(57)【要約】【課題】同時に多数の液滴を検出することが可能で、かつ画像形成中においても精度良く液滴を検出することを可能する。【解決手段】光束中に液滴を吐出して、その光を受光して前記液滴を検出する液滴検出装置であって、光源と、前記光源から射出された光を、前記液滴の吐出方向に略垂直な略ライン状の光束に形成する、前記光源と前記液滴との間に配置されたレンズと、前記略ライン状に形成された光束を受光する光検出素子と、前記光検出素子の検出信号から前記液滴の吐出状態を判断する吐出検出手段と、を有することを特徴とする液滴検出装置を提供することにより前記課題を解決する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束中に液滴を吐出して、その光を受光して前記液滴を検出する液滴検出装置であって、
光源と、
前記光源から射出された光を、前記液滴の吐出方向に略垂直な略ライン状の光束に形成する、前記光源と前記液滴との間に配置されたレンズと、
前記略ライン状に形成された光束を受光する光検出素子と、
前記光検出素子の検出信号から前記液滴の吐出状態を判断する吐出検出手段と、
を有することを特徴とする液滴検出装置。
【請求項２】
前記光源はＬＤ光源であり、且つそのＬＤの接合面に垂直な方向を前記液滴の吐出方向と略垂直に配置したことを特徴とする請求項１に記載の液滴検出装置。
【請求項３】
前記レンズは、シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴検出装置。
【請求項４】
前記レンズは、アナモフィックレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴検出装置。
【請求項５】
前記光検出素子は、ライン素子センサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴検出装置。
【請求項６】
前記吐出された液滴と前記光検出素子との間にシリンドリカルレンズまたはアナモフィックレンズを配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液滴検出装置を備えた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、液滴検出装置及び画像形成装置に係り、特に、インク等の液滴を記録媒体に吐出して画像等を形成する画像形成装置において、液滴の吐出不吐出を検出する液滴検出装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置として、多数のノズル（インク吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（インク吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、記録媒体に向けてノズルからインク（インク液滴）を吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子（圧電セラミック）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。
【０００４】
インクジェット記録装置のようなインク吐出ヘッドを有する画像形成装置においては、インクを貯蔵するインクタンクからインク供給路を介してインク吐出ヘッドにインクを供給し、上記様々な吐出方法でインクを吐出しているが、インクの吐出量、吐出速度、吐出方向及び吐出されるインクの形状（体積）等が、常に一定となるように安定して吐出する必要がある。
【０００５】
しかし、印字中においては、印字の指示があった場合に直ちに印字が実行されるようにインク吐出ヘッドのノズルには常にインクが満たされており、ノズルのインクは空気にさらされているため、長時間吐出が行われないノズルのインクが乾燥し、インク粘度が高くなったり、ノズルが目詰まりしたりすることがある。また、インク供給路内等に混入した気泡が溜まり、インク供給を遮断したり、あるいは長時間吐出を続けていることにより、インクのリフィルが遅れ、吐出不良が発生する場合もある。
【０００６】
これらの様々な原因により、上述したような安定したインク吐出が行われなくなった場合には、吐出ヘッドのメンテナンスを行う必要がある。そこで、従来より、インクが安定して吐出されているか否かを検出する様々な方法が提案されている。
【０００７】
例えば、光源を結像させる一つ又は複数のレンズから構成される光学系の光源と像との間に、被測定対象である液滴を配置し、ノズルを射出方向に若干傾斜させ、ノズル上部あるいは下部から平行光を照射し、複数の液滴を照射して、透過してきた光をテレセントリックレンズによって液滴の像をＣＣＤ等の撮像素子へ結像させるようにしてノズルからの液滴の吐出不吐出を検出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５０６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、ノズルから吐出された液滴を照明する光学系は、光源からの光を集束するレンズ（集光レンズ）、この集光レンズの結像点付近に設けられたスリット（絞り）及びこの絞りからの光を平行光束に変換するレンズ（平行光束変換レンズ）で構成されているが、レンズについての詳細な記述はない。
【０００９】
しかし、一般的な集光レンズによって液滴に照射する光束を形成しようとすると、以下図を用いて説明するような問題がある。
【００１０】
図１７に、従来の、光束により液滴を検出する装置の、液滴に照射する光束を形成する光学系に一般的な集光レンズを用いた場合の光束と液滴との関係を示す。図１７（ａ）は、左から右へ向かう光束９０中を上から下へ液滴９１が通過する様子を示したものである。すなわち、図１７（ａ）においては、図の左側が発光側であり、右側が受光側である。
【００１１】
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）を右側の受光側から見た様子を表したものである。従って、図１７（ｂ）においては、光束９０は図の紙面の裏側から表側へ紙面に垂直な方向に進行する。また、図１７（ｃ）は、図１７（ａ）を斜視図で示したものである。図１７（ｃ）において、２つの平面９２、９３は光束９０の光軸方向に垂直な平面である。
【００１２】
