JP6169409B2

JP6169409B2 - Ink droplet flight state evaluation device

Info

Publication number: JP6169409B2
Application number: JP2013096909A
Authority: JP
Inventors: 中村　淳; 淳中村
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-05-02
Also published as: JP2014217967A

Description

本発明は、ノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を評価する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for evaluating the flying state of ink droplets ejected from a nozzle.

インクジェット方式により画像を形成する際には、ノズルから吐出したインク液滴の印刷用紙上における着弾位置の精度が、画像の印刷品質を大きく左右する。 When an image is formed by the ink jet method, the accuracy of the landing position on the printing paper of the ink droplets ejected from the nozzle greatly affects the print quality of the image.

詳説すると、ノズルから吐出されたインク液滴は、一般に、主滴とその後ろに伸びる液柱との一群で飛翔する。主滴は印刷用紙上で画像を形成する主たる液滴であり、液柱はインク液滴の飛翔中に主滴から分離する。分離後の液柱はやがて複数の微小液滴（サテライト）に***する。微小液滴の体積及び質量は、主滴の概ね１／１０乃至それ以下である。上述した「主滴」、「液柱」、「微小液滴」の全てを含んだものが「インク液滴」である。 More specifically, ink droplets ejected from a nozzle generally fly in a group of main droplets and a liquid column extending behind the main droplets. The main droplet is a main droplet that forms an image on the printing paper, and the liquid column is separated from the main droplet during the flight of the ink droplet. The liquid column after separation is eventually split into a plurality of microdroplets (satellite). The volume and mass of the microdroplet are approximately 1/10 to less than that of the main droplet. An “ink droplet” includes all of the “main droplet”, “liquid column”, and “micro droplet” described above.

主滴から分離した液柱が***して微小液滴となった直後は、微小液滴は主滴とほぼ等しい速度で飛翔する。しかし、空気中を飛翔する液滴はその大きさが小さいほど抗力による減速が顕著なので、飛翔を続けるうちに微小液滴は主滴から遅れて離れていく。特に、小さく軽い微小液滴は空気中を飛翔するうちに空気に対する飛翔速度がほとんどなくなって、ノズルを形成したインクジェットヘッドと印刷用紙との間の飛翔空間を漂うようになる。このような状態の微小液滴はミストとも呼ばれる。 Immediately after the liquid column separated from the main droplet is split into micro droplets, the micro droplets fly at a speed almost equal to that of the main droplet. However, the smaller the size of the droplet flying in the air, the more remarkable the deceleration due to the drag force. As the flight continues, the minute droplet is delayed from the main droplet. In particular, small and light microdroplets have almost no flying speed with respect to the air while flying in the air, and drift in the flying space between the inkjet head on which the nozzles are formed and the printing paper. Such a microdroplet is also called a mist.

一方、インク液滴によって画像を形成する印刷用紙はインクジェットヘッドに対して相対的に搬送移動されるので、インクジェットヘッドと印刷用紙との間には空気の流れが生じる。そして、インク液滴の飛翔空間の形状が一般的に複雑であることに加え、ノズルがオンデマンドで吐出するインク液滴が飛翔空間に気液混相流をもたらすので、飛翔空間内の空気の流れは、これらが混ざった非常に複雑な流れとなる。 On the other hand, since the printing paper on which an image is formed by ink droplets is transported and moved relative to the inkjet head, an air flow is generated between the inkjet head and the printing paper. In addition, the shape of the flying space of the ink droplets is generally complex, and the ink droplets ejected on demand by the nozzles cause a gas-liquid multiphase flow in the flying space, so the air flow in the flying space Is a very complex flow that mixes these.

上述した飛翔空間の複雑な流れを飛翔する際に、大きく重たい主滴には飛翔方向の曲がりが生じにくいが、小さく軽い微小液滴は飛翔方向の曲がりが大きく生じる。このため、印刷用紙に対する主滴と微小液滴との着弾位置は最終的に大きくずれる。そして、主滴の着弾位置に対して微小液滴の着弾位置がずれる方向は、印刷用紙の搬送方向だけには限られず、飛翔空間の複雑な流れのせいであらゆる方向となる。 When flying in the above-described complicated flow in the flight space, large and heavy main droplets are unlikely to bend in the flight direction, but small and light microdroplets are greatly bent in the flight direction. For this reason, the landing positions of the main droplet and the fine droplet on the printing paper are finally greatly shifted. Further, the direction in which the landing position of the minute droplets deviates from the landing position of the main droplets is not limited to the printing paper conveyance direction, and may be in any direction due to the complicated flow of the flying space.

このように、印刷する画像に応じて設計された主滴の着弾位置に対して、微小液滴の着弾位置はあらゆる方向にランダムにずれるので、画像の一部とは評価されず、むしろ、所謂画像の汚れとして評価される。 In this way, the landing position of the micro droplets is randomly shifted in every direction with respect to the landing position of the main droplet designed according to the image to be printed, so it is not evaluated as a part of the image. Evaluated as a dirty image.

例えば、電子写真方式等の他の印刷方式との比較において、インクジェット印刷方式が有する特徴的な画像品質上の課題は、微小液滴による画像の汚れ（サテライト汚れ）である。特に、高品位な画像が要求される用途や、機能性材料をインクジェットによってパターニングする産業用途等では、微小液滴による画像の汚れは問題視される。 For example, in comparison with other printing methods such as an electrophotographic method, a characteristic problem in image quality that the ink jet printing method has is image contamination (satellite contamination) due to fine droplets. In particular, in applications where high-quality images are required, industrial applications in which functional materials are patterned by ink jet, and the like, contamination of images by fine droplets is regarded as a problem.

微小液滴による画像の汚れを評価する方法のうち最も直接的で単純な方法は、実際に画像を印刷した印刷用紙上で微小液滴による汚れを評価することである。しかし、この方法では、印刷を行い、印刷後の印刷用紙を高解像度で撮影し、撮影画像を詳細に解析する必要があるので、実行に時間を要する。そのため、評価結果を制御に即反映させるフィードバック制御を行うことができない。 The most direct and simple method of evaluating the smudge of the image due to the fine droplet is to evaluate the stain due to the fine droplet on the printing paper on which the image is actually printed. However, in this method, it is necessary to perform printing because it is necessary to perform printing, photograph the printed paper after printing at high resolution, and analyze the photographed image in detail. Therefore, feedback control that immediately reflects the evaluation result in the control cannot be performed.

また、印刷用紙上の画像は印刷プロセスの最終結果であり、途中経過を示唆するものではないので、微小液滴による汚れの発生原因を示唆する情報に乏しい。微小液滴による画像の汚れの発生原因を特定し最適化するには、微小液滴の発生と飛翔中に生じた現象についての情報が必要である。そのために、印刷用紙上の画像の微小液滴による汚れと整合するようにインク液滴の飛翔状態を評価することが望ましい。 In addition, the image on the printing paper is the final result of the printing process and does not suggest an intermediate process, so there is little information suggesting the cause of the occurrence of contamination due to microdroplets. In order to identify and optimize the cause of image smearing caused by microdroplets, information on the generation of microdroplets and phenomena that occur during flight is required. For this reason, it is desirable to evaluate the flying state of the ink droplets so as to be consistent with the stains caused by the fine droplets of the image on the printing paper.

ところで、ノズルから吐出されて印刷用紙に向け飛翔するインク液滴の撮影画像から液滴の飛翔速度や飛翔方向を求め、これに基づいて着弾位置精度を評価することについては、従来から数多くの提案が存在する。 By the way, there have been many proposals for obtaining the droplet flying speed and direction from the captured image of the ink droplet ejected from the nozzle and flying toward the printing paper, and evaluating the landing position accuracy based on this. Exists.

具体的には、例えば、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、インク液滴の飛翔速度や飛翔方向を測定し、その結果から、インクジェットヘッドのクリーニング等の制御を行うことを提案したものがある（例えば、特許文献１）。また、インク液滴の飛翔状態を２つの方向から撮影した撮影画像に基づいて、液滴の飛翔速度、飛翔方向、体積を測定することを提案したものがある（例えば、特許文献２）。 Specifically, for example, based on a captured image obtained by photographing the flying state of the ink droplet, the flying speed and the flying direction of the ink droplet are measured, and based on the result, control such as cleaning of the inkjet head is performed. There is a proposal (for example, Patent Document 1). In addition, there is a proposal that measures the flying speed, flying direction, and volume of a droplet based on captured images obtained by photographing the flying state of an ink droplet from two directions (for example, Patent Document 2).

さらに、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、インク液滴の飛翔速度を測定し、その結果から、インク液滴の体積を算出することを提案したものがある（例えば、特許文献３）。また、飛翔中のインク液滴に平行光を照射してできる陰影の撮影画像に基づいて、インク液滴の形状、大きさ、飛翔速度、飛翔方向を測定することを提案したものがある（例えば、特許文献４）。 Furthermore, there is a proposal that measures the flying speed of an ink droplet based on a photographed image of the flying state of the ink droplet, and calculates the volume of the ink droplet from the result (for example, a patent) Reference 3). In addition, there is a proposal that measures the shape, size, flying speed, and flying direction of an ink droplet based on a shadowed image formed by irradiating parallel light to the flying ink droplet (for example, Patent Document 4).

さらに、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、液滴の平面位置を測定すると共に、撮影画像におけるインク液滴の輝度分散に基づいて、撮影レンズの光軸方向におけるインク液滴の位置を算出することを提案したものがある（例えば、特許文献５）。 Further, based on the photographed image obtained by photographing the flying state of the ink droplet, the plane position of the droplet is measured, and based on the luminance dispersion of the ink droplet in the photographed image, the ink droplet in the optical axis direction of the photographing lens. There is a proposal to calculate the position of (for example, Patent Document 5).

特開平１０−２０６６２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-206624 特開平１１−１０５３０７号公報JP-A-11-105307 特開２００３−２８６９６号公報JP 2003-28696 A 特開２００８−１５５４０３号公報JP 2008-155403 A 特開２００９−２９８０１２号公報JP 2009-298012 A

ところが、上述した特許文献１〜５では、微小液滴による画像の汚れを評価する方法についての提案が行われていない。特に、特許文献２〜４の提案では、微小液滴についての記述そのものが無い。また、特許文献１，５の提案では、微小液滴についての記述があるものの、微小液滴による画像の汚れと整合するようにインク液滴の飛翔状態を直接撮影する等により評価して、微小液滴による画像の汚れの抑制に活用することについての示唆はない。 However, in Patent Documents 1 to 5 described above, no proposal has been made regarding a method for evaluating the smear of an image due to microdroplets. In particular, in the proposals of Patent Documents 2 to 4, there is no description of the micro droplets. In addition, although the proposals in Patent Documents 1 and 5 describe a micro droplet, the micro droplet is evaluated by directly photographing the flying state of the ink droplet so as to be consistent with the contamination of the image by the micro droplet. There is no suggestion of using it to suppress image smearing due to droplets.

このように、従来の提案では、インク液滴の主滴の液滴量や飛翔速度等の飛翔状態が目標範囲内にあるか否かを評価するものは存在するものの、微小液滴による画像の汚れの度合いに関係するインク液滴の飛翔状態を評価するものは存在していなかった。 As described above, in the conventional proposals, although there are those that evaluate whether or not the flying state such as the amount of the main droplet of the ink droplet and the flying speed are within the target range, There has been no evaluation of the flying state of ink droplets related to the degree of smearing.

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、主滴に続いて飛翔する微小液滴が印刷用紙の画像を汚す原因の示唆につながるインク液滴の飛翔状態の定量的な評価値を、汚れの度合いとの整合性が高くなるように得ることができるインク液滴の飛翔状態評価装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to quantitatively determine the flying state of an ink droplet that leads to a suggestion that a fine droplet flying following a main droplet contaminates an image on a printing paper. An object of the present invention is to provide an ink droplet flight state evaluation device that can obtain an evaluation value so as to be highly consistent with the degree of contamination.

上記目的を達成するために本発明は、
ノズル（例えば、図３（ｋ）のノズル５ａ）から吐出されたインク液滴（例えば、図３（ａ）のインク液滴５００の少なくとも、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０とを含む部分）の飛翔状態を評価するインク液滴の飛翔状態評価装置であって、
前記インク液滴の飛翔状態を撮影する撮影手段（例えば、図６のデジタルマイクロスコープ３００）と、
前記撮影手段の撮影画像（例えば、図１０（ａ）〜（ｊ）の画像）から、前記ノズルからの前記インク液滴の吐出方向（例えば、図３（ａ）の吐出方向ζ）における前記飛翔中のインク液滴の主滴（例えば、図３（ａ）の主滴５１０）から分離して該主滴の後方に続いて飛翔する、前記吐出方向に尾を引く液柱（例えば、図３（ｈ）の液柱５２０）又は該液柱が前記吐出方向に複数に***した微小液滴（例えば、図３（ｉ）の微小液滴５３０）からなる後続飛翔体（例えば、図３（ａ）の液柱５２０、微小液滴５３０）を少なくとも含む画像部分を特定する特定手段（例えば、図６の画像処理部４２０）と、
前記画像部分から、前記吐出方向における任意の起点から様々な距離にある終点までのインク液滴の累積体積を示す累積体積関数を、前記後続飛翔体を含むインク液滴について算出する累積体積関数算出手段（例えば、図６の形状解析部４３０）と、
前記累積体積関数算出手段が算出した累積体積関数に基づいて、前記飛翔状態の評価値を取得する評価値取得手段（例えば、図６の演算処理部４４０）とを備える、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
The ink droplets ejected from the nozzle (for example, the nozzle 5a in FIG. 3K) (for example, at least the main droplet 510 ejected by the nozzle 5a at the last of the ink droplet 500 in FIG. An ink droplet flying state evaluation apparatus for evaluating the flying state of a liquid column 520 and a portion including a minute droplet 530),
Photographing means for photographing the flying state of the ink droplets (for example, the digital microscope 300 in FIG. 6);
Before the sensed image of the photographing means (e.g., FIG. 10 (a) image ~ (j)) or al, ejection direction of the ink droplets from the nozzle (e.g., discharge direction ζ in FIG. 3 (a)) main droplet of ink droplets in serial flight (e.g., main droplet 510 in FIG. 3 (a)) you flying Following behind the main droplet is separated from the liquid column tailing to the discharge direction (e.g. , microdroplet liquid column 520) or said liquid column is divided into a plurality of the ejection direction in FIG. 3 (h) (e.g., FIG. 3 (i) microdroplets 530) continued projectile after consisting of (e.g., A specifying means (for example, the image processing unit 420 in FIG. 6) for specifying an image portion including at least the liquid column 520 and the micro droplet 530 in FIG.
From said image portion, before the cumulative volume function representing the cumulative volume of the ink droplet to the end point at various distances from an arbitrary starting point in Ki吐 out direction, accumulated to de San Ink droplets containing said subsequent projectile Volume function calculating means (for example, the shape analysis unit 430 in FIG. 6);
Evaluation value acquisition means (for example, an arithmetic processing unit 440 in FIG. 6) that acquires the evaluation value of the flight state based on the cumulative volume function calculated by the cumulative volume function calculation means ;
It is characterized by that.

上記発明によれば、飛翔中のインク液滴の撮影画像から特定される少なくとも後続飛翔体を含む画像部分により、インク液滴中の主滴に続く後続飛翔体の累積体積関数が、インク液滴の吐出方向について算出される。ここで、累積体積関数は、インク液滴の吐出方向における任意の起点からさまざまな距離にある終点までのインク液滴の体積（累積体積）を表す関数である。 According to the above-described invention, the cumulative volume function of the subsequent flying body following the main droplet in the ink droplet is determined by the image portion including at least the subsequent flying body specified from the photographed image of the ink droplet in flight as the ink droplet. The discharge direction is calculated. Here, the cumulative volume function is a function representing the volume (cumulative volume) of ink droplets from an arbitrary starting point in the ink droplet ejection direction to an ending point at various distances.

この累積体積関数は当然、終点までの距離が増えると共に単調増加する。その際、特定の距離区間において累積体積が急激に増えることもあり、反対に、累積体積がほとんど増えない距離区間が存在することもあり得る。そして、累積体積が急激に増える距離区間にはインク液滴が大量に存在していることになり、反対に、累積体積がほとんど増えない距離区間ではインク液滴がほとんど存在していないことになる。 This cumulative volume function naturally increases monotonically as the distance to the end point increases. At that time, the cumulative volume may increase rapidly in a specific distance section, and conversely, there may be a distance section in which the cumulative volume hardly increases. Then, a large amount of ink droplets exist in the distance section where the cumulative volume increases rapidly, and on the contrary, almost no ink droplets exist in the distance section where the cumulative volume hardly increases. .

