JP5837328B2 - Recording device - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置を備えた記録装置に関する。 The present invention relates to a recording apparatus having an edge detecting equipment for detecting the edge of the recording medium.
従来、記録媒体である記録用紙を縦方向(副走査方向)に間歇的に送っていくとともに、印刷ヘッドを横方向(主走査方向)にスキャン(走査)させながら印刷を行っていくインクジェットプリンタが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, inkjet printers that perform printing while scanning a recording head in a horizontal direction (main scanning direction) while intermittently feeding recording paper as a recording medium in the vertical direction (sub-scanning direction). Are known.
このプリンタには、記録用紙の横幅を検出したり、記録用紙の横方向のズレ(スキュー)を検出したりするために、プラテン上にセットされた記録用紙の左右のエッジを検出するエッジ検出装置が設けられている。 This printer includes an edge detection device for detecting the left and right edges of a recording sheet set on a platen in order to detect the lateral width of the recording sheet and to detect a lateral shift (skew) of the recording sheet. Is provided.
ここで、従来のエッジ検出装置について簡単に説明する。
エッジ検出装置には、反射型フォトマイクロセンサなどのエッジ検出用フォトセンサが、プラテンと対向するように、キャリッジに設けられている。
Here, a conventional edge detection apparatus will be briefly described.
In the edge detection device, an edge detection photosensor such as a reflective photomicrosensor is provided on the carriage so as to face the platen.
エッジ検出装置は、フォトセンサが、プラテン上にセットされた記録用紙と対向する状態で記録用紙のエッジを横切るように、キャリッジを横方向にスキャンさせ、記録用紙の反射光量と記録用紙から外れた位置にあるプラテン上の無反射テープとの違いによりフォトセンサのセンサ出力が所定のしきい値以下に変化した点を、記録用紙のエッジとして検出していた。 The edge detection device scans the carriage laterally so that the photosensor crosses the edge of the recording paper in a state of facing the recording paper set on the platen, and the reflected light amount of the recording paper and the recording paper are separated from the recording paper. The point at which the sensor output of the photosensor has changed below a predetermined threshold due to the difference from the non-reflective tape on the platen at the position has been detected as the edge of the recording paper.
具体的にはエッジ検出装置内のCPUが、フォトセンサのセンサ出力を所定周期(たとえば10ms周期)で取得し、そのセンサ出力と所定のしきい値とを比較して、記録用紙のエッジを検出していた。 Specifically, the CPU in the edge detection device acquires the sensor output of the photosensor at a predetermined cycle (for example, 10 ms cycle), compares the sensor output with a predetermined threshold value, and detects the edge of the recording paper. Was.
このほか特開2007−210747号公報には、印字中でもエッジ検知が可能となるように、記録用紙のエッジを横切る際のフォトセンサからのステップ応答をAC結合し微分波形とし、オペアンプで増幅、フィルタリングした後にその微分波形をコンパレータで検波する提案がされている。 In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-210747 discloses that a step response from a photosensor when crossing an edge of a recording sheet is AC-coupled into a differential waveform so that edge detection is possible even during printing, and is amplified and filtered by an operational amplifier. After that, it has been proposed to detect the differential waveform with a comparator.
しかし従来の方法では、フォトセンサのセンサ出力が所定周期(たとえば、10ms周期)で取得されていたため、キャリッジの移動速度が速くなるにつれて、所定周期の間にフォトセンサが移動する距離が長くなる。よって、キャリッジの移動速度が速くなるにつれて、エッジの検出精度が低下してしまう。 However, in the conventional method, since the sensor output of the photosensor is acquired at a predetermined cycle (for example, a cycle of 10 ms), the distance that the photosensor moves during the predetermined cycle increases as the carriage moving speed increases. Therefore, as the carriage moving speed increases, the edge detection accuracy decreases.
このため、従来のエッジ検出装置付きプリンタは、記録用紙のエッジを検出する際、キャリッジの移動速度を印字時の移動速度より遅くして、エッジ検出の精度を保っていた。よって、印字中に高速でキャリッジを移動しながらエッジ検知を行うことができず、スループットの低下とチェック頻度の低下が生じていた。 For this reason, when a conventional printer with an edge detection device detects the edge of a recording sheet, the carriage movement speed is made slower than the movement speed during printing to maintain the accuracy of edge detection. Therefore, edge detection cannot be performed while moving the carriage at high speed during printing, and throughput and check frequency are reduced.
また、プラテン上の無反射テープでの反射光の受光レベルと、記録用紙での反射光の受光レベルとを、受光レベルそのものでしきい値と比較するため、これらの受光レベル差が小さいと(例えば、記録用紙がトレーシングペーパの場合)、それらの受光レベルとのしきい値との差が小さくなり、記録用紙のエッジ検出が正確に行えなくなってしまう。 In addition, since the light reception level of the reflected light on the non-reflective tape on the platen and the light reception level of the reflected light on the recording paper are compared with the threshold value based on the light reception level itself, if the difference between these light reception levels is small ( For example, when the recording paper is tracing paper), the difference between the received light level and the threshold value becomes small, and the edge of the recording paper cannot be detected accurately.
