JP2009189928A - 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】吐出量の空間分布を均一化する。
【解決手段】本発明は、複数の吐出ユニットを有しており、連続して配置された所定数の吐出ユニットで所定の領域３００に液状体を配置する液滴吐出ヘッドの駆動方法である。連続して配置された吐出ユニットからなる第１吐出ユニット群Ｐ１を第１駆動信号で駆動するとともに、連続して配置されかつ第１ユニット群と離れて配置された吐出ユニットからなる第２吐出ユニット群Ｐ３を第２駆動信号で駆動し、かつ第１吐出ユニット群Ｐ１と第２吐出ユニット群Ｐ２との間に配置された吐出ユニットからなる第３ユニット群Ｐ３を第１駆動信号又は第２駆動信号で駆動する。第３ユニット群Ｐ３において、第１駆動信号で駆動される吐出ユニットが連続して配置される数を所定数よりも少なくし、かつ第２駆動信号で駆動される吐出ユニットが連続して配置される数を所定数よりも少なくする。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッドに関する。

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。

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。

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。

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。
特開平９−１７４８８３号公報

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。

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電圧波形を生成する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。

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可能な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。

本発明の液滴吐出ヘッドの駆動方法は、複数の吐出ユニットを有しており、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された所定数の吐出ユニットで所定の領域に液状体を配置する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のうち連続して配置された吐出ユニットで構成される第１吐出ユニット群を第１駆動信号で駆動するとともに、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置されかつ前記第１ユニット群と離れて配置された吐出ユニットで構成される第２吐出ユニット群を前記第１駆動信号と異なる第２駆動信号で駆動し、かつ前記第１吐出ユニット群と前記第２吐出ユニット群との間に配置された前記吐出ユニットで構成される第３ユニット群を前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号で駆動し、前記第３ユニット群において、第１駆動信号で駆動する吐出ユニットが連続する数を前記所定数よりも少なくするとともに、第２駆動信号で駆動する吐出ユニットが連続する数を前記所定数よりも少なくすることを特徴とする。

第３吐出ユニット群において、前記所定数よりも少ない数で連続する吐出ユニットを第１駆動信号で駆動し、かつ前記所定数よりも少ない数で連続する吐出ユニットを第２駆動信号で駆動すれば、前記所定数の連続する吐出ユニットの中に第１駆動信号で駆動するものと第２駆動信号で駆動するものが混在するようになる。したがって、第３吐出ユニット群において、任意に選択された前記所定数の連続する吐出ユニットの吐出量の合計は、これらを第１駆動信号のみで駆動した場合の合計と、第２駆動信号のみで駆動した場合の合計との間の値となる。よって、第１吐出ユニット群、第２吐出ユニット群、及び第３ユニット群が配置された部分において、前記所定数の連続する吐出ユニットの吐出量の合計は、選択する吐出ユニットの組合せによる変化量が小さくなる。このようにして、所定の領域に配置される液状体の量を均一にすることができ、例えば均一な膜厚の薄膜を形成することが可能になる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、複数の吐出ユニットを有しており、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された所定数の吐出ユニットで所定の領域に液状体を配置する液滴吐出ヘッドであって、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が第１駆動信号で駆動される第１吐出ユニット群と、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置されかつ前記第１ユニット群と離れて配置された吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が前記第１駆動信号と異なる第２駆動信号で駆動される第２吐出ユニット群と、前記第１吐出ユニット群と前記第２吐出ユニット群との間に配置された前記吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号で駆動される第３吐出ユニット群と、を有し、前記第３ユニット群において、前記第１駆動信号で駆動される前記吐出ユニットが連続する数が前記所定数よりも少なくなっており、かつ前記第２駆動信号で駆動される前記吐出ユニットが連続する数が前記所定数よりも少なくなっていることを特徴とする。

このようにすれば、第３吐出ユニット群において、前記所定数の連続する吐出ユニットには、第１駆動信号で駆動されるものと第２駆動信号で駆動されるものとが混在するようになる。したがって、第１吐出ユニット群、第２吐出ユニット群、及び第３ユニット群が配置された部分において、前記所定数の連続する吐出ユニットの吐出量の合計は、選択する吐出ユニットの組合せによる変化量が小さくなる。よって、前記所定の領域に配置される液状体の量の均一化が図られ、例えば均一な膜厚の薄膜を形成可能な液滴吐出装ヘッドとなる。

