JP2010139357A - Device and method for inspecting nozzle plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットヘッドに組み込まれるノズルプレートの複数のノズル孔を、そのノズル列方向に連続的に検査するノズルプレートの検査装置およびノズルプレートの検査方法に関するものである。 The present invention relates to a nozzle plate inspection apparatus and a nozzle plate inspection method for continuously inspecting a plurality of nozzle holes of a nozzle plate incorporated in an inkjet head in the nozzle row direction.
従来、この種のサプライプレート(プレート)の外観検査装置(検査装置)として、連通口(ノズル孔)の撮像結果に基づいて、連通口内部のカエリ(異物)の有無を検査するものが知られている(特許文献1参照)。
この外観検査装置は、セットされたサプライプレートをX、YおよびZ軸方向に移動する走査駆動部と、サプライプレートに形成された連通口をサプライプレートの上方から画像認識するカメラと、サプライプレートの下方から連通口内部を照明する透過照明部と、を備えている。
この外観検査装置では、カメラにより、検査対象となる連通口にフォーカシングして画像認識し、カエリのない連通口の画像と比較することで、連通口に形成されたカエリの有無を、サプライプレートに形成された全連通口について順次検査する。
This visual inspection apparatus includes a scanning drive unit that moves a set supply plate in the X, Y, and Z axis directions, a camera that recognizes an image of a communication port formed in the supply plate from above the supply plate, a supply plate And a transmission illumination unit that illuminates the inside of the communication port from below.
In this visual inspection device, the camera recognizes the image by focusing on the communication port to be inspected, and compares it with the image of the communication port without burrs. Inspect all formed communication ports in sequence.
しかしながら、このような外観検査装置では、画像認識する連通口毎にカメラのフォーカシングを行っており、特に、検査対象となるサプライプレート自体が大きく歪んでいた場合には、カメラに対する各連通口の距離がそれぞれ大きく異なるため、フォーカシングに時間がかかり、サプライプレートの全連通口を検査するには検査時間が長くなるという問題があった。 However, in such an appearance inspection apparatus, the camera is focused for each communication port that recognizes an image. In particular, when the supply plate to be inspected is largely distorted, the distance of each communication port to the camera. However, there is a problem that focusing takes time and inspection time becomes long to inspect all the supply plate openings.
本発明は、短時間で画像認識手段のフォーカシングを行うことができるノズルプレートの検査装置およびノズルプレートの検査方法を提供することをその課題としている。 An object of the present invention is to provide a nozzle plate inspection apparatus and a nozzle plate inspection method capable of focusing an image recognition means in a short time.
本発明のノズルプレートの検査装置は、インクジェットヘッドに組み込まれるノズルプレートの複数のノズル孔を、そのノズル列方向に連続的に検査するノズルプレートの検査装置であって、ノズルプレートがセットされるセットステージと、セットステージを介して、ノズルプレートをノズル列方向に移動させる移動テーブルと、各ノズル孔に対し、ノズルプレートの表面から所定の深さ位置にフォーカシングして、各ノズル孔の内部を画像認識する画像認識手段と、ノズルプレートの裏面から各ノズル孔の内部を照明する透過照明と、画像認識手段とノズルプレートの表面との距離を計測するレーザ変位計と、移動テーブル、画像認識手段、透過照明およびレーザ変位計を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、ノズル列方向に移動するノズルプレートの各ノズル孔の近傍における距離を計測し、この計測結果とノズルプレートの移動量とに基づいて、各ノズル孔の位置情報および各ノズル孔に対するフォーカシングの距離情報とを取得し、位置情報および距離情報に基づいて、ノズル列方向に移動するノズルプレートにおける各ノズル孔の内部を連続的に画像認識して、異物の有無をそれぞれ検査することを特徴とする。 The nozzle plate inspection apparatus of the present invention is a nozzle plate inspection apparatus that continuously inspects a plurality of nozzle holes of a nozzle plate incorporated in an inkjet head in the nozzle row direction, and is a set in which the nozzle plate is set A stage, a moving table for moving the nozzle plate in the nozzle row direction via the set stage, and focusing on each nozzle hole at a predetermined depth position from the surface of the nozzle plate, an image of the interior of each nozzle hole An image recognition means for recognizing, a transmitted illumination for illuminating the inside of each nozzle hole from the back surface of the nozzle plate, a laser displacement meter for measuring the distance between the image recognition means and the surface of the nozzle plate, a moving table, an image recognition means, Control means for controlling the transmitted illumination and the laser displacement meter, and the control means moves in the nozzle row direction. Measure the distance in the vicinity of each nozzle hole of the nozzle plate, and acquire the position information of each nozzle hole and the focusing distance information for each nozzle hole based on this measurement result and the amount of movement of the nozzle plate. Based on the information and the distance information, the inside of each nozzle hole in the nozzle plate moving in the nozzle row direction is continuously image-recognized to check for the presence or absence of foreign matter.
