(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動している移動物体の移動速度及び容積を検出する移動物体の検出方法であって、
光を照射する光源と、投影された前記移動物体の影の面積をそれと直線的に比例する出力電圧に変換する受光素子であって、前記移動物体の移動方向に略垂直な方向に延びる２つの平行な第１及び第２の直線部を有するとともに、その前記移動方向における長さが前記移動物体の前記移動方向における長さよりも長く、さらに、前記移動体が前記第１及び第２の直線部の間に位置するときに、前記移動体の全体が投影されるだけの広さを有している前記受光素子とを用い、
前記受光素子に向けて前記移動物体を介して前記光源から光を照射し、
前記移動物体が前記受光素子上に進入してから前記受光素子上を出るまでの間における経過時間とその経過時間に対する前記出力電圧の関係を求め、
前記関係に基づいて、前記移動物体の前記移動速度を求め、前記移動体の前記移動方向における移動距離とその移動距離に対する投影面積の関係を求め、
前記投影面積を微分することで、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、
前記移動物体が前記移動方向の中心軸に関して対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出することを特徴とする移動物体の検出方法。
【請求項２】
前記投影面積は、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧として算出するところの請求項１記載の移動物体の検出方法。
【請求項３】
前記移動物体の移動速度は、前記第１及び第２の直線部の間の距離をそれらの間を通過する時間で除算して算出する一方、前記移動物体の容積は、前記第１及び第２の直線部の間における移動距離と投影面積との関係式を求めた後、それを微分して移動距離と直径との関係式を求めるところの請求項２記載の移動物体の検出方法。
【請求項４】
移動している移動物体の移動速度及び容積を検出する移動物体検出装置であって、
前記移動物体の移動経路の一側に配設され前記移動経路を移動する移動物体に対し光を照射する光源と、
投影された前記移動物体の影の面積をそれと直線的に比例する出力電圧に変換する受光素子を備え、
前記受光素子は、前記光源に対向して前記移動物体の移動経路の他側に配設され、前記移動物体の移動経路に略垂直な方向に延びる２つの平行な第１及び第２の直線部を有するとともに、その前記移動方向における長さが前記移動物体の前記移動方向における長さよりも長く、さらに、前記移動体が前記第１及び第２の直線部の間に位置するときに、前記移動体の全体が投影されるだけの広さを有する受光素子と、
前記受光素子に向けて前記移動物体を介して前記光源から光を照射したときの前記受光素子の出力を受け、前記受光素子の出力電圧をＡ／Ｄ変換して得られた前記移動物体が前記受光素子上に進入してから前記受光素子上を出るまでの間における経過時間とその経過時間に対する前記出力電圧波形に基づき、前記移動物体の前記移動速度を求め、前記移動体の前記移動方向における移動距離とその移動距離に対する投影面積の関係を求め、前記投影面積を微分することで、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出する演算手段とを備えることを特徴とする移動物体の検出装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧とし、それを基準値として算出するところの請求項４記載の移動物体の検出装置。
【請求項６】
さらに、前記受光素子よりの信号を、入射光量に比例した信号に補正処理する補正回路を備え、
前記演算手段は、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態である基準値として算出するところの請求項４記載の移動物体の検出装置。
【請求項７】
前記移動物体の移動経路と前記受光素子との間には、前記受光素子の受光面上に前記移動物体の投影像を一定の倍率でもって結像させるためのレンズ手段が設けられているところの請求項４記載の移動物体の検出装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記移動物体が一方の直線部を通過してから他方の直線部を通過するまでの時間でもって、前記受光素子の直線部間の距離を除算することによって移動物体の速度を算出するところの請求項４記載の移動物体の検出装置。
【請求項９】
