JP2021181071A

JP2021181071A - インク塗布装置、その制御装置、及びインクジェットヘッド検査方法

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Publication number: JP2021181071A
Application number: JP2020088087A
Authority: JP
Inventors: 賢一村野; Kenichi Murano; 隆史圷; Takashi Akutsu
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-25
Also published as: KR20210143663A; TW202144194A; CN113696626A

Abstract

【課題】ノズルの良否の検査時間の長大化を抑制することが可能なインク塗布装置を提供する。【解決手段】移動機構が、インクジェットヘッドのノズル対向する位置に基板を配置し、インクジェットヘッドと基板との一方を他方に対して移動させる。撮像装置が、基板の、インクが着弾する面を撮像する。制御装置が、基板に対してインクジェットヘッドを相対的に移動させながら、複数のノズルのいくつかのノズルからインクを吐出させる描画処理を行う。描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、またはインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させて、基板の一部の領域にインクを着弾させる検査用吐出処理を行う。検査用吐出処理でインクが着弾した領域を撮像装置で撮像した画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェットヘッドを用いたインク塗布装置、その制御装置、及びインクジェットヘッド検査方法に関する。

複数のノズルを備えたインクジェットヘッドの各ノズルから基板に向けてインクを吐出させ、基板上にインクからなるパターンを形成する技術が知られている。インクジェットヘッドのノズルの不良を検出する方法が下記の特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された方法では、描画対象物に、検査パターンを描画する検査領域と実描画パターンを形成する実描画領域とを設定する。複数のノズルの全てから液滴を吐出させて検査領域に検査パターンを形成する。この検査パターンの画像認識を行うことにより、ノズル不良が検出される。

特開２００３−２５１２４３号公報

１つのインクジェットヘッドに、例えば１０００個程度のノズルが設けられている場合がある。このように多数のノズルが設けられている場合に、複数のノズルからそれぞれインクが吐出されて形成された検査パターンを、ノズルごとに画像認識して良否を判定するには、描画処理の時間と比較して無視できない時間が必要である。基板のそれぞれに検査パターンを形成して画像認識を行うと、基板１枚当たりの処理時間が長大化してしまう。

本発明の目的は、ノズルの良否の検査時間の長大化を抑制することが可能なインク塗布装置、その制御装置、及びインクジェットヘッド検査方法を提供することである。

本発明の一観点によると、
インクを吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドのノズル対向する位置に基板を配置し、前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記基板の、インクが着弾する面を撮像する撮像装置と、
前記インクジェットヘッド及び前記移動機構を制御し、前記撮像装置で撮像された画像を解析する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記基板に対して前記インクジェットヘッドを相対的に移動させながら、前記複数のノズルのいくつかのノズルからインクを吐出させる描画処理と、
前記描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、または前記描画処理でインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させ、検査対象とされなかったノズルからはインクを吐出させず、前記基板の一部の領域にインクを着弾させる検査用吐出処理と、
前記検査用吐出処理でインクが着弾した領域を前記撮像装置で撮像した画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定する判定処理と
を行うインク塗布装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
上記インク塗布装置に用いられている制御装置が提供される。

本発明のさらに他の観点によると、
基板に対してインクジェットヘッドを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドの複数のノズルのうち一部のノズルからインクを吐出させてインクからなるパターンを描画し、
前記パターンを描画する前、前記描画の途中、及び描画の後の少なくとも１つの時期に、前記パターンの描画でインクを吐出させる予定のノズル、またはインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させ、検査対象とされなかったノズルからはインクを吐出させないで、前記基板の一部の領域に検査パターンを形成し、
前記検査パターンの画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定するインクジェットヘッド検査方法が提供される。

全てのノズルから検査対象のノズルを選択し、検査対象のノズルについて検査を行うことにより、検査時間の長大化を抑制することができる。

図１Ａは、一実施例によるインク塗布装置の概略正面図であり、図１Ｂは、可動テーブル、インク吐出ユニット、及び撮像装置の平面視における位置関係を示す図である。図２は、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対するインクジェットヘッドの相対的な移動の軌跡を示す図である。図３は、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対する撮像装置の相対的な移動の軌跡を示す図である。図４は、インクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図５は、他の実施例において、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、基板に対するインクジェットヘッドの相対的な移動の軌跡を示す図である。図６は、図５に示した実施例において、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対する撮像装置の相対的な移動の軌跡を示す図である。図７は、図５〜図６に示した実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図８は、さらに他の実施例において、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対するインクジェットヘッドの相対的な移動の軌跡を示す図である。図９は、図８に示した実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図１０は、さらに他の実施例において、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対するインクジェットヘッドの相対的な移動の軌跡を示す図である。図１１は、図１０に示した実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図１２は、さらに他の実施例において、インクの吐出によって基板に形成されたパターン、及び基板に対するインクジェットヘッドの相対的な移動の軌跡を示す図である。

