KR20230100563A - 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치는 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명, 및 상기 제1 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라를 포함하는 제1 검사부; 상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명, 및 상기 제2 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라를 포함하는 제2 검사부; 및 상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부로부터 회득한 상기 제1 및 제2액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 잉크젯 헤드에 구비된 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 검사하는 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자회로부품, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 또는 액정 디스플레이 패널(LCD)과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)를 제조하기 위해서는, 예를 들어, 포토레지스트(photoresist: PR)액 또는 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 페이스트(paste)를 사용하여 글래스 표면 또는 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB) 상에 전극(electrodes) 또는 도트(dots) 등과 같은 일정한 패턴(patterns)을 형성하여야 한다.
상술한 일정한 패턴을 형성하기 위한 방법으로는 예를 들어, 2개의 롤을 이용하여 오프셋 인쇄방식으로 일정한 패턴을 직접 패턴닝하는 방식 또는 잉크의 액적을 분출하는 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 인쇄 장치를 사용하여 일정한 패턴을 직접 인쇄하는 방식이 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 잉크젯 인쇄 장치(700)는 예를 들어, 기판(710) 상에 복수의 패턴(714)을 형성하도록 잉크를 공급하기 위한 복수의 잉크젯 헤드(10)(720); 상기 복수의 잉크젯 헤드(10)(720)가 장착되며, 상기 기판(710) 상에서 이동 가능한 갠트리(730); 및 상기 복수의 잉크젯 헤드(10)(720)에 각각 연결되며, 잉크를 제공하기 위한 잉크 저장 장치(750)로 구성되어 있다. 이하에서는 종래 기술에 따른 잉크젯 인쇄 장치(700)의 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 1을 참조하면, 잉크젯 인쇄 장치(700)에서는 복수의 잉크젯 헤드(720)에 잉크 저장 장치(750)로부터 잉크 공급 메인 도관(main conduit: 752) 및 복수의 분기 도관(branch conduits: 752a,752b,752c,752d,...,752e)을 통해 미리 잉크가 공급된다. 잉크 공급의 시작 및 종료는 복수의 제어 밸브(756a,756b,756c,756d,...,756e)에 의해 제어된다. 잉크 저장 장치(750)의 가압력은 잉크 가압용 도관으로부터 공급되는 가압 유체(예를 들어, 공기)에 의해 제공된다. 가압 유체의 공급은 가압 유체 제어 밸브(754)에 의해 제어된다. 그 후, 복수의 잉크젯 헤드(10)(720)가 장착된 갠트리(730)가 기판(710) 상에서 이동하면서, 기판(710) 상에 잉크를 공급하여 원하는 복수의 패턴(714)을 형성한다. 기판(710)은 기판(710)을 고정하기 위한 스테이지(712) 상에 위치되고, 스테이지(712)는 인쇄 장치 프레임(frame: 760) 상에 위치된다.
한편, 잉크젯 인쇄 장치(700)의 잉크젯 헤드(720)를 사용하는 공정에서는 잉크젯 헤드(720)에 제공되는 복수의 노즐(미도시)로부터 토출되는 액적에 대한 상태, 즉 액적의 토출 속도, 액적의 크기, 액적의 토출량 등이 설정된 범위를 벗어날 경우 공정 불량으로 판단한다.
일반적으로 하나의 잉크젯 헤드(720)에서 토출되는 복수의 액적을 검사하는 장치로 드롭워쳐(Drop Watcher)가 알려져 있다.
드롭워쳐는 카메라와 광원을 구비하고 있으며, 하나의 헤드의 복수의 노즐에서 토출되는 액적의 이미지를 획득하여, 이 이미지를 통해 액적의 토출 상태를 검사하는 장치이다.
이를 위해 드롭워쳐는 복수의 노즐에서 동시에 토출된 복수의 액적의 이미지를 광원으로부터의 조명에 의해 획득하고, 이 이미지에 나타난 복수의 액적이 일직선 상에 배열되어 있으면 복수의 노즐에서 토출된 액적들의 부피가 모두 동일하다는 사실에 기초하여, 일직선 상에서 이탈한 액적이 관찰되면, 이 액적은 부피가 과다하거나 부족한 것이므로, 비정상적인 부피를 가진 액적을 토출하는 노즐을 가려낼 수 있다.
