JP2005069835A - 液滴観測方法および液滴観測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる液滴観測方法および液滴観測装置を提供すること。
【解決手段】液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を観測する液滴観測装置1である。この液滴観測装置1は、液滴200に閃光23を照射する閃光照射手段2と、閃光23が照射された液滴200を写真用フィルム42に撮影するカメラ4と、撮影した写真用フィルム42を現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナー7と、電子画像を画像処理することにより、液滴200の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段5とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を観測する液滴観測装置1である。この液滴観測装置1は、液滴200に閃光23を照射する閃光照射手段2と、閃光23が照射された液滴200を写真用フィルム42に撮影するカメラ4と、撮影した写真用フィルム42を現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナー7と、電子画像を画像処理することにより、液滴200の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段5とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測することができる液滴観測方法および液滴観測装置に関する。
近年、液滴吐出装置を用いて、液晶表示装置、配向膜装置、オーバーコート装置、有機EL(Electro-Luminescence)装置、電子放出装置、PDP(Plasma Display Panel)装置、電気泳動表示装置、レジスト装置、マイクロレンズアレイ、金属配線、バイオ分野における生成物等を製造することが提案されている。
このような液滴吐出装置では、各液滴をワーク上の正確な位置に着弾させる必要があるので、液滴吐出装置の制御を行う場合、あるいは液滴吐出装置の開発・設計を行う場合などには、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴の飛行状態(例えば、飛行速度、飛行方向、着弾位置等)を観測する必要がある。
このような液滴吐出装置では、各液滴をワーク上の正確な位置に着弾させる必要があるので、液滴吐出装置の制御を行う場合、あるいは液滴吐出装置の開発・設計を行う場合などには、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴の飛行状態(例えば、飛行速度、飛行方向、着弾位置等)を観測する必要がある。
従来、飛行する液滴の飛行状態を計測するに当たっては、照明ランプおよびCCDカメラを有する撮像光学装置により、液滴の画像を撮像し、飛行状態を計測している(例えば、特許文献1参照)。
ところで、CCD素子に画像を撮像するには、露光時間が1ms以上必要であり、この時間、照明ランプにより液滴を照明する。このように撮像された画像には、液滴の移動によるブレが生じ、液滴の飛行状態を正確に把握することが困難であるという問題がある。
ところで、CCD素子に画像を撮像するには、露光時間が1ms以上必要であり、この時間、照明ランプにより液滴を照明する。このように撮像された画像には、液滴の移動によるブレが生じ、液滴の飛行状態を正確に把握することが困難であるという問題がある。
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる液滴観測方法および液滴観測装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴観測方法は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して得られた写真をイメージスキャナーにより取り込んで電子画像に変換し、前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測方法は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して得られた写真をイメージスキャナーにより取り込んで電子画像に変換し、前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測方法は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して写真を得るとともに、該写真に長さを示す目盛り線を表示し、前記写真に写った液滴および前記目盛り線に基づいて、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して写真を得るとともに、該写真に長さを示す目盛り線を表示し、前記写真に写った液滴および前記目盛り線に基づいて、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測方法では、前記ノズル孔から液滴を複数回吐出し、その各回について他の回と異なるタイミングで当該液滴に閃光を照射して前記カメラにより当該液滴を撮影することが好ましい。
これにより、タイミングを変えて、液滴を撮影することができるので、液滴の飛行状態をより正確に観測することが可能となっている。
