JP2009279531A - 描画検査装置および描画検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントマスクを用いて行う機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査を、短時間で且つ精度良く行う描画検査装置を提供する。
【解決手段】機能液滴吐出ヘッド３から機能液を吐出・着弾させて、機能液滴吐出ヘッド３の吐出性能を検査する描画検査装置であって、機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、アライメントマスクの上面に重ねて配設され、検査吐出された機能液滴が着弾する透明な検査シートＳと、機能液滴吐出ヘッド３を検査シートＳに臨ませると共に、着弾マークに合致させて検査シートＳに機能液を吐出・着弾させるヘッド制御手段と、重なった状態の、着弾マークと検査シートＳに吐出・着弾した着弾ドットＤとを一括して位置認識する画像認識手段と、画像認識手段による認識結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッド３の吐出性能を評価する吐出性能評価手段と、を備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置および描画検査方法に関する。

従来、この種の描画検査装置（着弾位置検査装置）として、複数の機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに搭載したヘッドユニットの単位で、複数の機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を一括して検査するものが知られている（特許文献１参照)。この描画検査装置は、複数の機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを、着脱自在に装着するメインキャリッジと、メインキャリッジを介して複数の機能液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動系と、ヘッドユニットのアライメントを行うアライメントカメラと、機能液滴吐出ヘッドから検査基板上に吐出した着弾結果を撮像する２台の描画観測カメラと、複数の機能液滴吐出ヘッドの基準位置および基準着弾位置に対応する複数のマークを有するアライメントマスクと、各構成機器を制御する制御装置と、を備えている。この描画検査装置では、先ずアライメントマスクをメインキャリッジに取り付けて、アライメントマスクの基準位置および基準着弾位置をアライメントカメラにより位置認識する。次に、アライメントマスクに代えてヘッドユニットをメインキャリッジに組み込み、アライメントカメラによりヘッドユニットのアライメントを行う。その後、検査基板に対して機能液滴吐出ヘッドの全吐出ノズルから検査液（機能液の溶媒）を吐出させ、その着弾結果を描画観測カメラにより位置認識する。そして、着弾結果と基準着弾位置とを比較することで、機能液滴吐出ヘッドの組付け精度および吐出不良等が判定される。
特開２００７−１５２２５５号公報

このような従来の描画検査装置では、アライメントマスクの基準着弾位置を位置認識した後に、メインキャリッジからアライメントマスクを外し、ヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド）を取り付ける必要があるため、検査に手間と時間がかかっていた。また、検査基板上の全吐出ノズルの着弾結果を、カメラを用いて全て撮像することに加え、基準着弾位置の位置認識と着弾結果の位置認識とを、別々のステップとして行う必要があり、この点でも検査に時間がかかっていた。

本発明は、アライメントマスクを用いて行う機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査を、短時間で且つ精度良く行うことを可能とする描画検査装置および描画検査方法を提供することを課題とする。

本発明の描画検査装置は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置であって、機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、アライメントマスクの上面に重ねて配設され、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する透明な検査シートと、機能液滴吐出ヘッドを検査シートに臨ませると共に、着弾マークに合致させて検査シートに機能液を吐出・着弾させるヘッド制御手段と、重なった状態の、着弾マークと検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを一括して位置認識する画像認識手段と、を備えたことを特徴とする。

この場合、画像認識手段による認識結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する吐出性能評価手段、を更に備えていることが、好ましい。

これらの構成によれば、着弾マーク（基準着弾位置）に合致させて検査吐出を行うため、着弾マークと着弾ドット（実着弾位置）とは、本来的に重なることになる。このため、位置認識処理を一括して行うことができ、着弾マークと着弾ドットと、を別々に位置認識する必要がない。その結果、検査が煩雑になることがなく、機能液滴吐出ヘッドに対する吐出検査の時間を短縮することができる。また、着弾マーク上に、比較対象となる着弾ドットが重ねられていることで、着弾マークと着弾ドットとを直接的に比較することが可能となり、着弾位置のずれの存否を容易に且つ精度良く位置認識することができる。

一方、画像認識手段に対しキャリブレーションされると共に、検査シートに臨んだ機能液滴吐出ヘッドをアライメントするために機能液滴吐出ヘッドを位置認識するヘッド認識手段を、更に備えたていることが、好ましい。

