(57)【要約】【課題】飛翔粒体とトレーサ粒子が混在した状態でも気流の速度分布を正確に算出することができる流体計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】飛翔粒体とトレーサ粒子が混在する計測対象領域にシート状のレーザ光を照射してＣＣＤカメラで撮影を行うことによって撮影画像を表す画像データを取得し（１００）、撮影画像から計測対象領域を抽出する前処理を行って（１０２）、計測対象領域中に混在する飛翔粒体である液滴とトレーサ粒子を画像処理によって分離して飛翔粒体を除去する（１０４）。そして、飛翔粒体を除去した２つの画像データを比較してトレーサ粒子の速度分布を差出することによって、計測対象領域の気流の速度分布を算出する（１０６）。さらに、飛翔粒体が除去されることによって欠如した部分については、周辺の気流の速度分布を用いて補完する（１０８）。【選択図】        図５
2004333276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流の流れを計測するためのトレーサ粒子と飛翔粒体とが混在した計測対象領域の気流の分布を計測する流体計測装置であって、
前記計測対象領域に光を照射する光源と、
前記光源から照射される光に交わる方向から、光が照射されるタイミングで前記計測対象領域を撮影し、撮影時間の異なる複数の静止画を表す画像データを取得する撮影手段と、
前記撮影手段によって取得した複数の前記画像データから飛翔粒体を分離して除去する分離手段と、
前記分離手段によって飛翔粒体が除去された、少なくとも２画像データに基づいて前記計測対象領域の気流の流速分布を算出する算出手段と、
を備えた流体計測装置。
【請求項２】
前記分離手段は、予め定めた閾値に基づいて前記画像データを２値化し、所定の粒径以上を飛翔粒体と判断する判断手段を含み、該判断手段の判断結果に基づいて前記画像データから飛翔粒体を分離して除去することを特徴とする請求項１に記載の流体計測装置。
【請求項３】
前記分離手段は、所定の輝度以上を飛翔粒体と判断する判断手段を含み、該判断手段の判断結果に基づいて前記画像データから飛翔粒体を分離して除去することを特徴とする請求項１に記載の流体計測装置。
【請求項４】
前記分離手段は、予め定めた飛翔粒体を表すマスク画像に基づいて前記画像データから飛翔粒体を分離して除去することを特徴とする請求項１に記載の流体計測装置。
【請求項５】
前記分離手段によって飛翔粒体が除去されることによって欠如した前記計測対象領域の気流の速度分布を、周辺の前記計測対象の気流の速度分布に基づいて補完する補完手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の流体計測装置。
【請求項６】
前記飛翔粒体がインクジェットプリンタの記録ヘッドから吐出される液滴であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の流体計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体計測装置にかかり、特に、インクジェットプリンタの印字ノズル周辺の気流計測を行うための流体計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不可視現象である流体を可視化するために、流体中にトレーサ粒子等を導入して、トレーサ粒子等を撮影することで、流速等を測定する様々な方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、流体中にミスト状のトレーサを混入させて、ビデオカメラで撮影し、撮影した画像データを処理することによって流体の流速を測定する方法が提案されている。特許文献１に記載の技術では、流量の少ない気体など機械的な測定器では測定できない流体の流速を非接触で測定できる。
【０００４】
また、トレーサ粒子等を導入して、レーザ光により照射された粒子画像をＣＣＤカメラ等で取得することで流れ場の流速分布を測定する方法は、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｖｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）として様々な分野で利用されている。
【０００５】
