JP2009166999A - 用紙浮きセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送されている用紙に発生している所定以上の大きさの紙浮きを検出することができ、機械的移動機構の位置公差や経年変化に対して検出精度を高精度に保つことができる用紙浮き検出センサを提供すること。
【解決手段】用紙浮き検出センサを、用紙を支持する支持面を有し、用紙を支持面上に支持した状態で用紙搬送方向に沿って搬送する用紙搬送手段と、用紙搬送手段の用紙搬送路上の紙浮き検出位置に、用紙が到達したことを検出する用紙位置検出手段と、光学系と受光センサとから構成され、用紙が紙浮き検出位置に到達したときの用紙の端部に視野範囲を形成すると共に、光学系の光軸が支持面の法線に対して傾斜するように、支持面の上方に配置される少なくとも１つの受光手段とから構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、搬送装置で搬送される紙などの媒体の端部の浮きを検出する用紙浮き検出センサに関する。

プリンタを用いて用紙などの媒体にインクを吐出させてプリントする際、プリントヘッドと媒体との間の間隔は、媒体上へのプリントの精度を維持するために、所定の小さな間隔に維持されなければならない。

一方、媒体は、カットや、湿気や、吐出されたインクによる膨潤の影響で局所的に浮きを生ずることがある。このような浮きを生じた媒体に対してプリントヘッドを移動させたり、浮きを生じた媒体をプリントヘッドの下方を通過させたりすると、浮きを生じた部分がプリントヘッドに衝突してプリントヘッドを損傷させたり、媒体がプリントヘッドの下方でジャムを生じたりさせる問題がある。

したがって、このような媒体の浮きを検出し、プリントヘッドの駆動を停止させるなどの制御を行なう必要がある。

例えば、特許文献１は、インクジェット記録装置の記録ヘッドアレイと用紙の搬送ベルトとの間で光線を通過させることにより用紙の搬送ベルトからの浮き上がりを検出することが開示されている。光線は、投光センサから出て受光センサで光線の受光量を検出する。用紙が浮き上がっている場合には、光線が遮られ受光センサの受光量が減少するため、用紙の浮き上がりを検出することができる。光線は、搬送ベルトの面に平行で用紙の搬送方向に傾斜もしくは直交した方向に通過する。

また、特許文献２は、キャリッジを走査させることにより記録媒体に記録を行なうインク式記録装置の用紙の浮きを検出することが開示されている。一実施形態の検出機構は、キャリッジに走査方向両端のレバーとして設けられ、キャリッジが走査する際、浮き上がった紙端によりこのレバーが押圧されることにより紙端の浮きが検出される。また、他の実施形態の検出機構は、用紙を搬送ローラと共に挟持する２つの対向するピンチローラの内側に取付けられた対向配置されたフォトインタラプタであり、これらフォトインタラプタ間の光線が紙浮きにより遮断されることにより用紙の浮きが検出される。
特開２００７−７６１０９号公報 特開平９−３９２２１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている紙端浮き検出では、検出用の光線の光路が紙面と平行な方向に沿って設定されているため、例えば、用紙が厚さの薄い紙である場合、用紙の浮き上がり部分が光線を遮ったとしてもそのことが検出されにくい構成となっている。

また、検出用の光線の光路が、用紙の搬送方向と垂直である場合、光線が用紙の浮き上がった端の下をくぐってしまい、光線が用紙により遮られないため、用紙の浮き上がりが検出されないということが生じうるという問題がある。

さらに、検出用の光線の光路が、用紙の搬送方向に対して傾斜している場合、光線のスパンが長くなり検出のための構成が大型化してしまうという問題がある。

特許文献２に開示されている紙浮き検出では、インク記録装置の動作に際して移動するキャリッジに検出手段が固定され、機械的な接触に基づいているため、キャリッジの移動機構の位置公差や経年変化による位置ずれにより紙浮きの検出精度が低下しうるという問題がある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、搬送されている用紙に発生している所定以上の大きさの紙浮きを検出することができ、機械的移動機構の位置公差や経年変化に対して検出精度を高精度に保つことができる用紙浮き検出センサを提供する。

本発明の一態様によれば、
用紙を支持する支持面を有し、前記用紙を前記支持面上に支持した状態で用紙搬送方向に沿って搬送する用紙搬送手段と、
前記用紙搬送手段の用紙搬送路上の紙浮き検出位置に、前記用紙が到達したことを検出する用紙位置検出手段と、
光学系と受光センサとから構成され、前記用紙が前記紙浮き検出位置に到達したときの前記用紙の端部に視野範囲を形成すると共に、前記光学系の光軸が前記支持面の法線に対して傾斜するように、前記支持面の上方に配置される少なくとも１つの受光手段と、を有することを特徴とする用紙浮き検出センサが提供される。

本発明による用紙浮き検出センサによれば、搬送されている用紙に発生している所定以上の紙浮きを検出することができ、移動機構の位置公差や経年変化に対して検出精度を高精度に保つことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態による用紙浮き検出センサの概略的な構成図である。本実施形態の用紙浮き検出センサは、ラインヘッド型のプリンタ１として構成されている。

プリンタ１は、用紙１００を供給する給紙部２と、以下で詳述する紙端浮き検出などを制御し、カウンタ３ＡとＣＰＵ３Ｂとを備える制御部３と、プリントされた用紙１００が排出される排紙部４と、用紙１００を搬送するベルトプラテン５と、ベルトプラテン５の上方に位置し搬送方向上流側の紙端位置センサ６と、ベルトプラテン５の上方に位置し搬送方向下流側のセンサユニット７と、搬送ローラに組込まれローラの回転に伴いパルスを発生する搬送ローラエンコーダ８と、ベルトプラテン５を駆動する駆動ローラ９と、各色用のラインヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを備えた記録ヘッド１０とを備えている。

