JP5545136B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは、液体吐出記録方式を用いたインクジェットプリンタに関するものである。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば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の画像形成装置もインクジェット記録装置として知られている。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。）を行なうものであり、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。
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」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にインクを着弾させて画像形成を行なう装置を意味し、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。また、「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、画像形成を行なうことができるすべての液体の総称として用いる。また、「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。

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為に使用される設備型のインクジェットプリンタの場合は、高速で駆動させる為、サーマル型また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していく。また、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に対し検知機構の位置迄ヘッドを紙方向に対し直角方向の移動機構により、ヘッドを移動してのち出射し、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。
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。
これに対し、紙搬送に対し直角方向の駆動(キャリッジ駆動)が必要なく、設備型のインクジェットプリンタに対応できるノズル欠損検知方式として、レーザ光をインク滴に当てて、インクの射出の有無を検知するものやレーザ光をインク滴に当てて、散乱光を検知するものなどが考案されている

例えば、特許文献１では、記録媒体に液体を吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体と前記ヘッドとを相対的に移動させる移動手段と、前記ヘッドの上方に設けられるとともに、前記ヘッドの上方に立てた状態で配置される制御基板と、前記制御基板から前記記録媒体へ向かう方向へ、前記制御基板を冷却するための送風を発生させる送風発生手段と、前記相対移動方向と直交する前記記録媒体の幅方向に沿って前記ヘッドの近傍に設けられるとともに、前記記録媒体の幅方向について前記記録媒体の幅以上の長さを有し、前記ヘッドに向く面に設けられる開口を介して前記送風を前記記録媒体の幅方向の両端に導くダクト機構と、を備えた液体吐出装置が開示されている。
また、特許文献２では、それぞれが記録紙搬送ベルトの搬送方向に沿って互いに所定の間隔を置いて配置され、かつ、前記搬送方向と直交する方向にインライン配列された複数のノズルを有する複数のインク吐出手段と、前記各インク吐出手段の前記搬送方向下流側の位置に当該各インク吐出手段に隣接して設置された複数のクリーニング手段と、前記記録紙搬送ベルトの内面側に、前記記録紙搬送ベルトの搬送方向に移動可能に設けられ、前記インク滴吐出手段のノズル吐出不良を解消するメンテナンス手段と、前記メンテナンス手段が通過可能に前記記録紙搬送ベルトに開設された開口部と、前記記録紙搬送ベルトにおける前記開口部の搬送方向下流側端部位置に、前記ノズルの配列方向と平行な方向に延在して当該記録紙搬送ベルトに固定されたインク滴検知手段と、前記記録紙搬送ベルトの移動に伴って、前記インク滴検知手段が前記インク吐出手段のノズルに対面したとき前記インク滴吐出手段を駆動させると共に前記インク滴検知手段にインク滴の検出を行わせる第１の動作、次いで、前記インク滴検知手段が、インク滴の検出が終了したインク吐出手段に隣接するクリーニング手段に対面したとき当該クリーニング手段に前記インク滴検知手段に付着したインクの除去を行なわせる第２の動作、及び、前記開口部を介して前記メンテナンス手段に当該インク滴の検出が終了したインク吐出手段に対するノズル欠の解消動作を前記インク滴検知手段の検出結果に基づいて行なわせる第３の動作を前記複数のインク吐出手段のそれぞれに対応して実行させる駆動制御手段と、を備えたライン型インクジェットプリンタが開示されている。

