JP2009095826A - Apparatus for inspecting application nozzle, inspection method used for the same, and application method using application nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイ装置の蛍光体や色素材の塗布に用いる塗布ノズルの検査方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a coating nozzle used for coating phosphors and color materials of a display device.
液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置といったフラットディスプレイ装置では、カラー表示をするために、３原色もしくは色彩表現をより豊かにするために３原色に更にもう１色を加えた４色のカラーパターンを有している。例えば、液晶ディスプレイ装置では、カラーフィルターによって、背面からの光に色づけされた光を放出する。また、プラズマディスプレイ装置では、微小な枠（セル）中に蛍光体を配置して放電させ、蛍光体の発する色光を放出している。いずれの場合も、微小でかつ一定の大きさを持ったセルに色素材や蛍光体を塗布する必要がある。これらの枠の配置の方法もいくつか提案されているが、製造が容易であるのは一列に色を配置する方法である。 A flat display device such as a liquid crystal display device or a plasma display device has a color pattern of four colors in which three primary colors or another one color is added in order to make color expression richer in order to perform color display. ing. For example, in a liquid crystal display device, light colored by light from the back surface is emitted by a color filter. Further, in the plasma display device, a phosphor is arranged in a minute frame (cell) and discharged, and color light emitted from the phosphor is emitted. In either case, it is necessary to apply a color material or a phosphor to a small cell having a certain size. Several methods for arranging these frames have been proposed, but the method of arranging colors in a row is easy to manufacture.
図１１（ａ）にセルへの塗布の１例を示す。図はプラズマディスプレイパネルの場合について示す。パネル１０１には微小なセル１０２が列毎に配置されている。それぞれのセルには、列毎に赤、青、緑といった蛍光体が塗布される。ここで、塗布ノズル９０には、同じ色の蛍光体が塗られる位置に吐出口が一列に連なるように配列されており、列毎に同一色を一斉に塗布する。列毎に塗液を塗布する方法には他にもいくつかの方法があるが、図１１（ａ）のように塗布用の塗布ノズルを用いた方法は、高速に処理できる点で有用である。
FIG. 11A shows an example of application to the cell. The figure shows the case of a plasma display panel. The
なおここで本発明においては、塗液の供給を受けてこれらを微細な孔から吐出し、対象物に塗布するための部材全体を「塗布ノズル」と称し、この塗布ノズルが有する直径１ｍｍ以下の微細な孔を「吐出口」と称し、以下の説明で用いる。 Here, in the present invention, the whole member for receiving the supply of the coating liquid, discharging them from the fine holes, and coating the object is referred to as “coating nozzle”, and the diameter of the coating nozzle is 1 mm or less. The fine holes are referred to as “ejection ports” and are used in the following description.
一方この塗布方法で注意すべき点は、塗布ノズルの吐出口の口径が塗布量を決める大きな要因となるため、多くの吐出口の口径については、高い精度で作製される必要がある。従って、塗布ノズルは、錆による塗液の汚染（コンタミ）を防止するため耐食性が優れ、且つ加工精度の高いステンレス鋼で作製される場合が多い。また、塗液を貯留するマニホールドの内壁は、その内壁に付着するゴミによるコンタミを最小限にするため、研磨されるのが好ましい。 On the other hand, the point to be noted in this coating method is that the diameter of the discharge port of the coating nozzle is a major factor that determines the amount of coating, and therefore the diameter of many discharge ports needs to be manufactured with high accuracy. Therefore, the application nozzle is often made of stainless steel having excellent corrosion resistance and high processing accuracy in order to prevent contamination (contamination) of the coating liquid due to rust. Further, the inner wall of the manifold that stores the coating liquid is preferably polished in order to minimize contamination caused by dust adhering to the inner wall.
図１１（ｂ）に塗布ノズルの断面を例示する。本図の場合、塗布ノズルはノズル本体９７と上面部９６で構成されており、更にノズル本体９７によって塗布ノズルの吐出口９２とマニホールド９９が形成される。ここで図１１（ｂ）では、マニホールド９９に塗液９１が上部に空気室を残して充填されている様子を示している。
FIG. 11B illustrates a cross section of the application nozzle. In the case of this figure, the coating nozzle is composed of a
また、吐出口の口径は、パネルの画素が小さくなるに従って小さくなる。特に近年の表示パネルの高画質化は、吐出口径の縮小化を招くことになる。表示パネルにおいては、たとえ１画素でも不良であると、パネル全体が不良となるため、塗布ノズルに形成された微小な吐出口は全て、所定量の塗液の吐出が可能でなければならない。 Further, the diameter of the discharge port becomes smaller as the pixel of the panel becomes smaller. In particular, the recent improvement in the image quality of display panels leads to a reduction in the diameter of the discharge port. In a display panel, even if one pixel is defective, the entire panel becomes defective. Therefore, all of the minute discharge ports formed in the application nozzle must be capable of discharging a predetermined amount of coating liquid.
しかし、多数の微小な吐出口は、どこかで目詰まりが生じる場合があり、洗浄して組み上げた後、吐出口に詰まりがあるかないかといった検査が必要となる。 However, a large number of minute discharge ports may be clogged somewhere, and after cleaning and assembling, it is necessary to check whether the discharge ports are clogged.
従来このような塗布ノズルの目詰まり検査に関する発明としては、インクジェットノズ
ルの検査方法が知られている。例えば、特許文献１では、検査のために試し印刷をした後、製品などに組み込まれたインクジェットノズルの中で、溶剤が蒸発し、残った固形分が目詰まりの原因となることが示されている。これを解決するために、特許文献１では、固形分を有しない液体を試験印刷に用いる発明が開示されている。
Conventionally, an ink jet nozzle inspection method is known as an invention relating to such a clogging inspection of an application nozzle. For example,
また、特許文献２には、インクジェットノズルから液滴が出るか否かを検査する方法として、液滴の飛行経路の途中に発光部と受光部を有する検出器が開示されている。この検出器は、光の前を液滴が通過した際に、受光部が光を受けなくなることを検知して、インクジェットノズルから液滴が吐出されたか否かを判断する。
また、特許文献３のように組み立てた状態のノズルを洗浄する方法が知られているが、この場合、吐出孔より大きい異物を排出するため、吐出孔より大きい排出口が必要となる。この排出口は、塗布する際には不要であり、塞ぐ必要があるが、この塞ぐ作業をする際に異物が混入するため、詰まりを完全になくすことはできず、詰まり検査が必要となってくる。
インクジェットノズルのように非常に小さな液滴を吐出する場合は、液滴が出ているか否かの判断だけでもよい。しかし、ディスプレイパネルのフィルターや蛍光体の塗布は、吐出量も問題となる。なぜなら、塗液が吐出してはいるものの、吐出量が規定値に達しない場合は、その列だけ色が薄くなるなどの弊害が生じ、パネル全体として不良となりうるからである。 When very small droplets are ejected like an ink jet nozzle, it is only necessary to determine whether or not a droplet is ejected. However, the amount of discharge is also a problem when applying filters for display panels and phosphors. This is because, when the coating liquid is ejected but the ejection amount does not reach the specified value, an adverse effect such as the color being lightened only by that column may occur, and the entire panel may be defective.
すなわち、塗布ノズルに形成された多数の微小な吐出口から供給される塗液量が適切であるかどうかを検出しなければならないという課題があった。 That is, there is a problem that it is necessary to detect whether or not the amount of coating liquid supplied from a large number of minute discharge ports formed in the coating nozzle is appropriate.
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、塗布ノズルの吐出口から吐出された液体の半径を光の輝度に変換し求めることで、吐出量の適切さを判断するものである。 The present invention has been conceived in view of the above problems, and determines the appropriateness of the discharge amount by converting the radius of the liquid discharged from the discharge port of the application nozzle into the luminance of light.
すなわち、本発明の第１の局面は、
塗布ノズルの検査装置において、
連続的に吐出される液体によって形成される柱状流を生成する吐出口が一列に配列されている塗布ノズルに液体を供給する液体供給手段と、
前記柱状流に光を放射する照明手段と、
前記照明手段から放出された光の反射光を受光する受光手段と、
少なくとも前記受光手段に接続され、受光手段からの出力を受信する制御手段を有する塗布ノズル検査装置を提供する。
That is, the first aspect of the present invention is
In the coating nozzle inspection device,
Liquid supply means for supplying the liquid to the application nozzles in which the discharge ports for generating a columnar flow formed by the continuously discharged liquid are arranged in a line;
Illumination means for emitting light to the columnar flow;
A light receiving means for receiving reflected light of the light emitted from the illumination means;
There is provided a coating nozzle inspection apparatus having a control means connected to at least the light receiving means and receiving an output from the light receiving means.
また、本発明の第２の局面は、
前記受光手段の分解能Ｒは、前記柱状流の直径をφとして（６）式で表される第１の局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。ここで（６）式は以下の関係を満たすものである。
In addition, the second aspect of the present invention is
The resolution R of the light receiving means provides the coating nozzle inspection apparatus according to the first aspect represented by the formula (6) where the diameter of the columnar flow is φ. Here, equation (6) satisfies the following relationship.
また、本発明の第３の局面は、
前記塗布ノズルを保持する塗布ノズル保持手段と、
前記照明手段を保持する照明手段保持手段と、
前記受光手段を保持する受光手段保持手段を有し、
前記塗布ノズル、もしくは前記照明手段と前記受光手段の少なくともどちらか一方を前記塗布ノズルに一列に配列された前記吐出口の配列方向に相対移動させるガイド手段と駆動手段を有する第１又は第２の何れか局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。
The third aspect of the present invention is
An application nozzle holding means for holding the application nozzle;
Illumination means holding means for holding the illumination means;
A light receiving means holding means for holding the light receiving means;
1st or 2nd which has a guide means and a drive means which move at least any one of the said application nozzle or the said illumination means, and the said light-receiving means in the arrangement direction of the said discharge port arranged in a line with the said application nozzle. An application nozzle inspection apparatus according to any aspect is provided.
また、本発明の第４の局面は、
前記制御手段に接続され、
前記ガイド手段上での前記塗布ノズル、もしくは前記照明手段と前記受光手段の位置を示す情報を検知し出力する位置検出手段をさらに有する第１乃至３の何れかの局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。
The fourth aspect of the present invention is
Connected to the control means;
A coating nozzle inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising a position detection unit that detects and outputs information indicating the positions of the coating nozzle on the guide unit or the illumination unit and the light receiving unit. To do.
また、本発明の第５の局面は、
前記塗布ノズルに液体を供給する際に、前記塗布ノズルの姿勢を変える手段を有する第１乃至４の何れかの局面の検査装置を提供するものである。
The fifth aspect of the present invention is
The present invention provides an inspection apparatus according to any one of the first to fourth aspects, comprising means for changing the posture of the application nozzle when supplying a liquid to the application nozzle.
また、本発明の第６の局面は、
前記液体供給手段が、前記塗布ノズルに断続的に液体を供給する機能と前記塗布ノズルに連続して液体を供給する機能を有する第１乃至５の何れかの局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。
In addition, the sixth aspect of the present invention is
A coating nozzle inspection apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the liquid supply means has a function of intermittently supplying liquid to the coating nozzle and a function of continuously supplying liquid to the coating nozzle. Is.
また、本発明の第７の局面は、
前記塗布ノズルの検査を実施する前に前記塗布ノズル内に固着した異物の固着力を弱める異物固着力低減手段を有する第１乃至第６の何れかの局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。
The seventh aspect of the present invention is
A coating nozzle inspection apparatus according to any one of the first to sixth aspects, having a foreign matter fixing force reducing means for weakening the fixing force of foreign matter fixed in the coating nozzle before performing the inspection of the coating nozzle. is there.
