(57)【要約】【課題】インクやインクミストによるレンズや受光素子の汚れを防止でき、液滴吐出状態検出を常に正確に行うことができる液滴吐出状態検出装置を提供する。【解決手段】光ビームを発光する発光素子と、レンズ２１と、レンズ後方の第１のスリット２２と、光ビームのビーム径からずれた位置に配置された受光素子２５と、受光素子前方の第２のスリット２４と、複数のノズルを有するヘッド列からなり、光ビームが各ヘッド列の各ノズルからの液滴に衝突したときに発生する散乱光３３を受光素子２５で受光し、散乱光３３の受光光量を基に、液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、印刷時または液滴吐出状態検出する時は、ヘッド列に電圧を印加し、第１、第２のスリット２２，２４にはヘッド列と同じ電極の電圧を印加し、吐出状態を検出する時は、ヘッド列に対向した位置にインク受け３０を配置し、ヘッド列と反対の電極の電圧を印加する。【選択図】図２
2015214109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発光する発光素子と、レンズと、レンズ後方の第１のスリットと、前記光ビームのビーム径からずれた位置に配置された受光素子と、受光素子前方の第２のスリットと、複数のノズルを有するヘッド列からなり、前記光ビームが各ヘッド列の各ノズルからの液滴に衝突したときに発生する散乱光を前記受光素子で受光し、前記散乱光の受光光量を基に、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、
印刷時または液滴吐出状態検出する時は、ヘッド列に電圧を印加し、前記第１、第２のスリットにはヘッド列と同じ電極の電圧を印加し、
吐出状態を検出する時は、前記ヘッド列に対向した位置にインク受けを配置し、前記ヘッド列と反対の電極の電圧を印加することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。
【請求項２】
印刷時は前記ヘッドを印刷用紙近くに移動させ、前記インク受けは前記ヘッドから遠ざけ、
吐出状態を検知する時、前記ヘッドを印刷用紙から離し、前記インク受けを前記ヘッド近くへ移動させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出状態検出装置。
【請求項３】
前記ヘッドへ印加する電圧は、２０００Ｖ以上の高圧とすることを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出状態検出装置。
【請求項４】
第１、第２のスリットまたはインク受けに印加する電圧は、低電圧とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出状態検出装置。
【請求項５】
電圧を印加するタイミングは、印刷時または吐出状態を検知する時のみとすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液滴吐出状態検出装置。
【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状態検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴の吐出不良を検出する液滴吐出状態検出装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、記録ヘッドが主走査方向を移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置とが知られている。
【０００３】
記録ヘッドは、インクをノズルから記録媒体に吐出させて記録を行う関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良が発生すると、画像品質が低下する。
【０００４】
そこで、記録ヘッドからの液滴吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置として、記録ヘッドのノズル列の一方側からノズル列に沿ってレーザ光を射出し、他方側に光ビームの光軸からずれた位置に液滴からの散乱光を受光する受光手段を配置して液滴吐出の有無を検出する前方散乱光方式の技術がある。
【０００５】
この液滴吐出状態検出装置を使用するにあたり、問題となっているのはインクミストである。インクミストとは、主に印刷用紙に印字されなかったインクであり、印刷時、小粒径のインクや初期速度が遅いインクがわずかに飛散して生じる。また、吐出不良検知する場合にはインクを吐出させるので、吐出された比較的多くのインクが空中に漂いインクミストとなる。
