(57)【要約】【課題】液滴の飛翔速度を容易に測定可能とする液滴の撮像を行う。【解決手段】液滴撮像装置では、投光部は、同一の飛翔経路上を飛翔方向の後方と前方とで隣り合って飛翔する第１液滴と第２液滴に、飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて光を照射する。撮像部は、第１時刻に光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴と、第２時刻に光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴とを、飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する。第１時刻から第２時刻までの時間間隔は、第１時刻から第２時刻までに第１液滴が移動する第１距離が、第２時刻における第１液滴と第１時刻における第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光部と、
前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する撮像部と、
を備え、
前記投光部は、
前記第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第１時刻と、前記第１時刻後に第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第２時刻との少なくとも２つの時刻に前記光路を通る光を照射し、
前記撮像部は、
前記第１時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴と、前記第２時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像し、
前記第１時刻から前記第２時刻までの時間間隔は、
前記第１時刻から前記第２時刻までに前記第１液滴が移動する第１距離が、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第１時刻における前記第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている、液滴撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴撮像装置であって、
前記撮像部は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、
前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記第１時刻と前記第２時刻とにそれぞれ前記撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する、液滴撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴撮像装置であって、
前記投光部は、前記第１時刻と前記第２時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射し、
前記撮像部は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する、液滴撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の液滴撮像装置であって、
前記撮像部は、前記投光部より照射されて前記光路を経て前記第１液滴と前記第２液滴とを透過した光の光路上に設けられ、当該透過した光を撮像することによって、前記第１液滴と前記第２液滴とを撮像する、液滴撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の液滴撮像装置と、
前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算部と、
を備え、
前記液滴撮像装置は、
前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成し、
前記特性演算部は、
前記１つまたは２つの画像信号により構成される前記１つまたは２つの画像に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する、液滴特性測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴特性測定装置であって、
前記特性演算部は、
前記距離関係に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第１時刻における像の位置と、前記第２時刻における像の位置とを、前記１つまたは２つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する、液滴特性測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液滴特性測定装置であって、
前記特性演算部は、
前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記１つまたは２つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する、液滴特性測定装置。
【請求項８】
吐出口を含み、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出するノズルと、
請求項５から請求項７の何れか１つの請求項に記載の液滴特性測定装置と、
を備え、
前記投光部は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射し、
前記撮像部は、前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する、液滴吐出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液滴吐出装置であって、
前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、
前記ノズルは、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出し、
当該液滴撮像装置は、
前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動機構、をさらに備え、
前記移動機構は、
前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する、液滴吐出装置。
【請求項１０】
線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光工程と、
前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する撮像工程と、
を備え、
前記投光工程は、
前記第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第１時刻と、前記第１時刻後に第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第２時刻との少なくとも２つの時刻に前記光路を通る光を照射する工程であり、
前記撮像工程は、
前記第１時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴と、前記第２時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する工程であり、
前記第１時刻から前記第２時刻までの時間間隔は、
前記第１時刻から前記第２時刻までに前記第１液滴が移動する第１距離が、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第１時刻における前記第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている、液滴撮像方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液滴撮像方法であって、
前記撮像工程は、
前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記第１時刻と前記第２時刻とにそれぞれ撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する工程である、液滴撮像方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液滴撮像方法であって、
前記投光工程は、前記第１時刻と前記第２時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射する工程であり、
前記撮像工程は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する工程である、液滴撮像方法。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２の何れか１つの請求項に記載の液滴撮像方法であって、
前記撮像工程は、前記投光工程において照射されて前記光路を経て前記第１液滴と前記第２液滴とを透過した光を撮像することによって、前記第１液滴と前記第２液滴とを撮像する工程である、液滴撮像方法。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３の何れか１つの請求項に記載の液滴撮像方法と、
前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算工程と、
を備え、
前記撮像工程は、
前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成する工程であり、
前記特性演算工程は、
前記１つまたは２つの画像信号により構成される前記１つまたは２つの画像に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する工程である、液滴特性測定方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液滴特性測定方法であって、
前記特性演算工程は、
前記距離関係に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第１時刻における像の位置と、前記第２時刻における像の位置とを、前記１つまたは２つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する工程である、液滴特性測定方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の液滴特性測定方法であって、
前記特性演算工程は、
前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記１つまたは２つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する工程である、液滴特性測定方法。
【請求項１７】
吐出口を含むノズルの当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する吐出工程と、
請求項１４から請求項１６の何れか１つの請求項に記載の液滴特性測定方法と、
を備え、
前記投光工程は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する工程であり、
前記撮像工程は、前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する工程である、液滴吐出方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の液滴吐出方法であって、
前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、
前記吐出工程は、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する工程であり、
前記投光工程は、前記光路にて光を投光部によって照射する工程であり、
前記撮像工程は、前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像部によって撮像する工程であり、
当該液滴撮像方法は、
前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動工程、をさらに備え、
前記移動工程は、
前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する工程である、液滴吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔する液滴を撮像する撮像技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吐出ヘッドの複数の吐出口から吐出される微小な複数の液滴の吐出状態を検査する検査装置が開示されている。当該検査装置では、光出射部が、予め定められた光存在面に沿って面状光を出射し、複数の吐出口から吐出された複数の液滴に光を照射する。撮像部は、面状光を通過する複数の液滴を撮像し、複数の輝点を含む検査画像を取得する。吐出検査部には、参照画像が予め記憶されている。参照画像は、吐出ヘッドの複数の吐出口から液滴が正常に吐出されている状態で、光出射部から面状光を出射しつつ撮像部により取得された画像である。当該検査装置では、良否判定部により、参照画像と検査画像との差に基づいて、複数の吐出口のそれぞれにおける吐出状態の良否を、個別に判定することを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６２８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の検査装置では、参照画像と検査画像との差に基づいて液滴の飛翔速度を測定することができないといった問題がある。
