JPH10100415A - Method for inspection of nozzle head - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a method for accurately positioning continuous fine shapes at a high speed continuously without raising a cost. SOLUTION: A pattern to be positioned is looked for by means of a positioning device comprising an image processing device 10 for inspection of a shape, an autofocus device 1 2 and a work bed 3 controlled in three directions by using pattern matching by virtue of autofocusing and image processing, then the positioning and focusing of the pattern to be positioned with respect to a microscope 6 is executed. When the same shapes are arranged with a constant pitch and they are orderly measured, positions of shapes in both ends are measured at first. An inclination of loaded work 4 is obtained in accordance with an extent of autofocusing and a quantity of position shift in a measuring screen by pattern matching. The positioning of each shape is executed based on the correction value obtained by the above process, thereby raising the speed of the positioning.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、連続する複数の
ノズル穴を有するノズルヘッド部のノズル穴形状を顕微
鏡を用い光学的に読み取り、画像処理して検査するノズ
ルヘッド検査方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle head inspection method for optically reading a nozzle hole shape of a nozzle head portion having a plurality of continuous nozzle holes using a microscope, and performing image processing for inspection.

【０００２】[0002]

【従来の技術】たとえば、インクジェットプリンタにお
いて使用される印字へッドには、連続した複数のノズル
穴が形成されたノズルへッドが設けられており、ノズル
へッドのノズル穴の形状は印字性能に大きな影響を与え
る。このため、ノズルヘッドを製造する際には、連続し
た複数のノズル穴のそれぞれのノズル穴が所定の形状を
有しているかどうかを検査する必要がある。2. Description of the Related Art For example, a print head used in an ink-jet printer is provided with a nozzle head having a plurality of continuous nozzle holes. Significantly affects printing performance. For this reason, when manufacturing a nozzle head, it is necessary to inspect whether each of a plurality of continuous nozzle holes has a predetermined shape.

【０００３】従来、このような微細な形状の検査は顕微
鏡により行われているが、この場合には、検査対象であ
るパターンあるいは物体を顕微鏡の視野に入るように目
視によって人間が位置決めし、さらにピント合わせを行
っている。Conventionally, inspection of such a fine shape is performed by a microscope. In this case, a pattern or an object to be inspected is visually positioned so as to enter the field of view of the microscope. Focusing is being performed.

【０００４】このように人間が手動で微細パターンの連
続検査を行う場合、最初の検査位置に検査対象としてい
る物体もしくは形状を位置決めするためには、顕微鏡視
野に対して上下方向並びに左右方向で、対象位置を検出
し、さらにピント焦点方向への位置決め作業を必要とす
る。さらに連続した複数の形状においては、それぞれの
検査対象に対して個別に各々の位置決めを行なう必要が
あり、これらの作業には多大な労力を必要とし、さらに
長い作業時間を必要とする。[0004] As described above, when a human performs a continuous inspection of a fine pattern manually, in order to position an object or a shape to be inspected at an initial inspection position, it is necessary to vertically and horizontally with respect to a microscope visual field. The target position must be detected, and a positioning operation in the focus direction is required. Further, in a plurality of continuous shapes, it is necessary to individually position each of the inspection objects, and these operations require a great deal of labor and a long operation time.

【０００５】これに対して、これらのピント合わせ作業
を自動化することが提案されている。たとえば、特開平
３−１１２１２３号公報には、マスクを用いて所定のパ
ターンを基板上に露光する露光装置において、マスクの
上方に顕微鏡を配置し、マスクと基板を投影系を通して
観察することが記載されている。そして、同公報に記載
の装置においては、マスクの寸法を自動的に測定し、そ
の測定値に基づいて、モータとラック・ピニオンギアを
使用して顕微鏡の高さを自動的に調整するようにしてい
る。On the other hand, it has been proposed to automate these focusing operations. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-112123 describes that in an exposure apparatus that exposes a predetermined pattern onto a substrate using a mask, a microscope is arranged above the mask and the mask and the substrate are observed through a projection system. Have been. In the apparatus described in the publication, the dimensions of the mask are automatically measured, and the height of the microscope is automatically adjusted using a motor and a rack and pinion gear based on the measured values. ing.

【０００６】このような顕微鏡の高さを自動的に調整す
る機構において制御精度を高めるためには、顕微鏡を分
解能の高い精密可動テーブルに取り付け、可動テーブル
を駆動するモータのステップ数で位置合せを行う方法が
考えられるが、ラック・ピニオンギアを使用したような
機械的な制御では、ノズルへッドのノズル穴の形状を測
定するときに必要なμｍオーダーの高い精度を得ること
は困難である。In order to enhance the control accuracy in such a mechanism for automatically adjusting the height of the microscope, the microscope is mounted on a precision movable table having a high resolution, and the position is adjusted by the number of steps of a motor for driving the movable table. Although there is a possible method, it is difficult to obtain a high precision on the order of μm required when measuring the shape of the nozzle hole of the nozzle head by mechanical control such as using a rack and pinion gear. .

【０００７】また、リニアスケール等を利用して可動テ
ーブルの実際の位置を測定して位置制御を行うことによ
り、制御精度を高めることが考えられるが、この場合に
は、新たにセンサ及びコン卜ローラ等が必要となり、装
置全体のコストが増加するという問題がある。In addition, it is conceivable to increase the control accuracy by measuring the actual position of the movable table using a linear scale or the like to perform position control. In this case, however, it is necessary to newly add a sensor and a controller. There is a problem that rollers and the like are required, and the cost of the entire apparatus increases.

