(57)【要約】【課題】筐体内に飛散したインクミストの飛散量を正確に検出可能な液滴吐出装置を提供する。【解決手段】記録媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドを収める筐体と、液滴吐出ヘッドから吐出された液滴により発生する筐体内のインクミストに対して投光する投光手段と、投光手段により投光され、インクミストを透過した光を受光する受光手段と、受光手段により受光された光量に基づき、インクミストの飛散量を検出する検出手段と、を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを収める筐体と、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴により発生する前記筐体内のインクミストに対して投光する投光手段と、
前記投光手段により投光され、前記インクミストを透過した光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光量に基づき、前記インクミストの飛散量を検出する検出手段と、
を有する液滴吐出装置。
【請求項２】
前記検出手段が複数回に渡り検出した前記インクミストの飛散量の和である蓄積飛散量を導出する蓄積飛散量導出手段を更に有する請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記筐体内の前記インクミストが付着する予め定められた部材を交換する際の基準となる基準蓄積飛散量、及び前記蓄積飛散量導出手段により導出された前記蓄積飛散量に基づき、前記部材の交換時期を導出する交換時期導出手段と、
前記交換時期導出手段により導出された交換時期を表示する表示手段と、
を更に有する請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記投光手段により投光された光が、前記予め定められた部材に反射して前記受光手段に受光される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記光が反射する位置を、前記予め定められた部材の光が反射する位置を、他の位置と比較して、前記インクミストの飛散量が多い位置とした請求項４に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置に関し、特に液滴により発生するインクミストが付着する液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置内に浮遊するインクミストは、装置開口部から機外へ排出される場合もあるが、その多くは装置内部に付着する。インクミストは、非常に微小なインク滴であるが、電気回路基板に大量に付着することは好ましくない。
【０００３】
この技術に関連して、特許文献１には、ミストが基板に付着、蓄積したことを検知し、装置の故障を最小限に留めることのできるインクジェット記録装置が開示されている。
【０００４】
このインクジェット記録装置は、インクを飛翔させて記録を行うインクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置において、インクミスト付着検出手段を設けるよう構成し、又、前記インクミスト検出手段は互いに隣り合う導体間にインクが付着したことによる抵抗値の変化で検出し、前記導体の間隔は、前記記録装置に使用される電気素子端子の間隔より狭いように構成し、更に、前記インクミスト検出手段は、前記記録装置に設けられた電気基板上に配置された素子より最も記録部に近い位置に配置されるように構成されている。
【０００５】
また、特許文献２には、流体噴射ヘッドから流体が噴射された場合においてミストが発生しているときには該ミストを検出するミスト検出装置、及び流体噴射装置が開示されている。
【０００６】
このミスト検出装置は、電極部材と記録ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加回路と電圧印加回路が電圧を印加した場合に、記録ヘッドに対する電極部材の電圧の変化を電圧変化情報として取得する制御装置とを備え、制御装置は、基準変化情報が予め記録されたＲＯＭを有し、取得した電圧変化情報と基準変化情報との比較結果に基づきフレーム内にインクミストが発生しているか否かを判定するものである。
【０００７】
更に、特許文献３には、装置の大型化やコストアップを招くことなく、記録装置に浮遊したインクミストに起因して回路基板の導体露出部にインクが付着した場合でも、該インクによる導体露出部間のショートを防止し、該ショートに起因する誤動作を防止する技術が開示されている。
【０００８】
この技術では、回路基板に制御素子の複数の端子を接続するために該回路基板に設けられた複数の導体露出部の対向する導体露出部間に、該回路基板の裏表を貫通する貫通孔を設けるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９２８０８号公報
【特許文献２】特開２００８−１８３８３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１６１７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された技術では、ヘッド近傍の電気基板の数量が少ない場合や基板上の検出箇所が少ない場合などは、基板毎に検出素子を実装させることが妥当であると言えるが、基板数量や検出箇所が多い場合は、コスト増大となり現実的ではない。
【００１１】
また、特許文献２に開示された技術では、記録ヘッドと電極部材との間に電圧を印加して、その電圧の変化情報より、インクミストが発生しているか否かを判断しているが、その変化情報は、印字が行われていない時に実施され、印字終了時間を増やす要因となる。
【００１２】
更に、特許文献３に開示された技術では、回路基板上に貫通孔を設け、基板ショート回避策としているが、インクミストの発生情報の検出策は取られてなく、又、貫通孔の場所以外でインクミストが侵入した場合の考慮が成されていない。
【００１３】
