JPH1151612A - 穴位置測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、液滴を噴射するノズル穴の位置を
簡易な構成により迅速かつ高精度に測定することを目的
とする。 【解決手段】 プリンタヘッド１のノズル穴２から吐出
されている状態で照明ライト11ｘ、11ｙにより照明され
るインク滴５（ノズル穴２）を撮像するＣＣＤカメラ12
ｘ、12ｙと、噴射動作開始からノズル穴２から離隔して
いないタイミングに撮像された撮像画面Ｗｘ、Ｗｙ中の
インク滴５による映像（暗部５ａおよび影５ｂ）の位置
を特定する画像処理装置13と、インク滴５による映像の
位置座標に基づいてノズル穴２の位置を算出する演算装
置14とを備え、照明ライト11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカメ
ラ12ｘ、12ｙはＸ軸およびＹ軸の２方向から前記タイミ
ングのインク滴５を同時に撮像するようにノズル面３に
対して仰角１０゜で対向するようにセットした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液滴を噴射するノ
ズル穴の位置を測定する穴位置測定システムに関し、ノ
ズル穴の位置を簡易な構成により高精度に測定すること
のできるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インク滴（液滴）を飛翔させ
て画像を形成するインクジェットプリンタが知られてお
り、プリンタヘッドのノズル穴から噴射するインク滴を
紙面上に着弾させることにより画像を形成する。この種
のインクジェットプリンタは、例えば図８に示すよう
に、プリンタヘッド１がノズル穴２を並列された下面側
のノズル面３を紙面に対面させた姿勢で主走査方向に移
動するとともにその紙面を副走査方向に移動させて画像
を形成するようになっており、この画像の品質としてド
ット密度、ドット位置精度、濃度ムラ、シャープネス等
を評価している。

【０００３】インクジェットプリンタは、これら評価項
目の優劣はプリンタヘッドによるインク滴５の噴射特性
によるところが大きいことから、開発時のみに限らず量
産時にも、インクジェットプリンタによる画像品質の向
上および確保をするために、プリンタヘッド単体でのイ
ンク滴５の噴射特性を高精度に測定し調整する必要があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
タヘッド１の取付位置や姿勢に誤差があると、インク滴
５の噴射特性を測定してもその測定結果にその誤差が含
まれてしまう。このため、プリンタヘッド１のインク滴
５の噴射特性を高精度に測定するには、前提としてプリ
ンタヘッド１のノズル穴２の位置を高精度に測定する必
要がある。ちなみに、現在、本発明の発明者が行なうイ
ンク滴５の噴射特性の測定精度からすると、プリンタヘ
ッド１のノズル穴２の位置は±１．５μｍ以内の精度で
測定する必要がある。なお、このプリンタヘッド１のノ
ズル面３に並設されるノズル穴２は、その形成位置を高
精度に加工されているので、全てのノズル穴２の位置を
測定するのではなく、少なくとも３点の測定を行なっ
て、プリンタヘッド１（ノズル穴２）の位置や姿勢のア
ライメント調整を行なったり、他のノズル穴２の位置を
その直線補完により算出してインク滴５の噴射特性の測
定に用いる。

【０００５】しかし、プリンタヘッド１のノズル面３は
一般的には撥水処理されているので、スケールをそのノ
ズル面３に接触させて測定する方法は好ましくなく、そ
の取付精度（測定精度）を維持したまま測定するのも困
難である。また、撥水処理されたノズル面３を測定対象
にすると、非接触式のレーザ変位計であっても高精度な
測定は困難で±１０μｍ程度が限界である。また、量産
時には迅速に測定を行なわなければならないという要請
もある。

【０００６】このことから、発明者はこの課題を解決す
るために鋭意開発を進めたところ、次の測定１または測
定２のように画像処理によりノズル穴２の位置を測定す
ることを発明した。まず、測定１は、図９の画像処理に
おける撮像画面Ｗに示すように、ノズル面３を下方から
撮像したときのノズル穴２の形成位置に対応する領域10
1〜ｎを予め想定しておき、その各領域101〜ｎ毎に画像
処理してノズル穴２の有無を判定することにより（所
謂、パターンマッチング）、領域101にはノズル穴２が
ないことから隣接する領域102のノズル穴２を端として
選択しその位置を特定する。そして、同様な処理により
ノズル穴列の端の３箇所のノズル穴２の位置を高精度に
測定して、他のノズル穴２の位置はその直線補完により
算出して、プリンタヘッド１のノズル面３に形成された
ノズル穴２の位置の高精度な測定を行なう。

