計測装置及び電気的装置
【課題】光学センサを用いて用紙搬送量を正確に特定する。
【解決手段】画像形成装置は、記録ヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に搬送し、用紙を搬送ローラを通じて主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送する。この画像形成装置は、キャリッジの静止状態で、用紙搬送方向に平行な第一の検出方向への用紙移動量及びキャリッジ搬送方向に平行な第二の検出方向への用紙移動量を検出可能な光学センサを備える。キャリッジに固定された光学センサは、キャリッジの移動に伴って、キャリッジと共に傾くため、本装置では、リニアエンコーダを用いて検出したキャリッジ位置、ロータリエンコーダを用いて検出した搬送ローラ回転量、及び、光学センサの検出値を用いて、光学センサの傾き（角度θ）を算出する（Ｓ２７０）。そして、用紙搬送中にキャリッジが搬送される際には、光学センサにより検出された第一の検出方向の用紙移動量を上記角度θに基づいて補正する。
【解決手段】画像形成装置は、記録ヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に搬送し、用紙を搬送ローラを通じて主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送する。この画像形成装置は、キャリッジの静止状態で、用紙搬送方向に平行な第一の検出方向への用紙移動量及びキャリッジ搬送方向に平行な第二の検出方向への用紙移動量を検出可能な光学センサを備える。キャリッジに固定された光学センサは、キャリッジの移動に伴って、キャリッジと共に傾くため、本装置では、リニアエンコーダを用いて検出したキャリッジ位置、ロータリエンコーダを用いて検出した搬送ローラ回転量、及び、光学センサの検出値を用いて、光学センサの傾き（角度θ）を算出する（Ｓ２７０）。そして、用紙搬送中にキャリッジが搬送される際には、光学センサにより検出された第一の検出方向の用紙移動量を上記角度θに基づいて補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置及び電気的装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を所定量ずつ搬送する一方で、用紙の搬送停止時には記録ヘッドを通じて用紙に画像を形成することにより、用紙に一連の画像を形成するインクジェットプリンタ等の画像形成装置が知られている。また、読取対象の原稿を搬送しつつ、読取ヘッドと対向する原稿の領域を、読取ヘッドを通じて読み取ることによって、原稿の読取画像を表す画像データを生成する読取装置などの電気的装置が知られている。
【０００３】
また、インクジェットプリンタとしては、記録ヘッドを搭載するキャリッジに光学センサを備え、光学センサを通じて用紙の移動量を検出するものが知られている（特許文献１参照）。光学センサは、例えば、光電変換素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が一次元又は二次元に配列されてなる受光部と光源とを備えた構成にされる。そして、この光学センサによれば、光源から用紙に照射した光を受光部にて受光することにより用紙を撮影し、この撮影画像を解析することにより用紙の移動量を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットプリンタ等に搭載されるキャリッジ搬送システムとしては、キャリッジの移動方向をガイドレールによって規制し、ガイドレールに併設されたベルトの回転によって、キャリッジを特定方向に搬送するものが良く知られている（図３参照）。しかしながら、この搬送システムでは、キャリッジの滑らかな搬送のために、ガイドレールとキャリッジとの間に若干の空隙が設けられる一方、キャリッジはベルトに引っ張られる形で搬送されるため、キャリッジ搬送時に、キャリッジが傾く（図７参照）。
【０００６】
そして、この搬送システムでは、キャリッジ搬送時に、キャリッジに固定された光学センサが傾くことになり、光学センサによる移動量の検出方向と、用紙の搬送方向である副走査方向との間に角度差が生じて、この角度差が用紙移動量の検出に誤差を与える。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、上述したキャリッジの搬送システムに関わらず、対象物に対する処理を行う処理ヘッドの移動に伴って、処理ヘッドと共に光学センサが傾くシステムにおいて、光学センサを用いて、対象物の移動量を高精度に検出可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の計測装置（請求項１）は、第一の搬送機構と、第二の搬送機構と、光学センサと、を備える電気的装置に内蔵される計測装置である。電気的装置が備える第一の搬送機構は、対象物を第一の搬送方向に搬送するものである。一方、第二の搬送機構は、対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、処理ヘッドを、第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送するものである。
【０００９】
この処理ヘッドに固定される光学センサは、対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への対象物の移動量を検出する光学センサである。この光学センサによっては、光学センサに対する相対的な対象物の移動量が検出される。また、この光学センサは、処理ヘッドが静止した状態では、第一の検出方向が第一の搬送方向に平行となり、第二の検出方向が第二の搬送方向に平行となるように、処理ヘッドに固定される。
【００１０】
このように構成される電気的装置は、第二の搬送機構を介した処理ヘッドの搬送制御を行う一方、光学センサにより検出される移動量を指標に、第一の搬送機構を介した対象物の搬送制御を行う。このような搬送制御を通じて、電気的装置は、例えば、対象物の表面に所定の処理を施す。
【００１１】
この電気的装置に内蔵される本発明の計測装置は、第一検出手段と、第二検出手段と、角度情報算出手段と、角度情報記憶手段と、移動量算出手段と、を備える。第一検出手段は、第一の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、対象物の第一の搬送方向への移動量を検出するものである。一方、第二の検出手段は、第二の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、処理ヘッドの第二の搬送方向への移動量を検出するものである。この他、角度情報算出手段は、処理ヘッドの搬送時に当該処理ヘッドが傾くことで生じる搬送方向に対して検出方向がなす角度θ及び角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出し、角度情報記憶手段は、角度情報算出手段により算出された角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を記憶するものである。この計測装置が内蔵される電気的装置の上記第二の搬送機構としては、処理ヘッドの搬送時に、当該処理ヘッドに作用する動力によって、当該処理ヘッドが第二の搬送方向から第一の搬送方向側に傾く性質を有するものを挙げることができる。
