(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のノズルを並置したノズル列が該並置方向と平行および直角な方向で前記並置方向に沿って位置をずらして千鳥状に複数列設けられているノズルヘッドを対象として、インク液滴の吐出不良を検出するための装置において、
レーザーもしくはＬＥＤを用いた発光源と該発光源からの出射光を収束させるレンズと、該レンズの出射側に配置されて該レンズによって収束された出射光から余分な光を除去するアパーチャと、前記発光源からの光の出射方向と直角な方向に配置されているノズルから吐出されるインク液滴に出射光が当たることで発生する前方散乱光を受光するフォトダイオードとを備え、
前記発光源は、前記一つのノズル列における出射光の出射方向両側に設けられ、前記フォトダイオードは、前記出射光の出射方向で等分位置において該出射光の光路を挟んで相対する位置に配置され、前記発光源のうちの片側から出射された光をそれぞれ対象として配列毎で生じる前記前方散乱光を受光することを特徴とする液滴検出装置。
【請求項２】
前記複数のノズルを並置したノズル列が前記ノズルの並置方向と直角な方向で２列である場合、各ノズル列に配置されている複数個のノズルの一つを対象として各発光源からの収束光を前記２列のうちの片側に配列されているノズル列の中心を通過して、前記両側の発光源のうち、片側の発光源からの光のみ照射を受けるように焦点を調整されることを特徴とする請求項１記載の液滴検出装置。
【請求項３】
前記複数のノズルを並置したノズル列が前記ノズルの並置方向と直角な方向で２列である場合、各ノズル列に配置されている複数個のノズルの一つを対象として各発光源からの収束光を前記２列のうちの片側に配列されているノズル列の中心を通過して、前記両側の発光源のうち、片側の発光源からの光のみ照射を受けるように焦点を調整されることを特徴とする請求項１記載の液滴検出装置。
【請求項４】
前記ヘッドアレイ同士の間には、前記照射光の光路に対して進退可能なビームストッパが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の液滴検出装置。
【請求項５】
前記ビームストッパは、液滴検出時のみ前記照射光の光路内に進出することを特徴とする請求項４記載の液滴検出装置。
【請求項６】
前記各発光源からの収束光毎に前記ヘッドアレイの２つのノズルを対象として照射することにより、配列されているヘッドアレイ毎で２箇所のインク滴を同時に検出することを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の液滴検出装置。
【請求項７】
前記配列されているヘッドアレイ毎で２箇所のノズルを対象としてインク滴を検出する際に、該２箇所のインク滴において生じる前方散乱光を受光部にて受光し、その受光部での出力電圧に基づき、インク液滴の吐出状態を判断し、かつ、その出力電圧の傾向に基づき該出力電圧が異なる場合には、２箇所のノズルのいずれかが吐出状態に変化があることを検出することを特徴とする請求項６記載の液滴検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちの一つに記載の液滴検出装置を用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴検出装置およびインクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、液滴吐出不良を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、プリンタ、ファクシミリ装置や複写装置あるいはプロッタさらにはこれら機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の一つに、インク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式によるインクジェット記録装置がある。
【０００３】
この液体吐出記録方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する）を行ない、その型式として、記録ヘッドが主走査方向に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がある。
【０００４】
なお、本発明における液体吐出記録方式の画像形成装置としては、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体を対象として、インクを着弾させて画像形成を行う装置を意味し、また、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。  
【０００５】
さらに、本発明の説明に用いるインクとは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、樹脂、薬品、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いられているものが含まれる。
【０００６】
また、本発明で挙げる用紙とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。