このように、従来の技術では、筐体内に飛散したインクミストの飛散量を正確に検出できなかったという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑み、筐体内に飛散したインクミストの飛散量を正確に検出可能な液滴吐出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】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを収める筐体と、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴により発生する前記筐体内のインクミストに対して投光する投光手段と、前記投光手段により投光され、前記インクミストを透過した光を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された光量に基づき、前記インクミストの飛散量を検出する検出手段と、を有する。
【００１６】
ここで、請求項１に記載の発明では、液滴吐出ヘッドが、記録媒体に対して液滴を吐出し、筐体が液滴吐出ヘッドを収め、投光手段が前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴により発生する前記筐体内のインクミストに対して投光し、受光手段が前記投光手段により投光され、前記インクミストを透過した光を受光し、検出手段が前記受光手段により受光された光量に基づき、前記インクミストの飛散量を検出するので、筐体内に飛散したインクミストの飛散量を正確に検出可能な液滴吐出装置を提供することができる。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明のように、前記検出手段が複数回に渡り検出した前記インクミストの飛散量の和である蓄積飛散量を導出する蓄積飛散量導出手段を更に有するようにしても良い。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、インクミストがどれだけ飛散したかを知ることができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記筐体内の前記インクミストが付着する予め定められた部材を交換する際の基準となる基準蓄積飛散量、及び前記蓄積飛散量導出手段により導出された前記蓄積飛散量に基づき、前記部材の交換時期を導出する交換時期導出手段と、前記交換時期導出手段により導出された交換時期を表示する表示手段と、を更に有するようにしても良い。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、液滴吐出装置を使用する者が部材の交換時期を知ることができる。
【００２１】
また、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記投光手段により投光された光が、前記予め定められた部材に反射して前記受光手段に受光されるようにしても良い。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、所望の位置を予め定めておくことで、当該位置におけるインクミストの飛散量を検出することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記予め定められた部材の光が反射する位置を、他の位置と比較して、前記インクミストの飛散量が多い位置としても良い。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、インクミストの飛散量が多い位置とすることで、最も液滴が付着する位置の飛散量を検出することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、筐体内に飛散したインクミストの飛散量を正確に検出可能な液滴吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る液滴吐出装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図２】ヘッド部の筐体内部の構造を透視させた斜視図である。
【図３】投光器、及び受光器の配置構成を示す図である（その１）。
【図４】投光器、及び受光器の配置構成を示す図である（その２）。
【図５】投光器、及び受光器の配置構成を示す図である（その３）。
【図６】印字信号、発光信号、及び受光信号を示すタイミングチャートである。
【図７】飛散量検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】表示画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、液滴をインクと表現することがある。
【００２８】
図１は、液滴吐出装置１１０の電気系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、液滴吐出装置１１０は、モータ１７０、通信インタフェース１７２、システムコントローラ１７４、画像メモリ１７６、ＲＯＭ（Read Only Memory）１７８、モータドライバ１８０、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）パネル１８２、プリント制御部１８４、及び信号発生部１８６を含んで構成されている。
【００２９】
システムコントローラ１７４には、通信インタフェース１７２、画像メモリ１７６、ＲＯＭ１７８、モータドライバ１８０、ＵＩパネル１８２及びプリント制御部１８４が接続されている。また、プリント制御部１８４には信号発生部１８６が接続されている。
【００３０】
通信インタフェース１７２は、ユーザが液滴吐出装置１１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１０とのインタフェース部である。通信インタフェース１７２にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載しても良い。
【００３１】
ホスト装置１０から送出された記録メディアに記録すべき画像を示す画像情報は通信インタフェース１７２を介して液滴吐出装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７６に記憶される。画像メモリ１７６は、通信インタフェース１７２を介して入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１７４を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７６は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００３２】