ＰＩＶ計測システムは、光源に２本のＹＡＧレーザ光源を用いると共に、画像入力部として高解像度のＣＣＤカメラを用い、光源及びカメラを同期動作させることにより、２時刻の瞬間の画像がコンピュータのメモリに取り込まれ、これらの画像を相互相関ＰＩＶにより解析して、ほぼ瞬間的に流速分布に変換することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
一方、インクジェットプリンタにおいて、印字ノズル周辺の気流測定や印字ノズルから吐出されるインク速度等を観察することは、良好な画像を得るために非常に重要なことである。
【０００７】
そこで、特許文献３に記載の技術では、インクジェットプリンタにおいて、ストロボと固体撮像素子を使用して、飛翔するインク滴を観察する飛翔粒体観測装置が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−２９１１６０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−２２７５９号公報（第１頁、第１図）
【特許文献３】
特開昭６１−６６６５２号公報（第２〜４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、気流はトレーサ粒子を流して気流のみで観測するため、インクジェットプリンタの印字ノズル周辺のようにインク滴のような液滴の粒体とトレーサ粒子とが混合する場合には、インク滴の大きさの違いによってインク速度が移動前後で異なることがあるため、同一のインク滴の対応付けが困難となり、インク滴とトレーサ粒子が混合した状態では、気流の速度分布を正確に算出することができない、という問題がある。
【００１０】
また、液滴のような粒体は、気流に追従して移動しないので、気流の速度分布を飛翔粒体の移動から算出することができない、という問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、飛翔粒体とトレーサ粒子が混合した状態でも気流の速度分布を正確に算出することができる流体計測装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、気流の流れを計測するためのトレーサ粒子と飛翔粒体とが混在した計測対象領域の気流の分布を計測する流体計測装置であって、前記計測対象領域に光を照射する光源と、前記光源から照射される光に交わる方向から、光が照射されるタイミングで前記計測対象領域を撮影し、撮影時間の異なる複数の静止画を表す画像データを取得する撮影手段と、前記撮影手段によって取得した複数の前記画像データから飛翔粒体を分離して除去する分離手段と、前記分離手段によって飛翔粒体が除去された、少なくとも２画像データに基づいて前記計測対象領域の気流の流速分布を算出する算出手段と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、飛翔粒体とトレーサ粒子が混在した計測対象領域は、光源によって光が照射される。例えば、シート状のレーザ光が照射される。このとき、撮影手段によって、光源から照射される光に交わる方向から軽装対象が撮影され、撮影時間の異なる複数の静止画を表す画像データが取得される。例えば、シート状に照射されたレーザ光を用いる場合には、該シート状の面に交わる方向から計測対象領域が撮影される。
【００１４】
分離手段では、撮影手段によって取得された画像データから飛翔粒体が分離されて除去される。すなわち、画像データから飛翔粒体に対応する画像が抽出されて除去され、飛翔粒体とトレーサ粒子が混在した画像を飛翔粒体の存在しない画像にすることができる。これによって、一般的なＰＩＶ計測を行うことが可能となり、算出手段では、飛翔粒体が除去された少なくとも２画像に基づいて計測対象領域の気流の速度分布が算出される。例えば、算出手段は、２画像データを比較して、画像データ中のトレーサ粒子群の移動を検出することにより、移動方向及び移動距離を算出することができ、撮影時間と移動距離から移動速度を算出することができる。
【００１５】
このように、トレーサ粒子と飛翔粒体が混在する計測対象領域でも撮影画像から飛翔粒体を分離して除去することにより、トレーサ粒子のみの計測対象領域を計測するのと同様に、流体の速度分布を算出することができるので、飛翔粒体とトレーサ粒子が混在した状態でも気流の速度分布を正確に算出することができる。
【００１６】
