(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布体に塗料を塗布した対象試料に対して、デジタルホログラフィを用い、当該塗料の対象エリアにおける乾燥ないし硬化状態を位相変化の収束として評価する乾燥硬化評価装置であって、
所定の時間間隔ｔｓ（ただしｔｓは位相飛びが生じないまたは位相接続が可能な時間間隔とする。）で対象エリアのデジタルホログラムを逐次記録する手段と、
一定時間間隔Ｔ（ただしＴはｔｓの１倍を除く倍数とする。）おきの隣り合う記録データから、時間Ｔ経過した際の対象エリアにおいて生じる位相差の分布の標準偏差σを算出し、時間間隔Ｔおきの標準偏差σの時系列を求める手段と、
当該標準偏差σの時系列に基づき標準偏差の傾きが０に至る塗布開始または記録開始からの時間ｔｃを算出する手段と、
Ｔを変化させた場合に得られるｔｃにつき、Ｔとｔｃとを組み合わせて記録する手段と、
を具備したことを特徴とする乾燥硬化評価装置。
【請求項２】
被塗布体上の塗料を塗布していない非塗布位置についても、対象エリアと同一タイミングでデジタルホログラムを逐次記録する手段と、
非塗布位置の記録データについてフーリエ変換した際の周波数スペクトルに基づき外乱成分を決定または設定する手段と、
対象エリアの記録データから外乱成分を除去してから前記位相差の分布の標準偏差σを算出する制御をおこなう手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１に記載の乾燥硬化評価装置。
【請求項３】
被塗布体に塗料を塗布した対象試料に対して、デジタルホログラフィを用い、当該塗料の対象エリアにおける乾燥ないし硬化状態を位相変化の収束として評価する乾燥硬化評価方法であって、
所定の時間間隔ｔｓで対象エリアのデジタルホログラムを逐次記録するステップと、
一定時間間隔Ｔ（ただしＴはｔｓの１倍を除く倍数とする。）おきの隣り合う記録データから、時間Ｔ経過した際の対象エリアにおいて生じる位相差の分布の標準偏差σを算出し、時間間隔Ｔおきの標準偏差σの時系列を求めるステップと、
当該標準偏差σの時系列に基づき標準偏差σが０に至る塗布開始または記録開始からの時間ｔｃを算出するステップと、
Ｔを変化させた場合に得られるｔｃにつき、Ｔとｔｃとを組み合わせて記録するステップと、
を含むことを特徴とする乾燥硬化評価方法。
【請求項４】
被塗布体の塗料を塗布していない非塗布位置についても、対象エリアと同一タイミングでデジタルホログラムを逐次記録するステップと、
非塗布位置の記録データについてフーリエ変換した際の周波数スペクトルに基づき外乱成分を決定または設定するステップと、
対象エリアの記録データから外乱成分を除去してから前記位相差の分布の標準偏差σを算出する制御をおこなうステップと、含むことを特徴とする請求項３に記載の乾燥硬化評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフト法を含むデジタルホログラフィを用いた塗料の乾燥ないし硬化を評価する装置または方法に関し、特に、実質的に位相飛びが生じない短時間間隔で逐次記録したホログラムを用いて位相変化のサンプリング時間間隔を変え、指触乾燥に至る時間に比して長時間であるところの、塗料の流動停止点や半硬化乾燥、硬化乾燥等に至る時間も評価可能な装置または方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来にも増して環境負荷の軽減や防水、防腐といった、機能性が付与された新たな塗料が開発されている。そのため、塗料の乾燥状態や硬化状態を非接触で定量的に評価することは、たとえば自動車製造ラインにおけるボディ塗装など、工業的な生産性の観点からも大いに注目されている。
【０００３】
