JP4757136B2 - 記録装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学式センサを用いて、記録のための複数の検出動作を実行可能な記録装置、およびその制御方法に関する。

従来のインクジェット記録装置（以下、記録装置）には、高画質化や高精度化、ユーザ利便性向上などの為に様々な目的に応じて検出、測定のためのセンサを搭載してきた。そのセンサとして、例えば、記録装置にセットされた記録用紙（記録媒体とも称する）の幅（サイズ）や記録用紙の端部の位置を検出するためのセンサや、記録用紙に記録されたパッチ（パターン）や画像の濃度を測定するためのセンサがある。さらに、記録用紙の厚みや記録媒体の有無を検出するためのセンサや、記録用紙の種類を判別するためのセンサなどがある。

記録用紙の端部検出は記録装置が正確に記録用紙内に印字を行う上で必要な機能であり、特に縁無し印字の際には高い精度での検出が求められる。記録用紙の端部を検出するセンサの場合、１つの発光素子と１つの受光素子によって反射型の光学系を構成し、反射強度の変化により端部を検出するといった方法が一般的である。

記録装置に搭載されるセンサとして、光学式のセンサが搭載されることが多い。光学式のセンサは、光を照射する発光素子と発光素子から照射された光を受光する受光素子を備えており、受光素子が受光した光の光量（強さ）に応じた出力値が得られる。光学式センサの中でも、透過型センサや反射型センサが良く用いられる。

記録用紙の厚みを検出するためには反射型センサが用いられる。反射型センサの発光素子と受光素子とは、発光素子が検出対象物である記録用紙の表面に対して光を照射し、記録媒体上で反射した反射光を受光素子が受光するよう配置される。このときの受光素子の光量または受光位置に応じて、反射型センサから記録用紙表面までの距離を測定することができる。例えば、キャリッジに光学式の反射型センサを設置したときに、検出対象である記録用紙は、記録用紙積載部から搬送されてプラテン上に存在している。キャリッジに設置された反射型センサとプラテンの距離は、記録装置の設計上既知の値であるため、反射型センサと記録用紙表面までの距離を測定することができれば、記録媒体の厚さを検出することができる。

さらに、特許文献１には、記録用紙の厚みを検出するセンサとして、発光素子としてＬＥＤや半導体レーザーなどを用いる構成が開示されている。さらに、受光素子としてＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｅｒ；位置検出素子）やＣＣＤなどを用いる構成が開示されている。この文献には、発光素子から照射された光が測定対象に反射し、その反射光の一部が受光素子によって受光されることが開示されている。この構成では、光学式センサと測定対象との距離が変化すると、受光素子が受光する反射光の中心位置が変化する。受光素子がＣＣＤの場合、画素ごとに光量を測定可能であるので、ピークとなる画素を検出すると反射光の中心位置を求めることができ、三角測量法により光学式センサと測定対象との距離を算出することが可能である。また、受光素子がＰＳＤの場合、受光素子が受光する反射光中心位置の変化により出力される２つの出力値を演算して中心位置を検出し、その位置から三角測量法によりセンサと測定対象との距離を算出可能である。

また、記録用紙の幅や記録用紙の端部（記録用紙の先後端）を検出するセンサの場合、１つの発光素子と１つの受光素子によって反射型の光学系を構成し、反射光強度（反射光量）の変化により端部を検出するといった方法が一般的である。これは、発光素子が記録用紙表面に対して光を照射したときと、プラテンや搬送経路などの記録用紙以外に光を照射したときとで、受光素子が受光する反射光強度に差があるので、反射光強度に応じて光学式センサの検出対象領域が記録用紙か否かを判断している。記録用紙の搬送方向と異なる方向にキャリッジを走査させるインクジェット記録装置において、キャリッジに反射型センサを配置することで、記録用紙の先後端とは異なる横方向の端部の検出が可能となる。

さらにまた、記録用紙に印字されたパッチのカラー濃度を測定するセンサには赤、青、緑の３色の発光素子と１つの受光素子によって構成するタイプのものや、白色の光源とカラーフィルタを有した受光素子によって構成するタイプのものがある。特許文献２には、このようなセンサを用いてカラーパッチに対して照射した光の反射光を受光素子で受光し、基準となる反射強度に対する反射強度の減衰量を算出して、カラー濃度を求める方法が開示されている。記録用紙の搬送方向と交差する方向にキャリッジを走査させるインクジェット記録装置において、キャリッジに反射型センサを配置することで、記録用紙の所定の位置に記録したパッチの濃度検出が可能となる。
特開平０５−０８７５２６号公報 特開平０５−３４６６２６号公報

簡単な構成で記録媒体の厚みや記録用紙の端部の検出、パッチの濃度検出などの検出動作が実行可能な光学センサが望まれている。上述したように、これらの様々な検出のために光学センサを用いることは知られているが、それぞれの検出に必要なセンサの構成が大きく異なるため、一体型のセンサで様々な検出動作を行うことが困難であった。仮に、一体化しようとしても、それぞれのセンサは複雑な光学系であるため、センサ自体が大きくなり、結果として、このセンサを実装した記録装置のサイズも大型化してしまう問題がある。

本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、記録のための複数の検出動作を実行可能な記録装置、および制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を形成する記録装置において、前記記録媒体を含む検出対象表面で反射する反射光のうち正反射光の光量を検出するために、前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、前記検出対象表面で反射する反射光のうち拡散反射光の光量を検出するために、前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部と、前記正反射光または前記拡散反射光の光量を検出する複数の受光素子を備える受光部と、実行可能な記録のための複数の検出動作のうち、実行する前記検出動作に応じて前記検出対象表面に光を照射する照射部を選択する選択手段と、選択された前記照射部を照射したときの反射光の光量に基づいて前記検出動作を実行する検出手段と、を備え、前記選択手段は、検出対象の記録媒体の種類に応じて光を照射する照射部を選択することを特徴とする。

また、本発明は、受光部と、検出対象表面で反射する反射光のうちの正反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、前記検出対象表面で反射する反射光のうちの拡散反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部と、検出対象の記録媒体の種類に基づいて前記第１の照射部または前記第２の照射部を選択し、選択した照射部から光を照射したときに前記受光部が受光する光量に基づいて、前記記録媒体の端部位置情報を取得する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、記録に関する様々なパラメータを取得するための検出動作（例えば、用紙の端部検出、カラーパッチの反射濃度測定、センサと記録用紙表面との距離の測定、記録媒体種類の判別）を行うことが可能となる。

以下、図を参照して本発明の実施例について詳細な説明を行う。

なお、「記録用紙」（「記録用紙」、「メディア」という場合もある）とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

第一の実施形態では、本発明の一例としてインクジェット記録装置に光学式センサを適用した実施形態を説明する。

本実施形態では、記録用紙の厚みだけでなく、記録媒体の端部や記録濃度、記録媒体の種類を検出するセンサを用いることを特徴とする。従来、これらの様々な検出に関して光学センサを用いることは知られているが、それぞれの検出に必要なセンサの構成が大きく異なるため、一体型のセンサで様々な検出動作を行うことが困難であった。仮に、一体化しようとしても、それぞれのセンサは複雑な光学系であるため、センサ自体が大きくなり、結果として、このセンサを実装した記録装置のサイズも大型化してしまう問題があった。さらに、精度良く検出するために高価な素子が用いられているため、センサが高価なものになり、記録装置自体も高価なものになってしまう問題があった。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は、インクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示されているように、記録ヘッドを搭載したキャリッジ１０１には様々な検出動作に用いられる多目的センサ（光学式センサ）１０２と記録ヘッド１０３とが搭載されており、搬送ベルト１０４によってシャフト１０５上を主走査方向に往復走査する。ここで、キャリッジ１０１の走査方向をＸ方向とする。一方、例えば、記録用紙１０６のような記録媒体は搬送ローラ（不図示）によってプラテン１０７上を搬送される。このときの記録用紙１０６の搬送方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向とＹ方向によって作られるＸＹ平面に対し垂直な方向をＺ方向とする。ここで、図示されたＸＹＺの夫々の矢印側（終点側）を下流側、その反対側を上流側と定義する。

