(57)【要約】【課題】インクジェット方式により画像を形成する際の、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いを定量的に評価する。【解決手段】インク液滴５００の撮影画像から、ノズル５ａが最後に吐出した吐出方向ζの最後尾の主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の部分を特定する。特定した部分から、主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を求める。具体的には、ノズル５ａ側から累積した微小液滴５３０の体積が、記録紙ＰＡに着弾すると汚れとして認識される体積となる一定の値になる位置の吐出方向ζにおける座標値を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として求める。この評価値は、記録紙ＰＡに着弾位置ずれして着弾した微小液滴５３０の印刷濃度を示すＯＤ値と相関があり、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に応じて変化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を評価するインク液滴の飛翔状態評価装置であって、
前記インク液滴の飛翔状態を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段の撮影画像から、前記飛翔中のインク液滴の主滴に続いて飛翔する後続飛翔体を少なくとも含む画像部分を特定する特定手段と、
前記画像部分から、前記インク液滴の吐出方向における前記後続飛翔体の累積体積を示す累積体積関数を算出する累積体積関数算出手段と、
前記後続飛翔体の累積体積関数に基づいて、前記飛翔状態の評価値を取得する評価値取得手段と、
を備えることを特徴とするインク液滴の飛翔状態評価装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記飛翔中のインク液滴に存在する複数の前記主滴のうち前記ノズルから最後に吐出された主滴に続いて飛翔する前記後続飛翔体の画像部分を特定することを特徴とする請求項１記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。
【請求項３】
前記後続飛翔体は、前記吐出方向における前記主滴の後方に伸びる液柱と、前記液柱が分裂して発生した微小液滴との少なくとも一方を含んでおり、前記評価値は、前記微小液滴により形成される画像の汚れを示す値との間に相関関係を有する値であることを特徴とする請求項１又は２記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。
【請求項４】
前記撮影手段による撮影タイミングは、前記撮影手段が前記インク液滴の吐出開始からの経過時間を変化させて複数回撮影した前記飛翔中のインク液滴の撮影画像から前記評価値取得手段がそれぞれ取得した複数の前記評価値と、前記各評価値にそれぞれ対応する複数の前記画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングであることを特徴とする請求項３記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。
【請求項５】
前記評価値取得手段は、前記吐出方向における前記後続飛翔体の先頭又は最後尾から累積した前記後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置を前記評価値として取得することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のインク液滴の飛翔状態評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を評価する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式により画像を形成する際には、ノズルから吐出したインク液滴の印刷用紙上における着弾位置の精度が、画像の印刷品質を大きく左右する。
【０００３】
詳説すると、ノズルから吐出されたインク液滴は、一般に、主滴とその後ろに伸びる液柱との一群で飛翔する。主滴は印刷用紙上で画像を形成する主たる液滴であり、液柱はインク液滴の飛翔中に主滴から分離する。分離後の液柱はやがて複数の微小液滴（サテライト）に分裂する。微小液滴の体積及び質量は、主滴の概ね１／１０乃至それ以下である。上述した「主滴」、「液柱」、「微小液滴」の全てを含んだものが「インク液滴」である。
【０００４】
主滴から分離した液柱が分裂して微小液滴となった直後は、微小液滴は主滴とほぼ等しい速度で飛翔する。しかし、空気中を飛翔する液滴はその大きさが小さいほど抗力による減速が顕著なので、飛翔を続けるうちに微小液滴は主滴から遅れて離れていく。特に、小さく軽い微小液滴は空気中を飛翔するうちに空気に対する飛翔速度がほとんどなくなって、ノズルを形成したインクジェットヘッドと印刷用紙との間の飛翔空間を漂うようになる。このような状態の微小液滴はミストとも呼ばれる。
【０００５】
一方、インク液滴によって画像を形成する印刷用紙はインクジェットヘッドに対して相対的に搬送移動されるので、インクジェットヘッドと印刷用紙との間には空気の流れが生じる。そして、インク液滴の飛翔空間の形状が一般的に複雑であることに加え、ノズルがオンデマンドで吐出するインク液滴が飛翔空間に気液混相流をもたらすので、飛翔空間内の空気の流れは、これらが混ざった非常に複雑な流れとなる。
【０００６】
上述した飛翔空間の複雑な流れを飛翔する際に、大きく重たい主滴には飛翔方向の曲がりが生じにくいが、小さく軽い微小液滴は飛翔方向の曲がりが大きく生じる。このため、印刷用紙に対する主滴と微小液滴との着弾位置は最終的に大きくずれる。そして、主滴の着弾位置に対して微小液滴の着弾位置がずれる方向は、印刷用紙の搬送方向だけには限られず、飛翔空間の複雑な流れのせいであらゆる方向となる。
【０００７】
このように、印刷する画像に応じて設計された主滴の着弾位置に対して、微小液滴の着弾位置はあらゆる方向にランダムにずれるので、画像の一部とは評価されず、むしろ、所謂画像の汚れとして評価される。
【０００８】
例えば、電子写真方式等の他の印刷方式との比較において、インクジェット印刷方式が有する特徴的な画像品質上の課題は、微小液滴による画像の汚れ（サテライト汚れ）である。特に、高品位な画像が要求される用途や、機能性材料をインクジェットによってパターニングする産業用途等では、微小液滴による画像の汚れは問題視される。
【０００９】
微小液滴による画像の汚れを評価する方法のうち最も直接的で単純な方法は、実際に画像を印刷した印刷用紙上で微小液滴による汚れを評価することである。しかし、この方法では、印刷を行い、印刷後の印刷用紙を高解像度で撮影し、撮影画像を詳細に解析する必要があるので、実行に時間を要する。そのため、評価結果を制御に即反映させるフィードバック制御を行うことができない。
【００１０】
また、印刷用紙上の画像は印刷プロセスの最終結果であり、途中経過を示唆するものではないので、微小液滴による汚れの発生原因を示唆する情報に乏しい。微小液滴による画像の汚れの発生原因を特定し最適化するには、微小液滴の発生と飛翔中に生じた現象についての情報が必要である。そのために、印刷用紙上の画像の微小液滴による汚れと整合するようにインク液滴の飛翔状態を評価することが望ましい。
【００１１】
ところで、ノズルから吐出されて印刷用紙に向け飛翔するインク液滴の撮影画像から液滴の飛翔速度や飛翔方向を求め、これに基づいて着弾位置精度を評価することについては、従来から数多くの提案が存在する。
【００１２】
具体的には、例えば、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、インク液滴の飛翔速度や飛翔方向を測定し、その結果から、インクジェットヘッドのクリーニング等の制御を行うことを提案したものがある（例えば、特許文献１）。また、インク液滴の飛翔状態を２つの方向から撮影した撮影画像に基づいて、液滴の飛翔速度、飛翔方向、体積を測定することを提案したものがある（例えば、特許文献２）。
【００１３】
さらに、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、インク液滴の飛翔速度を測定し、その結果から、インク液滴の体積を算出することを提案したものがある（例えば、特許文献３）。また、飛翔中のインク液滴に平行光を照射してできる陰影の撮影画像に基づいて、インク液滴の形状、大きさ、飛翔速度、飛翔方向を測定することを提案したものがある（例えば、特許文献４）。
【００１４】
さらに、インク液滴の飛翔状態を撮影した撮影画像に基づいて、液滴の平面位置を測定すると共に、撮影画像におけるインク液滴の輝度分散に基づいて、撮影レンズの光軸方向におけるインク液滴の位置を算出することを提案したものがある（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２０６６２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５３０７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８６９６号公報
【特許文献４】特開２００８−１５５４０３号公報
【特許文献５】特開２００９−２９８０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、上述した特許文献１〜５では、微小液滴による画像の汚れを評価する方法についての提案が行われていない。特に、特許文献２〜４の提案では、微小液滴についての記述そのものが無い。また、特許文献１，５の提案では、微小液滴についての記述があるものの、微小液滴による画像の汚れと整合するようにインク液滴の飛翔状態を直接撮影する等により評価して、微小液滴による画像の汚れの抑制に活用することについての示唆はない。
【００１７】
