JP2013132801A - Droplet discharge detection device and image forming apparatus - Google Patents

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浩二 徳山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharge detection device, which is provided with a configuration such that measurement can be performed in the same time even in a state where optical systems cannot be disposed in line due to the larger width of an optical system than the width of laser beam to be projected, which results from small intervals of nozzle arrays.SOLUTION: The droplet discharge detection device includes a light emitting means 201, light adjusting means 211, 212, and a light receiving means 203. The device further includes a light reflecting means 213, and the light receiving means 203 is disposed on the downstream side of an end of a nozzle array 105b farthest from the position of the light emitting means 201 with respect to an optical beam 200a having the same advancing direction of an optical beam 200 emitted from the light emitting means 201, and disposed on the downstream side of an end of a nozzle array 105a closest to the position of the light emitting means 201 with respect to an optical beam 200c having an advancing direction opposite to that of the optical beam 200a emitted from the light emitting means 201.

Description

本発明は、液滴吐出検知装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、液滴吐出不良を検出する装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge detection device and an image forming apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting a droplet discharge failure.

従来から、プリンタ、ファクシミリ装置や複写装置あるいはプロッタさらにはこれら機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の一つに、インク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式によるインクジェット記録装置がある。   Conventionally, one of image forming apparatuses such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, a plotter, or a multifunction machine having these functions is an ink jet recording apparatus using a liquid discharge recording method using a recording head that discharges ink droplets. is there.

この液体吐出記録方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する)を行ない、その型式として、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。   This ink jet recording apparatus of the liquid discharge recording method ejects ink droplets from a recording head onto a conveyed paper to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously), As its model, a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type that forms images by ejecting droplets without the recording head moving There is a line type image forming apparatus using a head.

なお、本発明における液体吐出記録方式の画像形成装置としては、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体を対象として、インクを着弾させて画像形成を行う装置を意味し、また、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。   The liquid discharge recording type image forming apparatus according to the present invention forms an image by landing ink on a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics. The image forming means that not only an image having a meaning such as a character or a figure is imparted to the medium but also an image having no meaning such as a pattern is imparted to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium).

さらに、本発明の説明に用いるインクとは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、樹脂、薬品、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いられているものが含まれる。   Further, the ink used in the description of the present invention is not limited to what is referred to as ink, but can be used for image formation such as recording liquid, fixing processing liquid, resin, chemicals, and liquid. What is used as a general term for the liquids of

また、本発明で挙げる用紙とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したOHPシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。   In addition, the paper mentioned in the present invention is not limited to paper, but includes the above-described OHP sheet, cloth, and the like, and means that ink droplets adhere to the recording medium, recording medium, recording paper It is used as a generic term for what includes what is called recording paper.

この液体吐出記録方式の画像形成装置は、製本や各種印刷物を少量生産するために使用される設備型のインクジェットプリンタの場合、高速で駆動させるため、サーマル型またはピエゾ型のインクジェットヘッドを多数個配置し、紙搬送方向に対し直角方向の駆動(キャリッジ駆動)を持たず、紙搬送のみで画像を形成することができるようになっている。この種のインクジェット記録装置は、高速かつ低騒音であり、記録媒体の種類に制約が少なく、カラー化も容易であるなどの利点があることから、現在広く普及している。   This liquid discharge recording type image forming apparatus is equipped with a large number of thermal or piezo-type inkjet heads to drive at high speed in the case of equipment-type inkjet printers used for bookbinding and small-scale production of various printed materials. However, an image can be formed only by paper conveyance without driving in the direction perpendicular to the paper conveyance direction (carriage driving). This type of ink jet recording apparatus is widely used because it has advantages such as high speed and low noise, few restrictions on the type of recording medium, and easy colorization.