図１には、簡単のために用紙１００が１枚だけ搬送されていることが示されているが、勿論、ベルトプラテン５上には搬送方向に複数の用紙１００があってもよい。また、用紙１００の紙端１００Ａと、紙端位置センサ６と、センサユニット７と、記録ヘッド１０とのそれぞれの相対的な高さの関係は図解のために誇張して示されている。

また、本実施形態では、用紙１００が搬送されることを想定しているが、搬送されるのは、本発明による用紙浮き検出センサで浮き検出が行なわれるような媒体であればなんであってもよい。

図１では、用紙１００の搬送手段としてベルトプラテン５と駆動ローラ９とが用いられているが、用紙１００の表面側に空間が確保できれば、用紙１００を挟む対向ローラと移動ベルトなどの一般的な他の搬送手段であってもよい。また、本実施形態では、搬送ローラエンコーダ８は、独立した検出を行なうが、駆動ローラ９に組込まれていてもよい。

次に、図を参照して、用紙浮き検出の詳細を説明する。

図２は、本発明の第１実施形態の用紙浮き検出センサの構成の詳細を示す図である。搬送方向に垂直で用紙１００の面に平行な方向から見た側面図として示されている。この図でも用紙１００の紙浮きは図解のため誇張して示されている。

給紙部２から用紙１００の供給を受けたベルトプラテン５は、例えば、空気吸引機構や静電吸着機構のような公知の手段により用紙１００を吸引固定して、図２の左から右に向かって搬送する。

特に、以下で述べるように、紙端位置センサ６で用紙１００の紙端１００Ａを検出処理する場合は、紙端１００Ａが確実にベルトプラテン５に接していなければならない。そのため、例えば、ベルトプラテン５の紙端位置検出個所に相当する位置で局所的に強く吸着固定させることが好ましい。このために、当該位置で、空気吸着力を局所的に強くしたり、用紙１００の表面に空気を吹きつけたり、また、羽根が用紙１００の表面に接触するように用紙１００の搬送方向に向かって回転する羽根車を用いるなどの手段を用いることができる。

ベルトプラテン５の表面は、光の反射率が低くなるように、濃色とされており、黒色とされていることは好ましい。また、このベルトプラテン５の表面は、光の反射率が低くなるように、表面形状が例えばマット状に微細な凹凸を持つように構成されていてもよい。

紙端位置センサ６は、用紙１００の搬送により移動しないようにプリンタ１の固定部分に取付けられ、例えば、反射型のフォトインタラプタでよい。この場合、フォトインタラプタは、図２で紙端位置センサ６の下方に示されている矢印の方向に放射された検出光の反射光の強度を連続的に検出するセンサである。しかし、ベルトプラテン５が光透過性を持つ素材から形成されていれば、検出光をベルトプラテン５の下方で検出する透過型のフォトインタラプタであってもよい。また、レーザビームとフォトダイオードとで構成されるセンサを用いてもよい。

用紙１００の幅方向に対する紙端位置センサ６の位置は、例えばドッグイヤー（用紙１００の角部の折曲）のような用紙１００の角部の変形の影響を受けずに紙端位置センサ６を動作させるために、用紙１００の搬送方向に直交する幅方向の中央付近が望ましい。また、最先端個所を検出処理することにより、より正確に紙端位置を検出できる。しかし、さらに何箇所かの平均を検出処理するために複数の紙端位置センサ６を設けることもできる。

図１にも示されているように、ベルトプラテン５の上方で、紙端位置センサ６に対して搬送方向の下流側で、記録ヘッド１０よりも上流側には、センサユニット７が設けられている。センサユニット７は、用紙１００の搬送方向先頭側の紙端１００Ａの、搬送方向に直交する用紙１００の幅方向に延びる矩形状の視野を検出するように配置されている。すなわち、センサユニット７は、ベルトプラテン５の面の上方に光軸（以下で述べるレンズ７Ａの光軸）がこの面の法線に傾斜するように設けられている。

このセンサユニット７も、用紙１００の搬送により移動しないようにプリンタ１の固定部分に取付けられている。また、このセンサユニット７も用紙１００の搬送方向に直交する幅方向の中央付近に設けられていることが望ましい。

以下で、センサユニット７の構成を明らかにしながらこのことを詳述する。
まず、センサユニット７の構成について説明する。
センサユニット７は、レンズ７Ａとラインセンサ７Ｂとを備えている。さらに、本実施形態では、センサユニット７には、センサユニット７のレンズ７Ａの光軸方向に平行に用紙１００の紙端１００Ａ付近を照明するように、照明１１が設けられている。この照明１１はＬＥＤ等でよい。

レンズ７Ａは、通常の球面レンズ列や径方向に屈折率分布を与えた円柱状レンズをアレイ状に配列させたものを使うとセンサユニット７の小型化に資する。照明１１の光量が検出のために十分であれば、前記レンズ等の代わりにピンホールをセンサユニット７の用紙１００の紙端１００Ａに面した端部にピンホールを形成するだけでもよい。

