JP2014206409A - インキ乾燥判定方法及びインキ乾燥測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験検体の破壊、試験者の属人的動作誤差及び試験者の主観的な評価誤差をなくす方法であって、各種印刷インキ皮膜の表面と内部の乾燥を判定する装置及び専門的知識を必要としない簡易な装置を提供するものである。
【解決手段】本発明は、レーザ光を検体に照射し、検体を透過したレーザ干渉光と反射したレーザ干渉光をスペックルパターン（画像）として観測した後、画像データから経時変化における類似度を求め、類似度からインキの乾燥状況を見極めることで、上記の課題を満たす方法と装置を提供する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、検出されたスペックルパターンから基材に展色されたインキ又は印刷物のインキ内部までの乾燥状態の判定を非接触で客観的に評価する方法及び装置に関するものである。

近年、印刷業界においては、多種多様なインキが開発され、多くの印刷物が製造されている。また、印刷物を効率的に製造することが求められ、インキの乾燥性が重要なファクターの一つとなっている。

これらの新規インキの開発及び印刷物の製造においては、インキの乾燥状態の見極めが重要となり、容易、かつ、客観的に乾燥判定することが求められている。

インクジェット方式によって試験用紙に印刷されたインクジェット・インクの乾燥状態を判定する方法として、ＡＳＴＭ Ｆ２４９８−０５（スマッジ法による基材上のインクジェット・インクの乾燥時間の測定方法）が知られる（例えば、非特許文献１参照）。スマッジ法とは、複数の棒状図柄が印刷された図柄を指で直行方向に擦ることによって、各棒状図柄間の汚れ具合から乾燥時間を特定するものである。

オフセット印刷インキ等の一般的な印刷インキを基材上に展色したときの乾燥判定方法として、ＪＩＳ Ｋ ５７０１−１（平版インキ：試験方法）がある。ここには、（１）一定時間ごとにゴム栓を検体に押し付け、白紙への未乾燥インキ成分の転写具合を評価する方法、（２）展色された基材を試験機上の筒状回転体に巻きつけ、トレーシングペーパ（転写用紙）を介し、おもり付きの回転歯車を接触回転させ、トレーシングペーパへの転色の評価を行う二つの試験方法が規定されている（例えば、非特許文献２参照）。

また、非接触式の試験方法としては、検体に著しい破壊を伴わない判定方法として、ラマン分光法・ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）等の化学分析機器を用いて、インキの乾燥過程に寄与する官能基を直接的に定量化する方法が提案されている。

また、高価な装置及び化学分析等の専門的知識を必要とせず、塗装作業における塗布膜の乾燥度を非接触で手軽に計測する手段がある（例えば、特許文献１参照）。これは、塗装を行う工程において、塗装した面にレーザ光を照射し、その反射光をスペックルパターンとして塗装乾燥度計のＣＣＤカメラで撮像し、とらえた光学的変化の明暗輝度反転模様を表示された動から静の度合い検出によって乾燥状態を知ることができるようにしたことを特徴とする塗布膜の乾燥度を非接触で計測できるものである。

特開平１１−１３２９４６号公報

ＡＳＴＭ Ｆ２４９８−０５ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈe Ｄｒｙｉｎｇ Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｉｎｋｊｅｔ Ｍｅｄｉａ ａｎｄ Ｉｎｋｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｍｕｄｇｅ Ｍｅｔｈｏｄ（Ｆ２４８９−０５インキジェットインキ等のためのスマッジ法による乾燥時間の決定方法 米国材料試験協会） ＪＩＳ Ｋ ５７０１−１ 平版インキ−第１部：試験方法（日本規格協会）

ＩＴ技術を駆使した電子機器万能の時代においても、インキの乾燥判定方法は、試験者が“指で擦る”、“転写物（ゴム栓）を押し付ける”等の属人的動作を含み、かつ、その評価方法は主観的方法であり、改善が望まれている。化学分析機器を利用した正確な乾燥時間の評価方法も提案されているが、専門知識を必要とする上、大きなコスト負担を伴う。これらは、インキ及びワニスの開発及び印刷物の製造において求められる、スピード及びコスト要件を満たしているとはいえない。

