(57)【要約】【課題】液滴の吐出有無及び吐出曲がりの有無のみならず、吐出曲がり方向及び吐出曲がり量をも検知可能な手段を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】液滴吐出手段と、シート光化した検知ビーム光１６２と液滴１５０とが交差したときの受光素子１３０の受光光量の変化を検知する吐出検知動作を行う液滴吐出検知手段とを備え、前記検知ビーム光の長手方向と、前記液滴の正常吐出方向１７０とがなす角度を変化させる角度変更手段を備え、該角度変更手段により、前記検知ビーム光の長手方向平面を、垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において、前記液滴吐出検知手段により前記吐出検知動作を行い、結果に基づき前記液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段を備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2011037201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出手段と、
発光素子から光ビームを発し、該光ビームを光学素子によりシート光化して検知ビーム光を生成し、該検知ビーム光と前記液滴とが交差したときの受光素子の受光光量の変化を検知する吐出検知動作を行う液滴吐出検知手段とを少なくとも備える画像形成装置において、
前記検知ビーム光の長手方向と、前記液滴の正常吐出方向とがなす角度を変化させる角度変更手段を備え、
該角度変更手段により、前記検知ビーム光の長手方向平面を、垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において、前記液滴吐出検知手段により前記吐出検知動作を行い、検知した結果に基づき前記液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光素子が、前記検知ビーム光の光軸から外れ、かつ前記検知ビーム光と前記液滴とが交差したときに生ずる散乱光を受光しうる位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の角度と前記第２の角度は、正負及び絶対値が異なることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記角度変更手段が、前記光学素子を前記光ビームの光軸を中心として回転させ、生成する前記検知ビーム光を傾斜させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記吐出状態判断手段が、前記第１の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビーム光と交差するまでの第１の時間と、前記第２の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビーム光と交差するまでの第２の時間とに基づいて、前記液滴の吐出状態を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記吐出状態判断手段が、前記液滴の吐出の有無、吐出曲がりの有無、及び吐出曲がりの大きさの少なくともいずれかを判断することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴等の液滴の吐出方向と交差する方向に発光素子から光を発し、その光を受光素子で受ける構成とし、受光素子の受光光量の変化から、液滴の吐出不良を検出する液滴吐出検知手段を備え、液滴吐出手段から吐出されるインク滴により被記録媒体に画像を記録する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小なインク滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、該インクジェットヘッドと用紙等の被記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルからインク滴を吐出し、被記録媒体に画像を記録していた。この種のインクジェット記録装置は、高速かつ低騒音であり、記録媒体の種類に制約が少なく、カラー化も容易であるなどの利点があることから、現在広く普及している。
【０００３】
ところが、微細なノズルからインク滴を吐出することから、停止時にインクが乾燥しやすく、またインクでノズル面が濡れてノズル面に紙粉等の粉塵が付着しやすく、さらにノズルから空気が入ることによりピエゾの振動が正常に伝わらないなどの問題があり、これらに起因して不吐出となったり吐出方向が曲がったり、液滴サイズが小さくなったりしてインク滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜けや白筋などが生じ、画像品質が低下するという不具合があった。
【０００４】
上述のとおり、高品質の画像出力を得るには、ノズルからのインク滴の吐出が正常に行われなければならない。各ノズルからインク滴が吐出したか、不吐出であったかを検知する方法としては、光学ビームを用いてインク滴の遮蔽効果を利用した光学的検知方法（例えば、特許文献１〜７参照）、インク滴に電荷を印加してその電荷を検知する電気的検知方法、インク滴の吐出圧力を検知する力学的検知方法などの技術が知られている。
前記光学的検知方法としては、例えば、検知ビームと吐出液滴とを交差させ、液滴によってビームが遮られる事によって吐出／不吐出を検知する技術（特許文献１〜３及び６参照）、吐出異常を検知する目的で、吐出速度を算出する技術（特許文献４及び６参照）、交差によって発生する散乱光を受光素子で受光し、受光量データを時間解析する事によって検知する技術（特許文献７参照）等が提案されている。
