JP2009030977A - System for droplet observation - Google Patents

System for droplet observation Download PDF

Info

Publication number
JP2009030977A
JP2009030977A JP2007191854A JP2007191854A JP2009030977A JP 2009030977 A JP2009030977 A JP 2009030977A JP 2007191854 A JP2007191854 A JP 2007191854A JP 2007191854 A JP2007191854 A JP 2007191854A JP 2009030977 A JP2009030977 A JP 2009030977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging lens
inkjet head
head
observation
droplet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007191854A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Yamaguchi
修一 山口
Yasushi Hori
靖志 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MICROJET KK
Original Assignee
MICROJET KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MICROJET KK filed Critical MICROJET KK
Priority to JP2007191854A priority Critical patent/JP2009030977A/en
Publication of JP2009030977A publication Critical patent/JP2009030977A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system capable of measuring accurately a contact angle of a droplet discharged from an ink jet head and impacted onto a substrate. <P>SOLUTION: This observation system 1 has the ink jet head 30; the first observation unit 10 including the first imaging device 11 for observing the flying state of the droplet discharged from a nozzle 31 of the ink jet head, and the first imaging lens 12; the second observation unit 20 including the second imaging device 21 for observing from the side, a state after the droplet discharged from the nozzle 31 of the ink jet head is impacted onto the target substrate 2, and the second imaging lens 22; and a head moving mechanism 50 for moving the ink jet head 30 along the first line X1 connecting a focal position 13 of the first imaging lens 12 to a focal position 23 of the second imaging lens 22. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドから吐出される液滴が飛翔および着弾した状態を観察可能なシステムに関するものである。   The present invention relates to a system capable of observing a state in which droplets ejected from an inkjet head have jumped and landed.

インクジェット技術は、直径数十μmの微小液滴を非接触で正確な量を正確な位置にオンデマンドで着弾できる技術である。したがい、例えばブラックマトリクスの様な、撥水面と親水面を予め塗り分けた様な基板に対し、目的の位置に正確に液滴を着弾させるなどの用途に利用されている。   The ink jet technology is a technology capable of landing a precise droplet on a demand on a precise position without contact with a micro droplet having a diameter of several tens of micrometers. Therefore, for example, it is used for the purpose of causing a droplet to land accurately on a target position on a substrate having a water repellent surface and a hydrophilic surface separately applied, such as a black matrix.

この場合、目的の位置に着弾した液滴がどの様な形状で、かつ、経時変化によりどの様に接触角が変化していくのかを観察することは、材料開発において非常に重要な要素になる。従来、これら目的の基板に対し、目的の液を着弾させた際の接触角測定にはキャピラリーから液を滴下する方法が主に使用されている。しかしながら、キャピラリーから滴下する液量がばらつくため、再現性が得られない。また、キャピラリーから滴下される液量はμリットルオーダーであるのに対し、インクジェットノズルから吐出される量は数〜数十pリットルオーダーである。したがって、キャピラリーから滴下された液滴と比較し、液の表面積が占める割合が全く異なる。このため、液の乾燥速度や乾燥過程など、実際にインクジェットノズルから吐出された場合の接触角の経時変化とは結果が大きく異なる場合がある。さらに、キャピラリーでは、正確な位置を指定して液を着弾させることが困難であるという問題もある。   In this case, observing the shape of the droplet that has landed at the target position and how the contact angle changes with time is a very important factor in material development. . Conventionally, a method of dripping a liquid from a capillary is mainly used for measuring a contact angle when a target liquid is landed on the target substrate. However, since the amount of liquid dropped from the capillary varies, reproducibility cannot be obtained. The amount of liquid dropped from the capillary is on the order of μ liters, whereas the amount discharged from the inkjet nozzle is on the order of several to several tens of liters. Therefore, the ratio of the surface area of the liquid is completely different from that of the liquid dropped from the capillary. For this reason, the results may differ greatly from changes over time in the contact angle when the liquid is actually ejected from the inkjet nozzle, such as the drying speed of the liquid and the drying process. Furthermore, the capillary has a problem that it is difficult to specify the exact position and land the liquid.

特許文献1には、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出された極微量の機能液滴の吐出量について、信頼性の高い測定結果を得ることができる装置について開示されている。この測定装置は、着弾した機能液滴が所定の接触角を為すように表面処理した検査基板上に着弾した機能液滴の二次元画像を用いて、機能液滴の直径を解析する画像解析手段と、所定の接触角および機能液滴の直径に基づいて、機能液滴の体積を算出する算出手段とを備えている。具体的には、機能液滴吐出ヘッドを検査基板上に臨ませ、検査基板に対して3個のノズルからそれぞれ機能液滴を吐出する。次に、移動テーブルにより、撮像対象となる3個の機能液滴が着弾した検査基板を撮像カメラの下方に移動させ、相前後して、カメラ移動テーブルにより撮像カメラを3個の機能液滴の下方に移動させる。そして、検査基板上で所定の接触角により略半球を為している3個の機能液滴を撮像カメラにより撮像する。
特開2005−119139号公報
Patent Document 1 discloses an apparatus that can obtain a highly reliable measurement result for the discharge amount of a very small amount of functional liquid droplets discharged from each nozzle of an inkjet head. This measuring apparatus is an image analysis means for analyzing the diameter of a functional droplet using a two-dimensional image of the functional droplet landed on an inspection substrate that has been surface-treated so that the landed functional droplet has a predetermined contact angle. And a calculating means for calculating the volume of the functional droplet based on a predetermined contact angle and the diameter of the functional droplet. Specifically, the functional liquid droplet ejection head faces the inspection substrate, and functional liquid droplets are ejected from the three nozzles to the inspection substrate, respectively. Next, the inspection substrate on which the three functional liquid droplets to be imaged have landed is moved below the imaging camera by the moving table, and the imaging camera is moved to the three functional liquid droplets by the camera moving table. Move down. Then, three functional liquid droplets that are substantially hemispherical with a predetermined contact angle on the inspection substrate are imaged by the imaging camera.
JP 2005-119139 A

直径が数十μm程度の微小な液滴の状態は、吐出された後、短時間で大きく変化する可能性がある。また、そのような微小な液滴を接触角が測定できる程度の画像を得るために撮像しようとすると倍率の大きなレンズシステムが必要になる。高倍率のレンズシステムの焦点深度は狭い。したがって、検査基板に対して液滴を吐出した後、検査基板を撮像カメラに移動するような装置であると、撮像カメラのレンズの合焦範囲に液滴が入ってきた段階では、すでに状態が変化している可能性があり、ターゲットの着弾直後の状態を観測できない。   The state of a minute droplet having a diameter of about several tens of μm may greatly change in a short time after being ejected. In addition, a lens system with a high magnification is required to capture such a fine droplet in order to obtain an image that can measure the contact angle. The depth of focus of a high magnification lens system is narrow. Therefore, if the apparatus moves the inspection substrate to the imaging camera after discharging the droplet onto the inspection substrate, the state is already in the stage when the droplet enters the focusing range of the lens of the imaging camera. It may have changed, and the state immediately after the target hits cannot be observed.

また、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴がターゲットに着弾した状態を観測する際に、インクジェットヘッドのノズルからどのような状態で液滴が吐出されているかを観測することも重要である。たとえば、インクジェットヘッドのノズルから空気中に放出される液滴は1つの丸い粒ではなく、「液柱」というある程度の長さを持った柱状の液がノズル面に形成される。この液柱は空気中を飛翔する過程で、液自身の表面張力と空気抵抗により先頭のメイン滴、メイン滴以降の複数のサテライト滴に分離されながらターゲットに到達する可能性がある。したがって、撮像用レンズの焦点深度が狭い場合、そのレンズの合焦範囲に入った液滴がインクジェットヘッドの液滴のすべてであるとは限らない。   It is also important to observe the state in which the droplets are ejected from the nozzles of the inkjet head when observing the state where the droplets ejected from the nozzles of the inkjet head have landed on the target. For example, a droplet discharged into the air from a nozzle of an inkjet head is not a single round particle, but a columnar liquid having a certain length of “liquid column” is formed on the nozzle surface. In the process of flying in the air, the liquid column may reach the target while being separated into a leading main droplet and a plurality of satellite droplets after the main droplet due to the surface tension and air resistance of the liquid itself. Therefore, when the focal depth of the imaging lens is narrow, the droplets that enter the focusing range of the lens are not necessarily all droplets of the inkjet head.