이러한 종래의 액적 검사 장치는 복수의 열로 구성된 노즐에서 토출되는 액적을 검사할 경우에, 카메라의 근처에 배열된 노즐에서 토출되는 액적은 카메라의 포커싱 거리에 위치하고 있기 때문에 선명한 이미지를 획득하여 정확한 검사가 수행되지만, 카메라로부터 멀리 떨어진 위치에 배열된 노즐에서 토출되는 액적은 카메라의 포커싱 거리에서 벗어나기 때문에 선명한 이미지를 획득하기가 어려워 정밀한 검사가 수행될 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 양쪽 방향에서 검사함으로써, 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 정밀하게 검사할 수 있도록 하여, 복수의 열로 구성된 노즐 중 비정상 상태의 노즐을 정확히 정확히 검출할 수 있는 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치는 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명, 및 상기 제1 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라를 포함하는 제1 검사부; 상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명, 및 상기 제2 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라를 포함하는 제2 검사부; 및 상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부로부터 회득한 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부;를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치는 기판 상에 복수의 패턴을 형성하도록 잉크를 공급하기 위해 복수의 열로 구성된 노즐이 각각 구비된 복수의 잉크젯 헤드; 상기 복수의 잉크젯 헤드가 장착되며, 상기 기판 상에서 이동 가능한 갠트리; 상기 복수의 잉크젯 헤드에 각각 연결되며, 상기 복수의 잉크젯 헤드에 제공될 잉크를 저장하는 잉크 저장 장치; 상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 각각 검사하는 복수의 액적 검사 장치; 및 상기 복수의 잉크젯 헤드, 상기 갠트리, 상기 잉크 저장 장치, 및 상기 복수의 액적 검사 장치의 각각의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하고, 상기 복수의 액적 검사 장치는 각각, 상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명, 및 상기 제1 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라를 포함하는 제1 검사부; 상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명, 및 상기 제2 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라를 포함하는 제2 검사부; 및 상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부로부터 회득한 상기 제1 및 제2액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치를 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 양쪽 방향에서 검사함으로써, 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 선명한 이미지를 각각 획득할 수 있다.
2. 광경로 변경부가 구비됨에 따라, 각 조명으로부터 조사되는 광의 경로를 충분히 확보할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6 및 7은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 8은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6 및 7은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 8은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지를 비교하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로 변경부가 구비된 액적 검사장치를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(10)에 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 검사하는 액적 검사 장치(100)는 상기 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명(111), 및 상기 제1 조명(111)의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명(111)의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라(112)를 포함하는 제1 검사부(110); 상기 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명(121) 및 상기 제2 조명(121)의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명(121)의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라(122)를 포함하는 제2 검사부(120); 및 상기 제1 검사부(110) 및 상기 제2 검사부(120)로부터 회득한 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적 이미지를 비교하여 비정상적으로 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부(130);를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치(700)는 도 2 내지 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)를 구비한다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 종래 기술의 잉크젯 인쇄 장치(700)와 실질적으로 동일하다는 점에 유의하여야 한다.
도 1을 도 2 내지 4와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치(700)는 기판(710) 상에 복수의 패턴을 형성하도록 잉크를 공급하기 위한 복수의 열로 구성된 노즐(11)이 각각 구비된 복수의 잉크젯 헤드(720); 상기 복수의 잉크젯 헤드(720)가 장착되며, 상기 기판(710) 상에서 이동 가능한 갠트리(730); 상기 복수의 잉크젯 헤드(720)에 각각 연결되며, 상기 복수의 잉크젯 헤드(720)에 제공될 잉크를 저장하는 잉크 저장 장치(150); 상기 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 각각 검사하는 복수의 액적 검사 장치(100); 및 상기 복수의 잉크젯 헤드(720), 상기 갠트리(730), 상기 잉크 저장 장치(150), 및 상기 복수의 액적 검사 장치(100)의 각각의 동작을 제어하는 제어장치(미도시)를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 제1 검사부(110), 제2 검사부(120), 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)에 있어서, 검사 대상인 액적은 잉크젯 헤드(10)에 구비되는 노즐(11)로부터 토출될 수 있다. 그리고, 노즐(11)은 잉크젯 헤드(10)의 하부 표면에 복수의 열로 구성될 수 있다.
