JP2009279528A - 描画検査装置および描画検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントマスクを用いて行う機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査を、短時間で且つ精度良く行う描画検査装置を提供する。
【解決手段】機能液滴吐出ヘッド３から機能液を吐出・着弾させて吐出性能を検査する描画検査装置３４であって、機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスク４６と、検査吐出された機能液滴が着弾する検査シートＳと、着弾マークと検査シートＳの着弾ドットＤとを位置認識する画像認識手段と、検査シートに臨んだ機能液滴吐出ヘッド３を位置認識するヘッド認識手段と、を備え、アライメントマスク４６は、着弾マークがマーキングされたマスク本体４６ａと、マスク本体４６ａから検査シートを越えて延在する延設部と、を一体に有すると共に、機能液滴吐出ヘッド３を位置認識する位置においてヘッド認識手段をキャリブレーションするヘッド校正マークが設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、アライメントマスクを用い、機能液滴吐出ヘッドからの着弾ドットを画像認識して機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置および描画検査方法に関する。

従来、描画検査装置ではないが、アライメントマスクを用いて液晶パネルの基板部分にドライバＩＣを実装する電子部品の実装装置が知られている（特許文献１参照)。この電子部品の実装装置は、給材エリアで給材した液晶パネルを、ＡＣＦ貼着エリア、ドライバＩＣの仮圧着エリアおよび除材エリアの順で各作業エリアに臨ませるインデックステーブルと、ＡＣＦ貼着エリアに配設したＡＣＦ貼着ユニットと、仮圧着エリアに配設した仮圧着ユニットと、を備えている。また、仮圧着ユニットは、ＡＣＦを介してドライバＩＣを液晶パネルに熱圧着する仮圧着ヘッドと、ドライバＩＣを画像認識する第１カメラおよび液晶パネルを画像認識する第２カメラから成る撮像ユニットと、アライメントマスクである光学基準板を搭載した基準ユニットと、を有している。
この仮圧着ユニットでは、仮圧着ヘッドに保持されたドライバＩＣの下面および液晶パネルの基板の下面にそれぞれ形成したアライメントマークを、撮像ユニットで位置認識し、これらの位置情報に基づき、仮圧着ヘッドの姿勢調整および実装域上への移動が行われ、液晶パネルにドライバＩＣを実装する。一方、撮像ユニットは、環境温度等の経時的変化による位置精度の低下が生じるため、定期的にキャリブレーションを行うようにしている。キャリブレーションでは、インデックステーブルにより液晶パネルを非作業エリアに移動させておいて、基準ユニットにより、仮圧着エリアに光学基準板を導入し、光学基準板上のカメラ用の基準マークを撮像ユニットにより撮像し、第１カメラおよび第２カメラの校正を行うようにしている。
特開２００１−１７４２１５号公報

このような従来の実装装置では、撮像ユニット（第１カメラおよび第２カメラ）のキャリブレーションを行う際に、インデックステーブルを駆動し、液晶パネルを非作業エリアに移動させ、キャリブレーション終了後、再度仮圧着エリアに戻すようにしている。すなわち、キャリブレーションを行うために、インデックステーブルを非作業エリアに一旦停止させる必要があり、作業に待ち時間が生じ、全体として作業時間を要する問題があった。また、キャリブレーションから液晶パネルおよびドライバＩＣの位置認識までに時間を要するため、位置精度に、温度変化等の経時的な影響を受ける問題があった。

本発明は、アライメントマスクを用いて行う機能液滴吐出ヘッドの吐出性能検査を、短時間で且つ精度良く行うことを可能とする描画検査装置および描画検査方法を提供することを課題とする。

本発明の描画検査装置は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置であって、機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する検査シートと、着弾マークと検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを位置認識する画像認識手段と、検査シートに臨んだ機能液滴吐出ヘッドを位置認識するヘッド認識手段と、を備え、アライメントマスクは、着弾マークがマーキングされたマスク本体と、マスク本体から検査シートを越えて延在する延設部と、を一体に有すると共に、機能液滴吐出ヘッドを位置認識する位置においてヘッド認識手段をキャリブレーションするヘッド校正マークが設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、アライメントマスクの、ヘッド校正マークによりキャリブレーションされるヘッド認識手段は、検査シートに臨んだ機能液滴吐出ヘッドを位置認識する位置で、ヘッド校正マークを位置認識する。このため、ヘッド認識手段は、自身のキャリブレーションのための位置認識と、ヘッドアライメントのための機能液滴吐出ヘッドの位置認識と、をアライメントマスクの移動を伴うことなく、ほぼ同時に実施することができる。したがって、両位置認識に経時的な影響を受けることがなく、且つ検査作業においてキャリブレーションのための待ち時間を最小限に抑えられる。その結果、精度良く且つ短時間で吐出検査を行うことができる。

この場合、アライメントマスクには、画像認識手段をキャリブレーションする基準校正マークが、更に設けられていることが、好ましい。

この構成によれば、アライメントマスクによりヘッド認識手段のキャリブレーションを行うと同時に、画像認識手段のキャリブレーションも並行して行うことができる。これにより、経時的な環境温度の変化等の影響を受けることなく、ヘッド認識手段と画像認識手段との相互のキャリブレーションを、精度良く且つ短時間で行える。

この場合、検査シートを延設部上に繰り出す繰出しリールと、延設部上の検査シートを巻き取る巻取りリールと、を有するシート供給手段、を更に備え、延設部には、検査シートの送り経路を構成すると共に、検査シートをマスク本体と面一に支持する浅溝が形成されていることが、好ましい。