このため、後続飛翔体を含むインク液滴について累積体積関数を求めれば、後続飛翔体がインク液滴の吐出方向に沿ってどの位置にどれだけの体積で分布しているかを把握することができる。 For this reason, if the cumulative volume function is obtained for the ink droplet including the subsequent flying object, it is possible to grasp at what position and in what volume the subsequent flying object is distributed along the ejection direction of the ink droplet. .

ところで、後続飛翔体は、当初は主滴から伸びた液柱の状態で飛翔し、インク液滴の飛翔中に、インク液滴の吐出方向に複数に***する。 By the way, the subsequent flying object initially flies in a state of a liquid column extending from the main droplet, and is divided into a plurality of ink droplets in the ejection direction during the ink droplet flight.

***した液柱は、主滴よりも小径の微小液滴（サテライト）となって主滴から独立して飛翔する。微小液滴は主滴に比べて軽く、また、小さい。このため、単独で飛翔する微小液滴は、空気中における抗力による減速が主滴よりも顕著になり、やがて、飛翔空間を漂うミストの状態となる。 The split liquid column becomes a micro droplet (satellite) having a smaller diameter than the main droplet and flies independently from the main droplet. The fine droplet is lighter and smaller than the main droplet. For this reason, in the case of a micro droplet that flies alone, deceleration due to drag in air becomes more prominent than the main droplet, and eventually becomes a mist that floats in the flight space.

但し、先行する液滴（主滴や微小液滴）の直後を飛翔する微小液滴は、先行液滴の後流により抗力が減じられて先行液滴に追いつくか、あるいは、先行液滴に追いつかないまでも、抗力による減速の程度が弱い。先行液滴の後流により抗力が減じられる程度は、先行液滴が大きいほど強く、また、先行液滴からの距離が短いほど強い。したがって、液柱が複数の微小液滴に***したとき、主滴からの距離が長いほど、微小液滴は飛翔空間を漂うミストになりやすい。このため、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴又はやがて微小液滴に***し得る液柱がミストになりやすい程度を、情報として持っている。 However, a micro droplet flying immediately after the preceding droplet (main droplet or micro droplet) catches up with the preceding droplet because the drag is reduced by the wake of the preceding droplet, or catches up with the preceding droplet. If not, the degree of deceleration due to drag is weak. The degree to which the drag is reduced by the wake of the preceding droplet is stronger as the preceding droplet is larger, and is stronger as the distance from the preceding droplet is shorter. Therefore, when the liquid column is divided into a plurality of microdroplets, the longer the distance from the main droplet, the easier the microdroplet becomes a mist drifting in the flight space. For this reason, the cumulative volume function of the succeeding projectile has information as to the extent to which a minute liquid droplet or a liquid column that can eventually break into a minute liquid droplet tends to become mist.

ミストの状態となった微小液滴は、インク液滴の飛翔空間を流れる空気に流される。このため、微小液滴は主滴に対してずれて印刷用紙に着弾する。仮に、インク液滴の飛翔空間の空気の流れが、その空間の形状に応じて複雑な流れとなる場合は、主滴に対して微小液滴が様々な方向に着弾位置ずれする。このような微小液滴の存在は、インク液滴によって印刷用紙上に形成される画像を汚し印刷品質を低下させる要因となる。 The minute droplets that have become mist are flown into the air flowing through the flying space of the ink droplets. For this reason, the fine droplets are displaced from the main droplet and land on the printing paper. If the flow of the air in the flying space of the ink droplets becomes a complex flow depending on the shape of the space, the landing positions of the micro droplets are displaced in various directions with respect to the main droplet. The presence of such minute droplets causes the image formed on the printing paper by the ink droplets to become dirty, and causes a decrease in print quality.

ここで、主滴からずれて着弾した微小液滴が汚れとして印刷用紙上で認識されるには、微小液滴とはいえ、いくらかの体積が必要となる。したがって、インク液滴の吐出方向における後続飛翔体の累積体積がその体積に達しなければ、その後続飛翔体から発生した微小液滴が主滴から位置ずれして印刷用紙に着弾しても、汚れとして認識されないことになる。 Here, in order for the fine droplets that have landed out of the main droplet to be recognized as dirt on the printing paper, some volume is required even though they are fine droplets. Therefore, if the cumulative volume of the succeeding projectile in the ink droplet ejection direction does not reach that volume, even if the minute droplets generated from the succeeding projectile are displaced from the main droplet and land on the printing paper, they will become dirty. Will not be recognized as.

そして、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴又はやがて微小液滴に***し得る液柱の量（体積）の情報を含んでいる。したがって、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いとの間に相関を持っている。即ち、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴が印刷用紙の画像を汚す原因を示唆しており、かつ、微小液滴による画像の汚れの度合いとの整合性が高いと言うことができる。 Then, the cumulative volume function of the subsequent flying object includes information on the amount (volume) of the liquid column that can be broken into the minute droplets or the minute droplets. Therefore, the cumulative volume function of the following projectiles has a correlation with the degree to which the fine droplets stain the image on the printing paper. In other words, the cumulative volume function of the following projectiles suggests that the fine droplets smudge the image on the printing paper, and can be said to be highly consistent with the degree of contamination of the image by the fine droplets. .

そこで、主滴に続く後続飛翔体である微小液滴又はその元となる液柱について、インク液滴の吐出方向における累積体積関数を算出し、累積体積関数からインク液滴の飛翔状態の評価値を取得する。微小液滴による印刷用紙の汚れはインク液滴の飛翔状態と上述したように関係しているので、インク液滴の飛翔状態の評価値から、整合性の高い汚れの度合いを得ることができる。 Therefore, the cumulative volume function in the ink droplet ejection direction is calculated for the minute droplets or the original liquid column following the main droplet, and the evaluation value of the flying state of the ink droplets from the cumulative volume function. To get. Since the stain on the printing paper due to the fine droplets is related to the flying state of the ink droplets as described above, a highly consistent stain degree can be obtained from the evaluation value of the flying state of the ink droplets.

また、取得した評価値を、インク液滴の飛翔状態を左右するインク液滴の吐出条件等のフィードバック制御に利用して、微小液滴による画像の汚れを迅速に抑制する制御を行うことができる。 In addition, the acquired evaluation value can be used for feedback control of ink droplet ejection conditions that influence the flying state of the ink droplets, so that control for quickly suppressing image smearing with micro droplets can be performed. .

なお、上記発明において、前記撮影手段は、前記主滴と前記後続飛翔体とが分離した前記飛翔中のインク液滴（例えば、図３（ｈ）〜（ｋ）のインク液滴５００）を撮影する構成としてもよい。 In the above invention, the photographing means photographs the flying ink droplet (for example, the ink droplet 500 in FIGS. 3H to 3K) in which the main droplet and the subsequent flying object are separated. It is good also as composition to do.

上記発明によれば、インク液滴の飛翔中に、主滴から後続飛翔体としての液柱が分離して、さらに、分離した液柱が***して微小液滴となる場合は、液柱や微小液滴の状態で後続飛翔体が主滴から独立して飛翔している状態で飛翔中のインク液滴を撮影することで、撮影画像から後続飛翔体の画像部分を確実に特定することができる。 According to the above invention, when the liquid column as the subsequent flying body is separated from the main droplet during the flying of the ink droplet, and the separated liquid column is divided into micro droplets, the liquid column or By capturing the ink droplets in flight while the subsequent projecting object is flying independently of the main droplet in the state of a minute droplet, it is possible to reliably identify the image portion of the subsequent projecting object from the captured image. it can.

また、上記発明において、前記撮影手段は、前記インク液滴の吐出開始からの経過時間が同じタイミングで前記飛翔中のインク液滴を複数回撮影し、前記特定手段は、各回の前記撮影手段の撮影画像から前記画像部分をそれぞれ特定し、前記累積体積関数算出手段は、各回の前記画像部分から前記吐出方向における前記後続飛翔体の累積体積関数をそれぞれ算出し、前記評価値取得手段は、各回の前記後続飛翔体の累積体積関数から求めた値の平均に基づいて前記評価値を取得することを特徴とする。 Further, in the above invention, the photographing unit photographs the flying ink droplets a plurality of times at the same timing as the elapsed time from the start of ejection of the ink droplets. The image portion is specified from each captured image, the cumulative volume function calculating means calculates the cumulative volume function of the subsequent projectile in the ejection direction from the image portion of each time, and the evaluation value acquiring means is The evaluation value is acquired based on an average of values obtained from a cumulative volume function of the subsequent projectile.

上記発明によれば、液柱からやがて微小液滴に変化する後続飛翔体の飛翔状態は、主滴よりも軽く気流の影響を受けやすいので、主滴のようには安定せず再現性が低い。このため、同じ条件で撮影した飛翔中のインク液滴の撮影画像から後続飛翔体の画像部分をそれぞれ特定しても、特定した各画像部分からそれぞれ算出した後続飛翔体の累積体積関数が同じになるとは限らない。そこで、複数回算出した後続飛翔体の累積体積関数から求めた値を平均して評価値を取得することで、個々の後続飛翔体の累積体積関数が特異な内容であったとしても、それによる影響の少ない適切な飛翔状態の評価値を取得することができる。 According to the above invention, the flying state of the succeeding projectile that changes from the liquid column to the microdroplet is lighter than the main drop and easily affected by the airflow, so it is not as stable as the main drop and has low reproducibility. . For this reason, even if the image portion of the subsequent flying object is identified from the captured image of the ink droplet being photographed under the same conditions, the cumulative volume function of the subsequent flying object calculated from each identified image portion is the same. Not necessarily. Therefore, by averaging the values obtained from the cumulative volume function of the subsequent projectile calculated multiple times and obtaining an evaluation value, even if the cumulative volume function of each subsequent projectile has unique contents, It is possible to acquire an evaluation value of an appropriate flight state with little influence.

また、上記発明において、前記特定手段は、前記飛翔中のインク液滴に存在する複数の前記主滴のうち前記ノズルから最後に吐出された主滴に続いて飛翔する前記後続飛翔体（例えば、図３（ｈ）の液柱５２０、図３（ｉ）の微小液滴５３０）の画像部分を特定することを特徴とする。 Further, in the above invention, the specifying means is the subsequent projecting body (e.g., the next projecting body that flies following the main droplet ejected last from the nozzle among the plurality of main droplets existing in the flying ink droplet). An image portion of the liquid column 520 in FIG. 3H and the minute droplet 530 in FIG. 3I is specified.

上記発明によれば、１つの画素に対してノズルからインク液滴を複数ドロップ連続して吐出する場合は、複数の主滴が飛翔し各主滴の後に後続飛翔体としての液柱がそれぞれ繋がって飛翔することになる。各液柱は飛翔中に徐々に***して微小液滴となるが、その微小液滴の後に主滴が飛翔していれば、微小液滴は後続の主滴にやがて吸収される。しかし、ノズルから最後に吐出された主滴の後から伸びる液柱が飛翔中に***して微小液滴になると、後続する主滴が存在しないので、微小液滴のまま飛翔し印刷用紙に着弾する。 According to the above invention, when a plurality of ink droplets are continuously ejected from a nozzle to one pixel, a plurality of main droplets fly, and a liquid column as a subsequent flying body is connected to each main droplet. Will fly. Each liquid column is gradually divided during flight into micro droplets, but if the main droplet is flying after the micro droplet, the micro droplet is eventually absorbed by the subsequent main droplet. However, if the liquid column that extends after the main droplet that was last ejected from the nozzle splits into a fine droplet during flight, there is no subsequent main droplet, so it will fly as it is and land on the printing paper. To do.

そのため、ノズルから最後に吐出された主滴に続く後続飛翔体を撮影すれば、印刷用紙上の画像の品質を低下させる大きな要因となる微小液滴又はその元となる液柱を後続飛翔体として漏れなく撮影することができ、後続飛翔体の画像部分の特定や累積体積関数の算出を経て、微小液滴が着弾位置ずれにより印刷用紙の画像を汚す度合いを定量的に評価できるインク液滴の飛翔状態の評価値を、精度よく取得することができる。 Therefore, if the subsequent flying object following the main droplet discharged from the nozzle at the end is photographed, the fine droplet or the liquid column that is a source of the large droplet that causes a decrease in the quality of the image on the printing paper is used as the subsequent flying object. Ink droplets that can be photographed without omission and that can be used to quantitatively evaluate the degree to which the minute droplets contaminate the image on the printing paper due to landing position deviation after the image portion of the subsequent projectile is specified and the cumulative volume function is calculated. The evaluation value of the flight state can be obtained with high accuracy.

さらに、上記発明において、前記後続飛翔体は、前記吐出方向における前記主滴の後方に伸びる液柱（例えば、図３（ｈ）の液柱５２０）と、前記液柱が***して発生した微小液滴（例えば、図３（ｉ）の微小液滴５３０）との少なくとも一方を含んでおり、前記評価値は、前記微小液滴により形成される汚れを示す値との間に相関関係を有する値であることを特徴とする。 Furthermore, in the above invention, the subsequent projecting body includes a liquid column (for example, the liquid column 520 in FIG. 3H) extending behind the main droplet in the ejection direction, and a minute liquid generated by the division of the liquid column. Including at least one of the droplets (for example, the micro droplet 530 in FIG. 3I), and the evaluation value has a correlation with a value indicating the contamination formed by the micro droplet. It is a value.

主滴の後方に伸びる液柱から***した微小液滴は、主滴よりも着弾位置が本来のインク液滴の着弾位置からずれやすい。このため、微小液滴は印刷用紙の画像の品質を低下させる汚れの画像となる可能性が高い。そこで、上記発明によれば、微小液滴により形成される画像の汚れを示す値との間に相関関係を有する値をインク液滴の飛翔状態の評価値とすることで、この評価値から微小液滴が印刷用紙の画像を汚す度合いを容易に定量的に評価することができる。なお、画像の汚れを示す値としては、例えば、画像の印刷濃度を示すＯＤ（Optical Density ）を用いることができる。具体的には、微小液滴によって形成される画像に関するＯＤ値を、画像の汚れを示す値とすることができる。 Minute droplets split from a liquid column extending behind the main droplet are more likely to deviate from the original ink droplet landing position than the main droplet. For this reason, there is a high possibility that the fine droplets become a stain image that degrades the image quality of the printing paper. Therefore, according to the above invention, the value having a correlation with the value indicating the stain of the image formed by the fine droplets is set as the evaluation value of the flying state of the ink droplets, and the minute value is obtained from the evaluation value. It is possible to easily and quantitatively evaluate the degree to which the droplet stains the image on the printing paper. For example, OD (Optical Density) indicating the print density of the image can be used as the value indicating the contamination of the image. Specifically, the OD value relating to the image formed by the fine droplets can be a value indicating the smear of the image.

また、上記発明において、前記撮影手段による撮影タイミングは、前記撮影手段が前記インク液滴の吐出開始からの経過時間を変化させて複数回撮影した前記飛翔中のインク液滴（例えば、図４のインク液滴５００）の撮影画像から前記評価値取得手段がそれぞれ取得した複数の前記評価値と、前記各評価値にそれぞれ対応する複数の前記画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングであることを特徴とする。 Further, in the above invention, the shooting timing by the shooting unit is the ink droplet in flight (for example, as shown in FIG. 4) shot by the shooting unit a plurality of times while changing the elapsed time from the start of ejection of the ink droplet. Determined based on the degree of correlation between the plurality of evaluation values acquired by the evaluation value acquisition unit from the captured image of the ink droplet 500) and the values indicating the stains of the plurality of images corresponding to the evaluation values, respectively. It is the timing which was made.

一般に、ノズルからのインク液滴の吐出条件が異なれば、主滴から分離した液柱が***して発生する微小液滴の飛翔状態も異なる。そして、微小液滴の飛翔状態が異なれば、微小液滴が印刷用紙に着弾する際の位置ずれ範囲や位置ずれ度合いも異なり、それにより、印刷用紙上の画像の汚れの度合いも異なる。たとえ同一の吐出条件でインク液滴を吐出しても、微小液滴の飛翔状態はその飛翔過程において時間と共に変化する。したがって、微小液滴の飛翔状態を評価するためには、どのタイミングで飛翔中のインク液滴を撮影するかを定める必要がある。 In general, if the discharge conditions of the ink droplets from the nozzles are different, the flying state of the fine droplets generated by splitting the liquid column separated from the main droplets is also different. If the flying state of the micro droplets is different, the positional displacement range and the degree of positional displacement when the micro droplets land on the printing paper are different, and accordingly, the degree of smearing of the image on the printing paper is also different. Even if ink droplets are ejected under the same ejection conditions, the flying state of the microdroplets changes with time in the flight process. Therefore, in order to evaluate the flying state of the minute droplets, it is necessary to determine at what timing the ink droplets in flight are shot.