ラインセンサ７Ｂは、図３に一例として概略図として示されているように、寸法が数ミクロン程度のＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を直線状に１次元に複数個配列させて形成されている。この受光素子列を並列させて複数配置し、色検出を行ないカラー対応とするためＲＧＢの各色の透過フィルタを設けたり、白黒対応とするため４００乃至７００ｎｍまでの透過波長帯を有する被視感度フィルタを設けたりすることにより、各受光素子列の受光波長域を任意に設定できる。

次に、このセンサユニット７を用いてどのように紙端１００Ａの浮きが検出されるのかについて説明する。
図４は、図２のように用紙１００の紙端１００Ａが浮いている場合に、図２に示されている矢印βの向きに沿ってセンサユニット７から紙端１００Ａに臨んだ場合の用紙１００の斜視図である。

このように、紙端１００Ａに浮きが発生した場合、この浮きが発生しなければ用紙１００に覆われていたベルトプラテン５の表面部分が、ラインセンサ７Ｂの視野に入る。（以下で説明するように、紙端１００Ａが、ラインセンサ７Ｂの視野に入るように用紙１００の搬送が制御される。）
照明１１から照射された光は、用紙１００とベルトプラテン５とのそれぞれで反射される。しかしながら、上述のようにベルトプラテン５の表面は光の反射率が低くなるように構成されているため、用紙１００からの反射光に比べて、ベルトプラテン５からの反射光は弱くなる。このように、紙端１００Ａに浮きが発生した場合、浮きが発生していない場合と比較して、反射光に低輝度部が発生する。紙端１００Ａの浮きの大小に応じた低輝度部が生ずるため、これをラインセンサ７Ｂで電気信号の大小に変換することができる。したがって、この低輝度部をラインセンサ７Ｂで検出することにより紙浮きとその大小が検出できる。

図２を再び参照すると、このような低輝度部が斜線部として示されている。低輝度部を発生させる紙端１００Ａの位置での検出幅は、物体面検出可能幅Ａｏとして示されている。一方、前記低輝度部がラインセンサ７Ｂの位置で形成する幅は、像面検出可能幅Ａｉとして示されている。すなわち、像面検出可能幅Ａｉの範囲にラインセンサ７Ｂを位置させると低輝度部の検出が可能となる。

レンズ７Ａの物体距離をａとして、レンズ７Ａの焦点距離をｂとすると、次のレンズの公式
Ａｉ＝Ａｏ×ｂ／ａ
により、物体面検出可能幅Ａｏと像面検出可能幅Ａｉとの間の関係が規定される。

図２に示されている紙端１００Ａの高さは、発生した低輝度部がラインセンサ７Ｂの検出部を完全に覆うため、検出可能最大量（ｔ_１）である。（ｔ１よりも紙端１００Ａの浮きが大きくなり低輝度部が広くなってもラインセンサ７Ｂで検出できないため事実上の検出可能最大量である。）
一方、図２に示されている紙端１００Ａの浮きよりも高さを減少させていくと、ラインセンサ７Ｂの検出部を覆う低輝度部が減少していく。最終的に、紙端１００Ａの浮きが、図２に示されている検出可能最小量（ｔ_２）に対応する高さになると、紙端１００Ａの浮きがこれ以上減少した場合、低輝度部がラインセンサ７Ｂの検出部を覆わなくなる。したがって、紙端１００Ａの浮きが検出可能最小量ｔ_２より小さいときは、ラインセンサ７Ｂは、紙端１００Ａの浮きに対して無感である。

このように、紙端１００Ａの浮きの高さは、検出可能最小量ｔ_２と検出可能最大量ｔ_１との間でセンサユニット７により検出可能である。したがって、この両者の間でラインセンサ７Ｂの用紙１００の搬送方向の視野が形成される。また、センサユニット７による紙端１００Ａの浮きの高さの検出は、検出可能最小量ｔ_２と検出可能最大量ｔ_１との間の浮きの大小に応じた電気信号の大小として検出される。

このように、このラインセンサ７Ｂの視野の搬送方向の幅が、紙端１００Ａが浮いていない場合の紙端１００Ａの上流側（すなわち紙端１００Ａの浮きが生じた場合の低コントラスト部分）に含まれていなければならない。

また、プリンタ１の動作の際、一般に紙端１００Ａの微小な浮きは、プリントの際に問題を生じないので許容される。以下で述べるように、プリンタ１は、紙端１００Ａの浮きが一定の閾値を超えると停止されるように制御される。この閾値は、上記の微小な浮きの高さの最大許容量に関連して決定される。したがって、この閾値は、検出可能最小量ｔ_２と検出可能最大量ｔ_１との間に位置しなければならない。すなわち、検出可能最小量ｔ_２は、この微小な浮きの高さの最大許容値より小さくなければならない。

このような理由から、ラインセンサ７Ｂの視野の範囲と受光面の大きさとが適切に調整されなければならない。この際、受光光軸αと用紙１００の面の法線とのなす角θを用いて次の式により浮き量の検出目標値
ｔ１＝Ａｏ／ｓｉｎθ
を設定すればよい。

図２に示されている前記法線は、紙端１００Ａと重なるように示されている。実際には、プリンタ１は、浮きが生じていない状態の紙端１００Ａの位置に前記法線があるものとして用紙１００の搬送と用紙浮き検出センサとの制御を行なう。浮きの有無によって法線の位置は異なるが、紙端１００Ａの浮き量が検出可能最大量ｔ_１であってもこの位置の差は、十分小さく紙端浮き検出の際は問題とならない。

