JP5721547B2 - Bubble volume measuring method and bubble volume measuring apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液体を収容している密閉容器中に存在する気泡の体積を計測する方法、および該気泡の体積を計測する装置に関する。 The present invention relates to a method for measuring the volume of bubbles existing in a sealed container containing a liquid, and an apparatus for measuring the volume of the bubbles.
インクといった液体を吐出して被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、液体を吐出する吐出ヘッドと、当該液体を収容する液体収容容器を備えており、液体収容容器から吐出ヘッドへ液体が供給される。 2. Related Art An ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by discharging a liquid such as ink is known. The ink jet recording apparatus includes a discharge head that discharges a liquid and a liquid storage container that stores the liquid, and the liquid is supplied from the liquid storage container to the discharge head.
液体収容容器はインクジェット記録装置に着脱可能に設けられており、液体収容容器を取り替えることによってインクジェット記録装置に液体を補給することができるようになっている。 The liquid container is detachably provided in the ink jet recording apparatus, and the ink can be replenished by replacing the liquid container.
インクジェット記録装置に搭載される液体収容容器について、図7,8を用いて説明する。図7(a)は、複数の液体収容容器1を有する吐出ヘッドカートリッジ2の斜視図である。吐出ヘッドカートリッジ2は、吐出ヘッド3と容器ホルダ4を備えている。図7(b)は、容器ホルダ4から液体収容容器1が取り外された状態を示す斜視図である。液体収容容器1を容器ホルダ4に装着することにより、液体収容容器1から吐出ヘッド3へ液体が供給される。
A liquid container mounted on the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 7A is a perspective view of an
図8は、図7に示す複数の液体収容容器1のうちの1つの液体収容容器1の断面図である。図8に示すように、液体収容容器1は、中空の略直方体のうちの一側面を除去して開放した形状を有する箱部材5と、箱部材5の開放されている側を閉塞する蓋部材6と、を備えている。箱部材5は、箱部材5内に設けられた隔壁7により液体収容室8および液体吸収体収容室9の2つの部屋に分けられている。
FIG. 8 is a cross-sectional view of one of the plurality of
隔壁7には液体収容室8と液体吸収体収容室9とを連通する連通口10が形成されており、液体収容室8内に収容されている液体が液体吸収体収容室9へ移動できるようになっている。
The partition wall 7 is formed with a
液体吸収体収容室9には、液体を吸収して保持する液体吸収体11が収容されている。液体収容室8から液体吸収体収容室9に移動した液体は液体吸収体11に保持される。
The liquid absorber storage chamber 9 stores a liquid absorber 11 that absorbs and holds the liquid. The liquid moved from the
液体吸収体収容室9の底面には、液体吸収体収容室9の内外を連通して吐出ヘッド3(図7)に液体を供給する液体供給口12が形成されており、液体供給口12の周囲に供給筒13が形成されている。液体吸収体11に保持されたインクは、供給筒13の内側に挿入されているジョイント部材14を介して液体供給口12から吐出ヘッド3へ供給される。
On the bottom surface of the liquid absorber housing chamber 9, a
さらに、蓋部材6の、液体吸収体収容室9を構成する領域には、液体吸収体収容室9を大気と連通する大気連通口15が形成されている。液体吸収体収容室9内が大気圧に保たれることにより、液体吸収体11から吐出ヘッド3(図7)へ安定して液体が供給される。
Further, an
液体収容容器1は、製造工程で液体注入口16と液体供給口12を利用して液体収容室8及び液体吸収体収容室9に液体が注入される。液体を注入した後、液体注入口16は弾性シール部材17で封止され、液体供給口12や大気連通口15は、不図示のシール部材によって封止される。液体収容容器1は、インクジェット記録装置に装着されて使用される際には、液体供給口12や大気連通口15を封止していたシール部材が剥離される。
In the
ところで、液体収容容器1の製造時、液体収容容器1に液体を注入する工程で、液体注入条件等によって、液体の注入時に気体を巻き込んでしまったり、液体収容室8内の空気を液体によって全量置換しきれずに空気が気泡として残存してしまう状態が発生し得る。当該気泡が所定の体積以上の大きさを有している場合、前述のシール部材をはがす際の周囲環境によって液体供給口12や大気連通口15から液体が漏出する懸念がある。例えば、密閉されている液体収容容器1内の圧力よりも低い圧力下でシール部材をはがす場合に液体の漏出が懸念される。液体収容室8内の気泡が膨張するからである。
By the way, in the process of injecting the liquid into the
そこで、密閉された液体収容室8内の気泡の体積を目視により計測し、所定の体積を超えていないかどうかの検査が行われている。気泡の体積を計測する方法として、複数の方向から気泡を撮影された画像を画像処理手段で合成して気泡の形状を特定し、特定された形状から積分計算によって気泡の体積を計測する方法が提案されている。また、特許文献1には、気泡の形状を理想的な球とみなして気泡の体積を計測する方法および装置が開示されている。
Therefore, the volume of bubbles in the sealed
特許文献1で開示されている気泡体積計測装置は、撮影手段を用いて気泡を一方向から撮影し、画像処理手段を用いて2次元形状として撮影された気泡の直径を計測して気泡の体積を算出する。この方法におれば、複数の方向から撮影した気泡の画像を合成する複雑な画像処理を必要としないため、より短い時間で気泡の体積を計測することができる。
The bubble volume measuring device disclosed in
しかしながら、特許文献1で開示されている気泡体積計測方法では、気泡の形状を理想的な球形状とみなしている。そのため、気泡の実際の形状が楕円体といった形状を有している場合、当該方法では正確に気泡の体積を計測することができない。特に、インクといった粘性の低い液体中の気泡は、液体収容室8内の上方に移動して液体収容室8を構成する壁面に接触しているため、気泡は理想的な球形状に近い形状を有していない。したがって、気泡の形状を理想的な球形状とみなして計測した気泡の体積と、実際の気泡の体積とは大きく異なってしまう。
However, in the bubble volume measuring method disclosed in
そこで、本発明の目的は、液体収容室を構成する壁面に接触している気泡の体積を、複雑な画像処理を必要とすることなく、より正確に計測することができる方法および該気泡の体積を計測する装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of more accurately measuring the volume of bubbles in contact with the wall surface constituting the liquid storage chamber without requiring complicated image processing, and the volume of the bubbles. It is in providing the apparatus which measures.
