JP2004136582A - Method for inspecting liquid droplet discharge of liquid droplet discharge head, device for inspecting liquid droplet discharge, and liquid droplet discharge apparatus - Google Patents

Method for inspecting liquid droplet discharge of liquid droplet discharge head, device for inspecting liquid droplet discharge, and liquid droplet discharge apparatus Download PDF

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岡田　信子
Hirotsuna Miura
三浦　弘綱
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect a liquid droplet discharge performance of even a liquid droplet discharge head which discharges a light transmissive liquid body as liquid droplets in a method for inspecting liquid droplet discharge of a liquid droplet discharge head, a device for inspecting liquid droplet discharge, and a liquid droplet discharge apparatus. <P>SOLUTION: A mechanism 100 for inspecting the liquid droplet discharge is set inside the liquid droplet discharge apparatus 30. The mechanism 100 moves an inspection medium 41 which has liquid repellent properties applied and is loaded on a transfer belt 41c to below an image detecting unit 50 in a state while liquid droplets aggregated by a surface tension are kept still at an impact position. The image detecting unit 50 has a light source part 51, an image unit 52 and an image processing part 53. The image detecting unit 50 images a gray level image corresponding to liquid droplets by inadiation with inspection light, and detects the impact position by image processing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法、液滴吐出検査装置、および液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクなどの液滴を吐出して薄膜形成やパターニングなどを行う液滴吐出装置として、一般にインクジェット技術を応用した装置がある。この装置は、液状材料供給部からの液状材料（液状体）の供給を受ける液滴吐出ヘッドと、基板等を液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させるステージとを備え、吐出データに基づいて液滴吐出ヘッドを移動させながら基板上に液滴を吐出させ、薄膜形成やパターニングなどを行うものである。
【０００３】
このような装置では、通常これを用いて正規に液滴吐出を行うに先立ち、液滴吐出ヘッドの全てのノズルが正常な状態にあるか、すなわち液詰まりやゴミ等の付着などによる吐出不良や、液滴の着弾位置がずれる着弾アライメント異常などがないか、検査する。
従来、この検査は、所定のノズルチェックパターンを白紙などの液状材料（インク）が見易い、すなわち視認性のよい紙の上に描画し、得られた描画状態を目視又は画像処理装置による画像処理によって確認することにより、ノズルから正常に液滴が吐出されているか否かを検査していた。
ところで、従来の液滴吐出装置に用いられる液状材料（インク）は、その発色性自体が重要な機能であり、これを有しているのが前提とされている。したがって、液滴吐出ヘッドから白紙などの上に吐出された液滴は視認性がよい着色状態にあり、肉眼又は画像処理装置を通して容易に吐出状態（描画状態）を確認することが可能である。
このような従来の検査方法・装置として、例えば、特許文献１に記載されている検査方法・装置が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ／００２９２１９号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年では液滴吐出装置の用途が広がり、当初の目的である文字等の印刷以外にも、前述したような薄膜形成やパターニングなどのため種々の液状材料が用いられるようになってきている。具体的には、有機ＥＬ素子において発光部を形成する各層の形成材料を、液滴吐出装置によって吐出塗布する試みがなされている。また、ＤＮＡや蛋白質などの生化学物質についても、液状材料として液滴吐出装置で所望の位置に吐出するといった試みがなされるようになってきている。
【０００６】
しかしながら、例えば前記発光部を形成する各層のうちの正孔移動層の形成材料は無色透明であり、また、ＤＮＡや蛋白質などの生化学物質も、通常は十分に希釈した状態で試料として用いることから、吐出された状態においてはほぼ無色透明、あるいは非常に視認性の悪いものとなっている。したがって、これらの液状材料を液滴吐出装置で吐出する場合、それに先立つ液滴吐出ヘッドのノズルの検査を、従来のように白紙の上に吐出するといった方法で行おうとしても、得られた描画状態を目視や画像処理装置で確認するのが困難であり、したがってノズルの吐出性能が調べられないのが現状である。
例えば、特許文献１に記載された技術では、発光部から射出された光がインク液滴によって遮られるかどうか、により検査するので、上記のような無色透明のインクでは検査することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドであっても、液滴吐出性能を検査することができる液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法、液滴吐出検査装置、および液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、前記液状体に対する撥液性を有する検査媒体に吐出し、該検査媒体に、前記液状体の液滴の着弾を検出するための検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知することにより、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、液状体の液滴がその液状体に対する撥液性を有する検査媒体に吐出されるため、検査媒体への着弾（着地）後の液滴は、表面張力により三次元曲面を有する光透過性の立体となり、屈折力を備えるレンズが形成される。その状態で検査光を照射するので、検査光が、検査媒体や液滴の曲面により反射、屈折され、液滴のレンズ作用に対応した方向に伝播される。この伝播光を観測すれば、液滴の位置を検知することができる。すなわち、水が透明であっても、雨滴や水玉が肉眼視可能であるのと同様に、光透過性の液状体の液滴の輪郭を観察することが可能となり、位置が特定できる。その結果、光透過性の液滴であっても、着弾位置を検知することができる。
【０００９】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、先に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記検査光が可視光であることが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、可視光を検査光とするから、汎用的な可視光の検知手段により、液滴の位置検知を行うことができる。その結果、特殊な装置や環境を必要とせず、場所を選ばない簡便な検査を行うことができる。
【００１０】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、先に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記検査光がレーザ光であることが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、レーザ光を検査光とするから、汎用的なレーザ光の検知手段により、液滴の位置検知を行うことができる。その結果、単色光のため色収差が発生せず、微細なビームに集光することができるレーザ光により位置検出の分解能を高めることができるから、高精度の検査を行うことができる。
【００１１】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、先に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記液状体が、光励起により発光する電気光学物質からなり、前記検査光が、前記電気光学物質を光励起する波長光を含むことが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、検査光として電気化学物質を光励起する波長光を照射するので、液滴内の電気化学物質が発光するので、電気化学物質の発光波長を検知することにより、液滴の位置検知を行うことができる。一般に、このような電気化学物質の発光はほぼ単色光であるから、色収差が発生せず、その結果、高精度の検査を行うことができる。
【００１２】
さらに本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、前記液状体の液滴を、少なくとも表面が前記液状体により侵食可能とされた検査媒体に吐出し、該検査媒体の表面に、前記液状体の液滴の着弾に対応した表面侵食痕を形成し、該表面侵食痕の位置を検知することにより、前記液状体の液滴の着弾位置を検知して、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、光透過性の液状体が検査媒体に着弾して、その表面を侵食し、表面侵食痕が形成される。そして、位置検知手段により、表面侵食痕の位置を検知することにより、液滴の着弾位置を検知することができる。その結果、液滴が光透過性を有していても、さらには、短時間で揮発する材質のものであっても、液滴の着弾位置を検知することができる。また、検査媒体に液滴の着弾位置が残るので、それを保存して資料としたり、時間をかけて高精度の位置検出したりすることもできる。
【００１３】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、上に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記検査媒体が、表面に設けられた被侵食層とその下層に設けられた非侵食性の基体層とを備え、前記被侵食層と前記基体層のいずれか一方を電気導電性とし、その他方を電気絶縁性とし、前記検査媒体の導通性の変化を調べることにより表面侵食痕を検知するように構成されたことが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、検査媒体表面の電気導通性を調べることのにより表面侵食痕の位置を検知することができるから、簡素で直接的な位置検知手段を構成することができる。
【００１４】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、上に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記表面侵食痕の検知を、前記検査媒体に検査光を照射し、その反射光または透過光を検知することにより行うことが好ましい。このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、検査媒体に検査光を照射して、その反射光または透過光により検知するので、汎用的な光学式の検査が採用できる。
【００１５】
また本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、上に記載の電気光学装置であり、前記検査光がレーザ光であることが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、検査光にレーザ光を用いるので、汎用的な手段により、表面侵食痕の凹みを高精度に検知することができるから、液滴による表面侵食痕が浅い場合であっても精度よく表面侵食痕を検知することができる。その結果、液適量が微小であっても精度よく検知することができる。
【００１６】
さらに本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、前記液状体が、光励起こされると発光する電気光学物質を含み、前記液状体の液滴を、該液状体の液滴が浸潤可能な検査媒体に吐出し、該検査媒体に、前記電気光学物質を光励起する検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知することにより、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、電気光学物質を含む液状体の液滴を検査媒体に浸潤させ、電気光学物質を光励起する検査光を照射して、液滴の着弾位置を検知することができる。また電気光学物質が検査媒体に浸潤した状態でその位置が固定される。その結果、光透過性の液状体であっても、着弾位置を検知することができる。また、液状体が揮発性を有していても着弾位置を検出することができる。
【００１７】
また、本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法は、先に記載の検査光がレーザ光である液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であり、前記検査光を前記検査媒体上で検査方向に沿って走査させることが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法によれば、レーザ光を走査させて検査を行うので、検査に要する時間を短縮することができる。
【００１８】
また、本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、前記液滴吐出ヘッドにより吐出された前記液状体の液滴を着弾させるための、前記液状体に対する撥液性の表面を有する検査媒体と、該検査媒体に、前記液状体の液滴の着弾を検出するための検査光を照射する光源と、該光源の反射光を検出して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置によれば、液状体の液滴がその液状体に対する撥液性を有する検査媒体に吐出されるため、着弾後の液滴は、表面張力により三次元曲面を有する光透過性の立体となり、屈折力を備えるレンズが形成される。その状態で光源により検査光を照射するので、検査光が、検査媒体や液滴の曲面により反射、屈折され、液滴のレンズ作用に対応した方向に伝播される。位置検知手段により、この伝播光を観測すれば、液滴の位置を検知することができる。その結果、光透過性の液滴であっても、着弾位置を検知することができる。
【００１９】
さらに、本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、前記液滴吐出ヘッドにより吐出された前記液状体の液滴を着弾させるための、前記液状体に対する被侵食性の表面を有する検査媒体と、該検査媒体に形成される表面侵食痕を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置によれば、光透過性の液状体が検査媒体に着弾して、その表面を侵食し、表面侵食痕が形成される。そして、位置検知手段により、表面侵食痕の位置を検知することにより、液滴の着弾位置を検知することができる。その結果、液滴が光透過性を有していても、さらには、短時間で揮発する材質のものであっても、液滴の着弾位置を検知することができる。また、検査媒体に液滴の着弾位置が残るので、それを保存して資料としたり、時間をかけて高精度の位置検出したりすることもできる。
【００２０】
また、本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置は、上に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であり、前記検査媒体が、その表面に前記液状体に侵食される被侵食層と、該電気絶縁層の下層に設けられた非侵食性の基体層とを備え、前記被侵食層と前記基体層のいずれか一方が電気導電性とされ、その他方が電気絶縁性とされ、前記位置検知手段が、前記検査媒体の導通性の変化を調べることにより前記表面侵食痕を検知する構成であることが好ましい。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置によれば、検査媒体の導通性を調べることにより表面侵食痕の位置を検知することができるから、直接的で簡素な位置検知手段を構成することができる。
【００２１】
またさらに本発明の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置は、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、前記液状体が光励起により発光する電気光学物質からなり、前記液状体の液滴を浸潤させる検査媒体と、該検査媒体に、前記電気光学物質を光励起する検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする。