しかしながら、これらの開示されている技術で、レーザをインク滴に当てて検知するには、長期にわたる使用で、光学系部品にインク吐出によるミストが付着し、その機能が損なわれるという問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、レーザをインク滴に当ててレーザの進行方向に発生する前方散乱光を検知する方式（以下前方散乱光方式と表記）であり、光学部品として、レーザーダイオード（ＬＤ）、レンズ、アパーチャ及びフォトダイオード（ＰＤ又は受光素子）が必要である。これらの光学部品にヘッドよりインクを吐出するときに発生するミストが付着し、機能が損なわれるのを防ぐインクジェットプリンタを提供することである。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のインクジェットプリンタは、光を発生するレーザーダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光素子と、前記光源が発した光を収束させるレンズと、収束された光を一定の径にするアパーチャとを有する発光ユニットと、光又は光がインク滴に当たった時に発生する散乱光の光強度を、受光穴を通して検知する受光素子を有する受光ユニットとを有する吐出検知機構を備えるインクジェットプリンタにおいて、前記発光ユニットのアパーチャの穴の前方に巻き取り式のフィルムを配置し、発光ユニットにインクミストが入り込まないことを特徴とする。
本発明のインクジェットプリンタは、光を発生するレーザーダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光素子と、前記光源が発した光を収束させるレンズと、収束された光を一定の径にするアパーチャとを有する発光ユニットと、光又は光がインク滴に当たった時に発生する散乱光の光強度を、受光穴を通して検知する受光素子を有する受光ユニットとを有する吐出検知機構を備えるインクジェットプリンタにおいて、前記受光ユニットの受光穴の前方に巻き取り式のフィルムを配置し、受光穴より受光ユニットにインクミストが入り込まないことを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記吐出検知機構が正常検知できたノズルの受光量が初期の５０％以下になった場合、前記フィルムが、巻き取り式のフィルムのミストで汚れたフィルム部分を巻き取り、新品部分のフィルムが、光路部に来るようにすることを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記フィルムが、透明又は発光素子が発光する光に対して透過率が高い材料で形成されていることを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記フィルムの未使用部分が、インクミストで汚れないように、前記フィルムを収容するケースでカバーされており、使用前にインクミストで汚れないことを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記ケースの前記フィルムと接触する部分が、密度の高い不織布、ビロード又は独立気泡のスポンジで作られ、前記ケース内にインクミストが入り込まないことを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記ケース内の空気が前記ケースと一体又は別体の加圧ボックスのファンによる空気供給により加圧され、前記フィルムと前記ケースの隙間より空気が吹き出ることによりインクミストが入り込まないことを特徴とする。
また、本発明のインクジェットプリンタは、さらに、前記フィルムの巻き取りがモータでなされており、巻き取られたフィルム部も前記ケースに収納され、前記モータによる前記フィルムの巻き取り量を、前記フィルムの露出長にすることを特徴とする。

上記課題を解決する手段である本発明のインクジェットプリンタによって、インクミストがアパーチャの穴に付着し、アパーチャの径が変わってしまい、光学系の性能が出なくなることを防ぐことができるという効果を奏する。また、インクミストがレンズに付着し、光量が減光することを防ぐことができる。さらに、インクミストがＬＤ、ＰＤに付着し、検出量が減ることを防ぐことができる。
さらに、この本発明のインクジェットプリンタが備えるインク滴検知機構は、オンデマンドプリンターヘッドを多数個使用したライン型のヘッドアレイを持つインクジェットプリンタ全般に使用可能である。

インクジェットプリンタの全体構成を示す概略図である。 インクジェットプリンタの全体構成を示す平面図である。 本発明の画像形成装置における紙搬送経路を示す概略図である。 本発明の画像形成装置におけるノズル列の配置を示す概略図である。 （ａ）は同実施形態の正面説明図、（ｂ）は同じく平面説明図、（ｃ）は側面説明図である。 散乱光方式のインク滴の検知について説明する図である。 ヘッド列毎構成されたＬＤユニットの内部の構成を示す図である。 ヘッド列毎構成されたＰＤユニットの内部の構成を示す図である。 ひとつのＬＤユニット内に一式のレーザ光の発光素子を持つ場合の構成を示している。 ひとつのＬＤユニット内にニ式のレーザ光の発光素子を持つ場合の構成を示している。 ひとつのＰＤユニット内に一式のフォトダイオード等の受光素子を持つ場合の構成を示している。 ひとつのＰＤユニット内に二式のフォトダイオード等の受光素子を持つ場合の構成を示している。 フィルムの巻き取りをする巻き取りの駆動をＬＤ又はＰＤユニット内の構成を示す図である。 フィルムの巻き取りをする巻き取りの駆動をＬＤ又はＰＤユニット内の他の実施形態の構成を示す図である。 フィルムの巻き取りをする巻き取りの駆動をＬＤ又はＰＤユニット内の他の実施形態の構成を示す図である。 フィルムの交換が容易なＬＤ又はＰＤユニット内の構成を示す図である。 フィルムを収納するなＬＤ又はＰＤユニットの他の実施形態の構成を示す図である 本発明のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。 本発明のインクジェットプリンタの印字終了動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、インクジェットプリンタの全体構成を示す概略図である。図２は、インクジェットプリンタの全体構成を示す平面図である。まず、本発明に係るインクジェットプリンタの一例について図１及び図２を参照して説明する。
このインクジェットプリンタ１はライン型であり、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送部４と、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、印刷終了後又は所要のタイミングでヘッド部５の各記録ヘッドの維持回復を行なう維持回復機構であるヘッドメンテナンス装置６と、ヘッドメンテナンス装置６のキャップ部材、ワイパ部材（ブレード手段）を清掃（クリーニング）するクリーナ装置７を備えている。
インクジェットプリンタ１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送部４に給紙される。

