JP2005014513A

JP2005014513A - Liquid droplet discharging head, nozzle hole position detection method and liquid droplet discharging device

Info

Publication number: JP2005014513A
Application number: JP2003185205A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ito; 芳博伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet discharging head in which positions of nozzle holes can be surely detected by a simple method, and to provide a nozzle hole position detection method and a liquid droplet discharging device. <P>SOLUTION: The liquid droplet discharging head 3 is formed by arranging a plurality of liquid droplet discharging elements 32 side by side. The liquid droplet discharging element 32, which has the nozzle hole 321, a pressure chamber 322 that communicates with the nozzle hole 321, and an actuator 323 for changing the pressure of a liquid filled in the pressure chamber 322, discharges the liquid as liquid droplets from the nozzle hole 321 by driving the actuator 323 and changing the pressure of the liquid. At least one nozzle hole-like hole 36 which is not used for discharging the liquid droplets is provided at a nozzle face 31 where the nozzle holes 321 of the respective liquid droplet discharging elements 32 are formed side by side. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出ヘッド、ノズル孔位置検出方法および液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンターと同様の方式によって基板に液滴を吐出することにより、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機ＥＬ表示装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに使用することができる工業用の液滴吐出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この液滴吐出装置では、例えば基板等のワークと液滴吐出ヘッドとを主走査方向および副走査方向に相対的に移動しつつ、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴をワークに着弾させる。
【０００３】
このような液滴吐出装置では、ワーク上での液滴の着弾位置を正確に制御する必要があるので、液滴吐出ヘッドの各ノズル孔の位置を正確に把握する必要がある。このため、従来は、液滴吐出ヘッドから実際に液滴を吐出させ、着弾したドットの位置をカメラで観測することによってノズル孔の位置を間接的に検出し、そのノズル孔位置の情報に基づいて、液滴吐出ヘッドの搭載位置や搭載角度を調整したり、液滴の吐出タイミング等を補正する補正データに反映させたりしている。
【０００４】
しかしながら、上記の従来の方法では、測定したノズル孔がたまたま液滴飛行曲がり等の不具合を有している場合には、間違った補正データを入手することになるという問題がある。この問題は、複数のノズル孔から吐出して着弾した複数のドットの位置を観測して平均化すれば解消できるが、こうするには多大な時間と手間がかかるという問題がある。また、いずれにしても、上記従来の方法では、液滴吐出ヘッドから実際に液滴を吐出させなければノズル孔位置を検出できず、補正データが得られないので、時間と手間がかかるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２６０３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ノズル孔の位置を簡単な方法で確実に検出することができる液滴吐出ヘッド、ノズル孔位置検出方法および液滴吐出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔と該ノズル孔に連通する圧力室と該圧力室内に充填された液体の圧力を変化させる駆動部とを有し、前記駆動部を駆動して前記液体の圧力を変化させることにより前記ノズル孔から前記液体を液滴として吐出する複数の液滴吐出素子を並べて形成した液滴吐出ヘッドであって、
前記各液滴吐出素子のノズル孔が並べて形成されたノズル面に、液滴を吐出するのに使用しない少なくとも１つのノズル孔様孔を有することを特徴とする。
これにより、ノズル面を撮像した電子画像を画像認識する場合、ノズル孔様孔には常に液体が入っておらず、ノズル孔様孔の部分は照明光を反射しないので、ノズル孔様孔の位置を正確かつ確実に検出することができる。
【０００８】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ノズル孔様孔は、前記ノズル孔を形成するのと同じ工程および方法で形成されたものであることが好ましい。
これにより、製造工程を増やすことなく容易にノズル孔様孔を形成することができ、製造コストの増大を防止することができる。また、ノズル孔様孔の位置精度を良好に確保するのも容易である。
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ノズル孔様孔とこれに隣り合う前記ノズル孔との間隔は、前記ノズル孔の配列間隔と同じになっていることが好ましい。
これにより、ノズル孔様孔を容易に形成することができるとともに、ノズル孔様孔とノズル孔との相対位置関係を容易に把握することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ノズル孔様孔の奥に、空隙が連通して形成されていることが好ましい。
これにより、ノズル面を見たときノズル孔様孔の内部がより暗く見えるので、ノズル面を撮像した電子画像において、ノズル孔様孔の境界がよりはっきりし、その位置をより正確かつ確実に検出することができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記液滴吐出素子と同様に形成された液滴吐出素子を備え、当該液滴吐出素子のノズル孔への流路を塞ぐ処理を施して当該ノズル孔に液体が流入しないようにすることにより、当該ノズル孔をノズル孔様孔としたものであることが好ましい。
これにより、既に設計が完了している現流の液滴吐出ヘッドに対する設計変更を行う必要がなく、追加加工によってノズル孔様孔を設けることができるので、簡単にノズル孔様孔を設けることができる。
【００１１】
本発明のノズル孔位置検出方法は、本発明の液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔の位置を検出するノズル孔位置検出方法であって、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面の電子画像をカメラにより撮像するステップと、
前記電子画像を画像処理することにより前記ノズル孔様孔の位置を検出するステップと、
前記検出した前記ノズル孔様孔の位置と、前記ノズル孔様孔の位置に対する前記ノズル孔の相対位置関係に関する情報とに基づいて、前記ノズル孔の位置を検出するステップとを有することを特徴とする。
これにより、ノズル孔の位置を簡単な方法で確実に検出することができるノズル孔位置検出方法を提供することができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置は、ワークを保持するワークテーブルと、
