JP6307957B2 - 液滴吐出検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出検知装置及び画像形成装置に係り、液滴吐出の検知精度を向上させる技術に関するものである。

液滴を吐出するノズルを直線状に配置した液滴吐出ヘッドにおいて、ノズル詰まりなどにより液滴が吐出されないといった不具合が生じることがある。この不具合を検知する技術として、特許文献１には、光をミラー部材で反射してインクジェットヘッドから吐出された液滴に照射し、液滴に当たったときに生じる光を受光して、その強度に基づいて液滴吐出状態を検知する吐出検知機構が開示されている。

特許文献１の吐出検知機構では、印字中又は検知中に発生する液滴ミストがミラー部材に付着することによる検知精度の低下を抑止するために、ミラー部材の反射面を液滴ミストから遮蔽した閉鎖位置と、光を液滴に向けて反射可能な開放位置との間を移動自在に構成している。

これにより、検知しないときには閉鎖位置に反射面を退避させて、反射面に液滴ミストが付着することを防いでいる。

特許文献１の吐出検知機構では、ミラー部材を閉鎖位置に退避させている状態において、ミラー部材及び発光手段を収容する前ケースの開口部（ミラー部材が反射した光が通過する部分）は、吐出ヘッドに対して露出している。よって、この開口部から前ケース内部に液滴ミストが侵入する。そのため、次の検知動作時にミラー部材の反射面を開放した際に、前ケース内部を浮遊する液滴ミストがミラー部材の反射面や前ケースに収容された発光部材に付着するという課題は解決されていない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、液滴吐出検知装置を構成する光学部材への液滴ミストの付着による検出精度の低下を抑止する液滴吐出検知装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液滴吐出検知装置は、記録媒体に対して液滴
を吐出する複数のノズルを直線状に配列したノズル列を有する吐出ヘッドから、前記液滴
が吐出されているかを検知する液滴検知装置であって、前記液滴に照射する光ビームを生
成するための光学部材、及びこれらの光学部材を収容する筐体を含む発光部と、前記吐出
ヘッドを挟んで前記発光部と対向する位置に配置され、前記光ビームが前記液滴に照射さ
れることによって発生する光を検出する受光部と、前記発光部が前記吐出ヘッドに対して
露出しないように遮蔽するための遮蔽部材であって、前記液滴が前記記録媒体に着弾する
までの経路と前記発光部との間に配置される遮蔽面、及び当該遮蔽面の一部に形成された
前記光ビームを通過させるための遮蔽部材開口部を含む遮蔽部材と、前記発光部及び前記
受光部の駆動制御を行うとともに、前記受光部による検出光の強度に応じて前記液滴の吐
出状態を検知する検知制御部と、を備え、前記筐体は、前記光ビームを通過させるための
筐体開口部を備え、前記遮蔽部材と前記筐体とは、前記液滴の吐出状態の検知に際して前
記筐体開口部が前記遮蔽部材開口部に対向するように配置され、前記遮蔽部材は、前記発
光部の光ビームの光軸が前記遮蔽部材開口部を通過する位置で、移動機構による前記発光部の移動を停止させる位置決め機能部を更に備えることを特徴とする。

また本発明に係る画像形成装置は、上記液滴吐出検知装置と、前記吐出ヘッドを有する液滴吐出装置と、を備え、前記記録媒体に対して前記液滴吐出装置からインク滴を吐出して画像形成出力を行うとともに、前記液滴吐出検知装置が前記液滴吐出装置から前記インク滴が吐出されているかを検知する、ことを特徴とする。

