(57)【要約】【課題】インクジェット方式により打滴される液滴又は液滴内固形物の質量を正確に測定しうる、質量測定方法及び質量測定装置を提供する。【解決手段】発振させた水晶振動子(14)に対して測定対象の液滴をＩＪヘッド(12)から打滴し、水晶振動子に測定対象の液滴を付着させる前後の共振周波数Ｆ１，Ｆ２を測定し、Ｆ１，Ｆ２の差に基づいて液滴又は液滴に含まれる固形物の質量を算出する質量算出方法において、水晶振動子の電極(42)の表面積ＡＱ、液滴を付着させないときの共振周波数Ｆ、液滴の粘度η、液滴の密度ρにより表される測定対象の液滴の総量ＶがＶ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２を満たし、測定対象の液滴同士が合一せず、先の液滴が平衡状態に達した後に次の液滴が打滴され、測定対象の液滴付着前の共振周波数Ｆ１を測定し、先の液滴が平衡状態に達した後に当該液滴付着後の共振周波数Ｆ２が測定される。【選択図】図１
2013024562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振させた振動子に対して測定対象の液滴を付着させる液滴付着工程と、
前記発振させた振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１を測定するとともに、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定する周波数測定工程と、
前記測定された前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１と前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２との差に基づいて、前記振動子に付着させた液滴の質量又は前記振動子に付着させた液滴に含まれる固形物の質量を算出する演算工程と、
を含み、
前記液滴付着工程は、前記振動子の測定対象の液滴を付着させる面の表面積ＡＱ、液滴を付着させないときの共振周波数Ｆ、測定対象の液滴の粘度η、測定対象の液滴の密度ρを用いて表される、前記振動子に付着させる測定対象の液滴の総量Ｖが、次式
Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
の条件を満たし、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれに対して少なくとも一滴の測定対象の液滴を付着させるとともに、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件を満たし、かつ、先に付着させた測定対象の液滴が前記振動子上で平衡状態に達した後に、次の液滴の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させ、
前記周波数測定工程は、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれについて、前記振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１を測定し、前記振動子に付着させた前記測定対象の液滴が平衡状態に達した後に、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定することを特徴とする質量測定方法。
【請求項２】
前記周波数測定工程は、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２の変動が１ヘルツ以下になった状態で、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数を測定することを特徴とする請求項１に記載の質量測定方法。
【請求項３】
前記液滴付着工程は、異なる付着位置に付着させる液滴の付着時間間隔を１０分以上とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の質量測定方法。
【請求項４】
前記測定対象の液滴が平衡状態で液体である場合は、前記測定対象の液滴の体積ＶＡ、前記測定対象の液滴の平衡状態における最大高さｈ、前記測定対象の液滴の平衡状態における半径ｒ、前記測定対象の液滴の平衡状態における密度ρＬ前記振動子の液滴を付着させないときの共振周波数Ｆを用いて、前記振動子に対する前記測定対象の液体の接触角θは、次式
[｛３×ＶＡ×（１＋ｃｏｓθ）×ｓｉｎθ｝／｛π×（１−ｃｏｓθ）×（２＋ｃｏｓθ）｝]１／３×ｔａｎ（θ／２）≦｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
の条件を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の質量測定方法。
【請求項５】
前記振動子は電極対によって水晶片をはさみこんだ構造を有する水晶振動子であり、前記測定対象の液滴を付着させる面は前記電極対のいずれか一方の電極であり、
前記演算工程は、前記測定対象の液滴の質量ｍを算出する際に、前記水晶振動子の厚みにカット面で決められる定数を乗じて求められる基本周波数Ｆ０、前記水晶振動子の弾性率μ、前記水晶振動子の密度ρ、前記電極の表面積ＡＥにより規定される、次式ΔＦ＝−２×Ｆ０２×｛ｍ／（ＡＥ×（ρ×μ）１／２）｝を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の質量測定方法。
【請求項６】
前記液滴付着工程は、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件として、先に付着させた液滴の付着位置と後に付着させる液滴の付着位置との間隔が、後に付着させる液滴の直径を超えるように、前記後に付着させる液滴の付着位置を選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の質量測定方法。
【請求項７】
前記液滴付着工程は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから測定対象の液滴を打滴し、同一のノズルから複数の異なる付着位置に測定対象の液滴を打滴することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の質量測定方法。
【請求項８】
前記液滴付着工程は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから測定対象の液滴を打滴し、異なるノズルから複数の異なる付着位置に測定対象の液滴を打滴することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の質量測定方法。
【請求項９】
測定対象の液滴を付着させる振動子と、
前記振動子を発振させる発振手段と、
