KR101675784B1 - 노즐 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 장치 및 방법은 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적을 향하여 상기 액적의 직경보다 큰 직경을 갖는 광을 조사하도록 구비되는 광조사부; 상기 광조사부로부터 상기 액적을 통과하는 상기 광을 디텍팅하도록 상기 액적의 토출 경로를 사이에 두고 상기 광조사부와 마주하게 구비되는 광디텍터; 및 상기 광조사부로부터 상기 액적을 통과하여 상기 광디텍터에 의해 디텍팅되는 상기 광의 광량의 변화를 분석하도록 구비되는 분석부를 포함한다.

Description

노즐 검사 장치 및 방법{Apparatus and Method for Inspecting Nozzle}

본 발명은 노즐 검사 장치 및 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 종이 등의 프린트 매체에 잉크를 사용하여 인쇄를 행할 경우, 액정 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판(투명 기판) 상에 배향막의 형성이나 UV 잉크를 도포할 경우, 또는 유기 EL 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 컬러 필터를 도포할 경우 등에 대해서는 잉크젯 헤드를 구비하는 인쇄 장치를 사용하고 있다.

상기 잉크젯 헤드를 사용하는 공정에서는 상기 잉크젯 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐로부터 액적이 순조롭게 토출되어야 한다. 만약, 상기 액적이 순조롭게 토출되지 않을 경우에는 공정 불량으로 판단한다. 따라서 상기 잉크젯 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출 여부를 검사 장치를 사용하여 항상 검사하고 있다. 그리고 상기 액적의 토출 여부는 주로 카메라를 구비하는 검사 장치를 사용하고 있다.

상기 검사 장치의 경우에는 상기 액적이 토출될 때 상기 카메라를 사용하여 상기 액적 이미지를 획득하고, 상기 카메라에 의해 획득된 상기 액적 이미지를 분석함에 따라 상기 액적의 토출 여부를 검사할 수 있다.

상기 카메라를 사용할 경우 한 번의 촬영으로 획득하는 액적 이미지의 개수에 제한이 있을 수 있다. 이는, 서로 이웃하는 부근에 토출되는 액적이라도 상기 카메라의 초점 거리가 서로 다를 수 있기 때문이다.

그러므로 상기 카메라를 구비하는 검사 장치는 한 번의 촬영으로 획득할 수 있는 액적 이미지의 개수가 제한됨에 따라 여러 번 촬영을 수행해야 하는 번거러움이 있고, 그 결과 상기 액적의 토출 여부를 분석하는데 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다. 그리고 상기 잉크젯 헤드의 수량이 많을 경우에는 상기 액적의 토출 여부를 분석하는데 보다 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다.

본 발명은 목적은 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐의 액적 토출 여부에 대한 검사를 상대적으로 빠른 시간 내에 수행할 수 있는 노즐 검사 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치는 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 장치에 있어서, 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적을 향하여 상기 액적의 직경보다 큰 직경을 갖는 광을 조사하도록 구비되는 광조사부; 상기 광조사부로부터 상기 액적을 통과하는 상기 광을 디텍팅하도록 상기 액적의 토출 경로를 사이에 두고 상기 광조사부와 마주하게 구비되는 광디텍터; 및 상기 광조사부로부터 상기 액적을 통과하여 상기 광디텍터에 의해 디텍팅되는 상기 광의 광량의 변화를 분석하도록 구비되는 분석부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광조사부는 레이저 빔을 조사할 수 있는 레이저 조사부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광조사부는 상기 광을 조사하는 광원; 및 상기 광이 직진성을 갖도록 상기 광을 집중시키는 광집중부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광디텍터는 포토다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광조사부 및 상기 광디텍터는 상기 헤드의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 헤드는 상기 광조사부 및 상기 광디텍터 사이에서 직선 형태로 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광조사부로부터 조사되는 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 토출 주파수를 동기화시키는 주파수 동기화부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 분석부에 의해 분석되는 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적의 토출 상태를 제어하도록 구비되는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 광조사부 및 상기 광디텍터는 상기 헤드의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에서, 상기 헤드는 상기 광조사부 및 상기 광디텍터가 마주하는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비될 수 있다.