【０００５】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、液滴の飛翔速度を容易に測定可能とする液滴の撮像技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、第１の態様に係る液滴撮像装置は、線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光部と、前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する撮像部と、を備え、前記投光部は、前記第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第１時刻と、前記第１時刻後に第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第２時刻との少なくとも２つの時刻に前記光路を通る光を照射し、前記撮像部は、前記第１時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴と、前記第２時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像し、前記第１時刻から前記第２時刻までの時間間隔は、前記第１時刻から前記第２時刻までに前記第１液滴が移動する第１距離が、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第１時刻における前記第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている。
【０００７】
第２の態様に係る液滴撮像装置は、第１の態様に係る液滴撮像装置であって、前記撮像部は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記第１時刻と前記第２時刻とにそれぞれ前記撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する。
【０００８】
第３の態様に係る液滴撮像装置は、第２の態様に係る液滴撮像装置であって、前記投光部は、前記第１時刻と前記第２時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射し、前記撮像部は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する。
【０００９】
第４の態様に係る液滴撮像装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係る液滴撮像装置であって、前記撮像部は、前記投光部より照射されて前記光路を経て前記第１液滴と前記第２液滴とを透過した光の光路上に設けられ、当該透過した光を撮像することによって、前記第１液滴と前記第２液滴とを撮像する。
【００１０】
第５の態様に係る液滴特性測定装置は、第１から第４の何れか１つの態様に係る液滴撮像装置と、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算部と、を備え、前記液滴撮像装置は、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成し、前記特性演算部は、前記１つまたは２つの画像信号により構成される前記１つまたは２つの画像に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する。
【００１１】
第６の態様に係る液滴特性測定装置は、第５の態様に係る液滴特性測定装置であって、前記特性演算部は、前記距離関係に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第１時刻における像の位置と、前記第２時刻における像の位置とを、前記１つまたは２つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する。
【００１２】
第７の態様に係る液滴特性測定装置は、第６の態様に係る液滴特性測定装置であって、前記特性演算部は、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記１つまたは２つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する。
【００１３】
第８の態様に係る液滴吐出装置は、吐出口を含み、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出するノズルと、第５から第７の何れか１つの態様に係る液滴特性測定装置と、を備え、前記投光部は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射し、前記撮像部は、前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する。
【００１４】
第９の態様に係る液滴吐出装置は、第８の態様に係る液滴吐出装置であって、前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、前記ノズルは、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出し、当該液滴撮像装置は、前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動機構、をさらに備え、前記移動機構は、前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する。
【００１５】
第１０の態様に係る液滴撮像方法は、線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光工程と、前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する撮像工程と、を備え、前記投光工程は、前記第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第１時刻と、前記第１時刻後に第１液滴および前記第２液滴が前記光路に存在する第２時刻との少なくとも２つの時刻に前記光路を通る光を照射する工程であり、前記撮像工程は、前記第１時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴と、前記第２時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する工程であり、前記第１時刻から前記第２時刻までの時間間隔は、前記第１時刻から前記第２時刻までに前記第１液滴が移動する第１距離が、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第１時刻における前記第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている。
【００１６】
第１１の態様に係る液滴撮像方法は、第１０の態様に係る液滴撮像方法であって、前記撮像工程は、前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記第１時刻と前記第２時刻とにそれぞれ撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する工程である。
【００１７】
第１２の態様に係る液滴撮像方法は、第１１の態様に係る液滴撮像方法であって、前記投光工程は、前記第１時刻と前記第２時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射する工程であり、前記撮像工程は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第１液滴と前記第２液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する工程である。
【００１８】
第１３の態様に係る液滴撮像方法は、第１０から第１２の何れか１つの態様に係る液滴撮像方法であって、前記撮像工程は、前記投光工程において照射されて前記光路を経て前記第１液滴と前記第２液滴とを透過した光を撮像することによって、前記第１液滴と前記第２液滴とを撮像する工程である。
【００１９】
第１４の態様に係る液滴特性測定方法は、第１０から第１３の何れか１つの態様に係る液滴撮像方法と、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算工程と、を備え、前記撮像工程は、前記第１時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像と、前記第２時刻における前記第１液滴と前記第２液滴との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成する工程であり、前記特性演算工程は、前記１つまたは２つの画像信号により構成される前記１つまたは２つの画像に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する工程である。
【００２０】
第１５の態様に係る液滴特性測定方法は、第１４の態様に係る液滴特性測定方法であって、前記特性演算工程は、前記距離関係に基づいて、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第１時刻における像の位置と、前記第２時刻における像の位置とを、前記１つまたは２つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する工程である。
【００２１】
第１６の態様に係る液滴特性測定方法は、第１５の態様に係る液滴特性測定方法であって、前記特性演算工程は、前記第１液滴と前記第２液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記１つまたは２つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する工程である。
【００２２】
第１７の態様に係る液滴吐出方法は、吐出口を含むノズルの当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する吐出工程と、第１４から第１６の何れか１つの態様に係る液滴特性測定方法と、を備え、前記投光工程は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第１液滴と、前記飛翔経路上を前記第１液滴の飛翔方向の前方において前記第１液滴と接触せず前記第１液滴と隣り合って飛翔する第２液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する工程であり、前記撮像工程は、前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像する工程である。
【００２３】
第１８の態様に係る液滴吐出方法は、第１７の態様に係る液滴吐出方法であって、前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、前記吐出工程は、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する工程であり、前記投光工程は、前記光路にて光を投光部によって照射する工程であり、前記撮像工程は、前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第１液滴および前記第２液滴を撮像部によって撮像する工程であり、当該液滴撮像方法は、前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動工程、をさらに備え、前記移動工程は、前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する工程である。
【発明の効果】
【００２４】
第１の態様に係る発明によれば、撮像部は、第１時刻に投光部により飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路を通る光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴と、第２時刻に投光部により当該光路を通る光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴とを、飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する。第１時刻から第２時刻までの時間間隔は、第１時刻から第２時刻までに第１液滴が移動する第１距離が、第２時刻における第１液滴と第１時刻における第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。このため、撮像部の撮像視野に対応する画像領域において、第１時刻から第２時刻までの第１液滴（第２液滴）の像の移動距離は、第２時刻における第１液滴の像と第１時刻における第２液滴の像との間の距離よりも短くなる。これにより、第１時刻と第２時刻とのそれぞれにおける第１液滴（第２液滴）の２つの像を容易に特定し、当該２つの像の像間距離に基づいて第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を演算できる。従って、本発明によれば、第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を容易に測定可能とする撮像を行うことができる。
