(57)【要約】【課題】用紙上の端縁から離れた位置でも高い位置精度で画像形成する。【解決手段】用紙１の副走査方向に移動可能な親機３が、主走査方向に往復移動可能な子機４を離脱可能に搭載する。副走査方向の角部に設けた親機３から出発した子機４は、第２検出センサ27で第２端縁Ｂを確認しつつ主走査方向に往復移動する間、プリントヘッド26で画像形成し、主走査方向に平行な案内パターンＧを案内パターン形成手段20により不可視インクで形成する。子機帰還後、親機は第１検出センサ13で用紙の端縁Ａを確認しながら副走査方向に平行に１移動ピッチ移動し、再び子機は親機から離れて前工程の案内パターンを確認しつつ主走査方向に往復移動して画像及び案内パターンの形成を行なう。【選択図】図１
2015063030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する第１方向と第２方向に基づいて画像形成位置が規定される用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
前記第１方向に平行な用紙の第１端縁を検出する第１検出手段と、
前記第１端縁に沿って移動するための第１移動手段とを備え、
前記第１検出手段の検出結果に基づいて前記第１移動手段を制御することにより前記第１端縁に沿って所定ピッチで移動する親機と、
前記親機に乗降自在に設けられるとともに、
前記第２方向に沿って用紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記第１方向に沿って前記画像形成手段に隣接して設けられ前記第２方向に沿って用紙に不可視インクで案内パターンを形成する案内パターン形成手段と、
前記第２方向に平行な用紙の第２端縁及び前記第２方向に沿って案内パターン形成手段が用紙に形成した案内パターンを検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段の検出結果に基づき前記第２方向に沿って用紙の上を往復して移動するための第２移動手段とを備え、
用紙の前記第１端縁の所定位置で前記親機が停止した時に、前記親機から離脱して前記第２方向に往復移動しながら前記画像形成手段によって用紙に画像を形成するとともに、親機が次に停止する前記第１端縁の所定位置において第２方向に移動しながら画像形成する際に前記第２検出手段によって検出される案内パターンを、前記案内パターン形成手段によって形成する子機と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記子機の前記画像形成手段によって用紙上に形成される画像を避けて案内パターンが形成されるように前記案内パターン形成手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の上をプリンタが自ら移動して画像形成を行う自走式の画像形成装置に係り、特に所定の第１方向に移動する親機をホームポジションとし、第１方向の各位置で親機から子機を離脱させ、この子機を第１方向とは異なる第２方向に往復して移動させながら用紙に画像形成を行う画像形成装置であって、第１方向の所定位置での移動時に、第１方向の次の位置で画像形成を行なう際の移動の案内手段となる案内パターンを子機自ら不可視インクで形成することができる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、記録紙の上を自ら任意の方向に移動しながら印字を行うプリンター本体１００を備えた自走式プリンターの発明が開示されている。この自走式プリンターは、記録紙に印字を行う印字ヘッド２００と、記録紙に対するプリンター本体１００の位置を検出するための位置検出手段としてのエッジセンサ３１０ａ〜３１０ｄと、プリンター本体１００を記録紙上を任意の方向に移動させる移動手段である４つの球体４１０ａ〜４１０ｄを備えており、印字情報に応じて記録紙上の印字開始位置に自動的に移動した後に印字を開始するように構成されている。この発明によれば、自走式プリンターが記録紙の上を自ら移動するので、手ブレに起因する弊害の発生が除去され、印字開始位置を自ら判断することにより、印字結果が歪むことがないものとされている。
【０００３】
下記特許文献２には、自走用駆動装置２を用いて被印刷対象物上で移動しながら印刷データを印刷する自走式印刷装置１６の発明が開示されている。この自走式印刷装置１６の制御装置１は、所定の印刷開始基準点と、自走用駆動装置２により移動した移動距離と、印刷情報送信装置１７から無線受信された印刷データとに基づいて、被印刷対象物に印刷すべき印刷データの位置を計算手段に計算させる。そして計算された印刷データの位置に自走用駆動装置２で移動し、上記受信された印刷データを印刷するようにインクジェットヘッド制御装置３を制御する。また、この装置は、印刷手段により印刷された印刷材料を光学的又は磁気的に検出する検出手段を備えている。計算手段は、検出手段によって検出された印刷材料の位置と、計算された印刷データの位置に基づいて、印刷手段により印刷すべき印刷データの位置を調整して計算することもできる。この発明によれば、従来例に比べて小型化が容易な自走式印刷装置及び自走式印刷方法を提供することができるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５４１８２号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００１−３０１２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された自走式プリンターは、用紙端縁をエッジセンサで検知することによって自らを印字開始位置である用紙の上端部の隅部に設定することとなっているため、用紙上であっても用紙端縁から離れた位置に置かれると位置の修正にずれが生じやすく、印字開始位置に正確に設定することが困難となる。また、この自走式プリンターによれば、印字は一列のみを想定しており、その列方向と直交する方向に自律的に正確に移動して次列の印字を行なうことはできない。