これにより、タイミングを変えて、液滴を撮影することができるので、液滴の飛行状態をより正確に観測することが可能となっている。
本発明の液滴観測方法では、吐出時からの遅れ時間が異なる状態の複数の液滴を撮影し、該撮影された写真に写った複数の液滴の位置に基づいて前記遅れ時間の差の間に液滴が飛行した距離を求め、該距離を前記遅れ時間の差で除算して、液滴の飛行速度を得ることが好ましい。
これにより、より正確な液滴の飛行速度を求めることができる。
これにより、より正確な液滴の飛行速度を求めることができる。
本発明の液滴観測方法では、前記閃光の波長は、前記写真用フィルムの分光感度曲線において感度が極大となる波長付近の波長であることが好ましい。
これにより、写真用フィルムをより高い感度で感光させることができるので、カメラによって撮影する際の実質的な露光時間をより短縮することができる。その結果、撮影時に生じるブレをより小さくすることができる。
これにより、写真用フィルムをより高い感度で感光させることができるので、カメラによって撮影する際の実質的な露光時間をより短縮することができる。その結果、撮影時に生じるブレをより小さくすることができる。
本発明の液滴観測装置は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
撮影した前記写真用フィルムを現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナーと、
前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段とを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
撮影した前記写真用フィルムを現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナーと、
前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段とを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
前記カメラにより撮影された写真に、長さを示す目盛り線を表示する目盛り線表示手段とを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記閃光照射手段の閃光照射タイミングの、前記液滴の吐出時からの遅れ時間を制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、タイミングを変えて、液滴を撮影することができるので、液滴の飛行状態をより正確に観測することが可能となっている。
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
前記カメラにより撮影された写真に、長さを示す目盛り線を表示する目盛り線表示手段とを備えることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記閃光照射手段の閃光照射タイミングの、前記液滴の吐出時からの遅れ時間を制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、タイミングを変えて、液滴を撮影することができるので、液滴の飛行状態をより正確に観測することが可能となっている。
本発明の液滴観測装置では、前記カメラは、前記写真用フィルムをコマ送りするフィルム送り機構を有し、撮影後、前記フィルム送り機構を作動して前記写真用フィルムをコマ送りすることが好ましい。
これにより、飛行する液滴をより正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記閃光照射手段の1回の閃光照射時間が0.1〜10μ秒であることが好ましい。
これにより、カメラによる撮影で得られた液滴の写真にブレが生じるのを、より確実に防止することができる。
これにより、飛行する液滴をより正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記閃光照射手段の1回の閃光照射時間が0.1〜10μ秒であることが好ましい。
これにより、カメラによる撮影で得られた液滴の写真にブレが生じるのを、より確実に防止することができる。
以下、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す平面図、図2は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す側面図、図3は、本発明の液滴観測装置の主要部を概略的に示すブロック図、図4は、図1および図2に示す液滴観測装置におけるタイミングチャートを示す図、図5は、カメラによる撮影で得られた写真を電子画像に変換した画像を示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中(図6も同様)の左右方向を「x方向」、上下方向を「y方向」、図2中(図7も同様)の左右方向を「x方向」、上下方向を「z方向」、図5(図9も同様)中の上下方向を「z方向」と言う。
<第1実施形態>
図1は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す平面図、図2は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す側面図、図3は、本発明の液滴観測装置の主要部を概略的に示すブロック図、図4は、図1および図2に示す液滴観測装置におけるタイミングチャートを示す図、図5は、カメラによる撮影で得られた写真を電子画像に変換した画像を示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中(図6も同様)の左右方向を「x方向」、上下方向を「y方向」、図2中(図7も同様)の左右方向を「x方向」、上下方向を「z方向」、図5(図9も同様)中の上下方向を「z方向」と言う。
