(57)【要約】【課題】インク受け面に付着したインクによって反射した反射光が受光素子に入射することがなく、インク液滴を正確に検出することが可能なインク液滴の検出装置及びインクジェットプリンタを提供すること。【解決手段】ノズルから吐出されたインク液滴ａが発光素子１と受光素子２との間に形成される検出光Ｌを通過した時の光量変化を前記受光素子２によって検出することにより、インク液滴ａの吐出状態を検出するインク液滴の検出装置であって、前記検出光Ｌを通過したインク液滴ａを着弾させるインク受け面３１を備えたインク受け部材３を有し、前記インク受け面３１は、前記発光素子１から出射された検出光Ｌが反射して前記受光素子２に入射する面を有していないことを特徴とするインク液滴の検出装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出されたインク液滴が発光素子と受光素子との間に形成される検出光を通過した時の光量変化を前記受光素子によって検出することにより、インク液滴の吐出状態を検出するインク液滴の検出装置であって、
前記検出光を通過したインク液滴を着弾させるインク受け面を備えたインク受け部材を有し、
前記インク受け面は、前記発光素子から出射された検出光が反射して前記受光素子に入射する面を有していないことを特徴とするインク液滴の検出装置。
【請求項２】
前記インク受け面は、前記検出光に対して傾斜状に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインク液滴の検出装置。
【請求項３】
前記インク受け面には、着弾したインク液滴を排出する排出口を有すると共に、前記排出口に対し、前記発光素子側及び前記受光素子側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項２記載のインク液滴の検出装置。
【請求項４】
前記インク受け面は、着弾させたインク液滴を吸収するインク吸収部材を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインク液滴の検出装置。
【請求項５】
前記インク吸収部材は多孔質部材であることを特徴とする請求項４記載のインク液滴の検出装置。
【請求項６】
発光素子と受光素子との間に検出光を形成し、該検出光に記録ヘッドに多数配列されたノズルから吐出されるインク液滴を通過させることにより、前記記録ヘッドのインク液滴の吐出状態を検出する検出手段を有するインクジェットプリンタであって、
前記検出手段による検出時に前記検出光を通過させたインク液滴を着弾させるインク受け面を備えたインク受け部材を有し、
前記インク受け面は、前記発光素子から出射された検出光が反射して前記受光素子に入射する面を有していないことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記インク受け面は、前記検出光に対して傾斜状に設けられていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記インク受け面には、着弾したインク液滴を排出する排出口を有すると共に、前記排出口に対し、前記発光素子側及び前記受光素子側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項７記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記インク受け面は、着弾させたインク液滴を吸収するインク吸収部材を備えていることを特徴とする請求項６、７又は８記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１０】
前記インク吸収部材は多孔質部材であることを特徴とする請求項９記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク液滴の検出装置及びインクジェットプリンタに関し、詳しくは、受光素子にインク受け皿のインク受け面で反射した反射光が入射することによる誤動作を防止することのできる小液滴の検出装置及びインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、記録ヘッドに形成された多数の各ノズルからインクを微小なインク液滴として吐出し、記録ヘッドのノズル面に対向するように配置された記録媒体上に着弾させることで所望の画像を記録媒体上に記録形成していく。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、高品質の画像を記録するために、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク液滴の飛翔経路に交叉するように検出光を出射する発光素子とこの検出光を受光する受光素子とを対向状に配置した検出装置を設け、インク液滴が上記検出光を通過した際の受光素子の光量変化を検出することにより、記録ヘッドからのインク液滴の吐出状態、例えばインク液滴の吐出／非吐出やインク液滴の飛翔速度を検出するようにしており、具体的には特許文献１〜４に開示されている。
【０００４】
検出装置は、通常、検出光を通過させたインク液滴ａを、図４に示すように、インク受け部材１００のインク受け面１０１に着弾させることにより、周囲への汚染を防いでいる。インク受け面１０１にはインク排出口１０２が設けられており、インク受け面１０１に着弾したインクをインク受け部材１００の外部に排出するようになっている。