【０００７】
また、特許文献２に記載された自走式印刷装置は、無線受信された印刷データに基づいて印刷位置を計算し、印刷用紙上の当該位置に移動して印刷を行う印刷装置であるため、用紙に対する印字位置の座標を正確に知ることが重要となる。そのために、この発明では、印刷開始基準点と、移動距離と、無線受信された印刷データに基づいて印刷位置を計算するだけでなく、先に印刷された印刷材料を検出し、その位置によって印刷位置を調整することも行っている。
【０００８】
しかしながら、任意の印刷開始位置から印刷位置の座標を算出したり、先に印刷された印刷材料から次の印刷位置の座標上の基準を得て位置座標を修正する手法は、制御機構の構造や演算処理が煩雑であるため高価なものになるという問題があった。このような問題を回避するため、印刷開始位置や印刷領域の座標を固定する手法も考えられるが、このような手法では、用紙の設置位置がずれると必然的に印字位置もずれてしまうという欠点がある。
【０００９】
本発明は、以上説明した従来の装置における課題に鑑みてなされたものであり、用紙上の画像形成位置に画像形成手段を設定する位置決め機構や、位置決め機構を制御するための位置情報の演算処理が簡単でありながら、用紙上における画像形成位置の精度が高い画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載された画像形成装置は、
互いに交差する第１方向と第２方向に基づいて画像形成位置が規定される用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
前記第１方向に平行な用紙の第１端縁を検出する第１検出手段と、
前記第１端縁に沿って移動するための第１移動手段とを備え、
前記第１検出手段の検出結果に基づいて前記第１移動手段を制御することにより前記第１端縁に沿って所定ピッチで移動する親機と、
前記親機に乗降自在に設けられるとともに、
前記第２方向に沿って用紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記第１方向に沿って前記画像形成手段に隣接して設けられ前記第２方向に沿って用紙に不可視インクで案内パターンを形成する案内パターン形成手段と、
前記第２方向に平行な用紙の第２端縁及び前記第２方向に沿って案内パターン形成手段が用紙に形成した案内パターンを検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段の検出結果に基づき前記第２方向に沿って用紙の上を往復して移動するための第２移動手段とを備え、
用紙の前記第１端縁の所定位置で前記親機が停止した時に、前記親機から離脱して前記第２方向に往復移動しながら前記画像形成手段によって用紙に画像を形成するとともに、親機が次に停止する前記第１端縁の所定位置において第２方向に移動しながら画像形成する際に前記第２検出手段によって検出される案内パターンを、前記案内パターン形成手段によって形成する子機と、
を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載された画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記子機の前記画像形成手段によって用紙上に形成される画像を避けて案内パターンが形成されるように前記案内パターン形成手段を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された画像形成装置を用いて画像形成を行なう場合には、まず子機を搭載した状態の親機を、第１方向に平行な用紙の第１端縁の一方の端部に近い出発位置に設定し、画像情報を与えて画像形成を開始する。子機は、出発位置におる親機から離脱し、第２移動手段の駆動により第２方向に沿って用紙の上を往復する。往復移動中、子機は第２端縁を検出する第２検出センサの検出結果に基づいて第２移動手段を制御する。このため、子機は、第２端縁すなわち第２方向に平行な状態を保ちながら往復移動することができる。子機は、往復移動している間、必要に応じて画像形成手段を駆動し、当該移動範囲内に形成すべき画像があればこれを形成し、また案内パターン形成手段を駆動して不可視インクで主走査方向に平行な案内パターンを形成する。
【００１３】
子機が親機に帰還して再度親機に積載されると、親機は、第１移動手段により第１方向に平行な第１端縁に沿って他方の端部に向けて移動を開始する。この移動時、親機は、第１検出手段で第１端縁を確認しながら第１移動手段を制御するので、第１端縁すなわち第１方向に平行な状態を保つことができる。第１端縁に沿う親機の移動は間欠的であり、親機は所定間隔を置いた第１端縁の各位置で順次停止する。
【００１４】
