(57)【要約】【課題】塗布基板をインク吐出ヘッドに近接配置させた場合や、塗布基板の有無によって液滴吐出動作に違いがある場合などにも対応できる液滴吐出評価装置を提供する。【解決手段】ノズル１２から吐出されたインク液滴１３の状態を光学的に評価する液滴吐出評価装置であって、ノズル１２からの液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光Ｌを照射して、ノズル１２の手前側でノズル１２から所定距離離れた位置にレーザ光Ｌを集光させるレーザ光照射系と、ノズル１２の周辺部からのレーザ光Ｌの反射光及び散乱光を受光して、その反射光及び散乱光の強度を検出する光検出器２３とを備え、光検出器２３は、検出した前記反射光及び散乱光の光強度信号から、ノズル１２から吐出された液滴がレーザ光Ｌの集光位置を通過するときの時間情報を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出された液滴の状態を光学的に評価する液滴吐出評価装置であって、
前記ノズルからの液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光を照射して、前記ノズルの手前側で該ノズルから所定距離離れた位置に前記レーザ光を集光させるレーザ光照射系と、
前記ノズルの周辺部からの前記レーザ光の反射光及び散乱光を受光して、前記反射光及び散乱光の強度を検出する光検出器とを備え、
前記光検出器は、検出した前記反射光及び散乱光の光強度信号から、前記ノズルから吐出された液滴が前記レーザ光の集光位置を通過するときの時間情報を取得することを特徴とする液滴吐出評価装置。
【請求項２】
前記レーザ光の集光位置を確認するためのカメラ光学系が設けられ、該カメラ光学系は、その対物レンズとして、前記レーザ光照射系が前記レーザ光を集光させるためのレンズを共用していることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出評価装置。
【請求項３】
前記レーザ光として、断面強度の中心付近強度が低減されたドーナツビームのレーザ光が用いられ、該ドーナツビームのレーザ光は、前記ノズルへの照射強度がノズル周辺部への照射強度より低くなる断面強度分布を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出評価装置。
【請求項４】
前記光検出器で取得した時間情報と、前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出駆動信号に同期した吐出駆動同期信号とから、吐出駆動のタイミングと吐出液滴が前記レーザ光の集光位置を通過するときのタイミングとの時間間隔の情報、または前記ノズルからの液滴吐出の有無の情報を得るための信号処理系が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出評価装置。
【請求項５】
前記ノズルからの液滴吐出方向の軸上に前記レーザ光の集光位置が複数箇所形成されている場合、該複数箇所の集光位置に対応して前記光検出器で取得した時間情報と、前記複数箇所の集光位置の情報とから、液滴の飛翔速度または飛翔速度の変化の情報を得るための信号処理系が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出評価装置。
【請求項６】
ノズルから吐出された液滴の状態を光学的に評価する液滴吐出評価方法であって、
前記ノズルからの液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光を照射して、前記ノズルの手前側で該ノズルから所定距離離れた位置に前記レーザ光を集光させる一方、
前記ノズルの周辺部からの前記レーザ光の反射光及び散乱光を受光して、前記反射光及び散乱光の強度を検出し、
前記検出した前記反射光及び散乱光の光強度信号から、前記ノズルから吐出された液滴が前記レーザ光の集光位置を通過するときの時間情報を取得することを特徴とする液滴吐出評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットに代表される液滴吐出方式において、ノズルからの液滴吐出特性を評価するための液滴吐出評価装置、及び液滴吐出評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルからインクを吐出して液滴を形成するインク吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置のヘッドとして用いられている。