図１Ａから図４までの図面を参照して、本発明の一実施例について説明する。

図１Ａは、本実施例によるインク塗布装置の概略正面図である。基台１０の上に移動機構１１によって可動テーブル１２が支持されている。ｘ軸及びｙ軸が水平方向を向き、ｚ軸が鉛直上方を向くｘｙｚ直交座標系を定義する。移動機構１１は、制御装置５０により制御されて、可動テーブル１２をｘ方向及びｙ方向の二方向に移動させる。移動機構１１として、例えば、Ｘ方向移動機構１１ＸとＹ方向移動機構１１Ｙとを含むＸＹステージを用いることができる。Ｘ方向移動機構１１Ｘは基台１０に対してＹ方向移動機構１１Ｙをｘ方向に移動させ、Ｙ方向移動機構１１Ｙは、基台１０に対して可動テーブル１２をｙ方向に移動させる。

可動テーブル１２の上面（保持面）に、インク塗布対象である基板２０が保持される。基板２０は、例えば真空チャックにより可動テーブル１２に固定される。移動機構１１は、可動テーブル１２に保持された基板２０をｘｙ面に平行な方向に移動させる。可動テーブル１２の上方にインク吐出ユニット３０及び撮像装置４０が、例えば門型の支持部材１３によって支持されている。インク吐出ユニット３０及び撮像装置４０は、基台１０に対して昇降可能に支持されている。インク吐出ユニット３０は、基板２０に対向する複数のノズルを有する。各ノズルは、基板２０の表面に向かって光硬化性（例えば紫外線硬化性）のインクを液滴化して吐出する。インクの吐出は、制御装置５０によって制御される。

撮像装置４０は、基板２０の上面（インクが塗布される表面）を撮像する。基板２０の上面のうち、撮像装置４０の画角の範囲内に位置する領域が、撮像装置４０によって撮像される。

図１Ａでは、基台１０に対してインク吐出ユニット３０及び撮像装置４０を静止させ、基板２０をｘ方向及びｙ方向に移動させる構成を示したが、その逆に、基台１０に対して基板２０を静止させ、インク吐出ユニット３０及び撮像装置４０を移動させる構成を採用してもよい。インク吐出ユニット３０及び撮像装置４０を静止させて基板２０を移動させる構成、及び基板２０を静止させてインク吐出ユニット３０及び撮像装置４０を移動させる構成のいずれも、基板２０に対してインク吐出ユニット３０及び撮像装置４０を相対的に移動させる構成であるということができる。

制御装置５０は、記憶部５１及び制御部５２を含む。記憶部５１に、インクを塗布すべき位置を指定する情報（以下、塗布パターンデータという。）が記憶されている。例えば、塗布パターンデータは、基板２０の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素を指定する。本明細書において、塗布パターンデータの複数の画素にそれぞれ対応する基板上の位置を、単に、「画素」という場合がある。

制御部５２は、この塗布パターンデータに基づいて移動機構１１及びインク吐出ユニット３０を制御することにより、基板２０の表面の所定の位置に、インクを着弾させる。これにより、基板２０の表面にインクからなるドットや膜が形成される。「ドット」は、１つの画素に着弾したインクが他の画素に着弾したインクと連続せず、孤立しているパターンを意味する。これに対して、「膜」は、複数の画素に着弾したインクが連なって連続したパターンを意味する。

図１Ｂは、可動テーブル１２、インク吐出ユニット３０、及び撮像装置４０の平面視における位置関係を示す図である。可動テーブル１２の保持面に基板２０が保持されている。基板２０の上方にインク吐出ユニット３０及び撮像装置４０が支持されている。インク吐出ユニット３０は、インクジェットヘッド３１及び硬化用光源３３を含む。インクジェットヘッド３１の、基板２０に対向する面に、複数のノズル３２が設けられている。複数のノズル３２は、ｘ方向に関して等間隔に並んでいる。この間隔は、例えば６００ｄｐｉの解像度に相当する寸法である。なお、複数のノズル３２は、ｘ方向に平行な１本の直線上に配置される必要はなく、ｘ方向と平行な基準線からｙ方向に規則的にずれた位置に配置されてもよい。例えば千鳥状に配置されていてもよい。

硬化用光源３３は、ｙ方向に関してインクジェットヘッド３１の両側にそれぞれ配置されており、基板２０に付着したインクを硬化させる硬化装置として機能する。移動機構１１が、制御装置５０によって制御されることにより、可動テーブル１２をｘ方向及びｙ方向に移動させる。さらに、制御装置５０は、インクジェットヘッド３１の各ノズル３２からのインクの吐出を制御する。

基板２０をｙ方向に移動させながら（言い換えると、基板２０に対してインクジェットヘッド３１をｙ方向に相対的に移動させながら）、インクジェットヘッド３１からインクを吐出することにより、ｘ方向に関して例えば６００ｄｐｉの解像度で、インクを基板２０に塗布することができる。基板２０に付着したインクは、基板２０の移動方向の下流側に位置する硬化用光源３３から放射される光により硬化される。基板２０をｙ方向に移動させながら、インクジェットヘッド３１から基板２０にインクを着弾させる動作を、「スキャン動作」ということとする。