上記目的を達成するために、本発明は、液体収容室を構成する壁面のうちの少なくとも一部が平面形状を有する液体収容容器中の気泡の体積を計測する方法に係る。この態様において、気泡体積計測方法は、平面形状を有する壁面を鉛直方向下方へ向けかつ水平にして液体収容容器を保持する保持ステップと、保持ステップにおいて保持されている液体収容容器の内部の、平面形状を有する壁面に接触している気泡を一つの水平方向から撮影する水平方向撮影ステップと、水平方向撮影ステップにおいて水平方向を横軸方向とし鉛直方向を縦軸方向として撮影された画像における気泡の輪郭上の、横軸方向に最も離れている第一および第二の点を見つけ、該輪郭上の、縦軸方向の最も下方に位置する第三の点を見つけ、並びに該輪郭上の、平面形状を有する壁面に対応する部分に接触している接触部分を見つける画像処理ステップと、画像処理ステップにおいて見つけられた第一、第二および第三の点並びに接触部分を用いて、気泡の形状を、第一および第二の点を結ぶ第一の線分を長軸、該第一の線分に対して第三の点とは線対称の位置にある仮想点と、該第三の点とを結ぶ第二の線分を短軸とする仮想の楕円形状を該第二の線分のまわりに1回転させて形成される仮想の回転楕円体形状から接触部分より鉛直方向上側の部分が取り除かれた形状とみなして、気泡の体積を算出する体積算出ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for measuring the volume of bubbles in a liquid storage container in which at least a part of wall surfaces constituting the liquid storage chamber has a planar shape. In this aspect, the bubble volume measuring method includes a holding step for holding a liquid storage container with a wall surface having a planar shape directed vertically downward and horizontal, and a flat surface inside the liquid storage container held in the holding step. A horizontal shooting step of shooting bubbles in contact with a wall having a shape from one horizontal direction, and in the horizontal shooting step, the bubbles in the image shot with the horizontal direction as the horizontal axis direction and the vertical direction as the vertical axis direction Find the first and second points on the contour that are farthest in the horizontal axis direction, find the third point on the contour that is located at the lowest position in the vertical axis direction, and the plane on the contour An image processing step for finding a contact portion that is in contact with a portion corresponding to a wall surface having a shape, and a first, second, and third point arrangement found in the image processing step Using the contact portion, the shape of the bubble is in the position where the first line segment connecting the first and second points is the long axis, and the third point is axisymmetric with respect to the first line segment. From a virtual spheroid shape formed by rotating a virtual ellipse shape with the second line segment connecting the virtual point and the third point as a short axis around the second line segment A volume calculation step of calculating the volume of the bubble by regarding the shape as a shape in which the portion above the contact portion in the vertical direction is removed.
また、本発明は、液体収容室を構成する壁面のうちの少なくとも一部が平面形状を有する液体収容容器の内部の気泡の体積を計測する気泡体積計測装置に係る。この態様において、気泡体積計測装置は、平面形状を有する壁面を鉛直方向下方に向けかつ水平にして液体収容容器を保持する保持手段と、保持手段により保持された液体収容容器の位置から一つの水平方向の位置に設けられ、平面形状を有する壁面に接触している気泡を撮影する水平方向撮影手段と、水平方向撮影手段により水平方向を横軸方向とし鉛直方向を縦軸方向として撮影された画像を処理する画像処理手段であって、該画像における気泡の輪郭上の、横軸方向に最も離れている第一および第二の点、該輪郭上の、縦軸方向の最も下方に位置する第三の点、並びに輪郭上の、平面形状を有する壁面に対応する部分に接触している接触部分を見つける画像処理手段と、画像処理手段により見つけられた第一、第二および第三の点並びに接触部分から、気泡の形状を、第一および第二の点を結ぶ第一の線分を長軸、該第一の線分に対して第三の点とは線対称の位置にある仮想点と、該第三の点とを結ぶ第二の線分を短軸とする仮想の楕円形状を該第二の線分のまわりに1回転させて形成される仮想の回転楕円体形状から接触部分より鉛直方向上側の部分が取り除かれた形状とみなして、気泡の体積を算出する算出手段と、を備える。 The present invention also relates to a bubble volume measuring device that measures the volume of bubbles inside a liquid storage container in which at least a part of wall surfaces constituting the liquid storage chamber has a planar shape. In this aspect, the bubble volume measuring apparatus has a holding means for holding the liquid storage container with the wall surface having a planar shape directed downward in the vertical direction and horizontal, and one horizontal position from the position of the liquid storage container held by the holding means. The horizontal direction photographing means for photographing bubbles that are provided at the position in the direction and in contact with the wall having a planar shape, and the image photographed by the horizontal direction photographing means with the horizontal direction as the horizontal axis direction and the vertical direction as the vertical axis direction Image processing means for processing the first and second points farthest in the horizontal axis direction on the outline of the bubble in the image, and the first point located on the lowermost side in the vertical axis direction on the outline An image processing means for finding a contact portion that is in contact with a portion corresponding to a wall surface having a planar shape on the three points, and the first, second and third point arrangements found by the image processing means From the contact portion, the shape of the bubble, the first line segment connecting the first and second points is the long axis, and the virtual point is in a position symmetrical with the third point with respect to the first line segment And a virtual ellipsoidal shape having a second line segment connecting the third point as a minor axis and rotating the virtual ellipsoidal shape around the second line segment one time around the second ellipsoidal shape. A calculation means for calculating the volume of the bubble, assuming that the upper part in the vertical direction is removed.
