(57)【要約】【課題】複雑な構造を用いずに、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる液体吐出装置及び吐出検出方法を提供すること。【解決手段】一形態に係る液体吐出装置は、ヘッドと、信号発生部と、制御部とを具備する。前記ヘッドは、液滴を吐出することが可能である。前記信号発生部は、検出光を発生し、前記ヘッドから吐出される前記液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生する。前記制御部は、前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記複数の液滴を連続して吐出した時の、前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出することが可能なヘッドと、
検出光を発生し、前記ヘッドから吐出される前記液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生する信号発生部と、
前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記液滴を連続して吐出した時の、前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する制御部と
を具備する液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記液滴が連続して吐出された時の前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルと、閾値とを比較することで、前記液滴の吐出の状態を判定する
液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、第１の閾値及びこの第１の閾値より高い第２の閾値を、前記閾値として用い、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の閾値以下の場合、前記液滴は正常に吐出されていると判定し、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１及び前記第２の閾値の両方を超える場合、吐出異常が発生していると判定する
液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記信号発生部により発生された前記電気信号が入力されるバンドパスフィルタをさらに具備する液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記信号発生部により発生されたアナログの前記電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog to Digital）変換器をさらに具備する液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記ヘッドは、一方向に配列された複数のノズルを有し、
前記信号発生部は、前記検出光を発生する発光器及び検出光を受ける受光器を含む光センサを有し、
前記液体吐出装置は、前記光センサを前記複数のノズルの配列方向へ、前記ヘッドに相対的に移動させる移動機構をさらに具備する液体吐出装置。
【請求項７】
検出光を発生し、
ヘッドから吐出される液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生し、
前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記液滴を連続して吐出した時の、前記発生される電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する
吐出検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ヘッドから液体を吐出する液体吐出装置及びその吐出状態を検出する吐出検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジェット方式によるプリンタでは、乾燥によりインクの粘度が増したり、ゴミ等がヘッドのノズル（吐出孔）に付着したりすることがある。これにより、インクの吐出速度が低下したり、その吐出方向が偏向したり、さらには吐出できなくなる等、吐出異常が生じる場合がある。このような吐出異常により、印画画質の劣化を招くことになる。
【０００３】
このような吐出異常の問題を解決するために、特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、発光素子及び受光素子を用いて、インク滴の吐出を検出している。具体的には、発光素子から出射された光を、インク滴が横切るように飛翔することでその光が遮られ、受光素子に届く光量が低下する。このように光量の変化が検出されることにより、ノズルごとにインクが吐出されたかどうかが検出される（例えば、特許文献１の明細書段落[００１１]参照）。
【０００４】
