JP6575210B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法及び制御プログラムに関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。インクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルを含む記録ヘッドが搭載され、記録ヘッド内のインク液室に圧力を加えて記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像形成を実行する。

このようなインクジェットプリンタにおいては、インクを吐出する記録ヘッドに対向して配置される部分（以降、「対向部材」とする）の上を用紙が搬送され、搬送される用紙に対して記録ヘッドからインクが吐出される。また、記録ヘッドは、用紙が搬送される方向（以降、「副走査方向」とする）とは垂直な方向（以降、「主走査方向」とする）に移動しながらインクを吐出することにより、用紙の全面に対するインクの吐出が実現される。

そのような構成において、対向部材に対してインクが吐出されてしまうことを防止するため、対向部材上を搬送される用紙の主走査方向の両端の位置を検知することが行われる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたような技術を用いることにより用紙の端部が検知されると、仮にインクを吐出するべき画像の領域であったとしても、用紙の端部よりも外側の領域は上述した対向部材であるため、インクの吐出が禁止される。これにより、上述したように対向部材に対するインクの吐出が防がれる。

ここで、特許文献１に開示された技術においては、光学式のセンサを用いて記録ヘッドに対向している部分を読み取っている。そして、その読み取り結果の信号強度が高い場合、即ち、対向している部分の輝度が所定の閾値よりも高い場合には、用紙が存在すると判断している。

このような判断は、普通紙のように輝度の高い紙面を有する用紙であれば特に問題なく用紙の有無を判断することが可能である。しかしながら、トレーシングペーパーや濃い色の用紙等、輝度が低く、光学センサによる読み取り結果の信号強度が低くなる場合、判断が難しい。

そのような場合、閾値を下げることによって対向することになるが、閾値を下げ過ぎると上述した対向部材との区別が難しくなってしまう。そして、用紙の紙面上の輝度は一様ではなく、部分によってバラつきがあるため、ある部分では用紙ありと判断されたとしても他の部分では用紙無しと判断されてしまうようなことが起こり得る。

上述したように、用紙有無の判断結果に従ってインクの吐出禁止制御を行うような場合、用紙有無の判断の誤りは、出力される画像の欠陥となってしまう。即ち、上述したような輝度の低い用紙において紙面上の位置に応じた輝度のバラつきにより、検知信号が一時的に閾値を下回ってしまった場合、その位置が用紙の端部として判断されるため、それ以降の範囲には用紙があるにも関わらずインクの吐出が禁止され、画像が形成されなくなってしまう。

尚、このような課題は用紙に限定されるものではなく、画像を形成する対象の記録媒体が、上述したような輝度の低いものであれば同様に課題となり得る。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、表面を読み取ることによる記録媒体の検知処理を高精度に行うことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、インクを吐出する記録ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することにより記録媒体上に画像形成出力を行う画像形成装置であって、前記キャリッジに搭載され、前記インクを吐出する方向に対して照射された光の反射光の強度に応じた信号を出力する光学センサと、前記光学センサの出力信号に基づいて前記キャリッジの移動範囲における記録媒体の位置を検知し、記録媒体の位置に対してのみインクが吐出されるように制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記光学センサの出力信号に応じた値が閾値を上回った場合に、前記値が前記閾値を上回ったタイミングにおける光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の開始位置と判断し、前記光学センサの出力信号に応じた値が前記閾値を下回る前記読み取り位置が、前記開始位置が判断された後に前記キャリッジが移動した区間の所定の区間以上で連続したとき、前記値が前記閾値を下回ったタイミングにおける前記光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の終了位置と判断することを特徴とする。

本発明によれば、表面を読み取ることによる記録媒体の検知処理を高精度に行うことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における画像形成機構を示す図である。 本発明の実施形態に係る対向部材の概観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る対向部材の断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る用紙センサの機能を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインクの吐出時におけるキャリッジの移動態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る普通紙の用紙検知結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るトレーシングペーパーの用紙検知結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の用紙検知動作を示すフローチャートである、 本発明の実施形態に係る用紙検知動作の過程において生成される情報を示す図である。 本発明の実施形態に係る普通紙の用紙検知結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙検知動作によって生成される情報を示す図である。 本発明の実施形態に係るトレーシングペーパーの用紙検知結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るキャリッジの構成と用紙エンドの判定閾値との関係を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る記録ヘッドからのインクの吐出時におけるキャリッジの移動態様を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る用紙検知動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る予め画像が描画された用紙の用紙検知結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙検知動作によって生成される情報を示す図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、インクジェット方式を採用する画像形成装置であって、且つ大型の用紙に対する画像形成出力を行う幅広タイプの装置を例として説明する。そのような装置において、キャリッジに設けられたセンサによる用紙有無の検知処理が本実施形態に係る要旨の１つである。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概観を示す斜視図である。本実施形態に係る画像形成装置１はシリアル型インクジェット記録装置であり、図１に示すように記録装置１ａ及びそれを支持する本体フレーム１ｂを備えている。記録装置１ａの内部にはガイドロッド２が掛け渡され、このガイドロッド２に、キャリッジ３が図中の矢印Ａ方向に動作可能なように保持される。この矢印Ａ方向が主走査方向である。