このとき、検出信号のＳＮ比を改善するために、図１７（ｂ）に示すように、光束９０の径を絞った場合に、液滴９１の飛翔方向が曲がると光束９０を液滴９１がきちんと通過しなくなり、さらには液滴９１を検出することができなくなるという問題がある。すなわち、液滴９１の飛翔方向が、図１７（ｃ）に矢印Ｆ１で示すように、光束９０の光軸方向にずれた場合には問題ないが、矢印Ｆ２で示すように光束９０の光軸方向に垂直な方向（すなわち、平面９２内）にずれた場合には、光束径が小さいと液滴９１が検出できなくなる。
【００１３】
そこで、光学系に一般的な集光レンズを用いた図１７と同様の従来の液滴検出装置で、上述したような飛翔曲がりの問題を解決するとともに、多数の液滴を同時に検出できるように、光束サイズを大きく（光束径を太く）した場合を図１８に示す。
【００１４】
図１７と同様に図１８（ａ）は、光束９０中を液滴９１が通過する様子を横から見た図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）を右側から見た図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）の斜視図である。また、図１８（ｃ）において、２つの平面９４、９５は、それぞれ光束９０の光軸に垂直な平面である。
【００１５】
このように、光束９０の径を太くすると、図１８（ｃ）に示すように、液滴９１の飛翔方向が、矢印Ｆ３のように光軸方向にずれても、矢印Ｆ４のように光軸に垂直な方向にずれても、液滴９１を検出することができ、さらに多数の液滴９１を同時に検出することができる。
【００１６】
しかし、図１８（ｂ）からわかるように、光束９０の径が大きいと、ＳＮ比が悪くなる。さらに、このように広い範囲の液滴に照射しようとして光束径を太くすると、光束９０がヘッドや他部材と干渉するという問題がある。しかし、この干渉を避けるために、ヘッドと記録媒体との間を大きくすると、ノズルから吐出された液滴が記録媒体に着弾するまでの距離が長くなり、液滴の飛翔が不安定になるという問題がある。また、このようにヘッドと記録媒体の間を大きくするためには、検出時には印字状態からヘッド等を移動させる必要があり、検出装置が煩雑となるとともに検出に時間がかかるという問題がある。
【００１７】
また逆に、ヘッドと記録媒体との距離を開けないとすれば、光束の径を小さくする必要があり、そうすると、図１７で説明したように、飛翔曲がりの問題や、多数の液滴を検出できないという問題がある。
【００１８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、同時に多数の液滴を検出することが可能で、かつ画像形成中においても精度良く液滴を検出することができる液滴検出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光束中に液滴を吐出して、その光を受光して前記液滴を検出する液滴検出装置であって、光源と、前記光源から射出された光を、前記液滴の吐出方向に略垂直な略ライン状の光束に形成する、前記光源と前記液滴との間に配置されたレンズと、前記略ライン状に形成された光束を受光する光検出素子と、前記光検出素子の検出信号から前記液滴の吐出状態を判断する吐出検出手段と、を有することを特徴とする液滴検出装置を提供する。
【００２０】
これによれば、液滴への照射光束が略ライン状であるため、同時に多数の液滴を検出することができる。また、照射光束が液滴吐出ヘッドと干渉することがないため、フレアの発生がなく、精度の良い検出が可能となるとともに、液滴吐出ヘッドと被記録媒体との間に光を配置でき、画像形成中にも液滴の検出が可能となる。さらに、液滴吐出ヘッドあるいは被記録媒体を移動して検出する場合にも、その移動量を少なくすることができる。
【００２１】
また、前記光源はＬＤ光源であり、且つそのＬＤの接合面に垂直な方向を前記液滴の吐出方向と略垂直に配置したことが好ましい。これにより、前記液滴の吐出方向と略垂直方向に、光束の広がり角が大きいため、光束をライン状に形成することが容易になる。
【００２２】
また、前記レンズは、シリンドリカルレンズであることを特徴とする。シリンドリカルレンズは、前記液滴の吐出方向と前記照射光束の光軸とで形成される平面内（後述する図４（ａ）の平面内）において屈折力を有する。また、前記レンズは、アナモフィックレンズであることが好ましい。アナモフィックレンズは、前記液滴の吐出方向と前記照射光束の光軸とで形成される平面内（後述する図４（ａ）あるいは図１５（ａ）の平面内）において正の屈折力を有し、前記光軸を含み前記平面に垂直な平面内（後述する図１５（ｂ）の平面内）において負の屈折力を有する。これによれば、液滴の並び方向に光を広げることができ、少ない光源で広いエリアを照射することが可能となり、光源の数を減少させることができる。
【００２３】
また、前記光検出素子は、ライン素子センサであることが好ましい。これによれば、液滴サイズと実効的な照射光束（例えば、光検出素子がＣＣＤの場合、その１画素に入射する光束）との差が小さいので、ＳＮ比の良い測定が可能となる。また、光束の幅が広いため、液滴曲がりにも対応でき、不吐出のみならず飛翔曲がりの測定も可能となる。また、前記吐出された液滴と前記光検出素子との間にシリンドリカルレンズまたはアナモフィックレンズを配置したことを特徴とする。これにより、光検出素子上で検出光を集光して検出効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、前記液滴検出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。これにより、不吐出を確実に検出することができ、形成される画像の信頼性向上と高画質化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る液滴検出装置及び画像形成装置は、液滴への照射光束を略ライン状としたため、同時に多数の液滴を検出することができ、また、照射光束が液滴吐出ヘッドと干渉することがないため、フレアの発生がなく、精度の良い検出が可能となるとともに、液滴吐出ヘッドと被記録媒体との間に光を配置でき、画像形成中にも液滴の検出が可能となる。さらに、液滴吐出ヘッドあるいは被記録媒体を移動して検出する場合にも、その移動量を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液滴検出装置及び画像形成装置について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【００２８】
図１に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。
