(57)【要約】【課題】ダイレクトセンサを用いて物体の直接検出する装置において、従来以上の高速移動への対応を可能とする。【解決手段】物体を移動させる機構の駆動量に関する情報を取得する情報取得手段と、物体の表面を撮像して移動情報を検出するダイレクトセンサユニットとを有し、処理部は、以下に示す（ａ）〜（ｄ）に示す処理を実行する。（ａ）前記第１画像データの一部の領域の画像パターンを切り出す処理。（ｂ）前記第２画像データの中で、前記画像パターンと類似する類似領域をサーチする範囲を、前記情報取得手段で取得される情報に基づいて限定する処理。（ｃ）前記第２画像データに対し、前記類似領域を前記限定されたサーチ範囲の中でサーチする処理。（ｄ）前記第１画像データにおける前記画像パターンと、前記第２画像データにおける前記類似領域との位置関係から前記物体の移動情報を得る処理。【選択図】図１４
2010030281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を移動させる機構と、
前記機構の駆動量に関する情報を取得する情報取得手段と、
物体の表面を撮像して画像データを取得するセンサと、
前記センサによって、移動する物体の表面を異なるタイミングで撮像して取得した、第１画像データ及び第２画像データを処理して、前記物体の移動情報を得る処理部と、
前記処理部で得た前記移動情報に基いて前記機構の駆動を制御する制御部と
を有し、前記処理部は、
（ａ）前記第１画像データの一部の領域の画像パターンを切り出す処理、
（ｂ）前記第２画像データの中で、前記画像パターンと類似する類似領域をサーチする範囲を、前記情報取得手段で取得される情報に基づいて限定する処理、
（ｃ）前記第２画像データに対し、前記類似領域を前記限定されたサーチ範囲の中でサーチする処理、
（ｄ）前記第１画像データにおける前記画像パターンと、前記第２画像データにおける前記類似領域との位置関係から前記物体の移動情報を得る処理
を実行することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記情報取得手段によって取得される情報に基づいて推定される、第１画像データを取得してから前記第２画像データを取得するまでの間の移動距離だけ、前記第１画像データの前記画像パターンの位置から離れた推定位置、の近傍を、前記第２画像データの中での前記限定されたサーチ範囲として設定することを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記推定位置に対して前記物体の移動方向の上流側と下流側に所定の画素数だけ付加した領域を、前記限定されたサーチ範囲として設定することを特徴とする、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記推定位置に対して前記物体の移動方向と直交する方向にも両側に所定の画素数だけ付加した領域を、前記サーチ範囲として設定することを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記情報取得手段は、前記機構の駆動量を検出するエンコーダを有し、前記駆動量に関する情報は、前記第１画像を撮像してから前記第２画像を撮像するまでの間の前記エンコーダの出力を元に得られた値であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか記載の装置。
【請求項６】
前記情報取得手段は前記制御部における制御目標値を元に得られた値を前記駆動量に関する情報として取得することを特徴とする、請求項１から４のいずれか記載の装置。
【請求項７】
前記機構はステッピングモータを有し、前記情報取得手段は前記ステッピングモータの駆動パルス数を元に得られた値を前記駆動量に関する情報として取得することを特徴とする、請求項１から４のいずれか記載の装置。
【請求項８】
前記制御部は前記機構の駆動を駆動プロファイルに基づいて制御するものであり、前記情報取得手段は前記駆動プロファイルを元に得られた値を前記駆動量に関する情報として取得することを特徴とする、請求項１から４のいずれか記載の装置。
【請求項９】
前記機構は駆動力が与えられたローラを有し、情報取得手段は前記ローラの回転量に関する情報を取得することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記機構は、複数箇所に設けられた回転ローラと、前記複数の回転ローラの間に張られたベルトを有し、前記回転ローラの回転によって前記ベルトが回転して前記ベルトに搭載れた物体が移動するものであり、前記情報取得手段は前記複数の回転ローラの少なくも一つの回転量に関する情報を取得することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは、複数の光電変換素子が２次元に配列されたエリアセンサであることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記物体は記録媒体であり、前記記録媒体に対して記録ヘッドを用いて記録を行う記録手段を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記物体は記録媒体を搭載して搬送するベルトであり、前記記録媒体に対して記録ヘッドを用いて記録を行う記録手段を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記第１画像データと前記第２画像データの取得の間に前記記録媒体を目標量だけステップ搬送し、前記ステップ搬送と前記記録ヘッドによる記録とを交互に繰り返して記録を行なうことを特徴とする、請求項１２又は１３記載の装置。
【請求項１５】
前記記録媒体を連続的に搬送し、前記搬送と前記記録ヘッドによる記録とを同時に行なうことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置に好適に用いられるシート搬送の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置のプリント品質に対する要求は厳しくさらなる精度向上が望まれている。そこで、シートの移動を高精度に検出して、フィードバック制御により安定した搬送を実現するために、イメージセンサによってシートの表面を撮像して、搬送されるシートの移動を画像処理によって検出する試みがなされている。
