JP2020049462A - インクジェット塗布装置およびノズル検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の吐出口を備えたノズル部の各吐出口から吐出される液滴の吐出量を短時間で精度良く算出することができる装置および方法を提供する。【解決手段】ノズル部２と、検査面３と、相対移動部４とを備え、液滴を吐出させる吐出口ｈの状態を検査するノズル検査モードを有するインクジェット塗布装置１であって、光源５と、干渉色画像撮像部６と、膜厚測定部７と、制御部９を備え、ノズル検査モードは、第１の方向と直交する方向に相対移動部を移動させながら、ノズル部の吐出口それぞれから複数の液滴Ｌを所定間隔で吐出させて、検査面上に着弾させる複数の液滴が互いにオーバーラップした液滴集合体を形成させ、当該液滴集合体の干渉色画像を干渉色画像撮像部で撮像させ、当該干渉色画像に基づいて液滴集合体の膜厚分布を膜厚測定部で測定させる。【選択図】図１

Description

本発明は、液滴を吐出させるノズル部を備えたインクジェット塗布装置および、そのノズル検査方法に関する。

フラットパネルディスプレイや半導体などの製造工程において、インクジェット、ディスペンサ、静電スプレーなどの塗布技術が実用化されてきている。この技術の課題として、膜厚均一化がある。この対策のためには、各ノズルの吐出量をより正確かつより高速に測定することが重要である。

例えば、検査面に吐出／着弾させた塗液（つまり、液滴）の体積等を垂直走査型光干渉計で測定する技術が提案されている（特許文献１）。

また、垂直走査型光干渉計で干渉色相をカラースケールと比較して、基板に塗布した液滴の等高線を検出し、液滴の面積・体積を測定する技術が提案されている（特許文献２）。

また、干渉色のモデル適合により膜厚測定を行う技術（特許文献３）や、半透明膜（着色透明膜）の光の吸収係数を考慮して膜厚測定を行う技術（特許文献４）が知られている。

特開２０１０−２４０５０３号公報 特許第４４２４１６５号公報 特許第６２８４７０５号公報 国際公開第２０１６／１４７７８２号

特許文献１に開示された、垂直走査型光干渉式では、検査面を静止して撮像する必要がある。そのため、検査対象ノズルが多数ある場合、撮像のために静止させ、別の場所を撮像するために移動させる、一連の動作を繰り返す必要があり、時間がかかるといった課題があった。

一方、特許文献２に開示された、色相情報による膜厚測定では、各色相と膜厚値との関係が照明系・光学系・対象表面など多くの要因で変化するという課題があった。

また、特許文献３，４には、インクジェット塗布装置の液滴を測定するために好適な構成については開示されていない。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、多数の吐出口を備えたノズル部の各吐出口から吐出される液滴の吐出量を短時間で精度良く算出することができる装置および方法を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
液滴を吐出させる吐出口が第１の方向に複数並んで配置されたノズル部と、
液滴を着弾させる検査面と、
ノズル部と検査面とを相対移動させる相対移動部とを備え、
吐出口のうち検査対象とする吐出口から検査面に向けて液滴を吐出させて、当該吐出口の状態を検査するノズル検査モードを有するインクジェット塗布装置であって、
液滴が着弾した検査面に向けて照明光を照射するための光源と、
検査面に着弾した液滴の干渉色画像を撮像する干渉色画像撮像部と、
干渉色画像に基づいて液滴の膜厚分布を測定する膜厚測定部と、
ノズル部の各吐出口の液滴吐出動作および相対移動部を制御する制御部を備え、
ノズル検査モードは、
第１の方向と直交する方向に相対移動部を移動させながら、ノズル部の吐出口それぞれから複数の液滴を所定間隔で吐出させて、検査面上に着弾させる複数の液滴が互いにオーバーラップした液滴集合体を形成させ、
当該液滴集合体の干渉色画像を干渉色画像撮像部で撮像させ、
当該干渉色画像に基づいて液滴集合体の膜厚分布を膜厚測定部で測定させる
ことを特徴としている。

また、本発明に係る別の一態様は、
液滴を吐出させる吐出口が第１の方向に複数並んで配置されたノズル部を備えたインクジェット塗布装置のノズル検査方法であって、
液滴を着弾させる検査面とノズル部とを相対移動させる相対移動ステップと、
液滴を吐出口から吐出させて検査面に着弾させる液滴着弾ステップと、
検査面の液滴が着弾した部位に向けて照明光を照射する照明光照射ステップと、
検査面の液滴が着弾した部位の干渉色画像を撮像する干渉色画像撮像ステップと、
干渉色画像に基づいて液滴の膜厚分布を測定する膜厚測定ステップを有し、
液滴着弾ステップでは、
第１の方向と直交する方向に相対移動部を移動させながら、ノズル部の吐出口それぞれから複数の液滴を所定間隔で吐出させて、検査面上に着弾させる複数の液滴が互いにオーバーラップした液滴集合体を形成させ、
液滴集合体の膜厚分布に基づいて、検査面上に形成された液滴集合体の膜厚分布を計測することを特徴としている。