記録動作時、搬送ローラによってプラテン１０７上に搬送された記録用紙１０６上をキャリッジ１０１がＸ方向に走査しながら、記録ヘッド１０３からインク滴を吐出する。キャリッジ１０１が記録用紙１０６の端部まで記録走査を終了すると、搬送ローラが所定量だけ記録用紙１０６を搬送し、次の記録走査を行う領域をプラテン１０７上に位置させる。この動作の繰り返しにより画像が記録用紙１０６上に形成される。

多目的センサ１０２は、記録用紙１０６のＸ方向の端部を検出することで、記録用紙１０６の紙幅を検出することや、記録用紙１０６のＹ方向の端部を検出することで、記録用紙１０６の先後端を検出することができる。また、多目的センサ１０２と記録用紙１０６表面までの距離を検出することで、記録用紙１０６の厚さ（紙厚）を検出することができる。さらに、記録用紙１０６表面の状態（平滑度や光沢度など）を検出することで、記録媒体の種類を判別することができる。さらにまた、記録されたパッチ（パターン）の記録濃度を検出することもできる。検出された記録濃度により、記録位置合わせや、記録色を較正するカラーキャリブレーションなどが行なわれる。このように、様々な検出が可能な光学式センサを、本実施形態では多目的センサと称する。本実施形態において、多目的センサ１０２は、往復走査するキャリッジの横に設けられている。また、その測定領域が記録ヘッド１０３による記録位置より記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）に関し上流側にあるように設けられ、多目的センサ１０２の下面が記録ヘッド１０３の下面と同位置もしくはそれよりも高くなるように配置されている。多目的センサ１０２をこのような位置に設けることにより、記録前に記録媒体の幅を検出することが可能となり、また記録媒体を逆方向に搬送させることなく記録動作を行うことができる。

図２は多目的センサ１０２の構成図である。図２において、（ａ）は平面図である、（ｂ）は側面図である。

多目的センサ１０２は光学素子として２つのフォトトランジスタと３つの可視ＬＥＤ、１つの赤外ＬＥＤを一体的に備えており、それぞれの素子は外部回路（不図示）からの信号に基づいて駆動される。これらの素子は全て直径が最大部分で約４ｍｍの砲弾型素子（一般的なφ３．０〜３．１サイズの量産型タイプ）である。可視ＬＥＤと赤外ＬＥＤが発光素子（発光部、照射部とも称する）であり、フォトトランジスタ（フォトダイオード）が受光素子（受光部とも称する）である。

赤外ＬＥＤ２０１はＸＹ平面と平行な記録用紙１０６の表面（測定面）に対して４５度の照射角を持ち、その照射光中心（照射光の光軸であり、照射軸と称する）が測定面の法線（Ｚ軸）と平行なセンサ中心軸２０２と所定の位置で交差するように配置されている。この交差する位置（交点）のＺ軸上における位置を基準位置とし、センサから基準位置までの距離を基準距離とする。赤外ＬＥＤ２０１の照射光は開口部によって照射光の幅が調整され、基準位置にある測定面に直径約４〜５ｍｍの照射面（照射領域）を形成するように最適化される。なお、本実施形態においては、発光素子から測定面に対して照射された照射光の照射範囲の中心点と発光素子の中心とを結ぶ直線を発光素子の光軸（照射軸）と称する。この照射軸は、照射光の光束の中心でもある。

フォトトランジスタ２０３、２０４は可視光から赤外光までの波長の光に対し感度を持つものを用いている。測定面が基準位置にあるときに、フォトトランジスタ２０３、２０４の受光軸が赤外ＬＥＤ２０１の反射光の中心軸と平行となる角度で配置される。フォトトランジスタ２０３の受光軸はＸ方向に＋２ｍｍ、Ｚ方向に＋２ｍｍ移動した位置となるように配置される。一方、フォトトランジスタ２０４の受光軸はＸ方向に−２ｍｍ、Ｚ方向に−２ｍｍ移動した位置となるように配置される。測定面が基準位置にあるときの赤外ＬＥＤから照射された光の反射光の反射角は４５度で、照射角と等しい角度で反射した反射光を特に正反射光と呼ぶ。図２（ｂ）に示すように、受光素子２０３、２０４は、正反射光の光軸（反射軸）と受光素子２０３、２０４が受光可能な光の光軸とが一致しないため、正反射光を直接受光しているものではない。しかし、測定面が基準位置にあるときの正反射光の光軸と受光素子の受光軸とが平行になるように受光素子を配置しているので、正反射光に近い反射光を受光することが可能である。なお、本実施形態においては、測定面（測定対象表面）において、受光素子が受光可能である領域（範囲）の中心点と受光素子の中心とを結ぶ線を受光素子の光軸（または受光軸）と称する。この受光軸は、測定面で反射し、受光素子に受光される反射光の光束の中心でもある。

本実施形態における多目的センサは、多目的センサの測定可能範囲において、赤外光ＬＥＤ２０１が測定面へ照射した光の照射範囲の中心（光軸）と、フォトトランジスタ２０３が測定面により反射した光を受光する受光範囲の中心（光軸）とが、交差（一致）しないように、発光素子と受光素子を配置している。同様に、赤外光ＬＥＤ２０１の光軸とフォトトランジスタ２０４の光軸も交差しないような配置となっている。言い換えれば、この多目的センサの二つの受光素子は、測定面が変位した際に正反射光成分がずれる方向にずらして配置されている。

測定面が基準位置にあるとき、測定面と赤外ＬＥＤ２０１と可視ＬＥＤ２０５の照射軸の交点が一致するが、この位置におけるフォトトランジスタ２０３、２０４の受光領域はこの交点を挟むように形成される。２つの素子の間には厚さ約１ｍｍのスペーサがはさまれており、互いに受光する光が回り込まないような構造となっている。フォトトランジスタ側にも入光範囲を制限するために開口部が設けられており、その大きさは基準位置にある測定面の直径３〜４ｍｍの範囲の反射光のみを受光可能となるように最適化される。

図２において、２０５は緑色の発光波長（約５１０〜５３０ｎｍ）を持つ単色可視ＬＥＤであり、センサ中心軸２０２と可視ＬＥＤ２０５の光軸とが一致するように設置される。この緑色の単色可視ＬＥＤ２０５と、フォトトランジスタ２０３、２０４もまた、それぞれの光軸が交差しないような配置をしている。図２に示すように、測定面が基準位置にあるときには、緑色の可視ＬＥＤ２０５の光軸と測定面の交点と、赤外ＬＥＤ２０１の光軸と測定面の交点は一致する。緑色の可視ＬＥＤ２０５から照射された光の反射光は、フォトトランジスタ２０３、２０４の両方で受光することができる。検出対象面に照射光を照射したときに、測定対象（記録画像）の光の吸収率や反射率の関係から、照射光の色によってフォトトランジスタで検出できる色が異なる。緑色の光は、赤色、青色の光と比較して、ＣＭＹの吸収スペクトルとの重なりが少ないからＣＭＹパッチの検出に適している。このような緑色ＬＥＤ２０５を可視ＬＥＤ２０５〜２０７の中心に配置し、緑色ＬＥＤ２０５からの反射光をフォトトランジスタ２０３、２０４の両方で受光することで、さまざまな検出動作を精度良く行うことが可能となる。

