JP4245024B2 - 印刷装置および発光強度調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置およびその印刷装置に搭載される光学式センサの発光強度調整方法に関する。

従来から、印刷対象物への印刷を行う印刷装置として、印刷対象物にインクを吐出する印刷ヘッドと、その印刷ヘッドが搭載されるキャリッジとを備えるインクジェットプリンタが知られている。このタイプのプリンタでは、発光素子と受光素子とを備える光学式センサが広く使用されている。例えば、光学式センサは、キャリッジの底面に搭載され、プリンタ内部に取り込まれた印刷対象物の端部を検出するために使用されている。

印刷対象物を検知するとローレベルの信号を出力し、印刷対象物を検知してない状態ではハイレベルの信号を出力する光学センサを例にとると、その光学センサが印刷対象物の一端（キャリッジの走行方向始点側の端部）を検出する場合、センサ出力がハイレベルからローレベルに変化した後、所定寸法ΔＷだけローレベルが継続するか否かが判定される。この寸法ΔＷは、リブの幅よりも充分長く設定されている。ΔＷだけローレベルが継続した場合は、リブではなく印刷対象物が検出されたものと判定される。この結果、印刷装置は、ハイレベルからローレベルに変化したキャリッジ座標を、印刷対象物の端部であると認識する（例えば、特許文献１を参照。）。

また、光学式センサを搭載したプリンタとして、印刷対象物に対して印刷を行う印刷部と、その印刷部により印刷が行われる印刷対象物を支持する支持部と、その支持部に対向してかつその支持部に対して相対的に移動可能に設けられ、光を発する発光部と、光を受ける受光部とを有し、その受光部が受けた光の強さに応じた信号を生成する光学式センサとを備えたプリンタも知られている（例えば、特許文献２を参照。）。

このプリンタは、印刷を行う際に、光学式センサが支持部に対して相対的に移動したときに、光学式センサにより生成された信号を所定の周期でサンプリングをして得られた値と、所定のしきい値とを比較して、印刷対象物を検出する。プリンタは、支持部の状態を調査する際に、光学式センサが支持部に対して相対的に移動したときに、光学式センサにより生成された信号を所定の周期とは異なる周期でサンプリングをして、このサンプリングにより得られた値に基づき、所定のしきい値を変更する。

特開２００５−０８１７５０号公報（要約書等） 特開２００５−３１３６０３号公報（要約書等）

光学式センサによって印刷対象物の有無を検出する場合、印刷対象物の有無によって出力電圧の差が大きくなるのが望ましい。このため、光学式センサの発光素子に流す電流値は、所定値以上とする必要がある。また、光学式センサの経時変化による出力劣化あるいは光学式センサ毎の出力ばらつき、さらには種々の印刷対象物への印刷を考慮すると、かかる条件の変化が生じても光学式センサの出力電圧を一定に保つ必要がある。

このような状況に鑑みて光学式センサを実装した回路設計を行うと、回路上のトランジスタの特性により、光学式センサ側に供給する電圧を上げているにもかかわらず、光学式センサに流れる電流値が下がっていく現象が起きることがある。光学式センサの出力電圧が小さい場合には、通常、光学式センサ側に供給する電圧を最大にするが、光学式センサに流れる電流値を大きくすることができなくなる場合がある。したがって、かかる現象が起きても、最適な状態で印刷対象物を検出することが望まれている。

本発明は、上記の要望に応えるためになされたものであり、条件変化が生じても、最適な状態で印刷対象物を検出する印刷装置および発光強度調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、印刷対象物に印刷を行う印刷装置であって、発光素子を有し、前記発光素子に流れる電流値に応じて発光強度が変化する発光手段と、受光素子を有し、受光量に応じた信号を出力する受光手段と、設定された調整値に応じて前記電流値を変化させる発光調整手段と、前記印刷対象物を搬送する搬送手段と、を備え、前記発光手段および前記受光手段に対して前記印刷対象物が検出可能な位置に前記印刷対象物を搬送した状態で、前記受光手段の出力する信号を監視して、段階的に大きな前記調整値を設定しながら第一の前記調整値における前記電流値が前記第一の調整値の直前に設定された第二の前記調整値における前記電流値よりも大きくなるように前記第一の調整値を設定し、前記電流値が最大になる場合の前記第一の調整値を、前記印刷を行う際の前記調整値として選定することを特徴とする印刷装置としている。

また、別の本発明は、印刷対象物を検出するための発光素子および受光素子を有して、前記印刷対象物に印刷を行う印刷装置において、調整値に基づいて前記発光素子に流れる電流値を調整する発光強度調整方法であって、前記発光素子および前記受光素子に対して前記印刷対象物が検出可能な位置に前記印刷対象物を搬送した状態で、前記受光素子の出力する信号を監視して、段階的に大きな前記調整値を設定しながら第一の前記調整値における前記電流値が前記第一の調整値の直前に設定された第二の前記調整値における前記電流値よりも大きくなるように前記第一の調整値を設定し、前記電流値が最大になる場合の前記第一の調整値を、前記印刷を行う際の前記調整値として選定することを特徴とする発光強度調整方法としている。

以下、本発明に係る印刷装置および発光強度調整方法の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（１）印刷装置の概略構成
図１は、本発明の実施の形態にかかる印刷装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す印刷装置１の紙送りに関わる部分の概略構成を示す概略側面図である。図３は、図１に示すキャリッジ３および図２に示すＰＦ駆動ローラ６の検出機構を模式的に示す概略構成図である。図４は、図２に示す光学式センサ４５の概略構成を示す正面図である。