１回のスキャン動作で、インクジェットヘッド３１をｙ方向に少なくとも１往復させてもよい。このとき、往路と復路とでノズル３２のピッチの１／２だけインクジェットヘッド３１を基板２０に対してｘ方向にずらすことにより、１２００ｄｐｉの解像度でインクを基板２０に着弾させることができる。インクジェットヘッド３１のずらし量をノズル３２のピッチの１／４にして、インクジェットヘッド３１を２往復させることにより、２４００ｄｐｉの解像度でインクを基板２０に着弾させることができる。このように、解像度を高めるためにインクジェットヘッド３１をｙ軸の正の向き及び負の向きに複数回移動させる場合でも、複数回の移動をまとめて１回のスキャン動作という。

制御装置５０は、１回のスキャン動作が終了すると、可動テーブル１２をｘ方向に移動させる。言い換えると、基板２０に対してインクジェットヘッド３１をｘ方向に相対的に移動させる。この動作を、「シフト動作」ということとする。スキャン動作とシフト動作とを繰り返すことにより、基板２０の全域にインクを塗布することができる。基板２０に対するインクジェットヘッド３１のｘ方向への相対的な移動量は、ｘ方向の両端に位置する２つのノズル３２の間の距離とほぼ等しくすればよい。なお、両端近傍の一部のノズル３２をインクの吐出に使用しない場合には、実際に使用するノズル３２のうち両端に位置するノズル３２の間の距離とほぼ等しくすればよい。

次に、図２〜図４を参照して、インクの塗布（描画）及びインクジェットヘッドの検査の手順について説明する。

図２は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を示す図である。図２において、基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

以下に説明する例では、図２に示すように、４回のスキャン動作を行うことにより、基板２０にインクの実描画パターンを形成する。形成される実描画パターンは、複数のドット２２で構成されている。すなわち、１つの画素に着弾したインクは、他の画素に着弾したインクと連続せず、孤立している。このような複数のドット２２で構成される実描画パターンは、例えば抵抗膜式タッチパネルの２枚の導電膜の間の短絡防止用のドットスペーサとして用いられる。図２に示した例では、１枚の基板２０に４枚のタッチパネルが多面取りされている。一例として、１枚の基板２０に、ドット２２の分布が同一の４つの実描画パターンが形成される。４つの実描画パターンは、２行２列の行列状に配置されている。

基板２０の縁の近傍に、タッチパネルとして使用されない余白領域が設けられている。この余白領域の一部に、検査領域２５が確保されている。１回のスキャン動作によってインクを塗布することができる基板２０上の領域をパス領域２１ということとする。ｘ方向に隙間なく並んだ複数のパス領域２１（本実施例においては４つのパス領域２１）が定義される。パス領域２１の各々は、ｙ方向に長い長方形の形状を有する。検査領域２５は、基板２０のｘ方向に平行な１つの縁に沿って配置されており、全てのパス領域２１と部分的に重なっている。

複数のパス領域２１に対して、ｘ軸の正の向き順番にスキャン動作を行う。１番目及び３番目のスキャン動作では、インクジェットヘッド３１を基板２０に対してｙ軸の正の向きに移動させ、２番目及び４番目のスキャン動作では、インクジェットヘッド３１を基板２０に対してｙ軸の負の向きに移動させる。

スキャン動作において、記憶部５１（図１Ａ）に記憶されている塗布パターンデータに基づいて、所定のタイミングで所定のノズル３２からインクを吐出させることにより、塗布パターンデータで定義された実描画パターンを描画することができる。さらに、検査領域２５に、複数のドット２３からなる検査パターン２４を形成する。検査パターン２４の形成方法については、後に説明する。

図３は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対する撮像装置４０の相対的な移動の軌跡を示す図である。図３において、基板２０に対する撮像装置４０の相対的な移動の軌跡を矢印付き直線で示している。

撮像装置４０を基板２０に対して、検査領域２５に沿ってｘ方向に移動させることにより、検査パターン２４の画像を取得することができる。検査パターン２４を構成する複数のドット２３のｙ方向のばらつきの幅は、撮像装置４０の画角内の領域のｙ方向の寸法より小さい。

図４は、インクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図４に示した各ステップの処理は、制御装置５０が移動機構１１、インクジェットヘッド３１、撮像装置４０を制御することにより実行される。

最初のスキャン動作を行う前に、最初のスキャン動作でインクを吐出させる予定のノズル３２を検査対象のノズル３２として選択する（ステップＳ０１）。検査対象のノズル３２の選択は、記憶部５１（図１Ａ）に格納されている塗布パターンデータに基づいて行うことができる。

次に、インクジェットヘッド３１を基板２０に対してｙ軸の正の方向に相対的に移動させながら、複数の検査対象のノズル３２の全てからインクを吐出させて、検査領域２５に、複数のドット２３からなる検査パターン２４（図２）を形成する（ステップＳ０２）。検査パターン２４を形成する処理を、検査用吐出処理ということとする。検査パターン２４は、複数の検査対象のノズル３２のそれぞれから吐出されたインクが基板２０の上で相互に連続せず、孤立したドット２３となるように設定しておく。

