JP2012112688A

JP2012112688A - 検査装置

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Publication number: JP2012112688A
Application number: JP2010259835A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Maruyama; 祐一郎丸山; Hidefumi Tsutsui; 英史筒井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-11-22
Also published as: JP5664167B2

Abstract

【課題】従来の検査装置では、検査を効率化することが困難である。
【解決手段】ノズルプレート１１のノズル面側とは反対側からノズル孔を撮像する第１撮像装置２１ａと、第１撮像装置２１ａの光軸に対して同軸であり、第１の波長成分の光でノズルプレート１１を照明する第１照明２３ａと、ノズル面側から、ノズル面を撮像する第２撮像装置２１ｂと、第２撮像装置２１ｂの光軸に対して同軸であり、第２の波長成分の光でノズル面を照明する第２照明２３ｂと、第３の波長成分の光で、第２撮像装置２１ｂの光軸に対して傾斜した方向からノズル面を照明する第３照明と、第１撮像装置２１ａでの第１の波長成分の画像と第２の波長成分の画像とを合成して第１検査画像を生成し、第２撮像装置２１ｂでの第２の波長成分の画像と第３の波長成分の画像とを合成して第２検査画像を生成する画像処理装置２６と、を有する、ことを特徴とする検査装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、検査装置等に関する。

液状体を液滴として吐出することができる液滴吐出装置の１つとして、インクジェット装置が知られている。インクジェット装置では、インクなどの液状体を吐出ヘッドから液滴として吐出することができる。このようなインクジェット装置の吐出ヘッドでは、従来から、ノズル孔が形成されたノズルプレートを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２９０７９９号公報

吐出ヘッドでは、ノズルプレートの表面状態やノズル孔の状態などによって、吐出された液滴の飛行状態が変化することがある。このため、ノズルプレートの製造過程には、ノズルプレートの表面状態を検査する工程や、ノズル孔内の状態を検査する工程などが含まれている。ノズルプレートの表面状態やノズル孔内の状態の検査では、それぞれ、例えば、画像認識技術を活用することが考えられる。また、画像認識技術を活用する検査では、例えば、検査対象を撮像するカメラを有する検査装置が適用され得る。
これまで、ノズルプレートの表面状態やノズル孔内の状態を検査する工程では、それぞれ、互いに異なる検査装置が適用されてきた。これは、表面状態の検査に対する要求と、ノズル孔内の状態の検査に対する要求とが互いに異なっていることが理由の１つである。
ノズルプレートの表面状態の検査については、カメラの視野をノズルプレートの広い範囲にわたって広げたいという要求がある。これに対し、ノズル孔内の状態の検査については、ノズル孔という局所をカメラで大きく捉えたいという要求がある。
このように、従来の検査装置では、検査を効率化することが困難であるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。

［適用例１］互いに対向する第１面及び第２面の間を貫通する孔を有する検査対象物の前記第１面側から前記孔を撮像する第１撮像装置と、前記第１撮像装置の光軸に対して同軸であり、第１の波長成分の光で前記検査対象物を前記第１面側から照明する第１照明と、前記検査対象物の前記第２面側から、前記孔を含めた状態で前記第２面を撮像する第２撮像装置と、前記第２撮像装置の光軸に対して同軸であり、前記第１の波長成分とは異なる第２の波長成分の光で前記検査対象物を前記第２面側から照明する第２照明と、前記第１の波長成分及び前記第２の波長成分とは異なる第３の波長成分を含む光で、前記検査対象物の前記第２面側から、且つ前記第２撮像装置の光軸に対して傾斜した方向から前記検査対象物の前記第２面を照明する第３照明と、前記第１撮像装置での前記第１の波長成分の画像と、前記第１撮像装置での前記第２の波長成分の画像とを合成して第１検査画像を生成し、前記第２撮像装置での前記第２の波長成分の画像と、前記第２撮像装置での前記第３の波長成分の画像とを合成して第２検査画像を生成する画像処理部と、を有する、ことを特徴とする検査装置。