本発明によれば、吐出検知機構を構成する発光部材への液滴ミストの付着による検出精度の低下を抑止する液滴吐出検知装置及び画像形成装置を提供することができる。

本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図 本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図 画像形成装置のインクジェット記録装置周辺の機構を示す概略図 用紙側から液滴吐出検知装置及びインクジェット記録装置を見た状態を示す図 液滴検知装置が備える検知制御部の機能ブロック図 図４の第１検知ユニットの発光部周辺を拡大断面図であって、印字中などで吐出検知を行っていない状態を示した図 第一実施形態において吐出検知を行う際の位置関係を示した図 第二実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が退避位置にある状態を示す拡大断面図 第二実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が検知位置にある状態を示す拡大断面図 第三実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が退避位置にある状態を示す拡大断面図 第三実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が検知位置にある状態を示す拡大断面図であって、（ａ）は、発光部が副走査方向上流から下流に向けて移動して検知位置に配置された状態を示し、（ｂ）は、発光部が副走査方向下流から上流に向けて移動して検知位置に配置された状態を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、画像形成出力機構としてインクジェット記録装置（液体吐出装置）を備え、インクジェット記録装置からインク（液滴）が正常に吐出されるかを検知する液滴吐出検知装置に係る構成に、本発明の特徴がある。

なお、本実施形態において本願において、インクジェット記録方式の「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、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。また、また、「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。

以下、図１を参照して本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１３及びＩ／Ｆ１４がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１４にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１４、操作部１６、及び専用デバイス１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。

ＨＤＤ１３は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１４は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１５は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１６は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

専用デバイス１７は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構であるプリントエンジンや、液滴吐出検知装置を含む。プリントエンジンはインクジェット記録装置を含む。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１３若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、排紙ユニット２３、ディスプレイパネル２４、給紙ユニット２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１３や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。

入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１が動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙ユニット２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙ユニット２７に排紙される。

次に、図３を参照して本実施形態に係る画像形成装置のインクジェット記録装置周辺の機構について説明する。図３は、画像形成装置のインクジェット記録装置周辺の機構を示す概略図である。

図３に示すように、画像形成装置１のプリントエンジン２６は、インクジェット記録装置１００を含む。インクジェット記録装置１００は、インクを吐出する複数の吐出ヘッド１０１ａ、１０２ａと、複数の吐出ヘッドを保持する基体を構成するヘッドベース１０３と、を含む。図３では、説明の便宜上、用紙ｗの搬送方向（副走査方向ともいう）に沿って二つの吐出ヘッド１０１ａ、１０２ａのみを図示したが、実際には、副走査方向に用紙面内において直交する方向（以下「主走査方向」）に沿ったライン上に更に多くの吐出ヘッドが配列される（図４参照）。以下、主走査方向に沿って一ライン上に配列された複数の吐出ヘッドを総称して、吐出ヘッドラインという。インクジェット記録装置１００は、二列の吐出ヘッドライン１０１、１０２を副走査方向に並べて配置される。また、インクジェット記録装置１００は、吐出ヘッドラインを副走査方向に沿って三列以上配置してもよいし、一列配置してもよい。

インクジェット記録装置１００は、走行プレート１１５に対向して配置される。また、走行プレート１１５とインクジェット記録装置１００との間には、液滴吐出検知装置２００が配置される。液滴吐出検知装置２００は、二つの検知ユニットとして第１検知ユニット２０１ａ及び第２検知ユニット２０１ｂ（図４参照）を備えるが、図３では第１検知ユニット２０１ａのみを図示する。各検知ユニット２０１ａ、２０１ｂは、ビームを発生させる発光部２１０及びビームの散乱光を受光して検出光の強度に応じた電気信号を生成する受光素子２２２を複数含む受光部２２０を内蔵する。受光素子２２２は、発光部２１０から照射されるビームが液滴に照射されて生じる散乱光を受光する位置（ビームの光軸上から外れており、直接光が入射しない位置）に配置される。発光部２１０及び受光部２２０は、副走査方向に並べて配置される。液滴吐出検知装置２００の詳細について後述する。

プリントエンジン２６内には、用紙ｗの搬送方向上流から下流に沿って、駆動ローラにより構成される給紙搬送ローラ１１１及び給紙搬送ローラ１１１に対向して配置される給紙搬送従動ローラ１１２と、従動ローラ１１４と、走行プレート１１５と、駆動ローラにより構成される排紙搬送ローラ１１６及び排紙搬送従動ローラ１１７と、を備える。

