JP2012223945A - 計測装置及び処理実行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサを用いて搬送量を正確に特定する。
【解決手段】光学センサによって検出された微小時間毎の用紙変位量Δの累積値Ｙｓを算出するセンサ信号処理部及びキャリッジの位置Ｘｓを検出するエンコーダ信号処理部から、制御開始時の累積値Ｙｓ及び位置Ｘｓを取得し、これらを初期値Ｙｓ０及びＸｓ０として記憶する（Ｓ３１０，Ｓ３２０）。そして、制御周期毎に、累積値Ｙｓと初期値Ｙｓ０との差分Ｙを算出することにより光学センサを通じて検出された用紙移動量Ｙを特定し（Ｓ３７０）、位置Ｘｓと初期値Ｘｓ０との差分Ｘを算出することにより用紙移動量Ｙが検出された期間でのキャリッジの搬送量Ｘを特定する（Ｓ３６０）。そして、値Ｙを次式に従って補正し、実際の用紙搬送量Ｐを算出する（Ｓ３７０）。但し、θは、用紙搬送方向に対し、光学センサによる用紙変位量Δの検出方向がなす角度である。Ｐ＝（Ｙ＋Ｘ・ｃｏｓ（π／２−θ））／ｃｏｓθ
【選択図】図９

Description

本発明は、計測装置及び処理実行装置に関する。

処理実行装置としては、従来、用紙を所定量ずつ搬送する一方で、用紙の搬送停止時には記録ヘッドを通じて用紙に画像を形成することにより、用紙に一連の画像を形成するインクジェットプリンタ等の画像形成装置や、読取対象の原稿を搬送しつつ、読取ヘッドと対向する原稿の領域を、読取ヘッドを通じて読み取ることによって、原稿の読取画像を表す画像データを生成する読取装置などが知られている。

また、インクジェットプリンタとしては、記録ヘッドを搭載するキャリッジに光学センサを備え、光学センサを通じて用紙の移動量を検出するものが知られている（特許文献１参照）。光学センサは、例えば、光電変換素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が一次元又は二次元に配列されてなる受光部と光源とを備えた構成にされ、光源から用紙に照射した光を受光部にて受光することにより用紙を撮影し、この撮影画像を解析することにより用紙の移動量を検出する。

特開２０１０−１３１７８０号公報

しかしながら、光学センサを用いて対象物（用紙等）の移動量を検出する場合には次のような問題があった。例えば、光電変換素子が一次元に配列された光学センサ等の安価な光学センサでは、対象物の移動量を、特定の一方向（光電変換素子の配列方向に沿う方向）にしか検出することができない。

このため、画像形成装置のように対象物（用紙）が一方向に搬送される環境下であっても、光学センサの取付誤差等により、対象物の搬送方向と光学センサによる移動量の検出方向との間に差が生じている環境下では、対象物の搬送量（搬送方向の移動量）と、光学センサにより検出される移動量との間にズレが生じ、正確に対象物の搬送量を特定することができないといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、光学センサを用いて対象物の搬送量を正確に特定可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の計測装置（請求項１）は、対象物を搬送する搬送装置に設けられて、この対象物の搬送量を計測する計測装置であって、光学センサと、記憶手段と、算出手段と、を備えることを特徴とする。

この計測装置が備える光学センサは、対象物を撮影して、特定の方向への対象物の移動量を検出するセンサである。一方、記憶手段は、光学センサが移動量を検出する上記方向である移動量の検出方向と、搬送装置による対象物の搬送方向との差に対応した補正パラメータを記憶する。そして、算出手段は、記憶手段が記憶する補正パラメータに基づき、光学センサにより検出された移動量を補正する。算出手段は、このような補正動作によって、搬送量の計測値として、対象物の搬送方向への移動量を算出する。

この計測装置によれば、算出手段が、光学センサにより検出された移動量を、光学センサによる移動量の検出方向と対象物の搬送方向との差に応じて補正する。従って、本発明によれば、光学センサの取付誤差等を原因として、光学センサによる検出方向と対象物の搬送方向との間に差が生じても、対象物の搬送量（搬送方向への移動量）を正確に特定することができる。

よって、対象物を搬送する搬送装置と、このような構成の計測装置とを組み合わせて、対象物の搬送量を計測する搬送システムを構成すれば、この計測値に基づいて、対象物を正確に搬送することができる。

また、本発明の処理実行装置（請求項２）は、対象物を搬送する搬送機構と、対象物に対する所定の処理を行う処理機構と、搬送機構及び処理機構の動作を制御する制御手段と、を備える処理実行装置に、上述の計測装置と同様の光学センサと、記憶手段と、算出手段と、を設けたことを特徴とする。

即ち、この処理実行装置においては、記憶手段が、光学センサによる移動量の検出方向と、搬送機構による対象物の搬送方向との差に対応した補正パラメータを記憶し、算出手段が、この補正パラメータに基づき、光学センサにより検出された移動量を補正することによって、対象物の搬送量（搬送方向への移動量）についての計測値を算出する。そして、制御手段は、算出手段により算出された上記計測値に基づき、搬送機構の動作を制御する。

この処理実行装置によれば、対象物の搬送量を、光学センサの取付誤差等に影響されず正確に特定することができるので、対象物の搬送制御を高精度に行うことができる。
尚、上記処理機構としては、処理ヘッドを備え、搬送機構による対象物の搬送方向とは交差する方向に処理ヘッドを搬送することにより、対象物に対して所定の処理を行う処理機構を挙げることができる。また、このような処理機構を備える処理実行装置に対して、光学センサは、従来技術と同様に、処理ヘッドに取り付けることが可能である（請求項３）。

但し、光学センサが処理ヘッドに取り付けられた環境では、処理ヘッドの搬送に伴って光学センサが移動し、この光学センサの移動に伴って対象物と光学センサとの相対位置の変化が生じる。このため、光学センサの移動中に、光学センサの検出結果を用いるだけでは、対象物の搬送量を正確に特定することができない事態が生じる。

