JP2007229928A - Liquid ejector and liquid ejection method - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出装置及び液体吐出方法に係り、特に、静電吸引方式の液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a liquid ejection method, and more particularly, to an electrostatic suction type liquid ejection apparatus and a liquid ejection method.
近年、インクジェット画像記録装置の高性能化及び用途の拡大に伴って、高粘度なインク液滴を精度良く吐出させることが要求されている。得られる画像の精度を向上させるためにはインク液滴を吐出するノズルを微細化させる必要があり、高粘度のインク液滴を吐出させるためには駆動電圧を高くして液吐出力を高くする必要があった。そこで、ノズル内の液体を帯電させ、ノズル内の液体と液滴を着弾させる基材との間に電界を生じさせ、静電吸引力により液滴を吐出させるいわゆる静電吸引方式の液滴吐出装置が知られている。このような液滴吐出装置によれば、高粘度のインク液滴を精度良く吐出させることができるようになっている。 In recent years, it has been required to eject highly viscous ink droplets with high accuracy as the performance of ink jet image recording apparatuses increases and the applications expand. In order to improve the accuracy of the obtained image, it is necessary to miniaturize the nozzle that ejects ink droplets. To eject ink droplets with high viscosity, the drive voltage is increased to increase the liquid ejection force. There was a need. Therefore, the liquid in the nozzle is charged, an electric field is generated between the liquid in the nozzle and the substrate on which the liquid droplets are landed, and so-called electrostatic attraction type liquid droplet ejection is performed to eject liquid droplets by electrostatic attraction force. The device is known. According to such a droplet discharge device, high viscosity ink droplets can be discharged with high accuracy.
しかしながら、液体吐出ヘッドのノズル面に残留インクが付着した場合、ノズル面と基材との間の電界によって残留インクまでもが帯電してしまい、吐出されたインク液滴が残留インクと反発して予期せぬ方向に飛翔してしまうという問題があった。そこで、液体吐出ヘッドのノズル面を平面状にし、拭き取りによるノズル面のクリーニングが行われているが、残留インクを完全に除去するのは困難であるという問題があった。 However, when residual ink adheres to the nozzle surface of the liquid ejection head, even the residual ink is charged by the electric field between the nozzle surface and the substrate, and the ejected ink droplets repel the residual ink. There was a problem of flying in an unexpected direction. Therefore, although the nozzle surface of the liquid discharge head is made flat and the nozzle surface is cleaned by wiping, there is a problem that it is difficult to completely remove residual ink.
ノズル面に残留インクが付着するのを防止するためには、例えば、ノズル面を観察しながら残留インクが無いことを確認するまでクリーニングを行う手法が考えられる。ノズル面を観察する手法の一つとしては、特許文献1に示すように、記録ヘッドから射出されて飛翔中のインク液滴を側方から撮像する撮像手段を流用する手法が挙げられる。しかし、撮像手段はノズルにピントを合わせるので、液体吐出ヘッドに備えられるノズルが微細化するほど被写界深度が狭くなり残留インクを検知することが困難である。また、一方向からの観察であるので検知できない残留インクも存在してしまう。例えば、光の具合によってノズル面と略同色に映るインクや、透明インク等を用いる場合、撮像手段によって得られる画像のS/N比が悪いため残留インクとノズル面との比較が難しく、残留インクが検知できないおそれがある。
In order to prevent the residual ink from adhering to the nozzle surface, for example, a method of performing cleaning until it is confirmed that there is no residual ink while observing the nozzle surface is conceivable. As one of the methods for observing the nozzle surface, as shown in
また、特許文献2に示すように、ノズル面を複数のカメラで観察する手法も知られている。詳しくは、一つの液体吐出ヘッドのノズル面に対して複数の方向に撮像手段を備え、液体吐出ヘッドをこれらの撮像手段に対して相対移動させることにより、撮像手段によって得られる画像の位置合わせを行うようになっている。また、液体吐出ヘッドを振動させてノズルの開口端のインク面を変動させることによりノズルの位置を確認し、残留インクとノズル内のインクとを区別するようになっている。
しかしながら、特許文献2によれば、複数のカメラを備える必要があるため、装置が煩雑化するとともにコストの削減が難しいという問題があった。また、それぞれの撮像手段の光路は固定されており、撮像の対象物との位置合わせは液体吐出ヘッドの相対移動により行う必要があるため、撮像手段の光路の調整が難しいという問題があった。
However, according to
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数のカメラを備えることなく、液体吐出ヘッドと撮像手段との位置合わせを容易に行ってノズル面の残留液滴を検知する液体吐出装置の提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and without using a plurality of cameras, the liquid discharge head that detects the remaining liquid droplets on the nozzle surface by easily aligning the liquid discharge head and the imaging means. The purpose is to provide a device.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、液体吐出装置において、
基材に向けて液体を吐出するノズルが形成され、前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティを有する液体吐出ヘッドと、
駆動電圧を印加して前記キャビティに貯蔵される液体に圧力を発生させて前記ノズルの開口端にメニスカスを形成させる圧力発生手段と、
前記基材を支持する対向電極と、
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極の間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生手段と、
前記液体吐出ヘッドの位置に応じて光路を調整する光路調整手段と、
前記光路上に位置する前記液体吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を解析して前記ノズル面における残留液滴の有無を判断する画像解析手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
A liquid ejection head having a cavity for storing liquid ejected from the nozzle, wherein a nozzle for ejecting liquid toward the substrate is formed;
Pressure generating means for applying a driving voltage to generate pressure in the liquid stored in the cavity to form a meniscus at the open end of the nozzle;
A counter electrode supporting the substrate;
An electrostatic voltage generating means for generating an electrostatic attraction force by applying an electrostatic voltage between the liquid discharge head and the counter electrode;
Optical path adjusting means for adjusting the optical path according to the position of the liquid ejection head;
Imaging means for imaging the nozzle surface of the liquid ejection head located on the optical path;
Image analysis means for analyzing the image captured by the imaging means to determine the presence or absence of residual droplets on the nozzle surface;
It is characterized by providing.
