(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル口から吐出される液滴の液滴吐出ラインと交差するように光線を照射する光線掃引照射手段と、
前記光線掃引照射手段から照射された光線を受光して受光信号を出力する受光手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記液滴の吐出及び前記光線の掃引照射の二つの動作のうち、一方の開始から他方の開始までの時間間隔を異ならせて受光した、複数回の前記受光信号に基づいて各ノズル口からの前記液滴の吐出の有無を判定する、ことを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出検出装置において、
前記制御部は、前記液滴の吐出の開始時間を変化させて、前記時間間隔を異ならせることを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液滴吐出検出装置において、
前記制御部は、前記光線の掃引照射の開始時間を変化させて、前記時間間隔を異ならせることを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出検出装置において、
前記受光手段は、前記光線掃引照射手段により照射され、前記液滴により反射される光を受光することを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出検出装置において、
前記受光手段は、前記光線掃引照射手段により照射された光線が前記液滴に遮られずに前記液滴吐出ラインを通過した透過光を受光することを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項６】
請求項１から5のいずれか１項に記載の液滴吐出検出装置において、
前記受光手段と前記光線掃引照射手段とを収容するカバー構造体を備えており、
前記カバー構造体には、加圧空気が流入されることを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液滴吐出検出装置において、前記光線掃引照射手段は、
発光源と、
前記発光源から発光された光線の照射方向を変えるスキャニングミラーと、を備えていることを特徴とする液滴吐出検出装置。
【請求項８】
ノズル口を有する記録ヘッドを備えた記録実行手段と、
各ノズル口からの液滴の吐出の有無を検出する液滴吐出検出装置と、を備え、
前記液滴吐出検出装置は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液滴吐出検出装置であることを特徴とする記録装置。
【請求項９】
ノズル口から吐出される液滴の液滴吐出ラインと交差するように光線を掃引照射することと、
照射された前記光線を受光して受光信号を出力することと、
前記液滴の吐出及び前記光線の掃引照射の二つの動作のうち、一方の開始から他方の開始までの時間間隔を異ならせて受光した、複数回の前記受光信号に基づいて、各ノズル口からの前記液滴の吐出の有無を判定することと、を特徴とする液滴吐出検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズル口を備える液滴吐出ヘッドにおける各ノズル口からの液滴の吐出の有無を検出する液滴吐出検出装置および該液滴吐出検出装置を備えた記録装置に関する。  
ここで「記録装置」とはプリンタ（シリアルプリンタ、ラインプリンタ等）、ファクシミリ、複写機等を含む概念である。また、前記「液滴吐出ヘッド」には、前記「記録装置」における「記録ヘッド」が含まれ、「記録ヘッド」にはキャリッジによって記録幅方向に往復移動可能な可動式の記録ヘッドと、記録幅方向全長に亘って多数のノズル口が配列されたラインプリンタに搭載されるいわゆるフルラインタイプの固定式の記録ヘッド等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
以下、記録装置の一例であるインクジェットプリンタを例に採って説明する。インクジェットプリンタは、記録ヘッドに設けられた多数の微細なノズル口からインク滴を吐出して記録を行う構造であるため、ノズル口の目詰まりの問題を避けて通れない。特にラインプリンタの場合は、固定式の記録ヘッドであると共に、記録幅方向全長に亘って非常に多数のノズル口が配列されている。また、工業用インクジェットプリンタでは数十個に及ぶ記録ヘッドを備え、同様に非常に多くのノズル口が配列されている。これらのノズル口に目詰まりが生ずると良好なインク滴の吐出ができず、被記録材の被記録面に白い筋状の線が現れ、記録品質が低下することになる。
従って、従来からインクジェットプリンタには記録ヘッドの各ノズル口からインク滴が良好に吐出されているか否かを確認するための液滴吐出検出装置が搭載されている。しかし、従来の液滴吐出検出装置では、下記の特許文献１に示すように、固定されたレーザー発光源と受光手段との間に、複数のノズル口を備えた記録ヘッドをゆっくりと移動させて前記ノズル口を１つずつ個別に検査するように構成されている。また、他の従来の液滴吐出検出装置として、帯電させたインク滴を電極で受け、電極の電圧変化でインク滴の吐出の有無を確認する構造のものがある。
【０００３】
これら従来のいずれの装置も、液滴吐出検出時間が１０００ノズル当たり数秒と長く、また前記電圧方式では検出できるインク滴の組成に制約があった。
【特許文献１】特開平１１−１７９８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、複数のノズル口を備える液滴吐出ヘッドに対して、各ノズル口から液滴が良好に吐出されているか否かの確認を短時間で正確に実行でき、可動式の液滴吐出ヘッドに限らず、固定式の液滴吐出ヘッドにも対応することができる液滴吐出検出装置及び該液滴吐出検出装置を備えた記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る液滴吐出検出装置は、ノズル口から吐出される液滴の液滴吐出ラインと交差するように光線を照射する光線掃引照射手段と、前記光線掃引照射手段から照射された光線を受光して受光信号を出力する受光手段と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記液滴の吐出及び前記光線の掃引照射の二つの動作のうち、一方の開始から他方の開始までの時間間隔を異ならせて受光した、複数回の前記受光信号に基づいて各ノズル口からの前記液滴の吐出の有無を判定する、ことを特徴とするものである。
本発明の第２の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１の態様において、前記制御部は、前記液滴の吐出の開始時間を変化させて、前記時間間隔を異ならせることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１の態様において、前記制御部は、前記光線の掃引照射の開始時間を変化させて、前記時間間隔を異ならせることを特徴とするものである。