【００２５】
第２の態様に係る発明によれば、撮像部は、第１液滴と第２液滴との各光学像を第１時刻と第２時刻とにそれぞれ撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、第１時刻における第１液滴と第２液滴との各像と、第２時刻における第１液滴と第２液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する。従って、撮像素子の電荷蓄積時間を長くすることができるので、液滴撮像装置の製造コストを低減できる。
【００２６】
第３の態様に係る発明によれば、投光部は、第１時刻と第２時刻とのそれぞれにおいてパルス光を照射し、撮像部は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された第１液滴と第２液滴との各光学像を撮像素子に結像する。従って、撮像素子の電荷蓄積時間を長くすることができるとともに、遅いシャッタースピードで撮像できるので、撮像部として、高価なハイスピードカメラではない、通常のカメラを採用することができ、液滴撮像装置の製造コストを低減できる。
【００２７】
第４の態様に係る発明によれば、撮像部は、投光部より照射されて第１液滴と第２液滴とを透過した光の光路上に設けられ、当該透過した光を撮像することによって、第１液滴と第２液滴とを撮像する。従って、液滴がレンズとして作用することで、液滴の中央部に高輝度の輝点を含む像を撮像できる。従って、液滴の位置の特定精度を向上できる。
【００２８】
第５の態様に係る発明によれば、第１液滴と第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性が特性演算部によって演算される。
【００２９】
第６の態様に係る発明によれば、第１時刻と第２時刻との時間間隔の設定によって満たされる距離関係によって、撮像部の撮像視野に対応する画像領域において、第１時刻から第２時刻までの第１液滴（第２液滴）の像の移動距離は、第２時刻における第１液滴の像と第１時刻における第２液滴の像との間の距離よりも短くなる。従って、第１液滴と第２液滴との少なくとも一方の液滴について、第１時刻における像の位置と、第２時刻における像の位置とを、画像領域において容易に特定することができるとともに、特定した各位置に基づいて、飛翔速度を求めることができる。
【００３０】
第７の態様に係る発明によれば、液滴の径がさらに求められる。
【００３１】
第８の態様に係る発明によれば、ノズルの吐出口から吐出される第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を容易に測定可能とする液滴の撮像を行って、液滴特性を測定することができる。
【００３２】
第９の態様に係る発明によれば、移動機構が撮像ヘッドを移動することによって、ノズルが備える複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から吐出される第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を容易に測定可能とする第１液滴および第２液滴の撮像を行うとともに液滴特性を測定することができる。
【００３３】
第１０の態様に係る発明によれば、第１時刻に投光工程において飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路を通る光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴と、第２時刻に投光工程において当該光路を通る光をそれぞれ照射された第１液滴および第２液滴とが、撮像工程において飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像される。第１時刻から第２時刻までの時間間隔は、第１時刻から第２時刻までに第１液滴が移動する第１距離が、第２時刻における第１液滴と第１時刻における第２液滴との間の第２距離よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。このため、撮像工程の撮像視野に対応する画像領域において、第１時刻から第２時刻までの第１液滴（第２液滴）の像の移動距離は、第２時刻における第１液滴の像と第１時刻における第２液滴の像との間の距離よりも短くなる。これにより、第１時刻と第２時刻とのそれぞれにおける第１液滴（第２液滴）の２つの像を容易に特定し、当該２つの像の像間距離に基づいて第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を演算できる。従って、本発明によれば、第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を容易に測定可能とする撮像を行うことができる。
【００３４】
第１４の態様に係る発明によれば、第１液滴と第２液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性が特性演算工程において演算される。
【００３５】
第１７の態様に係る発明によれば、ノズルの吐出口から吐出される第１液滴（第２液滴）の飛翔速度を容易に測定可能とする撮像を行って、液滴特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態に係る液滴吐出装置の構成例を説明するための側面模式図である。
【図２】図１の液滴吐出装置の構成例を説明するための平面模式図である。
【図３】図１の液滴吐出装置が備える液滴撮像装置の平面模式図である。
【図４】図３の液滴撮像装置の斜視図である。
【図５】図１の液滴撮像装置が二重露光により撮像した液滴画像の一例を示す図である。
【図６】図５の液滴画像を二値化した二値画像を示す図である。
【図７】液滴撮像装置が二重露光により撮像する際の撮像と発光のタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図８】実施形態に係る液滴撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係る液滴特性測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る液滴特性測定装置の校正手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る液滴特性測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】比較技術に係る液滴画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、一部の図面には、方位関係を明確化するために、ＸＹステージの移動方向を示すＸＹ直交座標系が付されている。上下方向は鉛直方向であり、スピンチャックに対して基板側が上である。
【００３８】
＜１．液滴吐出装置１の全体構成＞
液滴吐出装置（「基板処理装置」とも称する）１の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１、図２は、実施形態に係る液滴吐出装置１の構成を説明するための図である。図１、図２は、液滴吐出装置１の側面模式図、平面模式図である。図２では、液滴吐出装置１の構成要素のうち制御部１３０、飛散防止部４等の一部の構成要素の記載は省略されている。図３は、液滴吐出装置１が備える液滴撮像装置２００（液滴特性測定装置３００）の撮像機構１００の平面模式図である。図４は、撮像機構１００の斜視図である。図３、図４には、処理部５のノズル５１も図示されている。図４では、撮像機構１００の移動機構７０の表示が省略されている。図４では、見やすくするためにノズル５１の複数の吐出口５３のうち一部の吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２の表示が省略されている。
【００３９】
図１、図２では、液滴吐出装置１のノズル５１が退避位置に配置されている状態が示されている。ノズル５１は、複数の吐出口５３のそれぞれから、複数の液滴Ｌ２を時間的に順次に吐出している。液滴撮像装置２００は、一の吐出口５３から吐出される複数の液滴Ｌ２の撮像を行っている。また、図１、図２では、基板Ｗの上面中央部の上方の位置に配置されたノズル５１が基板Ｗの一主面に複数の液滴Ｌ２を吐出している状態が仮想線で示されている。当該一主面は、液滴Ｌ２の吐出対象である。ここでは、当該一主面は、基板Ｗの上面である。基板Ｗは、スピンチャック２１によって回転軸ａ１周りに所定の回転方向（矢印ＡＲ１の方向）に回転されている。
【００４０】
処理液Ｌ１として、例えば、純水（deionized water：脱イオン水）炭酸水、水素水などの洗浄液が用いられる。処理液Ｌ１として、ＳＰＭ、ＳＣ−１、ＤＨＦ、ＳＣ−２などの薬液が用いられてもよい。また、処理液Ｌ１として、ＩＰＡ（isopropyl alcohol）、メタノール、エタノール、アセトン、ＥＧ（エチレングリコール）およびＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などの有機溶剤が用いられてもよい。ノズル５１が基板Ｗに対して液滴Ｌ２を吐出する際には、ノズル移動機構３が、基板Ｗの上面中央部の上方の位置と、基板Ｗの周縁部の上方の位置との間で、経路３９に沿ってノズル５１を走査する。液滴Ｌ２が吐出される基板Ｗの一主面は、回転保持機構２に保持された基板Ｗの上面である場合に限られず、下面であってもよい。この場合には、ノズル移動機構３が、基板Ｗの下面中央部の下方の位置と、基板Ｗの周縁部の下方の位置との間で、所定の経路に沿ってノズル５１を走査し、ノズル５１は、上向きに液滴Ｌ２を吐出する。
【００４１】
基板Ｗの表面形状は略円形である。基板Ｗの液滴吐出装置１への搬入搬出は、ノズル５１がノズル移動機構３によってその退避位置に配置されるとともに、スプラッシュガード４１がその退避位置に配置された状態で、ロボット等により行われる。液滴吐出装置１に搬入された基板Ｗは、スピンチャック２１により着脱自在に保持される。
【００４２】
液滴吐出装置１は、回転保持機構２、ノズル移動機構３、飛散防止部４、処理部５、撮像機構１００および制御部１３０を備える。これら各部２〜５、１００は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０からの指示に応じて動作する。各部２〜５は、液滴Ｌ２の吐出を行う。撮像機構１００は、撮像ヘッド６０と移動機構７０とを備える。
【００４３】
ノズル５１から吐出される液滴Ｌ２に対して、撮像ヘッド６０のＬＥＤ光源６１が制御部１３０による制御に従って光１１１を照射する。撮像ヘッド６０のカメラ６５は、光１１１を照射された液滴Ｌ２を制御部１３０による制御に従って撮像する。撮像機構１００と制御部１３０とは、液滴の撮像動作を行う液滴撮像装置２００である。撮像機構１００と制御部１３０とは、液滴特性測定装置３００としても動作する。より詳細には、液滴撮像装置２００は、撮像機構１００と、ＣＰＵ１１により実現される撮像制御部１２とを備えている。液滴特性測定装置３００は、液滴撮像装置２００と、ＣＰＵ１１により実現される特性演算部１３とを備えている。すなわち、液滴特性測定装置３００は、撮像機構１００と、ＣＰＵ１１により実現される撮像制御部１２と、特性演算部１３とを備えている。
【００４４】
液滴特性測定装置３００は、ノズル５１が吐出する液滴Ｌ２の予め定められた特性（「液滴特性」）を測定する。液滴特性測定装置３００が測定する液滴特性は、例えば、液滴Ｌ２の飛翔速度、径などである。処理部５は、ノズル５１を備える。ノズル５１は、二次元状に配列された複数の吐出口５３を備えており、各吐出口５３から処理液Ｌ１の複数の液滴Ｌ２を時間的に順次に吐出する。
【００４５】
図１の例では、１つの制御部１３０が液滴の吐出動作を行う各部２〜５と、液滴の撮像動作（液滴特性の測定動作）を行う液滴撮像装置２００（液滴特性測定装置３００）を制御するが、例えば、各部２〜５を制御する制御部と、液滴撮像装置２００（液滴特性測定装置３００）を制御する制御部とが、異なっていてもよい。
【００４６】
＜２．液滴吐出装置１の各部の構成＞
＜回転保持機構２＞
回転保持機構２は、基板Ｗを、その一方の主面を上方に向けた状態で、略水平姿勢に保持しつつ回転可能な機構である。回転保持機構２は、基板Ｗを、主面の中心ｃ１を通る鉛直な回転軸ａ１を中心に回転させる。回転保持機構２は、ノズル５１が処理液Ｌ１を吐出しているときは、予め定められた回転速度で基板Ｗを回転させる。
【００４７】