前記ワークテーブルに保持されたワークに対して液滴を吐出する本発明の少なくとも１つの液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出手段と、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出手段とを水平な一方向（以下、「Ｘ軸方向」と言う）に相対的に移動させるＸ軸方向移動手段と、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出手段とを前記Ｘ軸方向に垂直かつ水平な方向（以下、「Ｙ軸方向」と言う）に移動させるＹ軸方向移動手段と、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面の電子画像を撮像するカメラと、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面を照明する照明手段と、
前記電子画像を画像処理することにより前記ノズル孔様孔の位置を検出する画像処理手段と、
前記画像処理手段により検出された前記ノズル孔様孔の位置と、前記ノズル孔様孔および前記ノズル孔の相対位置関係に関する情報とに基づいて、前記ノズル孔の位置を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、ノズル孔の位置を簡単な方法で確実に検出することができる液滴吐出装置を提供することができる。そして、検出されたノズル孔の位置の情報は、例えば、液滴吐出手段上での液滴吐出ヘッドの搭載位置や搭載角度を調整したり、あるいは、各液滴吐出素子からの液滴の吐出タイミング等を補正する補正データに反映させたりすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドから吐出した各液滴が着弾する位置をより正確に制御することができるので、より正確な描画パターンをワークに形成することができる。
【００１４】
本発明液滴吐出装置では、前記カメラは、前記ワークテーブルと一体となって移動するように設置されていることが好ましい。
これにより、カメラに専用の移動機構を設けることなしに、カメラを液滴吐出ヘッドの下方に移動させてノズル面を撮像することができるので、装置の構成を簡素化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出ヘッド、ノズル孔位置検出方法および液滴吐出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図、図２は、本発明の液滴吐出ヘッドの実施形態を示す断面側面図および底面図、図３は、図１に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドおよびカメラを示す側面図、図４は、図１に示す液滴吐出装置のブロック図である。
【００１６】
図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、ワークを保持するワークテーブル２と、ワークテーブル２に保持されたワークに対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッド３を有する液滴吐出手段４と、液滴吐出ヘッド３のノズル面３１の電子画像を撮像するカメラ５と、ワークテーブル２と液滴吐出手段４とを水平な方向に移動させる移動手段６と、液滴吐出ヘッド３のノズル面３１を照明する照明手段８とを備えている。
【００１７】
この液滴吐出装置１は、工業用の液滴吐出装置（インクジェット描画装置）であり、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）装置、電気泳動表示装置等の製造に用いることができるものである。なお、本発明は、このような工業用液滴吐出装置に限らず、文字・画像等を印刷する通常のインクジェットプリンタに適用することもできる。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド３は、複数の液滴吐出素子３２を並べて一体的に形成したものであり、ケーシング３３と、このケーシング３３の底面側に接合されたノズルプレート３４とを有している。
各液滴吐出素子３２は、ノズル孔３２１と、ノズル孔３２１に連通する圧力室３２２と、圧力室３２２内に充填された液体の圧力を変化させるアクチュエータ（駆動部）３２３とを有している。
【００１９】
各ノズル孔３２１は、ノズルプレート３４に形成されている。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、これらのノズル孔３２１は、ノズル面３１（ノズルプレート３４の底面）に等間隔で一列に並べて配置されているが、ノズル孔３２１は、二列以上に配列されていてもよく、また、間隔が異なる個所があってもよい。
各圧力室３２２は、ケーシング３３の内部に形成されている。また、ケーシング３３の内部には、各圧力室３２２に連通する共通の液室３３１が形成されている。図示しないタンクからパイプ３５を通って供給される液体は、この液室３３１に流入した後、各圧力室３２２内に供給される。
【００２０】
アクチュエータ３２３は、圧電素子を有するピエゾアクチュエータで構成されている。後述するヘッドドライバ７がアクチュエータ３２３に通電すると、アクチュエータ３２３は、変形し、圧力室３２２の容積を変化させる。これにより、圧力室３２２内に充填された液体の圧力が変化し、その結果、ノズル孔３２１からこの液体が液滴として吐出される。
なお、本発明の液滴吐出ヘッド３は、上記の構成に限定されるものではなく、他の各種の方式のものに適用することができる。例えば、液滴吐出ヘッド３は、通電により発熱する発熱体を駆動部として用い、この発熱体によって液体を加熱して気泡を生じさせることによって液滴を吐出するように構成されたもの（すなわち、膜沸騰式インクジェットヘッド）でもよい。
【００２１】
液滴吐出素子３２が吐出する液体（分散液を含む）としては、特に限定されるものではなく、例えば、インク、カラーフィルタのフィルタ材料、有機ＥＬ装置におけるＥＬ発光層を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。
【００２２】
このような液滴吐出ヘッド３は、ノズル面３１（ノズルプレート３４）に、液滴を吐出するのに使用しないノズル孔様孔（ダミーノズル孔）３６を有している。このノズル孔様孔３６は、ノズル孔３２１とほぼ同様の形態の孔である。
液滴吐出ヘッド３を製造する際には、このノズル孔様孔３６は、ノズル孔３２１を形成するのと同じ工程および方法で形成するのが好ましい。これにより、製造工程を増やすことなく容易にノズル孔様孔３６を形成することができ、製造コストの増大を防止することができる。また、ノズル孔様孔３６の位置精度を良好に確保するのも容易である。
なお、ノズルプレート３４にノズル孔３２１およびノズル孔様孔３６を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、エッチング、ドリル加工、パンチ加工、レーザー加工等の方法が挙げられる。
【００２３】
図示の構成では、ノズル孔様孔３６とこれに隣り合うノズル孔３２１との間隔は、ノズル孔３２１の配列間隔と同じになっている。これにより、ノズル孔様孔３６を容易に形成することができるとともに、ノズル孔様孔３６とノズル孔３２１との相対位置関係を容易に把握することができる。なお、ノズル孔様孔３６とこれに隣り合うノズル孔３２１との間隔は、ノズル孔３２１の配列間隔と異なっていてもよい。
【００２４】
また、本実施形態では、ノズル孔様孔３６の奥（ケーシング３３内）に、空隙３３２が連通して形成されている。これにより、ノズル面３１を見たときノズル孔様孔３６の内部がより暗く見えるので、ノズル面３１をカメラ５によって撮像した電子画像において、ノズル孔様孔３６の境界がよりはっきりし、その位置をより正確かつ確実に検出することができる。
【００２５】
なお、図示の構成では、ノズル孔様孔３６は、ノズル面３１に一つ形成されているが、二つ以上形成されていてもよい。また、図示の構成では、ノズル孔様孔３６の口径は、ノズル孔３２１の口径と同じになっているが、異なっていてもよい。例えば、ノズル孔様孔３６の口径をノズル孔３２１より大きくすることにより、ノズル面３１をカメラ５によって撮像した電子画像において、ノズル孔様孔３６の位置をより検出しやすくすることができる。
【００２６】
図１に示すように、このような液滴吐出ヘッド３は、液滴吐出手段４に設置されている。移動手段６は、この液滴吐出手段４を基台（図示せず）に対し水平なＸ軸方向（図１中の左右方向）に移動させるＸ軸方向移動手段６１を有している。
ワークテーブル２は、その上面に載置したワークを例えば真空吸着等の保持手段によって保持し得るようになっている。ワークとするものは特に限定されないが、例えば、ガラス基板、シリコン基板、フレキシブル基板等の各種基板や、レンズ等の光学部品等が挙げられる。
【００２７】
移動手段６は、このワークテーブル２を基台（図示せず）に対しＸ軸方向に垂直かつ水平なＹ軸方向（図１中の上下方向）に移動させるＹ軸方向移動手段６２を有している。
Ｘ軸方向移動手段６１およびＹ軸方向移動手段６２としては、例えばリニアモータ等を用いた構成が挙げられるが、これに限定されることなく、同様の機能を有するものであれば他のいかなるものでも良い。