【００２９】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００３１】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３３】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３４】
ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００３５】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００３６】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３７】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３８】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００３９】
印字部１２は、４色（ＫＣＭＹ）に対応する印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからなり、各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、それぞれが複数の吐出口を有する複数の吐出ヘッドを記録紙１６の全幅を担うように、各吐出ヘッドの長手方向を記録紙１６の幅方向に並べて構成された、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを、紙搬送方向と直交する方向に配置した、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。詳しくは後述するが、各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。
【００４０】
各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、図２に示すように、インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドを有して構成されている。
【００４１】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの印字ヘッドからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４２】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４３】
なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００４４】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの印字ヘッドと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４５】
印字部１２の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００４６】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。  
【００４７】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００４８】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００４９】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００５０】
次に、印字ヘッドユニットの構造について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッドユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているため、以下、これらを一つの印字ヘッドユニット５０で代表させて説明する事とする。
【００５１】
印字ヘッドユニット５０は、インクを吐出する吐出手段として印字ヘッド５１を有している。図３に、印字ヘッド５１の構造例を平面透視図で示す。
【００５２】
記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５１におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。そこで、本例の印字ヘッド５１は、図３に示すように、インク滴が吐出するノズル５２と各ノズル５２に対応する圧力室５３等からなる多数のインク室ユニット５５を千鳥でマトリクス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。
【００５３】
各ノズル５２に対応して設けられている圧力室５３は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５２とインクの供給口５４が設けられている。各圧力室５３は、供給口５４を介して図示しないインクの共通流路と連通されている。インクは、共通流路から供給口５４を通って圧力室５３に供給され、図示しないアクチュエータ等により発生された圧力により圧力室５３が変形して、ノズル５２から記録紙に向かって吐出されるようになっている。
【００５４】
図４（ａ）、（ｂ）に、印字ヘッドユニット５０に設置された、インク吐出検出を行うインク検出装置（液滴検出装置）の第１実施例の概略構成を示す。
【００５５】
図４（ａ）は正面図であり印字ヘッド５１をその長手方向側から見たもので、図４（ａ）には印字ヘッド５１の短手方向Ｓが表示されている。また、図４（ｂ）は図４（ａ）の構成を下から見た図であり、記録紙１６を省略して示した底面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、インク検出装置５８は、印字ヘッドユニット５０の印字ヘッド５１に対して設置され、インク（液滴）吐出手段である印字ヘッド５１から記録紙１６に向けて吐出されたインク（液滴）を検出するものである。
【００５６】
この第１実施例に係るインク検出装置５８は、レーザダイオードの（ＬＤ光源）光源６０と、光検出素子としてのＣＣＤ６１、光源６０から射出された光ビームを所定の形状の光束６６に形成するシリンドリカルレンズ６２及び６３、ＣＣＤ（光検出素子）６１からの検出信号を受けて吐出状態を検出する吐出検出手段６４によって構成される。
【００５７】