インクジェットヘッドから吐出される微小な液滴について、上記のような条件を含めて観測できるシステムが要望されている。   There is a demand for a system capable of observing fine droplets ejected from an inkjet head including the above-described conditions.

本発明の一態様は、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察するための第1の撮像デバイスおよび第1の撮像用レンズを含む第1の観察ユニットと、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴がターゲットに着弾した後の状態を側方から観察するための第2の撮像デバイスおよび第2の撮像用レンズを含む第2の観察ユニットと、第1の撮像用レンズの焦点位置および第2の撮像用レンズの焦点位置を結ぶ第1のラインに沿ってインクジェットヘッドを移動させるヘッド移動機構とを有するシステムである。第1の撮像用レンズおよび第2の撮像用レンズは、複数のレンズからなるレンズシステムであっても良い。   One aspect of the present invention is an inkjet head, a first observation unit including a first imaging device and a first imaging lens for observing a flying state of a droplet discharged from a nozzle of the inkjet head, A second observation unit including a second imaging device and a second imaging lens for observing a state after a droplet discharged from a nozzle of an inkjet head has landed on a target from the side; And a head moving mechanism that moves the inkjet head along a first line connecting the focal position of the imaging lens and the focal position of the second imaging lens. The first imaging lens and the second imaging lens may be a lens system including a plurality of lenses.

このシステムは、飛翔状態を観察する第1の観察ユニットと、着弾状態を観察する第2の観察ユニットとを有し、ヘッド移動機構により、第1の撮像用レンズの焦点位置および第2の撮像用レンズの焦点位置を結ぶ第1のラインに沿ってインクジェットヘッドを移動させる。インクジェット技術は、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるメイン滴のみならず、メイン滴から分離されたサテライト滴においても、液の物性値とインクジェットヘッド側の駆動条件とが一定に制御されているならば、その再現性は非常に高いという特徴がある。したがって、温度などの周囲の状態が大きく変化するほどの時間差がなければ、飛翔状態の観察と、着弾状態の観察とを異なるタイミングで行っても、同じ液滴を観察していることにほぼ等しい。   This system has a first observation unit for observing the flying state and a second observation unit for observing the landing state, and the focal position of the first imaging lens and the second imaging by the head moving mechanism. The inkjet head is moved along a first line connecting the focal positions of the lenses for use. Inkjet technology is not limited to the main droplets ejected from the nozzles of the inkjet head, but also in the satellite droplets separated from the main droplets, if the physical properties of the liquid and the driving conditions on the inkjet head side are controlled to be constant. The reproducibility is very high. Therefore, if there is no time difference enough to change the surrounding conditions such as temperature, even if the observation of the flying state and the observation of the landing state are performed at different timings, it is almost equivalent to observing the same droplet. .

このシステムでは、ヘッド移動機構により、インクジェットヘッドを、そのノズルから吐出される液滴が第1の撮像用レンズの焦点位置を通過するようにセットして液滴を吐出することにより、第1の観察ユニットにより液滴の飛翔状態を観測できる。その後、ヘッド移動機構により、インクジェットヘッドを、そのノズルから吐出される液滴が第2の撮像用レンズの焦点位置でターゲットに着弾するようにセットし、液滴を吐出することにより、第2の観察ユニットにより、ノズルから吐出された液滴がターゲットに着弾した段階から、第2の観察ユニットにより、着弾した液滴の状態を観察できる。第2の観察ユニットおよびそれに付随する記録装置の時間的な解像度、記録能力に依存するが、第2の観察ユニットにより、液滴がターゲットに着弾する直前および直後の状態も観察可能である。   In this system, the ink jet head is set by the head moving mechanism so that the liquid droplet ejected from the nozzle passes through the focal position of the first imaging lens, and the first liquid droplet is ejected. The flying state of the droplet can be observed by the observation unit. After that, the ink jet head is set by the head moving mechanism so that the liquid droplet ejected from the nozzle lands on the target at the focal position of the second imaging lens, and the second liquid is ejected by ejecting the liquid droplet. The state of the landed droplet can be observed by the second observation unit from the stage where the droplet discharged from the nozzle has landed on the target by the observation unit. Although depending on the temporal resolution and recording ability of the second observation unit and the recording apparatus associated therewith, the second observation unit can also observe the state immediately before and after the droplets land on the target.

このシステムでは、飛翔状態の観察と、着弾状態の観察とを異なるユニットにより行うことにより、撮像用レンズも含めてそれぞれの状態の観察に適した構成のユニットで観察できる。また、第1の撮像用レンズの焦点位置および第2の撮像用の焦点位置をあらかじめ調整しておくことにより、ヘッド移動機構によりインクジェットヘッドを移動するだけで、その都度、焦点を調整する手間および時間を省いて、飛翔状態および着弾状態を焦点の合った明瞭な画像で観察できる。   In this system, the observation of the flying state and the observation of the landing state are performed by different units, so that it is possible to observe with a unit having a configuration suitable for observation of each state including the imaging lens. Further, by adjusting the focal position of the first imaging lens and the focal position of the second imaging lens in advance, it is possible to adjust the focus each time only by moving the inkjet head by the head moving mechanism, and Save time and observe the flying and landing states with clear, focused images.

このシステムは、ターゲットを第2の撮像用レンズの前方で3次元に移動させるターゲット移動機構を、さらに有することが望ましい。このシステムでは、第2の撮像用レンズの焦点位置に液滴が着弾するようにインクジェットヘッドの位置を制御する。したがって、ターゲットの異なる位置に液滴を着弾させようとすると、インクジェットヘッドではなく、ターゲットを移動する必要がある。さらに、ターゲットに着弾した接触角を精度良く観察しようとすると、ターゲットの表面が第2の撮像用レンズの光軸の近傍にあるようにターゲットの位置を制御できることが望ましい。したがって、ターゲットを第2の撮像用レンズの前方で3次元に移動させるターゲット移動機構は有用である。   This system desirably further includes a target moving mechanism for moving the target in three dimensions in front of the second imaging lens. In this system, the position of the inkjet head is controlled so that the liquid droplets land on the focal position of the second imaging lens. Therefore, if droplets are to be landed at different positions on the target, it is necessary to move the target, not the inkjet head. Furthermore, if the contact angle that has landed on the target is to be observed accurately, it is desirable that the position of the target can be controlled so that the surface of the target is in the vicinity of the optical axis of the second imaging lens. Therefore, a target moving mechanism that moves the target in three dimensions in front of the second imaging lens is useful.

このシステムにおいて、第1の撮像用レンズの光軸と、第2の撮像用レンズの光軸とが直交するように第1の観察ユニットおよび第2の観察ユニットを配置し、第1のラインが第2の撮像用レンズの光軸と一致するように配置することが好ましい。第1の撮像用レンズおよび第2の撮像用レンズは、それぞれの焦点位置を微調整するために3次元方向の位置が微調整できることが望ましい。したがって、それぞれの撮像用レンズは、ユーザがアクセスしやすい位置に配置することが望ましい。さらに、第2の撮像用レンズの前方にターゲットをセットするためにユーザがアクセスするスペースを確保する必要がある。第1の撮像用レンズの光軸と、第2の撮像用レンズの光軸とが直交するように第1の観察ユニットおよび第2の観察ユニットを配置することにより、第2の撮像用レンズの前方に、第1の撮像用レンズと同じ方向からアクセスするスペースを確保できる。さらに、インクジェットヘッドを移動させる第1のラインが第2の撮像用レンズの光軸と一致するように配置できる。このため、より高倍率であり、焦点深度の狭い第2の撮像用レンズの焦点位置と着弾位置が精度良く一致するように、ヘッド移動機構によりインクジェットヘッドの位置を制御できる。   In this system, the first observation unit and the second observation unit are arranged so that the optical axis of the first imaging lens and the optical axis of the second imaging lens are orthogonal to each other, and the first line is It is preferable to arrange the second imaging lens so as to coincide with the optical axis. It is desirable that the first imaging lens and the second imaging lens can finely adjust their positions in the three-dimensional direction in order to finely adjust their focal positions. Therefore, it is desirable to arrange each imaging lens at a position where the user can easily access. Furthermore, it is necessary to secure a space for the user to access in order to set the target in front of the second imaging lens. By disposing the first observation unit and the second observation unit so that the optical axis of the first imaging lens and the optical axis of the second imaging lens are orthogonal to each other, A space for access from the same direction as the first imaging lens can be secured ahead. Furthermore, it can arrange | position so that the 1st line which moves an inkjet head may correspond with the optical axis of the 2nd imaging lens. For this reason, the position of the inkjet head can be controlled by the head moving mechanism so that the focal position and the landing position of the second imaging lens having a higher magnification and a narrow focal depth coincide with each other with high accuracy.