本発明の気泡体積計測方法および気泡体積計測装置によれば、液体収容室を構成する壁面に接触している気泡の体積を、複雑な画像処理を必要とすることなく、より正確に計測することができる。 According to the bubble volume measuring method and the bubble volume measuring device of the present invention, it is possible to more accurately measure the volume of bubbles in contact with the wall surface constituting the liquid storage chamber without requiring complicated image processing. Can do.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る気泡の体積の計測の原理について、図1,2を用いて説明する。図1は、本実施例の計測対象となる液体収容容器の概略断面図である。 The principle of bubble volume measurement according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid container that is a measurement target of this embodiment.
図1に示すように、液体収容容器1は、中空の箱部材5と、蓋部材6と、箱部材5内に設けられ、箱部材5内の空間を液体吸収体収容室9および液体収容室8の2つの部屋に分ける隔壁7と、を備えている。蓋部材6の、液体収容室8を構成する面(以下、蓋部材内側面6aという)は、平面形状を有している。
As shown in FIG. 1, the
なお、収容される液体がインクである場合には、液体収容容器1、液体吸収体収容室9、液体収容室8は、それぞれインクタンク、インク吸収体収容室、インク収容室とも呼ばれる。
When the liquid to be stored is ink, the
隔壁7には連通口10が形成されており、液体収容室8内に収容されている液体が液体吸収体収容室9へ移動できるようになっている。液体吸収体収容室9には、液体吸収体11が収容されており、液体収容室8から液体吸収体収容室9に移動した液体は液体吸収体11に保持される。
A
液体吸収体収容室9の底面には液体供給口12が形成されている。液体供給口12は、吐出ヘッド(不図示)といった部品に液体を供給することが出来るようになっている。
A
蓋部材6の、液体吸収体収容室9を構成する領域には、大気連通口15が形成されている。液体の液体収容室8への注入が完了したところで液体供給口12や大気連通口15はシール部材(不図示)により封止される。すなわち、液体収容容器1が密閉され、液体収容容器1からの液体の漏出を防止することができる。
An
液体収容室8に液体を注入する際に、液体とともに気体が液体収容室8に流入することがある。図1は、液体収容室8に液体とともに気体が流入して、液体収容容器1の内部に気泡18が形成されている状態を示している。
When the liquid is injected into the
図2(a)および(b)は、液体収容室8に存在する気泡18を鉛直方向上方および水平方向から観察したときの概略図である。図1および図2は、蓋部材6を上側に位置するように液体収容容器1を配置し、蓋部材内側面6aが、鉛直方向下方を向きかつ水平になるように液体収容容器1を保持した状態の図である。
2A and 2B are schematic views when the
気泡18は液体収容室8の鉛直方向上方に移動して蓋部材内側面6aと接触している。図2(a)に示すように、鉛直方向上方から観察された2次元形状は、気泡18はほぼ真円形状を有している。
The
また、図2(b)に示すように、水平方向から観察された気泡18の2次元形状は、水平方向に長軸を有する仮想の楕円形状から、当該長軸よりも鉛直方向上側を通る水平面より上側の部分が取り除かれた形状を有している。当該水平面は、蓋部材内側面6aと一致している。
Further, as shown in FIG. 2B, the two-dimensional shape of the
すなわち、気泡18の3次元形状は、仮想の楕円形状を短軸のまわりに1回転させたときに形成される仮想の回転楕円体形状から、前述の水平面より鉛直方向上側の部分が取り除かれた形状とみなす(一部欠けた楕円と近似するともいう)ことができる。このような形状を有する気泡18の体積の算出方法について説明する。
That is, the three-dimensional shape of the
前述の仮想の楕円形状の長軸と短軸との交点を原点O、長軸方向をx軸、短軸方向をy軸とした2次元直交座標系における楕円の方程式は、長軸の長さを2a、短軸の長さを2bとすると、次のように表される。 The ellipse equation in the two-dimensional orthogonal coordinate system in which the intersection point between the major axis and the minor axis of the virtual ellipse is the origin O, the major axis direction is the x axis, and the minor axis direction is the y axis is the length of the major axis. Is 2a and the length of the short axis is 2b, it is expressed as follows.
次に、2次元直交座標系における楕円上のある点(t1,t2)を通る面であって、y軸と垂直に交わる面で切断された回転楕円体の断面の面積Sを求める。当該断面の形状は真円形状を有しているため、当該断面の半径を求めることで面積Sを算出することができる。当該断面の半径は|t1|であり、また|t1|は数1から次のように表される。 Next, the area S of the cross section of the spheroid cut by a plane passing through a certain point (t 1 , t 2 ) on the ellipse in the two-dimensional orthogonal coordinate system and perpendicular to the y-axis is obtained. Since the shape of the cross section is a perfect circle, the area S can be calculated by obtaining the radius of the cross section. The radius of the cross section is | t 1 |, and | t 1 | is expressed by the following equation ( 1 ).
面積Sは、数2から次のように表される。
The area S is expressed as follows from
最後に、2次元直交座標系の原点Oから蓋部材内側面6aまでの距離をhとすると、気泡18の体積(以下、気泡体積Vという)は、数3を−bからhまでの範囲で積分することによって得られる。すなわち、気泡体積Vは次のように表される。
Finally, assuming that the distance from the origin O of the two-dimensional orthogonal coordinate system to the
このように、気泡18の形状を水平方向から観察し、気泡18におけるa,b,hの値、すなわち仮想の楕円形状の長軸、短軸の長さおよび当該長軸から蓋部材内側面6aまでの距離を計測することによって気泡体積Vを算出することができる。
In this way, the shape of the
以下、本発明に係る気泡体積計測方法および気泡体積計測装置について詳述する。 Hereinafter, the bubble volume measuring method and the bubble volume measuring device according to the present invention will be described in detail.