このような液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置によれば、電気光学物質を含む液状体の液滴を検査媒体に浸潤させ、電気光学物質を光励起する検査光を照射して、位置検知手段により、液滴の着弾位置を検知することができる。また電気光学物質が検査媒体に浸潤した状態でその位置が固定される。その結果、光透過性の液状体であっても、着弾位置を検知することができる。また、液状体が揮発性を有していても着弾位置を検出することができる。
【００２２】
次に本発明の液滴吐出装置は、先に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えることを特徴とする。
このような液滴吐出装置によれば、先に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えるので、それらの液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置と同様の作用効果を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明に係る液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法、液滴吐出検査装置、および液滴吐出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、係る実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。またすべての図面において、異なる実施形態であっても同一または相当する部材には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
本発明に係る液滴吐出装置の第１の実施形態として、液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えた液滴吐出装置について説明する。
図１は、本発明に係る液滴吐出装置の一例を示す斜視説明図であり、図１において符号３０は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置３０は、ベース３１、基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３、液滴吐出ヘッド３４、液供給手段３５、制御装置４０などを備える。ベース３１は、その上に前記基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３を設置したものである。
また、液滴吐出検査機構１００は、本発明に係る液滴吐出検査装置を液滴吐出装置３０に組み込んで設けた場合の一例である。液滴吐出検査機構１００は、検査媒体４１、画像検知ユニット５０、モータ３８などを備える。
【００２５】
基板移動手段３２は、ベース３１上に設けられたもので、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有したものである。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されたものである。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されている。このステージ３９は、基板Ｓを位置決めし保持するためのものである。すなわち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｓをステージ３９の上に吸着保持するようになっている。基板Ｓは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００２６】
ステージ３９上の基板Ｓに対し、その両側、すなわち後述する液滴吐出ヘッド３４の移動方向（Ｘ軸方向）での両側には、液滴吐出ヘッド３４の検査を行うための検査媒体４１が設けられている。これら検査媒体４１、４１は、従動ローラ４１ａと駆動ローラ４１ｂとで張られた搬送ベルト４１ｃ上に固定され、そのベース３１上での位置が予め決められており、その位置が前記制御装置４０によって記憶されている。搬送ベルト４１ｃは、駆動ローラ４１ｂに連結されたモータ３８により駆動され、図示Ｙ軸方向に移動可能とされており、検査媒体４１は図示Ｙ軸方向に移送が可能とされている。
【００２７】
検査媒体４１は、後述する液滴吐出ヘッド３４の検査方法に適する材質の板状部材から構成されている。本実施形態では、その表面に、液状体による液滴を立体状に凝集させる撥液処理が施されている。
例えば、液状体が、光励起を受けて発光するエロクトロルミネッセンス物質（以下、ＥＬ物質と略称する）が、キシレンに可溶な溶媒（以後キシレン系溶媒と呼ぶ）、例えばシクロヘキシルベンゼン（以下、ＣＨＢと略称する）を主体とする溶媒中に分散されたＥＬインクからなる場合、検査媒体４１は、シリコンウェハー基板の表面にフルオロアルキルシラン（以下、ＦＡＳと略称する）化合物による皮膜層を形成する撥液処理したものを採用することができる。
この他にも、液状体や検査媒体４１の材質により、金チオール、フッ素樹脂加工など種々の撥液処理が可能である。
【００２８】
なお、ＥＬインクは種々のものがあり、そのＥＬ物質によって異なる色を有しているが、有機溶媒で希釈することにより、通常は、光透過性を有している。したがって、着色しているとしても、きわめて薄い色であり、例えば紙などに吐出しても背景との境界が判然としないことが多い。
【００２９】
これら検査媒体４１、４１の近傍には画像検知ユニット５０が配置されている。
画像検知ユニット５０は、検査媒体４１、４１の駆動ローラ４１ｂ側の上方に、一体で配置された光源部５１および撮像部５２と（図１中においては、片方の光源部５１、撮像部５２の図示を省略）と、それぞれの撮像部５２に接続された画像処理部５３とからなるものである。
【００３０】
光源部５１は、検査媒体４１を照射するための可視光源である。
撮像部５２は、例えば、ＣＣＤカメラなど、適宜倍率を有する光学系および撮像デバイスなどを備えて、光源部５１から検査媒体４１表面に照射される検査光の反射光を受像して画像信号に変換して記録し、その記録データを画像処理部５３に送るものである。画像処理部５３は、コンピュータなどからなるもので、撮像部５２から送られてきた記録媒体４１における画像データを解析することにより、後述するように液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出性能を検査するものである。
【００３１】
なお、画像処理部５３は、前記の検査媒体４１を送るためのモータ３８、及び後述する制御装置４０とも接続されている。そして、これにより画像処理部５３は、制御装置４０による制御によって液滴吐出ヘッド３４から検査媒体４１上に液滴が吐出された際、画像処理部５３はその時間を制御装置４０から受信するようになっている。また、吐出を受けた検査媒体４１がモータ３８により撮像部５２の視野に到るまでの時間も、予めモータ３８の速度等から演算して記憶しておく。このような構成のもとに画像処理部５３は、液滴吐出ヘッド３４から吐出された液滴による検査媒体４１上の画像を、確実に撮像部５２で記録させるようになっている。
【００３２】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂとを備えてなるもので、該走行路３３ｂをＸ軸方向、すなわち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを有して形成されたもので、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持したものである。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【００３３】
ここで、このキャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、すなわちＸ軸方向に例えば１μｍ単位で移動が可能になっており、このような移動は制御装置４０によって制御されるようになっている。したがって、前述したように検査媒体４１、４１の位置が制御装置４０に記憶されることにより、後述するように液滴吐出ヘッド３４による検査のための液滴の吐出が、検査媒体４１上に確実になされるようになっている。
【００３４】
液滴吐出ヘッド３４は、前記キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も前記制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動が、制御装置４０により制御されるようになっている。
【００３５】
ここで、液滴吐出ヘッド３４は、図２（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５から液状体を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状体を供給するための孔１９が形成されている。
【００３６】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図２（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板に向けて液状材料の液滴２２が吐出される。
【００３７】
なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド３４は、その底面形状が略矩形状のもので、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにノズル１８を縦横に整列させた状態に配置したものである。なお、図３では、ノズル１８の記載を省略して横に一列のみ示している。また、図３（ａ）、（ｂ）では、各ノズル１８から検査媒体４１上に同時に液滴を吐出し、かつ検査媒体４１を移動させたときの、液滴により形成されるラインＬの状態も模式的に示している。
図３（ａ）に示すのは、横方向の奇数列のノズル孔１８から吐出して、移送方向に１列おきのの縦ラインを形成した例である。図３（ｂ）に示すのは、所定タイミングで、横方向の偶数列のノズル孔１８に切り換えて吐出し、奇数列のラインＬと偶数列のラインＬを移送方向に前後して描画したノズルチャックパターンＰの例である。
【００３８】
図４に示すのは、ノイズチェックパターンＰの部分拡大図である。Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌ５は、図３（ｂ）の奇数列、偶数列のいずれかであり、横方向に隣接するノズル孔１８のピッチの２倍に相当するピッチａで整列し、移送方向には、吐出時間間隔と搬送ベルト４１ｃの移送速度とを調整して、ピッチｂの等間隔で整列する格子状のドットパターンを描くようにとなっている。
【００３９】
ノイズチェックパターンＰを打ち出すための液滴吐出ヘッド３４の移動位置や、吐出タイミングデータは画像処理部５３に記憶させておく。またそれらのパターンの位置が、ノズル孔１８が正常であると判定される範囲（有効範囲）も記憶させておく。そして、後述するように撮像部５２で記録され送られてきた画像データと照合し、画像データにあるドット状の液滴位置が、前記有効範囲に入っているか否かなどを調べることにより、液滴吐出ヘッド３４における各ノズル１８の吐出性能の良否を判定することが可能となっている。
【００４０】
液供給手段３５は、液滴吐出ヘッド３４に液状材料を供給する液供給源４５と、この液供給源４５から液滴吐出ヘッド３４に液を送るための液供給チューブ４６とからなるものである。
制御装置４０は、コンピュータなどからなるもので、前述したように記録媒体４１の位置、具体的にはＹ軸に平行となる両方の側縁のＸ座標を記憶するとともに、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、すなわち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ、３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するものである。
【００４１】
次に、このような構成からなる液滴吐出装置３０の液滴吐出検査方法を説明する。
本例では、液滴吐出検査として、液滴吐出ヘッド３４における各ノズル１８の吐出性能の検査、すなわち、ノズル孔１８が詰まって吐出できなくなる吐出不良と、液滴の着弾位置がずれる飛行不良とを検査する。そのための本方法は、前準備工程、液滴吐出工程、液滴検知工程および後処理工程からなる。
【００４２】
前準備工程では、まず検査媒体４１を搬送ベルト４１ｃ上にセットする。そして、制御装置４０によって液滴吐出ヘッド３４をベース３１上のクリーニングステージ（図示せず）に移動させ、クリーニングを行うことにより、液滴吐出ヘッド３４の全ノズルを液滴吐出可能な状態にする（ステップ１；以下、ＳＴ１と記す）。
次に、制御装置４０によって液滴吐出ヘッド３４を検査媒体４１上に移動させる（ＳＴ２）。
なお、検査媒体４１はベース３１上の両側にあるが、どちら側を用いるかについては特に決まりはなく、任意の側のものを選択してこれの上に液滴吐出ヘッド３４を移動させる。ただし、選択した側については、画像処理部５３に認識させておくのはもちろんである。
【００４３】
次いで、選択した側、すなわち液滴吐出ヘッド３４を移動させた側に検査媒体４１が正しくセットされているか否かを確認する（ＳＴ３）。
この確認は、例えば従動ローラ４１ａ、駆動ローラ４１ｂ近傍でそれぞれ検査媒体４１がセットされているかなどを光センサ（不図示）などによって検知するか、あるいは撮像部５２によって検査媒体４１を認識させることなどによって行う。また、簡易的には、先に液滴吐出検査がなされた後、モータ３８による移動がなされたか否かを画像処理部５３に記憶させておくことで行ってもよい。
【００４４】
このような確認により、検査媒体４１が正しくセットされていないと判定された場合には、警報を鳴らすなどして作業者にそのことを知らせ、検査媒体４１を再セットする。（ＳＴ４）
その後、再度検査媒体４１が正しくセットされているか否かを確認する（ＳＴ３）。
検査媒体４１が正しくセットされていると判定された場合には、前準備工程が終了する。
【００４５】
液滴吐出工程では、まず制御装置４０によって液滴吐出ヘッド３４から液滴をノズルチェックパターンＰに対応させて吐出させる（ＳＴ５）。そして液滴吐出を行ったら、モータ３８を作動させて検査媒体４１を撮像部５２側に送る（ＳＴ６）。
【００４６】
液滴検知工程では、まず検査媒体４１が所定位置に送られてから、検査媒体４１上に形成された液滴の吐出パターンを可視化して、撮像部５２で撮影して記録する（ＳＴ７）。
【００４７】
ここで、本実施形態における光透過性の液状体の可視化原理について簡単に説明する。
図５は、液状体の可視化原理を説明するための模式説明図であり、検査媒体４１上に吐出された液滴２２に検査媒体４１の上方から平行光の検査光を照射した様子を示している。
液滴２２は、検査媒体４１上に吐出されると、検査媒体４１の表面が撥液性を備えているために、表面張力によって、図示のように球を上下に押しつぶしたような３次元曲面を有する立体形状に凝集する。液滴２２の材質は、光透過性を有するため、空気との屈折率の差によって境界面に屈折力を備えるようになる。
もし、検査媒体４１に撥液性がない場合、検査媒体４１内に浸透して液滴が検査媒体４１内に拡散するか、検査媒体４１の表面に濡れ面を形成して不定形の薄層に広がる透明膜層を形成する。したがって、いずれの場合も、液滴が不透明でない限り検知することはできない。
【００４８】
したがって、液滴２２外に照射された光線Ｒ１と、液滴２２の対称中心軸（光軸）を通る光線Ｒ３は、正反射して同じ光路を戻るが、光線Ｒ３以外の液滴２２内を通る光線Ｒ２は、界面で屈折を繰り返し、光線Ｒ４として上方に戻る。このため、液滴２２の下に可視画像があれば、それがボケたりゆがんで見えたりすることになり、可視画像がない場合でも、液滴２２の検査媒体４１への投影面積内で光量の偏りが生じるものである。すなわち、検査媒体４１上を肉眼もしくは適宜の光学系を介して観察すると、液滴２２の外形が投影されたエッジを有する濃淡画像が観測され、液滴２２が可視化される。
撮像部５２で撮影されるのは、このような濃淡画像である。
なお、上記の説明で、検査光を平行光としたが、これは、原理説明のために単純化した例であり、平行光でなくとも同様に可視化されることは言うまでもない。
【００４９】
次に、記録された画像データを画像処理部５３で処理して、液滴２２の着弾位置中心位置を算出する（ＳＴ８）。
この処理は、液滴２２の着弾中心位置が検知されれば、どのような処理であってもよい。例えば、エッジ強調処理、二値化処理など周知の画像処理を行って、液滴２２の輪郭を抽出することにより、輪郭の大きさや中心位置を算出する。
【００５０】
そして、その検知結果により、吐出性能の検査を行う（ＳＴ９）。
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ吐出不良、飛行不良（縦アライメント不良）を示す液滴パターンの例である。
図６（ａ）に示すように、ラインＬ２の位置において、全く液滴２２が見られず、隣接する２つのライン（Ｌ１、Ｌ３）の間隔が、理想のピッチａのところ、約２ａとなっている場合、ラインＬ２に相当するノズル孔１８が目詰まりするなどの吐出不良を起こしていると判定する。
また、同じくラインＬ４のように、吐出初期に現われなかった液滴２２が、あるタイミングから吐出が始まった場合、そのタイミングが許容できないほど長ければ、再検査やエージングなどの後処理が必要であると判定する。
図６（ｂ）に示すように、隣接ラインとのピッチが許容範囲を越えて変動している場合（ラインＬ２参照）や、隣接ラインとのピッチが許容範囲を越えて偏っている場合（ラインＬ４）は、飛行不良と判定する。
以上で、液滴検知工程が終了する。
【００５１】
後処理工程では、液滴検知工程で、吐出不良または飛行不良と判定された場合には、適宜の治具により、ノズル孔１８から液状体の吸出しを行うノズル吸出処理を試みる（ＳＴ１０）。そして、再度、上記に説明した前準備工程、液滴吐出工程、液滴検知工程（ＳＴ１〜ＳＴ９）を繰り返す。
二度目の液滴検知工程において、吐出不良または飛行不良と判定された場合には、液滴吐出ヘッド３４を不良と判定し、他の正常なユニットと交換する（ＳＴ１１）。
【００５２】