前記演算手段は、前記受光素子の出力電圧を移動物体の投影面積に対応させ、前記速度に時間を乗算することで、前記移動物体の移動距離に対する投影面積の変化を検出する投影面積変化検出部と、該投影面積変化部よりの信号を受け、単位距離当たりの移動物体の投影面積を求める面積検出部と、該面積検出部よりの信号を受け、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、移動物体の容積を算出する容積検出部とを有するものであるところの請求項８記載の移動物体の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動している移動物体の移動速度及び容積を検出する移動物体検出方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばインクジェット記録装置においては、記録ヘッドのノズルより噴射されるインク液滴の容積が、記録媒体に付着して文字や画像を表現する基本特性の１つである。そのため、正確に測定することが必要とされる。また、生産された１つ１つの記録ヘッドから噴射される、インク液滴について１滴ごとのインク容積を管理することは、記録品質を向上させ、大量生産時の生産性の向上にもつながる。
【０００３】
このように、インク液滴について１滴ごとのインク容積を正確に測定したいという要求があるにもかかわらず、記録ヘッドが噴射するインク液滴の１滴ごとのインク容積を正確に測定することがなかなか困難であった。即ち、測定しようとするインク液滴の１滴当たりのインク容積が、約３〜３００ｐｌ（picoliter）と、きわめて微量であるため、天秤で１滴のインク液滴の重量を測定する一方、別の測定手段にてインクの比重を測定し、それらの測定結果に基づきインク液滴の１滴当たりのインク容積を算出するということが簡単にはできないからである。
【０００４】
そこで、従来、そのようなインクジェットヘッドより噴射されるインク液滴の１滴当たりのインク容積の測定は、次のような方法により行われていた。
(i)多数のインク液滴を噴射させ、その質量を測定し、その測定結果に基づきインク液滴の１滴当たりの容積を推定する方法。
(ii)飛行しているインク液滴に対しストロボ光等の光を当て、前記インク液滴の飛行画像を、ビデオカメラ等で撮影し、その画像からインク液滴の１滴当たりの容量を推定する方法（例えば特開平５−１４９７６９号公報参照）。
(iii)飛行しているインク液滴にレーザ光等の光を当て、受光素子にインク液滴を投影し、その出力電流等から投影面積を得て、その投影面積からインク液滴の１滴当たりの容積を推定する方法（例えば特開昭５５−９０８０６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記(i)の方法では、測定に要する時間が長くなり、また、インク液滴について１滴当たりのインク容積を正確に知ることはできない。
【０００６】
前記(ii)の方法は、画像処理を行うため、測定結果が即時に判明しないこと、また、連続的に噴射されるインク液滴のすべてを撮影することが困難である。
【０００７】
前記(iii)の方法では、インク液滴が真球であれば、投影面積とインク液滴の１滴当たりのインク容積とは１対１に対応するが、真球でなければ、前記投影面積からは、インク液滴の容積を算出する上で、有効な情報を得ることができない。
【０００８】
また、前記飛行しているインク液滴に限らず、移動しつつある移動物体の容積も検出したいという要求もある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、飛行しているインク液滴等のように移動しつつある移動物体の容積を、移動速度と一緒に即時に検出することができる移動物体の検出方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、移動している移動物体の移動速度及び容積を検出する移動物体の検出方法であって、光を照射する光源と、投影された前記移動物体の影の面積をそれと直線的に比例する出力電圧に変換する受光素子であって、前記移動物体の移動方向に略垂直な方向に延びる２つの平行な第１及び第２の直線部を有するとともに、その前記移動方向における長さが前記移動物体の前記移動方向における長さよりも長く、さらに、前記移動体が前記第１及び第２の直線部の間に位置するときに、前記移動体の全体が投影されるだけの広さを有している前記受光素子とを用い、前記受光素子に向けて前記移動物体を介して前記光源から光を照射し、前記移動物体が前記受光素子上に進入してから前記受光素子上を出るまでの間における経過時間とその経過時間に対する前記出力電圧の関係を求め、前記関係に基づいて、前記移動物体の前記移動速度を求め、前記移動体の前記移動方向における移動距離とその移動距離に対する投影面積の関係を求め、前記投影面積を微分することで、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が前記移動方向の中心軸に関して対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、光源からの光が、移動物体を介して、受光素子に向けて照射されると、受光素子の第１及び第２の直線部を移動物体の影が通過するときを基準として、移動物体の投影面積の時間変化が検出される。