JP5073594B2 - 液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置に関し、特に液体吐出ヘッドから吐出される液滴を検出することが可能な液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、インクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備え、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、印刷媒体、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、インク滴を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。

なお、「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液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、「インク」とは、狭義のインクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂材料なども含まれる。

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、液体吐出ヘッドの多数のノズルと呼ばれる細孔から液滴を吐出することで、媒体に非接触でパターンを形成することが可能となっているため、媒体の種類や形状にとらわれずに、単一の作像プロセスで画像形成が可能となる。

このノズルは直径５０μｍ以下の微細なオリフィスを持ち、そのオリフィスから液滴を吐出するため、正常な状態に保つことが非常に難しい。特に、媒体幅相当のノズルを並べたノズル列を有するライン型ヘッドの場合、ノズル数が数百から数千と膨大なため、吐出不良状態、例えば、ノズルより吐出できない状態、ノズル面に対して約垂直方向に吐出されない状態、吐出された液滴が所望の大きさを形成できない状態などを回避し、全てを正常に保つことは重要な問題となっている。

そこで、ノズル状態を正常にするためには、吐出不良のノズルを特定し回復動作を行う必要がある。従前、パーソナルインクジェットプリンタなどでは、紙面上にノズルチェックパターンを印写することで目視でノズル状態を確認しているが、用紙を無駄にし、確認に慣れが必要であった。

そのため、特許文献１に記載されているように、光学式でノズルから吐出される液滴を確認することで、吐出状態を調べる装置が例えばワイドフォーマットインクジェットプロッタなどに搭載されるなど実用化されてきている。
特開２００６−１８７９８１号公報

また、従来シリアル型画像形成装置では、特許文献２に記載されているように、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出受けの近傍に吐出状態の検出装置を設けるようにしている。
特開２００５−３１９６９８号公報

これに対し、ライン型画像形成装置では、印字状態においてヘッド部は移動する必要はなく静止している。そのため、特許文献３には、ヘッドの維持回復を行う維持回復装置のキャップ部材内に吐出検出装置を備えて、維持回復動作を行うポジションにヘッド部を移動したときに液滴の検出を行うようにすることが記載されている。
特許第２８３８８９４号公報

また、特許文献４には、ヘッドの維持回復動作を行うポジションに移動する経路上に吐出状態を検出する装置を配置することが記載されている。
特開２００５−１９９６５８号公報

また、特許文献５には、吐出状態の検出器をヘッドに対して相対移動可能とする移動手段を備えることが記載されている。
特開２００６−１９２７８９号公報

また、特許文献６には、各ノズル毎に検出器を設けたインクジェット装置が記載されている。
特開２００６−２１３０５１号公報

上述した特許文献３、４に記載されているようにヘッドを維持ポジションへ移動させることで吐出検出が可能となるものにあっては、印字中に吐出確認を行うためにヘッドポジションを移動させる必要があり、吐出確認のために著しく印字速度を低下させることになるという課題がある。

一方、特許文献５に記載されているように検出器をヘッドに対して相対的に移動可能とする移動手段を備える構成にあっては、検出器を精度良く移動させることが難しく、検出器の移動手段が障害を起こすと所定のヘッドを検出できなくなるため、信頼性が十分でないという課題がある。

また、特許文献６に記載されているように各ノズル毎に検出器を設ける構成は、印字途中でも吐出確認が可能であり、高速性と信頼性を図れるものの、各ノズルにセンサを設けるため、センサ間隔は小さく、高い加工精度が要求され、センサ数が増えるため配線回路が複雑となり、吐出検出機構のためにヘッドコストが向上する。また、ノズル数だけセンサが存在するため、全てを正常な状態に維持する必要があり、センサ自体の信頼性維持が難しいという課題がある。さらに、光学式検知の場合、センサとしての発光素子の駆動に伴い発熱が生じ、ヘッド温度の上昇や、受光素子感度の低下を引き起こすことになるが、個々のノズルに対応してセンサを配置すると、発光部の集積による発熱が多く、この問題が顕著となる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドが移動することなく、簡単な構成で、液滴の吐出を検知できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する複数のノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を検知する液滴検知手段と、を備え、
前記液滴検知手段は、
光を射出する発光手段と、
前記発光手段から射出された光を受光する受光手段と、
画像形成装置の維持回復機構のキャップ手段でキャッピングされる領域の外側から前記発光手段からの射出光を前記ノズル面のノズル列に沿って通過させ、前記領域の外側で前記射出光が入射される光路形成手段と、を備え、
前記発光手段は、前記液体吐出ヘッドの一側面に設けられ、
前記受光手段は、前記液体吐出ヘッドの他側面に設けられ、
前記光路形成手段は、
前記液体吐出ヘッドの一端部及び他端部にそれぞれ配置された、前記射出光の光軸を曲げるための発光側ミラー及び受光側ミラーを有し、
前記キャッピングされる領域と前記発光側ミラー及び前記受光側ミラーとの間に溝が設けられている
構成とした。

本発明の請求項７に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する複数のノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を検知する液滴検知手段と、を備え、
前記液滴検知手段は、
光を射出する発光手段と、
前記発光手段から射出された光を受光する受光手段と、
画像形成装置の維持回復機構のキャップ手段でキャッピングされる領域の外側から前記発光手段からの射出光を前記ノズル面のノズル列に沿って通過させ、前記領域の外側で前記射出光が入射される光路形成手段と、を備え、
前記発光手段は、前記液体吐出ヘッドの長手方向一側面に設けられ、
前記受光手段は、前記液体吐出ヘッドの長手方向他側面に設けられ、前記複数本の射出光を射出する複数の受光素子を有し、
前記光路形成手段と前記受光手段との間には、前記光路形成手段を通過する複数本の射出光のうち、一つの射出光を選択するデジタルマイクロミラーデバイスが配置されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備え、印刷媒体に画像を形成する構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、ヘッドを移動することなく、ヘッドキャッピングを妨害することなく、簡単な構成で、ヘッドから吐出される液滴を検知することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているので、安定して高画質画像を形成することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同インクジェット記録装置の模式的説明図である。
このインクジェット記録装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体１内に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインクを吐出する複数の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ということもある。）で構成されるライン型液体吐出ヘッド（記録ヘッド）であるヘッドユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（以下、色の区別をしないときは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのサブ符号を添えない符号を用いる。他の部材等についても同様である。）と、ヘッドユニット１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙのメンテナンス（維持回復など）を行う、キャッピング手段であるキャップ１５１、吸引手段である吸引ポンプ、ワイピング手段であるワイパブレード１７５などを含むメンテナンスユニット（維持回復機構）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙとをヘッド保持部材１０に保持している。

また、ヘッドユニット１１のヘッド１０１Ａ〜１０１Ｌに対して供給するインクを収容したインクカートリッジ１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙと、インクカートリッジ１３から供給されるインクを一部貯留し、ヘッド１１１Ａ〜１１１Ｌに適切な圧力でインクを供給するサブタンク１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙとを備えている。

また、装置本体１内には、印刷媒体（以下「用紙」という。）２を吸着し搬送する搬送ベルト２１と、搬送ベルトを掛け回した搬送ローラ２２、２３と、搬送ベルト２１が適切な張力を保つようにコントロールするテンションローラ２４と、搬送ベルト２１が適切な平面性を保つためのプラテン部材２５と、搬送ベルト２１に用紙２を吸着するための静電帯電を与える帯電ローラ２６と、用紙２を搬送ローラ２２に対向する位置で搬送ベルト２１側に抑える押え部材２７などで構成される搬送機構を備えている。

さらに、用紙２を搬送ベルト２１から分離させる分離爪３１と、排紙するための搬送を行う排紙ローラ３２及びこれに対向する拍車（排紙コロ）３３と、排紙した用紙２をストックしておく排紙トレイ３４からなる排紙機構を備えている。また、画像形成を行う用紙２をストックする給紙トレイ３と、給紙トレイ３から一枚ずつ用紙２を分離して送り出す給紙コロ４１及びこれに対向する分離パッド４２と、給紙されてきた用紙２を搬送ベルト２１に確実に吸着させるカウンタローラ４３と、手差しにて給紙する場合に用いられる手差しトレイ４５からなる給紙機構を有している。

また、メンテナンス後に排出される廃液を回収する廃液タンク９や、装置を操作し装置状態を表示することができる操作パネル６も備えている。

ここで、この画像形成装置の記録ヘッドを構成しているヘッドユニット１１の一例について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同ヘッドユニットをノズル面側から見た平面説明図、図３は同ヘッドユニットを構成する１つのヘッドをノズル面側から見た平面拡大説明図である。
このヘッドユニット１１は、ヘッド支持部材１００に１２個の液体吐出ヘッド１０１Ａ〜１０１Ｌを、２列千鳥状に、ノズル面１１４に形成されたノズル１１２の並び方向（ノズル列１１３に沿う方向）に一部を重複させて配置して構成している。１つのヘッド１０１は、液滴を吐出する複数のノズル１０２を並べて配置したノズル列１０３を２列千鳥状に配置したノズル面１０４を有している。そして、ヘッド支持部材１００と液体吐出ヘッド１０１との間には、図４に示すように、充填剤１０５が充填されて密閉されており、ノズル面１０４側からの隙間をなくしている。