【０００８】また、位置合わせを自動化したとしても、
顕微鏡を使用して目視でノズル穴の形状を検査する作業
は、熟練を要するだけでなく、疲労が甚だしく、また、
個人差が大きいという問題がある。[0008] Even if the positioning is automated,
The work of visually inspecting the shape of the nozzle hole using a microscope requires not only skill but also extreme fatigue,
There is a problem that individual differences are large.

【０００９】また、顕微鏡の画像をＣＣＤカメラで撮像
し、画像処理技術を利用して、測定対象パターンの良否
を判別することも行われているが、この場合でも、測定
対象パターンをＣＣＤカメラの撮像視野の中に捉えるこ
とが困難であった。[0009] Further, an image of a microscope is picked up by a CCD camera, and the quality of the pattern to be measured is determined using image processing technology. It was difficult to capture in the field of view.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、連続した微細形状を高速に且つ高精度にしかも連続
して位置決めする方法を、コストの上昇を招くことなく
実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for positioning a continuous fine shape at high speed, with high accuracy and continuously without increasing the cost.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、連続する複数
のノズル穴を有するノズルヘッド部のノズル穴形状を顕
微鏡及び撮像装置を用いて光学的に読み取り、この読み
取った画像を画像処理して検査するノズルヘッド検査方
法であって、前記ノズルヘッド部を前記撮像装置の撮像
視野の中に入れると共にオートフォーカス装置を使用し
て前記ノズルヘッド部の表面に顕微鏡の焦点を自動的に
合わせるステップと、前記オートフォーカス装置による
焦点合わせ動作を行なわせた状態で、読み取った画像の
中から予め記憶してあるノズル穴形状パターンを探すス
テップと、探したノズル穴形状パターンの基準位置を算
出するステップと、算出した基準位置が撮像視野の略中
央に来るように前記ノズルヘッド部と前記顕微鏡との相
対位置を移動するステップと、ノズル穴形状パターンが
撮像視野の外になるまで前記ノズルヘッド部と前記顕微
鏡との相対位置を、前記複数のノズル穴の配列方向に平
行に第１の方向に移動するステップと、前記ノズルヘッ
ド部と前記顕微鏡との相対位置を、前記第１の方向とは
反対方向の第２の方向に前記複数のノズル穴の１ピッチ
分だけ移動し、そのときのノズル穴の位置及びフォーカ
ス装置におけるフォーカス制御量を第１の基準位置の情
報として記憶するステップと、前記ノズルヘッド部と前
記顕微鏡との相対位置を、撮像画像が前記複数のノズル
穴の配列方向に関して前記第１の基準位置と反対側に位
置するノズル穴を含むようになるまで移動し、そのとき
のノズル穴の位置及びオートフォーカス装置におけるフ
ォーカス制御量を第２の基準位置の情報として記憶する
ステップと、前記第１の基準位置の情報及び前記第２の
基準位置の情報に基づいて、前記ノズルヘッド部と前記
顕微鏡との相対位置を前記複数のノズル穴の１ピッチ分
づつ移動しながら、各ノズル穴の位置においては前記第
１の基準位置において得られたオートフォーカス制御量
と前記第２の基準位置において得られたオートフォーカ
ス制御量とからの補間演算により各ノズル穴の位置にお
けるフォーカス制御量を求め、このフォーカス制御量に
基づいて焦点合わせ動作を行なって各ノズル穴の検査を
行なうステップとからなることを特徴とする。According to the present invention, a nozzle hole shape of a nozzle head having a plurality of continuous nozzle holes is optically read using a microscope and an image pickup device, and the read image is subjected to image processing. A nozzle head inspection method for inspecting, wherein the nozzle head portion is placed in an imaging field of view of the imaging device, and a microscope is automatically focused on a surface of the nozzle head portion using an autofocus device. A step of searching for a nozzle hole shape pattern stored in advance from a read image in a state where the focusing operation is performed by the autofocus device, and a step of calculating a reference position of the searched nozzle hole shape pattern. The relative position between the nozzle head unit and the microscope is moved such that the calculated reference position is substantially at the center of the imaging field of view. Moving the relative position of the nozzle head unit and the microscope in a first direction parallel to an arrangement direction of the plurality of nozzle holes until the nozzle hole shape pattern is outside the imaging visual field; The relative position between the nozzle head and the microscope is moved by one pitch of the plurality of nozzle holes in a second direction opposite to the first direction, and the positions of the nozzle holes and the focusing device at that time are moved. Storing the focus control amount as the information of the first reference position, and determining the relative position between the nozzle head unit and the microscope with the first reference position with respect to the array direction of the plurality of nozzle holes. Move until it includes the nozzle hole located on the opposite side, and change the position of the nozzle hole at that time and the focus control amount in the autofocus device to the second reference position. Storing the relative position between the nozzle head unit and the microscope by one pitch of the plurality of nozzle holes based on the information on the first reference position and the information on the second reference position. While moving, the position of each nozzle hole is determined by interpolation from the autofocus control amount obtained at the first reference position and the autofocus control amount obtained at the second reference position. Determining a focus control amount at the position, performing a focusing operation based on the focus control amount, and inspecting each nozzle hole.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例に基づい
て、本発明を具体的に説明する。本発明は、連続して複
数のノズルを微細加工した印字ヘッドでのノズル穴加工
形状の検査装置における検査顕微鏡に対する計測対象ノ
ズルの位置決め技術として使用されている。以下に作業
手順に従って解説する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples and comparative examples. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a technique for positioning a nozzle to be measured with respect to an inspection microscope in an apparatus for inspecting a nozzle hole processing shape in a print head in which a plurality of nozzles are finely processed in succession. The following describes the operation procedure.

