(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、
印字ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、
前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタであって、
前記キャリッジは、プラテン上にセットされた印刷紙を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像する撮像手段を有し、
前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングした結果に基づいて、前記キャリッジの移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、をさらに備えることを特徴とするシリアルプリンタ。
【請求項２】
印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、
印字ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、
前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタであって、
プリンタ筐体の非可動部分に設置され印刷紙を所定の時間間隔で撮像する撮像手段を有し、
前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングした結果に基づいて、紙送り中の印刷紙の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記印刷紙の移動速度を検出する速度検出手段と、をさらに備えることを特徴とするシリアルプリンタ。
【請求項３】
前記撮像手段は、連続して撮像した複数枚の画像の各一部が互いにオーバーラップするように撮像時間間隔を設定することを特徴とする請求項１または２に記載のシリアルプリンタ。
【請求項４】
前記撮像手段は、
ＣＣＤセンサと、
セットされた印刷紙の像を前記ＣＣＤセンサの受光面に導く光学系と、
前記ＣＣＤセンサで撮像された画像に基づいて、前記印刷紙の像が前記ＣＣＤセンサの受光面に結像するように前記光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシリアルプリンタ。
【請求項５】
前記ＣＣＤセンサは、プラテン上にセットされた印刷紙の繊維を読み取り可能な解像度を有することを特徴とする請求項４に記載のシリアルプリンタ。
【請求項６】
前記撮像手段が撮像したプラテン上面の画像に基づいて、前記プラテンと前記キャリッジとのギャップ調整を行うプラテンギャップ調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシリアルプリンタ。
【請求項７】
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、プラテン上に印刷紙がセットされているか否かを検出する紙有無検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のシリアルプリンタ。
【請求項８】
印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、
印字ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、
前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタのキャリッジ速度検出方法において、
プラテン上にセットされた印刷紙を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにて連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングすることにより、前記キャリッジの移動距離を検出する移動距離検出ステップと、
前記移動距離検出ステップにより検出された移動距離と、前記撮像ステップの撮像時間間隔とに基づいて、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出ステップと、をさらに備えることを特徴とするシリアルプリンタのキャリッジ速度検出方法。
【請求項９】
前記撮像ステップで撮像された信号に基づいて、プラテン上に印刷紙がセットされているか否かを検出する紙有無検出ステップを備えることを特徴とする請求項８に記載のシリアルプリンタのキャリッジ速度検出方法。