このような液滴吐出検査方法によれば、液滴吐出ヘッド３４からノズルチェックパターンＰにしたがって、光透過性の液滴２２を検査媒体４１に吐出させ、検査媒体４１の撥液性により、液滴２２に屈折力を持たせ、光学的に検知可能とすることができる。したがって、撮像部５２などで、描画状態を濃淡画像として検出することができ、画像検知ユニット５０によって着弾位置の位置検知することができる。その結果、液状体（液滴）が光透過性であるにもかかわらず、全てのノズル１８から正常に液滴が吐出されているか否かを容易にかつ正確に検査することができる。
また、このような液滴検査装置によれば、検査光を照射して観測するだけで、光透過性の液状体を可視化するので、光源や観測手段が汎用的な装置を用いることができる。その結果、簡易な装置として構成することができる。
【００５３】
なお、上記の第１の実施形態の説明において、検査光は、可視光として説明したが、撮像部５２の感度に対応して、可視光領域以外の検査光を用いてもよい。例えば、赤外光を用いてもよいし、紫外光を用いてもよい。
【００５４】
また、上記の第１の実施形態のように、液状体がＥＬインクである場合、ＥＬ物質の光励起光を検査光として照射するようにしてもよい。
そのようにすれば、ＥＬ物質が一種類であれば、光励起による発光は単色光となるから、撮像部５２の光学系に色収差がなくなり、解像度の高い検知性能が得られるという利点がある。
さらに、そのような光励起光を照射する液晶吐出検査装置および方法において、光源部５１および撮像部５２を兼ね備えるものとして、ＥＬ物質などの観察に好適な蛍光顕微鏡を採用することができる。蛍光顕微鏡は、複数波長の光励起光を照射して、波長の異なるＥＬ発光を同時観察できるように設計されているので、例えば、各ノズル孔１８ごとに異なるＥＬインクを用いる場合などでも、同時に検査することが容易となるという利点がある。
【００５５】
また、上記の第１の実施形態において、検査光を、可視または赤外のレーザ光としてもよい。このようにすれば、単色光であること、および適宜径にビーム化できるという特性を利用して、高解像度の検知が可能になるという利点がある。その場合、さらに、レーザ光は適宜径にビーム化した上で、例えばポリゴンミラーなどの周知の光走査手段を用いて、検査媒体４１上を走査させ、その反射光を撮像部５２で受光して、液滴２２の位置を検知するようにしてもよい。このようにすれば、撮像部５２や検査媒体４１を動かすことなく、短時間で多数の液滴吐出パターンを検知することができるから、検査時間を短縮することができるという利点がある。
【００５６】
また、上記の第１の実施形態の説明では、液状体にＥＬインクを用いる例で説明したが、光透過性と空気の屈折率と異なる屈折率を有し、適宜の処理が施された検査媒体上で、レンズ作用を有するほどに凝集可能な濡れ角を備える液状体であれば、どのような液状体でもよい。例えば、キシレン系に限らず、アセトンに可溶な溶剤（以下アセトン系溶剤と呼ぶ）などの他の有機溶剤を主体とするものでもよいし、水を主体とするものでもよい。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
本発明の液滴吐出装置の第２の実施形態として、液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えた液滴吐出装置について説明する。
本実施形態の液滴吐出装置は、第１の実施形態に係る液滴吐出装置３０の液滴吐出検査機構１００に代えて、液滴吐出検査機構１１０（液滴吐出検査装置）を備えるものである。
液滴吐出検査機構１１０は、液滴吐出検査機構１００のうち、検査媒体４１を検査媒体６１に代えたものである。
以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る液滴吐出装置３０のうち、液滴吐出検査機構１１０を抜き出して描いた要部説明図である。
【００５８】
検査媒体６１は、液滴吐出ヘッド３４から吐出される液状体により、化学反応を起こして表面から侵食され、液状体の液滴の大きさに対応した凹部、穴部または表面から貫通する貫通孔部を形成する板状またはシート状部材から構成されている。
例えば、キシレン系のＥＬインクを用いる場合、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂などの材質による板状部材またはシート部材を採用することができる。
また、例えば、アセトンを溶媒とする液状体を用いる場合、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの材質による板状部材またはシート部材を採用することができる。
さらに、これらの材質を任意材質の基板上に被侵食層として薄層に形成してもよい。
また、例えば、ＥＬ表示装置などの正孔注入層を形成するためなどに用いられる、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液を用いる場合、この分散液は約ｐＨ２．０程度の酸性液であることを利用して、酸に腐食される材質を採用することができる。具体的には、ガラス基板表面に、ニッケル（Ｎｉ）を蒸着やスパッタリングなどにより形成した構成を採用することができる。
【００５９】
次に、液滴吐出検査機構１１０の作用について説明する。液滴吐出検査機構１１０では、検査媒体６１に表面侵食痕を形成することにより、液滴の着弾位置を可視化する。
図８は、種々の検査媒体６１に対応した表面侵食痕の検知原理を説明するための模式図である。
図８（ａ）は、検査媒体６１にクレータ状の凹部６２（表面侵食痕）が形成された場合である。
この場合、例えば表面に検査光として平行光が照射されると、凹部６２に照射された光線Ｒ２は、斜め方向に散乱され（Ｒ４）、それ以外では、光線Ｒ１のように正反射して戻るので、撮像部５２では、凹部６２の存在する領域Ｄでの受光量が減り、凹部６２を暗い領域として記録することができる。そのため、第１の実施形態と同様にして、その濃淡画像の記録データから、凹部６２の位置を検知することが可能となる。
【００６０】
図８（ｂ）は、検査媒体６１が、液滴によって侵食される被侵食層６１ａと、侵食されない基体６１ｂから成る場合である。液滴が着弾した場所で、被侵食層６１ａが侵食されて、穴部６３（表面侵食痕）が形成されている。
この場合、例えば表面に検査光として平行光が照射されると、被侵食層６１ａが完全に侵食された穴部６３内部の領域Ｄでは、光線Ｒ３のように正反射されるが、領域Ｄの外周端部では、段差が形成されているので、光線Ｒ５のように、エッジ部で散乱されて（Ｒ６）、撮像部５２には、暗い境界線が観測される。そのため、第１の実施形態と同様にして、その濃淡画像の記録データから、穴部６３の位置を検知することが可能となる。
【００６１】
図８（ｃ）、（ｄ）は、検査媒体６１に、液滴によって貫通孔部６４が形成される場合である。
この場合、例えば表面に検査光として平行光が照射されると、貫通孔部６４には、戻り光がないから（Ｒ７参照）、暗い領域として観測される。図８（ｄ）のように、貫通孔部６４が領域Ｄより小さい場合、貫通孔部６４の周囲の傾斜面は、図８（ａ）と同様に暗い領域として観測されるから、同様に領域Ｄを検知することができる。
これらの場合、変形例として、検査光の透過側に受光センサや、撮像デバイスを設けて検知するようにしてもよい。
【００６２】
このように、本実施形態の液滴吐出検査機構１１０は、検査媒体６１に表面侵食痕を形成することにより、液滴の着弾位置を検知するので、着弾位置の記録が検査媒体６１上に残るものである。そのため、液状体が揮発性の高いものであって、着弾位置を検知することができるという利点がある。また、例えば表面侵食痕が形成されたら、検査媒体６１を搬送ベルト４１ｃから外すこともできるので、必要なら、別の装置で詳細に着弾位置を検査することができるという利点がある。
【００６３】
次に本実施形態に係る液滴吐出装置３０による液滴吐出検査方法を説明する。本実施形態の液滴吐出装置３０は、第１の実施形態における検査媒体４１を検査媒体６１に代えたものである。そのため、着弾位置を可視化する原理は異なっているたけで、検査媒体６１上の着弾位置を可視化して濃淡画像を形成することにより検査を行うことは全く同様である。したがって、各工程の内容と順序と変わることがなく、第１の実施形態の説明で、検査媒体４１を検査媒体６１と読みかえればよい。そのため、説明は重複するので省略する。
【００６４】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本変形例では、光源部５１として、レーザ光を用い、撮像部５２として、光源部５１のレーザ光を検査媒体６１の表面に集光スポットとして結像させるとともに、その反射光を受光して、上下方向の結像位置を制御する光学系を採用する。そして、画像処理部５３には、集光スポットの平面上の位置と、上下の結像位置の情報を転送するようにする。それにより、検査媒体６１表面の凹凸形状を検出することにより、表面侵食痕の位置を検知するものである。
光源部５１、撮像部５２の組み合わせとしては、周知の光ディスクピックアップのような機構を採用することができる。
図９は、それらの概略構成を示す模式説明図である。
光源部５１は、例えば４分割などのフォトセンサを同一基板上に有する半導体レーザ５１ａからなる。
撮像部５２は、半導体レーザ光を集光する集光光学系５２ｂ、集光光学系５２ｂの後段に置かれて、上下方向に可動に保持されて、フォーカス調整を行うピックアップレンズ５２ａ、およびピックアップレンズ５２ａを上下駆動し、その位置情報を出力する上下駆動ユニット５２ｃからなる。
これら光源部５１および撮像部５２は、一体とされ、不図示の水平駆動ユニットにより、検査媒体６１上を走査可能とされている。
【００６５】
このような構成によれば、撮像部５２が凹部６２上に来ると、フォーカス制御が行われて、上下駆動ユニット５２ｃにより、凹部６２のへこみ量に応じた高さ方向の距離ｈだけ、ピックアップレンズ５２ａが駆動される。そして、撮像部５２の水平位置情報と、距離ｈに対応する凹部６２の深さＨの情報が画像処理部５３に送られる。それにより、画像処理部５３によって、３次元マップが描かれるが、これより、適宜の高さを敷居値として、凹部６２に対応する位置を検知することができる。
【００６６】
このような変形例によれば、表面侵食痕が、例えば、光ディスクのピットのように非常に微細なものであっても、検出できるので、液滴量が少なく、そのため、侵食量が小さくとも正確に着弾位置が検出できる。その結果、高密度描画を行ったり、液滴吐出量の少なかったりする液滴吐出装置であっても確実に位置検出できるという利点がある。
【００６７】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の液滴吐出装置の第３の実施形態として、液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えた液滴吐出装置について説明する。
本実施形態の液滴吐出装置は、本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出装置３０の、液滴吐出検査機構１００に代えて、液滴吐出検査機構１２０（液滴吐出検査装置）を備えるものである。
液滴吐出検査機構１２０は、液滴吐出検査機構１００のうち、画像検知ユニット５０に代えて、表面探針ユニット５６を、検査媒体６１に代えて、検査媒体７１を備えたものである。
以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る液滴吐出装置３０における液滴吐出検査機構１２０抜き出して描いた要部説明図である。
【００６８】
検査媒体７１は、被侵食層７１ａと基体７１ｂ（基体層）からなる（図１１参照）。
被侵食層７１ａは、液滴吐出ヘッド３４から吐出される液状体により、化学反応を起こして表面から侵食され、液状体の液滴の大きさに対応した貫通孔部７２（表面侵食痕）を形成する表面皮膜層である。
基体７１ｂは、被侵食層７１ａを支持するための支持部材で、液状体により侵食されない材料とされている。
【００６９】
被侵食層７１ａと基体７１ｂとは、その一方を導電性材料とし、他方を非導電性材料とする。
例えば、キシレン系のＥＬインクを用いる場合、被侵食層７１ａとして、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂などの材質による薄層体が採用でき、基体７１ｂとして、アルミ板、アルミシートなどを採用することができる。
また、例えば、アセトンを溶媒とする液状体を用いる場合、被侵食層７１ａとして、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの材質による薄層体が採用でき、基体７１ｂとして、アルミ板、アルミシートなどを採用することができる。
また、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの分散液を用いる場合、被侵食層７１ａとして、酸に腐食される材質を採用することができる。具体的には、ニッケル（Ｎｉ）を採用できる。基体７１ｂとしては、ガラス基板を採用することができる。Ｎｉの薄層は、基体７１ｂに蒸着やスパッタリングなどにより形成することができる。
【００７０】
表面探針ユニット５６は、導通針部５７、駆動部５８、位置制御部５９などを備える。
導通針部５７は、液滴により侵食された検査媒体７１上の穴部７２（表面侵食痕、図１１参照）を電気導通により検出するために、その先端が穴部７２より小さくなるように微細加工された導電針５７ａとその支持体５７ｂからなる。導電針５７ａは、図１１に示すように、先端を被侵食層７１ａや、穴部７２の底面に露出した基体７１ｂに接触するようにしてもよいし、それらとわずかに離して、空中放電により導電体との導通するように構成してもよい。
【００７１】
駆動部５８は、適宜のアクチュエータやスライド機構からなり、支持体５７ｂを水平方向に移動させる可動機構である。
位置制御部５９は、駆動部５８の移動制御を行うとともに、導電針５７ａが導通したときの位置を記憶して検査媒体７１の平面内の導通位置と非導通位置との情報を検出し、それらから、適宜の演算により、穴部７２の中心位置を検知することが可能とされている。
【００７２】
液滴吐出検査機構１２０の作用について説明する。
このような構成によれば、図１１に示すように、例えば、被侵食層７１ａが非導電性材料であり、基体７１ｂが導電性材料であるとき、導電針５７ａの端部と導通する支持体５７ｂ内の端子と、基板７１ｂとの間に、電流計６０などの導通をチェックするための機器を接続することにより、導電針５７ａと基板７１ｂとの導通の有無を検出することができる。すなわち、表面侵食痕は、導通がとれることで検出することができる。
そのため、導通針部５７を駆動部５８により移動させると、導通した位置から穴部７２の領域を検知することができる。そこで、位置制御部５９により、それらの情報を演算処理し、穴部７２の中心位置などを検出して、着弾位置を検知することができる。
【００７３】
また逆に、被侵食層７１ａが導電性材料であり、基体７１ｂが非導電性材料であるとき、導電針５７ａの端部と導通する被侵食層７１ｂ内の端子との間に、電流計６０などの導通をチェックするための機器を接続することにより、導電針５７ａと被侵食層７１ｂとの導通の有無を検出することができる。すなわち、表面侵食痕は、導通がなくなることで検知できる。
【００７４】
次に本実施形態に係る液滴吐出装置３０による液滴吐出検査方法を説明する。本実施形態の液滴吐出装置３０は、第１の実施形態における検査媒体４１を検査媒体７１に代え、画像検知ユニット５０を表面探針ユニット５６に代えたものである。そのため、着弾位置を光学的に可視化するものではないが、検査媒体７１上の着弾位置の位置データを直接的な探針により検出するものである。したがって、各工程の内容と順序とは、ほとんど第１の実施形態の説明と同様となる。すなわち、基本的には、検査媒体４１を検査媒体７１に、画像検知ユニット５０を表面探針ユニット５６に、画像処理部５３を、位置制御部５９に、それぞれ、読みかえればよい。そのため、以下、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。
【００７５】
前準備工程は、ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を行うが、ＳＴ３における検査媒体７１の確認は、表面探針ユニット５６ではなく、これとは別に位置確認用のモニタ、センサにより行う。
液滴吐出工程では、ＳＴ５を行い、ＳＴ６では、液滴吐出を行ったら、モータ３８を作動させて検査媒体７１を導通針部５７側に送る。
液滴検知工程では、まず検査媒体７１が所定位置に送られてから、検査媒体７１上に形成された液滴の吐出パターンを表面探針ユニット５６で検知して記録する（ＳＴ７）。次に、記録された画像データを位置制御部５９で処理して、液滴の着弾位置中心位置を算出する（ＳＴ８）。
そして、ＳＴ９を行う。これで液滴検知工程が終了する。
後処理工程は、第１の実施形態とまったく同様である。
【００７６】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態に係る液滴吐出検査装置について説明する。
本実施形態に係る液滴吐出検査装置は、上記、第１、２または３の実施形態の液滴吐出装置における液滴吐出検査機構１００、１１０、１２０をそれぞれ独立した装置として構成したものである。したがって、その主要な構成は、上記と同様のため説明を省略する。また、これらの構成を支持するために適宜の支持体や筐体に収めることは周知のことなので、説明を省略する。
このような構成によれば、適宜の液滴吐出装置により、液状体の液滴が吐出された検査媒体４１、６１、７１を搬送ベルト４１ｃ上に配置し、上記それぞれの実施形態の液滴吐出方法における液滴吐出検査工程を行うことができる。
したがって、上記と同様に、光透過性の液状体の液滴の着弾位置を検知することができる。
【００７７】
なお、上記のすべての実施形態を通して、検査媒体４１、６１、７１は、シート状としてもよく、さらにその場合、従動ローラ４１ａ、駆動ローラ４１ｂに代えて、モータ３８で駆動されることによりシートを巻き取る巻き取りローラと、巻き取りローラにシートを供給する供給ローラを設け、巻き取りローラと供給ローラの間に、検査媒体４１、６１、７１を連続供給するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記第１の実施形態において、ＥＬインクを用いて、そのＥＬ物質を光励起する波長光を照射して液滴の位置検出をする例を説明したが、この場合、検査媒体４１が撥液性を有することで、液滴の大きさなどが正確に検知できる利点はあるが、検査媒体４１の代わりに、紙などの液滴が浸潤する検査媒体を用いて、液滴をその検査媒体に浸潤させ、それを、蛍光顕微鏡などで観測してもよい。そうすれば、液状体の揮発性が大きく液滴が安定して形成できない場合にも容易に観測できるという利点がある。