搬送部４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと、これらのローラ４１Ａ、４１Ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の表面には複数の図示しない吸引穴が形成されており、搬送ベルト４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、搬送従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト４３に当接している。
搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１Ｂ、搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。
搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出するヘッドアレイユニットで構成されるヘッド部５が移動可能（ここでは昇降可能）に配置されている。このヘッド部５は、維持回復動作時（メンテナンス時）にはメンテナンス装置６がヘッド部５の下方まで進入してくるスペースを確保する位置まで上昇する。

図３は、本発明の画像形成装置における紙搬送経路を示す概略図である。
図４は、本発明の画像形成装置におけるノズル列の配置を示す概略図である。
本発明は、図３で示すように、紙搬送経路を持ち、ヘッドアレイを印字位置から移動し、キャッピングまたは維持を実施するインクジェットプリンタとして考案された。
図３のように被印字物となる用紙Ｐは搬送ベルト４３で搬送をしており、印字するヘッド部５は印字中には固定されており、搬送ベルト４３の送りとヘッド部５の出射のみでインク滴のマトリックスを作り画像を形成する。
そのために、図４に示すように、ヘッド５０をヘッドアレイ１０１に配置し、紙送り幅方向は多数個のヘッド５０で、ノズル列が繋がるように構成されている。図示しない吸引ファンを持ち、図示しない搬送ベルト４３に空けられた孔により用紙Ｐを搬送ベルト４３に吸引し、搬送を行なう。ヘッド１０１の乾き対策の空打ち（画像の為の印字で無く、ノズル部にある増粘したインクの廃棄）は用紙Ｐが搬送ベルト４３上に存在しないとき（順次送られてくる用紙Ｐと用紙Ｐの間）に先に述べた搬送ベルト４３の孔に出射タイミングを合わせ出射することにより実施される。

インクジェットプリンタ１において、インク滴はヘッド１０１より射出され、記録媒体等の用紙Ｐへ着弾し、画像を形成する。ここではヘッド１０１より射出されたインク滴が、正常なインク滴か否かを判断し、適正な画像を得る為に、インク滴を検知する吐出検知機構２５０により判定することが知られている。ただし、現在行われているインク滴検知は、紙搬送方向に対し直角方向のヘッド駆動（以下キャリッジ駆動）を元に開発されており、用紙Ｐへの印字範囲外の検知位置にキャリッジ駆動で移動した後、インク滴検知を実施するようになっている。対し、設備機器として使用されるインクジェットプリンタ１は、ラインインクジェットヘッドを用いることが主流であり、キャリッジは存在せず、ヘッド１０１をキャリッジ駆動せずにインク滴検知を行なうことが望まれる。
また、ラインインクジェットプリンターの場合、大量のノズル列５１を配列したヘッドアレイの為、インク滴検知のみで大量の時間がかかる、よってその他の時間（ここではキャリッジ駆動にかかる時間）を省く必要がある。
また、設備機器はコンシューマ向けのインクジェットプリンタ１に対し、インク詰まりに置ける不良印字が発生した場合大量の無駄が発生することもインク滴検知が必要な理由のひとつとなる。

ヘッド部５は、図４にも示すように、ベース部材５２に一列に配列した複数のヘッド１０１で構成される６つのヘッド列５１Ａ〜５１Ｆ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。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）の液滴を吐出するヘッド列５１Ｋであり、ヘッド列５１Ｃ、５１Ｄの各一方のノズル列でマゼンタ（Ｍ）の液滴を、各他方のノズル列でシアン（Ｃ）の液滴を吐出し、また、ヘッド列５１Ｅ、５１Ｆの２つのノズル列の一方でイエロー（Ｙ）の液滴を吐出するヘッド列５１Ｍ、５１Ｙ、５１Ｃである。
つまり、ヘッド部５は、ブラック（Ｋ）については４ノズル列で用紙幅相当の１列分のノズル列が構成され、かつ他の色（カラー）よりも解像度を２倍にとし、カラーについては同じ色の液滴を吐出する２つのヘッド列５１が用紙搬送方向に並べて配置され、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構成としている。
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。
また、ヘッド部５には、ヘッドアレイユニット５０の各ヘッド１０１にインクをそれぞれ供給する図示しない分岐部材が各色ごとに配列され、分岐部材上流側にはサブタンクが配置され、サブタンクとヘッドとの水頭差によって、ヘッド１０１のノズル１０２のメニスカスを保持するのに適切な負圧が形成される。さらに、サブタンク上流側にはインクを貯蔵する交換可能なメインタンクが配置されている。