しかしながら、従来よく用いられている塗膜重量の測定による乾燥硬化評価方法では、全体把握のみ可能であって、各所の乾燥ないし硬化の状態の把握ができない。また、この評価方法は、そもそも、乾燥ないし硬化の状態の推移は、重量変化の推移として捉えられるという前提に基づいており、特に硬化状態の判断指標にはなりにくいという問題点があった。
【０００４】
また、レーザ光を塗装面に照射し、その反射光中に生じるスペックルパターンの変化を利用した方法も知られている。しかしながら、この方法は、三次元物体への適用が制限されるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１１３９５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】S. G. Croll, “Drying of latex paint”, Journal of coatings technology, 58, 41-58 (1986)
【非特許文献２】J. Amalvy, C. Lasquibar, R. Arizaga, H. Rabal and M. Trivi, “Application of dynamic speckle interferometry to the drying of coatings”, progress in organic coatings, 42, 89-99 (2001)
【非特許文献３】I. Yamaguchi, M. Yokota, T. Ida, M. Sunaga and K. Kobayashi, “Monitoring of paint drying process by digital speckle correlation”, Opt. Rev., 14, 362-364 (2007)
【非特許文献４】木本嘉毅、山口一郎、横田正幸、“ディジタルホログラフィによる乾燥初期の塗装面の観測と解析”、塗装工学、45、448-456 (2010)
【非特許文献５】横田正幸、小林幸一、“位相シフトデジタルホログラフィと重量法による塗料乾燥評価とクリア塗料に対する減少体積の計算による蒸発溶剤の推定”，塗装工学，48，556-569 (2013)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、被塗布体の形状に依存せず塗料の流動停止点や半硬化乾燥、硬化乾燥などの定性的定量的な判定に資することも可能な乾燥硬化評価装置および方法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】
【０００８】
請求項１に記載の乾燥硬化評価装置は、被塗布体に塗料を塗布した対象試料に対して、デジタルホログラフィを用い、当該塗料の対象エリアにおける乾燥ないし硬化状態を位相変化の収束として評価する乾燥硬化評価装置であって、所定の時間間隔ｔｓ（ただしｔｓは位相飛びが生じないまたは位相接続が可能な時間間隔とする。）で対象エリアのデジタルホログラムを逐次記録する手段と、一定時間間隔Ｔ（ただしＴはｔｓの１倍を除く倍数とする。）おきの隣り合う記録データから、時間Ｔ経過した際の対象エリアにおいて生じる位相差の分布の標準偏差σを算出し、時間間隔Ｔおきの標準偏差σの時系列を求める手段と、当該標準偏差σの時系列に基づき標準偏差の傾きが０に至る塗布開始または記録開始からの時間ｔｃを算出する手段と、Ｔを変化させた場合に得られるｔｃにつき、Ｔとｔｃとを組み合わせて記録する手段と、
を具備したことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項１にかかる発明は、塗膜変化に事実上追従できる時間間隔ｔｓでデジタルホログラムを記録することで、再生像の位相変化の可解析性を担保し、特に塗布から時間が経過した後の、乾燥や硬化に由来する塗料表面の微細な変化を位相差速度として評価する（このとき対象エリア全体としていわば平準化して評価の信頼性を高めている）。
これにより、指触乾燥、半硬化乾燥、硬化乾燥といった各種の特徴的な乾燥状態への到達時間も含み、定性的定量的な乾燥硬化判定に資することも可能な、ｔｃとＴとの関係を蓄積できる。