このように、従来の提案では、インク液滴の主滴の液滴量や飛翔速度等の飛翔状態が目標範囲内にあるか否かを評価するものは存在するものの、微小液滴による画像の汚れの度合いに関係するインク液滴の飛翔状態を評価するものは存在していなかった。
【００１８】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、主滴に続いて飛翔する微小液滴が印刷用紙の画像を汚す原因の示唆につながるインク液滴の飛翔状態の定量的な評価値を、汚れの度合いとの整合性が高くなるように得ることができるインク液滴の飛翔状態評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、
ノズル（例えば、図３（ｋ）のノズル５ａ）から吐出されたインク液滴（例えば、図３（ａ）のインク液滴５００の少なくとも、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０とを含む部分）の飛翔状態を評価するインク液滴の飛翔状態評価装置であって、
前記インク液滴の飛翔状態を撮影する撮影手段（例えば、図６のデジタルマイクロスコープ３００）と、
前記撮影手段の撮影画像（例えば、図１０（ａ）〜（ｊ）の画像）から、前記飛翔中のインク液滴の主滴（例えば、図３（ａ）の主滴５１０）に続いて飛翔する後続飛翔体（例えば、図３（ａ）の液柱５２０、微小液滴５３０）を少なくとも含む画像部分を特定する特定手段（例えば、図６の画像処理部４２０）と、
前記画像部分から、前記インク液滴の吐出方向（例えば、図３（ａ）の吐出方向ζ）における前記後続飛翔体の累積体積を示す累積体積関数を算出する累積体積関数算出手段（例えば、図６の形状解析部４３０）と、
前記後続飛翔体の累積体積関数に基づいて、前記飛翔状態の評価値を取得する評価値取得手段（例えば、図６の演算処理部４４０）と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記発明によれば、飛翔中のインク液滴の撮影画像から特定される少なくとも後続飛翔体を含む画像部分により、インク液滴中の主滴に続く後続飛翔体の累積体積関数が、インク液滴の吐出方向について算出される。ここで、累積体積関数は、インク液滴の吐出方向における任意の起点からさまざまな距離にある終点までのインク液滴の体積（累積体積）を表す関数である。
【００２１】
この累積体積関数は当然、終点までの距離が増えると共に単調増加する。その際、特定の距離区間において累積体積が急激に増えることもあり、反対に、累積体積がほとんど増えない距離区間が存在することもあり得る。そして、累積体積が急激に増える距離区間にはインク液滴が大量に存在していることになり、反対に、累積体積がほとんど増えない距離区間ではインク液滴がほとんど存在していないことになる。
【００２２】
このため、後続飛翔体を含むインク液滴について累積体積関数を求めれば、後続飛翔体がインク液滴の吐出方向に沿ってどの位置にどれだけの体積で分布しているかを把握することができる。
【００２３】
ところで、後続飛翔体は、当初は主滴から伸びた液柱の状態で飛翔し、インク液滴の飛翔中に、インク液滴の吐出方向に複数に分裂する。
【００２４】
分裂した液柱は、主滴よりも小径の微小液滴（サテライト）となって主滴から独立して飛翔する。微小液滴は主滴に比べて軽く、また、小さい。このため、単独で飛翔する微小液滴は、空気中における抗力による減速が主滴よりも顕著になり、やがて、飛翔空間を漂うミストの状態となる。
【００２５】
但し、先行する液滴（主滴や微小液滴）の直後を飛翔する微小液滴は、先行液滴の後流により抗力が減じられて先行液滴に追いつくか、あるいは、先行液滴に追いつかないまでも、抗力による減速の程度が弱い。先行液滴の後流により抗力が減じられる程度は、先行液滴が大きいほど強く、また、先行液滴からの距離が短いほど強い。したがって、液柱が複数の微小液滴に分裂したとき、主滴からの距離が長いほど、微小液滴は飛翔空間を漂うミストになりやすい。このため、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴又はやがて微小液滴に分裂し得る液柱がミストになりやすい程度を、情報として持っている。
【００２６】
ミストの状態となった微小液滴は、インク液滴の飛翔空間を流れる空気に流される。このため、微小液滴は主滴に対してずれて印刷用紙に着弾する。仮に、インク液滴の飛翔空間の空気の流れが、その空間の形状に応じて複雑な流れとなる場合は、主滴に対して微小液滴が様々な方向に着弾位置ずれする。このような微小液滴の存在は、インク液滴によって印刷用紙上に形成される画像を汚し印刷品質を低下させる要因となる。
【００２７】
ここで、主滴からずれて着弾した微小液滴が汚れとして印刷用紙上で認識されるには、微小液滴とはいえ、いくらかの体積が必要となる。したがって、インク液滴の吐出方向における後続飛翔体の累積体積がその体積に達しなければ、その後続飛翔体から発生した微小液滴が主滴から位置ずれして印刷用紙に着弾しても、汚れとして認識されないことになる。
【００２８】
そして、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴又はやがて微小液滴に分裂し得る液柱の量（体積）の情報を含んでいる。したがって、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いとの間に相関を持っている。即ち、後続飛翔体の累積体積関数は、微小液滴が印刷用紙の画像を汚す原因を示唆しており、かつ、微小液滴による画像の汚れの度合いとの整合性が高いと言うことができる。
【００２９】
そこで、主滴に続く後続飛翔体である微小液滴又はその元となる液柱について、インク液滴の吐出方向における累積体積関数を算出し、累積体積関数からインク液滴の飛翔状態の評価値を取得する。微小液滴による印刷用紙の汚れはインク液滴の飛翔状態と上述したように関係しているので、インク液滴の飛翔状態の評価値から、整合性の高い汚れの度合いを得ることができる。
【００３０】
また、取得した評価値を、インク液滴の飛翔状態を左右するインク液滴の吐出条件等のフィードバック制御に利用して、微小液滴による画像の汚れを迅速に抑制する制御を行うことができる。
【００３１】
なお、上記発明において、前記撮影手段は、前記主滴と前記後続飛翔体とが分離した前記飛翔中のインク液滴（例えば、図３（ｈ）〜（ｋ）のインク液滴５００）を撮影する構成としてもよい。
【００３２】
上記発明によれば、インク液滴の飛翔中に、主滴から後続飛翔体としての液柱が分離して、さらに、分離した液柱が分裂して微小液滴となる場合は、液柱や微小液滴の状態で後続飛翔体が主滴から独立して飛翔している状態で飛翔中のインク液滴を撮影することで、撮影画像から後続飛翔体の画像部分を確実に特定することができる。
【００３３】
また、上記発明において、前記撮影手段は、前記インク液滴の吐出開始からの経過時間が同じタイミングで前記飛翔中のインク液滴を複数回撮影し、前記特定手段は、各回の前記撮影手段の撮影画像から前記画像部分をそれぞれ特定し、前記累積体積関数算出手段は、各回の前記画像部分から前記吐出方向における前記後続飛翔体の累積体積関数をそれぞれ算出し、前記評価値取得手段は、各回の前記後続飛翔体の累積体積関数から求めた値の平均に基づいて前記評価値を取得することを特徴とする。
【００３４】
上記発明によれば、液柱からやがて微小液滴に変化する後続飛翔体の飛翔状態は、主滴よりも軽く気流の影響を受けやすいので、主滴のようには安定せず再現性が低い。このため、同じ条件で撮影した飛翔中のインク液滴の撮影画像から後続飛翔体の画像部分をそれぞれ特定しても、特定した各画像部分からそれぞれ算出した後続飛翔体の累積体積関数が同じになるとは限らない。そこで、複数回算出した後続飛翔体の累積体積関数から求めた値を平均して評価値を取得することで、個々の後続飛翔体の累積体積関数が特異な内容であったとしても、それによる影響の少ない適切な飛翔状態の評価値を取得することができる。
【００３５】
また、上記発明において、前記特定手段は、前記飛翔中のインク液滴に存在する複数の前記主滴のうち前記ノズルから最後に吐出された主滴に続いて飛翔する前記後続飛翔体（例えば、図３（ｈ）の液柱５２０、図３（ｉ）の微小液滴５３０）の画像部分を特定することを特徴とする。
【００３６】
上記発明によれば、１つの画素に対してノズルからインク液滴を複数ドロップ連続して吐出する場合は、複数の主滴が飛翔し各主滴の後に後続飛翔体としての液柱がそれぞれ繋がって飛翔することになる。各液柱は飛翔中に徐々に分裂して微小液滴となるが、その微小液滴の後に主滴が飛翔していれば、微小液滴は後続の主滴にやがて吸収される。しかし、ノズルから最後に吐出された主滴の後から伸びる液柱が飛翔中に分裂して微小液滴になると、後続する主滴が存在しないので、微小液滴のまま飛翔し印刷用紙に着弾する。
【００３７】
そのため、ノズルから最後に吐出された主滴に続く後続飛翔体を撮影すれば、印刷用紙上の画像の品質を低下させる大きな要因となる微小液滴又はその元となる液柱を後続飛翔体として漏れなく撮影することができ、後続飛翔体の画像部分の特定や累積体積関数の算出を経て、微小液滴が着弾位置ずれにより印刷用紙の画像を汚す度合いを定量的に評価できるインク液滴の飛翔状態の評価値を、精度よく取得することができる。
【００３８】
さらに、上記発明において、前記後続飛翔体は、前記吐出方向における前記主滴の後方に伸びる液柱（例えば、図３（ｈ）の液柱５２０）と、前記液柱が分裂して発生した微小液滴（例えば、図３（ｉ）の微小液滴５３０）との少なくとも一方を含んでおり、前記評価値は、前記微小液滴により形成される汚れを示す値との間に相関関係を有する値であることを特徴とする。
【００３９】
主滴の後方に伸びる液柱から分裂した微小液滴は、主滴よりも着弾位置が本来のインク液滴の着弾位置からずれやすい。このため、微小液滴は印刷用紙の画像の品質を低下させる汚れの画像となる可能性が高い。そこで、上記発明によれば、微小液滴により形成される画像の汚れを示す値との間に相関関係を有する値をインク液滴の飛翔状態の評価値とすることで、この評価値から微小液滴が印刷用紙の画像を汚す度合いを容易に定量的に評価することができる。なお、画像の汚れを示す値としては、例えば、画像の印刷濃度を示すＯＤ（Optical Density ）を用いることができる。具体的には、微小液滴によって形成される画像に関するＯＤ値を、画像の汚れを示す値とすることができる。