用紙１００の表面色や反射率が一定ではなく、特に各搬送ジョブごとに異なる場合、紙端１００Ａからのラインセンサ７Ｂの受光量に基づいて、紙端１００Ａの浮き量が所定値より大きいかどうかを判定するための適切な受光判定レベル（すなわち、上記の閾値）も、用紙１００ごとに異なる。

この場合、まず、この用紙１００の紙端１００Ａが通過する時に求められた紙端１００Ａでのラインセンサ７Ｂの受光量を検出する。続いて、用紙１００が確実にベルトプラテン５に接している用紙位置として、例えば、紙端１００Ａがラインセンサ７Ｂの視野範囲を通過した直後のラインセンサ７Ｂの受光量を１００％の反射レベルとしてモニタする。そして、先に求めた紙端１００Ａからの受光量をこの１００％の反射レベルで除して正規化処理を行なうことができる。このような処理により、異なる反射率を持つ用紙１００に対しても用紙浮き検出センサを精度よく行なうことができる。

次に、上記のような紙端浮き検出を用いたプリンタ１の制御について説明する。
図５は、プリンタ１の制御信号の処理を示すブロック構成図である。図６は、プリンタ１の制御のフローチャートを示す図である。

プリンタ１で、用紙１００の給紙、搬送、排出が問題なく行なわれている状態を考える。この場合、駆動ローラ９はＣＰＵ３Ｂから制御線を介して制御を受け、ベルトプラテン５を駆動している。搬送ローラエンコーダ８は、ベルトプラテン５を介して回転され自身の回転速度を検出しパルス信号を発している。

紙端位置センサ６からベルトプラテン５の面に形成されるセンサユニット７の検出視野位置までの距離は、組付け固定された配置寸法により予め定まっている。一定時間当たりに進むベルトプラテン５の進行距離、すなわち用紙１００の搬送距離を、パルス信号の回数により計測することができる。従って、このパルス信号をカウントすることにより用紙１００の搬送距離を求めることができる。また、紙端位置センサ６からセンサユニット７の上記検出視野位置までの所定カウント数も定まっている。

搬送ローラエンコーダ８の発する信号は、カウンタ３Ａに制御線を介して入力されるが、カウンタ３Ａは、ＣＰＵ３Ｂの指示を受けなければこの信号をカウントしない。

以下では、図６のフローチャートを参照しながら、プリンタ１の制御について説明する。
まず、給紙部２からベルトプラテン５に給紙された直後にフローを開始する（ステップＳ１）。続いて、供給された用紙１００は、先頭位置を紙端位置センサ６で検出される（ステップＳ２）。紙端位置センサ６の検出信号は、信号線を介してＣＰＵ３Ｂに送られる。

ＣＰＵ３Ｂは、上記のように搬送ローラエンコーダ８からカウンタ３Ａに入力されているパルス信号のカウントを開始するようにカウンタ３Ａに制御線を介して指示を出す。この結果、カウンタ３Ａは、搬送ローラエンコーダ８からのパルス信号のカウントを開始する（ステップＳ３）。

上述のように、搬送ローラエンコーダ８からのパルス信号をカウントすることにより用紙１００の搬送距離を計測できる。カウンタ３Ａは、カウント数を、信号線を介してＣＰＵ３Ｂに伝達する。ＣＰＵ３Ｂは、伝達されたカウントが上記の所定カウント数に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。

このステップＳ４をＮＯに分岐する場合、紙端１００Ａが、まだセンサユニット７の上記検出視野に到達していないことを意味する。フローは、再びステップＳ４に戻り、ＣＰＵ３Ｂは、カウンタ３Ａからの信号を判定する。

上記ステップＳ４をＹＥＳに分岐する場合、紙端１００Ａが、センサユニット７の上記検出視野に到達したことを意味する。この瞬間に、ＣＰＵ３Ｂは、信号線を介して接続されたセンサユニット７の検出信号を読込み、この検出信号に基づいて紙浮き検出を行なう（ステップＳ５）。

この検出の結果、紙端の浮きが、上記の閾値以内であるかどうかが判定される（ステップＳ６）。紙端の浮きが、この閾値以内である場合には、このステップＳ６をＮＯに分岐する。この場合、プリンタ１の動作を継続しても問題ないので、ステップＳ１に戻る（ステップＳ７）。

紙端の浮きが、上記の閾値を超える場合は、ステップＳ６をＹＥＳに分岐する。この場合、ＣＰＵ３Ｂは、紙端１００Ａが記録ヘッド１０に衝突するのを防止するため、駆動ローラ９を停止させる（ステップＳ８）。続いて、ＣＰＵ３Ｂは、プリンタ１の紙浮きエラーフラグを有効にする（ステップＳ９）。この紙浮きエラーフラグは、例えば、ユーザが、問題を解決し、再びプリンタ１を始動させるときに無効になるものである。続いて、プリンタ１は、紙浮きエラーフラグに基づいて、ユーザにエラーを報知して（ステップＳ１０）、フローを終了する（ステップＳ１１）。

上記の説明では、紙端の検出は、用紙１００の搬送方向下流側の紙端を検出することにより行なわれているが、用紙１００の搬送方向上流側の紙端を検出することによって用紙の搬送、紙端の浮き検出を制御することもできる。用紙１００の搬送方向上流側の紙端を検出することにより制御する制御方法も上述の制御方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。

