JP2011131483A - インクジェットヘッドの吐出検査方法、インクジェットヘッドの吐出検査装置、およびこれを備えた液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの吐出不良を精度良く検査できるインクジェットヘッドの吐出検査方法、吐出検査装置、およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させて、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程（Ｓ０１）と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程（Ｓ０２）と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程（Ｓ０３）と、生成した検査ドット画像から真円度を算出する真円度算出工程（Ｓ０４）と、算出した検査ドット画像の真円度が所定の閾値を越えたときに、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程（Ｓ０５）と、を備えたインクジェットヘッドの吐出検査方法、吐出検査装置、およびこれを備えた液滴吐出装置を提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェットヘッドから検査ターゲットに液滴を吐出・着弾させて、インクジェットヘッドの吐出不良を検査するインクジェットヘッドの吐出検査方法、インクジェットヘッドの吐出検査装置、およびこれを備えた液滴吐出装置に関する。

従来、吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルから複数の液滴を吐出し、検査ワーク（検査ターゲット）上に液滴が着弾して得られたドット列の電子画像を取り込み、ドット列の基準直線からの各ドットのずれ量を取得することによって、着弾ドットの位置ずれを検出するドットずれ検出方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−２８４４０６号公報

ところで、インクジェットヘッドの吐出ノズルから吐出される液滴は、尾を引くように紡錘形になってノズル面から離れ、飛行中に球形になって着弾する。しかし、ノズル面の撥水性、液滴の表面張力（粘度）、相対移動速度、ペーパーギャップ等により、吐出ノズルから吐出される液滴が長く尾を引き、球形になる前に着弾することがある。かかる場合には、インクジェットヘッドに対して相対的に移動する描画対象に液滴を吐出すると、液滴の本体から相対移動方向と逆方向に伸びたインク尾の先端に形成されたインク玉が、本体の着弾ドットの外端からはみ出て着弾する場合がある。このはみ出した部分を、以下「サテライト」と称呼するが、サテライトは、着弾精度を損なうだけでなく混色の原因ともなる。
上記の従来の検査方法では、このようにサテライトの生じた不良ドットは、正常ドットとは異なる形状をしているにもかかわらず、着弾位置が正しい場合、検出することができない。すなわち、上記の方法は、着弾ドットの位置レベルでしか不良ドットを判断できず、インクジェットヘッドの吐出不良を精度よく検査することができない。

本発明は、上記の点に鑑み、インクジェットヘッドの吐出不良を精度良く検査することのできるインクジェットヘッドの吐出検査方法、インクジェットヘッドの吐出検査装置、およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。

本発明のインクジェットヘッドの吐出検査方法は、インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、生成した検査ドット画像から真円度を算出する真円度算出工程と、算出した検査ドット画像の真円度が所定の閾値を越えたときに、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のインクジェットヘッドの吐出検査装置は、インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、生成した検査ドット画像から真円度を算出する真円度算出手段と、算出した検査ドット画像の真円度が所定の閾値を越えたときに、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、真円度算出工程および真円度算出手段において、検査ドット画像（着弾ドット）の真円度を算出するため、インクジェットヘッドから検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットの形状の異常、主にサテライトの発生を厳密に判定することができる。よって、着弾ドットの位置ずれやドット抜け等の重大な吐出不良が発生する前に、インクジェットの吐出不良を検出することができるため、精度のよい吐出検査を行うことができる。

本発明の他のインクジェットヘッドの吐出検査方法は、インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、生成した検査ドット画像を囲む最小矩形の短辺および長辺の比を算出する最小矩形辺比算出工程と、算出した検査ドット画像の最小矩形辺比が所定の閾値を越えたときに、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の他のインクジェットヘッドの吐出検査装置は、インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、生成した前記検査ドット画像を囲む最小矩形の短辺および長辺の比を算出する最小矩形辺比算出手段と、算出した検査ドット画像の最小矩形辺比が所定の閾値を越えたときに、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、最小矩形辺比算出工程および最小矩形辺比算出手段において、検査ドット画像（着弾ドット）を囲む最小矩形の短辺および長辺の比を算出するため、インクジェットヘッドから検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットの形状の異常、主にサテライトの発生を厳密に判定することができる。よって、着弾ドットの位置ずれやドット抜け等の重大な吐出不良が発生する前に、インクジェットの吐出不良を検出することができるため、精度のよい吐出検査を行うことができる。