一方、インクジェットプリンタ等では、スループット向上のため、記録ヘッドを通じた画像形成動作が完了すると、記録ヘッドの搬送動作の完了を待たずに、用紙の搬送動作を開始することがある。このようなインクジェットプリンタでは、用紙搬送量の正確な把握が必要なときに、光学センサが用紙搬送方向とは直交する方向に移動していることになる。

勿論、光学センサが動いている場合でも、光学センサによる移動量の検出方向が処理ヘッドの搬送方向と直交関係にある場合には、処理ヘッドの搬送によっても、上記検出方向に光学センサが移動することはないため、光学センサの検出結果に基づいて、対象物の搬送量を正確に特定することが可能である。しかしながら、検出方向と処理ヘッドの搬送方向との間に直交関係がない場合には、移動量を二方向に検出可能な高価な光学センサを用いても、光学センサの位置変化によって、光学センサによって検出される移動量Ｄｘ，Ｄｙの夫々に、光学センサの位置変化に伴う誤差が含まれてしまうため、光学センサの移動中に、光学センサの検出結果を用いるだけでは、対象物の搬送量を正確に特定することができない。

そこで、光学センサを処理ヘッドに取り付ける場合には、処理実行装置に対し、処理ヘッドの搬送量を特定する特定手段を設けるのがよい。具体的には、光学センサが対象物の移動量の検出に要した時間に、処理機構により搬送された処理ヘッドの搬送量Ｘを特定可能な特定手段を設けるのがよい。

そして、この処理実行装置の算出手段は、光学センサが移動量の検出に要した時間での光学センサ（処理ヘッド）の上記検出方向への移動量Ｘ・ｃｏｓφを、光学センサにより検出された移動量Ｙに加算して得られる値（Ｙ＋Ｘ・ｃｏｓφ）を、補正パラメータに基づき補正することによって、上記計測値を算出する構成にされるとよい。尚、移動量Ｘ・ｃｏｓφは、特定手段により特定される処理ヘッドの搬送量Ｘと、処理ヘッドの搬送方向と光学センサによる移動量の検出方向との角度差φとから算出可能である（請求項４）。

このように算出手段を構成すれば、処理ヘッドが搬送されている環境下でも、対象物の搬送量（搬送方向への移動量）を、光学センサを用いて正確に特定することができる。
尚、記憶手段は、光学センサによる移動量の検出方向と搬送機構による対象物の搬送方向との角度差θを、上記補正パラメータとして記憶する構成にすることができる（請求項５）。

また、対象物の搬送方向と処理ヘッドの搬送方向との間に直交関係にあり、記憶手段が、上記角度差θを補正パラメータとして記憶している処理実行装置において、上記算出手段は、上記直交関係があることにより成立する角度差θと角度差φとの間の対応関係φ＝（π／２−θ）と、記憶手段が記憶する角度差θとに基づき、移動量Ｘ・ｃｏｓφを特定して、上記計測値を算出する構成にすることができる（請求項６）。

また、処理実行装置には、光学センサにより検出された移動量と、搬送機構の動作量とに基づいて、対象物の搬送方向と光学センサによる検出方向との差に対応した上記補正パラメータを算出し、これを記憶手段に記憶させる登録手段を設けることができる。

具体的に、搬送機構がローラの回転により対象物を搬送するものであり、このローラの回転量を検出する回転量検出手段を備えた処理実行装置に対しては、次のような構成の登録手段を設けることができる。即ち、光学センサにより検出されたローラが一周以上の整数倍回転した期間での対象物の移動量と、回転量検出手段により検出された同期間でのローラの回転量と、に基づいて、上記補正パラメータを算出し、これを記憶手段に記憶させる登録手段を設けることができる（請求項７）。

ローラ等では、偏心等により回転動作の周期的な乱れが生じる。このため、ローラが非整数倍回転する期間において光学センサにより検出された移動量と、この期間での回転量検出手段により検出された同期間での回転量と、に基づいて補正パラメータを算出すると、偏心等による影響を受けて、補正パラメータに誤差が生じる可能性がある。

一方、本発明のように、ローラが整数倍回転する期間において光学センサにより検出された移動量と、この期間での回転量検出手段により検出された同期間での回転量と、に基づいて補正パラメータを算出すると、偏心等による影響を抑えて適切な補正パラメータを算出することができる。

この他、互いに直交する二方向夫々に対する対象物の移動量を検出可能な光学センサを備える処理実行装置には、光学センサにより検出される各方向の対象物の移動量に基づき、補正パラメータを算出し、これを記憶手段に記憶させる登録手段を設けることができる。

即ち、処理実行装置には、光学センサから得られる各方向の対象物の移動量に基づき、光学センサにより移動量が検出される二方向の内の一方向である主検出方向と対象物の搬送方向との差に対応した補正パラメータを算出し、これを記憶手段に記憶させる登録手段を設けることができる。そして、この処理実行装置の算出手段は、記憶手段が記憶する補正パラメータに基づき、光学センサにより検出される主検出方向の移動量を補正して、上記計測値を算出する構成にすることができる（請求項８）。

このような構成の処理実行装置によれば、適切な補正パラメータを算出して、これを記憶手段に記憶させることができ、この結果として、取付誤差等の影響を抑えて、適切な搬送量についての計測値を得ることができる。