キャリッジ３はタイミングベルト４の一部に固定されており、主走査モータ５と駆動プーリ６によってタイミングベルト４を駆動させることで主走査方向に往復移動する。タイミングベルト４には加圧コロ７によって張力が掛けられており、たるむことなくキャリッジ３を駆動させることができる。

記録媒体となる用紙はキャリッジ３が往復移動する範囲の直下を図中の矢印Ｂ方向、即ち主走査方向に対して垂直且つ紙面に平行な方向へ間欠的に搬送される。この矢印Ｂ方向が副走査方向である。キャリッジ３に搭載された記録ヘッドからインクが吐出されることにより、用紙上に画像が形成される。

また、記録装置１ａには、記録ヘッドにインクを供給するカートリッジ８及び記録ヘッドをクリーニングする維持機構９が備えられている。キャリッジ３内には、エンコーダセンサが配置されている。キャリッジ３の移動を制御する制御部は、主走査方向に掛け渡されたエンコーダシートの連続的な読み取り結果を参照することにより、キャリッジ３の主走査方向位置を検知しながら駆動する。

図２は、記録装置１ａにおける画像形成機構を示す図である。図２に示すように、記録装置１ａにおいては、ガイドロッド２が左側板、右側板間に掛け渡され、このガイドロッドにキャリッジが軸受け部により保持され、キャリッジ走査方向に移動可能となっている。

キャリッジ３にはインク滴を吐出する記録ヘッド３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋ（以降、総じて記録ヘッド３１とする）が搭載されている。また、キャリッジ３には用紙センサ３２が搭載されている。そして、キャリッジ３を移動走査する主走査機構は、図１において説明した主走査モータ５、駆動プーリ６、加圧コロ７及びタイミングベルト４によって構成される。

キャリッジ３の主走査方向に沿うようにエンコーダシート１０が配置されており、キャリッジ３に搭載されたエンコーダセンサ３３によってエンコーダシート１０を読み取ることで、キャリッジ３の主走査位置を検知することができる。キャリッジ３が移動する主走査方向の移動範囲の直下には対向部材１１が配置されており、この対向部材１１上を用紙が搬送される。

図３は、本実施形態に係る対向部材１１の概観を示す図である。また、図４は、図３の切断線ＡＡによる断面図である。図３、図４に示すように、対向部材１１には凹部１１ａ及び吸気口１１ｂが設けられている。そして、吸気口１１ｂからの吸気により対向部材１１上を搬送される用紙が対向部材１１に吸い寄せられ、対向部材１１からの用紙の浮き上がりを防いでいる。

図５は、本実施形態に係るキャリッジ３の移動態様を示す図である。図５に示すように、本実施形態に係る記録装置１ａにおいては、キャリッジ３が図中の矢印の方向に移動しながら記録ヘッド３１からインクが吐出されることにより画像形成出力が実行される。

そして図５に示すように、用紙センサ３２は、キャリッジ３がインクを吐出しながら移動する際の先頭側、即ち移動方向の下流側に配置されている。これにより、キャリッジ３が記録ヘッド３１からインクを吐出しながら移動する際には、用紙センサ３２によって用紙が検知されてから記録ヘッド３１のノズルが吐出位置に到達することとなる。

次に、本実施形態に係る記録装置１ａの機能構成について説明する。図６に示すように、本実施形態に係る記録装置１ａは、上述したキャリッジ３、主走査モータ５に加えて、コントローラ１００、操作パネル２０、副走査モータ１２を含む。

操作パネル２０は、画像形成装置１に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。副走査モータ１２は、画像の出力対象である用紙を搬送するためのローラを回転させるモータである。

コントローラ１００は、画像形成装置１の動作を制御する制御部であり、図６に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１０４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０５、ホストＩ／Ｆ１０６、印刷制御部１０７、モータ駆動部１０８及びＩ／Ｏ１０９を含む。

ＣＰＵ１０１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１０２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１０３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１０４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。

ＡＳＩＣ１０５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１０６は、画像形成出力の実行命令など、上位の装置から情報を受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。Ｉ／Ｏ１０９は、用紙センサ３２やエンコーダセンサ３３等の各種センサからの信号をコントローラ１００に入力するためのポートである。

印刷制御部１０７は、キャリッジ３に含まれる記録ヘッド３１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む。モータ駆動部１０８は、主走査モータ５及び副走査モータ１２を駆動する。

出力対象の画像データは、上述したように、コントローラ１００においてホストＩ／Ｆ１０６に入力され、ホストＩ／Ｆ内の受信バッファに格納される。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内のプログラムやＲＡＭ１０３にロードされたプログラムに従って演算を行い、各種の機能を実現する。具体的に、ＣＰＵ１０１は、ホストＩ／Ｆ１０６に含まれる受信バッファ内の画像データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１０５を制御して必要な画像処理、データの並び替え処理等を行なう。その後、ＣＰＵ１０１は、印刷制御部１０７を制御することにより、ＡＳＩＣ１０５において処理された画像データを、キャリッジ３の記録ヘッド３１に転送する。