【０００３】
特許文献１はこのシートの移動検出についての手法を開示する。これは、移動するシートの表面をイメージセンサにより時系列に複数回撮像し、得られた複数の画像同士をパターンマッチング処理で比較して、画像のずれ量からシートの移動量を検出するものである。このように、シートを撮像して画像データを取得し画像処理によってシートの移動を直接検出するタイプのセンサを、以下、ダイレクトセンサと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０８２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイレクトセンサはパターンマッチングの画像処理に要する演算量が膨大である。より高速な移動速度（記録速度）に対応しようとすると、より短時間で移動検出を行なう必要があり、処理能力が非常に高いプロセッサが要求される。そのコストは記録装置のコスト上昇を招くことになる。
【０００６】
本発明は上記課題の認識に基づいてなされたものであり、従来の装置のさらなる改良を目的とする。本発明のより具体的な目的は、ダイレクトセンサを用いて物体の直接検出する装置において、従来以上の高速移動（より高速な記録動作）への対応を可能とすることである。本発明の更なる目的は、ダイレクトセンサの処理部の処理能力が従来より小さくても短時間に移動情報を検出することを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、物体を移動させる機構と、  前記機構の駆動量に関する情報を取得する情報取得手段と、  物体の表面を撮像して画像データを取得するセンサと、  前記センサによって、移動する物体の表面を異なるタイミングで撮像して取得した、第１画像データ及び第２画像データを処理して、前記物体の移動情報を得る処理部と、  前記処理部で得た前記移動情報に基いて前記機構の駆動を制御する制御部とを有し、前記処理部は、
（ａ）前記第１画像データの一部の領域の画像パターンを切り出す処理；
（ｂ）前記第２画像データの中で、前記画像パターンと類似する類似領域をサーチする範囲を、前記情報取得手段で取得される情報に基づいて限定する処理；
（ｃ）前記第２画像データに対し、前記類似領域を前記限定されたサーチ範囲の中でサーチする処理；
（ｄ）前記第１画像データにおける前記画像パターンと、前記第２画像データにおける前記類似領域との位置関係から前記物体の移動情報を得る処理
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ダイレクトセンサを用いて物体の直接検出する装置において、従来以上の高速移動（より高速な記録動作）への対応を可能となる。また、ダイレクトセンサの処理部の処理能力が従来より小さくても短時間に移動情報を検出することを可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インクジェット記録装置の主要部の構成を示した上面図である。
【図２】記録部及び搬送系を説明するための断面図である。
【図３】ベルト搬送による搬送系を説明するための断面図である。
【図４】コードホイール及び回転角センサの配置状態を説明するための模式図である。
【図５】記録ヘッドの構造を部分的に示すための模式的斜視図である。
【図６】ダイレクトセンサユニットの概略構成を説明するための模式図である。
【図７】記録媒体の移動量及び搬送速度を求める方法を説明するための図である。
【図８】画像データに対する相関窓領域の配置状態を説明するための模式図である。
【図９】記録装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】各工程における記録媒体の搬送状態を説明するための図である。
【図１２】実施例２における実搬送量検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図１３】記録媒体の移動量を求める方法を模式的に説明するための図である。
【図１４】サーチ範囲を設定する方法を具体的に説明するための模式図である。
【図１５】第２画像データに対し相関処理を行う処理を説明するための図である。
【図１６】相関窓のサーチする際の相違度を示した図である。
【図１７】実搬送量検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図１８】記録媒体の移動量を求める方法を模式的に説明するための図である。
【図１９】画像データに対する相関窓領域の配置状態を説明するための模式図である。
【図２０】実施例３における実搬送量検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図２１】本発明の実施形態の優位性を説明するための比較例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示する。ただし、例示する実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する主旨のものではない。
【００１１】
本発明の適用範囲は、記録装置を始めとして、シート状の物体の移動を高精度に検出することが要求される移動検出の分野に広く渡る。例えば、記録装置、スキャナ等の機器や、物体を搬送して処理部において検査、読取、加工、マーキング等の各種の処理を施す、工業分野、産業分野、物流分野などで使用する機器に適用可能である。また、本発明を記録装置に適用する場合、単機能のプリンタはもとより、複写機能や画像スキャン機能等を併せ持った複合機いわゆるマルチファンクションプリンタにも適用可能である。プリント方式はインクジェット方式、電子写真方式、熱転写方式などさまざまな方式に適用可能である。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態であるインクジェット方式の記録装置の主要部の構成を示した上面図である。また、図２は、当該記録装置の記録部及び搬送系を詳細に説明するための断面図である。
【００１３】