【請求項１０】
前記撮像手段が撮像したプラテンの画像に基づいて、前記プラテンと前記キャリッジとのギャップ調整を行うプラテンギャップ調整手段を備えることを特徴とする請求項８または９に記載のシリアルプリンタのキャリッジ速度検出方法。
【請求項１１】
印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、
印字ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、
前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタの紙送り速度検出方法であって、
印刷紙を所定の時間間隔で撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングした結果に基づいて、紙送り中の印刷紙の移動距離を検出する移動距離検出ステップと、
前記移動距離検出ステップにより検出された移動距離と、前記撮像ステップの撮像時間間隔とに基づいて、前記印刷紙の移動速度を検出する速度検出ステップと、をさらに備えることを特徴とするシリアルプリンタの紙送り速度検出方法。
【請求項１２】
前記撮像ステップで撮像された信号に基づいて、プラテン上に印刷紙がセットされているか否かを検出する紙有無検出ステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載のシリアルプリンタの紙送り速度検出方法。
【請求項１３】
相対的に移動する被写体を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像するＣＣＤセンサと、
前記被写体の像を前記ＣＣＤセンサの受光面に導く光学系と、
前記ＣＣＤセンサで撮像された信号に基づいて、前記被写体の像が前記ＣＣＤセンサの受光面に結像するように前記光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングするパターンマッチング手段と、
前記パターンマッチング手段によるパターンマッチング結果に基づいて、前記被写体の相対的な移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記被写体の相対的な移動速度を検出する速度検出手段と、を備えることを特徴とする速度検出装置。
【請求項１４】
相対的に移動する被写体を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像する撮像ステップと、
前記被写体の像を前記ＣＣＤセンサの受光面に導き、前記ＣＣＤセンサで撮像された信号に基づいて、前記被写体の像が前記ＣＣＤセンサの受光面に結像するように前記光学系の焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記撮像ステップにて連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングするマッチングステップと、
前記パターンマッチング結果に基づいて、前記被写体の相対的な移動距離を検出する移動距離検出ステップと、
検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記被写体の相対的な移動速度を検出する速度検出ステップと、を備えることを特徴とする速度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷紙を主走査方向に移動させるとともに、キャリッジを副走査方向に移動させて印字を行うシリアルプリンタに関し、特に、キャリッジの移動距離および移動方向の少なくとも一方を検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタで代表されるシリアルプリンタは、印刷紙を主走査方向に所定距離（バンド幅）ずつ移動させ、各移動距離ごとに、キャリッジを副走査方向に移動させて印字を行う。
【０００３】
キャリッジには、印字ヘッドが搭載されており、キャリッジを移動させながら印字ヘッドからインクを吐出するため、キャリッジの移動距離と移動方向を正確に検出しなければ、印字位置がずれてしまう。
【０００４】
従来は、キャリッジの駆動にステッピングモータ等のパルスモータを利用する場合には、パルスモータの駆動パルス数をカウントすることで、キャリッジの相対的な移動距離を検出し、また、駆動パルスの位相によりキャリッジの移動方向を検出していた。
【０００５】