画像形成装置１の構成を表すブロック図である。 画像形成装置１の機械的構成を表す断面図である。 印字機構３０の機械的構成を表す側面図である。 用紙Ｑ及びキャリッジ３３の搬送動作並びに画像形成動作の実行タイミングを示したタイムチャートである。 用紙搬送制御部７０の構成を表すブロック図である。 センサ信号処理部７０３が繰返し実行する処理を表すフローチャートである。 光学センサ３７を通じて検出される用紙移動量Ｙと実際の用紙搬送量Ｐとの対応関係であって、光学センサ３７が静止している場合の対応関係を（ａ）に示し、光学センサ３７が移動している場合の対応関係を（ｂ）に示した図である。 モータ制御部７０５が実行する補正パラメータ算出処理を表すフローチャートである。 モータ制御部７０５が実行する用紙搬送制御を表すフローチャートである。 モータ制御部７０５が実行する変形例の補正パラメータ算出処理を表すフローチャートである。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
本実施例の画像形成装置１は、インクジェットプリンタであり、図１に示すように、給紙機構１０と、用紙搬送機構２０と、印字機構３０と、制御部５０と、給紙機構１０に動力を付与する直流モータであるＡＳＦモータＭ１と、ＡＳＦモータＭ１を駆動するモータドライバＤＲ１と、用紙搬送機構２０に動力を付与する直流モータであるＬＦモータＭ２と、ＬＦモータＭ２を駆動するモータドライバＤＲ２と、印字機構３０に動力を付与する直流モータであるＣＲモータＭ３と、ＣＲモータＭ３を駆動するモータドライバＤＲ３と、記録ヘッド３１を駆動するヘッド駆動回路ＤＲ４と、を備える。

給紙機構１０は、図２に示すように、給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑを１枚ずつ分離して用紙搬送機構２０に供給するものであり、複数枚の用紙Ｑが積層される給紙トレイ１０１と、ＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転する給紙ローラ１０３と、給紙ローラ１０３を回転可能な状態で保持するアーム１０４と、給紙ローラ１０３の回転に伴ってエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ１０５（図１参照）と、を備える。

アーム１０４は、重力又はバネによる付勢力を用いて、給紙ローラ１０３を給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑの表面に押し当てるものである。この給紙機構１０では、給紙ローラ１０３が用紙Ｑに押し当てられた状態でＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転することによって、給紙トレイ１０１最上部の用紙Ｑが分離されて、用紙搬送機構２０に繋がる用紙搬送路に送り出される。用紙搬送機構２０と給紙機構１０との間の用紙搬送路は、Ｕ字形状の搬送路であるＵターンパス１１１から構成されており、給紙トレイ１０１から送り出される用紙Ｑは、Ｕターンパス１１１により移動を規制されて湾曲した状態で、用紙搬送機構２０が有する搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間に搬送される。

用紙搬送機構２０は、搬送ローラ２０１及び搬送ローラ２０１に対向配置されるピンチローラ２０２を備えると共に、搬送ローラ２０１の回転に伴ってエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ２０５（図１参照）と、排紙ローラ２１１と、排紙ローラ２１１に対向配置されるピンチローラ２１２と、を備える。

ロータリエンコーダ２０５は、搬送ローラ２０１の回転軸上に取り付けられる回転板（図示せず）を備え、回転板に形成されたスリットを読み取って、読取結果に応じたエンコーダ信号を出力する周知のインクリメンタル型のロータリエンコーダである。

また、排紙ローラ２１１は、搬送ローラ２０１よりも用紙搬送路下流に設けられている。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、例えば各ローラ２０１，２１１をベルトで連結する動力伝達機構２２０（図１参照）を通じてＬＦモータＭ２からの動力を受けて、互いに連動するように回転する。具体的には、互いに周方向に同量回転する。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、この回転により協働して、給紙機構１０から供給された用紙Ｑを、排紙ローラ２１１下流の図示しない排紙トレイまで搬送する。

尚、ピンチローラ２０２は、搬送ローラ２０１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、搬送ローラ２０１に従動するように回転し、ピンチローラ２１２は、排紙ローラ２１１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、排紙ローラ２１１に従動するように回転する。用紙Ｑは、このように搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間で挟持され、更には、排紙ローラ２１１とピンチローラ２１２との間で挟持された状態で、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により用紙搬送路下流に搬送される。

また、搬送ローラ２０１と排紙ローラ２１１との間には、搬送ローラ２０１から搬送される用紙Ｑを下方から支持して排紙ローラ２１１へ導くためのプラテン２４０が設けられている。搬送ローラ２０１から排紙ローラ２１１へと搬送される用紙Ｑに対しては、このプラテン２４０上で、印字機構３０を構成する記録ヘッド３１から吐出されるインク液滴により画像が形成される。

印字機構３０は、図１に示すように、ヘッド駆動回路ＤＲ４から入力される駆動信号に応じたインク液滴を、プラテン２４０に対向するノズル面から吐出する記録ヘッド３１と、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ３３と、リニアエンコーダ３５と、光学センサ３７とを備える。また、ＣＲモータＭ３からの動力を受けてキャリッジ３３を主走査方向（図２紙面の法線方向）に搬送するキャリッジ搬送機構を備える（図３参照）。

キャリッジ搬送機構は、図３に示すように、ＣＲモータＭ３に駆動される駆動プーリ３３１と、従動プーリ３３２と、駆動プーリ３３１と従動プーリ３３２との間に巻回されたベルト３３３と、主走査方向に延びるガイドレール３３５と、を備える。ガイドレール３３５は、キャリッジ３３の移動を主走査方向（図２紙面の法線方向）に制限するものであり、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ３３は、このガイドレール３３５に挿通される。また、キャリッジ３３にはベルト３３３が接続されており、キャリッジ３３は、ＣＲモータＭ３からの動力を受けて回転する駆動プーリ３３１の当該回転に連動してベルト３３３が回転することによりＣＲモータＭ３からの動力を間接的に受けて、主走査方向に移動する。

また、リニアエンコーダ３５は、キャリッジ３３の主走査方向への移動に伴ってエンコーダ信号を出力するものであり、主走査方向に設置されたエンコーダスケール３５ａと、エンコーダスケール３５ａを読み取るセンサ部（図示せず）とを備える。リニアエンコーダ３５を構成するセンサ部はキャリッジ３３に搭載される。即ち、リニアエンコーダ３５では、キャリッジ３３の移動に伴って、センサ部が移動しながらエンコーダスケール３５ａを読み取ることにより、センサ部からキャリッジ３３の主走査方向への移動に対応したエンコーダ信号が出力される。