特許文献２に記載の印刷装置は、２組の発光素子及び受光素子を備えている。それぞれの発光素子及び受光素子間の光束は、インク滴の飛翔方向に沿って上流側及び下流側に設けられている。各受光素子間の距離、及び、各受光素子でそれぞれ検出されたインク滴の通過時刻の差から、光束間を通るインク滴の飛翔速度が測定される。そして、この装置は、測定された飛翔速度が閾値より低い場合には、インクの粘度が通常より高いと判断し、フラッシング（空打ち）処理を行うことにより、粘度の高いインクを排出する（例えば、特許文献２の明細書段落[００７０]、[００８７]、図８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２６９５４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の装置は、２組の発光素子及び受光素子を用いているため、液体の検出器の構造が複雑になる。
【０００７】
これらのような液体吐出装置では、印画画質の劣化を防ぐため、液体の吐出状態の検出精度を向上させることが望まれる。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、複雑な構造を用いずに、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる液体吐出装置及び吐出検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、一形態に係る液体吐出装置は、ヘッドと、信号発生部と、制御部とを具備する。  
前記ヘッドは、液滴を吐出することが可能である。  
前記信号発生部は、検出光を発生し、前記ヘッドから吐出される前記液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生する。  
前記制御部は、前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記複数の液滴を連続して吐出した時の、前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する。
【００１０】
信号発生部は、液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生する。この場合に、検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、ヘッドから液滴が連続して吐出されると、飛翔速度が低いほど、信号発生部からの電気信号のレベルが高くなる。すなわち、信号発生部は、飛翔速度に応じたレベルを持つ電気信号を発生することができる。これにより、複雑な構造を用いずに、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
前記制御部は、前記液滴が連続して吐出された時の前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルと、閾値とを比較することで、前記液滴の吐出の状態を判定してもよい。閾値判定により、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
前記制御部は、第１の閾値及びこの第１の閾値より高い第２の閾値を、前記閾値として用い、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の閾値以下の場合、前記液滴は正常に吐出されていると判定してもよい。また、制御部は、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１及び前記第２の閾値の両方を超える場合、吐出異常が発生していると判定する。閾値を少なくとも２つ設けることにより、液体の吐出状態を段階的に検出することができる。
【００１３】
前記液体吐出装置は、前記信号発生部により発生された前記電気信号が入力されるバンドパスフィルタをさらに具備してもよい。電気信号のリップル成分を抽出するようにバンドパスフィルタを設定することにより、液滴の吐出状態の判定が容易になる。
【００１４】
前記液体吐出装置は、前記信号発生部により発生されたアナログの前記電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器をさらに具備してもよい。
【００１５】
前記ヘッドは、一方向に配列された複数のノズルを有してもよい。この場合、前記信号発生部は、前記検出光を発生する発光器及び検出光を受ける受光器を含む光センサを有する。また、前記液体吐出装置は、前記光センサを前記複数のノズルの配列方向へ、前記ヘッドに相対的に移動させる移動機構をさらに具備する。移動機構が光センサをヘッドに相対的に移動させることにより、複数のノズルからの液体の吐出の状態を検出することができる。
【００１６】
一形態に係る吐出検出方法は、検出光を発生することを含む。  
ヘッドから吐出される液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号が発生される。  
前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記複数の液滴を連続して吐出した時の、前記発生される電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態が判定される。
【発明の効果】
【００１７】
以上、本技術によれば、複雑な構造を用いずに、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す概略的な側面図である。
【図２】図２は、液体吐出装置のうち、液体吐出ヘッド及びその周辺部の構成を概略的な正面図である。
【図３】図３は、液体吐出ヘッドのノズル（インクの吐出孔）が配置される側の一部を示す平面図である。
