JP6241170B2 - 画像形成装置、画像形成方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置、画像形成方法、プログラムに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。

記録ヘッドを往復移動されるキャリッジに搭載して画像を形成する画像形成装置にあっては、キャリッジの移動中に用紙の紙浮きや装置内に誤って入った異物がキャリッジと接触する等の異常が発生した場合、速やかにキャリッジを停止する必要がある。

そこで、従来、キャリッジを駆動するときに、位置、速度駆動指令値の算出処理を行いながら、リニアエンコーダによってキャリッジの位置、速度情報を取得し、これらをフィードバックし、キャリッジ位置又は速度指令値と現在のキャリッジの位置、速度値との差分情報からキャリッジの駆動状態を判断し、差分値が許容値を越えたときにキャリッジを停止させるものが知られている（特許文献１）。

特開２００６−２４００２６号公報

しかしながら、キャリッジに対する駆動力が強い、あるいは、キャリッジに重量が重い画像形成装置にあっては、キャリッジの移動中にキャリッジが浮き上がった用紙や異物と干渉しても、キャリッジの位置、速度に変化が発生しないことがある。

そのため、特許文献１に開示の構成にあっては、速やかにキャリッジを停止させることができず、記録ヘッドの吐出面が損傷し、あるいはキャリッジが損傷するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、キャリッジの移動中における用紙や異物との干渉を速やかに検出してキャリッジを停止できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジと、
前記キャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、
前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果からＰＷＭ指令値を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持する保持手段と、
前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値を越えたときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力する手段と、
前記保持手段に保持する前記ＰＷＭ指令値の最小値を変更するとき、変更前の前記ＰＷＭ指令値の最小値と変更後の前記ＰＷＭ指令値の最小値の差を、保持している前記ＰＷＭ指令値の最大値から減算して前記ＰＷＭ指令値の最大値とする手段と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、キャリッジの移動中における用紙や異物との干渉を速やかに検出してキャリッジを停止できる。

本発明に係る画像形成装置の一例の外観斜視説明図である。 同装置の側面模式的説明図である。 同装置の画像形成部の要部平面説明図である。 同装置の制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。 キャリッジの速度制御の一例の説明に供するキャリッジの１回の走査（正転動作）におけるキャリッジ速度のＰＷＭ値のデューティ比（Ｄｕｔｙ比）の指令値変化を説明する説明図である。 ＰＷＭ指令値と電圧の関係の一例を説明する説明図である。 キャリッジの速度制御の一例の説明に供するキャリッジの１回の走査（反転動作）におけるキャリッジ速度のＰＷＭ値のデューティ比（Ｄｕｔｙ比）の指令値変化を説明する説明図である。 キャリッジの移動中にキャリッジが異物と干渉したときキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化の一例を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態における主走査モータ制御の説明に供するフロー図である。 図９の加速領域処理の一例を示すフロー図である。 図９の等速領域処理１の一例を示すフロー図である。 図９の等速領域処理２の一例を示すフロー図である。 図９の減速領域処理の一例を示すフロー図である。 本発明の第２実施形態における図９の加速領域処理の説明に供するフロー図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する画像形成部の要部平面説明図である。 同じく等速領域においてＰＷＭ指令値の変動幅が大きいときに最小側で異物と誤検出したときのキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化の説明に供する説明図である。 同じくＰＷＭ指令値の幅が大きいときに最小側で異物と誤検出しないようにしたときのキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化の説明に供する説明図である。 同実施形態に係る図９における等速領域処理１の一例を示すフロー図である。 同じく図９の等速領域処理２の一例を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同画像形成装置の外観斜視説明図、図２は同じく側面模式的説明図、図３は同じく画像形成部の要部平面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置した給紙装置１０２とを備えている。なお、給紙装置１０２は装置本体１０１と別体で装置本体１０１の下側に配置されるものであるが、図２では便宜上装置本体１０１と一体で図示している。

装置本体１０１の内部には、給紙装置１０２から給紙されるロール状媒体であるロール紙１２０に画像を形成する画像形成部である画像形成部１０３が配置されている。

画像形成部１０３は、図示しない両側板にガイド部材であるガイドロッド１及びガイドステー２が掛け渡され、これらのガイドロッド１及びガイドステー２にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向、キャリッジ移動方向）に移動可能に保持されている。

そして、主走査方向の一方側にはキャリッジ５を往復移動させる駆動源である主走査モータ８が配置されている。この主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ９と主走査方向他方側に配置された従動プーリ１０との間にタイミングベルト１１が掛け回されている。このタイミングベルト１１にキャリッジ５の図示しないベルト保持部が固定され、主走査モータ８を駆動することによってキャリッジ５を主走査方向に往復移動させる。

キャリッジ５には、液体吐出ヘッド及びヘッドに液体を供給するヘッドタンクを一体にした複数（ここでは、４個）の記録ヘッド６ａ〜６ｄ（区別しないときは「記録ヘッド６」という。）が搭載されている。

ここで、記録ヘッド６ａと記録ヘッド６ｂ〜６ｄは主走査方向と直交する方向である副走査方向に１ヘッド分（１ノズル列分）位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド６は、液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて搭載している。