図1および図2に示すように、液滴観測装置1は、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を観測する装置である。この液滴観測装置1は、液滴200に閃光23を照射する閃光照射手段2と、液滴200を写真用フィルム42に撮影するカメラ4と、撮影した写真用フィルム42を現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナー7と、電子画像を画像処理することにより、液滴200の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段5と、各部の作動を制御する制御手段6とを備えている。
図1および図2に示すように、液滴吐出ヘッド100のノズル面(ノズルプレート)102には、ノズル孔101が形成されている。ノズル孔101には、これに連通する圧力室とこの圧力室内に充填された液体の圧力を変化させるアクチュエータ(いずれも図示せず)が設けられている。液滴吐出ヘッド100は、このアクチュエータを駆動することにより、圧力室内の液体をノズル孔101から液滴200として吐出する。液滴吐出ヘッド100が備えるアクチュエータは、特に限定されず、圧電アクチュエータで構成されていても、液体を加熱して気泡を生じさせる発熱体で構成されていてもよい。
この液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部(ヘッドドライバ)300により駆動される。ヘッド駆動部300は、制御手段6の制御に基づき、所定のタイミング(駆動周波数)で吐出信号(ヘッド駆動信号)を生成する。液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部300から入力された吐出信号によりアクチュエータが作動し、液滴200を吐出する。
この液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部(ヘッドドライバ)300により駆動される。ヘッド駆動部300は、制御手段6の制御に基づき、所定のタイミング(駆動周波数)で吐出信号(ヘッド駆動信号)を生成する。液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部300から入力された吐出信号によりアクチュエータが作動し、液滴200を吐出する。
液滴吐出ヘッド100が吐出する液体(分散液を含む)としては、特に限定されるものではなく、例えば、インク、カラーフィルタのフィルタ材料、有機EL装置におけるEL発光層を形成するための蛍光材料、PDP装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。
図3に示すように、制御手段6は、閃光照射手段2、カメラ4、画像処理手段5、イメージスキャナー7およびヘッド駆動部300をそれぞれ制御する。この制御手段6は、CPU(Central Processing Unit)61と、記憶手段62とを有している。記憶手段62は、CPU61に読み取り可能な記憶媒体(記録媒体)を有しており、この記憶媒体は、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリ等で構成されている。
閃光照射手段2は、ストロボ電源21と、閃光23を照射させる閃光照射部22とを有している。この閃光照射手段2は、液滴200に、その飛行方向に対し側方から閃光23を照射するように設置されている(図2参照)。すなわち、閃光23は、液滴200の飛行方向(吐出方向)とほぼ垂直な方向であるx方向に照射されている。制御手段6の制御に基づき、ストロボ電源21に外部信号が入力され、これに伴い、閃光照射部22を作動させ、閃光23がストロボ照射(発光)する。
図1および図2に示すように、カメラ4は、レンズ群、絞り、シャッタ等を含む撮影光学系41と、写真用フィルム42をコマ送りするフィルム送り機構43とを有している。このカメラ4は、液滴200の飛行方向に対し、側方から見た飛行領域400を飛行する液滴200を撮影する。そして、撮影後、カメラ4は、フィルム送り機構43を作動して写真用フィルム42をコマ送りする。通常、カメラ4のピントは、飛行領域400に合うように設定されているのが好ましい。
図示の構成では、カメラ4は、液滴200の飛行領域400を介して閃光照射部22の反対側に設置されている。すなわち、閃光23は、飛行領域400を介してカメラ4と反対側から照射される。
このような構成により、飛行する液滴200をより正確に観測することができる。
図示の構成では、カメラ4は、液滴200の飛行領域400を介して閃光照射部22の反対側に設置されている。すなわち、閃光23は、飛行領域400を介してカメラ4と反対側から照射される。
このような構成により、飛行する液滴200をより正確に観測することができる。
制御手段6は、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から液滴200を複数回吐出し、その各回について他の回と異なるタイミングで液滴200に閃光23を照射してカメラ4により液滴200を撮影するように、閃光照射手段2、カメラ4およびヘッド駆動部300を制御している。すなわち、制御手段6は、図4に示すようなタイミングチャートで、液滴観測装置1の各部を制御している。なお、下記で示すTおよびαは、それぞれ遅延時間(遅れ時間)および加算時間である。