本発明のノズルプレートの検査方法は、インクジェットヘッドに組み込まれるノズルプレートの複数のノズル孔の内部を、画像認識手段により、そのノズル列方向に連続的に画像認識して検査するノズルプレートの検査方法であって、ノズルプレートをノズル列方向に移動させながら、各ノズル孔の近傍における画像認識手段とノズルプレートの表面との距離を計測する計測工程と、この計測結果とノズルプレートの移動量とに基づいて、各ノズル孔の位置情報および各ノズル孔の内部に対する画像認識手段のフォーカシング位置の距離情報を取得するフォーカシング座標取得工程と、位置情報および距離情報に基づいて、ノズル列方向に移動するノズルプレートにおける各ノズル孔の内部の所定の深さ位置を連続的に画像認識する画像認識工程と、画像認識の認識結果から、各ノズル孔における異物の有無をそれぞれ検査する検査工程と、を備えたことを特徴とする。 The nozzle plate inspection method of the present invention is a nozzle plate inspection method for continuously recognizing and inspecting the inside of a plurality of nozzle holes of a nozzle plate incorporated in an ink jet head in the nozzle row direction by an image recognition means. Then, while moving the nozzle plate in the nozzle row direction, a measurement process for measuring the distance between the image recognition means and the surface of the nozzle plate in the vicinity of each nozzle hole, and the measurement result and the movement amount of the nozzle plate Based on the position information of each nozzle hole and the distance information of the focusing position of the image recognition means with respect to the inside of each nozzle hole, the nozzle that moves in the nozzle row direction based on the position information and the distance information Image recognition for continuously recognizing predetermined depth positions inside each nozzle hole on the plate And extent, from the recognition result of the image recognition, characterized by comprising a inspection step of inspecting each the presence of foreign matter in the nozzle holes.
これらの構成によれば、ノズル列方向に移動するノズルプレートの各ノズル孔の近傍における画像認識手段とノズルプレートの表面との距離とノズルプレートの移動量とに基づいて、各ノズル孔の位置情報および各ノズル孔に対するフォーカシングの距離情報とを取得し、取得した位置情報および距離情報に基づいて、各ノズル孔の内部の所定の深さ位置を連続的に画像認識するため、画像認識手段がフォーカシング位置にフォーカシングする時間を短縮することができる。また、結果的にノズルプレートに形成された全ノズル孔内部の異物の有無の検査時間を短縮することができる。なお、計測と画像認識とをノズル孔毎に行ってもよいが、ノズル列分の計測を行った後、ノズル列分の画像認識を行ってもよい。また、検査対象となるノズルプレートは、1のインクジェットヘッドに対応する単品であってもよいし、この単品を複数枚取りするためのマザープレートであってもよい。 According to these configurations, the position information of each nozzle hole is based on the distance between the image recognition means in the vicinity of each nozzle hole of the nozzle plate moving in the nozzle row direction and the surface of the nozzle plate and the movement amount of the nozzle plate. And focusing distance information for each nozzle hole, and based on the acquired position information and distance information, the predetermined depth position inside each nozzle hole is continuously recognized. The time for focusing on the position can be shortened. As a result, the inspection time for the presence or absence of foreign matter inside all the nozzle holes formed in the nozzle plate can be shortened. In addition, although measurement and image recognition may be performed for every nozzle hole, after measuring for nozzle rows, image recognition for nozzle rows may be performed. Further, the nozzle plate to be inspected may be a single product corresponding to one inkjet head, or a mother plate for taking a plurality of single products.
