(57)【要約】【課題】  テストパターンの印刷品質を自動判別し、印刷品質に影響するパラメータを最適値に調整することができる基板印刷装置を実現する。【解決手段】  プリンタヘッドにより検査用基板にテストパターンを印刷し、この印刷結果を評価して前記プリンタヘッドの印刷品質調整パラメータを調整する基板印刷装置において、  前記印刷されたテストパターンを検出するカメラ手段と、  このカメラ手段で検出された画像データの良否を判定する画像評価手段と、  この画像評価手段の評価結果に基づいて前記印刷品質調整パラメータを調整するチューニング手段と、を備える。【選択図】                    図１
2007001113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタヘッドにより検査用基板にテストパターンを印刷し、この印刷結果を評価して前記プリンタヘッドの印刷品質調整パラメータを調整する基板印刷装置において、
前記印刷されたテストパターンを検出するカメラ手段と、
このカメラ手段で検出された画像データの良否を判定する画像評価手段と、
この画像評価手段の評価結果に基づいて前記印刷品質調整パラメータを調整するチューニング手段と、
を備えたことを特徴とする基板印刷装置。
【請求項２】
前記印刷品質調整パラメータは、前記プリンタヘッドのノズルを操作するピエゾ素子の駆動パルス電圧及びストローブ時間であることを特徴とする請求項１に記載の基板印刷装置。
【請求項３】
前記チューニング手段は、検出された前記テストパターンの、かけ、す、つぶれ、の少なくともいずれかの評価結果に基づいて前記駆動パルス電圧を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板印刷装置。
【請求項４】
前記チューニング手段は、検出された前記テストパターンの、サテライトの評価結果に基づいて前記ストローブ時間を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板印刷装置。
【請求項５】
前記画像評価手段は、パターンマッチング法により検出画像データと基準画像データとを比較し、画像差より算出される差分値と所定のスレッシュホールド値とを比較することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板印刷装置。
【請求項６】
前記チューニング手段は、前記画像評価手段の評価結果が前記スレッシュホールド値を超えるまで前記調整を繰り返すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかにに記載の基板印刷装置。
【請求項７】
前記カメラ手段は、前記プリンタヘッドに搭載されたＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プリンタヘッドにより検査用基板にテストパターンを印刷し、この印刷結果を評価して前記プリンタヘッドの印刷品質調整パラメータを調整する基板印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の基板印刷装置の構成例を示す機能ブロック図である。１は検査用基板であり、最適な印刷品質を得るために、本番印刷に先立ってテストパターン（テキスト、ベタ）をこの検査用基板に印刷し、その印刷結果を評価してプリンタヘッドに内臓されているピエゾ素子の印刷品質調整パラメータを調整する。
【０００３】
２はインクジェット式のプリンタヘッドであり、マトリックス状に配列されたノズル２１を有し、各ノズルは、ピエゾ素子２２により駆動される。２３はＣＣＤセンサによるカメラ手段であり、印刷に先立って基板を位置決めするためのアライメントマークの測定及び印刷終了後の検査のために設けられている。
【０００４】
３は上位装置であり、パラメータ設定・保持手段３１、印刷パターン設定手段３２、位置制御手段３３、シーケンス管理手段３４を備える。４はヘッドコントローラであり、パラメータ設定・保持手段３１及び印刷パターン設定手段３２より取得したパラメータ情報及び印刷パターン情報をプリンタヘッド２に渡す。
【０００５】
５はＸ，Ｙ，Ｚ軸ドライバであり、位置制御手段３３から指令される位置決め情報に基づいてプリンタヘッド２を３次元的に移動制御するサーボモータ（図示せず）を駆動する。プリンタヘッドを３次元的に移動制御するサーボモータの技術に関しては、特許文献１に詳細に開示されている。
【０００６】
図４は、ノズルを駆動するピエゾ素子２２のドライブ回路及び駆動パルスの説明図である。ピエゾ素子２２は、バッファアンプＢＰを介して供給されるパルス信号Ｐで駆動される。Ｖｄｃは、パルス信号Ｐの駆動パルス電圧、Ｔはパルス信号Ｐのストローブ時間である。ＶｄｃとＴが印刷品質調整パラメータとなる。
【０００７】
これら調整パラメータと印刷品質の関係は、以下のようになる。
（１）駆動パルス電圧小→印字ドット量小→文字の“かけ”、ベタ部の“す”が発生。
（２）駆動パルス電圧大→印字ドット量大→文字の“つぶれ”が発生。
（３）ストローブ時間短→吐出速度早い→“サテライト”多い。
（４）ストローブ時間長→吐出速度遅い→“サテライト”少ない。
【０００８】