【特許文献１】特開平８−１１８６７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１１９３０７号公報
【特許文献３】特開２０００−３５１２０２号公報
【特許文献４】特開２００１−２３２７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受光素子によってインク液滴による検出光の通過を正確に捉えるには、発光素子から出射された検出光の直接光のみが受光素子に入射するようにし、反射光によるノイズの発生を回避する必要がある。
【０００６】
しかし、インク受け部材１００のインク受け面１０１上にインク液滴ａが多量に着弾すると、着弾したインクが集まって淀みとなり、図４に示すように、受光素子３００には、発光素子２００から出射した検出光Ｌの光軸Ｌａの直接光のみならず、インク受け面１０１上に淀んだインクの表面で反射した反射光Ｌｂも入射してしまい、ノイズとなって正確な検出が行えなくなる問題がある。
【０００７】
これを回避するには、検出光Ｌの光軸Ｌａとインク受け面１０１との間の距離を長くすることが考えられるが、インク液滴ａがインク受け面１０１に着弾するまでの距離が長くなり、空気中を飛翔するインク液滴ａが遅くなることで、空気流によってインク受け面１０１まで届かずに周囲に飛び散ってしまい、周囲を汚染したり、正常な検出ができなくなったりするおそれがあるために好ましくない。
【０００８】
また、特許文献３には、発光素子と受光素子との間の所定位置にスリット等の遮光部材を設けることが開示されているが、反射光の入射を抑えるためには遮光部材と発光素子や受光素子との間の距離を長くしなくてはならず、検出機構そのものが大きくなってしまい、スペースやコストの面からやはり好ましいものではない。
【０００９】
そこで、本発明は、インク受け面に付着したインクによって反射した反射光が受光素子に入射することがなく、インク液滴を正確に検出することが可能なインク液滴の検出装置及びインクジェットプリンタを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１２】
請求項１記載の発明は、ノズルから吐出されたインク液滴が発光素子と受光素子との間に形成される検出光を通過した時の光量変化を前記受光素子によって検出することにより、インク液滴の吐出状態を検出するインク液滴の検出装置であって、前記検出光を通過したインク液滴を着弾させるインク受け面を備えたインク受け部材を有し、前記インク受け面は、前記発光素子から出射された検出光が反射して前記受光素子に入射する面を有していないことを特徴とするインク液滴の検出装置である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記インク受け面は、前記検出光に対して傾斜状に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインク液滴の検出装置である。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記インク受け面には、着弾したインク液滴を排出する排出口を有すると共に、前記排出口に対し、前記発光素子側及び前記受光素子側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項２記載のインク液滴の検出装置である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記インク受け面は、着弾させたインク液滴を吸収するインク吸収部材を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインク液滴の検出装置である。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記インク吸収部材は多孔質部材であることを特徴とする請求項４記載のインク液滴の検出装置である。
【００１７】
請求項６記載の発明は、発光素子と受光素子との間に検出光を形成し、該検出光に記録ヘッドに多数配列されたノズルから吐出されるインク液滴を通過させることにより、前記記録ヘッドのインク液滴の吐出状態を検出する検出手段を有するインクジェットプリンタであって、前記検出手段による検出時に前記検出光を通過させたインク液滴を着弾させるインク受け面を備えたインク受け部材を有し、前記インク受け面は、前記発光素子から出射された検出光が反射して前記受光素子に入射する面を有していないことを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記インク受け面は、前記検出光に対して傾斜状に設けられていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタである。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記インク受け面には、着弾したインク液滴を排出する排出口を有すると共に、前記排出口に対し、前記発光素子側及び前記受光素子側が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項７記載のインクジェットプリンタである。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記インク受け面は、着弾させたインク液滴を吸収するインク吸収部材を備えていることを特徴とする請求項６、７又は８記載のインクジェットプリンタである。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、前記インク吸収部材は多孔質部材であることを特徴とする請求項９記載のインクジェットプリンタである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１、６記載の発明によれば、インク受け面に付着したインクによって反射した反射光が受光素子に入射することがなく、インク液滴を正確に検出することが可能となる。