従動ローラ１１４は、用紙ｗの所定距離の移動に応じて検出信号を出力する記録媒体送り量検出エンコーダ(以下はエンコーダと略す)１１３を備える。なお、エンコーダ１１３は給紙搬送ローラ１１１と走行プレート１１５の間に搭載しているが、走行プレート１１５と排紙搬送ローラ１１６との間に搭載してもよい。

用紙ｗは、給紙モータ(図示せず)に連結された給紙搬送ローラ１１１及び給紙搬送従動ローラ１１２により、給紙ユニット２５（図１参照）から搬送される。さらに用紙ｗは、用紙ｗの搬送動作に従動する従動ローラ１１４から走行プレート１１５へと搬送される。エンコーダ１１３は、従動ローラ１１４上の用紙ｗの移動量を示す検出信号を出力する。この検出信号に基づき、エンジン制御部３１は、用紙ｗが走行プレート１１５の吐出ヘッド１０１、１０２との対向位置に移動したことを判断し、吐出ヘッド１０１、１０２からインク滴の吐出を行う。

次に図４及び図５を参照して、液滴吐出検知装置２００の構成について説明する。図４は、用紙側から液滴吐出検知装置及びインクジェット記録装置を見た状態を示す図である。図５は、液滴検知装置が備える検知制御部の機能ブロック図である。

図４に示すように、インクジェット記録装置１００は二つの吐出ヘッドライン１０１、１０２を副走査方向に並べて配置される。吐出ヘッドライン１０１は５つの吐出ヘッド１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ（以下、これら５つの吐出ヘッドをまとめて示す場合は１０１ａ〜１０１ｅと記載する。）を主走査方向に沿って間隔を空けて配列するとともに、隣接する吐出ヘッドの間は隙間を空けて構成される。吐出ヘッドライン１０２も吐出ヘッドライン１０１と同様に５つの吐出ヘッド１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ（以下、これら５つの吐出ヘッドをまとめて示す場合は１０１ａ〜１０２ｅとを記載する。）を主走査方向に沿って配列して構成されるが、各吐出ヘッド１０２ａ〜１０２ｅの主走査方向に沿った位置は、吐出ヘッド１０１ａ〜１０１ｅのそれぞれの間隔を埋めるように配置される。

各吐出ヘッド１０１ａ〜１０１ｅ、１０２ａ〜１０２ｅは、インク滴を吐出するノズル孔１０５ａを主走査方向に沿ってライン状に配列したノズル列１０５を、副走査方向に沿って複数配置して構成される。

液滴吐出検知装置２００は、第１検知ユニット２０１ａ及び第２検知ユニット２０１ｂと、これらの動作を制御する検知制御部２４０と、を含んで構成される。検知制御部２４０は、発光部２１０の駆動制御（発光素子２１２の発光）を行う発光部駆動制御部２４１、受光部２２０の駆動制御（受光素子２２２による電気信号の生成及び読出し）を行う受光部駆動制御部２４２、移動機構２３０の駆動制御を行う移動機構動制御部２４３、及び受光素子２２２が生成した電気信号を基に吐出状態を判定する状態判定部２４４を備える。検知制御部２４０はエンジン制御部３１と電気的に接続される。エンジン制御部３１から検知指示開始指示を受信すると、移動機構駆動制御部２４３が発光部２１０を検知位置（発光部２１０が吐出ヘッドに対して露出し、発光部２１０の光軸が吐出ヘッドから吐出されるインク滴に照射される位置）に移動させる。なお、第二実施形態では遮蔽部材２５０も移動させる。発光部２１０を検知位置に配置すると、発光部駆動制御部２４１が発光素子２１２から発光させるとともに、受光部駆動制御部２４２が受光素子２２２を駆動して検出光の強度に応じた電気信号を生成し、状態判定部２４４に出力する。状態判定部２４４は、上記電気信号を基に吐出状態を判定し、その判定結果をエンジン制御部３１に出力する。エンジン制御部３１は、判定結果に応じた処理、例えば、吐出が正常であれば検知処理終了指示を検知制御部２４０に出力し、異常があればクリーニング動作等の異常解消処理や異常通知処理を行う。検知処理終了指示が出力されると、移動機構駆動制御部２４３は、発光部２１０を退避位置（吐出ヘッドに露出することなく、遮蔽された退避位置）へ移動する。なお、第二実施形態では、遮蔽部材２５０も退避位置への移動動作の対象となる。