また、記録ヘッド６ａ〜６ｄはいずれも２列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド６ａ、６ｂは、いずれのノズル列からも同色である黒色の液滴を吐出する。記録ヘッド６ｃは、一方のノズル列からシアン（Ｃ）の液滴を吐出し、他方のノズル列は未使用ノズル列としている。また、記録ヘッド１１ｄは、一方のノズル列からイエロー（Ｙ）の液滴を、他方のノズル列からマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出する。

これにより、モノクロ画像については記録ヘッド６ａ、６ｂを使用して１スキャン（主走査）で２ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド６ｂ〜６ｄを使用して形成することができる。なお、ヘッド構成はこれに限るものではなく、複数の記録ヘッドを主走査方向に全て並べて配置するものでもよい。

記録ヘッド６のヘッドタンクには、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ６０から供給チューブを介して各色のインクが供給される。

また、キャリッジ５の移動方向に沿ってエンコーダシート４０が配置され、キャリッジ５にはエンコーダシート４０を読取るエンコーダセンサ４１が設けられている。これらのエンコーダシート４０及びエンコーダセンサ４１によってリニアエンコーダ４２を構成し、リニアエンコーダ４２の出力からキャリッジ５の位置及び速度を検出する。

一方、キャリッジ５の主走査領域のうち、記録領域では、給紙装置１０２からロール紙１２０が給送され、搬送手段２１によってキャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向、用紙搬送方向：矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

搬送手段２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール状媒体であるロール紙１２０を搬送する搬送ローラ２３及び搬送ローラ２３に対向配置した加圧ローラ２４を有している。そして、搬送ローラ２３の下流側に、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材２５と、搬送ガイド部材２５の吸引穴から吸引を行う吸引手段としての吸引ファン２６とを有している。

この搬送手段２１の下流側には、図２に示すように、記録ヘッド６で画像が形成されたロール紙１２０を所定の長さで切断する切断手段としてのカッタ２７が配置されている。

さらに、キャリッジ５の主走査方向の一方側には搬送ガイド部材２５の側方に記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復機構８０が配置されている。

給紙装置１０２は、ロール体１１２を有している。ロール体１１２は、芯部材である管１１４に長尺のロール状媒体であるシート（これを上述したように「ロール紙」という。）１２０をロール状に巻き付けたものである。

ここで、本実施形態では、ロール体１１２として、ロール紙１２０の終端を管１１４に糊付けなどの接着で固定したもの、ロール紙１２０の終端を管１１４に糊付けなどで接着していない非固定のもののいずれも装着可能である。

そして、装置本体１０１側には、給紙装置１０２のロール体１１２から引き出されるガイドするガイド部材１３０と、ロール紙１２０を湾曲させて上方に給送する搬送ローラ対１３１とが配置されている。

搬送ローラ対１３１を回転駆動することで、ロール体１１２から繰り出されるロール紙１２０は、搬送ローラ対１３１とロール体１１２間で張られた状態で搬送される。そして、ロール紙１２０は、搬送ローラ対１３１を経て、搬送手段２１の搬送ローラ２３と加圧ローラ２４との間に送り込まれる。

このように構成したこの画像形成装置においては、キャリッジ５を主走査方向に移動し、給紙装置１０２から給送されるロール紙１２０を、搬送手段２１によって間欠的に送る。そして、記録ヘッド６を画像情報（印字情報）に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、ロール紙１２０上に所要の画像が形成される。この画像が形成されたロール紙１２０は、カッタ２７で所定の長さにカットされ、装置本体１０１の前面側に配置される図示しない排紙ガイド部材に案内されてバケット内に排出されて収納される。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図４のブロック説明図を参照して説明する。

制御部４００は、ＣＰＵ４０１、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）４０３と、ＲＡＭ４１１、ＲＯＭ４１２、ＮＶＲＡＭ４１３、モータドライバ４１４などを有している。

ＣＰＵ４０１の演算部４０２はＦＰＧＡ４０３の各部と通信を行う。

ＦＰＧＡ４０３では、ＣＰＵ４０１と通信を行うＣＰＵ制御部４０４と、ＲＯＭ４１２やＲＡＭ４１１などのメモリにアクセスするためのメモリ制御部４０５と、ＮＶＲＡＭ４１３と通信を行うＩ２Ｃ制御部４０６を構成している。

また、ＦＰＧＡ４０２では、装置の周囲温度及び周囲湿度を検出する手段である温湿度センサ４１５、エンコーダセンサ４１６などのセンサ信号の処理を行うセンサ処理部４０７を備えている。センサ処理部４０７は、リニアエンコーダ４２の出力信号からキャリッジ５の位置信号及び速度信号を生成する生成手段を構成している。

また、主走査モータ８を含む各部のモータ４１７を駆動制御するモータ制御部４０８を構成している。

なお、エンコーダセンサ４１６には、前述したキャリッジ５の位置や速度を検出するリニアエンコーダ４２のエンコーダセンサ４１、搬送ローラ２３の回転量などを検出する図示しないロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ等を含む。