【０００３】
ここでいう画像形成装置は、塗布基板上に画像を形成するものであるが、その塗布基板の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる塗布基板に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を塗布基板に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を塗布基板に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体の状態であれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
ところで、従来より、インクの吐出状態や塗布の状態を評価する手段として様々な取り組みが行われているが、実際の塗布動作に即した形態で、インクの吐出動作を評価する手段は十分とは言えない状況にある。例えば、塗布基板上にテストパターンなどを塗布し、顕微鏡やカメラなどの観察手段を用いて仕上がりの具合を調べることで、吐出不良や着弾位置ずれなどを評価する手段があるが、塗布基板を配置しない状態でのインク吐出ヘッドの液滴吐出特性と、塗布基板を配置した状態での液滴吐出特性が同一であるという保証はない。その結果、従来では、塗布基板上の着弾位置ずれの値と、インク吐出ヘッドのみの吐出特性（吐出タイミングや液滴の飛翔速度、吐出曲がりなど）から見積もられる着弾位置ずれの値が一致しないという状況が起こり得る。
【０００５】
良好なテストパターンを形成させるためには、インクやこれを吐出させるためのインク吐出ヘッド、さらにはインクを塗布する塗布基板などの特性や塗布時の状態を把握しておく必要があり、そのための様々な方法がある。例えば、インクとインク吐出ヘッドとの整合性を評価するために、従来より、インク吐出ヘッドから吐出された液滴の様子を、液滴吐出方向に直角な方向から高速度カメラなどを用いて観察し、取得した観察画像から吐出不良や吐出のタイミング、飛翔速度、液滴の形状などを評価する方法が知られている。
【０００６】
また、インク吐出ヘッドから吐出された液滴に対して、液滴吐出方向に直角な方向からレーザ光を照射して、液滴からの散乱光などを検出することにより、液滴の吐出不良や吐出液滴の飛翔速度を評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、インク吐出ヘッドから吐出された液滴の着弾位置ずれの値が一致しないという原因を調べるためには、インク吐出ヘッドのノズルと塗布基板との間における液滴の挙動を把握する必要がある。
【０００８】
しかしながら、一般にインク吐出ヘッドと塗布基板とは近接して配置されるため、液滴吐出方向に直角な方向（塗布基板の面と平行な方向）からカメラで観察したり、また、特許文献１や特許文献２のように、液滴吐出方向に直角な方向からレーザ光を照射して評価する方法では実現が難しい。特に、プレートに多くのノズルを備えたインク吐出ヘッドを、大きな塗布基板（Ａ３サイズなど）に対して３００μｍ以下の距離に近接させて高速に走査させる場合などにおいては、吐出液滴から離れた位置から観察またはレーザ光照射及びレーザ光を検出しなければならないため、必要な測定精度を確保することは困難となる。
【０００９】
本発明の課題は、塗布基板をインク吐出ヘッドに近接配置させた場合や、塗布基板の有無によって液滴吐出動作に違いがある場合などにも対応できる液滴吐出評価装置、及び液滴吐出評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、ノズルから吐出された液滴の状態を光学的に評価する液滴吐出評価装置であって、前記ノズルからの液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光を照射して、前記ノズルの手前側で該ノズルから所定距離離れた位置に前記レーザ光を集光させるレーザ光照射系と、前記ノズルの周辺部からの前記レーザ光の反射光及び散乱光を受光して、前記反射光及