(57)【要約】【課題】この発明は溶液供給装置のノズルから溶液が吐出されたか否かを容易に検査することができるようにした検査装置を提供することにある。【解決手段】複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、  上記溶液供給装置を撮像してビデオ信号を出力するＣＣＤカメラ２１と、このＣＣＤカメラからのビデオ信号が入力されることで垂直同期信号と水平同期信号を抽出する同期信号抽出回路２４と、上記ＣＣＤカメラからのビデオ信号が上記同期信号抽出回路を経て入力される比較回路２６と、上記同期信号抽出回路からの垂直同期信号と水平同期信号が入力され、その入力に基づいて上記比較回路に入力されたビデオ信号の所定の水平同期信号をしきい値と比較させその水平同期信号に含まれるしきい値以上のパルス信号をカウントして溶液が噴射されているノズルの数を算出する制御装置２７とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記溶液供給装置を撮像してビデオ信号を出力する撮像手段と、
この撮像手段からのビデオ信号が入力されることで垂直同期信号と水平同期信号を抽出する同期信号抽出回路と、
上記撮像手段からのビデオ信号が上記同期信号抽出回路を経て入力される比較回路と、
上記同期信号抽出回路からの垂直同期信号と水平同期信号が入力され、その入力に基づいて上記比較回路に入力されたビデオ信号の所定の水平同期信号をしきい値と比較させその水平同期信号に含まれるしきい値以上のパルス信号をカウントして溶液が噴射されているノズルの数を算出する処理手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置。
【請求項２】
上記同期信号抽出回路と上記比較回路との間には、上記同期信号抽出回路を通過したビデオ信号の雑音成分を除去するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１記載の溶液供給装置の検査装置。
【請求項３】
複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査方法において、
上記溶液供給装置を撮像する撮像工程と、
この撮像工程で得られたビデオ信号から水平同期信号と垂直同期信号を抽出する同期信号抽出工程と、
抽出された同期信号に基づいて所定の水平同期信号をしきい値と比較する工程と、
所定の水平同期信号としきい値との比較に基づいてこの水平同期信号に含まれるしきい値以上のパルス信号の数をカウントし、そのカウント数によって溶液が噴射されているノズルの数を算出する工程と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査方法。
【請求項４】
複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記ノズルにそれぞれ対向して設けられそのノズルから噴射された溶液が衝突することで振動する複数の振動発生手段と、
各振動発生手段が振動したか否かを検出する振動検出手段と、
この振動検出手段の検出に基づいて溶液が噴射されたノズルを検出するする検出手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置。
【請求項５】
複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記溶液供給装置に対向しかつ所定方向に巻取り可能に設けられ上記ノズルから溶液が噴射される帯状部材と、
この帯状部材の上記ノズルから溶液が噴射された部分を撮像しその撮像結果に基づいて上記帯状部材に溶液を噴射したノズルを検出する検出手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はインクジェット方式によって溶液を液滴状にして基板に噴射供給する溶液供給装置の検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスがある。この成膜プロセスでは、基板の板面にたとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜が形成される。
【０００３】
基板に機能性薄膜を形成する場合、この機能性薄膜を形成する溶液をノズルから液滴状にして噴射し、基板の板面に供給するインクジェット方式の溶液供給装置が用いられることがある。
【０００４】
この溶液供給装置は、基板を搬送する搬送テーブルを有しており、この搬送テーブルの上方には、上記ノズルが穿設されたノズルプレートを有する複数のヘッドが基板の搬送方向に対してほぼ直交する方向に沿ってたとえば千鳥状に並設されている。それによって、搬送される基板の上面には複数のノズルから液滴状の溶液が搬送方向と交差する方向に所定間隔で噴射塗布されるようになっている。
【０００５】
各ノズルには可撓板を介して圧電素子がそれぞれ対向して設けられている。そして、圧電素子に所定の電圧を印加すると、その圧電素子が伸縮するから、その伸縮によって上記可撓板の圧電素子に対向する部分が変形し、その変形によってノズルから溶液が基板に向けて噴射供給されることになる。
【０００６】