この構成によれば、吐出検査終了後に使用済みの検査シートを巻き取ることにより、新たな検査シートをアライメントマスク上にセットすることができる。このため、検査シートの除給材作業を簡単に行うことができると共に、このシート供給手段の自動化も容易に可能となる。また、検査シートを浅溝に臨ませることにより、マスク本体と面一となっているため、着弾マークと着弾ドットとの高さ方向における差が検査精度に影響を与えることがなく、高精度な吐出検査を行うことができる。なお、この検査吐出は、検査シートの直上に移動した機能液滴吐出ヘッドが、実際に描画装置等で描画を行なうときと同一のワークギャップで行うことが好ましい。

また、この場合、延設部には、開口部が形成され、開口部には、検査シートをマスク本体と面一になるように吸着する吸着テーブルが臨んでいることが、好ましい。

この構成によれば、検査シートを吸着テーブル上に吸着固定することにより、検査シートをセットした位置からのずれや浮き上がりを防止することができる。このため、検査シートと機能液滴吐出ヘッドとの間隔を適切に維持することができ、精度の高い画像認識処理を行うことができる。

一方、他の描画検査装置は、検査シートをマスク本体と面一に吸着セットするシートテーブルを、更に備え、延設部には、検査シートをセットしたシートテーブルが臨む開口部が形成されていることが、好ましい。

この構成によれば、枚葉の検査シートを、位置ずれや浮き上がりを生ずることなく適切に吸着テーブル上にセットすることができ、精度の高い画像認識処理を行うことができる。

この場合、機能液滴吐出ヘッドの複数個が、キャリッジに同一の配列パターンで複数組に分けて搭載され、マスク本体には、着弾マークの複数個が配列パターンに倣ったマスクパターンでマーキングされ、検査シートには、複数組の配列パターンに対応する複数組の着弾パターンとなるように複数の機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾し、画像認識手段は、アライメントマスクに対し相対的に移動しながら、マスクパターンを位置認識するマスク認識手段と、検査シートに対し相対的に移動しながら、複数の着弾パターンをそれぞれ位置認識する複数の着弾認識手段と、から成り、マスク認識手段および複数の着弾認識手段を、平面内におけるマスクパターンおよび複数組の着弾パターンの位置関係で一体に保持する保持手段と、保持手段を介して、マスク認識手段および複数の着弾認識手段を、アライメントマスクおよび検査シートに対し相対的に移動させる移動手段と、を更に備えていることが、好ましい。

この構成によれば、保持手段により、マスク本体上のマスクパターンと検査シート上の検査シートとの位置関係で、マスク認識手段と着弾認識手段とを一体として移動させることができる。すなわち、マスク認識手段によりマスクパターンを位置認識しながら、着弾認識手段により着弾パターンを位置認識することができる。これにより、マスクパターンおよび着弾パターンの位置認識を、一括して行うことができる。その結果、各パターンの位置認識を別々に位置認識する必要がなく、吐出検査の時間を短縮することができる。

本発明の描画検査方法は、上記した描画検査装置を用い、マスク認識手段、複数の着弾認識手段およびヘッド認識手段のキャリブレーションを行うキャリブレーション工程と、キャリッジに搭載した複数の機能液滴吐出ヘッドを位置認識し、その認識結果に基づいて位置補正した後の複数の機能液滴吐出ヘッドにより、検査シートに機能液を吐出・着弾させる検査吐出工程と、マスク認識手段によりマスクパターンを位置認識する動作に並行して、複数の着弾認識手段により複数の機能液滴吐出ヘッドの着弾結果である複数の着弾パターンを位置認識する認識工程と、認識工程の認識結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する検査工程と、を有することを特徴とする。

この方法によれば、ヘッド認識手段は、自身のキャリブレーションと、ヘッドアライメントのための機能液滴吐出ヘッドの位置認識と、をアライメントマスクの移動を伴うことなく、ほぼ同時に実施することができる。このため、両位置認識に経時的な影響を受けずに、且つ検査作業においてキャリブレーションのための待ち時間を最小限に抑えられ、高精度且つ短時間での吐出検査を行うことができる。また、マスクパターンおよび着弾パターンの位置認識を、一括して実施でき、各パターンの位置認識を別々に位置認識する必要がなく、吐出検査の時間を短縮することができる。

以下、添付した図面を参照して、本実施形態に係る描画検査装置を搭載した吐出検査装置について説明する。この吐出検査装置は、カラーフィルタなどを製造する描画装置に搭載する前に、機能液を用いて機能液滴吐出ヘッド（吐出ノズル）の吐出性能を検査するものである。具体的には、複数の機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに組み込んだ状態で、各機能液滴吐出ヘッドから機能液を検査吐出させ、その着弾位置や飛行曲がり等の吐出性能を検査する。まず、吐出検査装置の説明に先立ち、検査対象となるヘッドユニットについて説明する。

図１に示すように、ヘッドユニット１は、キャリッジ２と、キャリッジ２に搭載した１２個の機能液滴吐出ヘッド３と、を備えている。１２個の機能液滴吐出ヘッド３は、キャリッジ２に対して、６個ずつ左右（Ｙ軸方向）に二分され、６個の機能液滴吐出ヘッド３から成る各ヘッド群は、Ｒ・Ｇ・Ｂの配色および階段状の配置において同一の配列パターンで配設されている。

