JP2003276184A

JP2003276184A - 液体吐出検出装置

Info

Publication number: JP2003276184A
Application number: JP2002087820A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sugita; 由紀夫杉田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】無駄な液体を使うことなく、簡単な装置構成
で液体吐出を判別する。【解決手段】インク吐出検出装置１２の発光装置２２
から吐出口６のインク表面２３に光学ビーム２１を照射
する。同時にインク吐出手段９を作動させインク表面２
３を振動させる。この振動により光学ビーム２１の反射
光の反射角θが変化し、受光装置２５の測定出力が変化
する。この出力を増幅器３４で増幅し、メインコントロ
ーラ３１で増幅値が閾値Ｉｔ以下であればインク詰ま
り、閾値Ｉｔ以上であれば正常と判別する。インクを吐
出する必要がなく、無駄なインクを使うことがないの
で、装置のランニングコストを向上させることが可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタなどの液体吐出画像形成装置で、吐出口から液体
が吐出されているか否かを判別する液体吐出検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタでは、インクジ
ェットヘッドに配列された吐出口を有するノズルからイ
ンクを記録媒体へ吐出することで画像を記録している。
このようにノズルからインクを吐出するものでは、イン
クが乾燥によってノズル内で固着凝集したり、記録媒体
に浸透せずに跳ね返ったインクがヘッド表面に付着する
などしてインク詰まりが発生することがある。これによ
り、インク吐出量が低下したり、インクが吐出されなく
なる吐出不良が起こり、記録画像にスジ状の色むらや濃
度むらが発生して画質を著しく低下させる。したがっ
て、インクジェットプリンタでは、吐出口からインクが
吐出されているか否かを判別して、吐出されていない場
合には、インク詰まりを解消する回復処理を行う必要が
ある。

【０００３】吐出の判別を行う方法としては、テストイ
ンクを記録媒体などに吐出してその着弾痕跡を検出する
方法（特開平０８−３３２７３６号公報、特開平１１−
０７８０５１号公報）や、吐出されたインク滴にレーザ
ーなどの光学ビームを照射して、インク滴による光学ビ
ームの遮光状態を検出する方法（特開平１１−１９２７
２６号公報、特開平１３−０５４９５４号公報、特開平
１３−０６３０８３号公報）がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、記録媒体に画像と直接関係のないテストパタ
ーンが印刷される、テストインクが無駄になる、記録媒
体に着弾スペースが必要となる、検出に時間がかかるな
どの多くの問題点がある。また、後者の方法では、前者
の場合と同様にテストインクが無駄になる。さらに、検
出装置の構成が複雑であるため、生産コストおよびスペ
ースが嵩むという欠点がある。

【０００５】本発明は、無駄な液体を使うことなく、簡
単な装置構成で液体吐出を判別することができる液体吐
出検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液体吐出検出装置は、吐出口の液体表面に
光学ビームを照射する発光装置と、前記液体表面からの
光学ビームの反射光を受光する受光装置とを設け、前記
吐出口から液体を吐出させるための液体吐出手段により
前記液体表面を振動させ、前記受光装置でこの振動によ
る前記反射光の反射角の変化を検出して前記吐出口から
液体が吐出されているか否かの判別を行うことを特徴と
する。なお、発光装置は、前記光学ビームにより前記吐
出口周辺の液体を加熱する加熱手段を兼ねてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】インクジェットヘッド周辺の概略
を示す図１において、インクジェットヘッド２は、主走
査方向Ｍに伸びたガイド軸３に挿通されたキャリッジ４
に保持され、このキャリッジ４により矢印方向に往復移
動して、図示しない搬送ローラにより副走査方向Ｓ（図
２参照）に間欠搬送される画像記録媒体５への画像記録
を行う。インクジェットヘッド２の画像記録媒体５と対
向する面（以下、ノズル配列面と表記する。）２ａに
は、吐出口６を有するノズル７が配列されている。ノズ
ル７には、インク貯蔵室８から図示しないインク供給路
を介してインクが供給される。このノズル７には、イン
ク吐出手段９が接続され、このインク吐出手段９により
吐出口６からインクが画像記録媒体５に向けて吐出さ
れ、画像が記録される。ここで、画像記録媒体とは、市
販のプリント用紙やＯＨＰ用シートなどの樹脂フィル
ム、あるいは布や金属表面などを含むものである。ま
た、インク吐出手段９は、例えばピエゾ型プリンタであ
れば、ノズル７に圧力を加えるピエゾ素子であり、バブ
ルジェット（Ｒ）型プリンタであれば、ノズル７内のイ
ンクを加熱して気泡を発生させるヒータである。