잉크젯 헤드(10)는 액정 표시 장치 등을 제조하기 위한 기판 상에 배향막의 형성하기 위해 UV 잉크를 도포하는 인쇄 장치, 유기 EL 표시장치 등을 제조하기 위한 기판 상에 컬러 필터를 도포하는 인쇄 장치 등에 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 인쇄 장치에 구비되는 잉크젯 헤드(10)의 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 대상으로 검사를 수행하는 것으로써, 예를 들어, 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적의 유무, 액적의 토출 속도, 액적의 크기, 및 액적의 토출량 등을 검사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 액적 토출 공정을 위한 기판을 인쇄 장치로 로딩하기 이전 또는 로딩한 이후에 액적의 상태를 검사할 수 있다.
그리고, 잉크젯 헤드(10)에 제공되는 노즐(11)은 상술한 바와 같이 하나의 잉크젯 헤드(10)에 복수의 열로 구성될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 잉크젯 헤드(10)에 구비되는 노즐(11)은 잉크젯 헤드(10)의 길이 방향을 따라 복수의 열로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 열로 구성된 노즐(11)은 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(10)의 중심축선(c)을 기준으로 우측에 배치된 제1 노즐 그룹(21) 및 좌측에 배치된 제2 노즐 그룹(22)으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 노즐 그룹(21) 및 제2 노즐 그룹(22)이 각각 3개의 열로 배열된 구조를 제시되고 있으나, 이에 제한하지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
또한, 복수의 열로 구성된 노즐(11)에서 토출되는 액적이 서로 겹치지 않도록 잉크젯 헤드(10)의 하부 표면에 사선으로 배치되되 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 액적 검사 장치(100)의 제1 검사부(110)는 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명(111), 및 제1 조명(111)의 반대측 위치에 배치되며, 제1 조명(111)의 광이 조사된 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라(112)를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제1 검사부(110)의 제1 조명(111)은 복수의 열로 구성된 노즐(11) 중, 잉크젯 헤드(10)의 중심축선(c)을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹(21)에서 토출되는 액적을 향해 광을 조사하고, 제1 카메라(112)는 제1 조명(111)의 광이 조사된 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검사부(120)는 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명(121), 및 제2 조명(121)의 반대측 위치에 배치되며, 제2 조명(121)의 광이 조사된 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라(122)를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제2 검사부(120)의 제2 조명(121)은 복수의 열로 구성된 노즐(11) 중, 제1 노즐 그룹(21)과 일정간격 이격되게 배치되며, 잉크젯 헤드(10)의 중심축선(C)을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹(22)에서 토출되는 액적을 향해 광을 조사하고, 제2 카메라(122)는 제2 조명(121)의 광이 조사된 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하게 된다.
즉, 본원발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 제1 검사부(110)를 이용하여 복수의 열로 구성된 노즐(11) 중, 제1 노즐 그룹(21)에 해당되는 각각의 노즐(11)로부터 토출되는 제1 액적 이미지를 획득하고, 제2 검사부(120)를 이용하여 복수의 열로 구성된 노즐(11) 중, 제2 노즐 그룹(22)에 해당되는 각각의 노즐(11)로부터 토출되는 제2 액적 이미지를 획득하게 된다.
한편, 제1 카메라(112)를 이용하여 제1 노즐 그룹(21)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 촬영하고 제2 카메라(122)를 이용하여 제2 노즐 그룹(22)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 촬영하는 과정에서, 제1 카메라(112)에 제1 노즐 그룹(21)의 액적뿐만 아니라, 제2 노즐 그룹(22)의 액적이 흐린 상태로 촬영될 수 있고, 제2 카메라(122)에 제2 노즐 그룹(22)의 액적뿐만 아니라, 제1 노즐 그룹(21)의 액적이 흐린 상태로 촬영될 수 있다.
