(57)【要約】【課題】ヘッドのノズルプレートと被着弾部材との間の間隙が小さくなっても、ノズルから吐出されて被着弾部材に着弾する液滴及び被着弾部材に着弾した液滴を観察することができる。【解決手段】透光性の被着弾部材１２を透過してノズルプレート１３のノズル面で反射させた光で、ノズルから吐出した液滴を照射する。そして、液滴で反射した光は、再びノズルプレート１３のノズル面で反射され、被着弾部材１２を透過して撮像素子２４に導かれる。撮像素子２４による光学像で着弾液滴３０を観察する。【選択図】図１
2013193404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出され被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴を観察する液滴観察装置において、
前記被着弾部材を透光性の部材で構成し、前記被着弾部材を挟んで前記ノズルと反対側に、前記被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴で反射及び散乱された光を前記ノズルが形成されているノズルプレートに反射させて光学像を得るように構成された観察光学手段を設けたことを特徴とすることを特徴とする液滴観察装置。
【請求項２】
請求項１記載の液滴観察装置において、
前記観察光学手段は、液滴からの反射光から光学像を作成する撮像手段と、液滴からの反射光を前記撮像手段に集光させる光学部材とを有し、該光学部材が対物レンズと結像レンズの組み合わせで構成するレンズ系を含み、前記レンズ系の焦点深度が前記被着弾部材と前記ノズルプレートとの離間距離より小さくなる前記レンズ系を用いることを特徴とする液滴観察装置。
【請求項３】
請求項１記載の液滴観察装置において、
前記対物レンズを介さず、前記対物レンズの周囲から光を発して前記ノズルプレートに反射させて前記被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴に光を照明するための照明手段を備えることを特徴とする液滴観察装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の液滴観察装置において、
照明手段からの光をノズル内の液体に照射させない遮光部材を設けることを特徴とする液滴観察装置。
【請求項５】
請求項２記載の液滴観察装置において、
前記光学部材は、前記被着弾部材の光学的厚みに対する光学的補正が施されていることを特徴とする液滴観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドに形成されたノズルから吐出された液滴を観察及び評価するための液滴観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液滴吐出ヘッドは、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記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材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記録材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記録材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記録材に付与する（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となるもの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。
【０００３】
このような液滴吐出装置に代表されるインクジェット記録装置では、良好な塗布パターンを形成させるために、インクを吐出するノズルを備えたヘッドと、ノズルから吐出させるインクと、インクが着弾する記録媒体との互いの整合性を確保する必要がある。そのためには、ヘッド、インク、記録媒体の個々の特性に加えて、これらを組み合わせた場合の記録プロセス全体の特性を把握しておく必要がある。そのため様々な液滴観察装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の液滴観察装置は、ヘッドのノズルプレートに遮られない斜めの方向から、ノズルから吐出されて被着弾部材に相当するワークに着弾する液滴やワーク上に着弾した液滴を高速度カメラなどの撮像手段を用いて光学像を作成して観察するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の液滴観察装置は、ヘッドのノズルプレートとワークとの間の間隙が十分に確保できる場合に限られる。ヘッドのノズルプレートとワークとの間の隙間が小さくなると、ワーク上に着弾した着弾液滴がノズルプレートで遮られて着弾液滴を撮像手段で撮像できずに観察することができない。