JP2008197513A - 駆動信号設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの特性に適切に対応した駆動信号を設定するための駆動信号設定方法を提供すること。
【解決手段】Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄがそれぞれ生成する駆動信号の一をノズル毎に選択供給して吐出量を測定し、測定した吐出量に基づいて適正条件の駆動信号を設定する。吐出量の測定の際、Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄの選択に係るノズルの数が略均等となるようにし、各駆動信号の供給ラインにおける電流量を均等化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液状体吐出ヘッドにおける駆動信号設定方法に関する。

近年、機能性材料を含む液状体を微小ノズルから基板に対して吐出し、基板上に配置された液状体を固化して薄膜を形成する方法が提案されている。その薄膜の代表的な例として、例えば、カラーフィルタや有機ＥＬパネルの発光層、金属配線などが挙げられる。

このような方法では、良質な薄膜形成のために、吐出される液状体の量（以下、吐出量）が、多数存在するノズル間で均一であることが要求される。吐出量のバラツキは、液状体の配置量のムラの原因となり、均質な薄膜形成を阻害することになるからである。

そこで、吐出量の段階変化に対応する複数種の駆動信号をノズル（駆動素子）毎に適宜選択して供給することにより、ノズル間の吐出量バラツキを補償する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平９−１７４８８３号公報

特許文献１に係る技術では、ノズル間の吐出量バラツキを適切に補償するために、当該吐出量バラツキに関する情報を精度よく測定して、そのバラツキに見合った駆動信号を設定することが重要である。しかしながら、各ノズルの吐出量は、測定時の駆動条件によって変動することがあり、必ずしも適切に測定できるとは限らない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ノズルの特性に適切に対応した駆動信号を設定するための駆動信号設定方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数のノズルで構成されるノズルアレイと、前記ノズル毎に設けられた駆動素子とを備える液状体吐出ヘッドにおいて、前記ノズルから液状体を吐出する際に前記駆動素子に供給する駆動信号を設定するための駆動信号設定方法であって、複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成する駆動信号の一を前記ノズル毎に選択供給して、吐出量を測定するＡ工程と、適正な吐出量で吐出するための適正条件の前記駆動信号を、前記Ａ工程で測定した吐出量に基づいて設定するＢ工程と、を有し、前記Ａ工程において、前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルの数を、前記複数の駆動信号生成手段間で略均等にすることを特徴とする。

吐出量の測定（Ａ工程）の際に特定の駆動信号生成手段ばかりを用いて駆動を行うと、その駆動信号生成手段に係る電流量が著しく大きくなって、駆動信号の歪みをもたらすことになる。このような状況は、実機で駆動する際の駆動信号の歪みの条件から乖離したものであり、高精度な吐出量の測定を阻害する原因となる。
この発明の駆動信号設定方法によれば、駆動信号生成手段の選択に係るノズルの数を複数の駆動信号生成手段間で略均等にしているので、上述のような問題が回避され、ノズルの特性に適切に対応した駆動信号を設定することができる。

また好ましくは、前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関して離散的な順序となっていることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関して規則的な順序となっていることを特徴とする。
あるいは、前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関してランダムな順序となっていることを特徴とする。

吐出量の測定（Ａ工程）の際にノズルアレイ内のある範囲のノズルに特定の駆動信号生成手段を対応させるようにすると、その駆動信号生成手段の特性精度が当該範囲に係る吐出量に一様に影響してしまうことになる。そして、吐出量の特性がノズルアレイの並び順にほぼ連続的に変化するというヘッドの一般的な性質に鑑みると、各駆動信号生成手段の特性精度の影響が局所範囲のノズルに集中することは好ましくないと言える。
この発明の駆動信号設定方法によれば、各駆動信号生成手段の選択に係るノズルが、ノズルアレイ内における並び順に関して離散的な順序となっているので、上述のような問題が回避され、ノズルの特性に適切に対応した駆動信号を設定することができる。

また好ましくは、前記Ｂ工程は、一の前記ノズルと当該一のノズルに近接するノズルとにおける前記Ａ工程で測定した吐出量の平均を当該一のノズルの第２吐出量として、前記ノズル毎に当該第２吐出量を算出する工程と、適正な吐出量で吐出するための適正条件の前記駆動信号を、前記第２吐出量に基づいて設定する工程と、を有することを特徴とする。