前段で述べたＡＳＴＭ Ｆ２４９８−０５に基づく方法は、手軽である一方、指で擦る行為の属人的要因に基づくばらつきや、汚れ判定の主観性及び検体の破壊等の欠点を有する。同じく、前段で述べたＪＩＳ Ｋ ５７０１−１の（１）に基づく方法は、手軽である反面、ゴム栓を押し付ける行為の属人的なばらつきや、転写具合の判定の主観性及びインキ皮膜の表面乾燥と内部乾燥の切り分けが不可能である等の欠点を有する。（２）の方法においても、試験機の利用によって操作手順における属人的誤差は解消されるものの、依然として、転色評価の主観性、インキ皮膜の表面乾燥と内部乾燥の切り分けが不可能であること及び試験手順又は操作が煩雑であること等の欠点を有する。また、どちらの方法も検体の破壊を伴う。

また、ラマン分光法・ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）等の化学分析機器を用いて、インキの乾燥過程に寄与する官能基を直接的に定量化する方法が提案されているが、これらの方法は、試験者の主観によらない正確な乾燥判定ができる反面、高価な装置、装置の維持費及び評価のための専門知識及び検体の加工（装置形状との整合性を考慮）等を必要とすることから、手軽で迅速な方法であるとはいえない。

また、レーザ光を照射して塗布膜表面から発せられる反射光を利用した方法は、手軽で迅速な乾燥判定方法であり、塗装技術担当者の目視と経験とその状況に応じた様態で乾燥度合いを感覚的に認識していた現場状況においては、適切な課題解決がなされたものであるといえる。しかし、特許文献１の技術は、塗布膜表面からの反射光をスペックルパターンとしてとらえ、塗布膜の硬化状態を評価するものであるため、必ずしも、塗布膜内部の硬化挙動を正確、かつ、厳密に評価しているとはいえない。

また、特許文献１の技術は、一般的な印刷インキを基材上に展色したインキ皮膜及び各種印刷方式による印刷物におけるインキ皮膜の乾燥判定には適用できない。なぜなら、印刷、排紙及び積載というプロセスを含む一般的な印刷インキは、インキ皮膜内部の未乾燥インキの評価が求められるからである。したがって、各種印刷機全般における、印刷、排紙及び積載というプロセスにおいて、インキ皮膜内部の未乾燥インキ成分のしみ出しに起因する「裏移り、汚れ及びブロッキング」を回避するための適切な乾燥判定の手段としては不十分である。

さらには、インキ皮膜の内部と表面で乾燥原理が異なる複合型インキの開発においては、インキ皮膜表面の乾燥判定とインキ皮膜内部の乾燥判定の二つが必要となる。例えば、紫外線の照射によって硬化する性質と、酸化重合により乾燥する性質の両方をもったインキの開発に当たっては、インキ皮膜表面の乾燥状態とインキ皮膜内部の乾燥状態の両方を把握し、判定する必要がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、試験検体の破壊、試験者の属人的動作誤差及び試験者の主観的な評価誤差をなくす方法であって、各種印刷インキ皮膜の表面と内部の乾燥を判定する装置及び専門的知識を必要としない簡易な装置を提供することを目的とする。

基材上のインキ皮膜検体にレーザ光を照射する工程と、インキ皮膜検体を透過したレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを時間経過に伴って撮影する工程と、スペックルパターンを複数の画像データとして入力する工程と、複数の画像データから類似度を算出する工程と、類似度が所定の数値以上なること、又は、一定時間同じ値に保たれる、若しくは、その双方で、スペックルパターンが不動状態になったと判断し、インキ皮膜検体の内部まで乾燥したと判定する工程と、を有することを特徴とするインキ乾燥判定方法。

スペックルパターンを撮影する工程において、インキ皮膜検体を反射したレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを撮影する工程を更に有することを特徴とするインキ乾燥判定方法。

基材上のインキ皮膜検体にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、インキ皮膜検体のレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを揺らぎがないように撮影するために、静電吸着及び／又は固定治具によって固定する検体固定部と、インキ皮膜検体からのレーザ干渉光をスペックルパターンとして撮影するために、少なくとも検体固定部に対してレーザ光照射部と反対側に配置されたスペックルパターン撮影部と、スペックルパターンを画像データとして入力する手段と、画像データから類似度を算出する手段と、類似度からインキ皮膜検体の内部まで乾燥したと判定する手段と、を有する演算処理部と、を備えることを特徴とするインキ乾燥測定装置。