【００４０】
また、上記発明において、前記撮影手段による撮影タイミングは、前記撮影手段が前記インク液滴の吐出開始からの経過時間を変化させて複数回撮影した前記飛翔中のインク液滴（例えば、図４のインク液滴５００）の撮影画像から前記評価値取得手段がそれぞれ取得した複数の前記評価値と、前記各評価値にそれぞれ対応する複数の前記画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングであることを特徴とする。
【００４１】
一般に、ノズルからのインク液滴の吐出条件が異なれば、主滴から分離した液柱が分裂して発生する微小液滴の飛翔状態も異なる。そして、微小液滴の飛翔状態が異なれば、微小液滴が印刷用紙に着弾する際の位置ずれ範囲や位置ずれ度合いも異なり、それにより、印刷用紙上の画像の汚れの度合いも異なる。たとえ同一の吐出条件でインク液滴を吐出しても、微小液滴の飛翔状態はその飛翔過程において時間と共に変化する。したがって、微小液滴の飛翔状態を評価するためには、どのタイミングで飛翔中のインク液滴を撮影するかを定める必要がある。
【００４２】
そこで、上記発明によれば、インク液滴の吐出からの経過時間を変化させて複数回撮影したインク液滴の撮影画像から特定した後続飛翔体の画像部分を用いてそれぞれ取得した評価値と、各評価値にそれぞれ対応する複数の画像の汚れを示す値との相関度に基づいて決定されたタイミングで、飛翔中のインク液滴を撮影手段により撮影する。このタイミングは、例えば、評価値と画像の汚れを示す値との相関係数が最も高くなるタイミングであってもよい。これにより、どのような吐出条件で吐出されたインク液滴の撮影画像であっても、例えば印刷用紙上の画像の汚れに対応する画像の汚れを示す値との相関度が高い等の、適切な評価値を取得することができる。
【００４３】
なお、上記発明において、前記吐出方向をζ軸、該ζ軸の前記撮影画像上への射影をＺ軸、前記撮影画像上で前記Ｚ軸と直交する方向をＸ軸、前記撮影手段の撮影光軸と前記Ｚ軸とを含む面内で前記ζ軸と直交する方向をη軸、前記撮影光軸と前記ζ軸とのなす角度をθ、前記特定した画像部分の前記Ｚ軸上における座標値の範囲を０乃至ｚ、前記Ｚ軸上の任意の座標値における前記特定した画像部分の前記Ｘ軸方向における長さの半値をｒ（ｚ）とした場合、前記累積体積関数算出手段は、
【数１】
2014217967.tif 000003
【００４４】
で定義される累積体積関数Ｖ（ζ）を算出する構成としてもよい。
【００４５】
上記発明によれば、飛翔中のインク液滴の吐出方向に対する撮影手段の仰角（又は俯角）φを角度θを用いて定義し（φ＝（π／２）−θ）、これを考慮した上で、撮影画像から特定した後続飛翔体の画像部分により後続飛翔体の累積体積関数をインク液滴の吐出方向について算出する。このため、インク液滴の吐出方向に対して撮影手段の撮影光軸の方向が直角に対して傾いていて、撮影画像に写る後続飛翔体のＸ軸方向における１画素当たりの長さが、撮影画像上の画素位置によって異なる場合でも、後続飛翔体の画像部分から正しい累積体積関数を算出することができる。よって、精度のよいインク液滴の飛翔状態の評価値を取得することができる。
【００４６】
また、上記発明において、前記評価値取得手段は、前記吐出方向における前記後続飛翔体の先頭又は最後尾から累積した前記後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置を前記評価値として取得することを特徴とする。
【００４７】
ここで、基準値とは、ノズルが最後に吐出した主滴の後を飛翔する後続飛翔体（液柱や微小液滴）の、ノズル側から累積した体積が、印刷用紙に着弾すると汚れとして認識されるようになる体積のことである。
【００４８】
一般に、液柱を経て発生する後続飛翔体としての微小液滴がインク液滴の吐出方向において主滴から離れているほど、インク液滴の本来の着弾位置からずれて着弾する微小液滴の着弾範囲と着弾位置ずれ度合いとが大きくなる。
【００４９】
したがって、後続飛翔体の累積体積が基準値に達する位置が、インク液滴の吐出方向においてどの位置に存在するのかは、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いを表す指標となり得る。そこで、上記発明では、この位置をインク液滴の飛翔状態の評価値として取得する。これにより、微小液滴が印刷用紙上の画像を汚す度合いを定量的に評価することができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、主滴に続いて微小液滴が飛翔するインクジェット方式により画像を形成する際の、微小液滴が印刷用紙の画像を汚す度合いを定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の評価方法で飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１の制御ユニットがプリンタ部のインクジェットヘッドに出力する駆動信号の波形とインク室内のインク圧力の変化との関係を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｋ）は図１のインクジェットヘッドのノズルから吐出されたインク液滴の飛翔状態を吐出からの経過時間別に示す説明図である。
【図４】図１のインクジェットヘッドのノズルから異なる材料のインクを吐出した際のインク液滴の飛翔状態を比較して示す説明図である。
【図５】インク吐出方向におけるノズルからの距離に対する微小液滴の累積体積の分布を図４のインク種類別に示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置の概略構成を示す説明図である。
【図７】図６のデジタルマイクロスコープによる飛翔中のインク液滴の撮影画像を示す説明図である。
【図８】図６のデジタルマイクロスコープの撮影光軸とインク液滴の吐出方向との関係を示す説明図である。
【図９】図６のカメラレコーダがインク液滴の吐出条件毎に求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示すグラフである。
【図１０】（ａ）〜（ｊ）は図３（ｉ）のタイミングでノズルから吐出したインク液滴の飛翔状態を１０回分比較して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、まず、本発明の評価方法によって飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの構造と、インク液滴の飛翔状態の傾向、及び、インク液滴中の微小液滴の発生状態とそれにより生じる画像の汚れとの関係を、下記の
１．インクジェットプリンタ
１．１．インクジェットプリンタの構成
１．２．インク液滴の飛翔状態
１．３．微小液滴の飛翔状態と画像の汚れの関係
の項目順で説明する。
【００５３】
また、これに続いて、本発明の実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置の構成と、評価処理において前提とする、インク液滴の累積体積関数や飛翔状態の評価値の一般的な求め方と、評価値を用いて飛翔状態を評価する際に用いる評価データの内容、そして、それらを用いた飛翔状態の評価処理の内容を、下記の
２．インク液滴の飛翔状態評価装置
２．１．飛翔状態評価装置の構成
２．２．累積体積関数の一般的な求め方
２．３．撮影光軸の傾斜による累積体積関数の補正
２．４．累積体積関数を用いた評価値の算出方法
２．５．評価データの内容
２．６．インク液滴の飛翔状態の評価処理
２．７．変形例
の項目順で説明する。
【００５４】
（１．インクジェットプリンタ）
（１．１．インクジェットプリンタの構成）
まず、本発明の評価方法によって飛翔状態を評価するインク液滴を吐出するインクジェットプリンタの概略構成を、図１の説明図を参照して説明する。図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタ１は、給紙部Ａと、プリンタ部Ｂと、搬送部Ｃと、排紙部Ｄと、反転部Ｅと、これらの動作を制御する制御ユニット２９とを備えている。
【００５５】
給紙部Ａは、記録紙ＰＡ（印刷用紙）を給紙するものである。給紙部Ａは、記録紙ＰＡの搬送経路の最も上流側に配置されている。給紙部Ａは、給紙台Ａ１から記録紙ＰＡをプリンタ部Ｂへと給紙する。
【００５６】
プリンタ部Ｂは、給紙部Ａの下流側に配置されている。プリンタ部Ｂは、レジストローラＢ１やベルト搬送部Ｂ２等を用いて記録紙ＰＡを搬送部Ｃに搬送しつつ、記録紙ＰＡに画像を印刷する。
【００５７】
レジストローラＢ１は、給紙部Ａまたは反転部Ｅから搬送される記録紙ＰＡをベルト搬送部Ｂ２へと搬送する。ベルト搬送部Ｂ２は、レジストローラＢ１から搬送された記録紙ＰＡを吸引しつつ、搬送部Ｃへと搬送する。
【００５８】
搬送部Ｃは、記録紙ＰＡの搬送経路のうち、排紙部Ｄと反転部Ｅの分岐部分に記録紙ＰＡを搬送する経路を構成しており、印刷済みの記録紙ＰＡを搬送する。搬送部Ｃは、プリンタ部Ｂの下流側に配置されている。排紙部Ｄには、印刷済みの記録紙ＰＡが排紙されて積層される。排紙部Ｄは、搬送部Ｃの下流側に配置されている。
【００５９】
反転部Ｅには、排紙部Ｄと切り替えて、両面印刷の片面印刷済の記録紙ＰＡが送り込まれる。反転部Ｅは、片面が印刷された記録紙ＰＡを反転させてプリンタ部Ｂへと搬送する。
【００６０】
上述したプリンタ部Ｂでは、記録紙ＰＡに対する画像の印刷が行われる。そのためにプリンタ部Ｂは、ベルト搬送部Ｂ２の上方に配置されたヘッドユニットＢ３を有している。ヘッドユニットＢ３は、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の各色のインクに対応する４列のインクジェットヘッド５を備えている。
【００６１】
各インクジェットヘッド５は、図１中での図示を省略するが、インクを吐出するノズルと、このノズルに連通するインク室とを有しており、インク室は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３  −ＰｂＴｉＯ３  ）等の公知の圧電材料からなる隔壁を有している。