また、モータ４１７には、前述した主走査モータ８の他、搬送ローラ２３を回転駆動する副走査モータ、搬送ローラ対１３１などを回転駆動する給紙モータなどが含まれる。モータとしては、例えばＤＣモータやステッピングモータなどを使用できる。

ここで、モータ４１７に含まれる主走査モータ８の動作について説明する。

ＣＰＵ４０１は、動作開始指示と共に、移動速度、移動距離をモータ制御部４０８に指示する。

ＣＰＵ４０１からの指示を受けたモータ制御部４０８は、速度指示・移動距離指示情報から駆動プロファイルを作成し、エンコーダセンサ４１６に含まれるエンコーダセンサ４１からセンサ処理部４０７を経由して得たエンコーダ情報との比較を行う。そして、ＰＷＭ指令値を算出して、モータドライバ４１４にＰＷＭ指令値を出力する。

モータ制御部４０８は、所定の動作を終了すると、ＣＰＵ４０１に動作終了を通知し、ＣＰＵ４０１は動作終了の指示を受け取る。

なお、モータ制御部４０８が駆動プロファイルを作成する代わりに、ＣＰＵ４０１が駆動プロファイルを作成して、モータ制御部４０８に指示を与えるようにすることもできる。

つまり、ここでは、ＣＰＵ４０１とモータ制御部４０８とによってキャリッジ５の駆動源である主走査モータ８をＰＷＭ制御で駆動制御する駆動制御手段を構成している。

また、本実施形態では、ＣＰＵ４０１は、印刷枚数（印字枚数）を計測（カウント）し、また、キャリッジ５の移動回数（スキャン回数）を計測（カウント）する処理も行っている。

なお、本発明における検出手段、算出手段、比較手段、キャリッジの駆動を停止する指示を出力する手段などはこの制御部４００によって構成している。また、保持手段はＲＡＭ４１１，ＮＶＲＡＭ４１３、あるいは、モータ制御部４０８内に設けたメモリなどによって構成している。

次に、キャリッジの速度制御の一例について図５を参照して説明する。図５はキャリッジの１回の走査（正転動作）におけるキャリッジ速度のＰＷＭ値のデューティ比（Ｄｕｔｙ比）の指令値変化を説明する説明図である。

本実施形態では、キャリッジ５を走査する主走査モータ８の駆動制御は、ＰＷＭ制御で行い、ＰＩ制御ループを持つサーボシステムによって行っている。このシステムでは、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を決める指令値（以下、「ＰＷＭ指令値」）を変化させることでキャリッジ速度を制御する。

ここで、ＰＷＭ指令値は、例えば図６に示すように割り当てている。

このように、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を制御してモータ速度を制御する一例について説明する。

まず、外部からの指示速度からエンコーダ等の位置や速度の検出手段によって検出された制御対象（ここではキャリッジ）の移動速度或いはモータの回転速度を減算し、速度誤差（Ｖｅ）を計算する。

次に、（１）式に従って、操作量（ここでは、ＰＷＭのＤｕｔｙ比）を算出する。なお、（１）式中、Ｋｐは比例制御定数、Ｋｉは積分制御定数である。

この算出値に従ってモータドライバ４１４に与えるＰＷＭ指令値を変化させることにより、キャリッジ５の速度制御を行う。

なお、本実施形態では、ＰＩ制御を行っているが、ＰＩＤ（比例積分微分）制御を行うこともできる。

図５に戻って、キャリッジの速度制御は、主走査モータ８の起動後の加速領域では、キャリッジ動作による騒音や振動が発生しないように徐々にキャリッジ５を加速する。

そして、キャリッジ５が所定の目標位置に達すると、等速制御に移行し、等速制御を行う等速領域で、記録ヘッドを駆動して画像を形成する。

画像形成後、減速領域に移行して、主走査モータ８を速やかに減速して停止する。

この場合、等速領域、減速領域においては急激な速度変動によって騒音等が発生しないように、更に等速領域においては記録精度を乱さないように制御することになる。

なお、キャリッジの反転動作におけるキャリッジ速度のＰＷＭ値のデューティ比（Ｄｕｔｙ比）の指令値変化の一例を図７に示している。

次に、キャリッジの移動中にキャリッジが異物と干渉したときキャリッジの動作について図８を参照して説明する。図８はキャリッジの移動中にキャリッジが異物と干渉したときキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化の一例を説明する説明図である。

ここでは、等速領域での等速制御中に、ＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘ（以下、「Ｍａｘ値」とも表記する。）と最小値ｍｉｎ（以下「Ｍｉｎ値」とも表記する。）とを保持して、最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの幅（これを、「変動幅」という。）ΔＰＷＭを算出する。

そして、算出した変動幅ΔＰＷＭと予め設定した閾値とを比較することで、異物検知（キャリッジが異物と干渉したか否かの検出）を行っている。

すなわち、キャリッジ５が等速移動中に異物と干渉すると、モータ制御部４０８は、エンコーダセンサ４１による検出速度（検出位置）と目標速度（目標位置）との差分量が大きくなるため、ＰＷＭ指令値を変化させて主走査モータ８の速度を上げようとする。