また、光学センサ３７は、用紙Ｑと対向するようにキャリッジ３３下方に搭載され、プラテン２４０上にある用紙Ｑを撮影して、その撮影画像を解析することにより、特定の一方向への用紙Ｑの変位量Δを検出するものである。具体的に、光学センサ３７は、周期的に用紙Ｑを撮影して、予め定められた微小時間毎に、この微小時間での用紙変位量Δを検出する。以下では、用紙変位量Δが検出される方向（上記特定の一方向）のことを、特に「検出方向」と表現する。

光学センサ３７は周知のものであるので詳細な説明については省略するが、光学センサ３７としては、例えば、光電変換素子が一列に配列された光学センサであって、光電変換素子が配列された方向に沿う用紙Ｑの変位量Δを検出可能な光学センサを採用することができる。

また、制御部５０は、給紙制御を行う給紙制御部６０と、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０に供給された用紙Ｑの搬送制御を行う用紙搬送制御部７０と、キャリッジ３３の搬送制御及び記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出制御を行う印字制御部８０と、これらを統括制御する主制御部９０と、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３と通信可能なインタフェース９５とを備える。

給紙制御部６０は、ロータリエンコーダ１０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、給紙ローラ１０３の回転量を検出し、この検出結果に基づき、モータドライバＤＲ１からＡＳＦモータＭ１に印加する駆動電流を調整することによって、給紙制御を行うものである。この給紙制御によって、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０へは、用紙Ｑが１枚ずつ供給される。

一方、用紙搬送制御部７０は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒを検出する一方で、光学センサ３７から得られる用紙変位量Δの累積値Ｙｓに基づき、用紙Ｑの搬送制御開始時点からの用紙搬送量Ｐを特定し、回転量Ｙｒ及び用紙搬送量Ｐの少なくとも一方に基づきＬＦモータＭ２を制御することによって、用紙Ｑの搬送制御を行うものである。これにより、用紙Ｑは、主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送される。

また、印字制御部８０（図１参照）は、モータドライバＤＲ３を通じてＣＲモータＭ３を制御することにより、記録ヘッド３１を主走査方向に片道分定速搬送し、その搬送中に、記録ヘッド３１を制御することにより、記録ヘッド３１に、インタフェース９５を通じてＰＣ３から入力された印刷対象の画像データに対応するインク液滴を吐出させて、用紙Ｑに所定幅のライン画像（以下、「１パス分のライン画像」とも言う。）を形成するものである。具体的に、印字制御部８０は、リニアエンコーダ３５から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ３３（ひいては記録ヘッド３１）の位置及び速度を検出し、記録ヘッド３１の搬送制御を行う。

また、主制御部９０は、給紙制御部６０、用紙搬送制御部７０及び印字制御部８０を統括制御することにより、用紙搬送機構２０に用紙Ｑを１枚ずつ供給すると共に、供給した用紙Ｑを、用紙搬送機構２０を通じて間欠搬送し、用紙Ｑの停止時には、印字機構３０を通じて用紙Ｑに１パス分のライン画像を形成するものである。この動作によって、主制御部９０は、用紙Ｑをプラテン２４０上の画像形成地点に所定量ずつ順次送り出して、インタフェース９５を通じてＰＣ３から入力された印刷対象の画像データに対応する一連の画像を、用紙Ｑに形成する。

図４には、主制御部９０による統括制御によって実現される用紙Ｑの搬送動作、及び、キャリッジ３３（記録ヘッド３１）の搬送動作、及び、用紙Ｑへの画像形成動作の実行タイミングを、タイムチャートを用いて示す。このタイムチャートからも理解できるように、本実施例では、キャリッジ３３（記録ヘッド３１）を搬送しつつ、用紙Ｑへの画像形成動作を実行し、画像形成動作が終了すると、キャリッジ３３を減速・停止させて、その搬送動作を完了するが、画像形成動作の終了後、キャリッジ３３の搬送動作が完了する前に、用紙Ｑの搬送動作を開始して、次の画像形成動作に必要な量、用紙Ｑを送り出す。そして、用紙の搬送動作が完了する前に、タイミングを見計らって、キャリッジ３３の搬送動作を開始し、用紙の搬送動作が完了した直後のタイミングで、効率よく画像形成動作を開始する。

続いて、用紙搬送制御部７０の詳細構成を、図５を用いて説明する。この用紙搬送制御部７０は、エンコーダ信号処理部７０１と、センサ信号処理部７０３と、モータ制御部７０５と、ＰＷＭ信号生成部７０７と、を備える。

エンコーダ信号処理部７０１は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒを検出するものである。上述したように、用紙Ｑは、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により搬送されるので、搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒは、およそ用紙Ｑの搬送量に対応する。

一方、センサ信号処理部７０３は、光学センサ３７により検出される微小時間毎の用紙変位量Δの情報を逐次、光学センサ３７から取得して、用紙変位量Δの累積値Ｙｓを算出するものである。即ち、センサ信号処理部７０３は、図６に示すように、光学センサ３７から用紙変位量Δの情報を取得し（Ｓ１１０）、これまでに算出した累積値Ｙｓに、今回取得した用紙変位量Δを加算して、累積値Ｙｓを更新する（Ｓ１２０）処理を、光学センサ３７による用紙変位量Δの検出周期に合わせて繰返し実行する。

一方、モータ制御部７０５は、主制御部９０により制御開始指令が入力されると、ＬＦモータＭ２に対する操作量Ｕを逐次演算して、これをＰＷＭ信号生成部７０７に入力する。具体的に、モータ制御部７０５は、主制御部９０により制御開始指令が入力されると、センサ信号処理部７０３により算出される用紙変位量Δの累積値Ｙｓに基づき、所定の制御周期毎に、搬送制御開始時点（搬送開始地点）からの用紙搬送量Ｐを特定し、この用紙搬送量Ｐと、目標位置軌跡に従う現在時刻ｔでの目標位置Ｐｒとの偏差ｅ＝Ｐｒ−Ｐに基づき、偏差ｅを縮める方向の操作量Ｕを算出する。尚、光学センサ３７と対向する位置に用紙Ｑが存在している間は、前述の通り、用紙変位量Δの累積値Ｙｓに基づいて、用紙搬送量Ｐが特定される。光学センサ３７と対向する位置に用紙Ｑが存在していない間、換言すると、光学センサ３７によって用紙変位量Δが取得できない間は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号によって検出される搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒに基づいて、用紙搬送量Ｐが特定される。