ノズル間の吐出量のバラツキをノズルアレイの並び方向での空間分布として捉えた場合、ノズルピッチに近い空間周期で急激な変動を示す高周波成分と、より長い空間周期で緩やかな変動を示す中・低周波成分とが存在する。そして、高周波成分はノズルデューティの影響を大きく受けて変動する成分や測定誤差を含む成分であり、中・低周波成分はノズルデューティの影響をあまり受けない固有性の強い成分であることがわかっている。
この発明の駆動信号設定方法では、着目するノズルとそれに近接するノズルとにおける第１吐出量の平均を第２吐出量として算出することで、測定した吐出量から固有性の強い中・低周波成分が抽出される。加えて、各駆動信号生成手段の選択に係るノズルがノズルアレイ内の並び順に関して離散的な順序となっている場合、測定した吐出量に含まれる駆動信号生成手段毎の特性精度の影響も好適に分散化されることになる。そして、この第２吐出量に基づいて適正条件の駆動信号を設定することにより、ノズルの特性に適切に対応した駆動信号を設定することができる。

また好ましくは、前記駆動信号の電圧成分をパラメータとして、前記適正条件の駆動信号を設定することを特徴とする。
駆動信号の電圧成分と吐出量との相関性は非常に優れているため、この発明の駆動信号設定方法によれば、簡易な処理で適切な駆動信号の設定を行うことができる。

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。
なお、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。

（液状体吐出装置の機械的構成および機械的動作）
まず、図１、図２、図３を参照して、本発明に係る液状体吐出装置の機械的な構成および動作について説明する。
図１は、液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図である。図２は、ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図である。図３は、ノズルの走査軌跡と吐出対象物との関係を示す平面図である。

図１に示す液状体吐出装置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とリニアモータ（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とリニアモータ（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。

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。

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、液状体吐出ヘッドとしてのヘッド１１，１２（図２参照）を備えるヘッドユニット１０と、ヘッド１１，１２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１１，１２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。

図２に示すように、ヘッドユニット１０は、液状体をノズルｎから吐出するヘッド１１，１２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形成に用いられるものであり、ヘッド１１，１２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。

ヘッド１１，１２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，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，２１Ｂのノズルｎは互いに千鳥配列をなす関係にある。

ヘッド１１，１２内には、各ノズルｎにそれぞれ連通する液室（以下、キャビティとする）が形成されており、各キャビティには、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。

以上の構成において、ヘッド１１，１２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，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。

カラーフィルタ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からの液状体の吐出によって行われることになる。

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，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。

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。このような各ノズル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（詳しくは後述する）。

尚、液状体吐出装置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，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，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１１，１２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１１，１２の駆動方式として、例えば、キャビティ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。

（液状体吐出装置の電気的構成および電気的動作）
次に、図４、図５を参照して、本発明に係る液状体吐出装置の電気的な構成および動作について説明する。
図４は、ヘッド駆動に係る液状体吐出装置の電気的構成を示す図である。図５は、駆動信号および制御信号のタイミング図である。

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。

制御回路基板３０は、それぞれ独立した駆動信号（ＣＯＭ）を生成する駆動信号生成手段としてのＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３１Ａ〜３１Ｄと、Ｄ／Ａコンバータ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。

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。

データメモリには、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コンバータあたり７ビット（０〜１２７）で構成されている。尚、データ構造は適宜変更可能である。

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。

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、ノズルに連通するキャビティの容積（圧力）制御が行われる。

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を膨張させ、液状体をノズル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、キャビティを収縮させ、液状体をノズル外に押し出して吐出させる役割を果たしている。

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として規定し、これを吐出量制御のパラメータ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ができる。

本実施形態では、駆動電圧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刻みの駆動電圧に対応させている。

かくして、本実施形態の液状体吐出装置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）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、適切な吐出量で液状体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）との関係で定まるノズル毎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、本実施形態の液状体吐出装置２００では、各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。

