(57)【要約】【課題】  受発光素子を結ぶ光束を用いて光学的に不吐を検出しようとする際に、吐出口及び吐出インク滴が小さく前記ノズル列が光束上に位置させる事が困難な場合でも受光素子に必要な光を照射し、ノズルの不吐出を検出する記録装置を提供する。【解決手段】  記録部にノズル列と一対の光ガイドを設ける、あるいは光ガイドとアパーチャーを設けることで不吐出を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に配列されたノズル列の各ノズルからインクを吐出して記録媒体に印刷を行う記録部を備え、発光素子により前記発光素子と受光素子とを直線状で結ぶ光束を作る手段と、前記光束に前記記録部から吐出するインク滴を通過するように前記記録部を制御する制御手段と、前記インク滴が前記光束を通過する事による前記光束の光量の変化によりインクが吐出されたかどうかを判定する不吐検出手段と、前記記録部にノズル列と一対の光量調整手段を有する事を特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記受発光素子は、前記記録部が印刷をしない領域に設ける事を特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記光量調整手段は、ノズル列を挟むように発光素子側と受光素子側に光ガイドで構成される事を特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項４】
前記光量調整手段は、ノズル列を挟むように発光素子側に光ガイドと受光素子側にアパーチャーで構成される事を特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項５】
前記光量調整手段は、不吐検出時以外では記録部内に収まり、不吐検出時のみ記録部から突出する事を特徴とする請求項１及び３、４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記光ガイドは、前記発光素子からの光ビームをノズル列と平行な方向に絞り込む事を特徴とする請求項１乃至４に記載の記録装置。
【請求項７】
前記アパーチャーはその開口部により、前記光束を前記受光素子受光部よりも小さく絞り込むことを特徴とする請求項１及び５の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録媒体にインクを吐出する記録部を備え、前記記録部のインク吐出口が複数の直線列で配置され、微小なインク滴を記録媒体に正確に着弾させることで画像を形成するインクジェット記録装置において、インクが吐出されたかどうかを光学的に判定するインク吐出検出に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
上述のようなインクジェットプリンタを用いた記録装置においては、受信した画像を記録している最中にインクの固着、インク供給路でのごみ詰まり、インク泡による詰まり、ノズル自体の故障などインクの不吐出（不吐）が生じることがある。このようなインク不吐出が発生すると、画像を正常に記録できなくなることはいうまでもない。そこで、受信した画像の記録終了後に、不吐出状態となっていないかどうかをチェックし、画像が正常に記録されたかどうかを判定することが行われている。インク不吐出検出によってインク不吐が検出された場合は、記録が不十分であるので、当該画像をメモリに保存するという処理が行われる。
【０００３】
受信画像の記録処理の流れとしては、記録紙給紙の後、受信画像を記録し、インク不吐出検出を実行後、記録紙を排紙して１ページ分の画像記録を終了する。そして、インク不吐出検出において不吐が検出されなければ正常終了する。一方、不吐検出において不吐が検出された場合はエラー処理を行い、当該画像をメモリに保存する。複数ページ分の受信画像が存在する場合には、以上の処理をページ毎に繰り返すことになる。
【０００４】
さて、インク不吐出検出方法としては、フォトインタラプ夕方式がある。これは、発光素子から受光素子に対し光を放射し、その光軸を通過するようにインクの吐出動作を行い、光量が一定値低下にならない場合は吐出、光量が一定値以下になった場合は不吐と判断する方式である。一般にフォトインタラプタ方式では、インクを発光素子と受光素子の間（光束中）に確実に吐出するために、受信画像の記録終了後、不吐出検出前にまずキャリッジのずれを補正する位置あわせ（例えば原点出し）を行い、次に上記光軸位置がインク吐出位置と一致するようにキャリッジを移動して不吐出検出をする。あるいは、キャリッジの位置合わせを行わずに、ある程度のずれを許容するために、キャリッジ（インクカートリッジ）を移動しながらインク不吐出検知位置を含む所定の区間にインクを吐出する方法も提案されている。（特許文献１）