【図４】図４は、液体検出ユニットを示す斜視図である。
【図５】図５は、検出ブロックを示す斜視図である。
【図６】図６は、光センサ、開口板等の配置関係を示す斜視図である。
【図７】図７は、液体検出ユニットをライン型の液体吐出ヘッドの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる移動機構を示す斜視図である。
【図８】図８は、液体吐出ヘッドから液体の吐出状態を検出する吐出検出システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、３つのノズル（No.1〜3）からそれぞれ吐出される液滴を、光センサにより検出した時の、光センサまたは増幅器により得られる電気信号の例を示す。
【図１０】図１０は、本実施形態による液体の吐出状態の検出例を示す。
【図１１】図１１Ａ〜Ｄは、実施形態１に係る吐出検出システムにより生成される各種の電気信号を示す。
【図１２】図１２Ａ及びＢは、実験により増幅器で得られた電圧信号の波形をそれぞれ示す。
【図１３】図１３は、他の実施形態に係る吐出検出システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４Ａ〜Ｄは、この吐出検出システムにより生成される各種の電気信号を示す。
【図１５】図１５は、さらに別の実施形態に係る吐出検出システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６Ａ〜Ｃは、本技術との比較例１として、１滴の液滴を検出して、吐出状態を検出する例を示す。
【図１７】図１７Ａ〜Ｄは、本技術との比較例２として例えば特許文献２に記載された構造により得られる各種信号の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００２０】
[液体吐出装置の構成]
図１は、本技術の一実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す概略的な側面図である。図２は、液体吐出装置のうち、液体吐出ヘッド及びその周辺部の構成を概略的な正面図である。
【００２１】
液体吐出装置１は、給紙ユニット１００、液体吐出ユニット２００、プラテン３００、吸引ユニット４００及び液体検出ユニット５００（図２参照）を備える。
【００２２】
給紙ユニット１００は、記録シート１０００として用いられたカット紙及びロール紙を供給する。給紙ユニット１００は、記録シート１０００のうちロール紙が装填される給紙トレイ１１と、記録シート１０００のうちカット紙が装填される手差しトレイ１２とを有する。
【００２３】
液体吐出ユニット２００は、給紙されて搬送される記録シート１０００に画像を記録する機能を有する。
【００２４】
液体吐出ユニット２００は、液体を吐出可能なヘッドとして、液体吐出ヘッド２１を有する。この液体吐出ヘッド２１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長い形状を有しており、すなわちライン型ヘッドである。
【００２５】
図３は、液体吐出ヘッド２１のノズル（インクの吐出孔）が配置される側の一部を示す平面図である。
【００２６】
液体吐出ヘッド２１は、複数色の異なる液体（インク）をそれぞれ吐出するモジュールヘッド２２、２２、・・・を有する。１つのモジュールヘッド２２は、Ｘ軸に沿って延びる長い形状を有している。これらモジュールヘッド２２、２２、・・・は、Ｘ及びＹ軸方向に沿って配列されている。
【００２７】
モジュールヘッド２２、２２、・・・の下面は、それぞれプラテン３００の上面に対向する液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・として形成されている。１つの液体吐出面２２ａ（１つのモジュールヘッド２２の下面）には、複数のヘッドチップ２３、２３、・・・がジグザグに配置されている。１つのヘッドチップ２３にはインクを吐出する図示しないノズルが複数設けられている。１つのヘッドチップ２３内のこれらのノズルは、Ｘ軸方向に沿って一直線状に配列されている。
【００２８】
液体吐出ヘッド２１には図示しない複数の電気熱変換素子が設けられている。画像情報に基づいて電気熱変換素子が選択的に駆動され、電気熱変換素子の発熱によりインク中に生じた膜沸騰の圧力によって、各ノズルの孔からインクが吐出される。
【００２９】
液体吐出ヘッド２１は枠状に形成されたヘッドフレーム２４に外周側から覆われた状態でこれに保持されている。
【００３０】
給紙ユニット１００及び液体吐出ユニット２００の間には、図１に示すように、給紙ユニット１００側から、給紙ローラ１３及びこれに対向する給紙ピンチローラ１４、搬送ローラ１６及びこれに対向するピンチローラ１７が配置されている。給紙ピンチローラ１４及びピンチローラ１７の間には、エッジセンサ１５が配置されている。給紙ローラ１３及び搬送ローラ１６は、図示しない駆動モータによってそれぞれ駆動される。
【００３１】
搬送ローラ１６には、図示しないエンコーダ及びエンコーダセンサが取り付けられている。エンコーダ及びエンコーダセンサによって記録シート１０００の搬送速度が検出され、検出された搬送速度に基づいて、液体吐出ヘッド２１から吐出されるインクの吐出タイミングが、その搬送速度に同期するように制御される。
【００３２】
