位ＶＨと低電位ＶＬとの電位差によって規定される。また、符号ｔ１は待機状態から充電状態までの時間（駆動電圧の立ち上がり時間）、符号ｔ２は充電状態を保持する時間（駆動電圧の保持時間）、符号ｔ３は充電状態から放電状態までの時間（駆動電圧の立ち下がり時間）をそれぞれ示している。
【００６８】
液状体の吐出量は、駆動波形によって変化する。駆動波形による吐出量の変化は、ノズルＮ近傍のメニスカス（液状体の液面）及びキャビティの振動挙動に起因している。例えば、図９に示すように、液滴吐出ヘッド５の吐出動作を、待機状態、充電状態、放電状態の３つの状態で説明する。この場合、待機状態から充電状態までの期間ｔ１は、ノズルＮに隣接するキャビティ２４の容積が増大し、液状体がキャビティ２４内に供給される。充電状態から放電状態までの期間ｔ３は、キャビティ２４の容積が減少し、液状体がノズルＮを介して外部に吐出される。
【００６９】
待機状態から充電状態までの期間ｔ１では、キャビティ２４の容積の増大によって、メニスカスの位置もキャビティ２４側に移動するが、その移動量は、立ち上がり時間ｔ１が短いほど大きい。立ち上がり時間ｔ１が短いほど、勢い良くメニスカス及び液状体供給側から液状体が引き込まれるからである。そのため、立ち上がり時間ｔ１を短くし、キャビティ２４側に液状体を大きく引き込ませ、そのまま素早く吐出動作に移れば、液状体の吐出量は液状体の引き込み量が多い分だけ多くなる。逆に、立ち上がり時間ｔ１を長くし、キャビティ２４側に液状体を小さく引き込ませた場合には、液状体の引き込み量が少ない分だけ液状体の吐出量は少なくなる。図１０（ａ）は、このような立ち上がり時間ｔ１と吐出量ＩＷとの関係を示している。
【００７０】
待機状態の電位ＶＭ（中間電位）は、メニスカスの移動量に影響する。例えば、図１１に示すように、待機状態の電位ＶＭを充電状態の電位ＶＨに近づけ、待機状態と充填状態との電位差ＶＨＭを小さくした場合には、立ち上がり時間ｔ１を短くしてもメニスカスの移動は殆ど生じない。そのため、素早く吐出動作に移っても、液状体Ｌの吐出量は殆ど変化しない。一方、図１２に示すように、待機状態の電位ＶＭを放電状態の電位ＶＬに近づけ、待機状態と充電状態との電位差ＶＨＭを大きくした場合には、メニスカスの移動量が大きくなるため、素早く吐出動作に移ると、メニスカスが引き込まれた状態で吐出が開始され、吐出量は少なくなる。図１０（ｂ）は、このような中間電位ＶＭと吐出量ＩＷとの関係を示している。
【００７１】
キャビティ２４側に引き込まれたメニスカスは、キャビティ２４の容量変動が終了すると、元の位置（待機状態の位置）に戻ろうとする。そのため、充電状態においては、メニスカスは元の位置を基準として振動する。そのため、メニスカスがキャビティ２４側に振動したタイミングで吐出動作に移ると、メニスカスが引き込まれている分だけ吐出量は少なくなる。逆に、メニスカスがキャビティ２４とは反対側に振動しているタイミングで吐出動作に移ると、メニスカスが外部に大きく張り出している分だけ吐出量は多くなる。どのタイミングで吐出が行われるかは、充電状態の保持時間ｔ２によって変化する。図１０（ｃ）に示すように、保持時間ｔ２を横軸にとり、吐出量ＩＷを縦軸にとると、吐出量ＩＷは保持時間ｔ２の増大に伴って増減を繰り返す周期的な変動を示す。したがって、この変動曲線に基づいて保持時間ｔ２を制御することで、液状体の吐出量ＩＷを調節することができる。
【００７２】
一方、立ち下がり期間ｔ３は、液状体をノズルＮから外部に押し出すときの加圧力に影響する。立ち下がり時間ｔ３が短い場合には、加圧力は大きくなり、立ち下がり時間ｔ３が長い場合には、加圧力は小さくなる。加圧力が大きい場合には、液状体は勢い良くノズルＮから飛び出すため、その分吐出量は多くなる。逆に加圧力が小さい場合には、液状体はゆっくり押し出されるため、その分吐出量は少なくなる。図１０（ｄ）は、このような立ち下がり時間ｔ３と吐出量ＩＷとの関係を示している。
【００７３】
本実施形態では、このようなメニスカスやキャビティの振動挙動による吐出量の変動を積極的に利用して、液状体の吐出量を補正する。つまり、ノズルデューティの変化によって吐出量が増減する場合には、液滴吐出ヘッド５内の全てのノズルＮについて、駆動電圧の立ち上がり時間ｔ１、保持時間ｔ２、立ち下がり時間ｔ３、中間電位ＶＭのいずれか、もしくはそれぞれの大きさを制御して、吐出量を増減させる。これにより、ノズルデューティの変化によらずに常に一定の吐出量を得ることができる。
【００７４】
＜第２実施形態の回路構成＞
次に、液滴吐出装置ＩＪの第２実施形態の回路構成を説明する。図１３は、液滴吐出ヘッド５と、液滴吐出ヘッド５に駆動信号を供給するための駆動回路基板３０の回路構成図である。本実施形態において、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態の駆動回路基板３０は、図１に示した制御装置１１とＰＣＩバスによって接続されており、制御装置１１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、各圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に印加する駆動信号の選択、駆動信号の生成、吐出タイミングの制御などを行う。本実施形態の液滴吐出装置では、１つの液滴吐出ヘッド５に対して１つの駆動回路基板３０が設けられているが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対応する液滴吐出ヘッド５及び駆動回路基板３０は全て同一構成であるため、以下では便宜上、１つの液滴吐出ヘッド５及び駆動回路基板３０を用いて説明する。