しかし、インクジェット記録装置では、微細なノズルからインク滴を吐出することから、停止時にインクが乾燥しやすく、また、インクでノズル面が濡れてノズル面に紙粉等の粉塵が付着しやすく、さらに、ノズルから空気が入ることがあるなどの問題がある。これらに起因して不吐出となったり、吐出方向が曲がったり、液滴サイズが小さくなったりしてインク液滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜けや白筋などを生じて画像品質が低下する不具合があった。   However, in an ink jet recording apparatus, ink droplets are ejected from fine nozzles, so that the ink is easily dried when stopped, and the nozzle surface gets wet with ink, and dust such as paper dust tends to adhere to the nozzle surface. There is a problem that air may enter from the nozzle. These causes non-ejection, the ejection direction is bent, the droplet size is reduced, and ink droplet ejection failure occurs, resulting in missing dots or white streaks in the image, resulting in poor image quality. There was a problem that decreased.

このような不具合の発生を検出する構成として、小型のインクジェットプリンタの場合では、電荷を検知する検知機構が配置されている位置まで駆動機構を介して紙方向に対し直角方向にヘッドを移動させた後に出射し、検知機構によりインク滴を検知する、インク滴検知機構が既に知られている。   As a configuration for detecting the occurrence of such a problem, in the case of a small inkjet printer, the head is moved in a direction perpendicular to the paper direction through the drive mechanism to a position where a detection mechanism for detecting charges is arranged. An ink drop detection mechanism that emits later and detects an ink drop by a detection mechanism is already known.

しかし、今までの小型のインクジェットプリンタに採用されている検知機構は、紙搬送に対し直角方向の駆動(キャリッジ駆動)が必要であり、駆動機構を動作し、ヘッドを検知機構の箇所まで移動する必要があった。   However, the detection mechanism employed in conventional small-sized ink jet printers requires driving in the direction perpendicular to the paper conveyance (carriage driving), and operates the driving mechanism to move the head to the position of the detection mechanism. There was a need.

特許文献1には、前方散乱光方式の構成として、発光手段から発した光学ビームにヘッド面のノズルから吐出するインク滴等の液滴を衝突させて散乱光を発生し、その散乱光を受光素子で受光してその受光データから液滴吐出不良を光学的に検出する構成を備えた液滴吐出検出装置が提案されている。   In Patent Document 1, as a configuration of a forward scattered light method, a droplet such as an ink droplet ejected from a nozzle on a head surface collides with an optical beam emitted from a light emitting means to generate scattered light, and the scattered light is received. There has been proposed a droplet discharge detecting device having a configuration in which light is received by an element and a droplet discharge defect is optically detected from the received light data.

一方、特許文献2には、ヘッドに複数列、例えば、2列のノズル列を備えた構成を対象として、1本の光学ビームを用いて液滴吐出不良を光学的に検出する方法も提案されている。   On the other hand, Patent Document 2 proposes a method for optically detecting a droplet discharge defect using a single optical beam for a configuration in which a head is provided with a plurality of rows, for example, two nozzle rows. ing.

特許文献1に開示されているように、ライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置では、インクジェットヘッドを多数個配置した構成を対象として散乱光による液滴吐出不良を検出する構成が用いられている。   As disclosed in Patent Document 1, a line-type image forming apparatus using a line-type head uses a configuration that detects a droplet discharge failure due to scattered light for a configuration in which a large number of inkjet heads are arranged. .

しかし、この構成では、ノズルから吐出されたインク液滴への出射光路から外れた位置にフォトダイオードなどの受光部が配置され、インク液滴に当たった出射光から得られる前方散乱光の受光状態により吐出不良の判断をするようになっている。このため、ヘッドのノズル数が多いと、順次、1つのノズル毎に検知していかなければならないため、検出に時間がかかるという問題が生じる。   However, in this configuration, a light receiving unit such as a photodiode is arranged at a position off the emission light path to the ink droplets ejected from the nozzles, and light reception of forward scattered light obtained from the emitted light impinging on the ink droplets is received. The ejection failure is judged according to the state. For this reason, if the number of nozzles in the head is large, detection must be performed sequentially for each nozzle, which causes a problem that it takes time to detect.