本実施の形態に係る印刷装置１は、印刷対象物の一形態である印刷用紙Ｐ等に対して液体状のインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタである。この印刷装置１は、図１から図３に示すように、インクを吐出する印刷ヘッド２を搭載したキャリッジ３と、主走査方向ＭＳへキャリッジ３を駆動するキャリッジモータ（ＣＲモータ）４と、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳへ搬送する紙送りモータ（ＰＦモータ）５と、ＰＦモータ５に連結されたＰＦ駆動ローラ６と、印刷ヘッド２のインク吐出面（図２の下面）２ａと対向するように配置されたプラテン７と、これらの構成が搭載された本体シャーシ８とを備えている。なお、本実施の形態における印刷用紙Ｐには、通常の文書印刷に使用される普通紙、写真の印刷に使用される写真用紙、普通紙や写真用紙よりも厚い厚紙等の他、シールやＯＨＰシート等の透明フィルムも含まれる。

また、印刷装置１は、図２に示すように、印刷前の印刷用紙Ｐが載置されるホッパ１１と、ホッパ１１に載置された印刷用紙Ｐを印刷装置１の内部へ取り込むための給紙ローラ１２および分離パッド１３と、ホッパ１１から印刷装置１の内部へ取り込まれた印刷用紙Ｐの通過を検出するための紙検出装置１４と、印刷装置１の内部から印刷用紙Ｐを排出する排紙駆動ローラ１５とを備えている。

キャリッジ３は、本体シャーシ８に固定された支持フレーム１６に支持されるガイドシャフト１７と、タイミングベルト１８とによって主走査方向ＭＳに搬送可能に構成されている。すなわち、タイミングベルト１８は、その一部がキャリッジ３に固定される（図２参照）とともに、ＣＲモータ４の出力軸に取り付けられたプーリ１９と支持フレーム１６に回転可能に取り付けられたプーリ２０とに掛け渡された状態で一定の張力を有するように配設されている。ガイドシャフト１７は、キャリッジ３を主走査方向ＭＳへ案内するように、キャリッジ３を摺動可能に保持している。また、キャリッジ３には、印刷ヘッド２に加え、印刷ヘッド２に供給される各種のインクが収納されたインクカートリッジ２１が搭載されている。

印刷ヘッド２には、図示を省略する複数のノズルが配設されている。また、印刷ヘッド２には、たとえば、各ノズルに対応するように、電歪素子の１つであって応答性に優れるピエゾ素子（図示省略）が配設されている。具体的には、ピエゾ素子は、インク通路（図示省略）を形成する壁面に接する位置に配設されている。そして、このピエゾ素子の動作によって壁面が押されることで、印刷ヘッド２は、インク通路の端部に配設されたノズルからインクを吐出する。具体的には、印刷ヘッド２はインク吐出面２ａからインクを吐出する。

給紙ローラ１２は、図示を省略するギアを介してＰＦモータ５に連結され、ＰＦモータ５によって駆動される。ホッパ１１は、図２に示すように、印刷用紙Ｐを載置可能な板状部材であり、図示を省略するカム機構によって、上部に設けられた回動軸２２を中心に揺動可能となっている。そして、カム機構による揺動によって、ホッパ１１の下端部が給紙ローラ１２に弾性的に圧接され、また、給紙ローラ１２から離間する。分離パッド１３は、摩擦係数の高い部材から形成され、給紙ローラ１２に対向する位置に配置されている。なお、給紙ローラ１２は必ずしもＰＦモータ５に連結される必要はなく、給紙ローラ１２を駆動するための駆動用のモータを別途設けても良い。

給紙ローラ１２が回転すると、給紙ローラ１２の表面と分離パッド１３とが圧接する。そのため、給紙ローラ１２が回転すると、ホッパ１１に載置された印刷用紙Ｐのうち、一番上の印刷用紙Ｐは、給紙ローラ１２の表面と分離パッド１３との圧接部分を通過して排紙側へ送られるが、上から２番目以降に載置された印刷用紙Ｐは、分離パッド１３によって、排紙側への搬送が阻止される。

ＰＦ駆動ローラ６は、ＰＦモータ５に直接あるいは図示を省略するギアを介して連結されている。また、図２に示すように、印刷装置１には、ＰＦ駆動ローラ６とともに印刷用紙Ｐを搬送するＰＦ従動ローラ２３が設けられている。ＰＦ従動ローラ２３は、回転軸２５を中心に揺動可能に構成された従動ローラホルダ２４の排紙側に回動可能に保持されている。従動ローラホルダ２４は、図示を省略するバネによって、ＰＦ従動ローラ２３がＰＦ駆動ローラ６へ向かう付勢力を常時受けるように、図示反時計方向へ付勢されている。そして、ＰＦ駆動ローラ６が駆動されると、ＰＦ駆動ローラ６とともに、ＰＦ従動ローラ２３も回転する。

紙検出装置１４は、図２に示すように検出レバー２６とフォトセンサ２７とから構成され、従動ローラホルダ２４の近傍に設けられている。検出レバー２６は、回転軸２８を中心に回動可能になっている。そして、図２に示す印刷用紙Ｐの通過状態から、検出レバー２６の下側を印刷用紙Ｐが通過し終わると、検出レバー２６が反時計方向へ回動する。検出レバー２６が回動すると、フォトセンサ２７の発光素子（図示省略）から受光素子（図示省略）へ向かう光を遮断して、印刷用紙Ｐの通過終了を検出できる構成となっている。