液体吐出ユニット２００を挟んで搬送ローラ１６及びピンチローラ１７のセットの反対側には搬送ローラ１８及びピンチローラ１９のセットが配置されている。搬送ローラ１８は、図示しない駆動モータによって駆動される。
【００３３】
プラテン３００は、液体吐出ユニット２００の下方に対向して配置され、記録シート１０００を保持する機能を有している。プラテン３００の上面は、搬送される記録シート１０００を保持する保持面３１として形成されている（図２参照）。
【００３４】
プラテン３００は、図示しない駆動機構によって液体吐出ユニット２００の液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・に接離する方向（Ｚ軸方向）へ移動可能になっている。
【００３５】
吸引ユニット４００は、記録シート１０００をプラテン３００において吸着するための吸引力を発生する機能を有する。吸引ユニット４００は、吸引ファン４１及びエア吸引路４２を有する。
【００３６】
吸引ファン４１が回転すると、エア吸引路４２を介してプラテン３００からエアが吸引され、記録シート１０００がプラテン３００において吸着されて保持面３１により保持される。このとき、記録シート１０００は、その搬送に支障がないような吸引力によってプラテン３００の保持面３１に吸着される。
【００３７】
吸引ユニット４００は、上記の図示しない駆動機構により、プラテン３００と一体となってＺ軸方向（上下方向）へ移動可能となっている。
【００３８】
液体検出ユニット５００は、液体吐出ユニット２００のノズルから吐出される液体の吐出状態を検出する機能を主に有する。典型的には、液体検出ユニット５００により飛翔する液滴が検出され、液体検出ユニット５００に電気的に接続された後述する吐出検出システムにより、液体の吐出が正常であるか異常であるかが判定される。
【００３９】
液体検出ユニット５００は、図２に示すように、液体吐出ヘッド２１の液体吐出面２２ａ、２２ａに対向する位置に配置可能とされる。液体吐出装置１により記録シート１０００に印画されているときは、液体検出ユニット５００は液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・に対向しない位置である待機位置に待機している（図２参照）。
【００４０】
図４は、液体検出ユニット５００を示す斜視図である。液体検出ユニット５００は、検出ブロック５２と、クリーニングブロック５６と、これらを一体的に支持する支持ベース５１とを備える。図５は、検出ブロック５２を示す斜視図である。
【００４１】
支持ベース５１は、本体５１ａと、この本体５１ａの、Ｙ軸方向における一端部に設けられたスライド軸受５１ｂ、５１ｂとを有する。これらスライド軸受５１ｂ、５１ｂは、この液体検出ユニット５００のスキャン方向であるＸ軸方向において互いに離れて設けられている。支持ベース５１には、スライド軸受５１ｂの下方であって外方に突出されたベルト取付部５１ｃが取り付けられている。本体５１ａの、Ｙ軸方向における他端部にはスライドローラ５１ｄが回転可能に設けられている。スライドローラ５１ｄの近傍の位置にエンコーダセンサ５１ｅが配置されている。
【００４２】
図５に示すように、検出ブロック５２は、支持体５２ａを有する。支持体５２ａは、Ｙ軸方向に沿って延びるベース部５２ｂと、そのＹ軸方向における両端でこのベース部５２ｂから上方に突出した突出部５２ｃ、５２ｃとを有する。ベース部５２ｂは、液体吐出ヘッド２１から吐出される液体の受け皿として機能する。突出部５２ｃ、５２ｃには、Ｘ軸方向で離れて２つずつの挿入貫通孔が設けられている。これらの挿入貫通孔に、２つの光センサ５３、５４が挿入されて配置されている。
【００４３】
支持体５２ａにおける突出部５２ｃ、５２ｃの互いに対向する側面には、開口板５２ｄ、５２ｄが取り付けられている。開口板５２ｄの、挿入貫通孔に対向する位置に、透過孔５２ｅ、５２ｅがそれぞれ形成されている。
【００４４】
図６は、光センサ５３、５４、開口板５２ｄ、５２ｄ等の配置関係を示す斜視図である。開口板５２ｄ、５２ｄの互いに対向する側面には、汚れ防止板５２ｆ、５２ｆがそれぞれ取り付けられている。汚れ防止板５２ｆ、５２ｆは、赤外光を透過する材料によって形成されている。汚れ防止板５２ｆ、５２ｆが設けられることにより、液体吐出ヘッド２１から吐出される液体が滴下されたときに発生する可能性のあるインク液滴のミスト等が、開口板５２ｄ、５２ｄに付着して汚れることが防止される。
【００４５】
光センサ５３、５４は透過型のセンサである。光センサ５３は、発光器５３１と、受光器５３２とを有する。光センサ５４は、発光器５４１と、受光器５４２とを有する。一方の突出部５２ｃに、光センサ５３の発光器５３１と、光センサ５４の受光器５４２とが取り付けられている。そして、もう一方の突出部５２ｃに、光センサ５４の発光器５４１と、光センサ５３の受光器５３２とが取り付けられている。つまり、発光器５３１及び５４１が発する検出光の進む向きが互いに逆となっている。これにより、受光器５３２が、発光器５４１からの光を受光することを防止でき、また、受光器５４２が、発光器５３１からの光を受光することを防止できる。
【００４６】
発光器５３１、５４１、受光器５３２、５４２として、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。ＬＥＤに代えてＬＤ（Laser Diode）でもよい。光センサ５３、５４の検出光として赤外光が用いられるが、可視光などでもよい。
【００４７】