スペックルパターン撮影部は、更にインキ皮膜検体を反射したレーザ干渉光を撮影するために、インキ皮膜検体に対してレーザ光照射部と同じ側に反射型スペックルパターン撮影手段と、を備えることを特徴とするインキ乾燥測定装置。

本発明は、各種印刷インキの皮膜表面にレーザを照射し、皮膜表面から発せられる反射型スペックルパターン及び皮膜内部を透過した透過型スペックルパターンの両方の経時変化を撮影し、数値化及びグラフ化することによって、インキ皮膜の表面及びインキ皮膜内部の乾燥性の評価を可能にした。本発明の直接的な利点として、試験検体の破壊を伴わないこと、試験者の属人的な動作誤差及び主観的な評価誤差の解消、安価な装置コスト及び専門的知識を不要とし、迅速、かつ、簡易で正確な乾燥判定の評価が行えることがあげられる。

本発明の具体的な用途における利点として、各種印刷インキ及び材料開発の現場において、新規乾燥剤、新規ワニス材料及び新規配合割合による各種インキの乾燥性等を、迅速、かつ、簡易で正確に評価することを可能にした。属人的動作や主観的評価に基づく従来方法及び高価な分析施設を使用する方法と比較して、開発業務の効率が飛躍的に高まるものと考えられる。

透過型と反射型の両方のスペックルパターンを導入した本発明は、インキ皮膜の表面と内部の乾燥性を個別に評価することができる。従来の各種の試験方法及び設備では、対応することが全くもって不可能である。インキ皮膜の表面と内部で乾燥原理が異なる複合型インキの開発においては、画期的な評価手段として利用することができる。

また、各種印刷機による印刷現場においても、印刷図柄の乾燥性の評価を迅速、かつ、簡易で正確に行うことができる。特に、多色刷りを特徴とする偽造防止印刷物の品質管理、インキ由来の異常発生時の原因解明等の手段として活用することができる。

本発明のインキ乾燥判定方法におけるフローチャート図である。 本発明のインキ乾燥測定装置の構成を示すブロック図である。 インキ乾燥判定装置の概略図である。 スペックルパターンの例である。 透過型スペックルパターンの経過時間と類似度の値である。 透過型スペックルパターンの類似度変化のグラフである。 透過型及び反射型のスペックルパターンにおける経過時間と類似度の値である。 透過型及び反射型スペックルパターンの類似度変化のグラフ（展色インキ皮膜）である。 透過型及び反射型スペックルパターンの類似度変化のグラフ（印刷図柄）である。

本発明の概要を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他の色々な実施の形態が含まれる。

図１は、本発明のインキ乾燥判定方法のフローチャート図であり、図２は、本発明のインキ乾燥測定装置（Ｓ）のブロック図である。

本発明のインキ乾燥判定方法について、図１のフローチャート図に基づき説明する。はじめに、測定するインキを基材に展色するか、又は印刷物を作製し、基材が外的要因によって動かないように静電吸着や固定治具で固定する。基材の固定方法は、基材の種類によって適宜設定すれば良く、ガラスのように重みがある基材を用いた場合は、外的要因によって基材が動くことがないため、基材を検体固定台（６）に置くだけで良いが、紙やプラスチックといった外的要因を受けやすい基材に関しては、静電吸着や固定治具によって基材周囲をしっかりと押さえる必要がある。

その後、固定された基材（５）上のインキ皮膜検体（４）にレーザ光を照射（Ｓ１）する。使用するレーザの種類については、市販のレーザを用いれば良く、特に限定されない。具体的な内容については後述する。レーザの出力については、レーザ光がインキの乾燥を促進させないように数ｍＷ〜１０ｍＷが適している。

経時変化におけるインキの変化状態を見極めるために、時間経過に伴い、スペックルパターンの撮影（Ｓ２）をする。インキが乾燥していないときは、時間経過における前後の複数のスペックルパターンが変化している状態であり、乾燥したときは、時間経過における前後で同じスペックルパターンが撮影される。インキ皮膜検体（４）の内部の乾燥判定には、インキ皮膜検体（４）を透過したレーザ干渉光をスペックルパターンとしてカメラで撮影（Ｓ２−１）する。さらに、インキの内部と表面の乾燥の違いについて評価したい場合は、インキ皮膜検体（４）の表面の乾燥判定を行う。そのときは、インキ皮膜検体（４）を反射したレーザ干渉光をスペックルパターンとしてカメラで撮影（Ｓ２−２）する。