また、Ｔを変化させて、微細な位相差の経時変化も把握可能となる。また、実際の所定の乾燥状態や硬化状態に至る時間とｔｃとの関係を対応づける基礎資料を構築可能となる。
【００１０】
塗料とは、広く、時間経過とともに成分が蒸発していくものであれば特に限定されず、たとえば接着剤や塗り薬なども含まれる。
デジタルホログラフィは、軸外しデジタルホログラフィ、中でも、位相シフトデジタルホログラフィを用いることができる。
対象エリアとは、塗料が塗布された対象試料上の、乾燥ないし硬化状態を評価するエリアをいう。すなわち、塗料が塗布された一部分であってもよく、必ずしも塗布面全領域に限定されない。
所定の時間間隔ｔｓは、ＣＣＤの画素数や各種処理速度に依存するが、たとえば０．１秒や１秒とすることができる。一定時間間隔Ｔは、たとえば、５秒、２０秒、４０秒、１２０秒とすることができる。なお、デジタルホログラフィを採用するので、被塗布体の形状は３次元であることを妨げない。
デジタルホログラムを記録するとは、ホログラムデータを記録することであり、生データとしてはＣＣＤからの信号を記録することを意味する。
位相や位相差の算出に際して必要なホログラムの再生像の構築に際しては、適宜高速フーリエ変換を用いることが好ましい。また、位相差を計算する前には移動平均を施してもよい。
標準偏差の傾きが０に至る時間ｔｃの算出に際しては、標準偏差の時系列は概ね減衰していきながらも微視的には上下動するため、標準偏差の移動平均をとって評価する例を挙げることができる。
【００１１】
請求項２に記載の乾燥硬化評価装置は、請求項１に記載の乾燥硬化評価装置において、被塗布体の塗料を塗布していない非塗布位置についても、対象エリアと同一タイミングでデジタルホログラムを逐次記録する手段と、非塗布位置の記録データについてフーリエ変換した際の周波数スペクトルに基づき外乱成分を決定または設定する手段と、対象エリアの記録データから外乱成分を除去してから前記位相差の分布の標準偏差σを算出する制御をおこなう手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項２にかかる発明は、非塗装部分を参照することにより被塗布体自体の振動や測定系の空気揺らぎ等の影響を除去し、評価精度を向上させることが可能となる。
【００１３】
なお、フーリエ変換した際の周波数スペクトルに基づき外乱成分を決定または設定するとは、最も簡易には実際にフーリエ変換や逆フーリエ変換をおこなえば良いが、内在する外乱成分を除去できれば必ずしも変換を要しない。すなわち、外乱成分をいわばあぶり出す手法に限定はないことを意味する。
【００１４】
請求項３に記載の乾燥硬化評価方法は、被塗布体に塗料を塗布した対象試料に対して、デジタルホログラフィを用い、当該塗料の対象エリアにおける乾燥ないし硬化状態を位相変化の収束として評価する乾燥硬化評価方法であって、所定の時間間隔ｔｓで対象エリアのデジタルホログラムを逐次記録するステップと、一定時間間隔Ｔ（ただしＴはｔｓの１倍を除く倍数とする。）おきの隣り合う記録データから、時間Ｔ経過した際の対象エリアにおいて生じる位相差の分布の標準偏差σを算出し、時間間隔Ｔおきの標準偏差σの時系列を求めるステップと、当該標準偏差σの時系列に基づき標準偏差σが０に至る塗布開始または記録開始からの時間ｔｃを算出するステップと、Ｔを変化させた場合に得られるｔｃにつき、Ｔとｔｃとを組み合わせて記録するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項３にかかる発明は、塗膜変化に事実上追従できる時間間隔ｔｓでデジタルホログラムを記録することで、再生像の位相変化の可解析性を担保し、特に塗布から時間が経過した後の、乾燥や硬化に由来する塗料表面の微細な変化を位相差速度として評価する（このとき対象エリア全体としていわば平準化して評価の信頼性を高めている）。これにより、指触乾燥、半硬化乾燥、硬化乾燥といった各種の特徴的な乾燥状態への到達時間も含み、定性的定量的な乾燥硬化判定に資することも可能な、ｔｃとＴとの関係を蓄積できる。
