JP2021139689A - 情報処理装置、及び情報処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】実際に液滴を滴下し、かつレーザ光照射装置等を用いる場合と比較して、媒体に対する液滴の接触角を、簡易に算出する方法を提供する。【解決手段】ＣＰＵ１２は、媒体の表面の形状的特性を示す第１の特性値を計測し、前記第１の特性値に基づき、媒体に対する液滴の接触角を算出する。第１の特性値として、前記媒体の表面に入射する光のうち、前記表面で反射しかつ拡散する光の量を示す拡散光量画像から得られる輝度統計値を用いて、前記媒体への液滴の接触角を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、及び情報処理プログラムに関する。

特許文献１は、接触角測定方法を開示する。特許文献１の接触角測定方法では、液滴をサンプル上に滴下した際の接触角の値を画像処理により測定する際、経時的な接触角θを測定し、得られた値から滴下後経過時間ｔを横軸に、接触角θを縦軸とする座標における近似直線を作成し、近似直線の切片をサンプルの表面エネルギーを評価できる接触角の値θｓとして算出する手段を設ける。

特許文献２は、接触角・表面形状複合測定装置を開示する。特許文献２の接触角・表面形状複合測定装置は、液滴滴下手段と、形状計測手段と、位置制御手段と、コンピュータとを具備する。液滴滴下手段は、試料表面の所望の位置に液滴を滴下する。形状計測手段は、非接触式の光学的方法により試料表面の三次元形状及び液滴形状を計測する。位置制御手段は、試料に対して液滴滴下手段と形状計測手段の位置を相対的に変位させる。コンピュータは、液滴滴下手段と形状計測手段と位置制御手段の動作制御、位置情報と画像情報の取り込み、液滴の形状から接触角の算出を行う。

特許文献３は、試料上の液滴の接触角測定方法を開示する。特許文献３の接触角測定方法では、まず、前記試料上の液滴の接触角を光学的に計測することが可能な領域を参照とする領域とし、走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーを用いて、前記試料上の参照とする領域において該カンチレバーの探針先端と試料との間に働くフォースカーブから付着力を計測する。次に、光学顕微鏡を用いて、前記参照とする領域に滴下した液滴を側面から観察して参照とする領域の接触角を計測する。前記参照とする領域の付着力と、前記参照とする領域の接触角と、ヤングの式を基にして、予め付着力と接触角との関係式を求めておく。次に、前記試料上の接触角を測定すべき領域において該カンチレバーの探針先端と試料との間に働くフォースカーブから付着力を計測する。最後に、前記測定すべき領域の付着力の値を前記関係式に挿入して前記測定すべき領域の接触角を求める。

特開２００７−１０８００７号公報 特開２００３−２３２７１２号公報 特開２０１０−５４３１２号公報

印刷用等の媒体への液体の接触角を計測する場合、実際に、印刷用等の媒体に液滴を滴下し、その結果の分析を、レーザ光照射装置、レーザ光源、及びプローブ（導電性、摩擦センサ、ガスセンサ等）を用いて行う方法が知られている。

しかし、上記したレーザ光照射装置等は、大型であり、また、高価であることから、上記した接触角を簡易に計測することが困難であった。

本発明の目的は、実際に液滴を滴下し、かつレーザ光照射装置等を用いる場合に比較して、印刷用等の媒体に対する液滴の接触角を、簡易に算出することができる情報処理装置、及び情報処理プログラムを提供することにある。

上記した課題を解決すべく、第１態様に係る情報処理装置は、プロセッサを備え、前記プロセッサは、媒体の表面の形状的特性を示す第１の特性値を取得し、前記第１の特性値に基づき、媒体に対する液滴の接触角を算出する。

第２態様に係る情報処理装置は、第１態様に係る情報処理装置において、前記プロセッサは、前記第１の特性値として、前記媒体の表面に入射する光のうち、前記表面で反射しかつ拡散する光の量を示す拡散光量画像から得られる輝度統計値を用いて、前記媒体への液滴の接触角を算出する。

第３態様に係る情報処理装置は、第２態様に係る情報処理装置において、前記プロセッサは、前記拡散光量画像を構成する単位面積内の複数の画素の輝度に基づいて、前記媒体の表面における平滑度合いを表す最頻値の輝度を前記輝度統計値として算出する。