また、キャリッジの駆動にＤＣモータを利用する場合には、ＤＣモータの駆動軸にエンコーダを取り付けてエンコーダの回転を赤外線センサで検出し、エンコーダから出力されるパルス信号の位相からキャリッジの移動方向を検出し、パルス数からキャリッジの移動距離を検出していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスモータの駆動パルス数でキャリッジの移動距離を検出する場合、キャリッジの移動距離を直接検出するわけではないので、メカ的な精度誤差により、距離の検出精度が悪くなる。具体的には、モータの回転角精度から決まる最小移動量以下の精度でキャリッジの移動距離を検出することはできない。
【０００７】
また、エンコーダを用いてキャリッジの移動距離を検出する場合、エンコーダのスリットの精度やモータの回転角精度等により位置検出精度が制限され、また、経年変化や温度等により精度が変動するおそれもある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャリッジの移動距離や移動方向を精度よく検出できるシリアルプリンタおよびシリアルプリンタのキャリッジ位置検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、印字ヘッドを搭載するキャリッジと、前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタであって、前記キャリッジは、プラテン上にセットされた印刷紙を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像する撮像手段を有し、前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングした結果に基づいて、前記キャリッジの移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出手段と、をさらに備えることを特徴とするシリアルプリンタを提供するものである。
【００１２】
本発明では、撮像手段で連続して撮像した画像をパターンマッチングした結果に基づいて、キャリッジの移動速度を検出するため、簡易かつ精度よくキャリッジの移動速度を検出できる。
【００１３】
本発明の一態様によれば、印刷紙を主走査方向に移動させる紙送りモータと、印字ヘッドを搭載するキャリッジと、前記キャリッジを印刷紙の副走査方向に移動させるキャリッジ・モータと、を備え、前記紙送りモータと前記キャリッジ・モータとを交互に移動させて印字を行うシリアルプリンタであって、プリンタ筐体の非可動部分に設置され印刷紙を所定の時間間隔で撮像する撮像手段を有し、前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングした結果に基づいて、紙送り中の印刷紙の移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記印刷紙の移動速度を検出する速度検出手段と、をさらに備える。
【００１４】
本発明では、撮像手段で連続して撮像した画像をパターンマッチングした結果に基づいて、紙送り速度を検出するため、簡易かつ精度よく紙送り速度を検出できる。
【００１５】
本発明では、撮像手段が連続して撮像する複数枚の画像が互いにオーバーラップするようにするため、パターンマッチングが確実に可能になる。
【００１６】
本発明では、焦点調節手段を用いて印刷紙の像をＣＣＤセンサの受光面に結像させるため、パターンマッチングを行う際の誤差を少なくすることができる。
【００１７】
本発明では、印刷紙の繊維を読みとれるようなＣＣＤセンサを用いるため、真っ白な印刷紙であってもキャリッジの速度や紙送り速度を検出できる。
【００１８】
本発明では、撮像手段を用いてプラテンギャップの検出も行うため、プラテンギャップ検出用のセンサ等が不要になる。
【００１９】
本発明では、撮像手段を用いて印刷紙の有無も検出するため、印刷紙の有無を検出するセンサ等が不要となる。
【００２１】