【０００７】
この液体吐出記録方式の画像形成装置は、製本や各種印刷物を少量生産する為に使用される設備型のインクジェットプリンターの場合、高速で駆動させる為、サーマル型またピエゾ型のインクジェットヘッドを多数個配置し、紙搬送方向に対し直角方向の駆動(キャリッジ駆動)を持たず、紙搬送のみで画像を形成することができるようになっている。
【０００８】
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。
【０００９】
しかし、インクジェット記録装置では、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があるなどの問題があり、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液滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜けや白筋などを生じて画像品質が低下する不具合があった。
【００１０】
このような不具合の発生を検出する構成として、小型のインクジェットプリンターの場合では、電荷を検知する検知機構が配置されている位置まで駆動機構を介して紙方向に対し直角方向にヘッドを移動させた後に出射し、検知機構によりインク滴を検知する、インク滴検知機構が既に知られている。
【００１１】
しかし、今までの小型のインクジェットプリンターに採用されている検知機構は、紙搬送に対し直角方向の駆動（キャリッジ駆動）が必要であり、駆動機構を動作し、ヘッドを検知機構の箇所まで移動する必要があった。
【００１２】
そこで、検知機構の駆動を要しない構成として、発光素子から発した光ビームにヘッド面のノズルから吐出するインク滴等の液滴を衝突させて散乱光を発生し、その散乱光を受光素子で受光してその受光データから液滴吐出不良を光学的に検出する構成を備えた液滴吐出検出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているように、ライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置に用いられるインクジェットヘッドを多数個配置した構成を対象として散乱光による液滴吐出不良を検出する構成では、ノズルから吐出されたインク液滴の出射光路から外れた位置にフォトダイオードなどの受光部を配置し、インク液滴に当たった出射光から得られる前方散乱光の受光状態により吐出不良の判断するようになっている。このため、ヘッドのノズル数が多いと、順次、１つのノズル毎に検知していかなければならない為、検出に時間がかかるという問題が生じる。
【００１４】
本発明の目的は、上記従来の液滴検出装置における問題に鑑み、インク液滴の吐出状態を検出するために必要な時間を短縮できる構成を備えたインク液滴検出装置およびインクジェット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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。  
（１）複数個のノズルを並置したノズル列が該並置方向と平行および直角な方向で前記並置方向に沿って位置をずらして千鳥状に複数列設けられているノズルヘッドを対象として、インク液滴の吐出不良を検出するための装置において、
レーザーもしくはＬＥＤを用いた発光源と該発光源からの出射光を収束させるレンズと、該レンズの出射側に配置されて該レンズによって収束された出射光から余分な光を除去するアパーチャと、前記発光源からの光の出射方向と直角な方向に配置されているノズルから吐出されるインク液滴に出射光が当たることで発生する前方散乱光を受光するフォトダイオードとを備え、
前記発光源は、前記一つのノズル列における出射光の出射方向両側に設けられ、前記フォトダイオードは、前記出射光の出射方向で等分位置において該出射光の光路を挟んで相対する位置に配置され、前記発光源のうちの片側から出射された光をそれぞれ対象として配列毎で生じる前記前方散乱光を受光することを特徴とする液滴検出装置。
【００１６】
（２）前記複数のノズルを並置したノズル列が前記ノズルの並置方向と直角な方向で２列である場合、各ノズル列に配置されている複数個のノズルの一つを対象として各発光源からの収束光を前記２列のうちの片側に配列されているノズル列の中心を通過して、前記両側の発光源のうち、片側の発光源からの光のみ照射を受けるように焦点を調整されることを特徴とする（１）記載の液滴検出装置。
【００１７】
（３）前記複数のノズルを並置したノズル列が前記ノズルの並置方向と直角な方向で２列である場合、各ノズル列に配置されている複数個のノズルの一つを対象として各発光源からの収束光を前記２列のうちの片側に配列されているノズル列の中心を通過して、前記両側の発光源のうち、片側の発光源からの光のみ照射を受けるように焦点を調整されることを特徴とする（１）記載の液滴検出装置。
【００１８】
（４）前記ヘッドアレイ同士の間には、前記照射光の光路に対して進退可能なビームストッパが設けられていることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の液滴検出装置。
【００１９】
（５）前記ビームストッパは、液滴検出時のみ前記照射光の光路内に進出することを特徴とする（４）記載の液滴検出装置。