図５は、印刷品質劣化のパターンを説明するイメージ図である。（Ａ）は、テキスト文字の輪郭の一部が欠ける“かけ”である。（Ｂ）は、塗りつぶされるべきマーク（べた）に筋状の印刷抜けが生ずる“す”である。（Ｃ）は、逆に印刷されるべきでない箇所に印刷される“つぶれ”である。（Ｄ）は、インクの吐出時にドットの尾が切れて基板上に着地して散乱する“サテライト”である。
【０００９】
このような印刷品質劣化に対処する従来のパラメータ調整手法は、図１に示すように、オペレータ６が印刷されたテストパターンを目視し、劣化のパターンや劣化程度を経験により判断し、手動調整によりパラメータ設定・保持手段３１の設定値を修正し、再度の印刷結果を見ながら最適状態になるまで複数回（４〜６回）手動調整を繰り返す手法である。
【００１０】
図６は、オペレータの手動によるパラメータ調整の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１でパラメータ調整ルーチンがスタートすると、ステップＳ２で駆動パルス電圧、ストローブ時間を設定し、ステップＳ３でこの設定値に基づくテストパターンを印刷する。
【００１１】
オペレータは、ステップＳ４で印刷結果のかけ、す、つぶれ、サテライトを目視観察し、ステップＳ５で目視判定を行なう。この目視判定で不合格（ＮＧ）となった場合にはステップＳ２に戻り再度パラメータの修正設定を実行する。この調整ループを４〜６回実行し、目視判定で合格（ＯＫ）となればステップＳ６で調整ルーチンを終了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の基板印刷装置におけるパラメータ調整手法では、次のような問題点がある。
（１）印刷品質を目視判定するために、調整にバラツキが発生する。
【００１３】
（２）手動調整を複数回繰り返すため、調整に時間がかかり、印刷工程のスループットが低下する。
【００１４】
（３）調整には熟練を要するため、専任調整者を必要とする。
【００１５】
（４）プリンタヘッド毎の個体差があり、個体毎に調整効果が変化するので、手動調整が難しい。
【００１６】
従って本発明が解決しようとする課題は、テストパターンの印刷品質を自動判別し、印刷品質に影響するパラメータを最適値に調整することができる基板印刷装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）プリンタヘッドにより検査用基板にテストパターンを印刷し、この印刷結果を評価して前記プリンタヘッドの印刷品質調整パラメータを調整する基板印刷装置において、
前記印刷されたテストパターンを検出するカメラ手段と、
このカメラ手段で検出された画像データの良否を判定する画像評価手段と、
この画像評価手段の評価結果に基づいて前記印刷品質調整パラメータを調整するチューニング手段と、
を備えたことを特徴とする基板印刷装置。
【００１８】
（２）前記印刷品質調整パラメータは、前記プリンタヘッドのノズルを操作するピエゾ素子の駆動パルス電圧及びストローブ時間であることを特徴とする（１）に記載の基板印刷装置。
【００１９】
（３）前記チューニング手段は、検出された前記テストパターンの、かけ、す、つぶれ、の少なくともいずれかの評価結果に基づいて前記駆動パルス電圧を調整することを特徴とする（１）又は（２）に記載の基板印刷装置。
【００２０】
（４）前記チューニング手段は、検出された前記テストパターンの、サテライトの評価結果に基づいて前記ストローブ時間を調整することを特徴とする（１）又は（２）に記載の基板印刷装置。
【００２１】
（５）前記画像評価手段は、パターンマッチング法により検出画像データと基準画像データとを比較し、画像差より算出される差分値と所定のスレッシュホールド値とを比較することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の基板印刷装置。
【００２２】
（６）前記チューニング手段は、前記画像評価手段の評価結果が前記スレッシュホールド値を超えるまで前記調整を繰り返すことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかにに記載の基板印刷装置。
【００２３】
（７）前記カメラ手段は、前記プリンタヘッドに搭載されたＣＣＤカメラであることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の基板印刷装置。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）印刷品質を画像処理で判定するために、印刷品質のバラツキがなくなる。
【００２５】
（２）自動調整により調整時間が短縮され、印刷工程のスループットが向上する。
【００２６】
（３）専任調整者を必要としない。
【００２７】
（４）プリンタヘッド毎の個体差が画像処理により吸収されるので、個体差による調整困難は解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した基板印刷装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２９】