また、本発明の第８の局面は、
前記制御手段に接続された検査結果を表示するための表示手段を有する第１乃至第７の何れかの局面の塗布ノズル検査装置を提供するものである。
The eighth aspect of the present invention is
A coating nozzle inspection apparatus according to any one of the first to seventh aspects, comprising display means for displaying an inspection result connected to the control means.
また、本発明の第９の局面は、
塗布ノズルに形成された吐出口によって形成された柱状流に光をあて、前記柱状流からの反射光を受光して得た輝度値を得る測定工程と、
前記測定工程によって得られる前記輝度値と所定の閾値とを比較し異常値か否かを判断するデータ処理工程を有する塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The ninth aspect of the present invention is
A measuring step of illuminating a columnar flow formed by the discharge port formed in the coating nozzle and obtaining a luminance value obtained by receiving reflected light from the columnar flow;
The present invention provides a coating nozzle inspection method including a data processing step of comparing the luminance value obtained in the measurement step with a predetermined threshold value to determine whether or not the value is an abnormal value.
また、本発明の第１０の局面は、
前記測定工程は、さらに前記反射光を発した前記柱状流の位置情報も得る工程である第９の局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The tenth aspect of the present invention is
The measuring step further provides a coating nozzle inspection method according to a ninth aspect, which is a step of obtaining positional information of the columnar flow that has emitted the reflected light.
また、本発明の第１１の局面は、
前記測定工程は、前記柱状流に対して前記位置情報と前記輝度値を複数回求める工程であり、
前記データ処理工程は、前記複数回求めた輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め、所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である第１０の局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The eleventh aspect of the present invention is
The measurement step is a step of obtaining the position information and the luminance value a plurality of times for the columnar flow,
In the tenth aspect, the data processing step is a step of obtaining at least one of a luminance average value or a luminance standard deviation value from the luminance values obtained a plurality of times and comparing with a predetermined threshold value to determine whether the value is an abnormal value. An application nozzle inspection method is provided.
また、本発明の第１２の局面は、
前記測定工程は、前記柱状流の吐出方向の複数個所での輝度値と、前記柱状流の位置情報を得る工程であり、
前記データ処理工程は、前記複数個所での輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である第１０または第１１の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The twelfth aspect of the present invention is
The measurement step is a step of obtaining luminance values at a plurality of locations in the discharge direction of the columnar flow and position information of the columnar flow,
The data processing step is a step of obtaining at least one of the luminance average value or the luminance standard deviation value from the luminance values at the plurality of locations and comparing it with a predetermined threshold value to determine whether or not it is an abnormal value. An application nozzle inspection method according to any one of the above aspects is provided.
また、本発明の第１３の局面は、
前記データ処理工程は、前記測定工程によって得られる輝度値から、前記輝度値に対応する前記吐出口の位置情報を求め、前記輝度値と所定の閾値を比較し異常値か否かを判断する工程である第９の局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The thirteenth aspect of the present invention is
The data processing step is a step of obtaining position information of the discharge port corresponding to the luminance value from the luminance value obtained by the measuring step, and comparing the luminance value with a predetermined threshold value to determine whether or not it is an abnormal value. The application nozzle inspection method according to the ninth aspect of the present invention is provided.
また、本発明の第１４の局面は、
前記測定工程は、前記柱状流に対して前記輝度値を複数回得る工程であり、
前記データ処理工程は、前記複数回求めた輝度値から前記吐出口の位置情報と、
少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め、所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である第１３の局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
In addition, the fourteenth aspect of the present invention is
The measuring step is a step of obtaining the luminance value a plurality of times for the columnar flow,
The data processing step includes the position information of the discharge port from the luminance value obtained a plurality of times,
It is an object of the present invention to provide a coating nozzle inspection method according to a thirteenth aspect, which is a step of determining at least one of a luminance average value and a luminance standard deviation value and comparing it with a predetermined threshold value to determine whether or not it is an abnormal value.
また、本発明の第１５の局面は、
前記測定工程は、前記柱状流の吐出方向の複数個所での輝度値を得る工程であり、
前記データ処理工程は、前記複数個所での輝度値のうち少なくとも１つの前記輝度値から前記吐出口の位置情報を求め、
さらに、前記複数個所での輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である第１３乃至第１４の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The fifteenth aspect of the present invention is
The measurement step is a step of obtaining luminance values at a plurality of locations in the discharge direction of the columnar flow,
The data processing step obtains positional information of the discharge port from at least one of the luminance values among the luminance values at the plurality of locations,
Further, any one of the thirteenth to fourteenth steps is a step of determining at least one of the luminance average value and the luminance standard deviation value from the luminance values at the plurality of locations and comparing it with a predetermined threshold value to determine whether it is an abnormal value. The application nozzle inspection method of the aspect is provided.
また、本発明の第１６の局面は、
前記データ処理工程で判断の対象となる前記柱状流に対して、
少なくとも、
隣接する２つ以上の柱状流の前記輝度平均値同士をさらに平均することで輝度平均値に対する閾値を求める処理か、
隣接する２つ以上の柱状流の前記輝度標準偏差値同士をさらに平均することで輝度標準偏差値に対する閾値を求める処理か、
のいずれか、もしくは両方の処理を行う閾値算出工程をさらに有する第９乃至第１５のいずれかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The sixteenth aspect of the present invention is
For the columnar flow to be judged in the data processing step,
at least,
A process for obtaining a threshold value for the luminance average value by further averaging the luminance average values of two or more adjacent columnar flows;
A process for obtaining a threshold value for the luminance standard deviation value by further averaging the luminance standard deviation values of two or more adjacent columnar flows;
The application nozzle inspection method according to any one of the ninth to fifteenth aspects further includes a threshold value calculation step for performing either or both of the processes.
また、本発明の第１７の局面は、
前記測定工程の前に、前記塗布ノズルの姿勢を変えながら液体を供給する工程を有する第９乃至１６の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The seventeenth aspect of the present invention is
The application nozzle inspection method according to any one of the ninth to sixteenth aspects includes a step of supplying a liquid while changing the posture of the application nozzle before the measurement step.
また、本発明の第１８の局面は、
前記測定工程の前に、前記塗布ノズルに断続的に液体を供給する工程を有する第９乃至１７の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The eighteenth aspect of the present invention is
An application nozzle inspection method according to any one of the ninth to 17th aspects, which includes a step of intermittently supplying a liquid to the application nozzle before the measurement step.
また、本発明の第１９の局面は、
前記測定工程の前に、前記塗布ノズル内に固着した異物の固着力を弱める異物固着力低減工程を有する第９乃至１８の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The nineteenth aspect of the present invention provides
An application nozzle inspection method according to any one of the ninth to eighteenth aspects, which includes a foreign matter fixing force reducing step of weakening the fixing force of foreign matters fixed in the coating nozzle before the measuring step.
また、本発明の第２０の局面は、
前記データ処理工程において異常値と判断された点の前記位置情報を表示する工程を有する第９乃至第１９の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を提供するものである。
The twentieth aspect of the present invention is
The present invention provides a coating nozzle inspection method according to any of the ninth to nineteenth aspects, including a step of displaying the position information of a point determined to be an abnormal value in the data processing step.
また、本発明の第２１の局面は、
塗布装置に塗布ノズルを搭載する前に、第１乃至第８の何れかの局面の塗布ノズル検査装置、もしくは第１０乃至第２０の何れかの局面の塗布ノズル検査方法を用いて塗布ノズルの良否を判定し、不良のないノズルを選別して塗布に用いることを特徴とする塗液の塗布方法を提供するものである。
The twenty-first aspect of the present invention provides
Before mounting the coating nozzle on the coating apparatus, the quality of the coating nozzle using the coating nozzle inspection apparatus according to any one of the first to eighth aspects or the coating nozzle inspection method according to any one of the tenth to twentieth aspects is determined. The present invention provides a coating liquid coating method, wherein a nozzle having no defect is selected and used for coating.
本発明は、塗布ノズルの吐出口から吐出される液体に光をあてた場合に柱状流の直径（太さ）によって反射光の状態が変化することを利用し、その反射光の輝度を測定することで柱状流の直径の大小を求め、更にその情報から吐出口毎の吐出量を相対的に測定可能にできる。従って、塗布ノズルに設けられた多数の吐出口から液体が出ているか否かだけでなく、吐出量が不足しているか否かを検査することができる。 The present invention utilizes the fact that the state of the reflected light changes depending on the diameter (thickness) of the columnar flow when light is applied to the liquid discharged from the discharge port of the coating nozzle, and measures the brightness of the reflected light. Thus, the size of the diameter of the columnar flow can be obtained, and the discharge amount for each discharge port can be relatively measured from the information. Therefore, it is possible to inspect whether or not the amount of discharge is insufficient as well as whether or not the liquid is discharged from a large number of discharge ports provided in the application nozzle.
特に洗浄後、組み立てられた塗布ノズル（更に厳密には、生産時に液体が内壁に接する可能性のある塗布ノズル付属部品全てを含む）に異物が残留していると、生産開始直後に異物が吐出口まで移動し、吐出口を詰まらせ、装置不良を誘発し、新たな塗布ノズルに付け替えなければいけない。つまり、手間取りが生じる。 In particular, if foreign matter remains on the assembled application nozzle (more precisely, all of the accessory nozzle attachment parts that may come into contact with the inner wall during production) after cleaning, the foreign matter is discharged immediately after the start of production. It moves to the outlet, clogs the discharge port, induces device failure, and must be replaced with a new application nozzle. That is, troublesome work occurs.
しかし、洗浄・組み立て後の塗布ノズルに本検査を実施することで、異物を内包していた塗布ノズルは再洗浄へ戻し、異物を内包していない塗布ノズルはそのまま適切に生産に使用できる。すなわち、異物詰まりを起こさない塗布ノズルを塗布装置に組み込み長期間連続して使用できるので、工程稼働率の低下を防止できる。 However, by performing this inspection on the coating nozzle after cleaning and assembling, the coating nozzle that contained foreign matter can be returned to re-washing, and the coating nozzle that does not contain foreign matter can be used as it is in production. That is, since a coating nozzle that does not cause clogging of foreign matters can be incorporated in the coating apparatus and used continuously for a long period of time, it is possible to prevent a reduction in process operation rate.
加えて、液体を流す際に塗布ノズル（更に厳密には、生産時に液体が内壁に接する可能性のある塗布ノズル付属部品全てを含む）の姿勢を、塗布ノズルに内包している異物が流れやすくする姿勢にし、また、その際に、液体を断続的に供給することで、確実に異物を吐出口付近まで移動させることによって、不良ノズルの発見率を高めることができる。 In addition, when the liquid flows, the orientation of the coating nozzle (more precisely, including all the coating nozzle accessories that may come into contact with the inner wall during production) tends to allow the foreign matter contained in the coating nozzle to flow. In such a case, the liquid is intermittently supplied at that time, so that the foreign matter can be surely moved to the vicinity of the discharge port, thereby increasing the defective nozzle detection rate.
図１に本発明の塗布ノズル検査装置の構成を示す。なお本明細書中においては説明の都合上、塗布ノズルに一列に配列された複数の吐出口の配列方向と実質的に同じ方向に照明装置、受光装置を相対移動させる構成を例に挙げた。また吐出口がひとつの塗布ノズルについては一般的な列という概念を満たさないので、この場合は塗布ノズルと照明装置、受光装置の相対移動を行う必要はない、もしくは相対移動の方向は任意で良いと考えることとする。 FIG. 1 shows the configuration of the coating nozzle inspection apparatus of the present invention. In the present specification, for the convenience of explanation, a configuration in which the illuminating device and the light receiving device are relatively moved in substantially the same direction as the arrangement direction of the plurality of ejection openings arranged in a row in the application nozzle is given as an example. In addition, since the discharge nozzle does not satisfy the concept of a general row for one application nozzle, in this case, it is not necessary to perform relative movement between the application nozzle, the illumination device, and the light receiving device, or the direction of relative movement may be arbitrary. Suppose you think.
