JP2003246062A

JP2003246062A - ヘッド駆動装置及び方法、液滴吐出装置、該方法を記録した記録媒体、並びにデバイス製造方法及びデバイス

Info

Publication number: JP2003246062A
Application number: JP2002052379A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Usuda; 秀範臼田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドの各ノズル開口から吐出される液状体
の吐出量を高精度に均一化することができるとともに、
経年変化が生じた場合であっても迅速且つ高精度に吐出
量を均一化することができるヘッド駆動装置及び方法を
提供する。【解決手段】電流検出回路４７ａは、基準となる基準
駆動信号を圧力発生素子４８ａ各々に印加したときに各
圧力発生素子４８ａに流れる電流値（この電流値は、間
接的に圧力発生素子４８ａの電気的容量を示すものであ
る）を検出する。テーブル記憶部３４ａは、圧力発生素
子４８ａに流れる電流値とこの電流値に応じた駆動信号
ＣＯＭの可変量とを対応付けたテーブルを記憶する。制
御部３４は基準駆動信号を各圧力発生素子４８ａに与え
たときに検出された電流値に応じて、テーブル記憶部３
４ａに記憶されたテーブルから可変量を読み出し、駆動
信号生成部３６に読み出した可変量に応じた駆動信号Ｃ
ＯＭを生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッド駆動装置及
び方法、液滴吐出装置、該方法を記録した記録媒体、並
びにデバイス製造方法及びデバイスに係り、特に液状樹
脂等の液状体を吐出するヘッドを駆動するヘッド駆動装
置及び方法、該ヘッド駆動装置を備える液滴吐出装置、
該方法を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体、並びに上記方法を用いて液状体を吐出する工程を１
つの工程として含み、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electr
oluminescence）ディスプレイ、カラーフィルタ基板、
マイクロレンズアレイ、コーティング層を有する光学素
子、その他のデバイスを製造するデバイス製造方法及び
そのデバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばコンピュータ及び携帯情報
機器等の各種電子機器が著しく発達しているが、これら
の電子機器の発達に伴って液晶表示装置、特に表示能力
の高いカラー液晶表示装置を備えた電子機器が増大して
いる。また、カラー液晶表示装置は、小型であるにもか
かわらず表示能力が高いため、使用される用途（範囲）
が広がっている。カラー液晶表示装置は、表示画像をカ
ラー化するためのカラーフィルタ基板を備えている。こ
のカラーフィルタ基板の製造方法は種々案出されている
が、その１つとして基板に対してＲ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）の各インク滴を所定パターンで着弾させるイン
クジェット方式が提案されている。また、近年において
は、微小なインク滴を着弾させるインクジェット方式を
応用して微細な構造を有するデバイス（例えば、マイク
ロレンズアレイ）を製造する方法も案出されている。

【０００３】このインクジェット方式を実現するインク
ジェット装置（液滴吐出装置）は、インク滴を吐出する
インクジェットヘッドを複数備えている。各インクジェ
ットヘッドは外部から供給されるインクを一時的に蓄え
るインク室と、インク室内のインクを加圧して所定量だ
け吐出させる駆動源となる圧電素子（例えば、ピエゾ素
子）と、インク室からのインク滴が吐出されるノズルが
穿設されたノズル面とを備えている。これらインクジェ
ットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、互いに等ピッチ間隔
に配置されてヘッド群を構成しており、ヘッド群をスキ
ャン方向（例えば、Ｘ方向）に沿って基板に対してスキ
ャンさせながらインク滴を吐出させていくことで、基板
上にＲ，Ｇ，Ｂの各インク滴を着弾させている。一方、
スキャン方向に対して直交する方向（例えば、Ｙ方向）
における基板の位置調整は、基板を載置する載置台を移
動させることにより行われる。

【０００４】上記のカラーフィルタ基板及びマイクロレ
ンズアレイ等の各種デバイスの製造誤差はインクジェッ
ト装置が備えるインクジェットヘッド各々から吐出され
るインク滴の吐出量の誤差（例えば、重量誤差）によっ
てほぼ決定される。従って、高い精度のデバイスを製造
するためには、各インクジェットヘッドから吐出される
インク滴の吐出量を一定にする必要がある。従来、この
目的を達成するために、各インクジェットヘッドから吐
出されるインク滴の重量を測定し、吐出されるインク滴
の重量ばらつきを補正する補正データを予め作成してお
き、この補正データに基づいてピエゾ素子に印加する駆
動信号の波形を変更する制御方法が案出されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、カラ
ーフィルタ基板は高い精度で製造されることが要求され
ている。例えば、カラーフィルタ基板においては、各イ
ンクジェットヘッドから吐出されるインク滴の吐出量の
ばらつきが多いと濃度むらやバンディングが生じてしま
う。カラーフィルタ基板は液晶表示装置の色再現性を大
きく左右するため、濃度むらやバンディングを極力避け
る必要がある。特に、近年の液晶表示装置は大型化して
おり、濃度むらやバンディングの影響が顕著に表れてし
まうため、より高い精度でカラーフィルタを製造する必
要がある。

【０００６】かかる要求は、液晶表示装置に設けられる
カラーフィルタ基板を製造する場合のみに求められる要
求でなはく、有機ＥＬ（ELectroluminescence）ディス
プレイを製造する場合、高粘度の透明液状樹脂によりマ
イクロレンズアレイを製造する場合、高粘度の液状樹脂
を用いて眼鏡レンズ等の光学素子の表面にコーティング
層を形成する場合等、製造工程の１つとして液状体を吐
出させる工程が設けられるデバイス製造法、並びに、イ
ンク滴を吐出させて画像を記録するプリンタ一般につい
て求められる要求である。

【０００７】補正データを予め作成しておき、この補正
データに基づいてピエゾ素子に印加する駆動信号の波形
を変更する従来の方法は、補正しない場合に比べて精度
は向上するが、近年のデバイスに要求される精度が得ら
れないという問題が生じてきた。ここで、インク滴の吐
出量の誤差の原因を考察してみると、ピエゾ素子各々に
同一の波形の駆動信号を印加しても、インク滴の吐出量
は、インク室の容積誤差、ピエゾ素子の取り付け誤差、
ノズル開口の形状誤差、放熱特性の差異等によって約１
０％程度ばらつく。更に、各ノズル開口に対応して設け
られるピエゾ素子自体の電気的容量のばらつきも１０％
程度存在する。従って、ピエゾ素子の電気的容量のばら
つきに起因するインク滴の吐出量の誤差を補正するよう
にすれば、吐出量を更に高い精度をもって均一化するこ
とができると考えられる。