２０６は青色の発光波長（約４６０〜４８０ｎｍ）を持つ単色可視ＬＥＤであり、図２（ａ）に示すように可視ＬＥＤ２０５に対しＸ方向に＋２ｍｍ、Ｙ方向に−２ｍｍ移動した位置にある。ＬＥＤ２０６は、測定面が基準位置にあるとき、その照射軸と測定面との交点においてフォトトランジスタ２０３の受光軸と交差するように配置されている。

２０７は赤色の発光波長（約６２０〜６４０ｎｍ）を持つ単色可視ＬＥＤであり、図２（ａ）に示すように可視ＬＥＤ２０５に対しＸ方向に−２ｍｍ、Ｙ方向に＋２ｍｍ移動した位置にある。測定面が基準位置にあるとき、ＬＥＤ２０７は、その照射軸と測定面との交点においてフォトトランジスタ２０４の受光軸と交差するように配置されている。

図２（ｂ）に示すように、可視ＬＥＤ２０５〜２０７から照射された光が測定面で反射したときの反射光の反射角は、照射角と異なる。照射角と異なる角度で反射した反射光を拡散反射光（散乱反射光、乱反射光）と呼ぶ。

ここで、本実施例において説明されるセンサ１０２の構成として全て砲弾型の光学素子を用いたが、必ずしも砲弾型の素子を使う必要は無い。例えばチップタイプのＬＥＤやサイドビュータイプの受光素子など素子の相対的な位置関係が維持可能な素子形状であれば一部又は全部の素子をそれらに変更することも可能である。また、開口部付近にレンズを設置して光学的な調整を行っても良い。

図３は多目的センサの入出力信号の処理に関係する制御回路の詳細な構成を示すブロック図である。

３０１はＣＰＵであり、赤外ＬＥＤ２０１および可視ＬＥＤ２０５〜２０７のオン／オフの制御や、フォトトランジスタ２０３、２０４のデジタル出力のサンプリングなどの処理を行う。３０２はＬＥＤ駆動回路であり、ＣＰＵ３０１から送られるオン信号を受けてそれぞれのＬＥＤへ定電流を流し、発光させる働きを行う。３０３はＩ／Ｖ変換回路であり、フォトトランジスタ２０３、２０４から電流値として送られてきた出力信号を電圧値に変換する働きをする。３０４は増幅回路であり、微小信号である電圧値に変換後の出力信号を、Ａ／Ｄ変換において最適なレベルまで増幅する働きをする。３０５はＡ／Ｄ変換回路であり、増幅回路３０４で増幅された出力信号を１０ｂｉｔデジタル値に変換してＣＰＵ３０１に入力する働きをする。３０６は、記録装置を動作させるために必要なプログラムやＣＰＵ３０１の演算結果から所望の測定値を導き出すための参照テーブル等が記憶されているＲＯＭである。３０７は、サンプリングされたフォトトランジスタ２０３、２０４の出力の一時的な記憶等に用いられるＲＡＭである。３０８は比較回路であり、フォトトランジスタ２０３、２０４の出力の比較を行い割り込み信号をＣＰＵ３０１に送る働きをする。

次に、多目的センサを用いて、記録に関する様々なパラメータを取得する方法を説明する。

（記録用紙端部の検出方法）
まず、前述のセンサ１０２を用いて記録用紙１０６の端部を検出する方法について説明する。図４は、記録用紙１０６の端部位置を検出するための手順を示したフローチャートである。

記録用紙１０６の端部検出処理は、端部を検出する際に用いる閾値を決定する検出閾値決定処理（Ｓ４０１〜Ｓ４０６）と、記録媒体上またはプラテン上の反射光量の検出値と閾値とを比較し、端部を検出する出力比較処理（Ｓ４０７〜Ｓ４０９）のに分けられる。検出閾値決定処理では、センサ１０２のフォトトランジスタ２０３、２０４の出力が出力比較処理にて最適なレベルになるようにゲインの調整値が決定される。出力比較処理では、２つのフォトトランジスタ２０３、２０４の出力を比較しながら実際に記録用紙１０６の端部を検出するための処理を行う。ここで、検出閾値決定処理は記録媒体の端部検出処理を行うたびに、毎回実行する必要は無く、一度実行しゲインの調整値が条件が変わるまでその情報を使い、繰り返し出力比較処理を行うことも可能である。記録用紙１０６の種類が変わったときや、記録装置を長時間に渡って使用したとき、つまり、センサ１０２の光学素子の発光量や受光量に変動が見られるときに、再び、検出閾値決定処理を行うと良い。検出閾値決定処理を短い間隔で実行することで、検出精度を高めることができる。ここでは検出閾値決定処理と出力比較処理を連続して行った場合の流れに沿って説明を行う。

検出閾値決定処理では、まずセンサ１０２の測定可能な範囲（読み取り位置）が記録用紙１０６上に位置するようにキャリッジ１０１の移動と、記録用紙１０６の搬送を行う（Ｓ４０１）。センサ１０２の読み取り位置が記録用紙上の所定の位置に達したら、キャリッジ１０１、ならびに記録用紙１０６を停止させ、用紙端部検出に使用する可視光ＬＥＤ２０５を点灯させる（Ｓ４０２）。さらに、フォトトランジスタ２０３、２０４は、可視光ＬＥＤ２０５からの照射光が記録用紙１０６の表面で反射した反射光の一部を受光する。ＣＰＵ３０１は、フォトトランジスタ２０３、２０４それぞれのＡ／Ｄ変換後の出力（デジタル出力）が所定の範囲内に収まるように増幅回路３０４における利得（ゲイン）を調整する。さらに、デジタル出力が所定の範囲内に収まったときのデジタル出力値と、そのときのゲイン調整値をＲＡＭ３０７に記憶する。ここで、ＲＡＭ３０７に記憶されるフォトトランジスタ２０３、２０４のデジタル出力値を非基準時出力、ゲイン調整値を非基準時調整値と呼ぶこととする。

Ｓ４０２において記録用紙１０６上におけるゲイン調整値が決定すると、次に、プラテン１０７上におけるゲイン調整値を決定する。まず、可視光ＬＥＤ２０５を点灯させた状態で、センサ１０２がプラテン１０７上の所定位置を測定できるようにキャリッジ１０１と記録媒体とを相対的に移動させる（Ｓ４０３）。センサ１０２の読み取り位置がプラテン１０７上の所定の位置に達したら、Ｓ４０２で決定した記録用紙１０６上における非基準時調整値を用いて、プラテン上におけるフォトトランジスタ２０３、２０４の出力値を測定し、ＲＡＭ３０７に記憶させる（Ｓ４０４）。記録用紙１０６上における非基準時出力および、プラテン１０７上における非基準時出力が得られると、ＣＰＵ３０１は記録用紙の端部検出時に用いる閾値の算出を行う。記録用紙１０６上における非基準時出力をＶｍ、プラテン上における非基準時出力をＶｐとすると、記録用紙端部検出時の閾値Ｖｔｈは次の式で表される。
Ｖｔｈ＝Ｖｐ＋（Ｖｍ−Ｖｐ）／２
上記計算式によって、フォトトランジスタ２０３、２０４それぞれに対する記録用紙の端部を検出する際に用いられる検出閾値が算出されると、その値がＲＡＭ３０７に記録される。

