JP2005271342A

JP2005271342A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005271342A
Application number: JP2004086323A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuda; 雄二松田
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】インクミストが発生し、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、その影響を最小限にして適切な画像を形成する。
【解決手段】キャリッジの走査経路に平行して設けられたリニアスケールと、キャリッジに取り付けられ、リニアスケールに沿って移動し複数の相信号を発生するリニアスケールセンサ４０２と、複数の相信号から任意の２相を用いて、キャリッジ位置を識別する複数の計数手段（エッジ検出回路ａ〜ｆおよびリニアスケールカウンタａ〜ｆ）を備え、複数の計数手段から最も正しく動作するものを選択できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録方式を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置におけるインクジェット記録方式は、インクが満たされているノズル内にヒータが装着されており、このヒータにパルス信号を印加することによりヒータを加熱してインクを沸騰させ、これによって生じる気泡圧でインクを吐出させるようになっている。画像形成装置として使用する場合には、前記ノズルを複数個並べて１つの印字ヘッド（以下、単にヘッドという）を構成し、更にこのヘッドを複数個（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等のインクを吐出する数個のヘッド）組み合わせて使用することにより、フルカラーの画像を形成する。

このような画像形成装置において、ヘッドを駆動する制御回路は、図２に示すように構成されている。なお、この図は１個のヘッドの制御回路のみを示している。図２において、２０１はシフトレジスタ、２０２はラッチ回路、２０３はデコーダ回路、２０４〜２０９はＡＮＤ回路、２１０〜２１５はトランジスタ、２１６はヒータを示している。この制御回路に対して外部より画像データＯＵＴ＿ＤＡＴＡがシリアル２値データで転送クロックＣＬＫに同期して転送されてくると、シフトレジスタ２０１で順次シリアル−パラレル変換される。２５６個（本例では２５６ノズルで構成されているヘッドを使用している）の画像データＯＵＴ＿ＤＡＴＡが転送された後、ＬＡＴ信号により各ノズル上で対応するデータが保持状態となる。また、複数ノズルで構成されている１つのヘッドをｎブロックに分け（本例では２５６ノズルで構成されているヘッドを１６ブロックに分けて使用している）、４ｂｉｔで構成されるブロック選択信号ＢＬＫＥＮＢをデコーダ回路２０３でデコードすることにより、１ブロックに１パルスのイネーブル信号ＢＥＮＢ０〜１５とヒータ駆動のパルス信号ＨＥＮＢを与える。これによって、画像データがイネーブルで保持されているノズルのみトランジスタ２１０〜２１５がＯＮし、ヒータ２１６が加熱されてインクを吐出する。

以上のような制御により、図３のように印字用紙５０３上に１カラム分印字し、これを主走査方向に多数のカラム分印字することによって１バンドの印字を行う。さらに、印字用紙５０３を送って２バンド目の印字を行い、これを複数回繰り返すことによって、多数のバンドから構成される画像を形成する。また、キャリッジスピードの変動に対して正確な位置で印字を行うために、一般的には図４のように１ドット毎にスリットが入っているリニアスケール１０４をキャリッジの移動経路に平行して配置している。このリニアスケール１０４をヘッド１０３の近傍に取り付けられているセンサ４０２で読み取り、その出力信号を用いてインク吐出の同期をとって正確な位置でインクを吐出する制御を行っている。

図５に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のキャリッジ周りの外観構成を示す。前述のように、印字ヘッド１０３は主走査モータ１０５によってベルト５０２を介して図中の左右の方向に駆動される。また印字用紙５０３は、副走査モータ５０１によって駆動される紙搬送ローラ５０４によって図中の「紙送り方向」に沿って搬送される。印字時には、印字ヘッド１０３で、１バンド印字ごとに指定されたパス分の紙送りを行いながら印字スキャンを繰り返すことにより、１ページの画像を形成する。図において５０２は形成された画像を示している。

