JPH11105307A - System for measuring ejection characteristic of liquid drop - Google Patents

System for measuring ejection characteristic of liquid drop

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JPH11105307A
JPH11105307A JP2676998A JP2676998A JPH11105307A JP H11105307 A JPH11105307 A JP H11105307A JP 2676998 A JP2676998 A JP 2676998A JP 2676998 A JP2676998 A JP 2676998A JP H11105307 A JPH11105307 A JP H11105307A
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JP
Japan
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droplet
image
imaging
ejection
nozzle hole
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Application number
JP2676998A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Hasegawa
聖一 長谷川
Hiroshi Takemoto
浩志 竹本
Shisei Kanetani
志生 金谷
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure an ejection characteristic by a method wherein positions from a reference point in a picture image of liquid drops imaged from two directions after a predetermined time period has elapsed from the ejection from a nozzle are determined by each of the directions, then the ejection characteristics of the liquid drops are calculated based on the positional relationship of the nozzle and reference position in the picture image. SOLUTION: When an ejection characteristic of a printer head 1 is measured, the printer head 1 is firstly set to a head grasping member 4. A distance from a center to a nozzle face in an imaged screen of each of CCD cameras 12x, 12y is measured and the distance is inputted to an arithmetic logic unit 14. Next, the printer head 1 is driven to start the ejection of ink drops. When the ejection becomes stable, illuminating lamps 11x, 11y are driven such that stroboscopic illuminating is executed at a timing when the ink drop reaches the center in the imaged screen by delaying a predetermined time from the ejection. It is confirmed that the ink drop 5 is a target for measuring, then a volume, an ejection speed and an ejection direction of the ink drop 5 are calculated so that the ejection characteristic is measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル孔から噴射
される液滴の速度を測定する液滴の噴射特性測定システ
ムに関し、液滴の速度(移動速さ及び移動方向)等の噴
射特性を簡易な構成により高精度に測定することのでき
るものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a droplet ejection characteristic measuring system for measuring the velocity of a droplet ejected from a nozzle hole, and relates to an ejection characteristic such as a droplet speed (moving speed and moving direction). The present invention relates to a device capable of measuring with high accuracy with a simple configuration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、インク滴(液滴)を飛翔させ
て画像を形成するインクジェットプリンタが知られてお
り、このインクジェットプリンタは、プリンタヘッドの
ノズル孔から噴射するインク滴を紙面上に着弾させるこ
とにより画像を形成するが、画像の品質の評価項目とし
てはドット密度、ドット位置精度、濃度ムラ、シャープ
等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer which forms an image by flying ink droplets (droplets) has been known. In this ink jet printer, ink droplets ejected from nozzle holes of a printer head land on paper. An image is formed by causing the image quality to be evaluated. The evaluation items of the image quality include dot density, dot position accuracy, density unevenness, and sharpness.

【0003】この品質項目の一つであるドット密度は、
現在のところ300DPI程度が一般的であるが、解像
度を上げて高品質な画像を形成するためにはドット間ピ
ッチとドット径を小さく設定して、ドット密度を400
DPIや600DPI等に上げることが行なわれる。こ
のドット径は、プリンタヘッドから噴射されるインク滴
の体積と比例関係にあるとともに、インク滴の噴射速度
の増大に伴いドット径も増大する。
[0003] One of the quality items, dot density,
At present, about 300 DPI is generally used. However, in order to increase the resolution and form a high-quality image, the dot pitch and the dot diameter are set small and the dot density is set to 400.
DPI, 600 DPI, etc. are performed. The dot diameter is proportional to the volume of the ink droplet ejected from the printer head, and the dot diameter increases as the ejection speed of the ink droplet increases.

【0004】また、ドット位置精度は、図16に示すよ
うにプリンタヘッド1が紙面に対して主走査方向に移動
するとともに紙面を副走査方向に移動させて画像を形成
するので、主・副走査の2方向の成分(Ax,Ay)に
分けて評価することができる。このドット位置精度は、
プリンタ本体(不図示)およびプリンタヘッド1の機械
的精度とプリンタヘッド1のノズル孔2から噴射される
インク滴5の噴射速度精度の両成分に起因し、機械的精
度は比較的小さな誤差となるのに対して、インク滴5の
噴射速度精度が大きく影響する。インク滴5の噴射速度
精度は、インクの粒子化特性の寄与率が大きく、インク
滴5の噴射方向と噴射速さのうち、噴射速さによる誤差
は、ごみ等の外乱を除けば、ほとんどノズル孔2の加工
精度、品質に依存し、主走査方向(Ay)のみに現れ
る。このドット位置精度におけるドット位置ずれの許容
値は、通常、ドット間ピッチの1/4〜1/2程度であ
ることから、この許容値は非常に厳しい値となってい
る。例えば、ドット密度:300DPI、インク滴5を
噴射する駆動周波数:5KHz、プリンタヘッド1下面
から紙面までの距離:1mmの条件でドット位置精度を
ドット間ピッチの1/3にする場合では、噴射速さの許
容幅は50mm/secとなる。
Further, as shown in FIG. 16, the dot position accuracy is such that the printer head 1 moves in the main scanning direction with respect to the paper surface and moves the paper surface in the sub-scanning direction to form an image. Can be divided into two components (Ax, Ay) for evaluation. This dot position accuracy is
Due to both components of the mechanical accuracy of the printer body (not shown) and the printer head 1 and the accuracy of the ejection speed of the ink droplet 5 ejected from the nozzle hole 2 of the printer head 1, the mechanical accuracy has a relatively small error. On the other hand, the accuracy of the ejection speed of the ink droplet 5 has a great effect. The accuracy of the ejection speed of the ink droplet 5 is large due to the contribution ratio of the ink dropletization characteristics. Among the ejection direction and the ejection speed of the ink droplet 5, the error due to the ejection speed is almost the same as that of the nozzle except for disturbance such as dust. It depends on the processing accuracy and quality of the hole 2 and appears only in the main scanning direction (Ay). The permissible value of the dot position deviation in the dot position accuracy is usually about 4 to ド ッ ト of the pitch between dots, so that this permissible value is a very strict value. For example, when the dot position accuracy is 1/3 of the dot pitch under the condition that the dot density is 300 DPI, the driving frequency for ejecting the ink droplet 5 is 5 KHz, and the distance from the lower surface of the printer head 1 to the paper surface is 1 mm, the ejection speed is The allowable width is 50 mm / sec.

【0005】このように、高解像度な画像を得るために
は、噴射されるインク滴5の体積・噴射速度(方向/速
さ)の精度を高精度に測定してコントロールをする必要
がある。
As described above, in order to obtain a high-resolution image, it is necessary to measure and control the accuracy of the volume and ejection speed (direction / speed) of the ejected ink droplet 5 with high accuracy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像品質の評価にあっては、プリンタヘッド
1をプリンタ本体に組み付けた後にインク滴5を紙面に
噴射させて印字を行なって、そのインク滴5によるドッ
ト密度やドット位置精度を測定することにより、設定さ
れた体積で噴射されたインク滴5の速さおよび方向を間
接的に評価していた。
However, in such conventional evaluation of image quality, printing is performed by assembling the printer head 1 with the printer body and then ejecting ink droplets 5 onto the paper surface. By measuring the dot density and dot position accuracy of the ink droplet 5, the speed and direction of the ink droplet 5 ejected in a set volume have been indirectly evaluated.

【0007】しかし、この方式では、紙面に印字したと
きの紙の表面性、にじみ、紙のよれ等による誤差が大き
く影響してしまうので、インク滴5の噴射速度精度のみ
を測定してプリンタヘッド1単体での性能評価を行なう
ことができない。また、この方式では、インク滴5の体
積・噴射方向・噴射速さを分解して測定することができ
ないことから、プリンタ本体の機械的精度やインク滴5
の体積・噴射速度の精度の調整を試行錯誤しながら調整
するしかなかった。
However, in this method, errors due to paper surface properties, bleeding, paper skew, and the like when printing on the paper surface are greatly affected. It is not possible to perform performance evaluation by itself. Further, in this method, since the volume, the ejection direction, and the ejection speed of the ink droplet 5 cannot be measured separately, the mechanical accuracy of the printer body and the ink droplet 5 cannot be measured.
There was no other choice but to adjust the accuracy of the volume and the injection speed by trial and error.

【0008】この問題を解決する方法として、インク滴
5を紙面に噴射して印字した画像によりプリンタヘッド
1の性能を評価するのではなく、空中に飛翔状態のイン
ク滴5を直接測定する装置を利用することが考えられ
る。この空中を飛翔する液滴(インク滴)の速さを測定
する方式としては、飛翔するインク滴5にレーザ光を照
射してそのレーザ光のドップラー効果を利用することに
より、そのインク滴5の移動する速さを測定する所謂、
レーザドップラー方式があり、この方式を採用する流速
計をプリンタヘッド1単体での性能評価に利用すること
が考えられる。
As a method for solving this problem, there is provided an apparatus for directly measuring the ink droplets 5 flying in the air instead of evaluating the performance of the printer head 1 based on an image printed by jetting the ink droplets 5 onto the paper surface. It can be used. As a method for measuring the speed of a droplet (ink droplet) flying in the air, a laser beam is applied to the flying ink droplet 5 and the Doppler effect of the laser beam is used to measure the speed of the ink droplet 5. So-called measuring the speed of movement,
There is a laser Doppler system, and it is conceivable to use a current meter that employs this system for performance evaluation of the printer head 1 alone.

【0009】しかし、このレーザドップラーを利用した
流速計は高価であるとともに、噴射されたインク滴5の
速さのみしか測定することができず、噴射方向までは測
定できない。また、このインク滴5の噴射速さをレーザ
ドップラ一方式により測定するにしても、上記したよう
にドット密度を300DPIとして画像を形成する場合
に要求される噴射速さの許容幅は50mm/secであ
るの対して、その測定精度は±100mm/sec程度
であり、高精度に測定することができない。
However, the current meter using the laser Doppler is expensive, and can measure only the speed of the ejected ink droplet 5 and cannot measure the ejection direction. Further, even if the ejection speed of the ink droplet 5 is measured by a laser Doppler method, the allowable width of the ejection speed required for forming an image with a dot density of 300 DPI as described above is 50 mm / sec. On the other hand, the measurement accuracy is about ± 100 mm / sec, and cannot be measured with high accuracy.

