JP2006130383A - ドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを、簡単かつ迅速に検出することができるドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置を提供すること。
【解決手段】本発明のドットずれ検出方法は、被検査物上に形成されたドット列の電子画像を取得する画像取得ステップと、電子画像を画像処理することにより、電子画像において、ドット列に略平行な方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としたときの各ドットの中心２１１のＸ座標およびＹ座標を取得するドット座標取得ステップと、各ドットの中心２１１のＸ座標およびＹ座標に基づいて最小二乗法により第１の基準直線２６を決定する第１の基準直線決定ステップと、第１の基準直線と各ドットの中心２１１との距離を求めることにより、Ｙ軸方向への各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＹ軸方向ずれ量取得ステップとを備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置に関する。

近年、インクジェット方式の液滴吐出装置を用いて、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置、電気泳動表示装置等を製造することが提案されている。このような装置の製造に用いられる液滴吐出装置では、Ｘ軸テーブルとＹ軸テーブルとからなるＸ・Ｙ移動機構により、ワークと液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）とをＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動させつつ、液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出することにより、ワークの表面に所定のパターンのドット列を形成する。

このような液滴吐出装置においては、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出される液滴の飛行曲がり等が原因となり、液滴が着弾して得られるドットの位置が、正規の位置からずれを生じることがある。このため、製品の精度を確保するため、ドットずれが生じた場合には、これを検出して、吐出タイミングを補正したり、液滴吐出ヘッドにクリーニングやノズル吸引等の回復処理を施したりする必要がある。

従来、ドットずれを検出する方法として、ノズルから吐出された液滴の弾道を光学的に検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、非常に精密で高価な検出装置が必要となり、また、装置の作動にも複雑で高度な制御を要するので、多大なコスト、手間、時間がかかるという問題がある。その結果、本来の製品の製造以外の部分に時間、手間、費用がかかってしまい、製品の製造コストが高くついてしまうという問題がある。

特開平８−３０９９６３号公報

本発明の目的は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを、簡単かつ迅速に検出することができるドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のドットずれ検出方法は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物上に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するドットずれ検出方法であって、
前記被検査物上に形成されたドット列の電子画像を取得する画像取得ステップと、
前記電子画像を画像処理することにより、前記ドット列に略平行な方向をＸ軸方向とし、該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としたときの各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標を取得するドット座標取得ステップと、
前記各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標に基づいて最小二乗法により第１の基準直線を決定する第１の基準直線決定ステップと、
前記第１の基準直線と前記各ドットの中心との距離を求めることにより、前記Ｙ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＹ軸方向ずれ量取得ステップとを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれ、特にドット列にほぼ直交する方向への位置ずれを、高価な装置や複雑な制御を必要とすることなく、簡単、迅速かつ正確に検出することができる。よって、液滴吐出装置による本来の製品の製造以外の部分に要する時間、手間、費用を削減することができるので、本来の製品の製造コストを低減することができる。

本発明のドットずれ検出方法では、二次元直交座標上に、前記各ドットの中心のＸ座標を前記二次元直交座標の一方の座標軸方向の座標値とし、他方の座標軸方向の座標値を等間隔とした点群を想定する点群想定ステップと、
前記点群に対して最小二乗法により第２の基準直線を決定する第２の基準直線決定ステップと、
前記点群の各点と前記第２の基準直線との間の、前記一方の座標軸方向の距離を求めることにより、前記Ｘ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＸ軸方向ずれ量取得ステップとをさらに備えることが好ましい。
これにより、ドット列にほぼ平行な方向へのドットの位置ずれをさらに検出することができるので、より正確にドットの位置ずれを分析することができる。

本発明のドットずれ検出方法では、前記画像取得ステップにおいては、前記被検査物とカメラとの相対位置を前記ドット列に沿って変えながら複数の電子画像を撮影し、
前記ドット座標取得ステップにおいては、前記複数の電子画像の座標系を統合することにより、撮影した全ドットの座標を一つの座標系に統合することが好ましい。
これにより、撮影写野が限られるカメラを用いてドット列の電子画像を取得する場合であっても、長いドット列に対してドットの位置ずれを簡単かつ正確に検出することができる。