そして、ＰＷＭ指令値が変化すると、ＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの変動幅ΔＰＷＭが大きくなっていく。そこで、予め設定されたＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭの閾値を越えたときには、強制的に主走査モータ８のＰＷＭ指令値をモータ停止指示（図６の例ではＰＷＭ指令値２０００）に変化させ、主走査モータ８の駆動を停止させ、キャリッジ５を停止させる。

このように、ＰＷＭ指令値の変動幅で閾値を設定することによって、キャリッジが異物と干渉したことを確実に精度良く検出判定することができる。

すなわち、キャリッジの等速領域におけるＰＷＭ指令値は、負荷などの影響によって変化し、毎回同じ指令値になるとは限らない。これに対し、ＰＷＭ指令値の変動幅は、負荷が変動しても変化せず、ＰＷＭ指令値にオフセットがかかるような形でＰＷＭ指令値が変化する。

例えば、負荷が重くなれば、同じ速度でもＰＷＭ指令値が上がり、負荷が軽くなれば、同じ速度でもＰＷＭ指令値が下がることになるが、ＰＷＭ指令値の変動幅はほとんど変化しない。

したがって、ＰＭＷ指令値の変動幅に対応する閾値を設定しておくことによって、負荷変動があっても、同じ閾値で異物検知が可能になる。

また、印字モード（速度を画質に対して優先するモード、あるいは、画質を速度に対して優先するモードなど）、用紙セット時などの動作の違いによっても、等速領域の速度が変化する。

この場合、ＰＭＷ指令値の変動幅で閾値を設定しておくことによって、同じ閾値で異物検知が可能になる。

さらに、周囲環境の変化によるＰＷＭ指令値のバラツキに対しても対応することができるようになる。

次に、本発明の第１実施形態における主走査モータ制御について図９のフロー図を参照して説明する。

モータ制御部４０８は、まず、加減速処理を行う（Ｓ１０１）。

次に、本動作が１回目の動作（初めてキャリッジを移動させる動作）か否かを判別する（Ｓ１０２）。

そして、１回目の動作であれば、等速領域処理１に移行する（Ｓ１０３）。１回目の動作としては、電源ＯＮ時や省エネモード（装置の少なくとも一部の電力供給を遮断するモード）からの復帰時などが該当する。

この等速領域処理１内において、異物検知がなければ、減速領域処理に移行し（Ｓ１０５）、主走査モータ制御の処理を終了する。

また、等速領域処理１内において、異物検知があったときには、そのままモータ制御の処理を終了して、キャリッジ５を停止する。

これに対し、Ｓ１０２において、１回目の動作でなければ、つまり、２回目以降の動作であれば、等速領域処理２に移行する（Ｓ１０４）。

この等速領域処理２内において、異物検知がなければ、減速領域処理に移行し（Ｓ１０５）、主走査モータ制御の処理を終了する。

また、等速領域処理２内において、異物検知があったときには、そのままモータ制御の処理を終了して、キャリッジ５を停止する。

なお、ここでは、異物検知を等速領域で行っているが、等速領域でなくても少なくとも、等速領域中の印字領域で行えばよい。

次に、図９の加速領域処理について図１０を参照して説明する。

まず、ＰＷＭ指令値を変化させて、主走査モータ８を起動（ＯＮ）し（Ｓ１１１）、キャリッジ５の移動を開始する。

そして、キャリッジ５の移動に伴ってリニアエンコーダ４２のエンコーダセンサ４１からの出力される信号を入力し（Ｓ１１２）、この結果からキャリッジ５の位置・速度を算出する（Ｓ１１３）。

ついで、位置・速度の算出結果から、ＰＷＭ指令値を決定し、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を調整する（モータ出力調整をする）（Ｓ１１４）。

キャリッジ５が等速領域に到達するまで、上記Ｓ１１２〜Ｓ１１５の処理（制御）を繰り返し、主走査モータ８を加速させて、等速領域に到達したところで、この加速領域処理を終了する。

次に、図９の等速領域処理１について図１１のフロー図を参照して説明する。

この等速領域処理１では、主走査モータ８の等速制御とともに、用紙の紙浮きや異物の検知（これらを併せて「異物検知」と称している。）を行うための閾値の設定、異物検知の処理も行っている。

まず、モータ出力調整をＰＷＭ指令値の変更によって行う（Ｓ２０１）。そして、エンコーダセンサ４１の信号を入力し（Ｓ２０２）、この結果から位置・速度の算出を行う（（Ｓ２０３）。

そして、位置・速度の計算結果から、ＰＷＭ指令値を決定し、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を調整する（Ｓ２０４）。

ついで、調整した結果、ＰＷＭ指令値が等速領域内で最大値ｍａｘ又は最小値ｍｉｎであるときには、その値をメモリ（格納手段）に格納保持する（Ｓ２０５）。メモリとしては、ＲＡＭ４１１を使用することも、モータ制御部４０８内のモータ制御専用のＲＡＭなどでもよい。

そして、保持したＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの結果からＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭを算出する（Ｓ２０６）。