本発明のさらに他のインクジェットヘッドの吐出検査方法は、インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、生成した前記検査ドット画像に、独立した２つのドットが近接して存在するか否かを検出する検出工程と、２つのドットが近接して存在する場合に、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のさらに他のインクジェットヘッドの吐出検査装置は、インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、インクジェットヘッドに対し記検査ターゲットを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、生成した前記検査ドット画像に、独立した２つのドットが近接して存在するか否かを検出する検出手段と、２つのドットが近接して存在する場合に、インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、検出工程および検出手段において、着弾ドットを基にした検査ドット画像に、独立した２つのドットが近接して存在するか否かを検出するため、同ノズルから吐出されたと推定される２つのドットを検出することができる。すなわち、形状・位置が吐出不良と判定されない着弾ドットであっても、近接した他のドットを検出することで、同ノズルから複数の着弾ドットが異なる位置に形成される吐出不良（主にサテライトの発生）を検出することができ、精度の良い吐出検査を行うことができる。

この場合、検出工程と判定工程との間に、２つのドットの面積を算出する面積算出工程と、基準着弾位置に近い一方のドットＳ１が、正常ドットの最小面積＜Ｓ１＜正常ドットの最大面積となる第１面積範囲にあるか否か、および基準着弾位置から離れた他方のドットＳ２が、塵埃の想定最大面積＜Ｓ２＜正常ドットの最小面積となる第２面積範囲にあるか否か、を判定するプレ判定工程と、を更に備え、判定工程では、２つのドットが近接して存在する場合であって、且つ各ドットが第１面積範囲および第２面積範囲内にある場合に、インクジェットヘッドを吐出不良と判定することが好ましい。

上記の構成によれば、面積算出工程およびプレ判定工程において、検出工程で検出された独立且つ近接した２つのドットが存在する検査ドット画像のうち、検査ターゲットに付着した塵埃が画像認識されたものを排除することができる。このため、同ノズルから複数の着弾ドットが異なる位置に形成される吐出不良（サテライト）を確実に検出することができる。

これら場合、判定工程後に、判定工程において吐出不良と判定されたインクジェットヘッドのクリーニングを指令するクリーニング指令工程を、さらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、クリーニング指令工程により、インクジェットヘッドの吐出不良を早期に解消し、良好な吐出を保つことができる。また、吐出不良と判定されたインクジェットヘッドのみをクリーニングするよう指令するため、効率のよいクリーニングを行うことができる。

これらの場合、判定工程後に、判定工程において吐出不良と判定されたインクジェットヘッドの該当吐出ノズルを不使用吐出ノズルとする旨、指令する不使用ノズル指令工程を、さらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、不使用ノズル指令工程により、不良吐出を直ちに解消することができるため、不良吐出による不良品の製造を最小限に抑えることができる。

本発明の液滴吐出装置は、描画データに基づいてインクジェットヘッドを吐出駆動し、ワークに描画を行なう液滴吐出装置であって、上記のインクジェットヘッドの吐出検査装置を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、精度の良いインクジェットヘッドの吐出検査を行うことにより、インクジェットヘッドの吐出を良好に保ち、高品位な描画を行うことのできる液滴吐出装置を提供することができる。

液滴吐出装置の平面模式図である。 インクジェットヘッドの外観斜視図である。 検査吐出された着弾ドット列の一部を模式的に表した図である。 サテライトを有した着弾ドットの一例を模式的に表した図である。 第１および第２の吐出検査方法のフローチャートである。 第３の吐出検査方法のフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入したインクジェットヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成（描画）するものである。さらに、液滴吐出装置は、この描画（本吐出）の前後に検査吐出を行い、インクジェットヘッドの吐出性能を検査する。具体的には、吐出・着弾された着弾ドットの不良を判定し、インクジェットヘッドの吐出不良を検査する。

図１に示すように、液滴吐出装置１は、描画時において主走査方向となるＸ軸方向に延在して、ワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２と、Ｘ軸テーブル２を跨ぐように架け渡され、描画時において副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テーブル３に移動自在に吊設され、複数（１２個）のインクジェットヘッド８がそれぞれ搭載された複数のキャリッジユニット４と、を備えている。液滴吐出装置１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の駆動と同期して、インクジェットヘッド８を選択的に吐出駆動させることにより、ワークＷに所定の描画を実施する。なお、キャリッジユニット４は、各図において４つのみ図示しており、また、インクジェットヘッド８は、各図において１つのキャリッジユニット４につき１つのみ図示している。