【0010】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ノズル孔から噴射されて空中を
飛翔する液滴の速度(方向と速さ)等の噴射特性を直接
測定するシステムを実現することにより、ノズル孔が形
成されたノズルヘッド(例えばインクジェットプリンタ
のプリンタヘッド)単体での性能評価を可能にして、容
易に調整作業を行ない得るようにした液滴の噴射特性測
定システムを提供することである。また、その液滴の飛
翔する速度等の噴射特性を簡易な構成により容易に測定
できるようにすることにより、低コストおよび汎用性に
優れた液滴の噴射特性測定システムを提供することであ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to directly measure the ejection characteristics such as the speed (direction and speed) of a droplet ejected from a nozzle hole and flying in the air. Measurement system that enables performance evaluation of a single nozzle head (for example, a printer head of an ink jet printer) having a nozzle hole formed therein, thereby enabling easy adjustment work. Is to provide a system. Another object of the present invention is to provide a low-cost and general-purpose droplet ejection characteristic measuring system by easily measuring the ejection characteristics such as the flying speed of the droplet with a simple configuration.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、ノズル孔から噴射される液滴の
噴射特性を測定する液滴の噴射特性測定システムであっ
て、ノズル孔から噴射される液滴を照明手段により照明
して該液滴を撮像する撮像手段と、噴射から一定時間経
過したときに撮像された映像中の基準位置からの液滴の
位置を特定する位置特定手段と、該ノズル孔の位置およ
び該映像中の基準位置の位置関係に基づいて、該基準位
置からの位置を特定された液滴の噴射特性を算出する演
算手段とを備え、該撮像手段を、該ノズル孔から噴射さ
れる液滴を2方向から撮像するように構成したことを特
徴とするものである。この請求項1の液滴の噴射特性測
定システムでは、ノズル孔の噴射から一定時間経過した
ときに2方向から撮像された液滴の映像中の基準位置か
らの位置が各方向毎に特定され、ノズル孔および映像中
の基準位置の位置関係に基づいて該液滴の噴射特性が算
出される。したがって、ノズル孔から噴射された液滴の
噴射特性を他の要因による影響を受けることなく高精度
に直接測定することができる。
According to one aspect of the present invention, there is provided a droplet ejection characteristic measuring system for measuring an ejection characteristic of a droplet ejected from a nozzle hole. Imaging means for illuminating the droplet ejected from the hole by the illuminating means to image the droplet, and a position for specifying the position of the droplet from a reference position in a video image taken after a lapse of a predetermined time from the ejection An imaging unit comprising: an identification unit; and an arithmetic unit configured to calculate, based on the positional relationship between the position of the nozzle hole and the reference position in the image, the ejection characteristic of a droplet whose position has been identified from the reference position. Is configured to image droplets ejected from the nozzle holes from two directions. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the first aspect, when a predetermined time has elapsed from the ejection of the nozzle hole, the position of the droplet imaged from two directions from the reference position in the image is specified for each direction, The ejection characteristics of the droplet are calculated based on the positional relationship between the nozzle hole and the reference position in the image. Therefore, the ejection characteristics of the droplet ejected from the nozzle hole can be directly measured with high accuracy without being affected by other factors.

【0012】請求項2の発明は、請求項1の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記演算手段を、上記位置
特定手段により撮像方向毎に特定された液滴の映像中の
基準位置からの位置を用いて該液滴の速さおよび噴射方
向を算出するように構成したことを特徴とするものであ
る。この請求項2の液滴の噴射特性測定システムでは、
ノズル孔の噴射から一定時間経過したときに2方向から
撮像された液滴の映像中の基準位置からの位置が各方向
毎に特定され、ノズル孔および映像中の基準位置の位置
関係に基づいて該液滴の速さおよび噴射方向が算出され
る。したがって、ノズル孔から噴射された液滴の方向お
よび速さを他の要因による影響を受けることなく高精度
に直接測定することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection characteristic measuring system according to the first aspect, the arithmetic means is configured to detect the position of the droplet specified from the reference position in the image for each imaging direction by the position specifying means. The apparatus is characterized in that the speed and the ejection direction of the droplet are calculated using the position. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the second aspect,
The position of the droplet imaged in two directions from the reference position in the image when a certain time has elapsed from the ejection of the nozzle hole is specified for each direction, and based on the positional relationship between the nozzle hole and the reference position in the image. The speed and ejection direction of the droplet are calculated. Therefore, the direction and speed of the droplet ejected from the nozzle hole can be directly measured with high accuracy without being affected by other factors.

【0013】請求項3の発明は、請求項2の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記演算手段を、上記撮像
手段により撮像された液滴の映像から該液滴の体積をも
算出するように構成したことを特徴とするものである。
この請求項3の液滴の噴射特性測定システムでは、上記
液滴の速さおよび噴射方向に加えて該液滴の映像から該
液滴の体積が算出される。したがって、該液滴の噴射特
性を高精度に測定することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system of the second aspect, the arithmetic means calculates the volume of the droplet from the image of the droplet imaged by the imaging means. It is characterized by having comprised in.
In the droplet ejection characteristic measuring system according to the third aspect, the volume of the droplet is calculated from the image of the droplet in addition to the speed and the ejection direction of the droplet. Therefore, the ejection characteristics of the droplet can be measured with high accuracy.

【0014】請求項4の発明は、請求項1乃至3の液滴
の噴射特性測定システムにおいて、上記撮像手段を、液
滴の噴射方向側からノズル孔および液滴を同時に撮像可
能に該噴射方向に対して撮像方向を斜めにセットし、上
記位置特定手段を、ノズル孔から噴射されて撮像された
液滴の映像中の位置を特定するとともに該ノズル孔の映
像中の位置を特定するように構成し、上記演算手段を、
特定された映像中のノズル孔および液滴の位置関係に基
づいて該液滴の噴射特性を算出するように構成したこと
を特徴とするものである。この請求項4の液滴の噴射特
性測定システムでは、噴射方向に対して斜め方向から撮
像されることによりノズル孔および液滴が同時に撮像さ
れ、特定された映像中のノズル孔および液滴の位置関係
に基づいて該液滴の速度(速さおよび噴射方向)等の噴
射特性が算出される。したがって、映像中の基準位置に
対するノズル孔の位置を高精度に位置決めしたり測定す
ることを省くことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to any one of the first to third aspects, the image pickup means is configured to simultaneously image the nozzle hole and the droplet from the droplet ejection direction side. The imaging direction is set diagonally with respect to the position, and the position specifying means is configured to specify the position in the image of the droplet ejected from the nozzle hole and imaged and to specify the position in the image of the nozzle hole. Comprising:
The ejection characteristic of the droplet is calculated based on the positional relationship between the nozzle hole and the droplet in the specified image. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the fourth aspect, the nozzle hole and the droplet are simultaneously imaged by being imaged obliquely with respect to the ejection direction, and the positions of the nozzle hole and the droplet in the specified image are determined. The ejection characteristics such as the speed (speed and ejection direction) of the droplet are calculated based on the relationship. Therefore, it is possible to omit positioning or measuring the position of the nozzle hole with respect to the reference position in the video with high accuracy.

【0015】請求項5の発明は、請求項1乃至4の液滴
の噴射特性測定システムにおいて、上記撮像手段および
上記照明手段の間に上記ノズル孔を位置させ、該撮像手
段を、該ノズル孔から噴射される液滴を照明する光を直
接取り込んで該液滴が照明光を遮光する映像を撮像する
ように構成したことを特徴とするものである。この請求
項5の液滴の噴射特性測定システムでは、ノズル孔から
噴射された液滴は撮像手段および照明手段の間を飛翔
し、撮像手段は液滴により一部を遮光された照明手段か
らの照明光を取り込んで該液滴の映像を撮像する。した
がって、液滴をその色に拘らず撮像することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to any one of the first to fourth aspects, the nozzle hole is located between the image pickup means and the illumination means, and the image pickup means is connected to the nozzle hole. The liquid droplets ejected from the liquid crystal are directly taken in, and the liquid droplets are configured to capture an image of shielding the illumination light. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the fifth aspect, the droplet ejected from the nozzle hole flies between the imaging means and the illumination means, and the imaging means emits light from the illumination means partially shielded by the droplet. The illumination light is taken in and an image of the droplet is captured. Therefore, the droplet can be imaged regardless of its color.

【0016】請求項6の発明は、請求項4の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記ノズル孔の周囲が光を
反射する反射面であり、上記撮像手段および上記照明手
段の間に該ノズル孔を位置させるとともに撮像方向およ
び照明方向の反射面との間の挟角が同一となるように該
撮像手段および該照明手段を斜めにセットし、該撮像手
段を、該反射面により反射され該ノズル孔から噴射され
る液滴を照明する反射光を取り込んで該液滴が反射光を
遮光する映像を撮像するように構成したことを特徴とす
るものである。この請求項6の液滴の噴射特性測定シス
テムでは、ノズル孔から噴射された液滴は撮像手段およ
び照明手段の間を飛翔し、撮像手段はノズル孔の周囲の
反射面により反射され液滴により一部を遮光された照明
手段からの反射光(照明光)を取り込んで該液滴の映像
を撮像する。したがって、ノズル孔および液滴を同時
に、かつ、それらの色に拘らず撮像することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system of the fourth aspect, the periphery of the nozzle hole is a reflecting surface for reflecting light, and the nozzle is located between the imaging means and the illumination means. The imaging unit and the illumination unit are set obliquely so that the hole is located and the included angle between the imaging direction and the reflection surface in the illumination direction is the same, and the imaging unit is reflected by the reflection surface. The liquid crystal display device is characterized in that reflected light for illuminating a droplet ejected from the nozzle hole is taken in, and an image in which the droplet blocks the reflected light is captured. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the sixth aspect, the droplet ejected from the nozzle hole flies between the imaging means and the illuminating means, and the imaging means is reflected by the reflection surface around the nozzle hole and reflected by the droplet. The reflected light (illumination light) from the illumination means, part of which is shielded, is taken in, and an image of the droplet is captured. Therefore, the nozzle hole and the droplet can be imaged simultaneously and regardless of their colors.

【0017】請求項7の発明は、請求項1の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記2方向のうち一方の方
向から撮像した映像中の基準位置からの液滴の位置に基
づいて、他方の方向から撮像する映像中の基準位置から
の液滴の位置を予測することを特徴とするものである。
この請求項7の液滴の噴射特性測定システムでは、上記
2方向のうち一方の方向から撮像した映像中の基準位置
からの液滴の位置に基づいて、他方の方向から撮像する
映像中の基準位置からの液滴の位置を予測することによ
り、該他方の方向から撮像する撮像手段の焦点合わせ等
の撮像条件の調整を容易且つ迅速に行うことができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to the first aspect, based on the position of the droplet from a reference position in an image captured from one of the two directions, the other is used. In which the position of a droplet from a reference position in an image picked up from the direction is predicted.
In the droplet ejection characteristic measuring system according to the seventh aspect, based on a position of a droplet from a reference position in an image captured in one of the two directions, a reference in an image captured in the other direction is used. By estimating the position of the droplet from the position, it is possible to easily and quickly adjust the imaging conditions such as focusing of the imaging means for imaging from the other direction.