本発明の塗布ノズル検査装置は、レール１１と、ステージ１２と駆動モータ１３と位置センサ１４と、照明装置１５と受光装置１６と、制御装置１７が含まれる。なお後述するように位置センサ１４は必ずしも必要ではない。検査対象物である塗布ノズル９０は、レール１１の前に、図示していないフレーム体によって保持される。図１においては、塗布ノズル９０は上から見た図になっており、吐出口９２が紙面裏側に向けて形成されている。
The coating nozzle inspection device of the present invention includes a
本発明の塗布ノズル検査装置は、さらに、表示器１９、超音波振動装置２０、気泡発生装置２１、パン２５、ポンプ２６およびフィルター２７、姿勢変化装置１１０（図２に示す）、液体断続供給バルブ１２１が含まれていてもよい。
The coating nozzle inspection device of the present invention further includes a
図２には、レール１１側から見た状態を示す。塗布ノズル９０は図示されていないフレーム体によってパン２５の上方に保持される。
In FIG. 2, the state seen from the
以下に図１、図２および図３を参照してより詳細な説明を行う。 Hereinafter, a more detailed description will be given with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
本発明の塗布ノズル検査装置は、塗布ノズルの吐出口から吐出する液体の吐出量を調べるので、塗布ノズルからは連続的に液体が吐出されている状態にする必要がある。この連続的な液体は柱の形状になるために、柱状流とよぶ。パン２５、ポンプ２６は、検査の最中に塗布ノズル９０が柱状流を吐出し続けるために用意されるものである。これらは液体供給部と呼んでもよい。液体供給部は検査の間、連続的な柱状流の吐出がなされれば良いのでパンとポンプだけに限られるものではない。
Since the coating nozzle inspection apparatus of the present invention checks the discharge amount of the liquid discharged from the discharge port of the coating nozzle, it is necessary to make the liquid continuously discharged from the coating nozzle. Since this continuous liquid has a columnar shape, it is called a columnar flow. The
パン２５の底部には、図示していないが排出用の口があり、そこからパイプがポンプ２６に接続されている。また、ポンプ２６からは、塗布ノズルの液供給口９３にパイプが接続されている。ポンプ２６から供給される液体３１は、塗布ノズルの液供給口９３から塗布ノズル９０のマニホールド内に入り、各吐出口から連続的に流れ出る柱状流９５としてパン２５に落下する。なお検査用の液体の供給口９３は塗布用の塗液の供給口と同じであっても良いが、異なる構成でも良い。パン２５に落下した液体３０は、ポンプの陰圧によって再びポンプ２６に戻る。このように、検査用の液体は循環し、柱状流を形成し続ける。
At the bottom of the
なお液体流路をこのような閉ループで構成した場合には、塗布ノズル内部に吐出口径よりも小さい異物（詰まりの原因にはならないもの）が残留していた場合に異物が再び塗布ノズル内に戻って検査後に残留異物となり、実際の生産で塗液に混入して製品に悪影響を及ぼす可能性がある。これに対しては流路におけるポンプ２６直後に吐出口の面積に対して充分に目の細かいフィルター２７を装着することによって異物を液体内から除去できるため好ましい。また液体は再利用せず、常に新鮮なものを供給できるように流路を構成しておけば吐出された異物が塗布ノズル内に戻ることが無く好ましい。ここで検査に使用する液体は、塗布ノズルに対して腐食性がなく、且つ吐出口を詰まらせる要因となる異物を含まないものであれば良いが、検査終了後塗布ノズルを乾燥させる必要がある場合は、純水、エタノール、ＩＰＡなどの有機溶剤等が好適である。
When the liquid flow path is configured in such a closed loop, if foreign matter smaller than the discharge port diameter remains in the coating nozzle (that does not cause clogging), the foreign matter returns to the coating nozzle again. After inspection, it becomes a residual foreign material, which may be mixed into the coating liquid in actual production and adversely affect the product. This is preferable because foreign matter can be removed from the liquid by attaching a
塗布ノズル９０の前には、測定対象である塗布ノズルに列状に並んで配列された吐出口の並び方向（列）と平行にレール１１が設置される。レール１１は、後述するステージを常に同一軌道で移動させるためのガイドである。従って、図１では、２本レールを示しているが、２本でなくてもよい。またステージを移動させるための手段としてはボールネジ駆動ステージやリニアガイド、エアーアクチュエータなどの一般的な工業用ステージ全般が使用可能である。
In front of the
レール１１にはステージ１２が移動可能に設置されている。移動可能になる手段は、車輪、空気による浮上、磁気による浮上など、特に限定されるものではないが、ステージ１２の下側にレール幅の車輪を取り付けておくのが簡便である。ステージは、照明装置１５および受光装置１６を搭載するので、移動中に上下や左右に振動が発生しにくい移動可能手段を有するのがより好ましい。レールの真直度は１．０ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以下が更に好ましい。
A
また、ステージは照明装置と受光装置を搭載するので一定の広さを有するのが好ましい。ここで一定の広さとは、照明装置と受光装置が一定の距離をおいて搭載できれば足りる。また、照明装置と受光装置の取り付け位置と角度は、微小調整ができるようになっているのが好適である。本発明の検査装置は、光の反射光を利用するため、照明装置と受光装置の取り付け角度は検出する信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）に直接関係するからである。 Further, since the stage is equipped with an illumination device and a light receiving device, it is preferable that the stage has a certain size. Here, it is sufficient that the lighting device and the light receiving device can be mounted with a certain distance from each other. In addition, it is preferable that the attachment position and angle of the illumination device and the light receiving device can be finely adjusted. This is because the inspection apparatus of the present invention uses reflected light of light, and therefore the mounting angle between the illumination device and the light receiving device is directly related to the SNR (Signal Noise Ratio) of the signal to be detected.
ステージ１２には、駆動モータ１３が取り付けられている。駆動モータ１３は、ステッピングモータやＡＣモータ、ＤＣモータ、サーボモータなどが好適に用いられる。また、駆動モータ１３は後述する制御装置１７からの指示Ｃｄｖによって、レール１１上を左右に移動または停止といった動作を行う。
A
また、ステージ１２には、位置センサ１４が搭載されてもよい。位置センサ１４は、ステージ１２が現在レール１１上のどこに位置するかという位置情報Ｉｐｓを後述する制御装置１７に送る。また位置情報Ｉｐｓは、測定対象である塗布ノズル９０に設けられた吐出口のうち、どの吐出口に対して測定を行っているかという吐出口に関する位置情報であってもよい。最終的に必要なのは測定された吐出口の位置情報である。位置センサ１４は、ポテンショメータを利用するもの、リニアエンコーダを用いるもの、ステージ移動制御量をフィードバックしたもの、モータ回転数をカウントするもの、レーザー式変位計を用いるものなど、特に限定されることなく利用できる。
Further, a
ステージ１２上には照明装置１５と受光装置１６が搭載される。照明装置１５は、レーザーやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプのように一般的な計測に使用されるランプなどが好適に利用でき、平行光線若しくは収束光３５が塗布ノズルの吐出口９２の下に形成される柱状流に当てられる。照明装置からの光線は柱状流に当てるので、分かり易いように可視光領域の光を出せるものがより好ましい。柱状流にあたった光は反射光３６となって受光装置１６で電気信号Ｉｒｆに変換される。電気信号Ｉｒｆは輝度値Ｉｒｆと呼んでもよい。
An
輝度値ＩｒｆはＡ／Ｄ変換されたデジタル信号として説明を続けるが、受光装置１６からはアナログ信号のまま出力され制御装置でデジタル化されてもよい。受光装置１６は、フォトダイオードやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等が好適に利用できる。電気信号Ｉｒｆは、後述する制御装置１７に送られ、処理される。照明装置１５や受光装置１６は収束用のレンズを備えていても良い。
The luminance value Irf will continue to be described as an A / D converted digital signal, but may be output as an analog signal from the
本発明ではこの反射光３６の強度を示す輝度値Ｉｒｆで、柱状流の太さを検出し、吐出の不良を検出する。従って、どのような考え方で柱状流の太さを検出するかについて以下に説明を加える。
In the present invention, the thickness of the columnar flow is detected by the luminance value Irf indicating the intensity of the reflected
図４（ａ）には、照明装置１５からの照射光３５と、一本の柱状流９５と、反射光３６を受ける受光装置１６の関係を示す。ここで、柱状流から見た照射光３５の広がりを入射外周角θｊ（５３）、反射点から受光装置の入射瞳にはる角度を開口角θｋ（５４）とする。
FIG. 4A shows the relationship between the irradiation light 35 from the
図４（ａ）において、照明装置１５としてはその一部の発光面を、照射光３５と反射光３６は主光線軸を、受光装置１６としてはその一部の入射瞳をそれぞれ表している。柱状流正面に当たった照射光３５は入射角θｉ（５１）と同じ反射角θｒ（５２）で反射され反射光３６となる。しかし、実際には照射光は一定の広がりを持っており、また受光装置１６も有限の入射瞳を有している。
4A, the
つまり、受光装置１６で受けることのできる光は、柱状流の正面の点だけでなく、一定の広がりを持つ。これを反射許容角θ（６０）とする。言い換えると、この反射許容角θ（６０）とは、柱状流９５の中心から見てこの角度の範囲内で柱状流に照射された光は、受光装置１６で受ける範囲に反射できる角度であると言える。
That is, the light that can be received by the
図４（ｂ）を用いてより詳しく説明する。柱状流の正面における接線を接線６６とする。実際は反射面であるが説明のため便宜的に接線という。さて、照射光のうち、柱状流９５に対して最も大きな角度で照射されるのは、入射外周角がθｊ／２である光線（５５）である。この光線の接線６６に対する入射角はθｉ＋θｊ／２である。この光線（５５）が、柱状流の正面より左側で反射された場合、反射光５６の角度が、接線６６に対する反射角としてみたときに、θｒ−θｋ／２より小さくなるまでは、受光装置で検知可能である。その時の柱状流上での反射点を反射点６７とする。すると、反射許容角θ（６０）とは、反射点６７における接線が接線６６となす角度であると言える。
This will be described in more detail with reference to FIG. A tangent line in the front of the columnar flow is defined as a
接線６６に対する入射角θｉと反射角θｒは等しい角度であることを考慮すると、照射光５５の接線６６に対する反射光５７と、反射点６７での反射光５６の角度差はθｊ／２＋θｋ／２と求められる。従って、反射許容角θ（６０）は、（１）式のように表すことができる。
Considering that the incident angle θi and the reflection angle θr with respect to the
（１）式より、反射許容角θは、入射外周角θｊ（５３）と開口角θｋ（５４）だけで決まる角度であることがわかる。この反射許容角を用いると柱状流の反射幅ｂｗ（６５）を（２）式として求めることができる。反射幅ｂｗとは、受光装置から見た反射光の幅である。 From the equation (1), it is understood that the allowable reflection angle θ is an angle determined only by the incident outer peripheral angle θj (53) and the opening angle θk (54). If this allowable reflection angle is used, the reflection width bw (65) of the columnar flow can be obtained as equation (2). The reflection width bw is the width of reflected light viewed from the light receiving device.
