JP2007111592A - 吐出ノズルの検査方法、インクの塗布方法及びインク塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク塗布の際にインクジェットヘッドの吐出ノズルのインク詰まりの有無を確実に検出して欠損のないインク塗布を可能にする技術を提供する。
【解決手段】本発明は、インクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａの吐出状態を検査する方法であって、吐出ノズル２ａから所定のインク着弾部８ａに対してインクを吐出して着弾させる工程と、インク着弾部８ａ上のインク３を加熱固化する工程と、インク着弾部８ａ上において加熱固化されたインク３の像を取り込み画像情報に変換する工程と、この画像情報に基づきインク着弾部８ａ上のインクの着弾状態を解析する工程とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばインクジェットヘッドの吐出ノズルからインクを吐出し、塗布対象物上に塗布膜を形成するためのインク塗布装置及びインクの塗布方法に関し、特に、インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査する技術に関する。

従来より、インクジェットヘッドの吐出ノズルからインクを吐出して、塗布対象物上に塗布膜を形成する装置が広く知られている。
このような装置においては、例えば長時間の使用により、いくつかの吐出ノズルにインク詰まりが発生する場合がある。
そして、この吐出ノズルのインク詰まりは、塗布対象物上に形成される塗布膜に欠損をもたらす結果となる。

従来、このような塗布膜の欠損は、塗布対象物上に塗布膜を形成した後、その塗布膜を検査することにより認識されており、インク塗布の際にインクジェットヘッドの吐出ノズルのインク詰まりの有無を確実に検出する技術が求められている。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、インク塗布の際にインクジェットヘッドの吐出ノズルのインク詰まりの有無を確実に検出して欠損のないインク塗布を可能にする技術を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査する吐出ノズルの検査方法であって、前記吐出ノズルから所定のインク着弾部に対してインクを吐出して着弾させる工程と、前記インク着弾部上のインクを加熱固化する工程と、前記インク着弾部上において加熱固化されたインクの像を取り込み画像情報に変換する工程と、前記画像情報に基づき前記インク着弾部上のインクの着弾状態を解析する工程とを有するものである。
請求項２記載の発明は、インクジェットヘッドを用いて塗布対象物上に塗布膜を形成する前に、請求項１に記載の方法によって当該インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査する工程を有するインクの塗布方法である。
請求項３記載の発明は、インクジェットヘッドの吐出ノズルから塗布対象物上にインクを吐出して塗布を行うインク塗布装置であって、前記塗布対象物のインクを塗布する領域の近傍に設けられ、前記吐出ノズルから吐出されたインクを受けるためのインク着弾部と、前記インク着弾部上に着弾したインクを加熱固化するための加熱手段と、前記インク着弾部上において加熱固化されたインクの像を取り込み画像情報に変換するための撮像手段と、前記画像情報に基づき前記インク着弾部上のインクの着弾状態を解析する解析手段とを有し、前記インクジェットヘッドが、前記インク着弾部に対してインクを吐出する位置と前記塗布対象物に対してインクを吐出する位置との間を移動するように構成されているものである。

本発明においては、塗布対象物とは別に設けたインク着弾部に対してインクジェットヘッドの吐出ノズルからインクを吐出し、着弾したインクの像を取り込み画像情報に変換した後、インクの着弾状態を解析する。

この場合、例えばインクジェットヘッドの吐出ノズルの配置等を予め記憶しておき、その情報と着弾インクの画像情報を比較することにより、吐出ノズルのインクの吐出の有無等を検知することができる。
そして、本発明によれば、塗布対象物上にインクを塗布して塗布膜を形成する際に、各吐出ノズルのインク吐出状態を検出して常に良好な状態に保持しておくことが可能になる。

また、本発明の場合、インク着弾部に着弾したインクを加熱固化することから、着弾したインクが着弾位置の周囲へ広がらず、インク同士が互いに近くに着弾した場合であっても重なりあうことがないので、インクジェットヘッドの個々の吐出ノズルのインクの吐出状態を個別かつ正確に検査することができる。