液体吐出ヘッド２１から吐出される液滴が、発光器５３１、５４１から発せられる検出光の光束を通ることで、液体吐出ヘッド２１からの液滴が飛翔していることが検出される。
【００４８】
Ｘ軸方向、すなわち液体検出ユニット５００が移動する（スキャンする）方向で、２つの光センサ５３、５４が設けられることにより、液滴の飛翔の検出処理速度を向上させることができる。
【００４９】
検出ブロック５２のＹ軸方向の幅は、液体吐出ヘッド２１のＹ軸方向の幅と実質的に同じか、それより大きく設定されている。
【００５０】
図４及び５に示すように、支持体５２ａのベース部５２ｂには吸収体５２ｇが挿入されて保持されている。吸収体５２ｇは液体吐出ヘッド２１から吐出されるインクが滴下されたときに、インクがミストになる前にこのインクを吸収する。吸収体５２ｇが設けられることにより、ミストの存在による検出ブロック５２における誤検出の発生が防止され、また、ミストによる液体吐出装置１の内部構造の汚染を防止できる。
【００５１】
図４に示すように、クリーニングブロック５６は、クリーナ５６ｃと、これを回転可能に保持するクリーナホルダ５６ｂとを有する。クリーナ５６ｃは、液体吐出ヘッド２１の液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・に接触し、液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・に付着した塵埃等を除去する機能を有する。液体吐出ユニット２００及びプラテン３００の間で、後述するように、液体検出ユニット５００が移動するときに、クリーナ５６ｃが液体吐出面２２ａ、２２ａ、・・・へ接触する。
【００５２】
図７は、この液体検出ユニット５００をライン型の液体吐出ヘッド２１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる移動機構を示す斜視図である。
【００５３】
移動機構５７は、モータを含む駆動部５７ａを有する、駆動部５７ａには、無端ベルト５７ｂが接続されている。無端ベルト５７ｂには、上記したベルト取付部５１ｃを介して液体検出ユニット５００が接続されている。液体検出ユニット５００のスライド軸受５１ｂ、５１ｂには、ガイド軸５７ｃが挿通されている。また、液体検出ユニット５００は、ガイドレール５７ｄにスライド可能に接続されている。駆動部５７ａが無端ベルト５７ｂを駆動することにより、液体検出ユニット５００は、ガイド軸５７ｃ及びガイドレール５７ｄに沿って移動可能となっている。
【００５４】
移動機構は、このようなベルト駆動機構に限られず、ボールネジ駆動機構、あるいはリニアモータ駆動機構、ラックアンドピニオン駆動機構等であってもよい。
【００５５】
支持ベース５１（図４参照）の下部には、Ｘ軸方向に沿って延びる図示しないスケールが設けられている。エンコーダセンサ５１ｅがこのスケールを読み取ることにより、移動機構５７を制御するシステムは、液体検出ユニット５００のＸ軸方向での任意の位置を認識する。移動機構５７は、液体吐出ヘッド２１のＸ軸方向の幅と実質的に同じか、あるいはそれより長い距離分、液体検出ユニット５００を移動させるように構成されている。したがって、後述する吐出検出システムは、液体吐出ヘッド２１のすべてのノズルからの液滴の吐出状態を認識することが可能となっている。
【００５６】
[吐出検出システムの実施形態１]
図８は、液体吐出装置１が備える、液体吐出ヘッド２１から液体の吐出状態を検出する吐出検出システムの構成を示すブロック図である。
【００５７】
吐出検出システムは、ヘッド駆動回路２５、ＬＥＤドライバ２６、電流／電圧変換器２７、増幅器２８、電圧比較器６５、６６、ＣＰＵ３０等を有する。
【００５８】
ヘッド駆動回路２５は、液体吐出ヘッド２１による図示しない吐出機構（上述の電気熱変換素子等）を駆動する。
【００５９】
ＬＥＤドライバ２６は、発光器５３１、５４１を駆動して、これらに検出光を発生させる。
【００６０】
ＣＰＵ３０は、これらヘッド駆動回路２５、ＬＥＤドライバ２６、上記した移動機構５７の駆動部５７ａ、あるいは、液体吐出装置１内のその他のシステムに制御信号を出力する。
【００６１】
電流／電圧変換器２７は、受光器５３２、５４２で検知された電流を電圧に変換する。増幅器２８は、この電圧の信号を増幅する。
【００６２】
電圧比較器６５は、増幅器２８により得られた電圧信号を、閾値（第１の閾値）と比較し、比較により得られる信号を出力する。電圧比較器６６は、増幅器２８により得られた電圧信号を、閾値（第２の閾値）と比較し、比較により得られる信号を出力する。
【００６３】
ＣＰＵ３０には、電圧比較器６５、６６により得られた信号が入力される。ＣＰＵ３０は、その信号に基づいて、例えばヘッド駆動回路２５を制御する。
【００６４】
次に、このように構成された吐出検出システムの動作を説明する。
【００６５】
液体検出ユニット５００がＸ軸方向にスキャンしながら、液体の吐出状態を検出する方法としては、様々な方法がある。例えば、図２を参照して、Ｙ軸方向に沿って配列される、つまり、１つの光センサ５３（または５４）の検出光の光軸に沿って配列されるノズルの１つ１つの吐出タイミングをずらして、吐出状態を検出する方法がある。この場合、Ｙ軸方向の１列のノズルの組ごとに、液体検出ユニット５００がステップ送りでＸ軸方向に移動すればよい。
【００６６】