そこで、上記発明によれば、インク液滴の吐出からの経過時間を変化させて複数回撮影したインク液滴の撮影画像から特定した後続飛翔体の画像部分を用いてそれぞれ取得した評価値と、各評価値にそれぞれ対応する複数の画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングで、飛翔中のインク液滴を撮影手段により撮影する。このタイミングは、例えば、評価値と画像の汚れを示す値との相関係数が最も高くなるタイミングであってもよい。これにより、どのような吐出条件で吐出されたインク液滴の撮影画像であっても、例えば印刷用紙上の画像の汚れに対応する画像の汚れを示す値との相関度が高い等の、適切な評価値を取得することができる。 Therefore, according to the above invention, the evaluation values respectively obtained using the image parts of the subsequent projectiles identified from the captured images of the ink droplets that were captured a plurality of times while changing the elapsed time from the ejection of the ink droplets, The flying ink droplets are photographed by the photographing means at a timing determined based on the degree of correlation with the values indicating the stains of a plurality of images corresponding to the respective evaluation values. This timing may be, for example, a timing at which the correlation coefficient between the evaluation value and the value indicating the contamination of the image is the highest. As a result, even if the captured image of the ink droplets discharged under any discharge conditions is appropriate, for example, the degree of correlation with the value indicating the contamination of the image corresponding to the contamination of the image on the printing paper is high. Evaluation value can be obtained.

なお、上記発明において、前記吐出方向をζ軸、該ζ軸の前記撮影画像上への射影をＺ軸、前記撮影画像上で前記Ｚ軸と直交する方向をＸ軸、前記撮影手段の撮影光軸と前記Ｚ軸とを含む面内で前記ζ軸と直交する方向をη軸、前記撮影光軸と前記ζ軸とのなす角度をθ、前記特定した画像部分の前記Ｚ軸上における座標値の範囲を０乃至ｚ、前記Ｚ軸上の任意の座標値における前記特定した画像部分の前記Ｘ軸方向における長さの半値をｒ（ｚ）とした場合、前記累積体積関数算出手段は、
In the above invention, the ejection direction is the ζ axis, the projection of the ζ axis onto the photographed image is the Z axis, and the direction orthogonal to the Z axis on the photographed image is the X axis, and the photographing light of the photographing means In the plane including the axis and the Z axis, the direction perpendicular to the ζ axis is the η axis, the angle formed by the imaging optical axis and the ζ axis is θ, and the coordinate value of the specified image portion on the Z axis When the range of 0 to z and the half value of the length of the specified image portion in the X-axis direction at an arbitrary coordinate value on the Z-axis as r (z), the cumulative volume function calculating means

で定義される累積体積関数Ｖ（ζ）を算出する構成としてもよい。 The cumulative volume function V (ζ) defined by (1) may be calculated.

上記発明によれば、飛翔中のインク液滴の吐出方向に対する撮影手段の仰角（又は俯角）φを角度θを用いて定義し（φ＝（π／２）−θ）、これを考慮した上で、撮影画像から特定した後続飛翔体の画像部分により後続飛翔体の累積体積関数をインク液滴の吐出方向について算出する。このため、インク液滴の吐出方向に対して撮影手段の撮影光軸の方向が直角に対して傾いていて、撮影画像に写る後続飛翔体のＸ軸方向における１画素当たりの長さが、撮影画像上の画素位置によって異なる場合でも、後続飛翔体の画像部分から正しい累積体積関数を算出することができる。よって、精度のよいインク液滴の飛翔状態の評価値を取得することができる。 According to the above invention, the elevation angle (or depression angle) φ of the imaging means with respect to the ejection direction of the ink droplet during flight is defined using the angle θ (φ = (π / 2) −θ), and this is taken into consideration. Then, the cumulative volume function of the subsequent flying object is calculated for the ink droplet ejection direction from the image portion of the subsequent flying object specified from the captured image. For this reason, the direction of the photographing optical axis of the photographing unit is inclined with respect to the right angle with respect to the ink droplet ejection direction, and the length per pixel in the X-axis direction of the subsequent projecting object appearing in the photographed image is Even when the position varies depending on the pixel position on the image, the correct cumulative volume function can be calculated from the image portion of the subsequent flying object. Therefore, it is possible to acquire an accurate evaluation value of the flying state of the ink droplet.

また、上記発明において、前記評価値取得手段は、前記吐出方向における前記後続飛翔体の先頭又は最後尾から累積した前記後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置を前記評価値として取得することを特徴とする。 Further, in the above invention, the evaluation value acquisition means acquires, as the evaluation value, a position at which the cumulative volume of the subsequent projecting body accumulated from the head or tail of the subsequent projecting body in the ejection direction reaches a reference value. It is characterized by.

ここで、基準値とは、ノズルが最後に吐出した主滴の後を飛翔する後続飛翔体（液柱や微小液滴）の、ノズル側から累積した体積が、印刷用紙に着弾すると汚れとして認識されるようになる体積のことである。 Here, the reference value is recognized as dirt when the volume accumulated from the nozzle side of the following flying object (liquid column or micro droplet) flying after the main droplet ejected last by the nozzle lands on the printing paper. It is the volume that comes to be.

一般に、液柱を経て発生する後続飛翔体としての微小液滴がインク液滴の吐出方向において主滴から離れているほど、インク液滴の本来の着弾位置からずれて着弾する微小液滴の着弾範囲と着弾位置ずれ度合いとが大きくなる。 In general, the smaller the liquid droplets that follow the liquid column, the smaller the droplets that land from the original landing position of the ink droplets, the farther they are from the main droplets in the ink droplet ejection direction. The range and the degree of landing position deviation increase.

したがって、後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置が、インク液滴の吐出方向においてどの位置に存在するのかは、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いを表す指標となり得る。そこで、上記発明では、この位置をインク液滴の飛翔状態の評価値として取得する。これにより、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いを定量的に評価することができる。 Therefore, the position at which the cumulative volume of the subsequent projectile body reaches the reference value in the ink droplet ejection direction can be an index that represents the degree to which the microdroplet stains the image on the printing paper. Therefore, in the above invention, this position is acquired as an evaluation value of the flying state of the ink droplet. Thereby, it is possible to quantitatively evaluate the degree to which the fine droplets stain the image on the printing paper.

本発明によれば、主滴に続いて微小液滴が飛翔するインクジェット方式により画像を形成する際の、微小液滴が印刷用紙の画像を汚す度合いを定量的に評価することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when forming an image with the inkjet system in which a microdroplet flies following a main droplet, the degree to which the microdroplet stains the image of a printing paper can be evaluated quantitatively.

本発明の評価方法で飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the inkjet printer which discharges the ink droplet which evaluates a flight state with the evaluation method of this invention. 図１の制御ユニットがプリンタ部のインクジェットヘッドに出力する駆動信号の波形とインク室内のインク圧力の変化との関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a waveform of a drive signal output from a control unit of FIG. 1 to an ink jet head of a printer unit and a change in ink pressure in an ink chamber. （ａ）〜（ｋ）は図１のインクジェットヘッドのノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を吐出からの経過時間別に示す説明図である。(A)-(k) is explanatory drawing which shows the flying state of the ink droplet discharged from the nozzle of the inkjet head of FIG. 1 according to the elapsed time from discharge. 図１のインクジェットヘッドのノズルから異なる材料のインクを吐出した際のインク液滴の飛翔状態を比較して示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a comparison of ink droplet flight states when inks of different materials are ejected from the nozzles of the inkjet head of FIG. 1. インク吐出方向におけるノズルからの距離に対する微小液滴の累積体積の分布を図４のインク種類別に示すグラフである。5 is a graph showing the distribution of the accumulated volume of microdroplets with respect to the distance from the nozzle in the ink ejection direction for each ink type in FIG. 本発明の一実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the flying condition evaluation apparatus of the ink droplet which concerns on one Embodiment of this invention. 図６のデジタルマイクロスコープによる飛翔中のインク液滴の撮影画像を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the picked-up image of the ink droplet in flight by the digital microscope of FIG. 図６のデジタルマイクロスコープの撮影光軸とインク液滴の吐出方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the imaging optical axis of the digital microscope of FIG. 6, and the discharge direction of an ink droplet. 図６のカメラレコーダがインク液滴の吐出条件毎に求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示すグラフである。7 is a graph showing a correlation between a ζ coordinate value obtained by the camera recorder of FIG. 6 for each ink droplet ejection condition and a printing density (OD value). （ａ）〜（ｊ）は図３（ｉ）のタイミングでノズルから吐出したインク液滴の飛翔状態を１０回分比較して示す説明図である。(A)-(j) is explanatory drawing which shows the flight state of the ink droplet discharged from the nozzle at the timing of FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、まず、本発明の評価方法によって飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの構造と、インク液滴の飛翔状態の傾向、及び、インク液滴中の微小液滴の発生状態とそれにより生じる画像の汚れとの関係を、下記の
１．インクジェットプリンタ
１．１．インクジェットプリンタの構成
１．２．インク液滴の飛翔状態
１．３．微小液滴の飛翔状態と画像の汚れの関係
の項目順で説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, first, the structure of an ink jet printer that ejects ink droplets that are evaluated for the flying state by the evaluation method of the present invention, the tendency of the flying state of the ink droplets, and the microdroplets in the ink droplets The relationship between the occurrence state and the resulting image smear is described below. Inkjet printer 1.1. Configuration of inkjet printer 1.2. Ink droplet flying state 1.3. A description will be given in the order of items of the relationship between the flying state of the fine droplets and the dirt on the image.

また、これに続いて、本発明の実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置の構成と、評価処理において前提とする、インク液滴の累積体積関数や飛翔状態の評価値の一般的な求め方と、評価値を用いて飛翔状態を評価する際に用いる評価データの内容、そして、それらを用いた飛翔状態の評価処理の内容を、下記の
２．インク液滴の飛翔状態評価装置
２．１．飛翔状態評価装置の構成
２．２．累積体積関数の一般的な求め方
２．３．撮影光軸の傾斜による累積体積関数の補正
２．４．累積体積関数を用いた評価値の算出方法
２．５．評価データの内容
２．６．インク液滴の飛翔状態の評価処理
２．７．変形例
の項目順で説明する。 Further, following this, the configuration of the flying state evaluation apparatus for ink droplets according to the embodiment of the present invention, and the general volume function and flying state evaluation value of the ink droplets that are assumed in the evaluation process are generally described. The contents of the evaluation data used when evaluating the flight state using the evaluation value, and the evaluation process of the flight state using them are described below. Ink droplet flight state evaluation device 2.1. Configuration of flight state evaluation device 2.2. General method for determining cumulative volume function 2.3. Correction of cumulative volume function due to inclination of photographing optical axis 2.4. Method of calculating evaluation value using cumulative volume function 2.5. Contents of evaluation data 2.6. Ink droplet flight state evaluation process 2.7. This will be described in the order of items in the modification.

（１．インクジェットプリンタ）
（１．１．インクジェットプリンタの構成）
まず、本発明の評価方法によって飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの概略構成を、図１の説明図を参照して説明する。図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタ１は、給紙部Ａと、プリンタ部Ｂと、搬送部Ｃと、排紙部Ｄと、反転部Ｅと、これらの動作を制御する制御ユニット２９とを備えている。 (1. Inkjet printer)
(1.1. Configuration of inkjet printer)
First, a schematic configuration of an ink jet printer that ejects ink droplets for evaluating a flying state by the evaluation method of the present invention will be described with reference to an explanatory diagram of FIG. The ink jet printer 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 includes a paper feed unit A, a printer unit B, a transport unit C, a paper discharge unit D, a reversing unit E, and a control unit 29 that controls these operations. It has.

給紙部Ａは、記録紙ＰＡ（印刷用紙）を給紙するものである。給紙部Ａは、記録紙ＰＡの搬送経路の最も上流側に配置されている。給紙部Ａは、給紙台Ａ１から記録紙ＰＡをプリンタ部Ｂへと給紙する。 The paper feeding unit A feeds recording paper PA (printing paper). The paper feeding unit A is arranged on the most upstream side of the conveyance path of the recording paper PA. The paper feeding unit A feeds the recording paper PA from the paper feeding table A1 to the printer unit B.

プリンタ部Ｂは、給紙部Ａの下流側に配置されている。プリンタ部Ｂは、レジストローラＢ１やベルト搬送部Ｂ２等を用いて記録紙ＰＡを搬送部Ｃに搬送しつつ、記録紙ＰＡに画像を印刷する。 The printer unit B is disposed on the downstream side of the paper feeding unit A. The printer unit B prints an image on the recording paper PA while transporting the recording paper PA to the transporting unit C using the registration roller B1, the belt transporting unit B2, and the like.

レジストローラＢ１は、給紙部Ａまたは反転部Ｅから搬送される記録紙ＰＡをベルト搬送部Ｂ２へと搬送する。ベルト搬送部Ｂ２は、レジストローラＢ１から搬送された記録紙ＰＡを吸引しつつ、搬送部Ｃへと搬送する。 The registration roller B1 conveys the recording paper PA conveyed from the paper feeding unit A or the reversing unit E to the belt conveyance unit B2. The belt conveyance unit B2 conveys the recording paper PA conveyed from the registration roller B1 to the conveyance unit C while sucking the recording paper PA.

搬送部Ｃは、記録紙ＰＡの搬送経路のうち、排紙部Ｄと反転部Ｅの分岐部分に記録紙ＰＡを搬送する経路を構成しており、印刷済みの記録紙ＰＡを搬送する。搬送部Ｃは、プリンタ部Ｂの下流側に配置されている。排紙部Ｄには、印刷済みの記録紙ＰＡが排紙されて積層される。排紙部Ｄは、搬送部Ｃの下流側に配置されている。 The transport unit C configures a path for transporting the recording paper PA to a branch portion of the paper discharge unit D and the reversing unit E among the transport paths of the recording paper PA, and transports the printed recording paper PA. The conveyance unit C is disposed on the downstream side of the printer unit B. In the paper discharge unit D, printed recording paper PA is discharged and stacked. The paper discharge unit D is disposed on the downstream side of the transport unit C.

反転部Ｅには、排紙部Ｄと切り替えて、両面印刷の片面印刷済の記録紙ＰＡが送り込まれる。反転部Ｅは、片面が印刷された記録紙ＰＡを反転させてプリンタ部Ｂへと搬送する。 The reversing unit E is switched to the paper discharge unit D, and the recording paper PA on which single-sided printing of double-sided printing is performed is sent. The reversing unit E reverses the recording paper PA on which one side is printed and conveys it to the printer unit B.

上述したプリンタ部Ｂでは、記録紙ＰＡに対する画像の印刷が行われる。そのためにプリンタ部Ｂは、ベルト搬送部Ｂ２の上方に配置されたヘッドユニットＢ３を有している。ヘッドユニットＢ３は、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の各色のインクに対応する４列のインクジェットヘッド５を備えている。 In the printer unit B described above, an image is printed on the recording paper PA. For this purpose, the printer unit B has a head unit B3 disposed above the belt conveyance unit B2. The head unit B3 includes four rows of inkjet heads 5 corresponding to inks of C (cyan), K (black), M (magenta), and Y (yellow).

各インクジェットヘッド５は、図１中での図示を省略するが、インクを吐出するノズルと、このノズルに連通するインク室とを有しており、インク室は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３ −ＰｂＴｉＯ３）等の公知の圧電材料からなる隔壁を有している。 Although not shown in FIG. 1, each inkjet head 5 has a nozzle that ejects ink and an ink chamber that communicates with the nozzle. The ink chamber is made of PZT (PbZrO3-PbTiO3) or the like. It has a partition made of a known piezoelectric material.

インク室は、制御ユニット２９からの駆動信号により隔壁の電極に印加される電圧を変化させて隔壁をせん断変形させることで、容積を増減変化させることができる。この容積変化を適切なパターンで行わせることにより、インク室のインクをノズルから液滴として吐出させることができる。 The volume of the ink chamber can be increased or decreased by changing the voltage applied to the electrode of the partition wall according to the drive signal from the control unit 29 and shearing the partition wall. By making this volume change in an appropriate pattern, the ink in the ink chamber can be ejected as droplets from the nozzles.