一方、特許文献2に開示されたような、ノズル列を多数列持つヘッドに前方散乱光方式の吐出検知方式を採用する場合、レーザ光を幅広にすることにより、複数ノズル列に対応は可能であるが、投光するレーザ光を幅広にしていくと液滴に入射する光学ビームの光量が小さくなり、受光部での検出出力が減少してしまうため、複数個の光学系を並べて配置することになる。しかし、投光するレーザ光の幅より光学系の幅の方が広いため、光学系が並べて配置できない問題がある。   On the other hand, when adopting a forward scattered light type discharge detection method for a head having a large number of nozzle rows as disclosed in Patent Document 2, it is possible to cope with a plurality of nozzle rows by widening the laser beam. However, if the laser beam to be projected is made wider, the amount of light of the optical beam incident on the droplet will be reduced and the detection output at the light receiving unit will decrease, so a plurality of optical systems should be arranged side by side. become. However, since the width of the optical system is wider than the width of the laser beam to be projected, there is a problem that the optical systems cannot be arranged side by side.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノズル列間距離が小さいため投光するレーザ光の幅より光学系の幅の方が広いことによる光学系が並べて配置できない状態においても同じ時間で測定可能となる構成を備えた液滴吐出検知装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical system in which the width of the optical system is wider than the width of laser light to be projected because the distance between nozzle rows is small. An object of the present invention is to provide a droplet discharge detection device having a configuration capable of measuring in the same time even in a state where they cannot be arranged side by side.

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。   In order to achieve this object, the present invention has the following features.

本発明に係る液滴吐出検知装置は、光学ビームを発生するための発光手段と、前記発光手段が発した前記光学ビームの強度分布および発散または収束状態を調整する光調整手段と、前記複数ノズル列と平行な前記光学ビームを前記ノズルより吐出されたインク滴の軌跡と交差するように照射し、前記インク滴に前記光学ビームが当たった時に発生する散乱光を検出する受光手段とを有する液滴吐出検知装置であって、前記光学ビームを順次屈曲させることにより、単体のヘッドまたは複数の前記ヘッドにより構成される複数ノズル列に対し平行な前記光学ビームの光路を含む複数の前記光学ビームの光路を形成するための複数の光反射手段を設け、前記受光手段を前記発光手段から出射された前記光学ビームの進行方向と同じ前記光学ビームに対しては前記発光手段位置に対して最も離れた前記複数ノズル列端部よりも下流側に配置し、前記発光手段から出射された前記光学ビームの進行方向とは逆の前記光学ビームに対しては前記発光手段位置に対して最も近い前記複数ノズル列端部よりも下流側に配置した構成であることを特徴とする。   The droplet discharge detecting device according to the present invention includes a light emitting means for generating an optical beam, a light adjusting means for adjusting an intensity distribution and a divergence or convergence state of the optical beam emitted by the light emitting means, and the plurality of nozzles. A liquid having light receiving means for irradiating the optical beam parallel to the row so as to intersect with the trajectory of the ink droplet ejected from the nozzle and detecting scattered light generated when the optical beam hits the ink droplet. A droplet discharge detection device comprising: a plurality of optical beams including a single head or an optical path of the optical beam parallel to a plurality of nozzle arrays configured by the plurality of heads by sequentially bending the optical beam; A plurality of light reflecting means for forming an optical path are provided, and the light receiving means is the same as the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means. On the other hand, with respect to the optical beam opposite to the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means, disposed downstream of the plurality of nozzle row end portions farthest from the light emitting means position. Is characterized in that it is arranged downstream from the end of the plurality of nozzle rows closest to the light emitting means position.