【０００７】また、測定２は、図10に示すように、ノズ
ル面３を下方から撮像したときのノズル穴列の端になる
ノズル穴２の形成位置に対応する領域201を予め想定し
ておき、その領域201を画像処理してノズル穴２の位置
を測定して、以降測定１と同様に、ノズル穴列の端の３
箇所のノズル穴２の位置を高精度に測定して、全てのノ
ズル穴２の位置の高精度な測定を行なう。

【０００８】しかしながら、これら測定１、２では、ノ
ズル穴２は極微細であるために、ノズル面３のごみや傷
をノズル穴２と誤認して、その位置によりノズル穴２の
位置を誤って測定してしまう可能性がある。また、測定
１では、各領域101〜ｎ毎にノズル穴２の有無を判定す
るので、多少の時間が掛かる。また、測定１、２は、ノ
ズル面３の映像を取り込んで画像処理するため、ノズル
穴２の周囲の色合いがその測定毎に異なって光量が変動
するので、安定して高精度に行なう必要のある画像処理
には不利な条件である。

【０００９】さらに、根本的に、近年の加工技術の向上
および画像の高品質の要望から、ノズル穴２は極微細に
形成されており、単純にそのまま画像処理するだけでも
高度な技術が必要である。要するに、この測定１、２で
もノズル穴２の位置を迅速かつ高精度に測定することは
可能であるが、量産時にも利用することを考慮すると、
より簡易なアルゴリズムの画像処理で、測定の安定性を
向上させる必要がある。

【００１０】また、測定１、２は、図８におけるＸＹ平
面に直交する方向からノズル面３を撮像しての画像処理
のため、ピント調整の調整量からＺ軸方向の位置を測定
するなどの処理を追加しなければ、ノズル面３の傾斜に
よるＺ軸方向の位置ずれを測定することができず、ノズ
ル穴２の位置のアライメント調整を行なうには不向きで
ある。

【００１１】そこで、本発明は、液滴を噴射するノズル
穴の位置を簡易な構成により迅速にかつ高精度に測定す
ることを実現して、量産時にも最適に利用することがで
きる穴位置測定システムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１に記載の発明は、液滴を噴射するノズル穴の位置
を測定する穴位置測定システムであって、ノズル穴から
噴射される液滴を照明手段により照明して該液滴による
映像を撮像する撮像手段と、噴射動作開始から一定時間
経過したときに撮像された映像を画像処理して液滴によ
る映像の位置を特定する位置特定手段と、特定された液
滴による映像の位置に基づいて該液滴を噴射するノズル
穴の位置を算出する演算手段とを備え、前記撮像手段は
液滴を噴射するノズル穴を斜め方向から撮像するように
該撮像方向を斜めにセットし、前記位置特定手段は噴射
される液滴がノズル穴から吐出された直後の映像を画像
処理して液滴による映像の位置を特定することを特徴と
するものである。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の構成に加え、前記ノズル穴の周囲が光を反射す
る反射面の場合には、撮像手段および照明手段の間にノ
ズル穴を位置させるとともに該撮像方向および照明方向
の反射面との間の挟角を同一となるようにセットして該
撮像手段は反射面により反射される照明手段の照明光を
取り込むように構成し、撮像手段は反射面により反射さ
れてノズル穴から吐出された液滴に遮光される照明光お
よびノズル穴から吐出された液滴に遮光されて反射面に
より反射される照明光を取り込んで該液滴による映像を
撮像するように構成したことを特徴とするものである。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明の構成に加え、前記撮像手段をノズル穴
から噴射される液滴を直交する２方向から撮像するよう
に構成したことを特徴とするものである。請求項４に記
載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明の
構成に加え、前記撮像手段を２式セットしてノズル穴か
ら噴射される液滴を同時に２方向から撮像するように構
成したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記撮像手段を
回動させてノズル穴から噴射される液滴を順次に２方向
から撮像するように構成したことを特徴とするものであ
る。この本発明では、噴射動作開始から一定時間経過し
たときに、ノズル穴から吐出された直後の液滴による映
像が斜め方向から撮像され、例えば、液滴がノズル穴か
ら吐出されている最中のそのノズル穴と液滴の映像、ま
たは、撮像手段および照明手段の間にノズル穴を位置さ
せそのノズル穴の周囲が反射面の場合にはその反射面に
より反射される照明光と共にノズル穴や液滴の影および
液滴の照明光に対する暗部の映像、あるいは、ノズル穴
の周囲が鏡面状の反射面の場合にはノズル穴および液滴
自体と共にその反射面に映る液滴の映像が撮像される。
そして、その液滴による映像の位置が特定され、その液
滴による映像に基づいて、例えば、液滴による映像の端
や中心がノズル穴の位置になるのでその位置が容易に算
出される。

