JP2010179215A - 機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法および吐出検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を正確に且つ効率よく実施することができる機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法等を提供する。
【解決手段】検査パターンに対応する着弾ドットＤの基準着弾位置をマーキングしたアライメントマスクＭと、基準着弾位置および着弾ドットＤを画像認識する画像認識手段と、を用い、画像認識手段をアライメントマスクＭに相対的に臨ませて、基準着弾位置を画像認識する基準位置認識工程Ｓ１と、機能液滴吐出ヘッド３を被検査ターゲットに相対的に臨ませて、位置ずれさせながら複数回の検査吐出をして複数組の着弾ドットＤを形成する検査吐出工程Ｓ２と、画像認識手段を被検査ターゲットに相対的に臨ませて、複数組の着弾ドットＤを画像認識する着弾ドット認識工程Ｓ３と、画像認識した、基準着弾位置と各着弾ドットＤとを比較し、機能液滴吐出ヘッド３の吐出性能を検査する検査工程Ｓ４と、を備えた。
【選択図】図８

Description

本発明は、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法および吐出検査装置に関する。

従来、液滴吐出ヘッド（機能液滴吐出ヘッド）から被検査物上に吐出されたインク（機能液）の位置ズレを検査するドットずれ検出方法（吐出検査方法）が知られている（特許文献１参照）。この吐出検査方法では、機能液滴吐出ヘッドから、ワークへの描画処理に用いる機能液を吐出し、被検査物上に着弾した機能液の着弾結果をカメラにて撮像し、撮像された画像を画像処理することで機能液の飛行曲がりや着弾位置等を画像認識している。そして、画像処理の結果から機能液滴吐出ヘッドの良否判断を行っている。

特開２００５−０１４２１６号公報

このような吐出検査方法では、機能液の増粘等により、本来、良品であるはずの機能液滴吐出ヘッドが、誤って「否」と判断される場合が想定される。すなわち、機能液滴吐出ヘッドからの検査吐出を実施する前に、フラッシング（捨て吐出）等を行ってメニスカスを整えるようにしているが、フラッシングから検査吐出まで時間がかかると、機能液によっては増粘し吐出不良を生ずることがある。しかし、このような軽度の吐出不良でも、「否」となった機能液滴吐出ヘッドは、除材されてノズル面のクリーニング等の回復処理が行われるため、検査に無用な手間と時間がかかる場合が想定された。

本発明は、機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を正確に且つ効率よく実施することができる機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法および吐出検査装置を提供することを課題とする。

本発明の機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法は、検査パターンに基づいて、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出させて被検査ターゲット上に形成した機能液の着弾ドットにより、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法であって、検査パターンに対応する着弾ドットの基準着弾位置をマーキングしたアライメントマスクと、基準着弾位置および着弾ドットを画像認識する画像認識手段と、を用い、画像認識手段をアライメントマスクに相対的に臨ませて、基準着弾位置を画像認識する基準位置認識工程と、機能液滴吐出ヘッドを被検査ターゲットに相対的に臨ませて、位置ずれさせながら被検査ターゲット上に実施した複数回の検査吐出により、相互に位置ずれした複数組の着弾ドットを形成する検査吐出工程と、画像認識手段を被検査ターゲットに相対的に臨ませて、複数組の着弾ドットを画像認識する着弾ドット認識工程と、画像認識した基準着弾位置と画像認識した複数組の着弾ドットとを比較し、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する検査工程と、を備えたことを特徴とする。

上記のように、機能液滴吐出ヘッドに軽度の吐出不良が生じた場合、２回目以降の検査吐出により吐出不良が解消することが、経験的に知られている。
この構成によれば、予め複数回の検査吐出による複数組の着弾ドットが被検査ターゲットに形成されているため、複数回分の吐出性能の検査を行うことができる。これにより、複数回分の検査結果を勘案して、機能液滴吐出ヘッドの性能を判断することができる。したがって、例えば、初回の検査吐出による結果が「否」であっても、その他の検査吐出で複数回「良」という結果が出ているのであれば、機能液滴吐出ヘッド以外に問題があると判断することができるため、検査結果の精度を高められると共に、誤った検査結果による機能液滴吐出ヘッドの除材やクリーニング処理等の手間を排除することができる。また、都度、画像認識手段を、アライメントマスクや被検査ターゲットに臨ませるための移動時間を短縮することができる。