【００７６】
駆動回路基板３０は、インターフェース３１、描画データメモリ３２、アドレス変換回路３３、第１の駆動波形メモリ３４、第２の駆動波形メモリ３５、第１のＤ／Ａコンバータ３６、第２のＤ／Ａコンバータ３７、第３のＤ／Ａコンバータ３８及び第４のＤ／Ａコンバータ３９を備えている。液滴吐出ヘッド５は、ＣＯＭ選択回路４０、スイッチング回路５０及び圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０からなる圧電素子群６０を備えている。なお、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、図１３に示すようにコンデンサとして標記することができる。
【００７７】
描画データメモリ３２は、本発明における描画データ記憶手段に相当し、第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５は、本発明における駆動波形記憶手段に相当し、第１のＤ／Ａコンバータ３６、第２のＤ／Ａコンバータ３７、第３のＤ／Ａコンバータ３８及び第４のＤ／Ａコンバータ３９は、本発明における駆動信号生成手段に相当する。また、ＣＯＭ選択回路４０は、本発明における駆動信号選択手段に相当し、スイッチング回路５０は本発明における供給切替手段に相当する。
【００７８】
制御装置１１（図１参照）と駆動回路基板３０のインターフェース３１とは図示しないＰＣＩバスで接続されており、制御装置１１からＰＣＩバスを介して、描画データＳＩと、駆動制御信号としてクロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＴ、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ１及びＣＬＫ２、描画データアドレス信号ＡＤ１、描画データライトイネーブル信号ＷＥ１、駆動波形データ信号ＷＤ、波形データアドレス信号ＡＤ２、波形データライトイネーブル信号ＷＥ２、チップセレクタ信号ＣＳ１及びＣＳ２、アウトプットイネーブル信号ＯＥ１及びＯＥ２がインターフェース３１に出力される。
【００７９】
インターフェース３１は、描画データＳＩ、描画データライトイネーブル信号ＷＥ１、描画データアドレス信号ＡＤ１、チップセレクタ信号ＣＳ１及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ１を描画データメモリ３２に出力する。インターフェース３１は、クロック信号ＣＬＫ及びラッチ信号ＬＴを液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０及びスイッチング回路５０に出力する。インターフェース３１は、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ１を第１のＤ／Ａコンバータ３６及び第３のＤ／Ａコンバータ３８に出力し、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ２を第２のＤ／Ａコンバータ３７及び第４のＤ／Ａコンバータ３９に出力する。インターフェース３１は、波形データライトイネーブル信号ＷＥ２、波形データアドレス信号ＡＤ２、駆動波形データ信号ＷＤ、チップセレクタ信号ＣＳ２及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ２を第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５に出力する。
【００８０】
描画データメモリ３２は、例えば３２ビットのＳＲＡＭであり、描画データライトイネーブル信号ＷＥ１、チップセレクタ信号ＣＳ１及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ１によってデータ書き込みが要求されている場合、描画データアドレス信号ＡＤ１が指定するアドレスに描画データＳＩを記憶する。ここで、描画データＳＩは、吐出データＳＩＡ及びＣＯＭ選択データＳＩＢ（駆動信号選択データ）から構成される。吐出データＳＩＡとは、カラーフィルタ基板Ｐ上に形成された画素パターンをマトリクス状に区分し、このマトリクスを構成する各ドット毎に、液滴を吐出するか否かを規定する２値データをマッピングしたビットマップデータである。マトリクスのＹ軸方向のドットピッチは、液滴吐出ヘッド５のノズルピッチと対応しており、吐出データＳＩＡは、液滴吐出ヘッド５を所定の位置に移動させた場合に、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応する圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に駆動信号を供給するか否かを規定するデータである。
【００８１】
本実施形態では、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に駆動信号を供給するか否かを規定するために２ビットのデータを使用する。この２ビットのデータの内、上位ビットをＳＩＨ、下位ビットをＳＩＬと呼び、（ＳＩＨ、ＳＩＬ）＝（０、０）の場合は、駆動信号の非供給（非吐出）を規定するものとし、（ＳＩＨ、ＳＩＬ）＝（０、１）、（１、０）、（１、１）の場合は、駆動信号の供給（吐出）を規定するものとする。つまり、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０の各々に対応するＳＩＨデータ（ＳＩＨ１〜ＳＩＨ１８０）と、ＳＩＬデータ（ＳＩＬ１〜ＳＩＬ１８０）とが吐出データＳＩＡに含まれている。このような吐出データＳＩＡは、カラーフィルタ基板Ｐの画素パターンに応じて異なるため、画素パターンの数に対応して制御装置１１から送られ、描画データメモリ３２に記憶される。なお、本実施形態では、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に駆動信号を供給するか否かを規定するために２ビットのデータを使用したが、これに限らず、１ビットのデータを用いても良い。
