JP2010201869A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】用紙形状を判別するために複数のセンサや面センサを使うためにコストが高くなる。
【解決手段】用紙１００に画像を形成する記録ヘッドを搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジ３には用紙を検知する用紙センサ７０が設けられ、用紙の形状検出を行うときには、用紙センサ７０にて用紙１００の端の１回目検知位置Ｐ１を検知し、用紙１００を搬送して用紙１００の端の２回目検知位置を検知し、用紙１００を搬送して用紙１００の端の３回目検知位置を検知し、これらの用紙送り方向における複数の検知位置Ｐ１ないしＰ３に基づいて用紙の形状を判定する。
【選択図】図９

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に用紙形状を検出可能な画像形成装置及びプログラムに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを画像形成手段として用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、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と、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ある。

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こと（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるもの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、パターン材料なども含まれる。なお、画像形成装置で使用する画像形成手段としては液体吐出ヘッドを用いる記録ヘッドに限るものではないが、以下では、液体吐出ヘッドを用いる記録ヘッドで説明する。

従来、用紙の種類を判別するため、用紙の用紙角、又は用紙辺に用紙の種類毎に場所、数、形状を異ならせた切り欠きを設けて、この切り欠きをセンサによって検出することで用紙の種類を判別することが知られている。

特開平１１−２０８１５７号公報

しかしながら、上述した従来の構成では、用紙形状を判別するために複数のセンサやＣＣＤセンサのような面センサを使う必要があり、コストが高くなるとともに、丸み角のような非線形形状の識別を行うことができないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で用紙形状を高精度に検出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、本発明に係る画像形成装置は、
用紙に画像を形成する画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジに設けられて、前記用紙を検知する用紙検知手段と、
前記用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する用紙形状検出手段と、を備えている
構成とした。

ここで、前記用紙形状検出手段は、３箇所以上の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する構成とできる。

また、前記用紙形状検出手段は、予め定めた値と２箇所の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する構成とできる。

また、前記用紙形状検出手段の検出結果が指定された用紙と異なるときには印刷処理を行わないで排出する構成とできる。

本発明に係るプログラムは、
用紙に画像を形成する画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジに設けられた前記用紙を検知する用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する用紙形状検出処理をコンピュータに行わせる構成とした。

本発明に係る画像形成装置及びプログラムによれば、用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて用紙の形状を検出する構成としたので、簡単な構成で用紙形状を高精度に検出することができる。

本発明係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 同装置の制御部の概要を示す機能ブロック図である。 用紙形状検出処理の説明に供するフロー図である。 用紙形状検出処理における１回目検知位置の検知の説明に供する説明図である。 同じく１回目検知位置の検知後の用紙搬送の説明に供する説明図である。 同じく２回目検知位置の検知の説明に供する説明図である。 同じく２回目検知位置の検知後の用紙搬送の説明に供する説明図である。 同じく３回目検知位置の検知の説明に供する説明図である。 同じく用紙形状判定処理の説明に供する説明図である。 同じく用紙形状判定処理の説明に供する説明図である。 同じく用紙形状判定処理の説明に供する説明図である。 同じく用紙形状判定処理の説明に供する説明図である。 用紙形状検出処理の他の例の検知の説明に供する説明図である。 用紙形状検出処理を伴う印刷処理の説明に供するフロー図であ

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図、図２は同機構部の平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂとの間に張架したタイミングベルト５を介して主走査方向に移動走査する。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる画像形成手段としての４個の記録ヘッド７ｙ、７ｃ、７ｍ、７ｋ（色を区別しないときは「記録ヘッド７」という。）を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。また、各色毎に独立したヘッド構成に限るものではなく、複数の色の液滴を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列を有する１又は複数の液体吐出ヘッドで構成することもできる。

また、キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するため、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するレジストローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させ、給紙方向に対して反転させる方向に搬送する搬送ベルト２１上に倣わせる搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された押圧ローラ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。また、帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置されている。