本発明の一態様によれば、相対的に移動する被写体を所定の撮像時間間隔で連続的に撮像するＣＣＤセンサと、前記被写体の像を前記ＣＣＤセンサの受光面に導く光学系と、前記ＣＣＤセンサで撮像された信号に基づいて、前記被写体の像が前記ＣＣＤセンサの受光面に結像するように前記光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、前記撮像手段により連続して撮像された複数枚の画像を互いにパターンマッチングするパターンマッチング手段と、前記パターンマッチング手段によるパターンマッチング結果に基づいて、前記被写体の相対的な移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段により検出された移動距離と、前記撮像手段の撮像時間間隔とに基づいて、前記被写体の相対的な移動速度を検出する速度検出手段と、を備える。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシリアルプリンタについて、図面を参照しながら具体的に説明する。以下では、シリアルプリンタの一例として、インクジェットプリンタについて説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、エンコーダを用いずにキャリッジの移動距離と移動方向を検出するものである。
【００２４】
図１は本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態の概略構成を示すブロック図、図２は図１のプリンタの斜視図である。本実施形態のプリンタは、プラテン１上にセットされた印刷紙２を主走査方向に移動させる紙送りモータ３と、印字ヘッド４および印字カートリッジ５を搭載するキャリッジ６と、キャリッジ６を摺動軸７に沿って印刷紙２の副走査方向に移動させるキャリッジモータ８と、キャリッジモータ８およびプーリ９の間に掛け渡された駆動ベルト１０と、印字ヘッド４から吐出するインクの量を制御するピエゾ素子駆動回路１１と、プリンタ全体の制御を行う制御回路１２と、各種のモード設定を行う操作パネル１３と、ホストコンピュータとの間でデータの送受信を行うインタフェース回路１４とを備えている。
【００２５】
本実施形態のプリンタは、キャリッジ６の移動距離および移動方向を検出する撮像装置２０をキャリッジ６に取り付けた点に特徴がある。この撮像装置２０は、プラテン１上にセットされた印刷紙２の模様を読み取り、読み取った模様に基づいてキャリッジ６の移動距離を検出する。
【００２６】
図３は本実施形態の撮像装置２０の詳細構成を示すブロック図である。図３の撮像装置２０は、印刷紙２の上面（印刷紙２がセットされていなければプラテン１の上面）を撮像するＣＣＤセンサ２１と、ＣＣＤセンサ２１の駆動制御を行うＣＣＤ駆動回路２２と、ＣＣＤセンサ２１で撮像された信号に含まれる雑音を除去する雑音除去回路２３と、雑音除去回路２３で雑音を除去した撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に対して各種の信号処理を行う信号処理回路２５と、印刷紙２の像をＣＣＤセンサ２１上に結像させるレンズ２６と、レンズ２６の焦点調節を行う焦点調節部２７とを有する。
【００２７】
印刷紙２は、真っ白等の無地であっても、その表面を顕微鏡等で拡大して観察すると、紙の繊維が不規則に絡み合っていることがわかる。このため、図２のＣＣＤセンサ２１は、印刷紙２の繊維の絡み具合がわかるくらいまで印刷紙２の表面を拡大して撮像する。その撮像結果に基づいて、撮像装置２０は、キャリッジ６の移動距離と移動方向を検出する。
【００２８】
印刷紙２の繊維を検出するには、高解像度のＣＣＤセンサ２１が必要であるとともに、印刷紙２の像をＣＣＤセンサ２１の受光面に精度よく合焦させる必要がある。このため、本実施形態では、画素数の多いＣＣＤセンサ２１を設けるとともに、焦点調節部２７にて高精度の焦点調節を行う。
【００２９】
図４はＣＣＤセンサ２１の平面図である。図３のＣＣＤセンサ２１は、感光部３１と転送部３２をそれぞれライン状に配置したものであり、リニアＣＣＤとも呼ばれる。感光部３１は、ライン状に配置された複数のフォトダイオードからなり、各フォトダイオードで光電変換された電荷は、図４の矢印の向きに従って、シフトゲート３３を介してシフトレジスタ３４に転送された後、シフトレジスタ３４内を順次転送して出力バッファ３５まで導かれる。出力バッファ３５の出力がＣＣＤセンサ２１の出力に対応する。
【００３０】
図３の感光部３１内のフォトダイオードの数により画素数が決まる。カラー画像を撮像するには、ＲＧＢの各色ごとに図３の感光部３１および転送部３２が必要になるが、本実施形態の場合、カラー画像を撮像する必要はないので、感光部３１と転送部３２を一組ずつ設ければよい。
【００３１】
図５は焦点調節部２７による焦点調節の原理を説明する図であり、ＴＣＬ(through the camera lens)方式と呼ばれるものである。合焦位置よりも前側（図５の位置Ｌ１）にＣＣＤセンサ２１が置かれると、レンズ２６の上部を通過した光線はＣＣＤセンサ２１の上側にｕ１像を形成し、レンズ２６の下部を通過した光線はＣＣＤセンサ２１の下側にｄ１像を形成する。