第１検知ユニット２０１ａ及び第２検知ユニット２０１ｂは、吐出ヘッドライン１０１、１０２を主走査方向に沿って挟んだ位置に配置され、それぞれが検知制御部２４０に電気的に接続される。

第１検知ユニット２０１ａ及び第２検知ユニット２０１ｂのそれぞれは、発光部２１０、受光部２２０に加えて、発光部２１０を副走査方向に移動させる移動機構２３０を備える。第１検知ユニット２０１ａでは、発光部２１０は副走査方向下流側に、受光部２２０は上流側に配置される。第２検知ユニット２０１ｂでは、発光部２１０は副走査方向上流側に、受光部２２０は下流側に配置される。そして、第１検知ユニット２１０ａの発光部２１０は第２検知ユニット２０１ｂの受光部２２０と対向して配置され、第１検知ユニット２０１ａの受光部２２０は第２検知ユニット２０１ｂの発光部２１０と対向して配置される。

第１検知ユニット２０１ａ、第２検知ユニット２０１ｂのそれぞれの発光部２１０は、発光部２１０から発生された光ビームが各吐出ヘッドのノズル列１０５から吐出されたインク滴に照射されるように配置される。

第１検知ユニット２０１ａの発光部２１０から発生した光ビームは、吐出ヘッドライン１０１を構成する各吐出ヘッド１０１ａ〜１０１ｅのノズル列１０５から吐出されるインク滴に照射される。第１検知ユニット２０１ａの発光部２１０が発した光ビームは、インク滴に照射されると散乱して散乱光が発生する。第２検知ユニット２０１ｂの受光部２２０は、その散乱光を受光する。同様に、第２検知ユニット２０１ｂの発光部２１０が発した光ビームが、インク滴に照射されて生じた散乱光は、第１検知ユニット２０１ａの受光部２２０が受光する。

また、移動機構２３０は、発光部２１０を各検知ユニット２０１ａ、２０１ｂ内において副走査方向に沿って移動させる（図３の矢印２３１方向）。これにより、ノズル列１０５の配列誤差や光ビームの照射方向に誤差があっても、受光部２２０での散乱光の検知出力が最適となるように発光部２１０を移動することが可能である。

各検知ユニット２０１ａ、２０１ｂの検知結果、即ち検出光の強度を示す信号は、検知制御部２４０に出力され記録される。検知制御部２４０は上記信号を基に液滴吐出状態を判断する。

各ノズル孔１０５ａから正常にインク滴が吐出されていると、光ビームがインク滴に当たって散乱される。受光素子２２２は、上述の如く光軸からずれた位置に配置されるので、検知制御部２４０は、受光素子２２２における受光量が多い場合（例えば閾値以上）は正常にインク滴が吐出されていると判断し、受光量が少ない場合は異常（不吐出、吐出曲がり等）と判断する。検知制御部２４０は判断結果をエンジン制御部３１に出力する。これを受けてエンジン制御部３１は、吐出ヘッド１０１ａ〜１０１ｅ、１０２ａ〜１０２ｅのクリーニング動作（フラッシング）を実行する。