以上、第１実施形態による用紙浮き検出センサの説明をしてきたが、以下のような変形例が考えられる。
まず、紙端位置センサ６は、省略することができる場合がある。例えば、ドッグイヤーと称されるような用紙１００の角部の局所的な浮きに対して、ラインセンサ７Ｂから出力される信号に局所的な偏りがないかを連続的に判定することにより検出することが可能である。

また、照明１１は、紙端１００Ａの浮きが生じた場合、ベルトプラテン５上にコントラストを生じさせることができ、プリンタ１の固定部分に設置されていればどこに設置されてもよい。例えば、照明１１は、紙端の浮き検出をする位置にある用紙１００の上方から垂直下方に照射するように配置されていてもよい。

特に、用紙１００がこの位置にある場合に、紙端１００Ａの垂直上方の位置から垂直下方に照射すると、紙端の浮きが発生している場合に浮きの直下のベルトプラテン５のコントラストが強くなり好都合である。すなわち、用紙１００の表面には照射されるが、用紙１００の背面側のベルトプラテン５の表面には、照射されない。従って、センサユニット７で用紙表面の散乱光を検出する際に、紙の浮きがない部分は比較的明るく、紙が浮いている部分は、ベルトプラテン５の面がより暗くなるようにラインセンサ７Ｂで光量が検出されるために、用紙１００の浮きに対する検出感度が大きくなるという利点がある。さらに、高密度にプリントされたために反射率が低くなった用紙に対しても安定した検出ができる。

さらに、照射光が搬送方向上流側から下流側に、浮いた紙端に、ベルトプラテン５の面の法線に対して傾斜して当たるように、照明１１を設けると、浮いた紙端の影がベルトプラテン５の面上で搬送方向下流側に比較的長く延びるため、センサユニット７の視野領域の位置選択のための幅が広がり好都合である。

照明１１は、用紙１００の浮きのコントラストを強めるために複数個配置されてもよい。

さらに、センサユニット７は、図２に示されているように搬送方向下流側から紙端の浮きに臨むように、ベルトプラテン５の面に対して上方に位置し、レンズ７Ａの光軸とベルトプラテン５の法線とを含む平面において、当該法線に対してレンズ７Ａの光軸が傾斜し、かつ、前記平面が搬送方向に平行になるように、ベルトプラテン５の幅の中央近くに配置される以外に、以下のように配置されてもよい。

すなわち、センサユニット７は、搬送方向下流側から紙端の浮きに臨むようにベルトプラテン５の面に対して上方に位置し、前記法線に対してレンズ７Ａの光軸が傾斜されて配置されていれば、前記法線とレンズ７Ａの光軸とを含む平面が、必ずしも搬送方向に対して平行に配置されている必要はない。

例えば、センサユニット７は、紙端１００Ａの前方左右のいずれかから紙端の浮きに臨むように、前記法線とレンズ７Ａの光軸とを含む平面が、搬送方向に対して左右に傾斜するように配置されていてもよい。この場合、センサユニット７は、左右いずれの位置にも設けられていてもよい。また、図２に示されているようなセンサユニット７に加えて、このような複数のセンサユニット７をさらに設けてもよい。追加されるセンサユニット７の数や配置は、用途に応じて任意である。

また、このような搬送方向下流側の紙端の浮きに臨むような１つ以上のセンサユニット７に加えて、用紙１００の搬送方向両端の間に形成され、用紙１００の搬送方向に直交する用紙１００の幅方向に延びるように形成されたトンネル状の紙の浮き（たるみ）を検出するために、以下のように、追加のセンサユニット７を設けてもよい。

このような追加のセンサユニット７は、ベルトプラテン５の面の上方に位置し、レンズ７Ａの光軸とベルトプラテン５の法線を含む平面において、レンズ７Ａの光軸が当該法線に対して傾斜し、かつ、このレンズ７Ａの光軸が、当該法線と搬送方向に直交する方向とを含む平面内に含まれるように設けられる。この場合、センサユニット７は、ベルトプラテン５に対して左右のいずれかの側に、もしくは左右のいずれの側にも設けることができる。

このように真横から用紙１００に臨むようにセンサユニット７が配置された場合、紙端１００Ａの浮きがない場合にも、用紙１００の紙端１００Ａから離れた位置で搬送方向に傾斜して延びるようなトンネル状に形成された浮き（たるみ）の検出が可能である。

すなわち、紙端位置センサ６で紙端１００Ａの検出を行なった後、紙端１００Ａが真横に設けられたセンサユニット７の前方を通過してから、用紙１００の搬送方向上流側の紙端がこのセンサユニット７の前方を通過するまで、センサユニット７の信号を連続的に判定し、所定の閾値を超える信号が検出された際は、駆動ローラ９を停止する。

このタイプのセンサユニット７は、紙端１００Ａに搬送方向下流側から臨むような上記のセンサユニット７の検出範囲に紙端１００Ａが到達する前に行なわれるため、紙端１００Ａを検出するセンサユニット７よりも搬送方向上流側に設けられていることが望ましい。このような真横に設けられたセンサユニット７の信号の判定は、連続的に行なわれるが、図６に示されたフローチャートを適宜変更して行なうことができるので説明を省略する。

さらに、上記のように複数のセンサユニット７が設けられる場合、ベルトプラテン５とセンサユニット７の光軸とのなす角（図４のθに相当する角）は、複数のセンサユニット７の各々で検出の有効性に応じて異なっていてもよい。

