JP2010175491A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で、ノズル孔周囲の不良およびノズル孔内部の異物の有無を一括して検査できるノズルプレートの検査装置等を提供することである。
【解決手段】ノズルプレート２がセットされるセットステージ１２と、ノズルプレート２を移動させる移動テーブル１３と、各ノズル孔３の表面側周囲７および内部を画像認識する認識カメラ１４と、認識カメラ１４のフォーカシング距離を調整するＺテーブル１５と、各ノズル孔３の表面側周囲７を照明する反射照明１６と、各ノズル孔３内部を照明する透過照明１７と、ノズルプレート２の高さを計測するレーザー変位計１８と、制御装置１９と、を備え、制御装置１９は、ノズルプレート２の高さを計測する計測動作と、フォーカシング距離を調整するフォーカシング調整動作と、各ノズル孔３の表面側周囲７の不良を検査する表面検査と、各ノズル孔３の内部の異物の有無を検査する孔内検査と、を連続して実施するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットヘッドに組み込まれ、複数のノズル孔を有するノズルプレートを、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。

従来、この種のサプライプレート（ノズルプレート）の検査装置として、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（画像認識手段）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（透過照明）と、を備えている。
この検査装置では、透過照明部を駆動した状態で、カメラにより、検査対象となる連通口を画像認識し、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。

特開２００８−１１１６９５号公報

しかしながら、このような検査装置は、ノズル孔に形成されたカエリの有無の検査専用に構成されているため、ノズルプレート表面部分の異物、シミおよび傷など（不良）を検査することができなかった。係る場合は、ノズルプレート表面部分を検査する装置により、別途検査を行うしか方法がなかった。したがって、ノズル孔の周囲およびノズル孔内部を検査する場合には、結果的に２種類の検査装置を使用しなければならず、検査装置間を移動する作業が必要となり操作が煩雑になると共に、検査時間が長くなるという問題があった。

本発明は、短時間で、ノズル孔周囲の不良およびノズル孔内部の異物の有無を一括して検査する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。

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、複数のノズル孔を有するノズルプレートを、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、吐出側となる各ノズル孔の表面側周囲、および各ノズル孔の内部を画像認識する単一の画像認識手段と、画像認識手段を昇降させて、画像認識手段のフォーカシング距離を調整する昇降手段と、各ノズル孔の表面側周囲の画像認識に際し、表面側から各ノズル孔の表面側周囲を照明する反射照明と、各ノズル孔の内部の画像認識に際し、裏面側から各ノズル孔の内部を照明する透過照明と、ノズルプレートの高さ位置を計測するレーザー変位計と、移動テーブル、画像認識手段、昇降手段、反射照明、透過照明およびレーザー変位計を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、ノズルプレートをノズル列方向にノズル孔単位で間欠的に移動させながら、各ノズル孔近傍のノズルプレートの高さ位置を計測する計測動作と、この計測結果に基づいて、ノズル孔単位でフォーカシング距離を調整するフォーカシング調整動作と、フォーカシング調整動作の後、各ノズル孔の表面側周囲を画像認識させ、各ノズル孔の表面側周囲における不良を検査する表面検査と、フォーカシング調整動作の後、各ノズル孔の内部を画像認識させ、各ノズル孔における異物の有無を検査する孔内検査と、から成る繰返し動作を、連続して実施することを特徴とする。

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、複数のノズル孔を有するノズルプレートを、単一の画像認識手段を用いて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方法であって、ノズルプレートをノズル列方向にノズル孔単位で間欠的に移動させながら、画像認識手段と吐出側となる各ノズル孔近傍のノズルプレートとの距離を、レーザー変位計を用いてノズル孔単位で計測する計測工程と、この計測結果に基づいて、各ノズル孔の表面側周囲に対する画像認識手段のフォーカシング距離を調整するフォーカシング調整工程と、フォーカシング調整工程の後、各ノズル孔の表面側周囲を画像認識し、各ノズル孔の表面側周囲における不良を検査する表面検査工程と、フォーカシング調整工程の後、各ノズル孔の内部を画像認識し、各ノズル孔における異物の有無を検査する孔内検査工程と、から成る繰返し工程を、連続して実施することを特徴とする。