【０００８】また、インクジェット装置が備える各イン
クジェットヘッドから吐出されるインク滴の吐出量は、
一度ばらつきを補正すればその後はばらつきが生じずに
一定の吐出量で吐出される訳ではなく、経年変化により
ばらつきが生じてくる。従って、かかる場合にも迅速且
つ高い精度をもって各インクジェットヘッドから吐出さ
れるインク滴の重量を一定にする必要がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ヘッドの各ノズル開口から吐出される液状体の吐
出量を高い精度をもって均一化することができるととも
に、経年変化が生じた場合であっても迅速且つ高い精度
をもって吐出量を均一化することができるヘッド駆動装
置及び方法、当該ヘッド駆動装置を備える液滴吐出装
置、該方法を記録した記録媒体、並びに製造工程の１つ
として該方法を用いて粘性体を吐出する工程を有するデ
バイス製造方法及び上記液滴吐出装置又はデバイス製造
方法を用いて製造されたデバイスを提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のヘッド駆動装置は、ノズル開口に連通する
圧力発生室と、当該圧力発生室内の液状体を加圧するこ
とにより前記ノズル開口から液状体を吐出させる複数の
圧力発生素子とを備えるヘッドを駆動するヘッド駆動装
置であって、前記圧力発生素子各々の電気的容量を示す
値を測定する容量測定手段と、前記容量測定手段の測定
結果に応じて、前記ノズル開口各々から吐出される液状
体の重量が一定となるように、前記圧力発生素子各々に
印加する駆動信号（ＣＯＭ）を可変制御する制御手段と
を備えることを特徴としている。この発明によれば、圧
力発生素子各々の電気的容量を測定し、この測定結果に
基づいて各ノズル開口から吐出される液状体の重量が一
定となる駆動信号を圧力発生素子に印加しているため、
ヘッドに設けられる圧力発生素子の電気的容量のばらつ
きに起因する液状体の吐出量のばらつきを高い精度で均
一化することができる。また、本発明のヘッド駆動装置
は、前記制御手段が、前記駆動信号（ＣＯＭ）の電圧値
及び前記駆動信号（ＣＯＭ）の電圧値の単位時間当たり
の変化量の少なくとも一方を可変させることにより、前
記駆動信号（ＣＯＭ）を可変制御することを特徴として
いる。この発明によれば、駆動信号の電圧値及び電圧値
の単位時間当たりの変化量の少なくとも一方を可変させ
ることにより駆動信号を可変制御しているため、大幅な
装置構成の変更を必要とせずに圧力発生素子の電気的容
量のばらつきに起因する液状体の吐出量のばらつきを均
一化することができる。このように、この発明の実現の
ためには従来装置の構成を殆ど用いることができるため
従来装置をそのまま転用することで、資源の有効利用を
図ることができる。また、本発明のヘッド駆動装置は、
前記圧力発生素子の電気的容量のばらつきを示す値と、
当該ばらつきを示す値に応じた前記駆動信号（ＣＯＭ）
の可変制御量とを対応付けてテーブルとして記憶する記
憶手段を更に備え、前記制御手段が、前記容量測定手段
の測定結果に応じて前記テーブルから必要な可変制御量
を読み出し、当該可変制御量に基づいた駆動信号（ＣＯ
Ｍ）を生成して前記圧力発生素子各々に印加することを
特徴としている。この発明によれば、圧力発生素子の電
気的容量のばらつきを示す値と、ばらつきを示す値に応
じた前記駆動信号の可変制御量とを対応付けて予めテー
ブルとして持っており、液状体を吐出させるときに容量
測定手段の測定結果に応じてテーブルから必要な可変制
御量を読み出して駆動信号を生成しているため、圧力発
生素子の電気的容量が種々の値であったとしても、装置
構成を全く変えずにヘッドに設けられる圧力発生素子の
電気的容量のばらつきに起因する液状体の吐出量のばら
つきを高い精度で均一化することができる。また、本発
明のヘッド駆動装置は、前記容量測定手段が、一定波形
の駆動信号（ＣＯＭ）を前記圧力発生素子に印加したと
きに、各圧力発生素子に流れる電流に基づいて前記圧力
発生素子各々の電気的容量を示す値を測定することを特
徴としている。この発明によれば、一定波形の駆動信号
を印加したときに流れる電流に基づいて圧力発生素子の
電気的容量を測定しているため、圧力発生素子の電気的
容量の測定のための高価な装置又は大型の測定装置無し
に簡易に圧力発生素子の電気的容量を測定することがで
きる。また、圧力発生素子は必要なときに圧力発生素子
の電気的容量を測定することができるため、定期的に圧
力発生素子の電気的容量を測定して、駆動信号ＣＯＭを
可変させれば経年変化にも対応することが可能である。
更に、本発明のヘッド駆動装置によれば、前記圧力発生
素子が、前記駆動信号（ＣＯＭ）の印加によって伸縮振
動又は撓み振動をして前記液状体を加圧する圧電振動子
を含むことを特徴としている。この発明によれば、圧力
発生素子として伸縮振動する圧電振動子を有するヘッ
ド、又は、圧力発生素子として撓み振動をする圧電振動
子を有するヘッドの何れのヘッドをも駆動することがで
きるので、種々の装置に適用することが可能であり、し
かも、大幅な装置構成の変更を伴わずに適用することが
できる。上記課題を解決するために、本発明のヘッド駆
動方法は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、当該圧
力発生室内の液状体を加圧することにより前記ノズル開
口から液状体を吐出させる複数の圧力発生素子とを備え
るヘッドを駆動するヘッド駆動方法であって、前記圧力
発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する容量測定
ステップと、前記容量測定ステップの測定結果に応じ
て、前記ノズル開口各々から吐出される液状体の重量が
一定となるように、前記圧力発生素子各々に印加する駆
動信号（ＣＯＭ）を可変制御する制御ステップとを有す
ることを特徴としている。この発明によれば、圧力発生
素子各々の電気的容量を測定し、この測定結果に基づい
て各ノズル開口から吐出される液状体の重量が一定とな
る駆動信号を圧力発生素子に印加しているため、ヘッド
に設けられる圧力発生素子の電気的容量のばらつきに起
因する液状体の吐出量のばらつきを高い精度で均一化す
ることができる。また、本発明のヘッド駆動方法は、前
記制御ステップが、前記駆動信号（ＣＯＭ）の電圧値及
び前記駆動信号（ＣＯＭ）の電圧値の単位時間当たりの
変化量の少なくとも一方を可変させることにより、前記
駆動信号（ＣＯＭ）を可変制御することを特徴としてい
る。この発明によれば、駆動信号の電圧値及び電圧値の
単位時間当たりの変化量の少なくとも一方を可変させる
ことにより駆動信号を可変制御しているため、駆動信号
を可変制御するための複雑な制御プログラムを作成する
必要が無く、しかも簡単に制御することができるため、
プログラムを作成する時間の短縮を図ることができると
ともに、プログラムの作成コストを低減することもでき
る。また、本発明のヘッド駆動方法は、前記制御ステッ
プが、前記容量測定ステップの測定結果に応じて、前記
圧力発生素子の電気的容量のばらつきを示す値と、当該
ばらつきを示す値に応じた前記駆動信号（ＣＯＭ）の可
変制御量とを対応付けたテーブルから必要な可変制御量
を読み出し、当該可変制御量に基づいた駆動信号（ＣＯ
Ｍ）を生成して前記圧力発生素子各々に印加することを
特徴としている。この発明によれば、圧力発生素子の電
気的容量のばらつきを示す値と、ばらつきを示す値に応
じた前記駆動信号の可変制御量とを対応付けて予めテー
ブルとして持っており、液状体を吐出させるときに容量
測定手段の測定結果に応じてテーブルから必要な可変制
御量を読み出して駆動信号を生成しており、複雑な計算
を必要とせず短時間で駆動信号の可変量を得ることがで
きるため、今後ヘッド駆動の高速化が図られた場合であ
っても十分に対応することができる。また、本発明のヘ
ッド駆動方法は、前記圧力発生素子に印加する駆動信号
（ＣＯＭ）の可変制御量を種々に設定しつつ前記ノズル
開口から吐出される液状体の重量を測定する重量測定ス
テップと、前記ノズル開口各々から一定重量の液状体が
吐出されたときに前記圧力発生素子に印加した駆動信号
（ＣＯＭ）の可変制御量と、前記圧力発生素子の電気的
容量を示す値とを対応付けて前記テーブルを作成するテ
ーブル作成ステップとを有することを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明のコンピュータ読み
取り可能な記録媒体は、ノズル開口に連通する圧力発生
室と、当該圧力発生室内の液状体を加圧することにより
前記ノズル開口から液状体を吐出させる複数の圧力発生
素子とを備えるヘッドを駆動するためのプログラムを記
憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記圧力発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する
容量測定ステップと、前記容量測定ステップの測定結果
に応じて、前記ノズル開口各々から吐出される液状体の
重量が一定となるように、前記圧力発生素子各々に印加
する駆動信号（ＣＯＭ）を可変制御する制御ステップと
を有するプログラムを記録することを特徴としている。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体
は、前記制御ステップは、前記駆動信号（ＣＯＭ）の電
圧値及び前記駆動信号（ＣＯＭ）の電圧値の単位時間当
たりの変化量の少なくとも一方を可変させることによ
り、前記駆動信号（ＣＯＭ）を可変制御することを特徴
としている。更に、本発明のコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、前記制御ステップが、前記容量測定ステ
ップの測定結果に応じて、前記圧力発生素子の電気的容
量のばらつきを示す値と、当該ばらつきを示す値に応じ
た前記駆動信号（ＣＯＭ）の可変制御量とを対応付けた
テーブルから必要な可変制御量を読み出し、当該可変制
御量に基づいた駆動信号（ＣＯＭ）を生成して前記圧力
発生素子各々に印加することを特徴としている。このよ
うに、ヘッド駆動方法を実現するためのプログラムの全
体又はその一部をコンピュータが読み取ることのできる
フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ
ーＲＷ、ＤＶＤ（登録商標）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ
Ｗ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、光磁気ディスク、ストリーマ、ハ
ードディスク、メモリ、その他の記録媒体に格納してお
けば、この記録媒体に格納されているプログラムをコン
ピュータによって読み取ることにより、コンピュータか
らの制御を行うことができる。上記課題を解決するため
に、本発明の液滴吐出装置は、上記の何れかに記載のヘ
ッド駆動装置を備えることを特徴としている。この発明
によれば、上記のヘッド駆動装置を備えることにより大
幅な装置構成を変更することなく、高い精度で均一化さ
れたインク滴を各ノズル開口から吐出する液滴吐出装置
を得ることができる。上記課題を解決するために、本発
明のデバイス製造方法は、上記の何れかに記載のヘッド
駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工程をデバイス
製造工程の１つとして含むことを特徴としている。この
発明によれば、高い精度で均一化されたインク滴を各ノ
ズル開口から吐出させることができるため、多種多様な
幅広い仕様範囲のデバイスであって、且つ高精度なデバ
イスを製造することが可能となる。上記課題を解決する
ために、本発明のデバイスは、上記の液滴吐出装置又は
上記のデバイス製造方法を用いて製造される。この発明
によれば、高い精度で均一化されたインク滴を各ノズル
開口から吐出させることができる装置又は方法を用いて
デバイスを製造しているため、多種多様な幅広い仕様範
囲のデバイスデバイスであって、且つ高精度なデバイス
を製造することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態によるヘッド駆動装置及び方法、液滴吐出装
置、該方法を記録した記録媒体、並びにデバイス製造方
法及びデバイスについて詳細に説明する。以下の説明に
おいては、まず、液滴吐出装置としてのインクジェット
装置を備え、デバイスを製造する際に用いられるデバイ
ス製造装置及びこのデバイス製造装置を用いて製造され
るデバイス及びデバイス製造方法の例の説明を行い、次
にインクジェット装置に設けられているヘッド駆動装
置、ヘッド駆動方法、及び記録媒体について順に説明す
る。

【００１２】〔インクジェット装置を備えるデバイス製
造装置の全体構成〕図１は、本発明の一実施形態による
インクジェット装置を備えるデバイス製造装置の全体構
成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態
のインクジェット装置を備えるデバイス製造装置は、加
工される基板（ガラス基板：以下、ウェハＷという）を
収容するウェハ供給部１と、ウェハ供給部１から移載さ
れたウェハＷの描画方向を決めるウェハ回転部２と、ウ
ェハ回転部２から移載されたウェハＷに対してＲ（赤）
のインク滴を着弾させるインクジェット装置３と、イン
クジェット装置３から移載されたウェハＷを乾燥させる
ベーク炉４と、これらの装置間でのウェハＷの移載作業
を行うロボット５ａ，５ｂと、ベーク炉４から移載され
たウェハＷを次工程に送るまでに冷却及び描画方向の決
定をなす中間搬送部６と、中間搬送部６から移載された
ウェハＷに対してＧ（緑）のインク滴を着弾させるイン
クジェット装置７と、インクジェット装置７から移載さ
れたウェハＷを乾燥させるベーク炉８と、これらの装置
間でのウェハＷの移載作業を行うロボット９ａ，９ｂ
と、ベーク炉８から移載されたウェハＷを次工程に送る
までに冷却及び描画方向の決定をなす中間搬送部１０
と、中間搬送部１０から移載されたウェハＷに対してＢ
（青）のインク滴を着弾させるインクジェット装置１１
と、インクジェット装置１１から移載されたウェハＷを
乾燥させるベーク炉１２と、これらの装置間でのウェハ
Ｗの移載作業を行うロボット１３ａ，１３ｂと、ベーク
炉１２から移載されたウェハＷの収納方向を決めるウェ
ハ回転部１４と、ウェハ回転部１４から移載されたウェ
ハＷを収容するウェハ収容部１５とを備えて概略構成さ
れている。

【００１３】ウェハ供給部１は、１台あたり例えば２０
枚のウェハＷを上下方向に収容するエレベータ機構を備
えた２台のマガジンローダ１ａ，１ｂを備えており、順
次、ウェハＷが供給可能となっている。ウェハ回転部２
は、ウェハＷに対してインクジェット装置３によりどの
方向に描画するかの描画方向決定と、これからインクジ
ェット装置３に移載する前の仮位置決めとを行うもので
あり、２台のウェハ回転台２ａ，２ｂにより、鉛直方向
の軸線回りに９０度ピッチ間隔で正確にウェハＷを回転
可能に保持している。インクジェット装置３，７，１１
の詳細は後述するため、ここでは説明を省略する。

【００１４】ベーク炉４は、ウェハＷを例えば１２０度
以下の加熱環境下に５分間置くことにより、インクジェ
ット装置３から移載されてきたウェハＷの赤色のインク
滴を乾燥させるものであり、これにより、ウェハＷの移
動中に赤色のインクが飛散する等の不都合を防止可能と
している。ロボット５ａ，５ｂは、基台を中心に伸展動
作及び回転動作等が可能なアーム（図示省略）を備えて
おり、このアームの先端に装備されている真空吸着パッ
ドでウェハＷを吸着保持することにより、各装置間での
ウェハＷの移載作業をスムーズかつ効率的に行うことが
できるように構成されている。

【００１５】中間搬送部６は、ロボット５ｂによりベー
ク炉４から移載されてきた加熱状態のウェハＷを次工程
に送る前に冷却する冷却器６ａと、冷却後のウェハＷに
対してインクジェット装置７によって、どの方向に描画
するかの描画方向の決定、及び、これからインクジェッ
ト装置７に移載する前の仮位置決めを行うウェハ回転台
６ｂと、これら冷却器６ａ及びウェハ回転台６ｂ間に配
置され、インクジェット装置３，７間での処理速度差を
吸収するバッファ６ｃとを備えて構成されている。ウェ
ハ回転台６ｂは、鉛直方向の軸線回りに９０度ピッチ又
は１８０度ピッチでウェハＷを回転させることができる
ようになっている。

【００１６】ベーク炉１０は上述したベーク炉６と同様
の構造を有する加熱炉であり、例えばウェハＷを１２０
度以下の加熱環境下に５分間置くことにより、インクジ
ェット装置７から移載されてきたウェハＷの緑色のイン
ク滴を乾燥させるものであり、これにより、ウェハＷの
移動中に緑色のインクが飛散する等の不都合を防止可能
としている。ロボット９ａ，９ｂは、前述したロボット
５ａ，５ｂと同様の構造を有しており、基台を中心とし
て伸展動作及び回転動作等が可能なアーム（図示省略）
を備え、アームの先端に装備されている真空吸着パッド
でウェハＷを吸着保持することにより、各装置間でのウ
ェハＷの移載作業をスムーズかつ効率的に行うことがで
きるように構成されている。

【００１７】中間搬送部１０は、上述の中間搬送部６と
同様の構造であり、ロボット９ｂによりベーク炉８から
移載されてきた加熱状態のウェハＷを次工程に送る前に
冷却する冷却器１０ａと、冷却後のウェハＷに対してイ
ンクジェット装置１１によってどの方向に描画するかの
描画方向の決定及びこれからインクジェット装置１１に
移載する前の仮位置決めを行うウェハ回転台１０ｂと、
これら冷却器１０ａ及びウェハ回転台１０ｂ間に配置さ
れ、インクジェット装置７，１１間での処理速度差を吸
収するバッファ１０ｃとを備えて構成されている。ウェ
ハ回転台１０ｂは、鉛直方向の軸線回りに９０度ピッチ
又は１８０度ピッチでウェハＷを回転させることができ
るようになっている。