搬送部４の下流側には用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部４５が配置されている。搬送ガイド４５にて搬送された用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。
搬送部４の上方でヘッド部５の側方には、ヘッド１０１のノズル面１０４をメンテナンスするメンテナンス装置６が配置されている。メンテナンス装置６は、図４にも示すように、ヘッド列５１Ａ〜５１Ｆの各ヘッド１０１に対応してノズル面１０４をキャッピングするキャップ６１と、各ヘッド１０１に対応してノズル面１０４をワイピングするブレード状のワイパ部材（ワイパブレード）６２と、１列分のキャップ６１内を吸引する吸引手段６３などを有している。このメンテナンス装置６は、キャップ６１にてヘッド１０１のノズル面１０４を密閉した状態で吸引手段６３によって吸引することでノズル１０２から増粘したインクを排出させてヘッド１０１の吐出性能を回復させる。ワイパブレード６２はブレードホルダ６５に保持されている。

なお、メンテナンス装置６の吸引手段６３やキャップ６１と吸引手段６３をつなぐ流路、その他圧力室等は、インクジェットプリンタ１の後側板の外側に配置し、チューブ等の経路を使用して接続することもできる。また、維持回復時に吸引に代えて、あるいは吸引とともにヘッド１０１の上流側から加圧手段によってヘッド１０１内を加圧する構成とすることもできる。
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。
メンテナンス装置６の上部にはキャップ６１及びワイパブレード６２に付着した液滴（廃液）を清掃するクリーナ装置７が配置されている。このクリーナ装置７は、図示しないクリーナ移動手段によって用紙搬送面に対して鉛直方向に上下移動可能に配置されている。ヘッド１０１のメンテナンスが終了したメンテナンス装置６がヘッド部５の側方に退避した状態において、クリーナ装置７が下降移動し、キャップ６１及びワイパブレード６２を清掃する。

ここで、本発明の吐出検知機構２５０の構成を述べる。
図３、図４で示されたインクジェットプリンタのヘッドアレイに多数個のヘッドでヘッド列を作りこの列ごとに吐出検知機構２５０を１セットごと配置する。
図４で示した様に、吐出検知機構２５０でインク欠損をするのは、ヘッドアレイの両端に設置されて、２分割されているＬＤユニット２０２とＰＤユニット２０４である。
この吐出検知機構２５０は搬送ベルト４３の孔にタイミングを合わせ出射し、このインク滴にレーザを照射し、前方散乱光を発生させ、この前方散乱光を検知する構成となっている。レーザの照射は図３のようにＬＤユニットよりＰＤユニット側に向かい照射する。

次に、この画像形成装置における吐出検知機構２５０を含むヘッドアレイユニットの第１実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）は同実施形態の正面説明図、（ｂ）は同じく平面説明図、（ｃ）は側面説明図である。また、以下では図示を簡略化するため１つのヘッド列は３個のヘッドで構成されている例で説明する。図５に示すようにレーザーの光の経路のとおりノズル列が違えば同時に測定することができる。
ヘッドアレイユニット５０は、前述したように、ベース部材５２に６個のヘッド列５１Ａ〜５１Ｆを配置し、互いに隣り合うヘッド列をノズル配列方向に位置をずらして千鳥状に配置している。
そして、各ヘッド列５１毎に、ノズル配列方向に沿ってレーザー光２００を射出する発光素子としてレーザーダイオード（以下「ＬＤ」という。）２０１を含む発光手段であるＬＤユニット２０２と、液滴によって生じるレーザ光２００の散乱光を受光するフォトダイオード（以下「ＰＤ」という。）２０３を含む受光手段であるＰＤユニット２０４をベース部材５２に取り付けて配置している。なお、ＬＤユニット２０２、ＰＤユニット２０４には、それぞれ１つのヘッド列の２つのノズル列に対応して２つのＬＤ２０１、ＰＤ２０３を備えている。
この他に、発光素子としてはＬＥＤであってもよい。