その後再びセンサ１０２が記録用紙１０６上の所定位置を測定できるように、キャリッジ１０１と記録用紙１０６とを相対的に移動させる（Ｓ４０５）。センサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６上の所定の位置に達したら、ＣＰＵ３０１はフォトトランジスタ２０３のデジタル出力が前述の処理で算出されたフォトトランジスタ２０４の検出閾値と同等となるように増幅回路３０４のゲインを調節する（Ｓ４０６）。さらに、ＣＰＵ３０１は、そのときのゲインの調整値をＲＡＭ３０７に記憶させる。このときのゲイン調整値を基準時調整値と呼ぶこととする。同様に、フォトトランジスタ２０４の出力値が前述の処理で算出されたフォトトランジスタ２０３の検出閾値と同等となるように増幅回路３０４のゲインを調節し、そのときの基準時調整値をＲＡＭ３０７に記憶させる。以上の処理を行なうことで、検出閾値決定処理が終了する。

続いて出力比較処理が行われる。図５は記録装置を上から見たときの概略図であり、記録用紙１０６のＸ方向の幅を検出する際のセンサ１０２の動きが矢印によって示されている（矢印Ａ、矢印Ｂ）。また、図６（ａ）は比較回路への入力信号と出力の関係を示しており、図６（ｂ）はキャリッジ１０１が移動したときの２つのフォトトランジスタ２０３、２０４の出力の関係とそのときの比較回路の出力状態について示したものである。

まず、センサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６上に位置するようにキャリッジ１０１の移動および記録用紙１０６の搬送を行う（Ｓ４０７）。センサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６上の所定の位置に達したらＬＥＤ２０５を点灯し、フォトトランジスタ２０３のゲインを基準時調整値、フォトトランジスタ２０４のゲインは非基準時調整値に合わせる。次に、その状態でセンサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６の端部（フォトトランジスタ２０４側）に達するまでキャリッジ１０１を矢印Ａ方向に移動させながら、所定タイミング毎にフォトトランジスタ２０３、２０４の出力値をサンプリングする（Ｓ４０８）。センサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６の端部に差し掛かると、図６（ｂ）のグラフのようにフォトトランジスタ２０４の出力レベルが低下し始める。これは、フォトトランジスタ２０４が受光可能な範囲である測定対象面上の読み取り位置が、記録用紙の端部を外れてプラテン上に移動したためである。このとき、フォトトランジスタ２０３の読み取り位置はまだ記録用紙１０６上にあるのでフォトトランジスタ２０３の出力には変化が見られない。キャリッジが移動しつづけると、フォトトランジスタ２０４の出力がフォトトランジスタ２０３の出力を下回ることになる。このとき、比較回路３０８の出力が反転することになるのでその位置を記録用紙１０６の端部としてそのときのキャリッジ１０１の位置をＲＡＭ３０７に記憶する（Ｓ４０９）。Ｓ４０９において、ＣＰＵ３０１が記録用紙の端部と判断するときの、センサと記録用紙の位置関係は次のようになっている。フォトトランジスタ２０３の測定可能範囲は記録媒体上にあるので、フォトトランジスタ２０３の出力には変化が見られない。また、フォトトランジスタ２０４の測定可能範囲の約半分は記録媒体上にあり、残りがプラテン上にあるので、２０３の出力を下回ることになる。

次に、記録用紙の反対側の端部（フォトトランジスタ２０３側）を検出するために、フォトトランジスタ２０３のゲインを非基準時調整値、フォトトランジスタ２０４のゲインを基準時調整値にあわせる。この状態で矢印Ｂの方向へキャリッジ１０１を移動させながら、所定タイミング毎にフォトトランジスタ２０３、２０４の出力値をサンプリングする。センサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６の端部に差し掛かると、最初にフォトトランジスタ２０３の出力が低下し始める。このとき、フォトトランジスタ２０４の読み取り位置はまだ記録用紙１０６上にあるのでフォトトランジスタ２０４の出力には変化がみられない。キャリッジ１０１をさらに移動しつづけるとフォトトランジスタ２０３の出力がフォトトランジスタ２０４の出力を下回ることになり、このとき比較回路３０８の出力が反転する。比較回路３０８の出力が反転したのを受けて、そのときのキャリッジ１０１の位置を記録用紙１０６の端部位置としてＲＡＭ３０７に記憶する。記録用紙の反対側の端部を検出するときには、図４に示したフローチャートのＳ４０７〜Ｓ４０９の出力比較処理が行なわれる。以上の処理を行なうことで、出力比較処理が終了する。

以上のようにして、記録用紙１０６の端部位置の検出を行うことが可能で、記録用紙１０６の両端の端部位置が決まると、その情報から記録用紙１０６のＸ方向の紙幅を求めることができる。さらに、記録用紙の両端の位置が決まることにより、記録用紙１０６の端部から正確に印字を開始することができ、記録用紙１０６の外側に吐出されるインクの量を低減させた縁無し印字（余白なし印字とも言う）を行うことも可能となる。センサ１０２により記録用紙の端部の位置が検出されることで、キャリッジに取り付けたセンサ１０２の位置と、キャリッジに搭載された記録ヘッド１０３からのインク滴の着弾位置との関係から、記録用紙の端部よりも外側に大きくはみ出さないようにインク滴を吐出することができる。

本実施例ではＺ軸に平行に取り付けたＬＥＤ２０５を照射させて、２つのフォトトランジスタ２０３、２０４で拡散反射光を受光するような構成としたが、透過性のある記録用紙の場合、他の種類の記録用紙に比べて拡散反射光のレベル（受光量）が非常に弱い。そのため、前述のように、可視ＬＥＤ２０５を照射させて、記録用紙の端部位置の検出を行うことが困難である。そこで、端部を検出する記録用紙の種類が透過性のある記録用紙の場合、光を照射するＬＥＤを赤外ＬＥＤ２０１に変更し、２つのフォトトランジスタ２０３、２０４で正反射光を受光して同様の測定手順を行うと、用紙端部の検出が可能となる。普通紙のような記録媒体の表面の平滑度が低い場合には正反射光の強度が弱く、拡散反射光の強度が強くなり、光沢紙のような記録媒体の表面の平滑度が高い場合には正反射光の強度が強く、拡散反射光の強度が弱くなる傾向がある。そのため、記録用紙の種類に応じて光を照射するＬＥＤを選択すると、より正確に記録媒体の端部位置を検出することが可能となる。記録用紙の種類が予め分かっている場合には、用紙端部の検出の際に光を照射するＬＥＤを記録用紙の種類に応じて変更してもよい。また、記録用紙の種類が分かっていない場合には、たとえば、記録用紙上で、可視ＬＥＤ２０５から光を照射したときの拡散反射光が所定以上の光量が得られないときには、赤外ＬＥＤ２０１から光を照射して正反射光を用いて検出するようにしてもよい。さらに、可視ＬＥＤ２０５、赤外ＬＥＤ２０１をそれぞれ照射させたときの、それぞれの反射光量から検出に用いるＬＥＤを決定するように制御してもよい。

