穴内検査装置および穴内検査方法
【課題】短時間で、検査精度の高い検査を行うことができる穴内検査装置を提供する。
【解決手段】穴内検査装置１００は、複数の穴２を有する被検査物１の穴２の内部の異物を検査する穴内検査装置１００であって、被検査物１の穴２の内部を撮像する撮像部１０と、撮像部１０を制御する制御部２０と、を含み、制御部２０は、穴２の内部を撮像部１０に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、第１画像に基づいて異物を検出し、異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい異物がある穴２を選択する選択処理と、選択処理において選択された穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、を行い、複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【解決手段】穴内検査装置１００は、複数の穴２を有する被検査物１の穴２の内部の異物を検査する穴内検査装置１００であって、被検査物１の穴２の内部を撮像する撮像部１０と、撮像部１０を制御する制御部２０と、を含み、制御部２０は、穴２の内部を撮像部１０に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、第１画像に基づいて異物を検出し、異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい異物がある穴２を選択する選択処理と、選択処理において選択された穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、を行い、複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴内検査装置および穴内検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンターのヘッドに形成された微小な穴（インクを吐出するためのノズル穴）の内部に異物があるか否かを顕微鏡等によって目視検査していた。近年、この微小な穴の内部の異物をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラによって検査する検査装置が知られるようになった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、絞り手段によってレーザー光を検査対象となる穴と同じ形状および寸法に絞って当該穴に照射し、当該穴を反射または通過する光をＣＣＤカメラで受光して、穴内の異物の有無を検査する穴内検査装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１の穴内検査装置では、ＣＣＤカメラで受光したレーザー光の強さを、基準となるレーザー光の強さと比較して、強さの差が所定の値よりも大きくなる場合には、穴内に異物があると判定している。基準となるレーザー光の強さは、例えば、異物がない穴を検査した際に受光されたレーザー光の強さである。
【０００５】
特許文献１の穴内検査装置では、対物レンズによってＣＣＤカメラを合焦させる必要がないため、検査時間の短縮を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の穴内検査装置では、上述のように、ＣＣＤカメラで受光したレーザー光の強さを、基準となるレーザー光の強さと比較して、穴内の異物の有無を判定している。このような穴内検査装置では、異物の大きさを正確に把握することができないため、検査精度が低いという問題がある。
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、短時間で、検査精度の高い検査を行うことができる穴内検査装置および穴内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】
【０００９】
本発明に係る穴内検査装置は、
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検査装置であって、
前記被検査物の前記穴の内部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記穴の内部を前記撮像部に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像に基づいて前記異物を検出し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択処理と、
前記選択処理において選択された前記穴の内部を、前記撮像部に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、
を行い、
複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００１０】
このような穴内検査装置によれば、短時間で、異物に焦点があった画像を得ることができる。異物に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００１１】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記制御部は、さらに、複数の前記第２画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行ってもよい。
【００１２】
このような穴内検査装置によれば、異物に焦点があった画像を用いて、異物の大きさの判定ができる。異物に焦点があった画像では、異物の大きさを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。
【００１３】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記異物に焦点があった画像を選択し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。
【００１４】
このような穴内検査装置によれば、異物に焦点があった画像を用いて、異物の大きさの判定ができる。異物に焦点があった画像では、異物の大きさを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。
【００１５】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記穴の内部の三次元画像を生成し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。
【００１６】
このような穴内検査装置によれば、異物の大きさをより正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る穴内検査方法は、
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検方法であって、
前記穴の内部を撮像し、第１画像を取得する第１画像取得工程と、
前記第１画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記穴の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する第２画像取得工程と、
を有し、
前記第２撮像工程において、複数の前記第２画像を、互いに異なる焦点位置で撮像する。
【００１８】
このような穴内検査方法によれば、短時間で、異物に焦点があった画像を得ることができる。異物に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る穴内検査装置を説明するための図。
【図２】ノズルプレートを模式的に示す平面図。
【図３】ノズルプレートのノズル穴を模式的に示す平面図。
【図４】ノズルプレートのノズル穴を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャート。
【図６】第１画像取得工程で得られた第１画像を模式的に示す図。
【図７】第２画像取得工程における撮像部の焦点位置を説明するための図。
【図８】第２実施形態に係る穴内検査装置を説明するための図。
【図９】第２実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２１】
１． 第１実施形態
１．１． 穴内検査装置の構成
まず、第１実施形態に係る穴内検査装置の構成および被検査物について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る穴内検査装置１００を説明するための図である。
【００２２】
穴内検査装置１００は、複数の穴を有する被検査物の穴の内部の異物を検査する装置である。本実施形態では、穴内検査装置１００は、インクジェットプリンターのヘッドに用いられるノズルプレート１のノズル穴２の内部の異物を検査する装置である。すなわち、本実施形態では、被検査物が複数のノズル穴２を有するノズルプレート１である。そこで、まず、被検査物であるノズルプレート１について説明する。
【００２３】