また、図４（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１には、多数のノズル５２がマトリクス状に形成されている。図４（ｂ) においては、インクは各ノズル５２から図の紙面に垂直な方向で、図の紙面の手前側に吐出される。
【００５８】
シリンドリカルレンズ６２及び６３は、図４（ａ）に示す面内において、シリンドリカルレンズ６２及び６３の母線が垂直であるように配置される。さらに図４（ａ）に示す平面内において、シリンドリカルレンズ６２は光源６０から出た光を概ね液滴を照射する位置で集光するように配置されている。また、シリンドリカルレンズ６３は液滴を照射する位置を通過してきた光束６６をＣＣＤ６１の受光面上に集光させるように配置されている。
【００５９】
この面内においてシリンドリカルレンズ６２は、その平面状の側面６２ａを印字ヘッド５１側に向け、曲面状の側面６２ｂを光源６０側に向けて配置され、シリンドリカルレンズ６３は、その平面状の側面６３ａを印字ヘッド５１側に向け、曲面状の側面６３ｂをＣＣＤ６１側に向けて配置されている。
【００６０】
一方、図４（ｂ）に示す面と、シリンドリカルレンズ６２及び６３の母線は平行であり、この面内においてそれぞれの屈折力は０となる。そのため、この平面内において、光源６０からの光は光源の持つ広がりのまま進む。そのため、この光束６６が印字ヘッド５１と記録紙１６との間を通過する際、印字ヘッド５１のすべてのノズル５２から吐出されるインク滴をこの光束内に捉えることが出来るようになっている。
【００６１】
また、光検出素子としてのＣＣＤ６１は、図４（ｂ）に示すように、その受光面が印字ヘッド５１の長手方向と平行に配置され、印字ヘッド５１の長手方向全幅にわたって光を検出可能な長さを有するライン素子センサとなっている。
【００６２】
本実施形態における光源６０は、波長λ＝７８０［ｎｍ］、接合面に平行な拡がり角θp ＝１０［°］、接合面に垂直な拡がり角θv ＝２０［°］で、接合面に平行な面が図４（ａ）の平面と、接合面に垂直な面が図４（ｂ）の平面とそれぞれ平行になるように光源６０を配置している。
【００６３】
印字ヘッド５１の長さＬH ＝１［inch] ＝２５．４［ｍｍ］とすると、図４（ｂ）に示すようにθv ＝２０［°］より、光源６０と印字ヘッド５１との距離ｄ１は、ｄ１＝８０［ｍｍ］とすることができる。このとき、印字ヘッド５１の位置における光束６６の広がり幅は、２×８０×ｔａｎ１０°で計算され、この値は略２８［ｍｍ］となり、印字ヘッド５１の長さ２５．４［ｍｍ］を充分カバーしている。
【００６４】
また、図４（ａ）において、印字ヘッド５１下のインク液滴が光束６６中に吐出される部分での光束６６のインク飛翔方向におけるビーム幅（ビームウエストｗ）としては、１００［μｍ］が必要である。レーザ光においてビームウエストからの拡がり角θw は、ビームウエスト径Ｗ、波長λから近似的に以下で表される。
【００６５】
θw ＝（４×λ）／（ｗ×π）
ビームウエストにおいてｗ＝１００［μｍ］のとき、このＬＤの広がり角θ100 は、λ＝７８０［ｎｍ］、ｗ＝１００［μｍ］として上の式で計算すると略９．９×１０-3［ｒａｄ］となり、これは約０．５７［°］である。したがって、θ100 ＝０．５［°］とすれば、上記ウエストにおいて１００［μｍ］以上、実際は１１４［μｍ］となる。
【００６６】
また、接合面に平行な面内の広がり角θp ＝１０［°］で、θ100 ＝０．５［°］であるので、これから光源６０と印字ヘッド５１との間のレンズ系の倍率は、１０／０．５＝２０倍となる。
【００６７】
そこで、本実施形態では、シリンドリカルレンズ６２として、図４（ａ）の面内（接合面に平行な面内）での焦点距離がｆp ＝３．６、図４（ｂ）の面内（接合面に垂直な面内）での焦点距離が（この面内では屈折力を有さないので光束６６は集光されないため）ｆv ＝∞（無限大）となるようなレンズを用い、またシリンドリカルレンズ６３としては、図４（ａ）の面内（接合面に平行な面内）での焦点距離がｆp ＝１５、図４（ｂ）の面内（接合面に垂直な面内）での焦点距離がｆv ＝∞（無限大）であるレンズを用いている。
【００６８】
このように光源６０のＬＤの接合面に平行な面内での焦点距離がｆp ＝３．６のシリンドリカルレンズ６２を印字ヘッド５１からのインク吐出方向にこの屈折力を有するような向きで、図４（ａ）に示すように光源６０からの距離ｄ４＝３．８［ｍｍ］となるようなの位置に配置することで、上に述べたような２０倍の倍率を達成し、光源６０と印字ヘッド５１間の距離ｄ１を８０［ｍｍ］とすることができる。
【００６９】
また結像側については、光源６０のＬＤの接合面に平行な面内での焦点距離がｆp ＝１５のシリンドリカルレンズ６３を印字ヘッド５１からのインク吐出方向にこの屈折力を有するような向きで、図４（ａ）に示すように印字ヘッド５１からの距離ｄ２とＣＣＤ６１までの距離ｄ３がそれぞれ等しく、ｄ２＝ｄ３＝３０［ｍｍ］となるように、印字ヘッド５１とＣＣＤ６１との中間に配置することにより、インク液滴を照射している位置とＣＣＤ６１の位置とで等倍となるため、ＣＣＤ６１上で上記ウエストにおいるビーム幅１１４［μｍ］と同じ幅となるように集束される。
【００７０】
なお、以上説明した例では、レンズをシリンドリカルレンズの単レンズとして示して説明したが、レンズを組み合わせたり、正の曲率を有する（屈折力を有する）方向を非球面とすることで収差を低減して、よりよい検出を可能とすることもできる。
【００７１】
図５に、光束により液滴を検出する従来の例を示した図１７あるいは図１８に対応する、本実施形態における光束と液滴（インク）との関係を示す。
【００７２】
図５（ａ）は、左（発光側）から右（受光側）へ向かう光束６６中を上から下へインク６８が通過する様子を示したものである。図５（ａ）中に矢印δ１で示す範囲は、インク６８の飛翔方向のずれの可能性のある範囲を示すものである。
【００７３】
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）を右側の受光側から見た様子を示したものである。したがって、図５（ｂ）においては、光束６６は、図の紙面の裏側から表側へ、紙面に垂直な方向に進む。図５（ｂ）中に符号Ｄで示す光束６６の斜線部分の範囲は、ＣＣＤ６１の１画素の幅を示すものであり、矢印δ２で示す範囲は、インク６８の飛翔方向のずれの可能性のある範囲を示している。また、図５（ｃ）は、図５（ａ）を斜視図で示したものである。図５（ｃ）において、２つの平面７０、７２は、光束６６の光軸方向Ｘに垂直な平面である。
