(57)【要約】【課題】液体または液滴に対して非接触でその検出を可能とし、特に小液滴、小液量の液検知において、感度が高く、安定で良好なＳ／Ｎ比を持ち、かつ検知に要する時間が短いインクジェット記録装置における液検知システムを提供することを目的とする。【解決手段】液滴から放出される赤外線を検出し液滴を非接触で検知するシステムにおいて、検出するセンサーの回りを遮蔽する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体または液滴から放出される放射波を検知する放射波検知手段と、液体または液滴の通過経路の途中に通過する液に対して非接触な位置に該検知手段を配備するための配備手段と、該検知手段からの出力値の変化、あるいは変化量を検出する出力検出手段を有することにより、通過する液に非接触で液の通過の有無を検知する液検知システムにおいて、
前記放射波検知手段の視野内に遮蔽手段を設けたことを特徴とする液検知システム。
【請求項２】
前記放射波検知手段の視野を、視野内の可動部分を遮るように遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項１の液検知システム。
【請求項３】
前記放射波検知手段の視野内に、空気の流入および流出を遮るように遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項１の液検知システム。
【請求項４】
液から放出される放射波を検知するための放射波検知手段が、赤外波長の波を検知する赤外線センサであり、液から放出される放射波中の赤外波長帯の放射波を検知することを特徴とする請求項１及び３の液検知システム。
【請求項５】
液から放出される赤外線を検知するための赤外線センサが、赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサであることを特徴とする請求項１及び４の液検知システム。
【請求項６】
前記通過する液が、インクジェット記録装置における記録ヘッドから吐出されるインク滴であることを特徴とする請求項１〜５の液検知システム及び該システム搭載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体や液滴の通過の有無や通過する液量を非接触で検知する検知システムに関してであり、特にインクジェット記録装置の記録ヘッドから吐出されるインク滴の検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、インクが充填されたインク吐出ノズル内に設けられたヒータを加熱することにより、ノズル内に気泡を急激に生成させ、その押圧力によりインクをノズル先端から噴射させて、対向する記録媒体にそのインクを着弾させることにより画像記録を行う方式のインクジェット記録装置が急増している。
【０００３】
しかし、この方式の記録装置の欠点として、時間の経過に応じてインク吐出ノズル内に気泡が徐々に生成し、その気泡により画像記録の際にインクが不吐出となり記録不良を起こす事がある。
【０００４】
また、ノズル内に滞在するインクが、時間の経過とともにノズル内に固着し、やはり画像記録時のインク不吐出発生を引き起こすという欠点を有している。
【０００５】
この欠点を克服するためにインクジェット記録装置では、外部からノズル内のインクを強制的に吸出し（吸引し）て、インクの吐出不良を解消する（回復する）方法が取られている。
【０００６】
また、上記回復動作は装置内にタイマーを有し、前回の回復動作からの経過時間を計測し、その経過時間に応じて吸引回復を行うかどうかを決定したり、電源投入時などのあらかじめ決められたタイミングで必ず行ったりしている。
【０００７】
しかしながら、吸引動作を行うと一度に多量のインクが排出されるため、無駄なインクの消費を押さえるという意味において、吸引動作回数は出来るだけ少なくする必要がある。
【０００８】
また、回復動作を行ったからといっても常にインク吐出不良が発生していないという保証はなかった。
【０００９】
そこで、従来ノズルから吐出された後のインク滴を直接検出するための検出システムが検討されており、いくつかの方法が提案されている。
【００１０】
その中でも吐出されたインク滴に対して非接触でその検出を可能とする方法は、インクが検出部に付着しないので、検出部に吐出インク滴を接触させて検知する方法と比較して、付着インクの処理といった煩わしい作業や構造が不要であり、検出部の検出性能劣化の問題もないため特に有効な方法である。
【００１１】
従来提案されている方法の中でも非接触で液体や液滴の検知が可能な方法は少なく、発光素子から受光素子に向けて照射された光路中を、吐出インク滴が遮ることによりインク滴の通過を検出する光学式検知システムがそれである。
【００１２】
図２は、従来提案されている前記発光素子から受光素子に向けて照射された光路中を、吐出インク滴が遮ることによりインク滴の通過を検出する光学式検知システムの構成図である。
【００１３】
図２において１はインクジェット記録装置における記録ヘッドである。記録ヘッド内にはインクが充填されており、また２１で示すインクを吐出するためのノズルが配備されている。ノズル内には２２で示す所定のタイミングパターンでインクを送り出すための液吐出手段（図示せず）により駆動されるヒータがノズル毎に配備されておりこのヒータを熱することによりノズル内のインク中に気泡を発生させその押圧力によりノズル開口方向にインク滴が吐出される。２３が吐出後のインク滴である。このインク滴２３の通過経路の途中に２７で示す発光素子と２４で示す受光素子をインク滴に接触しない位置に配備し、インク滴に対して非接触でその通過の有無の検出を行う。
【００１４】
しかしながら、前記インクジェット記録装置においては、近年記録密度向上のため記録ヘッド内のインク吐出ノズルから吐出されるインク滴が小液滴となってきており、前記光学式検知システムでは受光素子内に到達している全光量に対して、インク滴により遮られる光量が占める割合が小さくなって（検知感度の低下）きたため、十分な検知性能が得られなくなって来ている。