これら態様によれば、ノズル部の各吐出口から複数の液滴を吐出させるのでバラツキを平均化して吐出量を測定することができ、１度の撮像でこれら液滴の吐出量を正確に測定することができる。また、ノズル部の各吐出口から複数の液滴を吐出させる際、相対移動部を移動させながら縦長の液滴領域を形成するので隣の液滴どうしが混ざってしまうのを防ぐことができる。

本発明によれば、ノズル部の各吐出口から吐出される液滴の吐出量を、短時間で、吐出ばらつきを平均化して精度良く算出することができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるノズル部を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における液滴形成状態を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における光源および干渉色画像撮像部を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における干渉色画像図である。 本発明を具現化する形態の一例における運転のフロー図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるノズル検査モードのフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。

なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係るインクジェット塗布装置１の全体構成が図示されている。

インクジェット塗布装置１は、ワークＷと呼ばれる基板やフィルム等に塗布液の液滴（以下、単に「液滴」と言う）Ｌを吐出させ、予め規定された位置に液滴Ｌを各々着弾させることで、ワークＷに所定パターンで液滴を塗布する動作を行う（これを、塗布モードと言う）ものである。

具体的には、インクジェット塗布装置１は、ノズル部２、検査面３、相対移動部４、光源５、干渉色画像撮像部６、膜厚測定部７、検査部８、制御部９、ワーク保持部Ｈ、コンピュータ部ＣＮ等を備えている。そして、インクジェット塗布装置１は、塗布モードのほか、検査面３に所定パターンで液滴Ｌを吐出させ、着弾後の状態を撮像した干渉色画像ＩＭに基づいて液滴の膜厚分布を測定させる、ノズル検査モードを有しており、制御部９にて塗布モードとノズル検査モードとを切り替えて運転することができる。

ノズル部２は、検査面３に向けて液滴Ｌを吐出させるものである。

具体的には、ノズル部２は、本体部２０の内部にマニホールド２１、液滴吐出機構２２等を備えており、送液配管１２を介して塗液タンク１３と接続されている。

塗液タンク１３は、一定量の塗液を一時的に貯めておくものである。塗液タンク１３には、塗液供給ポート１４に接続された送液配管１５、切換バルブ１６等が接続されており、塗液タンク１３内部の塗液量が減ると、塗液供給ポート１４を通じて所定量の塗液が供給される。

マニホールド２１は、外部から供給される塗液を、複数の液滴吐出機構２２および吐出口ｈに分配するものであり、本体部２０の内部に設けられた分岐流路で構成されている。

液滴吐出機構２２は、マニホールド２１から供給される塗液を内部に充填させたり、吐出口ｈから外部に吐出させたりするものである。具体的には、液滴吐出機構２２はピエゾバルブなどの体積変化により液滴Ｌを吐出させるものが例示できる。そして、液滴吐出機構２２は、制御部９からの制御信号に基づいて、各吐出口ｈから液滴Ｌを吐出／停止させる切り替え制御に適応した構成をしている。

ノズル部２は、本体部２０の下面に複数の吐出口ｈが並んで配置されており、検査面３と対向した状態で配置されている。

図２は、本発明を具現化する形態の一例におけるノズル部を示す概略図である。図２には、ノズル部２の下面を下方から斜め上方に見上げた様子が示されている。

具体的には、ノズル部２は、液滴Ｌを吐出させる複数の吐出口ｈが第１の方向（Ｘ方向）に並んで配置されている。より具体的には、ノズル部２は、１０個の吐出口ｈ（１，１）〜ｈ（１０，１）がＸ方向に所定の間隔ｐ（１ピッチと言う）を隔てて１列に並んで配置されている。また、吐出口ｈ（１，１）〜ｈ（１０，１）に対して、Ｙ方向に所定の間隔を隔てつつＸ方向に１／３ピッチずれた位置に１０個の吐出口ｈ（１，２）〜ｈ（１０，２）が、Ｘ方向に２／３ピッチずれた位置に１０個の吐出口ｈ（１，３）〜ｈ（１０，３）が、それぞれ並んで配置されている。そして、各吐出口ｈは、各々、液滴吐出機構２２が接続されており、独立して液滴Ｌを吐出／停止させる制御が行われる。

検査面３は、液滴Ｌを着弾させるものである。また、検査面３は、液滴Ｌの膜厚測定（詳細は後述する）をするためのベース面として機能する。
具体的には、検査面３は、樹脂やガラス等で形成されたフィルムや基板等で構成されており、装置フレーム１０等に取り付けられている。より具体的には、検査面３は、ワークＷと同じ材質や表面状態（粗度やコーティングなど）であっても良いし、液滴Ｌの粘性や濡れ性を考慮して、ワークＷと異なる材質や表面状態であっても良い。また、検査面３の表面レベル（つまり、ノズル部２の吐出口からの距離）は、ワークＷと同じレベルに設定しても良いし、異なるレベルに設定しても良い。

