JP6264025B2 - 液滴吐出状態検出装置、液滴吐出状態検出方法、および、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル等の穴部から液滴を吐出する記録ヘッドからの液滴吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置、液滴吐出状態検出方法、および、この液滴吐出状態検出装置を有するプリンタ、複写装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

一般に、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や、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知られている。こうした液滴吐出により画像形成を行う画像形成装置では、インク記録ヘッドのノズルから記録媒体に吐出させて記録を行う関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出状態の低下が発生すると、画像品質が低下することになる。

このため、記録ヘッドからの液滴吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置として、記録ヘッドのノズル列の一方側からノズル列に沿ってレーザ光を射出し、他方側における光ビームの光軸から外れた位置に液滴からの散乱光を受光する受光素子を配置して液滴吐出の有無を検出する前方散乱光方式の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来技術では、１つ以上のノズル列に対して、受光素子１個にて検知を行っている。

例えば、特許文献１には、構成が複雑となることなく、低コストで、インク滴等の液体の吐出状態を正確に検出可能として信頼性を向上させる目的で、受光素子を、発光素子から発した光ビームから外れた位置であって、光ビームに沿った少なくとも２カ所以上の異なる位置において散乱光を受光可能に備え、それらの異なる位置で受光した受光素子の光出力値の差から吐出状態を検出する構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１のような従来技術では、光ビームの光軸に傾きがあり、その光軸が受光素子側に傾いている場合において、発光素子側の液滴の検知を行うため発光素子側の液滴に光軸を合わせた場合は、特許文献１のような受光素子の位置では、光軸が受光素子に対して近くなり、光ビームの一部や反射光などのオフセット光（ノイズ光）によるオフセット光量が大きくなってしまう。このオフセット光量の増大により、検出回路の飽和限界値を越えてしまうため、液滴の吐出状態の検知が困難となる。また、光ビームの光軸に傾きがあり、その光軸が受光素子と反対側に傾いている場合において、受光素子側の液滴の検知を行うため受光素子側の液滴に光軸を合わせた場合は、特許文献１のような受光素子の位置では、光軸が受光素子に対して遠くなってしまう。そのため、散乱光量は検出可能な閾値以下となり、やはり液滴の吐出状態の検知が困難となるという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、１以上のノズル列のノズルから吐出される液滴の吐出状態を光ビームによって検出する際に、光ビームの光軸に傾きが等ある場合でも、液滴の吐出状態を、より精度よく検出することが可能な液滴吐出状態検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本願に係る液滴吐出状態検出処理は、１以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
光ビームを発光する発光素子と、散乱光を受光し光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置された一対の受光素子と、を備え、ノズルと受光素子との位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出する液滴からの散乱光を受光する受光素子を、一対の受光素子から選択するときに、ノズルと受光素子との距離が、所定値より大きいとき、一対の受光素子のうち光ビームとの距離が大きい受光素子を選択し、ノズルと受光素子との距離が所定値以下であるとき、一対の受光素子のうち光ビームとの距離が小さい受光素子を選択することを特徴とする。

本発明によれば、１以上のノズル列のノズルから吐出される液滴の吐出状態を光ビームによって検出する際に、光ビームの光軸に傾き等がある場合でも、液滴の吐出状態を、より精度よく検出することが可能な液滴吐出状態検出装置を提供することができる。

本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置を備えた液滴吐出記録方式の画像形成装置の概略構成図である。 本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドと液滴吐出状態検出装置とを側面方向から概略的に示したものである。 本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドを上方から俯瞰した半断面図である。 光軸の傾き０のときの光ビームの強度分布と各受光素子との関係を示す模式図である。 光軸の傾き０のときの受光素子と光ビームの光軸とがなす角度θ１（角度θ３）と受光素子の出力電圧との関係を示すグラフである。 光軸の傾き０のときの角度θ１（角度θ３）と受光素子へ入射するインク液滴からの散乱光量との関係を示すグラフであって、（ａ）は１列１番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示し、（ｂ）は１列ｎ番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示す。 光軸の傾きθ２０のときの光ビームの強度分布と各受光素子との関係を示す模式図であり、（ａ）は１列１番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示し、（ｂ）は１列ｎ番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示す。 光軸の傾きθ２０のときの受光素子と光ビームの光軸とがなす角度θ１（角度θ３）と受光素子の出力電圧との関係を示すグラフであって、（ａ）は１列１番目のノズルからのインク液滴に光ビームの光軸を合せた場合を示し、（ｂ）は１列ｎ番目のノズルからのインク液滴に光ビームの光軸を合せた場合を示す。 光軸の傾きθ２０のときの角度θ１（角度θ３）と受光素子へ入射するインク液滴からの散乱光量との関係を示すグラフであって、（ａ）は１列１番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示し、（ｂ）は１列ｎ番目のノズルからのインク液滴の吐出位置に光ビームの光軸を合せた場合を示す。 実施例１に係る液滴吐出状態検出装置での受光素子の選択手順を示すフローチャートである。 本願の実施例２に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドと液滴吐出状態検出装置とを側面方向から概略的に示したものである。 本願の実施例２に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例２に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例２に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドを上方から俯瞰した半断面図である。 実施例２に係る液滴吐出状態検出装置での受光素子と光ビームの光軸とがなす角度θ５（角度θ７）と受光素子の出力電圧との関係を示すグラフである。 本願の実施例３に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドと液滴吐出状態検出装置とを側面方向から概略的に示したものである。 本願の実施例３に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例３に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、液滴吐出状態検出装置を上方から俯瞰した概略図である。 本願の実施例３に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成例を示す図であって、インクジェットヘッドを上方から俯瞰した半断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図２Ａ〜図２Ｃに示すように、本実施形態の液滴吐出状態検出装置１０３は、１以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出されるインク液滴２０２に光ビーム２０３が衝突することにより発生する散乱光Ｓに基づいて、インク液滴２０２の吐出状態を検出するものである。この液滴吐出状態検出装置１０３は、光ビーム２０３を発光する発光素子２０４と、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを受光し光ビーム２０３の光軸Ｌを介してビーム径φ２の両側に配置された一対の受光素子２０６，２１６と、を備えて構成される。そして、ノズル列のノズルと受光素子２０６，２１６と位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出するインク液滴２０２からの散乱光Ｓを受光する受光素子を、一対の受光素子２０６，２１６から選択する。

ここで、受光素子で受光するインク液滴からの散乱光量に対する、ノズルと受光素子との位置関係について説明する。受光素子で受光するインク液滴からの散乱光量は、インク液滴を吐出するノズルと受光素子との距離および散乱光の散乱角度により決まり、距離に対しては２次関数として減衰し、散乱角度に対しては、対数の関数として減衰する傾向である。発光素子側のインク液滴、つまり、受光素子からの距離が大きい（以下、「受光素子から遠い」ということがある）ノズルから吐出されるインク液滴からの散乱光量は、距離による減衰率は大きいが、散乱角度による減衰率が小さく、距離による減衰率が主要因となる。一方、受光素子側のインク液滴、つまり、受光素子からの距離が小さい（以下、「受光素子から近い」ということがある）ノズルから吐出されるインク液滴からの散乱光量は、距離による減衰率は小さいが、散乱角度による減衰率が大きく、散乱角度が主要因となる。

また、受光素子で受光する散乱光以外の光ビームの一部や反射光などによるオフセット光量（ノイズ光量）を小さくするためには、光ビームと受光素子との距離を一定以上設ける必要がある。そのため、散乱角度が大きくなる受光素子側のインク液滴からの散乱光量は、発光素子側のインク液滴からの散乱光量に比べて小さくなる。

また、光ビームの光軸に傾きがある場合、光ビームから遠い（光ビームとの距離が他方より大きい）受光素子と、光ビームに近い（光ビームとの距離が他方より小さい）受光素子とができる。光ビームから遠い受光素子では、インク液滴からの散乱光量は小さくなり、光ビームから近い受光素子では、インク液滴からの散乱光量は大きくなる。

また、オフセット光量（ノイズ光量）は、光ビームと受光素子との距離により決まり、光ビームの光軸に傾きがある場合、ビームから近い受光素子では、オフセット光量が大きくなり、ビームから遠い受光素子では、オフセット光量が小さくなる。なお、光ビームの傾きによる光ビームのずれ量（光ビームが傾いていない場合に対するずれ量）は、インク液滴から受光素子までの距離により変わり、発光素子側のインク液滴では、受光素子までの距離が長いため光ビームのずれ量が大きくなる。一方、受光素子側のインク液滴では、受光素子からの距離が短いため光ビームのずれ量が小さくなる。したがって、受光素子側のノズルから吐出するインク液滴の検知に比べて、発光素子側のノズルから吐出するインク液滴の検知では、光ビームから近い受光素子では、オフセット光量がより大きくなる。一方、光ビームから遠い受光素子では、オフセット光量がより小さくなる。

以上を鑑みて、本願の一実施形態に係る液滴吐出状態検出装置１０３では、前述のように、光ビーム２０３のビーム径φ２の両側に、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知する一対の受光素子２０６，２１６を設置している。そして、液滴吐出状態の検出対象のノズルと受光素子２０６，２１６との位置関係に対応して、散乱光Ｓを検知する受光素子２０６，２１６を選択的に変えるようにしている。したがって、発光素子２０４の傾きやレンズ（後述のコリメートレンズ２０５など）の傾きなどにより光ビーム２０３の光軸Ｌの傾きがある場合、整列したノズル列からずれたノズルがある場合なども、選択した受光素子２０６，２１６によって、インク液滴２０２からの散乱光Ｓをより精度よく検知することが可能となり、液滴吐出状態をより正確に検知することができる。