【００１８】ウェハ回転部１４は、各インクジェット装
置３，７，１１によりＲ，Ｇ，Ｂパターンが形成された
後の各ウェハＷに対して、各々が一定方向を向くように
回転位置決め可能となっている。つまり、ウェハ回転部
１４は、２台のウェハ回転台１４ａ，１４ｂを備えてお
り、鉛直方向の軸線回りに９０度ピッチ間隔で正確にウ
ェハＷを回転可能に保持できるようになっている。ウェ
ハ収容部１５は、ウェハ回転部１４より移載されてきた
完成品のウェハＷ（カラーフィルタ基板）を、１台当た
り、例えば２０枚づつ上下方向に収容するエレベータ機
構を備えた２台のマガジンアンローダ１５ａ，１５ｂを
有しており、順次、ウェハＷを収容可能としている。

【００１９】〔デバイス製造方法〕次に、本発明の一実
施形態によるデバイス製造方法及びこのデバイス製造方
法を経て製造されるデバイスの一例について説明する。
尚、以下の説明では、上述したデバイス製造装置を用い
てカラーフィルタ基板を製造する製造方法を例に挙げて
説明する。図２は、デバイス製造装置を用いてＲＧＢパ
ターンを形成する工程を含めたカラーフィルタ基板の一
連の製造工程を示す図である。

【００２０】カラーフィルタ基板の製造に用いられるウ
ェハＷは、例えば長方形型薄板形状の透明基板であり、
適度の機械的強度と共に光透過性の高い性質を兼ね備え
ている。このウェハＷとしては、例えば、透明ガラス基
板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチック
フィルム及びこれらの表面処理品等が好ましく用いられ
る。尚、このウェハＷには、ＲＧＢパターン形成工程の
前工程において、生産性を上げる観点から、複数のカラ
ーフィルタ領域が予めマトリックス状に形成されてお
り、これらカラーフィルタ領域をＲＧＢパターン形成工
程の後工程で切断することにより、液晶表示装置に適合
するカラーフィルタ基板として用いられるようになって
いる。

【００２１】ここで、図３は、デバイス製造装置が備え
る各インクジェット装置により形成されるＲＧＢパター
ン例を示す図であり、（ａ）はストライプ型のパターン
を示す斜視図であり、（ｂ）はモザイク型のパターンを
示す部分拡大図であり、（ｃ）はデルタ型のパターンを
示す部分拡大図である。図３に示すように、各カラーフ
ィルタ領域には、Ｒ（赤色）のインク、Ｇ（緑色）のイ
ンク、及びＢ（青色）のインクが、後述のインクジェッ
トヘッド１８より所定のパターンで形成されるようにな
っている。この形成パターンとしては、図３（ａ）に示
すストライプ型のパターンの他に、図３（ｂ）に示すモ
ザイク型のパターン、又は、図３（ｃ）に示すデルタ型
のパターンなどがあるが、本発明ではその形成パターン
に関し、特に限定はされない。

【００２２】図２に戻り、前工程であるブラックマトリ
ックス形成工程では、図２（ａ）に示すように、透明の
ウェハＷの一方の面（カラーフィルタ基板の基礎となる
面）に対して、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）
を、スピンコート等の方法により、所定の厚さ（例え
ば、２μｍ程度）に塗布し、その後、フォトリソグラフ
ィー法等の方法によりマトリックス状にブラックマトリ
ックスＢＭ，…を形成していく。これらブラックマトリ
ックスＢＭ，…の格子で囲まれる最小の表示要素は、所
謂フィルターエレメントＦＥ，…といわれ、ウェハＷ面
内の一方向（例えばＸ軸方向）の巾寸法が３０μｍであ
り、この方向に直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）の長
さ寸法が１００μｍ程度の大きさの窓である。ウェハＷ
上にブラックマトリックスＢＭ，…を形成した後は、図
示しないヒータにより熱を加えることで、ウェハＷ上の
樹脂を焼成することがなされる。

【００２３】このようにしてブラックマトリックスＢＭ
が形成されたウェハＷは、図１に示したウェハ供給部１
の各マガジンローダ１ａ，１ｂに収容され、引き続きＲ
ＧＢパターン形成工程が行われる。ＲＧＢパターン形成
工程では、まず、マガジンローダ１ａ，１ｂの何れか一
方に収容されたウェハＷを、ロボット５ａがそのアーム
にて吸着保持した後、ウェハ回転台２ａ，２ｂの何れか
一方に載置する。そして、ウェハ回転台２ａ，２ｂは、
これから赤色のインク滴を着弾させる前準備として、そ
の描画方向と位置決めとを行う。

【００２４】次に、ロボット５ａは、各ウェハ回転台２
ａ，２ｂ上のウェハＷを再び吸着保持し、今度はインク
ジェット装置３へと移載する。このインクジェット装置
３では、図２（ｂ）に示すように、所定のパターンを形
成するための所定位置のフィルターエレメントＦＥ，…
内に、赤色のインク滴ＲＤを着弾させる。この時の各イ
ンク滴ＲＤの量は、加熱工程におけるインク滴ＲＤの体
積減少量を考慮した充分な量となっている。

【００２５】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントＦＥ，…に赤色のインク滴ＲＤが充填された後
のウェハＷは、所定の温度（例えば７０度程度）で乾燥
処理される。この時、インク滴ＲＤの溶媒が蒸発する
と、図２（ｃ）に示すようにインク滴ＲＤの体積が減少
するので、体積減少が激しい場合には、カラーフィルタ
基板として充分なインク膜厚が得られるまで、インク滴
ＲＤの着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。この処理
により、インク滴ＲＤの溶媒が蒸発して、最終的にイン
ク滴ＲＤの固形分のみが残留して膜化する。

【００２６】尚、赤色パターンの形成工程における乾燥
作業は、図１で示したベーク炉４によって行われる。そ
して、乾燥作業後のウェハＷは、加熱状態にあるため、
同図に示すロボット５ｂにより冷却器６ａへと搬送され
て冷却される。冷却後のウェハＷは、バッファ６ｃに一
時的に保管されて時間調整がなされた後、ウェハ回転台
６ｂへと移載され、これから緑色のインク滴を着弾させ
る前準備として、その描画方向と位置決めとがなされ
る。そして、ロボット９ａが、ウェハ回転台６ｂ上のウ
ェハＷを吸着保持した後、今度はインクジェット装置７
へと移載する。

【００２７】インクジェット装置７では、図２（ｂ）に
示すように、所定のパターンを形成するための所定位置
のフィルターエレメントＦＥ，…内に、緑色のインク滴
ＧＤを着弾させる。この時の各インク滴ＧＤの量は、加
熱工程におけるインク滴ＧＤの体積減少量を考慮した充
分な量となっている。このようにして所定の全てのフィ
ルターエレメントＦＥ，…に緑色のインク滴ＧＤが充填
された後のウェハＷは、所定の温度（例えば、７０度程
度）で乾燥処理される。この時、インク滴ＧＤの溶媒が
蒸発すると、図２（ｃ）に示すようにインク滴ＧＤの体
積が減少するので、体積減少が激しい場合には、カラー
フィルタ基板として充分なインク膜厚が得られるまで、
インク滴ＧＤの着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。
この処理により、インク滴ＧＤの溶媒が蒸発して、最終
的にインク滴ＧＤの固形分のみが残留して膜化する。

【００２８】尚、この緑色パターンの形成工程における
乾燥作業は、図１で示したベーク炉８によって行われ
る。乾燥作業後のウェハＷは、加熱状態にあるため、同
図に示すロボット９ｂにより冷却器１０ａへと搬送さ
れ、冷却される。冷却後のウェハＷは、バッファ１０ｃ
に一時的に保管されて時間調整がなされた後、ウェハ回
転台１０ｂへと移載され、これから青色のインク滴を着
弾させる前準備として、その描画方向と位置決めとがな
される。その後、ロボット１３ａが、ウェハ回転台１０
ｂ上のウェハＷを吸着保持した後、今度はインクジェッ
ト装置１１へと移載する。

【００２９】インクジェット装置１１では、図２（ｂ）
に示すように、所定のパターンを形成するための所定位
置のフィルターエレメントＦＥ，…内に、青色のインク
滴ＢＤを着弾させる。この時の各インク滴ＢＤの量は、
加熱工程におけるインク滴ＢＤの体積減少量を考慮した
充分な量となっている。このようにして所定の全てのフ
ィルターエレメントＦＥ，…に青色のインク滴ＢＤが充
填された後のウェハＷは、図２（ｃ）に示すように所定
の温度（例えば、７０度程度）で乾燥処理される。この
時、インク滴ＢＤの溶媒が蒸発すると、インク滴ＢＤの
体積が減少するので、体積減少が激しい場合には、カラ
ーフィルタとして充分なインク膜厚が得られるまで、イ
ンク滴ＢＤの着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。こ
の処理により、インク滴ＢＤの溶媒が蒸発して、最終的
にインク滴ＢＤの固形分のみが残留して膜化する。

【００３０】尚、この青色パターンの形成工程における
乾燥作業は、図１で示したベーク炉１２によって行われ
る。乾燥作業後のウェハＷは、ロボット１３ｂによりウ
ェハ回転台１４ａ，１４ｂの何れか一方に移載され、そ
の後、一定方向を向くように回転位置決めがなされる。
回転位置決め後のウェハＷは、ロボット１３ｂによりマ
ガジンアンローダ１５ａ，１５ｂの何れか一方に収容さ
れる。以上により、ＲＧＢパターン形成工程が完了す
る。その後は引き続き、図２（ｄ）以降に示す後工程が
行われる。

【００３１】後工程の１つである図２（ｄ）に示す保護
膜形成工程では、インク滴ＲＤ，ＧＤ，ＢＤを完全に乾
燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾
燥が終了すると、インク膜が形成されたウェハＷの表面
保護及び表面平坦化を目的として保護膜ＣＲが形成され
る。この保護膜ＣＲは、例えばスピンコート法、ロール
コート法、又はリッピング法等の方法を用いて形成され
る。保護膜形成工程に続く図２（ｅ）に示した透明電極
形成工程では、スパッタ法又は真空吸着法等の方法を用
いて、保護膜ＣＲの全面を覆うように透明電極ＴＬが形
成される。透明電極形成工程に続く図２（ｆ）に示すパ
ターニング工程では、透明電極ＴＬが、画素電極ＰＬと
してパターニングされる。尚、液晶表示パネルの駆動に
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子
を用いる場合にはこのパターニング工程は不要となる。
以上説明した各工程を経て、図２（ｆ）に示すカラーフ
ィルタ基板ＣＦが製造される。

【００３２】そして、このカラーフィルタ基板ＣＦと対
向基板（図示省略）とを対向配置させ、その間に液晶を
挟持させる工程を経て液晶表示装置が製造される。この
ようにして製造された液晶表示装置、ＣＰＵ（中央処理
装置）等を備えたマザーボード、キーボード、ハードデ
ィスク等の電子部品を筐体内に組み込むことで、例えば
図４に示すノート型のパーソナルコンピュータ２０（デ
バイス）が製造される。図４は、本発明の一実施形態に
よるデバイス製造方法を用いて製造されるデバイスの一
例を示す図である。尚、図４において２１は筐体であ
り、２２は液晶表示装置であり、２３はキーボードであ
る。