あるいは、Ｘ軸方向に長い１つのモジュールヘッド２２ごとに、かつ、そのうち１つのノズルごとにＸ軸方向に順に吐出状態を検出することも可能である。この場合、液体検出ユニット５００は、モジュールヘッド２２のＹ軸方向での数分、すなわち図３では５回、Ｘ軸方向で移動することになる。この場合、液体検出ユニット５００は、Ｘ軸方向に、ステップ送りでスキャンしてもよいし、連続的に（滑らかに）移動してスキャンしてもよい。
【００６７】
図９は、３つのノズル（No.1〜3）からそれぞれ吐出される液滴を、光センサ５３または５４により検出した時の、光センサ５３（または５４）により得られる電気信号（光量に対応する信号）の例を示す。これは、１つのノズルから１滴の液滴が吐出された場合を示している。本実施形態に係る光センサ５３、５４は、透過型の光センサであるので、液滴が光束を通ると、電圧レベルが下がる。
【００６８】
以下の説明では、光センサ５３及び５４のうちいずれか一方による電圧値について説明する。また、ノズルについてNo.1〜3とは、ＸまたはＹ軸方向で連続する３つノズルを意味する。しかし、液体吐出ヘッド２１が有する任意の３つのノズルを意味すると解してもよい。要するに、これらのNo.1〜3のノズルが時間順に検出されることが本技術と関連しているわけではなく、単に３つのノズルの吐出状態を比較して説明する上で、理解しやすいように示したものである。後述の図１０等も同様である。
【００６９】
１滴の液滴の、光軸方向で見た断面積と、検出光の光束の、光軸方向で見た断面積との比率は、概ね1:104程度に設定される。しかし、この比率に限られず、検出原理上、それは1:1でもよい。
【００７０】
図９では、No.1、2及び3のノズルから吐出された液滴の飛翔速度は、順に、「標準」、「遅い」、「標準」である。液滴の飛翔速度が遅いほど、検出光の光束内に存在する液滴の時間が長くなる。したがって、図のような電圧レベルの変化が得られる。
【００７１】
吐出異常が発生していると、液体の飛翔速度は遅くなる。吐出異常が起こる場合とは、例えば、ノズル内に塵埃が詰まっていたり、ノズルの孔の周囲に塵埃が付着していたり、液体の粘度が所定の正常な粘度より高くなっていたりする場合である。
【００７２】
本技術は、このように、１滴の液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を利用する。この場合、光センサ５３、５４及び増幅器２８等は、信号発生部として機能する。
【００７３】
図１０は、本実施形態による液体の吐出状態の検出例を示す。本実施形態では、検出光の光束内に一時に（つまり同時に）複数の液滴が通るように、１つのノズルが連続して複数の液滴を吐出する。
【００７４】
この場合、上記断面積の比率については、光センサ５３、５４の光束の断面積が、液滴の断面積より大きく設定される。
【００７５】
このように、一時に複数の液滴が光束内に通ると、図１０に示すように１滴分の液滴の電圧レベルが合成された波形が得られる。なお、この波形は、図９に示した１滴分の液滴に対応する波形の合成波形であり、その合成波形はリップル（高周波成分）を含んでいる。
【００７６】
図１０において、No.2のノズルに着目すると、その波形のレベル（の絶対値）は大きくなる。つまりこのような方法により、吐出が正常である波形（No.1及び3のノズル）のレベルと、異常である波形（No.2のノズル）のレベルとの差が大きく現れる。これにより、両者の区別が明確になり、検出誤差の発生を抑制することができる。
【００７７】
特に、本実施形態では、図１１Ａに示すように、２つの閾値を用いてその吐出状態が判定される。２つの閾値は、電圧比較器６５で用いられる第１の閾値と、電圧比較器６６で用いられる、それよりレベルの高い第２の閾値である。
【００７８】
図１１Ｂは、第１の閾値により生成されたパルス信号を示し、図１１Ｃは、第２の閾値により生成されたパルス信号を示している。
【００７９】
図１１Ｃに示すように、第２の閾値により検出された波形を作るNo.2のノズルについては、ＣＰＵ３０は、吐出異常が起こっていると判定する。一方、第１の閾値により検出され、第２の閾値により検出されない波形を作るNo.1及び3のノズルについては、ＣＰＵ３０は、吐出が正常に行われたと判定する。ここでは、ＣＰＵ３０、電圧比較器６５、６６等は、制御部として機能する。
【００８０】
なお、ノズルから実質的に液滴が吐出されない場合、光量の変化は得られないので、第１の閾値によっても波形が検出されない。
【００８１】
図１１Ｄは、吐出が正常に行われたノズル（No.1及び3のノズル）について、パルス信号を発生した例を示す。
【００８２】
図１２Ａ、Ｂは、実験により増幅器２８で得られた電圧信号の波形をそれぞれ示す。図１２Ａ、Ｂのうち、波形ａ１、ａ２が、その電圧信号の波形である。飛翔速度が遅い場合の波形ａ２のレベルが、波形ａ１のレベルより高くなっている。
【００８３】
この実験の各種条件は、以下の通りである。
【００８４】
液滴の吐出速度（飛翔速度）：標準で10m/s程度
１つのノズルからの連続した複数の液滴の吐出時間間隔（吐出周波数）：1〜30kHz
透過孔５２ｅ、５２ｅの面積（光束の断面積）：1mm2程度
液滴の直径：10〜20μm
【００８５】
なお、波形ｂ１、ｂ２は、波形ａ１、ａ２の信号にバンドパスフィルタをかけたものである。これについては別の実施形態として後で説明する。
【００８６】
ＣＰＵ３０は、例えば吐出異常が発生したノズルについて、フラッシング処理を行ったり、そのノズルの以降の作動を停止したりする。あるいは、クリーナ５６ｃにより、少なくともその異常が発生したノズルの位置を含む周辺の領域に対応する液体吐出面２２ａに、クリーニングが行われ、塵埃等が除去される。