ここで、撮影画像中の飛翔粒体は、トレーサ粒子と比較して径が大きく、レーザ光の反射によって輝度が高くなるので、請求項２に記載の発明のように、分離手段に含まれる判断手段によって、予め定めた閾値に基づいて撮影手段によって得られる画像データを２値化して、所定の粒径以上を飛翔粒体と判断することによって、撮影画像から飛翔粒体を抽出して除去することができる。なお、撮影画像中の飛翔粒体は、トレーサ粒子と比較して輝度が大きく、輝度によって分離しやすい場合には、請求項３に記載の発明のように、所定の輝度以上を飛翔粒体と判断するようにしてもよい。
【００１７】
また、分離手段は、請求項４に記載の発明のように、予め定めた飛翔粒体を表すマスク画像（例えば、代表的な飛翔粒体を表すマスク画像など）に基づいて画像データから飛翔粒体を分離して除去することができる。例えば、画像データ中からマスク画像と相関の高いものを飛翔粒体と判断することにより、飛翔粒体を画像データ中から抽出して除去することができる。
【００１８】
また、分離手段によって飛翔粒体が除去されることにより、算出手段によって算出された気流の速度分布は、除去された飛翔粒体部分の気流の速度分布が欠如するので、請求項５に記載の発明のように、欠如した計測対象領域の気流の速度分布を、周辺の計測対象の気流の速度分布に基づいて補完する補完手段を更に備えるようにしてもよい。
【００１９】
なお、飛翔粒体は、請求項６に記載の発明のように、インクジェットプリンタの記録ヘッドから吐出される液滴としてもよい。すなわち、流体計測装置は、インクジェットプリンタの記録ヘッド部分における気流の速度分布を計測するものとしてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施の形態は、インクジェットプリンタの記録ヘッドから吐出されたインク液滴周辺の気流の速度分布を計測するものに本発明を適用したものである。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係わる流体計測装置１０の構成を示すブロック図である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係わる流体計測装置１０は、飛翔粒体が混入する計測対象領域１２中にトレーサ粒子（例えば、線香煙）を導入し、計測対象領域１２中の気流の流速分布を算出するものである。
【００２３】
粒体計測装置１０は、計測対象領域１２（本実施の形態では、インクジェットプリンタの記録ヘッドが搭載されたキャリッジと記録媒体間の微少空間）にレーザ光をシート状に照射するレーザ光源１４を備えている。レーザ光源１４は、本発明の光源に相当し、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどを適用することができる。なお、詳細には、レーザ光源１４にはレーザ光をシート状に形成するための光学系が設けられている。
【００２４】
また、レーザ光源１４によって照射されたシート状のレーザ光におけるシート状の面に交わる方向（例えば、シート状の面に略直交する方向）には、本発明の撮影手段に相当するＣＣＤカメラ１６が設けられており、シート状のレーザ光が照射された計測対象領域１２をレーザ光が照射されるタイミングで撮影するようになっている。
【００２５】
レーザ光源１４とＣＣＤカメラ１６は、パルスジェネレータ１８によって発生されたパルス信号に同期して駆動するようになっており、シート状のレーザ光が計測対象領域１２に照射されるタイミングでＣＣＤカメラ１６による撮影が行われる。
【００２６】
ＣＣＤカメラ１６の撮影によって得られる画像は、画像データとして画像処理装置２０に入力され、画像処理装置２０によって、計測対象領域１２の気流の速度分布が算出される。
【００２７】
また、図１では、計測対象領域１２の計測タイミングを検出するためのセンサ２２が設けられており、センサ２２の出力がパルスジェネレータ１８に入力され、パルスジェネレータ１８がセンサ２２の信号に基づいて光源１４とＣＣＤカメラ１６を同期させて駆動するようになっている。これによって、所望のタイミングの計測が可能とされている。本実施の形態では、センサ２２は、インクジェットプリンタのキャリッジの位置を検出し、キャリッジの位置が予め定めた位置になったときに該センサ２２の検出信号がパルスジェネレータ１８に入力されるようになっており、パルスジェネレータ１８は、センサ２２によってキャリッジが予め定められた位置を検出した時に、光源１４とＣＣＤカメラ１６を同期させて駆動することによって計測対象領域１２を撮影するように構成されている。
【００２８】