また、本実施例では記録用紙１０６のＸ方向の端部検出を行う際の説明を行ったが、同様の方法を用いてＹ方向の端部検出を行わせることも可能である。

また、記録用紙１０６上からプラテン１０７へセンサ１０２の読み取り位置を移動させて端部検出を行う方法について説明したが、同様にプラテン１０７から記録用紙１０６上へセンサ１０２の読み取り位置を移動させながら端部検出を行うことも可能である。この場合、先に記録用紙１０６上へ完全に読み取り位置が移動したフォトトランジスタの出力を基準として残りのフォトトランジスタの出力が基準側の出力を上回った位置を端部とみなせばよい。

以上のように、２つのフォトトランジスタ２０３、２０４により電気的に用紙端部の検出を行うことで、ＣＰＵがサンプリングされたセンサのデジタル出力と閾値とを比較して用紙の端部を検出する従来の方法と比べてＣＰＵの負荷を少なくすることが可能となる。さらに、電気的に用紙端部の検出を行う方法の方が高速に検出することが可能となる。

（カラーパッチの反射濃度測定）
次にセンサ１０２を用いて記録用紙１０６に印字されたカラーパッチの反射濃度を測定するため処理手順について、シアン、イエロー、マゼンタそれぞれのインクで独立して印字されたカラーパッチを測定する場合を例にとって説明を行う。図７はパッチの反射濃度を測定するための手順を示したフローチャートである。

まずセンサ１０２の読み取り位置が記録用紙上に位置するようにキャリッジ１０１の移動および記録用紙１０６の搬送を行う（Ｓ７０１）。センサ１０２の読み取り位置が所定の位置に達したらカラーパッチの反射濃度の測定に用いるＬＥＤを点灯させ、フォトトランジスタ２０３、２０４の出力を最適化するため増幅回路３０４のゲイン調整を行う（Ｓ７０２）。点灯させるＬＥＤは測定を行うパッチの色によって変更し、反射レベルを測定するフォトトランジスタは点灯されるＬＥＤに応じて変更する。測定に用いるＬＥＤは、濃度を測定したい色の補色となる発光波長の可視ＬＥＤとするとよい。測定に用いられるフォトトランジスタは、ＬＥＤとフォトトランジスタの取り付け位置関係によって決まり、反射光量をより多く受光できるフォトトランジスタを測定に用いる。例えば、測定するカラーパッチの色がシアンの場合、赤色の発光波長（約６２０〜６４０ｎｍ）を持つＬＥＤ２０７を点灯させ、その反射レベルはフォトトランジスタ２０４で測定する。また、測定するカラーパッチの色がイエローの場合、青色の発光波長（約４６０〜４８０ｎｍ）を持つＬＥＤを点灯させ、その反射レベルはフォトトランジスタ２０３で測定する。さらに、測定するカラーパッチの色がマゼンタの場合、緑色の発光波長（約５１０〜５３０ｎｍ）を持つＬＥＤを点灯させる。このとき、ＬＥＤ２０５から照射された光の反射光は２つのフォトトランジスタ２０３、２０４の両方で受光可能であるため、どちらか特性の良い方もしくは両方の出力を用いて測定を行うことが可能である。濃度測定を行うパッチの色が予め分かっている場合には、濃度測定を行うのに最適なＬＥＤを選択して濃度測定を行えば良い。しかし、濃度測定を行うパッチの色が分かっていない場合には、それぞれのＬＥＤを照射したときのフォトトランジスタの出力値から濃度測定を行うのに最適なＬＥＤを選択する構成とすれば良い。

赤色ＬＥＤ２０７を点灯させ、最適なゲイン調整値が決まると記録用紙１０６の赤色ＬＥＤ２０７の照射光に対する反射レベルの測定を行う（Ｓ７０３）。フォトトランジスタ２０４の読み取り位置が記録用紙１０６の測定開始位置に位置するようにキャリッジ１０１の移動および記録用紙１０６の搬送を行い、読み取り位置が測定開始位置に達したら赤色ＬＥＤ２０７を点灯させた状態でキャリッジを走査させる。ＣＰＵ３０１は、フォトトランジスタ２０４の読み取り位置（受光可能な領域）が測定開始位置から決められた位置まで移動している間、フォトトランジスタ２０４のデジタル出力値をキャリッジの位置情報と同期して連続的にサンプリングする制御を行う。決められた範囲におけるフォトトランジスタ２０４のデジタル出力値のサンプリングが終了すると、ＣＰＵ３０１はサンプリングされた値の平均化を行う。平均化によって得られた値が、赤色ＬＥＤ２０７点灯時の記録用紙１０６の表面反射レベルとなる。同様にして、青色ＬＥＤ２０６、緑色ＬＥＤ２０５の記録用紙１０６における表面反射レベルの測定を行う。

赤色ＬＥＤ２０７、青色ＬＥＤ２０６、緑色ＬＥＤ２０５全ての記録用紙１０６における表面反射レベルの測定が終了すると、次に、反射濃度を測定するカラーパッチの印字を記録用紙１０６に対して行う（Ｓ７０４）。カラーパッチの大きさはフォトトランジスタ２０３、２０４が反射光を受光可能な領域（受光領域）よりも大きく印字することで高精度な反射強度測定が可能になる。また、Ｘ方向の大きさは、ＣＰＵ３０１での出力のサンプリング速度とサンプリング数によって最適な大きさを決める必要がある。例えば、５×５ｍｍサイズの画像で、打ち込み量を１０％、５０％、１００％と変えてパターンを記録してもよい。

カラーパッチの印字が終了すると、それらのパッチの反射レベルの測定を行う（Ｓ７０５）。まず、シアンインクで印字されたカラーパッチを測定するために赤色ＬＥＤ２０７を点灯し、表面反射レベルの測定時と同じゲインに合わせる。さらに、フォトトランジスタ２０４の読み取り位置が、測定前の待機位置上に位置するようにキャリッジ１０１の移動および記録用紙１０６の搬送を行う。フォトトランジスタ２０４の読み取り位置が待機位置に達したらキャリッジを走査させ、読み取り位置がカラーパッチ上を通過している間、連続的にフォトトランジスタ２０４のデジタル出力をサンプリングする。フォトトランジスタ２０４の読み取り位置がカラーパッチを通過し終えると、出力のサンプリングを停止して得られたデータ（デジタル出力）の平均化を行う。平均化された値は、測定したカラーパッチの反射レベルとして前述の処理で得られた記録用紙１０６の表面レベルから反射濃度が求められる（Ｓ７０６）。カラーパッチの反射濃度Ｄは、記録用紙１０６の表面反射レベルをＶｗ、カラーパッチの反射レベルをＶｐとすると次の計算式によって求められる。
Ｄ＝ｌｏｇ１０（Ｖｗ／Ｖｐ）
上記計算式によりカラーパッチの反射濃度が得られると、続いて青色ＬＥＤ２０６を点灯させてイエローインクで印字されたカラーパッチの測定を行う。以後、シアンパッチと同様にしてイエローパッチ、マゼンタパッチの反射濃度の測定が行われる。このとき、記録用紙１０６の表面レベル測定と同じように、イエローパッチの測定時には青色ＬＥＤ２０６を点灯させてその反射光をフォトトランジスタ２０４で受光するように、点灯するＬＥＤならびに測定に用いるフォトトランジスタを切り替える。さらに、マゼンタパッチの測定時には緑色ＬＥＤ２０５を点灯させてその反射光をフォトトランジスタ２０３またはフォトトランジスタ２０４で受光するように、点灯するＬＥＤならびに測定に用いるフォトトランジスタを切り替える。