【００３３】尚、以上説明した製造工程を経て形成され
るカラーフィルタ基板ＣＦが装備されるデバイスは上記
のノート型パソコン２０に限られず、携帯型電話機、電
子手帳、ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディ
スクプレーヤ、液晶プロジェクタ、エンジニアリングワ
ークステーション（ＥＷＳ）、ワードプロセッサ、テレ
ビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコ
ーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッ
チパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器等、様々な電
子機器が挙げられる。更に、本実施形態のインクジェッ
ト装置を用いて前述した製造方法により製造されるデバ
イスは、カラーフィルタ基板ＣＦに限られず、有機ＥＬ
（Electroluminescence）ディスプレイ、マイクロレン
ズアレイ、表面にコーティング層が形成された眼鏡レン
ズ等の光学素子、その他のデバイスであっても良い。

【００３４】〔インクジェット装置及びヘッド駆動装
置〕次に、本発明の一実施形態によるインクジェット装
置及びヘッド駆動装置の電気的構成について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるインクジェット装置
及びヘッド駆動装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。尚、図１に示したインクジェット装置３，７，１１
は同一の構成であるため、インクジェット装置３を例に
挙げて説明する。

【００３５】図５において、インクジェット装置３は、
プリントコントローラ３０とプリントエンジン４０とを
含んで構成されている。プリントエンジン４０は、記録
ヘッド４１、移動装置４２、及びキャリッジ機構４３を
備えている。ここで、移動装置４２は、カラーフィルタ
基板の製造に用いられるウェハＷ等の基板を載置する載
置台を移動させることにより副走査を行うものであり、
キャリッジ機構４３は、記録ヘッド４１を主走査させる
ものである。

【００３６】プリントコントローラ３０は、コンピュー
タ（図示せず）からの多値階調情報を含む画像データ
（記録情報）等を受信するインターフェース３１と、多
値階調情報を含む記録情報等の各種データを記憶するＤ
ＲＡＭからなる入力バッファ３２ａ及びイメージバッフ
ァ３２ｂ、並びにＳＲＡＭからなる出力バッファ３２ｃ
と、各種データ処理を行うためのプログラム等を記憶し
たＲＯＭ３３と、ＣＰＵ及びメモリ等を含んで構成され
る制御部３４と、発振回路３５と、記録ヘッド４１への
駆動信号ＣＯＭを発生させる駆動信号生成部３６と、ド
ットパターンデータに展開された印字データ及び駆動信
号をプリントエンジン４０に出力するためのインタフェ
ース３７とを備えている。上記制御部３４は、圧力発生
素子４８ａ各々の電気的容量のばらつきを示す値と、駆
動信号ＣＯＭを電気的容量に応じて可変させるための情
報（可変制御量）とを対応付けてテーブルとして記憶す
るテーブル記憶部３４ａを備える。この、テーブル記憶
部３４ａの詳細については後述する。尚、制御部３４及
び駆動威信号生成部３６は、本発明にいう制御手段に相
当するものである。また、プリントコントローラ３０及
び後述する電流検出回路４７ａは、本発明にいうヘッド
駆動装置に相当するものである。更に、制御部３４内に
設けられるテーブル記憶部３４ａは本発明にいう記憶手
段に相当するものである。

【００３７】次に、記録ヘッド４１の構成について説明
する。記録ヘッド４１は、プリントコントローラ３０か
ら出力される印字データ及び駆動信号ＣＯＭに基づい
て、所定のタイミングでインクジェットヘッドの各ノズ
ル開口４８ｃからインク滴を吐出させるものであり、複
数のノズル開口４８ｃ、これらのノズル開口４８ｃの各
々に連通する複数の圧力発生室４８ｂ、及びこれらの圧
力発生室４８ｂ内のインクをそれぞれ加圧して各ノズル
開口４８ｃからインク滴を吐出させる複数の圧力発生素
子４８ａが形成されている。尚、図５では図示を簡略化
しているが、インクジェットヘッド１８は、数百個程度
設けられている。

【００３８】また、記録ヘッド４１には、シフトレジス
タ４４、ラッチ回路４５、レベルシフタ４６、及びスイ
ッチ回路４７を備えるヘッド駆動回路４９が設けられて
いる。更に、記録ヘッド４１内に設けられる電流検出回
路４７ａは、圧力発生素子４８ａに駆動信号ＣＯＭを印
加したときに圧力発生素子４８ａ各々に流れる電流（こ
こでいう電流とは、充電電流及び放電電流の両方を含む
意味である）を検出するものである。この電流検出回路
４７ａ及び制御部３４を含む構成は、本発明にいう、圧
力発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する容量測
定手段に相当するものである。

【００３９】次に、以上説明した構成のインクジェット
装置がインク滴を吐出させるときの全体動作について説
明する。まず、プリントコントローラ３０においてドッ
トパターンデータに展開された記録データＳＩは、発振
回路３５からのクロック信号ＣＬＫに同期してインタフ
ェース３７を介して記録ヘッド４１のヘッド駆動回路４
９にシリアル出力され、記録ヘッド４１のシフトレジス
タ４４にシリアル転送され、順次セットされる。このと
き、まず、ノズルの記録データＳＩにおける最上位ビッ
トのデータがシリアル転送され、この最上位ビットのデ
ータのシリアル転送が終了したならば、上位から２番目
のビットのデータがシリアル転送される。以下同様に、
下位ビットのデータが順次シリアル転送される。

【００４０】上記ビットの記録データが全ノズル分、シ
フトレジスタ４４の各素子にセットされると、制御部３
４は所定のタイミングでラッチ回路４５へラッチ信号Ｌ
ＡＴを出力する。このラッチ信号ＬＡＴにより、ラッチ
回路４５はシフトレジスタ４４にセットされた記録デー
タをラッチする。このラッチ回路４５がラッチした記録
データは、電圧変換器であるレベルシフタ４６に印加さ
れる。このレベルシフタ４６は、記録データＳＩが例え
ば「１」の場合に、スイッチ回路４７が駆動可能な電圧
値、例えば、数十ボルトの電圧値を出力する。レベルシ
フタ４６から出力される信号がスイッチ回路４７に設け
られる各スイッチング素子に印加されることにより各ス
イッチング素子は接続状態になる。ここで、スイッチ回
路４７に設けられた各スイッチング素子には、駆動信号
生成部３６から出力される駆動信号ＣＯＭが供給されて
おり、スイッチ回路４７の各スイッチング素子が接続状
態になると、そのスイッチング素子に接続された圧力発
生素子４８ａに駆動信号ＣＯＭが印加される。尚、電流
検出回路４７ａは、圧力発生素子４８ａに駆動信号ＣＯ
Ｍが印加されたときの電流値を検出しており、その検出
値をインタフェース３７を介してプリントコントローラ
３０内の制御部３４に出力する。

【００４１】従って、記録ヘッド４１では、記録データ
ＳＩによって圧力発生素子４８ａに駆動信号ＣＯＭを印
加するか否かを制御することができる。例えば、記録デ
ータＳＩが「１」の期間においては、スイッチ回路４７
に設けられたスイッチング素子が接続状態となるので、
駆動信号ＣＯＭを圧力発生素子４８ａに供給することが
でき、この供給された駆動信号ＣＯＭにより圧力発生素
子４８ａが変位（変形）する。これに対して、記録デー
タＳＩが「０」の期間においてはスイッチ回路４７に設
けられたスイッチング素子が非接続状態になるため、圧
力発生素子４８ａへの駆動信号ＣＯＭの供給は遮断され
る。尚、記録データＳＩが「０」の期間において、各圧
力発生素子４８ａは直前の電荷を保持するので、直前の
変位状態が維持される。ここで、スイッチ回路４７に設
けられたスイッチング素子がオン状態になって駆動信号
ＣＯＭが圧力発生素子４８ａに印加されると、ノズル開
口４８ｃに連通する圧力発生室４８ｂが収縮して圧力発
生室４８ｂ内のインクが加圧されるので、圧力発生室４
８ｂ内のインクはインク滴としてノズル開口４８ｃから
吐出され、基板上にドットが形成される。以上の動作に
より、インクジェット装置からインク滴が吐出される。

【００４２】次に、本発明の特徴部分の１つである制御
部３４及び駆動信号生成部３６について説明する。図６
は、駆動信号生成部３６の構成を示すブロック図であ
る。図６に示した駆動信号生成部３６は、制御部３４内
に設けられているデータ記憶部に記憶された各種データ
に基づいて駆動信号ＣＯＭを生成する。図６に示すよう
に、駆動信号生成部３６は、制御部３４からの各種信号
を受け取って一時記憶するメモリ５０、メモリ５０の内
容を読み出して一時的に保持するラッチ５１、ラッチ５
１の出力ともう一つのラッチ５３の出力とを加算する加
算器５２、ラッチ５３の出力をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器５４、Ｄ／Ａ変換器５４によって変換され
たアナログ信号を駆動信号ＣＯＭの電圧まで増幅する電
圧増幅部５５、及び電圧増幅部５５で電圧増幅された駆
動信号ＣＯＭを電流増幅する電流増幅部５６を含んで構
成される。

【００４３】制御部３４から駆動信号生成部３６には、
クロック信号ＣＬＫ、データ信号ＤＡＴＡ、アドレス信
号ＡＤ１〜ＡＤ４、クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２、
リセット信号ＲＳＴ、及びフロアー信号ＦＬＲが供給さ
れている。クロック信号ＣＬＫは発振回路３５から出力
されるクロック信号ＣＬＫと同一周波数（例えば、１０
ＭＨｚ程度）の信号である。データ信号ＤＡＴＡは駆動
信号ＣＯＭの電圧変化量を示す信号である。アドレス信
号ＡＤ１〜ＡＤ４はデータ信号ＤＡＴＡを格納するアド
レスを指定する信号である。詳細は後述するが、駆動信
号ＣＯＭを生成するときには制御部３４から複数の電圧
変化量を示すデータ信号ＤＡＴＡが駆動信号生成部３６
に出力されるため、各々のデータ信号ＤＡＴＡを個別に
記憶するためにアドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４が必要にな
る。尚、図６に示した例では４ビットのアドレス信号Ａ
Ｄ１〜ＡＤ４があるため、最大で１６種類のデータ信号
ＤＡＴＡを記憶することができる。

【００４４】クロック信号ＣＬＫ１は、駆動信号ＣＯＭ
の電圧値を変化させるときの開始時点及び終了時点を規
定する信号である。クロック信号ＣＬＫ２は駆動信号生
成部３６の動作タイミングを規定する基準クロックに相
当する信号である。このクロック信号ＣＬＫ２の周波数
は、例えば１０ＭＨｚ程度である。リセット信号ＲＳＴ
は、ラッチ５１及びラッチ５３を初期化することによ
り、加算器５２の出力を「０」にするための信号であ
り、フローア信号ＦＬＲは駆動信号ＣＯＭの電圧値を変
化させるときに、ラッチ５３の下位８ビット（ラッチ５
３は１８ビット）をクリアするための信号である。

【００４５】次に、上記構成による駆動信号生成部３６
が生成する駆動信号ＣＯＭの波形の一例を説明する。図
７は、駆動信号生成部３６が生成する駆動信号の波形の
一例を示す図である。図７に示すように、駆動信号ＣＯ
Ｍの生成に先立って、制御部３４から駆動信号生成部３
６に電圧変化量を示すいくつかのデータ信号ＤＡＴＡ
と、そのデータ信号ＤＡＴＡのアドレスを示すアドレス
信号ＡＤ１〜ＡＤ４とがクロック信号ＣＬＫに同期して
出力される。データ信号ＤＡＴＡは、図８に示すよう
に、クロック信号ＣＬＫに同期してシリアル転送され
る。図８は、制御部３４から駆動信号生成部３６へデー
タ信号ＤＡＴＡ及びアドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４を転送
するタイミングを示すタイミングチャートである。