図２は、画像処理装置２０の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置２０は、画像メモリ２４、前処理手段２６、分離手段２８、及び算出手段３０を備えている。
【００２９】
画像メモリ２４には、ＣＣＤカメラ１６によって撮影することによって得られる撮影画像を表す複数の画像データが記憶される。
【００３０】
前処理手段２６は、撮影することによって得られる画像データから計測対対象象領域１２を抽出するための画像処理を行う。すなわち、画像データから計測対象領域１２に相当する部位を抽出して、計測対象領域１２以外の部位に相当する画像データを除去する、あるいは、計測対象領域１２以外の部位をマスキングしてもよい。前処理手段２６では、過誤ベクトル発生を抑えるためにノイズ除去や画像輝度の調整を必要に応じて行う。
【００３１】
分離手段２８は、画像メモリ２４に記憶された画像データ中に存在する飛翔粒体とトレーサ粒子を分離し、画像データ中から飛翔粒体を除去する。すなわち、分離手段２８は、飛翔粒体とトレーサ粒子が混在している画像から飛翔粒体を抽出して除去し、トレーサ粒子のみの画像を生成するようになっている。
【００３２】
算出手段３０は、撮影時間の異なる２つの粒体が除去された画像データを比較し、トレーサ粒子の移動から気流の速度分布を算出する。気流の速度分布の算出は、ＰＩＶ計測を行うことによってなされ、これによって、粒体が混入した画像でも気流の速度分布を算出することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、除去された粒体の部分については、算出手段３０によって、外挿補完や内挿補完等の補完方法により気流の速度分布を補完するようになっている。
【００３４】
続いて、計測対象となるインクジェットプリンタについて説明する。図３は、インクジェットプリンタ３２の概略構成を示す図である。
【００３５】
インクジェットプリンタ３２は、主制御を司る制御回路３１と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３６をプラテン３８の軸方向に移動するための駆動機構と、モータ４０によって記録媒体Ｐを搬送するための搬送機構と、キャリッジ３６に搭載された記録ヘッド４２を駆動してインクの吐出とドットの形成とを行うための印字機構とから構成されている。
【００３６】
このうち、駆動機構は、キャリッジ３６の動きをサポートするためにプラテン３８の軸と並行に備え付けられた軸４４、キャリッジモータ３４との間の駆動ベルト４６を張るためのプーリ４８、キャリッジ３６の原点を検出するための位置検出センサ５０等から構成されている。すなわち、キャリッジモータ３４の回転方向に応じた方向にベルト４６が移動し、これに伴い、記録ヘッド４２を搭載したキャリッジ３６が軸４４に案内されて図中、キャリッジモータ３４の設置位置方向か、プーリ４８の設置方向に移動される。
【００３７】
また、印字機構は、キャリッジ３６に備え付けられた黒インク用のカートリッジ４１Ｋとカラーインク用（シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のカートリッジ４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙを含む他、キャリッジ３６に搭載された記録ヘッド４２には各色インク毎に黒インク用のヘッド４３Ｋ、３色カラーインク用のヘッド４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｙが装着されている。
【００３８】
制御回路３１は、コンピュータから記録方向とＣＭＹＫ各インクの吐出量の情報を受け取り、記録処理を実行する。記録媒体Ｐは、主走査方向である記録ヘッド４２が搭載されたキャリッジ３６の移動方向と直交する方向に搬送される。
【００３９】
図４は、上述のキャリッジ３６に搭載された記録ヘッド４２を斜め下側から見た斜視図である。図４に示すように、記録ヘッド４２は、ヘッド本体４１と、その上部に設置されている黒インクのカートリッジ４１Ｋと、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のカラーインクのカートリッジ４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙとから構成されている。ヘッド本体４１には、上部のインクカートリッジのインクに対応したノズル列４５Ｋ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙが実装されている。