【０００５】
また、さらに高い品質の画像出力を高い信頼性で得るためには、インク滴の吐出／不吐出だけではなく、吐出曲がりも検出し、これを補正しメンテナンスを行う必要がある。
吐出曲がりを検知する方法として、光学ビームを上下に２本並べてそれぞれの光学ビームと吐出インク滴が交差したか否かで、吐出曲がりを検知する光学的検知方法が知られている（例えば、特許文献８及び９参照）。また、吐出方向に検知ビームを照射し、発生する散乱光の光強度によって、検知する方法も知られている（例えば、特許文献１０参照）。
また、光学ビームを扁平させて２ノズル列以上のノズル列を１本の光学ビームで検出する方法も知られている。
【０００６】
以下に、上記の従来技術の概要を、図１６〜１８を用いて説明する。
図１６は、２本のレーザ光による吐出曲がり検知機構の概念図である。
第１の発光素子２１から出力される第１のビーム光６１と、第２の発光素子２２から出力される第２のビーム光６２は、ヘッド１０の下部に並ぶノズル列４０の一箇所から吐出されるインク滴５０の正常吐出経路７１と交差する位置関係にあるように配置されている。
第１のビーム光６１と第２のビーム光６２が、吐出されたインク滴５０によって遮蔽される事により、それぞれのビーム光に対応する第１の受光素子３１と第２の受光素子３２の受光量が変化する。この変化量（受光量）の状態を観測することによって、インク滴５０が、正常吐出経路７１を通過したか否かが検出できる。図に示すように、一方のビーム光（第２のビーム光６２）とインク滴５０が交差していない、すなわち受光素子による受光量が変化しないと観測された場合には、吐出曲がりとして判断することができ、両方のビーム光（第１のビーム光６１及び第２のビーム光６２）とインク滴５０が交差していない、すなわち受光素子による受光量が変化しないと観測された場合には、不吐出として判断することができる。従来技術においては、このように、正常吐出、異常吐出（吐出曲がり）、不吐出の判断を行っている。
【０００７】
図１７は、検出光のシート光化による吐出検知機構の概念図である。
発光素子２０から出力されたビーム光を、ビーム変更手段（例えば、シリンドリカルレンズなど）８０を用いて扁平させ、シート光化された検知ビーム光６０を生成する。ここで、扁平させたビーム光の長辺を、第１のノズル列４１と第２のノズル列４２との幅以上とすることにより、１本の検知ビームであっても、ノズル列４１からのインク滴５１の吐出経路７３及びノズル列４２からのインク滴５２の吐出経路７４と交差することが可能となる。検知ビーム光６０とインク滴５１及び５２との交差の有無による受光素子３０の受光量の変化の有無によって、インクの不吐出又は吐出の判断を行う検知方法が知られている。
【０００８】
図１８は、散乱光を用いた吐出検知技術の概念図である。
平行光である検知ビーム光６５とインク滴５３とが交差することによって生じる散乱光である検出光６７を、受光素子（例えば、ＰＤなど）３０が受光するか否かによって、インク滴の吐出又は不吐出の判断を行う検知方法である。不吐出が生じると、インク滴５３は検知ビーム光６５と交差しないため、検知ビーム光６５がそのまま透過光（直接光）６６となり、受光素子３０の受光部分に当たらないため、不吐出又は吐出異常として検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、２本の光学ビームを用いる方法においては、位置関係を正確に合わせた２本の光学ビームが必要となるため、メカ精度の合わせこみや複数の光学モジュールが必要となり、構成の複雑さとともに、コストアップの懸念がある。
また、吐出曲がりの検出においては、曲がり方向や曲がり量を判別する方法は提案されておらず、曲がり方向や曲がり量を判断するために、所望の品質の画像出力が得られるレベル以上に詳細な検知を行うこととなり、検知時間やノズルのメンテナンス時間が必要以上にかかってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、１本のシート光化された検知ビーム光を形成し、該検知ビーム光の扁平方向を制御する機構を備えることによって、液滴の吐出有無及び吐出曲がりの有無のみならず、吐出曲がり方向及び吐出曲がり量をも検知可能な手段を備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、以下のとおりである。
〔１〕  被記録媒体に液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出手段と、
発光素子から光ビームを発し、該光ビームを光学素子によりシート光化して検知ビーム光を生成し、該検知ビーム光と前記液滴とが交差したときの受光素子の受光光量の変化を検知する吐出検知動作を行う液滴吐出検知手段とを少なくとも備える画像形成装置において、
前記検知ビーム光の長手方向と、前記液滴の正常吐出方向とがなす角度を変化させる角度変更手段を備え、
該角度変更手段により、前記検知ビーム光の長手方向平面を、垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において、前記液滴吐出検知手段により前記吐出検知動作を行い、検知した結果に基づき前記液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。
〔２〕  前記受光素子が、前記検知ビーム光の光軸から外れ、かつ前記検知ビーム光と前記液滴とが交差したときに生ずる散乱光を受光しうる位置に配置されたことを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置である。