また、Ｔを変化させて、微細な位相差の経時変化も把握可能となる。また、実際の所定の乾燥状態や硬化状態に至る時間とｔｃとの関係を対応づける基礎資料を構築可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の乾燥硬化評価方法は、請求項３に記載の乾燥硬化評価方法において、被塗布体の塗料を塗布していない非塗布位置についても、対象エリアと同一タイミングでデジタルホログラムを逐次記録するステップと、非塗布位置の記録データについてフーリエ変換した際の周波数スペクトルに基づき外乱成分を決定または設定するステップと、対象エリアの記録データから外乱成分を除去してから前記位相差の分布の標準偏差σを算出する制御をおこなうステップと、含むことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、請求項４にかかる発明は、非塗装部分を参照することにより被塗布体自体の振動や測定系の空気揺らぎ等の影響を除去し、評価精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被塗布体の形状に依存せず塗料の流動停止点や半硬化乾燥、硬化乾燥などの定性的定量的な判定に資することも可能な乾燥硬化評価装置および方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の乾燥硬化評価装置の構成例を示した概要図である。
【図２】位相差の標準偏差σ（ｔ）を求めた際のフローチャートの一例である。
【図３】測定した各時間における位相差画像と強度画像とを示した写真である。
【図４】標準偏差σ１ｓの時間推移を示したグラフである。
【図５】σについて２０データ分の移動平均をおこない、多項式近似による近似曲線σｍを描画したグラフである。
【図６】２００秒以降の近似曲線σｍと、その傾きαｍの時間推移とを描画したグラフである。
【図７】塗料を塗布していない被塗布体の一点についてのホログラムデータに基づくパワースペクトルである。
【図８】外乱を除去して位相差の標準偏差σ（ｔ）を求めるフローチャートの一例である。
【図９】カットオフ周波数を（ａ）±０．４０Ｈｚ，（ｂ）０．１０Ｈｚとした場合のσの時間推移を図８に示した。また（ｃ）にフィルタリングしない場合の結果も示した。
【図１０】サンプリング時間間隔を５秒、２０秒、４０秒としたときの位相差の標準偏差σの時間推移を示したグラフである。
【図１１】サンプリング時間間隔を５秒、２０秒、４０秒としたときの、塗布所定時間以降の近似曲線σｍと、その傾きαｍの時間推移とを描画したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、デジタルホログラフィとして、位相シフトデジタルホログラフィを採用した例について説明する。図１は、本発明の乾燥硬化評価装置の構成例を示した概要図である。
【００２２】
＜装置構成＞
乾燥硬化評価装置１は、大きく、光学系１０と解析装置すなわちＰＣ２０とにより構成される。
光学系１０は、半導体ＬＤと、ビームエキスパンダＢＥと、イメージセンサＣＣＤ（以降において単にＣＣＤと適宜表記する。）と、ビームスプリッタＢＳと、偏光子Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）と、ピエゾ鏡ＰＺＴ−Ｍと、を有する。
ＰＣ２０は、汎用のＰＣであり、ＣＣＤからホログラムデータを入力し、また、ピエゾ鏡ＰＺＴ−Ｍへ位相シフト法のためのステップ電圧信号をおくる。
【００２３】
なお、以下の評価試験における具体的な構成は、次のとおりである。
半導体レーザＬＤには、Ｗｏｒｌｄ  Ｓｔａｒ  Ｔｅｃｈ社製の型番ＴＥＣＲＬ−６５８（最大出力１０ｍＷ）を用いた。その中心波長は６５８．０ｎｍである。