【００８２】
一方、ＣＯＭ選択データＳＩＢとは、各圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に供給する駆動信号の種類を規定するデータである。本実施形態では、各圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０毎に４種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択して供給する。また、本実施形態では、４種類の駆動信号をそれぞれＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４と呼ぶ。つまり、ＣＯＭ選択データＳＩＢは、各圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に印加する駆動信号としてＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４のいずれかを規定するデータである。さらに、このＣＯＭ選択データＳＩＢには、各駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４の波形（駆動波形）を規定するための駆動波形番号データＷＮが含まれている。
【００８３】
本実施形態では、駆動信号を４種類の中から選択するため、駆動信号を規定するには２ビットのデータが必要である。本実施形態では、駆動信号を規定する２ビットのデータの内、上位ビットをＷＳＨ、下位ビットをＷＳＬと呼び、（ＷＳＨ、ＷＳＬ）＝（０、０）の場合はＣＯＭ１を規定するものとし、（ＷＳＨ、ＷＳＬ）＝（０、１）の場合はＣＯＭ２を規定するものとし、（ＷＳＨ、ＷＳＬ）＝（１、０）の場合はＣＯＭ３を規定するものとし、（ＷＳＨ、ＷＳＬ）＝（１、１）の場合はＣＯＭ４を規定するものとする。つまり、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０の各々に対応するＷＳＨデータ（ＷＳＨ１〜ＷＳＨ１８０）と、ＷＳＬデータ（ＷＳＬ１〜ＷＳＬ１８０）とがＣＯＭ選択データＳＩＢに含まれている。また、本実施形態では、駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動波形の組み合わせを６４種類の中から１つ選択できるものとする。つまり、駆動波形を規定するための駆動波形番号データＷＮは６ビットのデータである。
【００８４】
上記のＣＯＭ選択データＳＩＢは、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮ１〜Ｎ１８０の液滴吐出量のバラツキ特性（吐出特性）に応じて設定される。図１４に、液滴吐出量のバラツキ分布の一例を示す。図１４において、横軸はノズル番号、縦軸は液滴吐出量（重量）である。なお、液滴吐出ヘッド５の特性上、両端のノズル（ノズルＮ１〜Ｎ９及びノズルＮ１７１〜Ｎ１８０）では液滴吐出量のバラツキが非常に大きいため、これらのノズルのバラツキ分布を省略している。実際に液滴吐出ヘッド５を使用する場合でも、１８０個のノズルの内、ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の１６０個が使用される。
【００８５】
図１４に示すような液滴吐出量のバラツキを補正するためには、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が適正重量（仕様に応じた設計値）に近づくように、各圧電素子ＰＺ１０〜圧電素子ＰＺ１７０に供給する駆動信号を変えれば良い。例えば、図１４に示すように、バラツキ分布１において適正重量から大きくずれているノズルの液滴吐出量を適正重量に補正するには、このノズルに対応する圧電素子に供給する駆動信号の電圧値を大きくすれば良い。
【００８６】
実際には、事前に（例えば本液滴吐出装置ＩＪの出荷検査時などに）、図１４に示すような液滴吐出量のバラツキ分布を測定し、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が適正重量に近づくような各圧電素子ＰＺ１０〜ＰＺ１７０の駆動信号を求める。原理的には、各圧電素子ＰＺ１０〜ＰＺ１７０毎に求めた駆動信号を用意して供給すれば良いが、その場合、駆動信号を最大で１６０種類も用意しなければならず、部品点数の増加、装置コストの増大、駆動回路基板３０の大型化及び消費電力の増大などの問題が生じるため、現実的には実現困難である。そこで、本実施形態では、４種類の駆動信号を使用して各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が適正重量に近づくように設定する。これは、少なくとも４種類の駆動信号を使用することにより、液滴吐出量のバラツキをすじムラとして人に視認されないレベル（バラツキ１．２％以内）まで抑えることができるためである。このように求めた４種類の駆動信号をＣＯＭ１〜ＣＯＭ４としてＣＯＭ選択データＳＩＢに設定する。以下、各圧電素子ＰＺ１０〜ＰＺ１７０に対する駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の割り当て方法の具体例について説明する。