本発明のドットずれ検出方法では、前記画像取得ステップにおいては、前記複数の電子画像を撮影する際、相隣接する二つの画像中に同一のドットが少なくとも一つ含まれるように撮影を行い、
前記ドット座標取得ステップにおいては、相隣接する二つの画像中に共通に含まれるドットの座標が同じになるようにして両画像の座標系を統合することにより、前記複数の電子画像の座標系を統合することが好ましい。
これにより、撮影写野が限られるカメラを用いてドット列の電子画像を取得する場合であっても、長いドット列に対してドットの位置ずれを簡単かつ正確に検出することができる。

本発明のドットずれ検出方法では、前記ドット座標取得ステップにおいては、電子画像を撮影した光学系の収差に基づく歪を補正する処理を施すことが好ましい。
これにより、ドット列の電子画像に生じる収差（例えば糸巻き型歪曲収差、樽型歪曲収差等）に基づく歪が補正され、各ドットのより正確な座標が得られるので、ドットの位置ずれをより高精度に検出することができる。

本発明のドットずれ検出方法では、前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの面積に関する情報を取得するドット面積取得ステップをさらに備えることが好ましい。
これにより、ドットの位置ずれに加え、各ノズルから吐出された液滴の大きさ（液量）が設定した値になっているか否かをも検出することができる。
本発明のドットずれ検出方法では、前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの有無に関する情報を取得するドット有無情報取得ステップをさらに備えることが好ましい。
これにより、ドット抜け（液滴不吐出によるドットの欠損）を検出することができるので、ノズルの目詰まり等の原因による液滴不吐出の発生を検出することができる。

本発明のドットずれ検出装置は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するドットずれ検出装置であって、
前記被検査物上に形成されたドット列の電子画像を取得する画像取得手段と、
前記電子画像を画像処理することにより、前記ドット列に略平行な方向をＸ軸方向とし、該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としたときの各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標を取得するドット座標取得手段と、
前記各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標に基づいて最小二乗法により第１の基準直線を決定する第１の基準直線決定手段と、
前記第１の基準直線と前記各ドットの中心との距離を求めることにより、前記Ｙ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＹ軸方向ずれ量取得手段とを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれ、特にドット列にほぼ直交する方向への位置ずれを、高価な装置や複雑な制御を必要とすることなく、簡単、迅速かつ正確に検出することができる。よって、液滴吐出装置による本来の製品の製造以外の部分に要する時間、手間、費用を削減することができるので、本来の製品の製造コストを低減することができる。

本発明のドットずれ検出装置では、二次元直交座標上に、前記各ドットの中心のＸ座標を前記二次元直交座標の一方の座標軸方向の座標値とし、他方の座標軸方向の座標値を等間隔とした点群を想定する点群想定手段と、
前記点群に対して最小二乗法により第２の基準直線を決定する第２の基準直線決定手段と、
前記点群の各点と前記第２の基準直線との間の、前記一方の座標軸方向の距離を求めることにより、前記Ｘ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＸ軸方向ずれ量取得手段とをさらに備えることが好ましい。
これにより、ドット列にほぼ平行な方向へのドットの位置ずれをさらに検出することができるので、より正確にドットの位置ずれを分析することができる。

本発明のドットずれ検出装置では、前記画像取得手段は、前記被検査物とカメラとの相対位置を前記ドット列に沿って変えながら複数の電子画像を撮影し、
前記ドット座標取得手段は、前記複数の電子画像の座標系を統合することにより、撮影した全ドットの座標を一つの座標系に統合することが好ましい。
これにより、撮影写野が限られるカメラを用いてドット列の電子画像を取得する場合であっても、長いドット列に対してドットの位置ずれを簡単かつ正確に検出することができる。

本発明のドットずれ検出装置では、前記画像取得手段は、前記複数の電子画像を撮影する際、相隣接する二つの画像中に同一のドットが少なくとも一つ含まれるように撮影を行い、
前記ドット座標取得手段は、相隣接する二つの画像中に共通に含まれるドットの座標が同じになるようにして両画像の座標系を統合することにより、前記複数の電子画像の座標系を統合することが好ましい。
これにより、撮影写野が限られるカメラを用いてドット列の電子画像を取得する場合であっても、長いドット列に対してドットの位置ずれを簡単かつ正確に検出することができる。