これらの構成によれば、ノズルプレートをノズル列方向に間欠的に移動させる際に、レーザー変位計によるノズルプレートの高さの計測結果に基づいて、フォーカシング距離を算出し（計測工程）、画像認識手段をフォーカシング距離に調整（フォーカシング調整工程）後、各ノズル孔の表面側周囲および各ノズル孔の内部を画像認識して、各ノズル孔の表面側周囲における不良を検査し（表面検査工程）、各ノズル孔の内部における異物の有無を検査する（孔内検査工程）繰返し動作を実行する（繰返し工程）。すなわち、単一の検査装置により、各ノズル孔の表面側周囲の不良および各ノズル孔の内部の異物の有無を同時に検査することができるため、短時間で、ノズルプレートを一括して検査することができる。また、その際に、レーザー変位計によるノズルプレートの高さを計測し、画像認識手段をフォーカシング距離に調整するようにしているため、ノズルプレートに撓み等があっても、各ノズル孔の表面側周囲の不良および各ノズル孔内部の異物の有無を、精度良く検査することができる。なお、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。また、ノズル孔内部はメニスカス形成位置であることが好ましく、且つノズル孔の表面側周囲およびノズル孔内部（メニスカス形成位置）は、画像認識手段の被写界深度内となることが好ましい。さらに、反射照明は、画像認識手段に組み込んだ同軸照明（落射照明）とすることが好ましい。

上記したノズルプレートの検査装置において、レーザー変位計は、ノズル列方向に直交する方向に延在するラインタイプのもので構成され、且つ、裏面側からノズルプレートの裏面の高さ位置を計測すると共に、各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測するものであり、制御手段による繰返し動作には、各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測させ、各ノズル孔の裏面側周囲における不良を検査する裏面検査が、含まれることが、好ましい。

上記したノズルプレートの検査方法において、レーザー変位計は、ノズル列方向に直交する方向に延在するラインタイプのもので構成され、繰返し工程には、レーザー変位計を用いて各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測し、各ノズル孔の裏面側周囲における不良を検査する裏面検査工程が、含まれることが、好ましい。

これらの構成によれば、ノズル孔の表面側周囲の不良およびノズル孔内部の異物の有無に加え、ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測することができる。すなわち、単一の検査装置で、ノズル孔の表面側および裏面側周囲と、ノズル孔内部を検査することができるため、さらに検査時間を短縮することができる。これにより、ノズルプレートに関する吐出不良の原因を全て検査することができる。

この場合、制御手段は、各表面検査と各孔内検査とを、画像認識手段の視野内にノズル孔と共に表面側周囲を取り込んだ状態で、反射照明と透過照明とを切り替えて、実施することが、好ましい。

この構成によれば、反射照明を駆動することで、ノズル孔の表面側周囲の不良を鮮明にした状態で検査することができる。また、透過照明を駆動することで、ノズル孔内部の異物の有無を鮮明にした状態で検査することができる。すなわち、ノズル孔の表面側周囲およびノズル孔内部を適切に撮像して検査することができるため、さらに検査時間を短縮することができる。

（ａ）はマザープレートの平面図であり、（ｂ）はノズルプレートの平面図であり、（ｃ）はノズルプレートの部分断面図である。 検査装置の模式図である。 検査装置の主制御系のブロック図である。 検査方法のフローチャートである。 計測工程における（ａ）は測定するノズル列の順番を示した図であり、（ｂ）は、測定するノズルプレートの順番を示した図である。 孔内検査工程を説明するための説明図である。

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）およびノズルプレート表面の傷などの不良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。

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。

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２組形成されており、各ノズル列５は、等ピッチで並べた複数個のノズル孔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、吐出側が表面（上面）となるようにセットされ、ノズル孔３の表面側開口端は、表面に対し垂直に孔開けされており、裏面（下面）側開口端（テーパー部６）は、テーパー状（ロート状）に孔開けされている。なお、後述する検査方法では、ノズル孔３の表面側周囲７の不良、ノズル孔３の表面から約２５μｍ入り込んだ位置（メニスカス形成位置８）における異物４３の有無およびテーパー部６（ノズル孔３の裏面側周囲）の不良を検査している（図１（ｃ）参照）。これにより、ノズル孔３廻りを検査することができるため、高精度のノズルプレート２を提供すると共に、インクジェットヘッドに搭載したときに、飛行曲がり等を防止することができる。