이때, 제어부(130)는 제1 액적 이미지 중 복수의 열로 구성된 노즐(11) 중, 잉크젯 헤드(20)의 중심축선(C)을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹(21)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 복수의 열로 구성된 노즐 중, 잉크젯 헤드의 중심축선(C)을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹(22)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거하며, 제2 액적 이미지 중 제2 노즐 그룹(22)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 제1 노즐 그룹(21)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 제1 카메라(112)를 제어하여 제1 카메라(112)가 제1 노즐 그룹(21)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적만을 촬영할 수 있도록 제1 노즐 그룹(21)과 제1 카메라(112) 간의 포커싱 거리를 조절하고, 제2 카메라(122)를 제어하여 제2 카메라(122)가 제2 노즐 그룹(22)의 노즐(11)로부터 토출되는 액적만을 촬영할 수 있도록 제2 노즐 그룹(22)과 제2 카메라(122) 간의 포커싱 거리를 조절할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 카메라(112) 및 제2 카메라(122)는 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 방식의 이미지 센서를 채용한 카메라일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니라는 점에 유의하여야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 광경로 변경부(140)를 추가로 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 잉크젯 헤드(10)에서 토출되는 액적을 검사하기 위한 제1 카메라(112) 및 제2 카메라(121)와 잉크젯 헤드(10)의 구성들 간의 하드웨어 측면에서의 간섭과 협소한 검사 영역으로 인해 광학계의 구성에 있어서 한계가 존재할 수 있다. 이 때문에 제1 카메라(112) 및 제1 조명(111)과, 제2 카메라(122) 및 제2 조명(121)이 수평상태가 아닌 꺾인 상태로 제공될 수밖에 없다. 이 경우, 제1 조명(111) 및 제2 조명(121)의 광경로 상에는 광경로 변경부(140)가 추가로 배치될 수 있다.
다시 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광경로 변경부(140)는 제1 조명(111)으로부터 제1 노즐 그룹(21)을 향해 조사되는 광의 경로를 제1 카메라(112)를 향하도록 변경하는 제1 미러(141) 및 제2 조명(121)으로부터 제2 노즐 그룹(22)을 향해 조사되는 광의 경로를 제2 카메라(122)로 향하도록 변경하는 제2 미러(142)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 미러(141)는 제1 조명(111)의 반대측에 위치하는 제1 카메라(112)가 잉크젯 헤드(10)의 구성들과의 간섭을 피하기 위해, 제1 조명(111)에서 조사되는 광의 경로를 벗어나는 위치에 배치될 경우, 제1 조명(111)으로부터 조사되는 광의 경로를 제1 카메라(112)가 위치한 방향으로 변경시키고, 제2 미러(142)는 제2 조명(121)의 반대측에 위치하는 제2 카메라(122)가 잉크젯 헤드(10)의 구성들과의 간섭을 피하기 위해, 제2 조명(121)에서 조사되는 광의 경로를 벗어난 위치에 배치될 경우, 제2 조명(121)으로부터 조사되는 광의 경로를 제2 카메라(122)가 위치한 방향으로 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 제1 검사부(110) 및 제2 검사부(120)로부터 회득한 제1 및 제2 액적 이미지를 전송 받고, 촬영된 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 액적의 정상 유무를 검출할 수 있다. 이러한 제어부(130)는 이미지 입력부(131), 이미지 분석부(132) 및 노즐 검출부(133)를 포함할 수 있다.
이미지 입력부(131)는 제1 카메라(112) 및 제2 카메라(122)에 의해 각각 촬영된 제1 및 제2 액적 이미지를 각각 전송받을 수 있다.