【００７９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法、液滴吐出検査装置、および液滴吐出装置によれば、光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドであっても、液滴吐出性能を検査することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の一例を示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る液滴吐出ヘッドの一例の概略構成を説明するための部分斜視説明図および断面説明図である。
【図３】本発明に係る液滴吐出ヘッドの液滴吐出パターンの一例を示す模式説明図である。
【図４】本発明の液滴吐出検査方法に用いるためのノイズチェックパターンの一例を説明するための模式説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出検査方法における液状体の可視化原理を説明するための模式説明図である。
【図６】吐出不良、飛行不良（縦アライメント不良）を示す液滴パターンの例を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液滴吐出装置における液滴吐出検査機構の要部説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液滴吐出検査方法における液状体の可視化原理を説明するための模式説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る液滴吐出検査装置の変形例を説明するための模式説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る液滴吐出装置における液滴吐出検査機構の要部説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る液滴吐出検査機構の動作を説明するための模式説明図である。
【符号の説明】
２２　液滴
３０　液滴吐出装置
３４　液滴吐出ヘッド
４１、６１、７１　検査媒体
５０　画像検知ユニット
５１　光源部（光源）
５２　撮像部
５３　画像処理部（位置検知手段）
５６　表面探針ユニット
５９　位置制御部（位置検知手段）
６２　凹部（表面侵食痕）
６３　穴部（表面侵食痕）
６４　貫通孔部（表面侵食痕）
７１ａ　被侵食層
７１ｂ　基体（基体層）
７２　貫通穴部（表面侵食痕）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, a droplet discharge inspection device, and a droplet discharge device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a droplet discharge device that discharges droplets of ink or the like to form a thin film or perform patterning, there is a device that generally uses an inkjet technology. This apparatus includes a droplet discharge head that receives supply of a liquid material (liquid material) from a liquid material supply unit, and a stage that moves a substrate or the like relative to the droplet discharge head, based on the discharge data. Droplets are ejected onto a substrate while moving a droplet ejection head to form a thin film or perform patterning.
[0003]
In such an apparatus, prior to performing normal droplet discharge using this apparatus, whether or not all nozzles of the droplet discharge head are in a normal state, that is, discharge failure due to liquid clogging or adhesion of dust or the like, Inspection is performed to check whether the landing position of the droplet is shifted or not.
Conventionally, this inspection is performed by drawing a predetermined nozzle check pattern on a sheet of liquid material (ink) such as white paper, which is easy to see, that is, with good visibility, and visually checking the obtained drawing state or image processing by an image processing device. By confirming, it was inspected whether or not droplets were normally ejected from the nozzle.
By the way, it is assumed that the liquid material (ink) used in the conventional droplet discharge device has an important function in terms of its coloring property itself and has this function. Therefore, the droplet discharged from the droplet discharge head onto white paper or the like is in a colored state with good visibility, and the discharged state (drawing state) can be easily checked with the naked eye or an image processing apparatus.
As such a conventional inspection method / apparatus, for example, an inspection method / apparatus described in Patent Document 1 is known.
[0004]
[Patent Document 1]
International Publication WO / 0029219 pamphlet
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the application of the droplet discharge device has been widened, and various liquid materials have been used for thin film formation and patterning as described above, in addition to the initial purpose of printing characters and the like. . Specifically, an attempt has been made to discharge and apply a material for forming each layer forming a light emitting portion in an organic EL element by a droplet discharge device. Also, attempts have been made to discharge biochemical substances such as DNA and proteins as liquid materials to desired positions using a droplet discharge device.
[0006]
However, for example, among the layers forming the light emitting portion, the material for forming the hole transport layer is colorless and transparent, and biochemical substances such as DNA and protein are usually used as a sample in a sufficiently diluted state. Therefore, in the discharged state, it is almost colorless and transparent, or has very poor visibility. Therefore, when these liquid materials are ejected by the droplet ejection device, even if the inspection of the nozzles of the droplet ejection head prior to the ejection is performed by a method of ejecting the nozzles on a blank sheet as in the related art, the obtained drawing is obtained. At present, it is difficult to check the state visually or by an image processing apparatus, and therefore, it is impossible to check the ejection performance of the nozzle.
For example, in the technique described in Patent Literature 1, the inspection is performed based on whether or not light emitted from the light emitting unit is blocked by ink droplets. was there.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and is directed to a liquid droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as liquid droplets, and is capable of inspecting liquid droplet discharge performance. An object of the present invention is to provide a droplet discharge inspection method, a droplet discharge inspection device, and a droplet discharge device for a discharge head.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head of the present invention is a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets. The liquid is ejected onto an inspection medium having liquid repellency with respect to the liquid material, and the inspection medium is irradiated with inspection light for detecting the landing of the liquid material droplet. By detecting, the droplet discharge head is inspected.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, a droplet of a liquid material is discharged to an inspection medium having liquid repellency to the liquid material, and therefore, after landing on the inspection medium (landing). The droplet becomes a light-transmitting solid body having a three-dimensional curved surface due to surface tension, and a lens having a refractive power is formed. Since the inspection light is irradiated in this state, the inspection light is reflected and refracted by the inspection medium and the curved surface of the droplet, and propagates in a direction corresponding to the lens action of the droplet. By observing the propagating light, the position of the droplet can be detected. In other words, even if the water is transparent, it is possible to observe the outline of the light-transmissive liquid droplet in the same way that the raindrops and polka dots are visible to the naked eye, and the position can be specified. As a result, the landing position can be detected even with a light-transmissive droplet.
[0009]
A method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head according to the present invention is the method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head described above, and the inspection light is preferably visible light.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, the visible light is used as the inspection light, so that the position of the droplet can be detected by a general-purpose visible light detection unit. As a result, a simple inspection that does not require a special device or environment and can be performed anywhere can be performed.
[0010]
A method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head according to the present invention is the method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head described above, and it is preferable that the inspection light is a laser beam.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, the laser light is used as the inspection light, so that the position of the droplet can be detected by a general-purpose laser light detection unit. As a result, chromatic aberration does not occur due to monochromatic light, and the resolution of position detection can be increased by laser light that can be focused on a fine beam, so that highly accurate inspection can be performed.