次に、図２を参照して、検査装置１１について説明する。この検査装置１１は、マザープレート１（ノズルプレート２）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、ノズルプレート２をノズル列５方向（Ｘ軸方向）およびこれに直交する方向（Ｙ軸方向）に移動させる移動テーブル１３と、吐出側となる各ノズル孔３の表面側周囲７、および各ノズル孔３の内部を画像認識する単一の認識カメラ（画像認識手段）１４と、認識カメラ１４を昇降させて、認識カメラ１４のフォーカシング距離を調整するＺテーブル（昇降手段）１５と、各ノズル孔３の表面側周囲７の画像認識に際し、表面側から各ノズル孔３の表面側周囲７を照明する反射照明１６と、各ノズル孔３の内部の画像認識に際し、裏面側から各ノズル孔３の内部を照明する透過照明１７と、ノズルプレート２の高さ位置を計測するレーザー変位計１８と、これら装置を支持するフレームと、全体を収容する収容ケース（共に図示省略）と、から構成されている。

実施形態のレーザー変位計１８は、ラインタイプのもので構成されており（図５参照）、ノズルプレート２の高さ位置を計測する他、上記のテーパー部６（ノズル孔３の裏面側周囲）を走査してその凹凸、すなわち不良を計測（検査）する。また、検査装置１１は、制御装置（制御手段）１９を備えており、この制御装置１９は、移動テーブル１３、認識カメラ１４、Ｚテーブル１５、反射照明１６、透過照明１７およびレーザー変位計１８を統括的に制御し、ノズルプレート２の検査を実施する。

この検査装置１１では、移動テーブル１３上にセット治具２１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１５に取り付けられた認識カメラ１４および反射照明１６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２４およびＹ軸透過開口２５が形成され、セットステージ１２にはステージ開口２６がそれぞれ形成されており、これらの開口２４，２５，２６の下方から透過照明１７が臨んでいる。さらに、透過照明１７の近傍には、レーザー変位計１８が配設されている。マザープレート１は、セット治具２１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に上方から認識カメラ１４および反射照明１６が臨む一方、下方から透過照明１７およびレーザー変位計１８が臨んで検査が行われる。

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２２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２３と、から構成されており、それぞれ制御装置１９に接続されている。Ｘ軸テーブル２２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２４が形成され、またＹ軸テーブル２３の中央部には、Ｘ軸透過開口２４より大きく形成されたＹ軸透過開口２５が形成されている。Ｘ軸透過開口２４およびＹ軸透過開口２５は、透過照明１７の直上に位置しており、Ｘ軸透過開口２４、Ｙ軸透過開口２５および上記のステージ開口２６を介して、各ノズル孔３の内部が照明されるようになっている。

透過照明１７は、移動テーブル１３を挟んで認識カメラ１４と対峙する位置に、すなわち、認識カメラ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の内部を画像認識する際には、Ｘ軸透過開口２４、Ｙ軸透過開口２５およびステージ開口２６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、認識カメラ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）。

セット治具２１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、認識カメラ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。

Ｚテーブル１５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、反射照明１６（同軸照明）付の認識カメラ１４を上下動自在に支持している。また、Ｚテーブル１５は、後述する計測工程による計測結果に基づいて、認識カメラ１４および反射照明１６をＺ軸方向に上下動させる。なお、認識カメラ１４は、反射照明１６を駆動させた状態で、ノズル孔３の表面側周囲７の不良を検査すると共に、透過照明１７を駆動した状態で、ノズル孔３の内部の異物４３の有無およびノズル孔３の径を検査する。

認識カメラ１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子とレンズユニット（共に図示省略）とを有し、１のノズル孔３の表面側周囲７を視野内に取り込めるよう、構成されている。また、認識カメラ１４には、その被写界深度に、ノズル孔３の表面側周囲７とノズル孔３内のメニスカス形成位置８とが納まるものが用いられている。また、認識カメラ１４の先端部周囲には、落射照明を構成する上記の反射照明１６が組み込まれている。そして、この認識カメラ１４により、ノズル孔３の表面側周囲７およびメニスカス形成位置８（ノズル孔３の内部）が同時に撮像されるようになっている。なお、メニスカス形成位置８の異物４３がインクジェットヘッドの吐出不良を招くことは言うまでもないが、その表面側周囲７にキズ等があると、ここに機能液（インク）が付着し易くなり、飛行曲がり等のインクジェットヘッドの吐出不良を招くことになる。