〔３〕  前記第１の角度と前記第２の角度は、正負及び絶対値が異なることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕のいずれかに記載の画像形成装置である。
〔４〕  前記角度変更手段が、前記光学素子を前記光ビームの光軸を中心として回転させ、生成する前記検知ビーム光を傾斜させることを特徴とする前記〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の画像形成装置である。
〔５〕  前記吐出状態判断手段が、前記第１の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビーム光と交差するまでの第１の時間と、前記第２の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビーム光と交差するまでの第２の時間とに基づいて、前記液滴の吐出状態を判断することを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の画像形成装置である。
〔６〕  前記吐出状態判断手段が、前記液滴の吐出の有無、吐出曲がりの有無、及び吐出曲がりの大きさの少なくともいずれかを判断することを特徴とする前記〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１本のシート光化された検知ビーム光を形成し、該検知ビーム光の扁平方向を制御する機構を備えることによって、液滴の吐出有無及び吐出曲がりの有無のみならず、吐出曲がり方向及び吐出曲がり量をも検知可能な手段を備える画像形成装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の効果として、請求項１の発明によれば、被記録媒体に液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出手段と、発光素子から光ビームを発し、該光ビームを光学素子によりシート光化して検知ビーム光を生成し、該検知ビーム光と前記液滴とが交差したときの受光素子の受光光量の変化を検知する吐出検知動作を行う液滴吐出検知手段とを少なくとも備える画像形成装置において、前記検知ビーム光の長手方向と、前記液滴の正常吐出方向とがなす角度を変化させる角度変更手段を備え、該角度変更手段により、前記検知ビーム光の長手方向平面を、垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において、前記液滴吐出検知手段により前記吐出検知動作を行い、検知した結果に基づき前記液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段を備える画像形成装置としたので、前記液滴と検知ビーム光との交差の有無を検出するにより吐出の有無を、交差時間を検出することにより、吐出曲がりを検出することができ、さらに異なる角度において２回の検知を行うことにより、吐出の曲がり方向と曲がり量を検知することができる。さらに、光学素子を回転制御することにより、検知ビーム光の偏平方向を可変して曲がり量を検出することができ、光学系の焦点距離などの光学系構成を変更する必要が無く、メカ精度の合わせこみを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段の構成の一例を示す概略図であり、（ａ）は上面図を、（ｂ）は側面図を示す。
【図２】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、図１（ｂ）の側面図と直交する方向の断面を示す概略図である。
【図３】正常吐出のインク滴及び異常吐出のインク滴による検出光の光強度の時間的変化を示したグラフである。
【図４】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、検知ビーム光を右に傾斜させて検知を行う態様の例を示す模式図である。
【図５】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、検知ビーム光を左に傾斜させて検知を行う態様の例を示す模式図である。
【図６】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、検知ビーム光を右に傾斜させて検知を行う態様の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、検知ビーム光とインク滴の交差により発生する検出光の広がりを説明する模式図である。
【図８】本発明の画像形成装置の主要構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段による吐出検知動作の流れの一例を説明するフロー図である。
【図１０】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、図４〜６において説明した検知シート光の傾斜と液滴の吐出曲がりの検知方法の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と垂直の検知ビーム光を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と傾斜角θ２の検知ビーム光を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と傾斜角θ３の検知ビーム光を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と傾斜角θ４の検知ビーム光を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と水平（傾斜角９０度）の検知ビーム光を示す概略断面図である。
【図１６】従来技術における２本のレーザ光による吐出曲がり検知機構の概念図である。