上記したノズルプレートの検査装置において、セットステージに対し、画像認識手段を上下動させるZテーブルを、更に備え、制御手段は、画像認識による各ノズル孔の認識結果と、予め記憶しているノズル孔のテンプレートとが合致しない場合に、Zテーブルを制御して認識結果とテンプレートとを合致させた後、再度の画像認識と異物の有無の検査とを実行することが、好ましい。 The above-described nozzle plate inspection apparatus further includes a Z table for moving the image recognition unit up and down relative to the set stage, and the control unit recognizes each nozzle hole by image recognition and the nozzle holes stored in advance. When the template does not match, it is preferable to execute the image recognition again and the inspection for the presence or absence of foreign matter after controlling the Z table to match the recognition result with the template.
上記したノズルプレートの検査方法において、画像認識工程において、画像認識による各ノズル孔の認識結果と、予め記憶しているノズル孔のテンプレートとが合致しない場合に、画像認識手段を上下させて認識結果とテンプレートとを合致させた後、再度の画像認識工程を実施することが、好ましい。 In the nozzle plate inspection method described above, in the image recognition step, when the recognition result of each nozzle hole by image recognition does not match the template of the nozzle hole stored in advance, the recognition result is moved up and down the image recognition means. It is preferable to perform the image recognition process again after matching the template with the template.
これらの構成によれば、計測位置とノズル孔の間でノズルプレートが大きく歪んでいて、認識結果とテンプレートとが合致しない場合であっても、画像認識手段の上下方向のズレを調整することで、認識結果とテンプレートを合致させることができるため、画像認識手段によるフォーカシング時間を短縮することができる。 According to these configurations, even if the nozzle plate is greatly distorted between the measurement position and the nozzle hole and the recognition result does not match the template, the vertical displacement of the image recognition means can be adjusted. Since the recognition result and the template can be matched, the focusing time by the image recognition means can be shortened.
この場合、レーザ変位計が、ノズル列と平行に配設されたラインタイプのもので構成されていることが、好ましい。 In this case, it is preferable that the laser displacement meter is composed of a line type arranged in parallel with the nozzle row.
この構成によれば、画像認識手段と複数のノズル孔の近傍における距離を一度に計測することができるため、フォーカシング位置情報の取得時間を短縮することができ、検査時間を短縮することができる。 According to this configuration, since the distance in the vicinity of the image recognition means and the plurality of nozzle holes can be measured at a time, the acquisition time of focusing position information can be shortened, and the inspection time can be shortened.
この場合、所定の深さ位置が、各ノズル孔のメニスカス形成部に相当する位置であることが、好ましい。 In this case, it is preferable that the predetermined depth position is a position corresponding to the meniscus forming portion of each nozzle hole.
この構成によれば、ノズルプレートをインクジェットヘッドに搭載したときに、飛行曲がり等の原因となるメニスカス形成部の異物の有無を、確実に検査することができる。 According to this configuration, when the nozzle plate is mounted on the ink jet head, the presence or absence of foreign matter in the meniscus forming portion that causes flight bending or the like can be reliably inspected.
この場合、レーザ変位計が、Zテーブルに取り付けられていることが、好ましい。 In this case, it is preferable that the laser displacement meter is attached to the Z table.
この構成によれば、画像認識手段およびレーザ変位計がZテーブルに固定されているため、上記の移動テーブルを利用して、画像認識手段とノズル孔の近傍における距離を、連続的に且つ正確に計測することができる。 According to this configuration, since the image recognition unit and the laser displacement meter are fixed to the Z table, the distance in the vicinity of the image recognition unit and the nozzle hole is continuously and accurately determined using the above moving table. It can be measured.
