(57)【要約】【課題】インク滴の吐出を検出するための機構を簡易化する。【解決手段】インク滴を吐出する複数のノズルを備えるインクヘッドと、ノズルから吐出されたインク滴が通過可能な吸着穴１２ａを備え、記録媒体がインク滴の吐出領域を通過するように記録媒体を搬送する搬送ベルト１２と、インクヘッドに対して搬送ベルト１２を挟んで対向する位置に固定して配置され、複数のノズルから吐出されるインク滴の飛行経路に光ビーム３６を照射する発光部３３と、インク滴に衝突した光ビームを受光し、受光した光ビームの光量変化に基づいてインク滴の吐出状態を検出する受光部３５と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数のノズルを備えるインクヘッドと、
前記ノズルから吐出された前記インク滴が通過可能な貫通孔を備え、前記貫通孔から空気を吸引することにより記録媒体を吸着し、前記記録媒体が前記インク滴の吐出領域を通過するように前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記インクヘッドに対して前記搬送手段を挟んで対向する位置に固定して配置され、複数の前記ノズルから吐出される前記インク滴の飛行経路に光ビームを照射する発光手段と、
前記インク滴に衝突した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの光量変化に基づいて前記インク滴の吐出状態を検出する受光手段と、
吸引される空気の流路と、前記光ビームを照射する照射領域とを分離する分離壁と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記分離壁は、前記照射領域と前記流路とを連通する連通口を備えること、
を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記分離壁は、前記光ビームが前記インク滴に衝突する位置より前記搬送手段に近い位置に前記連通口を備えること、
を特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記連通口から流出する空気の流速および風量の少なくとも一方を変更可能な可変手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記可変手段は、前記連通口の開口面積を変更可能なシャッター手段であること、
を特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記可変手段は、通気抵抗の異なる複数のフィルターを切り替えることにより、前記連通口から流出する空気の流速および風量の少なくとも一方を変更可能であること、
を特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記インク滴が通過可能な、外周部の幅が前記貫通孔より大きい開口部を備え、前記外周部により前記搬送手段を支持する支持手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小な各色インク滴を吐出する各色のインクジェットヘッドを備え、用紙等の記録媒体に対してそのインクジェットヘッドを移動させながらインク滴を吐出することで記録媒体上に画像を形成する。高解像度の画像形成のためにはノズルを微細化してインク滴サイズを微小化する必要がある。しかし、ノズルが微細なため、印刷停止時にインクが乾燥する等してノズル詰まりが起きてインク滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜け等が生じて画像品質が低下する問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、インクジェット記録装置には、液吐出不良を検出する液吐出不良検出装置が備えられている。例えば、ノズルから吐出するインク滴等の液滴に、レーザーダイオード等の発光素子から射出したレーザー光を照射して散乱光を発生させ、その散乱光をフォトダイオード等の受光素子で受光し、受光素子が得る出力電圧と基準電圧値とを比較して、インク滴が正常に吐出されたか否かを判定する液吐出不良検出装置が知られている。
【０００４】
また、特許文献１では、吸着チャンバをファンで吸引して負圧を発生することにより、多数の吸引穴が形成されたベルト上の記録紙を吸着保持するラインヘッド型インクジェットプリンタでのインク滴の吐出を検出する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１０９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、検出光学系によってラインヘッドとベルトとの間に検出光束を形成し、検出光束をラインヘッドに対して移動することにより、ラインヘッドの各ノズルから吐出されたインク滴を検知している。