この構成によれば、画像認識手段とヘッド認識手段との位置関係が正確に設定され、その設定された位置に機能液滴吐出ヘッドを位置させることができる。このため、アライメントマスクの着弾マークと機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルとの位置を正確に合わせることができ、吐出検査の精度を高めることができる。

この場合、アライメントマスクには、機能液滴吐出ヘッドを位置認識する位置においてヘッド認識手段をキャリブレーションするためのヘッド校正マークが設けられていることが、好ましい。

この構成によれば、ヘッド認識手段による、機能液滴吐出ヘッドおよびアライメントマスクの位置認識を、ヘッド認識手段を移動させることなく行うことができる。これにより、機能液滴吐出ヘッド、アライメントマスクおよびヘッド認識手段の位置関係が、同一エリアにおいて正確に把握することができ、機能液滴吐出ヘッドのアライメントとヘッド認識手段のキャリブレーションとを、短時間で且つ簡単に行うことができる。なお、被写界深度が深い場合には、機能液滴吐出ヘッドおよびアライメントマスクの位置認識を、同時に行うことも可能である。

また、検査シートをアライメントマスク上に繰り出す繰出しリールと、アライメントマスク上の検査シートを巻き取る巻取りリールと、を有するシート供給手段、を更に備えていることが、好ましい。

この構成によれば、吐出検査終了後に使用済みの検査シートを巻き取ることにより、新たな検査シートをアライメントマスク上にセットすることができる。このため、検査シートの除給材作業を簡単に行うことができると共に、このシート供給も容易に自動化することができる。

同様に、アライメントマスクが位置決めセットされるマスクテーブルと、検査シートを、アライメントマスク上に吸着するシート吸着手段と、を更に備え、シート吸着手段は、アライメントマスクに形成された複数の吸着孔と、マスクテーブルに形成され、複数の吸着孔に連通する吸引流路と、吸引流路に連なる真空吸引手段と、を有していることが、好ましい。

この構成によれば、検査シートをアライメントマスク上に吸着固定することにより、検査シートの位置ずれや浮き上がりを防止することができる。このため、検査シートと機能液滴吐出ヘッドのノズル面との間隔（ワークギャップ）を適切に維持することができ、検査吐出を適切に行わせることができる。

さらに、この場合、シート吸着手段は、複数の吸着孔を介して検査シートをエアー浮上させる圧縮エアー供給手段と、吸引流路に介設され、真空吸引手段と圧縮エアー供給手段とを流路切り替えする流路切替え手段と、を更に有していることが、好ましい。

この構成によれば、検査シートの巻き取りに際し、検査シートをアライメントマスクから浮上させることができ、検査シートの巻き取りを円滑に行うことができる。また、検査シートとアライメントマスクとの接触によるアライメントマスク表面の損傷を有効に防止することができる。

本発明の描画検査方法は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、アライメントマスクの上面に重ねて配設され、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する透明な検査シートと、を用い、機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査方法であって、機能液滴吐出ヘッドにより、着弾マークに合致させて検査シートに機能液を吐出・着弾させる検査吐出工程と、重なった状態の、着弾マークと検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを一括して位置認識する認識工程と、位置認識の認識結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する検査工程と、を有することを特徴とする。

この方法によれば、着弾マークに合致させて検査吐出を行うため、着弾マークと着弾ドットとは、重なった状態となる。これにより、着弾マークと着弾ドットとの位置認識を一括で行えると共に、直接的な比較ができるため、吐出検査を短時間で、容易に且つ精度良く行うことができる。

以下、添付した図面を参照して、本実施形態に係る描画検査装置を搭載した吐出検査装置について説明する。この吐出検査装置は、カラーフィルタ等を製造する描画装置に搭載する前に、機能液を用いて機能液滴吐出ヘッド（吐出ノズル）の吐出性能を検査するものである。具体的には、複数の機能液滴吐出ヘッドをサブキャリッジに組み込んだ状態で、各機能液滴吐出ヘッドから機能液を検査吐出させ、その着弾位置や飛行曲がり等の吐出性能を検査する。先ず、描画検査装置の説明に先立ち、検査対象となるヘッドユニットについて説明する。

