(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドと、モータ駆動制御手段により、モータを動作させて用紙送りを行なう機構と、光センサと、を備え、前記用紙送りを行なう機構により、前記光センサの検出範囲に入った用紙の先送り及び引き戻しを行ない、用紙の先送り位置、及び引き戻し位置での光量検出を行なって、当該検出の結果に基づいて、前記モータ駆動制御手段が用紙送り制御を行なうプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラを含んで構成され、前記光センサは、プリンタの用紙経路における前記用紙送りを行なう機構の前記ローラよりも、用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
プリントヘッドと、モータ駆動制御手段により、モータを動作させて用紙送りを行なう機構と、光センサとを備え、前記用紙送りを行なう機構により、前記光センサの検出範囲に入った用紙の先送り及び引き戻しを行ない、用紙の先送り位置、及び引き戻し位置での光量検出を行なって、当該検出結果に基づいて、前記モータ駆動制御手段が用紙送り制御を行なうプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラと、該ローラに対して付勢され、該ローラとともに前記用紙を挟持して用紙送りを行なわせるギザローラとからなり、前記光センサは、その光軸が前記用紙経路における前記ギザローラの中心よりも用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とするプリンタ。
【請求項３】
プリントヘッドと、モータ駆動制御手段により、モータを動作させて用紙送りを行なう機構と、光センサとを備え、前記用紙送りを行なう機構により、前記光センサの検出範囲に入った用紙の先送り及び引き戻しを行ない、用紙の先送り位置、及び引き戻し位置での光量検出を行なって、当該検出結果に基づいて、前記モータ駆動制御手段が用紙送り制御を行なうプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラと、該ローラに対して付勢され、該ローラとともに前記用紙を挟持して用紙送りを行なわせる複数のギザローラとからなり、前記光センサは、前記用紙の紙幅方向において略中央位置に配置され、且つ、その光軸が前記用紙経路における前記ギザローラの中心よりも用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とするプリンタ。
【請求項４】
プリントヘッドを走査させて印刷を行なう請求項１、又は請求項２記載のプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、同一のモータにより、動力伝達機構を介して同期して駆動される２つのローラを含んでなり、前記プリントヘッドの走査は、用紙経路における、前記２つのローラの間において行なわれるよう構成されていることを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラーインクジェットプリンタように、細かなモータ駆動制御により用紙送りを実行する機構を有するようなプリンタにおいて用紙送りを行なう際の、ペーパーハンドリング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータシステムに接続して用いられるプリンタでは、記録用紙をプリンタ内に導き入れ、用紙送りを行ないながら印字動作を実行する方式のプリンタが、数多く存在する。このようなプリンタの用紙送り機構では、印刷開始位置にまで用紙を導く（いわゆる用紙の頭出し）作業が一度行なわれると、後はその位置を基準として印刷動作が実行される。そのため、用紙の頭出し作業は、非常に精度高く行なわれる必要がある。
【０００３】
以前は、検出対象物である記録用紙の明度に応じて出力電圧を変化させる受光素子を用いて、その出力電圧値が既定値を超えたことをもって、用仕送りを停止させ、用紙の頭出しとしていた。
【０００４】
図１は、用紙の精密な頭出しを行なう際に、よく用いられる光センサ素子の構成を表したものである。光センサ１２２の底面には逆Ｖ字型の切れ込みが設けられており、その各々の面には発光ダイオード１２３と、フォトダイオード１２４とが対向して備えられている。発光ダイオード１２３から発せられた光は、記録用紙４５に当たって反射し、フォトダイオード１２４に入射される。