キャリッジ２は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３を取り付けるための１２個の装着開口４が形成された本体プレート５と、本体プレート５の下面に突設された一対の基準ピンＰ（図７（ｂ）参照）と、本体プレート５の両短辺部分に取り付けた左右一対のプレート支持部材６と、一対のプレート支持部材６の上端部に掛け渡され、後述する吐出検査装置３１の第１メインキャリッジ４３（いずれも図３参照）に取り付けられるヘッド取付プレート７と、を有している。なお、本体プレート５に対し１２個の機能液滴吐出ヘッド３は、上記の一対の基準ピンＰを基準としてアライメントされた状態で組みつけられている。また、一対の基準ピンＰの先端は、機能液滴吐出ヘッド３のノズル面１７と同一平面上に位置するように形成されている。

また、本体プレート５上には、機能液滴吐出ヘッド３に接続される圧力調整弁付きの左右一対の配管接続アッセンブリ８が設けられ、各配管接続アッセンブリ８は、吐出検査装置３１の機能液供給ユニット４５（図３参照）に配管接続されている。また、ヘッド取付プレート７の内側には、機能液滴吐出ヘッド３に接続される中間基板付きの配線接続アッセンブリ（図示省略）が設けられ、各配線接続アッセンブリは、後述する吐出検査装置３１の制御コンピュータ（図示省略）に配線接続されている。

図２に示すように、機能液滴吐出ヘッド３は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針１４を有する機能液導入部１１と、機能液導入部１１に連なる２連のヘッド基板１２と、ヘッド基板１２の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体１３と、を備えている（図２（ａ）参照）。

機能液導入部１１は、一対の接続針１４を有しており、上記の配管接続アッセンブリ８を介して機能液供給ユニット４５（図３参照）から機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体１３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部１５と、複数の吐出ノズル１９が形成されたノズル面１７を有するノズルプレート１６と、を有している。ノズルプレート１６のノズル面１７に形成された多数（複数）の吐出ノズル１９は、相互に平行且つ半ノズルピッチ分、位置ズレして列設された２列のノズル列（Ａ列およびＢ列）１８を構成しており、各ノズル列１８は、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル１９で構成されている（図２（ｂ）参照）。なお、１８０個の吐出ノズル１９のうち、列端部の各１０個の吐出ノズル１９は、実際の描画では使用しないダミーノズルとなり、ダミーノズルに挟まれた吐出ノズル１９は、有効ノズルとなる。

ヘッド基板１２には、２連のコネクタ２０が設けられており、各コネクタ２０はフレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して、上記の配線接続アッセンブリ（制御コンピュータ）に接続されている。そして、この制御コンピュータから出力された駆動波形が各コネクタ２０を介して各ポンプ部１５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル１９から機能液が吐出される。

次に、図３および図４を参照して、ヘッドユニット１単位で機能液滴吐出ヘッド３（吐出ノズル１９）の吐出性能を検査する吐出検査装置３１について説明する。吐出検査装置３１は、機台３２と、機台３２上に設けた石定盤３３と、石定盤３３上の全域に広く載置され、ヘッドユニット１を搭載した描画検査装置３４と、機能液滴吐出ヘッド３の機能維持・回復を行うメンテナンスユニット（フラッシング装置、ワイピング装置および吸引装置）３５と、上記したヘッドユニット１を描画検査装置３４に供給する給材装置３６と、メンテナンスユニット３５および給材装置３６を支持する共通架台３７と、を備えており、チャンバ装置（図示省略）内に収容されている。また、吐出検査装置３１には、装置全体を統括制御する制御コンピュータが接続されており、制御コンピュータは、チャンバ装置の外に配置されている。吐出検査装置３１は、給材装置３６により給材されたヘッドユニット１を描画検査装置３４に搭載すると共に、搭載したヘッドユニット１（機能液滴吐出ヘッド３）の吐出検査をすべく、メンテナンスユニット３５により機能液滴吐出ヘッド３の機能維持・回復を行いながら機能液を検査吐出させ、検査吐出した機能液の着弾位置や飛行曲がり等を検査する。

図３および図４に示すように、描画検査装置３４は、石定盤３３上に載置され、Ｙ軸方向の移動軸を構成するＹ軸テーブル４１と、Ｙ軸テーブル４１を跨いで設置され、Ｘ軸方向の移動軸を構成するＸ軸テーブル４２と、Ｘ軸テーブル４２上をスライド自在に移動すると共に、ヘッドユニット１を着脱自在に垂設する第１メインキャリッジ４３と、Ｘ軸テーブル４２上をスライド自在に移動する第２メインキャリッジ４７に搭載され、複数台（３台）の認識カメラを有するカメラユニット４４と、Ｙ軸テーブル４１の下側に配設され、２台のアンダーカメラ６５，６５を有するヘッド認識ユニット５５（図４参照）と、を備えている。なお、ヘッドユニット１は、Ｙ軸方向が主走査方向となる姿勢でＸ軸テーブル４２に搭載されている。

また、描画検査装置３４は、第１メインキャリッジ４３に搭載され、ヘッドユニット１に機能液を供給する機能液供給ユニット４５と、Ｙ軸テーブル４１上に搭載され、各種基準となるマークが形成されたアライメントマスク４６（図４参照）と、を備えている。この描画検査装置３４において、Ｘ軸テーブル４２およびＹ軸テーブル４１が交わる領域が処理エリアとなっており、この処理エリアにおいて、カメラユニット４４およびヘッド認識ユニット５５のキャリブレーションを行うと共に、機能液滴吐出ヘッド３により機能液を検査吐出してその検査を行うようにしている（詳細は後述する）。