【０００６】
インクミストの問題は、装置内を汚すことや液滴吐出状態検出の誤検出である。液滴吐出状態検出装置では光を利用して検出するため、レンズや受光素子にインクミストが付着すると、光量低下や検知光の乱れにつながり、正確な検知ができなくなるので問題となっている。また、検知するべきインク液滴とインクミストの差が不明確となり誤検出につながる。
【０００７】
特許文献１には、インクミストが液滴吐出状態検出の誤検出となるという理由で、インクミストを除去する手段として電極と電源からなるインクミスト静電吸着手段をヘッドと検知光線の間に設けている液吐出不良検出装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、光によるインク残量検知装置であるが、インクミストによる汚れ防止のため、投光部及び受光部にシャッタを設けているインクジェットプリンタが開示されている。
【０００９】
特許文献３には、液滴吐出状態検出時に、ヘッドに対向する位置にインク受けを設け、吸引することでインクミストを防止している吐出検査装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示された技術では、インクミストの吸引は静電的な吸引であり、インクミストの電極が異なる場合は反発してしまうため、十分吸着することはできなかった。
【００１１】
また、特許文献２に開示された技術では、シャッタ機構を設けているが、シャッタ機構の実装スペースや、装置コストの観点で問題があった。すなわち、省スペースで低コストの手段で実現したいというニーズがあった。
【００１２】
さらに、特許文献３に開示された技術では、比較的多くのインクが空中に漂う液滴吐出状態検出時のインクミストを防止するため、インク受けをヘッドに対向する位置へ設けている。この場合、インク受けに到達しないインクはインクミストとなってしまう。すなわち、インク受けのみでは完全にインクミストを吸着できないという問題があった。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、インクやインクミストによるレンズや受光素子の汚れを防止でき、液滴吐出状態検出を常に正確に行うことができる液滴吐出状態検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出状態検出装置は、光ビームを発光する発光素子と、レンズと、レンズ後方の第１のスリットと、前記光ビームのビーム径からずれた位置に配置された受光素子と、受光素子前方の第２のスリットと、複数のノズルを有するヘッド列からなり、前記光ビームが各ヘッド列の各ノズルからの液滴に衝突したときに発生する散乱光を前記受光素子で受光し、前記散乱光の受光光量を基に、前記液滴の吐出状態を検出する液滴吐出状態検出装置であって、印刷時または液滴吐出状態検出する時は、ヘッド列に電圧を印加し、前記第１、第２のスリットにはヘッド列と同じ電極の電圧を印加し、吐出状態を検出する時は、前記ヘッド列に対向した位置にインク受けを配置し、前記ヘッド列と反対の電極の電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インクやインクミストによるレンズや受光素子の汚れを防止でき、液滴吐出状態検出を常に正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る液滴吐出状態検出装置を実装した画像形成装置の概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置の概略図である。
【図３】第２のスリットを示すＹＸ平面図である。
【図４】液滴吐出状態検出装置の印刷時の様子を示すＹＺ断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置のスリットの斜視図である。
【図６】第３の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置の四方を囲った部材の斜視図である。
【図７】印刷時のフローチャートである。
【図８】吐出検知時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る液滴吐出状態検出装置を実装した画像形成装置の概略図である。点線で示した１，２，…ｐが本実施形態の液滴吐出状態検出装置を示している。