なお、図１のインクジェットプリンタ１は、所謂マルチドロップ機能を有している。したがって、１つの画素に対してノズルが吐出するインク液滴は、その画素の階調に応じて１ドロップ〜複数ドロップ（例えば７ドロップ）の範囲で変えることができる。 1 has a so-called multi-drop function. Accordingly, the ink droplets ejected by the nozzle for one pixel can be changed in a range of 1 drop to multiple drops (for example, 7 drops) according to the gradation of the pixel.

制御ユニット２９は、マイクロコンピュータなどによって構成されており、いずれも図示を省略するＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭの作業領域を使用しながら実行することで、不図示のドライバ回路を通じて各インクジェットヘッド５に、上述した駆動信号を出力する。この制御ユニット２９は、ノズルからインク液滴を１ドロップ吐出させる毎に、駆動信号をインクジェットヘッド５に出力する。 The control unit 29 is configured by a microcomputer or the like. In any case, the CPU executes a program stored in a ROM (not shown) while using a work area of the RAM, so that each ink jet is passed through a driver circuit (not shown). The drive signal described above is output to the head 5. The control unit 29 outputs a drive signal to the inkjet head 5 each time one drop of ink droplet is ejected from the nozzle.

制御ユニット２９が出力する駆動信号は、例えば、図２の実線で示すような、駆動パルスＰ１，Ｐ２を含む波形とすることができる。この駆動信号によりインクジェットヘッド５の不図示のインク室の隔壁を駆動すると、まず、最初の駆動パルスＰ１の開始（ｔ１のタイミング）によりインク室の容積が拡大される。これにより、図２の破線で示すように、インク室内のインク圧力が減少し、インク室にインクが流れ込む。 The drive signal output from the control unit 29 can have a waveform including drive pulses P1 and P2 as indicated by a solid line in FIG. When the partition wall of the ink chamber (not shown) of the inkjet head 5 is driven by this drive signal, the volume of the ink chamber is first expanded by the start of the first drive pulse P1 (timing of t1). As a result, as indicated by the broken line in FIG. 2, the ink pressure in the ink chamber decreases, and the ink flows into the ink chamber.

その後、インクの流入によりインク圧力が増加し、ｔ２のタイミングにおける駆動パルスＰ１の終了により、インク室の容積が元の大きさに縮小される。これにより、インク室内のインク圧力がさらに増加し、インク室のインクが不図示のノズルから液滴として吐出される。 Thereafter, the ink pressure increases due to the inflow of ink, and the volume of the ink chamber is reduced to the original size by the end of the driving pulse P1 at the timing t2. As a result, the ink pressure in the ink chamber further increases, and the ink in the ink chamber is ejected as droplets from a nozzle (not shown).

以後、インク室内のインク圧力は減少に転じ、インク液滴の吐出が終了する。そして、２つ目の駆動パルスＰ２の開始（ｔ３のタイミング）により、インク室の容積が縮小される。これにより、インク室内のインク圧力の減少がインク室容積の縮小に伴うインク圧力の増加でキャンセルされる。そのため、駆動パルスＰ２が終了（ｔ４のタイミング）した後、インク室のインク圧力が通常圧力に戻るまでの所要時間が短縮され、次にノズルからインクを吐出する準備が早く整うようになる。 Thereafter, the ink pressure in the ink chamber starts to decrease, and the ejection of ink droplets is completed. Then, the volume of the ink chamber is reduced by the start of the second drive pulse P2 (timing of t3). Thereby, the decrease in the ink pressure in the ink chamber is canceled by the increase in the ink pressure accompanying the reduction in the ink chamber volume. Therefore, after the drive pulse P2 ends (timing of t4), the time required for the ink pressure in the ink chamber to return to the normal pressure is shortened, and the next preparation for ejecting ink from the nozzle is quickly completed.

（１．２．インク液滴の飛翔状態）
次に、インクジェットヘッド５から吐出されたインク液滴の飛翔状態について説明する。図３（ａ）〜（ｋ）はインク液滴の飛翔状態を吐出からの経過時間別に示す説明図であり、各図中下方にあるインクジェットヘッド５のノズル５ａから上方に向けてインク液滴が吐出された場合を示している。なお、図３（ａ）〜（ｆ）では、ノズル５ａがインク液滴により隠れている。 (1.2. Flight state of ink droplets)
Next, the flying state of ink droplets ejected from the inkjet head 5 will be described. FIGS. 3A to 3K are explanatory views showing the flying state of the ink droplets according to the elapsed time from the ejection, and the ink droplets are directed upward from the nozzle 5a of the inkjet head 5 at the bottom in each drawing. The case where it discharged is shown. 3A to 3F, the nozzle 5a is hidden by ink droplets.

図３（ａ）は吐出動作開始からの経過時間ｔ＝５０μｓのタイミングにおける飛翔状態を示し、図３（ｂ）以降は経過時間ｔが５μｓずつ後のタイミングにおける飛翔状態をそれぞれ示している。よって、最後の図３（ｋ）では、経過時間ｔ＝１００μｓのタイミングにおける飛翔状態を示している。なお、図３（ａ）〜（ｋ）では、１つの画素に５ドロップ連続でインク液滴を吐出した場合を示している。 FIG. 3A shows the flight state at the timing of the elapsed time t = 50 μs from the start of the discharge operation, and FIG. 3B and subsequent drawings show the flight state at the timing after the elapsed time t by 5 μs. Therefore, the last FIG. 3 (k) shows the flight state at the timing of the elapsed time t = 100 μs. 3A to 3K show a case where ink droplets are ejected continuously for 5 drops to one pixel.

図３（ａ）に示すように、ノズル５ａから吐出方向ζに吐出されたインク液滴５００は当初、ドロップに対応する主滴５１０の後に、細い尾を引いて飛翔する。そのため、各主滴５１０の後には細径の液柱５２０が尾を引いてそれぞれ繋がっている。なお、図３（ａ）のタイミングでは既に、ノズル５ａが最初に吐出した吐出方向ζにおける先頭のドロップに対応する主滴が、２つ目のドロップに対応する主滴５１０に吸収されて１つになっている。 As shown in FIG. 3A, the ink droplet 500 ejected from the nozzle 5a in the ejection direction ζ initially flies with a narrow tail after the main droplet 510 corresponding to the drop. Therefore, after each main droplet 510, a small-diameter liquid column 520 has a tail and is connected. Note that at the timing shown in FIG. 3A, the main droplet corresponding to the first drop in the discharge direction ζ that is first discharged by the nozzle 5a is absorbed by the main droplet 510 corresponding to the second drop, and one is dropped. It has become.

インク液滴５００の飛翔中に液柱５２０は主滴５１０から分離し、分離後に主滴５１０の後方を飛翔する液柱５２０は、図３（ｅ）〜（ｋ）に示すように、やがて吐出方向ζにおいて複数に***し、微小液滴（サテライト）５３０となる。微小液滴の体積及び質量は、主滴の概ね１／１０乃至それ以下である。 The liquid column 520 is separated from the main droplet 510 during the flight of the ink droplet 500, and the liquid column 520 flying behind the main droplet 510 after the separation is discharged as shown in FIGS. 3 (e) to 3 (k). In the direction ζ, it is divided into a plurality of droplets (satellite) 530. The volume and mass of the microdroplet are approximately 1/10 to less than that of the main droplet.

空気中を飛翔する液滴はその大きさが小さいほど抗力による減速が顕著なので、飛翔を続けるうちに微小液滴５３０は前方の主滴５１０から遅れて離れていく。そして、吐出方向ζの前後２つの主滴５１０間を飛翔する微小液滴５３０は、飛翔中に後方の主滴５１０に追いつかれて吸収される。一方、図３（ｋ）に示すように、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０は飛翔速度が低下していき、その一部は、ノズル５ａを形成したインクジェットヘッド５と記録紙ＰＡとの間にあるインク液滴５００の飛翔空間を漂うミストの状態となる。 The smaller the size of the droplet flying in the air, the more remarkable the deceleration due to the drag force. Therefore, as the flight continues, the minute droplet 530 moves away from the main droplet 510 ahead. Then, the micro droplet 530 flying between the two main droplets 510 before and after the ejection direction ζ is caught up and absorbed by the main droplet 510 behind during the flight. On the other hand, as shown in FIG. 3 (k), the flying speed of the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is decreased, and a part thereof formed the nozzle 5a. It becomes a mist state floating in the flying space of the ink droplet 500 between the inkjet head 5 and the recording paper PA.

（１．３．微小液滴の飛翔状態と画像の汚れの関係）
インク液滴５００の飛翔空間には、ベルト搬送部Ｂ２による記録紙ＰＡの搬送気流によって空気の流れが生じる。そして、この飛翔空間が一般的に複雑であり、しかも、ノズル５ａがオンデマンドで吐出するインク液滴５００が飛翔空間に気液混相流を発生させるので、これらの流れが混ざった飛翔空間の空気の流れは複雑なものとなる。したがって、この空間をミストの状態となって飛翔する微小液滴５３０は、主滴５１０に対して様々な方向にずれて記録紙ＰＡに着弾し、記録紙ＰＡの画像（図示せず）を汚して画像品質を低下させる要因となる。ミストにはならないものの減速して記録紙ＰＡに着弾する微小液滴５３０も、画像を汚して画像品質を低下させる要因となる。 (1.3. Relationship between flying state of micro droplet and dirt on image)
In the flying space of the ink droplets 500, an air flow is generated by the conveyance air current of the recording paper PA by the belt conveyance unit B2. The flying space is generally complicated, and the ink droplets 500 ejected on demand by the nozzle 5a generate a gas-liquid mixed phase flow in the flying space. Therefore, the air in the flying space in which these flows are mixed is used. The flow is complicated. Therefore, the micro droplets 530 flying in a mist state in this space are displaced in various directions with respect to the main droplet 510 and land on the recording paper PA, and stain the image (not shown) of the recording paper PA. As a result, the image quality deteriorates. Although it does not become a mist, the minute droplet 530 that decelerates and lands on the recording paper PA is also a factor that stains the image and degrades the image quality.

そして、ノズル５ａが最後に吐出した吐出方向ζの最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の体積が大きいと、記録紙ＰＡの画像が微小液滴５３０により汚れる度合いが大きくなり、微小液滴５３０の体積が小さいと、画像が汚れる度合いが小さくなり、場合によっては視覚上汚れとして認識されなくなる。 When the volume of the minute droplet 530 flying after the last main droplet 510 in the ejection direction ζ that is ejected last by the nozzle 5a is large, the degree of the image on the recording paper PA being stained by the minute droplet 530 increases. If the volume of the micro droplet 530 is small, the degree of smearing of the image becomes small, and in some cases, it is not recognized as visually dirty.

そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０や、その元となる液柱５２０等の、吐出方向ζにおける累積体積を示す累積体積関数に基づいて、微小液滴５３０の飛翔状態を評価する評価値を取得することができる。そして、この評価値により、微小液滴５３０により記録紙ＰＡの画像が汚れる度合いを、定量的に評価することができる。この評価値は、図６を参照して後述する飛翔状態評価装置が、インク液滴５００の撮影画像に基づいて算出する。 Therefore, based on the accumulated volume function indicating the accumulated volume in the ejection direction ζ, such as the minute droplet 530 flying after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a, the liquid column 520, and the like. An evaluation value for evaluating the flight state of the droplet 530 can be acquired. Based on this evaluation value, it is possible to quantitatively evaluate the degree to which the image of the recording paper PA is soiled by the fine droplets 530. This evaluation value is calculated based on a photographed image of the ink droplet 500 by a flight state evaluation device described later with reference to FIG.

ところで、ノズル５ａが吐出した各主滴５１０の後をそれぞれ飛翔する液柱５２０は、図３（ａ）〜（ｇ）のタイミングでは、少なくとも一部の液柱５２０が前方を飛翔する主滴５１０に繋がっている。一方、図３（ｈ）以降のタイミングでは、全ての液柱５２０が前方の主滴５１０からそれぞれ分離している。そして、図３（ｉ）〜（ｋ）に示すように、各主滴５１０から分離した液柱５２０は徐々に微小液滴５３０に***する。 By the way, the liquid column 520 flying after each main droplet 510 ejected by the nozzle 5a is the main droplet 510 in which at least a part of the liquid column 520 flies forward at the timings of FIGS. It is connected to. On the other hand, at the timing after FIG. 3 (h), all the liquid columns 520 are separated from the front main droplet 510. Then, as shown in FIGS. 3I to 3K, the liquid column 520 separated from each main droplet 510 gradually splits into minute droplets 530.

***した微小液滴５３０のうち、前後２つの主滴５１０間を飛翔している微小液滴５３０は、図３（ｋ）のタイミングまでに、後続の主滴５１０に吸収される。一方、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０は、主滴５１０とは異なる軌跡を飛翔し、あるいは、ミストの状態となって飛翔空間の空気の流れに流され、主滴５１０に対して様々な方向にずれて記録紙ＰＡに着弾し、記録紙ＰＡの画像を汚して印刷品質を低下させる要因となる。 Of the divided micro droplets 530, the micro droplet 530 flying between the two main droplets 510 is absorbed by the subsequent main droplet 510 by the timing of FIG. On the other hand, the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a flies on a different trajectory from the main droplet 510, or flows into the air flow in the flight space in a mist state. As a result, it shifts in various directions with respect to the main droplet 510 and lands on the recording paper PA, which causes the image on the recording paper PA to become dirty and reduce the print quality.

そこで、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得する際には、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０に繋がっている状態の液柱５２０の累積体積関数か、あるいは、主滴５１０から分離した後の液柱５２０が***して発生した微小液滴５３０の累積体積関数から評価値を取得する。これにより、微小液滴５３０が記録紙ＰＡの画像を汚す度合いを精度よく定量的に表した評価値を取得することができる。 Therefore, when the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 is acquired, the accumulated volume function of the liquid column 520 connected to the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a or the main droplet 510 is used. An evaluation value is acquired from the cumulative volume function of the fine droplets 530 generated by splitting the liquid column 520 after the separation. Thereby, it is possible to acquire an evaluation value that accurately and quantitatively represents the degree to which the minute droplet 530 stains the image of the recording paper PA.

ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲は、例えば、インクの材料に応じて変わる場合がある。 Here, the existence range of the minute droplets 530 that fly after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a may vary depending on, for example, the ink material.

図４は異なる材料のインクをノズル５ａから吐出した際のインク液滴５００の飛翔状態を比較して示す説明図である。図４では、吐出動作開始（図２のｔ２のタイミング）から１００μｓ経過後（ｔ＝１００μｓ）のタイミングにおける、８種類のインクＡ〜Ｈのインク液滴５００の飛翔状態を示している。 FIG. 4 is an explanatory view showing a comparison of flying states of ink droplets 500 when inks of different materials are ejected from the nozzles 5a. FIG. 4 shows the flying state of the eight ink droplets A to H at the timing after 100 μs has elapsed (t = 100 μs) from the start of the ejection operation (timing t2 in FIG. 2).

なお、各インクＡ〜Ｈのインク液滴５００の飛翔状態は、６回分の飛翔状態を重ね合わせて表示している。また、図中の横方向はノズル５ａからの距離を表しており、左端がちょうどノズル５ａの位置に相当する。 Note that the flying states of the ink droplets 500 of the inks A to H are displayed by superimposing the flying states for six times. The horizontal direction in the figure represents the distance from the nozzle 5a, and the left end corresponds to the position of the nozzle 5a.

さらに、図中のインクＡ〜Ｅは油性インク、インクＦ〜Ｈは油中水滴（Ｗ／Ｏ型）エマルションインクであり、主に顔料の量、溶剤の粘度、エマルションの水の配合比などを調整して、インクの粘度を調整している。ちなみに、インクＡ〜Ｃの粘度は約９〜１０ｍＰａ・ｓ、インクＤ〜Ｈの粘度は約１２〜２１ｍＰａ・ｓである。 In addition, inks A to E in the figure are oil-based inks, and inks F to H are water-in-oil (W / O type) emulsion inks. The viscosity of the ink is adjusted by adjusting. Incidentally, the viscosity of the inks A to C is about 9 to 10 mPa · s, and the viscosity of the inks D to H is about 12 to 21 mPa · s.

そして、図中の仕切り線で区切った下側のインクＤ〜Ｈは、粘度の低い油性インクＡ〜Ｃに比べて、吐出方向ζにおける最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲が広い。 In addition, the lower inks D to H divided by the partition lines in the figure are fine droplets 530 that fly after the last main droplet 510 in the ejection direction ζ, as compared with the low-viscosity oil-based inks A to C. Wide range of existence.