【００４０】
各ノズル列は、それぞれ記録媒体の送り方向に配列された複数のノズルからなり、また、ノズル列４５Ｋ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙは、記録媒体Ｐの送り方向に直交する方向に配列されている。
【００４１】
ヘッド本体４１の内部では、カートリッジ４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙからノズル列４５Ｋ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙにインクが供給される。ノズル列４５Ｋ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙを構成する各々のノズル近傍には、ヒータが備わっている。
【００４２】
すなわち、ヒータによってノズル近傍に熱を加えることで発生する泡により、ノズルからカートリッジのインクを吐出し、記録媒体Ｐ上にドットを形成することで記録を行う。
【００４３】
なお、本実施の形態では、ヒータを用いてインクを吐出するヘッドを備えた方式を適用するが、他の方法によりインクを吐出するインクジェットプリンタを適用するようにしてもよい。例えば、圧電素子を用いたインクジェットプリンタを適用するようにしてもよい。圧電素子は、周知のように、電圧を印加することにより形状が変化する性質を有しているので、この形状変化を利用して、ノズルからカートリッジのインクを吐出し、記録媒体Ｐ上にドットを形成することで記録を行うようにしてもよい
本実施の形態に係わる流体計測装置１０は、上述のようなインクジェットプリンタ３２におけるキャリッジ３６と記録媒体Ｐ間の微少空間の気流の速度分布を計測するものである。すなわち、上述の計測対象領域１２がキャリッジ３６と記録媒体Ｐ間の微少空間となり、当該計測対象領域１２にトレーサ粒子を混入させることによって、気流の速度分布を算出する。このとき、飛翔粒体は、記録ヘッドから吐出されるインクの液滴である。
【００４４】
また、上述のセンサ２２は、キャリッジ３６の移動位置を検出するための位置検出センサとすることができ、キャリッジ３６が所定の位置における計測対象領域１２の気流の速度分布を計測することができる。例えば、センサ２２としては、キャリッジモータ３４がステッピングモータの場合には、所定のステップ数を検出するセンサ等を適用することができる。また、キャリッジ３６の所定位置に設けた機械的なスイッチ等を適用することもできる。
【００４５】
続いて、上述のように構成された流体計測装置１０で行われる、インクジェットプリンタ３２のキャリッジ３６と記録媒体Ｐ間の液滴が混在した微少空間の気流の速度分布の算出処理について図５のフローチャートを参照して説明する。なお、トレーサ粒子としては、例えば、２００ｎｍ程度の粒子の線香煙等を用いる。
【００４６】
ステップ１００では、パルスジェネレータ１８が発生するパルス信号に同期して光源１４及びＣＣＤカメラ１６を駆動して計測領域の撮影が行われる。本実施の形態では、キャリッジ３６が所定の位置に移動したことをセンサ２２によって検出した時に、該センサ２２の検出信号に同期して、計測対象領域１２であるキャリッジ３６と記録媒体Ｐ間の微少空間にレーザ光源１４からシート状のレーザ光を照射すると共に、ＣＣＤカメラ１６によって計測対象領域１２の撮影を行う。撮影はＣＣＤカメラ１６によって複数回行い、複数枚の静止画を表す画像データを取得する。この時、ＣＣＤカメラ１６の撮影によって得られる撮影画像を表す画像データは画像処理装置２０の画像メモリ２４に順次記憶される。
【００４７】
ステップ１０２では、画像メモリ２４に記憶された画像データに対して前処理が前処理手段２６によって行われる。前処理ではノイズ除去、輝度調整、そして撮影画像から計測対象領域１２が抽出される。すなわち、図６に示す撮影画像から図７（Ａ）に示すように計測対象領域１２が抽出される。計測対象領域１２の抽出は、予め計測対象領域１２に相当する位置を定めて抽出するようにしてもよいし、撮影によって得られる画像データ中の輝度分布に基づいて抽出するようにしてもよい。また、予め撮影した背景画像との演算によって抽出してもよい。なお、図７（Ａ）▲１▼、▲２▼は撮影時間の異なる計測対象領域１２の一例を示す。
【００４８】
次に、ステップ１０４では、画像メモリ２４に記憶された画像データを分離手段２８によって飛翔粒体である液滴とトレーサ粒子を分離して、液滴を除去する粒体分離除去処理が行われる。