この適用例の検査装置では、第１撮像装置での第１の波長成分の画像に、孔の輪郭が示され得る。また、第１撮像装置での第２の波長成分の画像に、孔の内周面の様子が示され得る。そして、これらの画像を合成した第１検査画像に基づいて、孔の内周面に異物があるかどうかを把握することができる。
また、この検査装置では、第２面側から孔を含めた第２面を撮像する第２撮像装置が設けられている。第２撮像装置での第２の波長成分の画像には、孔の輪郭が示され得る。また、第２撮像装置での第３の波長成分の画像には、第２面の表面状態が示され得る。そして、これらの画像を合成した第２検査画像に基づいて、孔の位置と第２面の表面状態とを把握することができる。例えば、第２面に損傷があった場合、第２検査画像に基づいて、第２面に損傷があることを検出することができるとともに、孔に対する損傷の位置を把握することもできる。
上述したように、この検査装置では、検査対象物の第１面側から孔内の状態を検査することができるとともに、検査対象物の第２面側から第２面の表面状態を検査することができる。この結果、検査対象物にかかる検査を効率化しやすくすることができる。

［適用例２］上記の検査装置であって、前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｒ色・Ｇ色・Ｂ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする検査装置。

この適用では、互いに明確に異なる波長成分を使用することができるため、画像処理において、各々の波長成分に明確に区別したうえで画像処理を行うことができる。また、可視光線の範囲で検査対象物の表面検査を行うことができるため、人の目による確認も容易になる。

［適用例３］上記の検査装置であって、前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｙ色・Ｍ色・Ｃ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする検査装置。

［適用例４］上記の検査装置であって、前記検査対象物がインクジェットヘッドのノズルプレートであり、
前記孔が、前記ノズルプレートに形成したノズル孔であることを特徴とする検査装置。

この適用では、検査装置を用いた検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレートを除外することができる。これにより、基準を満たすノズルプレートのみを確実に選別でき、高品位なインクジェットヘッドを製造することができる。

インクジェットヘッドの構成を説明する図。本実施形態における検査装置の概略の構成を示す図。本実施形態におけるセットテーブルとノズルプレートとの関係を説明する図。本実施形態における検査方法のフローチャート。本実施形態における第１検査画像の生成の流れを説明する図。本実施形態における第２検査画像の生成の流れを説明する図。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る孔内検査方法を適用した検査装置について説明する。この検査装置は、検査対象物（インクジェットヘッドのノズルプレート等）を撮像し、その撮像した画像からノズルプレートに形成されたノズル孔の内部に異物があるかどうかやノズル面の外観などを検査するものである。

検査装置２の説明に先立ち、図１を参照して、検査対象物の説明をする。本実施形態における検査対象物は、インクジェットヘッド１のノズル面（表面）５を構成するノズルプレート１１である。インクジェットヘッド１の斜視図である図１（ａ）に示すように、ノズルプレート１１のノズル面５には、２列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されている。各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個のノズル孔１２で構成されている。なお、ノズル列ＮＬの数およびノズル孔１２の数は、任意である。

ノズルプレート１１の一部を示す斜視図である図１（ｂ）に示すように、ノズルプレート１１の裏面には、シリコンキャビティ１３が接着され、シリコンキャビティ１３には、接着フィルム１４が接着されている。シリコンキャビティ１３は、各ノズル孔１２を囲むように配設され、ノズル孔１２の数に対応する数の圧力室１５と、各圧力室１５に供給するための機能液を貯留する共通室１６と、各圧力室１５と共通室１６とをつなぐ供給路１７と、を構成している。接着フィルム１４は、シリコンキャビティ１３の上面の仕切りとして接着されている。接着フィルム１４の上面の各圧力室１５に対応する位置には、ノズルプレート１１の断面図である図１（ｃ）に示すように、圧電素子６が配設されている。圧電素子６は、圧電体７を一対の電極８で挟持した構成を有している。

インクジェットヘッド１に導入された機能液（インク）は、共通室１６から供給路１７を介して圧力室１５に流れ、ここに貯留される。そして、圧電素子６に電圧を印加することにより圧力室１５に体積変化が生じ、各ノズル孔１２から機能液が液滴として吐出される。したがって、ノズル孔１２の内部に異物４がある場合、液滴の吐出量が変化したり、液滴が吐出されない等の不具合が生じる。また、異物４に先に吐出した液滴が付着し、その後の液滴の吐出方向が曲がる等の問題も生じる。
各ノズル孔１２は、テーパー部１２ａと、ストレート部１２ｂと、を有している。テーパー部１２ａは、ノズルプレート１１の圧力室１５側に設けられている。ストレート部１２ｂは、ノズルプレート１１のノズル面５側に設けられている。テーパー部１２ａは、ノズル面５側から圧力室１５側に向かって、孔の内径が広がっている。このため、ノズル面５側からストレート部１２ｂを介してテーパー部１２ａの内部を観察することができない。