図１に示すように、ヘッドユニット１は、キャリッジ２と、キャリッジ２に搭載した１２個の機能液滴吐出ヘッド３と、を備えている。１２個の機能液滴吐出ヘッド３は、キャリッジ２に対して、６個ずつ左右（Ｙ軸方向）に二分され、６個の機能液滴吐出ヘッド３から成る各ヘッド群は、Ｒ・Ｇ・Ｂの配色および階段状の配置において同一の配列パターンで配設されている。

キャリッジ２は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３を取り付けるための１２個の装着開口４が形成された本体プレート５と、本体プレート５の下面に突設された一対の基準ピンＰ（図７（ｂ）参照）と、本体プレート５の両短辺部分に取り付けた左右一対のプレート支持部材６と、一対のプレート支持部材６の上端部に掛け渡され、後述する吐出検査装置３１の第１メインキャリッジ４３（いずれも図３参照）に取り付けられるヘッド取付プレート７と、を有している。なお、本体プレート５に対し１２個の機能液滴吐出ヘッド３は、上記の一対の基準ピンＰを基準としてアライメントされた状態で組みつけられている。また、一対の基準ピンＰの先端は、機能液滴吐出ヘッド３のノズル面１７と同一平面上に位置するように形成されている。

また、本体プレート５上には、機能液滴吐出ヘッド３に接続される圧力調整弁付きの左右一対の配管接続アッセンブリ８が設けられ、各配管接続アッセンブリ８は、吐出検査装置３１の機能液供給ユニット４５（図３参照）に配管接続されている。また、ヘッド取付プレート７の内側には、機能液滴吐出ヘッド３に接続される中間基板付きの配線接続アッセンブリ（図示省略）が設けられ、各配線接続アッセンブリは、後述する吐出検査装置３１の制御コンピュータ（図示省略）に配線接続されている。

図２に示すように、機能液滴吐出ヘッド３は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針１４を有する機能液導入部１１と、機能液導入部１１に連なる２連のヘッド基板１２と、ヘッド基板１２の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体１３と、を備えている（図２（ａ）参照）。

機能液導入部１１は、一対の接続針１４を有しており、上記の配管接続アッセンブリ８を介して機能液供給ユニット４５（図３参照）から機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体１３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部１５と、複数の吐出ノズル１９が形成されたノズル面１７を有するノズルプレート１６と、を有している。ノズルプレート１６のノズル面１７に形成された多数（複数）の吐出ノズル１９は、相互に平行且つ半ノズルピッチ分、位置ズレして列設された２列のノズル列（Ａ列およびＢ列）１８を構成しており、各ノズル列１８は、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル１９で構成されている（図２（ｂ）参照）。なお、１８０個の吐出ノズル１９のうち、列端部の各１０個の吐出ノズル１９は、実際の描画では使用しないダミーノズルとなり、ダミーノズルに挟まれた吐出ノズル１９は、有効ノズルとなる。

ヘッド基板１２には、２連のコネクタ２０が設けられており、各コネクタ２０はフレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して、上記の配線接続アッセンブリ（制御コンピュータ）に接続されている。そして、この制御コンピュータから出力された駆動波形が各コネクタ２０を介して各ポンプ部１５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル１９から機能液が吐出される。

次に、図３および図４を参照して、ヘッドユニット１単位で機能液滴吐出ヘッド３（吐出ノズル１９）の吐出性能を検査する吐出検査装置３１について説明する。吐出検査装置３１は、機台３２と、機台３２上に設けた石定盤３３と、石定盤３３上の全域に広く載置され、ヘッドユニット１を搭載した描画検査装置３４と、機能液滴吐出ヘッド３の機能維持・回復を行うメンテナンスユニット（フラッシング装置、ワイピング装置および吸引装置）３５と、上記したヘッドユニット１を描画検査装置３４に供給する給材装置３６と、メンテナンスユニット３５および給材装置３６を支持する共通架台３７と、を備えており、チャンバ装置（図示省略）内に収容されている。また、吐出検査装置３１には、装置全体を統括制御する制御コンピュータが接続されており、制御コンピュータは、チャンバ装置の外に配置されている。吐出検査装置３１は、給材装置３６により給材されたヘッドユニット１を描画検査装置３４に搭載すると共に、搭載したヘッドユニット１（機能液滴吐出ヘッド３）の吐出検査をすべく、メンテナンスユニット３５により機能液滴吐出ヘッド３の機能維持・回復を行いながら機能液を検査吐出させ、検査吐出した機能液の着弾位置や飛行曲がり等を検査する。

