CN102196917A - 液滴检测装置和喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

一种液滴检测装置(100)，其通过接受照射到从喷墨打印机的喷嘴列(103)喷出的液滴的飞行路径的光束来检测液滴的喷出状态，其包括照射出光束的发光部(104)、接受照射出的光束的受光部(105)以及一体地支承发光部(104)和受光部(105)的底座部(108)，底座部(108)具备与喷墨打印机卡合从而确定紧固于喷墨打印机的位置的定位销(106、107)和紧固于喷墨打印机的紧固部，在紧固于喷墨打印机的状态下，仅定位销(106、107)和紧固部与喷墨打印机抵接。

Description

液滴检测装置和喷墨打印机

技术领域

本发明涉及液滴检测装置和喷墨打印机。

背景技术

以往，公开有如下的喷墨式记录装置：其以底座部件为基准进行发光模块与受光模块之间的光学式的位置调节(例如参照专利文献1)。在该喷墨式记录装置中，对发光模块和受光模块进行光轴调整并固定于作为底座部件的壳体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3509706号公报

发明概要

发明要解决的问题

然而，在上述所示那样的现有的喷墨式记录装置中，虽然公开了对发光模块和受光模块进行光轴调整并固定于作为底座部件的壳体的方式，但是并未考虑到在调整后安装于主体(打印机)时的光轴调整的精度维持和稳定性等。因此，存在着在将进行光轴调节并一体化构成于模块底座的液滴检测装置固定于主体(打印机)的状态下发生精度变动、光轴调节的功能不稳定的问题点。

本发明正是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，使以发光部和受光部作为检测模块进行光轴调节并一体化构成于模块底座的液滴检测装置在固定于主体(打印机)的状态下无精度变动且稳定地发挥功能。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题、达成目的，第一方面涉及的发明为一种液滴检测装置，其通过接受照射到从喷墨打印机的喷嘴喷出的液滴的飞行路径的光束来检测所述液滴的喷出状态，该液滴检测装置的特征在于，该液滴检测装置具备检测部，该检测部包括：发光部，所述发光部照射出所述光束；受光部，所述受光部接受照射出的所述光束；以及底座部，所述底座部一体地支承所述发光部和所述受光部，所述底座部具备：至少两个定位部，所述定位部与所述喷墨打印机卡合，从而确定紧固于所述喷墨打印机的位置；以及第一紧固部，所述第一紧固部紧固于所述喷墨打印机，在紧固于所述喷墨打印机的状态下，仅所述定位部和所述第一紧固部与所述喷墨打印机抵接。

此外，第二方面涉及的发明的特征在于，在第一方面中，所述第一紧固部位于所述检测部的大致重心处或者比所述重心靠所述受光部处。

此外，第三方面涉及的发明的特征在于，在第一方面或第二方面中，所述底座部还具备第二紧固部，该第二紧固部经由弹性部件紧固于所述喷墨打印机。

此外，第四方面涉及的发明的特征在于，在第一方面、第二方面或第三方面中，所述受光部接受由所述光束与所述液滴相碰而产生的散射光，所述检测部基于所述散射光的光强度来检测所述液滴的喷出状态。

此外，第五方面涉及的发明为一种喷墨打印机，其特征在于，该喷墨打印机安装有第一方面～第四方面中的任意一方面所记载的液滴检测装置。

发明效果

根据本发明，具有如下效果：能够使以发光部和受光部作为检测模块进行光轴调节并一体化构成于模块底座的液滴检测装置在固定于主体(打印机)的状态下无精度变动且稳定地发挥功能。

附图说明

图1是示出本实施方式涉及的液滴检测装置的结构的俯视图。

图2是示出图1的液滴检测装置的结构的侧视图。

图3是示出发光部和受光部的结构、并且示出在发光部侧设有一处紧固部件的例子的说明图。

图4是示出发光部和受光部的结构、并且示出在发光部侧设有一处紧固部件的例子的说明图。

图5是示出在图3的结构中设置了弹性部件的紧固方法的俯视图。

图6是示出在图3的结构中设置了弹性部件的紧固方法的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明涉及的液滴检测装置和喷墨打印机的最佳的实施方式。

(实施方式)

图1是示出本实施方式涉及的液滴检测装置的结构的俯视图，图2是图1的侧视图。在该图1、图2中，示出了组装有作为液滴检测装置的墨水检测模块100的喷墨打印机的结构的一个例子。如该图1、图2所示，喷墨打印机具备：墨盒101；记录头102；喷嘴列103；墨水检测模块100；安装底座109；以及螺钉等的紧固部件110。

墨水检测模块100使用发光元件和受光元件进行液滴的喷出检测。墨水检测模块100具备：具有例如激光二极管等发光元件的发光部104；具有例如光敏二极管等受光元件的受光部105；以及支承发光部104和受光部105的模块底座108。在模块底座108形成有定位销106和107。定位销106和107分别是用于确定发光部104侧和受光部105侧的位置的销。从发光部104向受光部105发出检测光束111。