【００２８】
カメラ５は、ワークテーブル２の下側に、上方を向いた姿勢で設置されている。カメラ５は、ワークテーブル２と一体となって移動するように設置されている。このカメラ５は、例えばＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子と、カメラレンズとを有している。ワークテーブル２の、カメラ５の上方に位置する部分には、開口（孔）２１が形成されている。
液滴吐出装置１では、移動手段６を作動することにより、液滴吐出ヘッド３の下方にカメラ５を位置決めして図３に示すような状態にすることができ、この状態でカメラ５により、開口２１を介して、ノズル面３１の電子画像を撮像することができる。
【００２９】
図３に示すように、照明手段８は、光源を内蔵する本体８１と、本体８１とカメラ５のレンズ鏡筒５１とを接続する光ケーブル８２と、レンズ鏡筒５１内に設置され、光ケーブル８２を通って伝達された照明光を反射するハーフミラー８３とで構成されている。このような照明手段８は、カメラ５によってノズル面３１を撮像する際、ノズル面３１を同軸落射方式により、照明する。なお、照明手段８は、上記の構成に限らず、他の方式により照明するものであってもよい。
【００３０】
図４に示すように、液滴吐出装置１は、さらに、液滴吐出ヘッド３を駆動するヘッドドライバ７と、カメラ５により撮像された電子画像を画像処理する画像処理手段９と、ディスプレイ１１（出力手段）と、制御手段（検出手段）１０とを有している。
制御手段１０は、移動手段６、ヘッドドライバ７、画像処理手段９、照明手段８およびディスプレイ１１をそれぞれ制御する。この制御手段１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１と、記憶部（記憶手段）１０２とを有している。記憶部１０２は、ＣＰＵ１０１に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有しており、この記憶媒体は、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリ等で構成されている。
【００３１】
Ｘ軸方向移動手段６１、Ｙ軸方向移動手段６２は、それぞれ、例えばリニアエンコーダおよび原点センサー等の位置センサー（図示せず）を備えている。制御手段１０は、これらの位置センサーの検出結果に基づき、Ｘ軸方向移動手段６１およびＹ軸方向移動手段６２の作動をクローズドループ制御によりそれぞれ制御し、液滴吐出手段４およびワークテーブル２の位置を把握する。なお、上記の構成に限らず、Ｘ軸方向移動手段６１およびＹ軸方向移動手段６２の作動制御は、オープンループ制御でもよい。
ヘッドドライバ７は、制御手段１０から入力された描画パターンデータに基づいて、液滴吐出ヘッド３の各液滴吐出素子３２を駆動する。
【００３２】
液滴吐出装置１は、制御手段１０の制御に基づき、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の一方を主走査方向、他方を副走査方向として、液滴吐出手段４とワークテーブル２とを相対的に移動しつつ、ワークテーブル２上に保持されたワークに向けて各液滴吐出素子３２から液滴を吐出することにより、ワークに所定のパターンを描画することができる。
ディスプレイ１１は、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ＲａｙＴｕｂｅ）、液晶ディスプレイなどで構成されており、例えば操作画面、データ入力画面、カメラ５により撮像されたノズル面３１の画像等を表示することができる。
【００３３】
さて、このような液滴吐出装置１では、次のようにして、液滴吐出ヘッド３のノズル孔３２１の位置を検出することができる。
［１］まず、移動手段６を作動して液滴吐出ヘッド３の下方にカメラ５を位置決めし、カメラ５により、ノズル面３１の電子画像を撮像する。
［２］撮像されたノズル面３１の電子画像は、画像処理手段９の記憶部９１に取り込まれる。画像処理手段９は、この電子画像を画像処理することにより、ノズル孔様孔３６の位置を検出する。このとき、ノズル孔様孔３６には、液体が入っていないので、ノズル孔様孔３６の部分は照明光を反射しない。よって、ノズル面３１の電子画像においては、ノズル孔様孔３６の部分が他の部分よりも暗く写り、境界がはっきりとするので、画像処理手段９は、ノズル孔様孔３６の位置を正確かつ確実に検出することができる。
これに対し、各ノズル孔３２１には、液体が充満しているので、各ノズル孔３２１の部分は照明光を反射し、電子画像中では他の部分との境界がはっきりしない。よって、画像処理手段９によってノズル面３１の電子画像中の各ノズル孔３２１の位置を検出するのは困難である。
【００３４】
［３］画像処理手段９によって検出されたノズル孔様孔３６の位置の情報は、制御手段１０へ出力される。また、制御手段１０には、その液滴吐出ヘッド３に固有な、ノズル孔様孔３６の位置に対するノズル孔３２１の相対位置関係に関する情報（例えば、ノズル孔様孔３６と隣接するノズル孔３２１との距離の情報）が既知情報として認識されている。よって、制御手段１０は、ノズル孔様孔３６の位置の情報と、ノズル孔様孔３６およびノズル孔３２１の相対位置関係に関する情報とに基づいて、ノズル孔３２１の位置を算出することができる。
【００３５】
このように、本発明では、まずノズル孔様孔３６の位置を検出し、その位置の情報に基づいて、ノズル孔３２１の位置を検出する。これにより、ノズル孔３２１に液体が充満していてノズル孔３２１の画像認識が困難である場合であっても、ノズル孔３２１の位置を正確かつ確実に検出することができる。
検出されたノズル孔３２１の位置の情報は、記憶部１０２に格納されるとともに、ディスプレイ１１等を介して出力される。そして、オペレーターは、このノズル孔３２１の位置の情報に基づいて、液滴吐出手段４上での液滴吐出ヘッド３の搭載位置や搭載角度を調整したり、あるいは、各液滴吐出素子３２からの液滴の吐出タイミング等を補正する補正データに反映させたりする。これにより、液滴吐出ヘッド３から吐出した各液滴が着弾する位置をより正確に制御することができるので、より正確な描画パターンをワークに形成することができる。
【００３６】
また、本発明では、ノズル孔３２１の実際の位置を検出することができるので、より正確なノズル孔３２１の位置の情報を得ることができる。これに対し、本発明と異なり、液滴吐出ヘッド３から吐出された液滴が着弾してなるドットの位置をカメラで観測することによってノズル孔３２１の位置を間接的に検出するような場合には、測定したノズル孔３２１がたまたま液滴飛行曲がり等の不具合を有している場合には、間違った補正データを入手することになり、不都合を生じる。一方、本発明では、このような不都合もない。
また、本発明では、液滴吐出ヘッド３から実際に液滴を吐出させなくても、ノズル孔３２１の位置を検出することができるので、簡単かつ迅速にノズル孔３２１の位置を検出することができる。
【００３７】
以上、本発明のノズル孔位置検出方法について説明したが、本発明のノズル孔位置検出方法は、上記のような液滴吐出装置１で実施されるものに限らない。例えば、液滴吐出装置１の液滴吐出手段４を製造する（組み立てる）装置でも、次のようにして、本発明のノズル孔位置検出方法を利用することができる。液滴吐出手段４のキャリッジ（支持部材）に液滴吐出ヘッド３を搭載する際には、ノズル孔３２１の位置を正確な位置に位置決めする必要があるが、新品の状態の液滴吐出ヘッド３では、通常、ノズル孔３２１に目詰まり防止用の液体が注入されているので、ノズル孔３２１の位置を正確に画像認識することは極めて困難である。この場合に、本発明のノズル孔位置検出方法によってノズル孔３２１の位置を検出することにより、液滴吐出ヘッド３を高い位置精度で容易に搭載することができる。
【００３８】
図５は、本発明の液滴吐出ヘッドの他の実施形態を示す断面側面図および底面図である。
以下、図５に基づき、本発明の液滴吐出ヘッドの他の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００３９】
図５に示す液滴吐出ヘッド３’は、液滴吐出素子３２と同様に形成された擬似液滴吐出素子（ダミー液滴吐出素子）３７を備えている。この擬似液滴吐出素子３７は、液滴吐出素子３２と同様に、ノズル孔（ノズル孔様孔３６）と、圧力室３２２と、アクチュエータ３２３とを有している。
この擬似液滴吐出素子３７には、ノズル孔（ノズル孔様孔３６）への流路を塞ぐ処理（追加加工）が施されている。この処理は、図示の構成では、圧力室３２２とノズル孔（ノズル孔様孔３６）との間の流路に塞栓物３７１を設ける処理としているが、これに限らず、いかなる方法の処理でもよい。
【００４０】
上記の処理により、擬似液滴吐出素子３７のノズル孔には、液室３３１から液体が流入しないようになっている。これにより、液滴吐出ヘッド３’では、擬似液滴吐出素子３７のノズル孔をノズル孔様孔３６として用いることができる。
