JP2014117809A - Liquid-droplet discharge-state detection device and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】２以上のノズル列のノズルから吐出される液滴の状態を検出する液滴吐出状態検出装置を提供するに際し、コストアップすることなく散乱光を検出する。
【解決手段】２以上のノズル列を構成する各ノズルから吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光により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、光ビームを発光する発光手段と、発光手段による光ビームのビーム径から外れた位置に配置された受光手段とを備え、発光手段による光ビームの光軸が、液滴の吐出位置から受光手段へ散乱光が照射される方向と、発光手段による光ビームの光軸とのなす角が小さいノズル列と前記なす角が大きいノズル列との中心を基準として、前記なす角が大きいノズル列側にシフトしているように発光手段を配置する。
【選択図】図２In providing a droplet discharge state detection device for detecting the state of droplets discharged from nozzles of two or more nozzle arrays, scattered light is detected without increasing the cost.
A droplet discharge state detection device for detecting a droplet discharge state by scattered light generated when a light beam collides with a droplet discharged from each nozzle constituting two or more nozzle rows. A light emitting means for emitting a light beam, and a light receiving means arranged at a position deviating from a beam diameter of the light beam by the light emitting means, wherein the optical axis of the light beam by the light emitting means is received from the droplet discharge position. On the basis of the center of the nozzle row having a small angle formed by the direction in which the scattered light is irradiated and the optical axis of the light beam from the light emitting means and the nozzle row having a large angle, the nozzle row having the larger angle is formed. The light emitting means is arranged so as to be shifted.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、液滴吐出状態検出装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge state detection device and an image forming apparatus.
一般に、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や、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知られている。 Generally, a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, or a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head A line type image forming apparatus to be used is known.
こうした液滴吐出により画像形成を行う画像形成装置では、インク記録ヘッドの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ことになる。 In an image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets, the ink viscosity increases due to the evaporation of the solvent from the nozzle or the ink is solidified because of recording by ejecting from the nozzle of the ink recording head to the recording medium. If a discharge failure occurs due to dust adhesion or air bubble mixing, the image quality deteriorates.
このため、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、他方側における光ビームの光軸から外れた位置に液滴からの散乱光を受光する受光素子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。 Therefore, as a droplet discharge state detecting device for detecting the droplet discharge state from the recording head, laser light is emitted from one side of the nozzle row of the recording head along the nozzle row, and the optical axis of the light beam on the other side There is a forward scattered light type technique in which a light receiving element that receives scattered light from a droplet is disposed at a position deviated from the position to detect the presence or absence of droplet ejection.
上記に関し、特許文献１には、インク液滴の液吐出状態を検出する時間を短縮する目的で、１つの発光素子からの収束光により、２つのノズル列の同じノズル番号の２つのノズルから同時に吐出されたインク液滴に入射して、インク液滴から散乱された散乱光を１つの受光素子で検出して検出時間を短縮する構成が開示されている。
With respect to the above,
また、特許文献２には、インク液滴の液吐出状態を検出する液吐出不良検出装置の出力調整を低コストで容易に行う目的で、発光素子からの光ビームの光軸から、受光素子への高さを調整することにより、ノズル列の各ノズルから吐出された液滴からの散乱光量が同程度になるよう受光素子の高さを調整する構成が開示されている。
In
ここで、液滴が光ビームと交わったときに発生する散乱光の強度は、入射する光ビームの光軸に対して角度依存性がある。つまり、特許文献２に示すように、光軸Ｌに近いところ（θ＝０）では散乱光強度が高く、光軸Ｌから離れるにつれ、散乱光強度が低くなる強度分布１−１となっていることがわかる。
Here, the intensity of the scattered light generated when the droplet intersects with the light beam has an angle dependency with respect to the optical axis of the incident light beam. That is, as shown in
上記の点に関し、特許文献１では、散乱光の強度について、入射する光ビームの光軸に対する角度依存性について言及していない。
Regarding the above point,
また、特許文献２では、各インク吐出位置での散乱光出力値を均一化できるものの、１つのノズル列にのみ対応したものである。また、所定の出力を得られない場合は、発光素子の出力値が目標値となるように、発光素子への駆動電流の値を増大しなければならない。しかし、発光素子の発光量を大きくすれば、コストアップとなり、オフセット光量の増大による検出回路の飽和により散乱光の検出ができない、という問題が発生する。
In
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、２以上のノズル列のノズルから吐出される液滴の状態を検出する液滴吐出状態検出装置を提供するに際し、コストアップすることなく散乱光を検出することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and increases the cost when providing a droplet discharge state detection device that detects the state of droplets discharged from nozzles of two or more nozzle rows. The object is to detect scattered light without any problems.
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出状態検出装置は、２以上のノズル列を構成する各ノズルから吐出される液滴に光ビームが衝突することにより発生する散乱光により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、光ビームを発光する発光手段と、発光手段による光ビームのビーム径から外れた位置に配置された受光手段とを備え、発光手段による光ビームの光軸が、液滴の吐出位置から受光手段へ散乱光が照射される方向と、発光手段による光ビームの光軸とのなす角が小さいノズル列と前記なす角が大きいノズル列との中心を基準として、前記なす角が大きいノズル列側にシフトしているように発光手段を配置することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the droplet discharge state detection device of the present invention is a droplet by scattered light generated when a light beam collides with a droplet discharged from each nozzle constituting two or more nozzle rows. A droplet discharge state detecting device for detecting the discharge state of the light source, comprising: a light emitting means for emitting a light beam; and a light receiving means arranged at a position deviating from the beam diameter of the light beam by the light emitting means. A nozzle row having a small angle between the direction in which the optical axis of the light beam irradiates the light receiving means from the droplet discharge position and the light axis of the light beam by the light emitting means, and a nozzle row having a large angle formed by the light beam. The light emitting means is arranged so that the angle formed is shifted to the nozzle row side with respect to the center of the nozzle.
本発明によれば、２以上のノズル列のノズルから吐出される液滴の状態を検出する液滴吐出状態検出装置を提供するに際し、より一層のコストダウンを図ることができるとともに、散乱光を的確に検出することができるため、液滴の吐出不良を正確に検出することが可能となる。 According to the present invention, when providing a droplet discharge state detection device for detecting the state of droplets discharged from nozzles of two or more nozzle rows, it is possible to further reduce costs and to reduce scattered light. Since it can be accurately detected, it is possible to accurately detect a discharge failure of a droplet.