以下、添付した図面を参照して、ノズルプレートの検査装置およびこれを用いたノズルプレートの検査方法について説明する。この検査装置は、インクジェットヘッドの吐出面側に貼着されるノズルプレートが複数枚取りされる大判のマザープレート(ノズルプレート)を検査対象とし、ノズル孔の加工時等に残った或いは付着した異物(主に金属片)の有無を検査するものである。そこで、まず検査対象となるマザープレートおよびマザープレートから複数枚取りされるノズルプレートについて簡単に説明する。 Hereinafter, a nozzle plate inspection apparatus and a nozzle plate inspection method using the same will be described with reference to the accompanying drawings. This inspection device targets a large mother plate (nozzle plate) on which a plurality of nozzle plates adhered to the ejection surface side of the inkjet head are taken, and foreign matter remaining or adhering during the processing of nozzle holes, etc. Inspects for the presence of (mainly metal pieces). Accordingly, first, a mother plate to be inspected and a nozzle plate taken from the mother plate will be briefly described.
図1に示すように、マザープレート1は、ノズルプレート2が複数枚取りできる大判の板状に形成されており、機能液(インク)を吐出するインクジェットヘッドの吐出ノズルとなる多数のノズル孔3を有する複数のノズルプレート形成部4を整列配置して構成されている(図1(a)参照)。このマザープレート1は、後述する検査を経た後、プレス打抜きされてノズルプレート2の複数枚取りが行われる。
As shown in FIG. 1, the
各ノズルプレート形成部4には、2列のノズル列5が平行に3組形成されており、各ノズル列5は、等ピッチで並べた90個のノズル孔3で構成されている(図1(b)参照)。検査に際しマザープレート1は、吐出側が裏面(下面)6となるようにセットされるが、ノズル孔3の裏面6側開口端は、裏面6に対し直角に孔開けされ、表面(上面)7側開口端は、テーパ状に孔開けされている。なお、後述する検査方法では、ノズルプレート2の表面7から約70μm入り込んだメニスカス形成部8における異物43の有無を検査している(図1(c)参照)。これにより、ノズルプレート2をインクジェットヘッドに搭載したときに、飛行曲がり等の原因となるメニスカス形成部8の異物43の有無を、確実に検査することができる。
Each nozzle plate forming portion 4 is formed with three sets of two
次に、図2を参照して、検査装置11について説明する。検査装置11は、マザープレート1がセットされるセットステージ12と、セットステージ12を介して、マザープレート1をノズル列5方向およびこれに直交する方向に移動させる移動テーブル13と、各ノズル孔3に対し、マザープレート1の表面7から所定の深さ位置にフォーカシングして、各ノズル孔3の内部を画像認識するCCDカメラ(画像認識手段)14と、CCDカメラ14とマザープレート1の表面7との距離を計測するレーザ変位計15と、セットステージ12に対し、CCDカメラ14およびレーザ変位計15を上下動させるZテーブル16と、マザープレート1の裏面6から各ノズル孔3の内部を照明する透過照明17と、これら装置を支持する図示しないフレームと、全体を収容する図示しない収容ケースと、から構成されている。また、検査装置11は、制御装置18を備えており、制御装置18は、移動テーブル13、Zテーブル16、CCDカメラ14およびレーザ変位計15を、統括的に制御する。
Next, the
この検査装置11では、移動テーブル13上にセット治具19を有するセットステージ12が配設され、これに上方からZテーブル16に取り付けられたCCDカメラ14、落射照明20およびレーザ変位計15が臨むようになっている。また、移動テーブル13にはX軸透過開口23およびY軸透過開口24が形成され、セットステージ12にはステージ開口25がそれぞれ形成されており、この開口部の下方から透過照明17が臨んでいる。マザープレート1は、セット治具19によりセットステージ12上に位置決めセットされ、移動テーブル13により主としてノズル列5方向に移動する。そして、移動するマザープレート1に上方からCCDカメラ14、落射照明20およびレーザ変位計15が臨む一方、下方から透過照明17が臨んで検査が行われる。
In this
移動テーブル13は、セットステージ12に載置されたマザープレート1をノズル列5方向であるX軸方向に移動させるX軸テーブル21と、セットステージ12に載置されたマザープレート1をY軸方向に移動させるY軸テーブル22と、から構成されており、それぞれ制御装置18に接続されている。X軸テーブル21の中央部には、セットステージ12より僅かに小さく形成されたX軸透過開口23が形成され、またY軸テーブル22の中央部には、X軸透過開口23より大きく形成されたY軸透過開口24が形成されている。X軸透過開口23およびY軸透過開口24は、透過照明17の直上に位置しており、X軸透過開口23およびY軸透過開口24を介して、各ノズル孔3内部が照明されるようになっている。