【００１３】まず、装置構成について説明する。図１
は、本発明のノズルヘッド検査方法を実施する検査装置
の概略構成図である。基台１の上には、３軸可動テーブ
ル２が取り付けられており、この３軸可動テーブル２に
よりワークベッド３が支持されている。ワークベッド３
の所定箇所には、形状検査を実施するワーク４（本実施
例においては印字ヘッド）が真空チャック等により固定
される。First, the configuration of the apparatus will be described. FIG.
1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus that performs a nozzle head inspection method of the present invention. A three-axis movable table 2 is mounted on the base 1, and the work bed 3 is supported by the three-axis movable table 2. Workbed 3
A work 4 (a print head in this embodiment) for performing a shape inspection is fixed to a predetermined location by a vacuum chuck or the like.

【００１４】また、基台１の上には、支持柱５が取り付
けられており、この支持柱５により顕微鏡６とＣＣＤカ
メラ７が支持されている。これらの顕微鏡６とＣＣＤカ
メラ７は、ワーク４の検査面（本実施例においてはノズ
ル穴が形成された表面）を撮像するように配置されてい
る。A support column 5 is mounted on the base 1, and the microscope 6 and the CCD camera 7 are supported by the support column 5. The microscope 6 and the CCD camera 7 are arranged so as to capture an image of the inspection surface of the work 4 (the surface on which the nozzle holes are formed in this embodiment).

【００１５】上記３軸可動テーブル２は、顕微鏡６の光
軸方向に直交し且つ水平な方向に移動可能なｘ軸駆動機
構２ｘ、顕微鏡６の光軸方向に直交し且つ垂直な方向に
移動可能なｙ軸駆動機構２ｙ、顕微鏡６の光軸方向に移
動可能なｚ軸駆動機構２ｚとから構成されている。The three-axis movable table 2 is an x-axis driving mechanism 2x which is movable in a direction perpendicular to the optical axis of the microscope 6 and in a horizontal direction, and is movable in a direction perpendicular to the optical axis of the microscope 6 and in a direction perpendicular thereto. And a z-axis drive mechanism 2z movable in the optical axis direction of the microscope 6.

【００１６】３軸可動テーブル２のｘ軸駆動機構２ｘ、
ｙ軸駆動機構２ｙ、ｚ軸駆動機構２ｚは、それぞれに内
蔵されたモータ（図示せず）がモータコントローラ８を
介してコンピュータ９により制御され、連続的に検査を
行なうべき複数のノズルの配列方向（ｘ軸方向）、上下
方向（ｙ軸方向）、及び、顕微鏡６の光軸方向（ｚ軸方
向）に移動することが可能となっている。An x-axis drive mechanism 2x of the three-axis movable table 2,
The y-axis driving mechanism 2y and the z-axis driving mechanism 2z are controlled by a computer 9 via a motor controller 8 by a built-in motor (not shown), and are arranged in a plurality of nozzles to be inspected continuously. (The x-axis direction), the vertical direction (the y-axis direction), and the optical axis direction of the microscope 6 (the z-axis direction).

【００１７】ＣＣＤカメラ７からの画像信号は、自動検
査のための画像処理装置１０に供給され、後述するよう
に画像処理装置１０において各種の画像処理を行い、測
定パターンの自動検査を行なうとともに、画像処理の結
果に基づいて、コンピュータ９及びモータコントローラ
８を介して３軸可動テーブル２を制御する。An image signal from the CCD camera 7 is supplied to an image processing device 10 for automatic inspection. The image signal is subjected to various types of image processing in the image processing device 10 to perform automatic inspection of a measurement pattern as described later. The three-axis movable table 2 is controlled via the computer 9 and the motor controller 8 based on the result of the image processing.

【００１８】図２は、ワークと顕微鏡の位置関係を示す
説明図である。顕微鏡６の対物レンズは、ワーク４の検
査面に形成されたノズル穴１３に対向しており、顕微鏡
６に対してワーク４をｘ軸方向、ｙ軸方向、及び、ｚ軸
方向に移動させることにより、水平方向の位置合わせ、
垂直方向の位置合わせ、及び、焦点合わせを行なうよう
になっている。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the work and the microscope. The objective lens of the microscope 6 faces the nozzle hole 13 formed on the inspection surface of the work 4, and moves the work 4 in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction with respect to the microscope 6. Allows for horizontal alignment,
Vertical positioning and focusing are performed.

【００１９】ＣＣＤカメラ７による撮像画像及び画像処
理の状況は、モニタ１１に表示される。また、ＣＣＤカ
メラ７からの画像信号は、オートフォーカス装置１２に
供給され、このオートフォーカス装置１２により、ＣＣ
Ｄカメラ７の撮像画像の焦点が合うように、モータコン
トローラ８を制御する。たとえば、ＣＣＤカメラ７から
の画像信号に含まれる高域周波数成分が最大となるよう
に、ｚ軸駆動機構２ｚを制御する。The image captured by the CCD camera 7 and the status of the image processing are displayed on a monitor 11. Further, an image signal from the CCD camera 7 is supplied to an autofocus device 12, which
The motor controller 8 is controlled so that the image captured by the D camera 7 is focused. For example, the z-axis driving mechanism 2z is controlled so that the high frequency component included in the image signal from the CCD camera 7 is maximized.

【００２０】次に、計測手順に沿って説明を行う。Next, a description will be given along a measurement procedure.

【００２１】先ず、図示しないロボットアームを使用し
て測定の対象となるワーク４をワークベッド３の上まで
搬送する。ワーク４は、ワークベッド３上にその検査面
ができるだけ顕微鏡６の光軸と直交するようにセットさ
れ、ワークベッド面に備えられた吸着機能によって所定
箇所に固定される。First, a work 4 to be measured is transferred to a position above the work bed 3 using a robot arm (not shown). The work 4 is set on the work bed 3 so that the inspection surface is as perpendicular to the optical axis of the microscope 6 as possible, and is fixed at a predetermined position by a suction function provided on the work bed surface.