図６に、上記のような制御を行う従来の画像形成装置の概略の構成を示す。画像形成装置は、印字制御部１０２およびヘッド１０３を有し、印字制御部１０２には、リニアスケールセンサ４０２、図示しない主走査モータ、副走査モータ、及び各種センサが接続されている。図６に示す構成においては、イメージスキャナ、パーソナルコンピュータ（パソコン）、ハードウェアＲＩＰ等の外部装置１０１から転送されてくる画像データＩＮ＿ＤＡＴＡから、ヘッド１０３を用いて記録紙に画像イメージを形成する制御を行う。中でも印字制御部１０２はそのために必要な信号の生成を行っている。印字制御部１０２は、主に、画像データ処理部６０１、印字同期信号生成部６０２、ヘッド制御信号生成部６０３から構成されている。その中でもＣＰＵ１１９は、画像データが転送されてくる外部装置１０１とのインターフェースを行うと共に、図示しないメモリやＩ／Ｏ等、印字制御部１０２全体の動作のコントロールを行う。

外部装置１０１から画像データＩＮ＿ＤＡＴＡが転送されてくると、ＣＰＵ１１９からの命令で、画像データ処理部６０１内のメモリに一時画像データを取り込む。数バンド分の画像データを画像メモリに一時保持した後、ラスタ方向の画像データをヘッドのノズルの並び方向のデータに変換（縦横変換）する。変換終了後、印字スキャンを開始して、順次画像メモリから画像データの読み出し、ヘッド１０３に対して画像データを転送する。印字スキャンを開始して、画像メモリから画像データを読み出すタイミングは、ヘッド１０３の近傍に取り付けられているリニアスケールセンサ４０２から生成している。

図７に、リニアスケールセンサ４０２の内部構造に示す。リニアスケールセンサ４０２は、発光素子４０２１、レンズ４０２２、複数の受光素子４０２３を有し、発光素子４０２１と受光素子４０２３の間に位置するリニアスケール１０４上をキャリッジの移動と共に走査することにより、リニアスケール１０４のスリットを検出する構成となっている。また、受光素子４０２３はリニアスケールのスリットに対して９０度位相をずらすように二組の受光素子群を有している。各受光素子群は複数のフォトダイオードから構成されている。図は一つのスリットを検出する様にフォトダイオードが配置されているが、実際には複数のスリットにまたがって配置されている。これはリニアスケールにごみなどが付着してスリットの１つが欠落した場合でも検出不能になるのを防止するために、複数のスリットを検出することによりその平均値を検出するための構造である。以上のような構成のリニアスケールセンサ４０２から二種類の相信号（Ａ相／Ｂ相）が出力され、印字同期信号生成部６０２により、各相信号のタイミングで画像データＯＵＴ＿ＤＡＴＡの出力及びヘッド駆動信号の生成、キャリッジの位信管理、主走査モータの速度制御等の、印字制御の同期をとっている。

図８に、印字同期信号生成部６０２の動作例を表すタイミング図を示す。リニアスケールセンサ４０２からは９０度位相のずれた２相の信号（Ａ／Ｂ）が出力され、Ａ相の立ち上がりエッジで印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）を生成する。またＢ相が"Ｌ"の時にＡ相の立ち上がりエッジが入力された場合と、Ｂ相が"Ｈ"の時にＡ相の立ち上がりエッジが入力された場合とでキャリッジの移動方向（ＤＩＲ）の検出を行っている。印字同期信号生成部６０２では内部にリニアスケールカウンタを有していて、印字タイミング信号（ＨＳＹＮＣ）をトリガとして移動方向（ＤＩＲ）に応じてアップ／ダウンカウントすることにより、キャリッジの位置を検出している。更にＣＰＵで設定された印字領域（印字開始位置／印字終了位置）データとリニアスケールカウンタ値とを比較することにより、印字領域信号（ＷＩＮＤ）を生成している。画像データ処理部６０１では、印字領域信号（ＷＩＮＤ）が有効なときの印字同期信号（ＨＳＹＮＣ）のタイミングで画像メモリに格納されている画像データを読み出すためのアドレス信号の生成を行って、読み出した画像データをヘッド１０３に転送している。またヘッド制御信号生成部６０３では、前記と同様に印字同期信号（ＨＳＹＮＣ）を用いて、ヘッド１０３のヒータを駆動するための制御信号（ＨＥＮＢ）などを生成し、画像データ及びヒータ駆動信号が有効となったタイミングで、インクを吐出する制御を行っている。（例えば特許文献１参照）
特開２００３−１４５８７７（第４〜５頁、図１）