（駆動信号の設定方法）
次に、図４、図６、図７、図８、図９、図１０を参照して、適正条件の駆動信号（駆動信号選択データおよび波形番号データ）を設定するための方法について説明する。
図６は、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である。図７は、駆動信号の設定に係る処理フローを示すフローチャートである。図８は、駆動信号選択データの構成を示す図である。図９は、波形番号データの構成を示す図である。図１０は、ノズルアレイにおける吐出量の分布を示す図である。

図６において、駆動信号の設定を行うための設定装置３００は、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から吐出された液状体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から吐出された液状体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（ＰＣ）３０８を備えている。

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。

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。

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（本発明のＡ工程としての工程Ｓ１（図７参照））。具体的には、各ノズル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、駆動電圧を違えた２条件でそれぞれ行う。

工程Ｓ１における波形番号データ（ＷＮ）の設定条件は、図９に示すとおりである。すなわち、Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ（図４参照）から各ＣＯＭライン（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）に出力される駆動信号は、全て同じ種類（駆動電圧）のものであり、条件（１）では駆動電圧を比較的低電圧（ＷＮ＝３０）に、条件（２）では駆動電圧を比較的高電圧（ＷＮ＝９０）に設定している。

また、工程Ｓ１における駆動信号選択データ（ＳＩＢ）の設定条件は、図８に示すとおりである。すなわち、ノズルアレイの並び順に、ＣＯＭ１（ＳＩＢ＝０）、ＣＯＭ２（ＳＩＢ＝１）、ＣＯＭ３（ＳＩＢ＝２）、ＣＯＭ４（ＳＩＢ＝３）…（以下、繰り返し）という規則的な順序で、各ノズルに対応するＣＯＭラインの設定を行っている。

駆動信号選択データ（ＳＩＢ）をこのように設定するのには、二つの理由がある。一つ目の理由は、特定のＣＯＭラインばかりを用いて駆動を行うようにすると、そのＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ）に係る電流量が著しく大きくなって、駆動信号の歪みをもたらすことになるためである。すなわち、駆動信号の設定を正確に行うためには、吐出量の測定時におけるＣＯＭラインの電流量を実機（液状体吐出装置２００（図４参照））に近い条件とすることが好ましいため、平均的な電流量を考慮して各ＣＯＭラインを略均等に用いるようにしたものである。

また、二つ目の理由は、ノズルアレイ内のある範囲のノズルに特定のＣＯＭラインを対応させるようにすると、そのＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ）に係る特性精度が当該範囲に係る吐出量に一様に影響してしまうことになるからである。すなわち、吐出量の特性がノズルアレイの並び順にほぼ連続的に変化するというヘッドの一般的な性質（図１０参照）に鑑みると、各ＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ）の特性精度の影響が局所範囲のノズルに集中することは好ましくないため、各ＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ）に対応するノズルを、ノズルアレイ内の並び順に関して離散的な順序となるようにしたものである。

工程Ｓ１を終えたら、測定した２条件における駆動電圧と吐出量平均との関係を線形補完して、基準量ｑ_s（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（設定）する（本発明のＢ工程としての工程Ｓ２（図７参照））。また、駆動電圧に対する吐出量平均の変化率を、吐出量を駆動電圧によって補正する際の補正係数αとして算出する（工程Ｓ３（図７参照））。すなわち、補正係数αは、単位吐出量あたりの補正に必要な駆動電圧の変化量を示す係数である。

次に、各ノズルの吐出量を測定して、第１吐出量として取得する（本発明のＡ工程としての工程Ｓ４（図７参照））。具体的には、液状体受容基板３０５に対して液状体の吐出を行い、液状体受容基板３０５の表面に着弾した液状体の三次元形状から体積を測定する。液状体受容基板３０５の表面は撥液処理がされているため、各ノズルから吐出された液状体は適度に盛り上がった形状となり、体積測定を容易にしている。また、１回あたりの吐出量は極めて小さいため、測定する液状体は複数回（例えば３回）の吐出によって形成されるものとし、測定誤差の低減を図っている。