レーザー変位計１８は、いわゆる２次元レーザー変位計（いわゆるラインタイプ）が採用されており、上記した透過照明１７に付設するように配設されている。この場合、レーザー変位計１８はノズル列５方向に直交するように延在しており（上記のテーパー部６の直径より長い）、マザープレート１の高さを計測する他、上記のテーパー部６の凹凸（テーパ面の凹凸状態）を計測する。なお、認識カメラ１４とレーザー変位計１８とのノズル列５方向における距離は、ノズル孔３間ピッチより短いことが好ましいが、ノズル孔３間ピッチより長くてもよい。

マザープレート１の高さ計測において、レーザー変位計１８は、認識カメラ１４より先行して、マザープレート１の高さを計測することができるように、マザープレート１の移動方向に対して、認識カメラ１４より先方するように配設されている。なお、レーザー変位計１８と認識カメラ１４との距離が予め計測（キャリブレーション）されているため、レーザー変位計１８と認識カメラ１４との距離から、レーザー変位計１８とマザープレート１の裏面までの距離およびマザープレート１の厚さを差し引くことで、認識カメラ１４とマザープレート１の表面までのフォーカシング距離を算出するようになっている。

テーパー部６の凹凸計測においてレーザー変位計１８は、移動テーブル１３と協働してテーパー部６を走査するように、テーパー部６の多点の高さを計測し、この計測結果からテーパー部６に凹み（キズ）や突起（異物４３）があるか否かを検出する。すなわち、テーパー部６におけるテーパー面の不良を検査する。なお、テーパー部６の不良は、ノズル孔３への機能液（インク）の流れを乱すため、結果的に飛行曲がり等のインクジェットヘッドの吐出不良を招くことになる。

図３に示すように、制御装置１９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１５を制御するＺドライバ３４と、が備えられている。

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プレート２の基準値（ノズル孔３の径およびテーパー部６のレーザー変位計１８に対する高さデータ）、各ノズル孔３の位置情報および各ノズル孔３に対する認識カメラ１４によるフォーカシングの距離などを記憶する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。

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。

次に、図４ないし図６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に対して順次行い、各ノズル孔３の表面側周囲７およびテーパー部６におけるキズ等の不良と、メニスカス形成位置８（表面側から約２５μｍのノズル孔３内）における異物４３の有無と、を一括して調べるものである。マザープレート１は、上記したように、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における検査方法について説明する。

検査方法は、認識カメラ１４とノズル孔３近傍のノズルプレート２の表面との距離を、レーザー変位計１８を用いてノズル孔３単位（ノズル孔３毎）で計測する計測工程（Ｓ１）と、この計測結果に基づいて、各ノズル孔３の表面側周囲７に対する認識カメラ１４のフォーカシング距離を調整するフォーカシング調整工程（Ｓ２）と、各ノズル孔３の表面側周囲７、裏面側のテーパー部６における不良、および各ノズル孔３における異物４３の有無を検査する検査工程（Ｓ３）と、から成る繰返し工程を、ノズルプレート２をＸ軸方向（ノズル列５方向）に送りながらノズル孔３毎に行う（Ｓ４）。

また、上記の検査工程では、レーザー変位計１８を用いてテーパー部６の凹凸を計測し、テーパー部６における不良を検査する裏面検査工程（Ｓ３−１）と、フォーカシング調整工程の後、各ノズル孔３の表面側周囲７を画像認識し、各ノズル孔３の表面側周囲７における不良を検査する表面検査工程（Ｓ３−２）と、フォーカシング調整工程の後、各メニスカス形成位置８を画像認識し、各ノズル孔３における異物４３の有無を検査する孔内検査工程（Ｓ３−３）と、を実施する。なお、裏面検査工程、表面検査工程および孔内検査工程における良好あるいは不良の判断となる基準値は、予め良品と判断されたノズルプレート２の検査結果をもとに、一定の閾値を持たせて設定されている。

計測工程（計測動作）では、移動テーブル１３によりノズルプレート２を移動させると共に、レーザー変位計１８によりノズルプレート２の裏面までの高さ情報を取得する。具体的には、レーザー変位計１８は、テーパー部６を除いたその周囲（ノズル孔３の近傍）までの距離を計測する。そして、レーザー変位計１８によるテーパー部６を除いた周囲の計測結果に基づき、上記したように、ノズル孔３（実際には、ノズル孔３の近傍）の位置における認識カメラ１４によるフォーカシング距離を算出する。その後、ノズルプレート２の移動速度と移動時間とから算出したノズル孔３の位置情報に基づいて、移動テーブル１３により検査するノズル孔３が認識カメラ１４の直下に位置するようにノズルプレート２を間欠的に移動させるが、その移動中にフォーカシング調整工程を実施する。