【００６２】
インク室は、制御ユニット２９からの駆動信号により隔壁の電極に印加される電圧を変化させて隔壁をせん断変形させることで、容積を増減変化させることができる。この容積変化を適切なパターンで行わせることにより、インク室のインクをノズルから液滴として吐出させることができる。
【００６３】
なお、図１のインクジェットプリンタ１は、所謂マルチドロップ機能を有している。したがって、１つの画素に対してノズルが吐出するインク液滴は、その画素の階調に応じて１ドロップ〜複数ドロップ（例えば７ドロップ）の範囲で変えることができる。
【００６４】
制御ユニット２９は、マイクロコンピュータなどによって構成されており、いずれも図示を省略するＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭの作業領域を使用しながら実行することで、不図示のドライバ回路を通じて各インクジェットヘッド５に、上述した駆動信号を出力する。この制御ユニット２９は、ノズルからインク液滴を１ドロップ吐出させる毎に、駆動信号をインクジェットヘッド５に出力する。
【００６５】
制御ユニット２９が出力する駆動信号は、例えば、図２の実線で示すような、駆動パルスＰ１，Ｐ２を含む波形とすることができる。この駆動信号によりインクジェットヘッド５の不図示のインク室の隔壁を駆動すると、まず、最初の駆動パルスＰ１の開始（ｔ１のタイミング）によりインク室の容積が拡大される。これにより、図２の破線で示すように、インク室内のインク圧力が減少し、インク室にインクが流れ込む。
【００６６】
その後、インクの流入によりインク圧力が増加し、ｔ２のタイミングにおける駆動パルスＰ１の終了により、インク室の容積が元の大きさに縮小される。これにより、インク室内のインク圧力がさらに増加し、インク室のインクが不図示のノズルから液滴として吐出される。
【００６７】
以後、インク室内のインク圧力は減少に転じ、インク液滴の吐出が終了する。そして、２つ目の駆動パルスＰ２の開始（ｔ３のタイミング）により、インク室の容積が縮小される。これにより、インク室内のインク圧力の減少がインク室容積の縮小に伴うインク圧力の増加でキャンセルされる。そのため、駆動パルスＰ２が終了（ｔ４のタイミング）した後、インク室のインク圧力が通常圧力に戻るまでの所要時間が短縮され、次にノズルからインクを吐出する準備が早く整うようになる。
【００６８】
（１．２．インク液滴の飛翔状態）
次に、インクジェットヘッド５から吐出されたインク液滴の飛翔状態について説明する。図３（ａ）〜（ｋ）はインク液滴の飛翔状態を吐出からの経過時間別に示す説明図であり、各図中下方にあるインクジェットヘッド５のノズル５ａから上方に向けてインク液滴が吐出された場合を示している。なお、図３（ａ）〜（ｆ）では、ノズル５ａがインク液滴により隠れている。
【００６９】
図３（ａ）は吐出動作開始からの経過時間ｔ＝５０μｓのタイミングにおける飛翔状態を示し、図３（ｂ）以降は経過時間ｔが５μｓずつ後のタイミングにおける飛翔状態をそれぞれ示している。よって、最後の図３（ｋ）では、経過時間ｔ＝１００μｓのタイミングにおける飛翔状態を示している。なお、図３（ａ）〜（ｋ）では、１つの画素に５ドロップ連続でインク液滴を吐出した場合を示している。
【００７０】
図３（ａ）に示すように、ノズル５ａから吐出方向ζに吐出されたインク液滴５００は当初、ドロップに対応する主滴５１０の後に、細い尾を引いて飛翔する。そのため、各主滴５１０の後には細径の液柱５２０が尾を引いてそれぞれ繋がっている。なお、図３（ａ）のタイミングでは既に、ノズル５ａが最初に吐出した吐出方向ζにおける先頭のドロップに対応する主滴が、２つ目のドロップに対応する主滴５１０に吸収されて１つになっている。
【００７１】
インク液滴５００の飛翔中に液柱５２０は主滴５１０から分離し、分離後に主滴５１０の後方を飛翔する液柱５２０は、図３（ｅ）〜（ｋ）に示すように、やがて吐出方向ζにおいて複数に分裂し、微小液滴（サテライト）５３０となる。微小液滴の体積及び質量は、主滴の概ね１／１０乃至それ以下である。
【００７２】
空気中を飛翔する液滴はその大きさが小さいほど抗力による減速が顕著なので、飛翔を続けるうちに微小液滴５３０は前方の主滴５１０から遅れて離れていく。そして、吐出方向ζの前後２つの主滴５１０間を飛翔する微小液滴５３０は、飛翔中に後方の主滴５１０に追いつかれて吸収される。一方、図３（ｋ）に示すように、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０は飛翔速度が低下していき、その一部は、ノズル５ａを形成したインクジェットヘッド５と記録紙ＰＡとの間にあるインク液滴５００の飛翔空間を漂うミストの状態となる。
【００７３】
（１．３．微小液滴の飛翔状態と画像の汚れの関係）
インク液滴５００の飛翔空間には、ベルト搬送部Ｂ２による記録紙ＰＡの搬送気流によって空気の流れが生じる。そして、この飛翔空間が一般的に複雑であり、しかも、ノズル５ａがオンデマンドで吐出するインク液滴５００が飛翔空間に気液混相流を発生させるので、これらの流れが混ざった飛翔空間の空気の流れは複雑なものとなる。したがって、この空間をミストの状態となって飛翔する微小液滴５３０は、主滴５１０に対して様々な方向にずれて記録紙ＰＡに着弾し、記録紙ＰＡの画像（図示せず）を汚して画像品質を低下させる要因となる。ミストにはならないものの減速して記録紙ＰＡに着弾する微小液滴５３０も、画像を汚して画像品質を低下させる要因となる。
【００７４】
そして、ノズル５ａが最後に吐出した吐出方向ζの最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の体積が大きいと、記録紙ＰＡの画像が微小液滴５３０により汚れる度合いが大きくなり、微小液滴５３０の体積が小さいと、画像が汚れる度合いが小さくなり、場合によっては視覚上汚れとして認識されなくなる。
【００７５】
そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０や、その元となる液柱５２０等の、吐出方向ζにおける累積体積を示す累積体積関数に基づいて、微小液滴５３０の飛翔状態を評価する評価値を取得することができる。そして、この評価値により、微小液滴５３０により記録紙ＰＡの画像が汚れる度合いを、定量的に評価することができる。この評価値は、図６を参照して後述する飛翔状態評価装置が、インク液滴５００の撮影画像に基づいて算出する。
【００７６】
ところで、ノズル５ａが吐出した各主滴５１０の後をそれぞれ飛翔する液柱５２０は、図３（ａ）〜（ｇ）のタイミングでは、少なくとも一部の液柱５２０が前方を飛翔する主滴５１０に繋がっている。一方、図３（ｈ）以降のタイミングでは、全ての液柱５２０が前方の主滴５１０からそれぞれ分離している。そして、図３（ｉ）〜（ｋ）に示すように、各主滴５１０から分離した液柱５２０は徐々に微小液滴５３０に分裂する。
【００７７】
分裂した微小液滴５３０のうち、前後２つの主滴５１０間を飛翔している微小液滴５３０は、図３（ｋ）のタイミングまでに、後続の主滴５１０に吸収される。一方、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０は、主滴５１０とは異なる軌跡を飛翔し、あるいは、ミストの状態となって飛翔空間の空気の流れに流され、主滴５１０に対して様々な方向にずれて記録紙ＰＡに着弾し、記録紙ＰＡの画像を汚して印刷品質を低下させる要因となる。
【００７８】
そこで、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得する際には、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０に繋がっている状態の液柱５２０の累積体積関数か、あるいは、主滴５１０から分離した後の液柱５２０が分裂して発生した微小液滴５３０の累積体積関数から評価値を取得する。これにより、微小液滴５３０が記録紙ＰＡの画像を汚す度合いを精度よく定量的に表した評価値を取得することができる。
【００７９】
ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲は、例えば、インクの材料に応じて変わる場合がある。
【００８０】
図４は異なる材料のインクをノズル５ａから吐出した際のインク液滴５００の飛翔状態を比較して示す説明図である。図４では、吐出動作開始（図２のｔ２のタイミング）から１００μｓ経過後（ｔ＝１００μｓ）のタイミングにおける、８種類のインクＡ〜Ｈのインク液滴５００の飛翔状態を示している。
【００８１】
なお、各インクＡ〜Ｈのインク液滴５００の飛翔状態は、６回分の飛翔状態を重ね合わせて表示している。また、図中の横方向はノズル５ａからの距離を表しており、左端がちょうどノズル５ａの位置に相当する。
【００８２】
さらに、図中のインクＡ〜Ｅは油性インク、インクＦ〜Ｈは油中水滴（Ｗ／Ｏ型）エマルションインクであり、主に顔料の量、溶剤の粘度、エマルションの水の配合比などを調整して、インクの粘度を調整している。ちなみに、インクＡ〜Ｃの粘度は約９〜１０ｍＰａ・ｓ、インクＤ〜Ｈの粘度は約１２〜２１ｍＰａ・ｓである。
【００８３】
そして、図中の仕切り線で区切った下側のインクＤ〜Ｈは、粘度の低い油性インクＡ〜Ｃに比べて、吐出方向ζにおける最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲が広い。
【００８４】
図５は、インク液滴５００の微小液滴５３０の体積をノズル５ａからの吐出方向ζにおける距離に応じて累積した値（累積体積）を、図４に示したタイミングにおいて上記インクＡ〜Ｈの種類別に示したグラフである。図５に示すように、インクＡ〜Ｃは、ノズル５ａから２００μｍを超える位置まで微小液滴５３０が存在していない。一方、インクＤ〜Ｈは、ノズル５ａから１００μｍを超える手前の位置にも微小液滴５３０が存在している。
【００８５】