排紙駆動ローラ１５は、印刷装置１の排紙側に配置され、図示を省略するギアを介してＰＦモータ５に連結されている。また、図２に示すように、印刷装置１には、排紙駆動ローラ１５とともに印刷用紙Ｐを排紙する排紙従動ローラ２９が設けられている。排紙従動ローラ２９も、ＰＦ従動ローラ２３と同様に、図示を省略するバネによって、常時、排紙駆動ローラ１５へ向かう付勢力を受けている。そして、排紙駆動ローラ１５が駆動されると、排紙駆動ローラ１５とともに、排紙従動ローラ２９も回転する。

また、印刷装置１は、図２および図３に示すように、主走査方向ＭＳにおけるキャリッジ３の位置検出やキャリッジ３の速度検出等を行うために位置検出装置として、リニアスケール３１およびフォトセンサ３２を有するリニアエンコーダ３３を備えている。また、印刷装置１は、図３に示すように、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐの位置検出および印刷用紙Ｐの搬送速度検出等（具体的には、ＰＦ駆動ローラ６の回転位置検出および回転速度検出等）を行うための位置検出装置として、ロータリスケール３４およびフォトセンサ３５を有するロータリエンコーダ３６を備えている。これらのリニアエンコーダ３３およびロータリエンコーダ３６から出力された位置検出信号は、図３に示すように、印刷装置１の種々の制御を行う制御部３７へ入力され、印刷装置１の各種の制御が行われる。なお、図１では、便宜上、リニアスケール３１等の図示を省略している。

リニアエンコーダ３３を構成するフォトセンサ３２は、図２および図３に示すように、発光素子４１と受光素子４２とを備えている。このフォトセンサ３２は、キャリッジ３の背面（図１の紙面奥側の面）に固定されている。リニアスケール３１は、透明な樹脂の薄板等から長尺状（細長の直線状）に形成されている。このリニアスケール３１は、主走査方向ＭＳと平行に支持フレーム１６に取り付けられている。また、リニアスケール３１には、フォトセンサ３２の発光素子４１からの光を透過する透光部（図示省略）と、発光素子４１からの光を遮断する遮光部（図示省略）とが、長手方向に沿って、交互に形成されている。キャリッジ３が移動すると、フォトセンサ３２の発光素子４１と受光素子４２との間において、リニアスケール３１が相対的に移動する。そして、リニアスケール３１の相対的な移動に伴って、フォトセンサ３２は、キャリッジ３の移動速度に応じた周期で位置検出信号を出力する。

ロータリエンコーダ３６を構成するフォトセンサ３５は、図３に示すように、発光素子４３と受光素子４４とを備え、図示を省略するブラケットを介して本体シャーシ８等に固定されている。ロータリスケール３４は、透明な樹脂の薄板等で、円盤状に形成されている。本形態のロータリスケール３４は、ＰＦ駆動ローラ６と一体で回転するように、ＰＦ駆動ローラ６に取り付けられている。すなわち、ＰＦ駆動ローラ６が１回転すると、ロータリスケール３４も１回転する。このロータリスケール３４には、フォトセンサ３５の発光素子４３からの光を透過する透光部（図示省略）と、発光素子４３からの光を遮断する遮光部（図示省略）とが、円周方向に沿って、交互に形成されている。ＰＦ駆動ローラ６が回転すると、フォトセンサ３５の発光素子４３と受光素子４４との間において、ロータリスケール３４が相対的に回転する。そして、ロータリスケール３４の相対的な回転に伴って、フォトセンサ３５は、ＰＦ駆動ローラ６の回転速度に応じた周期で位置検出信号を出力する。

さらに、印刷装置１は、図２から図４に示すように、主走査方向ＭＳ（キャリッジ３の移動方向）における印刷用紙Ｐ等の端部の検出および、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐ等の端部（すなわち、印刷用紙Ｐ等の先端部と後端部）の検出を行うための光学式センサ４５を備えている。この光学式センサ４５は、図２に示すように、キャリッジ３に固定されている。具体的には、光学式センサ４５は、キャリッジ３の下面側で、かつ、副走査方向ＳＳにおける印刷ヘッド２の上流側（図２の右側）に固定されている。また、図３に示すように、光学式センサ４５は、主走査方向ＭＳでは、キャリッジ３の図示左端側に固定されている。

この光学式センサ４５は、図４に示すように、印刷用紙Ｐ等の端部を検出するために、プラテン７または印刷用紙Ｐに向けて光を出射する発光素子４６と、この発光素子４６から出射されプラテン７または印刷用紙Ｐで反射された光が入射する受光素子４７とを備える反射型の光学式センサである。光学式センサ４５では、主走査方向ＭＳにおけるキャリッジ３の移動に伴って、あるいは、キャリッジ３を停止させた状態で印刷用紙Ｐを副走査方法ＳＳへ搬送しながら、発光素子４６からプラテン７または印刷用紙Ｐに向けて光が出射され、プラテン７または印刷用紙Ｐで反射された光が受光素子４７に入射する。また、光学式センサ４５は、図３に示すように、制御部３７と電気的に接続されている。

（２）光学式センサおよび制御部の概略構成
図５は、図３に示す光学式センサ４５および制御部３７の概略構成を示す図である。なお、図５では、光学式センサ４５に関連する制御部３７内の構成のみが図示されている

上述のように、本実施の形態において、光学式センサ４５は、発光素子４６と受光素子４７とを備える反射型フォトインタラプタである。光学式センサ４５は、例えば、図５に示すように、発光素子４６として発光ダイオードを備え、受光素子４７としてフォトトランジスタを備えたものである。光学式センサ４５において、発光素子４６への電流入力側には、抵抗４８が配置されている。