ところで、１つのヘッドには数十個のノズルが形成されている。ノズルは非常に細径であるため、溶液の乾燥などによって目詰まりすることがある。しかも、圧電素子は経時的に特性が変化したり、電気的接触不良による異常を生じるなどのことがある。そのような場合、目詰まりが生じたり、異常が生じたノズルからは溶液が噴射されないということがあるから、基板に溶液を均一に供給できなくなるということになる。
【０００７】
そこで、溶液供給装置に設けられた複数のノズルから溶液が確実に噴射されているか否かを定期的に検査するということが行なわれている。従来、そのような検査は作業者が目視によって行なったり、溶液供給装置を撮像装置によって撮像しながらノズルから溶液を噴射させ、その撮像装置によって得られた画像をデジタル処理することで、全てのノズルから溶液が噴射されているか否かを判断するようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、作業者が目視によって検査する方法では、ノズルから噴射される溶液の液滴が小さくて見難いから、溶液が噴射されているノズルと噴射されていないノズルとを判別するのが難しいということがあるばかりか、作業能率も悪いということがあった。
【０００９】
その点、溶液供給装置を撮像装置によって撮像し、その撮像信号を画像処理することで、ノズルから溶液が噴射されているか否かを判別するようにすれば、作業の確実性や能率を向上させることが可能となる。
【００１０】
しかしながら、撮像装置の撮像信号を画像処理する場合、画像処理を行なうために高価なデジタル機器が必要となるから、検査装置も高価になるという問題があった。
【００１１】
この発明は、溶液供給装置のノズルから溶液が噴射されているか否かの検査を、画像処理を行なわずに能率よく、しかも比較的安価な構成で確実に行なうことができるようにした溶液供給装置の検査装置及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記溶液供給装置を撮像してビデオ信号を出力する撮像手段と、
この撮像手段からのビデオ信号が入力されることで垂直同期信号と水平同期信号を抽出する同期信号抽出回路と、
上記撮像手段からのビデオ信号が上記同期信号抽出回路を経て入力される比較回路と、
上記同期信号抽出回路からの垂直同期信号と水平同期信号が入力され、その入力に基づいて上記比較回路に入力されたビデオ信号の所定の水平同期信号をしきい値と比較させその水平同期信号に含まれるしきい値以上のパルス信号をカウントして溶液が噴射されているノズルの数を算出する処理手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置にある。
【００１３】
上記同期信号抽出回路と上記比較回路との間には、上記同期信号抽出回路を通過したビデオ信号の雑音成分を除去するフィルタが設けられていることが好ましい。
【００１４】
この発明は、複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査方法において、
上記溶液供給装置を撮像する撮像工程と、
この撮像工程で得られたビデオ信号から水平同期信号と垂直同期信号を抽出する同期信号抽出工程と、
抽出された同期信号に基づいて所定の水平同期信号をしきい値と比較する工程と、
所定の水平同期信号としきい値との比較に基づいてこの水平同期信号に含まれるしきい値以上のパルス信号の数をカウントし、そのカウント数によって溶液が噴射されているノズルの数を算出する工程と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査方法にある。
【００１５】
この発明は、複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記ノズルにそれぞれ対向して設けられそのノズルから噴射された溶液が衝突することで振動する複数の振動発生手段と、
各振動発生手段が振動したか否かを検出する振動検出手段と、
この振動検出手段の検出に基づいて溶液が噴射されたノズルの数を算出する算出手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置にある。
【００１６】
この発明は、複数のノズルを有する溶液供給装置の、各ノズルから溶液が噴射されたか否かを検査する検査装置において、
上記溶液供給装置に対向して張設されているとともにこの溶液供給装置のノズルの配置方向に沿って巻取り可能に設けられ上記ノズルから溶液が噴射される帯状部材と、
この帯状部材の上記ノズルから溶液が噴射された部分を撮像しその撮像結果に基づいて上記帯状部材に溶液を噴射したノズルを検出する検出手段と
を具備したことを特徴とする溶液供給装置の検査装置にある。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、撮像手段からのビデオ信号によって溶液供給装置のノズルから溶液が噴射されているか否かを判別するため、ノズルから溶液が噴射されているか否かの検査を簡単な装置で確実に行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は溶液供給装置を構成するヘッド１の検査装置を示している。このヘッド１は、図３と図４に示すようにヘッド本体２を備えている。ヘッド本体２は筒状に形成され、その下面開口は可撓板３によって閉塞されている。この可撓板３はノズルプレート４によって覆われており、このノズルプレート４と上記可撓板３との間に液室５が形成されている。