上記のような選択の一実施形態として、受光素子２０６，２１６から遠い発光素子２０４側のインク液滴２０２からの散乱光Ｓの検知を行う際には、光ビーム２０３から遠い受光素子（例えば受光素子２１６）を選択する。このような受光素子２１６で検知することで、オフセット光量は飽和限界値を越えることなく、インク液滴２０２からの散乱光量は検出可能な閾値以上となる。そのため、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを精度よく検知することが可能となり、液滴吐出状態をより正確に検知することができる。

一方、受光素子２０６，２１６側（近い）のノズルからのインク液滴２０２の検知においては、光ビーム２０３から近い受光素子（例えば、受光素子２０６）を選択する。このような受光素子２０６で検知することで、オフセット光量は飽和限界値を越えることなく、インク液滴２０２からの散乱光量は検出可能な閾値以上となる。そのため、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを精度よく検知することが可能となり、液滴吐出状態をより正確に検知することができる。

（実施例１）
以下、本願の実施例１に係る液滴吐出状態検出装置と、この液滴吐出状態検出装置を備えた画像形成装置について、図面を用いて説明するが、本願の趣旨を越えない限り、何ら本実施例の構成等に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化または省略する。

［画像形成装置の構成］
本願の実施例１に係る画像形成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施例１に係る液滴吐出記録方式の「画像形成装置」（以下、単に「インクジェット方式印刷装置」と呼ぶことがある）を側面方向から概略的に示す図である。

この図１に示すように、実施例１に係る液体吐出記録方式の画像形成装置は、給紙搬送ローラ１０１、給紙搬送従動ローラ１０２、液滴吐出状態検出装置１０３，１１３，・・・，１ｎ３、記録媒体送り量検出エンコーダ（以下、「エンコーダ」と呼ぶ）１０４、従動ローラ１０５、走行プレート１０６、インクジェットヘッド１００、１１０、…１ｎ０を有するインクジェットヘッドアレイ１０７、排紙搬送ローラ１０８、および、排紙搬送従動ローラ１０９等を備えて構成される。図１に点線で示す液滴吐出状態検出装置１０３，１１３，・・・，１ｎ３が、本願の液滴吐出状態検出装置である。

上記構成のインクジェット方式印刷装置では、記録媒体Ｗは、給紙モータ（図示せず）に連結された給紙搬送ローラ１０１と、給紙搬送従動ローラ１０２とにより、給紙部（図示せず）から、従動ローラ１０５上を搬送されて、走行プレート１０６へと搬送される。従動ローラ１０５は、記録媒体Ｗの所定距離の移動に応じて検出信号を出力するエンコーダ１０４を備え、記録媒体Ｗの搬送に伴って従動する。

走行プレート１０６に対向する位置にあるインクジェットヘッドアレイ１０７のインクジェットヘッド１００，１１０，・・・，１ｎ０より、走行プレート１０６に搬送された記録媒体Ｗにインク滴吐出を行う。その後、走行プレート１０６上を搬送された記録媒体Ｗは、排紙モータ（図示せず）に連結された排紙搬送ローラ１０８と、排紙搬送従動ローラ１０９とによって搬送され、インクジェット方式印刷装置の外へと排出される。なお、実施例１では、エンコーダ１０４は給紙搬送ローラ１０１と走行プレート１０６との間に搭載しているが、本願が実施例１の構成に限定されることはない。エンコーダ１０４は走行プレート１０６と排紙搬送ローラ１０８との間に搭載してもよい。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」（インクジェット方式印刷装置）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う装置を意味する。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、つまり、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、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ている。さらに、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれるものである。

［液滴吐出状態検出装置の構成］
次に、上記インクジェット方式印刷装置で用いる液滴吐出状態検出装置１０３，１１３，・・・，１ｎ３において、液滴吐出状態検出装置１０３の概略構成について、図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明する。図２Ａは、インクジェットヘッド１００と液滴吐出状態検出装置１０３とを側面方向から概略的に示したものである。また、図２Ｂは、液滴吐出状態検出装置１０３を上方（インクジェットヘッド１００側）から俯瞰した概略図であって、１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。また、図２Ｃは、液滴吐出状態検出装置１０３を上方（インクジェットヘッド１００側）から俯瞰した概略図であって、１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。さらに、図２Ｄは、インクジェットヘッド１００を上方から俯瞰した半断面図である。なお、他の液滴吐出状態検出装置１１３，・・・，１ｎ３の構成等については、液滴吐出状態検出装置１０３と同様であるため、説明は省略する。

以下、実施例１の液滴吐出状態検出装置１０３の詳細を説明する。この実施例１の液滴吐出状態検出装置１０３は、発光手段としての発光部Ａと、受光手段としての受光部Ｂと、移動手段としての移動機構２１０と、を備えている。図２Ａに示すように、発光部Ａと受光部Ｂとは、光ビーム２０３の光軸Ｌがインクジェットヘッド１００のヘッドノズル面２０１のノズル（１１，１２，・・・，１Ｘ，・・・，１ｎ）からのインク液滴２０２の吐出方向（図２ＢのＸ方向であって、点線矢印で示した方向）と垂直方向（図２ＢのＺ方向）となる位置に配置する。また、液滴吐出状態検出装置１０３は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、発光部Ａ（発光素子２０４、コリメートレンズ２０５）を搭載した発光ユニット２０８、発光ユニット２０８を移動させる移動機構２１０、および、発光素子２０４の発光量を設定する発光駆動部２０９等を、さらに備えている。なお、図２Ｂ、図２Ｃでは、「●」にノズルの符号１１，１２，・・・，Ｍｎを付しているが、この「●」は、実際には、各ノズルから吐出されるインク液滴２０２を示す。よって、ノズルはこのインク液滴２０２の延長線上に位置している。以降の実施例の図面でも同様である。

また、前述のとおり、図２Ｂは１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合を示しており、図２Ｃは１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合を示している。発光部Ａは、図２Ｂに示すように、光ビーム２０３の光軸Ｌが、記録媒体Ｗの搬送方向（図２ＢのＹ方向）に対して、角度θ３０（０°≦θ３０＜３６０°）となる位置に配置する。この角度θ３０は、０°≦θ３０＜３６０°の範囲で任意であるが、ノズルの配列方向（図２ＢのＺ方向）に光ビーム２０３を射出することができる位置に発光部Ａが配置されるよう設定されることがより好ましい。このように配置することにより、複数の液滴吐出状態検出装置１０３，１１３，・・・，１ｎ３（ｎは１以上の整数）を、好適に配置することができる。

また、図２Ｄに示すように、インクジェットヘッド１００のヘッドノズル面２０１に設けられたノズルは、Ｍ列（１，２，・・・，Ｍ）のノズル列からなり、各ノズル列は、ｎ個（１，２，・・・，Ｘ，・・・，ｎ）のノズルから構成される。なお、Ｘ，ｎ，Ｍは１以上の整数を示す。以下、図２Ｄに示すように、１列１番目、２番目、・・・、Ｘ番目、・・・、ｎ番目のノズル（図２Ｄの「〇」）を、それぞれノズル１１，１２，・・・，１Ｘ，・・・，１ｎと呼ぶ。また、２列１番目、２番目、・・・、Ｘ番目、・・・、ｎ番目のノズルを、それぞれノズル２１，２２，・・・，２Ｘ，・・・，２ｎと呼ぶ。３列目以降も同様であり、最終列のＭ列１番目、２番目、・・・、Ｘ番目、・・・、ｎ番目のノズルを、それぞれノズルＭ１，Ｍ２，・・・，・・・，ＭＸ，・・・，Ｍｎと呼ぶ。

発光手段としての発光部Ａは、光ビーム２０３を発光する半導体レーザを使用して構成する発光素子２０４と、発光素子２０４で発光した光ビーム２０３を平行光に絞ってビーム径φ１，φ２の光ビーム２０３にするコリメートレンズ２０５とで構成される。ここで、φ１，φ２は、ビーム径の長径または短径を示す。なお、発光素子２０４としては、半導体レーザに限定せず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を使用して構成することも可能である。発光素子２０４とコリメートレンズ２０５とは、発光ユニット２０８に搭載されている。

なお、ビーム径φ１，φ２のどちらを長径とするか、または双方を同径（φ１＝φ２）とするかは、諸々の条件により変わる。諸々の条件としては、光ビーム２０３の波長と強度分布、各ノズル列の間隔、インク液滴２０２の形状とサイズ、発光素子２０４の種類と放射角、発光素子２０４とコリメートレンズ２０５との間隔、発光素子２０４とインク液滴２０２との間隔、インク液滴２０２と受光素子２０６，２１６との間隔、受光素子２０６，２１６の位置とサイズ、インクジェットヘッド１００と印刷媒体（記録媒体Ｗ）との間隔などがある。実施例１では、図３に示すように、φ１はビーム径の短径を示し、φ２はビーム径の長径を示す。