本発明の実施形態の画像形成装置について以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。 An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the present embodiment as long as the gist of the present invention is not exceeded. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified thru | or abbreviate | omitted suitably.
〔画像形成装置〕
本発明の各実施形態が適用される画像形成装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態としての液滴吐出記録方式の画像形成装置を側面方向から概略的に示す図である。
[Image forming apparatus]
A configuration of an image forming apparatus to which each embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a liquid droplet ejection recording type image forming apparatus as an embodiment of the present invention from the side surface direction.
液体吐出記録方式の「画像形成装置」（以下は、単にインクジェット方式印刷装置ともいう。）の一例についての概略図を図１に示す。点線で示す１０３、１１３、…１ｎ３が本発明の液滴吐出状態検出装置を示している。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of an “image forming apparatus” (hereinafter also simply referred to as an inkjet printing apparatus) of a liquid discharge recording system.
記録媒体Ｗは不図示の給紙モータに連結された給紙搬送ローラ１０１と、給紙搬送従動ローラ１０２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（以下はエンコーダと略す）１０４を備えた記録媒体の搬送に従動する従動ローラ１０５上を搬送されて、走行プレート１０６へと搬送される。
The recording medium W is a recording medium that outputs a detection signal in accordance with the movement of the recording medium by a predetermined distance from the sheet feeding unit by a sheet
走行プレート１０６に対向する位置にあるインクジェットヘッドアレイ１０７のインクジェットヘッド１００、１１０、…１ｎ０より記録媒体Ｗにインク滴吐出を行う。その後、走行プレート１０６上を搬送された記録媒体Ｗは、不図示の排紙モータに連結された排紙搬送ローラ１０８と、排紙搬送従動ローラ１０９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。なお、エンコーダ１０４は給紙搬送ローラ１０１と走行プレート１０６の間に搭載しているが、走行プレート１０６と排紙搬送ローラ１０８の間に搭載してもよい。
Ink droplets are ejected onto the recording medium W from the
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」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にインクを着弾させて画像形成を行う装置を意味する。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、つまり、単に液滴を媒体に着弾させることをも意味する。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by landing ink on a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like. Means. In addition, “image formation” not only applies an image having a meaning such as a character or a figure to a medium, but also applies an image having no meaning such as a pattern to the medium. It is also meant to land on the medium.
また、「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、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る。また、「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ている。 The term “ink” is not limited to what is referred to as ink, but is used as a general term for all liquids that can perform image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, resin, and liquid. . The term “paper” is not limited to paper, but includes the above-described OHP sheet, cloth, and the like, and means that ink droplets adhere to the recording medium, recording medium, recording paper, recording It is used as a general term for what includes what is called paper.
さらに、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれるものである。 Further, the “image” is not limited to a planar image, but includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
〔第１実施形態〕
次に、本発明の第１実施形態の液滴吐出状態検出装置の概略構成について図２を参照して説明する。図２（ａ）は、インクジェットヘッド１００と液滴吐出状態検出装置１０３を側面方向から概略的に示したものである。また、図２（ｂ）は、液滴吐出状態検出装置１０３を上方から俯瞰したものである。さらに、図２（ｃ）は、インクジェットヘッド１００を上方から俯瞰した半断面図である。
[First Embodiment]
Next, a schematic configuration of the droplet discharge state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A schematically shows the
本実施形態の液滴吐出状態検出装置１０３は、発光部Ａと受光部Ｂとを備えている。図２（ａ）に示すように、発光部Ａと受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌがインクジェットヘッド１００のヘッドノズル面２０１のノズル〔１、２、…ｎ〕から吐出されたインク液滴２０２と垂直方向となる位置に配置する。
The droplet discharge
また、図２（ｂ）に示すように、光ビーム２０３の光軸Ｌが記録媒体Ｗの搬送方向に対して角度θ２０〔０°≦θ２０＜３６０°〕となる位置に配置する。この角度θ２０は、０°≦θ２０＜３６０°の範囲で任意であるが、ノズルの配列方向に光ビーム２０３を射出するように発光部Ａが配置されるよう設定されることがより好ましい。このように配置することにより、複数の液滴吐出状態検出装置を好適に配置することができる。
Further, as shown in FIG. 2B, the optical axis L of the
なお、以下においては、図２（ｃ）に示すように、本実施形態の画像形成装置に含まれるインクジェットヘッド１００が、例えば２列のノズル列から構成されるものとして説明するが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでも無い。例えば、３列以上のノズル列から構成されるインクジェットヘッドに本発明が適用されるものであってもよい。
In the following description, as shown in FIG. 2C, the
発光手段としての発光部Ａは、光ビームを発光する半導体レーザを使用して構成する発光素子２０４と、発光素子２０４で発光した光ビームを平行光に絞ってビーム径φ１、φ２の光ビーム２０３にするコリメートレンズ２０５とで構成される。ここで、φ１はビーム径の長径を示し、φ２はビーム径の短径を示す。
The light emitting unit A as a light emitting means includes a
なお、発光素子２０４としては、半導体レーザに限定せず、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を使用して構成することも可能である。発光素子２０４とコリメートレンズ２０５は発光ユニット２０８に搭載されている。
The