次に図６を参照して、発光部２１０の構成について詳述する。図６は、図４の第１検知ユニット２０１ａの発光部２１０周辺を拡大断面図であって、印字中などで吐出検知を行っていない状態を示した図である。第２検知ユニット２０１ｂの発光部２１０も同様の構成（但し各構成要素の配置関係は、図６に示す２次元平面内において第１検知ユニットと点対称となる。）であるので、第１検知ユニット２０１ａの発光部２１０についての説明を行い、重複説明を省略する。

発光部２１０は、光学部材を内部に収容する筐体２１１を含む。筐体２１１の内部には、光を発生させる発光素子２１２、及び光を収束してビームを生成するレンズ２１３が収容される。筐体２１１におけるヘッドベース１０３側の面（後述する遮蔽部材２５０との対向面）には、アパーチャ２１４が形成される。レンズ２１３により生成された光ビームは、アパーチャ２１４から筐体２１１の外部へ照射される。発光部２１０及び受光部２２０（図４参照）、移動機構２３０は、第１検知ユニット２０１ａの基台２０２に固定される。アパーチャ２１４は、筐体開口部に相当する。

発光部２１０とヘッドベース１０３との間には、発光部２１０が吐出ヘッドライン（第１検知ユニット２０１ａの発光部２１０であれば吐出ヘッドライン１０１、第２検知ユニット２０１ｂの発光部２１０であれば吐出ヘッドライン１０２）に露出しないように遮蔽するための遮蔽部材２５０を備える。遮蔽部材２５０は、インク滴が用紙ｗに着弾するまでの経路と発光部２１０との間に配置される遮蔽面２５１を含む。遮蔽面２５１の一部には、光ビームを通過させるための遮蔽部材開口部（以下「開口窓」）２５３が形成される。更に遮蔽部材２５０は、遮蔽面２５１における副走査方向に沿った一端部から発光部２１０が配置される側、即ちヘッドベース１０３側とは反対側に向けて突出させて形成された突き当て部２５２を備える。

突き当て部２５２に発光部２１０を当接させると、光軸と開口窓２５３とが主走査方向に沿った同一直線状に並び、光ビームをアパーチャ２１４及び開口窓２５３を通過させて吐出ヘッドライン１０１（より詳しくはノズル列１０５）から吐出されたインク滴に照射させることができる。従って、突き当て部２５２は、発光部２１０の光ビームの光軸が開口窓２５３を通過する位置で、発光部２１０及び遮蔽部材２５０の相対位置の位置決めを行う位置決め部として機能する。また、突き当て部２５２により、光軸と開口窓２５３との位置を揃えることができ、開口窓２５３の大きさ（径）を最小にすることができ、遮蔽効果をより高めることができる。

（第一実施形態）
第一実施形態では、遮蔽部材２５０はヘッドベース１０３に対して固定された位置関係に形成する。すなわち、遮蔽部材２５０及びヘッドベース１０３を相対移動させることなく、これらの位置関係は不変である。従って、第一実施形態では、吐出ヘッドライン１０１のうち、全ノズル列ではなく一部のノズル列１０５から吐出されるインク滴に光ビームが照射されることとなる。

移動機構２３０は、発光部２１０の副走査方向の移動を可能にするものであればその構成は限定されないが、例えば発光部２１０に連結される連結部材２３２及び移動機構２３０内に不図示の駆動モータを備え、駆動モータが連結部材２３２の副走査方向への繰り出し量を可変することで、発光部２１０を移動させてもよい。

図６のように、液滴吐出検知処理を実行していない状態では、発光部２１０のアパーチャ２１４は遮蔽面２５１に対向して配置される。即ち、アパーチャ２１４は遮蔽部材２５０の開口窓２５３から退避した位置に配置される。これにより、アパーチャ２１４が遮蔽面２５１により閉じられる。従って、アパーチャ２１４がインクミストが浮遊しやすい吐出ヘッドライン１０１に対して露出されなくなり、インクミストが筐体２１１内に侵入することを抑止する。