ここで、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、光ビーム２０３の光軸Ｌは、ノズル列に対して角度θ２０（ただし、θ３≦θ２０≦θ１）の関係にある。角度θ２０は、ノズル列となす角度が０度で傾き０（傾きがない）の場合の光ビーム２０３の光軸Ｌ０と、ノズル列に対して傾いている場合の光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度である。なお、θ１、θ３は、受光部Ｂの２つの受光素子２０６，２１６と光軸Ｌとがそれぞれなす角度であり、その詳細は後述する。ノズル列とのなす角度が０度で傾き０（傾きがない）の場合の光ビーム２０３の光軸Ｌ０と、ノズル列とのなす角度θ２０でノズル列に対して傾いている場合の光ビームの光軸Ｌとによる、受光部Ｂ側での光軸Ｌ０，Ｌのずれ量をＰとする。図２Ｂでは、１列１番のノズル１１に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合のずれ量ＰをＰ１１と示し、図２Ｃでは、１列ｎ番のノズル１ｎに光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合のずれ量ＰをＰ１ｎと示している。

移動機構２１０は、発光部Ａから発光した光ビーム２０３の光軸Ｌと交差する方向に、発光部Ａを搭載した発光ユニット２０８を移動する。この移動により、発光ユニット２０８の発光部Ａから発光された光ビーム２０３が、各ノズルから吐出されたインク液滴２０２に照射されるように、位置合せを行う。移動機構２１０としては、例えば、駆動モータによりモータギアを駆動させ、このモータギアと連結されたスライダ杆を上下させることで、スライダ杆に支持された発光ユニット２０８を移動させるものを採用することができる。なお、モータギアとスライダ杆とは、例えば、スライダ杆の下端側に設けたラックと噛み合わされている。ただし、本願の移動機構２１０がこれに限定されることはなく、発光ユニット２０８を移動させることができる周知の移動機構を採用することができる。

なお、実施例１のように光ビーム２０３が平行光の場合、発光素子２０４から近いノズル１１から、発光素子２０４から遠いノズル１ｎに向かって発光素子２０４からの距離が離れるに従い、回折の影響により光ビーム２０３の強度分布が広がり、ビーム最大強度が減衰する。そのため、実施例１では、発光駆動部２０９の制御により発光素子２０４の発光光量を増加させるとともに、移動機構２１０により発光ユニット２０８を移動して、インク液滴２０２の位置と光ビーム２０３の強度分布とを最適位置に設定している。すなわち、インク液滴２０２の中心と、光ビーム２０３の強度分布が最大となる位置とが一致する最適位置に発光ユニット２０８を移動している。以降の実施例２でも同様である。

受光手段としての受光部Ｂは、フォトダイオード等を使用して構成する一対の受光素子２０６，２１６で構成する。受光部Ｂの一対（２つ）の受光素子２０６，２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌを介して、それぞれの受光面２０７，２１７が、光ビーム２０３のビーム径φ２内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ２から外れた位置（ビーム径φ２の両側）にそれぞれ配置する。さらに、受光素子２０６，２１６での出力電圧が、後述のようにオフセット光の限界値（飽和限界値）を超えることのない位置に配置する。但し、受光部Ｂの各受光素子２０６，２１６は、ビーム径φ２に隣接する位置にそれぞれ配置することが好ましい。その際に、一対の受光素子２０６，２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌを介して対称位置、すなわち、光ビーム２０３の光軸Ｌから等距離の位置に配置することが好ましい。

受光部Ｂの一方の受光素子２０６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ１開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ２（０≦θ２≦θ１）の角度をもった位置に配置する。角度θ１は、液滴吐出状態の検知対象のノズルからのインク液滴２０２の吐出位置から受光素子２０６への方向と、光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度である。角度θ２は、光軸Ｌの垂直方向と受光素子２０６の受光面２０７とがなす角度である。

ここで、角度θ１の詳細を説明する。図２Ｂでは、角度θ１を「θ１１Ｎ，θ１１Ｆ」と表示している。θ１１Ｎは、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ１１Ｆは、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。また、図２Ｃでは、角度θ１を「θ１ｎＮ，θ１ｎＦ」と表示している。θ１ｎＮは、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ１ｎＦは、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。

受光部Ｂの他方の受光素子２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ３開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ４（０≦θ４≦θ３）の角度をもった位置に配置する。角度θ３は、ノズルからのインク液滴２０２の吐出位置から受光素子２１６への方向と、光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度である。角度θ４は、光軸Ｌの垂直方向と受光素子２１６の受光面２１７とがなす角度である。

ここで、角度θ３の詳細を説明する。図２Ｂでは、角度θ３を「θ３１Ｎ，θ３１Ｆ」と表示している。θ３１Ｎは、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２１６のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ３１Ｆは、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２１６のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。また、図２Ｃでは、角度θ３を「θ３ｎＮ，θ３ｎＦ」と表示している。θ３ｎＮは、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２１６のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ３ｎＦは、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２１６のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。

以上のような構成の実施例１の画像形成装置は、インクジェットヘッド１００のヘッドノズル面２０１の各ノズル（１１，１２，・・・，１Ｘ，・・・，１ｎ，２１，２２，・・・，２ｎ，・・・，Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍｎ）からインク液滴２０２を吐出する。そのインク液滴２０２に光ビーム２０３が衝突することで散乱光Ｓが発生する。

そして、画像形成装置に備えられた実施例１の液滴吐出状態検出装置１０３は、この散乱光Ｓのうち、２つの受光素子２０６，２１６の各受光面２０７，２１７に到達して得られた受光光量を、各受光素子２０６，２１６において光−電圧変換する。このように光−電圧変換した出力電圧Ｖを計測することで、散乱光Ｓの受光データを取得し、その受光データを基に、インク液滴２０２の吐出の有無、インク液滴２０２の吐出ずれ等の液滴吐出状態を検出する。こうして検出された液滴吐出状態を、液滴吐出状態検出データとして使用する。

次に、光ビーム２０３の光軸Ｌとノズル列とがなす角度が０度で、光軸Ｌに傾きがない場合（すなわち、図２Ｂ等で示す光軸Ｌ０）の光ビーム２０３の強度分布と受光素子２０６，２１６との関係について図３を用いて説明する。図３の紙面上側の図が、光ビーム２０３の強度分布を示しており、横軸が上述した図２Ｂ、図２ＣのＹ方向を、縦軸が光の強度をそれぞれ示している。図３の紙面下側の図が、光ビーム２０３の断面を示している。この図３に示すように、光ビーム２０３の強度はＹ方向の位置により変わり、光軸Ｌ（光軸Ｌ０）の位置で最も強度が強く、Ｙ方向でビーム径の端に行くに従い強度は低下する。図３に、斜線で示す光ビーム２０３の一部の周辺光が、後述のオフセット光として受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する。なお、図３に示す強度分布は一例であり、発光素子２０４、コリメートレンズ２０５、さらには絞り部材（後述の実施例２、３参照）の各特性と位置、発光素子２０４やコリメートレンズ２０５からインク液滴２０２までの距離（図２Ａ等に示すＺ方向での距離）などの条件により変わる。

図４は、ノズルからのインク液滴２０２の吐出位置から受光素子２０６（受光素子２１６）への方向と、光ビーム２０３の光軸Ｌ（光軸Ｌ０）とがなす角度θ１（角度θ３）、および、受光素子２０６（受光素子２１６）の出力電圧Ｖの関係を示した図である。以下、θ１（θ３）を、単に受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度と呼ぶ。この図４において、横軸は受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ１（角度θ３）を示し、縦軸は、受光素子２０６（受光素子２１６）での「オフセット光＋散乱光」による出力電圧Ｖ（Ｖ１（Ｖ３））を示す。

この図４に示すように、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、角度θ１（角度θ３）が大きくなるに従い、すなわち、ノズルと受光部Ｂとの距離が小さく（近く）なるに従い、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは小さくなる。但し、角度θ１ｍｉｎ（角度θ３ｍｉｎ）は、下記（１）または（２）の理由により、インク液滴２０２を吐出しない状態においても飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘとなるため、散乱光Ｓを検出できなくなる。ここで、角度θ１ｍｉｎ（角度θ３ｍｉｎ）は、下記（１）および（２）の条件に該当しない場合での受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす最小角度を表す。

（１）光ビーム２０３のビーム径φ２内に受光素子２０６（受光素子２１６）がある場合。
（２）受光素子２０６（受光素子２１６）の出力がオフセット光の飽和限界値以上となる位置に受光素子２０６（受光素子２１６）がある場合。

液滴吐出状態検出装置１０３では、ビーム径φ２外にも光ビーム２０３の周辺光があり、また、記録媒体Ｗ、インクジェットヘッド１００、その他の周辺部品等からの反射光などのノイズ光（以下、「オフセット光」と呼ぶ）がある。そのため、このオフセット光が受光素子２０６（受光素子２１６）に射する。このオフセット光が増大すると、インク液滴２０２を吐出しない状態においても、受光素子２０６（受光素子２１６）の出力電圧Ｖは飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘとなり（図４では「飽和出力電圧」と表示）、散乱光Ｓを検出できなくなる。このときのオフセット光の値を、「オフセット光飽和値」とする。このため、受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ１(角度θ３)は、上記（１）および（２）の条件に該当しない「θ１＞θ１ｍｉｎ（θ３＞θ３ｍｉｎ）」でなければならない。