【００４６】図８に示すように、制御部３４から所定の
電圧変化量を示すデータＤＡＴＡを転送する場合には、
まず、クロック信号ＣＬＫに同期して複数ビットのデー
タ信号ＤＡＴＡを出力する。次に、このデータ信号ＤＡ
ＴＡを格納するアドレスをイネーブル信号ＥＮに同期し
てアドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４として出力する。図６に
示したメモリ５０は、イネーブル信号ＥＮが出力された
タイミングでアドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４を読み取り、
受け取ったデータ信号ＤＡＴＡをアドレス信号ＡＤ１〜
ＡＤ４で示されるアドレスに書き込む。アドレス信号Ａ
Ｄ１〜ＡＤ４は４ビットの信号であるため、最大１６種
類の電圧変化量を示すデータ信号ＤＡＴＡをメモリ５０
に記憶することができる。

【００４７】尚、データ信号ＤＡＴＡの最上位のビット
は符号として用いられている。以上説明した処理が行わ
れて、データ信号ＡＤＡＴＡがアドレス信号ＡＤ１〜Ａ
Ｄ４で指定されたメモリ５０のアドレスに記憶される。
また、ここではアドレスＡ，Ｂ，Ｃにデータ信号が記憶
されたとする。更に、リセット信号ＲＳＴ及びフロアー
信号ＦＬＲが入力されて、ラッチ５１，５３は初期化さ
れているものとする。

【００４８】各アドレスＡ，Ｂ，…への電圧変化量の設
定が終了した後、図７に示すように、アドレス信号ＡＤ
１〜ＡＤ４によってアドレスＢが指定されたとすると、
最初のクロック信号ＣＬＫ１により、このアドレスＢに
対応した電圧変化量がラッチ５１により保持される。こ
の状態で、次にクロック信号ＣＬＫ２が入力されると、
ラッチ５３の出力とラッチ５１の出力とを加算した値が
ラッチ５３に保持される。一旦、ラッチ５１によって電
圧変化量が保持されると、その後、クロック信号ＣＬＫ
２が入力される度に、ラッチ５３の出力は電圧変化量に
従って増減する。メモリ５０のアドレスＢに格納された
電圧変化量ΔＶ１とクロック信号ＣＬＫ２の周期ΔＴに
より駆動波形のスルーレートが決まる。尚、増加か減少
かは、各アドレスに格納されたデータの符号により決定
される。

【００４９】図７に示した例では、アドレスＡには、電
圧変化量として値０、即ち電圧を維持する場合の値が格
納されている。従って、クロック信号ＣＬＫ１によりア
ドレスＡが有効となると、駆動信号ＣＯＭの波形は増減
のないフラットな状態に保たれる。また、アドレスＣに
は、駆動波形のスルーレートを決定するために、クロッ
ク信号ＣＬＫ２の１周期当たりの電圧変化量ΔＶ２が格
納されている。従って、クロック信号ＣＬＫ１によりア
ドレスＣが有効になった後は、この電圧ΔＶ２ずつ電圧
が低下していくことになる。このように制御部３４から
駆動信号生成部３６へ、アドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４と
クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２とを出力するだけで、
駆動信号ＣＯＭの波形を自由に制御できる。

【００５０】〔インクジェットヘッドの具体的構成〕上
述した説明では簡略化した構成のインクジェットヘッド
１８を示して説明したが、以下ではインクジェットヘッ
ド１８の具体的構成について説明する。図９は、インク
ジェットヘッド１８の機械的断面構造の一例を示す図で
ある。図９において、第１の蓋部材７０は、厚さが６μ
ｍ程度のジルコニア（ＺｒＯ）の薄板から構成されてお
り、その表面には一方の極となる共通電極７１が形成さ
れている。また、共通電極７１の表面には後述するよう
にＰＺＴ等からなる圧力発生素子４８ａが固定され、更
に、圧力発生素子４８ａの表面にＡｕ等の比較的柔軟な
金属の層からなる駆動電極７２が形成されている。

【００５１】圧力発生素子４８ａは第１の蓋部材７０と
ともに、撓み振動型のアクチュエータを構成しており、
圧力発生素子４８ａが充電されると収縮して圧力発生室
４８ｂの体積を縮める変形を行い、圧力発生素子４８ａ
が放電されると伸長して圧力発生室４８ｂの体積を元に
拡げる方向に変形するようになっている。スペーサ７３
は、厚みが例えば１００μｍ程度のジルコニア等のセラ
ミック板に通孔を形成したものである。スペーサ７３が
第１の蓋部材７０と後述する第２の蓋部材７４とにより
両面が封止されることによって圧力発生室４８ｂが形成
される。

【００５２】第２の蓋部材７４は、第１の蓋部材７０と
同様にジルコニア等のセラミック板により形成されてい
る。この、第２の蓋部材７４は、圧力発生室４８ｂと後
述するインク供給口７５とを接続する連通孔７６と、圧
力発生室４８ｂの他端とノズル開口４８ｃとを接続する
ノズル連通孔７７とが形成され、スペーサ７３の他面に
固定されている。以上説明した第１の蓋部材７０、スペ
ーサ７３、及び第２の蓋部材７４は粘度状のセラミック
ス材料を所定の形状に成形し、それを積層して焼成する
ことにより、接着剤を使用することなくアクチュエータ
ユニット８６に纏められている。

【００５３】インク供給口形成基板７８は、上述したイ
ンク供給口７５と連通孔７９とが形成されており、アク
チュエータユニット８６の固定基板を兼ねるものであ
る。インク室形成基板８０は、インク室となる通孔とイ
ンク供給口形成基板７８に形成された連通孔７９と接続
される連通孔８１とが形成されている。ノズルプレート
８２には、インクを吐出するためのノズル開口４８ｃが
形成されている。これらのインク供給口形成基板７８、
インク室形成基板８０、及びノズルプレート８２は、各
々の間に熱溶着フィルムや接着剤等の接着層８３，８４
により固定されて流路ユニット８７に纏められている。
この流路ユニット８７と前述したアクチュエータユニッ
ト８６とは、熱溶着フィルムや接着剤等の接着層８５に
より固定されてインクジェットヘッド１８が構成されて
いる。

【００５４】以上の構成のインクジェットヘッド１８に
おいて、圧力発生素子４８ａを放電すると、圧力発生室
４８ｂが膨張し、圧力発生室４８ｂ内の圧力が低下して
インク室４８ｄから圧力発生室４８ｂ内にインクが流入
する。これに対して、圧力発生素子４８ａを充電する
と、圧力発生室４８ｂが縮小し、圧力発生室４８ｂ内の
圧力が上昇して圧力発生室４８ｂ内のインクがインク滴
としてノズル開口４８ｃを介して外部に吐出される。

【００５５】図１０は、図９に示す構成のインクジェッ
トヘッドに供給される駆動信号ＣＯＭの波形を示す図で
ある。図１０において、圧力発生素子４８ａを作動させ
るための駆動信号ＣＯＭは、中間電位ＶＣを時刻ｔ１１
まで所定時間だけ維持した後（ホールドパルスＰ１）、
時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間Ｔ２１の間に最低
電位ＶＢまで一定の勾配で電圧値を下降する（放電パル
スＰ２）。この期間Ｔ２１では、図９に示した処理が行
われ、単位時間当たりの駆動電圧ＣＯＭの電圧値の変化
率に応じた分周率で分周されたクロック信号ＣＬＫ２が
制御部３４から駆動信号生成部３６に供給されて駆動信
号が生成される。

【００５６】この最低電位ＶＢを時刻ｔ１２から時刻ｔ
１３までの期間Ｔ２２の間維持した後（ホールドパルス
Ｐ３）、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間Ｔ２３の
間にヘッド駆動電圧ＶＨまで一定の勾配で上昇させ（充
電パルスＰ４）、このヘッド駆動電圧ＶＨを時刻ｔ１５
まで所定時間だけ保持し（ホールドパルスＰ５）、しか
る後に、時刻ｔ１６までの期間Ｔ２５の間に中間電位Ｖ
Ｃまで再び下降させる（放電パルスＰ６）。

【００５７】このような駆動信号ＣＯＭを図９に示した
インクジェットヘッドに印加すると、先に印加された充
電パルスでインク滴を吐出した後のインクのメニスカス
は、ホールドパルスＰ１が印加されている間、インク表
面張力により所定の周期の振動でノズル開口４８ｃを中
心とする振動を引き起し、この時間の経過に伴って、メ
ニスカスは振動を減衰させながら、やがて静止した状態
となる。次に、放電パルスＰ２を印加すると、圧力発生
素子４８ａは圧力発生室４８ｂの容積を膨張させる方向
に撓み、圧力発生室４８ｂに負圧が生じる。その結果、
メニスカスはノズル開口４８ｃの内部に向かう動きを引
き起し、メニスカスはノズル開口４８ｃの内部に引き込
まれる。

【００５８】そして、ホールドパルスＰ３が印加されて
いる間、この状態が保持された後、充電パルスＰ４が印
加されると、圧力発生室４８ｂに正圧が発生し、メニス
カスはノズル開口４８ｃから押し出され、インク滴が吐
出される。しかる後に、放電パルスＰ６を印加すると、
圧力発生素子４８ａは圧力発生室４８ｂの容積を膨張さ
せる方向に撓み、圧力発生室４８ｂに負圧が生じる。そ
の結果として、メニスカスはノズル開口４８ｃの内部に
向かう動きを引き起こす。そして、インクの表面張力に
より所定の周期の振動でノズル開口４８ｃを中心とする
振動を引き起した後、時間の経過に伴って、メニスカス
は振動を減衰させながら、再び、静止した状態に戻る。

【００５９】〔インクジェットヘッドの他の具体的構
成〕図１１は、インクジェットヘッド１８の機械的断面
構造の他の例を示す図である。尚、図１１においては、
伸縮振動する圧電振動子を圧力発生素子として用いた記
録ヘッド４１の機械的断面構造の一例を示してある。図
１１に示したインクジェットヘッド１８において、９０
はノズルプレートであり、９１は流路形成板である。ノ
ズルプレート９０にはノズル開口４８ｃが形成されてお
り、流路形成板９１には、圧力発生室４８ｂを区画する
通孔、圧力発生室４８ｂに両側で連通する２つのインク
供給口９２を区画する通孔又は溝、及びこれらのインク
供給口９２にそれぞれ連通する２つの共通のインク室４
８ｄを区画する通孔が形成されている。

【００６０】振動板９３は、弾性変形可能な薄板から構
成され、ピエゾ素子等の圧力発生素子４８ａの先端に当
接し、流路形成板９１を挟んでノズルプレート９０と液
密に一体に固定され、流路ユニット９４を構成してい
る。基台９５には、圧力発生素子４８ａを振動可能に収
容する収容室９６と、流路ユニット９４を支持する開口
９７とが構成され、圧力発生素子４８ａの先端を開口９
７から露出させた状態で圧力発生素子４８ａを固定基板
９８で固定している。また、基台９５は、振動板９３の
アイランド部９３ａを圧力発生素子４８ａに当接させた
状態で、流路ユニット９４を開口９７に固定してインク
ジェットヘッドを纏めている。

【００６１】図１２は、図１１に示す構成のインクジェ
ットヘッドに供給される駆動信号ＣＯＭの波形を示す図
である。図１２において、圧力発生素子４８ａを作動さ
せるための駆動信号ＣＯＭは、その電圧値が中間電位Ｖ
Ｃからスタートした後（ホールドパルスＰ１１）、時刻
ｔ２１から時刻ｔ２２までの間の期間Ｔ３１でヘッド駆
動電圧ＶＨまで一定の勾配で上昇する（充電パルスＰ１
２）。この期間Ｔ３１では、図９に示した処理が行わ
れ、単位時間当たりの駆動電圧ＣＯＭの電圧値の変化率
に応じた分周率で分周されたクロック信号ＣＬＫ２が制
御部３４から駆動信号生成部３６に供給されて駆動信号
が生成される。