なお、本実施形態のセンサユニット７は、走査方向（搬送方向と直交する方向）に対する用紙１００の幅方向位置と記録ヘッド１０との相対位置を検出する、いわゆるレジストレーション検出にも用いられる。すなわち、用紙１００がセンサユニット７の視野内に位置するタイミングでセンサユニットの出力信号を判定することにより用紙位置を知ることができる。用紙１００の走査方向位置のずれが、ラインセンサ７Ｂの左右端部の画素からの信号強度の変化として検出されるためである。

この検出結果に基づいて、記録ヘッド１０の吐出ノズルを走査方向に再配分し、すなわちこれらの使用される吐出ノズルの範囲を用紙１００の幅方向にずらし、用紙１００に対するプリント位置を制御する。

本発明では、このセンサユニットを用紙１００の紙端１００Ａの紙浮き検出にも同時に用いることにより、紙浮きを検出する専用のセンサを追加する必要がなくなるため、コストを低減することができる。また、用紙などの媒体の搬送部にセンサユニットを固定するため、プリンタ１のフレームの変形や経年変化に対して検出位置精度が悪化することなく高精度な検出を維持できる。

[第２実施形態]
図７は、本発明の第２実施形態の用紙浮き検出センサの構成を示す概略図である。図示を簡単にするため、図２と共通する構成、すなわち紙端位置センサやセンサユニットのハウジングなどを省略して示す。同等又は対応する構成要素には、同一の参照符号が付されている。

本実施形態では、像面検出可能幅Ａｉ方向に２列のラインセンサ７Ｂ１、７Ｂ２を並列させて配列し、ラインセンサ列７Ｂを構成したものである。

図７では、図２と対照的に紙端１００Ａの浮きが検出可能最小量ｔ_２である状態が示されている。その結果、ラインセンサ列７Ｂには、低輝度部がかかっていない。ラインセンサ７Ｂ１、７Ｂ２のいずれも検出光の高輝度部内にあるため、これら２つのラインセンサから大きな電気信号が得られ、紙端１００Ａの浮きが検出可能最小量以下であることが検出される。

紙端１００Ａの浮きが第１検出量ｔ_Ａの高さの場合は、ラインセンサ７Ｂ１が、低輝度部内に入る。従って、ラインセンサ７Ｂ１からの電気信号が低下し、ラインセンサ７Ｂ２の電気信号は変化しないため、紙端１００Ａの浮きが第１検出量ｔ_Ａの高さであることが検出される。

紙端１００Ａの浮きがさらに高くなり、検出可能最大量ｔ_１の高さを超えると、ラインセンサ７Ｂ１、７Ｂ２の両方が低輝度部内に入る。従って、ラインセンサ７Ｂ１、７Ｂ２の両方からの電気信号が低下し、紙端１００Ａの浮きが検出可能最大量ｔ_１を超えていることが検出される。

このように、ラインセンサを複数並列に配置することにより、紙浮きの量を複数の判定値で検出することが可能となり、紙の種類や搬送速度などが異なる場合でも、記録ヘッド１０（図示されていない）への衝突を一定以下に抑えることができる。

もちろん、ラインセンサの数は、２個に限定されず、用途に応じて３つ以上であってもよい。

また、本実施形態は、図２に示されているような、検出可能最大量ｔ_１と、検出可能最小量ｔ_２とを変化させずに、レンズの位置や複数のラインセンサの配置を決定すれば、検出可能最大量ｔ_１と、検出可能最小量ｔ_２との間の検出の像面検出可能幅Ａｉ方向の解像度を増加させる構成であると解することもできる。

本実施形態では、照明１１は、紙端１００Ａの上方から垂直下方の紙端１００Ａに照射するように配置されている。しかしながら、この照明１１の配置は、紙端１００Ａの浮きを検出するために有利な配置ならばこれに限定されず他の配置であってもよく、例えば第１実施形態のように、照射光の方向がセンサユニット７（図示されていない）の光軸と平行になるように配置されていてもよい。この点は、第１実施形態に関して述べたので説明を省略する。

また、本実施形態は、センサユニット７が、用紙１００の搬送方向の下流側から上流側に向かって紙端１００Ａの浮きに臨むように、ベルトプラテン５の面の上方で、この面の法線に光軸が傾斜するように配置されている。また、光軸は用紙１００の搬送方向と平行であり、センサユニット７のベルトプラテン５の幅方向の位置は、ベルトプラテン５のほぼ中央である。

しかしながら、第１実施形態に関して述べたように、センサユニット７の配置、数は、本実施形態に限定されない。この点について、第１実施形態に関して述べたので説明を省略する。

また、検出や搬送の制御は、図５、６を参照して説明した第１実施形態の検出、搬送の制御と同様であるため説明を省略する。

[第３実施形態]
図８は、本発明の第３実施形態の用紙浮き検出センサの構成を示す概略図である。図示を簡単にするため、図２、７と共通する構成、すなわち紙端位置センサやセンサユニットのハウジングなどを省略して示す。同等又は対応する構成要素には、同一の参照符号が付されている。

本実施形態では、照明１１をベルトプラテン５の下方からほぼ垂直上方に照射光を発するように配置し、アパーチャ１２の開口制限を介して照射している。本実施形態では、ベルトプラテン５には、光透過性の材料とするか、又は部分的に光を貫通させるようなホールやスリット状の開口部が形成されている。

このように、構成することにより、ベルトプラテン５の照明１１の直上部分が２次光源となる。この２次光源は、紙端１００Ａの浮きが生じた部分は、高輝度であり、浮きが生じていない部分は、低輝度である。