以上のようにして、記録用紙１０６に印字されたカラーパッチの反射濃度の測定を行うことができる。記録用紙１０６に印字されたカラーパッチはその色に応じて吸光率の高い光の波長が異なる。例えば、シアンのカラーパッチは赤色の波長の光を強く吸収するし、イエローのカラーパッチは青色の波長の光を強く吸収する。また、マゼンタのカラーパッチは緑色の波長の光を強く吸収する。このようにセンサ１０２を構成している３色の可視ＬＥＤ２０５、２０６、２０７をカラーパッチの吸光特性に合わせて使うことで様々な色のカラーパッチの反射濃度を感度よく測定することが可能となる。

また、本発明に係るセンサ１０２の構成ではＬＥＤの照射方向は、全て記録用紙１０６の法線方向に略並行に設置されている。これは、２つのフォトトランジスタ２０３、２０４のうち、受光するフォトトランジスタを切り替えることにより、これらの照射光が反射した反射光を略４５度の角度で受光することが可能となる。そのため、それぞれのＬＥＤの濃度に対する特性をほぼ同じにすることが出来る。

また、本実施例では、所定の大きさのカラーパッチの濃度測定を行う構成としたが、多目的センサを搭載した記録装置においては、記録媒体に印字した画像のカラー濃度を測定することで、画像データから記録データ生成時における濃度補正を行うことが可能となる。

さらに、記録ヘッドから吐出されるインク滴の記録位置ずれを調整するためのパターンを印字してセンサ１０２を用いて濃度を測定することにより、記録位置ずれを低減するような補正値を導き出すことも可能となる。この記録位置ずれとしては、インクジェット記録装置において従来より行われてきたヘッド間の記録位置ずれ、往復走査方向の記録位置ずれ、搬送方向の記録位置ずれなどがあげられる。

（センサ−記録用紙間距離の測定）
記録媒体までの距離を検出する場合に、１つの発光素子（例えばＬＥＤ）と１つの受光素子（例えばフォトダイオード）を用いた場合、光学式センサとしては安価であるが、検出対象が所定位置に対して近づいたのか、遠ざかったのか分からない問題があった。反射型の光学式センサは、図１２（ｂ）に示すように、発光素子２０１が照射した光が検出対象面で反射し、その反射光を一番多く受光できる位置に受光素子２０３を設けている。つまり、光学式センサは基準面で反射した反射光の光軸と受光素子の中心が一致するように配置されている。このときの、光学式センサと検出対象面との距離を基準距離といい、このときの検出対象面を基準面という。この基準面として、センサのキャリブレーションを行なうための基準となる所定の反射特性を備えるシートを用いることができる。図１２（ａ）のように、検出対象が基準面よりも近いとき、つまり検出対象とセンサの距離が基準距離よりも近いときに、受光素子が受光する受光量は、基準面で反射した反射光を受光素子が受光する受光量よりも小さくなる。これは、検出対象面で反射した反射光の光軸と受光素子の中心が一致しないからで、検出対象面に発光素子からの光が照射する領域８０１と、検出対象面における受光素子の受光領域８０２とがずれている。同様に、図１２（ｃ）のように、検出対象が基準面よりも遠いときにも、受光素子が受光する受光量は小さくなる。図１３に、光学式センサと検出対象面との距離が変化したときの、受光素子の出力値を示すグラフを示す。このように、安価な反射型センサを用いた場合に、検出対象が基準面よりも近づいても遠ざかったのか分からなかった。

次に本実施例によって説明されるセンサ１０２用いて記録用紙１０６の表面（測定面）までの距離を求める方法について説明を行う。図８はセンサ１０２を用いて記録用紙１０６の表面までの距離を測定する手順を示したフローチャートである。

まずセンサ１０２の読み取り位置が記録用紙１０６上に位置するようにキャリッジ１０１の移動および記録用紙１０６の搬送を行う（Ｓ８０１）。所定の位置へセンサ１０２の読み取り位置が達したら、測定面上でＬＥＤ２０１を点灯させる（Ｓ８０２）。ＬＥＤ２０１から照射された光は記録用紙表面に反射し、フォトトランジスタ２０３、２０４はその反射光の一部を受光する。フォトトランジスタ２０３、２０４の出力は、測定面までの距離によって変化するＬＥＤ２０１の照射領域とフォトトランジスタ２０３、２０４の受光領域とが重なる面積に関連した変化を見せる。フォトトランジスタ２０３、２０４の測定面における受光可能な領域の中心と、照射領域の中心とが一致しないように、フォトトランジスタ２０３、２０４、ならびにＬＥＤ２０１が配置されている。受光素子、発光素子の測定面におけるそれぞれの中心が異なることにより、中心を一致させて配置したセンサと比べて、測定面である記録用紙１０６の位置（センサと記録用紙表面までの距離）のわずかな変動によっても重なる領域が大きく変化する。そのため、測定面の位置の変動に応じて、フォトトランジスタ２０３、２０４の出力値が大きく異なってくる。

図９はセンサ１０２から測定面までの距離によって変化する照射領域および受光領域の位置の変化を示している。図９において、５０１は赤外ＬＥＤ２０１の照射領域、５０２はフォトトランジスタ２０３の受光領域、５０３はフォトトランジスタ２０４の受光領域である。

図１０は、センサから測定面までの距離による２つのフォトトランジスタ出力変動を示す図である。図１０において、ａはフォトトランジスタ２０３の出力を表し、ｂはフォトトランジスタ２０４の出力を表している。

図９から分かるように、受光領域５０２、５０３の中心は照射領域５０１の中心を外れている。このため、受光領域が照射領域の中心を通る位置を測定するセンサ配置に比べ、この実施例のセンサ配置は、センサから測定面までの距離のわずかな変動によって受光領域５０２、５０３の重なりが大きく変化する。

図９（ａ）はセンサ１０２から測定面までの距離が基準位置より約１ｍｍ近い場合（Ｌ１）の照射領域５０１と受光領域５０２、５０３の重なり具合を示している。この場合、受光領域５０２の大部分が照射領域５０１と一致している。従って、図１０に示すように、このときのフォトトランジスタ２０３からの出力（曲線ｂ）はピークとなる。これに対して、受光領域５０３は照射領域５０１から外れているので、図１０に示すようにこの時フォトトランジスタ２０４から出力（曲線ａ）は最小レベルとなる。

図９（ｂ）はセンサ１０２から測定面までの距離が基準位置にある場合（Ｌ２）の照射領域５０１と受光領域５０２、５０３の重なり具合を示している。この場合、受光領域５０２と照射領域５０１とが一致する面積が受光領域５０３と照射領域５０１とが一致する面積とほぼ同じとなる。従って、そのときのフォトトランジスタ２０３、２０４から出力は、図１０に示すようにほぼ同じでピーク時の約１／２となる。

図９（ｃ）はセンサ１０２から測定面までの距離が基準位置より約１ｍｍ遠い場合（Ｌ３）の照射領域５０１と受光領域５０２、５０３の重なり具合を示している。この場合、受光領域５０３の大部分が照射領域５０１と一致している。従って、図１０に示すように、このときフォトトランジスタ２０４からの出力（曲線ａ）はピークとなる。これに対して、受光領域５０２は照射領域５０１から外れているので、フォトトランジスタ２０３からの出力（曲線ｂ）は最小レベルとなる。