さらに、インクジェットヘッドを用いて塗布対象物上に塗布膜を形成する前に、上述した方法によって当該インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査するようにすれば、予めメンテナンスを行うことによってインク塗布の際に常に吐出ノズルの吐出状態を良好にすることができるので、塗布膜の欠損の発生を抑えて歩留りの向上を図ることができる。

一方、本発明装置の場合、インクジェットヘッドが、インク着弾部に対してインクを吐出する位置と塗布対象物に対してインクを吐出する位置との間を移動するように構成されていることから、インク着弾部に着弾させたインクの画像解析によって吐出ノズルのインクの吐出状態を検査した後、直ちに塗布対象物に対して塗布膜を形成することができ、これにより連続して迅速に塗布膜を形成することが可能になる。

本発明によれば、塗布対象物上にインクを塗布して塗布膜を形成する際に、吐出ノズルのインク吐出状態を検出して常に良好な状態に保持しておくことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明のインク塗布装置の実施の形態の正面図、図２は、本発明のインク塗布装置の実施の形態の平面図、図３は、同インク塗布装置のインクジェットヘッドと撮像手段の例を示す説明図である。
さらに、図４（ａ）（ｂ）は、本発明の吐出ノズルの検査方法を用いて吐出ノズルの検査を行う動作を示す説明図である。

図１及び２に示すように、本実施の形態のインク塗布装置１は、箱型形状の本体１１を有し、この本体１１に、インク塗布装置１を構成する後述する各手段が取り付けられている。

本体１１の上方には、公知のインクジェットヘッド２が設けられている。インクジェットヘッド２は、インク３を吐出する多数の吐出ノズル２ａを有し、本体１１の上方をインク３を吐出しながらほぼ全範囲にわたって移動するように構成されている。

本発明の場合、例えば本体１１の幅方向に複数の吐出ノズル２ａが直線状に並ぶ構成のほか、複数の吐出ノズル列を有するヘッド部を複数個並べる構成を採用することもできる。
この場合、図３に示すように、インク塗布方向に対して吐出ノズル２ａを所定の角度傾けたヘッド部２０を複数個並べることも可能である。

本体１１の上部の所定の領域には支持台４が設けられ、この支持台４上に塗布対象物５が載置されるようになっている。
本体１１の支持台４と隣接する領域には、保守手段６が設けられている。この保守手段６は、インクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａにインク詰まりが発生した場合において、例えば、その吐出ノズル２ａに対して吸引を行いインク詰まりを除去するなどのメンテナンスを行うものである。

本体１１の保守手段６と隣接する領域には、インク着弾機構７が設けられている。
このインク着弾機構７は、インクジェットヘッド２から吐出されたインク３を受けるシート状のインク着弾シート８を有している。

図４（ａ）に示すように、本実施の形態のインク着弾シート８は、繰出ロール９から繰り出され、本体１１の上方においてインクが着弾する部分（以下「インク着弾部８ａ」という。）がロール１０によって支持されてインクジェットヘッド２と対向し、巻取ロール１２によって巻き取られるように構成されている。

ここで、巻取ロール１２は、図示しない制御部から命令によって所定のタイミングで回転し、インク着弾シート８を所定の長さだけ巻き取るように構成されている。
また、インク着弾シート８の上のインク着弾部８ａの近傍（例えば裏側の位置）には、抵抗ヒーターや赤外ランプ等を有する加熱手段１３が設けられている。

一方、インク着弾機構７の側方近傍には、撮像手段１４が設けられている。
撮像手段１４は、例えばＣＣＤカメラ等からなるもので、取り込んだ画像をデジタルデータに変換する機能を有している。

撮像手段１４は、解析手段１５に接続されている。そして、撮像手段１４において作成された画像情報を解析手段１５に送り、この画像情報に基づき後述するインクの着弾状態を解析するように構成されている。

図２及び図３に示すように、本実施の形態の場合、撮像手段１４は、インク着弾部８ａ上のインク３が着弾する領域とほぼ等しい長さにわたって複数個設けられている。そして、個々の撮像手段１４の撮影領域Ｑが重なり全域を撮像することができるように構成されている。