本発明の第４の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１から第３のいずれか１の態様において、前記受光手段は、前記光線掃引照射手段により照射され、前記液滴により反射される光を受光することを特徴とするものである。
本発明の第５の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１から第３のいずれか１の態様において、前記受光手段は、前記光線掃引照射手段により照射された光線が前記液滴に遮られずに前記液滴吐出ラインを通過した透過光を受光することを特徴とするものである。
本発明の第６の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１から第5のいずれか１の態様において、前記受光手段と前記光線掃引照射手段とを収容するカバー構造体を備えており、前記カバー構造体には、加圧空気が流入されることを特徴とするものである。
本発明の第７の態様に係る液滴吐出検出装置は、第１から第６のいずれか１の態様において、前記光線掃引照射手段は、発光源と、前記発光源から発光された光の照射方向を変えるスキャニングミラーと、を備えていることを特徴とするものである。
本発明の第８の態様に係る記録装置は、ノズル口を有する記録ヘッドを備えた記録実行手段と、各ノズル口からの液滴の吐出の有無を検出する液滴吐出検出装置と、を備え、前記液滴吐出検出装置は、第１から第７のいずれか１の態様の液滴吐出検出装置であることを特徴とするものである。
本発明の第９の態様に係る液滴吐出検出方法は、ノズル口から吐出される液滴の液滴吐
出ラインと交差するように光線を掃引照射することと、照射された前記光線を受光して受光信号を出力することと、前記液滴の吐出及び前記光線の掃引照射の二つの動作のうち、一方の開始から他方の開始までの時間間隔を異ならせて受光した、複数回の前記受光信号に基づいて各ノズル口からの前記液滴の吐出の有無を判定することと、を特徴とするものである。
【０００６】
本発明の第１０の態様に係る液滴吐出検出装置は、ノズル口から吐出される液滴の移動軌跡である液滴吐出ラインに交差して光線を照射する光線掃引照射手段であって、複数の前記ノズル口に対応した複数の前記液滴吐出ライン間を掃引して光線を照射する光線掃引照射手段と、前記液滴吐出ラインに対して光線を照射させることによって得られる照射後の光を受光する受光手段と、前記受光手段から出力された受光信号に基づいて各ノズル口からの液滴の吐出の有無を判定する液滴吐出判定手段と、を備えていることを特徴とするものである。ここで、液滴吐出ラインはノズル口から吐出される液滴が移動する飛行経路に対応する仮想ラインである。
【０００７】
本態様によれば、全ての液滴吐出ラインに対して光線が交差するように光線の掃引照射を行う光線掃引照射手段を採用したので、液滴吐出ヘッドを動かすことなく各ノズル口から液滴が良好に吐出されているか否かの確認を短時間で正確に実行できる。また、液滴吐出ヘッドを動かす必要がないため、可動式の液滴吐出ヘッドに限らず、固定式の液滴吐出ヘッドにも対応できるようになる。
【０００８】
本発明の第１１の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１０の態様に係る液滴吐出検出装置において、前記液滴吐出判定手段は、複数回の前記掃引照射に係る前記受光信号に基づいて液滴の吐出の有無を判定し、前記掃引照射のタイミングと液滴の吐出のタイミングとは、所定の同期タイミングの下で同期制御されており、前記複数回の掃引照射間において、対応する前記同期タイミングが互いに異なっていることを特徴とするものである。
【０００９】
多数のノズル口から同時に液滴が吐出され、液滴吐出ラインを移動する液滴群に対して光線を交差する方向から掃引照射する場合、その掃引速度、光線のビーム径、液滴の粒径および液滴吐出速度を最適の組み合わせに設定すれば、一回の掃引照射で光線と吐出された液滴との位置を合わせることができ、適正な液滴吐出判定を行うことが可能であるが、その最適化は必ずしも容易ではない。
【００１０】
本態様によれば、互いに同期する関係にある前記掃引照射のタイミングと液滴の吐出のタイミングとは、所定の同期タイミングの下で同期制御されており、前記複数回の掃引射間において、対応する前記同期タイミングが互いに異なっている。そして、このように同期タイミングが互いに異なっている複数回の光線の掃引照射によって得られる複数の前記受光信号に基づいて各ノズル口からの液滴の吐出の有無を判定するようになっている。即ち、本態様によれば、１回の掃引サイクルで掃引照射された光線の前記各液滴吐出ライン上における位置に対する各ノズル口から吐出された液滴のその時点における実際の位置、すなわち前記光線と前記液滴の両者の相対位置（間隔）が複数回の各掃引照射毎に変わるようになっている。
【００１１】
従って、一回の光掃引照射では光線と吐出された液滴との位置が一部又は全部において合わなくても、前記同期タイミングの異なる複数回の掃引照射を繰り返すことによって当該光線と当該液滴との互いの位置が順次合っていく。そして、このような複数回の掃引照射を実行し、各掃引照射の結果を合わせて判定することにより、前記位置が合わないことの問題が解決され、適正な液滴吐出判定結果を得ることができる。  
即ち、前記第１の態様に係る液滴吐出検出装置の作用効果に加えて、前記最適化が成されていなくても、前記同期タイミングの異なる複数回の掃引照射を行うことによって当該光線と当該液滴との互いの位置が合わないという前記問題が解決され、適正な液滴吐出判定結果を得ることができる。
【００１２】
本発明の第１２の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１１の態様に係る液滴吐出検出装置において、前記光線の掃引照射開始を検出する掃引開始検出手段と、前記掃引開始検出手段により検出された掃引照射のタイミングに対して予め設定された遅延時間分、前記吐出のタイミングを遅延させると共に、該遅延時間を前記複数回の各掃引間で異ならせて前記同期タイミングを各掃引間で異ならせる制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
本態様によれば、前記掃引開始検出手段により前記光線の掃引照射開始を検出し、その検出した照射のタイミングに対して予め設定された遅延時間分、前記吐出のタイミングを遅延させると共に、該遅延時間を前記複数回の各掃引間で異ならせることによって、前記同期タイミングを各掃引間で変えるようにしているので、前記遅延時間という一要素を利用する簡単な制御構成によって前記同期タイミングを各掃引間で容易に異ならせることができる。