印刷制御部１０７は、上述した画像データをシリアルデータで記録ヘッド３１に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号、マスク信号などを記録ヘッド３１に出力する。また、印刷制御部１０７は、ＲＯＭ１０２に格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部を含み、駆動波形を生成して記録ヘッド３１に対して出力する。

記録ヘッド３１は、上述したようにインクを吐出するための機構の他、インクの吐出を制御するためのヘッドドライバを含む。ヘッドドライバは、シリアルに入力される１行分の描画データに基づき、印刷制御部１０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を、記録ヘッド３１から液滴を吐出させるためのエネルギーを発生する駆動素子に対して選択的に印加することで記録ヘッド３１を駆動する。

また、ＣＰＵ１０１は、キャリッジ３に設けられたエンコーダセンサ３３からの検知パルスをサンプリングして得られる速度判定値及び位置判定値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ５に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部１０８を介して主走査モータ５を駆動する。また、ＣＰＵ１０１は、主走査モータ５を駆動することによるキャリッジ３の動作に応じて副走査モータ１２を駆動するための制御をモータ駆動部１０８に対して行う。

次に、用紙センサ３２の構成について図７を参照して説明する。図７は、用紙センサ３２の機能構成を示すブロック図である。図７に示すように、用紙センサ３２は、発光する発光手段である発光素子３２６ａと、対向部材または用紙からの反射光を受光する受光手段である受光素子３２６ｂをホルダに保持してパッケージ化した光学部３２６を含む光学センサである。

光学部３２６のホルダの出射部及び入射部にはレンズが設けられており、用紙センサ３２内での発光素子３２６ａ及び受光素子３２６ｂは、キャリッジ３の走査方向に対して直交する方向に配置されている。これにより、キャリッジ３の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。また、発光素子３２６ａとしてはＬＥＤにより可視光など比較的単純かつ安価な光源を用いることできる。

発光素子３２６ａのスポット径が検出範囲、検出領域となる。本実施形態においては、ｍｍ単位の用紙サイズ検知が行えればよいため、高精度のレンズは不要である。用紙センサ３２による用紙サイズの検知制御は、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら対向部材１１または用紙を読み取ることにより実行される。

具体的には、ＣＰＵ１０１によってＩ／Ｏ１０９を介して発光制御部３２１に対して発光素子３２６ａを駆動するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）値が設定される。この発光制御部３２１の出力が平滑回路３２２を介して駆動回路３２３に与えられることで、駆動回路３２３が発光素子３２６ａを発光駆動する。これにより、対向部材１１または用紙に対して発光素子３２６ａからの照射光が照射される。

対向部材１１または用紙に照射された光の反射光は受光素子３２６ｂによって受光される。受光素子３２６ｂからの出力信号を、光電変換回路３２４で光電変換する。この光電変換信号をＡ／Ｄ変換回路３２５がデジタル値に変換する。このように変換されたデジタル値がＩ／Ｏ１０９を介してＣＰＵ１０１によって取得される。

ＣＰＵ１０１は、このようにして取得したデジタル値の読み取り結果をメモリに保存し、主走査方向の位置毎に取得された読み取り結果に基づいて用紙サイズの判定を行うと共に、判定結果に応じたインクの吐出制御を行う。即ち、ＣＰＵ１０１が制御部として機能する。

尚、図７においては、諸々の回路が用紙センサ３２に含まれる場合を例として説明しているが、光学部３２６以外の回路の一部や全部をコントローラ１００側に含めるようにしても良い。

主走査方向の位置に応じた読み取り結果の例について説明する。図８は、普通紙及び対向部材１１の、主走査位置に応じた読み取り結果を示す図である。図８においては、普通紙の読み取り結果をＳ、対向部材１１の読み取り結果をＰで示している。受光素子３２６ｂの検知信号は、読み取り対象の色が白に近いほど強くなり、図８に示すように白で最大、黒でゼロとなる。

普通紙の場合、色は白に近いため、読み取り結果は白に近い値となる。但し、用紙の反射率は紙面上の位置によって微小なバラつきがあるため、主走査位置に応じた読み取り結果は図８に示すように完全な直線にはならない。他方、対向部材１１は、比較的反射率の低い色で構成されており、その読み取り結果は図８に示すように低い値となる。尚、図３、図４において説明したように、本実施形態に係る対向部材１１は凹凸を有するため、主走査位置に応じた読み取り結果は凹凸に応じて変動した値となる。

このように、対向部材１１上において用紙が配置された部分は反射率が高いため信号強度が強く、用紙が途切れて対向部材１１が見えている部分は反射率が低いために信号強度が弱くなる。従って、図８に示すように閾値を設定することにより、信号強度が閾値よりも高いか低いかに基づいて用紙の有無を検知することが可能であり、主走査方向における用紙の両端部を検知することが可能となる。