検査用吐出処理に続いて１回目のスキャン動作を行い、パス領域２１にドットパターンを形成する。なお、検査用吐出処理における基板２０に対するインクジェットヘッド３１のｙ軸の正の方向への移動と、スキャン動作における基板２０に対するインクジェットヘッド３１のｙ軸の正の方向への移動とは、中断することなく連続して行う。

全てのパス領域２１へのインクの塗布が終了していない場合は（ステップＳ０４）、インクジェットヘッド３１を基板２０に対してｘ方向に移動させるシフト動作を行う（ステップＳ０５）。その後、ｙ軸の負の方向へのスキャン動作を行い、パス領域２１にドットパターンを形成する（ステップＳ０６）。続いて、直前のスキャン動作（２回目のスキャン動作）でインクを吐出させたノズル３２を、検査対象のノズル３２として選択する（ステップＳ０７）。

スキャン動作に続いて、２回目のスキャン動作に対応するパス領域２１と重なっている検査領域２５に、検査対象のノズル３２の全てからインクを吐出させて、検査パターン２４（図２）を形成する（ステップＳ０８）。全てのパス領域２１へのインクの塗布が終了していない場合は（ステップＳ０９）、ｘ方向へのシフト動作を行う（ステップＳ１０）。その後、ステップＳ０１からの処理を繰り返す。スキャン動作とシフト動作とを繰り返して基板２０の上面にインクによる実描画パターンを形成する処理を「描画処理」ということとする。

ステップＳ０４またはステップＳ０９で、全てのパス領域２１へのインクの塗布が完了したと判定された場合には、基板２０に対して撮像装置４０を相対的に移動させて、検査パターン２４の画像を取得する（ステップＳ１１）。その後、取得した画像から、ノズル３２の動作不良の有無を判定する判定処理を行う（ステップＳ１２）。

例えば、制御装置５０は、画像解析を行うことにより、検査パターン２４の各ドット２３の中心位置、平面形状、及び大きさを計測する。これらの計測結果が許容範囲内であれば、当該ドット２３を形成したノズル３２の動作は正常である。ノズル３２の動作が正常であれば、そのノズル３２によって形成されるドット２３の平面形状はほぼ円形になる。ドット２３の平面形状の評価は、例えば幾何学的に正しい円形からのずれ量に基づいて行う。ここで、「ずれ量」は、例えば、評価対象の図形の外周線を同心の２つの円周で挟んだ時、同心の２つの円周の間隔が最小となる場合の２つの円周の半径の差と定義することができる。この２つの円の中心の位置を、ドット２３の中心位置と定義すればよい。ドット２３の大きさは、例えば２つの円周の直径の平均値と定義すればよい。

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、スキャン動作で実際に使用した、または使用する予定のノズル３２を検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズル３２から吐出したインクによって検査パターン２４（図２、図３）を形成している。このため、ノズル３２の全てからインクを吐出させて検査パターンを形成する場合と比べて、検査パターン２４を構成するドット２３の個数が少なくなる。画像解析の対象となるドット２３の個数が削減されることにより、画像解析に要する時間を短縮することができる。その結果、検査を含めたインク塗布処理に要する時間を短縮することが可能になる。

また、上記実施例では、検査パターン２４を構成する複数のドット２３の全てが、ｙ方向に関して、撮像装置４０の画角内の領域のｙ方向の寸法よりの狭い範囲に分布している。このため、基板２０に対して撮像装置４０をｙ方向に移動させることなく、ｘ方向への移動のみを行うことにより、検査パターン２４の全てのドット２３を撮像することができる。このため、検査パターン２４の撮像に要する時間を短縮することができる。

さらに、上記実施例では、複数のスキャン動作（ステップＳ０３、ステップＳ０６）の１回ごとに、検査用吐出処理（ステップＳ０２、ステップＳ０８）を行っている。すなわち、複数のパス領域２１のそれぞれに対応して検査パターン２４を形成している。ある１つのパス領域２１に対応する検査パターン２４の検査結果が正常であれば、そのパス領域２１に対するインクの塗布処理は正常に行われたと類推することができる。逆に、ある１つのパス領域２１に対応する検査パターン２４の検査結果が異常であれば、そのパス領域２１に対するインクの塗布処理は正常に行われなかったと類推することができる。

抵抗膜式タッチパネルのドットスペーサを構成する複数のドットは、通常は縦横に規則的に分布し、そのピッチは、画素ピッチに比べて十分大きい。すなわち、形成される実描画パターンをｙ方向に見たとき、多くのドット２２が重なり、ドット２２が配置されていない画素の個数が、ドット２２が配置されている画素の個数より十分多い。このため、ドットスペーサを構成するドット２２を形成するための１回のスキャン動作において使用するノズル３２の個数は、インクジェットヘッド３１に設けられているノズル３２の全個数に比べて十分少ない。このような場合に、インクジェットヘッド３１の検査に上記実施例を適用する効果が顕著に現れる。

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、スキャン動作の実行前または実行後に、スキャン動作の１回ごとに検査対象のノズル３２を選択（ステップＳ０１、ステップＳ０７）しているが、インクの塗布処理を開始する前に、複数のパス領域２１（図２）のそれぞれについて、検査対象のノズル３２を選択しておいてもよい。