本発明によれば、受光手段を発光手段から出射された光学ビームの進行方向と同じ複数ノズル列に対し平行な光学ビームに対しては発光手段位置に対して最も離れた複数ノズル列端部よりも下流側の位置に配置し、発光手段から出射された光学ビームの進行方向とは逆の複数ノズル列に対し平行な光学ビームに対しては発光手段位置に対して最も近い複数ノズル列端部よりも下流側に配置した構成にすることにより、光調整手段を介した発光手段からの光学ビームを複数の光反射手段によりヘッドノズル面に対し水平方向へ移動させると同時に進行方向を逆方向に屈曲させることで複数ノズル列に備えられたノズルからの発光手段から出射された光学ビームの進行方向と同じ複数ノズル列に対し平行な光学ビームと発光手段から出射された光学ビームの進行方向とは逆の複数ノズル列に対し平行な光学ビームのそれぞれのインク液滴の吐出状態を同時に検出することができ、ノズル列間距離が小さいため投光するレーザ光の幅より光学系の幅の方が広いことによる光学系が並べて配置できない状態においても同じ時間で測定可能となる。   According to the present invention, for the optical beam parallel to the plurality of nozzle rows that is the same as the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means, the light receiving means is from the end of the plurality of nozzle rows farthest from the light emitting means position. Also, the end of the plurality of nozzle rows closest to the light emitting means position for the optical beam parallel to the plurality of nozzle rows opposite to the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means By adopting a configuration arranged on the downstream side, the optical beam from the light emitting means via the light adjusting means is moved in the horizontal direction with respect to the head nozzle surface by a plurality of light reflecting means, and at the same time the traveling direction is reversed. The light emitted from the light emitting means and the optical beam parallel to the same plurality of nozzle rows as the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means from the nozzles provided in the plurality of nozzle rows by bending. The discharge state of each ink droplet of an optical beam parallel to a plurality of nozzle rows opposite to the beam traveling direction can be detected simultaneously, and the distance between the nozzle rows is small, so the opticalness is greater than the width of the laser beam to be projected. Even in a state where the optical system cannot be arranged side by side due to the wider width of the system, measurement can be performed in the same time.

本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. ヘッドアレイユニットの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a head array unit. ヘッド1列にLDユニット、PDユニット各1個を付けた構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は上面図である。It is a figure which shows the structure which attached each one LD unit and PD unit to 1 head row, (a) is a front view, (b) is a top view. レーザ光による液滴検知説明する図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is a figure explaining the droplet detection by a laser beam, (a) is a top view, (b) is a front view. 本実施形態に係る液滴吐出検知装置を含むヘッドアレイユニットの平面図である。It is a top view of a head array unit including a droplet discharge detection device according to the present embodiment.

以下、本実施の形態について図面により詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment.

画像形成装置は、搬送部4によって搬送される用紙Pに液滴を吐出し印字する記録ヘッドを構成するヘッド部5と、ヘッド部5の維持回復機構であるヘッドメンテナンス装置6とを備えている。このメンテナンス装置6は、搬送部4の上方で用紙搬送方向に沿ってスライド移動可能に配置され、ヘッドメンテナンス時にはヘッド部5が上昇した後、ヘッド部5の下部に移動し、印字中は図1の位置に退避する。   The image forming apparatus includes a head unit 5 that constitutes a recording head that discharges and prints droplets on a sheet P conveyed by the conveyance unit 4, and a head maintenance device 6 that is a maintenance recovery mechanism of the head unit 5. . The maintenance device 6 is arranged to be slidable along the paper transport direction above the transport unit 4, and after the head unit 5 is lifted during head maintenance, it moves to the lower part of the head unit 5, and during printing, FIG. Retreat to the position.

ヘッド部5は、図2にも示すように、ベース部材52に一列に配列した複数(この例では5個)のヘッド101で構成される8つのヘッド列51A〜51Hを有するヘッドアレイユニット(記録ヘッド)50を備えている。ヘッド101は、液滴を吐出する複数のノズル102がノズル面104に2列配列されている。   As shown in FIG. 2, the head unit 5 is a head array unit (recording unit) having eight head rows 51 </ b> A to 51 </ b> H composed of a plurality of (in this example, five) heads 101 arranged in a row on the base member 52. Head) 50. In the head 101, a plurality of nozzles 102 for discharging droplets are arranged in two rows on the nozzle surface 104.

