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JP4032585B2 - Inkjet injection inspection device - Google Patents

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JP4032585B2
JP4032585B2 JP34044899A JP34044899A JP4032585B2 JP 4032585 B2 JP4032585 B2 JP 4032585B2 JP 34044899 A JP34044899 A JP 34044899A JP 34044899 A JP34044899 A JP 34044899A JP 4032585 B2 JP4032585 B2 JP 4032585B2
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JP
Japan
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droplet
light
image
light source
inspection apparatus
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和三 古田
修 増田
和典 山本
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Description

【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット射出検査装置に関し、更に詳しくは液滴を正確に検出することができるようにしたインクジェット射出検査装置に関する。
インクジェットプリンタの市場要求として、高解像度の向上、プリント速度の高速化、低価格の方向が求められている。このため、マルチノズルでチャネル数の増加、着弾精度の向上、液滴量の低下、射出速度の増加、製造コストの低減が挙げられている。
【従来の技術】
【0001】
従来、インクジェット式プリンタ用ヘッドのインク吐出検査は、紙等に印字された媒体を用いて検査していた。この方法の場合、検査作業が煩雑になるという問題があり、更に記録媒体が必要となるため、そのコストが発生し、ヘッド自体の製造コストが増加するという問題があった。
【0002】
このため記録媒体を用いない液滴検査装置が開発されてきている(例えば特開平11−227172号公報)。
図5は従来装置の構成例を示す図である。図において、1はストロボ光源、2は該ストロボ光源1を取り囲むように配置された反射鏡である。3はストロボ発光を受ける2次光源で、例えば白色散乱体又は拡散板等が用いられる。2次光源3からの光は、液滴A、Bに入射し、その透過光はレンズ4を介してCCD6上に結像される。7は、CCDを移動させるカメラ移動機構である。
【0003】
このように構成された装置において、dは液滴A、B間の距離でその視野は2dで表される。θは光束の広がり角で、2次光源3からレンズ4までの距離をL、レンズ4の口径をDとすると、θ=D/Lで表される。また、光束の入射角φは、φ=d/Lで表される。そして、液滴像は、CCD6上に結像することになる。
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
液滴の位置、速度をストロボ等閃光光源でとらえることは周知の技術となってきている。例えば、特開平5−149769号公報記載の発明では、照明の記載がなく、特開平11−227172号公報記載の発明では、ストロボ照明を複数回測定しており、照明方法の記載はなかった。また、前記特開平11−227172号公報記載の発明は液滴の2点の画像は、複数回の射出の結果、得られたものであり、同一液滴の像は得ることができなかった。
【0005】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、同一の液滴についてインクヘッドから吐出される液滴の状態を複数回測定して正確に検出することができるインクジェット射出検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)請求項1記載の発明は、光源を結像させる一つ又は複数のレンズから構成される光学系の光源と像との間に、被測定対象である液滴を配置し、液滴の像を撮像素子へ結像させるインクジェット射出検査装置において、前記光源として偏光方向の異なる2個の光源を用意し、これら光源を発光タイミングを異ならしめて発光させ、前記液滴の像を偏光光学系を介して撮像素子上に結像せしめ、同一フレーム内に少なくとも2個の液滴像を得るように構成したことを特徴とする。
【0007】
このように構成すれば、2個の光源の発光タイミングを異ならせて発光させて、同一液滴について少なくとも2個の液滴像を得ることができる構成とすることで、速度、角度を測定する際、同じ液滴を被測定対象にすることができ、液滴系のバラツキ、或いはノズルからの射出タイミングのバラツキの影響を取り除くことができ、しかも同一フレーム内に同一液滴の複数の像が撮像されるので、液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0008】
(2)請求項2記載の発明は、光源を結像させる一つ又は複数のレンズから構成される光学系の光源と像との間に、被測定対象である液滴を配置し、液滴の像を撮像素子へ結像させるインクジェット射出検査装置において、前記光源として1個の光源を用意し、少なくとも2回の発光において、その波長を異ならしめて発光させ、それぞれの波長通過フィルタを介して撮像素子上に結像せしめ、同一フレーム内に少なくとも2個の液滴像を得るように構成したことを特徴とする。
【0009】
このように構成すれば、1個の光源を用いて、同一液滴の少なくとも2個の画像を正確に得ることができ、これら画像から液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0010】
(3)請求項3記載の発明は、前記光源として、ストロボライトや、レーザのパルス発光を用いることを特徴とする。
このように構成すれば、移動中の液滴に対しても、正確な状態で検出することができる。
【0011】