また、ヘッド支持部材１００とノズル面１０４はほぼ同一の平面に位置するように固定している。つまり、ワイピング時にノズル面１０４とヘッド外周部材であるヘッド支持部材１００との間に段差があると、ワイパブレード１７５が段差に捕われ、ノズル面１０４に均等な力で接触できなくなり、ワイピングを行ったときに拭き残しが生じる。また、段差にはワイパブレード１７５が接触できない死角が発生するためインクが溜りやすく、溜ったインクが印字中に用紙２に落ちることで、画像品位を低下させる。さらに、段差があると局所的にワイパブレード１７５にかかる圧力が高くなるため、ワイパブレード１７５と接触部位との摩擦が高まり、耐久的にワイパブレード１７５のノズル面接触端面の摩耗が引き起こされる。

次に、記録ヘッドを構成しているヘッドユニット１１の他の例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドユニットをノズル面側から見た平面説明図、図５は同ヘッドユニットを構成する１つの液体吐出ヘッドをノズル面側から見た平面拡大説明図である。
このヘッドユニット１１は、ヘッド支持部材１００に１２個のヘッド１１１Ａ〜１１１Ｌを２列千鳥状にノズルの並び方向（ノズル列に沿う方向）に一部を重複させて配置して構成している。１つの液体吐出ヘッド１１１は、液滴を吐出する複数のノズル１０を千鳥状に２列並べた複数列のノズル列１０３ａ〜１０３ｆを配置したノズル面１０４を有している。そして、ヘッド支持部材１００とヘッド１１１との間には前述したと同様に充填剤が充填されて密閉されており、ノズル面１０４側からの隙間をなくしている。

このヘッドユニット１１を用いた場合、ノズル列１０３ａ〜１０３ｆ毎にインクの色を異ならせることで装置を大型化することなく多色化が可能である。また、同じ色のインクを用いた場合、全ノズルの同時吐出ができないヘッドでは、複数のノズル列で吐出が可能となることから、同じインクを間引きなしに吐出が可能となり、印写速度を向上させることができる。この構成のヘッドユニット１１で多色化を行った場合、隣接ノズル列の着弾位置精度が最も高くなるので、着弾位置を検知しやすい濃色インクをヘッドユニット１１の中央側に、淡色インクをヘッドユニット１１の外縁側に配置することが好ましい。例えば、フォトシアン（ＰＣ）、フォトマゼンタ（ＰＭ）を含む６色インクを用いるなら、ヘッド１１１Ａについては外側のノズル列１０３Ａｆから内側のノズル列１０３Ａａに向けてＰＭ、ＰＣ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを割り当て、ヘッド１１１Ｂについては外側のノズル列１０３Ａａから内側のノズル列１０３Ａｆに向けてＰＭ、ＰＣ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを配置することが好ましい。

このように構成したこの画像形成装置においては、各ヘッドユニット１１のノズル列は用紙の搬送方向に直交するように配列されており、記録領域以上の長さのノズル列を形成している。給紙トレイ３から用紙２が給紙コロ４１にて一枚ずつ分離されて給紙され、加圧コロ４３にて帯電された搬送ベルト２１に密着されることで搬送ベルト２１上に静電吸着で固定され、ヘッドユニット１１下を通過するときに液滴が吐出されて用紙２上に所要の画像が形成され、分離爪３１にて搬送ベルト２１から分離され、排紙ローラ３２と排紙コロ３３にて支えられて排紙トレイ３４上に排紙される。

次に、このインクジェット装置の制御部の概要について図１４を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部３００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、本発明において使用する所定液滴吐出検知の受光感度変化の値及び液滴検知と見なす感度閾値、駆動波形データ、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを備えている。

また、この制御部３００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ３０６と、記録ヘッド１５４の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成するヘッド駆動制御部３０７と、媒体搬送モータ３０９を駆動するための媒体搬送モータ駆動部３０８と、ヘッドユニット（キャリッジ）移動モータ３１１を駆動するためのヘッドユニット移動モータ駆動部３１０と、維持ユニット移動モータ３１３を駆動するための維持ユニット移動モータ駆動制御部３１２と、インク経路の電磁弁３１５を開閉制御するためのインク経路バルブ制御部３１４、キャップ吸引モータ３１７やインク供給モータ３１８の駆動を制御する送液吸引モータ駆動制御部３１６と、搬送ベルト１１３の移動量及び移動速度に応じた検知信号を出力するエンコーダや、環境温度及び環境湿度（いずれか一方でも良い）を検出するセンサ３２３からの検知信号、サブインクタンクのインク量検知信号、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ３２２などを備えている。この制御部３００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作／表示部１０６が接続されている。

制御部３００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ３１６で受信する。

そして、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｆ３０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ３０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、記録ヘッド１５４のヘッド幅の１ページ分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を、クロック信号に同期して、ヘッド駆動制御部３０７に送出する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ３０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをラスターデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド制御部３０７は、ヘッド駆動情報をヘッド駆動制御部３２１に転送し、ヘッド駆動制御部３２１はページ単位で入力されるヘッドユニット１１の１ページ分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて選択的にヘッドユニット１１の各ヘッド１０１（又はヘッド１１１でもよい。以下、同じ）の圧力発生手段に印加してヘッドユニット１１の各ヘッド１０１を駆動する。

また、ヘッド制御部３０７は、ＣＰＵ３０１より発された液滴検知の命令を液滴検知制御部３２０に転送し、液滴検知制御部３２０は命令のタイミングに従って後述する本発明における液滴検知手段である液滴検知装置３２４を制御する。液滴検知装置３２４は、詳細は後述するが、発光手段である発光部３２５、受光手段である受光部３２６、光軸偏向装置３２７（後述するヘッドユニットの第２実施形態の場合）を通じてヘッドユニット１１の各ヘッド１０１からの液滴の吐出状態を検知し、検知結果に基づいて得られる検出データを液滴検知制御部３２０を介してＣＰＵ３０１へ転送する。

なお、本発明を適用する画像形成装置で用いる液体吐出ヘッドとしては、電歪素子に電圧を印加して電歪素子を変形させることで液滴を吐出する圧電型ヘッド、電熱変換素子に電流を流すことで発熱させて、発熱により液体を発泡させることで液滴を吐出するサーマル型ヘッド、振動板と電極間の静電力で振動板を変形させ機械的は振動板の復元力で液滴を吐出させる静電型ヘッドなどを用いることができ、液滴を吐出させるアクチュエータ手段（圧力発生手段）は限定されるものではない。圧電型ヘッドでは、圧電素子を駆動する駆動波形を調整することで、様々な大きさの液滴を吐出させることができ、階調性が良好な画像を形成するのに有利である。一方、サーマル型ヘッドは、ノズルの高集積化が容易であるため、多ノズルヘッドの作製に向いていることから、解像度が高い画像を高速で印刷するのに有利である。

また、液体吐出ヘッドは、液流路から吐出口（ノズル）にかけての形状が直線的であるエッジシュータ方式であっても良いし、液流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシュータ方式であっても良い。

使用する液体としては、狭義のインクに限らず、使用用途に応じてレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料、光学分野における樹脂レンズ材料など、ヘッド部材の耐久温度範囲で液化するものであれば、いずれも使用可能である。

インクに用いられる色材として、顔料、染料のいずれでも用いることができ、混合して用いることもできる。インクに用いる水分散性着色剤として特に限定はないが、顔料表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたことにより分散剤なしに水に分散可能となった顔料であるか、もしくは樹脂微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョン、また界面活性剤もしくは平均分子量５００００以下の水溶性高分子化合物を単独もしくは併用することによって分散安定化された顔料の水分散着色剤を、単独もしくは併用することが好ましい。

用いる顔料種として特に限定はないが、有機顔料や無機顔料を用いることができ、特に比重の面で有機顔料が好適に用いられる。また、これら顔料は複数種類を混合して用いても良い。これらの顔料の粒子径は０．０１〜０．３０μｍで用いることが好ましく、０．０１μｍ以下では粒子径が染料に近づくため、耐光性、フェザリングが悪化してしまう。また、０．３０μｍ以上では、吐出口の目詰まりや装置内のフィルタでの目詰まりが発生し、吐出安定性を得ることができない。

このような水分散性着色剤は色材分子が集合状態（結晶状態を含む）であるか樹脂分子と共存しており単分子で存在していないため、耐水性、耐光性、耐ガス性に優れており、このような着色剤を用いると画像保存性を向上することが可能となる。特に、顔料表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたことにより分散剤なしに水に分散可能となった顔料、もしくは樹脂微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを用いた場合、着色剤固形分に対するインク粘度が低く押さえられるため、水分散性樹脂や湿潤材を多く入れることが可能となる。

インクに用いる樹脂として特に限定はないが、水分散性樹脂は水分散着色剤との混和性からｐＨが６〜１１が好ましく、ｐＨが７〜９がより好ましい。また分散性樹脂の特徴として平均粒子径が小さいものほど粘度が上昇する傾向がある。過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径は５０ｎｍ以上が好ましい。

さらに、液体吐出ヘッドのインク流路やノズル開口は小さいため、粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させることは知られている。インク吐出性を阻害させないために平均粒子径が５００ｎｍ以下が好ましく、特に１５０ｎｍ以下が好ましい。水分散性樹脂は水分散着色剤を紙面に定着させる働きを持つことが好ましく、定着性を向上させるためには最低造膜温度（ＭＦＴ）が２０℃以下であることが好ましい。しかし、ガラス転移点が−４０℃以下になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移点が−３０℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。

インクを所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、色材の他に、水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。