언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법은 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 방법에 있어서, 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적을 향하여 상기 액적의 직경보다 큰 직경을 갖는 광을 조사하는 단계; 상기 액적의 토출 경로를 사이에 두고 마주하는 위치에서 상기 액적을 통과하는 상기 광을 디텍팅하는 단계; 및 상기 액적을 통과하여 디텍팅되는 상기 광의 광량의 변화를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 광은 직진성을 갖는 광일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 광은 상기 헤드의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 헤드는 상기 광 사이를 직선 형태로 일정한 속도로 움직일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 토출 주파수를 동기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적의 토출 상태를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 광은 상기 헤드의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어진 상태에서 조사 및 디텍팅될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 방법에서, 상기 헤드는 상기 광이 조사 및 디텍팅되는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치될 수 있다.

본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법에 따르면 노즐로부터 토출되는 액적을 향하여 광을 조사함과 더불어 액적을 향하여 조사된 광을 디텍팅하고, 그리고 디텍팅이 이루어지는 광의 광량에 대한 변화를 분석한다. 즉, 본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법에서는 광량의 변화를 통하여 액적 토출 여부를 확인하고, 그 결과로써 노즐들이 잘 기능하고 있는 가를 최종적으로 판단할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명에서는 액적의 직경보다 큰 직경을 갖는 광을 조사하기 때문에 광을 한 번만 조사하여 복수 개의 액적들이 분석 대상이 될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법을 적용할 경우 한 번에 복수 개의 액적들에 대한 토출 여부를 분석할 수 있기 때문에 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐의 액적 토출 여부에 대한 검사를 상대적으로 빠른 시간 내에 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 광조사부에 대한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에서의 헤드의 움직임, 광조사부 및 광디텍터의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1에서의 광조사부 및 광디테턱의 배치 구조, 헤드의 배치 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 노즐 검사 장치의 사용시 광량의 변화를 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 노즐 검사 장치(100)는 광조사부(13), 광디텍터(15), 분석부(17), 그리고 주파수 동기화부(19), 제어부(21) 등을 포함할 수 있다.

본 발명에서의 검사 대상인 노즐은 잉크젯 헤드(이하, '헤드'라 함)에 제공되는 것일 수 있다. 즉, 상기 노즐은 상기 헤드(11)의 단부 표면에 배치되도록 구비될 수 있다. 상기 헤드(11)는 액정 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 배향막의 형성이나 UV 잉크를 도포하는 인쇄 장치, 유기 EL 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 컬러 필터를 도포하는 인쇄 장치 등에 구비될 수 있다.

따라서 본 발명의 노즐 검사 장치(100)는 상기 인쇄 장치에 구비되는 상기 헤드(11)에 형성되는 노즐을 대상으로 검사를 수행하는 것으로써, 액적(12)의 토출 여부들 확인하여 상기 노즐의 막힘 여부를 검사할 수 있다. 특히, 상기 노즐 검사 장치(100)는 액적 토출 공정을 위한 기판을 상기 인쇄 장치로 로딩하기 이전 설치하여 상기 노즐의 막힘 여부를 검사하거나, 또는 상기 기판을 상기 인쇄 장치로 로링한 이후에 설치하여 상기 노즐의 막힘 여부를 검사할 수 있다. 또한, 상기 노즐 검사 장치(100)는 실시간으로 상기 액적(12)에 대한 토출 여부를 검사하도록 구비될 수도 있다.

여기서 도 1에서의 도면 부호 10은 상기 액적(12)이 떨어지는 기판(또는 액받이)으로 이해할 수 있다.

그리고 상기 헤드(11)에 제공되는 노즐은 하나의 헤드(11)에 복수 개가 구비될 수 있는 것으로써, 주로 하나의 헤드(11)에 128개 또는 256개가 구비될 수 있다. 즉, 상기 헤드(11)에는 복수 개의 노즐들이 상기 헤드(11)의 길이 방향을 따라 라인 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

상기 광조사부(13)는 상기 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 상기 액적(12)을 향하여 광을 조사할 수 있도록 구비된다. 이때, 상기 액적(12)을 향하여 상기 광조사부(13)로부터 조사되는 상기 광은 후술하는 도 6에서와 같이 상기 액적(12)의 직경보다 큰 직경(L1)을 가져야 한다. 이는, 상기 광의 직경이 상기 액적(12)의 직경보다 작을 경우에는 상기 광이 상기 액적(12)에 완전히 가려지는 상황이 발생함에 의해 상기 광의 광량의 변화를 확인할 수 없기 때문이다.