前記受光素子における投影面積の変化に基づき、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなすことで、移動物体の容積が検出される。一方、前記第１及び第２の直線部の間を通過するのに要する時間から、移動物体の移動速度も併せて検出される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の移動物体の検出方法において、前記投影面積は、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧として算出するものである。
【００１３】
請求項２の発明によれば、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光素子がすべて移動物体の影で覆われた状態であるときの出力電圧であるとして、移動物体による投影面積の時間変化が算出される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の移動物体の検出方法において、前記移動物体の移動速度が、前記第１及び第２の直線部の間の距離をそれらの間を通過する時間で除算して算出する一方、前記移動物体の容積は、前記第１及び第２の直線部の間における移動距離と投影面積との関係式を求めた後、それを微分して移動距離と直径との関係式を求めるものである。
【００１５】
請求項３の発明によれば、受光素子の第１及び第２の直線部間の距離は予めわかっていることから、移動物体が第１の直線部から第２の直線部に移動するのに要する時間を検出することで、前記第１及び第２の直線部の間の距離をそれらの間を通過する時間で除算して、前記移動物体の移動速度が算出される。一方、前記第１及び第２の直線部の間における移動物体の移動距離と投影面積との関係式を求めた後、それを微分して移動距離と直径との関係式を求める。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
請求項４の発明は、移動している移動物体の移動速度及び容積を検出する移動物体検出装置であって、前記移動物体の移動経路の一側に配設され前記移動経路を移動する移動物体に対し光を照射する光源と、投影された前記移動物体の影の面積をそれと直線的に比例する出力電圧に変換する受光素子を備え、前記受光素子は、前記光源に対向して前記移動物体の移動経路の他側に配設され、前記移動物体の移動経路に略垂直な方向に延びる２つの平行な第１及び第２の直線部を有するとともに、その前記移動方向における長さが前記移動物体の前記移動方向における長さよりも長く、さらに、前記移動体が前記第１及び第２の直線部の間に位置するときに、前記移動体の全体が投影されるだけの広さを有する受光素子と、前記受光素子に向けて前記移動物体を介して前記光源から光を照射したときの前記受光素子の出力を受け、前記受光素子の出力電圧をＡ／Ｄ変換して得られた前記移動物体が前記受光素子上に進入してから前記受光素子上を出るまでの間における経過時間とその経過時間に対する前記出力電圧波形に基づき、前記移動物体の前記移動速度を求め、前記移動体の前記移動方向における移動距離とその移動距離に対する投影面積の関係を求め、前記投影面積を微分することで、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出する演算手段とを備えるものである。
【００１９】
請求項４の発明によれば、光源から光が、移動経路を移動する移動物体に対し照射され、前記光源に対向して配設される受光素子により受光される。前記受光素子の第１及び第２の直線部を移動物体の影が通過するときを基準とする移動物体の投影面積の時間変化に対応する受光素子の出力電圧の変化が、演算手段によって、Ａ／Ｄ変換される。演算手段は、Ａ／Ｄ変換して得られた電圧波形に基づき、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積が算出される。一方、前記受光素子の第１及び第２の直線部の間を通過するのに要する時間から、移動物体の移動速度も検出される。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４の移動物体の検出装置において、前記演算手段が、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧とし、それを基準値として算出するものである。