まず、制御手段6は、ヘッド駆動部300を制御してヘッド駆動信号を発生させ、液滴吐出ヘッド100のノズル101から液滴200を吐出させる。
まず、制御手段6は、ヘッド駆動部300を制御してヘッド駆動信号を発生させ、液滴吐出ヘッド100のノズル101から液滴200を吐出させる。
次に、制御手段6は、内蔵するタイマーによりヘッド駆動信号に対する遅延時間Tを計測する。
次に、制御手段6は、遅延時間T(図4中、Tで示す時間)後にストロボ照射信号を発生させ、閃光照射部22により閃光23を液滴200に照射する。また、カメラ4は、閃光23の照射時(閃光照射手段2の閃光照射タイミング)を含むように、すなわち、液滴200が飛行している所定時間、シャッタが開いた状態になっている。そして、カメラ4は、閃光23が照射されているときに露光され、1回目の液滴200を写真用フィルム42に撮影する。すなわち、液滴観測装置1では、閃光23が照射されているとき(閃光照射時間)が実質的な露光時間に相当する。
次に、制御手段6は、遅延時間T(図4中、Tで示す時間)後にストロボ照射信号を発生させ、閃光照射部22により閃光23を液滴200に照射する。また、カメラ4は、閃光23の照射時(閃光照射手段2の閃光照射タイミング)を含むように、すなわち、液滴200が飛行している所定時間、シャッタが開いた状態になっている。そして、カメラ4は、閃光23が照射されているときに露光され、1回目の液滴200を写真用フィルム42に撮影する。すなわち、液滴観測装置1では、閃光23が照射されているとき(閃光照射時間)が実質的な露光時間に相当する。
次に、制御手段6は、フィルム送り機構作動信号を発生させ、写真用フィルム42を1コマ分(1画像分)コマ送りさせる。
次に、制御手段6は、前述と同様に、ノズル101から液滴200を吐出させる。
次に、制御手段6は、前述と同様に、前回遅延時間Tに加算時間αを加算した遅延時間(T+α)を計測する。
次に、制御手段6は、前述と同様に、ノズル101から液滴200を吐出させる。
次に、制御手段6は、前述と同様に、前回遅延時間Tに加算時間αを加算した遅延時間(T+α)を計測する。
次に、制御手段6は、遅延時間(T+α)(図4中、T+αで示す時間)後にストロボ照射信号を発生させ、閃光照射部22により閃光23を液滴200に照射し、同様の制御を繰り返す。すなわち、1回目の撮影が行われた後は、順次、加算時間αの間隔で撮影が行われる。
次に、予め設定された撮影する写真用フィルム42のコマ数に、撮影した写真用フィルム42のコマ数が達した場合、この撮影を終了する。
次に、予め設定された撮影する写真用フィルム42のコマ数に、撮影した写真用フィルム42のコマ数が達した場合、この撮影を終了する。
このように液滴200の撮影を行うことによって、図5に示すように、あたかも、同一の液滴200が高速度カメラで撮影されて、順次、移動(飛行)していくかのような像を得ることができる。
なお、遅延時間Tは、任意に設定することができる。これにより、液滴200の撮影を開始する時間を設定(選択)することができる。また、加算時間αも同様に、任意に設定することができる。これにより、液滴200を撮影する間隔を設定(選択)することができる。
なお、遅延時間Tは、任意に設定することができる。これにより、液滴200の撮影を開始する時間を設定(選択)することができる。また、加算時間αも同様に、任意に設定することができる。これにより、液滴200を撮影する間隔を設定(選択)することができる。
このような構成により、タイミングを変えて、液滴200を撮影することができるので、液滴200の飛行状態をより正確に観測することが可能となっている。
上記のような制御によって液滴200を撮影した写真を、イメージスキャナー7により取り込んで電子画像に変換した画像を図5に示す。図5(A)および(B)には、それぞれ吐出時からの遅延時間が異なる液滴200が写っている。例えば、図5(A)の液滴200の画像は、吐出時から遅延時間T後に閃光23が照射されたときの画像であり、図5(B)の液滴200の画像は、吐出時から遅延時間が(T+α)後に閃光23が照射されたときの画像である。
上記のような制御によって液滴200を撮影した写真を、イメージスキャナー7により取り込んで電子画像に変換した画像を図5に示す。図5(A)および(B)には、それぞれ吐出時からの遅延時間が異なる液滴200が写っている。例えば、図5(A)の液滴200の画像は、吐出時から遅延時間T後に閃光23が照射されたときの画像であり、図5(B)の液滴200の画像は、吐出時から遅延時間が(T+α)後に閃光23が照射されたときの画像である。
液滴観測装置1は、このような電子画像を画像処理手段5の作動により画像処理し、液滴200の飛行状態に関する情報を得る。なお、画像処理としては、特に限定されないが、二値化処理が一般的に用いられる。
このような構成により、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
このような構成により、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を、簡単な構成で、かつ正確に観測することができる。
また、液滴観測装置1は、前述のように写った複数(図5中、2つ)の液滴200の位置に基づいて遅延時間の差の間に液滴200が飛行した距離h(図5中、hで示す距離)を求め、該距離を遅延時間の差で除算して、液滴の飛行速度を得るように構成されている。