図３および図４に示すように、描画検査装置３４は、石定盤３３上に載置され、Ｙ軸方向の移動軸を構成するＹ軸テーブル４１と、Ｙ軸テーブル４１を跨いで設置され、Ｘ軸方向の移動軸を構成するＸ軸テーブル４２と、Ｘ軸テーブル４２上をスライド自在に移動すると共に、ヘッドユニット１を着脱自在に垂設する第１メインキャリッジ４３と、Ｘ軸テーブル４２上をスライド自在に移動する第２メインキャリッジ４６に搭載され、２台の撮像カメラ９３，９３を有するカメラユニット４４と、Ｙ軸テーブル４１の下側に配設され、２台のアンダーカメラ６５，６５を有するヘッド認識カメラ５５（図４参照）と、を備えている。なお、ヘッドユニット１は、Ｙ軸方向が主走査方向となる姿勢でＸ軸テーブル４２に搭載されている。

また、描画検査装置３４は、第１メインキャリッジ４３に搭載され、ヘッドユニット１に機能液を供給する機能液供給ユニット４５と、Ｙ軸テーブル４１上に搭載され、各種基準となるマークが形成されたアライメントマスクＭ（図４参照）と、アライメントマスクＭ上に配設された透明な検査シートＳ（図４参照）と、を備えている。この描画検査装置３４において、Ｘ軸テーブル４２およびＹ軸テーブル４１が交わる領域が処理エリアとなっており、この処理エリアにおいて、カメラユニット４４およびヘッド認識カメラ５５のキャリブレーションを行うと共に、機能液滴吐出ヘッド３により機能液を検査吐出してその検査を行うようにしている（詳細は後述する）。

Ｘ軸テーブル４２は、一対の走行レール上を走査するＸ軸リニアモータを有しており、ヘッドユニット１を搭載した第１メインキャリッジ４３と、カメラユニット４４を搭載した第２メインキャリッジ４６と、を個別にＸ軸方向にスライド移動させる。また、Ｘ軸テーブル４２は、石定盤３３上に立設した４本の柱に支持されており、Ｙ軸テーブル４１を跨いでメンテナンスユニット３５の上方に臨む位置まで延在している。これにより、第１メインキャリッジ４３に搭載したヘッドユニット１は、メンテナンスユニット３５の直上部に位置するメンテナンスエリアおよび上記の処理エリアの間で、適宜移動され、また第２メインキャリッジ４６に搭載したカメラユニット４４を、処理エリアおよび処理エリアを挟んでメンテナンスエリアと反対側に位置する待機エリアの間で、適宜移動される。

第１メインキャリッジ４３は、一対の走行レールに掛け渡されたキャリッジフレーム９４に、Ｚ軸テーブル９５およびθテーブルを組み込んで構成されており、θテーブルの下側で、ヘッドユニット１を着脱自在に保持している。同様に、第２メインキャリッジ４６は、一対の走行レールに掛け渡された第２キャリッジフレーム９６に、ブラケットを組み込んで構成されており、このブラケットの下側で、カメラユニット４４を着脱自在に保持している。

カメラユニット４４は、２台の撮像カメラ９３，９３と、これらを下向きに一体に保持するカメラ支持フレーム９７と、から構成されている（図７参照）。カメラ支持フレーム９７は、矩形に形成されており、上記のブラケットを介して、第２キャリッジフレーム９６に水平に保持されている。２台の撮像カメラ９３，９３は、Ｘ軸方向に並ぶようにカメラ支持フレーム９７の両端に保持されている。（図７参照）。また、各撮像カメラ９３，９３は、マイクロヘッド等の微調整機構（図示省略）によりＸ、ＹおよびＺ軸方向にそれぞれ微調整することが可能となっている。なお、特に図示しないが、撮像カメラ９３による撮像時の照明は、落射照明が採用されている。

図４に示すように、Ｙ軸テーブル４１は、下Ｙ軸テーブル５３と、下Ｙ軸テーブル５３上に配設された上Ｙ軸テーブル５４と、で構成されている。下Ｙ軸テーブル５３は、主にアライメントマスクＭおよび検査シートＳを微少移動させる際に用いられ、上Ｙ軸テーブル５４は、主にアライメントマスクＭおよび検査シートＳを大きく移動させる際、例えば、これらの交換やメンテナンスの際に用いられる。