また、センサ自体に感度ばらつきがあり、これを吸収するためにセンサの発光電流や受光感度を可変とすると、これらを選択するのに時間がかかってしまう。 In addition, there is a variation in sensitivity in the sensor itself. If the light emission current and the light reception sensitivity of the sensor are made variable to absorb this, it takes time to select them.
また、特開2007−210747号公報が提案する印字中にエッジを検知する手法では、表面状態が粗かったり、メッシュメディアのような穴があいていたりする記録用紙を使った場合には、記録用紙上のあらゆる箇所をエッジとして検知してしまい、適正なエッジ位置が検知できない可能性がある。 Further, in the method of detecting an edge during printing proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-210747, when a recording sheet having a rough surface state or a hole such as a mesh medium is used, recording is performed. There is a possibility that an appropriate edge position cannot be detected because any part on the paper is detected as an edge.
また、上記印字中にエッジを検知する手法では、キャリッジが1スキャンする間に、無反射テープから記録用紙と、記録用紙から無反射テープの両端のエッジで出力されるインパルス信号の向きが逆となり、どちらか一方のエッジしか検知できない。 In the method of detecting the edge during printing, the directions of the impulse signals output from the non-reflective tape to the recording paper and the edges of the non-reflective tape from the recording paper are reversed while the carriage performs one scan. Only one of the edges can be detected.
また、本発明の記録装置は、印刷が行われる記録媒体のエッジをセンサによって検出するエッジ検出装置であって、前記センサは検出領域に前記記録媒体がある場合に、第1レベルの信号を出力し、該検出領域に該記録媒体がない場合に該第1レベルと異なる第2レベルの信号を出力し、前記センサの前記検出領域が前記記録媒体のエッジを横切るように、前記センサを搬送する搬送部と、前記センサが出力した信号のレベルが変化したときに該信号をバンドパスフィルタに通し増幅した変化検知信号を出力する出力発生部と、前記出力発生部が出力した前記変化検知信号の立ち上り又は立ち下り方向の信号のいずれの変化に対して前記記録媒体が無い位置から有る位置に移動した場合と有る位置から無い位置に移動した場合の夫々の閾値電圧と比較した結果に基づいて前記記録媒体の前記エッジを検知する制御部と、前記搬送部の移動方向に沿って配置されたリニアスケールを検出し、前記センサの位置を検出する位置検出手段と、前記エッジ検知制御部で前記記録媒体の前記エッジが検知された時に前記位置検出手段によって検出する位置を抽出して記憶するメモリと、を有し、該メモリに該記憶した位置に基づいて前記記録媒体の前記エッジの位置を取得することを特徴とするエッジ検出装置と、前記搬送部に搭載され前記記録媒体に印刷を行う印刷ヘッドと、前記エッジの位置に基づいて前記印刷ヘッドを制御し印刷する印刷制御部と、を有し、前記センサは、設置位置の異なる第1センサと第2センサを含み、前記第1センサの検出領域と前記第2センサの検出領域の少なくとも一部が重なり、前記第1センサの検出領域は前記第2のセンサの検出領域よりも狭く、前記第1センサは前記第2センサより受光レベルの変化が急峻であり、前記第1センサと前記第2センサは、前記記録媒体の同じ位置の前記エッジを検出し、前記第1センサと前記第2センサの出力する信号に基づいて前記エッジを検知する前記制御部が前記記録媒体の前記エッジを検知し、前記エッジ検出装置は、前記第1センサの出力に基づいて取得した前記記録媒体のエッジ位置と前記第2センサの出力に基づいて取得した前記記録媒体の前記エッジの位置を平均する演算をし、該演算の結果を前記記録媒体の前記エッジの位置とすることを特徴とする。 The recording apparatus of the present invention is an edge detection apparatus that detects an edge of a recording medium on which printing is performed, and the sensor outputs a first level signal when the recording medium is in a detection area. When the recording medium is not present in the detection area, a second level signal different from the first level is output, and the sensor is transported so that the detection area of the sensor crosses the edge of the recording medium. A transfer unit, an output generation unit that outputs a change detection signal obtained by amplifying the signal through a band-pass filter when the level of the signal output from the sensor changes, and the change detection signal output by the output generation unit. Each threshold voltage when the recording medium moves from a position where there is no recording medium to a certain position and when it moves from a position where there is no recording medium to a position where there is no change with respect to any change in the signal in the rising or falling direction. A control unit that detects the edge of the recording medium based on the result of comparison with the position detection unit that detects a linear scale arranged along the moving direction of the transport unit and detects the position of the sensor; A memory for extracting and storing a position detected by the position detecting means when the edge of the recording medium is detected by the edge detection control unit, and the recording based on the position stored in the memory An edge detection device that acquires the position of the edge of the medium, a print head that is mounted on the transport unit and performs printing on the recording medium, and controls and prints the print head based on the position of the edge The sensor includes a first sensor and a second sensor having different installation positions, and the detection area of the first sensor and the detection area of the second sensor are small. At least partly overlaps, the detection area of the first sensor is narrower than the detection area of the second sensor, the first sensor has a steeper change in the light receiving level than the second sensor, and the first sensor And the second sensor detects the edge at the same position of the recording medium, and the control unit that detects the edge based on signals output from the first sensor and the second sensor is configured to detect the edge of the recording medium. An edge is detected, and the edge detection device averages the edge position of the recording medium acquired based on the output of the first sensor and the position of the edge of the recording medium acquired based on the output of the second sensor. And the result of the calculation is used as the position of the edge of the recording medium .