その後、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていないか否かを判別する（Ｓ２０７）。

ここで、前述したように電源ＯＮ後、省エネモードからの復帰などによる１回目の動作のときには、閾値の初期値を使用する。この閾値の初期値は、例えばＲＯＭ４１２に格納保持されており、これをＲＡＭ４１１に展開することで事前に設定されている。

このとき、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていなければ、キャリッジ５が減速領域に達したか否かを判別し（Ｓ２０８）、減速領域に到達するまで上記Ｓ２０２〜２０７の処理を継続する。

そして、減速領域到達後、保持されたＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎから検出されたＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭに予め定めた係数を乗じて、異物検知の閾値を算出設定する。この算出設定した閾値はメモリ（格納手段）に格納する（Ｓ２０９）。これらの処理で閾値の再設定を行っている。その後、この等速領域処理１を終了する。

これに対し、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていれば、異物を検知したことを割込み処理にてＣＰＵ２０１に通知する（Ｓ２０９）。そして、強制的に主走査モータ８のＰＷＭ指令値をモータ停止指示（前記の例ではＰＷＭ指令値２０００）に変化させ、主走査モータ８を停止させる（Ｓ２１１）。その後、等速領域処理１を終了する。

このように、ＰＷＭ指令値の変動幅と閾値とを比較して異物検知を行うことによって、キャリッジが異物と干渉したことを確実に精度良く検出判定することができる。

次に、上記等速領域処理１において、閾値の初期値に代えて、前回実行時（通電時）の閾値をメモリに保存している場合に、当該保存している閾値を使用する例について説明する。

この場合には、電源ＯＮ後や省エネモードからの復帰による１回目の動作では、前回の閾値で異物検知の判別を行う。前回の閾値は、電源ＯＮ時に、例えばＮＶＲＡＭ４１３に格納保持された値を例えばＲＡＭ４１１に展開して事前に設定する。

そして、上記で説明したように、ＰＷＭ指令値の変動幅が閾値を越えていなければ、減速領域に到達したときに、前述したＰＷＭ指令値の変動幅に予め定めた係数を乗じて、異物検知の閾値を算出設定する。この算出設定した閾値はメモリ（格納手段）に格納する。

また、ＰＷＭ指令値の変動幅が閾値を越えていれば、異物を検知したことをＣＰＵ２０１に通知し、強制的に主走査モータ８のＰＷＭ指令値をモータ停止指示に変化させ、主走査モータ８を停止させる処理を行う。

上述した等速領域処理１において、毎回閾値を算出設定するのは、次の理由による。

つまり、電源ＯＮ時に設定されている閾値の初期値は、エンコーダシートの汚れによるＰＷＭ指令値のバラツキも考慮に入れ、誤検知を生じないように予め余裕を持たせたＰＷＭ指令値の変動幅に基づいて設定している。

しかしながら、経時的に、例えばミストや紙粉の付着などによってエンコーダシート４０が汚れてくると、等速領域のＰＷＭ指令値のバラツキが大きくなり、ＰＷＭ指令値の変動幅が大きくなる。

そこで、１回目の動作にて、閾値の再設定を行うことによって、装置置毎のＰＷＭ指令値のバラツキに適した閾値を設定して、誤検知をすることなく、速やかに確実に異物検知を行えるようにしている。

また、前回通電時の閾値がメモリに格納保持されている場合でも、電源ＯＮ後や省エネモードからの復帰時の１回目の動作を行うときに、毎回閾値の再設定を行う。これにより、経時的なエンコーダシートの汚れによる、ＰＷＭ指令値のバラツキの変化にも対応することができるようになる。

次に、閾値の再設定を行うときのキャリッジ速度について説明する。

等速領域では、キャリッジの速度が上がるほど、ＰＷＭ指令値のバラツキが大きくなり、低速なほど、ＰＷＭ指令値のバラツキが小さくなる。

そこで、閾値の再設定を行うときには、装置固有の最高動作速度でキャリッジを走査する。これにより、すべてのキャリッジ速度に対して、誤検知することなく、制御することが可能になる。

また、本実施形態においては、前述したように、電源投入後のキャリッジの１回目の移動動作を行うとき、あるいは、省エネモードからの復帰後のキャリッジの１回目の移動動作を行うときに、閾値の再設定を行っているが、これに限られない。

例えば、ＣＰＵ４０１で印刷枚数をカウントし、印刷枚数のカウント値（計数値）が所定の枚数になったときに、閾値の再設定を行うようにすることができる。

また、ＣＰＵ４０１でキャリッジ５の移動回数（スキャン回数）をカウントし、スキャン回数のカウント値が所定の回数になったときに、閾値の再設定を行うようにすることができる。

また、温湿度センサ４１５の情報をセンサ処理部４０７から受け取り、温度変化及び湿度変化の少なくともいずれかが所定値を越えたときに、閾値の再設定を行うようにすることができる。

なお、これらの各閾値の再設定条件を組み合わせることもできる。

この場合、前記図９で説明したＳ１０２の処理を上述した各再設定条件に変更する（組み合わせを含む）ことによって行うことができる。

次に、図９の等速領域処理２について図１２のフロー図を参照して説明する。

この等速領域処理２では、主走査モータ５の等速制御とともに、用紙の紙浮きや異物の検知（異物検知）を行うための閾値の設定、異物検知の処理も行っている。

まず、モータ出力調整をＰＷＭ指令値の変更によって行う（Ｓ３０１）。そして、エンコーダセンサ４１の信号を入力し（Ｓ３０２）、この結果から位置・速度の算出を行う（（Ｓ３０３）。