前記発振させた振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１を測定するとともに、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定する周波数測定手段と、
前記測定された前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１と前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２との差に基づいて、前記振動子に付着させた液滴の質量又は前記振動子に付着させた液滴に含まれる固形物の質量を算出する演算手段と、
を備え、
前記振動子に測定対象の液滴を付着させる際に、前記振動子の測定対象の液滴を付着させる面の表面積ＡＱ、液滴を付着させていときの共振周波数Ｆ、測定対象の液滴の粘度η、測定対象の液滴の密度ρを用いて表される、前記振動子に付着させる測定対象の液滴の総量Ｖが、次式
Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
の条件を満たし、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれに対して少なくとも一滴の測定対象の液滴を付着させるとともに、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件を満たし、かつ、先に付着させた測定対象の液滴が前記振動子上で平衡状態に達した後に、次の液滴の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させ、
前記周波数測定手段は、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれについて、前記振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１を測定し、前記振動子に付着させた前記測定対象の液滴が平衡状態に達した後に、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定することを特徴とする質量測定装置。
【請求項１０】
複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから前記振動子に測定対象の液滴を付着させることを特徴とする請求項９に記載の質量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量測定方法及び質量測定装置に係り、特に液滴内固形物の質量や液滴の質量など、微小な質量を高精度に測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット技術は機能性液体を用いたパターン形成などの産業用途に用いられることがある。インクジェット技術を産業用途に用いる場合は、機能性を発現させるために所定のパターンがミクロ的に形成されるので、液滴一滴ごとの質量を測定する必要や、吐出ばらつきを把握する必要がある。しかし、インクジェット方式により形成されるナノグラムスケールの微小な液滴の質量を正確にかつ高精度に測定する技術は、現在確立されていない。
【０００３】
ナノグラムスケールの微小な質量変化を測定する方法として、非特許文献１に水晶振動子化学計測システムが掲載されている。かかる手法では、水晶振動子を共振させて、該水晶振動子にナノグラムスケールの微小質量を有する物質を付着させ、該水晶振動子の共振周波数の変化から当該微小質量を把握している。
【０００４】
上記非特許文献１に掲載された微小質量の測定方法は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ））法とも呼ばれ、非特許文献１に掲載された微小質量の測定方法と同様の手法は、以下の特許文献１から特許文献５にも開示されている。
【０００５】
特許文献１は、ヘッドから振動子へインクを噴射させて、振動子の共振周波数の変化を検出し、検出結果から振動子に付着したインクの質量を把握するインクジェットプリンタを開示している。
【０００６】
特許文献２は、液滴が吐出される前後の圧電振動子の共振周波数を検出し、該共振周波数に基づいて該液滴の重量を測定する液滴重量測定方法を開示している。
【０００７】
特許文献３は、水晶振動子に液滴が着弾することによって生じる周波数の変化を基に、インク吐出機構の吐出動作を補正する補正情報を出力するインク塗布量測定装置を備えたインクジェット塗布装置を開示している。
【０００８】
特許文献４は、水晶振動子と、当該水晶振動子の共振周波数の変化に基づいて液滴の重量を測定する測定器を具備する液滴吐出量評価試験装置を開示している。
【０００９】
特許文献５は、振動子の電極表面に複数の液滴を配置し、該複数の液滴の乾燥過程における振動子の周波数を検出した結果に基づいて、該複数の液滴の質量を求める液滴情報測定方法を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】超音波テクノ（日本工業出版）１９９５年２月号、特集：振動で粘度を計る「水晶振動子化学計測システム」、松村宏、安宅龍明著
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３０５８３１号公報
【特許文献２】特開２００５−６１８６９号公報
【特許文献３】特開２００５−２６２４５０号公報
【特許文献４】特開２００４−３６１２３４号公報
【特許文献５】特開２００５−２８２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、非特許文献１、及び特許文献１から特許文献５は、微小量の液滴の質量測定、又は微小量の液滴の蒸発量測定が可能である旨を開示しているものの、実用的かつ具体的な構成（形態）についての開示がされていない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、インクジェット方式により打滴される液滴又は液滴内固形物の質量を正確に測定しうる、質量測定方法及び質量測定装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る質量測定方法は、発振させた振動子に対して測定対象の液滴を付着させる液滴付着工程と、前記発振させた振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１を測定するとともに、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定する周波数測定工程と、前記測定された前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１と前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２との差に基づいて、前記振動子に付着させた液滴の質量又は前記振動子に