このような液滴吐出ヘッド３’では、既に設計が完了している現流の液滴吐出ヘッドに対する設計変更を行う必要がなく、追加加工によってノズル孔様孔３６を設けることができるので、簡単にノズル孔様孔３６を設けることができる。また、この追加加工により使用不可能となったノズルを省いて残りのノズルのみを使った印字に変更することは、印字制御を変更することにより可能である。
【００４１】
以上、本発明の液滴吐出ヘッド、ノズル孔位置検出方法および液滴吐出装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図。
【図２】本発明の液滴吐出ヘッドの実施形態を示す図であり、（ａ）は、断面側面図、（ｂ）は、底面図。
【図３】図１に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドおよびカメラを示す側面図。
【図４】図１に示す液滴吐出装置のブロック図。
【図５】本発明の液滴吐出ヘッドの他の実施形態を示す図であり、（ａ）は、断面側面図、（ｂ）は、底面図。
【符号の説明】
１……液滴吐出装置２……ワークテーブル２１……開口３、３’……液滴吐出ヘッド３１……ノズル面３２……液滴吐出素子３２１……ノズル孔３２２……圧力室３２３……アクチュエータ３３……ケーシング３３１……液室３３２……空隙３４……ノズルプレート３５……パイプ３６……ノズル孔様孔３７……擬似液滴吐出素子３７１……塞栓物４……液滴吐出手段５……カメラ５１……レンズ鏡筒６……移動手段６１……Ｘ軸方向移動手段６２……Ｙ軸方向移動手段７……ヘッドドライバ８……照明手段８１……本体８２……光ケーブル８３……ハーフミラー９……画像処理手段９１……記憶部１０……制御手段１０１……ＣＰＵ１０２……記憶部１１……ディスプレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge head, a nozzle hole position detection method, and a droplet discharge apparatus.
[0002]
[Prior art]
Used to manufacture color filters, organic EL display devices, etc. in liquid crystal display devices, and to form metal wiring on a substrate by discharging droplets onto the substrate in the same manner as an ink jet printer. There is known an industrial liquid droplet ejection apparatus capable of performing the above (for example, see Patent Document 1).
In this droplet discharge device, for example, a droplet discharged from the droplet discharge head is landed on the workpiece while relatively moving a workpiece such as a substrate and the droplet discharge head in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0003]
In such a droplet discharge device, it is necessary to accurately control the landing position of the droplet on the workpiece, so it is necessary to accurately grasp the position of each nozzle hole of the droplet discharge head. For this reason, conventionally, a droplet is actually ejected from a droplet ejection head, the position of the landed dot is observed with a camera, and the position of the nozzle hole is indirectly detected. Thus, the mounting position and mounting angle of the droplet discharge head are adjusted, or the droplet discharge timing and the like are reflected in correction data.
[0004]
However, the above-described conventional method has a problem that if the measured nozzle hole happens to have a defect such as a droplet flight curve, incorrect correction data is obtained. This problem can be solved by observing and averaging the positions of a plurality of dots ejected and landed from a plurality of nozzle holes, but there is a problem that this takes a lot of time and effort. In any case, in the above conventional method, the nozzle hole position cannot be detected unless the droplets are actually ejected from the droplet ejection head, and correction data cannot be obtained. There is.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-260307
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a droplet discharge head, a nozzle hole position detection method, and a droplet discharge device that can reliably detect the position of a nozzle hole by a simple method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described below.
The droplet discharge head of the present invention has a nozzle hole, a pressure chamber communicating with the nozzle hole, and a drive unit that changes the pressure of the liquid filled in the pressure chamber, and drives the drive unit to A droplet discharge head formed by arranging a plurality of droplet discharge elements that discharge the liquid as droplets from the nozzle holes by changing the pressure of
It is characterized in that at least one nozzle hole-like hole that is not used for discharging a droplet is provided on a nozzle surface formed by arranging the nozzle holes of the respective droplet discharge elements.
Thus, when recognizing an electronic image obtained by imaging the nozzle surface, the nozzle hole-like hole does not always contain liquid, and the nozzle hole-like hole part does not reflect illumination light. Can be detected accurately and reliably.
