JP5664167B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、検査装置等に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and the like.
液状体を液滴として吐出することができる液滴吐出装置の１つとして、インクジェット装置が知られている。インクジェット装置では、インクなどの液状体を吐出ヘッドから液滴として吐出することができる。このようなインクジェット装置の吐出ヘッドでは、従来から、ノズル孔が形成されたノズルプレートを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。 An ink jet device is known as one of droplet discharge devices that can discharge a liquid material as droplets. In an ink jet apparatus, a liquid material such as ink can be ejected as droplets from an ejection head. Conventionally, an ejection head of such an ink jet apparatus has a nozzle plate in which nozzle holes are formed (see, for example, Patent Document 1).
吐出ヘッドでは、ノズルプレートの表面状態やノズル孔の状態などによって、吐出された液滴の飛行状態が変化することがある。このため、ノズルプレートの製造過程には、ノズルプレートの表面状態を検査する工程や、ノズル孔内の状態を検査する工程などが含まれている。ノズルプレートの表面状態やノズル孔内の状態の検査では、それぞれ、例えば、画像認識技術を活用することが考えられる。また、画像認識技術を活用する検査では、例えば、検査対象を撮像するカメラを有する検査装置が適用され得る。
これまで、ノズルプレートの表面状態やノズル孔内の状態を検査する工程では、それぞれ、互いに異なる検査装置が適用されてきた。これは、表面状態の検査に対する要求と、ノズル孔内の状態の検査に対する要求とが互いに異なっていることが理由の１つである。
ノズルプレートの表面状態の検査については、カメラの視野をノズルプレートの広い範囲にわたって広げたいという要求がある。これに対し、ノズル孔内の状態の検査については、ノズル孔という局所をカメラで大きく捉えたいという要求がある。
このように、従来の検査装置では、検査を効率化することが困難であるという課題がある。
In the ejection head, the flight state of the ejected droplets may change depending on the surface state of the nozzle plate and the state of the nozzle holes. For this reason, the manufacturing process of the nozzle plate includes a step of inspecting the surface state of the nozzle plate, a step of inspecting the state in the nozzle holes, and the like. In the inspection of the surface state of the nozzle plate and the state in the nozzle hole, for example, it is conceivable to use image recognition technology, for example. In the inspection using the image recognition technology, for example, an inspection apparatus having a camera for imaging an inspection object can be applied.
Until now, in the process of inspecting the surface state of the nozzle plate and the state in the nozzle hole, different inspection apparatuses have been applied. This is one of the reasons that the requirement for the inspection of the surface state and the requirement for the inspection of the state in the nozzle hole are different from each other.
Regarding the inspection of the surface condition of the nozzle plate, there is a demand for expanding the field of view of the camera over a wide range of the nozzle plate. On the other hand, regarding the inspection of the state in the nozzle hole, there is a demand to capture a large area of the nozzle hole with a camera.
Thus, the conventional inspection apparatus has a problem that it is difficult to improve the efficiency of the inspection.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］互いに対向する第１面及び第２面の間を貫通する孔を有する検査対象物の前記第１面側から前記孔を撮像する第１撮像装置と、前記第１撮像装置の光軸に対して同軸であり、第１の波長成分の光で前記検査対象物を前記第１面側から照明する第１照明と、前記検査対象物の前記第２面側から、前記孔を含めた状態で前記第２面を撮像する第２撮像装置と、前記第２撮像装置の光軸に対して同軸であり、前記第１の波長成分とは異なる第２の波長成分の光で前記検査対象物を前記第２面側から照明する第２照明と、前記第１の波長成分及び前記第２の波長成分とは異なる第３の波長成分を含む光で、前記検査対象物の前記第２面側から、且つ前記第２撮像装置の光軸に対して傾斜した方向から前記検査対象物の前記第２面を照明する第３照明と、前記第１撮像装置での前記第１の波長成分の画像と、前記第１撮像装置での前記第２の波長成分の画像とを合成して第１検査画像を生成し、前記第２撮像装置での前記第２の波長成分の画像と、前記第２撮像装置での前記第３の波長成分の画像とを合成して第２検査画像を生成する画像処理部と、を有する、ことを特徴とする検査装置。 Application Example 1 A first imaging device that images the hole from the first surface side of an inspection object having a hole penetrating between the first surface and the second surface facing each other, and the first imaging device A first illumination that is coaxial with the optical axis and illuminates the inspection object from the first surface side with light of a first wavelength component, and the hole from the second surface side of the inspection object. A second imaging device that images the second surface in an included state, and is coaxial with an optical axis of the second imaging device, and has a second wavelength component that is different from the first wavelength component; The second illumination for illuminating the inspection object from the second surface side, and the light including a third wavelength component different from the first wavelength component and the second wavelength component, and the light of the inspection object. Illuminate the second surface of the object to be inspected from two surfaces and from a direction inclined with respect to the optical axis of the second imaging device. A first inspection image is generated by synthesizing the third illumination, the image of the first wavelength component at the first imaging device, and the image of the second wavelength component at the first imaging device, An image processing unit that generates a second inspection image by synthesizing the image of the second wavelength component in the second imaging device and the image of the third wavelength component in the second imaging device; An inspection apparatus characterized by comprising:
この適用例の検査装置では、第１撮像装置での第１の波長成分の画像に、孔の輪郭が示され得る。また、第１撮像装置での第２の波長成分の画像に、孔の内周面の様子が示され得る。そして、これらの画像を合成した第１検査画像に基づいて、孔の内周面に異物があるかどうかを把握することができる。
また、この検査装置では、第２面側から孔を含めた第２面を撮像する第２撮像装置が設けられている。第２撮像装置での第２の波長成分の画像には、孔の輪郭が示され得る。また、第２撮像装置での第３の波長成分の画像には、第２面の表面状態が示され得る。そして、これらの画像を合成した第２検査画像に基づいて、孔の位置と第２面の表面状態とを把握することができる。例えば、第２面に損傷があった場合、第２検査画像に基づいて、第２面に損傷があることを検出することができるとともに、孔に対する損傷の位置を把握することもできる。
上述したように、この検査装置では、検査対象物の第１面側から孔内の状態を検査することができるとともに、検査対象物の第２面側から第２面の表面状態を検査することができる。この結果、検査対象物にかかる検査を効率化しやすくすることができる。
In the inspection apparatus of this application example, the outline of the hole can be shown in the image of the first wavelength component in the first imaging apparatus. Moreover, the state of the inner peripheral surface of the hole can be shown in the image of the second wavelength component in the first imaging device. And based on the 1st test | inspection image which synthesize | combined these images, it can be grasped | ascertained whether the foreign material exists in the internal peripheral surface of a hole.
Moreover, in this inspection apparatus, the 2nd imaging device which images 2nd surface including a hole from the 2nd surface side is provided. The contour of the hole can be shown in the image of the second wavelength component in the second imaging device. Moreover, the surface state of the second surface can be shown in the image of the third wavelength component in the second imaging device. And based on the 2nd test | inspection image which synthesize | combined these images, the position of a hole and the surface state of a 2nd surface can be grasped | ascertained. For example, when the second surface is damaged, it is possible to detect that the second surface is damaged based on the second inspection image, and it is also possible to grasp the position of damage to the hole.
As described above, in this inspection apparatus, the state in the hole can be inspected from the first surface side of the inspection object, and the surface state of the second surface is inspected from the second surface side of the inspection object. Can do. As a result, it is possible to facilitate the efficiency of the inspection on the inspection object.
［適用例２］上記の検査装置であって、前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｒ色・Ｇ色・Ｂ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする検査装置。 Application Example 2 In the above inspection apparatus, the first wavelength component and the second wavelength component are combinations of two color components of R color, G color, and B color. Inspection equipment.
この適用では、互いに明確に異なる波長成分を使用することができるため、画像処理において、各々の波長成分に明確に区別したうえで画像処理を行うことができる。また、可視光線の範囲で検査対象物の表面検査を行うことができるため、人の目による確認も容易になる。 In this application, wavelength components that are clearly different from each other can be used. Therefore, in image processing, image processing can be performed after clearly distinguishing each wavelength component. In addition, since the surface inspection of the inspection object can be performed in the range of visible light, confirmation by human eyes is facilitated.
［適用例３］上記の検査装置であって、前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｙ色・Ｍ色・Ｃ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする検査装置。 Application Example 3 In the above inspection apparatus, the first wavelength component and the second wavelength component are a combination of two color components of Y color, M color, and C color. Inspection equipment.