ここでφは柱状流の直径５０で、ｒは柱状流の半径である。吐出口から流出する液体の吐出量がなんらかの原因で減少したとすると、柱状流の径が小さくなる。従って吐出量の変化は式（２）より反射幅ｂｗの変化として検出することができる。
Here, φ is the
さらに、受光装置１６の分解能Ｒについての検討も加える。受光装置１６の分解能Ｒとは、一回の受光動作において受光装置の受光素子が捕らえることのできる領域面積を示し、受光素子自体のサイズやレンズの倍率などで制御可能である。ここで受光素子とは、例えば受光装置がフォトダイオードの場合は１つのフォトダイオードであるし、ＣＣＤカメラの場合は１つのＣＣＤ素子である。一般的にはひとつの受光素子について定義される言葉であるが、本件発明の場合、複数の受光素子群をまとめてひとつの受光素子（領域）と捉え、受光素子（領域）内の各受光素子のデータを積算しても同様の効果が得られるため、このような場合も分解能の定義に含めることとする。
Further, a study on the resolution R of the
例えば、分解能Ｒが柱状流の直径φ（＝２ｒ）と同じであるなら受光装置は１度に柱状流の直径分の幅からの光を受光することができるということである。なお、ここでは分解能Ｒを考える際に柱状流の流れ方向（縦方向）に関わる反射光状態は変化しないと考えている。 For example, if the resolution R is the same as the diameter φ (= 2r) of the columnar flow, the light receiving device can receive light from a width corresponding to the diameter of the columnar flow at a time. Here, when considering the resolution R, it is considered that the reflected light state related to the flow direction (vertical direction) of the columnar flow does not change.
この分解能Ｒと反射幅ｂｗを使い、理論輝度Ｂｒを（３）式のように決める。 Using this resolution R and the reflection width bw, the theoretical luminance Br is determined as shown in equation (3).
すなわち、理論輝度Ｂｒとは分解能Ｒ中に見える反射幅ｂｗの割合で表す。例えば、仮に分解能Ｒは柱状流の直径φと同じ幅であったとする。すると、（３）式にＲ＝２ｒを代入して得られる理論輝度Ｂｒはｓｉｎθである。反射許容角θは入射外周角と開口角で決まる角度であった。仮に入射外周角θｊを２０度、開口角を８度と見積もってみると、θは７度となり、理論輝度Ｂｒは、約０．１２２となる。これを輝度階調１０ビット（値で０〜１０２３）で表すと、輝度階調は１２５に相当する。 That is, the theoretical luminance Br is represented by the ratio of the reflection width bw that can be seen in the resolution R. For example, it is assumed that the resolution R is the same width as the diameter φ of the columnar flow. Then, the theoretical luminance Br obtained by substituting R = 2r into the equation (3) is sin θ. The allowable reflection angle θ is an angle determined by the incident outer peripheral angle and the aperture angle. Assuming that the incident outer peripheral angle θj is 20 degrees and the aperture angle is 8 degrees, θ is 7 degrees and the theoretical luminance Br is about 0.122. When this is represented by 10 bits of luminance gradation (0 to 1023 in value), the luminance gradation corresponds to 125.
吐出量は柱状流の縦方向の単位長さと柱状流の断面積６３の積と考えることができる。柱状流の断面積Ｓ（６３）は（４）式のように表される。
The discharge amount can be considered as the product of the unit length in the vertical direction of the columnar flow and the
（４）式を（２）式に代入し、さらに（３）式に代入して整理すると（５）式を得る。 Substituting the equation (4) into the equation (2) and further substituting it into the equation (3) gives an equation (5).
分解能Ｒを柱状流の直径φとの関係で表し、φを１００μｍ、開口角θｋを８度、入射外周角θｊを２０度、輝度階調を１０ビットで表し、計算した結果を図５に示す。縦軸は輝度階調を表し、横軸は面積率（％）を表す。面積率とは、吐出口の面積に対する柱状流の断面積の割合である。吐出量に変化がなければ、吐出口と柱状流は同じ断面積を有する。また、図５では、φ／Ｒが異なる場合について計算を行なった。φ／Ｒが１の時とは、分解能Ｒが柱状流と同じ幅であった場合である。反射幅が分解能に対して狭いため、吐出量が正常であっても、輝度階調は１２８程度にしかならない。これは、１０２４階調において全階調の１２．５％しか利用できないことを意味する。つまり、φ／Ｒが小さくなると、測定の際の柱状流の変化に対する感度が悪くなる。よって、φ／Ｒは大きい方がよい。 The resolution R is expressed in relation to the diameter φ of the columnar flow, φ is 100 μm, the aperture angle θk is 8 degrees, the incident outer peripheral angle θj is 20 degrees, the luminance gradation is 10 bits, and the calculation result is shown in FIG. . The vertical axis represents luminance gradation, and the horizontal axis represents area ratio (%). The area ratio is the ratio of the cross-sectional area of the columnar flow to the area of the discharge port. If there is no change in the discharge amount, the discharge port and the columnar flow have the same cross-sectional area. Further, in FIG. 5, the calculation was performed when φ / R was different. When φ / R is 1, the resolution R is the same width as the columnar flow. Since the reflection width is narrow with respect to the resolution, the luminance gradation is only about 128 even if the ejection amount is normal. This means that only 12.5% of all gradations can be used in 1024 gradations. That is, when φ / R becomes small, sensitivity to changes in the columnar flow at the time of measurement deteriorates. Therefore, the larger φ / R is better.
一方、φ／Ｒが１０の場合は、分解能Ｒが柱状流の直径の１／１０であるので、柱状流が正常である場合は反射幅の方が大きくなり、輝度階調は１０２４を超える。つまり、φ／Ｒが大きくなりすぎると、柱状流が少し詰まった程度では検知できなくなる。 On the other hand, when φ / R is 10, the resolution R is 1/10 of the diameter of the columnar flow. Therefore, when the columnar flow is normal, the reflection width becomes larger and the luminance gradation exceeds 1024. That is, if φ / R becomes too large, detection becomes impossible if the columnar flow is slightly clogged.
以上を踏まえると、理論上は感度特性としては面積率が１００％の場合に輝度最大（例では１０２３）が得られることが好ましく、上記例ではΦ／Ｒ＝８．２付近が最も好ましい値となる。ただしこの感度特性は入射外周角θｊ（５３）と開口角θｋ（５４）が変ることで変化する値であるため、実際の装置を構成する機器として入手可能な一般的な機器の入射外周角θｊと開口角θｋを鑑みた場合、φ／Ｒは１から１００までの値が好ましい。従って、受光装置１６の分解能Ｒは、柱状流の直径φを用いて（６）式の範囲に設定するのが望ましい。
Based on the above, in theory, it is preferable that the maximum luminance (1023 in the example) is obtained when the area ratio is 100% as the sensitivity characteristic. In the above example, the most preferable value is around Φ / R = 8.2. Become. However, since this sensitivity characteristic is a value that changes as the incident outer peripheral angle θj (53) and the opening angle θk (54) change, the incident outer peripheral angle θj of a general device that can be obtained as a device constituting an actual device. And the opening angle θk, φ / R is preferably a value from 1 to 100. Therefore, it is desirable to set the resolution R of the
以上のような関係を有する照明装置と受光装置は一定の角度を持ってステージ上に取り付けられる。上記の考察から入射角θｉと反射角θｒは、測定の輝度階調変化傾向には影響しない。しかし、測定対象である塗布ノズルに列状に並んで配列された吐出口の並び方向（列）とステージは必ずしも完全に平行にセットできない場合もある。その場合、柱状流は吐出口列の右端と左端でステージからの距離が変ってくる。 The illumination device and the light receiving device having the above relationship are mounted on the stage with a certain angle. From the above consideration, the incident angle θi and the reflection angle θr do not affect the luminance gradation change tendency of the measurement. However, there are cases where the arrangement direction (row) of the discharge ports arranged in a row on the application nozzles to be measured and the stage cannot be set completely in parallel. In that case, the columnar flow varies in distance from the stage at the right end and the left end of the discharge port array.
そうすると、入射角と反射角が大きい場合は、設計上の柱状流面での反射点がずれてしまい、入射角θｉと反射角θｒの関係に誤差が生じやすくなる。一方で、測定に光を用いている関係上、一般的には入射角θｉ、反射角θｒが大きいほうが反射光量が増大するため、照明装置のパワーセーブには有利となる。従って、入射角と反射角は、塗布ノズルに列状に並んで配列された吐出口の並び方向（列）とステージの平行度を加味して検査に影響がでないような充分に狭い角度範囲の中で、なるべく広く設定することが好ましい。 Then, when the incident angle and the reflection angle are large, the reflection point on the designed columnar flow surface is shifted, and an error is likely to occur in the relationship between the incident angle θi and the reflection angle θr. On the other hand, since light is used for measurement, the amount of reflected light generally increases when the incident angle θi and the reflection angle θr are large, which is advantageous for power saving of the illumination device. Therefore, the incident angle and the reflection angle are in a sufficiently narrow angle range that does not affect the inspection in consideration of the arrangement direction (row) of the discharge ports arranged in a row on the coating nozzle and the parallelism of the stage. Among them, it is preferable to set as wide as possible.
なお、塗布ノズルの吐出口の位置は、塗布ノズル毎に異なる場合もある。これを補正するために、例えば照明装置か受光装置のいずれか若しくは両方とも可動できるようにしてあってもよい。 Note that the position of the discharge port of the application nozzle may be different for each application nozzle. In order to correct this, for example, either or both of the illumination device and the light receiving device may be movable.
図１に戻って、制御装置１７は、駆動モータ１３、位置センサ１２、照明装置１５、受光装置１６、表示器１９と接続されている。駆動モータ１３には駆動命令Ｃｄｖを送信し、位置センサからは現在の位置情報Ｉｐｓを受け取る。照明装置へは発光命令Ｃｅを送り、受光装置からはデジタル変換された輝度情報Ｉｒｆを受ける。
Returning to FIG. 1, the
制御装置１７は受け取った情報を処理し、処理結果を表示部１９に表示させる。なお、処理結果に基いた何らかの擬似制御信号を外部に送信してもよい。ここで擬似制御信号とは、何らかの値であっても良いし、メッセージであってもよい。
The
また、制御装置１７は、超音波振動装置２０や図示しない液体に振動を与える超音波振動装置、気泡発生装置２１と接続されていてもよい。超音波振動装置２０は、図示していないフレーム体に固定され、塗布ノズル９０に微小振動を加える装置である。これにより塗布ノズル９０内に内包する異物が塗布ノズル９０の内壁から剥離し、液体を流した際に
吐出口まで移動させることができる。また超音波振動装置は、塗布ノズルへの液体流入前にその液体自体にあらかじめ微小振動を加える装置の場合もある。これらは例えば、ピエゾ振動板から構成される振動付与器であってもよい。この場合は、液中を振動が伝播し、上記と同様の効果を得ることができる。制御装置１７は、超音波振動装置２０に対して振動のＯＮ、ＯＦＦを指示する駆動命令Ｃｖを送る。また、気泡発生装置２１は、微小泡を検査用の液体に混入する装置である。気泡発生装置２１へもＯＮ、ＯＦＦを指示する動作命令Ｃｂｌを送る。
The
図２は、塗布ノズル系に内包する異物を、吐出口に移動させやすくするため、塗布ノズルの姿勢を変化させる姿勢変化装置１１０と、液体を断続的に供給する液体断続供給バルブを含む液体循環装置１２０を備える塗布ノズル検査装置を示す。図２（ａ）は、レールのある側から見た図であり、図２（ｂ）は、横から見た断面図を示す。
FIG. 2 shows a liquid circulation system that includes a
この塗布ノズル検査装置は、
（１）塗布ノズルの両端を固定するチャック１１２と、チャック１１２を塗布ノズル長手方向に回転自由で固定する軸受け１１１と、チャック１１２に接続され長手方向を軸に塗布ノズルを回転し所定の角度で静止可能なサーボモータ１１３で構成される姿勢変化装置１１０と、
（２）パン２５、ポンプ２６、液体断続供給バルブ１２１、フィルター２７およびフレキシブルチューブ１２２で構成される液体循環装置１２０と、
（３）塗布ノズル９０、塗布ノズルに接続された塗液タンク１３１、塗液フィルター１３２および塗液供給配管１３３で構成される塗布ノズル系を含む。また、液体循環装置１２０と塗布ノズル系１３０は、接続フランジ１２３で繋がれ、フレキシブルチューブ内を流れた液体は、塗布ノズル系内に供給される。
This coating nozzle inspection device
(1) A
(2) a
(3) A coating nozzle system including a
図３に姿勢変化装置１１０を作動させた場合のノズルの動きを示す。ここでは、ノズルに設けられた吐出口９２が紙面表側になるように、９０度ノズルを回転させた様子を示す。図３（ａ）はレールのある側から見た図であり、図３（ｂ）は断面図である。
FIG. 3 shows the movement of the nozzle when the
姿勢変化装置１１０は、塗布ノズルの向きを詰まり検査を行う向きで液体を流しただけでは、異物が下流（吐出口方向）へ流れない場合がある。例えば、図２のように塗液供給配管を下から上へと流れる部分において、液体の流れによって異物に働く上向きの力より、重力による下向きの力の方が大きい場合が考えられる。また、塗液タンク１３１の配管拡大部や塗液供給配管の曲がり部では渦が発生し、そこに異物が拘束される場合が考えられる。その場合、図３のようにこの塗布ノズル検査装置の姿勢変化装置を用いて、塗布ノズル系の姿勢を変えることで、塗液供給配管１３３内の重力によって移動できなかった異物を下流へ流し、また、液体を断続供給することで渦などの液体滞留部に拘束された異物を下流に流すことが可能となり、異物を吐出口まで移動させることができる。
The
ここで、図２および図３には、サーボモータを用いた回転による姿勢変化装置を用いているが、ノズルの姿勢がその塗布ノズル系に内包する異物が移動しやすい姿勢にすることができれば、ロボットハンドなどで姿勢を変化させても良く、特にサーボモータによる回転機構に限定されるものではない。また、液体循環装置の液体断続供給機能は、塗布ノズル系に液体を断続的に供給できるものであれば、ポンプのＯＮ−ＯＦＦ等で液体を断続供給しても良く、特に液体断続供給バルブに限定されるものではない。 Here, in FIG. 2 and FIG. 3, a posture change device by rotation using a servo motor is used, but if the posture of the nozzle can be set to a posture in which foreign substances contained in the coating nozzle system can easily move, The posture may be changed by a robot hand or the like, and is not particularly limited to a rotation mechanism using a servo motor. In addition, the liquid intermittent supply function of the liquid circulation device may supply liquid intermittently by turning the pump on and off as long as it can supply liquid intermittently to the coating nozzle system. It is not limited.