以上の様に一般的に、インクジェット記録方式を用いた画像形成装置の場合、インク吐出のタイミングを得る方法として、リニアスケール１０４およびリニアスケールセンサ４０２を使用している。

一方、インクジェット記録方式を用いた画像形成装置の場合、印字ヘッドによってはインクを吐出する際に、インクとは別に霧状のミストが発生し、特に印字デューティーの高い画像を印字するときには、大量のミストが発生する。発生したミストは画像形成装置内に付着し、画像汚れの原因となる。また、ミストはキャリッジに取り付けられているリニアスケールセンサにも付着し、所望の出力が得られない場合がある。

図９にリニアスケールセンサの各受光素子にミストが付着した場合の説明図を示す。図１０は図９に示したそれぞれの場合に対応するセンサ出力波形を示している。

図９（ａ）に示すように往印字走査時にＡ相を検出する受光素子の往印字方向側にインクミストが付着し、図上の×の受光素子が検出不能となった場合、図１０（ａ）の出力の様に、Ａ相の立ち下がりタイミングが遅れ、その立ち下がりエッジがＢ相の立ち下がりエッジと隣接（または一致）する場合が発生する。また図９（ｂ）の様に、Ａ相を検出する受光素子の復印字方向側にインクミストが付着し、図上の×の受光素子が検出不能となった場合、図１０（ｂ）の出力の様に、Ａ相の立ち上がりタイミングが早くなり、その立ち上がりエッジがＢ相の立ち下がりエッジと隣接する場合が発生する。Ｂ相にインクミストが付着した場合には、図９（ｃ）（ｄ）、図１０（ｃ）（ｄ）に示すようにＡ相の立ち上がりエッジとＢ相の立ち上がりまたは立ち下がりエッジが隣接する場合が発生してしまう。

例えばＢ相の復印字方向にミストが付着すると、図１１に示すりょうにＡ相の立ち上がりエッジとＢ相の立ち上がりエッジが隣接してしまうため、そのタイミングによってＢ相の立ち上がりがＡ相の立ち上がりに対して早くなる。これによって、キャリッジ移動方向を検出する回路が誤って復印字方向と検出してしまうため、リニアスケールカウンタがカウントダウンしてしまうことがある。その結果、キャリッジは往印字方向に移動しているにもかかわらず、リニアスケールカウンタが所望のように動作しない場合があった。そのため、キャリッジが印字終了位置に到達しても印字領域信号が閉じないため、画像メモリをアクセスする内部カウンタの値にずれが生じ、例えば図１２の様に本来であれば（ａ）の画像が印字されるべきものが、（ｂ）のように印字される場合があった。

このような問題に対する対処として、吸引ファンなどを取り付けてミストを除去する方法が取られているが、耐久年数の経過などによって、吸引能力が低下するなど、十分に除去しきれない場合が生じる。そのため上記現象が発生した場合、リニアスケールセンサをユーザ若しくはサービスマンにより交換する必要が生じることとなり、非常にコストアップとなると共に効率が悪くなってしまう問題があった。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的はインクミストが発生し、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、その影響を最小限にして適切な画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明による画像形成装置は、印字ヘッドをキャリッジに搭載し、用紙搬送方向とほぼ直交する方向にキャリッジを走査することにより用紙上に画像を形成するインクジェット画像形成装置において、前記キャリッジの走査経路に平行して設けられたリニアスケールと、前記キャリッジに取り付けられ前記リニアスケールに沿って移動して少なくとも３相の相信号を発生するリニアスケールセンサと、前記少なくとも３つの相信号の内、二つの相信号の異なる組を用いて印字同期信号を生成するとともに各相の立ち上がりエッジにおける他の相の状態で移動方向を検出しこの移動方向に応じてキャリッジの移動距離をアップカウントまたはダウンカウントする複数の計数手段と、これら複数の計数手段の内、１つを選択的に用いて前記印字ヘッドの印字動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