The moving table 13 includes an X-axis table 21 for moving the
透過照明17は、移動テーブル13を挟んでCCDカメラ14と対峙する位置に、すなわち、CCDカメラ14の直下に配設されており、検査するノズル孔3に対して下方から光を照射する。すなわち、ノズル孔3を画像認識する際には、X軸透過開口23およびY軸透過開口24を介して、透過照明17によりノズル孔3の内部が照明される。このため、CCDカメラ14によりノズル孔3を画像認識すると、透過照明17の光が透過するノズル孔3内が明るい円として撮像される(図6(a)参照)。
The transmitted
セット治具19は特に図示しないが、マザープレート1におけるノズルプレート形成部4以外の部分に対応するように、格子状に形成されており、マザープレート1をセットステージ12に対して位置決め状態で押圧固定する。これにより、マザープレート1の歪みを極力矯正することができるため、CCDカメラ14によるフォーカシング時間を短縮することができると共に、検査精度を向上させることができる。
Although not shown in particular, the setting
Zテーブル16は、フレームによってホーム位置にある移動テーブル13の中央部直上に配設されており、落射照明20付のCCDカメラ14およびレーザ変位計15を上下動自在に支持している。また、Zテーブル16は、後述する計測工程およびフォーカシング座標取得工程の取得結果に基づき、CCDカメラ14、落射照明20およびレーザ変位計15をZ軸方向に上下動させる。これにより、上記の移動テーブル13を利用して、CCDカメラ14とノズル孔3の近傍における距離を、連続的に且つ正確に計測することができる。
The Z table 16 is disposed directly above the center of the moving table 13 at the home position by a frame, and supports the
レーザ変位計15は、いわゆる2次元レーザ変位計(いわゆるラインタイプ)が採用されており、上記したCCDカメラ14のY軸方向の近傍に配設されている。レーザ変位計15における距離計測の基準位置は、CCDカメラ14におけるフォーカシングの基準位置と合致するようにセッティングされており、レーザ変位計15で測定した距離に基づいて、CCDカメラ14の目標高さが求められるようになっている。この場合、検査するノズル孔3を含むノズル列5から、ノズル列5と平行に少しズレした位置において、落射照明20を照射した状態で、レーザ変位計15(CCDカメラ14)によるマザープレート1の表面7までの距離が計測される。また、この計測では、ラインタイプのレーザ変位計15が用いられるため、複数のノズル孔3に対応する位置の距離が、バッチ処理的に計測される。
The
図3に示すように、制御装置18は、各種ドライバを有する駆動部31と、各部に接続され、検査装置11全体の制御を行う制御部32と、を備えている。駆動部31には、移動テーブル13を制御する移動ドライバ33と、Zテーブル16を制御するZドライバ34と、が備えられている。
As shown in FIG. 3, the
制御部32には、各手段を接続するためのインタフェース35と、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるRAM36と、各種記憶領域を有し、制御プログラム、後述する検査工程におけるノズル孔3の基準形状が記録されているテンプレート42、各ノズル孔3の位置情報および各ノズル孔3に対するCCDカメラ14によるフォーカシングの距離情報などを記憶するROM37と、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するHDD38と、ROM37やHDD38に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するCPU39と、これらを互いに接続するバス40と、が備えられている。
The
そして、制御部32は、各部からの各種データを、インタフェース35を介して入力すると共に、HDD38に記憶された(または、CD−ROMドライブ等により順次読み出される)プログラムに従ってCPU39に演算処理させ、その処理結果を、駆動部31を介して各部に出力する。これにより、検査装置11全体が制御され、各種処理が行われる。
The
次に、図4ないし図7を参照して、マザープレート1の検査方法について説明する。この検査方法は、マザープレート1に形成されている全ノズル孔3のメニスカス形成部8となる部分の異物43の有無を順次調べるものであり、マザープレート1をノズル列5方向およびこれに直交する方向に移動させながら、各ノズル孔3の近傍におけるCCDカメラ14とマザープレート1の表面7との距離を計測する計測工程と、この計測結果とマザープレート1の移動量とに基づいて、各ノズル孔3の位置情報および各ノズル孔3の内部に対するCCDカメラ14のフォーカシング位置の距離情報を取得するフォーカシング座標取得工程と、位置情報および距離情報に基づいて、ノズル列5方向に移動するマザープレート1における各ノズル孔3の内部の所定の深さ位置を連続的に画像認識する画像認識工程と、画像認識の認識結果41から、各ノズル孔3における異物43の有無をそれぞれ検査する検査工程と、から成っている。
Next, an inspection method for the