光学式センサ４５は、受光素子４７での受光量に応じた出力信号を出力する。すなわち、光学式センサ４５は、印刷用紙Ｐを検出しているときにローレベルとなり、印刷用紙Ｐを検出していないときにはハイレベルとなる出力信号を出力する。出力信号は、発光素子４６から出射され印刷用紙Ｐで反射された光を受光素子４７が受光する場合にはローレベルとなり、発光素子４６から出射されプラテン７で反射された光を受光素子４７が受光する場合にはハイレベルとなる。本実施の形態では、プラテン７は、光の反射率の低い黒色等の部材で形成されている。光の反射率がプラテン７のそれよりも高い印刷用紙Ｐは、プラテン７に比べてより多くの光を反射する。このため、受光素子４７での受光量が多いときに、出力信号は、ローレベルとなる。一方、受光素子４７での受光量が少ないときに、出力信号は、ハイレベルとなる。また、受光素子４７での受光量が多くなれば（すなわち、受光素子４７を流れる電流値が高くなれば）、出力信号のレベルは下がる。受光素子４７での受光量が少なくなれば（すなわち、受光素子４７を流れる電流値が低くなれば）、出力信号のレベルは上がる。

制御部３７は、図５に示すように、光学式センサ４５に関連する構成として、発光素子４６の発光強度を調整するための発光強度調整部５０と、発光素子４６および受光素子４７に電流を供給する電源としての内部電源５２と、発光素子４６に電流を供給する電源としての内部電源５２と発光強度調整部５０との間に接続される抵抗５３と、受光素子４７に電流を供給する内部電源５２と受光素子４７との間に接続される抵抗５５と、印刷用紙Ｐの端部の検出を行う端部検出部５９と、を備えている。

端部検出部５９は、Ａ／Ｄコンバータ６４と端部判定部６５とを備えている。Ａ／Ｄコンバータ６４には、光学式センサ４５からの出力信号が入力される。Ａ／Ｄコンバータ６４は、光学式センサ４５の出力電圧をデジタル値に変換させる機能をもつ。例えば、８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータの場合、３．３Ｖがデジタル値２５５で０．０Ｖがデジタル値０になる。端部判定部６５は、Ａ／Ｄコンバータ６４から出力されるデジタル値に基づいて、印刷用紙Ｐの端部を判定する。

発光強度調整部５０は、抵抗５３と発光素子４６との間に配設されるトランジスタ６０と、トランジスタ６０のベース端子に接続されるＤ／Ａコンバータ６１とを備えている。トランジスタ６０は、ＰＮＰ型のトランジスタであり、コレクタ端子側に発光素子４６が接続され、エミッタ端子側に抵抗５３を介して内部電源５２が接続されている。

Ａ／Ｄコンバータ６４と端部判定部６５との間から、Ｄ／Ａコンバータ６１にフィードバックする経路には、光学式センサ４５の出力電圧を監視して発光強度調整部５０における発光強度の調整を制御するための出力監視部５７が備えられている。Ｄ／Ａコンバータ６１は、出力監視部５７の制御の下、所定の分解能で、トランジスタ６０のエミッタ端子からコレクタ端子に流れる電流、すなわち、内部電源５２から発光素子４６に供給される電流を増減させ、発光素子４６の発光強度を調整する。また、Ｄ／Ａコンバータ６１は、出力監視部５７の制御指令に基づいて、発光素子４６への電流の供給を停止する。端部検出部５９を構成する端部判定部６５と、出力監視部５７とは、制御部３７を構成するＣＰＵ等の演算手段と、ＲＯＭやＲＡＭ、不揮発性メモリ等の記憶手段と、ＩＯポート等の入出力手段とによって実現されている。

出力監視部５７には、Ａ／Ｄコンバータ６４からのデジタル値が入力される。出力監視部５７は、印刷用紙Ｐが検出されているときの出力信号のレベル（出力電圧）を監視しながら、Ｄ／Ａコンバータ６１を制御して、印刷用紙Ｐの紙端を検出できる出力信号のレベルを得るためのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定する。具体的には、出力監視部５７は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げながら、当該デジタル値を設定した際の光学式センサ４５からの出力電圧を監視し、その出力電圧が最小になる時のＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定する。出力監視部５７は、Ａ／Ｄコンバータ６４から入力されるデジタル値を通じて光学式センサ４５からの出力電圧を監視している間に、当該出力電圧が目標の出力電圧より低くなったと判断した場合には、当該出力電圧を出力した際のＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定する。

（３）Ｄ／Ａコンバータのデジタル値の選定方法
図６は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値と光学式センサ４５の出力電圧との関係を概略的に示すグラフである。なお、図６において、光学式センサ４５の発光素子４６に流れる電流値を細い点線で、光学式センサ４５の出力電圧の目標値（目標出力電圧の値）を太い点線で、それぞれ示す。

Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を、図６における「Ｄ／Ａ」で示す直線で示すように上げていくと、光学式センサ４５の出力電圧は、図６における「Ｖ＿ｃｏｍｐ」）で示す曲線で示すように、必ずしも初期値３．３ｖから一方的に下がらず、ある点（図６中の「Ａ１］）を最小値として上がっていく場合がある。このような場合、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていくと、光学式センサ４５の発光素子４６に流れる電流は、図６における「Ｉｆ」）で示す曲線で示すように、必ずしも一方的に上がらず、ある点（図６中の「Ａ２］）を最大値として下がっていく。したがって、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を最大にしても、発光素子４６に流れる電流を最大にすることはできない。