上記特許文献１の液滴観察装置とは異なる手段として上記被着弾部材に透光性の部材を使用して、透光性の被着弾部材の裏面から透視して飛翔している液滴を観察する方法が考えられる。この方法では、ノズルプレートと部材との間隙が小さくなっても、透光性の被着弾部材のおもて面上の着弾した液滴を観察できる。しかし、着弾した液滴の評価においては、サテライトと呼ばれ、メインとなる主液滴の周囲に付着する微小液滴の発生原因を知りたい場合がある。このような評価目的に対して、透光性の被着弾部材の着弾側の反対側である裏面から飛翔している液滴を観察する方法では、ノズルから吐出される液滴を吐出方向と対峙する方向から観察しているので、上記評価目的を評価することが難しい。具体的には、透光性の被着弾部材を介して透光性の被着弾部材上に付着した微小液滴を観察しようとした場合、付着した微小液滴が飛翔中に主液滴から分離した微小液滴であるのか、あるいは着弾時の反動で主液滴から分離した微小液滴であるかが、区別しづらい。また、一般に着弾した液滴の形状は立体であって平坦ではない。このため、透光性の部材上の着弾した液滴の裏側を見ても、おもて側の着弾した液滴の立体的な形状を観察することは困難であり、着弾した液滴の観察としては不十分である。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ヘッドのノズルプレートと被着弾部材との間の間隙が小さくなっても、ノズルから吐出されて被着弾部材に着弾する液滴を観察することができると共に、被着弾部材に着弾した液滴を十分に観察することができる液滴観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ノズルから吐出され被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴を観察する液滴観察装置において、前記被着弾部材を透光性の部材で構成し、前記被着弾部材を挟んで前記ノズルと反対側に、前記被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴で反射及び散乱された光を前記ノズルが形成されているノズルプレートに反射させて光学像を得るように構成された観察光学手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、透光性の被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴に対して照明されてこれらの液滴から反射及び散乱された光が発生する。その反射及び拡散された光は、ノズルプレートで反射されて透光性の被着弾部材を透過して観察光学手段に至り、この観察光学手段によって光学像が得られる。ノズルから吐出されて被着弾部材に着弾する液滴にはノズルプレートで反射された光が照射される。このため、ヘッドのノズルプレートと被着弾部材との間の間隙が小さくなったとしても被着弾部材に着弾する液滴から反射された光は観察光学手段に到達して被着弾部材に着弾する液滴の光学像は得られる。また、被着弾部材に着弾した液滴を観察する場合は、被着弾部材の裏側からの反射光ではなく、被着弾部材のおもて側から着弾した液滴に照射されて着弾した液滴で反射した光をノズルプレートで反射した光を透光性の被着弾部材を透過して観察光学手段で被着弾部材に着弾した液滴の光学像は得られる。このため、被着弾部材に着弾した液滴の立体的な形状を十分に観察することができる、という特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る液滴観察装置の構成を示す概略図である。
【図２】着弾した液滴の部分を拡大した図である。
【図３】ノズルプレートのノズル面における照射の様子を示す平面図である。
【図４】実施形態に係る液滴観察装置の変形例１の構成を示す概略図である。
【図５】実施形態に係る液滴観察装置の変形例２の構成を示す概略図である。
【図６】塗布基板側から対物レンズとリング照明ユニットの部分の構成を見た図である。
【図７】実施形態に係る液滴観察装置の変形例３の構成を示す概略図である。
【図８】実施形態に係る液滴観察装置の変形例４の構成を示す概略図である。
【図９】遮光素子を示す平面図である。
【図１０】（ａ）はノズルの断面図、（ｂ）はノズル近傍に照射される照明光の光強度分布を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本実施形態に係る液滴観察装置の構成を示す概略図である。同図に示す本実施形態の液滴観察装置は、インク吐出ユニット１０と観察光学ユニット２０とを含んで構成されている。インク吐出ユニット１０は、ノズルプレート１３に形成されている複数のインク吐出ノズルから液滴を吐出させるインク吐出ヘッド１１と、吐出液滴を着弾させるための透光性の被着弾部材１２とを有している。観察光学ユニット２０は、被着弾部材１２に着弾した着弾液滴３０を観察するためのものである。後述するように、着弾液滴３０の観察にはノズルプレート１３での反射光を利用するため、ノズルプレート１３のおもて面が鏡面であることが望ましいが、光吸収性の材料で構成されていたり、おもて面に光散乱を生じる凹凸があったりしてもよい。