これに対して、図９は、本実施形態が問題とする場合の主走査方向の位置に応じた読み取り結果を示す図である。図９においては、例えばトレーシングペーパーのように対向部材１１の色が透けてしまう用紙や、元々色が濃く反射率が低い用紙等、読み取り結果の信号強度が弱い用紙を用紙センサ３２によって読み取った場合の結果を示している。

図９に示すように、読み取り結果の信号強度が弱い用紙を用紙センサ３２によって読み取った場合、信号強度と閾値との差が小さくなる。そして、信号強度のバラつきによっては、図９にｓで示すように信号強度が閾値を下回ってしまう場合がある。このような場合、実際には用紙があるにも関わらず用紙がないと判定されてしまう。本実施形態に係る用紙サイズの検知態様においては、このような問題を解決する。

図１０は、本実施形態に係る用紙検知動作におけるＣＰＵ１０１の処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る用紙検知動作は、画像形成出力動作のためにキャリッジ３を主走査方向に移動させる動作の１ライン目において実行される。図１０に示すように、ＣＰＵ１０１は、画像形成出力に際して記録ヘッド３１からインクを吐出させながらのキャリッジ３の移動制御を開始する（Ｓ１００１）。そして、それと共に用紙センサ３２の検知信号出力の取得を開始する（Ｓ１００２）。

ＣＰＵ１０１は、エンコーダセンサ３３の出力に基づき、キャリッジ３の移動位置を把握している。従って、Ｓ１００２において用紙センサ３２の検知信号の取得を開始することにより、ＣＰＵ１０１は、図１１に示すように、用紙センサ３２の検知信号を、キャリッジ３の主走査位置に関連付けて保持することが可能となる。

ＣＰＵ１０１は、図１１に示すように主走査位置に応じて取得した用紙センサ３２の読み取り結果を閾値と比較し、読み取り結果が閾値を上回ったか否か判断する（Ｓ１００３）。図５に示すように用紙が配置されていることを考えると、キャリッジ３がホームポジションから移動を開始した直後は、まだ用紙センサ３２の検知位置は対向部材１１上である。従って、読み取り結果は閾値未満となり、ＣＰＵ１０１は閾値比較を繰り返す（Ｓ１００３／ＮＯ）。

そして、図５に矢印で示すようにキャリッジ３が移動し、用紙センサ３２の検知位置が用紙上に到達すると、読み取り結果である信号強度が閾値以上となる（Ｓ１００３／ＹＥＳ）。すると、ＣＰＵ１０１は、その際のキャリッジ３の主走査位置、即ちエンコーダセンサ３３の読み取り値に基づいて判断される位置を、用紙の主走査方向の開始位置、即ち主走査方向の一端であるとして記録する（Ｓ１００４）。尚、記録されるのはエンコーダセンサ３３の読み取り値に基づく値であるが、その意味するところは、用紙センサ３２の読み取り位置である。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１００４において記録した主走査方向端部を基準として、画像を形成する範囲を判断する。

ＣＰＵ１０１は、Ｓ１００４以降も用紙センサ３２の読み取り結果と閾値との比較処理を繰り返し実行する（Ｓ１００５）。信号強度が閾値以上であれば（Ｓ１００５／ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、キャリッジ３は用紙上を移動していると判断して処理を繰り返す。

そのままキャリッジ３が主走査方向に進むと、キャリッジ３が用紙の主走査方向の範囲を通り過ぎる。これにより、用紙センサ３２の検知位置が用紙上から対向部材１１上に移動する。その結果、用紙センサ３２の読み取り結果が閾値未満となる（Ｓ１００５／ＹＥＳ）。

図１２は、そのような場合の主走査位置に応じた読み取り結果をグラフ化した図である。Ｓ１００３において“ＹＥＳ”となったタイミングにおけるキャリッジ３の位置が図１２のＸ_ａである。また、Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となったタイミングが図１２のＸ_ｂである。

Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となると、ＣＰＵ１０１は、読み取り結果が閾値未満である状態が所定の期間継続するか判断する（Ｓ１００６）。この所定の期間については後に詳述するが、このＳ１００６の処理が本実施形態に係る要旨の１つである。

Ｓ１００６の判断の結果、読み取り結果が閾値未満である状態が所定の期間継続した場合（Ｓ１００６／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となったタイミングにおけるキャリッジ３の位置を記録する（Ｓ１００７）。Ｓ１００７において記録した値が、用紙の主走査方向の終了位置、即ち主走査方向の他端である。

このような処理により、図１３（ａ）に示すように、主走査方向の用紙の開始位置、終了位置が記録される。図１３（ａ）に示す情報は、例えばＲＡＭ１０３上に保持される。ＣＰＵ１０１は、このように生成された主走査方向における用紙の開始位置及び終了位置に基づいて用紙の位置を判断し、用紙の位置に対してのみインクが吐出されるように記録ヘッド３１を制御する。