상기 광조사부(13)로부터 조사되는 상기 광이 직진성을 갖지 않고 상기 광이 확산되는 성질을 가질 경우에는 상기 광의 감도가 나쁘기 때문에 상기 액적(12)의 토출 여부에 대한 검사의 신뢰성을 저하시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 직진성을 갖도록 상기 광조사부(12)를 구비하여 광량에 대한 손실을 최소화함으로써 상기 노즐이 일렬이 아닌 다열은 갖는 구조로 상기 헤드(11)에 배치되어도 상기 액적(12)의 토출 여부에 대한 검사를 충분하게 수행할 수 있다.

따라서 상기 광조사부(13)는 직진성을 갖는 광을 조사하는 부재를 포함할 수 있다. 이에, 상기 광조사부(13)는 레이저 빔을 조사할 수 있는 레이저 조사부를 포함할 수 있다. 상기 광조사부(13)는 직진성을 가질 경우에는 상기 레이저 조사부 이외에도 다양하게 구비할 수 있다.

도 2는 도 1의 광조사부에 대한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 광조사부(13)는 직진성을 갖기 위하여 광원(23) 및 광집중부(25)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광집중부(25)는 상기 광원(23)으로부터 조사되는 광을 집중시킬 수 있는 부재롤 포함할 수 있다. 일예로, 상기 광집중부(25)는 상기 광을 집중시킬 수 있는 렌즈 등을 포함할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 광디텍터(15)는 상기 광조사부(13)로부터 조사되는 광을 디텍팅하도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 광디텍터(15)는 상기 광조사부(13)로부터 상기 액적(12)을 통과하는 광을 디텍팅하도록 구비될 수 있다. 이에, 상기 광디텍터(15)는 상기 액적(12)의 토출 경로를 사이에 두고 상기 광조사부(13)와 마주하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)는 상기 헤드(11)를 경계로 상기 헤드(11) 아래에 서로 마주보도록 구비될 수 있는 것이다.

상기 광디텍터(15)는 상기 광조사부(13)로부터 상기 노즐들로부터 토출되는 액적(12)을 통과하는 광의 광량에 대한 변화를 디텍팅하도록 구비될 수 있다. 이에, 상기 광디텍터(15)는 상기 광의 광량 변화를 디텍팅할 수 있는 포토다이오드를 포함할 수 있다.

상기 분석부(17)는 상기 광디텍터(15)로부터 디텍팅되는 상기 광의 광량을 제공받고, 상기 광의 광량에 대한 변화 여부를 분석하도록 구비될 수 있다.

도 3은 도 1에서의 헤드의 움직임, 광조사부 및 광디텍터의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)는 상기 헤드(11)의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비될 수 있거나, 또는 상기 헤드(11)는 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15) 사이에서 직선 형태로 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비될 수 있다.

여기서, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 움직이도록 구비하거나, 또는 상기 헤드(11)를 움직이도록 구비하는 것은 상기 헤드(11)에는 복수 개의 노즐들이 구비되기 때문인 것으로써, 상기 복수 개의 노즐로부터 토출되는 액적(12)을 스캔하기 위함이다.

그리고 본 발명에서는 상기 헤드(11)를 고정시킨 채 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)을 움직이도록 구비할 수도 있고, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 고정시킨 채 상기 헤드(11)만을 움직이도록 구비할 수도 있고, 이외에도 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)와 상기 헤드(11)를 동시에 움직이도록 구비할 수도 있다. 이때, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)가 움직이는 방향과 상기 헤드(11)가 움직이는 방향은 서로 반대 방향일 수 있고, 상기 헤드(11)의 일단부에 구비되는 노즐로부터 상기 헤드(11)의 타단부에 구비되는 노즐까지 스캔하도록 구비될 수도 있다.

도 4 및 도 5는 도 1에서의 광조사부 및 광디테턱의 배치 구조, 헤드의 배치 구조를 설명하기 위한 도면들이다.

먼저 도 4를 참조하면, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)는 상기 헤드(11)의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비될 수 있다. 이는, 도 3에서와 같이 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)가 상기 헤드(11)의 길이 방향과 수직하게 배치되는 구조에 비해 상기 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비되는 상기 광조사부(13)를 사용하여 광을 조사할 때 상기 액적(12)들의 간격이 좁아지는 이득을 얻을 수 있다. 즉, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)가 상기 헤드(11)의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비되는 구조가 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)가 상기 헤드(11)의 길이 방향과 수직하게 배치되는 구조에 비해 더 많은 액적들로 광을 조사할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에서와 같이 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 상기 헤드(11)의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비시킬 경우 한 번에 많은 액적(12)들로 상기 광의 조사가 가능하기 때문에 상기 노즐들에 대한 액적 토출 여부를 보다 빠른 시간에 달성할 수 있다.