回転保持機構２は、スピンチャック（「保持部材」、「基板保持部」）２１を備える。スピンチャック２１は、基板Ｗより若干大きい円板状の部材であるスピンベース２１ａと、スピンベース２１ａの周縁部付記に設けられた複数のチャックピン２１ｂとを備える。チャックピン２１ｂは、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース２１ａの周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。各チャックピン２１ｂは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された周縁部をその側方から基板Ｗの中心側に押圧して基板Ｗを保持する周縁保持部とを備えている。各チャックピン２１ｂは、周縁保持部が基板Ｗの周縁部を押圧する押圧状態と、周縁保持部が周縁部から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００４８】
スピンベース２１ａに対して基板Ｗが受渡しされる際には、液滴吐出装置１は、複数個のチャックピン２１ｂを解放状態とし、基板Ｗに対して処理液による処理を行う際には、複数個のチャックピン２１ｂを押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン２１ｂは、基板Ｗの周縁部を把持して基板Ｗをスピンベース２１ａから所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）を上方に向け、下面を下方に向けた状態で上面、下面の中心を回転軸ａ１が通るように支持される。チャックピン２１ｂの動作は、制御部１３０によって制御される。
【００４９】
スピンベース２１ａは、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸ａ１に一致するように設けられている。スピンベース２１ａの下面には、円筒状の回転軸部２２が連結されている。回転軸部２２は、その軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置される。回転軸部２２の軸線は、回転軸ａ１と一致する。また、回転軸部２２には、回転駆動部（例えば、サーボモータ）２３が接続される。回転駆動部２３は、回転軸部２２をその軸線まわりに回転駆動する。従って、スピンチャック２１は、回転軸部２２とともに回転軸ａ１を中心に回転可能である。回転駆動部２３と回転軸部２２とは、スピンチャック２１を、回転軸ａ１を中心に回転させる回転機構２３１である。回転保持機構２は、回転機構２３１も備えている。回転軸部２２および回転駆動部２３は、筒状のケーシング２４内に収容されている。
【００５０】
この構成において、スピンチャック２１が基板Ｗを保持した状態で、回転駆動部２３が回転軸部２２を回転すると、スピンチャック２１が鉛直方向に沿った軸線周りで回転される。これによって、スピンチャック２１上に保持された基板Ｗが、その面内の中心ｃ１を通る鉛直な回転軸ａ１を中心に矢印ＡＲ１方向に回転される。スピンチャック２１として、基板Ｗの下面を吸着保持する真空チャック式のスピンチャックが採用されてもよい。
【００５１】
＜ノズル移動機構３＞
ノズル移動機構３は、回転保持機構２による基板Ｗの保持位置よりも上方で略水平に延在するアーム３５と、アーム３５を移動させるアーム移動機構３０とを備える。ノズル移動機構３は、基板Ｗの上面中央部の上方の位置（「第１位置」）と、液滴撮像装置２００の撮像ヘッド６０がノズル５１から吐出される液滴Ｌ２を測定可能な退避位置（「第２位置」）との間でノズル５１を移動させる。基板Ｗの主面が基板Ｗの下面である場合には、第１位置は、基板Ｗの下面中央部の下方の位置となる。
【００５２】
アーム移動機構３０は、アーム３５の一端を支持して鉛直方向に延設されているアーム支持軸３３と、アーム支持軸３３に結合された昇降駆動機構３１および回転駆動機構３２とを備えている。アーム３５の他端（先端）の下面には、移動機構３７が取り付けられている。移動機構３７は、例えば、略水平な上面と下面とを有する板形状のＸＹステージと、当該ＸＹステージに固定されて当該ＸＹステージを制御するステージコントローラーとを備える。当該ＸＹステージはアーム３５の長手方向と幅方向とに移動可能なようにアーム３５に取り付けられている。当該ステージコントローラーは、制御部１３０に電気的に接続している。制御部１３０は、当該ステージコントローラーを介してＸＹステージの移動動作を制御する。移動機構３７のＸＹステージの下面からロッド３６が下方に向けて延設されている。ロッド３６の先端には、ノズル５１が取り付けられている。移動機構３７は、アーム３５に対して、ロッド３６とノズル５１とを一体的に移動させる。アーム移動機構３０は、アーム３５を移動することによって、アーム３５と一体的にノズル５１を移動させる。
【００５３】
昇降駆動機構３１は、アーム３５を昇降可能に構成されている。昇降駆動機構３１は、その駆動力をアーム支持軸３３に伝達してアーム支持軸３３を昇降させることにより、アーム３５とノズル５１とを一体的に昇降させる。昇降駆動機構３１は、例えば、サーボモーターと、その回転を直線運動に変換してアーム支持軸３３に伝達するボールネジなどを備えて構成される。
【００５４】
回転駆動機構３２は、その駆動力をアーム支持軸３３に伝達してアーム支持軸３３を、回転軸線ａ３を中心に回転させる。回転軸線ａ３は、アーム支持軸３３に沿って上下方向に延在する。アーム３５は、回転軸線ａ３を中心に水平面に沿って回転可能に構成されている。アーム３５の回転により、ノズル５１は、回転軸線ａ３を中心にアーム３５と一体的に回転する。回転駆動機構３２は、例えば、サーボモーターと、その回転をアーム支持軸３３に伝達するギア機構などを備えて構成される。
【００５５】
図２に示されるように、ノズル５１は、例えば、基板Ｗの上面中央部の上方の位置から基板Ｗの回転範囲外に設定されたノズル５１の待機位置の上方を通る略円弧状の経路３９に沿って移動する。液滴撮像装置２００の撮像機構１００である撮像ヘッド６０と移動機構７０とは、基板Ｗの回転範囲外に設けられている。
【００５６】
ノズル移動機構３は、ノズル５１が基板Ｗの上面の複数の箇所に当たるように処理液Ｌ１の複数の液滴Ｌ２を吐出している状態において、ノズル５１を水平面内で移動させることができる。これにより、液滴Ｌ２による基板Ｗの上面の処理が行われる。
【００５７】
このように、ノズル移動機構３は、ノズル５１を昇降させることができるとともに、水平面内で経路３９に沿って移動させることもできる。
【００５８】
＜飛散防止部４＞
飛散防止部４は、基板Ｗに供給された処理液Ｌ１の飛散を抑制するためのスプラッシュガード４１を備えている。スプラッシュガード４１は、上端部分が上方に向かって縮径している筒状の部材である。スプラッシュガード４１の上端の径は、基板Ｗおよびケーシング２４の径よりも若干大きい。スプラッシュガード４１は、図示しない昇降機構によって上端が基板Ｗよりも上方に位置する上方位置と、上端が基板Ｗよりも下方の退避位置との間で昇降される。
【００５９】
ノズル５１が基板Ｗの上面に向けて処理液Ｌ１を吐出するときは、スプラッシュガード４１は、上方位置に配置されて、基板Ｗの周縁から排出される処理液Ｌ１を内壁面によって受け止める。受け止められた処理液Ｌ１は、スプラッシュガード４１の下方に設けられた図示しないドレイン配管を介して定められた容器等に回収される。基板Ｗの液滴吐出装置１への搬入搬出は、スプラッシュガード４１が、その退避位置に配置された状態で行われる。スプラッシュガード４１が退避位置に配置されると、スプラッシュガード４１の上端部は、スピンベース２１ａの上面より下方に位置する。
【００６０】
＜処理部５＞
処理部５は、スピンチャック２１上に保持された基板Ｗに対する処理を行う。具体的には、処理部５は、スピンチャック２１上に保持された基板Ｗの上面の複数の箇所に当たるように、ノズル５１から処理液Ｌ１の複数の液滴Ｌ２を吐出する。処理部５は、ノズル５１と、ノズル５１に処理液Ｌ１を供給する処理液供給機構５５と、電圧印加機構５７を備えている。
【００６１】
ノズル５１は、処理液供給機構５５から供給される処理液Ｌ１をノズル５１の内部に導く流路５２と、流路５２に連通し、流路５２に導入された処理液Ｌ１を複数の液滴Ｌ２として吐出するための複数の管状の吐出口５３を含む。各吐出口５３は、数μｍ〜数十μｍの直径を有する微細孔である。このため、各吐出口５３から吐出される液滴Ｌ２の径は、数十μｍ（例えば、１０μｍ〜１００μｍ）であり、その吐出速度は、１ｍ／ｓｅｃ〜２００ｍ／ｓｅｃの高速となる。
【００６２】
流路５２は、処理液Ｌ１を供給する配管５６によって処理液供給機構５５と接続されている。各吐出口５３は、鉛直方向に延在している。吐出口５３の一端は、ノズル５１の下端面５９に開口しており、他端は、流路５２に連通している。ノズル５１は、当該複数の吐出口５３から基板Ｗ（「対象物」）の複数の箇所に当たるように複数の液滴Ｌ２を吐出可能である。具体的には、ノズル５１は、下端面５９に複数（図３の例では４列）の吐出口列８１を含み、各吐出口列８１において、複数（図３の例では６個）の吐出口５３が一列に配列されている。
【００６３】
各吐出口列８１が含む複数の吐出口５３のうち互いに隣り合う２つの吐出口５３の中心間の距離は、例えば、数百μｍである。複数の吐出口列８１のそれぞれにおける複数の吐出口５３の各配列方向は、互いに略平行である。複数の吐出口列８１の配列方向は、各吐出口列８１における複数の吐出口５３の配列方向と、略直交する方向である。ノズル５１は、各吐出口列８１が含む複数の吐出口５３のそれぞれについて、当該吐出口５３から下方に延びる線状の飛翔経路８２に沿って、当該吐出口５３から順次に複数の液滴Ｌ２を吐出する。
【００６４】
処理液供給機構５５は、ノズル５１に処理液Ｌ１を供給する。処理液供給機構５５は、具体的には、配管５６に連通する処理液供給源（不図示）と、処理液供給源から配管５６への処理液Ｌ１の流出を制御する開閉弁（不図示）と開度を変更可能な制御弁（不図示）とを含む。開閉弁が開いた状態で、制御弁の開度が変更されることによって配管５６を流れる処理液Ｌ１の流量が、所定の範囲で任意の値に設定される。開閉弁の開閉と制御弁の開度とは、制御部１３０により制御される。開閉弁が開くと処理液供給機構５５から配管５６に処理液Ｌ１が供給され、制御弁の開度に応じた流量で配管５６を流通する。開閉弁が閉じると、処理液Ｌ１の供給が停止される。
【００６５】
ノズル５１は、また、その内部に配置された圧電素子５４を含んでいる。圧電素子５４は、配線５８を介して電圧印加機構５７に接続されている。電圧印加機構５７は、たとえば、インバータを含む機構である。電圧印加機構５７は、交流電圧を圧電素子５４に印加する。交流電圧が圧電素子５４に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する振動数で圧電素子５４が振動する。制御部１３０は、電圧印加機構５７を制御することにより、圧電素子５４に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数（たとえば、数十ＫＨｚ〜数ＭＨｚ）に変更することができる。
【００６６】
処理液供給機構５５がノズル５１に処理液Ｌ１を供給している状態で、電圧印加機構５７が圧電素子５４に交流電圧を印加すると、圧電素子５４が振動し、流路５２を流れる処理液Ｌ１に圧電素子５４の振動が付与される。各吐出口５３から吐出される処理液Ｌ１は、この振動によって分断されて、液滴Ｌ２として各吐出口５３から吐出される。これにより、ノズル５１は、複数の吐出口５３から粒径が均一な複数の液滴Ｌ２を均一な速度で同時に吐出できる。
【００６７】
処理液供給機構５５から配管５６を経て流路５２に流入する処理液Ｌ１の流量と、ノズル５１が吐出する液滴Ｌ２の飛翔速度との間には相関があり、流量が変化すると飛翔速度も変化する。このため、処理液Ｌ１の流量を変更する場合には、流量に応じて圧電素子５４に印加される交流電圧の周波数も変更される。液滴Ｌ２の目標の飛翔速度（吐出速度）としては、例えば、１０ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、４０ｍ／ｓ、５０ｍ／ｓ、６０ｍ／ｓの６通りの速度が採用され、実際の速度がこれらの速度に近くなるように処理液Ｌ１の流量が調節される。また、ノズル５１が吐出する液滴Ｌ２の径は、例えば、２０μｍ程度となる。
【００６８】
＜液滴特性測定装置３００（液滴撮像装置２００）＞
液滴特性測定装置３００（液滴撮像装置２００）の構成について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００６９】
液滴吐出装置１の全体構成の説明欄において上述したように、液滴撮像装置２００は、撮像機構１００と、撮像制御部１２とを備えている。液滴特性測定装置３００は、液滴撮像装置２００と特性演算部１３、すなわち、撮像機構１００と、撮像制御部１２と、特性演算部１３とを備えている。
【００７０】
撮像機構１００は、撮像ヘッド６０と移動機構７０とを備えている。撮像ヘッド６０は、ノズル５１が吐出口５３から吐出する複数の液滴Ｌ２の画像を撮像する。移動機構（「撮像ヘッド移動機構」）７０は、ノズル５１が備える複数の吐出口５３のそれぞれについて、各吐出口５３から吐出される複数の液滴Ｌ２を撮像ヘッド６０が撮像できるように、各吐出口５３に対して撮像ヘッド６０の位置を調整する。移動機構７０は、ノズル５１に対して相対的に撮像ヘッド６０を移動させる。
【００７１】
撮像ヘッド６０は、ＬＥＤ光源（「投光部」）６１とカメラ（「撮像部」）６５とを備えている。
【００７２】
ＬＥＤ光源６１は、ＬＥＤ（不図示）と、ＬＥＤ発光回路（不図示）と、レンズ（不図示）とを備えている。ＬＥＤ発光回路は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０から供給される制御信号に応じたタイミングで駆動電流をＬＥＤに供給してＬＥＤを発光させる。レンズは、ＬＥＤが照射する光を整形して光路１１０を通る光（「照明光」）１１１としてＬＥＤ光源６１から照射する。ＬＥＤ光源６１が、当該レンズを備えていなくてもよい。