また、浸透剤はインクと被記録材（媒体）の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。浸透剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤ならびにポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤が例示でき、これらの化合物は液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。

インクは防腐防黴剤を含有することができる。防腐防黴剤を含有することによって、菌の繁殖を押さえることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。また、インクは防錆剤を含有することができる。防錆剤を含有することによって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。また、インクは酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を含有することによって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させることで腐食を防止することができる。

インクはｐＨ調整剤を含有することができる。インクのｐＨは３〜１１であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点からは６〜１０であることがさらに好ましい。ｐＨ調整剤は本発明記録液のｐＨを好ましい範囲に調整することができる。

インクの表面張力は、２０〜６０ｍＮ／ｍであることが好ましく、被記録材との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは３０〜５０ｍＮ／ｍであることがさらに好ましい。

インクの粘度は、１．０〜２０．０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、吐出安定性の観点からは２．０〜１０．０ｍＰａ・ｓであることがさらに好ましい。

次に、このインクジェット記録装置におけるメンテナンス動作について図８を参照して説明する。
このインクジェット記録装置における維持回復機構１２におけるキャップ１５１は、ヘッドユニット１１のヘッド支持部材１００の面にキャップ１５１が当接して、複数のヘッド１０１を一括してキャッピングする構成としており、キャップ１５１が当接するヘッド支持部材１００の面を「ヘッド面１００Ａ」という。

まず、印字は図１に示される状態で行われており、ヘッドユニットとメンテナンスユニットが平行に存在する状態となっている。ここで、ヘッドユニット１１が印写面に現れているときに（印字状態）、操作パネル６やホストＩ／Ｆ３０６がメンテナンス動作の指示を受け取った場合、また一定時間連続印字を行った場合には、図８に示されるメンテナンス動作（維持回復動作）を実施する。

メンテナンス動作では、まず、ヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２をメンテナンス位置に移動する。つまり、印字状態（図８（ａ））からヘッドユニット１１が上に移動し最も高い状態で停止後（同図８ｂ）、メンテナンスユニット１２がヘッドユニット１１の真下に平行移動し、停止する（同図（ｃ））。ヘッドユニット１１はメンテナンスユニット１２のキャップ１５１と密着する位置まで下降し、キャッピング状態となる（同図（ｄ））。

キャッピング後のメンテナンス動作は、インク排出処理を行い、その後にワイピングを行う。つまり、ワイピングはヘッドユニット１１をワイパブレード１７５の天面より０．２から０．５ｍｍ程度低いワイピングポジションへ上昇停止させ（同図（ｅ））、メンテナンスユニット１２が平行移動することでヘッドユニット１１のヘッド面１００Ａをワイピングする（同図（ｆ））。

そして、メンテナンスユニット１２は印字状態の位置に停止し（同図（ｇ））、ヘッドユニット１１が真上に上昇停止する（同図（ｂ））。メンテナンスユニット１２がヘッドユニット１２の真下に移動し（同図（ｃ））、ヘッドユニット１１はメンテナンスユニット１２と密着する位置まで下降し、再度キャッピング状態（同図（ｄ））に復帰する。

その後、キャップ内に空吐出動作（画像形成に寄与しない液滴を吐出する動作）を行う。ヘッドと離間した後、キャップ１５１内のインクを吸引し、空吐出インクをキャップ１５１から吸引排除する。

メンテナンス動作が終了した後、ヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２を印字位置に移動させる。ヘッドユニット１１は真上に上昇停止（同図（ｂ））し、メンテナンスユニット１２は印字状態の位置まで平行移動し（同図（ｇ））、ヘッドユニット１１が下降して印字状態に復帰する（同図（ｈ））。

なお、上記以外にもヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２が個々に移動可能である場合は、上記のメンテナンス動作が単一のヘッドユニット１１に対して実施可能となり、キャッピング後のメンテナンス動作もメンテナンス対象ヘッドユニット１１のみインク排出処理を行いワイピングすることができる。

また、紙搬送経路の横にメンテナンスユニットを設置し、ヘッドユニットがメンテナンスユニット位置まで移動できる構成とすることもできる。このような構成のヘッドユニットは、図９に示されるように、ヘッドユニット固定部材２２３に設けられたヘッドユニットガイド部材２２２の位置決めガイド２２１に、ヘッドユニット１１の側面の位置決めリブ２２０が嵌め合うように差し込まれることで、ヘッドユニット固定部材２２３に大まかに位置決めすることができる。

ヘッドユニット１１は、上方に引き上げることで着脱することが可能となり、交換が自在である。吐出不良が回復しない場合や液滴検知装置３２４の不具合などでヘッドユニット１１を交換することが容易であり、ヘッドユニット１１と液滴検知装置３２４との光軸合わせの必要がないため、ヘッドユニット１１の交換が可能となる。

次に、本発明における液滴吐出検知と印字制御について図１０のフロー図及び図１１の説明図を参照して説明する。
印字処理時には、印字データが転送され、ページテータに展開されると共に印字部（ヘッドユニット１１に対する印字領域）に給紙が行われる。ページデータをラスタ処理し画像形成用の主データ（図１１の中央部１３３に印字するデータ）を形成し、その左右余白部（図１１の両端部１３２）に印字中空吐出用の空吐出パターンを形成し、主データに接合する。空吐出データは吐出画素が目立たないように隣接する画素が吐出されず、かつ吐出滴列が周期的なパターンを形成しないように、ブルーノイズマスクなどを適用して形成する。

同様にして上下余白部（図１１の上端部１３０と下端部１３１）を形成し、主データに接合する。このデータは吐出確認を行うため、対象ノズルの吐出検出の阻害要因となる他のノズルの吐出は控えるように吐出画像を処理することが好ましい。

画像形成用データが生成できると、用紙送り共に上余白部に空吐出用パターンによる印字をしつつ、液滴検知装置３２４によって液滴の吐出状態を検出し、吐出不良のノズルの有無を判別する。

ここで、吐出不良のノズルが検知されたときには、印字を中断し、ノズル回復処理を行い、印字した用紙を印字部より排紙除去し、新たに印字部への給紙を行う。そして、再び、上余白部に空吐出パターンを印字しつつ液滴吐出状態の検知を行って印字を継続する。

これに対し、吐出不良のノズルが無い場合、主データと左右余白部空吐出パターンからなるページ中央部を印字し、ページ下余白部に空吐出パターンによる印字をしつつ、液滴検知装置３２４によって液滴の吐出状態を検出し、吐出不良のノズルの有無を判別する。

ここで、吐出不良のノズルがあれば、吐出不良ノズルが左右余白部などの画像に影響がないノズルであるか否かを判別し、画像に影響を与えないノズルであれば、ノズルの回復処理を行って処理を継続する。これに対し、画像に影響のある箇所のノズル異常であるなら、ノズル回復処理を行うと共に印字した用紙を印字より排紙し除去し、新たに給紙する。そして再び上余白部からノズルを確認しつつページデータを印字する。

これに対し、吐出不良のノズルが無い場合には、印字部をより排紙し、次のページデータの有無によって、データ有りなら上記の動作を繰り返し、全データを排出するまで実行する。

次に、印字状態からのノズル回復処理について図１２のフロー図及び前述した図７を参照して説明する。
ノズル回復処理を開始すると、ヘッドユニット１１をメンテナンス位置（図７（ｂ））に移動を行い、メンテナンスユニット１２によるキャッピング状態（図７（ｂ）→同図（ｃ）→同図（ｄ））へ移行する。ヘッド面１００Ａを挾んで圧力差を設けてインクをヘッド１０１から強制排出する。ヘッド１０１とメンテナンスユニット１２のキャップ１５１を離間させ（図７（ｅ））、ワイパブレード１７５によるワイピングを行う（図７（ｅ）→同図（ｆ）→同図（ｇ））。

そして、キャッピング位置に戻し（図２５Ｇ→Ｂ→Ｃ）、キャップ１５１内に空吐出を行いながら吐出状態の検出（確認）を行う。ここで、吐出不良ノズルがあるか否かの判別を行って、吐出不良ノズルがあれば、ヘッド１０１のキャップ１５１によるキャッピング処理に戻り、吐出不良ノズルがなければ、キャップ１５１内のインクを吸引排出し、ヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２を印字位置（印字状態の位置）に移動させる（図７（ｃ）→同図（ｂ）→同図（ｈ））。

インクの強制排出は、ヘッド単位やノズル単位に行っても良く、吐出不良ノズルが含まれるノズル群にて処理できれば良い。処理ノズル数が少ないほど廃インクが少なく、圧力差を生じさせる仕事量が減少できるので、吐出不良ノズルとその近傍ノズルのみから排出させることが好ましい。

このような液滴吐出状態の検出処理は、インクジェット装置の起動時や終了時に行うこともできる。そこで、起動時の処理について図１３のフロー図及び前述した図７を参照して説明する。
起動時においては、キャッピング状態（図７（ｄ））からヘッドユニット１１を離間させ（図７（ｄ）→同図（ｃ））、キャップ１５１内に空吐出を行いながら液滴吐出状態の検出を行う。ここで、吐出不良ノズルがあるか否かの判別を行い、吐出不良ノズルがあれば、ヘッド１０１をキャッピングし（図７（ｃ）→同図（ｄ））、インク排出を行い、離間してワイピングを行うノズル回復処理を行って、再び液滴吐出状態の確認を行う。吐出不良ノズルがなければ、キャップ内吸引を行い、印字データの転送があるときは、ヘッドユニット１１を印字位置へ移動し印字待ちを行う。印字データの転送が無いときはヘッドユニット１１のヘッド１０１をキャッピングし（図７（ｃ）→同図（ｄ））、スタンバイ状態で待機する。