【００８７】
[比較例１]
図１６Ａ〜Ｃは、本技術との比較例１として、図９に示したように１滴の液滴を検出して、吐出状態を検出する例を示している。ここでは、１つの閾値を設け、その閾値により検出された信号が持つ時間長により、吐出が正常か異常かが判定される。つまり、時間長が所定時間長より長い場合、吐出が異常と判定される（図１６Ｂ、Ｃ参照）。
【００８８】
しかしながら、この方法では、受光器自体の出力レベルに変動が起こると、それに伴って検出されるパルス幅に変動が起こるため、検出誤差が発生しやすいという欠点がある。このため、飛翔速度が低下した液滴を正確に検出することができない。
【００８９】
[比較例２]
図１７Ａ〜Ｄは、本技術との比較例２として例えば上記特許文献２に記載された構造により得られる各種信号の例を示す。特許文献２では、液滴の飛翔方向、ここでは重力方向に２つの光センサ（ここでは第１及び第２の光センサとする。）を配列させている（図１７Ａ、Ｂ参照）。
【００９０】
上述したように、ノズルから吐出された液滴が第１の光センサの光束から第２の光センサの光束を通過するまでの時間長を測定することで、液滴の飛翔速度が測定される（図１７Ｃ参照）。２つの光センサの検出タイミングの時間差に基づき飛翔速度が測定されるので、上述の比較例１のような問題は起こらない。測定された飛翔速度が閾値より低い場合には、インクの粘度が通常より高いと判定される。つまり、異常と判定される（図１７Ｄ参照）。
【００９１】
しかし、上述したように、１つのノズルからの１つの液滴の飛翔速度を検出するために用いられるセンサとして、２つの光センサが設けられるので、構造が複雑になるという問題がある。
【００９２】
これらの比較例１、２に対し、本技術の上記の実施形態によれば、検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、液体吐出ヘッド２１から液滴が連続して吐出され、これにより、飛翔速度に応じたレベルを持つ電気信号を発生することができる。これにより、複雑な構造を用いずにコンパクトな構成を実現することができ、液体の吐出状態の検出精度を向上させることができる。
【００９３】
液体検出ユニット５００は、吐出された液滴の飛翔速度が正確に測定できるので、従来の検出方式では不可能であった、液体の霧吹き状態も検出可能となる。液体の霧吹き状態とは、吐出された液体が液滴状にならないで、霧状に広がってしまう状態をいう。霧状に広がった液体の場合の液滴は、飛翔速度が非常に遅くなるので、液体検出ユニット５００はこの吐出状態を異常と判定できる。
【００９４】
本実施形態では、１回の吐出状態の検出ごとに、複数回の液滴が吐出される。したがって、液体の乾きによる液体の粘度の増加によって吐出状態の検出時に液体が吐出されなくなる、といった事態を抑制することができる。これにより、吐出状態の検出時におけるノズルの状態を印画時と実質的に同じ条件に近づけることができる。
【００９５】
本実施形態では、飛翔速度の違いが電気信号のレベルの違いとなってはっきりと現れるので、２つの閾値を設けることができ、液体の吐出状態を段階的に検出することができる。
【００９６】
しかし、２つの閾値によって吐出状態が検出される形態に限られず、１つの閾値によって吐出状態が検出されてもよい。この場合、第２の閾値に相当するレベルの閾値により、吐出が正常か異常かを判定可能である。
【００９７】
つまり、通常の印画時には正常に液体を吐出しているノズルでも、吐出状態の検出時における１回だけの吐出動作では、そのノズルは所期の吐出動作を行うことができない場合があり、この場合には、吐出状態の検出時に異常と判定されてしまうおそれがある。しかし、本実施形態のように複数回の吐出により、そのような問題を解決できる。
【００９８】
[吐出検出システムの実施形態２]
図１３は、他の実施形態に係る吐出検出システムの構成を示すブロック図である。これ以降の説明では、図８等に示した実施形態に係る吐出検出システムが含むブロック等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９９】
この吐出検出システムは、増幅器２８で得られた信号が入力されるバンドパスフィルタ６７と、バンドパスフィルタ６７から出力された信号を検出する検波回路６８とを備える。
【０１００】
図１４Ａ〜Ｄは、この吐出検出システムにより生成される各種の電気信号を示す。
【０１０１】
バンドパスフィルタ６７は、入力された信号の低周波成分を遮断し、リップル成分を通過させる（図１４Ｂ参照）。検波回路６８は、バンドパスフィルタ６７からの出力信号のpeak to peakの波形を形成する。これにより、実質的にリップル成分を抽出して、そのレベルに対応するパルス信号を生成する（図１４Ｃ参照）。
【０１０２】
得られたパルス信号は、電圧比較器によって閾値判定が行われることにより、ＣＰＵ３０によりNo.2のノズルによる液滴の吐出が異常と判定される（図１４Ｄ参照）。
【０１０３】
なお、図１４Ａに示すように、リップル成分を含む信号を形成するためには、液滴の飛翔速度、液滴の吐出周波数、光束の断面積、液滴の断面積等を適宜設定すればよい。このことは、上記実施形態においても同様である（図１０参照）。
【０１０４】
このように、電気信号のリップル成分を抽出するようにバンドパスフィルタ６７を設定することにより、液滴の吐出状態の判定が容易になる。
【０１０５】
[吐出検出システムの実施形態３]
図１５は、さらに別の実施形態に係る吐出検出システムの構成を示すブロック図である。