請求項1に記載の発明によれば、液体吐出ヘッドが相対移動しても、光路調整手段により光路が調整されるので、撮像手段自体を移動させることなく光路上にノズル面が位置し、特定のノズルが撮像手段に結像し続ける。撮像手段はノズルの開口端を撮像し続け、得られた画像を画像解析手段により解析してノズル面におけるノズル付近の残留液滴の有無を判断する。 According to the first aspect of the present invention, since the optical path is adjusted by the optical path adjusting means even if the liquid discharge head is relatively moved, the nozzle surface is positioned on the optical path without moving the imaging means itself, and The nozzle continues to form an image on the imaging means. The imaging means continues to image the open end of the nozzle, and the obtained image is analyzed by the image analysis means to determine the presence or absence of residual droplets near the nozzle on the nozzle surface.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液体吐出装置において、
前記光路調整手段の前記ノズル面に対する傾斜角を変更する傾斜角変更手段と、
前記撮像手段の焦点を調整する焦点調整手段と、を備え、
前記光路調整手段は、前記ノズルの開口端を経路の異なる少なくとも2つの光路で前記撮像手段に結像させる際、それぞれの光路で撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上となるように調整することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the liquid ejection device according to the first aspect,
An inclination angle changing means for changing an inclination angle of the optical path adjusting means with respect to the nozzle surface;
A focus adjusting means for adjusting the focus of the imaging means,
When the optical path adjusting unit forms an image on the imaging unit with at least two optical paths having different paths, the optical path adjusting unit has 60% or more of image data in the same region included in an image captured in each optical path. It is characterized by adjusting so that it may become.
請求項2に記載の発明によれば、撮像手段によって連続して撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上であるので、画像解析手段は光路を異ならせて撮像した同一領域の画像データを比較することにより、光路の変化によって生じる残留液滴の撮像される形状の変化を検知する。よって、残留液滴を容易に検知することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the image data of the same region included in the images continuously captured by the imaging unit is 60% or more, the image analysis unit captures the same region captured with different optical paths. By comparing these image data, a change in the shape of the remaining droplet imaged due to a change in the optical path is detected. Therefore, residual droplets can be easily detected.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の液体吐出装置において、
前記撮像手段は、液滴吐出の際、前記ノズルの開口端に形成されるメニスカス並びに飛翔液滴の静止画像及び動画像の少なくとも一つを撮像することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the liquid ejection device according to the first or second aspect,
The image pickup means picks up at least one of a meniscus formed at the opening end of the nozzle and a still image and a moving image of a flying droplet when discharging a droplet.
請求項3に記載の発明によれば、撮像手段により、液滴吐出の際に、ノズルの開口端に形成されるメニスカス並びに飛翔液滴の静止画像及び動画像の少なくとも一つが撮像されるので、画像解析手段により得られた画像を解析し、液滴の吐出状態を観察することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の液体吐出装置において、
前記画像解析手段は、前記光路調整手段の前記ノズル面に対する傾斜角に応じて前記撮像手段により撮像された画像を幾何補正することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid ejection device according to the second or third aspect,
The image analysis unit is characterized in that the image captured by the imaging unit is geometrically corrected according to an inclination angle of the optical path adjustment unit with respect to the nozzle surface.
請求項4に記載の発明によれば、画像解析手段は、光路調整手段のノズル面に対する傾斜角を前記傾斜角変更手段から出力され、当該傾斜角に応じて撮像された画像を幾何補正し、補正後の画像を解析することにより残留液滴の有無を判断する。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の液体吐出装置において、
前記画像解析手段は、前記幾何補正後の2つの画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データの差分値をとり、該差分値により残留液滴の有無を判断することを特徴とする。
The invention according to
The image analysis means takes a difference value of image data of the same region included in each of the two images after the geometric correction, and determines the presence or absence of residual droplets based on the difference value.
請求項5に記載の発明によれば、撮像手段により連続して撮像された画像を光路調整手段の傾斜角に応じて幾何補正し、幾何補正後の2つの画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを比較して差分値をとり、その差分値により残留液滴を検知する。 According to the fifth aspect of the present invention, geometric correction is performed on the images continuously captured by the imaging unit according to the inclination angle of the optical path adjustment unit, and the same region included in each of the two images after geometric correction is obtained. The image data is compared to obtain a difference value, and the residual droplet is detected based on the difference value.
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の液体吐出装置において、
前記画像解析手段は、前記幾何補正後の3つ以上の画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データのピクセル値の分散を算出し、該算出結果により残留液滴を検知することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid ejection device according to the fourth aspect,
The image analysis means calculates a variance of pixel values of image data in the same region included in each of the three or more images after the geometric correction, and detects residual droplets based on the calculation result. .
請求項6に記載の発明によれば、撮像手段により連続して撮像された画像を光路調整手段の傾斜角に応じて幾何補正し、幾何補正後の3つ以上の画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを比較してピクセル値の分散を算出し、ピクセル値の分散が大きいところを残留液滴として検知する。 According to the sixth aspect of the present invention, the images continuously picked up by the image pickup means are geometrically corrected according to the inclination angle of the optical path adjusting means, and the same image included in each of the three or more images after the geometric correction. The pixel value variance is calculated by comparing the image data of the regions, and a portion where the pixel value variance is large is detected as a residual droplet.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
液滴吐出の際、前記光路調整手段に液滴が付着しないように保護する汚れ防止手段を備えることを特徴とする。
The invention according to
It is characterized in that it is provided with a stain preventing means for protecting the optical path adjusting means from being attached to the optical path adjusting means when the droplet is discharged.
請求項7に記載の発明によれば、汚れ防止手段により、光路調整手段に吐出された液滴や汚れが付着してしまうことを防止する。 According to the seventh aspect of the present invention, the contamination preventing means prevents the droplets and dirt discharged to the optical path adjusting means from adhering.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記光路調整手段に付着した汚れを除去する除去手段を備えることを特徴とする。
The invention according to
A removing means for removing dirt adhering to the optical path adjusting means is provided.
請求項8に記載の発明によれば、除去手段により光路調整手段に付着した汚れが除去される。 According to the eighth aspect of the present invention, the dirt attached to the optical path adjusting means is removed by the removing means.
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記光路調整手段は、鏡であることを特徴とする。
The invention according to
The optical path adjusting means is a mirror.
請求項9に記載の発明によれば、光路調整手段として鏡を用いることにより、撮像手段の光路の調整を簡易な構成で行うことができる。
According to the invention described in
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9に記載の液体吐出装置において、
前記ノズル面をクリーニングするクリーニング手段を備え、
前記画像解析手段によって残留液滴が検知された際、前記クリーニング手段と前記液体吐出ヘッドとを対向させて前記ノズル面のクリーニングを行わせる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to
A cleaning means for cleaning the nozzle surface;
Control means for cleaning the nozzle surface by causing the cleaning means and the liquid ejection head to face each other when residual droplets are detected by the image analysis means;
It is characterized by providing.