(実施例1)
本発明の第一の実施例に係る気泡体積計測方法および気泡体積計測装置について、図1,2を用いて説明する。
Example 1
A bubble volume measuring method and a bubble volume measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、インクといった液体が注入され、密閉された液体収容容器1を用意する。次に、気泡体積計測装置に設けられた、液体収容容器1を保持する保持手段を用いて、蓋部材6を上側に位置するように液体収容容器1を配置し、蓋部材内側面6aを鉛直方向下方に向けかつ水平にして液体収容容器1を保持する。
First, a
続いて、気泡体積計測装置に設けられた水平方向撮影手段を用いて、気泡18を一つの水平方向から撮影する。一つの方向から撮像された画像は、2次元画像である。
Then, the
水平方向撮影手段として、X線を利用したコンピュータ断層撮影機器(以下、X線CT機器という)を用いることができる。X線CT機器を用いた場合には、箱部材5が不透明な素材からなっていても気泡18を撮影することが可能になる。
A computer tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus) using X-rays can be used as the horizontal imaging means. When the X-ray CT apparatus is used, the
箱部材5が透明な素材からなり、可視光線が箱部材5を透過可能な場合には光学式カメラを使用することができる。光学式カメラを使用することにより、X線CT機器を使用する上で必要な安全対策やX線CT機器のためのスペースが不要になる。また、光学カメラは一般的にX線CT機器に比べて安価であり、気泡体積計測装置の低廉化を実現することができる。
When the
気泡18を撮影したところで、気泡体積計測装置に設けられた画像処理手段を用いて撮影された画像の画像処理を行う。
When the
具体的には、水平方向撮影手段を用いて水平方向を横軸方向とし鉛直方向を縦軸方向として撮影された画像における気泡18の輪郭上の、横軸方向に互いに最も離れている第一および第二の点P1,P2を見つける。第一および第二の点P1,P2を結ぶ第一の線分が仮想楕円形状の長軸に相当し、第一の線分の長さを半分にすることで数4中のaの値を得ることができる。
Specifically, the first and second most distant from each other in the abscissa direction on the outline of the
また、水平方向撮影手段を用いて撮影された画像における気泡18の輪郭上の、縦軸方向の最も下方に位置する第三の点P3を見つける。第一の線分に対して第三の点P3とは線対称の位置にある仮想点P4と、第三の点P3とを結ぶ第二の線分が仮想楕円形状の短軸に相当し、第二の線分の長さを半分にすることで数4中のbの値を得ることができる。
Further, the third point P3 located at the lowest position in the vertical axis direction on the outline of the
さらに、水平方向撮影手段を用いて撮影された画像における気泡18の輪郭上の、蓋部材内側面6aに対応する部分に接触している接触部分の位置を取得する。第一の線分と当該接触部分との距離が仮想楕円形状の、長軸から蓋部材内側面6aまでの距離に相当し、数4中のhの値を得ることができる。
Further, the position of the contact portion that is in contact with the portion corresponding to the
最後に、画像処理を行うことで得られたa,b,hの値を数4に代入し、体積算出手段を用いて気泡体積Vを算出する。 Finally, the values of a, b, and h obtained by performing image processing are substituted into Equation 4, and the bubble volume V is calculated using volume calculation means.
図3は、本実施形態に係る気泡体積計測方法により求めた気泡体積Vと、引用文献1に開示されている気泡体積計測方法により求めた気泡体積Vと、を比較したグラフである。
FIG. 3 is a graph comparing the bubble volume V obtained by the bubble volume measurement method according to the present embodiment and the bubble volume V obtained by the bubble volume measurement method disclosed in Cited
図3において、横軸は、気泡18を水平方向に平行な面で切断した際に最も大きい面積を有する断面、すなわち気泡18を仮想楕円形状の長軸を通る水平面で切断したときの断面積(以下、気泡最大断面積S1という)を示している。また、縦軸は、それぞれの方法によって計測した気泡体積Vを示している。ひし形で示されているプロットが本実施例により求められた気泡体積V1を示している。正方形、三角形で示されているプロットが、引用文献1で開示されている、気泡18の形状を理想的な球または半球とみなして求められた気泡体積V2,V3を示している。
In FIG. 3, the horizontal axis indicates a cross section having the largest area when the
図3に示すように、気泡最大断面積S1が133mm2の場合、本実施例に係る方法により求められた気泡体積V1は370mm3であり、引用文献1に開示されている方法により求められた気泡体積V2,V3はそれぞれ1150mm3,575mm3である。このように、気泡最大断面積S1が大きくなるにつれて、それぞれの方法により求めた気泡体積V1,V2,V3の値に差があることが確認された。
As shown in FIG. 3, when the bubble maximum cross-sectional area S 1 is 133 mm 2 , the bubble volume V 1 obtained by the method according to the present example is 370 mm 3, which is obtained by the method disclosed in the cited
図3に示すグラフを得るために用いた液体収容容器1や液体では、気泡体積Vが370mm3以下であれば、液体収容容器1のシール部材がはがされても液体収容容器1から液体が漏出しないことが確認されている。すなわち、気泡体積Vの370mm3を閾値として、液体収容容器1の良否判断をすることができる。
In the
本実施形態に係る方法により求められた気泡体積V1が370mm3になるのは、気泡最大断面積S1が約133mm2であるのに対し、気泡体積V2,V3が370mm3になるのは気泡最大断面積S1が約60mm2,約90mm2である。すなわち、従来の方法で求めた気泡18の体積で液体収容容器1の良否判断が行われていた場合には、実際には問題のない範囲の気泡体積Vであっても不良と判断されていた。本実施形態に係る方法で気泡18の体積を計測することにより、より正確に気泡体積Vを測ることができ、液体収容容器1の良否をより適切に判断することができる。
The reason why the bubble volume V 1 obtained by the method according to the present embodiment is 370 mm 3 is that the bubble maximum cross-sectional area S 1 is about 133 mm 2 , whereas the bubble volumes V 2 and V 3 are 370 mm 3 . The bubble has a maximum cross-sectional area S 1 of about 60 mm 2 and about 90 mm 2 . That is, when the quality of the
なお、本実施形態では、蓋部材6を上側にしたが、液体収容室8を構成する他の壁面の一部が平面形状を有している場合には、平面形状を有する壁面が、鉛直方向下方を向きかつかつ水平になるように液体収容容器1を保持してもよい。
In the present embodiment, the lid member 6 is on the upper side. However, when some of the other wall surfaces constituting the
(実施例2)
次に、本発明の第二の実施例について、図3ないし図5を用いて説明する。図4は本実施例に係る気泡体積計測装置を示す模式図である。図5は、本実施例に係る気泡体積計測方法のフローを示すフローチャート図である。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic diagram showing the bubble volume measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the bubble volume measuring method according to the present embodiment.