なお、図４では、出力電圧Ｖを、角度θ１（角度θ３）に対して右下がりの曲線で示しているが、インク液滴２０２の形状とサイズによっては、波動形状の右下がりの曲線となる。また、光ビーム２０３の光軸Ｌとノズル列のなす角度が０度（傾きなし）においては、受光素子２０６と受光素子２１６とは、光ビーム２０３の光軸Ｌ（図２Ｂ等の光軸Ｌ０）からの距離が同一であるため、受光するオフセット光（例えば、図３に斜線で示す光ビーム２０３の一部である周辺光）は同一となる。

次に、角度θ１（角度θ３）と受光素子２０６（受光素子２１６）へ入射するインク液滴２０２からの散乱光量との関係について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は１列１番目のノズル１１に光ビーム２０３の光軸Ｌ０を合せた場合（図２Ｂ参照）を示しており、図５（ｂ）は１列ｎ番目のノズル１ｎに光ビーム２０３の光軸Ｌ０を合せた場合（図２Ｃ参照）を示している。

前述のように、インク液滴２０２からの散乱光Ｓは、角度依存性のある波形状の分布である。散乱光Ｓはインク液滴２０２に入射する光の波長、インク液滴２０２の成分と形状とサイズにより、波形の減衰率、振幅の高さ、振幅の幅が変わる。インク液滴２０２に入射する光の波長およびインク液滴２０２の成分が同じで、同程度の形状およびサイズである場合、散乱光量は散乱角度に依存して変わり、散乱角度が大きくなるに従い、すなわち、ノズルと受光部Ｂとの距離が小さく（近く）なるに従い、散乱光量は減衰する。そして、受光素子２０６（受光素子２１６）へ入射する散乱光Ｓによる出力電圧Ｖが、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以下となると、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知不可となる。

図５（ａ）に示すように、受光部Ｂからの距離が大きい（遠い）１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、インク液滴２０２から受光素子２０６（受光素子２１６）への散乱光Ｓの入射角度がθ１１（θ３１）である。ＶＳ１１（ＶＳ３１）が、散乱光Ｓの入射角度θ１１（θ３１）がθ１１Ｎ〜θ１１Ｆ（θ３１Ｎ〜θ３１Ｆ）の範囲にあるときの受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧である。受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１１（ＶＳ３１）は、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。

一方、図５（ｂ）に示すように、受光部Ｂからの距離が小さい（近い）１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、インク液滴２０２から受光素子２０６（受光素子２１６）への散乱光Ｓの入射角度がθ１ｎ（θ３ｎ）である。ＶＳ１ｎ（ＶＳ３ｎ）が、散乱光Ｓの入射角度θ１ｎ（θ３ｎ）がθ１ｎＮ〜θ１ｎＦ（θ３ｎＮ〜θ３ｎＦ）の範囲にあるときの受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧である。受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１ｎ（ＶＳ３ｎ）は、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。

以上、ノズル列に対する光ビーム２０３の光軸Ｌ（光軸Ｌ０）が傾き０の場合は、受光素子２０６と受光素子２１６とは、光軸Ｌ（光軸Ｌ０）から等距離の位置であって、角度θ１と角度θ３とが同じ（線対称）位置にある。そして、図４、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、１列１番目または１列ｎ番目のノズル１１，１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、受光素子２０６および受光素子２１６のいずれもオフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下で、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となる。したがって、受光素子２０６および受光素子２１６のいずれを選択してもよい。なお、使用環境やオフセット光のばらつき等により、受光素子２０６，２１６での検出値に個体差が生じることがあるが、オフセット光の影響がより少ない受光素子２０６，２１６を選択することが好ましい。

次に、光ビーム２０３の光軸Ｌが受光素子２０６側に角度θ２０で傾いている場合について説明する。この状態では、光軸Ｌ（光軸Ｌ０）が傾いていない場合に比べて、受光素子２０６では光ビーム２０３から近く（距離が短く）なり、受光素子２１６では光ビーム２０３から遠く（距離が長く）なる。これにより、角度θ１に比べて角度θ３が大きくなる。光ビーム２０３の光軸Ｌが受光素子２０６側に角度θ２０で傾いている場合の光ビーム２０３の強度分布とインク液滴２０２の位置との関係について、図６を参照して説明する。この図６は、光ビーム２０３の光軸Ｌが受光素子２０６側に角度θ２０で傾いている場合の、光ビーム２０３の強度分布と受光素子２０６（受光素子２１６）との関係を示す図である。図６（ａ）は、１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｂ参照）を示しており、図６（ｂ）は、１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｃ参照）を示している。図６（ａ）、図６（ｂ）の紙面上側の図が、光ビーム２０３の強度分布を示しており、横軸が上述した図２Ｂ、図２ＣのＹ方向を、縦軸が光の強度をそれぞれ示している。各図の斜線で示す周辺光などが、オフセット光として受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する。図６（ａ）、図６（ｂ）の紙面下側の図が、光ビーム２０３の断面を示している。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す強度分布は一例であり、発光素子２０４、コリメートレンズ２０５、さらには絞り部材（後述の実施例２、３参照）の各特性と位置、発光素子２０４やコリメートレンズ２０５からインク液滴２０２までの距離（図２Ａ等に示すＺ方向）などの条件により変わる。

この場合、移動機構２１０により、発光ユニット２０８を移動することにより、光ビーム２０３が移動し、各ノズル（ノズル１１，１ｎ）からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせることができる。なお、図６（ａ）に示すＰ１１は、図２Ｂにおいて１列１番のノズル１１に光軸Ｌを合わせた場合の該光軸Ｌと傾き０の光軸Ｌ０とのずれ量Ｐを示している。また、図６（ｂ）に示すＰ１ｎは、図２Ｃにおいて１列ｎ番のノズル１ｎに光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合の該光軸Ｌと傾き０の光軸Ｌ０とのずれ量Ｐを示している。

図７は、光ビーム２０３の光軸Ｌが受光素子２０６側に角度θ２０で傾いている場合の受光素子２０６（受光素子２１６）と光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度θ１（角度θ３）と、受光素子２０６（受光素子２１６）での「オフセット光＋散乱光」による出力電圧Ｖ（Ｖ１（Ｖ３））との関係を示した図である。図７（ａ）は、１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｂ参照）を示しており、図７（ｂ）は１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｃ参照）を示している。

図７（ａ）に示すように、受光部Ｂからの距離が大きい（遠い）位置関係にある１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、光ビーム２０３から近い受光素子２０６では、角度θ１がθ１ｍｉｎより小さくなる。そのため、受光素子２０６の出力電圧Ｖ（Ｖ１）がオフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘとなり、散乱光を検知不可となる。また、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６では、角度θ３がθ３ｍｉｎより大きくなる。そのため、受光素子２１６の出力電圧Ｖ（Ｖ３）がオフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。

一方、図７（ｂ）に示すように、受光部Ｂからの距離が小さい（近い）位置関係にある１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、光ビーム２０３から近い受光素子２０６では、角度θ１がθ１ｍｉｎより大きくなる。そのため、受光素子２０６の出力電圧Ｖ（Ｖ１）がオフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下となり、散乱光Ｓを検知可能である。また、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６では、角度θ３がθ３ｍｉｎより大きくなる。そのため、受光素子２１６の出力電圧Ｖ（Ｖ３）がオフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。

なお、図７（ａ）、（ｂ）においても、上述した図４と同様に、出力電圧Ｖを、角度θ１（角度θ３）に対して右下がりの曲線で示しているが、インク液滴２０２の形状とサイズによっては、波動形状の右下がりの曲線となる。また、光ビーム２０３の光軸Ｌが角度θ２０で傾いている場合では、受光素子２０６と受光素子２１６とは、光ビーム２０３の光軸Ｌ（図２Ｂ等の光軸Ｌ０）からの距離が異なるため、受光するオフセット光（例えば、図６（ａ）、（ｂ）に斜線で示す光ビーム２０３の一部である周辺光）も異なる。

次に、光ビーム２０３の光軸Ｌが受光素子２０６側に角度θ２０で傾いている場合の角度θ１（角度θ３）と受光素子２０６（受光素子２１６）へ入射するインク液滴２０２からの散乱光量との関係について、図８を参照して説明する。図８（ａ）は１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｂ参照）を示しており、図８（ｂ）は１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合（図２Ｃ参照）を示している。

図８（ａ）に示すように、受光部Ｂからの距離が大きい（遠い）１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、インク液滴２０２から受光素子２０６（受光素子２１６）への散乱光Ｓの入射角度がθ１１（θ３１）である。ＶＳ１１（ＶＳ３１）が、散乱光Ｓの入射角度θ１１（θ３１）がθ１１Ｎ〜θ１１Ｆ（θ３１Ｎ〜θ３１Ｆ）の範囲にあるときの受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧である。光ビーム２０３から近い受光素子２０６では、角度θ１が小さくなり、散乱光Ｓの入射角度θ１１も小さくなる。よって、受光素子２０６に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１１は、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。また、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６では、角度θ３が大きくなり、散乱光Ｓの入射角度θ３１も大きくなる。よって、受光素子２１６に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ３１は小さくなるが、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。

