JP2003294640A

JP2003294640A - 外観検査方法およびその装置

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Publication number: JP2003294640A
Application number: JP2002102943A
Authority: JP
Inventors: Toshinao Shinpo; 俊尚新保; Toshiki Fujimori; 俊樹藤森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】検査判別をするべき箇所を正常に検査できる
とともに、光学系の視野範囲が広くて撮影範囲の広い外
観検査方法とその装置を提供する。【解決手段】検査対象物２と、検査対象物２の撮影画
像を画像データとして送信する撮影手段４と、撮影手段
４からの画像データを解析して検査対象物２の外観の良
否を判定する機能を保有させた画像処理装置５とを備
え、画像処理装置５による良否判定によって検査対象物
２の外観検査が行われる外観検査方法とその装置であっ
て、検査対象物２に対する光学系を高倍率の開口数が大
である光学系７とし、この光学系７からの検査対象物２
の像を縮小倍率の光学系８を経て撮影手段４で撮影す
る。これにより、検査対象物２の微小凹凸１０は明暗の
差の小さい明るい像に、検査領域１２は明暗の差の大き
い像に画像化して、精度の高い良否判定を行い、しか
も、撮影範囲を広域化することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物の撮影
画像を画像処理の手法で解析して、検査対象物の外観の
良否を判定する外観検査方法とその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、検査対象物を通常の倍率の光
学系を用いて、できるだけ広い視野範囲（撮影範囲）を
確保しながらＣＣＤカメラで撮影し、それによる検査対
象物の画像データを画像処理装置に送信して、検査対象
物の外観的な欠陥の有無を判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な光学系を介して検査対象物を撮影すると、所要の撮影
範囲は撮影できるのであるが、その近辺に存在する外観
検査において無視したい微小凹凸の形状情報と、外観検
査において判別したい大きな凹凸の形状情報とが、同様
な画像データとして画像処理装置に送られるので、外観
検査において判別したい大きな凹凸の形状情報と、無視
したい微小凹凸の形状情報とが混在した画像データとな
り、適正な検査に支障を来すことになる。

【０００４】上記のように、外観検査において判別した
い大きな凹凸の形状情報と、無視したい微小凹凸の形状
情報が混在して画像データ化される事例としては、素材
板にエッチング処理をして微細な溝等を形成した場合が
あげられる。この事例を図２（Ａ）に基づいて説明す
る。

【０００５】すなわち、素材板７０にエッチング処理を
して溝７１を形成し、この溝７１の形状を検査するとき
には、溝７１の深さ方向の内壁である段差部７２が、外
観検査において判別したい大きな凹凸形状である形状情
報となる。一方、素材板７０の表面に当初から存在して
いる微小凹凸７３や溝７１の底部に残存している微小凹
凸７４は、外観検査において無視したい微小凹凸形状で
ある形状情報となる。なお、図２（Ａ）において符号
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを付した微小凸部は、理解しや
すくするために同図の紙面に対して垂直に延びた突条の
形状としてある。

【０００６】凸レンズで構成された光学系（対物レン
ズ）７５は、冒頭で述べたように通常の倍率でその開口
数も比較的小さい値のものである。そのために、凸レン
ズ７５の光軸方向に照射される落射照明光は、上記微小
凹凸７３での反射で凸レンズ７５をそれた所へもどる光
が主要なものとなり、凸レンズ７５には僅かな反射光し
かもどって来ないので、微小凹凸７３は黒く見えること
となる。同図で平面的に示した図において、突条Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，段差部７２は黒い縦条の像となり、また、
突条Ｅ，Ｆも不鮮明ではあるがうす黒い縦条の像とな
る。

【０００７】上記の各突条の像が画像データとして画像
処理装置に送られても、検査領域の画像データが、外観
検査判定において判別したい形状情報と、外観検査判定
において無視したい形状情報が混在したものとなるため
に、目的とする外観検査判定の良否の判定精度が低下す
る場合があり、時には検査合格の検査対象物が不合格と
判定されることもある。このような問題を回避するため
に、検査対象物に対する光学系の倍率を高めることが行
われ、上記のような判定精度上の問題発生を防止してい
る。しかしながら、その場合には、撮影範囲が狭くなる
ので、１つの検査対象物に対する撮影回数が多くなり、
結果的に検査効率が上がらないこととなる。