また、前記第３ユニット群において、前記第１駆動信号で駆動される前記吐出ユニットと、前記第２駆動信号で駆動される前記吐出ユニットと、が交互に配置されていることが好ましい。
このようにすれば、第１吐出ユニット群と前記第２吐出ユニット群との間において、隣り合う２つの吐出ユニットは、いずれも第１駆動信号で駆動されるものと第２駆動信号で駆動されるものとの組合せになる。したがって、隣り合う２つの吐出ユニットの吐出量の合計は、第１駆動信号のみで駆動される場合の合計と第２駆動信号のみで駆動される場合の合計との平均程度となる。したがって、第３吐出ユニット群において、前記所定数の連続する吐出ユニットの吐出量の合計がほとんど変化しなくなり、前記所定の領域に配置される液状体の量が均一になる。

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。なお、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ことがある。

［液滴吐出ヘッド］
図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の液滴吐出ヘッド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。

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Ｕ_１〜Ｕ_１８０を備えており、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０の各々に対応してノズルＮ_１〜Ｎ_１８０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Ｕ_１〜Ｕ_１８０の各々に対応して、ノズルプレート１４２にはノズルＮ_１〜Ｎ_１８０が設けられており、振動板１４１には圧電素子（駆動素子）ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０が設けられている。圧電素子ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０は、例えばピエゾ素子等である。

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。

図１（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺ_１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ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０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ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０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。

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ＰＺ_１の配置部分における振動板１４１は、圧電素子ＰＺ_１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。

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ＰＺ_１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Ｎ_１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。

このような吐出量の調整は、理論上、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０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に駆動信号を生成する回路等の駆動回路が必要になるため、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。本実施形態の液滴吐出ヘッド１４０は、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０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、グループごとに吐出ユニットを駆動する制御系について説明する。

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ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０からなる圧電素子群１９０を備えている。なお、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０のうち使用する吐出ユニットは、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。

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。

吐出データＳＩＡは、被処理基板と液滴吐出ヘッド１４０との相対位置に応じて、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０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。

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。これにより、各駆動信号で駆動される吐出ユニットの集合が１つのグループとして規定されている。

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。

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。

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。

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Ｖ_１〜Ｖ_１８０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Ｖ_１〜Ｖ_１８０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ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０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。

次に、図３〜６を参照しつつ、吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０を複数のグループに分ける方法を説明する。図３は、所定の駆動信号で駆動した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。このような吐出量の分布は、例えば検査用基板に吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０を所定の駆動信号で駆動して液状体を配置した後、配置された各液状体の体積を測定すること等により調べることができる。

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つないで示している。また、図３に図示しないものの列状に配置された吐出ユニットＵ_１〜Ｕ_１８０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っている。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Ｕ_１〜Ｕ_１０、Ｕ_１７１〜Ｕ_１８０を使用しないようにする。以下、使用する吐出ユニットＵ_１１〜Ｕ_１７０に関してグループ分けを行う。本実施形態では４種類の駆動信号を用いるので、吐出ユニットＵ_１１〜Ｕ_１７０を４つのグループに分割する。

まず、図３に示すように、吐出量の最小値から最大値までの範囲を４分割する。分割の手法としては、各々の範囲における吐出量の幅が均等になるように分割する手法や、各々の範囲に含まれる吐出ユニットの数が均等になるように分割する手法等が挙げられる。ここでは、吐出量の幅が均等になるように範囲を分割し、その値が小さい順にレンジ１、レンジ２、レンジ３、レンジ４とする。

次に、レンジ１に含まれる吐出量の吐出ユニットを仮グループＧ１ａ、レンジ２に含まれる吐出量の吐出ユニットを仮グループＧ２ａとし、以下同様にして吐出ユニットＵ_１１〜Ｕ_１７０を仮グループＧ１ａ〜Ｇ４ａに分割する。そして、図４に示すように、仮グループＧ１ａ〜Ｇ４ａごとに駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を設定する。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。吐出量が多いグループ用（例えば仮グループＧ４ａ）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（例えば仮グループＧ１ａ）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）