【０００５】
図２には、記録用紙４５が、図１における左方向へ紙送りされた際における、フォトダイオード１２４の出力電圧の変化の様子を表したグラフが描かれている。
グラフは、縦軸に電圧の値を、横軸に光エンコーダなどによってカウントされる用紙の移動量を、それぞれ表している。
【０００６】
図３は、従来のインクジェットプリンタにおける光センサ１２２の配置について説明するための斜視図である。図３においては、プリンタ内部の用紙送りにかかわる構成部分を透視して描いている。。
【０００７】
プリンタには、図示しないスタッカに蓄えられて置かれている記録用紙４５を、用紙経路内に送り込むためのオートシートフィーダ（ＡＳＦ）が備えられている。上記説明の素子を底面に配した光センサ１２２は、ＡＳＦモータ１１１によって駆動されるＡＳＦローラ１５０と、紙送りモータ１１２により駆動される給紙側ローラ１５１との間に設けられている。
【０００８】
図３に描かれた状態では、ＡＳＦローラ１５０による記録用紙４５の送り込みが始まって間もないため、記録用紙４５は、未だに光センサ１２２の検出範囲外にある。従って、光センサ１２２は、用紙経路の構成部材（例えば図示しない用紙案内板や給紙側ローラ１５１）のみからの反射光を測定している。そのため、その出力電圧は図２において用紙なしの電圧Ｖｎとして描かれる値となっている。
【０００９】
記録用紙４５の先端が光センサ１２２の検出範囲に入ってくると、フォトダイオード１２４の出力電圧は立ち上がり、概ね図１に示したような位置で、図２において破線で表す既定電圧値Ｖ０を超える（そのときの紙送りカウント値はＣ０）。
【００１０】
用紙送りが進んで図４に描かれる状態になると、光センサ１２２の下側には記録用紙４５が完全に入り込んでいるため、光センサ１２２の出力電圧は、図２において用紙のみの電圧Ｖ１として描かれる値となっている。
【００１１】
上記の手順だけでは正確な位置検出を行なうことはできない。何故ならば、プリンタに装てんされている用紙の明度によって、いつフォトダイオード１２４の出力が既定電圧値を超えるか分からないからである。すなわち、このやり方では、上質サラ紙やインクジェット専用紙等の極めて明度の高い用紙を用いた場合と、長期保存に適した中性紙や、テスト印刷に用いたりすることのあるザラ紙のように明度の低い用紙とで、同じ扱いをすることができなかった。
【００１２】
それに対処するため、既に出願人は、明度の異なる用紙を用いた場合にも、的確に同じ位置に用紙の頭出しを行なうための技術を開発した（特開平９−１３６７４１号公報参照）。そこでは、紙送り機構内に用紙がない状態での、光センサの出力電圧値が常に一定であることを前提として、この用紙がない状態での電圧値と、用紙のみが光センサの対象物である状態での電圧値との差分をとって、その差分に一定の係数をかけた値をもって、用紙の頭出しを行なっている。
【００１３】
この精密な頭出しを行なうための従来技術においては、記録用紙４５が、光センサ１２２の検出範囲に入ってからも、用紙の前方送りが行なわれる。また、そこから一旦記録用紙４５を引き戻して、用紙をセンサの検出範囲外に取り去る動作も行なわれる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの動作を行なうためには、光センサ１２２を上述のような位置に配置することには不都合がある。例えば、記録用紙４５を、図４に表される位置から図３に表される位置に引き戻すためには、用紙送りモータ１１２を逆転させるとともに、ＡＳＦモータ１１１をも同期して逆転させるか、駆動機構を解除してやることにより、ＡＳＦローラ１５０をフリーホイール状態としてやらなければならない。また、記録用紙４５が給紙側ローラ１５１を離れてからも、さらにＡＳＦモータの逆転動作により、用紙の引き戻しを行なう必要もある。
【００１５】
手挿し給紙口５１から用紙が供給される場合は、さらに困難な問題が生じる。記録用紙４５が給紙側ローラ１５１を離れてからは、用紙を引き戻す手段がなくなるため、別途駆動機構を用意しなくてはならなくなるからである。
【００１６】
上記のように、用紙引き戻しの際に、２以上のモータを駆動させることは、モータの動作制御に複雑さを与えることにもなり、好ましくない。