工程Ｓ４における駆動信号選択データ（ＳＩＢ）、波形番号データ（ＷＮ）の設定条件はそれぞれ図８、図９に示すとおりである。すなわち、駆動信号選択データ（ＳＩＢ）は、工程Ｓ１のときと同じに設定されており、各ＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ）の電流量の均等化と、特性精度の非集中化が図られている。また、各ＣＯＭラインに対応する波形番号データ（ＷＮ）は、工程Ｓ２で算出された基準駆動電圧Ｖｓの相当値（本実施形態ではＷＮ＝６７）である。すなわち、各ノズルの第１吐出量は、ノズルアレイ全体の吐出量平均が基準量ｑ_sとなる条件（仮条件）の下で測定された吐出量を示すものである。

ノズル間の第１吐出量のバラツキをノズルアレイの並び方向での空間分布として示すと図１０のようになる。これによれば、ノズルピッチに近い空間周期で急激な変動を示す高周波成分と、より長い空間周期で緩やかな変動を示す中・低周波成分とが存在することがわかる。そして、高周波成分はノズルデューティの影響を大きく受けて変動する成分や測定誤差を含む成分であり、中・低周波成分はノズルデューティの影響をあまり受けない固有性の強い成分であることがわかっている。

高周波成分を含んだ第１吐出量は、実機（液状体吐出装置２００（図４参照））の駆動における平均的な吐出量を適切に表しているとは言い難い。そこで次に、第１吐出量から固有性の強い中・低周波成分を抽出する処理として、第２吐出量の算出を行う（本発明のＢ工程を構成する工程Ｓ５（図７参照））。具体的には、ノズル番号ｎのノズルの第１吐出量および第２吐出量をそれぞれｑ₁（ｎ）、ｑ₂（ｎ）と表現するとき、次の式（１）によって第２吐出量を算出する。
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ−１）＋ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ＋１）｝／３ …式（１）

すなわち、一のノズルの第２吐出量は、当該一のノズルとそれに隣接するノズル（第１隣接ノズル）とにおける第１吐出量の平均として規定されている。尚、ノズルアレイの端部のノズルについて第２吐出量を算出する場合は、隣接するダミーノズルの第１吐出量を用いて式（１）を適用したり、次に示す変形式（１ａ）〜（１ｃ）を用いたりすることができる。
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ−１）＋ｑ₁（ｎ）｝／２ …式（１ａ）
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ＋１）｝／２ …式（１ａ）
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ−１）＋ｑ₁（ｎ−１）＋ｑ₁（ｎ）｝／３ …式（１ｂ）
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ＋１）＋ｑ₁（ｎ＋１）｝／３ …式（１ｂ）
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ−１）＋ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ）｝／３ …式（１ｃ）
ｑ₂（ｎ）＝｛ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ）＋ｑ₁（ｎ＋１）｝／３ …式（１ｃ）

ノズル間の第２吐出量のバラツキをノズルアレイの並び方向での空間分布として示すと図１０のようになる。この図が示すように、本実施形態に係る第２吐出量の算出は、第１吐出量の空間分布に係る中・低周波数成分を好適に抽出するのに適した方法であると言える。また、上述したように、吐出量の測定の際（工程Ｓ４）に各ノズルを規則的な順序でＣＯＭ１〜ＣＯＭ４に対応させるように設定した場合（図８参照）、第１吐出量に含まれる各ＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ）毎の特性精度の影響も好適に分散化されることになる。

尚、変形例として、一のノズルの第２吐出量を、当該一のノズルとそれに隣接するノズル（第１隣接ノズル）と第１隣接ノズルに隣接するノズル（第２隣接ノズル）とにおける第１吐出量の平均として算出するようにしてもよい。第１吐出量の空間分布に係る中・低周波数成分を好適に抽出する方法としては、このような算出方法でも同様の結果を得ることができる。

次に、先の工程Ｓ５で取得された第２吐出量に基づいて、各ノズルのグループ設定を行う（本発明のＢ工程を構成する工程Ｓ６（図７参照））。具体的には、例えば、ノズルアレイにおける第２の吐出量の分布範囲（図１０参照）を均等な４つのゾーン（区域）に分けて第１〜第４ゾーンとし、第１〜第４ゾーンに含まれるノズルをそれぞれ第１〜第４グループに設定する。