(4)請求項4記載の発明は、前記撮像素子として、シャッタ付きカメラを用いることを特徴とする。
このように構成すれば、カメラで同一液滴についての少なくとも2回のシャッタ動作を高速で行わせることにより、少なくとも2個の液滴像を撮像することができる。
【0012】
(5)請求項5記載の発明は、前記2個の光源の間に遮光手段を設けることを特徴とする。
このように構成すれば、周囲の干渉光の影響を除去して同一の液滴像を更に正確に撮像することができる。
【0013】
(6)請求項6記載の発明は、液滴中央の明るい部分をマスクすることを特徴とする。
このように構成すれば、液滴中央をマスクして好ましい液滴画像を得ることができ、液滴を正確に認識することができる。
【0014】
(7)請求項7記載の発明は、前記撮像素子から出力された、液滴外径部分の濃度値から、液滴外径を測定することを特徴とする。
このように構成すれば、液滴外径部分のコントラストが向上するため、液滴外径部分の濃度値から最大の分解能で液滴外径を測定することができる。
【0015】
(8)請求項8記載の発明は、前記インクの代わりに無色透明のダミーインクを使用することを特徴とする。
このように構成すれば、液滴としてダミーインクを用いることにより、検査後、コンタミネーションを防止するため、洗浄或いはインクの再充填の必要がない。
【0016】
(9)請求項9記載の発明は、予め液滴のない状態で撮像した画像を記憶させておき、液滴がある状態で撮像した画像から前記液滴のない状態で撮像した画像を差し引くことを特徴とする。
【0017】
このように構成すれば、得られた液滴画像のシェーディング補正を行なうことができる。
【発明の実施の形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態例を示す図である。図において、11は第1の光源、12は第2の光源である。これら光源11、12は偏光角が異なるものとする。光源11を光源a、光源12を光源bとする。光源a、bとしては、ストロボ等の閃光光源が用いられる。光源aの偏光角をp、光源bの偏光角をsとする。13は光源aとbとの間に配置された遮光板である。
【0019】
14は光源aからの光を透過するp偏光板、15は光源bからの光を透過するs偏光板である。16は、光源a、bからの光を集光するレンズである。A、Bは、偏光板14、15とレンズ16間に配置される液滴である。これら液滴は同一液滴であるものとする。即ち、時間の経過により、図に示すような位置に存在することになる。17はそれぞれの光源からの光のみを通す穴があいているスリットである。該スリット17は、光源a、bの結像点付近に配置されている。このように結像点付近にスリットを配置することにより、周囲の散乱光を排除し、直進する光のみを透過する。
【0020】
18はスリット17を介して入ってきた光源bからの光を透過するs偏光板、19は同じくスリット17を介して入ってきた光源aからの光を透過するp偏光板である。20は、液滴像を結像させる光電変換素子で、例えばCCDが用いられる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【0021】
先ず、光源aが発光する。この発光光は、p偏光板14を透過して吐出された液滴Aを照射する。この場合において、光源aからの光に対して、p偏光板14は、偏光角pの光しか透過させないので、その他のノイズ光はp偏光板14で遮断される。
【0022】
液滴Aの画像情報を含む光は、続くレンズ16により、集光される。該レンズ16により集光された光は、スリット17の下の穴を通過する。光源の結像点付近に穴を設けておくことにより、他の散乱光を排除し、直進する光のみを通過させることができる。この穴を通過した光は、p偏光板19を透過してCCD20に液滴Aの像を結像させる。p偏光板19を透過する間に、その後発生したノイズ光を遮断するので、p偏光板19を透過した光はノイズの少ないものとなる。CCD20には、ノイズの少ない正確な液滴像が結像する。
【0023】
次に、所定時間経過後、光源bが発光する。この発光光は、s偏光板15を透過して吐出された液滴Bを照射する。この液滴Bは液滴Aが所定時間経過後の位置に存在する。この場合において、光源bからの光に対して、s偏光板15は、偏光角sの光しか透過させないので、その他のノイズ光はs偏光板15で遮断される。
【0024】
液滴Bの画像情報を含む光は、続くレンズ16により、集光される。該レンズ16により集光された光は、スリット17の上の穴を通過する。光源の結像点付近に穴を設けておくことにより、他の散乱光を排除し、直進する光のみを通過させることができる。この穴を通過した光は、s偏光板18を透過してCCD20に液滴Bの像を結像させる。s偏光板18を透過する間に、その後発生したノイズ光を遮断するので、s偏光板18を透過した光はノイズの少ないものとなる。
【0025】
このようにして、本実施の形態例によれば、速度、角度を測定する際、同じ液滴を被測定対象にすることができるので、液滴系のバラツキ、或いはノズルからの射出タイミングのバラツキの影響を取り除くことができ、しかも同一フレーム内に同一液滴の複数の像が撮像されるので、液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0026】
上述の実施の形態例では、同一液滴像2個を撮像する場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、3個以上の同一液滴像を撮像するようにしてもよい。
また、本実施の形態例によれば、上述したように、光源として偏光方向の異なる2個の光源を用意し、これら光源を時間を異ならしめて発光させ、同一液滴について少なくとも2個の液滴像を得ることができる。
【0027】
また、前記光源11、12としては、ストロボライトやレーザのパルス発光を用いるようにすることで、移動中の液滴に対しても正確な状態で検出することができる。
上述の実施の形態例では、撮像素子に液滴像を結像させる場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、例えばシャッタ付きカメラを用いて、ストロボ発光と同期して或いは非同期で液滴像を撮像することができる。即ち、同一液滴についての少なくとも2回のシャッタ動作を高速で行わせることにより、少なくとも2個の液滴像を撮像することができる。