【００１９】
上記ヘッド本体２の長手方向一端部には上記液室５に連通する給液孔６が形成され、この給液孔６には供給管６ａが接続されている。給液孔６から上記液室５にはたとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する溶液が供給される。それによって、上記液室５内は溶液で満たされるようになっている。
【００２０】
図４に示すように、上記ノズルプレート４には、溶液が塗布される基板の搬送方向に直交する方向に沿って複数のノズル７が千鳥状に穿設されている。上記可撓板３の上面には、図３に示すように上記各ノズル７にそれぞれ対向して複数の圧電素子８が設けられている。
【００２１】
上記ヘッド本体２内には駆動回路部９が設けられている。この駆動回路部９には、パルス発生器１０によって設定された所定のパルス幅のパルス電圧がシリアルデータで入力される。駆動回路部９はシリアルデータをパラレルデータに変換し、所定のパルス幅のパルス電圧を各圧電素子８に分配して印加するようになっている。それによって、圧電素子８は伸縮し、可撓板３を部分的に変形させるから、その圧電素子８に対向位置するノズル７から溶液が基板の上面に噴射供給される。
【００２２】
上記ヘッド本体２の長手方向他端部には上記液室５に連通する回収孔１１が形成されている。回収孔１１には回収管１１ａが接続されている。上記給液孔６から液室５に供給された溶液は、上記回収孔１１から回収することができるようになっている。
【００２３】
上記構成のヘッド１を検査する上記検査装置は、図１に示すように撮像手段としてのＣＣＤカメラ２１を備えている。このＣＣＤカメラ２１は光学レンズ部２１ａと、この光学レンズ部２１ａからの光学像を電気信号に変換する固体撮像素子２１ｂとから構成されていて、上記光学レンズ部２１ａによって撮像する上記ヘッド１の部分は照明ランプ２２によって照明される。
【００２４】
上記ヘッド１を撮像した上記ＣＣＤカメラ２１からはビデオ信号Ｖが出力される。このビデオ信号Ｖは第１のビデオアンプ２３で増幅されて同期信号抽出回路２４に入力される。この同期信号抽出回路２４には、フィルタ２５を介して比較回路２６が接続されているとともに、同期信号抽出回路２４で抽出された垂直同期信号と水平同期信号とが入力される処理手段としての制御装置２７が接続されている。
【００２５】
上記同期信号抽出回路２４に入力されたビデオ信号Ｖには撮像背景の明暗などによる雑音成分が含まれており、ビデオ信号Ｖが上記フィルタ２５を通ることで、その雑音成分が除去されるようになっている。図２（ａ）はフィルタ２５に入る前のビデオ信号Ｖの波形を示しており、同図（ｂ）はフィルタ２５を通過して雑音成分が除去されたビデオ信号Ｖを示している。
【００２６】
雑音成分が除去されて比較回路２６に入力したビデオ信号２６は、水平同期信号が上記制御装置２７からのしきい値Ｓと比較される。すなわち、ヘッド１のノズル７から溶液を噴射させ、そのヘッド１をＣＣＤカメラ２１によって撮像すると、水平同期信号には図２（ｂ）に示すようにノズル７から噴射された溶液がパルス信号Ｐとして現れる。
【００２７】
したがって、図２（ｃ）に示すように、制御装置２７が上記パルス信号Ｐを検出することのできる電圧値をしきい値Ｓとして上記比較部２６に入力すれば、この比較部２６ではしきい値Ｓ以上の電圧となったパルスの数を検出する。
【００２８】
上記比較部２６からの出力信号は抽出回路２８を経て制御装置２７に入力される。この抽出回路２８には制御装置２７から同期信号のトリミング信号Ｔが入力される。それによって、上記抽出回路２８では所定の位置の１つの水平同期信号が指定され、その所定の水平同期信号に含まれる、上記しきい値Ｓ以上のパルス数が上記制御装置２７に入力されてカウントされる。
【００２９】
上記第１のビデオアンプ２３で増幅されたビデオ信号Ｖは第２のビデオアンプ３１で増幅されて第２の合成回路３２に入力する。この第２の合成回路３２には、上記抽出回路２８と同様、上記制御装置２７からトリミング信号Ｔが入力される。
【００３０】
さらに、上記第２の合成回路３２には、第１の合成回路３３が接続されている。この第１の合成回路３３には発振回路３４からの発振信号Ｈが入力されるとともに、制御装置２７から許可信号Ｋが所定のタイミングで入力されるようになっている。第１の合成回路３３に許可信号Ｋが入力されると、この第１の合成回路３３から上記第２の合成回路３２に上記発振回路３４からの発振信号Ｈが入力される。
【００３１】
上記発振信号Ｈは、上記第２のビデオアンプ３１で増幅されて第２の合成回路３２に入力されたビデオ信号Ｖの、上記トリミング信号Ｔによって指定された所定の水平同期信号に重ねられる。したがって、上記第２の合成回路３２からのビデオ信号Ｖをモニタ３４に写し出せば、上記トリミング信号Ｔによって指定された所定の水平同期信号を、上記発振信号Ｈによって目視で確認することが可能となる。つまり、抽出回路２８でトリミング信号Ｔによって指定されてしきい値Ｓ以上のパルス信号Ｐの数がカウントされる水平同期信号のモニタ３５上における上下方向の位置を視認することができる。
【００３２】
このように、上記構成の検査装置は、ＣＣＤカメラ２１によってヘッド１を撮像するとともに、このＣＣＤカメラ２１からのビデオ信号Ｖのうち、制御装置２７からのトリミング信号Ｔによって指定された水平同期信号をしきい値Ｓと比較し、この水平同期信号に含まれるしきい値Ｓ以上のパルス信号Ｐ、つまり溶液が噴射されている上記ヘッド１のノズル７の数をカウントするようにした。