【００１４】
本発明の第１３の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１０の態様から第１２の態様のいずれか一つの液滴吐出検出装置において、前記受光手段は、前記液滴吐出ライン上を移動する前記液滴に前記光線が照射されることによって生成される反射光を前記照射後の光として受光することを特徴とするものである。ここで、当該反射光は、液滴に光線が当たって反射する文字通りの反射光の他、散乱光も含まれる意味で使われている。
【００１５】
本態様によれば、前記液滴からの反射光を前記受光手段で受光するので、前記第１０の態様から第１２の態様のいずれか一つの態様に係る液滴吐出検出装置の作用効果に加えて、受光手段を前記光線掃引照射手段の光線照射方向の対面以外に配置することが可能となり、以て該受光手段の設置位置の自由度が向上する。
【００１６】
本発明の第１４の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１０の態様から第１２の態様のいずれか一つの液滴吐出検出装置において、前記受光手段は、前記光線掃引手段と前記液滴吐出ラインを挟んで対面に設けられており、前記液滴吐出ライン上を前記液滴が移動する状態で光線が照射されて得られる透過光を前記照射後の光として受光することを特徴とするものである。
【００１７】
本態様によれば、前記液滴によって光線が遮光されなかった場合の光線の透過光を受光手段で直接受光するので、前記第１０の態様から第１２の態様のいずれか一つの態様に係る液滴吐出検出装置の作用効果に加えて、受光手段として構造簡単なものを用いることが可能となる。
【００１８】
本発明の第１５の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１３の態様に係る液滴吐出検出装置において、前記受光手段の少なくとも受光素子は、前記光線掃引照射手段の近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本態様によれば、前記受光手段の少なくとも受光素子は、前記光線掃引照射手段の近傍に配置されているので、前記第１３の態様に係る液滴吐出検出装置の作用効果に加えて、受光素子と光線掃引照射手段とを１ユニット化することが可能になり、受光素子と光線掃引照射手段とを別々に設ける場合に必要になる光路調整等が不要になって組み付けが容易になる。  
また、受光素子と光線掃引照射手段とを一体的に被覆するカバー部材を設けることが可能になるから、受光素子や光線掃引照射手段に対する飛散液滴の付着が防止される。
【００２０】
本発明の第１６の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記第１０の態様から第１５の態様のいずれか一つに係る液滴吐出検出装置において、前記光線掃引照射手段は、光線を発光させる光線発光源と、前記光線発光源から発光された光線の照射方向を変えるスキャニングミラーとを備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
本態様によれば、前記第１０の態様から第１５の態様のいずれか一つに係る液滴吐出検出装置の作用効果に加えて、スキャニングミラーの駆動によって、単一の光線発光源を使用して異なる複数の掃引照射経路を通り平行に移動する光線を掃引照射させることが可能となり、各ノズル口からの液滴の吐出有無の判定を構造簡単にして且つ高速で実現することが可能になる。
【００２２】
本発明の第１７の態様に係る液滴吐出検出装置は、前記掃引照射および液滴の吐出動作が所定の時間間隔で実行され、前記掃引照射間の掃引照射の開始タイミングに対し、ノズルの吐出動作タイミングが相対的に少しずつ掃引動作毎に変化していくように構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第１８の態様に係る記録装置は、複数のノズル口を備える記録ヘッドを有する記録実行手段と、前記各ノズル口からのインク滴の吐出の有無を検出する液滴吐出検出装置とを具備し、前記液滴吐出検出装置は、前記第１０の態様から第１７の態様のいずれか一つの液滴吐出検出装置であることを特徴とするものである。
【００２４】
本態様によれば、複数のノズル口を備えた記録ヘッドを搭載しているインクジェットプリンタ等の記録装置において、前記第１０の態様から第１６の態様のいずれか一つに係る液滴吐出検出装置と同様の作用効果が得られるようになる。そして、ノズル口の目詰まり等によって生ずる被記録材の被記録面に現れる白い筋状の線の発生が防止されて高品質の記録が実行されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本願発明に係る液滴吐出検出装置及び該液滴吐出検出装置を備えた記録装置について説明する。  
図１、図２に基づいて先ず最初に、本願発明の記録装置を実施するための最良の形態として、被記録材（以下、用紙ともいう）Ｐの被記録面に複数のノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊ（図示の実施の形態にあっては１０個のノズル口）を備える液滴吐出ヘッドの一例である複数の記録ヘッド５Ａ、５Ｂ（図示の実施の形態にあっては２個の記録ヘッド）から、液滴の一例であるインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊを吐出して記録を実行するインクジェットプリンタ１００を採り上げて、その全体構成の概略を簡単に説明する。
【００２６】
インクジェットプリンタ１００は、プリンタ本体の内部に用紙Ｐを保持、搬送する図示しない搬送手段と、該搬送手段によって保持、搬送された用紙Ｐの被記録面に対して記録を実行する記録実行手段９とが設けられている。尚、前記搬送手段としては無端ベルトを使用したベルト搬送装置や一対のニップローラを多数、用紙搬送方向Ａに配列したローラ搬送装置等が適用できる。
【００２７】
一方、記録実行手段９としては、１０個のノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊを備える上述の２個の記録ヘッド５Ａ、５Ｂと、合計２０個の前記ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊにインクを個別に供給するインク供給手段１１と、各種の制御を司る制御装置１３とを備えることによって基本的に構成されている。
【００２８】
図５及び図１中のブロック図に示すように、制御装置１３には、インターフェース１５、データメモリ１７、プログラムメモリ１９、ミラー駆動回路２１、発光源制御回路２３、比較器２５、Ａ／Ｄ変換器２７及びダイレクトメモリアクセス（以下ＤＭＡという）２９等の諸部材が制御装置１３に組み込まれた形で、あるいは制御装置１３と切り離された独立した形で接続されている。
【００２９】