【0028】
また、この実施の形態例では、光源aと光源bとの間に遮光板13を設けている。このようにすることにより、周囲の干渉光の影響を除去して同一の液滴像を更に正確に撮像することができる。
【0029】
図2は本発明の第2の実施の形態例を示す構成図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図1の実施の形態例と比較して、光学系の配置が異なっている。図において、11は光源a、12は光源b、13は光源aと光源bの間に配置された遮光板である。14はp偏光光のみを透過させるp偏光板、15はs偏光光のみを透過させるs偏光板である。
【0030】
21は各光源11、12からの光を集光するレンズ、22は該レンズ21の後段に設けられたインク吐出用のノズル、23はノズル22から吐出された液滴である。ここに示されている液滴は、同一の液滴であり、時間の経過に伴い移動したものである。
【0031】
17は、光源11、12の結像近辺に設けられたスリットである。スリットの上の穴は、s偏光光を通過させ、下の穴はp偏光光を通過させる。18はs偏光光を透過させるs偏光板、19はp偏光光を透過させるp偏光板である。24はこれら偏光板18、19の後段に配置された液滴結像用のレンズ、20は液滴像が結像されるCCDである。このように構成された装置の動作を、図3のタイムチャートを参照しつつ説明すれば、以下の通りである。
【0032】
図3において、(a)は垂直同期信号、(b)はヘッド駆動信号、(c)はa発光信号、(d)はa発光、(e)はb発光信号、(f)はb発光である。
画像表示手段(図示せず)の垂直同期信号(a)が“H”になると、所定時間経過後、ヘッド駆動信号(b)が“H”になる。ヘッド駆動信号(b)が“H”になってから所定時間t1経過後に、a発光信号(c)が“H”になる。a発光信号(c)が“H”になってからわずかな時間差をおいて、光源aが発光する。
【0033】
光源aが発光すると、この発光光は、p偏光板14を透過し、透過した光はレンズ21により集光される。レンズ21により集光された光は、液滴23を照射する。液滴23の画像情報が含まれる光は、スリット17に入ってp偏光板19に到達する。p偏光板19を透過した光は、レンズ24によりCCD20上に液滴の像を結ぶ。
【0034】
ヘッド駆動信号(b)が“H”になってから所定時間t2経過後に、b発光信号(e)が“H”になる。b発光信号(c)が“H”になってからわずかな時間差をおいて、光源bが発光する。
【0035】
光源bが発光すると、この発光光は、s偏光板15を透過し、透過した光はレンズ21により集光される。レンズ21により集光された光は、液滴23を照射する。液滴23の画像情報が含まれる光は、スリット17に入ってp偏光板19に到達する。p偏光板19を透過した光は、レンズ24によりCCD20上に液滴の像を結ぶ。
【0036】
以上のシーケンスで、CCD20には、同一液滴の少なくとも2個の像が結像されることになる。この画像を画像表示手段(図示せず)に表示すると、液滴についての各種の情報を得ることができる。
【0037】
図4はこのようにして得られた液滴像の一例を示す図である。図では、3個の液滴の像が時間をおいて表示されている。この図から同一液滴の2点間の時間が分かり、距離も分かる。これから、液滴の速度を算出することができる。更に、これらの像の液滴の形状から液滴の径を算出することも可能である。
【0038】
このように構成すれば、速度、角度を測定する際、同じ液滴を被測定対象にすることができるので、液滴系のバラツキ、或いはノズルからの射出タイミングのバラツキの影響を取り除くことができ、しかも同一フレーム内に同一液滴の複数の像が撮像されるので、液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0039】
上述の実施の形態例では、2個の同一液滴像を得るために2個の閃光光源を用いた場合を例にとった。しかしながら、本発明は必ずしも2個の光源を用いる必要はない。1個の光源を用いて、同一液滴の複数個の画像を得ることができる。例えば、閃光光源としてレーザビームを用い、1回目の測定時と2回目の測定時でレーザの波長を変えて測定する。
【0040】
同一の波長を用いて、連続して2個以上の液滴を撮像すると、正確に画像を撮像することができない。同一の波長では、本来暗いところが明るくなったり、本来明るいところが暗くなったりして、正常な撮影ができないのである。つまり、光の干渉が生じる。
【0041】
そこで、波長を変えて発光させ、レーザにより照射された液滴像を帯域通過フィルタを通してから撮像素子に結像させるようにする。このようにすれば、1回の発光と2回目の発光との間の干渉がなくなるので、同一液滴について2個の像を得ることができる。なお、発光は2個に限るものではなく、波長を変えて複数回発光させることにより3個以上の液滴像を得ることも可能である。このようにすれば、1個の光源を用いて同一液滴の少なくとも2個以上の画像を正確に得ることができる。
【0042】
なお、上述の実施の形態例において、前記光学系をインクジェットプリンタの主走査方向の光学系と組み合わせて使用することができる。このように構成すれば、構成が簡単になる。
【0043】
また、本実施の形態例によれば、液滴中央の明るい部分をマスクすることにより、液滴中央をマスクして好ましい液滴画像を得ることができる。
また、本実施の形態例によれば、液滴外径部分の濃度値から液滴外径を測定することができる。このように構成すれば、液滴外径部分のコントラストが向上するため、液滴外径部分の濃度値から最大の分解能で液滴外径を測定することができる。
【0044】
また、本実施の形態例によれば、前記インクの代わりに無色透明のダミーインクを使用することにより、ダミーインクを使用することで、検査後、コンタミネーションを防止するため、洗浄或いはインクの再充填の必要がない。
【0045】
また、本実施の形態例によれば、予め液滴のない状態で撮像した画像を記憶させておき、液滴がある状態で撮像した画像から前記液滴のない状態で撮像した画像を差し引いて、得られた液滴画像のシェーディング補正を行なうことができる。これは、被測定対象である液滴を除き、照明光学系と受光光学系の関係がかわらないことを利用したものである。
【発明の効果】
【0046】