【0018】請求項8の発明は、請求項7の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記液滴の位置の予測結果
に基づいて、上記他方の方向からの撮像範囲を狭くする
ことを特徴とするものである。この請求項8の液滴の噴
射特性測定システムでは、上記液滴の位置の予測結果に
基づいて、上記他方の方向から撮像する撮像範囲を狭く
することにより、測定対象の液滴以外のごみ、汚れ等の
映像を該撮像範囲から排除できるとともに、撮像した映
像のデータ取り込み時間及びパターンマッチング等の画
像処理の時間を短くすることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to the seventh aspect, the imaging range from the other direction is narrowed based on a prediction result of the position of the droplet. Is what you do. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the eighth aspect, based on the prediction result of the position of the droplet, the imaging range for imaging from the other direction is narrowed, so that dust other than the droplet to be measured is reduced. Images such as dirt can be excluded from the imaging range, and the time for capturing data of the captured images and the time for image processing such as pattern matching can be shortened.

【0019】請求項9の発明は、請求項8の液滴の噴射
特性測定システムにおいて、上記他方の方向から撮像し
た撮像範囲の位置を調整可能に構成したことを特徴とす
るものである。この請求項9の液滴の噴射特性測定シス
テムでは、上記一方の方向からの撮像の終了から上記他
方の方向からの撮像を開始するまでの間に上記液滴の速
度が変化して上記狭くした撮像範囲から上記液滴の映像
が外れるような場合に、該他方の方向から撮像する撮像
範囲の位置を調整することにより、該撮像範囲の中に液
滴の映像が含まれるようにすることができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system of the eighth aspect, the position of the imaging range imaged from the other direction is adjustable. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the ninth aspect, the speed of the droplet changes from the end of the imaging in the one direction to the start of the imaging in the other direction to reduce the speed. When the image of the droplet is out of the imaging range, the position of the imaging range to be imaged from the other direction may be adjusted so that the image of the droplet is included in the imaging range. it can.

【0020】請求項10の発明は、上記照明手段で断続
的に照明し、その照明タイミングに基づいて上記撮像手
段でストロボ撮像を行う請求項8の液滴の噴射特性測定
システムであって、上記他方向から撮像するときの該照
明手段の照明タイミングを調整可能に構成したことを特
徴とするものである。この請求項10の液滴の噴射特性
測定システムでは、上記一方の方向からの撮像の終了か
ら上記他方の方向からの撮像を開始するまでの間に上記
液滴の速度が変化して上記狭くした撮像範囲から上記液
滴の映像が外れるような場合に、上記他方向から撮像す
るときの上記照明手段の照明タイミングを調整すること
により、該撮像範囲の中に液滴の映像が含まれるように
することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the droplet ejection characteristic measuring system according to the eighth aspect, wherein the illumination means intermittently illuminates and the imaging means performs strobe imaging based on the illumination timing. It is characterized in that the illumination timing of the illumination means at the time of imaging from another direction can be adjusted. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the tenth aspect, the speed of the droplet changes from the end of the imaging in the one direction to the start of the imaging in the other direction to reduce the speed. When the image of the droplet is out of the imaging range, by adjusting the illumination timing of the illumination unit when imaging from the other direction, the image of the droplet is included in the imaging range. can do.

【0021】請求項11の発明は、請求項1乃至10の
液滴の噴射特性測定システムにおいて、上記撮像手段
を、ノズル孔から噴射される液滴を直交する2方向から
撮像するように構成したことを特徴とするものである。
この請求項11の液滴の噴射特性測定システムでは、液
滴は直交する2方向から撮像される。したがって、ノズ
ル孔から斜めに噴射された液滴であっても精度よく演算
することができる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system of the first to tenth aspects, the imaging means is configured to image the droplet ejected from the nozzle hole from two orthogonal directions. It is characterized by the following.
In the droplet ejection characteristic measuring system according to the eleventh aspect, the droplet is imaged from two orthogonal directions. Therefore, it is possible to accurately calculate even a liquid droplet ejected obliquely from the nozzle hole.

【0022】請求項12の発明は、請求項1乃至11の
液滴の噴射特性測定システムにおいて、上記撮像手段を
2式セットして上記ノズル孔から噴射される液滴を同時
に2方向から撮像するように構成したことを特徴とする
ものである。この請求項12の液滴の噴射特性測定シス
テムでは、液滴やノズル孔は2式の撮像手段により撮像
される。したがって、同一の液滴を2方向から同時に撮
像することができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to any of the first to eleventh aspects, two sets of the image pickup means are set to simultaneously image the droplets ejected from the nozzle holes from two directions. It is characterized by having such a configuration. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the twelfth aspect, the droplets and the nozzle holes are imaged by two types of imaging means. Therefore, the same droplet can be imaged simultaneously from two directions.

【0023】請求項13の発明は、請求項1乃至11の
液滴の噴射特性測定システムにおいて、上記撮像手段を
回動させて上記ノズル孔から噴射される液滴を順次に2
方向から撮像するように構成したことを特徴とするもの
である。この請求項13の液滴の噴射特性測定システム
では、液滴やノズル孔は回動する撮像手段により順次に
2方向から撮像される。したがって、1式の撮像手段や
照明手段を有効に利用して液滴を撮像することができ
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the droplet ejection characteristic measuring system according to any one of the first to eleventh aspects, the imaging means is rotated so that the droplets ejected from the nozzle holes are sequentially reduced by two.
It is characterized in that imaging is performed from a direction. In the droplet ejection characteristic measuring system according to the thirteenth aspect, the droplets and the nozzle holes are sequentially imaged from two directions by the rotating imaging means. Therefore, a droplet can be imaged by effectively using one set of imaging means and illumination means.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1〜図7は本発明に係る液滴の噴
射特性測定システムの第1実施形態を示す図であり、本
実施形態は、請求項1、2、3、5、11、12に記載
の発明に対応する。まず、全体の構成を説明する。 (以下、余白)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 7 are diagrams showing a first embodiment of a droplet ejection characteristic measuring system according to the present invention, and this embodiment is the invention described in claims 1, 2, 3, 5, 11, and 12. Corresponding to First, the overall configuration will be described. (Hereinafter, margin)

【0025】図1および図2において、液滴の噴射特性
測定システムは、画像形成装置としてのインクジェット
プリンタが画像を形成する際に液滴としてのインク滴5
をノズル孔2から噴射するノズルヘッドとしてのプリン
タヘッド1の特性評価を行なうように構築されている。
この噴射特性測定システムは、プリンタヘッド1から噴
射されるインク滴5に光を照射する照明手段としての照
明ランプ11と、プリンタヘッド1から噴射されるイン
ク滴5を撮像する撮像手段としてのCCDカメラ12
と、撮像された映像を取り込んで画像処理をする画像処
理装置13と、画像処理された結果に基づいてインク滴
5の噴射特性を算出する演算装置14とを備えている。
上記プリンタヘッド1のノズル孔2は、例えば該ヘッド
の長手方向に64個形成され該長手方向に直交する方向
に2列形成される(図16参照)。
In FIGS. 1 and 2, a system for measuring the ejection characteristics of a liquid droplet is used to form an ink droplet 5 when an ink jet printer as an image forming apparatus forms an image.
Of the printer head 1 as a nozzle head that ejects the nozzles from the nozzle holes 2.
The ejection characteristic measuring system includes an illumination lamp 11 as an illumination unit for irradiating the ink droplets 5 ejected from the printer head 1 with light, and a CCD camera as an imaging unit for imaging the ink droplets 5 ejected from the printer head 1. 12
And an image processing device 13 that captures a captured video and performs image processing, and an arithmetic device 14 that calculates the ejection characteristics of the ink droplets 5 based on the result of the image processing.
For example, 64 nozzle holes 2 of the printer head 1 are formed in the longitudinal direction of the head and two rows are formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction (see FIG. 16).

【0026】インクジェットプリンタは搬送する紙面の
上方にノズル孔2を形成されたノズル面3が略1mmの
高さhで離隔して対面するようにヘッド把持部材4にプ
リンタヘッド1を取り付けるため、上記照明ランプ11
およびCCDカメラ12は、紙面の位置となるノズル面
3より距離hだけ下方の位置を横方向から撮像するよう
に位置決め固定されている。またインク滴5によるドッ
ト位置精度を画像品質の評価に対応させて測定するため
に、主・副走査の2方向(直交する2方向)から同一の
インク滴5を同時に撮像することができるように図16
に示すX軸およびY軸の各々の軸方向に照明方向および
撮像方向を一致させて2式の照明ランプ11x、11y
およびCCDカメラ12x、12yが配設されている。
このため、CCDカメラ12x、12yによる撮像画面
Wは、図3に示すように、プリンタヘッド1のノズル面
3から距離hだけ離隔する紙面の位置が上下方向の中心
Cに、そのノズル孔2の位置が水平方向の中心Cになる
ように設定されている。
In the ink jet printer, the printer head 1 is attached to the head holding member 4 such that the nozzle surface 3 having the nozzle hole 2 formed above the paper surface to be conveyed faces at a height h of about 1 mm. Lighting lamp 11
The CCD camera 12 is positioned and fixed so as to image a position below the nozzle surface 3 which is a position on the paper by a distance h from the lateral direction. Further, in order to measure the dot position accuracy by the ink droplet 5 in accordance with the evaluation of the image quality, the same ink droplet 5 can be simultaneously imaged from two directions (two orthogonal directions) of main scanning and sub-scanning. FIG.
The illumination direction and the imaging direction are made coincident with the X-axis and Y-axis directions shown in FIG.
And CCD cameras 12x and 12y.
Therefore, as shown in FIG. 3, the image screen W captured by the CCD cameras 12x and 12y is positioned such that the position of the paper surface separated from the nozzle surface 3 of the printer head 1 by the distance h is the center C in the vertical direction, and the nozzle hole 2 The position is set to be the center C in the horizontal direction.

【0027】また、この照明ランプ11x、11yおよ
ひCCDカメラ12x、12yは、間にノズル孔2を位
置させて対向しており、CCDカメラ12x、12yは
ノズル孔2から噴射されたインク滴5を照明する照明ラ
ンプ11x、11yからの光を直接取り込むように配設
されている。このため、CCDカメラ12x、12y
は、インク滴5や背景の色に拘らず、インク滴5の周囲
は輝度の高い白色に、インク滴5自体は遮光された部分
の輝度の低い黒色となる映像を撮像する。
The illumination lamps 11x and 11y and the CCD cameras 12x and 12y are opposed to each other with the nozzle hole 2 positioned therebetween, and the CCD cameras 12x and 12y are provided with ink droplets ejected from the nozzle hole 2. 5 are arranged so as to directly take in the light from the illumination lamps 11x and 11y. For this reason, the CCD cameras 12x and 12y
Captures an image in which the periphery of the ink droplet 5 is white with high luminance and the ink droplet 5 itself is black with low luminance in a light-shielded portion, regardless of the color of the ink droplet 5 and the background.