이미지 분석부(132)에는 사전에 복수의 열로 구성된 노즐(11)로부터 토출되는 액적에 관한 정상 액적 이미지가 미리 저장되어 있고, 제1 카메라(112) 및 제2 카메라(122)에 의해 촬영된 제1 및 제2 액적 이미지를 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보와 비교하여 분석할 수 있다.
이때, 이미지 분석부(132)는 정상 액적에 대한 정보 예를 들어, 정상 액적에 대한 체적 정보와 제1 및 제2 액적 이미지에 나타난 체적 정보를 비교하여 토출되는 액적의 정상 유무를 분석할 수 있다.
또한, 이미지 분석부(132)는 제1 노즐 그룹(21)의 노즐(11) 및 제2 노즐 그룹(22)의 노즐(11)로부터 각각 토출되는 액적의 유무, 낙하 각도, 및 길이 중 적어도 하나를 비교하여 분석할 수 있다.
노즐 검출부(133)는 이미지 분석부(132)의 분석된 결과에 기초하여, 비정상적인 상태로 토출된 액적에 대응되는 노즐(11)을 검출할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 촬영된 제1 및 제2 액적 이미지가 비정상으로 분석되면, 비정상 제1 및 제2 액적 이미지와 대응되는 해당 위치의 노즐(11)들을 비정상 노즐(11)들로 검출할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 노즐 검출부(133)에서 검출된 비정상적인 노즐(11)에 대해서는 공정조건 예들 들어, 비정상 노즐(11)의 구동 파형(Waveform) 및 비정상 노즐(11)로 공급되는 공급압력 등을 재설정하여 액적의 토출량을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치(100)는 잉크젯 헤드(10)를 길이 방향으로 이동시키면서 액적의 검사가 수행될 수 있다.
예를 들어, 제1 검사부(110) 및 제2 검사부(120)가 고정된 상태에서 잉크젯 헤드(10)를 길이방향으로 이동시키면서 본 실시예에서와 같이 5열의 노즐(11)에 대해 검사할 수 있다(도 6 및 도 7 참조). 물론, 잉크젯 헤드(10)가 고정된 상태에서 제1 검사부(110) 및 제2 검사부(120)를 일정 간격식 이동시키면서 검사하는 것도 가능할 것이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(150)는 제어부(130)와 연결되도록 구비될 수 있다. 이때, 디스플레이부(150)는 제어부(130)로부터 제1 검사부(110) 및 제2 검사부(120)에 의해 획득된 제1 및 제2 액적의 이미지를 전달받아 표시할 수 있다.
도 6 및 7은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지의 진원도를 비교하여 나타낸 도면이다.
예를 들어, 제2 노즐 그룹(22)에 해당되는 노즐(11)로부터 토출되는 액적을 검사하는 과정에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 제2 노즐 그룹(22)으로부터 멀리 떨어진 위치에 있는 카메라를 이용하여 획득한 이미지 상의 액적의 진원도값은 0.5로 나타나고, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 노즐 그룹(22)과 가까운 위치에 있는 제2 검사부(120)의 제2 카메라(122)를 이용하여 획득한 이미지 상의 액적의 진원도값은 0.8로 나타나는 것을 확인할 수 있다.
한편, 액적의 진원도값은 촬영된 이미지 상의 액적의 윤곽을 이용하여 검출하는바, 이미지 상의 액적과 주변배경의 명암과의 대비에 따라 액적 윤곽이 차이 나게 되고, 이러한 윤곽의 차이에 의해 동일한 액적 이미지라도 진원도값이 다르게 검출된다.
즉, 종래의 액적 검사 장치를 통해 검출된 진원도값보다 본 발명의 액적 검사 장치(100)를 통해 검출된 진원도값이 높게 나타나기 때문에 종래에 비해 보다 정밀한 액적 검사를 수행할 수 있게 된다.
도 8은 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지와 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지를 비교하여 나타낸 도면으로서, 도 8의 (a)는 종래의 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지를 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치를 이용하여 촬영한 액적 이미지를 나타낸 것이다.