少なくとも３相の相信号は互いの位相の差が６０度以下となる。したがって、インクミスト等によりリニアスケールセンサの内あるセンサに不良が生じたとしても、複数の計数手段のうちその出力に影響が及ぶものが限られ、いずれかの計数手段の出力は正常に維持される可能性が高くなる。したがって、そのような正常な出力の計数手段を選択して利用することにより、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、その影響を最小限にして適切な画像を形成することができる。

正常な計数手段を選択するには、例えば、前記制御手段は、前記印字ヘッドによる印字を行うことなく前記キャリッジを走査させ、キャリッジの目標到達位置に対する各計数手段の値を比較し、この比較結果に基づいて正常な出力を発生する計数手段を選択するよう前記選択手段を制御する。

より具体的には、前記複数の計数手段は、前記リニアスケールセンサが３相の相信号を発生する場合、Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、およびＣ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタを有する。

前記リニアスケールセンサが４相の相信号を発生する場合、Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｄ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、Ｄ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、およびＤ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタを有する。

以上説明したように、本発明によれば、３相以上のリニアスケールセンサを使用し、各相の立ち上がりエッジにおける他の相の状態で移動方向を検出する回路を複数設けることにより、インクミストが発生し、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、正常な出力を生成する回路を選択して利用することにより、その影響を最小限にして適切な画像を形成する記録装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。同図に示す画像形成装置は、外部装置１０１、印字制御部１０２、およびヘッド１０３を有し、前記印字制御部１０２には主走査モータ１０４、副走査モータ１０５、リニアスケール１０６及び図示しない各種センサが接続されている。

図１に示す実施の形態においては、イメージスキャナ、パソコン、ハードウェアＲＩＰ等の外部装置１０１から転送されてくる画像データＩＮ＿ＤＡＴＡから、ヘッド１０３を用いて記録紙に画像イメージを形成する制御を行っていて、中でも印字制御部１０２はそのために必要な信号の生成を行っている。印字制御部１０２は、エッジ検出回路ａ１０７、エッジ検出回路ｂ１０８、エッジ検出回路ｃ１２３、エッジ検出回路ｄ１２４、エッジ検出回路ｅ１２７、エッジ検出回路ｆ１２８、リニアスケールカウンタａ１０９、リニアスケールカウンタｂ１１０、リニアスケールカウンタｃ１２５、リニアスケールカウンタｄ１２６、リニアスケールカウンタｅ１２９、リニアスケールカウンタｆ１３０、スイッチ（ＳＷ）１１１（選択手段）、スイッチ（ＳＷ）１１２（選択手段）、ウインドウ信号生成部１１３、画像入力処理回路１１４、画像メモリコントロール部１１５、画像メモリ１１６、画像出力処理回路１１７、ヘッド制御制御信号生成部１１８、ＣＰＵ１１９、メモリ１２０、主走査モータ制御部１２１、副走査モータ制御部１２２から構成されている。エッジ検出回路およびリニアスケールカウンタは本発明における計数手段を構成する。