ここで、図１３（ａ）に示す“Ｘ_{ｓｔａｒｔ}”及び“Ｘ_ｅｎｄ”は、用紙センサ３２の読み取り位置が用紙の端部に到達した際のキャリッジ３の主走査位置である。これに対して、インクの吐出禁止制御は、ＣＭＹＫ各色の記録ヘッド３１のノズル、若しくはノズルから吐出されるインクの着弾位置が用紙の端部に到達した際のキャリッジ３の主走査位置に基づいて行われるべきである。

従って、ＣＰＵ１０１は、図３（ａ）に示すような情報を保存した後、用紙センサ３２の読み取り位置と各色の記録ヘッド３１のノズルとの位置関係に基づき、図１３（ｂ）に示すような情報を生成する。図１３（ｂ）に示す情報は、図１３（ａ）に示す“Ｘ_{ｓｔａｒｔ}”、“Ｘ_ｅｎｄ”を、用紙センサ３２とＣＭＹＫ各色の記録ヘッド３１のノズルとの位置関係に基づいて変換することにより得られた情報である。

例えば“Ｘ_{ｓｔａｒｔ―Ｃ}”、“Ｘ_{ｅｎｄ―Ｃ}”は、用紙センサ３２と記録ヘッド３１Ｃのノズルとの位置関係に基づいて“Ｘ_{ｓｔａｒｔ}”、“Ｘ_ｅｎｄ”の値を調整することにより得られる。これにより、“Ｘ_{ｓｔａｒｔ―Ｃ}”、“Ｘ_{ｅｎｄ―Ｃ}”は、記録ヘッド３１Ｃのノズルが用紙の端部に到達した際のキャリッジ３の主走査位置、即ちエンコーダセンサ３３の検知信号に基づいて判断される位置を示すこととなる。

その後、ＣＰＵ１０１は、これ以降のキャリッジ３の進行方向において形成するべき画像が残っているか否か確認する（Ｓ１００８）。確認の結果、画像が残っていなければ（Ｓ１００８／ＮＯ）、そのまま処理を終了する。他方、画像が残っている場合（Ｓ１００８／ＹＥＳ）、これ以降の主走査位置には用紙がなく、仮にインクを吐出しても対向部材１１上にインクが吐出されてしまうため、インクの出力を禁止して（Ｓ１００９）、処理を終了する。

尚、Ｓ１００９におけるインクの出力の禁止処理は、図１３（ｂ）に示す情報に基づいて色毎に行われる。このような処理により、用紙センサ３２の読み取り結果が正常である場合の動作が完了する。他方、図９において説明したように、用紙センサ３２の読み取り結果と閾値との差が小さい場合を考える。この場合、図１４のＸ_２からＸ_３の期間のように、キャリッジ３の位置が用紙の端部に到達していないにも関わらず、読み取り結果が閾値を下回ってしまう場合がある。

このような場合、Ｓ１００５において読み取り結果が閾値未満となった後（Ｓ１００５／ＹＥＳ）、上述した所定の期間を経過する前に（Ｓ１００６／ＮＯ）、短いスパンで再度読み取り結果が閾値以上となる（Ｓ１００６／ＹＥＳ）。このような場合、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１００７の処理には進まず、Ｓ１００５に戻って読み取り結果が閾値未満となるか否かの判断を繰り返す。その結果、図１４のＸ_４に到達したところでＳ１００６の判断が“ＹＥＳ”となり、用紙の終端を正確に検知することが出来る。

即ち、ＣＰＵ１０１は、用紙センサ３２の読み取り結果が閾値未満となった場合において、即座に用紙の端部に到達したとは判断せず、その状態が所定期間続いたことをもって用紙の端部に到達したことを判断する。従って、読み取り結果の信号強度と閾値との差が小さく、読み取り結果のバラつきによって一時的に閾値を下回ってしまった場合の誤検知を回避することが出来る。

上述したように、図１０に示す動作は、用紙を副走査方向に搬送しながらキャリッジ３を主走査方向に移動させてインクを吐出する動作を繰り返す場合の、１回目のキャリッジ３の移動の際にのみ実行される。その結果図１３（ｂ）に示すような情報が生成される。そしてＣＰＵ１０１は、以降の画像形成出力動作においては、図１３（ｂ）に示す情報に基づいて主走査方向の用紙の範囲、即ち、インクを吐出するべき範囲を色毎に判断して画像形成出力を実行する。

次に、Ｓ１００６において判断される所定期間について説明する。図１５は、キャリッジ３の構成とキャリッジ３が記録ヘッド３１からインクを吐出しながら移動する際の移動方向とを示す図である。上述したように、用紙センサ３２は、キャリッジ３の移動方向の先頭側に配置されている。また、各色の記録ヘッド３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは主走査方向に配置されている。

また、用紙センサ３２の検知位置の副走査方向の位置は、各色の記録ヘッド３１のノズルが設けられている位置と一致している。従って、用紙センサ３２が読み取る対象の副走査方向の位置は、各色の記録ヘッド３１のノズルが配置されている位置である。