フォーカシング調整工程（フォーカシング調整動作）では、計測工程で算出したフォーカシング距離に基づいて、認識カメラ１４をＺテーブル１５により適宜上下させて、認識カメラ１４のフォーカシング距離を調整する。なお、ノズルプレート２の間欠的な移動およびフォーカシング調整工程は、同時に行われるため、認識カメラ１４の直下に検査するノズル孔３が位置した状態では、ダイレクトにノズル孔３を撮像可能となる。

裏面検査工程（裏面検査）は、上記した計測工程と同時に行われるものであり、移動テーブル１３とレーザー変位計１８との協働により、ノズル列５に直交する方向の多点のテーパー部６までの高さ（テーパー部６の凹凸）を連続的に計測する。すなわち、検査するノズル孔３のテーパー部６を、レーザー変位計１８により走査するようにして、テーパー部６の凹凸（面の形状）を計測する。そして、その計測結果とテーパー部６の形状基準となるテーブルを比較し、異物４３の有無（不良）を検査する。具体的には、テーパー部６の各計測結果が、それに対応する基準値の範囲内であった場合には、「異物なし（良好）」と判断され、基準値の範囲外であった場合には、「異物あり（不良）」と判断される。

表面検査工程（表面検査）では、反射照明１６を駆動させてノズル孔３の表面側周囲７を撮像する。撮像画像は、２値化処理され、先ず輪郭の複数点から近似円を求め、この近似円の径が、基準となるノズル孔３の径と略合致した場合（所定の範囲内に納まっている場合）には、撮像画像に基づいて、影（黒色）として写り込んだノズル孔３の表面側周囲７の傷やシミの有無を判断する。一方、近似円の径が基準径の範囲外であった場合には、「不良」と判断される。

孔内検査工程（孔内検査）では、反射照明１６と透過照明１７とを切り替えて、ノズル孔３の内部を画像認識する。これにより、ノズル孔３が白色にその他の部分が黒色に認識され、２値化処理される。なお、ノズル孔３の表面側周囲７およびノズル孔３の内部は、認識カメラ１４により取り込まれているが、表面側周囲７は、２値化処理により黒色部分として認識される。この場合、認識カメラ１４の被写界深度の範囲内に存在するため、新たにフォーカシングしなくてもノズル孔３の内部（主としてメニスカス形成位置８）の異物４３を撮像することができる。具体的には、２値化した処理画像４１から円形のノズル孔３を求め（図６（ａ）参照）、この円形のノズル孔３の内側に存在する黒色部分を異物４３と認定し、異物４３の位置および面積を求める（図６（ｂ）参照）。ここで、異物４３の面積が基準値以上であればメニスカス形成位置８には「異物あり（不良）」と判定され、基準値以内であればメニスカス形成位置８には「異物なし（良好）」と判断される。なお、表面検査工程および孔内検査工程は、いずれが先に行われてもよい。以上により１のノズル孔３に対する検査が終了する。

そして、この作業を検査しているノズル孔３を含むノズル列５における最後のノズル孔３まで繰り返し行うことで１列分のノズル列５近傍の検査が終了する。次に、移動テーブル１３を駆動して、図５（ａ）に示したように、一段下のノズル列５に移行し同様の検査を実施する。これらをもう一度繰り返すことで、１枚のノズルプレート２の検査を終了する。なお、本実施形態においては、レーザー変位計１８を透過照明１７に対して一側方に付設するように配設しているが、透過照明１７に対して両側方に付設するように２つ配設してもよい。このような構成によれば、上記のノズル列５近傍の検査を一方向のみでなく、両方向から（移動テーブル１３の往復動を利用して）行うことができるため、検査時間を短縮することができる。

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プレート２の検査を行う。

なお、認識カメラ１４およびレーザー変位計１８のノズル列５方向における距離がノズル孔３間のピッチより長かった場合には、複数のノズル孔３に対する計測工程および表面検査工程が先に行われることになる。係る場合には、計測工程の計測結果に基づいて算出した複数のノズルプレート２の高さ情報およびノズル孔３の位置情報を記憶しておき、計測工程が終了したノズル孔３に対してフォーカシング調整工程、表面検査工程および孔内検査工程が行われる度に、対応するノズル孔３に対する高さ情報および位置情報を呼び出して使用するようにしてもよい。また、表面検査工程および孔内検査工程を行う直前の計測工程の計測結果を用いてもよい。

