(57)【要約】【課題】シンプルな構成の液滴吐出ヘッドを用いつつ、吐出量の均一化を図る。【解決手段】本発明の液滴吐出ヘッドの駆動方法は、液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドの駆動方法である。複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動した吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで複数のグループの各々を構成するとともに、複数の吐出ユニットの吐出量に基づいた加重平均を用いて複数の吐出ユニットを複数のグループＧ１〜Ｇ４に分割し、複数のグループＧ１〜Ｇ４の各々における所定の駆動信号で駆動した吐出量の統計値を吐出量の設定値に近づけるように、複数のグループＧ１〜Ｇ４ごとに調整した複数の駆動信号を選択して複数の吐出ユニットに供給し、吐出ユニットを駆動する。【選択図】図４
2009190228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動した吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで複数のグループの各々を構成するとともに、前記複数の吐出ユニットの吐出量に基づいた加重平均を用いて前記複数の吐出ユニットを前記複数のグループに分割し、前記複数のグループの各々における前記所定の駆動信号で駆動した吐出量の統計値を吐出量の設定値に近づけるように前記複数のグループごとに調整した複数の駆動信号を選択して前記複数の吐出ユニットに供給し該吐出ユニットを駆動することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
薄膜の形成材料を含んだ液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドを用いて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動して前記液状体を吐出させ、吐出された液状体の各々の吐出量を検査する検査工程と、
前記検査工程の検査結果に基づいて、前記複数の吐出ユニットを複数のグループに分割し、前記複数のグループのそれぞれに対して前記所定の駆動信号を調整する調整工程と、
前記調整工程で調整した駆動信号を用いて前記複数の吐出ユニットを駆動して前記液状体を配置し、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を含み、
前記調整工程は、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成するとともに、前記複数のグループの各々に含まれる吐出ユニットの吐出量の合計が、略均等になるように複数のグループに分割することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３】
前記調整工程では、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において、この数列の要素の順番をＸとするとともにこの要素の値をＹとしてＸとＹとの関係を多項式で近似し、この多項式に基づいて前記複数のグループに分割することを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。
【請求項４】
前記調整工程では、前記多項式に基づいてＹをＸの範囲で積分した面積を算出しこの面積を前記複数のグループの数で割ることにより部分面積を算出し、次いで前記多項式に基づいてＹを積分した値が前記部分面積となるように、Ｘの範囲を前記複数のグループの数に分割した後、分割したＸの範囲に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成することを特徴とする請求項３に記載の薄膜形成方法。
【請求項５】
薄膜の形成材料を含んだ液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドを用いて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動して前記液状体を吐出させ、吐出された液状体の各々の吐出量を検査する検査工程と、
前記検査工程の検査結果に基づいて、前記複数の吐出ユニットを複数のグループに分割し、前記複数のグループのそれぞれに対して前記所定の駆動信号を調整する調整工程と、
前記調整工程で調整した駆動信号を用いて前記複数の吐出ユニットを駆動して前記液状体を配置し、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を含み、