したがって、紙端１００Ａの浮きとセンサユニット７で検出される検出光の輝度との関係は、上記の第１及ぶ第２実施形態と逆となる。具体的には、紙端１００Ａの浮きが生じた場合には、その浮きの大きさに応じて、２次光源の強度の大小が生じ、センサユニット７は、浮きが大きいほど大きな電気信号を出力するようにして、浮きの大小を検出する。このように構成することにより、紙端浮きの検出感度をより大きくすることができる。

図８に図示されていないセンサユニット７のラインセンサは、第１実施形態のように単一でもよく、第２実施形態のように複数設けられていてもよい。

また、ラインセンサの配置や数について、第１実施形態に関して説明したので説明を省略する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良と変更とが可能である。

例えば、前述した本発明の各実施形態に示された構成から複数の構成要素を削除してもよく、各実施形態の異なる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

前述した本発明の実施形態による用紙浮き検出センサを、ヘッド固定のフルラインタイプのプリンタだけでなく、キャリッジスキャンさせるシリアルプリンタに対しても適用できる。他に、ソータやスタッカー、カッター搬送系など、紙やフィルムなどの媒体の搬送機能を有するプリンタ周辺装置にも適用できる。

さらに、本発明は、用紙のような媒体の浮きが検出される必要があるような媒体の搬送装置であれば何にでも適用することができる。

（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
（１）媒体を支持する支持面を備えた媒体搬送路を有し、前記媒体を前記支持面に支持した状態で媒体搬送方向に沿って搬送する媒体搬送手段と、
前記媒体搬送手段の媒体搬送路上の紙浮き検出位置に、前記媒体が到達したことを検出する媒体位置検出手段と、
前記紙浮き検出位置における前記媒体を照明する光照射手段と、
前記媒体の上方に配置された少なくとも１つの光検出手段とを具備し、
前記光検出手段は、
前記媒体が前記紙浮き検出位置に到達したときの前記媒体の前記媒体搬送方向先端近傍に、前記搬送面に対して傾斜するように延びる光軸を有する集光手段と、
前記集光手段を介した入射光を検出して、前記当該先端近傍に視野範囲を形成する受光手段とを有することを特徴とする媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（１）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。これらの実施形態において、ベルトプラテン５、搬送ローラエンコーダ８、及び駆動ローラ９が媒体搬送手段に、紙端位置センサ６、制御部３、搬送ローラエンコーダ８、及び駆動ローラ９が媒体位置検出手段に、照明１１が照明手段に、センサユニット７が受光手段に、それぞれ対応する。

（作用効果）
この（１）に記載の媒体浮き検出センサによれば、搬送されている媒体に発生している所定以上の浮きを検出することができ、移動機構の位置公差や経年変化に対して検出精度を高精度に保つことができる。

（２）前記媒体位置検出手段は、
前記紙浮き検出位置よりも前記媒体搬送方向の上流側に配置され、前記媒体搬送路上の基準位置に前記媒体が到達したことを検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置で前記媒体が検出されてから、前記基準位置から前記紙浮き検出位置までの所定の媒体搬送距離分だけ前記媒体が搬送されたことを検出する媒体搬送距離検出手段とを有することを特徴とする（１）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（２）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。これらの実施形態において、紙端位置センサ６が基準位置検出手段に、制御部３及び搬送ローラエンコーダ８が媒体搬送距離検出手段に、それぞれ対応する。

（作用効果）
この（２）に記載の媒体浮き検出センサによれば、搬送される媒体の浮き位置と受光手段の検出視野を精度よく合わせることができる。

（３）前記基準位置検出手段は、前記基準位置で前記媒体搬送方向の媒体先端又は媒体後端を検出する媒体端検出手段であることを特徴とする（２）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（３）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。

（作用効果）
この（３）に記載の媒体浮き検出センサによれば、搬送される媒体の浮き位置と受光手段の検出視野を精度よく合わせることができる。

（４）前記媒体搬送距離検出手段は、
前記媒体搬送手段の一部を構成し、前記媒体搬送手段の駆動に対応してパルスを出力するエンコーダと、
前記エンコーダからの前記パルスの出力を計数するカウンタと、
を有し、前記カウンタが計数したパルス数が、前記基準位置から前記紙浮き検出位置までの前記所定の媒体搬送距離に相当するパルス数に達したかどうかを判断することを特徴とする（２）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（４）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。これらの実施形態において、駆動ローラ９が搬送ローラに、搬送ローラエンコーダ８がエンコーダに、カウンタ３Ａがカウンタに、それぞれ対応する。

（作用効果）
この（４）に記載の媒体浮き検出センサによれば、搬送される媒体の浮き位置と受光手段の検出視野を精度よく合わせることができる。

（５）前記支持面は、前記媒体の光反射率と異なる光反射率を有することを特徴とする（１）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（５）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。

（作用効果）
この（５）に記載の媒体浮き検出センサによれば、媒体表面と支持面とのコントラストの相違が大きくなるため、受光手段による検出精度が向上する。

（６）前記光照射手段は、紙浮きに伴って前記支持面に前記媒体の影が形成されるように、前記媒体の上方又は下方に配置されることを特徴とする（１）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（６）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。これらの実施形態において、第１及び第２実施形態が、光照射手段が媒体の上方に配置され、第３実施形態が、光照射手段が媒体の下方に配置される。

（作用効果）
この（６）に記載の媒体浮き検出センサによれば、媒体ｒ表面と支持面とのコントラストの相違が大きくなるため、受光手段による検出精度が向上する。

（７）前記光検出手段は、前記支持面における前記媒体搬送方向に直交する幅方向の媒体位置を検出する幅方向位置センサとして動作することを特徴とする（１）に記載の媒体浮き検出センサ。