【００８７】
まず、事前に、各圧電素子ＰＺ１０〜ＰＺ１７０に基準駆動電圧Ｖ０を印加して、図１５に示すようなノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量のバラツキ分布を測定する。そして、最小重量から最大重量までのレンジを均等に４分割し、レンジ１、レンジ２、レンジ３、レンジ４とする。次に、下記（１）式に基づいて、各レンジ１〜４毎にＣＯＭ設定電圧を算出し、レンジ１について算出したＣＯＭ設定電圧をＣＯＭ１、レンジ２について算出したＣＯＭ設定電圧をＣＯＭ２、レンジ３について算出したＣＯＭ設定電圧をＣＯＭ３、レンジ４について算出したＣＯＭ設定電圧をＣＯＭ４と設定する。なお、下記（１）式において、Ｋは液滴重量を電圧値に変換するための定数である。
ＣＯＭ設定電圧＝Ｖ０−Ｋ・（レンジの中心重量−適正重量）  ・・・・（１）
【００８８】
そして、レンジ１に含まれるノズルに対応する圧電素子にはＣＯＭ１を割り当て、レンジ２に含まれるノズルに対応する圧電素子にはＣＯＭ２を割り当て、レンジ３に含まれるノズルに対応する圧電素子にはＣＯＭ３を割り当て、レンジ４に含まれるノズルに対応する圧電素子にはＣＯＭ４を割り当て、これらノズルとＣＯＭ１〜ＣＯＭ４との対応関係に基づきＣＯＭ選択データＳＩＢを設定する。図１６は、このようにして求めたＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動波形の一例である。ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動波形のデジタルデータ（駆動波形データ）は、後述する第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５に記憶される。駆動波形番号データＷＮはこれらＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動波形データを示すものである。
【００８９】
また、上述したように、液滴吐出ヘッド５の吐出パターンやノズルデューティが変化すると、図１５に示す液滴吐出量のバラツキ特性は変化する。よって、事前に、吐出パターンやノズルデューティ毎に液滴吐出量のバラツキ分布を測定し、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が適正重量に近づくような各圧電素子ＰＺ１０〜ＰＺ１７０の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を求め、ノズルデューティに対応するＣＯＭ選択データＳＩＢを設定する。この場合、描画データメモリ３２には、ＣＯＭ選択データＳＩＢが吐出パターンやノズルデューティに対応して記憶される。
【００９０】
なお、吐出／非吐出の全ての組み合わせ（全ての吐出パターン）についてＣＯＭ選択データＳＩＢを設定する必要はなく、実際によく使用される吐出パターンについてＣＯＭ選択データＳＩＢを設定すれば良い。同様に、０〜１００％までの全てのノズルデューティについてＣＯＭ選択データＳＩＢを設定する必要はなく、実際によく使用されるノズルデューティ（例えば２５％、５０％、７５％、１００％）についてＣＯＭ選択データＳＩＢを設定すれば良い。
【００９１】
図１７は、ノズルデューティ（吐出パターン）の異なる３種類の吐出パターン（パターンＡ、パターンＢ、パターンＣ）で吐出を行った場合の液滴吐出量のバラツキ分布の説明図である。図１７（ａ）は、上記方法で駆動信号を調節する前のバラツキ分布の説明図であり、図１７（ｂ）は、上記方法で駆動信号を調節した後のバラツキ分布の説明図である。図１７において、横軸はノズル番号、縦軸は液滴吐出量（重量）である。符号ａ、ｂ、ｃは、それぞれパターンＡ、パターンＢ、パターンＣで吐出を行った場合の液滴吐出量のバラツキ分布を示している。
【００９２】
図１７（ａ）に示すように、パターンＢ、パターンＣにおいては、パターンＡ、パターンＢ、パターンＣの順でノズルデューティが小さくなっている。そのため、パターンＡで大きな駆動波形の歪みが発生し、パターンＣで最も小さな駆動波形の歪みとなる。その結果、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の平均的な液滴吐出量は、パターンＡ、パターンＢ、パターンＣの順で小さくなる。
【００９３】
ここで、図１７（ｂ）に示すように、各パターンについて、ノズルＮ１０〜Ｎ１７０を４つのグループに分類し、それぞれのグループ毎に適切な駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を設定すると、図１７（ａ）に示した液滴吐出量のバラツキが改善され、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０について概ね均一な吐出量が得られるようになる。図１７（ｂ）において、符号ａ′、ｂ′、ｃ′は、グループ毎に適切な駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４で吐出を行った場合の、パターンＡ、パターンＢ、パターンＣの液滴吐出量のバラツキ分布を示している。
【００９４】
この場合、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量は概ね均一化されるが、吐出パターン毎又はノズルデューティ毎の吐出量のバラツキは依然として存在する。そのため、吐出パターン毎又はノズルデューティ毎に液滴吐出量のバラツキ分布を測定し、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が適正重量に近づくような駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を求め、ノズルデューティに対応するＣＯＭ選択データＳＩＢを設定する。