なお、ビーム径φ１、φ２のどちらを長径とするか、あるいはφ１＝φ２とするかは、諸々の条件により変わる。諸々の条件としては、光ビームの波長と強度分布、ノズル列１とノズル列２の間隔、液滴の形状とサイズ、発光素子の種類と放射角、発光素子とコリメータレンズとの間隔、発光素子と液滴との間隔、液滴と受光素子との間隔、受光素子の位置とサイズ、ヘッドと印刷媒体の間隔などがある。
Note that which of the beam diameters φ1 and φ2 is the major axis or φ1 = φ2 varies depending on various conditions. Various conditions include the wavelength and intensity distribution of the light beam, the distance between the
受光手段としての受光部Ｂは、フォトダイオード等を使用して構成する受光素子２０６で構成する。受光部Ｂは、受光素子２０６の受光面２０７が光ビーム２０３のビーム径φ２内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ２から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ２に隣接する位置に配置することが好ましい。
The light receiving part B as the light receiving means is configured by a
受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ１開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ２（０≦θ２≦θ１）の角度をもった位置に配置する。角度θ１は、吐出されるインク液滴２０２の位置から受光素子２０６の方向と、光ビーム２０３の光軸Ｌとの間の角度である。
The light receiving unit B is disposed at a position that is open at an angle θ1 with respect to the optical axis L of the
ここで、θ１１Ｎはノズル列１のインク液滴の位置から受光素子のノズル列１側に近い端面への方向と光軸Ｌとの角度を表し、θ１１Ｆはノズル列１のインク液滴の位置から受光素子のノズル列１側に遠い端面への方向と光軸Ｌとの角度を表している。また、θ１２Ｎはノズル列２のインク液滴の位置から受光素子のノズル列２側に近い端面への方向と光軸Ｌとの角度を、θ１２Ｆはノズル列２のインク液滴の位置から受光素子のノズル列２側に遠い端面への方向と光軸Ｌとの角度を示している。
Here, θ11N represents the angle between the direction of the ink droplets in the
本実施形態の画像形成装置は、インクジェットヘッド１００のヘッドノズル面２０１の各ノズル〔１、２、…ｎ〕からインク液滴２０２を吐出し、そのインク液滴２０２に光ビーム２０３が衝突することで散乱光Ｓが発生する。
In the image forming apparatus of the present embodiment, an
本実施形態の液滴吐出状態検出装置１０３は、散乱光Ｓのうち、受光素子２０６の受光面２０７に到達して得られた受光光量を受光素子２０６において光−電圧変換し、その光−電圧変換した出力電圧Ｖを計測する。こうして散乱光Ｓの受光データを取得し、その受光データを基に、インク液滴２０２の吐出の有無、インク液滴２０２の吐出ずれ等の液滴吐出状態を検出する。こうして検出された液滴吐出状態を液滴吐出状態検出データとして使用する。
The droplet discharge
本実施形態では、光軸Ｌをシフト量Ｍ分、ノズル列１側へシフトさせるように発光部Ａを移動させる。光軸Ｌをシフト量Ｍ分シフトさせた場合の効果については後述する。
In the present embodiment, the light emitting unit A is moved so as to shift the optical axis L by the shift amount M toward the
図３は、受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ１と受光素子２０６の出力電圧Ｖとの関係を示したものである。図３において、横軸は受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ１を示し、縦軸は、受光素子２０６の出力電圧Ｖを示す。
FIG. 3 shows the relationship between the
図３に示すように、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、θ１が大きくなるに従い、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは小さくなる。ここで、角度θ１ｍｉｎは、光ビーム２０３のビーム径φ１内に受光素子２０６が存在しない場合の受光素子２０６と光軸Ｌとの間の最小角度を表す。
As shown in FIG. 3, the output voltage V due to the scattered light S has an angle dependency, and the output voltage V due to the scattered light S decreases as θ1 increases. Here, the angle θ1min represents the minimum angle between the
但し、光ビーム２０３のビーム径φ１内に受光素子２０６が存在すると、光ビーム２０３が受光素子２０６に直接入ることになる。そうなると、光ビーム２０３による出力電圧Ｖは、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ１よりも大きく、インク液滴２０２を吐出しない状態においても飽和状態Ｖｍａｘとなるため、散乱光Ｓを検出できなくなる。
However, if the
このため、受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ１は、光ビーム２０３のビーム径φ１内に受光素子２０６が存在しない角度『θ１＞θ１ｍｉｎ』でなければならない。
Therefore, the angle θ1 between the
次に、光ビームの強度分布と各ノズル列との関係について図４を用いて説明する。上側の図が、光ビームの強度分布を示しており、横軸が上述した図２のＸ方向を、縦軸が光の強度をそれぞれ示している。下側の図が、光ビームの断面を示している。光軸Ｌで最も光の強度が強く、ビーム径の端に行くに従い強度は低下する。インクジェットヘッド１００の２つのノズル列１、ノズル列２は光軸Ｌから等距離に位置しており、各列から吐出されるインク液滴２０２での光ビームの強度は同じである。
Next, the relationship between the intensity distribution of the light beam and each nozzle row will be described with reference to FIG. The upper diagram shows the intensity distribution of the light beam, with the horizontal axis indicating the X direction of FIG. 2 and the vertical axis indicating the light intensity. The lower figure shows a cross section of the light beam. The intensity of light is the strongest at the optical axis L, and the intensity decreases as it goes to the end of the beam diameter. The two
次に、各ノズル列から受光素子２０６への散乱光の入射角度θ１と受光光量Ｓｉｎとの関係について図５を参照して説明する。ノズル列１から受光素子２０６への散乱光の入射角度がθ１１Ｎ〜θ１１Ｆの範囲にあるとき、Ｓ１がノズル列１から受光素子２０６に入射する散乱光の受光光量を示している。また、ノズル列２から受光素子２０６への散乱光の入射角度がθ１２Ｎ〜θ１２Ｆの範囲にあるとき、Ｓ２がノズル列２から受光素子２０６に入射する受光光量を示している。
Next, the relationship between the incident angle θ1 of scattered light from each nozzle row to the
受光光量は、以下の式１により求められる。式１において、発光光量は発光素子による光ビームの光量を、入射率は発光光量に対する、インク液滴に入射する光ビーム光量の割合を、散乱光量率は入射光量に対する散乱光量の割合を、受光素子入射率は全散乱光量に対する、受光素子に入射する散乱光量の割合をそれぞれ示している。
The amount of received light is obtained by the following
受光光量＝発光光量×入射率×散乱光量率×受光素子入射率・・・〔式１〕 Received light quantity = emitted light quantity x incidence rate x scattered light quantity rate x light receiving element incidence rate [Equation 1]
なお、本図では、右下がりの曲線で示しているが、液滴の形状とサイズによっては、波動形状の右下がりの曲線となることもある。 In this figure, the curve is shown as a downward-sloping curve, but depending on the shape and size of the droplet, it may be a wave-like downward-sloping curve.