一方、図８（ｂ）に示すように、受光部Ｂからの距離が小さい（近い）１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、インク液滴２０２から受光素子２０６（受光素子２１６）への散乱光Ｓの入射角度がθ１ｎ（θ３ｎ）である。ＶＳ１ｎ（ＶＳ３ｎ）が、散乱光Ｓの入射角度θ１ｎ（θ３ｎ）がθ１ｎＮ〜θ１ｎＦ（θ３ｎＮ〜θ３ｎＦ）の範囲にあるときの受光素子２０６（受光素子２１６）に入射する散乱光Ｓによる出力電圧である。光ビーム２０３から近い受光素子２０６では、角度θ１が小さくなり、散乱光Ｓの入射角度θ１ｎも小さくなる。よって、受光素子２０６に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１１は、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となり、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能である。また、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６では、角度θ３が大きくなり、散乱光Ｓの入射角度θ３ｎも大きくなる。よって、受光素子２１６に入射する散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ３１は小さくなり、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎより小さくなるため、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知不可となる。

以上、図７（ａ）、図８（ａ）より、受光部Ｂからの距離が大きい（遠い）１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、オフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下で、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となる受光素子２１６で検知することにより、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知することが可能となる。言い換えると、受光部Ｂから遠く発光部Ａ側に位置する１列１番目のノズル１１では、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６で検知する。この受光素子２１６では、オフセット光量は飽和限界値を越えることなく、インク液滴２０２からの散乱光量は検出可能な閾値以上となるため、インク液滴２０２からの散乱光Ｓをより精度よく検知することが可能となり、インク液滴２０２の吐出状態をより正確に検知することができる。

また、図７（ｂ）、図８（ｂ）より、受光部Ｂからの距離が小さい（近い）１列ｎ番目のノズル１ｎからのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌを合せた場合は、オフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下で、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となる受光素子２０６で検知することにより、インク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知することが可能となる。言い換えると、受光部Ｂ側に位置する１列ｎ番目のノズル１ｎでは、光ビーム２０３から近い受光素子２０６で検知する。この受光素子２０６では、オフセット光量は飽和限界値を越えることなく、インク液滴２０２からの散乱光量は検出可能な閾値以上となるため、インク液滴２０２からの散乱光Ｓをより精度よく検知することが可能となり、インク液滴２０２の吐出状態をより正確に検知することができる。

以上のように、インク液滴２０２の吐出状態の検出対象のノズルと受光部Ｂとの距離、および、光ビーム２０３と受光素子２０６，２１６との距離に基づいて、当該ノズルから吐出するインク液滴２０２からの散乱光Ｓを受光する受光素子２０６，２１６を決定する。例えば、１列目のノズル列１の場合、１番目からｎ番目までのノズル（１１〜１ｎ）のうち、受光部Ｂからの距離が所定値より大きい（遠い）１番目からＸ−１番目までのノズル１１〜１（Ｘ−１）では、オフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下で、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となる受光素子２１６（光ビーム２０３から遠い）で検知することとする。また、受光部Ｂからの距離が所定値以下（近い）のＸ番目からｎ番目までのノズル１Ｘ〜１ｎでは、オフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘ以下で、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ以上となる受光素子２０６（光ビーム２０３から近い）で検知することとする。なお、Ｘ、すなわち、受光部ＢからのノズルＸの距離が所定値より大きい（遠い）か所定値以下（近い）かは、インク液滴に２０２入射する光の波長とインク液滴２０２の成分と形状とサイズ、発光素子２０４からノズルまでの距離、ノズル間隔、ノズルから受光素子２０６までの距離、光ビーム２０３と受光素子２０６位置関係、θ２０，θ１，θ２，θ４，θ３などにより変わる。「所定値」とは、具体的には、光ビーム２０３から遠い受光素子２１６での出力電圧が、オフセット光の飽和状態（飽和限界値）Ｖｍａｘを超えたとき、または、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎ未満となったときの、該ノズルからのインク液滴２０２の吐出位置と受光素子２１６との距離である。この「所定値」までのノズル（Ｘ−１番目まで）の液滴吐出状態は、受光素子２１６で検知し、それ以降のノズル（Ｘ番目以降）の液滴吐出状態は受光素子２０６で検知する。

また、ノズル列１の外側（ノズル列２と反対側）、ノズル列１とノズル列２との中間、ノズル列２とノズル列３との中間、・・・、ノズル列Ｘ−１とノズル列Ｘとの中間、ノズル列Ｘとノズル列Ｘ＋１との中間、・・・、ノズル列Ｍ−１とノズル列Ｍとの中間、および、ノズル列Ｍの外側（ノズル列Ｍ−１と反対側）に、受光素子を「Ｍ＋１」個設置する。これにより、各ノズル列の両側に一対ずつ受光素子が配置されることとなり、諸々の条件に応じて何れかの一方の受光素子を検出用の受光素子として選択することで、各ノズル列についてインク液滴２０２からの散乱光Ｓを精度よく検知可能となる。なお、ノズル列間に配置した受光素子の光軸Ｌの垂直方向に対する角度θ２または角度θ４は、θ２，θ４＝０度とすることで、１つの受光素子で、その両側に位置する２列のノズル列での検知を低コストで実施することができる。さらに、適宜の駆動手段を用いて、検知を行うノズル列に対応させて、受光素子の角度θ２，θ４を変更できるように構成すれば、各ノズル列に対する受光素子の検知精度を、より向上させることが可能となる。

また、ノズル列１とノズル列２、ノズル列３とノズル列４、・・・、ノズル列Ｘ−１とノズル列Ｘ、・・・、および、ノズル列Ｍ−１とノズル列Ｍの各２列が近接している場合には、各２列で２個の受光素子を使用することとする。よって、ノズル列１の外側（ノズル列２と反対側）、ノズル列２とノズル列３との中間、・・・、ノズル列Ｘ−２とノズル列Ｘ−１との中間、ノズル列Ｘ＋１とノズル列Ｘ＋２との中間、・・・、ノズル列Ｍ−２とノズル列Ｍ−１との中間、および、ノズル列Ｍの外側（ノズル列Ｍ−１と反対側）に、受光素子を「Ｍ／２＋１」個設置する。この場合も、各ノズル列の両側に一対ずつ受光素子が配置されることとなり、諸々の条件に応じて何れかの一方の受光素子を選択することで、各ノズル列についてインク液滴２０２からの散乱光Ｓを検知可能となる。また、受光素子の設置個数を少なくして、低コストの製品とすることができる。また、この場合も、受光素子の光軸Ｌの垂直方向に対する角度θ２，θ４＝０度として低コストを図ってもよいし、検知するノズル列に対応して、角度θ２，θ４を適宜変更できるようにして検知精度の向上を図ってもよい。

以上、実施例１に係る液滴吐出状態検出装置では、発光手段から発光する光ビームを介して、ビーム径の両側に一対の受光素子を設置している。そのため、発光素子の傾きやレンズの傾きなどによりビームの傾きがある場合や、整列したノズル列からずれたノズルがある場合も、いずれかの受光素子を用いて、インク液滴の吐出状態をより精度よく検出することが可能となる。また、このようにインク液滴の吐出状態をより精度よく検出可能な液滴吐出状態検出装置を備える実施例１に係る画像形成装置では、画像形成装置の停止および画像品質の低下を良好に抑えることができる。

次に、本願での受光素子の選択手順を、図９のフローチャートを参照して具体的に説明する。図９および以降の説明では、実施例１に係る液滴吐出状態検出装置１０３における１列目のインク列１の１番目からｎ番目までのノズル１１〜１ｎでの受光素子２０６または受光素子２１６の選択手順を例として示す。

まず、ステップＳ１では１列１番目のノズル１１からのインク液滴２０２の吐出状態の検知を行うため、Ｘに１を代入する。次に、ステップＳ２では、移動機構２１０を駆動して、１列Ｘ番目のノズル１Ｘ（１回目は１列１番目のノズル１１）からのインク液滴２０２の吐出位置に光ビーム２０３の光軸Ｌが照射される位置に、発光ユニット２０８を移動する。

ステップＳ３では、１列Ｘ番目のノズル１Ｘからインク液滴２０２が吐出したタイミングで、受光素子２０６および受光素子２１６で散乱光Ｓを受光し測定値を得る。この測定値に基づいて、「オフセット光＋散乱光Ｓ」による出力電圧Ｖ１，Ｖ３、および、散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１Ｘ，ＶＳ３Ｘを算出する。この出力電圧ＶＳ１Ｘ，ＶＳ３Ｘは、出力電圧Ｖ１，Ｖ３から、予め測定したオフセット光による出力値を差し引いた値である。より詳細には、例えば、受光素子２０６，２１６からの電流値を、電流−電圧変換回路により電圧に変換して、適宜の倍率：ｎ倍に増幅し、「オフセット光＋散乱光Ｓ」による出力電圧Ｖ１，Ｖ３を取り出す。また、この出力電圧Ｖ１，Ｖ３から、ＡＣカップリング等により、ＤＣ成分であるオフセット光を取り除いて、散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１Ｘ，ＶＳ３Ｘを取り出す。散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１Ｘ，ＶＳ３Ｘは、適宜の倍率：ｍ倍に増幅する。ステップＳ４では、受光素子２０６の「オフセット光＋散乱光Ｓ」による出力電圧Ｖ１と、飽和状態（飽和限界値）の出力電圧Ｖｍａｘ（以下、「飽和出力電圧Ｖｍａｘ）と呼ぶ）との大小を判断する。Ｖｍａｘ≧Ｖ１（ステップＳ４での判断がＹｅｓ）の場合は、ステップＳ５Ａに進む。Ｖｍａｘ＜Ｖ１（ステップＳ４での判断がＮｏ）の場合は、受光素子２０６では散乱光Ｓを検知不可のためステップＳ５Ｂに進む。