本実施の形態では、出力監視部５７は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていき、その時の光学式センサ４５の出力電圧を監視し、当該出力電圧が最小になる時のＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値（図６中の「Ａ３」で示す点の値）を特定する。この結果、発光素子４６に流れる電流を最大にすることができる。インクミストの付着等に起因する光学式センサ４５の経時劣化、光学式センサ４５毎の性能のばらつき、印刷対象物の種類、光学式センサ４５を実装する回路上のトランジスタ６０の特性等によって、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値と光学式センサ４５の出力電圧との関係が変化しても、印刷用紙Ｐの紙端を正確に検出するために十分な電流を発光素子４６に流すことができる。

図７は、制御部３７によるＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定することによって、発光素子４６の発光強度を調整する処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図７に基づいて、本実施の形態に係る発光強度調整方法について説明する。

図７において、「Ｄ／Ａ」はＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を、「Ｄ／Ａ＿ｍａｘ」はＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値の最大値を、「Ｖ＿ｔｅｍｐ」はあるＤ／Ａの値を用いた時の光学式センサ４５の出力電圧を、「Ｖ＿ｃｏｍｐ」は目標となる光学式センサ４５の出力電圧（＝目標出力電圧）を、「Ｖ＿ｃｌｉｐ」は光学式センサ４５の最適な出力電圧（通常、最小の出力電圧）を、「Ｄ／Ａ＿ｃｌｉｐ」は光学式センサ４５の最適な出力電圧を得るために用いたＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を、「Ｄ／Ａ＿ｇ」は、印刷中に設定するＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を、それぞれ示す。なお、本実施の形態では、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値の最大値を、２５５としている。

まず、出力監視部５７は、Ｄ／Ａ＝０、Ｖ＿ｃｌｉｐ＝３．３ｖを、初期値として入力する（ステップＳ１０１）。次に、出力監視部５７は、Ｄ／ＡがＤ／Ａ＿ｍａｘ以上かどうかを判別する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の判別の結果、Ｄ／ＡがＤ／Ａ＿ｍａｘ以上の場合には、ステップＳ１０９に進む。一方、ステップＳ１０２の判別の結果、Ｄ／ＡがＤ／Ａ＿ｍａｘより小さい場合には、ステップＳ１０３に進む。処理の初期では、Ｄ／ＡはＤ／Ａ＿ｍａｘより小さいので、ステップＳ１０３に進む。次に、出力監視部５７は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を１だけ上げる（ステップＳ１０３）。次に、出力監視部５７は、ステップＳ１０３において設定指示したＤ／Ａを用いて得られた光学式センサ４５の出力電圧（Ｖ＿ｔｅｍｐ）を取得する（ステップＳ１０４）。

次に、出力監視部５７は、ステップＳ１０４にて取得したＶ＿ｔｅｍｐが目標出力電圧（Ｖ＿ｃｏｍｐ）より低いか否かを判別する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｏｍｐより低い場合には、ステップＳ１０８の処理に進む。一方、ステップＳ１０５の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｏｍｐ以上の場合には、出力監視部５７は、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐ（最初は、３．３ｖ）より低いか否かを判別する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐ（最初は、３．３ｖ）より低い場合には、出力監視部５７は、Ｖ＿ｃｌｉｐをステップＳ１０４にて取得したＶ＿ｔｅｍｐとし、選定候補となるＤ／Ａ＿ｃｌｉｐをステップＳ１０３において設定したＤ／Ａとする（ステップＳ１０７）。次に、出力監視部５７は、ステップＳ１０２の処理に戻る。一方、ステップＳ１０６の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐ（最初は、３．３ｖ）以上である場合には、出力監視部５７は、ステップＳ１０７の処理に移行せずに、ステップＳ１０２の処理に戻る。

Ｄ／Ａを上げていってもＶ＿ｔｅｍｐが一方的に下がっていく限り、出力監視部５７は、ステップＳ１０７の処理を行い、次のルーチンにおけるステップＳ１０６では前回のルーチンで取得した出力電圧と比較する。一方、Ｄ／Ａを上げていきＶ＿ｔｅｍｐが上がった場合には、出力監視部５７は、ステップＳ１０７の処理を行わずにステップＳ１０２の処理を行う。このため、出力監視部５７は、次のルーチンにおけるステップＳ１０６において、前回のルーチンで低い方の出力電圧と比較する。

このようにして、出力監視部５７は、ステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理を繰り返し、最小のＶ＿ｔｅｍｐを把握する。上記ステップＳ１０２からステップＳ１０７の処理の過程で、ステップＳ１０５の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｏｍｐより低くなると、出力監視部５７は、Ｄ／Ａ＿ｇをその時のＤ／Ａとし、当該Ｄ／Ａ＿ｇを用いて印刷を行うように処理をすすめる（ステップＳ１０８）。また、ステップＳ１０８の処理を行うことなく、ステップＳ１０２からステップＳ１０７の処理が継続していき、ステップＳ１０２においてＤ／ＡがＤ／Ａ＿ｍａｘ以上となったと判別された場合には、出力監視部５７は、Ｄ／Ａ＿ｇを、それまで選定候補としていたＤ／Ａ＿ｃｌｉｐとし、当該Ｄ／Ａ＿ｇを用いて印刷を行うように処理をすすめる（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０８またはステップＳ１０９の処理が行われると、発光強度調整方法の処理が終了する。

以上のように構成された印刷装置１では、給紙ローラ１２や分離パッド１３によってホッパ１１から印刷装置１の内部に取り込まれた印刷用紙Ｐを、ＰＦモータ５で回転駆動されたＰＦ駆動ローラ６で副走査方向ＳＳへ送りながら、ＣＲモータ４で駆動されたキャリッジ３が主走査方向ＭＳで往復移動する。キャリッジ３が往復移動する際には、印刷ヘッド２からインクが吐出され、印刷用紙Ｐへの印刷が行われる。また、印刷用紙Ｐへの印刷が終了すると、排紙駆動ローラ１５等によって印刷用紙Ｐは印刷装置１の外部へ排出される。

