使用FlowCam進行列印機碳粉的品質管理 

背景:
列印機碳粉的顆粒形狀與大小是影響列印機印刷解析度的關鍵，根據其一致性也會影響顆粒的電荷分布，進而影響成像的品質。
影像分析法可以讓使用者在一次量測中同時得到粒徑分布、形狀參數(ex:真圓度)及顆粒一致性等數據，讓使用者以此評估生產過程中或是生產過程後的印刷碳粉(參見下圖一)，本篇文章中我們將以流式影像顯微鏡(flow imaging microscope)，也就是FlowCam進行實驗，證明其對於印刷碳粉的品質管理來說是非常重要的技術。
圖一、以FlowCam拍攝的印刷色粉外觀，每張圖片底下的數字為真圓度(circularity)，以大到小排列，其數值越趨近於1表示顆粒越圓
 
方法:
我們首先將印刷碳粉以去離子水分散配製，接著將其注入FlowCam的入樣口，在該處樣品會被系統內的注射針筒吸入微流道中，並在微流道中被相機捕捉顆粒的影像，最後藉由FlowCam VisualSpreadsheet軟體對一顆顆的顆粒進行分析得到超過40種的形狀參數。
圖二、FlowCam系統內的光學&微流道配置
每顆顆粒會在VisualSpreadsheet軟體被記錄下來並有各自的ID編號，我們也能用各種形狀參數對樣品排列整理，最後可以將資料輸出為圖片檔案及CVS檔案進行後續分析(參見下圖三&表格一)
圖三、將黑色印刷碳粉圖片輸出，圖片下方的編號為ID，當輸出數據如下表格時可以以此對照找出對應顆粒
表一、將上圖顆粒資料輸出為CVS檔案作表格，此表格中以粒徑(等效球體粒徑)及真圓度示意，使用者可從VisualSpreadsheet軟體中自行選擇想輸出的其他參數
為了對樣品進行品質管理，我們可以在VisualSpreadsheet軟體設定濾片(filter)對樣品分類，以本次實驗為例我們創建了一個濾片找出粒徑在4-8μm且真圓度在0.8-1的範圍內的顆粒，這個濾片可以在實驗過程中即時顯示出符合範圍的顆粒，最終累積如下統計表格二。
表二、本表格統計了本次實驗的印刷碳粉數據，且實驗前已設定僅粒徑在4-8μm且真圓度在0.8-1的範圍內的顆粒會被統計
 
結論:
本次實驗通過使用流式影像顯微鏡進行顆粒的圖像分析，對於印刷碳粉很重要的真圓度參數便可以此方法獲得，對於其他需要耗費更多樣品體積的技術，它們往往將顆粒假定為球形並無法獲得任何關於樣品的形狀訊息，因此我們認為對於需要嚴格管控品質的樣品而言，流式影像顯微鏡將可以提供更加全面的幫助。
並且，可以藉由軟體內的濾片功能，實現在實驗過程中即時分析樣品，這可以使操作員在實驗過程中及早判斷樣品品質的好壞，且輸出報告也可以以此功能確保只有符合需求的印刷碳粉被採計。

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