変化検知信号は、センサが出力した信号のレベルが変化したときに出力される。このため、センサが記録媒体を検出したときと検出していないときの、センサの出力信号レベル差が小さくても、センサが記録媒体のエッジを検出したときに、変化検知信号は出力される。よって、従来、センサの出力信号のレベル差が小さいために検出できなかった記録媒体のエッジを検出することが可能となる。 The change detection signal is output when the level of the signal output from the sensor changes. Therefore, even if the sensor output signal level difference between when the sensor detects the recording medium and when the sensor does not detect it is small, the change detection signal is output when the sensor detects the edge of the recording medium. Therefore, it is possible to detect an edge of a recording medium that could not be detected because the level difference between the output signals of the sensors is small.
また、センサの出力信号レベルは、センサの検出領域が記録媒体のエッジを横切るときに変化し、また、その横切る速度が速くなるほど、そのレベルの変化の割合が大きくなる。このため、センサの検出領域が記録媒体のエッジを横切る速度が速くなっても、記録媒体のエッジを検出することが可能となり、エッジ検出の高速化を図ることが可能になる。 The output signal level of the sensor changes when the detection area of the sensor crosses the edge of the recording medium, and the rate of change in the level increases as the crossing speed increases. For this reason, even if the detection area of the sensor crosses the edge of the recording medium, the edge of the recording medium can be detected, and the speed of edge detection can be increased.
また、変化検知信号の上下いずれの変化に対しても、記録媒体のエッジを検知することで、キャリッジの1スキャンの間に記録媒体の両端のエッジを検知することができるため、従来の手法よりもサンプリング回数を増すことによる、検知精度の向上が期待できる。 In addition, since the edge of the recording medium can be detected during one scan of the carriage by detecting the edge of the recording medium with respect to any change in the change detection signal, the conventional method. In addition, the detection accuracy can be improved by increasing the number of samplings.
また、キャリッジの走行可能範囲内において、記録媒体を配置した外側、すなわち無反射テープからの反射光をセンサが受光する状態が一定期間続いた後に、センサが記録媒体のエッジを横切る瞬間にはじめて検知されたエッジのみを採用すること、もしくは記録媒体を配置した内側、すなわち記録媒体からの反射光をセンサが受光する、メディアの表面状態によっては比較的不安定な受光レベル状態の後に、センサが記録媒体のエッジを横切り無反射テープからの反射光を受光する状態が一定期間続いた場合にその直前に検知された最後のエッジのみを採用することによって、記録媒体の表面状態や種類を問わず、安定的なエッジ検出を行うことができる。 In addition, it is detected only at the moment when the sensor crosses the edge of the recording medium after the sensor receives light reflected from the non-reflective tape outside the area where the recording medium is arranged, that is, within the carriage traveling range. The sensor records only after the selected edge is used, or the inside of the recording medium, that is, the sensor receives the reflected light from the recording medium, and the light receiving level is relatively unstable depending on the surface condition of the medium. By adopting only the last edge detected immediately before the state of receiving the reflected light from the non-reflective tape across the edge of the medium for a certain period, regardless of the surface state or type of the recording medium, Stable edge detection can be performed.
また、キャリッジの走行可能範囲内において、あらかじめエッジを検知する領域を制限することによって、記録媒体と無反射テープ以外からの不意の反射光による誤検知を防ぐことができる。 In addition, by limiting the edge detection area in advance within the carriage travelable range, erroneous detection due to unexpected reflected light from other than the recording medium and the non-reflective tape can be prevented.
また、上記発明によれば、記録媒体のエッジを高速かつ高精度で検出でき、それにより記録媒体の所定の位置に精度よく印刷を行うことが可能になる。 Further, according to the above-described invention, the edge of the recording medium can be detected at high speed and with high accuracy, whereby printing can be accurately performed at a predetermined position on the recording medium.