そして、位置・速度の計算結果から、ＰＷＭ指令値を決定し、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を調整する（Ｓ３０４）。

ついで、調整した結果、ＰＷＭ指令値が等速領域内で最大値ｍａｘ又は最小値ｍｉｎであるときには、その値をメモリ（格納手段）に格納保持されている前回までの値に上書きして格納保持する（Ｓ３０５）。

そして、保持したＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの結果からＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭを算出する（Ｓ３０６）。

その後、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていないか否かを判別する（Ｓ３０７）。

このとき、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていなければ、キャリッジ５が減速領域に達したか否かを判別し（Ｓ３０８）、減速領域に到達するまで上記Ｓ３０２〜３０７の処理を継続する。

そして、減速領域到達後、この等速領域処理２を終了する。

これに対し、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値を越えていれば、異物を検知したことを割込み処理にてＣＰＵ２０１に通知する（Ｓ３０９）。そして、強制的に主走査モータ８のＰＷＭ指令値をモータ停止指示（前記の例ではＰＷＭ指令値２０００）に変化させ、主走査モータ８を停止させる（Ｓ３１０）。その後、等速領域処理２を終了する。

このように、ＰＷＭ指令値の変動幅と閾値とを比較して異物検知を行うことによって、キャリッジが異物と干渉したことを確実に精度良く検出判定することができる。

次に、図９の減速領域処理について図１３のフロー図を参照して説明する。

まず、ＰＷＭ指令値を変化させて、モータ出力調整をする（Ｓ１２１）。そして、キャリッジ５の移動に伴ってリニアエンコーダ４２のエンコーダセンサ４１からの出力される信号を入力し（Ｓ１２２）、この結果からキャリッジ５の位置・速度を算出する（Ｓ１２３）。

ついで、位置・速度の算出結果から、ＰＷＭ指令値を決定し、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を調整する（モータ出力調整をする）（Ｓ１２４）。

キャリッジ５が目標位置に到達するまで、上記Ｓ１２２〜Ｓ１２５の処理（制御）を繰り返し、主走査モータ８を減速させて、目標位置に到達したところで、この減速領域処理を終了する。

次に、本発明の第２実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同実施形態における図９の加速領域処理の説明に供するフロー図である。

前記第１実施形態では、加速領域と等速領域を、所定の位置や速度、又は時間などに従って切替えるようにしているのに対し、本実施形態では、出力の変化で加速領域から等速領域へ切替えるようにしている。

出力減少状態でＰＷＭ指令値の最小値ｍｉｎを上書きする形で格納保持を続けることで、加速領域内で起こる出力ピーク後のＰＷＭ指令値の最小値を保持することが可能になる。また、格納保持したＰＷＭ指令値の最小値ｍｉｎは、前記第１実施形態と同様に、等速領域処理で継続して使用する。

なお、出力減少後に出力増加を検出した場合は、等速領域に到達したとして加速領域処理を終了する。

つまり、図１４を参照して、ＰＷＭ指令値を変化させて、主走査モータ８を起動（ＯＮ）し（Ｓ１３１）、キャリッジ５の移動を開始する。

そして、キャリッジ５の移動に伴ってリニアエンコーダ４２のエンコーダセンサ４１からの出力される信号を入力し（Ｓ１３２）、この結果からキャリッジ５の位置・速度を算出する（Ｓ１３３）。

ついで、位置・速度の算出結果から、ＰＷＭ指令値を決定し、ＰＷＭのＤｕｔｙ比を調整する（モータ出力調整をする）（Ｓ１３４）。

その後、調整した結果、ＰＷＭ指令値が加速領域内で、出力減少中、かつ、最小値であるときには、その値をメモリ（格納手段）にＰＷＭ指令値の最小値Ｍｉｎとして上書きする形で格納保持する（Ｓ１３５、Ｓ１３６）。

そして、出力減少後に出力が増加するまで、Ｓ１３２〜Ｓ１３６の処理を繰り返し、主走査モータ８を加速させて、出力が増加したとき（Ｓ１３７）に、この加速領域処理を終了する。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。まず、同実施形態における機構部について図１５の要部平面図を参照して説明する。

本実施形態では、キャリッジ５には、液体吐出ヘッド及びヘッドに液体を供給するヘッドタンクを一体にした複数（ここでは、４個）の記録ヘッド６ａ〜６ｄ（区別しないときは「記録ヘッド６」という。）が主走査方向に一列に配置されて搭載されている。

そして、例えば、記録ヘッド６ａは黒色（Ｋ）の液滴を、記録ヘッド６ｂはシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド６ｃはマゼンタ（Ｍ）の液滴を、記録ヘッド６ｄはイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

記録ヘッド６のヘッドタンクには、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ６０から供給チューブ６２を介して各色のインクが供給され、供給チューブ６２は、チューブガイド６１によって接触部のみ保持される。