相対移動部４は、ノズル部２と検査面３とを相対移動させたり、干渉色画像撮像部６と検査面３とを相対移動させたりするものである。
具体的には、第１レール４１、第１スライダー４２、第１フレーム４３、第２レール４６、第２スライダー４７、第２フレーム４８を備えている。

第１レール４１は、ノズル部２を第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動させるものであり、Ｙ方向に延びるレールが２本一対でＸ方向に平行に並んだ状態で、装置フレーム１０に取り付けられている。

第１スライダー４２は、第１レール４１上を所定の速度で移動したり、所定の場所で静止したりするもので、制御部９から出力される位置決め指令信号により駆動制御される。

第１フレーム４３は、一対の柱とそれらを接続する梁からなるガントリー型（橋梁型とも言う）の構造物で、ワーク保持部Ｈの上方を跨ぐ様に配置されており、各柱が第１スライダー４２に取り付けられている。そして、ノズル部２の本体部２０が、第１フレーム４３の梁の側面に取り付けられている。

そして、詳細を後述するが、本発明に係るインクジェット塗布装置１は、ノズル検査モードにおいて、検査面３に着弾させる液滴Ｌの位置をずらしつつオーバーラップするように、第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に相対移動部４を移動させながら、ノズル部２の吐出口ｈそれぞれから複数の液滴Ｌを所定間隔で吐出させて、検査面３上に液滴集合体Ｑを形成させることができる。

第２レール４６は、干渉色画像撮像部６を第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動させるものであり、Ｙ方向に延びるレールが２本一対でＸ方向に平行に並んだ状態で、装置フレーム１０に取り付けられている。

第２スライダー４７は、第２レール４１上を所定の速度で移動したり、所定の場所で静止したりするもので、制御部９から出力される位置決め指令信号により駆動制御される。

第２フレーム４８は、干渉色画像撮像部６が検査面３の上方に位置するように配置されており、第２スライダー４７に取り付けられている。

図３は、本発明を具現化する形態の一例における液滴形成状態を示す概略図である。
図３には、相対移動部４で所定の速度Ｖｙで相対移動させながら、ノズル部２の吐出口ｈ（１，１）〜ｈ（１０，３）から液滴Ｌを５回ずつ所定の吐出間隔で吐出（つまり、５ショット）させて、検査面３上に液滴集合体Ｑ１〜Ｑ３０を形成させた後の様子が例示されている。

具体的には、検査面３に着弾させる液滴Ｌの位置をずらしつつオーバーラップするように、第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に相対移動部４を移動させながら、ノズル部２の吐出口ｈそれぞれから複数の液滴Ｌを所定の吐出間隔で吐出させて、液滴集合体Ｑを形成している。

各吐出口ｈ（１，１）〜ｈ（１０，１）から吐出させた５ショット分の液滴Ｌ（破線で示す）が、間隔ｇで着弾位置をずらしつつオーバーラップするように着弾するので、長楕円状の液滴集合体Ｑ１〜Ｑ１０（実線で示す）が検査面３上に形成させる。
なお、この間隔ｇが、液滴Ｌの１ショット分の幅Ｗ（直径とも言う）よりも小さくなるように、相対移動の速度と吐出間隔が設定されている。

同様にして、吐出口ｈ（１，２）〜ｈ（１０，２）から５ショット分の液滴Ｌ（破線で示す）を吐出させて形成したものが液滴集合体Ｑ１１〜Ｑ２０（実線で示す）、吐出口ｈ（１，３）〜ｈ（１０，３）から５ショット分の液滴Ｌ（破線で示す）を吐出させて形成したものが液滴集合体Ｑ２１〜Ｑ３０（実線で示す）を検査面３上に形成させる。

なお、検査面３上には、液滴集合体Ｑ１〜Ｑ１０をまず同じタイミングで形成し、これらと着弾位置が重ならないように所定間隔を隔てて、液滴集合体Ｑ１１〜Ｑ２０を同じタイミングで形成する。その後、これらと着弾位置が重ならないように所定間隔を隔てて、液滴集合体Ｑ２１〜Ｑ３０を同じタイミングで形成している。

図４は、本発明を具現化する形態の一例における光源および干渉色画像撮像部を示す概略図である。

光源５は、検査面３に向けて照明光Ｌ１を照射するものである。具体的には、光源５は、後述する干渉色を生じさせるためのものであり、照明光Ｌ１には複数の波長の単色光成分を含んでいる。より具体的には、光源５は、照明ユニット５０と、照明用電源５５を備えている。