【００４９】
ここで、図８のフローチャートを参照して分離手段２８によって行われる粒体分離除去処理について説明する。
【００５０】
まず、ステップ２００では、所定の値を閾値として画像データを２値化処理する。すなわち、撮影画像中の飛翔粒体（液滴）は、レーザ光の反射によって輝度が高くなることから、分離手段２８では粒体を抽出するために画像データが２値化される。
【００５１】
ステップ２０２では、上述のように２値化によって飛翔粒体と飛翔粒体以外の部分に分離することが可能となるので、２値化された画像データから飛翔粒体が抽出される。
【００５２】
そして、ステップ２０４では、抽出された飛翔粒体の粒径が算出され、ステップ２０６へ移行して、算出された飛翔粒体が所定の粒径以上か否か判定される。すなわち、所定の粒径以上の粒体は液滴として存在し、気流に追従して移動せず、所定の粒径以下の粒体については、トレーサ粒子同様に気流に追従して移動するので、気流に追従して移動しない粒体か否かを判定する。本実施の形態では、ステップ２０６では、粒径が例えば約５〜１０μｍか以上か否かを判定することによって気流に追従しない粒体か否かを判定する。なお、当該ステップ２０６は本発明の判断手段に相当する。
【００５３】
ステップ２０６の判定が肯定された場合には、ステップ２０８へ移行して、液滴と判断して画像データから液滴を除去してステップ２１２へ移行し、ステップ２０６の判定が否定された場合には、ステップ２１０へ移行して、トレーサ粒子と判断してそのままステップ２１２へ移行する。
【００５４】
ステップ２１２では、２値化によって得られる全飛翔粒体について粒径判断のサーチが終了したか否か判定され、該判定が否定された場合には、ステップ２０６に戻って、ステップ２１２の判定が肯定されるまで、上述の処理が繰り返される。
【００５５】
すなわち、画像データを２値化することによって飛翔粒体を抽出し、所定の粒径以上を液滴と判断することによって液滴とトレーサ粒子を分離して液滴を除去する。これによって、図７（Ａ）に示すように液滴Ｘが混入した画像から、図７（Ｂ）に示すように、液滴が除去された画像を得ることができる。なお、飛翔粒体は、トレーサ粒子と比較して輝度が大きく、輝度によって分離しやすい場合があるので、所定の輝度以上を飛翔流体と判断して、分離するようにしてもよい。
【００５６】
ここで、図５のフローチャートのステップ１０６に戻って説明する。ステップ１０６では、液滴が除去された少なくとも２つの画像データが比較されてトレーサ粒子の速度分布が算出手段３０によって算出される。すなわち、図７（Ｂ）▲１▼、▲２▼に示すような撮影時間の異なる２つの画像を比較することによってトレーサ粒子の速度分布を算出する。例えば、一方の画像データ中の所定の矩形領域におけるトレーサ粒子群の輝度パターン（濃度パターン）を検出し、当該トレーサ粒子群の輝度パターンを他方の画像データ中から相関の高いトレーサ粒子群の輝度パターンを検出して対応付けることによって、トレーサ粒子の移動方向と移動距離を算出することができる。また、２つの画像データの撮影時間の差とトレーサ粒子群の移動距離からトレーサ粒子の移動速度を算出することができる。これによって、トレーサ粒子の移動方向と移動速度を図９に示すように、ベクトルとして表すことが可能となり、気流の速度分布を算出することができる。なお、図９は、画像データの一部における気流の速度分布をベクトルで表したものである。
【００５７】
そして、ステップ１０８では、ステップ１０４において液滴を除去することによって欠如した部分についての補完が算出手段３０によって行われ、一連の処理を終了する。
【００５８】
算出手段３０によって行われる補完は、本発明の補完手段に相当し、例えば、図９の一点鎖線で示すように、欠如した部分（点線で示すベクトル）の周辺のベクトルの平均値を算出して、点線で示したベクトルのように補完することにより行うことが可能である。なお、補完方法はこれに限るものではない。
【００５９】
このように、本実施の形態の流体計測装置１０は、液滴とトレーサ粒子が混在した状態でも、撮影画像から液滴を除去してトレーサ粒子の速度分布を算出することにより、気流の速度分布を算出することができる。
【００６０】
なお、上記の実施の形態では、ステップ１０８において液滴を除去することによって欠如した部分についての補完を行うようにしたが、欠如した部分についてはそのままの状態として、ステップ１０８の処理を省略して補完を行わないようにしてもよい。