また、このシステムでは、インクジェットヘッドはそれぞれの撮像用レンズが撮像する焦点位置に沿って移動するので、ヘッド移動機構は、撮像用の照明をインクジェットヘッドとともに動かすことが可能である。   Further, in this system, since the inkjet head moves along the focal position where each imaging lens images, the head moving mechanism can move the illumination for imaging together with the inkjet head.

また、このシステムでは、ヘッド移動機構は、インクジェットヘッドを着弾位置まで移動する。このため、ヘッド移動機構により、着弾位置を確認するための撮像ユニットをインクジェットヘッドとともに動かし、ターゲットを拡大撮影可能な撮像ユニットにより、ターゲット上の着弾位置を精度良く確認することが可能である。   In this system, the head moving mechanism moves the inkjet head to the landing position. For this reason, the imaging unit for confirming the landing position can be moved together with the inkjet head by the head moving mechanism, and the landing position on the target can be accurately confirmed by the imaging unit that can magnify the target.

図1に、本発明の一実施形態である観察システムの概略構成を示している。この観察システム1は、インクジェットヘッド30と、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出された液滴の飛翔状態を観察するための第1の観察ユニット10と、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出された液滴がターゲットの基板2に着弾した後の状態を観察するための第2の観察ユニット20と、X方向にインクジェットヘッド30を移動させるヘッド移動機構50とを含む。第1の観察ユニット10は、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出された液滴の飛翔状態を観察するための第1の撮像デバイス11および第1の撮像用レンズ12を含む。第2の観察ユニット20は、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出された液滴がターゲットの基板2に着弾した後の状態を側方から観察するための第2の撮像デバイス21および第2の撮像用レンズ22を含む。したがって、この観察システム1は、ターゲットに着弾した液滴の接触角を測定するのに適したシステムである。ヘッド移動機構50は、インクジェットヘッド30を、第1の撮像用レンズ12の焦点位置13および第2の撮像用レンズ22の焦点位置23を結ぶ第1のラインX1に沿って移動させる。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an observation system according to an embodiment of the present invention. The observation system 1 includes an inkjet head 30, a first observation unit 10 for observing a flying state of a droplet ejected from a nozzle 31 of the inkjet head 30, and a liquid ejected from the nozzle 31 of the inkjet head 30. A second observation unit 20 for observing a state after the droplet has landed on the target substrate 2 and a head moving mechanism 50 for moving the inkjet head 30 in the X direction are included. The first observation unit 10 includes a first imaging device 11 and a first imaging lens 12 for observing the flying state of droplets ejected from the nozzles 31 of the inkjet head 30. The second observation unit 20 includes a second imaging device 21 and a second imaging unit for observing a state after a droplet discharged from the nozzle 31 of the inkjet head 30 has landed on the target substrate 2 from the side. Lens 22 for use. Therefore, this observation system 1 is a system suitable for measuring the contact angle of a droplet landed on a target. The head moving mechanism 50 moves the inkjet head 30 along a first line X 1 that connects the focal position 13 of the first imaging lens 12 and the focal position 23 of the second imaging lens 22.

ヘッド移動機構50は、インクジェットヘッド30を搭載し、X軸方向に移動するキャリッジ51と、キャリッジ51をX軸方向に動かすアクチュエータ52とを含む。キャリッジ51には、インクジェットヘッド30に加えて、照明用のランプ25と、撮像ユニット36とが搭載されている。照明用のランプ25はインクジェットヘッド30とともに動き、焦点位置23において、第2の撮像用レンズ22と対峙するように配置されている。したがって、照明用のランプ25は、第2の撮像デバイス21で着弾後の液滴を撮像する際の光源として用いられる。   The head moving mechanism 50 includes an ink jet head 30 and includes a carriage 51 that moves in the X-axis direction and an actuator 52 that moves the carriage 51 in the X-axis direction. In addition to the inkjet head 30, an illumination lamp 25 and an imaging unit 36 are mounted on the carriage 51. The illumination lamp 25 moves with the inkjet head 30 and is disposed so as to face the second imaging lens 22 at the focal position 23. Therefore, the illumination lamp 25 is used as a light source when the second imaging device 21 images the droplet after landing.

撮像ユニット36は、インクジェットヘッド30とともに動き、撮像用レンズ36aが、インクジェットヘッド30のノズル31と同じ方向、すなわち、Z軸の下方を望むように配置されている。このため、ヘッド移動機構50により撮像ユニット36を適当な位置に移動し、ターゲットの基板2の上の、インクジェットヘッド30のノズル31により液滴を着弾させる場所、すなわち、第2の撮像用レンズ22の焦点位置23を撮像することにより、着弾位置を精度よく決定できる。   The imaging unit 36 moves together with the inkjet head 30, and the imaging lens 36a is arranged so as to look in the same direction as the nozzle 31 of the inkjet head 30, that is, below the Z axis. For this reason, the imaging unit 36 is moved to an appropriate position by the head moving mechanism 50, and a place where the droplet is landed by the nozzle 31 of the inkjet head 30 on the target substrate 2, that is, the second imaging lens 22. By imaging the focal position 23, the landing position can be determined with high accuracy.

また、キャリッジ51はZ方向にインクジェットヘッド30を移動させるアクチュエータ53を搭載している。このため、インクジェットヘッド30のノズル31と、ターゲットの基板2との距離を制御することができる。   The carriage 51 is equipped with an actuator 53 that moves the inkjet head 30 in the Z direction. For this reason, the distance between the nozzle 31 of the inkjet head 30 and the target substrate 2 can be controlled.

観察システム1は、さらに、ターゲットの基板2を、第2の撮像用レンズ22の前方で3次元(X、YおよびZ方向)に移動させるターゲット移動機構60を備えている。基板2をX方向および/またはY方向に移動することにより、基板2の上の着弾位置を制御できる。すなわち、インクジェットヘッド30のノズル31により液滴を吐出する位置は、第2の撮像用レンズ22の焦点位置23に限定されているが、基板2をターゲット移動機構60により移動することにより、基板2の所望の場所に液滴を着弾できる。また、基板2をZ方向に移動することにより、基板2の表面(表面の高さ)を第2の撮像用レンズ22の焦点位置にセットすることができ、基板2の表面に着弾した液滴を側方から明瞭に撮影できる。   The observation system 1 further includes a target moving mechanism 60 that moves the target substrate 2 in three dimensions (X, Y, and Z directions) in front of the second imaging lens 22. The landing position on the substrate 2 can be controlled by moving the substrate 2 in the X direction and / or the Y direction. That is, the position at which the droplets are ejected by the nozzle 31 of the inkjet head 30 is limited to the focal position 23 of the second imaging lens 22, but the substrate 2 is moved by the target moving mechanism 60. A droplet can be landed at a desired location. Further, by moving the substrate 2 in the Z direction, the surface (the height of the surface) of the substrate 2 can be set at the focal position of the second imaging lens 22, and the droplets landed on the surface of the substrate 2. Can be taken clearly from the side.

この観察システム1では、さらに、第1の撮像用レンズ12の焦点位置13と、第2の撮像用レンズ22の焦点位置23とを結ぶ第1のラインX1は、第2の撮像用レンズ22の光軸L2と一致している。また、第1のラインX1(光軸L2)は、第1の撮像用レンズ12の光軸L1とは直交している。このようなレイアウトは、第2の撮像用レンズ22の前方に比較的広い空間が確保でき、ターゲット移動機構60に基板2をセットする作業が容易となる。また、接触角を測定する画像を取得するために、第2の撮像用レンズ22は高倍率となり焦点深度は狭くなるが、ヘッド移動機構50のX方向の動きを、液滴の着弾位置と第2の撮像用レンズ22の焦点位置23とを合致させるために利用できる。   In the observation system 1, the first line X 1 that connects the focal position 13 of the first imaging lens 12 and the focal position 23 of the second imaging lens 22 is further connected to the second imaging lens 22. It coincides with the optical axis L2. The first line X1 (optical axis L2) is orthogonal to the optical axis L1 of the first imaging lens 12. With such a layout, a relatively wide space can be secured in front of the second imaging lens 22, and the work of setting the substrate 2 on the target moving mechanism 60 is facilitated. Further, in order to acquire an image for measuring the contact angle, the second imaging lens 22 has a high magnification and the depth of focus is narrowed, but the movement of the head moving mechanism 50 in the X direction is changed from the landing position of the droplet to the first position. This can be used to match the focal position 23 of the second imaging lens 22.