印刷に先立ち、印刷用紙Ｐが光学式センサ４５に検知可能な位置まで搬送される。出力監視部５７は、先に説明したフローチャートの処理にしたがって、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていきながら、当該デジタル値を用いた光学式センサ４５の出力電圧を監視する。その結果、光学式センサ４５の出力電圧が最小、あるいは目標出力電圧を下回った時のＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値が選定される。紙端検出に適したＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値の選定が完了すると、制御部３７は、そのデジタル値を用いて発光素子４６に電流を流す。この結果、光学式センサ４５から出力信号が出力され、その出力信号は端部検出部５９へ入力される。端部検出部５９は、印刷用紙Ｐの端部を検出する。そして、印刷用紙Ｐの端部の検出結果に基づいて、印刷装置１の種々の制御が行われる。

なお、本実施の形態では、光学式センサ４５による印刷用紙Ｐの検出が可能となる位置にキャリッジ３を停止させた状態で、ＰＦ駆動ローラ６等で印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳに送り、端部検出部５９が、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐの先端部を検出する。ただし、端部検出部５９は、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐの後端部を検出しても良い。さらには、端部検出部５９は、主走査方向ＭＳにおける印刷用紙Ｐの端部（幅方向の端部）を検出しても良い。

図８は、図６と異なり、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値をその最大値にまで上げる前に極小値が得られたときの、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値と光学式センサ４５の出力電圧との関係を概略的に示すグラフである。図８に示すグラフ上の直線および曲線は、図６に示す直線および曲線と同じ種類のものである。

先に示した図６は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値をその最大値まで上げた際の光学式センサ４５の出力電圧の変化を示すグラフである。これに対して、図８は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていく過程において、光学式センサ４５の出力電圧が極小値をとる結果が得られた段階で、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値の上昇を停止した状態を示すグラフである。Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値をその最大値まで上げなくても、光学式センサ４５の出力電圧の極小値が２つ以上存在しないことが明らかな場合には、デジタル値の選定処理を途中で完了するようにしても良い。

図８に示すように、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていき、そのデジタル値が点Ｂ２の値の時に、出力監視部５７が、点Ｂ１の光学式センサ４５の出力電圧を取得したとする。点Ｂ１の値は、直前のデジタル値を用いた際の光学式センサ４５の出力電圧（点Ａ１の値）より大きい。かかる場合、極小値である点Ａ１の値を出力するためのデジタル値（点Ａ３の値）を、選定すべきＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値とする。これによって、点Ａ２の値の電流を発光素子４６に流すことができる。

図９は、図８に基づいて説明した処理を実現するためのフローチャートである。以下、図９に基づいて、本実施の形態に係る発光強度調整方法の変形例について説明する。

図９に示すフローチャートにおけるステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８およびステップＳ２０９は、図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８およびステップＳ１０９と、それぞれ同じ処理のステップである。図９に示すフローチャートと図７に示すフローチャートとの間で相違する点は、図９に示すステップＳ２０６および図７に示すステップＳ１０６の各判別後に移行する処理が異なることである。

具体的には、以下の通りである。図９に示すステップＳ２０６では、出力監視部５７は、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐより低いか否かを判別する。ステップＳ２０６の判別の結果、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐより低い場合には、ステップＳ２０７に移行するが、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐ以上である場合には、出力監視部５７は、ステップＳ２０２の処理に戻らずに、ステップＳ２０９の処理に移行する。すなわち、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｌｉｐ以上となった場合には、出力監視部５７は、その直前の出力電圧（Ｖ＿ｃｌｉｐ）を得るために用いられたＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定する。このように、光学式センサ４５の出力電圧が極小値をとる結果が得られた段階で、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値の上昇を停止し、処理を終了しても良い。

また、図７に示す各フローチャートにおけるステップＳ１０５とステップＳ１０８、あるいは図９に示すフローチャートにおけるステップＳ２０５とステップＳ２０８を行わない発光強度調整方法を採用しても良い。目標出力電圧を設定していない場合には、ステップＳ１０５とステップＳ１０８、あるいはステップＳ２０５とステップＳ２０８は不要となる。目標出力電圧を設定している場合であっても、ステップＳ１０５とステップＳ１０８、あるいはステップＳ２０５とステップＳ２０８を行わず、目標出力電圧に対する大小を問わずに、最小の出力電圧となるデジタル値を採用するようにしても良い。このようなフローチャートを採用した場合には、出力監視部５７は、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値をその最大値まで上げていき、最も小さい出力電圧を与えたデジタル値を選定するか、あるいはＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を上げていく途中で、光学式センサ４５の出力電圧の極小値が出現した場合に、その極小値を与えたデジタル値を選定する。

（４）本実施の形態の主な効果
本実施の形態に係る印刷装置１は、印刷用紙Ｐを検出するための光学式センサ４５と、その光学式センサ４５を構成する発光素子４６の発光強度を調整する発光強度調整部５０と、光学式センサ４５の出力電圧を監視して、発光強度調整部５０における発光強度の調整を制御する出力監視部５７とを備えている。このため、光学式センサ４５の出力電圧を監視する過程で、その出力電圧が低くなるときの発光強度調整部５０における条件を特定することができる。したがって、インクミストの付着等に起因する光学式センサ４５の経時劣化、光学式センサ４５毎の性能のばらつき、印刷用紙Ｐの種類、光学式センサ４５を実装する回路上のトランジスタ６０の特性等によって、発光強度調整部５０の調整条件と光学式センサ４５の出力電圧との関係が変化しても、印刷用紙Ｐを正確に検出するために十分な電流を発光素子４６に流すことができる。