この適用では、互いに明確に異なる波長成分を使用することができるため、画像処理において、各々の波長成分に明確に区別したうえで画像処理を行うことができる。また、可視光線の範囲で検査対象物の表面検査を行うことができるため、人の目による確認も容易になる。 In this application, wavelength components that are clearly different from each other can be used. Therefore, in image processing, image processing can be performed after clearly distinguishing each wavelength component. In addition, since the surface inspection of the inspection object can be performed in the range of visible light, confirmation by human eyes is facilitated.
［適用例４］上記の検査装置であって、前記検査対象物がインクジェットヘッドのノズルプレートであり、
前記孔が、前記ノズルプレートに形成したノズル孔であることを特徴とする検査装置。
Application Example 4 In the above-described inspection apparatus, the inspection object is a nozzle plate of an inkjet head,
The inspection apparatus, wherein the hole is a nozzle hole formed in the nozzle plate.
この適用では、検査装置を用いた検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレートを除外することができる。これにより、基準を満たすノズルプレートのみを確実に選別でき、高品位なインクジェットヘッドを製造することができる。 In this application, it is possible to exclude nozzle plates that may cause ejection defects such as bending of ejected droplets or nozzle clogging by inspection using an inspection apparatus. Thereby, only the nozzle plate satisfying the standard can be reliably selected, and a high-quality inkjet head can be manufactured.
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る孔内検査方法を適用した検査装置について説明する。この検査装置は、検査対象物（インクジェットヘッドのノズルプレート等）を撮像し、その撮像した画像からノズルプレートに形成されたノズル孔の内部に異物があるかどうかやノズル面の外観などを検査するものである。 Hereinafter, an inspection apparatus to which an in-hole inspection method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings. This inspection apparatus images an inspection object (such as a nozzle plate of an ink jet head) and inspects whether there is a foreign substance inside the nozzle hole formed in the nozzle plate or the appearance of the nozzle surface from the captured image. Is.
検査装置２の説明に先立ち、図１を参照して、検査対象物の説明をする。本実施形態における検査対象物は、インクジェットヘッド１のノズル面（表面）５を構成するノズルプレート１１である。インクジェットヘッド１の斜視図である図１（ａ）に示すように、ノズルプレート１１のノズル面５には、２列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されている。各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個のノズル孔１２で構成されている。なお、ノズル列ＮＬの数およびノズル孔１２の数は、任意である。 Prior to the description of the inspection apparatus 2, the inspection object will be described with reference to FIG. The inspection object in the present embodiment is a nozzle plate 11 that constitutes the nozzle surface (surface) 5 of the inkjet head 1. As shown in FIG. 1A, which is a perspective view of the inkjet head 1, two nozzle rows NL are arranged in parallel on the nozzle surface 5 of the nozzle plate 11. Each nozzle row NL is composed of 180 nozzle holes 12 arranged at an equal pitch. The number of nozzle rows NL and the number of nozzle holes 12 are arbitrary.
ノズルプレート１１の一部を示す斜視図である図１（ｂ）に示すように、ノズルプレート１１の裏面には、シリコンキャビティ１３が接着され、シリコンキャビティ１３には、接着フィルム１４が接着されている。シリコンキャビティ１３は、各ノズル孔１２を囲むように配設され、ノズル孔１２の数に対応する数の圧力室１５と、各圧力室１５に供給するための機能液を貯留する共通室１６と、各圧力室１５と共通室１６とをつなぐ供給路１７と、を構成している。接着フィルム１４は、シリコンキャビティ１３の上面の仕切りとして接着されている。接着フィルム１４の上面の各圧力室１５に対応する位置には、ノズルプレート１１の断面図である図１（ｃ）に示すように、圧電素子６が配設されている。圧電素子６は、圧電体７を一対の電極８で挟持した構成を有している。 As shown in FIG. 1B, which is a perspective view showing a part of the nozzle plate 11, a silicon cavity 13 is bonded to the back surface of the nozzle plate 11, and an adhesive film 14 is bonded to the silicon cavity 13. Yes. The silicon cavities 13 are arranged so as to surround each nozzle hole 12, the number of pressure chambers 15 corresponding to the number of the nozzle holes 12, and a common chamber 16 for storing functional liquid to be supplied to each pressure chamber 15. A supply path 17 that connects each pressure chamber 15 and the common chamber 16 is configured. The adhesive film 14 is bonded as a partition on the upper surface of the silicon cavity 13. As shown in FIG. 1C, which is a cross-sectional view of the nozzle plate 11, the piezoelectric element 6 is disposed at a position corresponding to each pressure chamber 15 on the upper surface of the adhesive film 14. The piezoelectric element 6 has a configuration in which a piezoelectric body 7 is sandwiched between a pair of electrodes 8.
インクジェットヘッド１に導入された機能液（インク）は、共通室１６から供給路１７を介して圧力室１５に流れ、ここに貯留される。そして、圧電素子６に電圧を印加することにより圧力室１５に体積変化が生じ、各ノズル孔１２から機能液が液滴として吐出される。したがって、ノズル孔１２の内部に異物４がある場合、液滴の吐出量が変化したり、液滴が吐出されない等の不具合が生じる。また、異物４に先に吐出した液滴が付着し、その後の液滴の吐出方向が曲がる等の問題も生じる。
各ノズル孔１２は、テーパー部１２ａと、ストレート部１２ｂと、を有している。テーパー部１２ａは、ノズルプレート１１の圧力室１５側に設けられている。ストレート部１２ｂは、ノズルプレート１１のノズル面５側に設けられている。テーパー部１２ａは、ノズル面５側から圧力室１５側に向かって、孔の内径が広がっている。このため、ノズル面５側からストレート部１２ｂを介してテーパー部１２ａの内部を観察することができない。
The functional liquid (ink) introduced into the inkjet head 1 flows from the common chamber 16 to the pressure chamber 15 via the supply path 17 and is stored therein. Then, by applying a voltage to the piezoelectric element 6, a volume change occurs in the pressure chamber 15, and the functional liquid is ejected from each nozzle hole 12 as a droplet. Therefore, when the foreign matter 4 is present inside the nozzle hole 12, a problem such as a change in the discharge amount of the liquid droplets or a discharge of the liquid droplets occurs. In addition, there is a problem that the liquid droplets previously ejected adhere to the foreign matter 4 and the ejection direction of the subsequent liquid droplets is bent.
Each nozzle hole 12 has a tapered portion 12a and a straight portion 12b. The tapered portion 12 a is provided on the pressure plate 15 side of the nozzle plate 11. The straight portion 12 b is provided on the nozzle surface 5 side of the nozzle plate 11. In the tapered portion 12a, the inner diameter of the hole is widened from the nozzle surface 5 side toward the pressure chamber 15 side. For this reason, the inside of the taper part 12a cannot be observed from the nozzle surface 5 side via the straight part 12b.
次に、図２を参照して、検査装置２の説明をする。検査装置２は、第１撮像装置２１ａと、第２撮像装置２１ｂと、ワークセット治具２２と、第１照明２３ａと、第２照明２３ｂと、第３照明２４と、画像処理装置２６と、電源２７と、電源２８と、を有している。
第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂは、それぞれ、ノズルプレート１１を撮像する。ワークセット治具２２は、ノズルプレート１１を位置決めして固定するための治具である。第１照明２３ａは、第１撮像装置２１ａの光学系の光軸上でノズルプレート１１を照明する同軸落射照明である。第２照明２３ｂは、第２撮像装置２１ｂの光学系の光軸上でノズルプレート１１を照明する同軸落射照明である。第３照明２４は、第１撮像装置２１ａの下端部に装着され、ノズルプレート１１の表面を斜めから照明するリング照明である。
画像処理装置２６は、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂのそれぞれにより撮像した画像情報が取り込まれ、各種画像処理を行う。電源２７は、第３照明２４に電力を供給する。電源２８は、第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂのそれぞれに電力を供給する。なお、電源２８側に光源を設け、光ファイバーにより光を導き、ノズルプレート１１を照明するようにしてもよい。
Next, the inspection apparatus 2 will be described with reference to FIG. The inspection device 2 includes a first imaging device 21a, a second imaging device 21b, a work setting jig 22, a first illumination 23a, a second illumination 23b, a third illumination 24, an image processing device 26, A power source 27 and a power source 28 are provided.