この観察システム1は、X軸、Y軸およびZ軸を備えたロボットモジュール5を用いて構成できる。ロボットモジュール5のX軸ユニットはヘッド移動機構50として、ヘッドキャリッジ51と、着弾位置を指定するための撮像ユニット36とを搭載する。撮像ユニット36は、CCDカメラ36bと、レンズ36aとを含む。ロボットモジュール5のY軸ユニットはターゲット移動機構60として、着弾対象となる基板2を搭載する。ロボットモジュール5のZ軸ユニット53は、基板2とインクジェットヘッド30のノズル31とのワーキングディスタンスを設定する。Y軸ユニット60は、基板2を搭載するためのテーブル65をY方向に移動し、テーブル65は、そのテーブルの位置をX軸方向およびZ軸方向に微調整可能なアクチュエータを内蔵している。   The observation system 1 can be configured using a robot module 5 having an X axis, a Y axis, and a Z axis. The X-axis unit of the robot module 5 includes a head carriage 51 and an imaging unit 36 for designating a landing position as a head moving mechanism 50. The imaging unit 36 includes a CCD camera 36b and a lens 36a. The Y-axis unit of the robot module 5 mounts the substrate 2 to be landed as the target moving mechanism 60. The Z-axis unit 53 of the robot module 5 sets a working distance between the substrate 2 and the nozzle 31 of the inkjet head 30. The Y-axis unit 60 moves a table 65 for mounting the substrate 2 in the Y direction, and the table 65 contains an actuator that can finely adjust the position of the table in the X-axis direction and the Z-axis direction.

ロボットモジュール5には、第1の観察ユニット10の撮像デバイス11およびレンズシステム12が、それらの位置をX、YおよびZ方向に微調整可能なテーブル19により取り付けられている。したがって、ヘッド移動機構50により移動されるインクジェットヘッド30のノズル31から吐出される液滴が、焦点位置13を通過するようにレンズシステム12の位置を、事前に微調整できる。このシステム1においては、光軸L1に沿ってレンズシステム12と反対側に照明ランプ15が配置されており、液滴が飛翔する様子は、照明ランプ15を点灯させることにより撮像できる。   An imaging device 11 and a lens system 12 of the first observation unit 10 are attached to the robot module 5 by a table 19 that can finely adjust their positions in the X, Y, and Z directions. Therefore, the position of the lens system 12 can be finely adjusted in advance so that the droplets discharged from the nozzles 31 of the inkjet head 30 moved by the head moving mechanism 50 pass through the focal position 13. In this system 1, an illumination lamp 15 is disposed on the opposite side of the lens system 12 along the optical axis L <b> 1, and a state in which the droplets fly can be imaged by turning on the illumination lamp 15.

また、ロボットモジュール5には、第2の観察ユニット20の撮像デバイス21およびレンズシステム22が、それらの位置をX、YおよびZ方向に微調整可能なテーブル29により取り付けられている。したがって、ヘッド移動機構50により移動されるインクジェットヘッド30のノズル31から吐出される液滴が、焦点位置23を着弾するようにレンズシステム22の位置を、事前に微調整できる。したがって、インクジェットヘッド30および接触角を観測する第2の観察ユニット20の各部の相対的な位置関係をマイクロメートルのオーダーで正確に確定しておくことが可能であり、液滴をターゲットの基板2の上の狙った位置に着弾させ、その画像をPC75で取り込み、接触角を測定することができる。   In addition, an imaging device 21 and a lens system 22 of the second observation unit 20 are attached to the robot module 5 by a table 29 that can finely adjust their positions in the X, Y, and Z directions. Therefore, the position of the lens system 22 can be finely adjusted in advance so that the liquid droplets ejected from the nozzles 31 of the inkjet head 30 moved by the head moving mechanism 50 land on the focal position 23. Accordingly, it is possible to accurately determine the relative positional relationship between each part of the inkjet head 30 and the second observation unit 20 for observing the contact angle, so that the droplets are placed on the target substrate 2. It is possible to land on the target position above the image, capture the image with the PC 75, and measure the contact angle.

また、観察システム1は、インクジェットヘッド30の駆動条件を設定するインクジェットヘッドコントローラ(インクジェットヘッド制御モジュール)71と、ロボットモジュールを制御するコントローラ(ロボット制御モジュール)72と、画像を取り込むための画像処理ユニット(画像取得モジュール)73と、これらのモジュール71〜73をアプリケーションを介して制御するためのパーソナルコンピュータ(PC)75とを含む。そして、第2の観察ユニット20の高倍率のレンズシステム22と、撮像デバイス21を含む高速度カメラシステムにより、基板2に着弾する液滴を基板2の側面から観察し、PC75で動く接触角測定用のアプリケーションにより、取り込んだ液滴画像の接触角を計測する。   The observation system 1 also includes an inkjet head controller (inkjet head control module) 71 that sets the drive conditions of the inkjet head 30, a controller (robot control module) 72 that controls the robot module, and an image processing unit for capturing an image. (Image acquisition module) 73 and a personal computer (PC) 75 for controlling these modules 71 to 73 via an application. Then, by a high-speed camera system including the high-magnification lens system 22 of the second observation unit 20 and the imaging device 21, a droplet landing on the substrate 2 is observed from the side surface of the substrate 2, and the contact angle is measured by the PC 75. The contact angle of the captured droplet image is measured by the application for

PC75で動く他のアプリケーションの1つは、「観察ユニット−インクジェットヘッド補正機能」である。このアプリケーションプログラムは、ユーザが、観察システム1に、インクジェットヘッド30を新たに取り付けた場合や交換を行った際、それぞれの観察ユニット10および20のレンズシステムの倍率変更を行った際に稼働させる。観察システム1において、実際にインクジェットヘッド30から液滴を吐出し、それぞれの観察ユニット10および20の画像をPCモニタまたはテレビモニタなどに表示させ、その液滴を確認し、正確な位置関係をデータとして確保するための補正作業を最初に実施する。また、基板2の上に滴下された液滴をモニタで観察しながら、第2の観察ユニット20の軸調整をテーブル29により行い、滴下された液滴がちょうどモニタの画面中央部に表示されるようにする。第1の撮像用レンズ12および/または第2の撮像用レンズ22としてズームレンズを採用することにより、倍率変更をすることは容易である。ここで一度実施された設定(補正)は、インクジェットヘッド30をシステム1から取外さない限り、論理上、電源を遮断しても再調整は不要である。   One of the other applications running on the PC 75 is “observation unit—inkjet head correction function”. This application program is operated when the user changes the magnification of the lens system of each of the observation units 10 and 20 when the user newly attaches or replaces the inkjet head 30 to the observation system 1. In the observation system 1, droplets are actually ejected from the inkjet head 30, images of the respective observation units 10 and 20 are displayed on a PC monitor or a television monitor, the droplets are confirmed, and an accurate positional relationship is data. First of all, the correction work for ensuring the above is carried out. Further, while observing the droplet dropped on the substrate 2 on the monitor, the axis of the second observation unit 20 is adjusted by the table 29, and the dropped droplet is displayed just in the center of the monitor screen. Like that. By using a zoom lens as the first imaging lens 12 and / or the second imaging lens 22, it is easy to change the magnification. The setting (correction) performed once here does not require readjustment even if the power supply is logically cut off unless the inkjet head 30 is removed from the system 1.

PC75で動く、さらに異なる他のアプリケーションは「着弾位置決定機能」である。ヘッド30とともに移動する撮像ユニット36からの画像をPCモニタまたはテレビモニタに映し出し、基板2に対して液滴を着弾させたいポイントをアプリケーション上で指定する。その後、アプリケーションは、指定された位置に着弾するように、ヘッド30を移動し、指定発数の液滴を着弾ポイントに滴下する。ターゲット移動機構60に搭載されたテーブル65は、XおよびY方向に移動可能であり、テーブル65に配置された基板2の着弾目標位置を、撮像ユニット36から得られる画像をモニタに表示させながら、PC75またはロボットコントローラ72により決定できる。ヘッド30は、第2の撮像用レンズ22の焦点位置23で吐出するようにセットされるため、上記のヘッド補正機構によりいったん吐出位置がセットされると第2の撮像用レンズ22との位置関係は常に不変となる。したがって、ターゲット移動機構60により基板2を移動することにより着弾位置を制御する。   Yet another application that runs on the PC 75 is the “landing position determination function”. An image from the imaging unit 36 that moves together with the head 30 is displayed on a PC monitor or a television monitor, and a point at which a droplet is to land on the substrate 2 is designated on the application. Thereafter, the application moves the head 30 so as to land at a designated position, and drops a designated number of droplets at the landing point. The table 65 mounted on the target moving mechanism 60 is movable in the X and Y directions, and the target landing position of the substrate 2 arranged on the table 65 is displayed on the monitor while displaying an image obtained from the imaging unit 36. It can be determined by the PC 75 or the robot controller 72. Since the head 30 is set to discharge at the focal position 23 of the second imaging lens 22, once the ejection position is set by the head correction mechanism, the positional relationship with the second imaging lens 22. Is always immutable. Therefore, the landing position is controlled by moving the substrate 2 by the target moving mechanism 60.