【0028】画像処理装置13は、例えば、ドット密度
が300DPIの画像を形成する場合には駆動周波数5
kHzのピアゾ駆動波形(インク滴5を噴射するピアゾ
素子を駆動させる電圧波形)でプリンタヘッド1を駆動
させてインク滴5をノズル孔2から噴射させることか
ら、同一の条件で紙面の位置のインク滴5の特性を測定
するために、CCDカメラ12x、12yを駆動させた
状態で、インク滴5が図3に示す撮像画面W中の中心に
到達するタイミング(噴射から一定時間経過したときの
タイミング)に同期させて照明ランプ11x、11yを
ストロボ発光させるようになっている。そして、上記タ
イミングで撮像されたCCDカメラ12x、12y毎の
映像を画像処理して映像画面中の中心Cを原点(基準位
置)としたときのインク滴5中央の位置座標((Δx,
Δy),Δz)を特定するとともにインク滴5の直径D
を特定するようになっている。すなわち、画像処理装置
13が、インク滴5の噴射から一定時間経過したときに
撮像された映像中の基準位置からのインク滴5の位置を
特定する位置特定手段を構成している。なお、照明ラン
プ11x、11yは例えば、1kHzなどの特定周波数
でストロボ発光させて、そのうちのインク滴5が図3に
示す撮像画面W中の中心に到達するタイミングに撮像し
たCCDカメラ12x、12yの映像を使用するように
してもよい。また、上記駆動周波数は1kHzや12k
Hzなどのように他の周波数に設定してもよい。
The image processing apparatus 13 has a drive frequency of 5 when forming an image with a dot density of 300 DPI, for example.
Since the printer head 1 is driven by the piazo driving waveform of kHz (voltage waveform for driving the pierzo element that ejects the ink droplet 5) to eject the ink droplet 5 from the nozzle hole 2, the ink at the position on the paper surface under the same conditions In order to measure the characteristics of the droplet 5, when the CCD cameras 12x and 12y are driven, the timing at which the ink droplet 5 reaches the center of the imaging screen W shown in FIG. ), The illumination lamps 11x and 11y emit strobe light. Then, the images of the CCD cameras 12x and 12y captured at the above timing are image-processed, and the position coordinates ((Δx,
Δy), Δz) and the diameter D of the ink droplet 5
Is to be specified. That is, the image processing device 13 constitutes a position specifying unit that specifies the position of the ink droplet 5 from the reference position in the image captured when a predetermined time has elapsed from the ejection of the ink droplet 5. The illumination lamps 11x and 11y emit strobe light at a specific frequency such as 1 kHz, for example, and the CCD cameras 12x and 12y capture images at the timing when the ink droplets 5 reach the center of the imaging screen W shown in FIG. A video may be used. The driving frequency is 1 kHz or 12 k
The frequency may be set to another frequency such as Hz.

【0029】ノズル孔2の位置および該映像中の基準位
置の位置関係に基づいて、該基準位置からの位置を特定
されたインク滴5の噴射特性を算出する演算手段として
の演算装置14は、画像処理装置13からインク滴5の
映像画面中の中心Cに対する位置座標((Δx,Δ
y),Δz)とインク滴5の直径Dとを受け取って、後
述する演算式によりインク滴5の体積・噴射速さ・噴射
方向の噴射特性を算出するようになっており、CCDカ
メラ12x、12yとして通常の撮像倍率で画素長が略
10μmのものに4倍のレンズを取り付けて計測分解能
となる一画素長を略3μm程度とすることにより、噴射
速さの測定精度を±20mm/secとなるように設定
されている。この演算処理に用いるプリンタヘッド1の
ノズル面3(ノズル孔2)からの距離h(紙面までの距
離h)は予め実測して設定入力する。なお、距離hの測
定は、CCDカメラ12x、12yによる撮像画面W中
にプリンタヘッド1のノズル面3が入るように倍率を下
げることにより撮像された映像を画像処理して距離hを
実測してもよく、また、スケールをノズル面3に接触さ
せて撮像画面W中の中心Cまでの距離hを実測したり、
同様に非接触式のレーザ変位計により実測するなどすれ
ばよい。
The arithmetic unit 14 as arithmetic means for calculating the ejection characteristic of the ink droplet 5 whose position has been specified from the reference position based on the positional relationship between the position of the nozzle hole 2 and the reference position in the image, The position coordinates ((Δx, Δx) of the ink droplet 5 from the image processing device 13 with respect to the center C in the video screen.
y), Δz) and the diameter D of the ink droplet 5, and calculates the ejection characteristics of the volume, ejection speed, and ejection direction of the ink droplet 5 by an arithmetic expression described later. By attaching a 4 × lens to a lens having a pixel length of about 10 μm at a normal imaging magnification as 12y and making a pixel length, which is a measurement resolution, about 3 μm, the measurement accuracy of the injection speed is ± 20 mm / sec. It is set to be. The distance h (the distance h to the paper surface) from the nozzle surface 3 (nozzle hole 2) of the printer head 1 used in this arithmetic processing is measured and set in advance in advance. The distance h is measured by lowering the magnification so that the nozzle surface 3 of the printer head 1 enters the image screen W captured by the CCD cameras 12x and 12y. Alternatively, the scale may be brought into contact with the nozzle surface 3 to measure the distance h to the center C in the imaging screen W,
Similarly, the measurement may be performed by a non-contact type laser displacement meter.

【0030】なお、照明ランプ11x、11yは、イン
ク滴5が図3に示す撮像画面W中の中心Cに到達するタ
イミングに同期させてストロボ発光させるが、図4に示
すインク滴5a、5bのようにCCDカメラ12x、1
2yの撮像画面Wから外れてしまう可能性や測定対象で
ないインク滴5の映像により誤測定となってしまう可能
性がある。このため、測定を開始する前にその撮像画面
Wを観察しつつ照明ランプ11x、11yのストロボ発
光させるタイミング(噴射からの遅延時間)を変化させ
て、そのタイミングの変化時間と撮像されるインク滴5
の位置の変位量とからインク滴5の速度を仮算出してみ
ることにより誤測定となってしまうことを防止する。ま
た、照明ランプ11x、11yのストロボ発光させるタ
イミングを変化させても撮像位置が変化しないごみをイ
ンク滴5と誤って特定してしまうことを防止する。
The illumination lamps 11x and 11y emit strobe light in synchronization with the timing at which the ink droplet 5 reaches the center C in the image pickup screen W shown in FIG. CCD camera 12x, 1
There is a possibility that the image may deviate from the imaging screen W of 2y, or an erroneous measurement may occur due to the image of the ink droplet 5 that is not a measurement target. For this reason, before observing the image screen W before starting the measurement, the timing (delay time from the ejection) of the strobe light emission of the illumination lamps 11x and 11y is changed, and the change time of the timing and the ink droplet to be imaged are changed. 5
The erroneous measurement is prevented by temporarily calculating the velocity of the ink droplet 5 from the displacement amount of the position. Also, it is possible to prevent dust that does not change the imaging position from being erroneously identified as the ink droplet 5 even when the timing at which the illumination lamps 11x and 11y emit strobe light is changed.

【0031】次に、図5に示すフローチャートを用いて
プリンタヘッド1が噴射するインク滴5の噴射特性の測
定を説明する。なお、照明ランプ11x、11yおよひ
CCDカメラ12x、12yはヘッド把持部材4にプリ
ンタヘッド1を取り付けたときにはそのノズル面3から
撮像画面Wの中心までの距離hが略1mmとなるように
セッティングされている。
Next, the measurement of the ejection characteristics of the ink droplets 5 ejected by the printer head 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The illumination lamps 11x and 11y and the CCD cameras 12x and 12y are set such that the distance h from the nozzle surface 3 to the center of the imaging screen W is approximately 1 mm when the printer head 1 is mounted on the head holding member 4. Have been.

【0032】まず、プリンタヘッド1をヘッド把持部材
4にセットし(ステップP1)、撮像を開始したCCD
カメラ12x、12yの撮像画面W中の中心Cからノズ
ル面3までの距離hを実測して、その距離hを演算装置
14の不図示の操作部から設定入力する(ステップP
2)。次いで、プリンタヘッド1を駆動させインク滴5
の噴射を開始し、その噴射が安定するまでの時間が経過
した後に、インク滴5の噴射から一定時間遅延して図3
に示す撮像画面W中の中心にそのインク滴5が到達する
タイミングにストロボ発光するように照明ランプ11
x、11yを駆動して、そのインク滴5が測定対象であ
るか(インク滴5の噴射とストロボ発光が同期している
か)確認する(ステップP3)。
First, the printer head 1 is set on the head holding member 4 (step P1), and the CCD which has started imaging
The distance h from the center C in the imaging screen W of the cameras 12x and 12y to the nozzle surface 3 is actually measured, and the distance h is set and input from an operation unit (not shown) of the arithmetic unit 14 (step P).
2). Next, the printer head 1 is driven to drive the ink droplets 5.
After a period of time from when the ejection of the ink droplet 5 is started to when the ejection is stabilized, a predetermined time is delayed from the ejection of the ink droplet 5 in FIG.
The illumination lamp 11 emits a strobe light at the timing when the ink droplet 5 reaches the center of the imaging screen W shown in FIG.
By driving x and 11y, it is confirmed whether the ink droplet 5 is a measurement target (whether ejection of the ink droplet 5 and strobe light emission are synchronized) (step P3).

【0033】次いで、インク滴5の撮像を開始して(ス
テップP4)、1つあるいは幾つかの映像を取り込んだ
後にインク滴5の噴射を停止する(ステップP5)。な
お、インク滴5の撮像回数は、測定確度を高くする場合
に複数にして画像処理結果を平均するなどすればよく、
プリンタヘッド1のインク滴5の噴射は大きくばらつく
ものではないことから一つの画像処理結果から算出する
だけでもよい。
Next, the imaging of the ink droplet 5 is started (step P4), and after one or several images are captured, the ejection of the ink droplet 5 is stopped (step P5). It should be noted that the number of times of imaging of the ink droplet 5 may be plural in order to increase the measurement accuracy, for example, by averaging the image processing results.
Since the ejection of the ink droplets 5 from the printer head 1 does not vary greatly, it may be calculated only from one image processing result.

【0034】この後に、インク滴5の体積・噴射速さ・
噴射方向を算出して噴射特性を測定し(ステップP
6)、演算処理が終了して撮像や演算処理にエラーが発
生していないことを確認した後に、プリンタヘッド1を
ヘッド把持部材4から取り外して(ステップP7)、こ
の処理を終了する。このステップP6における噴射特性
の測定は、演算装置14が画像処理装置13から画像処
理して特定したインク滴5の直径Dと撮像画面Wx、W
y中の中心Cに対する位置座標((Δx,Δy),Δ
z)を受け取って算出する。なお、このときの測定精度
は、装置の計測精度によるので、±3μm程度、±20
mm/secである。
Thereafter, the volume of the ink droplet 5, the ejection speed,
Calculate the injection direction and measure the injection characteristics (Step P
6) After the arithmetic processing is completed and it is confirmed that no error has occurred in the imaging or the arithmetic processing, the printer head 1 is detached from the head gripping member 4 (step P7), and this processing ends. The measurement of the ejection characteristics in step P6 is performed by calculating the diameter D of the ink droplet 5 and the imaging screens Wx and W specified by the image processing device 13 performing image processing from the image processing device 13.
position coordinates ((Δx, Δy), Δ
z) is calculated. Note that the measurement accuracy at this time depends on the measurement accuracy of the device, and is about ± 3 μm, ± 20 μm.
mm / sec.