図3に示すように、実施例1に係る方法により求められた気泡体積V1と、気泡最大断面積S1との間には相関関係がある。液体収容容器1の形状や液体の粘度などが同じ場合には、当該相関関係が維持される。
As shown in FIG. 3, there is a correlation between the bubble volume V 1 obtained by the method according to Example 1 and the bubble maximum cross-sectional area S 1 . When the shape of the
本実施例は、この相関関係を利用して気泡体積Vを算出するものである。実施例1に係る方法で大きさの異なる気泡体積Vを複数計測し、気泡体積Vと気泡最大断面積S1との間の相関関係を導出する。当該相関関係を用いることによってより簡易な処理で気泡体積Vを得ることができる。 In this embodiment, the bubble volume V is calculated using this correlation. A plurality of bubble volumes V having different sizes are measured by the method according to the first embodiment, and a correlation between the bubble volume V and the bubble maximum cross-sectional area S 1 is derived. By using the correlation, the bubble volume V can be obtained by simpler processing.
すなわち、実施例1では気泡のa,b,hを画像処理により計測して気泡体積Vを算出しなければならない。本実施例では、気泡のaを計測して気泡最大断面積S1を算出し、算出された気泡最大断面積S1をもとに気泡の体積Vを算出する。画像処理により測定する値が1つしかないため、より短い時間で気泡体積Vを計測することができる。 That is, in Example 1, the bubble volume V must be calculated by measuring bubbles a, b, and h by image processing. In this embodiment, to calculate the bubble maximum cross-sectional area S 1 to measure the a bubble, to calculate the volume V of the bubble the calculated bubble maximum cross-sectional area S 1 based on. Since there is only one value to be measured by image processing, the bubble volume V can be measured in a shorter time.
図4に示すように、気泡体積計測装置は、気泡18を撮影する鉛直方向撮影手段19と、鉛直方向撮影手段19により撮影された画像の面積(2次元画像上の気泡面積ともいう)を計測する面積計測手段20と、を備えている。鉛直方向撮影手段19は、液体収容室8の鉛直方向上方に位置しており、鉛直方向下方に向かって気泡18を撮影することができる。
As shown in FIG. 4, the bubble volume measuring device measures a vertical direction photographing means 19 for photographing the
面積計測手段20は、鉛直方向撮影手段19により撮影された2次元形状の気泡18の面積を計測することができるようになっている。また、面積計測手段20は、図3に示す、気泡最大断面積S1と気泡体積V1との間の相関関係を記憶しており、気泡最大断面積S1の値に基づいて気泡体積Vを算出する。
The
液体収容容器1の蓋部材6が透明な材料からなり、鉛直方向撮影手段19が光学式カメラからなる場合には、気泡体積計測装置に照明装置21を設けてもよい。照明装置21により気泡18へ光を照射することにより、鉛直方向撮影手段19が気泡18の輪郭をより鮮明に撮影できるようになる。
When the lid member 6 of the
照明装置21の照射方向は、明度不足かつハレーションを起こさずに気泡18の輪郭を検出できるように設定されていることが望ましい。本実施例では、照明装置21は、上部斜め方向から光を照射できるように配置されている。また、液体収容室8の表面の乱反射対策として、鉛直方向撮影手段19の撮影側面および照明装置21の照射側面に偏向板を使用することが好ましい。
The irradiation direction of the illuminating device 21 is desirably set so that the outline of the
本実施例に係る気泡体積計測方法のフローについて説明する。 A flow of the bubble volume measuring method according to the present embodiment will be described.