出射光をビームエキスパンダＢＥにより直径３０ｍｍ程度に拡大する。
拡大されたレーザ光をビームスプリッタＢＳに入射して分割し、一方は対象試料に照射し（試料照射光）、もう一方は参照光とする。参照光は偏光子Ｐにて光の強度を調節する。
ピエゾ鏡ＰＺＴ−ＭにはＰ．Ｉ社製のＥ−６０１．１０を用いた。参照光の位相をπ／２ずつシフトさせる際に印加する電圧値は８３．７ｍＶとした。
ＣＣＤには、東芝テリー社製のＢＵ１３０を用い、対象試料の塗料塗布面からの反射光と参照光とを干渉させ干渉縞（ホログラム）を記録した。なお、ホログラムは、ＣＣＤにて１２８０×９６０ｐｉｘｅｌｓ（画素サイズ３．７５μｍ×３．７５μｍ、階調度８ｂｉｔ）で記録しているが、解析の都合上、ＰＣ（解析装置２０）に実装したプログラムで１０２４×１０２４ｐｉｘｅｌｓにリサイズし、再生計算することとした。
【００２４】
そのＰＣ２０には、ＣＰＵとしてインテルＣｏｒｅ  ｉ７（クロック数３．５ＧＨｚ）を採用し、ＲＡＭは１６Ｇ搭載した。また、計算処理の高速化を図るべくＧＰＵ（ＥＬＳＡ，ＧＴＸ−７７０：メモリ２Ｇ、コア数１５３６基）を用いた。このスペックでは上記評価試験において、位相シフトデジタルホログラムの記録→再生計算→再生像の表示までを１秒以内で処理できる。なお、塗布からの測定時間は３０００秒間とした。
【００２５】
塗料には、クレオス社製ホビーカラーＨ−３０クリア（水性クリア塗料）を使用した。
被塗布体には、表面を粒度６００の耐水ペーパーで研磨した４０×４０×１．０ｍｍ３の銅板に、中央に１５ｍｍの円をくりぬいた厚み０．１ｍｍの鉄板を貼り合わせたものを用いた。この１５ｍｍφ×高さ０．１ｍｍの穴部分にすり切るように塗料を塗布し、対象試料とした。なおＣＣＤから塗装面まで（ホログラム記録距離）は２５７ｍｍである。
評価試験は、室温、無風下でおこなった。
【００２６】
＜測定・評価手法＞
次に、デジタルホログラフィ装置を概説する。
ホログラムは、塗料塗布面からの反射光である物体光と参照光との干渉により生じるが、このとき、参照光の位相をピエゾ鏡ＰＺＴ−Ｍに電圧を印加し、π／２ラジアンずつシフトさせ、位相シフト法を導入すると０次と共役像を除去でき、解析精度が向上する。ただし，位相シフト法を用いなくても軸外し配置によっても記録や再生は可能である．
【００２７】
なお、各位相のホログラムの記録に０．２５秒かかるので（ホログラム１位相あたりの記録に要する時間は０．２５秒であるので）、４ステップ法では、ホログラムセットの記録に１秒かかる。その後１秒間隔をあけ、次のホログラムを記録していく。すなわち、ホログラムの時間間隔は２秒あり、測定時間３０００秒で１５０１枚のホログラムセットを得ることとなる。なお、本願においては、ホログラムセットの最後の位相にかかるデータを取り終えてから、次のホログラムセットの最初の位相にかかるデータをとるまでの時間間隔をｔｓと表記することとする（上の例ではｔｓ＝１．０ｓｅｃである）。
【００２８】
４ステップ法では、塗料塗布後の時刻ｔにおいてＣＣＤ面上での物体光の複素振幅Ｕｏ（ｘ，ｙ；ｔ）は式（１）として表される。
【００２９】
【数１】
0006675597.tif 000002
なお、ｘ，ｙは対象試料の対象エリアの座標、Ｕｒは参照光の振幅、Ｉ０、Ｉπ、Ｉπ／２、Ｉ３π／２は位相シフトした各参照光に対してＣＣＤで記録した４枚のホログラム（干渉縞の画像）である。ｊは共役複素数を表す。
【００３０】
Ｉδ（ただしδ＝０、π／２、π、３π／２）は次式で表される。
【数２】
0006675597.tif 000003
【００３１】
また、ＣＣＤ面から距離Ｚの平面上における物体光の再生像ＵＩ（Ｘ，Ｙ；ｔ）の複素振幅は次式（２）で表されるフレネル回折積分を計算することにより得られる
【数３】
0006675597.tif 000004
ここでｋ＝２π／λは波数、λは光源の波長、（X，Y）は再生像（結像面）における座標を表す。
【００３２】