【0035】具体的には、インク滴5の体積Vは、図6
に示すCCDカメラ12xまたは12yの撮像画面Wか
ら特定されたインク滴5の直径Dを用いて次のように算
出する。
Specifically, the volume V of the ink droplet 5 is as shown in FIG.
Is calculated as follows using the diameter D of the ink droplet 5 specified from the imaging screen W of the CCD camera 12x or 12y shown in FIG.

【数1】V=πD3/6[Number 1] V = πD 3/6

【0036】また、インク滴5の噴射速さSは、図6に
示すCCDカメラ12x、12y毎の撮像画面Wx、W
yから特定されたインク滴5の位置座標((Δx,Δ
y),Δz)を用いて、X軸およびY軸方向毎の見かけ
の噴射距離Lx、Lyを算出して合成することにより現
実の噴射距離Lを求めた後に、その噴射距離Lと噴射か
らの遅延時間Tを用いて、次のように算出する。
The ejection speed S of the ink droplet 5 is determined by the imaging screens Wx and Wx of the CCD cameras 12x and 12y shown in FIG.
y, the position coordinates ((Δx, Δ
y) and Δz), the actual injection distance L is obtained by calculating and combining the apparent injection distances Lx and Ly for each of the X-axis and Y-axis directions. Using the delay time T, it is calculated as follows.

【数2】 (Equation 2)

【0037】また、インク滴5の図6に示す噴射方向θ
は、先の演算で用いた値を用いて、次のように算出す
る。
The ejection direction θ of the ink droplet 5 shown in FIG.
Is calculated as follows using the values used in the previous calculation.

【数3】 (Equation 3)

【0038】このとき、インク滴5がプリンタヘッド1
のノズル孔2から鉛直に噴射された場合には、CCDカ
メラ12x、12y毎の撮像画面Wx、Wyは図7に示
す映像となり、上述した各式のΔxおよびΔyに零が代
入され、インク滴15の噴射速さSが算出される(噴射
方向θは0度となる)。なお、噴射方向θはプリンタヘ
ッド1のノズル面3に対する鉛直方向となす挟角を示す
が、X軸またはY軸となす挟角を算出してもよいことは
云うまでもない。
At this time, the ink droplets 5
When the nozzles 2 are vertically ejected from the nozzle holes 2, the imaging screens Wx and Wy of the CCD cameras 12x and 12y become images shown in FIG. 15 injection speed S is calculated (the injection direction θ is 0 degree). Note that the ejection direction θ indicates the included angle that forms the vertical direction with respect to the nozzle surface 3 of the printer head 1, but it goes without saying that the included angle that forms the X axis or the Y axis may be calculated.

【0039】したがって、インク滴5の体積Vおよび噴
射方向θについては±3μm程度、また噴射速さは±2
0mm/secの測定精度で測定することができ、例え
ば、ドット密度を300DPIとして画像を形成する場
合に要求される噴射速さの許容幅(50mm/sec)
を十分に満足することができる。
Therefore, the volume V of the ink droplet 5 and the ejection direction θ are about ± 3 μm, and the ejection speed is ± 2 μm.
It can be measured with a measurement accuracy of 0 mm / sec. For example, the allowable width of the ejection speed required when forming an image with a dot density of 300 DPI (50 mm / sec)
Can be fully satisfied.

【0040】このように本実施形態では、プリンタヘッ
ド1のノズル孔2から噴射されたインク滴5を紙面の位
置に到達するタイミングで2方向から撮像して画像処理
し、そのインク滴5の直径Dと共に各方向毎の撮像画面
Wx、Wy中の中心Cからの位置座標を特定することに
より、この各方向からの撮像による画像処理結果を用い
て、インク滴5の直径Dからその体積Vを算出すると共
に、インク滴5、撮像画面Wx、Wyの中心Cおよびノ
ズル孔2の位置関係からその噴射速さSおよび噴射方向
θを算出することができ、プリンタヘッドの噴射特性を
その各要素毎に高精度に測定することができる。 この
とき、インク滴5は主・副走査方向に対応するX軸およ
びY軸方向の直交する2方向から同時に撮像するので、
噴射毎のぱらつきによる影響を受けることなく、噴射特
性を容易かつ迅速に算出することができる。
As described above, in the present embodiment, the ink droplets 5 ejected from the nozzle holes 2 of the printer head 1 are imaged from two directions at the timing when they reach the position on the paper surface, and image processing is performed. By specifying the position coordinates from the center C in the imaging screens Wx and Wy in each direction together with D, the volume V is calculated from the diameter D of the ink droplet 5 using the image processing result obtained by imaging from each direction. In addition to the calculation, the ejection speed S and the ejection direction θ can be calculated from the positional relationship between the ink droplets 5, the centers C of the imaging screens Wx and Wy, and the nozzle holes 2, and the ejection characteristics of the printer head can be calculated for each element. Can be measured with high accuracy. At this time, since the ink droplet 5 is imaged simultaneously from two orthogonal directions of the X axis and the Y axis corresponding to the main and sub scanning directions,
Injection characteristics can be calculated easily and quickly without being affected by fluctuations for each injection.

【0041】また、インク滴5が遮光する照明ランプ1
1x、11yからの照明光を取り込んでそのインク滴5
の映像を撮像するので、インク滴5が周囲の色と区別す
ることができなくなってしまうことがなく、インクの色
に拘らず撮像することができる。したがって、プリンタ
ヘッド1の噴射特性を確認するシステムを、照明ランプ
11x、11yと、CCDカメラ12x、12yと、画
像処理装置13と、演算装置14とにより安価に構築し
て、インクジェットプリンタの製造ライン中の検査に利
用することができる。
Also, the illumination lamp 1 that blocks the ink droplets 5
Illumination light from 1x, 11y is taken in and the ink droplet 5
, The ink droplet 5 is not indistinguishable from the surrounding color, and the image can be picked up regardless of the color of the ink. Therefore, a system for checking the ejection characteristics of the printer head 1 can be constructed at low cost by using the illumination lamps 11x and 11y, the CCD cameras 12x and 12y, the image processing device 13, and the arithmetic device 14, and the production line for the inkjet printer can be manufactured. It can be used for inspections inside.

【0042】図8〜図13は、本発明に係る液滴の噴射
特性測定システムの第2実施形態を示す図であり、本実
施形態は、請求項1〜6、11、12に記載の発明に対
応する。なお、本実施形態は、上述第1実施形態と略同
様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を
付して説明する。
FIGS. 8 to 13 are diagrams showing a second embodiment of the droplet ejection characteristic measuring system according to the present invention. This embodiment is the invention according to claims 1 to 6, 11 and 12. Corresponding to Note that the present embodiment is configured substantially in the same manner as the above-described first embodiment, and therefore, the same configurations will be described with the same reference numerals.

【0043】本実施形態は、上述実施形態と同様に、照
明ランプ11x、11yと、CCDカメラ12x、12
yと、画像処理装置13と、演算装置14とにより構築
されているが、図8に示すように、照明ランプ11x、
11yおよひCCDカメラ12x、12yは、ノズル面
3から略1mmの距離hに位置するインク滴5とそのノ
ズル面3のノズル孔2の双方を撮像画面Wx、Wy中に
捉えることができるように、ノズル面3に対する照明方
向および撮像方向の挟角(仰角)を10度に設定されて
位置決め固定されている。
In this embodiment, the illumination lamps 11x and 11y and the CCD cameras 12x and 12x
y, an image processing device 13, and an arithmetic device 14, but as shown in FIG.
11y and the CCD cameras 12x and 12y can capture both the ink droplet 5 located at a distance h of about 1 mm from the nozzle surface 3 and the nozzle hole 2 of the nozzle surface 3 in the imaging screens Wx and Wy. In addition, a narrow angle (elevation angle) of the illumination direction and the imaging direction with respect to the nozzle surface 3 is set to 10 degrees and fixed.

【0044】ここで、プリンタヘッド1のノズル面3
は、一般的には撥水処理されており、照明ランプ11
X、11yの照明光を効率よく反射する反射面を構成す
る。このため、CCDカメラ12x、12yは、そのノ
ズル面3により反射された照明ランプ11x、11yか
らの照明光を取り込むことになり、ノズル孔2では反射
されずに、またインク滴5により遮光された照明ランプ
11x、11yからの照明光を取り込んで、図9に示す
ような撮像画面W中にインク滴5とノズル孔2の双方を
捉えた映像を撮像することができる。
Here, the nozzle surface 3 of the printer head 1
Is generally water-repellent, and the illumination lamp 11
A reflection surface that efficiently reflects the illumination light of X and 11y is configured. For this reason, the CCD cameras 12x and 12y take in the illumination light from the illumination lamps 11x and 11y reflected by the nozzle surface 3 and are not reflected by the nozzle holes 2 and are shielded by the ink droplets 5. By taking in the illumination light from the illumination lamps 11x and 11y, it is possible to capture an image capturing both the ink droplet 5 and the nozzle hole 2 in the imaging screen W as shown in FIG.

【0045】したがって、画像処理装置13は、インク
滴5が紙面の位置(距離h)に到達するタイミングに同
期して照明ランプ11x、11yがストロボ発光するこ
とにより撮像されたCCDカメラ12x、12y毎の映
像から、撮像画面Wx、Wy中のノズル孔2とインク滴
5の位置を特定する一方、演算装置14は、特定された
ノズル孔2とインク滴5の位置座標等を受け取って、後
述する演算式によりインク滴5の体積・噴射速さ・噴射
方向の噴射特性を算出することができる。 また、ノズ
ル面3が撥水処理されている場合には、その面に直接接
触してノズル孔2の位置を測定するのは好ましくなく、
非接触式のレーザ変位計では高精度な測定が困難で±1
0μm程度が限界であると共に、プリンタヘッド1のセ
ット毎に実測するのは時間がかかるが、本実施形態では
インク滴5を撮像するセッティング状態でノズル孔2を
も撮像することができるので、その位置座標を予めまた
はインク滴5の撮像と同時に特定して演算に用いること
ができる。なお、位置の測定における誤差が±1μmあ
ると、噴射速度の測定誤差は±6.7mm/secとな
る。
Therefore, the image processing device 13 controls each of the CCD cameras 12x and 12y captured by the illumination lamps 11x and 11y emitting strobe light in synchronization with the timing at which the ink droplet 5 reaches the position (distance h) on the paper surface. While the position of the nozzle hole 2 and the position of the ink droplet 5 in the imaging screens Wx and Wy are specified from the image of the above, the arithmetic unit 14 receives the position coordinates and the like of the specified nozzle hole 2 and the ink droplet 5 and will be described later. It is possible to calculate the ejection characteristics of the volume, the ejection speed, and the ejection direction of the ink droplet 5 by the arithmetic expression. Further, when the nozzle surface 3 has been subjected to the water-repellent treatment, it is not preferable to directly contact the surface to measure the position of the nozzle hole 2,
High accuracy measurement is difficult with non-contact type laser displacement meter and ± 1
The limit is about 0 μm, and it takes time to actually measure each set of the printer head 1. However, in the present embodiment, the nozzle hole 2 can be imaged in the setting state in which the ink droplet 5 is imaged. The position coordinates can be specified in advance or simultaneously with the imaging of the ink droplet 5 and used for the calculation. If the error in the position measurement is ± 1 μm, the injection speed measurement error is ± 6.7 mm / sec.