図４に示したように、インクジェットヘッド１００が少なくとも２つのノズル列１、ノズル列２から構成され、各ノズル列の中心に光ビームの光軸Ｌがあり、各列の光ビームの強度が同じである場合、ノズル列１、列２からの液滴に入射する入射光量は同じである。また、インク液滴が同じ種類で同じ形状である場合、散乱光量率も同じである。
As shown in FIG. 4, the
そのため、光ビームが２つのノズル列１、列２からの液滴に入射することで発生する散乱光によって吐出状態を検出する場合、各列と受光素子との角度の違いにより、受光素子への散乱光の入射率がかわり、受光光量Ｓ１とＳ２とに差が出てくることになる。つまり、『θ１１Ｎ＞θ１２Ｎ、θ１１Ｆ＞θ１２Ｆ、Ｓ１＜Ｓ２』の関係となる。すなわち、ノズル列１から受光素子へ入射する散乱光量は、ノズル列２から受光素子へ入射する散乱光量より小さくなる。
Therefore, when the ejection state is detected by the scattered light generated when the light beam is incident on the droplets from the two
ノズル列１から受光素子に入射する散乱光量を大きくするため、従来のように、発光量を大きくするなどにより対応すればコストアップとなってしまう。また、発光量を大きくすると、記録媒体Ｗ、インクジェットヘッド１００、その他の周辺部品等からの反射光が大きくなる。そのため、光ビームの一部、反射光などのオフセット光が増大すると、オフセット光による検出回路の飽和により散乱光の検出ができないことになる。
In order to increase the amount of scattered light incident on the light receiving element from the
次に、本発明の実施形態の液滴吐出状態検出装置を適用した場合の光ビームの強度分布と各ノズル列との関係について図２及び図６を参照して説明する。なお、図６では、光軸Ｌをシフト量Ｍ分シフトさせた場合に、各ノズル列におけるビーム光量の相対的な変化を表している。 Next, the relationship between the intensity distribution of the light beam and each nozzle row when the droplet discharge state detection apparatus of the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, when the optical axis L is shifted by the shift amount M, a relative change in the light amount of the beam in each nozzle row is shown.
本図では、光軸シフト前のビーム光量を各ノズル列『○』から引き出した１点鎖線とビーム光量の強度分布を表す曲線との交点で示す。また、光軸シフト後のビーム光量を各ノズル列『●』から引き出した破線とビーム光量の強度分布を表す曲線との交点で示す。図のように、光軸シフト後のノズル列１のビーム光量Ｆ１が光軸シフト前のノズル列１のビーム光量Ｅ１より大きくなっている。一方で、光軸シフト後のノズル列２のビーム光量Ｆ２が光軸シフト前のノズル列２のビーム光量Ｅ２より小さくなっている。
In this figure, the beam light amount before the optical axis shift is indicated by the intersection of the alternate long and short dash line drawn from each nozzle row “◯” and a curve representing the intensity distribution of the beam light amount. Further, the beam light amount after the optical axis shift is indicated by the intersection of a broken line drawn from each nozzle row “●” and a curve representing the intensity distribution of the beam light amount. As shown in the drawing, the beam light amount F1 of the
本実施形態においては、光ビームの光軸Ｌをノズル列から受光素子への散乱光の入射角度が大きい列１側にシフト量Ｍだけシフトする。つまり、発光部Ａをシフト量Ｍだけシフトする。これにより、上述したようにノズル列１の液滴に入射するビーム光量は大きくなる。一方で、光ビームの光軸Ｌから遠くなるノズル列２の液滴に入射するビーム光量が小さくなる。言い換えると、本実施形態においては、発光素子による光ビームの光軸が、液滴の吐出位置から受光素子へ散乱光が照射される方向と、発光素子による光ビームの光軸とのなす角が小さいノズル列と前記なす角が大きいノズル列との中心を基準として、前記なす角が大きいノズル列側にシフトしているように発光手段を配置している。
In the present embodiment, the optical axis L of the light beam is shifted by the shift amount M toward the side of the
その結果、ノズル列１から受光素子に入射する散乱光光量と、ノズル列２から受光素子に入射する散乱光の光量を同程度にすることができる。
As a result, the amount of scattered light incident on the light receiving element from the
次に、本発明の実施形態を適用した場合の各ノズル列から受光素子２０６への散乱光の入射角度θ１と受光光量Ｓｉｎとの関係について図７を参照して説明する。曲線７０１がノズル列１での受光光量と角度θとの関係を示したものであり、曲線７０２がノズル列２の受光光量と角度θとの関係を示したものである。
Next, the relationship between the incident angle θ1 of scattered light from each nozzle row to the
ノズル列１から受光素子２０６への入射角度がθ１１Ｎ〜θ１１Ｆの範囲にあるとき、Ｓ１がノズル列１から受光素子２０６に入射する受光光量を示している。また、ノズル列２から受光素子２０６への入射角度がθ１２Ｎ〜θ１２Ｆの範囲にあるとき、Ｓ２がノズル列２から受光素子２０６に入射する受光光量を示している。
When the incident angle from the
上述した式１の関係より、本実施形態においては、光ビームの光軸Ｌを受光素子２０６との角度が大きくなるノズル列１側にシフト量Ｍ分シフトする。これによりノズル列１は光ビームの光軸に近くなるため、ノズル列１側のノズルから吐出されたインク液滴に入射するビーム光量が大きくなり、受光素子２０６に入射する受光光量Ｓ１が光軸Ｌのシフト前より大きくなる。
In the present embodiment, the optical axis L of the light beam is shifted by the shift amount M to the
一方、ノズル列２は光ビームの光軸から遠くなるため、ノズル列２側のノズルから吐出されたインク液滴に入射するビーム光量が小さくなり、受光素子２０６に入射する受光光量Ｓ２が光軸Ｌのシフト前より小さくなる。その結果、受光素子２０６との角度が大きいノズル列１側から受光素子２０６に入射する受光光量Ｓ１と、受光素子２０６との角度が小さいノズル列２側から受光素子２０６に入射する受光光量Ｓ２が同程度になる。
On the other hand, since the
なお、シフト量Ｍは、光ビームの波長と強度分布、ノズル列１とノズル列２の間隔、液滴の形状とサイズ、発光素子の種類と放射角、発光素子とコリメータレンズとの間隔、発光素子と液滴との間隔、液滴と受光素子との間隔、受光素子の位置とサイズ、ヘッドと印刷媒体の間隔などの条件により変わる。
The shift amount M is the wavelength and intensity distribution of the light beam, the interval between the
なお、上述した図５同様に、図７においても、曲線７０１及び曲線７０２とも右下がりの曲線で示しているが、液滴の形状とサイズによっては、波動形状の右下がりの曲線となる。
Similarly to FIG. 5 described above, in FIG. 7, both the
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の液滴吐出状態検出装置の概略について図８を用いて説明する。本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、第１実施形態の構成に加え、新たに絞り手段としての絞り部材８０１を設けている。絞り部材８０１は、光ビーム２０３の照射方向を基準としてコリメートレンズ２０５より下流側に設けられている。絞り部材８０１は、発光素子２０４が発光した光ビーム２０３を絞る部材である。なお、発光素子２０４、コリメートレンズ２０５、絞り部材８０１は発光ユニット２０８に搭載される。絞り部材８０１としては、例えばアパーチャやスリットなどが挙げられる。
[Second Embodiment]
Next, an outline of a droplet discharge state detection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition to the configuration of the first embodiment, the droplet discharge state detection device of the present embodiment is newly provided with a