前記調整工程は、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成するとともに、前記数列において吐出量が大きい側における吐出量の変化量と小さい側における吐出量の変化量とを比較して、変化量が小さい側を基準側とし、前記数列の前記基準側における端の値を吐出量の基準値として、前記数列の各々の値と前記基準値との差の合計が略均等になるように複数のグループに分割することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの駆動方法、薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出法を用いた成膜技術が注目されている。液滴吐出法によれば、膜の形成材料を含んだ微小な液状体を所望の位置に配置することが可能である。これにより、微細な膜パターンを形成することができ、フォトリソグラフィ法を用いる場合よりもパターニングが容易化される。また、膜の形成材料のムダを少なくできるので、製造コストを低くすることができる。
【０００３】
液滴吐出法に用いられる液滴吐出ヘッドは、例えばＹ方向に並んだ多数の吐出ユニットを備えている。各吐出ユニットは、液状体の貯留部、ノズル、液状体を加圧しノズルから押し出すピエゾ素子等を備えている。このような液滴吐出ヘッドで成膜面上をＸ方向に走査しつつ、吐出ユニットから液状体を吐出させて液状体を配置している。
【０００４】
液滴吐出ヘッドにあっては、複数の吐出ユニットにおける液状体の吐出量を均一にすることが重要である。吐出量にばらつきを生じているとＹ方向に膜厚のばらつきを生じてしまうからである。例えば、画像表示装置のカラーフィルタに膜厚ばらつきを生じると、これがＸ方向に沿うスジ（スジムラ）として視認され、表示品質が損なわれてしまう。
【０００５】
吐出量のバラつきを小さくするためには、特許文献１に開示されている方法を適用することが考えられる。特許文献１では、インクジェット記録ヘッド（プリンタ）において、アクチュエータの駆動電圧波形を複数種類から選択することにより、記録ドットの大きさ（吐出量）を可変にしている。
【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】
【０００６】
特許文献１の方法を適用すれば、各吐出ユニット用に電圧値等を調整した駆動信号を個別に供給することにより、各々の吐出量を調整することができ吐出量の均一化が可能であると考えられる。しかしながら、このような技術をそのまま適用すると、以下のような不都合を生じるおそれがある。
【０００７】
通常、液滴吐出ヘッドは多数の吐出ユニットを備えており、それぞれに駆動信号を用意して供給しようとすれば駆動波形生成回路等の駆動回路を多数設ける必要がある。そのため、装置の大型化や装置コストの増大、消費電力の増大などの不都合を生じてしまう。また、多数の駆動回路を用いるとその電気特性にばらつきを生じるため、駆動回路に起因して吐出量のばらつきを生じてしまう。そこで均一な電気特性にしようとすれば、駆動回路の製造に高度な加工が必要となり、製造コストの増大あるいは歩留りの低下等の不都合を生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、シンプルな構成の液滴吐出ヘッドを用いつつ、均一な量の液状体を吐出させることができる液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することを目的の１つとする。また、均一な膜厚の薄膜が得られる薄膜形成方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドの駆動方法は、液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動した吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで複数のグループの各々を構成するとともに、前記複数の吐出ユニットの吐出量に基づいた加重平均を用いて前記複数の吐出ユニットを前記複数のグループに分割し、前記複数のグループの各々における前記所定の駆動信号で駆動した吐出量の統計値を吐出量の設定値に近づけるように前記複数のグループごとに調整した複数の駆動信号を選択して前記複数の吐出ユニットに供給し該吐出ユニットを駆動することを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、複数の吐出ユニットの吐出量に基づいた加重平均を用いて複数の吐出ユニットを複数のグループに分割するので、各グループを駆動する側の負荷の均一化が図られる。また、所定の駆動信号で駆動した吐出量の統計値を吐出量の設定値に近づけるように、複数のグループごとに調整した複数の駆動信号を用いるので、複数の吐出ユニットの吐出量が設定値に近くなり、吐出量の均一化が図られる。また、複数のグループごとに調整した複数の駆動信号を選択して複数の吐出ユニットに供給し吐出ユニットを駆動するので、複数の吐出ユニットの各々に駆動回路等を設けて独立して駆動する場合よりも、駆動信号を生成する回路等の数を減らすことができる。以上のように、本発明によれば、シンプルな構成の液滴吐出ヘッドを用いつつ、複数の吐出ユニットでの吐出量のばらつきを低減することができる。