このため、検出光束を移動させるための移動機構が複雑となり、小型化および低コスト化が望めないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク滴の吐出を検出するための機構を簡易化することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インク滴を吐出する複数のノズルを備えるインクヘッドと、前記ノズルから吐出された前記インク滴が通過可能な貫通孔を備え、前記貫通孔から空気を吸引することにより記録媒体を吸着し、前記記録媒体が前記インク滴の吐出領域を通過するように前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記インクヘッドに対して前記搬送手段を挟んで対向する位置に固定して配置され、複数の前記ノズルから吐出される前記インク滴の飛行経路に光ビームを照射する発光手段と、前記インク滴に衝突した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの光量変化に基づいて前記インク滴の吐出状態を検出する受光手段と、吸引される空気の流路と、前記光ビームを照射する照射領域とを分離する分離壁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インクヘッドのノズルから吐出されたインク滴が通過可能な貫通孔を備えた搬送手段を挟んでインクヘッドと対向する位置に、インク滴の吐出状態を検出する手段を固定して配置するため、インク滴の吐出を検出するための機構を簡易化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置としてのインクジェットプリンタの概略構成図を示す。
【図２】図２は、搬送ベルトの記録媒体を搬送する搬送面をラインヘッド側から観察した平面図を表す。
【図３】図３は、画像形成部を搬送ベルトの搬送方向の直角方向から観察した側面断面図である。
【図４】図４は、画像形成部をラインヘッドのノズル列方向の直角方向から観察した側面断面図である。
【図５】図５は、連通口の開口面積を可変にするシャッターを用いてエアーの流速等を可変とする例を示す模式図である。
【図６】図６は、通気特性の異なる複数のフィルターを切り替えることにより、連通口を通過するエアーの流速等を可変とする例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインクジェット記録装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置としてのインクジェットプリンタ１００の概略構成図を示す。インクジェットプリンタ１００は、高速で搬送しながらインクジェット方式により記録材としての印字用紙やＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する画像形成装置（プリンタ、複写（コピー）機、ファクシミリ又はそれらの複合機など）である。
【００１３】
インクジェットプリンタ１００は、画像形成部１０を備えている。画像形成部１０は、複数のローラ１１間に掛けまわされる搬送手段としての搬送ベルト１２、吸引ファン１４を駆動することにより矢印ａ方向に負圧吸引用の風を発生し、これにより記録媒体（用紙）を吸着するシート吸着部１５、および、複数のノズルから選択的にインクを噴射するライン型のインクジェットヘッド（以下、ラインヘッドという）１６等を備える。インクジェットプリンタ１００はキャスタ１７を介して設置面上に載置し、必要に応じて移動可能とされている。
【００１４】
そして、所定のホスト機器（例えばパソコン等）からのプリント信号を受けて、シート収容カセット１９から記録媒体ｐが繰り出されて画像形成部１０へ送り込まれる。印刷前の記録媒体ｐは、搬送ベルト１２に載せられるとともに、シート吸着部１５で搬送ベルト１２に吸着された状態で、ローラ１１の回転に伴う搬送ベルト１２の走行とともに矢印ｂ方向へ搬送される。一方、ラインヘッド１６のノズルからインクが噴射されてその搬送される記録媒体ｐに文字・図形等の画像が印刷（記録）される。そしてこのように画像が形成された後の記録媒体ｐが用紙排出口１８からシート積載装置２００へ送り出される。
【００１５】
シート積載装置２００は、キャスタ２０が付いたスタンド２１で支持され、インクジェットプリンタ１００の用紙排出口１８の位置に取り付けられ、キャスタ２０を介してスタンド２１が設置面上に設置され、インクジェットプリンタ１００と同様に必要に応じて移動可能とされる。
【００１６】
次に、画像形成部１０の詳細について図２および図３を用いて説明する。図２は、搬送ベルト１２の記録媒体を搬送する搬送面をラインヘッド１６側から観察した平面図を表す。また、図３は、画像形成部１０を搬送ベルト１２の搬送方向の直角方向から観察した側面断面図である。
【００１７】
搬送ベルト１２は、ガイドプレート３１の上に配置され、ガイドプレート３１により支持される。無端ベルト構造の搬送ベルト１２には、全ノズルからのインク吐出を通過させる貫通孔として機能する吸着穴１２ａが、搬送ベルト１２の全周に規則的に配列されている。図２では、ラインヘッド１６の複数のノズルのうち、奇数番目のノズルの位置、および、偶数番目のノズルの位置に交互に一致するように吸着穴１２ａを配列した例が示されている。なお、吸着穴１２ａの配列方法はこれに限られるものではない。
【００１８】
ガイドプレート３１は、両側部３１ａと、開口部３２と、開口部３２の外周部である開口外周部３１ｂと、ガイドリブ３１ｃと、凹部３１ｄと、凹部３１ｄに設けられたエアー吸気口３１ｅと、を備えている。搬送ベルト１２は、両側部３１ａと開口外周部３１ｂと両側部３１ａの内側に配設されたガイドリブ３１ｃと面接触し摺動する。