上述したインクＡ〜Ｈの材料の他にも、吐出方向ζの最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の存在範囲は、例えば、図２に示した駆動信号の波形や電圧を変えると変化する場合がある。したがって、最後尾の主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０やその元となる液柱５２０の吐出方向ζにおける累積体積関数から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値をインク液滴５００の吐出条件毎に取得することが望ましい。
【００８６】
（２．インク液滴の飛翔状態評価装置）
（２．１．飛翔状態評価装置の構成）
次に、本発明の一実施形態に係るインク液滴の飛翔状態評価装置について、図６を参照して説明する。図６の飛翔状態評価装置は、例えば上述したようにしてインクジェットヘッド５のノズル５ａから吐出されたインク液滴５００の飛翔状態を、本発明の評価方法を適用して評価するのに用いることができる。
【００８７】
図６に示す本実施形態の飛翔状態評価装置は、図１の制御ユニット２９に代わって駆動信号を出力しインクジェットヘッド５を駆動するために、コントローラとしての制御用パーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ）１００と、ドライバとしてのＩＪヘッド駆動装置１５０を用いる。ＩＪヘッド駆動装置１５０は、制御用ＰＣ１００からインク吐出の指示信号を受信すると、図２の駆動信号をインクジェットヘッド５に出力する。
【００８８】
また、本実施形態の飛翔状態評価装置は、インクジェットヘッド５が下方に吐出したインク液滴５００の飛翔経路を照明するパルス光を発光するパルス光源２００と、インク液滴５００を撮影するデジタルマイクロスコープ３００と、デジタルマイクロスコープ３００から撮影信号を取り込み処理するパーソナルコンピュータ４００とを有している。
【００８９】
パルス光源２００は、制御用ＰＣ１００の制御によりパルス光源制御装置２５０が出力するパルス信号に応じてパルス光を発光する。デジタルマイクロスコープ３００は、例えば、ＲＧＢ２４ビットで縦１６００×横１２００画素の無圧縮画像信号を、１５フレーム／秒の高レートで転送出力する。したがって、パーソナルコンピュータ４００には、デジタルマイクロスコープ３００の信号転送レートに応じたサンプリングレートで画像信号の取り込み及び記録（録画）が可能な画像記録部４１０として機能する装置を使用する。
【００９０】
前記制御用ＰＣ１００は、ＩＪヘッド駆動装置１５０によりインクジェットヘッド５のノズル５ａから下方にインク液滴５００を吐出させるための駆動信号を出力した後、一定時間遅れてパルス光源２００を発光させる。パルス光源２００が発光している間にデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像には、インクジェットヘッド５が吐出動作を開始してから一定時間が経過した飛翔中のインク液滴５００が撮影される。
【００９１】
したがって、例えば、インクジェットヘッド５のノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から液柱５２０が分離した後の図３（ｉ）のタイミング（経過時間ｔ＝９０μｓ）でインク液滴５００を撮影する場合は、インク液滴５００の吐出動作開始後９０μｓ経過した時点でパルス光源２００を点灯させる。
【００９２】
パーソナルコンピュータ４００は、上述した画像記録部４１０に録画した画像から、飛翔中のインク液滴５００のうち液柱５２０や微小液滴５３０の部分を特定する画像処理部４２０として機能する。また、パーソナルコンピュータ４００は、特定した液柱５２０や微小液滴５３０の部分の累積体積関数をインク液滴５００の吐出方向ζについて算出する形状解析部４３０として機能する。
【００９３】
さらに、パーソナルコンピュータ４００は、形状解析部４３０が算出したインク液滴５００の累積体積関数から、インク液滴５００の飛翔状態を評価するための評価値を取得し、取得した評価値を用いてインク液滴５００の飛翔状態を評価する演算処理部４４０として機能する。なお、パーソナルコンピュータ４００には、評価値に対応する評価内容を定義する評価データを記憶するハードディスク等の評価データ記憶部４５０が設けられている。
【００９４】
ここで、パルス光源２００やデジタルマイクロスコープ３００を用いた飛翔中のインク液滴５００の撮影は、所謂同期法によって行う。具体的には、一定周期でインク液滴５００をノズル５ａが吐出する吐出動作において、そのトリガ信号を基準に任意の時間遅らせたタイミングでパルス光源２００を発光させると、任意のタイミングにおけるインク液滴５００の飛翔状態をデジタルマイクロスコープ３００で観察することができる。
【００９５】
なお、デジタルマイクロスコープ３００で撮影してパーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画するインク液滴５００の飛翔状態とは、飛翔中のインク液滴５００の一部の部分であってもよいし全体であってもよい。但し、少なくとも、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０とを含んでいるものとする。
【００９６】
本実施形態では、パルス光源２００の発光強度の時間変化が、最大強度の半値幅で１８０ｎｓ（ナノ秒）と非常に短いので、インク液滴５００の飛翔速度が例えば１０ｍ／ｓであると、最大強度の半値幅の発光時間中のインク液滴５００の飛翔距離は１．８μｍとなり、高速で移動するインク液滴５００を撮影する際の「ぶれ」を最小限に抑えることができる。また、デジタルマイクロスコープ３００は、１画素当たり０．８μｍに相当する解像度を有している。このため、パルス光源２００の発光タイミングを順次変更することで、インク液滴５００の飛翔状態を時間的に連続してデジタルマイクロスコープ３００により捉え、パーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画することができる。
【００９７】
パーソナルコンピュータ４００の画像処理部４２０は、画像記録部４１０に記録したインク液滴５００の飛翔状態の撮影画像から、インク液滴５００の部分と背景部分とを判別するための画像処理を行う。この画像処理は、例えば、適切なしきい値を用いた撮影画像の２値化によって行うことができる。また、画像処理部４２０は、２値化された撮影画像からインク液滴５００の形状を特定する解析処理を行う。
【００９８】
パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０は、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を演算処理部４４０により取得させるために、画像処理部４２０によるインク液滴５００の形状の特定結果から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求める。以下、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像からインク液滴５００の累積体積関数を求める一般的な手法について説明する。
【００９９】
（２．２．累積体積関数の一般的な求め方）
デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像は平面であり、図７の説明図に示すように、この撮影画像に写るインク液滴５００（主滴５１０、液柱５２０、微小液滴５３０）も平面状である。そして、実際のインク液滴５００は、インク液滴５００の吐出方向ζに延在する軸（ζ軸）を回転中心とする回転体と見倣すことができる。
【０１００】
なお、図７では、図３と同様に、インク液滴５００の吐出方向を上下反転させて、ノズル５ａが図中の下方に位置し、インク液滴５００が図中の下方から上方に吐出される向きで示している。
【０１０１】
図７に示すように、インク液滴５００の吐出方向ζであるζ軸のデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像上への射影であるＺ軸上において、任意の座標ｚにおけるインク液滴５００の断面積Ｓ（ｚ）は、撮影画像上でＺ軸と直交するＸ軸方向（水平方向Ｘ）におけるインク液滴５００の幅２ｒ（ｚ）を直径とする円の面積π（ｒ（ｚ））２  で表すことができる。したがって、Ｚ軸がζ軸と一致する場合、Ｚ軸上の起点（ｚ＝０）から終点（ｚ＝ｚ１）のインク液滴５００の体積Ｖは、ｚ＝０からｚ＝ｚ１までのインク液滴５００の断面積Ｓ（ｚ）を積分した下記の式（１）によって表すことができる。
【数２】
2014217967.tif 000004
【０１０２】
上記の式（１）は、インク液滴５００のＺ軸方向（吐出方向ζ）における任意の起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）間の体積を表す累積体積関数である。
【０１０３】
なお、インク液滴５００のＺ軸方向における長さやＸ軸方向における幅２ｒ（ｚ）は、デジタルマイクロスコープ３００の解像度から定まる撮影画像の１画素当たりの実寸法（本実施形態では１画素当たり０．８μｍ）から換算することができる。
【０１０４】
（２．３．撮影光軸の傾斜による累積体積関数の補正）
ところで、上記の式（１）は、インク液滴５００の吐出方向ζに対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が直交していること、つまり、Ｚ軸がζ軸と一致することを前提にした式である。実際には、吐出方向ζと直交するＸ軸方向（水平方向Ｘ）に対して、デジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が傾いている場合もある。仮に、水平方向に対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が、図８の説明図に示すように、俯角φを有していると、吐出方向ζと撮影光軸とのなす角度θはθ＝（π／２）−φとなる。
【０１０５】
ここで、ノズル５ａとノズル５ａから吐出されたインク液滴５００との距離（ノズル−インク液滴間距離）は数１００μｍである。これに対し、本実施形態で用いるデジタルマイクロスコープ３００の光学系の最短焦点距離は数１０ｍｍ以上であり、ノズル−インク液滴間距離に比べて非常に大きい。したがって、ノズル５ａやインク液滴５００を光学系の合焦範囲で撮影したときに、ノズル５ａやインク液滴５００に対するデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸、即ち、図８中の光軸１、光軸２は、実質的に平行であると見倣すことができる。