［実施例１］
次に、このようにして構成されているインクジェットプリンタ１００に対して適用される本発明の液滴吐出検出装置１について図面に基づいて具体的に説明する。  
図１は本発明の実施例１に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す平面図、図２は同装置の側面図、図３は同装置の記録ヘッド周辺の拡大平面図である。図４は光掃引照射手段と受光手段に対して適用されるカバー構造を模式的に示す側面図である。図５は液滴吐出検出装置の各部の検出器と制御装置とを結び付けている種々の制御要素との関係を示すブロック図である。  
図６乃至図８は、光線の掃引開始検出信号を検出してから液滴の吐出信号を出力するまでの遅延時間と、液滴に対する光線の照射状態を示す説明図である。図６は遅延時間がＳの時、図７は遅延時間がＳ−４ΔＴの時、図８は遅延時間がＳ−８ΔＴの時をそれぞれ示している。図９乃至図１２は、ノズル口の目詰まりがない場合の液滴に対する光線の照射状態と受光信号のアナログ出力波形の関係を、遅延時間の異なる４回の掃引照射（スキャン）において比較して示す説明図である。図９はスキャン１回目のとき、図１０はスキャン２回目のとき、図１１はスキャン３回目のとき、図１２はスキャン４回目のときをそれぞれ示している。  
また、図１３乃至図１６は、ノズル口の目詰まりが生じている場合の液滴に対する光線の照射状態と受光信号のアナログ出力波形及びＡ／Ｄ変換後のデジタル出力波形の関係を、遅延時間の異なる４回のスキャンにおいて比較して示す説明図である。図１３はスキャン１回目のとき、図１４はスキャン２回目のとき、図１５はスキャン３回目のとき、図１６はスキャン４回目のときをそれぞれ示している。また、図１７は前記４回のスキャンの検出結果の論理和によって算出した最終判定結果を受光信号のデジタル出力波形で示す説明図である。
【００３０】
図１乃至図３に示したように、本実施例の液滴吐出検出装置１は、光線掃引照射手段３１と、受光手段３３と、液滴吐出判定手段３５とを備えることによって基本的に構成されている。本実施例では、以下に説明するように光線はレーザー光が使われているが、レーザー光に限定されないのは勿論である。
【００３１】
光線掃引照射手段３１は、レーザ光３９の照射経路を変えながらレーザ光３９の線掃照射を行う手段であり、図面におけるレーザ光３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、・・・、３９Ｊは、それぞれ、異なる時点でのレーザ光３９の線掃照射経路を示す。すなわち、光線掃引照射手段３１は、複数のノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊから吐出される液滴が移動する液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに対して交差する方向から照射位置を異ならせながらレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）を掃引照射させる手段である。具体的には、レーザー光３９を発光させるレーザー発光源４１と、該レーザー発光源４１から発光されたレーザー光３９の照射方向を変えるスキャニングミラー４３とを具備することによって構成されている。そして、レーザ光３９は、スキャニングミラー４３の揺動に応じて３９Ａ〜３９Ｊで示す経路を経て照射される。  
本実施例では、更に前記スキャニングミラー４３によって振り分けられた照射方向の異なるレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）を前記液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊを通る平行光に変換する光路変換ミラー４５を具備している。
【００３２】
レーザー発光源４１としてはレーザーダイオードが一例として使用でき、上述した発光源制御回路２３によって制御され、所定のビーム径Ｄでスキャニングミラー４３に向かって照射される。スキャニングミラー４３は、一例としてレゾナントミラーによって構成されており、揺動軸４７を揺動中心として前記ミラー駆動回路２１によって所定の角度揺動し得るようになっている。尚、スキャニングミラー４３としては他に、ポリゴンミラーやガルバノミラーを使用することも可能である。
【００３３】
また、光路変換ミラー４５は、一例として凹面鏡によって構成されている。この凹面鏡の焦点は、スキャニングミラー４３におけるレーザー光の出射点（スキャニングミラー４３の反射面における揺動中心）に一致し、かくして、該光路変換ミラー４５の凹曲面４９に入射したレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）は、当該凹曲面４９で反射して前記各ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊに対応した液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊと交差する平行光となって、該液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに向けて照射される。また、前記光路変換ミラー４５の左右の側傍には、レーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の線掃照射開始を検出する掃引開始検出手段７３を成す２つの線掃引開始検出センサ５１Ａ、５１Ｂが設けられている。
【００３４】
前記光線掃引照射手段３１により検出されたレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の掃引照射開始すなわち前記掃引照射のタイミングと、前記ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからのインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出のタイミングとは、所定の同期タイミングの下で同期制御されている。更に、前記複数回の掃引照射間において、対応する前記同期タイミングが予め設定された複数回の各掃引間で互いに異なるように構成されている。
【００３５】
本実施例では、このように同期タイミングが異なる前記複数回のレーザー光の掃引照射によって、各ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからのインク滴の吐出の有無を判定するようになっている。即ち、１回の掃引サイクルで掃引照射されたレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の前記各液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊ上における位置に対する各ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊから吐出されたインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊのその時点における実際の位置、すなわち前記レーザー光と前記インク滴の両者の相対位置（間隔）が、前記複数回の各掃引照射毎に変わるようになっている。