【００２１】
請求項５の発明によれば、前記受光素子によって、前記光源からの入射光量に直線的に比例する電圧信号が出力され、それに基づき、前記演算手段が、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧とし、それを基準値として、演算手段によって所定の演算が行われる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項４の移動物体の検出装置において、さらに、前記受光素子よりの信号を、入射光量に比例した信号に補正処理する補正回路を備え、前記演算手段が、前記光源を消灯した状態での前記受光素子の出力電圧を、前記受光素子がすべて影で覆われた状態である基準値として算出するものである。
【００２３】
請求項６の発明によれば、前記補正回路によって、受光素子よりの信号が、入射光量に比例する電圧信号に補正処理され、その補正処理された電圧信号に基づき、前記演算手段が、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光素子がすべて影で覆われた状態である基準値として、演算手段によって所定の演算が行われる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項４の移動物体の検出装置において、前記移動物体の移動経路と前記受光素子との間には、前記受光素子の受光面上に前記移動物体の投影像を一定の倍率でもって結像させるためのレンズ手段が設けられているものである。
【００２５】
請求項７の発明によれば、前記移動物体の移動経路と前記受光素子との間に設けられたレンズ手段によって、前記受光素子の受光面上に、前記移動物体の投影像が一定の倍率でもって結像せしめられ、移動物体の投影面積の時間変化の検出が容易とされる。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項４の移動物体の検出装置において、前記演算手段が、前記移動物体が一方の直線部を通過してから他方の直線部を通過するまでの時間でもって、前記受光素子の直線部間の距離を除算することによって移動物体の速度を算出するものである。
【００２７】
請求項８の発明によれば、演算手段によって、移動物体が一方の直線部を通過してから他方の直線部を通過するまでの時間でもって、前記受光素子の両直線部間の距離を除算することで、移動物体の移動速度が算出される。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項８の移動物体の検出装置によれば、前記演算手段が、前記受光素子の出力電圧を移動物体の投影面積に対応させ、前記速度に時間を乗算することで、前記移動物体の移動距離に対する投影面積の変化を検出する投影面積変化検出部と、該投影面積変化部よりの信号を受け、単位距離当たりの移動物体の投影面積を求める面積検出部と、該面積検出部よりの信号を受け、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、移動物体の容積を算出する容積検出部とを有するものである。
【００２９】
請求項９の発明によれば、演算手段の投影面積変化検出部によって、受光素子の出力電圧の時間変化を移動物体の投影面積の時間変化に対応させ、前記速度に時間を乗算することで、移動物体の移動距離に対する投影面積の変化が検出され、面積検出部によって、単位距離当たりの移動物体の投影面積が求められ、さらに、容積検出部によって、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、移動物体の容積が算出される。
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００３３】
図１は本発明に係る移動物体であるインク液滴の検出装置の概略構成を示す図である。
【００３４】
図１において、インクジェット噴射装置１のノズル孔１ａから噴射されて空間を飛行するインク液滴２に、その飛行方向（移動方向）に直交する方向から、レーザ等の光源３よりの光を当て、フォトダイオードなどの受光素子４の受光面４ａに、インク液滴２の投影像を一定の倍率でもって結像させるためのレンズ手段５（対物レンズ）を介して、インク液滴２の影２Ａを投影するようになっている。つまり、インク液滴２の飛行経路の一側に飛行するインク液滴２に対し光を照射する光源３が、他側に前記光源３に対向して受光素子４がそれぞれ配設され、それらはインクジェット噴射装置１のノズル孔１ａより噴射された直後のインク液滴２について検出するものである。尚、前記レンズ手段５は、必要に応じて省略することができる。
【００３５】