また、液滴吐出装置１は、吸引ユニット１５、ワイピングユニット１６およびフラッシングユニット１７を有し、インクジェットヘッド８をメンテナンスするメンテナンス装置５と、検査吐出のターゲットとなるロール紙ユニット１８および画像認識ユニット（ドット認識手段）１９を有し、インクジェットヘッド８の吐出検査を行う吐出検査装置６と、を備えている。吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６は、後述するメンテナンスエリア１２に配設され、フラッシングユニット１７およびロール紙ユニット１８は、描画エリア１１と後述する検査エリア１３との間で移動自在に配設され、さらに画像認識ユニット１９は、検査エリア１３に配設されている。

さらに、液滴吐出装置１は、これら構成装置を統括制御する制御装置（図示省略）を備えると共に、これら構成装置を収容するチャンバ７を備えている。チャンバ７は、プレハブ形式のグリーンブースの形態を有し、その内部は、常時換気を行って、内部雰囲気を一定の温度等に雰囲気調和されている。なお、制御装置は、後述するインクジェットヘッド８の吐出検査も統括的に制御する。

Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の交差領域には、ワークＷに描画処理を行う描画エリア１１が設定され、描画エリア１１からＹ軸方向に外れたＹ軸テーブル３の移動領域には、吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６を配設したメンテナンスエリア１２が設定されている。また、描画エリア１１からＸ軸方向に外れたＸ軸テーブル２の一方の移動領域には、上記の吐出検査装置６を配設した検査エリア１３が設定され、他方の移動領域には、ワークＷを除給するための除給材エリア１４が設定されている。

Ｘ軸テーブル２は、Ｘ軸方向に延在する一対のＸ軸ガイドレール（移動軸）２１，２１と、一対のＸ軸ガイドレール２１，２１に搭載され、ワークＷを吸着セットするセットテーブル２２と、セットテーブル２２をＸ軸ガイドレール２１に沿って移動させるセットテーブル移動機構２３と、フラッシングユニット１７をＸ軸ガイドレール２１に沿って移動させるフラッシング移動機構２４と、ロール紙ユニット１８をＸ軸ガイドレール２１に沿って移動させるロール紙ユニット移動機構２５と、を有している。

セットテーブル移動機構２３、フラッシング移動機構２４およびロール紙ユニット移動機構２５は、これら機構に対応する３つのスライダを有するリニアモーターで構成されており、セットテーブル２２、フラッシングユニット１７およびロール紙ユニット１８は、Ｘ軸ガイドレール２１上を個別に移動可能に構成されている。また、一対のＸ軸ガイドレール２１は、除給材エリア１４、描画エリア１１および検査エリア１３を縦断するように延在している。また、セットテーブル２２およびフラッシングユニット１７を、単一のスライダにより一体として移動させるようにしてもよい（図示省略）。

Ｙ軸テーブル３は、Ｘ軸テーブル２を跨いでＹ軸方向に延在する一対のＹ軸ガイドレール２６，２６と、一対のＸ軸ガイドレール２１，２１に掛け渡すように搭載され、各キャリッジユニット４をそれぞれ吊設した複数のブリッジプレート（図示省略）と、各ブリッジプレートを介して複数のキャリッジユニット４をＹ軸ガイドレール２６に沿って移動させるキャリッジ移動機構２７と、を有している。キャリッジ移動機構２７は、複数のキャリッジユニット４（複数のブリッジプレート）に対応する複数のスライダを有するリニアモーターで構成されており、各キャリッジユニット４を個別に移動可能に構成されている（複数のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能）。また、一対のＹ軸ガイドレール２６，２６は、描画エリア１１を横断してメンテナンスエリア１２まで延びており、Ｙ軸テーブル３は、描画時にインクジェットヘッド８（キャリッジユニット４）を副走査するほか、メンテナンス時にキャリッジユニット４をメンテナンスエリア１２に臨ませる。

各キャリッジユニット４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）のインクジェットヘッド８と、１２個のインクジェットヘッド８を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレートと、から成るヘッドユニット（図示省略）を備えている。なお、ヘッドユニットには、１２個のインクジェットヘッド８が、後述のノズル列３９がＹ軸方向と平行方向になるように配設されている。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニットをθ回転可能に支持するθ回転機構と、θ回転機構を介して、ヘッドユニットをブリッジプレートに支持させる吊設部材（いずれも図示省略）と、を備えている。なお、キャリッジユニット４の個数および各キャリッジユニット４に搭載されるインクジェットヘッド８の個数は任意である。