また、上記実施例では、奇数番目のスキャン動作（ステップＳ０３）については、スキャン動作の実行前に検査用吐出処理を実行（ステップＳ０２）し、偶数番目のスキャン動作（ステップＳ０６）については、スキャン動作の実行後に検査用吐出処理を実行（ステップＳ０８）している。その逆に、奇数番目のスキャン動作については、スキャン動作の実行後に検査用吐出処理を実行し、偶数番目のスキャン動作については、スキャン動作の実行前に検査用吐出処理を実行してもよい。この場合には、図２に示した基板２０の上側の縁に沿う検査領域に検査パターンが形成されることになる。

上記実施例では、検査パターン２４を構成する複数のドット２３（図２）のｙ方向の位置にばらつきを持たせている。複数のドット２３をｘ軸に平行な１本の直線上に形成しても隣り合うドット２３が連続せず孤立した状態を保てる場合には、検査パターン２４を構成する全てのドット２３を、ｘ軸に平行な１本の直線上に形成してもよい。

また、上記実施例では、ｘ方向に隣り合う２つのパス領域２１（図２）が相互に接するように複数のパス領域２１を配置しているが、ｘ方向に関してドット２２（図２）が配置されていない領域には、パス領域２１を配置しなくてもよい。例えば、図２に示した例において、左から２番目のパス領域２１と３番目のパス領域２１とを、間隔を隔てて配置してもよい。

また、上記実施例では、スキャン動作時にインクジェットヘッド３１を基板２０に対して移動させる方向（ｙ方向）と、複数のノズル３２が等ピッチで配列する方向（ｘ方向）とを直交させている。その他の構成として、インクジェットヘッド３１の移動方向と、複数のノズル３２の配列方向とを、直角以外の角度で交差させてもよい。

次に、図５〜図７を参照して、他の実施例によるインク塗布装置について説明する。以下、図１〜図４に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図５は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を示す図である。図５において、基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

図１〜図４に示した実施例では、複数のパス領域２１にそれぞれ対応する検査パターン２４（図２）を、全て、基板２０のｘ軸に平行な１つの縁に沿う検査領域２５に形成している。これに対して図５〜図７に示した実施例では、基板２０のｘ軸に平行な２つの縁のそれぞれに沿うように、２つの検査領域２５（図５）が配置されている。ｘ軸の正の向きに数えて１番目と３番目のパス領域２１については、ｙ軸の正の側（図５において上側）の縁に沿う検査領域２５に検査パターン２４を形成し、２番目と４番目のパス領域２１については、ｙ軸の負の側（図５において下側）の縁に沿う検査領域２５に検査パターン２４を形成している。すなわち、スキャン動作におけるインクジェットヘッド３１の移動方向の下流側の検査領域２５に検査パターン２４を形成している。

図６は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対する撮像装置４０の相対的な移動の軌跡を示す図である。図６において、基板２０に対する撮像装置４０の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

図１〜図４に示した実施例では、検査パターン２４の全てのドット２３が、基板２０のｘ軸に平行な１つの縁に沿う検査領域２５に分布しているため、撮像装置４０（図３）をｘ軸に平行に移動させるだけで、全てのドット２３を撮像することができる。これに対して図５〜図７に示した実施例では、２つの検査領域２５（図６）が、それぞれ基板２０のｘ軸に平行な２つの縁に沿って配置されている。このため、撮像装置４０（図６）を、基板２０のｘ軸に平行な一方の縁に沿う検査領域２５と、他方の縁に沿う検査領域２５のそれぞれに沿って移動させなければならない。このため、一方の検査領域２５を撮像した後、他方の検査領域２５を撮像する前に、基板２０に対して撮像装置４０を相対的にｙ方向に移動させる必要がある。

図７は、本実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図１〜図４に示した実施例では、検査対象のノズル３２の選択（ステップＳ０１）、検査用吐出処理（ステップＳ０２）、及びスキャン動作（ステップＳ０３）をこの順番で実行している。これに対して図５〜図７に示した実施例では、図７に示すように、スキャン動作（ステップＳ０３）、検査対象のノズル３２の選択（ステップＳ０１）、及び検査用吐出処理（ステップＳ０２）をこの順番で実行する。すなわち、検査法吐出処理をスキャン動作の後に実行する。

次に、図５〜図７に示した実施例の優れた効果について説明する。
本実施例においても、図１〜図４に示した実施例と同様に、ノズル３２の動作不良の有無の検査を含めたインク塗布処理に要する時間を短縮することが可能になる。さらに、本実施例では、１回のスキャン動作を行った後に、当該スキャン動作でインクを吐出したノズル３２を用いて検査パターン２４（図５）を形成している。このため、スキャン動作の開始時点では正常に動作していたが、スキャン動作の途中で不良が発生したような場合にも、ノズル３２の動作不良を検出することができる。

次に、図８及び図９を参照して、さらに他の実施例によるインク塗布装置について説明する。以下、図１〜図４に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図８は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を示す図である。図８において、基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