【００２０】
（６）前記各発光源からの収束光毎に前記ヘッドアレイの２つのノズルを対象として照射することにより、配列されているヘッドアレイ毎で２箇所のインク滴を同時に検出することを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の液滴検出装置。
【００２１】
（７）前記配列されているヘッドアレイ毎で２箇所のノズルを対象としてインク滴を検出する際に、該２箇所のインク滴において生じる前方散乱光を受光部にて受光し、その受光部での出力電圧に基づき、インク液滴の吐出状態を判断し、かつ、その出力電圧の傾向に基づき該出力電圧が異なる場合には、２箇所のノズルのいずれかが吐出状態に変化があることを検出することを特徴とする（６）記載の液滴検出装置。
【００２２】
（８）（１）乃至（７）のうちの一つに記載の液滴検出装置を用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インク滴に照射される光を出射する発光源が出射方向両側に設けられ、配列されているノズル列の片側ずつを対象として各発光源から出射される検出光を同時に照射することができるので、複数箇所での液滴吐出状態を一括して検出することができる。この結果、複数のノズルを対象とした検出が行えることにより検出に要する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による液滴検出装置を備えたインクジェット記録装置の一例を説明するための模式図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の平面視による模式図である。
【図３】図１に示したインクジェット記録装置の動作を説明するための模式図である。
【図４】図１に示したインクジェット記録装置に用いられるノズルヘッドの配列を説明するための図である。
【図５】本発明による液滴検出装置の要部構成を説明するための図４相当の図である。
【図６】液滴検出原理を説明するための模式図である。
【図７】本発明による液滴検出装置に用いられる発光源を備えたユニットの構成を説明するための図である。
【図８】本発明による液滴検出装置に用いられる受光部を備えたユニットの構成を説明するための図である。
【図９】図５に示した構成を用いた請求項１および２記載の発明の作用を説明するための図である。
【図１０】図５に示した構成を用いた請求項３記載の発明の作用を説明するための図である。
【図１１】図５に示した構成を用いた請求項４および５記載の発明の作用を説明するための図である。
【図１２】図５に示した構成を用いた請求項６記載の発明の作用を説明するための図である。
【図１３】図１２に示した作用を図９に示した作用に組み合わせた場合を説明するための図である。
【図１４】請求項７記載の発明の作用を説明するための図である。
【図１５】図９に示した作用の一部変形例を説明するための図である。
【図１６】図９に示した作用の一部のさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１７】図５に示した構成の液滴検出装置により実施される検出手順を説明するためのフローチャートである。
【図１８】従来の液滴検出の際の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による液滴検出装置を用いた画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置の構成を示す図である。作用と共に構成を説明すると次の通りである。
【００２６】
図１においてインクジェット記録装置１は、印字中、固定された記録ヘッドに対して印字対象となる用紙Ｐを移動させて液滴吐出動作を行うライン型であり、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送部４と、搬送部４によって搬送される用紙Ｐに液滴を吐出し印字する記録ヘッドを構成するヘッド部５と、印刷終了後又は所要のタイミングでヘッド部５の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるヘッドメンテナンス装置６と、ヘッドメンテナンス装置６のキャップ部材６１、ワイパ部材（図示されないブレード手段）を清掃（クリーニング）するクリーナ装置７を備えている。
【００２７】
インクジェット記録装置１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送部４に給紙される。
搬送部４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと、これらのローラ４１Ａ、４１Ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の表面には複数の図示しない吸引穴が形成されており、搬送ベルト４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、搬送従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト４３に当接している。
搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１Ｂ、搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。
【００２８】
搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出するヘッドアレイユニットで構成されたヘッド部５が移動可能（ここでは昇降後、図の左右方向に移動可能）に配置されている。このヘッド部５は、維持回復動作時（メンテナンス時）にはヘッド部５がメンテナンス装置６の上部の高さまで持ち上がり、その後メンテナンス装置６の上迄横移動した後、メンテナンス装置が上昇し、メンテナンスを実施する。
図３は、上述したヘッド部５の移動経路および用紙Ｐの搬送経路を説明するための模式図であり、同図において被印字物となる用紙Ｐは搬送ベルト４３により搬送され、印字するヘッドアレイ１０１を装備しているヘッド部５は、印字中、固定されており、搬送ベルト４３の送りとヘッド部５の出射のみでインク滴のマトリックスを作り画像を形成する。
【００２９】
ヘッド部５には、ヘッドアレイ１０１の吐出面側から見た図である図４（Ｂ）に示すように、ヘッドアレイユニット５０に設けられている多数のヘッドアレイ１０１によりヘッド列５１Ａ〜５１Ｆが配置され、図４（Ｂ）の紙面において上下方向が相当する紙送り方向と直角な方向の紙幅方向にもヘッドアレイ１０１が多数配列されてノズル列（符号５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ，５１ＥＰで示す）が繋がるように構成されている。
図１に示すように、搬送ベルト４３の周回範囲内部には吸引ファンが設けられており、図３に示す搬送経路において、搬送ベルト４３に空けられた孔により用紙Ｐが搬送ベルト４３に吸引されて搬送されるようになっている。
なお、搬送ベルト４３に開けられている孔は、ヘッド１０１の乾き対策の空打ち時にも用いられる部分である。つまり、画像印字ではなく、ノズル部にある増粘したインクの廃棄を行う際には、用紙Ｐが搬送されていない時、例えば、穿孔する用紙Ｐと後続の用紙Ｐとの間で搬送ベルト４３の表面が露呈する時に、搬送ベルトの孔の位置とノズルの位置とが合致するタイミングによりインク液滴を吐出させ、吐出されたインク液滴が孔を通過して排出されるようになっている。
【００３０】
図１において搬送部４に対する用紙Ｐの搬送方向下流側（図１においては左側に相当）には、用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部４５が配置されている。搬送ガイド４５にて搬送された用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。  
排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。
【００３１】
一方、前述したメンテナンス装置６は、搬送部４の上方でヘッド部５の側方に設けられており、図１および２に示したヘッドアレイ１０１の各ヘッド列に対応してノズル面（吐出面）をキャッピングするキャップ６１と、各ヘッド１０１の各ヘッド列に対応してノズル面をワイピングする図示されないブレード状のワイパー部材（ワイパーブレード）と、１列分のキャップ内を吸引してクリーニングする吸引手段６３を備えたクリーニング装置７を備えている。メンテナンス装置６では、キャップ６１にてヘッド１０１のノズル面を密閉した状態でクリーニング装置７側の吸引手段６３によって吸引することでヘッド１０１に装備されているノズル１０２から増粘したインクを排出させてヘッド１０１の吐出性能を回復させる。ワイパーブレード６２はブレードホルダ６５に保持されている。
なお、メンテナンス装置６の吸引手段６３やキャップ６１と吸引手段をつなぐ流路、その他圧力室等は、インクジェット記録装置１の後側板の外側に配置し、チューブ等の経路を使用して接続することもできる。また、維持回復時に吸引に代えて、あるいは吸引とともにヘッド１０１の上流側から加圧手段によってヘッド１０１内を加圧する構成とすることもできる。
【００３２】
前述したメンテナンス装置６は、搬送部４の上方で用紙搬送方向に対して上下方向移動可能に配置され、ヘッドメンテナンス時には、ヘッド部５が上昇し、スライドしてメンテナンス装置６の上方に移動した後、ヘッド部５の下部にあるメンテナンス部が上昇し、メンテナンスを行う。印字中は図１の位置に退避すると共に、ヘッド部５も図１の位置に移動する。
メンテナンス装置６の上部にはキャップ６１及びワイパーブレード６２に付着した液滴（廃液）を清掃するクリーナ装置７が配置されている。
このクリーナ装置７は、図示しないクリーナ移動手段によって用紙搬送面に対して鉛直方向に上下移動可能に配置されている。
ヘッドアレイ１０１のメンテナンスが終了したメンテナンス装置６は、下降した状態において、クリーナ装置７が下降移動し、キャップ６１及びワイパーブレード６２を清掃する。
【００３３】
一方、図４は、ヘッド部５を構成するヘッドアレイユニット５０の構成を示しており、（Ａ）は、正面図、（Ｂ）はノズル面から見た図である。