あらかじめ、実施例1に係る方法により導出した、気泡最大断面積S1と気泡体積V1との関係を面積計測手段20に含まれる記憶手段に記憶させておく。図5に示すように、液体収容室8を形成する壁面のうちの、平面形状を有する壁面が水平になるように液体収容容器1を保持する(S501)。次に、鉛直方向撮影手段19を用いて気泡18を撮影する(S502)。鉛直方向撮影手段19により撮影される気泡18の輪郭は、長軸を通る水平面で気泡18を切断した断面の輪郭と同じになる。
The relationship between the bubble maximum cross-sectional area S 1 and the bubble volume V 1 derived by the method according to the first embodiment is stored in advance in a storage unit included in the
次に、面積計測手段20を用いて気泡18の輪郭の検出を行い、気泡最大断面積S1の計測を行う(S503)。気泡18の輪郭は、液体と気泡との間の明度、彩度、色相等の違いから検出することができる。
Next, the detection of the contour of the
気泡最大断面積S1を計測したところで、予め記憶手段に記憶された気泡最大断面積S1と気泡体積V1との関係を用いて、計測した気泡最大断面積S1に対応する気泡18の体積Vの値を選択する(S504)。以上により、気泡体積Vが得られる。
When the bubble maximum cross-sectional area S 1 is measured, the relationship between the bubble maximum cross-sectional area S 1 and the bubble volume V 1 stored in advance in the storage means is used to determine the
S504によって得られた気泡体積Vと所定の閾値と比較するステップ(S505)を設けることによって、液体収容容器1が良品であるか否かを判断することができる。得られた気泡体積Vが所定の閾値以下であれば液体収容容器1を良品と判断し(S506)、所定の閾値よりも大きければ液体収容容器1を不良品と判断する(S507)。図3に示すグラフを得る際に用いた液体収容容器1や液体では、気泡体積Vが370mm3以下であれば良品であることが予め把握されているため、所定の閾値を370mm3とすればよい。
By providing the step (S505) of comparing the bubble volume V obtained in S504 with a predetermined threshold value, it can be determined whether or not the
以上述べてきたように、撮影される画像が気泡最大断面の形状と同じになるように気泡18を撮影し、気泡最大断面積S1から気泡体積Vが得られる。気泡最大断面積S1を計測する際には、一方向から撮影した画像の画像処理をすればよい。そのため、複雑な画像処理を必要とすることがなく、より短い時間で気泡体積Vを計測することができる。また、気泡最大断面積S1と気泡体積Vとの関係は、実施例1に係る方法により高い精度で導出されているため、より正確に気泡体積Vを得ることができる。
As described above, the
(実施例3)
次に、第3の実施例について説明する。本実施例では、気泡18の、蓋部材内側面6aに接触して平坦化されている面の面積(以下、気泡平坦部面積S2という)と、実施例1に係る方法により導出された気泡体積Vとの相関関係を利用して気泡体積Vを計測する例である。
(Example 3)
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, the
本実施例は、液体収容室8内の液体の光の透過率の影響により、気泡最大断面積S1を計測することが困難な場合に有利である。
This embodiment is advantageous when it is difficult to measure the bubble maximum cross-sectional area S 1 due to the influence of the light transmittance of the liquid in the
予め、実施例1に係る方法により、大きさの異なる気泡体積Vを複数計測し、気泡体積Vと気泡平坦部面積S2との間の相関関係を導出する。気泡平坦部面積S2を求めるには、実施例1において水平方向から撮影した気泡18(図2(b))の、蓋部材内側面6bと接触している部分の長さを測定する。気泡平坦部面積S2は、当該長さを直径とする円の面積として計測することができる。 A plurality of bubble volumes V having different sizes are measured in advance by the method according to the first embodiment, and a correlation between the bubble volume V and the bubble flat portion area S 2 is derived. In order to obtain the bubble flat part area S 2 , the length of the part of the bubble 18 (FIG. 2B) photographed from the horizontal direction in Example 1 in contact with the lid member inner side surface 6b is measured. The bubble flat part area S 2 can be measured as an area of a circle having the length as a diameter.
図6は、このようにして導出された、気泡平坦部面積S2と気泡体積Vとの間の関係を示すグラフである。図6に示すグラフから、気泡平坦部面積S2と気泡体積Vとの間に相関関係があることが確認される。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the bubble flat part area S 2 and the bubble volume V derived in this manner. From the graph shown in FIG. 6, it is confirmed that there is a correlation between the bubble flat part area S 2 and the bubble volume V.
なお、本実施例は、面積計測手段20に予め記憶させる相関関係や、気泡平坦部面積S2を計測するステップが実施例2と異なっており、その他の構成はほぼ同じであるため、その違いだけを説明する。 In this embodiment, the correlation stored in advance in the area measuring means 20 and the step of measuring the bubble flat portion area S 2 are different from those in the second embodiment, and the other configurations are substantially the same. Just explain.
図6に示す気泡平坦部面積S2と気泡体積Vとの間の相関関係を面積計測手段20に記憶させておく。液体収容室8を形成する壁面のうちの、平面形状を有する壁面が水平になるように液体収容容器1を保持し、鉛直方向撮影手段19を用いて気泡18を撮影する。
The correlation between the bubble flat part area S 2 and the bubble volume V shown in FIG. 6 is stored in the area measuring means 20. The
次に、面積計測手段20を用いて気泡18の輪郭の検出を行い、気泡平坦部面積S2の計測を行う。気泡18の、蓋部材内側面6と接触手いる部分の輪郭は、液体と気泡との間の明度、彩度、色相等の閾値を実施例2とは異なる値に設定することにより検出することができる。
Next, the detection of the contour of the
気泡平坦部面積S2を計測したところで、予め面積計測手段20に記憶された気泡平坦部面積S2と気泡体積Vとの関係を用いて、計測した気泡平坦部面積S2に対応する気泡体積Vを算出する。 When the bubble flat part area S 2 is measured, the bubble volume corresponding to the measured bubble flat part area S 2 using the relationship between the bubble flat part area S 2 and the bubble volume V stored in advance in the area measuring means 20. V is calculated.
以上述べてきたように、気泡最大断面積S1を計測するのが難しい場合においても、本実施例の方法を用いることにより、より短い時間で気泡体積Vを計測することができる。また、気泡最大断面積S1と気泡体積Vとの関係は、実施例1に係る方法により高い精度で導出されているため、より正確に気泡体積Vを計測することができる。 As has been described above, when it is difficult to measure the bubble maximum cross-sectional area S 1 also, by using the method of the present embodiment, it is possible to measure the bubble volume V in a shorter time. Further, since the relationship between the bubble maximum cross-sectional area S 1 and the bubble volume V is derived with high accuracy by the method according to the first embodiment, the bubble volume V can be measured more accurately.