本発明のドットずれ検出装置では、前記ドット座標取得手段は、電子画像を撮影した光学系の収差に基づく歪を補正する処理を施すことが好ましい。
これにより、ドット列の電子画像に生じる収差（例えば糸巻き型歪曲収差、樽型歪曲収差等）に基づく歪が補正され、各ドットのより正確な座標が得られるので、ドットの位置ずれをより高精度に検出することができる。

本発明のドットずれ検出装置では、前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの面積に関する情報を取得するドット面積取得手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ドットの位置ずれに加え、各ノズルから吐出された液滴の大きさ（液量）が設定した値になっているか否かをも検出することができる。
本発明のドットずれ検出装置では、前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの有無に関する情報を取得するドット有無情報取得手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ドット抜け（液滴不吐出によるドットの欠損）を検出することができるので、ノズルの目詰まり等の原因による液滴不吐出の発生を検出することができる。

以下、本発明のドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のドットずれ検出装置の実施形態を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って見た断面図、図３は、図１に示すドットずれ検出装置のブロック図、図４は、液滴吐出ヘッドのノズル面を示す底面図、図５は、被検査物上に形成されたドット列を示す平面図である。

図１に示すドットずれ検出装置１は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１３のノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するものである。このドットずれ検出装置１によれば、液滴吐出ヘッド１３に、液滴の飛行曲がり等の吐出異常が生じているのを発見することができ、これにより、液滴吐出装置（インクジェット描画装置）によって製造される製品の歩留まりの向上に寄与することができる。

なお、本発明において、液滴吐出装置（インクジェット描画装置）とは、文字・画像等を印刷する通常のインクジェットプリンタだけでなく、工業用の液滴吐出装置（例えば液晶表示装置、有機ＥＬ装置、電子放出装置、ＰＤＰ装置、電気泳動表示装置等の製造に用いるようなもの）をも含む概念である。また、液滴吐出ヘッドが吐出する液体（分散液を含む）としては、特に限定されるものではなく、例えば、インク、カラーフィルタのフィルタ材料、有機ＥＬ装置におけるＥＬ発光層を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。

図１に示すように、このドットずれ検出装置１は、平板状またはシート状の被検査物２０（例えば、ガラス基板、金属板、合成樹脂シート、紙等）を保持する検査テーブル２と、検査テーブル２の上方に水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられたカメラ３と、カメラ３を水平方向および上下方向に移動させる移動手段４とを備えている。
この場合、図１中の左右方向（図２の紙面に垂直な方向）をＸ軸方向、図１中の上下方向（図２中の左右方向）をＹ軸方向、図１の紙面に垂直な方向（図２中の上下方向）をＺ軸方向としている。

検査テーブル２は、基台（図示せず）の上部に固定されるものであって、上面側に水平の保持面２ａを有し、この保持面２ａの上部に被検査物２０が真空吸着等の保持手段によって保持されるようになっている。
カメラ３は、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子と、カメラレンズとを有している。このカメラ３は、被検査物２０上の複数のドット２１を含む領域の電子画像を撮像する。

移動手段４は、カメラ３を支持する支持板５と、支持板５を介してカメラ３をＺ軸方向に移動可能かつ所定の位置に位置決め可能に支持するＺ軸方向移動手段６と、Ｚ軸方向移動手段６および支持板５を介してカメラ３をＸ軸方向に移動可能かつ所定の位置に位置決め可能に支持するＸ軸方向移動手段７と、Ｘ軸方向移動手段７、Ｚ軸方向移動手段６および支持板５を介してカメラ３をＹ軸方向に移動可能かつ所定の位置に位置決め可能に支持するＹ軸方向移動手段８とを備えている。

移動手段４のＸ軸方向移動手段７およびＹ軸方向移動手段８は、カメラ３が検査テーブル２のＸ軸方向の全長およびＹ軸方向の全長を移動し、検査テーブル２上に位置した被検査物２０上の全てのドット２１を捉えられるように、移動範囲が設定されている。
Ｘ軸方向移動手段７およびＹ軸方向移動手段８としては、例えばリニアモータ等を用いた構成が挙げられ、Ｚ軸方向移動手段６としては、例えば送りねじ機構を用いた構成が挙げられる。ただし、これに限定されることなく、同様の機能を有するものであれば他のいかなるものでも良い。