まず、画像処理手段5は、2つの液滴200の画像を二値化処理し、二値化処理したそれぞれの液滴200自体の画像201a、201bを抽出する。
まず、画像処理手段5は、2つの液滴200の画像を二値化処理し、二値化処理したそれぞれの液滴200自体の画像201a、201bを抽出する。
次に、画像処理装置5は、抽出した画像201a、201bからそれぞれの中心点を検出する。
次に、2つの中心点のz方向の差、すなわち、距離hを算出し、この距離hを遅延時間の差で除算して、液滴200の飛行速度を求める。例えば、この遅延時間の差としては、上記の例の場合、αとなる。
次に、2つの中心点のz方向の差、すなわち、距離hを算出し、この距離hを遅延時間の差で除算して、液滴200の飛行速度を求める。例えば、この遅延時間の差としては、上記の例の場合、αとなる。
このような構成により、より正確な液滴200の飛行速度を求めることができる。
この液滴観測装置1は、前述したように液滴200の撮影に写真用フィルム42を用いている。写真用フィルム42は、感度がよいので、より短い閃光照射時間で液滴200を撮影することができる。その結果、撮影時に生じる液滴200の像のブレをより小さくすることができる。それにより、例えば、液滴200の中心点を正確に検出することができるので、飛行速度などの飛行状態を正確に測定することができる。
この液滴観測装置1は、前述したように液滴200の撮影に写真用フィルム42を用いている。写真用フィルム42は、感度がよいので、より短い閃光照射時間で液滴200を撮影することができる。その結果、撮影時に生じる液滴200の像のブレをより小さくすることができる。それにより、例えば、液滴200の中心点を正確に検出することができるので、飛行速度などの飛行状態を正確に測定することができる。
また、閃光照射手段2の作動による1回の閃光照射時間は、0.1〜10μ秒であるのが好ましく、0.1〜1μ秒であるのがより好ましい。
閃光照射時間をこのように設定することにより、カメラ4による撮影で得られた液滴200の像にブレが生じるのを、より確実に防止することができる。
これに対し、本発明と異なり、CCDカメラで液滴を撮像する場合には、露光時間を長く(例えば、1ms以上)設定する必要があり、その間、閃光を照射するため、撮像する液滴の像にブレが生じる。このブレにより、前述のように中心点を検出するような場合にも、正確な中心点の位置を検出することができず、液滴を正確に観測することができない。
閃光照射時間をこのように設定することにより、カメラ4による撮影で得られた液滴200の像にブレが生じるのを、より確実に防止することができる。
これに対し、本発明と異なり、CCDカメラで液滴を撮像する場合には、露光時間を長く(例えば、1ms以上)設定する必要があり、その間、閃光を照射するため、撮像する液滴の像にブレが生じる。このブレにより、前述のように中心点を検出するような場合にも、正確な中心点の位置を検出することができず、液滴を正確に観測することができない。
また、閃光23は、その波長が写真用フィルム42の分光感度曲線において感度が極大となる波長付近の波長であるのが好ましい。
閃光23の波長をこのように設定することにより、写真用フィルム42をより高い感度で感光させることができるので、カメラ4によって撮影する際の閃光照射時間をより短縮することができる。その結果、撮影時に生じるブレをより小さくすることができる。
閃光23の波長をこのように設定することにより、写真用フィルム42をより高い感度で感光させることができるので、カメラ4によって撮影する際の閃光照射時間をより短縮することができる。その結果、撮影時に生じるブレをより小さくすることができる。
また、閃光照射手段2とカメラ4との位置関係は、図示のように、対向して設置されているのに限定されない。例えば、閃光照射手段2(閃光23)とカメラ4とが同方向を向いて、閃光23を液滴200に照射し、液滴200からの反射光をカメラ4が撮影するように設置してもよい。または、図2(図7も同様)の紙面に対し垂直な方向から閃光23を液滴200に照射するように閃光照射手段2を設置し、液滴200からの反射光をカメラ4が撮影するように設置してもよい。
また、写真用フィルム42は、ネガフィルムまたはポジフィルムのいずれかでもよい。
また、図5中(図8も同様)には、説明上、液滴吐出ヘッド100のノズル面102が入っているが、カメラ4で撮影する実際の写真には、ノズル面102は、写っていない。
また、写真用フィルム42は、ネガフィルムまたはポジフィルムのいずれかでもよい。
また、図5中(図8も同様)には、説明上、液滴吐出ヘッド100のノズル面102が入っているが、カメラ4で撮影する実際の写真には、ノズル面102は、写っていない。
<第2実施形態>
図6は、本発明の液滴観測装置の第2実施形態を示す平面図、図7は、本発明の液滴観測装置の第2実施形態を示す側面図、図8は、カメラによる撮影で得られた写真を示す図である。
以下、これらの図を参照して本発明の液滴観測装置の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図6は、本発明の液滴観測装置の第2実施形態を示す平面図、図7は、本発明の液滴観測装置の第2実施形態を示す側面図、図8は、カメラによる撮影で得られた写真を示す図である。