その中でもＣＰＵ１１９（制御手段）は画像データが転送されてくる外部装置１０１とのインターフェースを行うと共に、メモリ１２０やＩ／Ｏ等、印字制御部１０２全体の動作のコントロールを行っている。すなわち、外部装置１０１から画像データＩＮ＿ＤＡＴＡが転送されてくると、ＣＰＵ１１９からの命令で、画像入力処理部１１４にて画像データＩＮ＿ＤＡＴＡを取り込み、画像メモリコントロール部１１５経由で数バンド分の画像データを画像メモリ１１６に一時保持する。指定されたライン数分の画像データを画像メモリ１１６に格納後、画像メモリ１１６から画像データを読み出し、ラスタ方向の画像データをヘッドのノズルの並び方向のデータに変換する処理（ＨＶ変換）を行う。またＨＶ変換後の画像データをメモリコントロール部１１５経由で画像メモリ１１６にライトする処理を行っている。上記のように画像データの入力とＨＶ変換をヘッドのノズル数分繰り返した後、印字動作により画像メモリ１１６から画像データを読み出し、印字終了後に、印字で使用した領域に再度次のバンドの印字で使用するデータを外部装置１０１から入力する処理を繰り返す。

前記のデータ処理により、画像メモリ１１６に数バンド分の画像データを格納後、印字スキャンを開始して、順次画像メモリ１１６から画像データの読み出しを開始する。

ここで画像メモリコントロール部１１５は、外部装置１０１からの画像データの入力と．ヘッド１０３への画像データの読み出しを時分割に行うための、画像メモリ部１１６のバス選択処理を行っている。

尚、本実施の形態では、前述したようにリニアスケールのスリットを読み取るためのリニアスケールセンサ４０２を配置している。このリニアスケールセンサ４０２からヘッド１０３のスキャンに同期して出力される信号Ａ相／Ｂ相／Ｃ相を用いて、画像データＯＵＴ＿ＤＡＴＡの出力およびヘッド駆動信号の生成、キャリッジの位置管理、主走査モータの速度制御等の、印字制御の同期をとっている。

リニアスケールセンサ４０２の出力から印字タイミング信号を生成部分は、本発明でもっとも特徴的な動作を行うところで、以下詳細の説明を行う。

図１３に、本実施の形態におけるリニアスケールセンサ４０２の内部構造の一例を示す。リニアスケールセンサ４０２は、従来と同様、発光素子４０２１、レンズ４０２２、複数の受光素子４０２３を有し、発光素子４０２１と受光素子４０２３の間に位置するリニアスケール１０４上をキャリッジの移動と共に走査することにより、リニアスケール１０４のスリットを検出する構成となっている。ただし、受光素子４０２３はリニアスケール１０４のスリットに対して６０度位相をずらすように三組の受光素子群を有している。各受光素子群は複数のフォトダイオードから構成されている。

前述したように、図では一つのスリットを検出する様にフォトダイオードが配置されているが、実際には複数のスリットにまたがって配置されている。

以上のような構成のリニアスケールセンサ４０２から図１４のような６０度位相のずれた３相の信号（Ａ相／Ｂ相／Ｃ相）が出力され、印字制御部１０２は３相の信号の位相関係からキャリッジの移動方向の検出を行う。リニアスケールセンサ４０２から出力される三つの相信号は、エッジ検出回路ａ１０７、エッジ検出回路ｂ１０８、エッジ検出回路ｃ１２３、エッジ検出回路ｄ１２４、エッジ検出回路ｅ１２７、エッジ検出回路ｆ１２８でそれぞれＡ／Ｂ／Ｃ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号（ＨＳＹＮＣ）を生成するとともに、各相のエッジと夫々異なる相の状態でキャリッジ移動方向を識別する信号（ＤＩＲ）を生成している。各エッジ検出回路の出力には、夫々の信号に対応したリニアスケールカウンタａ１０９、リニアスケールカウンタｂ１１０、リニアスケールカウンタｃ１２５、リニアスケールカウンタｄ１２６、リニアスケールカウンタｅ１２９、リニアスケールカウンタｆ１３０を有していて、印字同期信号（ＨＳＹＮＣ）をトリガにして、キャリッジの移動方向が往印字方向の場合はアップカウント動作をし、復印字方向の場合はダウンカウント動作をしている。