【図１７】従来技術における検出光のシート光化による吐出検知機構の概念図である。
【図１８】従来技術における散乱光を用いた吐出検知技術の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、被記録媒体に液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出手段と、発光素子から光ビームを発し、該光ビームを光学素子によりシート光化して検知ビーム光を生成し、該検知ビーム光と前記液滴とが交差したときの受光素子の受光光量の変化を検知する吐出検知動作を行う液滴吐出検知手段とを少なくとも備える。
さらに、前記検知ビーム光の長手方向平面と、前記液滴の正常吐出方向平面とがなす角度を変化させる角度変更手段を備え、該角度変更手段により、前記検知ビーム光の長手方向平面を、垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において、前記液滴吐出検知手段により前記吐出検知動作を行い、検知した結果に基づき前記液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段を備える。
【００１７】
図１は、本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段の構成の一例を示す概略図であり、（ａ）は上面図を、（ｂ）は側面図である。
本発明の画像形成装置による画像形成（印字）は、被記録媒体（例えば、用紙など）が、紙搬送手段（図示せず）により前記液滴吐出手段を構成する記録手段(以下、「ヘッド」ともいう)１１０下方のインク吐出経路１７０の吐出下流に搬送され、画素データに応じてヘッド１１０の記録素子（以下、「ノズル」ともいう）からインク滴１５０が前記被記録媒体表面に吐出されることによって行われる。
【００１８】
図１に示すように、液滴吐出検知手段は、発光素子（例えば、ＬＤ、ＬＥＤなど）１２０と、受光素子（例えば、ＰＤなど）１３０を備え、受光素子１３０の受光量の変化によってインク滴１５０の吐出状態を検知する。「吐出状態を検知する」とは、吐出の有無、吐出曲がりの有無、及び吐出曲がりの大きさの少なくともいずれかを検知することを意味する。
発光素子１２０から出力された光学ビーム（以下、「ＬＤ発光光」ともいう）１６０は、ビーム平行光化手段（例えば、コリメートレンズなど）１８０によって平行光化されて平行光１６１となる。生成された平行光１６１は、ビーム収束手段である光学素子（例えば、アパーチャー、シリンドリカル凸レンズなど）１８１を介すことによって、一平面状に扁平した検知ビーム光（以下、「シート光」ともいう）１６２となる。このように、本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、発光素子１２０から発せられた光ビームは、光学素子１８１によって水平方向に集光され、垂直面状のシート光である検知ビーム光１６２となる。
【００１９】
検知ビーム光１６２と、ヘッド１１０上に並ぶノズル列から吐出されたインク滴１５０の吐出経路１７０とが交差することによって、散乱光（反射光）である検出光１６３が発生する。検出光１６３はあらゆる方向に発生しうる。受光素子１３０は、検知ビーム光１６２の光軸から外れ、かつ検知ビーム光１６２と液滴１５０とが交差したときに生ずる散乱光である検出光１６３を受光しうる位置に配置されることが好ましく、また、光強度の強い前方の方向に受光素子１３０を配置することにより、光強度を計測することができ、散乱光１６３の光強度に応じて、インク滴１５０の吐出状態を検知することができる。
例えば、ノズル列を構成する個々のノズルから順次インク滴を吐出して計測を行い、そのノズル列の吐出状態を検知することができる。
【００２０】
検知ビーム光１６２は、シート状の長手方向がインク滴の吐出方向と平行となるよう、垂直方向に扁平しているので、インク滴１５０の吐出が正常に行われれば（すなわちインク滴が吐出されて、かつ吐出曲がりが無い状態であれば）、吐出経路１７０上のインク滴１５０と検知ビーム光１６２とが交差する時間が長くなり、交差によって生じる検出光１６３の発生時間も長くなる。よって、検出光１６３の発生時間の長短を計測することにより吐出の異常を検出することが可能となる。
【００２１】
上述のとおり、ノズルには、紙粉やごみの付着やインクの乾燥による粘度上昇などにより吐出曲がりが発生し、所望の位置にインク滴を吐出できなくなることがあるため、この吐出曲がりを検出する方法が求められている。以下、図２及び図３により吐出曲がりを検出する方法を説明する。
【００２２】
図２は、図１の液滴吐出検知手段において、（ｂ）の側面図と直交する方向の断面を示す概略図であり、発光素子側から見たノズル列方向の模式的側面図である。
ヘッド１１０には、インク滴を吐出するノズル（図示せず）が下面に配置されており、そのノズルからインク滴が吐出される。
正常吐出のインク滴１５１は、正常な吐出経路１７１を経て、検知ビーム光１６２の上端から下端まで交差する。インク滴１５１と検知ビーム光１６２との交差により検出光１６３が発生し、検出光１６３は受光素子１３０によって検出される。
これに対し、異常吐出のインク滴は、その吐出曲がりの大小によって検知ビーム光１６２との交差が異なり、図２において吐出曲がりの小さい方の異常吐出のインク滴１５２は、異常な吐出経路１７２を経て検知ビーム光１６２の上端部のみと交差し、吐出曲がりの大きい異常吐出のインク滴１５３は、異常な吐出経路１７３を経て検知ビーム光１６２とは交差しない。検出光１６３の発生有無や発生した時間などの発生状況は、受光素子１３０によって検出可能であり、その結果、異常吐出や吐出曲がりの有無を検知することができる。
【００２３】