【００２２】ＣＣＤカメラ７でワーク４の検査対象面を
撮像し、オートフォーカス装置１２により顕微鏡６の焦
点調整機構を制御し、ノズルヘッド部の表面に焦点を合
わせる。このとき、オートフォーカス装置１２に対する
制御量により、ワーク４の検査対象面のｚ方向の位置を
知ることができる。The inspection target surface of the work 4 is imaged by the CCD camera 7, and the focus adjustment mechanism of the microscope 6 is controlled by the autofocus device 12 to focus on the surface of the nozzle head. At this time, the position of the inspection target surface of the work 4 in the z direction can be known from the control amount for the autofocus device 12.

【００２３】ワークベッド３の位置は、ワーク４の検査
面が顕微鏡６の視野の中に入るように位置決めされてい
るが、ワークベッド３の位置決め精度やワーク４の取付
精度のために、初期状態では、ワーク４の検査面が顕微
鏡６の視野の外になっている場合がある。この場合に
は、コンピュータ９によりモータコントローラ８を制御
して、ワーク４の位置をｘｙ軸方向に螺旋状に移動させ
て被写体の探索を行なう。なお、ワーク４の検査面が顕
微鏡６の視野の中に入っているか否かを判断するために
は、ＣＣＤカメラ７による撮像画像の中に、コントラス
トのある画像が含まれているか否かを、画像処理装置１
０において検出すればよい。ワーク４の検査面が顕微鏡
６の視野の中に入ったらワーク４の移動を停止させる。The position of the work bed 3 is positioned so that the inspection surface of the work 4 is within the field of view of the microscope 6, but due to the positioning accuracy of the work bed 3 and the mounting accuracy of the work 4, In some cases, the inspection surface of the work 4 is out of the field of view of the microscope 6. In this case, the computer 9 controls the motor controller 8 to move the position of the work 4 spirally in the xy-axis direction to search for a subject. In order to determine whether or not the inspection surface of the work 4 is within the field of view of the microscope 6, it is necessary to determine whether or not an image with contrast is included in the image captured by the CCD camera 7. Image processing device 1
It may be detected at 0. When the inspection surface of the work 4 enters the visual field of the microscope 6, the movement of the work 4 is stopped.

【００２４】図３（ａ）は、ワーク４の検査面が顕微鏡
６の視野の中に入った状態の撮像画像の一例を示す。こ
こで表示された画像は、顕微鏡６の光軸に対し、検査対
象を位置合せしていない状態であり、モニタ１１に表示
された撮像画像Ｄ中の任意の位置に表示されるため、位
置合せが必要である。本実施例においては、ワーク４
は、複数の３角形のノズル穴１３が形成されたノズルヘ
ッドであり、図３（ａ）の例では、撮像画面基準に対し
て、ノズルヘッドの画像は上側にずれている。この場合
には、ワークベッド３を右斜め下方向に移動させて、図
３（ｂ）に示すように、ノズルヘッドの画像を撮像画面
基準に移動させる必要がある。FIG. 3A shows an example of a picked-up image in a state where the inspection surface of the work 4 is in the visual field of the microscope 6. The image displayed here is in a state where the inspection target is not aligned with the optical axis of the microscope 6 and is displayed at an arbitrary position in the captured image D displayed on the monitor 11. is required. In this embodiment, the work 4
Is a nozzle head in which a plurality of triangular nozzle holes 13 are formed. In the example of FIG. 3A, the image of the nozzle head is shifted upward with respect to the imaging screen reference. In this case, it is necessary to move the work bed 3 obliquely downward and to the right to move the image of the nozzle head on the basis of the imaging screen, as shown in FIG.

【００２５】ここで本実施例においては、本来、形状検
査のために顕微鏡６に接続した画像処理装置１０の機能
を利用して自動的に位置決めを行なっている。すなわ
ち、画像処理装置１０が有しているパターンマッチング
機能を利用し、撮像画像Ｄ中の検査対象の位置を特定
し、撮像画像Ｄの中央からの距離を算出する事によっ
て、ワーク固定位置ずれをなくすようにワークベッド３
のモータを制御する。なお、パターンマッチングとは、
対象形状を前もって登録しておくことで、画面内に映し
出された画像の中から同形状もしくは最も近い形状を自
動に探し出す技法である。In this embodiment, the positioning is automatically performed by utilizing the function of the image processing apparatus 10 connected to the microscope 6 for shape inspection. That is, by using the pattern matching function of the image processing apparatus 10 to specify the position of the inspection target in the captured image D and calculate the distance from the center of the captured image D, the work fixed position deviation can be reduced. Workbed 3 to lose
To control the motor. In addition, what is pattern matching?
This is a technique for automatically searching for the same shape or the closest shape from an image projected on a screen by registering a target shape in advance.

【００２６】以下、パターンマッチング機能を利用して
撮像画像Ｄ中の検査対象の位置を特定する処理について
説明する。Hereinafter, a process for specifying the position of the inspection target in the captured image D using the pattern matching function will be described.

【００２７】先ず、撮像画像の内容を走査して、撮像画
像の中に、画像処理装置に前もって登録してある基準パ
ターン（本実施例の場合はノズル形状である３角形）が
含まれているか否かを検査する。撮像画像の内容に基準
パターンと同じパターンが発見されたら、三角形の頂点
の位置を基準位置として記録する。First, the content of the captured image is scanned to determine whether the captured image contains a reference pattern (triangle, which is a nozzle shape in the case of the present embodiment) registered in advance in the image processing apparatus. Check for no. When the same pattern as the reference pattern is found in the content of the captured image, the position of the vertex of the triangle is recorded as the reference position.