ここで、前記光源３からの光は、受光面内の光強度を均等にするビームエキスパンド装置等（図示せず）を介してインク液滴２に当てられ、受光素子４の受光面内における光強度は均等で、前記受光素子４は、投影されたインク液滴２の影の面積を、それと直線的に比例する出力電圧（電気信号）に変換するように構成されている。よって、インク液滴２の投影面積の時間変化に応じて、受光素子４の出力電圧も時間的に変化するので、その電圧をＡ／Ｄ変換手段６にてＡ／Ｄ変換して、信号処理手段７により後述するように一定の信号処理を行うことで、インク液滴２の飛行速度及び容積を検出するようになっている。即ち、Ａ／Ｄ変換手段６と信号処理手段７とによって、受光素子４の出力電圧をＡ／Ｄ変換して得られた電圧波形に基づき、前記インク液滴２が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記インク液滴２の移動速度及び容積を算出する演算手段が構成されている。
【００３６】
尚、前記受光素子４を、入射した光量即ち光の当たる面積に比例した出力信号が得られるように構成し、その出力信号を、Ａ／Ｄ変換手段６にてＡ／Ｄ変換する前に、投影されたインク液滴２の影の面積と直線的に比例するように補正処理する補正回路によって補正するようにすることも可能である。
【００３７】
前記受光素子４は、受光面４ａを有し、当該受光面４ａは、インク液滴２の飛行方向（移動方向）に直交する第１及び第２の直線部４ｂ，４ｃを有し、該第１及び第２の直線部４ｂ，４ｃが、インク液滴２の入口側端部及び出口側端部になっている。
【００３８】
続いて、前記移動物体であるインク液滴２の移動速度及び容積の検出について、図２に基づいて説明する。但し、インク液滴２の形状は、移動方向に対して回転軸対称であるものとする。また、受光素子４としては、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、インク液滴２の移動方向の長さよりも長い単一のものを使用する。
【００３９】
まず、インク液滴２の影２Ａが、受光素子４上を、受光素子４の第１及び第２の直線部４ｂ，４ｃに対して直交して通過するように、インクジェット装置１と光源３、受光素子４などの測定系との位置合わせを行う（ステップＳ１）。ここで、インク液滴２は、必ずしも受光素子４の上下方向において中央部分を通過する必要はなく、インク液滴２の影２Ａが必ず受光素子４上を、はみ出さずに通過するようにすれば足りる。
【００４０】
位置合わせが終了した後、インク液滴２の影が受光素子４上にレンズ手段５の倍率をもって結像されるようにフォーカスの調整を行う（ステップＳ２）。
【００４１】
そして、光源３を消灯した暗状態での受光素子４についての出力電圧を記録し、その出力電圧を、受光素子４の受光面４ａがすべて影で覆われた状態での出力電圧であるとして、検出の基準値とする（ステップＳ３）。また、前記光源３を点灯し、受光素子４の受光面のすべての部分に均一に光が当たる状態とする（ステップＳ４）。このときの受光素子４の出力電圧が、インク液滴２の影２Ａが全く受光素子４の受光面上にない状態での出力電圧である。
【００４２】
それから、インクジェット装置１のノズル孔１ａより、インク液滴２を噴射する（ステップＳ５）。
【００４３】
このインク液滴２の噴射により、受光素子４の受光面上をインク液滴２の影２Ａが通過し、それによって受光素子４の出力電圧が変化するので、その受光素子４の出力電圧の時間変化を測定し（ステップＳ６）、その出力電圧をＡ／Ｄ変換手段６にてＡ／Ｄ変換する（ステップＳ７）。
【００４４】
このようにＡ／Ｄ変換して得られた電圧波形から、信号処理手段７にてインク液滴２（インク液滴）の速度、容積を計算する（ステップＳ８）。即ち、信号処理手段７において、まず、投影面積変化検出部７ａが、受光素子４の出力電圧をインク液滴２の投影面積に対応させ、前記速度に時間を乗算することで、インク液滴２の移動距離に対する投影面積の変化を検出する。それから、面積検出部７ｂが、前記投影面積変化部７ａよりの信号を受け、単位距離当たりのインク液滴２の投影面積を求める。そして、容積検出部７ｃが、前記面積検出部７ｂよりの信号を受けると、前記インク液滴２が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、インク液滴２の容積を算出する。
【００４５】
続いて、前記信号処理手段７による計算の手順の一例について説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ３において光源３を消灯した暗状態での出力電圧が記録されるが、その出力電圧ＶＡ（図４（ａ）参照）が、受光素子４の受光面がすべてインク液滴２の影２Ａで覆われた状態での出力電圧であるとして、検出の基準とされる。また、ステップＳ４において光源３を点灯し、インク液滴が吐出しておらず受光素子４の受光面がインク液滴２の影２Ａによって覆われていないときの出力電圧ＶＢが得られ（図４（ｂ）参照）、これも検出の基準として利用される。