図2に示すように、まず、第1の観察ユニット10により、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出される液滴の飛翔状態を観察する。インクジェット技術において、液滴の飛翔状態の観察は非常に重要な要素である。1つの観察システム1において、インクジェット液滴の観察機能(第1の観察ユニット)10を有することで、インクジェットヘッド30から液滴として吐出する各種測定液体に関するヘッド駆動パラメータについて、同一装置上で液滴観察を行いながら最適化できる。さらに、第2の観察ユニット20において、接触角測定を行う直前あるいは直後に、予め最適化された駆動条件通りに液滴がインクジェットヘッド30から吐出されていることを確認出来る。このため、この観察システム1において観察あるいは測定された液滴に関する観察結果/測定結果(現象/物性値/変化する様子など)の信頼性を格段に向上できる。   As shown in FIG. 2, first, the flying state of the liquid droplets discharged from the nozzles 31 of the inkjet head 30 is observed by the first observation unit 10. In inkjet technology, observation of the flying state of a droplet is a very important factor. Since one observation system 1 has an inkjet droplet observation function (first observation unit) 10, the head drive parameters relating to various measurement liquids ejected as droplets from the inkjet head 30 can be measured on the same apparatus. Optimize while observing. Further, in the second observation unit 20, it can be confirmed that liquid droplets are being ejected from the inkjet head 30 in accordance with the driving conditions optimized in advance immediately before or after the contact angle measurement. For this reason, the reliability of the observation result / measurement result (phenomenon / physical property value / change state, etc.) regarding the droplet observed or measured in the observation system 1 can be remarkably improved.

また、同一のインクジェットヘッドでも、液の物性値が少しでも異なると、同一のヘッド駆動条件では安定した吐出ができないことがある。したがって、第2の観察ユニット20において、各種液材料に対する接触角測定を行うためにはインクジェットヘッドコントローラ71において、ヘッド駆動パラメータを最適化することが必須である。駆動パラメータが最適化されていない場合、ノズルから液の吐出が出来ない、或いは、出来たとしても再現性の非常に低いデータしか第2の観察ユニット20では採取出来ない。さらに、安定した吐出ができないことにより、ノズル31からの吐出が不安定になり、液滴が飛翔曲がりを起こし、予め設定された焦点位置23に液滴が着弾できず、接触角が計測できない場合もある。この観察システム1においては、第1の観察ユニット10により液滴の吐出および飛翔状態を観察し、液種毎に変化する吐出条件を、観察システム1の中で最適化できる。   Even with the same ink jet head, if the physical property values of the liquid are slightly different, stable ejection may not be possible under the same head driving conditions. Therefore, in order to perform contact angle measurement with respect to various liquid materials in the second observation unit 20, it is essential to optimize the head drive parameters in the inkjet head controller 71. If the drive parameters are not optimized, liquid cannot be discharged from the nozzle, or even if it can, only data with very low reproducibility can be collected by the second observation unit 20. Further, when stable ejection cannot be performed, ejection from the nozzle 31 becomes unstable, the liquid droplets fly and bend, the liquid droplets cannot land at the preset focal position 23, and the contact angle cannot be measured. There is also. In this observation system 1, the first observation unit 10 observes the discharge and flight states of the droplets, and the discharge conditions that change for each liquid type can be optimized in the observation system 1.

一方、インクジェット技術は再現性の高い液滴を生成することが可能な技術である。1毎の吐出ばらつきも殆ど発生しない。したがって、第1の観察ユニット10を用いて、1滴あたりの液の吐出量を事前に把握しておくことで、第2の観察ユニット20において、目的となる接触角測定位置に対し、着弾させる液の吐出発数を任意に設定することができる。このため、第2の観察ユニット20において、種々の液体について、種々の体積の接触角が計測可能になる。この観察システム1において、インクジェットヘッド30のノズル31から吐出可能な液体は、インクジェット技術により吐出可能なすべての液体を含む。典型的な液体は、各種印刷用のインク、分析用の試薬、マイクロストラクチャを構成するための樹脂である。   On the other hand, the ink jet technology is a technology capable of generating highly reproducible droplets. There is almost no discharge variation for every one. Therefore, by using the first observation unit 10 to grasp in advance the amount of liquid discharged per drop, the second observation unit 20 is landed on the target contact angle measurement position. The number of ejections of liquid can be set arbitrarily. For this reason, the second observation unit 20 can measure various volume contact angles for various liquids. In the observation system 1, the liquid that can be ejected from the nozzle 31 of the inkjet head 30 includes all liquids that can be ejected by the inkjet technique. Typical liquids are various printing inks, analytical reagents, and resins for constituting the microstructure.

第1の観察ユニット10により、第2の観察ユニット20で観察しようとしている液滴の吐出条件および飛翔条件が定まると、インクジェットヘッド30を、ヘッド移動機構50により、第1のラインX1に沿って第2の観察ユニット20の方向に移動する。この過程において、ヘッド30とともに移動する撮像ユニット36により、基板2の着弾位置を設定できる。   When the discharge condition and the flight condition of the droplet to be observed by the second observation unit 20 are determined by the first observation unit 10, the inkjet head 30 is moved along the first line X1 by the head moving mechanism 50. It moves in the direction of the second observation unit 20. In this process, the landing position of the substrate 2 can be set by the imaging unit 36 that moves together with the head 30.

さらに、ターゲットの基板2を配置するテーブル65の上に印刷前リフレッシングスポットを設定し、リフレッシングしながらヘッド30を移動できる。ターゲット移動機構60により、ターゲット基板2も含め、リフレッシングする位置を任意に設定することが可能である。したがって、この観察システム1では、指定のリフレッシングスポットに対し、任意の駆動周波数で、任意の吐出発数のリフレッシングが可能であり、さらに、リフレッシング終了から接触角測定のために液滴を吐出するまでの時間を制御可能である。   Further, a refreshing spot before printing is set on the table 65 on which the target substrate 2 is arranged, and the head 30 can be moved while refreshing. The target moving mechanism 60 can arbitrarily set a refreshing position including the target substrate 2. Therefore, in this observation system 1, it is possible to perform refreshing for an arbitrary number of ejections at an arbitrary driving frequency with respect to a specified refreshing spot, and further, from the end of refreshing to the time when droplets are ejected for contact angle measurement. The time can be controlled.

インクジェット技術の場合、微小ノズルからの液の蒸発により、液が不吐出となるいわゆる目詰まりの問題がある。したがって、目標位置で液滴を吐出させる場合にも出来るだけ目標位置に近い位置でインクジェットヘッドノズル31からの捨て打ち(リフレッシング)を行わせる必要がある。これにより、より安定した条件で、第2の観察ユニット20において接触角の測定が実現出来る。そこで、この観察システム1では、図3に示すようにテーブル65の上に、印刷前リフレッシングスポット(リフレッシングエリア)66を配置し、リフレッシング後、直ちに接触角を測定するための液滴を吐出するようにしている。さらに、リフレッシングスポットの位置は、エリア66に限らず任意であり、ターゲットの基板2にリフレッシングスポットを設定することも可能である。リフレッシングスポットを着弾位置のごく近くに設定しても、第2の撮像用レンズ22の焦点深度は狭いので、リフレッシングのために吐出された液滴が撮像範囲(合焦範囲)に入るのを避けることは容易である。   In the case of the ink jet technology, there is a problem of so-called clogging in which liquid is not ejected due to evaporation of the liquid from the minute nozzle. Therefore, even when droplets are ejected at the target position, it is necessary to perform the discarding (refreshing) from the inkjet head nozzle 31 at a position as close as possible to the target position. Thereby, the measurement of the contact angle can be realized in the second observation unit 20 under more stable conditions. Therefore, in this observation system 1, as shown in FIG. 3, a pre-printing refreshing spot (refreshing area) 66 is arranged on the table 65, and immediately after the refreshing, droplets for measuring the contact angle are ejected. I have to. Further, the position of the refreshing spot is not limited to the area 66, and the refreshing spot can be set on the target substrate 2. Even when the refreshing spot is set very close to the landing position, the focal depth of the second imaging lens 22 is narrow, so that the droplets ejected for refreshing do not enter the imaging range (focusing range). It is easy.