シート状の物体である紙やプラスチック薄板等の記録媒体８は、オートシートフィーダ３２に積載されている。記録が開始されると、給紙モータ３５が駆動され、この駆動力がギア等を介してピックアップローラ３１に伝達される。ピックアップローラ３１の回転によって、記録媒体８はオートシートフィーダ３２から一枚ずつ分離され、記録装置の内部に給紙される。この際、ペーパセンサ３３が記録媒体８の有無を検出し、給紙が正常に行われたか否かを判断する。給紙された記録媒体８は、回転体である第１の搬送ローラ９の回転によって、これに接触した状態で所定の速度でＹ方向へ搬送される。
【００１４】
図２を参照するに、第１の搬送ローラ９の搬送方向下流には更に第２の搬送ローラ１０が設置されており、それぞれの搬送ローラには搬送中の記録媒体８を上部から押さえるためのピンチローラ１１及び拍車ローラ１２が備えられている。搬送モータ１４の回転駆動力はプーリ機構を介して第２の搬送ローラ９に伝達される。また、第２の搬送ローラ１０が第１の搬送ローラ９と同期して回転するように、同期ベルト１５が張られている。このように、搬送方向の上流側に位置する第１の搬送ローラ９が主駆動ローラとなっており、回転角センサ１８は主駆動ローラの回転を検出するようになっている。
【００１５】
また、回転する２箇所の搬送ローラの間で装置内のヘッドカートリッジ１に対向する位置には、通過する記録媒体８を下方から支えるように平板からなるプラテン１７が配備されている。搬送中の記録媒体８の記録領域は、このようなプラテン１７による下方からの支えと、ピンチローラ１１及び拍車ローラ１２による上部からの押さえによって、記録ヘッド２６の吐出口面に対し所定の距離で平行を保てるようになっている。
【００１６】
第１の搬送ローラ９には、これと回転軸を共有するコードホイール１３が取り付けられており、回転角センサ１８はコードホイール１３の回転を検出するロータリーエンコーダを構成している。
【００１７】
図４は、コードホイール１３及び回転角センサ１８の配置状態を説明するための模式図である。コードホイール１３の円周部には等間隔にスリット２０１が刻まれており、回転角センサ１８は、スリット２０１が通過する位置に設置されている。回転角センサ１８は光学式の透過型センサであり、移動するスリット２０１を検知し、検知したタイミングでパルス信号を発信する。このパルス信号により、コードホイール１３の回転量が検出され、パルス信号が発信される時間間隔などから、記録媒体の位置、搬送速度などが算出される。すなわち本実施形態では、コードホイール１３及び回転角センサ１８からなるロータリエンコーダが、搬送ローラの駆動量に関する情報を取得する情報取得手段となっている。情報取得手段で得られた情報によって間接的に記録媒体の搬送量及び／又は搬送速度が算出できるようになっている。
【００１８】
再度、図１を参照する。キャリッジ２は、装置本体に設置されたガイドシャフト３に案内支持されており、ガイドシャフト３が延在するＸ方向に沿って往復移動が可能になっている。キャリッジ２の移動力は、キャリッジモータ４の駆動力が、モータプーリ５、従動プーリ６及びタイミングベルト７等に伝達されることによって得られている。また、キャリッジ２には、ホームポジションセンサ３０が設けられており、ホームポジションセンサ３０がホームポジションに設置されている遮蔽板３６を通過することにより、キャリッジ２がホームポジションにあることを検知することができる。
【００１９】
キャリッジ２に搭載されたヘッドカートリッジ１は、インクジェット方式でインクを吐出する記録ヘッド２６と記録ヘッド２６に供給するインクを貯留したインクタンクを備えている。記録ヘッド２６は、キャリッジ２とともにＸ方向に移動しながら、下方を通過する記録媒体８に対し所定のタイミングで画像信号に従ってインクを吐出する。図５は、記録ヘッド２６の構造を部分的に示すための模式的斜視図である。本実施形態で使用する記録ヘッド２６は、熱エネルギを発生するための電気熱変換体を複数備え、発生した熱エネルギを利用してインクを吐出する仕組みになっている。記録媒体と一定の間隔で対面する吐出口面２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２が形成されている。インクタンクより供給されたインクは、共通液室２３に一旦貯留された後、更に個々の吐出口２２に連通する複数の液路２４内へと毛細管力によって導かれる。個々の液路２４内の吐出口２２に近い部分には、熱エネルギを発生するための電気熱変換体２５が配設されている。電気熱変換体２５には、画像信号に基づいて所定のパルスが印加され、これによって発生した熱が液路２４内のインクに膜沸騰を起こさせる。そして、この時の発泡圧力によって吐出口２２から所定量のインクが滴として吐出される。なお、インクジェット方式は、熱エネルギを用いたものに限らず、ピエゾ素子、ＭＥＭＳ素子、静電素子等を用いてインクを吐出させる方式であっても良い。
【００２０】
本実施形態の記録装置は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、吐出口２２が配列する方向はキャリッジ２の移動方向（Ｘ方向）とは交差する方向になっている。キャリッジ２を往復移動させながら吐出口２２からインクを吐出する記録走査と、第１の搬送ローラ９及び第２の搬送ローラ１０の回転によって記録媒体をＹ方向に所定量だけステップ搬送する搬送動作を交互に繰り返すことにより、記録媒体８に画像を形成していく。なお、記録媒体を途切れなく連続的にＹ方向に搬送すると同時に、キャリッジ２をＸ方向に往復移動させて記録を行なうようにしてもよい。
【００２１】
キャリッジ２の側面には、記録媒体８の表面を撮像して画像処理によって搬送量を直接検知するためのダイレクトセンサユニット１６が設置されている。なお、ダイレクトセンサユニット１６の設置位置は、その検知領域が記録媒体が通過する領域であれば、特に制限は無い。例えば、図２のプラテン１７の側に設けて、記録媒体の裏面を検知するようにしてもよい。
【００２２】
図６（ａ）及び（ｂ）は、ダイレクトセンサユニット１６の概略構成を説明するための模式図である。ダイレクトセンサユニット１６には、発光素子４１と、発光素子４１から照射され記録媒体８によって反射された光を光学系４３を介して受光する撮像素子４２が配設されている。撮像素子４２は、ＣＣＤやＣＭＯＳのような、複数の光電変換素子が配列されたラインセンサ又はエリアセンサである。本実施形態の撮像素子４２は縦横１０μｍの１画素、図６（ｂ）のように横１１×縦２０になるように２次元に配列されているものとする。光学系４３と撮像素子４２は、光学倍率が１倍となるように構成されており、１つの画素で検出される領域は、記録媒体の縦横１０μｍの領域に相当する。撮像素子４２で撮像された画像データはアナログフロントエンド４４にて所定の処理が施された後、装置本体のコントローラへ転送される。