次に、時間経過に伴って撮影したスペックルパターンを画像データとして入力（Ｓ３）する。入力先として、後述する演算処理を行う汎用パソコン（８）に内蔵されている記憶媒体に直接入力しても良いし、一度、外部記憶媒体に保存し、他の処理装置へデータを再入力しても良い。

次に、入力された画像データをもとに、時間的に連続するスペックルパターンの類似度を求める。（Ｓ４）。本発明において、類似度として相関係数を使用する。相関係数は、−１から１の値で算出されるが、後述する乾燥判定（Ｓ５）を行う際に、０から１の値に正規化を行い、類似度とし、算出する（Ｓ４）。また、本発明では相関係数について正規化処理を行い類似度として算出するが、正規化処理が必ずしも必要というわけではなく、相関係数から乾燥を判定しても良い。

なお、本発明においては相関係数を類似性の指標として使用しているが、位相限定相関法や差分絶対値和等、前後のスペックルパターンの類似性を算出できる他のアルゴリズムを使用しても構わない。

次に、スペックルパターンの経時変化を表す類似度から乾燥判定（Ｓ５）を行う。前述のとおり、スペックルパターンの経時変化は、インキの乾燥の進行とともに、徐々に緩慢になり、最終的には不動の状態となる。言い換えると、インキが乾燥していないときは、スペックルパターンの経時変化が大きく、時間的に連続するスペックルパターンの類似性が低いため、類似度が０に近い小さい値をとり、インキが乾燥していくにつれ、スペックルパターンの経時変化が小さくなり、類似度は徐々に大きい値を示す。そして、最終的に、インキが乾燥すると、スペックルパターンの経時変化がなくなり、類似度は、より１に近い値をとる。その結果、スペックルパターンの経時変化を表す類似度（相関係数）も高い値を示すとともに、一定の値に飽和することとなる。そこで、類似度があらかじめ設定された所定の数値を超えた場合か、類似度が一定時間所定の誤差範囲内に保持された場合か、又はその双方からインキ皮膜検体内部まで、乾燥が終了したと判定する。

類似度は、理想的な環境ではスペックルパターンの変動がなくなり、１に限りなく近づく。しかし、実際は、交流電源の微小な電圧変化に伴ったレーザ光源のゆらぎ等によって、類似度が０．９７０程度で推移することもある。また、カメラ受像時の電子的なノイズや測定台の振動によって、急激な類似度の変動が生じることもある。そのことから、類似度は測定条件により変動するが、あらかじめ印刷した乾燥後のインキ皮膜のスペックルパターンが、その測定環境において示す所定の数値を事前に測定しておけば問題ない。以上のような変動を考慮すると、類似度の目安としての数値は、０．９７０程度以上であると考えられるが、測定条件によっては、これを下回る数値になる場合もあることを念頭に置く必要がある。

また、類似度の一定時間の保持に関しては、前述の所定の数値を併用して判定する場合と、一定時間の保持のみで判定する場合では判定に要する保持時間を変更するほうが望ましい。所定の数値を併用して判定する場合は、事前に乾燥後の類似度が判明しているため、保持時間を短く設定することができるが、一定時間の保持のみで判定する場合は、誤判定を防止するという観点から十分な時間をかける方が良い。

前述の所定の数値を併用して判定する場合、判定するインキの種類によるが、インクジェットインキ等の速乾性の高いインキに対しては、スペックルパターンの状態の変化が急激であるため、それを考慮すると０．５分間以上保持をすれば良く、また、中速度の乾燥性のあるインキ、例えば、オフセットインキやスクリーンインキ等に対しては、スペックルパターンの状態の変化が緩やかであるため、３分間以上、凹版インキのような遅い乾燥性を特徴とするインキに対しては、スペックルパターンの状態の変化がさらに緩やかであるため、５分間以上の保持時間を必要とする。

一定時間の保持のみで判定する場合は、事前実験により乾燥しているサンプルの所定の数値がないため、類似度がどの値に収束するかが前もってわからない。そのため、十分な時間を確保することにより、誤判定を避け、確実に類似度が収束することを確認することが望ましい。