以上、説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
(1)請求項1記載の発明によれば、1フレーム内に同一液滴像が少なくとも2個入るように、光源の発光タイミングを調整することにより、速度、角度を測定する際、同じ液滴を被測定対象にすることができるので、液滴系のバラツキ、或いはノズルからの射出タイミングのバラツキの影響を取り除くことができ、しかも同一フレーム内に同一液滴の複数の像が撮像されるので、液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0047】
(2)請求項2記載の発明によれば、1個の光源を用いて、同一液滴の少なくとも2個の画像を正確に得ることができ、これら画像から液滴の速度、外径等のデータを測定することができる。
【0048】
(3)請求項3記載の発明によれば、移動中の液滴に対しても、正確な状態で検出することができる。
(4)請求項4記載の発明によれば、カメラで同一液滴についての少なくとも2回のシャッタ動作を高速で行わせることにより、少なくとも2個の液滴像を撮像することができる。
【0049】
(5)請求項5記載の発明によれば、周囲の干渉光の影響を除去して同一の液滴像を更に正確に撮像することができる。
(6)請求項6記載の発明によれば、液滴中央をマスクして好ましい液滴画像を得ることができ、液滴を正確に認識することができる。
【0050】
(7)請求項7記載の発明によれば、液滴外径部分のコントラストが向上するため、液滴外径部分の濃度値から最大の分解能で液滴外径を測定することができる。
(8)請求項8記載の発明によれば、液滴としてダミーインクを用いることにより、検査後、コンタミネーションを防止するため、洗浄或いはインクの再充填の必要がない。
【0051】
(9)請求項9記載の発明によれば、得られた液滴画像のシェーディング補正を行なうことができる。
このように、本発明によれば、同一の液滴についてインクヘッドから吐出される液滴の状態を複数回測定して正確に検出することができるインクジェット射出検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】 本発明の第1の実施の形態例を示す構成図である。
【図2】 本発明の第2の実施の形態例を示す構成図である。
【図3】 第2の実施の形態例の動作を示すタイムチャートである。
【図4】 得られた液滴像の一例を示す図である。
【図5】 従来装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【0053】
11、12 光源
13 遮光板
14 p偏光板
15 s偏光板
16 レンズ
17 スリット
18 s偏光板
19 p偏光板
20 受光素子
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet injection inspection apparatus, and more particularly to an ink jet injection inspection apparatus capable of accurately detecting droplets.
As market demands for inkjet printers, higher resolution, higher printing speed, and lower price are required. For this reason, an increase in the number of channels, an improvement in landing accuracy, a decrease in the amount of droplets, an increase in ejection speed, and a reduction in manufacturing cost are mentioned in the multi-nozzle.
[Prior art]
[0001]
Conventionally, ink ejection inspection of an ink jet printer head has been performed using a medium printed on paper or the like. In the case of this method, there is a problem that the inspection work becomes complicated, and further, since a recording medium is necessary, the cost is generated and the manufacturing cost of the head itself is increased.
[0002]
For this reason, a droplet inspection apparatus that does not use a recording medium has been developed (for example, JP-A-11-227172).
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional apparatus. In the figure, 1 is a strobe light source, and 2 is a reflecting mirror arranged so as to surround the strobe light source 1. Reference numeral 3 denotes a secondary light source that receives strobe light, and for example, a white scatterer or a diffusion plate is used. The light from the secondary light source 3 enters the droplets A and B, and the transmitted light is imaged on the CCD 6 via the lens 4. A camera moving mechanism 7 moves the CCD.