【００９５】
液滴吐出量を調節する方法としては、図６に示した方法を用いることができる。例えば、駆動電圧によって液滴吐出量を調節する場合、式（１）を用いて算出したＣＯＭ設定電圧を所定の倍率だけ変更すれば良い。駆動電圧の倍率は、吐出パターン毎或いはノズルデューティ毎に設定される。具体的には、バラツキ分布ａ′〜ｃ′で求めた各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量の平均値と適正重量との比に相当する倍率だけ変更すれば良い。駆動電圧の調整は、図６に示した液滴吐出量と駆動電圧との対応関係に基づいて行うことができる。
【００９６】
液滴吐出量を調節する方法としては、図７〜図１２に示した方法を用いることもできる。すなわち、駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動周波数や駆動波形を変更することによって、補正を行うこともできる。駆動周波数によって調整する場合には、駆動電圧と駆動波形は変えずに、単位時間当たりの吐出間隔を異ならせた駆動信号を吐出パターン毎或いはノズルデューティ毎に生成する。駆動波形によって調整する場合には、駆動電圧と駆動周波数は変えずに、駆動電圧の立ち上がり時間や立ち下がり時間等を異ならせた駆動信号を吐出パターン毎或いはノズルデューティ毎に生成する。さらに、駆動電圧、駆動周波数、駆動波形のうちの２種以上を組み合わせて液滴吐出量を調節しても良い。
【００９７】
なお、図１５では、最小重量から最大重量までのレンジを均等に４分割することでノズルＮ１０〜Ｎ１７０を４つのグループに分類したが、ノズルの分類の方法はこれに限定されない。例えば、測定した吐出量の序列（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、最下位から順に所定個数ずつのノズルをそれぞれグループ１、グループ２、グループ３、グループ４として分類することができる。
【００９８】
この場合、各グループ（グループ１、グループ２、グループ３、グループ４）に属するノズルの数は略均等にすることが望ましい。ノズルの数に偏りがあると、担当するノズル数の多い駆動信号に歪みが発生する場合があるからである。例えば、駆動素子として使用される圧電素子はコンデンサ成分を有するため、１種類の駆動信号が供給される圧電素子の数が増加すると、コンデンサ成分が増大して突入電流が増大し、その駆動信号の波形が歪んでしまう。そのため、各ノズルの吐出特性のバラツキに応じた複数の駆動波形を用意しても、１種類の駆動信号が担う圧電素子の数に依存して波形歪が発生し、液滴吐出量のバラツキが改善されない場合がある。
【００９９】
しかし、このような波形の歪みを積極的に利用して吐出量の調整を行うこともできる。すなわち、ＣＯＭ選択データＳＩＢにおいて、各駆動信号生成手段に割り当てられる圧電素子の数に応じて定まる各駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の駆動波形の歪みを考慮して、各ノズルＮ１０〜Ｎ１７０の液滴吐出量が均一化されるように、各駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４に割り当てられる圧電素子の数を設定することもできる。例えば、液滴吐出量が少ない場合には、駆動素子の割り当て数を多くし、波形歪みを発生させる。これにより、駆動波形に歪みが発生し、吐出量が増大する。逆に、液滴吐出量が多い場合には、駆動素子の割り当て数を減らして、駆動波形の歪みを防止する。これにより、駆動波形が適正な状態に保たれ、吐出量は相対的に減少する。これにより、ノズルの吐出量を均一化することができる。
【０１００】
図１３に戻って説明すると、描画データメモリ３２は、描画データライトイネーブル信号ＷＥ１、チップセレクタ信号ＣＳ１及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ１によってデータ読み出しが要求されている場合、描画データアドレス信号ＡＤ１が指定するアドレスに記憶されている吐出データＳＩＡをシリアルデータとして液滴吐出ヘッド５のスイッチング回路５０に出力し、また、ＣＯＭ選択データＳＩＢをシリアルデータとして液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０に出力する。なお、駆動波形番号データＷＮは、アドレス変換回路３３に出力される。
【０１０１】
アドレス変換回路３３は、駆動波形番号データＷＮが指定する駆動波形番号に該当する駆動波形データの記憶先アドレスを示すアドレス信号ＡＤ３を第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５に出力する。第１の駆動波形メモリ３４は、３２Ｋワード×１６ビットのＳＲＡＭであり、ＣＯＭ１及びＣＯＭ２に対応する駆動波形のデジタルデータ（駆動波形データ）を記憶するメモリである。第２の駆動波形メモリ３５も同様に、３２Ｋワード×１６ビットのＳＲＡＭであり、ＣＯＭ３及びＣＯＭ４に対応する駆動波形データを記憶するメモリである。
【０１０２】