【０００８】さらに、上述のような画像処理装置を用い
て検査される部品として、インクジェット式記録装置の
記録ヘッドに組込まれるインク流路の流路形成板があ
る。この流路形成板は、一般に、シリコン結晶板にエッ
チング処理をして流路が形成されている。このような部
品の流路状態が正常であるかどうかを検査するに当たっ
ては、μｍレベルの検査精度が要求されるので、上述の
ような微小凹凸がシリコン結晶板上に存在すると、検査
領域の画像が正確に把握できないという問題がある。こ
の微小凹凸を除去したミラー材を使用することも考えら
れるが、高度な研磨仕上げが要求されるので、原価的に
非常に不利なものとなり、現実的ではない。さらに、上
記流路形成板にはノズルプレートが接着されるのである
が、この接着に当たっては、微小凹凸により拡大された
接着面積を活用するのが得策である。したがって、事実
上、この微小凹凸は存在させたまま外観検査をすること
が必要となる。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、検査領域を正常に検査できるとともに、光学系
の視野範囲が広くて撮影範囲の広い外観検査方法とその
装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の外観検査方法は、外観形状等の良否が検査
される検査対象物と、上記検査対象物を撮影してその撮
影画像を画像データとして生成する撮影手段と、上記撮
影手段からの画像データでえられた検査対象物の画像を
解析して検査対象物の外観の良否を判定する機能を保有
させた画像処理装置とを準備し、上記画像処理装置によ
る良否判定によって検査対象物の外観検査を行う外観検
査方法であって、上記検査対象物に対する光学系を高倍
率の開口数が大である光学系とし、上記光学系からの検
査対象物の像を縮小倍率の光学系を経て上記撮影手段で
撮影することを要旨とする。

【００１１】すなわち、本発明の外観検査方法は、上記
検査対象物に対する光学系を高倍率の開口数が大である
光学系とし、上記光学系からの検査対象物の像を縮小倍
率の光学系を経て上記撮影手段で撮影するのである。

【００１２】上記検査対象物に対する光学系は、高倍率
で開口数が大とされているので、検査対象物撮影時の光
軸方向の落射照明光が、外観検査において無視しうる微
小凹凸等で乱反射されても、その大半は上記光学系に取
込むことができる。よって、検査対象物表面の検査判定
において無視しうる微小凹凸等を、明暗の差の小さい像
とすることができ、微小凹凸が全体的に明るい像とな
る。このように開口数を大とすることにより、微小凹凸
を明暗の差の大きい像にすることなく、全体的に明るい
像とすることができる。

【００１３】一方、外観検査において判別したい大きい
凹凸形状は加工されることにより、その形状や表面の向
きが微小凹凸に比して著しく変化をしているので、高倍
率で開口数の大きい光学系で撮影しても、落射照明光の
外観検査において判別したい大きい凹凸形状における反
射光は上記光学系に取込むことができないので、明暗の
コントラストが強い像となり、その部分、例えばエッジ
状の形状部は黒く見える像となる。

【００１４】上記のような現象によって、外観検査判定
において無視したい微小凹凸を明るい像とし、エッジラ
インや稜線のような外観検査判定において判別したい大
きな凹凸形状は明暗のコントラストの強い像としうるた
め、これらの外観検査上無視したい微小凹凸や外観検査
上判別したい大きな凹凸形状の像が明瞭に判別できる態
様の画像データとして画像処理装置に送られ、正常な検
査判定がなされる。

【００１５】一方、上記の良好な像は、縮小倍率の光学
系を経るので、視野範囲（撮影範囲）を広く設定でき、
上記撮影手段の撮影回数が減少して、検査効率を向上さ
せることができる。

【００１６】上記目的を達成するため、本発明の外観検
査装置は、外観形状等の良否が検査される検査対象物
と、上記検査対象物を撮影してその撮影画像を画像デー
タとして生成する撮影手段と、上記撮影手段からの画像
データでえられた検査対象物の画像を解析して検査対象
物の外観の良否を判定する機能を保有させた画像処理装
置とを備えた外観検査装置であって、上記検査対象物に
対する光学系を高倍率の開口数が大である光学系とし、
上記光学系からの検査対象物の像を縮小倍率の光学系を
経て上記撮影手段で撮影するように構成されていること
を要旨とする。