【００２８】次に、この検出パターンの基準位置と撮像
画像Ｄの基準点との間の距離、及び、ずれの方向を画像
処理装置１０により算出する。なお、撮像画像Ｄの基準
点は、撮像画像Ｄの中心よりも若干上方に設定されてい
る。Next, the distance between the reference position of the detection pattern and the reference point of the captured image D and the direction of the shift are calculated by the image processing device 10. Note that the reference point of the captured image D is set slightly above the center of the captured image D.

【００２９】次に、算出された距離及び方向の情報をコ
ンピュータ９に供給し、コンピュータ９において、ワー
クベッド３を移動すべき方向及び距離を算出する。すな
わち、位置決め対象の形状のパターン基準位置Ｒが画面
基準と一致するようにワークベッド３の移動方向及び移
動量が求められる。そして、ワークベッド３の移動方向
及び移動量の情報をモータコントローラ８に供給し、ｙ
軸駆動機構２ｙ及びｘ軸駆動機構２ｘの動作を制御し
て、ワークベッド３をｘｙ軸方向に移動する。ｘ軸駆動
機構２ｘ及びｙ軸駆動機構２ｙは、ＣＣＤカメラ７で撮
像されたワーク４の位置決め対象の形状の基準位置Ｒ
が、画面基準と一致するようにワークベッド３を移動さ
せる。これにより、ＣＣＤカメラ７から得られる画像に
おいて、図３（ｂ）に示すように、位置決め対象の形状
の基準位置が画面基準と一致する。すなわち、位置決め
が行われる。Next, information on the calculated distance and direction is supplied to the computer 9, and the computer 9 calculates the direction and distance in which the work bed 3 should be moved. That is, the moving direction and the moving amount of the work bed 3 are obtained such that the pattern reference position R of the shape to be positioned matches the screen reference. Then, information on the moving direction and the moving amount of the work bed 3 is supplied to the motor controller 8, and y
The operation of the axis drive mechanism 2y and the x-axis drive mechanism 2x is controlled to move the work bed 3 in the xy-axis direction. The x-axis drive mechanism 2x and the y-axis drive mechanism 2y serve as a reference position R for the shape of the position of the workpiece 4 imaged by the CCD camera 7.
Moves the work bed 3 so as to match the screen reference. Thus, in the image obtained from the CCD camera 7, the reference position of the shape of the positioning target matches the screen reference as shown in FIG. 3B. That is, positioning is performed.

【００３０】このように、ＣＣＤカメラ７で撮像された
画像に基づいて、位置決め対象の形状の基準位置が撮像
画面基準と一致するようにワークベッド３を移動させ
て、自動的に位置決めを行なうことにより、ワークベッ
ド３に対するワーク４の固定位置の精度はあまり要求さ
れなくなる。したがって、ワークベッド３に対するワー
ク４の固定作業は格段に容易になる。As described above, based on the image captured by the CCD camera 7, the work bed 3 is moved so that the reference position of the shape of the positioning target coincides with the reference of the imaging screen, and the positioning is automatically performed. Accordingly, the accuracy of the fixed position of the work 4 with respect to the work bed 3 is not required much. Therefore, the work of fixing the work 4 to the work bed 3 becomes much easier.

【００３１】この状態で、ワークベッド３を１個目のノ
ズル（本実施例では、左端のノズル）、すなわち、計測
の始点を映し出す方向（本実施例では、右方向）に１ピ
ッチＰ毎に移動させる。ピッチＰの値は、ワーク４の種
類が決まれば一義的に決まる値である。In this state, the work bed 3 is moved by one pitch P in the direction of the first nozzle (the left end nozzle in the present embodiment), that is, the direction in which the measurement start point is projected (the right direction in the present embodiment). Move. The value of the pitch P is a value that is uniquely determined if the type of the work 4 is determined.

【００３２】このように、ワークベッド３を１ピッチＰ
毎に順次移動させて、図３（ｃ）に示すように最終的に
ノズルのパターンが画面Ｄから検出できなくなったとき
に、ワークベッド３を１ピッチ戻すことで計測の始点を
位置合せする事が出来る。図３（ｄ）は、このときの撮
像画像を示す。As described above, the work bed 3 is moved one pitch P
When the nozzle pattern finally cannot be detected from the screen D as shown in FIG. 3 (c), the work bed 3 is returned by one pitch to align the measurement start point. Can be done. FIG. 3D shows the captured image at this time.

【００３３】このときの、ｘ軸駆動機構２ｘ及びｙ軸駆
動機構２ｙに対する制御信号が、それぞれ始点のノズル
の位置を示す情報としてコンピュータ９に記憶される。
また、このときのオートフォーカス装置１２に対する制
御量が、計測始点のｚ方向の位置を表す情報としてコン
ピュータ９に記憶される。At this time, control signals for the x-axis drive mechanism 2x and the y-axis drive mechanism 2y are stored in the computer 9 as information indicating the position of the nozzle at the start point.
Further, the control amount for the autofocus device 12 at this time is stored in the computer 9 as information indicating the position in the z direction of the measurement start point.