【００１６】また、上記の映像を斜め方向から同時にあ
るいは順次に直交する２方向から撮像される場合には、
ノズル穴の３次元の位置を容易に算出することができ、
その座標を容易に測定することができる。したがって、
液滴を噴射するノズル穴の位置を簡易な構成により高精
度に測定することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１〜図５は本発明に係る穴位置測定システム
の一実施形態を示す図である。まず、構成を説明する。
図１において、穴位置測定システムは、画像を形成する
インクジェットプリンタのプリンタヘッド１によるイン
ク滴５の噴射特性の評価を行なう前に、そのインク滴５
を噴射するノズル穴２の位置を高精度に測定するように
構築されており、プリンタヘッド１から噴射されるイン
ク滴５に光を照射する照明ランプ（照明手段）11と、プ
リンタヘッド１から噴射されるインク滴５を撮像するＣ
ＣＤカメラ（撮像手段）12と、撮像された映像を取り込
んで画像処理をする画像処理装置13と、画像処理された
結果に基づいてインク滴５を噴射するプリンタヘッド１
のノズル穴２の位置を算出する演算装置14とを備えてい
る。

【００１８】照明ランプ11およびＣＣＤカメラ12は、イ
ンクジェットプリンタは通常搬送する紙面の上方にノズ
ル穴２を形成されたノズル面３がその紙面に対面するよ
うにヘッド把持部材４にプリンタヘッド１を取り付ける
ため、ノズル穴２を下方の斜め方向から撮像するように
互いに対向する位置に位置決め固定されており、ノズル
面３に対する照明方向および撮像方向の挟角（仰角）θ
を例えば、１０度に設定されて位置決め固定されてい
る。このＣＣＤカメラ12の配置では、ノズル面３を仰角
１０度で撮像しているので、図５に示すように、ＣＣＤ
カメラ12によりＸ軸方向から撮像した撮像画面Ｗｘでは
Ｘ軸方向の変位が、またＣＣＤカメラ12によりＹ軸方向
から撮像した撮像画面ＷｙではＹ軸方向の変位が、Ｚ軸
方向の変位として現れることから後述するようにノズル
穴２やインク滴５のＺ軸方向の位置座標は補正する必要
がある。なお、ＣＣＤカメラ12を斜めにセットしたこと
によりＺ軸方向の寸法は縮小されるが、本実施形態では
寸法測定は行なわないので補正は必要なく、ずれ量を測
定する場合でもこの縮小による測定誤差が要求される測
定精度の範囲内に入るように照明ランプ11およびＣＣＤ
カメラ12の仰角を１０度に設定している。Ｚ軸方向の寸
法を精度よく測定する必要がある場合には補正すること
により正確に求めることができることは云うまでもな
い。

【００１９】このように照明ランプ11およびＣＣＤカメ
ラ12は、撮像画面Ｗ中のＺ軸方向の変位にＸ軸またはＹ
軸方向の変位が影響することから、本実施形態ではＸＹ
Ｚの３軸方向の位置を高精度に測定するために、また、
ノズル穴２の位置をプリンタヘッド１のＸＹＺ軸に対応
させて測定するために、ＸＹの直交する２軸方向から同
一のノズル穴２を同時に撮像することができるようにＸ
軸およびＹ軸の各々に２式の照明ランプ11ｘ、11ｙおよ
びＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙを配設している。なお、照明
ランプ11ｙの図示は省略している。