親機は第１端縁に沿って出発位置から所定間隔を置いた次の位置で停止する。そこで子機は再び親機から離脱し、出発位置での動作と同様、第２方向に往復移動しながら画像及び案内パターンを形成し、再び親機に帰還して搭載される。この往復移動時、子機は前工程で用紙上に形成した案内パターンを第２検出手段で確認しながら移動するので、第２方向に平行な状態を保つことができる。
【００１５】
このような動作を繰り返して行うことにより、用紙の全面を対象として画像を形成することができる。親機は、常に用紙の第１端縁を基準として移動するため、第１方向に関する位置決めは正確である。また子機は、第１方向に沿って正確に位置決めされた親機の位置を出発点として、用紙の第２端縁又は前工程で用紙に形成した第２方向に平行な案内パターンを基準として往復移動するため、第２方向に平行な状態を常に維持することができる。このため、用紙の端縁から離れた位置にあっても画像形成位置にはずれが生じず、形成される画像の品位は高く保持される。
【００１６】
以上説明した本発明の画像形成装置によれば、与えられた画像情報によっては、画像と案内パターンが用紙上で重なる場合が考えられる。さらにそのような場合において、画像を形成するインクと、案内パターンを形成する不可視インクとの材質的な相性に何らかの問題があり、両インクを重ねて印刷することに支障がある場合も考えられる。しかしながら、請求項２に記載された画像形成装置によれば、子機の画像形成手段によって用紙上に形成される画像を可及的に避けて案内パターンが形成されるように、画像形成手段と案内パターン形成手段の一方又は両方を制御することにより、画像が形成されていない領域だけに案内パターンを形成することができる。このようにすれば、相性に問題のあるインクと不可視インクを重ねて印刷することによるにじみ等の問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の概要を説明するための平面図である。
【図２】本実施形態における子機の移動状況を示す平面図である。
【図３】本実施形態における親機及び子機の構成を示す模式的平面図である。
【図４】本実施形態における親機及び子機の構成を示す模式的側面図である。
【図５】本実施形態の親機に設けられた親側端縁検出センサによる用紙の端縁検出パターン例を示す図である。
【図６】本実施形態における親機の機能ブロック図である。
【図７】本実施形態における子機の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．本実施形態の概要
図１及び図２を参照して本発明の実施形態の概要を説明する。
本実施形態は、机上等の平面に広げた矩形の用紙１に画像を形成する自走型の画像形成装置に関するものである。なお、用紙１とは、画像形成対象との意味であり、模造紙、普通紙等の一般的な紙だけでなく、各種材質のシート体を示す他、比較的薄い板状体等も意味する。また画像形成対象となる用紙１の大きさを限定するものではないが、本実施形態では看板やサインボード、ポスター等の画像形成を想定し、比較的大版の用紙１を対象とした。
【００１９】
ここで、図１中、左右方向を第１方向としての副走査方向と呼び、副走査方向に平行な用紙１の一対の端縁を第１端縁Ａと称する。また、図１中、上下方向を第２方向としての主走査方向と呼び、主走査方向に平行な用紙１の一対の端縁を第２端縁Ｂと称する。従って、本実施形態では、用紙１上で画像形成位置を示すための座標を、矩形の用紙１の２組の端縁Ａ，Ａ及びＢ，Ｂに平行な２方向、すなわち互いに直交する主走査方向と副走査方向で設定することができる。
【００２０】
このような座標系に対応して、本実施形態の画像形成装置２は、副走査方向に移動可能な親機３と、この親機３に離脱可能に搭載され、主走査方向に往復移動可能な子機４によって構成した。まず子機４を搭載した状態の親機３を、副走査方向に平行な用紙の第１端縁Ａの一方の角部に近い出発位置に設定する。子機４は親機３から離脱し、主走査方向に沿って用紙１の上を往復する。その間、子機４は、図１及び図２（ａ）に示すように、第２検出センサ２７で第２端縁Ｂを確認しながら移動するので、第２端縁Ｂすなわち主走査方向に平行な状態を保てる。子機４は、往復移動中、プリントヘッド２６で用紙１に画像を形成するとともに、案内パターン形成手段２０で主走査方向に平行な案内パターンＧを形成する。なお、案内パターンＧは不可視インクで形成されるので視認できないが、図１及び図２においては説明の都合上、これを破線にて示した。
【００２１】
出発位置にある親機３に子機４が帰還して再度積載されると、親機３は、副走査方向に平行な第１端縁Ａに沿って他方の角部に向けて移動する。その移動量は、子機４の案内パターン形成手段２０と第２検出センサ２７の副走査方向に関する間隔に相当する距離（移動ピッチと呼ぶ）である。この時、親機３は、第１検出センサ１３で第１端縁Ａを確認しながら移動するので、第１端縁Ａすなわち副走査方向に平行な状態を保つことができる。
【００２２】
図１において、親機３は第１端縁Ａに沿って出発位置から移動ピッチ分だけ移動した次の位置で停止する。そこで子機４は再び親機３から離脱し、出発位置での動作と同様、主走査方向に往復移動しながら画像及び案内パターンＧを形成し、再び親機３に帰還して搭載される。この往復移動時、子機４は前工程で用紙１上に形成した案内パターンＧを第２検出センサ２７で確認しながら移動するので、主走査方向に平行な状態を保つことができる。
【００２３】