The first imaging device 21a and the second imaging device 21b each image the nozzle plate 11. The work setting jig 22 is a jig for positioning and fixing the nozzle plate 11. The first illumination 23a is coaxial epi-illumination that illuminates the nozzle plate 11 on the optical axis of the optical system of the first imaging device 21a. The second illumination 23b is coaxial epi-illumination that illuminates the nozzle plate 11 on the optical axis of the optical system of the second imaging device 21b. The third illumination 24 is a ring illumination that is attached to the lower end portion of the first imaging device 21a and illuminates the surface of the nozzle plate 11 from an oblique direction.
The image processing device 26 receives image information captured by each of the first imaging device 21a and the second imaging device 21b, and performs various image processing. The power source 27 supplies power to the third illumination 24. The power supply 28 supplies power to each of the first illumination 23a and the second illumination 23b. A light source may be provided on the power supply 28 side, and light may be guided by an optical fiber to illuminate the nozzle plate 11.
ワークセット治具２２は、ノズルプレート１１を位置決め固定するセットテーブル４１と、セットテーブル４１にセットされたノズルプレート１１を直交軸（Ｘ軸・Ｙ軸）上で移動させる移動テーブル４２と、移動テーブル４２を支持する複数（４本）の脚部４３と、を備えている。
セットテーブル４１は、全体が透明アクリル樹脂製で構成され、セットテーブル４１の中央部は、透明なフィルム（図示省略）で構成されている。透明なフィルムは、ノズルプレート１１の２列のノズル列ＮＬを包含する大きさに形成されている。
ノズルプレート１１は、図３に示すように、ノズル面５が上側に向けられ、ノズル面５とは反対側の面９が下側に向けられた状態で、セットテーブル４１にセットされる。
The work setting jig 22 includes a set table 41 for positioning and fixing the nozzle plate 11, a moving table 42 for moving the nozzle plate 11 set on the set table 41 on orthogonal axes (X axis / Y axis), and a moving table. A plurality of (four) leg portions 43 that support 42.
The set table 41 is entirely made of a transparent acrylic resin, and the central portion of the set table 41 is made of a transparent film (not shown). The transparent film is formed in a size that includes the two nozzle rows NL of the nozzle plate 11.
As shown in FIG. 3, the nozzle plate 11 is set on the set table 41 with the nozzle surface 5 facing upward and the surface 9 opposite to the nozzle surface 5 facing downward.
第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂは、それぞれ、図２に示すように、装置本体３１と、カメラ本体３２と、を備えている。各カメラ本体３２は、図示しないＣＣＤイメージセンサーを有している。各カメラ本体３２は、カラー撮像可能なカメラであり、ＣＣＤイメージセンサーに色信号を抽出するための原色（「Ｒ（赤）」、「Ｇ（緑）」、「Ｂ（青）」）のカラーフィルターが取り付けられている（単板方式）。なお、原色に対して補色の関係にある「Ｃ，Ｍ，Ｙ」のカラーフィルターを用いてもよいし、３ＣＣＤ方式のカメラを用いてもよい。また、撮像方式としては、ＣＣＤ方式に限られたものではなく、ＣＭＯＳ方式等、その他どのような撮像方式でもよい。
各装置本体３１は、一端をカメラ本体３２のＣＣＤイメージセンサーに連なるように接続した鏡筒３３と、鏡筒３３の他方の端部に接続した対物レンズ３４と、を備えている。
Each of the first imaging device 21a and the second imaging device 21b includes an apparatus main body 31 and a camera main body 32, as shown in FIG. Each camera body 32 has a CCD image sensor (not shown). Each camera body 32 is a camera capable of color imaging, and is a primary color (“R (red)”, “G (green)”, “B (blue)”) for extracting color signals to the CCD image sensor. A filter is installed (single plate method). Note that a color filter of “C, M, Y” that is complementary to the primary color may be used, or a 3CCD camera may be used. Further, the imaging system is not limited to the CCD system, and any other imaging system such as a CMOS system may be used.
Each apparatus main body 31 includes a lens barrel 33 having one end connected to the CCD image sensor of the camera main body 32 and an objective lens 34 connected to the other end of the lens barrel 33.
第１撮像装置２１ａは、ノズルプレート１１の下側、すなわち面９（図３）に臨んでいる。第１撮像装置２１ａの対物レンズ３４は、ワークセット治具２２に固定したノズルプレート１１の下側、すなわち面９（図３）に臨んでいる。第１撮像装置２１ａは、ノズル孔１２（図３）のストレート部１２ｂの輪郭に焦点が合うように調整されている。
第２撮像装置２１ｂは、ノズルプレート１１の上側、すなわちノズル面５（図３）に臨んでいる。第２撮像装置２１ｂの対物レンズ３４は、ワークセット治具２２に固定したノズルプレート１１の上側、すなわちノズル面５（図３）に臨んでいる。第２撮像装置２１ｂは、ノズルプレート１１のノズル面５（図３）に焦点が合うように調整されている。
なお、本実施形態では、第２撮像装置２１ｂにおいて、一のノズル列ＮＬにおける４個のノズル孔１２が一度に撮像される。しかし、撮像範囲はカメラ本体３２や対物レンズ３４の仕様により異なるものであり、一度に撮像するノズル孔１２の数は、任意である。
The first imaging device 21a faces the lower side of the nozzle plate 11, that is, the surface 9 (FIG. 3). The objective lens 34 of the first imaging device 21a faces the lower side of the nozzle plate 11 fixed to the work setting jig 22, that is, the surface 9 (FIG. 3). The 1st imaging device 21a is adjusted so that the outline of the straight part 12b of the nozzle hole 12 (FIG. 3) may be focused.
The second imaging device 21b faces the upper side of the nozzle plate 11, that is, the nozzle surface 5 (FIG. 3). The objective lens 34 of the second imaging device 21b faces the upper side of the nozzle plate 11 fixed to the work setting jig 22, that is, the nozzle surface 5 (FIG. 3). The second imaging device 21b is adjusted so that the nozzle surface 5 (FIG. 3) of the nozzle plate 11 is in focus.
In the present embodiment, in the second imaging device 21b, four nozzle holes 12 in one nozzle row NL are imaged at a time. However, the imaging range varies depending on the specifications of the camera body 32 and the objective lens 34, and the number of nozzle holes 12 to be imaged at a time is arbitrary.
移動テーブル４２は、セットテーブル４１をノズル列ＮＬの方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸テーブル４４と、Ｘ軸テーブル４４をＸ軸と直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル４５と、を備えている。移動テーブル４２は、画像処理装置２６に接続され、画像処理装置２６により、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動が制御される。これにより、第１撮像装置２１ａや第２撮像装置２１ｂの撮像範囲（画角）に合わせてノズルプレート１１を移動することができ、ノズルプレート１１の表面に形成された全てのノズル孔１２を撮像することができる。なお、移動テーブル４２を省略して、第１撮像装置２１ａや第２撮像装置２１ｂを移動させる構成としてもよいし、作業者がセットテーブル４１上のノズルプレート１１を手作業で動かしてもよい。
なお、Ｘ軸テーブル４４の中央部には、セットテーブル４１より僅かに小さく形成されたＸ軸透過開口４４ａが形成され、同様にＹ軸テーブル４５の中央部には、Ｘ軸透過開口４４ａより大きく形成されたＹ軸透過開口４５ａが形成されている。
The movement table 42 includes an X-axis table 44 that moves the set table 41 in the direction of the nozzle row NL (X-axis direction), a Y-axis table 45 that moves the X-axis table 44 in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis, It has. The movement table 42 is connected to the image processing device 26, and the movement is controlled by the image processing device 26 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Thereby, the nozzle plate 11 can be moved in accordance with the imaging range (angle of view) of the first imaging device 21a or the second imaging device 21b, and all the nozzle holes 12 formed on the surface of the nozzle plate 11 are imaged. can do. Note that the moving table 42 may be omitted and the first imaging device 21a and the second imaging device 21b may be moved, or the operator may move the nozzle plate 11 on the set table 41 manually.
An X-axis transmission opening 44a formed slightly smaller than the set table 41 is formed at the center of the X-axis table 44. Similarly, the center of the Y-axis table 45 is larger than the X-axis transmission opening 44a. The formed Y-axis transmission opening 45a is formed.