第４態様に係る情報処理装置は、第１態様に係る情報処理装置において、前記プロセッサは、前記媒体の表面の物理的特性を示す第２の特性値を取得し、前記接触角の算出を、前記第１の特性値、及び、前記第２の特性値のうち、少なくとも一方に基づき行う。

第５態様に係る情報処理装置は、第４態様に係る情報処理装置において、前記プロセッサは、前記第２の特性値として、前記媒体の表面上の電気抵抗値を用いる。

第６態様に係る情報処理装置は、第４態様に係る情報処理装置において、前記プロセッサは、前記第２の特性値として、前記媒体の表面が照射を受けた赤外線の量のうち吸収した赤外線の量を用いる。

第７態様に係る情報処理プログラムは、コンピュータに、媒体の表面の形状的特性を示す第１の特性値を取得し、前記第１の特性値に基づき、媒体に対する液滴の接触角を算出する、処理を実行させる。

第１態様に係る情報処理装置、及び第７態様に係る情報処理プログラムによれば、実際に液滴を滴下し、かつレーザ光照射装置等を用いる場合と比較して、接触角を簡易に算出することができる。

第２態様に係る情報処理装置によれば、前記接触角の算出を、レーザ光照射装置等を用いる場合と比較して、光学的に容易に行うことができる。

第３態様に係る情報処理装置によれば、前記接触角の算出を、画像処理等を行うことと比較して、算術的に容易に行うことができる。

第４態様に係る情報処理装置によれば、前記接触角の算出を、前記形状的特性、前記物理的特性、並びに、前記形状的特性及び前記物理的特性のうちのいずれかを用いて行うことができる。

第５態様に係る情報処理装置によれば、前記接触角の算出を、前記電気抵抗値以外のパラメータを用いることと比較して、電気的に容易に行うことができる。

第６態様に係る情報処理装置によれば、前記接触角の算出を、前記赤外線以外のパラメータを用いることと比較して、光学的に容易に行うことができる。

実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの構成を示す。 実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの機能ブロック図である。 実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳのユニット構成を示す。 実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す概略図である。 図５（Ａ）は、実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す第１の詳細図である。図５（Ｂ）は、実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す第２の詳細図である。 実施形態の輝度検出ユニットＫＫＵでの白色光ＨＳの照射、及び拡散光ＫＳの撮像を示す図である。 実施形態の輝度検出ユニットＫＫＵの動作を示すフローチャートである。 実施形態の拡散光量画像ＧＺを示す。 実施形態の分布図ＢＰＺを示す。 実施形態の抵抗値測定ユニットＴＳＵでの抵抗値の測定を示す図である。 実施形態の抵抗値測定ユニットＴＳＵの動作を示すフローチャートである。 実施形態の赤外吸収量検出ユニットＳＫＵでの赤外吸収量ＳＫの測定を示す図である。 実施形態の赤外吸収量検出ユニットＳＫＵの動作を示すフローチャートである。 実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳでの接触角ＳＳＫの算出を示すフローチャートである。 実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第１の関係を示す。 実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第２の関係を示す。 実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第３の関係を示す。

〈実施形態〉
以下、本発明に係る情報処理装置の一例である液滴接触角算出装置の実施形態について説明する。

〈実施形態の構成〉
〈液滴接触角算出装置ＥＳＳの構成〉
図１は、実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの構成を示す。以下、実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの構成について、図１を参照して説明する。

実施形態１の液滴接触角算出装置ＥＳＳは、図１に示されるように、入力部１１と、ＣＰＵ１２（Central Processing Unit）と、出力部１３と、記憶媒体１４と、メモリ１５と、を含む。

入力部１１は、例えば、センサ、フォトダイオード、キーボード、マウス、タッチパネルから構成される。ＣＰＵ１２は、プロセッサの一例であり、ソフトウェアに従ってハードウェアを動作させる、よく知られたコンピュータの中核である。出力部１３は、例えば、発光ダイオード、プリンタ、液晶モニター、タッチパネルから構成される。記憶媒体１４は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）から構成される。メモリ１５は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）から構成される。