図３は、図２の正常吐出のインク滴１５１及び異常吐出のインク滴１５２について、それぞれ検知ビーム光１６２との交差によって発生した検出光１６３の光強度の時間的変化を示したグラフである。
正常吐出のインク滴１５１によって発生した検出光１６３の光強度（図３中「正常吐出」の曲線）と比較して、異常吐出のインク滴１５２によって発生した検出光１６３の光強度（図３中「異常吐出」の曲線）は、散乱光である検出光の発生時間が少ないこと、すなわち、検知ビーム光１６２との交差時間が少ないことから、インク滴が吐出曲がりを生じていることを判別することができる。
このように、吐出曲がりの有無は、検知ビーム光１６２と吐出されたインク滴との交差時間に差異が生じることを利用して検出を行うことができる。
【００２４】
画像形成装置は、一般に、文字情報のみの印刷出力や、写真等を含む印刷出力などによって要求される画質が異なるため、求める出力に応じた印刷モードを選択することができる。例えば、上述の吐出曲がりに関しても、印刷モードに応じて許容できる吐出曲がり量が異なる。画質に関わらず一定の吐出曲がり検知を行った場合、設定が要求される画質に対して適切でなければ、ノズルの過剰なメンテナンスを行うことになったり、所望の画質の出力が得られなかったりする可能性がある。適切な吐出曲がり検知を行うために、吐出の有無に加え、吐出曲がりの方向や量を判別する方法が求められている。以下、図４、図５、及び図６により、液滴の吐出有無、及び吐出曲がりの方向と量を検出する方法を説明する。
【００２５】
図４〜６は、本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段において、角度変更手段によりシート状の検知ビーム光を傾斜させて検知を行う態様を示す模式図である。前記液滴吐出検知手段は、前記角度変更手段により、検知ビーム光の長手方向平面を、液滴の正常吐出方向である垂直面に対し第１の角度をなすように傾斜させた後、前記第１の角度とは正負が異なる第２の角度をなすように傾斜させるとともに、それぞれの角度において吐出検知動作を行う。すなわち、第１の角度で１回目の吐出検知動作を行った後、第２の角度で２回目の吐出検知動作を行う。
【００２６】
光学素子（図１で示す発光素子１２０、ビーム平行光化手段１８０、ビーム収束手段１８１、及び受光素子１３０）を、検知ビーム光１６２の中心を軸として回転させる事により、検知ビーム光１６２を回転させることができる。
一方、ヘッドを回転させるなどして液滴吐出方向を可変として角度を変更することもできる。
図４〜６は、発光素子側から見たノズル列方向の断面図であり、以下の説明において、図４及び図６の傾斜方向を「右傾斜」、図５の傾斜方向を「左傾斜」と表す。また、傾斜の大きさについて、図４は「右緩傾斜」、図６は「右急傾斜」と表すことがある。
【００２７】
対象のノズルから液滴吐出検知を行う際の１回目の吐出検知動作を図４に、２回目の吐出検知動作を図５に示す。
図４に示すように、検知ビーム光１６２を右に傾斜させることにより、吐出されたインク滴１５１が正常な吐出経路（曲がりなし）１７１、インク滴１５４が許容される曲がりの吐出経路（右曲がり小）１７４、インク滴１５６が異常な吐出経路（左曲がり大）１７６を通る際には、検知ビーム光１６２と交差するので、検出光１６３が発生する。
次に、図５に示す様に検知ビーム光１６２を左に傾斜させることにより、吐出されたインク滴１５１が正常な吐出経路（曲がりなし）１７１、インク滴１５４が許容される曲がりの吐出経路（右曲がり小）１７４、インク滴１５５が異常な吐出経路（右曲がり大）１７５を通る際には、検知ビーム光１６２と交差するので、検出光１６３が発生する。
この２回の吐出検知を行うことにより、正常吐出のインク滴（曲がりなし）１５１と許容される曲がりの吐出のインク滴（右曲がり小）１５４は２回共に検出光１６３が発生しているため、検知した対象のノズルは正常な吐出（許容される曲がりも含む）を行うことが可能なノズルである事が判別される。
【００２８】
これに対し、異常吐出のインク滴（右曲がり大）１５５は、１回目の右傾斜の検知ビーム光１６２では検出光１６３が発生せず、２回目の左傾斜の検知ビーム光１６２では検出光１６３が発生しているため、検知した対象のノズルは右曲がりの異常な吐出が行われるノズルである事が判別される。
また、異常吐出のインク滴（左曲がり大）１５６は、１回目の右傾斜の検知ビーム光１６２では検出光１６３が発生し、２回目の左傾斜の検知ビーム光１６２では検出光１６３が発生しないことから、検知した対象のノズルは左曲がりの異常な吐出が行われるノズルである事が判別される。
さらに、２回の吐出検知で、いずれも検出光１６３が発生しないノズルは、不吐出として判別することができる。
【００２９】
図４及び図５は、それぞれ正負が異なるが絶対値は同じ傾斜角であった。これに対し、図６に示すように、図４よりも傾斜角の小さい右急傾斜であって、図５の傾斜角に対して正負及び絶対値が異なる角度における検出を組み合わせて行ってもよい。
図４では、インク滴１５４と検知ビーム光１６２とが交差するため、インク滴１５４を許容される曲がりの吐出のインク滴（右曲がり小）としたが、図６では、検知ビーム光１６２の傾斜角を小さくする事によって、インク滴１５４とは交差をしなくなる。
このように、検知ビーム光１６２の傾きを制御することで、吐出のインク滴（右曲がり小）１５４と検知ビーム光１６２との交差の有無や、交差時間を検知することができ、対象のノズルの液滴吐出の有無、吐出曲がりの有無、吐出曲がりの大きさを検知することができる。
【００３０】
図７に、インク滴と検知ビーム光とが交差することにより発生する散乱光である検出光の模式図を示す。
インク滴１５０と検知ビーム光１６２との交差によって生じる検出光１６３は、インク滴１５０によって円錐状に広がりを見せる。これにより従来のインク滴によって生じる影１６３よりも広い範囲で検知が可能であり、例えばＰＤ等の受光素子１３０を配置する位置精度は、低精度でも検出が可能である。