【００３６】
従って、一回の掃引照射ではレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の位置と吐出されたインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの位置が一部又は全部において合わなくても、前記同期タイミングの異なる複数回の掃引照射を繰り返すことによって当該レーザー光と当該インク滴との互いの位置が順次合っていくことになる。そして、このような複数回の掃引照射を実行し、各掃引照射の結果を合わせて判定することにより、前記位置が合わないことの問題が解決され、適正な液滴吐出判定結果を得ることができるようになっている。
【００３７】
前記同期タイミングの異なる複数回の掃引照射は、本実施例では、具体的には以下の構成によって実現されるようになっている。  
図１に示したように、前記掃引開始検出手段３１により検出された掃引照射のタイミングに対して予め設定された遅延時間分、前記吐出タイミングを遅延させると共に、該遅延時間を前記複数回の各掃引間で異ならせて前記同期タイミングを各掃引間で異ならせる制御装置１３を備えている。該制御装置１３は、信号遅延手段７５と更に同期吐出手段７７とを備えている。
【００３８】
前記信号遅延手段７５は、掃引開始検出センサ５１Ａ、５１Ｂにより検出された掃引開始検出信号すなわち掃引照射のタイミングを予め設定された遅延時間分、遅延させると共に、該遅延時間を前記複数回の各掃引間で異ならせた掃引開始遅延信号を出力するようになっている。また、前記同期吐出手段７７は、前記掃引開始遅延信号に同期させてすべてのノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊを同時に吐出させる液滴吐出信号を出力するようになっている。
【００３９】
前記掃引開始検出手段７３、信号遅延手段７５、同期吐出手段７７の具体的な動作については後述する液滴吐出検出動作の説明の中で詳しく説明する。
【００４０】
受光手段３３は、液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊ上を移動するインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊに当たって反射したレーザー反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊを受光する受光素子５５と、該受光素子５５に前記反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊが焦点を結ぶように収束させる一例として凸レンズによって構成されている光路調節レンズ５７とを備えることによって構成されている。
【００４１】
また、図４に模式的に示したように本実施例では、受光手段３３は、前記光線掃引照射手段３１の近傍位置に設けられており、カバー構造体５９によって光線掃引照射手段３１と共に被覆されている。カバー構造体５９は、レーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに向けての出射を許容する小幅のスリット状の出射口６１と、前駆反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊの受光素子５５に向けての入射を許容する同じく小幅のスリット状の入射口６３とを備えるカバー部材６５と、該カバー部材６５内の気圧を清浄な加圧空気Ｇによって外気圧よりも高くするためのフィルタ６７とエアポンプ６９とを備える加圧手段７１とを具備することによって構成されている。
【００４２】
液滴吐出判定手段３５は、前記受光手段３３から出力された受光信号に基づいて各ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからのインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出の有無を判定するものであり、制御装置１３内に組み込まれている。受光手段３３から出力された受光信号のアナログデータは、Ａ／Ｄ変換器２７にかけてデジタルデータに変換され、ＤＭＡ２９を介してデータメモリ１７に蓄積される。当該液滴吐出判定手段３５は、前記複数回行われた掃引照射で得られた前記データメモリ１７に蓄積された全デジタルデータを読み出し、これらの論理和を出してインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出の有無を判定する。尚、液滴吐出判定手段３５の具体的な内容については、次に述べる液滴吐出検出動作の説明の中で詳述する。
【００４３】
本実施例の液滴吐出検出装置１による液滴吐出検出動作は、（１）光線掃引射工程と、（２）受光工程と、（３）液滴吐出判定工程によって実現されるように構成されている。以下、これらの工程を図１〜図３に示す実施例１にかかる液滴吐出検出装置１を使用した場合を例に採って説明する。
【００４４】
（１）光線掃引照射工程（図１〜図３、図６〜図８参照）
光線掃引照射手段３１は、複数のノズル口３Ａ、３Ｂ，３Ｃ・・・、３Ｊから吐出されたインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが移動するすべての液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに対して、交差する方向から照射位置を異らせながらレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）を掃引照射させる。
【００４５】
具体的には、液滴吐出検出装置１の起動指令が出されると、制御装置１３は発光源制御回路２３及びミラー駆動回路２１を動作させる。発光源制御回路２３が動作を開始すると、レーザー発光源４１から所定のビーム径Ｄの光線３９が発射され、レゾナントミラーであるスキャニングミラー４３に向って進行する。同時にミラー駆動回路２１も動作を開始し、スキャニングミラー４３は揺動軸４７を中心にして所定の周期で高速揺動するようになる。
【００４６】
また、前記レーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の掃引照射開始は、掃引開始検出手段７３である掃引開始検出センサ５１Ａ、５１Ｂによって検出される。検出された掃引開始検出信号は、比較器２５を介して制御装置１３内に組み込まれている信号遅延手段７５に送られる。信号遅延手段７５は予め設定された遅延時間分、前記吐出タイミングを遅延させると共に、該遅延時間を前記複数回の各掃引間で異ならせた吐出開始トリガ信号を出力する。