Ｘ軸テーブル４２は、一対の走行レール上を走査するＸ軸リニアモータを有しており、ヘッドユニット１を搭載した第１メインキャリッジ４３と、カメラユニット４４を搭載した第２メインキャリッジ４７と、を個別にＸ軸方向にスライド移動させる。また、Ｘ軸テーブル４２は、石定盤３３上に立設した４本の柱に支持されており、Ｙ軸テーブル４１を跨いでメンテナンスユニット３５の上方に臨む位置まで延在している。これにより、第１メインキャリッジ４３に搭載したヘッドユニット１は、メンテナンスユニット３５の直上部に位置するメンテナンスエリアおよび上記の処理エリアの間で、適宜移動され、また第２メインキャリッジ４７に搭載したカメラユニット４４を、処理エリアおよび処理エリアを挟んでメンテナンスエリアと反対側に位置する待機エリアの間で、適宜移動される。

第１メインキャリッジ４３は、一対の走行レールに掛け渡されたキャリッジフレーム９４に、Ｚ軸テーブル９５およびθテーブルを組み込んで構成されており、θテーブルの下側で、ヘッドユニット１を着脱自在に保持している。同様に、第２メインキャリッジ４７は、一対の走行レールに掛け渡された第２キャリッジフレーム９６に、ブラケットを組み込んで構成されており、このブラケットの下側で、カメラユニット４４を着脱自在に保持している。この場合、ヘッドユニット１のＸ軸方向の移動軌跡は、図３の一対の走行レールの左寄りに位置し、カメラユニット４４のＸ軸方向の移動軌跡は、図３の一対の走行レールの右寄りに位置している。そして、ヘッドユニット１の移動軌跡とカメラユニット４４の移動軌跡とは、中央においてその一部がＹ軸方向にオーバーラップしている。

カメラユニット４４は、１台のマスク認識カメラ９２と、２台の着弾認識カメラ９３，９３と、これらを下向きに一体に保持するカメラ支持フレーム９７と、から構成されている（図７（ａ）参照）。カメラ支持フレーム９７は、略直角三角形に形成されており、上記のブラケットを介して、第２キャリッジフレーム９６に水平に保持されている。カメラ支持フレーム９７の頂側の隅部にはマスク認識カメラ９２が保持され、底辺側の両隅部には一対の着弾認識カメラ９３が保持されている。すなわち、マスク認識カメラ９２および一対の着弾認識カメラ９３のうちの１台（図７（ａ）の左側のもの）は、カメラ支持フレーム９７のＹ軸方向に並ぶように配設されており、２台の着弾認識カメラ９３，９３はＸ軸方向に並ぶようにそれぞれ配設されている（図７（ａ）参照）。また、各カメラ９２，９３は、マイクロヘッド等の微調整機構（図示省略）によりＸ、ＹおよびＺ軸方向にそれぞれ微調整することが可能となっている。なお、特に図示しないが、マスク認識カメラ９２および各着弾認識カメラ９３による撮像時の照明は、落射照明が採用されている。

図４に示すように、Ｙ軸テーブル４１は、下Ｙ軸テーブル５３と、下Ｙ軸テーブル５３上に配設された上Ｙ軸テーブル５４と、で構成されている。下Ｙ軸テーブル５３は、主にアライメントマスク４６および検査シートＳを微少移動させる際に用いられ、上Ｙ軸テーブル５４は、主にアライメントマスク４６および検査シートＳを大きく移動させる際、例えば、これらの交換やメンテナンスの際に用いられる。

下Ｙ軸テーブル５３は、Ｙ軸方向に延在するよう石定盤３３上に直接支持された左右一対のテーブル台６１と、一対のテーブル台６１上に設けられ、Ｙ軸方向に延びる一対の第１ガイドレール６２と、一方のテーブル台６１上に設けられたＹ軸リニアモータ６３と、Ｙ軸リニアモータ６３により第１ガイドレール６２上をスライド自在に移動する第１スライダ６４と、を備えている。そして、一対のテーブル台６１の間の石定盤３３上には、上記のヘッド認識ユニット５５（２台のアンダーカメラ６５，６５）が、Ｙ軸方向に並ぶように配設されている。

ヘッド認識ユニット５５を構成する２台のアンダーカメラ６５，６５は、検査吐出のために検査シートＳの直上部に臨んだヘッドユニット１における一対の基準ピンＰ（図７（ｂ）参照）を、それぞれの視野に同時に取り込み得る位置に、上向きで固定されている。この場合、ヘッド認識ユニット５５（２台のアンダーカメラ６５，６５）は、アライメントマスク４６によってキャリブレーションされ、また、検査吐出に先立って行うヘッドユニット１のアライメントのために、上記の一対の基準ピンＰを位置認識する。各アンダーカメラ６５には、被写界深度の浅いものが用いられており、アライメントマスク４６を撮像する際の下降撮像位置と、基準ピンＰを撮像する際の上昇撮像位置との間で昇降させる昇降機構が組み込まれている。なお、被写界深度の深いカメラを用いる場合には、昇降機構は不要である。

上Ｙ軸テーブル５４は、第１スライダ６４上に設けられ、Ｙ軸方向に延びる一対の第２ガイドレール７１と、一対の第２ガイドレール７１の外側に設けられたＹ軸ロッドレスシリンダ７２と、Ｙ軸ロッドレスシリンダ７２により第２ガイドレール７１上をスライド自在に移動する板状の第２スライダ７３と、を備えている。なお、請求項に言う移動手段は、Ｘ軸テーブル４２およびＹ軸テーブル４１（下Ｙ軸テーブル５３）から構成されている。