上記したように、マザープレート1は、ノズルプレート2を複数枚取りできるように構成されているため、まず、ノズルプレート2において、2次元レーザ変位計を使用した場合における測定方法について説明する。図5(a)に示すように、計測工程では、図示上側の各ノズル孔3の近傍におけるCCDカメラ14とノズルプレート2の表面7との距離をノズル列5毎に計測する。そして、図示下側に1列分移動し同様に計測する。これを3回繰り返すことで、ノズルプレート2におけるCCDカメラ14とノズル孔3の近傍における距離を計測する。また、図5(b)に示すように、マザープレート1においては、図示右上に位置したノズルプレート2から図示右下に下へ移動しながら計測する。図示右下まで移動しきった後、図示中央に移動し、図示中央上側に上へ移動しながら同様に計測する。図示中央上側まで移動しきった後、図示左側に移動して、図示左下へ移動しながら同様に計測する。これにより、マザープレート1に形成された全ノズル孔3の近傍における距離を計測する(S1)。なお、2次元レーザ変位計を用いない場合には、マザープレート1をノズル列5方向に移動させながら、各ノズル孔3の近傍におけるCCDカメラ14とマザープレート1の表面7との距離を連続的に計測する(図示省略)。
As described above, since the
フォーカシング座標取得工程では、上記した計測結果およびマザープレート1の移動量から各ノズル孔3の位置情報、および各ノズル孔3の内部に対するCCDカメラ14のフォーカシング位置の距離情報を取得する(S2)。具体的には、位置情報は、移動テーブル13によるマザープレート1の移動速度と時間とから算出される。また、距離情報は、各ノズル孔3の位置(近傍位置)におけるレーザ変位計15の測定結果に、ノズルプレート2の表面7からメニスカス形成部8までの距離(本実施形態においては、ノズルプレート2の表面7から約70μm入り込んだ位置)を加算することで算出される。
In the focusing coordinate acquisition step, the position information of each
画像認識工程では、取得した位置情報および距離情報に基づいて、CCDカメラ14を適宜上下させながら、各ノズル孔3の内部のメニスカス形成部8の位置を連続的に画像認識する(S3)。具体的には、取得した位置情報に基づいて、移動テーブル13によりセットステージ12を移動させることで、CCDカメラ14の直下に検査するノズル孔3を移動させる。これと同時に、距離情報に基づいて、CCDカメラ14のZ軸方向の高さを調整する。
In the image recognition step, based on the acquired position information and distance information, the position of the
そして、CCDカメラ14により、ノズル孔3のメニスカス形成部8を画像認識する(S4)。画像認識した認識結果41と、予め記憶しているノズル孔3のテンプレート42と比較し、その径が略合致した場合(所定の範囲内に納まっている場合)には、CCDカメラ14が、認識結果41とテンプレート42が合致するようにフォーカシングして、ノズル孔3のメニスカス形成部8を画像認識する(S6)。一方、認識結果41とテンプレート42の径が略合致しない場合(所定の範囲内に納まっていない場合)には、Zテーブル16によりCCDカメラ14を上下動させて(S5)、認識結果41およびテンプレート42を合致させた状態で、ノズル孔3内部のメニスカス形成部8を画像認識する(S6)。
Then, the image of the
すなわち後者は、認識結果41がテンプレート42より著しく大きい場合や小さい場合にのみ行われる。なお、Zテーブル16でCCDカメラ14を上下させる際に、所定の範囲内に納まるようにZテーブル16でCCDカメラ14を移動させた後、CCDカメラ14によりフォーカシング(オートフォーカス)することで、認識結果41とテンプレート42を合致させて画像認識するようにしてもよい。
That is, the latter is performed only when the
検査工程では、画像認識の認識結果41から、各ノズル孔3における異物43の有無をそれぞれ検査する(S7)。具体的には、認識結果41とテンプレート42を合致させて画像認識(図6(a)参照)した認識結果41を2値化することで、撮像したノズル孔3のメニスカス形成部8の輪郭を明確化する(図6(b)参照)。そして、2値化した処理画像および予め記憶しているノズル孔3のテンプレート42と重ね合わせることで、認識結果41とテンプレート42との差異を異物43と認定し、異物43の位置および面積を求める(図6(c)および(d)参照)。ここで、異物43の面積が予め定められている規定値以上であればノズル孔3のメニスカス形成部8には「異物43あり(不良)」と判定され、規定値以内であればノズル孔3のメニスカス形成部8には「異物43なし(良好)」と判断される。なお、実際の認識画像では、CCDカメラ14の被写界深度の関係で、メニスカス形成部8の外側に薄く上端開口部の輪郭が映し出される。このため、深さ方向における異物43の位置も推察することができる。
In the inspection step, the presence / absence of the