本発明によれば、記録媒体のエッジは、センサが出力した信号のレベルが変化したときに出力される変化検知信号に基づいて検出されるので、センサの出力信号のレベル差が小さいために検出できなかった記録媒体のエッジを検出することが可能となり、また、センサの検出領域が記録媒体のエッジを横切る速度が速くなっても、記録媒体の表面状態に左右されず、不意の外乱光などの影響を受けずに、記録媒体のエッジを検出することが可能となる。したがって、エッジ検出の高速化および高精度化を図ることが可能になる。 According to the present invention, since the edge of the recording medium is detected based on the change detection signal output when the level of the signal output from the sensor changes, the level difference between the sensor output signals is detected. It becomes possible to detect the edge of the recording medium that could not be done, and even if the detection area of the sensor increases the speed of crossing the edge of the recording medium, it does not depend on the surface state of the recording medium, and unexpected disturbance light etc. The edge of the recording medium can be detected without being affected by the above. Therefore, it is possible to increase the speed and accuracy of edge detection.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態のプリンタ装置の主要構成を示すブロック図である。
図1において、プリンタ装置1は、例えばA1判やA0判ならびに大判ロール紙など、大判の用紙(記録媒体)を縦方向に間歇的に送っていくとともに、インクをドット噴射する印刷ヘッド60を横方向にスキャン(走査)させながら印刷を行っていく大判用紙用のインクジェットプリンタである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a printer apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a
プリンタ装置1は、CPU10と、紙送りモータドライバ20と、紙送りモータ21と、キャリッジ制御モータドライバ30と、キャリッジ制御モータ31と、エッジセンサ40と、センサ制御回路45と、印刷ヘッド60と、ヘッド制御部65とを含む。
The
CPU10は、プリンタ装置1の全体的な制御を司る。CPU10に接続されたメモリにプログラムが格納され、このプログラムにしたがってCPU10が動作し、プリンタ装置1を制御する。紙送りモータ21は、記録媒体である用紙を縦方向に送るための駆動部である。紙送りモータドライバ20は、モータ21の駆動を制御する。印刷ヘッド60は、インクのドットを噴射して印刷を行う。ヘッド制御部65は、印刷ヘッド60からのインクのドットを噴射させる。キャリッジ制御モータ31は、搬送部の一例であり、印刷ヘッド60およびエッジセンサ40を横方向に送る。キャリッジ制御モータドライバ30は、キャリッジ制御モータ31の駆動を制御する。
The
エッジセンサ40は、自己の検出領域に用紙がある場合に第1レベルの信号を出力し、また、その検出領域に用紙がない場合には第1レベルと異なる第2レベルの信号を出力する。エッジセンサ40は、例えば、用紙からの反射光、およびプラテン上の一領域に設置された無反射テープからの反射光を検出するフォトセンサなどである。センサ制御回路45は、エッジセンサ40が出力した信号を処理する。
The
図2は、印刷ヘッド60の搬送系の機構を示した模式図である。なお、図2において、図1に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the mechanism of the transport system of the
図2において、印刷ヘッド60は、横方向にスライド可能に構成されているキャリッジ70に取り付けられて、キャリッジ70が横方向にスライド移動されることでプラテン53およびプラテン53上にセットされた用紙5の上方を横方向にスキャン移動する。
In FIG. 2, the
また、キャリッジ70の側端には、エッジセンサ40が、その検出方向をプラテン53側に向けた状態で取りつけられ、印刷ヘッド60とともにスキャン移動する。
Further, the
キャリッジ70は、搬送部を構成する搬送ベルト機構71のスチールベルト72に固着され、搬送ベルト機構71の駆動プーリ73がキャリッジ制御モータ31により回転され、タイミングベルト79、従動プーリ74を介して横方向にスライド移動する。
The
また、キャリッジ70には、移動量を検出するためのリニアセンサ75が設けられ、リニアセンサ75は、キャリッジ70の移動方向に沿って固定的に配説されているリニアスケール76の検出溝を検出し、その検出溝をカウントしていくことで、キャリッジ70の移動量を検出する。
Further, the
リニアセンサ75からの検出出力(カウント値)は、キャリッジ制御モータ31のモータドライバ30、および、印刷ヘッド60のヘッド制御部65に入力され、キャリッジ70の移動量制御に使用されたり、印刷ヘッド60のインク噴出タイミングの制御に使用されたりする。
The detection output (count value) from the
図3は、プリンタ装置1内のエッジ検出機構、具体的には、エッジセンサ40とセンサ制御回路45とCPU10の一例を示したブロック図である。なお、図3において、図1、ないし図2に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an edge detection mechanism in the
エッジセンサ40は、発光素子40aと、光センサ40bとを含む。センサ制御回路45は、コンデンサC1と、抵抗R1と、オペアンプ45aと、コンデンサC2と、抵抗R2と、コンパレータ45bと、コンパレータ45cと、FPGA(Field Programmable Gate Array)45dとを含む。
The
発光素子40aは、エッジセンサ40の検出領域に向けて光を発する。発光素子40aは、抵抗R3と直列に接続されている。光センサ40bは、抵抗R4と直列に接続され、エッジセンサ40の検出領域内の物体による反射光を受光する。
The
このため、エッジセンサ40は、光センサ40bが受光した反射光の光量に応じたレベルの信号を端子Aから出力する。具体的には、エッジセンサ40は、自己の検出領域が用紙5のエッジを横切った際に、ステップ応答(用紙5なしの場合はレベル大で、用紙5ありの場合はレベル小)の信号を出力する。
For this reason, the
コンデンサC1は、このステップ応答から交流成分(微分波形)を得る。なお、端子Aで交流成分が生じるのは、エッジセンサ40が用紙のエッジを横切ったときである。
The capacitor C1 obtains an AC component (differential waveform) from this step response. The AC component is generated at the terminal A when the
オペアンプ45aは、反転入力端子(−端子)がコンデンサC1および抵抗R1を介して端子Aと接続され、非反転入力端子(+端子)が基準電圧Vref1と接続され、出力端子がコンデンサC2と抵抗R2の並列回路を介して反転入力端子と接続されている。オペアンプ45aは、コンデンサC1が抽出した交流成分を増幅する。オペアンプ45aにて増幅された交流成分は、変化検知信号として用いられる。 The operational amplifier 45a has an inverting input terminal (− terminal) connected to the terminal A via the capacitor C1 and the resistor R1, a non-inverting input terminal (+ terminal) connected to the reference voltage Vref1, and an output terminal connected to the capacitor C2 and the resistor R2. Are connected to the inverting input terminal via a parallel circuit. The operational amplifier 45a amplifies the AC component extracted by the capacitor C1. The AC component amplified by the operational amplifier 45a is used as a change detection signal.