このように、センサから測定面までの距離に応じて、フォトトランジスタ２０３、２０４の出力が変化する。フォトトランジスタ２０３、２０４の出力がピークとなる位置の間隔はフォトトランジスタ２０３、２０４のＺ方向への相対的なずれ量と測定面に対する傾きと赤外ＬＥＤ２０１の測定面に対する傾きとによって定められる。この配置は測定範囲を元に最適化される。

記録用紙１０６までの距離によって変化するフォトトランジスタ２０３、２０４の出力が得られると、この２つの出力に基づいて、ＣＰＵ３０１は距離係数Ｌを求める。距離係数Ｌは、フォトトランジスタ２０３の出力をＶａ、フォトトランジスタ２０４の出力をＶｂとしたとき、次のような式によって求められる。
Ｌ＝（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）

従って、距離係数Ｌはセンサ１０２から測定面までの距離に応じて値が変化する。フォトトランジスタ２０３の出力（図１０の曲線ｂ）がピークとなるとき（Ｌ１）、距離係数Ｌの値は最小となる。一方、フォトトランジスタ２０４の出力（図１０の曲線ａ）がピークとなるとき（Ｌ３）、距離係数Ｌの値は最大となる。距離係数Ｌの性質上測定範囲は２つのフォトトランジスタ２０３、２０４のピーク内とすることが望ましく、本実施例において説明されるセンサ１０２の測定範囲は基準位置±１ｍｍとなる。

また、上記計算式で用いられる２つのフォトトランジスタ２０３、２０４の出力値Ｖａ、Ｖｂはそれぞれの素子の出力の最大値によって正規化されていることが望ましい。この場合、センサ１０２の初期調整時または較正時にピーク値を求めてＲＡＭ３０７に記憶させるなどの方法が取られる。

ＣＰＵ３０１での演算処理により距離係数Ｌが求められると、ＲＯＭ３０６に記録された距離参照テーブルが読み出される（Ｓ８０４）。図１１に、距離参照テーブルの例を示す。上記計算式によって求められた距離係数Ｌは２つのフォトトランジスタ２０３、２０４の出力特性の影響で距離に対してわずかに曲線的な増加を示す。距離参照テーブルは演算によって得られた距離係数Ｌからより正確に測定対象までの距離を得るために用意される。ＣＰＵ３０１は、演算によって得られた距離係数Ｌと距離参照テーブルから、測定対象までの距離を求め、値を出力する（Ｓ８０５）。測定面までの距離が求められると、プラテン１０７からの相対的な距離により記録用紙１０６の厚みなども算出することが可能となる。即ち、プラテンを測定面としたときの距離と記録用紙を測定面としたときの距離との差を求めることで記録用紙の厚さが求められる。

以上の方法によりセンサ１０２から記録用紙１０６の表面までの距離を求めることが可能となる。本発明では、ＰＳＤやＣＣＤなどの受光素子に対して比較的安価であるフォトトランジスタ等の素子を使用するため、記録装置における距離測定機能の追加によって発生するコストアップを極力抑えることが可能となる。さらに、その精度はインクジェットプリンタに必要な精度が十分達成される。

また、多目的センサ１０２と記録用紙表面の距離を求めることで、記録ヘッドと記録用紙表面との距離が適切か否かがわかる。記録ヘッドと記録用紙表面との距離が短すぎる場合は、記録走査の際に記録ヘッドが記録用紙表面を接触しやすくなり、記録用紙を汚してしまう。また、記録ヘッドと記録用紙表面との距離が長すぎる場合は、記録ヘッドから吐出されたインクの記録媒体上での着弾位置がずれやすくなり、記録される画像の品位が低下してしまう。そのため、検出した記録用紙表面までの距離に応じて、記録ヘッドの高さ調整を行なう構成を有しても良い。

さらにまた、記録位置合わせを行なった記録装置においても、記録ヘッドと記録用紙との距離が変わることで記録位置が合わなくなってしまう。そのため、多目的センサ１０２を用いて記録用紙までの距離に基づいて、記録位置合わせに用いるパラメータの補正を行なっている。そうすることで、様々な厚さの記録用紙に対しても、記録位置が合った高品位な画像を記録することが可能となる。

一般的な測距センサでは２つの受光素子を発光素子と同一平面上に配置するので、拡散光の特性として測定対象に照射される光の強度ばらつきや距離変動に伴う照射領域および受光領域のぼやけによる影響を受けやすい。このため、各受光素子からの出力曲線において出力がピークとなるまでの傾きとピークを過ぎてからの傾きが非対称となり、その結果、感度の低い位置の影響を受けて測距センサとしての精度が低下するといった問題がある。

これに対して、この実施例の多目的センサを用いると、出力曲線の立ち上がりと立下りの対称性が改善される。具体的には、２つのフォトトランジスタから得られた出力信号の差と和の比から求めた距離係数の特性は測定面までの距離に関してより線形的となり、精度良い距離検出を行うことが可能となる。なお、本実施形態においては、０．１〜０．２ｍｍの精度で距離の検出を行なうことができる。

以上のように、本実施形態によると記録用紙の端部検出および印字物のカラー濃度の測定、測定面までの距離の検出などを行うことが可能な安価で且つ小型な多目的センサを構成することが可能となる。特に、発光素子が照射した照射光の光軸と、複数の受光素子それぞれが受光可能な光の受光軸とが、交わらないように配置することで、センサと検出対象表面との距離がいずれの場合においても、複数の受光素子それぞれの出力値を異ならせることができる。その結果、光学式センサと記録用紙の距離測定の精度を良くすることができる。さらに、記録媒体の搬送方向と記録媒体の法線方向とに関し離間して設けられた２つの受光素子からの出力信号を用いて検出するので、２つの出力信号に入り込んだ検出精度に対する悪影響を相殺してより正確な検出を行うことができる。

さらにまた、正反射光量を検出する際に光を照射させる発光素子と、拡散反射光量を検出する際に光を照射させる発光素子をセンサの中心軸上に配置させ、受光素子を中心軸を挟んで両側に配置したことで、センサを小型化させることができる。

また、本実施形態では、可視光または赤外光（非可視光）を照射する発光素子を用いたが、非可視光として赤外光の他に紫外光を照射する発光素子を用いても良い。

（記録用紙の種類の判別）
次に、多目的センサ１０２を用いて記録媒体の種類を判別する方法を説明する。

記録用紙にはその種類により反射特性に違いがあるのが一般的である。例えば、光沢紙などの記録用紙表面の平滑度が高い用紙は、正反射光量が大きく、拡散反射光量が小さくなる特徴がある。また、普通紙などの記録用紙表面の平滑度が低い用紙は、拡散反射光量が大きく、正反射光量が小さくなる特徴がある。このような記録用紙表面の状態に応じた反射特性を用いて記録用紙の種類を判別する。記録用紙の種類と、記録用紙に光を照射したときの受光素子が受光する正反射光量または拡散反射光量とを対応付けたテーブルをメモリに格納しておくことで、記録媒体の種類判別を行なうことが可能となる。

なお、記録媒体の種類に応じて反射特性が異なるため、測距を行う際にも距離係数Ｌを記録用紙の特性に応じて変更することが望ましい。精度良くセンサと記録用紙表面の距離を求めようとする場合、上述した距離参照テーブル（図７）を１つだけ持たせるのではなく、記録用紙の種類に応じて複数個用意し、適宜選択することが望ましい。このように、記録用紙の種類に応じて、検出に用いる反射光を選択することで、記録用紙の種類によらずに様々な記録用紙に対しても正確に記録媒体の厚さや端部の検出を行なうことが可能となる。