本発明の場合、中速度の乾燥性を有するインキであるオフセットインキやスクリーンインキを用いたため、保持時間を所定の数値を併用して判定する場合は３分間、一定時間の保持のみで判定する場合は１時間とし、当該の時間を保持したことからインキ皮膜検体（４）内部までの乾燥が終了したとし、一定時間の保持が開始した時点をもって乾燥時間とした。なお、この保持時間については、前述のとおりインキの種類によって異なることから、前述の時間はおおむねの目安であり、また赤外線や紫外線乾燥機構の有無等により、乾燥時間も大きく変化することになるため、実際の測定に際して適宜設定すれば良い。

なお、類似度の一定時間の保持の判定については、グラフの傾きを用いて判定する等、他のアルゴリズムを用いて判定しても良い。

所定の数値を使って乾燥時間を求める場合は、あらかじめ乾燥したサンプルによる実験データが必要となるが、判定自体の時間は短縮できる利点がある。類似度を一定時間の保持のみで判断する場合は、十分な乾燥時間を用いて実験することにより、事前実験が必ずしも必要ではなくなるという利点がある。また、この双方を用いることでより確実に判定ができる利点がある。この双方を用いて判定するか、又はどちらかを用いて判定するかは、測定者が適宜設定すれば良い。

乾燥判定に関しては、汎用パソコンを用いて処理を行っても良いし、時間と類似度のグラフからプロットされたデータを見て判断しても良い。

なお、本発明でいうインキの乾燥状態とは、インキの展色又は印刷によって付与されたインキ皮膜検体（４）において、インキ中のワニス等の溶剤成分の基材への浸透及び空気中への蒸発並びに酸化重合反応により、急激に粘度が低下するとともに、皮膜表面及び内部が安定し、不動の状態になることをいう。

次に、本発明のインキ乾燥測定装置（Ｓ）について、図２のブロック図及び図３の構成図に基づき説明する。本発明のインキ乾燥測定装置は、レーザ光照射部（Ｍ１）、検体固定部（Ｍ２）、スペックルパターン撮影部（Ｍ３）及び演算処理部（Ｍ４）を有して成っている。

経時変化におけるインキの変化状態を見極めるために、スペックルパターンを撮影する必要がある。そこで、コヒーレントの性質を持つ光を照射するレーザ光照射部（Ｍ１）を設ける。レーザ光がインキの乾燥を促進させないようにレーザの出力が数ｍＷ〜１０ｍＷの市販の半導体レーザやヘリウムネオンレーザ等の汎用のレーザで構成する。

次に、検体固定部（Ｍ２）は、レーザ光照射部（Ｍ１）から、垂直の位置に基材（５）が外的要因により動かないように基材（５）を固定するために設ける。例えば、静電吸着や固定治具等の一般的固定部材が挙げられる。

そして、スペックルパターン撮影部（Ｍ３）は、市販のＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等の汎用製品で構成され、インキ皮膜検体（４）内部までを乾燥判定するために、インキ皮膜検体（４）を載せた基材（５）を固定した検体固定部（Ｍ２）に対してレーザ光照射部（Ｍ１）と反対側にインキ皮膜検体（４）を透過したレーザ干渉光のスペックルパターンとして撮影する透過型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）を設ける。なお、インキの内部と表面の乾燥の違いについて評価したい場合は、インキ皮膜検体（４）の表面の乾燥判定を行うために、インキ皮膜検体（４）を載せた基材（５）を固定した検体固定部（Ｍ２）に対してレーザ光照射部（Ｍ１）と同じ側に、反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−２）をさらに設ける。

最後に、演算処理部（Ｍ４）は、汎用パソコンで撮影したスペックルパターンを演算処理する。具体的には、撮影したスペックルパターンを画像データとして入力する画像データ入力手段（Ｍ４−１）、入力した画像データから類似度を算出する類似度算出手段（Ｍ４−２）、類似度をグラフ化するグラフ作成手段（Ｍ４−３）、作成したグラフを表示するグラフ表示手段（Ｍ４−４）、類似度が所定の数値を超えたことを判断するか、一定時間所定の誤差範囲内に保持されたことを確認するか、又はその双方から乾燥判定を行う乾燥判定手段（Ｍ４−５）を有している。なお、本発明では、演算処理部に汎用パソコンを使用しているが、これに限らず専用回路基盤等で判定を行っても良い。