図２は、ノズルプレート１を模式的に示す平面図である。図３は、ノズルプレート１のノズル穴２を模式的に示す平面図である。図４は、ノズルプレート１のノズル穴２を模式的に示す断面図である。なお、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００２４】
ノズルプレート１の形状は、例えば、板状である。ノズルプレート１の材質は、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等である。ノズルプレート１は、インクを吐出するためのノズル穴２を複数有している。ノズル穴２は、図示の例では、ノズルプレート１に２列形成されている。ノズルプレート１は、図４に示すように、第１面（図示の例では、上面）４と、第２面（図示の例では、下面）５と、を有している。
【００２５】
ノズル穴２は、第１面４から第２面５まで、ノズルプレート１を貫通する貫通穴である。ノズル穴２は、第１面４側の第１穴２ａと、第２面５側の第２穴２ｂと、を含んで構成されている。第１穴２ａの直径Ｄ２ａは、例えば、２０μｍ以上３０μｍ以下である。第２穴２ｂの直径Ｄ２ｂは、例えば、３０μｍ以上５０μｍ以下である。ノズル穴２の深さＬ２（ノズルプレート１の厚さ）は、例えば、５０μｍ以上７０μｍ以下である。第１穴２ａの深さＬ２ａは、例えば、３０μｍ以上３５μｍ以下である。
【００２６】
ノズル穴２の内部には、製造工程において、異物１０１が付着する。異物１０１は、例えば、研磨工程において、ノズル穴２の内部に残留した研磨剤である。また、異物１０１は、例えば、ノズルプレート１のハンドリング時にノズル穴２の内部に付着した有機物や無機物である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る穴内検査装置１００の構成について説明する。
【００２８】
穴内検査装置１００は、図１に示すように、撮像部１０と、撮像部１０を制御する制御部２０と、を含む。穴内検査装置１００は、さらに、ステージ３０と、照明部４０と、を含むことができる。
【００２９】
撮像部１０は、ノズルプレート１のノズル穴２の内部を撮像する。撮像部１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と、レンズユニットと、を有し、ノズル穴２の内部を撮像できるように構成されている。撮像部１０は、例えば、Ｚ軸移動機構（図示しない）をさらに有している。撮像部１０は、Ｚ軸移動機構によって上下動し、焦点位置を変えることができる。
【００３０】
ステージ３０は、ノズルプレート１を保持する。ステージ３０は、ノズルプレート１を、第１面４が上方を向くように保持する。ステージ３０は、ノズルプレート１をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（図示しない）と、ノズルプレート１をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構（図示しない）と、を有している。このＸ軸移動機構およびＹ軸移動機構により、ＸＹ平面内において、ノズルプレート１を移動させることができる。Ｘ軸移動機構およびＹ軸移動機構は、例えば、制御部２０によって制御される。ステージ３０には、開口が設けられており、この開口を介して、照明部４０からの光を、ノズル穴２の内部に照射することができる。
【００３１】
照明部４０は、ステージ３０を挟んで、撮像部１０と対向する位置に配置されている。すなわち、照明部４０は、撮像部１０の直下に配置されている。照明部４０は、検査対象となるノズル穴２に対して下方から光を照射する。ノズル穴２の内部を撮像部１０で撮像する際には、ステージ３０の開口を介して、照明部４０によりノズル穴２の内部が照明される。なお、図示はしないが、照明部４０は、ノズル穴２に対して上方から光を照射してもよい。また、例えば、照明部４０は、ノズル穴２に対して上方および下方の両方から光を照射してもよい。照明部４０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成されている。
【００３２】
制御部２０は、撮像部１０を制御する。制御部２０は、第１画像取得処理を行う第１画像取得処理手段２２と、選択処理を行う選択処理手段２４と、第２画像取得処理を行う第２画像取得処理手段２６と、を有している。
【００３３】
第１画像取得処理手段２２は、ノズル穴２の内部を撮像部１０に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理を行う。
【００３４】
選択処理手段２４は、第１画像に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する選択処理を行う。
【００３５】
第２画像取得処理手段２６は、選択処理において選択されたノズル穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理を行う。なお、複数の第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００３６】
また、制御部２０は、例えば、ステージ３０を制御する。制御部２０は、さらに、ステージ制御処理手段２８を有している。ステージ制御処理手段２８は、ステージ３０のＸ軸移動機構およびＹ軸移行機構を制御してステージ３０を所定の位置に移動させるステージ制御処理を行う。
【００３７】
制御部２０は、専用回路により実現して上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることもできるが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部（図示しない）等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図１に示すように、制御部２０は、制御プログラムにより、第１画像取得処理を行う第１画像取得処理手段２２、選択処理を行う選択処理手段２４、第２画像取得処理を行う第２画像取得処理手段２６、ステージ制御処理を行うステージ制御処理手段２８として機能するように構成してもよい。
【００３８】
１．２． 検査方法
次に、本実施形態に係る穴内検査方法について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャートである。以下、図１〜図４に示す穴内検査装置１００およびノズルプレート１、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態では、図４に示すノズル穴２の第１穴２ａの内部の異物１０１を検査する場合について説明する。
【００３９】
まず、ノズル穴２の内部を撮像し、第１画像を取得する（第１画像取得工程Ｓ１０）。具体的には、まず、制御部２０の第１画像取得処理手段２２が、撮像部１０に撮像を開始させるための第１画像撮像信号２２Ｓを出力する。第１画像撮像信号２２Ｓは、撮像部１０に入力される。撮像部１０は、第１画像撮像信号２２Ｓが入力されると、ノズル穴２の内部の撮像を開始する。
【００４０】
第１画像取得工程Ｓ１０では、撮像部１０の焦点位置は、図４に示すように、例えば、第１穴２ａの深さＬ２ａの半分の位置である焦点位置Ｆである。すなわち、焦点位置Ｆとノズルプレート１の第１面４との間の距離は、例えば、Ｌ２ａ／２である。これにより、ノズル穴２の深さ方向（Ｚ軸方向）において、第１穴２ａの内部の広い範囲を撮像することができる。例えば、第１穴２ａの深さＬ２ａが３０μｍ以上３５μｍ以下である場合、焦点位置Ｆは、第１面４から−Ｚ軸方向に１０〜１５μｍ程度ずらした位置である。撮像部１０は、第１面４で焦点を合わせた後、焦点位置を−Ｚ軸方向に所定の距離だけずらすことにより、焦点位置Ｆに焦点を合わせることができる。
【００４１】
なお、工程Ｓ１０において、撮像部１０の焦点位置は、焦点位置Ｆに限定されず、ノズル穴２の内部を撮像できる焦点位置であればよい。
【００４２】
撮像部１０は、例えば、ノズル穴２ごとにノズル穴２の内部を撮像する。撮像部１０が１つのノズル穴２−１（図２参照）の撮像を終えると、制御部２０のステージ制御処理手段２８は、次のノズル穴２−２（図２参照）の内部が撮像部１０の視野内に収まるように、ステージ３０を移動させる。そして、撮像部１０は、ノズル穴２−２の内部を撮像する。これを繰り返すことにより、複数のノズル穴２の内部を撮像することができる。すなわち、１つの第１画像には、１つのノズル穴２の内部が撮像されている。
【００４３】
なお、撮像部１０は、複数のノズル穴２を同時に撮影してもよい。例えば、撮像部１０の視野内にノズル穴２−１およびノズル穴２−２が含まれる場合には、２つのノズル穴２−１，２−２の内部を一度に撮像してもよい。すなわち、１つの第１画像に複数のノズル穴２−１，２−２が撮像されていてもよい。これにより、検査時間を短縮できる。
【００４４】
撮像部１０は、撮像した画像を、画像信号１０Ｓとして出力する。画像信号１０Ｓは、第１画像取得処理手段２２に入力される。第１画像取得処理手段２２は、この画像信号１０Ｓに基づいて第１画像を生成し、ノズル穴２の内部の画像を含む第１画像を取得する。
【００４５】