【００１１】
なお、吐出量に基づいた加重平均とは、吐出量から算出される統計値で重み付けした平均のことであり、例えば吐出ユニットの吐出量の合計（統計値）をグループ数で割ったものや、吐出量と基準値との差の合計（統計値）をグループ数で割ったもの等である。本発明の趣旨は、グループにおける吐出用の統計値が前記加重平均となるようにグループ分けすることにある。
【００１２】
本発明の薄膜形成方法は、薄膜の形成材料を含んだ液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドを用いて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動して前記液状体を吐出させ、吐出された液状体の各々の吐出量を検査する検査工程と、前記検査工程の検査結果に基づいて、前記複数の吐出ユニットを複数のグループに分割し、前記複数のグループのそれぞれに対して前記所定の駆動信号を調整する調整工程と、前記調整工程で調整した駆動信号を用いて前記複数の吐出ユニットを駆動して前記液状体を配置し、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を含み、前記調整工程は、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成するとともに、前記複数のグループの各々に含まれる吐出ユニットの吐出量の合計が、略均等になるように複数のグループに分割することを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、各グループに含まれる吐出ユニットの吐出量の合計に基づいてグループ分けするので、各グループに含まれる全ての吐出ユニットの吐出量を反映（影響）させることができる。また、前記合計が略均等になるようにグループ分けするので、吐出ユニットの吐出量が及ぼす影響度の合計を複数のグループで均一にすることができる。換言すれば、吐出量で重み付けした加重平均によりグループ分けしているので、駆動信号を供給する側の負荷を均一にすることができ、吐出量の均一化が図られる。
【００１４】
また、吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで各グループを構成しているので、各グループにおける吐出量のばらつきは、複数の吐出ユニット全体における吐出量のばらつきよりも小さくなる。したがって、各グループにおける吐出量の統計値（例えば平均値）が所定の値に近づくように、調整工程でグループごとに駆動信号を調整すれば、複数の吐出ユニットでの吐出量のばらつきを小さくすることができる。
以上のように、前記の方法によれば、複数の吐出ユニットで吐出量を均一にすることができるので、均一な量の液状体を配置することができ、膜厚が均一な薄膜を形成することが可能になる。
【００１５】
また、前記調整工程では、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において、この数列の要素の順番をＸとするとともにこの要素の値をＹとしてＸとＹとの関係を多項式で近似し、この多項式に基づいて前記複数のグループに分割することもできる。この場合には、前記調整工程では、前記多項式に基づいてＹをＸの範囲で積分した面積を算出しこの面積を前記複数のグループの数で割ることにより部分面積を算出し、次いで前記多項式に基づいてＹを積分した値が前記部分面積となるように、Ｘの範囲を前記複数のグループの数に分割した後、分割したＸの範囲に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成することが好ましい。
【００１６】
このように吐出量を多項式で近似すれば各吐出ユニットの計測誤差を考慮することが容易化され、例えば測定誤差を丸めることにより吐出量を適切に評価することが可能になる。したがって、このような多項式に基づいてグループ分けすることにより、複数の吐出ユニットを適切なグループに分割することが可能になる。
また、前記の多項式においてＹをＸの範囲で積分した面積を算出すれば、液滴吐出ヘッドにおける吐出量の合計を算出することができる。そして、この面積を前記複数のグループの数で割ることにより部分面積を算出すれば、グループごとの吐出量の合計を算出することができる。したがって、部分面積となるＸの範囲を求めその範囲に属する吐出ユニットでグループを構成することにより、適切なグループに分割することができる。
【００１７】