図１５（ａ）にエッジ検出回路ａ１０７の動作を、また（ｂ）にエッジ検出回路ｂ１０８の動作を、（ｃ）にエッジ検出回路ｃ１２３の動作を、（ｄ）にエッジ検出回路ｄ１２４の動作を、（ｅ）にエッジ検出回路ｄ１２７の動作を、（ｆ）にエッジ検出回路ｆ１２８の動作をそれぞれ示す。

エッジ検出回路ａ１０７は往復走査ともにＡ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ａ相の立ち上がりエッジでＢ相が"Ｌ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｈ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

エッジ検出回路ｂ１０８は往復走査ともにＡ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ａ相の立ち上がりエッジでＣ相が"Ｌ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｈ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

エッジ検出回路ｃ１２３は往復走査ともにＢ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ｂ相の立ち上がりエッジでＣ相が"Ｌ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｈ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

エッジ検出回路ｄ１２４は往復走査ともにＢ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ｂ相の立ち上がりエッジでＡ相が"Ｈ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｌ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

エッジ検出回路ｅ１２７は往復走査ともにＣ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ａ相が"Ｈ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｌ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

エッジ検出回路ｆ１２８は往復走査ともにＣ相の立ち上がりエッジのタイミングで印字同期信号を生成すると共に、Ｃ相の立ち上がりエッジでＢ相が"Ｈ"の時には往印字方向にキャリッジが移動していると判断し（ＤＩＲ＝"Ｌ"）、"Ｌ"の時には復印字方向にキャリッジが移動していると判断する（ＤＩＲ＝"Ｈ"）信号を生成する。

本実施の形態では、以上のエッジ検出条件で検出した印字同期信号（ＨＳＹＮＣ）とキャリッジの移動方向信号（ＤＩＲ）を用いて、夫々独立のリニアスケールカウンタを動作させている。前述したように、リニアスケールセンサ４０２にミストやごみが付着したときに付着した側の相信号のパルスデューティーが５０％でなくなるため、従来のように二つの相で検出すると、適切な印字同期信号とキャリッジの移動方向の判別が出来なくなる場合があるが、本実施の形態では、印字前のプレスキャンにより上記検出回路のいずれか正常に動作している回路を検出し、印字動作する時に、正常に動作している回路を選択する方法と採用する。

図１６（ａ）〜（ｆ）に、図１３に示した受光素子ａ〜ｆがそれぞれインクミスト付着により検出不能となった場合の各相Ａ，Ｂ，Ｃの出力波形を示す。図に示したａ〜ｆはエッジ検出回路ａ〜ｆに対応し、○はそのエッジ検出回路の出力が正常で利用可能であることを示し、×はそのエッジ検出回路の出力が異常で利用不能であることを示している。

例えばＡ相を検出する受光素子ａの往印字方向にインクミストが付着すると、図１６（ａ）に示すように、往印字走査の時はＡ相の立上がりタイミングが早くまた復路走査の時は遅くなる。このような場合、各エッジ検出回路は以下の動作をする。

エッジ検出回路ａ１０７の場合、往路走査でＡ相の立ち上がりエッジがＢ相に接近するが、オーバーラップしないため往路・復路共に正常に動作する。エッジ検出回路ｂ１０８の場合、往路走査でＡ相の立ち上がりエッジがＣ相にオーバーラップしてしまうため、往路走査時に復路走査であると検出してしまい誤動作する。エッジ検出回路ｃ１２３の場合はＢ／Ｃ相で動作するため正常に動作する。エッジ検出回路ｄ１２４は復路走査でＢ相の立ち上がりエッジにＡ相が接近するがオーバーラップしないため往路・復路共に正常に動作する。エッジ検出回路ｅ１２７の場合、復路走査でＣ相の立ち上がりエッジがＡ相にオーバーラップしてしまうため、復路走査時に往路走査であると検出してしまい誤動作する。エッジ検出回路ｆ１２８の場合はＢ／Ｃ相で動作するため正常に動作する。