以下、これらの図を参照して本発明の液滴観測装置の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、カメラの構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図6および図7に示すように、液滴観測装置1Aのカメラ4Aは、それにより撮影された写真に、長さを示す目盛り線を表示する目盛り線表示手段44を備えている。この目盛り線表示手段44は、ワイヤで形成された目盛り線441、442および443で構成されており、写真用フィルム42の前面(撮影光学系41側)に、z方向に垂直な方向に設置されている。なお、目盛り線441、442および443は、z方向に等間隔に設置されているのが好ましい。例えば、本実施形態では、目盛り線441、442および443の間隔は、写真で液滴200を観測する際、参考とすることができるような倍率の0.1mm間隔となるように設置されている(図8参照)。
図6および図7に示すように、液滴観測装置1Aのカメラ4Aは、それにより撮影された写真に、長さを示す目盛り線を表示する目盛り線表示手段44を備えている。この目盛り線表示手段44は、ワイヤで形成された目盛り線441、442および443で構成されており、写真用フィルム42の前面(撮影光学系41側)に、z方向に垂直な方向に設置されている。なお、目盛り線441、442および443は、z方向に等間隔に設置されているのが好ましい。例えば、本実施形態では、目盛り線441、442および443の間隔は、写真で液滴200を観測する際、参考とすることができるような倍率の0.1mm間隔となるように設置されている(図8参照)。
上記のようなカメラ4Aによって撮影された写真には、図8に示すように、ノズル孔101a、101b、101cおよび101dから吐出されたそれぞれの液滴200a、200b、200cおよび200dと、3本の目盛り線441、442および443が写っている。そして、このような液滴200a、200b、200cおよび200dと、3本の目盛り線441、442および443とに基づいて、液滴200の飛行状態に関する情報(飛行速度)を得るように構成されている。
この飛行速度を得るには、例えば、下記に示すような方法が挙げられる。
まず、液滴200a、200b、200cおよび200dを、ノズル孔101aからノズル孔101dまで順次、第1実施形態と同様に、加算時間αの間隔で吐出する。
次に、液滴200dが吐出してから所定時間遅延した後、閃光23を照射し、液滴200a、200b、200cおよび200dを撮影する。このとき、4つの液滴200a、200b、200c、200dが1枚の写真に撮影させるように構成されているのが好ましい。
まず、液滴200a、200b、200cおよび200dを、ノズル孔101aからノズル孔101dまで順次、第1実施形態と同様に、加算時間αの間隔で吐出する。
次に、液滴200dが吐出してから所定時間遅延した後、閃光23を照射し、液滴200a、200b、200cおよび200dを撮影する。このとき、4つの液滴200a、200b、200c、200dが1枚の写真に撮影させるように構成されているのが好ましい。
次に、現像した写真から、目盛り線441、442、443の間隔(0.1mm)を参考に、z方向における液滴200a、200b、200cおよび200dのそれぞれの中心間距離hab、hbc、hcdを測定する(図8参照)。
次に、中心間距離hab、hbcおよびhcdの平均を算出し、この算出した中心間距離を遅延時間の差である時間αで除算して、液滴200の飛行速度を求める。
次に、中心間距離hab、hbcおよびhcdの平均を算出し、この算出した中心間距離を遅延時間の差である時間αで除算して、液滴200の飛行速度を求める。
このような構成により、より正確な液滴200の飛行速度を求めることができる。
なお、カメラ4Aによる撮影は、本実施形態のように、各ノズル孔101(101a、101b、101cおよび101d)から吐出された液滴200が、それぞれ1つずつ写るように構成されているのに限定されない。例えば、各ノズル孔101から吐出された液滴200が、それぞれ複数個写るように構成されていてもよい。
なお、カメラ4Aによる撮影は、本実施形態のように、各ノズル孔101(101a、101b、101cおよび101d)から吐出された液滴200が、それぞれ1つずつ写るように構成されているのに限定されない。例えば、各ノズル孔101から吐出された液滴200が、それぞれ複数個写るように構成されていてもよい。
また、目盛り線表示手段44の目盛り線は、本実施形態のように、3本設置されているのに限定されず、例えば、2本または4本以上であってもよい。
また、目盛り線表示手段44は、本実施形態のように、ワイヤで形成された目盛り線441、442および443であるのに限定されない。例えば、図示しないカメラモジュール(例えば、特開平5−165092号公報)により目盛り線441、442および443が写真に写り込むように構成されていてもよいし、写真用フィルム42に目盛り線441、442および443が予め描かれていてもよい。さらには、印画紙への焼付け時に、目盛り線441、442および443を同時に焼付けるようにしてもよい。
また、目盛り線表示手段44は、本実施形態のように、ワイヤで形成された目盛り線441、442および443であるのに限定されない。例えば、図示しないカメラモジュール(例えば、特開平5−165092号公報)により目盛り線441、442および443が写真に写り込むように構成されていてもよいし、写真用フィルム42に目盛り線441、442および443が予め描かれていてもよい。さらには、印画紙への焼付け時に、目盛り線441、442および443を同時に焼付けるようにしてもよい。
また、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101は、本実施形態のように、4つ形成されているのに限定されず、例えば、1〜3つまたは5つ以上であってもよい。