コンデンサC1と抵抗R1とでハイパスフィルタが形成され、コンデンサC2と抵抗R2とでローパスフィルタが形成される。なお、コンデンサC1の静電容量をc1、抵抗R1の抵抗値をr1、コンデンサC2の静電容量をc2、抵抗R2の抵抗値をr2とする。 The capacitor C1 and the resistor R1 form a high pass filter, and the capacitor C2 and the resistor R2 form a low pass filter. The capacitance of the capacitor C1 is c1, the resistance value of the resistor R1 is r1, the capacitance of the capacitor C2 is c2, and the resistance value of the resistor R2 is r2.
このハイパスフィルタとこのローパスフィルタとで構成されるバンドパスフィルタの通過帯域(fCL=1/2πc1r1、fCH=1/2πc2r2)と、コンデンサC1で得られた微分波形の信号周波数とをマッチングさせることで、不要な帯域成分を除去できる。なお、微分波形の信号周波数は、キャリッジの移動速度に依存する。 By matching the pass band (fCL = 1 / 2πc1r1, fCH = 1 / 2πc2r2) of the bandpass filter constituted by this high-pass filter and this low-pass filter with the signal frequency of the differential waveform obtained by the capacitor C1. Unnecessary band components can be removed. The signal frequency of the differential waveform depends on the moving speed of the carriage.
図4は、バンドパスフィルタの通過帯域の設定例を説明するための説明図である。
図4に示されたように、バンドパスフィルタの通過帯域(fCL〜fCH)は、端子Aでの電圧変化の傾きに応じて設定されることが望ましい。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an example of setting the passband of the bandpass filter.
As shown in FIG. 4, the passband (fCL to fCH) of the bandpass filter is desirably set according to the slope of the voltage change at the terminal A.
コンパレータ45bは、オペアンプ45aの出力を、しきい値用の基準電圧Vref2と比較し、オペアンプ45aの出力が基準電圧Vref2より大きいと検出出力を発生する。コンパレータ45cは、オペアンプ45aの出力を、しきい値用の基準電圧Vref3と比較し、オペアンプ45aの出力が基準電圧Vref3より小さいと検出出力を発生する。
The
FPGA45dは、制御部の一例であり、コンパレータ45b、およびコンパレータ45cが検出出力を発生すると、その瞬間のリニアセンサ75の検出出力(カウント値)をハードウエア的に内蔵メモリに格納する。
The
CPU10は、FPGA45dに格納されたリニアセンサ75の検出出力(カウント値)を読み出すことで、用紙5のエッジ位置を取得する。
The
なお、コンデンサC1と、抵抗R1と、オペアンプ45aと、コンデンサC2と、抵抗R2とで形成される回路は、出力発生部45eの一例となり、エッジセンサ40が出力した信号レベルが変化したときに、端子Cにて変化検知信号を出力する。端子CはOPアンプの出力側、ここでAC結合し、増幅し、フィルタリングされた波形が得られる。出力ADCは予備的にレベルを取得するための手段である。
The circuit formed by the capacitor C1, the resistor R1, the operational amplifier 45a, the capacitor C2, and the resistor R2 is an example of the
次に、動作を説明する。
図5は、図3に示したプリンタ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。具体的には図5(a)は、エッジセンサ40と、プラテン53および用紙5との相対的な位置関係を示した説明図であり、図5(b)は端子Aの電圧波形、図5(c)は端子Bの電圧波形、図5(d)は端子Cの電圧波形である変化検知信号、図5(e)はコンパレータ45bの検出出力波形、図5(e)はコンパレータ45cの検出出力波形、を示す。
Next, the operation will be described.
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the printer apparatus shown in FIG. Specifically, FIG. 5A is an explanatory diagram showing a relative positional relationship between the
エッジセンサ40が、用紙5ではなくプラテン53(無反射テープ)を検出しているときには(期間T1)、端子Aでは高レベル(第2レベル)が維持される。このため、端子BおよびCは基準電圧Vref1に保持される。
When the
キャリッジ70が移動して、エッジセンサ40が用紙5のエッジを横切ると(タイミングT2)、端子Aではステップ応答が生じる(図5(b)参照)。
When the
コンデンサC1は、このステップ応答の微分成分を抽出する(図5(c)参照)。
この微分成分は、オペアンプ45aにて増幅されるが、コンデンサC1と抵抗R1とコンデンサC2と抵抗R2で形成されるバンドパスフィルタにて、その微分成分から、エッジ検知に関する周波数成分が抽出される(図5(d)参照)。
The capacitor C1 extracts a differential component of this step response (see FIG. 5C).