【００１７】上記外観検査装置は、上記外観検査方法を
実施するときに使用される装置であり、上述の外観検査
方法における作用・効果と同様な作用・効果がえられ
る。

【００１８】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記高倍率の開口数が大である光学系からの検査
対象物の像を縮小倍率の光学系を経て上記撮影手段で撮
影することにより、上記検査対象物の検査領域の形状変
化のうち、外観検査において無視したい微小凹凸の形状
情報を明暗の差の小さい明るい像として、外観検査にお
いて判別したい大きな凹凸の形状情報を明暗の差の大き
い像として生成するとともに、上記撮影手段の撮影画像
の撮影領域が可及的に広く設定されている場合には、上
記外観検査において判別したい大きな凹凸形状、例えば
エッジラインや稜線の箇所は、上記開口数が大とされた
光学系による明暗のコントラストが強い像とされ、これ
を画像データとして画像処理装置へ入力させる。一方、
上記外観検査において無視したい微小凹凸形状、例えば
検査対象物の表面にある微小凹凸を、上記光学系による
明るい像とし、これを画像データとして画像処理装置へ
入力させる。

【００１９】したがって、検査にとって必要な箇所は、
明暗の差の大きな像の画像データとして画像処理装置へ
入力され、一方、検査の対象にならなくて上記の乱反射
のような不都合な現像が現れる箇所は、明暗の差の小さ
い明るい像の画像データとして画像処理装置へ入力され
る。このように、はっきりと区別できる両画像データが
画像処理装置において良否判定の対象になるので、判定
結果の信頼性が著しく高くなり、検査品質の向上にとっ
て有効である。

【００２０】さらに、縮小倍率の光学系により、上記撮
影手段の撮影画像の撮影領域が可及的に広く設定され、
上記撮影手段の撮影回数が減少して、検査効率を向上さ
せることができる。

【００２１】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記検査対象物が、表面に検査対象としない微小
凹凸が存在するものである場合には、上記高倍率の開口
数が大である光学系により、微小凹凸を明暗の差の小さ
い明るい像とすることができる。そして、エッジライン
や稜線のような形状の検査判別をしたい箇所を、明暗の
差の大きな像として把握することができる。

【００２２】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記検査対象物が、インクジェット式記録装置の
記録ヘッドに組込まれるインクの流路形成板である場合
には、上記流路形成板の微小凹凸が検査判別をしたい箇
所に対して乱反射等の悪影響をおよぼさないことから、
流路形成板の非常に微細な流路を正確に検査をすること
ができる。

【００２３】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記流路形成板が、シリコン結晶板からなるもの
である場合には、上記シリコン結晶板に微小凹凸（ディ
ンプル）があっても、検査判別をしたい箇所に対して乱
反射等の悪影響をおよぼさないことから、流路形成板の
非常に微細な流路を正確に検査をすることができる。特
に、シリコン結晶板に対しては通常エッチング処理等に
より、非常に微細な流路が構成されているので、このよ
うな正確な検査品質はきわめて好適である。

【００２４】また、上述のようなエッチング処理でえら
れた流路形成板においては、流路状態が正常であるかど
うかを検査するに当たっては、μｍレベルの精度が要求
され、そのためには検査判別をしたい箇所が正確に把握
されなければならない。本発明においては、上述のよう
な微小凹凸が流路形成板上に存在していても、検査判別
をしたい箇所の画像が正確に把握できるため、微細な検
査であっても確実に実施することができる。さらに、上
記流路形成板にはノズルプレートが接着されるのである
が、この接着に当たっては、微小凹凸により拡大された
接着面積を活用することができて、良好な接着が可能と
なる。なお、微小凹凸のないミラー材の使用も回避でき
るので、原価的に有利である。

【００２５】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記検査対象物の外観検査において判別したい大
きな凹凸形状箇所が、上記流路形成板の表面と流路形成
板に配置した流路溝の内壁とによって形成された角部で
ある場合には、流路形成板表面の微小凹凸等による悪影
響は消去され、上記角部、すなわちエッジラインだけが
鮮明にされた画像が上記画像処理装置においてえられ、
検査精度を高めて検査品質を著しく向上させることがで
きる。

【００２６】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記微小凹凸が基準長さ０．８ｍｍに対する表面
粗さＲｍａｘ２μｍ以下のものである場合には、このよ
うな微小凹凸を上記撮影手段において明暗の差の小さい
明るい画像データとして生成させ、正しい検査判別がな
される。