【００６１】
続いて、上述の粒体分離除去処理の変形例について図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、変形例では、液滴に対応する二次元ガウス分布等の輝度分布や液滴の代表的な輝度分布を抽出して予め設定した粒体マスクパターンを画像処理装置３０に記憶しておくものとして説明する。
【００６２】
まず、ステップ３００では、画像処理装置３０に予め記憶した粒体マスクパターンが読み出され、ステップ３０２へ移行する。
【００６３】
ステップ３０２では、画像データに対して読み出した粒体マスクパターンに対応するパターンをサーチして相関値が算出される。
【００６４】
続いて、ステップ３０４では、算出された相関値が所定以上か否か判定され、該判定が肯定された場合には、ステップ３０６へ移行して、液滴と判断して画像データから液滴を除去してステップ３１０へ移行する。また、ステップ３０４の判定否定された場合には、ステップ３０８へ移行して、トレーサ粒子と判断してステップ３１０へ移行する。
【００６５】
すなわち、所定の相関値を閾値として２値化処理を行うことによって液滴か否か判定して、上記の実施の形態と同様に、液滴を除去することができる。
【００６６】
ステップ３１０では、予め記憶された全粒体マスクパターンについてサーチが終了したか否か判定され、該判定が否定された場合には、ステップ３００に戻って、ステップ３１０の判定が肯定されるまで、上述の処理が繰り返される。
【００６７】
このように、予め二次元ガウス分布や代表的な液滴の輝度分布を粒体マスクパターンとして画像処理装置２０に記憶しておき、記憶した粒体マスクパターンに基づいて画像データをサーチすることによっても、液滴を抽出して除去することができる。
【００６８】
なお、上記の実施の形態では、インクジェットプリンタ３２のインク滴が混在した気流の速度分布を計測する流体計測装置としたが、この他に、トナー等の粒体とトレーサ粒子が混在した気流を計測する流体計測装置とするようしてもよいし、その他の飛翔粒体が混在する気流を計測するものに適用するようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレーサ粒子と飛翔粒体が混在する計測対象領域でも撮影画像から飛翔粒体を分離して除去することにより、トレーサ粒子のみの計測対象領域を計測するのと同様に、流体の速度分布を算出することができるので、飛翔粒体とトレーサ粒子が混在した状態でも気流の速度分布を正確に算出することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる流体計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】インクジェットプリンタの概略構成を示すブロック図である。
【図４】キャリッジに搭載された記録ヘッドを斜め下側から見た斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる流体計測装置で行われる気流の速度分布の算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】撮影画像の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は撮影画像のうち計測対象領域を抽出したものの一例を示し、（Ｂ）は液滴を除去した一例を示す図である。
【図８】粒体分離除去処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の粒体計測装置によって算出された気流の速度分布の一例を示す図である。
【図１０】変形例の粒体分離除去処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    流体計測装置
１２    計測対象領域
１４    レーザ光源
１６    ＣＣＤカメラ
１８    パルスジェネレータ
２０    画像処理装置
２４    画像メモリ
２６    前処理手段
２８    分離手段
３０    算出手段
【図１】
2004333276.tif 000003
【図２】
2004333276.tif 000004
【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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