【００２０】この照明ランプ11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカ
メラ12ｘ、12ｙは、間にノズル穴２を位置させて仰角θ
で対向して、ＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙがノズル穴２から
噴射される瞬間（吐出状態）のインク滴５を照明する照
明ランプ11ｘ、11ｙからの光を取り込むように設定され
ており、プリンタヘッド１のノズル面３は一般的には撥
水処理されて照明ランプ11の照明光を効率よく反射する
反射面を構成する。このため、図２に示すように、ＣＣ
Ｄカメラ12ｘ、12ｙは、そのノズル面３により反射され
た照明ランプ11ｘ、11ｙからの照明光を取り込むことに
なり、その照明ランプ11ｘ、11ｙからの照明光と共に、
照明光をＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙ方向に反射しないノズ
ル穴２の映像と、インク滴５が照明光を遮光して照明さ
れない暗部５ａおよび影５ｂの映像とを取り込んで、図
５に示すような撮像画面Ｗ中にインク滴５とノズル穴２
の双方を捉えた映像を撮像することができる。ここで、
ＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙが撮像するインク滴５の暗部５
ａおよび影５ｂの周囲は、ノズル面３により反射された
照明ランプ11ｘ、11ｙからの照明光を直接取り込み輝度
の高い白色の映像となるので、インク滴５の暗部５ａや
影５ｂがその周囲の色と区別することができなくなって
しまうことがなく、インクの色に拘らず撮像した映像を
簡易なアルゴリズムにより画像処理することができる。

【００２１】画像処理装置13は、プリンタヘッド１と照
明ランプ11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙとを
相対移動させる機構を備えており、図５に示すＣＣＤカ
メラ12ｘ、12ｙによる撮像画面Ｗｘ、Ｗｙ中に予め設定
されているパターンマッチング用の領域22ｘ、22ｙ内
に、例えば、端などの特定のノズル穴２が入るようにプ
リンタヘッド１と照明ランプ11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカ
メラ12ｘ、12ｙとを相対移動させる。この後に、ＣＣＤ
カメラ12ｘ、12ｙを駆動させた状態でその特定のノズル
穴２からインク滴５を噴射させる動作命令をプリンタヘ
ッド１に送るとともに、図２に示すように、そのインク
滴５がノズル穴２から離隔せずに吐出されている状態と
なるタイミング（噴射動作開始から一定時間経過したと
きのタイミング）に同期させて照明ランプ11ｘ、11ｙを
ストロボ発光させる。そして、そのタイミングで撮像さ
れたＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙ毎の領域22ｘ、22ｙ内の映
像を画像処理して、その領域22ｘ、22ｙ内で最大の面積
となるインク滴５の暗部５ａおよび影５ｂによる映像を
選択しその撮像画面Ｗ中の位置座標を特定し演算装置14
に送る。すなわち、画像処理装置13が位置特定手段を構
成している。なお、プリンタヘッド１が例えば、ドット
密度が３００ＤＰＩの画像を形成するときと同様に駆動
周波数５ｋＨｚで駆動する場合には、照明ランプ11ｘ、
11ｙは例えば、１ｋＨｚなどの特定周波数でストロボ発
光させて、そのうちの前記タイミングに撮像したＣＣＤ
カメラ12ｘ、12ｙの映像を使用するようにしてもよい。

【００２２】演算装置14は、画像処理装置13からインク
滴５の暗部５ａおよび影５ｂの撮像画面Ｗ中の位置座標
を受け取って後述する演算式によりノズル穴２の位置を
算出するようになっており、演算手段を構成している。
ここで、照明ランプ11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカメラ12
ｘ、12ｙによる映像は、図３に示すように、照明ランプ
11ｘ、11ｙの照明光によるインク滴５の暗部５ａの現実
の寸法はＬａ１となるのに対して影５ｂの寸法はＬｂ１
となって、照明ランプ11ｘ、11ｙのノズル面３に対する
仰角θは４５度より小さな１０度に設定していることか
ら、Ｌａ１＜Ｌｂ１となる。しかし、ＣＣＤカメラ12
ｘ、12ｙのノズル面３に対する仰角θも同一の１０度に
設定しているので、ＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙが撮像する
映像においては、インク滴５の暗部５ａの寸法Ｌａ２お
よび影５ｂの寸法Ｌｂ２はＬａ２＝Ｌｂ２となって同一
の寸法で撮像される。