図２に示すように、インクジェットヘッド８は、２連の接続針３４を有する機能液導入部３１と、機能液導入部３１に連なるヘッド基板３２と、ヘッド基板３２に連なり機能液を吐出するヘッド本体３３と、を備えている。機能液導入部３１は、図外の機能液供給装置から機能液の供給を受ける。また、ヘッド本体３３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部３５と、複数の吐出ノズル３７が形成されたノズル面３８を有するノズルプレート３６と、を有している。ノズルプレート３６に形成された複数の吐出ノズル３７は、等間隔に並べられており、ノズル列３９を２列形成している。そして、２列のノズル列３９は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設されている。インクジェットヘッド８は、制御装置（図示省略）から送られる描画データに基づいた駆動波形が、ヘッド基板３２を介して各ポンプ部３５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル３７から選択的に機能液を吐出する。

図１に示すように、メンテナンスエリア１２に配設した吸引ユニット１５は、複数のキャリッジユニット４と同数の個別吸引ユニット４８から構成されている。各個別吸引ユニット４８は、１２個のインクジェットヘッド８に対応する１２個のヘッドキャップを有するキャップユニットと、キャップユニットに連なる吸引機構と、キャップユニットを昇降させる昇降機構（いずれも図示省略）と、を備えている。個別吸引ユニット４８は、保管用・機能液吸引用の密接位置と、フラッシング用の離間位置と、ヘッドユニットの交換やキャップユニットの消耗品交換用の交換位置と、の間でキャップユニットを３段階に昇降させる。

ワイピングユニット１６は、描画エリア１１および吸引ユニット１５間に配設されており、ワイピングシートをロール状に巻回した繰出しリールと、繰出しリールから繰出されたワイピングシートを巻取る巻取りリールと、両リール間に掛け渡されたワイピングシートをインクジェットヘッド８に押し付ける押圧ローラー（いずれも図示省略）と、を有している。ワイピングユニット１６は、押圧ローラーを介してインクジェットヘッド８にワイピングシートを押し付けながら、ワイピングシートを走行させ、さらに全体をＸ軸方向に移動させて、各キャリッジユニット４のインクジェットヘッド８のノズル面３８を払拭する。

フラッシングユニット１７は、セットテーブル２２に対して検査エリア１３側に配設されており、フラッシング移動機構２４によりＸ軸ガイドレール２１に対してスライド自在に支持されている。フラッシングユニット１７は、インクジェットヘッド８から吐出された機能液を受けるフラッシングボックスと、フラッシングボックス内に溜まった機能液を吸引して排出する吸引排出機構（共に図示省略）と、を備えている。フラッシングユニット１７は、ワークＷの除給時に、インクジェットヘッド８からの捨て吐出（フラッシング）を受けて、インクジェットヘッド８の機能液吐出を安定させる。

なお、図示では省略したが、セットテーブル２２のＸ軸方向両端部には、一対の描画前フラッシングユニットが配設されており、往動および復動の描画動作に移行した移動中のインクジェットヘッド８からフラッシングを受けるようになっている。

上記したように、吐出検査装置６は、描画エリア１１からＸ軸方向に外れたＸ軸テーブル２の一方の領域に設定された検査エリア１３に配設されており、ロール紙ユニット１８および画像認識ユニット１９から構成されている。吐出検査に際し、ロール紙ユニット１８は、キャリッジユニット４（インクジェットヘッド８）の直下に移動して、インクジェットヘッド８（検査吐出手段）から検査吐出を受けた後、画像認識ユニット１９の直下に移動して画像認識に供される。

ロール紙ユニット１８は、フラッシングユニット１７に対して検査エリア１３側に配設されており、ロール紙ユニット移動機構２５によりＸ軸ガイドレール２１に対してスライド自在に支持されている。ロール紙ユニット１８は、ロール状に巻回した検査シート４４を吸着載置する検査ステージ４１と、検査ステージ４１に検査シート４４（検査ターゲット）を繰出す繰出し機構４２と、検査後の検査シート４４を巻取る巻取り機構４３と、を備えている。ロール紙ユニット１８は、繰出し機構４２により繰出された検査シート４４を、検査ステージ４１に吸着させた状態で、インクジェットヘッド８からの検査吐出を受ける。そして、ロール紙ユニット１８は、巻取り機構４３により、検査後の検査シート４４を巻取ると共に、新たな検査シート４４を検査ステージ４１に繰出す。