照明ユニット５０は、干渉色画像ＩＭの撮像に必要な、少なくとも３種類の波長の光を発するものである。具体的には、照明ユニット５０は、白色ランプ５１と、反射部５２と、３波長帯域フィルタ５３を備えている。白色ランプ５１は、青色：４７０ｎｍ、緑色：５６０ｎｍ、赤色：６００ｎｍを含む広い帯域（いわゆる、ブロードな波長帯域）の光を放出するものであり、具体的にはハロゲンランプが例示できる。反射部５２は、白色ランプ５１から放出された可視光を反射し、外部に照射する光Ｌｓの量を増やすものである。３波長帯域フィルタ５３は、白色ランプ５１から放出された光Ｌｓのうち、少なくとも３種類の波長成分（ここでは、青色・緑色・赤色を例示する）を通過させ、それ以外の波長成分を減衰させるものである。より具体的には、３波長帯域フィルタ５３は、ガラスや石英基板の表面に複数の薄膜が形成されたバンドパスフィルターで構成されている。

照明用電源５５は、照明ユニット５０の白色ランプ５１に対して、発光に必要な電力を供給するものである。

干渉色画像撮像部６は、検査面３に着弾した液滴Ｌの干渉色画像ＩＭを撮像するものである。具体的には、干渉色画像撮像部６は、検査面３に着弾した液滴Ｌ（実質的には、後述する液滴集合体Ｑ）の表面で反射した光（いわゆる、表面反射光）と検査面３との界面で反射した光（いわゆる、裏面反射光）とが合成されて生じる干渉光Ｌ２の画像を上方から撮像カメラ６０にて干渉色画像ＩＭとして撮像するものである。
より具体的には、干渉色画像撮像部６は、撮像カメラ６０、鏡筒６１等を備えている。

撮像カメラ６０は、検査面３の干渉色画像ＩＭを撮像するものである。具体的には、撮像カメラ６０は、カラーカメラとも呼ばれ、撮像されたカラー画像に対応した映像信号（アナログ信号）や映像データ（デジタル信号）をコンピュータＣＮに出力するものであり、カラーフィルタ６５と、撮像素子６６を備えている。より具体的には、撮像カメラ６０は、取付金具等を介して第２フレーム４８に取り付けられている。

鏡筒６１は、照明ユニット５０、撮像カメラ６０、対物レンズ６３等を所定の間隔で配置・固定しつつ、液滴集合体Ｑの像を、撮像カメラ６０の撮像素子６６に結像させるものである。また、本実施例における鏡筒６１は、光源５から照射された光を、撮像対象に向けて照射する役割も併せ持ち、照明光を撮像光軸と同じ（つまり、同軸落斜方式）にすることができる。具体的には、鏡筒６１は、ハーフミラー６２、対物レンズ６３、結像レンズ６４を備えている。そのため、鏡筒６１は、光源部６から照射されて３波長帯域フィルタ５３を通過した光Ｌｆを、ハーフミラー６２で反射させて照明光Ｌ１として検査面３上の撮像対象領域Ｆ（液滴集合体Ｑが含まれる）に照射させ、当該領域で反射した光（液滴集合体Ｑの表裏面で反射して生じた干渉色光Ｌ２が含まれている）のうち、対物レンズ６３とハーフミラー６２を通過した光Ｌ３を結像レンズ６４にて撮像カメラ６０の撮像素子６６に結像させるものである。

図５は、本発明を具現化する形態の一例における干渉色画像図である。図５には、干渉色画像撮像部６で２つの液滴集合体Ｑを撮像した干渉色画像ＩＭが例示されている。

膜厚測定部７は、干渉色画像ＩＭに基づいて液滴Ｌの膜厚分布を測定するものである。具体的には、膜厚測定部７は、干渉色画像撮像部６で撮像された干渉色画像ＩＭより、各点の膜厚を測定して液滴Ｌ（実質的には、後述する液滴集合体Ｑ）の膜厚分布を測定するものである。各点の膜厚測定方法は、その点の色情報から少なくとも３種類の波長の光毎に色分離して輝度値を算出し、当該輝度値から波長毎の位相を算出し、当該波長毎の位相から複数の膜厚候補を算出し、当該算出された複数の膜厚候補から膜厚値を推定するものである。より具体的には、膜厚測定部７は、コンピュータ部ＣＮの画像処理部や数値演算処理部（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されている。

そのため、コンピュータ部ＣＮは、干渉色画像撮像部６から出力された映像信号（アナログ信号）や映像データ（デジタル信号）が入力されると、記憶部に干渉色画像ＩＭを保存したり、記憶部から干渉色画像ＩＭを読み出したり、実行プログラムに基づいて所定の画像処理を行ったり、膜厚測定部７にて所定の画像処理や数値演算処理をしたりして、液滴集合体Ｑの膜厚分布を算出（つまり、測定）することができる。

具体的には、膜厚測定部７は、特許文献３に記載されているような干渉縞モデル適合による波長推定処理を、画像内の各点に対して行うことで、（つまり、複数波長による光干渉法を用いて）膜厚分布を測定するものである。