記憶媒体１４は、プログラムＰＲ、及び接触角算出式ＥＱを記憶する。

プログラムＰＲは、ＣＰＵ１２が実行すべき処理の内容を規定する命令群である。

接触角算出式ＥＱは、接触角を算出するための式である。

ここで、「接触角」とは、『媒体』の一例である、紙等の印刷用媒体ＰＭ（例えば、図４に図示。）の表面に対し、液滴の面がなす角をいう。

接触角算出式ＥＱは、以下のとおりに表される。

接触角ＳＳＫ＝Ａ×輝度統計値ＫＴ＋Ｂ×電気抵抗値ＤＴ＋Ｃ×赤外吸収量ＳＫ１／赤外吸収量ＳＫ２＋Ｄ ・・・（１）

「輝度統計値ＫＴ」は、印刷用媒体ＰＭの表面の平滑度合いＨＤ（図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）を用いて後述。）をいう。

「輝度統計値ＫＴ」は、印刷用媒体ＰＭの表面の『形状的特性』を示す『第１の特性値』の一例である。

「電気抵抗値ＤＴ」は、印刷用媒体ＰＭの表面の単位長さ当たりの抵抗値をいう。

「赤外吸収量ＳＫ１」は、印刷用媒体ＰＭの表面に波長１４００ｎｍの赤外線を照射したときに、印刷用媒体ＰＭの表面により吸収される赤外線の量をいう。

「赤外吸収量ＳＫ２」は、印刷用媒体ＰＭの表面に波長１２５０ｎｍの赤外線を照射したときに、印刷用媒体ＰＭの表面により吸収される赤外線の量をいう。

「電気抵抗値ＤＴ」、「赤外吸収量ＳＫ１」、及び「赤外吸収量ＳＫ２」は、印刷用媒体ＰＭの表面の『物理的特性』を示す『第２の特性値』の一例である。

１２５０ｎｍ及び１４００ｎｍの両波長の赤外線を用いる理由は、以下のとおりである。前者の波長１２５０ｎｍを用いることにより、印刷用媒体ＰＭの材質を問わず、赤外線吸収量を測定することができる。そのため、前者の波長１２５０ｎｍを用いた測定により得られた赤外線吸収量を基準量（基準値）として、後者の１４００ｎｍを用いた測定により得られた赤外線吸収量を較正（キャリブレーション）することができるためである。

「定数Ａ」、「定数Ｂ」、「定数Ｃ」は、それぞれ、接触角ＳＳＫを予測したい対象である印刷用媒体ＰＭの輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２の各々から、前記した印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫを得るために用いられる、実験的に得られた換算のための定数である。

「定数Ａ」、「定数Ｂ」、「定数Ｃ」は、例えば、予め、液滴接触角算出装置ＥＳＳとは相違する、より精度高く測定することができる環境（例えば、レーザ顕微鏡等を用いる環境）の下で、実験者により特定された数値である。「定数Ａ」、「定数Ｂ」、「定数Ｃ」は、より具体的には、上記した「接触角ＳＳＫを予測したい対象である印刷用媒体ＰＭ」とは異なる複数の印刷用媒体ＰＭを実験的に用いて、前記複数の印刷用媒体ＰＭの各々の接触角ＳＳＫと、前記複数の印刷用媒体ＰＭの各々の輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２の各々との間の関係を規定するように特定される。

「定数Ｄ」は、輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２、及び、定数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて接触角ＳＳＫを算出するときにおける、当該算出を補完するための定数である。

〈液滴接触角算出装置ＥＳＳの機能〉
図２は、実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの機能ブロック図である。

実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳは、図２に示されるように、計測部（取得部）２１と、算出部２２と、制御部２３と、記憶部２４と、を含む。

液滴接触角算出装置ＥＳＳにおける、ハードウェアの構成と機能的構成との関係については、ハードウェア上で、ＣＰＵ１２が、記憶媒体１４（記憶部２４の一部の機能を実現する。）に記憶されたプログラムＰＲを、メモリ１５（記憶部２４の他の一部の機能を実現する。）を用いつつ実行すると共に、必要に応じて、制御部２３として、入力部１１及び出力部１３の動作を制御することにより、計測部２１及び算出部２２の各部の機能を実現する。各部の機能については、後述する。