ここで、隣り合うヘッド列５１間においてはＬＤユニット２０２とＰＤユニット２０４が反対側に配置されている。具体的には、例えばヘッド列５１Ａについては、一端部側にＬＤユニット２０２を、他端部側にＰＤユニット２０４を配置し、ヘッド列５１Ａとノズル配列方向に位置をずらして配置し、隣り合うヘッド列５１Ｂについては、一端部側にＰＤユニット２０４を、他端部側にＬＤユニット２０２を配置している。その他のヘッド列相互間も同様の関係で配置している。
つまり、例えばヘッド列５１Ａを第１ヘッド列、ヘッド列５１とノズル配列方向に位置をずらして配置されたヘッド列５１Ｂを第２ヘッド列とするとき、第１ヘッド列と第２ヘッド列との間においてＬＤユニット２０２とＰＤユニット２０４を反対側に（反対の位置関係で）配置している。
そして、ベース部材５２として平面形状（上から見た形状）が矩形状のものを用いているので、ヘッド列のノズル配列方向端部とベース部材との距離が短い側にＬＤユニット２０２を、ヘッド列のノズル配列方向端部とベース部材との距離が長い側にＰＤユニット２０３を配置している。
このように構成することによって、ＬＤユニット２０２、ＰＤユニット２０４を各ヘッド列で同じ側に配置した構成に比べて、ヘッドアレイユニット５０のノズル配列方向の長さを短くすることができる。

図６は、散乱光方式のインク滴の検知について説明する図である。
まず、インク滴検知を散乱光方式で行なう場合、図６に示すように、一方側に配置されたＬＤユニット２０２から、ＬＤ２０１の射出光をレンズ２１１及びアパーチャ２１２を介してレーザ光２００として、ヘッド１０１から吐出される液滴３００に向けて出射し、他方側のレーザ光２００の光軸から離間した位置に配置されたＰＤユニット２０４のＰＤ２０３によって、レーザ光２００が液滴３００に当たることで生じる散乱光を受光することで、液滴３００が吐出されているか否かなどを検出する。
この散乱光方式では、ＰＤ２０３はレーザ光２００の光軸に対して一定の距離だけ離間させて配置しなければ、レーザ光２００を直接受光し、あるいは、その影響を受けることになる。この距離を確保するためには、ヘッド１０１のノズル（滴吐出位置）に対して所定の距離だけＰＤ２０３のノズル配列方向の位置を離す必要がある。

ここで、現在までのＬＤユニットおよびＰＤユニットの内部構造を説明する。
ここでは、図７及び図８には、ヘッド列毎構成されたＬＤユニット及びＰＤユニットの内部の構成を示す図である。
図７では１つのＬＤユニットに対しレーザーダイオードが２つ、図８では１つのＰＤユニットに対しフォトダイオードを２つ内蔵している。
この中に取り付けられている半導体レーザ（ＬＤ）及びフォトダイオード（ＰＤ）はヘッド列の中のノズル列（図２及び図４の例ではヘッド列に対し２列存在する。）に対し各１個ずつ対応しており、レーザ光路はノズル列５１に対し調整されている。
図７のＬＤユニット２０２は基板２２１に半田付けされた半導体レーザ（ＬＤ）２０１に対し、ある一定の距離を置きコリメートレンズ２１１を配している。この位置関係は治工具で組みつけられ、ＬＤ２０１の個体差に対し調整される。コリメートレンズ２１１のＬＤ２０１の逆側にはアパーチャ２１２が配置される。このアパーチャ２１２は1ｍｍ程度の薄板で作られており、レーザ光２００の余分な部分のみをカットするためで一定の径のレーザ光２００飲みを通過させるために孔が空けられており、コリメートレンズ２１１とはある一定の間隔を持ち固定されている。
また、ＬＤ２０１を配置した基板２１１はアパーチャ２１２の露出部を除き、ヘッド１０１よりインクを出射するときに発生する余分なミストが入りそれぞれの部品の機能を損なわないように前後がカバーされている。
図８のＰＤユニット２０４は、フォトダイオード（ＰＤ）２０３を基板２３１に対し半田付けし、開けてある開口の受光穴２３２ａよりレーザ光２００を受光する構成にしている。配置した基板２３１はフォトダイオード（ＰＤ）２０３の露出部を除き、ヘッド１０１よりインクを出射するときに発生する余分なミストが入りそれぞれの部品の機能を損なわないように前後がケース２３２、２３３でカバーされている。