図１５に示すように、各色の記録ヘッド３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋのうち最も移動方向先頭側に配置された記録ヘッド３１Ｙのノズル位置と、用紙センサ３２の検知位置との間隔はＸ_ｉｎｔｖである。従って、ＣＰＵ１０１が閾値との比較判断を行った検知信号に対応する主走査位置に記録ヘッド３１Ｙのノズルが到達するまでには、キャリッジ３がＸ_ｉｎｔｖの間隔を移動するのに要する期間の猶予がある。

図１０において説明したように、Ｓ１００６において“ＹＥＳ”となり、用紙の終端位置が記録されると、その位置よりも先の主走査位置に対するインクの吐出が禁止される。ここで、記録される用紙の終端位置は、Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となった主走査位置であるため、Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となってからＳ１００６の判断をしている間、即ち、所定期間が経過するまでの間、インクの吐出を禁止するべきか否かの判断が出来ない。

これに対して、Ｓ１００６において判断される所定期間を、図１５に示すＸ_ｉｎｔｖの間隔をキャリッジ３が移動する期間以下とすることが考えられる。この条件は、換言すると、Ｓ１００６において判断される所定期間に対応するキャリッジ３の移動区間が、Ｘ_ｉｎｔｖ以下であることに等しい。

この場合、Ｓ１００５において“ＹＥＳ”となった後、その主走査位置に記録ヘッド３１Ｙのノズルが到達するまでの間にはＳ１００６の判断が終わっていることになる。また、用紙センサ３２による読み取り対象の副走査方向の位置は、記録ヘッド３１のノズルが配置された副走査方向の位置に一致している。従って、Ｓ１００９の出力禁止処理を好適に行うことが可能となる。

図１５に示す区間Ｘ_ｉｎｔｖは、用紙センサ３２と記録ヘッド３１Ｙのノズルとの間隔であるが、直接的に判断されるべき間隔は、用紙センサ３２による検知位置と、記録ヘッド３１Ｙのノズルから吐出されたインクの着弾位置である。

尚、Ｓ１００６において判断される所定期間は、キャリッジ３の移動距離を基準として定められるが、実際の判断対象は様々な値を採用することが出来る。例えば、ＣＰＵ１０１が用紙センサ３２の信号を取得するサンプリングレートに基づき、閾値未満の読み取り信号が連続して取得された回数が所定回数以上となった場合に判断することが出来る。また、キャリッジ３の移動速度に基づき、閾値未満の読み取り信号が連続して取得された期間が所定期間以上となった場合に判断することが出来る。

また、上記実施形態においては、幅広タイプの画像形成装置を例として説明した。Ａ４等の一般的なサイズの画像形成装置の場合、用紙の位置は主走査方向のガイドレール等によってある程度規定することが可能である。そのため、用紙の主走査方向の両端の位置検知はそれほど重要ではない。

これに対して、Ａ０等の大型の用紙を搬送して画像を形成する幅広タイプの画像形成装置の場合、ガイドレールなどによって機械的に用紙の位置を合わせることが困難である。従って、本実施形態に係る技術は、幅広タイプの画像形成装置において特に有効である。

以上、説明したように、本実施形態においては、光学センサの読み取り信号が閾値を下回った場合に即座に用紙の端部を判断するのではなく、読み取り信号が閾値を下回った状態が所定期間連続した場合に用紙の端部を判断する。従って、反射率の低い用紙が検知対象であり、読み取り信号の信号強度と閾値との差が小さい場合における誤検知を防ぐことが出来る。

尚、上記実施形態においては、用紙センサ３２の出力信号に応じた値が閾値を下回った状態の信頼性を向上するため、その状態が所定期間連続したことを条件とする場合を例としている。しかしながらこれは一例であり、本件の趣旨は、用紙センサ３２の出力信号に応じた値を閾値と比較して用紙を検知する場合において、出力信号に応じた値と閾値とが所定の関係となった状態が所定期間連続したことを条件とするものである。従って、出力信号に応じた値が閾値を下回った状態に限らず、用紙を検知するために条件となる関係であれば適用可能である。

また、所定期間連続したことを条件とする趣旨は、キャリッジの移動における所定の区間連続することを判断するものである。即ち、本実施形態においては、キャリッジ３を移動させながら用紙センサ３２の出力信号を取得している。従って、所定期間の趣旨は、キャリッジの移動区間として所定の範囲以上であることを条件とするものである。

また、上記実施形態においては、図９に示すように読み取り結果の信号強度が弱い対象としてトレーシングペーパーのような用紙を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、対向部材１１との反射率の差異が小さい対象であれば、同様の効果を得ることが可能である。そのような対象としては、例えばサイングラフィックス用印刷用紙、回路基板、車両等に用いられるオペレーションパネル等である。

実施の形態２．
実施の形態１においては、主走査方向における用紙の両端を検知する態様を例として説明した。本実施形態においては、予め図形や罫線等の画像が予め描画された帳票のフォーマット用紙に対して画像を出力する場合において、画像が予め描画された位置に対するインクの吐出を禁止する態様について説明する。

本実施形態に係る画像形成装置１の全体的な構成は実施の形態１と概ね同様であり、詳細な説明を省略する。図１６は、本実施形態に係る画像形成装置１におけるキャリッジ３の移動態様を示す図である。図１６に示すように、本実施形態に係る記録装置１ａにおいて、キャリッジ３は往復移動しながらインクを吐出する。