【００２７】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記検査対象物，上記撮影手段，上記画像処理装
置等が筐体内に格納されている場合には、筐体内にコン
パクトにまとまった外観検査装置がえられ、工場内への
設置が行いやすくなる。また、空気中に浮遊している塵
埃等の侵入が筐体によって遮断されるので、検査対象物
に塵埃等が付着したりすることがなく、検査精度を高め
るのに有効である。

【００２８】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記筐体に上記画像処理装置から送信された検査
情報等を表示するディスプレイが配置してある場合に
は、検査結果の良否や検査不合格の場合の問題点等を、
検査技術者が認知するのに非常に便利であり、各種の検
査情報を迅速に知ることができる。

【００２９】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記筐体に上記画像処理装置を動作させる操作部
が配置されている場合には、例えば、画像処理装置から
検査不良の結果が出されたとき、検査技術者が上記操作
部から各種の入力を行って、不良品の詳細な状態の把
握，上流工程への連絡，管理集計データの作成等が行わ
れ、検査結果に即した迅速な対応が可能となる。

【００３０】本発明の外観検査方法およびその装置にお
いて、上記操作部はキーボードであり、上記キーボード
は不使用時には格納状態とされ、使用時にはほぼ水平状
態の姿勢に変位させられる場合には、上記格納状態にお
いてはキーボードが歩行者に当たったりしないので、安
全であり、また、キーボードの破損防止にとって有効で
ある。さらに、キーボード使用時には筐体に付属した状
態で水平状態になるから、外観検査の状態を上記ディス
プレイで観察しながらキーボード操作ができて、正確で
迅速な各種入力やデータ処理が可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００３２】図１は、本発明の外観検査方法およびその
装置の一実施の形態を示す。支持部材１上に検査対象物
２が固定され、上記検査対象物２を光学系ユニット３を
介して撮影手段であるＣＣＤカメラ４で撮影し、その撮
影画像の画像データがＣＣＤカメラ４から画像処理装置
５へ送信されるようになっている。上記画像処理装置５
は、良否判定プログラムが装備された通常のコンピュー
タ装置である。

【００３３】上記光学系ユニット３は、鏡筒６内に高倍
率で開口数が大とされた光学系である凸レンズ７と、縮
小倍率の光学系である凹レンズ８が所定の間隔を空けて
配置されている。上記凸レンズ７は検査対象物２に対す
るもので、その開口数は大なる値とされている。

【００３４】上記検査対象物２には、加工された溝９と
当初から存在している表面の微小凹凸１０があり、上記
溝９の平面形状が外観検査において判別したい大きな形
状変化部分であり、上記微小凹凸１０が外観検査におい
て無視したい形状変化部分である。図２（Ｂ）に示され
ているように、溝９の平面形状の検査は、検査対象物２
の表面（微小凹凸１０）と溝９の内壁面１１によって形
成された角部（エッジライン）１２の良否を見極めるこ
とにより行われる。

【００３５】上記凸レンズ７は高倍率で開口数が大きく
設定してある。したがって、微小凹凸１０のＡ，Ｂ，
Ｃ，ＤおよびＥ，Ｆにおける光軸方向の落射照明光の反
射光は、その大半が凸レンズ７に取込まれ、図２（Ｂ）
で平面的に示した図に見られるように、微小凸部Ａ，
Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥ，Ｆは明るくてほとんど明暗の差の
ない像を形成する状態となる。一方、内壁面１１におけ
る落射照明光の反射光は、段差状態がほぼ起立している
ので、凸レンズ７に取込むことができないので、その部
分は明暗コントラストの強い状態で図示のようにくっき
りした像１１となる。

【００３６】上記の光学系における開口数（Ｎ．Ａ．＝
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）は、一般的
に、つぎの関係式で表される。Ｎ．Ａ．＝ｎ×ｓｉｎθ ｎ：試料と対物レンズ先端の間の媒質が持つ屈折率 θ：光軸と一番外を通る光線とがなす角度また、本発明におけるような顕微鏡レベルの光学系の明
るさＢは、対物レンズの倍率をＭとすると、つぎの関係
式で表される。Ｂ∝（Ｎ．Ａ．）²／Ｍ² したがって、倍率のみを上げると明るさが低下するの
で、開口数を大きく設定する必要がある。

【００３７】上記凸レンズ７をへて形成された検査対象
物２の像は、上記凹レンズ８において縮小倍率がかけら
れ、これによりＣＣＤカメラ４の視野範囲（撮影範囲）
が拡大される。