そして、着弾液滴３０の撮像に必要な光束が確保できる状態、つまり後述する撮像素子の撮像面上に着弾液滴３０の像が形成される状態であれば構わない。透光性の被着弾部材１２としては、ガラスや樹脂などの単一材料によるものや、これらの基板上に液滴の濡れ広がりを抑制するためのコーティングを施したもの、さらには複数の基板を重ねて形成したものなどを用いることができる。この被着弾部材１２を透過させて着弾液滴３０を観察するため、被着弾部材１２は使用する光の波長において透明であることが望ましいが、光を多少吸収するような材料で構成されていたとしても着弾液滴の撮像に必要な透過率が確保されていれば問題ない。また、観察光学ユニット２０の撮像素子２４の撮像面上に着弾液滴３０の像が形成される状態であれば、被着弾部材１２のおもて面に多少の光散乱を生じるような凹凸などがあったとしても構わない。
【００１０】
インク吐出ヘッド１１のノズルプレート１３と被着弾部材１２との間の距離（ギャップ）は、このインク吐出ヘッド１１を用いて実際に塗布パターンを形成させる際と同じ距離となるように配置している。具体的には、例えば、０．１［μｍ］〜３［ｍｍ］の間の距離に配置している。一方、観察光学ユニット２０は、着弾液滴に光を当てるための照明光学系と、着弾液滴からの散乱光を撮像素子上に結像させるための撮像光学系とを部分反射ミラー２２を用いて一体化させた構成としている。照明光学系では、先ず光源であるランプ２５からの光をレンズ２６によってファイバー導光路２７の入射側に入射し、ファイバー導光路２７の出射側の端面より光を出射させる。ファイバー導光路２７の出射側の端面からの光に対しては、後述する撮像光学系においてファイバー導光路２７の出射端面の像が撮像素子上に結像して着弾液滴３０の画像に重なるなどの不具合を生じないように、ピンホール２８とレンズ２９を用いて光束を調整し部分反射ミラー２２に入射させている。部分反射ミラー２２では、ファイバー導光路２７から出射される光量の一部が反射して対物レンズ２１に入射される。そして、この対物レンズ２１によって、図１中の線で示す仮想線での焦点の位置と反転した位置がノズルプレート１３で反射した光の焦点位置になる。つまり、ノズルプレート１３の反射面と仮想線の焦点位置までの距離Ｄ１と、ズルプレート１３の反射面とノズルプレート１３で反射した光の焦点位置まで距離Ｄ２とはほぼ等しい。
【００１１】
ここで、部分反射ミラー２２は、着弾液滴３０を照明するための光量と着弾液滴３０からの散乱光を撮像素子２４に導く際の光量の比率を制御するためのものである。そして、部分反射ミラー２２には、ガラス基板や、ガラス基板上に誘電体の膜を形成させたものなどを用いることができる。部分反射ミラー２２の反射率の値としては、例えば１〜１０％程度のものを用いることができる。詳細な値は、照明用のランプ２５の光量や撮像素子２４の感度、ノズルプレート１３の反射率などから決定される。この部分反射ミラー２２は、照明光学系で照明光を対物レンズ２１側へ反射させるが、撮像光学系においては、対物レンズ２１からの光を透過させて結像レンズ２３へ導くようになっている。その際、光量の一部はここで反射され残りの光が結像レンズ２３に入射されることになる。照明光学系において対物レンズ２１を出射した光は、図２に示すように透光性の塗布基板を透過し、インク吐出ヘッド１１のノズルプレート１３のおもて面で反射して着弾液滴をノズルプレート側から照明するようになっている。
【００１２】
一方、撮像光学系では、図２のように着弾液滴３０で散乱された光のうちノズルプレート１３の表面で反射された光を利用して着弾液滴をインク吐出ヘッド側（ノズルプレート側）から見た光学像を取得るようにしている。つまり、結像光学系を成す対物レンズ２１と結像レンズ（図示せず）は、図２のようにノズルプレート１３を反射させた光路にて着弾液滴３０と撮像素子２４の結像関係が成立するようにしている。本実施形態では、観察光学ユニット２０の光軸は、ノズルと着弾液滴３０を結ぶ軸と一致させるように構成しているので、着弾液滴３０からの散乱光のうち対物レンズ２１に入射される光は、図３に示したようなノズル３１の周辺領域３２で反射されたものである。ノズル内のインクによる反射光も存在するが、一般にメニスカスの形状は曲率を有しているため結像関係は成立していない。前述したように、反射面として利用する図３の周辺領域３２は鏡面であることが望ましいが、汚れや凹凸などによる吸収、散乱等によって、例えば図３の半分程度の周辺領域が結像に寄与しなくても図２の撮像素子２４において着弾液滴３０の像を取得することは可能である。また、図２からわかるように、着弾液滴３０から対物レンズ２１へ向かう光線の一部は、着弾した液滴自身によっても遮られるが、液滴が被着弾部材１２上で濡れ広がって、例えば対物レンズ２１に入射される光線の半分程度を遮ったとしても着弾液滴３０の像を取得することは可能である。
【００１３】