そのため、本実施形態に係るキャリッジ３には、主走査方向の両側に用紙センサ３２が設けられている。これにより、往復移動に際しても、実施の形態１において説明したように、ＣＰＵ１０１が、記録ヘッド３１のノズルが主走査方向の夫々の位置に到達するよりも先に用紙センサ３２の検知信号を取得することが出来る。

また、図１５において説明した、用紙センサ３２の検知位置と、夫々の用紙センサ３２が設けられた側の記録ヘッド３１のノズルとの間隔は、２つの用紙センサ３２において共通である。

図１７は、本実施形態に係る用紙検知動作を示すフローチャートである。Ｓ１７０１及びＳ１７０２については、図１０と同様に処理が実行される。ここで、ＣＰＵ１０１が取得する用紙センサ３２の検知信号は、キャリッジ３が移動する方向の先頭側に設けられている用紙センサ３２の検知信号である。これにより、実施の形態１と同様に、ＣＰＵ１０１は、用紙センサ３２の検知信号と閾値との比較処理を行う（Ｓ１７０３）。

用紙センサ３２の検知信号が閾値以上となると（Ｓ１７０３／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、その状態が所定期間継続するか否か判断する（Ｓ１７０４）。所定期間経過する前に（Ｓ１７０４／ＮＯ）、検知信号が閾値未満となった場合（Ｓ１７０６／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１はＳ１７０３からの処理を繰り返す。

他方、検知信号が閾値未満となることなく（Ｓ１７０６／ＮＯ）、所定期間が経過した場合（Ｓ１７０４／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、インクの吐出を許可するべき範囲であると判断し、Ｓ１７０３において“ＹＥＳ”となったタイミングにおけるキャリッジ３の主走査位置を、吐出許可開始位置として記録する（Ｓ１７０５）。

ＣＰＵ１０１は、吐出許可開始位置を記録した後も、用紙センサ３２の読み取り結果と閾値との比較処理を繰り返し実行する（Ｓ１７０７／ＮＯ）。そして、用紙センサ３２の検知信号が閾値未満となると（Ｓ１７０７／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、その状態が所定期間継続するか否か判断する（Ｓ１７０８）。所定期間経過する前に（Ｓ１７０８／ＮＯ）、検知信号が閾値以上となった場合（Ｓ１７１０／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１はＳ１７０７からの処理を繰り返す。

他方、検知信号が閾値未満となることなく（Ｓ１７１０／ＮＯ）、所定期間が経過した場合（Ｓ１７０８／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、インクの吐出を許可するべき範囲が終了したと判断し、Ｓ１７０７において“ＹＥＳ”となったタイミングにおけるキャリッジ３の主走査位置を、吐出許可終了位置として記録する（Ｓ１７０９）。

図１８は、主走査位置に応じた読み取り結果のグラフを、用紙の紙面に対応付けて示す図である。図１８においては、画像Ｖ_１、Ｖ_２が予め描画された用紙に対して画像形成出力を実行した場合を例としており、キャリッジ３は図中の矢印にそって走査される。

図１８に示すように、用紙の一端部であるＸ_ａがＳ１７０５において記録されると共に、多端部であるＸ_ｆがＳ１７０９において記録される。それに加えて、本実施形態に係る用紙検知動作においては、図１８に示す画像Ｖ_１、Ｖ_２に相当する部分が画像形成対象から外されるように、夫々の主走査位置が記録される。

具体的には、Ｘ_ｂの位置がＳ１７０９において記録されることにより、Ｘ_ａからＸ_ｂの範囲が、画像形成出力可能、即ちインクを吐出可能な範囲として図１９に示す吐出許可範囲１として記録される。また、Ｘ_ｃがＳ１７０５において記録されると共に、Ｘ_ｄがＳ１７０９において記録されることにより、その範囲が、吐出許可範囲２として記録される。更に、Ｘ_ｅがＳ１７０５において記録されると共に、Ｘ_ｆがＳ１７０９において記録されることにより、その範囲が、吐出許可範囲３として記録される。

ＣＰＵ１０１は、画像形成出力のためにインクの吐出を行っている限り、図１７のＳ１７０３〜Ｓ１７１０の処理を繰り返し実行する。そして、記録ヘッド３１のノズルの到達に先立って図１９に示すような吐出可能範囲の情報を生成し、吐出可能範囲に対してのみインクの吐出制御を行う。即ち、吐出可能範囲外に対してはインクが吐出されないようにマスク制御を行う。

このような制御により、画像Ｖ_１、Ｖ_２のように予め何らかの画像が描画された用紙に対する画像形成出力において、予め描画された画像に対するインクの上書き吐出を避けることが可能となる。尚、図１９に示す情報は、図１３（ａ）に示す情報であり、実際の制御に際しては、図１９に示す情報に基づいて図１３（ｂ）に示すようなＣＭＹＫ各色についての吐出許可範囲の情報が生成される。