図７は、第一実施形態において吐出検知を行う際の位置関係を示した図である。発光部２１０は遮蔽部材２５０の突き当て部２５２に接触し、発光部２１０の光軸、開口窓２５３の中心、ノズル列１０５が同一直線となるように配置される。突き当て部２５２に発光部２１０が当接したとき、吐出ヘッドライン内の全てのノズル孔の吐出検知が可能な位置となるように、突き当て部２５２を高精度に配置しているので、発光部２１０への影響を軽減しつつ、光軸とノズル列１０５との位置関係を出すことが可能である。

特に大型のインクジェットヘッドに配置された吐出検知機構であって、常に吐出ヘッドの端部に配置されて移動できない（液滴吐出検知装置が退避できない）構成においては、液滴吐出検知機構が吐出ヘッドに隣接し、退避できない構成であるため、液滴ミストの影響を多分にうける。このような装置においては、遮蔽部材により液滴吐出検知装置を遮蔽する意義が大きい。更に、高速インクジェットヘッド連帳機では、例えば記録密度が６００ＤＰＩで幅が２１インチの記録用紙Ｗに印字を行う場合、インクジェットヘッドのノズル個数は１列当たり記録用紙Ｗの幅方向に１２６０００個となる。これらのノズルの吐出検知を取りこぼしなく行うためには高い位置精度が要求される。この点につき、本実施形態では、遮蔽部材が遮蔽機能に加えて位置決め機能も有するので、吐出検知のエリアを最適位置とすることができる効果をより顕著に奏することができる。

また、発光素子２１２、レンズ２１３といった光学部材及び受光部２２０は、発光素子２１２から生成された光ビームの光路が直線になるように、各部材も直線状に配置される。その結果、例えば、光ビームをミラー等により反射、屈折させる必要がなく、部品点数を減少させるとともに、発光部の光軸中心合わせの精度を出しやすくなる。

（第二実施形態）
第二実施形態では、遮蔽部材２５０及び発光部２１０も相対移動させる実施形態である。以下では、遮蔽部材２５０の位置を移動させる場合を例に挙げて説明するが、ヘッドベース１０３を副走査方向に移動させても同様の効果が得られる。以下図８及び図９を参照して第二実施形態について説明する。図８は、第二実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が退避位置にある状態を示す拡大断面図である。図９は、第二実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が検知位置にある状態を示す拡大断面図である。

図８に示すように、第二実施形態では、第一実施形態に係る検知ユニットの構成に加え、移動機構２３０が遮蔽部材２５０の副走査方向の移動を可能にする部材、例えば遮蔽部材２５０と移動機構２３０内に備えられる不図示の駆動モータとを連結する連結部材２３４とを備える。そして、副走査方向の繰り出し量を可変することで、遮蔽部材２５０が副走査方向に移動する。

図８に示すように、検知動作をしていない状態では、遮蔽部材２５０の開口窓２５３は、吐出ヘッドライン１０１のノズル列１０５に対向しない退避位置に移動する。さらに、発光部２１０もアパーチャ２１４が開口窓２５３に対向しない退避位置に移動する。すなわち、開口窓２５３の中心軸（開口窓２５３の中心を通り主走査方向と平行な軸）、アパーチャ２１４の中心軸（アパーチャ２１４の中心を通り主走査方向と平行な軸）、及びノズル列１０５の中心軸（ノズル列１０５を形成する各ノズル孔１０５ａの中心点を結ぶ軸、但し、ノズル孔１０５ａの配列誤差を許容し、全てのノズル孔１０５ａの中心を通ることは必須ではなく、ノズル列１０５を通過する主走査方向と平行な軸であってもよい）はそれぞれずれた状態にある。