また、搬送ローラ２７の軸にはエンコーダホイール３４を取り付け、このエンコーダホイール３４を読取るエンコーダセンサ３５を設けて、これらのエンコーダホイール３４及びエンコーダセンサ３５によってロータリエンコーダ３６を構成している。また、キャリッジ３の主走査方向に沿ってエンコーダスケール４２を配置し、キャリッジ３にエンコーダスケール４２を読取るエンコーダセンサ４３を設けて、これらのエンコーダスケール４２及びエンコーダセンサ４３によってリニアエンコーダ４４を構成している。

また、キャリッジ３の主走査方向の一側部には用紙１２の先端などを検知する第１の用紙センサ７０を取り付けている。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ（拍車）５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度挟持ローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、キャリッジ３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構５６を配置している。この維持回復機５６は、記録ヘッド７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード５８と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け５９などを備えている。

このように構成した画像形成装置において、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１と挟持ローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて押圧ローラ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御部によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ２６に対して正負が交互に繰り返す交番電圧を印加して、搬送ベルト２１を交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが交互に所定の幅で繰り返されるパターンで帯電させる。この帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、通常の用紙の場合（引き戻し搬送動作を行わない場合）には、そのまま搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が記録ヘッド７による画像形成位置に向けて副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度レジストローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３は維持回復機構５５側に移動されて、キャップ５７で記録ヘッド７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ５７で記録ヘッド７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード５８でワイピングを行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド７の安定した吐出性能を維持する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック図を参照して説明する。
この制御部２００は、本発明に係る用紙形状検出手段を兼ねた、この装置全体の制御を司るＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１が実行する本発明に係る用紙形状検出プログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３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書き換え可能な不揮発性メモリ２０４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ＡＳＩＣ２０５とを備えている。

また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド７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印刷制御部２０７と、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド７を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータ駆動部２１０と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダセンサ４３、３５からの各検出信号、その他のセンサ群２１５からの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。センサ群２１５には、少なくとも前述した第１、第２の用紙センサ７０を含み、また、ドット形成位置のズレを来たす要因としての環境温度を検出する温度センサを含んでいる。

また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。

ここで、制御部２００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３００のプリンタドライバ３０１側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。

そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６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、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データをヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。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後述するようにホスト側のプリンタドライバで行っている。

印刷制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８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）などをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭ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及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。

ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド７の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ４３からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、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４に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ４を駆動する。同様に、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ３５からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、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副走査モータ３１対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して副走査モータ３１を駆動する。

次に、この画像形成装置における制御部の用紙形状検出プログラムによる用紙形状検出処理について図４に示すフロー図を参照して説明する。
先ず、この用紙形状検出処理における用紙端検知位置の検出処理について図５ないし図９をも参照して説明する。
図５をも参照して、用紙１００の形状を検出するときには、キャリッジ３を用紙幅の中心部に移動させ、この状態で用紙１００を搬送させる。用紙センサ７０が用紙１００を検出した時に用紙搬送を停止し、このときの用紙状態で、キャリッジ３を用紙端方向に移動させて、用紙センサ７０にて用紙１００の端（用紙端）の位置を検知する（キャリッジ位置で検知する）。このとき検知された位置を「１回目検知位置Ｐ１」として記憶する。

その後、図６をも参照して、プリンタドライバ３０１などから指定された用紙１００のサイズと１回目検知位置との差分量Δｄを算出し、Δｄ／２を用紙搬送量として用紙１００を搬送する。

そして、図７をも参照して、キャリッジ３を用紙１００側に移動させて用紙センサ７０にて用紙端を検知する。このとき検知された位置を「２回目検知位置Ｐ２」として記憶する。

その後、図８をも参照して、前述したΔｄ／２を用紙搬送量として用紙１００を搬送する。

そして、図９をも参照して、キャリッジ３を用紙１００の端方向に移動させて用紙センサ７０にて用紙端を検知する。このとき検知された位置を「３回目検知位置Ｐ３」として記憶する。なお、この３回目の検知は、用紙１００の最大幅の端位置を検知するためのもので、プリンタドライバ３０１から指示された用紙幅の値を用いることもできる。