図３に示すように、ドットずれ検出装置１は、さらに、画像処理手段２３と、出力手段としてのディスプレイ２４および外部記憶装置２５とを有している。
画像処理手段２３は、カメラ３により撮像されたドット列２２の電子画像を画像処理することにより、各ドット２１の座標を取得したり、各ドット２１の面積を測定したりする機能を有している。

ディスプレイ２４は、例えばＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）、液晶ディスプレイなどで構成されており、例えば操作画面、データ入力画面、カメラ３により撮像されたドット列２２の画像、ドットずれ検出結果等を表示することができる。
外部記憶装置２５は、例えばＦＤＤ（Floppy Disk Drive（「Floppy」は登録商標））などで構成されている。

制御手段１０は、移動手段４、画像処理手段２３およびディスプレイ２４をそれぞれ制御する。この制御手段１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、記憶部（記憶手段）１０２とを有している。記憶部１０２は、ＣＰＵ１０１に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有しており、この記憶媒体は、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリ等で構成されている。

図４に示すように、図示しない液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッド１３は、複数のノズル１４を所定のノズルピッチＳで一列または二列以上（図示では一列）に配置したノズル列１５を有している。なお、液滴吐出ヘッド１３の構造は、特に限定されず、例えば、圧電アクチュエータの駆動によって液滴を吐出するように構成されたものでも、発熱体によって液体を加熱して気泡を生じさせることによって液滴を吐出するように構成されたものでもよい。

図５に示すように、被検査物２０上には、前記液滴吐出装置を用いて、予め液滴が吐出されており、液滴吐出ヘッド１３の各ノズル１４から吐出された各液滴が着弾してなるドット２１が被検査物２０上に並び、ドット列２２を形成している。
なお、図５中に示される１１個のドット２１は、ドット列２２の一部であり、ドット列２２は、さらに長く連なっている。

被検査物２０上に液滴を吐出する液滴吐出装置において、ノズル列１５が傾斜しないような姿勢で液滴吐出ヘッド１３が設置されており、全ノズル１４から同時に液滴を吐出してドット列２２を形成した場合には、ドット列２２におけるドット間隔の正規値は、ノズルピッチＳに等しくなる。
これに対し、ノズル列１５を傾斜させた姿勢で液滴吐出ヘッド１３が設置されており、液滴吐出ヘッド１３を走査しつつ各ノズル１４から時間差をおいて液滴を吐出することによりドット列２２を形成した場合には、ドット列２２におけるドット間隔の正規値は、ノズル列１５の傾斜角度をθとして、Ｓcosθとなる。
本実施形態では、ドット列２２におけるドット間隔の正規値は、ノズルピッチＳに等しいものとする。

図６は、本発明のドットずれ検出方法を示すフローチャートである。以下、上述したドットずれ検出装置１により実施されるドットずれ検出方法の各ステップを順次説明する。
［１］画像取得ステップ
まず、ドットずれ検出装置１は、被検査物２０上に形成されたドット列２２の電子画像を取得する。この際、カメラ３が画像取得手段として機能する。この画像取得ステップにおいては、ドット列２２がＸ軸方向にほぼ平行となるような姿勢で、被検査物２０を検査テーブル２上に保持する。そして、移動手段４のＸ軸方向移動手段７およびＹ軸方向移動手段８を駆動させて、カメラ３を被検査物２０上のドット列２２の上方に位置決めし、Ｚ軸方向移動手段６を駆動させてカメラ３を垂直方向に移動させ、カメラ３の焦点を被検査物２０上のドット列２２に合わせ、焦点が合った位置にカメラ３を固定する。

図７に示すように、本実施形態では、カメラ３の撮影写野３０には、５個のドット２１までしか入らない。そこで、ドット列２２全体の電子画像を得るために、Ｘ軸方向移動手段７を作動してカメラ３をＸ軸方向に移動することにより、被検査物２０とカメラ３との相対位置をドット列２２に沿って変えながら複数回の撮影を行う。１回目（１枚目）の撮影では、図中の左から５個目までのドット２１を撮影する。

次いで、カメラ３をドット列２２に沿ってドット間隔の４倍、すなわち、ノズルピッチＳの４倍の距離だけＸ軸方向（図中右方向）に移動させて、２回目の撮影を行う。これにより、図８に示すように、カメラ３の撮影写野３０には、図中の左から５〜９個目の５個のドット２１が入る。すなわち、図中ａで示す左から５個目のドット２１は、１回目に撮影した画像と、２回目に撮影した画像との両方に含まれる。