び散乱光の強度を検出する光検出器とを備え、前記光検出器は、検出した前記反射光及び散乱光の光強度信号から、前記ノズルから吐出された液滴が前記レーザ光の集光位置を通過するときの時間情報を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノズルからの液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光が照射されるので、液滴を着弾させるための塗布基板を配置させた状態であっても、塗布基板に邪魔されることなく、吐出された液滴がレーザ光の集光位置を通過するときの時間情報（例えば、液滴がレーザ光の集光位置を通過するときの時間）を良好に得ることができる。特に、大型の塗布基板を用いて、塗布基板を走査するような場合であっても、走査面内に光学系が配置されていないため問題なく時間情報を得ることができる。さらに、塗布基板の有無に関わらず、同じ装置構成で評価できるため、塗布基板の有無による影響を調べることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１による液滴吐出評価装置の概略構成図である。
【図２】インク吐出ヘッドの底面図である。
【図３】液滴吐出の評価方法を説明するための図である。
【図４】光検出器から出力される光強度信号を示す図である。
【図５】実施例２による液滴吐出評価装置の概略構成図である。
【図６】実施例３による液滴吐出評価装置の概略構成図である。
【図７】遮光素子の正面図である。
【図８】遮光素子を用いたとき、光検出器から出力される光強度信号を示す図である。
【図９】遮光素子を用いたとき、ノズルと光強度信号との関係を説明する図である。
【図１０】実施例４による液滴吐出評価装置の概略構成図である。
【図１１】実施例５による液滴吐出評価装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１４】
《実施例１》
図１〜図３は実施例１を示しており、図１は本実施例による液滴吐出評価装置の概略構成図、図２はインク吐出ヘッドの底面図、図３は液滴吐出の評価方法を説明するための図である。
【００１５】
本実施例では、図２に示すように、インク吐出ヘッド１１として、複数個（ここでは５個）の液滴吐出用の各ノズル１２Ａ〜１２Ｅ（以下、各ノズル１２Ａ〜１２Ｅをノズル１２という）を備えたものについて説明する。インク吐出ヘッド１１は、図１に示すように、インク液滴１３の吐出方向（図１において上下方向）に沿った位置調整を行うためのステージ１４に取り付けられている。
【００１６】
インク吐出ヘッド１１の下方には塗布基板として基板１５が配置され、ノズル１２からは基板１５に向けて（つまり図２において、紙面に対して略垂直な方向で且つ紙面の手前側に向けて）インク液滴１３が吐出される。基板１５は、透光性の素材（ガラス、石英、樹脂など）で構成され、ノズル１２から吐出されたインク液滴１３は基板１５上に着弾する。基板１５は、図示しない駆動機構（自動ステージなど）によって、図１の紙面に対して垂直な方向（図２において上下方向）に移動できるようになっている。なお、基板１５は無くても良い。
【００１７】
本実施例による液滴吐出評価装置は、図１に示すように、液滴吐出を検知するためのレーザ光学系１６が設けられている。このレーザ光学系１６は、レーザ光源１７、コリメートレンズ１８、偏光ビームスプリッタ１９、１/４波長板２０、対物レンズ２１、集光レンズ２２、及び光検出器２３を備えている。なお、レーザ光学系１６のうち、レーザ光源１７、コリメートレンズ１８、偏光ビームスプリッタ１９、１/４波長板２０、及び対物レンズ２１はレーザ光照射系を構成している。
【００１８】
レーザ光源１７は、インク液滴１３及びノズル１２周辺にレーザ光Ｌを照射するためのもので、例えば、波長６６０ｎｍのレーザ光Ｌを放射する半導体レーザで構成されている。コリメートレンズ１８は、レーザ光源１７から放射されたレーザ光Ｌを平行ビームに変換する。
【００１９】
偏光ビームスプリッタ１９は、レーザ光源１７からのレーザ光Ｌと、対物レンズ２１から光検出器２３へ向かうレーザ光Ｌとを、偏光特性によって分離する。１/４波長板２０は偏光変換を行うためのであり、また、対物レンズ２１はレーザ光Ｌを集光させると同時に、インク液滴１３又はノズル１２の周辺部での反射光及び散乱光を取り込むためのものである。