下Ｙ軸テーブル５３は、Ｙ軸方向に延在するよう石定盤３３上に直接支持された左右一対のテーブル台６１と、一対のテーブル台６１上に設けられ、Ｙ軸方向に延びる一対の第１ガイドレール６２と、一方のテーブル台６１上に設けられたＹ軸リニアモータ６３と、Ｙ軸リニアモータ６３により第１ガイドレール６２上をスライド自在に移動する第１スライダ６４と、を備えている。そして、一対のテーブル台６１の間の石定盤３３上には、上記のヘッド認識カメラ５５（２台のアンダーカメラ６５，６５）が、Ｙ軸方向に並ぶように配設されている。

ヘッド認識カメラ５５を構成する２台のアンダーカメラ６５，６５は、検査吐出のために検査シートＳの直上部に臨んだヘッドユニット１における一対の基準ピンＰを、それぞれの視野に同時に取り込み得る位置に、上向きで固定されている。この場合、ヘッド認識カメラ５５（２台のアンダーカメラ６５，６５）は、アライメントマスクＭによってキャリブレーションされ、また、検査吐出に先立って行うヘッドユニット１のアライメントのために、上記の一対の基準ピンＰを位置認識する。各アンダーカメラ６５には、被写界深度の浅いものが用いられており、アライメントマスクＭを撮像する際の下降撮像位置と、基準ピンＰを撮像する際の上昇撮像位置との間で昇降させる昇降機構が組み込まれている。なお、被写界深度の深いカメラを用いる場合には、昇降機構は不要である。

上Ｙ軸テーブル５４は、第１スライダ６４上に設けられ、Ｙ軸方向に延びる一対の第２ガイドレール７１と、一対の第２ガイドレール７１の外側に設けられたＹ軸ロッドレスシリンダ７２と、Ｙ軸ロッドレスシリンダ７２により第２ガイドレール７１上をスライド自在に移動する板状の第２スライダ７３と、を備えている。

第２スライダ７３上には、各種基準となるマークが形成されたアライメントマスクＭを保持したマスクテーブル７４が配置されている。また、第２スライダ７３上には、マスクテーブル７４の両サイドに支持するようにして、検査シートＳをアライメントマスクＭ上に供給するシート供給装置８７が配設されている。なお、第１スライダ６４、第２スライダ７３およびマスクテーブル７４には、一対のアンダーカメラ６５が臨む位置に、アライメントマスク４６およびヘッドユニット１を撮像（位置認識）するための一対のカメラ穴６６が形成されている。

図５に示すように、アライメントマスクＭは、透明な石英ガラスで板状に構成され、２台のアンダーカメラ６５，６５のキャリブレーション基準となる上下一対のアンダーカメラ基準マークＭａと、２台の撮像カメラ９３，９３のキャリブレーション基準となる左右一対の撮像カメラ基準マークＭｂと、ヘッドユニット１から吐出された機能液を検査するための着弾位置の基準となる複数の吐出基準マークＭｃと、を有している。アンダーカメラ基準マークＭａは、アライメントマスクＭの基準マークを兼ねており、ヘッドユニット１の基準ピンＰと合致している。吐出基準マークＭｃは、キャリッジ２に搭載された１２個の機能液滴吐出ヘッド３が機能液を吐出したときに、その着弾ドットＤが着弾すべき位置（実際には、ヘッドユニット１における全吐出ノズル１９の位置）に形成されている。また、アライメントマスクＭには、後述する真空吸引装置８４により検査シートＳをアライメントマスクＭ上に吸着固定する位置に、複数の吸着孔ＨａがＸＹ軸方向に等ピッチで形成されている（図６参照）。

図６に示すように、マスクテーブル７４は、アライメントマスクＭよりも一回り大きく形成され、その中央にアライメントマスクＭが位置決め状態でセットされる。また、マスクテーブル７４は、内部に一対のエアーチャンバ８１を有するマスクテーブル本体８２と、各エアーチャンバ８１の直上に配置された吸着プレート８３と、各エアーチャンバ８１内部のエアーを吸引する真空吸引装置８４と、各エアーチャンバ８１内部に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給装置８５と、を有している。また、各エアーチャンバ８１と、真空吸引装置８４および圧縮エアー供給装置８５とは、流路切替バルブ８６を介設したエアーチューブ８８で接続されている。なお、図６では、アライメントマスクＭをマスクテーブル７４に位置決め状態でセットするセット機構は、省略されている。