以上のようにして用紙の複数箇所で用紙端を検知して、検知した用紙端位置を記憶した後、これらの複数の用紙端検知結果に基づいて用紙形状判定処理を行う。

この用紙形状判定処理について図１１ないし図１３を参照して説明する。
図１１に示すように、上述した１回目検知位置Ｐ１と３回目検知位置Ｐ３に直行する直行線３００を算出し、この直行線３００から２回目の搬送位置における直行線３００の座標を予測算出し、予測算出した座標と２回目検知位置Ｐ２とを比較して、２回目検知位置Ｐ２が算出位置より右側（用紙端側）にあるか、左側（用紙中央側）にあるかを判別する。ここで、直交線より右側と判別された場合においても、１回目検知位置Ｐ１＝２回目検知位置Ｐ２、あるいは、３回目検知位置Ｐ３＝２回目検知位置であるときには、用紙角が丸み形状でないと判断する（この点は後述する）。

このようにして、直行線３００よりも用紙端側（右側）に２回目検知位置Ｐ２が位置すると判別した場合には、当該用紙１００の角部は非線形（丸み形状）であり（図１０の例）、直行線３００よりも用紙中央側（左側）に２回目検知位置Ｐ２が位置すると判別した場合には、当該用紙１００の角部がへこんでいる形状と判定する。また、２回目検知位置Ｐ２が直交線３００上にある場合には、図１１に示すように、用紙１００の角が搬送時に折れ曲がっている、または、直線的に切り欠けられた線形であると判定する。

また、図１２に示すように、１回目検知位置Ｐ１と理論値と同じ（Δｄ≦０）であれば、専用紙ではないと判定できる。また、図１３に示すように、直行線３００より２回目検知位置Ｐ２が右側と判別された場合においても、３回目検知位置Ｐ３＝２回目検知位置であるときには、部分的に切り取られた形状であると判定できる。

このよう用紙形状判定処理では、用紙端の検知位置の数を増やすことによってより高精度な判定が可能となる。

このように、用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて用紙の形状を検出する構成とすることで、簡単な構成で用紙形状を高精度に検出することができる。

次に、２つの用紙端検知位置と予め定められた値を用いて用紙形状を判定する処理について図１４を参照して説明する。
ここでは、前述した１回目検知位置Ｐ１及び２回目検知位置と、予め定められた用紙最大幅の端位置Ｐ４とを用いることで、前述したと同様にして用紙形状を判定している。

次に、用紙形状検出処理を含む印刷処理について図１５のフロー図を参照して説明する。ここでは、専用紙は角が非線形形状（例えば前述した図１０で示すように丸い形状）に形成されているとする。
まず、前述したように、１回目検知位置Ｐ１を検知して、１回目検知位置Ｐ１と理論値（用紙サイズから得られる）との差分量Δｄ≦０か否かを判別し、差分量Δｄ≦０であれば専用紙ではないので、そのまま印刷キャンセル処理に移行する。

これに対し、差分量Δｄ≦０でなければ（Δｄ＞０）であれば、前述したように用紙を搬送して、２回目検知位置Ｐ２、３回目検知位置Ｐ３を検知する処理を行った後、当該用紙の角が丸い形状であるか否か、即ち専用紙か否かを判別し、専用紙であれば印刷を続行し、専用紙でないときには、印刷を行うことなく（印刷をキャンセルして）排紙する。

これによって、ユーザが用紙のセットミスをしても誤印字をせず、用紙が無駄にならない。

３ キャリッジ
４ 記録ヘッド
１２、１００ 用紙
７０ 用紙センサ（用紙検知手段）

Claims (5)

1. 用紙に画像を形成する画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジに設けられて、前記用紙を検知する用紙検知手段と、
   前記用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する用紙形状検出手段と、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙形状検出手段は、３箇所以上の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出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. 前記用紙形状検出手段は、予め定めた値と２箇所の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出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. 前記用紙形状検出手段の検出結果が指定された用紙と異なるときには印刷処理を行わないで排出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 用紙に画像を形成する画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジに設けられた前記用紙を検知する用紙検知手段で、用紙送り方向の複数の箇所における用紙端位置を検知し、これらの複数の検知位置に基づいて前記用紙の形状を検出する用紙形状検出処理をコンピュータに行わせることを特徴とするプログラム。

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