このような動作を繰り返して行うことにより、用紙１の全面を対象として画像を形成することができる。親機３は、常に用紙１の第１端縁Ａを第１検出センサ１３で認識し、これを基準として移動するため、副走査方向の位置決めは正確である。また子機４は、副走査方向に正確に位置決めされた親機３の位置を出発点として、用紙１の第２端縁Ｂ又は前工程で用紙１に形成した主走査方向に平行な案内パターンＧを第２検出センサ２７で認識し、これを基準として往復移動するため、主走査方向に平行な状態を常に確実に維持することができる。従って、本実施形態の画像形成装置２によれば、用紙１の端縁Ａ，Ｂから離れた位置にあっても画像形成位置にずれが生じず、また案内パターンＧは視認できないので画像の邪魔にならず、高品質の画像を形成することができる。
【００２４】
２．親機３及び子機４の構造等について
図３〜図７を参照して親機３と子機４の構成をより詳細に説明する。
《親機３》
図３及び図４に示すように、親機３は、以下に説明する各構成要素を取り付ける基体であり、かつ後述する子機４を収納する本体でもある親筐体５を備えている。親筐体５の移動方向の前側には、第１移動手段として、共通の軸を中心に２個の駆動モータＲ１，Ｌ１によってそれぞれ独立して駆動される２個の駆動ローラ６，６が設けられている。また親筐体５の移動方向の後側には、第１移動手段として、各駆動ローラ６，６と平行に２個の従動ローラ７，７が設けられている。
【００２５】
駆動ローラ６及び従動ローラ７の軸が用紙１の第１端縁Ａと直交するように親筐体５を用紙１の第１端縁Ａの近傍に置けば、画像形成における副走査方向と平行な第１端縁Ａに沿って親機３を移動させることができる。ここで、２個の駆動モータＲ１，Ｌ１を同一の運転条件で回転させれば親筐体５は直進し、必要に応じて２個の駆動モータＲ１，Ｌ１を異なる速度で回転させれば、親筐体５は進路が右又は左にずれるので、蛇行を防止し又は進行方向を修正することができる。また、図示はしないが、駆動ローラ６の軸には移動量計測エンコーダセンサが設けられており、親機３の移動量を計測することができる。この移動量は、用紙１の第１端縁Ａの所望の位置に親機３を位置決めするための情報として利用することができる。
【００２６】
図３及び図４に示すように、親機３の進行方向に平行な親筐体５の側面の一方であって、画像形成時に用紙１の第１端縁Ａに近い側の側面には、後述する子機４を搭載して搬送するための搬送トレイ９が設けられている。搬送トレイ９は、親筐体５の底面と同一面内で親筐体５の外面から突出して設けられており、走行面との間には駆動ローラ６及び従動ローラ７等の突出分だけの隙間が生じるようになっている。搬送トレイ９には２つの切欠き部９ａ，９ａが形成されており、子機４を搭載する際に子機４の駆動ローラ２３及び従動ローラ２４が切欠き部９ａに入るように構成されている。
【００２７】
また、図３に示すように、搬送トレイ９が設けられている親筐体５の一側面には、搬送トレイ９の上に入り込んできた子機４の一部が入り込む凹部１０が設けられている。本実施形態では、この凹部１０の形状は、後述する子機４に設けられた凸部２５と同様の五角柱形状となっている。なお、親機３の凹部１０と子機４の凸部２５の少なくとも各一部は、磁石と磁性体の組み合わせ又は極性の異なる磁石同士の組み合わせで構成されている。所定位置に停止した親機３から離脱した子機４は、主走査方向に往復しながら画像及び案内パターンＧの形成を行い、その後で親機３に戻って搬送トレイ９上に再度搭載される。その際、子機４が出発した位置と戻ってきた位置の間に副走査方向のずれがあったとしても、子機４の凸部２６が親機３の凹部１０に入ることができれば、後は磁力で互いに嵌合してずれは強制的に修正される。この作用は副走査方向の各位置で子機４が往復するたびに繰り返される。すなわち、主走査方向の１ラインごとに子機４の位置ずれが補正される。
【００２８】
図３及び図４に示すように、親機３は、親機３が用紙１の第１端縁Ａと平行に移動していることを検出する第１検出手段としての第１検出センサ１３を備えている。本実施形態の第１検出センサ１３は２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢで構成されており、各センサユニットＳＡ，ＳＢはそれぞれ複数個（本実施形態では３個）のセンサ素子１５で構成されている。なお本実施形態では、センサ素子１５には反射型の光センサが用いられており、用紙１の存在を検知した場合にはＯＮ信号を出力する。
【００２９】
図３に示す２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢは、搬送トレイ９の下面側に露出しており、かつ副走査方向に沿って並ぶように、搬送トレイ９の両端に取り付けられている。また各センサユニットＳＡ，ＳＢ内において、３つのセンサ素子１５は検知方向を下方に向けるとともに、親機３の移動方向である副走査方向と直交する方向に沿って並んでいる。従って、各センサ素子１５は搬送トレイ９の下方にある用紙１の存在を個別に検出することができ、各センサユニットＳＡ，ＳＢでは３個のセンサ素子１５の検知信号のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて第１端縁Ａの相対的な位置を検知することができる。
【００３０】