安装底座109是供墨水检测模块100安装的喷墨打印机主体侧的底座。安装底座109包含安装面109a，该安装面109a形成有用于在安装底座109与墨水检测模块100之间形成预定的间隙并对它们进行螺纹紧固的凸面。

如图1、图2所示，对发光部104和受光部105以定位销106、107为基准进行光轴调节，并将所述发光部104和受光部105一体形成于模块底座108。并且，将模块底座108配置于安装底座109的与定位销106、107对应的部分，然后利用紧固部件110在一处将模块底座108螺纹紧固于安装面109a。

这样，通过将发光部104和受光部105一体地构成于模块底座108，从而以定位销106、107为基准进行检测光束111的光轴调节。此时，在发光部104收纳有发光元件及其驱动电路。在受光部105收纳有受光元件及其检测电路。

此外，考虑到由组装等引起的变形、由歪斜产生的光轴的偏移，需要使模块底座108具有刚性。特别是在发光部104的安装中，有可能产生安装到模块底座108时的歪斜、光轴调节时的歪斜、乃至安装到主体时的歪斜等。为了避免这些情况，为了提高模块底座108本身的刚性，还考虑了增厚模块底座108的板厚的方法、通过模铸或树脂铸型来实现的方法。然而，若考虑该刚性，则形状会增大，因此根据与成本的折衷选择，由钣金件等的切口弯曲(切曲)实现的底板结构是有效的。

接着，对使由该安装结构产生的光轴的偏移达到最小限度的结构进行说明。首先，对墨水检测模块100的安装和定位结构进行说明。发光部104与受光部105之间的检测区域的检测光束111通过以模块底座108的定位销106、107作为基准进行事先的光轴调节来进行对位。考虑到由墨水检测模块100的重量失衡引起的模块底座108的歪斜的产生而引起的光轴偏移，利用设于墨水检测模块100的大致重心位置的紧固部件110将模块底座108紧固于主体的安装底座109。当然，优选墨水检测模块100的光轴调节利用同样的固定结构来进行调节。

此外，优选对主体的安装底座109的安装面109a的面积和平面度进行考虑，以将紧固时的歪斜的产生抑制到最小。此外，除了紧固部以外的部分需要设置充分的间隙，以免与墨水检测模块100干涉。在为了在预料外的外力作用于墨水检测模块100时保护墨水检测模块100而另行设置紧固部的情况下，也需要考虑利用阶梯式螺钉等设置间隙以避免干涉。

通过这些紧固，使得检测光束111与喷嘴列103平行。此外，使墨盒101移动，使喷嘴列103与检测光束111对齐，并使墨水从该喷嘴列103依次与检测光束111相碰，由此能够确认墨水喷出状况。

接着，参照图3、图4说明由上述结构中的紧固部件110的配置实现的检测性能等。图3是示出发光部104和受光部105的结构、并且示出在受光部105侧设有一处紧固部件110的例子的说明图。如图3所示，发光部104具备LD(Laser Diode：激光二极管)块201、激光器202、发光点203以及准直透镜204。受光部105具备PD(Photo Diode：光敏二极管)块205、受光面206和反射面207。

如图3所示，以激光器202的发光点203作为发光点的漫射光即检测光束111通过准直透镜204而大致形成为平行光。在本实施方式中，进行检测光束111在检测状态下的光轴调节和焦点调节，以使检测光束111的光束收敛部(beam waist)到达PD块205的反射面207。接着，将由反射面207反射后的光束引导到PD块205的内部进行杂散光处理。另一方面，受光面206被反射面207的端面遮光，根据该结构，能够检测到墨水滴与光束相碰时的散射光。

在这样的结构中，在例如反射面207处的光束直径为0.1mm左右并且其中心与所述端面之间的距离为0.4mm时，能够稳定地检测所有喷嘴列的散射光输出。因此，在组装到主体的状态下也要能够维持该状态，不过存在着上文中所述的、在将模块底座108形成为钣金底板结构的情况下如何抑制安装时的歪斜的课题，因而其紧固位置变得很重要。

在图3中，在受光部105侧设有一处紧固部件110。此时，当存在模块底座在紧固到安装面109a时歪斜了θ的量那样的异常的情况下，对受光面206产生的影响为倾斜度β，不过由于与紧固部之间的距离Xa较短，因此该位置偏移量没有达到影响检测性能的程度。此外，关于歪斜对发光部104的影响，由于发光部与受光部相距距离Xb，因此影响较小。

图4是示出发光部104和受光部105的结构、并且示出在发光部104侧设有一处紧固部件110的例子的说明图。在图4中，当存在模块底座在紧固到安装面109a时歪斜了θ的量那样的异常的情况下，发光点203的倾斜度为β，检测光束111也倾斜β的量。此外，在检测光束111的末端，由于上述距离Xb较长，因此产生了光束倾斜量α。在本示例中，检测光束111对应于光束倾斜量α而进入到受光面206，形成无法正常地检测到散射光的状态。