【００６２】このヘッド駆動電圧ＶＨを時刻ｔ２２から
時刻ｔ２３までの期間Ｔ３２の間維持した後（ホールド
パルスＰ１３）、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間
Ｔ３３の間に最低電位ＶＢまで一定の勾配で下降した後
（放電パルスＰ１４）、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５まで
の期間Ｔ３４の間、最低電位ＶＢを所定時間だけ維持す
る（ホールドパルスＰ１５）。そして、時刻ｔ２５から
時刻ｔ２６までに電圧値は中間電位ＶＣまで一定の勾配
で上昇する（充電パルスＰ１６）。

【００６３】このように構成した記録ヘッド４１におい
て、駆動信号ＣＯＭに含まれる充電パルスＰ１２が圧力
発生素子４８ａに印加されると、圧力発生素子４８ａは
圧力発生室４８ｂの容積を膨張させる方に撓み、圧力発
生室４８ｂ内に負圧を発生させる。その結果、メニスカ
スはノズル開口４８ｃ内に引き込まれる。次に、放電パ
ルスＰ１４を印加すると、圧力発生素子４８ａは圧力発
生室４８ｂの容積を収縮させる方向に撓み、圧力発生室
４８ｂに正圧が生じる。その結果、ノズル開口４８ｃか
らインク滴が吐出される。そして、ホールドパルスＰ１
５が印加された後、充電パルスＰ１６を印加して、メニ
スカスの振動を抑える。

【００６４】〔ヘッド駆動装置〕図７を用いて説明した
動作が駆動信号ＣＯＭの波形を制御する基本的な動作で
あるが、同一波形の駆動信号（ヘッド駆動電圧ＶＨ、最
低電位ＶＢ、中間電位ＶＣが同一で且つ、波形の立ち上
がり期間及び立ち下がり期間が同一の波形の駆動信号）
を印加した場合に、各圧力発生素子４８ａの電気的容量
のばらつきに起因して一度に吐出されるインク滴の吐出
量（インク滴の重量）が異なる。このばらつきを高い精
度をもって解消するために、本実施形態では、制御部３
４が駆動信号ＣＯＭを圧力発生素子４８ａに印加したと
きに圧力発生素子４８ａに流れる電流を検出して圧力発
生素子４８ａの電気的容量を示す値（例えば、電流値）
を求め、この電気的容量を示す値に基づいて、各圧力発
生素子４８ａに印加する駆動信号ＣＯＭの波形を可変さ
せる制御を行っている。以下、この点について詳細に説
明する。

【００６５】圧力発生素子４８ａが例えばピエゾ素子か
ら構成されている場合には、圧力発生素子４８ａを電気
的にコンデンサと等価なものとして扱うことができる。
いま、圧力発生素子４８ａの電気的容量をＣ、圧力発生
素子４８ａに印加する電圧値をＶとすると、圧力発生素
子４８ａに蓄積される電荷の量又は圧力発生素子４８ａ
から放出される電荷の量Ｑは、以下の（１）式で表され
る。Ｑ＝Ｃ・Ｖ ……（１）

【００６６】尚、圧力発生素子４８ａがピエゾ素子から
構成されている場合、駆動信号ＣＯＭを印加してピエゾ
素子を変形させると、厳密にはその変形量に応じて電気
的容量も変化するが、ここでは、ピエゾ素子の変形によ
る電気的容量の変化が無視できる程小さいとする。ここ
で、圧力発生素子４８ａに流れる電流の値をＩとする
と、Ｉ＝ｄＱ／ｄｔであるため、上記（１）式を用いて
ピエゾ素子に流れる電流の値Ｉは、以下の（２）式で表
すことができる。Ｉ＝Ｃ・（ｄＶ／ｄｔ） ……（２）上記（２）式を変形することにより、ピエゾ素子の電気
的容量Ｃは以下の（３）式から求められる。Ｃ＝Ｉ／（ｄＶ／ｄｔ） ……（３）

【００６７】ここで、上記（３）式右辺のｄＶ／ｄｔ
は、圧力発生素子４８ａに印加する駆動信号ＣＯＭの電
圧値の単位時間当たりの変化量、つまり、例えば図１２
中の期間Ｔ３１若しくは期間Ｔ３５の駆動信号ＣＯＭの
傾き（充電パルスＰ１２若しくは充電パルスＰ１６の傾
き）又は期間期間Ｔ３３の駆動信号ＣＯＭの傾き（放電
パルスＰ１４の傾き）である。駆動信号ＣＯＭは制御部
３４が駆動信号生成部３６に対してデータ信号ＤＡＴＡ
及びクロック信号ＣＬＫ１等を出力することにより生成
されるため、制御部３４はデータ信号ＤＡＴＡ及びクロ
ック信号ＣＬＫ１等から駆動信号ＣＯＭの電圧値の単位
時間当たりの変化量を求めることができる。従って、既
知の駆動信号ＣＯＭを圧力発生素子４８ａに印加したと
きに圧力発生素子４８ａに流れる電流の値を検出すれ
ば、圧力発生素子４８ａ各々の電気的容量を求めること
ができる。

【００６８】このために、本実施形態では、記録ヘッド
４１内に圧力発生素子４８ａに流れる電流を検出する電
流検出回路４７ａを設けている。図１３は、駆動電圧Ｃ
ＯＭを印加したときに電流検出回路４７ａで検出される
電流の一例を示す図である。尚、図１３に示した例は、
図１１に示した圧力発生素子４８ａに対して図１２に示
した駆動信号ＣＯＭを印加したときに、圧力発生素子４
８ａに流れる電流Ｉの絶対値を示す図である。図１３に
示した例では、充電パルスＰ１２が圧力発生素子４８ａ
に印加されている期間Ｔ３１においては、圧力発生素子
４８ａに流れる電流（充電電流）の値はＩ_c1である。ま
た、放電パルスＰ１４が印加されている期間Ｔ３３にお
いては、値がＩ_dの電流（放電電流）が流れ、充電パル
スＰ１６が印加されている期間Ｔ２６においては、圧力
発生素子４８ａに値がＩ_c2の電流（充電電流）が流れ
る。尚、ホールドパルスＰ１１，Ｐ１３，Ｐ１５が印加
されている期間においては、圧力発生素子４８ａに電流
は流れない。

【００６９】図１３に示した駆動信号ＣＯＭを圧力発生
素子４８ａに印加して、図１３に示した電流の検出結果
が得られた場合には、制御部３４は、期間Ｔ３１におけ
る充電パルスＰ１２の傾きと検出された電流の絶対値Ｉ
_c1、期間Ｔ３３における放電パルスＰ１４の傾きと検出
された電流の絶対値Ｉ_d、又は期間Ｔ３５における充電
パルスＰ１６の傾きと検出された電流の絶対値Ｉ_c2から
前述した（３）式を用いて圧力発生素子４８ａの電気的
容量を求める。尚、電流の検出誤差を考慮すると、期間
Ｔ３１，Ｔ３３，Ｔ３５の駆動信号ＣＯＭの傾き各々と
電流の検出結果各々とを用いて圧力発生素子４８ａの電
気的容量を求めることが好ましいが、何れか１つのみを
用いても良い。

【００７０】尚、以上の手順を踏めば各圧力発生素子４
８ａの電気的容量を求めることができるが、圧力発生素
子４８ａの電気的容量そのものを測定するのではなく、
電気的容量の大小を知ることができる値（電気的容量を
示す値）を求めるようにしても良い。例えば、上記
（３）式から電気的容量は圧力発生素子４８ａに流れる
電流の値と圧力発生素子４８ａに印加する駆動信号ＣＯ
Ｍの電圧値の単位時間当たりの変化量とから求められ
る。よって、常時同一の波形の駆動信号ＣＯＭを圧力発
生素子４８ａに印加して圧力発生素子４８ａの電気的容
量を測定する状況においては、電流検出回路４７ａの検
出結果をもって、各圧力発生素子４８ａの電気的容量の
大小関係を求めることができる。

【００７１】〔ヘッド駆動方法〕以上、圧力発生素子４
８ａの電気的容量又は電気的容量に関連した電流値（電
気的容量を示す値）を求める方法について説明したが、
本実施形態では以下の方法で各圧力発生素子４８ａの電
気的容量を示す値とインク滴の吐出量（インク滴の重
量）との関係を求めている。図１４は、各圧力発生素子
４８ａの電気的容量を示す値とインク滴の吐出量との関
係を求める方法を示すフローチャートである。

【００７２】まず、記録ヘッド４１に設けられている各
圧力発生素子４８ａに対して順次同一の波形の駆動信号
ＣＯＭ（以下、この駆動信号ＣＯＭを基準駆動信号とい
う）を供給し、各圧力発生素子４８ａ各々に流れる電流
をそれぞれ電流検出回路４７ａで検出する（ステップＳ
１０）。そして、この検出値を制御部３４内に設けられ
ているテーブル記憶部３４ａに例えば圧力発生素子４８
ａの並び順で記憶させる。

【００７３】次に、基準駆動信号を各圧力発生素子４８
ａに印加して、各インクジェットヘッドから吐出される
インク滴の吐出量（インク滴の重量）を測定する（ステ
ップＳ１１）。インク滴の吐出量の測定結果と先に電流
検出回路４７ａで検出した検出結果とを対応付けること
で、圧力発生素子４８ａの電気的容量を示す値とインク
滴の吐出量との対応関係が得られる（ステップＳ１
２）。各圧力発生素子４８ａに同一の波形の駆動信号Ｃ
ＯＭを印加しても、圧力発生素子４８ａの電気的容量の
ばらつき等によってインク滴の吐出量がばらつくことに
なる。

【００７４】制御部３４はデータ信号ＤＡＴＡ及びクロ
ック信号ＣＬＫ１等の値を種々に設定して駆動信号生成
部３６に出力し、例えば駆動信号のヘッド駆動電圧Ｖ
Ｈ、中間電位ＶＣ（例えば、図１２参照）、又は駆動信
号ＣＯＭの充電時間Ｔｃ（例えば、図１２中の期間３
１）若しくは放電時間Ｔｄ（例えば、図１２中の期間３
３）を変えた駆動信号ＣＯＭを生成し、各圧力発生素子
４８ａに印加してインク滴の吐出量を測定する（ステッ
プＳ１３：このステップは、本発明にいう重量測定ステ
ップに相当する）。以上のステップを行うことにより、
駆動信号ＣＯＭの駆動信号のヘッド駆動電圧ＶＨ、中間
電位ＶＣ、又は駆動信号ＣＯＭの充電時間Ｔｃ若しくは
放電時間Ｔｄ等を変えたときに圧力発生素子４８ａ各々
から吐出されるインク滴の吐出量が求められる。

【００７５】次に、各インクジェットヘッドから一定量
のインク滴（例えば、１０ｎｇ）が吐出されるときに、
圧力発生素子４８ａ各々に印加した駆動信号ＣＯＭのヘ
ッド駆動電圧ＶＨ、中間電位ＶＣ、又は駆動信号ＣＯＭ
の充電時間Ｔｃ若しくは放電時間Ｔｄ等の値を求め（ス
テップＳ１４）、これらの値をヘッドの並び順でテーブ
ル記憶部３４ａに記憶されている電流値と対応付けて記
憶させる。その後、電流値の順で記憶内容をソートする
ことにより、圧力発生素子４８ａの電気的容量を示す値
と、ある電気的容量を有する圧力発生素子４８ａから所
定量（例えば、１０ｎｇ）のインク滴を吐出させるため
に必要な駆動信号ＣＯＭの可変量（可変制御量）とを対
応付けたテーブルを得ることができる（ステップＳ１
５）。尚、以上のステップは、本発明にいうテーブル作
成ステップに相当する。尚、以上の処理では不規則に電
流値と駆動信号ＣＯＭの可変量との対応関係が求められ
るが、駆動信号ＣＯＭに対して線形補間を行い、ある一
定間隔毎の電流値に対応したテーブルを作成することが
好ましい。