目詰まりのレベルは、液の性能によるところが大きい。そのため、リフレッシング時のヘッド駆動周波数および吐出発数は、観測しようとする液により最適化する必要がある。また、リフレッシング終了から接触角測定開始までの時間を制御可能とすることで、時間経過による接触角の変化を本システム1では把握することが可能になる。図3に示したテーブル65に設けられたリフレッシングエリア66は、液溜めのために傾斜を含み、リフレッシングを繰り返し行えるようになっている。   The level of clogging depends largely on the performance of the liquid. Therefore, it is necessary to optimize the head driving frequency and the ejection number at the time of refreshing according to the liquid to be observed. Further, by making it possible to control the time from the end of refreshing to the start of contact angle measurement, the system 1 can grasp the change in contact angle over time. The refreshing area 66 provided in the table 65 shown in FIG. 3 includes an inclination for storing the liquid, and the refreshing can be repeated.

この観察システム1は、X軸方向に移動可能なキャリッジ51の上にインクジェットヘッド30を配置し、インクジェットヘッド30の移動軸の延長線上にXYZ方向の位置微調整が可能なステージ(テーブル)65を配置し、その上に固定された基板2に着弾した液滴の接触角を第2の観察ユニット20により測定することができる。したがって、観察システム1は、インクジェット式微小液滴接触角測定システムである。この観察システム1は、数十μm程度の液滴サイズを映し出すための高倍率のレンズ22は、サイズが大きく、重量もあるので、そのレンズ22を含む接触角を観測するための第2の観察ユニット20を固定する(微調整は可能である)。これにより、第2の撮像用レンズ22により撮像できる位置が決まるので、インクジェットヘッド30のノズル31を、第2の撮像用レンズ22の焦点位置に液滴を吐出する位置まで移動可能とし、基板2に液滴が着弾する直前および/または直後から液滴の画像を取得できるようにしている。   In this observation system 1, the inkjet head 30 is disposed on a carriage 51 that is movable in the X-axis direction, and a stage (table) 65 that can be finely adjusted in the XYZ directions on an extension line of the movement axis of the inkjet head 30. The contact angle of the droplet that has been placed and landed on the substrate 2 fixed thereon can be measured by the second observation unit 20. Therefore, the observation system 1 is an ink jet micro droplet contact angle measurement system. In this observation system 1, since the high-magnification lens 22 for projecting a droplet size of about several tens of μm is large and heavy, the second observation for observing the contact angle including the lens 22 is used. The unit 20 is fixed (fine adjustment is possible). As a result, the position where the second imaging lens 22 can capture an image is determined. Therefore, the nozzle 31 of the inkjet head 30 can be moved to the position where the droplet is ejected to the focal position of the second imaging lens 22. The image of the liquid droplet can be acquired immediately before and / or immediately after the liquid droplet has landed.

また、インクジェットヘッド30とともに、接触角を観測するための光源である照明ユニット25をキャリッジ51に配置することで、インクジェットヘッド30と照明ユニット25との位置関係は固定される。したがって、照明ユニット25と、接触角を観測するための第2の撮像用レンズ22との位置関係は、インクジェットヘッド30と第2の撮像用レンズ22との位置関係を決めることにより自動的に決まり、撮像位置の調整に要する作業を簡略化できる。また、キャリッジ51に搭載することにより、キャリッジ51およびキャリッジ51とともに移動するヘッド30および撮像ユニット36などと、照明ユニット25との干渉を避けることができ、観察システム1の設計が容易になる。   Moreover, the positional relationship between the inkjet head 30 and the illumination unit 25 is fixed by arranging the illumination unit 25 as a light source for observing the contact angle together with the inkjet head 30 on the carriage 51. Therefore, the positional relationship between the illumination unit 25 and the second imaging lens 22 for observing the contact angle is automatically determined by determining the positional relationship between the inkjet head 30 and the second imaging lens 22. The work required for adjusting the imaging position can be simplified. Further, by mounting on the carriage 51, interference between the illumination unit 25 and the head 30 and the imaging unit 36 that move together with the carriage 51 and the carriage 51 can be avoided, and the design of the observation system 1 is facilitated.

図4に、観察システム1の異なる例を示している。この観察システム1では、第1の観察ユニット10と、第2の観察ユニット20とが平行に配置され、それぞれの光軸L1およびL2が平行になっている。この観察システム1においても、ヘッド移動機構50は、第1の撮像用レンズ12の焦点位置13と、第2の撮像用レンズ22の焦点位置23とを結ぶ第1のラインX1に沿ってインクジェットヘッド30を移動する。なお、上述した観察システムと共通する部分については同じ符号を付している。   FIG. 4 shows a different example of the observation system 1. In this observation system 1, the first observation unit 10 and the second observation unit 20 are arranged in parallel, and the optical axes L1 and L2 are parallel to each other. Also in this observation system 1, the head moving mechanism 50 includes the inkjet head along the first line X <b> 1 that connects the focal position 13 of the first imaging lens 12 and the focal position 23 of the second imaging lens 22. Move 30. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part which is common in the observation system mentioned above.

これらの観察システム1における動作の一例を図5に示す。これは、専用アプリケーション内でヘッド制御モジュール71、ロボット制御モジュール72、および接触角を測定するための画像取得モジュール73が全て連動して動作している場合のものである。   An example of the operation in these observation systems 1 is shown in FIG. This is a case where the head control module 71, the robot control module 72, and the image acquisition module 73 for measuring the contact angle are all operating in a dedicated application.

接触角を測定するための画像取得モジュール73が、このアプリケーションに存在せず、接触角測定のための専用アプリケーションにより駆動される場合、いつ画像の取り込みを開始してよいのかを正確に画像取得モジュール73に指示することが必要となる。したがって、図6に示すように、接触角測定のための専用アプリケーションは、ユーザが測定開始指示を行った後、実際にヘッド30やテーブル65の移動、リフレッシング時間を想定した画像の取り込みを開始するまでの待ち時間を決めるためのタイマーを持ち、ユーザが測定開始指示を行った後、実際に基板2の上の目的位置で液の吐出までに要する時間を測定するモードを備えていることが望ましい。ユーザが測定開始指示を行った後、実際に基板2の目的位置で液の吐出までに要する時間は、リフレッシングの液滴の発数、ロボットモジュール5によるヘッド30の移動距離や速度により異なる。そこで、リフレッシング位置への移動時間、リフレッシング時間、リフレッシング後の実際に基板2の目的位置までの移動時間と吐出までの時間をそれぞれ計測できるモードを設けておくことがさらに好ましい。これら3つ動作を個別に計測するモードを設けておくことにより、いずれか1つの動作のパラメータを変更した場合、その動作に要する時間のみを再計測するだけで、吐出までの待ち時間を新たに設定できる。   If the image acquisition module 73 for measuring the contact angle is not present in this application and is driven by a dedicated application for contact angle measurement, the image acquisition module will accurately indicate when the image capture may start. It is necessary to instruct 73. Therefore, as shown in FIG. 6, the dedicated application for contact angle measurement actually starts moving the head 30 and the table 65 and capturing an image assuming a refreshing time after the user gives a measurement start instruction. It is desirable to have a mode for measuring the time required until the liquid is actually discharged at the target position on the substrate 2 after the user issues a measurement start instruction. . The time required until the liquid is actually ejected at the target position of the substrate 2 after the user issues a measurement start instruction varies depending on the number of droplets of refreshing, the moving distance and speed of the head 30 by the robot module 5. Therefore, it is more preferable to provide a mode in which the movement time to the refreshing position, the refreshing time, the movement time to the target position of the substrate 2 after the refreshing, and the time to discharge can be measured. By providing a mode that individually measures these three operations, if any one of the operation parameters is changed, only the time required for that operation is re-measured, and the waiting time until ejection is newly established. Can be set.