ステップＳ５Ａでは、受光素子２１６の「オフセット光＋散乱光Ｓ」による出力電圧Ｖ３と、飽和出力電圧Ｖｍａｘとの大小を判断する。Ｖｍａｘ≧Ｖ３（ステップＳ５Ａでの判断がＹｅｓ）の場合はステップＳ６Ａに進む。Ｖｍａｘ＜Ｖ３は（ステップＳ５Ａでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２１６では散乱光Ｓを検知不可のためステップＳ６Ｂに進む。

ステップＳ５Ｂ（受光素子２０６での散乱光Ｓの検知不可）では、受光素子２１６の「オフセット光＋散乱光」による出力電圧Ｖ３と、飽和出力電圧Ｖｍａｘとの大小を判断する。Ｖｍａｘ≧Ｖ３（ステップＳ５Ｂでの判断がＹｅｓ）の場合はステップＳ６Ｃに進む。Ｖｍａｘ＜Ｖ３（ステップＳ５Ｂでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２０６，２１６とも散乱光Ｓを検知不可のためステップＳ９Ｋに進む。

ステップＳ６Ａでは、受光素子２０６の散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１Ｘと、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎとの大小を判断する。ＶＳｍｉｎ≦ＶＳ１Ｘ（ステップＳ６Ａでの判断がＹｅｓ）の場合は、受光素子２０６では散乱光Ｓを検知可能のためステップＳ７Ａに進む。ＶＳｍｉｎ＞ＶＳ１Ｘ（ステップＳ６Ａでの判断がＮｏ）の場合は、受光素子２０６では散乱光Ｓを検知不可のためステップＳ７Ｂに進む。

ステップＳ６Ｂ（受光素子２１６での散乱光Ｓの検知不可）では、受光素子２０６の散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ１Ｘと、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎとの大小を判断する。ＶＳｍｉｎ≦ＶＳ１Ｘ（ステップＳ６Ｂでの判断がＹｅｓ）の場合は、受光素子２０６では散乱光Ｓを検知可能のため、ステップＳ９Ｆ（受光素子２０６に決定）に進む。ＶＳｍｉｎ＞ＶＳ１Ｘ（ステップＳ６Ｂでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２０６，２１６とも散乱光Ｓを検知不可のため、ステップＳ９Ｇ（エラー処理）に進む。

ステップＳ６Ｃ（受光素子２０６での散乱光Ｓの検知不可）では、受光素子２１６の散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ３Ｘと、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎとの大小を判断する。ＶＳｍｉｎ≦ＶＳ３Ｘ（ステップＳ６Ｃでの判断がＹｅｓ）の場合は、受光素子２１６では散乱光Ｓを検知可能のため、ステップＳ９Ｈに進む。ＶＳｍｉｎ＞ＶＳ３Ｘ（ステップＳ６Ｃでの判断がＮｏ）の場合は、受光素子２０６，２１６とも散乱光Ｓを検知不可のため、ステップＳ９Ｊ（エラー処理）に進む。

ステップＳ７Ａでは、受光素子２１６の散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ３Ｘと、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎとの大小を判断する。ＶＳｍｉｎ≦ＶＳ３Ｘ（ステップＳ７Ａでの判断がＹｅｓ）の場合はステップＳ８Ａに進む。ＶＳｍｉｎ＞ＶＳ３Ｘ（ステップＳ７Ａでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２０６では散乱光Ｓを検知可能のため、ステップＳ９Ｃ（受光素子２０６に決定）に進む。

ステップＳ７Ｂ（受光素子２０６での散乱光Ｓの検知不可）では、受光素子２１６の散乱光Ｓによる出力電圧ＶＳ３Ｘと、散乱光量の検出可能な閾値ＶＳｍｉｎとの大小を判断する。ＶＳｍｉｎ≦ＶＳ３Ｘ（ステップＳ７Ｂでの判断がＹｅｓ）の場合は、受光素子２１６では散乱光Ｓを検知可能のためステップＳ９Ｄ（受光素子２１６に決定）に進む。ＶＳｍｉｎ＞ＶＳ３Ｘ（ステップＳ７Ｂでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２０６，２１６とも散乱光Ｓを検知不可のためステップＳ９Ｅ（エラー処理）に進む。

ステップＳ８Ａでは、受光素子２０６の「オフセット光＋散乱光」による出力電圧Ｖ１と、受光素子２１６での「オフセット光＋散乱光」の出力電圧Ｖ３との大小を判断する。Ｖ１≧Ｖ３（ステップＳ８Ａでの判断がＹｅｓ）の場合は受光素子２１６のほうが「オフセット光＋散乱光」の裕度が高い（オフセット光による影響が少ない）ので、ステップＳ９Ａ（受光素子２１６に決定）に進む。Ｖ１＜Ｖ３（ステップＳ８Ａでの判断がＮｏ）の場合は受光素子２０６のほうが「オフセット光＋散乱光」の裕度が高いので、ステップＳ９Ｂ（受光素子２０６に決定）に進む。

ステップＳ９Ａ、ステップＳ９Ｄ、ステップＳ９Ｈでは、吐出状態の検知を受光素子２１６で行うことに決定し、ステップＳ１０Ａに進む。ステップＳ９Ｂ、ステップＳ９Ｃ、ステップＳ９Ｆでは、吐出状態の検知を受光素子２０６で行うことに決定し、ステップＳ１０Ａに進む。ステップＳ９Ｅ、ステップＳ９Ｇ、ステップＳ９Ｊ、ステップＳ９Ｋでは、受光素子２０６，２１６とも吐出状態の検知不可であるため、エラー処理を行って、ステップＳ１０Ａに進む。エラー処理としては、例えば、画像形成装置へのエラー通知などを行う。なお、エラー通知を受けた画像形成装置では、エラー対策として、ユーザからの設定に基づいて、例えば、次の（１）〜（４）のような処理を実施することで、画像品質の低下を抑制することができる。（１）画像形成装置の作動を停止して、エラーメッセージを表示し、ユーザからの指示を待つ。（２）ヘッドクリーニングを実行する。（３）ヘッドクリーニングの実行後、液滴吐出状態検知処理を再度実行する。（４）ヘッドクリーニング、液滴吐出状態検知処理の再度の実行後、さらに、テスト印字を実行する。

ステップＳ１０Ａでは、Ｘ番目のノズルがｎ番目のノズルかを判断する。Ｘ＝ｎ（ステップＳ１０Ａの判断がＹｅｓ）の場合は、すべてのノズルについて検知する受光素子が決定したので、処理を終了する。Ｘ＝ｎでない（ステップＳ１０Ａの判断がＮｏ）場合は、検知対象のノズルを変えるため、ステップＳ１０Ｂに進む。

ステップＳ１０Ｂでは、ノズルを変えて、当該ノズルについて検知する受光素子を選択するため、ＸにＸ＋１を代入して（Ｘをカウントアップ）、ステップＳ２に戻り、当該ノズルに対して、ステップＳ２以降のステップを実行する。

なお、図９では、受光素子の選択についての処理フローを示しているが、受光素子の選択と同時に、インク液滴の吐出検知を行うようにすることも可能である。

（実施例２）
次に、本願の実施例２に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成について、図１０Ａ〜図１０Ｄを参照して説明する。図１０Ａは、インクジェットヘッド１００と実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａとを側面方向から概略的に示したものである。また、図１０Ｂは、液滴吐出状態検出装置１０３Ａを上方から俯瞰した概略図であって、１列１番目のノズル１１に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。また、図１０Ｃは、液滴吐出状態検出装置１０３を上方から俯瞰した概略図であって、１列ｎ番目のノズル１ｎに光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。さらに、図１０Ｄは、インクジェットヘッド１００を上方から俯瞰した半断面図である。

図１０Ａ〜図１０Ｄに示すように、実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａは、実施例１と同様の基本構成に加え、新たに絞り手段としての絞り部材８０１を設けている。そのため、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化または省略する。以降の実施例でも同様である。実施例２で用いる絞り部材８０１は、光ビーム２０３の照射方向を基準として、コリメートレンズ２０５より下流側に設けられている。絞り部材８０１は、発光素子２０４が発光した光ビーム２０３を絞る部材である。なお、発光素子２０４、コリメートレンズ２０５、絞り部材８０１は発光ユニット２０８に搭載される。絞り部材８０１としては、例えば、アパーチャやスリットなどが挙げられるが、本願の絞り手段がこれらに限定されることはなく、周知のものを用いることができる。