本発明の薄膜形成方法は、薄膜の形成材料を含んだ液状体を吐出する複数の吐出ユニットを備えた液滴吐出ヘッドを用いて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記複数の吐出ユニットを所定の駆動信号で駆動して前記液状体を吐出させ、吐出された液状体の各々の吐出量を検査する検査工程と、前記検査工程の検査結果に基づいて、前記複数の吐出ユニットを複数のグループに分割し、前記複数のグループのそれぞれに対して前記所定の駆動信号を調整する調整工程と、前記調整工程で調整した駆動信号を用いて前記複数の吐出ユニットを駆動して前記液状体を配置し、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を含み、前記調整工程は、前記検査結果に基づく吐出量を大きさ順に並べた数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで前記複数のグループの各々を構成するとともに、前記数列において吐出量が大きい側における吐出量の変化量と小さい側における吐出量の変化量とを比較して、変化量が小さい側を基準側とし、前記数列の前記基準側における端の値を吐出量の基準値として、前記数列の各々の値と前記基準値との差の合計が略均等になるように複数のグループに分割することを特徴とする。
【００１８】
このようにすれば、吐出ユニットの吐出量と基準値との差のグループでの合計に基づいてグループ分けするので、各グループに含まれる全ての吐出ユニットにおける吐出量と基準値との差を反映（影響）させることができる。また、前記数列の各々の値と前記基準値との差の合計が略均等になるように複数のグループに分割するので、各グループを構成する吐出ユニットの数は、変化量が小さい側（基準側）のグループで多くなり、変化量が大きい側のグループで少なくなる。例えば、各グループの吐出ユニット数が等しくなるようにグループ分けした場合よりも、変化量が大きい側のグループにおける吐出ユニット数が少なくなる。したがって、このグループにおける吐出量の最大値と最小値との差が小さくなり、調整された駆動信号によりこのグループの吐出ユニットを駆動すると、吐出ユニット数が等しくなるようにグループ分けした場合よりも吐出量のばらつきが小さくなる。
【００１９】
また、吐出量と基準値との差で重み付けした加重平均によりグループ分けしているので、駆動信号を供給する側の負荷の均一化が図られ、吐出量の均一化が図られる。
以上のように、前記の方法によれば吐出ユニットの吐出量を良好に調整することができるとともに駆動信号を供給する側の負荷を均一にすることができ、膜厚が均一な薄膜を形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を見やすくするために、構造の寸法や縮尺を実際の構造と適宜異ならせて図示する。まず、本発明で用いる液滴吐出ヘッドの一例を説明する。
【００２１】
［液滴吐出ヘッド］
図１（ａ）〜（ｃ）は、本例の液滴吐出ヘッド１４０の構成を示す図である。図１（ａ）は各吐出ユニットに設けられたノズルの平面配置図、図１（ｂ）は液滴吐出ヘッド１４０の要部を示す分解斜視図、図１（ｃ）は各吐出ユニットの断面構成図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１４０は、列状に配置された１８０個の吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０を備えており、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の各々に対応してノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられている。図１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１４０は、互いに離間して設けられた振動板１４１及びノズルプレート１４２と、これらの間を区画して設けられた隔壁１４４とを備えている。隔壁１４４に区画された空間は、キャビティ１４５となっており、一つのキャビティ１４５が一つの吐出ユニットに対応している。吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の各々に対応して、ノズルプレート１４２にはノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられており、振動板１４１には圧電素子（駆動素子）ＰＺ１〜ＰＺ１８０が設けられている。圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、例えばピエゾ素子等である。
【００２３】
複数のキャビティ１４５は、各々に対応した供給孔１４５ａを介して、共通の液溜まり１４３に通じている。振動板１４１には、液溜まり１４３に対応させて導入口１４１ａが設けられており、導入口１４１ａには液状体を供給するチューブ（図示略）が接続されている。このような構成により、チューブから供給される液状体は、導入口１４１ａを通って液溜り１４３に貯留され、さらに供給孔１４５ａを通って各キャビティ１４５に充填されるようになっている。
