JP2014217967A - インク液滴の飛翔状態評価装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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、前記飛翔中のインク液滴の主滴(例えば、図3(a)の主滴510)に続いて飛翔する後続飛翔体(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)における前記後続飛翔体の累積体積を示す累積体積関数を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、
前記後続飛翔体の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。
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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
150 IJ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
Claims (5)
- 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、前記飛翔中のインク液滴の主滴に続いて飛翔す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、前記インク液滴の吐出方向における前記後続飛翔体の累積体積を示す累積体積関数を算出する累積体積関数算出手段と、
前記後続飛翔体の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、
を備えることを特徴とするインク液滴の飛翔状態評価装置。 - 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。
- 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、前記液柱が分裂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。
- 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。
- 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請求項1、2、3又は4記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。
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