画像認識ユニット１９は、ロール紙ユニット１８に上方から臨むカメラ５１と、カメラ５１を支持するカメラ台５２と、Ｘ軸テーブル２を跨ぐように架け渡され、カメラ台５２をＹ軸方向にスライド自在に支持するカメラフレーム５３と、カメラ台５２を介してカメラ５１をカメラフレーム５３に沿ってＹ軸方向に移動させるカメラ移動機構と、を有している。カメラフレーム５３は、Ｘ軸テーブル２の両側方に配設された複数本の支柱５４と、支柱５４に支持され、Ｙ軸方向に延在する一対のカメラガイド５５，５５と、から構成されており、全体として門型に形成されている。画像認識ユニット１９は、カメラ台５２を介してカメラ５１をＹ軸方向に移動させながら、検査シート４４に検査吐出された着弾ドットＤを数ドットずつ連続して画像認識する。なお、カメラ５１は、複数台設けられていてもよく、係る場合には、画像認識時間を短縮することができる。

さらに、制御装置（検査ドット画像生成手段・判定手段）は、画像認識ユニット１９により画像認識した着弾ドットＤを、画像処理し、不良判定を行う（詳しくは後述する）。
なお、請求項にいう吐出検査装置は、吐出検査装置６（ロール紙ユニット１８および画像認識ユニット１９）および制御装置に相当する。

続いて、吐出検査を含めた液滴吐出装置１における一連の動作について説明する。セットテーブル２２を除給材エリア１４に移動し、ワークＷを交換すると共に新しいワークＷを位置決めセットしている間に、インクジェットヘッド８の直下において、先ずフラッシングユニット１７が移動し、インクジェットヘッド８からの捨て吐出を受け、続いてロール紙ユニット１８が移動し、インクジェットヘッド８による検査吐出が行われる。なお、この検査吐出では、描画時のワークＷと同様に、ロール紙ユニット１８（検査シート４４）を主走査方向（Ｘ軸方向）に移動させながら、インクジェットヘッド８の全吐出ノズル３７から吐出が行われる。

ワークＷのセットおよび検査吐出が終了したら、ロール紙ユニット１８、フラッシングユニット１７およびセットテーブル２２をＸ軸方向（検査エリア１３側）に移動させ、ロール紙ユニット１８は検査エリア１３に、セットテーブル２２は描画エリア１１に、それぞれ送り込まれる。そして、フラッシングユニット１７がキャリッジユニット４の直下を通過し、セットテーブル２２の端部がキャリッジユニット４の直下に達したら、インクジェットヘッド８によりワークＷへの描画（本吐出）を開始する。

一方、検査吐出後のロール紙ユニット１８が画像認識ユニット１９の直下に達したら、ロール紙ユニット１８の移動を停止させる。続いて、画像認識ユニット１９を駆動して検査吐出により吐出・着弾した着弾ドットＤを画像認識して、吐出不良を検査する（詳しくは後述する）。また、描画エリア１１では、ワークＷを主走査方向（Ｘ軸方向）に往復動させると共に、キャリッジユニット４を適宜、副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させ、ワークＷに対して所定の描画が行われる。すなわち、描画エリア１１において、ワークＷへの描画を実施している間に、検査エリア１３において、着弾ドットＤの吐出検査が実施される。

ワークＷへの描画が終了すると、セットテーブル２２は除給材エリア１４に移動し、同時に、フラッシングユニット１７がキャリッジユニット４の直下に移動する。ここで、新旧ワークＷの除給材が実施されると共に、給材されたワークＷのアライメントが実施される。またこれと並行して、キャリッジユニット４からフラッシングユニット１７にフラッシングが行われ、インクジェットヘッド８のメニスカスが良好に維持される。さらに、この間に吐出検査終了後のロール紙ユニット１８が、再び描画エリア１１に移動し、次の検査吐出に備える。以上の動作を繰り返すことで、ワークＷへの描画中およびワークＷの除給材中に、インクジェットヘッド８の吐出検査が行われる。

なお、吐出検査の結果から、制御装置は、吐出不良と判定された吐出ノズル３７の使用中止の指令や、吐出不良と判定されたインクジェットヘッド８をクリーニングする旨の指令を出し、次回の描画に反映させる。吐出不良の吐出ノズル３７の使用中止指令（不使用ノズル指令工程）では、いわゆる描画データを一部補正し、吐出不良と判定された吐出ノズル３７に替えて、他の吐出ノズル３７を用いて描画を行う。一方、インクジェットヘッド８のクリーニング指令では（クリーニング指令工程）、インクジェットヘッド８を吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６に臨ませ、インクジェットヘッド８からの機能液吸引およびノズル面３８のワイピングを実施する。この場合には、これらのクリーニング後、再度検査吐出を実施して、インクジェットヘッド８の吐出が正常となったことを確認する。