ヘッド部５を構成するヘッドアレイユニット５０には、複数個のノズル１０２を並置したヘッド（便宜上、各ヘッドを総括して符号１０１で示す）が、ノズル１０２の並置方向と平行および直角な方向に複数、図４に示す構成では並置方向と直角な方向に６列配列され、各ヘッド１０１には、上述した複数個、図４に示す構成では４列にノズル（近接のノズル列は、１つのノズルに見えるため、図では２列ノズルに見える。便宜上、各ノズルを総括して符号１０２で示す）を並置してノズル列が構成されている。
各ヘッド列のうちで、ノズル列５１Ｋを有するヘッド列５１Ａ、５１Ｂは、ブラックインクの吐出用であり、８ノズル列で用紙幅相当の１列分のノズル列を構成し、かつ、他の色のノズルよりも解像度を２倍にしてある。  
ブラック以外の色を対象としたインク滴吐出用のノズル列に関しては、同じ色のインク液滴を吐出する２つのノズル列（５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ）を用いて用紙幅相当の１列分のノズル列を構成するようになっている。つまり、図４において、図１において符号１０１で示すヘッドを６個用いることで一列に配列されたヘッド列５１Ａ〜５１Ｆが構成されている。
【００３４】
各ヘッド列においては、図４に示すように、平行する複数個のノズル１０２が設けられている。そして、これらノズル１０２のうちで、図１において符号５１Ａ、５１Ｂで示すヘッド列におけるノズル５１Ｋ（図４参照）がブラックインク用として、また図１において符号５１Ｃ，５１Ｄで示すヘッド列における一方のノズル列５１Ｍ（図４参照）がマゼンタ用および他方のノズル列５１Ｃがシアン用として、さらに図１において符号５１Ｅ、５１Ｆで示すヘッド列の一方のノズル列５１Ｙ（図４参照）がイエロー用、他方のノズル列５１ＥＰ（図４参照）がノズル欠損時の代替え（代替えの方式は多種有り、ここでは述べない）として設定されている。
【００３５】
ヘッド部５には、ヘッドアレイユニット５０の各ヘッド１０１にインクをそれぞれ供給する図示しない分岐部材が色毎に配列され、分岐部材上流側にはサブタンクが配置され、サブタンクとヘッドとの水頭差によって、ヘッド１０１のノズル１０２のメニスカスを保持するのに適切な負圧が形成される。さらに、サブタンク上流側にはインクを貯蔵する交換可能なメインタンクが配置されている。
【００３６】
以上のような構成を対象として本発明の特徴を説明すると次の通りである。  
本発明の特徴は、ノズル列の両側に発光源を設け、液滴に当たる照射光により生じる前方散乱光を受光する受光部をノズル列の双方において前記照射光の光路を挟んだ両側に配置することで異なった場所の液滴を同時に検出できる点にある。
【００３７】
従来、液滴検出に際して、紙搬送方向に対し直角方向のヘッド駆動（以下キャリッジ駆動）を元に開発されており、用紙Ｐへの印字範囲外の検知位置にキャリッジ駆動で移動した後、インク滴検知を実施するようになっている。対し、設備機器として使用されるインクジェット記録装置１は、ラインインクジェットヘッドを用いることが主流であり、キャリッジは存在せず、ヘッド１０１をキャリッジ駆動せずにインク滴検知を行うことが望まれる。
【００３８】
また、ラインインクジェット記録装置の場合、大量のノズル列５１を配列したヘッドアレイの為、インク滴検知のみで大量の時間がかかる。このため、その他の時間（ここではキャリッジ駆動にかかる時間）を省く必要がある。そこで、液滴検出に要する時間の短縮が望まれている。
【００３９】
本発明は、このような現状を踏まえ、上述した特徴を持たせることで液滴検出に要する時間を短縮しようとするものである。
液滴検出機構の構成としては、図３，４に示した複数のノズル列毎にその配列方向両側にそれぞれ発光源となるレーザーダイオード（以下、便宜上、ＬＤと表現する場合もある）と、受光部となるフォトダイオード（以下、便宜上、ＰＤと表現する場合もある）とを交互に並べて配置している。このような構成において、液滴吐出不良を検出するのは、ヘッドアレイの両側において２分割された発光源（ＬＤ）および受光部（ＰＤ）ユニットであり、これを用いた液滴検出は、搬送ベルト４３に有する孔の位置がノズルに対向するタイミングに合わせて検出光を照射し、照射された光が液滴に当たった際に生じる前方散乱光を発光部（ＬＤ）と対向する位置に配置されている受光部（ＰＤ）により検知することで行われる。
【００４０】
このような構成を前提として、本実施例にて用いられる液滴検出装置の構成を図５により説明すると次の通りである。なお、図５（Ａ）は、用紙の搬送方向上流側からの図、図５（Ｂ）は、ヘッド部の平面視による図、図５（Ｃ）は、用紙搬送方向と直角な方向からの図をそれぞれ示している。
【００４１】
ヘッドアレイユニット５０は、前述したように、ベース部材５２に８列のヘッド列５１Ａ〜５１Ｆを配置し、互いに隣り合うヘッド列をノズル配列方向に位置をずらして千鳥状に配置している。
そして、ヘッド列５１毎に、ノズル配列方向に沿ってレーザー光２００を射出する発光素子としてレーザーダイオード（ＬＤ）２０１を含む発光手段であるＬＤユニット２０２と、液滴によって生じるレーザー光２００の散乱光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２０３を含む受光手段であるＰＤユニット２０４をベース部材５２に取り付けて配置している。なお、ＬＤユニット２０２、ＰＤユニット２０４には、それぞれ１つのヘッド列の４つのノズル列の近接したノズル列毎に対応して２つのＬＤ２０１、ＰＤ２０３を備えている。また、発光源としては、この他に、ＬＥＤであってもよい。