再生像の時間ｔと、それからＴ（後述のサンプリング間隔）経過したｔ＋Ｔと、における位相差分布Δφは、式（３）で表される。
【数４】
0006675597.tif 000005
【００３３】
これより、位相差分布Δφに対する標準偏差σは、式（４）で表される。
【数５】
0006675597.tif 000006
ここで、Δφｔは時刻ｔにおける位相変化を、Ｄは対象エリアを、ＮＤはその範囲の要素数をそれぞれ示す。
【００３４】
位相差の標準偏差σ（ｔ）を求めた際のフローチャートの一例を図２に示した。なお、３×３の移動平均フィルタ処理を３回繰り返して施した。
【００３５】
なお、ＣＣＤで記録するデータは離散的であり、また、ＰＣ２０処理の高速化の観点から、実際の計算は高速フーリエ変換（１−ＦＦＴ）をおこなう。位相差Δφを求めるための位相φは、式（５）で与えられる。
【数６】
0006675597.tif 000007
ただし、Ｕ（ｍ，ｎ；Ｚ）は離散化した再生像の複素振幅であり, この場合の式は次式となる
【数７】
0006675597.tif 000008
ここで，Ｕ（ｋ，ｌ）はＣＣＤで記録された離散化したホログラムを示す。位相シフト法の場合は、（１）式で得られた物体光の複素振幅を離散化したものとなる。  
以上において、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは整数であり、Δｘ、Δｙは、ＣＣＤのＸ方向、Ｙ方向の画素サイズである。なお、フーリエ変換においては、結像面上とＣＣＤ面上の２点間の距離について、展開項の所定次数以上については、波長λに対して十分小さい等の合理的仮定を考慮している。
【００３６】
実際に測定した各時間における位相差画像と強度画像とを図３に示した。また、標準偏差σ１ｓの時間推移を図４に示した。なおσのノーテーションは、ｔｓを示している。ここでは、ｔｓ＝１ｓ（１秒）であることを示している。
【００３７】
図４では、グラフが粗いため、２０データ分の移動平均をおこない、多項式近似による近似曲線σｍを描画した。これを図５に示す。また、この近似曲線σｍの傾きαｍを調べた。結果を図６に示す。
【００３８】
以上の測定結果および解析結果から、塗料は塗布からある程度時間が経過すると、一様な状態となっていき、位相差の標準偏差σｍが低い値でほぼ一定となる時間は４００秒程度である。別途、ＪＩＳ Ｋ ５６００ １−１（触診法）により、指触乾燥、すなわち、指で触って塗料が付着しない程度の表面乾燥状態に至る時間が５００秒であった。したがって、上記の評価方法では、乾燥状態ないし硬化状態に十分追従できていない結果となった。
【００３９】
＜外乱除去＞
次に、評価精度や信頼性を向上すべく、外乱成分をとり除くことした。
塗料を塗布していない被塗布体上の一点もホログラムデータを採取し、このデータをフーリエ変換して、パワースペクトルを求めた。結果を図７に示す。高周波成分は、主として、被塗布体の振動や空気揺らぎであると考えられる。
【００４０】
そこで、カットオフ周波数を設定し、当該周波数以上は外乱と考え、フーリエ変換された対象エリアのホログラムデータをフィルタリングして外乱を除去した。その後、逆フーリエ変換を施して、外乱除去後のデータを得、これに基づき位相差分布Δφに対する標準偏差σを求めた。この標準偏差を求めるフローチャートを図８に示す。また、カットオフ周波数を±０．４０Ｈｚ，±０．１０Ｈｚとした場合のσの時間推移について、図９に示した。なお、図９には、フィルタリングしていない場合のデータも示した。
【００４１】
＜Ｓ／Ｎ向上＞
次に、位相変化が緩やかとなる、塗布からある程度経過した後の乾燥や硬化に重要な時間領域における評価を可能とすべく、Ｓ／Ｎ比の向上を試みた。