【００２３】
請求項２、７記載の発明によれば、簡単な構成で反射光の受光素子への入射を防ぐことができると共に、最低部に排出口を配置することで、着弾したインク液滴を円滑に排出させることができる。
【００２４】
請求項３、８記載の発明によれば、検出光の光軸とインク受け面の最低部との距離を最も小さくすることができ、インク液滴の飛散による汚染や誤検出の発生をより効果的に抑制できる。
【００２５】
請求項４、９記載の発明によれば、インク受け面上でインク液滴が淀みを形成しにくくなり、反射光の発生をより抑えることができる。
【００２６】
請求項５、１０記載の発明によれば、インク吸収部材のインク吸収能に優れるため、インク受け面上でのインク液滴の淀みの形成をより抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係るインク液滴の検出装置の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
検出装置１０は、発光ダイオードからなる発光素子１とフォトダイオード等からなる受光素子２とが、間に記録ヘッドｈのノズル面ｈａを収容することができる程度の間隔をおいて対向配置されている。
【００３０】
発光素子１は、正面に検出光Ｌを出射する開口部１２が形成されたシールドケース１１内に収容されており、また、受光素子２は、正面に検出光Ｌを入射させる開口部２２が形成されたシールドケース２１内に収容されている。シールドケース１１、２１の内壁面は光の非反射面とされ、発光素子１、受光素子２は共に、シールドケース１１、２１内において開口部１２、２２から奥まった反対側の壁面に配置されている。これにより、発光素子１からは開口部１２を通して受光素子２側に向けて広がる拡散光の発生を極力抑えていると共に、受光素子２には開口部２２を通して不要な反射光が入射することを極力抑えている。
【００３１】
発光素子１及び受光素子２の間に形成される検出光Ｌの光軸Ｌａは、記録ヘッドｈのノズル面ｈａに多数配列されているノズルの配列方向と平行であって、インク液滴ａの吐出方向に沿った高さ位置が記録ヘッドｈのノズル面ｈａの位置よりも低い位置に配置されるように形成されている。これにより、記録ヘッドｈのノズル列が検出光Ｌの光軸Ｌａ上に位置したときに、ノズルから吐出されるインク液滴ａの飛翔経路は、検出光Ｌの光軸Ｌａと交叉するようになっている。
【００３２】
発光素子１と受光素子２の間には、検出光Ｌを挟んで記録ヘッドｈのノズル面ｈａと対向するようにインク受け部材３が配置されている。
【００３３】
インク受け部材３は、記録ヘッドｈから吐出されたインク液滴ａを着弾させるインク受け面３１を有しており、そのインク受け面３１のほぼ中央部に、着弾したインク液滴ａを排出するための排出口３２が形成されている。
【００３４】
このインク受け部材３において、インク受け面３１は、検出光Ｌの光軸Ｌａに対して平行な面ではなく、排出口３２に対して発光素子１側及び受光素子２側がそれぞれ高くなるように、記録ヘッドｈのノズル面ｈａに向けて逆ハの字状に傾斜する傾斜面３１ａ、３１ｂを有することにより、光軸Ｌａに対して傾斜状に設けられている。これにより、開口部１２から出射した検出光Ｌの光軸Ｌａの周囲の拡散光がこのインク受け面３１の表面で反射しても、あるいは、インク受け面３１に付着したインク表面で反射しても、その反射光Ｌｂは受光素子２に直接到達することはない。また、たとえ反射光Ｌｂが開口部２２付近に入射したとしても、その入射方向は受光素子２の受光面に対して鋭角な方向となるため、開口部２２を通過しても、シールドケース２１の内壁面に止まり、受光素子２に直接到達することはない。
【００３５】
また、このインク受け部材３によれば、検出光Ｌの光軸Ｌａとインク受け面３１との最短距離ｄ１を、図４に示す従来のインク受け部材１００における検出光Ｌの光軸Ｌａとインク受け面１０１との距離ｄ２とほぼ同一距離とすることができるため、インク液滴ａがインク受け面３１に着弾するまでの距離の増加が抑えられ、インク液滴ａの飛散による汚染や誤検出の発生を抑えることができる。
【００３６】
特に、インク受け面３１を、図１に示すように、逆ハの字状に傾斜する傾斜面３１ａ、３１ｂとすると、検出光Ｌの光軸Ｌａとインク受け面３１の最低部（排出口３２の部位）との距離ｄ３を最も小さくすることができ、インク液滴ａの飛散による汚染や誤検出の発生をより効果的に抑制できる。
【００３７】
なお、このインク受け部材３には、インク受け面３１の表面にインク吸収部材３３が密着形成されている。これにより記録ヘッドｈから吐出されたインク液滴ａは、インク吸収部材３３に着弾して吸収されることにより、インク受け面３１上でインク液滴ａが淀みを形成しにくくなり、反射光Ｌｂの発生をより抑えることができる。
【００３８】
インク吸収部材３３としては、着弾したインク液滴ａを吸収することのできる材質であれば特に問わず、多孔質部材、布、フェルト、吸水性の紙等を用いることができるが、中でも、インク吸収能に優れるため多孔質部材を用いることが好ましい。
【００３９】