このような光学系を構成するために用いる対物レンズ及び結像レンズとしては、光学顕微鏡に用いられているレンズを利用することができる。レンズの仕様は、観察に使用する光の波長や倍率に加えて、対物レンズにおいて必要となる開口数やワーキングディスタンス（対物レンズの焦点とレンズ表面までの距離）などから決めるようにしている。例えば、ワーキングディスタンスについては、対物レンズ２１が透光性の被着弾部材１２と接触しないようにする。そのために、図２における透光性の被着弾部材１２の厚みをｄ１とし、かつノズル面と被着弾部材１２の表面との離間距離をｄ２とすると、ワーキングディスタンスはｄ１×２＋ｄ２より大きいものを用いている。
【００１４】
一方、対物レンズの開口数については、以下に述べる複数の条件を満たす範囲で設定している。第１に図３に示すノズル３１の周辺領域３２の反射領域が確保できていること、第２に透光性の塗布基板上に着弾した液滴で結像に必要な光線が遮られてしまうようなことがないことがある。第３に撮像光学系の焦点深度が、ノズルと透光性の塗布基板の間の距離（図２における距離ｄ２）より小さな値であることがある。第４に着弾液滴の形状観察に必要な光学的解像度が確保できていることもある。
【００１５】
上記第１と第２の各条件は、本発明の構成で光学像を得るための必要条件である。例えば、図２におけるノズルと透光性の塗布基板との間の距離ｄ１が５００［μｍ］、ノズルの直径が２０［μｍ］とした場合、上記図３の周辺領域３２を確保するためには、対物レンズの開口数は少なくとも０．０２以上のものを使用することによって上記第１の条件が満足される。この条件に加えて、例えば、着弾液滴の直径が８０［μｍ］の場合には、上記第２の条件が満足されず、この場合には開口数として０．０８以上のものが必要となる。上記第３の条件は光学像を得るための必須条件ではないが、ノズル面と被着弾部材のおもて面との離間距離（図２の距離ｄ２）が小さく、焦点深度の大きな対物レンズを使用した際、着弾液滴の像にノズルプレートの像や着弾液滴を対物レンズ側から見た像が重なって観察されてしまい、着弾液滴のみの観察に支障を生じる場合がある。この状況に対処するため、本発明では撮像光学系の焦点深度を調節して着弾液滴だけを良好に観察できるようにしている。例えば、上記の例においては、ノズル面と被着弾部材の表面との離間距離（図２の距離ｄ２）より十分に焦点深度が小さな値となる０．３程度の開口数の対物レンズを使用することで良好な観察を行うことができる。同様に上記第４の条件も、ノズルの径や着弾液滴の大きさが数μｍといった極端に小さな場合でない限り光学像を形成するための必須条件ではない。しかし、着弾液滴の大きさを測定するなどの要求に対しては適切な解像度が必要であり、この要求を満たす開口数の対物レンズを使用する必要がある。
【００１６】
この他に、通常の顕微鏡用の対物レンズは、レンズと観察対象の間が空気で満たされている条件で設計されているため、開口数が大きくなると透光性の被着弾部材を透過させることによる収差が大きくなって撮像素子で得られる像がぼやけてくる。このような場合において本発明では、被着弾部材の光路長（基板の屈折率と光線が通る距離の積）に対する光学的な補正が施された対物レンズを使用するようにしている。例えば、透光性の被着弾部材が厚み１［ｍｍ］のガラス基板で、対物レンズの開口数が０．４必要な場合にはこのような対物レンズを使用している。
【００１７】
撮像素子については、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなど、２次元の画像データを取得可能な素子を用いることができる。高速度カメラを使用すれば、着弾の様子をより詳細に観察することが可能となる。撮像素子から出力される信号は、図示しないコンピュータに転送することでディスプレイ上において着弾の様子を観察することができる。また、着弾液滴の大きさを測定したり、電子データとして保存したりすることも可能である。
【００１８】
次に、以上のような装置構成を用いて実際に着弾液滴を観察する手順例を簡単に述べる。
（１）インク吐出ヘッドのノズル面と被着弾部材のおもて面との離間距離を観察したい条件の値に調整する。
（２）液滴を吐出させるノズルが観察されるように観察光学ユニットの位置を調整する。
（３）液滴を着弾させる被着弾部材のおもて面に焦点が合うように、図２の紙面上にいて上の方向に観察光学ユニット（または対物レンズのみ）を移動させる。
（４）液滴を吐出させ、この液滴が着弾する様子を撮像し画像データとして取得する。
【００１９】
以上のように液滴観察装置を動作させることによって、着弾液滴をインク吐出ヘッド側（ノズル側）から着弾液滴の形状を観察したり、サテライトの発生原因が着弾前か着弾後かを区別したりといった評価が可能となる。
【００２０】
本実施形態では、照明光学系にファイバー導光路を用いた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ファイバー導光路を使用せずに、ランプとレンズだけで構成するものや、光源としてＬＥＤを使用する構成などを用いることができる。また、対物レンズと結像レンズを組み合わせた無限系の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示す実施形態の変形例１のような有限系の構成であっても構わない。