図６では、位相差分布は、約４００秒以降は変動が見られず、定常化している。上記では、ホログラムデータは２秒おきに記録されているが、（位相シフトデジタルホログラムデータのセットを記録し終えてから次のセットを記録し始めるまでの時間間隔ｔｓを１秒としているが）、この時間間隔を長くして、ノイズに対する位相変化量を大きくしてみることとした。位相変化を求める時間間隔Ｔを、５秒、２０秒、４０秒としてサンプリングし直し、それぞれの位相差の標準偏差σ（ｔ）を算出した。また、その結果に対して、２０データ分の移動平均をおこなった。結果を図１０に示す。
【００４２】
また、この標準偏差σ（ｔ）についても、位相変化の収束時間ｔｃを求めるため、多項式近似による近似曲線σｍを求め、近似曲線σｍの傾きαｍを調べた。結果を図１１に示す。図示したように、時間間隔を５秒あけて位相変化の標準偏差σを求めた場合、収束時間ｔｃは５５０秒であった。同様に、時間間隔を２０秒あけた場合は収束時間ｔｃは７４０秒、４０秒あけた場合は１４００秒であった。
【００４３】
なお、ＪＩＳ触診法で上記評価試験において塗料の乾燥状態を測定した。その結果、指触乾燥が５００秒、半硬化乾燥が７２０秒、硬化乾燥が１２００秒であった。
【００４４】
このことから、乾燥硬化評価装置１は、デジタルホログラムデータを位相飛びが生じないまたは位相接続が可能な時間間隔（本実施の形態では２秒）で記録することを前提として、乾燥状態または硬化状態を見極めるべく、所定の時間間隔Ｔをあけて（本実施の形態では５秒、２０秒、４０秒）外乱も取り除き、多様にＴとｔｃとの関係のデータ構築が可能となる（基礎データを蓄積可能となる）。更に、これらのデータセットと評価条件（温度、湿度、風量）等をデータベース化していくことにより、指触乾燥や半硬化乾燥、硬化乾燥などを評価可能となる。
【００４５】
なお、ＰＣ２０で処理をおこなう際は、ピエゾ鏡ＰＺＴ−Ｍに電圧信号をおくり、また、ＣＣＤからの画像入力をおこなう制御をおこない、かつ、所定のソフトウェアを介して、時間間隔ｔｓで対象エリアの位相シフトデジタルホログラムを逐次ハードディスクにて記録し、ＣＰＵやＧＰＵにて、サンプリング時間間隔Ｔおきの隣り合う記録データから、時間Ｔ経過した際の対象エリアにおいて生じる位相差の分布の標準偏差σを高速に算出し（適宜フーリエ変換、外乱除去、移動平均処理、逆フーリエ変換をおこない）、時間間隔Ｔおきの標準偏差σの時系列を求め、当該標準偏差σの時系列に基づき標準偏差の傾きが０に至る塗布開始または記録開始からの時間ｔｃを演算するようにする。また、Ｔを変化させた場合に得られるｔｃにつき、Ｔとｔｃとを組み合わせてハードディスクに記録し、また、そのときの条件、たとえば、風速、湿度、温度等も記録しておき、データベースを構築していくようにする。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、各種塗料、インク、接着剤の開発に応用可能である。
また、顕微鏡光学系を導入することにより直径１０μｍ程度のインクドット解析もでき、インクジェットプリンタで製造する有機半導体にも適用可能である。
また、逆に、溶解するトナー等についての溶解度の推定ないし定量も可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１        乾燥硬化評価装置
１０     光学系
２０     解析装置
Ｔ        サンプリング時間間隔
ｔｃ     位相差分布の収束時間
ｔｓ     ホログラムデータ採取時間間隔
【図１】
0006675597.tif 000009
【図２】
0006675597.tif 000010
【図３】
0006675597.tif 000011
【図４】
0006675597.tif 000012
【図５】
0006675597.tif 000013
【図６】
0006675597.tif 000014
【図７】
0006675597.tif 000015
【図８】
0006675597.tif 000016
【図９】
0006675597.tif 000017
【図１０】
0006675597.tif 000018
【図１１】
0006675597.tif 000019