【００２４】
図１（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺ１は、圧電材料１４６と、これを挟持する一対の電極１４７を備えている。また、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に駆動信号を供給するための駆動回路基板（後述する）が、液滴吐出ヘッド１４０に対応して設けられている。この駆動回路基板は、制御装置（図示略）に接続されており、制御装置から入力される描画データや制御信号に基づいて、実際に圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０に供給する駆動電圧波形の選択、駆動信号の生成、吐出タイミングの制御等を行う。
【００２５】
駆動回路基板により駆動信号が供給されると、一対の電極１４７間に電圧が印加され、その電圧値に応じたひずみ量だけ圧電材料１４６が収縮する。すると、圧電素子ＰＺ１の配置部分における振動板１４１は、圧電素子ＰＺ１と一体に外側（キャビティ１４５の反対側）へ撓曲する。これにより、キャビティ１４５の容積が増大し、増大した容積分の液状体が液溜まり１４３からキャビティ１４５に流入する。
【００２６】
そして、一対の電極１４７間における電圧の印加が停止されると、圧電素子ＰＺ１及び振動板１４１はともに元の形状に戻り、キャビティ１４５が元の容積に戻る。すると、キャビティ１４５内の液状体の圧力が上昇し、ノズルＮ１から被処理基板（図示略）に向けて液状体の液滴Ｌが吐出される。液状体の吐出量、すなわち液滴Ｌの体積はキャビティ１４５の容積変化量に基づいており、一対の電極１４７間に印加される電圧値により調整可能になっている。
【００２７】
このような吐出量の調整は、理論上、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０について個別に行うことも可能である。しかしながら、この場合には各吐出ユニット用の制御系が１８０個となるため、装置の高コスト化や装置の大型化等の不都合を生じてしまう。本例の液滴吐出ヘッド１４０は、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０が複数のグループに分割されており、グループごとに吐出量の調整が可能になっている。次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法の第１実施形態を説明する。
【００２８】
［第１実施形態］
図２は、液滴吐出ヘッド１４０及び駆動回路基板２００の回路構成を示す模式図である。図２に示すように、駆動回路基板２００は、インターフェース２１０、描画データメモリ２２０、波形選択回路２３０、及び第１〜４のＤ／Ａコンバータ２４０Ａ〜２４０Ｄを備えている。また、液滴吐出ヘッド１４０は、ＣＯＭ選択回路１７０、スイッチング回路１８０、及び圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０からなる圧電素子群１９０を備えている。なお、液滴吐出ヘッド１４０は、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０が４つのグループに分割されており、グループごとに共通の駆動信号を供給するようになっている。
【００２９】
インターフェース２１０は、制御装置にＰＣＩバス等（図示略）で接続されている。制御装置は、吐出データＳＩＡ及びＣＯＭ選択データＳＩＢが含まれる描画データＳＩや、回路を駆動・制御するクロック信号やラッチ信号等の各種の制御信号等を出力する。描画データＳＩ及び各種の制御信号は、描画データメモリ２２０に書き込まれる。描画データメモリ２２０は、例えば３２ビットのＳＲＡＭである。
【００３０】
吐出データＳＩＡは、液滴吐出ヘッド１４０の位置に応じて、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の各々に駆動信号を供給するか否かを規定するデータである。例えば、形成する薄膜パターンをマトリクス状に区分し、区分された各ビットにおける吐出動作のオンオフを２値データでマッピングしたビットマップデータとなっている。
【００３１】
ＣＯＭ選択データＳＩＢは、吐出ユニットのグループ分けを規定するとともにと各グループに供給する駆動信号を規定するデータである。ここでは、各吐出ユニット用の駆動信号として、４種類の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４から１つを選択するようになっている。ＣＯＭ選択データＳＩＢには、駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の波形を規定する駆動波形番号データＷＮと、各吐出ユニット用に駆動信号ＣＯＭ１〜４のいずれを選択するかを規定するデータが含まれている。