なお、上記においては、観察システムにより、ターゲットの基板に着弾した液滴の接触角を測定することを例に説明しているが、接触角を測定するためのターゲットは基板に限らず、紙片、布片など、インクジェット技術により液滴を塗布あるいは着弾させる対象になるものであれば良い。また、この観察システムは、インクジェットヘッドのノズルから吐出され、ターゲットに着弾した液滴の、着弾後の経過を示す画像を取得できるので、接触角に限らず、その他の画像により観測可能な物性値を含め、液滴の状態が変化する様子を詳細に観察することが可能である。   In the above description, an example is described in which the contact angle of a droplet landed on the target substrate is measured by the observation system. However, the target for measuring the contact angle is not limited to the substrate, and a piece of paper, Any material, such as a piece of cloth, that can be applied or landed with ink droplets by inkjet technology may be used. In addition, since this observation system can acquire an image showing the progress of the liquid droplets ejected from the nozzles of the inkjet head and landed on the target, the physical property values that can be observed not only from the contact angle but also from other images It is possible to observe in detail how the state of the droplet changes.

観察システムの一例を示す図。The figure which shows an example of an observation system. 図1に示す観察システムにおいて、インクジェットヘッドが第1の観察ユニットに移動した状態を示す図。The figure which shows the state which the inkjet head moved to the 1st observation unit in the observation system shown in FIG. ターゲット移動機構のテーブルを示す図。The figure which shows the table of a target moving mechanism. 異なる観察システムを示す図。The figure which shows a different observation system. 観察システムの動作の一例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows an example of operation | movement of an observation system. 観察システムの動作の他の例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the other example of operation | movement of an observation system.

符号の説明Explanation of symbols

1 観察システム、 2 ターゲット用の基板
10 第1の観察ユニット、 11 撮像デバイス、 12 撮像用レンズ、 13 焦点位置
20 第2の観察ユニット、 21 撮像デバイス、 22 撮像用レンズ、 23 焦点位置
30 インクジェットヘッド、 31 ノズル
50 ヘッド移動機構、 60 ターゲット移動機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Observation system, 2 Target substrate 10 1st observation unit, 11 Imaging device, 12 Imaging lens, 13 Focus position 20 Second observation unit, 21 Imaging device, 22 Imaging lens, 23 Focus position 30 Inkjet head 31 nozzle 50 head moving mechanism, 60 target moving mechanism

Claims (5)

インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察するための第1の撮像デバイスおよび第1の撮像用レンズを含む第1の観察ユニットと、
前記インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴がターゲットに着弾した後の状態を側方から観察するための第2の撮像デバイスおよび第2の撮像用レンズを含む第2の観察ユニットと、
前記第1の撮像用レンズの焦点位置および前記第2の撮像用レンズの焦点位置を結ぶ第1のラインに沿って前記インクジェットヘッドを移動させるヘッド移動機構とを有するシステム。
An inkjet head;
A first observation unit including a first imaging device and a first imaging lens for observing a flying state of a droplet discharged from a nozzle of the inkjet head;
A second observation unit including a second imaging device and a second imaging lens for observing a state after a droplet discharged from a nozzle of the inkjet head has landed on a target from the side;
And a head moving mechanism that moves the inkjet head along a first line connecting a focal position of the first imaging lens and a focal position of the second imaging lens.
請求項1において、前記ターゲットを、前記第2の撮像用レンズの前方で3次元に移動させるターゲット移動機構を、さらに有するシステム。   The system according to claim 1, further comprising a target moving mechanism that moves the target three-dimensionally in front of the second imaging lens. 請求項1または2において、前記第1の撮像用レンズの光軸と、前記第2の撮像用レンズの光軸とは直交し、前記第1のラインは前記第2の撮像用レンズの光軸と一致する、システム。   3. The optical axis of the first imaging lens according to claim 1 or 2, wherein an optical axis of the first imaging lens and an optical axis of the second imaging lens are orthogonal to each other, and the first line is an optical axis of the second imaging lens. Match the system. 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記ヘッド移動機構は、撮像用の照明を前記インクジェットヘッドとともに動かす、システム。   4. The system according to claim 1, wherein the head moving mechanism moves illumination for imaging together with the inkjet head. 5. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記ヘッド移動機構は、着弾位置を確認するための撮像ユニットを前記インクジェットヘッドとともに動かす、システム。   5. The system according to claim 1, wherein the head moving mechanism moves an imaging unit for confirming a landing position together with the inkjet head.
JP2007191854A 2007-07-24 2007-07-24 System for droplet observation Pending JP2009030977A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007191854A JP2009030977A (en) 2007-07-24 2007-07-24 System for droplet observation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007191854A JP2009030977A (en) 2007-07-24 2007-07-24 System for droplet observation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009030977A true JP2009030977A (en) 2009-02-12

Family

ID=40401663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007191854A Pending JP2009030977A (en) 2007-07-24 2007-07-24 System for droplet observation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009030977A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101396216B1 (en) * 2011-11-30 2014-05-19 주식회사 나래나노텍 System and Method of Measuring Contact Angle and Coating Condition of Ink, and Ink-jet Printing Apparatus having the Same
KR101583303B1 (en) * 2014-11-20 2016-01-11 포항공과대학교 산학협력단 Micro droplet measuring apparatus and micro droplet measuring method for surface energy measuring
JP2017144678A (en) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社マイクロジェット System having ink jet head
CN112387540A (en) * 2020-11-17 2021-02-23 四川庆达实业集团有限公司 Control system and control method for 3LPE coating of hot bend
JP2021138021A (en) * 2020-03-04 2021-09-16 東レエンジニアリング株式会社 Liquid droplet imaging device

Citations (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6117007A (en) * 1984-07-03 1986-01-25 Fuji Photo Film Co Ltd Automatic measuring apparatus of contact angle
JPS6166652A (en) * 1984-09-10 1986-04-05 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Observing device for flying particle
JPS63209947A (en) * 1987-02-27 1988-08-31 Fujitsu Ltd Ink jet quality evaluating/testing device
JPS6485772A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Fujitsu Ltd Ink jet head inspection device
JPH04191051A (en) * 1990-11-27 1992-07-09 Canon Inc Drive condition setting device for ink jet head
JPH04276446A (en) * 1991-03-05 1992-10-01 Canon Inc Inspecting device for ink jet record head
JPH05149769A (en) * 1991-11-29 1993-06-15 Canon Inc Method and device for measuring jetted volume of ink from ink-jet recording head
JP2000146993A (en) * 1998-11-16 2000-05-26 Brother Ind Ltd Method and apparatus for detection of moving object
JP2000233495A (en) * 1999-02-17 2000-08-29 Ricoh Co Ltd Ink jet recording device
JP2000233520A (en) * 1999-02-12 2000-08-29 Hewlett Packard Co <Hp> Method for detecting ink drop in printer
JP2000289220A (en) * 1999-04-07 2000-10-17 Canon Inc Method and apparatus for detecting liquid, ink jet recorder and ink detecting method therefor
JP2001150696A (en) * 1999-11-30 2001-06-05 Konica Corp Device for examining ink jet injection
JP2001322295A (en) * 2000-05-17 2001-11-20 Konica Corp Apparatus for inspecting ink ejection
JP2002181515A (en) * 2000-12-15 2002-06-26 Keio Gijuku Measuring method and device for diameters and distributions of microbubble and microdrop
JP2003225996A (en) * 2001-11-30 2003-08-12 Konica Corp Micro-liquid droplet detector and ink jet recording apparatus
JP2004066782A (en) * 2002-08-09 2004-03-04 Konica Minolta Holdings Inc Ink jet recorder
JP2004146604A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Sharp Corp Method for correcting wiring board
JP2004325087A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Seiko Epson Corp Method and apparatus for evaluating liquid coating
JP2005502454A (en) * 2001-09-10 2005-01-27 セイコーエプソン株式会社 Soluble substance deposition
JP2005069737A (en) * 2003-08-20 2005-03-17 Seiko Epson Corp Droplet impact observation method and droplet impact observation apparatus
JP2005119139A (en) * 2003-10-16 2005-05-12 Seiko Epson Corp Method and device for measuring discharge amount of functional liquid droplet jet head, method of controlling driving of functional liquid droplet jet head, liquid droplet jet device, method of manufacturing electrooptical device, electrooptical device, and electronic device
JP2005118756A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Shibaura Mechatronics Corp Device and method for inspecting solution supply apparatus
JP2005201895A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Micro Jet:Kk Method and device for observing droplet
JP2005280351A (en) * 2004-03-05 2005-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Liquid droplet detector of liquid droplet discharging apparatus and liquid droplet detection method
JP2006112987A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Seiko Epson Corp Optical measurement device and positioning method
JP2006142223A (en) * 2004-11-22 2006-06-08 Seiko Epson Corp Droplet impact observation system and droplet impact observation method
WO2006085561A1 (en) * 2005-02-09 2006-08-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet head, method of manufacturing the ink jet head, and ink jet recording device
JP2006212875A (en) * 2005-02-02 2006-08-17 Canon Inc Method for inspecting ejection condition of inkjet head
JP2006284295A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Ishii Hyoki Corp Ink droplet spread inspection method and device
JP2007015192A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Konica Minolta Holdings Inc Liquid droplet discharging device, liquid droplet speed adjusting method, program, and recording medium
JP2007033387A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Ccs Inc Light irradiation device and optical transfer element
JP2007098669A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Konica Minolta Ij Technologies Inc Liquid droplet jet device, method of controlling speed of liquid droplet, liquid droplet speed detection device, method of detecting speed of liquid droplet, program, and recording medium
JP2007111914A (en) * 2005-10-18 2007-05-10 Ulvac Japan Ltd Ink applicator, method for inspecting delivery nozzle and ink applying method
JP2008540069A (en) * 2005-04-25 2008-11-20 ライトレックス コーポレーション Droplet analysis system
JP2009502572A (en) * 2005-07-28 2009-01-29 イーストマン コダック カンパニー Droplet detection