次に本検査装置を用いた検査方法について説明する。すでに説明したように検査装置のレールは、ステージが塗布ノズルに列状に並んで配列された吐出口の並び方向（列）と平行に移動するようにセットされているものとする。 Next, an inspection method using this inspection apparatus will be described. As already described, it is assumed that the rail of the inspection apparatus is set so that the stage moves in parallel with the arrangement direction (row) of the discharge ports arranged in line with the application nozzle.
図６には、検査方法の全体フローを示す。検査がスタートすると（Ｓ１０００）、事前処理として、液体を塗布ノズルへ流入させ（Ｓ１０１０）、各吐出口から液体を吐出させる。 FIG. 6 shows an overall flow of the inspection method. When the inspection starts (S1000), as a preliminary process, the liquid is allowed to flow into the application nozzle (S1010), and the liquid is discharged from each discharge port.
この事前処理時に、この塗布ノズル検査装置の姿勢変化手段と液体断続供給手段を用いて、塗液フィルター、塗液タンク、塗布ノズルおよび配管内の異物を吐出口まで移動させる事前処理を行う。 At the time of this pre-processing, the pre-processing for moving foreign matter in the coating liquid filter, the coating liquid tank, the coating nozzle and the pipe to the discharge port is performed using the posture changing means and the liquid intermittent supply means of this coating nozzle inspection apparatus.
まず、塗布ノズルを吐出口が下向きになるように姿勢変化装置に取り付け、パン２５に純水を満たし、循環ポンプ２６を起動し、フィルターを介して塗液フィルター、塗液タンク、塗布ノズルに液体を供給し、比較的軽い繊維状異物等を吐出口に移動させる。
First, the application nozzle is attached to the posture changing device so that the discharge port faces downward, the
次に吐出口が横を向くように塗布ノズル系を長手方向を軸にノズルを９０度回転させ、液体を供給する。これにより吐出口が下向きの状態では重力により流れることのできなかった比較的重い金属異物類を吐出口に移動させることができる。 Next, the nozzle is rotated 90 degrees around the longitudinal direction of the coating nozzle system so that the discharge port faces sideways, and the liquid is supplied. This makes it possible to move relatively heavy metal foreign objects that could not flow due to gravity when the discharge port faces downward to the discharge port.
また、このとき液体断続供給バルブを用いて、塗液タンクの急拡大部や曲がり配管で発生する渦により滞留していた異物が、その滞留部から外れ、流れに乗って吐出口に移動させる。形状の複雑な塗布ノズル系においては、この操作により、塗布ノズル系に内包されていたほとんどの異物を吐出口に移動させることができ、詰まり検査の精度を向上させることができる。 Further, at this time, the liquid intermittent supply valve is used to remove the foreign matter staying in the coating liquid tank due to the vortex generated in the sudden expansion portion or the bent pipe from the staying portion and move to the discharge port along the flow. In a coating nozzle system having a complicated shape, this operation can move most of the foreign matter contained in the coating nozzle system to the discharge port, thereby improving the accuracy of clogging inspection.
次に、吐出口が下向きになるように、先ほど回転した向きとは逆向きに塗布ノズルを９０度回転させた後、液体を供給し、吐出口から柱状流を吐出する。
この操作により、塗布ノズル内に異物が残留していれば異物は液体によって吐出口へ運ばれる。異物のサイズや形状によって異物は、
（１）吐出口を完全に塞ぐ、
（２）吐出口の一部を塞ぐ、
（３）吐出口から完全に排出される、
の３種類の現象のうちの何れかを引き起こす。
Next, after the application nozzle is rotated 90 degrees in the direction opposite to the direction rotated previously so that the discharge port faces downward, liquid is supplied and a columnar flow is discharged from the discharge port.
By this operation, if foreign matter remains in the coating nozzle, the foreign matter is carried to the discharge port by the liquid. Depending on the size and shape of the foreign material,
(1) Completely block the discharge port,
(2) Block a part of the discharge port,
(3) Completely discharged from the discharge port,
It causes one of the three types of phenomena.
無論、本検査においては上記（１）（２）の状態を検出することを目的としている。ここで上記（３）の場合、液体の吐出動作によって塗布ノズル内に残留していた異物が除去されることになるので、内包されていた異物の有無を検出することはできないが異物が除去されるのであるから問題はない。 Of course, the purpose of this inspection is to detect the states (1) and (2). In the case of (3) above, the foreign matter remaining in the coating nozzle is removed by the liquid discharge operation. Therefore, the presence or absence of the contained foreign matter cannot be detected, but the foreign matter is removed. So there is no problem.
一方、異物が塗布ノズル内壁に固着している場合も考えられる。この場合、生産開始直後はあたかも正常な塗布動作を実施したとしてもいずれ塗液によって異物が移動させられ、吐出口を詰めてしまう場合があり、やはり問題となる。このため、前記事前処理前に超音波振動装置２０や図示しない液体に振動を与える超音波振動装置、気泡発生装置２１のような、ノズル壁面に対する異物の固着力を弱める装置を用いて、塗布ノズルのマニホールド内に刺激を与えて異物の固着力を弱め、液体による異物のハンドリングをサポートすることが好ましい。
On the other hand, the case where the foreign material has adhered to the coating nozzle inner wall is also considered. In this case, immediately after the start of production, even if a normal coating operation is carried out, foreign matter may be moved by the coating liquid and the discharge port may be clogged. For this reason, before the pre-treatment, coating is performed using a device that weakens the adhesion of foreign matter to the nozzle wall surface, such as an
従って予想される異物の種類などによっては異物固着を弱める操作を実施（Ｓ１０１２）することが好ましい。なお、この処理を行うか否かの判断（Ｓ１０１１）は、手動で行なう他、予め入力する測定レシピなどで自動的に行なうようにしてもよい。このように異物が吐出口へ運ばれた後、充分な時間を見計らって検査がスタートする（Ｓ１０８０）。検査処理を開始したら、最初に検査終了・継続を判断する（Ｓ１０９０）。検査終了は、手動で行ってもよい。 Therefore, it is preferable to perform an operation to weaken foreign matter sticking (S1012) depending on the type of foreign matter expected. The determination of whether or not to perform this processing (S1011) may be performed manually or automatically using a measurement recipe or the like input in advance. After the foreign matter has been carried to the discharge port in this way, the inspection starts with a sufficient time (S1080). When the inspection process is started, the end / continuation of the inspection is first determined (S1090). The end of the inspection may be performed manually.
次に測定を行い（Ｓ１１００）、データ処理を行う（Ｓ１２００）。データ処理の結果は、表示器に表示され（Ｓ１２５０）、詰まりが検出された場合には当該塗布ノズルには再洗浄を施すこととし、検査終了判定（Ｓ１０９０）に戻る。
ここで、これら一連の検査時間は、塗布ノズルの詰まり発生時の損失時間より短くしなければ、効率アップすることはできないため、検査時間は短い方が良いが、一方、前記事前処理を行う時間を短くすると、異物が吐出口に移動しないまま検査することになり、詰まり検査の精度が低下してしまう。そのため、事前処理には１０〜２０分程度かけるのが好ましく、全体の検査時間としては２０〜３０分程度が好ましい。
Next, measurement is performed (S1100), and data processing is performed (S1200). The result of the data processing is displayed on the display (S1250). If clogging is detected, the application nozzle is re-washed, and the process returns to the inspection end determination (S1090).
Here, since a series of these inspection times cannot be improved unless the loss time is shorter than the loss time at the time of occurrence of clogging of the coating nozzle, the inspection time should be short. On the other hand, the pre-processing is performed. If the time is shortened, the foreign matter is inspected without moving to the discharge port, and the accuracy of the clogging inspection is lowered. Therefore, it is preferable that the pretreatment takes about 10 to 20 minutes, and the entire inspection time is preferably about 20 to 30 minutes.
また、検査終了後、詰まりがなければ、塗液を塗布ノズル系に充填するが、検査に用いた液体が塗液と混合させたくない場合は、検査終了後に塗布ノズル系を乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、塗布ノズル系の接液部を高圧空気でブローする方法や、塗布ノズル系を真空チャンバー等にいれ真空ポンプにて減圧し乾燥する真空乾燥方法、両者を組み合わせた方法等が考えられる。 Further, after the inspection, if there is no clogging, the coating nozzle system is filled with the coating liquid. However, if the liquid used for the inspection is not desired to be mixed with the coating liquid, it is preferable to dry the coating nozzle system after the inspection is completed. . As a drying method, a method of blowing the wetted part of the coating nozzle system with high-pressure air, a vacuum drying method in which the coating nozzle system is put in a vacuum chamber or the like and decompressed by a vacuum pump and drying, a combination of both, etc. It is done.
以下にそれぞれの処理についての詳細を説明する。 Details of each process will be described below.