次に、図２を参照して、検査装置２の説明をする。検査装置２は、第１撮像装置２１ａと、第２撮像装置２１ｂと、ワークセット治具２２と、第１照明２３ａと、第２照明２３ｂと、第３照明２４と、画像処理装置２６と、電源２７と、電源２８と、を有している。
第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂは、それぞれ、ノズルプレート１１を撮像する。ワークセット治具２２は、ノズルプレート１１を位置決めして固定するための治具である。第１照明２３ａは、第１撮像装置２１ａの光学系の光軸上でノズルプレート１１を照明する同軸落射照明である。第２照明２３ｂは、第２撮像装置２１ｂの光学系の光軸上でノズルプレート１１を照明する同軸落射照明である。第３照明２４は、第１撮像装置２１ａの下端部に装着され、ノズルプレート１１の表面を斜めから照明するリング照明である。
画像処理装置２６は、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂのそれぞれにより撮像した画像情報が取り込まれ、各種画像処理を行う。電源２７は、第３照明２４に電力を供給する。電源２８は、第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂのそれぞれに電力を供給する。なお、電源２８側に光源を設け、光ファイバーにより光を導き、ノズルプレート１１を照明するようにしてもよい。

ワークセット治具２２は、ノズルプレート１１を位置決め固定するセットテーブル４１と、セットテーブル４１にセットされたノズルプレート１１を直交軸（Ｘ軸・Ｙ軸）上で移動させる移動テーブル４２と、移動テーブル４２を支持する複数（４本）の脚部４３と、を備えている。
セットテーブル４１は、全体が透明アクリル樹脂製で構成され、セットテーブル４１の中央部は、透明なフィルム（図示省略）で構成されている。透明なフィルムは、ノズルプレート１１の２列のノズル列ＮＬを包含する大きさに形成されている。
ノズルプレート１１は、図３に示すように、ノズル面５が上側に向けられ、ノズル面５とは反対側の面９が下側に向けられた状態で、セットテーブル４１にセットされる。

第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂは、それぞれ、図２に示すように、装置本体３１と、カメラ本体３２と、を備えている。各カメラ本体３２は、図示しないＣＣＤイメージセンサーを有している。各カメラ本体３２は、カラー撮像可能なカメラであり、ＣＣＤイメージセンサーに色信号を抽出するための原色（「Ｒ（赤）」、「Ｇ（緑）」、「Ｂ（青）」）のカラーフィルターが取り付けられている（単板方式）。なお、原色に対して補色の関係にある「Ｃ，Ｍ，Ｙ」のカラーフィルターを用いてもよいし、３ＣＣＤ方式のカメラを用いてもよい。また、撮像方式としては、ＣＣＤ方式に限られたものではなく、ＣＭＯＳ方式等、その他どのような撮像方式でもよい。
各装置本体３１は、一端をカメラ本体３２のＣＣＤイメージセンサーに連なるように接続した鏡筒３３と、鏡筒３３の他方の端部に接続した対物レンズ３４と、を備えている。

第１撮像装置２１ａは、ノズルプレート１１の下側、すなわち面９（図３）に臨んでいる。第１撮像装置２１ａの対物レンズ３４は、ワークセット治具２２に固定したノズルプレート１１の下側、すなわち面９（図３）に臨んでいる。第１撮像装置２１ａは、ノズル孔１２（図３）のストレート部１２ｂの輪郭に焦点が合うように調整されている。
第２撮像装置２１ｂは、ノズルプレート１１の上側、すなわちノズル面５（図３）に臨んでいる。第２撮像装置２１ｂの対物レンズ３４は、ワークセット治具２２に固定したノズルプレート１１の上側、すなわちノズル面５（図３）に臨んでいる。第２撮像装置２１ｂは、ノズルプレート１１のノズル面５（図３）に焦点が合うように調整されている。
なお、本実施形態では、第２撮像装置２１ｂにおいて、一のノズル列ＮＬにおける４個のノズル孔１２が一度に撮像される。しかし、撮像範囲はカメラ本体３２や対物レンズ３４の仕様により異なるものであり、一度に撮像するノズル孔１２の数は、任意である。