図６は、第１画像取得工程Ｓ１０で得られた第１画像Ｉ１である。第１画像取得工程Ｓ１０では、焦点を焦点位置Ｆに合わせているため、第１画像Ｉ１では、第１穴２ａの輪郭および焦点位置Ｆ以外の位置にある異物１０１には、焦点があっていない。
【００４６】
次に、第１画像Ｉ１に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する（選択工程Ｓ１２）。具体的には、選択処理手段２４が、第１画像取得処理手段２２が取得した第１画像Ｉ１に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。そして、選択処理手段２４が、判定結果に基づいて、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する。
【００４７】
選択処理手段２４は、まず、第１画像Ｉ１（図６参照）において、第１穴２ａの輪郭に対応する円２ｃを求める。次に、選択処理手段２４は、この円２ｃの円周上の点を選択し、選択された円周上の点と円２ｃの中心とを結ぶ線（法線）Ｐに沿って輝度分布を取得する。これにより、異物１０１の法線方向の大きさ（以下「異物の高さ」ともいう）Ｈを求める。また、選択処理手段２４は、この線Ｐに垂直な線（図示しない）に沿って輝度分布を求める。これにより、異物１０１の法線方向と直交する方向の大きさ（以下「異物の幅」ともいう）Ｗを求める。選択処理手段２４は、円周上の複数の点について、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗを求める。
【００４８】
次に、選択処理手段２４は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定する。ここで、所与の値は、任意の値であり、例えば、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさ（高さＨ，幅Ｗ）以下に設定される。所与の値は、例えば、３μｍである。選択処理手段２４は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれかが所与の値よりも大きい場合、その異物１０１があるノズル穴２を「不良候補」と判定する。また、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれもが所与の値以下である場合、その異物１０１があるノズル穴２を「良好」と判定する。このようにして、選択処理手段２４は、複数のノズル穴２から「不良候補」となるノズル穴２を選択する。
【００４９】
次に、選択処理手段２４は、この「不良候補」のノズル穴２の位置情報を含む選択信号２４Ｓを出力する。選択信号２４Ｓは、第２画像取得処理手段２６に入力される。
【００５０】
次に、選択工程Ｓ１２において選択されたノズル穴２の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する（第２画像取得工程Ｓ１４）。具体的には、第２画像取得処理手段２６が、選択工程（選択処理）Ｓ１２において選択されたノズル穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する。なお、複数の第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００５１】
第２画像取得処理手段２６は、まず、選択信号２４Ｓに基づいて、ステージ３０の位置を制御するための制御信号２６Ｓを出力する。制御信号２６Ｓは、ステージ制御処理手段２８に入力される。ステージ制御処理手段２８は、制御信号２６Ｓに基づいて、「不良候補」のノズル穴２が撮像部１０の視野内に収まるように、ステージ３０を移動させる。その後、第２画像取得処理手段２６が、撮像部１０に撮像を開始させるための第２画像撮像信号２６Ｓｄを出力する。第２画像撮像信号２６Ｓｄは、撮像部１０に入力される。撮像部１０は、第２画像撮像信号２６Ｓｄが入力されると、「不良候補」のノズル穴２の内部の撮像を開始する。
【００５２】
図７は、第２画像取得工程Ｓ１４における撮像部１０の焦点位置を説明するための図である。なお、図７は、図４に対応している。
【００５３】
第２画像取得工程Ｓ１４では、撮像部１０は、ノズル穴２の深さ方向（Ｚ軸方向）に沿って焦点位置を変えながら、複数回撮像する。図示の例では、撮像部１０は、まず、第１焦点位置Ｆ１に焦点を合わせて撮像する。次に、撮像部１０は、第２焦点位置Ｆ２に焦点を合わせて撮像する。撮像部１０は、第３焦点位置Ｆ３、第４焦点位置Ｆ４、第５焦点位置Ｆ５、第６焦点位置Ｆ６についても同様に、それぞれの位置で焦点を合わせて撮像する。これにより、１つのノズル穴２に対して、互いに異なる焦点位置で撮像された複数（６つ）の画像を得ることができる。焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、例えば、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさに基づいて決めることができる。また、例えば、隣り合う焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、例えば、撮像部１０の被写界深度程度である。すなわち、焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、１つのノズル穴２で撮像された複数の第２画像をみたときに、第１穴１ａの内部のすべての箇所が焦点のあった状態で含まれるような間隔である。
【００５４】
撮像部１０は、撮像した画像を、画像信号１０Ｓｄとして出力する。画像信号１０Ｓｄは、第２画像取得処理手段２６に入力される。第２画像取得処理手段２６は、この画像信号１０Ｓｄに基づいて第２画像を生成し、ノズル穴２の内部の画像を含む第２画像を取得する。
【００５５】
第２画像取得処理手段２６は、取得した複数の第２画像の情報を含む画像信号を出力する。この画像信号は、例えば、モニター等の表示手段（図示しない）に入力される。そして、第２画像は、例えば、表示手段に表示される。
【００５６】
第２画像取得工程Ｓ１４では、不良候補のノズル穴２に対して、互いに異なる焦点位置で撮像された複数の第２画像を得ることができる。この互いに異なる焦点位置で撮像された複数の第２画像から異物１０１に焦点があった画像を選択することで、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。例えば、焦点位置Ｆ２および焦点位置Ｆ３（図７参照）で撮影された第２画像を選択することで、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。
【００５７】
制御部２０は、検査対象となるノズル穴２をすべて検査するまで、第１画像取得工程Ｓ１０、選択工程Ｓ１２、第２画像取得工程Ｓ１４を繰り返す（工程Ｓ１６でＮｏの場合）。そして、制御部２０は、検査対象となるノズル穴２をすべて検査すると処理を終了する（工程Ｓ１６でＹｅｓの場合）。
【００５８】
なお、制御部２０は、検査対象となるすべてのノズル穴２に対して、第１画像取得工程Ｓ１０を行った後、第１画像取得工程Ｓ１０で取得されたすべての第１画像Ｉ１について選択工程Ｓ１２を行い、その後、第２画像取得工程Ｓ１４を行ってもよい。
【００５９】
本実施形態に係る穴内検査装置１００および穴内検査方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６０】
穴内検査装置１００では、制御部２０が、第１画像Ｉ１を取得する第１画像取得処理と、第１画像Ｉ１に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する選択処理と、選択処理において選択されたノズル穴２の内部を撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、を行う。これにより、短時間で、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。異物１０１に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、穴内検査装置１００によれば、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００６１】
本実施形態に係る穴内検査方法は、上述のように、第１画像処理工程Ｓ１０と、選択工程Ｓ１２と、第２画像処理工程Ｓ１４と、を含む。これにより、上述のように、短時間で、検査精度の高い検査を行うことができる。
【００６２】
２． 第２実施形態
２．１． 穴内検査装置の構成
次に、第２実施形態に係る穴内検査装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る穴内検査装置２００を説明するための図である。以下、本実施形態に係る穴内検査装置２００において、穴内検査装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
穴内検査装置２００では、制御部２０が、複数の第２画像に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う。