【００１９】
ガイドプレート３１の開口外周部３１ｂの下部には、発光部３３、照射経路３４、および受光部３５を有する吐出滴検知装置が備えられている。なお、図２および図３では、２つのラインヘッド１６と、対応する２つの吐出滴検知装置が例示されているが、ラインヘッド１６および吐出滴検知装置の個数は２つに限られるものではない。
【００２０】
発光部３３は、例えば、半導体レーザ等の発光素子を備え、発光を制御する発光制御部（図示せず）から送出される発光制御信号にしたがって発行素子を点灯して光ビーム３６を発生する。発光部３３は、ラインヘッド１６のノズル列と略平行となるように形成した光ビーム３６を発光する。
【００２１】
照射経路３４は、発光部３３から照射された光ビーム３６が通過する領域（照射領域）である。受光部３５は、光ビーム３６を受光するものであり、発光部３３と対向する位置に配置される。受光部３５は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を備え、照射経路３４内でインク滴と衝突したときの光ビーム３６の光量変化を受光素子で検知し、その結果によりインク滴の吐出状態の良否を検知する。
【００２２】
照射経路３４は、分離壁３４ａにより、ガイドプレート３１により形成されたエアー送風路３７（図３）と分離される。エアー送風路３７には、吸着穴１２ａから記録媒体を吸引するための負圧を発生させる吸引ファン１４が設けられている（図３）。
【００２３】
吸引ファン１４により、搬送ベルト１２の吸着穴１２ａから吸い込んだ空気（エアー）がガイドプレート３１のエアー吸気口３１ｅを通過する。このような構成により、搬送ベルト１２上面に記録媒体が存在する場合は、搬送ベルト１２に記録媒体が吸着されて搬送される。
【００２４】
インク滴の吐出状態を検知する場合は、記録媒体が搬送されない状態でインク滴が吐出され、搬送ベルト１２の吸着穴１２ａを通過する。そして、吸着穴１２ａを通過したインク滴は、ガイドプレート３１の開口部３２を通過して照射経路３４に進入し、発光部３３内に収納された発光素子（例えば半導体レーザ）から照射された光ビーム３６に衝突する。
【００２５】
受光部３５内に収納された受光素子（例えばフォトダイオード）は、このときの光量変化を検知し、その情報により印字状態の良否を判断する。このとき、発光素子の光軸から、受光素子の光軸をオフセットし散乱光のみを検知する方式とするように構成してもよい。これにより、長尺ノズル列のインクヘッドから吐出されるインク滴の検知が可能となる。
【００２６】
なお、図３に示すように、開口外周部３１ｂのベルト搬送方向の幅ＳＬ（図３、前後２箇所）と、吸着穴１２ａの直径Ｄ（図３には図示せず）とが、ＳＬ＞Ｄの関係を満たすように構成する。これにより、ノズル直下のインク吐出位置の吸着穴１２ａからはエアーの吸引は発生しない。また、その近傍の吸着穴１２ａからのエアーの吸引４１（図３）は発生するが、ノズル列近くのエアーの流れを乱すことを抑制できる。すなわち、インク滴の吐出に悪影響を及ぼすことなく、検知の信頼性を向上することができる。
【００２７】
なお、フルカラーのラインプリンターであれば、少なくとも、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つのラインヘッド１６が必要である。このような場合、２つのラインヘッド１６間に吸着穴１２ａが配置されるように構成する。これにより、本来の印字位置での記録媒体の吸着の安定性を損なうことなく記録媒体を搬送できる。また、検知以外の印字状態のときは、別途機構を設けて開口外周部３１ｂの幅ＳＬを小さくするように構成してもよい。例えば、開口部３２の最小限の外周のみを残してＳＬ＜Ｄとし、より多くの吸着穴１２ａからエアーを吸引可能とするように構成してもよい。これにより、記録媒体の吸着をさらに安定化することができる。
【００２８】
次に、インク滴の吐出検出方法についてさらに説明する。図４は、画像形成部１０をラインヘッド１６のノズル列５１方向の直角方向から観察した側面断面図である。
【００２９】
図４に示すように、ラインヘッド１６は、ｎ１、ｎ２、ｎ３、・・・、ｎｘ（ｘはノズルの個数）のように一列に配列されたノズル列５１を備えている。インク滴の吐出を検知する場合、吸着穴１２ａの位置と一致するノズルからインク滴を吐出させる。図４では、ｎ１、ｎ３、・・・、のように奇数番目のノズルからインク滴を吐出させる例が示されている。吐出されたインク滴は、照射経路３４内の光ビーム３６に衝突し、そのときの光量変化から各ノズルからの吐出の可否を検出することができる。
【００３０】
照射経路３４は上述のように分離壁３４ａによりエアー送風路３７と通気遮断されている。すなわち、照射経路３４と発光部３３のビーム通過口３８とにより気密締結し、照射経路３４内へのエアーの流れを防止する形態としている。これにより、記録媒体吸着のためのエアーの流れが、インク滴の吐出状態を検知する処理へ影響することを抑制している。
【００３１】