この場合、アライメントマスクには、複数組の着弾ドットに対応し、基準着弾位置の複数組が相互に位置ずれしてマーキングされており、基準位置認識工程において、画像認識手段は、複数組の基準着弾位置を画像認識し、検査工程では、複数組の基準着弾位置と複数組の着弾ドットとを対応させて比較することが好ましい。

この構成によれば、各基準着弾位置の情報と各着弾ドットの情報とを各々、比較するだけで高精度な吐出性能検査を行うことができる。このため、比較のための移動量の計算を要せず制御を簡単にすることができると共に、各回の画像認識を同一条件で行うことができる。

また、この場合、検査工程では、複数組の着弾ドットのうちの少なくとも初回の検査吐出により形成した着弾ドットの検査結果が「良」とされた場合、当該検査対象の機能液滴吐出ヘッドを良品と判断することが好ましい。

この構成によれば、初回分の着弾ドットの検査結果が「良」であれば、後の検査吐出による着弾ドットについての検査工程を省略することができる。これにより、吐出性能検査にかかる時間を大幅に短縮することができる。なお、機能液の増粘を考慮すると、初回の検査吐出が最も悪条件での吐出であると考えられるため、初回の検査吐出の結果が「良」であることは、検査対象の良否を判断する上で最も信頼性が高いと考えることができる。

また、この場合、複数回の検査吐出は、少なくとも３回行われ、検査工程では、複数組の着弾ドットのうちの初回の検査吐出により形成した着弾ドットの検査結果が「否」とされた場合であって、初回以降の検査吐出により形成された着弾ドットの検査結果が「良」とされた場合に、当該検査対象の機能液滴吐出ヘッドを良品と判断することが好ましい。

この構成によれば、誤って「否」と判断された機能液滴吐出ヘッドを、正確に良品と判断することができるため、無用なクリーニング処理等を行うことを防止することができる。また、本来「良」である機能液滴吐出ヘッドを、「否」と判断する誤りを防止することができる。

本発明の機能液滴吐出ヘッドの吐出検査装置は、検査パターンに基づいて、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出させて被検査ターゲット上に形成した機能液の着弾ドットにより、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出検査装置であって、被検査ターゲットと、検査パターンに対応する着弾ドットの基準着弾位置をマーキングしたアライメントマスクと、基準着弾位置および着弾ドットを画像認識する画像認識手段と、画像認識手段を被検査ターゲットおよびアライメントマスクに相対的に臨ませると共に、機能液滴吐出ヘッドを被検査ターゲットに相対的に臨ませる移動手段と、機能液滴吐出ヘッド、画像認識手段および移動手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、機能液滴吐出ヘッドを被検査ターゲットに相対的に臨ませて、位置ずれさせながら被検査ターゲット上に実施した複数回の検査吐出により、相互に位置ずれした複数組の着弾ドットを形成する検査吐出動作と、画像認識手段をアライメントマスクに相対的に臨ませて、基準着弾位置を画像認識する基準位置認識動作と、画像認識手段を被検査ターゲットに相対的に臨ませて、複数組の着弾ドットを画像認識する着弾ドット認識動作と、画像認識した基準着弾位置と画像認識した複数組の着弾ドットとを比較し、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する検査動作と、を実施することを特徴とする。

この構成によれば、予め複数回の検査吐出による複数組の着弾ドットが被検査ターゲットに形成されているため、複数回分の吐出性能の検査を行うことができる。これにより、複数回分の検査結果を勘案して、機能液滴吐出ヘッドの性能を判断することができるため、検査結果の精度を高められると共に、誤った検査結果による機能液滴吐出ヘッドの除材やクリーニング処理等の手間を排除することができる。

本願実施形態に係るヘッドユニットの外観斜視図である。 本願実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。 本願実施形態に係る吐出検査装置を模式的に示した平面図である。 吐出検査装置のＹ軸テーブルの外観斜視図である。 アライメントマスクの平面図である。 吸着テーブルおよび検査シートの平面図である。 基準着弾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。 吐出検査装置による吐出検査方法のフローチャートである。 着弾ドットの撮像結果を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の画像認識装置（画像認識手段）を用いた機能液滴吐出ヘッドの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。まず、吐出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、サブキャリッジ２と、サブキャリッジ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、サブキャリッジ２に対して、６個ずつ左右（副走査方向（Ｘ軸方向））に２分されている。Ｒ・Ｇ・Ｂ３種類の機能液滴吐出ヘッド３を１組とし、これを２組組み合わせて、副走査方向に対し平行に配設されると共に、相互に階段状に位置ずれして配設されている。