また、終了時の処理について図１４のフロー図及び前述した図７を参照して説明する。
終了時は、ソフトスイッチに応じてスタンバイ状態に戻り、ヘッドユニット１１のヘッド１０１とキャップ１５１とを離間させ（図７（ｄ）→同図（ｃ））、キャップ１５１内に空吐出を行いながら液滴吐出状態の検出（確認）を行う。ここで、吐出不良ノズルがあるか否かの判別を行い、吐出不良ノズルがあれば、上記同様のノズル回復処理を行い、再び液滴吐出状態の確認を行う。吐出不良ノズルがなければ、キャップ内吸引を行い、ヘッドユニット１１のヘッド１０１をキャッピングし（図７（ｃ）→同図（ｄ））、電源を切断する。

次に、上述したインクジェット記録装置における本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第１実施形態について図１５ないし図２０を参照して説明する。なお、図１５は同ヘッドユニット及びメンテナンスユニットの斜視説明図、図１６は同ヘッドユニットの斜視説明図、図１７は同ヘッドユニットにおける液滴検知装置の光路の説明に供する説明図、図１８は同液滴検知装置の光路の方向とワイピング方向との関係を説明する説明図、図１９は同ヘッドユニットの各部の寸法関係の説明に供する説明図、図２０は同液滴検知装置の検出光とノズルの関係の説明に供する説明図である。

ヘッドユニット１１は、前述したようにヘッド支持部材１００に複数のヘッド１０１が保持されて構成されるとともに、各ヘッド１０１から吐出された液滴を検知する液滴検知手段として液滴検知装置３２４を備えている。つまり、この実施形態においては、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、複数のヘッド１０１と液滴検知装置３２４の構成部材（発光手段、受光手段及び光路形成手段）とを一体化したヘッドユニット１１で構成している。

この液滴検知装置３２４は、ヘッドユニット１１の長手方向一側面に設けた光を射出する発光手段としてのレーザーダイオードアレイ（以下「ＬＤアレイ」という。）１７０と、ヘッドユニット１１の長手方向他側面に設けたＬＤアレイ１７０からの射出光を受光する受光手段としてのフォトダイオード１６８と、画像形成装置の維持回復機構１２のキャップ手段であるキャップ１５１でキャッピングされる領域の外側、すなわちキャップニップ部１５３が当接するキャップニップ位置１５８の外側からＬＤアレイ１７０からの射出光を検出光２１８としてヘッド面１００Ａに沿って通過させ、領域の外側で射出光が入射される光路１５９を形成する光路形成手段とを備えている。なお、図７における発光部３２５はＬＤアレイ１７０の駆動回路を含み、受光部３２６はフォトダイオード１６８の出力回路を含む。

光路形成手段は、ヘッドユニット１１の長手方向一端部及び他端部に配置され、光軸を９０度曲げるための発光側ミラー１５５及び受光側ミラー１５６と、ＬＤアレイ１７１からの射出光（レーザ光）の光軸間を拡げて平行光に整えてミラー１５５に入射させビームエキスパンダ１７１と、ミラー１５５からのレーザ光（検出光）２１８が入射されたミラー１５６からの平行光の光軸間を狭めてフォトダイオード１６８に入射させるビームエキスパンダ１７１と、図１７に示すように、光路を選択するデジタルマイクロミラーデバイス１７４とを備えている。なお、ＬＤアレイ１７０からフォトダイオード１６８までの光路中に液晶フィルタなどの光スイッチング素子を介在させることもできる。

ここで、ＬＤアレイ１７０及びフォトダイオード１６８は、ヘッドユニット１１のヘッド１０１の各列に対応して２個ずつ備えられ、それぞれ固定板１７２、１７２に固定保持され、各列のヘッド１０１のノズル面１０４の上方をレーザ光（検出光）２１８が通過するようにしている。固定板１７２、１７２は、ＬＤアレイ１７０、フォトダイオード１６８への配線を形成した配線基板１７７に取付けられている。また、図２０に示すように、検出光２１８の幅ｂはノズル１０２の径ａよりも大きくしている。

このヘッドユニット１１における光路について図１７を参照して説明すると、ＬＤアレイ１７０から射出されたレーザ光２１８は、ビームエキスパンダ１７１を介することで、光路間隔が拡げられ、ビーム列を平行に整えられる。その後、発光側ミラー１５５で反射され、検出領域１６９を通過して、受光側ミラー１５６にて反射され、デジタルマイクロミラーデバイス１７４にて光路が選択されて、ビームエキスパンダ１７１にてフォトダイオード１６８に入射される。

このように構成したので、ヘッドユニット１１のヘッド１０１からの液滴吐出状態を検知するときには、ＬＤアレイ１７０を発光駆動することによってビームエキスパンダ１７１、ミラー１５５を介してヘッド面１００Ａに沿って、各ヘッド１０１のノズル１０２の上方を検出光２１８が通過し、ミラー１５６、デジタルマイクロミラーデバイス１７４を経てフォトダイオード１６８に入射される。このとき、図１７に示す検出領域１６９でヘッド１０１から吐出される液滴に検出光２１８が当たった場合、検出光２１８は液滴と当たった部位では散乱、吸収が起こり、液滴に当たらないときよりフォトダイオード１６８に届く光量が少なくなる。そこで、フォトダイオード１６８の出力電圧を所定の閾値と比較することによって、光路上の液滴の有無を判別することができる。

このように、液滴検知手段は、光を射出する発光手段と、発光手段から射出された光を受光する受光手段と、キャップ手段でキャッピングされる領域の外側から発光手段からの射出光をノズル面に沿って通過させ、領域の外側で射出光が入射される光路形成手段とを備えていることで、ヘッドを移動することなく、ヘッドキャッピングを妨害することなく、簡単な構成で、ヘッドから吐出される液滴を検知することができるようになる。

なお、発光手段としてＬＤアレイを用いることで小さいスペースで多くの光軸を設けることが可能となり、ヘッドユニット１１に納めることが容易となる。また、ノズル間ピッチに対応した狭い光軸間距離でもアレイ上に集積化できているため、複雑な光路設計をせずとも配置である。

また、ヘッドユニット１１の長手方向両端部にはそれぞれ光路形成手段を構成するミラー１５５、１５６とヘッド面１００Ａとの間に溝１５７、１５７を設けている。これにより、ヘッド面１００Ａに付着したインクなどがミラー１５５、１５６側に移動して、ミラー１５５、１５６が汚れて検知精度が低下することを防止している。

さらに、ＬＤアレイ１７０から発生した熱は、ＬＤ固定板１７２を伝わり、冷媒配管１７３に接触することで熱交換を行う構成としている。冷媒配管１７３は、ヘッドユニット１７３外へ繋がっており、ＬＤアレイ１７０の廃熱をヘッドユニット１１外へ搬出する働きをしている。この冷媒には、印字に使うインクを用いても良く、インクを用いることで液循環構成がインク側と共通単純化し、コストの面やポンプなどの駆動部品を減らし、信頼性を向上させることができる。

次に、メンテナンスユニット１２との関係について図１５を参照して説明する。メンテナンスユニット１２は、前述したようにキャップ１５１とワイパブレード１７５とを備えている。キャップ１５１は、ヘッドユニット１１のヘッド面１００Ａに当接して密封するキャップニップ部１５３を有し、内部には排出された廃インクを吸引手段側に排出する排出口１５２を有している。また、ワイパブレード１７５はワイパホルダ１５０に保持され、ここでは、各ヘッド１０１に対して個別的にワイピングするためにヘッド１０１の個数分備えられている。

そして、ヘッドユニット１１は、前述したように、ノズル回復処理にてキャッピング、インク排出、ワイピングが実施される。この場合、図１５においてヘッドユニット１１を矢示方向に移動させても、メンテナンスユニット１２を矢示方向に移動させてもよく、用は、ヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２とを相対移動させて、ワイピングを行うことになる。これにより、例えば、ワイピングは、図１８に示す矢印Ａの向きにワイパブレード１７５を摺動させることによって行われる。このとき、液滴検知の光路の向きは矢印Ｂで示す方向であり、摺動方向と光軸が直交するようにしている。

このように、ワイパブレード１７５を動かすことで、光学部位（図１７では発光側ミラー１５５、受光側ミラー１５６）に廃インクが付着しにくく、インク付着による汚染が元となる感度低下を抑制することができる。また、ヘッド支持部材１６０と光学部位との間に溝１５７を設けることで、摺動中にワイパブレード１７５の端部から漏れ出たインクを光学部位に流すことなく止めおくことが可能となり、光学部位の汚れを低減できる。

ここで、発光側のミラー１５５及び受光側のミラー１５６の配置位置とキャップニップ位置（キャップ１５３が当接する部分）１５８との関係について図１９を参照して説明する。
ヘッドユニット１１においては、各ヘッド１０１から排出された廃インクをキャップ１５１内に収めきるため、ヘッドユニット１１内のヘッド配列長Ｌｈよりもキャップ１５１によるキャップニップ位置１５８の長さＬｃの方を長くしている。また、キャップ１５１のキャップニップ部１５３に付着したインクをクリーニングする意味で、キャッピングに応じてヘッドユニット１１側に付着インクを転写しワイピングにより拭き取る動作を行う。そのためには、キャップニップ領域の長さＬｃよりワイパブレード１７５によって払拭するワイピング範囲Ｌｗの方を長くしている。