＜測定処理＞
図７に測定処理のフローを示す。測定処理がスタートすると（Ｓ１１００）、まず初期設定を行う（Ｓ１１０２）。初期設定は、ステージを初期位置に戻したり、測定回数を初期化するなどの処理である。そして、所定速度ｖでステージを進める（Ｓ１１０４）。ステージの移動速度ｖは、受光装置からのデータ転送速度との兼ね合いで決まるが、少なくとも柱状流の幅φに対して、分解能Ｒを鑑みてφ／Ｒ分の測定点数は受光装置からのデータを取得できるように決めるのが望ましい。
<Measurement process>
FIG. 7 shows a flow of measurement processing. When the measurement process starts (S1100), first, initial setting is performed (S1102). The initial setting is processing such as returning the stage to the initial position or initializing the number of measurements. Then, the stage is advanced at a predetermined speed v (S1104). The moving speed v of the stage is determined by the balance with the data transfer speed from the light receiving device, but at least for the width φ of the columnar flow, the number of measurement points for φ / R in consideration of the resolution R is the data from the light receiving device. It is desirable to decide so that it can be acquired.
例えば、柱状流の直径φが１００μｍであり、φ／Ｒが５に設定されているとすると、分解能Ｒは２０μｍであるので、受光装置からのデータのサンプリングが転送速度もあわせて１０ｍｓｅｃ程度必要であるなら、ステージの移動速度は、毎秒２ｍｍ以下に設定する必要がある。 For example, if the diameter φ of the columnar flow is 100 μm and φ / R is set to 5, the resolution R is 20 μm. Therefore, sampling of data from the light receiving device requires about 10 msec including the transfer rate. If there is, it is necessary to set the moving speed of the stage to 2 mm or less per second.
ステージが動き始めると、測定回数Ｓｃａｎが所定の回数ｍ回に達したか否かを判定する（Ｓ１１０６）。１回の測定とは、吐出口列の端から端までステージがスキャンを行って全ての吐出口に対する輝度値を取得することを言う。吐出口からの柱状流は、測定した際に適量が吐出していたとしても、時間的に変化したりする場合がある。ここで、「適量」とは、正常値レベルの反射光輝度が得られる柱状流が形成される吐出量をいう。従って、時間をおいて複数回計測し、それらのデータを処理することで、より確度の高い検査結果を得ることができる。もちろん、測定回数は１回であってもよい。 When the stage starts to move, it is determined whether the number of scans Scan has reached a predetermined number m (S1106). One-time measurement means that the stage scans from one end of the discharge port array to the other and obtains luminance values for all the discharge ports. The columnar flow from the discharge port may change over time even if an appropriate amount is discharged when measured. Here, the “appropriate amount” refers to a discharge amount that forms a columnar flow that can obtain a reflected light luminance of a normal value level. Therefore, it is possible to obtain a test result with higher accuracy by measuring a plurality of times over time and processing the data. Of course, the number of measurements may be one.
測定回数に達していない場合は、測定回数をインクリメントし（Ｓ１１０８）、位置センサから位置情報Ｉｐｓを取得する（Ｓ１１１０）。この位置情報Ｉｐｓに基づいて、ステージが吐出口列の端まで移動したか否かを判断する（Ｓ１１１２）。吐出口列の端まで行ってない場合は、測定すべき所定位置か否かを判断する（Ｓ１１１４）。測定する位置は、予め測定位置のリストを持っているか、初期設定の際に吐出口列の全長を確認し、どの位置を測定するかを決めておいても良い。測定位置は、柱状流からの反射が期待される点だけでなく、その周囲の部分も測定位置として含めたほうがよい。柱状流からの反射がなかった場合に、測定位置がずれたために反射光を観測できなかったのか、実際に反射光がなかったのかを容易に判断できるからである。 If the number of measurements has not been reached, the number of measurements is incremented (S1108), and position information Ips is acquired from the position sensor (S1110). Based on the position information Ips, it is determined whether or not the stage has moved to the end of the ejection port array (S1112). If the end of the discharge port array has not been reached, it is determined whether or not the position is to be measured (S1114). The positions to be measured may have a list of measurement positions in advance, or the total length of the discharge port array may be confirmed at the time of initial setting to determine which position to measure. The measurement position should include not only the point where reflection from the columnar flow is expected, but also the surrounding area as the measurement position. This is because when there is no reflection from the columnar flow, it can be easily determined whether the reflected light cannot be observed because the measurement position is shifted or whether there is actually no reflected light.
また、測定位置であるか否かは、ステージが動き始めてからの時間で判断してもよい。
例えば、所定時間間隔毎に測定を行うこととすれば、位置情報Ｉｐｓは、ステージ移動速度と制御装置内部の時計によって得ることができる。この場合は、位置センサ１４は不要となる。
Further, whether or not it is a measurement position may be determined by the time after the stage starts to move.
For example, if measurement is performed at predetermined time intervals, the position information Ips can be obtained from the stage moving speed and a clock inside the control device. In this case, the
また、位置情報Ｉｐｓを取得することなく、輝度値Ｉｒｆを測定し続け、輝度値の測定値から塗布ノズル間隔設計値、カメラ測定周期、テーブル移動速度、そしてこれらに生じる誤差量を加味した上で、後述するデータ処理の段階で実際の吐出口との対応関係を求めてもよい。この場合も、位置センサは不要である。 In addition, the luminance value Irf is continuously measured without acquiring the position information Ips, and the application value of the nozzle nozzle is designed from the measured value of the luminance value, the camera measurement cycle, the table moving speed, and the error amount generated in these are taken into account. The correspondence relationship with the actual discharge ports may be obtained at the data processing stage described later. In this case, the position sensor is not necessary.
具体的には、所定位置か否かの判断ステップ（Ｓ１１１４）で常にＹ分岐を行い、測定のステップ（Ｓ１１１６）では、位置情報Ｉｐｓを取得しない。さらに位置情報を取得するステップ（Ｓ１１１０）でも位置情報を取得しない。吐出口列の端まで行ったか否かの判断（Ｓ１１１２）では、位置情報を使ってもよいが、別の方法で吐出口列の端まで進んだか否かを判断してもよい。 Specifically, the Y branch is always performed in the determination step (S1114) as to whether or not the position is a predetermined position, and the position information Ips is not acquired in the measurement step (S1116). Further, the position information is not acquired even in the step of acquiring the position information (S1110). In determining whether or not the end of the discharge port array has been reached (S1112), position information may be used, but it may be determined whether or not the end of the discharge port array has been reached by another method.
図７のフローの説明を続ける。所定位置と判断した場合は、その時の位置情報Ｉｐｓと輝度値Ｉｒｆを取得して記憶部に記録する（Ｓ１１１６）。測定すべき位置でなかった場合は、ステップＳ１１１６をスキップして位置情報Ｉｐｓの取得ステップ（Ｓ１１１０）に戻る。 The description of the flow in FIG. 7 will be continued. If it is determined as the predetermined position, the position information Ips and the luminance value Irf at that time are acquired and recorded in the storage unit (S1116). If it is not the position to be measured, the process skips step S1116 and returns to the position information Ips acquisition step (S1110).
一方、ステップＳ１１１２の判断で吐出口列の端までステージが移動していた場合は、ステージの進行方向を反転し（Ｓ１１１８）、測定回数の判断に戻る（Ｓ１１０６）。折り返し測定を継続するためである。なお、ここでは再度ステージを最初の位置まで戻してから動き始めても良い。 On the other hand, if the stage has been moved to the end of the ejection port array in the determination in step S1112, the direction in which the stage proceeds is reversed (S1118), and the process returns to the determination of the number of measurements (S1106). This is for continuing the loopback measurement. In this case, the stage may be returned to the initial position again before starting to move.
測定回数が所定の回数ｍ回になったら、ステージを停止して（Ｓ１１２０）、メインの処理に戻る（Ｓ１１２２）。以上の処理が終了すると、測定した位置情報Ｉｐｓと、そのときの輝度値Ｉｒｆのスキャン毎のデータセットが記憶部に記録されている。位置センサを用いていない場合でも、少なくとも輝度値Ｉｒｆのスキャン毎のデータセットが記憶部に記録されている。 When the number of measurements reaches a predetermined number m, the stage is stopped (S1120), and the process returns to the main process (S1122). When the above processing is completed, the measured position information Ips and the data set for each scan of the luminance value Irf at that time are recorded in the storage unit. Even when the position sensor is not used, at least a data set for each scan of the luminance value Irf is recorded in the storage unit.
＜データ処理＞
測定が終了したら、記憶部に記憶された測定データを処理する。図８に、測定データの例を示す。横軸は位置（Ｉｐｓ）を表し、縦軸は輝度（Ｉｒｆ）を表す。図８（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ１回からｍ回目のスキャンでのデータ例を示す。それぞれのスキャンで吐出口のピッチ８６毎に輝度値の高い部分が観測される。なお、縦線８７は吐出口の中心と推定される位置である。
<Data processing>
When the measurement is completed, the measurement data stored in the storage unit is processed. FIG. 8 shows an example of measurement data. The horizontal axis represents position (Ips), and the vertical axis represents luminance (Irf). FIGS. 8A to 8C show data examples in the 1st to m-th scans, respectively. In each scan, a portion having a high luminance value is observed for each
図９にデータ処理のフローの例を示す。データ処理が開始されたら（Ｓ１２００）、記憶部から測定データを読み出し（Ｓ１２０２）、吐出口のピッチ毎に輝度値Ｂｓ（Ｉｐｓ）を求める（Ｓ１２０４）。 FIG. 9 shows an example of a data processing flow. When the data processing is started (S1200), the measurement data is read from the storage unit (S1202), and the luminance value Bs (Ips) is obtained for each discharge port pitch (S1204).
もし、位置センサを使用していない場合には位置情報Ｉｐｓを輝度信号波形自身から得る。具体的には、吐出口間隔設計値、カメラ測定周期、テーブル移動速度、等の情報から、柱状流からの反射光が最も強く反射されて信号がピーク状になる輝度信号波形上の位置を推測し、誤差量を加味した上で設定した許容領域内をサーチし、最大輝度位置を抽出し、この位置を求めてＩｐｓとすればよい。仮に異物の詰まりが発生して反射光が得られず、輝度信号波形にピークが得られない場合は、誤差を含まない理論上の位置をＩｐｓとすればよい。 If the position sensor is not used, the position information Ips is obtained from the luminance signal waveform itself. Specifically, the position on the luminance signal waveform where the reflected light from the columnar flow is reflected most strongly and the signal peaks is estimated from information such as the discharge port interval design value, camera measurement cycle, and table moving speed. Then, the allowable area set in consideration of the error amount is searched, the maximum luminance position is extracted, and this position is obtained as Ips. If the clogging of foreign matter occurs and the reflected light cannot be obtained and the peak in the luminance signal waveform cannot be obtained, the theoretical position including no error may be set to Ips.
このように、位置情報を測定ステップ（Ｓ１１００）で直接取得せずに、データ処理ステップ（Ｓ１２００）で求めることもできる。従って、位置情報Ｉｐｓの取得は、測定ステップ（Ｓ１１００）で行うこととしてもよいし、データ処理ステップ（Ｓ１２００）で行うこととしてもよい。 As described above, the position information can be obtained in the data processing step (S1200) without being directly obtained in the measurement step (S1100). Therefore, the acquisition of the position information Ips may be performed in the measurement step (S1100) or may be performed in the data processing step (S1200).
また位置センサを使用した場合の輝度値の求め方は特に限定されるものではなく、吐出口があると推定される点８７における値の他、より好ましくは測定系に生じる外乱を加味した上で点８７付近に設定した許容領域内の輝度最大値としてもよい。
In addition, the method of obtaining the luminance value when using the position sensor is not particularly limited, and more preferably, in addition to the value at the
なお、輝度値Ｂｓ（Ｉｐｓ）においては、Ｂの添え字である「ｓ」はスキャン回数を表し、「（Ｉｐｓ）」は位置を表す。なお、「（Ｉｐｓ）」は吐出口の番号としてもよい。吐出口の位置若しくは番号を表す場合は「（ｎ）」を用いる。この場合は、例えば吐出口列の左端から順に吐出口に番号が振られる。同様の処理は全てのスキャン時のデータにも施される。 In the luminance value Bs (Ips), “s” as a subscript of B represents the number of scans, and “(Ips)” represents a position. Note that “(Ips)” may be a discharge port number. “(N)” is used to indicate the position or number of the discharge port. In this case, for example, numbers are assigned to the discharge ports in order from the left end of the discharge port array. Similar processing is performed for all scan data.