【００７４】
そして、光束６６がインク６８の飛翔方向に垂直な方向で図５（ｃ）中に矢印Ｆ６で表示した方向に広がっているため、図５（ｃ）に矢印Ｆ５に示すように光軸方向Ｘにインク６８の飛翔方向がずれても、あるいはインク飛翔方向及び光軸方向Ｘの両方に垂直な矢印Ｆ６で示す方向に飛翔方向がずれても、確実に光束６６がインク６８液滴を捕らえることができる。さらに、図５（ｂ）に示すように、インク６８飛翔方向においては、シリンドリカルレンズ６２の屈折力により光束６６が絞られているため、光束６６が印字ヘッド５１等と干渉することもない。
【００７５】
このように、本実施形態における光束６６は、インク６８液滴の並び方向に広がったライン状の照射光束であるため、図５（ｂ）に示すようにＣＣＤ６１の１画素から見た場合に、光束径と液滴サイズとの差が小さくＳＮ比が良い。また、たとえインク６８の飛翔方向（吐出方向）が曲がっても、例えばＣＣＤ６１の隣の画素で検出可能である。さらに、ＣＣＤ６１のどの画素がインク６８の通過を検出したかを認識することにより、インク６８の飛翔ずれ（飛翔曲がり）を検出することも可能となる。
【００７６】
また、吐出検出手段６４は、ＣＣＤ（光検出素子）６１の検出信号からインク（液滴）の吐出状態を判断するものであり、具体的にはマイクロコンピュータによって構成され、ＣＣＤ６１の検出信号を用いてデータ処理を行うようになっている。このとき、発光パルス数と吐出速度データ、光量変動と吐出量データ、ノズル位置とＣＣＤ（の画素）位置の対応データを有しており、これらを適宜利用してデータ処理が行われる。
【００７７】
図６に、発光パルス間隔と吐出速度との関係を模式的に示す。このような発光パルスと吐出速度との関係を、例えば吐出検出手段６４のメモリに記憶させておく。このとき、図７に示すようなＣＣＤ６１の検出信号において、光束中をインクが通過中は、光量が減少するため、光量が減少している部分の発光パルス数をカウントすることで、インクが光束中を通過する時間がわかり、これからインクの飛翔速度を測定することができる。
【００７８】
また、図８に、光量変動とインク吐出量との関係を模式的に示す。これは、どれだけ光量変動があったときに、どれだけ吐出量があったかを示すものであり、このデータも吐出検出手段６４のメモリに記憶しておく。また、特に図示はしないが、ノズル位置とそれに対応したＣＣＤ６１の画素位置との関係を表すデータも同様に吐出検出手段６４のメモリに記憶しておく。
【００７９】
以下、本実施例の作用を説明する。インク検出方法としては、オフラインで検出する方法と、画像形成中にオンラインで検出する方法とがあり、さらに、オフライン検出の場合には、インクの飛翔速度を検出しない場合と、インク飛翔速度を検出する場合とがある。
【００８０】
まず、オフライン検出でインク飛翔速度の検出を行わない場合について説明する。図９に、この場合の動作シーケンスをフローチャートで示す。印字ヘッド５１には、図３あるいは図４（ｂ）に示すように、多数のノズル５２がマトリクス状に並んでおり、これらの各ノズル５２からのインク吐出検出を行う場合、マトリクス状に並んだノズル５２に対し、図４（ｂ）に符号５２ａで示すように印字ヘッド５１の長手方向に１行に並んだノズル５２を１行ずつ吐出検出を行う。
【００８１】
図９のステップＳ１００において、ＬＤ光源６０からレーザ光を発振する。次のステップＳ１０２において、吐出検出手段６４は、各行毎にノズル５２の吐出検出を行う際の行のカウンタｉを０クリアする。
【００８２】
ステップＳ１０４で、吐出検出手段６４は、行カウンタｉを１カウントアップし、第ｉ行目のノズル５２からインクを吐出する。ステップＳ１０６において、このとき吐出されたインクがレーザの光束６６の中を通過した像をＣＣＤ６１で検出する。レーザの光束６６のみをこのＣＣＤ６１によって検出した時の光量分布を図１０に示す。図１０において、横軸はセンサ列方向であり、縦軸は光量を表す。図１０に示すように、この場合の光量分布は略ガウス分布をなしている。
【００８３】
ステップＳ１０８において、吐出検出手段６４は、ＣＣＤ６１からその検出信号を受け取り、これを用いてデータ処理を行い各ノズル５２からのインク吐出状態を判断する。このとき、予めメモリに記憶されている光量変動と吐出量の関係を示すデータ、及びノズル位置とＣＣＤ位置の関係を示すデータを用いてデータ処理を行い、正常に吐出されているか否か、吐出されていても飛翔位置がずれていないか等を検出する。
【００８４】
ステップＳ１１０において、吐出検出手段６４の検出結果を判断し、正常に吐出されている場合、すなわち吐出ＯＫの場合には次のステップＳ１１２へ進み最終行のノズル５２までチェックが終了したか判断し、正常に吐出されていない場合、すなわち吐出ＮＧの場合にはステップＳ１１４へ進み、吐出ＮＧの内容について判断する。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１１４において、そもそもインクが吐出されないのか、吐出はされるが飛翔方向がずれているのかを判断する。インクが吐出されない完全な吐出ＮＧの場合には、ステップＳ１１６へ進み、前述したノズル位置とＣＣＤ位置データから特定される不吐出ノズル５２について不吐出の回復動作（吸引やパージ）を行う。回復動作を行った後は、ステップＳ１１２へ進む。
【００８６】
ステップＳ１１４の判断において、吐出はされるが飛翔方向がずれているとされた場合には、ステップＳ１１８へ進み、やはりノズル位置とＣＣＤ位置データから特定されるそのノズル位置と飛翔位置誤差のデータをメモリに記憶した後、ステップＳ１１２へ進む。このノズル位置及び飛翔位置誤差のデータは、次回そのノズル５２からインクを吐出する際に、そのノズル５２からインク液滴を吐出するために圧力室５３を変形させるアクチュエータに印加する電圧強度に掛けて吐出圧力（吐出速度）を補正するための補正係数を算出するために用いられる。  
【００８７】
ステップＳ１１２では、最終行のノズルのチェックが終了したか否か判断し、まだ最終行までチェックが終了していない場合には、ステップＳ１０４へ戻り、行カウンタｉを１カウントアップして前と同様にして次の行の吐出検出を行う。
【００８８】
また、最終行のノズル５２まで全てチェックが終了したら、次のステップＳ１２０においてＬＤ光源６０からのレーザ発振をオフにして、次のステップＳ１２２において、画像出力を開始する。このとき、飛翔位置ずれの検出されたノズル５２については、メモリに記憶されたノズル位置及び飛翔位置誤差データに基づいて算出された吐出補正係数を掛けて吐出補正を行う。
【００８９】