付着させた液滴に含まれる固形物の質量を算出する演算工程と、を含み、前記液滴付着工程は、前記振動子の測定対象の液滴を付着させる面の表面積ＡＱ、液滴を付着させないときの共振周波数Ｆ、測定対象の液滴の粘度η、測定対象の液滴の密度ρを用いて表される、前記振動子に付着させる測定対象の液滴の総量Ｖが、次式Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２の条件を満たし、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれに対して少なくとも一滴の測定対象の液滴を付着させるとともに、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件を満たし、かつ、先に付着させた測定対象の液滴が前記振動子上で平衡状態に達した後に、次の液滴の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させ、前記周波数測定工程は、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれについて、前記振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１を測定し、前記振動子に付着させた前記測定対象の液滴が平衡状態に達した後に、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２で表される振動子に付着させる測定対象の液滴の総量以下となるように振動子に測定対象の液滴を付着させ、異なる付着位置に付着させた液体同士が合一しない条件を満たし、先に付着させた液滴が平衡状態に達した後に次の付着位置に次の液滴を付着させる条件を満たすように測定対象の液滴を付着させ、測定対象の液滴が平衡状態に達した後の振動子の共振周波数が液滴を付着させた後の振動子の共振周波数として測定されるので、液滴を付着させた後の振動子の共振周波数が正確に測定され、測定対象の液滴の質量が正確に求められる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る液滴質量測定装置（システム）の概略構成を示す全体構成図
【図２】図１に示す水晶振動子の構成を示す平面図
【図３】図１に示す水晶振動子の等価回路図
【図４】図１に示す周波数測定部の測定原理の説明図
【図５】図１に示す発振回路の一例を示すブロック図
【図６】図１に示す周波数測定部における共振周波数測定の結果を説明する図
【図７】水晶振動子上で合一せずに平衡状態となった複数の液滴を模式的に図示した説明図
【図８】図７に示す複数の液滴の共振周波数測定の結果を示す図
【図９】図８の一部拡大図
【図１０】水晶振動子上で合一した液滴を模式的に図示した説明図
【図１１】図１０に示す液滴の共振周波数測定の結果を示す図
【図１２】図１１の一部拡大図
【図１３】液滴の接触角の説明図
【図１４】拡張濡れ状態における接触角及び液滴の直径の時間経過による変化を示す説明図
【図１５】非揮発性液の共振周波数測定の結果を示す図
【図１６】図１５の一部拡大図
【図１７】同一ノズルから複数の液滴が打滴される場合の周波数測定部による周波数測定の制御の流れを示すフローチャート。
【図１８】異なるノズルから液滴が打滴される場合の周波数測定部による周波数測定の制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
〔質量測定装置（システム）の全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る質量測定装置（システム）の概略構成を示す全体構成図である。以下に示す質量測定装置は、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ））法を用いて、インクジェットヘッドから打滴した液滴の質量を正確かつ高精度に測定するものである。
【００１９】
図１に示す質量測定装置１０は、インクジェットヘッド１２から打滴された測定対象の液滴を付着させる水晶振動子１４と、水晶振動子１４のインクジェットヘッド１２と対向する面の反対側面を支持する支持部１５と、水晶振動子１４を発振させる発振回路１６と、水晶振動子１４の共振周波数を測定する周波数測定部１８と、周波数測定部１８による測定結果に基づいて演算を行い、測定対象の液滴の質量を算出する質量算出部２０と、を備えて構成されている。
【００２０】
インクジェットヘッド１２は、打滴制御部２２により打滴が制御される。打滴制御部２２はインクジェットヘッド１２に対して駆動電圧を印加して、液滴を打滴するノズルを選択し、当該ノズルの打滴量、打滴タイミングを指令する。
【００２１】
インクジェットヘッド１２の詳細な構造の図示は省略するが、圧力発生素子として圧電素子を備えた圧電方式や、液滴を加熱するヒータを備え、液滴の膜沸騰現象を利用するサーマル方式など、各種の打滴方式を適用することができる。
【００２２】
インクジェットヘッド１２は、移動部２４によって水晶振動子１４の液滴着弾面１４Ａと平行な面内において移動可能に支持されている。インクジェットヘッド１２を移動させて、水晶振動子１４の液滴着弾面１４Ａ上における液滴の着弾位置を適宜変更することができる。図１に図示した矢印線は、インクジェットヘッド１２の移動方向を表している。
【００２３】
図示は省略するが、インクジェットヘッド１２のノズル面（水晶振動子１４と対向する面には複数のノズルが設けられている。かかるノズルから水晶振動子１４に対して測定対象の液滴が打滴される。インクジェットヘッド１２のノズル配置の一例として、一列配置、二列の千鳥配置、マトリクス配置などが挙げられる。
【００２４】
移動部２４の詳細な図示は省略するが、インクジェットヘッド１２を支持するガイドと、ボールネジ、ベルト駆動系等の駆動機構と、駆動機構の駆動源（モータ）と、を含んで構成される。なお、駆動機構と駆動源とを一体構成にしたリニアアクチュエータを適用してもよい。
【００２５】
ヘッド移動制御部２６は、該駆動源を動作させてインクジェットヘッド１２の移動を制御する。ヘッド移動制御部２６は、該駆動源に電力を供給する駆動回路（ドライバー回路）と、該駆動回路へ送られる指令信号を生成する指令信号生成部と、を含んで構成される。
【００２６】
周波数測定部（周波数カウンター）１８により測定された水晶振動子１４の共振周波数の測定データは、システム制御部２８を介して記憶部３０へ記憶される。また、該測定データはシステム制御部２８を介して質量算出部２０へ送られ、質量算出部２０は、該測定データに基づく演算を行って測定対象の液滴の質量を算出する。
【００２７】
なお、周波数測定部１８と記憶部３０とを一体構成とすることも可能である。また、質量算出部２０により算出された質量のデータを記憶部３０に記憶してもよいし、質量算出部２０に付随して該質量のデータを記憶する記憶部を備えてもよい。
【００２８】