請求項10に記載の発明によれば、液体吐出装置において、残留液滴が検知された際、液体吐出ヘッド又はクリーニング手段の少なくとも一方を移動させて互いに対向させ、ノズル面のクリーニングを行わせる。 According to the tenth aspect of the present invention, when a residual liquid droplet is detected in the liquid ejection device, at least one of the liquid ejection head or the cleaning unit is moved so as to face each other, and the nozzle surface is cleaned.
請求項11に記載の発明は、
基材に向けて液体を吐出するノズルが形成され、前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティを有する液体吐出ヘッドに、駆動電圧を印加して前記キャビティに貯蔵される液体に圧力を発生させて前記ノズルの開口端にメニスカスを形成させる圧力発生工程と、
前記基材を支持する対向電極と前記液体吐出ヘッドとの間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生工程と、
前記液体吐出ヘッドの位置に応じて光路を調整する光路調整工程と、
前記光路上に位置する前記液体吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程によって取得された画像データを解析して前記ノズル面における残留液滴の有無を判断する画像解析工程と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 11
A nozzle that discharges liquid toward the substrate is formed, and a drive voltage is applied to a liquid discharge head having a cavity that stores liquid discharged from the nozzle to generate pressure in the liquid stored in the cavity. Pressure generating step of forming a meniscus at the open end of the nozzle,
An electrostatic voltage generating step of generating an electrostatic attraction force by applying an electrostatic voltage between the counter electrode supporting the substrate and the liquid ejection head;
An optical path adjusting step of adjusting the optical path according to the position of the liquid ejection head;
An imaging step of imaging the nozzle surface of the liquid ejection head located on the optical path;
An image analysis step of analyzing the image data acquired by the imaging step to determine the presence or absence of residual droplets on the nozzle surface;
It is characterized by providing.
請求項11に記載の発明によれば、液体吐出ヘッドが相対移動しても、光路調整工程において光路が調整され、撮像手段自体を移動させることなく特定のノズルが光路上に位置し続ける。そして、撮像工程により光路上に位置するノズルの開口端が撮像され、得られた画像データは画像解析工程により解析されてノズル面におけるノズル付近の残留液滴の有無を判断する。 According to the eleventh aspect of the present invention, even if the liquid discharge head is relatively moved, the optical path is adjusted in the optical path adjustment step, and the specific nozzle continues to be positioned on the optical path without moving the imaging unit itself. Then, the opening end of the nozzle located on the optical path is imaged by the imaging process, and the obtained image data is analyzed by the image analysis process to determine the presence or absence of residual droplets near the nozzle on the nozzle surface.
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の液体吐出方法において、
光路を調整する光路調整手段の前記ノズル面に対する傾斜角を変更する傾斜角変更工程と、
前記撮像手段の焦点を調整する焦点調整工程と、を備え、
前記光路調整工程は、前記ノズルの開口端を経路の異なる少なくとも2つの光路で撮像させる際、それぞれの光路で撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上となるように調整することを特徴とする。
The invention according to
An inclination angle changing step of changing an inclination angle with respect to the nozzle surface of the optical path adjusting means for adjusting the optical path;
A focus adjustment step of adjusting the focus of the imaging means,
In the optical path adjustment step, when the opening end of the nozzle is imaged by at least two optical paths having different paths, the image data of the same region included in the image captured by each optical path is adjusted to be 60% or more. It is characterized by that.
請求項12に記載の発明によれば、撮像工程によって連続して撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上であるので、光路を異ならせて撮像した同一領域の画像データを画像解析工程において比較することにより、光路の変化によって生じる残留液滴の撮像される形状の変化を検知する。よって、残留液滴を容易に検知することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the image data of the same region included in the images continuously picked up by the image pickup process is 60% or more. Therefore, the image data of the same region picked up with different optical paths is obtained. By comparing in the image analysis step, a change in the shape of the remaining liquid droplets caused by the change in the optical path is detected. Therefore, residual droplets can be easily detected.
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の液体吐出方法において、
前記画像解析工程は、前記光路調整手段の前記ノズル面に対する傾斜角に応じて前記撮像手段により撮像された画像を幾何補正することを特徴とする。
The invention according to
The image analysis step is characterized in that an image captured by the imaging unit is geometrically corrected according to an inclination angle of the optical path adjusting unit with respect to the nozzle surface.
請求項13に記載の発明によれば、画像解析工程によって、光路調整手段のノズル面に対する傾斜角に応じて撮像された画像を幾何補正し、補正後の画像を解析することにより残留液滴の有無を判断する。 According to the thirteenth aspect of the present invention, in the image analysis step, the image captured in accordance with the inclination angle with respect to the nozzle surface of the optical path adjustment means is geometrically corrected, and the corrected image is analyzed to analyze the residual droplets. Judgment is made.
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の液体吐出方法において、
前記画像解析工程は、前記幾何補正後の2つの画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データの差分値をとり、該差分値により残留液滴の有無を判断することを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the liquid ejection method according to the thirteenth aspect,
The image analysis step is characterized in that a difference value of image data in the same region included in each of the two images after the geometric correction is taken and the presence or absence of residual droplets is determined based on the difference value.
請求項14に記載の発明によれば、撮像手段により連続して撮像された画像を光路調整手段の傾斜角に応じて幾何補正し、幾何補正後の2つの画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを比較して差分値をとり、その差分値により残留液滴を検知する。 According to the fourteenth aspect of the present invention, geometric correction is performed on the images continuously captured by the imaging unit according to the inclination angle of the optical path adjustment unit, and the same region included in each of the two images after the geometric correction is performed. The image data is compared to obtain a difference value, and the residual droplet is detected based on the difference value.
請求項15に記載の発明は、請求項13に記載の液体吐出方法において、
前記画像解析工程は、前記幾何補正後の3つ以上の画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データのピクセル値の分散を算出し、該算出結果により残留液滴を検知することを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the liquid ejection method according to the thirteenth aspect,
The image analysis step calculates a variance of pixel values of image data in the same region included in each of the three or more images after the geometric correction, and detects residual droplets based on the calculation result. .