さらに、光学部位で挾まれた飛翔検出領域１６９の光路長Ｌｓは、完全にノズル１０２をカバーするためにヘッド配列長Ｌｈより長く、キャップ１５１内の障害とならないためと、キャッピング時やインク排出時に光学部位がインク汚れしにくいために、キャップニップ領域の長さＬｃより長くしている。また、光学部位（ここではミラー１５５、１５６）は、突起状にヘッド面１００Ａより突出しているため、ワイピング領域に存在すると、摺動時の障害物となる。ワイピング性を向上させるためにもワイピング範囲Ｌｗより飛翔検出領域１６９の光路長Ｌｓを長くしている。

次に、このようなヘッドユニット１１を用いたインクジェット装置のインク経路について図２１を参照して説明する。
まず、図２１に示されるように、インクカートリッジ１０７はカートリッジケース１８０とインクの入ったインク袋１８１から構成されており、インクカートリッジ１０７をインクジェット装置に装着することでインク袋１８１とインクジェット装置のインク供給路が連通するようになっている。インクカートリッジ１０７は内袋に入っていることで大気と遮断され、酸化劣化や気体のインクへの溶解を防止できるが、カートリッジに大気連通流路を持ち、カートリッジに直接インクを入れているものも使用できる。

インクはインクカートリッジ１０７から供給ポンプ１８２にてサブインクタンク１０８に供給され、ストックされる。その経路にてインクフィルタ１８４を通過させることで、インク中の吐出不良の原因となる粗大粒子をろ過することができるため、吐出信頼性を向上させることができる。供給ポンプ１８２は、ダイヤフラムポンプやチュービングポンプなど一般的な送液ポンプが利用できるが、部材がインクによって侵食され膨潤したり、溶解するようなことがないものであれば、特に限定されない。また、フィルタ１８４は、２０μｍ以下のメッシュが好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。ただし、あまりにメッシュが細かいと抵抗が大きくなり、供給ポンプ１８２の送液負荷が大きくなる。

サブインクタンク１０８に供給されたインクはセンサ電極１８６と接触しサブインクタンク１０８のインク量が規定値であるかを電極１８６間の伝導度を測定することで検出し、規定値を超えたときに前述した制御部３００のＩ／Ｏ３２３からＣＰＵ３０１に通知し、送液吸引モータ駆動制御部３１６がインク供給モータを停止させ、供給ポンプ１８２を停止することでインク供給を停止させる。これにより、一定量のインクをサブインクタンク１０８に保持することができる。

なお、センサ電極１８６は２本で構成した一水準のものでも、３本で構成した二水準のもの、複数水準が判定できるものであってもよく、電極以外でも、インクの光の透過特性や屈折率を用いた光学的なものや、静電容量からみるもの、フロートと磁石を組み合わせ磁気的に検出ものにて、液位を評価するセンサを用いてサブインクタンク液量を検知することもできる。

また、インクカートリッジ１０７からサブインクタンク１０８にインクを供給しているときや印字動作など、サブインクタンク１０８への液の出し入れが行われているときには、サブインクタンク１０８に設置されているサブインクタンク大気開放弁１８７を開放し、サブインクタンク１０８内を大気圧に保持する。

サブインクタンク１０８から各ヘッド１０１へは、ヘッド供給経路１９０を経てインクを送っており、それぞれのヘッド１０１の共通液室へ繋がっている。サブインクタンク１０８からヘッド１０１までは水頭差などによる自動的か、弁やポンプを利用した能動的に負圧をかけるようにしておき、自然にインクの表面張力以上の圧がかかりヘッド１０１から漏出しないように制御している。また、印写やメンテナンスに応じてインクを供給しなければならないため、最大使用量でも耐え得るだけの供給力のある配管面積が必要とされる。

また、サブインクタンク１０８からヘッド１０１へインクを供給する送液ポンプ１９４を設け、ヘッド１０１からサブインクタンク１０８へ戻るインク返還経路１８９を持つと、ヘッドユニット１１内のインクを循環することができる。インク循環を行うことで、吐出不良に繋がる気泡をヘッド１０１から排出でき、インク返還経路１８９にＬＤ固定板１７２を接触させておくことで、液滴吐出検知のためのＬＤアレイ１７０からの廃熱もヘッドユニット１１から排出することが可能となる。

ヘッド１０１に供給されたインクは図示しないが周知のように共通液室から個別液室に入り、個別液室の端部のノズル１０２から圧力発生手段によるインクの加圧によってノズル１０２から液滴として吐出される。

ヘッドユニット１１は取り外しが可能なように、ヘッドユニット１１へ繋がるインク経路にはインクチューブジョイント１２５を介して接続するようにしている。インクチューブジョイント１２５はインクに耐性のある弾性部材からなるパッキンにてインクをシールし、接続部からインクが漏れ出さないように構成されている。

メンテナンス動作としてヘッド１０１からインクを排出する場合には、ヘッド１０１に対向してキャップ１５１の弾性部材からなるキャップニップ部１５３が、ヘッドユニット１１のヘッド面１００Ａに密着し、インクがキャップ１５１内に入るように配置される。キャップ１５１に入ったインクは、キャップ１５１の下流にあるキャップ吸引口（排出口）１５２を経て吸引ポンプ１９２に繋がる吸引経路１９１に吸引排出される。

吸引動作時には、吸引ポンプ１９２は回転動作し、インクを循環経路１９３に排出する。排出されたインクは再びインクフィルタ１８４を通過しインク中の粗大粒子を除去した後、サブインクタンク１０８に戻される。

キャップ１５１には大気開放弁１９６が設置されており、吸引時の吸引経路の圧力を開放するために存在しており、経路内の液排除を行う場合にも利用できる。

このようなヘッドユニット１１を組み立てるときには、液滴検知部と液滴吐出部の位置合わせが重要となる。そのため、ヘッドユニット１１を光学系部位と液滴吐出部とに別けて組み立てた後、ヘッドユニット１１に光学系部位を組み付けつつ位置調整を行うことが好ましい。光学系部位のみ組み付けることで、発光手段、レンズ、ミラーの位置関係をより高精度に組み付けることができ、通常の組み立て工程より光学系の組み立て工程の清浄度を高めることができる。

また、ヘッド１０１を組み合わせて構成されるヘッドユニット１１は、ヘッド１０１の組み付け位置合わせが重要となってくる。発光部位の位置合わせとヘッドの組み付け位置合わせを共通の部材に対して行うことで、ヘッドユニット１１の構成部材の組み付け位置精度が向上する。

ここで、ヘッドユニット１１の組み付け方法について図２２ないし図２４を参照して説明する。なお、図２２は同組み付け方法の説明に供する斜視説明図、図２３及び図２４は同じく要部平面模式的説明図である。
先ず、ヘッドユニットの基準部材２１６に対して基準部材２１６の短手方向にヘッド１０１を押しつけるように組み付けて基準部材２１６に対して精度を確保し液滴吐出部位を構成する。光学系部位であるセンサユニット２１５を液滴吐出部位の長手方向に押し当てつつ組み合わせ、調整ねじ２１７で位置を調整しつつ基準部材２１６に固定する（図２４）。

光路とノズル列が正しい位置に合うように組み上げ後に微調整を行う。調整ねじ２１７にてセンサユニット２１５を光路とノズル列が一致するように調整を実施する。図２２に示すように４本の調整ねじを用いて調整を行うと、基準部材２１６に対して平行移動とねじれ方向の調整が行え、部材移動の自由度が上がるため、調整が行いやすくなる。

また調整後に組み付けなどの衝撃で微小の狂いが生じる可能性がある。容易に検知ミスを行わないためにも、前述したように、ノズル１０２の直径より検出光２１８の幅が広く、微小な狂いを許容するためにも、検出光２１８の幅はノズル１０２の直径の二倍以上とすることが好ましい。

このような調整手段を設けることで、ヘッドユニット１１を組み立てるときに容易に光軸調整を行うことが可能となる。また、ヘッドユニット１１のみで光軸調整が完了するため、ヘッドユニット１１をインクジェット装置に組み付けたときに光軸調整が不要となり、インクジェット装置の組み付け作業性が向上する。さらに、特種な光軸調整の機能を有さなくともヘッドユニット１１のみの交換が可能となるため、メンテナンス性の向上とインクジェット装置の簡素化か両立することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第２実施形態について図２５ないし図２９を参照して説明する。なお、図２５は同ヘッドユニットの斜視説明図、図２６は同ヘッドユニットの光路の説明に供する説明図、図２７はワイピング方向の説明に供する要部平面説明図、図２８はワイピング方向と光軸方向の関係の説明に供する要部平面説明図、図２９は同じく同ヘッドユニットの各部の寸法関係の説明に供する説明図である。

このヘッドユニット１１は、複数のヘッド１０１が並べて２列ヘッド支持部材１００に配置されており、その支持部材１００の短手方向の両端部には前述したと同様な溝１５７が形成されている。