（対応する実施形態）
この（７）に記載の媒体浮き検出センサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。

（作用効果）
この（７）に記載の媒体浮き検出センサによれば、受光手段が、幅方向における媒体位置を検出する幅方向センサとしても用いられるため、当該検出用の専用のセンサを追加する必要がなくなるためコストを低減することができる。また、構成を簡単化できる。

（８）前記受光手段は、前記媒体搬送方向と直交する幅方向に平行に延びるように複数並列して配置され、複数の前記受光手段の視野位置は、前記媒体の複数の浮きの大きさに対応することを特徴とする（１）に記載の媒体浮きセンサ。

（対応する実施形態）
この（８）に記載の媒体浮きセンサに関する実施形態は、第１乃至第３実施形態が対応する。

（作用効果）
この（８）に記載の媒体浮きセンサによれば、受光手段が並列に複数配置されるため、媒体の浮きの大きさを複数の判定値で検出することが可能となり、媒体の種類や搬送速度が異なる場合でも対応することができる。

ラインヘッド型のプリンタとして構成された、本発明の第１実施形態による紙浮き検出器の概略的な構成図である。 本発明の第１実施形態の用紙浮き検出センサの構成の詳細を示す図である。 ラインセンサの構成の概略を示す図である。 用紙の紙端が浮いている場合に、図２に示されている矢印βの向きに沿ってセンサユニットから紙端に臨んだ場合の用紙の斜視図である。 プリンタの制御信号の処理を示すブロック構成図である。 プリンタの制御のフローチャートを示す図である。 本発明の第２実施形態の用紙浮き検出センサの構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態の用紙浮き検出センサの構成を示す概略図である。

符号の説明

１…プリンタ、 ２…給紙部、 ３…制御部、 ３Ａ…カウンタ、 ３Ｂ…ＣＰＵ、 ４…排紙部、 ５…ベルトプラテン、 ６…紙端位置センサ、 ７…センサユニット、 ７Ａ…レンズ、 ７Ｂ…ラインセンサ、ラインセンサ列、 ７Ｂ１…ラインセンサ、 ７Ｂ２…ラインセンサ、 ８…搬送ローラエンコーダ、 ９…駆動ローラ、 １０…記録ヘッド、 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…ラインヘッド、 １１…照明、 １２…アパーチャ、 １００…用紙、 １００Ａ…紙端、 ｔ_１…検出可能最大量、 ｔ_２…検出可能最小量、 ｔ_Ａ…第１検出量。

Claims (10)

1. 用紙を支持する支持面を有し、前記用紙を前記支持面上に支持した状態で用紙搬送方向に沿って搬送する用紙搬送手段と、
   前記用紙搬送手段の用紙搬送路上の紙浮き検出位置に、前記用紙が到達したことを検出する用紙位置検出手段と、
   光学系と受光センサとから構成され、前記用紙が前記紙浮き検出位置に到達したときの前記用紙の端部に視野範囲を形成すると共に、前記光学系の光軸が前記支持面の法線に対して傾斜するように、前記支持面の上方に配置される少なくとも１つの受光手段と、を有することを特徴とする用紙浮き検出センサ。
2. 前記用紙位置検出手段は、
   前記紙浮き検出位置よりも前記用紙搬送方向の上流側に配置され、前記用紙搬送路上の基準位置に前記用紙が到達したことを検出する基準位置検出手段と、
   前記基準位置で前記用紙が検出されてから、前記基準位置から前記紙浮き検出位置までの所定の用紙搬送距離分だけ前記用紙が搬送されたことを検出する用紙搬送距離検出手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
3. 前記基準位置検出手段は、前記基準位置にて用紙先端又は用紙後端を検出する用紙端検出手段であることを特徴とする請求項２に記載の用紙浮き検出センサ。
4. 前記用紙搬送距離検出手段は、
   前記用紙搬送手段の一部を構成する駆動ローラ及びエンコーダと、
   前記エンコーダからのパルス出力を計数するカウンタと、
   を有し、前記カウンタが計数したパルス数が、前記基準位置から前記紙浮き検出位置までの前記所定の用紙搬送距離に相当するパルス数に達したかどうかを判断することを特徴とする請求項２に記載の用紙浮き検出センサ。
5. 前記支持面は、前記用紙の光反射率と異なる光反射率を有することを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
6. 前記紙浮き検出位置における前記用紙を照射する光照射手段をさらに有し、
   当該光照射手段は、紙浮きに伴って前記支持面上に前記用紙の影が形成されるように、前記用紙の上方又は下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
7. 前記受光手段は、前記支持面における前記用紙搬送方向に直交する幅方向における用紙位置を検出する幅方向位置センサとして兼用されることを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
8. 前記受光センサは、前記支持面と平行な方向に沿って並列に複数配置され、前記複数の受光センサの視野位置は、前記用紙の複数の浮きの距離に対応することを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
9. 前記受光手段は、前記支持面の法線と前記光学系の光軸とが含まれる平面を、前記用紙搬送方向と平行になるように、前記光学系の光軸が配置されることを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。
10. 前記受光手段は、前記支持面の法線と前記光学系の光軸とが含まれる平面を、前記用紙搬送方向に対して傾斜するように、前記光学系の光軸が配置されることを特徴とする請求項１に記載の用紙浮き検出センサ。

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