受光部Ｂは、受光素子２０６の受光面２０７が、光ビーム２０３のビーム径φ４内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ４から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ４に隣接する位置に配置することが好ましい。
The light receiving unit B is disposed at a position outside the beam diameter φ4 of the
また、受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ３開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ４（０≦θ４＜θ３）の角度をもった位置に配置する。本実施形態における角度θ３は第１実施形態における角度θ１より小さくする。
In addition, the light receiving unit B is at a position opened by an angle θ3 with respect to the optical axis L of the
受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ３は、光ビーム２０３のビーム径φ４内に受光素子２０６が存在しない角度『θ３＞θ３ｍｉｎ』でなければならない。なお、本図において、φ４はビーム径の長径を示し、φ３はビーム径の短径を示す。
The angle θ3 between the
また、本図において、θ３１Ｎはノズル列１と受光素子のノズル列１側に近い端面との角度を、θ３１Ｆはノズル列１と受光素子のノズル列１側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。また、θ３２Ｎはノズル列２と受光素子のノズル列２側に近い端面との角度を、θ３２Ｆはノズル列２と受光素子のノズル列２側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。
In this figure, θ31N represents the angle between the
第１実施形態の構成例に加え、新たに設けた絞り部材８０１により、光ビーム２０３を絞ることにより、光ビーム２０３のビーム径φ３、φ４を小さくすることができる。すなわち、本実施形態のビーム径φ３及びφ４は、第１実施形態のビーム径φ１及びφ２より小さいこととなる。その結果、受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ３を第１実施形態のθ１より小さくすることができる。
In addition to the configuration example of the first embodiment, the beam diameters φ3 and φ4 of the
なお、ビーム径φ３及びφ４のどちらを長径とするか、または両者を同径とするか、またはビーム形状を矩形にするかは、光ビームの波長と強度分布、ノズル列１とノズル列２の間隔、液滴の形状とサイズ、発光素子の種類と放射角、発光素子とコリメータレンズとの間隔、発光素子と液滴との間隔、液滴と受光素子との間隔、受光素子の位置とサイズ、ヘッドと印刷媒体の間隔などの条件により変わる。
It should be noted that which of the beam diameters φ3 and φ4 is the longer diameter, or both are the same diameter, or the beam shape is rectangular is the wavelength and intensity distribution of the light beam, the
次に、本実施形態を適用した場合の、受光素子２０６と光ビーム２０３の光軸Ｌとの間の角度θ３と受光素子２０６の出力電圧Ｖとの関係について図９を参照して説明する。図９において横軸は、受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ３を示し、縦軸は、受光素子２０６の出力電圧Ｖを示す。
Next, the relationship between the angle θ3 between the
図９に示すように、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、角度θ３が大きくなるに従い、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは小さくなる。ここで、角度θ３ｍｉｎは、光ビーム２０３のビーム径φ４内に受光素子２０６が存在しない場合の受光素子２０６と光軸Ｌとの間の最小角度を表す。
As shown in FIG. 9, the output voltage V due to the scattered light S has an angle dependency, and the output voltage V due to the scattered light S decreases as the angle θ3 increases. Here, the angle θ3min represents the minimum angle between the
このため、角度θ３がθ３＜θ１の条件では、散乱光Ｓによる受光光量が大きくなり、受光素子２０６において光−電圧変換された角度θ３での出力電圧Ｖ３は、第１実施形態における角度θ１での出力電圧Ｖ１より大きいものとなる。
For this reason, when the angle θ3 is θ3 <θ1, the amount of light received by the scattered light S is large, and the output voltage V3 at the angle θ3 that is light-voltage converted in the
また、本実施形態においては、光ビーム２０３を絞ることにより、発光素子２０４から発光する光ビーム２０３の光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられる。このため、光ビーム２０３がインク液滴２０２と衝突することで発生する散乱光Ｓにおいても、光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられた散乱光Ｓとなる。
Further, in the present embodiment, by narrowing the
本実施形態の上述の構成により、光ビームのビーム径が細くなるため、受光素子と光ビームの光軸との角度を小さくすることができる。これにより、光ビームの記録媒体、液滴吐出ヘッド等での反射光、外乱光などのノイズ光Ｎによる受光素子の受光光量に対する、インク吐出時に光ビームがインク液滴に入射することにより生ずる散乱光Ｓによる受光素子での光量が大きくなる。その結果、ＳＮ比が大きくなりインク吐出不良の検知が確実となる。 With the above-described configuration of the present embodiment, the beam diameter of the light beam is reduced, so that the angle between the light receiving element and the optical axis of the light beam can be reduced. As a result, the light beam is incident on the ink droplets during ink ejection relative to the amount of light received by the light receiving element due to noise light N such as reflected light from the recording medium, droplet ejection head, etc., disturbance light, etc. The amount of light at the light receiving element due to the light S increases. As a result, the SN ratio is increased, and the detection of ink ejection failure is ensured.
また、発光素子の光ビームの周辺部やレンズ周辺部では収差の影響を小さくできるため、光ビームは光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられ、光ビームが液滴に入射することにより生ずる散乱光においても光強度のばらつき、波面ズレなどが抑えられる。そのため、受光素子の受光光量のばらつきや変化などが抑えられ、検出精度が向上してインク吐出不良の検知が確実となる、という効果がある。 In addition, since the influence of aberration can be reduced at the periphery of the light beam of the light emitting element and the periphery of the lens, the light beam is suppressed from variations in light intensity, wavefront deviation, etc., and scattering caused by the light beam entering the droplet. Even in light, variation in light intensity, wavefront deviation, and the like can be suppressed. As a result, variations and changes in the amount of light received by the light receiving element can be suppressed, and detection accuracy can be improved and ink discharge defects can be reliably detected.