【００７３】
カメラ６５は、レンズ６６と、撮像素子６７と、制御処理回路６８とを備えている。レンズ６６は、被写体（具体的には、ＬＥＤ光源６１から光１１１を照射された液滴Ｌ２と、その周囲を通過する光など）の光学像を撮像素子６７に結像させる。
【００７４】
撮像素子６７は、被写体の光学像を電気信号に変換し、制御処理回路６８に供給する。撮像素子６７としてはＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の、所定の有効画素数を有する二次元撮像素子が採用され、好ましくは、ＣＭＯＳイメージセンサが採用される。
【００７５】
制御処理回路６８は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０が供給する制御信号に従って撮像素子６７に撮像動作を行わせるとともに、撮像素子６７から供給される各電気信号を処理して多値のデジタル画像に変換することにより、撮像素子６７の有効画素数に応じた画像を表わす画像信号を生成し、制御部１３０に供給する。
【００７６】
カメラ６５は、１秒間に１０００枚〜数万枚の速度で撮像可能な高速度の撮像素子を撮像素子６７として備えるハイスピードカメラであってもよいし、１秒間に１０枚〜１００枚程度の速度で撮像可能な一般的な撮像素子を撮像素子６７として備える通常のカメラであってもよい。
【００７７】
移動機構７０は、両主面が略水平面となるように設けられた板状の台座７３と、台座７３の上側の主面から立設されて上下方向に延在する支持部材７１、７２と、台座７３を水平面内でＸ方向、Ｙ方向に移動させるＸＹステージ７５と、ＸＹステージ７５を制御するステージコントローラー７６とを備える。ステージコントローラー７６は、制御部１３０と電気的に接続されている。支持部材７１は、ＬＥＤ光源６１を下方から支持し、支持部材７２は、カメラ６５を下方から支持する。移動機構７０は、撮像ヘッド６０をＸ方向とＹ方向とのそれぞれに移動させることによって、撮像ヘッド６０をノズル５１に対して相対的に移動させることができる。また、ノズル移動機構３がノズル５１を退避位置に位置決めした状態で、上述した移動機構３７は、ロッド３６とノズル５１をＸ方向とＹ方向とのそれぞれに移動させることによって撮像ヘッド６０をノズル５１に対して相対的に移動させることができる。
【００７８】
Ｘ方向は、退避位置に位置決めされたノズル５１の各吐出口列８１における複数の吐出口５３の配列方向である。Ｙ方向は、退避位置に位置決めされたノズル５１の複数の吐出口列８１の配列方向であり、水平面内でＸ方向と直交する方向である。
【００７９】
レンズ６６としては、測定精度や再現性を向上する観点から、焦点距離が固定されたレンズを採用することが好ましい。この場合、レンズ６６のピント面ＦＰは、移動機構７０がカメラ６５、すなわちレンズ６６の位置を変更することによって変更される。移動機構７０は、複数の吐出口５３のうち一つの吐出口５３から、吐出される液滴Ｌ２にレンズ６６が合焦するようにカメラ６５の位置を制御部１３０による制御に従って調節する。
【００８０】
上述のように、液滴Ｌ２は、数十μｍ程度の径を有しており、レンズ６６には、当該液滴Ｌ２を高精度で解像できるとともに、ある程度以上の大きさで液滴Ｌ２を撮像できる撮像倍率を有する光学特性が要求される。このため、レンズ６６の被写界深度は、例えば、１００μｍ〜５００μｍ程度となって非常に浅くなる。
【００８１】
複数の吐出口列８１のうち隣り合う列の間隔は、例えば、最短で１ｍｍとされ、レンズ６６の被写界深度よりも十分に長い。このため、レンズ６６が、複数の吐出口列８１のうち一つの吐出口列８１が含む吐出口５３から吐出される液滴Ｌ２を撮像する場合、他の吐出口列８１の吐出口５３から吐出される液滴Ｌ２の光学像は著しくぼけることにより明確な輪郭を有する像として撮像されない。図１、図３、図４の例では、レンズ６６のピントは、４列の吐出口列８１のうちカメラ６５から最も遠い吐出口列８１の吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２に合っている。他の吐出口列８１に属する吐出口５３から吐出される液滴Ｌ２の光学像は著しくぼけるため、ピントが合っている液滴Ｌ２の像の輪郭を不明瞭にするなどの悪影響を及ぼさない。
【００８２】
液滴特性測定装置３００が液滴Ｌ２の飛翔速度等を演算するために、カメラ６５は、一つの吐出口５３から飛翔経路８２に沿って順次に吐出される複数の液滴Ｌ２のうち後述する第１液滴９１と第２液滴９２とを含む少なくとも２つの液滴を第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２の双方の時刻において撮像する。
【００８３】
このため、移動機構７０は、第１液滴９１と第２液滴９２とを含む少なくとも２つの液滴Ｌ２が、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２の双方の時刻においてカメラ６５の視野（「撮像視野」）ＦＶ１に入るように、これらの液滴Ｌ２の飛翔経路８２に対するカメラ６５の距離を設定する。移動機構７０は、例えば、飛翔経路８２に沿って連続する少なくとも４個〜６個程度の液滴Ｌ２がカメラ６５の視野ＦＶ１に同時に入るように、当該飛翔経路８２に対するカメラ６５の距離を設定することが好ましい。
【００８４】
また、ＬＥＤ光源６１は、光路１１０内にカメラ６５の視野ＦＶ１を含むように光１１１を照射することが好ましく、光１１１がレンズ６６のピント面ＦＰと交差する際の光１１１の径は、例えば、５０μｍ〜５００μｍとされる。
【００８５】
図１〜図４の例では、レンズ６６の光軸６３と、ＬＥＤ光源６１が照射する光１１１（光路１１０）の照射方向とが互いに略一致し、レンズ６６とＬＥＤ光源６１とが一つの吐出口５３に対応する飛翔経路８２を挟んで互いに対向するようにＬＥＤ光源６１とカメラ６５とが移動機構７０によって配置されている。そして、カメラ６５は、ＬＥＤ光源６１が照射した光１１１が液滴Ｌ２を透過した透過光を撮像する。
【００８６】
光１１１の光路をミラーなどによって偏向し、当該偏向された光１１１をカメラ６５が撮像するように、ＬＥＤ光源６１とカメラ６５との相対位置関係が設定されてもよい。また、ＬＥＤ光源６１が照射した光１１１が液滴Ｌ２から反射される反射光をカメラ６５が撮像する構成が採用されてもよい。
【００８７】
ＣＰＵ１１の撮像制御部１２は、液滴撮像装置２００（液滴特性測定装置３００）が備える撮像機構１００の制御を行う。より詳細には、撮像制御部１２は、カメラ６５の撮像タイミング、シャッター速度、感度等の制御を行うとともに、ＬＥＤ光源６１の発光タイミング、光量、発光期間等を制御する。
【００８８】
また、撮像制御部１２は、ステージコントローラー７６に制御信号を供給し、ステージコントローラー７６にＸＹステージ７５の駆動の制御を行わせる。具体的には、撮像制御部１２は、撮像対象の液滴Ｌ２に光１１１が当たるとともに、カメラ６５のピントが合った当該液滴Ｌ２が視野ＦＶ１に入る位置に、撮像ヘッド６０がノズル５１に対して相対的に配置されるように、ステージコントローラー７６にＸＹステージ７５を制御させる。
【００８９】
液滴特性測定装置３００が含む特性演算部１３は、撮像ヘッド６０のカメラ６５から制御部１３０に供給された液滴の画像（「液滴画像」）を、当該画像が格納された記憶装置１４等から読み出して、当該画像に基づいて、画像に撮像された液滴の所定の液滴特性を演算する。
【００９０】
液滴撮像装置２００、液滴特性測定装置３００およびこれらの各構成要素の動作等については、さらに後述する。
【００９１】
＜制御部１３０＞
液滴吐出装置１は、その各部の制御のために制御部１３０を備えている。制御部１３０のハードウエアとしての構成は、例えば、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御部１３０は、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ（「演算部」）１１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ（不図示）、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ（不図示）、操作者の入力を受け付ける入力部（不図示）、および各種処理に対応したプログラムＰＧ、カメラ６５が撮像した画像を表わす画像信号ｇ１などを記憶しておく磁気ディスクなどの記憶装置１４を不図示のバスラインに接続して構成されている。液滴撮像装置２００が撮像した液滴画像等の画像をディスプレイ(不図示)に表示するときには、制御部１３０は、当該画像に対応する画像信号を画像メモリ（不図示）に格納する。
【００９２】
制御部１３０において、プログラムＰＧに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ１１が演算処理を行うことにより、液滴特性測定装置３００（液滴撮像装置２００）の各部の制御、若しくは、液滴特性測定装置３００の撮像ヘッド６０による液滴Ｌ２の測定結果の処理等を行う各種の機能部が実現される。より詳細には、ＣＰＵ１１により撮像制御部１２と、特性演算部１３とが実現される。
【００９３】
撮像制御部１２は、撮像機構１００が液滴の撮像を行う際に、撮像ヘッド６０、移動機構７０に対して必要な動作を行わせる。特性演算部１３は、撮像機構１００による第１液滴９１、第２液滴９２の撮像結果に基づいて、第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度等の液滴特性を演算する。これにより、液滴特性測定装置３００は、第１液滴９１（第２液滴９２）の液滴特性を取得する。
【００９４】
このように、回転保持機構２、ノズル移動機構３、飛散防止部４、処理部５などの液滴吐出装置１の各部と、液滴撮像装置２００、液滴特性測定装置３００の各部とは、制御部１３０による制御に従って動作を行う。
【００９５】
＜２．液滴特性測定装置３００（液滴撮像装置２００）の動作について＞
図６は、図５の原画像Ｇ１を二値化した二値画像Ｇ１Ｂを示す図である。原画像Ｇ１には、第１液滴９１と第２液滴９２とがそれぞれ第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とに撮像された４つの液滴像が撮像されている。
【００９６】
図７は、液滴撮像装置２００が二重露光により液滴画像Ｇ１を撮像する際の撮像と発光のタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【００９７】
図８は、実施形態に係る液滴撮像装置２００の動作の一例を示すフローチャートである。より詳細には、図８のフローチャートは、一つの吐出口５３が吐出する複数の液滴Ｌ２のうち第１液滴９１と第２液滴９２とを液滴撮像装置２００が撮像する場合の液滴撮像装置２００の動作を示している。
【００９８】
図８に示される撮像動作において、撮像ヘッド６０のＬＥＤ光源６１は、線状の飛翔経路８２に沿って飛翔する第１液滴９１と、第２液滴９２との双方の液滴に同時に当たる光１１１を、飛翔経路８２の方向と異なる方向に沿う光路１１０にて照射する。第２液滴９２は、飛翔経路８２上を第１液滴９１の飛翔方向の前方において第１液滴９１と空間を隔てて、すなわち、接触せずに第１液滴９１と隣り合って飛翔する。撮像ヘッド６０のカメラ６５は、ＬＥＤ光源６１により光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２を撮像する。
【００９９】
撮像の開始に先立って、移動機構７は、当該吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２を撮像できる撮像位置に撮像ヘッド６０、すなわちＬＥＤ光源６１とカメラ６５とを配置している。また、当該吐出口５３は、複数の液滴Ｌ２を時間的に順次に、間隔をあけて吐出している。当該複数の液滴Ｌ２に、ＬＥＤ光源６１が照射する光１１１以外の光が当たらないように、液滴吐出装置１は、外部から遮蔽されたチャンバー内等に配置されている。
【０１００】
ステップＳ１０では、液滴撮像装置２００の撮像制御部１２から供給される制御信号に従って、カメラ６５が撮像を開始する。具体的には、カメラ６５の制御処理回路６８は、撮像素子６７に電荷の蓄積動作を開始させる。カメラ６５による撮像の開始時刻は時刻Ｔ０である。
【０１０１】
ＬＥＤ光源６１は、第１液滴９１および第２液滴９２が光路１１０に含まれるカメラ６５の視野ＦＶ１に存在する第１時刻Ｔ１と、第２時刻Ｔ２との少なくとも２つの時刻に光路１１０を通る光１１１を照射する。第２時刻Ｔ２は、第１時刻Ｔ１後の時刻であって、第１液滴９１および第２液滴９２が、なお、光路１１０に含まれる視野ＦＶ１に存在する時刻である。少なくとも第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの間、第１液滴９１と第２液滴９２とは、光路１１０に含まれる視野ＦＶ１内を飛翔している。
【０１０２】
カメラ６５は、第１時刻Ｔ１にＬＥＤ光源６１により光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２と、第２時刻Ｔ２にＬＥＤ光源６１により光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２とを、飛翔経路８２の方向と異なる方向から同視野ＦＶ１にて撮像する。
【０１０３】