よって、受光素子１３０の位置は、検知ビーム光１６２の光軸から外れ、検知ビーム光１６２を直接受光しない位置であっても、検知ビーム光を傾斜させてもインク液滴と交差したときに生じる散乱光を受光可能な位置に配置することにより、検知ビーム光１６２の傾斜にあわせて移動させる必要がない。
【００３１】
図８は、本発明の画像形成装置の主要構成ブロック図である。
図８に示すＣＰＵ８０１は、本画像形成装置のシステム全体を制御するＣＰＵであり、ＲＯＭ８０２に格納されたプログラムをＲＡＭ８０３に展開して、全ての動作制御を行う。
操作部８０４は、ユーザーが各種操作や設定を行うマンマシンインタフェースで、その操作に応じて本画像形成装置の状態等を表示部８０５に表示する。ホストコンピュータや電話回線、メモリーカード等の外部からのデータをやり取りする外部Ｉ／Ｆ８０６、そしてその外部Ｉ／Ｆ８０６のＬＡＮやＵＳＢ、電話回線、ＳＤカード等の通信プロトコルを制御する通信制御部８０７である。また、スキャナー８０８とその制御を行う読み取り制御部８０９によってスキャナー動作を行う。ＩＯ制御部８１０は、本画像形成装置を動作させる各種モーター８１１、各種クラッチ８１２、各種ソレノイド８１３、各種センサ８１４の制御及び検知を行う。
そして、印字制御部８１５によってインクの吐出を行うヘッド（記録手段）８１６が制御される。ＩＯ制御部８１０によって発光部８１７が制御され、受光部８２０は、ＩＯ制御部８１０を介して制御されると共に受光データをＩＯ制御部８１０を通して、吐出状態をＣＰＵ８０１によって判断される。その判断結果をＲＡＭ８０２に記憶する。
発光部（発光素子）８１７から発光されたレーザ光は、光学部（光学素子）８１８によってシート光化されて検知ビーム光となる。検知ビーム光は、ヘッド８１６から吐出されたインク滴と交差し、検出光（散乱光）が発生したことを受光部（受光素子）８２０によって検出される。
また、発光部８１７と光学部８１８は、光学回転モーター８１９によってシート光である検出ビーム光の扁平（傾き）方向を回転させる。光学回転モーターはＩＯ制御部８１０によって制御されるものとする。
【００３２】
図９は、本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段による吐出検知動作の流れを示すフローチャートである。
吐出検知を実施するタイミング（例えば、印刷ジョブ前、ジョブ後、印刷ジョブ中の紙間、個々のノズル未使用時間がある閾値を超えた時、ユーザー指示によってなど）を判断し（Ｓ１）、実施タイミングとなった時に吐出検知を行うノズルがある列に液滴吐出検知手段を移動させる（Ｓ２）。なお、Ｓ２において、複数の液滴吐出検知手段を持たせる場合には、対象の液滴吐出検知手段を選択する。
そして、印刷モード等の要求される画質の違いによって検知する吐出曲がり量に応じた検出ビーム光（シート光）を生成する様に発光素子、平行光化手段、収束手段といった光学素子を回転させる（Ｓ３）。
【００３３】
次に、発光素子（ＬＤなど）から発光を開始し（Ｓ４）、吐出検知対象のヘッド（記録手段）のノズル列のノズル番号ｎを吐出する（Ｓ５）。
検知ビーム光とヘッドから吐出されたインク滴とが交差する事によって検出光（散乱光）が発生する（Ｓ６）。発生した検出光を受光素子で受光し、受光量を検出する、または検出光が発生しなかったことを検出する（Ｓ７）。
インク滴が吐出されなかった場合や、ある閾値以上に遅れて検知ビーム光とインク滴とが交差した場合には、検出光が発生しなかったことで、異常吐出として判断する（Ｓ８）。
一方、正常吐出として認識した場合には、正常吐出としてＲＡＭに記憶する（Ｓ９）。
異常吐出として認識した場合には、その異常ヘッド、列、ノズル番号、吐出状態をＲＡＭに記憶する（Ｓ１０）。
【００３４】
前記Ｓ３において検知ビーム光の傾きが右傾斜及び左傾斜に制御され、両方の傾斜で検知が行われていたかによって、正常吐出か異常吐出かを判断する。もし右傾斜または左傾斜いずれか片側のみの実行であった場合には、前記Ｓ３に移行し、実行されなかった方向の傾斜において再度検知を行う（Ｓ１１）。
両方向の傾きで検知が完了したので、発光素子の発光を停止する（Ｓ１２）。
他のノズルを検知するか否かを判断し（Ｓ１３）、他のノズルを検知する場合は、その列のノズル番号ｎ＋１の吐出検知を行うか、他の列の吐出検知を行うべく吐出検知機構を移動（又は選択）するＳ２へ戻り、繰り返し各ノズルの吐出検知を実施する。
【００３５】
図１０は、図４〜６において説明した吐出検知動作の結果に基づき、液滴の吐出状態を判断する吐出状態判断手段の流れを示すフローチャートである。
図９では、検知対象のノズルからの吐出タイミングと、液滴吐出検知手段の移動と、光学素子の回転タイミングを示したが、図１０では、具体的に、吐出曲がり量及び正常吐出と異常吐出（不吐出）とを検知する際のフローを示す。
また、図１０においては、高解像度出力モード及び低解像度出力モードの２種類の出力モードの場合について説明をする。なお、出力モードはこれに限定されず、例えば、超高解像度出力モードや中解像度出力モードなどのより詳細なモードの選択を設けてもよい。
【００３６】
ユーザーは、所望の印刷出力を得るべく、解像度出力モードの選択を行う。この解像度出力モードの選択と吐出検知のモードは連動しており、ユーザーが選択した出力解像度に応じた吐出検知が行われる（Ｓ１０１）。
液滴吐出検知手段は、検知ビーム光が検知対象のノズルから吐出されるインク滴の吐出経路と交差する位置に移動する（又は、複数の発光素子を持つ場合には選択する）（Ｓ１１１、Ｓ１１５）。