本実施の形態においては、塗布膜を形成する前に、図１に示すように、インクジェットヘッド２をインク着弾機構７の上方に配置して吐出ノズル２ａの吐出状態を検査し、その後、塗布対象物５上に塗布膜を形成する。

この検査を行うには、まず、図４（ａ）に示すように、インク着弾機構７の上方に配置したインクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａからインク着弾シート８に対してインク３を所定回数吐出し、インク着弾シート８のインク着弾部８ａ上にインク３を着弾させる。
次いで、この着弾したインク３に対し、加熱手段１３によって直ちに熱を加えてインク３の溶剤を蒸発させ、インク着弾部８ａ上のインク３を乾燥固化する。

その後、図４（ｂ）に示すように、巻取ロール１２を回転させてインク着弾シート８を巻き取り、インク着弾部８ａ上にて乾燥固化されたインク３を撮像手段１４と対向する位置に移動させる。

そして、インク着弾シート８の上の乾燥固化したインク３の像を、撮像手段１４によって取り込み、所定の画像情報に変換する。
その後、この画像情報を、撮像手段１４から解析手段１５へ送出して所定の画像処理及び画像解析を行う。

解析手段１５においては、例えばインクジェットヘッド２の全ての吐出ノズル２ａからインクを吐出した場合のインク着弾部８ａ上におけるインクの画像に対応する情報を予め記憶しておき、この情報と撮像手段１４によって取り込んだインク３の画像情報とを比較し、所定の画像処理を行うことによりインクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａのインク３の吐出状態を検査する。

そして、インク着弾部８上において、インクが着弾していない領域や、欠損した状態で着弾したインクの位置を認識することにより、インク詰まりが発生している吐出ノズル２ａを特定することができる。

このような解析手段１５における解析によって、吐出ノズル２ａにインク詰まりがあると判断した場合には、例えば、インクジェットヘッド２を、保守手段６の上方に移動し、この保守手段６により、インク詰まりが発生しているインクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａの吸引を行う等して吐出ノズル２ａのインク詰まりを取り除く。

その後、インクジェットヘッド２を塗布対象物５の上方に配置し、塗布対象物５上を移動させつつインク３を吐出し、例えば配線パターン等の塗布膜を形成する。

以上述べたように本実施の形態によれば、インクジェットヘッド２の吐出ノズル２ａのインク３の吐出状態を容易に検知することができるので、塗布対象物５上にインク３を塗布して塗布膜を形成する際に、各吐出ノズル２ａのインク吐出状態を常に良好な状態に保持することができる。その結果、塗布膜の欠損の発生を抑えて歩留りの向上を図ることができる。

また、本実施の形態においては、インク着弾部８ａに着弾したインク３を加熱固化することから、着弾したインク３が着弾位置の周囲へ広がらず、インク同士が互いに近くに着弾した場合であっても重なり合うことがないので、インクジェットヘッド２の個々の吐出ノズル２ａのインク３の吐出状態を個別かつ正確に検査することができる。

一方、本実施の形態の場合、インクジェットヘッド２が、インク着弾部８ａに対してインク３を吐出する位置と塗布対象物５に対してインク３を吐出する位置との間を移動するように構成されていることから、インク着弾部８ａに着弾させたインクの画像解析によって吐出ノズル２ａのインクの吐出状態を検査した後、直ちに塗布対象物５に対して塗布膜を形成することができ、これにより連続して迅速に塗布膜を形成することができる。

図５（ａ）（ｂ）は、本発明のインク塗布装置の他の実施の形態の要部を示す説明図であり、以下、上述の実施の形態と共通する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、インク着弾部８ａ上方のインク吐出位置の近傍に撮像手段１４が設けられ、インク着弾部８ａ上に着弾したインクの像を撮像手段１４によって上方から取り込むように構成されている。

このような構成を有する本実施の形態によれば、インク着弾部８ａ上に着弾固化したインク３を取込可能位置まで移動させる距離を短くすることができるので、より短時間で取り込みを行うことができ、その結果、吐出ノズル２ａの吐出状態の検査時間を短縮することができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明は省略する。