次に、オフライン検出でインク飛翔速度の検出を行う場合について説明する。
【００９０】
図１１に、この場合の動作シーケンスをフローチャートで示す。
【００９１】
図１１のステップＳ２００において、ＬＤ光源６０からレーザ光を発振する。次のステップＳ２０２において、吐出検出手段６４は、各行毎にノズル５２の吐出検出を行う際の行のカウンタｉを０クリアする。
【００９２】
ステップＳ２０４で、吐出検出手段６４は、行カウンタｉを１カウントアップし、第ｉ行目のノズル５２からインクを吐出する。ステップＳ２０６において、このとき吐出されたインクがその中を通過したレーザ光束６６をＣＣＤ６１で検出する。
【００９３】
ステップＳ２０８において、吐出検出手段６４は、ＣＣＤ６１からその検出信号を受け取り、これを用いてデータ処理を行い各ノズル５２からのインク吐出状態を判断する。この例では、不吐出及び飛翔位置ずれの他に、飛翔速度（吐出速度）をも検出して速度不良（速度不足）の判断も行う。
【００９４】
そのため、この場合には、予めメモリに光量変動と吐出量の関係を示すデータ、ノズル位置とＣＣＤ位置の関係を示すデータに加えて発光パルス数と吐出速度の関係を示すデータを記憶しておく。ステップＳ２０８においては、これらのデータを用いて前と同様にして不吐出及び飛翔位置ずれの検出を行うとともに、前述したように（図７参照）インクが光束中を通過する際の発光パルス数からインクの飛翔速度を検出する。
【００９５】
ステップＳ２１０において、この吐出検出手段６４の検出結果から、インクがノズル５２から正常に吐出されているか否かを判断する。すなわち、きちんと吐出されているか否か、吐出されていても飛翔位置がずれていないか、正常な吐出速度（飛翔速度）で吐出されているか否か、等を判断する。
【００９６】
ステップＳ２１０の判断で、正常に吐出されている場合、すなわち吐出ＯＫの場合には次のステップＳ２１２へ進み最終行のノズル５２までチェックが終了したか判断し、正常に吐出されていない場合、すなわち吐出ＮＧの場合にはステップＳ２１４へ進み、吐出ＮＧの内容について判断する。
【００９７】
すなわち、ステップＳ２１４において、そもそもインクが吐出されないのか、吐出はされているが飛翔位置（方向）がずれているか、あるいは飛翔速度が正常な速度からずれているかを判断する。インクが吐出されない完全な吐出ＮＧの場合には、ステップＳ２１６へ進み、前述したノズル位置とＣＣＤ位置データから特定される不吐出ノズル５２について不吐出の回復動作（吸引やパージ）を行う。回復動作を行った後は、ステップＳ２１２へ進む。
【００９８】
ステップＳ２１４の判断において、吐出はされるが飛翔方向または飛翔速度がずれている（飛翔速度異常）とされた場合には、ステップＳ２１８へ進み、やはりノズル位置とＣＣＤ位置データから特定されるそのノズル位置と飛翔位置誤差のデータをメモリに記憶した後、ステップＳ２１２へ進む。このノズル位置及び飛翔位置誤差のデータは、次回そのノズル５２からインクを吐出する際に、そのノズル５２に掛ける補正係数を算出するために用いられる。
【００９９】
ステップＳ２１２では、最終行のノズルのチェックが終了したか否か判断し、まだ最終行までチェックが終了していない場合には、ステップＳ２０４へ戻り、行カウンタｉを１カウントアップして前と同様にして次の行の吐出検出を行う。
【０１００】
また、最終行のノズル５２まで全てチェックが終了したら、次のステップＳ２２０において、ＬＤ光源６０からのレーザ発振をオフにして、次のステップＳ２２２において、画像出力を開始する。このとき、飛翔位置ずれあるいは飛翔速度異常の検出されたノズル５２については、メモリに記憶されたノズル位置と飛翔位置誤差データあるいは飛翔速度誤差データに基づいて算出された吐出補正係数を掛けて吐出補正を行う。
【０１０１】
次に、画像形成中にオンラインでインクの吐出検出を行う方法について説明する。
【０１０２】
図１２に、オンラインでの吐出検出の動作シーケンスを示す。
【０１０３】
図１２のステップＳ３００において、画像データに基づいて画像出力を開始し、ステップＳ３０２において、ＬＤ光源６０からレーザ光を発振する。次のステップＳ３０４において、インク吐出に同期して、このとき吐出されたインクがその中を通過したレーザ光束をＣＣＤ６１で検出する。
【０１０４】
ステップＳ３０６において、吐出検出手段６４は、ＣＣＤ６１からその検出信号を受け取り、これを用いてデータ処理を行い、そのノズル５２からのインク吐出状態を判断する。インク吐出状態としては、不吐出及び飛翔位置ずれの他に、飛翔速度（吐出速度）の判断も行う。
【０１０５】
そのため、予めメモリに光量変動と吐出量の関係を示すデータ、ノズル位置とＣＣＤ位置の関係を示すデータに加えてパルス数と吐出速度の関係を示すデータが記憶されている。ステップＳ３０６においては、これらのデータを用いて前と同様にして不吐出及び飛翔位置ずれの検出を行うとともに、インクが光束中を通過する際のパルス数からインクの飛翔速度を検出する。
【０１０６】
ステップＳ３０８において、この吐出検出手段６４の検出結果から、インクがノズル５２から正常に吐出されているか否かを判断する。すなわち、きちんと吐出されているか否か、吐出されていても飛翔位置がずれていないか、正常な吐出速度（飛翔速度）で吐出されているか否か、等を判断する。
【０１０７】
ステップＳ３０８の判断で、正常に吐出されている場合、すなわち吐出ＯＫの場合には次のステップＳ３１０へ進み、画像出力を継続する。一方、ステップＳ３０８の判断で、正常に吐出されていないとされた場合、すなわち吐出ＮＧの場合にはステップＳ３１２へ進み、吐出ＮＧの内容について判断する。
【０１０８】
すなわち、ステップＳ３１２において、そもそもインクが吐出されないのか、吐出はされているが飛翔位置（方向）がずれているか、あるいは飛翔速度が正常な速度からずれているかを判断する。インクが吐出されない完全な吐出ＮＧの場合には、ステップＳ３１４へ進み、画像出力を一旦停止し、ステップＳ３１６で、今回検出対象となっている不吐出ノズル５２について不吐出の回復動作を行う。回復動作を行った後は、ステップＳ３１８へ進み、画像出力を再開する。
【０１０９】
ステップＳ３１２の判断において、吐出はされるが飛翔方向または飛翔速度がずれている（飛翔速度異常）とされた場合には、ステップＳ３２０へ進み、今回検出対象となっているそのノズル位置と飛翔位置誤差あるいは速度誤差のデータをメモリに記憶し、ステップＳ３２２において、このノズル位置と飛翔位置誤差あるいは速度誤差のデータから補正係数を算出し、この補正係数をそのノズル５２に掛けて、次回そのノズル５２から正常にインクが吐出されるように誤差補正（吐出補正）を行い、ステップＳ３１０へ進み、画像出力を継続する。