〈液滴接触角算出装置ＥＳＳのユニット構成〉
図３は、実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳのユニット構成を示す。

実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳは、図３に示されるように、３つのユニット、即ち、輝度検出ユニットＫＫＵ、抵抗値測定ユニットＴＳＵ、及び、赤外吸収量検出ユニットＳＫＵを含む。

輝度検出ユニットＫＫＵは、図３に示されるように、白色発光ダイオード３１、及びＣＭＯＳセンサ３２を有する。白色発光ダイオード３１は、出力部１３（図１に図示。）に相当し、また、ＣＭＯＳセンサ３２は、入力部１１（図１に図示。）に相当する。

輝度検出ユニットＫＫＵは、図３に示されるように、抵抗値測定器４１を含む。抵抗値測定器４１は、入力部１１及び出力部１３に相当する。

赤外吸収量検出ユニットＳＫＵは、図３に示されるように、赤外線発光ダイオード５１、及び、フォトダイオード５２を有する。赤外線発光ダイオード５１は、出力部１３に相当し、また、フォトダイオード５２は、入力部１１に相当する。

〈実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳが想定する事実関係〉
図４は、実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す概略図である。

図５（Ａ）は、実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す第１の詳細図である。

図５（Ｂ）は、実施形態の印刷用媒体ＰＭの表面を示す第２の詳細図である。

印刷用媒体ＰＭの表面は、図４に示されるように、平面ＨＭ及び孔ＡＮを有する。印刷用媒体ＰＭの表面上では、平面ＨＭの面積と、孔ＡＮの面積とを比較すると、平面ＨＭの面積が極めて広い。従って、印刷用媒体ＰＭの表面の性質である接触角ＳＳＫは、印刷用媒体ＰＭの平面ＨＭの性質により決定付けられる。

以下では、平面ＨＭが「粗い」印刷用媒体ＰＭを「印刷用媒体ＰＭ（ＡＲ）」といい、他方で、平面ＨＭが「滑らかな」印刷用媒体ＰＭを「印刷用媒体ＰＭ（ＮＭ）」という。

印刷用媒体ＰＭ（ＡＲ）の表面の平面ＨＭは、図５（Ａ）に示されるように、入射する白色光ＨＳを乱反射することにより、光量が大きい拡散光ＫＳ１１、ＫＳ１２、ＫＳ１３を反射する。

上記とは対照的に、印刷用媒体ＰＭ（ＮＭ）の表面の平面ＨＭは、図５（Ｂ）に示されるように、照射される白色光ＨＳを乱反射するものの、光量が小さい拡散光ＫＳ２１、ＫＳ２２、ＫＳ２３を反射する。

従って、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫは、より詳しくは、印刷用媒体ＰＭの表面における、平面ＨＭがどの程度、粗いか滑らかであるかの度合いである「平滑度合いＨＤ」により決定付けられる。

〈実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳの動作〉
以下では、説明及び理解を容易にすべく、印刷用媒体ＰＭが、液滴接触角算出装置ＥＳＳとの関係で、印刷用媒体ＰＭの輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫを計測する、即ち、測定し検出することができる位置に、予め設定されていることを想定する。

〈輝度検出ユニットＫＫＵの動作〉
図６は、実施形態の輝度検出ユニットＫＫＵでの白色光ＨＳの照射、及び拡散光ＫＳの撮像を示す図である。

図７は、実施形態の輝度検出ユニットＫＫＵの動作を示すフローチャートである。以下、実施形態の輝度検出ユニットＫＫＵの動作について、輝度検出ユニットＫＫＵの動作を示す図６、図７を参照して説明する。

ステップＳ１０：液滴接触角算出装置ＥＳＳのユーザ（図示せず。）が、液滴接触角算出装置ＥＳＳの入力部１１（図１に図示。）から、例えば、輝度統計値ＫＴの算出のボタン（図示せず。）を押下する。押下に応答して、液滴接触角算出装置ＥＳＳでは、ＣＰＵ１２（図１に図示。）は、計測部２１（図２に図示。）として、出力部１３（図１に図示。）である白色発光ダイオード３１の動作を始動させる。これにより、白色発光ダイオード３１は、図６に示されるように、印刷用媒体ＰＭに向けて、白色光ＨＳを照射する。