そして、この溝１５７の外側に配置されることで、キャップニップ領域よりも外側に、光軸を９０度曲げるための発光／受光側ミラー１６１と、光軸に対して法線方向が同一となる反射ミラー１６２とが配置され、発光／受光側ミラー１６１側には、発光手段としてのレーザダイオード（ＬＤ）１６７と、ＬＤ１６７からの射出光を、ビームスプリッタ１６５、コリメータレンズ１６６を介して、ポリゴンミラー１６４で随意に光軸を曲げ、ｆθレンズ１６３にてノズル面１０１Ａに揃える走査手段（光軸偏向装置３２７）と、ビームスプリッタ１６５のＬＤ１６７の配置とは異なる面に配置された受光手段としてのフォトダイオード１６８とが配置されて、これらによって液滴検知手段（装置）が構成されている。

このヘッドユニット１１における液滴検知手段の光路を図２６に模式的に示している。つまり、ＬＤ１６７から射出されたレーザ光はビームスプリッタ１６５介してコリメータレンズ１６６に入射し、光束を平行光とする。ポリゴンミラー１６４にて光路を曲げられ、ｆθレンズを介して発光／受光側ミラー１６１に入射し、検出光２１８として検出領域１６９を通るように光軸が曲げられる。検出領域１６９を越えると反射ミラー１６２で検出光２１８は反射され、同様の光路を逆順に戻る。ビームスプリッタ１６５にて光軸を変えられ、フォトダイオード１６８に入射される。

なお、ポリゴンミラー１６４の動きがあるため、往路と復路で光軸が微妙に異なり、復路のポリゴンミラー１６４からフォトダイオード１６８までの光路は往路と平行ではなくなる。そのため、光路補正のための補正手段を用いる構成、フォトダイオードの前に集光レンズを設ける構成などで、検知効率を向上することができる。

検出領域１６９で液滴に検出光２１８が当たった場合、レーザ光（検出光）２１８は液滴と当たった部位では散乱、吸収が起こり、さらに復路でも同様に吸収、散乱が起こるため、よりフォトダイオードに届く光量が少なくなる。そのため、ＳＮ比が大きくなり感度が向上する。

このように、片側に発光手段と受光手段をまとめることで、ヘッドユニットのレイアウトに余裕ができると共に、光学系を検出往路と復路で共通化することが可能となり、部品点数の減少や、精度の向上、小型化を図ることができる。また、ポリゴンミラーを光路偏向器として設けることで、安価でかつ高精度に光学走査が可能となる。また、このような構成とすることで、高価で発熱量の多いＬＤの使用量を減らすことができるので、ヘッドユニットの発熱抑制と部品点数の削減、回路の単純化を図れる。

次に、このヘッドユニットにおけるメンテナンスユニットとの関係について図２７ないし図２９を参照して説明する。
このヘッドユニット１１に対しては、ワイピングは、図２７及び図２８に示す矢印Ｃの向きに（ヘッド１０１の並び方向、ヘッドユニット長手方向）ワイパブレード１７５（１７５ａ、１７５ｂ、１ｃ）を摺動させることによって行われる。このとき、液滴検知の光路の向きは矢印Ｄで示す方向（ヘッドユニット短手方向）であり、ワイパ摺動方向と光軸が直交する。

このように、ワイパブレード１７５を動かすことで、光学部位（図２５では発光／受光側ミラー１６１、反射ミラー１６２）に廃インクが付着しにくく、インク付着による汚染が元となる感度低下を抑制することができる。また、ヘッド外周部材１６０と光学部位との間に溝１５７を設けることで、摺動中にワイパ端部から漏れ出たインクを光学部位に流すことなく止めおくことが可能となり、光学部位の汚れを低減できる。

また、ここでは、３枚のワイパブレード１７５のうちの両側のワイパブレード１７５ａ、１７５ｃにそれぞれの光学部位（発光／受光側ミラー１６１、反射ミラー１６２）に近いワイパ端部が摺動方向（矢印Ａ）下流側に位置し、反対側の端部が摺動方向下流側に位置するように傾いて配置している。これによって、ワイピング時にワイパブレード１７５ａ、１７５ｃの光学部位（発光／受光側ミラー１６１、反射ミラー１６２）に近いワイパ端部側で先にワイピングすることで、掻き取られたインクは中央部に集められてくる。これにより、ワイパブレード１７５ａ、１７５ｃにて払拭されるインクは、光学部位から遠ざかり、光学部位のインクによる汚れを低減することができるため、よりインク汚れを防止することができ、感度低下を抑制することができる。

次に、発光／受光側のミラー１６１及び反射ミラー１６２の配置位置とキャップニップ領域（キャップ１５３が当接する部分）１５８との関係について図２９を参照して説明する。
このヘッドユニット１１においては、前記のとおり、発光／受光側のミラー１６１及び反射ミラー１６２をヘッドユニット短手方向に配置している。したがって、ヘッドユニット１１の短手方向（幅方向）において、２つのヘッド１０１、１０１のヘッド配列長さＷｈよりキャップニップ位置１５８の長さＷｃの方が長く、キャップニップ位置１５８の長さＷｃよりワイピング範囲の長さＷｗの方が長く、光学部位で挾まれた飛翔検出領域１６９の光路長Ｌｓは、これらの長さＷｈ、Ｗｃ、Ｗｗより長くしている。

つまり、キャップ１５１で完全に各ヘッド１０１のノズル面１０４をカバーするために、Ｗｃ＞Ｗｈとし、キャップ１５１内の障害とならないためと、キャッピング時やインク排出時に光学部位がインク汚れしにくいためにＷｓ＞Ｗｃとし、ワイピング面の平面性を上げワイピング性を向上させるためにＷｓ＞Ｗｗとしている。

次に、このようなヘッドユニットを用いたインクジェット装置のインク経路に関して図３０を参照して説明する。
まず、図３０に示されるように、インクカートリッジ１０７はカートリッジケース１８０とインクの入ったインク袋１８１から構成されており、インクカートリッジ１０７をインクジェット装置に装着することでインク袋１８１とインクジェット装置のインク供給路が連通するようになっている。インクカートリッジ１０７は内袋に入っていることで大気と遮断され、酸化劣化や気体のインクへの溶解を防止できるが、カートリッジに大気連通流路を持ち、カートリッジに直接インクを入れているものも使用できる。

インクはインクカートリッジ１０７から供給ポンプ１８２にてサブインクタンク１０８に供給され、ストックされる。その経路にてインクフィルタ１８４を通過させることで、インク中の吐出不良の原因となる粗大粒子をろ過することができるため、吐出信頼性を向上させることができる。供給ポンプ１８２は、ダイヤフラムポンプやチュービングポンプなど一般的な送液ポンプが利用できるが、部材がインクによって侵食され膨潤したり、溶解するようなことがないものであれば、特に限定されない。また、フィルタ１８４は、２０μｍ以下のメッシュが好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。ただし、あまりにメッシュが細かいと抵抗が大きくなり、供給ポンプ１８２の送液負荷が大きくなる。

サブインクタンク１０８に供給されたインクはセンサ電極１８６と接触しサブインクタンク１０８のインク量が規定値であるかを電極１８６間の伝導度を測定することで検出し、規定値を超えたときに前述した制御部３００のＩ／Ｏ３２３からＣＰＵ３０１に通知し、送液吸引モータ駆動制御部３１６がインク供給モータを停止させ、供給ポンプ１８２を停止することでインク供給を停止させる。これにより、一定量のインクをサブインクタンク１０８に保持することができる。

なお、センサ電極１８６は２本で構成した一水準のものでも、３本で構成した二水準のもの、複数水準が判定できるものであってもよく、電極以外でも、インクの光の透過特性や屈折率を用いた光学的なものや、静電容量からみるもの、フロートと磁石を組み合わせ磁気的に検出ものにて、液位を評価するセンサを用いてサブインクタンク液量を検知することもできる。

また、インクカートリッジ１０７からサブインクタンク１０８にインクを供給しているときや印字動作など、サブインクタンク１０８への液の出し入れが行われているときには、サブインクタンク１０８に設置されているサブインクタンク大気開放弁１８７を開放し、サブインクタンク１０８内を大気圧に保持する。

サブインクタンク１０８から各ヘッド１０１へは、ヘッド供給経路１９０を経てインクを送っており、それぞれのヘッド１０１の共通液室１７９へ繋がっている。サブインクタンク１０８からヘッド１０１までは水頭差などによる自動的か、弁やポンプを利用した能動的に負圧をかけるようにしておき、自然にインクの表面張力以上の圧がかかりヘッド１０１から漏出しないように制御している。また、印写やメンテナンスに応じてインクを供給しなければならないため、最大使用量でも耐え得るだけの供給力のある配管面積が必要とされる。

また、サブインクタンク１０８からヘッド１０１へインクを供給する送液ポンプ１９４を設け、ヘッド１０１からサブインクタンク１０８へ戻るインク返還経路１８９を持つと、ヘッドユニット１１内のインクを循環することができる。インク循環を行うことで、吐出不良に繋がる気泡をヘッド１０１から排出でき、インク返還経路１８９にＬＤ固定板１７２を接触させておくことで、液滴吐出検知のためのＬＤアレイ１６７からの廃熱もヘッドユニット１１から排出することが可能となる。

ヘッド１０１に供給されたインクは共通液室１７９からフィルタ１９９を介して個別液室に入り、個別液室の端部のノズル１０２から圧力発生手段によるインクの加圧によってノズル１０２から液滴として吐出される。

ヘッドユニット１１は取り外しが可能なように、ヘッドユニット１１へ繋がるインク経路にはインクチューブジョイント１２５を介して接続するようにしている。インクチューブジョイント１２５はインクに耐性のある弾性部材からなるパッキンにてインクをシールし、接続部からインクが漏れ出さないように構成されている。