検知動作時には、図９に示すように、遮蔽部材２５０が発光部２１０と連動して移動する。すなわち、移動機構２３０は、発光部２１０を遮蔽部材２５０の突き当て部２５２が接触するまで副走査方向に移動させ、突き当て部２５２に当接すると遮蔽部材２５０と発光部２１０との相対移動を停止する。このとき発光部２１０の光軸と遮蔽部材２５０の開口窓２５３の中心軸とが同一直線にならぶ。移動機構２３０は、発光部２１０及び遮蔽部材２５０の相対位置関係を、光ビームの光軸が開口窓２５３を通過する状態を維持しつつ、副走査方向（ノズル列１０５の軸方向に対して、吐出ヘッド１０１ａの用紙ｗとの対向面内において直交する方向）に移動させる。これにより、吐出ヘッドライン１０１に並ぶ複数のノズル列に対し、遮蔽部材２５０及び発光部２１０を移動させることができ、各ノズル列に対するインク滴吐出検知動作を行うことができる。

また、移動機構２３０は、遮蔽部材２５０及び発光部２１０を移動させるので、遮蔽部材２５０と発光部２１０とを異なる移動機構及びこれを駆動させる駆動源を新たに設けることなく、遮蔽部材を移動させることができる。

（第三実施形態）
第三実施形態では、遮蔽部材２５０はヘッドベース１０３に対して固定された位置関係を保った状態で、遮蔽部材２５０に複数の開口窓を設けて検知動作及び退避動作を行う実施形態である。以下、図１０及び図１１を参照して第三実施形態について説明する。図１０は、第三実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が退避位置にある状態を示す拡大断面図である。図１１は、第三実施形態に係る検知ユニットにおいて、遮蔽部材及び発光部が検知位置にある状態を示す拡大断面図であって、（ａ）は、発光部が副走査方向上流から下流に向けて移動して検知位置に配置された状態を示し、（ｂ）は、発光部が副走査方向下流から上流に向けて移動して検知位置に配置された状態を示す。

図１０に示すように、第三実施形態では遮蔽部材２５０に複数の突き当て部２５２ａ、２５２ｂ、及び複数の開口窓２５３ａ、２５３ｂを設ける。複数の開口窓２５３ａ、２５３ｂは、遮蔽面２５０において副走査方向に沿って間隔を空けて形成する。検知動作を行わないときは、発光部２１０のアパーチャ２１４が、遮蔽面２５１における開口窓２５３ａ及び開口窓２５３ｂ間の間隔に相当する部分と対向する位置（退避位置）に配置されるよう、移動機構２３０が発光部２１０を配置する。これにより、アパーチャ２１４が吐出ヘッド１０１ａに対して露出することなく退避させることができ、検知動作を行わないときにアパーチャ２１４から筐体２１１内にインクミストが侵入することを抑止する。

検知動作時には、図１１の（ａ）に示すように移動機構２３０が発光部２１０を搬送方向上流から下流に向かって移動させたり、図１１の（ｂ）に示すように移動機構２３０が発光部２１０を搬送方向下流から上流に向かって移動させたりする。この場合、移動方向が双方向あっても、突き当て部２５２ａ、又は２５２ｂに当接して移動を抑止するとともに、発光部２１０の光軸と遮蔽部材２５０の一方の開口窓２５３ａ又は他方の開口窓２５３ｂの中心軸とが同一直線にならぶ。これにより双方向の移動での検知動作が可能になる。

上記各実施形態によれば、検知動作中は遮蔽部材に複数のスリットまたは穴を設けて発光部及び受光部を光学的に接続してインク滴の吐出動作が正常に行われているかを検知し、検知動作を行わないときは遮蔽部材により発光部のアパーチャからインクミストが発光部の筐体内に侵入することを抑止し、光学部材にインクミストが付着しにくくすることができる。