輝度検出ユニットＫＫＵの白色発光ダイオード３１は、図６に示されるように、印刷用媒体ＰＭに向けた白色光ＨＳの照射を、印刷用媒体ＰＭに対し、概ね１６度で行うことが望ましい。

図７に戻り、液滴接触角算出装置ＥＳＳの動作についての説明を続ける。

ステップＳ１１：ステップＳ１０で、白色光ＨＳが照射されると、液滴接触角算出装置ＥＳＳでは、ＣＰＵ１２は、計測部２１として、入力部１１（図１に図示。）であるＣＭＯＳセンサ３２の動作を始動させる。これにより、ＣＭＯＳセンサ３２は、印刷用媒体ＰＭの表面から放射される拡散光ＫＳ、即ち、拡散光ＫＳ１１〜ＨＳ２３（図５（Ａ）、（Ｂ）に図示。）及び他の拡散光ＫＳを受光する。

図８は、実施形態の拡散光量画像ＧＺを示す。

ＣＭＯＳセンサ３２による拡散光ＫＳの受光により、ＣＰＵ１２は、計測部２１として、図７に示されるように、印刷用媒体ＰＭの表面で、特に、平面ＨＭで拡散される光の量を示す、即ち、単位面積内の複数の画素の輝度である拡散光量画像ＧＺを生成する。

拡散光量画像ＧＺとして、図８に示されるように、印刷用媒体ＰＭの表面における、例えば、縦横５ｍｍの正方形の領域が撮像されている。拡散光量画像ＧＺは、図８に示されるように、例えば、縦横６５０×６５０の画素ＧＳ（全体で、約４２万個の画素ＧＳ）から構成されている。各画素ＧＳは、印刷用媒体ＰＭの表面の輝度ＫＤ、換言すれば、拡散光ＫＳの光量の強さを８ビット（０〜２５５までの２５６段階）で示す。

図７に戻り、液滴接触角算出装置ＥＳＳの動作についての説明を続ける。

ステップＳ１２：ステップＳ１１で、拡散光量画像ＧＺが生成されると、ＣＰＵ１２は、計測部２１として、印刷用媒体ＰＭの表面の輝度ＫＤの分布を示す分布図ＢＰＺを作成する。

図９は、実施形態の分布図ＢＰＺを示す。

ＣＰＵ１２は、より詳しくは、図９に示されるように、拡散光量画像ＧＺ（図８に図示。）に含まれる複数（上記した約４２万個）の画素ＧＳと、各画素ＧＳが示す輝度ＫＤとの関係を示す分布図ＢＰＺを作成する。分布図ＢＰＺは、図９に示されるように、輝度ＫＤと頻度（画素ＧＳの数）との関係が、正規分布に近似することを示す。

ここで、印刷用媒体ＰＭ（ＡＲ）（図５（Ａ）に図示。）及び、印刷用媒体ＰＭ（ＮＭ）（図５（Ｂ）に図示。）の両者について分布図ＢＰＺを作成すると、図９に示されるように、前者の印刷用媒体ＰＭ（ＡＲ）についての輝度（画素ＧＳの数）の最頻値ＳＨ２は、後者の印刷用媒体ＰＭ（ＮＭ）についての輝度（画素ＧＳの数）の最頻値ＳＨ１より大きい。

上記した、最頻値ＳＨ２が最頻値ＳＨ１より大きい理由は、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して上述したように、印刷用媒体ＰＭ（ＡＲ）の平面ＨＭでの拡散光ＫＳ１１、ＫＳ１２、ＫＳ１３の光量が、印刷用媒体ＰＭ（ＮＭ）の平面ＨＭでの拡散光ＫＳ２１、ＫＳ２２、ＫＳ２３の光量より大きいことに起因する。

要約すれば、接触角ＳＳＫが明らかでない印刷用媒体ＰＭの最頻値ＳＨの位置を取得することにより、前記した印刷用媒体ＰＭの表面の平面ＨＭが、どの程度、粗いか滑らかであるかという「平滑度合いＨＤ」を得て、それにより、接触角ＳＳＫが明らかになる。