以上の構成によれば、単一の検査装置１１により、各ノズル孔３のテーパー部６（裏面側周囲）の不良、各ノズル孔３の表面側周囲７の不良および各ノズル孔３のメニスカス形成位置８（内部）の異物４３の有無を同時に検査することができるため、短時間で、ノズルプレート２（マザープレート１）を一括して検査することができる。

２…ノズルプレート ３…ノズル孔 １１…検査装置 １２…セットステージ １３…移動テーブル １４…認識カメラ １５…Ｚテーブル １６…反射照明 １７…透過照明 １８…レーザー変位計

Claims (5)

1. インクジェットヘッドに組み込まれ、複数のノズル孔を有するノズルプレートを、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、
   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、
   吐出側となる前記各ノズル孔の表面側周囲、および前記各ノズル孔の内部を画像認識する単一の画像認識手段と、
   前記画像認識手段を昇降させて、前記画像認識手段のフォーカシング距離を調整する昇降手段と、
   前記各ノズル孔の表面側周囲の画像認識に際し、表面側から前記各ノズル孔の表面側周囲を照明する反射照明と、
   前記各ノズル孔の内部の画像認識に際し、裏面側から前記各ノズル孔の内部を照明する透過照明と、
   前記ノズルプレートの高さ位置を計測するレーザー変位計と、
   前記移動テーブル、前記画像認識手段、前記昇降手段、前記反射照明、前記透過照明および前記レーザー変位計を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記ノズルプレートを前記ノズル列方向に前記ノズル孔単位で間欠的に移動させながら、
   前記各ノズル孔近傍の前記ノズルプレートの高さ位置を計測する計測動作と、
   この計測結果に基づいて、前記ノズル孔単位で前記フォーカシング距離を調整するフォーカシング調整動作と、
   前記フォーカシング調整動作の後、前記各ノズル孔の表面側周囲を画像認識させ、前記各ノズル孔の表面側周囲における不良を検査する表面検査と、
   前記フォーカシング調整動作の後、前記各ノズル孔の内部を画像認識させ、前記各ノズル孔における異物の有無を検査する孔内検査と、
   から成る繰返し動作を、連続して実施することを特徴とするノズルプレートの検査装置。
2. 前記レーザー変位計は、前記ノズル列方向に直交する方向に延在するラインタイプのもので構成され、且つ、裏面側から前記ノズルプレートの裏面の高さ位置を計測すると共に、前記各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測するものであり、
   前記制御手段による前記繰返し動作には、
   前記各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測させ、前記各ノズル孔の裏面側周囲における不良を検査する裏面検査が、含まれ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。
3. 前記制御手段は、前記各表面検査と前記各孔内検査とを、前記画像認識手段の視野内に前記ノズル孔と共に前記表面側周囲を取り込んだ状態で、前記反射照明と前記透過照明とを切り替えて、実施することを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの検査装置。
4. インクジェットヘッドに組み込まれ、複数のノズル孔を有するノズルプレートを、単一の画像認識手段を用いて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方法であって、
   前記ノズルプレートを前記ノズル列方向に前記ノズル孔単位で間欠的に移動させながら、
   前記画像認識手段と吐出側となる前記各ノズル孔近傍の前記ノズルプレートとの距離を、レーザー変位計を用いて前記ノズル孔単位で計測する計測工程と、
   この計測結果に基づいて、前記各ノズル孔の表面側周囲に対する前記画像認識手段のフォーカシング距離を調整するフォーカシング調整工程と、
   前記フォーカシング調整工程の後、前記各ノズル孔の表面側周囲を画像認識し、前記各ノズル孔の表面側周囲における不良を検査する表面検査工程と、
   前記フォーカシング調整工程の後、前記各ノズル孔の内部を画像認識し、前記各ノズル孔における異物の有無を検査する孔内検査工程と、
   から成る繰返し工程を、連続して実施することを特徴とするノズルプレートの検査方法。
5. 前記レーザー変位計は、前記ノズル列方向に直交する方向に延在するラインタイプのもので構成され、
   前記繰返し工程には、
   前記レーザー変位計を用いて前記各ノズル孔の裏面側周囲の凹凸を計測し、前記各ノズル孔の裏面側周囲における不良を検査する裏面検査工程が、含まれることを特徴とする請求項４に記載のノズルプレートの検査方法。

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