これら第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５は、波形データライトイネーブル信号ＷＥ２、チップセレクタ信号ＣＳ２及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ２によってデータ書き込みが要求されている場合、波形データアドレス信号ＡＤ２で指定されるアドレスに、駆動波形データ信号ＷＤを記憶する。なお、この駆動波形データ信号ＷＤは、上位２バイトがＣＯＭ３及びＣＯＭ４に対応する駆動波形データに割り当てられ、下位２バイトがＣＯＭ１及びＣＯＭ２に対応する駆動波形データに割り当てられた４バイトのデータ信号であり、上位２バイト分の駆動波形データ信号ＷＤは第１の駆動波形メモリ３４に入力され、上位２バイト分の駆動波形データ信号ＷＤは第２の駆動波形メモリ３５に入力される。
【０１０３】
なお、上述したように、第１の駆動波形メモリ３４及び第２の駆動波形メモリ３５によって６４種類の駆動波形データを記憶することができるが、これらの駆動波形データはＣＯＭ選択データＳＩＢの数（つまり吐出パターンやノズルデューティの数）に対応して記憶すれば良い。
【０１０４】
また、第１の駆動波形メモリ３４は、波形データライトイネーブル信号ＷＥ２、チップセレクタ信号ＣＳ２及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ２によってデータ読み出しが要求されている場合、アドレス信号ＡＤ３で指定されるアドレスに記憶されている駆動波形データを第１のＤ／Ａコンバータ３６及び第２のＤ／Ａコンバータ３７に出力する。第２の駆動波形メモリ３５は、波形データライトイネーブル信号ＷＥ２、チップセレクタ信号ＣＳ２及びアウトプットイネーブル信号ＯＥ２によってデータ読み出しが要求されている場合、アドレス信号ＡＤ３で指定されるアドレスに記憶されている駆動波形データを第３のＤ／Ａコンバータ３８及び第４のＤ／Ａコンバータ３９に出力する。
【０１０５】
第１のＤ／Ａコンバータ３６は、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりに同期して、第１の駆動波形メモリ３４から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号ＣＯＭ１を生成し、液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０に出力する。第２のＤ／Ａコンバータ３７は、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ２の立ち上がりに同期して、第１の駆動波形メモリ３４から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号ＣＯＭ２を生成し、液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０に出力する。第３のＤ／Ａコンバータ３８は、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりに同期して、第２の駆動波形メモリ３５から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号ＣＯＭ３を生成し、液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０に出力する。第４のＤ／Ａコンバータ３９は、ＤＡＣクロック信号ＣＬＫ２の立ち上がりに同期して、第２の駆動波形メモリ３５から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号ＣＯＭ４を生成し、液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０に出力する。
【０１０６】
図１８に示すように、液滴吐出ヘッド５のＣＯＭ選択回路４０は、シフトレジスタ回路４１、ラッチ回路４２、ＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１〜ＣＳＷ１８０から構成されている。シフトレジスタ回路４１は、クロック信号ＣＬＫ及びＣＯＭ選択データＳＩＢを入力とし、クロック信号ＣＬＫに同期してシリアルデータであるＣＯＭ選択データＳＩＢをパラレル変換してラッチ回路４２に順次出力する。具体的には、シフトレジスタ回路４１は、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に対応するＷＳＨデータ（ＷＳＨ１〜ＷＳＨ１８０）及びＷＳＬデータ（ＷＳＬ１〜ＷＳＬ１８０）をパラレルに順次出力する。
【０１０７】
ラッチ回路４２は、上記のＷＳＨデータ（ＷＳＨ１〜ＷＳＨ１８０）及びＷＳＬデータ（ＷＳＬ１〜ＷＳＬ１８０）を、ラッチ信号ＬＴに同期してラッチし、各ＷＳＨデータ（ＷＳＨ１〜ＷＳＨ１８０）及びＷＳＬデータ（ＷＳＬ１〜ＷＳＬ１８０）を一括してＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１〜ＣＳＷ１８０に出力する。具体的には、ラッチ回路４２は、ＷＳＨ１及びＷＳＬ１をＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１に出力し、ＷＳＨ２及びＷＳＬ２をＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ２に出力し、以下同様に、ＷＳＨ１８０及びＷＳＬ１８０をＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１８０に出力する。
【０１０８】
各ＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１〜ＣＳＷ１８０は、駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を入力とし、ラッチ回路４２から入力されるＷＳＨ及びＷＳＬデータに応じて駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４のいずれかを選択し、選択した駆動信号をＶ１〜Ｖ１８０として後述するスイッチング回路５０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１８０に出力する。具体的には、ＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１は、（ＷＳＨ１、ＷＳＬ１）＝（０、０）の場合、駆動信号ＣＯＭ１を選択し、（ＷＳＨ１、ＷＳＬ１）＝（０、１）の場合、駆動信号ＣＯＭ２を選択し、（ＷＳＨ１、ＷＳＬ１）＝（１、０）の場合、駆動信号ＣＯＭ３を選択し、（ＷＳＨ１、ＷＳＬ１）＝（１、１）の場合、駆動信号ＣＯＭ４を選択し、選択した駆動信号をＶ１としてスイッチング回路５０のスイッチング素子ＳＷ１に出力する。以下同様に、ＣＯＭ選択スイッチ回路ＣＳＷ１８０は、（ＷＳＨ１８０、ＷＳＬ１８０）＝（０、０）の場合、駆動信号ＣＯＭ１を選択し、（ＷＳＨ１８０、ＷＳＬ１８０）＝（０、１）の場合、駆動信号ＣＯＭ２を選択し、（ＷＳＨ１８０、ＷＳＬ１８０）＝（１、０）の場合、駆動信号ＣＯＭ３を選択し、（ＷＳＨ１８０、ＷＳＬ１８０）＝（１、１）の場合、駆動信号ＣＯＭ４を選択し、選択した駆動信号をＶ１８０としてスイッチング回路５０のスイッチング素子ＳＷ１８０に出力する。
【０１０９】
続いて、図１９に示すように、スイッチング回路５０は、シフトレジスタ回路５１、ラッチ回路５２、論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ１８０、レベルシフタ回路５３、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１８０から構成されている。シフトレジスタ回路５１は、クロック信号ＣＬＫ及び吐出データＳＩＡを入力とし、クロック信号ＣＬＫに同期してシリアルデータである吐出データＳＩＡをパラレル変換してラッチ回路５２に順次出力する。具体的には、シフトレジスタ回路５１は、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に対応するＳＩＨデータ（ＳＩＨ１〜ＳＩＨ１８０）及びＳＩＬデータ（ＳＩＬ１〜ＳＩＬ１８０）をパラレルに順次出力する。
【０１１０】
ラッチ回路５２は、上記のＳＩＨデータ（ＳＩＨ１〜ＳＩＨ１８０）及びＳＩＬデータ（ＳＩＬ１〜ＳＩＬ１８０）を、ラッチ信号ＬＴに同期してラッチし、各ＳＩＨデータ（ＳＩＨ１〜ＳＩＨ１８０）及びＳＩＬデータ（ＳＩＬ１〜ＳＩＬ１８０）を一括して論理和回路ＯＲ１〜ＯＲ１８０に出力する。具体的には、ラッチ回路５２は、ＳＩＨ１及びＳＩＬ１を論理和回路ＯＲ１に出力し、ＳＩＨ２及びＳＩＬ２を論理和回路ＯＲ２に出力し，以下同様に、ＳＩＨ１８０及びＳＩＬ１８０を論理和回路ＯＲ１８０に出力する。
【０１１１】
論理和回路ＯＲ１は、ＳＩＨ１とＳＩＬ１との論理和であるスイッチング信号Ｓ１をレベルシフタ回路５３に出力する。つまり、ＳＩＨ１とＳＩＬ１との少なくとも一方が「１」であれば駆動信号の供給（吐出）を規定しているので、「１」を示すスイッチング信号Ｓ１が出力される。論理和回路ＯＲ２は、ＳＩＨ２とＳＩＬ２との論理和であるスイッチング信号Ｓ２をレベルシフタ回路５３に出力する。以下同様に、論理和回路ＯＲ１８０は、ＳＩＨ１８０とＳＩＬ１８０との論理和であるスイッチング信号Ｓ１８０をレベルシフタ回路５３に出力する。
【０１１２】
レベルシフタ回路５３は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ１８０を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１８０を駆動可能なレベルまで電圧増幅する。具体的には、レベルシフタ回路５３は、スイッチング信号Ｓ１を電圧増幅してスイッチング素子ＳＷ１に出力し、スイッチング信号Ｓ２を電圧増幅してスイッチング素子ＳＷ２に出力し、以下同様に、スイッチング信号Ｓ１８０を電圧増幅してスイッチング素子ＳＷ１８０に出力する。
【０１１３】
スイッチング素子ＳＷ１は、駆動信号Ｖ１及びスイッチング信号Ｓ１を入力とし、「１」を示すスイッチング信号Ｓ１が入力された場合にＯＮ状態となり、駆動信号Ｖ１を図１３に示す圧電素子ＰＺ１の一方の電極に出力する。スイッチング素子ＳＷ２は、駆動信号Ｖ２及びスイッチング信号Ｓ２を入力とし、「１」を示すスイッチング信号Ｓ２が入力された場合にＯＮ状態となり、駆動信号Ｖ２を図１３に示す圧電素子ＰＺ２の一方の電極に出力する。以下同様に、スイッチング素子ＳＷ１８０は、駆動信号Ｖ１８０及びスイッチング信号Ｓ１８０を入力とし、「１」を示すスイッチング信号Ｓ１８０が入力された場合にＯＮ状態となり、駆動信号Ｖ１８０を図１３に示す圧電素子ＰＺ１８０の一方の電極に出力する。
【０１１４】