請求項15に記載の発明によれば、撮像手段により連続して撮像された画像を光路調整手段の傾斜角に応じて幾何補正し、幾何補正後の3つ以上の画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを比較してピクセル値の分散を算出し、ピクセル値の分散が大きいところを残留液滴として検知する。 According to the fifteenth aspect of the present invention, the images continuously picked up by the image pickup means are geometrically corrected according to the inclination angle of the optical path adjusting means, and the same image included in each of the three or more images after the geometric correction. The pixel value variance is calculated by comparing the image data of the regions, and a portion where the pixel value variance is large is detected as a residual droplet.
請求項16に記載の発明は、請求項11〜15のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、
液滴吐出の際、前記光路調整手段に液滴が付着しないように保護することを特徴とする。
The invention according to
When discharging a droplet, the optical path adjusting means is protected from being attached to the droplet.
請求項16に記載の発明によれば、光路調整手段に吐出された液滴や汚れが付着してしまうことを防止する。 According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent the droplets and dirt discharged to the optical path adjusting means from adhering.
請求項17に記載の発明は、請求項11〜16のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、
前記光路調整手段に付着した汚れを除去する除去工程を備えることを特徴とする。
The invention according to
A removal step of removing dirt adhering to the optical path adjusting means is provided.
請求項17に記載の発明によれば、除去工程により光路調整手段に付着した汚れが除去される。
According to the invention described in
請求項18に記載の発明は、請求項11〜17に記載の液体吐出方法において、
前記画像解析工程によって残留液滴が検知された際、前記ノズル面のクリーニングを行うクリーニング工程を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 18 is the liquid ejection method according to claims 11 to 17,
The method includes a cleaning step of cleaning the nozzle surface when residual droplets are detected by the image analysis step.
請求項18に記載の発明によれば、画像解析工程において、残留液滴が検知された際には、ノズル面のクリーニングが行われる。 According to the invention described in claim 18, when the residual liquid droplet is detected in the image analysis step, the nozzle surface is cleaned.
請求項1又は11に記載の発明によれば、撮像手段は、光路調整手段により容易にノズルにピントを合わせて撮像し続けることが可能である。よって、ノズル付近を撮像した画像を解析することにより、ノズル面における残留液滴の有無を判断することが可能である。また、撮像手段自体を移動させる必要がなく、一つの撮像手段を備えるだけでよいので、装置の簡略化及びコストの低減が可能である。
According to the invention described in
請求項2又は12に記載の発明によれば、撮像手段によって連続して撮像される画像がそれぞれ同一領域の画像データを60%以上含むので、画像解析により光路を異ならせて撮像した画像を比較して容易に残留液滴を検知することができる。よって、ノズル面における残留液滴の有無の判断が容易に行うことができる。また、光路調整手段は、ノズル面に対する傾斜角を変更してその光路を調整するので、複雑な構成を必要とせず装置の簡略化が可能である。 According to the second or twelfth aspect of the present invention, the images continuously captured by the imaging means each include 60% or more of the same region of image data, so that the images captured with different optical paths by image analysis are compared. Thus, the residual droplet can be easily detected. Therefore, it is possible to easily determine the presence or absence of residual droplets on the nozzle surface. Further, since the optical path adjusting means adjusts the optical path by changing the tilt angle with respect to the nozzle surface, the apparatus can be simplified without requiring a complicated configuration.
請求項3に記載の発明によれば、撮像手段により液滴の吐出状態も観察可能である。よって、一つの撮像手段を備えることにより、ノズル面の観察と液滴吐出状態の観察とが可能である。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to observe the discharge state of the liquid droplets by the imaging unit. Therefore, by providing one imaging means, it is possible to observe the nozzle surface and the droplet discharge state.
請求項4又は13に記載の発明によれば、光路調整手段のノズル面に対する傾斜角に応じて画像を幾何補正するので、光路調整手段のノズル面に対する傾斜角の変化による画像の変化を補正することができる。よって、光路調整手段のノズル面に対する傾斜角の変化による影響を受けずに画像の解析を行うことができ、正確に残留液滴の有無を判断することが可能である。
According to the invention of
請求項5又は14に記載の発明によれば、幾何補正後の2つの画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを用いた画像解析により、光路調整手段の傾斜角の変化を考慮して差分値を求めるので、光路調整手段の傾斜角の変化による影響を受けずに残留液滴の検知が可能である。また、差分値により光路の異なりによる残留液滴の撮像形状の変化を判断するので、容易かつ正確に残留液滴の検知を行うことが可能である。
According to the invention described in
請求項6又は15に記載の発明によれば、幾何補正後の3つ以上の画像のそれぞれに含まれる同一領域の画像データを用いた画像解析により、光路調整手段の傾斜角の変化を考慮してピクセル値の分散を求めるので、光路調整手段の傾斜角の変化による影響を受けずに残留液滴の検知が可能である。また、ピクセル値の分散により光路の異なりによる残留液滴の撮像形状の変化を判断するので、容易かつ正確に残留液滴の検知を行うことが可能である。
According to the invention described in
請求項7又は16に記載の発明によれば、光路調整手段に液滴等の汚れが付着することを防止するので、撮像手段により光路調整手段に付着した汚れが撮像されることはなく、残留液滴の有無を正確に判断することが可能である。
According to the invention described in
請求項8又は17に記載の発明によれば、光路調整手段に汚れが付着しても除去されるので、残留液滴の有無を正確に判断することが可能である。 According to the eighth or seventeenth aspect of the present invention, even if dirt is attached to the optical path adjusting means, it is removed, so it is possible to accurately determine the presence or absence of residual droplets.
請求項9に記載の発明によれば、光路調整手段を簡易な構成とし、撮像手段の光路の調整を容易に行うことができるので、装置自体の大型化及び制御の煩雑化の防止が可能である。 According to the ninth aspect of the present invention, since the optical path adjustment means has a simple configuration and the optical path of the image pickup means can be easily adjusted, it is possible to prevent the apparatus itself from becoming large and complicated. is there.
請求項10又は18に記載の発明によれば、液体吐出装置において残留液滴が検知された際にはノズル面のクリーニングが行われるので、ノズル面に残留液滴が付着した状態で液滴が吐出されることを防止することができ、液滴を正確な位置に着弾させることが可能である。 According to the tenth or eighteenth aspect of the invention, when the residual liquid droplet is detected in the liquid ejection device, the nozzle surface is cleaned, so that the liquid droplet is discharged with the residual liquid droplet attached to the nozzle surface. It is possible to prevent the liquid from being ejected, and it is possible to land the liquid droplet at an accurate position.