図５は、インク液滴５００の微小液滴５３０の体積をノズル５ａからの吐出方向ζにおける距離に応じて累積した値（累積体積）を、図４に示したタイミングにおいて上記インクＡ〜Ｈの種類別に示したグラフである。図５に示すように、インクＡ〜Ｃは、ノズル５ａから２００μｍを超える位置まで微小液滴５３０が存在していない。一方、インクＤ〜Ｈは、ノズル５ａから１００μｍを超える手前の位置にも微小液滴５３０が存在している。 FIG. 5 shows a value (accumulated volume) obtained by accumulating the volume of the minute droplet 530 of the ink droplet 500 according to the distance in the ejection direction ζ from the nozzle 5a at the timing shown in FIG. It is the graph shown according to the kind. As shown in FIG. 5, in the inks A to C, the micro droplet 530 does not exist from the nozzle 5a to a position exceeding 200 μm. On the other hand, in the inks D to H, the micro droplet 530 is also present at a position in front of the nozzle 5a exceeding 100 μm.

上述したインクＡ〜Ｈの材料の他にも、吐出方向ζの最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲は、例えば、図２に示した駆動信号の波形や電圧を変えると変化する場合がある。したがって、最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０やその元となる液柱５２０の吐出方向ζにおける累積体積関数から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値をインク液滴５００の吐出条件毎に取得することが望ましい。 In addition to the materials of the inks A to H described above, the existence range of the micro droplet 530 flying after the last main droplet 510 in the ejection direction ζ is, for example, the waveform or voltage of the drive signal illustrated in FIG. May change if you change. Therefore, the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 is calculated from the cumulative volume function in the ejection direction ζ of the micro droplet 530 flying after the last main droplet 510 and the original liquid column 520. It is desirable to obtain for each discharge condition.

（２．インク液滴の飛翔状態評価装置）
（２．１．飛翔状態評価装置の構成）
次に、本発明の一実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置について、図６を参照して説明する。図６の飛翔状態評価装置は、例えば上述したようにしてインクジェットヘッド５のノズル５ａから吐出されたインク液滴５００の飛翔状態を、本発明の評価方法を適用して評価するのに用いることができる。 (2. Ink droplet flying state evaluation device)
(2.1. Configuration of flight status evaluation device)
Next, an ink droplet flight state evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flying state evaluation apparatus of FIG. 6 is used to evaluate the flying state of the ink droplets 500 ejected from the nozzles 5a of the inkjet head 5 as described above by applying the evaluation method of the present invention. it can.

図６に示す本実施形態の飛翔状態評価装置は、図１の制御ユニット２９に代わって駆動信号を出力しインクジェットヘッド５を駆動するために、コントローラとしての制御用パーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ）１００と、ドライバとしてのＩＪヘッド駆動装置１５０を用いる。ＩＪヘッド駆動装置１５０は、制御用ＰＣ１００からインク吐出の指示信号を受信すると、図２の駆動信号をインクジェットヘッド５に出力する。 The flight state evaluation apparatus of this embodiment shown in FIG. 6 outputs a drive signal in place of the control unit 29 of FIG. 1 and drives the inkjet head 5 to control a personal computer (control PC) 100 as a controller. And an IJ head driving device 150 as a driver. When the IJ head driving device 150 receives the ink ejection instruction signal from the control PC 100, the IJ head driving device 150 outputs the driving signal shown in FIG. 2 to the inkjet head 5.

また、本実施形態の飛翔状態評価装置は、インクジェットヘッド５が下方に吐出したインク液滴５００の飛翔経路を照明するパルス光を発光するパルス光源２００と、インク液滴５００を撮影するデジタルマイクロスコープ３００と、デジタルマイクロスコープ３００から撮影信号を取り込み処理するパーソナルコンピュータ４００とを有している。 The flying state evaluation apparatus of the present embodiment also includes a pulse light source 200 that emits pulsed light that illuminates the flying path of the ink droplets 500 ejected downward by the inkjet head 5 and a digital microscope that images the ink droplets 500. 300 and a personal computer 400 that captures and processes a photographing signal from the digital microscope 300.

パルス光源２００は、制御用ＰＣ１００の制御によりパルス光源制御装置２５０が出力するパルス信号に応じてパルス光を発光する。デジタルマイクロスコープ３００は、例えば、ＲＧＢ２４ビットで縦１６００×横１２００画素の無圧縮画像信号を、１５フレーム／秒の高レートで転送出力する。したがって、パーソナルコンピュータ４００には、デジタルマイクロスコープ３００の信号転送レートに応じたサンプリングレートで画像信号の取り込み及び記録（録画）が可能な画像記録部４１０として機能する装置を使用する。 The pulsed light source 200 emits pulsed light according to the pulse signal output from the pulsed light source control device 250 under the control of the control PC 100. For example, the digital microscope 300 transfers and outputs an uncompressed image signal of RGB 1 bit × 1600 × width 1200 pixels at a high rate of 15 frames / second. Therefore, the personal computer 400 uses an apparatus that functions as the image recording unit 410 that can capture and record (record) image signals at a sampling rate corresponding to the signal transfer rate of the digital microscope 300.

前記制御用ＰＣ１００は、ＩＪヘッド駆動装置１５０によりインクジェットヘッド５のノズル５ａから下方にインク液滴５００を吐出させるための駆動信号を出力した後、一定時間遅れてパルス光源２００を発光させる。パルス光源２００が発光している間にデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像には、インクジェットヘッド５が吐出動作を開始してから一定時間が経過した飛翔中のインク液滴５００が撮影される。 The control PC 100 causes the IJ head driving device 150 to output a drive signal for causing the ink droplets 500 to be ejected downward from the nozzles 5a of the inkjet head 5, and then causes the pulsed light source 200 to emit light with a certain delay. In the image captured by the digital microscope 300 while the pulse light source 200 emits light, the flying ink droplet 500 is captured after a certain period of time has elapsed since the inkjet head 5 started the ejection operation.

したがって、例えば、インクジェットヘッド５のノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から液柱５２０が分離した後の図３（ｉ）のタイミング（経過時間ｔ＝９０μｓ）でインク液滴５００を撮影する場合は、インク液滴５００の吐出動作開始後９０μｓ経過した時点でパルス光源２００を点灯させる。 Therefore, for example, when the ink droplet 500 is photographed at the timing (elapsed time t = 90 μs) in FIG. 3I after the liquid column 520 is separated from the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a of the inkjet head 5. Turns on the pulsed light source 200 when 90 μs has elapsed after the start of the ink droplet 500 ejection operation.

パーソナルコンピュータ４００は、上述した画像記録部４１０に録画した画像から、飛翔中のインク液滴５００のうち液柱５２０や微小液滴５３０の部分を特定する画像処理部４２０として機能する。また、パーソナルコンピュータ４００は、特定した液柱５２０や微小液滴５３０の部分の累積体積関数をインク液滴５００の吐出方向ζについて算出する形状解析部４３０として機能する。 The personal computer 400 functions as an image processing unit 420 that identifies the liquid column 520 and the minute droplet 530 in the flying ink droplet 500 from the image recorded in the image recording unit 410 described above. In addition, the personal computer 400 functions as a shape analysis unit 430 that calculates the cumulative volume function of the specified liquid column 520 and minute droplet 530 in the ejection direction ζ of the ink droplet 500.

さらに、パーソナルコンピュータ４００は、形状解析部４３０が算出したインク液滴５００の累積体積関数から、インク液滴５００の飛翔状態を評価するための評価値を取得し、取得した評価値を用いてインク液滴５００の飛翔状態を評価する演算処理部４４０として機能する。なお、パーソナルコンピュータ４００には、評価値に対応する評価内容を定義する評価データを記憶するハードディスク等の評価データ記憶部４５０が設けられている。 Furthermore, the personal computer 400 acquires an evaluation value for evaluating the flying state of the ink droplet 500 from the cumulative volume function of the ink droplet 500 calculated by the shape analysis unit 430, and uses the acquired evaluation value to obtain ink. It functions as an arithmetic processing unit 440 that evaluates the flying state of the droplet 500. The personal computer 400 is provided with an evaluation data storage unit 450 such as a hard disk for storing evaluation data that defines the evaluation content corresponding to the evaluation value.

ここで、パルス光源２００やデジタルマイクロスコープ３００を用いた飛翔中のインク液滴５００の撮影は、所謂同期法によって行う。具体的には、一定周期でインク液滴５００をノズル５ａが吐出する吐出動作において、そのトリガ信号を基準に任意の時間遅らせたタイミングでパルス光源２００を発光させると、任意のタイミングにおけるインク液滴５００の飛翔状態をデジタルマイクロスコープ３００で観察することができる。 Here, photographing of the ink droplet 500 in flight using the pulse light source 200 or the digital microscope 300 is performed by a so-called synchronization method. Specifically, in the ejection operation in which the nozzle 5a ejects the ink droplet 500 at a constant period, if the pulse light source 200 emits light at a timing delayed for an arbitrary time with reference to the trigger signal, the ink droplet at an arbitrary timing. 500 flight states can be observed with the digital microscope 300.

なお、デジタルマイクロスコープ３００で撮影してパーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画するインク液滴５００の飛翔状態とは、飛翔中のインク液滴５００の一部の部分であってもよいし全体であってもよい。但し、少なくとも、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０とを含んでいるものとする。 Note that the flying state of the ink droplet 500 captured by the digital microscope 300 and recorded in the image recording unit 410 of the personal computer 400 may be a part of the flying ink droplet 500 or the whole. It may be. However, it is assumed that at least the main droplet 510 ejected last by the nozzle 5a and the liquid column 520 and the minute droplet 530 flying thereafter are included.

本実施形態では、パルス光源２００の発光強度の時間変化が、最大強度の半値幅で１８０ｎｓ（ナノ秒）と非常に短いので、インク液滴５００の飛翔速度が例えば１０ｍ／ｓであると、最大強度の半値幅の発光時間中のインク液滴５００の飛翔距離は１．８μｍとなり、高速で移動するインク液滴５００を撮影する際の「ぶれ」を最小限に抑えることができる。また、デジタルマイクロスコープ３００は、１画素当たり０．８μｍに相当する解像度を有している。このため、パルス光源２００の発光タイミングを順次変更することで、インク液滴５００の飛翔状態を時間的に連続してデジタルマイクロスコープ３００により捉え、パーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画することができる。 In the present embodiment, the temporal change in the light emission intensity of the pulse light source 200 is as short as 180 ns (nanoseconds) in the half-value width of the maximum intensity, so that when the flying speed of the ink droplet 500 is 10 m / s, for example, The flying distance of the ink droplet 500 during the light emission time of the half width of the intensity is 1.8 μm, and “blurring” when photographing the ink droplet 500 moving at high speed can be minimized. The digital microscope 300 has a resolution corresponding to 0.8 μm per pixel. Therefore, by sequentially changing the light emission timing of the pulse light source 200, the flying state of the ink droplet 500 can be captured by the digital microscope 300 continuously in time and recorded in the image recording unit 410 of the personal computer 400. it can.

パーソナルコンピュータ４００の画像処理部４２０は、画像記録部４１０に記録したインク液滴５００の飛翔状態の撮影画像から、インク液滴５００の部分と背景部分とを判別するための画像処理を行う。この画像処理は、例えば、適切なしきい値を用いた撮影画像の２値化によって行うことができる。また、画像処理部４２０は、２値化された撮影画像からインク液滴５００の形状を特定する解析処理を行う。 The image processing unit 420 of the personal computer 400 performs image processing for discriminating the portion of the ink droplet 500 from the background portion from the captured image of the flying state of the ink droplet 500 recorded in the image recording unit 410. This image processing can be performed, for example, by binarizing the captured image using an appropriate threshold value. Further, the image processing unit 420 performs analysis processing for specifying the shape of the ink droplet 500 from the binarized captured image.

パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０は、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を演算処理部４４０により取得させるために、画像処理部４２０によるインク液滴５００の形状の特定結果から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求める。以下、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像からインク液滴５００の累積体積関数を求める一般的な手法について説明する。 In order for the shape analysis unit 430 of the personal computer 400 to obtain the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 by the arithmetic processing unit 440, the nozzle 5 a is determined based on the result of specifying the shape of the ink droplet 500 by the image processing unit 420. The cumulative volume function of the liquid column 520 and the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 discharged last is obtained. Hereinafter, a general method for obtaining the cumulative volume function of the ink droplet 500 from the image captured by the digital microscope 300 will be described.

（２．２．累積体積関数の一般的な求め方）
デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像は平面であり、図７の説明図に示すように、この撮影画像に写るインク液滴５００（主滴５１０、液柱５２０、微小液滴５３０）も平面状である。そして、実際のインク液滴５００は、インク液滴５００の吐出方向ζに延在する軸（ζ軸）を回転中心とする回転体と見倣すことができる。 (2.2. General method for determining cumulative volume function)
The photographed image of the digital microscope 300 is a plane, and as shown in the explanatory diagram of FIG. 7, the ink droplets 500 (main droplet 510, liquid column 520, and minute droplet 530) that appear in the photographed image are also planar. . The actual ink droplet 500 can be regarded as a rotating body having an axis (ζ axis) extending in the ejection direction ζ of the ink droplet 500 as a rotation center.

なお、図７では、図３と同様に、インク液滴５００の吐出方向を上下反転させて、ノズル５ａが図中の下方に位置し、インク液滴５００が図中の下方から上方に吐出される向きで示している。 In FIG. 7, as in FIG. 3, the ejection direction of the ink droplet 500 is reversed up and down, the nozzle 5 a is positioned in the lower part of the figure, and the ink droplet 500 is ejected from the lower part to the upper part in the figure. The direction is shown.

図７に示すように、インク液滴５００の吐出方向ζであるζ軸のデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像上への射影であるＺ軸上において、任意の座標ｚにおけるインク液滴５００の断面積Ｓ（ｚ）は、撮影画像上でＺ軸と直交するＸ軸方向（水平方向Ｘ）におけるインク液滴５００の幅２ｒ（ｚ）を直径とする円の面積π（ｒ（ｚ））^２で表すことができる。したがって、Ｚ軸がζ軸と一致する場合、Ｚ軸上の起点（ｚ＝０）から終点（ｚ＝ｚ１）のインク液滴５００の体積Ｖは、ｚ＝０からｚ＝ｚ１までのインク液滴５００の断面積Ｓ（ｚ）を積分した下記の式（１）によって表すことができる。
As shown in FIG. 7, the cross-sectional area of the ink droplet 500 at an arbitrary coordinate z on the Z axis, which is a projection of the ζ axis, which is the ejection direction ζ of the ink droplet 500, onto the photographed image of the digital microscope 300. S (z) is an area π (r (z)) ² of a circle whose diameter is the width 2r (z) of the ink droplet 500 in the X-axis direction (horizontal direction X) orthogonal to the Z-axis on the captured image. Can be represented. Accordingly, when the Z axis coincides with the ζ axis, the volume V of the ink droplet 500 from the starting point (z = 0) to the ending point (z = z1) on the Z axis is the ink liquid from z = 0 to z = z1. It can be expressed by the following formula (1) obtained by integrating the cross-sectional area S (z) of the droplet 500.

上記の式（１）は、インク液滴５００のＺ軸方向（吐出方向ζ）における任意の起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）間の体積を表す累積体積関数である。 The above equation (1) is a cumulative volume function representing the volume between an arbitrary starting point (z = 0) and ending point (z = z1) in the Z-axis direction (ejection direction ζ) of the ink droplet 500.

なお、インク液滴５００のＺ軸方向における長さやＸ軸方向における幅２ｒ（ｚ）は、デジタルマイクロスコープ３００の解像度から定まる撮影画像の１画素当たりの実寸法（本実施形態では１画素当たり０．８μｍ）から換算することができる。 Note that the length of the ink droplet 500 in the Z-axis direction and the width 2r (z) in the X-axis direction are actual dimensions per pixel of the captured image determined from the resolution of the digital microscope 300 (in this embodiment, 0 per pixel). .8 μm).

（２．３．撮影光軸の傾斜による累積体積関数の補正）
ところで、上記の式（１）は、インク液滴５００の吐出方向ζに対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が直交していること、つまり、Ｚ軸がζ軸と一致することを前提にした式である。実際には、吐出方向ζと直交するＸ軸方向（水平方向Ｘ）に対して、デジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が傾いている場合もある。仮に、水平方向に対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が、図８の説明図に示すように、俯角φを有していると、吐出方向ζと撮影光軸とのなす角度θはθ＝（π／２）−φとなる。 (2.3. Correction of cumulative volume function due to tilt of optical axis of photographing)
By the way, the above equation (1) is based on the premise that the photographing optical axis of the digital microscope 300 is orthogonal to the ejection direction ζ of the ink droplet 500, that is, the Z axis coincides with the ζ axis. It is a formula. Actually, the photographing optical axis of the digital microscope 300 may be inclined with respect to the X-axis direction (horizontal direction X) orthogonal to the ejection direction ζ. If the photographing optical axis of the digital microscope 300 with respect to the horizontal direction has a depression angle φ as shown in the explanatory diagram of FIG. 8, the angle θ formed by the ejection direction ζ and the photographing optical axis is θ. = (Π / 2) −φ.