そして、ノズルプレート2に形成された全ノズル孔3を順次検査する場合には(S8)、図7に示すように図示左上のノズル孔3から図示右上のノズル孔3まで検査し、検査が終わったら、図示下側に1列移動して、図示右上のノズル孔3から図示左上のノズル孔3まで検査する。そして、図示下側に1列分移動し同様に検査する。これを3回繰り返すことで、ノズルプレート2における全ノズル孔3を検査する。また、次のノズル孔3に移動する際には、検査したノズル孔3の位置情報および距離情報と、次のノズル孔3の位置情報および距離情報と、を比較して、両画像認識位置の差分だけ移動テーブル13によりセットステージ12を移動させると共に、Zテーブル16により上下動させる。これにより、マザープレート1の移動後、CCDカメラ14をフォーカシングするだけで、次のノズル孔3のメニスカス形成部8を画像認識することができる。
When all the nozzle holes 3 formed in the nozzle plate 2 are sequentially inspected (S8), the inspection is completed from the upper
以上の構成によれば、取得した各ノズル孔3の位置情報および各ノズル孔3に対するフォーカシングの距離情報に基づいて、各ノズル孔3のメニスカス形成部8を連続的に画像認識するため、CCDカメラ14がフォーカシング位置にフォーカシングする時間を短縮することができる。また、結果的にマザープレート1に形成された全ノズル孔3内部の異物43の有無の検査時間を短縮することができる。
According to the above configuration, since the
1…マザープレート 2…ノズルプレート 3…ノズル孔 5…ノズル列 6…裏面 7…表面 8…メニスカス形成部 11…検査装置 12…セットステージ 13…移動テーブル 14…CCDカメラ 15…レーザ変位計 16…Zテーブル 17…透過照明 18…制御装置 21…X軸テーブル 22…Y軸テーブル 41…認識結果 42…テンプレート 43…異物
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ノズルプレートがセットされるセットステージと、
前記セットステージを介して、前記ノズルプレートを前記ノズル列方向に移動させる移動テーブルと、
前記各ノズル孔に対し、前記ノズルプレートの表面から所定の深さ位置にフォーカシングして、前記各ノズル孔の内部を画像認識する画像認識手段と、
前記ノズルプレートの裏面から前記各ノズル孔の内部を照明する透過照明と、
前記画像認識手段と前記ノズルプレートの表面との距離を計測するレーザ変位計と、
前記移動テーブル、前記画像認識手段、前記透過照明および前記レーザ変位計を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ノズル列方向に移動する前記ノズルプレートの各ノズル孔の近傍における前記距離を計測し、この計測結果と前記ノズルプレートの移動量とに基づいて、前記各ノズル孔の位置情報および前記各ノズル孔に対する前記フォーカシングの距離情報とを取得し、前記位置情報および前記距離情報に基づいて、前記ノズル列方向に移動する前記ノズルプレートにおける前記各ノズル孔の内部を連続的に画像認識して、異物の有無をそれぞれ検査することを特徴とするノズルプレートの検査装置。 A nozzle plate inspection apparatus for continuously inspecting a plurality of nozzle holes of a nozzle plate incorporated in an inkjet head in the nozzle row direction,
A set stage on which the nozzle plate is set;
A moving table for moving the nozzle plate in the nozzle row direction via the set stage;
Image recognition means for recognizing the inside of each nozzle hole by focusing on each nozzle hole at a predetermined depth position from the surface of the nozzle plate;
Transmitted illumination that illuminates the inside of each nozzle hole from the back surface of the nozzle plate;
A laser displacement meter for measuring the distance between the image recognition means and the surface of the nozzle plate;
Control means for controlling the moving table, the image recognition means, the transmitted illumination, and the laser displacement meter,
The control means measures the distance in the vicinity of each nozzle hole of the nozzle plate moving in the nozzle row direction, and based on the measurement result and the movement amount of the nozzle plate, position information of each nozzle hole And the distance information of the focusing for each nozzle hole, and based on the position information and the distance information, the inside of each nozzle hole in the nozzle plate moving in the nozzle row direction is continuously recognized. Then, a nozzle plate inspection device that inspects for the presence or absence of foreign matter.