[0008]
In the liquid droplet ejection head according to the aspect of the invention, it is preferable that the nozzle hole-like hole is formed by the same process and method as those for forming the nozzle hole.
Thereby, a nozzle hole-like hole can be easily formed without increasing the manufacturing process, and an increase in manufacturing cost can be prevented. It is also easy to ensure good positional accuracy of the nozzle hole-like hole.
[0009]
In the liquid droplet ejection head of the present invention, it is preferable that an interval between the nozzle hole-like hole and the nozzle hole adjacent to the nozzle hole-like hole is the same as the arrangement interval of the nozzle holes.
Thereby, while being able to form a nozzle hole like hole easily, the relative positional relationship of a nozzle hole like hole and a nozzle hole can be grasped | ascertained easily.
In the liquid droplet ejection head of the present invention, it is preferable that a void is formed in the back of the nozzle hole-like hole.
As a result, the inside of the nozzle hole-like hole appears darker when the nozzle surface is viewed, so that the boundary of the nozzle hole-like hole becomes clearer and the position is detected more accurately and reliably in the electronic image of the nozzle surface. can do.
[0010]
The liquid droplet ejection head of the present invention includes a liquid droplet ejection element formed in the same manner as the liquid droplet ejection element, and performs a process of closing the flow path to the nozzle hole of the liquid droplet ejection element so that the liquid is discharged into the nozzle hole. It is preferable that the nozzle hole be a nozzle hole-like hole by preventing the inflow.
As a result, there is no need to change the design of the current liquid droplet ejection head that has already been designed, and the nozzle hole-like hole can be provided by additional processing. it can.
[0011]
The nozzle hole position detection method of the present invention is a nozzle hole position detection method for detecting the position of the nozzle hole of the droplet discharge head of the present invention,
Capturing an electronic image of the nozzle surface of the droplet discharge head with a camera;
Detecting the position of the nozzle hole-like hole by image processing the electronic image;
Detecting the position of the nozzle hole based on the detected position of the nozzle hole-like hole and information on the relative positional relationship of the nozzle hole with respect to the position of the nozzle hole-like hole. To do.
Thereby, the nozzle hole position detection method which can detect the position of a nozzle hole reliably with a simple method can be provided.
[0012]
The droplet discharge device of the present invention includes a work table for holding a work,
Droplet discharge means having at least one droplet discharge head of the present invention for discharging droplets to a work held on the work table;
X-axis direction moving means for relatively moving the work table and the droplet discharge means in one horizontal direction (hereinafter referred to as “X-axis direction”);
Y-axis direction moving means for moving the work table and the droplet discharge means in a direction perpendicular to the X-axis direction (hereinafter referred to as “Y-axis direction”);
A camera that captures an electronic image of the nozzle surface of the droplet discharge head;
Illumination means for illuminating the nozzle surface of the droplet discharge head;
Image processing means for detecting the position of the nozzle hole-like hole by image processing the electronic image;
Detecting means for detecting the position of the nozzle hole based on the position of the nozzle hole-like hole detected by the image processing means and information on the relative positional relationship between the nozzle hole-like hole and the nozzle hole; It is characterized by that.
[0013]
Accordingly, it is possible to provide a droplet discharge device that can reliably detect the position of the nozzle hole by a simple method. The detected nozzle hole position information can be obtained, for example, by adjusting the mounting position and mounting angle of the droplet discharge head on the droplet discharge means, or by discharging droplets from each droplet discharge element. It can be reflected in correction data for correcting timing and the like. As a result, the position where each droplet discharged from the droplet discharge head lands can be controlled more accurately, so that a more accurate drawing pattern can be formed on the workpiece.
[0014]
In the droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the camera is installed so as to move integrally with the work table.
Thereby, without providing a dedicated moving mechanism for the camera, the camera can be moved below the droplet discharge head and the nozzle surface can be imaged, so that the configuration of the apparatus can be simplified.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a droplet discharge head, a nozzle hole position detection method, and a droplet discharge device according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
1 is a plan view showing an embodiment of a droplet discharge device of the present invention, FIG. 2 is a sectional side view and a bottom view showing an embodiment of a droplet discharge head of the present invention, and FIG. 3 is shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram of the droplet discharge device shown in FIG. 1. FIG. 4 is a side view showing a droplet discharge head and a camera in the droplet discharge device.
[0016]
As shown in FIGS. 1 to 3, the droplet discharge device 1 is a liquid having a work table 2 that holds a workpiece and a droplet discharge head 3 that discharges droplets to the workpiece held on the work table 2. A droplet ejection unit 4; a camera 5 that captures an electronic image of the nozzle surface 31 of the droplet ejection head 3; a moving unit 6 that moves the work table 2 and the droplet ejection unit 4 in a horizontal direction; And illumination means 8 for illuminating the nozzle surface 31 of the head 3.
[0017]
The droplet discharge device 1 is an industrial droplet discharge device (inkjet drawing device), for example, a liquid crystal display device, an organic EL (Electro-Luminescence) device, an electron emission device, a PDP (Plasma Display Panel) device, an electric device. It can be used for manufacturing an electrophoretic display device or the like. The present invention is not limited to such an industrial liquid droplet ejection apparatus, but can also be applied to a normal inkjet printer that prints characters, images, and the like.
[0018]
As shown in FIG. 2A, the droplet discharge head 3 is formed by integrally arranging a plurality of droplet discharge elements 32, and a casing 33 and a nozzle joined to the bottom surface side of the casing 33. Plate 34.
Each droplet discharge element 32 includes a nozzle hole 321, a pressure chamber 322 communicating with the nozzle hole 321, and an actuator (drive unit) 323 that changes the pressure of the liquid filled in the pressure chamber 322. .
[0019]
Each nozzle hole 321 is formed in the nozzle plate 34. In this embodiment, as shown in FIG. 2B, these nozzle holes 321 are arranged in a line at equal intervals on the nozzle surface 31 (the bottom surface of the nozzle plate 34). They may be arranged in two or more rows, and there may be locations where the intervals are different.
Each pressure chamber 322 is formed inside the casing 33. A common liquid chamber 331 that communicates with each pressure chamber 322 is formed inside the casing 33. Liquid supplied from a tank (not shown) through the pipe 35 flows into the liquid chamber 331 and then is supplied into each pressure chamber 322.
[0020]
The actuator 323 is composed of a piezoelectric actuator having a piezoelectric element. When a later-described head driver 7 energizes the actuator 323, the actuator 323 deforms and changes the volume of the pressure chamber 322. As a result, the pressure of the liquid filled in the pressure chamber 322 changes, and as a result, the liquid is ejected from the nozzle hole 321 as droplets.