記録媒体Ｗは給紙モータ（図示せず）に連結された給紙搬送ローラ３と、給紙搬送従動ローラ４により給紙部から、記録媒体の所定距離の移動に応じて検出信号を出力する記録媒体送り量検出エンコーダ５（以下エンコーダと略す）を備えた記録媒体の搬送に従動する従動ローラ６上を搬送されて、走行プレート７へと搬送される。
【００２０】
走行プレート７に対向する位置にあるインクジェットヘッドアレイ８のインクジェットヘッド９，１０…ｑにより記録媒体Ｗにインク液滴吐出を行う。その後、走行プレート７上を搬送された記録媒体Ｗは排紙モータ（図示せず）に連結された拝紙搬送ローラ１１と拝紙従動モータ１２によって搬送され、インクジェット方式印刷装置の外へと排出される。
【００２１】
図２は、第１の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置の概略図であり、液滴吐出状態検出時の状態を示す。ＬＤ光源２０から光が照射されレンズ２１で略平行光とされ、第１のスリット２２で所定の幅の検知光３１とする。第１のスリット２２には電源２６で電圧が印加されている。
【００２２】
インクジェットヘッド２３には高圧電源２７により高電圧が印加され、吐出するインク３２を帯電させる。液滴吐出状態検出時には、インク受け３０がインクジェットヘッド２３に対向する位置へ配置され電源２９により電圧を印加される。吐出するインク３２は検知光３１に照射されると、散乱光３３が発生し第２のスリット２４の開口２８を通り受光素子２５へ到達し検知される。インク３２が無い場合は散乱光３３が発生しないから、受光素子２５で光は検知されない。
【００２３】
図２ではＺを光軸方向、Ｙを垂直方向、Ｘを水平方向とするとＹＺ断面を示している。図３では、第２のスリット２４のＹＸ平面図を示している。図３では第２のスリット２４に検知光３１ａが照射されている様子も示されている。この第２のスリット２４は電源２６によって電圧が印加される。
【００２４】
図４は印刷時の様子を示したもので、ＹＺ断面図である。この場合液滴吐出状態検出は行わないので、インク受け３０は退避される。印刷時、インクジェットヘッド２３からインクが吐出されるが、粒径の小さいインクや初期速度の遅いインクはインクミストとなる。
【００２５】
図４の印刷時においても、インクジェットヘッド２３に高圧電源２７により高電圧を印加し、第１のスリット２２と第２のスリット２４に電源２６により、インクジェットヘッド２３と同電極に印加する。こうすることにより、インクミストは帯電され、同電極の第１のスリット２２、第２のスリット２４に対して反発するから、レンズ２１や受光素子２５にインクミストが近づかないので、汚れ防止の効果が得られる。
【００２６】
本実施形態では、ヘッドを例えば、＋電極の高電圧に印加し、第１のスリット２２、第２のスリット２４を＋電極の電圧に印加し、インク受けを−電極の電圧で印加することが特徴である。これにより、液滴吐出状態検出時に発生するインクは＋電極に帯電される。第１、第２のスリットは＋電極に印加しているからインクは反発し、インク受けは−電極なのでインクおよびインクミストを引きつける。第１、第２のスリットがあることにより、インクは拡散せず効率よくインク受けに導かれる構成である。
【００２７】
上記の説明ではヘッドおよび第１、第２のスリットが＋電極、インク受けが−電極であったが、逆の組み合わせであっても同じ効果が得られる。また、ヘッドに印加する高電圧は、吐出されるインクが帯電する目安として２０００Ｖ以上の電圧とすればよい。第１、第２のスリットやインク受けの電圧は低電圧でも帯電されたインクを反発、吸引するから、装置内に使われている例えば、２４Ｖ電源から供給すればよい。
【００２８】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置のスリットの斜視図である。第２の実施形態では、第１のスリット２２には第１のスリットの開口４０があり、第２のスリット２４には第２のスリットの開口２８がある。ともに形状をＬ型形状とし、インクやインクミストがスリットの直行方向に拡散するのを防ぐ構造としている。
【００２９】
この場合、Ｌ型形状のスリットに、インクおよびインクミストと同電極の電圧を印加するから、インクおよびインクミストと反発する。だから、液滴吐出状態検出時には、インクおよびインクミストを積極的に下部のインク受け方向にインクを導ける。これにより、液滴吐出状態検出装置に重要なレンズや受光素子の汚れを防止できる。
【００３０】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る液滴吐出状態検出装置の四方を囲った部材の斜視図である。第３の実施形態では、図５のＬ型スリットを一体化したような、四方を囲った部材４１として、上下方向は開いている。第１のスリットの開口４０、第２のスリットの開口２８を備え、四方を囲ったような形状としている。そのため、インクやインクミストがスリットの直行方向に拡散するのを防ぐ構造となっている。