This differential component is amplified by the operational amplifier 45a, and a frequency component related to edge detection is extracted from the differential component by a band-pass filter formed by the capacitor C1, the resistor R1, the capacitor C2, and the resistor R2 ( (Refer FIG.5 (d)).
コンパレータ45bは、オペアンプ45aの出力を、しきい値用の基準電圧Vref2と比較し、オペアンプ45aの出力が基準電圧Vref2より大きいと検出出力を発生する。
The
コンパレータ45bが検出出力を発生すると、FPGA45dは、その瞬間のリニアセンサ75の検出出力(カウント値)をハードウエア的に内蔵メモリに格納する。CPU10は、FPGA45dに格納されたリニアセンサ75の検出出力(カウント値)を読み出すことで、用紙のエッジ位置を取得する。
When the
その後もキャリッジ70は移動するが、エッジセンサ40が、用紙5を検出しているときには(期間T3)、端子Aでは低レベル(第1レベル)が維持される。このため、端子BおよびCは基準電圧Vref1に保持される。
After that, the
さらにキャリッジ70が移動して、エッジセンサ40が用紙5のエッジを横切ると(タイミングT4)、端子Aではステップ応答が生じる(図5(b)参照)。
When the
コンデンサC1は、このステップ応答の微分成分を抽出する(図5(c)参照)。
この微分成分は、オペアンプ45aにて増幅されるが、コンデンサC1と抵抗R1とコンデンサC2と抵抗R2で形成されるバンドパスフィルタにて、その微分成分から、エッジ検知に関する周波数成分が抽出される(図5(d)参照)。
The capacitor C1 extracts a differential component of this step response (see FIG. 5C).
This differential component is amplified by the operational amplifier 45a, and a frequency component related to edge detection is extracted from the differential component by a band-pass filter formed by the capacitor C1, the resistor R1, the capacitor C2, and the resistor R2 ( (Refer FIG.5 (d)).
コンパレータ45cは、オペアンプ45aの出力を、しきい値用の基準電圧Vref3と比較し、オペアンプ45aの出力が基準電圧Vref3より小さいと検出出力を発生する。
The
FPGA45dは、コンパレータ45b、およびコンパレータ45cぞれぞれの検出出力があった瞬間のリニアセンサ75の検出出力(カウント値)、すなわち用紙5の左右のエッジ位置を個別のメモリ領域に格納する。
The
CPU10は、エッジの位置を確認しながら、印刷ヘッド60の動作を制御する。例えば、CPU10は、エッジの位置を基準に、印刷ヘッド60の動作タイミングを決定する。
The
本実施形態によれば、用紙5のエッジは、エッジセンサ40が出力した信号のレベルが変化したときに端子Cにて出力される変化検知信号に基づいて検出される。
According to the present embodiment, the edge of the
このため、エッジセンサ40の出力信号のレベル差が小さいために検出できなかった用紙(例えばトレーシングペーパ)のエッジを検出することが可能となり、また、エッジセンサ40の検出領域が用紙5のエッジを横切る速度が速くなっても、用紙5のエッジを検出することが可能となる。AC結合し、微分波形として増幅することで、わずかなレベル差も強調することができます。つまり、波形レベルで判断するのではなく、波形のエッジが立った位置を高精度で検知することができる。したがって、エッジ検出の高速化および高精度化を図ることが可能となる。
Therefore, it is possible to detect the edge of the paper (for example, tracing paper) that could not be detected because the level difference of the output signal of the
また、オペアンプ45aに接続されたコンデンサC1と抵抗R1、コンデンサC2と抵抗R2によって、バンドパスフィルタが形成されるため、低周波領域のノイズ(太陽光や、商用周波数(交流電源)によって明滅する照明からの外来光)、および、高周波領域のノイズ(インバータ蛍光灯などの外来光)をカットでき、エッジ検出の精度の悪化を防止することが可能となる。 In addition, since the bandpass filter is formed by the capacitor C1 and the resistor R1, and the capacitor C2 and the resistor R2 connected to the operational amplifier 45a, the illumination is flickering by low frequency noise (sunlight or commercial frequency (AC power supply)). ) And noise in the high frequency region (external light such as an inverter fluorescent lamp) can be cut off, and deterioration in edge detection accuracy can be prevented.