図５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５に示すように、補正前に比べて補正後は、液滴吐出ヘッド全体としての吐出量のばらつきが格段に低減される。一方、例えば仮のグループＧ１ａと仮のグループＧ２ａとの間で駆動信号（駆動信号ＣＯＭ１、駆動信号ＣＯＭ２）が切り替わるので、この部分において吐出量が段差状に変化するようになる。本発明では、この部分に異なる駆動信号（駆動信号ＣＯＭ１、駆動信号ＣＯＭ２）で駆動される吐出ユニットを混在させることにより、吐出量の空間分布を均一にする。以下、仮グループＧ１ａ〜Ｇ４ａに基づいてこれらを再グループ化し、本グループＧ１〜Ｇ４を設定する方法を説明する。

図６は、本グループＧ１〜Ｇ４の設定方法の説明図である。まず、液滴吐出ヘッド１４０で液状体を配置する被処理基板における所定の領域を担当する吐出ユニットの数（所定数）を定める。所定の領域とは、１つの吐出ユニットからの液状体が実質的に影響を及ぼし得る領域のことである。

例えば、カラーフィルタ基板において隔壁に区画された領域（画素）の各々は、ここに配置された液状体が隔壁の外側に濡れ広がらないため、前記所定の領域に相当する。カラーフィルタ基板の場合には、１画素のサイズ及び液滴吐出ヘッドのノズルピッチから、１画素あたりの吐出ユニットの数（所定数）が算出される。

また、例えば配向膜等のベタ状の膜を形成する場合には、複数の吐出ユニットからの液状体が互いに相溶して被処理基板に濡れ広がる。１つの吐出ユニットからの液状体が実質的に濡れ広がる領域も前記所定の領域に相当する。その大きさは液状体の粘性や表面張力等の特性により定まり、これとノズルピッチから所定数が算出される。ここでは、カラーフィルタ基板に液状体を配置する場合を想定し、例えば１画素あたりの吐出ユニット数が３であるとする。

次いで、仮グループＧ１ａにおいて仮グループＧ２ａ側に配置された吐出ユニット、及び／又は仮グループＧ２ａにおいて仮グループＧ１ａ側に配置された吐出ユニットで第３吐出ユニット群Ｐ３を構成する。また、仮グループＧ１ａのうち第３吐出ユニット群に属さないものを第１吐出ユニット群Ｐ１、仮グループＧ２ａのうち第３吐出ユニット群に属さないものを第２吐出ユニット群Ｐ２とする。

第３吐出ユニット群Ｐ３の吐出ユニット数を前記所定数の２倍以上とすれば後述する吐出量の空間分布を平均化する効果を高めることができる。また、３倍よりも大きくするとこの効果が飽和するとともに、第１吐出ユニット群や第２ユニット群の吐出ユニット数が少なくなることにより、駆動信号を調整したことによる効果が薄れてしまう。したがって、第３吐出ユニット群Ｐ３の吐出ユニット数を前記所定数の３倍以下とすることが好ましい。また、仮グループＧ１ａの端側及び仮グループＧ２ａの端側で、第３ユニット群Ｐ３を構成する吐出ユニット数を同じにすることが好ましく、これにより吐出量の空間分布を平均化する効果を高めることができる。

また、第３吐出ユニット群においては、適宜、吐出ユニットの駆動信号を駆動信号ＣＯＭ１から駆動信号ＣＯＭ２へ変更するとともに駆動信号ＣＯＭ２から駆動信号ＣＯＭ１へ変更する。駆動信号ＣＯＭ１で駆動されるものと駆動信号ＣＯＭ１で駆動されるものとが不規則に並ぶようにしてもよいし、規則的に並ぶようにしてもよい。いずれの場合でも、駆動信号ＣＯＭ１で駆動される吐出ユニットが連続する数を所定数よりも小さくするとともに、駆動信号ＣＯＭ２で駆動される吐出ユニットが連続する数を所定数よりも小さくする。