図５における点線で囲まれた領域には、この用紙Ｑの搬送制御に用いられる目標位置軌跡の形状を示す。目標位置軌跡は、目標位置Ｐｒが、搬送開始地点での位置Ｐｒ＝０から目標停止位置Ｐｔまで単調増加し、目標停止位置Ｐｔに到達した時点以降では、目標停止位置Ｐｔで一定値を採るものである。目標停止位置Ｐｔは、制御開始指令時に、主制御部９０から現在地点を基準とした目標搬送量の情報として入力され、この入力を契機に、上記目標位置軌跡は、目標停止位置Ｐｔに対応した位置軌跡に設定される。

また、ＰＷＭ信号生成部７０７は、このモータ制御部７０５から入力される操作量Ｕに対応する駆動電流でＬＦモータＭ２を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号をモータドライバＤＲ２に入力するものである。モータドライバＤＲ２は、このＰＷＭ信号に従って動作し、ＬＦモータＭ２に操作量Ｕに対応する駆動電流を印加する。

ところで、モータ制御部７０５は、光学センサ３７を用いる場合、任意の第一の時点から第二の時点までの用紙搬送量Ｐを次式により算出して特定する。
Ｐ＝（Ｙ＋Ｘ・ｃｏｓφ）／ｃｏｓθ …（１）
ここで、Ｘは、第一の時点から第二時点までのキャリッジ３３の搬送量である。具体的に、Ｘは、第一の時点でエンコーダ信号処理部８０１から得られるキャリッジ３３の位置Ｘｓ１と第二の時点でエンコーダ信号処理部８０１から得られるキャリッジ３３の位置Ｘｓ２との差分Ｘ＝Ｘｓ２−Ｘｓ１で求められる。

上述したように、印字制御部８０（図１参照）は、リニアエンコーダ３５から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ３３の位置を検出するが、その機能は、エンコーダ信号処理部８０１で実現される。モータ制御部７０５は、用紙搬送量Ｐを特定する際に、この印字制御部８０のエンコーダ信号処理部８０１からキャリッジ３３の位置Ｘｓの情報を取得する。

また、Ｙは、第一の時点から第二時点までの光学センサ３７の検出結果から特定される用紙Ｑの移動量である。具体的に、Ｙは、第一の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量Δの累積値Ｙｓ１と第二の地点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量Δの累積値Ｙｓ２との差分Ｙ＝Ｙｓ２−Ｙｓ１で求められる。

また、θは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、用紙搬送機構２０による用紙Ｑの搬送方向（副走査方向）に対して、光学センサ３７による用紙変位量Δの検出方向がなす角度である。この他、φは、キャリッジ３３の搬送方向（主走査方向）に対して、光学センサ３７による用紙変位量Δの検出方向がなす角度である。用紙Ｑの搬送方向とキャリッジ３３の搬送方向とは直交関係にあることからφ＝π／２−θである。

式（１）を用いて用紙搬送量Ｐを特定するのは、次の理由からである。光学センサ３７は、用紙変位量Δの検出方向が用紙Ｑの搬送方向と一致するように、キャリッジ３３に取り付けられるものであるが、その際には取付誤差により、必ずしも角度θ＝０とはならない。

そして、角度θがゼロではない場合には、キャリッジ３３（換言すれば光学センサ３７）が動いていない場合（Ｘ＝０である場合）でも、図７（ａ）に示すように、用紙変位量Δの累積によって得られる用紙移動量Ｙが、実際の用紙搬送量Ｐのｃｏｓθ倍となってしまう。尚、図７（ａ）は、キャリッジ３３が静止している状態での用紙移動量Ｙと実際の用紙搬送量Ｐとの関係を表す図である。

更に、キャリッジ３３が主走査方向に動いている場合（Ｘ≠０である場合）には、仮に用紙移動量Ｙに対応する時間においてキャリッジ３３が距離Ｘ移動したとすると、この用紙移動量Ｙに対応する時間内には、キャリッジ３３の移動に伴って、光学センサ３７の位置が用紙変位量Δの検出方向側にＸ・ｃｏｓφ変化することになる。このため、キャリッジ３３が距離Ｘ移動している期間の用紙変位量Δの累積により得られる用紙移動量Ｙは、キャリッジ３３の移動がないときに対して、値Ｘ・ｃｏｓφ分減ってしまう。

このため、本実施例では、光学センサ３７から得られる用紙移動量Ｙを、式（１）によって補正することにより、実際の用紙搬送量Ｐを特定する。
また、光学センサ３７を通じて検出される用紙移動量Ｙから実際の用紙搬送量Ｐを算出するためには、上述したように、角度θの情報が必要になる。このため、本実施例のモータ制御部７０５は、画像形成装置１の起動時又は画像形成装置１の出荷時に、自動で又は外部からの指令に従って、図８に示す補正パラメータ算出処理を実行し、角度θの情報を得る。また、本実施例では、キャリッジ３３が静止している状態（Ｘ＝０）では三角関数を用いて用紙搬送量Ｐを算出しなくて済むように、補正係数Ｋ＝１／ｃｏｓθを算出し、これら角度θ及び補正係数Ｋをモータ制御部７０５に設けられたメモリ７０５ａに記憶する。但し、補正係数Ｋをメモリ７０５ａに記憶させず、角度θのみをメモリ７０５ａに記憶させてもよい。この場合、Ｋ＝１／ｃｏｓθについては、必要に応じて角度θから算出すれば良い。