光束倾斜量α的粗略计算如下所述。如果在紧固部直径＝

10mm时产生的歪斜度θ为0.05mm，从发光点203到受光面206的距离Xb＝200mm，则根据光束倾斜量α＝歪斜度θ×距离Xb/紧固部直径(＝0.05×200/10＝1)，紧固部的歪斜度0.05mm在受光位置处扩大至1mm。

因此，可以说在比紧固位置更靠近图3的受光部105的位置进行紧固的紧固方法是有效的，其中所述紧固位置是通过图1的在重心附近的紧固而使配设于两侧的发光部104和受光部105不易受到歪斜的影响的位置。

另外，考虑到了这样的情况：在图3的结构中，检测范围较长，因墨水检测模块100的重量平衡等而在紧固保持的稳定性上存在问题。在图5和图6中示出了应对这样的情况的结构例。在图5和图6的结构中，通过将紧固部件110经由弹性部件210紧固于发光部104侧，既能够将由紧固引起的歪斜抑制在最小限度，又能够实现保持的稳定性。进而，也可以使所有的紧固部都经由缓冲件进行紧固。

如上所述，发光部104和受光部105以定位销106、107为基准进行光轴调节，并且一体形成于模块底座108。并且，模块底座108构成为：在配置到安装底座109的与定位销106、107对应的部分后，通过紧固部件110在一处螺纹紧固于安装面109a。因此，能够将紧固时的模块底座108的歪斜降低到最小限度。此外，能够降低下述状态下的光轴偏移的产生，所述状态是从以检测状态进行了光轴调节的状态起将模块底座安装于主体的状态，因此能够提供组装性能提高、检测性能稳定且低成本的底座结构。

此外，通过使上述的紧固位置位于墨水检测模块100的重心附近或者比该墨水检测模块100的重心附近靠近受光部105的位置，能够减少由紧固产生的歪斜对发光部104的发光点203产生的影响，能够降低在从以检测状态进行了光轴调节的状态起将模块底座安装于主体的状态下的光轴偏移的产生，能够提供组装性能提高、检测性能稳定且低成本的底座的紧固方法。

此外，通过在墨水检测模块100与安装底座109之间的紧固部以外的间隙部经由至少一处弹性部件210进行紧固，即使检测长度较长，也能够进行检测的稳定保持，还能够应对长条形印刷头。

此外，在液滴的喷出检测方式为发光元件与受光元件的光轴错位的散射光检测方式的情况下，光轴的偏移对检测性能影响较大。在该种检测方式的情况下，特别地通过采用能够将紧固时的模块底座108的歪斜减小到最小限度的本实施方式的方法，能够提供组装性能提高、检测性能稳定且低成本的底座结构。此外，通过将本实施方式所示的液滴检测装置(例如图1、图5的结构)安装于喷墨打印机，能够提供印刷性能稳定的、低成本的喷墨打印机。

工业上的可利用性

如上所述，本发明涉及的液滴检测装置和喷墨打印机对于检测液滴从喷嘴喷出的液滴检测装置和喷墨打印机是有用的，特别适用于进行发光元件和受光元件的光轴调整并一体地安装于主体的装置和系统。

标号说明

100：墨水检测模块；101：墨盒；102：记录头；103：喷嘴列；104：发光部；105：受光部；106、107：定位销；108：模块底座；109：安装底座；109a：安装面；110：紧固部件；111：检测光束；210：弹性部件。

Claims (5)

1.一种液滴检测装置，该液滴检测装置通过接受照射到从喷墨打印机的喷嘴喷出的液滴的飞行路径的光束来检测所述液滴的喷出状态，该液滴检测装置的特征在于，

该液滴检测装置具备检测部，该检测部包括：

发光部，所述发光部照射出所述光束；

受光部，所述受光部接受照射出的所述光束；以及

底座部，所述底座部一体地支承所述发光部和所述受光部，

所述底座部具备：

至少两个定位部，所述定位部与所述喷墨打印机卡合，从而确定紧固于所述喷墨打印机的位置；以及

第一紧固部，所述第一紧固部紧固于所述喷墨打印机，

在紧固于所述喷墨打印机的状态下，仅所述定位部和所述第一紧固部与所述喷墨打印机抵接。

2.根据权利要求1所述的液滴检测装置，其特征在于，

所述第一紧固部位于所述检测部的大致重心处或者比所述重心靠所述受光部处。

3.根据权利要求1或2所述的液滴检测装置，其特征在于，

所述底座部还具备第二紧固部，该第二紧固部经由弹性部件紧固于所述喷墨打印机。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的液滴检测装置，其特征在于，

所述受光部接受由所述光束与所述液滴相碰而产生的散射光，

所述检测部基于所述散射光的光强度来检测所述液滴的喷出状态。

5.一种喷墨打印机，其特征在于，

该喷墨打印机安装有权利要求1～权利要求4中的任意一项所记载的液滴检测装置。

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