[0003]
In the apparatus configured as described above, d is the distance between the droplets A and B, and the field of view is represented by 2d. θ is the spread angle of the luminous flux and is expressed as θ = D / L where L is the distance from the secondary light source 3 to the lens 4 and D is the aperture of the lens 4. Further, the incident angle φ of the light beam is represented by φ = d / L. The droplet image is formed on the CCD 6.
[Problems to be solved by the invention]
[0004]
It has become a well-known technique to capture the position and velocity of a droplet with a flash light source such as a strobe. For example, in the invention described in JP-A-5-149769, there is no description of illumination, and in the invention described in JP-A-11-227172, strobe illumination is measured a plurality of times, and there is no description of the illumination method. Further, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-227172, two point images of droplets are obtained as a result of a plurality of ejections, and an image of the same droplet cannot be obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and an inkjet ejection inspection apparatus capable of accurately detecting the same droplet by repeatedly measuring the state of the droplet discharged from the ink head. It is intended to provide.
[Means for Solving the Problems]
[0006]
(1) According to the first aspect of the present invention, a droplet to be measured is disposed between a light source and an image of an optical system composed of one or a plurality of lenses for forming an image of the light source. In an inkjet injection inspection apparatus for forming an image of the above on an image pickup device, two light sources having different polarization directions are prepared as the light sources, these light sources are made to emit light at different light emission timings, and the image of the droplets is polarized optical system The image is formed on the image pickup device via the image sensor, and at least two droplet images are obtained in the same frame.
[0007]
With this configuration, speed and angle are measured by using a configuration in which at least two droplet images can be obtained for the same droplet by emitting light at different timings of the two light sources. In this case, the same droplet can be measured, the influence of variations in droplet system or ejection timing variation from the nozzle can be eliminated, and a plurality of images of the same droplet can be formed in the same frame. Since the image is taken, data such as the velocity and outer diameter of the droplet can be measured.
[0008]
(2) According to the invention described in claim 2, a droplet to be measured is disposed between a light source and an image of an optical system composed of one or a plurality of lenses for forming an image of the light source. In an inkjet injection inspection apparatus that forms an image on an image sensor, one light source is prepared as the light source, and the light is emitted with different wavelengths in at least two light emission, and imaged through the respective wavelength pass filters. An image is formed on the element, and at least two droplet images are obtained in the same frame.
[0009]
With this configuration, it is possible to accurately obtain at least two images of the same droplet using a single light source, and to measure data such as the velocity and outer diameter of the droplet from these images. it can.
[0010]
(3) The invention described in claim 3 is characterized in that strobe light or laser pulse emission is used as the light source.
With this configuration, even a moving droplet can be detected in an accurate state.
[0011]
(4) The invention described in claim 4 is characterized in that a camera with a shutter is used as the imaging device.
With this configuration, at least two droplet images can be captured by causing the camera to perform at least two shutter operations on the same droplet at high speed.
[0012]
(5) The invention according to claim 5 is characterized in that a light shielding means is provided between the two light sources.
If comprised in this way, the influence of the surrounding interference light can be removed and the same droplet image can be imaged more correctly.
[0013]
(6) The invention according to claim 6 is characterized in that a bright portion at the center of the droplet is masked.
With this configuration, a preferable droplet image can be obtained by masking the center of the droplet, and the droplet can be accurately recognized.
[0014]
(7) The invention according to claim 7 is characterized in that the droplet outer diameter is measured from the density value of the droplet outer diameter portion output from the image sensor.
With this configuration, since the contrast of the outer diameter portion of the droplet is improved, the outer diameter of the droplet can be measured with the maximum resolution from the density value of the outer diameter portion of the droplet.
[0015]
(8) The invention according to claim 8 is characterized in that a colorless and transparent dummy ink is used instead of the ink.
According to this configuration, since dummy ink is used as the droplet, contamination is prevented after the inspection, so that there is no need for cleaning or refilling with ink.
[0016]
(9) According to the ninth aspect of the present invention, an image picked up in the absence of droplets is stored in advance, and an image picked up in the absence of droplets is subtracted from an image picked up in the presence of droplets. It is characterized by.
[0017]
If comprised in this way, the shading correction | amendment of the obtained droplet image can be performed.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0018]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a first light source and 12 is a second light source. The light sources 11 and 12 are different in polarization angle. The light source 11 is a light source a, and the light source 12 is a light source b. As the light sources a and b, a flash light source such as a strobe is used. Let p be the polarization angle of the light source a, and s be the polarization angle of the light source b. Reference numeral 13 denotes a light shielding plate disposed between the light sources a and b.
[0019]
Reference numeral 14 denotes a p-polarizing plate that transmits light from the light source a, and reference numeral 15 denotes an s-polarizing plate that transmits light from the light source b. Reference numeral 16 denotes a lens that collects light from the light sources a and b. A and B are droplets disposed between the polarizing plates 14 and 15 and the lens 16. These droplets are assumed to be the same droplet. That is, as time passes, it exists at the position shown in the figure. Reference numeral 17 denotes a slit having a hole through which only light from each light source passes. The slit 17 is disposed in the vicinity of the image forming points of the light sources a and b. By arranging the slit in the vicinity of the image formation point in this way, the surrounding scattered light is eliminated and only the light traveling straight is transmitted.