【００３３】
そのため、制御装置２７でのカウントの結果を、たとえばパソコンなどに出力すれば、上記ヘッド１に設けられた複数のノズル７のうち、溶液が噴射されているノズル７や噴射されていないノズル７を特定することができる。したがって、その検査結果によって溶液が噴射されていないノズル７のつまり状態をチェックしたり、圧電素子８の良否をチェックすることで、溶液が噴射されないノズル７をなくすことができる。
【００３４】
すなわち、この発明の検査装置によれば、ＣＣＤカメラ２１からのビデオ信号Ｖによってヘッド１のノズル７から溶液が噴射されているか否かをアナログ処理するという、比較的簡単な方式で検査することができるため、ＣＣＤカメラ２１からの撮像信号を画像処理して検査するデジタル方式に比べて装置を安価に、しかも簡単な構成とすることができる。
【００３５】
発振回路３４からの発振信号Ｈを第２の合成回路３２に入力させ、制御装置２７によってしきい値Ｓ以上のパルス信号Ｐの数がカウントされている水平同期信号の位置を、モニタ３５に表示させるようにした。そのため、モニタ３５の画面に写し出されるヘッド１部分の画像Ｇにおいて、このヘッド１の検査に用いられている水平同期信号の位置を発振信号Ｈによって視認することができる。
【００３６】
モニタ３５によって水平同期信号の位置を視認することができれば、モニタ３５を見ながら、制御装置２７から出力されるトリミング信号Ｔを調整することで、ヘッド１の検査に用いられる水平同期信号を画面の上下方向の所望する位置に設定することが可能となる。それによって、ノズル７から噴射されて落下する液滴状の溶液を、落下方向と交差する方向に振れが生じることのない最適な位置で検査することが可能となるから、その検査精度を向上させることができる。
【００３７】
図５はこの発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態に示す検査装置は、ヘッド１の下方に、ヘッド１に形成された複数のノズル７に対応する間隔で張設された複数の糸状部材４１が位置決めされる。この糸状部材４１は一端が固定部４２に固定され、他端が振動発生手段としての圧電素子４３に固定されている。
【００３８】
ノズル７から溶液が吐出されると、その溶液はノズル７に対応位置する糸状部材４１に衝突する。溶液が衝突すると糸状部材４１が振動するから、その振動によって圧電素子４３に電圧が生じる。各圧電素子４３からの出力は検出手段としての電圧検出器４４に入力される。
【００３９】
したがって、電圧検出器４４によって各糸状部材４１が振動したか否かを検出することで、溶液が吐出されたノズル７と吐出されないノズル７とを検出することができる。
【００４０】
図６はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態に示す検査装置は紙などの帯状部材５１が駆動ローラ５２と一対の従動ローラ５３とに無端状に張設されている。駆動ローラ５２を図示しない駆動源によって回転駆動することで、上記帯状部材５１が走行するようになっている。
【００４１】
上記帯状部材５１は駆動ローラ５２と一方の従動ローラ５３との間で水平に走行する水平部５１ａを有する。この水平部５１ａがヘッド１の下方になるよう位置決めし、このヘッド１よりも帯状部材５１の走行方向下流側に撮像カメラ５４を配置する。
【００４２】
上記帯状部材５１の水平部５１ａにヘッド１の各ノズル７から溶液を吐出させる。ついで、上記帯状部材５１を駆動ローラ５２によって矢印方向に走行させ、ヘッド１に対向していた部分を撮像カメラ５４の視野内に位置させる。そして、撮像カメラ５４によって帯状部材５１を撮像し、その撮像信号を処理して帯状部材５１に付着した溶液の点（シミ）を確認すれば、溶液が吐出されたノズル７と吐出されなかったノズル７とを判別することができる。
【００４３】
なお、帯状部材５１を走行させるには図６に示す構成だけに限られず、たとえは図示しないが、帯状部材を供給ローラに巻いておき、この供給ローラから巻き取りローラに巻き取ることで、走行させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１の実施の形態の検査装置を示すブック図。
【図２】（ａ）はフィルタによって処理される前のビデオ信号を示す図、（ｂ）はフィルタによって処理された後のビデオ信号を示す図、（ｃ）はパルス信号としきい値とを示す図。
【図３】ヘッドの縦断面図。
【図４】ヘッドの下面図。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示す検査装置の概略図。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す検査装置の概略図。
【符号の説明】
【００４５】
７…ノズル、２１…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、２４…同期信号抽出回路、２５…フィルタ、２６…比較回路、２７…制御装置（処理手段）。
【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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