より具体的には、膜厚測定部７は、複数の波長の単色光を含む照明光Ｌ１が測定対象である液滴集合体Ｑに照射されて、液滴集合体Ｑの表面の反射光と裏面の反射光により生じた干渉色画像ＩＭから１点以上の選択点をｎ点選択し、ｎ点の選択点の内の点番号ｉに対応する波長番号ｊの干渉輝度信号に、波長番号ｊの波長λ（ｊ）を既知とし、波長番号ｊの平均輝度ａ（ｊ）、干渉変調度ｂ（ｊ）、および点番号ｉの膜厚ｔ（ｉ）のすべて、あるいは、一部を未知パラメータとし、残りを既知パラメータとして、点番号ｉに対応する波長番号ｊの輝度ｇ（ｉ，ｊ）が、次式
ｇ（ｉ，ｊ）＝ａ（ｊ）［１＋ｂ（ｊ）×ｃｏｓ｛４πｔ（ｉ）/λ（ｊ）｝］
で表される干渉縞モデルを適合することにより、未知パラメータを求める処理（つまり、膜厚推定演算処理）を行う。

さらに、干渉色画像ＩＭ内の任意の点番号ｋに関し、先に得られた既知の波長番号ｊの平均輝度ａ（ｊ）および干渉変調度ｂ（ｊ）と、点番号ｋの各波長の輝度ｇ（ｋ，ｊ）とから、点番号ｋにおける波長番号ｊの位相φ（ｋ，ｊ）を、次式
φ（ｋ，ｊ）＝ｃｏｓ^−１［｛ｇ（ｋ，ｊ）／ａ（ｊ）−１｝／ｂ（ｊ）］
により求め、得られた当該波長毎の位相から、当該波長毎に複数の膜厚候補を求め、当該波長どうしの複数の膜厚候補を突き合わせて最も合致する膜厚ｔ（ｋ）を求める処理（つまり、膜厚推定演算処理）を行う。

また、液滴Ｌが半透明膜（着色透明膜）の場合、特許文献４に記載された数式に基づいて膜厚を推定することで、膜厚の推定精度を向上させることができる。

膜厚測定部７は、測定対象となる液滴集合体Ｑを撮像した干渉色画像ＩＭの各点（つまり、各画素）について膜厚を推定することで、液滴集合体Ｑ全体の膜厚分布を測定することができる。

検査部８は、検査対象とするノズル部２の吐出口ｈの検査を行うものである。具体的には、検査部８は、液滴量算出部、比較判定部等を備えている。

液滴量算出部は、膜厚測定部７で測定された膜厚分布に基づいて液滴集合体Ｑの体積（つまり、液滴量）を算出するものである。

比較判定部は、液滴量算出部で算出した液滴量を、予め設定された基準（閾値、判定基準とも言う）と大小比較し、どちらが大きいか等の判定処理を行うものである。

制御部９は、ノズル部２各吐出口ｈの開閉動作、相対移動部４の駆動制御、干渉色画像撮像部６による検査画像ＩＭの撮像などを制御するものである。

さらに制御部９は、塗布モードと検査モードとを切り替え、それぞれのモードを実行するものである。そして、制御部９は、検査モードにおいて、検査面３に着弾させる液滴Ｌの位置をずらしつつオーバーラップするように、第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に相対移動部４を移動させながら、ノズル部２の吐出口ｈそれぞれから複数の液滴Ｌを所定間隔で吐出させて、検査面３上に液滴集合体Ｑを形成させ、当該液滴集合体Ｑの干渉色画像ＩＭを干渉色画像撮像部６で撮像させ、当該干渉色画像ＩＭに基づいて液滴集合体Ｑの膜厚分布を膜厚測定部７で測定させるものである。

上述の膜厚測定部７、検査部８、制御部９は、コンピュータＣＮ（ハードウェア）と、その実行プログラム等（ソフトウェア）で構成されている。

コンピュータ部ＣＮは、信号やデータの入力や出力、データの記憶、入力または記憶されたデータに対する演算処理のほか、画像の入力や記憶、これら画像に対する画像処理、画像処理に基づく判定処理や画像変換処理、判定結果や画像処理後の画像の出力などを行うものである。具体的には、コンピュータ部ＣＮは、入力部、記憶部、数値演算処理部、画像処理部、出力部等を備えている。また、コンピュータ部ＣＮは、キーボードやマウス、トラックパッドなどの情報入力デバイスや、表示部等の情報出力デバイス等と接続されている。

［動作フロー］
上述のインクジェット塗布装置１を用いて、ノズル検査モードにてノズル部２の検査を行う手順を説明する。

図６は、本発明を具現化する形態の一例における運転のフロー図であり、インクジェット塗布装置１の運用手順が例示されている。
例えば、ワークＷをワーク保持部Ｈに載置して（ステップｓ１）、吐出ユニット２の吐出口ｈに対して、ノズル検査モードでの検査を行うかを選択する（ステップｓ２）。