【００３４】次に、同様に計測ノズル数×１ピッチ距離
分だけ逆方向（本実施例では、左方向）にワークベッド
３を移動させることで、計測終点（本実施例では、左端
のノズル）の位置決めが行われる。そして、計測始点の
場合と同様に、このときの、ｘ軸駆動機構２ｘ及びｙ軸
駆動機構２ｙに対する制御信号が、それぞれ終点のノズ
ルの位置を示す情報としてコンピュータ９に記憶され
る。また、計測終点のｚ方向の位置を表す情報がコンピ
ュータ９に記憶される。このようにして、連続する複数
のノズル穴に対し基準となる計測始点及び計測終点のノ
ズル穴位置を計測することができる。Next, the work bed 3 is similarly moved in the opposite direction (to the left in the present embodiment) by the number of measurement nozzles × one pitch distance, thereby completing the measurement end point (the left end nozzle in this embodiment). Is performed. Then, similarly to the case of the measurement start point, the control signal for the x-axis drive mechanism 2x and the y-axis drive mechanism 2y at this time is stored in the computer 9 as information indicating the position of the nozzle at the end point. In addition, information indicating the position of the measurement end point in the z direction is stored in the computer 9. In this way, it is possible to measure the positions of the nozzle holes at the measurement start point and the measurement end point, which serve as references, for a plurality of continuous nozzle holes.

【００３５】次に、コンピュータ７からモータコントロ
ーラ８に対して、顕微鏡６による撮像位置が、計測始点
のノズルから計測終点のノズルに向かって一つずつ移動
するように制御信号が与えられる。Next, a control signal is supplied from the computer 7 to the motor controller 8 so that the imaging position of the microscope 6 moves one by one from the nozzle at the measurement start point to the nozzle at the measurement end point.

【００３６】計測始点のノズルのｘｙ軸方向の位置はコ
ンピュータ９に記憶されているので、計測始点のノズル
が撮像画面の中心に来るように、３軸可動テーブル２の
位置を迅速に制御することができる。また、ｚ軸方向の
位置もコンピュータ９に記憶されているので、オートフ
ォーカス装置１２により焦点合わせ動作を行なうことな
く、ワーク４の計測面に短時間で正確に焦点を合わせる
ことができる。Since the position of the nozzle at the measurement start point in the xy-axis direction is stored in the computer 9, the position of the three-axis movable table 2 must be quickly controlled so that the nozzle at the measurement start point is located at the center of the imaging screen. Can be. Further, since the position in the z-axis direction is also stored in the computer 9, it is possible to accurately focus on the measurement surface of the work 4 in a short time without performing a focusing operation by the autofocus device 12.

【００３７】計測始点のノズルに焦点が合った状態で、
画像処理装置１０によりノズルのパターンの良否判定が
行われる。以下に、ノズルのパターンの良否判定の手順
の一例を説明する。With the focus on the nozzle at the measurement start point,
The image processing apparatus 10 determines the quality of the nozzle pattern. Hereinafter, an example of a procedure for determining the quality of the nozzle pattern will be described.

【００３８】先ず、パターンマッチングの手法によりノ
ズルのパターンの基準点を見つけ出す。次に、基準点を
起点Ｐ１として所定の角度、すなわち、基準となるノズ
ルが持って角度で下方に直線を延ばし、コントラストが
変化する点Ｐ２，Ｐ３で止める。なお、本実施例で測定
するノズルヘッドは、接着剤による張り合わせで製造し
ているので、張り合わせ部分でコントラストが変化す
る。図４（ａ）に示すように、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を結
ぶ三角形が基準の三角形となる。First, a reference point of a nozzle pattern is found by a pattern matching technique. Next, a straight line is extended downward at a predetermined angle with the reference point as the starting point P1, that is, the angle held by the reference nozzle, and stops at points P2 and P3 where the contrast changes. Since the nozzle head measured in this embodiment is manufactured by bonding with an adhesive, the contrast changes at the bonded portion. As shown in FIG. 4A, a triangle connecting points P1, P2, and P3 is a reference triangle.

【００３９】次に、起点Ｐ１からノズルの穴の外周に沿
ってノズルの外周位置を順次検出して起点Ｐ１に戻る。
図４（ｂ）は、このようにして検出したノズルの穴の実
際の形状の一例を示す。図４（ｂ）に示す例において
は、欠陥の例として、ノズルの穴の周辺の欠けＤ１や凹
みＤ２、接着剤の溢れＤ３が示されている。画像処理装
置１０は、このノズルの穴の実際の形状と基準の三角形
を比較することにより、基準の三角形より内側或いは外
側に存在する部分は欠陥部分であることを検出すること
ができる。なお、図４（ｂ）においては、これらの欠陥
は理解を容易にするために誇張して描かれている。Next, the outer peripheral position of the nozzle is sequentially detected from the starting point P1 along the outer periphery of the nozzle hole, and the process returns to the starting point P1.
FIG. 4B shows an example of the actual shape of the nozzle hole detected in this way. In the example shown in FIG. 4B, as an example of the defect, a chip D1 or a dent D2 around the hole of the nozzle and an overflow D3 of the adhesive are shown. By comparing the actual shape of the nozzle hole with the reference triangle, the image processing apparatus 10 can detect that a portion existing inside or outside the reference triangle is a defective portion. In FIG. 4B, these defects are exaggerated for easy understanding.

【００４０】計測始点のノズルの測定が終わったら、コ
ンピュータ７からモータコントローラ８に対して、顕微
鏡６による撮像位置が、計測始点のノズルから計測終点
のノズルに向かって１ピッチＰだけｘ軸方向に移動する
ように制御信号が与えられる。ノズルのピッチは決まっ
ており、またｙ方向への傾斜は殆ど無視できるので、撮
像位置は正確に２番目のノズルの位置に移動する。ま
た。このとき、ｚ軸方向の位置、すなわち、焦点位置も
コンピュータ７により制御される。２番目のノズルのｚ
軸方向の位置は、直接には予め測定されていないが、既
に求められている計測始点のノズルのｚ軸方向の位置と
計測終点のノズルのｚ軸方向の位置とから演算により求
めることができる。After the measurement of the nozzle at the measurement start point is completed, the computer 7 instructs the motor controller 8 to move the imaging position of the microscope 6 in the x-axis direction by one pitch P from the nozzle at the measurement start point to the nozzle at the measurement end point. A control signal is provided to move. Since the pitch of the nozzles is fixed and the inclination in the y direction can be almost ignored, the imaging position moves to the position of the second nozzle exactly. Also. At this time, the position in the z-axis direction, that is, the focal position is also controlled by the computer 7. Z of the second nozzle
Although the axial position is not directly measured in advance, it can be obtained by calculation from the z-axis position of the nozzle at the measurement start point and the z-axis position of the nozzle at the measurement end point which have already been obtained. .