【００２０】
集光レンズ２２は、光検出器２３にレーザ光Ｌ（インク液滴１３又はノズル１２の周辺部での反射光及び散乱光を含む）を集光させるためのものである。また、光検出器２３は、対物レンズ２１によって取り込まれた光の強度を測定するためのものであり、例えば、フォトダイオード、光電子増倍管などよって構成されている。
【００２１】
次に、本実施例における液滴吐出評価装置の作用について説明する。
【００２２】
レーザ光源１７から発せられたレーザ光Ｌは、図３に示すように、円偏光の状態で対物レンズ２１によって、液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光Ｌが照射されて、ノズル１２の手前側でノズル１２の先端位置から距離ｄだけ離れた位置に集光される。ここで距離ｄは、レーザ光照射によるノズル内インクへ影響（乾燥など）を与えることなく、且つ、後述する光強度信号が良好に得られる範囲に設定されている。例えば、レーザ光Ｌの波長を６６０ｎｍ、対物レンズ２１の開口数を０.２５、ノズル１２の直径ａ（図２参照）を２６μｍとした場合、距離ｄを５０〜２００μｍ程度の範囲に設定することにより目的の動作を実現することができる。
【００２３】
距離ｄの調整は、ステージ１４（図１参照）を用いて、インク吐出ヘッド１１を位置制御して、つまり、図１においてインク吐出ヘッド１１を上下方向に移動させることにより行う。
【００２４】
インク液滴１３が吐出されていない場合には、集光したレーザ光Ｌは、図２及び図３に示すように、再び拡散してノズル１２及びその周辺部に照射される。ここで反射、散乱されたレーザ光Ｌの一部は、再び対物レンズ２１に取り込まれ、１/４波長板２０及び偏光ビームスプリッタ１９を透過した後、集光レンズ２２で集光されて光検出器２３に入射して、光検出器２３においてその強度が測定される。
【００２５】
一方、ノズル１２からインク液滴１３が吐出されると、レーザ光Ｌの集光位置において、レーザ光Ｌが吸収、反射、散乱されるため、上記したノズル１２周辺部に照射されるレーザ光Ｌの強度が低下し、これに伴って光検出器２３において得られる光強度も低下する。
【００２６】
そして、ノズル１２から吐出されたインク液滴１３である飛翔液滴がレーザ光Ｌの集光位置から離れるに従い、インク液滴１３によるレーザ光Ｌの吸収、反射、散乱が減少し、光検出器２３において得られる光強度は元の液滴吐出されていない状態へと戻る。
【００２７】
上記のような動作により、光検出器２３からの電気信号として、図４に示したような波形信号が得られる。そして、この波形信号から、インク液滴１３がレーザ光Ｌの集光位置に到達して光強度が減少し始めた時間、すなわち、図４に示すように、インク液滴１３がレーザ光Ｌの集光位置に到達した時間（タイミング）の情報としてｔ１（これが時間情報である）を得ることができる。
【００２８】
本実施例によれば、液滴吐出方向に対して逆方向にレーザ光Ｌが照射されるので、インク液滴１３を着弾させるための基板１５を配置させた状態であっても、基板１５に邪魔されることなく、吐出されたインク液滴１３がレーザ光Ｌの集光位置を通過するときの時間情報を良好に得ることができる。特に、大型の基板１５を用いて、基板１５を走査するような場合であっても、走査面内に光学系が配置されていないため問題なく時間情報を得ることができる。さらに、基板１５の有無に関わらず、同じ装置構成で評価できるため、基板１５の有無による影響を調べることが可能となる。
【００２９】
《実施例２》
図５は、実施例２による液滴吐出評価装置を示している。本実施例の場合も、実施例１と同様に、吐出液滴を検知するためのレーザ光学系１６として、レーザ光源１７、コリメートレンズ１８、偏光ビームスプリッタ１９、１/４波長板２０、対物レンズ２１、集光レンズ２２、及び光検出器２３が設けられている。なお、図５において、基板１５は無くても良い。
【００３０】
本実施例では、上記レーザ光学系１６に加えて、ノズル１２の位置とレーザ光学系１６との位置関係を調整することを主目的としたカメラ光学系２５が設けられている。そして、レーザ光学系１６及びカメラ光学系２５を用いて、吐出液滴評価を行うよう構成されている。
【００３１】