[0020]
Reference numeral 18 denotes an s polarizing plate that transmits light from the light source b entering through the slit 17, and 19 denotes a p polarizing plate that transmits light from the light source a that also enters through the slit 17. Reference numeral 20 denotes a photoelectric conversion element that forms a droplet image, and for example, a CCD is used. The operation of the apparatus configured as described above will be described as follows.
[0021]
First, the light source a emits light. This emitted light irradiates the droplet A discharged through the p-polarizing plate 14. In this case, since the p-polarizing plate 14 transmits only the light having the polarization angle p with respect to the light from the light source a, the other noise light is blocked by the p-polarizing plate 14.
[0022]
The light including the image information of the droplet A is collected by the subsequent lens 16. The light condensed by the lens 16 passes through the hole below the slit 17. By providing a hole in the vicinity of the image forming point of the light source, other scattered light can be excluded and only light traveling straight can pass. The light that has passed through this hole passes through the p-polarizing plate 19 and forms an image of the droplet A on the CCD 20. Since the noise light generated thereafter is blocked while passing through the p-polarizing plate 19, the light transmitted through the p-polarizing plate 19 has less noise. An accurate droplet image with less noise is formed on the CCD 20.
[0023]
Next, after a predetermined time has elapsed, the light source b emits light. The emitted light irradiates the droplet B ejected through the s polarizing plate 15. The droplet B exists at a position after the predetermined time has elapsed. In this case, since the s polarizing plate 15 transmits only the light having the polarization angle s with respect to the light from the light source b, other noise light is blocked by the s polarizing plate 15.
[0024]
The light including the image information of the droplet B is collected by the subsequent lens 16. The light condensed by the lens 16 passes through the hole above the slit 17. By providing a hole in the vicinity of the image forming point of the light source, other scattered light can be excluded and only light traveling straight can pass. The light that has passed through this hole passes through the s polarizing plate 18 and forms an image of the droplet B on the CCD 20. Since the noise light generated thereafter is cut off while passing through the s polarizing plate 18, the light passing through the s polarizing plate 18 has less noise.
[0025]
In this way, according to the present embodiment, the same droplet can be measured when measuring the speed and angle. Therefore, variation in droplet system or variation in ejection timing from the nozzles can be achieved. In addition, since a plurality of images of the same droplet are captured in the same frame, data such as the velocity and outer diameter of the droplet can be measured.
[0026]
In the above-described embodiment, the case where two identical droplet images are captured is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and three or more identical droplet images may be captured. Good.
Further, according to the present embodiment, as described above, two light sources having different polarization directions are prepared as light sources, these light sources are made to emit light at different times, and at least two droplets for the same droplet. An image can be obtained.
[0027]
Moreover, as the light sources 11 and 12, a strobe light or laser pulse emission is used, so that even a moving droplet can be detected in an accurate state.
In the above-described embodiment, the case where a droplet image is formed on the image sensor is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, using a camera with a shutter, in synchronization with strobe light emission. Alternatively, a droplet image can be taken asynchronously. That is, at least two droplet images can be taken by performing at least two shutter operations on the same droplet at high speed.
[0028]
In this embodiment, a light shielding plate 13 is provided between the light source a and the light source b. By doing so, it is possible to remove the influence of the surrounding interference light and capture the same droplet image more accurately.
[0029]
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Compared with the embodiment of FIG. 1, the arrangement of the optical system is different. In the figure, 11 is a light source a, 12 is a light source b, and 13 is a light shielding plate disposed between the light sources a and b. 14 is a p-polarizing plate that transmits only p-polarized light, and 15 is an s-polarizing plate that transmits only s-polarized light.
[0030]
Reference numeral 21 denotes a lens for condensing light from each of the light sources 11 and 12, 22 denotes an ink discharge nozzle provided at a subsequent stage of the lens 21, and 23 denotes droplets discharged from the nozzle 22. The droplets shown here are the same droplets and have moved with the passage of time.
[0031]
Reference numeral 17 denotes a slit provided in the vicinity of the imaging of the light sources 11 and 12. The hole above the slit allows s-polarized light to pass, and the hole below allows p-polarized light to pass. Reference numeral 18 denotes an s polarizing plate that transmits s-polarized light, and reference numeral 19 denotes a p-polarizing plate that transmits p-polarized light. Reference numeral 24 denotes a lens for forming a droplet, which is arranged at the subsequent stage of the polarizing plates 18 and 19, and 20 denotes a CCD on which a droplet image is formed. The operation of the apparatus configured as described above will be described below with reference to the time chart of FIG.
[0032]
In FIG. 3, (a) is a vertical synchronization signal, (b) is a head drive signal, (c) is a light emission signal, (d) is a light emission, (e) is b light emission signal, and (f) is b light emission. is there.