尚、図１９においては、“吐出可能範囲”を情報として記録し、吐出可能範囲に対してのみインクの吐出を許可する場合を例としている。これに限らず、画像Ｖ_１、Ｖ_２のような予め画像が描画された範囲を吐出不可範囲として記録し、その範囲に対するインクの吐出を禁止するように制御しても良い。

１ 画像形成装置
２ ガイドロッド
３ キャリッジ
４ タイミングベルト
５ 主走査モータ
６ 駆動プーリ
７ 加圧コロ
８ カートリッジ
９ 維持機構
１０ エンコーダシート
１１ 対向部材
１１ａ 凹部
１１ｂ 吸気口
１２ 副走査モータ
２０ 操作パネル
３１ 記録ヘッド
３２ 用紙センサ
３３ エンコーダセンサ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＮＶＲＡＭ
１０５ ＡＳＩＣ
１０６ ホストＩ／Ｆ
１０７ 印刷制御部
１０８ モータ駆動部
１０９ Ｉ／Ｏ
３２１ 発光制御部
３２２ 平滑回路
３２３ 駆動回路
３２４ 光電変換回路
３２５ ＡＤ変換回路
３２６ 光学部
３２６ａ 発光素子
３２６ｂ 受光素子

特開平２−２８１９４８号公報

Claims (6)

1. インクを吐出する記録ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することにより記録媒体上に画像形成出力を行う画像形成装置であって、
   前記キャリッジに搭載され、前記インクを吐出する方向に対して照射された光の反射光の強度に応じた信号を出力する光学センサと、
   前記光学センサの出力信号に基づいて前記キャリッジの移動範囲における記録媒体の位置を検知し、記録媒体の位置に対してのみインクが吐出されるように制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、
   所定の時間間隔で断続的に取得される前記光学センサの出力信号に応じた値が閾値を上回った場合に、前記値が前記閾値を上回ったタイミングにおける光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の開始位置と判断し、
   前記開始位置が判断された後に前記キャリッジが移動した区間の所定の区間において所定の時間間隔で断続的に取得される前記光学センサの出力信号に応じた値が所定回数以上連続して前記閾値を下回ったとき、当該値に係る前記光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の終了位置と判断することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記キャリッジの移動方向に対して垂直な方向に搬送される記録媒体に対して、前記キャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出させる動作を複数回繰り返すことにより画像形成出力を実行し、複数回繰り返される前記キャリッジの移動の１回目においてのみ前記光学センサの出力信号に基づく前記記録媒体の位置の検知処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記キャリッジの移動方向に対して垂直な方向に搬送される記録媒体に対して、前記キャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出させる動作を複数回繰り返すことにより画像形成出力を実行し、複数回繰り返される前記キャリッジの移動において毎回前記光学センサの出力信号に基づく前記記録媒体の位置の検知処理を実行し、記録媒体の位置に対してのみインクが吐出されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記光学センサは、前記キャリッジにおいて、前記記録ヘッドからインクが吐出されるノズルよりも前記キャリッジの移動方向の下流側に配置されており、前記所定の区間は、前記光学センサの検知位置と前記ノズルから吐出されたインクが着弾する位置との間隔以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. インクを吐出する記録ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することにより記録媒体上に画像形成出力を行う画像形成装置の制御方法であって、
   前記キャリッジに搭載され、前記インクを吐出する方向に対して照射された光の反射光の強度に応じた信号を出力する光学センサの出力信号に応じた値を、前記キャリッジの移動に応じて取得し、
   前記光学センサの出力信号に応じた値が閾値を上回った場合に、前記値が前記閾値を上回ったタイミングにおける光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の開始位置と判断し、
   前記光学センサの出力信号に応じた値が前記閾値を下回る前記読み取り位置が、前記開始位置が判断された後に前記キャリッジが移動した区間の所定の区間以上で連続したとき、前記値が前記閾値を下回ったタイミングにおける前記光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の終了位置と判断し、
   前記開始位置と前記終了位置との間の記録媒体の位置に対してのみインクが吐出されるように前記記録ヘッドを制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
6. インクを吐出する記録ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することにより記録媒体上に画像形成出力を行う画像形成装置の制御プログラムであって、
   前記キャリッジに搭載され、前記インクを吐出する方向に対して照射された光の反射光の強度に応じた信号を出力する光学センサの出力信号に応じた値を、前記キャリッジの移動に応じて取得するステップと、
   前記光学センサの出力信号に応じた値が閾値を上回った場合に、前記値が前記閾値を上回ったタイミングにおける光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の開始位置と判断するステップと、
   前記光学センサの出力信号に応じた値が前記閾値を下回る前記読み取り位置が、前記開始位置が判断された後に前記キャリッジが移動した区間の所定の区間以上で連続したとき、前記値が前記閾値を下回ったタイミングにおける前記光学センサの読み取り位置を、前記キャリッジの移動方向における記録媒体の終了位置と判断するステップと、
   前記開始位置と前記終了位置との間の記録媒体の位置に対してのみインクが吐出されるように前記記録ヘッドを制御するステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。