第２スライダ７３上には、各種基準となるマークが形成されたアライメントマスク４６を保持したマスクテーブル７４が配置されている。また、ヘッドユニット１の移動軌跡と重なる位置に、マスクテーブル７４の両サイドを支持するようにして、アライメントマスク４６を横断するように送るシート供給装置８７が配設されている。なお、第１スライダ６４、第２スライダ７３およびマスクテーブル７４には、一対のアンダーカメラ６５が臨む位置に、アライメントマスク４６およびヘッドユニット１を撮像（位置認識）するための一対のカメラ穴６６が形成されている。

図５に示すように、アライメントマスク４６は、透明な石英ガラスで板状に構成されており、カメラユニット４４が臨むマスク本体４６ａと、ヘッド認識ユニット５５が臨むマスク延設部４６ｂとで一体に形成されている。マスク本体４６ａには、一方のアンダーカメラ６５のキャリブレーション基準となる一方のアンダーカメラ基準マークＭａと、マスク認識カメラ９２のキャリブレーション基準となるマスク認識マークＭｂと、一対の着弾認識カメラ９３のキャリブレーション基準となる一対の着弾認識マークＭｃと、ヘッドユニット１から吐出された機能液を検査するための着弾位置の基準となる複数の吐出基準マークＭｄと、がマーキングされている。アンダーカメラ基準マークＭａは、ヘッドユニット１の基準ピンＰと合致している。複数の吐出基準マークＭｄは、ヘッドユニット１の１のヘッド群の配列パターンに対応し、片側６個の機能液滴吐出ヘッド３のノズル列（Ａ列およびＢ列）１８の位置、すなわち６個の機能液滴吐出ヘッド３から吐出された機能液の着弾位置の基準となるマスクパターンＭｅを形成している。

マスク認識マークＭｂは、マスク本体４６ａの図示左上隅部にマーキングされており、着弾認識マークＭｃはマスク本体４６ａの図示左下隅部および図示中央やや右下にマーキングされている。そして、上記のカメラ支持フレーム９７に下向きに保持されたマスク認識カメラ９２および２台の着弾認識カメラ９３，９３は、キャリブレーションのためにマスク本体４６ａに臨んだ状態で、それぞれマスク認識マークＭｂおよび一対の着弾認識マークＭｃを同時に視野内に取り込み得るようになっている（図７（ａ）参照）。また同時に、マスク認識カメラ９２および２台の着弾認識カメラ９３，９３は、平面内におけるマスクパターンＭｅおよび後述する２つの着弾パターンＤａの位置関係と同一の位置関係となるように配設されている。なお、請求項に言う基準校正マークは、マスク認識マークＭｂおよび着弾認識マークＭｃから構成されている。

一方、マスク延設部４６ｂには、他方のアンダーカメラ基準マークＭａがマーキングされている。すなわち、一対のアンダーカメラ基準マークＭａは、マスク本体４６ａの図示中央下と、マスク延設部４６ｂの図示中央下とに各１つマーキングされている。そして、検査シートＳの直上に臨んだヘッドユニット１の一対の基準ピンＰを撮像可能位置に上向きで固定された２台のアンダーカメラ６５，６５は、キャリブレーションのために、一対のアンダーカメラ基準マークＭａを視野内に取り込み得るようになっている（図７（ａ）参照）。また、マスク延設部４６ｂには、シート供給装置８７による検査シートＳの送り経路となると共に、検査シートＳをマスク本体４６ａと面一に支持する浅溝８５が、Ｘ軸方向に横断するように形成されている。マスク延設部４６ｂの浅溝８５形成部分には、Ｘ軸方向に並ぶように左右一対の開口部８６が形成されている。

詳細は後述するが、本実施形態では、マスク認識カメラ９２によりマスクパターンＭｅを位置認識する動作に並行して、一対の着弾認識カメラ９３によりヘッドユニット１の着弾結果である２つの着弾パターンＤａを位置認識する。このため、検査シートＳには、１２個の機能液滴吐出ヘッド３の２つの配列パターンに対応する２つの着弾パターンＤａが描画される一方、アライメントマスク４６（マスク本体４６ａ）には、一方の配列パターンに対応する１つのマスクパターンＭｅが形成されている。

図６に示すように、マスクテーブル７４は、アライメントマスク４６よりも一回り大きく形成され、その中央にアライメントマスク４６が位置決め状態でセットされる。また、マスクテーブル７４は、マスク延設部４６ｂの左右一対の開口部８６に臨む部分において、内部に左右一対のエアーチャンバ８１を有するマスクテーブル本体８２と、各エアーチャンバ８１の直上に配置された左右一対の吸着プレート８３と、各エアーチャンバ８１内部のエアーを吸引する真空吸引装置８４と、を有しており、各エアーチャンバ８１と真空吸引装置８４とは、エアーチューブ８８で接続されている。一対の吸着プレート８３は、上記した一対の開口部８６に臨んでおり、その上面にマトリクス状に配置した多数の吸着孔Ｈを有している。各吸着孔Ｈは、下側のエアーチャンバ８１に連通している。なお、吸着プレート８３は、多数の吸着孔Ｈがランダムに形成された多孔質プレートで構成してもよい。また、図示では、アライメントマスク４６をマスクテーブル７４に位置決め状態でセットするセット機構は、省略されている。さらに、本実施形態では、マスク延設部４６ｂの強度を考慮して、中桟を設けたため、一対の開口部８６（および一対の吸着プレート８３）としているが、強度的に問題がなければ、１つの開口部８６（および１つの吸着プレート８３）として構成してもよい。