乾燥判定を所望するオフセットインキ（ＤＩＣ株式会社、ＤＩＣ Ｖａｌｕｅ−Ｇ、シアン色）を、金属製スクレーパを用いて汎用ガラス板上に展色を行い、図３に示したインキ乾燥測定装置（Ｓ）の検体固定部（６）に固定する。ここで、乾燥判定を所望するインキ皮膜検体（４）は、印刷基材上に印刷された印刷図柄でも良い。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のレーザ固定治具（３）に固定されたレーザ光照射部（Ｍ１）として汎用半導体レーザ（２）（波長：６７５ｎｍ、出力：６．８ｍＷ）を用いて、検体固定部（６）に固定されたインキ皮膜検体（４）にレーザ光を照射する。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のカメラ固定治具に固定された透過型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）として汎用ＣＭＯＳカメラ（７）を用いて、インキ皮膜検体（４）を透過した透過型スペックルパターンを時間経過に伴って撮影し、当該カメラに接続された図３の演算処理部として、汎用ＰＣ（８）内に入力する。透過型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）として汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（画像サイズ：１２８０×９６０ｐｉｘ、画素サイズ：４．６５×４．６５μｍ）には、照射するレーザの波長に対応したバンドパスフィルタ（波長域６７０ｎｍ）を装着する。本実施例では、画像サイズを１２８×１２８ｐｉｘ、撮影の時間間隔を１０秒に設定した。図４に演算処理部として汎用ＰＣ（８）内に入力されたスペックルパターンの例を示す。

次に、演算処理部として汎用ＰＣ（８）内に入力された全ての透過型スペックルパターンにおいて時間的に隣接するデータ間で相関係数を算出し、これらを正規化したものを時間的に隣接するスペックルパターン間の類似度とする。

時間的に隣接する二つのスペックルパターンの画像データｐ及びｑは次のように表す。

このとき、これらの画像の相関係数Ｒ （ｐ，ｑ）は、次式で表される。

ここで、相関係数の値は、−１から１の値で算出されるが、本実施例においては、０から１の値に正規化を行い、類似度とした。なお、スペックルパターン撮像時に発生するノイズに起因する類似度の突発的変動の影響を抑えるため、前後の類似度の値を用いて、平均化する等のノイズ除去処理を用いても良い。

図５に、実験に使用したインキ皮膜検体（４）を測定した際の経過時間とスペックルパターンから得られる類似度の値を示す。

また、あらかじめ同一のインキで印刷し、インキ内部まで乾燥させたインキ皮膜検体のスペックルパターンを複数枚撮影し、時間的に隣接するスペックルパターンの類似度を算出したところ、０．９９５で観測されていたことから、その値を所定の数値として設定する。

最後に、算出して得られた類似度の値をグラフ化（図６）する。図６から、類似度の経時変化が減少し、類似度が所定の数値以上になった時点をインキ皮膜検体（４）の乾燥時間とする。

よって、本実施例では、約１６５分の時点で類似度が所定の数値である０．９９５を超えたことにより、類似度が飽和したものと判断した。

以上、本実施例１では、類似度が所定の数値を超えたことで乾燥判定を行う乾燥判定手段を用いて、インキ皮膜検体（４）を通過したレーザ干渉光からなる透過型スペックルパターンの変化の度合い、すなわち、類似度を算出することで、皮膜内部を含む皮膜全体の乾燥判定の方法及びそのための装置の詳細を開示した。

乾燥判定を所望するオフセットインキを、金属製スクレーパを用いてガラス板上に展色し、図３に示したインキ乾燥測定装置（Ｓ）の検体固定部（６）に固定する。ここで、乾燥判定を所望するインキ皮膜検体（４）は、印刷基材上に印刷された印刷図柄でも良い。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のレーザ固定治具（３）に固定されたレーザ光照射部（Ｍ１）として汎用半導体レーザ（２）（波長：６７５ｎｍ、出力：６．８ｍＷ）を用いて、検体固定部（６）に固定されたインキ皮膜検体（４）にレーザ光を照射する。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のカメラ固定治具に固定された透過型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）として、汎用ＣＭＯＳカメラ（７）を用いて、インキ皮膜検体（４）を透過した透過型スペックルパターンを時間経過に伴って撮影し、当該カメラに接続された図３の演算処理部として、汎用ＰＣ（８）内に画像データとして入力すると同時に、インキ皮膜検体（４）の上方のカメラ固定治具に固定された反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−２）として、汎用ＣＭＯＳカメラ（９）を用いて、インキ皮膜検体（４）表面で反射した反射型スペックルパターンを時間経過に伴って撮影し、当該カメラに接続された図３の演算処理部として、汎用ＰＣ（８）内に入力する。透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）（ともに画像サイズ：１２８０×９６０ｐｉｘ、画素サイズ：４．６５×４．６５μｍ）には、照射するレーザの波長に対応したバンドパスフィルタ（波長域６７０ｎｍ）をそれぞれ装着する。本実施例では、透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）の双方を、画像サイズを１２８×１２８ｐｉｘ、撮影の時間間隔を１０秒に設定したが、透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）の設定を同一にすることは必須ではない。