そして、ヘッド列51A、51Bの各ヘッド101の2つのノズル列でブラック(K)の液滴を吐出し、ヘッド列51C、51Dの各ヘッド101の2つのノズル列でマゼンタ(M)の液滴を吐出し、ヘッド列51E、51Fの各ヘッド101の2つのノズル列でシアン(C)の液滴を吐出し、また、ヘッド列51G、51Hの2つのノズル列でイエロー(Y)の液滴を吐出する。つまり、ヘッド部5は4つのノズル列で用紙幅相当の1列分のノズル列が構成され、2つのヘッド列51で用紙幅相当の1列分のノズル列が構成されている。   Then, black (K) liquid droplets are ejected from the two nozzle arrays of the heads 101 of the head arrays 51A and 51B, and magenta (M) liquid droplets are ejected from the two nozzle arrays of the heads 101 of the head arrays 51C and 51D. And the cyan (C) droplets are discharged from the two nozzle rows of the heads 101 of the head rows 51E and 51F, and the yellow (Y) droplet is discharged from the two nozzle rows of the head rows 51G and 51H. Is discharged. That is, in the head unit 5, one nozzle row corresponding to the paper width is constituted by four nozzle rows, and one nozzle row corresponding to the paper width is constituted by two head rows 51.

なお、各色のライン構成は、上記に限るものではなく、各色の配置は特に限定はない。また、ヘッド部の構成も、この例に限るものではない。   The line configuration of each color is not limited to the above, and the arrangement of each color is not particularly limited. Further, the configuration of the head portion is not limited to this example.

次に、この画像形成装置における液滴吐出検知装置を含むヘッドアレイユニットの実施形態について図3(a)、(b)を用いて説明する。以下では図示を簡略化するため1つのヘッド列51Aを3個のヘッドで構成した状態で説明する。ヘッドアレイユニット50は、ベース部材52にヘッド列51を配置している。   Next, an embodiment of a head array unit including a droplet discharge detection device in this image forming apparatus will be described with reference to FIGS. Hereinafter, in order to simplify the illustration, one head row 51A will be described with three heads. In the head array unit 50, a head row 51 is arranged on a base member 52.

図3(a)および図3(b)に示す配置では、ヘッド列51の一方の側1列単位で、ノズル配列方向に平行なレーザ光200を出射する発光手段であるレーザダイオード(以下「LD」という。)201を含むLDユニット202を取り付けており、そして液滴によって生じるレーザ光200の散乱光を受光する受光手段であるフォトダイオード(以下「PD」という。)203を含むPDユニット204をベース部材52に取り付けている。   In the arrangements shown in FIGS. 3A and 3B, a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) that emits laser light 200 parallel to the nozzle arrangement direction in units of one row on one side of the head row 51. An LD unit 202 including 201 is attached, and a PD unit 204 including a photodiode (hereinafter referred to as “PD”) 203 which is a light receiving means for receiving the scattered light of the laser light 200 generated by the droplet is provided. It is attached to the base member 52.

ここでは、1個のLDユニット202に1列のヘッド、2つのノズル列に対応する2つのLD201を、1個のPDユニット204に1列のヘッド、すなわち、2つのノズル列に対応する2つのPD203を備えている。   Here, one LD unit 202 has one row of heads, two LDs 201 corresponding to two nozzle rows, and one PD unit 204 has one row of heads, ie, two nozzle rows corresponding to two nozzle rows. A PD 203 is provided.

発光手段にレーザダイオードを用いることで指向性が強い光学ビームを作ることができ、複数ノズル列のインク滴に光学ビームを照射することができるため、少ない発光手段で複数列の前方散乱光を受光手段により検知できるため、部品点数を少なくすることができる。また、受光手段にフォトダイオードを用いることにより、微弱な散乱光を検知することができるため、確実な液滴吐出検知が可能となる。   By using a laser diode as the light emitting means, an optical beam with strong directivity can be created, and an optical beam can be irradiated onto the ink droplets of the multiple nozzle rows, so that it is possible to receive multiple rows of forward scattered light with fewer light emitting means. Since it can be detected by means, the number of parts can be reduced. Further, by using a photodiode as the light receiving means, it is possible to detect weak scattered light, so that reliable droplet discharge detection can be performed.