【００２３】このため、演算装置14は、画像処理装置13
から受け取ったインク滴５の暗部５ａおよび影５ｂの撮
像画面Ｗ中の位置座標から、インク滴５の暗部５ａおよ
び影５ｂの中心を算出することにより、ノズル穴２の中
心の位置座標を測定することができる。なお、このノズ
ル穴２の位置の測定を開始する前には、ＣＣＤカメラ12
ｘ、12ｙによる撮像画面Ｗを観察しつつプリンタヘッド
１によるインク滴５を噴射させて、前記タイミング時の
映像と他のタイミング時の映像とに変化のない場合には
ごみや傷であると判定させるようにすることにより、大
きなごみなどをインク滴５と誤って特定してしまうこと
を確実に防止することもできる。

【００２４】次に、プリンタヘッド１の調整の一例を図
４に示すフローチャートを用いてノズル穴２の位置測定
を中心に簡単に説明する。なお、照明ランプ11ｘ、11ｙ
およびＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙはヘッド把持部材４にプ
リンタヘッド１を取り付けたときにはそのノズル面３の
同一箇所を領域22ｘ、22ｙ内に撮像することができるよ
うになっており、その領域22ｘ、22ｙの中心Ｃが正規の
位置に取り付けられたプリンタヘッド１のノズル面３を
撮像するように設定されている。また、前記相対移動機
構のホームポジション時にはノズル穴２列の一端を領域
22ｘ、22ｙ内に入るように設定して、その箇所のノズル
穴２の位置測定が終了した後には次のノズル穴２列の他
端をと、順次自動測定できるように構成するのが好適で
ある。このときのプリンタヘッド１と照明ランプ11ｘ、
11ｙおよびＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙとの相対移動は、Ｘ
軸およびＹ軸の双方の軸方向に照明ランプ11ｘ、11ｙお
よびＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙを移動させるようにしても
よく、Ｙ軸方向にはプリンタヘッド１を移動させてもよ
い。

【００２５】まず、プリンタヘッド１をヘッド把持部材
４にセットし（ステップＰ１）、ＣＣＤカメラ12ｘ、12
ｙによる撮像を開始してその映像中の領域22ｘ、22ｙ内
にノズル穴２が位置していることを確認した後に（ステ
ップＰ２）、プリンタヘッド１による特定ノズル穴２の
みからのインク滴５の噴射動作を開始して（ステップＰ
３）、前記タイミング時の照明ランプ11ｘ、11ｙのスト
ロボ発光により撮像されたＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙ毎の
映像を画像処理装置14が取り込んで（ステップＰ４）、
ＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙ毎の領域22ｘ、22ｙ内にパター
ンマッチングにより捉えられているノズル穴２列の映像
の画像処理によりその内の１つのノズル穴２から吐出
（噴出）された状態のインク滴５の暗部５ａおよび影５
ｂによる映像を選択しその位置座標を計測し演算装置14
に送る（ステップＰ５）。

【００２６】次いで、インク滴５の暗部５ａおよび影５
ｂの位置座標を受け取った演算装置14がその位置座標の
中心を算出してノズル穴２の中心位置を測定する（ステ
ップＰ６）。具体的には、上述したようにノズル穴２の
Ｘ軸およびＹ軸方向の位置座標は、図５に示す撮像画面
Ｗｘ、Ｗｙ中の領域22ｘ、22ｙの中心Ｃからのずれ量Δ
ｘ、Δｙをそのまま用いてその中心Ｃの位置座標との加
減により算出することができるが、Ｚ軸方向はノズル面
３の仰角１０度の撮像によってＸ軸およびＹ軸方向の変
位がＺ軸方向の変位として現れることから、Ｚ軸方向の
位置座標Ｈは、図５に示すように、ＣＣＤカメラ12ｘ、
12ｙの領域22ｘ、22ｙの中心ＣからのＺ軸方向のずれ量
Δｚと共に、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のずれ量Δｘ、Δ
ｙを用いて、領域22ｘ、22ｙの中心Ｃの位置座標ｈ（ヘ
ッド把持部材４に取り付けたときの正規のＺ軸方向の位
置座標ｈ）と合成して算出する。例えば、Ｙ軸方向から
のＣＣＤカメラ12ｙの撮像画面Ｗｙからノズル穴２のＺ
軸方向の位置座標Ｈを算出する場合には、Ｘ軸方向から
のＣＣＤカメラ12ｘによるずれ量Δｙを用いて、次のよ
うに算出することができる。なお、Δｚは領域22ｘ、22
ｙの中心Ｃからのずれている方向に応じて正負が決めら
れる。