ここで、ノズル５ａとノズル５ａから吐出されたインク液滴５００との距離（ノズル−インク液滴間距離）は数１００μｍである。これに対し、本実施形態で用いるデジタルマイクロスコープ３００の光学系の最短焦点距離は数１０ｍｍ以上であり、ノズル−インク液滴間距離に比べて非常に大きい。したがって、ノズル５ａやインク液滴５００を光学系の合焦範囲で撮影したときに、ノズル５ａやインク液滴５００に対するデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸、即ち、図８中の光軸１、光軸２は、実質的に平行であると見倣すことができる。 Here, the distance (nozzle-ink droplet distance) between the nozzle 5a and the ink droplet 500 ejected from the nozzle 5a is several hundred μm. On the other hand, the shortest focal length of the optical system of the digital microscope 300 used in the present embodiment is several tens of mm or more, which is much larger than the distance between the nozzle and the ink droplet. Therefore, when the nozzle 5a and the ink droplet 500 are photographed in the focusing range of the optical system, the photographing optical axis of the digital microscope 300 with respect to the nozzle 5a and the ink droplet 500, that is, the optical axis 1 and the light in FIG. It can be assumed that the axes 2 are substantially parallel.

このため、デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像に写っているノズル５ａやインク液滴５００は全て、インク液滴５００の吐出方向ζに対して角度θだけ傾いていると見倣すことができる。 For this reason, it can be assumed that all of the nozzles 5a and the ink droplets 500 shown in the photographed image of the digital microscope 300 are inclined by the angle θ with respect to the ejection direction ζ of the ink droplets 500.

これを踏まえると、インク液滴５００の吐出方向ζにおける実寸法は、デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像から求まるインク液滴５００のＺ軸方向における長さを（１／ｃｏｓφ）倍、つまり、（１／ｓｉｎθ）倍する必要がある。このため、Ｚ軸方向における起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）に対応するζ軸上の起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）の座標値で表わした、実際のインク液滴５００の起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）間の体積Ｖ（ζ１）は、下記の式（２）によって表されることになる。
Based on this, the actual size of the ink droplet 500 in the ejection direction ζ is (1 / cosφ) times the length of the ink droplet 500 in the Z-axis direction obtained from the photographed image of the digital microscope 300, that is, (1 / Sin θ) times. For this reason, the actual ink represented by the coordinate values of the start point (ζ = 0) and end point (ζ = ζ1) on the ζ axis corresponding to the start point (z = 0) and end point (z = z1) in the Z-axis direction. The volume V (ζ1) between the start point (ζ = 0) and the end point (ζ = ζ1) of the droplet 500 is expressed by the following equation (2).

このとき、撮影画像上でのＸ軸方向（水平方向Ｘ）におけるインク液滴５００の幅２ｒ（ｚ）は、水平方向Ｘに対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が傾いていても、その影響でインク液滴５００の実際の幅から変化することはない。このため、インク液滴５００の直径２ｒ（ｚ）や断面積π（ｒ（ｚ））^２は、撮影光軸の傾きを考慮して補正しなくてよい。 At this time, the width 2r (z) of the ink droplet 500 in the X-axis direction (horizontal direction X) on the photographed image is the same even if the photographing optical axis of the digital microscope 300 is inclined with respect to the horizontal direction X. The influence does not change from the actual width of the ink droplet 500. Therefore, the diameter 2r (z) and the cross-sectional area π (r (z)) ² of the ink droplet 500 need not be corrected in consideration of the inclination of the photographing optical axis.

そこで、上述した式（２）を一般型で示すと、Ｚ軸方向における積分範囲をＺ＝０〜Ｚ＝ｚとした、下記の式（３）で表すことができる。この式（３）は、インク液滴５００の吐出方向ζにおける範囲（起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）間）を、Ｚ軸上の範囲に換算して、起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）間のインク液滴５００の体積を累積した、累積体積関数Ｖ（ζ）と呼ぶことができる。 Therefore, when the above-described formula (2) is represented by a general type, it can be represented by the following formula (3) in which the integration range in the Z-axis direction is Z = 0 to Z = z. This expression (3) is obtained by converting the range (between the start point (ζ = 0) and the end point (ζ = ζ1)) in the ejection direction ζ of the ink droplet 500 into the range on the Z axis, and the start point (z = 0). ) And the end point (z = z1), and can be referred to as a cumulative volume function V (ζ) in which the volume of the ink droplet 500 is accumulated.

この累積体積関数Ｖ（ζ）を用い、終点（ζ＝ζ１）の位置を徐々に起点（ζ＝０）から遠ざけてその都度インク液滴５００の体積を求めると、求まる体積は当然単調増加する。その増加の際に、終点の位置によっては体積が急激に増えることもあり、反対に、体積がほとんど増えないこともある。そして、体積が急激に増える終点位置にはインク液滴５００が大量に存在していることになり、反対に、体積がほとんど増えない終点位置ではインク液滴５００がほとんど存在していないことになる。 If the cumulative volume function V (ζ) is used and the position of the end point (ζ = ζ1) is gradually moved away from the starting point (ζ = 0) and the volume of the ink droplet 500 is obtained each time, the obtained volume naturally increases monotonously. . During the increase, the volume may increase rapidly depending on the position of the end point, and conversely, the volume may hardly increase. Then, a large amount of ink droplets 500 exists at the end point position where the volume increases rapidly, and conversely, there are almost no ink droplets 500 at the end point position where the volume hardly increases. .

このため、累積体積関数により求まるインク液滴５００の体積が、終点位置を起点から遠ざけるにつれてどのように増加するかに基づいて、インク液滴５００が吐出方向ζに沿ってどの位置にどれだけの体積で分布しているかを把握することができる。
For this reason, based on how the volume of the ink droplet 500 obtained by the cumulative volume function increases as the end point position is moved away from the starting point, how much the ink droplet 500 is located at which position along the ejection direction ζ. It is possible to grasp whether the volume is distributed.

（２．４．累積体積関数を用いた評価値の算出方法）
次に、パーソナルコンピュータ４００の演算処理部４４０が、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を累積体積関数により算出する方法について説明する。まず、具体的な算出方法に先立って、微小液滴５３０の飛翔状態について説明し、続いて、微小液滴５３０の飛翔状態を踏まえて決定した起点及び終点間の累積体積関数から評価値を算出する具体的な方法について説明する。 (2.4. Evaluation value calculation method using cumulative volume function)
Next, a method in which the arithmetic processing unit 440 of the personal computer 400 calculates the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 by using the cumulative volume function will be described. First, prior to a specific calculation method, the flight state of the microdroplet 530 will be described, and then the evaluation value is calculated from the cumulative volume function between the start point and the end point determined based on the flight state of the microdroplet 530. A specific method for doing this will be described.

ここで、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の直後を飛翔する微小液滴５３０は、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により抗力が減じられて、先行する主滴５１０や微小液滴５３０に追いつく。あるいは、先行する主滴５１０や微小液滴５３０に追いつかないまでも、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により、空気から受ける抗力による減速の程度が弱くなる。先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により抗力が減じられる程度は、先行する主滴５１０や微小液滴５３０が大きいほど強く、また、先行する主滴５１０や微小液滴５３０からの距離が短いほど強い。したがって、液柱５２０が複数の微小液滴５３０に***したとき、先行する主滴５１０からの距離が長いほど、微小液滴５３０は飛翔空間を漂うミストになりやすい。 Here, the microdroplet 530 flying immediately after the preceding main droplet 510 or the microdroplet 530 has its drag reduced by the wake of the preceding main droplet 510 or the microdroplet 530, and the leading main droplet 510 or Catch up with microdroplet 530. Or even if it does not catch up with the preceding main droplet 510 and the minute droplet 530, the downstream of the preceding main droplet 510 and the minute droplet 530 reduces the degree of deceleration due to the drag force received from the air. The extent to which the drag is reduced by the wake of the preceding main droplet 510 or the micro droplet 530 is stronger as the preceding main droplet 510 or the micro droplet 530 is larger, and from the preceding main droplet 510 or the micro droplet 530. The shorter the distance, the stronger. Therefore, when the liquid column 520 is divided into a plurality of microdroplets 530, the longer the distance from the preceding main droplet 510, the easier the microdroplets 530 become mist drifting in the flight space.

このため、インク液滴５００の累積体積関数Ｖ（ζ）のうち、後続飛翔体（液柱５２０や微小液滴５３０）の部分の累積体積関数は、微小液滴５３０又はやがて微小液滴５３０に***し得る液柱５２０がミストになりやすい程度を示す情報を含んでいる。また、後続飛翔体（液柱５２０や微小液滴５３０）の部分の累積体積関数は、微小液滴５３０又はやがて微小液滴５３０に***し得る液柱５２０の量（体積）示す情報を含んでいる。 For this reason, among the cumulative volume function V (ζ) of the ink droplet 500, the cumulative volume function of the subsequent flying body (liquid column 520 or micro droplet 530) becomes the micro droplet 530 or eventually the micro droplet 530. It includes information indicating the degree to which the liquid column 520 that can be split easily becomes mist. In addition, the cumulative volume function of the subsequent projectile (liquid column 520 or micro droplet 530) includes information indicating the amount (volume) of the micro droplet 530 or the liquid column 520 that can split into the micro droplet 530 over time. Yes.

そこで、パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０は、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得するために、上記の式（３）、つまり、累積体積関数Ｖ（ζ）の式を利用し、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から伸びる液柱５２０や、液柱５２０が***して発生した微小液滴５３０を含む範囲を起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）として、起点及び終点間の累積体積関数を求める。 Therefore, the shape analysis unit 430 of the personal computer 400 uses the above equation (3), that is, the equation of the cumulative volume function V (ζ), in order to obtain the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500, A range including a liquid column 520 extending from the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a and a minute droplet 530 generated by the division of the liquid column 520 is defined as a starting point (ζ = 0) and an end point (ζ = ζ1). And the cumulative volume function between the end points.

ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の吐出方向ζにおける分布範囲が広いほど、ノズル５ａ側の微小液滴５３０の飛翔速度が遅くなり、主滴５１０からの遅れが大きくなる。そこで、本発明の発明者は、図４に示す種々の材料のインクでインク液滴５００の飛翔状態を評価し、これと、記録紙ＰＡの汚れた度合いとの関係を調べた。その結果、主滴５１０からの遅れが大きく飛翔速度が遅い微小液滴５３０の量が多く、一方、記録紙ＰＡ上では、画像が微小液滴５３０の着弾により大きい度合いで汚れており、その汚れは視覚的にも顕著であることが分かった。 Here, as the distribution range in the ejection direction ζ of the fine droplets 530 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is wider, the flying speed of the fine droplets 530 on the nozzle 5a side becomes slower, and the main droplet is reduced. The delay from 510 increases. Therefore, the inventor of the present invention evaluated the flying state of the ink droplets 500 with inks of various materials shown in FIG. 4, and investigated the relationship between this and the degree of contamination of the recording paper PA. As a result, the amount of the minute droplets 530 having a large delay from the main droplet 510 and a slow flight speed is large, while the image is stained on the recording paper PA to a greater extent on the landing of the minute droplets 530. Was found to be visually significant.

つまり、個々の微小液滴５３０の体積が大きかったり微小液滴５３０の数が多かったりしても、微小液滴５３０の飛翔速度が遅くなければ、記録紙ＰＡの画像が微小液滴５３０の着弾によって汚れる度合いは小さくなるということが分かった。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を、ノズル５ａ側から求めるのが、微小液滴５３０による画像の汚れの度合いを評価するのに当たって有効であることがわかる。この場合、累積体積関数からどのようにして評価値を取得するかが重要となる。 That is, even if the volume of each microdroplet 530 is large or the number of microdroplets 530 is large, if the flying speed of the microdroplets 530 is not slow, the image of the recording paper PA is landed on the microdroplets 530. It was found that the degree of soiling was reduced by. Therefore, the cumulative volume function in the ejection direction ζ of the liquid column 520 or the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5 a is obtained from the nozzle 5 a side. It turns out that it is effective in evaluating the degree of dirt. In this case, how to obtain the evaluation value from the cumulative volume function is important.

ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の、ノズル５ａ側から累積した体積が、記録紙ＰＡに着弾すると汚れとして認識されるようになる微小液滴５３０の体積に相当する一定の値に達したと仮定する。一定の値は、例えば、主滴５１０に対して着弾位置ずれした微小液滴５３０が記録紙ＰＡ上で汚れとして認識されるかどうかを微小液滴５３０の体積を変えながら繰り返し検証する等して、実験的に求めることができる。 Here, when the volume accumulated from the nozzle 5a side of the liquid column 520 or the minute droplet 530 flying after the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a lands on the recording paper PA, it is recognized as dirt. It is assumed that a certain value corresponding to the volume of the minute droplet 530 is reached. The constant value is, for example, repeatedly verifying whether or not the minute droplets 530 that have shifted their landing positions with respect to the main droplet 510 are recognized as dirt on the recording paper PA while changing the volume of the minute droplets 530. Can be determined experimentally.

そして、ノズル５ａ側から累積した、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の体積が、上述した一定の値に達した場合は、記録紙ＰＡの画像を視覚上認識できる度合いで汚す体積の微小液滴５３０が、やがて、主滴５１０からずれて記録紙ＰＡに着弾することになる。 When the volume of the liquid column 520 or the minute droplet 530 accumulated from the nozzle 5a side and flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a reaches the above-described constant value, the recording paper PA The minute droplet 530 having a volume that can be visually recognized can be displaced from the main droplet 510 and land on the recording paper PA.

このため、演算処理部４４０は、液柱５２０や微小液滴５３０の体積の累積を開始する位置（累積体積関数Ｖ（ζ）の起点）を、吐出方向ζにおけるノズル５ａの位置に定め、液柱５２０や微小液滴５３０の体積の累積を終了する位置（累積体積関数Ｖ（ζ）の終点）を、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端の、ζ軸上における座標ζとして、上記の式（３）により算出される体積Ｖ（ζ）が上述した一定の値となるζ座標値を求める。 For this reason, the arithmetic processing unit 440 determines a position (starting point of the accumulated volume function V (ζ)) at which the volume of the liquid column 520 or the minute droplet 530 starts to be accumulated as the position of the nozzle 5a in the discharge direction ζ. The position (end point of the accumulated volume function V (ζ)) where the accumulation of the volume of the column 520 or the minute droplet 530 is finished is set as a coordinate ζ on the ζ axis of the rear end of the main droplet 510 ejected last by the nozzle 5a. Then, the ζ coordinate value at which the volume V (ζ) calculated by the above equation (3) becomes the above-described constant value is obtained.

このζ座標値は、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数から取得した、インク液滴５００の飛翔状態の評価値とすることができる。また、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とノズル５ａとの距離から、ノズル５ａからζ軸上の座標ζまでの距離を差し引いた、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０と座標ζとの距離を、ζ座標値に代えてインク液滴５００の飛翔状態の評価値としてもよい。この評価値は、画像の汚れに大きく影響する液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、さらに、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。 This ζ coordinate value is an evaluation of the flying state of the ink droplet 500 obtained from the accumulated volume function in the ejection direction ζ of the liquid column 520 or the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a. Can be a value. Further, the distance from the nozzle 5a to the coordinate ζ on the ζ axis is subtracted from the distance between the main droplet 510 and the nozzle 5a discharged last, and the main droplet 510 and the coordinate ζ discharged from the nozzle 5a last. May be used as the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 instead of the ζ coordinate value. This evaluation value corresponds to the volume of the liquid column 520 or the micro droplet 530 that greatly affects the smear of the image, and further represents the degree of contamination of the image by the micro droplet 530 landing on the recording paper PA. Can be handled.