【００３２】
一方、合焦位置よりも後ろ側（図５の位置Ｌ２）にＣＣＤセンサ２１が置かれると、レンズ２６の上部を通過した光線はＣＣＤセンサ２１の下側にｕ２像を形成し、レンズ２６の下部を通過した光線はＣＣＤセンサ２１の上側にｄ２像を形成する。
【００３３】
このように、合焦位置の前側と後ろ側で、被写体像のできる位置が合焦位置を挟んで互いに逆になるので、この位置関係を検出することで、レンズ２６の焦点調節を精度よく行うことができる。
【００３４】
なお、レンズ２６の焦点調節を行う手法は図５に示したものに限定されない。例えば、超音波や赤外線を被写体に照射し、その反射光を検出することによりレンズ２６の焦点調節を行ってもよい。
【００３５】
あるいは、ＣＣＤセンサ２１で光電変換された電気信号の高周波成分の大小により焦点調節を行ってもよい。
【００３６】
図６は図１の制御回路１２の処理動作を示すフローチャートである。以下、図５のフローチャートに基づいて、図１のプリンタの印字動作を説明する。ホストコンピュータから印字データが送られてくると、プラテン１に印刷紙２がセットされているか否かを検出し（ステップＳ１）、セットされていなければ、印刷紙２がセットされていない旨の信号をホストコンピュータに返すとともに、アラームや警告表示等を行う（ステップＳ２）。
【００３７】
一方、プラテン１に印刷紙２がセットされている場合には、制御回路１２は、紙送りモータ３を駆動して印字開始位置まで印刷紙２を移動させる（ステップＳ３）。このとき、制御回路１２は、撮像装置２０で撮像された信号により、印刷紙２が印字開始位置に到達したか否かを検出する。
【００３８】
印刷紙２が印字開始位置まで到達すると、次に、焦点調節部２７は、レンズ２６の焦点調節を行い、印刷紙２の像をＣＣＤセンサ２１の受光面上に正しく結像させる（ステップＳ４）。
【００３９】
印刷紙２の種類により紙厚が異なり、また、本実施形態の場合、印刷紙２の繊維まで読み取る必要があるため、ステップＳ４の処理は、印字を行う各ページごとに行うのが望ましい。
【００４０】
次に、キャリッジモータ８を駆動させて、キャリッジ６を摺動軸７に沿って副走査方向に移動させ、その移動の最中に印字ヘッド４からインクを吐出させて印字を行う（ステップＳ５）。
【００４１】
より詳細には、撮像装置２０で撮像された信号に基づいて、キャリッジ６の移動距離と移動方向を検出し、その検出結果に基づいて、インクの吐出制御を行う。
【００４２】
キャリッジ６の一走査分の印字が終了すると、制御回路１２は紙送りモータ３を駆動させて主走査方向に一バンド幅分紙送りを行い（ステップＳ６）、その後、上述したステップＳ４，Ｓ５の処理を行う。以下、同様に、バンド幅ごとに印字を繰り返す。
【００４３】
一ページ分の印字が終了すると、次に、印刷を終了するか否かを判定し（ステップＳ７）、印刷を継続する場合には、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。
【００４４】
このように、本実施形態では、キャリッジ６に取り付けた撮像装置２０により、プラテン１にセットされた印刷紙２を撮像するため、印刷紙２の繊維まで正確に読み取ることができ、仮に印刷紙２が無地であっても、撮像した画像に基づいてキャリッジ６の移動距離と移動方向を精度よく検出できる。すなわち、本実施形態は、撮像装置２０を用いて印刷紙２の移動距離を直接検出するため、エンコーダやパルス数の計測等により間接的に移動距離を検出するよりもはるかに検出精度を向上できる。
【００４５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、キャリッジに搭載された撮像装置を用いてキャリッジの移動速度を検出するものである。
【００４６】
第１の実施形態では、キャリッジに搭載された図１の撮像装置２０を用いてキャリッジの移動距離と移動方向を検出する例を説明したが、第２の実施形態は、撮像装置２０を用いてキャリッジ６の移動速度を検出するものである。
【００４７】
図７はキャリッジ６の移動中にＣＣＤセンサが撮像した一画素分の画像を示す図であり、図７（ａ）は時刻ｔ０の画像、図７（ｂ）は図７（ａ）の次（時刻ｔ１）のサンプリング時間でＣＣＤセンサ２１が撮像した画像を示している。図７の矢印はキャリッジ６の移動方向を表している。なお、図７の画像内に図示された実線は、印刷紙２の繊維を表している。
【００４８】