図４に示すように、搬送トレイ９の下方には、所定間隔をおいて搬送トレイ９と平行な板状の用紙ガイド１６が設けられている。用紙ガイド１６は搬送トレイ９と略同一の外形であり、用紙１が配置される親機３の走行面からも離れている。用紙ガイド１６の両端部の上面は、搬送トレイ９の両端部にそれぞれ設けられたセンサユニットＳＡ，ＳＢに対面する部分であるが、この両端部の上面には図示しない反射防止材が貼付されている。画像形成時、親機３を用紙１の第１端縁Ａに沿って配置する際、用紙１の第１端縁Ａを用紙ガイド１６と搬送トレイ９の隙間に挿入し、各センサユニットＳＡ，ＳＢの３つのセンサ素子１５のうち、中央のセンサ素子１５の検出位置に用紙１の第１端縁Ａがくるようにする。センサユニットＳＡ，ＳＢのセンサ素子１５から照射される光は、用紙ガイド１６の反射防止材では反射されにくく、用紙ガイド１６と搬送トレイ９の間に案内されている用紙１では確実に反射される。このように、反射防止材を貼付したことによって用紙ガイド１６による反射で誤検知が起こることは防止され、各センサ素子１５は良好なＳ／Ｎ比の検知信号を得ることができるので、用紙１の検出は確実となる。
【００３１】
図５を参照し、用紙１の第１端縁Ａに対して親機３の進行方向が平行であるか否かをセンサユニットＳＡ，ＳＢを用いて判断する手法について説明する。各センサユニットＳＡ，ＳＢでは３個のセンサ素子１５がそれぞれ独立して用紙１の有無を検知するので、当該センサユニットＳＡ，ＳＢと用紙１の端縁の位置関係によって、当該センサユニットＳＡ，ＳＢにおける３つのセンサ素子１５の検知信号のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせは種々に変化しうる。そして、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢの配置及び各センサユニットＳＡ，ＳＢにおける３個のセンサ素子１５の配置は前述した通りであるから、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢにおいて同一位置にある一部のセンサ素子１５が用紙１を検出してＯＮ信号を出力した場合には親機３の移動方向が第１端縁Ａと平行であると判断できる。また、各センサユニットＳＡ，ＳＢにおいて異なる個数のセンサ素子１５が用紙１を検出してＯＮ信号を出力した場合には親機３の移動方向が第１端縁Ａに対して斜行していると判断することができる。
【００３２】
図５の分図（１）に示すように、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢにおいて同一位置にある各２個のセンサ素子１５のみが用紙１を検出してＯＮ信号を出力した場合には、親機３の移動方向は第１端縁Ａと平行であると判断できる。同分図（４）に示すように、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢにおいて同一位置にある各１個のセンサ素子１５のみが用紙１を検出してＯＮ信号を出力した場合にも、親機３の移動方向が第１端縁Ａと平行であると判断できる。画像形成中、これらの状態が検出された場合には、進行方向の修正は必要ない。
【００３３】
図５の分図（２）では、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢのうち、図中左側のセンサユニットＳＡは２個のセンサ素子１５が用紙１を検知してＯＮ信号を出力しているが、図中右側のセンサユニットＳＢは１個のセンサ素子１５のみが用紙１を検知してＯＮ信号を出力している。この場合には、親機３の移動方向が第１端縁Ａに対して傾いている（これを「斜行」と称する。）と判断できる。同分図（３）では、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢのうち、図中右側のセンサユニットＳＢは２個のセンサ素子１５が用紙１を検知してＯＮ信号を出力しているが、図中左側のセンサユニットＳＡは１個のセンサ素子１５のみが用紙１を検知してＯＮ信号を出力している。この場合にも、親機３が斜行していると判断できる。但し、分図（２）の場合とは斜行の向きが異なる。画像形成中、これらの状態が検出された場合には、２個の駆動モータＲ１，Ｌ１を選択的に駆動して親機３の進行方向を必要な方向に必要なだけ変更し、斜行を修正する。修正の完了は２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢの検知信号に基づいて確認する。
【００３４】
図５の分図（５）に示すように、２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢとも、３個すべてのセンサ素子１５が用紙１を検知してＯＮ信号を出力した場合には、親機３の移動方向と第１端縁Ａとの関係が特定できない。画像形成中、このような状態が検出された場合には、親機３が斜行しているものと見なして親機３の進行を停止し、操作パネル等の後述する入出力手段１８にアラーム表示を示してユーザーの注意を喚起し、ユーザーに手動で親機３の位置を修正させればよい。２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢとも、３個すべてのセンサ素子１５が用紙１を検知せずにＯＦＦ信号を出力した場合も同様である。
【００３５】