移動テーブル４２は、セットテーブル４１をノズル列ＮＬの方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸テーブル４４と、Ｘ軸テーブル４４をＸ軸と直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル４５と、を備えている。移動テーブル４２は、画像処理装置２６に接続され、画像処理装置２６により、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動が制御される。これにより、第１撮像装置２１ａや第２撮像装置２１ｂの撮像範囲（画角）に合わせてノズルプレート１１を移動することができ、ノズルプレート１１の表面に形成された全てのノズル孔１２を撮像することができる。なお、移動テーブル４２を省略して、第１撮像装置２１ａや第２撮像装置２１ｂを移動させる構成としてもよいし、作業者がセットテーブル４１上のノズルプレート１１を手作業で動かしてもよい。
なお、Ｘ軸テーブル４４の中央部には、セットテーブル４１より僅かに小さく形成されたＸ軸透過開口４４ａが形成され、同様にＹ軸テーブル４５の中央部には、Ｘ軸透過開口４４ａより大きく形成されたＹ軸透過開口４５ａが形成されている。

第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂは、それぞれ、装置本体３１の鏡筒３３から枝分かれして、鏡筒３３に沿うように配設された同軸落射ケース５１と、同軸落射ケース５１に配設された同軸落射ＬＥＤ部５２と、同軸落射ケース５１に配設された反射ミラー５３と、を備えている。また、第１照明２３ａ及び第２照明２３ｂは、それぞれ、電源２８に接続され、適正且つ安定した電力が供給されるようになっている。
第１照明２３ａは、青色（Ｂ）ＬＥＤを用いた青色の照明であり、同軸落射ＬＥＤ部５２から照射された青色の光は、同軸落射ケース５１内のレンズ（図示省略）で集光され、反射ミラー５３および鏡筒３３内に配設されたハーフミラー５４で反射して、第１撮像装置２１ａの光軸と同一軸でノズルプレート１１を、面９側（図３）から照らす。
第２照明２３ｂは、赤色（Ｒ色）ＬＥＤを用いた赤色の照明であり、同軸落射ＬＥＤ部５２から照射された赤色の光は、同軸落射ケース５１内のレンズ（図示省略）で集光され、反射ミラー５３および鏡筒３３内に配設されたハーフミラー５４で反射して、第２撮像装置２１ｂの光軸と同一軸でノズルプレート１１を、ノズル面５側（図３）から照らす。

第３照明２４は、第２撮像装置２１ｂの対物レンズ３４の外側に環状に添設されており、複数の点光源であるハロゲンランプ（図示省略）を環状に配設したリング照明本体６１と、リング照明本体６１の下側に接続され、光の照射角度を変更するリング治具６２と、を備えている。また、第３照明２４は、電源２７に接続され、適正且つ安定した電力が供給されるようになっている。リング治具６２は、その内側が鏡面加工されており、リング照明本体６１から照射された光（ハロゲン光）は、リング治具６２の内側で反射して、ノズルプレート１１に対して３０°の角度で照射される。リング治具６２を通過した光は、第２撮像装置２１ｂの撮像範囲に該当するノズルプレート１１のノズル面５に集光する。これにより、第２撮像装置２１ｂでの撮像に必要な光を集めることができる。なお、リング治具６２は、上記したものに限られず、例えば、プリズムやレンズ等で構成してもよい。すなわち、第２撮像装置２１ｂの撮像範囲に集光するべく、リング照明本体６１から照射された光の照射角度を変更できるものであればよい。また、上記したノズルプレート１１に対しての第３照明２４からの光の角度（３０°）は一例であり、撮像条件に合わせて任意に変更することが好ましい。

画像処理装置２６は、画像処理のための作業領域（一時記憶領域）として使用されるＲＡＭ７１と、画像処理に用いる各種データおよび各種プログラムを記憶（保存）するＨＤＤ７２と、ＨＤＤ７２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ＣＰＵ７３と、ＣＰＵ７３による各種処理を行うための制御プログラムおよび制御データを記憶するＲＯＭ７４と、を有している。また、画像処理装置２６には、キーボードやマウス等の入力デバイス７５、ディスプレイ７６等が接続されており、画像処理装置２６は、ＩＯＣ７７（Input Output Controller）を介して、カメラ本体３２と接続されている。