The droplet discharge head 3 of the present invention is not limited to the above configuration, and can be applied to other various types. For example, the droplet discharge head 3 uses a heating element that generates heat when energized as a drive unit, and is configured to discharge droplets by heating the liquid with the heating element to generate bubbles (that is, A film boiling ink jet head) may also be used.
[0021]
The liquid (including the dispersion liquid) discharged by the droplet discharge element 32 is not particularly limited. For example, ink, a filter material for a color filter, and a fluorescent material for forming an EL light emitting layer in an organic EL device. In order to form a fluorescent material for forming a phosphor in a PDP device, a migrating material for forming an electrophoretic material in an electrophoretic display device, a bank material for forming a bank on the surface of a substrate, various coating materials, and an electrode Liquid electrode material, particle material constituting spacer for forming a minute cell gap between two substrates, liquid metal material for forming metal wiring, lens material for forming microlens, resist material And a light diffusing material for forming a light diffuser.
[0022]
Such a droplet discharge head 3 has a nozzle hole-like hole (dummy nozzle hole) 36 that is not used for discharging droplets on the nozzle surface 31 (nozzle plate 34). The nozzle hole-like hole 36 is a hole having substantially the same form as the nozzle hole 321.
When the droplet discharge head 3 is manufactured, the nozzle hole-like hole 36 is preferably formed by the same process and method as the nozzle hole 321 is formed. Thereby, the nozzle hole-like hole 36 can be easily formed without increasing the number of manufacturing steps, and an increase in manufacturing cost can be prevented. In addition, it is easy to ensure good positional accuracy of the nozzle hole-like hole 36.
The method for forming the nozzle hole 321 and the nozzle hole-like hole 36 in the nozzle plate 34 is not particularly limited, and examples thereof include etching, drilling, punching, and laser processing.
[0023]
In the illustrated configuration, the interval between the nozzle hole-like holes 36 and the nozzle holes 321 adjacent to the nozzle hole-like holes 36 is the same as the arrangement interval of the nozzle holes 321. Thereby, the nozzle hole-like hole 36 can be easily formed, and the relative positional relationship between the nozzle hole-like hole 36 and the nozzle hole 321 can be easily grasped. Note that the interval between the nozzle hole-like holes 36 and the nozzle holes 321 adjacent thereto may be different from the arrangement interval of the nozzle holes 321.
[0024]
In the present embodiment, a gap 332 is formed in communication with the interior of the nozzle hole-like hole 36 (in the casing 33). Thereby, since the inside of the nozzle hole-like hole 36 looks darker when the nozzle surface 31 is viewed, the boundary of the nozzle hole-like hole 36 becomes clearer in the electronic image obtained by imaging the nozzle surface 31 with the camera 5. Can be detected more accurately and reliably.
[0025]
In the illustrated configuration, one nozzle hole-like hole 36 is formed on the nozzle surface 31, but two or more nozzle holes may be formed. In the illustrated configuration, the diameter of the nozzle hole-like hole 36 is the same as the diameter of the nozzle hole 321, but may be different. For example, by making the diameter of the nozzle hole-like hole 36 larger than that of the nozzle hole 321, the position of the nozzle hole-like hole 36 can be more easily detected in the electronic image obtained by imaging the nozzle surface 31 with the camera 5.
[0026]
As shown in FIG. 1, such a droplet discharge head 3 is installed in the droplet discharge means 4. The moving means 6 has an X-axis direction moving means 61 for moving the droplet discharge means 4 in a horizontal X-axis direction (left-right direction in FIG. 1) with respect to a base (not shown).
The work table 2 can hold the work placed on its upper surface by a holding means such as vacuum suction. Although what is set as a workpiece | work is not specifically limited, For example, various substrates, such as a glass substrate, a silicon substrate, a flexible substrate, optical components, such as a lens, etc. are mentioned.
[0027]
The moving means 6 has Y-axis direction moving means 62 for moving the work table 2 in a Y-axis direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the X-axis direction and with respect to a base (not shown). ing.
Examples of the X-axis direction moving means 61 and the Y-axis direction moving means 62 include a configuration using a linear motor, for example. However, the present invention is not limited to this, and any other device having the same function can be used. But it ’s okay.
[0028]
The camera 5 is installed on the lower side of the work table 2 so as to face upward. The camera 5 is installed so as to move together with the work table 2. The camera 5 includes a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) and a camera lens. An opening (hole) 21 is formed in a portion of the work table 2 located above the camera 5.
In the droplet discharge device 1, by operating the moving means 6, the camera 5 can be positioned below the droplet discharge head 3 to be in a state as shown in FIG. 3. An electronic image of the nozzle surface 31 can be taken through the opening 21.
[0029]
As shown in FIG. 3, the illuminating means 8 includes a main body 81 containing a light source, an optical cable 82 that connects the main body 81 and the lens barrel 51 of the camera 5, and is installed in the lens barrel 51. It comprises a half mirror 83 that reflects the illumination light transmitted therethrough. Such an illuminating means 8 illuminates the nozzle surface 31 by the coaxial epi-illumination method when the nozzle surface 31 is imaged by the camera 5. The illumination unit 8 is not limited to the above configuration, and may be illuminated by other methods.
[0030]
As shown in FIG. 4, the droplet discharge device 1 further includes a head driver 7 that drives the droplet discharge head 3, an image processing unit 9 that performs image processing on an electronic image captured by the camera 5, and a display 11 ( Output means) and control means (detection means) 10.
The control unit 10 controls the moving unit 6, the head driver 7, the image processing unit 9, the illumination unit 8, and the display 11. The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 101 and a storage unit (storage unit) 102. The storage unit 102 includes a storage medium (recording medium) that can be read by the CPU 101, and the storage medium includes a magnetic or optical recording medium, a semiconductor memory, or the like.
[0031]
Each of the X-axis direction moving unit 61 and the Y-axis direction moving unit 62 includes a position sensor (not shown) such as a linear encoder and an origin sensor. Based on the detection results of these position sensors, the control means 10 controls the operations of the X-axis direction moving means 61 and the Y-axis direction moving means 62 by closed loop control, respectively, and the positions of the droplet discharge means 4 and the work table 2 are controlled. To figure out. The operation control of the X-axis direction moving unit 61 and the Y-axis direction moving unit 62 is not limited to the above configuration, and open loop control may be used.
The head driver 7 drives each droplet discharge element 32 of the droplet discharge head 3 based on the drawing pattern data input from the control means 10.