[0011]
In addition, a method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head according to the present invention is the method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head described above, wherein the liquid material is made of an electro-optical material that emits light by light excitation. Preferably, the light includes light of a wavelength that optically excites the electro-optical material.
According to the droplet discharge inspection method of such a droplet discharge head, the wavelength of light for exciting the electrochemical substance is radiated as the inspection light, so that the electrochemical substance in the droplet emits light. By detecting the wavelength, the position of the droplet can be detected. Generally, since the light emission of such an electrochemical substance is substantially monochromatic light, chromatic aberration does not occur, and as a result, a highly accurate inspection can be performed.
[0012]
Further, the droplet discharge inspection method of the droplet discharge head of the present invention is a droplet discharge inspection method of a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets, wherein the droplet of the liquid material is At least the surface is ejected onto an inspection medium that is eroded by the liquid material, and a surface erosion mark corresponding to the landing of the liquid droplet is formed on the surface of the inspection medium, and the position of the surface erosion mark is determined. By detecting, the impact position of the droplet of the liquid material is detected, and the droplet discharge head is inspected.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, a light-transmitting liquid material lands on a test medium and erodes the surface thereof, thereby forming a surface erosion mark. Then, by detecting the position of the surface erosion mark by the position detecting means, the landing position of the droplet can be detected. As a result, the landing position of the droplet can be detected even if the droplet has light transmissivity or is made of a material that volatilizes in a short time. Further, since the landing position of the droplet remains on the inspection medium, it can be stored and used as a data, or the position can be detected with high accuracy over time.
[0013]
Further, a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head according to the present invention is the droplet discharge inspection method for a droplet discharge head described above, wherein the inspection medium includes an eroded layer provided on a surface and a layer below the eroded layer. A non-erodable base layer provided, one of the eroded layer and the base layer being electrically conductive, the other being electrically insulating, and examining a change in conductivity of the test medium. It is preferable to detect the surface erosion mark by the following method.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, the position of a surface erosion mark can be detected by examining the electrical conductivity of the surface of the inspection medium. Can be configured.
[0014]
A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head according to the present invention is the droplet discharge inspection method for a droplet discharge head described above, wherein the detection of the surface erosion mark is performed by irradiating the inspection medium with inspection light. It is preferable to perform the detection by detecting the reflected light or transmitted light. According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, the inspection medium is irradiated with inspection light and detected by reflected light or transmitted light, so that a general-purpose optical inspection can be employed.
[0015]
Further, a method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head according to the present invention is the electro-optical device described above, and it is preferable that the inspection light is a laser beam.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, a laser beam is used as the inspection light, so that dents of surface erosion marks can be detected with high accuracy by general-purpose means. Even if the surface erosion trace due to is shallow, the surface erosion trace can be accurately detected. As a result, even if the appropriate amount of liquid is minute, it can be accurately detected.
[0016]
Furthermore, the method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head according to the present invention is a method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head which discharges a light-transmissive liquid as droplets, wherein the liquid is excited by light. Then, the droplet of the liquid material is discharged to an inspection medium in which the droplet of the liquid material can infiltrate, and the inspection medium is irradiated with inspection light for optically exciting the electro-optical material. The droplet discharge head is inspected by detecting a landing position of the droplet of the liquid material.
According to such a droplet ejection inspection method for a droplet ejection head, a droplet of a liquid material containing an electro-optical material is infiltrated into an inspection medium, and the inspection light for optically exciting the electro-optical material is applied to the droplet. The impact position can be detected. In addition, the position is fixed in a state where the electro-optical material has infiltrated the inspection medium. As a result, the impact position can be detected even with a light-transmitting liquid. Further, even if the liquid material has volatility, the impact position can be detected.
[0017]
In addition, the droplet discharge inspection method for a droplet discharge head according to the present invention is a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head in which the above-described inspection light is a laser beam, and the inspection light is emitted on the inspection medium. It is preferable to scan along the inspection direction.
According to such a droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, the inspection is performed by scanning with a laser beam, so that the time required for the inspection can be reduced.
[0018]
In addition, a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head according to the present invention is a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets. An inspection medium having a liquid-repellent surface with respect to the liquid material for landing the droplet of the liquid material, and an inspection light for detecting landing of the liquid droplet on the inspection medium. It is characterized by comprising a light source for irradiation, and a position detecting means for detecting reflected light of the light source to detect a landing position of the liquid droplet.
According to such a droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head, droplets of a liquid material are discharged to a test medium having liquid repellency to the liquid material. A light-transmitting solid having a three-dimensional curved surface is formed, and a lens having a refractive power is formed. In this state, the inspection light is emitted from the light source, so that the inspection light is reflected and refracted by the inspection medium and the curved surface of the droplet, and propagates in a direction corresponding to the lens action of the droplet. By observing the propagating light by the position detecting means, the position of the droplet can be detected. As a result, the landing position can be detected even with a light-transmissive droplet.
[0019]
Further, a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head according to the present invention is a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head which discharges a light-transmissive liquid material as droplets, wherein the droplet discharge head discharges the liquid material. A test medium having an erodible surface for the liquid material, and a position detecting means for detecting a surface erosion mark formed on the test medium, for landing a droplet of the liquid material thus formed. Features.
According to such a droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head, the light-transmissive liquid material lands on the inspection medium and erodes the surface thereof, thereby forming a surface erosion mark. Then, by detecting the position of the surface erosion mark by the position detecting means, the landing position of the droplet can be detected. As a result, the landing position of the droplet can be detected even if the droplet has light transmissivity or is made of a material that volatilizes in a short time. Further, since the landing position of the droplet remains on the inspection medium, it can be stored and used as a data, or the position can be detected with high accuracy over time.
[0020]
A droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head according to the present invention is the droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head described above, wherein the inspection medium has a surface on which the liquid material is eroded by the liquid material. An erosion layer and a non-erodable base layer provided below the electrical insulating layer, wherein one of the eroded layer and the base layer is electrically conductive and the other is electrically insulating. Preferably, the position detecting means detects the surface erosion mark by examining a change in conductivity of the test medium.
According to such a droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head, the position of the surface erosion mark can be detected by checking the conductivity of the inspection medium, so that a direct and simple position detection unit is configured. be able to.
[0021]
Further, the present invention provides a droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head which discharges a light-transmissive liquid material as droplets, wherein the liquid material emits light by light excitation. A test medium made of an electro-optical material to be infiltrated and infiltrating liquid droplets of the liquid; and irradiating the test medium with test light for optically exciting the electro-optical material to detect a landing position of the liquid droplets of the liquid. And a position detecting unit that performs the operation.
According to such a droplet discharge inspection apparatus for a droplet discharge head, a liquid droplet containing an electro-optical material is infiltrated into a test medium, and is irradiated with test light that optically excites the electro-optical material, thereby detecting position detection means. Thereby, the landing position of the droplet can be detected. In addition, the position is fixed in a state where the electro-optical material has infiltrated the inspection medium. As a result, the impact position can be detected even with a light-transmitting liquid. Further, even if the liquid material has volatility, the impact position can be detected.
[0022]
Next, a droplet discharge device of the present invention includes the droplet discharge inspection device for a droplet discharge head described above.
According to such a droplet discharge device, since the droplet discharge inspection device for the droplet discharge head described above is provided, the same operation and effect as those of the droplet discharge inspection devices for the droplet discharge heads are obtained.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a droplet discharge inspection method, a droplet discharge inspection device, and a droplet discharge device of a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment shows one embodiment of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the technical idea of the present invention. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding members even in different embodiments, and duplicate description is omitted.
[0024]
[First Embodiment]
As a first embodiment of a droplet discharge device according to the present invention, a droplet discharge device including a droplet discharge inspection device of a droplet discharge head that discharges a liquid material as droplets will be described.
FIG. 1 is a perspective explanatory view showing an example of a droplet discharge device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a droplet discharge device. The droplet discharge device 30 includes a base 31, a substrate moving unit 32, a head moving unit 33, a droplet discharge head 34, a liquid supply unit 35, a control device 40, and the like. The base 31 is provided with the substrate moving means 32 and the head moving means 33 thereon.
The droplet discharge inspection mechanism 100 is an example in which the droplet discharge inspection device according to the present invention is incorporated in the droplet discharge device 30 and provided. The droplet ejection inspection mechanism 100 includes an inspection medium 41, an image detection unit 50, a motor 38, and the like.
[0025]
The substrate moving means 32 is provided on the base 31 and has a guide rail 36 arranged along the Y-axis direction. The substrate moving means 32 is configured to move the slider 37 along the guide rail 36 by, for example, a linear motor (not shown).
A stage 39 is fixed on the slider 37. The stage 39 is for positioning and holding the substrate S. That is, the stage 39 has a known suction holding means (not shown), and the substrate S is sucked and held on the stage 39 by operating the suction holding means. The substrate S is accurately positioned and held at a predetermined position on the stage 39 by, for example, positioning pins (not shown) of the stage 39.
[0026]
On both sides of the substrate S on the stage 39, that is, on both sides in the movement direction (X-axis direction) of the droplet discharge head 34 described later, an inspection medium 41 for inspecting the droplet discharge head 34 is provided. Have been. These inspection media 41, 41 are fixed on a conveyor belt 41c stretched between a driven roller 41a and a driving roller 41b, and their positions on the base 31 are predetermined, and the positions are determined by the control device 40. It is remembered. The transport belt 41c is driven by a motor 38 connected to a drive roller 41b, and is movable in the illustrated Y-axis direction, and the inspection medium 41 is capable of being transported in the illustrated Y-axis direction.
[0027]
The inspection medium 41 is formed of a plate-like member made of a material suitable for an inspection method of the droplet discharge head 34 described later. In the present embodiment, the surface is subjected to a liquid-repellent treatment for causing liquid droplets of a liquid material to aggregate three-dimensionally.
For example, a liquid material is an electroluminescent material (hereinafter abbreviated as an EL material) that emits light upon photoexcitation, and a solvent soluble in xylene (hereinafter referred to as a xylene-based solvent) such as cyclohexylbenzene (hereinafter referred to as CHB). In the case where the test medium 41 is composed of an EL ink dispersed in a solvent mainly comprising a liquid absorptive liquid, the test medium 41 forms a film layer of a fluoroalkylsilane (hereinafter abbreviated as FAS) compound on the surface of a silicon wafer substrate. The processed one can be adopted.
In addition, various liquid repellent treatments such as gold thiol and fluororesin processing are possible depending on the material of the liquid material and the test medium 41.
[0028]
Note that there are various types of EL inks, which have different colors depending on the EL substance, but usually have light transmittance when diluted with an organic solvent. Therefore, even if it is colored, it is extremely light color, and the boundary with the background is often not clear even if it is discharged onto paper or the like.
[0029]
An image detection unit 50 is arranged near the inspection media 41.
The image detection unit 50 includes a light source unit 51 and an imaging unit 52 that are integrally disposed above the inspection media 41, 41 on the side of the drive roller 41b (in FIG. 1, one of the light source unit 51 and the imaging unit 52). (Not shown) and an image processing unit 53 connected to each imaging unit 52.
[0030]
The light source unit 51 is a visible light source for irradiating the inspection medium 41.
The imaging unit 52 includes, for example, an optical system having an appropriate magnification, such as a CCD camera, and an imaging device. The imaging unit 52 receives reflected light of inspection light emitted from the light source unit 51 onto the surface of the inspection medium 41, and converts the reflected light into an image signal. The recording data is sent to the image processing unit 53. The image processing unit 53 is composed of a computer or the like, and analyzes the image data on the recording medium 41 sent from the imaging unit 52 to inspect the ejection performance of each nozzle of the droplet ejection head 34 as described later. Is what you do.
[0031]
The image processing unit 53 is also connected to a motor 38 for feeding the test medium 41 and a control device 40 described later. When the droplet is discharged from the droplet discharge head 34 onto the test medium 41 by the control of the control device 40, the image processing unit 53 receives the time from the control device 40. It has become. In addition, the time required for the inspection medium 41 that has received the ejection to reach the visual field of the imaging unit 52 by the motor 38 is calculated in advance from the speed of the motor 38 and stored. With such a configuration, the image processing unit 53 ensures that the image on the inspection medium 41 by the droplets discharged from the droplet discharge head 34 is recorded by the imaging unit 52.