【００４７】
そして、インク液滴２が、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、インク液滴２の影２Ａが受光素子４ｍの受光面上を通過する際に、図４（ｃ）に示されるような出力電圧波形が得られ、それがステップＳ７でＡ／Ｄ変換される。図４において位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、それぞれ、インク液滴２が受光素子４の受光面に進入を開始したとき、インク液滴２が受光素子４の受光面内に完全に入ったとき、インク液滴２が受光素子４の受光面から出始めたとき及びインク液滴２が受光素子４の受光面から完全に出たときであり、図３（ａ）〜（ｄ）に対応している。この波形の位置Ｐ１から位置Ｐ３までの時間（インク液滴２が第１の受光素子４の第１の直線部４ｂと第２の直線部４ｃとの間を通過する時間）で、受光素子４の、インク液滴２の移動方向における長さＸ（第１及び第２の直線部４ｂ，４ｃの間の距離）を除算することで、インク液滴２の平均移動速度を得る。即ち、
【数１】
0004468500.tif 000002
それから、投影面積検出部７ａによって、時間軸に前記平均移動速度を乗算することで、横軸において時間軸を距離軸に変換する。それと共に、縦軸において出力電圧の変化率を受光素子４の面積に乗算することによって、受光素子４の出力電圧を、インク液滴２による投影面積に換算する。すなわち、
【数２】
0004468500.tif 000003
ここで、前記レンズ手段５によって倍率ｎで投影されているときは、上記投影面積の値をｎ2で除算する必要がある。以上の計算結果から、図４（ｄ）に示す結果、即ち第１及び第２の直線部４ｂ，４ｃの間における移動距離と投影面積の関係が得られる。
【００４８】
しかる後、面積検出部７ｂにおいて、図４（ｄ）に示す波形を微分することで、移動距離と直径との関係式が得られる（図４（ｅ）参照）。ここで、インク液滴２の速度、形状に変化がなければ、受光素子４への進入時、退出時の波形より、正負が異なるが２つの大きさが等しい波形を得るので、このうち、どちらか一方（あるいは両方）の波形を２で割って、移動距離と半径との関係式を求め、最終的に、容積検出部７ｃによって、前記関係式を軸対称に回転積分することにより、インク液滴２の容積が得られる。
【００４９】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
前記実施の形態においては、移動する移動物体であるインク液滴の移動速度及び容積を検出するものについて説明しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、薬品類の計量、微少量の調合や、マイクロビーズ等の微小物体の分級にも適用することが可能である。
【００５４】
即ち、前者の場合は、図５に示すように、例えばインクジェット装置のような吐出装置２１によって、薬品類２２を吐出させ、前述した装置と同様に、前記薬品類２２に光源２３から光を当てて、レンズ手段２４を介して受光素子２５の受光面上に結像させることで、本装置によって空中を飛行する薬品類２２の容積を測定して、容器２６に収納することができ、重量を測定することが困難な、微少量の薬品類２２の計量が可能になる。よって、調合の際に、規定量に達したときに吐出を停止するようにすれば、微少量の調合に使用することができる。また、後者の場合は、図６に示すように、吐出装置３１から吐出されるマイクロビーズ、マイクロベアリングなどの微小物体３２に、同様に、光源３３から光を当てて、レンズ手段３４を介して受光素子３５の受光面上に結像させることで、容積がまちまちな微小物体３２を１つずつ同装置で測定することができ、それによって得られる容積情報から、エアノズル３６からのエア噴射などにより、収納する容器３７ａ，３７ｂを分けることで、容積（大きさ）に応じて選別、分級することが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００５６】
請求項１の発明は、移動物体の移動経路に略直交する２つの平行な第１及び第２の直線部を有し前記移動物体の移動方向の長さより長い受光素子に向けて、前記移動物体を介して、光源から光を照射し、前記受光面における移動物体の投影面積の変化に基づき、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出するようにしているので、簡単に、移動物体の容積を検出することができる。一方、前記第１及び第２の直線部の間を通過するのに要する時間から、移動物体の移動速度も併せて検出することができる。
【００５７】