【0046】ただし、CCDカメラ12x、12yは、
ノズル面3を仰角10度で撮像しているので、図10に
示すように、CCDカメラ12xの撮像画面WxではY
軸方向の変位が、CCDカメラ12yの撮像画面Wyで
はX軸方向の変位がZ軸方向の変位として現れることか
ら、後述するようにノズル孔2とインク滴5の位置関係
は補正する必要がある。なお、CCDカメラ12x、1
2yを斜めにセットしたことにより、図11(a)に示
すように、Z軸方向のインク滴5の噴射距離Lは縮小さ
れて噴射距離L2で測定されるが、この縮小による測定
誤差が要求される測定精度の範囲内に入るように照明ラ
ンプ11x、11yおよびCCDカメラ12x、12y
の仰角を10度に設定している。 より精度よく測定す
るために、Z軸方向の噴射距離L2について補正して正
確な噴射距離Lを求めてもよいことは云うまでもない。
However, the CCD cameras 12x and 12y are
Since the nozzle surface 3 is imaged at an elevation angle of 10 degrees, as shown in FIG.
Since the displacement in the axial direction appears on the imaging screen Wy of the CCD camera 12y as the displacement in the X-axis direction as the displacement in the Z-axis direction, the positional relationship between the nozzle hole 2 and the ink droplet 5 needs to be corrected as described later. . The CCD camera 12x, 1
By setting 2y obliquely, the ejection distance L of the ink droplet 5 in the Z-axis direction is reduced and measured at the ejection distance L2 as shown in FIG. 11A. Illumination lamps 11x and 11y and CCD cameras 12x and 12y so as to fall within the range of measurement accuracy to be measured.
Is set to 10 degrees. Needless to say, in order to measure more accurately, the injection distance L2 in the Z-axis direction may be corrected to obtain an accurate injection distance L.

【0047】そして、演算装置14は、図5に示すステ
ップP6における噴射特性の測定では、CCDカメラ1
2x、12y毎の撮像画面Wx、WyからΔx、Δyが
求められた場合には、図11(b)に破線で示すインク
滴5として撮像されるところを実線で示すインク滴5と
して測定されて噴射距離L3が求められてしまうため、
噴射距離L 2の演算に用いるLx2、Ly2はそのΔ
y、Δxを用いて補正する必要がある。
Then, in the measurement of the injection characteristics in step P6 shown in FIG.
When Δx and Δy are obtained from the imaging screens Wx and Wy for each of 2x and 12y, the part imaged as the ink drop 5 indicated by the broken line in FIG. 11B is measured as the ink drop 5 indicated by the solid line. Since the injection distance L3 is required,
Lx2 and Ly2 used for calculating the injection distance L2 are Δ
It is necessary to correct using y and Δx.

【0048】したがって、インク滴5の噴射速さSは、
図12に示すCCDカメラ12x、12y毎の撮像画面
Wx、Wyから特定されたインク滴5およびノズル孔2
の位置座標から求めたLx3、Ly3およびΔx、Δy
を用いてLx2、Ly2を算出して合成することにより
噴射距離L2を求めた後に、その噴射距離L2と噴射か
らの遅延時間Tを用いて、次のように算出する。 (以下、余白)
Therefore, the ejection speed S of the ink droplet 5 is
The ink drops 5 and the nozzle holes 2 specified from the imaging screens Wx and Wy of the CCD cameras 12x and 12y shown in FIG.
Lx3, Ly3 and Δx, Δy obtained from the position coordinates of
Is used to calculate and combine Lx2 and Ly2 to calculate the injection distance L2, and then calculate as follows using the injection distance L2 and the delay time T from the injection. (Hereinafter, margin)

【数4】 (Equation 4)

【0049】また、インク滴5の図12に示す噴射方向
θは、先の演算で用いた値を用いて、次のように算出す
る。
The ejection direction θ of the ink droplet 5 shown in FIG. 12 is calculated as follows using the value used in the previous calculation.

【数5】 (Equation 5)

【0050】このとき、インク滴5がプリンタヘッド1
のノズル孔2から鉛直に噴射された場合には、CCDカ
メラ12x、12y毎の撮像画面Wは図13に示す映像
となり、各式のΔXおょひΔyに零を代人することによ
りインク滴5の噴射速さSが算出される(噴射方向θは
0度となる)。
At this time, the ink drops 5 are
When the nozzles 2 are vertically ejected from the nozzle holes 2, the imaging screen W for each of the CCD cameras 12x and 12y becomes an image shown in FIG. 5 is calculated (the injection direction θ is 0 degree).

【0051】このように本実施形態では、上述の第1実
施形態による作用効果に加え、斜め方向からノズル孔2
とインク滴5を同時に撮像して、その撮像画面W中で特
定されたノズル孔2に対するインク滴5の位置座標から
その噴射速さおよび噴射方向を算出することができ、プ
リンタヘッド1のノズル孔2の位置を高精度に位置決め
したり測定することを省くことができる。したがって、
プリンタヘッド1の噴射特性をより簡易に、かつ容易に
測定することができる。
As described above, in the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the nozzle holes 2
And the ink droplet 5 at the same time, and the ejection speed and the ejection direction can be calculated from the position coordinates of the ink droplet 5 with respect to the nozzle hole 2 specified in the imaging screen W. Positioning and measurement of the position 2 with high accuracy can be omitted. Therefore,
The ejection characteristics of the printer head 1 can be measured more easily and easily.

【0052】なお、上述の各実施形態におけるインク滴
の撮像は、上記2つの方向のうちX方向から撮像した映
像中の基準位置からのインク滴5の位置(Y座標、Z座
標)に基づいて、他方のY方向から撮像する映像中の基
準位置からのインク液5の位置(Y座標、Z座標)を予
測するように行ってもよい。このようにY方向から撮像
する映像中の基準位置からのインク液5の位置(Y座
標、Z座標)を予測することにより、Y方向のCCDカ
メラ12yの焦点の調整(ピント合わせ)およびZ方向
の撮像位置の調整を容易且つ迅速に行うことが可能とな
り、インク滴5の噴射特性測定の高速化及び安定化を図
ることができる。
The imaging of the ink droplets in each of the above-described embodiments is based on the position (Y coordinate, Z coordinate) of the ink droplet 5 from the reference position in the image captured from the X direction of the above two directions. Alternatively, the position (Y coordinate, Z coordinate) of the ink liquid 5 from the reference position in the video imaged from the other Y direction may be predicted. In this way, by predicting the position (Y coordinate, Z coordinate) of the ink liquid 5 from the reference position in the image captured in the Y direction, the focus (focusing) of the CCD camera 12y in the Y direction and the Z direction are adjusted. It is possible to easily and quickly adjust the image pickup position, and it is possible to speed up and stabilize the measurement of the ejection characteristics of the ink droplet 5.

【0053】また、上述のようにX方向から撮像した図
14(a)に示す映像中の基準位置からのインク滴5の
位置(Y座標、Z座標)に基づいて、Y方向から撮像す
る映像中の基準位置からのインク液5の位置(Y座標、
Z座標)を予測する場合、その予測結果に基づいて、Y
方向から撮像する撮像範囲を図14(b)の符号Wyに
示すように狭くするのが好ましい。図14(b)の符号
Wy’は撮像範囲を狭くする処理をしない場合のY方向
の撮像範囲である。このような撮像範囲の変更処理を行
う場合には、測定対象のインク滴5以外のごみ、汚れ等
の映像20を撮像範囲から排除できるので、上記インク
滴5の噴射特性測定をさらに安定して行うことができ
る。しかも、撮像した映像のデータ取り込み時間及びパ
ターンマッチング等の画像処理の時間を短くすることが
できるので、上記インク滴5の噴射特性測定をさらに高
速に行うことができる。さらに、インク滴5の速度が大
きくインク滴が上下方向に比較的近づいて撮像されるよ
うな場合においても、Y方向の撮像範囲を狭くすること
により該撮像範囲内に測定対象のインク滴5だけが入る
ようにすることができるため、どのインク滴が測定対象
であるかを判断する必要がなくなる。 (以下、余白)
Further, based on the position (Y coordinate, Z coordinate) of the ink droplet 5 from the reference position in the image shown in FIG. 14A imaged in the X direction as described above, an image imaged in the Y direction. Position of the ink liquid 5 from the middle reference position (Y coordinate,
When predicting (Z coordinate), Y is calculated based on the prediction result.
It is preferable that the imaging range for imaging from the direction is narrowed as indicated by reference numeral Wy in FIG. A reference symbol Wy ′ in FIG. 14B indicates an imaging range in the Y direction when the process for reducing the imaging range is not performed. When such a process of changing the imaging range is performed, the image 20 such as dust and dirt other than the ink droplet 5 to be measured can be excluded from the imaging range, so that the ejection characteristic measurement of the ink droplet 5 can be performed more stably. It can be carried out. In addition, the time required for capturing data of a captured image and the time for image processing such as pattern matching can be shortened, so that the ejection characteristics of the ink droplets 5 can be measured at a higher speed. Further, even in a case where the speed of the ink droplet 5 is high and the image of the ink droplet is relatively close in the up-down direction, the image pickup range in the Y direction is narrowed so that only the ink droplet 5 to be measured is within the image pickup range. Can be entered, so that it is not necessary to determine which ink droplet is to be measured. (Hereinafter, margin)

【0054】また、上述のように撮像範囲を狭くするよ
うにした場合、上記X方向からの撮像の終了から上記Y
方向からの撮像を開始するまでの間にインク滴5の速度
が変化すると、図15(a)に示すように上記狭くした
撮像範囲Wyからインク滴5が外れてしまう。図示の例
では、撮像範囲Wyの下方に外れている。そこで、図1
5(b)に示すようにY方向から撮像する撮像範囲Wy
の位置を調整して符号Wy”で示すように下方にずらす
ことにより、該撮像範囲Wyの中にインク滴5の映像が
含まれるようにする。このように撮像範囲を調整する場
合には、撮像範囲の中にインク滴5の映像が確実に含ま
れるようにすることができるので、インク滴5の噴射特
性をさらに安定して測定することができる。ここで、上
述のようにY方向から撮像した撮像範囲の位置を調整す
る代わりに、図15(c)に示すように照明ランプ11
yの照明タイミングすなわちストロボ発光のタイミング
を調整し、図中の符号5cの位置から撮像範囲Wy内の
入るようにしてもよい。
In the case where the imaging range is narrowed as described above, when the imaging from the X direction ends, the Y
If the speed of the ink droplets 5 changes until the image pickup from the direction is started, the ink droplets 5 deviate from the narrowed imaging range Wy as shown in FIG. In the illustrated example, it is out of the range of the imaging range Wy. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 5B, an imaging range Wy for imaging from the Y direction
Is adjusted so that the image of the ink droplet 5 is included in the imaging range Wy by shifting the position downward as indicated by the reference symbol Wy ". When the imaging range is adjusted in this manner, Since the image of the ink droplets 5 can be reliably included in the imaging range, the ejection characteristics of the ink droplets 5 can be measured more stably. Instead of adjusting the position of the imaging range in which the image was captured, as shown in FIG.
The illumination timing of y, that is, the timing of strobe light emission may be adjusted so as to be within the imaging range Wy from the position of reference numeral 5c in the drawing.