図２は、図１に示す水晶振動子１４の構成を示す平面図である。図２に示すように、水晶振動子１４は平面形状が正方形の水晶片４０を備え、水晶片４０の表面（同図に図示された面）及び裏面（同図に図示された面の反対面）の両面に一対の電極４２，４４が設けられている。同図における電極４２は同図における表面に設けられ、電極４４は同図における裏面に設けられている。
【００２９】
すなわち、水晶振動子１４は一対の電極４２，４４に水晶片４０がはさまれた構造を有している。電極４２，４４は金（Ａｕ）やプラチナ（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）などの導電率が高い金属であり、測定対象の液滴より腐食しない所定の耐液性能を有する金属が好ましい。
【００３０】
水晶片４０は、Ｌ字形状の支持体４６，４８によって振動自在に支持されるとともに、支持体４６，４８に支持された状態で絶縁体５０に固定される。支持体４６，４８は導電性を有しており、電極４２は支持体４６と導通し、電極４４は支持体４８と導通している。さらに、支持体４６は端子５２と導通し、支持体４８は端子５４と導通している。
【００３１】
図２の端子５２，５４の一方は、水晶振動子１４を発振させるため発振回路（図１参照）接続され、他方は周波数測定部１８に接続される。
【００３２】
図３は、水晶振動子１４の等価回路図である。水晶振動子１４は、誘導成分Ｌ１と、容量成分Ｃ１と、抵抗成分Ｒ１との直列接続回路に、コンデンサＣ０を並列接続させた電気回路と電気的に等価である。
【００３３】
コンデンサＣ０は水晶片４０の両面に設けられた電極４２，４４による容量成分（電気的な並列容量）であり、誘導成分Ｌ１、容量成分Ｃ１、抵抗成分Ｒ１は、電気的振動に対応する因子であり、これらの因子は機械的振動に対応付けされる。
【００３４】
すなわち、誘導成分Ｌ１は質量、容量成分Ｃ１はバネ定数、抵抗成分Ｒ１は機械的抵抗に対応している。
【００３５】
また、水晶片４０は電気的な固有周波数を有しており、水晶片４０に両面の設けられた電極４２（４４）に通電すると、該ＬＲＣ共振回路（等価回路）は固有振動数で発振を開始し、水晶片４０も発振周波数と同じ周波数で振動する。
【００３６】
水晶片４０の発振周波数（固有振動数）は、主として、結晶の成長軸に対して水晶片４０を切り出した角度と、水晶片４０の厚さによって決まる。また、水晶片４０の振動形態は、薄板を切り出した角度によって決められる。ＱＣＭでは、機械的高調波振動（オーバートーン）が発生しやすい、ＡＴカットと呼ばれる所定の角度で切り出された水晶が適用される。
【００３７】
ＡＴカットされた水晶片４０の振動形態は、いわゆる厚みすべり振動であり、水晶片４０の表面と裏面が水晶の厚み方向と直交する方向に、互いにずれるように振動する形態となる。
【００３８】
水晶振動子１４は、自身に作用する外力が一定であれば、一定の共振周波数で振動するが、電極４２（４４）に液滴が付着して外力が変化すると、外力の変化量に応じて共振周波数が変化する特性を有している。
【００３９】
すなわち、水晶片４０をはさむ電極４２，４４のいずれか一方に液滴が付着すると、付着した液滴の質量及び粘度に応じて水晶振動子１４の共振周波数が変化する。
【００４０】
図４は、図１に示す周波数測定部１８の一構成例を示すブロック図であり、外部発振方式を用いた測定回路の概略構成が図示されている。図４に示すように、水晶振動子１４の一方の電極４２に発振回路１６を接続し、振動電圧Ｖｉｎを印加して水晶振動子１４を励起させる。
【００４１】
電圧計６０は、励起された水晶振動子１４の他方の電極４４とＧＮＤ間に接続された抵抗器ＲＬの両端電圧Ｖｐを測定する。電圧計６０の測定電圧Ｖｐから抵抗器ＲＬに流れる電流、すなわち、水晶振動子１４に流れる電流Ｉｐ（＝Ｖｐ／ＲＬ）が把握される。
【００４２】
水晶振動子１４に印加された振動電圧Ｖｉｎと、水晶振動子１４に流れる電流Ｉｐと、の関係からその周波数に対する水晶振動子１４の電気的なインピーダンス（＝Ｖｉｎ／Ｉｐ）が求められる。該インピーダンスは共振周波数付近で大きく変化するので、インピーダンスの変化から共振周波数を把握することができる。
【００４３】
図４に図示された外部発振方式の他に、インピーダンスアナライザーやネットワークアナライザーを用いることによって、水晶振動子１４のアドミッタンス特性を測定し、共振周波数を求めることも可能である。
【００４４】
なお、共振周波数そのものは等価共振回路の誘導成分Ｌ１（図３参照）に反映している測定対象の液滴の質量変化によって変化するが、液滴の粘性による影響を考慮することが好ましい。
【００４５】
図５は、図１に示す発振回路１６の具体例を示すブロック図である。同図に示す発振回路は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）と呼ばれる高周波発振回路であり、増幅器７０，７２に正帰還をかけて共振させる共振回路７４，７６が用いられる。
【００４６】
図５に示す水晶振動子１４を含む発振回路１６を共振状態としておき、水晶振動子１４の電極４２（４４）に液滴が付着したことによって変化する共振周波数を、周波数測定部１８により計測することができる。
【００４７】
質量算出部２０は、周波数測定部１８によって測定された水晶振動子１４に液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１（ヘルツ）と、液滴を付着させた後の共振周波数Ｆ２（ヘルツ）の変化ΔＦ（Ｆ２−Ｆ１）（ヘルツ）から、演算によって測定対象の液滴の質量ｍを算出する。
【００４８】
ここで、共振周波数の変化ΔＦと、液滴の質量ｍ（グラム）との関係は、次式
ΔＦ＝−２×Ｆ０２×｛ｍ／（ＡＥ×（ρ×μ）１／２）｝
により表される。
【００４９】
なお、Ｆ０は基本周波数（ヘルツ）、μは水晶片４０の弾性率（ダイン毎平方センチメートル）、ρは水晶片４０の密度（グラム毎立方センチメートル）、ＡＥは電極４２（４４）の総面積（平方センチメートル）である。
【００５０】
ＡＴカットされた水晶片４０における弾性率μは、２．９５×１０１５（ダイン毎平方センチメートル）であり、水晶（石英の単結晶）の密度ρは、２．６（グラム毎立方センチメートル）である。
【００５１】
また、基本振動数Ｆ０と水晶片４０の厚みｔ（ミリメートル）との関係は、次式
Ｆ０＝Ｋ／ｔ
により表される。なお、Ｋ（メガヘルツ・ミリメートル）は水晶片４０のカット面で決まる定数であり、ＡＴカットの場合は１．６６メガヘルツ・ミリメートルである。
【００５２】
〔周波数（質量）測定の具体例〕
次に、質量測定の具体例について説明する。図６は、周波数測定部１８により得られた水晶振動子１４の共振周波数の測定データであり、時間経過に対する共振周波数の変化を示している。図６の横軸は経過時間（秒）、縦軸は周波数（ヘルツ）である。
【００５３】