図３及び図６のブロック図に示すように、親機３には制御手段１９が設けられている。制御手段１９は、前述したように一対のセンサユニットＳＡ，ＳＢの検出結果に基づいて駆動モータＲ１，Ｌ１を駆動することにより、第１端縁Ａに対して親機３を平行に移動させる制御を行なう他、以上説明した親機３の各部を統括して制御する。また、親機３には入出力手段１８が設けられており、用紙のサイズに関するデータを含む必要な画像情報等を外部から入力することができるとともに、タスクの進行状況や装置の状態等を必要に応じて表示することができる。
【００３６】
《子機４》
図３及び図４に示すように、子機４は、以下に説明する各構成要素を取り付ける基体である子筐体２２を備えている。子筐体２２には、親機３に面する側とは反対側に、第２移動手段として、共通の軸を中心に２個の駆動モータＲ２，Ｌ２によってそれぞれ独立して駆動される２個の駆動ローラ２３，２３が設けられている。また子筐体２２の親機３に面する側には、第２移動手段として、各駆動ローラ２３，２３と平行に２個の従動ローラ２４，２４が設けられている。
【００３７】
駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の各軸が用紙１の第１端縁Ａと平行となるように子筐体２２を用紙１上に配置すれば、画像形成における用紙１の第２端縁Ｂと平行な主走査方向に沿って子機４を往復して移動させることができる。ここで、２個の駆動モータＲ２，Ｌ２を同一の運転条件で回転させれば子筐体２２は直進し、必要に応じて２個の駆動モータＲ２，Ｌ２を異なる回転速度で駆動すれば、子筐体２２は進路が右又は左にずれるので、蛇行を防止し又は進行方向を修正することができる。また、駆動ローラ２３の軸には親機３のものと同一の移動量計測エンコーダセンサが設けられており、子機４の移動量を計測することができる。この移動量は、子機４が用紙１の主走査方向に移動しながら画像を形成する際の位置情報として利用することができる。
【００３８】
図３に示すように、子筐体２２にはローラ昇降モータＭが設けられている。子機４は、親機３に戻って搬送トレイ９に載った後、ローラ昇降モータＭで駆動ローラ２３及び従動ローラ２４を上昇させて走行面から離す。これによって親機３は子機４を積載した状態で移動することができる。逆に、親機３が副走査方向の所定位置で停止した後、子機４はローラ昇降モータＭで駆動ローラ２３及び従動ローラ２４を下降させて走行面に接地させる。これによって子機４は駆動ローラ２３を駆動することによって親機３から離脱して用紙１上を主走査方向に移動することができる。
【００３９】
図３及び図４に示すように、親筐体５に面する子筐体２２の一側面には、親筐体５の搬送トレイ９の上に入り込んだ場合に親筐体５の凹部１０に入り込む凸部２５が設けられている。凸部２５の形状は、親機３の凸部２５と同様の五角柱形状である。前述した通り、子機４が主走査方向に移動して親機３に戻ってきた時に副走査方向に位置ずれがあったとしても、子機４の凸部２５が親機３の凹部１０に入ることができれば、後は磁力で互いに嵌合してずれは強制的に修正される。
【００４０】
図３に示すように、子筐体２２には画像形成手段としてのプリントヘッド（印字ヘッド）２６が設けられている。プリントヘッド２６は、副走査方向に所定の長さを有する長体状の構造であり、図示はしないが副走査方向に沿って多数のノズルが配列された構造を備えている。従って、子機４を用紙１上で主走査方向に沿って移動しながらこのプリントヘッド２６を駆動することにより、用紙１の副走査方向についてプリントヘッド２６でカバーできる所定長さの領域に、１回の走査で所望の画像を形成することができる。
【００４１】
図３に示すように、子筐体２２には案内パターン形成ヘッド２０が設けられている。案内パターン形成ヘッド２０は、インクを吐出する通常のプリントヘッドと同様の原理の液体吐出手段であるが、前述した画像形成用のプリントヘッド２６よりもノズルの数は少なくてよく、基本的には主走査方向に平行な１ラインの案内パターンＧが形成できればよい。この案内パターン形成ヘッド２０は、副走査方向に沿って親機３の進行方向の先方であるプリントヘッド２６の隣に設けられている。
【００４２】
案内パターン形成ヘッド２０は、人間が実質的に視認できない不可視インクを吐出する。この不可視インクは、例えば可視光領域で実質的に不可視で、かつ赤外光を吸収し赤外光領域の発光を示すインク、または紫外光を吸収し紫外光領域の発光を示すインクである。上述の赤外光領域の発光を示すインクに使用される赤外蛍光染料としては、例えばポリメチレン系色素、アントラキノン系色素、ジチオール金属塩系色素、フタロシアニン系色素、インドフェノール系色素、アミニウム系色素、ジイモニウム系色素およびアゾ系色素等が挙げられる。
【００４３】
図３及び図４に示すように、子機４は、主走査方向に平行な第２端縁Ｂ又は子機４が主走査方向と平行に用紙１上に形成した案内パターンＧを検出する第２検出手段として、第２検出センサ２７を備えている。図３に示すように、本実施形態の第２検出センサ２７は、主走査方向に並んだ２個の光学センサＳＣ，ＳＤで構成されている。２個の光学センサＳＣ，ＳＤは、図３中ではそれぞれ単一の丸で示されているが、実際には親機３の一対のセンサユニットＳＡ，ＳＢと実質的に同一の構造であり、それぞれが３個のセンサ素子１５で構成されている。しかしながら、光学センサＳＣ，ＳＤにおけるセンサ素子１５の並び方向は、センサユニットＳＡ，ＳＢにおけるセンサ素子１５の並び方向は異なっている。すなわち、光学センサＳＣ，ＳＤでは、それぞれ３個のセンサ素子１５が副走査方向と平行に、つまり主走査方向と直交して配列されている。