【００６４】
穴内検査装置２００では、制御部２０は、さらに、判定処理手段２１０を含む。判定処理手段２１０は、複数の第２画像から異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う。具体的には、判定処理手段２１０は、複数の第２画像から焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。
【００６５】
２．２． 穴内検査方法
次に、第２実施形態に係る穴内検査方法について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャートである。以下、本実施形態に係る穴内検査方法において、第１実施形態に係る穴内検査方法と同様の工程については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。以下、図８に示す穴内検査装置２００、および図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６６】
本実施形態に係る穴内検査方法では、第２画像取得工程Ｓ１４では、第２画像取得処理手段２６が、複数の第２画像の情報を含む画像信号２６２Ｓを出力する。画像信号２６２Ｓは、判定処理手段２１０に入力される。
【００６７】
この第２画像取得工程Ｓ１４の後に、複数の第２画像に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する（判定工程Ｓ１１５）。
【００６８】
具体的には、まず、判定処理手段２１０は、画像信号２６２Ｓに基づいて、複数の第２画像から異物１０１に焦点があった画像を選択する。判定処理手段２１０は、例えば、複数の第２画像の各々について、画像内の隣接する画素の差分の総和を求める。そして、この総和がもっとも大きな値を示す第２画像を、焦点があった第２画像と判定する。
【００６９】
次に、判定処理手段２１０は、上述した選択工程Ｓ１２と同様の方法によって、異物１０１に焦点があったと判定された第２画像から、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗを求める。そして、この異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定する。ここで、所与の値は、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさ（高さＨ、幅Ｗ）以下に設定される。所与の値は、例えば、３μｍである。判定処理手段２１０は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれかが所与の値よりも大きい場合、その異物１０１があるノズル穴２を「不良」と判定する。また、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれもが所与の値以下である場合、その異物１０１があるノズル穴２を「良好」と判定する。このようにして、判定処理手段２１０は、「不良候補」のノズル穴２に対して、「不良」または「良好」の判定を行う。
【００７０】
穴内検査装置２００では、上述のように、複数の第２画像のうち、異物１０１に焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。これにより、異物１０１に焦点があった画像を用いて、異物１０１の大きさの判定ができる。異物１０１に焦点があった画像では、異物の高さＨおよび幅Ｗを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。すなわち、穴内検査装置２００では、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００７１】
本実施形態に係る穴内検査方法は、上述のように、第１画像処理工程Ｓ１０と、選択工程Ｓ１２と、第２画像処理工程Ｓ１４と、判定工程Ｓ１１５と、を含む。これにより、上述のように、短時間で、検査精度の高い判定を行うことができる。
【００７２】
２．３． 変形例
次に、第２実施形態の変形例について説明する。
【００７３】
穴内検査装置２００の例では、判定処理手段２１０が、複数の第２画像から焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定した。これに対して、判定処理手段２１０は、複数の第２画像からノズル穴２の内部の三次元画像を生成して、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。これにより、異物１０１の形状や大きさをより正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。さらに、ノズル穴２の内部を三次元画像として捉えることができるため、ノズル穴２の内部構造解析分野に応用ができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【００７５】
例えば、上述した実施形態では、穴内検査装置１００，２００が、ノズルプレート１のノズル穴２の内部の異物を検査する装置である場合について説明したが、穴内検査装置１００，２００は、これに限定されない。穴内検査装置１００，２００は、複数の穴を有する被検査物の穴の内部の異物を検査する装置であればよい。穴内検査装置１００，２００は、例えば、インクジェットヘッドのコンプライアンス部に用いられる封止膜の穴（インクの流路）の内部の異物を検査する装置であってもよい。
【００７６】
また、穴内検査装置１００，２００の例では、ステージ３０が、Ｘ移動機構およびＹ移動機構を有していたが、撮像部１０が、Ｘ移動機構およびＹ移動機構を有していてもよい。すなわち、制御部２０が、撮像部１０をＸＹ平面内において移動させることにより、撮像対象となるノズル穴２の内部が撮像部１０の視野内に収まるようにしてもよい。
【００７７】
また、図５に示す第１画像取得工程Ｓ１０では、撮像部１０が焦点位置Ｆで１回撮影を行ったが、撮像部１０は、例えば、焦点位置を変えて、複数回（例えば２回）の撮影を行ってもよい。これにより、選択工程Ｓ１２での「不良候補」の選択精度を向上できる。なお、工程Ｓ１０での撮影の回数は、工程Ｓ１４での撮影回数より、少なく設定される。
【００７８】
また、図５に示す選択工程Ｓ１２では、選択処理手段２４が、異物１０１の高さＨおよび幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定することにより、「不良候補」のノズル穴２を選択したが、「不良候補」の選択方法はこれに限定されない。例えば、選択処理手段２４は、第１画像Ｉ１において、第１穴２ａの輪郭の内側の面積に占める異物１０１の割合が所与の値よりも大きいか否かで判定して、「不良候補」を選択してもよい。
【００７９】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００８０】
１ ノズルプレート、２ ノズル穴、２ａ 第１穴、２ｂ 第２穴、４ 第１面、
５ 第２面、１０ 撮像部、１０Ｓ，１０Ｓｄ 画像信号、２０ 制御部、
２２ 第１画像取得処理手段、２２Ｓ 第１画像撮像信号、２４ 選択処理手段、
２４Ｓ 選択信号、２６ 第２画像取得処理手段、２６Ｓ 制御信号、
２６Ｓｄ 第２画像撮像信号、２８ ステージ制御処理手段、１００ 穴内検査装置、
１０１ 異物、２００ 穴内検査装置、２１０ 判定処理手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴内検査装置および穴内検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンターのヘッドに形成された微小な穴（インクを吐出するためのノズル穴）の内部に異物があるか否かを顕微鏡等によって目視検査していた。近年、この微小な穴の内部の異物をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラによって検査する検査装置が知られるようになった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、絞り手段によってレーザー光を検査対象となる穴と同じ形状および寸法に絞って当該穴に照射し、当該穴を反射または通過する光をＣＣＤカメラで受光して、穴内の異物の有無を検査する穴内検査装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１の穴内検査装置では、ＣＣＤカメラで受光したレーザー光の強さを、基準となるレーザー光の強さと比較して、強さの差が所定の値よりも大きくなる場合には、穴内に異物があると判定している。基準となるレーザー光の強さは、例えば、異物がない穴を検査した際に受光されたレーザー光の強さである。
【０００５】
特許文献１の穴内検査装置では、対物レンズによってＣＣＤカメラを合焦させる必要がないため、検査時間の短縮を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の穴内検査装置では、上述のように、ＣＣＤカメラで受光したレーザー光の強さを、基準となるレーザー光の強さと比較して、穴内の異物の有無を判定している。このような穴内検査装置では、異物の大きさを正確に把握することができないため、検査精度が低いという問題がある。