また、エッジ検出に用いる情報として、エッジセンサ40の出力信号のレベル変化が使用され、エッジセンサ40の出力信号レベルそのものが使用されないので、エッジセンサ40の感度のばらつきに起因する誤動作が起こりにくい。
Further, since the level change of the output signal of the
また、コンパレータ45bおよびコンパレータ45cの、二つのコンパレータを用いることで、オペアンプ45aの出力の、上下いずれの変化に対しても検出が可能となるため、キャリッジ70の1スキャンの間に、用紙5の左右いずれのエッジをも検出することができ、これはサンプリング回数を従来の技術の2倍にしていることにほかならないから、エッジ検知精度の向上が期待できる。
Further, by using two comparators, that is, the
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施例では、エッジセンサ40として、光センサを有するものを用いたが、エッジセンサ40として、プラテン53方向にある物体までの距離を検出する距離検知センサを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above-described embodiment, the
また、キャリッジ70の走行可能範囲内において、用紙5の外側、すなわちプラテン53(無反射テープ)からの反射光をエッジセンサ40が受光する状態(図5(d)の期間T1)が一定期間続いた後に、エッジセンサ40が用紙5のエッジを横切る瞬間(図5(d)のタイミングT2)にはじめて検知されたエッジの出力された瞬間にのみFPGA45dがリニアセンサ75の検出出力(カウント値)を格納すること、もしくは用紙5の内側、すなわち用紙5からの反射光をエッジセンサ40が受光する、用紙5の表面状態によっては比較的不安定な受光レベル状態(図5(d)の期間T3)の後に、エッジセンサ40が用紙5のエッジを横切りプラテン53(無反射テープ)からの反射光を受光する状態が一定期間続いた場合(図5(d)の期間T5)にその直前に検知された最後のエッジが出力された瞬間(図5(d)のタイミングT4)のみにFPGA45dがリニアセンサ75の検出出力(カウント値)を格納することによって、用紙5の表面状態や種類を問わず、安定的なエッジ検出を行うことができる。
Further, the state in which the
また、キャリッジ70の走行可能範囲内において、あらかじめエッジを検知する領域を制限することによって、用紙5とプラテン53(無反射テープ)以外からの不意の反射光による誤検知を防ぐことが出来る。
In addition, by limiting the area in which the edge is detected in advance within the travelable range of the
また、図6に示すように、キャリッジに複数のエッジセンサ40を設置しても良い。図6はキャリッジ70の左右端にそれぞれエッジセンサ40を設置した場合であるが、これによれば、キャリッジ70が用紙5上を走査するたびに、それぞれのエッジセンサ40が用紙5のエッジ上を横切ることでエッジの検知が2回行われることになる。また、2つのエッジセンサ40の検出領域は重なりが生じ、用紙5の同じ位置のエッジを検出できるように配置されている。これによって検知されたエッジ位置を平均して求めることで、エッジ位置のばらつきは、単独のエッジセンサ40によって検知した場合に比べ1/√2倍に縮減するため、エッジ検知精度の向上をはかることができる。もちろん、より多くのエッジセンサ40を設置することで、さらにエッジ検知精度の向上をはかることができる。仮にn個のセンサを使用した場合、それによってキャリッジ70が用紙5上を走査するたびに、n回のエッジ検知が行われ、これらを平均することで、エッジ位置のばらつきは1/√n倍に縮減できる。また、夫々のエッジセンサ40が用紙5の異なる位置のエッジを検出すように用紙5の搬送方向にずらして配置してもよい。この場合に用紙5の異なる位置のエッジをほぼ同時に取得することで、検出位置の固有の問題、例えば用紙5に切り欠けがあるような問題がある場合など、がある場合でもその問題による影響を小さくできる。
As shown in FIG. 6, a plurality of
また、図7には、異なる光学性能を有するエッジセンサ40を設置した例を示す。ここで示したエッジセンサ40aとエッジセンサ40bの光学性能の一例を図8に示す。図8(a)は検出領域の狭いエッジセンサの例であり、図8(b)は検出領域の広いエッジセンサの例である。エッジセンサ40aは光学レンズによって発光、受光の光芒それぞれ401a、402aが狭められる。これによって、エッジセンサ40aの検知範囲は403aで示されるように、狭くなる。エッジセンサ40aは、狭い検知範囲の中で急峻な受光レベルの変化が期待できることから、精度の高いエッジ位置検知が可能である。しかし、検出体の表面に鏡面反射成分が多い場合、検出体の傾きによっては発光側の光芒401aが適正な反射角で受光側の光芒402aに帰らず、大きな受光レベルの誤差を生じてしまう欠点がある。一方、エッジセンサ40bは光学レンズによって発行、受光の光芒それぞれ401b、402bが広がる。これによって、エッジセンサ40bの検知範囲は403aと、広い範囲となる。エッジセンサ40bは、広い検知範囲の中でゆるやかな受光レベルの変化を示すことから、検知精度こそ高くないが、検出体の表面状態によらず、安定的な検知が可能となる。これら40aや40bで示される異なる光学性能を有するエッジセンサ40を図7のように近接させて設置し、すなわち検出領域がエッジセンサ40aとエッジセンサ40bの検出領域が近接するように配置する。センサを2つ搭載した場合を説明したが、3つ以上でもよい。キャリッジ70が用紙5上を走査するたびに得られる2つのエッジ位置のうち、連続して得た受光レベルが安定しているもの、例えば、検出出力のばらつきの少ないもの、を採用することで、広範な用紙5の表面状態に対して安定的にエッジ位置を検知することができる。
FIG. 7 shows an example in which an
また、上記実施形態では、記録媒体(メディア)用紙を用いたが、記録媒体は記録用紙に限らず適宜変更可能である。 In the above embodiment, a recording medium (medium) sheet is used. However, the recording medium is not limited to the recording sheet and can be changed as appropriate.