【００３８】上記ＣＣＤカメラ４で撮影された検査対象
物２の撮影画像データは、検査領域の外観良否を判定す
るために画像処理装置５に送信される。上記画像データ
は、一旦、画像データ受付部１３に記憶され、ここから
画像判定手段１４に送出される。上記画像判定手段１４
には、あらかじめ正常な外観形状である標準画像データ
が格納されていて、これと送り込まれてきた検査対象物
２の画像データとが比較されて、良否判定がなされる。
具体的には、上記角部１２によって形成されるエッジラ
インが、長さ，屈曲形状，向き等において上記標準画像
データで描かれるエッジラインと同一かあるいは同エッ
ジラインに対して許容範囲にあるかどうかが判定され
る。上記の一連の良否判定は、あらかじめコンピュータ
装置に装備した良否判定プログラムによって行われる。

【００３９】上記画像判定手段１４によって判定された
結果は、品質管理等の管理データとして活用するため
に、検査結果記憶手段１５に格納される。

【００４０】他方、検査結果を検査技術者がいち早く知
徳するために、検査結果表示手段１６が設けられてい
る。特に、検査結果が不良と判定された場合には、迅速
に対応をとる必要があるので、上記検査結果表示手段１
６と組合わせた表示態様で異常形状報知手段１７が設け
られ、両手段１６と１７は検査情報等を表示する後述の
ディスプレイの形態で実現される。上記異常形状報知手
段１７には、異常とされた検査対象物を特定するための
部品番号や外観的にどのような異常形状となっているか
等の検査情報が表示される。

【００４１】上記検査領域の不良箇所を拡大して観察し
たり、多数に及ぶ検査結果を管理データとして集計をし
たり、上流工程や下流工程に検査情報を伝達したりする
ために、操作部１８がキーボードの形態で配置されてい
る。上記操作部１８は、画像判定手段１４，検査結果記
憶手段１５等に対して操作入力を行うようになってい
て、それに伴う必要情報を適宜後述のディスプレイに表
示できるようになっている。

【００４２】上記ＣＣＤカメラ４は、配列された多数の
検査対象物２の全てにわたって撮影が可能とされていな
ければならない。そのための構造事例が図３に示されて
いる。静止状態にある基台１９上にスライドレール２０
が取付けられ、このスライドレール２０上に第１プレー
ト２１が配置されていて、図３の紙面に対して垂直方向
（Ｘ方向）に進退できるようになっている。上記第１プ
レート２１の上にやはりスライドレール２２が取付けら
れ、このスライドレール２２上に第２プレート２３が配
置されていて、図２の左右方向（Ｙ方向）に進退できる
ようになっている。そして、第２プレート２３上に検査
対象物２が多数載置されている。したがって、検査対象
物２はＸ・Ｙ方向に位置を変えることが可能とされてい
る。なお、上記スライドレール２０や２２の代わりにガ
イドローラを使用してもよい。

【００４３】また、ＣＣＤカメラ４と光学系ユニット３
の一体構造物を、上下方向（Ｚ方向）に移動させて上記
光学系の焦点合わせをするために、スライド機構２４が
採用されている。上記スライド機構２４は、上下方向に
配置されたガイドレール２５に、上記一体構造物の１部
が摺動可能な状態で支持されている。

【００４４】上記検査対象物２と凸レンズ７との相対位
置を変えて、個々の検査領域を撮影可能な範囲ごとに順
次撮影をして行くために、上記の機構でえられたＸ・Ｙ
・Ｚ方向の移動がなされる。この移動量の制御は一般的
な手法で行うことができ、例えば、駆動シリンダ，エン
コーダ，制御装置等の組合わせによって実施することが
できる。

【００４５】上述の検査対象物２，光学系ユニット３，
撮影手段４，画像処理装置５，Ｘ・Ｙ・Ｚ方向の変位機
構等をまとまりよく、しかも使いやすく設置するため
に、図４に示したような筐体２６が活用される。上記筐
体２６は、平面的に見ると四角い形状であり、上部筐体
２７と下部筐体２８に分割された事例である。上記の上
部筐体２７には検査対象物２，光学系ユニット３，撮影
手段４，図３に示したＸ・Ｙ・Ｚ方向の変位機構等が収
容され、上記の下部筐体２８には画像処理装置５が収容
されている。なお、実際には、下部筐体２８には画像処
理装置５を内蔵したコンピュータ装置やその他の電気制
御機器が収容されている。