本発明において、インク受け部材３のインク受け面３１は、発光素子１から出射された検出光Ｌが反射して受光素子２に入射する面を有していなければ、様々な態様とすることができるが、インク受け面３１を傾斜状に設けると、簡単な構成で反射光の受光素子２への入射を防ぐことができると共に、最低部に排出口３２を配置することで、着弾したインク液滴ａを円滑に排出させることができる。
【００４０】
インク受け面３１を傾斜状に設ける場合は、図１のように逆ハの字状に傾斜させるものに限らず、例えば、図２（ａ）に示すように、ほぼ中央部に対して、発光素子１側及び受光素子２側を低くしたハの字状の傾斜面３１ａ、３１ｂを形成するようにしてもよい。図１の場合、排出口３２は１つで済むが、図２（ａ）の場合、排出口は発光素子１側及び受光素子２側の最低部にそれぞれ１つずつ（排出口３２ａ、３２ｂ）配置される。
【００４１】
また、インク受け面３１の傾斜方向は、図２（ｂ）に示すように、検出光Ｌの光軸Ｌａを中心にして回転する方向に傾斜させることもできる。
【００４２】
次に、かかるインク液滴の検出装置を備えたインクジェットプリンタについて説明する。
【００４３】
図３はインクジェットプリンタを示す要部斜視図である。
【００４４】
ｈは記録ヘッドであり、ここではイエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の異なるインクを吐出する４個の記録ヘッドｈ１〜ｈ４からなるものを例示しているが、記録ヘッドの数、色共に特に限定されない。全記録ヘッドｈ１〜ｈ４は共通のキャリッジ４に搭載されている。キャリッジ４には、２つのプーリー５ａ、５ｂ間に掛け渡されたワイヤー５の両端部が取り付けられていると共に、図中Ａで示す主走査方向に沿って延びる平行な２本のガイドレール６に沿ってスライド可能に設けられている。一方のプーリー５ａには、主走査モータ７が接続されており、キャリッジ４は、この主走査モータ７が回転駆動することによってワイヤー５に引っ張られてガイドレール６をスライドし、主走査方向Ａに沿って往復移動する。
【００４５】
キャリッジ４の下方には搬送ベルト８が配設されている。搬送ベルト８は、図中Ｂで示す副走査方向に所定間隔をおいて配置された２本の搬送ローラ８ａ、８ｂの間に掛け渡されている。一方の搬送ローラ８ｂには副走査モータ９が駆動力を伝達可能に接続されており、この副走査モータ９が回転駆動することで、搬送ベルト８が回転し、搬送ベルト８上に載置される紙、プラスチックフィルム、布等の記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに沿って搬送する。
【００４６】
このインクジェットプリンタは、主走査モータ７の駆動によりキャリッジ４を主走査方向Ａに沿って移動させ、この移動の過程で、所定のタイミングで記録ヘッドｈ１〜ｈ４を駆動することにより、搬送ベルト８上に停止している記録媒体Ｐに向けてインク液滴を吐出する。キャリッジ４の１主走査が終了すると、副走査モータ９の駆動により搬送ローラ８ｂを回転させ、搬送ベルト８を間欠的に回転させて記録媒体Ｐを所定量だけ搬送し、上記と同様に次の主走査及びインク液滴の吐出を行う動作を繰り返していくことで、記録媒体Ｐ上に画像データに応じた画像を記録する。
【００４７】
インク液滴の検出装置１０は、キャリッジ４が記録媒体Ｐ上から外れた非記録位置に対応して配置されている。ここでは、検出装置１０は、４個の記録ヘッドｈ１〜ｈ４に対して１組の発光素子１、受光素子２およびインク受け部材３とを有しており、記録ヘッドｈ１〜ｈ４毎に検出動作を行うようになっているが、発光素子１、受光素子２およびインク受け部材３の組は記録ヘッドの配設数と同数設けるようにしてもよい。
【００４８】
このインク液滴の検出装置１０による検出動作は、プリンタの電源投入直後、印画開始直前、インク交換、ヘッド交換、所定走査回数毎等の所定のタイミングで行われ、主走査モータ７の駆動によりキャリッジ４が記録媒体Ｐの上から移動して、発光素子１と受光素子２との間に配置されることによって開始され、吐出されたインク液滴ａが検出光Ｌの光軸Ｌａを通過したか否か検出することによって、インク液滴ａの吐出／非吐出の状態が検出され、また、吐出信号の印加タイミングとインク液滴ａが検出光Ｌの光軸Ｌａを通過したタイミングとに基づいて、インク液滴ａの吐出速度の状態が検出される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るインク液滴の検出装置の概略構成を示す断面図
【図２】（ａ）（ｂ）はそれぞれインク受け部材の別の態様を示す断面図
【図３】インクジェットプリンタを示す要部斜視図
【図４】従来のインク液滴の検出装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０：インク液滴の検出装置
１：発光素子
１１：シールドケース
１２：開口部
２：受光素子
２１：シールドケース
２２：開口部
３：インク受け部材
３１、３１ａ、３１ｂ：インク受け面
３２：排出口
３３：インク吸収部材
４：キャリッジ
５：ワイヤー
５ａ、５ｂ：プーリー
６：ガイドレール
７：主走査モータ
８：搬送ベルト
８ａ、８ｂ：搬送ローラ
９：副走査モータ
Ｌ：検出光
Ｌａ：光軸
Ｌｂ：反射光
ｈ、ｈ１〜ｈ４：記録ヘッド
ｈａ：ノズル面
Ｐ：記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006116875.tif 000005
【図４】
2006116875.tif 000006