本実施形態の検査装置２の画像処理装置２６によるノズルプレート１１の検査方法について説明する。本実施形態における検査方法では、ノズル孔１２の内部（内周面）に異物４があるか否かと、ノズルプレート１１のノズル面５の表面状態と、を検査することができる。
本実施形態における検査方法は、図４に示すように、撮像工程Ｓ１と、色成分抽出工程Ｓ２と、画像処理工程Ｓ３と、画像合成工程Ｓ４と、を含む。
撮像工程Ｓ１では、第１撮像装置２１ａによる撮像と、第２撮像装置２１ｂによる撮像とを行う。第１撮像装置２１ａによる撮像では、面９（図３）側から、ノズル孔１２の輪郭を含めた状態で面９を撮像することによって、後述する第１撮像画像を取得する。また、第２撮像装置２１ｂによる撮像では、ノズル面５（図３）側から、ノズル孔１２を含めた状態でノズル面５を撮像することによって、後述する第２撮像画像を取得する。

色成分抽出工程Ｓ２では、第１撮像画像からＲ色・Ｂ色の色成分別の画像を抽出し、第２撮像画像からＲ色・Ｇ色の色成分別の画像を抽出する。
画像処理工程Ｓ３では、第１撮像画像及び２撮像画像ごとに、それぞれの色成分別の画像に画像処理を施すことによって、処理画像を生成する。
画像合成工程Ｓ４では、第１撮像画像及び２撮像画像ごとに、色成分別の処理画像同士を合成することによって、後述する第１検査画像及び第２検査画像を生成する。

撮像工程Ｓ１に先立ち、作業者は、検査対象物となるノズルプレート１１をワークセット治具２２の所定位置に固定する。撮像工程Ｓ１では、第１照明２３ａ、第２照明２３ｂ及び第３照明２４をすべて点灯させた状態で、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂのそれぞれにより、撮像を行う。
本実施形態では、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法とが、並行して行われる。しかしながら、検査方法の態様は、これに限定されず、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法とを別々に実施する態様も採用され得る。さらに、この場合、第１撮像装置２１ａによる検査方法と、第２撮像装置２１ｂによる検査方法との実施順序は、いずれが先でも後でもよい。
以下においては、第１撮像装置２１ａによる検査方法の流れと、第２撮像装置２１ｂによる検査方法の流れとを個別に説明する。

まず、第１撮像装置２１ａによる検査方法の流れを説明する。
第１撮像装置２１ａによって撮像された画像情報は、ＩＯＣ７７（図２）を介して画像処理装置２６に第１撮像画像８１（図５（ａ）参照）として取り込まれる。なお、図５では、１つのノズル孔１２について、各工程で生成される画像を模式的に示している。
色成分抽出工程Ｓ２では、第１撮像画像８１から、「Ｒ（赤）」、「Ｂ（青）」の各色成分（波長成分）の画像を抽出し、図５（ｂ）に示す赤色成分画像８２及び青色成分画像８３の色成分画像を生成する。各色の波長成分は、明確に異なる波長成分からなるものであり、色成分ごとの画像に簡単に抽出することができる。また、可視光線の範囲で当該検査を行うため、画像処理装置２６による検査が困難な場合にも、人の目による確認が容易になる。さらに、１度の撮像工程Ｓ１で、複数（本実施形態では２つ）の画像を生成することができるため、撮像工程Ｓ１に係る時間を短縮することができ、検査対象物の検査に要する時間を短縮することができる。

青色成分画像８３は、第１照明２３ａから照射された青色光の波長成分（第１の波長成分）を抽出することで生成される。第１照明２３ａからの青色光は、第１撮像装置２１ａの光軸と同軸で照射されているため、ノズル孔１２内では上方に通過してしまい、反射（または散乱）することはないが、その他のノズルプレート１１の面９で反射等して、その反射光（または散乱光）が第１撮像装置２１ａに入射する。したがって、青色成分画像８３では、ノズル孔１２の内部は黒色に表示され、その他のノズルプレート１１の面９は青色に表示される。つまり、青色成分画像８３では、正確な位置および大きさのノズル孔１２の輪郭のみが明確に黒色に表示される。

赤色成分画像８２は、第２照明２３ｂから照射された赤色光の波長成分（第２の波長成分）を抽出することで生成される。第２照明２３ｂからの赤色光は、ノズル孔１２内を通過して第１撮像装置２１ａに入射する。したがって、赤色成分画像８２では、ノズル孔１２の内部は赤色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５は黒色に表示される。
この際、第２照明２３ｂからの赤色光は、ノズル孔１２の内周面に反射または散乱した成分も第１撮像装置２１ａに入射するため、赤色成分画像８２において、ノズル孔１２の輪郭は、若干ぼやけて、実際の大きさよりも大きく表示される。また、ノズル孔１２の内部に異物４が付着している場合、上方から投射された赤色光は、その異物４の部分で遮られる。このため、ノズル孔１２内の異物４も赤色成分画像８２において黒色に表示される。したがって、赤色成分画像８２では、ノズル孔１２の輪郭内（赤色）に異物４（黒色）が表示されていても、その異物４が、実際にノズル孔１２の内部に付着したものか否かを、赤色成分画像８２で判断することはできない。