以下、画像認識された各着弾ドットＤの不良を判定する方法を中心に吐出検査方法について詳細に説明する。先ず、吐出検査方法（判定方法）の説明に先立って、図３および図４を参照し、本吐出検査において不良と判定される着弾ドットＤの一例について説明する。

図３は、ロール紙ユニット１８の検査シート４４にインクジェットヘッド８の全吐出ノズル３７から検査吐出が行われた着弾ドットＤのドット列ＤＬの一部を模式的に表している。描画時のワークＷと同様に検査シート４４を主走査方向（Ｘ軸方向）に移動させながら吐出検査を行うことにより、着弾ドットＤ１，Ｄ２に示すような不良ドットが発生したものとする。
図４（ａ）は、吐出ノズル３７から吐出され飛行中の液滴６０の拡大縦断面図であり、図４（ｂ），（ｃ）は、図３の着弾ドットＤ１，Ｄ２のそれぞれの拡大正面図である。

図４（ａ）に示すように、吐出ノズル３７から吐出された液滴６０は、ノズル面３８の撥水性、液滴の表面張力（粘度）、液滴の飛行速度等により、液滴本体６１から吐出方向と逆方向にインク尾６２を引き、インク尾６２の先端には、液滴本体６１よりも小型のインク玉６３が形成される。この液滴６０が球形になる前に検査シート４４に着弾すると、キャリッジユニット４に対する検査シート４４の主走査方向の移動およびペーパーギャップ等により、インク玉６３が、液滴本体６１が着弾した本体着弾ドット６４の外端から、移動方向（主走査方向）と逆方向にはみ出て着弾し、サテライトドット６５が形成される（同図（ｂ）参照）。さらに、このサテライトドット６５が、本体着弾ドット６４の外端から離れて着弾する場合もある（同図（ｃ）参照）。このようなサテライトドット６５は、液滴６０の着弾精度を損なうだけでなく、その他の着弾ドットＤとの混色の原因ともなる。本吐出検査は、このようなサテライトドット６５の発生を想定して、３種の判定方法により、着弾ドットＤの不良を判定するものである。

図５のフローチャートを参照し、第１の吐出検査方法について説明する。先ず、検査シート４４に対して全吐出ノズル３７から機能液を吐出・着弾させる（Ｓ０１：検査吐出工程）。そして、画像認識ユニット１９により吐出・着弾した複数の着弾ドットＤを画像認識する（Ｓ０２：ドット認識工程）。画像認識された各着弾ドットＤは、制御装置にて画像処理され、検査ドット画像が生成される（Ｓ０３：検査ドット画像生成工程）。そして、制御装置により検査ドット画像における各着弾ドットＤの真円度Ａがそれぞれ算出される（Ｓ０４：真円度算出工程）。真円度Ａは、具体的に、Ａ＝Ｌ²／４ｘ²πＳ（Ｌ：境界線長、Ｓ：面積）により算出される。

真円の着弾ドットＤは真円度Ａ＝１であり、図４（ｂ）および（ｃ）に示すようなサテライトドット６５を有する着弾ドットＤは、真円度Ａ＞１となる。真円度算出工程の算出結果において、真円度Ａが所定の閾値を超えた着弾ドットＤは不良と判定され、この着弾ドットＤを吐出した吐出ノズル３７は吐出不良と判定される（Ｓ０５：判定工程）。制御装置は、吐出不良と判定された吐出ノズル３７があった場合（Ｓ０５；ＹＥＳ）、該当吐出ノズル３７について、不使用とする旨を指令し（Ｓ０６：不使用ノズル指令工程）、描画データを補正する。さらに、吐出不良と判定された吐出ノズル３７（不使用ノズル）の数が、１つのインクジェットヘッド８において所定数を越えた場合には（Ｓ０７；ＹＥＳ）、制御装置は、吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６により該当インクジェットヘッド８をクリーニング（機能回復）する旨を指令し（Ｓ０８：クリーニング指令工程）、吐出検査を終了する。
一方、吐出不良と判定された吐出ノズル３７がなかった場合（Ｓ０５；ＮＯ）、或いは、吐出不良と判定された吐出ノズル３７の数が、１つのインクジェットヘッド８において所定数を超えなかった場合は（Ｓ０７；ＮＯ）、そのまま吐出検査が終了される。