【０００８】インクジェットヘッド２のノズル配列面２
ａには、例えば図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色
のライン記録用のノズル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが副走
査方向Ｓに並べて設けられている。なお、この他にもダ
ークイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンなどを加
えてもよい。

【０００９】プリント時には、プリントする画像データ
に応じた駆動信号が各インク吐出手段９に与えられる。
これにより、画像データに応じたサイズおよび数量のイ
ンク液滴が画像記録媒体５に向けて吐出され、このイン
ク液滴が画像記録媒体５に付着することでフルカラー画
像が得られる。

【００１０】図１において、インクジェットヘッド２の
移動範囲は、画像記録媒体５に画像記録を施すプリント
領域１０と、画像記録を行わない待機領域１１とに分け
られる。この待機領域１１には、液体吐出検出装置とし
てのインク吐出検出装置１２と、このインク吐出検出装
置１２で不吐出と検出されたノズル７に回復処理を施す
インク吐出回復装置１３とが設けられている。図３に示
すように、インク吐出検出装置１２は、図中２点鎖線で
示す光学ビーム２１を発生させる発光装置２２、光学ビ
ーム２１を吐出口６のインク表面２３に照射する対物レ
ンズ２４、インク表面２３からの光学ビーム２１の反射
光を受光する受光装置２５、反射光を受光装置２５に向
けて集光するスリット２６、発光装置２２および受光装
置２５を制御する制御部２７から構成される。このイン
ク吐出検出装置１２は、ノズル７の配列方向に移動自在
となっており、吐出検出時には移動しながら各吐出口６
のインク吐出を判別する。また、発光装置２２および受
光装置２５は、インク表面２３の中心を通る垂線から角
度θ傾けて配置されている。

【００１１】制御部２７は、メインコントローラ３１、
Ｄ／Ａ変換器３２、比較器３３、増幅器３４から構成さ
れる。メインコントローラ３１は、発光装置２２の動作
を制御し、インクの吐出検出時にはインク吐出検出装置
１２の駆動制御を行う。Ｄ／Ａ変換器３２は、吐出の判
別を行う際の閾値Ｉｔ（図５参照）を比較器３３に入力
する。増幅器３４は、受光装置２５の測定結果を所定の
ゲインで増幅し、その増幅値Ｉａ（図５参照）を比較器
３３に入力する。この増幅器３４は、インク表面２３が
図３に示す状態、すなわち反射光の反射角がθのとき増
幅値Ｉａ＝０となるように予め調整されている。Ｄ／Ａ
変換器３２の閾値レベル、および増幅器３４の増幅ゲイ
ンは、メインコントローラ３１により調整される。比較
器３３では、Ｄ／Ａ変換器３２からの閾値Ｉｔと増幅器
３４からの増幅値Ｉａとを比較してメインコントローラ
３１に入力する。メインコントローラ３１では、増幅値
Ｉａが閾値Ｉｔ以下であればインク詰まり、閾値Ｉｔ以
上であれば正常と判別する。なお、閾値レベルおよび増
幅ゲインの調整は、工場出荷時に行ってもよいし、プリ
ンタ本体に調整つまみなどを設けて、使用者が任意に設
定できるようにしてもよい。後者の場合、必要に応じて
判別の基準を厳しくしたり甘くしたりすることができ
る。

【００１２】次に、上記実施形態による作用について説
明する。インク吐出検出時には、メインコントローラ３
１を介してインク吐出検出装置１２が駆動し、インク表
面２３に光学ビーム２１が照射される。それと同時にイ
ンク吐出手段９が作動してインクが吐出されない程度に
インク表面２３を振動させる。これにより詰まりの発生
していないインク表面２３は、図４に示すように、吐出
口６で凸状（Ａ）あるいは凹状（Ｂ）のメニスカス形状
を交互に形成しながら振動する。一方、詰まりが発生し
ているインク表面２３は、全く振動しないか、あるいは
ごく小さい変位で振動する。