次に、第１〜第４グループについて、適正な吐出量で吐出するための補正パラメータβをそれぞれ決定する（本発明のＢ工程を構成する工程Ｓ７〜Ｓ１０（図７参照））。すなわち、グループごとに第２吐出量の平均値ｑ_aおよび中央値ｑ_cを算出し（工程Ｓ７）、さらに平均値ｑ_aと中央値ｑ_cとの差｜ｑ_a−ｑ_c｜があらかじめ定められている許容限界値ｑ_l以下であるか否かを判定する（工程Ｓ８）。工程Ｓ８において｜ｑ_a−ｑ_c｜がｑ_l以下と判定（Ｙｅｓの判定）される場合は、式（２）を用いて補正パラメータβを算出する（工程Ｓ９）。また、工程Ｓ８において｜ｑ_a−ｑ_c｜がｑ_lより大きいと判定（Ｎｏの判定）される場合は、式（３）を用いて補正パラメータβを算出する（工程Ｓ１０）。
β＝α（ｑ_s−ｑ_a）／Ｖｓ …式（２）
β＝α（ｑ_s−ｑ_c）／Ｖｓ …式（３）

式（２）、式（３）において、ｑ_sは基準量、Ｖｓは第２吐出量（第１吐出量）の測定条件として設定された基準駆動電圧Ｖｓであり、補正係数αは単位吐出量あたりの補正に必要な駆動電圧の変化量を規定する係数である。すなわち、式（２）で算出される補正パラメータβは、当該グループにおける第２吐出量の平均値ｑ_aを基準量ｑ_sに合わせるための駆動電圧の補正比率を、また、式（３）で算出される補正パラメータβは、当該グループにおける第２吐出量の中央値ｑ_cを基準量ｑ_sに合わせるための駆動電圧の補正比率を表している。

グループ内における複数のノズルの吐出量の分布を統計的に捉えた場合、式（２）で算出される補正パラメータβは、吐出量を平均的に基準量ｑ_sに合わせるという考え方を体現したものであると言える。一方、式（３）で算出される補正パラメータβは、基準量ｑ_sからの最大偏差を極力小さく抑えるという考え方を体現したものであると言える。どちらの式を用いるべきかは、実機（液状体吐出装置２００（図４参照））における液状体の配置ムラの低減効果に鑑みて定められるべきであるが、吐出量の分布が正規分布に近い場合は式（２）を用いるのが好ましいと言える。

しかしながら、グループ内における平均値ｑ_aと中央値ｑ_cとの差｜ｑ_a−ｑ_c｜がある程度大きくなるような場合、例えば、グループ内のノズルが、吐出量のほぼ均一な大多数のノズルと吐出量の著しく異なる少数のノズルとで構成されているような場合は、最大偏差による配置ムラへの影響が支配的となってくるため、式（３）を用いるのが好ましいと言える。すなわち、工程Ｓ８の判定は、配置ムラの低減に適した方法（式）を選択するためのものであり、その分岐条件を規定する許容限界値ｑ_lは、例えば、基準量ｑ_sの１％程度に設定される。

かくして、グループごとの補正パラメータβが決定したら、各ノズルと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）との関係を規定する波形番号データ（ＷＮ）とを設定する（本発明のＢ工程を構成する工程Ｓ１１（図７参照））。これにより、各ノズルについて、グループ単位で適正条件の駆動信号が設定されることになる。

具体的には、第１〜第４グループのノズルがそれぞれＣＯＭ１〜ＣＯＭ４に対応するように駆動信号選択データ（ＳＩＢ）を設定する。また、基準駆動電圧Ｖｓと補正パラメータβを用いて適正条件の駆動電圧Ｖｃを式（４）により算出し、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の供給に係る駆動電圧がそれぞれ第１〜第４グループにおける適正条件の駆動電圧Ｖｃとなるように、波形番号データ（ＷＮ）を設定する。このようにして設定された駆動信号選択データ（ＳＩＢ）、波形番号データ（ＷＮ）は、それぞれ図８、図９に示すとおりである。尚、式（４）における基準駆動電圧Ｖｓについては、ヘッドを実機（液状体吐出装置２００（図４参照））に搭載した後に、工程Ｓ１と同様の方法により再測定したものを採用するようにしてもよい。
Ｖｃ＝Ｖｓ（１＋β） …式（４）