【００７６】図１５は、圧力発生素子の電気的容量を示
す値と駆動信号ＣＯＭの可変量とを対応付けたテーブル
の内容の一例を示す図表である。図１５に示した例で
は、９．０［ｍＡ］から１１．０［ｍＡ］までの範囲で
０．１［ｍＡ］刻みの電流値に駆動信号ＣＯＭの可変量
が対応付けられている。尚、図１５中の電流値は基準駆
動信号を印加したときに圧力発生素子４８ａに流れる電
流値である。この図においては、例えば、駆動信号のヘ
ッド駆動電圧ＶＨが２０．０［Ｖ］に設定され、中間電
位がヘッド駆動電圧ＶＨの３５％に設定され、且つ充電
時間Ｔｃ（放電時間Ｔｄ）が４［μｓｅｃ］に設定され
た駆動信号ＣＯＭが印加したときに圧力発生素子４８ａ
に１０．０［ｍＡ］の電流が流れる場合を基準にしてい
る。

【００７７】図１５中の電流値は圧力発生素子４８ａの
電気的容量を示す値であり、圧力発生素子４８ａの電気
的容量が大きいと前述した（３）式から圧力発生素子４
８ａに流れる電流値も大きくなり、インク滴の吐出量は
増大する。逆に、圧力発生素子４８ａの電気的容量が小
さいと圧力発生素子４８ａに流れる電流値も小さくなる
ためインク滴の吐出量は減少する。従って、基準駆動信
号を圧力発生素子４８ａ各々に印加したときに検出され
る電流値が、例えば１０［ｍＡ］よりも小さいときに
は、より多くの電流が流れるような駆動信号ＣＯＭをそ
の圧力発生素子４８ａに与え、逆に１０［ｍＡ］よりも
大きいときには、より少ない電流が流れるような駆動信
号ＣＯＭをその圧力発生素子４８ａに与えれば、圧力発
生素子４８ａ間の電気的容量のばらつきに起因するイン
ク滴の吐出量のばらつきを補正することができる。

【００７８】例えば、図１１に示した圧力発生素子４８
ａの電気的容量に応じて圧力発生素子４８ａに流れる電
流を可変させるためには、図１５に示したように、駆動
信号ＣＯＭのヘッド駆動電圧ＶＨを変化させる方法、中
間電位ＶＣを変化させる方法、並びに充電時間Ｔｃ及び
放電時間Ｔｄを変化させる方法がある。圧力発生素子４
８ａの電気的容量に応じて駆動信号ＣＯＭのヘッド駆動
電圧ＶＨを変化させる場合には、電気的容量がより大き
いときにはヘッド駆動電圧ＶＨをより小さくし、逆に電
気的容量がより小さいときにはヘッド駆動電圧ＶＨをよ
り大きくする必要がある。同様に、圧力発生素子４８ａ
の電気的容量に応じて駆動信号ＣＯＭの中間電位ＶＣを
変化させる場合には、電気的容量がより大きいときには
中間電位Ｖｃをより小さくし、逆に電気的容量がより小
さいときには中間電位Ｖｃをより大きくする必要があ
る。

【００７９】また、圧力発生素子４８ａの電気的容量に
応じて駆動信号ＣＯＭの充電時間Ｔｃ及び放電時間Ｔｄ
を変化させる場合には、電気的容量がより大きいときに
は充電時間Ｔｃ及び放電時間Ｔｄをより短くし、逆に電
気的容量がより小さいときには充電時間Ｔｃ及び放電時
間Ｔｄをより長くする必要がある。尚、駆動信号ＣＯＭ
の波形を可変させる場合には、ヘッド駆動電圧ＶＨ、中
間電位ＶＣ、又は駆動信号ＣＯＭの充電時間Ｔｃ若しく
は放電時間Ｔｄ等を個別に可変しても良く、これらの複
数を組み合わせて可変させても良い。

【００８０】次に、図１５に示したテーブルを用いて各
インクジェットヘッドから吐出されるインク滴の吐出量
を調整する方法について説明する。尚、以下の説明で
は、簡単化のために駆動信号ＣＯＭのヘッド駆動電圧Ｖ
Ｈを可変させてインク滴の吐出量を調整する場合を例に
挙げて説明する。インク滴を吐出させる前に、制御部３
４は、基準駆動信号のためのデータ信号ＤＡＴＡ及びク
ロック信号ＣＬＫ１等の信号を駆動信号生成部３６へ出
力し、基準駆動信号を駆動信号生成部３６に生成させ、
順次各インクジェットヘッドに設けられる圧力発生素子
４８ａに印加する。

【００８１】電流検出回路４７ａは各圧力発生素子４８
ａに基準駆動信号を印加したときに圧力発生素子４８ａ
各々に流れる電流を検出し、インタフェース回路３７を
介して制御部３４に出力する。以上の処理により得られ
る検出結果から制御部３４は、各圧力発生素子４８ａの
電気的容量を示す値（各圧力発生素子４８ａに流れる電
流値）を得る（ステップＳ１６）。尚、この処理は、本
発明にいう容量測定ステップに相当する。各圧力発生素
子４８ａの電気的容量を示す電流値が求められると、制
御部３４はインクジェットヘッドの並びに従ってこの電
流値を制御部３４内の図示しないメモリに記憶させる。

【００８２】以上の処理が終わり、例えばカラーフィル
タ基板の製造を行うためにインク滴を吐出させる場合に
は、インク滴を吐出させるインクジェットヘッドの電気
的容量を示す電流値をメモリから読み出し、この電流値
に対応しテーブル記憶部３４ａ内のテーブルに記憶され
ているヘッド駆動電圧ＶＨを読み出す。例えば、インク
滴を吐出させるインクヘットヘッドに対応して記憶され
ている電流値が９．６［ｍＡ］であれば、テーブルから
ヘッド駆動電圧２０．８［Ｖ］を読み出す。そして、読
み出したヘッド駆動電圧ＶＨを充電期間Ｔｃ（図１５に
示した例では４μｓｅｃ）に含まれるクロックの数で除
算するとともに、ヘッド駆動電圧ＶＨを放電期間Ｔｄ
（図１５に示した例では４μｓｅｃ）に含まれるクロッ
クの数で除算し、これらの値をデータ信号ＤＡＴＡとし
て駆動信号生成部３６に出力する。

【００８３】駆動信号生成部３６は、制御部３４から出
力されるデータ信号ＤＡＴＡ等に基づいてヘッド駆動電
圧ＶＨが２０．８［Ｖ］である駆動信号ＣＯＭを生成
し、スイッチ回路４７に出力し、スイッチ回路４７を介
してインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの圧力
発生素子４８ａに印加され、吐出量が調整されたインク
滴が吐出される（ステップＳ１７）。以上のステップ
は、本発明にいう制御ステップに相当する。以上説明し
た処理を各インクジェットヘッド毎に繰り返すことによ
って、各インジェットヘッドから吐出されるインク滴の
重量を高い精度をもって均一化することができる。

【００８４】尚、以上の動作はヘッド駆動電圧ＶＨを圧
力発生素子４８ａの電気的容量を示す電流値に応じて可
変させた駆動信号ＣＯＭを生成する場合について説明し
たが、中間電位ＶＣ又は充電時間Ｔｃ若しくは放電時間
Ｔｄを可変させた駆動信号ＣＯＭを生成する場合も同様
の同様の処理を行って駆動信号ＣＯＭを可変させること
ができる。また、インク滴の吐出重量を可変させるため
には、ヘッド駆動電圧ＶＨ、中間電位ＶＣ、並びに充電
時間Ｔｃ及び放電時間Ｔｄの内少なくとも２つを可変さ
せた駆動信号ＣＯＭを生成しても良い。また、定期的
（例えば、一日に一度、一週間に一度）にインクジェッ
トヘッドに設けられる圧力発生素子４８ａの電気的容量
を示す電流値の検出を行って、制御部３４の図示せぬメ
モリに記憶されている電流値を更新すれば、圧力発生素
子４８ａの電気的容量が経時変化した場合であっても常
時一定の量のインク滴を吐出させることができる。ま
た、上記実施形態では、図１１に示した圧力発生素子４
８ａに印加する駆動信号ＣＯＭを可変させる場合を例に
挙げて説明したが、図９に示した圧力発生素子４８ａに
対しても同様の方法で圧力発生素子４８ａの電気的容量
に応じて駆動信号ＣＯＭを可変制御することができる。

【００８５】以上説明した本実施形態によるヘッド駆動
方法については、その方法を実現するためのプログラム
の全体又はその一部をコンピュータが読み取ることので
きるフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、
ＣＤーＲＷ、ＤＶＤ（登録商標）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ
−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、光磁気ディスク、ストリー
マ、ハードディスク、メモリ、その他の記録媒体に格納
しておけば、この記録媒体に格納されているプログラム
をコンピュータによって読み取ることにより、コンピュ
ータからの制御によって本実施形態を実施することもで
きる。

【００８６】以上説明したように、本実施形態のヘッド
駆動装置及び方法によれば、インクジェットヘッド各々
に設けられている圧力発生素子４８ａの電気的容量その
もの又は電気的容量を間接的に示す電流値を検出し、各
圧力発生素子４８ａのばらつきに応じて圧力発生素子４
８ａ各々に印加する駆動信号ＣＯＭを可変制御してい
る。このため、圧力発生素子４８ａの電気的容量のばら
つきに起因するインク滴の吐出量のばらつきを高い精度
をもって均一化することができる。また、圧力発生素子
４８ａの電気的容量そのもの又は電気的容量を間接的に
示す電流値は必要とするときにいつでも検出することが
できるため、経年変化による電気的容量のばらつきが生
じた場合であっても、迅速且つ高い精度をもって各イン
クジェットヘッドから吐出されるインク滴の重量を一定
にすることができる。

【００８７】このように、本実施形態のヘッド駆動装置
及び方法では、各インクジェットヘッドから吐出される
インク滴の重量を高い精度をもって均一化することがで
きるため、このヘッド駆動装置が備えられるインクジェ
ット装置又はヘッド駆動方法を用いるデバイス製造方法
では、液晶表示装置に設けられるカラーフィルタ基板、
有機ＥＬディスプレイ、マイクロレンズアレイ等の各種
デバイスを高い精度をもって製造することができる。そ
の結果、例えば本実施形態のヘッド駆動装置及び方法を
用いて製造されたカラーフィルタ基板を備える液晶表示
装置は、濃度むらやバンディングが低減され、色再現性
が格段に向上する。更に、本実施形態のヘッド駆動装置
及び方法をプリンタに適用すれば、プリンタをより高精
細化することができる。

【００８８】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲
内で自由に構成の変更が可能である。例えば、上記実施
形態では、上記実施形態では、図１に示したように、赤
（Ｒ）のインク滴を着弾させるインクジェット装置３、
緑（Ｇ）のインク滴を着弾させるインクジェット装置
７、及び青（Ｂ）のインク滴を着弾させるインクジェッ
ト装置１１が個別に設けられており、各インクジェット
装置３，７，１１に設けられるインクジェットヘッド１
８からは単色のインク滴が吐出されるデバイス製造装置
を例に挙げて説明した。

【００８９】しかしながら、本発明は赤のインク滴を吐
出するインジェットヘッド、緑のインク滴を吐出するイ
ンジェットヘッド、及び青のインク滴を吐出するインジ
ェットヘッドが全て一体化されているインクジェットヘ
ッドにも適用することができる。また、例えば、本装置
のインクジェットパターニング技術に金属材料や絶縁材
料を供すれば、金属配線や絶縁膜等のダイレクトな微細
パターニングが可能となり、新規な高機能デバイスの作
製にも応用できることとなる。