同様にして、カメラ３をドット列２２に沿って移動させながら、３回目以降の撮影を行い、ドット列２２全体を撮影できるまで、撮影を繰り返す。この際、相隣接する二つの画像中に同一のドットが一つ含まれるように撮影を行う。なお、本発明では、相隣接する二つの画像中に同一のドットが二つ以上含まれるように撮影を行ってもよい。
このようにしてカメラ３により撮像された複数枚の電子画像の画像データは、画像処理手段２３が備える記憶部２３１に取り込まれる。

［２］ドット座標取得ステップ
ドット座標取得ステップにおいては、画像処理手段２３は、カメラ３により撮像された各電子画像を画像処理することにより、各ドット２１の中心２１１を求め、各ドット２１の中心２１１のＸ座標およびＹ座標を決定する。
次いで、カメラ３のレンズ等の光学系の収差（例えば糸巻き型歪曲収差、樽型歪曲収差等）に基づく歪を補正する処理を施す。この処理は、公知の方法により行うことができるが、例えば、カメラ３を用いて予め規則正しいパターンの被写体を撮影しておき、その撮影画像の歪を正しい座標に変換するための補正量を把握したデータ（データテーブルまたは演算式）を用意しておき、そのデータに照らし合わせて各ドット２１の中心２１１の座標を正しい座標に変換することにより、行えばよい。
このように、カメラ３の収差に基づく歪を補正する処理を施すことにより、ドット２１の位置ずれをより高精度に検出することができる。なお、カメラ３の収差に基づく歪が小さく、誤差が少ないときは、この補正処理を行わなくてもよい。

各画像について各ドット２１の中心２１１のＸ座標およびＹ座標を決定したら、複数の画像の座標系を統合することにより、撮影した全ドット２１の座標を一つの座標系に統合する。この座標系の統合は、相隣接する二つの画像中に共通に含まれるドット２１の座標が同じになるような座標変換を施すことによって行うことができる。例えば、１枚目の撮影画像（図７）と２枚目の撮影画像（図８）の座標系を統合する場合には、両画像に共通に含まれる図中ａで示すドット２１の中心２１１の座標が同じになるように座標変換をすればよい。

これにより、図９に示すように、ドット列２２の全ドット２１の中心２１１の座標を一つのＸＹ座標系に統合することができる。以下の説明では、このようにして統合された座標系における、図中で左からｉ番目にあるドット２１の中心２１１の座標を（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）と表す。
なお、ドットずれ検出装置１では、画像処理手段２３および制御手段１０が、以上説明したドット座標取得ステップを実行するドット座標取得手段として機能する。

［３］第１の基準直線決定ステップ
各ドット２１の中心のＸ座標およびＹ座標（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）が得られたら、これらの座標に基づいて、最小二乗法により第１の基準直線２６を決定する。第１の基準直線２６は、その方程式をＹ＝ＡＸ＋Ｂとしたとき、定数ＡおよびＢを図１０に示す数式によって算出することによって得られる。なお、式中、ｎはドット２１の数である。
なお、ドットずれ検出装置１では、制御手段１０が、以上説明した第１の基準直線決定ステップを実行する第１の基準直線決定手段として機能する。

［４］Ｙ軸方向ずれ量取得ステップ
第１の基準直線２６は、ドット列２２の全ドット２１の座標を総合して決定されたものであるので、全ドット２１が位置ずれなく正確な位置に着弾したと仮定した場合に各ドット２１を通る直線にほぼ一致し、よって、ドット列２２の正規な位置を表す直線であると捉えることができる。
よって、第１の基準直線２６と各ドット２１の中心２１１との距離が、各ドット２１のＹ軸方向への位置ずれ量を表すものであると言うことができる。そこで、各ドット２１の中心２１１について、第１の基準直線２６との距離を算出することにより、各ドット２１のＹ軸方向への位置ずれ量を取得する。

図１０に示すように、本実施形態では、図中左から３個目のドット２１のＹ軸方向の位置ずれ量がΔｙ_３であり、図中左から７個目のドット２１のＹ軸方向の位置ずれ量がΔｙ_７であることを検出することができ、さらに、他のドット２１については、Ｙ軸方向の位置ずれがほぼなく、Ｙ軸方向の位置がほぼ正確であることを検出することができる。
なお、ドットずれ検出装置１では、制御手段１０が、以上説明したＹ軸方向ずれ量取得ステップを実行するＹ軸方向ずれ量取得手段として機能する。