ノズル検査を行う場合は、運転をノズル検査モードに切り替えて、所定の検査を行う（ステップｓ３）。一方、検査を行わない場合は、運転を塗布モードに切り替えて、ワークＷに所定パターンで液滴を塗布する（ステップｓ５）。塗布モードによる塗布動作が終われば、ワーク保持部ＨからワークＷを取り出し（ステップｓ６）、次に塗布動作を行うワークＷと入れ替える。

図７は、本発明を具現化する形態の一例におけるノズル検査モードのフロー図である。

ノズル検査モードは、塗布モードで液滴Ｌを吐出させる吐出口ｈそれぞれについて、検査するモードである。例えば、ノズル検査モードは、塗布モードでの運転に先立ち行ったり、塗布モードでの運転が所定時間を経過した場合に行ったりすれば良く、ワークＷがワーク保持部Ｈに載置されていないときに行っても良い。

具体的には、ノズル検査モードは、下記のような手順を実行させる。

まず、ノズル部２と検査面３とが対向する位置に相対移動部４を移動させ、相対移動させながら検査対象とする吐出口ｈから液滴Ｌを複数回吐出させて、検査面３に液滴集合体Ｑを形成する（液滴集合体形成ステップｓ３１）。
このとき、検査面３に着弾させる液滴Ｌの位置をずらしつつオーバーラップするように、第1の方向と直交する方向（Ｙ方向）に相対移動部４を移動させながら、ノズル部２の吐出口ｈそれぞれから複数の液滴Ｌを所定間隔で吐出させて、検査面３に液滴集合体Ｑを形成させる。

次に、干渉色画像撮像部６の対物レンズ６３と検査面３とが対向する位置に相対移動部４を移動させ、検査面３の液滴Ｌが着弾した部位（つまり、検査面３上に形成された液滴集合体Ｑ）に向けて照明光Ｌ１を照射する（照明光照射ステップｓ３２）。

次に、検査面３の液滴Ｌが着弾して形成された液滴集合体Ｑの干渉色画像ＩＭを撮像する（干渉色画像撮像ステップｓ３３）。

次に、干渉色画像ＩＭに基づいて液滴集合体Ｑの膜厚分布を測定する（膜厚測定ステップｓ３４）。

そして、ノズル部２の検査（評価とも言う）を行う（検査ステップｓ３５）。この検査ステップｓ３５では、膜厚測定ステップｓ３４で測定された液滴集合体Ｑの膜厚分布に基づいて、検査面３上に形成された液滴集合体Ｑの体積を計測する。そして、当該体積が、所定の範囲内にあるか、所定量を超えていないか、所定量に達しているか等を判断して、ノズル部２の各吐出口が正常に吐出できているか、吐出過多か、目詰まり異常か等の特性評価（つまり、検査）を行う。

この様な構成をしているため、本発明に係るインクジェット塗布装置１およびノズル検査方法によれば、検査モードに切り替えて、ノズル部２の各吐出口ｈから複数の液滴Ｌを吐出させて形成した液滴集合体Ｑの膜厚分布を短時間で測定できる。このとき、液滴集合体Ｑが複雑な三次元形状をしていても、精度良く膜厚分布を測定でき、光源部５から青色・緑色・赤色の３種類の波長を含んだ光を照射することで、液滴集合体Ｑの膜厚が２０ｎｍないし８μｍ程度の幅広い膜厚レンジでも、膜厚分布を測定することができる。また、液滴集合体Ｑは、複数の液滴Ｌを互いにオーバーラップさせて形成したものなので、液滴集合体Ｑの膜厚分布に基づいて液滴量を算出することで、各吐出口から吐出される液滴Ｌの１ショット当たりの吐出量のばらつきを平均化して精度良く算出することができる。そのため、ノズル部２の各吐出口ｈから吐出される液滴Ｌの吐出量を、短時間で、吐出ばらつきを平均化して精度良く算出することができる。

［別の形態］
なお上述では、検査面３上に１つの液滴集合体Ｑを形成するために、相対移動部４で所定の速度Ｖｙで相対移動させながら、ノズル部２の各吐出口ｈから液滴Ｌを所定の吐出間隔で５ショットずつ吐出させる構成を例示した。このとき、相対移動の速度Ｖｙと吐出間隔との関係で、５ショット分の液滴Ｌの中心位置が間隔ｇずつずれて着弾し、液滴集合体Ｑは、第１の方向（Ｘ方向）よりも当該方向と直交する方向（Ｙ方向）のサイズの方が長く（いわゆる、長楕円状）形成される。
この様な構成であれば、隣同士の吐出口ｈから吐出された液滴Ｌが互いに接触して集合する（混ざるとも言う）のを防ぎ、吐出口ｈ毎に液滴集合体Ｑの液滴量を正確に測定することができるので好ましい。なお、上述では１つの液滴集合体Ｑを形成するために、液滴Ｌを５ショットずつ吐出させる構成を例示したが、２〜４ショットでも良いし、５ショット以上（例えば、数十ショット）吐出させても良い。