また、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの時間間隔は、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までに第１液滴９１が移動する第１距離Ｄ１が、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２との間の第２距離Ｄ２よりも短くなる距離関係（以下、「特別な距離関係」とも称する）が満たされるように予め設定されている。
【０１０４】
当該特別な距離関係は、（１）式を満たす距離関係である。
【０１０５】
【数１】
2019081130.tif 000003
【０１０６】
また、当該特別な距離関係は、（２）式を満たす距離関係でもある。
【０１０７】
【数２】
2019081130.tif 000004
【０１０８】
具体的には、ステップＳ２０では、撮像制御部１２から供給される制御信号に従って、ＬＥＤ光源６１が１回目のパルス発光を行う。第１時刻Ｔ１は、１回目のパルス発光の開始時刻である。ＬＥＤ光源６１は、第１時刻Ｔ１において光路１１０を通るパルス光である光１１１を照射する。パルス発光の発光時間Ｍ１は、例えば、５０ｎｓ〜１５０ｎｓ程度に設定される。
【０１０９】
ステップＳ３０では、撮像制御部１２は、ＬＥＤ光源６１による２回目のパルス発光開始まで所定の時間待ちを行う。当該待ち時間Ｍ２は、第１時刻Ｔ１と、２回目のパルス発光が開始される第２時刻Ｔ２との時間間隔Ｍ３が、例えば、１ｎｓ〜５０００ｎｓ程度となるように設定される。
【０１１０】
ステップＳ４０では、ＬＥＤ光源６１が２回目のパルス発光を行って、第１液滴９１と第２液滴９２とに光１１１を照射する。ＬＥＤ光源６１は、第２時刻Ｔ２において光路１１０を通るパルス光を光１１１として照射する。
【０１１１】
ステップＳ５０では、撮像制御部１２から供給される制御信号に従って、カメラ６５が撮像を終了する。具体的には、カメラ６５の制御処理回路６８は、撮像素子６７に電荷の蓄積動作を終了させる。カメラ６５による撮像の終了時刻は時刻Ｔ３である。なお、撮像素子６７としてライン露光順次読み出し方式のＣＭＯＳイメージセンサが採用される場合には、時刻Ｔ３に最初の読み出しが開始される。
【０１１２】
ステップＳ６０では、カメラ６５の制御処理回路６８は、撮像素子６７から供給される各電気信号を処理してデジタル画像に変換することにより、撮像素子６７の有効画素数に応じた画像を表わす画像信号を生成し、制御部１３０に出力する。当該画像信号は、制御部１３０の記憶装置１４に記憶される。
【０１１３】
図５は、液滴撮像装置２００が二重露光により撮像した原画像（「液滴画像」、「画像」）Ｇ１の一例を示す図である。上述のように、ステップＳ２０とステップＳ４０とにおいて、カメラ６５は、第１液滴９１と第２液滴９２との各光学像を第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにそれぞれ撮像素子６７に結像する二重露光を行うことによって、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ１、９２Ｔ１と、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ２、９２Ｔ２とを含む一画像Ｇ１を表わす画像信号ｇ１を生成する。原画像Ｇ１の垂直方向は、液滴の飛翔方向（飛翔経路８２の方向）に対応する。
【０１１４】
より詳細には、ステップＳ２０とステップＳ４０とにおいて、カメラ６５は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とに照射された各パルス光１１１によってそれぞれ照明された第１液滴９１と第２液滴９２との各光学像を撮像素子６７に結像している。
【０１１５】
また、カメラ６５は、ＬＥＤ光源６１より照射されて光路１１０を経て第１液滴９１と第２液滴９２とを透過した光１１１の光路１１０上に設けられ、当該透過した光１１１を撮像することによって、第１液滴９１と第２液滴９２とを撮像している。
【０１１６】
上述の例では、カメラ６５は、二重露光によって、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ１、９２Ｔ１と、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ２、９２Ｔ２とを含む１つの原画像Ｇ１を表わす１つの画像信号ｇ１を生成している。
【０１１７】
しかし、カメラ６５として、ハイスピードカメラを採用し、当該カメラ６５によって、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ１、９２Ｔ１を含む１つの画像を表わす画像信号を生成するとともに、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との像９１Ｔ２、９２Ｔ２を含む他の１つの画像を表わす他の画像信号を生成してもよい。
【０１１８】
すなわち、液滴撮像装置２００は、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との各像と、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成する。
【０１１９】
なお、図８のフローチャートでは、撮像ヘッド６０は、二重露光を１回行っているが、図８に示される二重露光の撮像動作を連続的に複数回（例えば、１０回程度）繰り返して、当該繰り返し回数に応じた個数の画像信号ｇ１を生成してもよい。当該二重露光が複数回繰り返されれば、平均値処理などによって液滴特性の演算精度を向上することができる。
【０１２０】
また、図８のフローチャートでは、液滴撮像装置２００は、２回のパルス発光によって二重露光を行うが、例えば、カメラ６５にメカシャッターを備え、時刻Ｔ０から時刻Ｔ３まで、撮像素子６７による電荷の蓄積を行っているとともに、ＬＥＤ光源６１から光１１１を照射し続けている状態で、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とのそれぞれにおいてメカシャッターを短時間開けることによって二重露光を行ってもよい。
【０１２１】
図９は、実施形態に係る液滴特性測定装置３００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１２２】
図９のステップＳ１１０では、液滴特性測定装置３００の特性演算部１３は、記憶装置１４から第１液滴９１、第２液滴９２が撮像された原画像Ｇ１（画像信号ｇ１）を読み出す。
【０１２３】
ステップＳ１２０では、原画像Ｇ１に対して二値化処理を施す。図５に示されるように、第１液滴９１、第２液滴９２が凸レンズとして作用することによって当該各液滴の中心部１６１を透過した光１１１は、屈折しないため最も明るくなり（原画像Ｇ１において最も画素値（輝度値）が大きくなり）、当該各液滴のうち中心部１６１以外の部分を透過した光は、液滴により屈折するため、像が暗くなる（原画像Ｇ１において最も画素値が小さくなる）。そして、各液滴の周囲部分１６３は、中心部１６１と、中心部以外の部分１６２との間の明るさ（両部分の両画素値の間の画素値）となる。
【０１２４】
そこで、特性演算部１３は、各液滴の周囲部分１６３と、各液滴の中心部以外の部分１６２とのそれぞれの画素値の間の画素値を二値化処理の閾値として採用し、原画像Ｇ１の二値化処理を行う。特性演算部１３は、当該二値化処理においては、例えば、当該閾値よりも大きい画素値を有する画素の画素値を１に、当該閾値よりも小さい画素値を有する画素の画素値を０に設定する。特性演算部１３は、原画像Ｇ１に対する当該二値化処理によって二値画像Ｇ１Ｂを生成する。
【０１２５】
ステップＳ１３０では、特性演算部１３は、各像９１Ｔ１、９１Ｔ２、９２Ｔ１、９２Ｔ２の中心座標を特定する。具体的には、特性演算部１３は、二値画像Ｇ１Ｂにおいて、各中心座標を特定する。特性演算部１３は、画素値が０の部分（二値画像Ｇ１Ｂで黒色の部分）を抽出して各液滴像の中心部以外の部分として特定するとともに、特定した中心部以外の部分に囲まれた画素値が１の部分（二値画像Ｇ１Ｂで黒色の部分に囲まれた略円形の白色部分）を各液滴像の中心部として特定する。
【０１２６】
ステップＳ１４０では、特性演算部１３は、ステップＳ１３０にて特定した各液滴像の中心部の像と（１）式を満たす距離関係とに基づいて、第１液滴９１の第１時刻Ｔ１の像９１Ｔ１（より詳細には、像９１Ｔ１の中心）を特定し、その中心座標を演算する。
【０１２７】
ステップＳ１５０では、特性演算部１３は、ステップＳ１３０にて特定した各液滴像の中心部の像と（１）式を満たす距離関係とに基づいて、第１液滴９１の第２時刻Ｔ２の像９１Ｔ２（より詳細には、像９１Ｔ２の中心）を特定し、その中心座標を演算する。
【０１２８】
ステップＳ１６０では、特性演算部１３は、ステップＳ１４０、Ｓ１５０にて求めた２つの中心座標間の距離Ｄ１と、カメラ６５の撮像倍率とに基づいて、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの第１液滴９１の移動距離を演算する。
【０１２９】
ステップＳ１７０では、特性演算部１３は、ステップＳ１６０にて演算した第１液滴９１の移動距離を、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との時間間隔Ｍ３で除算することによって、第１液滴９１の飛翔速度を演算する。
【０１３０】
ステップＳ１８０では、特性演算部１３は、ステップＳ１４０にて特定した第１液滴９１の像９１Ｔ１の外周縁を、エッジ抽出処理等によって特定して像９１Ｔ１の像径を演算し、カメラ６５の撮像倍率を用いて、第１液滴９１の径を演算し、図９のフローチャートの動作を終了する。
【０１３１】
図９の説明では、特性演算部１３は、第１液滴９１について、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにおける像９１Ｔ１、９１Ｔ２に基づいて第１液滴９１の液滴特性を演算している。しかしながら、特性演算部１３が、第２液滴９２について、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにおける像９２Ｔ１、９２Ｔ２に基づいて第２液滴９２の液滴特性を演算してもよい。
【０１３２】
すなわち、特性演算部１３は、（１）式を満たす距離関係に基づいて、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴について、第１時刻Ｔ１における像の位置と、第２時刻Ｔ２における像の位置とを、１つまたは２つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する。
【０１３３】
また、図８の説明にて既述したように、液滴撮像装置２００のカメラ６５は、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との各像と、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との各像とを含む１つまたは２つの画像を表わす１つまたは２つの画像信号を生成する。
【０１３４】
すなわち、特性演算部１３は、１つまたは２つの画像信号により構成される１つまたは２つの画像に基づいて、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する。
【０１３５】
また、特性演算部１３は、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴の像を１つまたは２つの画像において特定し、特定した像に基づいて、当該少なくとも一方の液滴の径を演算する。
【０１３６】
図１０は、実施形態に係る液滴特性測定装置３００の校正手順の一例を示すフローチャートである。
【０１３７】
液滴特性測定装置３００（より詳細には、液滴特性測定装置３００の撮像機構１００）の校正は、例えば、撮像機構１００が液滴吐出装置１に装着されていない状態で、撮像機構１００の製造時などに行われる。
【０１３８】
ステップＳ２１０では、カメラ６５の撮像倍率（スケール）の校正が行われる。測定者は、カメラ６５のピント面ＦＰに長さが既知のスケール設置し、カメラ６５にて当該スケールを撮像する。測定者は、スケールの実際の長さを、撮像された画像におけるスケールの画像長さで除算することなどによって、カメラ６５の撮像倍率を求める。また、測定者は、撮像倍率を制御部１３０の記憶装置１４に転送して記憶装置１４に記憶する。
【０１３９】
ステップＳ２２０では、ＬＥＤ光源６１のパルス発光の時間間隔の校正が行われる。当該校正では、例えば、先ず、速度が既知の移動物体に、ＬＥＤ光源６１に予め設定された時間間隔にて２回のパルス発光を行わせ、既知の速度で既知の方向に移動している移動物体に、光１１１を２回照射し、各光１１１により照明された移動体の２つの像を含む画像を二重露光等によって取得する。当該画像の撮像は、ステップＳ２１０にて校正されたカメラ６５によって行ってもよいし、予め撮像倍率を校正された校正専用のカメラによって行ってもよい。
【０１４０】
撮像された画像上における移動体の２つの像間距離の正しい値は、撮像したカメラの既知の撮像倍率と、移動体の既知の速度と、パルス発光の既知の時間間隔によって定められる。測定者は、画像における移動体の２つの像間距離が、正しい値に一致するか否かを確認する。
【０１４１】
これらの距離が一致しない場合には、その原因は、２回のパルス発光の実際の時間間隔が、設定値と異なっていることに起因する。測定者は、これらの距離が一致するようにＬＥＤ光源６１のＬＥＤ発光回路に与える制御信号の制御パラメータを調整することで、ＬＥＤ光源６１が所望の間隔で２回のパルス発光を行うようにＬＥＤ光源６１の時間間隔を校正し、図１０の校正処理を終了する。校正されたＬＥＤ光源６１の制御パラメータは、制御部１３０の記憶装置１４に記憶される。