【００４２】
図５（Ｂ）において縦方向に隣り合うヘッド列５１間においてはＬＤユニット２０２とＰＤユニット２０４が反対側に配置されている。具体的には、例えばヘッド列５１Ａについては、一端部側にＬＤユニット２０２を、他端部側にＰＤユニット２０４を配置し、ヘッド列５１Ａとノズル配列方向に位置をずらして配置された、隣り合うヘッド列５１Ｂについては、一端部側にＰＤユニット２０４を、他端部側にＬＤユニット２０２を配置している。その他のヘッド列相互間も同様の関係で配置している。
つまり、例えばヘッド列５１Ａを第１ヘッド列、ヘッド列５１とノズル配列方向に位置をずらして配置されたヘッド列５１Ｂを第２ヘッド列とするとき、第１ヘッド列と第２ヘッド列との間においてＬＤユニット２０２とＰＤユニット２０４を反対側に（反対の位置関係で）配置している。
そして、ベース部材５２として平面形状（上から見た形状）が矩形状のものを用いているので、ヘッド列のノズル配列方向端部とベース部材との距離が短い側にＬＤユニット２０２を、ヘッド列のノズル配列方向端部とベース部材との距離が長い側にＰＤユニット２０３を配置している。
【００４３】
このように構成することによって、ＬＤユニット２０２、ＰＤユニット２０４を各ヘッド列で同じ側に配置した構成に比べて、ヘッドアレイユニット５０のノズル配列方向の長さを短くすることができる。
【００４４】
図６は、散乱光方式のインク滴の検知について説明する図である。
まず、インク液滴検知を散乱光方式で行なう場合、図６に示すように、一方側に配置されたＬＤユニット２０２から、ＬＤ２０２の射出光をコリメートレンズ２１１により収束すると共にアパーチャ２１２を介して余分な光を除去されたレーザー光２００として、ヘッド１０１から吐出される液滴３００に向けて出射される。
【００４５】
前記レーザー光２００は、他方側のレーザー光２００の光軸から離間した位置に配置されたＰＤユニット２０４のＰＤ２０４によって、レーザー光２００が液滴３００に当たった際に生じる散乱光を受光することで、液滴３００が吐出されているか否かなどを検出する。
この散乱光方式では、ＰＤ２０４はレーザー光２００の光軸に対して一定の距離だけ離間させて配置しなければ、レーザー光２００を直接受光し、あるいは、その影響を受けることになる。
【００４６】
そこで、本実施例では、この距離を確保するために、ヘッド１０１のノズル（滴吐出位置）に対して所定の距離だけＰＤ２０４のノズル配列方向の位置を離している（図６中、符号Ｓ，Ｈで示す距離を持つ位置とする）。これにより、受光部に用いられるＰＤユニットは、ＬＤユニットからの出射光の出射方向に沿って等分位置で、かつ出射光の光路を挟んで相対する位置に配置されていることになる。
【００４７】
なお、本実施例に用いられるＬＤユニットおよびPDユニットの構成は図７，８に示すとおりである。  
図７に示すように、１つのＬＤユニットに対しレーザーダイオードが２つ、図８では１つのＰＤユニットに対しフォトダイオードを２つ内蔵されている。
ユニット内部に取り付けられている半導体レーザー（ＬＤ）及びフォトダイオード（ＰＤ）は、ヘッド列の中の近接したノズル列（図２及び図４の例ではヘッド列に対し２列表記に見えるが、現実には、近距離の２列のノズル列が２列、計４列存在する。）に対し各１個ずつ対応しており、レーザー光路は近接したノズル列５１に対し、中央を光が通るように調整されている。
【００４８】
図７のＬＤユニット２０２は基板２２１に半田付けされた半導体レーザー（ＬＤ）２０１に対し、ある一定の距離を置きコリメートレンズ２１１を配している。この位置関係は治工具で組みつけられ、ＬＤ２０１の個体差に対し調整される。
コリメートレンズ２１１のＬＤ２０１の逆側にはアパーチャ２１２が配置される。アパーチャ２１２は１ｍｍ程度の薄板で作られており、レーザー光２００の余分な部分のみをカットするためで一定の径のレーザー光２００飲みを通過させるために孔が空けられており、コリメートレンズ２１１とはある一定の間隔を持ち固定されている。
ＬＤ２０１を配置した基板２１１はアパーチャ２１２の露出部を除き、ヘッド１０１よりインクを出射するときに発生する余分なミストが入りそれぞれの部品の機能を損なわないように前後がカバーされている。
【００４９】
図８に示されているＰＤユニット２０４は、フォトダイオード（ＰＤ）２０３を基板２３１に対し半田付けして設けられている。基板２３１はフォトダイオード（ＰＤ）２０３の露出部を除き、ヘッド１０１よりインクを出射するときに発生する余分なミストが入りそれぞれの部品の機能を損なわないように前後がカバーされている
【００５０】
以上のような構成を用いて本実施例の作用について説明すると次の通りである。なお、図９以降の図において（Ａ）は、ヘッドアレイおよび液滴検出装置の配置構成を正面視で示した図であり、（Ｂ）は、ノズルの吐出面側から示した図であることを前置きしておく。
【００５１】
図９には、図５に示した構成の液滴検出装置２５０を用いた場合の各部材の配置図であり、同図において、ＬＤユニット２０２から出射されたレーザー照射光２００は、コリメートレンズ２１１により収束され、余分な光をアパーチャ２１２により除去されて液滴に向けて照射されることになる。このときの液滴に向けた照射光は、出射方向両側からの光が対象となり、異なる位置のノズル列から吐出される液滴に対応するようになっている。