なお、図３および図４では、サテライトやミストなどの浮遊インクの侵入を排除するための連通口３４ｂを分離壁３４ａに備える例が示されている。連通口３４ｂは、分離壁３４ａの一方に、ノズル列５１とほぼ同じ長さとなるように配置する。連通口３４ｂは、同図に示すように分散開口としてもよいし、一体化した１つの開口となるように構成してもよい。これにより確実に一方向へのエアーの流れを作ることができる。また、連通口３４ｂは、分離壁３４ａの光ビーム３６より上方の位置に配置する。これにより、光ビーム３６内に検知するインク滴以外の浮遊インクが到達することを排除できる。連通口３４ｂによる浮遊インクの排除方法の詳細については後述する。
【００３２】
また、検知後のインク滴は照射経路３４内に貯留されることになる。このため、廃インク処理のために照射経路３４を着脱可能とすることや、別途流路を設けて廃液を集約することも必要となる。
【００３３】
次に、インク滴の検知に悪影響を及ぼすサテライトやミストを排除する方法について説明する。本実施の形態では、図３および図４に示すように、照射経路３４の側壁（分離壁３４ａ）の一方に連通口３４ｂを設けるように構成する。これにより、吸引ファン１４からの吸出し風量５２（図４）に応じて、吸着穴１２ａから開口部３２、連通口３４ｂを通過するエアーの流れ４２（図３）が発生する。そして、このエアーの流れ４２により、サテライトやミストは、連通口３４ｂからエアー送風路３７に排出されるため、インク滴の吐出状態検出への影響を抑制することができる。
【００３４】
なお、エアーの流れ４２は、インク滴の吐出に悪影響を与えない程度の流速、風量とする必要がある。このため、連通口３４ｂから流出するエアーの流速および風量を可変とするように構成してもよい。
【００３５】
図５は、連通口３４ｂの開口面積を可変にするシャッターを用いてエアーの流速等を可変とする例を示す模式図である。
【００３６】
小さいインク滴を検知する場合は、サテライトやミストと、検知するインク滴との大きさの差が小さいため、サテライトやミストのみを適切に排除することがより困難となる。そこで、インク滴が大きい場合はシャッター６１で連通口３４ｂを塞がず（図５（Ａ））、インク滴が小さい場合は、シャッター６１により連通口３４ｂの開口面積を小さくする（図５（Ｂ））。このように、インク滴のサイズやサテライトやミストの発生状況に応じて連通口３４ｂを通過するエアーの流速および風量を制御することにより、検知性能の向上を図ることができる。また、シャッター構造を用いることにより、エアーの流速および風量の制御を容易に実現できる。なお、開口面積を調整するための情報はインク滴のサイズに限られるものではない。浮遊インクの発生に影響するものであれば、例えばインク滴の吐出速度などのあらゆる情報を利用できる。
【００３７】
図６は、通気特性（通気抵抗）の異なる複数のフィルターを切り替えることにより、連通口３４ｂを通過するエアーの流速等を可変とする例を示す模式図である。
【００３８】
例えば、インク滴が大きい場合は、フィルター６２を連通口３４ｂと重ならない位置に移動する（図６（Ａ））。そして、インク滴が小さくなるにしたがい、通気抵抗が小さいフィルター６２の上部（図６（Ｂ））、および、通気抵抗が小さいフィルター６２の下部（図６（Ｃ））が順次連通口３４ｂと重なるようにフィルター６２を移動する。
【００３９】
これにより、フィルター６２の切り替えによる流速および風量のコントロールとともに、フィルター効果により浮遊インクを捕集し、エアー送風路３７に浮遊インクを流さないように構成できる。そして、このような構成により、インク検知をより高度に行い、検知性能をさらに向上させることができる。また、エアー送風路３７に浮遊インクが排出されないため、エアー送風路３７の汚れを防止する効果も得られる。
【００４０】
ラインヘッド型の記録装置は、記録媒体上にラインヘッドを置いて高速に印字できるという利点がある。しかし、シリアル印字方式のようにキャリッジを維持メンテナンス領域に移動してクリーニングや空吐出を行うと、ラインヘッドの移動のための機構が大掛かりとなりスループットの低下が問題となる。
【００４１】
そこで、本実施の形態のインクジェット記録装置では、エアー吸着により記録媒体を搬送するベルト搬送方式のベルト上の吸着穴に対応したノズルからインク滴を吐出し、吐出したインク滴を搬送ベルト下に導き、さらに搬送ベルトを保持するガイドプレート下に吐出滴検知装置を配設する。これにより、インク滴の吐出状態検知のためにラインヘッド等を移動する必要がなく、印字のスループット向上と検知性能の安定化及び装置の小型、低コスト化が可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  画像形成部
１１  ローラ
１２  搬送ベルト
１２ａ  吸着穴
１４  吸引ファン
１５  シート吸着部
１６  ラインヘッド
１７  キャスタ
１８  用紙排出口
１９  シート収容カセット
２０  キャスタ
２１  スタンド
３１  ガイドプレート
３１ａ  両側部
３１ｂ  開口外周部
３１ｃ  ガイドリブ
３１ｄ  凹部
３１ｅ  エアー吸気口
３２  開口部
３３  発光部
３４  照射経路
３４ａ  分離壁
３４ｂ  連通口
３５  受光部
３６  光ビーム
３７  エアー送風路
３８  ビーム通過口
６１  シャッター
６２  フィルター
１００  インクジェットプリンタ
２００  シート積載装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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