請求項２の発明は、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光面（受光素子）がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧であるとしているので、それを基準として移動物体による投影面積の時間変化を簡単に算出することができる。
【００５８】
請求項３の発明は、移動物体が受光素子の第１の直線部から第２の直線部に移動するのに要する時間を検出し、第１及び第２の直線部の間の距離をそれらの間を通過する時間で除算することで、前記移動物体の移動速度を算出する一方、前記第１及び第２の直線部の間における移動物体の移動距離と投影面積との関係式を求めた後、それを微分して移動距離と直径との関係式を求めるようにしているので、受光素子における移動物体の投影面積の変化により、簡単に移動物体の移動速度と容積を一緒に即時に検出することができる。
【００５９】
【００６０】
請求項４の発明は、受光素子の第１及び第２の直線部を移動物体の影が通過するときを基準とする移動物体の投影面積の変化に対応する受光素子の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換して得られた電圧波形に基づき、前記移動物体の移動距離と直径との関係式を求め、前記移動物体を移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、前記関係式を軸対称に回転積分して前記移動物体の容積を算出する一方、前記受光素子の第１及び第２の直線部の間を通過するのに要する時間から、移動物体の移動速度を検出しているので、移動物体の容積及び移動速度を簡単に算出することができる。
【００６１】
請求項５の発明は、前記受光素子が、前記光源からの入射光量に直線的に比例する電圧を出力するようにし、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光素子がすべて影で覆われた状態であるときの出力電圧とし、それを基準値として演算手段が算出するようにしているので、演算が単純になる。
【００６２】
請求項６の発明は、前記受光素子よりの信号を、補正回路にて、入射光量に比例した信号に補正処理し、光源を消灯した状態での受光素子の出力電圧を、受光素子がすべて影で覆われた状態である基準値として演算手段が算出するようにしているので、演算が単純になる。
【００６３】
請求項７の発明は、受光素子の受光面上に、前記移動物体の投影画像を一定の倍率でもって結像させるようにしているので、移動物体による投影面積の変化を容易に検出できる。
【００６４】
請求項８の発明は、演算手段によって、移動物体が一方の直線部を通過してから他方の直線部を通過するまでの時間でもって、前記受光素子の直線部間の距離を除算することで、移動物体の速度を算出するようにしているので、移動物体の移動速度の検出が容易である。
【００６５】
請求項９の発明は、演算手段の投影面積変化検出部によって、受光素子の出力電圧を移動物体の投影面積に対応させ、前記速度に時間を乗算することで、移動物体の移動距離に対する投影面積の変化が検出され、面積検出部によって、単位距離当たりの移動物体の投影面積を求め、さらに、容積検出部によって、前記移動物体が移動方向の中心軸に関して軸対称な回転体であるとみなして、移動物体の容積を算出するようにしているので、移動物体の容積を簡単に検出できる。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る移動物体検出装置の一例である液滴検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】  同装置の動作の流れを示す流れ図である。
【図３】  （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ液滴の影と受光素子の受光面との関係を示す説明図である。
【図４】  （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ液滴の通過による受光素子の出力電圧、投影面積及び直径の変化を示す説明図である。
【図５】  変形例の説明図である。
【図６】  変形例の説明図である。
【符号の説明】
１  インクジェット装置
１ａ  ノズル
２  インク液滴（移動物体）
２Ａ  インク液滴の影
３  光源
４  受光素子
４ａ  受光面
４ｂ  第１の直線部
４ｃ  第２の直線部
５  レンズ手段
６  Ａ／Ｄ変換手段
７  信号処理手段
【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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