図６は、本発明のインク塗布装置のさらに他の実施の形態の要部を示す説明図であり、以下、上述の実施の形態と共通する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態では、移動可能な撮像手段１４Ａが設けられている。この撮像手段１４Ａは、インク着弾部８ａ上のインク３が着弾する領域に対してインク３の配列方向（インク着弾シート８の幅方向）に移動してインク３の全着弾領域を撮像できるように構成されている。

そして、本実施の形態においては、上記実施の形態と同様の動作を行い吐出ノズル２ａからインク着弾部８ａに対しインク３を吐出して乾燥した後、撮像手段１４Ａをインク３の配列方向へ移動させながらインク３の像を取り込み、解析手段１５において画像の解析を行う。

このような本実施の形態によれば、１台の撮像手段１４Ａでインク着弾部８ａに着弾したインク３の像を取り込むことができ、装置構成の簡素化を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、塗布対象物上に塗布膜を形成する前に予め吐出ノズルの吐出状態を検査するようにしたが、本発明はこれに限られず、所定の回数塗布膜の形成を行った後に吐出ノズルの吐出状態の検査を行うようにしてもよい。

ただし、欠陥のない均一な塗布膜を確実に塗布対象物上に形成する観点からは、上記実施の形態のように塗布膜を形成する毎に予め吐出ノズルを検査することが好ましい。

また、上記実施の形態においては、塗布対象物上に塗布膜を形成する装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、スペーサ用微粒子を含むインクを吐出して塗布対象物上にスペーサを形成する装置に適用してもよい。

さらに、本発明においては、解析手段は、撮像手段とともに本体に一体的に設けてもよいが、インク塗布装置の外部に設けることも可能である。
解析手段をインク塗布装置の外部に設けた場合には、１台の解析手段を複数台のインク塗布装置に接続して、各インク塗布装置の吐出ノズルを一括管理するシステムを構成することができる。

本発明のインク塗布装置の実施の形態の正面図 同塗布装置の実施の形態の平面図 同インク塗布装置のインクジェットヘッドと撮像手段の例を示す説明図 （ａ）（ｂ）：本発明の吐出ノズルの検査方法を用いて吐出ノズルの検査を行う動作を示す説明図 （ａ）（ｂ）：本発明のインク塗布装置の他の実施の形態の要部を示す説明図 本発明のインク塗布装置のさらに他の実施の形態の要部を示す説明図

符号の説明

１…インク塗布装置 ２…インクジェットヘッド ２ａ…吐出ノズル ３…インク ４…支持台 ５…塗布対象物 ６…保守手段 ７…インク着弾機構 ８…インク着弾シート ８ａ…インク着弾部 ９…繰出ロール １１…本体 １２…巻取ロール １３…加熱手段 １４…撮像手段 １５…解析手段

Claims (3)

1. インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査する吐出ノズルの検査方法であって、
   前記吐出ノズルから所定のインク着弾部に対してインクを吐出して着弾させる工程と、
   前記インク着弾部上のインクを加熱固化する工程と、
   前記インク着弾部上において加熱固化されたインクの像を取り込み画像情報に変換する工程と、
   前記画像情報に基づき前記インク着弾部上のインクの着弾状態を解析する工程とを有する吐出ノズルの検査方法。
2. インクジェットヘッドを用いて塗布対象物上に塗布膜を形成する前に、請求項１に記載の方法によって当該インクジェットヘッドの吐出ノズルの吐出状態を検査する工程を有するインクの塗布方法。
3. インクジェットヘッドの吐出ノズルから塗布対象物上にインクを吐出して塗布を行うインク塗布装置であって、
   前記塗布対象物のインクを塗布する領域の近傍に設けられ、前記吐出ノズルから吐出されたインクを受けるためのインク着弾部と、
   前記インク着弾部上に着弾したインクを加熱固化するための加熱手段と、
   前記インク着弾部上において加熱固化されたインクの像を取り込み画像情報に変換するための撮像手段と、
   前記画像情報に基づき前記インク着弾部上のインクの着弾状態を解析する解析手段とを有し、
   前記インクジェットヘッドが、前記インク着弾部に対してインクを吐出する位置と前記塗布対象物に対してインクを吐出する位置との間を移動するように構成されているインク塗布装置。

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