以下に、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of a liquid ejection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
図1に示すように、本実施形態に係る液体吐出装置1は、液体吐出ヘッド2から基材Kに向けて液滴を吐出させるものである。液体吐出装置1には、基材Kを支持する平板状の対向電極3が備えられている。対向電極3は接地されており、常時接地電位に維持されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、液体吐出装置1には、基材Kに向けて液体を吐出させる液体吐出ヘッド2が、対向電極3と平行に備えられている。液体吐出ヘッド2と対向電極3との間隙は、0.1〜3.0mm程度の範囲内で調整されている。液体吐出ヘッド2としては、いわゆるシリアル方式或いはライン方式等のものが適用可能である。
As shown in FIG. 2, the
液体吐出ヘッド2の基材K側には、樹脂製のノズルプレート4が備えられている。本実施形態においては、安定した液滴吐出のために、ノズルプレート4の厚さは75μm以上が好ましい。また、ノズルプレート4は絶縁体から形成されており、その体積抵抗率は1015Ωm以上である。
A
ノズルプレート4には、インク等の帯電可能な液体Lの液滴Dを吐出する、複数のノズル5が穿孔して配設されている。ノズル5は、基材Kに向かうほどテーパ状に径を小さく変化させるように形成されている。ノズル5の開口径の長さ寸法は、低い電界強度でも安定して液体の吐出を行うことを可能とするため、15μm以下が好ましい。また、ノズル5の断面形状はテーパ形状に限定されず適宜変更可能である。ノズル5の開口端形状は、円形の他、多角形状や星形状等であってもよい。
In the
また、ノズルプレート4は、平面状に形成されており基材Kと平行するように配置されている。ここで、平面状のノズルプレート4とは、ノズルプレート4からノズル5が突出しない又はノズル5の突出量が30μm程度以下のものを指す。平面状のノズルプレートを使用することにより、ノズルプレート表面のクリーニングを容易に行うことが可能であるという利点が挙げられる。
Further, the
ノズルプレートの基材Kに対向する面には、ノズル5からの液体Lの滲み出しを抑制するための撥液層6が設けられている。撥液層6のノズル5の開口部に対応する位置には、ノズル孔10が形成されている。本実施形態におけるノズル面は、撥液層6の基材Kに対向する面である。撥液層6は、例えば、液体Lが水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体Lが油性であれば撥油性を有する材料が用いられる。撥液層6の材料及び形成方法に特に制限は無く、公知のものを適宜用いることができ、撥液層6の密着性を向上させるために中間層を介して成膜しても良い。
On the surface of the nozzle plate facing the base material K, a
ノズルプレート4の撥液層6と反対側の一面には、静電電圧を印加されて液体Lを帯電させる帯電用電極7が層状に設けられている。帯電用電極7は、主として、NiP等の導電素材より形成されている。帯電用電極7は、ノズル5の内周面まで延設されており、ノズル5内の液体Lに接するようになっている。
On one surface of the
帯電用電極7には、静電電圧を印加する静電電圧印加手段としての静電電圧電源8が接続されている。静電電圧電源8には後述する制御手段9が接続されており、静電電圧の印加動作を制御されている。対向電極3は接地されているので、液体Lが帯電されることにより、液体吐出ヘッド2と対向電極3との間、特に液体Lと基材Kとの間、に静電吸引力が発生するようになっている。また、帯電した液体Lからなる液滴Dが基材Kに着弾すると、対向電極3はその電荷を接地により逃がすようになっている。
The charging
帯電用電極7の他面側には、ボディ層13が層状に設けられている。ボディ層13の各ノズル5に面する位置には、ノズル5と同じ形状の断面を有する略筒状のキャビティ14が形成されている。各キャビティ14内には、ノズル5を通して吐出される液体Lが一時貯蔵されている。各キャビティ14には、外部の液体タンク(図示省略)から液体Lを供給するための流路(図示省略)が連通されている。
On the other surface side of the charging
ボディ層13の他面側には、可撓性を有する金属薄板やシリコン等よりなる可撓層15が備えられている。可撓層15の他面側であって各キャビティ14に対応する位置には、圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子16が設けられている。ピエゾ素子16には、ピエゾ素子16を変形させるための駆動電圧を印加する駆動電圧電源17が接続されている。本実施形態において、圧力発生手段はピエゾ素子16と駆動電圧電源17とからなり、図3に示すように、駆動電圧の印加によってピエゾ素子16が変形し、ノズル5内の液体Lに圧力が生じ、ノズル5の開口部にメニスカスが形成されるようになっている。駆動電圧電源17には後述する制御手段9が接続されており、駆動電圧の印加動作を制御されている。なお、圧力発生手段としては、本実施形態のような圧電素子アクチュエータのほかに、例えば、静電アクチュエータやサーマル方式等を採用することも可能である。
On the other surface side of the
図1に示すように、液体吐出ヘッド2には、液体吐出ヘッド2を対向電極3に対して相対移動させる移動手段20が接続されている。移動手段20には液体吐出ヘッド2の相対移動を制御する制御手段9が接続されているとともに、液体吐出ヘッド2の移動量が制御手段9に出力されるようになっている(図9参照)。移動手段20は、液体吐出ヘッド2と対向電極3との間隙も調整するようになっており、制御手段9からの指示に基づいて液体吐出ヘッド2を対向電極3から遠ざけるように上方に移動させるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
液体吐出ヘッド2と基材Kとの間隙には、撮像手段としてのカメラ21が備えられている。カメラ21には、カメラ21の液体吐出ヘッド2に対する角度を調整しつつ支持するカメラ支持ステージ22が備えられている。図4に示すように、カメラ21はノズル孔10に形成さらえるメニスカス、飛翔液滴Dの静止画像又は動画像の少なくとも一つを撮像して液滴の異常吐出を検知するものである。カメラ21としては、公知のものを特に制限無く用いることができるが、CCDカメラは撮像対象物を継続的に撮像でき好ましい。カメラ21には、光線を照射する発光素子(図示省略)が備えられている。カメラ21には、撮像対象物により反射された入射光線の強弱を電気信号に変換するCCD23が、光電変換素子として備えられている。また、カメラ21には、カメラ21の焦点を調整する焦点調整手段としてのズームレンズ24が備えられている。また、カメラ21には撮像された画像を解析する画像解析手段25が接続されており、得られた画像データを順次出力するようになっている。
In the gap between the
図5に示すように、カメラ21の光路には、カメラ21から照射された光の経路を調整する鏡26が、光路調整手段として備えられている。鏡26はカメラ21から照射された光をノズル面に向けて反射させ、ノズル面により反射された光をカメラ21に向けて反射させるようになっている。図6に示すように、鏡26は回動自在に支持されており、その支持部27には鏡26のノズル面に対する傾斜角を変更する傾斜角変更手段28(図7参照)が接続されている。鏡26の支持部27には、鏡26を液体吐出ヘッド2に対して相対移動させる鏡移動アーム29が接続されている。鏡移動アーム29には制御手段9が接続されており、鏡26の使用状況に応じて鏡26を移動させるようになっている。
As shown in FIG. 5, the optical path of the
図7に示すように、鏡26の側方には、鏡26の不使用時に鏡26に吐出インクが付着することを防止する汚れ防止手段としての鏡保護カバー30が備えられている。鏡保護カバー30は断面コ字状に形成されており、傾斜角変更手段28により傾斜させた鏡26を鏡移動アーム29により移動させて収容するようになっている。鏡保護カバー30には、鏡26を収容する際に鏡26に付着した汚れを拭き取る鏡ワイパ31が、除去手段として備えられている。