Patent Citations (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6117007A (en) * 1984-07-03 1986-01-25 Fuji Photo Film Co Ltd Automatic measuring apparatus of contact angle
JPS6166652A (en) * 1984-09-10 1986-04-05 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Observing device for flying particle
JPS63209947A (en) * 1987-02-27 1988-08-31 Fujitsu Ltd Ink jet quality evaluating/testing device
JPS6485772A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Fujitsu Ltd Ink jet head inspection device
JPH04191051A (en) * 1990-11-27 1992-07-09 Canon Inc Drive condition setting device for ink jet head
JPH04276446A (en) * 1991-03-05 1992-10-01 Canon Inc Inspecting device for ink jet record head
JPH05149769A (en) * 1991-11-29 1993-06-15 Canon Inc Method and device for measuring jetted volume of ink from ink-jet recording head
JP2000146993A (en) * 1998-11-16 2000-05-26 Brother Ind Ltd Method and apparatus for detection of moving object
JP2000233520A (en) * 1999-02-12 2000-08-29 Hewlett Packard Co <Hp> Method for detecting ink drop in printer
JP2000233495A (en) * 1999-02-17 2000-08-29 Ricoh Co Ltd Ink jet recording device
JP2000289220A (en) * 1999-04-07 2000-10-17 Canon Inc Method and apparatus for detecting liquid, ink jet recorder and ink detecting method therefor
JP2001150696A (en) * 1999-11-30 2001-06-05 Konica Corp Device for examining ink jet injection
JP2001322295A (en) * 2000-05-17 2001-11-20 Konica Corp Apparatus for inspecting ink ejection
JP2002181515A (en) * 2000-12-15 2002-06-26 Keio Gijuku Measuring method and device for diameters and distributions of microbubble and microdrop
JP2005502454A (en) * 2001-09-10 2005-01-27 セイコーエプソン株式会社 Soluble substance deposition
JP2003225996A (en) * 2001-11-30 2003-08-12 Konica Corp Micro-liquid droplet detector and ink jet recording apparatus
JP2004066782A (en) * 2002-08-09 2004-03-04 Konica Minolta Holdings Inc Ink jet recorder
JP2004146604A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Sharp Corp Method for correcting wiring board
JP2004325087A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Seiko Epson Corp Method and apparatus for evaluating liquid coating
JP2005069737A (en) * 2003-08-20 2005-03-17 Seiko Epson Corp Droplet impact observation method and droplet impact observation apparatus
JP2005119139A (en) * 2003-10-16 2005-05-12 Seiko Epson Corp Method and device for measuring discharge amount of functional liquid droplet jet head, method of controlling driving of functional liquid droplet jet head, liquid droplet jet device, method of manufacturing electrooptical device, electrooptical device, and electronic device
JP2005118756A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Shibaura Mechatronics Corp Device and method for inspecting solution supply apparatus
JP2005201895A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Micro Jet:Kk Method and device for observing droplet
JP2005280351A (en) * 2004-03-05 2005-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Liquid droplet detector of liquid droplet discharging apparatus and liquid droplet detection method
JP2006112987A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Seiko Epson Corp Optical measurement device and positioning method
JP2006142223A (en) * 2004-11-22 2006-06-08 Seiko Epson Corp Droplet impact observation system and droplet impact observation method
JP2006212875A (en) * 2005-02-02 2006-08-17 Canon Inc Method for inspecting ejection condition of inkjet head
WO2006085561A1 (en) * 2005-02-09 2006-08-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet head, method of manufacturing the ink jet head, and ink jet recording device
JP2006284295A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Ishii Hyoki Corp Ink droplet spread inspection method and device
JP2008540069A (en) * 2005-04-25 2008-11-20 ライトレックス コーポレーション Droplet analysis system
JP2007015192A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Konica Minolta Holdings Inc Liquid droplet discharging device, liquid droplet speed adjusting method, program, and recording medium
JP2009502572A (en) * 2005-07-28 2009-01-29 イーストマン コダック カンパニー Droplet detection
JP2007033387A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Ccs Inc Light irradiation device and optical transfer element
JP2007098669A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Konica Minolta Ij Technologies Inc Liquid droplet jet device, method of controlling speed of liquid droplet, liquid droplet speed detection device, method of detecting speed of liquid droplet, program, and recording medium
JP2007111914A (en) * 2005-10-18 2007-05-10 Ulvac Japan Ltd Ink applicator, method for inspecting delivery nozzle and ink applying method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101396216B1 (en) * 2011-11-30 2014-05-19 주식회사 나래나노텍 System and Method of Measuring Contact Angle and Coating Condition of Ink, and Ink-jet Printing Apparatus having the Same
KR101583303B1 (en) * 2014-11-20 2016-01-11 포항공과대학교 산학협력단 Micro droplet measuring apparatus and micro droplet measuring method for surface energy measuring
JP2017144678A (en) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社マイクロジェット System having ink jet head
JP2021138021A (en) * 2020-03-04 2021-09-16 東レエンジニアリング株式会社 Liquid droplet imaging device
CN112387540A (en) * 2020-11-17 2021-02-23 四川庆达实业集团有限公司 Control system and control method for 3LPE coating of hot bend
CN112387540B (en) * 2020-11-17 2021-12-10 四川庆达实业集团有限公司 Control system and control method for 3LPE coating of hot bend

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4905998B2 (en) Droplet analysis system
US10241011B2 (en) Apparatus and method for producing specimens for electron microscopy
EP1934050B1 (en) Inkjet device and method for the controlled positioning of droplets of a substance onto a substrate.
KR20060092958A (en) Droplet visualization of inkjetting
JP2009030977A (en) System for droplet observation
KR101979539B1 (en) Printing apparatus
US20230294398A1 (en) Drop characteristic measurement
JP5413826B2 (en) Discharge device
CN115257183A (en) System for droplet measurement
JP4865155B2 (en) Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same
JP5689952B2 (en) Liquid ejection device with optical system for observation
JP2009095740A (en) Method of controlling droplet discharge weight of droplet discharge head provided in pattern forming apparatus and patterm forming apparatus
JP2008221183A (en) Liquid droplet ejection/coating apparatus and method for preparing coated article
JP2005069900A (en) Focusing-point position detecting method, focusing-point position detector, droplet observing method, droplet observing device, and droplet discharging device
JP2007107933A (en) Droplet quantity measuring method and droplet quantity measuring device
Weiss et al. Inkjet deposition system with computer vision-based calibration for targeting accuracy
JP2005205317A (en) Ink jet applicator
JP6414888B2 (en) Droplet ejection device, droplet deposition accuracy inspection device, and droplet deposition accuracy inspection method
KR102602833B1 (en) Printing apparatus with a plurality of nozzle heads and method for aligning a plurality of nozzle tips
JP7313783B2 (en) Droplet imager
JP2003227705A (en) Device for measuring position of flying liquid drop and method therefor
JP3774649B2 (en) Liquid discharge recording head discharge droplet amount measuring method, liquid discharge recording head discharge droplet amount measuring apparatus
JP2014113691A (en) Discharge rate evaluation method
JP6482057B2 (en) Oil droplet ejector inspection device and oil droplet supply device
JP2005069738A (en) Droplet observation method and droplet observation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120106

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120502