【００３１】
この場合、四方を囲った部材４１に、インクおよびインクミストと同電極の電圧を印加するから、インクおよびインクミストと反発する。だから、液滴吐出状態検出時には、インクおよびインクミストを積極的に下部のインク受け方向にインクを導ける。これにより、液滴吐出状態検出装置に重要なレンズや受光素子の汚れを防止できる。
【００３２】
ここで、電圧を印加するタイミングについて説明する。インクおよびインクミストが大量に発生するのは液滴吐出状態検出時であり、このとき、ヘッドおよび第１のスリット、第２のスリットに同電極の電圧を印加し、インク受けに反対の電極の電圧を印加する。
【００３３】
また、印刷時は、インク受けは退避するが、ヘッドから吐出されるインクの中に稀にインクミストとなってしまうインクが生じる。そのため、印刷時もインクミストを帯電させるため、ヘッド部に電圧を印加する。同時に、第１のスリット、第２のスリットも同電極に印加することでインクミストのレンズ、受光素子への付着を防止できる。すなわち、電圧を印加するのは液滴吐出状態検出時と印刷時のみである。
【００３４】
図７は印刷時のフローチャートである。印刷を開始した場合（ステップ１、Ｙｅｓ）、インク受けを退避する（ステップ２）。スリットへ電圧を印加し（ステップ３）、ヘッドへ電圧を印加する（ステップ４）。
【００３５】
印刷を終了した場合（ステップ５、Ｙｅｓ）、ヘッドへの電圧印加を停止し（ステップ６）、スリットへの電圧印加を停止する（ステップ７）。インク受けを実装する（ステップ８）。
ヘッドへの電圧印加は高電圧で実施するため、できるだけ電圧印加時間を最小にしておきたいので、電圧印加を最後に行い、電圧印加停止を最初に実施する。
【００３６】
図８は吐出検知時のフローチャートである。検知を開始した場合（ステップ１１、Ｙｅｓ）、インク受けを実装し（ステップ１２）、インク受けへ電圧を印加する（ステップ１３）。スリットへ電圧を印加し（ステップ１４）、ヘッドへ電圧を印加する（ステップ１５）。
【００３７】
検知を終了した場合（ステップ１６、Ｙｅｓ）、ヘッドへの電圧印加を停止し（ステップ１７）、スリットへの電圧印加を停止する（ステップ１８）。インク受けへの電圧印加を停止し（ステップ１９）、インク受けを退避する（ステップ２０）。
【００３８】
本実施形態によれば、ヘッドに電圧を印加させ、インクおよびインクミストを帯電させている。印刷時は、液滴吐出状態検出装置の２つのスリットに、インクミストと同じ電極で電圧を印加するから、インクはスリットから反発し、スリット近くに到達しない。
【００３９】
また、液滴吐出状態検出時は、２つのスリットは同電極なので反発し、かつ、ヘッドに対向する位置に設けたインク受けをインクと反対の電極で電圧を印加するので、インクをインク受けに効率的に導くことになるから、インクおよびインクミストを拡散させずに吸着できる。そのため、インクやインクミストによるレンズや受光素子の汚れを防止でき、液滴吐出状態検出を常に正確に行うことができる。
【００４０】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２０    ＬＤ光源
２１    レンズ
２２    第１のスリット
２３    インクジェットヘッド
２４    第２のスリット
２５    受光素子
２６    電源
２７    高圧電源
２８    第２のスリットの開口
３０    インク受け
３１    検知光
３２    インク
３３    散乱光
４０    第１のスリットの開口
４１    四方を囲った部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００９−２９８００号公報
【特許文献２】特開平９−９４９４７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１１５２号公報
【図１】
2015214109.tif 000003
【図２】
2015214109.tif 000004
【図３】
2015214109.tif 000005
【図４】
2015214109.tif 000006
【図５】
2015214109.tif 000007
【図６】
2015214109.tif 000008
【図７】
2015214109.tif 000009
【図８】
2015214109.tif 000010