なお、その他の構成は前記画像形成装置と同様である。

次に、上述したチューブガイド（供給チューブの屈曲）による負荷変動による異物検出の誤検出について図１６を参照して説明する。図１６は、等速領域においてＰＷＭ指令値の変動幅が大きいときに最小値側で異物として誤検出したときのキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化を示す説明図である。

前述したようにキャリッジの等速領域において、異物に接触した場合は、図８に示すとおりであるが、異物ではないものによってＰＷＭ指令値の変動幅が大きくなることがある。

例えば、キャリッジ５上の記録ヘッド６に接続された供給チューブ６２が屈曲することで、その反力がキャリッジ５に影響して負荷変動を与えることがある。

この場合、多少の最小値の変化で予め設定されたＰＷＭ指令値の変動幅の閾値を超えてしまい、強制的に主走査モータ８のＰＷＭ指令値をモータ停止指示（ＰＷＭ指令値２０００）に変化させ、主走査モータ８を停止させてしまうことになる。これが、異物誤検出である。

すなわち、図１６に示すように、等速領域において、チューブガイド６１及び供給チューブ１６２による負荷（ただし、図１６ではチューブガイド６１のみ注記している。）によって、ＰＷＭ指令値が増加している。

その後、通常動作の値近くまで戻るものの、負荷が軽くなったことで、ＰＷＭ値の最小値が下がったときに最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎから算出される変動幅ΔＰＷＭの値が、設定された閾値を越えてしまうことで、キャリッジ５が停止してしまう。

そこで、本実施形態において、上述したようにＰＷＭ指令値の幅が大きいときでも最小値側で異物と誤検出しないようにしたときのキャリッジのＰＷＭのＤｕｔｙ比の指令値変化について図１７を参照して説明する。

ここでは、異物ではないものの負荷変動によって最小値ｍｉｎが変化することで、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭが閾値の幅を越えてしまうことがないように、最小値ｍｉｎが変化したときには、同時に最大値ｍａｘからその変化量Δｍｉｎを減算するようにしている。

これにより、ＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの差である検出幅（変動幅ΔＰＷＭ）が最小値ｍｉｎの変化によって変化しなくなる。したがって、変動幅ΔＰＷＭが閾値の幅を越えず、最小値ｍｉｎの変化によってキャリッジ５を停止することがなくなる。

つまり、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭは、最大値ｍａｘ−最小値Ｍｍｉｎ、で算出する。ここで、最小値ｍｉｎが変化量Δｍｉｎだけ変化したときには、最大値ｍａｘから変化量Δｍｉｎを減算した値を、ＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘとする。

したがって、ＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭは、最小値ｍｉｎが変化する前と同じ変動幅となる。

つまり、保持するＰＷＭ指令値の最小値を変更するとき、変更前のＰＷＭ指令値の最小値と変更後のＰＷＭ指令値の最小値の差（変化量Δｍｉｎ）を、保持しているＰＷＭ指令値の最大値から減算してＰＷＭ指令値の最大値とする。

これによって、ＰＷＭ指令値の変動幅が大きいときに、最小値側で異物と誤検出しないようにすることができる。

また、閾値の幅を変えることなく誤検出を防ぐことが可能となり、閾値を大きくして誤検出を防ぐ場合に発生してしまう検出の遅れがなく、ヘッドやキャリッジなどへのダメージを最小限にできる。

次に、本実施形態における図９の等速領域処理１について図１８のフロー図を参照して説明する。

この等速領域処理１では、前述した図１１で説明した等速領域処理１と同様に、ＰＷＭ指令値が等速領域内で最大値ｍａｘ又は最小値ｍｉｎであるときには、その値をメモリに格納保持する（Ｓ２０５）。

その後、ＰＷＭ指令値の最小値の変化量Δｍｉｎを、最大値ｍａｘから減算して、減算結果を最大値ｍａｘとして保持する（Ｓ２１２）。

そして、前述した図１１で説明した等速領域処理１と同様に、保持したＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの結果からＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭを算出する（Ｓ２０６）。

なお、その他の処理は、前述した図１１で説明した等速領域処理１と同様であるので、その説明を省略する。

このようにすることで、ＰＷＭ指令値の変動幅が大きいときに、最小値側で異物と誤検出しないようにすることができる。

次に、本実施形態における図９の等速領域処理２について図１９のフロー図を参照して説明する。

この等速領域処理２では、前述した図１２で説明した等速領域処理２と同様に、ＰＷＭ指令値が等速領域内で最大値ｍａｘ又は最小値ｍｉｎであるときには、その値をメモリに格納保持する（Ｓ３０５）。

その後、ＰＷＭ指令値の最小値の変化量Δｍｉｎを、最大値ｍａｘから減算して、減算結果を最大値ｍａｘとして保持する（Ｓ３１１）。

そして、前述した図１２で説明した等速領域処理２と同様に、保持したＰＷＭ指令値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの結果からＰＷＭ指令値の変動幅ΔＰＷＭを算出する（Ｓ３０６）。