インクジェットヘッドシステムとして、ＤＭＰ−２８３１（FUJIFILM Dimatix社製）を使用し、常温（２５℃）環境化において、同システムのインクジェットヘッド（ＤＭＣ−１１６１０）からＵＶインク（紫外線の照射により硬化するインク）を打滴した。このＵＶインクの粘度は１２センチポアズ（ミリパスカル・秒）、表面張力は２８ミリニュートン・メートルである。
【００５４】
図６に示す共振周波数の測定データは、水晶振動子１４の電極４２（図１参照）の略中央位置に、１滴あたり１０ピコリットルの体積を有する液滴が連続して１０滴打滴され、合計で１００ピコリットルの液滴を測定したものである。
【００５５】
図６に示すように、共振周波数が最小値となるタイミングは１０滴目の打滴が終了してから所定時間が経過した後となっている。この１０滴目の打滴が終了したタイミングから同一位置に着弾した１０滴の液滴は合一して一滴となって濡れ広がるとともに溶媒の蒸発が進み、平衡状態に達する。
【００５６】
水晶振動子１４に着弾した液滴が平衡状態になると、水晶振動子１４の共振周波数の変化が収束して、一定の共振周波数を示す。この平衡状態に達した液滴の共振周波数が「液滴を付着させた後の共振周波数Ｆ２」として測定される。
【００５７】
液滴が平衡状態となるまでの時間は、液体の条件（測定対象の液滴の体積、粘度などの物性値等）、環境条件（温度、湿度等）により異なる。また、平衡状態に達すると溶媒成分が完全に揮発してしまい、固形物のみが残留するもの、溶媒成分が完全に揮発せずに液体状態を維持したまま平衡状態に達するもの、いずれの場合もありうる。
【００５８】
すなわち、溶媒成分が完全に揮発してしまい固形物のみが残留して平衡状態に達する液滴は液滴内固形物の質量が測定され、液体状態を維持したまま平衡状態に達する液滴は液滴の質量が測定される。
【００５９】
本例に示す質量測定方法により測定可能な液滴として、インクジェット記録装置用の各種インク、感光性樹脂を含有する樹脂液（レジスト液）、電気配線を形成する金属材料（Ａｕ、Ａｇなど）を含有する金属液が挙げられる。
【００６０】
溶媒成分が完全に揮発してしまい固形物のみが残留して平衡状態に達する液として、水などの揮発性溶媒が用いられる液が挙げられる。また、溶媒成分が完全に揮発せずに液体状態を維持したまま平衡状態に達する液として、高沸点溶媒（高沸点溶媒を含む混合溶媒）が用いられる液体が挙げられる。
【００６１】
ここで、水晶振動子１４は付着させることができる液滴の限界体積が決められている。例えば、１００滴の測定をする場合に１００滴の総量がこの限界体積以下となるように、液滴の打滴条件（一回の打滴の体積、一打滴位置に付着させる液滴の体積）が決められる。
【００６２】
液滴の限界体積をＶｍａｘ（立方メートル）、水晶振動子１４の表面積をＡＱ（平方メートル）、水晶振動子１４の液滴を付着させないときの共振周波数Ｆ（ヘルツ）、液滴の粘度をη（パスカル・秒）、液滴の密度をρＬ（キログラム毎立方メートル）とすると、次式
Ｖｍａｘ＝ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
で表される。つまり、測定対象の液滴の総体積Ｖは、次式
Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２  …（１）
の条件を満たす。
【００６３】
液滴が平衡状態に達した否かの判断は、液滴を着弾させた後の共振周波数Ｆ２の変動が所定範囲内に収まっているか否かで判断することができる。液滴を着弾させた後の共振周波数Ｆ２の変動が１ヘルツ以内であれば液滴が平衡状態に達したと判断することができる。
【００６４】
すなわち、図６に示すように、水晶振動子１４の発振開始からの共振周波数（測定対象の液滴付着前の共振周波数Ｆ１）を所定の時間間隔でサンプリングして監視しながら液滴を付着させ、当該測定対象の液滴を付着させた後の共振周波数Ｆ２を所定の時間間隔でサンプリングして監視しながら、共振周波数Ｆ２が平衡状態に達したか否かを判断することができる。
【００６５】
次に、連続して打滴される複数の液滴について、それぞれの質量を測定する方法について説明する。
【００６６】
図７は、水晶振動子１４（電極４２，４４）上で異なる打滴位置に打滴された液滴８０、８０が合一せずに平衡状態となった複数の液滴８０、８０を模式的に図示した説明図であり、１０ヶ所の打滴位置に１０個の液滴８０、８０を着弾させた状態が図示されている。各液滴８０、８０の体積は１０ピコリットルである。
【００６７】
複数の液滴について、液滴ごと（打滴ごと）の質量を測定するには、水晶振動子１４で各液滴８０、８０が合一しないように、一回の打滴ごとに打滴位置が変更される。また、先に打滴した液滴８０が平衡状態に達した後に（先の液滴に対応する水晶振動子１４の共振周波数が測定できる条件で）、次の液滴８０が打滴される。
【００６８】
例えば、液滴ごとの着弾位置間隔が液滴の直径を超える条件を満たすことで、先に打滴された液滴と次に打滴された液滴との合一を回避しうる。また、液滴ごとの着弾時間間隔が、一滴が単独で平衡状態に達するまでの時間を超える条件を満たすことで、先の液滴に対応する水晶振動子１４の共振周波数が測定できる条件で次の液滴８０を打滴しうる。図７に示す１０個の液滴８０、８０は、互いに合一せずに１０ヶ所の打滴位置に着弾し、互いに孤立して平衡状態に達している。
【００６９】
図８は、図７に示す液滴の測定結果を示す図であり、図９は図８の一部拡大図である。図８に符号９０を付した共振周波数は１滴目の液滴８０に対応している。また、符号９２，９４，９６を付した共振周波数は、２滴目、５滴目、１０滴目に対応している。
【００７０】
図８に示す測定結果における１滴目から１０滴目のそれぞれの打滴時間間隔は、１０分（６００秒）となっている。１滴目から１０滴目のいずれの液滴８０、８０においても、次の液滴が打滴されるまでに共振周波数の変動が収束し、当該液滴の共振周波数の測定が可能となっている。
【００７１】
すなわち、いずれの場合も液滴の付着タイミング（周波数が急激に降下しているタイミング）から約３００秒（５分）以内に共振周波数の変動が収束している。測定誤差を考慮すると、液滴の付着タイミングから６００秒（１０分）以内に共振周波数の変動がヘルツ以内に収束しているといえる。
【００７２】
図９（ａ）は、符号９０を付した共振周波数を拡大したものであり、図９（ｂ）から（ｄ）はそれぞれ、図８の符号９２，９４，９６を付した共振周波数を拡大したものである。図９（ａ）から（ｄ）に示す共振周波数の変動はいずれも１ヘルツ以内となっており、共振周波数測定の共振周波数の変動条件を満たしている。
【００７３】
図８及び図９より、１滴目の共振周波数Ｆ２は−２．５ヘルツ（中心値）、２滴目の共振周波数Ｆ２は−７．５ヘルツ（ΔＦ＝５ヘルツ）、５滴目の共振周波数Ｆ２は−２２ヘルツ、１０滴目の共振周波数Ｆ２は−４４．５ヘルツである。
【００７４】
なお、測定値の符号はデータ処理の都合により付されたものであり、ΔＦを算出する際には、Ｆ１とＦ２との大小関係を考慮した上で、絶対値として取り扱えばよい。このようにして求められた液滴を付着させてから平衡状態に達するまでの時間を、液滴の種類、温度、湿度等の環境条件、一打滴位置あたりの体積をパラメータとして記憶しておくことで、このデータを利用することができる。