When the vertical synchronizing signal (a) of the image display means (not shown) becomes “H”, the head driving signal (b) becomes “H” after a predetermined time has elapsed. The a emission signal (c) becomes “H” after a predetermined time t1 has elapsed since the head drive signal (b) became “H”. The light source a emits light after a slight time difference from when the a light emission signal (c) becomes “H”.
[0033]
When the light source a emits light, the emitted light passes through the p-polarizing plate 14, and the transmitted light is collected by the lens 21. The light condensed by the lens 21 irradiates the droplet 23. Light including the image information of the droplet 23 enters the slit 17 and reaches the p-polarizing plate 19. The light transmitted through the p polarizing plate 19 forms an image of a droplet on the CCD 20 by the lens 24.
[0034]
The b emission signal (e) becomes “H” after a predetermined time t2 has elapsed since the head drive signal (b) became “H”. The light source b emits light after a slight time difference from the b light emission signal (c) becoming “H”.
[0035]
When the light source b emits light, the emitted light is transmitted through the s polarizing plate 15, and the transmitted light is collected by the lens 21. The light condensed by the lens 21 irradiates the droplet 23. Light including the image information of the droplet 23 enters the slit 17 and reaches the p-polarizing plate 19. The light transmitted through the p polarizing plate 19 forms an image of a droplet on the CCD 20 by the lens 24.
[0036]
With the above sequence, at least two images of the same droplet are formed on the CCD 20. When this image is displayed on an image display means (not shown), various kinds of information about the droplet can be obtained.
[0037]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a droplet image obtained in this way. In the figure, images of three droplets are displayed with time. From this figure, the time between two points of the same droplet is known, and the distance is also known. From this, the velocity of the droplet can be calculated. Furthermore, the diameter of the droplet can be calculated from the shape of the droplet in these images.
[0038]
With this configuration, when measuring speed and angle, the same droplet can be measured, so the influence of variations in the droplet system or ejection timing from the nozzle can be eliminated. In addition, since a plurality of images of the same droplet are captured in the same frame, data such as the velocity and outer diameter of the droplet can be measured.
[0039]
In the above-described embodiment, the case where two flash light sources are used in order to obtain two identical droplet images is taken as an example. However, the present invention does not necessarily use two light sources. A plurality of images of the same droplet can be obtained using one light source. For example, a laser beam is used as a flash light source, and measurement is performed by changing the laser wavelength between the first measurement and the second measurement.
[0040]
If two or more droplets are continuously imaged using the same wavelength, an image cannot be accurately captured. At the same wavelength, a dark place becomes brighter and an originally bright place becomes darker, and normal photographing cannot be performed. That is, light interference occurs.
[0041]
Therefore, light is emitted at different wavelengths, and a droplet image irradiated by the laser is formed on the image sensor after passing through the band-pass filter. In this way, since there is no interference between the first light emission and the second light emission, two images can be obtained for the same droplet. Note that the number of light emission is not limited to two, and it is also possible to obtain three or more droplet images by emitting light a plurality of times while changing the wavelength. In this way, it is possible to accurately obtain at least two images of the same droplet using one light source.
[0042]
In the embodiment described above, the optical system can be used in combination with the optical system in the main scanning direction of the ink jet printer. With this configuration, the configuration is simplified.
[0043]
Further, according to the present embodiment, by masking the bright portion at the center of the droplet, it is possible to obtain a preferable droplet image by masking the center of the droplet.
In addition, according to the present embodiment, the droplet outer diameter can be measured from the concentration value of the droplet outer diameter portion. With this configuration, since the contrast of the outer diameter portion of the droplet is improved, the outer diameter of the droplet can be measured with the maximum resolution from the density value of the outer diameter portion of the droplet.
[0044]
In addition, according to the present embodiment, by using a colorless and transparent dummy ink instead of the ink, the dummy ink is used to prevent contamination after inspection in order to prevent contamination or re-inking. There is no need for filling.
[0045]
In addition, according to the present embodiment, an image captured in the absence of droplets is stored in advance, and an image captured in the absence of droplets is subtracted from an image captured in the presence of droplets. The shading correction of the obtained droplet image can be performed. This utilizes the fact that the relationship between the illumination optical system and the light receiving optical system does not change except for the liquid droplet to be measured.
【The invention's effect】
[0046]
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) According to the first aspect of the present invention, when measuring the speed and angle by adjusting the light emission timing of the light source so that at least two identical droplet images are included in one frame, the same droplet is used. Since it is possible to eliminate the effects of variations in droplet systems or variations in ejection timing from nozzles, multiple images of the same droplet can be captured in the same frame. Data such as the velocity and outer diameter of the droplet can be measured.
[0047]
(2) According to the second aspect of the invention, it is possible to accurately obtain at least two images of the same droplet by using one light source, and the velocity, outer diameter, etc. of the droplet can be obtained from these images. Data can be measured.
[0048]
(3) According to the invention described in claim 3, even a moving droplet can be detected in an accurate state.