【０１４２】
図１１は、実施形態に係る液滴特性測定装置３００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１４３】
図１１のステップＳ３１０では、測定者は、ノズル５１を液滴吐出装置１のロッド３６に取り付ける。
【０１４４】
ステップＳ３２０では、測定者は、ノズル５１の各吐出口５３に対するカメラ６５の合焦位置の取得とその登録を行う。
【０１４５】
測定者は、先ず、液滴吐出装置１を制御してノズル５１を退避位置に位置決めする。退避位置には、予め校正済みの液滴特性測定装置３００（液滴撮像装置２００）の撮像機構１００が設置されている。移動機構７０のＸＹステージ７５のＸ方向は、退避位置のノズル５１の各吐出口列８１における複数の吐出口５３の配列方向に一致されている。ＸＹステージ７５のＹ方向は、水平面においてＸ方向と直交する方向に一致されている。
【０１４６】
制御部１３０には、ノズル５１の複数の吐出口５３のうちステップＳ３２０の処理の基準となる２つの吐出口５３が登録されている。制御部１３０は、移動機構７０を制御して撮像ヘッド６０の位置をずらしつつ、当該２つの吐出口５３のそれぞれから吐出される液滴Ｌ２に、ＬＥＤ光源６１から光１１１を照射してカメラ６５により液滴Ｌ２を撮像する。
【０１４７】
制御部１３０は、撮像された液滴の像のコントラストが最も高くなる撮像ヘッド６０の位置を当該２つの吐出口５３のそれぞれに対して求める。制御部１３０は、求めた２つの位置を、当該２つの吐出口５３に対応するカメラ６５の各合焦位置（撮像ヘッド６０の撮像位置）として記憶装置１４に記憶（登録）する。また、制御部１３０は、ノズル５１の複数の吐出口５３のうち当該２つの吐出口５３以外の他の吐出口５３に対応するカメラ６５の合焦位置を、登録した２つの合焦位置と、ノズル５１の設計情報とに基づいて演算し、記憶装置１４に記憶する。
【０１４８】
制御部１３０は、液滴特性測定装置３００による液滴Ｌ２の撮像の際に、各吐出口５３に対して登録されたカメラ６５の各合焦位置に基づいて移動機構７０を制御することで、各吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２に対してカメラ６５が合焦する位置に撮像ヘッド６０を配置させる。
【０１４９】
ステップＳ３３０では、制御部１３０は、液滴Ｌ２の飛翔速度に関する複数の測定条件のそれぞれに対して、処理液供給機構５５がノズル５１の流路５２に供給する処理液Ｌ１の流量と、電圧印加機構５７が圧電素子５４に印加する交流電圧の周波数（当該周波数に対応する圧電素子５４の振動数）とを調整する。当該複数の測定条件に対応する液滴Ｌ２の複数の飛翔速度（標準の飛翔速度）としては、例えば、１０ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓ、４０ｍ／ｓ、５０ｍ／ｓ、６０ｍ／ｓの６通りの速度が採用される。
【０１５０】
標準的なノズル５１に対して、各測定条件の液滴Ｌ２の速度を得るための処理液Ｌ１の標準流量は、予め取得されている。液滴特性測定装置３００は、各測定条件に対して、標準流量よりも僅かに大きい流量と、僅かに小さい流量との２つの試験用流量にて、処理液Ｌ１をノズル５１に供給する。
【０１５１】
液滴特性測定装置３００は、各測定条件に対して、処理液Ｌ１の各標準流量に対応する２つの試験用流量にてノズル５１に処理液Ｌ１を供給し、図８、図９のフローチャートにて説明した処理を行って当該２つの試験用流量に対する液滴Ｌ２の２つの飛翔速度を測定する処理を、ノズル５１の複数（例えば、数十個）の吐出口５３のうち、一部（例えば、１０〜２０個）の調整用の各吐出口５３について行う。
【０１５２】
液滴特性測定装置３００は、各測定条件に対応する２つの試験用流量のそれぞれについて、調整用の各吐出口５３に対して求めた液滴Ｌ２の各飛翔速度の平均値を、当該２つの試験用流量に対する液滴Ｌ２の２つの平均飛翔速度として求める。
【０１５３】
液滴特性測定装置３００の制御部１３０は、各測定条件について、２つの試験用流量と２つの平均飛翔速度との関係に基づいて標準の飛翔速度を与える実測用流量を線形補間等によって演算する。
【０１５４】
また、処理液Ｌ１の流量と、圧電素子５４の振動数との対応関係は、予め定められている。制御部１３０は、当該対応関係と、各測定条件に対応した処理液Ｌ１の各実測用流量とに基づいて、各測定条件に対応した圧電素子５４の各実測用振動数をさらに演算する。
【０１５５】
制御部１３０は、各測定用条件に対応した処理液Ｌ１の各実測用流量と圧電素子５４の各実測用振動数とを記憶装置１４に記憶する。
【０１５６】
液滴特性測定装置３００は、各測定条件に対するノズル５１の全ての吐出口５３の吐出速度を測定する際には、各測定条件に対応した各実測用流量によって処理液Ｌ１をノズル５１に供給するとともに、各実測用振動数で圧電素子５４を振動させる。
【０１５７】
ステップＳ３４０では、液滴特性測定装置３００は、各測定条件におけるＬＥＤ光源６１のパルス発光の時間間隔を決定する。具体的には、制御部１３０は、各測定条件に対応する各標準の飛翔速度について、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までに第１液滴９１が移動する第１距離Ｄ１が、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２との間の第２距離Ｄ２よりも短くなる距離関係が満たされるための２つのパルス発光間の時間間隔を決定する。
【０１５８】
ステップＳ３５０では、液滴特性測定装置３００は、１つの測定条件を選択し、当該測定条件に対応する処理液Ｌ１の実測用流量と圧電素子５４の実測用振動数を、記憶装置１４から読み出す。液滴特性測定装置３００は、当該実測用流量と実測用振動数によって処理液供給機構５５と、電圧印加機構５７とを駆動する。
【０１５９】
ステップＳ３６０では、液滴特性測定装置３００の液滴撮像装置２００は、ステップ３５０にて選択された測定条件について、ノズル５１の全ての吐出口５３がそれぞれ吐出している複数の液滴Ｌ２（より詳細には、第１液滴９１、第２液滴９２を含む複数の液滴Ｌ２）を撮像する。
【０１６０】
具体的には、液滴特性測定装置３００は、先ず、ステップＳ３５０で設定した制御パラメータにて処理液供給機構５５と、電圧印加機構５７を駆動し、ノズル５１の各吐出口５３から処理液Ｌ１の液滴Ｌ２を吐出する。液滴撮像装置２００は、図８に示される動作手順によって、全吐出口５３のそれぞれについて、順次に吐出される複数の液滴Ｌ２のうち第１液滴９１および第２液滴９２を第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにおいて撮像する。
【０１６１】
液滴撮像装置２００がノズル５１の全吐出口５３のそれぞれについて、第１液滴９１および第２液滴９２を撮像する過程において、移動機構７０は、ノズル５１の各吐出口列８１が含む複数の吐出口５３に対応する複数の飛翔経路８２のそれぞれに対して、ＬＥＤ光源６１が照射する光１１１の光路１１０を当該飛翔経路８２が横切るとともに、カメラ６５の視野ＦＶ１に当該飛翔経路８２が入る位置に、撮像ヘッド６０を移動する。なお、移動機構３７がノズル５１を移動させることによって、撮像ヘッド６０がノズル５１に対して相対的に当該位置に移動されてもよい。撮像ヘッド６０は、当該飛翔経路８２に対応する当該位置に移動された後に、当該飛翔経路８２に沿って飛翔する第１液滴９１と第２液滴９２を、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とに撮像する。
【０１６２】
これにより、液滴撮像装置２００は、各吐出口５３について、第１液滴９１の第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２における像９１Ｔ１、９１Ｔ２と、第２液滴９２の第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２における像９２Ｔ１、９２Ｔ２とを含む液滴画像である原画像Ｇ１を取得する。
【０１６３】
なお、全吐出口５３のそれぞれについて、原画像Ｇ１を取得する際には、液滴撮像装置２００は、ステップＳ３２０にて登録されているカメラ６５の合焦位置にカメラ６５が位置するように撮像ヘッド６０を配置する。その際に、液滴撮像装置２００は、移動機構７０によってＸ方向に撮像ヘッド６０を移動させて、一つの吐出口列８１の各吐出口５３について先頭の吐出口５３から配列順に各吐出口５３について第１液滴９１、第２液滴９２の撮像を行う。
【０１６４】
次に、液滴撮像装置２００は、Ｙ方向に撮像ヘッド６０を移動させて、撮像済みの吐出口列８１と隣り合う吐出口列８１における先頭の吐出口５３に応じた位置に撮像ヘッド６０を配置し、当該吐出口列８１の各吐出口５３について、撮像ヘッド６０をＸ方向に移動させて第１液滴９１、第２液滴９２の撮像を行う。液滴撮像装置２００は、このＸ方向への移動と、その後のＹ方向への移動とを全ての吐出口列８１について繰り返し行うことによって、全吐出口５３について原画像Ｇ１を取得する。
【０１６５】
ステップＳ３７０では、制御部１３０は、全測定条件について撮像が終了したか否かを判定する。当該判定の結果、全測定条件について撮像が終了していなければ、液滴特性測定装置３００は、未撮像の測定条件について、ステップＳ３５０、Ｓ３６０の処理を繰り返し、ステップＳ３７０の判定を再度行う。ステップＳ３７０の判定の結果、全測定条件について撮像が終了していれば、液滴特性測定装置３００は、処理をステップＳ３８０に移す。
【０１６６】
ステップＳ３８０では、液滴特性測定装置３００の特性演算部１３は、全測定条件のそれぞれについて、全吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２の飛翔速度と径などの液滴特性を図９のフローチャートの動作に従って演算する。
【０１６７】
ステップＳ３９０では、制御部１３０は、全測定条件についてステップＳ３８０で求められた液滴特性が、予め記憶装置１４に記憶されている合格基準を満たすか否かを判定する。当該判定の結果、全測定条件の少なくとも一部について合格基準が満たされない場合には、液滴特性測定装置３００は、例えば、不合格の測定条件のみを対象として、ステップＳ３３０〜Ｓ３８０の処理を行い、再度ステップＳ３９０の判定を行う。
【０１６８】
ステップＳ３９０の判定の結果、全測定条件について合格基準が満たされる場合には、制御部１３０は、各吐出口５３について各測定条件の液滴Ｌ２の飛翔速度を記載した飛翔速度のテーブル等の所定の検査成績書を作成して出力し、図１１に示される処理を終了する。
【０１６９】
図１２は、比較技術に係る液滴画像の一例として液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２を模式的に示す図である。液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２は、飛翔経路に沿って隣り合って飛翔する第１液滴９０１と第２液滴９０２とをハイスピードカメラを用いて短時間に連続撮影した画像である。液滴画像Ｇ５０１は、第１時刻Ｔ１１に撮像され、液滴画像Ｇ５０２は、第２時刻Ｔ１２に撮像されている。
【０１７０】
液滴画像Ｇ５０１において、像９０１Ｔ１１、像９０２Ｔ１１は、第１液滴９０１、第２液滴９０２の第１時刻Ｔ１１における各像である。液滴画像Ｇ５０２において、像９０１Ｔ１２、像９０２Ｔ１２は、第１液滴９０１、第２液滴９０２の第２時刻Ｔ１２における各像である。各液滴の像は、輪郭のみにて示されている。
【０１７１】
液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２は、それぞれの撮像開始時刻に対応する画像の上辺を揃えて表示されている。液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２の垂直方向は、液滴の飛翔方向（飛翔経路の方向）に対応する。
【０１７２】
第１時刻Ｔ１１から第２時刻Ｔ１２までの時間間隔は、第１時刻Ｔ１１から第２時刻Ｔ１２までに第１液滴９０１が移動する第１距離が、第１時刻Ｔ１１における第１液滴９０１と第１時刻Ｔ１１における第２液滴９０２との間の第２距離よりも短くなる「比較技術に係る距離関係」が満たされるように予め設定されている。
【０１７３】
すなわち、液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２は、像９０１Ｔ１１と像９０１Ｔ１２との画像の垂直方向の距離Ｄ１１が、像９０１Ｔ１１と像９０２Ｔ１１との垂直方向の距離Ｄ１２よりも短くなるように撮像されている。換言すれば、第１液滴９０１の第２時刻Ｔ１２における像９０１Ｔ１２が、第２液滴９０２の第１時刻Ｔ１１における像９０２Ｔ１１を追い越して、像９０２Ｔ１１よりも画像上で下方位置に撮像されないようにされている。
【０１７４】
液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２は、別個に撮像されているため、液滴画像Ｇ５０１上の像が第１時刻Ｔ１１に撮像され、液滴画像Ｇ５０２上の像が第２時刻Ｔ１２に撮像されていることは、予め判っている。
【０１７５】
このため、撮像された液滴画像Ｇ５０１、Ｇ５０２に含まれる４つの液滴の像の中から、比較技術に係る距離関係を用いて第１時刻Ｔ１１と第２時刻Ｔ１２とのそれぞれにおける第１液滴９０１の２つの像を、正しく特定することができ、第１液滴の飛翔速度を求めることができる。