【００１７】
また、用紙の頭出し精度の点からも、光センサ１２２の配置には問題がある。印刷を開始するときの実際の用紙頭出し位置は、図４で表されるよりも、記録用紙４５を先送りした位置にある。すなわち、少なくとも記録用紙４５の先端は、プリントヘッドを搭載するキャリッジ１３よりも先に進んだ所になければならない。センサによる用紙の先端検出箇所と、実際の印刷開始時の用紙先端の位置が離れていれば、それだけ用紙の歪みや、場合によっては用紙ジャムなどの影響を受けやすくなってくる。
【００１８】
そこで本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、光センサの用紙経路内における配置を見直すことにより、前述のような用紙の先送り及び引き戻し操作を精度高く行なえるようにする。また、本発明は、従来より単純なモータ制御の手法を用いても、これらの操作を実行可能とする技術を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、プリントヘッドと、モータ駆動制御手段により、モータを動作させて用紙送りを行なう機構と、光センサとを備え、前記用紙送りを行なう機構により、前記光センサの検出範囲に入った用紙の先送り及び引き戻しを行ない、用紙の先送り位置、及び引き戻し位置での光量検出を行なって、当該検出の結果に基づいて、前記モータ駆動制御手段が用紙送り制御を行なうプリンタを以下のように構成した。すなわち、上記構成のプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラを含んで構成され、前記光センサは、プリンタの用紙経路における、前記用紙送りを行なう機構よりも、用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とする。
【００２０】
好適には、上記構成のプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラと、該ローラに対して付勢され、該ローラとともに前記用紙を挟持して用紙送りを行なわせるギザローラとからなり、前記光センサは、その光軸が前記用紙経路における前記ギザローラの中心（ニップ点）よりも用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とする。
【００２１】
さらに、上記構成のプリンタにおいて、前記用紙送りを行なう機構は、前記モータにより駆動される、前記プリントヘッドより用紙排出側に設けられるローラと、該ローラに対して付勢され、該ローラとともに前記用紙を挟持して用紙送りを行なわせる複数のギザローラとからなり、前記光センサは、前記用紙の紙幅方向において略中央位置に配置され、且つ、その光軸が前記用紙経路における前記ギザローラの中心よりも用紙排出側の直近の位置に配置されるものであることを特徴とする。
尚、プリントヘッドを走査させて印刷を行なう上記いずれかのプリンタは、以下の構成を備える。すなわち、前記用紙送りを行なう機構は、同一のモータにより、動力伝達機構を介して同期して駆動される２つのローラを含んでなり、前記プリントヘッドの走査は、用紙経路における、前記２つのローラの間において行なわれるよう構成されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図５は、本発明におけるプリンタ１の制御機構と用紙経路との関係を表す図である。
【００２４】
プリンタ１では、その各部を統轄制御するため、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１６、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用記憶素子）１７、主記憶装置として働くＲＡＭ１８(Random Access Memory：読み書き可能記憶素子)とがバスを介して接続され、コンピュータ構成の制御機構であるプリントコントローラ１０（図５において、１点鎖線で囲んで表している）を成している。
【００２５】
ホストコンピュータ２から送られてきた印刷命令データは、インタフェース装置１９からバスをを介して、プリントコントローラ１０に伝えられる。プリントコントローラ１０は、実際にインクを吐出させて印刷動作を行なうプリントヘッド１３１を制御するとともに、印刷動作時の用紙送りにかかわる用紙送りモータ１１２や、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）ユニット１０１から、カットシート４５を用紙経路５内に送り込むためのＡＳＦモータ１１１の駆動制御等を行なう。