1 液体収容容器
6 蓋部材
6a 蓋部材内側面
8 液体収容室
18 気泡
19 鉛直方向撮影手段
20 面積計測手段
P1 第一の点
P2 第二の点
P3 第三の点
P4 仮想点
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記平面形状を有する壁面を鉛直方向下方へ向けかつ水平にして前記液体収容容器を保持する保持ステップと、
前記保持ステップにおいて保持されている前記液体収容容器の内部の、前記平面形状を有する壁面に接触している前記気泡を一つの水平方向から撮影する水平方向撮影ステップと、
前記水平方向撮影ステップにおいて水平方向を横軸方向とし鉛直方向を縦軸方向として撮影された画像における前記気泡の輪郭上の、前記横軸方向に最も離れている第一および第二の点を見つけ、該輪郭上の、前記縦軸方向の最も下方に位置する第三の点を見つけ、並びに該輪郭上の、前記平面形状を有する壁面に対応する部分に接触している接触部分を見つける画像処理ステップと、
前記画像処理ステップにおいて見つけられた前記第一、第二および第三の点並びに前記接触部分を用いて、前記気泡の形状を、前記第一および第二の点を結ぶ第一の線分を長軸、該第一の線分に対して前記第三の点とは線対称の位置にある仮想点と、該第三の点とを結ぶ第二の線分を短軸とする仮想の楕円形状を該第二の線分のまわりに1回転させて形成される仮想の回転楕円体形状から前記接触部分より鉛直方向上側の部分が取り除かれた形状とみなして、前記気泡の体積を算出する体積算出ステップと、を含む、気泡体積計測方法。 A method for measuring the volume of bubbles inside a liquid storage container in which at least a part of the wall surface constituting the liquid storage chamber has a planar shape,
A holding step for holding the liquid container in such a manner that the wall surface having the planar shape is directed vertically downward and horizontal;
A horizontal shooting step of shooting the bubbles in contact with the wall surface having the planar shape inside the liquid container held in the holding step from one horizontal direction;
In the horizontal photographing step, find first and second points that are farthest in the horizontal axis direction on the outline of the bubble in an image shot with the horizontal direction as the horizontal axis direction and the vertical direction as the vertical axis direction. Image processing for finding a third point located on the contour at the lowest position in the longitudinal axis direction, and finding a contact portion on the contour corresponding to a portion corresponding to the wall surface having the planar shape Steps,
Using the first, second and third points found in the image processing step and the contact portion, the shape of the bubble is elongated and the first line segment connecting the first and second points is long. An imaginary ellipse having a short axis in the second line segment connecting the third point with an imaginary point that is axially symmetric with respect to the third point with respect to the first line segment A volume for calculating the volume of the bubbles, assuming that the portion above the contact portion is removed from the virtual spheroid shape formed by rotating the second rotation around the second line segment. A bubble volume measuring method including a calculation step.
(数1)
と表された式から算出する、請求項1に記載の気泡体積計測方法。 In the volume calculation step, the length of half of the first line segment is a, the length of half of the second line segment is b, and the distance between the first line segment and the contact portion is h. When the volume V of the bubble is
(Equation 1)
The bubble volume measuring method according to claim 1, wherein the bubble volume is calculated from an expression expressed as:
前記水平方向撮影ステップにおいて、光学式カメラを用いて前記透明な部材の位置から前記気泡へ向かって前記気泡を撮影する、気泡体積計測方法。 The volume of bubbles inside the liquid container, wherein at least a part of the wall in the horizontal direction from the position of the bubbles of the liquid container held by the holding step is formed of a transparent member. The bubble volume measuring method according to claim 1 or 2, wherein
A bubble volume measuring method in which, in the horizontal photographing step, the bubbles are photographed from the position of the transparent member toward the bubbles using an optical camera.
予め、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の気泡体積計測方法により大きさの異なる複数の気泡の体積および該気泡の水平方向に平行な所定の断面における面積を計測して該気泡の体積と該面積との関係を導出し、該関係を記憶手段に記憶するステップと、
前記平面形状を有する壁面を鉛直方向下方へ向けかつ水平にして前記液体収容容器を保持するステップと、
前記平面形状を有する壁面に接触している前記気泡を鉛直方向上方から撮影する鉛直方向撮影ステップと、
前記鉛直方向撮影ステップにおいて撮影された前記気泡の画像から前記所定の断面における面積を計測する面積計測ステップと、
前記予め記憶手段に記憶された前記関係を用いて、前記面積計測ステップにおいて計測された前記所定の断面における面積の値に応じた前記気泡の体積の値を選択するステップと、を含む、気泡体積計測方法。 A method for measuring the volume of bubbles inside a liquid storage container in which at least a part of the wall surface constituting the liquid storage chamber has a planar shape,
The volume of a plurality of bubbles having different sizes and the area of a predetermined cross section parallel to the horizontal direction of the bubbles are measured in advance by the bubble volume measuring method according to any one of claims 1 to 4. Deriving a relationship between the volume and the area and storing the relationship in a storage means;
Holding the liquid container in such a manner that the wall surface having the planar shape is directed vertically downward and horizontal; and
A vertical shooting step of shooting the bubble in contact with the wall surface having the planar shape from above in the vertical direction;
An area measuring step for measuring an area in the predetermined cross section from the image of the bubbles taken in the vertical direction photographing step;
Selecting the value of the volume of the bubble according to the value of the area in the predetermined cross section measured in the area measuring step using the relationship stored in the storage means in advance. Measurement method.