【０１１０】
ステップＳ３２４では、画像出力が終了したか否か判断し、まだ記録すべき画像データが存在している場合には、ステップＳ３０４へ戻り、上と同様にして吐出検出を続行する。また、記録すべき画像がなくなり、画像出力が終了したら、次のステップＳ３２６において、ＬＤ光源６０からのレーザ発振をオフにして、処理を終了する。
【０１１１】
以上説明したように、本実施例によれば、インク液滴への照射光束を略ライン状としたため、同時に多数のインク液滴を検出することができる。また、照射光束が印字ヘッドと干渉することがないため、フレアの発生がなく、精度のよい検出が可能となる。さらに、印字ヘッドと被記録媒体との間に光を配置するようにしたため、画像形成中にも検出が可能であるとともに、印字ヘッドあるいは被記録媒体を移動して検出するような場合にも、移動量を少なくすることができる。
【０１１２】
また、インク液滴へ照射する光束が略ライン状で、かつ受光センサをＣＣＤ等の分割センサとしたため、インク液滴サイズと実効的な照射光束（ＣＣＤの１画素に入射する光束）との差が小さく、ＳＮのよい測定が可能となり、また、インク液滴並び方向に光束の幅が広いのでインク液滴飛翔曲がり（飛翔方向ずれ）にも対応でき、不吐出のみならず飛翔位置ずれ誤差の測定も可能である。
【０１１３】
次に本発明の第２実施例について説明する。
【０１１４】
図１３（ａ）、（ｂ）に、印字ヘッドユニット５０に設置された、インク吐出検出を行うインク検出装置（液滴検出装置）の第２実施例の概略構成を示す。
【０１１５】
図１３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ前述した図４（ａ）、（ｂ）と同様の図である。すなわち、図１３（ａ）は正面図であり印字ヘッド５１をその長手方向側から見たもので図１３（ａ）の左右方向が印字ヘッド５１の短手方向となっている。また図１３（ｂ）は図１３（ａ）の構成を下から見た図であり、記録紙１６を省略して示した底面図である。
【０１１６】
図１３（ａ）に示すように、インク検出装置１５８は、印字ヘッドユニット５０の印字ヘッド５１に対して設置され、インク（液滴）吐出手段である印字ヘッド５１から記録紙１６に向けて吐出されたインク（液滴）を検出するものである。
【０１１７】
この第２実施例に係るインク検出装置１５８は、レーザダイオードの光源（ＬＤ光源）１６０と、光検出素子としてのＣＣＤ１６１、光源１６０から射出された光ビームを所定の形状の光束１６６に形成するシリンドリカルレンズ１６２、ＣＣＤ（光検出素子）１６１からの検出信号を受けて吐出状態を検出する吐出検出手段１６４によって構成される。
【０１１８】
また、図１３（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１には、多数のノズル５２がマトリクス状に形成されている。図１３（ｂ) においては、インクは各ノズル５２から図１３（ｂ）の紙面に垂直な方向で、紙面の手前側に吐出される。
【０１１９】
図１３（ｂ）に示すように、本実施例では、ＬＤ光源１６０及びシリンドリカルレンズ１６２は、印字ヘッド５１の長手方向( インク液滴並び方向）に複数配置されている。この点が、１つのＬＤ光源６０及びシリンドリカルレンズ６２で１つの光束６６を形成して検出を行う前記第１実施例と異なっている。
【０１２０】
すなわち、本実施例では、複数のＬＤ光源１６０及びシリンドリカルレンズ１６２によって複数の光束１６６を形成して、これによってインク液滴の飛翔範囲をカバーするようにしている。このときのＣＣＤ１６１の検出信号を図１４に示す。図１４に示すように、本実施例におけるＣＣＤ１６１の検出信号は、各光束１６６毎に複数の山を有する波状のグラフとなっている。
【０１２１】
各シリンドリカルレンズ１６２は、図４の前述した第１実施例のシリンドリカルレンズ６２と同様に図１３（ａ）に示す面内では凸レンズとなっており、インクの吐出方向に屈折力を有しているが、図１３（ｂ）に示す面内には屈折力を有さず、ＬＤ１６０から射出された光はシリンドリカルレンズ１６６をそのまま真っ直ぐ通過して光源光束は広がっている。これに対し、光検出素子としてのＣＣＤ６１は、図１３（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１の長手方向全幅にわたって光を検出可能な長さを有するライン素子センサとなっている。
【０１２２】
その他の構成については前記第１実施例と同様である。また、インク検出動作についても第１実施例と同様であるため、説明を省略する。
【０１２３】
本実施例では、光源１６０及びシリンドリカルレンズ１６２を複数配置したため、大きな印字ヘッド５１に対してもインク検出が可能となる。
【０１２４】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
【０１２５】
図１５（ａ）、（ｂ）に、印字ヘッドユニット５０に設置された、インク吐出検出を行うインク検出装置（液滴検出装置）の第３実施例の概略構成を示す。図１５（ａ）、（ｂ）もそれぞれ前述した図１３（ａ）、（ｂ）と同様の正面図および底面図である。
【０１２６】
図１５（ａ）に示すように、インク検出装置２５８は、印字ヘッドユニット５０の印字ヘッド５１に対して設置され、インク（液滴）吐出手段である印字ヘッド５１から記録紙１６に向けて吐出されたインク（液滴）を検出するものである。
【０１２７】
この第３実施例に係るインク検出装置２５８は、レーザダイオードの光源（ＬＤ光源）２６０と、光検出素子としてのＣＣＤ２６１、光源２６０から射出された光ビームを所定の形状の光束２６６に形成するアナモフィックレンズ２６２、ＣＣＤ（光検出素子）２６１からの検出信号を受けて吐出状態を検出する吐出検出手段２６４によって構成される。
【０１２８】
また、図１５（ｂ）に、図１５（ａ）の下方から見た様子を示す。ただし、図１５（ｂ）では、記録紙１６は省略した。図１５（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１には、多数のノズル５２がマトリクス状に形成されている。図１５（ｂ) においては、インクは各ノズル５２から図の紙面に垂直な方向で、紙面の手前側に吐出される。
【０１２９】
本第３実施例が、前述した実施例と異なるのは、インクを検出するための光束２６６を形成するレンズとしてアナモフィックレンズ２６２を用いた点である。アナモフィックレンズ２６２は、図１５（ａ）に示す面内では、凸レンズとなっており、インクの吐出方向に正の屈折力を有するとともに、図１５（ｂ）に示す面内では、凹レンズとなっており、インクの吐出方向に垂直な方向では負の屈折力を有するようなもので、縦横で曲率が異なるレンズである。