【０１０６】
このため、デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像に写っているノズル５ａやインク液滴５００は全て、インク液滴５００の吐出方向ζに対して角度θだけ傾いていると見倣すことができる。
【０１０７】
これを踏まえると、インク液滴５００の吐出方向ζにおける実寸法は、デジタルマイクロスコープ３００の撮影画像から求まるインク液滴５００のＺ軸方向における長さを（１／ｃｏｓφ）倍、つまり、（１／ｓｉｎθ）倍する必要がある。このため、Ｚ軸方向における起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）に対応するζ軸上の起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）の座標値で表わした、実際のインク液滴５００の起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）間の体積Ｖ（ζ１）は、下記の式（２）によって表されることになる。
【数３】
2014217967.tif 000005
【０１０８】
このとき、撮影画像上でのＸ軸方向（水平方向Ｘ）におけるインク液滴５００の幅２ｒ（ｚ）は、水平方向Ｘに対してデジタルマイクロスコープ３００の撮影光軸が傾いていても、その影響でインク液滴５００の実際の幅から変化することはない。このため、インク液滴５００の直径２ｒ（ｚ）や断面積π（ｒ（ｚ））２  は、撮影光軸の傾きを考慮して補正しなくてよい。
【０１０９】
そこで、上述した式（２）を一般型で示すと、Ｚ軸方向における積分範囲をＺ＝０〜Ｚ＝ｚとした、下記の式（３）で表すことができる。この式（３）は、インク液滴５００の吐出方向ζにおける範囲（起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）間）を、Ｚ軸上の範囲に換算して、起点（ｚ＝０）及び終点（ｚ＝ｚ１）間のインク液滴５００の体積を累積した、累積体積関数Ｖ（ζ）と呼ぶことができる。
【０１１０】
この累積体積関数Ｖ（ζ）を用い、終点（ζ＝ζ１）の位置を徐々に起点（ζ＝０）から遠ざけてその都度インク液滴５００の体積を求めると、求まる体積は当然単調増加する。その増加の際に、終点の位置によっては体積が急激に増えることもあり、反対に、体積がほとんど増えないこともある。そして、体積が急激に増える終点位置にはインク液滴５００が大量に存在していることになり、反対に、体積がほとんど増えない終点位置ではインク液滴５００がほとんど存在していないことになる。
【０１１１】
このため、累積体積関数により求まるインク液滴５００の体積が、終点位置を起点から遠ざけるにつれてどのように増加するかに基づいて、インク液滴５００が吐出方向ζに沿ってどの位置にどれだけの体積で分布しているかを把握することができる。
【数４】
2014217967.tif 000006
【０１１２】
（２．４．累積体積関数を用いた評価値の算出方法）
次に、パーソナルコンピュータ４００の演算処理部４４０が、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を累積体積関数により算出する方法について説明する。まず、具体的な算出方法に先立って、微小液滴５３０の飛翔状態について説明し、続いて、微小液滴５３０の飛翔状態を踏まえて決定した起点及び終点間の累積体積関数から評価値を算出する具体的な方法について説明する。
【０１１３】
ここで、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の直後を飛翔する微小液滴５３０は、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により抗力が減じられて、先行する主滴５１０や微小液滴５３０に追いつく。あるいは、先行する主滴５１０や微小液滴５３０に追いつかないまでも、先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により、空気から受ける抗力による減速の程度が弱くなる。先行する主滴５１０や微小液滴５３０の後流により抗力が減じられる程度は、先行する主滴５１０や微小液滴５３０が大きいほど強く、また、先行する主滴５１０や微小液滴５３０からの距離が短いほど強い。したがって、液柱５２０が複数の微小液滴５３０に分裂したとき、先行する主滴５１０からの距離が長いほど、微小液滴５３０は飛翔空間を漂うミストになりやすい。
【０１１４】
このため、インク液滴５００の累積体積関数Ｖ（ζ）のうち、後続飛翔体（液柱５２０や微小液滴５３０）の部分の累積体積関数は、微小液滴５３０又はやがて微小液滴５３０に分裂し得る液柱５２０がミストになりやすい程度を示す情報を含んでいる。また、後続飛翔体（液柱５２０や微小液滴５３０）の部分の累積体積関数は、微小液滴５３０又はやがて微小液滴５３０に分裂し得る液柱５２０の量（体積）示す情報を含んでいる。
【０１１５】
そこで、パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０は、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得するために、上記の式（３）、つまり、累積体積関数Ｖ（ζ）の式を利用し、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から伸びる液柱５２０や、液柱５２０が分裂して発生した微小液滴５３０を含む範囲を起点（ζ＝０）及び終点（ζ＝ζ１）として、起点及び終点間の累積体積関数を求める。
【０１１６】
ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する微小液滴５３０の吐出方向ζにおける分布範囲が広いほど、ノズル５ａ側の微小液滴５３０の飛翔速度が遅くなり、主滴５１０からの遅れが大きくなる。そこで、本発明の発明者は、図４に示す種々の材料のインクでインク液滴５００の飛翔状態を評価し、これと、記録紙ＰＡの汚れた度合いとの関係を調べた。その結果、主滴５１０からの遅れが大きく飛翔速度が遅い微小液滴５３０の量が多く、一方、記録紙ＰＡ上では、画像が微小液滴５３０の着弾により大きい度合いで汚れており、その汚れは視覚的にも顕著であることが分かった。
【０１１７】
つまり、個々の微小液滴５３０の体積が大きかったり微小液滴５３０の数が多かったりしても、微小液滴５３０の飛翔速度が遅くなければ、記録紙ＰＡの画像が微小液滴５３０の着弾によって汚れる度合いは小さくなるということが分かった。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を、ノズル５ａ側から求めるのが、微小液滴５３０による画像の汚れの度合いを評価するのに当たって有効であることがわかる。この場合、累積体積関数からどのようにして評価値を取得するかが重要となる。
【０１１８】
ここで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の、ノズル５ａ側から累積した体積が、記録紙ＰＡに着弾すると汚れとして認識されるようになる微小液滴５３０の体積に相当する一定の値に達したと仮定する。一定の値は、例えば、主滴５１０に対して着弾位置ずれした微小液滴５３０が記録紙ＰＡ上で汚れとして認識されるかどうかを微小液滴５３０の体積を変えながら繰り返し検証する等して、実験的に求めることができる。
【０１１９】
そして、ノズル５ａ側から累積した、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の体積が、上述した一定の値に達した場合は、記録紙ＰＡの画像を視覚上認識できる度合いで汚す体積の微小液滴５３０が、やがて、主滴５１０からずれて記録紙ＰＡに着弾することになる。
【０１２０】
このため、演算処理部４４０は、液柱５２０や微小液滴５３０の体積の累積を開始する位置（累積体積関数Ｖ（ζ）の起点）を、吐出方向ζにおけるノズル５ａの位置に定め、液柱５２０や微小液滴５３０の体積の累積を終了する位置（累積体積関数Ｖ（ζ）の終点）を、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端の、ζ軸上における座標ζとして、上記の式（３）により算出される体積Ｖ（ζ）が上述した一定の値となるζ座標値を求める。
【０１２１】
このζ座標値は、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数から取得した、インク液滴５００の飛翔状態の評価値とすることができる。また、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とノズル５ａとの距離から、ノズル５ａからζ軸上の座標ζまでの距離を差し引いた、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０と座標ζとの距離を、ζ座標値に代えてインク液滴５００の飛翔状態の評価値としてもよい。この評価値は、画像の汚れに大きく影響する液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、さらに、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。
【０１２２】
なお、「一定の値」を、上述したζ座標値に代えて、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０（後続飛翔体）のノズル５ａ側の端部（後端）と上述したζ座標値の地点との中間点や、液柱５２０や微小液滴５３０の後端と上述したζ座標値との間における液柱５２０や微小液滴５３０の重心位置としてもよい。
【０１２３】
（２．５．評価データの内容）