サブキャリッジ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、ヘッドユニット１を後述する吐出検査装置３１（図３参照）のアライメントマスクＭ（図５参照）に対し、位置決めするための基準となる一対の基準ピン（図示省略）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のメインキャリッジ４３（図３参照）に取り付けられるヘッド取付けプレート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を基準としアライメントされた状態で組みつけられている。

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（いずれも図３参照）に配管接続されている。また、ヘッド取付けプレート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ー３８に配線接続されている（図３参照）。

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１８（Ａ列およびＢ列）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連のコネクター２０が設けられており、各コネクター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（制御コンピューター３８）に接続されている。そして、この制御コンピューター３８から出力された駆動波形が各コネクター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・回復を行うヘッド吸引装置３５ａおよびヘッドワイピング装置３５ｂを有するメンテナンスユニット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（図示省略）と、メンテナンスユニット３５および給材装置を支持する共通架台３７と、を備えており、チャンバー装置（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ー３８が組み込まれており、チャンバー装置の外に配置されている。吐出検査装置３１は、給材装置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、描画検査装置３４により検査シートＳ（被検査ターゲット）上に機能液を吐出し、吐出した機能液の着弾位置や飛行曲がりなどを検査する。

図３に示すように、描画検査装置３４は、石定盤３３上に載置され、主走査方向（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、副走査方向（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カメラユニット４４と、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、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、上記したカメラユニット４４や後述するアンダーカメラ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。

Ｘ軸テーブル４２は、一対の走行レール上を走査するＸ軸リニアモーター（図示省略）を有しており、後述するメインキャリッジ４３およびカメラユニット４４を個別に副走査方向にスライド自在に搭載している。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。Ｘ軸テーブル４２は、メインキャリッジ４３に搭載したヘッドユニット１を、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、適宜移動させる。また、Ｘ軸テーブル４２は、カメラユニット４４を、処理エリアおよび処理エリアを挟むように対峙する待機エリアの間で、適宜移動させる。

図３および図４に示すように、Ｙ軸テーブル４１は、第１Ｙ軸テーブル４６と、第１Ｙ軸テーブル４６上に配設された第２Ｙ軸テーブル４７と、で構成されている。第１Ｙ軸テーブル４６は主に後述する基準着弾マークＭｃや着弾ドットＤの撮像の際に、後述するアライメントマスクＭおよび一対の検査シートＳを微少移動させ、第２Ｙ軸テーブル４７は主に後述するアライメントテーブル６１および吸着テーブル６２を処理エリアに交互に臨ませる。

第１Ｙ軸テーブル４６は、主走査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５１と、一対のテーブル台５１上に設けられ、主走査方向に延びる一対の第１ガイドレール５２と、一方のテーブル台５１上に設けられたＹ軸リニアモーター５３と、Ｙ軸リニアモーター５３により第１ガイドレール５２上をスライド自在に移動する第１スライダー５４と、を備えている。また、一対のテーブル台５１の間の石定盤３３上には、上記したヘッドユニット１と後述するアライメントマスクＭとを位置合わせする際に用いられる２台のアンダーカメラ５５が配設されている。このため、第１スライダー５４には、各アンダーカメラ５５が臨む位置に、第１カメラ開口５６が形成されている。