図７に戻り、液滴接触角算出装置ＥＳＳの動作についての説明を続ける。

ステップＳ１３：ステップＳ１２で、輝度ＫＤの分布図ＢＰＺが作成されると、ＣＰＵ１２は、算出部２２（図２に図示。）として、分布図ＢＰＺにおける、画素ＧＳの数が最も多い輝度ＫＤである最頻値ＳＨを求める。これにより、ＣＰＵ１２は、輝度統計値ＫＴを算出する。

〈抵抗値測定ユニットＴＳＵの動作〉
図１０は、実施形態の抵抗値測定ユニットＴＳＵでの抵抗値の測定を示す図である。

図１１は、実施形態の抵抗値測定ユニットＴＳＵの動作を示すフローチャートである。

以下、実施形態の抵抗値測定ユニットＴＳＵの動作について、抵抗値測定ユニットＴＳＵの動作を示す図１０及び図１１を用いて説明する。

ステップＳ２０：液滴接触角算出装置ＥＳＳのユーザが、液滴接触角算出装置ＥＳＳの入力部１１（図１に図示。）から、例えば、電気抵抗値ＤＴの算出のボタン（図示せず。）を押下する。押下に応答して、液滴接触角算出装置ＥＳＳでは、ＣＰＵ１２（図１に図示。）は、計測部２１（図２に図示。）として、出力部１３（図１に図示。）である抵抗値測定器４１の動作を始動させる。これにより、抵抗値測定器４１は、印刷用媒体ＰＭ上の２つの電極４２Ａ、４２Ｂ間に電圧を印加する。

ここで、印刷用媒体ＰＭの電気抵抗値ＤＴは、極めて大きいことから、２つの電極４２Ａ、４２Ｂ間の距離は、例えば、概ね１ｍｍであり、かつ、印加する電圧は、概ね数百Ｖ以上（例えば、２００Ｖ）であることが望ましい。

ステップＳ２１：ステップＳ２０で、２つの電極４２Ａ、４２Ｂ間に電圧が印加されると、ＣＰＵ１２は、計測部２１（図２に図示。）として、抵抗値測定器４１に、印刷用媒体ＰＭの抵抗値、即ち、電気抵抗値ＤＴの測定を指示する。これにより、抵抗値測定器４１は、印刷用媒体ＰＭの電気抵抗値ＤＴを測定する。

〈赤外吸収量検出ユニットＳＫＵの動作〉
図１２は、実施形態の赤外吸収量検出ユニットＳＫＵでの赤外吸収量ＳＫの測定を示す図である。

図１３は、実施形態の赤外吸収量検出ユニットＳＫＵの動作を示すフローチャートである。

以下、実施形態の赤外吸収量検出ユニットＳＫＵの動作について、赤外吸収量検出ユニットＳＫＵの動作を示す図１２及び図１３を用いて説明する。

ステップＳ３０：液滴接触角算出装置ＥＳＳのユーザが、液滴接触角算出装置ＥＳＳの入力部１１（図１に図示。）から、例えば、赤外吸収量ＳＫの算出のボタン（図示せず。）を押下する。押下に応答して、液滴接触角算出装置ＥＳＳでは、ＣＰＵ１２（図１に図示。）は、計測部２１（図２に図示。）として、出力部１３（図１に図示。）である赤外線発光ダイオード５１の動作を始動させる。これにより、赤外線発光ダイオード５１は、印刷用媒体ＰＭの表面に向けて、赤外線ＳＧ１を照射する。

ステップＳ３１：ステップＳ３０で、印刷用媒体ＰＭの表面に向けて、赤外線ＳＧ１が照射されると、ＣＰＵ１２は、計測部２１として、入力部１１（図１に図示。）であるフォトダイオード５２の動作を指示し、例えば、フォトダイオード５２による検出結果がＣＰＵ１２に帰還されるように、ＣＰＵ１２及びフォトダイオード５２間の回路配線を切り換える。これにより、フォトダイオード５２は、印刷用媒体ＰＭの表面で反射する赤外線ＳＧ２の量、即ち、反射量を測定する。