近年、インクジェット記録装置では高画質化のためにインク滴の微小化が進んでいる。インク滴微小化するため、吐出口も極めて小さくなっている。このため、光学的に不吐を検出する際に、光束上にノズル列を位置させる事が難しく、吐出滴が光束中を通過する事ができずに、正確に不吐検出ができないという問題が発生する。
【０００５】
またフォトインタラプ夕方法でインク吐出状態の検出を行う際には、インク滴が光束に対して小さいため、検出におけるＳ／Ｎ比の向上を目的として、受光素子の前にアパーチャー等の開口部を設けて光束を絞り込む方法がある。この構成を図７に示した。図７（a）は記録部を下方向から見た図、図７（b）は記録部を左横方向から見た図である。図７中の１１が発光素子であるLED、１２が受光素子からフォトフォトダイオードであり、発光素子１１と受光素子１２は直線状に位置され、受光素子１１から放射される光ビームを受光素子１２で受ける。図７中の７１がアパーチャーであり、アパーチャーには開口部が設けてあり、この開口部により発光素子から放射される光ビームを絞り、受光素子に照射している。（特開平１１−１７９８８４）
しかしながら、吐出インク滴が極めて小さく、光束の径も小さくなっている事から受光素子の前に置くアパーチャーの開口部も小さくする必要がある。従来までの受光素子の前にアパーチャーを置く方法では、開口部に正確に光を導くことができず、受光素子に必要な光を照射する事が困難となる問題が発生する。
【特許文献１】特開平１１−１７９８８５号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
そこで本発明では、受発光素子を結ぶ光束を用いて光学的に不吐を検出しようとする際に、吐出口及び吐出インク滴が小さく前記ノズル列が光束上に位置させる事が困難な場合でも受光素子に必要な光を照射し、不吐を検出する事を可能としている。
【０００７】
また吐出口及びインク滴の極小化により、受光素子に必要な光を照射するアパーチャー開口部が小さくなった場合でも、受光素子に必要な光を照射する事を可能としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するために、直線状に配列されたノズル列の各ノズルからインクを吐出して記録媒体に印刷を行う記録部を備え、発光素子により前記発光素子と受光素子とを直線状で結ぶ光束を作る手段と、前記光束に前記記録部から吐出するインク滴を通過するように前記記録部を制御する制御手段と、前記インク滴が前記光束を通過する事による前記光束の光量の変化によりインクが吐出されたかどうかを判定する不吐検出手段と、前記記録部にノズル列と一対の光量調整手段を有する事を特徴とするものである。
【０００９】
また上記の目的を達成するために、前記受発光素子は、前記記録部が印刷をしない領域に設ける事を特徴とするものである。
【００１０】
また上記の目的を達成するために、前記光量調整手段は、ノズル列を挟むように発光素子側と受光素子側に光ガイドで構成される事を特徴とするものである。
【００１１】
また上記の目的を達成するために、前記光量調整手段は、ノズル列を挟むように発光素子側に光ガイドと受光素子側にアパーチャーで構成される事を特徴とするものである。
【００１２】
また上記の目的を達成するために、前記光量調整手段は、不吐検出時以外では記録部内に収まり、不吐検出時のみ記録部から突出する事を特徴とするものである。
【００１３】
また上記の目的を達成するために、前記光ガイドは、前記発光素子からの光ビームをノズル列と平行な方向に絞り込む事を特徴とするものである。
【００１４】
また上記の目的を達成するために、前記アパーチャーはその開口部により、前記光束を前記受光素子受光部よりも小さく絞り込むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
受発光素子を結ぶ光束を用いて光学的に不吐を検出しようとする際に、吐出口及び吐出インク滴が小さく前記ノズル列が光束上に位置させる事が困難な場合でも記録部にノズル列と一対の光ガイドを設けることにより、受光素子に必要な光を照射し、不吐を検出する事を可能としている。