光学センサＳＣ，ＳＤによる第２端縁Ｂ又は案内パターンＧの検出原理は、図５において第１端縁Ａを第２端縁Ｂ（又は案内パターンＧ）と考えれば、親機３のセンサユニットＳＡ，ＳＢによる第１端縁Ａの検出原理と同一である。すなわち、各光学センサＳＣ，ＳＤにおいて、３つのセンサ素子１５中、第２端縁Ｂ又は案内パターンＧを検出してＯＮの検出信号を出力しているセンサ素子１５の組み合わせに基づき、子機４が第２端縁Ｂ又は案内パターンＧに対して平行に移動しているか、又は斜行しているかを判断することができる。従って、斜行していると判断された場合には、各光学センサＳＣ，ＳＤの検出結果に基づいて駆動モータＲ２，Ｌ２を適宜に駆動することにより、子機４の主走査方向の斜行を修正することができる。その他、光学センサＳＣ，ＳＤを用いた制御に関しては、親機３のセンサユニットＳＡ，ＳＢを示した図５及びその説明を援用する。
【００４４】
なお、子機４の光学センサＳＣ，ＳＤは、親機３のセンサユニットＳＡ，ＳＢと実質的に同一であると述べたが、これを構成するセンサ素子１５の検知可能波長領域は必ずしも同じでなくてよい。すなわち、親機３のセンサユニットＳＡ，ＳＢは用紙の端縁Ａを検出するため、可視光を検知するタイプでよいが、子機４の光学センサＳＣ，ＳＤは、用紙の端縁Ｂだけでなく、不可視インクを検出する必要があるため、不可視インクのタイプに適合した波長領域の光を検知できるものを使用する必要がある。例えば不可視インクが赤外光を吸収し、赤外光領域の発光を示すインクの場合には、センサ素子としては、赤外光領域の波長の光を発光する半導体レーザと、半導体レーザにより発光した不可視インクを検知するフォトダイオードとによって構成されるものが採用できる。
【００４５】
第２検出センサ２７は、前述したように子機４の進行方向が主走査方向に平行であることを確認するために使用されているが、子機４の往復動作の折り返し点を確認するためにも使用されている。すなわち、子機４は、第２端縁Ｂや案内パターンＧを検知しながら主走査方向に移動していき、親機３が配置された側とは反対側にある第１端縁Ａに到達すると、親機３から遠い側の光学センサＳＣは第２端縁Ｂや案内パターンＧの検知範囲から外れるが、親機３に近い側の光学センサＳＤは第２端縁Ｂや案内パターンＧを検知している状態となる。このような２個の光学センサＳＣ，ＳＤの検知信号の組み合わせにより、親機３から出て主走査方向に移動する子機４が、反対側の第１端縁Ａに到達したことを検知して、子機４の進行方向を反転させる制御を行なうことができる。
【００４６】
なお、親機３が配置された側とは反対側にある第１端縁Ａを第２検出センサ２７で検出する代わりに、図示はしないが、親機３の２個のセンサユニットＳＡ，ＳＢと同一の光反射センサを子機４にも設け、図５を用いて説明した端縁の検出と同一の原理で、親機３が配置された側とは反対側にある第１端縁Ａを検出するものとしてもよい。
【００４７】
図３及び図７のブロック図に示すように、子機４には制御手段３９が設けられている。子側の制御手段３９は、一対の光学センサＳＣ，ＳＤの出力に基づいて第２端縁Ｂや案内パターンＧを認識し、駆動モータＲ２，Ｌ２を駆動することにより子機４の進行方向を修正して主走査方向と平行に移動させる制御を行なうとともに、光学センサＳＣ，ＳＤ又は図示しない光反射センサからの検知信号によって親機３とは反対側にある第１端縁Ａを認識し、子機４の進行方向を逆転させて親機３に戻るように駆動モータＲ２，Ｌ２を制御する。さらに、制御手段３９は、上述したような子機４の往復移動の動作に同期してプリントヘッド２６及び案内パターン形成手段２０を駆動し、用紙１に必要な画像を形成する。なお、子機４の制御手段３９は、画像形成開始前に親機３に搭載されている状態で親機３から画像情報を取得する。
【００４８】
３．作用について
本実施形態の画像形成装置２で画像形成を行なうには、まず子機４を搭載した状態の親機３を、副走査方向に平行な用紙の第１端縁Ａの一方の角部に設定し、ここを出発位置とする。親機３に画像情報を与え、画像形成作業を開始する。子機４は親機３から画像情報を受け取った後に、親機３から離脱し、主走査方向に沿って用紙１の上を往復する。移動中、子機４は第２端縁Ｂを検出する光学センサＳＣ，ＳＤの出力に基づいて駆動モータＲ２，Ｌ２を制御する。子機４は、第２端縁Ｂすなわち主走査方向に平行な状態を保ちながら移動できる。子機４は、往復移動中、特に復路においてプリントヘッド２６を駆動して用紙１に画像を形成するとともに、案内パターン形成手段２０を駆動して不可視インクで主走査方向に平行な案内パターンＧを形成する。
【００４９】
子機４が親機３に帰還して再度親機３に積載されると、親機３は、駆動モータＲ１，Ｌ１を駆動して副走査方向に平行な第１端縁Ａに沿って他方の角部に向けて移動する。この移動時、親機３は、センサユニットＳＡ．ＳＢで第１端縁Ａを確認しているので、第１端縁Ａすなわち副走査方向に平行な状態を保つことができる。第１端縁Ａに沿う親機３の移動は間欠的であり、親機３の１回の移動長さ（移動ピッチ）は、子機４における光学センサ２７と案内パターン形成手段２０の副走査方向についての間隔に相当する。親機３は、副走査方向について出発位置から１移動ピッチだけ離れた第２の位置で停止する。
【００５０】
子機４は、第２の位置で再び親機３から離脱し、出発位置での動作と同様、主走査方向に往復移動しながら画像及び案内パターンＧを形成し、再び親機３に帰還して搭載される。この往復移動時、子機４は前工程で用紙１上に形成した案内パターンＧを光学センサＳＣ，ＳＤで確認しながら移動するので、主走査方向に平行な状態を保つことができる。