次に、ミスト対策を実施したＬＤユニット及びＰＤユニットの構成を述べる。
ＬＤユニット２０２の構成を図９、図１０で示す。
図９は、ひとつのＬＤユニット内に一式のレーザ光の発光素子を持つ場合の構成を示している。図１０は、ひとつのＬＤユニット内にニ式のレーザ光の発光素子を持つ場合の構成を示している。
双方共、フイルムガイドを兼用したアパーチャ２１２の前方に透明なフィルム３００を持ち、インクミストが光学系を汚すことを防ぐ構造になっている。また、新品のフィルム部３０１はケース２２２、２２３の中に入っており、ミストで汚染されない構造となっている。これによって、インクミストが光学系を汚すことを防止する。また、汚れたフィルム３０２は巻き取ることにより、フィルム３００にインクミストが付いても問題なく使用することができる。これによって、フィルム３００の未使用部分がインクミストで汚れないように、ケース２２２、２２３がかかっており、使用前にインクミストで汚れないインクジェットプリンタ１を提供することができる。
新品のフィルム３０１は、ＬＤユニット２０２のケース内にあり、インクミストが付着しにくい。また、フィルム３００が巻かれているため、レーザ光２００の経路として使わないフィルム３００のエッジは汚れても、フィルム３００の面が汚れることは無い。
ケース２２２、２２３がフィルム３００と接触する部分が、密度の高い布織布又はビロード又は独立気泡のスポンジ等で作られ、ケース２２２、２２３内にインクミストが入り込まないようにした。
また、新品のフィルム３０１が汚れないように、スポンジ又はビロードでケース２２２、２２３内の隙間を埋める。
また、ケース２２２、２２３内の空気がケース２２２、２２３を一体として、または、別体の加圧ボックスに収納されたファンによる空気供給により加圧され、フィルム３００とケース２２２、２２３内の隙間より空気が吹き出ることによりインクミストが入り込まないようにすることもできる。

ＰＤユニット２０４の構成を図１１、図１２で示す。
図１１は、ひとつのＰＤユニット内に一式のフォトダイオード等の受光素子を持つ場合の構成を示している。図１２は、ひとつのＰＤユニット内に二式のフォトダイオード等の受光素子を持つ場合の構成を示している。
双方共、フイルムガイドを兼用したアパーチャ２１２の前方に透明なフィルム３００を持ち、インクミストが光学系を汚すことを防ぐ構造になっている。
また、フィルムの新品３０１は、カバーの中に入っており、ミストで汚染されない構造となっている。
フォトダイオード（ＰＤ）２０３は光を受ける面積がフォトダイオード（ＰＤ）２０３の出力に大きく影響することからＬＤ側と同じ対策が好ましい。
同様に、フィルム３００の未使用の新品フィルム３０１がインクミストで汚れないように、ケース２３２／２３３がかかっており、使用前にインクミストで汚れない。
また、フィルムの新品３０１はケース２３２／２３３内にあり、ミストが付着しにくい。また、フィルム３００が巻かれているため、レーザ光２００の経路として使わないフイルムエッジは汚れても、フィルム面が汚れることは無い。
また、ケース２３２／２３３がフィルム３００と接触する部分が、密度の高い布織布又はビロード又は独立気泡のスポンジ等で作られ、ケース２３２／２３３内にインクミストが入り込まないようにしている。
請求項５に対し、新品のフィルム部分が汚れないように、スポンジ又はビロードで隙間を埋めた構成。

次に、図１３は、フィルムの巻き取りをする巻き取りの駆動をＬＤ又はＰＤユニット内の構成を示す図である。ここでは、ＬＤユニット２０２で説明している。
ＬＤ又はＰＤユニット２０２、２０４内に巻き取り軸３０６に直結した巻き取りモータ３０５を配し、モータ３０５の駆動により、フィルム３００を巻き上げる構造となっている。この方式は、汚れが規定の量になった箇所のみフィルム３００を巻き上げることができる。
ＰＤユニット２０４のレーザ光２００の読み取る光量が、製品出荷時の５０％以下になった場合、巻き取り式のフィルム３００のミストで汚れたフィルム部分を巻き取り、新品部分のフィルム３０１が、アパーチャ３１２の光路部に来るようにする。透明板の汚れ実験結果により、網点濃度５０％程度までなら、問題なく検知ができる為、この値を閾値として、フィルム３００の巻き取りを実施する。
使っているレーザ光２００の波長の透過性が高いフィルム又は、透明なフィルムを使うことにより、機能を保つことが安易になる。例えば厚さ５ｍｍ程度のアクリル板でも、４０％弱の減光と同じになるため、フィルム材質は、使っている光の波長より選定することが望ましい。
巻き取られたフィルム３０２もケース２２２／２２３に収納され、巻き取り量がフィルム３００の露出長にすることで、インクジェットプリンタ１を長期にわたって使用しても、安定して高品位の画像を得ることができる。また、巻き取り量をフィルム３００の露出長にしておくことで、汚れたフィルム３０２がアパーチャ２１２の前を防ぐことが無い。