【００２３】
ここで取得される画像データとは、撮像素子４２による撮像で得られた入力値に基づいた、記録媒体８の部分的な表面状態が特徴づけられるような画像情報である。例えば、記録媒体８の表面形状（例えば紙の繊維パターン）により現れる陰影であってもよいし、予め表面に印刷されているパターンであってもよい。
【００２４】
図７は、コントローラの処理部において、２つの異なるタイミングＴ１とＴ２においてダイレクトセンサユニット１６で得られた画像データから、記録媒体８の移動量及び搬送速度を求める方法を説明する図である。５０１は、時刻Ｔ１においてダイレクトセンサユニット１６が搬送中の記録媒体表面を検出して得られた第１画像データである。このような画像データが得られた場合、コントローラの処理部は、画像データ５０１に対して所定の大きさを有する相関窓領域６０１を配置させる。
【００２５】
図８は、上記画像データ５０１に対する相関窓領域の配置状態を説明するための模式図である。本実施形態において、相関窓領域は５画素×５画素の領域を有している。相関窓領域内には記録媒体８の表面に存在する特徴的なパターン（ここでは十字パターン）が存在していることがわかる。その後コントローラの処理部は、相関窓領域の画像データを抽出し、マッチングパターン６０２として記憶する。
【００２６】
図７において、５０２は時刻Ｔ１とは異なる時刻Ｔ２においてダイレクトセンサユニット１６が搬送中の記録媒体表面を検出して得られた第２画像データである。コントローラの処理部は、第２画像データに対しマッチング領域を順次移動させてサーチし、既に記憶されているマッチングパターン６０２と最も類似する位置を検出する。そして、第１画像データ５０１におけるマッチングパターンの位置と、第２画像データ５０２におけるマッチングパターンの位置との距離Ｌより、時刻Ｔ１とＴ２の間に記録媒体８が移動した移動量（移動距離）を取得する。また、時刻Ｔ１とＴ２の時間差より記録媒体８の移動速度も算出することができる。この際、本実施形態においては、より迅速に距離Ｌを求めるために、第２画像データ５０２に対しマッチング領域を順次移動させる領域に制限を加える。この方法については後に詳しく説明する。
【００２７】
なお、ダイレクトセンサユニット１６は、以上のような方法で記録媒体の移動情報を測定する目的以外に、ダイレクトセンサユニット１６の検出値（例えば、各画素の出力の平均値の大小）によって記録媒体の有無を判断するのにも利用することができる。
【００２８】
図９は、記録装置の制御システムの構成を示すブロック図である。図において、コントローラ１００は記録装置の主制御部であり、例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵ１０１、プログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ１０３、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ１０５を有する。ホスト装置１１０は、記録装置の外部に接続されて画像の供給源となる装置である。ホスト装置１１０は、記録に係る画像等のデータの作成や処理等を行うコンピュータでもよいし、画像読み取り用のリーダ部等の形態であってもよい。
【００２９】
ホスト装置１１０から供給される画像データやその他のコマンド、更にステータス信号等は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１２を介してコントローラ１００と送受信可能な構成となっている。操作部１２０は操作者による入力指示を受容するスイッチ群であり、電源スイッチ１２２、吸引回復の起動を指示するための回復スイッチ１２６等を有する。センサ部１３０は装置の状態を検出するためのセンサ群である。本実施形態においては、上述したホームポジションセンサ３０、ペーパセンサ３３、搬送量を検出するためのダイレクトセンサユニット１６及び回転角センサ１８の他に、環境温度を検出するための温度センサ１３４等を有している。
【００３０】
１４０はヘッドドライバであり、記録データに応じて記録ヘッド２６の電気熱変換体２５を駆動する。ヘッドドライバ１４０には、記録データを複数の電気熱変換体２５の夫々に対応させて整列させるシフトレジスタ、適宜のタイミングでラッチするラッチ回路が備えられている。さらに、駆動タイミング信号に同期して電気熱変換体２５を作動させる論理回路素子、記録媒体でのドット位置を調整するために吐出タイミングを適切に設定するタイミング設定部等も含まれている。
【００３１】
記録ヘッド２６の近傍には、インクの吐出特性を安定させるために記録ヘッド２６の温度調整を行うサブヒータ１４２が設けられている。サブヒータ１４２は、電気熱変換体２５と同様に記録ヘッド２６の基板上に形成されていてもよいし、また記録ヘッド２６の本体ないしはヘッドカートリッジ１に取り付けられていてもよい。１５０はキャリッジモータ４を駆動するためのモータドライバ、１６０は給紙モータ３５を駆動するためのモータドライバ、及び１７０は搬送モータ１４の駆動制御を行うためのモータドライバである。
【００３２】
以上説明した記録装置では、記録媒体を第１の搬送ローラ９と第２の搬送ローラ１０のそれぞれの位置で挟持して搬送するものである。記録媒体を搬送する搬送機構として、ベルトによって記録媒体を保持して搬送する方式を採用しても良い。このベルト搬送機構は、複数箇所に設けられた回転ローラと、複数の回転ローラの間に張られたベルトを有し、回転ローラの回転によってベルトが回転してベルトに搭載された記録媒体が移動する。情報取得手段は複数の回転ローラの一つまたは回転ギアの一つの回転量に関する情報を取得する。なお、情報を取得するのは回転ローラまたは回転ギアの一つだけでなく、複数の回転ローラまたは回転ギアを対象としてもよい。
【００３３】
図３はベルト搬送機構を備えた記録装置の概略構成図である。先の図２と同一の符号は同一の部材を示す。回転ローラである第１の搬送ローラ９と第２の搬送ローラ１０が設けられ、これらのローラの間に、使用する最大シートのシート幅よりも幅広のベルト１９が張られている。第１の搬送ローラ９に搬送モータ１４から駆動力が与えられて、搬送ローラ９の回転に伴ってベルト１９が両ローラの間で図中矢印方向に回転し、また第２の搬送ローラ１０も従動回転する。このように、搬送方向の上流側に位置する第１の搬送ローラ９が主駆動ローラとなっており、回転角センサ１８は主駆動ローラの回転を検出する構成となっている。