ＵＩパネル１８２は、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、各種情報がディスプレイの表示面に表示されると共に、ユーザがタッチパネルに触れることにより所望の情報や指示が入力される。
【００３３】
システムコントローラ１７４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って液滴吐出装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７４は、通信インタフェース１７２、画像メモリ１７６、ＲＯＭ１７８、モータドライバ１８０、プリント制御部１８４等の各部を制御し、ＵＩパネル１８２への各種情報の表示、ＵＩパネル１８２に対するユーザの操作指示内容の把握、ホスト装置１０との間の通信制御、画像メモリ１７６及びＲＯＭ１７８の読み書き制御等を行うと共に、搬送系のモータ１７０を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１８４に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１７６に記憶された画像情報を送信する。
【００３４】
また、ＲＯＭ１７８には、システムコントローラ１７４が実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７８は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００３５】
画像メモリ１７６は、画像情報の一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びシステムコントローラ１７４の演算作業領域としても利用される。
【００３６】
モータドライバ１８０は、システムコントローラ１７４からの指示に従ってモータ１７０の各々を個別に駆動するドライバ（駆動回路）である。
【００３７】
信号発生部１８６は、例えばロータリエンコーダからなる。信号発生部１８６は、ローラの回転動作に同期して周期的にインク滴を吐出するタイミングを示すパルス信号（以下、「吐出タイミング信号」とも言う。）を発生する。
【００３８】
プリント制御部１８４は、システムコントローラ１７４の制御に従い、システムコントローラ１７４から送信された画像情報、及び信号発生部１８６により発生された吐出タイミング信号から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データに基づいてヘッド部１５０の吐出駆動を制御するものであり、本実施の形態では、ＣＭＹＫ（Cyan, Magenta, Yellow, Key color）の各々に対して１つずつ設けられている。
【００３９】
次に、ヘッド部１５０の詳細について説明する。図２は、ヘッド部１５０の筐体内部の構造を透視させた斜視図である。同図に示されるようにヘッド部１５０は、筐体１２、ヘッド１４、ヘッド駆動基板１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、ヘッド制御基板１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、投光器２０、及び受光器２２を含んで構成される。また、ヘッド駆動基板１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、ヘッド制御基板１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと対となるようにヘッド駆動基板及びヘッド制御基板が３つずつ設けられている。
【００４０】
本実施の形態の場合は、一つのヘッド１４に対して上述したように６つのヘッド駆動基板、ヘッド制御基板で構成されているが、これに限るものではない。また、以下の説明において、ヘッド駆動基板１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、及びヘッド制御基板１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを特に区別しない場合は、それぞれヘッド駆動基板１６、ヘッド制御基板１８と表現する。
【００４１】
上記ヘッド１４は、記録メディアに対してインクを吐出する。筐体１２は、ヘッド１４を収めるものである。投光器２０は、ヘッド１４から吐出されたインクにより発生する筐体１２内のインクミストに対して投光する。受光器２２は、投光器２０により投光され、インクミストを透過した光を受光する。
【００４２】
ヘッド駆動基板１６は、ヘッド１４を構成する圧電素子を駆動するための基板である。ヘッド制御基板１８は、プリント制御部１８４からの指示に基づき、ヘッド駆動基板１６を制御する。
【００４３】
このように、本実施の形態に係るヘッド部１５０は、人が容易に触れられないこと、ＧＮＤ強化、インクミスト侵入防止、ＥＭＩシールドなどの用途より、筐体１２で覆われているが、実状、ヘッド駆動基板１６の放熱効果向上のためのパンチング穴や筐体１２の取り外しを容易にするための接続点数削減などにより、穴や隙間の多い形状となっている。その為、筐体１２内部へのインクミストの侵入は避けられない。従って、本実施の形態において、筐体１２内部においてインクミストが付着する予め定められた部材は、ヘッド駆動基板１６、及びヘッド制御基板１８となっている。
【００４４】
また、図２に示した構成により、各基板上にセンサ素子を配置しないため、基板の実装密度が軽減され、熱冷却の気流効果が上がり、更に基板実装部品点数の削減することができる。更に、基板以外のインクミストの飛散量を把握することが出来るので、飛散部位の特定が容易になる。細かな筐体変更など発生した場合も即時対応可能である。
【００４５】
本実施の形態では、この筐体１２内のインクミストの飛散量を投光器２０により投光され、インクミストを透過した光を受光器２２が受光することで検出するが、投光器２０、及び受光器２２の配置構成は３種類ある。
【００４６】
まず、１つ目の構成を、図３を用いて説明する。同図（Ａ）に示されるように、１つ目の構成は、筐体１２内のヘッドに、最も近いヘッド駆動基板１６とハーネスの部位に、同図（Ｂ）に示されるように、レンズ２４を用いて投光器２０より指向性の高い光を照射し、投光器２０と平行かつ対面された位置に受光器２２を配置させた構成である。
【００４７】