次に、別の実施形態の巻き取りの駆動を示す。
図１４、図１５は、フィルムの巻き取りをする巻き取りの駆動をＬＤ又はＰＤユニット内の他の実施形態の構成を示す図である。
図１４では、図１３で直結されたモーターのかわりに、軸を延長し、ケースの上部を貫通してあり、この軸にはすば歯車３０７が取り付けられている。このはすば歯車３０７を図１５に示すように、対向するはすば歯車３０７をユニットの個数分持つ軸２列と、この２列の軸に駆動を与える為のモーターに直結又はカップリング（図示しない）で固定された軸を配す。このモータ３０５を駆動することにより、全てのユニットの巻上げが可能になる。この方法の利点は駆動源であるモータ３０５が１ヶで済み、コストが安くなることである。
はすば歯車３０７は、歯が傾斜しているため回転軸方向に延長すると螺旋になる。多くの平歯車を少しづつずらして組み合わせたものと考えることができる。歯当たりが分散されるので音が静かで、トルクの変動が少ない。トルクがかかるとスラストが発生するので、歯車の組み合わせ方を工夫し、歯車装置の内部でスラストを打ち消しあうように設計するのが基本である。減速機構では原動機側のトルクは小さいので傾きを大きく、最終段ではトルクが大きいので傾きを小さくする。
ＬＤユニット２０２又はＰＤユニット２０４上に接触する部分のフィルム３００の上下端がＬＤユニット２０２又はＰＤユニット２０４と当たる部分が密度の高い布織布又はビロード又は独立気泡のスポンジ等で作られ、フィルム裏にインクミストが入り込まないようにする。

フィルムの交換が簡単にできる実施形態を示す。
図１６は、フィルムの交換が容易なＬＤ又はＰＤユニット内の構成を示す図である。
図１６に示すように、フィルム３００の巻き方向を外向きにすることにより、光学系とフィルムケースの干渉が無くフィルムケースのユニット３０８、ＬＤ２０１又はＰＤ２０３を収納するＬＤ又はＰＤユニット２０２、２０４に簡単に分割できる。フィルムケースのユニット３０８はフィルムケースであり、ＬＤ又はＰＤユニット２０２、２０４は光学系のみで且つ、ケース本体２２２／２２３，２３２／２３３と一体の構成である。
図１の様に、ヘッドアレイ５０の下は隙間が無く、メンテナンス時はヘッドアレイ５０を上側に持ち上げてフイルムユニット３０８を交換することになるが、手の入る余地は少ない。よって、今回提示したようにフイルムユニット３０８が簡単に取り外せる構造が望ましい。
また、図１７は、フィルムを収納するなＬＤ又はＰＤユニットの他の実施形態の構成を示す図である
図１７に示すように、シリアルプリンター等に転用する場合は、フィルム３００の巻上げ回数が少ないことが予想できる。ここで図１７の様に、フィルム３００をエンドレスにしておき、数回の巻上げのみを考慮することも可能である。

ここで、本発明のインクジェットプリンタの動作フローの例を説明する
図１８は、本発明のインクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。
ここでは、電源オン時又はメンテナンス後であって、インクジェットプリンタの外観カバーを一度オープンした後の動作を説明する。
電源オン後、始めに、電源がオンされると、ヘッドアレイが移動して、印字ポジションに移動する。継ぎに、記録媒体の紙を搬送する搬送ベルト４３の駆動を確認する。
次ぎに、インク滴検知を実施し、ノズル欠が無い場合印字を実施する。ノズル欠があった場合、空打ちを実施し、再度インク滴検知を実施する。ノズル欠が無い場合は印字を実施し、ノズル欠があった場合搬送ベルト４３を停止し、ヘッドアレイを印字ポジションからメンテナンスポジションに移動し、ノズルクリーニングが連続して行われていない場合ノズルクリーニングを実施し、再度電源オン後の動作を実施する。ノズルクリーニングが連続している場合は、動作を停止しエラーを表示し、ヘッドアレイをキャッピングポジションに移動する。