発光部Ａの発光素子２０４で発光した光ビーム２０３は、絞り部材８０１により、ビーム径φ３，φ４の平行光に絞られる。ここで、φ３，φ４は、ビーム径の長径または短径を示す。なお、ビーム径φ３およびφ４のどちらを長径とするか、または双方を同径（φ３＝φ４）とするか、またはビーム形状を矩形にするかは、諸々の条件により変わる。諸々の条件としては、光ビーム２０３の波長と強度分布、各ノズル列の間隔、インク液滴２０２の形状とサイズ、発光素子２０４の種類と放射角、発光素子２０４とコリメートレンズ２０５との間隔、発光素子２０４とインク液滴２０２との間隔、インク液滴２０２と受光素子２０６，２１６との間隔、受光素子２０６，２１６の位置とサイズ、インクジェットヘッド１００と印刷媒体（記録媒体Ｗ）との間隔などがある。

受光部Ｂの２つの受光素子２０６，２１６は、それぞれの受光面２０７，２１７が、光ビーム２０３のビーム径φ４内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ４から外れた位置（ビーム径φ４の両側）にそれぞれ配置する。さらに、受光素子２０６，２１６での出力電圧が、後述のようにオフセット光の限界値（飽和限界値）を超えることのない位置に配置する。但し、受光部Ｂの各受光素子２０６，２１６は、ビーム径φ４に隣接する位置にそれぞれ配置することが好ましい。その際に、一対の受光素子２０６，２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌを介して対称位置、すなわち、光ビーム２０３の光軸Ｌから等距離の位置に配置することが好ましい。

また、受光部Ｂの一方の受光素子２０６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ５開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ６（０≦θ６＜θ５）の角度をもった位置に配置する。角度θ５、角度θ６は、実施例１の角度θ１、角度θ２に相当する。また、受光部Ｂの他方の受光素子２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ７開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ８（０≦θ８＜θ７）の角度をもった位置に配置する。角度θ７、角度θ８は、実施例１の角度θ３、角度θ４に相当する。

受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ５（角度θ７）は、上記（１）および（２）の条件に該当しない角度「θ５＞θ５ｍｉｎ（θ７＞θ７ｍｉｎ）」でなければならない。なお、角度θ５ｍｉｎ（角度θ７ｍｉｎ）は、受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす最小角度を表す。

図１０Ｂ，図１０Ｃでは、角度θ５を「θ５１Ｎ，θ５１Ｆ，θ５ｎＮ，θ５ｎＦ」と表示し、角度θ７を「θ７１Ｎ，θ７１Ｆ，θ７ｎＮ，θ７ｎＦ」と表示している。図１０Ｂに示すθ５１Ｎ（θ７１Ｎ）は、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ５１Ｆ（θ７１Ｆ）は、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。また、図１０Ｃに示すθ５ｎＮ（θ７ｎＮ）は、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ５ｎＦ（θ７ｎＦ）は、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。

以上のように、実施例２では、実施例１の構成例に加え、新たに設けた絞り部材８０１により、光ビーム２０３を絞ることにより、光ビーム２０３のビーム径φ３，φ４を小さくすることができる。すなわち、実施例２の光ビーム２０３のビーム径φ３およびφ４は、実施例１の光ビーム２０３のビーム径φ１およびφ２より小さいこととなる（φ４＜φ２、φ３＜φ１）。その結果、受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ５（角度θ７）を、実施例１の角度θ１（角度θ３）より小さくすることができる。

次に、実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａを適用した場合の、受光素子２０６（受光素子２１６）と光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度θ５（角度θ７）と、受光素子２０６（受光素子２１６）の出力電圧Ｖとの関係について、図１１を参照して説明する。この図１１において、横軸は受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ５（角度θ７）を示し、縦軸は、受光素子２０６（受光素子２１６）への散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ（Ｖ５（Ｖ７））を示す。

この図１１に示すように、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、角度θ５（角度θ７）が大きくなるに従い、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは小さくなる。そのため、角度θ５（角度θ７）がθ５＜θ１（θ７＜θ３）の条件では、散乱光Ｓによる受光光量が大きくなる。したがって、図１１に示すように、受光素子２０６（受光素子２１６）において光−電圧変換された角度θ５（角度θ７）での出力電圧Ｖ５（Ｖ７）は、実施例１における角度θ１（角度θ３）での出力電圧Ｖ１（Ｖ３）より大きいものとなる（Ｖ１＜Ｖ５，Ｖ３＜Ｖ７）。

以上、実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａでは、上記実施例１と同様に、インク液滴の吐出状態を、より精度よく検出することが可能となる。また、この液滴吐出状態検出装置１０３Ａを備えた画像形成装置では、画像形成装置の停止および画像品質の低下を良好に抑えることができる。さらに、実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａを上述の構成とすることにより、光ビーム２０３のビーム径が細くなるため、受光素子２０６と光ビーム２０３の光軸Ｌとがなす角度θ５（角度θ７）を小さくすることができる。これにより、記録媒体Ｗ、インクジェットヘッド１００等での光ビーム２０３の反射光、外乱光などのノイズ光Ｎ（オフセット光）による受光素子２０６（受光素子２１６）の受光光量に対する、インク吐出時に光ビーム２０３がインク液滴２０２に入射することで生ずる散乱光Ｓによる受光素子２０６（受光素子２１６）での受光光量が大きくなる。その結果、ＳＮ比が大きくなり、散乱光Ｓの検出精度が向上し、インク液滴２０２の吐出状態の検知がより確実となる。

また、実施例２では、発光素子２０４から発光する光ビーム２０３を絞り部材８０１で絞ることにより、発光素子２０４やコリメートレンズ２０５での収差の影響を小さくできるため、光ビーム２０３の光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられる。そのため、光ビーム２０３がインク液滴２０２と衝突することで発生する散乱光Ｓにおいても、光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられる。その結果、受光素子２０６，２１６の受光光量のばらつきや変化などが抑えられ、検出精度が向上してインク液滴２０２の吐出状態の検知が確実となる、という効果がある。

（実施例３）
次に、本願の実施例３に係る液滴吐出状態検出装置の概略構成について、図１２Ａ〜図１２Ｄを参照して説明する。図１２Ａは、インクジェットヘッド１００と実施例３の液滴吐出状態検出装置１０３Ｂとを側面方向から概略的に示したものである。また、図１２Ｂは、液滴吐出状態検出装置１０３Ｂを上方から俯瞰した概略図であって、１列１番目のノズル１１に光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。また、図１２Ｃは、液滴吐出状態検出装置１０３Ｂを上方から俯瞰した概略図であって、１列ｎ番目のノズル１ｎに光ビーム２０３の光軸Ｌを合わせた場合を示す。さらに、図１２Ｄは、インクジェットヘッド１００を上方から俯瞰した半断面図である。

図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、実施例３の液滴吐出状態検出装置１０３Ｂは、実施例２の絞り部材８０１を、収束部材８０２に代えたこと以外は、実施例２の液滴吐出状態検出装置１０３Ａと同様の基本構成を有している。この収束部材８０２は、光ビーム２０３の光束を平行光から収束光に収束させるものである。なお、これらの図および以降の説明において、φ６は光ビーム２０３のビーム径の長径を示し、φ５はビーム径の短径を示す。ビーム径φ５およびφ６のどちらを長径とするか、または双方を同径（φ５＝φ６）とするか、またはビーム形状を矩形にするかは、諸々の条件により変わる。諸々の条件としては、光ビーム２０３の波長と強度分布、各ノズル列の間隔、インク液滴２０２の形状とサイズ、発光素子２０４の種類と放射角、発光素子２０４とコリメートレンズ２０５との間隔、発光素子２０４とインク液滴２０２との間隔、インク液滴２０２と受光素子２０６，２１６との間隔、受光素子２０６，２１６の位置とサイズ、インクジェットヘッド１００と印刷媒体（記録媒体Ｗ）との間隔などがある。なお、実施例３では、光ビーム２０３の光束を平行光から収束光に収束させるため、収束部材８０２を用いているが、本願がこれに限定されることはない。他の異なる実施形態として、例えば、発光素子２０４とコリメートレンズ２０５との距離を遠ざけることで、光ビーム２０３の光束を平行光から収束光に収束させてもよく、より低コストでの実施が可能となる。

受光部Ｂの２つの受光素子２０６，２１６は、それぞれの受光面２０７，２１７が、光ビーム２０３のビーム径φ６内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ６から外れた位置にそれぞれ配置する。但し、受光部Ｂの各受光素子２０６，２１６は、ビーム径φ６に隣接する位置にそれぞれ配置することが好ましい。

また、受光部Ｂの一方の受光素子２０６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ９開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ１０（０≦θ１０＜θ９）の角度をもった位置に配置する。角度θ９、角度θ１０は、実施例１の角度θ１、角度θ２に相当する。また、受光部Ｂの他方の受光素子２１６は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ１１開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ１２（０≦θ１２＜θ１１）の角度をもった位置に配置する。角度θ１１、角度θ１２は、実施例１の角度θ３、角度θ４に相当する。

受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ９（角度θ１１）は、上記（１）および（２）の条件に該当しない角度「θ９＞θ９ｍｉｎ（θ１１＞θ１１ｍｉｎ）」でなければならない。なお、角度θ９ｍｉｎ（角度θ１１ｍｉｎ）は、受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす最小角度を表す。