【００３４】
ベルト１９の上には静電吸着により記録媒体８が密着して搭載され、ベルト１９の回転に伴って上流から下流側に図中Ｙ方向に搬送される。キャリッジ２に搭載されたダイレクトセンサユニット１６は、記録媒体８の表面又はベルト１９の表面を撮像して画像データを取得する。ダイレクトセンサユニット１６をベルトの裏面側に設けて、ベルトの内側面を検知する構成としてもよい。ベルト１９上の記録媒体８は静電吸着により強固に保持されて両者の間の滑り（位置ズレ）は無いに等しいので、ベルト１９を撮像してベルトの移動を見ることは、すなわち記録媒体８の移動を見ることに等しい。
【００３５】
次に、以上説明した記録装置を用いて、回転角センサ１８から得られる搬送情報とダイレクトセンサユニット１６から得られる搬送情報の両方を併用しつつ、従来よりも迅速に搬送制御を実行するための方法をいくつかの実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１０は、本実施形態における記録媒体の搬送制御において、ＣＰＵ１０１が行う処理を説明するためのフローチャートである。また、図１１は、フローチャートに示す各工程における記録媒体の搬送状態を説明するための図である。
【００３７】
ホスト装置１１０からの記録開始コマンドにより記録動作が開始されると、ＣＰＵ１０１は、給紙モータ３５を駆動して、オートシートフィーダ３２から１枚の記録媒体８を給紙する（ＳＴＥＰ１）。続くＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ１０１はペーパセンサ３３が記録媒体８の先端を検知したか否かを判断し、記録媒体８の先端を検知したと判断した場合はＳＴＥＰ３に進む。一方、ＳＴＥＰ２で記録媒体の先端をまだ検知していなと判断した場合、ＳＴＥＰ１に戻り給紙動作を継続する。以後、記録媒体の先端が検知されるまで、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２を繰り返す。図１１の状態Ａは、記録媒体８の先端が、ペーパセンサ３３の直前に到達した状態を示している。
【００３８】
ＳＴＥＰ３において、ＣＰＵ１０１は、搬送モータ１４の駆動を開始し、同時に、回転角センサ１８によるコードホイール１３の回転量の検出も開始する。これにより、記録媒体８は、回転角センサ１８からの情報に基づいてＹ方向へ搬送される。具体的に説明すると、ＣＰＵ１０１は、回転角センサ１８がコードホイール１３に形成されたスリットを検知するタイミングから、搬送ローラ９の回転量及び回転速度を判断し、制御部は、この実測値を搬送モータ１４の駆動にフィードバックしながら搬送制御を行う。
【００３９】
続くＳＴＥＰ４において、ＣＰＵ１０１はダイレクトセンサユニット１６が記録媒体８を検知したか否かを判断し、検知したと判断した場合はＳＴＥＰ５へ進み、後述する実搬送量検出シーケンスが実行される。一方、未だ記録媒体８を検知していないと判断した場合にはＳＴＥＰ３に戻り、ダイレクトセンサユニット１６が記録媒体８を検知するまで、ＳＴＥＰ３及びＳＴＥＰ４の工程を繰り返す。図１１の状態Ｂは、記録媒体８の先端がダイレクトセンサユニット１６によって検知される領域に達する前の搬送状態、状態Ｃは、記録媒体８の先端がダイレクトセンサユニット１６によって検知され、実搬送量検出シーケンスが実行されている状態を示している。
【００４０】
再び、図１０のフローチャートを参照する。ＳＴＥＰ５の実搬送量検出シーケンスによって、記録媒体の実際の搬送量（例えば１３０μｍ）が得られると、ＣＰＵ１０１はこの値と、回転角センサを用いて測定され記憶された搬送量（例えば１２０μｍ）とを比較し、許容範囲以上のずれがあるか否かを判断する。ずれ量が許容範囲以内であった場合、ＳＴＥＰ７へ進む。一方、ずれ量が許容範囲より大きかった場合、ＳＴＥＰ１０へ進み、上記ずれ量分の補正処理を行う。本例では１０ｕｍのずれがあるため、１０μｍ相当の補正処理を行う。このときの補正処理は、搬送の駆動停止タイミングを前後させることで搬送量をずらしてもよいし、記録媒体を搬送し直しても良いし、記録媒体はそのままで記録データをＹ方向にずらしても良い。また、キャリッジ２や記録ヘッドの位置がＹ方向に精度よく移動させられる構成であれば、これを移動させてもよい。補正処理が完了した後、ＳＴＥＰ７へ進む。
【００４１】
ＳＴＥＰ７において、ＣＰＵ１０１はキャリッジ２をＸ方向へ移動させつつ記録ヘッド２６によって画像データに基づいた１行分の記録動作を行う。続くＳＴＥＰ８では、１ページ分の画像データの記録が完了したか否かを判断する。未記録の画像データが未だ残っていると判断した場合には、ＳＴＥＰ５に戻り次の行に対する実搬送量検出シーケンスを実行する。ＳＴＥＰ８において、１ページ分の画像データの記録が完了したと判断されるまで、以上のような実搬送量検出シーケンス及び記録動作は繰り返される。図１１の状態Ｄは、回転角センサ１８による搬送量の情報が得られる最終段階の様子を示した図である。ＳＴＥＰ８にて、１ページ分の画像データの記録が完了したと判断した場合、ＳＴＥＰ９にて排紙処理を行い、本処理を終了する。図１１の状態Ｅは、排紙動作を行っている状態を示している。
【００４２】
次に、上記のＳＴＥＰ５で実行される実搬送量検出シーケンスについて詳細に説明する。図１２はシーケンスの各工程を説明するためのフローチャートである。また、図１３はダイレクトセンサユニット１６から得られた画像データから、記録媒体８の移動情報（移動量又は移動速度）を求める方法を模式的に説明するための図である。以下、これら２つの図を用いて説明する。
【００４３】
実搬送検出シーケンスが開始されると、ステップＡ０１において、ＣＰＵ１０１はダイレクトセンサユニット１６を用い記録媒体８の画像を第１画像データ（１５０１）として取得する。なお、図３の構成で、ダイレクトセンサユニット１６でベルト１９の表面を撮像する場合には、第１画像データ及び下記の第２画像データはベルト表面の画像となる。
【００４４】