図１〜図４に示した実施例では、複数のパス領域２１の各々について、パス領域２１と重なる検査領域２５に検査パターン２４（図２）を形成している。これに対して本実施例では、検査領域２５のうち最初のスキャン動作でインクを塗布するパス領域２１（図８において最も左側のパス領域２１）と重なる範囲に検査パターン２４を形成し、他のパス領域２１と重なる範囲には検査パターンを形成しない。この検査パターン２４は、全てのスキャン動作のうち少なくとも１つのスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル３２を検査対象のノズル３２として選択し、検査対象のノズル３２からインクを吐出させることにより形成する。すなわち、複数のスキャン動作の全てに対応して１つの検査パターン２４を形成している。

図９は、本実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。まず、全てのスキャン動作のうち少なくとも１つのスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル３２を検査対象のノズル３２として選択する（ステップＳ２１）。検査対象のノズル３２に対して検査用吐出処理を実行する（ステップＳ２２）。具体的には、図８の最も左のパス領域２１と検査領域２５とが重なっている領域に、検査パターン２４を形成する。

検査パターン２４を形成した後、スキャン動作とシフト動作とを繰り返すことにより、全てのパス領域２１にインクを塗布する描画処理を行う（ステップＳ２３）。描画処理が終了すると、撮像装置４０で検査パターン２４を撮像し、検査パターン２４の画像を取得する（ステップＳ２４）。その後、取得した画像から、動作不良のノズル３２の有無を判定する（ステップＳ２５）。

次に、図８〜図９に示した実施例の優れた効果について説明する。
図１〜図４に示した実施例では、スキャン動作ごとに検査パターン２４（図２）を形成し、検査パターン２４の画像解析を行っている。複数のスキャン動作で同一のノズル３２からインクを吐出する場合、このノズル３２は、複数の検査パターン２４のそれぞれにドット２３（図２）を形成する。複数の検査パターン２４のそれぞれに含まれるこのドット２３について画像解析がおこなわれる。すなわち、１つのノズル３２について複数回の検査を行うことになる。

これに対して図８〜図９に示した実施例では、複数のスキャン動作でインクを吐出したノズル３２について、１つの検査パターン２４に１つのドット２３を形成する。このため、基板２０へのインクの塗布においてインクを吐出した複数のノズル３２について１回ずつ検査が行われ、１つのノズル３２について複数回の検査が行われることはない。これにより、検査時間を短縮することができる。

次に、図８〜図９に示した実施例の変形例について説明する。
図８〜図９に示した実施例では、全てのスキャン動作に対して１回の検査用吐出処理（ステップＳ２２）を行っている。これに対して、全てのスキャン動作のうち一部の複数のスキャン動作に対して１回の検査用吐出処理を行ってもよい。例えば、図８に示した例において、１番目と２番目のスキャン動作に対して１回の検査用吐出処理を行い、３番目と４番目のスキャン動作に対して１回の検査用吐出処理を行うようにしてもよい。この場合、１番目のスキャン動作に対応するパス領域２１と検査領域２５との重複領域、及び３番目のスキャン動作に対応するパス領域２１と検査領域２５との重複領域に検査パターン２４を形成すればよい。

次に、図１０及び図１１を参照して、さらに他の実施例によるインク塗布装置について説明する。以下、図８〜図９に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図１０は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を示す図である。図１０において、基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

図８〜図９に示した実施例では、最初に実行するスキャン動作に対応したパス領域２１（図８において左端のパス領域２１）と検査領域２５との重複領域に検査パターン２４（図８）を形成している。これに対して本実施例では、最後に実行するスキャン動作に対応したパス領域２１（図１０において右端のパス領域２１）と検査領域２５との重複領域に検査パターン２４（図８）を形成している。

図１１は、本実施例によるインクの塗布及びインクジェットヘッドの検査を行う手順を示すフローチャートである。図８〜図９に示した実施例では、図９に示したように、検査用吐出処理（ステップＳ２２）を行った後に、スキャン動作とシフト動作とを繰り返す（ステップＳ２３）。これに対して本実施例では、図１１に示すように、スキャン動作とシフト動作との繰り返し（ステップＳ２３）を行った後に、検査対象のノズル３２の抽出（ステップＳ２１）、及び検査用吐出処理（ステップＳ２２）を行う。なお、検査対象のノズル３２の抽出は、スキャン動作とシフト動作との繰り返し（ステップＳ２３）の前に行っておいてもよい。

次に、図１０〜図１１に示した実施例の優れた効果について説明する。
図１０〜図１１に示した実施例においても、図８〜図９に示した実施例と同様に、検査時間を短縮することができる。さらに、本実施例では、全てのスキャン動作が終了した後に検査用吐出処理（ステップＳ２２）を行っている。このため、いずれかのスキャン動作の途中でノズル３２に異常が発生した場合に、その異常を検出することができる。検査パターン２４（図１０）の検査（ステップＳ２５）で異常が発見されなかったら、当該基板２０に対して行ったインク塗布処理は正常であったと類推することができる。

次に、図１２を参照してさらに他の実施例によるインク塗布装置について説明する。以下、図１〜図４に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図１２は、インクの吐出によって基板２０に形成されたパターン、及び基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を示す図である。図１２において、基板２０に対するインクジェットヘッド３１の相対的な移動の軌跡を矢印付きの折れ線で示している。