第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂは、それぞれ、装置本体３１の鏡筒３３から枝分かれして、鏡筒３３に沿うように配設された同軸落射ケース５１と、同軸落射ケース５１に配設された同軸落射ＬＥＤ部５２と、同軸落射ケース５１に配設された反射ミラー５３と、を備えている。また、第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂは、それぞれ、電源２８に接続され、適正且つ安定した電力が供給されるようになっている。
第１照明２３ａは、青色（Ｂ）ＬＥＤを用いた青色の照明であり、同軸落射ＬＥＤ部５２から照射された青色の光は、同軸落射ケース５１内のレンズ（図示省略）で集光され、反射ミラー５３および鏡筒３３内に配設されたハーフミラー５４で反射して、第１撮像装置２１ａの光軸と同一軸でノズルプレート１１を、面９側（図３）から照らす。
第２照明２３ｂは、赤色（Ｒ色）ＬＥＤを用いた赤色の照明であり、同軸落射ＬＥＤ部５２から照射された赤色の光は、同軸落射ケース５１内のレンズ（図示省略）で集光され、反射ミラー５３および鏡筒３３内に配設されたハーフミラー５４で反射して、第２撮像装置２１ｂの光軸と同一軸でノズルプレート１１を、ノズル面５側（図３）から照らす。
The first illumination 23 a and the second illumination 23 b are arranged in a coaxial incident case 51 and a coaxial incident case 51 that are branched from the lens barrel 33 of the apparatus body 31 and are arranged along the lens barrel 33. A coaxial incident LED section 52 and a reflective mirror 53 disposed in the coaxial incident case 51. Moreover, the 1st illumination 23a and the 2nd illumination 23b are each connected to the power supply 28, and the appropriate and stable electric power is supplied.
The first illumination 23a is a blue illumination using a blue (B) LED, and the blue light emitted from the coaxial incident LED unit 52 is collected by a lens (not shown) in the coaxial incident case 51, Reflected by the reflecting mirror 53 and the half mirror 54 disposed in the lens barrel 33, the nozzle plate 11 is illuminated from the surface 9 side (FIG. 3) along the same axis as the optical axis of the first imaging device 21a.
The second illumination 23 b is a red illumination using a red (R color) LED, and the red light emitted from the coaxial incident LED unit 52 is collected by a lens (not shown) in the coaxial incident case 51. Then, the light is reflected by the reflecting mirror 53 and the half mirror 54 disposed in the lens barrel 33, and the nozzle plate 11 is illuminated from the nozzle surface 5 side (FIG. 3) along the same axis as the optical axis of the second imaging device 21b.
第３照明２４は、第２撮像装置２１ｂの対物レンズ３４の外側に環状に添設されており、複数の点光源であるハロゲンランプ（図示省略）を環状に配設したリング照明本体６１と、リング照明本体６１の下側に接続され、光の照射角度を変更するリング治具６２と、を備えている。また、第３照明２４は、電源２７に接続され、適正且つ安定した電力が供給されるようになっている。リング治具６２は、その内側が鏡面加工されており、リング照明本体６１から照射された光（ハロゲン光）は、リング治具６２の内側で反射して、ノズルプレート１１に対して３０°の角度で照射される。リング治具６２を通過した光は、第２撮像装置２１ｂの撮像範囲に該当するノズルプレート１１のノズル面５に集光する。これにより、第２撮像装置２１ｂでの撮像に必要な光を集めることができる。なお、リング治具６２は、上記したものに限られず、例えば、プリズムやレンズ等で構成してもよい。すなわち、第２撮像装置２１ｂの撮像範囲に集光するべく、リング照明本体６１から照射された光の照射角度を変更できるものであればよい。また、上記したノズルプレート１１に対しての第３照明２４からの光の角度（３０°）は一例であり、撮像条件に合わせて任意に変更することが好ましい。 The third illumination 24 is annularly attached to the outside of the objective lens 34 of the second imaging device 21b, and a ring illumination body 61 in which halogen lamps (not shown) as a plurality of point light sources are annularly arranged; A ring jig 62 that is connected to the lower side of the ring illumination main body 61 and changes the light irradiation angle. The third illumination 24 is connected to a power source 27 so that proper and stable power is supplied. The inside of the ring jig 62 is mirror-finished, and light (halogen light) emitted from the ring illumination main body 61 is reflected on the inside of the ring jig 62 and is 30 ° with respect to the nozzle plate 11. Irradiated at an angle. The light that has passed through the ring jig 62 is condensed on the nozzle surface 5 of the nozzle plate 11 corresponding to the imaging range of the second imaging device 21b. Thereby, the light required for imaging with the second imaging device 21b can be collected. Note that the ring jig 62 is not limited to the above-described one, and may be configured by, for example, a prism or a lens. That is, it is only necessary to be able to change the irradiation angle of the light emitted from the ring illumination main body 61 so as to focus on the imaging range of the second imaging device 21b. Moreover, the angle (30 °) of the light from the third illumination 24 with respect to the nozzle plate 11 described above is an example, and it is preferable to arbitrarily change it according to the imaging conditions.
画像処理装置２６は、画像処理のための作業領域（一時記憶領域）として使用されるＲＡＭ７１と、画像処理に用いる各種データおよび各種プログラムを記憶（保存）するＨＤＤ７２と、ＨＤＤ７２に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するＣＰＵ７３と、ＣＰＵ７３による各種処理を行うための制御プログラムおよび制御データを記憶するＲＯＭ７４と、を有している。また、画像処理装置２６には、キーボードやマウス等の入力デバイス７５、ディスプレイ７６等が接続されており、画像処理装置２６は、ＩＯＣ７７（Input Output Controller）を介して、カメラ本体３２と接続されている。 The image processing apparatus 26 includes a RAM 71 used as a work area (temporary storage area) for image processing, an HDD 72 that stores (saves) various data and various programs used for image processing, a program stored in the HDD 72, and the like. Accordingly, the CPU 73 that performs arithmetic processing on various data, and the ROM 74 that stores control programs and control data for performing various processing by the CPU 73 are provided. The image processing apparatus 26 is connected to an input device 75 such as a keyboard and a mouse, a display 76, and the like. The image processing apparatus 26 is connected to the camera body 32 via an IOC 77 (Input Output Controller). Yes.
本実施形態の検査装置２の画像処理装置２６によるノズルプレート１１の検査方法について説明する。本実施形態における検査方法では、ノズル孔１２の内部（内周面）に異物４があるか否かと、ノズルプレート１１のノズル面５の表面状態と、を検査することができる。
本実施形態における検査方法は、図４に示すように、撮像工程Ｓ１と、色成分抽出工程Ｓ２と、画像処理工程Ｓ３と、画像合成工程Ｓ４と、を含む。
撮像工程Ｓ１では、第１撮像装置２１ａによる撮像と、第２撮像装置２１ｂによる撮像とを行う。第１撮像装置２１ａによる撮像では、面９（図３）側から、ノズル孔１２の輪郭を含めた状態で面９を撮像することによって、後述する第１撮像画像を取得する。また、第２撮像装置２１ｂによる撮像では、ノズル面５（図３）側から、ノズル孔１２を含めた状態でノズル面５を撮像することによって、後述する第２撮像画像を取得する。
A method for inspecting the nozzle plate 11 by the image processing apparatus 26 of the inspection apparatus 2 according to the present embodiment will be described. In the inspection method according to the present embodiment, it is possible to inspect whether or not there is the foreign matter 4 inside the nozzle hole 12 (inner peripheral surface) and the surface state of the nozzle surface 5 of the nozzle plate 11.
As shown in FIG. 4, the inspection method according to the present embodiment includes an imaging step S1, a color component extraction step S2, an image processing step S3, and an image composition step S4.
In the imaging step S1, imaging by the first imaging device 21a and imaging by the second imaging device 21b are performed. In imaging by the first imaging device 21a, a first captured image to be described later is acquired by imaging the surface 9 from the surface 9 (FIG. 3) side in a state including the outline of the nozzle hole 12. Moreover, in the imaging by the 2nd imaging device 21b, the 2nd captured image mentioned later is acquired by imaging the nozzle surface 5 in the state including the nozzle hole 12 from the nozzle surface 5 (FIG. 3) side.