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、短時間で、検査精度の高い検査を行うことができる穴内検査装置および穴内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】
【０００９】
本発明に係る穴内検査装置は、
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検査装置であって、
前記被検査物の前記穴の内部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記穴の内部を前記撮像部に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像に基づいて前記異物を検出し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択処理と、
前記選択処理において選択された前記穴の内部を、前記撮像部に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、
を行い、
複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００１０】
このような穴内検査装置によれば、短時間で、異物に焦点があった画像を得ることができる。異物に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００１１】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記制御部は、さらに、複数の前記第２画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行ってもよい。
【００１２】
このような穴内検査装置によれば、異物に焦点があった画像を用いて、異物の大きさの判定ができる。異物に焦点があった画像では、異物の大きさを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。
【００１３】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記異物に焦点があった画像を選択し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。
【００１４】
このような穴内検査装置によれば、異物に焦点があった画像を用いて、異物の大きさの判定ができる。異物に焦点があった画像では、異物の大きさを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。
【００１５】
本発明に係る穴内検査装置において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記穴の内部の三次元画像を生成し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。
【００１６】
このような穴内検査装置によれば、異物の大きさをより正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る穴内検査方法は、
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検方法であって、
前記穴の内部を撮像し、第１画像を取得する第１画像取得工程と、
前記第１画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記穴の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する第２画像取得工程と、
を有し、
前記第２撮像工程において、複数の前記第２画像を、互いに異なる焦点位置で撮像する。
【００１８】
このような穴内検査方法によれば、短時間で、異物に焦点があった画像を得ることができる。異物に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る穴内検査装置を説明するための図。
【図２】ノズルプレートを模式的に示す平面図。
【図３】ノズルプレートのノズル穴を模式的に示す平面図。
【図４】ノズルプレートのノズル穴を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャート。
【図６】第１画像取得工程で得られた第１画像を模式的に示す図。
【図７】第２画像取得工程における撮像部の焦点位置を説明するための図。
【図８】第２実施形態に係る穴内検査装置を説明するための図。
【図９】第２実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２１】
１． 第１実施形態
１．１． 穴内検査装置の構成
まず、第１実施形態に係る穴内検査装置の構成および被検査物について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る穴内検査装置１００を説明するための図である。
【００２２】
穴内検査装置１００は、複数の穴を有する被検査物の穴の内部の異物を検査する装置である。本実施形態では、穴内検査装置１００は、インクジェットプリンターのヘッドに用いられるノズルプレート１のノズル穴２の内部の異物を検査する装置である。すなわち、本実施形態では、被検査物が複数のノズル穴２を有するノズルプレート１である。そこで、まず、被検査物であるノズルプレート１について説明する。
【００２３】
図２は、ノズルプレート１を模式的に示す平面図である。図３は、ノズルプレート１のノズル穴２を模式的に示す平面図である。図４は、ノズルプレート１のノズル穴２を模式的に示す断面図である。なお、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００２４】
ノズルプレート１の形状は、例えば、板状である。ノズルプレート１の材質は、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等である。ノズルプレート１は、インクを吐出するためのノズル穴２を複数有している。ノズル穴２は、図示の例では、ノズルプレート１に２列形成されている。ノズルプレート１は、図４に示すように、第１面（図示の例では、上面）４と、第２面（図示の例では、下面）５と、を有している。
【００２５】
ノズル穴２は、第１面４から第２面５まで、ノズルプレート１を貫通する貫通穴である。ノズル穴２は、第１面４側の第１穴２ａと、第２面５側の第２穴２ｂと、を含んで構成されている。第１穴２ａの直径Ｄ２ａは、例えば、２０μｍ以上３０μｍ以下である。第２穴２ｂの直径Ｄ２ｂは、例えば、３０μｍ以上５０μｍ以下である。ノズル穴２の深さＬ２（ノズルプレート１の厚さ）は、例えば、５０μｍ以上７０μｍ以下である。第１穴２ａの深さＬ２ａは、例えば、３０μｍ以上３５μｍ以下である。
【００２６】
ノズル穴２の内部には、製造工程において、異物１０１が付着する。異物１０１は、例えば、研磨工程において、ノズル穴２の内部に残留した研磨剤である。また、異物１０１は、例えば、ノズルプレート１のハンドリング時にノズル穴２の内部に付着した有機物や無機物である。
【００２７】
次に、本実施形態に係る穴内検査装置１００の構成について説明する。
【００２８】
穴内検査装置１００は、図１に示すように、撮像部１０と、撮像部１０を制御する制御部２０と、を含む。穴内検査装置１００は、さらに、ステージ３０と、照明部４０と、を含むことができる。
【００２９】
撮像部１０は、ノズルプレート１のノズル穴２の内部を撮像する。撮像部１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と、レンズユニットと、を有し、ノズル穴２の内部を撮像できるように構成されている。撮像部１０は、例えば、Ｚ軸移動機構（図示しない）をさらに有している。撮像部１０は、Ｚ軸移動機構によって上下動し、焦点位置を変えることができる。
【００３０】
ステージ３０は、ノズルプレート１を保持する。ステージ３０は、ノズルプレート１を、第１面４が上方を向くように保持する。ステージ３０は、ノズルプレート１をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（図示しない）と、ノズルプレート１をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構（図示しない）と、を有している。このＸ軸移動機構およびＹ軸移動機構により、ＸＹ平面内において、ノズルプレート１を移動させることができる。Ｘ軸移動機構およびＹ軸移動機構は、例えば、制御部２０によって制御される。ステージ３０には、開口が設けられており、この開口を介して、照明部４０からの光を、ノズル穴２の内部に照射することができる。
【００３１】