具体的に、本実施例のモータ制御部７０５は、補正パラメータ算出処理を実行すると、エンコーダ信号処理部７０１が保持する搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒ及びセンサ信号処理部７０３が保持する用紙変位量Δの累積値Ｙｓを、ゼロにリセットした後（Ｓ２１０）、ＬＦモータＭ２の制御により、搬送ローラ２０１をＮ回転させる（Ｓ２２０）。

但し、Ｓ２２０による処理の実行期間には、光学センサ３７によって用紙移動量Ｙを検出可能な位置に用紙Ｑが存在していることが前提である。従って、補正パラメータ算出処理の実行に先駆けては、用紙Ｑを、上記条件を満足する位置にセットする処理を行う。

また、上記値Ｎは、１以上の整数値である。Ｓ２２０では、例えば、搬送ローラ２０１がＮ回転する位置を目標停止位置Ｐｔに設定し、エンコーダ信号処理部７０１により検出される搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒと、目標停止位置Ｐｔとの関係に基づき、ＬＦモータＭ２をフィードバック制御することにより、搬送ローラ２０１を正確にＮ回転させる。

そして、搬送ローラ２０１がＮ回転した後には、エンコーダ信号処理部７０１から搬送ローラ２０１の回転量Ｙｒの情報を取得すると共に、センサ信号処理部７０３から用紙変位量Δの累積値Ｙｓの情報を取得する（Ｓ２３０）。そして、この回転量Ｙｒ及び累積値Ｙｓに基づき、回転量Ｙｒと累積値Ｙｓの比に対応する補正係数Ｋ＝１／ｃｏｓθ＝Ｙｒ／Ｙｓを算出し（Ｓ２４０）、角度θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｙｓ／Ｙｒ）を算出する（Ｓ２５０）。その後、補正係数Ｋ及び角度θをメモリ７０５ａに記憶して、当該補正パラメータ算出処理を終了する。

また、モータ制御部７０５は、主制御部９０から制御開始指令が入力されると、図９に示す用紙搬送制御処理を実行することにより、主制御部９０から指定された目標停止位置Ｐｔまでの用紙搬送を実現する。

図９に示す用紙搬送制御処理を開始すると、主制御部９０は、センサ信号処理部７０３から用紙変位量Δの累積値Ｙｓの情報を取得し、この累積値Ｙｓを初期値Ｙｓ０に設定する（Ｓ３１０）。また、エンコーダ信号処理部８０１からキャリッジ３３の位置Ｘｓの情報を取得して、この位置Ｘｓを初期値Ｘｓ０に設定する（Ｓ３２０）。

その後、モータ制御部７０５は、ＬＦモータＭ２を通じて搬送ローラ２０１の駆動を開始し（Ｓ３３０）、所定の制御周期（換言すれば操作量演算周期）が到来する度に（Ｓ３４０でＹｅｓ）、Ｓ３５０〜Ｓ３８０の処理を実行する。

具体的に、Ｓ３５０では、最新の累積値Ｙｓをセンサ信号処理部７０３から取得して、現在の累積値Ｙｓと初期値（用紙搬送制御開始時の累積値）Ｙｓ０との差分である用紙移動量Ｙ＝Ｙｓ−Ｙｓ０を算出する。

続くＳ３６０では、最新のキャリッジ位置Ｘｓをエンコーダ信号処理部８０１から取得して、現在のキャリッジ位置Ｘｓと初期値（用紙搬送制御開始時のキャリッジ位置）Ｘｓ０との差分であるキャリッジ搬送量Ｘ＝Ｘｓ−Ｘｓ０を算出する。

そして、Ｓ３７０では、Ｓ３５０で算出された用紙移動量Ｙと、Ｓ３６０で算出されたキャリッジ搬送量Ｘと、メモリ７０５ａに記憶された補正係数Ｋ及び角度θとに基づき、次式に従って、用紙搬送量Ｐを算出する。

Ｐ＝Ｋ・（Ｙ＋Ｘ・ｃｏｓ（π／２−θ）） …（２）
また、用紙搬送量Ｐを算出すると、モータ制御部７０５は、この用紙搬送量Ｐと目標位置Ｐｒとの偏差ｅ＝Ｐｒ−Ｐに対応した操作量Ｕを演算し、この操作量ＵをモータドライバＤＲ２に入力して、操作量Ｕに対応した駆動電流でＬＦモータＭ２を駆動する（Ｓ３８０）。

モータ制御部７０５は、用紙搬送制御の終了条件が満足されるまで（Ｓ３９０でＮｏ）、制御周期の到来毎に、このような内容の処理（Ｓ３５０〜Ｓ３８０の処理）を繰返し実行し、用紙搬送制御の終了条件が満足されると（Ｓ３９０でＹｅｓ）、当該用紙搬送制御処理を終了する。Ｓ３９０では、例えば、用紙搬送量Ｐが所定時間一定値で保持されると、用紙搬送制御の終了条件が満足されたと判断することができる。その他、用紙搬送制御の開始時刻から所定時間が経過すると、終了条件が満足されたと判断されてもよい。

以上、本実施例の画像形成装置１について説明したが、本実施例によれば、光学センサ３７の取付誤差により、光学センサ３７による用紙変位量Δの検出方向が、用紙Ｑの搬送方向からずれている場合でも、正確な用紙搬送量Ｐを算出することができる。

従って、本実施例によれば、光学センサ３７の取付誤差により、用紙搬送量Ｐを正確に把握することができなくなるのを抑えて、高精度な用紙搬送制御を実現することができる。また、光学センサ３７を正確に取り付けなくても済むため、光学センサ３７のキャリッジ３３への取付作業を容易にすることができる。

更に言えば、本実施例によれば、搬送ローラ２０１を整数倍回転させて得られた回転量Ｙｒ及び累積値Ｙｓの結果から、補正パラメータとしての補正係数Ｋ及び角度θを算出するので、偏心やコギング等の影響を抑えて、高精度に角度θ及び補正係数Ｋを算出することができる。