このように、従来の９０度位相のずれた二相のリニアスケールセンサを使用した場合、どちらか片方の位相にミストが付着し立ち上がり若しくは立ち下がりタイミングがずれることにより、パルスデューティーが９０％程度伸びてもう一方の相信号のエッジをオーバーすると、往印字方向に走査しているにもかかわらず復路方向に走査していると検出してしまうためリニアスケールカウンタが誤動作していた。しかし、本実施の形態では、上記の様に６０度位相のずれた３相のリニアスケールセンサを使用し、各相の立ち上がりエッジにおける他の相の状態で移動方向を検出する回路を複数設けることにより、３相のうちの一相が仮に９０度位相が伸びても、正常に移動方向を検出する回路が存在するため、これを印字前のプレスキャンで検出することにより、正常な印字動作が可能となる。上記３相のリニアスケールセンサを用いた場合、１２０度まで許容される。

上記例は、３相のリニアスケールセンサを用いた場合について説明したが、４相のリニアスケールセンサを用いても同様の効果があり、４相の場合、更に１３５度まで許容される。

図１６（ｂ）〜（ｅ）に示した、他の受光素子にインクミストが付着した時の各エッジ検出回路の動作結果からも、上記同様にどの相にインクミストが付着しても、正常に移動方向を検出する回路が存在することがわかる。

また図１７（ａ）〜（ｄ）に複数の相にまたがってインクミストが付着した時の様子を示す。（ａ）（ｂ）は二相の片側のエッジのみのデューティーが伸びた場合で、（ｃ）（ｄ）（ｅ）は両方のエッジのデューティーが伸びている相が存在する時の様子を示している。（ｅ）以外は正常に動作するエッジ検出回路が存在するが、（ｅ）のように二つ相の両エッジのデューティーが伸びた場合は、正常に動作するエッジ検出回路が存在しない。これが３相のリニアスケールセンサを用いた場合の限界である。

これらのインクミストの発生状況でリニアスケールセンサのどの部分に付着し、その検出回路が正常に動作しているかを、印字前のプレスキャンで検出し、印字時で使用するエッジ検出回路を選択する。

このような動作フローを図１８に示す。この処理は、１回または複数回の印字毎や所定時間毎等の定期的な実行のほか、異常検出時、ユーザからの指示時、等の任意のタイミングで実行することができる。

先ず印字開始前に、キャリッジをホームポジションに移動し（Ｓ１１）、各リニアスケールカウンタａ〜ｆを初期化する（Ｓ１２）。初期化後、往印字方向にキャリッジを一定時間走査し（Ｓ１３、Ｓ１４）、走査終了後に停止する（Ｓ１５）。

停止後リニアスケールカウンタａ〜ｆの値をＣＰＵ１１９で読み取り（Ｓ１６）、推定移動距離に対してもっとも近いリニアスケールカウンタを決定する（Ｓ１７）。

更に、カウンタをリセットした後（Ｓ１８）、復印字方向に一定時間キャリッジを走査する（Ｓ１９）。一定時間経過後に（Ｓ２０）、キャリッジを停止し（Ｓ２１）、上記同様にリニアスケールカウンタの値をＣＰＵ１１９で読み取る（Ｓ２２）。その後、推定移動距離に対してもっとも近いリニアスケールカウンタを利用対象として決定する（Ｓ２３）。

ここでリニアスケールセンサにミストによる受光素子の検出不良が無かった場合、全てのリニアスケールカウンタの値がＣＰＵ１１９の読み取りタイミングによる誤差を含んでいても、目標値に対して±１カウント以内に収まっているが、もしミストによる影響を受けている受光素子があった場合、同一走査方向でもリニアスケールカウンタがアップ／ダウンを繰り返すため、目標値に対して負（−）の値となる。