画像処理工程Ｓ３では、画像処理装置２６が赤色成分画像８２および青色成分画像８３に各々２値化処理を行い、図５（ｃ）に示す赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５の２値化画像を各々生成する。２値化処理は、設定した閾値により行われる。２値化処理された赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５は、それぞれ白黒の画像となる。赤色成分処理画像８４では、位置および大きさが正確なノズル孔１２の輪郭が強調される。同様に、青色成分処理画像８５では、ノズル孔１２の内部に存在する異物４が強調される。このように、色成分抽出工程Ｓ２を経た赤色成分画像８２および青色成分画像８３に対して、画像処理工程Ｓ３を行うことで、複雑な画像処理を施すことなく、ノズル孔１２および異物４を誤検出することのない正確な２値化画像（赤色成分処理画像８４および青色成分処理画像８５）を得ることができる。なお、２値化処理における画像の輝度の閾値は、固定閾値法、自動２値化法、モード法および判別分析法等の既知の手法や、ユーザーが実験或いは経験等に基づいて、任意に求める。

画像合成工程Ｓ４では、画像処理工程Ｓ３で生成した赤色成分処理画像８４と青色成分処理画像８５との両画像間で論理和（ＯＲ）演算を行う。これにより、図５（ｄ）に示す中間検体画像８６が得られる。中間検体画像８６では、ノズル孔１２内の異物４のみが「黒」で表示される。
次いで、中間検体画像８６に対して、否定（ＮＯＴ）演算を行い、白黒を反転させる（異物４が「白」）ことによって、図５（ｅ）に示す第１検査画像８７が得られる。そして、この第１検査画像８７により、画像処理装置２６は、ノズル孔１２の内部に存在する異物４を検出する。ノズル孔１２の位置および大きさが正確に表示された赤色成分処理画像８４と、ノズル孔１２の内部の異物４が表示された青色成分処理画像８５と、を画像処理（論理演算）して生成された第１検査画像８７では、ノズル孔１２と異物４との位置関係が明確になり、ノズル孔１２の内部（内周面）に異物４があるかどうかを正確に且つ確実に検出することができる。なお、中間検体画像８６に対する否定演算に代えて、中間検体画像８６の「明」成分（画像の輝度値が「０」）と、それ以外の成分とで２値化処理を実行した画像を第１検査画像８７としてもよい。また、検査に用いるプログラムによっては、否定演算を省略して、中間検体画像８６により異物４を検出するようにしてもよい。

以上の構成によれば、１度の撮像工程Ｓ１で、複数の画像を生成することができ、孔内検査全体に要する時間を短縮することができる。また、簡単な画像処理の手順で異物４を正確に且つ確実に検出可能な第１検査画像８７を生成することができる。この孔内検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレート１１を除外することができる。これにより、高品位なインクジェットヘッド１の製造が可能となる。

次に、第２撮像装置２１ｂによる検査方法の流れを説明する。
第２撮像装置２１ｂによって撮像された画像情報は、ＩＯＣ７７（図２）を介して画像処理装置２６に第２撮像画像９１（図６（ａ）参照）として取り込まれる。なお、図６では、４つのノズル孔１２について、各工程で生成される画像を模式的に示している。
色成分抽出工程Ｓ２では、第２撮像画像９１から、「Ｒ（赤）」、「Ｇ（緑）」の各色成分（波長成分）の画像を抽出し、図６（ｂ）に示す赤色成分画像９２及び緑色成分画像９３の色成分画像を生成する。各色の波長成分は、明確に異なる波長成分からなるものであり、色成分ごとの画像に簡単に抽出することができる。また、可視光線の範囲で当該検査を行うため、画像処理装置２６による検査が困難な場合にも、人の目による確認が容易になる。さらに、１度の撮像工程Ｓ１で、複数（本実施形態では２つ）の画像を生成することができるため、撮像工程Ｓ１に係る時間を短縮することができ、検査対象物の検査に要する時間を短縮することができる。