次に、演算処理部として汎用ＰＣ（８）内に入力された全ての透過型スペックルパターン及び反射型スペックルパターンの画像データから、時間的に隣接するデータ間で相関係数（実施例１で用いたものと同様）を算出し、正規化した値を時間的に隣接するスペックルパターン同士の変化の指標、すなわち、類似度とした。図７に、透過型及び反射型のスペックルパターンにおける経過時間と類似度の値を示す。なお、本実施例では、スペックルパターンの類似度を正規化した相関係数の値としたが、これに限定されず、これに準じたもので良い。

実施例１と同様に、得られた類似度の値から、グラフ化（図８）を行い、透過型と反射型のスペックルパターンにおける類似度の経時変化が減少し、類似度が事前実験により得られた所定の数値（０．９９５）を超え、更には一定時間（３分間）保持した時点を読み取り、一定時間の保持が開始した時点をインキ皮膜検体（４）内部及びインキ皮膜検体（４）表面の乾燥時間とした。

よって、本実施例では、類似度が所定の数値を超えたことで乾燥判定を行う乾燥判定手段と、類似度が一定時間所定の誤差範囲内に保持されたことを確認することで乾燥判定を行う乾燥判定手段の両方を用いて、乾燥判定を行った。その結果、インキ皮膜検体（４）内部の乾燥時間は約１６５分、インキ皮膜検体（４）表面の乾燥時間は約４５分の時点を乾燥時間と判断した。

実施例３では、スクリーン印刷インキの皮膜における本発明の適用について説明する。乾燥判定を所望する印刷図柄として、スクリーンインキ（株式会社セイコーアドバンス、ＪＲＰシリーズ、黒色）を用いて、膜厚１０μｍ程度のべた印刷図柄を汎用のガラス板上に印刷し、図３に示したインキ乾燥測定装置（Ｓ）の検体固定部（６）に固定する。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のレーザ固定治具（３）に固定された汎用半導体レーザ（２）（波長：６７５ｎｍ、出力：６．８ｍＷ）を用いて、検体固定部（６）に固定されたインキ皮膜検体（４）にレーザ光を照射する。

次に、図３に示したインキ乾燥判定装置（Ｓ）のカメラ固定治具に固定された透過型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）として、汎用ＣＭＯＳカメラ（７）を用いて、スクリーン印刷図柄を透過した透過型スペックルパターンを時間経過に伴って撮影し、当該カメラに接続された図３の演算処理部として、汎用ＰＣ（８）内に画像データとして入力すると同時に、印刷図柄検体の上方のカメラ固定治具に固定された反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−２）として、汎用ＣＭＯＳカメラ（９）を用いて、印刷図柄表面で反射した反射型スペックルパターンを時間経過に伴って撮影し、当該カメラに接続された図３の演算処理部として、汎用ＰＣ（８）内に画像データとして入力する。透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）（ともに画像サイズ：１２８０×９６０ｐｉｘ、画素サイズ：４．６５×４．６５μｍ）には、照射するレーザの波長に対応したバンドパスフィルタ（波長域６７０ｎｍ）をそれぞれ装着する。本実施例では、透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）の双方を、画像サイズを１２８×１２８ｐｉｘ、撮影の時間間隔を３０秒に設定したが、透過型及び反射型スペックルパターン撮影手段（Ｍ３−１）（Ｍ３−２）の汎用ＣＭＯＳカメラ（７）（９）の設定を同一にすることは必須ではない。