【００７５】
図１０及び図１１を用いて、本例の比較例について説明する。図１０は、水晶振動子１４上で合一した液滴８０’、８０’を模式的に図示した説明図であり、図１１は図１０に示す液滴８０’ 、８０’の測定結果を示す図である。また、図１２（ａ）から（ｃ）は、図１１の一部拡大図である。
【００７６】
図１２（ａ）は図１１に符号９０’を付した１滴目の共振周波数であり、図１２（ｂ）、（ｃ）は図１１に符号９２’，９４’を付した２滴目、５滴目の共振周波数である。
【００７７】
図１０に図示した液滴は、６個の液滴８０（破線により図示）を異なる打滴位置に打滴したものの、隣接する液滴８０、８０同士が合一してしまい、３個の液滴８０’、８０’（実線により図示）となって平衡状態に達したものである。
【００７８】
水晶振動子１４上に着弾した液滴８０、８０が合一してしまうと、図１２（ａ）に示す１滴目の共振周波数はその変動が１ヘルツ以内に収まっているので、共振周波数の測定が可能であるものの、２滴目以降の液滴８０、８０は共振周波数の変動が１ヘルツ以内に収束しない。また、液滴ごと（打滴ごと）に共振周波数の変動が異なる挙動を示しているので、共振周波数の測定は困難である。
【００７９】
以上説明したＱＣＭを用いた質量測定方法を用いて、複数の液滴のそれぞれの質量を測定するには、各液滴８０、８０が合一しないように液滴８０、８０の着弾位置の間隔が各液滴８０、８０の直径を超える条件を満たし、かつ、水晶振動子１４に液滴８０を着弾させてから平衡状態に達した後に次の液滴８０を着弾させる条件を満たす必要がある。
【００８０】
上述したように、本例に示す質量測定方法は、溶媒成分が完全に蒸発した後の液滴の固形物の質量だけでなく、溶媒成分が完全に蒸発せずに液体のまま平衡状態に達した液滴の質量も測定することができる。
【００８１】
すなわち、液滴の濡れ広がりが収束した状態（濡れ広がりが進行しない状態）を平衡状態として、当該液体の質量（共振周波数）の測定が可能である。
【００８２】
次に、図１３を用いて着弾後の液滴の接触角の条件について説明する。図１３は、液滴（ドット）の断面を示している。液滴の体積をＶＡ、高さをｈ、半径をｒ、接触角をθとする。接触角θは、次式
θ＝２×ａｒｃｔａｎ（ｈ／ｒ）
で表される。したがって、次式
ＶＡ／ｒ３＝（π／３）×［｛（１−ｃｏｓθ）×（２＋ｃｏｓθ）｝／｛（１＋ｃｏｓθ）×ｓｉｎθ｝］
が導出される。また、液滴の高さｈは、次式
ｈ＝ｒ×ｔａｎ（θ／２）
と表され、これは、
ｈ＝[｛３×ＶＡ×（１＋ｃｏｓθ）×ｓｉｎθ｝／｛π×（１−ｃｏｓθ）×（２＋ｃｏｓθ）｝]１／３×ｔａｎ（θ／２）
と表すことができる。ここで、液滴の高さｈは、液滴の界面の振動が液滴に侵入する距離を平均化した深さである「粘性侵入度」（次式右辺）以下であるので、
ｈ≦｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
となる。したがって、接触角θは、次式
[｛３×ＶＡ×（１＋ｃｏｓθ）×ｓｉｎθ｝／｛π×（１−ｃｏｓθ）×（２＋ｃｏｓθ）｝]１／３×ｔａｎ（θ／２）≦｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２  …（２）
の条件を満たしている。
【００８３】
上記式（２）に基づいて、インクジェットヘッドから打滴される液体の粘度ηと、液滴の体積ＶＡと、を用いて接触角θの計算を行うと、１０ミリパスカル・秒の粘度を有する液滴を打滴した場合に上記式（１）の条件を満たす液滴の接触角θは１度以下であり、かかる状態は拡張濡れ（超親液）状態と考えられる。
【００８４】
図１４は、拡張濡れの説明図であり、着弾後の経過時間に対する接触角、直径の関係を示している。同図は、親液基板(イソプロピルアルコールを用いて、石英基板を超音波洗浄したもの)に銀（Ａｇ）ナノインクをインクジェット方式により打滴したときの、時間経過に伴う接触角の変化（符号１００を付して図示）、液滴の直径の変化（符号１０２を付して図示）を示している。
【００８５】
同図に示すように、着弾後６０秒経過後には、接触角、直径とも変化が収束しているといえるので、拡張濡れ（超親液）状態においても、液滴の濡れ広がりが着弾後６０秒程度で収束すると考えられる。
【００８６】
図１５は、不揮発性溶媒を用いた液滴における共振周波数の測定データであり、図１６（ａ）、（ｂ）は図１５の一部拡大図である。図１５は、同一の打滴位置に１０ピコリットルの液滴を１０滴打滴した場合の共振周波数の測定データである。図１６（ａ）は図１５の符号１１０を付した共振周波数を拡大したものであり、図１６（ｂ）は図１５の符号１１２を付した共振周波数を拡大したものである。
【００８７】
６００秒のタイミングで液滴が着弾し、７００秒のタイミング以降は、共振周波数の変動が収束しているといえる。すなわち、液滴が着弾してから１０分後（６００秒後）には、共振周波数の変動は１ヘルツ以内に収束しているといえる。
【００８８】
以上説明した質量測定方法は、同一のノズルにおける打滴ごとのばらつきの検証に利用することができる。また、ノズル間の打滴のばらつきの検証に利用することも可能である。
【００８９】
図１７は、同一のノズルから複数の液滴を異なる打滴位置に打滴して、当該ノズル単体の吐出特性（打滴のばらつき）の検証に利用する場合における、共振周波数の測定の流れを示すフローチャートである。
【００９０】
同図に示すように、共振周波数測定が開始されると（ステップＳ１０）、水晶振動子１４の発振を開始させ（ステップＳ１２）、共振周波数の測定（周波数計測）が開始される（ステップＳ１４）。
【００９１】
対象ノズルから水晶振動子１４の第１位置に１滴目が打滴され（ステップＳ１６）、１滴目の液滴が着弾した後の水晶振動子１４の共振周波数が監視される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において、共振周波数の変動が１ヘルツを超えている場合には（Ｎｏ判定）、水晶振動子１４の共振周波数の監視が継続され（ステップＳ１８）、ステップＳ１８において、共振周波数の変動が１ヘルツ以下になると（Ｙｅｓ判定）、当該共振周波数が記憶部３０（図１参照）記憶される（図１７のステップＳ２０）。
【００９２】
記憶部３０に記憶される共振周波数は、変動の最大値でもよいし、最小値でもよい。また、平均値、中心値としてもよい。
【００９３】
その後、ステップＳ２２において次の測定があるか否かが判断され、次の測定があると判断されると（Ｙｅｓ判定）、次の打滴位置に対応してインクジェットヘッド（図１参照）の位置を移動させ（ステップＳ２４）、次の打滴位置に次の液滴が打滴され（ステップＳ２６）、ステップＳ１８からステップＳ２２の処理が繰り返される。
【００９４】
一方、ステップＳ２２において次の測定がないと判断されると（Ｎｏ判定）、当該共振周波数測定は終了される。
【００９５】