【００２１】
次に、実施形態の変形例２について概略構成を示す図５を用いて説明する。図５において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。実施形態の変形例２の液滴観察装置では、図５に示すように、着弾液滴の照明用としての照明光学系を対物レンズの周囲に配置したリング形状のリング照明ユニット４１を用いた構成となっている。この構成は、光学顕微鏡において暗視野像を得るための構成と同様である。図６は塗布基板側から対物レンズとリング照明ユニットの部分の構成を見た図である。図５に示すように、リング照明ユニット４１としては、光学顕微鏡（主に実態顕微鏡）で用いられている照明ユニットを利用することができる。例えば、上記実施形態１のように光源のランプからの光をファイバー導光路を用いて対物レンズの近くまで光を運びリング状に放射させるものや、ＬＥＤを円形に複数配列させた構成のものなどを用いることができる。照明光学系以外の撮像光学系の構成は上記実施形態１と同様である。このような構成では、リング照明ユニット４１から放射された光のうち透光性の被着弾部材１２を透過した後、ノズルプレート１３で反射されて着弾液滴３０に向かう光線によって着弾液滴３０が照明される。一方、着弾液滴３０からの散乱光は、部分反射ミラーによる損失を除いて上記実施形態１と同じようにして撮像素子２４に結像するようになっている。本実施形態の構成では、照明光がノズルプレートに達する前に透光性の被着弾部材などで反射されて撮像素子に達するなど、着弾液滴以外からの余分な光が撮像素子に取り込まれることを抑制することができる。特に、透光性の被着弾部材による照明光の反射が大きく、上記実施形態１の構成では着弾液滴の像が撮像素子において十分なコントラストを持って得られないような場合に有効である。
【００２２】
次に、実施形態の変形例３について概略構成を示す図７を用いて説明する。図７において、図５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。実施形態の変形例３の液滴観察装置では、図７に示すように着弾液滴の形状をより立体的に観察できるようにしている。そのために、対物レンズ２１の光軸を透光性の被着弾部材１２のおもて面に対して垂直な方向から角度を持たせた構成とした。その角度は、着弾液滴を観察したい向きに合わせて調整している。但し、対物レンズ２１のワーキングディスタンスや、観察光学ユニット２０の焦点深度などの制約などがある。このため、観察光学ユニット２０が塗布基板と接触しない範囲、撮像素子２４において着弾液滴３０の光学像が得られる範囲で調整している。撮像光学系の光軸が傾斜しているため、着弾液滴３０の光学像が撮像素子の中心に位置するように配置させる場合には、撮像光学系の光軸はノズルの中心からずれた位置となる。例えば、図７において、撮像素子２４の光軸（一点鎖線で示す）はノズルの中心軸（点線で示す）から図中右側に少しずれた位置となる。
【００２３】
次に、実施形態の変形例４について概略構成を示す図８を用いて説明する。図８において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。実施形態の変形例４の液滴観察装置では、図８に示すように、着弾液滴を照明するための照明光がノズルの液滴に当たることを抑制するため照明光束の中心部分を遮光してリング形状の光束となるようにしている。具体的には、レンズ２９と部分反射ミラー２２との間の光路上に遮光素子５１を設けた構成となっている。遮光素子５１は、光束の中心部分の光を遮ることができる構成であればよく、例えば、図９に示すようなガラス基板５２上にクロムなどの材料を蒸着して遮光膜５３を形成し、遮光膜５３の周りに照明光の照射領域５４が存在する構成にすることができる。これにより、着弾液滴を照明するための光がノズルのインクに当たってインクの特性が変化してしまう場合の問題が解決され、観察に伴う照明を行っていない場合と同じ本来の着弾状態を観察できるようなる。
【００２４】
実施形態の変形例４における照明光学系において、ファイバー導光路２７から出射しピンホール２８とレンズ２９で光束を調整された光は、遮光素子５１を透過することによって光束の中心部分だけが遮光された断面がリング状の光束となる。リング状の照明光は、部分反射ミラー２２、対物レンズ２１、透光性の被着弾部材１２を介してインク吐出ヘッド１１に達し、ノズルプレート１３で着弾液滴３０に向けて反射される。その際、断面がリング形状の照明光の中心部分がノズルの中心と重なるように配置されている。図１０はこの様子を説明するためのもので、図１０（ａ）にはノズルの断面図を示し、図１０（ｂ）はノズル近傍に照射される照明光の光強度分布をグラフで示している。この図１０のように、ノズル６１の近傍に照射される光強度分布は、中心部分が弱くノズル６１に充填されたインクへの照射が抑制された状態となっている。光強度の弱い中心部分の大きさは、図１０のようにノズル６１の大きさとほぼ等しくなっている状態が望ましく、図９の遮光素子５１における遮光膜５３の大きさで調節することができる。