【００１５】
図３は、この問題を解決するものとして、本件出願人が、先に提案した液検知システムの構成図であり、図４は先に提案した発明で使用するインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図である。
【００１６】
図４において記録ヘッド１は図中下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、該キャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら被記録材（不図示）上に画像を形成していく。なおキャリッジ２の左右移動（往復移動）はキャリッジモーター４の回転をプーリー１３に伝え、さらにタイミングベルト５を介して行われる。また、キャリッジ２はフレキシブルケーブル１４によって電気的にヘッド制御回路（不図示）に接続されている。キャリッジ２には係合爪６が設けられ、インクタンク７の係合爪７ａと係合して、キャリッジ２にインクタンク７は固定される。
【００１７】
１スキャン分の記録が終了すると、記録動作を中断して、プラテン８上に位置する被記録材をフィードモーター９の駆動により所定量だけ紙送りし、次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の行の画像形成を行っていく。装置本体の右側には吸引ポンプユニット１０が配置されており、吸引ポンプユニット１０にはキャップ１１、ワイパー１２およびポンプ（不図示）などが装着されている。
【００１８】
また吸引ポンプユニット１０は吸引モーター（不図示）によって記録手段１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作などが行われる。
【００１９】
２４は放射波検知手段であり、赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサである。不吐出検知は記録ヘッド１の直下に放射波検知手段２４がある位置で行われる。
【００２０】
図３において１はインクジェット記録装置における記録ヘッドである。記録ヘッド内にはインクが充填されており、また２１で示すインクを吐出するためのノズルが配備されている。ノズル内には２２で示す所定のタイミングパターンでインクを送り出すための液吐出手段（図示せず）により駆動されるヒータがノズル毎に配備されておりこのヒータを熱することによりノズル内のインク中に気泡を発生させその押圧力によりノズル開口方向にインク滴が吐出される。２３が吐出後のインク滴であるが、このインクの通過経路の途中に２４で示す放射波検知手段をインク滴に接触しない位置に配備し、インク滴に対して非接触でその通過の有無や経過するインク滴の量の検出を行う。もちろん検知感度が指向性を有する場合は感度の高い方向をインクの通過経路に向けることは言うまでもない。
【００２１】
２３で示す吐出後のインク滴は、吐出時に前記ヒータの熱により加熱されており、インク滴が放出する放射波の中でも赤外波長帯の放射波強度が高いため、赤外波長帯の放射波を検知する赤外線センサを放射波検出手段として用いている。もちろん前記ヒータをインク吐出のためではなく、意図的にインク温度コントロールのために使用することも可能である。また、代表的な赤外線センサとしては、赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサが知られている。
【００２２】
２４の焦電型赤外線センサからの出力は吐出されたインク滴が通過する度に変化するため、この変化の有無を２５に示す出力検知手段にて検知することでインク滴の通過の有無を検知することが可能である。また、インク滴の温度が一定温度で吐出する場合には、前記焦電型赤外線センサからの出力の変化量を２５に示す出力検知手段にて検知することにより、通過したインク滴の量を検知することが可能である。
【００２３】
このシステムに於いては、液が放出する放出波のうちの赤外波長帯を検知する場合、事前に液の温度を上げておくことにより、より検知感度を上げることが出来る。このため液を事前に加熱するための加熱手段を付加した実施形態がより好ましいが、インクジェット記録装置においては、液の加熱手段を付加することなく、インクを吐出させるためのヒータがその役割を果たすため、この検知システムが非常に適していると言える。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
図３、４に示した先の提案は、小液滴、小液量の液検知において感度が高く、インクジェット記録装置において非常に有効な液検知システムであるが、なお次のような新たな問題点がある。
【００２５】
外光などによるＳ／Ｎの悪化を改善するためには、図２に示した従来の発光素子から受光素子に向けて照射された光路中を、吐出インク滴が遮ることによりインク滴の通過を検出する光学式検知システムにおいては、発光素子及び受光素子をその場に存在しない波長域の光を発光／受光する発光素子及び受光素子を選んだり、発光素子の出力を高くするという方法で容易に改善できた。
【００２６】
また外光の他にも、図４に示した焦電型赤外線センサ２４の視野内にあるプーリー１３、タイミングベルト５、フレキシブルケーブル１４及びベース１５も赤外線を放射しており、その放射量はその物体の温度等に依存して変化する。ベース１５はキャリッジモーター４の放熱板としての役割も果たしておりベース１５の温度は時間とともに変化する。またタイミングベルト５、フレキシブルケーブル１４自体の温度分布は一様ではなく、その移動や震動によっても、焦電型赤外線センサ２４の出力にノイズとして現れる。
【００２７】
しかしながら、図３に示した先の提案では、発光素子はなく、物体そのものの放射波を検出するために、従来例のような方法では、これらのノイズの影響を除去すること、すなわちＳ／Ｎを改善できない。また前記したようにインク自体の温度を予め高くすればＳ／Ｎを改善できるが、インクの温度を高くしすぎると吐出自体が不安定になるため、際限なくインクの温度を高くすることはできない。