【００５１】
このような動作を繰り返して行うことにより、用紙１の全面を対象として画像を形成することができる。親機３は、常に用紙１の第１端縁Ａを基準として移動するため、副走査方向に関する位置決めは正確である。また子機４は、副走査方向に沿って正確に位置決めされた親機３の位置を出発点として、用紙１の第２端縁Ｂ又は前工程で用紙１に形成した主走査方向に平行な案内パターンＧを基準として往復移動するため、主走査方向に平行な状態を常に維持することができる。従って、用紙１の端縁Ａ，Ｂから離れた位置にあっても画像形成位置にずれが生じることはなく、形成される画像の品位は高い。
【００５２】
なお、形成すべき画像によっては、画像と案内パターンＧが用紙１上で重なる場合が考えられ、さらにそのような場合において、画像を形成するインクと、案内パターンＧを形成する不可視インクとの材質的な相性に何らかの問題があり、両インクが重なることで支障が生じることも考えられる。しかしながら、用紙１の全面にべた状の画像を形成するような場合はともかく、例えば図１に示した例のように通常の文章を印刷するような場合であれば、画像形成領域内にも余白の部分はあるので、案内パターンＧを形成する位置の少なくとも一部で画像が重なるのであれば、画像が形成される部分には案内パターンＧを形成しないように案内パターン形成手段２０を制御すればよい。又は、案内パターンＧの形成位置に画像が重ならないように、画像品位に影響を与えない範囲で、画像の全体又は一部の位置をずらすようにプリントヘッド２６等を制御してもよい。これによって、相性に問題のあるインクと不可視インクとを重ねて印刷することによるにじみ等の問題を回避することができる。
【００５３】
また、子機４は、主走査方向の移動において、往路ではなく復路において画像を形成することとしたので、往路で用紙１に形成した画像を復路に駆動ローラ２３及び従動ローラ２４で踏みつけて汚損することがなく、またこれらローラ２３，２４をインクで汚すこともない。
【００５４】
このような効果を有することから、本実施形態の画像形成装置２によれば、特に大型の被印刷対象、例えば垂れ幕、看板、表示板、標識等に画像を形成するのに有効である。また、用紙１とは画像形成対象の意味であり、紙に限らず、特に看板等の材料となるベニヤ板のような板材や、プラスチック板、プラスチックフィルム等も対象となる。
【００５５】
本実施形態の画像形成装置２によれば、用紙サイズのデータについては、画像形成に先立って画像情報の一部として予め親機３に与えていたが、画像形成に先立って親機３を副走査方向に移動させ、また子機４を副走査方向の少なくとも１カ所で主走査方向に往復移動させることにより、用紙１のサイズを装置自身で検知するようにしてもよい。さらに、用紙１の四隅を重しで押さえ、この重しを座標上の特定位置を示すマーカーとして使用し、これを何らかの検出手段で検知することによって用紙サイズ情報の代わりとすることもできる。
【００５６】
本実施形態では、画像形成手段としてインクを吐出するプリントヘッド２６を子機４に搭載したが、その他の画像形成手段、例えば熱転写方式の画像形成手段を用いてもよい。熱転写方式の画像形成としては、サーマルヘッドとインクリボンを子機４に搭載してもよいし、子機４にサーマルヘッドを搭載し、画像形成対象の用紙を熱転写紙にしてもよい。なお、熱転写紙を用いる場合には、特に案内パターンＧを形成する不可視インクによって変質しないものを選定し、案内パターンＧの不可視性が確保されるようにしなければならない。
【００５７】
また、本実施形態では、画像形成対象として矩形の用紙１を例示したが、このような用紙１の形状は一例にすぎない。本発明は、第１方向に移動する親機３に搭載した子機４が、第１方向の各位置において親機３から離脱し、第１方向とは交差する方向である第２方向に沿って往復移動しながら画像形成を行なうものであり、第１及び第２方向は必ずしも互いに直交する方向であるとは限らない。従って、矩形以外の形状の画像形成対象にも画像を形成することは可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…用紙
２…画像形成装置
３…親機
４…子機
６…親機の第１移動手段である駆動ローラ
７…親機の第１移動手段である従動ローラ
１３…親機の第１検出手段である第１検出センサ
１９…親機の制御手段
２０…案内パターン形成手段としての案内パターン形成ヘッド
２３…子機の第２移動手段である駆動ローラ
２４…子機の第２移動手段である従動ローラ
２６…画像形成手段としてのプリントヘッド
２７…子機の第２検出手段である第２検出センサ
３９…子機の制御手段
Ｒ１…親機の第１移動手段としての駆動モータ
Ｌ１…親機の第１移動手段としての駆動モータ
Ｒ２…子機の第２移動手段としての駆動モータ
Ｌ２…子機の第２移動手段としての駆動モータ
ＳＡ…親機の第１検出センサを構成するセンサユニット
ＳＢ…親機の第１検出センサを構成するセンサユニット
ＳＣ…子機の第２検出センサ光学センサ
ＳＤ…子機の第２検出センサ光学センサ
Ａ…副走査方向に平行な用紙の第１端縁
Ｂ…主走査方向に平行な用紙の第２端縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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