ES-10000Gの直角精度

ES-10000Gの直角精度を計測しました。
方法は下記の通りです。

１．テストチャートを作成。
２．テストチャートを3次元測定機で予め測定。
３．テストチャートをスキャナにセットしてスキャン。
４．Image Jを使って、テストチャートのスキャン画像の角度を測定。

まず、テストチャートですが、温度や湿度で伸縮しないようにするために、ガラス基板の上にクロム(Cr)蒸着して作成しました。いわゆる「フォトエッチング」です。光学的に位置計測をできるように4mm角の中をΦ2mmの円抜きのCr(クロム)マークを作ります。250mm四角形のコーナーにこのマークを配置します。

3次元測定機は、ミツトヨの測定器でレンズ＋カメラを使って非接触で測定します。繰り返し再現精度は、１〜２μmです。

■チャートの直角精度
四角形の直角の誤差は、最大で　0.0003　度でした。

今回の実験目的の観点からは、必要充分なチャート精度です。
ちなみに、この精度は、どの程度かといいますと、、
例えば、250mmを1200ppiでスキャンした場合、
1pixel分の角度は、rad(ラジアン)にて、
= (25.4/1200)/250 = 0.085 mrad(ミリラジアン, %4）
角度に換算して、degree = (180/π) * rad = 0.0048 度。
よって、250mm の長さで、1200ppiの1pixel分の回転が　０．００４８度となります。

（フォトショップの回転角度の設定分解能は、0.01度です。画像は中央で回転しますので、A4の原稿を1200dpiでスキャンして１pixel回転分の精度を想定しているということになります。1200dpiでスキャンした会社ロゴなどのラインアート編集を考えるとリーズナブルな精度なのでしょうね。）

■ImageJによる角度測定
ImageJのツールで、３カ所指定により2直線の交わる角度を計測する機能があります。ただし、表示精度が、0.01度までなので、次の方法で行いました。
Φ2mmの白抜き穴のマークに、ImageJの領域指定用の円を置き、その中心座標位置を画素数単位で読む(%3)。→ (x,y pixel)四角形の４角全ての中心座標を読みます。最後に、ベクトルの内積で内角を計算します。

■結果：
手元にあった、EPSON ES-10000G 3台の直交性を計測した結果、
一番ずれていた固体で、　90.19 度。
もっとも直角の出ていた固体で、　90.08 度。
でした。(%2)

補足：
ところで、何故この実験をやったかというと、新製品　OMATA SCANNER Q31 にて、直角精度を上げるためです。
http://imeasure.cocolog-nifty.com/blog/2010/08/20108681pp52-54.html

A3よりも大きい製版フィルムを分割スキャンするために、スキャナの直角精度が問題となります。
目標(Must)は、ES-10000Gの有効スキャン寸法420mmにて、175線の網点ピッチを達成しなければなりませんので、下記の通りです。

目標角度精度(Must)：
rad = (25.4/175)/420 = 0.346 mrad(ミリラジアン）
degree = (180/π) * rad = 0.02 度

%2)実験結果詳細：

３台のES-10000Gの直交精度計測結果は下記の通り。

■１台目：s/n:FVR0002552

１０回平均：90.076度　（差：+0.076度)

標準偏差：0.0026

■２台目：s/n:FVR0000909

１０回平均：90.132度　（差：+0.132度)

標準偏差：0.0030

■３台目：s/n:FVR0004921

１０回平均：90.185度　（差：+0.185度)

標準偏差：0.0035

%3) ImageJにて真円の中心座標位置を画素数単位で読む

ImageJ Tips : Set Scale...

%4)mrad

wikipediaでミリラジアンを検索したら、記述に間違いを見つけたので修正しておいた。初めてwikiを編集しました。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9F%E3%83%AB_%28%E8%A7%92%E5%BA%A6%29

rad =180/π

なので、

mrad = (180/π)/1000

= (360/2π)/1000

= 360/2000π

ですが、

wikiには、

mrad = 1/2000π

と記載されていました。