検査シートＳは、ポリプロピレン等で長尺に形成され、シート供給装置８７により、一対の吸着プレート８３上に繰り出されて使用され、その使用済み部分はシート供給装置８７に巻き取られる。シート供給装置８７は、巻回した検査シートＳを繰り出す繰出しリール８７ａと、繰出しリール８７ａからアライメントマスク４６上に繰り出された検査シートＳを巻き取る巻取りリール８７ｂと、巻取りリール８７ｂを駆動するモータ（図示省略）と、を備えている。繰出しリール８７ａおよび巻取りリール８７ｂは、それぞれマスクテーブル７４のＸ軸方向両端側に、Ｙ軸方向に沿って配設されている。巻取りリール８７ｂにより検査シートＳが巻き取られてゆくと、繰出しリール８７ａは、これに組み込んだ制動機構（図示省略）により、検査シートＳに張り（バックテンション）を与えた状態で繰り出すようになっている。浅溝８５にガイドされ吸着プレート８３上に繰り出された検査シートＳは、その表面を、マスク本体４６ａの表面と同一平面内（面一）に位置するように吸着固定される。これにより、検査シートＳの位置ずれや浮き上がりを防止することができ、検査吐出のために検査シートＳの直上に移動したヘッドユニット１は、その各機能液滴吐出ヘッド３のノズル面１７が、図外の描画装置で描画を行なうときと同一のワークギャップ（シートギャップ）を維持することができる。

また、特に図示しないが、エアーチューブ８８に流路切替バルブを介設して、真空吸引装置８４と、別途設けた加圧装置と、を接続する構成としてもよい。この場合、シート供給装置８７による検査シートＳの巻き取り（繰り出し）の際には、流路切替バルブを加圧装置側に切り替えて、圧縮エアーを供給することで、検査シートＳを吸着プレート８３表面から僅かに浮上させる。こうすることで、検査シートＳを非接触で、円滑に巻き取ることができる。

なお、検査シートＳの無駄な消費を抑制するため、ヘッドユニット１の着弾結果である２つの着弾パターンＤａを位置ズレさせつつ複数組み分、吐出してから、検査シートＳのタクト送りを行うようにしてもよい。かかる場合には、アライメントマスク４６にも複数組分の吐出基準マークＭｄを位置ズレさせて形成しておく。

次に、図７ないし図１０を参照して、吐出検査装置３１を用いた吐出性能の検査方法について説明する。この吐出検査方法は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３の吐出着弾位置や飛行曲がりを検査するものであり、カメラユニット４４およびヘッド認識ユニット５５のキャリブレーションを行うキャリブレーション工程と、検査シートＳ上に着弾ドットＤが着弾すべき位置（着弾予定位置）に機能液を検査吐出する検査吐出工程と、着弾ドットＤおよびアライメントマスク４６（マスク本体４６ａ）の吐出基準マークＭｄを同時に位置認識する認識工程と、取得した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｄの画像データを比較して複数の吐出ノズル１９の吐出性能を評価する検査工程と、から成る。

図７（ａ）に示すように、キャリブレーション工程では、１台のマスク認識カメラ９２および２台の着弾認識カメラ９３，９３、さらに、２台のアンダーカメラ６５，６５のキャリブレーションを行う。このキャリブレーションは、カメラユニット４４を、Ｘ軸テーブル４２により、処理エリア（マスク本体４６ａの直上）に臨ませて、マスク認識カメラ９２により、マスク認識マークＭｂを位置認識すると共に、各着弾認識カメラ９３により、一対の着弾認識マークＭｃを位置認識する。それと同時に、下降撮像位置において各アンダーカメラ６５を用いて、一対のアンダーカメラ基準マークＭａを位置認識する。これらの位置認識により、マスク認識カメラ９２、一対の着弾認識カメラ９３および一対のアンダーカメラ６５のデータ上におけるキャリブレーションが行われる。

図７（ｂ）に示すように、検査吐出工程では、先ず、Ｘ軸テーブル４２により、上記のキャリブレーションが終了したカメラユニット４４に代えて、ヘッドユニット１を搭載した第１メインキャリッジ４３を処理エリア（マスク延設部４６ｂの直上）に臨ませる。次に、２台のアンダーカメラ６５，６５を上昇撮像位置に上昇させ、ヘッドユニット１の一対の基準ピンＰを位置認識する。この認識結果に基づいて、Ｘ軸テーブル４２および第１メインキャリッジ４３のθテーブルの協働によりヘッドユニット１をアライメントする。このように、実際に吐出を行う位置において、ヘッド認識ユニット５５（アンダーカメラ６５）を移動することなく、機能液滴吐出ヘッド３のアライメントを行うため、経時的な環境温度の変化等の影響を受けることなく、精度良く且つ短時間で行うことができる。アライメントが完了したら、全機能液滴吐出ヘッド３の全吐出ノズル１９から機能液を検査吐出させる（上記した有効ノズルのみ検査吐出させてもよい）。なお、この検査吐出は、各吐出ノズル１９においてワンショットあるいは複数ショットで行う。