【００３２】
描画データメモリ２２０は、各種の制御信号によるデータ読出しの要求に応じて、吐出データＳＩＡをシリアルデータとして液滴吐出ヘッド１４０のスイッチング回路１８０に出力し、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１４０のＣＯＭ選択回路１７０に出力する。駆動波形番号データＷＮは、波形選択回路２３０に出力される。
【００３３】
波形選択回路２３０は、予め記憶されている波形データ（例えば６４種類）から駆動波形番号データＷＮが指定する波形データを読出し、これを吐出データＳＩＡに対応するアドレスに記憶する。また、各種の制御信号によるデータ読出しの要求に応じて、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各Ｄ／Ａコンバータに出力する。
【００３４】
第１のＤ／Ａコンバータ２４０Ａは、各種の制御信号に同期して波形選択回路２３０から入力される駆動波形データを保持する。また、この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１４０のＣＯＭ選択回路１７０に出力する。以下同様に、第２のＤ／Ａコンバータ２４０Ｂは駆動信号ＣＯＭ２を、第３のＤ／Ａコンバータ２４０Ｃは制御信号ＣＯＭ３を、第４のＤ／Ａコンバータ２４０Ｄは駆動信号ＣＯＭ４を生成して、それぞれＣＯＭ選択回路１７０に出力する。
【００３５】
ＣＯＭ選択回路１７０は、各種の制御信号により制御されＣＯＭ選択データＳＩＢに基づいて、各吐出ユニットにおける圧電素子用の駆動信号Ｖ１〜Ｖ１８０の各々をスイッチング回路１８０に出力する。また、スイッチング回路１８０は、各種の制御信号により制御され吐出データＳＩＡに基づいて、駆動信号Ｖ１〜Ｖ１８０を吐出ユニットごとにオンオフする。これにより、各吐出ユニットに対応して設けられた圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０のうち、所定の圧電素子に所定の駆動信号が供給される。駆動信号が供給された圧電素子は、前記のように一対の電極１４７間に印加された電圧値に応じた吐出量の液状体を吐出するようになっている。
【００３６】
次に、図３〜６を参照しつつ本実施形態の駆動信号の設定方法を説明する。図３は、吐出ユニットの吐出量の分布の一例を示すグラフである。図３において、横軸は各吐出ユニットの番号を示しており、縦軸は吐出量を示している。なお、各吐出ユニットの吐出量は離散的なデータであるが、図３には離散的なデータを平滑線で繋いで示している。また、列状に配置された吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０のうち両端側に配置されたものは、中央側に配置したものよりも吐出量が非常に大きくなる場合がある。ここでは、吐出量の均一化を図る観点から、両端側に配置された吐出ユニットＵ１〜Ｕ１０、Ｕ１７１〜Ｕ１８０を使用しないようにする。以下、使用する吐出ユニットＵ１１〜Ｕ１７０に関してグループ分けを行う。
【００３７】
図４は、グループ分けの方法の説明図であり、図４に示す吐出量は図３における吐出量を大きさ順に並び替えたグラフである。図４において、横軸は吐出量を大きさ順に並べた数列における要素の順番（要素番号Ｘ）を示しており、縦軸は吐出量Ｙを示している。本発明では、前記の数列において連続する要素に対応する吐出ユニットで各グループを構成する。また、ここでは各グループにおける吐出量の合計が略均等になるようにグループ分けを行う。
【００３８】
グループ分けの方法としては、吐出量の離散的なデータをそのまま用いる方法や、図４に示した吐出量を多項式で近似しこの多項式を用いる方法等が挙げられる。離散的なデータを用いる場合には、例えば使用する１６０個の吐出ユニットの総吐出量を算出し、これをグループ数で割ることにより、各グループにおける吐出量の合計を求めることができる。そして、数列の要素のうち値が大きい方あるいは小さい方から順に吐出量Ｙを足し合わせ、これが各グループの吐出量の合計となるまで繰り返すことにより、各グループに対応した要素番号Ｘを求めることができる。なお、前記のように吐出量Ｙを足し合わせると、その和が前記総吐出量の等分とならないこともある。この場合には、総吐出量の等分となる境界の要素をいずれのグループに属させるかを適宜選択することができる。例えば、境界の要素を異なるグループに属させた場合について、グループでの吐出量の合計を最小二乗法等で評価すること等により、吐出量の合計が略均等なグループに分割することができる。
【００３９】