【００２８】
タイミングベルト５、フレキシブルケーブル１４の震動による焦電型赤外線センサ２４の出力に現れるノイズを除去するためには、その震動が収まるのを待ってから焦電型赤外線センサ２４の出力を見ればよいが、それは検知に要する時間が長くなることを意味しており、特に複数の記録ヘッドを備えたカラーのインクジェット記録装置においては、インクジェット記録装置のスループットに影響をあたえ無視できる時間ではない。
【００２９】
そこで本発明は上記状況及び問題に鑑み、液体または液滴に対して非接触でその検出を可能とする液検知システムであり、特に小液滴、小液量の液検知において感度が高く、安定で良好なＳ／Ｎ比をもち、かつ検知に要する時間が短いインクジェット記録装置における非常に有効な液検知システムを提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、液体または液滴から放出される放射波を検知する放射波検知手段と、液体または液滴の通過経路の途中に通過する液に対して非接触な位置に該検知手段を配備するための配備手段と、該検知手段からの出力値の変化、あるいは変化量を検出する出力検出手段を有することにより、通過する液に非接触で液の通過の有無を検知する液検知システムにおいて、前記放射波検知手段の視野内に遮蔽手段を設けたことを特徴とする。
【００３１】
また、前記放射波検知手段の視野を、視野内の可動部分を遮るように遮蔽手段を設けたことを特徴とする。
【００３２】
また、前記放射波検知手段の視野内に、空気の流入および流出を遮るように遮蔽手段を設けたことを特徴とする。
【００３３】
また、液から放出される放射波を検知するための放射波検知手段が、赤外波長の波を検知する赤外線センサであり、液から放出される放射波中の赤外波長帯の放射波を検知することを特徴とする。
【００３４】
また、液から放出される赤外線を検知するための赤外線センサが、赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサであることを特徴とする。
【００３５】
また、前記通過する液が、インクジェット記録装置における記録ヘッドから吐出されるインク滴であることを特徴とする。
【００３６】
（作用）
液滴以外から放射される放射波の影響を除去することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本実施例では図４に示したインクジェット記録装置のインク滴の検知を例にとって説明する。
【００３８】
図１は本発明の特徴を最も良く現す液検知システムの構成図である。図１における図３と同じ符号は、図３と同じなので説明を省略する。
【００３９】
放射波検知手段２４は図３で示したものと同じ赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサである。
【００４０】
２６は遮蔽手段である。遮蔽手段２６は放射波検知手段２４の検出波長の放射波（本実施例では赤外線）を遮蔽する材料でできている。遮蔽手段２６は、プーリー１３、タイミングベルト５、フレキシブルケーブル１４及びベース１５から放射される赤外線を遮蔽する。したがって、プーリー１３、タイミングベルト５、フレキシブルケーブル１４等の移動や震動によるノイズは放射波検知手段２４の出力には現れない。
【００４１】
また、遮蔽手段２６は主に三方向を遮蔽していて、放射波検知手段２と下面にあるインク受容体（不図示）とで囲われた空間は上方向にしか開口部が無いような構造になっている。したがって空気の流入流出もないため温度の異なる空気の流入による放射波検知手段２４の出力の変動はない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プーリー、タイミングベルト及びフレキシブルケーブル、ベース等液滴以外から放射される赤外線を遮蔽し、これらの移動や震動によるＳ／Ｎの悪化を改善できる。
【００４３】
また空気の流入流出もないため温度の異なる空気の流入による放射波検知手段２４の出力の変動によるＳ／Ｎの悪化を改善できる。
【００４４】
また、震動がおさまるまで待つ必要がないため検出に要する時間が短縮でき、ひいては、記録装置自体のスループットを向上させることができる。
【００４５】
また、空気の流入がないので、空気中に浮遊しているミスト状のインクのセンサーへの付着によるセンサーの性能劣化を防止できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインク滴検出システムの実施例を示す構成図。
【図２】従来のインク滴検出システムを示す構成図。
【図３】本件出願人が先に提案したインク滴検出システムの実施例を示す構成図。
【図４】本件出願人が先に提案したインク滴検出システムを搭載したインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図。
【符号の説明】
１　記録ヘッド
２　キャリッジ
３　ガイド軸
４　キャリッジモーター
５　タイミングベルト
６　係合爪
７　インクタンク
７ａ　係合穴
８　プラテン
９　フィードモーター
１０　吸引ポンプユニット
１１　キャップ
１２　ワイパー
１３　プーリー
１４　フレキシブルケーブル
１５　ベース
２１　記録ヘッドに配備されているインク吐出ノズル
２２　インクを吐出させる（ための気泡を発生させる）ためのヒータ＝インクを加熱するための加熱手段
２３　吐出後のインク滴
２４　放射波検知手段であるところの赤外線センサ
２５　放射波検知手段からの出力の変化及び変化量を検出する出力検出手段
２６　遮蔽手段
２７　赤外線発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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