［変形例］
以上には、一方向についてのみの用紙変位量Δを検出可能な光学センサ３７を用いた画像形成装置１の例について説明したが、画像形成装置１には、この光学センサ３７に代えて、互いに直交する二方向夫々についての用紙変位量Δｘ及びΔｙを検出可能な光学センサ（例えば、光電変換素子が二次元配置された光学センサ）を設けてもよい。そして、このような用紙変位量Δｘ及びΔｙを検出可能な光学センサを用いる場合には、用紙変位量Δｘの検出方向及び用紙変位量Δｙの検出方向の内、用紙搬送方向との角度差の小さい方の検出方向に対応する用紙変位量Δｙを、上記実施例の用紙変位量Δと同様に取り扱って、図９に示す用紙搬送制御を実行することができる。

また、センサ信号処理部７０３は、用紙変位量Δの累積値Ｙｓに代えて、用紙変位量Δｘの累積値Ｄｘ及び用紙変位量Δｙの累積値Ｄｙを、光学センサの検出周期に合わせて算出する構成にすることができる。

そして、用紙搬送方向との角度差が大きい方の検出方向に対応する用紙変位量Δｘについては、用紙搬送方向に対して光学センサによる用紙変位量Δｙの検出方向がなす角度θを、補正パラメータ算出処理で求める際に用いることができる。

即ち、用紙変位量Δｘ及びΔｙを検出可能な光学センサを用いる場合には、補正パラメータ算出処理を次のように構成することができる。図１０は、変形例の補正パラメータ算出処理を表すフローチャートである。

図１０に示す補正パラメータ算出処理を開始すると、モータ制御部７０５は、センサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｘ，Ｄｙをゼロにリセットし（Ｓ４１０）、この後に、ＬＦモータＭ２を通じて、搬送ローラ２０１を所定量回転させる（Ｓ４２０）。ここでは、Ｓ２２０での処理と同様に、搬送ローラ２０１を整数倍回転させてもよいし、整数倍回転させなくてもよい。

そして、搬送ローラ２０１を所定量回転させた後には、この回転後の累積値Ｄｘ，Ｄｙをセンサ信号処理部７０３から取得し（Ｓ４３０）、角度θを次式により算出する（Ｓ４４０）。

θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｘ／Ｄｙ） …（３）
その後、この角度θを用いて補正係数Ｋ＝１／ｃｏｓθを算出し（Ｓ４５０）、この補正係数Ｋ及び角度θをメモリ７０５ａに記憶させる（Ｓ４６０）。

このような処理によっても、適切に角度θを算出することができる。この結果、本変形例によっても、光学センサにより検出される用紙変位量Δｙの累積値Ｄｙにより求められる用紙移動量Ｙを適切に補正して、正確な用紙搬送量Ｐを特定することができる。

尚、用紙変位量Δｘ及びΔｙを検出可能な光学センサを用いた場合には、キャリッジ３３が静止している限りにおいて、角度θや補正係数Ｋを用いなくても、累積値Ｄｙ及び累積値Ｄｘに基づき幾何学の関係（Ｄｘ²＋Ｄｙ²）^1/2により用紙搬送量Ｐを特定可能である。しかしながら、キャリッジ３３が動いている場合には、Ｄｘ，Ｄｙを用いるだけでは用紙搬送量Ｐを特定することはできない。従って、用紙変位量Δｘ及びΔｙを検出可能な光学センサを用いる場合でも、本変形例の手法による用紙搬送量Ｐの特定は、正確な用紙搬送量Ｐの特定に大変役立つ。

また、キャリッジ３３が静止している場合に限っても、本変形例の手法によれば、複雑な演算をせず、補正係数Ｋを用いて簡単に用紙搬送量Ｐを算出することができるといった利点がある。

［対応関係］
以上に説明した実施例に関する用語間の対応関係は次の通りである。即ち、用紙搬送機構２０及びＬＦモータＭ２は、搬送装置及び搬送機構の一例に対応し、メモリ７０５ａは、記憶手段の一例に対応し、補正係数Ｋ又は角度θは補正パラメータの一例に対応する。また、モータ制御部７０５が実行するＳ３７０の処理は、算出手段によって実現される処理の一例に対応する。

また、印字機構３０は、処理機構の一例に対応し、記録ヘッド３１及びキャリッジ３３の組合せは、処理ヘッドの一例に対応する。この他、制御部５０は、制御手段の一例に対応し、モータ制御部７０５が実行するＳ３８０の処理は、算出手段により算出された計測値に基づき、搬送機構の動作を制御する処理の一例に対応し、モータ制御部７０５が実行するＳ３６０の処理は、特定手段によって実現される処理の一例に対応する。

また、エンコーダ２０５及びエンコーダ信号処理部７０１は、回転量検出手段の一例に対応し、モータ制御部７０５が実行する補正パラメータ算出処理は、登録手段によって実現される処理の一例に対応する。

［最後に］
以上、変形例を含む本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

例えば、上記実施例では、キャリッジ３３と共に光学センサ３７が移動するときの用紙搬送量Ｐの算出手順を説明したが、本発明は、光学センサ３７がキャリッジ３３以外の画像形成装置１の領域に固定されるなどして、光学センサ３７が動くことのない装置に対しても適用することができる。この場合の用紙搬送量Ｐも、式（１）又は式（２）に従って算出することができる。但し、Ｘ＝０であるので、具体的には、次式により算出することができる。

Ｐ＝Ｙ／ｃｏｓθ＝Ｋ・Ｙ …（４）
式（４）からも理解できるように、光学センサ３７が静止している場合には、補正係数Ｋの情報のみで用紙移動量Ｙを補正して用紙搬送量Ｐをすることができ、角度θの情報については用紙移動量Ｙの補正に必要ない。従って、光学センサ３７が動くことのない系では、メモリ７０５ａに、補正係数Ｋのみを記憶させておけばよい。