[0032]
The head moving means 33 includes a pair of stands 33a, 33a erected on the rear side of the base 31, and a traveling path 33b provided on the stands 33a, 33a. They are arranged along the axial direction, that is, the direction perpendicular to the Y-axis direction of the substrate moving means 32. The traveling path 33b is formed with a holding plate 33c passed between the stands 33a, 33a and a pair of guide rails 33d, 33d provided on the holding plate 33c. The carriage 42 on which the droplet discharge head 34 is mounted is movably held in the length direction of 33d. The carriage 42 travels on the guide rails 33d, 33d by operation of a linear motor (not shown) or the like, thereby moving the droplet discharge head 34 in the X-axis direction.
[0033]
Here, the carriage 42 can move in the length direction of the guide rails 33d, 33d, that is, in the X-axis direction, for example, in units of 1 μm. Such a movement is controlled by the control device 40. ing. Therefore, as described above, the positions of the inspection media 41, 41 are stored in the control device 40, so that the ejection of droplets for inspection by the droplet ejection head 34 can be reliably performed on the inspection medium 41 as described later. Is to be made.
[0034]
The droplet discharge head 34 is rotatably mounted on the carriage 42 via a mounting portion 43. The mounting portion 43 is provided with a motor 44. The droplet discharge head 34 has a support shaft (not shown) connected to the motor 44. With such a configuration, the droplet discharge head 34 is rotatable in the circumferential direction. Further, a motor 44 is also connected to the control device 40, whereby the rotation of the droplet discharge head 34 in the circumferential direction is controlled by the control device 40.
[0035]
Here, as shown in FIG. 2A, the droplet discharge head 34 includes, for example, a nozzle plate 12 and a vibration plate 13 made of stainless steel, and both are joined via a partition member (reservoir plate) 14. is there. A plurality of spaces 15 and a pool 16 are formed between the nozzle plate 12 and the vibration plate 13 by the partition member 14. Each space 15 and the inside of the liquid pool 16 are filled with a liquid material, and each space 15 and the liquid pool 16 communicate with each other via a supply port 17. The nozzle plate 12 is provided with a plurality of nozzle holes 18 for ejecting the liquid material from the space 15 in a state where the nozzle holes 18 are arranged vertically and horizontally. On the other hand, a hole 19 for supplying a liquid material to the liquid reservoir 16 is formed in the vibration plate 13.
[0036]
Further, a piezoelectric element (piezo element) 20 is joined to the surface of the diaphragm 13 opposite to the surface facing the space 15 as shown in FIG. The piezoelectric element 20 is located between the pair of electrodes 21 and is configured to bend so as to protrude outward when energized. The vibration plate 13 to which the piezoelectric element 20 is bonded under such a configuration is configured to bend outward simultaneously with the piezoelectric element 20, thereby reducing the volume of the space 15. It is increasing. Therefore, the liquid material corresponding to the increased volume flows into the space 15 from the liquid reservoir 16 through the supply port 17. When the current supply to the piezoelectric element 20 is released from such a state, both the piezoelectric element 20 and the diaphragm 13 return to their original shapes. Therefore, since the space 15 also returns to the original volume, the pressure of the liquid material in the space 15 increases, and the liquid material droplets 22 are discharged from the nozzle holes 18 toward the substrate.
[0037]
The droplet discharge head 34 having such a configuration has a substantially rectangular bottom surface, and is arranged in a state where the nozzles 18 are aligned vertically and horizontally as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). It was done. Note that FIG. 3 omits the illustration of the nozzles 18 and shows only one horizontal row. 3A and 3B, the state of the line L formed by the droplets when the droplets are simultaneously ejected from the respective nozzles 18 onto the inspection medium 41 and the inspection medium 41 is moved. Is also schematically shown.
FIG. 3A shows an example in which the liquid is discharged from the odd-numbered rows of nozzle holes 18 in the horizontal direction to form every other vertical line in the transport direction. FIG. 3 (b) shows that the nozzles are switched to the even-numbered rows of nozzle holes 18 in the horizontal direction and ejected at a predetermined timing, and the odd-numbered lines L and the even-numbered lines L are drawn before and after in the transport direction. It is an example of a chuck pattern P.
[0038]
FIG. 4 is a partially enlarged view of the noise check pattern P. L1, L2,..., L5 are either odd-numbered rows or even-numbered rows in FIG. 3B, and are aligned at a pitch a corresponding to twice the pitch of the nozzle holes 18 adjacent in the horizontal direction. In this example, the ejection time interval and the transfer speed of the conveyor belt 41c are adjusted to draw a grid-like dot pattern aligned at equal intervals of the pitch b.
[0039]
The moving position of the droplet ejection head 34 for ejecting the noise check pattern P and ejection timing data are stored in the image processing unit 53 in advance. Further, a range (effective range) in which the positions of those patterns are determined to be normal for the nozzle holes 18 is also stored. Then, as described later, the liquid is checked by checking with the image data recorded and transmitted by the imaging unit 52 to determine whether or not the dot-shaped droplet position in the image data is within the effective range. It is possible to determine whether or not the ejection performance of each nozzle 18 in the droplet ejection head 34 is good.
[0040]
The liquid supply means 35 includes a liquid supply source 45 for supplying a liquid material to the droplet discharge head 34 and a liquid supply tube 46 for sending liquid from the liquid supply source 45 to the droplet discharge head 34. .
The control device 40 is composed of a computer or the like, and stores the position of the recording medium 41, specifically, the X coordinate of both side edges parallel to the Y axis as described above. The position information, that is, the position (X coordinate) of the droplet discharge head 34 on the guide rails 33d, 33d and the position (X coordinate) of each nozzle at that time are detected and stored.
[0041]
Next, a description will be given of a droplet discharge inspection method of the droplet discharge device 30 having such a configuration.
In this example, as the droplet discharge inspection, inspection of the discharge performance of each nozzle 18 in the droplet discharge head 34, that is, a discharge defect in which the nozzle hole 18 becomes blocked and discharge cannot be performed, and a flight defect in which the landing position of the droplet shifts. Inspect The method for this includes a preparation step, a droplet discharge step, a droplet detection step, and a post-processing step.
[0042]
In the preparatory process, first, the inspection medium 41 is set on the transport belt 41c. Then, the control unit 40 moves the droplet discharge head 34 to a cleaning stage (not shown) on the base 31 to perform cleaning, so that all the nozzles of the droplet discharge head 34 can be in a state capable of discharging droplets. (Step 1; hereinafter, referred to as ST1).
Next, the control unit 40 moves the droplet discharge head 34 onto the inspection medium 41 (ST2).
The inspection medium 41 is located on both sides of the base 31, but there is no particular limitation on which side is used. The arbitrary side is selected and the droplet discharge head 34 is moved thereon. However, it goes without saying that the image processing unit 53 recognizes the selected side.
[0043]
Next, it is confirmed whether or not the test medium 41 is correctly set on the selected side, that is, the side on which the droplet discharge head 34 has been moved (ST3).
This confirmation is performed, for example, by detecting whether the inspection medium 41 is set near the driven roller 41a and the driving roller 41b by an optical sensor (not shown) or by causing the imaging unit 52 to recognize the inspection medium 41. Done by Alternatively, simply, the image processing unit 53 may store whether or not the movement by the motor 38 has been performed after the droplet discharge test is performed first.
[0044]
If it is determined by such a check that the test medium 41 is not set correctly, an alarm is sounded to notify the worker of the fact, and the test medium 41 is reset. (ST4)
Thereafter, it is confirmed again whether or not the test medium 41 is set correctly (ST3).
If it is determined that the test medium 41 is set correctly, the preparatory process ends.
[0045]
In the droplet discharge step, first, the controller 40 causes the droplet discharge head 34 to discharge droplets in accordance with the nozzle check pattern P (ST5). After the droplet ejection, the motor 38 is operated to send the inspection medium 41 to the imaging unit 52 (ST6).
[0046]
In the droplet detection step, first, after the inspection medium 41 is sent to a predetermined position, the ejection pattern of the droplets formed on the inspection medium 41 is visualized, and the image is captured and recorded by the imaging unit 52 (ST7).
[0047]
Here, the principle of visualizing the light-transmitting liquid material in the present embodiment will be briefly described.
FIG. 5 is a schematic explanatory view for explaining the principle of visualizing the liquid material, and shows a state in which the droplet 22 discharged on the inspection medium 41 is irradiated with parallel inspection light from above the inspection medium 41. I have.
When the droplet 22 is ejected onto the inspection medium 41, the surface of the inspection medium 41 has liquid repellency. Aggregates into a three-dimensional shape having Since the material of the droplet 22 has light transmittance, the boundary surface has a refractive power due to a difference in refractive index from air.
If the test medium 41 does not have liquid repellency, the liquid drops penetrate into the test medium 41 and diffuse into the test medium 41, or a wet layer is formed on the surface of the test medium 41 to form an irregular thin layer. To form a transparent film layer that extends over the entire surface. Therefore, in either case, it cannot be detected unless the droplet is opaque.
[0048]
Therefore, the ray R1 radiated outside the droplet 22 and the ray R3 passing through the central axis (optical axis) of the droplet 22 are specularly reflected and return on the same optical path. The passing ray R2 repeats refraction at the interface and returns upward as a ray R4. For this reason, if there is a visible image under the droplet 22, it will be blurred or distorted, and even if there is no visible image, the amount of light within the projected area of the droplet 22 onto the inspection medium 41 Unevenness occurs. That is, when the inspection medium 41 is observed with the naked eye or an appropriate optical system, a grayscale image having an edge on which the outer shape of the droplet 22 is projected is observed, and the droplet 22 is visualized.
It is such a grayscale image that is captured by the imaging unit 52.
In the above description, the inspection light is a parallel light. However, this is a simplified example for explaining the principle, and it goes without saying that the inspection light is similarly visualized even if it is not a parallel light.
[0049]
Next, the recorded image data is processed by the image processing unit 53 to calculate the center position of the landing position of the droplet 22 (ST8).
This process may be any process as long as the landing center position of the droplet 22 is detected. For example, the size and center position of the outline are calculated by extracting the outline of the droplet 22 by performing well-known image processing such as edge enhancement processing and binarization processing.
[0050]
Then, the ejection performance is inspected based on the detection result (ST9).
FIGS. 6A and 6B are examples of droplet patterns showing ejection failure and flight failure (vertical alignment failure), respectively.
As shown in FIG. 6A, no droplet 22 is seen at the position of the line L2, and the interval between two adjacent lines (L1, L3) is about 2a at the ideal pitch a. In this case, it is determined that an ejection failure such as clogging of the nozzle hole 18 corresponding to the line L2 has occurred.
Similarly, when the droplet 22 that has not appeared in the initial stage of the ejection, such as the line L4, starts ejection from a certain timing, if the timing is unacceptably long, post-processing such as reinspection and aging is necessary. Is determined.
As shown in FIG. 6B, when the pitch with the adjacent line fluctuates beyond the allowable range (see line L2), or when the pitch with the adjacent line deviates beyond the allowable range (line L2). L4) determines that the flight is poor.
Thus, the droplet detection step is completed.
[0051]
In the post-processing step, when it is determined in the droplet detection step that the ejection failure or the flight failure occurs, the nozzle suction processing for sucking out the liquid material from the nozzle hole 18 using an appropriate jig is attempted (ST10). Then, the pre-preparation step, the droplet discharge step, and the droplet detection step (ST1 to ST9) described above are repeated again.
In the second drop detection step, when it is determined that the discharge is defective or the flight is defective, the droplet discharge head 34 is determined to be defective, and is replaced with another normal unit (ST11).
[0052]
According to such a droplet ejection inspection method, the light-transmissive droplet 22 is ejected from the droplet ejection head 34 to the inspection medium 41 in accordance with the nozzle check pattern P, and the liquid repellency of the inspection medium 41 causes The droplet 22 can be provided with a refractive power so as to be optically detectable. Accordingly, the drawing state can be detected as a grayscale image by the imaging unit 52 or the like, and the position of the landing position can be detected by the image detection unit 50. As a result, it is possible to easily and accurately inspect whether or not droplets are normally ejected from all the nozzles 18 even though the liquid material (droplets) is light-transmissive.