ステップＳ３２：ステップＳ３１で、赤外線ＳＧ２の反射量が測定されると、ＣＰＵ１２は、算出部２２（図２に図示。）として、ステップＳ３０で赤外線発光ダイオード５１から照射された赤外線ＳＧ１の量から、ステップＳ３１でフォトダイオード５２により測定された、赤外線ＳＧ２の反射量を減算する。これにより、ＣＰＵ１２は、印刷用媒体ＰＭの表面で吸収された、赤外線ＳＧ３の量（吸収量）、即ち、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を算出する。

赤外線吸収量の測定は、上記したステップＳ３０〜３２を１セットにして、２セット分を行う。１回目のセットでは、赤外線ＳＧ１の波長として、上述した１４００ｎｍを用いる。２回目のセットでは、赤外線ＳＧ２の波長として、上述した１２５０ｎｍを用いる。

〈接触角ＳＳＫの算出〉
図１４は、実施形態の液滴接触角算出装置ＥＳＳでの接触角ＳＳＫの算出を示すフローチャートである。以下、接触角ＳＳＫの算出について、図１４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ４０で、液滴接触角算出装置ＥＳＳでは、ＣＰＵ１２（図１に図示。）は、算出部２２（図２に図示。）として、上述したステップＳ１３で算出された輝度統計値ＫＴ、上述したステップＳ２１で測定された電気抵抗値ＤＴ、上述したステップＳ３２で算出された赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を、接触角算出式ＥＱに代入する。これにより、接触角ＳＳＫが算出される。

なお、ＣＰＵ１２は、液滴接触角算出装置ＥＳＳのユーザの求めに応じて、算出された接触角ＳＳＫを、プリンタ、液晶モニター等である出力部１３（図２に図示。）に出力する。

ＣＰＵ１２は、より詳しくは、以下の代入を行う。

（１）輝度統計値ＫＴの算出のみが行われたときには、輝度統計値ＫＴのみを、接触角算出式ＥＱに代入する。

（２）輝度統計値ＫＴの算出、及び、電気抵抗値ＤＴの測定が行われたときには、輝度統計値ＫＴ、及び電気抵抗値ＤＴを、接触角算出式ＥＱに代入する。

（３）輝度統計値ＫＴの算出、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２の算出が行われたときには、輝度統計値ＫＴ、及び赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を接触角算出式ＥＱに代入する。

（４）電気抵抗値ＤＴの測定、及び赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２の算出が行われたときには、電気抵抗値ＤＴ、及び赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を接触角算出式ＥＱに代入する。

〈接触角算出式ＥＱから算出される接触角の予測値と、接触角の真値との比較〉
図１５は、実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第１の関係を示す。

図１６は、実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第２の関係を示す。

図１７は、実施形態の接触角ＳＳＫについての予測値と真値との第３の関係を示す。

「接触角ＳＳＫの予測値」とは、上記した接触角算出式ＥＱに、輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２のうち、１つ以上を代入することにより得られる、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの値である。

図１５中の「接触角ＳＳＫの予測値」は、上記した接触角算出式ＥＱに、輝度統計値ＫＴのみを代入することにより得られる、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの値である。

図１６中の「接触角ＳＳＫの予測値」は、上記した接触角算出式ＥＱに、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を代入することにより得られる、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの値である。

図１７中の「接触角ＳＳＫの予測値」は、上記した接触角算出式ＥＱに、輝度統計量ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２の全てを代入することにより得られる、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの値である。

「接触角ＳＳＫの真値」とは、例えば、高解像度・高速度カメラ（例えば、０．１〜０．５μｍ／画素、１０〜２０μ秒／コマ）による撮像により得られる、印刷用媒体ＰＭの表面に対し、液滴の面がなす角である。

図１５〜図１７では、プロット（描画）された点は、複数の用紙毎の点である。複数の用紙は、パラメータにより規定される。パラメータは、例えば、用紙の種類、及び用紙の銘柄（製造会社、工場）である。

用紙の種類は、例えば、グロスコート紙、マットコート紙等である。用紙の銘柄は、用紙の製造会社（例えば、製造会社Ａ、製造会社Ｂ）、及び用紙の工場（例えば、用紙の製造会社Ａが有する工場ａ１、工場ａ２）である。