続いて、第２の吐出検査方法について説明する。この第２の吐出検査方法では、第１の吐出検査方法のＳ０１において真円度算出工程に替わって、各着弾ドットＤを囲む最小矩形の短辺の長さａと長辺の長さｂとの比（最小矩形辺比Ｂ＝ｂ／ａ）を算出する（最小矩形辺比算出工程）。真円の着弾ドットＤは最小矩形辺比Ｂ＝１であり、図４（ｂ）および（ｃ）に示すようなサテライトドット６５を有する着弾ドットＤは、最小矩形辺比Ｂ＞１となる。そして、判定工程においては、最小矩形辺比Ｂが所定の閾値を超えた着弾ドットＤが不良と判定され、この着弾ドットＤを吐出した吐出ノズル３７は吐出不良と判定される。その他の工程は、第１の判定方法による吐出検査方法と同様の工程を経る。

上記の第１および第２の吐出検査方法によれば、画像処理された着弾ドットＤの真円度Ａ或いは最小矩形辺比Ｂを算出するため、インクジェットヘッド８から検査シート４４に吐出・着弾した着弾ドットＤの形状の異常、主にサテライトドット６５の発生を厳密に判定することができる。よって、着弾ドットＤの位置ずれやドット抜け等の重大な吐出不良が発生する前に、インクジェットヘッド８の吐出不良を検出することができるため、精度のよい吐出検査を行うことができる。
なお、これらの第１および第２の吐出検査方法は、サテライトドット６５を有する着弾ドットＤのみならず、機能液の吐出不足等の原因による異常形状の着弾ドットＤの検出にも有効であることは言うまでもない。

最後に、図６のフローチャートを参照し、第３の吐出検査方法について説明する。本吐出検査方法は、図４（ｃ）に示すような、サテライトドット６５が本体着弾ドット６４の外端から離れて着弾した着弾ドットＤの検出に有効である。
第１および第２の吐出検査方法と同様に、検査吐出工程（Ｓ０１）、ドット認識工程（Ｓ０２）および検査ドット画像生成工程（Ｓ０３）を経た後、検査ドット画像における複数の着弾ドットＤのうち、例えば、制御装置に記憶された、各着弾ドットＤが着弾すべき基準着弾領域を示す基準着弾データと、検査ドット画像と、を照らし合わせることにより、１の基準着弾領域内に２つの独立した着弾ドットＤが存在するか否かを検出する（Ｓ０９：検出工程）。

２つの独立した着弾ドットＤが存在する場合（Ｓ０９；ＹＥＳ）、検出された２つの着弾ドットｄ１，ｄ２の面積Ｓをそれぞれ算出し（Ｓ１０：面積算出工程）、この算出結果から、基準着弾位置（基準着弾領域の中心）に近い一方の着弾ドットｄ１（本体着弾ドット６４と想定される）の面積Ｓ１が、正常ドットの最小面積＜Ｓ１＜正常ドットの最大面積となる第１面積範囲にあるか否か、基準着弾位置から離れた他方の着弾ドットｄ２（サテライトドット６５と想定される）の面積Ｓ２が、塵埃の想定最大面積＜Ｓ２＜正常ドットの最小面積となる第２面積範囲にあるか否か、を判定する（Ｓ１１：プレ判定工程）。プレ判定工において、面積Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ第１面積範囲および第２面積範囲の範囲内にあると判定され（Ｓ１１；ＹＥＳ）、２つの着弾ドットｄ１，ｄ２の外端の最短距離が所定の閾値を越えない場合、２つの着弾ドットｄ１，ｄ２は不良と判定される（Ｓ１２：判定工程）。その後、第１および第２の吐出検査方法と同様の工程を経て吐出検査を終了する。

一方、検出工程において、１の基準着弾領域内に２つの独立した着弾ドットｄ１，ｄ２が検出されなかった場合（Ｓ０９；ＮＯ）、プレ判定工程において、着弾ドットｄ１，ｄ２が全て第１面積範囲および第２面積範囲の範囲外にあると判定された場合（Ｓ１１；ＮＯ）、および不良ドット判定工程において、着弾ドットｄ１，ｄ２の外端の最短距離が全て所定の閾値を越えた場合（Ｓ１２；ＮＯ）、或いは、吐出不良と判定された吐出ノズル３７の数が、１つのインクジェットヘッド８において所定数を超えなかった場合（Ｓ０７；ＮＯ）、そのまま吐出検査が終了される。