以上の動作で使用するリニアスケールカウンタを決定後、そのエッジ検出回路の出力とリニアスケールカウンタの出力が選択されるように、ＳＷ１１１，ＳＷ１１２を選択する（Ｓ２４）。選択終了後、印字動作を開始する（Ｓ２５）。

以上のような制御を行うことにより、印字で発生するミストやごみなどがリニアスケールセンサに付着して、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、その影響を最小限にして適切な画像を形成することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、図面で示した具体的な構成はあくまで説明のための例示であり、種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、リニアスケールセンサは、６０度位相のずれた３相を利用したが３相を超える（例えば４５度位相のずれた４相）の受光素子を採用することも可能である。その場合にはエッジ検出回路およびリニアスケールカウンタの個数も相応に増加する。また、プレスキャンを複数回行えば、同じカウンタを共用することも可能である。

本発明はインクミストが発生し、リニアスケールセンサから所望の出力が得られなくなっても、正常な出力を維持する回路を選択的に利用することにより、信頼性の高い記録装置への利用が可能である。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１の実施の形態におけるヘッドの内部回路の詳細を示すブロック図である。図１の実施の形態における印字結果の一例を示す図である。図１の実施の形態におけるリニアスケールの構成およびスリットを示す図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置のキャリッジ周りの外観構成を示す図である。従来の画像形成装置の概略の構成を示すブロック図である。リニアスケールセンサの内部構造を示すブロック図である。従来のリニアスケールセンサの出力から印字同期信号を生成する動作を示す図である。リニアスケールセンサにミストが付着してセンサが検出不能になっている状態を示す図である。図９におけるリニアスケールセンサの出力状態を示す図である。図１０の出力が入力された場合の従来の画像形成装置の動作状態を示す図である。図１０の出力が入力された場合の従来の画像形成装置の印字結果を示す図である。図１の実施の形態におけるリニアスケールセンサの内部構造を示す図である。図１３のリニアスケールセンサの出力信号を示す図である。図１の実施の形態における各エッジ検出回路の動作状態を示す図である。図１の実施の形態におけるリニアスケールセンサにミストが付着し、所望の出力が得られなくなった時の各エッジ検出回路の動作状態を示す図である。図１の実施の形態におけるリニアスケールセンサにミストが付着し、所望の出力が得られなくなった時の各エッジ検出回路の動作状態を示す他の図である。図１の実施の形態における動作フローを示す図である。

符号の説明

１０２…印字制御部
１０３…印字ヘッド
１０７，１０８，１２３，１２４，１２７，１２８…エッジ検出回路
１０９，１１０，１２５，１２６，１２９，１３０…リニアスケールカウンタ
１１１，１１２…スイッチ（ＳＷ）、１１９…ＣＰＵ

Claims

印字ヘッドを搭載するキャリッジを備え、用紙搬送方向とほぼ直交する方向に前記キャリッジを走査し、前記印字ヘッドによって用紙上に画像を形成するインクジェット画像形成装置において、
前記キャリッジの走査経路に平行して設けられたリニアスケールと、
前記キャリッジに取り付けられ、前記リニアスケールに沿って移動し複数の相信号を発生するリニアスケールセンサと、
前記複数の相信号から任意の２相を用いて、前記キャリッジ位置を識別する複数の計数手段を有し、前記複数の計数手段を選択的に用いて、前記印字ヘッドの印字動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記キャリッジを目標位置まで走査させ、前記複数の計数手段の識別結果に基づいて計数手段を選択する選択手段を含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記複数の計数手段は、前記リニアスケールセンサが３相の相信号を発生する場合、
Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、および
Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記複数の計数手段は、前記リニアスケールセンサが４相の相信号を発生する場合、
Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ａ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｂ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｃ相の立ち上がりエッジにおけるＤ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｄ相の立ち上がりエッジにおけるＡ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
Ｄ相の立ち上がりエッジにおけるＢ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、および
Ｄ相の立ち上がりエッジにおけるＣ相の状態によってアップカウントまたはダウンカウントするカウンタ、
を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。