각각의 액적 이미지는 동일한 조건(Delay: 300μs, On time: 0.1μs)하에 촬영된 것으로, 도 8의 (a)에서 보여지는 액적의 이미지에 대한 측정 오차가 <± 5% 인 반면, 도 8의 (b)에서 보여지는 액적의 이미지에 대한 측정 오차가 <± 1% 인 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 검사 장치 및 잉크젯 인쇄 장치는 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 양쪽 방향에서 검사함으로써, 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 선명한 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 광경로 변경부가 구비됨에 따라, 각 조명으로부터 조사되는 광의 경로를 충분히 확보할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관하여 실시예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능하다.
10: 잉크젯 헤드 11: 노즐
21: 제1 노즐 그룹 22: 제2 노즐 그룹
100: 액적 검사 장치 110: 제1 검사부
111: 제1 조명 112: 제1 카메라
120: 제2 검사부 121: 제2 조명
122: 제2 카메라 130: 제어부
131: 이미지 입력부 132: 이미지 분석부
133: 노즐 검출부 140: 광경로 변경부
141: 제1 미러 142: 제2 미러
150: 디스플레이부
21: 제1 노즐 그룹 22: 제2 노즐 그룹
100: 액적 검사 장치 110: 제1 검사부
111: 제1 조명 112: 제1 카메라
120: 제2 검사부 121: 제2 조명
122: 제2 카메라 130: 제어부
131: 이미지 입력부 132: 이미지 분석부
133: 노즐 검출부 140: 광경로 변경부
141: 제1 미러 142: 제2 미러
150: 디스플레이부
Claims (16)
- 잉크젯 헤드에 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 검사하는 액적 검사 장치에 있어서,
상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명, 및 상기 제1 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라를 포함하는 제1 검사부;
상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명, 및 상기 제2 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라를 포함하는 제2 검사부; 및
상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부로부터 회득한 상기 제1 및 제2액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부;
를 포함하는 액적 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 액적 이미지 중 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거하며,
상기 제2 액적 이미지 중 상기 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 상기 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거하는
액적 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 카메라가 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 제1 액적만을 촬영할 수 있도록 상기 제1 노즐 그룹과 상기 제1 카메라 간의 포커싱 거리를 조절하고, 상기 제2 카메라가 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 제2 액적만을 촬영할 수 있도록 상기 제2 노즐 그룹과 상기 제2 카메라 간의 포커싱 거리를 조절하는 액적 검사 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 조명 및 상기 제2 조명으로부터 각각 조사되는 광의 경로를 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라를 향하도록 변경하는 광경로 변경부를 더 포함하는 액적 검사 장치. - 제4항에 있어서,
상기 광경로 변경부는
상기 제1 조명으로부터 상기 제1 노즐 그룹을 향해 조사되는 광의 경로를 상기 제1 카메라를 향하도록 변경하는 제1 미러; 및
상기 제2 조명으로부터 상기 제2 노즐 그룹을 향해 조사되는 광의 경로를 상기 제2 카메라로 향하도록 변경하는 제2 미러;를 포함하는
액적 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 의해 각각 촬영된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 각각 전송받는 이미지 입력부;
상기 이미지 입력부에 입력된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 상기 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보와 비교하여 분석하는 이미지 분석부; 및
상기 이미지 분석부의 분석된 결과에 기초하여, 비정상적인 상태인 액적에 대응하는 노즐을 검출하는 노즐 검출부;를 포함하는
액적 검사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 분석부는 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 기초로 상기 액적의 유무, 낙하 각도, 길이, 및 체적 중 적어도 하나를 분석하는 액적 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부와 연결되며, 상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부에 의해 획득된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 전달받아 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 액적 검사 장치. - 잉크젯 인쇄 장치에 있어서,
기판 상에 복수의 패턴을 형성하도록 잉크를 공급하기 위해 복수의 열로 구성된 노즐이 각각 구비된 복수의 잉크젯 헤드;