上記の第３の吐出検査方法によれば、同一の吐出ノズル３７から吐出されたと推定される２つの着弾ドットｄ１，ｄ２を検出することができる。すなわち、形状・位置が吐出不良と判定されない着弾ドットＤであっても、近接した他の着弾ドットＤを検出することで、サテライトドット６５の発生を検出することができ、精度の良い吐出検査を行うことができる。また、特にサテライトドット６５と推定される着弾ドットｄ２の面積を算出することにより、検査シート４４に付着した塵埃が画像認識されたものを排除することができ、確実にサテライトドット６５を検出することができる。

上記の吐出検査装置６を搭載した液滴吐出装置１によれば、精度の良い吐出検査を行うことにより、インクジェットヘッド８の吐出を良好に保ち、高品位な描画を行うことができる。

なお、上記の３種の吐出検査方法をそれぞれ組み合わせる、或いは、上記の吐出検査方法に、着弾ドットＤの位置ずれ・ドット抜け等を検査する公知の吐出検査方法を組み合わせることで、より精度の良い吐出検査を実施することができる。

１：液滴吐出装置 ６：吐出検査装置 ８：インクジェットヘッド １８：ロール紙ユニット １９：画像認識ユニット ４４：検査シート ６０：液滴 ６４：本体着弾ドット ６５：サテライトドット Ｄ：着弾ドット Ａ：真円度 Ｂ：最小矩形辺比

Claims (10)

1. インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、
   生成した前記検査ドット画像から真円度を算出する真円度算出工程と、
   算出した前記検査ドット画像の真円度が所定の閾値を越えたときに、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査方法。
2. インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、
   生成した前記検査ドット画像を囲む最小矩形の短辺および長辺の比を算出する最小矩形辺比算出工程と、
   算出した前記検査ドット画像の最小矩形辺比が所定の閾値を越えたときに、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査方法。
3. インクジェットヘッドに対し検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出工程と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識工程と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成工程と、
   生成した前記検査ドット画像に、独立した２つのドットが近接して存在するか否かを検出する検出工程と、
   前記２つのドットが近接して存在する場合に、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査方法。
4. 前記検出工程と前記判定工程との間に、
   前記２つのドットの面積を算出する面積算出工程と、
   基準着弾位置に近い一方のドットＳ１が、正常ドットの最小面積＜Ｓ１＜正常ドットの最大面積となる第１面積範囲にあるか否か、および前記基準着弾位置から離れた他方のドットＳ２が、塵埃の想定最大面積＜Ｓ２＜正常ドットの最小面積となる第２面積範囲にあるか否か、を判定するプレ判定工程と、を更に備え、
   前記判定工程では、前記２つのドットが近接して存在する場合であって、且つ前記各ドットが前記第１面積範囲および前記第２面積範囲内にある場合に、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの吐出検査方法。
5. 前記判定工程後に、前記判定工程において吐出不良と判定された前記インクジェットヘッドのクリーニングを指令するクリーニング指令工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの吐出検査方法。
6. 前記判定工程後に、前記判定工程において吐出不良と判定された前記インクジェットヘッドの該当吐出ノズルを不使用吐出ノズルとする旨、指令する不使用ノズル指令工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの吐出検査方法。
7. インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、
   前記インクジェットヘッドに対し前記検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、
   生成した前記検査ドット画像から真円度を算出する真円度算出手段と、
   算出した前記検査ドット画像の真円度が所定の閾値を越えたときに、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査装置。
8. インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、
   前記インクジェットヘッドに対し前記検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、
   生成した前記検査ドット画像を囲む最小矩形の短辺および長辺の比を算出する最小矩形辺比算出手段と、
   算出した前記検査ドット画像の最小矩形辺比が所定の閾値を越えたときに、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査装置。
9. インクジェットヘッドの検査吐出を受ける検査ターゲットと、
   前記インクジェットヘッドに対し前記検査ターゲットを相対的に移動させながら、前記インクジェットヘッドから液滴を吐出・着弾させる検査吐出手段と、
   前記検査ターゲットに吐出・着弾した着弾ドットを画像認識するドット認識手段と、
   前記画像認識した着弾ドットを画像処理して検査ドット画像を生成する検査ドット画像生成手段と、
   生成した前記検査ドット画像に、独立した２つのドットが近接して存在するか否かを検出する検出手段と、
   前記２つのドットが近接して存在する場合に、前記インクジェットヘッドを吐出不良と判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの吐出検査装置。
10. 描画データに基づいてインクジェットヘッドを吐出駆動し、ワークに描画を行なう液滴吐出装置であって、
    請求項７ないし９に記載のインクジェットヘッドの吐出検査装置を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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