第２Ｙ軸テーブル４７は、第１スライダー５４上に設けられ、主走査方向に延びる一対の第２ガイドレール５７と、一対の第２ガイドレール５７の外側に設けられたＹ軸ロッドレスシリンダー５８と、Ｙ軸ロッドレスシリンダー５８により第２ガイドレール５７上をスライド自在に移動する板状の第２スライダー５９と、を備えている。また、第２スライダー５９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を保持したアライメントテーブル６１と、機能液滴吐出ヘッド３により吐出される機能液の着弾面を構成する検査シートＳを吸着固定する吸着テーブル６２と、が主走査方向（Ｙ軸方向）に隣接して配置されており、アライメントマスクＭの表面と検査シートＳの表面とは、面一になるよう調整されている。また、第２スライダー５９には、第１スライダー５４と同様に、下方に臨む上記の２台のアンダーカメラ５５によりアライメントマスクＭを画像認識すべく、各アンダーカメラ５５が臨む位置に、第２カメラ開口６３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５５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（アライメントマスクＭの基準マークであって、ヘッドユニット１の基準ピンと同位置）と、２台の撮像カメラ４４ｂ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、１２個の機能液滴吐出ヘッド３から吐出された機能液の着弾位置の基準となる複数の基準着弾マークＭｃ（基準着弾位置）と、を有している。各基準着弾マークＭｃは、ヘッドユニット１に搭載された各機能液滴吐出ヘッド３の全ての吐出ノズル１９から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における各吐出ノズル１９の位置）に形成されている。詳細は後述するが、本実施形態では、主走査方向（Ｙ軸方向）に位置ずれしながら各機能液滴吐出ヘッド３から３回の検査吐出を行う。このため、アライメントマスクＭ上には、全吐出ノズル１９からの検査吐出１回分に対応する複数の基準着弾マークＭｃから成る基準マークグループＭＧが、それぞれ重ならないように等間隔に位置ずれして、Ｙ軸方向に３組並んで形成されている。

図６に示すように、吸着テーブル６２は、その表面にマトリクス状に複数形成された吸着孔（図示省略）に連通する左右一対のエアーチャンバー（図示省略）を内部に有している。吸着テーブル６２は、各エアーチャンバー内のエアーを吸引するエアー吸引手段（図示省略）を駆動することにより、吸着テーブル６２上に仮セットした一対の検査シートＳを吸着固定する。なお、吸着テーブル６２には、上記の２台のアンダーカメラ５５が臨む位置に、位置決めマーク６２ｂを有する一対の切欠き部６２ａが形成されており、吸着テーブル６２は、各位置決めマーク６２ｂを２台のアンダーカメラ５５で撮像した結果を確認しつつ、第２スライダー５９に位置決め固定される。

図３に示すように、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４３ａと、キャリッジフレーム４３ａに取り付けられ、ヘッドユニット１を昇降自在に移動させるＺ軸テーブル（図示省略）と、Ｚ軸テーブルに垂設され、ヘッドユニット１をθ方向に回転させるθテーブル（図示省略）と、θテーブルに垂設され、ヘッドユニット１を着脱自在に保持するヘッドユニットホルダ（図示省略）と、を有している。

カメラユニット４４は、Ｘ軸テーブル４２に掛け渡されたカメラキャリッジフレーム４４ａと、カメラキャリッジフレーム４４ａに垂設されたカメラ支持フレーム（図示省略）と、カメラ支持フレームに取り付けられ、副走査方向に隣接する２台の撮像カメラ４４ｂと、を有しており、この２台の撮像カメラ４４ｂは、上記したアライメントマスクＭの複数の基準着弾マークＭｃおよび検査シートＳ上に吐出・着弾した機能液の複数の着弾ドットＤを撮像する。また、各撮像カメラ４４ｂは、マイクロヘッド等の微調整機構によりＸ、ＹおよびＺ軸方向に微調整することが可能となっている。なお、撮像カメラ４４ｂは、一定範囲の被写界深度をもつ単焦点レンズを有するカメラであり、また、特に図示しないが、撮像カメラ４４ｂによる撮像時の照明は、落射照明が採用されている。

次に、図６ないし図９を参照して、本実施形態に係る吐出検査装置３１（の制御コンピューター３８）による機能液滴吐出ヘッド３の吐出検査方法について説明する。この吐出検査方法は、ヘッドユニット１に搭載した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をアライメントマスクＭ上に臨ませて、アライメントマスクＭの基準マークグループＭＧ（複数の基準着弾マークＭｃ）を画像認識する基準位置認識工程Ｓ１と、ヘッドユニット１を検査シートＳ上に臨ませて、相互に位置ずれさせながら計３回にわたり機能液を検査吐出する検査吐出工程Ｓ２と、２台の撮像カメラ４４ｂにより検査シートＳ上に形成された３組から成る複数の着弾ドットＤを画像認識する着弾ドット認識工程Ｓ３と、取得した複数の基準着弾マークＭｃと複数の着弾ドットＤとの位置を比較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Ｓ４と、を備えている。

なお、基準位置認識工程Ｓ１の前工程で、２台の撮像カメラ４４ｂおよび２台のアンダーカメラ５５のキャリブレーションが行われるが、このキャリブレーションは、２台の撮像カメラ４４ｂ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を画像認識すると共に、２台のアンダーカメラ５５により一対のアンダーカメラ基準マークＭａを画像認識することで行われる。