【００１６】
また吐出口及びインク滴の極小化により、受光素子に必要な光を照射するアパーチャー開口部が小さくなった場合でも、記録部に光ガイド及びアパーチャーを設けることで受光素子に必要な光を照射する事を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第一の実施例）
ここでは、インクジェット方式のプリンターにおいて光ガイドを搭載した記録部を用いて不吐を検知する方法について説明する。
【００１９】
図１はインクジェット方式のプリンターで、図１中の１が記録媒体である。同図２にキャリッジ（記録部）、同図３にキャリッジ２の下部の微小なインク滴を飛ばすことにより記録媒体への印刷を行うヘッド部３が設けてある。印刷時では、キャリッジ２記録媒体が搬入される方向と相対的に移動し、記録媒体がヘッド部３下に位置したとき微小なインク滴を印刷位置に正確に飛ばすことにより印刷を行っている。このキャリッジ２は棒上のシャフト５によりガイドされており、駆動ベルト６及びキャリッジ駆動モータ７により動作制御されている。同図８が記録媒体を自動的に搬入する装置（オートシードフィーダ）である。オートシードフィーダ８に設置された記録媒体１はオートシードフィーダ８上のローラ9とこのローラを回転させる駆動モータ１３によって記録装置内部へと搬入される。搬入された記録媒体はラインフィードモータ１５により記録媒体を支えるプラテン１０へと送られ、ヘッド部の印刷位置まで記録媒体が到達するとラインフィードモータ１5は停止、キャリッジ駆動モータ７が回転し、キャリッジが左右に動作しインクを吐出しキャリッジ駆動モータ７停止、ラインフィードモータ１５が回転記録媒体を適量送り停止、キャリッジ駆動モータ７が回転しインク吐出を繰り返し、吐出完了、記録媒体排出、印刷終了となる。
【００２０】
不吐検出時は、印字の合間に行う場合用も考慮し、非印刷領域で行われる。このため図１中にあるように発光素子であるLED１１、受光素子であるフォトダイオード１２は非印刷領域であるプリンター左側に対向して設置させている。LED１１とフォトダイオード１２を結ぶ光束中に吐出滴を通過させるため、前記光束下のプラテン領域には、スポンジ１６が設置されている。不吐検出時は、キャリッジ２を向かって左方向移動し、図２（a）のようにプリンター左内壁２３に突き当てる。この時光ガイド稼動ボタン4が押され、ばねによりキャリッジ内に収納さていた図２中の光ガイドがヘッド表面に出てくる。図２（ｂ）は、光ガイド２１、２２がキャリッジから突出させ、不吐検出モード時のキャリッジを横方向から見た図である。図２（a）はヘッド3（図１）を下方向から見た図である。図２（a）中のヘッドは各列5ノズルで、AからDの４列、全２０ノズルで、図２中の２１が発光側光ガイド、２２が受光側光ガイド、4が光ガイド稼動ボタン、１４が光ガイド収納ボタンである。図２（a）にあるように光ガイド２１、２２はノズル列と一対でノズル列を挟みLED側、フォトダイオード側に両方に位置している。不吐検出時以外のモードでは、図３のように光ガイド２１、２２はキャリッジ内に収納されている。光ガイドの構成を図４に示す。光ガイドは図３にあるよう入口は光を取り込めるように広く出口は作る光束に合わせた大きさとなっている。内部は集光レンズ４１、内壁４２から成り、内壁４２にはガラス、ミラー、プラスチックで反射率の高い材料を用いて、光源からの光の損失を少なくし、ノズル列または受光素子に向かって光を絞る構成となっている。
【００２１】
始めに図２中ノズル列Aについて不吐検出を行う。そのため、LED１１とフォトダイオード１２を結ぶ光束線上とノズル列Aが重なるようにキャリッジを移動させる必要がある。ここでキャリッジの停止精度が問題となる。キャリッジ２はエンコーダによって位置制御されており、エンコーダの分解能は150LPI（約169μｍ）である。一方ノズル口の直径は約20μｍであるため、LED１１とフォトダイオード１２を結ぶ光束の線上の中心にノズル列が位置できる可能性は少ない。しかし、光束上にノズル列が位置しなかった場合でも、図２の発光側光ガイド２１の入口はエンコーダ分解能よりはるかに広い３ｍｍであるため、発光素子からの光ビームが光ガイド入口に放射され、光ガイド２１は、この光を絞り、ノズル列下に放射、ノズル列下に正確な位置大きさの光束を作ることができる。次に、発光側光ガイド２１を出てノズル下を通過した光束及び反射、漏れなどの光が受光側光ガイド２２入口に集まり、これらの光を受光側光ガイド２２によって絞り、フォトダイオード１２に必要な光量を照射する。また、使用中に揮発インクがLEDレンズに付着し指向特性が劣化するような場合でも、光ガイド２１、２２により受光素子に必要な光量を照射する事が可能となる。