また、本実施の形態に係る印刷装置１は、発光強度調整部５０として、発光素子４６に電流を供給するための内部電源５２と発光素子４６との間に配置されるトランジスタ６０と、そのトランジスタ６０のベース端子に接続されるＤ／Ａコンバータ６１とを備え、出力監視部５７は、そのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を変化させながら、光学式センサ４５の出力電圧を取得している。このため、光学式センサ４５の出力電圧の変化を調べながら、発光素子４６に流れる電流値を最適にするためのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定することができる。

また、印刷装置１の出力監視部５７は、光学式センサ４５の出力電圧の最小値若しくは極小値を取得したときのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定している。光学式センサ４５の出力電圧の最小値は、上記デジタル値を変化させたときの光学式センサ４５の出力電圧を、そのデジタル値を変化させた範囲内で調べることによって得られる。また、光学式センサ４５の出力電圧の極小値は、上記最小値を得る方法の他に、上記デジタル値を変化させていく途中でも得ることができる。上記デジタル値を変化させていく途中で出力電圧の極小値を得ると、上記デジタル値をその最大値まで変化させる必要がなくなるので、より迅速な処理にて、発光強度を最適にするためのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定できる。

また、印刷装置１の出力監視部５７は、光学式センサ４５の出力電圧が目標出力電圧と等しいかまたはその目標出力電圧より低い場合に、その出力電圧を与えたＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定している。このため、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値をその最大値まで変化させる必要がなくなるので、より迅速な処理にて、発光強度を最適にするためのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定できる。また、光学式センサ４５の出力電圧が最小値若しくは極小値とならない場合であっても、目標出力電圧以下の出力電圧を得るためのデジタル値を見つけることができる。

また、本実施の形態に係る印刷装置１は、印刷用紙Ｐに対してインクを吐出する印刷ヘッド２と、その印刷ヘッド２が搭載されるキャリッジ３とを備え、光学式センサ４５が、そのキャリッジ３に取り付けられ、印刷用紙Ｐの端部を検出するようにしている。印刷用紙Ｐの有無により出力電圧差をできるだけ大きくすべく、発光素子４６にできるだけ大きな電流を流す必要がある場合に、発光強度調整部５０の調整条件を最適なものとすることができる。特に、光学式センサ４５の出力値が小さい場合には、Ｄ／Ａコンバータ６１のデジタル値を単に上げるという手法では、発光素子４６に流す電流値を大きくできないことがある。このため、光学式センサ４５の出力電圧を監視して、その出力電圧が小さく、発光素子４６に流す電流値が大きくなるための発光強度調整部５０の調整条件を得る必要性は高い。

また、本実施の形態では、発光強度調整部５０によって、発光素子４６の発光強度を調整している。そのため、印刷用紙Ｐの端部の検出精度を維持することができ、安定した印刷用紙Ｐの端部検出が可能になる。したがって、印刷用紙Ｐにいわゆる縁無し印刷を行う場合であっても、印刷用紙Ｐ以外の部分にインクが吐出されるいわゆるインクの打捨ての量をより低減できる。すなわち、印刷用紙Ｐの端部の検出位置に経時的に生じる誤差が大きく、安定した印刷用紙Ｐの端部の検出ができない場合には、縁無し印刷の適切な印刷状態を維持していくために、印刷ヘッド２が余分に広い範囲でインクを吐出する必要がある。

これに対して、印刷用紙Ｐの端部の検出位置に経時的に生じる誤差があまりなく、安定した印刷用紙Ｐの端部の検出ができる場合には、印刷ヘッド２が余分な範囲にインクを吐出しなくても済み、縁無し印刷の適切な印刷状態を維持していくことができる。このように本実施の形態では、印刷用紙Ｐに縁無し印刷を行う場合であっても、インクの打捨ての量を低減できる。その結果、光学式センサ４５の出力電圧の変動の原因となるインクミストの発生も抑制できる。なお、Ａ１用紙やＡ２用紙等の大きな印刷用紙Ｐ等を印刷対象物とする業務用のプリンタにおいては、インクの打捨ての量を大幅に低減できるため、Ａ４用紙等の小さな印刷用紙Ｐ等を印刷対象物とする家庭用のプリンタよりも、業務用のプリンタにおいて、この効果が顕著になる。

また、本実施の形態では、発光強度調整部５０は、トランジスタ６０とＤ／Ａコンバータ６１とによって構成されている。そのため、Ｄ／Ａコンバータ６１の分解能に応じた段階的な電流を発光素子４６に供給することが可能になる。その結果、発光素子４６の輝度の細かい調整が可能になる。

以上、本発明に係る印刷装置および発光強度調整方法の好適な実施の形態につき説明したが、本発明は、上記の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において種々の変形実施が可能である。

本発明に係る印刷装置および発光強度調整方法は、紙端検出のみならず、紙端検出以外の紙の検出、リニアエンコーダ３３あるいはロータリエンコーダ３６等の他の光学式検出装置についても適用可能である。本発明の構成を紙検出装置１４に適用した場合には、印刷用紙Ｐが、紙検出装置１４によって検出される対象となる。また、本発明の構成をリニアエンコーダ３３に適用した場合には、キャリッジ３がリニアエンコーダ３３によって検出される対象となり、本発明の構成をロータリエンコーダ３６に適用した場合には、ＰＦ駆動ローラ６がロータリエンコーダ３６によって検出される対象となる。