［５］点群想定ステップ
次いで、各ドット２１のＸ軸方向の位置ずれ量を求めるために、図１１に示すような二次元直交座標を想定する。この座標上に、各ドット２１の中心２１１のＸ座標（ｘ_ｉ）を縦軸の座標値とし、横軸の座標値が等間隔になるような複数の点２７からなる点群２８を想定する。すなわち、点２７の数は、ドット２１と同数である。各点２７の横軸の座標値は、等間隔になっていればよいが、図１１に示す例では、１、２、３、・・・としている。
なお、ドットずれ検出装置１では、制御手段１０が、以上説明した点群想定ステップを実行する点群想定手段として機能する。

［６］第２の基準直線決定ステップ
次いで、点群２８の各点２７の座標に基づいて、最小二乗法により、前記第１の基準直線決定ステップと同様の演算を行うことにより、図１２に示す第２の基準直線２９を決定する。
なお、ドットずれ検出装置１では、制御手段１０が、以上説明した第２の基準直線決定ステップを実行する第２の基準直線決定手段として機能する。

［７］Ｘ軸方向ずれ量取得ステップ
図１２に示す二次元直交座標においては、点群２８の各点２７と第２の基準直線２９との間の、縦軸方向の距離が各ドット２１のＸ軸方向への位置ずれ量を表すものであると言うことができる。よって、各点２７と第２の基準直線２９との間の、縦軸方向の距離を求めることにより、Ｘ軸方向への各ドット２１のＸ軸方向への位置ずれ量に関する情報を取得することができる。

図１２に示すように、本実施形態では、図中左から３個目のドット２１のＸ軸方向の位置ずれ量がΔｘ_３であり、図中左から７個目のドット２１のＸ軸方向の位置ずれ量がΔｘ_７であることを検出することができ、さらに、他のドット２１については、Ｘ軸方向の位置ずれがほぼなく、Ｘ軸方向の位置がほぼ正確であることを検出することができる。
なお、ドットずれ検出装置１では、制御手段１０が、以上説明したＸ軸方向ずれ量取得ステップを実行するＸ軸方向ずれ量取得手段として機能する。

以上のようにして検出した、各ドット２１についてのＹ軸方向の位置ずれ量およびＸ軸方向の位置ずれ量のデータは、記憶部１０２に記憶されるとともに、外部記憶装置２５に出力する。なお、測定データの出力手段は、外部記憶装置２５に限定されず、ディスプレイ２４に表示（出力）したり、プリンタに印刷して出力してもよい。また、ネットワークを接続して他のＰＣに送ることも効率的な出力方法となる。
また、制御手段１０は、各ドット２１について、Ｙ軸方向の位置ずれ量Δｙ_ｉおよびＸ軸方向の位置ずれ量ΔＸ_ｉに基づき、絶対的な位置ずれ量ＬをＬ＝√（Δｙ_ｉ ^２＋ΔＸ_ｉ ^２）なる演算を行うことによって算出するようにしてもよい。

オペレーターは、ドットずれ検出装置１から出力されたＹ軸方向の位置ずれ量Δｙ_ｉやＸ軸方向の位置ずれ量ΔＸ_ｉ、あるいは、絶対的な位置ずれ量Ｌが許容範囲内にあるか否かを判定することにより、各ドット２１の着弾位置の正確性を判断することができる。なお、この判断を制御手段１０によって自動的に行うようにしてもよい。
このような本発明では、ドットずれ検出を行う場合、無地の被検査物２０を用いることができ、例えば精密なパターンのマークが付されたガラスマスクのような高価な被検査物を用意する必要がないので、簡便に、低コストでドットずれ検出を行うことができる。また、被検査物２０に向けて液滴吐出ヘッド１３から液滴を吐出する際にも正確な目標位置に着弾させる必要がないので、液滴吐出装置に複雑な制御が不要となり、簡単かつ迅速にドットずれ検出を行うことができる。このようなことから、液滴吐出装置を用いて例えば前記のような製品を製造する際、本来の製造以外の部分に要する時間、手間、費用を削減することができるので、その製造コストを低減させることもできる。