Further, according to such a droplet inspection apparatus, a light-transmissive liquid material is visualized only by irradiating and inspecting the inspection light, so that a general-purpose apparatus can be used as a light source and an observation unit. As a result, it can be configured as a simple device.
[0053]
In the description of the first embodiment, the inspection light is described as visible light, but inspection light outside the visible light region may be used according to the sensitivity of the imaging unit 52. For example, infrared light or ultraviolet light may be used.
[0054]
Further, when the liquid material is an EL ink as in the first embodiment, the light excitation light of the EL substance may be irradiated as the inspection light.
In such a case, if there is only one kind of EL substance, light emission by light excitation becomes monochromatic light, and therefore, there is an advantage that chromatic aberration is eliminated in the optical system of the imaging unit 52 and detection performance with high resolution can be obtained.
Further, in such a liquid crystal ejection inspection apparatus and method of irradiating the light excitation light, a fluorescent microscope suitable for observing an EL material or the like can be employed as having both the light source unit 51 and the imaging unit 52. Since the fluorescence microscope is designed to irradiate light excitation light of a plurality of wavelengths and simultaneously observe EL emission having different wavelengths, for example, even when different EL inks are used for the respective nozzle holes 18, inspection is performed simultaneously. There is an advantage that it becomes easy to do.
[0055]
In the first embodiment, the inspection light may be a visible or infrared laser light. In this case, there is an advantage that high-resolution detection can be performed by utilizing the property that the light is monochromatic light and that the beam can be formed into a beam with an appropriate diameter. In that case, the laser beam is further converted into a beam having an appropriate diameter, and then the inspection medium 41 is scanned using a known optical scanning unit such as a polygon mirror, and the reflected light is received by the imaging unit 52. Alternatively, the position of the droplet 22 may be detected. With this configuration, since a large number of droplet discharge patterns can be detected in a short time without moving the imaging unit 52 or the inspection medium 41, there is an advantage that the inspection time can be reduced.
[0056]
In the above description of the first embodiment, an example in which EL ink is used for the liquid material has been described. However, the inspection has a light transmittance and a refractive index different from that of air, and has been subjected to appropriate processing. Any liquid may be used as long as it has a wetting angle capable of coagulating so as to have a lens function on the medium. For example, it is not limited to a xylene-based solvent, and may be a solvent mainly composed of another organic solvent such as a solvent soluble in acetone (hereinafter referred to as an acetone-based solvent), or may be a liquid mainly composed of water.
[0057]
[Second embodiment]
As a second embodiment of the droplet discharge device of the present invention, a droplet discharge device including a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head will be described.
The droplet discharge device of the present embodiment includes a droplet discharge inspection mechanism 110 (droplet discharge inspection device) instead of the droplet discharge inspection mechanism 100 of the droplet discharge device 30 according to the first embodiment. is there.
The droplet ejection inspection mechanism 110 is obtained by replacing the inspection medium 41 with the inspection medium 61 in the droplet ejection inspection mechanism 100.
Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described.
FIG. 7 is an explanatory view of a relevant part of the droplet discharge device 30 according to the second embodiment of the present invention, in which the droplet discharge inspection mechanism 110 is extracted and drawn.
[0058]
The test medium 61 is eroded from the surface by causing a chemical reaction by the liquid discharged from the droplet discharge head 34, and a through hole penetrating from a concave portion, a hole or a surface corresponding to the size of the liquid droplet. It is composed of a plate-like or sheet-like member forming a part.
For example, when a xylene-based EL ink is used, a plate member or a sheet member made of a material such as a polycarbonate resin, a polystyrene resin, and a vinyl chloride resin can be employed.
Further, for example, when a liquid using acetone as a solvent is used, a plate member or a sheet member made of a material such as an acrylic resin, a vinyl chloride resin, and a polycarbonate resin can be used.
Further, these materials may be formed as thin layers on the substrate of an arbitrary material as an eroded layer.
For example, when a dispersion of 3,4-polyethylenediocithiophene / polystyrenesulfonic acid (PEDOT / PSS) used for forming a hole injection layer of an EL display device or the like is used, the dispersion is Utilizing an acidic solution having a pH of about 2.0, a material that is corroded by an acid can be employed. Specifically, a structure in which nickel (Ni) is formed on a glass substrate surface by vapor deposition, sputtering, or the like can be employed.
[0059]
Next, the operation of the droplet discharge inspection mechanism 110 will be described. The droplet discharge inspection mechanism 110 visualizes the landing position of the droplet by forming a surface erosion mark on the inspection medium 61.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the principle of detecting surface erosion traces corresponding to various inspection media 61.
FIG. 8A shows a case where a crater-shaped concave portion 62 (surface erosion mark) is formed in the inspection medium 61.
In this case, for example, when the surface is irradiated with the parallel light as the inspection light, the light beam R2 applied to the concave portion 62 is scattered in an oblique direction (R4), and otherwise, the light beam R1 is specularly reflected back like the light beam R1. Therefore, in the imaging unit 52, the amount of light received in the region D where the concave portion 62 exists is reduced, and the concave portion 62 can be recorded as a dark region. Therefore, similarly to the first embodiment, the position of the concave portion 62 can be detected from the recording data of the grayscale image.
[0060]
FIG. 8B shows a case where the inspection medium 61 is composed of an eroded layer 61a eroded by droplets and a non-eroded base 61b. At the place where the droplet lands, the eroded layer 61a is eroded to form a hole 63 (surface erosion mark).
In this case, for example, when the surface is irradiated with parallel light as inspection light, in the region D inside the hole 63 where the eroded layer 61a is completely eroded, specular reflection is performed like a ray R3. Since a step is formed at the outer peripheral end, the light is scattered at the edge like the light ray R5 (R6), and a dark boundary is observed in the imaging unit 52. Therefore, similarly to the first embodiment, the position of the hole 63 can be detected from the recording data of the grayscale image.
[0061]
FIGS. 8C and 8D show a case where the through-hole 64 is formed on the inspection medium 61 by a droplet.
In this case, for example, when the surface is irradiated with parallel light as inspection light, since there is no return light in the through-hole portion 64 (see R7), the light is observed as a dark region. As shown in FIG. 8D, when the through-hole 64 is smaller than the region D, the inclined surface around the through-hole 64 is observed as a dark region as in FIG. D can be detected.
In these cases, as a modification, a light receiving sensor or an imaging device may be provided on the transmission side of the inspection light to perform detection.
[0062]
As described above, the droplet discharge inspection mechanism 110 of the present embodiment detects the landing position of the droplet by forming the surface erosion mark on the inspection medium 61, so that the recording of the landing position remains on the inspection medium 61. Things. Therefore, there is an advantage that the liquid material has a high volatility and the impact position can be detected. Further, for example, if a surface erosion mark is formed, the inspection medium 61 can be removed from the transport belt 41c, so that if necessary, there is an advantage that the landing position can be inspected in detail by another device.
[0063]
Next, a droplet discharge inspection method by the droplet discharge device 30 according to the present embodiment will be described. The droplet discharge device 30 of the present embodiment is obtained by replacing the inspection medium 41 of the first embodiment with an inspection medium 61. Therefore, the principle of visualizing the landing position is different, and performing the inspection by visualizing the landing position on the inspection medium 61 and forming a grayscale image is exactly the same. Therefore, the inspection medium 41 may be read as the inspection medium 61 in the description of the first embodiment without changing the contents and the order of the respective steps. Therefore, the description is omitted because it is duplicated.
[0064]
Next, a modified example of the present embodiment will be described.
In this modification, laser light is used as the light source unit 51, and as the imaging unit 52, the laser light of the light source unit 51 is focused on the surface of the inspection medium 61 as a focused spot, and the reflected light is received. An optical system that controls the vertical imaging position is employed. Then, information on the position of the condensed spot on the plane and the upper and lower imaging positions is transferred to the image processing unit 53. Thus, the position of the surface erosion mark is detected by detecting the uneven shape of the surface of the inspection medium 61.
As a combination of the light source unit 51 and the imaging unit 52, a mechanism such as a well-known optical disk pickup can be adopted.
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing a schematic configuration of the above.
The light source unit 51 includes a semiconductor laser 51a having a photo sensor of, for example, four divisions on the same substrate.
The imaging unit 52 includes a condensing optical system 52b that condenses the semiconductor laser light, a pickup lens 52a that is placed downstream of the condensing optical system 52b, is movably held in the vertical direction, and performs focus adjustment, and a pickup lens. The vertical drive unit 52c drives the vertical drive 52a and outputs its position information.
The light source unit 51 and the imaging unit 52 are integrated, and can scan on the inspection medium 61 by a horizontal drive unit (not shown).
[0065]
According to such a configuration, when the imaging unit 52 comes over the concave portion 62, focus control is performed, and the vertical drive unit 52c moves the pickup lens a distance h in the height direction corresponding to the amount of depression of the concave portion 62. 52a is driven. Then, the horizontal position information of the imaging unit 52 and the information of the depth H of the concave portion 62 corresponding to the distance h are sent to the image processing unit 53. As a result, a three-dimensional map is drawn by the image processing unit 53. From this, the position corresponding to the concave portion 62 can be detected using the appropriate height as a threshold value.
[0066]
According to such a modification, even if the surface erosion mark is very fine, for example, a pit of an optical disk, it can be detected, so that the amount of droplets is small. The impact position can be detected. As a result, there is an advantage that the position can be reliably detected even in a droplet discharge device that performs high-density drawing or has a small droplet discharge amount.
[0067]
[Third embodiment]
Next, as a third embodiment of a droplet discharge device of the present invention, a droplet discharge device provided with a droplet discharge inspection device for a droplet discharge head will be described.
The droplet discharge device according to the present embodiment is different from the droplet discharge inspection mechanism 100 of the droplet discharge device 30 according to the first embodiment of the present invention in that a droplet discharge inspection mechanism 120 (droplet discharge inspection device) is used. It is provided with.
The droplet ejection inspection mechanism 120 includes a surface probe unit 56 instead of the image detection unit 50 and an inspection medium 71 instead of the inspection medium 61 in the droplet ejection inspection mechanism 100.
Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described.
FIG. 10 is an explanatory view of a main part of the droplet discharge inspection mechanism 120 of the droplet discharge device 30 according to the third embodiment of the present invention.
[0068]
The inspection medium 71 includes an eroded layer 71a and a base 71b (base layer) (see FIG. 11).
The eroded layer 71a is eroded from the surface by causing a chemical reaction by the liquid discharged from the droplet discharge head 34, and forms a through-hole 72 (surface erosion mark) corresponding to the size of the liquid droplet. This is the surface film layer to be formed.
The base 71b is a support member for supporting the eroded layer 71a, and is made of a material that is not eroded by the liquid.
[0069]
One of the eroded layer 71a and the base 71b is made of a conductive material, and the other is made of a non-conductive material.
For example, when a xylene-based EL ink is used, a thin layer made of a material such as a polycarbonate resin, a polystyrene resin, or a vinyl chloride resin can be used as the eroded layer 71a, and an aluminum plate, an aluminum sheet, or the like is used as the base 71b. be able to.
Further, for example, when a liquid using acetone as a solvent is used, a thin layer made of a material such as an acrylic resin, a vinyl chloride resin, or a polycarbonate resin can be adopted as the eroded layer 71a, and an aluminum plate or an aluminum sheet is used as the base 71b. Etc. can be adopted.
Further, for example, when a PEDOT / PSS dispersion liquid is used, a material that is corroded by an acid can be adopted as the eroded layer 71a. Specifically, nickel (Ni) can be adopted. A glass substrate can be used as the base 71b. The thin layer of Ni can be formed on the base 71b by vapor deposition or sputtering.
[0070]
The surface probe unit 56 includes a conduction needle portion 57, a driving portion 58, a position control portion 59, and the like.
The conduction needle portion 57 has a fine tip such that the tip thereof is smaller than the hole 72 in order to detect the hole 72 (surface erosion mark, see FIG. 11) on the test medium 71 eroded by the droplet by electrical conduction. It consists of a processed conductive needle 57a and its support 57b. As shown in FIG. 11, the conductive needle 57a may be configured such that its tip is in contact with the eroded layer 71a or the base 71b exposed on the bottom surface of the hole 72, or is slightly separated from the base 71b by air discharge. You may comprise so that it may conduct with a conductor.
[0071]
The driving unit 58 is a movable mechanism that includes an appropriate actuator and a slide mechanism and moves the support body 57b in the horizontal direction.