ここで投光器２０とは、赤外線、紫外線、レーザー、可視光などを投光する部位であり、自ら発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）や発光体からの光の集束レンズや保護カバーの総称である。受光器２２は、光を受光する部位であり、自ら光を電気信号に変換するフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子や受光素子に導くための光ファイバーの端面の総称である。
【００４８】
次に２つ目の配置構成を、図４を用いて説明する。２つ目の構成は、同図（Ａ）に示されるように、１つ目の方法における受光器２２の位置に反射器２６を設け、同図（Ｂ）に示されるように、投光器２０と受光器２２を一体型とした構成となっている。この構成では、投光器２０と受光器２２が一体となる為、１つの配線で制御を行うことが出来る。
【００４９】
３つ目の配置構成を、図５を用いて説明する。３つ目の構成は、同図（Ａ）に示されるように、投光器２０により投光された光が、ヘッド駆動基板１６、又はヘッド制御基板１８に反射して受光器２２に受光されるようにした構成である。この場合、基板に反射させることにより、反射する位置を所望の位置を予め定めておくことで、当該位置におけるインクミストの飛散量を検出することができる。
【００５０】
特にこの場合、ヘッド駆動基板１６、又はヘッド制御基板１８の光が反射する位置を、他の位置と比較してインクミストの飛散量が多い位置とするようにしても良い。インクミストの飛散量が多い位置に配置することで、最もインクが付着する位置を検出することができる。また、同図（Ｂ）に示されるように、反射位置に反射器２６を設けるようにしても良い。
【００５１】
次に、図６を用いて、投光器２０の投光タイミングについて説明する。投光器２０は、システムコントローラ１７４の指示により投光する。また、受光器２２により受光された光量はシステムコントローラ１７４に出力されるようになっている。従って、本実施の形態では、システムコントローラ１７４が飛散量を検出する手段である。
【００５２】
図６は、印字信号、発光信号、及び受光信号を示すタイミングチャートである。このうち、印字信号は、１枚の記録メディアに印字中であればハイとなり、そうでない場合はローとなる。すなわち、ハイの場合は、ヘッド１４からインクが断続的に吐出されている状態を示している。
【００５３】
発光信号は、システムコントローラ１７４からの発光命令を示しており、ハイが発光、ローが消灯を示している。受光信号は、受光器２２が受光した光量の大きさを示している。
【００５４】
なお、同図に示されるタイミングチャートにおいて、印字信号がローのタイミングで一回だけ発光されているが、これは投光器２０からの光照射量は、気温・湿度などの環境の状況により変化する為、最初の印字開始前のキャリブレーション（基準照射）を示している。
【００５５】
上記構成において、飛散量を基準照射で受光された受光量から、印字信号がハイの時の発光信号により受光した受光量を減算した値とする。この値は、飛散量が多いほど大きくなる値である。
【００５６】
同図に示されるように、印刷開始から印刷終了までの時間に、投光器２０より一定量の光量を一定間隔で照射し、受光器２２側で受光した受光量を１データとして、書き換え可能とした上記ＲＯＭ１７８に記録させる。このように、印字中にインクミストの飛散量を検出するので、印字終了時間は通常の時間と変わらないものとなる。
【００５７】
図６では、印字信号中に１１回の発光信号としているが、印字信号中に、投光器から発光信号を複数回行い、その回数分の受光信号の総和から飛散量を算出する。又は、この飛散量の平均値を算出する方法でも良い。
【００５８】
図７で飛散量検出処理について説明する。この処理は、上記システムコントローラ１７４のＣＰＵにより行なわれ、新しいヘッド駆動基板１６の使用開始に伴い開始される。
【００５９】
まず、ステップ１０１で、複数回に渡り検出したインクミストの飛散量の和である蓄積飛散量Ｓを０で初期化する。この蓄積飛散量により、インクミストがどれだけ飛散したかを知ることができる。そしてステップ１０２で、ヘッド駆動基板１６の使用開始日を保持する。
【００６０】
ステップ１０３で検出時期が到来（本実施の形態では、印字開始タイミング）するとステップ１０４で飛散量を検出する。飛散量の検出が終わると、ステップ１０５で、Ｓに検出した飛散量を加えたものを新たなＳとする。蓄積飛散量はこうして導出されるようになっている。
【００６１】
次のステップ１０６では、基準蓄積飛散量Ｓmaxが用いられる。このＳmaxは、インクミストが付着する予め定められた部材を交換する際の基準となる蓄積飛散量を示しており、これは実験により予め定められた値である。
【００６２】
このＳmaxを用いて、インク付着度ＲをＳ／Ｓmaxとして導出する。このＲは、交換を要する状態と比較してどれだけ蓄積されたかを示す値である。
【００６３】
次のステップ１０７で、開始日からの経過日数Ｄを導出する。そして、ステップ１０８で、交換予想日ＥをＤ×（Ｓmax−Ｓ）／Ｓ＋今日の日付、として導出する。すなわち、基準蓄積飛散量Ｓmax、及び導出された蓄積飛散量Ｓに基づき、部材の交換時期を導出する。
【００６４】
次のステップ１０９で、ＵＩパネル１８２に、図８に示されるように、付着度Ｒと交換予想日Ｅを表示して、ステップ１０３の処理に戻る。
【００６５】
なお、ＵＩパネル１８２に表示する処理は、印字出力枚数１００枚，２００枚・・・１０００枚といったような区切りのよい出力枚数ごとに表示するような構成にしても良い。或いは、ユーザからの要求に応じて、任意に表示できるような構成にしても良い。
【００６６】
なお、以上説明した各フローチャートの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で処理順序を入れ替えたり、新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１２  筐体
１４  ヘッド
１６  ヘッド駆動基板
１８  ヘッド制御基板
２０  投光器
２２  受光器
２４  レンズ
２６  反射器
１１０  インクジェット記録装置
１５０  ヘッド部
１７４  システムコントローラ
１７８  ＲＯＭ
１８２  ＵＩパネル
１８４  プリント制御部
【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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【図７】
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【図８】
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