図１において、１００は本発明で導入された画像評価手段、２００はチューニング手段である。この実施形態では、印刷されたテストパターンを検出するカメラ手段として、プリンタヘッド２に搭載されているアライメント測定用のカメラ手段２３を利用している。
【００３０】
画像評価手段１００において、１０１は画像データ生成手段であり、検査基板１に印刷されたテストパターンを検出するカメラ手段２３の測定信号ＳＰを入力して、検出画像データＧｉを生成する。
【００３１】
１０２は基準画像データ保持手段であり、評価の基準となるテストパターンの基準画像データＧｓを保持している。１０３は差分値演算手段であり、検出画像データＧｉ及び基準画像データＧｓを入力し、両者の画像の差を数値化した差分値ΔＧを算出して出力する。
画像の差を数値化するアルゴリズムは、周知のパターンマッチング法を採用することができる。
【００３２】
１０４は比較判定手段であり、差分値演算手段からの差分値出力ΔＧを入力し、設定された所定レベルのスレッシュホールド値ＳＨと比較し、差分値ΔＧがＳＨ未満であれば、合格（ＯＫ）信号をシーケンス管理手段３４に出力する。差分値ΔＧがＳＨ以上であれば、不合格（ＮＧ）信号をチューニング手段２００に出力する。
【００３３】
チューニング手段２００は、比較判定手段１０４からＮＧ信号を取得すると、パラメータ保持・設定手段３１に保持されているパラメータを所定のステップで変更する。この変更ステップは、駆動パルス電圧及びストローブ時間について夫々Ｋ１，Ｋ２により予め設定されている。
【００３４】
チューニング手段によるパラメータ修正が実行されると、シーケンス管理手段は再度テストパターンの印刷を指令する。修正されたパラメータによるテストパターンは再度カメラ手段２３で検出され、画像評価１００により上述と同様な印刷品質の評価と、チューニング手段２００の調整が実行される。この繰り返しサイクルは、比較判定手段１０４がＯＫ信号を出力するまで継続される。
【００３５】
図２は、本発明によるパラメータの自動調整の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１でパラメータ調整ルーチンがスタートすると、ステップＳ２でピエゾ素子の駆動パルス電圧を設定し、ステップＳ３でこの設定値に基づくテストパターンの、べた、テキスト文字を印刷する。
【００３６】
ステップＳ４では、画像評価手段１００は印刷結果の、かけ、す、つぶれ、を画像処理で判定し、不合格（ＮＧ）であればステップＳ２に戻るルーチンを繰り返す。合格（ＯＫ）であればステップＳ５に進む。
【００３７】
ステップＳ５では、ピエゾ素子の駆動パルス電圧のストローブ時間を設定し、ステップＳ６でこの設定値に基づくテストパターンの、べた、テキスト文字を印刷する。ステップＳ７で画像評価手段１００は、印刷結果のサテライトを画像処理で判定し、不合格（ＮＧ）であればステップＳ５に戻るルーチンを繰り返す。合格（ＯＫ）であればステップＳ８に進み、パラメータの自動調整ルーチンを終了する。
【００３８】
以上説明した実施形態では、カメラ手段２３としてプリンタヘッド２に搭載されたアライメント測定用のＣＣＤカメラを利用する構成を説明したが、カメラ手段がプリンタヘッド２に搭載されたものではなく、別途所定位置に配置されたものであってもよい。
【００３９】
本発明の特徴部を形成する画像評価手段１００及びチューニング手段２００は、上位装置３とは独立した機能ブロックとして説明したが、これら手段を上位装置３内の機能として組み込む構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用した基板印刷装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明によるパラメータの自動調整の手順を示すフローチャートである。
【図３】従来の基板印刷装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】ノズルを駆動するピエゾ素子のドライブ回路及び駆動パルス電圧の説明図である。
【図５】印刷品質劣化のパターンを説明するイメージ図である。
【図６】手動によるパラメータ調整の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  検査用基板
２  プリンタヘッド
２１  ノズル
２２  ピエゾ素子
２３  カメラ手段
３  上位装置
３１  パラメータ設定・保持手段
３２  印刷パターン設定手段
３３  位置制御手段
３４  シーケンス管理手段
４  ヘッドコントローラ
５  Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ドライバ
１００  画像評価手段
１０１  画像データ生成手段
１０２  基準画像データ保持手段
１０３  差分値演算手段
１０４  比較判定手段
２００  チューニング手段
【図１】
2007001113.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007001113.tif 000007
【図６】
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