吸着プレート８３の表面には、各エアーチャンバ８１に連通する複数の連通孔Ｈｃが形成されると共に、この複数の連通孔Ｈｃを包含するように左右一対の吸引溝Ｈｂが形成されている。そして、この左右一対の吸引溝Ｈｂが、アライメントマスクＭに形成されマトリクス状に分布させた複数の吸着孔Ｈａに連通するようになっている。すなわち、マスクテーブル７４は、吸着プレート８３の左右一対の吸引溝ＨｂおよびアライメントマスクＭの複数の吸着孔Ｈａを介して検査シートＳを吸着保持する。なお、吸着孔Ｈａおよび連通孔Ｈｃの個数や、吸引溝Ｈｂの形態は任意であり、図６においては、これらを模式的に表示している。

一方、アライメントマスクＭ上に検査シートＳを供給するシート供給装置８７は、巻回した検査シートＳを繰り出す繰出しリール８７ａと、繰出しリール８７ａからアライメントマスクＭ上に繰り出された検査シートＳを巻き取る巻取りリール８７ｂと、巻取りリール８７ｂを駆動するモータ（図示省略）と、を備えている。繰出しリール８７ａおよび巻取りリール８７ｂ（いずれも図４参照）は、それぞれマスクテーブル７４のＸ軸方向両端側に、Ｙ軸方向に沿って配設されている。巻取りリール８７ｂにより検査シートＳが巻き取られてゆくと、繰出しリール８７ａは、これに組み込んだ制動機構（図示省略）により、検査シートＳに張り（バックテンション）を与えた状態で繰り出すようになっている。

シート供給装置８７による検査シートＳの巻き取り（繰り出し）では、流路切替バルブ８６を真空吸引装置８４側から圧縮エアー供給装置８５側に切り替えて、圧縮エアーを供給する。すると、検査シートＳはアライメントマスクＭの表面から僅かに浮上し、検査シートＳはアライメントマスクＭに接触することなく、円滑に巻き取られる。これにより、検査シートＳとアライメントマスクＭとの接触によるアライメントマスクＭ表面の損傷を有効に防止することができる。このようにして、アライメントマスクＭの表面に検査シートＳの新たな部分が供給される。ここで、流路切替バルブ８６を圧縮エアー供給装置８５側から真空吸引装置８４側に切り替えて、アライメントマスクＭの表面に検査シートＳを吸着固定する。これにより、検査シートＳの位置ずれや浮き上がりを防止することができ、検査吐出のために検査シートＳの直上に移動したヘッドユニット１は、その各機能液滴吐出ヘッド３のノズル面１７が、図外の描画装置で描画を行なうときと同一のワークギャップ（シートギャップ）を維持することができる。

なお、検査シートＳの無駄な消費を抑制するため、ヘッドユニット１の着弾結果である２つの着弾パターンＤａを位置ズレさせつつ複数組み分、吐出してから、検査シートＳのタクト送りを行うようにしてもよい。かかる場合には、アライメントマスクＭにも複数組分の吐出基準マークＭｃを位置ズレさせて形成しておく。

次に、図７ないし図９を参照して、吐出検査装置３１を用いた吐出性能の検査方法について説明する。この吐出検査方法は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３の吐出着弾位置や飛行曲がりを検査するものであり、カメラユニット４４およびヘッド認識カメラ５５のキャリブレーションを行うキャリブレーション工程と、透明な検査シートＳ上に着弾ドットＤが着弾すべき位置（着弾予定位置）に機能液を検査吐出する検査吐出工程と、着弾ドットＤおよびアライメントマスクＭの吐出基準マークＭｃを同時に位置認識する認識工程と、取得した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｃの画像データを解析して複数の吐出ノズル１９の吐出性能を評価する検査工程と、から成る。