照明部４０は、ステージ３０を挟んで、撮像部１０と対向する位置に配置されている。すなわち、照明部４０は、撮像部１０の直下に配置されている。照明部４０は、検査対象となるノズル穴２に対して下方から光を照射する。ノズル穴２の内部を撮像部１０で撮像する際には、ステージ３０の開口を介して、照明部４０によりノズル穴２の内部が照明される。なお、図示はしないが、照明部４０は、ノズル穴２に対して上方から光を照射してもよい。また、例えば、照明部４０は、ノズル穴２に対して上方および下方の両方から光を照射してもよい。照明部４０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成されている。
【００３２】
制御部２０は、撮像部１０を制御する。制御部２０は、第１画像取得処理を行う第１画像取得処理手段２２と、選択処理を行う選択処理手段２４と、第２画像取得処理を行う第２画像取得処理手段２６と、を有している。
【００３３】
第１画像取得処理手段２２は、ノズル穴２の内部を撮像部１０に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理を行う。
【００３４】
選択処理手段２４は、第１画像に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する選択処理を行う。
【００３５】
第２画像取得処理手段２６は、選択処理において選択されたノズル穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理を行う。なお、複数の第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００３６】
また、制御部２０は、例えば、ステージ３０を制御する。制御部２０は、さらに、ステージ制御処理手段２８を有している。ステージ制御処理手段２８は、ステージ３０のＸ軸移動機構およびＹ軸移行機構を制御してステージ３０を所定の位置に移動させるステージ制御処理を行う。
【００３７】
制御部２０は、専用回路により実現して上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることもできるが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部（図示しない）等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図１に示すように、制御部２０は、制御プログラムにより、第１画像取得処理を行う第１画像取得処理手段２２、選択処理を行う選択処理手段２４、第２画像取得処理を行う第２画像取得処理手段２６、ステージ制御処理を行うステージ制御処理手段２８として機能するように構成してもよい。
【００３８】
１．２． 検査方法
次に、本実施形態に係る穴内検査方法について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャートである。以下、図１〜図４に示す穴内検査装置１００およびノズルプレート１、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態では、図４に示すノズル穴２の第１穴２ａの内部の異物１０１を検査する場合について説明する。
【００３９】
まず、ノズル穴２の内部を撮像し、第１画像を取得する（第１画像取得工程Ｓ１０）。具体的には、まず、制御部２０の第１画像取得処理手段２２が、撮像部１０に撮像を開始させるための第１画像撮像信号２２Ｓを出力する。第１画像撮像信号２２Ｓは、撮像部１０に入力される。撮像部１０は、第１画像撮像信号２２Ｓが入力されると、ノズル穴２の内部の撮像を開始する。
【００４０】
第１画像取得工程Ｓ１０では、撮像部１０の焦点位置は、図４に示すように、例えば、第１穴２ａの深さＬ２ａの半分の位置である焦点位置Ｆである。すなわち、焦点位置Ｆとノズルプレート１の第１面４との間の距離は、例えば、Ｌ２ａ／２である。これにより、ノズル穴２の深さ方向（Ｚ軸方向）において、第１穴２ａの内部の広い範囲を撮像することができる。例えば、第１穴２ａの深さＬ２ａが３０μｍ以上３５μｍ以下である場合、焦点位置Ｆは、第１面４から−Ｚ軸方向に１０〜１５μｍ程度ずらした位置である。撮像部１０は、第１面４で焦点を合わせた後、焦点位置を−Ｚ軸方向に所定の距離だけずらすことにより、焦点位置Ｆに焦点を合わせることができる。
【００４１】
なお、工程Ｓ１０において、撮像部１０の焦点位置は、焦点位置Ｆに限定されず、ノズル穴２の内部を撮像できる焦点位置であればよい。
【００４２】
撮像部１０は、例えば、ノズル穴２ごとにノズル穴２の内部を撮像する。撮像部１０が１つのノズル穴２−１（図２参照）の撮像を終えると、制御部２０のステージ制御処理手段２８は、次のノズル穴２−２（図２参照）の内部が撮像部１０の視野内に収まるように、ステージ３０を移動させる。そして、撮像部１０は、ノズル穴２−２の内部を撮像する。これを繰り返すことにより、複数のノズル穴２の内部を撮像することができる。すなわち、１つの第１画像には、１つのノズル穴２の内部が撮像されている。
【００４３】
なお、撮像部１０は、複数のノズル穴２を同時に撮影してもよい。例えば、撮像部１０の視野内にノズル穴２−１およびノズル穴２−２が含まれる場合には、２つのノズル穴２−１，２−２の内部を一度に撮像してもよい。すなわち、１つの第１画像に複数のノズル穴２−１，２−２が撮像されていてもよい。これにより、検査時間を短縮できる。
【００４４】
撮像部１０は、撮像した画像を、画像信号１０Ｓとして出力する。画像信号１０Ｓは、第１画像取得処理手段２２に入力される。第１画像取得処理手段２２は、この画像信号１０Ｓに基づいて第１画像を生成し、ノズル穴２の内部の画像を含む第１画像を取得する。
【００４５】
図６は、第１画像取得工程Ｓ１０で得られた第１画像Ｉ１である。第１画像取得工程Ｓ１０では、焦点を焦点位置Ｆに合わせているため、第１画像Ｉ１では、第１穴２ａの輪郭および焦点位置Ｆ以外の位置にある異物１０１には、焦点があっていない。
【００４６】
次に、第１画像Ｉ１に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する（選択工程Ｓ１２）。具体的には、選択処理手段２４が、第１画像取得処理手段２２が取得した第１画像Ｉ１に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。そして、選択処理手段２４が、判定結果に基づいて、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する。
【００４７】
選択処理手段２４は、まず、第１画像Ｉ１（図６参照）において、第１穴２ａの輪郭に対応する円２ｃを求める。次に、選択処理手段２４は、この円２ｃの円周上の点を選択し、選択された円周上の点と円２ｃの中心とを結ぶ線（法線）Ｐに沿って輝度分布を取得する。これにより、異物１０１の法線方向の大きさ（以下「異物の高さ」ともいう）Ｈを求める。また、選択処理手段２４は、この線Ｐに垂直な線（図示しない）に沿って輝度分布を求める。これにより、異物１０１の法線方向と直交する方向の大きさ（以下「異物の幅」ともいう）Ｗを求める。選択処理手段２４は、円周上の複数の点について、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗを求める。
【００４８】
次に、選択処理手段２４は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定する。ここで、所与の値は、任意の値であり、例えば、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさ（高さＨ，幅Ｗ）以下に設定される。所与の値は、例えば、３μｍである。選択処理手段２４は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれかが所与の値よりも大きい場合、その異物１０１があるノズル穴２を「不良候補」と判定する。また、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれもが所与の値以下である場合、その異物１０１があるノズル穴２を「良好」と判定する。このようにして、選択処理手段２４は、複数のノズル穴２から「不良候補」となるノズル穴２を選択する。
【００４９】
次に、選択処理手段２４は、この「不良候補」のノズル穴２の位置情報を含む選択信号２４Ｓを出力する。選択信号２４Ｓは、第２画像取得処理手段２６に入力される。
【００５０】
次に、選択工程Ｓ１２において選択されたノズル穴２の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する（第２画像取得工程Ｓ１４）。具体的には、第２画像取得処理手段２６が、選択工程（選択処理）Ｓ１２において選択されたノズル穴２の内部を、撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する。なお、複数の第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される。
【００５１】