【００４６】上記の上部筐体２７には、上記検査結果表
示手段１６や異常形状報知手段１７としての表示画面を
有するディスプレイ２９が上方に起立した状態で配置さ
れている。また、画像処理装置５を操作する上記操作部
１８が、上部筐体２７の前面側に配置されている。この
操作部１８は、キーボード３０の形態であり、支持板３
１に固定され、この支持板３１がヒンジ機構３２を介し
て上部筐体２７の前面部に取付けられている。図示の実
線図示の状態が操作部１８の格納状態であり、２点鎖線
図示の状態がほぼ水平の使用状態である。なお、操作部
１８の格納状態や使用状態は、一般的に採用されている
簡単なリンク機構とロック機構で実施されている。

【００４７】検査技術者は、操作部１８をほぼ水平な姿
勢に位置付け、ディスプレイ２９に表示された検査情報
を見て操作部１８を操作し、異常形状に対する対応処置
や検査結果のデータ集計等を行う。

【００４８】つぎに、本発明の外観検査方法およびその
装置によって検査される検査対象物の事例について説明
する。検査対象物としては種々なものがあるが、ここで
の事例は、インクジェット式記録装置の記録ヘッドに組
込まれるインクの流路形成板である。

【００４９】一般に、図５および図６に示すように、ヘ
ッドケース５０と、このヘッドケース５０のユニット固
着面４３に接着剤等で固着される流路ユニット４９とか
ら構成されている。上記流路ユニット４９は、ノズルプ
レート４６と、流路形成板４４と、振動板４８とが積層
され接着されて構成されている。

【００５０】上記ノズルプレート４６は、多数のノズル
開口４５が複数列（この例では５列）をなすよう穿設さ
れている。上記流路形成板４４は、それぞれ上記ノズル
開口４５に連通する圧力発生室４１と、圧力発生室４１
とインク供給路を介して連通し、ノズル開口４５から吐
出させるインクを一時貯留するインク貯留室４２とに対
応する空間が形成されている。

【００５１】上記圧力発生室４１は、それぞれ各ノズル
開口４５と対応する位置に列設され、インク貯留室４２
は、各圧力発生室４１の列ごとに設けられている。上記
振動板４８には、インク貯留室４２にインクを導入する
ためのインク供給口５５Ａが穿設されている。

【００５２】上記ヘッドケース５０は、熱硬化性樹脂や
熱可塑性樹脂が射出成形されてなり、ユニット固着面４
３の上記インク導入口５５Ａに対応する部分に、インク
貯留室４２にインクを導入するインク導入管５２が開口
されている。さらに、圧力発生室４１の各列に対応する
部分に圧電振動子４７を露呈させる窓５１が形成されて
いる。図において、符号５３はインク貯留室４２に対応
する部分に形成された凹部、５４は上記凹部５３の底面
に形成された空気抜き穴である。

【００５３】図７は、上記ノズルプレート４６を除去し
て見た流路形成板４４の局部的な平面図である。上記各
圧力発生室４１を独立した状態の空間とするために、細
長い隔壁部材５５が平行に多数配置されている。これら
の隔壁部材５５を形成することにより、上記インク貯留
室４２から圧力発生室４１にいたるインク供給路５６が
設けられる。このインク供給路５６のインク流を制御す
るために、上記インク供給路５６の途中に制御部材５７
が配置されている。

【００５４】上記圧電振動子４７の動作で圧力発生室４
１のインク圧力を上昇させてノズル開口４５からインク
吐出を行うとき、インクがインク貯留室４２へ逆流して
インク圧力が低下しないようにしなければならない。そ
のために、上記制御部材５７がインクの逆流に対する一
種の流路抵抗体としての機能を果たしている。このよう
に、制御部材５７は、吐出されるインク滴を正常に維持
するために重要な役割を果たしているので、制御部材５
７と隔壁部材５５との間に形成される流路隙間５８は、
著しく微細であるとともにその寸法や形状はきわめて高
い精度が要求される。

【００５５】上述のような精度が要求される流路隙間５
８，インク供給路５６，圧力発生室４１，インク貯留室
４２等は、一般に、素材板であるシリコン結晶板にエッ
チング処理を施すことによって形成される。このエッチ
ング処理による凹部形成により隔壁部材５５，制御部材
５７等が同時に形成される。なお、流路隙間５８，イン
ク供給路５６，圧力発生室４１，インク貯留室４２等を
総称すると、これらは「流路溝」である。そして、符号
５９は、シリコン結晶板に当初から存在する微小凹凸、
すなわち流路形成板４４の表面である。