【００５２】
液滴に当たる照射光によって生じる前方散乱光は、片側からのＬＤユニット２０４毎に照射されて生じる散乱光が対象となっており、照射光の光路を挟んで相対位置に配置されているＰＤユニットのフォトダイオードによって受光され、その受光データにより液滴吐出不良を判断される。これにより、同時に２箇所でのノズルからの吐出状態の判別が行えることになる。
【００５３】
ところで、図１８に示すように、ＬＤユニットから出射された照射光は、レンズにより収束されることによりヘッド列内の全てのノズルからの液滴を対象としなくなる。図１８では、左側のヘッド列に位置するノズルのみが対象となる。
このように、出射光を収束させることにより収束光内に位置するノズルを対象とした吐出状態の判別を行えるようにしたのが、図９に示す状態である。つまり、収束光による照射が可能な領域を限定し、その領域をヘッド列の配列方向で複数選択できることで複数箇所のノズル列を対象としたノズルの吐出状態判別が同時に行えることになる。  
この作用が請求項１記載の発明による実施例での作用に該当している。  
【００５４】
なお、収束光のビームウエスト位置は調整することができ、これにより、液滴位置がＬＤユニットからの出射光両側（図９では紙面の左右方向）のどちらかの発光源（ＬＤユニット）でのみ照射されるようにして、あるいは、殆どの液滴位置が出射方向両側どちらかの発光源（ＬＤ）のみで照射されるようにして、異なる位置の発光源（ＬＤユニット）から同時に出射光が照射された場合に同時に液滴の吐出が行われた際の光干渉を防止することができる。
【００５５】
また、発光源（ＬＤユニット）からの収束光は、ノズル列の配列方向中心を通り、片側からのみの照射を受けるように焦点を調整することも可能である。つまり、図９において光の集束方向を規定し、光は図９（Ｂ）に示すように、オッド、イーブンの２列のノズル列（ヘッド１０１の４列のノズル列のうち近接した２列のノズル列）、図９（Ｂ）では、測定のズルを含むノズル列と平行するノズル列との間の中心を通過するように焦点を調整することにより、両側のいずれか一方の発光源からの出射光の照射のみを液滴が受けるようにすることができる。
この作用が請求項２記載の発明の実施例による作用に該当している。
【００５６】
次に、図１０において請求項３記載の発明に係る実施例の作用について説明する。  
ノズル列が２列ある場合、レンズによる収束光が図９に示した場合と同様な規定条件とされているとき、双方のＬＤユニット２０２から出射光１００は、ノズル列の一方のノズルを対象としてそれぞれ照射され、液滴が片側のＬＤユニット２０２からの光のみを受けるようになっている。
これにより、焦点を調整することで、個々の液滴が双方のＬＤユニット２０２の片側のみから照射されて複数のノズルでの吐出状態を同時に検出されることになる。
【００５７】
次に、図１１により請求項４および５記載の発明に係る実施例の作用を説明する。  
図１１において、ヘッドアレイのヘッド１０１同士の間には照射光の光路に対して進退可能なビームストッパ４００が設けられている。ビームストッパ４００は、液滴検出時のみ光路内に進出する構成を備えている。このようなビームストッパ４００を設けることにより、図９において説明したビームウエストの調整作業を必要とすることなく、片側のＬＤユニット２０２からの照射光２００のみを、複数配列されているヘッド列の一つを対象として互いに干渉させることなくノズル列に照射することができる。このような作用によれば、収束光だけでなく平行光を用いた場合でも、片側からのＬＤユニット２０２のみの照射光２００を今一つのＬＤユニット２０２からの照射光２００と干渉させることなく同時に異なるヘッド列のノズル列に照射することができるので、同時に異なるヘッド列でのノズルの吐出状態を検出することができる。
ビームストッパ４００は、液滴検出時のみ照射光の光路内に進出するので、ヘッドの保守時には邪魔にならない位置に収納することが可能となる。
【００５８】
次に、図１２，１３により請求項６，７記載の発明に係る実施例の作用について説明する。
図１２に示す実施例においては、前述した実施例と異なり、収束光毎に２つのノズルを対象として照射する点に特徴がある。つまり、片側のＬＤユニット２０２からの収束光により２つのノズルを同時に検出できるようにしている。これら２つのノズルを同時に検出する場合には、得られた検知データのゲインに差があるかどうか（高低差）を判別して吐出状態の判断が行えるようになっている。
このように、一つのヘッド列における２つのノズルを対象として同時に検出する方式を用いると、図１３に示すように、片側毎に２つのノズルをそれぞれ纏めて検出できるので、図１２に示す場合に比べて検出時間を２倍に短縮することができる。
【００５９】
図１４には、検出時間を短縮するために、片側のＬＤユニットからの出射光により同時に２つのノズルを対象として検出するにあたり、図１２において説明した内容である、収束光毎に２つのノズルを対象として照射する場合に、照射対象となるノズル列の配列順序を双方で逆位相（図１４中、測定ノズルに丸数字で示す）に設定した例が示されている。