ここで、本発明のインクジェットプリンタの印字終了動作フローの例を説明する
図１９は、本発明のインクジェットプリンタの印字終了動作を示すフローチャートである。
印字が終了した場合、インク滴検知を実施し、ノズル欠が無い場合、搬送ベルト４３を停止しヘッドアレイを印字ポジションからキャッピングポジションに移動し動作を停止する。ノズル欠がある場合は、空打ちを実施し、再びインク滴検知を実施し、ノズル欠が無い場合、搬送ベルト４３を停止しヘッドアレイを印字ポジションからキャッピングポジションに移動し動作を停止する。再びノズル欠がある場合は、搬送ベルト４３を停止し、ヘッドアレイを印字ポジションからメンテナンスポジションに移動し、ノズルクリーニングが連続していない場合は、ノズルクリーニングを実施し、印字終了動作をはじめよりやり直す。ノズルクリーニング動作が連続している場合は、動作を停止しエラーを表示し、ヘッドアレイをキャッピングポジションに移動する。
に対し、電源オン又はメンテナンス後（カバーオープン後）動作のみに、フィルムの濃度検知を入れる。
詳しくは、インク滴検知をした場合、インク滴の検出データ（ゲイン）の電圧が５０％以下ならフィルムを巻き上げるシーケンスを加える。フィルム端迄巻き上げが進み、巻き上げ実施できない場合は、巻き上げても５０％以上のゲインを得られない為、エラーとなる。ここで５０％の値の基本となる値は、出荷時にデータとして持っているデータである。

１ インクジェットプリンタ
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ 搬送部
５ ヘッド部
６ ヘッドメンテナンス装置
７ クリーナ装置
２１ 分離ローラ
２２ 給紙ローラ
４１ 搬送駆動ローラ
４２ 搬送ガイドローラ
４３ 搬送ベルト
４４ 吸引ファン
５０ ヘッドアレイユニット
５１、５１Ａ〜５１Ｆ ヘッド列
５１Ｋ 黒色のヘッド列
５１Ｍ マゼンタのヘッド列
５１Ｙ イエローのヘッド列
５１Ｃ シアンのヘッド列
５２ ベース部材
６１ キャップ
６２ ワイパブレード
１０１ ヘッド
１０２ ノズル
１０４ ノズル面
２００ レーザ光
２０１ ＬＤ
２０２ ＬＤユニット
２０３ ＰＤ
２０４ ＰＤユニット
２２１ ＬＤ基板
２２２ 前ケース
２２３ 後ケース
２１１ レンズ
２１２ アパーチャ
２５０ 吐出検知機構
３００ フィルム
３０１ 新品フィルム
３０２ 巻き取られたフィルム

特開２００９−２２０４９９ 特開２００５−１７８０７２

Claims (8)

1. 光を発生するレーザーダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光素子と、
   前記光源が発した光を収束させるレンズと、収束された光を一定の径にするアパーチャとを有する発光ユニットと、
   光又は光がインク滴に当たった時に発生する散乱光の光強度を、受光穴を通して検知する受光素子を有する受光ユニットとを有する吐出検知機構を備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記発光ユニットのアパーチャの穴の前方に巻き取り式のフィルムを配置し、発光ユニットにインクミストが入り込まない
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 光を発生するレーザーダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光素子と、
   前記光源が発した光を収束させるレンズと、収束された光を一定の径にするアパーチャとを有する発光ユニットと、
   光又は光がインク滴に当たった時に発生する散乱光の光強度を、受光穴を通して検知する受光素子を有する受光ユニットとを有する吐出検知機構を備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記受光ユニットの受光穴の前方に巻き取り式のフィルムを配置し、受光穴より受光ユニットにインクミストが入り込まない
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記吐出検知機構が正常検知できたノズルの受光量が初期の５０％以下になった場合、前記フィルムが、巻き取り式のフィルムのミストで汚れたフィルム部分を巻き取り、新品部分のフィルムが、光路部に来るようにする
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記フィルムが、透明又は発光素子が発光する光に対して透過率が高い材料で形成されている
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記フィルムの未使用部分が、インクミストで汚れないように、前記フィルムを収容するケースでカバーされており、使用前にインクミストで汚れない
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
6. 請求項５に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記ケースの前記フィルムと接触する部分が、密度の高い不織布、ビロード又は独立気泡のスポンジで作られ、前記ケース内にインクミストが入り込まない
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
7. 請求項５に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記ケース内の空気が前記ケースと一体又は別体の加圧ボックスのファンによる空気供給により加圧され、前記フィルムと前記ケースの隙間より空気が吹き出ることによりインクミストが入り込まない
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
8. 請求項５に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記フィルムの巻き取りがモータでなされており、巻き取られたフィルム部も前記ケースに収納され、前記モータによる前記フィルムの巻き取り量を、前記フィルムの露出長にする
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。

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