【００４７】
因みに、図６は１回目の掃引照射で遅延時間がＳの時、図７は２回目の掃引照射で遅延時間がＳ−４ΔＴの時、図８は３回目の掃引照射で遅延時間がＳ−８ΔＴの時である。即ち、図６乃至図８は、３回の掃引照射を行い、各掃引照射毎に異なる３通りの各遅延時間と各吐出されたインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの位置に対するレーザー光３９の位置の関係をそれぞれ示している。図８に示す遅延時間Ｓ−８ΔＴの時がレーザー光の掃引開始タイミングとインク滴の吐出タイミングが最も合っている状態である。尚、図９乃至図１２、図１３乃至図１７は４回の掃引照射を行った場合であるが、この説明は後にする。
【００４８】
尚、図６乃至図８中において、使用する符号「Ｌ」は液滴間隔、符号「ｄ」は液滴径、符号［Ｄ］はレーザー光３９のビーム径、符号「Ｔ」は液滴吐出信号の吐出周期である。また「ΔＴ」は基本遅延量であり、ΔＴ＝（ｄ／Ｌ）×Ｔ／２から算出される。
【００４９】
そして、信号遅延手段７５によって出力された吐出開始トリガ信号は、同じく制御装置１３内に組み込まれている同期吐出手段７７に送られる。該同期吐出手段７７は、インク供給手段１１を介して、前記吐出開始トリガ信号に同期させてすべてのノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊを同時に吐出させる液滴吐出信号を出力する。
【００５０】
また、スキャニングミラー４３に入射したレーザー光３９は、スキャニングミラー４３の高速揺動によって異なる方向に反射し、光路変換ミラー４５の凹曲面４９における適宜の位置に到達する。そして、該凹曲面４９に到達したレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）は、凹曲面４９で反射して平行光となり、記録ヘッド５の下方の液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに向って進行する。そして、上述した一連のレーザー光の掃引射（スキャン）は複数回実施される。
【００５１】
（２）受光工程（図１〜図３参照）
受光手段３３は、液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊに対してレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）を照射させることによって得られる照射後の光線である反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊを受光する。具体的には、前記光線掃引照射手段３１によって掃引照射されたレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）は上述のように平行光となって進行する。
【００５２】
そして、液滴吐出ライン３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊ上を移動しているインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊに当たることによって反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・５３Ｊとなり、進行方向を変えて光線掃引照射手段３１の近傍に設けられている光路調節レンズ５７に向って進行するようになる。また、光路調節レンズ５７に到達した前記反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊは、焦点に収束され、当該焦点に配置されている受光素子５５によって受光される。尚、受光素子５５に受光された複数回のスキャン（掃引照射）によるすべての受光信号は、アナログデータとしてＡ／Ｄ変換器２７に送られ、デジタルデータに変換されて、ＤＭＡ２９を介して制御装置１３を経ないで直接データメモリ１７上に記録されるようになっている。
【００５３】
（３）液滴吐出判定工程（図１〜図３、図９〜図１２、図１３〜図１７参照）
液滴吐出判定手段３５は、前記受光手段３３において出力された受光信号に基づいて各ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊからのインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出の有無を判定する。  
以下、（Ａ）ノズル口に目詰まりが生じていない場合と、（２）ノズル口に目詰まりが生じている場合に分けて、図９乃至図１２、図１３乃至図１７を用いて説明する。尚、図９〜図１６においては、説明を解りやすくするために、図１〜図３における前記ノズル口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊの各位置を、レーザー光３９が到達する時間が早いほうから順番に並んだ配置構造に替え、且つ図１〜図３における配置構造との混乱を避けるために新たな符号ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０が付して示されている。すなわち、図９乃至図１６においては、ノズル孔ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０からインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが吐出されるとして記載されている。
【００５４】
（Ａ）ノズル口に目詰まりが生じていない場合（図９〜図１２参照）
図９〜図１２では、ノズル口ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０のすべてに目詰まりが生じていない場合において、光線掃引照射手段３１のスキャン（掃引照射）を前記掃引照射のタイミングと前記吐出のタイミングの同期タイミングを異ならせて４回実施し、各回のスキャン時の各インク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊに対するレーザー光３９の照射状態と受光信号のアナログ出力波形の関係とをそれぞれ示している。各図から明らかなように、レーザー光３９がインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの一部に衝突するとアナログ出力波形が現れ、レーザー光３９のインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊに対する照射量が大きくなるほど前記アナログ出力波形の振幅（出力電圧）が大きくなることが理解される。