これにより、同時に照射された液滴からの前方散乱光を受光するＰＤユニットにおいて、例えば、ＰＤユニットからの出力データを保存する記憶部において、ノズル位置をアドレス化しておくことにより、アドレスに対する出力（ゲイン）が異なることを利用する。これにより、検出対象となるノズルの判別精度を低減させないで、複数のズルの同時検出による時間短縮が行える。
【００６０】
また、本実施例の変形例として、図１５に示すように、液滴検出装置に用いられる発光源（ＬＤ）と受光部（ＰＤ）とを備えた検出光学系を個々のヘッド列を対象とするように複数段設け、各ヘッド列でのノズルからの液滴吐出タイミングをずらすことで（図１５（Ａ）において液滴吐出後の移動位置が異なる状態）、個々のヘッド列のみのノズル（第１，第２測定ノズルと表記した状態）を対象とした液滴の吐出状態を検出することも可能である。これによると、互いのヘッド列でのノズルに対する検出光路同士の干渉を招くことなく、ヘッド列で独立して液滴状態の判別が行える。また、図１５に示した変形例の応用としては、図１６に示すように、ヘッド列を千鳥状に配置し、１ヘッド毎に検出光学系を設ける用にしても良い。
【００６１】
以上のような液滴検出は、図１７に示す手順に基づき実行される。
図１７（Ａ）、（Ｂ）において、まず、図１７（Ａ）において、電源ＯＮによって、ヘッドアレイユニットを含むヘッド部をメンテナンス装置によるキャッピング位置から印字位置へ移動し、搬送ベルトを駆動する。
【００６２】
その後、インクの液滴吐出状態の検出動作を行なってインクの液滴を検知した正常吐出か否かを判別し、インクの液滴を検知したときには印字動作に移行し、インクの液滴を検知しないとき、つまり、吐出不良を検知したときには、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行なう。この空吐出動作では、搬送ベルトの吸引孔に向けて滴を吐出させる。
【００６３】
この空吐出動作後に再度インクの液滴吐出状態の検出動作を行なってインクの液滴を検知したか否かを判別し、インクの液滴を検知したときには印字動作に移行する。
【００６４】
一方、上述した場合と違って、再度インクの液滴を検知しないときには、搬送ベルトを停止し、ヘッドアレイユニットを含むヘッド部をメンテナンス装置によるメンテナンス位置に移動させる。そして、メンテナンス装置による維持回復動作を行ない、所定回数維持回復動作を行なうまでは維持回復動作後、上述した処理を繰り返し、所定回数維持回復動作を行なってもインクの液滴を検知できないときには動作を停止してエラーを表示し、ヘッドをキャッピングして待機する。
【００６５】
次に、印字終了後の滴吐出状態検出に関する処理について、図１７（Ｂ）により説明する。
図１７（Ｂ）において、印字が終了すると、インクの液滴吐出状態の検出動作を行って、インクの液滴を検知した（正常吐出）か否かを判別し、インクの液滴を検知したときにはヘッド部をメンテナンス装置によるキャッピング位置に移動して待機状態に入り、インクの液滴を検知しないとき（吐出不良を検知したとき）には、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行なう。
【００６６】
この空吐出動作後に再度インクの液滴吐出状態の検出動作を行なってインクの液滴を検知したか否かを判別し、インクの液滴を検知したときにはヘッド部をメンテナンス装置によるキャッピング位置に移動して待機状態に入る。
【００６７】
これに対し、再度インクの液滴を検知しないときには、ヘッド部をメンテナンス装置によるメンテナンス位置に移動させる。そして、メンテナンス装置による維持回復動作を行ない、所定回数維持回復動作を行なうまでは維持回復動作後上述した処理を繰り返し、所定回数維持回復動作を行なってもインクの液滴を検知できないときには動作を停止してエラーを表示して、ヘッドをキャッピングして待機状態に入る。
【符号の説明】
【００６８】
１  インクジェット記録装置
５  ヘッド部
５１Ａ〜５１Ｆ  ヘッド列
５１Ｋ〜５１  ノズル列
２０２  発光源となるＬＤユニット
２０４  受光部となるＰＤユニット
２１１  コリメータレンズ
２１２  アパーチャ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００８−１９４８２５号公報
【図１】
0005724320.tif 000002
【図２】
0005724320.tif 000003
【図３】
0005724320.tif 000004
【図４】
0005724320.tif 000005
【図５】
0005724320.tif 000006
【図６】
0005724320.tif 000007
【図７】
0005724320.tif 000008
【図８】
0005724320.tif 000009
【図９】
0005724320.tif 000010
【図１０】
0005724320.tif 000011
【図１１】
0005724320.tif 000012
【図１２】
0005724320.tif 000013
【図１３】
0005724320.tif 000014
【図１４】
0005724320.tif 000015
【図１５】
0005724320.tif 000016
【図１６】
0005724320.tif 000017
【図１７】
0005724320.tif 000018
【図１８】
0005724320.tif 000019