この実施例ではクリアフィルム等の記録用紙に対しても距離の検出が可能となるように、赤外ＬＥＤ２０１とフォトトランジスタ２０３、２０４の角度を正反射角となるように配置した。しかしながら、多目的センサ１０２は可視ＬＥＤ２０５も備えているので、正反射による距離検出が困難な記録用紙に対しては、記録用紙に対しては垂直に照射を行う可視ＬＥＤ２０５を用いてその拡散反射光を測定することができる。

以上のように、本実施形態によると、記録装置に多目的センサを搭載することで、記録に関するパラメータを取得するための検出動作（記録用紙の端部検出、カラーパッチの反射濃度測定、センサと記録用紙表面との距離測定、記録媒体種類の判別）が実行可能となる。図１４に検出動作に対応した照射部を選択する処理のフローチャートを示す。図１４に示すように、ＣＰＵ３０１は、実行可能な記録のための複数の検出動作のうち、実行する検出動作に応じて検出動作を行うのに適した照射部を選択する。具体的には、ＣＰＵ３０１は、メモリ３０６または３０７に格納された処理プログラムに従って照射部を選択する。これにより本来複数の種類のセンサユニットを搭載する必要があったものが１つのセンサに置き換えることが可能となるため、センサの設置スペースの縮小およびコストを抑えることが可能となる。なお、多目的センサは、センサ−記録用紙間距離の測定を行うためにセンサの２つのフォトトランジスタの配置にオフセットを持たせてあるが、それぞれのフォトトランジスタの受光領域に対して最適なＬＥＤの照射角等を持たせてある。そのため記録用紙の端部位置検出およびカラーパッチの反射濃度測定などの機能に対して影響がない。これにより本発明によって説明される処理方法の使用により全ての機能において記録装置に必要とされる精度を満足させることが可能となる。

また、本発明によると、記録媒体の種類に応じて正反射光或いは乱反射光を選択して、適切な反射光により記録媒体の厚さや端部を検出することができる。さらに、記録媒体の搬送方向と記録媒体までの距離方向に関し離間して設けられた２つの受光素子からの出力信号を用いて検出を行うので、２つの出力信号に入り込んだ検出精度に対する悪影響を相殺してより正確な検出を行うことができる。

なお、上記実施形態では、記録媒体の用紙端部の検出、カラーパッチの濃度測定、センサ−記録媒体間の距離、記録媒体種類の判別の４つの検出動作を行う形態について説明した。しかし、本発明は、これらの４つの検出動作すべてを実行する形態に限定されるものではなく、少なくとも２つの検出動作を実行する形態であればよい。例えば、センサ−記録媒体間の距離、記録媒体の用紙端部、カラーパッチの濃度測定の３つの検出動作を実行する形態も本発明の範囲に含まれる。

インクジェットプリンタのキャリッジ周辺図 多目的センサの構成図 多目的センサの外部回路ブロック図 記録用紙端部位置検出フローチャート 記録用紙端部検出時のセンサの移動方向 比較回路動作説明図 カラーパッチ反射濃度測定フローチャート 距離検出フローチャート センサ−測定面距離による照射領域及び受光領域変動 センサ−測定面距離による出力変動 距離参照テーブル 従来のセンサを用いたときのセンサ−測定面距離による照射領域及び受光領域の変動 従来のセンサを用いたときのセンサ−測定面距離による出力変動 検出動作に対応する照射部の選択処理フローチャート

符号の説明

１０１ キャリッジ
１０２ 多目的センサ
１０３ 記録ヘッド
２０１ 赤外ＬＥＤ
２０２ センサ中心軸
２０３ フォトトランジスタ
２０４ フォトトランジスタ
２０５ 可視ＬＥＤ（緑）
２０６ 可視ＬＥＤ（青）
２０７ 可視ＬＥＤ（赤）
９０１ 赤外ＬＥＤ２０１の照射領域
９０２ フォトトランジスタ２０３の受光領域
９０３ フォトトランジスタ２０４の受光領域

Claims (9)

1. 記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を形成する記録装置において、
   前記記録媒体を含む検出対象表面で反射する反射光のうち正反射光の光量を検出するために、前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、
   前記検出対象表面で反射する反射光のうち拡散反射光の光量を検出するために、前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部と、
   前記正反射光または前記拡散反射光の光量を検出する複数の受光素子を備える受光部と、
   実行可能な記録のための複数の検出動作のうち、実行する前記検出動作に応じて前記検出対象表面に光を照射する照射部を選択する選択手段と、
   選択された照射部を照射したときの反射光の光量に基づいて前記検出動作を実行する検出手段と、を備え、
   前記選択手段は、検出対象の記録媒体の種類に応じて光を照射する照射部を選択することを特徴とする記録装置。
2. 前記複数の検出動作は、前記記録媒体の端部の検出動作、前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離の検出動作、前記記録媒体に形成された画像濃度の検出動作、前記記録媒体の種類の検出動作のうちの少なくとも二つの検出動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 受光部と、
   検出対象表面で反射する反射光のうちの正反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、
   前記検出対象表面で反射する反射光のうちの拡散反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部と、
   検出対象の記録媒体の種類に基づいて前記第１の照射部または前記第２の照射部を選択し、選択した照射部から光を照射したときに前記受光部が受光する光量に基づいて、前記記録媒体の端部位置情報を取得する制御手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
4. 前記受光部は、複数の受光素子を備えることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 記録媒体に記録を行う記録ヘッド、前記第１の照射部、前記第２の照射部、及び前記受光部を搭載するためのキャリッジと、前記キャリッジを走査するための走査手段と、前記キャリッジが走査する方向と交差する方向に記録媒体を搬送するための搬送手段とを、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記第２の照射部は可視光を照射し、前記第１の照射部は前記可視光よりも波長の長い光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記第２の照射部は複数の発光素子を備え、波長の異なる複数の可視光を照射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 記録媒体を含む検出対象表面で反射する反射光のうち正反射光の光量を検出するために前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、前記検出対象表面で反射する反射光のうち拡散反射光の光量を検出するために前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部と、前記第１の照射部または第２の照射部からの光が照射されたときの反射光を受光して、光量を検出する複数の受光素子を備える受光部と、を有し、記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を形成する記録装置における制御方法であって、
   実行可能な記録のための複数の検出動作のうち、実行する前記検出動作に応じて前記検出対象表面に光を照射する照射部を選択する選択工程と、
   選択された前記照射部を照射したときの反射光の光量を前記受光部により検出して、前記検出動作を実行する検出工程と、とを備え、
   前記選択工程において、検出対象の記録媒体の種類に応じて光を照射する照射部を選択することを特徴とする制御方法。
9. 受光部と、検出対象表面で反射する反射光のうちの正反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第１の照射部と、前記検出対象表面で反射する反射光のうちの拡散反射光を、前記受光部が受光できるように前記検出対象表面に光を照射する第２の照射部とを有する記録装置の制御方法であって、
   検出対象の記録媒体の種類に基づいて前記第１の照射部または前記第２の照射部を選択する工程と、
   選択された照射部から光を照射したときに前記受光部が受光する光量に基づいて、前記記録媒体の端部位置情報を取得する工程と、を備えることを特徴とする制御方法。

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