第２画像取得処理手段２６は、まず、選択信号２４Ｓに基づいて、ステージ３０の位置を制御するための制御信号２６Ｓを出力する。制御信号２６Ｓは、ステージ制御処理手段２８に入力される。ステージ制御処理手段２８は、制御信号２６Ｓに基づいて、「不良候補」のノズル穴２が撮像部１０の視野内に収まるように、ステージ３０を移動させる。その後、第２画像取得処理手段２６が、撮像部１０に撮像を開始させるための第２画像撮像信号２６Ｓｄを出力する。第２画像撮像信号２６Ｓｄは、撮像部１０に入力される。撮像部１０は、第２画像撮像信号２６Ｓｄが入力されると、「不良候補」のノズル穴２の内部の撮像を開始する。
【００５２】
図７は、第２画像取得工程Ｓ１４における撮像部１０の焦点位置を説明するための図である。なお、図７は、図４に対応している。
【００５３】
第２画像取得工程Ｓ１４では、撮像部１０は、ノズル穴２の深さ方向（Ｚ軸方向）に沿って焦点位置を変えながら、複数回撮像する。図示の例では、撮像部１０は、まず、第１焦点位置Ｆ１に焦点を合わせて撮像する。次に、撮像部１０は、第２焦点位置Ｆ２に焦点を合わせて撮像する。撮像部１０は、第３焦点位置Ｆ３、第４焦点位置Ｆ４、第５焦点位置Ｆ５、第６焦点位置Ｆ６についても同様に、それぞれの位置で焦点を合わせて撮像する。これにより、１つのノズル穴２に対して、互いに異なる焦点位置で撮像された複数（６つ）の画像を得ることができる。焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、例えば、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさに基づいて決めることができる。また、例えば、隣り合う焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、例えば、撮像部１０の被写界深度程度である。すなわち、焦点位置Ｆ１〜Ｆ６の間隔は、１つのノズル穴２で撮像された複数の第２画像をみたときに、第１穴１ａの内部のすべての箇所が焦点のあった状態で含まれるような間隔である。
【００５４】
撮像部１０は、撮像した画像を、画像信号１０Ｓｄとして出力する。画像信号１０Ｓｄは、第２画像取得処理手段２６に入力される。第２画像取得処理手段２６は、この画像信号１０Ｓｄに基づいて第２画像を生成し、ノズル穴２の内部の画像を含む第２画像を取得する。
【００５５】
第２画像取得処理手段２６は、取得した複数の第２画像の情報を含む画像信号を出力する。この画像信号は、例えば、モニター等の表示手段（図示しない）に入力される。そして、第２画像は、例えば、表示手段に表示される。
【００５６】
第２画像取得工程Ｓ１４では、不良候補のノズル穴２に対して、互いに異なる焦点位置で撮像された複数の第２画像を得ることができる。この互いに異なる焦点位置で撮像された複数の第２画像から異物１０１に焦点があった画像を選択することで、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。例えば、焦点位置Ｆ２および焦点位置Ｆ３（図７参照）で撮影された第２画像を選択することで、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。
【００５７】
制御部２０は、検査対象となるノズル穴２をすべて検査するまで、第１画像取得工程Ｓ１０、選択工程Ｓ１２、第２画像取得工程Ｓ１４を繰り返す（工程Ｓ１６でＮｏの場合）。そして、制御部２０は、検査対象となるノズル穴２をすべて検査すると処理を終了する（工程Ｓ１６でＹｅｓの場合）。
【００５８】
なお、制御部２０は、検査対象となるすべてのノズル穴２に対して、第１画像取得工程Ｓ１０を行った後、第１画像取得工程Ｓ１０で取得されたすべての第１画像Ｉ１について選択工程Ｓ１２を行い、その後、第２画像取得工程Ｓ１４を行ってもよい。
【００５９】
本実施形態に係る穴内検査装置１００および穴内検査方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６０】
穴内検査装置１００では、制御部２０が、第１画像Ｉ１を取得する第１画像取得処理と、第１画像Ｉ１に基づいて異物１０１を検出し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、所与の値よりも大きい異物１０１があるノズル穴２を選択する選択処理と、選択処理において選択されたノズル穴２の内部を撮像部１０に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、を行う。これにより、短時間で、異物１０１に焦点があった画像を得ることができる。異物１０１に焦点があった画像が得られることで、異物の形状や大きさを正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。したがって、穴内検査装置１００によれば、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００６１】
本実施形態に係る穴内検査方法は、上述のように、第１画像処理工程Ｓ１０と、選択工程Ｓ１２と、第２画像処理工程Ｓ１４と、を含む。これにより、上述のように、短時間で、検査精度の高い検査を行うことができる。
【００６２】
２． 第２実施形態
２．１． 穴内検査装置の構成
次に、第２実施形態に係る穴内検査装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る穴内検査装置２００を説明するための図である。以下、本実施形態に係る穴内検査装置２００において、穴内検査装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
穴内検査装置２００では、制御部２０が、複数の第２画像に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う。
【００６４】
穴内検査装置２００では、制御部２０は、さらに、判定処理手段２１０を含む。判定処理手段２１０は、複数の第２画像から異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う。具体的には、判定処理手段２１０は、複数の第２画像から焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。
【００６５】
２．２． 穴内検査方法
次に、第２実施形態に係る穴内検査方法について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る穴内検査方法の一例を示すフローチャートである。以下、本実施形態に係る穴内検査方法において、第１実施形態に係る穴内検査方法と同様の工程については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。以下、図８に示す穴内検査装置２００、および図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００６６】
本実施形態に係る穴内検査方法では、第２画像取得工程Ｓ１４では、第２画像取得処理手段２６が、複数の第２画像の情報を含む画像信号２６２Ｓを出力する。画像信号２６２Ｓは、判定処理手段２１０に入力される。
【００６７】
この第２画像取得工程Ｓ１４の後に、複数の第２画像に基づいて、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する（判定工程Ｓ１１５）。
【００６８】
具体的には、まず、判定処理手段２１０は、画像信号２６２Ｓに基づいて、複数の第２画像から異物１０１に焦点があった画像を選択する。判定処理手段２１０は、例えば、複数の第２画像の各々について、画像内の隣接する画素の差分の総和を求める。そして、この総和がもっとも大きな値を示す第２画像を、焦点があった第２画像と判定する。
【００６９】
次に、判定処理手段２１０は、上述した選択工程Ｓ１２と同様の方法によって、異物１０１に焦点があったと判定された第２画像から、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗを求める。そして、この異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定する。ここで、所与の値は、インクの吐出特性に影響を与える異物の大きさ（高さＨ、幅Ｗ）以下に設定される。所与の値は、例えば、３μｍである。判定処理手段２１０は、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれかが所与の値よりも大きい場合、その異物１０１があるノズル穴２を「不良」と判定する。また、異物１０１の高さＨおよび異物１０１の幅Ｗのいずれもが所与の値以下である場合、その異物１０１があるノズル穴２を「良好」と判定する。このようにして、判定処理手段２１０は、「不良候補」のノズル穴２に対して、「不良」または「良好」の判定を行う。
【００７０】
穴内検査装置２００では、上述のように、複数の第２画像のうち、異物１０１に焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する。これにより、異物１０１に焦点があった画像を用いて、異物１０１の大きさの判定ができる。異物１０１に焦点があった画像では、異物の高さＨおよび幅Ｗを正確に知ることができるため、精度の高い判定を行うことができる。すなわち、穴内検査装置２００では、短時間で、精度の高い検査を行うことができる。