【００２６】
図６は、プリンタ１における用紙経路５の周辺に配置される各構成部品の位置関係を説明するための斜視図である。図６においては、二点鎖線で表されるプリンタ筐体５０内の、用紙送りにかかわる部分だけを透視して描いている。
【００２７】
プリンタ筐体５０背面には、厚手の記録用紙等を供給するための手挿し給紙口５１が設けられている。また、筐体５０の上部には、図示しないスタッカに蓄えられて置かれている薄手の記録用紙４５を、ＡＳＦローラ１５０によって用紙経路内に送り込むため、ＡＳＦ給紙口５２が開口されている。
【００２８】
用紙経路には、印刷動作中の用紙送りを行なうための２つのローラ、即ち、給紙側ローラ１５１と排紙側ローラ１５２とが設けられている。この２つのローラ１５１及び１５２は、用紙送りモータ１１２により駆動され、ギア１６１乃至１６５を介して、同期して回転するようになっている。また、ローラ１５１及び１５２の上部からは、各ローラと噛み合って動作する小径のギザローラ１７１及び１７２（ａ〜ｄ）が、それぞれ自由中心（ニップ点）に複数個取り付けられていて、図示しないバネ機構によって各ローラ側に付勢されている。そして、これら複数のギザローラとローラとで、記録用紙を挟み込んで用紙経路内を移動させる。
【００２９】
２つのローラ１５１及び１５２間に配置されるプラテン１４０（図５参照）の上部空間には、２本のガイドレール１３４及び１３５に支持されて、印刷時における主走査方向に移動可能なキャリッジ１３が配置されている。
【００３０】
用紙経路内の各所には、センサ１２０乃至１２２が設けられている。手挿しセンサ１２０及びペーパーエンドセンサ１２１は、それぞれ機械接点式スイッチであって、スイッチノブの先端が、それぞれ用紙経路内に突設して置かれ、用紙がその下を通過することによりノブが跳ね上げられて接点が導通し、用紙の存在を検知するようになっている。なお、図示簡略化のためセンサ１２０及び１２１は、各図において、そのノブの部分だけを描く。
【００３１】
一方、センサ１２２は、前述の発光ダイオード及びフォトダイオードからなる光センサである。この光センサ１２２は、排紙側ローラ１５２の上部空間であって、２つのギザローラ１７２ｂと１７２ｃとの間に割り込むようにして配置されている。即ち、光センサ１２２は、記録用紙４５の紙幅方向において２つのギザローラ１７２ｂと１７２ｃとの間に配置されており、更に、記録用紙４５の紙幅方向において略中央位置に配置されている。光センサ１２２が、排紙側ローラ１５２や、各ギザローラ１７２ａ乃至１７２ｄの中心（ニップ点）に極めて近接し、プリンタ正面側（用紙排出口５３側）に配置されていることが、図６から見て取れる。
【００３２】
尚、図７に示すように、光センサ１２２は、その発光ダイオード１２３及びフォトダイオード１２４の光軸がギザローラ１７２（図７ではギザローラ１７２ｃ）の中心（ニップ点）よりも用紙経路における用紙排出側に配置されるのが好適である。ギザローラ１７２の中心（ニップ点）を記録用紙４５が通過し、ギザローラ１７２（とローラ１５２）が記録用紙４５を十分に挟持した後の方が記録用紙４５が安定するからである。
次に、光センサ１２２による用紙検出の様子と、プリントコントローラ１０が行なうモータ制御との関係について説明する。
【００３３】
図８には、光センサ１２２におけるフォトダイオード１２４の出力電圧の変化の様子を表したグラフが描かれている。グラフは、縦軸に電圧の値を、横軸に光エンコーダなどによってカウントされる用紙の移動量を、それぞれ表している。横軸に表される、用紙移動量（カウント値）は、モータを正転させるか、あるいは逆転させるかを問わず、その絶対値を加算して表されている。
【００３４】
まず、ＡＳＦローラ１５０によって記録用紙４５が送り込まれてくるとペーパーエンドセンサ１２１がこれを検知する。プリントコントローラ１０は、用紙送りモータ１１２を正転動作させて、記録用紙４５を光センサ１２２の所まで送り込む。光センサ１２２の下を記録用紙４５の先端部が通過する際には、フォトダイオード１２４の出力は、ＶｎからＶ１に転じる。この途中で、プリントコントローラ１０が既定値として記憶している電圧の値Ｖ０を超える。プリントコントローラ１０は、このときのエンコーダのカウント値Ｃａから、あと１００カウントだけモータを正転させてから停止させる（図６に示す記録用紙４５の位置）。ここで、プリントコントローラ１０は、このときの電圧値Ｖ１を取得する。