【００２５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
被着弾部材を透光性の部材で構成し、被着弾部材を挟んでノズルと反対側に、被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴で反射及び散乱された光をノズルが形成されているノズルプレートに反射させて光学像を得るように構成された観察光学手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、透光性の被着弾部材１２に着弾する液滴及び着弾した液滴に対して照明されてこれらの液滴から反射及び散乱された光が発生する。その反射及び拡散された光は、ノズルプレート１３で反射されて透光性の被着弾部材１２を透過して観察光学ユニット２０に至り、この観察光学ユニット２０によって光学像が得られる。ノズルから吐出されて被着弾部材１２に着弾する液滴にはノズルプレート１３で反射された光が照射される。このため、ヘッドのノズルプレート１３と被着弾部材１２との間の間隙が小さくなったとしても被着弾部材１２に着弾する液滴から反射された光は観察光学ユニット２０に到達して被着弾部材１２に着弾する液滴の光学像は得られる。また、被着弾部材１２に着弾した液滴を観察する場合は、被着弾部材１２の裏側からの反射光ではなく、被着弾部材１２のおもて側から着弾した液滴に照射され、かつ着弾した液滴で反射した光をノズルプレート１３で反射した光を透光性の被着弾部材１２を透過する。その透過した光に基づいて観察光学ユニット２０によって被着弾部材１２に着弾した液滴の光学像は得られる。このため、被着弾部材１２に着弾した液滴の立体的な形状を十分に観察することができる。
（態様２）
（態様１）において、観察光学手段は、液滴からの反射光から光学像を作成する撮像手段と、液滴からの反射光を撮像手段に集光させる光学部材とを有し、該光学部材が対物レンズと結像レンズの組み合わせで構成するレンズ系を含み、レンズ系の焦点深度が被着弾部材とノズルプレートとの離間距離より小さくなるレンズ系を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、被着弾部材１２に着弾する液滴又は被着弾部材１２に着弾した着弾液滴３０の画像にノズルの画像が重なって、着弾液滴３０の様子が観察しにくくなるという場合の問題が解決され、撮像素子２４において着弾液滴３０のみの画像を良好に観察することができる。
（態様３）
（態様１）において、対物レンズを介さず、対物レンズの周囲から光を発してノズルプレートに反射させて被着弾部材に着弾する液滴及び着弾した液滴に光を照明するための照明手段を備える。これによれば、上記実施形態の変形例１について説明したように、ノズルプレート１３と被着弾部材１２との隙間が微小であっても着弾液滴３０をノズル面側から観察することができる。
（態様４）
（態様１）において、照明手段からの光をノズル内の液体に照射させない遮光部材を備える。これによれば、上記実施形態の変形例４について説明したように、ノズルのインクに照明光が当たることを抑制することで、着弾液滴３０を照明するための照明光がノズルのインクに当たってインクの特性が変化してしまう問題が解決され、観察に伴う照明を行っていない場合と同じ本来の着弾状態を観察できるようなる。
（態様５）
（態様２）において、光学部材は、塗布基板の光学的厚みに対する光学的補正が施されている。これによれば、上記実施形態の変形例４について説明したように、観察光学ユニット２０の対物レンズ２１に被着弾部材１２の光学的厚みに対する光学的補正を施した構成とすることで、被着弾部材１２の厚みによる光学的収差によって着弾液滴３０の画像がぼけてしまうような場合の問題が解決され、ぼけのない良好な画像が得られる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  照明
１１  インク吐出ヘッド
１２  着弾対象基板
１３  ノズルプレート
２０  観察光学ユニット
２１  対物レンズ
２２  部分反射ミラー
２３  結像レンズ
２４  撮像素子
２５  ランプ
２６  レンズ
２７  ファイバー導光路
２８  ピンホール
２９  レンズ
３０  着弾液滴
３１  ノズル
３２  周辺領域
４１  リング照明ユニット
５１  遮光素子
５２  ガラス基板
５３  遮光膜
５４  照射領域
６１  ノズル
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００８−１０５３０８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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