演算処理部４４０は、上述のようにして評価値を取得すると、評価データ記憶部４５０の評価データを参照して、インク液滴５００の飛翔状態を評価する。データ記憶部４５０の評価データは、評価値とそれに対応する評価内容とを定義するもので、両者の関係を示す一般式や、両者を対応付けたテーブル等によって構成される。評価データの内容は、次のようにして決定されている。
【０１２４】
まず、形状解析部４３０が累積体積関数を求めるのに用いたデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像に映ったインク液滴５００で記録紙ＰＡに形成された画像（図示せず）の、微小液滴５３０の着弾位置ずれにより汚れた余白部分等を特定し、その部分の印刷濃度を求める。
【０１２５】
なお、本実施形態では、微小液滴５３０により記録紙ＰＡ上に形成される画像の印刷濃度として、ＯＤ（Optical Density ）値を用いている。また、微小液滴５３０の着弾位置ずれで汚れた部分の特定や、特定した部分の印刷濃度の算出は、例えば、記録紙ＰＡに形成された画像をスキャナで読み取り、不図示の元画像のデータを参照して画像処理することで、行うことができる。
【０１２６】
微小液滴５３０の着弾位置ずれで汚れた部分の印刷濃度を求めたら、その値を、評価値として求めたζ座標値と対応付ける。
【０１２７】
ここで、一般に、ノズル５ａからのインク液滴５００の吐出条件が異なれば、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲が異なり、微小液滴５３０が着弾位置ずれして記録紙ＰＡ上に着弾する位置が異なる。そこで、吐出条件が異なる各インク液滴５００について、上述した、カメラレコーダ４００が求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との対応付けを行う。
【０１２８】
図９は、図４に示す８種類のインクＡ〜Ｈについて、吐出から一定時間経過後（例えば、ｔ＝１００μｓ）のタイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像からカメラレコーダ４００が求めた、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示すグラフである。このグラフでは、ノズル５ａ側から累積した液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積が０．１ｐｌ（ピコリットル）となる位置（ζ座標値）と、それに対応する印刷濃度（ＯＤ値）との相関を示している。そして、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との間には、図中の直線ｆで近似される負の相関関係が存在する。
【０１２９】
したがって、カメラレコーダ４００が求めたζ座標値を評価値として、微小液滴５３０が着弾位置ずれして記録紙ＰＡ上に着弾することで発生した画像の汚れの印刷濃度（ＯＤ値）を通じて、微小液滴５３０による記録紙ＰＡの画像の汚れの度合いを定量的に評価することができる。
【０１３０】
なお、図３（ａ）〜（ｋ）を参照して説明したように、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０は、飛翔中に分割されて微小液滴５３０となる。したがって、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲は、ノズル５ａからインク液滴５００を吐出してからの経過時間が長いほど安定する。このため、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲の安定性を優先させるならば、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをできるだけ遅らせるのが望ましい。
【０１３１】
一方、ノズル５ａからインク液滴５００を吐出してからの経過時間が長くなると、デジタルマイクロスコープ３００によって撮影するインク液滴５００の吐出方向ζにおける分布範囲が拡がる。インク液滴５００の撮影範囲が拡がってもデジタルマイクロスコープ３００の画素数は変わらないので、インク液滴５００を撮影するタイミングが遅くなるほど、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像の分解能は下がる。このため、撮影分解能を優先させるならば、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをできるだけ早めるのが望ましい。
【０１３２】
このように、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲の安定と、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像の分解能との間には、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングについてトレードオフの関係がある。したがって、デジタルマイクロスコープ３００によるインク液滴５００の撮影タイミングをどのように決定するかが問題となる。
【０１３３】
ところで、図９のグラフに示したζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関関係については、以下のことが言える。デジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像に映る液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲は、ζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）と関係がある。そして、インク液滴５００の撮影タイミングを変えると、液柱５２０や微小液滴５３０の存在範囲も変わる。したがって、ζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）を求める元となるデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像の撮影タイミングが変わると、それが反映されたζ座標値や印刷濃度（ＯＤ値）の相関関係も変わる。
【０１３４】
例えば、デジタルマイクロスコープ３００による撮影タイミングが異なる撮影画像を元にしてζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）を求めると、それらの相関は、例えば図９中に示す近似直線ｆに対する各インクＡ〜Ｈの相関のばらつきに対して、ばらつきがより拡大する場合もあれば、ばらつきがより縮小する場合もある。
【０１３５】
そこで、インク液滴５００の撮影タイミングと使用するインクの種類とをそれぞれ異ならせた組み合わせについて、各撮影タイミングの撮影画像に基づいてζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関を求めて、各インクＡ〜Ｈの相関の近似直線を求める。そして、最も近似直線に対する相関のばらつきが小さい撮影タイミング、つまり、ζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関係数の絶対値が最も大きい撮影タイミングを求める。このようにして求めた撮影タイミングは、いつでも参照できるように、ハードディスク等の記憶手段に記憶しておく。
【０１３６】
そして、この撮影タイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影した画像を元にして求めたζ座標値と印刷濃度（ＯＤ値）との相関関係を、評価データとして評価データ記憶部４５０に記憶しておく。
【０１３７】
（２．６．インク液滴の飛翔状態の評価処理）
続いて、飛翔状態評価装置によるインク液滴５００の飛翔状態の評価処理について説明する。まず、制御用ＰＣ１００が、ハードディスク等に記憶された撮影タイミングに合わせてパルス光源２００を発光させ、そのタイミングでデジタルマイクロスコープ３００が撮影したインク液滴５００の飛翔状態の画像を、パーソナルコンピュータ４００の画像記録部４１０に録画する。
【０１３８】
そして、パーソナルコンピュータ４００の画像処理部４２０が、記録したインク液滴５００の飛翔状態の撮影画像からインク液滴５００の形状を特定する。また、形状解析部４３０が、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を算出する。
【０１３９】
さらに、演算処理部４４０が、インク液滴５００の飛翔状態の評価値としてζ座標値を算出し、算出したζ座標値に対応するＯＤ値を評価データを参照して求める。そして、求めたＯＤ値に基づいて、インク液滴５００の飛翔状態を評価する。このとき、演算処理部４４０は、例えば、ＯＤ値が所定のしきい値以上であるときは、画像の汚れ度合いが高いものとして、インク液滴５００の飛翔状態が良好でないと評価し、ＯＤ値が所定のしきい値未満であるときは、画像の汚れ度合いが低いものとして、インク液滴５００の飛翔状態が良好であると評価することができる。
【０１４０】
このように本実施形態では、デジタルマイクロスコープ３００による撮影画像から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の部分を特定する。そして、特定した部分から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を求める。具体的には、ノズル５ａ側から累積した微小液滴５３０の体積が上述した「一定の値」になる位置の吐出方向ζにおける座標値（ζ座標値）を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として求める。
【０１４１】
この評価値は、記録紙ＰＡに着弾した微小液滴５３０の印刷濃度を示すＯＤ値と相関があり、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に応じて変化する。また、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０が主滴５１０から離れるほど、微小液滴５３０の飛翔速度が落ちて、記録紙ＰＡに着弾した際に画像を汚す度合いが大きくなる。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として求めることで、評価値を通じて微小液滴５３０による記録紙ＰＡの画像の汚れの度合いを定量的に評価することができる。