なお、「一定の値」を、上述したζ座標値に代えて、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０（後続飛翔体）のノズル５ａ側の端部（後端）と上述したζ座標値の地点との中間点や、液柱５２０や微小液滴５３０の後端と上述したζ座標値との間における液柱５２０や微小液滴５３０の重心位置としてもよい。 The “fixed value” is replaced with the ζ coordinate value described above, and the liquid column 520 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a or the minute droplet 530 (following flying body) on the nozzle 5a side. Or the liquid column 520 or the micro droplet 530 between the intermediate point between the end portion (rear end) of the liquid crystal and the point of the ζ coordinate value described above, or between the rear end of the liquid column 520 or the micro droplet 530 and the ζ coordinate value described above. It is good also as a gravity center position.

（２．５．評価データの内容）
演算処理部４４０は、上述のようにして評価値を取得すると、評価データ記憶部４５０の評価データを参照して、インク液滴５００の飛翔状態を評価する。データ記憶部４５０の評価データは、評価値とそれに対応する評価内容とを定義するもので、両者の関係を示す一般式や、両者を対応付けたテーブル等によって構成される。評価データの内容は、次のようにして決定されている。 (2.5. Contents of evaluation data)
When the arithmetic processing unit 440 acquires the evaluation value as described above, the arithmetic processing unit 440 refers to the evaluation data in the evaluation data storage unit 450 and evaluates the flying state of the ink droplet 500. The evaluation data in the data storage unit 450 defines evaluation values and evaluation contents corresponding to the evaluation values, and is configured by a general expression indicating the relationship between the two, a table in which the two are associated, and the like. The contents of the evaluation data are determined as follows.

まず、形状解析部４３０が累積体積関数を求めるのに用いたデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像に映ったインク液滴５００で記録紙ＰＡに形成された画像（図示せず）の、微小液滴５３０の着弾位置ずれにより汚れた余白部分等を特定し、その部分の印刷濃度を求める。 First, the micro droplet 530 of an image (not shown) formed on the recording paper PA with the ink droplet 500 reflected in the captured image of the digital microscope 300 used by the shape analysis unit 430 to calculate the cumulative volume function. A blank portion or the like that is soiled due to the deviation of the landing position is specified, and the print density of the portion is obtained.

なお、本実施形態では、微小液滴５３０により記録紙ＰＡ上に形成される画像の印刷濃度として、ＯＤ（Optical Density ）値を用いている。また、微小液滴５３０の着弾位置ずれで汚れた部分の特定や、特定した部分の印刷濃度の算出は、例えば、記録紙ＰＡに形成された画像をスキャナで読み取り、不図示の元画像のデータを参照して画像処理することで、行うことができる。 In the present embodiment, an OD (Optical Density) value is used as the print density of the image formed on the recording paper PA by the fine droplets 530. In addition, for example, the portion that is soiled due to the landing position deviation of the micro droplet 530 and the calculation of the print density of the specified portion are performed by, for example, reading an image formed on the recording paper PA with a scanner and data of an original image (not shown) This can be done by performing image processing with reference to FIG.

微小液滴５３０の着弾位置ずれで汚れた部分の印刷濃度を求めたら、その値を、評価値として求めたζ座標値と対応付ける。 When the print density of the portion stained by the landing position deviation of the micro droplet 530 is obtained, the value is associated with the ζ coordinate value obtained as the evaluation value.

ここで、一般に、ノズル５ａからのインク液滴５００の吐出条件が異なれば、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲が異なり、微小液滴５３０が着弾位置ずれして記録紙ＰＡ上に着弾する位置が異なる。そこで、吐出条件が異なる各インク液滴５００について、上述した、カメラレコーダ４００が求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との対応付けを行う。 Here, in general, if the discharge conditions of the ink droplet 500 from the nozzle 5a are different, the existence range of the liquid column 520 and the minute droplet 530 flying after the main droplet 510 that is finally discharged by the nozzle 5a is different. The positions at which the droplets 530 land on the recording paper PA with different landing positions are different. Therefore, for each ink droplet 500 having different ejection conditions, the above-described ζ coordinate value obtained by the camera recorder 400 is associated with the print density (OD value).

図９は、図４に示す８種類のインクＡ〜Ｈについて、吐出から一定時間経過後（例えば、ｔ＝１００μｓ）のタイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像からカメラレコーダ４００が求めた、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示すグラフである。このグラフでは、ノズル５ａ側から累積した液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積が０．１ｐｌ（ピコリットル）となる位置（ζ座標値）と、それに対応する印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示している。そして、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との間には、図中の直線ｆで近似される負の相関関係が存在する。 FIG. 9 shows the ζ determined by the camera recorder 400 for the eight types of inks A to H shown in FIG. 4 from an image taken by the digital microscope 300 at a timing after a fixed time has elapsed from the ejection (for example, t = 100 μs). It is a graph which shows the correlation with a coordinate value and printing density (OD value). In this graph, the position (ζ coordinate value) at which the accumulated volume of the liquid column 520 and the micro droplet 530 accumulated from the nozzle 5a side becomes 0.1 pl (picoliter) and the corresponding print density (OD value). Correlation is shown. There is a negative correlation approximated by the straight line f in the figure between the ζ coordinate value and the print density (OD value).

したがって、カメラレコーダ４００が求めたζ座標値を評価値として、微小液滴５３０が着弾位置ずれして記録紙ＰＡ上に着弾することで発生した画像の汚れの印刷濃度（ＯＤ値）を通じて、微小液滴５３０による記録紙ＰＡの画像の汚れの度合いを定量的に評価することができる。 Accordingly, the ζ coordinate value obtained by the camera recorder 400 is used as an evaluation value, and the minute droplet 530 is minutely determined through the print density (OD value) of the smudge of the image generated by the landing position being displaced and landing on the recording paper PA. The degree of contamination of the image of the recording paper PA by the droplet 530 can be quantitatively evaluated.

なお、図３（ａ）〜（ｋ）を参照して説明したように、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０は、飛翔中に分割されて微小液滴５３０となる。したがって、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲は、ノズル５ａからインク液滴５００を吐出してからの経過時間が長いほど安定する。このため、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲の安定性を優先させるならば、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをできるだけ遅らせるのが望ましい。 Note that, as described with reference to FIGS. 3A to 3K, the liquid column 520 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is divided during the flight to form a micro droplet 530. It becomes. Therefore, the existence range of the liquid column 520 and the minute droplets 530 flying after the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a becomes more stable as the elapsed time from the ejection of the ink droplet 500 from the nozzle 5a becomes longer. . For this reason, if priority is given to the stability of the existence range of the liquid column 520 and the micro droplet 530, it is desirable to delay the imaging timing of the ink droplet 500 by the digital microscope 300 as much as possible.

一方、ノズル５ａからインク液滴５００を吐出してからの経過時間が長くなると、デジタルマイクロスコープ３００によって撮影するインク液滴５００の吐出方向ζにおける分布範囲が拡がる。インク液滴５００の撮影範囲が拡がってもデジタルマイクロスコープ３００の画素数は変わらないので、インク液滴５００を撮影するタイミングが遅くなるほど、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像の分解能は下がる。このため、撮影分解能を優先させるならば、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをできるだけ早めるのが望ましい。 On the other hand, when the elapsed time from the ejection of the ink droplet 500 from the nozzle 5a becomes longer, the distribution range of the ink droplet 500 taken by the digital microscope 300 in the ejection direction ζ is expanded. Since the number of pixels of the digital microscope 300 does not change even when the imaging range of the ink droplet 500 is expanded, the resolution of the image captured by the digital microscope 300 decreases as the timing of imaging the ink droplet 500 is delayed. For this reason, if priority is given to the imaging resolution, it is desirable to advance the imaging timing of the ink droplet 500 by the digital microscope 300 as much as possible.

このように、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲の安定と、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像の分解能との間には、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングについてトレードオフの関係がある。したがって、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをどのように決定するかが問題となる。 As described above, there is a trade-off between the stabilization of the existence range of the liquid column 520 and the micro droplet 530 and the resolution of the image captured by the digital microscope 300 with respect to the imaging timing of the ink droplet 500 by the digital microscope 300. There is a relationship. Therefore, how to determine the shooting timing of the ink droplet 500 by the digital microscope 300 becomes a problem.

ところで、図９のグラフに示したζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関関係については、以下のことが言える。デジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像に映る液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲は、ζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）と関係がある。そして、インク液滴５００の撮影タイミングを変えると、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲も変わる。したがって、ζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）を求める元となるデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像の撮影タイミングが変わると、それが反映されたζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）の相関関係も変わる。 Incidentally, the following can be said about the correlation between the ζ coordinate value and the print density (OD value) shown in the graph of FIG. 9. The existence range of the liquid column 520 and the micro droplet 530 reflected in the image photographed by the digital microscope 300 is related to the ζ coordinate value and the print density (OD value). When the shooting timing of the ink droplet 500 is changed, the existence range of the liquid column 520 and the minute droplet 530 is also changed. Accordingly, when the shooting timing of the captured image of the digital microscope 300, which is the basis for obtaining the ζ coordinate value and the print density (OD value), changes, the correlation between the ζ coordinate value and the print density (OD value) reflecting the change is also generated. change.

例えば、デジタルマイクロスコープ３００による撮影タイミングが異なる撮影画像を元にしてζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）を求めると、それらの相関は、例えば図９中に示す近似直線ｆに対する各インクＡ〜Ｈの相関のばらつきに対して、ばらつきがより拡大する場合もあれば、ばらつきがより縮小する場合もある。 For example, when the ζ coordinate value and the print density (OD value) are obtained based on the photographed images with different photographing timings by the digital microscope 300, the correlation between them is, for example, each ink A to the approximate straight line f shown in FIG. With respect to the variation in the correlation of H, the variation may be further enlarged, and the variation may be further reduced.

そこで、インク液滴５００の撮影タイミングと使用するインクの種類とをそれぞれ異ならせた組み合わせについて、各撮影タイミングの撮影画像に基づいてζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を求めて、各インクＡ〜Ｈの相関の近似直線を求める。そして、最も近似直線に対する相関のばらつきが小さい撮影タイミング、つまり、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関係数の絶対値が最も大きい撮影タイミングを求める。このようにして求めた撮影タイミングは、いつでも参照できるように、ハードディスク等の記憶手段に記憶しておく。 Therefore, for the combinations in which the shooting timing of the ink droplet 500 is different from the type of ink to be used, the correlation between the ζ coordinate value and the print density (OD value) is obtained based on the shot image at each shooting timing, An approximate straight line of the correlation of each ink A to H is obtained. Then, the photographing timing with the smallest correlation variation with respect to the approximate straight line, that is, the photographing timing with the largest absolute value of the correlation coefficient between the ζ coordinate value and the print density (OD value) is obtained. The photographing timing thus obtained is stored in a storage means such as a hard disk so that it can be referred to at any time.

そして、この撮影タイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像を元にして求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関関係を、評価データとして評価データ記憶部４５０に記憶しておく。 Then, the correlation between the ζ coordinate value obtained based on the image photographed by the digital microscope 300 at this photographing timing and the printing density (OD value) is stored in the evaluation data storage unit 450 as evaluation data.

（２．６．インク液滴の飛翔状態の評価処理）
続いて、飛翔状態評価装置によるインク液滴５００の飛翔状態の評価処理について説明する。まず、制御用ＰＣ１００が、ハードディスク等に記憶された撮影タイミングに合わせてパルス光源２００を発光させ、そのタイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影したインク液滴５００の飛翔状態の画像を、パーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画する。 (2.6. Evaluation process of flying state of ink droplet)
Next, the flight state evaluation process of the ink droplet 500 by the flight state evaluation device will be described. First, the control PC 100 causes the pulse light source 200 to emit light in accordance with the photographing timing stored in the hard disk or the like, and the image of the flying state of the ink droplet 500 photographed by the digital microscope 300 at that timing is displayed on the personal computer 400. Record in the image recording unit 410.

そして、パーソナルコンピュータ４００の画像処理部４２０が、記録したインク液滴５００の飛翔状態の撮影画像からインク液滴５００の形状を特定する。また、形状解析部４３０が、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を算出する。 Then, the image processing unit 420 of the personal computer 400 identifies the shape of the ink droplet 500 from the recorded captured image of the flying state of the ink droplet 500. In addition, the shape analysis unit 430 calculates the cumulative volume function of the liquid column 520 and the minute droplets 530 that fly after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a.

さらに、演算処理部４４０が、インク液滴５００の飛翔状態の評価値としてζ座標値を算出し、算出したζ座標値に対応するＯＤ値を評価データを参照して求める。そして、求めたＯＤ値に基づいて、インク液滴５００の飛翔状態を評価する。このとき、演算処理部４４０は、例えば、ＯＤ値が所定のしきい値以上であるときは、画像の汚れ度合いが高いものとして、インク液滴５００の飛翔状態が良好でないと評価し、ＯＤ値が所定のしきい値未満であるときは、画像の汚れ度合いが低いものとして、インク液滴５００の飛翔状態が良好であると評価することができる。 Further, the arithmetic processing unit 440 calculates a ζ coordinate value as an evaluation value of the flying state of the ink droplet 500, and obtains an OD value corresponding to the calculated ζ coordinate value with reference to the evaluation data. Then, the flying state of the ink droplet 500 is evaluated based on the obtained OD value. At this time, for example, when the OD value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the arithmetic processing unit 440 evaluates that the flying state of the ink droplet 500 is not good, assuming that the degree of contamination of the image is high, and determines the OD value. Is less than a predetermined threshold value, it can be evaluated that the flying state of the ink droplet 500 is good, assuming that the degree of contamination of the image is low.

このように本実施形態では、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の部分を特定する。そして、特定した部分から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を求める。具体的には、ノズル５ａ側から累積した微小液滴５３０の体積が上述した「一定の値」になる位置の吐出方向ζにおける座標値（ζ座標値）を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として求める。 Thus, in this embodiment, the part of the liquid column 520 or the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 ejected last by the nozzle 5a is specified from the image taken by the digital microscope 300. Then, the accumulated volume function in the ejection direction ζ of the liquid column 520 or the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is obtained from the specified portion. Specifically, the coordinate value (ζ coordinate value) in the ejection direction ζ at the position where the volume of the micro droplets 530 accumulated from the nozzle 5a side becomes the “constant value” described above is used as the flying state of the ink droplet 500. Obtained as an evaluation value.

この評価値は、記録紙ＰＡに着弾した微小液滴５３０の印刷濃度を示すＯＤ値と相関があり、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に応じて変化する。また、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０が主滴５１０から離れるほど、微小液滴５３０の飛翔速度が落ちて、記録紙ＰＡに着弾した際に画像を汚す度合いが大きくなる。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として求めることで、評価値を通じて微小液滴５３０による記録紙ＰＡの画像の汚れの度合いを定量的に評価することができる。 This evaluation value correlates with the OD value indicating the printing density of the fine droplets 530 landed on the recording paper PA, and changes according to the volume of the liquid column 520 or the fine droplets 530. In addition, as the liquid column 520 or the minute droplet 530 flying after the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a is further away from the main droplet 510, the flying speed of the minute droplet 530 decreases and landed on the recording paper PA. The degree of smearing the image is increased. Therefore, the accumulated volume function of the liquid column 520 and the minute droplets 530 flying after the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a is obtained as the evaluation value of the flying state of the ink droplets 500, so that the minute value can be obtained through the evaluation value. The degree of contamination of the image of the recording paper PA by the droplet 530 can be quantitatively evaluated.

（２．７．変形例）
なお、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求めるために、それらの画像部分（後続飛翔体の画像部分）を飛翔中のインク液滴５００の撮影画像から特定するものとした。しかし、例えば、インク液滴５００の撮影画像から背景を除くインク液滴５００の画像部分を特定し、特定したインク液滴５００の画像部分から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求めてもよい。 (2.7. Modification)
In the present embodiment, in order to obtain the accumulated volume function of the liquid column 520 and the minute droplets 530 flying after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a, those image portions (image portions of the following flying objects) are obtained. ) From the captured image of the ink droplet 500 in flight. However, for example, the image portion of the ink droplet 500 excluding the background is identified from the photographed image of the ink droplet 500, and after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a from the identified image portion of the ink droplet 500. The accumulated volume function of the flying liquid column 520 or the fine droplet 530 may be obtained.

また、特定のζ座標値でない一般値としての累積体積関数Ｖ（ζ）を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として用いてもよい。 Further, the accumulated volume function V (ζ) as a general value that is not a specific ζ coordinate value may be used as the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500.

さらに、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を、ノズル５ａ側から求めるものとした。しかし、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端側からノズル５ａに向かって、主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を求めてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the cumulative volume function in the ejection direction ζ of the liquid column 520 and the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is obtained from the nozzle 5a side. However, the cumulative volume function in the discharge direction ζ of the liquid column 520 or the micro droplet 530 flying after the main droplet 510 from the rear end side of the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a toward the nozzle 5a is obtained. Also good.