光学素子（図１で示す発光素子１２０、ビーム平行光化手段１８０、ビーム収束手段１８１、及び受光素子１３０）を回転させ、右傾斜（本フローでは、右傾斜を先に実施しているが、左傾斜から実施しても良い）させる。ここで、解像度モードの選択Ｓ１０１に応じて、検知ビーム光を右急傾斜（図６に示すような傾斜）に傾斜させるか（Ｓ１２１）、右緩傾斜（図４に示すような傾斜）に傾斜させる（Ｓ１２５）。
次いで、発光素子から発光を開始し（Ｓ１３１、Ｓ１３５）、検知対象のノズルからインク滴を吐出する（Ｓ１４１、Ｓ１４５）。
【００３７】
吐出されたインク滴と検知ビーム光とが交差することによって散乱光が発生するので、受光素子で散乱光が検出されたか否かにより、インク滴と検知ビーム光とが交差したか否かを判定する（Ｓ１５１、Ｓ１５５）。
Ｓ１５１又はＳ１５５にて散乱光が検出された場合には、正常吐出（図４の正常な吐出経路１７１、許容される曲がりの吐出経路１７４、または図６の正常な吐出経路１７１）、若しくは左曲がり吐出（図４の異常な吐出経路１７６、または図６の異常な吐出経路１７６）である事を判別する（Ｓ１６１、Ｓ１６５）。
一方、Ｓ１５１又はＳ１５５にて散乱光が検出されない場合には、不吐出、若しくは右曲がり吐出（図４の異常な吐出経路１７５、又は図６の異常な吐出経路１７５）である事を判別する（Ｓ１６３、Ｓ１６７）。
【００３８】
次に、光学素子（図１で示す発光素子１２０、ビーム平行光化手段１８０、ビーム収束手段１８１、及び受光素子１３０）を回転させ、左傾斜させ、Ｓ１０１の解像度モードの選択に応じて、検知ビーム光を、左急傾斜に傾斜させるか（Ｓ１７１、Ｓ１７３）、左緩傾斜（図５に示すような傾斜）に傾斜させる（Ｓ１７５、Ｓ１７７）。
再度、Ｓ１４１、Ｓ１４５で吐出した検知対象のノズルからインク滴を吐出させる（Ｓ１８１、Ｓ１８３、Ｓ１８５、Ｓ１８７）。
検知した結果に基づき吐出状態判断手段により判断される液滴の吐出状態については、以下のとおりである。
【００３９】
Ｓ１９１にて散乱光が検出された場合には、Ｓ１５１の検出結果を合わせて正常吐出（図６の正常な吐出経路１７１）であると判別し、正常吐出状態と判断する（Ｓ２０１）。
Ｓ１９１にて散乱光が検出されない場合には、Ｓ１５１の検出結果を合わせて左曲がり吐出（図６の異常な吐出経路１７６）であると判別し、左曲がり吐出状態と判断する（Ｓ２０２）。
【００４０】
Ｓ１９３にて散乱光が検出された場合には、Ｓ１５１の検出結果を合わせて右曲がり吐出（図６の異常な吐出経路１７５）であると判別し、右曲がり吐出状態と判断する（Ｓ２０３）。
Ｓ１９３にて散乱光が検出されない場合には、Ｓ１５１の検出結果を合わせ、不吐出であると判別し、不吐出状態と判断する（Ｓ２０４）。
【００４１】
Ｓ１９５にて散乱光が検出された場合には、Ｓ１５５の検出結果を合わせて正常吐出（図４の正常な吐出経路１７１、許容される曲がりの吐出経路１７４）であること判別し、正常吐出状態と判定する（Ｓ２０５）。
Ｓ１９５にて散乱光が検出されない場合には、Ｓ１５５の検出結果を合わせて左曲がり吐出（図４の異常な吐出経路１７６）であると判別し、左曲がり吐出状態と判断する（Ｓ２０６）。
【００４２】
Ｓ１９７にて散乱光が検出された場合には、Ｓ１５５の検出結果を合わせて右曲がり吐出（図４の異常な吐出経路１７５）であると判別し、右曲がり吐出状態と判断する（Ｓ２０７）。
Ｓ１９７にて散乱光が検出されない場合には、Ｓ１５５の検出結果を合わせて不吐出であると判別し、不吐出状態と判断する（Ｓ２０８）。
【００４３】
これらの吐出状態Ｓ２０１〜Ｓ２０８が判断された事を、ＲＡＭ上に記憶する（Ｓ２１１）。これにより、各ノズルの吐出状態に応じて、メンテナンスの要否や、出力が正常であるか否か等の判断を適切に行う事が可能となる。
発光素子の発光を停止し（Ｓ２２１）、一連の吐出検知動作を完了する。なお、連続して他のノズルを検知する場合においては、その都度発光の停止を行う必要はない。
【００４４】
上述のとおり、インクジェットプリンタにおいては、ノズルから吐出される液滴の吐出曲がりを検出する方法が求められているが、全てのノズルを正常に保つためには、常にメンテナンスを行う必要が生じ、不用意にインクを消費してしまうことがあるため、ユーザの所望する画質（出力モード）に応じた精度での検出が好適である。
図１１〜１５は、本発明の画像形成装置の液滴吐出検知手段と検知ビーム光を示す概略断面図であり、液滴の吐出曲がり量と検知ビームの傾きについて説明するための模式図である。
【００４５】
図１１〜１５では、ヘッド１１０上にあるノズル（インク吐出穴）１１１から吐出されたインク滴吐出経路（曲がり無し）１７１を通るインク滴（曲がり無し）１５１の状態、インク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａを通るインク滴（曲がり小）１５７ａの状態、インク滴吐出経路（曲がり中）１７７ｂを通るインク滴（曲がり中）１５７ｂの状態、インク滴吐出経路（曲がり大）１７７ｃを通るインク滴（曲がり大）１５７ｃの状態、インク滴吐出経路（曲がり極大）１７７ｄを通るインク滴（曲がり極大）１５７ｄの状態を重ね合わせて示した模式図である。なお、実際には、１回の吐出で１つの経路を通る１つのインク滴しか吐出されない。
【００４６】
図１１に示すように、シート光である垂直の検知ビーム光１６２を用いて吐出検知を行うと、検知ビーム光１６２は、インク滴吐出経路（曲がり無し）１７１、インク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａ、インク滴吐出経路（曲がり中）１７７ｂ、インク滴吐出経路（曲がり大）１７７ｃ、インク滴吐出経路（曲がり極大）１７７ｄと全て交差する。この場合、図３に示したような、インク滴と検知ビーム光との交差時間を計測することにより曲がり量を検出することができる。
【００４７】