(4) According to the invention described in claim 4, at least two droplet images can be taken by causing the camera to perform at least two shutter operations on the same droplet at high speed.
[0049]
(5) According to the invention described in claim 5, the same droplet image can be taken more accurately by removing the influence of surrounding interference light.
(6) According to the invention described in claim 6, a preferable droplet image can be obtained by masking the center of the droplet, and the droplet can be accurately recognized.
[0050]
(7) According to the seventh aspect of the invention, since the contrast of the droplet outer diameter portion is improved, the droplet outer diameter can be measured with the maximum resolution from the density value of the droplet outer diameter portion.
(8) According to the invention described in claim 8, since dummy ink is used as the droplet, contamination is prevented after the inspection, so that it is not necessary to clean or refill the ink.
[0051]
(9) According to the invention described in claim 9, shading correction of the obtained droplet image can be performed.
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ink jet ejection inspection apparatus that can measure the state of a droplet discharged from an ink head for the same droplet a plurality of times and accurately detect the state.
[Brief description of the drawings]
[0052]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the second exemplary embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an obtained droplet image.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
[0053]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 Light source 13 Light-shielding plate 14 P polarizing plate 15 s polarizing plate 16 Lens 17 Slit 18 s polarizing plate 19 p polarizing plate 20 Light receiving element

Claims (9)

光源を結像させる一つ又は複数のレンズから構成される光学系の光源と像との間に、被測定対象である液滴を配置し、液滴の像を撮像素子へ結像させるインクジェット射出検査装置において、
前記光源として偏光方向の異なる2個の光源を用意し、これら光源を発光タイミングを異ならしめて発光させ、前記液滴の像を偏光光学系を介して撮像素子上に結像せしめ、同一フレーム内に少なくとも2個の液滴像を得るように構成したことを特徴とするインクジェット射出検査装置。
Inkjet ejection in which a droplet to be measured is placed between a light source and an image of an optical system composed of one or a plurality of lenses that form an image of the light source, and an image of the droplet is formed on the image sensor In inspection equipment,
Two light sources having different polarization directions are prepared as the light sources, these light sources are made to emit light at different light emission timings, and an image of the liquid droplet is formed on an image sensor via a polarization optical system, and within the same frame. An inkjet injection inspection apparatus configured to obtain at least two droplet images.
光源を結像させる一つ又は複数のレンズから構成される光学系の光源と像との間に、被測定対象である液滴を配置し、液滴の像を撮像素子へ結像させるインクジェット射出検査装置において、
前記光源として1個の光源を用意し、少なくとも2回の発光において、その波長を異ならしめて発光させ、それぞれの波長通過フィルタを介して撮像素子上に結像せしめ、同一フレーム内に少なくとも2個の液滴像を得るように構成したことを特徴とするインクジェット射出検査装置。
Inkjet ejection in which a droplet to be measured is placed between a light source and an image of an optical system composed of one or a plurality of lenses that form an image of the light source, and an image of the droplet is formed on the image sensor In inspection equipment,
One light source is prepared as the light source, and at least two times of light emission, the light is emitted with different wavelengths, and images are formed on the image sensor through the respective wavelength pass filters, and at least two light sources are formed in the same frame. An ink jet injection inspection apparatus configured to obtain a droplet image.
前記光源として、ストロボライトや、レーザのパルス発光を用いることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット射出検査装置。  The ink jet injection inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein a strobe light or pulsed light emission of a laser is used as the light source. 前記撮像素子として、シャッタ付きカメラを用いることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のインクジェット射出検査装置。  The inkjet ejection inspection apparatus according to claim 1, wherein a camera with a shutter is used as the imaging element. 前記2個の光源の間に遮光手段を設けることを特徴とする請求項1記載のインクジェット射出検査装置。  The ink jet injection inspection apparatus according to claim 1, wherein a light shielding unit is provided between the two light sources. 液滴中央の明るい部分をマスクすることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のインクジェット射出検査装置。  6. The ink jet injection inspection apparatus according to claim 1, wherein a bright portion at the center of the droplet is masked. 前記撮像素子から出力された、液滴外径部分の濃度値から、液滴外径を測定することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のインクジェット射出検査装置。  The inkjet ejection inspection apparatus according to claim 1, wherein the outer diameter of the droplet is measured from the density value of the outer diameter portion of the droplet output from the imaging device. 前記インクの代わりに無色透明のダミーインクを使用することを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載のインクジェット射出検査装置。  8. An ink jet injection inspection apparatus according to claim 1, wherein a colorless and transparent dummy ink is used instead of the ink. 予め液滴のない状態で撮像した画像を記憶させておき、液滴がある状態で撮像した画像から前記液滴のない状態で撮像した画像を差し引くことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載のインクジェット射出検査装置。  9. An image picked up in the absence of droplets is stored in advance, and an image picked up in the absence of droplets is subtracted from an image picked up in the presence of droplets. An ink jet injection inspection apparatus according to claim 1.
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