このようにして測定された打滴ごとの共振周波数の測定値は、図１に示す記憶部３０に記憶される。質量算出部２０は、打滴ごとの共振周波数の測定値を参照して、打滴ごとの液滴の質量又は液滴固形物の質量を算出する。
【００９６】
図１８は、異なるノズルから複数の液滴を異なる打滴位置に打滴して、ノズル間の吐出特性（打滴のばらつき）の検証に利用する場合における、共振周波数の測定の流れを示すフローチャートである。
【００９７】
図１８に示すフローチャートは、図１７に示したフローチャートのステップＳ２４がステップＳ２４’に代わり、ステップＳ２２とステップＳ２４’の間にステップＳ２３が追加されている。
【００９８】
すなわち、ステップＳ２２において次の測定があると判断されると（Ｙｅｓ判定）、打滴を行うノズルが変更され（ステップＳ２３）、変更後のノズルに合わせて打滴位置が変更される（ステップＳ２４’）。
【００９９】
一方、ステップＳ２２において次の測定がないと判断されると（Ｎｏ判定）、当該共振周波数測定は終了される。
【０１００】
このようにして測定されたノズルごとの共振周波数の測定値は、ノズル（ノズル番号）と関連付けされて、図１に図示した記憶部３０に記憶される。質量算出部２０は、記憶部３０に記憶されているノズルごとの共振周波数の測定値を参照して、ノズルごとの液滴の質量又は液滴固形物の質量を算出する。
【０１０１】
なお、測定対象の液滴は、上記数（１）に示す測定可能な最大体積Ｖｍａｘを超えない範囲で複数の液滴を合一させた液滴とすることができる。つまり、同一の打滴位置に複数回の打滴により複数の液滴を打滴して、当該打滴位置に複数の液滴が合一して一体となった液滴の質量を測定することができる。
【０１０２】
上記の如く構成された質量測定装置及び質量測定方法によれば、水晶振動子１４上の複数の打滴位置のそれぞれに複数の液滴を打滴する際に、測定対象の複数の液滴の総体積は限界体積Ｖｍａｘ以下であり、測定対象の複数の液滴同士が合一しない打滴位置間隔で、先に打滴された液滴の打滴タイミングから次の液滴の打滴タイミングまでの打滴時間間隔が、先に打滴された液滴が着弾してから平衡状態に達するまでの時間を超えるように打滴されるので、液滴ごとに対応する共振周波数が高精度に測定され、該測定された共振周波数に基づき測定対象の液滴の質量が求められる。
【０１０３】
測定対象の液滴を付着させた後の共振周波数の変動が１ヘルツ以下になると、測定対象の液滴が平衡状態になったと判断されるので、共振周波数の変動が収束して安定となった状態で共振周波数を正確に把握することができる。
【０１０４】
本例に示す質量測定方法は、カラー画像の形成に用いられる水性インク、溶媒インク、マスクパターンや配線パターンを形成する機能性液体（レジスト液、金属インク）などの液体の微小質量の測定に適用可能である。
【０１０５】
以上説明した質量測定方法（システム）は、当該装置を構成する各手段に対応する工程を含む方法発明として把握することも可能である。
【０１０６】
〔付記〕
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【０１０７】
（発明１）：発振させた振動子に対して測定対象の液滴を付着させる液滴付着工程と、前記発振させた振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１を測定するとともに、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定する周波数測定工程と、前記測定された前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１と前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２との差に基づいて、前記振動子に付着させた液滴の質量又は前記振動子に付着させた液滴に含まれる固形物の質量を算出する演算工程と、を含み、前記液滴付着工程は、前記振動子の測定対象の液滴を付着させる面の表面積ＡＱ、液滴を付着させないときの共振周波数Ｆ、測定対象の液滴の粘度η、測定対象の液滴の密度ρを用いて表される、前記振動子に付着させる測定対象の液滴の総量Ｖが、次式Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２の条件を満たし、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれに対して少なくとも一滴の測定対象の液滴を付着させるとともに、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件を満たし、かつ、先に付着させた測定対象の液滴が前記振動子上で平衡状態に達した後に、次の液滴の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させ、前記周波数測定工程は、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれについて、前記振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１を測定し、前記振動子に付着させた前記測定対象の液滴が平衡状態に達した後に、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定することを特徴とする質量測定方法。
【０１０８】
本発明によれば、Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２で表される振動子に付着させる測定対象の液滴の総量以下となるように振動子に測定対象の液滴を付着させ、異なる付着位置に付着させた液体同士が合一しない条件を満たし、先に付着させた液滴が平衡状態に達した後に次の付着位置に次の液滴を付着させる条件を満たすように測定対象の液滴を付着させ、測定対象の液滴が平衡状態に達した後の振動子の共振周波数が液滴を付着させた後の振動子の共振周波数として測定されるので、液滴を付着させた後の振動子の共振周波数が正確に測定され、測定対象の液滴の質量が正確に求められる。
【０１０９】
本発明では、平衡状態で溶媒成分が完全に蒸発している場合には、液滴内固体物の質量が測定され、平衡状態で溶媒成分が完全に蒸発していない場合には、液滴の質量が測定される。
【０１１０】
（発明２）：発明１に記載の質量測定方法おいて、前記周波数測定工程は、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２の変動が１ヘルツ以下になった状態で、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数を測定する態様が好ましい。
【０１１１】
かかる態様によれば、測定対象の液滴を付着させた後の振動子の共振周波数の変動が収束した状態で当該共振周波数が測定されるので、測定対象の液滴を付着させた後の振動子の共振周波数がより正確に測定される。