【００２２】
キャリッジ２が前記光束の位置にノズル列Aが位置すると、ノズル列Aの各吐出口から同タイミングで順次インクを吐出させる、このときのフォトダイオード１２の電圧レベルを観測し、不吐を判定する。ノズル列がAの吐出が終わると、次はノズル列Bが光束上に来るようにキャリッジ２を移動させ不吐検出試験を行う、同様にノズル列C、Dに対して不吐検出試験をする。
【００２３】
ここで、ノズル列Aに対して不吐調査試験をした結果（観測波形）を図５に示す。図５の波形は、フォトダイオード１２の出力を電圧として示したものであり、インク吐出間隔は１秒とし、通常受光素子に光が照射されている場合は５Vとなるように設定している。インク滴が光束を通過することにより、電圧レベルが変化（低下）する。この電圧レベルの変化により、不吐を判定する。図４の場合、4ノズル目に電圧の変化がないためにA列4ノズル目が不吐であると判断する。同様の試験を他のノズル列に対して順次行う。
【００２４】
全てのノズルに対しての不吐調査試験を終わった後は、キャリッジ２を向かって左方向に突き当てる。この光ガイド収納ボタン１４が押され、図３のように光ガイド２１、２２はキャリッジ２内に収納される。
【００２５】
（第２の実施例）
ここでは、キャリッジに可動式のアパーチャーを搭載した場合の不吐検出の方法について説明する。
【００２６】
吐出インク滴が微小のため受光素子の感度が悪い場合、Ｓ／Ｎ比向上を目的として受光素子に照射する光を一定の面積に制限したい場合は、アパーチャーを用いて不吐を検知する。
【００２７】
実施例１と同様にキャリッジ２をプリンター左内壁２３に突き当てる。ここで光ガイド稼動ボタン４が押され、図６のようにLED側に光ガイド６１と受光素子側にアパーチャー６２がキャリッジ２の外に出てくる。受光素子へ照射する光のばらつきも考慮するためアパーチャーは付け替え可能な構成が望ましい。ここではアパーチャー窓のサイズは縦横１ｍｍ×４ｍｍとする。これのサイズにした訳は微小インク滴の場合、吐出直後に記録媒体に着弾する主滴と、吐出直後に吐出滴が吐出口側に引きちぎれるサテライトが吐出後すぐにできる、主滴のみを検出したいためである。実施例１と同様に光束の上のノズル列が来るようにキャリッジ２を位置させる。ここでも実施例１と同様のキャリッジ停止制度の問題が発生するが、光ガイド６１によりノズル列下に光束を作る事ができる、この光束をアパーチャー６２により絞る事でフォトダイオード１２の受光部に光を照射する事ができる。
【００２８】
不吐検出測定後には、やはりキャリッジ２を右側に移動、光ガイド収納ボタン１４が押され光ガイド及びアパーチャーはキャリッジ２内に収まり、不吐検出試験終了となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インクジェット方式のプリンター
【図２】（ａ）は図１のヘッド部表面の構成（不吐検出時）、（ｂ）は図１のヘッド部の構成（左横方向：不吐検出時）
【図３】図１のヘッド部の構成（非不吐検出時）
【図４】光ガイドの概略図
【図５】検出波形
【図６】光ガイド−アパーチャーを含むヘッド部の構成
【図７】（ａ）は従来のフォトインタラプタ方式のヘッド部表面の構成、（ｂ）は従来のフォトインタラプタ方式のヘッド部の構成(左横方向)
【符号の説明】
【００３０】
１  記録媒体
２    キャリッジ
３    記録ヘッド部
４    光ガイド稼動ボタン
５    シャフト
６    駆動ベルト
７    キャリッジ駆動モータ
８    オートシードフィーダ
９    ローラ
１０  プラテン
１１  LED
１２  フォトダイオード
１３  オートシード駆動モータ
１４  光ガイド収納ボタン
１５  ラインフィードモータ
１６  スポンジ
２１  発光側光ガイド
２２  受光側光ガイド
２３  プリンター内壁
４１  レンズ
４２  ミラー
６１  光ガイド
６２  アパーチャー
７１  アパーチャー
【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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