【０１４２】
（２．７．変形例）
なお、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求めるために、それらの画像部分（後続飛翔体の画像部分）を飛翔中のインク液滴５００の撮影画像から特定するものとした。しかし、例えば、インク液滴５００の撮影画像から背景を除くインク液滴５００の画像部分を特定し、特定したインク液滴５００の画像部分から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を求めてもよい。
【０１４３】
また、特定のζ座標値でない一般値としての累積体積関数Ｖ（ζ）を、インク液滴５００の飛翔状態の評価値として用いてもよい。
【０１４４】
さらに、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を、ノズル５ａ側から求めるものとした。しかし、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端側からノズル５ａに向かって、主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の吐出方向ζにおける累積体積関数を求めてもよい。
【０１４５】
この場合、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後方の液柱５２０や微小液滴５３０による累積体積が一定の値になるような座標値を評価値として求め、それに基づき、インク液滴５００の飛翔状態を評価するようにしてもよい。この評価値も、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、かつ、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。
【０１４６】
なお、例えば、主滴５１０の先端部分においては、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の度合い（増加加速度）が大きく、主滴５１０の後端とそれに続く液柱５２０や微小液滴５３０との境界部分では、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の度合い（増加加速度）が小さい。したがって、例えばノズル５ａ側から累積体積を求めた場合は、ζ軸上の座標値ζの変化に対して累積体積が急激に増加するところを特定することで、主滴５１０とそれ以外（液柱５２０や微小液滴５３０）との境界を検出することができる。
【０１４７】
即ち、累積体積関数の座標値ζの変化に対する累積体積の増加の変化の度合い（増加加速度）に基づいて、飛翔中のインク液滴５００における各主滴５１０の位置や、各主滴５１０とそれに続く液柱５２０や微小液滴５３０との境界位置を、ζ軸方向において特定することができる。そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後方の液柱５２０や微小液滴５３０だけでなく、例えば、ノズル５ａが最初に吐出した主滴５１０の先端からノズル５ａまで、インク液滴５００の全体に亘って累積体積関数を求めてもよい。
【０１４８】
その場合は、求めたインク液滴５００全体の累積体積関数から、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０とその後方の液柱５２０や微小液滴５３０との境界位置をζ軸方向において特定する。そして、特定した範囲について、ノズル５ａ側やノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後端側からの累積体積を求める。このようにしても、求めた累積体積が一定の値に達したことを検出することによって、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を求めることができる。
【０１４９】
ちなみに、評価値を求める際に一定の値に達したことを検出するインク液滴５００の累積体積は、ノズル５ａ側から求めてもよく、ノズル５ａが最初に吐出した主滴５１０側から求めてもよい。どちら側から求めた評価値も、液柱５２０や微小液滴５３０の体積に対応し、かつ、微小液滴５３０が記録紙ＰＡに着弾して画像を汚す度合いを数値化したものとして扱うことができる。
【０１５０】
なお、パーソナルコンピュータ４００の形状解析部４３０がデジタルマイクロスコープ３００の撮影画像からインク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得する際に、以下の理由により、同じ吐出条件で吐出させた複数回分のインク液滴５００の撮影画像から画像処理部４２０が求めた複数回分の累積体積関数の平均値を用いて、評価値を取得するようにしてもよい。
【０１５１】
即ち、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した液柱５２０には表面張力によって「くびれ」が発生し、最終的に液柱５２０は複数の微小液滴５３０に分裂する。その際、液柱５２０のどこにくびれが発生し、その結果、個々の微小液滴５３０が吐出方向ζにおいてどこにどのような液滴量で発生するかは、ほとんど予測困難である。また、その液柱５２０が分裂して発生した微小液滴５３０の飛翔状態は、それらが主滴５１０よりも軽くかつ小さいので、飛翔空間を流れる複雑な流れの空気に流されて安定しない。
【０１５２】
このような微小液滴５３０の発生や飛翔状態の不安定性を示すのが、図１０（ａ）〜（ｊ）の説明図である。図１０（ａ）〜（ｊ）は、ノズル５ａから吐出してから９０μｓが経過したタイミング（経過時間ｔ＝９０μｓ）におけるインク液滴５００の飛翔状態を、同じ吐出条件で１０回分比較した説明図である。
【０１５３】
図１０（ａ）〜（ｊ）を比較すると分かるように、各回の主滴５１０の飛翔状態は比較的一致して安定しているのに対し、液柱５２０や微小液滴５３０の飛翔状態（飛翔位置、液柱５２０から微小液滴５３０への移行状態）は毎回異なり安定していない。このため、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した後の液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を１回求めても、その累積体積関数が、以後のインク液滴５００の飛翔状態から常に再現されるとは限らない。したがって、１回求めた液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数からインク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得しても、その評価値が微小液滴５３０による画像の汚れの度合いを適切に表す値になるとは限らない。
【０１５４】
そこで、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０から分離した後の液柱５２０や微小液滴５３０の累積体積関数を、同じ吐出条件で吐出したインク液滴５００について複数回求め、複数回分の累積体積関数の平均値から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値を取得するようにしてもよい。
【０１５５】
例えば、１０回分の累積体積関数の平均値から評価値を取得する場合は、インク液滴５００の飛翔状態を吐出開始動作から同じタイミング（例えば９０μｓ経過後）で１０回繰り返して撮影して、図１０（ａ）〜（ｊ）に示す１０パターンの撮影画像を取得する。そして、１０パターンの撮影画像を用いて累積体積関数をそれぞれ求めることで、それらの平均値を求めることができる。なお、図１０（ａ）〜（ｊ）の画面の縦横比（アスペクト比）と、デジタルマイクロスコープ３００の無圧縮画像信号の画面の縦横比とは異なっている。
【０１５６】
さらに、本実施形態では、ノズル５ａが最後に吐出した主滴５１０の後を飛翔する液柱５２０や微小液滴５３０の撮影画像からの特定から、インク液滴５００の飛翔状態の評価値の取得までを、全てパーソナルコンピュータ４００が行うものとした。しかし、それらの一部又は全部を例えば制御用ＰＣ１００によって行うようにしてもよい。
【０１５７】
また、インク液滴５００の飛翔状態の評価値について、良好と評価する数値範囲から外れる評価値を取得した場合に、その数値範囲からどのくらい外れているかに応じた内容で、不良な飛翔状態を良好に戻すために、インクの材料や駆動信号の波形、電圧等、インク液滴５００の吐出条件を変更するフィードバックを行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５８】
１  インクジェットプリンタ
５  インクジェットヘッド
５ａ  ノズル
２９  制御ユニット
１００  制御用パーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ）
１５０  ＩＪヘッド駆動装置
２００  パルス光源
２５０  パルス光源制御装置
３００  デジタルマイクロスコープ（撮影手段）
４００  パーソナルコンピュータ
４１０  画像記録部
４２０  画像処理部（特定手段）
４３０  形状解析部（累積体積関数算出手段）
４４０  演算処理部（評価値取得手段）
５００  インク液滴
５１０  主滴
５２０  液柱（後続飛翔体）
５３０  微小液滴（後続飛翔体）
Ａ  給紙部
Ａ１  給紙台
Ｂ  プリンタ部
Ｂ１  レジストローラ
Ｂ２  ベルト搬送部
Ｂ３  ヘッドユニット
Ｃ  搬送部
Ｄ  排紙部
Ｅ  反転部
Ｐ１，Ｐ２  駆動パルス
ＰＡ  記録紙
Ｓ  断面積
Ｘ  水平方向
ｆ  近似直線
ζ  吐出方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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