メンテナンス動作としてヘッド１０１からインクを排出する場合には、ヘッド１０１に対向してキャップ１５１の弾性部材からなるキャップニップ部１５３が、ヘッドユニット１１のヘッド面１００Ａに密着し、インクがキャップ１５１内に入るように配置される。キャップ１５１に入ったインクは、キャップ１５１の下流にあるキャップ吸引口（排出口）１５２を経て吸引ポンプ１９２に繋がる吸引経路１９１に吸引排出される。

吸引動作時には、吸引ポンプ１９２は回転動作し、インクを廃液タンク１０９に排出する。排出されたインクは廃インク１９７として廃液タンク１０９に貯蔵され、貯蔵量に応じて廃液タンク１０９を交換可能とすることができる。

キャップ１５１には大気開放弁が設置されても良く、吸引時の吸引経路の圧力を開放や、経路内の液排除の場合の圧力開放に利用できる。

ここで、ヘッドユニット１１の組み付け方法について図３１ないし図３３を参照して説明する。なお、図３１は同組み付け方法の説明に供する平面説明図、図３２は同じく要部斜視説明図、図３３は同じく模式的説明図である。
ヘッドユニット１１を組み立てるときには、液滴検知部と液滴吐出部の位置合わせが重要となる。そのため、ヘッドユニット１１を光学系部位と液滴吐出部とに別けて組み立てた後、ヘッドユニット１１に光学系部位を組み付けつつ位置調整を行うことが好ましい。光学系部位のみ組み付けることで、発光部位、レンズ、ミラーの位置関係をより高精度に組み付けることができ、通常の組み立て工程より光学系の組み立て工程の清浄度を高めることができる。

ヘッドユニット１１を組み付ける上で、光学系部位の位置とヘッド位置を合わせないと正しい光軸が得られず、ポリゴンミラーの回転によるスキャンを行った場合、基準位置を明確にできていないとノズル１０２と光軸（検出光２１８）が対応することができなくなる。

そこで、図３１に示すように、発光／受光側ミラー１６１と反射ミラー１６２を平行に設置することだけでなく、各ミラー１６１、１６２それぞれに発光／受光ミラー位置合わせマーク２１０と反射ミラー位置合わせマーク２１１を設け、ヘッド１０１のノズル１０２から一定の位置にある位置合わせ箇所を一定の範囲内に収まるように一列に配列させる。

この図３１に示す例では、ヘッド１０１の位置合わせ箇所をヘッド位置合わせ面２１２とし、その端部（矢印ＦとＧで示す）が発光／受光ミラー位置合わせマーク２１０（矢印Ｈ）と反射ミラー位置合わせマーク２１１（矢印Ｅ）が同一直線上に配列することで調整を行っている。

この調整箇所は、ヘッドユニット１１の長手方向両端側のヘッド１０１の最も外側の端部を基準に設けることが好ましい。位置合わせライン２１３に沿ってヘッド１０４と各ミラー１６１、１６２の位置合わせマーク２１１を合わせることで調整を行うことができる。このような位置合わせ位置合わせライン２１３をヘッド支持部材１００に組み付け調整用のラインとして部材に設けても良い。

また、各ミラー１６１、１６２の位置合わせマーク２１１は、ノズル検知の障害にならなければミラー面に設けることが可能である。図３２に示す反射ミラー位置合わせマーク２１１のようにミラー１６１、１６２の光路面に設けておくことで、ノズル検知機能にてヘッド端部の位置を把握することが可能となり、両端部が把握できる場合、吐出ノズル位置を割り出すことができる。

このような調整はヘッドユニット１１の組立中の作業で狂う可能性もある。ユニット完成後に微調整を行わなくとも良いように、図３３に示すように発光／受光ミラー１６１に位置合わせマーク２１０を微小等間隔で複数本設けておき、位置合わせライン２１３と最も一致するマークを工程検査にて調べ、登録することで組み立て後の位置補正が可能となる。

ミラー１６１のマーク２１０の位置が判ると、マーク開始位置からのシフト量Ｊが、線間隔×一致位置（矢印Ｋで示す位置）までの本数から求まる。ヘッド１０１の調整面から最端部のノズル１０２まで距離Ｌは定められており、同様にノズル間隔Ｍも定められていることから、吐出ノズルの検知位置はミラー１６１の面のマーク２１０の最端部のマーク位置から算出できる。したがって、部品の調整を行わずに調整が可能となる。

このような調整手段を設けることで、ヘッドユニット１１を組み立てるときに容易に光軸調整を行うことができるようになる。また、ヘッドユニット１１のみで光軸調整が完了するため、ヘッドユニット１１をインクジェット装置に組み付けたときに光軸調整が不要となり、インクジェット装置の組み付け作業性が向上する。さらに、特種な光軸調整の機能を有さなくともヘッドユニット１１のみの交換が可能となるため、メンテナンス性の向上とインクジェット装置の簡素化を両立することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第３実施形態について図３４を参照して説明する。なお、図３４を同ヘッドユニット及びメンテナンスユニット部分の斜視説明図である。
このヘッドユニット１１は、前記第１実施形態に係るヘッドユニット１１において、光学系部材である発光側ミラー１５５、受光側ミラー１５６を覆って保護する保護部材である保護キャップ２３０を昇降可能（移動可能）に備えている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

このように、ヘッドユニット１１のヘッド面１００Ａに突出している光学系部材（発光側ミラー１５５、受光側ミラー１５６）を保護する保護キャップ２３０には、保護キャップ２３０内へのインクの侵入を防止し、キャップ２３０当接時の衝撃を緩和するために、弾性部材で形成されたキャップニップ部２３１を設け、弾性部材が変形しつつキャップ２３０が光学系部材を覆ってヘッド面１００Ａに密着するようにしている。

これによって、光学系部材にヘッド面１００Ａのインクが付着することを防止でき、液滴検知手段の感度低下を防止できる。

次に、このヘッドユニット１１を備える場合のメンテナンス動作について図３５を参照して説明する。まず、図３４（ａ）に示す印字状態からメンテナンス状態へ移行し、同図（ｂ）に示すように光学系保護キャップ２３０をミラー１５５、１５６の突出部分に被せる。

その後、同図（ｃ）に示すように、キャップ１５１をヘッド面１００Ａに密着させ、ヘッド１０１からインクを排出する。このとき、キャップ内１５１にはヘッド１０１からの排出インク２３２が流し込まれる。その後、同図（ｄ）に示すように、キャップ１５１をヘッド面１００Ａから離間させ、ヘッドユニット１１とメンテナンスユニット１２とを相対移動させて、各ヘッド１０１のノズル面１０４に残存している付着インク２３３をワイパブレード１７５で払拭する。そして、同図（ｅ）に示すように、メンテナンスユニット１２と共に、光学系保護キャップ２３０をヘッドユニット１１から離間させる。

このような光学系保護キャップを用いることで、維持メンテナンスにおける光学系に対するインク汚れを完全に防止することができることから、検知時のＳＮ比を高く維持でき、液滴検知の誤検知を少なくすることができる。また、液滴吐出検知の必要が無い場合には、光学系保護キャップにて光学系を保護することで、印字中のインクミストの付着を防ぐこともできる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第４実施形態について図３６及び図３７を参照して説明する。なお、図３６は同実施形態の液体吐出ヘッドユニットの斜視説明図、図３７は同液体吐出ヘッドユニットにおける液滴検知装置及びその光路の説明に供する説明図である。

この実施形態は、前述した愛１実施形態におけるヘッドユニット１１の液滴検知装置３２４を構成する光路形成手段を、複数のヘッド１０１をユニット化したヘッドユニット４１１（ヘッドユニット１１から発光手段及び受光手段を除いた部材）側に設け、液滴検知装置３２４を構成するＬＤアレイ１７０及びフォトダイオード１６８はヘッドユニット４１１を固定するヘッドユニット固定部材２２３側に設けた、すなわち、液滴検知手段の発光手段、受光手段及び光路形成手段を構成する部材の少なくとも一部が液体吐出ヘッド側（液体吐出ヘッドそのもの又は液体吐出ヘッドを保持している部材）側に設けられ、残部が液体吐出ヘッドを固定する部材側に設けられている構成としている。

具体的には、ヘッドユニット４１１を固定するヘッドユニット固定部材２２３に設けられ、ヘッドユニット４１１の長手方向両端部に設けた位置決めリブ２２０が嵌めこまれるガイド２２１を形成した一方のヘッドユニットガイド部材２２２に、発光手段としてＬＤアレイ１７０を内蔵する発光部４１２を設け、他方のヘッドユニットガイド部材２２２に、受光手段としてフォトダイオード１６８を内蔵する受光部４１３を設けている。

そして、ヘッドユニット４１１には、発光部のＬＤアレイ１７０からの射出光（レーザ光）が入射可能な窓４２１が形成され、この窓４２１を介して入射された入射光を発光側ミラー１５５に入射させるためのミラー４２２と、発光側ミラー１５５からヘッド１０１の前方を通過して受光側ミラー１５６に入射されたレーザ光（検出光）を受光部のフォトダイオード１６８に入射させるためのミラー４２３及び窓４２４が設けられている。