赤色成分画像９２は、第２照明２３ｂから照射された赤色光の波長成分（第２の波長成分）を抽出することで生成される。第２照明２３ｂからの赤色光は、第２撮像装置２１ｂの光軸と同軸で照射されているため、ノズル孔１２内では下方に通過してしまい、反射（または散乱）することはないが、その他のノズルプレート１１のノズル面５で反射等して、その反射光（または散乱光）が第２撮像装置２１ｂに入射する。したがって、赤色成分画像９２では、ノズル孔１２の内部は黒色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５は赤色に表示される。つまり、赤色成分画像９２では、正確な位置および大きさのノズル孔１２の輪郭のみが明確に黒色に表示される。なお、第３照明２４からのハロゲン光にも赤色の波長成分が含まれているが、この赤色の波長成分は、第２照明２３ｂの赤色光よりも弱く、且つ波長成分も異なるため、第２撮像装置２１ｂでは撮像されず、赤色成分画像９２に表示されることはない。

緑色成分画像９３は、第３照明２４から照射されたハロゲン光に含まれる緑色光の波長成分（第３の波長成分）を抽出することで生成される。
第３照明２４からの光は、第２撮像装置２１ｂの光軸に対して傾斜した方向に照射される。このため、第３照明２４からの光のうちノズル面５で反射した反射光は、本来的には、第２撮像装置２１ｂに入射しない。しかし、ノズル面５に傷などの損傷３がある場合には、第３照明２４からの光のうち損傷３で反射した光は、第２撮像装置２１ｂに入射し得る。したがって、緑色成分画像９３では、損傷３が緑色に表示され、その他のノズルプレート１１のノズル面５が黒色に表示される。

画像処理工程Ｓ３では、画像処理装置２６が赤色成分画像９２および緑色成分画像９３に各々２値化処理を行い、図６（ｃ）に示す赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５の２値化画像を各々生成する。２値化処理は、設定した閾値により行われる。２値化処理された赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５は、それぞれ白黒の画像となる。赤色成分処理画像９４では、位置および大きさが正確なノズル孔１２の輪郭が強調される。同様に、緑色成分処理画像９５では、ノズル面５に存在する損傷３が強調される。このように、色成分抽出工程Ｓ２を経た赤色成分画像９２および緑色成分画像９３に対して、画像処理工程Ｓ３を行うことで、複雑な画像処理を施すことなく、ノズル孔１２および損傷３を誤検出することのない正確な２値化画像（赤色成分処理画像９４および緑色成分処理画像９５）を得ることができる。なお、２値化処理における画像の輝度の閾値は、固定閾値法、自動２値化法、モード法および判別分析法等の既知の手法や、ユーザーが実験或いは経験等に基づいて、任意に求める。

画像合成工程Ｓ４では、画像処理工程Ｓ３で生成した赤色成分処理画像９４と緑色成分処理画像９５との両画像間で排他的論理和（ＸＯＲ）演算を行う。これにより、図６（ｄ）に示す中間検体画像９６が得られる。中間検体画像９６では、ノズル孔１２及び損傷３が「黒」で表示される。
次いで、中間検体画像９６に対して、否定（ＮＯＴ）演算を行い、白黒を反転させる（ノズル孔１２及び損傷３が「白」）ことによって、図６（ｅ）に示す第２検査画像９７が得られる。そして、この第２検査画像９７により、画像処理装置２６は、吐出性能の低下の要因となる損傷３を検出する。ノズル孔１２の位置および大きさが正確に表示された赤色成分処理画像９４と、損傷３が表示された緑色成分処理画像９５と、を画像処理（論理演算）して生成された第２検査画像９７では、ノズル孔１２と損傷３との位置関係が明確になり、吐出性能の低下の要因となる損傷３があるかどうかを正確に且つ確実に検出することができる。なお、中間検体画像９６に対する否定演算に代えて、中間検体画像９６の「明」成分（画像の輝度値が「０」）と、それ以外の成分とで２値化処理を実行した画像を第２検査画像９７としてもよい。また、検査に用いるプログラムによっては、否定演算を省略して、中間検体画像９６により損傷３を検出するようにしてもよい。

本実施形態によれば、１度の撮像工程Ｓ１で、複数の画像を生成することができ、検査全体に要する時間を短縮することができる。また、簡単な画像処理の手順で損傷３を正確に且つ確実に検出可能な第２検査画像９７を生成することができる。この検査により、吐出液滴の曲りやノズル詰り等の吐出不良が生じる可能性のあるノズルプレート１１を除外することができる。これにより、高品位なインクジェットヘッド１の製造が可能となる。