【００１３】インク表面２３の振動により光学ビーム２
１の反射光の反射角θが変化する。これにより、受光装
置２５で検出される反射光の測定出力が変化する。この
出力は逐次増幅器３４で増幅される。図５に示すよう
に、増幅値Ｉａは、インク表面２３が図４（Ａ）の状態
のとき正、（Ｂ）の状態のとき負となり、比較器３３で
閾値Ｉｔと比較される。

【００１４】メインコントローラ３１では、増幅値Ｉａ
が閾値Ｉｔ以下（図５の２点鎖線）であればインク詰ま
り、閾値Ｉｔ以上（実線）であれば正常と判別する。そ
して、インク吐出検出装置１２はノズル７の配列方向に
順次移動して、次のノズルの吐出判別を行う。インク詰
まりと判別された場合には、インク吐出の検出を終了し
た後、あるいは検出途中でインク詰まりを解消する処置
（インク吸引、強制吐出、吐出口周辺加熱など）をイン
ク吐出回復装置１３で施す。なお、インク吐出検出装置
１２をノズル７の配列方向に移動させる際には、インク
吐出手段９およびインク吐出検出装置１２をそのまま駆
動させて連続的に検出してもよいが、消費電力を抑制す
るために、次のノズルに移る間だけ駆動を停止させるよ
うにしてもよい。

【００１５】上記実施形態では、発光装置２２を吐出検
出のみに用いているが、光学ビーム２１により吐出口６
周辺のインクを加熱する加熱手段として用いてもよい。
この場合、ヒータなどの他の加熱手段が不必要となるた
め、装置構成を簡略化することができる。また、発光装
置２２および受光装置２５は別体で設けられているが、
一体で設けてもよい。さらに、角度θやインク表面２３
と発光装置２２および受光装置２５との距離などの諸条
件は、受光装置２５の出力が吐出検出に最適となるよう
に設定すればよく、特に限定されない。

【００１６】インク表面２３のメニスカス形状変化を検
出する方法としては、光学ビーム２１の代わりに超音波
を用いてもよい。この場合はインク表面２３の振動によ
る超音波の位相変化を検出して判別を行う。さらには、
インク表面２３をカメラなどで観測して画像データとし
て検出する方法を用いてもよい。

【００１７】上記実施形態では、いわゆるシリアルプリ
ンタを挙げて説明したが、他のプリンタ、例えばライン
プリンタなどにも本発明を適用することができる。ま
た、吐出検出する液体はインクに限定されない。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明の液体吐出検出装
置によれば、吐出口の液体表面の形状変化から液体の吐
出を判別するので、無駄な液体を使うことがない。した
がって、装置のランニングコストを向上させることが可
能である。また、装置コストやスペースが嵩むことがな
く、簡単な装置構成で吐出検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットヘッド周辺の概略図である。

【図２】ノズル配列面におけるノズルの配置を示す平面
図である。

【図３】インク吐出検出装置の構成を示す概略図であ
る。

【図４】吐出口のインク表面の形状を説明する図であ
り、（Ａ）は凸状メニスカス形状、（Ｂ）は凹状メニス
カス形状をそれぞれ示す。

【図５】増幅値Ｉａと検出時間との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）６吐出口７ノズル９インク吐出手段（液体吐出手段）１２インク吐出検出装置（液体吐出検出装置）２１光学ビーム２２発光装置２３インク表面（液体表面）２５受光装置２７制御部３１メインコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体吐出ヘッドに配列された吐出口と、
この吐出口から液体を吐出させるための液体吐出手段と
を備えた液体吐出画像形成装置に設けられ、前記吐出口
から液体が吐出されているか否かを判別する液体吐出検
出装置において、前記吐出口の液体表面に光学ビームを照射する発光装置
と、前記液体表面からの光学ビームの反射光を受光する
受光装置とを設け、前記液体吐出手段により前記液体表
面を振動させ、前記受光装置でこの振動による前記反射
光の反射角の変化を検出して前記判別を行うことを特徴
とする液体吐出検出装置。
【請求項２】前記発光装置は、前記光学ビームにより
前記吐出口周辺の液体を加熱する加熱手段を兼ねること
を特徴とする請求項１に記載の液体吐出検出装置。