【００５６】上記流路形成板４４の検査判別を行うべき
箇所は、流路形成板４４の表面５９と流路隙間（流路
溝）５８の内壁６０によって形成された角部６１であ
る。この角部６１は、図７で見るとエッジラインの形態
をなしている。上記ＣＣＤカメラ４による角部６１の撮
影は、図７において上下方向に撮影範囲ごとに撮影箇所
をずらして流路形成板４４の検査領域全域を撮影する。
このように撮影箇所をずらすことを、上記のＸ・Ｙ・Ｚ
方向の変位機構によって行っている。

【００５７】上記角部６１が明暗の差の大きな像となる
とともに、表面５９の微小凹凸が明暗の差の小さな像と
なり、また、撮影範囲がより広くなること等について
は、図１および図２等で説明した作用と同じである。

【００５８】なお、上述した例においては、上記流路形
成板４４の表面５９の微小凹凸の表面粗さＲｍａｘは、
約０．８〜２．０μｍであって約１．４μｍ程度であ
り、高倍率の光学系である凸レンズ７の倍率は１０倍で
ＮＡ値は０．３０，縮小倍率の光学系である凹レンズ８
の倍率は０．５倍のものを採用しているが、これに限定
する趣旨ではない。また、上記流路形成板４４におい
て、撮影範囲は、本発明適用前では隔壁部材５５が３．
５本であったが、本発明においては８本である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明の外観検査方法お
よびその装置によれば、上記検査対象物に対する光学系
は、高倍率で開口数が大とされているので、検査対象物
撮影時の光軸方向の落射照明光が、外観検査において無
視しうる微小凹凸等で乱反射されても、その大半は上記
光学系に取込むことができる。よって、検査対象物表面
の検査判定において無視しうる微小凹凸等を、明暗の差
の小さい像とすることができ、微小凹凸が全体的に明る
い像となる。このように開口数を大とすることにより、
微小凹凸を明暗の差の大きい像にすることなく、全体的
に明るい像とすることができる。

【００６０】一方、外観検査において判別したい大きい
凹凸形状は加工されることにより、その形状や表面の向
きが微小凹凸に比して著しく変化をしているので、高倍
率で開口数の大きい光学系で撮影しても、落射照明光の
外観検査において判別したい大きい凹凸形状における反
射光は上記光学系に取込むことができないので、明暗の
コントラストが強い像となり、その部分は黒く見える像
となる。

【００６１】上記のような現象によって、外観検査判定
において無視したい微小凹凸を明るい像とし、エッジラ
インや稜線のような外観検査判定において判別したい大
きな凹凸形状は明暗のコントラストの強い像としうるた
め、これらの外観検査上無視したい微小凹凸や外観検査
上判別したい大きな凹凸形状の像が明瞭に判別できる態
様の画像データとして画像処理装置に送られ、正常な検
査判定がなされる

【００６２】一方、上記の良好な像は、縮小倍率の光学
系を経るので、視野範囲（撮影範囲）を広く設定でき、
上記撮影手段の撮影回数が減少して、検査効率を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査方法およびその装置の一実施
の形態を示す断面図である。