【００４１】図５は、ノズルヘッドの各ノズルのｚ軸方
向の位置関係を示す模式図である。図５に示す例におい
ては、説明を簡単にするために、五つのノズルのみをそ
の基準位置Ｒ１〜Ｒ５で示している。Ｒ１は計測始点に
対応し、Ｒ５は計測終点に対応している。またノズルの
面は顕微鏡６から見て右側が顕微鏡６から離れるように
傾斜しているものとする。但し、図５においては、理解
を容易にするために傾斜は極端に誇張して描かれてい
る。計測始点の基準位置Ｒ１の位置の座標（ｘ１，ｙ
１，ｚ１）と計測終点の基準位置Ｒ５の位置の座標（ｘ
５，ｙ５，ｚ５）が既知であれば、途中のノズルのｚ軸
方向の位置は補間計算により求めることができる。たと
えば、基準位置Ｒ２のｚ座標ｚ２は下式で求めることが
できる。FIG. 5 is a schematic diagram showing the positional relationship of each nozzle of the nozzle head in the z-axis direction. In the example shown in FIG. 5, for simplicity, only five nozzles are indicated by their reference positions R1 to R5. R1 corresponds to the measurement start point, and R5 corresponds to the measurement end point. Further, the nozzle surface is inclined so that the right side when viewed from the microscope 6 is away from the microscope 6. However, in FIG. 5, the inclination is extremely exaggerated for easy understanding. The coordinates (x1, y) of the position of the reference position R1 of the measurement start point
1, z1) and the coordinates (x) of the position of the measurement end point reference position R5.
If (5, y5, z5) is known, the position of the middle nozzle in the z-axis direction can be obtained by interpolation calculation. For example, the z coordinate z2 of the reference position R2 can be obtained by the following equation.

【００４２】ｚ２＝ｚ１＋（ｚ５−ｚ１）×（１／４） 以下同様に、ノズルヘッドの各ノズルを１ノズル毎に計
測終点のノズルまで検査する。Z2 = z1 + (z5-z1) .times. (1/4) Similarly, each nozzle of the nozzle head is inspected for each nozzle up to the nozzle at the measurement end point.

【００４３】上述の処理により、ノズル位置ずれ量は自
動に計算され、補正されて位置決めが行われるので、パ
ターンマッチング及びオートフォーカスによる位置決め
は不要となり、高速な位置決めが可能となる。By the above-described processing, the nozzle position shift amount is automatically calculated, corrected, and the positioning is performed. Therefore, the positioning by the pattern matching and the auto focus becomes unnecessary, and the high-speed positioning can be performed.

【００４４】オートフォーカスで焦点を合わせる場合に
は、必ずレンズ系を駆動して焦点面を前後に移動させて
合焦位置を検出する処理が必要であるので、ｚ軸方向の
位置合わせは、ｘｙ軸方向の位置合わせに比べて時間を
要する。これに対して本実施例においては、予め決まっ
ている値に基づいて位置制御を行なっているので、位置
制御を高速に行なうことができる。特に、ノズルヘッド
のノズルのように、一つのノズルヘッドに対して１２８
個或いは２５６個という非常に多数のノズルが形成され
ている場合には、一つのノズル当たりの測定時間を短縮
することが非常に重要である。When focusing is performed by auto-focusing, it is necessary to perform a process of always driving the lens system to move the focal plane back and forth to detect the in-focus position. It takes more time than axial alignment. On the other hand, in the present embodiment, since the position control is performed based on a predetermined value, the position control can be performed at a high speed. In particular, like a nozzle of a nozzle head, 128
When a very large number of nozzles, such as 256 nozzles or 256 nozzles, are formed, it is very important to reduce the measurement time per nozzle.

【００４５】なお、上述の実施例においてはｚ軸駆動機
構を使用して焦点合わせ動作を行なうようにしたが、顕
微鏡側にオートフォーカス機構を設けてもよい。また、
上述の実施例においては、補間演算によりｚ軸方向の制
御量を求めたが、ｘ軸或いはｙ軸方向の制御量も同様に
補間演算により求めてもよい。In the above-described embodiment, the focusing operation is performed using the z-axis driving mechanism. However, an autofocus mechanism may be provided on the microscope side. Also,
In the above-described embodiment, the control amount in the z-axis direction is obtained by the interpolation calculation. However, the control amount in the x-axis or y-axis direction may be similarly obtained by the interpolation calculation.

【００４６】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、連続する複数の計測点
の中の基準となる計測始点と計測終点の位置を画像処理
により求め、これらの計測点の位置から他の計測点の位
置を演算により求め、この演算結果に基づいて位置決め
を行なっている。これにより、精密な位置決めを全自動
にて連続的にしかも高速で実施することができ、計測労
力の大幅な低減が可能となる。According to the present invention, the positions of the measurement start point and the measurement end point, which are the reference among a plurality of continuous measurement points, are obtained by image processing, and the positions of other measurement points are determined from the positions of these measurement points. The position is obtained by calculation, and positioning is performed based on the calculation result. As a result, precise positioning can be performed continuously and at high speed in a fully automatic manner, and the measurement labor can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明のノズルヘッド検査方法を実施する検
査装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus that performs a nozzle head inspection method of the present invention.