色成分抽出工程Ｓ２では、第１撮像画像からＲ色・Ｂ色の色成分別の画像を抽出し、第２撮像画像からＲ色・Ｇ色の色成分別の画像を抽出する。
画像処理工程Ｓ３では、第１撮像画像及び２撮像画像ごとに、それぞれの色成分別の画像に画像処理を施すことによって、処理画像を生成する。
画像合成工程Ｓ４では、第１撮像画像及び２撮像画像ごとに、色成分別の処理画像同士を合成することによって、後述する第１検査画像及び第２検査画像を生成する。
In the color component extraction step S2, an image for each of the R and B color components is extracted from the first captured image, and an image for each of the R and G color components is extracted from the second captured image.
In the image processing step S3, a processed image is generated by performing image processing on the image for each color component for each of the first captured image and the second captured image.
In the image composition step S4, a first inspection image and a second inspection image, which will be described later, are generated by combining the processed images for each color component for each of the first captured image and the second captured image.
撮像工程Ｓ１に先立ち、作業者は、検査対象物となるノズルプレート１１をワークセット治具２２の所定位置に固定する。撮像工程Ｓ１では、第１照明２３ａ、第２照明２３ｂ及び第３照明２４をすべて点灯させた状態で、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂのそれぞれにより、撮像を行う。
本実施形態では、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法とが、並行して行われる。しかしながら、検査方法の態様は、これに限定されず、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法とを別々に実施する態様も採用され得る。さらに、この場合、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法との実施順序は、いずれが先でも後でもよい。
以下においては、第１撮像装置２１ａによる検査方法の流れと、第２撮像装置２１ｂによる検査方法の流れとを個別に説明する。
Prior to the imaging step S <b> 1, the operator fixes the nozzle plate 11 serving as an inspection object at a predetermined position of the work setting jig 22. In the imaging step S1, imaging is performed by each of the first imaging device 21a and the second imaging device 21b with all of the first illumination 23a, the second illumination 23b, and the third illumination 24 turned on.
In the present embodiment, the inspection method using the first imaging device 21a and the inspection method using the second imaging device 21b are performed in parallel. However, the aspect of the inspection method is not limited to this, and an aspect in which the inspection method by the first imaging device 21a and the inspection method by the second imaging device 21b are separately performed may be employed. Furthermore, in this case, the execution order of the inspection method by the first imaging device 21a and the inspection method by the second imaging device 21b may be either first or later.
In the following, the flow of the inspection method by the first imaging device 21a and the flow of the inspection method by the second imaging device 21b will be described individually.
まず、第１撮像装置２１ａによる検査方法の流れを説明する。
第１撮像装置２１ａによって撮像された画像情報は、ＩＯＣ７７（図２）を介して画像処理装置２６に第１撮像画像８１（図５（ａ）参照）として取り込まれる。なお、図５では、１つのノズル孔１２について、各工程で生成される画像を模式的に示している。
色成分抽出工程Ｓ２では、第１撮像画像８１から、「Ｒ（赤）」、「Ｂ（青）」の各色成分（波長成分）の画像を抽出し、図５（ｂ）に示す赤色成分画像８２及び青色成分画像８３の色成分画像を生成する。各色の波長成分は、明確に異なる波長成分からなるものであり、色成分ごとの画像に簡単に抽出することができる。また、可視光線の範囲で当該検査を行うため、画像処理装置２６による検査が困難な場合にも、人の目による確認が容易になる。さらに、１度の撮像工程Ｓ１で、複数（本実施形態では２つ）の画像を生成することができるため、撮像工程Ｓ１に係る時間を短縮することができ、検査対象物の検査に要する時間を短縮することができる。
First, the flow of the inspection method by the first imaging device 21a will be described.
Image information captured by the first imaging device 21a is taken into the image processing device 26 as a first captured image 81 (see FIG. 5A) via the IOC 77 (FIG. 2). FIG. 5 schematically shows an image generated in each process for one nozzle hole 12.
In the color component extraction step S2, images of each color component (wavelength component) of “R (red)” and “B (blue)” are extracted from the first captured image 81, and the red component image shown in FIG. 82 and a blue component image 83 are generated. The wavelength components of each color are clearly composed of different wavelength components, and can be easily extracted into an image for each color component. In addition, since the inspection is performed in the range of visible light, even when the inspection by the image processing device 26 is difficult, confirmation by human eyes becomes easy. Furthermore, since a plurality of (two in the present embodiment) images can be generated in one imaging step S1, the time required for the imaging step S1 can be shortened, and the time required for inspection of the inspection object Can be shortened.
青色成分画像８３は、第１照明２３ａから照射された青色光の波長成分（第１の波長成分）を抽出することで生成される。第１照明２３ａからの青色光は、第１撮像装置２１ａの光軸と同軸で照射されているため、ノズル孔１２内では上方に通過してしまい、反射（または散乱）することはないが、その他のノズルプレート１１の面９で反射等して、その反射光（または散乱光）が第１撮像装置２１ａに入射する。したがって、青色成分画像８３では、ノズル孔１２の内部は黒色に表示され、その他のノズルプレート１１の面９は青色に表示される。つまり、青色成分画像８３では、正確な位置および大きさのノズル孔１２の輪郭のみが明確に黒色に表示される。 The blue component image 83 is generated by extracting the wavelength component (first wavelength component) of the blue light emitted from the first illumination 23a. Since the blue light from the first illumination 23a is irradiated coaxially with the optical axis of the first imaging device 21a, it passes upward in the nozzle hole 12 and is not reflected (or scattered). The reflected light (or scattered light) is reflected by the surface 9 of the other nozzle plate 11 and enters the first imaging device 21a. Therefore, in the blue component image 83, the inside of the nozzle hole 12 is displayed in black, and the other surfaces 9 of the other nozzle plates 11 are displayed in blue. That is, in the blue component image 83, only the outline of the nozzle hole 12 having the correct position and size is clearly displayed in black.
赤色成分画像８２は、第２照明２３ｂから照射された赤色光の波長成分（第２の波長成分）を抽出することで生成される。第２照明２３ｂからの赤色光は、ノズル孔１２内を通過して第１撮像装置２１ａに入射する。したがって、赤色成分画像８２では、ノズル孔１２の内部は赤色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５は黒色に表示される。
この際、第２照明２３ｂからの赤色光は、ノズル孔１２の内周面に反射または散乱した成分も第１撮像装置２１ａに入射するため、赤色成分画像８２において、ノズル孔１２の輪郭は、若干ぼやけて、実際の大きさよりも大きく表示される。また、ノズル孔１２の内部に異物４が付着している場合、上方から投射された赤色光は、その異物４の部分で遮られる。このため、ノズル孔１２内の異物４も赤色成分画像８２において黒色に表示される。したがって、赤色成分画像８２では、ノズル孔１２の輪郭内（赤色）に異物４（黒色）が表示されていても、その異物４が、実際にノズル孔１２の内部に付着したものか否かを、赤色成分画像８２で判断することはできない。
The red component image 82 is generated by extracting the wavelength component (second wavelength component) of the red light emitted from the second illumination 23b. The red light from the second illumination 23b passes through the nozzle hole 12 and enters the first imaging device 21a. Therefore, in the red component image 82, the inside of the nozzle hole 12 is displayed in red, and the nozzle surfaces 5 of the other nozzle plates 11 are displayed in black.
At this time, since the red light from the second illumination 23b is reflected or scattered on the inner peripheral surface of the nozzle hole 12 and also enters the first imaging device 21a, the outline of the nozzle hole 12 in the red component image 82 is It is slightly blurred and displayed larger than the actual size. Moreover, when the foreign material 4 has adhered to the inside of the nozzle hole 12, the red light projected from the upper direction is interrupted by the foreign material 4 portion. For this reason, the foreign material 4 in the nozzle hole 12 is also displayed in black in the red component image 82. Therefore, in the red component image 82, even if the foreign matter 4 (black) is displayed in the outline (red) of the nozzle hole 12, it is determined whether or not the foreign matter 4 is actually attached to the inside of the nozzle hole 12. The red component image 82 cannot be used for determination.