【００７１】
本実施形態に係る穴内検査方法は、上述のように、第１画像処理工程Ｓ１０と、選択工程Ｓ１２と、第２画像処理工程Ｓ１４と、判定工程Ｓ１１５と、を含む。これにより、上述のように、短時間で、検査精度の高い判定を行うことができる。
【００７２】
２．３． 変形例
次に、第２実施形態の変形例について説明する。
【００７３】
穴内検査装置２００の例では、判定処理手段２１０が、複数の第２画像から焦点があった画像を選択し、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定した。これに対して、判定処理手段２１０は、複数の第２画像からノズル穴２の内部の三次元画像を生成して、異物１０１の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定してもよい。これにより、異物１０１の形状や大きさをより正確に知ることができるため、精度の高い検査を行うことができる。さらに、ノズル穴２の内部を三次元画像として捉えることができるため、ノズル穴２の内部構造解析分野に応用ができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【００７５】
例えば、上述した実施形態では、穴内検査装置１００，２００が、ノズルプレート１のノズル穴２の内部の異物を検査する装置である場合について説明したが、穴内検査装置１００，２００は、これに限定されない。穴内検査装置１００，２００は、複数の穴を有する被検査物の穴の内部の異物を検査する装置であればよい。穴内検査装置１００，２００は、例えば、インクジェットヘッドのコンプライアンス部に用いられる封止膜の穴（インクの流路）の内部の異物を検査する装置であってもよい。
【００７６】
また、穴内検査装置１００，２００の例では、ステージ３０が、Ｘ移動機構およびＹ移動機構を有していたが、撮像部１０が、Ｘ移動機構およびＹ移動機構を有していてもよい。すなわち、制御部２０が、撮像部１０をＸＹ平面内において移動させることにより、撮像対象となるノズル穴２の内部が撮像部１０の視野内に収まるようにしてもよい。
【００７７】
また、図５に示す第１画像取得工程Ｓ１０では、撮像部１０が焦点位置Ｆで１回撮影を行ったが、撮像部１０は、例えば、焦点位置を変えて、複数回（例えば２回）の撮影を行ってもよい。これにより、選択工程Ｓ１２での「不良候補」の選択精度を向上できる。なお、工程Ｓ１０での撮影の回数は、工程Ｓ１４での撮影回数より、少なく設定される。
【００７８】
また、図５に示す選択工程Ｓ１２では、選択処理手段２４が、異物１０１の高さＨおよび幅Ｗが所与の値よりも大きいか否かを判定することにより、「不良候補」のノズル穴２を選択したが、「不良候補」の選択方法はこれに限定されない。例えば、選択処理手段２４は、第１画像Ｉ１において、第１穴２ａの輪郭の内側の面積に占める異物１０１の割合が所与の値よりも大きいか否かで判定して、「不良候補」を選択してもよい。
【００７９】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００８０】
１ ノズルプレート、２ ノズル穴、２ａ 第１穴、２ｂ 第２穴、４ 第１面、
５ 第２面、１０ 撮像部、１０Ｓ，１０Ｓｄ 画像信号、２０ 制御部、
２２ 第１画像取得処理手段、２２Ｓ 第１画像撮像信号、２４ 選択処理手段、
２４Ｓ 選択信号、２６ 第２画像取得処理手段、２６Ｓ 制御信号、
２６Ｓｄ 第２画像撮像信号、２８ ステージ制御処理手段、１００ 穴内検査装置、
１０１ 異物、２００ 穴内検査装置、２１０ 判定処理手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検査装置であって、
前記被検査物の前記穴の内部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記穴の内部を前記撮像部に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像に基づいて前記異物を検出し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択処理と、
前記選択処理において選択された前記穴の内部を、前記撮像部に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、
を行い、
複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される、穴内検査装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、さらに、複数の前記第２画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う、穴内検査装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記異物に焦点があった画像を選択し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する、穴内検査装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記穴の内部の三次元画像を生成し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する、穴内検査装置。
【請求項５】
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検方法であって、
前記穴の内部を撮像し、第１画像を取得する第１画像取得工程と、
前記第１画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記穴の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する第２画像取得工程と、
を有し、
前記第２撮像工程において、複数の前記第２画像を、互いに異なる焦点位置で撮像する、穴内検査方法。
【請求項１】
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検査装置であって、
前記被検査物の前記穴の内部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記穴の内部を前記撮像部に撮像させて、第１画像を取得する第１画像取得処理と、
前記第１画像に基づいて前記異物を検出し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定して、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択処理と、
前記選択処理において選択された前記穴の内部を、前記撮像部に複数回撮像させて、複数の第２画像を取得する第２画像取得処理と、
を行い、
複数の前記第２画像は、互いに異なる焦点位置で撮像される、穴内検査装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、さらに、複数の前記第２画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する判定処理を行う、穴内検査装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記異物に焦点があった画像を選択し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する、穴内検査装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記判定処理では、複数の前記第２画像から前記穴の内部の三次元画像を生成し、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定する、穴内検査装置。
【請求項５】
複数の穴を有する被検査物の前記穴の内部の異物を検査する穴内検方法であって、
前記穴の内部を撮像し、第１画像を取得する第１画像取得工程と、
前記第１画像に基づいて、前記異物の大きさが所与の値よりも大きいか否かを判定し、前記所与の値よりも大きい前記異物がある前記穴を選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記穴の内部を複数回撮像して、複数の第２画像を取得する第２画像取得工程と、
を有し、
前記第２撮像工程において、複数の前記第２画像を、互いに異なる焦点位置で撮像する、穴内検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８１０９５（Ｐ２０１２−１８１０９５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４０８０（Ｐ２０１１−４４０８０）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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