As shown in FIG. 7, a mirror
図8に示すように、対向電極3の側方には、液体吐出ヘッド2のノズル面をクリーニングするためのクリーニング台32が備えられている。クリーニング台32には、ノズル面の拭き取りを行うノズルワイパ33が、液体吐出ヘッド2がクリーニング台32の上方に移動された際にノズル面に対向するように備えられている。ノズルワイパ33は弾性素材からなり、残留インクを除去しつつノズル面を破損せずに拭き取るようになっている。本実施形態においては、クリーニング手段としてノズルワイパ33を用いたが、クリーニング手段としては特に制限はなく適宜変更可能である。
As shown in FIG. 8, a cleaning table 32 for cleaning the nozzle surface of the
次に、液体吐出装置1の制御構成について説明する。
Next, the control configuration of the
図9に示すように、本実施形態における液体吐出装置1には、駆動電圧電源17、静電電圧電源8、移動手段20、カメラ21、傾斜角変更手段28、鏡移動アーム29、ノズルワイパ33及び画像解析手段25に電気的に接続されるとともにこれらを制御する制御手段9が備えられている。制御手段9は、CPU9a、ROM9b及びRAM9c等が図示しないBUSにより接続されて構成されたコンピュータからなる。制御手段9は、ROM9bに格納された電源制御プログラムをRAM9cに展開させ、CPU9aにより実行させるようになっている。
As shown in FIG. 9, the
液滴Dを基材Kに吐出させる際、制御手段9は、移動手段20により液体吐出ヘッド2を基材Kに対して相対移動させつつ液滴Dを吐出させるように制御している。制御手段9は、静電電圧電源8により静電電圧を印加させて液体Lと基材Kとの間に電界を生じさせ、圧力発生手段により液体Lに圧力を発生させて液滴Dを吐出させるように制御している。また、制御手段9は、カメラ21により、ノズル5の開口端に形成されるメニスカス並びに飛翔液滴Dの静止画像及び動画像の少なくとも一つを撮像させるようになっている。得られた画像データは画像解析手段25に出力され、制御手段9は液体吐出状態を観察するため、画像解析手段25により当該画像データを解析させて異常吐出を検知させるように制御している。
When discharging the droplet D onto the substrate K, the control means 9 controls the droplet D to be discharged while moving the
液体吐出ヘッド2のノズル面における残留インクの有無を判断させる際、制御手段9は、カメラ21によりノズル面を撮像させて、得られた画像データを画像解析手段25により解析させるように制御している。この際、制御手段9は、傾斜角変更手段28により鏡26のノズル面に対する傾斜角を変更させてカメラ21からの光路を調整させ、カメラ21によりノズル孔10付近を撮像させるように制御している。また、制御手段9は撮像した際の鏡26のノズル面に対する傾斜角を画像解析手段25に出力し、画像解析手段25により画像データを幾何補正させてから解析させるようになっている。画像解析手段25は残留インクの有無の判断結果を制御手段9に出力し、制御手段9はノズル面に残留インクが存在すると判断されると液体吐出装置1のメンテナンスを行わせるように制御している。
When determining the presence or absence of residual ink on the nozzle surface of the
液体吐出装置1のメンテナンスの際、制御手段9は、移動手段20により液体吐出ヘッド2をクリーニング台32の上方に移動させ、ノズルワイパ33により液体吐出ヘッド2のノズル面を拭き取らせるように制御している。また、制御手段9は、傾斜角変更手段28により鏡26を傾斜させ、鏡26を鏡移動アーム29により鏡保護カバー30に収容させつつ鏡ワイパ31により鏡26を拭き取らせるように制御している。
During maintenance of the
次に、本実施形態の液体吐出装置1を用いた液体吐出方法について説明する。
Next, a liquid discharge method using the
図3は、制御手段9による液体吐出ヘッド2の駆動制御を説明する図である。本実施形態においては、例えば、静電電圧電源8から帯電用電極7に印加される一定の静電電圧VCは1.5kVに設定されており、駆動電圧電源17からピエゾ素子16に印加されるパルス状の駆動電圧VPは20Vに設定されている。
FIG. 3 is a diagram for explaining drive control of the
まず、傾斜角変更手段28は、鏡26を鏡保護カバー30に収容可能な角度に傾斜させる。そして、鏡移動アーム29は、鏡26を鏡保護カバー30の開口部分に通過させて収容させる。
First, the tilt angle changing means 28 tilts the
静電電圧発生工程において、静電電圧電源8は、帯電用電極7に一定の静電電圧VCを印加させ、液体吐出ヘッド2の各ノズル5と対向電極3との間に電界が生じる(図3中A参照)。また、圧力発生工程において、駆動電圧電源17はパルス状の駆動電圧Vpを印加させ、ピエゾ素子16を変形させる。ピエゾ素子16の変形によりノズル5内部の液体Lの圧力が上がり、ノズル孔10にメニスカスが形成される(図3中B参照)
The electrostatic voltage generating step, the electrostatic
このように、ノズル5と対向電極3との間に電界が生じている状態でメニスカスを形成させると、メニスカス先端部に高度な電界集中が生じて非常に強い静電力が加わる。この状態で駆動電圧VPの印加を停止させると、ミストやサテライトが発生することなくメニスカスが引きちぎられて液滴Dが吐出される(図3中C参照)。吐出された液滴Dは基材Kに向かって飛翔し、電界により加速されて対向電極3の方に吸引される(図3中D参照)。対向電極3に支持された基材Kの目標地点に液滴Dが着弾すると、液滴Dが備えていた電荷は対向電極3の接地部位に移動し除去される(図3中E参照)。
Thus, when a meniscus is formed in a state where an electric field is generated between the
液滴Dを吐出させる際、カメラ21はカメラ支持ステージ22により回動自在に支持され、ノズル5の開口端に形成されるメニスカス又は飛翔液滴Dの静止画像若しくは動画像を撮像する。得られた画像データは画像解析手段25に出力され、画像解析手段25は液滴Dの吐出状態が正常であるか否かを判断する。判断結果は制御手段9に出力され、液滴Dの異常吐出が検出される。
When ejecting the droplet D, the
次に、本実施形態の液体吐出装置1を用いた残留液滴検知方法について説明する。液体吐出ヘッド2のノズル面における残留液滴の検知は、所定量の液体を吐出させるごとに行うこととしても良いし、一定時間経過ごとに行うこととしても良い。
Next, a residual droplet detection method using the
光路調整工程において、制御手段9は、鏡移動アーム29により、鏡26を鏡保護カバー30から取り出し、カメラ21の光軸上であってノズル面の下方に移動させる。また、制御手段9は、鏡26の位置とカメラ21及びノズル孔10との位置関係に基づいて鏡26の傾斜角を算出する。算出された傾斜角は傾斜角変更手段28に出力され、傾斜角変更手段28により鏡26の傾斜角が変更される。また、カメラ21はズームレンズ24の光軸上における位置を調整し、ノズル孔10がCCD23に結像するように焦点を調整する。
In the optical path adjustment step, the control means 9 takes out the