【００５５】
（Ｂ）ノズル口に目詰まりが生じている場合（図１３〜図１７参照）
例えばノズル口ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０の一部（図示の実施例ではノズル口ａ６）に異物Ｅが混入したり、インク滴７Ｆが固化したような場合、あるいはインク供給手段１１の不具合で当該一部のノズル口ａ６にインクを供給できなくなってしまったような場合である。図１３〜図１６では、前記図９〜図１２に示す（Ａ）ノズル口に目詰まりが生じていない場合と同様、前記掃引照射のタイミングと前記吐出のタイミングの同期タイミングを異ならせて４回の光線掃引照射手段３１のスキャンを実施し、各回のスキャン時の各インク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊに対する光線３９の照射状態と受光信号のアナログ出力波形及びＡ／Ｄ変換後のデジタル出力波形の関係とをそれぞれ示している。各図から明らかなように、目詰まりが生じているノズル口ａ６の位置では、４回のスキャンにおいてすべて受光信号のアナログ出力波形及びデジタル出力波形は検出されない。尚、その他のノズル口については、前記（Ａ）ノズル口に目詰まりが生じていない場合と同様の検出結果が得られる。
【００５６】
そして、液滴吐出判定手段３５では、前記データメモリ１７に蓄積されている前記４回のスキャン時における受光信号のデジタルデータを読み出し、該４回のスキャンの結果を合わせ、いずれの回でもインク滴の存在を示す値が検出されないノズル口ａ６において目詰まりが生じているという判定が行われる。該判定の具体的な演算処理の一例を以下に記す。図１７に示すように、インク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが存在すべきノズル口ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０の位置に対応するデジタルデータの配列要素の値と、インク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが存在しないことが判明している位置に対応するデジタルデータの値の差分を４回のスキャンのデジタルデータにおいて算出する。
【００５７】
そして、いずれかのスキャンにおいてインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが存在することを示す値が検出された時に当該ノズル口ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０から正常にインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊが吐出されていると判定するように構成されている。尚、図１７から明らかなように、ノズル口ａ６に対応する位置の受光信号のデジタルデータの論理和は０であり、ノズル口ａ６において目詰まりが生じていることが容易に判定される。
【００５８】
［実施例２］
図１８は本発明の実施例２に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す平面図、図１９は同装置の記録ヘッド周辺の拡大平面図である。
【００５９】
実施例２に係る液滴吐出検出装置８０は、前記実施例１に係る液滴吐出検出装置１がレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の液滴からの反射光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊを使用していたのに対してレーザー透過光を使用している点において相違する。これに伴い、図１８に示すように受光手段８１の構成と配置も実施例１の場合と異なっている。尚、光線掃引照射手段３１と液滴吐出判定手段３５については、構成としては同じであるが、レーザー透過光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊが検出された時にインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出がないと判別され、レーザー透過光が検出されなかった時にインク滴７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊの吐出があると判別される点において相違している。
【００６０】
即ち、本実施例２では、受光手段８１は、前記レーザー透過光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊを受けるために記録ヘッド５の後方エリアにおけるレーザー光３９（３９Ａ〜３９Ｊ）の照射方向の延長線上に対面配置されている。そして、受光手段８１は、前記透過光５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊを直接受けて受光素子５５の存する焦点に収束させる一例として凹面鏡によって構成されている光路変換ミラー８２と、該光路変換ミラー８２の前方近傍に配置されている受光素子５５とを備えることによって構成されている。また、本実施例では図示は省略するが、光線掃引照射手段３１と受光手段３３は、それぞれ別個のカバー構造体５９によって別々に被覆されている。
【００６１】
そして、本実施例によっても前述した実施例１と同様、本発明の前記液滴吐出検出動作が実行され、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００６２】
［他の実施例］
本願発明に係る液滴吐出検出装置１及び該液滴吐出検出装置１を備えた記録装置１００は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。  
例えば、図１８、図１９に示す前記実施例２に係る液滴吐出検出装置８０において、光路変換ミラー８２の焦点を光線掃引照射手段３１の近傍位置において結ぶようにすることも可能である。
【００６３】
図２０はそのように構成した他の実施例を示しており、光路変換ミラーの設置角度と凹曲面の曲率を変えて光線掃引照射手段３１の近傍位置において焦点を結ぶように構成されている光路変換ミラー９２と、当該焦点位置に設けられる受光手段９１とを備える他の実施例に係る液滴吐出検出装置９０が開示されている。尚、図示は省略するが当該他の実施例においても実施例１において適用した図４に示すカバー構造５９が適用可能である。
【００６４】