このように、液滴検知手段の発光手段、受光手段及び光路形成手段を構成する部材の少なくとも一部が液体吐出ヘッド側に設けられ、残部が液体吐出ヘッドを固定する部材側に設けられていることで、液体吐出ヘッド側の構成を簡単にすることができる。

なお、ここでは、発光手段と受光手段とをヘッドユニットを固定する側に設けているが、光路形成手段の一部、例えば上述した発行側のミラー４２２及びビームエキスパンダ１７１、受光側のミラー４２３及びビームエキスパンダ１７１までをヘッドユニット４１１を固定する部材側に設けることもでき、液体吐出ヘッド側に設ける液滴検知手段の構成部材は上記実施形態に限られるものではない。

以上説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えることで、ライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（画像形成装置）においても印字中に液滴の飛翔状態を検出することができる。また、ヘッドユニットに飛翔検知手段を備えていることで、容易にヘッドユニットの交換ができる。さらに、飛翔検知手段の信頼性を向上することができる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す側面概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例を示すノズル側から見た平面説明図である。 同ヘッドユニットのヘッドを示すノズル側から見た平面説明図である。 同ヘッドユニットのヘッド回り部分を示すノズル側から見た要部拡大説明図である。 同装置のヘッドユニットの他の例を示すノズル側から見た平面説明図である。 同ヘッドユニットのヘッドを示すノズル側から見た平面説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同装置におけるメンテナンス動作の説明に供する説明図である。 同装置におけるヘッドユニットの着脱の説明に供する斜視説明図である。 同制御部による印字処理の説明に供するフロー図である。 同印字処理の説明に供する印刷媒体と印字領域を示す説明図である。 同装置の印字処理からノズル回復処理を行う処理の説明に供するフロー図である。 同装置を起動したとき処理の説明に供するフロー図である。 同装置を終了させるとき処理の説明に供するフロー図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第１実施形態を示す同ヘッドユニット及びメンテナンスユニット部分の斜視説明図である。 同ヘッドユニットの斜視説明図である。 同ヘッドユニットにおける液滴検知装置の光路の説明に供する説明図である。 同液滴検知装置の光路の方向とワイピング方向との関係を説明する説明図である。 同ヘッドユニットの各部の寸法関係の説明に供する説明図である。 同液滴検知装置の検出光とノズルの関係の説明に供する説明図である。 同ヘッドユニットを備える装置のインク供給系の説明に供する模式的説明図である。 同ヘッドユニットの組み付け方法の説明に供する斜視説明図である。 同じく要部平面模式的説明図である 同じく要部平面模式的説明図である 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第２実施形態の斜視説明図である。 同ヘッドユニットの光路の説明に供する説明図である。 ワイピング方向の説明に供する要部平面説明図である。 ワイピング方向と光軸方向の関係の説明に供する要部平面説明図である。 同じく同ヘッドユニットの各部の寸法関係の説明に供する説明図である。 同ヘッドユニットを備える装置のインク供給系の説明に供する模式的説明図である。 同ヘッドユニットの組み付け方法の説明に供する平面説明図である。 同ヘッドユニットの組み付け方法の説明に供する斜視説明図である。 同ヘッドユニットの調整方法の説明に供する斜視説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第３実施形態の斜視説明図である。 同じくメンテナンス動作の説明に供する説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第４実施形態の斜視説明図である。 同液体吐出ヘッドユニットにおける液滴検知装置及びその光路の説明に供する説明図である。

符号の説明

１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・ヘッドユニット（液体吐出ヘッドユニット）
１２、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…メンテナンスユニット
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ…インクカートリッジ
１４、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…サブタンク
２１…搬送ベルト
１００…ヘッド支持部材
１０１、１０１Ａ〜１０１Ｌ…ヘッド（液体吐出ヘッド）
１０２…ノズル
１０４…ノズル面
１５０…ワイピング手段
１５１…キャップ
１５２…キャップニップ部
１５５…発光側ミラー
１５６…受光側ミラー
１５７…溝
１５８…キャップニップ位置
１５９…光路
１６１…発光／受光側ミラー
１６２…反射ミラー
１６３…ｆθレンズ
１６４…ポリゴンミラー
１６５…ビームスプリッタ
１６６…コリメータレンズ
１６７…レーザーダイオード
１６８…フォトダイオード
１６９…検出領域
１７０…レーザーダイオードアレイ
１７１…ビームエキスパンダ
１７３…冷媒配管
１７４…デジタルマイクロミラーデバイス
１７５…ワイパブレード
２１８…検出光
２３０…光学系保護キャップ
３２０…液滴検知制御部
３２１…ヘッド駆動制御部
３２４…液滴検知装置
３２５…発光部
３２６…受光部
３２７…光軸偏向装置
４１１…ヘッドユニット（液体吐出ヘッド側）
４１２…発光部
４１３…受光部

Claims (12)

1. 液滴を吐出する複数のノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を検知する液滴検知手段と、を備え、
   前記液滴検知手段は、
   光を射出する発光手段と、
   前記発光手段から射出された光を受光する受光手段と、
   画像形成装置の維持回復機構のキャップ手段でキャッピングされる領域の外側から前記発光手段からの射出光を前記ノズル面のノズル列に沿って通過させ、前記領域の外側で前記射出光が入射される光路形成手段と、を備え、
   前記発光手段は、前記液体吐出ヘッドの一側面に設けられ、
   前記受光手段は、前記液体吐出ヘッドの他側面に設けられ、
   前記光路形成手段は、
   前記液体吐出ヘッドの一端部及び他端部にそれぞれ配置された、前記射出光の光軸を曲げるための発光側ミラー及び受光側ミラーを有し、
   前記キャッピングされる領域と前記発光側ミラー及び前記受光側ミラーとの間に溝が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
2. 前記発光手段と前記受光手段とは、前記液体吐出ヘッドの長手方向の一側面と他側面とにそれぞれ設けられ、
   前記発光手段は、前記複数のノズル列に沿って複数本の射出光を射出する複数の発光素子を有し、
   前記光路形成手段は、前記発光手段から射出された複数本の射出光を、前記発光側ミラーを通過させて、前記キャッピングされる領域の外側から前記ノズル面の複数のノズル列に沿ってそれぞれ通過させ、前記キャッピングされる領域の外側で前記受光側ミラーを通過させて前記受光手段に入射させ、
   前記光路形成手段と前記受光手段との間には、前記光路形成手段を通過する複数本の射出光のうち、一つの射出光を選択するデジタルマイクロミラーデバイスが配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
3. 前記発光手段からの前記複数本の射出光の光軸間を拡げて平行光に整えて前記発光側ミラーに入射させるビームエキスパンダと、
   前記発光側ミラーからの前記複数本の射出光が入射された前記受光側ミラーからの平行光の光軸間を狭めて前記受光手段に入射させるビームエキスパンダと、を備えている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
4. 前記液体吐出ヘッドのノズル面を払拭するワイピング部材によるワイピング方向は、前記溝の長手方向に沿う方向であり、
   前記ワイピング部材の幅は、前記発光側ミラー側の溝と前記受光側ミラー側の溝との間の間隔以内である
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
5. 前記射出光の通過方向と前記ワイピング部材によるワイピング方向が交差することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッドユニット。
6. 前記発光手段は、前記液体吐出ヘッドの短手方向の一側面に設けられたレーザダイオードを有し、
   前記受光手段は、前記液体吐出ヘッドの短手方向の他側面に設けられ、前記レーザダイオードから射出された射出光を受光し、
   前記液体吐出ヘッドの短手方向両端部には、それぞれ前記発光側ミラー及び前記受光側ミラーが設けられ、
   前記発光側ミラー及び前記受光側ミラーと前記ノズル面との間に前記溝が設けられ、
   前記光路形成手段は、
   前記レーザダイオードから射出された射出光の光軸を曲げるポリゴンミラーと、
   前記ポリゴンミラーにより曲げられた光軸をノズル面に揃えるｆθレンズと、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
7. 液滴を吐出する複数のノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を検知する液滴検知手段と、を備え、
   前記液滴検知手段は、
   光を射出する発光手段と、
   前記発光手段から射出された光を受光する受光手段と、
   画像形成装置の維持回復機構のキャップ手段でキャッピングされる領域の外側から前記発光手段からの射出光を前記ノズル面のノズル列に沿って通過させ、前記領域の外側で前記射出光が入射される光路形成手段と、を備え、
   前記発光手段は、前記液体吐出ヘッドの長手方向一側面に設けられ、複数本の射出光を射出する複数の発光素子を有し、
   前記受光手段は、前記液体吐出ヘッドの長手方向他側面に設けられ、
   前記光路形成手段と前記受光手段との間には、前記光路形成手段を通過する複数本の射出光のうち、一つの射出光を選択するデジタルマイクロミラーデバイスが配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
8. 前記液滴検知手段は、１つの前記発光手段からの射出光を前記ノズル面に沿って走査する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
9. 前記発光手段は熱伝導性部材を介して前記液滴として吐出されるインクの流路と接していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
10. 前記発光手段、前記受光手段及び光路形成手段のいずれかを覆って保護する保護部材を移動可能に備え、
    前記液滴検知手段の発光手段、受光手段及び前記光路形成手段を構成する部材の少なくとも一部が、前記液体吐出ヘッド側に設けられ、残部が前記液体吐出ヘッドを固定する部材側に設けられていること
    を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットを備え、印刷媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記印刷媒体に画像形成に寄与しない液滴を吐出するときに前記液滴検知手段による検知を行うことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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