図１３に戻って説明すると、各圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０の他方の電極は、液滴吐出ヘッド５内で互いに接続され、且つ駆動回路基板３０側のグランドと共通接地されている。つまり、圧電素子ＰＺ１は、駆動信号Ｖ１とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号Ｖ１に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルＮ１から吐出される。また、圧電素子ＰＺ２は、駆動信号Ｖ２とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号Ｖ２に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルＮ２から吐出される。以下同様に、圧電素子ＰＺ１８０は、駆動信号Ｖ１８０とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号Ｖ１８０に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルＮ１８０から吐出される。
【０１１５】
以上説明したように、本液滴吐出装置ＩＪによると、カラーフィルタ基板Ｐの吐出パターンやノズルデューティに応じた駆動信号を各駆動素子に供給するので、吐出パターンやノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な膜層を形成することが可能である。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、１つの液滴吐出ヘッド５とそれに対応する１つの駆動回路基板３０を例示して説明したが、これら液滴吐出ヘッド５及び駆動回路基板３０が複数であっても同様な構成、動作を採用することができる。また、駆動素子として圧電素子を例示して説明したが、これに限らず、駆動信号に応じてキャビティ２４の容積を変化させて液滴を吐出することが可能な素子ならば他の駆動素子を使用しても良い。また、上記実施形態では、４種類の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を使用する場合を例示して説明したが、装置コストや駆動回路基板３０のサイズなどの設計条件に応じて、さらに複数種類の駆動信号を使用しても良い。
【０１１７】
また、上記実施形態では、本発明の液滴吐出装置の一例としてカラーフィルタの製造装置を説明したが、本発明の液滴吐出装置はカラーフィルタの製造装置に限定されず、液状体を吐出して所望のパターンを形成する種々の装置に適用可能である。例えば、基板上に有機ＥＬ発光材料を含む液状体を吐出して有機ＥＬ素子を形成する装置や、基板上に導電材料を含む液状体を吐出して配線パターンを形成する装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】液滴吐出装置の概略構成図である。
【図２】液滴吐出装置に備えられる液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
【図３】液滴吐出ヘッドを用いてカラーフィルタ層を形成する工程の説明図である。
【図４】液滴吐出装置の駆動回路の第１実施形態の説明図である。
【図５】複数の吐出パターンの液滴吐出量のバラツキ分布の説明図である。
【図６】駆動電圧と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図７】駆動周波数と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図８】１画素内に駆動周波数を変えて液滴を吐出する場合の説明図である。
【図９】駆動波形と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図１０】駆動波形と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図１１】中間電位と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図１２】中間電位と液滴吐出量との関係の説明図である。
【図１３】液滴吐出装置の駆動回路の第２実施形態の説明図である。
【図１４】ノズル間の液滴吐出量のバラツキ分布の説明図である。
【図１５】ＣＯＭ選択データの設定方法の説明図である。
【図１６】駆動信号の波形の一例である。
【図１７】液滴吐出量の調整方法の説明図である。
【図１８】液滴吐出ヘッドのＣＯＭ選択回路の詳細説明図である。
【図１９】液滴吐出ヘッドのスイッチング回路の詳細説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
５…液滴吐出ヘッド、３０…駆動回路基板、３２…描画データメモリ（描画データ記憶手段）、３４…第１の駆動波形メモリ（駆動波形記憶手段）、３５…第２の駆動波形メモリ（駆動波形記憶手段）、３６…第１のＤ／Ａコンバータ（駆動信号生成手段）、３７…第２のＤ／Ａコンバータ（駆動信号生成手段）、３８…第３のＤ／Ａコンバータ（駆動信号生成手段）、３９…第４のＤ／Ａコンバータ（駆動信号生成手段）、４０…ＣＯＭ選択回路（駆動信号選択手段）、５０…スイッチング回路（供給切替手段）、１００…制御コンピュータ（駆動波形記憶手段）、ＣＦ…カラーフィルタ層（薄膜）、ＣＯＭ，ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，ＣＯＭ３，ＣＯＭ４…駆動信号、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｌ…液状体、Ｎ，Ｎ１〜Ｎ１８０…ノズル、Ｐ…カラーフィルタ基板（吐出対象物）、ＰＺ，ＰＺ１〜ＰＺ１８０…圧電素子（駆動素子）、ＳＩＡ…吐出データ、ＳＩＢ…ＣＯＭ選択データ（駆動信号選択データ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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