画像処理工程Ｓ３では、画像処理装置２６が赤色成分画像８２および青色成分画像８３に各々２値化処理を行い、図５（ｃ）に示す赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５の２値化画像を各々生成する。２値化処理は、設定した閾値により行われる。２値化処理された赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５は、それぞれ白黒の画像となる。赤色成分処理画像８４では、位置および大きさが正確なノズル孔１２の輪郭が強調される。同様に、青色成分処理画像８５では、ノズル孔１２の内部に存在する異物４が強調される。このように、色成分抽出工程Ｓ２を経た赤色成分画像８２および青色成分画像８３に対して、画像処理工程Ｓ３を行うことで、複雑な画像処理を施すことなく、ノズル孔１２および異物４を誤検出することのない正確な２値化画像（赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５）を得ることができる。なお、２値化処理における画像の輝度の閾値は、固定閾値法、自動２値化法、モード法および判別分析法等の既知の手法や、ユーザーが実験或いは経験等に基づいて、任意に求める。 In the image processing step S3, the image processing device 26 performs binarization processing on the red component image 82 and the blue component image 83, respectively, and the binary of the red component processed image 84 and the blue component processed image 85 shown in FIG. Each of the converted images is generated. The binarization process is performed with a set threshold value. The binarized red component processed image 84 and blue component processed image 85 are respectively black and white images. In the red component processed image 84, the contour of the nozzle hole 12 whose position and size are accurate is emphasized. Similarly, in the blue component processed image 85, the foreign matter 4 existing inside the nozzle hole 12 is emphasized. In this way, by performing the image processing step S3 on the red component image 82 and the blue component image 83 that have undergone the color component extraction step S2, the nozzle hole 12 and the foreign matter 4 can be mistaken without performing complicated image processing. Accurate binarized images (red component processed image 84 and blue component processed image 85) that are not detected can be obtained. Note that the threshold value of the luminance of the image in the binarization processing is arbitrarily determined based on a known method such as a fixed threshold method, an automatic binarization method, a mode method and a discriminant analysis method, or a user's experiment or experience. .
画像合成工程Ｓ４では、画像処理工程Ｓ３で生成した赤色成分処理画像８４と青色成分処理画像８５との両画像間で論理和（ＯＲ）演算を行う。これにより、図５（ｄ）に示す中間検体画像８６が得られる。中間検体画像８６では、ノズル孔１２内の異物４のみが「黒」で表示される。
次いで、中間検体画像８６に対して、否定（ＮＯＴ）演算を行い、白黒を反転させる（異物４が「白」）ことによって、図５（ｅ）に示す第１検査画像８７が得られる。そして、この第１検査画像８７により、画像処理装置２６は、ノズル孔１２の内部に存在する異物４を検出する。ノズル孔１２の位置および大きさが正確に表示された赤色成分処理画像８４と、ノズル孔１２の内部の異物４が表示された青色成分処理画像８５と、を画像処理（論理演算）して生成された第１検査画像８７では、ノズル孔１２と異物４との位置関係が明確になり、ノズル孔１２の内部（内周面）に異物４があるかどうかを正確に且つ確実に検出することができる。なお、中間検体画像８６に対する否定演算に代えて、中間検体画像８６の「明」成分（画像の輝度値が「０」）と、それ以外の成分とで２値化処理を実行した画像を第１検査画像８７としてもよい。また、検査に用いるプログラムによっては、否定演算を省略して、中間検体画像８６により異物４を検出するようにしてもよい。
In the image composition step S4, a logical sum (OR) operation is performed between both the red component processed image 84 and the blue component processed image 85 generated in the image processing step S3. Thereby, the intermediate sample image 86 shown in FIG. 5D is obtained. In the intermediate sample image 86, only the foreign matter 4 in the nozzle hole 12 is displayed in “black”.
Next, a negative (NOT) operation is performed on the intermediate specimen image 86 to invert black and white (foreign matter 4 is “white”), thereby obtaining a first inspection image 87 shown in FIG. Then, the image processing device 26 detects the foreign matter 4 existing inside the nozzle hole 12 based on the first inspection image 87. A red component processed image 84 in which the position and size of the nozzle hole 12 are accurately displayed and a blue component processed image 85 in which the foreign matter 4 inside the nozzle hole 12 is displayed are generated by image processing (logical operation). In the first inspection image 87, the positional relationship between the nozzle hole 12 and the foreign matter 4 is clarified, and whether the foreign matter 4 is present inside (inner peripheral surface) of the nozzle hole 12 is accurately and reliably detected. Can do. Instead of performing a negative operation on the intermediate sample image 86, an image obtained by performing binarization processing on the “bright” component of the intermediate sample image 86 (the luminance value of the image is “0”) and other components is used. One inspection image 87 may be used. Further, depending on the program used for the examination, the negative operation may be omitted, and the foreign object 4 may be detected from the intermediate sample image 86.
以上の構成によれば、１度の撮像工程Ｓ１で、複数の画像を生成することができ、孔内検査全体に要する時間を短縮することができる。また、簡単な画像処理の手順で異物４を正確に且つ確実に検出可能な第１検査画像８７を生成することができる。この孔内検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレート１１を除外することができる。これにより、高品位なインクジェットヘッド１の製造が可能となる。 According to the above configuration, a plurality of images can be generated in one imaging step S1, and the time required for the entire in-hole inspection can be shortened. In addition, it is possible to generate the first inspection image 87 capable of accurately and reliably detecting the foreign material 4 by a simple image processing procedure. By this in-hole inspection, it is possible to exclude the nozzle plate 11 that may cause ejection failure such as bending of ejection droplets or nozzle clogging. Thereby, manufacture of the high quality inkjet head 1 is attained.
次に、第２撮像装置２１ｂによる検査方法の流れを説明する。
第２撮像装置２１ｂによって撮像された画像情報は、ＩＯＣ７７（図２）を介して画像処理装置２６に第２撮像画像９１（図６（ａ）参照）として取り込まれる。なお、図６では、４つのノズル孔１２について、各工程で生成される画像を模式的に示している。
色成分抽出工程Ｓ２では、第２撮像画像９１から、「Ｒ（赤）」、「Ｇ（緑）」の各色成分（波長成分）の画像を抽出し、図６（ｂ）に示す赤色成分画像９２及び緑色成分画像９３の色成分画像を生成する。各色の波長成分は、明確に異なる波長成分からなるものであり、色成分ごとの画像に簡単に抽出することができる。また、可視光線の範囲で当該検査を行うため、画像処理装置２６による検査が困難な場合にも、人の目による確認が容易になる。さらに、１度の撮像工程Ｓ１で、複数（本実施形態では２つ）の画像を生成することができるため、撮像工程Ｓ１に係る時間を短縮することができ、検査対象物の検査に要する時間を短縮することができる。
Next, the flow of the inspection method by the second imaging device 21b will be described.
Image information captured by the second imaging device 21b is taken into the image processing device 26 as a second captured image 91 (see FIG. 6A) via the IOC 77 (FIG. 2). In FIG. 6, images generated in each process are schematically shown for the four nozzle holes 12.
In the color component extraction step S2, images of each color component (wavelength component) of “R (red)” and “G (green)” are extracted from the second captured image 91, and the red component image shown in FIG. The color component images 92 and the green component image 93 are generated. The wavelength components of each color are clearly composed of different wavelength components, and can be easily extracted into an image for each color component. In addition, since the inspection is performed in the range of visible light, even when the inspection by the image processing device 26 is difficult, confirmation by human eyes becomes easy. Furthermore, since a plurality of (two in the present embodiment) images can be generated in one imaging step S1, the time required for the imaging step S1 can be shortened, and the time required for inspection of the inspection object Can be shortened.
赤色成分画像９２は、第２照明２３ｂから照射された赤色光の波長成分（第２の波長成分）を抽出することで生成される。第２照明２３ｂからの赤色光は、第２撮像装置２１ｂの光軸と同軸で照射されているため、ノズル孔１２内では下方に通過してしまい、反射（または散乱）することはないが、その他のノズルプレート１１のノズル面５で反射等して、その反射光（または散乱光）が第２撮像装置２１ｂに入射する。したがって、赤色成分画像９２では、ノズル孔１２の内部は黒色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５は赤色に表示される。つまり、赤色成分画像９２では、正確な位置および大きさのノズル孔１２の輪郭のみが明確に黒色に表示される。なお、第３照明２４からのハロゲン光にも赤色の波長成分が含まれているが、この赤色の波長成分は、第２照明２３ｂの赤色光よりも弱く、且つ波長成分も異なるため、第２撮像装置２１ｂでは撮像されず、赤色成分画像９２に表示されることはない。 The red component image 92 is generated by extracting the wavelength component (second wavelength component) of the red light emitted from the second illumination 23b. Since the red light from the second illumination 23b is irradiated coaxially with the optical axis of the second imaging device 21b, it passes downward in the nozzle hole 12 and is not reflected (or scattered). The reflected light (or scattered light) is reflected by the nozzle surface 5 of the other nozzle plate 11 and enters the second imaging device 21b. Therefore, in the red component image 92, the inside of the nozzle hole 12 is displayed in black, and the nozzle surfaces 5 of the other nozzle plates 11 are displayed in red. That is, in the red component image 92, only the outline of the nozzle hole 12 having the correct position and size is clearly displayed in black. Note that the halogen light from the third illumination 24 also includes a red wavelength component, but this red wavelength component is weaker than the red light of the second illumination 23b and has a different wavelength component. The image pickup device 21b does not pick up an image and does not display it in the red component image 92.