第２の実施形態のＣＣＤセンサ２１は、撮像する範囲を少しずつオーバーラップさせながら印刷紙２の撮像を行う点に特徴がある。オーバーラップさせる理由は、連続して撮像した２枚の画像同士でパターンマッチングを行い、どの程度キャリッジ６が移動したかを検出するためである。
【００４９】
例えば、図７（ｂ）の点線枠は図７（ａ）と同じ撮像範囲であり、実線枠は実際にＣＣＤセンサ２１で撮像された範囲である。これら２つの枠の位置ずれ分がキャリッジ６が移動した距離Ｌに相当する。
【００５０】
図７（ａ）と図７（ｂ）とのパターンマッチングを行うことにより、キャリッジ６の移動距離Ｌが求まり、また、ＣＣＤセンサ２１の撮像間隔（サンプリング間隔＝ｔ１−ｔ０）は既知であるため、移動距離Ｌと撮像間隔（ｔ１−ｔ０）とにより、キャリッジ６の速度を測定することができる。
【００５１】
一例として、図８に示すように、印字ヘッド４からインクを吐出する周期が20kHzで、720dpi(dot per inch)の解像度で印字を行う場合のキャリッジ６の速度について検討する。この場合、インクは、１／(20×103)秒ごとに吐出され、その間に１／720インチだけキャリッジ６が移動する。
【００５２】
したがって、キャリッジ６の速度は、
20×103／720＝28インチ／秒    …（１）
となる。
【００５３】
一方、ＣＣＤセンサ２１の撮像間隔を10μs、ＣＣＤセンサ２１の一画素分の画像の一辺の長さがLLとし、連続して撮像した２枚の画像が互いにLL／２だけ重なるとし、さらに、LL＝1/20インチ（約１cm）とすると、キャリッジ６の速度は、（２）式で表される。
【００５４】
LL／２÷10μs＝(１／40)÷(10×10-6)＝2500インチ／秒    …（２）
になる。
【００５５】
上述したように、キャリッジ６の速度は、28インチ／秒程度なので、（２）の計算結果はかなり大きいことがわかる。
【００５６】
一方、ＣＣＤセンサ２１の撮像間隔を1msecにすると、（２）の演算結果は、25インチ／秒となり、（１）の演算結果とほぼ一致する。
【００５７】
このように、ＣＣＤセンサ２１の撮像間隔と一画素分の画像サイズとを適切に設定してパターンマッチングを行うことにより、キャリッジ６の移動距離を正確に検出できる。また、検出したキャリッジ６の移動距離を用いて、キャリッジ６の移動速度を正確に算出できるようになる。
【００５８】
図９は第２の実施形態の処理動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図３の制御回路１２により実行される。まず、プラテン１に印刷紙２がセットされているか否かを判定し（ステップＳ11）、印刷紙２がセットされていなければ、印刷紙２がセットされていない旨の信号をホストコンピュータに返すとともに、アラームや警告表示等を行った後（ステップＳ12）、処理を終了する。
【００５９】
一方、印刷紙２がセットされていれば印字開始位置まで印刷紙２を移動させ（ステップＳ13）、レンズの焦点調節を行う（ステップＳ14）。次に、キャリッジ６を摺動軸に沿って副走査方向に移動させ、移動の最中に印字ヘッド４からインクを吐出させて印字を行う（ステップＳ15）。
【００６０】
次に、ＣＣＤセンサ２１で連続して撮像した２枚の画像同士をパターンマッチングする（ステップＳ16）。次に、パターンマッチング結果に基づいて、キャリッジ６の移動距離Ｌを算出する（ステップＳ17）。
【００６１】
次に、算出された移動距離Ｌと、ＣＣＤセンサ２１の撮像間隔とに基づいて、キャリッジ６の速度を算出する（ステップＳ18）。
【００６２】
次に、算出されたキャリッジ６の速度に異常があるか否かを判定する（ステップＳ19）。異常があれば、印字を停止してアラーム等の警告処理を行う（ステップＳ20）。異常がなければキャリッジ６の一走査分の印字を終えた後に、紙送りモータ３を駆動させて主走査方向に一バンド幅分の紙送りを行う（ステップＳ21）。
【００６３】
次に、印刷を終了するか否かを判定し（ステップＳ22）、印刷を終了しない場合には、ステップＳ11以降の処理を繰り返す。
【００６４】
このように、第２の実施形態は、キャリッジ６に搭載された撮像装置内のＣＣＤセンサ２１で撮像した画像に基づいてキャリッジ６の移動速度を算出するため、簡易な構造で、かつ精度よくキャリッジ６の移動速度を算出できる。
【００６５】
ところで、図３に示す撮像装置２０は、プリンタ以外に応用することも可能である。すなわち、図３に示す撮像装置２０を各種の移動機器に搭載して、図９の処理を行えば、移動機器の速度を精度よく検出することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、紙送り速度の検出を行うものである。