［検査部について］
なお上述では、検査部８が、液滴量算出部、比較判定部を備えた構成を例示した。この様な構成であれば、ノズル検査モードを実行することで、ノズル部２の各吐出口ｈから吐出される液滴Ｌの吐出量を短時間で精度良く算出することができるので好ましい。

しかし、上述の検査部８は、本発明を具現化する上で必須の構成要素ではなく、膜厚測定部７で液滴集合体Ｑの膜厚分布を算出（つまり、測定）するだけの構成であっても良い。

また、本発明を具現化する上で、検査部８は、上述の液滴量算出部や比較判定部に加えて／代えて、良否判定部やノズル特性評価部を備えた構成としても良い。

良否判定部は、ノズル部２の各吐出口ｈについて、良否判定処理を行うものである。具体的には、良否判定部は、液滴量算出部で算出した液滴集合体の液滴量に基づいて、各吐出口ｈから吐出された複数の液滴Ｌの液滴量が、所定の基準範囲内にあるか否かを判定処理したり、基準上限を越えているか、基準下限より少ないか等を判定処理したりする。

ノズル特性評価部は、ノズル部２の各吐出口ｈについて、特性を評価するものである。具体的には、ノズル特性評価部は、液滴集合体Ｑの液滴量が所定の基準範囲内にあれば「適正」や「異常無し」、基準上限を越えていれば「吐出過多」、基準下限より少なければ「吐出不良」や「ノズル詰まり」等と判定（つまり、特性評価）する。

［干渉色画像ＩＭ内の液滴について］
なお本発明を具現化する上で、干渉色画像撮像部６の撮像対象領域Ｆ（いわゆる、１視野）内にいくつの液滴集合体Ｑを収めて撮像するか（つまり、干渉色画像ＩＭに何本の液滴集合体Ｑを含めるか）は、適宜設定すれば良い。例えば、１視野内に１〜２本の液滴集合体Ｑを収めても良いし、３〜５本とか、それ以上の液滴集合体Ｑを収めても良い。本発明を適用した膜厚測定では、１視野内に収められた多数の液滴集合体Ｑの膜厚測定を一度に行うことができるので、１視野内に多数の液滴集合体Ｑを収めれば、全ての吐出口ｈに対する検査に要する撮像時間を短くすることができる。

［光源部の変形例］
光源部５を構成する白色ランプ５１は、上述のハロゲンランプに限らず、メタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀ランプ、蛍光灯、白色ＬＥＤなどで構成しても良い。

また、光源部５を構成する３波長帯域フィルタ５３は、上述のような白色ランプ５１とハーフミラー６２の間に配置された構成に限らず、対物レンズ６３と液滴集合体Ｑの間、ハーフミラー６２と結像レンズ６４の間、結像レンズ６４と撮像カメラ６０の間などに配置した構成としても良い。

また光源部５は、上述のような白色ランプ５１と、反射部５２と、３波長帯域フィルタ５３を備えた構成に限らず、青色に発光するＬＥＤと、緑色に発光するＬＥＤと、赤色に発光するＬＥＤとを備えた発光ユニットを備えた構成としても良い。この場合、各色のＬＥＤは、１個ずつないし複数備えた構成とし、照明用電源は、各ＬＥＤに所定の直流電圧と電流を供給する構成としておく。或いは、各色で発光するＬＥＤに代えて、各色で発光するレーザダイオードまたは３波長が同時発光するレーザダイオードと、そのレーザダイオードを駆動させる電源を備えた構成としても良い。

また上述では、光源部５として、青色：４７０ｎｍ、緑色：５６０ｎｍ、赤色：６００ｎｍの３種類の波長の光を照射する構成を例示した。しかし、本発明に係る光源部は、このような構成に限定されず、一部又は全部を他の波長の光に代えた構成としても良い。この場合、光源部から照射される他の波長の光としては、近赤外線の光、橙色の光、青緑色の光などが例示できる。また、光源部５から照射される光の波長は、全部で４種類としても良いし、それ以上の種類としても良い。そうすることで、数μｍ以上のより厚い膜厚の、液滴集合体Ｑの膜厚分布を測定することができる。

一方、さほど厚い膜厚の液滴集合体Ｑの膜厚分布を測定する必要がなければ、２波長や単波長の光による干渉色画像（光干渉画像とも言う）に基づいて、膜厚分布を測定する構成であっても良い。

なお上述では、光源５および干渉色画像撮像部６を検査面３の上方に配置して、下向きに照明光Ｌ１を照射しながら干渉色画像ＩＭを撮像する（いわゆる、同軸落斜方式）構成を例示し、相対移動部４が干渉色画像撮像部６と検査面３とを相対移動させる構成を例示した。