続いて、撮像工程において、カメラ21の発光素子は前方に向けて光線を出射する。出射された光線は鏡26に入射し、ノズル面に向けて反射される。ノズル面により反射された光線は、鏡26により反射され、ズームレンズ24を透過してCCD23に入射する。CCD23は入射した光線を電気信号に変換し、カメラ21は撮像対象のノズル孔10付近を撮像する。このようにして得られた画像データは、画像解析手段25に出力される。
Subsequently, in the imaging process, the light emitting element of the
その後、移動手段20により液体吐出ヘッド2を移動させ、撮像対象のノズル5の移動量に応じて鏡26の傾斜角を変更して光路調整工程を行う。制御手段9は、液体吐出ヘッド2の移動量に基づいて、撮像対象のノズル孔10がカメラ21に結像させるような鏡26の傾斜角を算出する。この際、制御手段9は、液体吐出ヘッド2の移動前に撮像されたノズル面のうち60%以上の領域が撮像されるように算出を行う。上述した方法で、算出結果に基づいて傾斜角を変更するとともに焦点を調整した後、カメラ21を用いた撮像工程によりノズル面が撮像される。得られた画像データは順次画像解析手段25に出力される。
Thereafter, the
このようにして、制御手段9は、連続して撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上となるように、液体吐出ヘッド2を微小量ずつ移動させ、移動させる毎にノズル孔10付近を撮像させる(図6参照)。図6(a)で撮像された画像を図10に示し、図6(b)で撮像された画像を図11(a)に示し、図6(c)で撮像された画像を図12(a)に示す。また、図11(a)及び図12(a)において、ノズル面の同一領域が撮像されている領域は点線の内側である。
In this way, the
その後、画像解析工程において、画像解析手段25は得られた画像データに基づいて残留インクを検知する。
まず、画像解析手段25は、得られた画像データを、撮像した際の鏡26の傾斜角に基づいて幾何補正する。幾何補正後、ノズル孔10については平面視形状が得られるが、残留インクについては投影の影響を解消できず、図11(b)及び図12(b)に示すように残留インクに入射する光の角度の影響が画像データに残ってしまう。
Thereafter, in the image analysis step, the image analysis means 25 detects residual ink based on the obtained image data.
First, the image analysis means 25 geometrically corrects the obtained image data based on the tilt angle of the
画像解析手段25は、比較する画像が2つの場合、幾何補正後の同一領域の画像データを比較して画素間の差分値を取り、当該差分値に基づいて残留インクの有無を判断する。また、画像解析手段25は、3つ以上の連続する画像を比較する場合、幾何補正後の同一領域の画像データを比較してピクセル値の分散を算出して残留インクの有無を検知する。幾何補正後の画像データに含まれる同一領域の分散画像において、残留インクは図13に示すように表され、その存在が容易に検知可能である。
When there are two images to be compared, the
画像解析手段25による残留インクの検知結果は制御手段9に出力される。制御手段9は残留インクが無い場合、上述したような通常の液体吐出を再開する。一方、制御手段9は残留インクの存在を検知した場合、クリーニング工程を行い液体吐出装置1のメンテナンスを行うようになっている。
The residual ink detection result by the image analysis means 25 is output to the control means 9. When there is no residual ink, the control means 9 resumes normal liquid ejection as described above. On the other hand, when the
まず、制御手段9は、駆動電圧及び静電電圧の印加を停止し、一旦液体吐出を停止させる。そして、移動手段20は、液体吐出ヘッド2をクリーニング台32の上方に移動させてノズル面とノズルワイパ33とを対向させる。液体吐出ヘッド2のノズル面とノズルワイパ33とが対向すると、ノズルワイパ33はノズル面に対して移動し、ノズル面の拭き取りを行う。ノズル面の拭き取りが終了すると液体吐出ヘッド2は、再び移動手段20により基材Kと対向する位置に移動される。
First, the control means 9 stops the application of the drive voltage and the electrostatic voltage, and once stops the liquid ejection. Then, the moving
一方、制御手段9は、鏡26を鏡保護カバー30に収容するように、鏡移動アーム29及び傾斜角変更手段28を制御する。鏡26が鏡保護カバー30に収容される際、鏡ワイパ31による鏡26の拭き取りが行われる。このようにして鏡26のクリーニングが行われると、鏡26は再び元の位置に戻る。
On the other hand, the control means 9 controls the
以上のように、本実施形態の液体吐出装置1によれば、カメラ21は、鏡26の傾斜角を変更することにより容易にノズル孔10にピントを合わせて撮像し続けることが可能である。よって、ノズル孔10付近を撮像した画像を解析することにより、ノズル面における残留インクの有無を判断することが可能である。また、鏡26の傾斜角を変更することにより光路の調整が容易にできるので、カメラ21自体を移動させることがなく、装置の簡略化及び制御の簡略化が可能である。
As described above, according to the
また、カメラ21によって連続して撮像される画像がそれぞれ同一領域の画像データを60%以上含むので、画像解析手段25は連続する画像を比較して容易にノズル面の変化を検知することができる。よって、ノズル面における残留インクの有無の判断が容易に行うことができる。
In addition, since images continuously captured by the
また、撮像手段は従来より液滴の吐出状態の観察用に備えられているカメラ21を用いることができ、一つの撮像手段を備えることにより、ノズル面の観察と液滴吐出状態の観察とが可能である。
Further, the
また、画像解析手段25は、鏡26のノズル面に対する傾斜角に応じて画像を幾何補正するので、鏡26のノズル面に対する傾斜角の変化による画像の変化を補正することができ、正確に残留液滴の有無を判断することが可能である。画像解析手段25は、画像データの差分値又はピクセル分散値を求めることにより残留インクの有無を判断するので、光路の異なりによる残留インクの撮像形状の変化、例えば、インクの影や光の乱反射による形状の変化、を検知することができる。よって、容易かつ正確に残留インクの検知を行うことが可能である。
Further, since the
また、鏡保護カバー30又は鏡ワイパ31を備えることにより、鏡26に液滴が付着することを防止するので、撮像手段により光路調整手段に付着した液滴が撮像されることはなく、残留液滴の有無を正確に判断することが可能である。
Further, since the mirror
さらに、残留インクが検知された際にはノズル面のクリーニングが行われるので、ノズル面に残留インクが付着した状態で液滴Dが吐出されることを防止することができ、液滴Dを基材Kの正確な位置に着弾させることが可能である。 Further, since the nozzle surface is cleaned when the residual ink is detected, it is possible to prevent the droplet D from being discharged with the residual ink attached to the nozzle surface. It is possible to land on the exact position of the material K.