[0032]
Based on the control of the control unit 10, the droplet discharge device 1 relatively sets the droplet discharge unit 4 and the work table 2 relatively with one of the X-axis direction and the Y-axis direction as the main scanning direction and the other as the sub-scanning direction. A predetermined pattern can be drawn on the workpiece by ejecting droplets from each droplet ejection element 32 toward the workpiece held on the work table 2 while moving.
The display 11 includes, for example, a CRT (Cathode-Ray Tube), a liquid crystal display, and the like, and can display, for example, an operation screen, a data input screen, an image of the nozzle surface 31 captured by the camera 5, and the like.
[0033]
Now, in such a droplet discharge device 1, the position of the nozzle hole 321 of the droplet discharge head 3 can be detected as follows.
[1] First, the moving unit 6 is operated to position the camera 5 below the droplet discharge head 3, and an electronic image of the nozzle surface 31 is taken by the camera 5.
[2] The captured electronic image of the nozzle surface 31 is taken into the storage unit 91 of the image processing means 9. The image processing means 9 detects the position of the nozzle hole-like hole 36 by performing image processing on this electronic image. At this time, since the nozzle hole-like hole 36 does not contain liquid, the nozzle hole-like hole 36 does not reflect illumination light. Therefore, in the electronic image of the nozzle surface 31, the nozzle hole-like hole 36 appears darker than the other parts and the boundary is clear, so that the image processing means 9 accurately and accurately positions the nozzle hole-like hole 36. It can be detected reliably.
On the other hand, since each nozzle hole 321 is filled with liquid, each nozzle hole 321 part reflects illumination light, and the boundary with other parts is not clear in the electronic image. Therefore, it is difficult for the image processing means 9 to detect the position of each nozzle hole 321 in the electronic image of the nozzle surface 31.
[0034]
[3] Information on the position of the nozzle hole-like hole 36 detected by the image processing means 9 is output to the control means 10. Further, the control means 10 includes information regarding the relative positional relationship of the nozzle hole 321 with respect to the position of the nozzle hole-like hole 36 unique to the droplet discharge head 3 (for example, the nozzle hole 321 adjacent to the nozzle hole-like hole 36 and (Distance information) is recognized as known information. Therefore, the control means 10 can calculate the position of the nozzle hole 321 based on the information on the position of the nozzle hole-like hole 36 and information on the relative positional relationship between the nozzle hole-like hole 36 and the nozzle hole 321.
[0035]
As described above, in the present invention, the position of the nozzle hole-like hole 36 is first detected, and the position of the nozzle hole 321 is detected based on the position information. Accordingly, even when the nozzle hole 321 is filled with liquid and it is difficult to recognize the image of the nozzle hole 321, the position of the nozzle hole 321 can be detected accurately and reliably.
Information on the position of the detected nozzle hole 321 is stored in the storage unit 102 and output via the display 11 or the like. Then, the operator adjusts the mounting position and mounting angle of the droplet discharge head 3 on the droplet discharge means 4 based on the information on the position of the nozzle hole 321, or from each droplet discharge element 32. In other words, it is reflected in correction data for correcting the discharge timing of the liquid droplets. Thereby, since the position where each droplet discharged from the droplet discharge head 3 lands can be controlled more accurately, a more accurate drawing pattern can be formed on the workpiece.
[0036]
In the present invention, since the actual position of the nozzle hole 321 can be detected, more accurate information on the position of the nozzle hole 321 can be obtained. On the other hand, unlike the present invention, when the position of the nozzle hole 321 is indirectly detected by observing the position of the dot formed by the droplet ejected from the droplet ejection head 3 with a camera. If the measured nozzle hole 321 happens to have a defect such as a bent flight of droplets, wrong correction data will be obtained, resulting in inconvenience. On the other hand, the present invention does not have such inconvenience.
Further, in the present invention, the position of the nozzle hole 321 can be detected without actually ejecting the liquid droplet from the liquid droplet ejection head 3, so that the position of the nozzle hole 321 can be detected easily and quickly. it can.
[0037]
Although the nozzle hole position detection method of the present invention has been described above, the nozzle hole position detection method of the present invention is not limited to that performed by the droplet discharge device 1 as described above. For example, an apparatus for manufacturing (assembling) the droplet discharge means 4 of the droplet discharge apparatus 1 can also use the nozzle hole position detection method of the present invention as follows. When mounting the droplet discharge head 3 on the carriage (support member) of the droplet discharge means 4, it is necessary to position the nozzle hole 321 at an accurate position, but the droplet discharge head 3 in a new state is required. Then, since clogging prevention liquid is usually injected into the nozzle hole 321, it is extremely difficult to accurately recognize the position of the nozzle hole 321. In this case, the droplet discharge head 3 can be easily mounted with high positional accuracy by detecting the position of the nozzle hole 321 by the nozzle hole position detection method of the present invention.
[0038]
FIG. 5 is a sectional side view and a bottom view showing another embodiment of the droplet discharge head of the present invention.
Hereinafter, another embodiment of the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. 5, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
[0039]
The droplet discharge head 3 ′ shown in FIG. 5 includes a pseudo droplet discharge element (dummy droplet discharge element) 37 formed in the same manner as the droplet discharge element 32. Similar to the droplet discharge element 32, the pseudo droplet discharge element 37 has a nozzle hole (nozzle hole-like hole 36), a pressure chamber 322, and an actuator 323.
The pseudo droplet discharge element 37 is subjected to a process (additional processing) for closing the flow path to the nozzle hole (nozzle hole-like hole 36). In the configuration shown in the figure, this process is a process in which the embolus 371 is provided in the flow path between the pressure chamber 322 and the nozzle hole (nozzle hole-like hole 36). .
[0040]
With the above processing, the liquid does not flow from the liquid chamber 331 into the nozzle hole of the pseudo droplet discharge element 37. Thereby, in the droplet discharge head 3 ′, the nozzle hole of the pseudo droplet discharge element 37 can be used as the nozzle hole-like hole 36.
In such a droplet discharge head 3 ′, it is not necessary to change the design of the current droplet discharge head that has already been designed, and the nozzle hole-like hole 36 can be provided by additional processing. Nozzle hole-like hole 36 can be provided in this. Further, it is possible to change the printing to use only the remaining nozzles by omitting the nozzles that cannot be used by this additional processing by changing the printing control.
[0041]
The embodiment of the droplet discharge head, the nozzle hole position detection method, and the droplet discharge apparatus of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. Each unit constituting the droplet discharge head and the droplet discharge apparatus can be replaced with any component that can exhibit the same function. Moreover, arbitrary components may be added.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a droplet discharge device of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing an embodiment of a droplet discharge head of the present invention, in which FIG. 2A is a cross-sectional side view, and FIG. 2B is a bottom view.