図１〜図４に示した実施例では、基板２０には複数のドット２２（図２）のみからなる実描画パターンを形成している。すなわち、基板２０の上面において、１つの画素に着弾したインクは他の画素に着弾したインクと連続することはなく孤立している。これに対して本実施例では、複数のドット２２の他に、インクの膜２６を形成する。膜２６は、複数の画素のそれぞれに着弾したインクが相互に連続することにより形成される。膜２６を形成するためには、通常、スキャン動作時に、膜２６が配置される領域を通過するノズル３２の全てからインクを吐出させる。

複数のドット２２と膜２６とを１枚の基板２０に形成する場合に、膜２６を形成するためのインクを吐出するノズル３２を検査対象に含めると、検査対象のノズル３２の個数が著しく多くなってしまう。本実施例においては、ドット２２を形成するためにインクを吐出した、またはインクを吐出する予定のノズル３２を検査対象とし、膜２６を形成するためのみにインクを吐出したノズル３２は検査対象としない。このため、ｙ方向に見て膜２６のみが配置されており、ドット２２は配置されていない領域２７には、検査パターン２４のドット２３が形成されない。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
膜２６を形成するためにインクを吐出したノズル３２を検査対象とすると、検査対象のノズル３２の個数が多くなりすぎる。このため、全てのノズル３２を検査する方法と比べて検査時間を短縮する有意な効果が得られない場合がある。図１２に示した実施例では、ドット２２の形成のためのインクの吐出は行わず、膜２６を形成するためにのみインクを吐出したノズル３２は、検査対象から除外する。このため、検査対象のノズル３２の個数が過剰に多くなることを抑制することができる。その結果、検査時間を短縮するという十分な効果が得られる。

なお、膜２６は、ある領域内の画素に着弾したインクが相互に連続して形成される。このため、１つのノズル３２の動作が不良であったとしても、不良のノズル３２からのインクが着弾する予定の画素は、他の正常なノズル３２から吐出されたインクの広がりによって埋められる。このため、膜２６の形成においては、１つまたは少数のノズル３２の動作不良は許容される場合がある。したがって、膜２６を形成するためのインクを吐出するノズル３２の検査を行わなくても、膜２６のある程度の品質は保証される。

次に、図１２に示した実施例の変形例について説明する。
図１２に示した実施例では、複数のドット２２を形成するためのインクを吐出することを、検査対象のノズル３２の抽出条件とし、膜２６を形成するためのインクを吐出することは、検査対象のノズル３２の抽出条件としていない。膜２６の形状や寸法によっては、ドット２２を形成するノズル３２と同様に、膜２６を形成するノズル３２の少なくとも一部の検査を行った方がよい場合がある。例えば、画素１個分の幅の帯状の膜を形成するような場合には、この膜を形成するインクを吐出するノズル３２を検査対象に含めることが好ましい。

このように、検査対象のノズルの選択にあたって、ドット２２のみに着目するのではなく、描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、または描画処理でインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択するとよい。検査対象のノズル３２の選択の際に、ドット２２を形成するためのノズル３２は、必ず検査対象に含めるとよい。ドット２２の形成には用いられず、膜２６の形成には用いられるノズル３２については、膜２６の形状や寸法に基づいて、検査対象に含めるか否かを決定するとよい。なお、描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、または描画処理でインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を検査対象のノズルとして選択するとともに、追加的に、描画処理に関わらないノズルの少なくとも一部を検査対象のノズルとして選択してもよい。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０基台
１１移動機構
１１ＸＸ方向移動機構
１１ＹＹ方向移動機構
１２可動テーブル
１３支持部材
２０基板
２１パス領域
２２ドット
２３検査パターンのドット
２４検査パターン
２５検査領域
２６膜
２７膜のみが配置されている領域
３０インク吐出ユニット
３１インクジェットヘッド
３２ノズル
３３硬化用光源
４０撮像装置
５０制御装置
５１記憶部
５２制御部