【００２７】図６に示すように、ノズル穴２が正規の位
置ｈからｚだけずれている場合には、ＣＣＤカメラ12ｙ
の領域22ｙの中心ＣからのＺ軸方向へのずれ量として現
れるΔｚは次式で求めることができる。 Δｚ＝ｚ・ｃｏｓθ また、ＣＣＤカメラ12ｘの領域22ｘの中心ＣからのＹ軸
方向にΔｙだけずれている場合に、ＣＣＤカメラ12ｙの
領域22ｙの中心ＣからのＺ軸方向へのずれ量として現れ
るΔｚは次式で求めることができる。

【００２８】Δｚ＝Δｙ・ｓｉｎθ 従って、Ｚ軸方向のΔｚは次式で補正することができ、 Δｚ＝Δｚ＋Δｙ・ｓｉｎθ これらからノズル穴２のＺ軸方向の位置座標は次式で算
出することができる。 Ｈ ＝ｈ＋ｚ ＝ｈ＋（（Δｚ＋Δｙ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθ） そして、このノズル穴２の位置の算出の後に、演算装置
14が演算終了信号を画像処理装置13に送ってインク滴５
の噴射を停止するとともに（ステップＰ８）、ノズル穴
２列の端の３箇所の位置の測定が完了したか確認して
（ステップＰ９）、完了していない場合にはステップＰ
２に戻って同様の処理を繰り返し、完了している場合に
は算出測定したノズル穴２の３箇所の位置に基づいてＸ
ＹＺ軸方向のプリンタヘッド１の位置調節を行なってノ
ズル面３を水平にするとともにノズル穴２がインク滴５
の噴射特性を測定する設定位置になるようにアライメン
ト調整を行なった後に（ステップＰ10）、プリンタヘッ
ド１を駆動してノズル穴２から噴射されるインク滴５の
噴射特性の測定を行ない（ステップＰ11）、その噴射特
性の測定が終了した後にプリンタヘッド１をヘッド把持
部材４から取り外して（ステップＰ12）、この処理を終
了する。なお、ステップＰ11における噴射特性の測定
は、いずれの方法で行なってもよく、本実施形態ではそ
の測定を高精度に行なうための前提の位置調整であるの
で、ここでの詳細な説明は割愛する。

【００２９】このように本実施形態では、噴射動作の開
始から一定時間経過したときに、Ｘ軸およびＹ軸方向の
斜め方向から同時に撮像されたノズル穴２から吐出され
ている最中のインク滴５の暗部５ａおよび影５ｂの映像
を画像処理して、そのインク滴５の暗部５ａおよび影５
ｂの中心を算出するだけであるので、ノズル穴２よりも
大きな映像の画像処理によりそのノズル穴２の３次元の
位置を簡易な構成により容易に測定することができる。
なお、この測定においては、実際にインク滴５をノズル
穴２から噴射させるので、噴射の有無を位置測定におい
てチェックすることができるというメリットもある。

【００３０】したがって、量産時にも最適に利用するこ
とができる穴位置測定システムを提供することができ
る。また、本実施形態の他の態様としては、図７に示す
ように、ノズル面３がインク滴５の姿５ｃを映す鏡面を
構成する場合には、照明方向および撮像方向が同軸とな
るようにＣＣＤカメラ12の先端に照明ランプ31を取り付
けてノズル穴２から吐出されるインク滴５を撮像するよ
うにしてもよい。この場合には、インク滴５自体の映像
およびインク滴５のノズル面３に映る姿５ｃの映像の画
像処理によりノズル穴２の位置が測定される。また、こ
の他の態様や上述実施形態において、ノズル面３が反射
面を構成していない場合であっても、インク滴５自体の
映像（ノズル穴２の縁の映像）のみの画像処理を行なう
ようにして、そのインク滴５の映像の端の位置からノズ
ル穴２の位置を測定するように構成するようにしてもよ
い。ただし、画像処理における映像の明暗や演算の難易
を考慮すると、本実施形態による測定形式が最も容易に
画像処理を行なってノズル穴２を算出測定することがで
き、好適である。

【００３１】なお、上述実施形態においては、照明ラン
プ11ｘ、11ｙおよびＣＣＤカメラ12ｘ、12ｙを各々２式
配設しているが、１式の照明ランプおよびＣＣＤカメラ
を回動させてノズル穴２から吐出されるインク滴５を順
次に２方向から撮像するように構成してもよい（請求項
５）。このように構成することによって、１式の照明ラ
ンプおよびＣＣＤカメラでも同様にプリンタヘッド１の
ノズル穴２の位置を高精度に測定することができ、コス
トをより削減することができる。