基準位置認識工程Ｓ１では、撮像カメラ４４ｂによりアライメントマスクＭの基準マークグループＭＧを構成する複数の基準着弾マークＭｃを撮像する。具体的には、図７（図５も参照）に示すように、先ず、図示下側に位置した一の基準マークグループＭＧにおいて、機能液滴吐出ヘッド３の上側のノズル列（Ａ列）１８にあたる複数の基準着弾マークＭｃを、図示左側から図示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にあたる複数の基準着弾マークＭｃを図示右側から図示左側へ移動して撮像する。今度は、その上側に位置した別組の基準マークグループＭＧを構成する複数の基準着弾マークＭｃを撮像する。これを１８回繰り返すことで、２台の撮像カメラ４４ｂにより、アライメントマスクＭの全ての基準着弾マークＭｃを撮像する。撮像した全ての基準着弾マークＭｃの画像データは、制御コンピューター３８に記憶され後述する検査工程Ｓ４で基準位置として用いられる。

ここで、機能液滴吐出ヘッド３に軽度の吐出不良が生じた場合、２回目以降の検査吐出により吐出不良が解消することが、経験的に知られている。そこで、続く検査吐出工程Ｓ２では、ヘッドユニット１と検査シートＳとを相対的に位置ずれさせながら合計３回の検査吐出を行い、その結果を効率的に利用することで、検査結果の精度を高めている。

検査吐出工程Ｓ２では、先ず、Ｘ軸テーブル４２と第２Ｙ軸テーブル４７とを駆動させ、カメラユニット４４に代えてヘッドユニット１を一対の検査シートＳの直上に臨ませる。そして、２台のアンダーカメラ５５により、サブキャリッジ２に設けられた一対の基準ピンを画像認識し、ヘッドユニット１をアライメントする。その後、全機能液滴吐出ヘッド３の全吐出ノズル１９から機能液を吐出させる（第１回検査吐出Ｓ２１）。すると、検査シートＳ上に複数の着弾ドットＤから成る１組の着弾ドットグループＤＧ（図６参照）が形成される。第１回検査吐出Ｓ２１が行われた後、第１Ｙ軸テーブル４６を駆動させ、検査シートＳを、基準マークグループＭＧ同士の位置ずれ分に相当する距離だけ、図６において下方（Ｙ軸方向）に移動させる。そして、２回目の検査吐出が行われる（第２回検査吐出Ｓ２２）。同様に、Ｙ軸方向への移動の後、３回目の検査吐出が行われる（第３回検査吐出Ｓ２３）。このようにして、アライメントマスクＭ上の３組の基準マークグループＭＧに対応するように、３組の着弾ドットグループＤＧが検査シートＳ上に形成される。なお、各検査吐出は、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。

続く着弾ドット認識工程Ｓ３では、再びＸ軸テーブル４２を駆動させ、ヘッドユニット１に代えてカメラユニット４４を一対の検査シートＳの直上に臨ませる。そして、基準位置認識工程Ｓ１と全く同じ手順で、撮像カメラ４４ｂにより、一対の検査シートＳに着弾した全着弾ドットＤを撮像し（図７参照）、その画像データを制御コンピューター３８に記憶する。

検査工程Ｓ４では、基準位置認識工程Ｓ１で予め制御コンピューター３８に記憶しておいた各基準着弾マークＭｃの画像データと、着弾ドット認識工程Ｓ３で記憶した各着弾ドットＤの画像データとを比較して各吐出ノズル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、基準着弾マークＭｃの画像データと着弾ドットＤの画像データとを比較して、着弾ドットＤと基準着弾マークＭｃとが一致した場合（図９（ａ）参照）、機能液を吐出した吐出ノズル１９は、正常に吐出しており「良」と判断される。一方、吐出した機能液が、基準着弾マーク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、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）には不良吐出であり「否」と判断される。さらに、着弾ドットＤが無い場合には、不吐出であり、これも「否」と判断される。なお、図９では、判断しやすいように基準着弾マークＭｃを着弾ドットＤよりひと回り大きな円で示している。