緑色成分画像９３は、第３照明２４から照射されたハロゲン光に含まれる緑色光の波長成分（第３の波長成分）を抽出することで生成される。
第３照明２４からの光は、第２撮像装置２１ｂの光軸に対して傾斜した方向に照射される。このため、第３照明２４からの光のうちノズル面５で反射した反射光は、本来的には、第２撮像装置２１ｂに入射しない。しかし、ノズル面５に傷などの損傷３がある場合には、第３照明２４からの光のうち損傷３で反射した光は、第２撮像装置２１ｂに入射し得る。したがって、緑色成分画像９３では、損傷３が緑色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５が黒色に表示される。
The green component image 93 is generated by extracting the wavelength component (third wavelength component) of green light included in the halogen light emitted from the third illumination 24.
Light from the third illumination 24 is irradiated in a direction inclined with respect to the optical axis of the second imaging device 21b. For this reason, the reflected light reflected by the nozzle surface 5 out of the light from the third illumination 24 is not originally incident on the second imaging device 21b. However, when there is damage 3 such as a scratch on the nozzle surface 5, the light reflected by the damage 3 out of the light from the third illumination 24 can enter the second imaging device 21b. Therefore, in the green component image 93, the damage 3 is displayed in green, and the nozzle surfaces 5 of the other nozzle plates 11 are displayed in black.
画像処理工程Ｓ３では、画像処理装置２６が赤色成分画像９２および緑色成分画像９３に各々２値化処理を行い、図６（ｃ）に示す赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５の２値化画像を各々生成する。２値化処理は、設定した閾値により行われる。２値化処理された赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５は、それぞれ白黒の画像となる。赤色成分処理画像９４では、位置および大きさが正確なノズル孔１２の輪郭が強調される。同様に、緑色成分処理画像９５では、ノズル面５に存在する損傷３が強調される。このように、色成分抽出工程Ｓ２を経た赤色成分画像９２および緑色成分画像９３に対して、画像処理工程Ｓ３を行うことで、複雑な画像処理を施すことなく、ノズル孔１２および損傷３を誤検出することのない正確な２値化画像（赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５）を得ることができる。なお、２値化処理における画像の輝度の閾値は、固定閾値法、自動２値化法、モード法および判別分析法等の既知の手法や、ユーザーが実験或いは経験等に基づいて、任意に求める。 In the image processing step S3, the image processing device 26 performs binarization processing on the red component image 92 and the green component image 93, respectively, and the binary of the red component processed image 94 and the green component processed image 95 shown in FIG. Each of the converted images is generated. The binarization process is performed with a set threshold value. The binarized red component processed image 94 and green component processed image 95 are respectively black and white images. In the red component processed image 94, the outline of the nozzle hole 12 whose position and size are accurate is emphasized. Similarly, in the green component processed image 95, the damage 3 existing on the nozzle surface 5 is emphasized. As described above, by performing the image processing step S3 on the red component image 92 and the green component image 93 that have undergone the color component extraction step S2, the nozzle hole 12 and the damage 3 are erroneously performed without performing complicated image processing. Accurate binarized images (red component processed image 94 and green component processed image 95) that are not detected can be obtained. Note that the threshold value of the luminance of the image in the binarization processing is arbitrarily determined based on a known method such as a fixed threshold method, an automatic binarization method, a mode method and a discriminant analysis method, or a user's experiment or experience .
画像合成工程Ｓ４では、画像処理工程Ｓ３で生成した赤色成分処理画像９４と緑色成分処理画像９５との両画像間で排他的論理和（ＸＯＲ）演算を行う。これにより、図６（ｄ）に示す中間検体画像９６が得られる。中間検体画像９６では、ノズル孔１２及び損傷３が「黒」で表示される。
次いで、中間検体画像９６に対して、否定（ＮＯＴ）演算を行い、白黒を反転させる（ノズル孔１２及び損傷３が「白」）ことによって、図６（ｅ）に示す第２検査画像９７が得られる。そして、この第２検査画像９７により、画像処理装置２６は、吐出性能の低下の要因となる損傷３を検出する。ノズル孔１２の位置および大きさが正確に表示された赤色成分処理画像９４と、損傷３が表示された緑色成分処理画像９５と、を画像処理（論理演算）して生成された第２検査画像９７では、ノズル孔１２と損傷３との位置関係が明確になり、吐出性能の低下の要因となる損傷３があるかどうかを正確に且つ確実に検出することができる。なお、中間検体画像９６に対する否定演算に代えて、中間検体画像９６の「明」成分（画像の輝度値が「０」）と、それ以外の成分とで２値化処理を実行した画像を第２検査画像９７としてもよい。また、検査に用いるプログラムによっては、否定演算を省略して、中間検体画像９６により損傷３を検出するようにしてもよい。
In the image composition step S4, an exclusive OR (XOR) operation is performed between both the red component processed image 94 and the green component processed image 95 generated in the image processing step S3. Thereby, an intermediate sample image 96 shown in FIG. 6D is obtained. In the intermediate specimen image 96, the nozzle hole 12 and the damage 3 are displayed in “black”.
Next, a negative (NOT) operation is performed on the intermediate specimen image 96 to invert the black and white (the nozzle hole 12 and the damage 3 are “white”), whereby the second inspection image 97 shown in FIG. can get. Then, based on the second inspection image 97, the image processing apparatus 26 detects the damage 3 that causes a decrease in the ejection performance. Second inspection image generated by image processing (logical operation) of the red component processed image 94 in which the position and size of the nozzle hole 12 are accurately displayed and the green component processed image 95 in which the damage 3 is displayed. In 97, the positional relationship between the nozzle hole 12 and the damage 3 is clarified, and it is possible to accurately and reliably detect whether there is the damage 3 that causes a decrease in the discharge performance. Instead of performing a negative operation on the intermediate sample image 96, an image obtained by performing binarization processing on the “bright” component of the intermediate sample image 96 (the luminance value of the image is “0”) and other components is used. Two inspection images 97 may be used. Further, depending on the program used for the examination, the negative calculation may be omitted and the damage 3 may be detected from the intermediate specimen image 96.
本実施形態によれば、１度の撮像工程Ｓ１で、複数の画像を生成することができ、検査全体に要する時間を短縮することができる。また、簡単な画像処理の手順で損傷３を正確に且つ確実に検出可能な第２検査画像９７を生成することができる。この検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレート１１を除外することができる。これにより、高品位なインクジェットヘッド１の製造が可能となる。 According to this embodiment, a plurality of images can be generated in one imaging step S1, and the time required for the entire inspection can be shortened. Further, it is possible to generate the second inspection image 97 capable of accurately and reliably detecting the damage 3 by a simple image processing procedure. By this inspection, it is possible to exclude the nozzle plate 11 that may cause ejection failure such as bending of ejected droplets or nozzle clogging. Thereby, manufacture of the high quality inkjet head 1 is attained.
また、本実施形態では、ノズルプレート１１の面９側からノズル孔１２内の状態を検査することができるとともに、ノズルプレート１１のノズル面５側からノズル面５の表面状態を検査することができる。この結果、ノズルプレート１１にかかる検査を効率化しやすくすることができる。
また、本実施形態では、ノズル面５の表面状態の検査に対して、第２撮像装置２１ｂの視野を広い範囲にわたって広げても、ノズル孔１２内の状態検査に対して、ノズル孔という局所を第１撮像装置２１ａで大きく捉えることができる。つまり、本実施形態では、ノズル面５の広範的な表面状態の検査に対する要求と、局所的なノズル孔１２内の状態の検査に対する要求とを満足することができる。この結果、ノズルプレート１１にかかる検査を一層効率化しやすくすることができる。
Moreover, in this embodiment, while being able to test | inspect the state in the nozzle hole 12 from the surface 9 side of the nozzle plate 11, it is possible to test the surface state of the nozzle surface 5 from the nozzle surface 5 side of the nozzle plate 11. . As a result, the inspection on the nozzle plate 11 can be facilitated.