本実施形態では、図６に示すように、駆動信号ＣＯＭ１で駆動されるものと駆動信号ＣＯＭ２で駆動されるものとが交互になるように、駆動信号を入れ替える。これにより、吐出量の空間分布を良好に平均化することができる。また、再グループ化の前後で、駆動信号ＣＯＭ１により駆動される吐出ユニットの数や駆動信号ＣＯＭ２により駆動される吐出ユニットの数を変化させなくすることができる。したがって、再グループ化の前後で、図２に示した第１のＤ／Ａコンバータ２４０Ａや第２のＤ／Ａコンバータ２４０Ｂ等の駆動回路側の負荷を変化させなくすることができ、負荷が変化することにより吐出量が設定値と異なってしまうことを防止することができる。

以上のようにして、第１駆動信号（ここでは駆動信号ＣＯＭ１）で駆動される第１吐出ユニット群Ｐ１の吐出ユニット、及び第３吐出ユニット群Ｐ３のうち第１駆動信号（ここでは駆動信号ＣＯＭ１）で駆動される吐出ユニットで本グループＧ１を構成する。同様にして、第２駆動信号（ここでは駆動信号ＣＯＭ２）で駆動される吐出ユニットで本グループＧ２を構成する。また、このような本グループＧ１〜Ｇ４に基づいてＣＯＭ選択データＳＩＢを定める。

図７は、再グループ化の前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には、図６に示した部分について吐出量を示している。また、各吐出ユニットの吐出量を離散的なデータ（点）で示すとともに、３つの連続する吐出ユニットの吐出量の移動平均を線で示している。本発明では、所定数の連続する吐出ユニットにより所定の領域に液状体を配する。したがって、所定の領域に配置される液状体の量は、所定数の連続する吐出ユニットの吐出量を合計した値となる。すなわち、実質的な吐出量の空間分布は、所定数の連続する吐出ユニットの吐出量の移動平均で表される。

図７に示したように、再グループ化後の移動平均の値は、第３ユニット群Ｐ３が配置された部分及びその周辺において、再グループ化前に駆動信号ＣＯＭ１で駆動した移動平均の値以下、あるいは駆動信号ＣＯＭ２で駆動した移動平均の値以上となっている。すなわち、再グループ化後の吐出量の空間分布は、再グループ化前よりも均一になっている。

なお、再グループ化により、グループにおける吐出量の統計値が変化するので、再グループ化後に、本グループＧ１〜Ｇ４に対して前記した駆動信号の設定を再度行ってもよい。また、仮グループＧ１ａ〜Ｇ４ａに対して駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を設定せずに本グループＧ１〜Ｇ４を定め、本グループＧ１〜Ｇ４に対して駆動信号を設定してもよい。このようにすれば、本グループＧ１〜Ｇ４に応じた駆動信号となり、吐出量の空間分布がさらに均一化される。

図８（ａ）〜（ｄ）は、本グループＧ１〜Ｇ４に分割された液滴吐出ヘッド１４０の使用方法を示す平面模式図である。ここでは、カラーフィルタ基板にカラーフィルタ材料を含有する液状体を配置する例を説明する。カラーフィルタ基板には格子状の隔壁が設けられており、隔壁に区画された部分が画素３００となっている。画素３００と液滴吐出ヘッド１４０とを所定の相対位置とした状態で、本グループＧ１〜Ｇ４に対応したＣＯＭ選択データＳＩＢを供給することにより、本グループＧ１〜Ｇ４ごとに吐出ヘッドを駆動する。これにより、１つの画素３００に連続する３つの吐出ユニットで液状体を配置する。図８（ａ）〜（ｄ）には、液滴吐出ヘッド１４０に対する画素３００の相対位置を、それぞれ異ならせて示している。

図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、第３ユニット群Ｐ３が配置された部分及び周辺部分において、画素３００の１つに対応する３つの吐出ユニットには、本グループＧ１に属するものと本グループＧ２に属するものとが混在するようになっている。したがって、１つの画素３００に配置される液状体の量は、３つの吐出ユニットを駆動信号ＣＯＭ１のみで駆動した場合と駆動信号ＣＯＭ２のみで駆動した場合との間の値になり、複数の画素３００において均一化される。よって、配置された液状体を固化してカラーフィルタ層を形成すると、その膜厚が複数の画素３００において均一化される。