例えば、図１５〜図１７中で、ある１つの用紙（プロットされた点）は、例えば、グロスコート紙であり、製造会社Ａの工場ａ１で製造されていることを示す。他の別の用紙（プロットされた点）は、例えば、グロスコート紙であり、製造会社Ａの他の工場ａ２で製造されていることを示す。更に他の別の用紙（プロットされた点）は、例えば、グロスコート紙であり、製造会社Ｂの工場ｂで製造されていることを示す。

図１５〜図１７に示されるように、接触角ＳＳＫの予測値及び、接触角ＳＳＫの真値を示す複数のプロットされた点の間には、最小二乗法の下に、直線を描くことができる。従って、上記した用紙の種類、及び、用紙の銘柄の如何に左右されることなく、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの真値と、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの予測値との間に、線形的な関連があるといえる。

換言すれば、上記した接触角算出式ＥＱによる得られる、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの予測値は、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの真値を代表し、また、象徴することができるといえる。即ち、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫの真値を、レーザ顕微鏡等を用いた大規模かつ高価な環境の下で得ることなく、上記した接触角算出式ＥＱに、白色発光ダイオード３１、ＣＭＯＳセンサ３２等の小規模かつ安価な環境の下で得られた輝度統計値ＫＴ、電気抵抗値ＤＴ、及び、赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を代入することのみで、印刷用媒体ＰＭの接触角ＳＳＫを推定可能となる。

〈変形例〉
接触角算出式ＥＱへの代入については、例えば、（１）輝度統計値ＫＴ、及び電気抵抗値ＤＴを代入すること、（２）輝度統計値ＫＴ、及び赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２を代入すること、（３）電気抵抗値ＤＴのみを代入すること、（４）赤外吸収量ＳＫ１、ＳＫ２のみを代入すること、も可能である。

〈プロセッサ、プログラムの補足説明〉
上記した実施形態において、プロセッサとは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えば、ＣＰＵ： Central Processing Unit等）に加えて、専用のプロセッサ（例えば、ＧＰＵ： Graphics Processing Unit、ＡＳＩＣ： Application Specific Integrated Circuit、ＦＰＧＡ： Field Programmable Gate Array、プログラマブル論理デバイス等）を含む。

上記した実施形態において、プロセッサの動作は、１つのプロセッサによって実現されてもよく、また、複数のプロセッサの協働によって実現されてもよい。また、プロセッサの各動作の順序は、上記した実施形態における順序に限定されず、適宜変更してもよい。

上記した実施形態において、プログラムＰＲは、記憶媒体１４に予め記憶（インストール）されていることに代えて、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録されて提供されてもよく、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされてもよい。

ＥＳＳ 液滴接触角算出装置
１１ 入力部
１２ ＣＰＵ
１３ 出力部
１４ 記憶媒体
１５ メモリ
ＰＲ プログラム
ＥＱ 接触角算出式
２１ 計測部
２２ 算出部
２３ 制御部
２４ 記憶部

Claims (7)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   媒体の表面の形状的特性を示す第１の特性値を取得し、
   前記第１の特性値に基づき、媒体に対する液滴の接触角を算出する、
   情報処理装置。
2. 前記プロセッサは、
   前記第１の特性値として、前記媒体の表面に入射する光のうち、前記表面で反射しかつ拡散する光の量を示す拡散光量画像から得られる輝度統計値を用いて、前記媒体への液滴の接触角を算出する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記プロセッサは、
   前記拡散光量画像を構成する単位面積内の複数の画素の輝度に基づいて、前記媒体の表面における平滑度合いを表す最頻値の輝度を前記輝度統計値として算出する、
   請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記媒体の表面の物理的特性を示す第２の特性値を取得し、
   前記接触角の算出を、前記第１の特性値、及び、前記第２の特性値のうち、少なくとも一方に基づき行う、
   請求項１に記載の情報処理装置。
5. 前記プロセッサは、
   前記第２の特性値として、
   前記媒体の表面上の電気抵抗値を用いる、
   請求項４に記載の情報処理装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記第２の特性値として、
   前記媒体の表面が照射を受けた赤外線の量のうち吸収した赤外線の量を用いる、
   請求項４に記載の情報処理装置。
7. コンピュータに、
   媒体の表面の形状的特性を示す第１の特性値を取得し、
   前記第１の特性値に基づき、媒体に対する液滴の接触角を算出する、
   処理を実行させるための情報処理プログラム。

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