次に特定の吐出口についての輝度値について、輝度平均値ＡｖＢと輝度標準偏差値ＥｆＢを求める（Ｓ１２０６）。輝度平均値ＡｖＢ（ｎ）とは、各スキャン時のデータで同じ位置情報Ｉｐｓの点での輝度値Ｂｓ（Ｉｐｓ）の平均である。具体的には、図８において、位置情報Ｉｐｓがｎの点での輝度値Ｂ１（ｎ）、Ｂ２（ｎ）、・・・・、Ｂｍ（ｎ）の平均値である。 Next, with respect to the luminance value for a specific ejection port, a luminance average value AvB and a luminance standard deviation value EfB are obtained (S1206). The average luminance value AvB (n) is an average of the luminance values Bs (Ips) at the same position information Ips in the data at the time of each scan. Specifically, in FIG. 8, the position information Ips is an average value of luminance values B1 (n), B2 (n),.
輝度平均値ＡｖＢ（ｎ）は次の式によって表される。 The luminance average value AvB (n) is expressed by the following equation.
また、輝度標準偏差値ＥｆＢ（ｎ）は位置情報Ｉｐｓがｎの点（もしくはｎ番目の吐出口）での輝度値Ｂｓ（ｎ）と輝度値の平均値ＡｖＢ（ｎ）を用いて次のように表される。 The luminance standard deviation value EfB (n) is as follows using the luminance value Bs (n) at the point (or the nth discharge port) where the position information Ips is n and the average value AvB (n) of the luminance values. It is expressed in
なお、本検査においてはスキャン回数が１回の場合も検査可能であるとしているが、この時には輝度平均値ＡｖＢ（ｎ）はｍ＝１として求める。つまり、厳密には複数のデータの統計結果として平均値を求めることはできないが、本発明においては便宜上、複数ではなくただ１つのデータから求めた平均値として扱う。またこの場合、輝度標準偏差値ＥｆＢ（ｎ）を求めることは出来ないため、輝度標準偏差値を用いた検査は実行できない。ただし後述する空間的な測定・データ統計処理を行う場合には、スキャン回数が１回の場合でも空間的な位置が異なる複数のデータから輝度平均値ＡｖＢ（ｎ）、輝度標準偏差値ＥｆＢ（ｎ）を求めることが可能である。 In this inspection, the inspection can be performed even when the number of scans is one, but at this time, the luminance average value AvB (n) is determined as m = 1. That is, strictly speaking, an average value cannot be obtained as a statistical result of a plurality of data, but in the present invention, for the sake of convenience, it is treated as an average value obtained from only one data instead of a plurality. In this case, since the luminance standard deviation value EfB (n) cannot be obtained, the inspection using the luminance standard deviation value cannot be executed. However, when performing spatial measurement / data statistical processing, which will be described later, the luminance average value AvB (n) and the luminance standard deviation value EfB (n) from a plurality of data having different spatial positions even when the number of scans is one. ).
以上の処理によって、塗布ノズルの吐出口に対応する輝度平均値と輝度標準偏差値が求まる。そして次のステップとしては、終了判定（Ｓ１２０８）をはさんで輝度平均値および輝度標準偏差値を所定の閾値と比較する評価処理を行う。終了判定は、全ての吐出口の位置情報Ｉｐｓに対する輝度平均値と輝度標準偏差値の評価が終了したか否かで決まる。評価すべき値が残っている場合は、それぞれの吐出口毎に輝度平均値が所定の閾値Ａｔｈより小さいか、また輝度標準偏差値が所定の閾値Ｅｔｈより大きいかを判断する（Ｓ１２１０）。 Through the above processing, the luminance average value and the luminance standard deviation value corresponding to the discharge port of the application nozzle are obtained. As the next step, an evaluation process is performed in which the luminance average value and the luminance standard deviation value are compared with a predetermined threshold value across the end determination (S1208). The end determination is determined by whether or not the evaluation of the luminance average value and the luminance standard deviation value with respect to the position information Ips of all the ejection ports is completed. If the value to be evaluated remains, it is determined for each discharge port whether the average brightness value is smaller than a predetermined threshold value Ath and whether the luminance standard deviation value is larger than a predetermined threshold value Eth (S1210).
輝度平均値が閾値Ａｔｈより小さいということは、塗布ノズルの吐出口からの吐出量が少ないということである。つまり、蛍光体塗液などを、この塗布ノズルを用いて塗布した際に、その吐出口からの塗液だけ少ないことを意味する。従って、どの程度まで吐出量が少なくてもよいかという観点で閾値は決められる。 That the average brightness value is smaller than the threshold value Ath means that the discharge amount from the discharge port of the application nozzle is small. That is, when a phosphor coating liquid or the like is applied using this application nozzle, it means that the amount of the coating liquid from the discharge port is small. Therefore, the threshold is determined from the viewpoint of how much the discharge amount may be small.
また、輝度標準偏差値が閾値Ｅｔｈより大きいということは、経過時間によって吐出量に変化があることを意味する。これはその吐出口で塗布された部分は、部分的に薄くなったり濃くなったりすることを意味する。従って、どの程度まで吐出量の変化を許容するかという観点でそれぞれの閾値は決められる。 In addition, the fact that the luminance standard deviation value is larger than the threshold value Eth means that the ejection amount varies depending on the elapsed time. This means that the portion applied at the discharge port is partially thinned or darkened. Therefore, each threshold value is determined in terms of how much the change in the discharge amount is allowed.
上記した輝度平均値による判定、輝度標準偏差値による判定は、少なくともどちらか一方を行はなくてはならないが、両方を行って結果のａｎｄ、もしくはｏｒによって最終的な判定を行っても良い。 At least one of the determination based on the luminance average value and the determination based on the luminance standard deviation value must be performed, but both may be performed, and final determination may be performed based on the result “and” or “or”.
以上は輝度平均値若しくは輝度標準偏差値に対して固定の閾値を設定する場合について説明したが、これらの閾値は、測定対象となる吐出口以外の吐出口から得られたデータを基準とした相対値として設定してもよい。これはつまり異常が発生している吐出口では正常な吐出口に比して輝度値は低く、標準偏差値は大きくなるため、吐出口同士の相対比較によって欠陥を判定してもよいことを意味する。 The above describes the case where fixed threshold values are set for the luminance average value or the luminance standard deviation value. These threshold values are relative to the data obtained from the discharge ports other than the discharge port to be measured. It may be set as a value. This means that the discharge port where an abnormality has occurred has a lower brightness value and a larger standard deviation value than a normal discharge port, so that the defect may be determined by relative comparison between the discharge ports. To do.
この方法は特に、経時的に照明装置の出力が衰え、測定によって得られる輝度値が全体的に減少した場合や標準偏差値が小さくなった場合などに有効である。具体的には上記した通り欠陥判定の評価値とする輝度平均値ＡｖＢ、輝度標準偏差値ＥｆＢを求めた後、測定対象とする吐出口以外で、かつ当該吐出口近辺の少なくとも２つ以上の吐出口のＡｖＢ、ＥｆＢを平均化して閾値基準輝度ＡｖＢ’、閾値基準標準偏差値ＥｖＢ’を求め、予め設定しておいた係数、例えば輝度であれば０．８、標準偏差値であれば１．２を乗算して当該吐出口検査のための閾値とするなどである。 This method is particularly effective when the output of the illuminating device declines over time and the luminance value obtained by measurement decreases as a whole or when the standard deviation value decreases. Specifically, as described above, after obtaining the luminance average value AvB and the luminance standard deviation value EfB as evaluation values for defect determination, at least two or more discharges other than the discharge port to be measured and in the vicinity of the discharge port AvB and EfB at the exit are averaged to obtain a threshold reference brightness AvB ′ and a threshold reference standard deviation value EvB ′, and a preset coefficient, for example, 0.8 for brightness and 1. For example, 2 is multiplied to obtain a threshold value for the discharge port inspection.
この閾値算出工程は、図９中ではステップＳ１２０８の前、若しくはステップＳ１２１０の前に行われ、例えば図示しないステップＳ１２０７とすることができる。この閾値算出工程が行われた場合は、輝度平均値や輝度標準偏差値が比較される対象の閾値は閾値基準輝度ＡｖＢ’および閾値基準標準偏差値ＥｖＢ’に予め設定しておいた係数を乗じた値となる。 This threshold value calculation step is performed before step S1208 or before step S1210 in FIG. 9, and can be, for example, step S1207 (not shown). When this threshold value calculation step is performed, the threshold value to be compared with the luminance average value and the luminance standard deviation value is multiplied by a preset coefficient to the threshold standard luminance AvB ′ and the threshold standard deviation value EvB ′. Value.
なお、ここまでは、スキャン毎の輝度値を統計処理する方法について説明を行ったが、これは計測時刻が異なる時点毎の輝度値に基づいて輝度平均値や輝度標準偏差値を求めることにあたる。一方で、吐出口から吐出される柱状流に対して空間的に広い領域を同時に測定し、柱状流における複数点の測定情報について輝度平均値、輝度標準偏差値を求めてもよい。 Heretofore, the method of statistically processing the luminance value for each scan has been described, but this corresponds to obtaining the luminance average value and the luminance standard deviation value based on the luminance value for each time point with different measurement times. On the other hand, a spatially wide area may be simultaneously measured with respect to the columnar flow discharged from the discharge port, and the luminance average value and the luminance standard deviation value may be obtained for measurement information at a plurality of points in the columnar flow.
空間的に複数点の測定情報を統計処理することにより、１点を測定した場合に比べて電気ノイズや正常な吐出口における柱状流にも発生するレベルの柱状流形成不安定さなどの
外乱影響を低減できると共に、柱状流における上流と下流では吐出されたタイミング（時間）に差があるため、異常な吐出口において微小時間内における吐出状態の変動があった場合には、これを検出することができる。また更にこの空間的な統計処理を行いつつ、更に前述の複数回測定（時間的な統計処理）を行うことによって比較的長時間における柱状流の変動を加味した測定ができるため、空間的な統計処理と時間的な統計処理を組み合わせることも好ましい。
By statistically processing multiple points of measurement information spatially, disturbance effects such as electrical noise and instability of columnar flow formation that occurs in columnar flow at normal outlets compared to the case of measuring one point Since there is a difference in the discharge timing (time) between the upstream and downstream in the columnar flow, if there is a change in the discharge state within a minute time at an abnormal discharge port, this should be detected Can do. In addition, while performing this spatial statistical processing, the above multiple measurements (temporal statistical processing) can be taken into account, taking into account fluctuations in the columnar flow over a relatively long period of time. It is also preferable to combine processing and temporal statistical processing.
上記空間的な統計処理について詳しく説明する。図１０には吐出口からの液体像を２次元画像として撮像した例を示す。受光装置によって得られた画像７０には、塗布ノズル９０と柱状流９５が５本写っている場合を示している。２次元の撮像手段を用いる場合には、ステージを移動させながら２次元撮像手段が撮像した画像をつなぎ合わせて画像７０を構成する。一方で１次元の撮像手段を用いる場合には、撮像素子の並び方向と柱状流の吐出方向を合わせた形に配置し、ステージを移動させながら１次元撮像手段が撮像した１次元画像をつなぎ合わせて画像７０を構成する。
The spatial statistical processing will be described in detail. FIG. 10 shows an example in which a liquid image from the ejection port is captured as a two-dimensional image. The
なお無論、２次元撮像手段を用いるにしても１次元撮像手段を用いるにしても、測定処理を施す空間領域に対しては上述の光学原理が保てるように柱状流の吐出方向と同方向に充分に長い発光領域を有する照明装置が必要である。 Needless to say, whether the two-dimensional imaging means or the one-dimensional imaging means is used, the spatial direction in which the measurement process is performed is sufficient in the same direction as the discharge direction of the columnar flow so that the optical principle described above can be maintained. And a lighting device having a long light emitting area is required.