ここで、インク液滴の吐出方法について図4(a)および図4(b)を用いて説明する。液滴吐出検知を散乱光方式で行う場合、ベース部材52の一方の側に配置されたLD201の出射光は、レンズ211およびアパーチャ212を介してレーザ光200として、液滴300に向けて出射される。   Here, an ink droplet ejection method will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. When the droplet discharge detection is performed by the scattered light method, the emitted light of the LD 201 arranged on one side of the base member 52 is emitted toward the droplet 300 as the laser light 200 through the lens 211 and the aperture 212. The

光調整手段にコリメータレンズ、を用いる構成にすることにより、光学ビームの収束または発散状態を変化させた光学ビームの光路を作ることができ、アパーチャにより光学ビームの出力が不安定な外周部を削除することができる。よって、光学ビームの状態を収束状態としてノズル列間距離よりも光学ビームの幅が大きくならないようにし、光学ビームが不安定な状態にならにようにできる。結果として、複数ノズル列のインク滴に光学ビームを照射することができるため、確実な液滴吐出検知が可能となる。   By using a collimator lens as the light adjustment means, it is possible to create the optical path of the optical beam with the converged or divergent state of the optical beam changed, and the outer periphery where the output of the optical beam is unstable due to the aperture is deleted. can do. Therefore, the state of the optical beam is set to a converged state so that the width of the optical beam does not become larger than the distance between the nozzle rows, so that the optical beam is in an unstable state. As a result, since the optical beam can be irradiated to the ink droplets of the plurality of nozzle arrays, it is possible to reliably detect the droplet discharge.

そして、ベース部材52の他方の側に配置されたレーザ光200から離間した位置に配置されたPD203によって、レーザ光200が液滴300に当たって生じる散乱光301を受光することで、液滴300が吐出されているか否かなどを検出するようになっている。以上のように、各ノズル列に対して一つずつの光学系を並べて配置することにより液滴吐出検知が可能となる。   The scattered light 301 generated when the laser beam 200 strikes the droplet 300 is received by the PD 203 disposed at a position separated from the laser beam 200 disposed on the other side of the base member 52, whereby the droplet 300 is ejected. It is designed to detect whether or not it has been done. As described above, it is possible to detect droplet discharge by arranging one optical system side by side for each nozzle row.

ここで、レーザ光幅W1を大きくすることにより、1本のレーザ光で2つ以上のノズル列に対応することも可能である。しかし、投光するレーザ光幅W1を大きくすると液滴に入射する光学ビームの光量が小さくなり、受光部での検出出力が減少してしまうという問題がある。   Here, by increasing the laser beam width W1, it is possible to handle two or more nozzle rows with one laser beam. However, when the laser beam width W1 to be projected is increased, there is a problem that the light amount of the optical beam incident on the droplet is reduced, and the detection output at the light receiving unit is reduced.

また、図3(b)に示すノズル列間距離D1が小さい場合、投光するレーザ光の幅より光学系の幅の方が広いため、光学系が並べて配置できない問題がある。そこで、本実施形態においては、図5に示す反射手段の追加および受光手段配置についての構成を用いることにより、上述した問題点を解消する点を特徴としている。   Further, when the distance D1 between the nozzle rows shown in FIG. 3B is small, there is a problem that the optical systems cannot be arranged side by side because the width of the optical system is wider than the width of the laser beam to be projected. Therefore, the present embodiment is characterized in that the above-described problems are solved by using the configuration of addition of the reflecting means and arrangement of the light receiving means shown in FIG.