ステップＡ０２では、ＣＰＵ１０１は、５画素×５画素の領域を有する相関窓領域を、第１画像データ１５０１の上流側の適切な位置に配置させる。図１３では、相関窓領域１５０２に記録媒体８の表面に存在する特徴的なパターン（ここでは十字パターン）があることがわかる。なお十字パターンは説明のための模式的なものであり、実際にこのようなパターンであるとは限らない。その後ＣＰＵ１０１は、相関窓領域の画像データを抽出し、これをマッチングパターン（第１画像データの中の一部の画像パターン）として記憶する。このようにステップＡ０２での処理は、第１画像データの一部の領域の画像パターンを切り出す処理である。
【００４５】
ステップＡ０３では、回転角センサ１８からの情報に基づき、すなわち回転角センサ１８から得られる実測の搬送量をカウントしながら目標量（１回分のステップ移動）だけ記録媒体８をＹ方向に搬送し、当該搬送量（移動量）を記憶する。本例では回転角センサ１８から得られる実測の搬送量は１２０μｍであったとする。
【００４６】
ステップＡ０４において、ＣＰＵ１０１はダイレクトセンサユニット１６を用い、第１の画像デートの取得とは異なるタイミングで、記録媒体８（又はベルト１９）の画像を第２画像データ（１５０３）として取得する。
【００４７】
ステップＡ０５では、ステップＡ０３で記憶された搬送量（１２０μｍ）に基づいて、第２画像データ１５０３の中でマッチングパターンをサーチするための相関処理を行うための、画像全体領域の中での限定された領域（サーチ範囲）を設定する。
【００４８】
図１４は、サーチ範囲を設定する方法を具体的に説明するための模式図である。図において、第１画像データ１５０１でマッチングパターンが位置するのは、Ｐ行〜Ｔ行の領域である。これに対し、１２０μｍＹ方向に先行した領域とは、図の１６０１で示すＤ行〜Ｈ行の領域となる。すなわち、第１画像データ上でマッチングパターンを切り出した領域１５０２は、第２画像データ上では領域１５０４に移動すると推定される。ここで、搬送精度の誤差が目標搬送量に対し±１０μｍ程度存在することが予め分かっているとすると、マッチングパターンが位置する可能性のある領域は１６０２で示すＣ行〜Ｉ行の範囲となる。本実施例では、この領域１６０２を充分に含んだ範囲で相関処理を行えるように、領域１６０２に対し更に上流側と下流側に１０μｍ（１画素）のマージンを見込んだ領域１６０３（斜線でハッチングした領域）を、サーチ範囲として設定する。
【００４９】
なお、推定領域１５０４に対してＹ方向だけでなく、Ｘ方向にもサーチ範囲を設けているのは記録媒体をＹ方向に搬送する際に、正確にＹ方向に移動せずに、Ｘ方向にもずれを生じることがある（斜行現象）ためである。このように斜行現象も見込んで、推定領域１５０４の周囲にＸ方向及びＹ方向に所定の画素数だけマージンを設けた、限定された領域を相関演算のサーチ範囲として設定する。なお、範囲については記録装置の搬送精度や記録解像度、また撮像素子（個々の光電変換素子）の大きさなどに応じて適宜定められればよく、上記数値に限定されるものではない。
【００５０】
このように、Ａ５での処理は、第２画像データの中で、第１画像データから切り出した画像パターンと類似する類似領域をサーチする範囲を、ロータリエンコーダ（情報取得手段）で取得される情報に基づいて限定するものである。より詳しくは、情報取得手段によって取得される情報に基づいて推定される第１画像データを取得してから第２画像を取得するまでの間の移動距離だけ、第１画像データの画像パターンの位置から離れた推定位置の近傍を第２画像データのサーチ範囲として設定する。サーチ範囲は、推定位置に対して記録媒体の移動方向の上流側と下流側の両方に所定の画素数だけ付加した領域を設定する。さらに、移動方向と直交する記録媒体の幅方向にも左右両側に所定の画素数だけ付加したサーチ範囲とする。
【００５１】
続くステップＡ０６では、ステップＡ０５で定められたサーチ範囲に対し、端の画素から順に相関演算処理を実行する。ステップＡ０６での処理は、第２画像データに対し、第１画像データから切り出した画像パターンと類似する類似領域を、上述のように限定されたサーチ範囲（１６０３）の中でサーチするものである。
【００５２】
図１５は、第２画像データ１５０３に対し相関処理を行うため、ステップＡ０５で得られたサーチ範囲においてマッチング領域６０１を配置させる順番を説明するための図である。まず、最初に、Ｂ行１列を起点（左上）とした位置にマッチング領域１５０２を配置させ、類似度を算出する。ここでは類似度の算出を、一例として、ＳＳＤ（輝度差の２乗の総和: Sum of Squared Differece）により実施する。ＳＳＤとはマッチングパターン画像の各画素とマッチング領域画像の両画像の各画素f(i, j)，g(i, j) について差の絶対値をとり、その総和Ｓを相違度とするものである。ＳＳＤにおいては、相違度が小さいほど類似度が高いことを意味する。
【００５３】
図１６は、Ｃ行において１列から７列までサーチする際のマッチングパターンと各マッチング領域における相違度計算の例を示した図である。ここでは画像は２値画像であるとし、パターンが存在する部分（つまり十字部）の輝度値が1、パターンが存在しない部分は０である。ここでは、マッチング領域をＣ行４列を起点とした場合に、ステップＡ０２で記憶したマッチングパターンとマッチング領域１５０２に配置するパターンとが一致し、最も小さい相違度０が得られていることが判る。つまり、この位置がマッチング位置となりステップＡ０６における相関演算処理の結果として返される。
【００５４】
ステップＡ０７では、ステップＡ０６で得られたマッチング領域と、ステップＡ０２で記憶した相関窓領域の相対的な位置関係（画素数の差分）から、ステップＡ０３における搬送動作で実際に記録媒体が移動した量を算出する。すなわち、ステップＡ０７の処理は、第１画像データにおける切り出した画像パターンと、第２画像データにおける最も類似する類似領域との位置関係（両者の間隔）から、移動情報を得るものである。本例の場合では、Ｙ方向に対する１３画素分の違いであるから１３０μｍの値が得られる。以上で、図１０のＳＴＥＰ５における実搬送量検出シーケンスが完了する。
【００５５】