【００３２】また、上述実施形態においては、Ｚ軸方向
の位置も測定する必要があるために２方向からの撮像を
行なっているが、Ｚ軸方向の位置ずれを考慮する必要が
ない場合には、１方向からのみの撮像による撮像画面か
らＸ軸およびＹ軸方向の位置を算出測定するようにして
もよいことは云うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ノズル穴から噴射（吐
出）される液滴による映像をそのノズル穴と共に斜め方
向から撮像してその映像の位置を特定することにより、
ノズル穴の位置を容易に算出することができ、液滴を噴
射するノズル穴の位置を簡易な構成により迅速にかつ高
精度に測定することができる。

【００３４】また、その映像を直交する２方向から同時
にあるいは順次に撮像することにより、ノズル穴の３次
元の位置をも容易に算出することができ、その座標を容
易に測定することができる。したがって、極微細に形成
されているノズル穴であっても、ごみや傷を液滴と誤認
することもなく、照明光による液滴の影や暗部の映像を
撮像する場合には、安定して精度よく画像処理すること
ができ、簡易なアルゴリズムにより画像処理を行なうこ
とができる。

【００３５】この結果、量産時にも最適に利用すること
ができる穴位置測定システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る穴位置測定システムの一実施形態
を示す図であり、その概略全体構成を示す側面概念図で
ある。

【図２】その液滴の撮像を説明する側面図である。

【図３】その撮像画面における映像を説明する概念図で
ある。

【図４】その測定を説明するフローチャートである。

【図５】その撮像画面の位置関係を説明する概念図であ
る。

【図６】その演算処理を説明する概念図である。

【図７】その他の態様を示す図であり、その液滴の撮像
を説明する側面図である。

【図８】その測定対象のノズル穴を説明する斜視図であ
る。

【図９】その本発明と異なるノズル穴の位置の測定を説
明する図である。

【図10】その図９と異なるノズル穴の位置の測定を説明
する図である。

【符号の説明】 １ プリンタヘッド ２ ノズル穴 ３ ノズル面 ５ インク滴（液滴） 11ｘ、11ｙ 照明ランプ（照明手段） 12ｘ、12ｙ ＣＣＤカメラ（撮像手段） 13 画像処理装置（位置特定手段） 14 演算装置（演算手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液滴を噴射するノズル穴の位置を測定する
   穴位置測定システムであって、 ノズル穴から噴射される液滴を照明手段により照明して
   該液滴による映像を撮像する撮像手段と、噴射動作開始
   から一定時間経過したときに撮像された映像を画像処理
   して液滴による映像の位置を特定する位置特定手段と、
   特定された液滴による映像の位置に基づいて該液滴を噴
   射するノズル穴の位置を算出する演算手段とを備え、 前記撮像手段は液滴を噴射するノズル穴を斜め方向から
   撮像するように該撮像方向を斜めにセットし、 前記位置特定手段は噴射される液滴がノズル穴から吐出
   された直後の映像を画像処理して液滴による映像の位置
   を特定することを特徴とする穴位置測定システム。
2. 【請求項２】前記ノズル穴の周囲が光を反射する反射面
   の場合には、撮像手段および照明手段の間にノズル穴を
   位置させるとともに該撮像方向および照明方向の反射面
   との間の挟角を同一となるようにセットして該撮像手段
   は反射面により反射される照明手段の照明光を取り込む
   ように構成し、 撮像手段は反射面により反射されてノズル穴から吐出さ
   れた液滴に遮光される照明光およびノズル穴から吐出さ
   れた液滴に遮光されて反射面により反射される照明光を
   取り込んで該液滴による映像を撮像するように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の穴位置測定システ
   ム。
3. 【請求項３】前記撮像手段をノズル穴から噴射される液
   滴を直交する２方向から撮像するように構成したことを
   特徴とする請求項１または２に記載の穴位置測定システ
   ム。
4. 【請求項４】前記撮像手段を２式セットしてノズル穴か
   ら噴射される液滴を同時に２方向から撮像するように構
   成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
   載の穴位置測定システム。
5. 【請求項５】前記撮像手段を回動させてノズル穴から噴
   射される液滴を順次に２方向から撮像するように構成し
   たことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
   穴位置測定システム。