그리고 도 5를 참조하면, 상기 헤드는 상기 광조사부 및 상기 광디텍터가 마주하는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비될 수 있다.

마찬가지로, 상기 헤드(11)를 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)가 마주하는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비시킬 경우에도 한 번에 더 많은 액적(12)들로 상기 광의 조사가 가능하기 때문에 상기 노즐들에 대한 액적 토출 여부를 보다 빠른 시간에 달성할 수 있다.

다시 말해, 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 헤드(11)의 방향 또는 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15) 사이에서의 광축의 방향을 θ만큼 틀어지도록 구비함으로써 상기 노즐들로부터 토출되는 액적 사이의 간격을 줄일 수 있기 때문에 스캔 거리를 감소시킬 수 있는 것이다.

그리고 도 4에서의 θ와 도 5에서의 θ는 서로 동일한 각도를 표현하는 것이 아니라 언급한 바와 같이 틀어질 수 있음을 표현하는 것이다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 주파수 동기화부(19)는 상기 광조사부(13)로부터 조사되는 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적(12)의 토출 주파수를 동기화시키도록 구비될 수 있다.

상기 광조사부(13)로부터 조사되는 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 액적(12)의 토출 주파수를 서로 동기화시키지 않을 경우에는 상기 노즐로부터 상기 액적(12)이 언제 토출되는 가를 확인할 수 없기 때문에 검사에 따른 신뢰도에 지장을 줄 수 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 주파수 동기화부(19)를 구비하여 상기 액적(12)이 토출되는 시간과 상기 광의 조사되는 시간을 서로 동기화시키는 것이다. 즉, 상기 주파수 동기화부(19)를 이용하여 상기 액적(12)이 토출되는 시점과 상기 광을 조사하는 시점을 일치시키는 것이다.

상기 제어부(21)는 상기 분석부(17)에 의해 분석되는 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적(12)의 토출 상태를 제어하도록 구비될 수 있다.

상기 제어부(21)는 상기 광의 광량에 변화가 있을 경우 상기 액적(12)의 계속적인 토출을 멈추도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 제어부(21)는 상기 인쇄 장치를 사용하여 실시간으로 액적(12)을 토출할 때 상기 광의 광량에 변화가 있을 경우 상기 액적(12)의 토출을 멈추도록 구비시킬 수 있는 것으로써, 실시간 제어에 보다 적절하게 이용할 수 있다.

도 6 및 도 7은 도 1의 노즐 검사 장치의 사용시 광량의 변화를 설명하기 위한 도면들이다.

먼저 도 6 및 도 7에서의 상기 액적(12)들의 경우 상, 하로 배치되는 액적(12)들은 동일한 노즐에 토출되는 액적임을 알 수 있다. 또한 좌, 우로 배치되는 액적(12)들은 서로 이웃하는 노즐들로부터 토출되는 액적(12)임을 알 수 있다.

그리고 도 6을 참조하면, 상기 광조사부(13)로부터 L1의 직경을 갖는 광이 조사되는데, 상기 L1의 직경을 갖는 광 내에는 8개의 액적(12)이 토출되게 조사될 수 있다. 이에, 상기 도 6에서의 광량을 X값으로 확인할 수 있다.

아울러 도 7을 참조하면, 상기 광조사부(13)로부터 L1의 직경을 갖는 광이 조사되는데, 상기 L1의 직경을 갖는 광축 내에는 6개의 액적이 토출되게 조사될 수 있다. 이에, 상기 도 7에서의 광량을 Y값으로 확인할 수 있다.

이에, X값의 광량과 Y값의 광량을 비교하면 분명 광량의 변화를 확인할 수 있고, 그 결과 상기 복수 개의 노즐 각각에서의 액적(12)들의 토출 여부를 분명하게 확인할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 광량의 변화를 통하여 액적 토출 여부를 확인하고, 그 결과로써 노즐들이 잘 기능하고 있는 가를 최종적으로 판단할 수 있는 것이다. 그리고 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 사용하여 상기 헤드(11)의 길이 방향을 따라 상기 액적(12)이 토출되는 상태를 스캔함으로써 상기 노즐의 막힘 여부를 확인할 수 있는 것이다.

본 발명에서는 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적(12)을 향하여 상기 액적(12)의 직경보다 큰 직경을 갖는 광을 조사하고, 그리고 상기 액적(12)의 토출 경로를 사이에 두고 마주하는 위치에서 상기 액적(12)을 통과하는 상기 광을 디텍팅한 후, 상기 액적을 통과하여 디텍팅되는 상기 광의 광량의 변화를 분석하는 것으로 달성될 수 있다.