図１２Ｂ，図１２Ｃでは、角度θ９を「θ９１Ｎ，θ９１Ｆ，θ９ｎＮ，θ９ｎＦ」と表示し、角度θ７を「θ１１１Ｎ，θ１１１Ｆ，θ１１ｎＮ，θ１１ｎＦ」と表示している。図１２Ｂに示すθ９１Ｎ（θ１１１Ｎ）は、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ９１Ｆ（θ１１１Ｆ）は、一列目のノズル列１の１番目のノズル１１から受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。また、図１２Ｃに示すθ９ｎＮ（θ１１ｎＮ）は、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側に近い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表す。θ９ｎＦ（θ１１ｎＦ）は、一列目のノズル列１のｎ番目のノズル１ｎから受光素子２０６（受光素子２１６）のノズル列１側より遠い端面への方向と、光軸Ｌとがなす角度を表している。

また、実施例３では、収束部材８０２により、光ビーム２０３を収束光とすることにより、光ビーム２０３のビーム径φ５，φ６を小さくすることができる。すなわち、実施例３の光ビーム２０３のビーム径φ５およびφ６は、実施例１の光ビーム２０３のビーム径φ１およびφ２より小さいこととなる（φ６＜φ２、φ５＜φ１）。その結果、受光素子２０６（受光素子２１６）と光軸Ｌとがなす角度θ９（角度θ１１）を、実施例１の角度θ１（角度θ３）より小さくすることができる。

以上、実施例３の液滴吐出状態検出装置１０３Ｂを上述の構成とすることで、実施例１、実施例２と同様に、光ビームの光軸に傾きが等ある場合でも、インク液滴の吐出状態を、より精度よく検出することが可能となる。これを備えた画像形成装置では、画像形成装置の停止および画像品質の低下を良好に抑えることができる。さらに、実施例３では、光ビーム２０３を平行光から収束光にしていることで、以下のような効果を得ることができる。

ここで、前述したように、光ビーム２０３を平行光とした実施例１、２では、回折の影響による光ビーム２０３のビーム最大強度の減衰への対応策として、発光素子２０４の発光光量を増加させている。また、移動機構２１０により発光ユニット２０８を移動して、インク液滴２０２の中心と、光ビーム２０３の強度分布が最大となる位置とが一致する最適位置に移動している。

これに対して、実施例３では、光ビーム２０３を平行光から収束光にすることにより、平行光の場合に比べて、ノズル１１から１ｎに向かって、各ノズルから吐出されたインク液滴２０２への光ビーム２０３の入射光量が増加する。そのため、実施例１、２のような対応策を行わなくても受光素子２０６（受光素子２１６）での散乱光Ｓの受光光量を増加させることができる。したがって、ノイズ光Ｎ（オフセット光）による受光素子２０６（受光素子２１６）の受光光量に対する、散乱光Ｓによる受光素子２０６（受光素子２１６）での受光光量が大きくなる。その結果、ＳＮ比が大きくなり、散乱光Ｓの検出精度が向上し、インク液滴２０２の吐出状態の検知がより確実となる。

また、収束部材８０２での光ビーム２０３の収束率を変えることで、回折光の影響が変化し、受光素子２０６，２１６からの距離に応じて、各ノズルから吐出されたインク液滴２０２での散乱光量が変化する。これを考慮して、収束部材８０２での光ビーム２０３の収束率を最適値、すなわち、各ノズルから吐出されたインク液滴２０２での散乱光量の最低値が高くなる収束率にする。より具体的には、例えば、ある収束率（αとする）での散乱光量の最低値がＡであり、他の収束率（βとする）での散乱光量の最低値がＢであったとする。この場合、最低値Ａと最低値Ｂとで、より大きい値の収束率を採用する。例えば、最低値Ａ＞最低値Ｂならば、収束率αを最適値として採用する。これにより、インク液適２０２への入射光量を増加させることができるので、発光光量の増加を抑えながら受光光量は同程度にすることができる。したがって、収束光とした場合は、散乱光Ｓの検出精度を同程度に保ちつつ、平行光に比べ、発光素子２０４での発光光量を下げることが可能となる。その結果、発光素子２０４の温度上昇等を抑制して耐久性を向上させることが可能となるとともに、発光素子２０４の消費電力コストを下げる効果も期待できる、という効果がある。

以上説明した各実施例は、本願の好適な実施例であり、上記実施例のみに本願の範囲を限定するものではなく、本願の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、上述した各実施例の画像形成装置や液滴吐出状態検出装置を構成する各部における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、双方の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。なお、リムーバブル記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto optical）ディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することになる。

また、上記各実施例における画像形成装置や液滴吐出状態検出装置は、上記各実施例で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。

１１，１２，・・・，１Ｘ，・・・，１ｎ，２１，２２，・・・，２Ｘ，・・・，２ｎ，・・・，Ｍ１，Ｍ２，・・・，ＭＸ，・・・，Ｍｍ ノズル
１０３，１１３，・・・，１ｎ３，１０３Ａ，１０３Ｂ 液滴吐出状態検出装置
２０２ インク液滴（液滴） ２０３ 光ビーム ２０４ 発光素子
２０６，２１６ 受光素子 ２１０ 移動機構（移動手段）
８０１ 絞り部材（絞り手段） ８０２ 収束部材（収束手段）
Ｎ ノイズ光 Ｓ 散乱光 φ１，φ２，φ３，φ４，φ５，φ６ ビーム径
Ｖ，Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７ 出力電圧（ノイズ光＋散乱光の受光光量）
Ｖｍａｘ 飽和状態（飽和限界値）
ＶＳ１１，ＶＳ１ｎ，ＶＳ１Ｘ，ＶＳ３１，ＶＳ３Ｘ 出力電圧（散乱光の受光光量）
ＶＳｍｉｎ 閾値

特許第４９２５１８４号公報

Claims (10)

1. １以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
   光ビームを発光する発光素子と、
   前記散乱光を受光し前記光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置された一対の受光素子と、を備え、
   前記ノズルと前記受光素子との位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出する前記液滴からの前記散乱光を受光する受光素子を、前記一対の受光素子から選択するときに、
   前記ノズルと前記受光素子との距離が、所定値より大きいとき、前記一対の受光素子のうち前記光ビームとの距離が大きい受光素子を選択し、前記ノズルと前記受光素子との距離が所定値以下であるとき、前記一対の受光素子のうち前記光ビームとの距離が小さい受光素子を選択することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
2. １以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
   光ビームを発光する発光素子と、
   前記散乱光を受光し前記光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置された一対の受光素子と、を備え、
   前記ノズルと前記受光素子との位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出する前記液滴からの前記散乱光を受光する受光素子を、前記一対の受光素子から選択するときに、
   前記散乱光以外のノイズ光の入射による受光光量が飽和限界値以下となり、かつ、前記散乱光の受光光量が閾値以上となる位置に配置された受光素子を、前記一対の受光素子から選択することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
3. 前記一対の受光素子の双方で、前記ノイズ光の受光光量が飽和限界値以下で、かつ、前記散乱光の受光光量が閾値以上であるとき、前記ノイズ光による受光光量が小さい受光素子を選択することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出状態検出装置。
4. 前記発光素子から発光した前記光ビームを絞る絞り部材を、さらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出状態検出装置。
5. 前記発光素子から発光した前記光ビームの光束を、平行光から収束光とすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液滴吐出状態検出装置。
6. 前記発光素子を、前記光ビームの前記光軸と交差する方向に移動させる移動手段を、さらに備え、前記移動手段は、液滴吐出状態の検出対象の前記ノズルからの前記液滴の吐出位置に前記光ビームが照射されるように、前記発光素子を移動させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液滴吐出状態検出装置。
7. １以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
   光ビームを発光する発光素子と、
   前記散乱光を受光し前記光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置された一対の受光素子と、を備え、
   前記ノズルと前記受光素子との位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出する前記液滴からの前記散乱光を受光する受光素子を、前記一対の受光素子から選択し、
   前記ノズル列が、Ｍ列（Ｍは１以上の整数）設けられているとき、各ノズル列を介して両側に前記受光素子が配置されるように、前記受光素子をＭ＋１個設置することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
8. １以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
   光ビームを発光する発光素子と、
   前記散乱光を受光し前記光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置された一対の受光素子と、を備え、
   前記ノズルと前記受光素子との位置関係に基づいて、当該ノズルから吐出する前記液滴からの前記散乱光を受光する受光素子を、前記一対の受光素子から選択し、
   前記ノズル列が、Ｍ列（Ｍは１以上の整数）設けられているとき、隣接する２列のノズル列を介して両側に前記受光素子が配置されるように、前記受光素子をＭが偶数の場合はＭ／２＋１個設置し、Ｍが奇数の場合は（Ｍ＋１）／２＋１個設置することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
9. １以上のノズル列を構成する複数のノズルの各々から吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出方法であって、
   前記ノズルから吐出される前記液滴に向けて前記光ビームを射出する工程と、
   前記液滴から発生した前記散乱光を、前記光ビームの光軸を介してビーム径の両側に配置した一対の受光素子で受光する工程と、前記一対の受光素子から、前記散乱光以外のノイズ光の入射による受光光量が飽和限界値以下となり、かつ、前記散乱光の受光光量が閾値以上となる受光素子を選択する工程と、
   選択された前記受光素子による前記散乱光の受光光量に基づいて、前記液滴の吐出状態を検出する工程と、を有することを特徴とする液滴吐出状態検出方法。
10. 請求項１から８の何れか一項に記載の液滴吐出状態検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。