前記平面形状を有する壁面を鉛直方向下方に向けかつ水平にして前記液体収容容器を保持する保持手段と、
前記保持手段により保持された前記液体収容容器の位置から一つの水平方向の位置に設けられ、前記平面形状を有する壁面に接触している前記気泡を撮影する水平方向撮影手段と、
前記水平方向撮影手段により水平方向を横軸方向とし鉛直方向を縦軸方向として撮影された画像を処理する画像処理手段であって、該画像における前記気泡の輪郭上の、前記横軸方向に最も離れている第一および第二の点、該輪郭上の、前記縦軸方向の最も下方に位置する第三の点、並びに前記輪郭上の、前記平面形状を有する壁面に対応する部分に接触している接触部分を見つける画像処理手段と、
前記画像処理手段により見つけられた前記第一、第二および第三の点並びに前記接触部分から、前記気泡の形状を、前記第一および第二の点を結ぶ第一の線分を長軸、該第一の線分に対して前記第三の点とは線対称の位置にある仮想点と、該第三の点とを結ぶ第二の線分を短軸とする仮想の楕円形状を該第二の線分のまわりに1回転させて形成される仮想の回転楕円体形状から前記接触部分より鉛直方向上側の部分が取り除かれた形状とみなして、前記気泡の体積を算出する算出手段と、を備えた、気泡体積計測装置。 A bubble volume measuring device that measures the volume of bubbles inside a liquid storage container in which at least a part of the wall surface constituting the liquid storage chamber has a planar shape,
Holding means for holding the liquid container with the wall surface having the planar shape directed vertically downward and horizontal;
A horizontal photographing means for photographing the bubbles that are provided at one horizontal position from the position of the liquid container held by the holding means and are in contact with the wall surface having the planar shape;
Image processing means for processing an image photographed by the horizontal direction photographing means with the horizontal direction as the horizontal axis direction and the vertical direction as the vertical axis direction, the image processing means being the most in the horizontal axis direction on the outline of the bubble in the image The first and second points that are separated from each other, the third point that is located at the lowest position in the longitudinal direction on the contour, and the portion on the contour that corresponds to the wall having the planar shape. An image processing means for finding a contact portion,
From the first, second and third points found by the image processing means and the contact portion, the shape of the bubble, the first line segment connecting the first and second points as the major axis, A virtual elliptical shape having a short axis as a second line segment connecting a virtual point that is line-symmetric with the third point and the third point with respect to the first line segment. A calculation means for calculating the volume of the bubbles, assuming that a virtual spheroid shape formed by one rotation around the second line segment is a shape obtained by removing a portion above the contact portion in the vertical direction. A bubble volume measuring device.
前記撮影手段が光学式カメラである、気泡体積計測装置。 The volume of bubbles inside the liquid container, wherein at least a part of the wall in the horizontal direction from the position of the bubbles of the liquid container held by the holding means is formed of a transparent member. The bubble volume measuring device according to claim 8, wherein
A bubble volume measuring device, wherein the photographing means is an optical camera.
請求項8ないし10のいずれか1項に記載の気泡体積計測装置により計測された前記気泡の体積と、該気泡の水平方向に平行な所定の断面の面積との関係を記憶する記憶手段と、
前記平面形状を有する壁面を鉛直方向下方に向けかつ水平にして前記液体収容容器を保持する保持手段と、
前記保持手段により保持された前記液体収容容器の位置から鉛直方向上方に設けられ、前記平面形状を有する壁面に接触している前記気泡を撮影する鉛直方向撮影手段と、
前記鉛直方向撮影手段により撮影された前記気泡の画像を処理して前記気泡の所定の断面における面積を計測する面積計測手段と、
前記予め記憶手段に記憶された前記関係を用いて、前記面積計測手段により計測された前記所定の断面における面積の値に応じた前記気泡の体積の値を選択する選択手段と、を含む、気泡体積計測装置。 An apparatus for measuring the volume of bubbles inside a liquid storage container in which at least a part of the wall surface constituting the liquid storage chamber has a planar shape,
Storage means for storing a relationship between the volume of the bubble measured by the bubble volume measuring device according to any one of claims 8 to 10 and an area of a predetermined cross section parallel to the horizontal direction of the bubble;
Holding means for holding the liquid container with the wall surface having the planar shape directed vertically downward and horizontal;
A vertical photographing means for photographing the bubbles that are provided vertically above the position of the liquid container held by the holding means and are in contact with the wall surface having the planar shape;
An area measuring means for processing an image of the bubble photographed by the vertical direction photographing means and measuring an area in a predetermined cross section of the bubble;
A selection unit that selects a value of the volume of the bubble according to an area value in the predetermined cross section measured by the area measurement unit using the relationship stored in the storage unit in advance. Volume measuring device.
前記インク収容室の内部に存在し、壁面に接触した気泡を、該気泡が該壁面に接触している方向から撮像し、撮像された2次元画像上の気泡面積を測定する方法と、予め壁面に接触している状態の気泡の形状を一部欠けた楕円と近似して積分することにより気泡体積を計測する方法とを用いて、前記気泡面積から前記気泡体積を導き出すことを特徴としたインクタンクの気泡体積計測方法。 A method of measuring the volume of bubbles existing in the ink storage chamber of an ink tank including a liquid supply port for supplying liquid to the ejection head, an air communication port communicating with the air, and an ink storage chamber. There,
A method of imaging a bubble existing inside the ink storage chamber and contacting the wall surface from a direction in which the bubble is in contact with the wall surface, and measuring a bubble area on the captured two-dimensional image; Ink characterized in that the bubble volume is derived from the bubble area using a method of measuring the bubble volume by approximating and integrating the shape of the bubble in contact with the ellipse partially missing A method for measuring the volume of bubbles in a tank.
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