【０１１２】
（発明３）：発明１又は２に記載の質量測定方法において、前記液滴付着工程は、異なる付着位置に付着させる液滴の付着時間間隔を１０分以上とする態様が好ましい。
【０１１３】
かかる態様によれば、先に付着させた液滴が確実に平衡状態となった後に、次の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させることができるので、先に付着させた液滴の該液滴付着後の共振周波数を正確に測定しうる。
【０１１４】
（発明４）：発明１から３のいずれかに記載の質量測定方法において、前記測定対象の液滴が平衡状態で液体である場合は、前記測定対象の液滴の体積ＶＡ、前記測定対象の液滴の平衡状態における最大高さｈ、前記測定対象の液滴の平衡状態における半径ｒ、前記測定対象の液滴の平衡状態における密度ρＬ前記振動子の液滴を付着させないときの共振周波数Ｆを用いて、前記振動子に対する前記測定対象の液体の接触角θは、次式
[｛３×ＶＡ×（１＋ｃｏｓθ）×ｓｉｎθ｝／｛π×（１−ｃｏｓθ）×（２＋ｃｏｓθ）｝]１／３×ｔａｎ（θ／２）≦｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２
の条件を満たす態様が好ましい。
【０１１５】
かかる態様によれば、振動子に対する液滴の接触角θが上記条件を満たすことで、振動子上に着滴した液体の全質量が、振動子の共振周波数変化に寄与することとなる。
【０１１６】
（発明５）：発明１から４のいずれかに記載の質量測定方法において、前記振動子は電極対によって水晶片をはさみこんだ構造を有する水晶振動子であり、前記測定対象の液滴を付着させる面は前記電極対のいずれか一方の電極であり、前記演算工程は、前記測定対象の液滴の質量ｍを算出する際に、前記水晶振動子の厚みにカット面で決められる定数を乗じて求められる基本周波数Ｆ０、前記水晶振動子の弾性率μ、前記水晶振動子の密度ρ、前記電極の表面積ＡＥにより規定される、次式ΔＦ＝−２×Ｆ０２×｛ｍ／（ＡＥ×（ρ×μ）１／２）｝を用いる態様が好ましい。
【０１１７】
かかる態様によれば、振動子に液滴を付着させた前後の共振周波数を用いて演算により液滴内固形分の質量又は液滴の質量を算出しうる。
【０１１８】
かかる態様において、ＡＴカットされた水晶片を用いる場合は、水晶振動子の弾性率μは２．９５×１０１５ダイン毎平方センチメートルとなる。
【０１１９】
（発明６）：発明１から５のいずれかに記載の質量測定方法において、前記液滴付着工程は、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件として、先に付着させた液滴の付着位置と後に付着させる液滴の付着位置との間隔が、後に付着させる液滴の直径を超えるように、前記後に付着させる液滴の付着位置を選択する態様が好ましい。
【０１２０】
かかる態様によれば、異なる付着位置に付着させた液滴が合一せず、好ましい共振周波数測定が実現される。
【０１２１】
（発明７）：発明１から６のいずれか１項に記載の質量測定方法において、前記液滴付着工程は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから測定対象の液滴を打滴し、同一のノズルから複数の異なる付着位置に測定対象の液滴を打滴する態様が好ましい。
【０１２２】
かかる態様において測定された質量に基づいて、同一のノズルにおける吐出特性を把握することができる。
【０１２３】
（発明８）：発明１から６のいずれかに記載の質量測定方法において、前記液滴付着工程は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから測定対象の液滴を打滴し、異なるノズルから複数の異なる付着位置に測定対象の液滴を打滴する態様が好ましい。
【０１２４】
かかる態様において測定された質量に基づいて、ノズル間の吐出特性を把握することができる。
【０１２５】
（発明９）：測定対象の液滴を付着させる振動子と、前記振動子を発振させる発振手段と、前記発振させた振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１を測定するとともに、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定する周波数測定手段と、前記測定された前記測定対象の液滴を付着させる前の前記振動子の共振周波数Ｆ１と前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２との差に基づいて、前記振動子に付着させた液滴の質量又は前記振動子に付着させた液滴に含まれる固形物の質量を算出する演算手段と、を備え、前記振動子に測定対象の液滴を付着させる際に、前記振動子の測定対象の液滴を付着させる面の表面積ＡＱ、液滴を付着させていときの共振周波数Ｆ、測定対象の液滴の粘度η、測定対象の液滴の密度ρを用いて表される、前記振動子に付着させる測定対象の液滴の総量Ｖが、次式Ｖ≦ＡＱ×｛η／（π×ρＬ×Ｆ）｝１／２の条件を満たし、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれに対して少なくとも一滴の測定対象の液滴を付着させるとともに、異なる付着位置に付着させた測定対象の液滴同士が合一しない条件を満たし、かつ、先に付着させた測定対象の液滴が前記振動子上で平衡状態に達した後に、次の液滴の付着位置に次の測定対象の液滴を付着させ、前記周波数測定手段は、前記振動子の複数の付着位置のそれぞれについて、前記振動子に前記測定対象の液滴を付着させる前の共振周波数Ｆ１を測定し、前記振動子に付着させた前記測定対象の液滴が平衡状態に達した後に、前記測定対象の液滴を付着させた後の前記振動子の共振周波数Ｆ２を測定することを特徴とする質量測定装置。
【０１２６】
本発明において、発明２から８に記載された各工程に対応する手段を備える態様が好ましい。
【０１２７】
（発明１０）：発明９記載の質量測定装置において、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドから前記振動子に測定対象の液滴を付着させる態様が好ましい。
【０１２８】
本発明に係る質量測定方法及び装置は、インクジェットヘッドのノズルか打滴される液滴又は液滴内固形分の質量を測定する場合に有効である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…質量測定装置、１２…インクジェットヘッド、１４…水晶振動子、１５…支持部、１６…発振回路、１８…共振周波数測定部、２０…質量算出部、２２…打滴制御部。２４…移動部、２６…ヘッド移動制御部、２８…システム制御部、３０…記憶部、８０…液滴
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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