この他、本発明の液滴吐出検出装置１、８０、９０は、ラインプリンタ等に適用される固定式の記録ヘッド５に限らず、キャリッジによって被記録材の幅方向に往復移動可能な可動式の記録ヘッド５に対しても適用可能である。また、記録装置１００以外の他の種々の液滴吐出装置における液滴吐出ヘッド５に対しても適用可能である。また、光線掃引照射手段３１によって行われる光線３９のスキャンは４回に限らず、２回、３回あるいは５回以上でも構わないし、すべてのノズル口３から吐出されるインク滴７の吐出の有無を１回のスキャンですべて検出できる場合には光線３９のスキャンは１回であってもよい。また、記録ヘッド５が複数ある場合には記録ヘッド単位でインク滴７の吐出の有無を検出するようにすることも可能である。
【００６５】
また、インク吐出と掃引照射との同期制御に関しては、インク吐出のトリガー信号を基準として、掃引照射の開始タイミングを制御する態様としてもよい。
【００６６】
また、インク吐出と掃引照射とは、必ずしも同期制御する態様に限られない。例えば、インク吐出動作と掃引照射とが同じ周期で実行されるような制御の下で、一方の周期を他方の周期の整数倍から動作毎に微妙にずらしてゆくことでも、同様の液滴吐出判定を実現することができる。このような制御は、例えば、スキャニングミラー４３にレゾナントミラーを採用し、その正確な共振振動周期に合わせて最適な吐出周期を設定することにより比較的容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例１に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す平面図。
【図２】実施例１に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す側面図。
【図３】同装置の記録ヘッド周辺を拡大して示す平面図。
【図４】カバー構造を模式的に示す側面図。
【図５】液滴吐出検出装置の検出要素及び制御要素を示すブロック図。
【図６】遅延時間がＳの時の遅延時間と光線の照射状態の関係を示す説明図。
【図７】遅延時間がＳ−４ΔＴの時の遅延時間と光線の照射状態の関係を示す説明図    。
【図８】遅延時間がＳ−８ΔＴの時の遅延時間と光線の照射状態の関係を示す説明図    。
【図９】ノズル口に目詰まりがない場合の１回目のスキャン時の光線の照射状態と受    光出力の関係を示す説明図。
【図１０】同上、２回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１１】同上、３回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１２】同上、４回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１３】ノズル口に目詰まりが生じている場合の１回目のスキャン時の光線の照射    状態と受光出力の関係を示す説明図。
【図１４】同上、２回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１５】同上、３回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１６】同上、４回目のスキャン時の光線の照射状態と受光出力の関係を示す説明    図。
【図１７】同上、受光出力の最終判定結果を示す説明図。
【図１８】実施例２に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す平面図。
【図１９】同前記録ヘッド周辺を拡大して示す平面図。
【図２０】他の実施例に係る液滴吐出検出装置を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
【００６８】
１  （実施例１に係る）液滴吐出検出装置、ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａ１０  ノズル口、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・、３Ｊ  ノズル口、５  記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・・、７Ｊ  インク滴（液滴）、９  記録実行手段、１１  インク供給手段、１３  制御装置、１５  インターフェース、１７  データメモリ、１９  プログラムメモリ、２１  ミラー駆動回路、２３  発光源制御回路、２５  比較器、２７  Ａ／Ｄ変換器、２９  ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）、３１  光線掃引照射手段、３３  受光手段、３５  液滴吐出判定手段、３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、・・・、３７Ｊ  液滴吐出ライン、３９（３９Ａ〜３９Ｊ）  線（レーザー光）、４１  レーザー発光源、４３  スキャニングミラー、４５  光路変換ミラー、４７  揺動軸、４９  凹曲面、５１  掃引開始検出センサ、５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、・・・、５３Ｊ  照射後の光（レーザー反射光、レーザー透過光）、５５  受光素子、５７  光路調節レンズ、５９  カバー構造体、６１  出射口、６３  入射口、６５  カバー部材、６７  フィルタ、６９  エアポンプ、７１  加圧手段、７３  掃引開始検出手段、７５  信号遅延手段、７７  同期吐出手段、８０  （実施例２に係る）液滴吐出検出装置、８１  受光手段、８２  光路変換ミラー、９０  （他の実施例に係る）液滴吐出検出装置、９１  受光手段、９２  光路変換ミラー、１００  インクジェットプリンタ（記録装置）、Ｐ  用紙（被記録材）、Ａ  用紙搬送方向、Ｄ  ビーム径、Ｇ  加圧空気、Ｌ  液滴間隔、ｄ  液滴径、Ｔ  吐出周期、Ｅ  異物
【図１】
0005418753.tif 000002
【図２】
0005418753.tif 000003
【図３】
0005418753.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005418753.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005418753.tif 000008
【図８】
0005418753.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005418753.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005418753.tif 000016
【図１６】
0005418753.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0005418753.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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