符号７３の点は符号７１の点よりも時間的に前に吐出口を出た液体である。そこで、この画像で吐出口から下方に向けて求めた輝度値に基づいて輝度平均値や輝度標準偏差値を求めても良い。具体的には、符号７７の点の輝度値をＢ１（ｎ）とし、符号７６の点での輝度値をＢ２（ｎ）とし、符号７５の点での輝度値をＢ３（ｎ）とするなどである。
A
空間的な統計処理の後、時間的な統計処理も行う場合には、空間的な統計処理においてはあるひとつの吐出口（柱状流）に対して複数の空間領域による輝度平均値だけを求めてこれを一回のスキャンの代表値とし、続く時間的な統計処理においてはこの代表値を元に複数回スキャンによる輝度平均値、および輝度標準偏差値を求めれば良い。 When temporal statistical processing is also performed after spatial statistical processing, only the average brightness value of a plurality of spatial regions is obtained for a single outlet (columnar flow) in spatial statistical processing. This is used as a representative value for one scan, and in the subsequent temporal statistical processing, a luminance average value and a luminance standard deviation value by a plurality of scans may be obtained based on this representative value.
例えば輝度平均値が閾値より小さい若しくは輝度標準偏差値が閾値より大きい場合（異常値判定が、輝度平均値と輝度標準偏差値の両方が閾値を超えた条件で異常と判定するように設定されている場合を仮定）は、異常値として位置情報とともに記録する（Ｓ１２１２）。すなわち、データ処理の結果異常値には、位置情報Ｉｐｓに加えて、その時の輝度平均値ＡｖＢ（Ｉｐｓ）および輝度標準偏差値ＥｆＢ（Ｉｐｓ）が少なくとも記録される。そうでない場合は、終了判断のステップＳ１２０８まで戻る。 For example, when the luminance average value is smaller than the threshold value or the luminance standard deviation value is larger than the threshold value (the abnormal value determination is set to be determined as abnormal when both the luminance average value and the luminance standard deviation value exceed the threshold value) Is assumed to be recorded together with the position information as an abnormal value (S1212). That is, in addition to the position information Ips, at least the luminance average value AvB (Ips) and the luminance standard deviation value EfB (Ips) are recorded in the abnormal value as a result of the data processing. Otherwise, the process returns to step S1208 for end determination.
なお、位置情報Ｉｐｓは、異常を示す吐出口の番号であってもよい。なお、位置情報Ｉｐｓの取得は２次元の画像データを取得した後、この画像データの輝度値や、吐出口間隔設計値、カメラ測定周期、テーブル移動速度などを用いてデータ処理工程で求めてもよいのは、２次元でない場合と同じである。評価すべきデータがなくなったら、処理をメインに戻す（Ｓ１２１４）。 The position information Ips may be a discharge port number indicating abnormality. The position information Ips may be obtained in the data processing step after obtaining two-dimensional image data and using the brightness value of the image data, the discharge port interval design value, the camera measurement cycle, the table moving speed, and the like. It is the same as when it is not two-dimensional. When there is no more data to be evaluated, the process returns to the main (S1214).
＜データ表示＞
図６を再度参照して、データ表示処理（Ｓ１２５０）は、データ処理の結果、異常値として記録された場所を示すものである。これは、位置情報Ｉｐｓ若しくは吐出口番号ｎと、輝度平均値ＡｖＢ（Ｉｐｓ）若しくは輝度標準偏差値ＥｆＢ（Ｉｐｓ）のいずれか、若しくは両方とも表示する。
<Data display>
Referring to FIG. 6 again, the data display process (S1250) indicates a place recorded as an abnormal value as a result of the data process. This displays the position information Ips or the discharge port number n and either the luminance average value AvB (Ips) or the luminance standard deviation value EfB (Ips), or both.
以上のように本発明の塗布ノズル検査装置を用いて、上記に示した方法で検査を行うことで、実際に塗布する前にノズルの吐出口からの塗液の吐出量異常を検出することができ
る。従って、この検査によって良好と判断されたノズルを用いて、塗液を塗布することで、むらのない、均一な製品を得ることができる。
As described above, by using the coating nozzle inspection apparatus of the present invention and performing the inspection by the method described above, it is possible to detect an abnormal discharge amount of the coating liquid from the nozzle outlet before actually applying. it can. Therefore, a uniform product without unevenness can be obtained by applying the coating liquid using a nozzle that is determined to be good by this inspection.
本発明は塗液を塗布するための吐出口を有する塗布ノズルの吐出量を検査する場合に利用できる。 The present invention can be used when inspecting the discharge amount of a coating nozzle having a discharge port for applying a coating liquid.
１１ レール
１２ ステージ
１３ 駆動モータ
１４ 位置センサ
１５ 照明装置
１６ 受光装置
１７ 制御装置
１９ 表示器
２０ 超音波振動装置
２１ 気泡発生装置
２５ パン
２６ ポンプ
２７ フィルター
３０ 液体
３５ 照射光
３６ 反射光
５１ 入射角
５２ 反射角
５３ 入射外周角
５４ 開口角
６０ 反射許容角
６５ 反射幅
９０ 塗布ノズル
９２ 吐出口
９５ 柱状流
１１０ 姿勢変化装置
１１１ 軸受け
１１２ チャック
１１３ サーボモータ
１２０ 液体循環装置
１２１ 液体断続供給バルブ
１２２ フレキシブルチューブ
１２３ 接続フランジ
１３０ 塗布ノズル系
１３１ 塗液タンク
１３２ 塗液フィルター
１３３ 塗液供給配管
DESCRIPTION OF
Claims (21)
連続的に吐出される液体によって形成される柱状流を生成する吐出口が一列に配列されている塗布ノズルに液体を供給する液体供給手段と、
前記柱状流に光を放射する照明手段と、
前記照明手段から放出された光の反射光を受光する受光手段と、
少なくとも前記受光手段に接続され、受光手段からの出力を受信する制御手段を有する塗布ノズル検査装置。 In the coating nozzle inspection device,
Liquid supply means for supplying the liquid to the application nozzles in which the discharge ports for generating a columnar flow formed by the continuously discharged liquid are arranged in a line;
Illumination means for emitting light to the columnar flow;
A light receiving means for receiving reflected light of the light emitted from the illumination means;
A coating nozzle inspection apparatus having control means connected to at least the light receiving means and receiving an output from the light receiving means.
２前記照明手段を保持する照明手段保持手段と、
前記受光手段を保持する受光手段保持手段を有し、
前記塗布ノズル、もしくは前記照明手段と前記受光手段の少なくともどちらか一方を前記塗布ノズルに一列に配列された前記吐出口の配列方向に相対移動させるガイド手段と駆動手段を有する請求項１又は２の何れかの請求項に記載された塗布ノズル検査装置。 An application nozzle holding means for holding the application nozzle;
2 illumination means holding means for holding the illumination means;
A light receiving means holding means for holding the light receiving means;
The guide means and the drive means for relatively moving the coating nozzle or at least one of the illumination means and the light receiving means in the arrangement direction of the discharge ports arranged in a row in the coating nozzle. The coating nozzle inspection device according to any claim.
前記ガイド手段上での前記塗布ノズル、もしくは前記照明手段と前記受光手段の位置を示す情報を検知し出力する位置検出手段をさらに有する請求項１乃至３の何れかの請求項に記載された塗布ノズル検査装置。 Connected to the control means;
4. The coating according to claim 1, further comprising position detection means for detecting and outputting information indicating positions of the coating nozzle on the guide means or the illumination means and the light receiving means. Nozzle inspection device.
前記測定工程によって得られる前記輝度値と所定の閾値とを比較し異常値か否かを判断するデータ処理工程を有する塗布ノズル検査方法。 A measuring step of illuminating a columnar flow formed by the discharge port formed in the coating nozzle and obtaining a luminance value obtained by receiving reflected light from the columnar flow;
A coating nozzle inspection method comprising a data processing step of comparing the luminance value obtained in the measurement step with a predetermined threshold value to determine whether or not the value is an abnormal value.
前記データ処理工程は、前記複数回求めた輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め、所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である請求項１０に記載された塗布ノズル検査方法。 The measurement step is a step of obtaining the position information and the luminance value a plurality of times for the columnar flow,
The data processing step is a step of obtaining at least one of a luminance average value or a luminance standard deviation value from the luminance values obtained a plurality of times, and comparing with a predetermined threshold value to determine whether or not the value is an abnormal value. The coating nozzle inspection method described.
前記データ処理工程は、前記複数個所での輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である請求項１０乃至１１の何れかの請求項に記載された塗布ノズル検査方法。 The measurement step is a step of obtaining luminance values at a plurality of locations in the discharge direction of the columnar flow and position information of the columnar flow,
12. The data processing step is a step of determining at least one of a luminance average value and a luminance standard deviation value from luminance values at the plurality of locations and comparing with a predetermined threshold value to determine whether or not an abnormal value. The coating nozzle inspection method according to claim 1.
前記データ処理工程は、前記複数回求めた輝度値から前記吐出口の位置情報と、
少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め、所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である請求項１３に記載された塗布ノズル検査方法。 The measuring step is a step of obtaining the luminance value a plurality of times for the columnar flow,
The data processing step includes the position information of the discharge port from the luminance value obtained a plurality of times,
14. The coating nozzle inspection method according to claim 13, which is a step of determining at least one of the luminance average value and the luminance standard deviation value and comparing it with a predetermined threshold value to determine whether it is an abnormal value.
前記データ処理工程は、前記複数個所での輝度値のうち少なくとも１つの前記輝度値から前記吐出口の位置情報を求め、
さらに、前記複数個所での輝度値から少なくとも輝度平均値か輝度標準偏差値のいずれかを求め所定の閾値と比較し異常値か否かを判断する工程である請求項１３乃至１４の何れかの請求項に記載された塗布ノズル検査方法。 The measurement step is a step of obtaining luminance values at a plurality of locations in the discharge direction of the columnar flow,
The data processing step obtains positional information of the discharge port from at least one of the luminance values among the luminance values at the plurality of locations,
15. The process of any one of claims 13 to 14, further comprising determining at least one of an average brightness value and a brightness standard deviation value from the brightness values at the plurality of locations and comparing the result with a predetermined threshold value to determine whether the value is an abnormal value. A coating nozzle inspection method according to claim.
少なくとも、
隣接する２つ以上の柱状流の前記輝度平均値同士をさらに平均することで輝度平均値に対する閾値を求める処理か、
隣接する２つ以上の柱状流の前記輝度標準偏差値同士をさらに平均することで輝度標準偏差値に対する閾値を求める処理か、
のいずれか、もしくは両方の処理を行う閾値算出工程をさらに有する請求項９乃至１５のいずれかの請求項に記載された塗布ノズル検査方法。 For the columnar flow to be judged in the data processing step,
at least,
A process for obtaining a threshold value for the luminance average value by further averaging the luminance average values of two or more adjacent columnar flows;
A process for obtaining a threshold value for the luminance standard deviation value by further averaging the luminance standard deviation values of two or more adjacent columnar flows;
The coating nozzle inspection method according to any one of claims 9 to 15, further comprising a threshold value calculation step of performing either or both of the processes.
る請求項９乃至１９の何れかの請求項に記載された塗布ノズル検査方法。 The coating nozzle inspection method according to claim 9, further comprising a step of displaying the position information of a point determined to be an abnormal value in the data processing step.
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