図７（ａ）に示すように、キャリブレーション工程では、２台の撮像カメラ９３，９３および２台のアンダーカメラ６５，６５のキャリブレーションを行う。このキャリブレーションは、カメラユニット４４をアライメントマスクＭの直上（処理エリア）に移動させて、各撮像カメラ９３によりアライメントマスクＭの一対の撮像カメラ基準マークＭｂを位置認識する。それと同時に、下降撮像位置において各アンダーカメラ６５を用いて、一対のアンダーカメラ基準マークＭａを位置認識する。これらの位置認識により、一対の撮像カメラ９３および一対のアンダーカメラ６５のデータ上におけるキャリブレーションが行われる。

図７（ｂ）に示すように、検査吐出工程では、先ず、Ｘ軸テーブル４２により、上記のキャリブレーションが終了したカメラユニット４４に代えて、ヘッドユニット１を搭載した第１メインキャリッジ４３を処理エリアに臨ませる。次に、２台のアンダーカメラ６５，６５を上昇撮像位置に上昇させ、ヘッドユニット１の一対の基準ピンＰを位置認識する。この認識結果に基づいて、Ｘ軸テーブル４２および第１メインキャリッジ４３のθテーブルの協働によりヘッドユニット１をアライメントする。このアライメントにより、機能液滴吐出ヘッド３における着弾ドットＤが着弾すべき位置（吐出ノズル１９の位置）を、アライメントマスクＭの吐出基準マークＭｃに合致させて検査吐出を行うことができる。アライメントが完了したら、全機能液滴吐出ヘッド３の全吐出ノズル１９から機能液を検査吐出させる（上記した有効ノズルのみ検査吐出させてもよい）。アライメントマスクＭ上の検査シートＳに着弾した着弾ドットＤは、吐出基準マークＭｃと本来的に合致する。つまり、吐出基準マークＭｃの上に、比較対象となる着弾ドットＤが重なることになる。なお、この検査吐出は、各吐出ノズル１９においてワンショットあるいは複数ショットで行う。

次に、図７（ｃ）に示すように、認識工程では、Ｘ軸テーブル４２により、第１メインキャリッジ４３に代えて、再び、カメラユニット４４（２台の撮像カメラ９３，９３）を処理エリアに臨ませる。そして、各撮像カメラ９３により、検査シートＳ上の着弾ドットＤを撮像すると同時に、透明な検査シートＳ越しにアライメントマスクＭの吐出基準マークＭｃも撮像する。具体的には、図８に示すように、Ｘ軸テーブル４２および下Ｙ軸テーブル５３を適宜駆動し、先ず、図示下側に位置した機能液滴吐出ヘッド３の上側のノズル列（Ａ列）１８にあたる吐出基準マークＭｃ（着弾ドットＤ）を、図示左側から右側へ移動して撮像する（実際には、着弾ドットＤ８個単位）。図示右側まで移動しきった後、図示下側へ移動し、下側のノズル列（Ｂ列）１８にあたる吐出基準マークＭｃ（着弾ドットＤ）を、図示右側から左側へ移動して撮像する。今度は、その上側に位置した複数の吐出基準マークＭｃ（着弾ドットＤ）を撮像する。これを６回繰り返すことで、２台の撮像カメラ９３，９３により、全吐出ノズル１９の着弾ドットＤおよびアライメントマスクＭの全ての吐出基準マークＭｃを撮像する。撮像した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｃの画像データは、制御コンピュータに記憶される。このように、検査シートＳが透明であるため、検査シートＳ上の着弾ドットＤだけでなく、その下の吐出基準マークＭｃも、同時に１回の認識動作で撮像する。また、検査シートＳが透明であるため、落射照明下においても、着弾ドットＤの境界および吐出基準マークＭｃを鮮明に位置認識することができる。

続く、検査工程では、同時に撮像し制御コンピュータに記憶した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｃの画像データを画像解析することにより、吐出ノズル１９の吐出検査（性能評価）を行う。具体的には、図９に示すように、同時に撮像した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｃの画像データにおいて、着弾ドットＤと吐出基準マークＭｃとが一致している場合（図９（ａ）参照）、機能液を吐出した吐出ノズル１９は、着弾予定位置に正常に吐出していると判断される。一方、吐出した機能液が、吐出基準マークＭｃから外れている場合（図９（ｂ）参照）には飛行曲がりと判断され、また、着弾ドットＤが小さい場合や円形でない場合（図９（ｃ）参照）には不良吐出と判断され、さらに、着弾ドットＤが無い場合には不吐出と判断される。なお、図９では、判断しやすいように吐出基準マークＭｃを着弾ドットＤよりひと回り大きな円で表示している。