【００６７】
図１０は第３の実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示すブロック図であり、図１と共通する構成部分には同一符号を付している。図１０のインクジェットプリンタは、図１のプリンタに紙送り速度検出用の撮像装置４０を追加した構造になっている。
【００６８】
図１０の撮像装置４０は、図１０では明示していないが、キャリッジ６以外のプリンタ筐体の非可動部分に取り付けられている。図１０の制御回路１２ａは、撮像装置４０を用いて紙送り速度を検出する。なお、撮像装置４０の内部構成は図３と同様である。
【００６９】
図１１は図１０の制御回路１２ａが行う紙送り速度の検出処理を示すフローチャートである。まず、紙送り中か否かを検出する（ステップＳ31）。ここでは、紙送りモータ３が駆動していれば、紙送り中と判断する。紙送り中でなければステップＳ31に留まり、紙送り中であれば、次に、紙送りモータ３にて紙送り中の印刷紙２の表面を、撮像装置４０内のＣＣＤセンサ２１で一定周期で撮像する（ステップＳ32）。このとき、連続して撮像した２枚の画像の一部がオーバーラップするように撮像する。
【００７０】
次に、連続して撮像した２枚の画像を互いにパターンマッチングして、印刷紙２の移動距離を検出する（ステップＳ33）。次に、検出された移動距離とＣＣＤセンサ２１の撮像間隔とに基づいて、紙送り速度を算出する（ステップＳ34）。
【００７１】
次に、算出された紙送り速度が異常か否かを判定する（ステップＳ35）。異常であれば、紙送りを停止してアラーム等の警告処理を行う（ステップＳ36）。異常でなければ、ステップＳ31に戻る。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、ＣＣＤセンサ２１を用いて紙送り速度の検出を行うため、速度センサ等を用いて紙送り速度の検出を行うよりも簡易かつ安価に、しかも精度よく紙送り速度を検出できる。
【００７３】
なお、図１０に示す撮像装置４０は、プリンタ以外に応用することも可能である。すなわち、図１０に示す撮像装置４０で移動物体を撮像して図１１の処理を行えば、移動物体の速度を精度よく検出することができる。
【００７４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、撮像装置を用いてプラテンギャップの調整を行うものである。第１〜第３の実施形態では、主に印刷紙２の繊維を読み取る目的で撮像装置を用いたが、第４の実施形態では、プラテンと印字ヘッド４とのギャップを検出するために撮像装置を用いる。
【００７５】
図１２はプラテンギャップ調整機構およびその周辺の構造を簡略化して示した図である。図１２のプリンタは、印字ヘッド４の移動量および移動方向を指示する制御回路５２と、制御回路５２からの指示に応じて回転駆動するサーボモータ５３と、サーボモータ５３の回転運動を直線運動に変換させて印字ヘッド４を駆動するプラテンギャップ調整機構５４と、印字ヘッド４が移動限界位置まで移動したか否かを検出するリミットセンサ５５と、プラテン１および印字ヘッド４のギャップ周辺を撮像する撮像装置５７と、プラテンギャップの設定値を記憶するプラテンギャップ調整テーブル５８とを有する。撮像装置５７は、プリンタ筐体の非可動部分に設けられている。
【００７６】
図１３は図１２の制御回路５２が行うプラテンギャップ調整処理を示すフローチャートである。まず、撮像装置５７により、プラテン１と印字ヘッド４とのギャップ周辺を撮像する（ステップＳ51）。次に、撮像装置５７が撮像した画像を解析してプラテンギャップを検出する（ステップＳ52）。次に、プラテンギャップ調整テーブル５８を参照し、印字を行う印刷紙２に対応するプラテンギャップ値を読み出す（ステップＳ53）。
【００７７】
次に、検出されたプラテンギャップ値が、読み出したプラテンギャップ値と一致するように、サーボモータを駆動して印字ヘッド４を駆動させる（ステップＳ54）。これにより、印字ヘッド４が移動し、プラテンギャップの調整が行われる。
【００７８】
このように、第４の実施形態では、撮像装置５７で撮像された画像に基づいてプラテンギャップの調整を行うため、簡易な構成で精度よくプラテンギャップを調整できる。
【００７９】
なお、撮像装置５７をプリンタ筐体の非可動部分に設置する代わりに、キャリッジ６に取り付けてもよい。キャリッジ６に取り付けた場合は、以下に示す図１４のフローチャートに基づいて、プラテンギャップ調整が行われる。
【００８０】