検査工程Ｓ４では、各回の検査吐出ごと（着弾ドットグループＤＧごと）に、上記のような性能評価が行われる。その性能評価の結果により、機能液滴吐出ヘッド３（ヘッドユニット１）が良品か、或いは不良品か（良／否）を判断する。具体的には、１回目の検査吐出による着弾ドットグループＤＧの性能評価（第１検査結果判定Ｓ４１）を行い、その結果が「良」であった場合には、そのヘッドユニット１は良品であると判断されて検査を終了する。これにより、１回目以降の検査吐出による着弾ドットグループＤＧについての性能評価を省略できるため、吐出性能検査にかかる時間を大幅に短縮することができる。なお、機能液滴吐出ヘッド３に機能液が導入されてから、１回目の検査吐出までにかかる時間を考えると、機能液の種類によっては増粘し吐出不良を生じる可能性が最も高いと言える。したがって、２回目または３回目の検査吐出と比較して、１回目の検査吐出が最も悪条件での吐出であると考えられるため、初回の検査吐出の結果が「良」であることは、検査対象の良否を判断する上で最も信頼性が高いと言える。

また、第１検査結果判定Ｓ４１の結果が「否」であった場合には、２回目の検査吐出による着弾ドットグループＤＧの性能評価を行う（第２検査結果判定Ｓ４２）。第２検査結果判定Ｓ４２の結果が「良」であった場合には、さらに３回目の検査吐出による着弾ドットグループＤＧの性能評価（第３検査結果判定Ｓ４３）を行い、その結果も「良」であった場合には、そのヘッドユニット１は良品であると判断される。これにより、誤って「否」と判断された機能液滴吐出ヘッド３（ヘッドユニット１）を、正確に良品と判断することができるため、機能液滴吐出ヘッド３に対して無用な回復処理を行う必要がなく、ヘッドユニット１をメンテナンスユニット３５に臨ませる等の手間を排除することができる。

一方、第２検査結果判定Ｓ４２の結果が「否」であった場合には、そのヘッドユニット１は不良品であると判断されて、メインキャリッジ４３から取り外され、新に検査対象となるヘッドユニット１がセットされる（リワーク）。なお、不良品と判断されたヘッドユニット１を取り外す前に、メンテナンスユニット３５による機能回復処理（吸引等）を行って、再検査するようにしてもよい。また、取り外されたヘッドユニット１は、洗浄後、不良品となった機能液滴吐出ヘッド３を組み替える（交換）ようにしている。また、第２検査結果判定Ｓ４２の結果が「良」であったが、第３検査結果判定Ｓ４３の結果が「否」であった場合にも、同様に不良品と判断され、リワークされる。

なお、本実施形態のアライメントマスクＭには、３組の基準マークグループＭＧが形成されているが、１組の基準マークグループＭＧのみを形成してもよい。また、本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド３の２つのノズル列１８（Ａ列、Ｂ列）を同時に検査しているが、これを別々に、すなわちＡ列（Ｂ列）について吐出検査を行った後、Ｂ列（Ａ列）について行ってもよい。また、基準位置認識工程Ｓ１と検査吐出工程Ｓ２とは、必ずしも上記の順序で行う必要はなく、検査工程Ｓ４の前にいずれもが終了していれば良い。さらに、本実施形態では、検査吐出を全ての吐出ノズル１９から行っているが、選択した吐出ノズル１９（例えば、実際の描画で使用する有効ノズル）のみ検査吐出を行うようにしてもよい。

なお、他の吐出検査方法（第２実施形態）として、基準位置認識工程Ｓ１および着弾ドット認識工程Ｓ３を、各回の検査吐出ごとに別々に行ってもよい。この場合、検査吐出工程Ｓ２を先に実施して、その後、基準位置認識工程Ｓ１および着弾ドット認識工程Ｓ３において、第１回検査吐出Ｓ２１に対応する基準マークグループＭＧおよび着弾ドットグループＤＧを撮像する。そして、検査工程Ｓ４（第１検査結果判定Ｓ４１）を実施する。その結果、「良」であれば検査を終了し、「否」であれば、再び基準位置認識工程Ｓ１および着弾ドット認識工程Ｓ３に戻り、第２回検査吐出Ｓ２２に対応する各グループＭＧ，ＤＧを撮像し、第２検査結果判定Ｓ４２を実施する。なお、検査工程Ｓ４による性能評価方法は、先述したもの（第１実施形態）と同一であるため説明は省略する。