【０１７６】
しかしながら、第１時刻Ｔ１１と第２時刻Ｔ１２との間隔をこのまま維持して、第１時刻Ｔ１１と第２時刻Ｔ１２とにおける二重露光によって、第１時刻Ｔ１１と第２時刻Ｔ１２とにおける第１液滴９０１、第２液滴９０２の４つの像が撮像された場合には、当該４つの像が撮影された各時刻が第１時刻Ｔ１１と第２時刻Ｔ１２とのうち何れの時刻であるかは不明である。このため、比較技術に係る距離関係の下では、第１時刻における第１液滴９０１の像として第２時刻における第１液滴９０１の像９０１Ｔ１２が誤って特定されるとともに、第２時刻Ｔ１２における第１液滴９０１の像として第１時刻における第２液滴９０２の像９０２Ｔ１１が誤って特定されるおそれがある。
【０１７７】
これに対して、図５、図６等を参照しつつ説明した、本実施形態に係る液滴撮像装置２００における撮像時の（１）式を満たす距離関係が満たされれば、第１液滴９１と第２液滴９２との双方が、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにそれぞれ二重露光によって一画像に撮像された場合においても、第２時刻における第１液滴９１（第２液滴９２）の像９１Ｔ２（９２Ｔ２）を正しく特定できるので、第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を正しく求めることができる。
【０１７８】
以上のように構成された本実施形態に係る液滴撮像装置によれば、カメラ６５は、第１時刻Ｔ１にＬＥＤ光源６１により飛翔経路８２の方向と異なる方向に沿う光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２と、第２時刻Ｔ２にＬＥＤ光源６１により当該光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２とを、飛翔経路８２の方向と異なる方向から同視野ＦＶ１にて撮像する。第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの時間間隔は、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までに第１液滴９１が移動する第１距離Ｄ１が、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２との間の第２距離Ｄ２よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。このため、カメラ６５の撮像視野ＦＶ１に対応する画像領域において、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの第１液滴９１（第２液滴９２）の像の移動距離は、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１の像と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２の像との間の距離よりも短くなる。これにより、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とのそれぞれにおける第１液滴９１（第２液滴９２）の２つの像を容易に特定し、当該２つの像の像間距離に基づいて第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を演算できる。従って、当該液滴撮像装置によれば、第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を容易に測定可能とする液滴の撮像を行うことができる。
【０１７９】
また、本実施形態に係る液滴撮像装置によれば、カメラ６５は、第１液滴９１と第２液滴９２との各光学像を第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とにそれぞれ撮像素子６７に結像する二重露光を行うことによって、第１時刻Ｔ１における第１液滴９１と第２液滴９２との各像と、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第２液滴９２との各像とを含む一画像Ｇ１を表わす画像信号ｇ１を生成する。従って、撮像素子６７の電荷蓄積時間を長くすることができるので、液滴撮像装置の製造コストを低減できる。
【０１８０】
また、本実施形態に係る液滴撮像装置によれば、ＬＥＤ光源６１は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とのそれぞれにおいてパルス光１１１を照射し、カメラ６５は、当該各パルス光１１１によってそれぞれ照明された第１液滴９１と第２液滴９２との各光学像を撮像素子６７に結像する。従って、撮像素子６７の電荷蓄積時間を長くすることができるとともに、遅いシャッタースピードで撮像できるので、カメラ６５として、高価なハイスピードカメラではない、通常のカメラを採用することができ、液滴撮像装置の製造コストを低減できる。
【０１８１】
また、本実施形態に係る液滴撮像装置によれば、カメラ６５は、ＬＥＤ光源６１より照射されて第１液滴９１と第２液滴９２とを透過した光１１１の光路１１０上に設けられ、当該透過した光１１１を撮像することによって、第１液滴９１と第２液滴９２とを撮像する。従って、液滴がレンズとして作用することで、液滴の中央部に高輝度の輝点を含む像を撮像できる。従って、液滴の位置の特定精度を向上できる。
【０１８２】
また、以上のように構成された本実施形態に係る液滴特性測定装置によれば、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴の所定の特性が特性演算部１３によって演算される。
【０１８３】
また、本実施形態に係る液滴特性測定装置によれば、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との時間間隔の設定によって満たされる距離関係によって、カメラ６５の撮像視野ＦＶ１に対応する画像領域において、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの第１液滴９１（第２液滴９２）の像の移動距離は、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１の像と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２の像との間の距離よりも短くなる。従って、当該液滴特性測定装置によれば、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴について、第１時刻Ｔ１における像の位置と、第２時刻Ｔ２における像の位置とを、画像領域において容易に特定することができるとともに、特定した各位置に基づいて、飛翔速度を求めることができる。
【０１８４】
また、本実施形態に係る液滴特性測定装置によれば、液滴の径がさらに求められる。
【０１８５】
また、以上のように構成された本実施形態に係る液滴吐出装置によれば、ノズル５１の吐出口５３から線状の飛翔経路８２に沿って、順次に吐出される複数の液滴Ｌ２のうち第１液滴９１と、その前方を、接触せず隣り合って飛翔する第２液滴９２との双方の液滴に、ＬＥＤ光源６１が飛翔経路８２の方向と異なる方向に沿う光１１１を同時に照射する。カメラ６５は、当該第１液滴９１および当該第２液滴９２を撮像する。従って、ノズル５１の吐出口５３から吐出される第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を容易に測定可能とする撮像を行って、液滴特性を測定することができる。
【０１８６】
また、本実施形態に係る液滴吐出装置によれば、ノズル５１は、複数の吐出口列８１を含み、各吐出口列８１において、複数の吐出口５３が配列されている。ノズル５１は、各吐出口列８１が含む複数の吐出口５３のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路８２に沿って、当該吐出口５３から順次に複数の液滴Ｌ２を吐出する。移動機構７０は、ＬＥＤ光源６１とカメラ６５とを含む撮像ヘッド６０を、各吐出口列８１における複数の吐出口５３の配列方向と、複数の吐出口列８１の配列方向とにノズル５１に対して相対的に移動させる。さらに、移動機構７０は、各吐出口列８１が含む複数の吐出口５３に対応する複数の飛翔経路８２のそれぞれに対して、ＬＥＤ光源６１が照射する光１１１の光路１１０を当該飛翔経路８２が横切るとともに、カメラ６５の視野ＦＶ１に当該飛翔経路８２が入る位置に、撮像ヘッド６０を移動する。従って、移動機構７０が撮像ヘッド６０を移動することによって、ノズル５１が備える複数の吐出口５３のそれぞれについて、当該吐出口５３から吐出される第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を容易に測定可能とする第１液滴９１および第２液滴９２の撮像を行うとともに、液滴特性を測定することができる。
【０１８７】
また、以上のような本実施形態に係る液滴撮像方法によれば、第１時刻Ｔ１に投光工程において飛翔経路８２の方向と異なる方向に沿う光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２と、第２時刻Ｔ２に投光工程において当該光路１１０を通る光１１１をそれぞれ照射された第１液滴９１および第２液滴９２とが、撮像工程において飛翔経路８２の方向と異なる方向から同視野ＦＶ１にて撮像される。第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの時間間隔は、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までに第１液滴９１が移動する第１距離Ｄ１が、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２との間の第２距離Ｄ２よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。このため、撮像工程の撮像視野ＦＶ１に対応する画像領域において、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの第１液滴９１（第２液滴９２）の像の移動距離は、第２時刻Ｔ２における第１液滴９１の像と第１時刻Ｔ１における第２液滴９２の像との間の距離よりも短くなる。これにより、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２とのそれぞれにおける第１液滴９１（第２液滴９２）の２つの像を容易に特定し、当該２つの像の像間距離に基づいて第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を演算できる。従って、液滴撮像方法によれば、第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を容易に測定可能とする撮像を行うことができる。
【０１８８】
また、本実施形態に係る液滴特性測定方法によれば、第１液滴９１と第２液滴９２との少なくとも一方の液滴の所定の特性が特性演算工程において演算される。
【０１８９】
また、本実施形態に係る液滴吐出方法によれば、ノズル５１の吐出口５３から線状の飛翔経路８２に沿って、順次に吐出される複数の液滴Ｌ２のうち第１液滴９１と、その前方を、接触せず隣り合って飛翔する第２液滴９２との双方の液滴に、飛翔経路８２の方向と異なる方向に沿う光１１１が投光工程において同時に照射され、当該第１液滴９１および当該第２液滴９２が撮像工程において撮像される。従って、ノズル５１の吐出口５３から吐出される第１液滴９１（第２液滴９２）の飛翔速度を容易に測定可能とする液滴の撮像を行って、液滴特性を測定することができる。
【０１９０】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１９１】
１  液滴吐出装置
１００  撮像機構
２００  液滴撮像装置
３００  液滴特性測定装置
１１  ＣＰＵ
１３０  制御部
１４  記憶装置
２  回転保持機構
３  ノズル移動機構
４  飛散防止部
５  処理部
５１  ノズル
６０  撮像ヘッド
６１  ＬＥＤ光源（投光部）
６５  カメラ（撮像部）
６６  レンズ
６７  撮像素子
６８  制御処理回路
７０  移動機構
７１，７２  支持部材
７３  台座
７５  ＸＹステージ
７６  ステージコントローラー
８１  吐出口列
８２  飛翔経路
９１  第１液滴
９２  第２液滴
Ｔ１  第１時刻
Ｔ２  第２時刻
Ｗ  基板
Ｌ１  処理液
Ｌ２  液滴
ａ１  回転軸
ａ３  回転軸線
ｃ１  中心
ＦＰ  ピント面
ＦＶ１  視野（撮像視野）
【図１】
2019081130.tif 000005
【図２】
2019081130.tif 000006
【図３】
2019081130.tif 000007
【図４】
2019081130.tif 000008
【図５】
2019081130.tif 000009
【図６】
2019081130.tif 000010
【図７】
2019081130.tif 000011
【図８】
2019081130.tif 000012
【図９】
2019081130.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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