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態の液滴吐出状態検出装置の構成例について図１０を参照して説明する。本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、上述した第１及び第２実施形態の構成に加え、発光ユニット２０８を移動させる第１の移動手段としての移動機構１００１を設けている。
[Third Embodiment]
Next, a configuration example of a droplet discharge state detection device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition to the configurations of the first and second embodiments described above, the droplet discharge state detection device of the present embodiment includes a moving
受光部Ｂは、受光素子２０６の受光面２０７が、光ビーム２０３のビーム径φ４内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ４から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ４に隣接する位置に配置することが好ましい。
The light receiving unit B is disposed at a position outside the beam diameter φ4 of the
受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ５開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ６（０≦θ６＜θ５）の角度をもった位置に配置する。本実施形態における角度θ５は第１実施形態における角度θ１より小さくする。
The light receiving unit B is disposed at a position that is open at an angle θ5 with respect to the optical axis L of the
受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ５は、光ビーム２０３のビーム径φ４内に受光素子２０６が存在しない角度『θ５＞θ５ｍｉｎ』でなければならない。なお、第２実施形態と同様、θ５ｍｉｎは、光ビーム２０３のビーム径φ４内に受光素子２０６が存在しない場合の受光素子２０６と光軸Ｌとの間の最小角度を示す。
The angle θ5 between the
また、本図において、θ５１Ｎはノズル列１と受光素子のノズル列１側に近い端面との角度を、θ５１Ｆはノズル列１と受光素子のノズル列１側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。また、θ５２Ｎはノズル列２と受光素子のノズル列２側に近い端面との角度を、θ５２Ｆはノズル列２と受光素子のノズル列２側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。
In this figure, θ51N represents the angle between the
上述の各実施形態の構成例では、受光素子２０６との角度が大きいノズル列と小さいノズル列から入射する受光光量が同程度になるように、光ビーム２０３の光軸Ｌを受光素子２０６との角度が大きくなるノズル列１側にシフト量Ｍ分シフトしている。
In the configuration example of each of the embodiments described above, the optical axis L of the
しかし、ノズル１からノズルｎでは、最適なシフト量Ｍが変わる場合がある。そのため、ノズル１からノズルｎの各々について、移動機構１００１により発光ユニット２０８を移動しながら、受光素子２０６の出力電圧Ｖを計測して最適な移動量Ｍを決定して設定する。
However, the optimal shift amount M may change from
移動機構１００１としては、例えば不図示の駆動モータによりモータギア１００１Ａを駆動させ、これと連結されたスライダ杆１００１Ｂを上下させることで、スライダ杆１００１Ｂに指示された発光ユニット２０８を移動させるものを採用できる。なお、モータギア１００１Ａとスライダ杆１００１Ｂは、例えばスライダ杆１００１Ｂの下端側の不図示のラックと噛み合わされている。但し、本発明の移動機構がこれに限定されることは言うまでもなく、発光ユニット２０８を移動させることができる周知の機構を採用することとしてよい。
As the moving
移動量Ｍの決定は、液滴吐出状態検出毎に行うか、イニシャル動作時に行い、その後の液滴吐出状態検出時は移動のみを行うこととしてもよい。なお、本実施形態では、絞り部材８０１を搭載した場合について説明しているが、絞り部材８０１を未搭載の場合も同様に動作可能である。
The amount of movement M may be determined every time the droplet discharge state is detected, or may be determined at the time of initial operation, and only the movement may be performed when the subsequent droplet discharge state is detected. In this embodiment, the case where the
上述した本実施形態の構成により、光ビームの光軸を固定位置から移動できるようにすることにより、液滴を吐出するノズル１、２・・・ｎ番目での最適位置が変わった場合においても、各々の最適位置に光軸をシフトさせることが可能となる。よって、受光光量は大きくなり、ノイズ光Ｎよる受光光量と散乱光Ｓによる受光光量とのＳＮ比が大きくなることで検出精度が向上し、その結果インク吐出不良の検知が確実となる、という効果がある。
The configuration of the present embodiment described above allows the optical axis of the light beam to be moved from a fixed position, so that even when the optimum position of the
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態の液滴吐出状態検出装置の構成例について図１１を参照して説明する。本実施形態の液滴吐出状態検出装置としては、上述の各実施形態の構成に加え、光ビームの光束を平行光から収束光とするための構成を採用する。なお、本図において、φ６はビーム径の長径を示し、φ５はビーム径の短径を示す。
[Fourth Embodiment]
Next, a configuration example of a droplet discharge state detection device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As the droplet discharge state detection apparatus of the present embodiment, a configuration for changing the light beam of the light beam from parallel light to convergent light is adopted in addition to the configurations of the above-described embodiments. In this figure, φ6 indicates the major axis of the beam diameter, and φ5 indicates the minor axis of the beam diameter.
受光部Ｂは、受光素子２０６の受光面２０７が、光ビーム２０３のビーム径φ６内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ６から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ６に隣接する位置に配置することが好ましい。
The light receiving unit B is disposed at a position away from the beam diameter φ6 of the
また、受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ７開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ８（０≦θ８＜θ７）の角度をもった位置に配置する。本実施形態における角度θ７は第３実施形態における角度θ５より小さくする。
In addition, the light receiving unit B is at a position opened by an angle θ7 with respect to the optical axis L of the
受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ７は、光ビーム２０３のビーム径φ６内に受光素子２０６が存在しない角度『θ７＞θ７ｍｉｎ』でなければならない。なお、第３実施形態と同様、θ７ｍｉｎは、光ビーム２０３のビーム径φ６内に受光素子２０６が存在しない場合の受光素子２０６と光軸Ｌとの間の最小角度を示す。
The angle θ7 between the
また、本図において、θ７１Ｎはノズル列１と受光素子のノズル列１側に近い端面との角度を、θ７１Ｆはノズル列１と受光素子のノズル列１側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。また、θ７２Ｎはノズル列２と受光素子のノズル列２側に近い端面との角度を、θ７２Ｆはノズル列２と受光素子のノズル列２側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。