レーザ光学系１６の構成は実施例１の場合と同様であり、このレーザ光学系１６による吐出液滴の検出原理（図４においけるｔ１の測定原理）も、実施例１と同様であるから、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３２】
本実施例では、カメラ光学系２５として、図５に示すように、レーザ光学系１６の一部でもある対物レンズ２１に加えて、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７、カメラ２８、照明ユニット２９、及び部分反射ミラー３０が設けられている。
【００３３】
ダイクロイックミラー２６は、１/４波長板２０と対物レンズ２１との間に配置されている。このダイクロイックミラー２６は、カメラ光学系２５とレーザ光学系１６とをレーザ光Ｌの波長の違いによって分離するためのもので、例えば、レーザ光源１７の波長に６６０nmを用いた場合には、この波長付近の光を反射し、その他の可視光を透過する機能を有している。
【００３４】
結像レンズ２７は、対物レンズ２１との組み合わせによって光学像を形成するためのものであり、また、カメラ２８は、光学像を電子データへ変換して画像データを得るためので、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどによって構成されている。
【００３５】
照明ユニット２９は、矢印Ａのように部分反射ミラー３０に向けて照明光を照射する。この照明ユニット２９は、観察対象を照明するためのもので、例えば、ファイバー照明装置などで構成されている。また、部分反射ミラー３０は照明光を対物レンズ２１とカメラ２８とを結ぶ光軸上に導入するためのもので、反射率が低く、透過率の高い材料で形成されている。
【００３６】
なお、図示しないが、カメラ２８によって得られる画像データは、パソコン等を用いて画面上でその画像を確認できるようになっている。そして、ノズル１２にピントが合った位置、つまりノズル１２の画像が最も鮮明に確認できる位置にインク吐出ヘッド１１の位置を調整することで、レーザ光Ｌがノズル位置に集光された位置となるように構成されている。
【００３７】
したがって、ノズル１２に対するレーザ光Ｌの集光位置が不明である初期状態には、この操作を実施することによりレーザ光Ｌの集光位置を確認することができる。このときのステージ１４の位置を原点としてステージ１４内のメモリに記憶させておけば、以降はステージ１４の位置制御により自由にノズル１２に対するレーザ光Ｌの集光位置を調節することができる。液滴吐出方向に垂直な面内（図５において、上下方向に対して垂直な面内）において、ノズル１２とレーザ光Ｌの集光位置の調節が必要となる場合には、インク吐出ヘッド１１の位置制御を行うステージ１４に３軸ステージ（図５において、紙面の横方向、縦方向、及び紙面垂直方向にインク吐出ヘッド１１を移動させることが可能なステージ）を用い、パソコン等の画面上におけるレーザ光Ｌの集光位置を予め確認しておけば調節可能である。
【００３８】
レーザ光Ｌの集光位置を実施例１で説明した距離ｄだけノズル１２から遠ざける調整は、図５において、ノズル１２の画像にピントが合う位置から距離ｄだけステージ１４を上方向に動かせばよい。そして、カメラ光学系２５を用いた上記調整により、レーザ光学系１６において実施例１と同様の信号を得ることができる。
【００３９】
本実施例によれば、ノズル１２に対するレーザ光Ｌの集光位置を確認するためのカメラ光学系２５を設けたので、ノズル１２に対するレーザ光Ｌの集光位置を正確かつ容易に調整することができる。また、レーザ光学系１６とカメラ光学系２５で対物レンズ２１を共用する構成としたことで、レーザ光学系１６と独立にカメラ光学系２５を構成するよりも小型の装置構成とすることができる。
【００４０】
《実施例３》
図６は、実施例３による液滴吐出評価装置を示している。本実施例の場合も、実施例１や実施例２と同様に、吐出液滴を検知するためのレーザ光学系１６として、レーザ光源１７、コリメートレンズ１８、偏光ビームスプリッタ１９、１/４波長板２０、対物レンズ２１、集光レンズ２２、及び光検出器２３が設けられている。なお、図６において、基板１５は無くても良い。
【００４１】
本実施例では、図６に示すように、コリメートレンズ１８と偏光ビームスプリッタ１９との間に遮光素子３１が配置されている。この遮光素子３１は、図７に示すように、ガラスなどからなる四角形の透明基板３１Ａ上に、クロムなどの不透明部材からなる円形の遮光膜（直径ｂ）３１Ｂが形成されたたものである。なお、遮光膜３１Ｂの外側の円形部分３１Ｃは、遮光素子３１上にレーザ光Ｌが入射する部分である。