本実施形態では、吐出量を多項式で近似しこの多項式を用いてグループ分けを行う。具体的には、まず図４に示した吐出量ＹをＸの多項式Ｙ＝ｆ（Ｘ）で近似する。そして、この多項式を用いてＹを１１≦Ｘ≦１７０の範囲で積分することにより、Ｘ軸とＹ＝ｆ（Ｘ）とに囲まれる面積、すなわち使用する１６０個の吐出ユニットの総吐出量を算出する。そして、この総吐出量をグループ数で割ることにより、各グループにおける吐出量の合計（部分面積）を求める。近似式を用いれば、吐出量の測定誤差を丸めることができ、異常値等による悪影響を減らすことができる。そして、Ｙを積分した値が前記の部分面積になるように、積分するＸの区間を求める。
【００４０】
これにより、各グループに対応したＸの区間を定めることができる。多項式で近似すれば、近似式を解析的に積分することができるので、各グループに対応したＸの区間の算出が容易化される。また、近似式を用いる場合でも離散的なデータを用いる場合と同様にして略均等なグループに分割することができ、このようにして吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０をグループＧ１〜Ｇ４に分割する。
【００４１】
次いで、図５に示すように、グループＧ１〜Ｇ４ごとに駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を調整する。ここでは、吐出ユニットの圧電素子に印加する電圧に対する吐出量の関係式に基づいて、所定の吐出量となる電圧（補正駆動電圧）を算出する。補正駆動電圧を求める式は、例えば下記の式（１）で表される。式（１）においてＶ０は、補正前の印加電圧であり、Ｋは予め実験等で求めた係数である。また、式（１）において、「グループの中心重量」という統計値を、「各グループ内における吐出ユニットの平均重量」という統計値に替えても良い。これにより、吐出量が多いグループ用（例えばグループＧ４）には電圧が低い駆動信号（例えばＣＯＭ４）が設定され、吐出量が少ないグループ用（例えばグループＧ１）に、電圧が低い駆動信号（例えばＣＯＭ１）が設定される。これにより吐出量の均一化が図られる。
補正駆動電圧＝Ｖ０−Ｋ・（レンジの中心重量−適正重量）  ・・・・（１）
【００４２】
図６は、所定の駆動信号による吐出量（補正前）の分布、及び制御信号ＣＯＭ１〜４による吐出量（補正後）の分布の比較を示すグラフである。図９に示すように、補正前に比べて補正後は、吐出量のばらつきが格段に低減されている。このように液滴吐出ヘッド１４０は、各吐出ユニット用に駆動信号を選択して供給することが可能になっているので、駆動信号の調整により各吐出ユニットの吐出量を調整することができ、複数の吐出ユニットでの吐出量のばらつきを小さくすることが可能になっている。
【００４３】
本実施形態の液滴吐出ヘッドの駆動方法にあっては、グループＧ１〜Ｇ４ごとに吐出量の調整が可能になっているので、吐出ユニットごとに吐出量を調整するものよりもシンプルな構成の液滴吐出ヘッドとすることができる。また、吐出量に基づいた加重平均を用いてグループ分けしているので、駆動信号を供給する側、例えば第１〜第４のＤ／Ａコンバータ２４０Ａ〜２４０Ｄにおける電気的な負荷を均一化することができ、吐出量の均一化が図られる。
【００４４】
従来の駆動方法で吐出量のばらつきを低減するためには、複数の吐出ユニットにおける特性ばらつきが小さくなるように、液滴吐出ヘッドの製造に高精度の加工が必要であった。そのため、液滴吐出ヘッドの高コスト化や歩留りの低下等の不都合を生じていた。
本発明によれば、駆動信号を調整することにより吐出量の均一化が図られるので、液滴吐出ヘッドに許容される加工誤差等が大きくなる。したがって、液滴吐出ヘッドの製造コストの低減や、液滴吐出ヘッドを選別する工程の簡略化ないし省略、液滴吐出ヘッドの歩留り向上等が図られる。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法の第２実施形態を説明する。本実施形態が前記第１実施形態と異なる点は、所定の駆動信号による吐出量と基準値の吐出量との差で重み付けした加重平均を用いてグループ分けを行う点である。
【００４６】
図７、８は、本実施形態のグループ分けの方法を示す説明図である。図７、８はいずれも吐出量を大きさ順に並び替えたグラフであるが、図７に示したものは吐出量が下に凸となっており、図８に示したものは吐出量が上に凸となっている。本実施形態では、まず吐出量が大きい側における吐出量の変化量と小さい側における吐出量の変化量とを比較して、変化量が小さい側を基準側とする。例えば、吐出量ＹをＸの多項式Ｙ＝ｆ（Ｘ）で近似してこれを微分し、その微分係数を吐出量が大きい側（Ｘが小さい側）及び小さい側（Ｘが大きい側）で比較することにより、基準側を定める。図７のようにＹ＝ｆ（Ｘ）が下に凸となる場合にはＸが大きい側が基準側となり、図８のようにＹ＝ｆ（Ｘ）が上に凸となる場合にはＸが小さい側が基準側となる。
【００４７】