なお、その他の処理は、前述した図１２で説明した等速領域処理２と同様であるので、その説明を省略する。

このようにすることで、ＰＷＭ指令値の変動幅が大きいときに、最小値側で異物と誤検出しないようにすることができる。

上記実施形態における主走査モータの制御に関する各処理は、ＲＯＭなどに格納されたプログラムによってコンピュータ（ＣＰＵ）に行なわせている。このプログラムは、記憶媒体に記憶して提供することができ、或はインターネットネットなどのネットワークを通じてダウンロードすることで提供できる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、上記実施形態ではロール紙を使用する画像形成装置に適用しているが、シートを使用する画像形成装置にも同様に適用することができる。

５ キャリッジ
６ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
８ 主走査モータ（駆動源）
２１ 搬送手段
２３ 搬送ローラ
２４ 加圧ローラ
４２ リニアエンコーダ
１０１ 装置本体
１０２ 給紙装置
１１２ ロール体
１２０ ロール紙（シート、ロール状媒体）
４００ 制御部
４０８ モータ制御部

Claims (12)

1. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジと、
   前記キャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御する駆動制御手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、
   前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果からＰＷＭ指令値を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持する保持手段と、
   前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値を越えたときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力する手段と、
   前記保持手段に保持する前記ＰＷＭ指令値の最小値を変更するとき、変更前の前記ＰＷＭ指令値の最小値と変更後の前記ＰＷＭ指令値の最小値の差を、保持している前記ＰＷＭ指令値の最大値から減算して前記ＰＷＭ指令値の最大値とする手段と、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段は、リニアエンコーダと、前記リニアエンコーダの出力信号から前記キャリッジの位置信号及び速度信号を生成する生成手段とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジと、
   前記キャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御する駆動制御手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、
   前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果からＰＷＭ指令値を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持する保持手段と、
   前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値を越えたときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力する手段と、を有し、
   前記駆動制御手段は、
   定期的に前記閾値を再設定し、
   前記閾値の再設定を行うときには、前記キャリッジを最高動作速度で移動させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記閾値の再設定は、電源投入後、前記キャリッジの１回目の移動動作をするときに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 装置の一部に対する電力供給を停止する省エネモードを有し、
   前記閾値の再設定は、前記省エネモードから復帰した後、前記キャリッジの１回目の移動動作をするときに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 印刷枚数を計数する手段を有し、
   前記閾値の再設定は、前記計数した印刷枚数の予め定めた所定枚数になったときに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記キャリッジの移動回数を計数する手段を有し、
   前記閾値の再設定は、前記計数した移動回数が予め定めた所定回数になったときに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 装置の周囲温度及び周囲湿度の少なくともいずれかを検出する手段と、
   前記装置の周囲温度及び周囲湿度の少なくともいずれかの変化量が予め定めた所定変化量を越えたか否かを判別する手段と、を有し、
   前記閾値の再設定は、前記判別した変化量が予め定めた所定変化量を越えたときに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
9. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御して画像形成を行う画像形成方法であって、
   前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出し、
   前記検出結果からＰＷＭ指令値を算出し、
   前記算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持し、
   前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較して、
   前記比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値よりも大きいときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力し、
   前記保持している前記ＰＷＭ指令値の最小値を変更するとき、変更前の前記ＰＷＭ指令値の最小値と変更後の前記ＰＷＭ指令値の最小値の差を、保持している前記ＰＷＭ指令値の最大値から減算して前記ＰＷＭ指令値の最大値とする、
   ことを特徴とする画像形成方法。
10. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御して画像形成を行う画像形成方法であって、
    前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出し、
    前記検出結果からＰＷＭ指令値を算出し、
    前記算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持し、
    前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較して、
    前記比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値よりも大きいときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力し、
    定期的に前記閾値を再設定し、
    前記閾値の再設定を行うときには、前記キャリッジを最高動作速度で移動させる
    ことを特徴とする画像形成方法。
11. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
    前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出し、
    前記検知結果からＰＷＭ指令値を算出し、
    前記算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持し、
    前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較して、
    前記比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値よりも大きいときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力し、
    前記保持している前記ＰＷＭ指令値の最小値を変更するとき、変更前の前記ＰＷＭ指令値の最小値と変更後の前記ＰＷＭ指令値の最小値の差を、保持している前記ＰＷＭ指令値の最大値から減算して前記ＰＷＭ指令値の最大値とする
    処理をコンピュータに行わせる
    ことを特徴とするプログラム。
12. 記録ヘッドが搭載され、往復移動されるキャリッジの駆動源をＰＷＭ制御で駆動制御する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
    前記キャリッジの位置及び速度の少なくともいずれかを検出し、
    前記検知結果からＰＷＭ指令値を算出し、
    前記算出されたＰＷＭ指令値の最大値と最小値を保持し、
    前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅と予め定めた閾値とを比較して、
    前記比較の結果、前記ＰＷＭ指令値の最大値と最小値の幅が前記閾値よりも大きいときには、前記キャリッジの駆動を停止する指示を出力し、
    定期的に前記閾値を再設定し、
    前記閾値の再設定を行うときには、前記キャリッジを最高動作速度で移動させる
    処理をコンピュータに行わせる
    ことを特徴とするプログラム。

Images