【００４２】
上記構成において、コリメートレンズ１８から対物レンズ２１へ向かうレーザ光Ｌは、図８に示すように、そのビームの中心Ｓ付近で光強度を失い、断面がリング状の強度分布を持ったドーナツビームへと変換される。
【００４３】
また、対物レンズ２１を介してインク吐出ヘッド１１に照射されるレーザ光Ｌの強度分布は、図９に示すように、ノズル１２内のインクへの照射強度が低く、ノズル１２の周辺部分をリング状に照射するようになっている。このリング状の照射領域の直径ｃは、対物レンズ２１の開口数、対物レンズ２１によるレーザ光Ｌの集光位置（図３における距離ｄ）、コリメートレンズ１８で生成されるビームの直径、遮光膜３１Ｂの直径ｂによって決まる。
【００４４】
本実施例においては、評価対象であるノズル１２の大きさが変更された場合には、構成部品の交換を含めた調整が必要である。
【００４５】
本実施例によれば、ドーナツビームを集光する構成としたので、ノズル１２内のインクへのレーザ照射強度が抑制され、レーザ光照射に伴うインクの乾燥を防止することができる。その結果、液滴吐出評価を行うことによる不具合の発生がなく、良好な液滴吐出評価を行うことが可能となる。
【００４６】
《実施例４》
図１０は、実施例４による液滴吐出評価装置を示している。本実施例では、実施例１に示したレーザ光学系１６が用いられ、そのレーザ光学系１６に加えて、インク吐出ヘッド１１に接続されたインク吐出ヘッド駆動回路３５、光検出器２３に接続された増幅器３６、及びインク吐出ヘッド駆動回路３５と増幅器３６にそれぞれ接続されたタイミング比較回路３７を有する信号処理系が設けられている。
【００４７】
インク吐出ヘッド駆動回路３５は、インク吐出ヘッド１１を駆動させるためのインク吐出駆動信号と、そのインク吐出駆動信号に同期してインク吐出駆動同期信号とを出力する。インク吐出駆動信号はインク吐出ヘッド１１に、インク吐出駆動同期信号はタイミング比較回路３７にそれぞれ入力される。
【００４８】
また、光検出器２３から出力された光強度信号（図４参照）は増幅器３６で増幅された後、タイミング比較回路３７に入力される。そして、タイミング比較回路３７は、入力されたインク吐出駆動同期信号及び光強度信号に基づいて、インク吐出させるための駆動信号が発せられるタイミングと、その信号に基づいて吐出されたインク液滴１３の検知タイミングとの時間差に対応する信号を得て、その信号を出力する。
【００４９】
光検出器２３で得られる光強度信号は、吐出したインク液滴１３の先端部がレーザ光Ｌの集光位置に到達したタイミングであるが、本実施例ではこれを液滴吐出タイミングとする。タイミング比較回路３７では、インク吐出駆動同期信号が入力された後、次のインク吐出駆動同期信号が入力されるまで、もしくはそれより短い所定の時間が経過するまでを、一つのインク吐出駆動同期信号に対応する測定時間としている。そして、その測定時間内に光検出器２３から吐出液滴の検知信号が得られなければ、液滴吐出が発生しなかった、つまり吐出不良としてこれに対応する出力（例えば、予め設定した電圧信号などの出力）を行うようにしている。
【００５０】
本実施例によれば、従来のように、カメラで吐出液滴を観察した画像を解析するなどの煩わしい作業を行うことなく、容易に液滴吐出の有無や液滴吐出のタイミングを評価することができる。特に、連続吐出における液滴吐出のタイミングばらつきを評価する場合や、多くのノズルを備えたインク吐出ヘッドに対してこの評価を行う場合には、個々の液滴吐出に対するデータを瞬時に得ることができるため、全体の作業時間を大幅に短縮することができる。
【００５１】
《実施例５》
図１１は、実施例５による液滴吐出評価装置を示している。本実施例では、実施例２に示したレーザ光学系１６及びカメラ光学系２５が用いられ、それらレーザ光学系１６及びカメラ光学系２５に加えて、インク吐出ヘッド１１に接続されたインク吐出ヘッド駆動回路３５、光検出器２３に接続された増幅器３６、及びインク吐出ヘッド駆動回路３５と増幅器３６にそれぞれ接続されたタイミング比較回路３７を有する信号処理系が設けられている。
【００５２】