［７］ドット面積取得ステップ
本発明では、前述した画像取得ステップで得た電子画像を画像処理することにより、各ドット２１の面積に関する情報を取得するようにしてもよい。この場合には、各ドット２１の面積を正規の面積と比較することにより、各ノズル１４から吐出された液滴の大きさ（液量）が設定した値になっているか否かを検出することができる。なお、この場合、画像処理手段２３は、各ドット２１の面積自体を測定しなくてもよく、例えば各ドット２１の周囲の境界線の長さ等を求めるようにしてもよい。
なお、ドットずれ検出装置１では、画像処理手段２３が、以上説明したドット面積取得ステップを実行するドット面積取得手段として機能する。

［８］ドット有無情報取得ステップ
本発明では、前述した画像取得ステップで得た電子画像を画像処理することにより、各ドット２１の有無に関する情報を取得するようにしてもよい。この場合、画像処理手段２３は、正規の位置を中心としたある一定の領域内にドット２１がない場合には、当該ドット２１が抜けている（液滴不吐出によるドット２１の欠損）と判定すればよい。これにより、ノズル１４の目詰まり等によって液滴の不吐出が生じた場合にも、これを検出することができる。
なお、ドットずれ検出装置１では、画像処理手段２３が、以上説明したドット有無情報取得ステップを実行するドット有無情報取得手段として機能する。

本実施形態のドットずれ検出装置１は、ドットずれ検出専用の装置であったが、本発明では、同様の機能を有するドットずれ検出装置を工業用の液滴吐出装置と一体化してもよい。これにより、液滴の飛行曲がりに起因する描画不良を早期に発見することができ、不良品の数を減少させたり、発見した不良品の描画不良位置をノズル単位で検出し、そのデータを不良修正のためのデータとして活用することにより、製品の歩留まりを向上することができる。

以上、本発明のドットずれ検出方法およびドットずれ検出装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明のドットずれ検出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
例えば、画像取得手段としては、カメラに限らず、リニアセンサ（リニアイメージセンサ）を用いてもよく、ドット列をリニアセンサで走査することによって、ドット列の電子画像を取得するようにしてもよい。
また、本発明のドットずれ検出装置には、任意の構成物が付加されていてもよい。

本発明のドットずれ検出装置の実施形態を示す平面図。 図１のＡ−Ａ線に沿って見た断面図。 図１に示すドットずれ検出装置のブロック図。 液滴吐出ヘッドのノズル面を示す底面図。 被検査物上に形成されたドット列を示す平面図。 本発明のドットずれ検出方法を示すフローチャート。 画像取得ステップを説明するための図。 画像取得ステップを説明するための図。 ドット列の各ドットの中心の座標を示す図。 第１の基準直線を示す図。 Ｘ軸方向ずれ量を検出するための点群を示す図。 第２の基準直線を示す図。

符号の説明

１……ドットずれ検出装置 ２……検査テーブル ２ａ……保持面 ３……カメラ ３０……撮影写野 ４……移動手段 ５……支持板 ６……Ｚ軸方向移動手段 ７……Ｘ軸方向移動手段 ８……Ｙ軸方向移動手段 １０……制御手段 １０１……ＣＰＵ １０２……記憶部 １３……液滴吐出ヘッド １４……ノズル １５……ノズル列 ２０……被検査物 ２１……ドット ２１１……中心 ２２……ドット列 ２３……画像処理手段 ２３１……記憶部 ２４……ディスプレイ ２５……外部記憶装置 ２６……第１の基準直線 ２７……点 ２８……点群 ２９……第２の基準直線

Claims (14)