【０１３０】
アナモフィックレンズ２６２を用いたことにより、本実施例では、少ない光源で広いエリアを照射することができ、特に大きい印字ヘッドにおけるインク検出の場合に、光源の数を減らすことができる。
【０１３１】
本実施例についても、他の構成要素及び動作シーケンスについては、前述した各実施例と同様であり、説明を省略する。
【０１３２】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
【０１３３】
図１６（ａ）、（ｂ）に、印字ヘッドユニット５０に設置された、インク吐出検出を行うインク検出装置（液滴検出装置）の第４実施例の概略構成を示す。図１６（ａ）、（ｂ）もそれぞれ前述した図１３（ａ）、（ｂ）と同様の正面図および底面図である。
【０１３４】
図１６（ａ）に示すように、インク検出装置３５８は、印字ヘッドユニット５０の印字ヘッド５１に対して設置され、インク（液滴）吐出手段である印字ヘッド５１から記録紙１６に向けて吐出されたインク（液滴）を検出するものである。
【０１３５】
この第４実施例に係るインク検出装置３５８は、レーザダイオードの光源（ＬＤ光源）３６０と、光検出手段３６１、光源３６０から射出された光ビームを所定の形状の光束３６６に形成するシリンドリカルレンズ３６２、光検出手段３６１からの検出信号を受けて吐出状態を検出する吐出検出手段３６４によって構成される。
【０１３６】
また、図１６（ｂ）に、図１６（ａ）の下方から見た様子を示す。ただし、図１６（ｂ）では、記録紙１６は省略した。図１６（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１には、多数のノズル５２がマトリクス状に形成されている。図１６（ｂ) においては、インクは各ノズル５２から図の紙面に垂直な方向で、紙面の手前側に吐出される。
【０１３７】
本第４実施例が、前述した実施例と異なるのは、光検出手段３６１が、導光板３６１ａと受光センサ３６１ｂによって構成されている点である。導光板３６１ａは、図１６（ｂ）に示すように、印字ヘッド５１の長手方向全幅に亘って延材し、広がった光を検出するようになっている。
【０１３８】
本実施例においては、光検出手段３６１は、ライン状の素子分割型センサではないが、このように１滴ずつ検査する場合には、このような導光板３６１ａを用いた受光センサ３６１ｂを用いることもできる。
【０１３９】
本実施例においても、他の構成や動作シーケンスは前述した各実施例と同様であり、説明を省略する。
【０１４０】
また、以上説明した各実施例において、印字ヘッド５１から吐出されたインク液滴と光検出手段との間にシリンドリカルレンズあるいはアナモフィックレンズを配置するようにしてもよい。このように光検出手段の前にインク吐出方向に屈折力を有するレンズを配置することによって、光検出手段上に光束を集光することができ、検出効率を向上させることができる。
【０１４１】
以上、本発明の液滴検出装置及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図３】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】インク検出装置（液滴検出装置）の第１実施例の概略を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】本実施形態における光束と液滴との関係を示す説明図であり、（ａ）は、左から右へ向かう光束中を上から下へインクが通過する様子を示し、（ｂ）は、図５（ａ）を右側から見た様子を示し、（ｃ）は、図５（ａ）を斜視図で示したものである。
【図６】パルス間隔と吐出速度との関係を示す模式図である。
【図７】第１実施例におけるＣＣＤの検出信号を示す線図である。
【図８】光量変動とインク吐出量との関係を示す模式図である。
【図９】第１実施例におけるオフラインにおける検出の第１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】第１実施例において検出された光束の光量分布を示す線図である。
【図１１】第１実施例のオフラインにおける検出の第２の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１２】第１実施例のオンラインにおける吐出検出の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】インク検出装置（液滴検出装置）の第２実施例の概略を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１４】第２実施例において検出された光束の光量分布を示す線図である。
【図１５】インク検出装置（液滴検出装置）の第３実施例の概略を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１６】インク検出装置（液滴検出装置）の第４実施例の概略を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図１７】従来の光束と液滴との関係を示す説明図であり、（ａ）は、左から右へ向かう光束中を上から下へインクが通過する様子を示し、（ｂ）は、図１７（ａ）を右側から見た様子を示し、（ｃ）は、図１７（ａ）を斜視図で示したものである。
【図１８】従来の光束と液滴との関係の別の例を示す説明図であり、（ａ）は、左から右へ向かう光束中を上から下へインクが通過する様子を示し、（ｂ）は、図１８（ａ）を右側から見た様子を示し、（ｃ）は、図１８（ａ）を斜視図で示したものである。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール部、２２…吸着ベルト搬送部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッドユニット、５１…印字ヘッド、５２…ノズル、５３…圧力室、５４…供給口、５５…インク室ユニット、５８…インク検出装置、６０…（ＬＤ）光源、６１…ＣＣＤ（光検出手段）、６２…シリンドリカルレンズ、６４…吐出検出手段、６６…光束
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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