Further, in the present embodiment, even if the field of view of the second imaging device 21b is expanded over a wide range for the inspection of the surface state of the nozzle surface 5, the local area of the nozzle hole is limited for the state inspection in the nozzle hole 12. The first image pickup device 21a can capture a large image. That is, in this embodiment, the request | requirement with respect to the extensive surface state test | inspection of the nozzle surface 5 and the request | requirement with respect to the local test | inspection of the state in the nozzle hole 12 can be satisfied. As a result, it is possible to make the inspection on the nozzle plate 11 more efficient.
また、本実施形態では、第１撮像装置２１ａと第２撮像装置２１ｂとが互いに対向しているので、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂの一方が撮像し得ない部分を他方に撮像させることができる。例えば、本実施形態では、ノズルプレート１１のテーパー部１２ａを第２撮像装置２１ｂで撮像することができない。しかしながら、第１撮像装置２１ａは、テーパー部１２ａを撮像することができる。このため、第１撮像装置２１ａによって、ノズルプレート１１のテーパー部１２ａの状態を検査することができる。 Further, in the present embodiment, since the first imaging device 21a and the second imaging device 21b are opposed to each other, a portion where one of the first imaging device 21a and the second imaging device 21b cannot capture an image is captured as the other. Can be made. For example, in this embodiment, the taper part 12a of the nozzle plate 11 cannot be imaged by the second imaging device 21b. However, the first imaging device 21a can image the tapered portion 12a. For this reason, the state of the tapered portion 12a of the nozzle plate 11 can be inspected by the first imaging device 21a.
なお、本実施形態では、第１の波長成分として第１照明２３ａからの青色光を、第２の波長成分として第２照明２３ｂからの赤色光を、第３の波長成分として第３照明２４からの光に含まれる緑色光が採用されている。しかしながら、第１の波長成分、第２の波長成分及び第３の波長成分は、相互に色成分が異なっていれば、いずれがＲ色でもＧ色でもＢ色でもよい。「Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色」のうち、任意の２色の色成分の組み合わせであればよい。また、色成分は、「Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色」に限定されず、「Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色」のうち、任意の２色の色成分の組み合わせでもよい。つまり、波長成分の異なる画像を抽出（分解）することができれば、どのような色（波長）でもよく、可視光線と不可視光線との別も問わない。 In the present embodiment, blue light from the first illumination 23a is used as the first wavelength component, red light from the second illumination 23b is used as the second wavelength component, and third light 24 is used as the third wavelength component. The green light included in the light is adopted. However, the first wavelength component, the second wavelength component, and the third wavelength component may be any of R color, G color, and B color as long as they have different color components. Any combination of two color components of “R color, G color, B color” may be used. Further, the color component is not limited to “R color, G color, B color”, but may be a combination of any two color components of “C color, M color, Y color”. In other words, any color (wavelength) may be used as long as images having different wavelength components can be extracted (decomposed), and it does not matter whether visible light or invisible light is used.
１…インクジェットヘッド、２…検査装置、３…損傷、４…異物、５…ノズル面、９…面、１１…ノズルプレート、１２…ノズル孔、１２ａ…テーパー部、１２ｂ…ストレート部、２１ａ…第１撮像装置、２１ｂ…第２撮像装置、２３ａ…第１照明、２３ｂ…第２照明、２４…第３照明、２６…画像処理装置、８１…第１撮像画像、８２…赤色成分画像、８３…青色成分画像、８４…赤色成分処理画像、８５…青色成分処理画像、８６…中間検体画像、８７…第１検査画像、９１…第２撮像画像、９２…赤色成分画像、９３…緑色成分画像、９４…赤色成分処理画像、９５…緑色成分処理画像、９６…中間検体画像、９７…第２検査画像。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet head, 2 ... Inspection apparatus, 3 ... Damage, 4 ... Foreign material, 5 ... Nozzle surface, 9 ... Surface, 11 ... Nozzle plate, 12 ... Nozzle hole, 12a ... Tapered part, 12b ... Straight part, 21a ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 imaging device, 21b ... 2nd imaging device, 23a ... 1st illumination, 23b ... 2nd illumination, 24 ... 3rd illumination, 26 ... Image processing apparatus, 81 ... 1st captured image, 82 ... Red component image, 83 ... Blue component image, 84 ... Red component processed image, 85 ... Blue component processed image, 86 ... Intermediate sample image, 87 ... First examination image, 91 ... Second captured image, 92 ... Red component image, 93 ... Green component image, 94 ... Red component processed image, 95 ... Green component processed image, 96 ... Intermediate sample image, 97 ... Second examination image.
Claims (4)
第１カメラに連なる第１鏡筒及び前記第１鏡筒の内部に配置される第１ハーフミラー、を有する第１撮像装置と、
前記第１カメラの光軸と平行配置される第１光源及び前記第１光源から照射される光を反射する第１反射ミラー、を有し、前記第１反射ミラーで反射する光を前記第１ハーフミラーに反射させて前記第１カメラの光軸と同軸の光に変えて、第１の波長成分の光で前記検査対象物を前記第１面側から照明する第１照明と、
第２カメラに連なる第２鏡筒及び前記第２鏡筒の内部に配置される第２ハーフミラー、を有する第２撮像装置と、
前記第２カメラの光軸と平行配置される第２光源及び前記第２光源から照射される光を反射する第２反射ミラー、を有し、前記第２反射ミラーで反射する光を前記第２ハーフミラーに反射させて前記第２カメラの光軸と同軸の光に変えて、前記第１の波長成分とは異なる第２の波長成分の光で前記検査対象物を前記第２面側から照明する第２照明と、
前記第１の波長成分及び前記第２の波長成分とは異なる第３の波長成分を含む光で、前記検査対象物の前記第２面側から、且つ前記第２撮像装置の光軸に対して傾斜した方向から前記検査対象物の前記第２面を照明する第３光源及び前記第３光源の光の照射角度を変更するリング治具、を有する第３照明と、
前記第１撮像装置での前記第１の波長成分の画像と、前記第１撮像装置での前記第２の波長成分の画像とを合成して第１検査画像を生成し、前記第２撮像装置での前記第２の波長成分の画像と、前記第２撮像装置での前記第３の波長成分の画像とを合成して第２検査画像を生成する画像処理部と、を有する、
ことを特徴とする検査装置。 The hole is imaged from the first surface side of the inspection object having a hole penetrating between the first surface and the second surface facing each other , and the hole is formed from the second surface side of the inspection object. An inspection apparatus for imaging the second surface in a state including:
A first imaging device having a first lens barrel connected to the first camera and a first half mirror disposed inside the first lens barrel;
A first light source disposed parallel to the optical axis of the first camera; and a first reflection mirror that reflects light emitted from the first light source; and the light reflected by the first reflection mirror is the first light source. A first illumination for reflecting the object to be inspected from the first surface side with light of a first wavelength component by reflecting the light to a half mirror and changing the light to be coaxial with the optical axis of the first camera ;
A second imaging device having a second lens barrel connected to the second camera and a second half mirror disposed inside the second lens barrel;
A second light source disposed parallel to the optical axis of the second camera, and a second reflection mirror that reflects light emitted from the second light source, and the light reflected by the second reflection mirror is Illuminate the object to be inspected from the second surface side with light having a second wavelength component different from the first wavelength component by reflecting the light on a half mirror and changing the light to be coaxial with the optical axis of the second camera. Second lighting to
Light that includes a third wavelength component that is different from the first wavelength component and the second wavelength component, from the second surface side of the inspection object and with respect to the optical axis of the second imaging device A third illumination having a third light source for illuminating the second surface of the inspection object from an inclined direction and a ring jig for changing an irradiation angle of light of the third light source ;
A first inspection image is generated by combining the image of the first wavelength component in the first imaging device and the image of the second wavelength component in the first imaging device, and the second imaging device An image processing unit configured to generate a second inspection image by combining the image of the second wavelength component in the image and the image of the third wavelength component in the second imaging device,
Inspection apparatus characterized by that.
前記孔が、前記ノズルプレートに形成したノズル孔であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置。 The inspection object is a nozzle plate of an inkjet head;
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the hole is a nozzle hole formed in the nozzle plate.
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