1. 液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物上に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するドットずれ検出方法であって、
   前記被検査物上に形成されたドット列の電子画像を取得する画像取得ステップと、
   前記電子画像を画像処理することにより、前記ドット列に略平行な方向をＸ軸方向とし、該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としたときの各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標を取得するドット座標取得ステップと、
   前記各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標に基づいて最小二乗法により第１の基準直線を決定する第１の基準直線決定ステップと、
   前記第１の基準直線と前記各ドットの中心との距離を求めることにより、前記Ｙ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＹ軸方向ずれ量取得ステップとを備えることを特徴とするドットずれ検出方法。
2. 二次元直交座標上に、前記各ドットの中心のＸ座標を前記二次元直交座標の一方の座標軸方向の座標値とし、他方の座標軸方向の座標値を等間隔とした点群を想定する点群想定ステップと、
   前記点群に対して最小二乗法により第２の基準直線を決定する第２の基準直線決定ステップと、
   前記点群の各点と前記第２の基準直線との間の、前記一方の座標軸方向の距離を求めることにより、前記Ｘ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＸ軸方向ずれ量取得ステップとをさらに備える請求項１に記載のドットずれ検出方法。
3. 前記画像取得ステップにおいては、前記被検査物とカメラとの相対位置を前記ドット列に沿って変えながら複数の電子画像を撮影し、
   前記ドット座標取得ステップにおいては、前記複数の電子画像の座標系を統合することにより、撮影した全ドットの座標を一つの座標系に統合する請求項１または２に記載のドットずれ検出方法。
4. 前記画像取得ステップにおいては、前記複数の電子画像を撮影する際、相隣接する二つの画像中に同一のドットが少なくとも一つ含まれるように撮影を行い、
   前記ドット座標取得ステップにおいては、相隣接する二つの画像中に共通に含まれるドットの座標が同じになるようにして両画像の座標系を統合することにより、前記複数の電子画像の座標系を統合する請求項３に記載のドットずれ検出方法。
5. 前記ドット座標取得ステップにおいては、電子画像を撮影した光学系の収差に基づく歪を補正する処理を施す請求項１ないし４のいずれかに記載のドットずれ検出方法。
6. 前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの面積に関する情報を取得するドット面積取得ステップをさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載のドットずれ検出方法。
7. 前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの有無に関する情報を取得するドット有無情報取得ステップをさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載のドットずれ検出方法。
8. 液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液滴が被検査物に着弾して得られたドットの位置ずれを検出するドットずれ検出装置であって、
   前記被検査物上に形成されたドット列の電子画像を取得する画像取得手段と、
   前記電子画像を画像処理することにより、前記ドット列に略平行な方向をＸ軸方向とし、該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としたときの各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標を取得するドット座標取得手段と、
   前記各ドットの中心のＸ座標およびＹ座標に基づいて最小二乗法により第１の基準直線を決定する第１の基準直線決定手段と、
   前記第１の基準直線と前記各ドットの中心との距離を求めることにより、前記Ｙ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＹ軸方向ずれ量取得手段とを備えることを特徴とするドットずれ検出装置。
9. 二次元直交座標上に、前記各ドットの中心のＸ座標を前記二次元直交座標の一方の座標軸方向の座標値とし、他方の座標軸方向の座標値を等間隔とした点群を想定する点群想定手段と、
   前記点群に対して最小二乗法により第２の基準直線を決定する第２の基準直線決定手段と、
   前記点群の各点と前記第２の基準直線との間の、前記一方の座標軸方向の距離を求めることにより、前記Ｘ軸方向への前記各ドットの位置ずれ量に関する情報を取得するＸ軸方向ずれ量取得手段とをさらに備える請求項８に記載のドットずれ検出装置。
10. 前記画像取得手段は、前記被検査物とカメラとの相対位置を前記ドット列に沿って変えながら複数の電子画像を撮影し、
    前記ドット座標取得手段は、前記複数の電子画像の座標系を統合することにより、撮影した全ドットの座標を一つの座標系に統合する請求項８または９に記載のドットずれ検出装置。
11. 前記画像取得手段は、前記複数の電子画像を撮影する際、相隣接する二つの画像中に同一のドットが少なくとも一つ含まれるように撮影を行い、
    前記ドット座標取得手段は、相隣接する二つの画像中に共通に含まれるドットの座標が同じになるようにして両画像の座標系を統合することにより、前記複数の電子画像の座標系を統合する請求項１０に記載のドットずれ検出装置。
12. 前記ドット座標取得手段は、電子画像を撮影した光学系の収差に基づく歪を補正する処理を施す請求項８ないし１１のいずれかに記載のドットずれ検出装置。
13. 前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの面積に関する情報を取得するドット面積取得手段をさらに備える請求項８ないし１２のいずれかに記載のドットずれ検出装置。
14. 前記電子画像を画像処理することにより、各ドットの有無に関する情報を取得するドット有無情報取得手段をさらに備える請求項８ないし１３のいずれかに記載のドットずれ検出装置。
    

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