Claims

インクを吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドのノズルに対向する位置に基板を配置し、前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記基板の、インクが着弾する面を撮像する撮像装置と、
前記インクジェットヘッド及び前記移動機構を制御し、前記撮像装置で撮像された画像を解析する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記基板に対して前記インクジェットヘッドを相対的に移動させながら、前記複数のノズルのいくつかのノズルからインクを吐出させる描画処理と、
前記描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、または前記描画処理でインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させ、検査対象とされなかったノズルからはインクを吐出させず、前記基板の一部の領域にインクを着弾させる検査用吐出処理と、
前記検査用吐出処理でインクが着弾した領域を前記撮像装置で撮像した画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定する判定処理と
を行うインク塗布装置。
前記描画処理において、前記基板に形成されるインクからなるパターンは、前記複数のノズルからそれぞれ吐出したインクが前記基板上で孤立し、他のノズルから吐出されたインクと繋がらない複数のドットを含んでおり、
前記制御装置は、前記検査用吐出処理において、前記複数のドットの形成に用いられる予定のノズル、または前記複数のドットの形成に用いられたノズルを、検査対象のノズルとして選択する請求項１に記載のインク塗布装置。
前記複数のノズルは第１方向に並んで配置されており、
前記制御装置は、
前記描画処理において、前記基板に対して前記インクジェットヘッドを前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動させながらインクを吐出させるスキャン動作と、前記基板に対して前記インクジェットヘッドを前記第１方向に移動させるシフト動作とを繰り返す請求項１または２に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、繰り返されるスキャン動作の１回ごとに前記検査用吐出処理を実行し、前記検査用吐出処理においては、対応するスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル、またはインクを吐出したノズルを検査対象のノズルとして選択する請求項３に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、対応するスキャン動作の後、次のスキャン動作を行う前に前記検査用吐出処理を実行する請求項４に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、繰り返されるスキャン動作のうち複数回のスキャン動作に対応して１回の前記検査用吐出処理を実行し、前記検査用吐出処理においては、対応する複数回のスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル、またはインクを吐出したノズルを検査対象のノズルとして選択する請求項３に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、前記検査用吐出処理において、前記第２方向に関して、前記撮像装置の画角内の領域の寸法より狭い範囲にインクを着弾させる請求項３、４または６に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、前記検査用吐出処理において、複数のノズルからそれぞれ吐出されたインクが前記基板の上で相互に連続せず孤立している検査パターンを形成する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインク塗布装置。
前記制御装置は、前記判定処理において、前記基板に着弾したインクの位置、平面視における形状及び寸法に基づいて、ノズルの動作不良の有無を判定する請求項８に記載のインク塗布装置。
インクを吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドのノズルに対向する位置に基板を配置し、前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記基板の、インクが着弾する面を撮像する撮像装置と
を備えたインク塗布装置の制御装置であって、
前記複数のノズルを制御してインクを吐出させ、
前記移動機構を制御して前記基板に対して前記インクジェットヘッドを相対的に移動させ、
前記撮像装置で撮像された画像を解析し、
前記基板に対して前記インクジェットヘッドを相対的に移動させながら、前記複数のノズルのいくつかのノズルからインクを吐出させる描画処理と、
前記描画処理でインクを吐出させる予定のノズル、または前記描画処理でインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させ、検査対象とされなかったノズルからはインクを吐出させず、前記基板の一部の領域にインクを着弾させる検査用吐出処理と、
前記検査用吐出処理でインクが着弾した領域を前記撮像装置で撮像した画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定する判定処理と
を行う制御装置。
前記描画処理において、前記基板に形成されるインクからなるパターンは、前記複数のノズルからそれぞれ吐出したインクが前記基板上で孤立し、他のノズルから吐出されたインクと繋がらない複数のドットを含んでおり、
前記検査用吐出処理において、前記複数のドットの形成に用いられる予定のノズル、または前記複数のドットの形成に用いられたノズルを、検査対象のノズルとして選択する請求項１０に記載の制御装置。
前記複数のノズルは第１方向に並んで配置されており、
前記描画処理において、前記基板に対して前記インクジェットヘッドを前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動させながらインクを吐出させるスキャン動作と、前記基板に対して前記インクジェットヘッドを前記第１方向に移動させるシフト動作とを繰り返す請求項１０または１１に記載の制御装置。
繰り返されるスキャン動作の１回ごとに前記検査用吐出処理を実行し、前記検査用吐出処理においては、対応するスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル、またはインクを吐出したノズルを、検査対象のノズルとして選択する請求項１２に記載の制御装置。
対応するスキャン動作の後、次のスキャン動作を行う前に前記検査用吐出処理を実行する請求項１３に記載の制御装置。
繰り返されるスキャン動作のうち複数回のスキャン動作に対応して１回の前記検査用吐出処理を実行し、前記検査用吐出処理においては、対応する複数回のスキャン動作でインクを吐出する予定のノズル、またはインクを吐出したノズルを、検査対象のノズルとして選択する請求項１２に記載の制御装置。
前記検査用吐出処理において、前記第２方向に関して、前記撮像装置の画角内の領域の寸法より狭い範囲にインクを着弾させる請求項１２、１３または１５に記載の制御装置。
前記検査用吐出処理において、複数のノズルからそれぞれ吐出されたインクが前記基板の上で相互に連続せず孤立している検査パターンを形成する請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の制御装置。
前記判定処理において、前記基板に着弾したインクの位置、平面視における形状及び寸法に基づいて、ノズルの動作不良の有無を判定する請求項１７に記載の制御装置。
基板に対してインクジェットヘッドを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドの複数のノズルのうち一部のノズルからインクを吐出させてインクからなるパターンを描画し、
前記パターンを描画する前、前記描画の途中、及び描画の後の少なくとも１つの時期に、前記パターンの描画でインクを吐出させる予定のノズル、またはインクを吐出させたノズルの少なくとも一部を、検査対象のノズルとして選択し、検査対象のノズルからインクを吐出させ、検査対象とされなかったノズルからはインクを吐出させないで、前記基板の一部の領域に検査パターンを形成し、
前記検査パターンの画像を取得し、取得した画像から、ノズルの動作不良の有無を判定するインクジェットヘッド検査方法。