The position control unit 59 controls the movement of the driving unit 58, stores the position when the conductive needle 57a is conductive, detects information on the conductive position and the non-conductive position in the plane of the test medium 71, and Accordingly, it is possible to detect the center position of the hole 72 by an appropriate calculation.
[0072]
The operation of the droplet discharge inspection mechanism 120 will be described.
According to such a configuration, as shown in FIG. 11, for example, when the eroded layer 71a is a non-conductive material and the base 71b is a conductive material, the support body is electrically connected to the end of the conductive needle 57a. By connecting a device for checking continuity, such as the ammeter 60, between the terminal in the terminal 57b and the substrate 71b, it is possible to detect the presence or absence of continuity between the conductive needle 57a and the substrate 71b. That is, the surface erosion mark can be detected by the conduction.
Therefore, when the conductive needle portion 57 is moved by the driving portion 58, the region of the hole 72 can be detected from the conductive position. Thus, the position control unit 59 can perform arithmetic processing on the information, detect the center position of the hole 72, and detect the impact position.
[0073]
Conversely, when the eroded layer 71a is made of a conductive material and the base 71b is made of a non-conductive material, the ammeter 60 is placed between the end of the conductive needle 57a and a terminal in the eroded layer 71b that is conductive. By connecting a device for checking the continuity such as, the presence or absence of continuity between the conductive needle 57a and the eroded layer 71b can be detected. That is, the surface erosion mark can be detected by the absence of conduction.
[0074]
Next, a droplet discharge inspection method by the droplet discharge device 30 according to the present embodiment will be described. In the droplet discharge device 30 of the present embodiment, the inspection medium 41 in the first embodiment is replaced by an inspection medium 71, and the image detection unit 50 is replaced by a surface probe unit 56. Therefore, the landing position is not optically visualized, but the position data of the landing position on the inspection medium 71 is detected by a direct probe. Therefore, the contents and order of each step are almost the same as those described in the first embodiment. That is, basically, the inspection medium 41 can be read as the inspection medium 71, the image detection unit 50 can be read as the surface probe unit 56, the image processing unit 53 can be read as the position control unit 59, and so on. Therefore, only the points different from the first embodiment will be described below.
[0075]
In the preparatory process, ST1, ST2, ST3, and ST4 are performed. The confirmation of the inspection medium 71 in ST3 is performed not by the surface probe unit 56 but by a monitor and a sensor for position confirmation separately.
In the droplet discharge step, ST5 is performed. In ST6, after the droplet is discharged, the motor 38 is operated to send the test medium 71 to the conducting needle portion 57 side.
In the droplet detecting step, first, after the inspection medium 71 is sent to a predetermined position, the ejection pattern of the droplet formed on the inspection medium 71 is detected and recorded by the surface probe unit 56 (ST7). Next, the recorded image data is processed by the position controller 59 to calculate the center position of the landing position of the droplet (ST8).
Then, ST9 is performed. This ends the droplet detection process.
The post-processing step is exactly the same as in the first embodiment.
[0076]
[Fourth embodiment]
A droplet discharge inspection device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
The droplet discharge inspection device according to the present embodiment is configured such that the droplet discharge inspection mechanisms 100, 110, and 120 in the droplet discharge devices of the first, second, and third embodiments are independent devices. . Therefore, the main configuration is the same as described above, and the description is omitted. In addition, since it is well known that these components are housed in an appropriate support or housing to support these components, the description is omitted.
According to such a configuration, the inspection media 41, 61, and 71 from which the liquid droplets have been discharged are arranged on the transport belt 41c by an appropriate droplet discharge device, and the droplet discharge of each of the above embodiments is performed. A droplet discharge inspection step in the method can be performed.
Therefore, similarly to the above, it is possible to detect the landing position of the light-transmissive liquid droplet.
[0077]
Note that, through all the above embodiments, the inspection media 41, 61, and 71 may be in the form of a sheet. In that case, the sheet is driven by the motor 38 instead of the driven roller 41a and the driving roller 41b. A take-up roller and a supply roller for supplying a sheet to the take-up roller may be provided, and the inspection media 41, 61, and 71 may be continuously supplied between the take-up roller and the supply roller.
[0078]
Further, in the first embodiment, an example has been described in which the EL ink is used to detect the position of the droplet by irradiating light of a wavelength that excites the EL substance, but in this case, the test medium 41 is lyophobic. By having the property, there is an advantage that the size of the droplet and the like can be accurately detected, but instead of the inspection medium 41, a droplet is applied to the inspection medium by using an inspection medium such as paper in which the droplet infiltrates. Infiltration may be observed with a fluorescence microscope or the like. In this case, there is an advantage that even when the liquid material has a high volatility and a droplet cannot be formed stably, it can be easily observed.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the droplet discharge inspection method, the droplet discharge inspection device, and the droplet discharge device of the droplet discharge head according to the present invention, a liquid that discharges a light-transmissive liquid material as droplets Even with a droplet discharge head, there is an effect that the droplet discharge performance can be inspected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective explanatory view showing an example of a droplet discharge device according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a partial perspective view and a sectional view illustrating a schematic configuration of an example of a droplet discharge head according to the invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an example of a droplet discharge pattern of a droplet discharge head according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for explaining an example of a noise check pattern used in the droplet discharge inspection method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic explanatory view for explaining the principle of visualizing a liquid material in the droplet discharge inspection method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a droplet pattern indicating a discharge failure and a flight failure (vertical alignment failure).
FIG. 7 is an explanatory view of a main part of a droplet discharge inspection mechanism in a droplet discharge device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic explanatory view for explaining a principle of visualizing a liquid material in a droplet discharge inspection method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic explanatory view for explaining a modified example of the droplet discharge inspection device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view of a main part of a droplet discharge inspection mechanism in a droplet discharge device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic explanatory view for explaining an operation of a droplet discharge inspection mechanism according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
22 droplets
30 Droplet ejection device
34 Droplet Discharge Head
41, 61, 71 Inspection medium
50 Image detection unit
51 Light source (light source)
52 Imaging unit
53 Image processing unit (position detection means)
56 Surface probe unit
59 Position control unit (position detection means)
62 recesses (surface erosion marks)
63 holes (surface erosion marks)
64 Through hole (surface erosion mark)
71a Eroded layer
71b Base (base layer)
72 Through hole (Surface erosion mark)

Claims (15)

光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、
前記液状体に対する撥液性を有する検査媒体に吐出し、
該検査媒体に、前記液状体の液滴の着弾を検出するための検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知することにより、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
Discharging to a test medium having liquid repellency to the liquid material,
By inspecting the droplet ejection head by irradiating the inspection medium with inspection light for detecting the landing of the liquid droplet, and detecting the landing position of the liquid droplet. A method for inspecting a droplet discharge of a droplet discharge head. 前記検査光が可視光であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。The method according to claim 1, wherein the inspection light is visible light. 前記検査光がレーザ光であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。The method according to claim 1, wherein the inspection light is a laser beam. 前記液状体が、光励起により発光する電気光学物質からなり、前記検査光が、前記電気光学物質を光励起する波長光を含むことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the liquid material is made of an electro-optical material that emits light by light excitation, and the inspection light includes a wavelength light that optically excites the electro-optical material. 3. Inspection methods. 光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、
前記液状体の液滴を、少なくとも表面が前記液状体により侵食可能とされた検査媒体に吐出し、
該検査媒体の表面に、前記液状体の液滴の着弾に対応した表面侵食痕を形成し、
該表面侵食痕の位置を検知することにより、前記液状体の液滴の着弾位置を検知して、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
The liquid droplet of the liquid is discharged onto an inspection medium whose surface is at least eroded by the liquid,
Forming a surface erosion mark corresponding to the landing of the liquid droplet on the surface of the inspection medium,
A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head, comprising: detecting a position of the surface erosion mark to detect a landing position of the droplet of the liquid material; and inspecting the droplet discharge head. 前記検査媒体が、表面に設けられた被侵食層とその下層に設けられた非侵食性の基体層とを備え、
前記被侵食層と前記基体層のいずれか一方を電気導電性とし、その他方を電気絶縁性とし、前記検査媒体の導通性の変化を調べることにより表面侵食痕を検知することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。The inspection medium comprises an eroded layer provided on the surface and a non-erodable base layer provided thereunder,
One of the eroded layer and the base layer is made electrically conductive, the other is made electrically insulating, and a surface erosion mark is detected by examining a change in conductivity of the test medium. Item 6. A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head according to Item 5. 前記表面侵食痕の検知を、前記検査媒体に検査光を照射し、その反射光または透過光を検知することにより行うを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。6. The method according to claim 5, wherein the detection of the surface erosion mark is performed by irradiating the inspection medium with inspection light and detecting reflected light or transmitted light thereof. . 前記検査光がレーザ光であることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。8. The method according to claim 7, wherein the inspection light is a laser beam. 光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、
前記液状体が、光励起こされると発光する電気光学物質を含み、
前記液状体の液滴を、該液状体の液滴が浸潤可能な検査媒体に吐出し、
該検査媒体に、前記電気光学物質を光励起する検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知することにより、前記液滴吐出ヘッドを検査することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。A droplet discharge inspection method for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
The liquid material includes an electro-optical material that emits light when photoexcited,
The droplet of the liquid material is discharged onto an inspection medium in which the droplet of the liquid material can infiltrate,
Irradiating the inspection medium with inspection light that optically excites the electro-optical material to detect a landing position of a droplet of the liquid material, thereby inspecting the droplet discharge head; Inspection method for head droplet ejection. 前記検査光を前記検査媒体上で検査方向に沿って走査させることを特徴とする請求項３または７に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。The method according to claim 3, wherein the inspection light is scanned along the inspection direction on the inspection medium. 光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、
前記液滴吐出ヘッドにより吐出された前記液状体の液滴を着弾させるための、前記液状体に対する撥液性の表面を有する検査媒体と、
該検査媒体に、前記液状体の液滴の着弾を検出するための検査光を照射する光源と、
該光源の反射光を検出して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置。A droplet discharge inspection device for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
An inspection medium having a liquid-repellent surface with respect to the liquid, for landing liquid droplets of the liquid discharged by the droplet discharge head;
A light source that irradiates the inspection medium with inspection light for detecting landing of liquid droplets of the liquid material,
A droplet discharge inspection device for a droplet discharge head, comprising: position detection means for detecting reflected light of the light source to detect a landing position of the droplet of the liquid material. 光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、
前記液滴吐出ヘッドにより吐出された前記液状体の液滴を着弾させるための、前記液状体に対する被侵食性の表面を有する検査媒体と、
該検査媒体に形成される表面侵食痕を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査方法。A droplet discharge inspection device for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
An inspection medium having an erodible surface with respect to the liquid material, for landing liquid droplets of the liquid material discharged by the liquid droplet discharge head,
And a position detecting means for detecting a surface erosion mark formed on the inspection medium. 前記検査媒体が、その表面に前記液状体に侵食される被侵食層と、該電気絶縁層の下層に設けられた非侵食性の基体層とを備え、
前記被侵食層と前記基体層のいずれか一方が電気導電性とされ、その他方が電気絶縁性とされ、
前記位置検知手段が、前記検査媒体の導通性の変化を調べることにより前記表面侵食痕を検知することを特徴とする請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置。The test medium includes an eroded layer that is eroded by the liquid material on the surface thereof, and a non-erodable base layer provided below the electrical insulating layer.
One of the eroded layer and the base layer is electrically conductive, and the other is electrically insulating,
13. The apparatus according to claim 12, wherein the position detecting unit detects the surface erosion mark by examining a change in conductivity of the test medium. 光透過性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置であって、
前記液状体が光励起により発光する電気光学物質からなり、
前記液状体の液滴を浸潤させる検査媒体と、
該検査媒体に、前記電気光学物質を光励起する検査光を照射して、前記液状体の液滴の着弾位置を検知する位置検知手段とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置。A droplet discharge inspection device for a droplet discharge head that discharges a light-transmissive liquid material as droplets,
The liquid material is made of an electro-optical material that emits light by light excitation,
An inspection medium for infiltrating the liquid droplets,
A droplet discharge head for discharging the droplet of the liquid material by irradiating the inspection medium with test light for optically exciting the electro-optical material; Inspection equipment. 請求項１１〜１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの液滴吐出検査装置を備えることを特徴とした液滴吐出装置。A droplet discharge device comprising the droplet discharge inspection device for a droplet discharge head according to claim 11.
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