図１２は、検知ビーム光１６２を右にθ２傾斜させたときの吐出検知を示し、検知ビーム光（傾きθ２）１６２と各インク吐出経路１７１、及び１７７ａ〜ｄとの交差状態を示したものである。インク滴吐出経路（曲がり無し）１７１とインク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａのみが検知ビーム光１６２と交差していることが分かる。
つまり、右にθ２傾斜させた検知ビーム光によれば、インク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａを通るインク滴１５７ａまでが所望の画質に見合うズレ量として、インク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａを閾値とする事ができる。
【００４８】
同様に、図１３は、検知ビーム光１６２を右にθ３傾斜させたときの吐出検知を示し、検知ビーム光（傾きθ３）１６２と各インク吐出経路１７１、及び１７７ａ〜ｄとの交差状態を示したものである。インク滴吐出経路（曲がり無し）１７１とインク滴吐出経路（曲がり小）１７７ａとインク滴吐出経路（曲がり中）１７７ｂが検知ビーム光１６２と交差していることが分かる。
つまり、右にθ３傾斜させた検知ビーム光によれば、インク滴吐出経路（曲がり中）１７７ｂを通るインク滴１５７ｂまでが所望の画質に見合うズレ量として、インク滴吐出経路（曲がり中）１７７ｂを閾値とする事ができる。
【００４９】
図１４及び図１５においても同様であり、図１４ではインク滴吐出経路（曲がり大）１７７ｃを通るインク滴１５７ｃまでが所望の画質に見合うズレ量として、インク滴吐出経路（曲がり大）１７７ｃを閾値とする事ができ、図１５では、インク滴吐出経路（曲がり極大）１７７ｄを通るインク滴１５７ｄまでが所望の画質に見合うズレ量として、インク滴吐出経路（曲がり極大）１７７ｄを閾値とする事ができる。
【００５０】
上記図１１〜１４においては、検知ビーム光を右傾斜させた場合の閾値について説明したが、左傾斜させた場合でも、同様である。
２種類の傾斜角において吐出検知を行い、図９及び図１０で説明したフローに従って吐出状態を判断することによって、液滴の吐出の有無、吐出曲がりの有無、及び吐出曲がりの大きさの少なくともいずれかを判断することができる。
【００５１】
また、図１１のように、第１の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビームと交差するまでの第１の時間と、前記第２の角度において前記液滴が吐出されて前記検知ビームと交差するまでの第２の時間とに基づいて、前記液滴の吐出状態を判断することができる。
【００５２】
以上のように、本発明によれば、吐出の曲がり方向と曲がり量を検知することができる。さらに、光学素子を回転制御することにより、検知ビーム光の偏平方向を可変して曲がり量を検出することができ、光学系の焦点距離などの光学系構成を変更する必要が無く、メカ精度の合わせこみを少なくすることができる。また、印刷の解像度や印刷モードに応じて許容される吐出曲がり量は変動するため、所望の品質に応じて閾値を設定することにより、所望の吐出曲がりの検知が可能である。
さらに、検知には検知ビーム光とインク滴の交差しよって生じる散乱光を使用するので、受光素子を配置する際の位置精度を緩和することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１０  ヘッド（記録手段）
１２０  発光素子
１３０  受光素子
１５０  液滴（インク滴）
１５１  インク滴（曲がり無し、正常吐出）
１５２〜１５７  インク滴（曲がり有り、異常吐出）
１６０  光学ビーム（ＬＤ発光光）
１６１  平行光
１６２  検知ビーム光（シート光）
１６３  検出光（散乱光）
１７０  インク滴吐出経路
１７１  インク滴吐出経路（曲がり無し、正常吐出）
１７２〜１５７  異常な吐出経路（曲がり有り、異常吐出）
１８０  ビーム平行光化手段
１８１  ビーム収束手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特許第４０７４９２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９２７８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１９２７８８号公報
【特許文献４】特開２０００−２７２１３４号公報
【特許文献５】特開平０４−０２７５５２号公報
【特許文献６】特開平０１−０９９８５９号公報
【特許文献７】特開２００７−３３１１５８号公報
【特許文献８】特開２００８−０１２７８２号公報
【特許文献９】特開２００８−１０５３０４号公報
【特許文献１０】特開２００８−１９４８２５号公報
【図１】
2011037201.tif 000003
【図２】
2011037201.tif 000004
【図３】
2011037201.tif 000005
【図４】
2011037201.tif 000006
【図５】
2011037201.tif 000007
【図６】
2011037201.tif 000008
【図７】
2011037201.tif 000009
【図８】
2011037201.tif 000010
【図９】
2011037201.tif 000011
【図１０】
2011037201.tif 000012
【図１１】
2011037201.tif 000013
【図１２】
2011037201.tif 000014
【図１３】
2011037201.tif 000015
【図１４】
2011037201.tif 000016
【図１５】
2011037201.tif 000017
【図１６】
2011037201.tif 000018
【図１７】
2011037201.tif 000019
【図１８】
2011037201.tif 000020