このように、機構の駆動量に関する情報を取得する情報取得手段（ロータリエンコーダ）から得られた搬送量に基づいて限定されたサーチ範囲を設定するで、相関演算処理の対象となる領域が縮小して演算量が大幅に減る。従来のように、相関処理を行う範囲を第２画像データ１５０３の全領域とした場合には、図２１に示すように１６×７＝１１２回の相関演算を行わう必要がある。これに対して本実施例ではサーチを行なう領域を限定したことで演算の回数が３５回に削減され、演算量が約３分の１となる。これにより、より高速に移動情報を検出することができ、従来以上の高速搬送（より高速な記録動作）にも対応できる。見方を変えれば、コントローラのＣＰＵの処理能力が従来より小さくても移動情報を検出することができるので、コントローラの低コスト化が実現できる。
【００５６】
本実施例における情報取得手段は、第２画像データにおいて、第１画像データで切り出したマッチングパターンがどこに位置するかを推定するための手がかりとなる、搬送機構の駆動量に関する情報を、ロータリエンコーダの出力値から得るものである。しかし、これに限らず別の形態も考えられる。例えば、搬送モータ１４にステッピングモータを用いるのであれば、その駆動パルス数から駆動量を推定することができる。駆動パルス数を元に第１画像データを取得してから第２画像データを取得するまでの間の移動量を推定して、これに基づいてサーチ領域を設定する。すなわち、情報取得手段は、駆動機構が有するステッピングモータの駆動パルス数を元に得られた値を前記駆動量に関する情報として取得する。
【００５７】
別の方法としては、コントローラでの搬送制御における、１ステップの搬送制御の制御目標値に基づいて、搬送機構の駆動量に関する情報を取得することができる。制御目標値を元に第１画像データを取得してから第２画像データを取得するまでのに間の移動量を推定して、これに基づいてサーチ領域を設定する。すなわち、情報取得手段は、、駆動機構の駆動を制御する制御部における制御目標値を元に得られた値を駆動量に関する情報として取得する。
【００５８】
更に別の方法としては、コントローラでの搬送制御における、駆動プロファイルに基づいて、搬送機構の駆動量に関する情報を取得することができる。制御プロファイルを元に第１画像データを取得してから第２画像データを取得するまでの間の移動量を推定して、これに基づいてサーチ領域を設定する。すなわち、情報取得手段は、制御部における駆動機構の駆動プロファイルに基づいてを元に得られた値を、駆動量に関する情報として取得する。
【００５９】
なお、ダイレクトセンサユニットにより撮像される画像の特徴点を比較する相関処理においては、上記説明したようなパターン化した画像を用いる形態に限定されるものではない。例えば、ダイレクトセンサユニットから得られた反射光の情報をフーリエ変換し、異なるタイミングで得られた情報を周波数ごとに一致を確認してもよいし、ピークとなる部分のみの移動量を取得する方法でもよい。また、コヒーレント光源からの反射光の干渉により生じるスペックルパターン等を比較する形態であってもよい。どのような方法を採用するにせよ、２種類の画像データの特徴点が比較できるような相関処理手段が用意されていればよい。
【実施例２】
【００６０】
実施例１は、１回の目標搬送量（１回のステップ搬送動作）がダイレクトセンサユニット１６の撮像素子の検出領域よりも小さい場合を想定している。すなわち、１つの特徴的なパターン（十字パターン）が時間をずらして異なるタイミングで取得される２つの画像データの両方に含まれている場合を想定している。これに対し、本実施例は、１回のステップ搬送量がダイレクトセンサユニット１６の配列画素長さよりも大きい場合についての制御方法である。基本的な考え方は、１回のステップ移動中に複数回に分けて画像データを取得して搬送制御を行うものである。
【００６１】
装置の構成は実施例１と同様である。全体のシーケンスは、図１０のフローチャートで説明したものと同様であるが、ＳＴＥＰ５における実搬送量検出シーケンスの方法が、実施例１と異なっている。図１７は、本実施例における実搬送量検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。図１８は、ダイレクトセンサユニット１６から得られた画像データから、記録媒体８の移動量及び／又は移動速度を求める方法を模式的に説明するための図である。
【００６２】
実搬送量検出シーケンスが開始されると、ステップＢ０１において、ＣＰＵ１０１はダイレクトセンサユニット１６を用いて記録媒体８の画像を第１画像データ（２１０１）として取得する。 なお、図３の構成で、ダイレクトセンサユニット１６でベルト１９の表面を撮像する場合には、第１画像データ及び下記の第２画像データはベルト表面の画像となる。
【００６３】
ステップＢ０２では、ＣＰＵ１０１は、５画素×５画素の領域を有する相関窓領域を、第１画像データ２１０１の下流側の適切な位置に配置させる。図１８では、相関窓領域内に記録媒体８の表面に存在する特徴的なパターン（ここでは十字パターン）があることがわかる。その後ＣＰＵ１０１は、相関窓領域の画像データを抽出し、これをマッチングパターン（第１画像データの中の一部の画像パターン）として記憶する。
【００６４】
ステップＢ０３では、回転角センサ１８からの情報に基づき、すなわち回転角センサ１８から得られる実測の搬送量をカウントしながら、記録媒体８のＹ方向への搬送を開始する。
【００６５】
１回のステップ移動よりも小さな所定時間あるいは所定のカウント量が経過すると、ステップＢ０４において、搬送動作を行ったままの状態でダイレクトセンサユニット１６を用い記録媒体８（又はベルト１９）の画像を第２画像データ（２１０３）として取得する。
【００６６】
ステップＢ０５では、第２画像データを取得した際の搬送量カウント値に基づいて、第２画像データ２１０３の中で限定されたサーチ範囲を設定する。サーチ範囲の設定方法は実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６７】
ステップＢ０６では、ステップＢ０５で定められたサーチ範囲に対し、端の画素から順に相関演算処理を実行する。具体的な演算アルゴリズムは図１５及び図１６で説明した実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。ステップＢ０６における相関演算処理によって、類似度が最も高い値となるマッチング領域の位置が相関演算処理の結果として返される。
【００６８】
ステップＢ０７ではステップＢ０６の処理結果から、ステップＢ０３〜ステップＢ０７の間に搬送された記録媒体の実測移動量を算出し、記憶する。本実施例において、ステップＢ０３〜ステップＢ０７の工程は、記録媒体の１回のステップ移動の目標量搬送が完了するまで繰り返され、ステップＢ０７で実測移動量を記録する領域はその都度別の領域とする。