次に、演算処理部として汎用ＰＣ（８）内に入力された全ての透過型スペックルパターン及び反射型スペックルパターンの画像データに対して、時間的に隣接するデータ間で相関係数（実施例１で用いたものと同様）を算出し、正規化したものを、時間的に隣接するスペックルパターン同士の変化の指標、すなわち、類似度とした。

次に、得られた類似度の値から、グラフ化（図９）を行う。図９より、透過型と反射型のスペックルパターンにおける類似度の経時変化が減少し、類似度が一定時間保持された時点を読み取り、この時点を印刷図柄のインキ皮膜検体（４）内部及び印刷図柄のインキ皮膜検体（４）表面の乾燥時間とした。

本実施例では、乾燥判定に要する類似度の一定時間の安定的保持の基準として、反射型スペックルパターンを３０分間、透過型スペックルパターンを６０分間とし、所定の誤差範囲を±０．００３として乾燥判定を行う乾燥判定手段を用いた。その結果、反射スペックルパターンの類似度が１７２分、透過スペックルパターンの類似度が３６５分の時点で設定された時間及び所定の誤差範囲内で保持された。このことから、それぞれの一定時間の保持が開始された時点、すなわち、インキ皮膜検体（４）表面の乾燥時間は、約１４２分、インキ皮膜検体（４）内部の乾燥時間は、約３０５分と判断した。

なお、図３に記載のインキ乾燥判定装置（Ｓ）に示した紫外線ランプ（１）や赤外線ランプのような外部エネルギー供給装置を設け、スペックルパターンの撮影と同期させて外部エネルギーを供給し、皮膜表面のみの乾燥挙動の評価を行うことができる。

以上、実施例２、３で述べたとおり、インキ皮膜検体（４）を通過したレーザ干渉光からなる透過型スペックルパターン及びインキ皮膜検体（４）表面で反射した反射型スペックルパターンの変化の度合い、すなわち、類似度を算出することによって、インキ皮膜検体（４）内部とインキ皮膜検体（４）表面の乾燥判定を個別に行うことができる方法及びそのための装置の詳細を開示した。

１ 紫外線ランプ
２ レーザ光照射部 汎用半導体レーザ
３ レーザ固定治具
４ インキ皮膜検体
５ 基材
６ 検体固定部 検体固定台
７ 透過型スペックルパターン撮影手段 汎用ＣＭＯＳカメラ
８ 演算処理部 汎用ＰＣ
９ 反射型スペックルパターン撮影手段 汎用ＣＭＯＳカメラ

Claims (4)

1. 基材上のインキ皮膜検体にレーザ光を照射する工程と、
   前記インキ皮膜検体を透過したレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを時間経過に伴って撮影する工程と、
   前記スペックルパターンを複数の画像データとして入力する工程と、
   前記複数の画像データから類似度を算出する工程と、
   前記類似度が所定の数値以上になること及び／又は一定時間保たれたことで、複数の前記スペックルパターンが不動状態になったと判断し、前記インキ皮膜検体の内部まで乾燥したと判定する工程と、を有することを特徴とするインキ乾燥判定方法。
2. 前記スペックルパターンを撮影する工程において、前記インキ皮膜検体を反射したレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを撮影する工程を更に有することを特徴とする請求項１記載のインキ乾燥判定方法。
3. 基材上のインキ皮膜検体にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
   前記インキ皮膜検体のレーザ干渉光から生じたスペックルパターンを揺らぎがないように撮影するために、静電吸着及び／又は固定治具によって固定する検体固定部と、
   前記インキ皮膜検体からのレーザ干渉光をスペックルパターンとして撮影するために、少なくとも検体固定部に対してレーザ光照射部と反対側に配置されたスペックルパターン撮影部と、
   前記スペックルパターンを画像データとして入力する手段と、前記画像データから類似度を算出する手段と、前記類似度からインキ皮膜検体の内部まで乾燥したと判定する手段と、を有する演算処理部と、を備えることを特徴とするインキ乾燥測定装置。
4. 前記スペックルパターン撮影部は、更に前記インキ皮膜検体を反射した前記レーザ干渉光を撮影するために、前記インキ皮膜検体に対して前記レーザ光照射部と同じ側にスペックルパターン撮影手段と、を備えることを特徴とする請求項３記載のインキ乾燥測定装置。

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