この場合、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後方の液柱５２０や微小液滴５３０による累積体積が一定の値になるような座標値を評価値として求め、それに基づき、インク液滴５００の飛翔状態を評価するようにしてもよい。この評価値も、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、かつ、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。 In this case, a coordinate value such that the accumulated volume of the liquid column 520 and the minute droplets 530 behind the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a is a constant value is obtained as an evaluation value, and based on that, an ink droplet 500 is obtained. You may make it evaluate the flight state of. This evaluation value also corresponds to the volume of the liquid column 520 and the micro droplet 530, and can be treated as a numerical value of the degree that the micro droplet 530 lands on the recording paper PA and stains the image.

なお、例えば、主滴５１０の先端部分においては、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の度合い（増加加速度）が大きく、主滴５１０の後端とそれに続く液柱５２０や微小液滴５３０との境界部分では、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の度合い（増加加速度）が小さい。したがって、例えばノズル５ａ側から累積体積を求めた場合は、ζ軸上の座標値ζの変化に対して累積体積が急激に増加するところを特定することで、主滴５１０とそれ以外（液柱５２０や微小液滴５３０）との境界を検出することができる。 For example, at the tip portion of the main droplet 510, the degree of increase in the accumulated volume (increase in acceleration) with respect to the change in the coordinate value ζ of the accumulated volume function is large, and the rear end of the main droplet 510 and the subsequent liquid column 520 or minute At the boundary with the droplet 530, the degree of increase in the cumulative volume (increase in acceleration) with respect to the change in the coordinate value ζ of the cumulative volume function is small. Therefore, for example, when the accumulated volume is obtained from the nozzle 5a side, the main droplet 510 and the others (liquid column) are identified by specifying the place where the accumulated volume increases rapidly with respect to the change of the coordinate value ζ on the ζ axis. 520 and the minute droplet 530) can be detected.

即ち、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の変化の度合い（増加加速度）に基づいて、飛翔中のインク液滴５００における各主滴５１０の位置や、各主滴５１０とそれに続く液柱５２０や微小液滴５３０との境界位置を、ζ軸方向において特定することができる。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後方の液柱５２０や微小液滴５３０だけでなく、例えば、ノズル５ａが最初に吐出した主滴５１０の先端からノズル５ａまで、インク液滴５００の全体に亘って累積体積関数を求めてもよい。 That is, the position of each main droplet 510 in the flying ink droplet 500, each main droplet 510, and the main droplet 510, based on the degree of change (increase acceleration) of the cumulative volume with respect to the change in the coordinate value ζ of the cumulative volume function The boundary position between the subsequent liquid column 520 and the minute droplet 530 can be specified in the ζ-axis direction. Therefore, not only the liquid column 520 and the minute droplets 530 behind the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a, but also the ink droplet 500 from the tip of the main droplet 510 first discharged by the nozzle 5a to the nozzle 5a, for example. The cumulative volume function may be obtained over the whole.

その場合は、求めたインク液滴５００全体の累積体積関数から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後方の液柱５２０や微小液滴５３０との境界位置をζ軸方向において特定する。そして、特定した範囲について、ノズル５ａ側やノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端側からの累積体積を求める。このようにしても、求めた累積体積が一定の値に達したことを検出することによって、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を求めることができる。 In this case, the boundary position between the main droplet 510 last ejected by the nozzle 5a and the liquid column 520 or the minute droplet 530 behind the main droplet 510 is specified in the ζ-axis direction from the obtained cumulative volume function of the entire ink droplet 500. . Then, for the specified range, the accumulated volume from the nozzle 5a side or the rear end side of the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a is obtained. Even in this case, the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 can be obtained by detecting that the obtained accumulated volume has reached a certain value.

ちなみに、評価値を求める際に一定の値に達したことを検出するインク液滴５００の累積体積は、ノズル５ａ側から求めてもよく、ノズル５ａが最初に吐出した主滴５１０側から求めてもよい。どちら側から求めた評価値も、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、かつ、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。 Incidentally, the cumulative volume of the ink droplet 500 that detects that a certain value has been reached when the evaluation value is obtained may be obtained from the nozzle 5a side, or may be obtained from the main droplet 510 side that is first ejected by the nozzle 5a. Also good. The evaluation value obtained from either side corresponds to the volume of the liquid column 520 or the micro droplet 530, and can be treated as a numerical value of the degree that the micro droplet 530 lands on the recording paper PA and stains the image. it can.

なお、パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０がデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像からインク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得する際に、以下の理由により、同じ吐出条件で吐出させた複数回分のインク液滴５００の撮影画像から画像処理部４２０が求めた複数回分の累積体積関数の平均値を用いて、評価値を取得するようにしてもよい。 When the shape analysis unit 430 of the personal computer 400 obtains the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 from the captured image of the digital microscope 300, a plurality of times of ejection performed under the same ejection conditions for the following reason. The evaluation value may be acquired by using an average value of a plurality of cumulative volume functions obtained by the image processing unit 420 from the captured image of the ink droplet 500.

即ち、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した液柱５２０には表面張力によって「くびれ」が発生し、最終的に液柱５２０は複数の微小液滴５３０に***する。その際、液柱５２０のどこにくびれが発生し、その結果、個々の微小液滴５３０が吐出方向ζにおいてどこにどのような液滴量で発生するかは、ほとんど予測困難である。また、その液柱５２０が***して発生した微小液滴５３０の飛翔状態は、それらが主滴５１０よりも軽くかつ小さいので、飛翔空間を流れる複雑な流れの空気に流されて安定しない。 That is, a “necking” occurs in the liquid column 520 separated from the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5 a due to surface tension, and finally the liquid column 520 is divided into a plurality of micro droplets 530. At that time, it is almost difficult to predict where the constriction occurs in the liquid column 520 and, as a result, where and how the droplets 530 are generated in the discharge direction ζ. Further, the flying state of the micro droplets 530 generated by the division of the liquid column 520 is lighter and smaller than the main droplet 510, and is thus unstable due to being flowed by a complicated flow of air flowing in the flying space.

このような微小液滴５３０の発生や飛翔状態の不安定性を示すのが、図１０（ａ）〜（ｊ）の説明図である。図１０（ａ）〜（ｊ）は、ノズル５ａから吐出してから９０μｓが経過したタイミング（経過時間ｔ＝９０μｓ）におけるインク液滴５００の飛翔状態を、同じ吐出条件で１０回分比較した説明図である。 FIGS. 10A to 10J are explanatory diagrams showing the generation of such micro droplets 530 and the instability of the flying state. FIGS. 10A to 10J are explanatory diagrams comparing the flight state of the ink droplet 500 at the timing when 90 μs has elapsed from the ejection from the nozzle 5a (elapsed time t = 90 μs) for 10 times under the same ejection conditions. It is.

図１０（ａ）〜（ｊ）を比較すると分かるように、各回の主滴５１０の飛翔状態は比較的一致して安定しているのに対し、液柱５２０や微小液滴５３０の飛翔状態（飛翔位置、液柱５２０から微小液滴５３０への移行状態）は毎回異なり安定していない。このため、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した後の液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を１回求めても、その累積体積関数が、以後のインク液滴５００の飛翔状態から常に再現されるとは限らない。したがって、１回求めた液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数からインク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得しても、その評価値が微小液滴５３０による画像の汚れの度合いを適切に表す値になるとは限らない。 As can be seen by comparing FIGS. 10A to 10J, the flying state of the main droplet 510 at each time is relatively consistent and stable, whereas the flying state of the liquid column 520 and the minute droplet 530 ( The flying position and the transition state from the liquid column 520 to the micro droplet 530 are different every time and are not stable. For this reason, even if the cumulative volume function of the liquid column 520 and the micro droplet 530 after being separated from the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a is obtained once, the cumulative volume function is determined by the subsequent ink droplet 500. It is not always reproduced from the flying state. Therefore, even if the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 is acquired from the accumulated volume function of the liquid column 520 or the micro droplet 530 obtained once, the evaluation value indicates the degree of image contamination by the micro droplet 530. It is not always a value that represents it properly.

そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した後の液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を、同じ吐出条件で吐出したインク液滴５００について複数回求め、複数回分の累積体積関数の平均値から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得するようにしてもよい。 Therefore, the cumulative volume function of the liquid column 520 and the fine droplets 530 after being separated from the main droplet 510 discharged last by the nozzle 5a is obtained a plurality of times for the ink droplets 500 ejected under the same ejection conditions, and accumulated for a plurality of times. You may make it acquire the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 from the average value of a volume function.

例えば、１０回分の累積体積関数の平均値から評価値を取得する場合は、インク液滴５００の飛翔状態を吐出開始動作から同じタイミング（例えば９０μｓ経過後）で１０回繰り返して撮影して、図１０（ａ）〜（ｊ）に示す１０パターンの撮影画像を取得する。そして、１０パターンの撮影画像を用いて累積体積関数をそれぞれ求めることで、それらの平均値を求めることができる。なお、図１０（ａ）〜（ｊ）の画面の縦横比（アスペクト比）と、デジタルマイクロスコープ３００の無圧縮画像信号の画面の縦横比とは異なっている。 For example, when the evaluation value is acquired from the average value of the cumulative volume function for 10 times, the flying state of the ink droplet 500 is repeatedly photographed 10 times at the same timing (for example, after 90 μs has elapsed) from the discharge start operation. 10 patterns of captured images shown in 10 (a) to 10 (j) are acquired. Then, by obtaining each of the accumulated volume functions using 10 patterns of captured images, the average value of them can be obtained. 10A to 10J is different from the aspect ratio (aspect ratio) of the screen of the digital microscope 300 of the uncompressed image signal.

さらに、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の撮影画像からの特定から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値の取得までを、全てパーソナルコンピュータ４００が行うものとした。しかし、それらの一部又は全部を例えば制御用ＰＣ１００によって行うようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500 is obtained from the identification from the captured image of the liquid column 520 and the micro droplet 530 that fly after the main droplet 510 that is finally ejected by the nozzle 5a. All the processes up to this point are performed by the personal computer 400. However, some or all of them may be performed by the control PC 100, for example.

また、インク液滴５００の飛翔状態の評価値について、良好と評価する数値範囲から外れる評価値を取得した場合に、その数値範囲からどのくらい外れているかに応じた内容で、不良な飛翔状態を良好に戻すために、インクの材料や駆動信号の波形、電圧等、インク液滴５００の吐出条件を変更するフィードバックを行うようにしてもよい。 In addition, regarding the evaluation value of the flying state of the ink droplet 500, when an evaluation value deviating from the numerical value range evaluated as good is acquired, the defective flying state is good with the content according to how far the numerical value range is deviated. In order to return to the initial state, feedback for changing the ejection conditions of the ink droplet 500, such as the ink material, the waveform of the drive signal, and the voltage, may be performed.

１インクジェットプリンタ
５インクジェットヘッド
５ａノズル
２９制御ユニット
１００制御用パーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ）
１５０ＩＪヘッド駆動装置
２００パルス光源
２５０パルス光源制御装置
３００デジタルマイクロスコープ（撮影手段）
４００パーソナルコンピュータ
４１０画像記録部
４２０画像処理部（特定手段）
４３０形状解析部（累積体積関数算出手段）
４４０演算処理部（評価値取得手段）
５００インク液滴
５１０主滴
５２０液柱（後続飛翔体）
５３０微小液滴（後続飛翔体）
Ａ給紙部
Ａ１給紙台
Ｂプリンタ部
Ｂ１レジストローラ
Ｂ２ベルト搬送部
Ｂ３ヘッドユニット
Ｃ搬送部
Ｄ排紙部
Ｅ反転部
Ｐ１，Ｐ２駆動パルス
ＰＡ記録紙
Ｓ断面積
Ｘ水平方向
ｆ近似直線
ζ 吐出方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet printer 5 Inkjet head 5a Nozzle 29 Control unit 100 Personal computer for control (PC for control)
150 IJ head driving device 200 Pulse light source 250 Pulse light source control device 300 Digital microscope (imaging means)
400 Personal computer 410 Image recording unit 420 Image processing unit (specifying means)
430 Shape analysis unit (cumulative volume function calculation means)
440 arithmetic processing unit (evaluation value acquisition means)
500 Ink droplet 510 Main droplet 520 Liquid column (following projectile)
530 Microdroplet (following projectile)
A sheet feeding unit A1 sheet feeding table B printer unit B1 registration roller B2 belt conveying unit B3 head unit C conveying unit D sheet discharging unit E reversing unit P1, P2 driving pulse PA recording sheet S sectional area X horizontal direction f approximate straight line ζ ejection direction

Claims

ノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を評価するインク液滴の飛翔状態評価装置であって、
前記インク液滴の飛翔状態を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段の撮影画像から、前記ノズルからの前記インク液滴の吐出方向における前記飛翔中のインク液滴の主滴から分離して該主滴の後方に続いて飛翔する、前記吐出方向に尾を引く液柱又は該液柱が前記吐出方向に複数に***した微小液滴からなる後続飛翔体を少なくとも含む画像部分を特定する特定手段と、
前記画像部分から、前記吐出方向における任意の起点から様々な距離にある終点までのインク液滴の累積体積を示す累積体積関数を、前記後続飛翔体を含むインク液滴について算出する累積体積関数算出手段と、
前記累積体積関数算出手段が算出した累積体積関数に基づいて、前記飛翔状態の評価値を取得する評価値取得手段とを備え、
前記評価値取得手段は、前記吐出方向における前記後続飛翔体の先頭又は最後尾から累積した前記後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置を前記評価値として取得する、
ことを特徴とするインク液滴の飛翔状態評価装置。 An ink droplet flying state evaluation apparatus for evaluating the flying state of ink droplets ejected from a nozzle,
Photographing means for photographing the flying state of the ink droplets;
The captured image or these photographing means, you fly Following behind the main droplet is separated from the main droplet of the ink droplets from the previous SL in flight in the ejection direction of the ink droplets from the nozzle, the discharge specifying means for the liquid column or the liquid column tailing to identify at least includes an image portion of the connection projectile after consisting microdroplets split into a plurality of the discharge in the direction,
From said image portion, before the cumulative volume function representing the cumulative volume of the ink droplet to the end point at various distances from an arbitrary starting point in Ki吐 out direction, accumulated to de San Ink droplets containing said subsequent projectile Volume function calculating means;
Based on the cumulative volume function calculated by the cumulative volume function calculating means, the evaluation value acquisition means for acquiring the evaluation value of the flying state ,
The evaluation value acquisition means acquires, as the evaluation value, a position at which the cumulative volume of the subsequent projectile accumulated from the beginning or tail of the subsequent projectile in the ejection direction reaches a reference value;
An apparatus for evaluating the flying state of ink droplets.

前記特定手段は、前記飛翔中のインク液滴に存在する複数の前記主滴のうち前記ノズルから最後に吐出された主滴に続いて飛翔する前記後続飛翔体の画像部分を特定することを特徴とする請求項１記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。 The specifying means specifies an image portion of the succeeding projectile that flies following the main droplet that is finally ejected from the nozzle among the plurality of main droplets present in the ink droplet that is in flight. The ink droplet flight state evaluation apparatus according to claim 1.

前記後続飛翔体は、前記吐出方向における前記主滴の後方に伸びる液柱と、前記液柱が***して発生した微小液滴との少なくとも一方を含んでおり、前記評価値は、前記微小液滴により形成される画像の汚れを示す値との間に相関関係を有する値であることを特徴とする請求項１又は２記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。 The subsequent projecting body includes at least one of a liquid column extending behind the main droplet in the ejection direction and a micro droplet generated by splitting the liquid column, and the evaluation value is the micro liquid The ink droplet flying state evaluation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the value has a correlation with a value indicating dirt on an image formed by the droplet.

前記撮影手段による撮影タイミングは、前記撮影手段が前記インク液滴の吐出開始からの経過時間を変化させて複数回撮影した前記飛翔中のインク液滴の撮影画像から前記評価値取得手段がそれぞれ取得した複数の前記評価値と、前記各評価値にそれぞれ対応する複数の前記画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングであることを特徴とする請求項３記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。 The evaluation value acquisition means obtains the photographing timing by the photographing means from the photographed images of the ink droplets in flight, which are photographed a plurality of times while changing the elapsed time from the start of ejection of the ink droplets. 4. The ink liquid according to claim 3, wherein the timing is determined based on a degree of correlation between the plurality of evaluation values and values indicating dirt on the plurality of images respectively corresponding to the evaluation values. flight state evaluation equipment of the drop.