また、上述の実施の形態では、光学式センサ４５とは物理的に別に存在する制御部３７に、発光強度調整部５０、出力監視部５７、抵抗５３，５５を備えているが、光学式センサ４５自体に、発光強度調整部５０、出力監視部５７、抵抗５３，５５等を備えていても良い。

また、上述の実施の形態では、光学式センサ４５は、反射型のフォトインタラプタである。この他に、光学式センサ４５を、発光素子の発光面と受光素子の受光面とを対向させて配置する投受光型のセンサとしても良い。この場合には、被検出物の非検出時の出力信号のレベルが所定範囲内となるように、発光素子の輝度を調整することが好ましい。上述のように、発光素子からの光を受光素子がより多く受光しているときの出力信号の方が、インクミストの影響および発光素子の発光量の経時的な劣化等に起因して、大きくレベル変動する。このため、上記のような反射型のセンサ構成とすると、出力信号のレベル変動を適切に抑制し、検出精度をより適切に維持することが可能となる。また、光学式センサ４５を投受光型のセンサとする場合には、被検出物の非検出時の出力信号のレベル調整後、被検出物の検出時の出力信号のレベルを確認するレベル確認の処理を設ける方が好ましい。

また、上述の実施の形態では、インクカートリッジ２１がキャリッジ３に搭載されている。この他に、インクカートリッジを、本体シャーシ８に固定しても良い。この場合には、本体シャーシ８に固定されたインクカートリッジとキャリッジ３に搭載された印刷ヘッド２とは、フレキシブルなインク供給用チューブで接続される。

また、上述の実施の形態では、受光素子４７は、フォトトランジスタであるが、受光素子４７は、フォトダイオードであっても良い。さらに、発光強度調整部５０の構成は上述した構成には限定されない。たとえば、Ｄ／Ａコンバータ６１の代わりに可変抵抗を用いても良い。また、トランジスタ６０はＮＰＮ型のトランジスタあるいは、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）であっても良い。

また、ステップＳ１０２またはステップＳ２０２において、Ｄ／ＡがＤ／Ａ＿ｍａｘと等しいか否かを判別するステップとしても良い。また、ステップＳ１０５またはステップＳ２０５において、Ｖ＿ｔｅｍｐがＶ＿ｃｏｍｐ以下か否かを判別するステップとしても良い。また、光学式センサ４５の出力電圧の最小値若しくは極小値を取得したときのＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定するのではなく、出力電圧を取得していき、その印刷条件にあったＤ／Ａコンバータ６１のデジタル値を選定するようにしても良い。例えば、目標出力電圧以下の出力電圧を得るためのデジタル値が複数存在する場合、当該複数のデジタル値からランダムに特定のデジタル値を選択して、そのデジタル値を用いて光学式センサ４５の発光素子４６に電流を流すようにしても良い。かかる場合、選択されたデジタル値は、光学式センサ４５の出力電圧を最小にするものではないが、目標出力電圧以下の出力電圧を得るためのものであるため、十分な発光強度を得ることができるからである。

本発明の実施の形態にかかる印刷装置の概略構成を示す斜視図。 図１の印刷装置の紙送りに関わる部分の概略構成を示す概略側面図。 図１のキャリッジおよび図２のＰＦ駆動ローラの検出機構を示す概略構成図。 図２の光学式センサの概略構成を示す正面図。 図３の光学式センサおよび制御部の概略構成を示す図。 図５のＤ／Ａコンバータのデジタル値と光学式センサの出力電圧との関係図。 図３の発光素子の発光強度調整方法を示すフローチャート。 図６と異なるデジタル値と出力電圧との関係図。 図７と異なる発光強度調整方法を示すフローチャート。

符号の説明

１ プリンタ、２ 印刷ヘッド、３ キャリッジ、４５ 光学式センサ、４６ 発光素子、４７ 受光素子、５０ 発光強度調整部、５２ 内部電源（電源）、５７ 出力監視部、６０ トランジスタ、６１ Ｄ／Ａコンバータ、Ｐ 印刷用紙（印刷対象物）。

Claims (2)

1. 印刷対象物に印刷を行う印刷装置であって、
   発光素子を有し、前記発光素子に流れる電流値に応じて発光強度が変化する発光手段と、
   受光素子を有し、受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
   設定された調整値に応じて前記電流値を変化させる発光調整手段と、
   前記印刷対象物を搬送する搬送手段と、
   を備え、
   前記発光手段および前記受光手段に対して前記印刷対象物が検出可能な位置に前記印刷対象物を搬送した状態で、前記受光手段の出力する信号を監視して、段階的に大きな前記調整値を設定しながら第一の前記調整値における前記電流値が前記第一の調整値の直前に設定された第二の前記調整値における前記電流値よりも大きくなるように前記第一の調整値を設定し、前記電流値が最大になる場合の前記第一の調整値を、前記印刷を行う際の前記調整値として選定することを特徴とする印刷装置。
2. 印刷対象物を検出するための発光素子および受光素子を有して、前記印刷対象物に印刷を行う印刷装置において、調整値に基づいて前記発光素子に流れる電流値を調整する発光強度調整方法であって、前記発光素子および前記受光素子に対して前記印刷対象物が検出可能な位置に前記印刷対象物を搬送した状態で、前記受光素子の出力する信号を監視して、段階的に大きな前記調整値を設定しながら第一の前記調整値における前記電流値が前記第一の調整値の直前に設定された第二の前記調整値における前記電流値よりも大きくなるように前記第一の調整値を設定し、前記電流値が最大になる場合の前記第一の調整値を、前記印刷を行う際の前記調整値として選定することを特徴とする発光強度調整方法。

Images