前記制御手段は、前記画像認識による各ノズル孔の認識結果と、予め記憶しているノズル孔のテンプレートとが合致しない場合に、前記Zテーブルを制御して前記認識結果と前記テンプレートとを合致させた後、再度の画像認識と前記異物の有無の検査とを実行することを特徴とする請求項1に記載のノズルプレートの検査装置。 A Z table for moving the image recognition means up and down with respect to the set stage;
The control means controls the Z table to match the recognition result with the template when the recognition result of each nozzle hole by the image recognition does not match the previously stored nozzle hole template. 2. The nozzle plate inspection apparatus according to claim 1, wherein after that, the image recognition is performed again and the inspection for the presence or absence of the foreign matter is performed.
前記ノズルプレートを前記ノズル列方向に移動させながら、前記各ノズル孔の近傍における前記画像認識手段と前記ノズルプレートの表面との距離を計測する計測工程と、
この計測結果と前記ノズルプレートの移動量とに基づいて、前記各ノズル孔の位置情報および前記各ノズル孔の内部に対する前記画像認識手段のフォーカシング位置の距離情報を取得するフォーカシング座標取得工程と、
前記位置情報および前記距離情報に基づいて、前記ノズル列方向に移動する前記ノズルプレートにおける各ノズル孔の内部の所定の深さ位置を連続的に画像認識する画像認識工程と、
前記画像認識の認識結果から、前記各ノズル孔における異物の有無をそれぞれ検査する検査工程と、を備えたことを特徴とするノズルプレートの検査方法。 A nozzle plate inspection method in which the inside of a plurality of nozzle holes of a nozzle plate incorporated in an ink jet head is image-recognized and inspected continuously in the nozzle row direction by an image recognition means,
A measurement step of measuring a distance between the image recognition means and the surface of the nozzle plate in the vicinity of each nozzle hole while moving the nozzle plate in the nozzle row direction;
Based on this measurement result and the amount of movement of the nozzle plate, a focusing coordinate acquisition step of acquiring position information of each nozzle hole and distance information of the focusing position of the image recognition means with respect to the inside of each nozzle hole;
An image recognition step for continuously recognizing a predetermined depth position inside each nozzle hole in the nozzle plate moving in the nozzle row direction based on the position information and the distance information;
A nozzle plate inspection method comprising: an inspection step of inspecting each nozzle hole for the presence or absence of foreign matter from the recognition result of the image recognition.
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