상기 광은 직진성을 갖고, 상기 헤드(11)의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있다. 즉, 상기 광은 상기 헤드(11)에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 액적(12)을 스캔할 수 있도록 상기 헤드(11)의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있는 것이다. 이때, 상기 헤드(11)가 상기 광 사이를 직선 형태로 일정한 속도로 움직일 수 있다.

그리고 언급한 바와 같이 본 발명에서의 상기 광의 조사 및 상기 액적(12)의 토출에서는 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 토출 주파수를 동기화시킬 수 있고, 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적(12)의 토출 상태를 제어할 수 있다.

또한, 상기 광이 상기 헤드(11)의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어진 상태에서 조사 및 디텍팅되거나, 상기 헤드(11)가 상기 광이 조사 및 디텍팅되는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치될 수 있다.

본 발명에서 상기 분석부(17)는 상기 광디텍터(15)에 의해 디텍팅한 광의 신호를 증폭하는 증폭 부재, 상기 광의 신호를 필러팅하는 필터링 부재 등을 포함할 수 있고, 상기 제어부(21)는 상기 분석부(17)로부터 제공되는 분석 신호에 의해 상기 헤드(11)의 구동 및 상기 액적(12)의 토출에 대한 노즐의 구동을 제어하는 구조를 갖도록 구비될 수 있다.

그리고 본 발명에서 상기 노즐로부터 토출되는 액적(12)은 약 25 내지 50㎛의 직경을 가질 수 있고, 상기 헤드(11)에 따라 달라질 수는 있지만 상기 노즐들 사이의 거리인 상기 액적(12)들 사이의 거리는 약 60 내지 250㎛일 수 있다. 이에, 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 상기 액적(12)들 사이에 위치시키고, 상기 광조사부(13)로부터 상기 광디턱터(15)로 광을 조사하면 상기 액적(12)에 의해 그림자가 생기고, 그 결과 상기 광의 광량에 차이가 발생할 수 있는 것이다.

상기 광조사부(13)에 의해 조사되는 광의 직경은 광축에 대한 정렬과 센싱 감도 등을 고려해야 하기 때문에 약 0.5 내지 2.0mm인 것이 적절하다. 따라서 상기 액적(12)의 직경과 상기 액적(12) 사이의 거리를 합하여도 상기 광의 직경이 더 크기 때문에 하나의 광축 내에 여러 개의 액적(12)이 위치할 수 있고, 이에 상기 헤드(11) 또는 상기 광조사부(13) 및 상기 광디텍터(15)를 상기 액적(12)을 따라 스캔하도록 움직이게 함으로써 상기 액적(12)에 대한 광량의 변화를 감지할 수 있다.

실제로, 상기 액적(12)의 직경이 약 50㎛이고, 상기 광조사부(13)로부터 조사되는 광의 직경이 약 1mm라고 하면 1개의 액적에 의해 가려지는 그림자로 인해 약 0.3%의 광량의 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이에, 도 6에서와 같이 상기 액적(12)의 직경이 약 50㎛이고, 상기 광조사부(13)로부터 조사되는 광의 직경이 약 1mm라고 하고, 상기 액적(12)들 사이의 거리가 약 254㎛라고 하고, 상기 노즐 모두가 정상이라고 하면 하나의 광축 내에는 6개 또는 8개가 위치할 수 있다. 즉, 상기 액적(12)을 스캔하도록 상기 광이 움직임에 따라 상기 액적(12)이 6개 또는 8개 위치할 수 있는 것이다. 그러나 도 7에서의 영역 C에서와 같이 액적(12)이 도출되지 않을 경우에는 상기 광의 광량이 약 0.6% 증가하는 것을 확인할 수 있고, 그 결과 상기 노즐이 불량을 확인할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법에 따르면 노즐로부터 토출되는 액적을 향하여 광을 조사함과 더불어 액적을 향하여 조사된 광을 디텍팅하고, 그리고 디텍팅이 이루어지는 광의 광량에 대한 변화를 분석함에 따라 액적 토출 여부를 확인하고, 그 결과로써 노즐들이 잘 기능하고 있는 가를 최종적으로 판단할 수 있는 것이다.