また、本発明のエッジ検知装置は、インクジェットプリンタの幅方向の記録媒体のエッジの検出に適用されるのみならず、その他、記録媒体の位置特定が必要な様々な装置に有用に適用することができる。 In addition, the edge detection device of the present invention is not only applied to the detection of the edge of the recording medium in the width direction of the ink jet printer, but also can be usefully applied to various devices that need to specify the position of the recording medium. it can.
1・・・プリンタ装置、10・・・CPU、40・・・エッジセンサ、45・・・センサ制御回路、45a・・・オペアンプ、45b・・・コンパレータ、45c・・・コンパレータ、45d・・・FPGA、53・・・プラテン、60・・・印刷ヘッド、70・・・キャリッジ、C1・・・コンデンサ、C2・・・コンデンサ、R1・・・抵抗、R2・・・抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記センサは検出領域に前記記録媒体がある場合に、第1レベルの信号を出力し、該検出領域に該記録媒体がない場合に該第1レベルと異なる第2レベルの信号を出力し、
前記センサの前記検出領域が前記記録媒体のエッジを横切るように、前記センサを搬送する搬送部と、
前記センサが出力した信号のレベルが変化したときに該信号をバンドパスフィルタに通し増幅した変化検知信号を出力する出力発生部と、
前記出力発生部が出力した前記変化検知信号の立ち上り又は立ち下り方向の信号のいずれの変化に対して前記記録媒体が無い位置から有る位置に移動した場合と有る位置から無い位置に移動した場合の夫々の閾値電圧と比較した結果に基づいて前記記録媒体の前記エッジを検知する制御部と、
前記搬送部の移動方向に沿って配置されたリニアスケールを検出し、前記センサの位置を検出する位置検出手段と、
前記エッジ検知制御部で前記記録媒体の前記エッジが検知された時に前記位置検出手段によって検出する位置を抽出して記憶するメモリと、を有し、
該メモリに該記憶した位置に基づいて前記記録媒体の前記エッジの位置を取得することを特徴とするエッジ検出装置と、
前記搬送部に搭載され前記記録媒体に印刷を行う印刷ヘッドと、
前記エッジの位置に基づいて前記印刷ヘッドを制御し印刷する印刷制御部と、を有し、
前記センサは、設置位置の異なる第1センサと第2センサを含み、前記第1センサの検出領域と前記第2センサの検出領域の少なくとも一部が重なり、前記第1センサの検出領域は前記第2センサの検出領域よりも狭く、前記第1センサは前記第2センサより受光レベルの変化が急峻であり、前記第1センサと前記第2センサは、前記記録媒体の同じ位置の前記エッジを検出し、前記第1センサと前記第2センサの出力する信号に基づいて前記エッジを検知する前記制御部が前記記録媒体の前記エッジを検知し、
前記エッジ検出装置は、前記第1センサの出力に基づいて取得した前記記録媒体のエッジ位置と前記第2センサの出力に基づいて取得した前記記録媒体の前記エッジの位置を平均する演算をし、該演算の結果を前記記録媒体の前記エッジの位置とすることを特徴とする記録装置。 An edge detection device that detects an edge of a recording medium on which printing is performed by a sensor,
The sensor outputs a first level signal when the recording medium is in the detection area, and outputs a second level signal different from the first level when the recording area is not present in the detection area,
A transport unit for transporting the sensor such that the detection area of the sensor crosses an edge of the recording medium;
An output generator for outputting a change detection signal obtained by amplifying the signal through a band-pass filter when the level of the signal output from the sensor changes;
When the recording medium is moved from a position where there is no recording medium to a position where the recording medium is moved with respect to any change in the rising or falling direction signal of the change detection signal output by the output generator A control unit for detecting the edge of the recording medium based on a result of comparison with each threshold voltage;
Position detecting means for detecting a linear scale arranged along the moving direction of the transport unit and detecting the position of the sensor;
A memory for extracting and storing a position detected by the position detecting means when the edge of the recording medium is detected by the edge detection control unit;
An edge detection device that acquires the position of the edge of the recording medium based on the position stored in the memory ;
A print head mounted on the transport unit for printing on the recording medium;
A print control unit that controls and prints the print head based on the position of the edge;
The sensor includes a first sensor and a second sensor having different installation positions, and at least a part of the detection area of the first sensor overlaps the detection area of the second sensor, and the detection area of the first sensor is the first sensor. The detection area of the first sensor is narrower than that of the second sensor. The first sensor and the second sensor detect the edge at the same position of the recording medium. The control unit that detects the edge based on signals output from the first sensor and the second sensor detects the edge of the recording medium,
The edge detection device calculates an average of the edge position of the recording medium acquired based on the output of the first sensor and the edge position of the recording medium acquired based on the output of the second sensor; A recording apparatus characterized in that a result of the calculation is set to the position of the edge of the recording medium .
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