（変形例）
次に、図１１を参照して、本発明の変形例について、先の実施形態との相違点を中心に説明する。
図１１は、駆動信号選択データの設定の例を示す図である。

この変形例における駆動信号選択データ（ＳＩＢ）の設定条件は、図１１に示すとおりである。すなわち、工程Ｓ１，Ｓ４では、ノズルアレイの並び順に全くランダムな順序で、対応するＣＯＭラインの設定を行っている。このような設定であっても、先の実施形態と同様に、各ＣＯＭライン（Ｄ／Ａコンバータ３１Ａ〜３１Ｄ（図４参照））の電流量の略均等化と、特性精度の非集中化を図ることが可能である。尚、この変形例では、工程Ｓ１，Ｓ４間で駆動信号選択データ（ＳＩＢ）の内容を違えているが、両者を同じとしてもよい。

本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、上述の液状体配置方法を用いた別の例として、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、あるいは、電気回路における導電配線や抵抗素子の形成などが挙げられる。
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。

液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図。 ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図。 ノズルの走査軌跡と吐出対象物との関係を示す平面図。 ヘッド駆動に係る液状体吐出装置の電気的構成を示す図。 駆動信号および制御信号のタイミング図。 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。 駆動信号の設定に係る処理フローを示すフローチャート。 駆動信号選択データの構成を示す図。 波形番号データの構成を示す図。 ノズルアレイにおける吐出量の分布を示す図。 駆動信号選択データの設定の例を示す図。

符号の説明

１１，１２…ヘッド、１６…駆動素子としての圧電素子、１７…スイッチング回路、１８…駆動信号選択回路、２１Ａ，２１Ｂ…ノズルアレイ、３１Ａ〜３１Ｄ…駆動信号生成手段としてのＤ／Ａコンバータ、３２…波形データ選択回路、５０…区画領域、２００…液状体吐出装置、３００…設定装置、３０１…液状体供給装置、３０２…制御回路基板、３０３…液状体受容容器、３０４…重量計量装置、３０５…液状体受容基板、３０６…基板移動装置、３０７…体積測定装置、ｎ…ノズル、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４…ＣＯＭライン（駆動信号の供給ライン）。

Claims (6)

1. 複数のノズルで構成されるノズルアレイと、前記ノズル毎に設けられた駆動素子とを備える液状体吐出ヘッドにおいて、前記ノズルから液状体を吐出する際に前記駆動素子に供給する駆動信号を設定するための駆動信号設定方法であって、
   複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成する駆動信号の一を前記ノズル毎に選択供給して、吐出量を測定するＡ工程と、
   適正な吐出量で吐出するための適正条件の前記駆動信号を、前記Ａ工程で測定した吐出量に基づいて設定するＢ工程と、を有し、
   前記Ａ工程において、前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルの数を、前記複数の駆動信号生成手段間で略均等にすることを特徴とする駆動信号設定方法。
2. 前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関して離散的な順序となっていることを特徴とする請求項１に記載の駆動信号設定方法。
3. 前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関して規則的な順序となっていることを特徴とする請求項２に記載の駆動信号設定方法。
4. 前記Ａ工程において、各前記駆動信号生成手段の選択に係る前記ノズルが、前記ノズルアレイ内の並び順に関してランダムな順序となっていることを特徴とする請求項２に記載の駆動信号設定方法。
5. 前記Ｂ工程は、一の前記ノズルと当該一のノズルに近接するノズルとにおける前記Ａ工程で測定した吐出量の平均を当該一のノズルの第２吐出量として、前記ノズル毎に当該第２吐出量を算出する工程と、
   適正な吐出量で吐出するための適正条件の前記駆動信号を、前記第２吐出量に基づいて設定する工程と、を有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の駆動信号設定方法。
6. 前記駆動信号の電圧成分をパラメータとして、前記適正条件の駆動信号を設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の駆動信号設定方法。

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