결론적으로, 상기 헤드에 구비되는 상기 복수 개의 노즐들은 다양한 원인에 의해 토출 불량이 발생하는데 주로 이물질, 미세 공기방울 등에 의해 상기 노즐들이 막힘으로써 발생한다. 그리고 상기 노즐이 막힐 경우 해당 노즐은 정상적으로 액적을 토출시키지 못함에 따라 본 발명에서와 같이 광을 조사하여 스캔할 때 액적이 있어야 할 곳에 빈 공간에 생기게 되고, 이에 상기 빈 공간에 의해 언급한 광량값이 증가하게 되고, 상기 광량값의 변화량을 모니터링함으로써 미토출을 확인할 수 있으며, 더불어 어느 노즐에서 발생하였는 가를 확인할 수 있는 것이다

본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법을 적용할 경우 한 번에 복수 개의 액적들에 대한 토출 여부를 분석할 수 있기 때문에 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐의 액적 토출 여부에 대한 검사를 상대적으로 빠른 시간 내에 수행할 수 있다. 따라서 본 발명의 노즐 검사 장치 및 방법은 인쇄 공정에서의 생산성의 증가를 기대할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 기판 11 : 헤드
12 : 액적 13 : 광조사부
15 : 광디텍터 17 : 분석부
19 : 주파수 동기화부 21 : 제어부
23 : 광원 25 : 광집중부

Claims (18)

1. 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 복수 개의 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 장치에 있어서,
   상기 복수 개의 노즐로부터 토출되는 상기 복수 개의 액적을 한 번에 비출 수 있는 직경의 광축을 갖는 광을 조사하도록 구비되는 광조사부;
   상기 광조사부로부터 상기 복수 개의 액적을 통과하는 상기 광을 디텍팅하도록 상기 복수 개의 액적의 토출 경로를 사이에 두고 상기 광조사부와 마주하게 구비되는 광디텍터; 및
   상기 광조사부로부터 상기 복수 개의 액적을 통과하여 상기 광디텍터에 의해 디텍팅되는 상기 광의 광량 변화를 통하여 상기 복수 개의 액적에 대한 토출 여부를 한 번에 분석하도록 구비되는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 광조사부는 레이저 빔을 조사할 수 있는 레이저 조사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 광조사부는 상기 광을 조사하는 광원; 및 상기 광이 직진성을 갖도록 상기 광을 집중시키는 광집중부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 광디텍터는 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 광조사부 및 상기 광디텍터는 상기 헤드의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 헤드는 상기 광조사부 및 상기 광디텍터 사이에서 직선 형태로 일정한 속도로 움직일 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
7. 제1 항에 있어서, 상기 광조사부로부터 조사되는 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 토출 주파수를 동기화시키는 주파수 동기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
8. 제1 항에 있어서, 상기 분석부에 의해 분석되는 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적의 토출 상태를 제어하도록 구비되는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
9. 제1 항에 있어서, 상기 광조사부 및 상기 광디텍터는 상기 헤드의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치,
10. 제1 항에 있어서, 상기 헤드는 상기 광조사부 및 상기 광디텍터가 마주하는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
11. 헤드에 제공되는 복수 개의 노즐들로부터 토출되는 복수 개의 액적의 토출 여부를 검사하기 위한 노즐 검사 방법에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐로부터 토출되는 상기 복수 개의 액적을 향하여 상기 복수 개의 액적을 한 번에 비출 수 있는 직경의 광축을 갖는 광을 조사하는 단계;
    상기 복수 개의 액적의 토출 경로를 사이에 두고 마주하는 위치에서 상기 복수 개의 액적을 통과하는 상기 광을 디텍팅하는 단계; 및
    상기 복수 개의 액적을 통과하여 디텍팅되는 상기 광의 광량의 변화를 통하여 상기 복수 개의 액적에 대한 토출 여부를 한 번에 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
12. 제11 항에 있어서, 상기 광은 직진성을 갖는 광인 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
13. 제11 항에 있어서, 상기 광은 상기 헤드의 길이 방향을 따라 일정한 속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
14. 제11 항에 있어서, 상기 헤드는 상기 광 사이를 직선 형태로 일정한 속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
15. 제11 항에 있어서, 상기 광의 광 주파수와 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 토출 주파수를 동기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
16. 제11 항에 있어서, 상기 광의 광량의 변화에 근거하여 상기 액적의 토출 상태를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
17. 제11 항에 있어서, 상기 광은 상기 헤드의 길이 방향을 기준으로 θ만큼 틀어진 상태에서 조사 및 디텍팅되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
18. 제11 항에 있어서, 상기 헤드는 상기 광이 조사 및 디텍팅되는 방향을 기준으로 θ만큼 틀어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.

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