以上の構成によれば、吐出基準マークＭｃに合致させて検査吐出を行うため、吐出基準マークＭｃ上に、比較対象となる着弾ドットＤが重なることになる。その結果、吐出基準マークＭｃおよび着弾ドットＤの位置認識処理を一括して同時に行うことができ、機能液滴吐出ヘッド３に対する吐出検査が煩雑になることなく、検査時間を短縮することができる。また、吐出基準マークＭｃと着弾ドットＤとが重なっているため、直接的な比較が可能となり、着弾位置のずれの存否を容易に且つ精度良く位置認識することができる。

ヘッドユニットの外観斜視図である。 機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。 吐出検査装置の外観斜視図である。 Ｙ軸テーブルを模式的に示した平面図および側面図である。 アライメントマスクの平面図である。 アライメントマスクおよびマスクテーブルの外観斜視図である。 各カメラのキャリブレーションおよびヘッドユニットのアライメントの手順を示す平面図および側面図である。 吐出基準マークおよび着弾ドットの撮像手順を示す説明図である。 着弾ドットの撮像結果を示す説明図である。

符号の説明

１：ヘッドユニット、３：機能液滴吐出ヘッド、３４：描画検査装置、４４：カメラユニット、６５：アンダーカメラ、８４：真空吸引装置、８５：圧縮エアー供給装置、８６：流路切替バルブ、８７：シート供給装置、８７ａ：繰出しリール、８７ｂ：巻取りリール、９３：撮像カメラ、Ｄ：着弾ドット、Ｍ：アライメントマスク、Ｍａ：アンダーカメラ基準マーク、Ｍｂ：撮像カメラ基準マーク、Ｍｃ：吐出基準マーク、Ｓ：検査シート

Claims (8)

1. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、
   前記アライメントマスクの上面に重ねて配設され、前記機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する透明な検査シートと、
   前記機能液滴吐出ヘッドを前記検査シートに臨ませると共に、前記着弾マークに合致させて前記検査シートに機能液を吐出・着弾させるヘッド制御手段と、
   重なった状態の、前記着弾マークと前記検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを一括して位置認識する画像認識手段と、を備えたことを特徴とする描画検査装置。
2. 前記画像認識手段による認識結果に基づいて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する吐出性能評価手段、を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の描画検査装置。
3. 前記画像認識手段に対しキャリブレーションされると共に、前記検査シートに臨んだ前記機能液滴吐出ヘッドをアライメントするために前記機能液滴吐出ヘッドを位置認識するヘッド認識手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の描画検査装置。
4. 前記アライメントマスクには、前記機能液滴吐出ヘッドを位置認識する位置において前記ヘッド認識手段をキャリブレーションするためのヘッド校正マークが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の描画検査装置。
5. 前記検査シートを前記アライメントマスク上に繰り出す繰出しリールと、前記アライメントマスク上の検査シートを巻き取る巻取りリールと、を有するシート供給手段、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の描画検査装置。
6. 前記アライメントマスクが位置決めセットされるマスクテーブルと、
   前記検査シートを、前記アライメントマスク上に吸着するシート吸着手段と、を更に備え、
   前記シート吸着手段は、前記アライメントマスクに形成された複数の吸着孔と、
   前記マスクテーブルに形成され、前記複数の吸着孔に連通する吸引流路と、
   前記吸引流路に連なる真空吸引手段と、を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の描画検査装置。
7. 前記シート吸着手段は、前記複数の吸着孔を介して前記検査シートをエアー浮上させる圧縮エアー供給手段と、
   前記吸引流路に介設され、前記真空吸引手段と圧縮エアー供給手段とを流路切り替えする流路切替え手段と、を更に有していることを特徴とする請求項６に記載の描画検査装置。
8. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、前記アライメントマスクの上面に重ねて配設され、前記機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する透明な検査シートと、を用い、
   前記機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査方法であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドにより、前記着弾マークに合致させて前記検査シートに機能液を吐出・着弾させる検査吐出工程と、
   重なった状態の、前記着弾マークと前記検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを一括して位置認識する認識工程と、
   前記位置認識の認識結果に基づいて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する検査工程と、を有することを特徴とする描画検査方法。

Images