1 液体吐出装置
2 液体吐出ヘッド
3 対向電極
4 ノズルプレート
5 ノズル
6 撥液層
7 帯電用電極
8 静電電圧電源
9 制御手段
10 ノズル孔
16 ピエゾ素子
17 駆動電圧電源
20 移動手段
21 カメラ
22 カメラ支持ステージ
23 CCD
24 ズームレンズ
25 画像解析手段
26 鏡
28 傾斜角変更手段
29 鏡移動アーム
30 鏡保護カバー
31 鏡ワイパ
32 クリーニング台
33 ノズルワイパ
DESCRIPTION OF
24
Claims (18)
駆動電圧を印加して前記キャビティに貯蔵される液体に圧力を発生させて前記ノズルの開口端にメニスカスを形成させる圧力発生手段と、
前記基材を支持する対向電極と、
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極の間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生手段と、
前記液体吐出ヘッドの位置に応じて光路を調整する光路調整手段と、
前記光路上に位置する前記液体吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を解析して前記ノズル面における残留液滴の有無を判断する画像解析手段と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。 A liquid ejection head having a cavity for storing liquid ejected from the nozzle, wherein a nozzle for ejecting liquid toward the substrate is formed;
Pressure generating means for applying a driving voltage to generate pressure in the liquid stored in the cavity to form a meniscus at the open end of the nozzle;
A counter electrode supporting the substrate;
An electrostatic voltage generating means for generating an electrostatic attraction force by applying an electrostatic voltage between the liquid discharge head and the counter electrode;
Optical path adjusting means for adjusting the optical path according to the position of the liquid ejection head;
Imaging means for imaging the nozzle surface of the liquid ejection head located on the optical path;
Image analysis means for analyzing the image captured by the imaging means to determine the presence or absence of residual droplets on the nozzle surface;
A liquid ejection apparatus comprising:
前記撮像手段の焦点を調整する焦点調整手段と、を備え、
前記光路調整手段は、前記ノズルの開口端を経路の異なる少なくとも2つの光路で撮像手段に結像させる際、それぞれの光路で撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上となるように調整することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 An inclination angle changing means for changing an inclination angle of the optical path adjusting means with respect to the nozzle surface;
A focus adjusting means for adjusting the focus of the imaging means,
When the optical path adjusting unit forms an image on the imaging unit with at least two optical paths having different paths, the optical path adjusting unit has 60% or more of image data in the same region included in images captured by the respective optical paths. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the liquid ejection device is adjusted as follows.
前記画像解析手段によって残留液滴が検知された際、前記クリーニング手段と前記液体吐出ヘッドとを対向させて前記ノズル面のクリーニングを行わせる制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜9に記載の液体吐出装置。 A cleaning means for cleaning the nozzle surface;
Control means for cleaning the nozzle surface by causing the cleaning means and the liquid ejection head to face each other when residual droplets are detected by the image analysis means;
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, comprising:
前記基材を支持する対向電極と前記液体吐出ヘッドとの間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生工程と、
前記液体吐出ヘッドの位置に応じて光路を調整する光路調整工程と、
前記光路上に位置する前記液体吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程によって取得された画像データを解析して前記ノズル面における残留液滴の有無を判断する画像解析工程と、
を備えることを特徴とする液体吐出方法。 A nozzle that discharges liquid toward the substrate is formed, and a drive voltage is applied to a liquid discharge head having a cavity that stores liquid discharged from the nozzle to generate pressure in the liquid stored in the cavity. Pressure generating step of forming a meniscus at the open end of the nozzle,
An electrostatic voltage generating step of generating an electrostatic attraction force by applying an electrostatic voltage between the counter electrode supporting the substrate and the liquid ejection head;
An optical path adjusting step of adjusting the optical path according to the position of the liquid ejection head;
An imaging step of imaging the nozzle surface of the liquid ejection head located on the optical path;
An image analysis step of analyzing the image data acquired by the imaging step to determine the presence or absence of residual droplets on the nozzle surface;
A liquid ejection method comprising:
前記撮像手段の焦点を調整する焦点調整工程と、を備え、
前記光路調整工程は、前記ノズルの開口端を経路の異なる少なくとも2つの光路で撮像させる際、それぞれの光路で撮像される画像に含まれる同一領域の画像データが60%以上となるように調整することを特徴とする請求項11に記載の液体吐出方法。 An inclination angle changing step of changing an inclination angle with respect to the nozzle surface of the optical path adjusting means for adjusting the optical path;
A focus adjustment step of adjusting the focus of the imaging means,
In the optical path adjustment step, when the opening end of the nozzle is imaged by at least two optical paths having different paths, the image data of the same region included in the image captured by each optical path is adjusted to be 60% or more. The liquid discharging method according to claim 11.
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