【図２】 ワークと顕微鏡の位置関係を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a work and a microscope.

【図３】 撮像画面の例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an imaging screen.

【図４】 ノズル形状の欠陥の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a nozzle shape defect.

【図５】 ノズルヘッドの各ノズルのｚ軸方向の位置関
係を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a positional relationship of each nozzle of a nozzle head in a z-axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…基台、２…３軸可動テーブル２、２ｘ…ｘ軸駆動機
構、２ｙ…ｙ軸駆動機構、２ｚ…ｚ軸駆動機構、３…ワ
ークベッド、４…ワーク、５…支持柱、６…顕微鏡、７
…ＣＣＤカメラ、８…モータコントローラ、９…コンピ
ュータ、１０…画像処理装置、１１…モニタ、１２…オ
ートフォーカス装置、１３…ノズル穴、Ｄ…撮像画像、
Ｐ…ピッチ、Ｒ…基準位置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 2 ... 3-axis movable table 2, 2x ... x-axis drive mechanism, 2y ... y-axis drive mechanism, 2z ... z-axis drive mechanism, 3 ... Work bed, 4 ... Work, 5 ... Support pillar, 6 ... Microscope, 7
... CCD camera, 8 ... Motor controller, 9 ... Computer, 10 ... Image processing device, 11 ... Monitor, 12 ... Autofocus device, 13 ... Nozzle hole, D ... Captured image,
P: pitch, R: reference position

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 連続する複数のノズル穴を有するノズル
ヘッド部のノズル穴形状を顕微鏡及び撮像装置を用いて
光学的に読み取り、この読み取った画像を画像処理して
検査するノズルヘッド検査方法であって、 前記ノズルヘッド部を前記撮像装置の撮像視野の中に入
れると共にオートフォーカス装置を使用して前記ノズル
ヘッド部の表面に顕微鏡の焦点を自動的に合わせるステ
ップと、 前記オートフォーカス装置による焦点合わせ動作を行な
わせた状態で、読み取った画像の中から予め記憶してあ
るノズル穴形状パターンを探すステップと、 探したノズル穴形状パターンの基準位置を算出するステ
ップと、 算出した基準位置が撮像視野の略中央に来るように前記
ノズルヘッド部と前記顕微鏡との相対位置を移動するス
テップと、 ノズル穴形状パターンが撮像視野の外になるまで前記ノ
ズルヘッド部と前記顕微鏡との相対位置を、前記複数の
ノズル穴の配列方向に平行に第１の方向に移動するステ
ップと、 前記ノズルヘッド部と前記顕微鏡との相対位置を、前記
第１の方向とは反対方向の第２の方向に前記複数のノズ
ル穴の１ピッチ分だけ移動し、そのときのノズル穴の位
置及びフォーカス装置におけるフォーカス制御量を第１
の基準位置の情報として記憶するステップと、 前記ノズルヘッド部と前記顕微鏡との相対位置を、撮像
画像が前記複数のノズル穴の配列方向に関して前記第１
の基準位置と反対側に位置するノズル穴を含むようにな
るまで移動し、そのときのノズル穴の位置及びオートフ
ォーカス装置におけるフォーカス制御量を第２の基準位
置の情報として記憶するステップと、 前記第１の基準位置の情報及び前記第２の基準位置の情
報に基づいて、前記ノズルヘッド部と前記顕微鏡との相
対位置を前記複数のノズル穴の１ピッチ分づつ移動しな
がら、各ノズル穴の位置においては前記第１の基準位置
において得られたオートフォーカス制御量と前記第２の
基準位置において得られたオートフォーカス制御量とか
らの補間演算により各ノズル穴の位置におけるフォーカ
ス制御量を求め、このフォーカス制御量に基づいて焦点
合わせ動作を行なって各ノズル穴の検査を行なうステッ
プとからなることを特徴とするノズルヘッド検査方法。1. A nozzle head inspection method for optically reading a nozzle hole shape of a nozzle head portion having a plurality of continuous nozzle holes using a microscope and an imaging device, and performing image processing on the read image for inspection. Automatically bringing the nozzle head into the imaging field of view of the imaging device and automatically focusing the microscope on the surface of the nozzle head using an autofocus device; and focusing by the autofocus device. A step of searching for a nozzle hole shape pattern stored in advance from the read image in a state where the operation is performed; a step of calculating a reference position of the searched nozzle hole shape pattern; Moving the relative position between the nozzle head and the microscope so as to be substantially at the center of the nozzle; Moving the relative position of the nozzle head and the microscope in a first direction parallel to the direction in which the plurality of nozzle holes are arranged, until the pattern is out of the field of view; and the nozzle head and the microscope Relative to the first direction by a pitch of the plurality of nozzle holes in a second direction opposite to the first direction. 1
Storing the relative position between the nozzle head unit and the microscope with respect to the arrangement direction of the plurality of nozzle holes.
Moving to include a nozzle hole located on the side opposite to the reference position, and storing the position of the nozzle hole and the focus control amount in the autofocus device as information of a second reference position; Based on the information on the first reference position and the information on the second reference position, while moving the relative position between the nozzle head and the microscope by one pitch of the plurality of nozzle holes, In the position, a focus control amount at a position of each nozzle hole is obtained by an interpolation calculation from an autofocus control amount obtained at the first reference position and an autofocus control amount obtained at the second reference position, Performing a focusing operation based on the focus control amount to inspect each nozzle hole. Head inspection method.