以上の構成によれば、予め複数回の検査吐出による複数組の着弾ドットＤが検査シートＳに形成されているため、複数回分の吐出性能の検査を行うことができる。これにより、複数回分の検査結果を勘案して、機能液滴吐出ヘッド３の性能を判断することができるため、検査結果の精度を高められると共に、誤った検査結果による機能液滴吐出ヘッド３の除材やクリーニング処理等の手間を排除することができる。また、都度、カメラユニット４４を、アライメントマスクＭや検査シートＳに臨ませるための移動時間を短縮することができる。

１：ヘッドユニット、３：機能液滴吐出ヘッド、３１：吐出検査装置、３８：制御コンピューター、４１：Ｙ軸テーブル、４２：Ｘ軸テーブル、４４：カメラユニット、Ｍ：アライメントマスク、Ｓ：検査シート

Claims (5)

1. 検査パターンに基づいて、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出させて被検査ターゲット上に形成した機能液の着弾ドットにより、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法であって、
   前記検査パターンに対応する前記着弾ドットの基準着弾位置をマーキングしたアライメントマスクと、前記基準着弾位置および前記着弾ドットを画像認識する画像認識手段と、を用い、
   前記画像認識手段を前記アライメントマスクに相対的に臨ませて、前記基準着弾位置を画像認識する基準位置認識工程と、
   前記機能液滴吐出ヘッドを前記被検査ターゲットに相対的に臨ませて、位置ずれさせながら前記被検査ターゲット上に実施した複数回の前記検査吐出により、相互に位置ずれした複数組の前記着弾ドットを形成する検査吐出工程と、
   前記画像認識手段を前記被検査ターゲットに相対的に臨ませて、複数組の前記着弾ドットを画像認識する着弾ドット認識工程と、
   画像認識した前記基準着弾位置と画像認識した複数組の前記着弾ドットとを比較し、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する検査工程と、を備えたことを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法。
2. 前記アライメントマスクには、複数組の前記着弾ドットに対応し、前記基準着弾位置の複数組が相互に位置ずれしてマーキングされており、
   前記基準位置認識工程において、前記画像認識手段は、複数組の前記基準着弾位置を画像認識し、
   前記検査工程では、複数組の前記基準着弾位置と複数組の前記着弾ドットとを対応させて比較することを特徴とする請求項１に記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法。
3. 前記検査工程では、複数組の前記着弾ドットのうちの少なくとも初回の前記検査吐出により形成した前記着弾ドットの検査結果が「良」とされた場合、当該検査対象の前記機能液滴吐出ヘッドを良品と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法。
4. 前記複数回の検査吐出は、少なくとも３回行われ、
   前記検査工程では、複数組の前記着弾ドットのうちの初回の検査吐出により形成した前記着弾ドットの検査結果が「否」とされた場合であって、初回以降の検査吐出により形成された前記着弾ドットの検査結果が「良」とされた場合に、当該検査対象の前記機能液滴吐出ヘッドを良品と判断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の機能液滴吐出ヘッドの吐出検査方法。
5. 検査パターンに基づいて、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出させて被検査ターゲット上に形成した機能液の着弾ドットにより、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する機能液滴吐出ヘッドの吐出検査装置であって、
   前記被検査ターゲットと、
   前記検査パターンに対応する前記着弾ドットの基準着弾位置をマーキングしたアライメントマスクと、
   前記基準着弾位置および前記着弾ドットを画像認識する画像認識手段と、
   前記画像認識手段を前記被検査ターゲットおよび前記アライメントマスクに相対的に臨ませると共に、前記機能液滴吐出ヘッドを前記被検査ターゲットに相対的に臨ませる移動手段と、
   前記機能液滴吐出ヘッド、前記画像認識手段および前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記機能液滴吐出ヘッドを前記被検査ターゲットに相対的に臨ませて、位置ずれさせながら前記被検査ターゲット上に実施した複数回の前記検査吐出により、相互に位置ずれした複数組の前記着弾ドットを形成する検査吐出動作と、
   前記画像認識手段を前記アライメントマスクに相対的に臨ませて、前記基準着弾位置を画像認識する基準位置認識動作と、
   前記画像認識手段を前記被検査ターゲットに相対的に臨ませて、複数組の前記着弾ドットを画像認識する着弾ドット認識動作と、
   画像認識した前記基準着弾位置と画像認識した複数組の前記着弾ドットとを比較し、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する検査動作と、を実施することを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの吐出検査装置。

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