JP2021004869A - 計測装置、計測システム及び計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記部材に向かって複数の波長の光を発光する光源部と、
前記光の反射による光強度に基づいてスペックルパターンを検出する検出部と、
前記スペックルパターンに基づいて、前記部材の固形化している度合いを解析する解析部とを備えることを特徴とする。
図1は、計測装置のハードウェア構成例を示す図である。例えば、計測装置100は、図示するように、レンズ5、ミラー6、ビームコンバイナ7、光源装置8、ドライバ装置9、撮影用レンズ10、エリアセンサ11、及び、PC(Personal Computer、以下「PC13」という。)等を有するハードウェア構成である。
図3は、計測装置の機能構成例を示す図である。例えば、図示するように、計測装置100は、光源部FN1と、検出部FN2と、解析部FN3とを備える機能構成である。
図4は、波長と吸収係数の関係例を示す図である。部材は、例えば、図示するように、吸収しやすさが照射される光の波長によって異なる。
第1吸収係数PAA > 第2吸収係数PAB > 第3吸収係数PAC (1)
なお、用いる光は、3種類に限られず、2種類又は4種類以上であってもよい。また、図示する例では、第2波長λBが、第1波長λA及び第3波長λCのほぼ中間となる性質となるようにしているが、このような波長でなくともよい。すなわち、第2波長λBは、第1波長λA及び第3波長λCと異なる吸収係数になる波長であればよく、例えば、第1波長λA及び第3波長λCのどちらかに偏った性質となってもよい。
図6は、インク層の厚み方向位置、吸収係数及び光強度の関係例を示す図である。例えば、第1波長λA、第2波長λB、及び、第3波長λC、すなわち、吸収係数が第1吸収係数PAA、第2吸収係数PAB、及び、第3吸収係数PACとなる3種類の光を採用すると、それぞれの光は、インク層厚み方向位置(図では、縦軸で示す。以下単に「深さ」という。)に対して、図示するような光強度の反射光となる(図では、光強度を横軸で示す)。
図7は、反射光の検出例を示す図である。例えば、部材TGをZ軸方向に、表面LA0から第1層LA1、第2層LA2、第3層LA3、第4層LA4、第5層LA5、及び、第6層LA6に分ける。
図8は、全体処理例を示す図である。
例えば、計測に用いる光の波長を分離する光学フィルタを順次切り替えながら撮影すると、検出部は、各波長の光で生じるスペックルパターンを間欠的に検出できる。又は、光源部が「ON/OFF」を順次切り替えて、検出部は、各波長の光で生じるスペックルパターンを間欠的に検出してもよい。
例えば、スペックルパターンに基づいて、以下のように固形化している度合い(以下「固形化度」という。)が計算される。
G2(τ) = <I(t)・I(t+τ)> / <I(t)>2 (2)
なお、上記(2)式では、「<>」は、平均値を示す。
G2(τ) =1+β|G1(τ)|2 (3)
そして、懸濁液、すなわち、粒子を含有するインク内において、粒子が単分散していると仮定すると、1次の自己相関関数「G1(τ)」は、単一指数関数となる。したがって、1次の自己相関関数「G1(τ)」は、下記(4)式のようになる。
G1(τ) = exp(−Γτ) (4)
上記(4)式において、「exp」は、「e」を基数とし、括弧内の値を指数とする指数関数「e」のべき乗を示す。
ln(G1(τ)) = −Γτ (5)
なお、上記(4)式及び上記(5)式における「Γ」は、減衰定数である。「Γ」は、拡散係数(並進拡散係数)「D」と下記(6)式に示すような関係がある.
Γ = q2・D
q = (4πn0/λ0)・sin(θ/2) (6)
上記(6)式において、「q」は、拡散ベクトルである。また、「n0」は、溶媒の屈折率である。さらに、「λ0」は、計測に用いる光の波長である。
なお、図示するような処理に更に部材の厚みを計測する処理が加わってもよい。例えば、計測装置は、あらかじめ吐出するインクの吐出量を把握する。ただし、吐出量は、計測されてもよいし、あらかじめ入力されてもよいし、又は、計算等で求められてもよい。そして、計測装置は、インクが記録紙に着弾すると、どの程度の高さ(すなわち、厚みである。)になるかが推定できる。
各装置は、1つの装置でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置の組み合わせであってもよい。なお、図示する以外の装置が更に含まれる構成であってもよい。
2 記録紙
3 インク層
4 光
5 レンズ
6 ミラー
7 ビームコンバイナ
8 光源装置
9 ドライバ装置
10 撮影用レンズ
11 エリアセンサ
100 計測装置
FN1 光源部
FN2 検出部
FN3 解析部
I1 第1光強度
I2 第2光強度
I3 第3光強度
LA0 表面
LA1 第1層
LA2 第2層
LA3 第3層
LA4 第4層
LA5 第5層
LA6 第6層
PAA 第1吸収係数
PAB 第2吸収係数
PAC 第3吸収係数
TG 部材
λA 第1波長
λB 第2波長
λC 第3波長
Claims (7)
- 部材を計測対象とする計測装置であって、
前記部材に向かって複数の波長の光を発光する光源部と、
前記光の反射による光強度に基づいてスペックルパターンを検出する検出部と、
前記スペックルパターンに基づいて、前記部材の固形化している度合いを解析する解析部とを備える
計測装置。 - 前記複数の波長には、
吸収係数が最も高くなる波長、及び、吸収係数が最も低くなる波長を少なくとも採用する
請求項1に記載の計測装置。 - 前記部材は、
前記光源部に対して厚みとなる方向に、複数の層が設定され、
前記検出部は、
前記層ごとに、前記光強度を検出し、
前記解析部は、
前記層ごとに、前記部材の固形化している度合いを解析する
請求項1又は2に記載の計測装置。 - 前記検出部は、
前記光強度に基づいて、所定の時間ごとに、複数の前記スペックルパターンを検出し、
前記解析部は、
前記複数のスペックルパターンの速度を計算して、前記速度の変化に基づいて前記部材の固形化している度合いを解析する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の計測装置。 - 前記部材の厚みを計測又は推定する
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の計測装置。 - 部材を計測対象とする計測システムであって、
前記部材に向かって複数の波長の光を発光する光源部と、
前記光の反射による光強度に基づいてスペックルパターンを検出する検出部と、
前記スペックルパターンに基づいて、前記部材の固形化している度合いを解析する解析部とを備える
計測システム。 - 部材を計測対象とする計測装置が行う計測方法であって、
計測装置が、前記部材に向かって複数の波長の光を発光する発光手順と、
計測装置が、前記光の反射による光強度に基づいてスペックルパターンを検出する検出手順と、
計測装置が、前記スペックルパターンに基づいて、前記部材の固形化している度合いを解析する解析手順とを含む
計測方法。
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