まず、撮像装置５７を印刷紙２面上に移動させて停止させる（ステップＳ71）。次に、プラテン表面に焦点が合うように、撮像装置５７内のＣＣＤセンサ２１の焦点調節を行う（ステップＳ72）。ここでは、図５に示した原理で焦点調節を行う。
【００８１】
次に、ＣＣＤセンサ２１で撮像した画像を解析し、プラテンギャップを検出する（ステップＳ73）。次に、プラテンギャップ調整テーブル５８を参照し、印字を行う印刷紙２に対応するプラテンギャップ値を読み出す（ステップＳ74）。
【００８２】
次に、検出されたプラテンギャップ値が、読み出したプラテンギャップ値と一致するように、サーボモータを駆動して印字ヘッド４を移動させる（ステップＳ75）。
【００８３】
上述した第２および第３の実施形態では、ＣＣＤセンサ２１が撮像した２枚の画像をパターンマッチングする例を説明したが、３枚以上の画像を用いてパターンマッチングを行ってもよい。
【００８４】
なお、上述したステップＳ１等において、プラテン１に印刷紙２２がセットされているか否かを検出する際にも、撮像装置２０を利用してもよい。プラテン１を撮像した場合と、印刷紙２２を撮像した場合とで、得られる画像は明らかに異なるため、プラテン１に印刷紙２２がセットされているか否かを正確に検出することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、撮像手段を用いてキャリッジの印刷紙上の移動距離と移動方向を直接検出するため、エンコーダやモータの駆動パルス数等により間接的に移動距離や移動方向を検出する場合よりも、検出精度を向上できる。
【００８６】
また、撮像手段で連続して撮像された複数枚の画像をパターンマッチングすることにより、キャリッジや印刷紙の移動速度を簡易かつ精度よく検出することができる。
【００８７】
さらに、本発明の撮像手段を用いることにより、プラテン上に印刷紙がセットされているか否かの検出や、プラテンのギャップ調整も行うことができ、センサの数を減らすことができるとともに、コスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１のプリンタの斜視図。
【図３】本実施形態の撮像装置の詳細構成を示すブロック図。
【図４】ＣＣＤセンサ２１の平面図。
【図５】焦点調節部による焦点調節の原理を説明する図。
【図６】図１の制御回路の処理動作を示すフローチャート。
【図７】キャリッジの移動中にＣＣＤセンサが撮像した一画素分の画像を示す図。
【図８】インクの吐出間隔を示す図。
【図９】第２の実施形態の処理動作を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示すブロック図。
【図１１】図１０の制御回路が行う紙送り速度の検出処理を示すフローチャート。
【図１２】プラテンギャップ調整機構およびその周辺の構造を簡略化して示した図。
【図１３】図１２の制御回路が行うプラテンギャップ調整処理を示すフローチャート。
【図１４】他のプラテンギャップ調整処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  プラテン
２  印刷紙
３  紙送りモータ
４  印字ヘッド
５  印字カートリッジ
６  キャリッジ
７  摺動軸
８  キャリッジモータ
９  プーリ
１０  駆動ベルト
１１  ピエゾ素子駆動回路
１２  制御回路
１３  操作パネル
１４  インタフェース回路
２０  撮像装置
２１  ＣＣＤセンサ
２２  ＣＣＤ駆動回路
２３  雑音除去回路
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５  信号処理回路
２６  レンズ
２７  焦点調整部
【図１】
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【図２】
0003783911.tif 000003
【図３】
0003783911.tif 000004
【図４】
0003783911.tif 000005
【図５】
0003783911.tif 000006
【図６】
0003783911.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003783911.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003783911.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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