以上のように、本発明の液滴吐出ヘッドの駆動方法によれば、第１駆動信号（駆動信号ＣＯＭ１）に駆動される第１吐出ユニット群Ｐ１と、第２駆動信号（駆動信号ＣＯＭ２）に駆動される第２吐出ユニット群Ｐ２との間で、吐出量の空間分布を均一化することができる。したがって、所定の領域（例えば、１画素）に配置される液状体の量を複数の画素で均一化することができる。

従来、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には、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。また、吐出ユニットを個別に駆動する手法を採用し、吐出量のばらつきを小さくする場合には、吐出ユニットの数だけ駆動回路やスイッチング回路が必要となり、装置の大型化や高コスト化を招いていた。

本発明の液滴吐出ヘッドは、複数の吐出ユニットが複数の本グループに分割され本グループごとに駆動されているので、シンプルな構成でありながら均一な量の液状体を吐出することが可能になっている。例えば、本発明の液滴吐出ヘッドをカラーフィルタ層の形成に用いれば、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、これを備えた高品質の画像表示装置の表示品質を製造することが可能になる。

（ａ）〜（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構成例を示す図である。 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。 吐出量の分布の一例を示すグラフである。 駆動信号の一例を示すグラフである。 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。 本発明の液滴吐出ヘッドにおけるグループ分けを示す平面模式図である。 再グループ化の前後における吐出量の分布の比較を示すグラフである。 液滴吐出ヘッドの使用方法を示す平面模式図である。

符号の説明

１４０・・・液滴吐出ヘッド、１４７・・・圧電素子（駆動素子）、１７０・・・ＣＯＭ選択回路、２００・・・駆動回路基板、２３０・・・波形選択回路、３００・・・画素（所定の領域）、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４・・・駆動信号、Ｇ１ａ〜Ｇ４ａ・・・仮グループ、Ｇ１〜Ｇ４・・・本グループ、Ｎ_１〜Ｎ_１８０・・・ノズル、Ｐ１・・・第１吐出ユニット群、Ｐ２・・・第２吐出ユニット群、Ｐ３・・・第３吐出ユニット群、Ｕ_１〜Ｕ_１８０・・・吐出ユニット

Claims (3)

1. 複数の吐出ユニットを有しており、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された所定数の吐出ユニットで所定の領域に液状体を配置する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のうち連続して配置された吐出ユニットで構成される第１吐出ユニット群を第１駆動信号で駆動するとともに、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置されかつ前記第１ユニット群と離れて配置された吐出ユニットで構成される第２吐出ユニット群を前記第１駆動信号と異なる第２駆動信号で駆動し、かつ前記第１吐出ユニット群と前記第２吐出ユニット群との間に配置された前記吐出ユニットで構成される第３ユニット群を前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号で駆動し、前記第３ユニット群において、第１駆動信号で駆動する吐出ユニットが連続する数を前記所定数よりも少なくするとともに、第２駆動信号で駆動する吐出ユニットが連続する数を前記所定数よりも少なくすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
2. 複数の吐出ユニットを有しており、前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された所定数の吐出ユニットで所定の領域に液状体を配置する液滴吐出ヘッドであって、
   前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置された吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が第１駆動信号で駆動される第１吐出ユニット群と、
   前記複数の吐出ユニットのうち連続して配置されかつ前記第１ユニット群と離れて配置された吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が前記第１駆動信号と異なる第２駆動信号で駆動される第２吐出ユニット群と、
   前記第１吐出ユニット群と前記第２吐出ユニット群との間に配置された前記吐出ユニットで構成され、該吐出ユニットの各々が前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号で駆動される第３吐出ユニット群と、を有し、
   前記第３ユニット群において、前記第１駆動信号で駆動される前記吐出ユニットが連続する数が前記所定数よりも少なくなっており、かつ前記第２駆動信号で駆動される前記吐出ユニットが連続する数が前記所定数よりも少なくなっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 前記第３ユニット群において、前記第１駆動信号で駆動される前記吐出ユニットと、前記第２駆動信号で駆動される前記吐出ユニットと、が交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。

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