しかし、この様な構成に限定されず、光源５および干渉色画像撮像部６が検査面３の下方に配置して、上向きに照明光Ｌ１を照射しながら干渉色画像ＩＭを撮像する構成（いわゆる、透過照明方式）であっても良い。この場合、検査面３は、透明なフィルムやガラス等で構成する。なお、相対移動部４は干渉色画像撮像部６と検査面３とを相対移動させる構成であっても良いし、相対移動させない構成であっても良い。

［干渉色画像撮像部の変形例］
なお上述では、干渉色画像撮像部６の具体的な構成として、撮像カメラ６０が第２フレーム４８に取り付けられている例を示したが、この様な構成に限定されず、鏡筒６１が取付金具等を介して第２フレーム４８に取り付けられた構成であっても良い。

１ インクジェット塗布装置
２ ノズル部
３ 検査面
４ 相対移動部
５ 光源
６ 干渉色画像撮像部
７ 膜厚測定部
８ 検査部（ノズル特性評価部）
９ 制御部
ＣＮ コンピュータ
１３ 塗液タンク
２０ 本体部
２１ マニホールド
２２ 液滴吐出機構
４１ 第１レール
４２ 第１スライダー
４６ 第２レール
４７ 第２スライダー
５０ 照明ユニット
５５ 照明用電源
６０ 撮像カメラ
６１ 鏡筒
６３ 対物レンズ
６６ 撮像素子
ｈ 吐出口
Ｌ 液滴
Ｑ 液滴集合体
Ｌ１ 照明光
Ｌ２ 干渉色光
ＩＭ 干渉色画像
Ｆ 撮像対象領域（視野）
Ｗ ワーク
Ｈ ワーク保持部

Claims (4)

1. 液滴を吐出させる吐出口が第１の方向に複数並んで配置されたノズル部と、
   前記液滴を着弾させる検査面と、
   前記ノズル部と前記検査面とを相対移動させる相対移動部とを備え、
   前記吐出口のうち検査対象とする吐出口から前記検査面に向けて液滴を吐出させて、当該吐出口の状態を検査するノズル検査モードを有するインクジェット塗布装置であって、
   前記検査面に向けて照明光を照射するための光源と、
   前記検査面に着弾した液滴の干渉色画像を撮像する干渉色画像撮像部と、
   前記干渉色画像に基づいて前記液滴の膜厚分布を測定する膜厚測定部と、
   前記ノズル部の各吐出口の液滴吐出動作および前記相対移動部を制御する制御部を備え、
   前記ノズル検査モードは、
   前記第１の方向と直交する方向に前記相対移動部を移動させながら、前記ノズル部の吐出口それぞれから複数の液滴を所定間隔で吐出させて、前記検査面上に着弾させる前記複数の液滴が互いにオーバーラップした液滴集合体を形成させ、
   当該液滴集合体の干渉色画像を前記干渉色画像撮像部で撮像させ、
   当該干渉色画像に基づいて前記液滴集合体の膜厚分布を前記膜厚測定部で測定させる
   ことを特徴とする、インクジェット塗布装置。
2. 前記液滴集合体は、前記第１の方向よりも当該方向と直交する方向のサイズの方が長く形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット塗布装置。
3. 前記膜厚測定部で測定された前記液滴集合体の膜厚分布に基づいて、当該液滴集合体の液滴量を算出する液滴量算出部と、
   前記滴集合体の液滴量に基づいて、前記ノズル部の各吐出口に対する検査を行う検査部とを備え、
   前記ノズル検査モードは、
   前記ノズル部の各吐出口から前記複数の液滴を吐出させて形成された前記液滴集合体の膜厚分布に基づいて、当該液滴集合体の液滴量を前記液滴量算出部で算出させ、
   当該液滴量に基づいて、前記ノズル部の各吐出口に対する検査を前記検査部で行う
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット塗布装置。
4. 液滴を吐出させる吐出口が第１の方向に複数並んで配置されたノズル部を備えたインクジェット塗布装置のノズル検査方法であって、
   前記液滴を着弾させる検査面と前記ノズル部とを相対移動させる相対移動ステップと、
   前記液滴を前記吐出口から吐出させて前記検査面に着弾させる液滴着弾ステップと、
   前記検査面の前記液滴が着弾した部位に向けて照明光を照射する照明光照射ステップと、
   前記検査面の前記液滴が着弾した部位の干渉色画像を撮像する干渉色画像撮像ステップと、
   前記干渉色画像に基づいて前記液滴の膜厚分布を測定する膜厚測定ステップを有し、
   前記液滴着弾ステップでは、
   前記第１の方向と直交する方向に前記相対移動部を移動させながら、前記ノズル部の吐出口それぞれから複数の液滴を所定間隔で吐出させて、前記検査面上に着弾させる前記複数の液滴が互いにオーバーラップした液滴集合体を形成させ、
   前記液滴集合体の膜厚分布に基づいて、前記検査面上に形成された液滴集合体の膜厚分布を計測する
   ことを特徴とする、ノズル検査方法。

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