次に、図８に示すように、認識工程では、Ｘ軸テーブル４２により、第１メインキャリッジ４３に代えて、再び、カメラユニット４４を処理エリア（マスク本体４６ａの直上）に臨ませる。そして、マスク認識カメラ９２により、マスク本体４６ａ上の吐出基準マークＭｄ（マスクパターンＭｅ）を撮像すると同時に、各着弾認識カメラ９３により、検査シートＳ上の着弾ドットＤも撮像する。ここで、マスク認識カメラ９２および各着弾認識カメラ９３は、カメラ支持フレーム９７に対して相互に位置決めされているため、同様の軌跡を描きながらマスクパターンＭｅおよび着弾パターンＤａを、複数個のドット単位で移動しながら位置認識する。

具体的には、図９に示すように、Ｘ軸テーブル４２および下Ｙ軸テーブル５３を適宜駆動し、先ず、図示下側に位置した機能液滴吐出ヘッド３の上側のノズル列（Ａ列）１８にあたる吐出基準マークＭｄ（着弾ドットＤ）を、図示左側から右側へ移動して撮像する（実際には、着弾ドットＤ８個単位）。図示右側まで移動しきった後、図示下側へ移動し、下側のノズル列（Ｂ列）１８にあたる吐出基準マークＭｄ（着弾ドットＤ）を、図示右側から左側へ移動して撮像する。今度は、その上側に位置した複数の吐出基準マークＭｄ（着弾ドットＤ）を撮像する。これを６回繰り返すことで、計３台の認識カメラ９２，９３により、全吐出ノズル１９の着弾ドットＤおよびマスク本体４６ａの全ての吐出基準マークＭｄを撮像する（有効ノズルのみ検査吐出した場合は、有効ノズルの着弾ドットＤ）。撮像した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｄの画像データは、制御コンピュータに記憶される。

続く、検査工程では、同時に撮像し制御コンピュータに記憶した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｄの画像データを比較することにより、吐出ノズル１９の吐出検査（性能評価）を行う。具体的には、図１０に示すように、同時に撮像した着弾ドットＤおよび吐出基準マークＭｄの画像データにおいて、着弾ドットＤと吐出基準マークＭｄとが一致している場合（図１０（ａ）参照）、機能液を吐出した吐出ノズル１９は、着弾予定位置に正常に吐出していると判断される。一方、吐出した機能液が、吐出基準マークＭｄから外れている場合（図１０（ｂ）参照）には飛行曲がりと判断され、また、着弾ドットＤが小さい場合や円形でない場合（図１０（ｃ）参照）には不良吐出と判断され、さらに、着弾ドットＤが無い場合には不吐出と判断される。なお、図１０では、判断しやすいように吐出基準マークＭｄを着弾ドットＤよりひと回り大きな円で表示している。

以上の構成によれば、実際に検査吐出を行う位置において、アンダーカメラ６５のキャリブレーションおよびヘッドユニット１のアライメントを行うことができる。また、マスク認識カメラ９２，一対の着弾認識カメラ９３および一対のアンダーカメラ６５が相互にキャリブレーションされた状態で、マスク認識カメラ９２が、アライメントマスク４６に対し相対的に移動しながらマスクパターンＭｅを位置認識すると同時に、一対の着弾認識カメラ９３により、検査シートＳ上の２組の着弾パターンＤａを位置認識することができる。これらにより、キャリッジ２に搭載した複数の機能液滴吐出ヘッド３の吐出性能の検査を、短時間で且つ精度良く行うことができる。

次に、図１１を参照して、描画検査装置３４を搭載した吐出検査装置３１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、シート供給装置８７を省略して、左右２つの着弾パターンＤａに対応する枚葉の検査シートＳを２枚用いて、一対の吸着プレート８３に、それぞれ吸着セットする。また、第２の実施形態では、マスク延設部４６ｂの浅溝８５は形成せずに開口部８６を設けている。そして、吸着プレート８３は、開口部８６において、マスク本体４６ａ表面から検査シートＳの厚み分下がって臨むことにより、各検査シートＳをマスク本体４６ａと面一に吸着セットするようにしている。なお、請求項にいうシートテーブルは、吸着プレート８３をいう。また、シート供給装置８７および浅溝８５を省略したこと以外の構成は、上述した第１の実施形態と同様であるため、その他の構成の説明は省略する。

この場合、各エアーチャンバ８１と真空吸引装置８４とは、吸引圧力の低圧・高圧を切り替える圧力切替バルブ１０１と、圧力切替バルブ１０１の上流に設けられ、吸引の開閉を行う吸引開閉バルブ１０２と、を介設したエアーチューブ８８により配管接続されている。吸着プレート８３に検査シートＳをセットする場合、先ず、真空吸引装置８４を停止した状態において、各吸着プレート８３の平面形状と略同一サイズの検査シートＳを、開口部８６の２辺にあてがい、これを吸着プレート８３上に配置する。この後、圧力切替バルブ１０１を低圧吸引に切り替え、吸引開閉バルブ１０２を開く。すると、検査シートＳは移動可能に吸着され（仮固定）、この状態において、検査シートＳにシワ等が生じた場合は、検査シートＳを引っ張る等してシワ等を取り除く。仮固定が終了後、吐出検査装置３１の検査動作開始に伴って、制御コンピュータにより圧力切替バルブ１０１が高圧吸引に切り替えられ、検査シートＳが移動不能となるように吸着固定される。なお、検査シートＳは、左右２つの着弾パターンＤａ全体に相当する大きさの検査シートＳを１枚で構成してもかまわない。