In this figure, θ71N represents the angle between the
なお、φ５、φ６のどちらを長径とするか、両者を同径とするか、またはビーム形状を矩形にするかは、光ビームの波長と強度分布、ノズル列１とノズル列２の間隔、液滴の形状とサイズ、発光素子の種類と放射角、発光素子とコリメータレンズとの間隔、発光素子と液滴との間隔、液滴と受光素子との間隔、受光素子の位置とサイズ、ヘッドと印刷媒体の間隔などの条件により変わる。
It should be noted that which of φ5 and φ6 is the longer diameter, the same diameter, or the beam shape is rectangular is the wavelength and intensity distribution of the light beam, the interval between the
上述した各実施形態においては、ノズル１からｎでの発光光量の入射率は同程度である。また、受光素子２０６への散乱光の入射率は、光ビーム２０３の光軸Ｌに対する角度θ７とインク液滴から受光素子２０６までの距離により決定する。そして、インク液滴２０２から受光素子２０６までの距離が長いと入射率が減少する。
In each of the above-described embodiments, the incident rates of the emitted light amounts at the
しかし、インク液滴２０２から受光素子２０６までの距離が長いと、光ビーム２０３の光軸Ｌに対する角度θ７（θ７１Ｎ、θ７１Ｆ、θ７２Ｎ、θ７２Ｆ）が小さくなるため、散乱光の入射率が増加する。例えば、散乱光量の大きいθ７＜１０°程度にて受光素子２０６を設置した場合、角度による増減が、距離による増減を上回る。そのため、受光素子２０６への散乱光の入射率は、発光素子２０４側に近いノズル１から受光素子２０６側に近いノズルｎに向かって減少する。
However, when the distance from the
受光光量は、上述の式１により求められるため、上述の各実施形態の構成例においては、ノズル１からｎでのノズルから吐出されたインク液滴への光ビーム２０３の入射率は同程度で、受光素子２０６への散乱光の入射率が減少するので、ノズル１からｎに向かって受光光量は減少する。
Since the amount of received light is obtained by the above-described
本実施形態では、光ビーム２０３を平行光から収束光にすることにより、ノズル１からｎに向かってノズルから吐出されたインク液滴への入射率は増加させる。これにより、受光素子への入射率の減少を抑えるので、受光光量の変動を抑えることができる。なお、収束率を最適値にすることにより、受光光量は同程度にすることができる。
In the present embodiment, by changing the
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態の液滴吐出状態検出装置の構成例について図１２を参照して説明する。本実施形態の液滴吐出状態検出装置は、上述の第４実施形態を発展させたもので、光ビームを平行光から収束光とするための発光素子２０４の移動機構１２０１を設けている。なお、本図において、φ８はビーム径の長径を示し、φ７はビーム径の短径を示す。なお、本発明において、移動機構１２０１を第２の移動手段とする。
[Fifth Embodiment]
Next, a configuration example of a droplet discharge state detection device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The droplet discharge state detection apparatus of the present embodiment is an extension of the above-described fourth embodiment, and includes a moving
受光部Ｂは、受光素子２０６の受光面２０７が、光ビーム２０３のビーム径φ８内に入らないように、光ビーム２０３のビーム径φ７から外れた位置に配置する。但し、受光部Ｂは、ビーム径φ８に隣接する位置に配置することが好ましい。
The light receiving unit B is disposed at a position away from the beam diameter φ7 of the
また、受光部Ｂは、光ビーム２０３の光軸Ｌに対して角度θ９開いた位置で、且つ、光軸Ｌの垂直方向に対してθ１０（０≦θ１０＜θ９）の角度をもった位置に配置する。本実施形態における角度θ９は第３実施形態における角度θ５より小さくする。
In addition, the light receiving unit B is at a position opened by an angle θ9 with respect to the optical axis L of the
受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ９は、光ビーム２０３のビーム径φ８内に受光素子２０６が存在しない角度『θ９＞θ９ｍｉｎ』でなければならない。なお、第３実施形態と同様、θ９ｍｉｎは、光ビーム２０３のビーム径φ８内に受光素子２０６が存在しない場合の受光素子２０６と光軸Ｌとの間の最小角度を示す。
The angle θ9 between the
また、本図において、θ９１Ｎはノズル列１と受光素子のノズル列１側に近い端面との角度を、θ９１Ｆはノズル列１と受光素子のノズル列１側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。また、θ９２Ｎはノズル列２と受光素子のノズル列２側に近い端面との角度を、θ９２Ｆはノズル列２と受光素子のノズル列２側に遠い端面との角度をそれぞれ示している。
In this figure, θ91N represents the angle between the
なお、φ７、φ８のどちらを長径とするか、両者を同径とするか、またはビーム形状を矩形にするかは、光ビームの波長と強度分布、ノズル列１とノズル列２の間隔、液滴の形状とサイズ、発光素子の種類と放射角、発光素子とコリメータレンズとの間隔、発光素子と液滴との間隔、液滴と受光素子との間隔、受光素子の位置とサイズ、ヘッドと印刷媒体の間隔などの条件により変わる。
It should be noted that which of φ7 and φ8 is the longer diameter, the same diameter, or the beam shape is rectangular is the wavelength and intensity distribution of the light beam, the interval between the
上述の第４実施形態においては、収束率は一定であるが、本実施形態においては発光素子２０４を光ビーム２０３の照射方向に沿って前後移動させる移動機構１２０１を設けることにより収束率を変更することが可能となる。そのため、ノズル１からｎでの入射率が最適値となるように収束率を設定可能となる。最適値とは、ノズル列１とノズル列２でのインク液滴への光ビームの入射率が大きく、液滴の有無、曲がりが検出可能なビーム径での入射率である。
In the above-described fourth embodiment, the convergence rate is constant, but in this embodiment, the convergence rate is changed by providing a moving
受光光量は、上述した式１により求められるので、ノズル１からｎでの入射率を最適値に設定することにより、受光光量は大きくなる。なお、本実施形態では発光素子２０４の移動機構を備えているが、コリメータレンズ２０５の移動機構を備えることでも同様の効果が得られる。また、移動機構としては、発光素子が光ビームの照射方向に沿って前後移動されるように、上述の第３実施形態で説明した移動機構と同様の機構を採用してよい。
Since the amount of received light is obtained by the above-described
本実施形態では、ノズル１からｎの各々について、移動機構１２０１により発光素子２０４を移動しながら、受光素子２０６の出力電圧Ｖを計測して最適な移動量を決定する。移動量の決定を液滴吐出状態検出毎に行うこととしてもよく、また移動量の決定をイニシャル動作時に行い、その後の液滴吐出状態検出時は移動のみを行うこととしてもよい。
In the present embodiment, for each of the
上述した本実施形態によれば、ノズル１からｎでの入射光量を最適値に設定することにより、受光光量は大きくなる。その結果、ノイズ光Ｎよる受光光量と散乱光Ｓによる受光光量とのＳＮ比が大きくなり、検出精度が向上し、インク吐出不良の検知が確実となる。
According to the above-described embodiment, the amount of received light is increased by setting the amount of incident light at
一方、受光光量を上げない場合は、発光素子の定格出力を下げることで発光光量を下げることが可能となる。また、コストを下げる効果も期待できる。 On the other hand, when the amount of received light is not increased, the amount of emitted light can be reduced by reducing the rated output of the light emitting element. In addition, it can be expected to reduce costs.