【0055】また、上述の各実施形態においては、照明
ランプ11x、11yおよびCCDカメラ12x、12
yを各々2式配設しているが、1式の照明ランプおよび
CCDカメラを回動させてノズル孔2から噴射されるイ
ンク滴5を順次に2方向から撮像するように構成しても
よい(請求項13)。このように構成することによっ
て、1式の照明ランプおよびCCDカメラでも同様にプ
リンタヘッド1の噴射特性を高精度に測定することがで
き、コストをより削減することができる。
In each of the above embodiments, the illumination lamps 11x and 11y and the CCD cameras 12x and 12x are used.
Although two sets of y are provided, one set of illumination lamps and a CCD camera may be rotated to sequentially image the ink droplets 5 ejected from the nozzle holes 2 from two directions. (Claim 13). With such a configuration, the emission characteristics of the printer head 1 can be similarly measured with high accuracy even with a single set of illumination lamp and CCD camera, and the cost can be further reduced.

【0056】[0056]

【発明の効果】請求項1乃至13の発明によれば、ノズ
ル孔(例えばプリンタヘッドのノズル孔)から噴射され
一定時間経過したときの液滴(例えばインク滴)を2方
向から撮像して基準位置からの位置を特定し、その基準
位置に対するノズル孔およひ液滴の位置関係から該液滴
の噴射特性を算出するので、ノズル孔から噴射された液
滴の噴射速度を他の要因による影響を受けることなく高
精度に直接測定することができる。したがって、ノズル
孔から噴射される液滴の噴射特性を測定して、特にドッ
ト位置精度の高精度な調整作業を容易に行なうことがで
きる。しかも、液滴の撮像やその噴射特性の算出は簡易
な構成により可能であるので、例えば、製造ライン中の
検査に利用することができるような低コストおよび汎用
性に優れたシステムにすることができるという効果があ
る。
According to the first to thirteenth aspects of the present invention, a droplet (for example, an ink droplet) ejected from a nozzle hole (for example, a nozzle hole of a printer head) and taken after a certain period of time has been imaged from two directions, is used as a reference. Since the position from the position is specified and the ejection characteristic of the droplet is calculated from the positional relationship of the nozzle hole and the droplet with respect to the reference position, the ejection speed of the droplet ejected from the nozzle hole is determined by other factors. Direct measurement with high accuracy without being affected. Therefore, it is possible to easily measure the ejection characteristics of the droplets ejected from the nozzle holes and to adjust the dot position accuracy with high accuracy. Moreover, since the imaging of the droplets and the calculation of the ejection characteristics thereof can be performed with a simple configuration, for example, a system with low cost and excellent versatility that can be used for inspection during a production line is provided. There is an effect that can be.

【0057】特に、請求項2の発明によれば、ノズル孔
(例えばプリンタヘッドのノズル孔)から噴射される液
滴(例えばインク滴)の噴射速度(速さ及び噴射方向)
を測定して、特にドット位置精度の高精度な調整作業を
容易に行なうことができる。また、液滴の撮像やその速
度の算出は簡易な構成により可能であるので、例えば、
製造ライン中の検査に利用することができるような低コ
ストおよび汎用性に優れたシステムにすることができる
という効果がある。
In particular, according to the second aspect of the invention, the ejection speed (speed and ejection direction) of the droplet (eg, ink droplet) ejected from the nozzle hole (eg, the nozzle hole of the printer head).
, It is possible to easily perform particularly high-precision adjustment work of the dot position accuracy. In addition, since imaging of a droplet and calculation of its speed are possible with a simple configuration, for example,
There is an effect that the system can be made low in cost and versatile and can be used for inspection in a manufacturing line.

【0058】特に、請求項3の発明によれば、撮像した
液滴の映像から該液滴の体積をも算出するので、ノズル
孔から噴射された液滴の噴射特性を他の要因による影響
を受けることなく高精度に直接測定することができる。
したがって、例えば、インクジェットプリンタのプリ
ンタヘッドから噴射されるインク滴の体積を加えた噴射
特性を測定して、より高精度な調整作業やプリンタヘッ
ドの性能評価を行なうことができる。また、液滴の体積
の算出も簡易な構成により可能であるので、製造ライン
中の検査に最適に利用することができ、低コストおよび
汎用性により優れたシステムにすることができるという
効果がある。
In particular, according to the third aspect of the present invention, since the volume of the droplet is also calculated from the image of the captured droplet, the ejection characteristics of the droplet ejected from the nozzle hole are not affected by other factors. It can measure directly with high accuracy without receiving it.
Therefore, for example, by measuring the ejection characteristics to which the volume of the ink droplet ejected from the printer head of the ink jet printer is added, it is possible to perform a more accurate adjustment operation and the performance evaluation of the printer head. In addition, since the calculation of the volume of the droplet can be performed with a simple configuration, it can be optimally used for the inspection in the production line, and has an effect that the system can be more excellent in low cost and versatility. .

【0059】特に、請求項4の発明によれば、斜め方向
からノズル孔および液滴を同時に撮像することができる
ので、映像中の基準位置に対するノズル孔の位置決めや
測定を省いて、ノズル孔に対する位置関係から液滴の速
度を容易に算出することができる。したがって、ノズル
孔から噴射された液滴の噴射速度精度をより簡易に、か
つ容易に測定することができ、コストをより削減するこ
とができるとともに汎用性をより向上させることができ
るという効果がある。
In particular, according to the fourth aspect of the present invention, since the nozzle hole and the droplet can be simultaneously imaged from oblique directions, positioning and measurement of the nozzle hole with respect to the reference position in the image are omitted, and the nozzle hole and the droplet are omitted. The speed of the droplet can be easily calculated from the positional relationship. Therefore, the accuracy of the ejection speed of the droplet ejected from the nozzle hole can be more easily and easily measured, and the cost can be further reduced and the versatility can be further improved. .

【0060】特に、請求項5の発明によれば、ノズル孔
から噴射された液滴が遮光する照明光により該液滴の映
像を撮像するので、背景の色に関係なく液滴を撮像する
ことができる。したがって、汎用性をより向上させるこ
とができるという効果がある。
In particular, according to the fifth aspect of the present invention, since the image of the droplet ejected from the nozzle hole is captured by the illumination light that blocks the droplet, the droplet can be captured regardless of the background color. Can be. Therefore, there is an effect that versatility can be further improved.

【0061】特に、請求項6の発明によれば、ノズル孔
の周囲の反射面により反射されそのノズル孔から噴射さ
れた液滴が遮光する反射光(照明光)により該液滴とノ
ズル孔を撮像するので、ノズル孔およひ液滴の双方を同
時に、かつ、各々の色に拘らず撮像することができる。
したがって、コストをより削減することができるととも
に汎用性をより向上させることができるという効果があ
る。
In particular, according to the sixth aspect of the present invention, the reflected light (illumination light) that is reflected by the reflective surface around the nozzle hole and that is ejected from the nozzle hole blocks the droplet and the nozzle hole. Since the image is taken, both the nozzle hole and the droplet can be taken at the same time, regardless of the respective colors.
Therefore, there is an effect that cost can be further reduced and versatility can be further improved.

【0062】特に、請求項7の発明によれば、上記他方
の方向から撮像する撮像手段の焦点合わせ等の撮像条件
の調整を容易且つ迅速に行うことができるので、上記液
滴の噴射特性測定の高速化及び安定化を図ることができ
るという効果がある。
In particular, according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to easily and quickly adjust the imaging conditions such as focusing of the imaging means for imaging from the other direction, so that the measurement of the droplet ejection characteristics can be performed. There is an effect that the speeding up and stabilization can be achieved.

【0063】特に、請求項8の発明によれば、測定対象
の液滴以外のごみ、汚れ等の映像を該撮像範囲から排除
できるので、さらに上記液滴の噴射特性測定の安定化を
図ることができる。しかも、撮像した映像のデータ取り
込み時間及びパターンマッチング等の画像処理の時間を
短くすることができるので、さらに上記液滴の噴射特性
測定の高速化を図ることができるという効果がある。
In particular, according to the invention of claim 8, since the image of dust, dirt, etc. other than the droplet to be measured can be excluded from the imaging range, the measurement of the ejection characteristics of the droplet can be further stabilized. Can be. In addition, the time required for capturing data of a captured image and the time for image processing such as pattern matching can be shortened, so that the effect of measuring the ejection characteristics of the droplet can be further increased.

【0064】特に、請求項9及び10の発明によれば、
撮像範囲の中に液滴の映像が確実に含まれるようにする
ことができるので、さらに上記液滴の噴射特性測定の安
定化を図ることができるという効果がある。
In particular, according to the ninth and tenth aspects of the present invention,
Since it is possible to ensure that the image of the droplet is included in the imaging range, there is an effect that the measurement of the ejection characteristic of the droplet can be further stabilized.

【0065】特に、請求項11の発明によれば、液滴を
直交する2方向から撮像するので、液滴のノズル孔に対
する各々の方向毎の位置関係から該液滴の速さおよび噴
射方向を容易に算出することができる。したがって、演
算手段を容易に構成することができ、コストをより削減
することができるという効果がある。
In particular, according to the eleventh aspect of the present invention, since the droplet is imaged from two orthogonal directions, the speed and the ejection direction of the droplet can be determined from the positional relationship of the droplet with respect to the nozzle hole in each direction. It can be easily calculated. Therefore, there is an effect that the calculation means can be easily configured, and the cost can be further reduced.

【0066】特に、請求項12の発明によれば、液滴や
ノズル孔を2式の撮像手段により撮像するので、噴射毎
のぱらつきの影響を受けることなく迅速に測定を行なう
ことができる。したがって、汎用性をより向上させると
ともに、測定結果の確度を向上させることができるとい
う効果がある。
In particular, according to the twelfth aspect of the present invention, since the droplets and the nozzle holes are imaged by the two types of image pickup means, the measurement can be performed quickly without being affected by the fluctuation at each injection. Therefore, there is an effect that the versatility can be further improved and the accuracy of the measurement result can be improved.