図5は、本実施形態に係る液滴吐出検知装置を含むヘッドアレイユニットの平面図である。簡略化記載してあるヘッド列に備わる間隔D1で設置されるノズル列105a、105b、ノズル列105aに平行なレーザ光200を出射する発光手段であるLD201およびレーザ光200cによって生じる散乱光301bを受光するPD203b含むLD/PDユニット206、レーザ光200aによって生じる散乱光301aを受光するPD203aおよびレーザ光200a、200bを反射するミラー213a、213bを含むPD/ミラーユニット205をベース部材52に取り付けている。   FIG. 5 is a plan view of a head array unit including the droplet discharge detection device according to the present embodiment. The nozzle rows 105a and 105b installed at the interval D1 provided in the simplified head row, the LD 201 as the light emitting means for emitting the laser light 200 parallel to the nozzle row 105a, and the scattered light 301b generated by the laser light 200c are received. An LD / PD unit 206 including a PD 203b, a PD 203a that receives scattered light 301a generated by the laser light 200a, and a PD / mirror unit 205 including mirrors 213a and 213b that reflect the laser light 200a and 200b are attached to the base member 52.

ベース部材52の一方の側に配置されたLD201からの出射光をレンズ211およびアパーチャ212を介してノズル列105aに平行なレーザ光200aとして、液滴300aに向けて出射する。そして、ベース部材52の他方の側に配置されたレーザ光200aから離間した位置に配置されたPD203aによって、レーザ光200aが液滴300aに当たって生じる散乱光301aを受光することで、液滴300aが吐出されているか否かなどを検出するようになっている。   Light emitted from the LD 201 disposed on one side of the base member 52 is emitted toward the droplet 300a as a laser light 200a parallel to the nozzle row 105a via the lens 211 and the aperture 212. The scattered light 301a generated when the laser beam 200a strikes the droplet 300a is received by the PD 203a disposed at a position separated from the laser beam 200a disposed on the other side of the base member 52, whereby the droplet 300a is ejected. It is designed to detect whether or not it has been done.

同時に、ベース部材52の他方の側に配置されたミラー213aにより屈曲されたレーザ光200aは方向を変えてレーザ光200b、さらにミラー213bにより屈曲されたレーザ光200bはノズル列105bに平行であり、液滴300bに向けて出射するレーザ光200cとなる。   At the same time, the laser beam 200a bent by the mirror 213a disposed on the other side of the base member 52 changes its direction, and the laser beam 200b bent by the mirror 213b is parallel to the nozzle row 105b. The laser beam 200c is emitted toward the droplet 300b.

そして、ベース部材52の一方の側に配置されたレーザ光200cから離間した位置に配置されたPD203bによって、レーザ光200cが液滴300bに当たって生じる散乱光301bを受光することで、液滴300bが吐出されているか否かなどを検出するようになっている。なお、上記構成において、レーザ光200cの終端部は、LD/PDユニット206を通過後にPDへの外乱が入らないように処理される。   The scattered light 301b generated when the laser beam 200c strikes the droplet 300b is received by the PD 203b disposed at a position separated from the laser beam 200c disposed on one side of the base member 52, whereby the droplet 300b is ejected. It is designed to detect whether or not it has been done. In the above configuration, the end portion of the laser beam 200c is processed so as not to cause disturbance to the PD after passing through the LD / PD unit 206.

本実施形態によれば、前方散乱光を受光手段により検知する構成であり、受光手段を光学ビームの光路内に設置する必要が無いため、発光手段から出射された光学ビームの進行方向と同じ複数ノズル列に対し平行な光学ビームに対して、および発光手段から出射された光学ビームの進行方向とは逆の複数ノズル列に対し平行な光学ビームに対して、それぞれに受光手段を配置して同時に測定可能となる。   According to the present embodiment, the forward scattered light is detected by the light receiving means, and it is not necessary to install the light receiving means in the optical path of the optical beam, so that the same plural traveling directions of the optical beam emitted from the light emitting means are provided. A light receiving means is arranged for each of the optical beams parallel to the nozzle rows and the optical beams parallel to the plurality of nozzle rows opposite to the traveling direction of the optical beams emitted from the light emitting means. It becomes possible to measure.