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態においては、ノズル列１とノズル列２の同じノズル番号のノズルから吐出されるインク滴２滴を同時に検出する構成をとる。そして、本実施形態を適用した場合における、受光素子２０６と光ビームの光軸Ｌとの間の角度θ９と受光素子２０６の出力電圧Ｖとの関係について図１３を参照して説明する。図１３において、横軸は受光素子２０６と光軸Ｌとの間の角度θ９を示し、縦軸は受光素子２０６の出力電圧Ｖを示す。なお、本実施形態の説明において、上述した第５実施形態の液滴吐出状態検出装置での構成例を示す図１２も合わせて参照する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a configuration is adopted in which two ink droplets ejected from nozzles having the same nozzle number in
図１３に示すように、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは角度依存性をもっており、角度θ９が大きくなるに従い、散乱光Ｓによる出力電圧Ｖは小さくなる。本図において、曲線１３０１は、ノズル列１またはノズル列２の何れかのノズル１個から吐出されたインク適１滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖを示している。また、曲線１３０２は、ノズル列１とノズル列２の同じノズル番号のノズル２個から吐出されたインク滴２滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖを示している。
As shown in FIG. 13, the output voltage V due to the scattered light S has an angle dependency, and the output voltage V due to the scattered light S decreases as the angle θ9 increases. In this figure, a
図に示すように、インク滴１滴を吐出した場合の角度θ９における出力電圧Ｖ３１に比べ、インク滴２滴を吐出した場合の同角度θ９における出力電圧Ｖ３２の方が大きいことがわかる。インク滴２滴を同時に吐出することにより、２滴の吐出の有無を検出することが可能となる。 As shown in the figure, it can be seen that the output voltage V32 at the same angle θ9 when two ink droplets are ejected is larger than the output voltage V31 at the angle θ9 when one ink droplet is ejected. By simultaneously ejecting two ink droplets, it is possible to detect whether or not two droplets are ejected.
本実施形態においては、ノズル列１のノズル１個から吐出されたインク適１滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ３１と、ノズル列２のノズル１個から吐出されたインク適１滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ３１との間に差がある場合には、その電圧差からノズル列１とノズル列２のどちらのノズルが不吐出であるかを判断する。
In the present embodiment, the output voltage V31 due to the scattered light S of the appropriate one drop of ink ejected from one nozzle of the
一方、ノズル列１のノズル１個から吐出されたインク適１滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ３１と、ノズル列２のノズル１個から吐出されたインク適１滴での散乱光Ｓによる出力電圧Ｖ３１との間に、差がない場合には、例えばノズル列１のノズルから吐出を行い、ノズル列１とノズル列２のノズルのどちらが不吐出であるかを判断する。
On the other hand, the output voltage V31 due to the scattered light S from one suitable ink droplet ejected from one nozzle in the
上述した本実施形態によれば、各ヘッド列の同じノズル番号の２滴を同時に吐出して散乱光Ｓを検出することにより、検知時間を短縮することができる。 According to the present embodiment described above, the detection time can be shortened by detecting the scattered light S by simultaneously ejecting two drops of the same nozzle number in each head row.
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment alone, and various modifications are made without departing from the gist of the present invention. Implementation is possible.
例えば、上述した本実施形態の画像形成装置や液滴吐出状態検出装置を構成する各部における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。 For example, the control operation in each part constituting the image forming apparatus and the droplet discharge state detection apparatus of the present embodiment described above can be executed using hardware, software, or a combination of both. .
なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。 In the case of executing processing using software, it is possible to install and execute a program in which a processing sequence is recorded in a memory in a computer incorporated in dedicated hardware. Alternatively, the program can be installed and executed on a general-purpose computer capable of executing various processes.
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。なお、リムーバブル記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。 For example, the program can be recorded in advance on a hard disk or a ROM (Read Only Memory) as a recording medium. Alternatively, the program can be stored (recorded) temporarily or permanently in a removable recording medium. Such a removable recording medium can be provided as so-called package software. Examples of the removable recording medium include a floppy (registered trademark) disk, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a MO (Magneto Optical) disk, a DVD (Digital Versatile Disc), a magnetic disk, and a semiconductor memory.
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することになる。 The program is installed in the computer from the removable recording medium as described above. In addition, it is wirelessly transferred from the download site to the computer. In addition, it is transferred to the computer via a network by wire.
また、本実施形態における画像形成装置や液滴吐出状態検出装置は、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。 In addition, the image forming apparatus and the droplet discharge state detection apparatus according to the present embodiment are not only executed in time series according to the processing operation described in the above embodiment, but also the processing capability of the apparatus that executes the process or necessary. It is also possible to construct to execute in parallel or individually according to the above.
１００、１１０、…１ｎ０ インクジェットヘッド（液滴吐出手段）
１０３、１１３、…１ｎ３ 液滴吐出状態検出装置
２０２ インク液滴
２０３ 光ビーム
２０４ 発光素子
２０５ コリメートレンズ
２０６ 受光素子
２０７ 受光面
２０８ 発光ユニット
８０１ 絞り部材
１００１、１２０１ 移動機構
100, 110,... 1n0 inkjet head (droplet ejection means)
103, 113,... 1n3 droplet discharge
Claims (8)
光ビームを発光する発光手段と、
前記発光手段による光ビームのビーム径から外れた位置に配置された受光手段とを備え、
前記発光手段による光ビームの光軸が、液滴の吐出位置から前記受光手段へ散乱光が照射される方向と、前記発光手段による光ビームの光軸とのなす角が小さいノズル列と前記なす角が大きいノズル列との中心を基準として、前記なす角が大きいノズル列側にシフトしているように前記発光手段を配置することを特徴とする液滴吐出状態検出装置。 A droplet discharge state detection device that detects a discharge state of a droplet by scattered light generated when a light beam collides with a droplet discharged from each nozzle constituting two or more nozzle rows,
A light emitting means for emitting a light beam;
A light receiving means arranged at a position deviating from the beam diameter of the light beam by the light emitting means,
The optical axis of the light beam by the light emitting means is formed by the nozzle row having a small angle between the direction in which scattered light is irradiated from the droplet discharge position to the light receiving means and the optical axis of the light beam by the light emitting means. 2. A droplet discharge state detecting device, wherein the light emitting means is arranged so that the angle formed by the nozzle array is shifted to the nozzle array side with the center of the nozzle array having a large angle as a reference.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012272181A JP2014117809A (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Liquid-droplet discharge-state detection device and image formation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9347881B2 (en) | 2013-12-20 | 2016-05-24 | Ricoh Company, Ltd. | Device and method for detecting state of discharged liquid droplet and image forming device incorporating such device |
-
2012
- 2012-12-13 JP JP2012272181A patent/JP2014117809A/en active Pending
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