以上、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴観測装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
以上、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴観測装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
1、1A……液滴観測装置 2……閃光照射手段 21……ストロボ電源 22……閃光照射部 23……閃光 4、4A……カメラ 41……撮影光学系 42……写真用フィルム 43……フィルム送り機構 44……目盛り線表示手段 441、442、443……目盛り線 5……画像処理手段 6……制御手段 61……CPU 62……記憶手段 7……イメージスキャナー 100……液滴吐出ヘッド 101、101a、101b、101c、101d……ノズル孔 102……ノズル面 200、200a、200b、200c、200d……液滴 201a、201b……画像 300……ヘッド駆動部 400……飛行領域
Claims (10)
- 液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して得られた写真をイメージスキャナーにより取り込んで電子画像に変換し、前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする液滴観測方法。 - 液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴に閃光を照射し、前記閃光が照射された液滴をカメラにより写真用フィルムに撮影し、該撮影した写真用フィルムを現像して写真を得るとともに、該写真に長さを示す目盛り線を表示し、前記写真に写った液滴および前記目盛り線に基づいて、前記液滴の飛行状態に関する情報を得ることを特徴とする液滴観測方法。 - 前記ノズル孔から液滴を複数回吐出し、その各回について他の回と異なるタイミングで当該液滴に閃光を照射して前記カメラにより当該液滴を撮影する請求項1または2に記載の液滴観測方法。
- 吐出時からの遅れ時間が異なる状態の複数の液滴を撮影し、該撮影された写真に写った複数の液滴の位置に基づいて前記遅れ時間の差の間に液滴が飛行した距離を求め、該距離を前記遅れ時間の差で除算して、液滴の飛行速度を得る請求項1ないし3のいずれかに記載の液滴観測方法。
- 前記閃光の波長は、前記写真用フィルムの分光感度曲線において感度が極大となる波長付近の波長である請求項1ないし4のいずれかに記載の液滴観測方法。
- 液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
撮影した前記写真用フィルムを現像して得られた写真を取り込んで電子画像に変換するイメージスキャナーと、
前記電子画像を画像処理することにより、前記液滴の飛行状態に関する情報を得る画像処理手段とを備えることを特徴とする液滴観測装置。 - 液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴に閃光を照射する閃光照射手段と、
前記閃光が照射された液滴を写真用フィルムに撮影するカメラと、
前記カメラにより撮影された写真に、長さを示す目盛り線を表示する目盛り線表示手段とを備えることを特徴とする液滴観測装置。 - 前記閃光照射手段の閃光照射タイミングの、前記液滴の吐出時からの遅れ時間を制御する制御手段をさらに備える請求項6または7に記載の液滴観測装置。
- 前記カメラは、前記写真用フィルムをコマ送りするフィルム送り機構を有し、撮影後、前記フィルム送り機構を作動して前記写真用フィルムをコマ送りする請求項6ないし8のいずれかに記載の液滴観測装置。
- 前記閃光照射手段の1回の閃光照射時間が0.1〜10μ秒である請求項6ないし9のいずれかに記載の液滴観測装置。
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---|---|---|---|
JP2003299257A JP2005069835A (ja) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | 液滴観測方法および液滴観測装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2007015192A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Konica Minolta Holdings Inc | 液滴吐出装置、液滴速度調整方法、プログラム及び記録媒体 |
JP2010509096A (ja) * | 2006-11-13 | 2010-03-25 | エルジー・ケム・リミテッド | インクジェットプリンタヘッドの噴射特性評価装置及び方法 |
CN110850109A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 中科智云科技有限公司 | 一种基于模糊图像测量车速的方法 |
-
2003
- 2003-08-22 JP JP2003299257A patent/JP2005069835A/ja active Pending
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