3 is a side view showing a droplet discharge head and a camera in the droplet discharge apparatus shown in FIG. 1. FIG.
4 is a block diagram of the droplet discharge device shown in FIG. 1. FIG.
5A and 5B are diagrams showing another embodiment of the droplet discharge head of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional side view, and FIG. 5B is a bottom view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge device 2 ... Work table 21 ... Opening 3, 3 '... Droplet discharge head 31 ... Nozzle surface 32 ... Droplet discharge element 321 ... Nozzle hole 322 ... Pressure chamber 323 ... ... Actuator 33 ... Casing 331 ... Liquid chamber 332 ... Air gap 34 ... Nozzle plate 35 ... Pipe 36 ... Nozzle hole-like hole 37 ... Pseudo droplet ejection element 371 ... Plugging material 4 ... Droplet ejection Means 5 ... Camera 51 ... Lens barrel 6 ... Moving means 61 ... X-axis direction moving means 62 ... Y-axis direction moving means 7 ... Head driver 8 ... Illuminating means 81 ... Body 82 ... Optical cable 83 …… Half mirror 9 …… Image processing means 91 …… Storage section 10 …… Control means 101 …… CPU 102 …… Storage section 11 …… Display

Claims

ノズル孔と該ノズル孔に連通する圧力室と該圧力室内に充填された液体の圧力を変化させる駆動部とを有し、前記駆動部を駆動して前記液体の圧力を変化させることにより前記ノズル孔から前記液体を液滴として吐出する複数の液滴吐出素子を並べて形成した液滴吐出ヘッドであって、
前記各液滴吐出素子のノズル孔が並べて形成されたノズル面に、液滴を吐出するのに使用しない少なくとも１つのノズル孔様孔を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。A nozzle hole, a pressure chamber communicating with the nozzle hole, and a drive unit configured to change a pressure of the liquid filled in the pressure chamber, and driving the drive unit to change the pressure of the liquid. A droplet discharge head formed by arranging a plurality of droplet discharge elements that discharge the liquid as droplets from a hole;
A droplet discharge head comprising: at least one nozzle hole-like hole that is not used for discharging droplets on a nozzle surface formed by arranging nozzle holes of the droplet discharge elements.

前記ノズル孔様孔は、前記ノズル孔を形成するのと同じ工程および方法で形成されたものである請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。The droplet discharge head according to claim 1, wherein the nozzle hole-like hole is formed by the same process and method as forming the nozzle hole.

前記ノズル孔様孔とこれに隣り合う前記ノズル孔との間隔は、前記ノズル孔の配列間隔と同じになっている請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。The droplet discharge head according to claim 1, wherein an interval between the nozzle hole-like hole and the nozzle hole adjacent to the nozzle hole-like hole is the same as an arrangement interval of the nozzle holes.

前記ノズル孔様孔の奥に、空隙が連通して形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein a gap is formed in communication with the interior of the nozzle hole-like hole.

前記液滴吐出素子と同様に形成された液滴吐出素子を備え、当該液滴吐出素子のノズル孔への流路を塞ぐ処理を施して当該ノズル孔に液体が流入しないようにすることにより、当該ノズル孔をノズル孔様孔としたものである請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。By providing a droplet discharge element formed in the same manner as the droplet discharge element, and performing a process of closing the flow path to the nozzle hole of the droplet discharge element so that liquid does not flow into the nozzle hole, The droplet discharge head according to claim 1, wherein the nozzle hole is a nozzle hole-like hole.

請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔の位置を検出するノズル孔位置検出方法であって、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面の電子画像をカメラにより撮像するステップと、
前記電子画像を画像処理することにより前記ノズル孔様孔の位置を検出するステップと、
前記検出した前記ノズル孔様孔の位置と、前記ノズル孔様孔の位置に対する前記ノズル孔の相対位置関係に関する情報とに基づいて、前記ノズル孔の位置を検出するステップとを有することを特徴とするノズル孔位置検出方法。A nozzle hole position detection method for detecting a position of the nozzle hole of the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 5,
Capturing an electronic image of the nozzle surface of the droplet discharge head with a camera;
Detecting the position of the nozzle hole-like hole by image processing the electronic image;
Detecting the position of the nozzle hole based on the detected position of the nozzle hole-like hole and information on the relative positional relationship of the nozzle hole with respect to the position of the nozzle hole-like hole. Nozzle hole position detection method.

ワークを保持するワークテーブルと、
前記ワークテーブルに保持されたワークに対して液滴を吐出する請求項１ないし５のいずれかに記載の少なくとも１つの液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出手段と、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出手段とを水平な一方向（以下、「Ｘ軸方向」と言う）に相対的に移動させるＸ軸方向移動手段と、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出手段とを前記Ｘ軸方向に垂直かつ水平な方向（以下、「Ｙ軸方向」と言う）に移動させるＹ軸方向移動手段と、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面の電子画像を撮像するカメラと、
前記液滴吐出ヘッドのノズル面を照明する照明手段と、
前記電子画像を画像処理することにより前記ノズル孔様孔の位置を検出する画像処理手段と、
前記画像処理手段により検出された前記ノズル孔様孔の位置と、前記ノズル孔様孔および前記ノズル孔の相対位置関係に関する情報とに基づいて、前記ノズル孔の位置を検出する検出手段とを備えることを特徴とする液滴吐出装置。A work table that holds the work,
Droplet discharge means having at least one droplet discharge head according to any one of claims 1 to 5, which discharges droplets onto a work held on the work table.
X-axis direction moving means for relatively moving the work table and the droplet discharge means in one horizontal direction (hereinafter referred to as “X-axis direction”);
Y-axis direction moving means for moving the work table and the droplet discharge means in a direction perpendicular to the X-axis direction (hereinafter referred to as “Y-axis direction”);
A camera that captures an electronic image of the nozzle surface of the droplet discharge head;
Illumination means for illuminating the nozzle surface of the droplet discharge head;
Image processing means for detecting the position of the nozzle hole-like hole by image processing the electronic image;
Detecting means for detecting the position of the nozzle hole based on the position of the nozzle hole-like hole detected by the image processing means and information on the relative positional relationship between the nozzle hole-like hole and the nozzle hole; A droplet discharge device characterized by the above.

前記カメラは、前記ワークテーブルと一体となって移動するように設置されている請求項７に記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 7, wherein the camera is installed so as to move integrally with the work table.