また、本実施形態によれば、以上の構成により、ノズル列間距離D1が小さいため投光するレーザ光の幅より光学系の幅の方が広いことによる光学系が並べて配置できない状態においても投光するレーザ光幅W1を大きくすることなく、各ノズル列に対して光学系を並べた状態と同様に吐出検知を行う構成にすることが可能となる。   In addition, according to the present embodiment, with the above configuration, the distance between the nozzle rows D1 is small, and therefore the optical system is wider than the width of the laser beam to be projected, and the optical system cannot be arranged side by side. It is possible to adopt a configuration in which ejection detection is performed in the same manner as in the state where the optical system is arranged for each nozzle row without increasing the laser beam width W1 to be emitted.

102 ノズル
105 ノズル列
200 レーザ光
201 レーザダイオード
203 フォトダイオード
205 PD/ミラーユニット
206 LD/PDユニット
211 レンズ
212 アパーチャ
213 ミラー
300 液滴
301 散乱光
102 Nozzle 105 Nozzle Row 200 Laser Light 201 Laser Diode 203 Photodiode 205 PD / Mirror Unit 206 LD / PD Unit 211 Lens 212 Aperture 213 Mirror 300 Droplet 301 Scattered Light

特開2008−194825号公報JP 2008-194825 A 特開2011−37201号公報JP 2011-37201 A

Claims (6)

光学ビームを発生するための発光手段と、
前記発光手段が発した前記光学ビームの強度分布および発散または収束状態を調整する光調整手段と、
前記複数ノズル列と平行な前記光学ビームを前記ノズルより吐出されたインク滴の軌跡と交差するように照射し、前記インク滴に前記光学ビームが当たった時に発生する散乱光を検出する受光手段とを有する液滴吐出検知装置であって、
前記光学ビームを順次屈曲させることにより、単体のヘッドまたは複数の前記ヘッドにより構成される複数ノズル列に対し平行な前記光学ビームの光路を含む複数の前記光学ビームの光路を形成するための複数の光反射手段を設け、
前記受光手段を前記発光手段から出射された前記光学ビームの進行方向と同じ前記光学ビームに対しては前記発光手段位置に対して最も離れた前記複数ノズル列端部よりも下流側に配置し、前記発光手段から出射された前記光学ビームの進行方向とは逆の前記光学ビームに対しては前記発光手段位置に対して最も近い前記複数ノズル列端部よりも下流側に配置した構成であることを特徴とする液滴吐出検知装置。
A light emitting means for generating an optical beam;
Light adjusting means for adjusting the intensity distribution and divergence or convergence state of the optical beam emitted by the light emitting means;
Light receiving means for irradiating the optical beam parallel to the plurality of nozzle rows so as to intersect with the trajectory of the ink droplet ejected from the nozzle, and detecting scattered light generated when the optical beam hits the ink droplet; A droplet discharge detection device comprising:
By sequentially bending the optical beam, a plurality of optical paths for forming the plurality of optical beams including a single head or a plurality of optical paths of the optical beam parallel to a plurality of nozzle arrays composed of the plurality of heads are formed. Providing light reflecting means,
The light receiving means is disposed downstream of the plurality of nozzle row end portions farthest from the light emitting means position for the same optical beam as the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means, The optical beam that is opposite to the traveling direction of the optical beam emitted from the light emitting means is arranged on the downstream side of the end of the plurality of nozzle rows that is closest to the light emitting means position. A droplet discharge detection device characterized by the above.
前記受光手段は、前記光学ビームの光路から離れた位置に設置されていることを特徴とする請求項1記載の液滴吐出検知装置。   2. The droplet discharge detection device according to claim 1, wherein the light receiving means is installed at a position away from the optical path of the optical beam. 前記発光手段は、レーザダイオードであることを特徴とする請求項1または2記載の液滴吐出検知装置。   The droplet discharge detection device according to claim 1, wherein the light emitting means is a laser diode. 前記光調整手段は、コリメータレンズおよびアパーチャにより構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液滴吐出検知装置。   The droplet discharge detection device according to claim 1, wherein the light adjustment unit includes a collimator lens and an aperture. 前記受光手段は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液滴吐出検知装置。   5. The droplet discharge detection device according to claim 1, wherein the light receiving means is a photodiode. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液滴吐出検知装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge detection device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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