また、開口窓を複数設けることで、双方向の移動においても検知動作を行うことができ、検知動作に係る時間の短縮化を図ることができる。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ ＨＤＤ
１４ Ｉ／Ｆ
１５ ＬＣＤ
１６ 操作部
１７ 専用デバイス
１８ バス
２０ コントローラ
２３ 排紙ユニット
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙ユニット
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１００ インクジェット記録装置
１０１、１０２ 吐出ヘッドライン
１０３ ヘッドベース
１０５ ノズル列
１０５ａ ノズル孔
１１１ 給紙搬送ローラ
１１２ 給紙搬送従動ローラ
１１３ エンコーダ
１１４ 従動ローラ
１１５ 走行プレート
１１６ 排紙搬送ローラ
１１７ 排紙搬送従動ローラ
２００ 液滴吐出検知装置
２１０ 発光部
２１１ 筐体
２１２ 発光素子
２１３ レンズ
２１４ アパーチャ
２２０ 受光部
２２２ 受光素子
２３０ 移動機構
２３１ 矢印
２３２、２３４ 連結部材
２４０ 検知制御部
２４１ 発光部駆動制御部
２４２ 受光部駆動制御部
２４３ 移動機構駆動制御部
２４４ 状態判定部
２５０ 遮蔽部材
２５１ 対向面
２５２ 突き当て部
２５３ 開口窓

特開２０１２−２５０４５３号公報

Claims (5)

1. 記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを直線状に配列したノズル列を有する吐出ヘッドから、前記液滴が吐出されているかを検知する液滴検知装置であって、
   前記液滴に照射する光ビームを生成するための光学部材、及びこれらの光学部材を収容する筐体を含む発光部と、
   前記吐出ヘッドを挟んで前記発光部と対向する位置に配置され、前記光ビームが前記液滴に照射されることによって発生する光を検出する受光部と、
   前記発光部が前記吐出ヘッドに対して露出しないように遮蔽するための遮蔽部材であって、前記液滴が前記記録媒体に着弾するまでの経路と前記発光部との間に配置される遮蔽面、及び当該遮蔽面の一部に形成された前記光ビームを通過させるための遮蔽部材開口部を含む遮蔽部材と、
   前記発光部及び前記受光部の駆動制御を行うとともに、前記受光部による検出光の強度に応じて前記液滴の吐出状態を検知する検知制御部と、
   を備え、
   前記筐体は、前記光ビームを通過させるための筐体開口部を備え、
   前記遮蔽部材と前記筐体とは、前記液滴の吐出状態の検知に際して前記筐体開口部が前記遮蔽部材開口部に対向するように配置され、
   前記遮蔽部材は、前記発光部の光ビームの光軸が前記遮蔽部材開口部を通過する位置で、移動機構による前記発光部の移動を停止させる位置決め機能部を更に備える、
   ことを特徴とする液滴吐出検知装置。
2. 前記移動機構は、前記発光部及び前記遮蔽部材の相対位置関係が前記光ビームの光軸が前記遮蔽部材開口部を通過する状態を維持しつつ、前記遮蔽部材及び前記発光部を、前記吐出ヘッドにおける前記記録媒体との対向面内において、前記ノズル列の軸方向と直交する方向に移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出検知装置。
3. 前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材開口部を複数備え、それらの遮蔽部材開口部は、前記吐出ヘッドにおける前記記録媒体との対向面内において、前記ノズル列の軸方向と直交する方向に沿って前記遮蔽面内に間隔を空けて並べて形成され、
   前記検知を行わないときは前記筐体開口部が前記遮蔽面における前記間隔に相当する部分と対向するように前記発光部が配置され、前記検知を行うときは前記筐体開口部が、前記複数の遮蔽部材開口部のうちの一方又は退避位置から前記複数の遮蔽部材開口部のうちの他方と対向するように配置される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出検知装置。
4. 前記光学部材及び前記受光部は、前記光学部材から前記受光部に至る前記光ビームの光路が直線になるように配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の液滴吐出検知装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の液滴吐出検知装置と、
   前記吐出ヘッドを有する液滴吐出装置と、を備え、
   前記記録媒体に対して前記液滴吐出装置からインク滴を吐出して画像形成出力を行うとともに、前記液滴吐出検知装置が前記液滴吐出装置から前記インク滴が吐出されているかを検知する、
   ことを特徴とする画像形成装置。