상기 복수의 잉크젯 헤드가 장착되며, 상기 기판 상에서 이동 가능한 갠트리;
상기 복수의 잉크젯 헤드에 각각 연결되며, 상기 복수의 잉크젯 헤드에 제공될 잉크를 저장하는 잉크 저장 장치;
상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적을 각각 검사하는 복수의 액적 검사 장치; 및
상기 복수의 잉크젯 헤드, 상기 갠트리, 상기 잉크 저장 장치, 및 상기 복수의 액적 검사 장치의 각각의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하고,
상기 복수의 액적 검사 장치는 각각,
상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 일측 방향에서 광을 조사하는 제1 조명, 및 상기 제1 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제1 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제1 액적 이미지를 획득하는 제1 카메라를 포함하는 제1 검사부;
상기 복수의 열로 구성된 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 방향에 대해 교차하는 방향 중 타측 방향에서 광을 조사하는 제2 조명, 및 상기 제2 조명의 반대측 위치에 배치되며, 상기 제2 조명의 광이 조사된 상기 액적을 촬영하여 제2 액적 이미지를 획득하는 제2 카메라를 포함하는 제2 검사부; 및
상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부로부터 회득한 상기 제1 및 제2액적 이미지를 각각 전송받고, 상기 제1 및 제2 액적 이미지와 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보를 비교하여 토출된 상기 액적의 정상 유무를 검출하는 제어부;
를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 액적 이미지 중 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거하며,
상기 제2 액적 이미지 중 상기 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지만을 남기고, 상기 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 액적에 대한 부분 이미지를 제거하는
잉크젯 인쇄 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 카메라가 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 일측에 위치한 제1 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 제1 액적만을 촬영할 수 있도록 상기 제1 노즐 그룹과 상기 제1 카메라 간의 포커싱 거리를 조절하고, 상기 제2 카메라가 상기 복수의 열로 구성된 노즐 중, 상기 잉크젯 헤드의 중심축선을 기준으로 타측에 위치한 제2 노즐 그룹의 노즐로부터 토출되는 제2 액적만을 촬영할 수 있도록 상기 제2 노즐 그룹과 상기 제2 카메라 간의 포커싱 거리를 조절하는 잉크젯 인쇄 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 조명 및 상기 제2 조명으로부터 각각 조사되는 광의 경로를 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라를 향하도록 변경하는 광경로 변경부를 더 포함하는 잉크젯 인쇄 장치. - 제12항에 있어서,
상기 광경로 변경부는
상기 제1 조명으로부터 상기 제1 노즐 그룹을 향해 조사되는 광의 경로를 상기 제1 카메라를 향하도록 변경하는 제1 미러; 및
상기 제2 조명으로부터 상기 제2 노즐 그룹을 향해 조사되는 조사되는 광의 경로를 상기 제2 카메라로 향하도록 변경하는 제2 미러;를 포함하는
잉크젯 인쇄 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 의해 각각 촬영된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 각각 전송받는 이미지 입력부;
상기 이미지 입력부에 입력된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 상기 미리 저장된 정상 액적에 대한 정보와 비교하여 분석하는 이미지 분석부; 및
상기 이미지 분석부의 분석된 결과에 기초하여, 비정상적인 상태인 액적에 대응하는 노즐을 검출하는 노즐 검출부;를 포함하는
잉크젯 인쇄 장치. - 제14항에 있어서,
상기 이미지 분석부는 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 기초로 상기 액적의 유무, 낙하 각도, 길이, 및 체적 중 적어도 하나를 분석하는 잉크젯 인쇄 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부와 연결되며, 상기 제1 검사부 및 상기 제2 검사부에 의해 획득된 상기 제1 및 제2 액적 이미지를 전달받아 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210190096 | 2021-12-28 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230100563A true KR20230100563A (ko) | 2023-07-05 |
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ID=87158727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220062850A KR20230100563A (ko) | 2021-12-28 | 2022-05-23 | 액적 검사 장치 및 이를 구비한 잉크젯 인쇄 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR20230100563A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-05-23 KR KR1020220062850A patent/KR20230100563A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100942528B1 (ko) | 2005-04-25 | 2010-02-16 | 가부시키가이샤 아루박 | 액적 분석 시스템 |
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