【００９０】更に、本実施形態のインクジェット装置を
備えるデバイス製造装置は、最初にＲ（赤色）のパター
ン形成を行い、続いてＧ（緑色）のパターン形成、そし
て最後にＢ（青色）のパターン形成を行うものとした
が、これに限らず、必要に応じてその他の順番でパター
ン形成するものとしても良い。また、上記実施形態で
は、粘性体として高粘度のインクを例に挙げて説明した
が、本発明はインクの吐出のみに限定される訳ではな
く、粘性を有する液体、樹脂一般を吐出する場合に適用
することができる。また、上記形態では、インクジェッ
トヘッドに設けられる圧力発生素子として圧電振動子を
用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明は、熱によ
り圧力発生室内に圧力を発生させるインクジェットヘッ
ドを備えるインクジェット装置等にも適用することがで
きる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力発生素子各々の電気的容量を測定し、この測定結果
に基づいて各ノズル開口から吐出される液状体の重量が
一定となる駆動信号を圧力発生素子に印加しているた
め、ヘッドに設けられる圧力発生素子の電気的容量のば
らつきに起因する液状体の吐出量のばらつきを高い精度
で均一化することができるという効果がある。また、本
発明によれば、駆動信号の電圧値及び電圧値の単位時間
当たりの変化量の少なくとも一方を可変させることによ
り駆動信号を可変制御しているため、大幅な装置構成の
変更を必要とせずに圧力発生素子の電気的容量のばらつ
きに起因する液状体の吐出量のばらつきを均一化するこ
とができるという効果がある。このように、この発明の
実現のためには従来装置の構成を殆ど用いることができ
るため従来装置をそのまま転用することで、資源の有効
利用を図ることができるという効果も得られる。また、
本発明によれば、圧力発生素子の電気的容量のばらつき
を示す値と、ばらつきを示す値に応じた前記駆動信号の
可変制御量とを対応付けて予めテーブルとして持ってお
り、液状体を吐出させるときに容量測定手段の測定結果
に応じてテーブルから必要な可変制御量を読み出して駆
動信号を生成しているため、圧力発生素子の電気的容量
が種々の値であったとしても、装置構成を全く変えずに
ヘッドに設けられる圧力発生素子の電気的容量のばらつ
きに起因する液状体の吐出量のばらつきを高い精度で均
一化することができるという効果がある。また、本発明
によれば、一定波形の駆動信号を印加したときに流れる
電流に基づいて圧力発生素子の電気的容量を測定してい
るため、圧力発生素子の電気的容量の測定のための高価
な装置又は大型の測定装置無しに簡易に圧力発生素子の
電気的容量を測定することができるという効果がある。
また、圧力発生素子は必要なときに圧力発生素子の電気
的容量を測定することができるため、定期的に圧力発生
素子の電気的容量を測定して、駆動信号ＣＯＭを可変さ
せれば経年変化にも対応することが可能であるという効
果も得られる。また、本発明によれば、圧力発生素子と
して伸縮振動する圧電振動子を有するヘッド、又は、圧
力発生素子として撓み振動をする圧電振動子を有するヘ
ッドの何れのヘッドをも駆動することができるので、種
々の装置に適用することが可能であり、しかも、大幅な
装置構成の変更を伴わずに適用することができるという
効果がある。また、本発明によれば、駆動信号の電圧値
及び電圧値の単位時間当たりの変化量の少なくとも一方
を可変させることにより駆動信号を可変制御しているた
め、駆動信号を可変制御するための複雑な制御プログラ
ムを作成する必要が無く、しかも簡単に制御することが
できるため、プログラムを作成する時間の短縮を図るこ
とができるとともに、プログラムの作成コストを低減す
ることもできるという効果がある。また、本発明によれ
ば、圧力発生素子の電気的容量のばらつきを示す値と、
ばらつきを示す値に応じた前記駆動信号の可変制御量と
を対応付けて予めテーブルとして持っており、液状体を
吐出させるときに容量測定手段の測定結果に応じてテー
ブルから必要な可変制御量を読み出して駆動信号を生成
しており、複雑な計算を必要とせず短時間で駆動信号の
可変量を得ることができるため、今後ヘッド駆動の高速
化が図られた場合であっても十分に対応することができ
るという効果がある。また、本発明によれば、高い精度
で均一化されたインク滴を各ノズル開口から吐出させる
ことができるため、多種多様な幅広い仕様範囲のデバイ
スであって、且つ高精度なデバイスを製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット装
置を備えるデバイス製造装置の全体構成を示す平面図で
ある。

【図２】デバイス製造装置を用いてＲＧＢパターンを
形成する工程を含めたカラーフィルタ基板の一連の製造
工程を示す図である。

【図３】デバイス製造装置が備える各インクジェット
装置により形成されるＲＧＢパターン例を示す図であ
り、（ａ）はストライプ型のパターンを示す斜視図であ
り、（ｂ）はモザイク型のパターンを示す部分拡大図で
あり、（ｃ）はデルタ型のパターンを示す部分拡大図で
ある。

【図４】本発明の一実施形態によるデバイス製造方法
を用いて製造されるデバイスの一例を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態によるインクジェット装
置及びヘッド駆動装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図６】駆動信号生成部３６の構成を示すブロック図
である。

【図７】駆動信号生成部３６が生成する駆動信号の波
形の一例を示す図である。

【図８】制御部３４から駆動信号生成部３６へデータ
信号ＤＡＴＡ及びアドレス信号ＡＤ１〜ＡＤ４を転送す
るタイミングを示すタイミングチャートである。

【図９】インクジェットヘッド１８の機械的断面構造
の一例を示す図である。

【図１０】図９に示す構成のインクジェットヘッドに
供給される駆動信号ＣＯＭの波形を示す図である。

【図１１】インクジェットヘッド１８の機械的断面構
造の他の例を示す図である。

【図１２】図１１に示す構成のインクジェットヘッド
に供給される駆動信号ＣＯＭの波形を示す図である。

【図１３】駆動電圧ＣＯＭを印加したときに電流検出
回路４７ａで検出される電流の一例を示す図である。

【図１４】各圧力発生素子４８ａの電気的容量を示す
値とインク滴の吐出量との関係を求める方法を示すフロ
ーチャートである。

【図１５】圧力発生素子の電気的容量を示す値と駆動
信号ＣＯＭの可変量とを対応付けたテーブルの内容の一
例を示す図表である。

【符号の説明】

１８……インクジェットヘッド（ヘッド）３０……プリントコントローラ（ヘッド駆動装置）３４……制御部（容量測定手段、制御手段）３４ａ……テーブル記憶部（記憶手段）３６……駆動信号生成部（制御手段）４７ａ……電流検出回路（ヘッド駆動装置、容量測定手
段）４８ａ……圧力発生素子４８ｂ……圧力発生室４８ｃ……ノズル開口ＣＯＭ……駆動信号

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｆターム(参考） 2C056 EB07 EB29 EC07 EC42 FA04 FB01 2C057 AF23 AF24 AJ01 AL40 AM16 AR08 BA03 BA14 2H042 AA06 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BA64 BB02 BB42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口に連通する圧力発生室と、当
該圧力発生室内の液状体を加圧することにより前記ノズ
ル開口から液状体を吐出させる複数の圧力発生素子とを
備えるヘッドを駆動するヘッド駆動装置であって、前記圧力発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する
容量測定手段と、前記容量測定手段の測定結果に応じて、前記ノズル開口
各々から吐出される液状体の重量が一定となるように、
前記圧力発生素子各々に印加する駆動信号を可変制御す
る制御手段とを備えることを特徴とするヘッド駆動装
置。
【請求項２】前記制御手段は、前記駆動信号の電圧値
及び前記駆動信号の電圧値の単位時間当たりの変化量の
少なくとも一方を可変させることにより、前記駆動信号
を可変制御することを特徴とする請求項１記載のヘッド
駆動装置。
【請求項３】前記圧力発生素子の電気的容量のばらつ
きを示す値と、当該ばらつきを示す値に応じた前記駆動
信号の可変制御量とを対応付けてテーブルとして記憶す
る記憶手段を更に備え、前記制御手段は、前記容量測定手段の測定結果に応じて
前記テーブルから必要な可変制御量を読み出し、当該可
変制御量に基づいた駆動信号を生成して前記圧力発生素
子各々に印加することを特徴とする請求項１又は請求項
２記載のヘッド駆動装置。
【請求項４】前記容量測定手段は、一定波形の駆動信
号を前記圧力発生素子に印加したときに、各圧力発生素
子に流れる電流に基づいて前記圧力発生素子各々の電気
的容量を示す値を測定することを特徴とする請求項１か
ら請求項３の何れか一項に記載のヘッド駆動装置。
【請求項５】前記圧力発生素子は、前記駆動信号の印
加によって伸縮振動又は撓み振動をして前記液状体を加
圧する圧電振動子を含むことを特徴とする請求項１から
請求項４の何れか一項に記載のヘッド駆動装置。
【請求項６】ノズル開口に連通する圧力発生室と、当
該圧力発生室内の液状体を加圧することにより前記ノズ
ル開口から液状体を吐出させる複数の圧力発生素子とを
備えるヘッドを駆動するヘッド駆動方法であって、前記圧力発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する
容量測定ステップと、前記容量測定ステップの測定結果に応じて、前記ノズル
開口各々から吐出される液状体の重量が一定となるよう
に、前記圧力発生素子各々に印加する駆動信号を可変制
御する制御ステップとを有することを特徴とするヘッド
駆動方法。
【請求項７】前記制御ステップは、前記駆動信号の電
圧値及び前記駆動信号の電圧値の単位時間当たりの変化
量の少なくとも一方を可変させることにより、前記駆動
信号を可変制御することを特徴とする請求項６記載のヘ
ッド駆動方法。
【請求項８】前記制御ステップは、前記容量測定ステ
ップの測定結果に応じて、前記圧力発生素子の電気的容
量のばらつきを示す値と、当該ばらつきを示す値に応じ
た前記駆動信号の可変制御量とを対応付けたテーブルか
ら必要な可変制御量を読み出し、当該可変制御量に基づ
いた駆動信号を生成して前記圧力発生素子各々に印加す
ることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のヘッド
駆動方法。
【請求項９】前記圧力発生素子に印加する駆動信号の
可変制御量を種々に設定しつつ前記ノズル開口から吐出
される液状体の重量を測定する重量測定ステップと、前記ノズル開口各々から一定重量の液状体が吐出された
ときに前記圧力発生素子に印加した駆動信号の可変制御
量と、前記圧力発生素子の電気的容量を示す値とを対応
付けて前記テーブルを作成するテーブル作成ステップと
を有することを特徴とする請求項８記載のヘッド駆動方
法。
【請求項１０】ノズル開口に連通する圧力発生室と、
当該圧力発生室内の液状体を加圧することにより前記ノ
ズル開口から液状体を吐出させる複数の圧力発生素子と
を備えるヘッドを駆動するためのプログラムを記憶した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記圧力発生素子各々の電気的容量を示す値を測定する
容量測定ステップと、前記容量測定ステップの測定結果に応じて、前記ノズル
開口各々から吐出される液状体の重量が一定となるよう
に、前記圧力発生素子各々に印加する駆動信号を可変制
御する制御ステップとを有するプログラムを記録するこ
とを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】前記制御ステップは、前記駆動信号の
電圧値及び前記駆動信号の電圧値の単位時間当たりの変
化量の少なくとも一方を可変させることにより、前記駆
動信号を可変制御することを特徴とする請求項１０記載
のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】前記制御ステップは、前記容量測定ス
テップの測定結果に応じて、前記圧力発生素子の電気的
容量のばらつきを示す値と、当該ばらつきを示す値に応
じた前記駆動信号の可変制御量とを対応付けたテーブル
から必要な可変制御量を読み出し、当該可変制御量に基
づいた駆動信号を生成して前記圧力発生素子各々に印加
することを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】請求項１から請求項５の何れか一項に
記載のヘッド駆動装置を備えることを特徴とする液滴吐
出装置。
【請求項１４】請求項６から請求項９の何れか一項に
記載のヘッド駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工
程をデバイス製造工程の１つとして含むことを特徴とす
るデバイス製造方法。
【請求項１５】請求項１３記載の液滴吐出装置又は請
求項１４記載のデバイス製造方法を用いて製造されたデ
バイス。