また、本実施形態では、ノズルプレート１１の面９側からノズル孔１２内の状態を検査することができるとともに、ノズルプレート１１のノズル面５側からノズル面５の表面状態を検査することができる。この結果、ノズルプレート１１にかかる検査を効率化しやすくすることができる。
また、本実施形態では、ノズル面５の表面状態の検査に対して、第２撮像装置２１ｂの視野を広い範囲にわたって広げても、ノズル孔１２内の状態検査に対して、ノズル孔という局所を第１撮像装置２１ａで大きく捉えることができる。つまり、本実施形態では、ノズル面５の広範的な表面状態の検査に対する要求と、局所的なノズル孔１２内の状態の検査に対する要求とを満足することができる。この結果、ノズルプレート１１にかかる検査を一層効率化しやすくすることができる。

また、本実施形態では、第１撮像装置２１ａと第２撮像装置２１ｂとが互いに対向しているので、第１撮像装置２１ａ及び第２撮像装置２１ｂの一方が撮像し得ない部分を他方に撮像させることができる。例えば、本実施形態では、ノズルプレート１１のテーパー部１２ａを第２撮像装置２１ｂで撮像することができない。しかしながら、第１撮像装置２１ａは、テーパー部１２ａを撮像することができる。このため、第１撮像装置２１ａによって、ノズルプレート１１のテーパー部１２ａの状態を検査することができる。

なお、本実施形態では、第１の波長成分として第１照明２３ａからの青色光を、第２の波長成分として第２照明２３ｂからの赤色光を、第３の波長成分として第３照明２４からの光に含まれる緑色光が採用されている。しかしながら、第１の波長成分、第２の波長成分及び第３の波長成分は、相互に色成分が異なっていれば、いずれがＲ色でもＧ色でもＢ色でもよい。「Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色」のうち、任意の２色の色成分の組み合わせであればよい。また、色成分は、「Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色」に限定されず、「Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色」のうち、任意の２色の色成分の組み合わせでもよい。つまり、波長成分の異なる画像を抽出（分解）することができれば、どのような色（波長）でもよく、可視光線と不可視光線との別も問わない。

１…インクジェットヘッド、２…検査装置、３…損傷、４…異物、５…ノズル面、９…面、１１…ノズルプレート、１２…ノズル孔、１２ａ…テーパー部、１２ｂ…ストレート部、２１ａ…第１撮像装置、２１ｂ…第２撮像装置、２３ａ…第１照明、２３ｂ…第２照明、２４…第３照明、２６…画像処理装置、８１…第１撮像画像、８２…赤色成分画像、８３…青色成分画像、８４…赤色成分処理画像、８５…青色成分処理画像、８６…中間検体画像、８７…第１検査画像、９１…第２撮像画像、９２…赤色成分画像、９３…緑色成分画像、９４…赤色成分処理画像、９５…緑色成分処理画像、９６…中間検体画像、９７…第２検査画像。

Claims

互いに対向する第１面及び第２面の間を貫通する孔を有する検査対象物の前記第１面側から前記孔を撮像する第１撮像装置と、
前記第１撮像装置の光軸に対して同軸であり、第１の波長成分の光で前記検査対象物を前記第１面側から照明する第１照明と、
前記検査対象物の前記第２面側から、前記孔を含めた状態で前記第２面を撮像する第２撮像装置と、
前記第２撮像装置の光軸に対して同軸であり、前記第１の波長成分とは異なる第２の波長成分の光で前記検査対象物を前記第２面側から照明する第２照明と、
前記第１の波長成分及び前記第２の波長成分とは異なる第３の波長成分を含む光で、前記検査対象物の前記第２面側から、且つ前記第２撮像装置の光軸に対して傾斜した方向から前記検査対象物の前記第２面を照明する第３照明と、
前記第１撮像装置での前記第１の波長成分の画像と、前記第１撮像装置での前記第２の波長成分の画像とを合成して第１検査画像を生成し、前記第２撮像装置での前記第２の波長成分の画像と、前記第２撮像装置での前記第３の波長成分の画像とを合成して第２検査画像を生成する画像処理部と、を有する、
ことを特徴とする検査装置。
前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｒ色・Ｇ色・Ｂ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記第１の波長成分および前記第２の波長成分は、Ｙ色・Ｍ色・Ｃ色のうち２色の色成分の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記検査対象物がインクジェットヘッドのノズルプレートであり、
前記孔が、前記ノズルプレートに形成したノズル孔であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置。