そして、吐出量を大きさ順に並び替えた数列において、基準側の端に位置する要素の値（吐出量）を基準値とする。図７においてはＸ＝１７０におけるＹが基準値となり、図７においてはＸ＝１１におけるＹが基準値となる。そして、各要素の値と基準値との差の合計が略均等になるようにグループ分けする。グループ分けに際して、前記第１実施形態と同様に、離散的なデータをそのまま用いてもよいし、近似式を用いてもよい。なお、近似式を用いた場合には、基準値とＹ＝ｆ（Ｘ）とに囲まれる部分の部分面積が略均等となるようにグループ分けすればよい。このようにすれば、加重平均を用いてグループ分けするので駆動信号を供給する側の電気的な負荷を均一化することができるとともに、吐出量の変化量に応じてグループ分けすることができる。
【００４８】
例えば、図７に示したものでは吐出量の変化量が大きいグループＧ４においては、変化量が小さいグループＧ１よりも吐出ユニット数（Ｘの区間）が少なく（狭く）なる。したがって、吐出ユニット数が均一になるようにグループ分けする場合よりも、グループ内における吐出量の最大値と最小値との差が小さくなる。よって、グループごとに駆動信号を調整することにより、液滴吐出ヘッド全体でも吐出量のばらつきを小さくすることができる。なお、図８に示したものにおいても同様の理由により吐出量のばらつきを小さくすることができる。
【００４９】
［薄膜形成方法］
次に、本発明の薄膜形成方法の一実施形態を説明する。本実施形態は、本発明の薄膜形成方法をカラーフィルタ層の形成に適用した例である。
まず、公知の方法等を用いて、所定の駆動信号で駆動した場合の吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の各々の吐出量を検査する（検査工程）。例えば、液滴吐出ヘッド１４０にカラーフィルタ材料を含有した液状体を供給するとともに、液滴吐出ヘッド１４０を検査用基板の上方に配置する。そして、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０に同じ駆動電圧波形（例えば駆動信号ＣＯＭ１）を供給し、検査用基板に各吐出ユニットからの液状体を配置する。そして、垂直走査方式の光干渉法等で配置された各液状体の体積を測定する。これにより、吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の吐出量が得られる。
【００５０】
次いで、第１実施形態、第２実施形態で説明したように、検査工程で得られた吐出量に基づいて吐出ユニットＵ１１〜Ｕ１７０をグループＧ１〜Ｇ４に分割する。そして、グループＧ１〜Ｇ４における吐出量の統計値に基づいて、駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を設定する。これにより、図６に示したように吐出量の均一化が図られる。
【００５１】
そして、例えば吐出ユニットＵ１〜Ｕ１８０の配列方向（図１（ａ）参照）と直交する走査方向において、カラーフィルタ基板（図示略）と液滴吐出ヘッドとの相対位置を変化させつつ、吐出ユニットＵ１１〜Ｕ１７０から液状体を吐出する。これにより、カラーフィルタ基板の所定の位置に液状体を配置することができる。そして、配置された液状体を乾燥処理等により固化することにより、カラーフィルタ層（薄膜）が得られる。
【００５２】
以上のような本発明の薄膜形成方法にあっては、吐出ユニットを適切なグループに分割するので吐出量のばらつきを格段に低減することができる。したがって、所定量の液状体を配置することができ、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。例えば、本発明をカラーフィルタ層の形成に適用すれば、均一な膜厚のカラーフィルタ層を形成することができる。したがって、スジムラ等を生じることなくカラーフィルタ層を機能させることができ、これを備えた画像表示装置の表示品質を良好にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構成例を示す図である。
【図２】液滴吐出ヘッド及び駆動回路基板回路構成を示す模式図である。
【図３】吐出量の分布の一例を示すグラフである。
【図４】本発明に係るグループ分けの方法の説明図である。
【図５】駆動信号の一例を示すグラフである。
【図６】補正前及び補正後における吐出量の分布の比較を示すグラフである。
【図７】図４と異なるグループ分けの方法の説明図である。
【図８】図４と異なるグループ分けの方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１４０・・・液滴吐出ヘッド、１４７・・・圧電素子（駆動素子）、２００・・・駆動回路基板、２３０・・・波形選択回路、１７０・・・ＣＯＭ選択回路、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４・・・駆動信号、Ｇ１〜Ｇ４・・・グループ、Ｎ１〜Ｎ１８０・・・ノズル、Ｕ１〜Ｕ１８０・・・吐出ユニット
【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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