【００６９】
ステップＢ０８では、ステップＢ０３から開始された回転角センサ１８による搬送量のカウント値が、目標量に達したか否かを判定する。まだ目標量に達していないと判断した場合はステップＢ１０に移行する。ステップＢ１０では、ステップＢ０４で取得された第２画像データ２１０３を第１画像データとみなして、この画像データに対して、ステップＢ０２と同様に、相関窓領域２１０２を上流側の適切な位置に配置させる。
【００７０】
図１９は、相関窓領域内に記録媒体８の表面に存在する特徴的なパターン（ここでは４点パターン）があることがわかる。そして、相関窓領域に含まれる画像データを抽出し、これをマッチングパターンとして記憶する。
【００７１】
その後、ステップＢ０３に戻り、新たに記憶されたマッチングパターンをもとに、上記と同様に処理を行なう。ステップＢ０８で１ステップ分の目標量の搬送が確認されるまで記録媒体は搬送され、ステップＢ０３からステップＢ０８の工程が繰り返される。ステップＢ０８で目標量の搬送が確認されると、ステップＢ０９へ進む。
【００７２】
ステップＢ０９では、ステップＢ０７の工程の度に記憶されてきた複数の実測移動量の和を求め、これをトータルな実移動量として設定し、図１０で示したフローチャートのＳＴＥＰ６に進む。ＳＴＥＰ６以降の処理については、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００７３】
本実施例によれば、記録媒体の１回分の搬送量（目標搬送量）がダイレクトセンサユニット１６の検出領域よりも大きい場合でも、１回の搬送動作中に複数回に分けて移動量を検出することで、搬送制御を可能としている。これにより、ダイレクトセンサユニット１６の撮像素子が小さいものであっても、高い精度で移動情報を取得することができる。本実施例は、記録媒体を途切れなく連続的にＹ方向に搬送しながら記録を行うプリンタにも適用可能である。
【実施例３】
【００７４】
実施例１や実施例２は、１回の目標搬送量がダイレクトセンサユニット１６の検出領域よりも小さい場合や大きい場合を想定している。これに対し、本実施例は、１つの記録ジョブの最中であっても、設定される相関処理範囲（サーチ範囲）が第２画像データの範囲に収まる場合とはみ出る場合が混在するときの制御方法である。
【００７５】
装置の構成は実施例１と同様である。全体のシーケンスは、図１０のフローチャートで説明したものと同様であるが、ＳＴＥＰ５における実搬送量検出シーケンスの方法が、実施例１と異なっている。図２０は、本実施例における実搬送量検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【００７６】
実搬送量検出シーケンスが開始されると、まずステップＤ０１において、ＣＰＵ１０１はダイレクトセンサユニット１６を用い記録媒体８の画像を第１画像データとして取得する。なお、図３の構成で、ダイレクトセンサユニット１６でベルト１９の表面を撮像する場合には、第１画像データ及び下記の第２画像データはベルト表面の画像となる。
【００７７】
続くステップＤ０２においてＣＰＵ１０１は、５画素×５画素の領域を有する相関窓領域を、第１画像データの上流側の適切な位置に配置させる。その後ＣＰＵ１０１は、相関窓領域に含まれる画像データを抽出し、これを、これをマッチングパターン（第１画像データの中の一部の画像パターン）として記憶する。ここまでは、上記実施例と同様である。
【００７８】
続くステップＤ０３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＤ０２で記憶した相関窓領域に含まれる画像データが次の目標量の搬送動作によって、ダイレクトセンサユニット１６の検出領域からはみ出ないか否かを判断する。はみ出ないと判断された場合はステップＤ０４に進み、シーケンスＡを実行する。シーケンスＡは、実施例１で説明した図１２のフローチャートにおけるステップＡ０３〜ステップＡ０７の工程と同様である。
【００７９】
一方、ステップＤ０３において、ステップＤ０２で記憶した画像データが次の搬送動作によって検出領域からはみ出ると判断された場合は、ステップＤ０５に進み、シーケンスＢを実行する。シーケンスＢは、実施例２で説明した図１７のフローチャートにおけるステップＢ０３〜ステップＢ０９の工程と同様である。そして、それぞれの実搬送量を取得した結果を得て、図１０のＳＴＥＰ６に戻る。
【００８０】
本実施例によれば、設定される相関処理範囲が第２画像データの範囲に収まる場合とはみ出る場合が混在する状況であっても、高い精度で移動情報を取得することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１    インクジェットカートリッジ
２    キャリッジ
８    記録媒体
９    第１の搬送ローラ
１０    第２の搬送ローラ
１３    コードホイール
１４    搬送モータ
１６    ダイレクトセンサユニット
１８    回転角センサ
【図１】
2010030281.tif 000003
【図２】
2010030281.tif 000004
【図３】
2010030281.tif 000005
【図４】
2010030281.tif 000006
【図５】
2010030281.tif 000007
【図６】
2010030281.tif 000008
【図７】
2010030281.tif 000009
【図８】
2010030281.tif 000010
【図９】
2010030281.tif 000011
【図１０】
2010030281.tif 000012
【図１１】
2010030281.tif 000013
【図１２】
2010030281.tif 000014
【図１３】
2010030281.tif 000015
【図１４】
2010030281.tif 000016
【図１５】
2010030281.tif 000017
【図１６】
2010030281.tif 000018
【図１７】
2010030281.tif 000019
【図１８】
2010030281.tif 000020
【図１９】
2010030281.tif 000021
【図２０】
2010030281.tif 000022
【図２１】
2010030281.tif 000023