【０１０６】
この吐出検出システムは、増幅器２８で得られたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog to Digital）変換器７０を有する。この吐出検出システムは、上記実施形態１及び２に係る吐出検出システムによるアナログの処理をデジタルで処理するものである。
【０１０７】
なお、ＡＤ変換器７０によるサンプリング周波数は、少なくとも、吐出周波数の２倍以上、例えばその１０〜１００倍程度に設定される。
【０１０８】
[その他の実施形態]
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。
【０１０９】
上記実施形態では、２つの光センサ５３、５４が用いられたが、１つの光センサ、あるいは３つ以上の光センサが用いられてもよい。
【０１１０】
上記実施形態では、液体吐出ヘッド２１として、ライン型ヘッドが用いられたが、Ｘ軸方向に沿って移動する小型ヘッドが用いられてもよい。
【０１１１】
上記実施形態では、印画時においては、液体吐出ヘッド２１は静止し、これに対して記録シート１０００が搬送される形態であった。しかし、その逆で、記録シート１０００が静止し、液体吐出ヘッド２１が移動する形態であってもよい。
【０１１２】
上記実施形態では、光センサとして、透過型の光センサが用いられた。しかし、反射型の光センサが設けられてもよい。この場合、図９、１０、１１等で示した、光量（電圧レベル）の信号の極性が逆になる。つまり、液滴が検出光を通ると、検出光がその液滴に反射して、その反射光や散乱光を受光器が検出する。また、この場合、発光器や受光器の配置は上記実施形態とは異なり、適切な配置が設定され得る。
【０１１３】
上記実施形態では、液滴の検出に光センサが用いられた。しかし、これに代えて、振動素子で液滴の音波を検出するようにしてもよい。この場合、振動素子の振動数及び振幅のうち少なくとも一方で、吐出状態（飛翔速度）が正常か異常かを検出することができる。
【０１１４】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）液滴を吐出することが可能なヘッドと、
検出光を発生し、前記ヘッドから吐出される前記液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生する信号発生部と、
前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記複数の液滴を連続して吐出した時の、前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する制御部と
を具備する液体吐出装置。
（２）（１）に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記液滴が連続して吐出された時の前記信号発生部により発生される前記電気信号のレベルと、閾値とを比較することで、前記液滴の吐出の状態を判定する
液体吐出装置。
（３）（２）に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、第１の閾値及びこの第１の閾値より高い第２の閾値を、前記閾値として用い、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の閾値以下の場合、前記液滴は正常に吐出されていると判定し、前記発生される電気信号のレベルが、前記第１及び前記第２の閾値の両方を超える場合、吐出異常が発生していると判定する
液体吐出装置。
（４）（１）または（２）に記載の液体吐出装置であって、
前記信号発生部により発生された前記電気信号が入力されるバンドパスフィルタ６７をさらに具備する液体吐出装置。
（５）（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の液体吐出装置であって、
前記信号発生部により発生されたアナログの前記電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog to Digital）変換器をさらに具備する液体吐出装置。
（６）（１）から（５）のうちいずれか１つに記載の液体吐出装置であって、
前記ヘッドは、一方向に配列された複数のノズルを有し、
前記信号発生部は、前記検出光を発生する発光器及び検出光を受ける受光器を含む光センサを有し、
前記液体吐出装置は、前記光センサを前記複数のノズルの配列方向へ、前記ヘッドに相対的に移動させる移動機構をさらに具備する液体吐出装置。
（７）検出光を発生し、
ヘッドから吐出される液滴が、前記検出光の光束を通ることにより、前記液滴の飛翔速度に対応する時間長を持つ電気信号を発生し、
前記検出光の光束内に一時に複数の液滴が通るように、前記ヘッドが前記複数の液滴を連続して吐出した時の、前記発生される電気信号のレベルに基づき、前記液滴の吐出の状態を判定する
吐出検出方法。
【符号の説明】
【０１１５】
１…液体吐出装置
２１…液体吐出ヘッド
３０…ＣＰＵ
５３、５４…光センサ
５７…移動機構
６５、６６…電圧比較器
６７…バンドパスフィルタ
７０…ＡＤ変換器
５００…液体検出ユニット
【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１２】
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