例えば、上記実施例の画像形成装置１において、光学センサ３７は、用紙Ｑが通過する搬送路内や、プラテン２４０に設けることができる。また、用紙Ｑの幅方向全域に記録ヘッドが形成されたキャリッジを有し、用紙Ｑが記録ヘッドの下方を通過しながら、記録ヘッドが静止した状態で画像が記録される画像形成装置であれば、キャリッジに光学センサ３７を設けても、光学センサ３７は静止した状態にされる。

１…画像形成装置、１０…給紙機構、２０…用紙搬送機構、３０…印字機構、３１…記録ヘッド、３３…キャリッジ、３５…リニアエンコーダ、３５ａ…エンコーダスケール、３７…光学センサ、５０…制御部、６０…給紙制御部、７０…用紙搬送制御部、８０…印字制御部、９０…主制御部、９５…インタフェース、１０１…給紙トレイ、１０３…給紙ローラ、１０４…アーム、１０５…ロータリエンコーダ、２０１…搬送ローラ、２０２，２１２…ピンチローラ、２０５…ロータリエンコーダ、２１１…排紙ローラ、２２０…動力伝達機構、２４０…プラテン、３３１…駆動プーリ、３３２…従動プーリ、３３３…ベルト、３３５…ガイドレール、７０１…エンコーダ信号処理部、７０３…センサ信号処理部、７０５…モータ制御部、７０５ａ…メモリ、７０７…ＰＷＭ信号生成部、８０１…エンコーダ信号処理部、ＤＲ１〜ＤＲ３…モータドライバ、ＤＲ４…ヘッド駆動回路、Ｍ１…ＡＳＦモータ、Ｍ２…ＬＦモータ、Ｍ３…ＣＲモータ、Ｑ…用紙

Claims (8)

1. 対象物を搬送する搬送装置に設けられる計測装置であって、
   前記対象物を撮影して、特定の方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサと、
   前記光学センサが移動量を検出する前記方向である検出方向と、前記搬送装置による前記対象物の搬送方向との差に対応した補正パラメータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶する前記補正パラメータに基づき、前記光学センサにより検出された移動量を補正することによって、前記対象物の前記搬送方向への移動量に関する計測値を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする計測装置。
2. 対象物を搬送する搬送機構と、
   前記対象物に対する所定の処理を行う処理機構と、
   前記搬送機構及び前記処理機構の動作を制御する制御手段と、
   前記対象物を撮影して、特定の方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサと、
   前記光学センサが移動量を検出する前記方向である検出方向と、前記搬送機構による前記対象物の搬送方向との差に対応した補正パラメータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶する前記補正パラメータに基づき、前記光学センサにより検出された移動量を補正することによって、前記対象物の前記搬送方向への移動量に関する計測値を算出する算出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記計測値に基づき、前記搬送機構の動作を制御すること
   を特徴とする処理実行装置。
3. 前記処理機構は、処理ヘッドを備え、前記搬送機構による前記対象物の搬送方向とは交差する方向に、前記処理ヘッドを搬送することにより、前記対象物に対する所定の処理を行う機構であり、
   前記光学センサは、前記処理ヘッドに取り付けられていること
   を特徴とする請求項２記載の処理実行装置。
4. 前記光学センサが前記移動量の検出に要した時間に、前記処理機構により搬送された前記処理ヘッドの搬送量を特定する特定手段
   を備え、
   前記算出手段は、前記特定手段により特定される前記処理ヘッドの搬送量Ｘと、前記処理ヘッドの搬送方向と前記光学センサによる移動量の前記検出方向との角度差φと、から特定される前記光学センサが前記移動量の検出に要した時間での前記光学センサの前記検出方向への移動量Ｘ・ｃｏｓφを、前記光学センサにより検出された移動量Ｙに加算して得られる値（Ｙ＋Ｘ・ｃｏｓφ）を、前記補正パラメータに基づき補正することによって、前記計測値を算出すること
   を特徴とする請求項３記載の処理実行装置。
5. 前記記憶手段は、前記検出方向と前記搬送機構による前記対象物の前記搬送方向との角度差θを、前記補正パラメータとして記憶すること
   を特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項記載の処理実行装置。
6. 前記記憶手段は、前記検出方向と前記搬送機構による前記対象物の前記搬送方向との角度差θを、前記補正パラメータとして記憶しており、
   前記算出手段は、前記対象物の搬送方向と前記処理ヘッドの搬送方向とが互いに直交関係にあることにより成立する前記角度差θと前記角度差φとの間の対応関係φ＝（π／２−θ）と、前記記憶手段が記憶する角度差θとに基づき、前記移動量Ｘ・ｃｏｓφを特定して、前記計測値を算出すること
   を特徴とする請求項４記載の処理実行装置。
7. 前記搬送機構は、ローラの回転により前記対象物を搬送するものであり、
   前記処理実行装置は、
   前記ローラの回転量を検出する回転量検出手段と、
   前記光学センサにより検出された前記ローラが一周以上の整数倍回転した期間での前記対象物の移動量と、前記回転量検出手段により検出された同期間での回転量と、に基づいて、前記補正パラメータを算出し、これを前記記憶手段に記憶させる登録手段と、
   を備えること
   と特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか一項記載の処理実行装置。
8. 前記光学センサは、互いに直交する二方向夫々に対する前記対象物の移動量を検出可能な構成にされており、
   前記処理実行装置は、
   前記光学センサから得られる各方向の前記対象物の移動量に基づき、前記光学センサにより前記移動量が検出される前記二方向の内の一方向である主検出方向と前記対象物の搬送方向との差に対応した前記補正パラメータを算出し、これを前記記憶手段に記憶させる登録手段
   を備え、
   前記算出手段は、前記記憶手段が記憶する前記補正パラメータに基づき、前記光学センサにより検出される前記主検出方向の移動量を補正して、前記計測値を算出すること
   を特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか一項記載の処理実行装置。