以上の構成によれば、枚葉の検査シートＳを、位置ずれや浮き上がりを生ずることなく適切に吸着プレート８３上にセットすることができ、先述の第１の実施形態と同様に、キャリッジ２に搭載した複数の機能液滴吐出ヘッド３の吐出性能の検査を、短時間で且つ精度良く行うことができる。

ヘッドユニットの外観斜視図である。 機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。 吐出検査装置の外観斜視図である。 Ｙ軸テーブルを模式的に示した平面図および側面図である。 アライメントマスクの平面図である。 マスクテーブル、アライメントマスクおよび検査シート等を模式的に表した外観斜視図である。 キャリブレーション工程および検査吐出工程の手順を説明する平面図および側面図である。 認識工程の手順を説明する平面図および側面図である。 マスクパターンおよび着弾パターンの位置認識の手順を示す説明図である。 検査工程における着弾ドットの撮像結果を示す説明図である。 第２実施形態の描画検査装置におけるマスクテーブル、アライメントマスクおよび検査シートを模式的に表した外観斜視図である。

符号の説明

１：ヘッドユニット、３：機能液滴吐出ヘッド、３４：描画検査装置、４４：カメラユニット、４６：アライメントマスク、４６ａ：マスク本体、４６ｂ：マスク延設部、５５：ヘッド認識ユニット、６５：アンダーカメラ、８３：吸着プレート、８４：真空吸引装置、８５：浅溝、８６：開口部、８７：シート供給装置、８７ａ：繰出しリール、８７ｂ：巻取りリール、９２：マスク認識カメラ、９３：着弾認識カメラ、Ｄ：着弾ドット、Ｍａ：アンダーカメラ基準マーク、Ｍｂ：マスク認識マーク、Ｍｃ：着弾認識マーク、Ｍｄ：吐出基準マーク、Ｓ：検査シート

Claims (7)

1. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出・着弾させて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を検査する描画検査装置であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドによる機能液滴の基準着弾位置となる着弾マークをマーキングしたアライメントマスクと、
   前記機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾する検査シートと、
   前記着弾マークと前記検査シートに吐出・着弾した着弾ドットとを位置認識する画像認識手段と、
   前記検査シートに臨んだ機能液滴吐出ヘッドを位置認識するヘッド認識手段と、を備え、
   前記アライメントマスクは、前記着弾マークがマーキングされたマスク本体と、前記マスク本体から前記検査シートを越えて延在する延設部と、を一体に有すると共に、前記機能液滴吐出ヘッドを位置認識する位置においてヘッド認識手段をキャリブレーションするヘッド校正マークが設けられていることを特徴とする描画検査装置。
2. 前記アライメントマスクには、前記画像認識手段をキャリブレーションする基準校正マークが、更に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の描画検査装置。
3. 前記検査シートを前記延設部上に繰り出す繰出しリールと、前記延設部上の検査シートを巻き取る巻取りリールと、を有するシート供給手段、を更に備え、
   前記延設部には、前記検査シートの送り経路を構成すると共に、前記検査シートを前記マスク本体と面一に支持する浅溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の描画検査装置。
4. 前記延設部には、開口部が形成され、
   前記開口部には、前記検査シートを前記マスク本体と面一になるように吸着する吸着テーブルが臨んでいることを特徴とする請求項３に記載の描画検査装置。
5. 前記検査シートを前記マスク本体と面一に吸着セットするシートテーブルを、更に備え、
   前記延設部には、前記検査シートをセットした前記シートテーブルが臨む開口部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の描画検査装置。
6. 前記機能液滴吐出ヘッドの複数個が、キャリッジに同一の配列パターンで複数組に分けて搭載され、
   前記マスク本体には、前記着弾マークの複数個が前記配列パターンに倣ったマスクパターンでマーキングされ、
   前記検査シートには、前記複数組の配列パターンに対応する複数組の着弾パターンとなるように前記複数の機能液滴吐出ヘッドから検査吐出された機能液滴が着弾し、
   前記画像認識手段は、前記アライメントマスクに対し相対的に移動しながら、前記マスクパターンを位置認識するマスク認識手段と、前記検査シートに対し相対的に移動しながら、前記複数の着弾パターンをそれぞれ位置認識する複数の着弾認識手段と、から成り、
   前記マスク認識手段および前記複数の着弾認識手段を、平面内における前記マスクパターンおよび前記複数組の着弾パターンの位置関係で一体に保持する保持手段と、
   前記保持手段を介して、前記マスク認識手段および前記複数の着弾認識手段を、前記アライメントマスクおよび前記検査シートに対し相対的に移動させる移動手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の描画検査装置。
7. 請求項６に記載の描画検査装置を用い、
   前記マスク認識手段、前記複数の着弾認識手段および前記ヘッド認識手段のキャリブレーションを行うキャリブレーション工程と、
   前記キャリッジに搭載した前記複数の機能液滴吐出ヘッドを位置認識し、その認識結果に基づいて位置補正した後の前記複数の機能液滴吐出ヘッドにより、前記検査シートに機能液を吐出・着弾させる検査吐出工程と、
   前記マスク認識手段により前記マスクパターンを位置認識する動作に並行して、前記複数の着弾認識手段により前記複数の機能液滴吐出ヘッドの着弾結果である前記複数の着弾パターンを位置認識する認識工程と、
   前記認識工程の認識結果に基づいて、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出性能を評価する検査工程と、を有することを特徴とする描画検査方法。

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