【００３５】
次に、プリントコントローラ１０は、用紙送りモータ１１２を逆転させて、記録用紙４５を引き戻す。用紙引き戻し中に、フォトダイオード１２４の出力電圧の値が、既定電圧値Ｖ０を下回ったならば、プリントコントローラ１０は、このときのエンコーダのカウント値Ｃｂから、あと１００カウントだけモータを逆転させてから停止させる。この際、記録用紙４５は、排紙側ローラ１５２から一旦外れるかもしれないが、排紙側ローラ１５２と同期して回転する給紙側ローラ１５１とギザローラ１７１によって挟持されているため、１つの用紙送りモータ１１２の駆動のみによって、問題なく紙送りされる（図９に示す記録用紙４５の位置）。ここで、プリントコントローラ１０は、このときの電圧値Ｖ２を取得する。
【００３６】
取得された電圧値Ｖ１及びＶ２は、所定のアルゴリズムに従った処理を受けて、用紙の頭出しに利用される。例えば、Ｖ１とＶ２の平均値を求めて、再度用紙送りモータ１１２を正転動作させて、記録用紙４５を光センサ１２２の下を通過させる際、フォトダイオード１２４の出力が、その平均値に達したことをもって、記録用紙４５の先端が光センサ１２２の直下に達したものとみなすことができる。そこから所定カウントだけ紙送り（用紙の先送り又は引き戻し）を行なって頭出しとする、というように上記の値を利用することが考えられる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、光センサを排紙側ローラよりプリンタ正面側（用紙排出口に近い側）における、ローラ直近に配置したから、ローラと、その駆動に係る用紙を検出するためのセンサとが、極めて近い位置に配されることとなった。そのため、用紙たわみ等の影響を受けることなく、精度の高い用紙の頭出し動作を行なうことが可能となった。
【００３８】
また、給紙側ローラと、排紙側ローラとが、ギアにより、同期して動くように構成されていることから、１つの用紙送りモータを動作させることだけで、用紙の先送り、及び、引き戻し動作を行なわせることができるようになった。
更に、請求項２記載の発明では、光センサは、その光軸が前記ギザローラの中心（ニップ点）よりも前記用紙経路における用紙排出側に配置されているので、記録用紙の先端検出を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光センサの構成を説明するための図。
【図２】用紙を移動させた場合の、光センサの電圧変化について説明する図。
【図３】従来のプリンタにおける光センサの配置について説明するための斜視図。
【図４】従来のプリンタにおける光センサの配置について説明するための斜視図。
【図５】実施形態のプリンタにおける用紙経路の概略と、プリンタハードウエアの全体構成を表す図。
【図６】実施形態のプリンタにおける光センサの配置について説明するための斜視図（用紙を先送りした状態）。
【図７】実施形態のプリンタにおける光センサの配置を具体的に説明するための概略図。
【図８】実施形態における光センサを用いた場合の、出力電圧とモータ制御との関係を説明するためのグラフを表す図。
【図９】実施形態のプリンタにおける光センサの配置について説明するための斜視図（用紙を引き戻した状態）。
【符号の説明】
１  プリンタ
２  ホストコンピュータ
１０  プリントコントローラ
１６  ＣＰＵ
１７  ＲＯＭ
１８  ＲＡＭ
１１２  用紙送りモータ
１２２  光センサ
１５１  給紙側ローラ
１５２  排紙側ローラ
１７１  ギザローラ（給紙側）
１７２ａ〜１７２ｄ  ギザローラ（排紙側）
【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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【図８】
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【図９】
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