【図２】検査対象物と光学系の関係を示す側面図であ
る。

【図３】Ｘ・Ｙ・Ｚ方向の変位機構を示す簡略的な側面図
である。

【図４】筐体内に各種の機器が格納された断面図であ
る。

【図５】インクジェット式記録装置の記録ヘッドを分解
して示した斜視図である。

【図６】上記記録ヘッドの断面図である。

【図７】流路形成板の検査領域を拡大して示した平面図
である。

【図８】図７の〔８〕−〔８〕断面図である。

【符号の説明】

１支持部材２検査対象物３光学系ユニット４撮影手段，ＣＣＤカメラ５画像処理装置６鏡筒７高倍率の開口数が大である光学系，凸レンズ８縮小倍率の光学系，凹レンズ９溝１０微小凹凸１１内壁面１２角部（エッジライン）１３画像データ受付部１４画像判定手段１５検査結果記憶手段１６検査結果表示手段１７異常形状報知手段１８操作部（キーボード）１９基台２０スライドレール２１第１プレート２２スライドレール２３第２プレート２４スライド機構２５ガイドレール２６筐体２７上部筐体２８下部筐体２９ディスプレイ３０キーボード３１支持板３２ヒンジ機構４１圧力発生室４２インク貯留室４３ユニット固着面４４流路形成板４５ノズル開口４６ノズルプレート４７圧電振動子４８振動板４９流路ユニット５０ヘッドケース５１窓５２インク導入管５３凹部５４空気抜き穴５５隔壁部材５５Ａインク導入口５６インク供給路５７制御部材５８流路隙間５９表面，微小凹凸６０内壁６１角部７０素材板７１溝７２段差部７３微小凹凸７４微小凹凸７５光学系，凸レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C057 AF93 AP13 AP24 AP82 2F065 AA45 CC00 FF04 FF15 FF67 JJ03 JJ26 MM03 MM24 PP02 PP12 QQ23 QQ31 SS04 UU07 2G051 AA90 AB20 CA03 CA04 DA07 EA14 EA25 EB01 EB02 FA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外観形状等の形状変化の良否が検査され
る検査対象物と、上記検査対象物を撮影してその撮影画
像を画像データとして生成する撮影手段と、上記撮影手
段からの画像データでえられた検査対象物の画像を解析
して検査対象物の外観の良否を判定する機能を保有させ
た画像処理装置とを準備し、上記画像処理装置による良
否判定によって検査対象物の外観検査を行う外観検査方
法であって、上記検査対象物に対する光学系を高倍率の
開口数が大である光学系とし、上記光学系からの検査対
象物の像を縮小倍率の光学系を経て上記撮影手段で撮影
することを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】外観形状等の形状変化の良否が検査され
る検査対象物と、上記検査対象物を撮影してその撮影画
像を画像データとして生成する撮影手段と、上記撮影手
段からの画像データでえられた検査対象物の画像を解析
して検査対象物の外観の良否を判定する機能を保有させ
た画像処理装置とを備えた外観検査装置であって、上記
検査対象物に対する光学系を高倍率の開口数が大である
光学系とし、上記光学系からの検査対象物の像を縮小倍
率の光学系を経て上記撮影手段で撮影するように構成さ
れていることを特徴とする外観検査装置。
【請求項３】上記高倍率の開口数が大である光学系か
らの検査対象物の像を縮小倍率の光学系を経て上記撮影
手段で撮影することにより、上記検査対象物の検査領域
の形状変化のうち、外観検査において無視したい微小凹
凸の形状情報を明暗の差の小さい明るい像として、外観
検査において判別したい大きな凹凸の形状情報を明暗の
差の大きい像として生成するとともに、上記撮影手段の
撮影画像の撮影領域が可及的に広く設定されている請求
項１または２記載の外観検査方法または装置。
【請求項４】上記検査対象物が、表面に検査対象とし
ない微小凹凸が存在するものである請求項１〜３のいず
れか一項に記載の外観検査方法または装置。
【請求項５】上記検査対象物が、インクジェット式記
録装置の記録ヘッドに組込まれるインクの流路形成板で
ある請求項１〜４のいずれか一項に記載の外観検査方法
または装置。
【請求項６】上記流路形成板が、シリコン結晶板から
なるものである請求項５記載の外観検査方法または装
置。
【請求項７】上記検査対象物の外観検査において判別
したい大きな凹凸形状箇所が、上記流路形成板の表面と
流路形成板に配置した流路溝の内壁とによって形成され
た角部である請求項５または６記載の外観検査方法また
は装置。
【請求項８】上記微小凹凸が、基準長さ０．８ｍｍに
対する表面粗さＲｍａｘ２μｍ以下のものである請求項
４〜７のいずれか一項に記載の外観検査方法または装
置。
【請求項９】上記検査対象物，上記撮影手段，上記画
像処理装置等が筐体内に格納されている請求項１〜８の
いずれか一項に記載の外観検査方法または装置。
【請求項１０】上記筐体に上記画像処理装置から送信
された検査情報等を表示するディスプレイが配置してあ
る請求項９記載の外観検査方法または装置。
【請求項１１】上記筐体に上記画像処理装置を動作さ
せる操作部が配置されている請求項９または１０記載の
外観検査方法または装置。
【請求項１２】上記操作部はキーボードであり、上記
キーボードは不使用時には格納状態とされ、使用時には
ほぼ水平状態の姿勢に変位させられる請求項１１記載の
外観検査方法または装置。