カメラ光学系２５を用いてレーザ光Ｌの集光位置を調整する動作、レーザ光Ｌを用いて吐出液滴が集光位置を通過するタイミングを検出する動作、インク吐出ヘッド１１の吐出駆動のタイミングと液滴検知のタイミングの間の時間を測定する動作については実施例２及び実施例４に説明した内容と同じである。本実施例では、吐出液滴の飛翔速度を測定する動作が追加されている。
【００５３】
先ず、カメラ光学系２５を用いてノズル１２とレーザ光Ｌの集光位置を合わせ、ノズル１２とレーザ光Ｌの集光位置との距離調整をステージ１４で制御できるように初期設定する。そして、ノズル１２とレーザ光Ｌの集光位置との距離が異なる２箇所の位置において、インク吐出駆動信号と、飛翔液滴がレーザ光Ｌの集光位置を通過するタイミングとの時間間隔を測定する。
【００５４】
飛翔液滴が集光位置を通過するタイミングの測定方法は、実施例４に示したものと同様である。このとき集光位置のデータは、ステージ１４の位置制御データから取得する。このような操作によって、集光位置間の距離とその距離に対するインク液滴１３の飛翔時間の情報が得られるので、単純な割り算からその間の飛翔速度を算出することができる。この演算処理は、タイミング比較回路３７からの出力とステージ１４の位置データをコンピュータに取り込んで処理することで、瞬時に飛翔速度のデータを得ることができる。このような測定を、３箇所以上の集光位置で行うことによって、飛翔液滴の速度変化を得ることができる。
【００５５】
本実施例によれば、従来のように、カメラで吐出液滴を観察した画像を解析するなどの煩わしい作業を行うことなく、容易にインク液滴１３の飛翔速度、もしくは飛翔速度の変化を評価することができる。特に、連続吐出における液滴吐出のタイミングばらつきを評価する場合や、ノズル１２を多く備えたインク吐出ヘッド１１に対してこの評価を行う場合には、個々の液滴吐出に対するデータを瞬時に得ることができるため、全体の作業時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００５７】
例えば、上記各実施例では複数ノズル１２（１２Ａ〜１２Ｅ）が一列に並んだインク吐出ヘッド１１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一つ以上のノズルを備え、そのノズル開口周辺部においてレーザ光が反射、散乱されるものであればどのような形態であってもかまわない。
【００５８】
また、上記各実施例では、単一のノズル１２からの吐出液滴を評価するための例を示したが、複数ノズルの評価（ばらつきなど）を行う場合には、例えば自動ステージ等を用いてレーザ照射位置に対するインク吐出ヘッド１１の位置を調整しながら測定を行う構成とすることで実現することができる。
【００５９】
さらに、レーザ光源１７についても、上記各実施例においては特定波長の半導体レーザを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクによる吸収や散乱が生じる波長のレーザ光を発するものであればどのようなレーザ光源を用いてもよい。例えば、近赤外（波長８５０ｎｍなど）の半導体レーザや気体レーザ（波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ）などを用いて構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１１  インク吐出ヘッド
１２，１２Ａ〜１２Ｅ  ノズル
１３  インク液滴
１４  ステージ
１５  基板（塗布基板）
１６  レーザ光学系
１７  レーザ光源
１８  コリメートレンズ
１９  偏光ビームスプリッタ
２０  １/４波長板
２１  対物レンズ
２２  集光レンズ
２３  光検出器
２５  カメラ光学系
２６  ダイクロイックミラー
２７  結像レンズ
２８  カメラ
２９  照明ユニット
３０  部分反射ミラー
３１  遮光素子
３１Ｂ  遮光膜
３５  インク吐出ヘッド駆動回路
３７  タイミング比較回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００９−９８１１７号公報
【特許文献２】特開２００９−１１３２２５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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