【0067】特に、請求項13の発明によれば、液滴や
ノズル孔を撮像手段を回動させて順次に2方向から撮像
するので、同様な装置を2式準備する必要がない。した
がって、コストをより削減することができるという効果
がある。
In particular, according to the thirteenth aspect of the present invention, it is not necessary to prepare two sets of similar devices because the image pickup means is rotated to image the liquid droplets and nozzle holes sequentially from two directions. Therefore, there is an effect that the cost can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る液滴の噴射特性測
定システムの概略全体構成を示す斜視図る。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic overall configuration of a droplet ejection characteristic measuring system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同噴射特性測定システムにおける液滴の撮像を
説明する側面図。
FIG. 2 is a side view for explaining imaging of a droplet in the ejection characteristic measurement system.

【図3】同噴射特性測定システムにおける撮像画面の位
置関係を説明する説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a positional relationship of an imaging screen in the injection characteristic measurement system.

【図4】同噴射特性測定システムにおける測定開始前の
調整を説明する説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating adjustment before the start of measurement in the injection characteristic measurement system.

【図5】同噴射特性測定システムにおける測定を説明す
るフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart illustrating measurement in the injection characteristic measurement system.

【図6】同噴射特性測定システムにおける演算処理を説
明する説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining arithmetic processing in the injection characteristic measurement system.

【図7】図6と異なる撮像画面を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an imaging screen different from FIG. 6;

【図8】本発明の第2実施形態に係る液滴の噴射特性測
定システムの要部構成を示す側面図。
FIG. 8 is a side view showing a configuration of a main part of a droplet ejection characteristic measuring system according to a second embodiment of the present invention.

【図9】同噴射特性測定システムにおける液滴の撮像を
説明する側面図。
FIG. 9 is a side view illustrating imaging of a droplet in the ejection characteristic measurement system.

【図10】同噴射特性測定システムにおける液滴の撮像
による特徴を説明する説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining features of the ejection characteristic measurement system based on imaging of droplets.

【図11】同噴射特性測定システムにおける液滴の撮像
による演算処理の特徴を説明する説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the characteristics of arithmetic processing by imaging a droplet in the ejection characteristic measurement system.

【図12】同噴射特性測定システムにおける演算処理を
説明する説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining arithmetic processing in the injection characteristic measurement system.

【図13】図12と異なる撮像画面を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an imaging screen different from FIG. 12;

【図14】(a)及び(b)は変形例に係る液滴の撮像
を説明する側面図。
14A and 14B are side views illustrating imaging of a droplet according to a modification.

【図15】(a)乃至(c)は他の変形例に係る液滴の
撮像を説明する側面図。
FIGS. 15A to 15C are side views illustrating imaging of a droplet according to another modification.

【図16】液滴を噴射するプリンタヘッドを示す斜視
図。
FIG. 16 is a perspective view illustrating a printer head that ejects droplets.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プリンタヘッド 2 ノズル孔 3 ノズル面 5 インク滴(液滴) 11x、11y 照明ランプ(照明手段) 12x、12y CCDカメラ(撮像手段) 13 画像処理装置(位置特定手段) 14 演算装置(演算手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer head 2 Nozzle hole 3 Nozzle surface 5 Ink droplet (droplet) 11x, 11y Illumination lamp (illumination means) 12x, 12y CCD camera (imaging means) 13 Image processing device (position specifying means) 14 Arithmetic device (arithmetic means)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ノズル孔から噴射される液滴の噴射特性を
測定する液滴の噴射特性測定システムであって、 ノズル孔から噴射される液滴を照明手段により照明して
該液滴を撮像する撮像手段と、噴射から一定時間経過し
たときに撮像された映像中の基準位置からの液滴の位置
を特定する位置特定手段と、該ノズル孔の位置および該
映像中の基準位置の位置関係に基づいて、該基準位置か
らの位置を特定された液滴の噴射特性を算出する演算手
段とを備え、 該撮像手段を、該ノズル孔から噴射される液滴を2方向
から撮像するように構成したことを特徴とする液滴の噴
射特性測定システム。
1. A droplet ejection characteristic measuring system for measuring an ejection characteristic of a droplet ejected from a nozzle hole, wherein the droplet ejected from the nozzle hole is illuminated by illumination means to image the droplet. Imaging means for performing, a position specifying means for specifying a position of a droplet from a reference position in a video image taken after a certain period of time from the ejection, and a positional relationship between the position of the nozzle hole and the reference position in the video image Calculating means for calculating the ejection characteristics of the droplet whose position has been specified from the reference position, based on the image data, so that the imaging unit images the droplet ejected from the nozzle hole from two directions. A liquid droplet ejection characteristic measuring system characterized by comprising:
【請求項2】請求項1の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記演算手段を、上記位置特定手段により撮像方向毎に
特定された液滴の映像中の基準位置からの位置を用いて
該液滴の速さおよび噴射方向を算出するように構成した
ことを特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
2. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein the calculating means uses a position from a reference position in an image of the droplet specified for each imaging direction by the position specifying means. A droplet ejection characteristic measurement system configured to calculate a droplet speed and an ejection direction.
【請求項3】請求項2の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記演算手段を、上記撮像手段により撮像された液滴の
映像から該液滴の体積をも算出するように構成したこと
を特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
3. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 2, wherein said arithmetic means is configured to calculate the volume of the droplet from an image of the droplet imaged by the imaging means. Characteristic droplet ejection characteristics measurement system.
【請求項4】請求項1乃至3の液滴の噴射特性測定シス
テムにおいて、 上記撮像手段を、液滴の噴射方向側からノズル孔および
液滴を同時に撮像可能に該噴射方向に対して撮像方向を
斜めにセットし、 上記位置特定手段を、ノズル孔から噴射されて撮像され
た液滴の映像中の位置を特定するとともに該ノズル孔の
映像中の位置を特定するように構成し、 上記演算手段を、特定された映像中のノズル孔および液
滴の位置関係に基づいて該液滴の噴射特性を算出するよ
うに構成したことを特徴とする液滴の噴射特性測定シス
テム。
4. A droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein said imaging means is capable of simultaneously imaging the nozzle hole and the droplet from the droplet ejection direction side with respect to the ejection direction. Is set obliquely, and the position specifying means is configured to specify the position in the image of the droplet ejected and imaged from the nozzle hole and to specify the position in the image of the nozzle hole, A droplet ejection characteristic measuring system configured to calculate the ejection characteristic of the droplet based on the positional relationship between the nozzle hole and the droplet in the specified image.
【請求項5】請求項1乃至4の液滴の噴射特性測定シス
テムにおいて、 上記撮像手段および上記照明手段の間に上記ノズル孔を
位置させ、 該撮像手段を、該ノズル孔から噴射される液滴を照明す
る光を直接取り込んで該液滴が照明光を遮光する映像を
撮像するように構成したことを特徴とする液滴の噴射特
性測定システム。
5. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein said nozzle hole is located between said image pickup means and said illumination means, and said image pickup means is provided with a liquid ejected from said nozzle hole. A droplet ejection characteristic measurement system configured to directly capture light for illuminating a droplet and capture an image in which the droplet blocks illumination light.
【請求項6】請求項4の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記ノズル孔の周囲が光を反射する反射面であり、 上記撮像手段および上記照明手段の間に該ノズル孔を位
置させるとともに撮像方向および照明方向の反射面との
間の挟角が同一となるように該撮像手段および該照明手
段を斜めにセットし、 該撮像手段を、該反射面により反射され該ノズル孔から
噴射される液滴を照明する反射光を取り込んで該液滴が
反射光を遮光する映像を撮像するように構成したことを
特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
6. A droplet ejection characteristic measuring system according to claim 4, wherein a periphery of said nozzle hole is a reflection surface for reflecting light, and said nozzle hole is located between said image pickup means and said illumination means. The imaging unit and the illumination unit are set obliquely so that the included angle between the imaging direction and the reflection surface in the illumination direction is the same, and the imaging unit is reflected by the reflection surface and ejected from the nozzle hole. A liquid droplet ejection characteristic measuring system configured to take in reflected light for illuminating a droplet, and capture an image in which the droplet blocks the reflected light.
【請求項7】請求項1の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記2方向のうち一方の方向から撮像した映像中の基準
位置からの液滴の位置に基づいて、他方の方向から撮像
する映像中の基準位置からの液滴の位置を予測すること
を特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
7. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein an image is taken from the other direction based on the position of the droplet from a reference position in an image taken from one of the two directions. A droplet ejection characteristic measuring system for predicting a position of a droplet from a reference position in an image.
【請求項8】請求項7の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記液滴の位置の予測結果に基づいて、上記他方の方向
から撮像する撮像範囲を狭くすることを特徴とする液滴
の噴射特性測定システム。
8. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 7, wherein an imaging range for imaging from the other direction is narrowed based on a result of the prediction of the position of the droplet. Injection characteristics measurement system.
【請求項9】請求項8の液滴の噴射特性測定システムに
おいて、 上記他方の方向から撮像した撮像範囲の位置を調整可能
に構成したことを特徴とする液滴の噴射特性測定システ
ム。
9. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 8, wherein the position of the imaging range imaged from the other direction is adjustable.
【請求項10】上記照明手段で断続的に照明し、その照
明タイミングに基づいて上記撮像手段でストロボ撮像を
行う請求項8の液滴の噴射特性測定システムであって、 上記他方向から撮像するときの該照明手段の照明タイミ
ングを調整可能に構成したことを特徴とする液滴の噴射
特性測定システム。
10. A droplet ejection characteristic measuring system according to claim 8, wherein the illumination means intermittently illuminates, and the imaging means performs stroboscopic imaging based on the illumination timing. Wherein the illumination timing of the illumination means at the time can be adjusted.
【請求項11】請求項1乃至10の液滴の噴射特性測定
システムにおいて、 上記撮像手段を、ノズル孔から噴射される液滴を直交す
る2方向から撮像するように構成したことを特徴とする
液滴の噴射特性測定システム。
11. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein said imaging means is configured to image droplets ejected from a nozzle hole from two orthogonal directions. Droplet ejection characteristics measurement system.
【請求項12】請求項1乃至11の液滴の噴射特性測定
システムにおいて、 上記撮像手段を2式セットして上記ノズル孔から噴射さ
れる液滴を同時に2方向から撮像するように構成したこ
とを特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
12. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein two sets of said image pickup means are set so as to simultaneously image droplets ejected from said nozzle hole from two directions. A droplet ejection characteristic measuring system characterized by the following.
【請求項13】請求項1乃至11の液滴の噴射特性測定
システムにおいて、 上記撮像手段を回動させて上記ノズル孔から噴射される
液滴を順次に2方向から撮像するように構成したことを
特徴とする液滴の噴射特性測定システム。
13. The droplet ejection characteristic measuring system according to claim 1, wherein said imaging means is rotated to sequentially image droplets ejected from said nozzle hole from two directions. A droplet ejection characteristic measuring system characterized by the following.
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