【００１２】
ここで、上記角度θは、第一の搬送方向に対して第一の検出方向がなす角度θ、又は、第二の搬送方向に対して第二の検出方向がなす角度θのことである。
具体的に、角度情報算出手段は、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する対象物の移動期間である角度算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙ及び第二の検出方向への対象物の光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、角度算出対象期間において第一検出手段により検出された対象物の移動量Ｅｙ及び第二検出手段により検出された処理ヘッドの移動量Ｅｘと、に基づき、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する構成にすることができる。角度パラメータＫ（θ）としては、コサイン値ｃｏｓθ、サイン値ｓｉｎθ及びタンジェント値ｔａｎθ等を挙げることができ、角度情報算出手段は、これらの一つ又は複数を算出する構成にすることができる。
【００１３】
そして、移動量算出手段は、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）に基づき、光学センサによる検出値を補正して、処理ヘッドの搬送時における対象物の第一の搬送方向への移動量Ｌを算出するものである。具体的に、移動量算出手段は、移動量Ｌを算出する対象物の移動期間である移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）に基づき補正することによって、移動量Ｌを算出する。
【００１４】
このように、本発明の計測装置によれば、エンコーダの出力信号から得られる情報に基づいて、処理ヘッドの搬送時に処理ヘッドが傾くことで生じる搬送方向に対して検出方向がなす角度θ及び角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出し、この角度情報に基づき、光学センサにより検出される移動量を補正して、対象物の第一の搬送方向への移動量Ｌを算出する。
【００１５】
従って、本発明によれば、処理ヘッド移動時の光学センサの傾きによる移動量の検出誤差の影響を抑えて、対象物の移動量Ｌを、光学センサを用いて高精度に計測することができる。そして、高精度な対象物の移動量Ｌの情報を提供することで、電気的装置に対しては、対象物の効率的な搬送制御や高精度な対象物の搬送制御を実現させることができる。例えば、光学センサから検出される移動量を補正しない従来技術によれば、処理ヘッドの移動時における光学センサによる対象物の移動量の検出誤差が対象物の搬送制御に及ぼす影響を回避するために、対象物の搬送制御を、処理ヘッドを停止させた状態で行うことが考えられる。一方、本発明の計測装置によれば、処理ヘッドの移動中においても、光学センサを用いて高精度に対象物の移動量を算出（計測）することができるので、本発明の計測装置を内蔵した電気的装置によれば、処理ヘッドと対象物の搬送を同時に且つ高精度に行うことができ、処理ヘッド及び対象物の搬送を効率的に行うことができる。
【００１６】
ところで、上述した移動量算出手段は、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙと、移動量算出対象期間において第二の検出手段により検出された処理ヘッドの移動量Ｅｘと、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθに従って、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを補正し、移動量Ｌを算出する構成にすることができる（請求項２）。
【００１７】
この他、移動量算出手段は、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙと、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第二の検出方向への対象物の移動量Ｍｘと、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従って、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを補正し、移動量Ｌを算出する構成にされてもよい（請求項３）。
【００１８】
更に言えば、角度情報算出手段は、上記角度パラメータＫ（θ）として、角度θに対応したコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを算出し、角度情報記憶手段は、角度パラメータＫ（θ）として、このコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを記憶し、移動量算出手段は、角度情報記憶手段が角度パラメータＫ（θ）として記憶するコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを用いて、上記関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθ又はＬ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従う移動量Ｌを算出する構成にすることができる。このように各手段を構成すれば、移動量Ｌの算出を簡単な四則演算で実現することができて、移動量Ｌの算出を効率的に行うことができる（請求項４）。
【００１９】
また、第一の搬送機構がローラの回転により対象物を搬送する搬送機構であり、第一検出手段が対象物の第一の搬送方向への移動量としてローラの回転量を検出する手段である場合、上述の角度算出対象期間は、ローラが一周以上の整数倍回転する期間に設定されると良い（請求項５）。ローラ等では、偏心等により回転動作の周期的な乱れが生じる。このため、ローラが非整数倍回転する期間において第一検出手段により検出されたローラの回転量に基づき、角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を算出すると、偏心等による影響を受けて、角度θ又は角度パラメータＫ（θ）の算出精度が劣化する。一方、本発明のように角度算出対象期間を設定すれば、偏心等による影響を抑えてより適切な角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を算出することができる。
【００２０】
また、処理ヘッドの搬送時に、処理ヘッドに作用する動力によって処理ヘッドが第二の搬送方向から第一の搬送方向側に傾く搬送機構としては、処理ヘッドが第二の搬送方向に延びるガイドレール上を移動する機構であって、ガイドレールに併設されたベルトの回転により、ベルトに接続された処理ヘッドに動力を付与して、処理ヘッドを第二の搬送方向に搬送する搬送機構を挙げることができる。具体的には、第二の搬送方向に延びるガイドレールであって、第一の搬送方向にそれぞれが間隔を置いて配置される二つのガイドレール上を、処理ヘッドが移動する機構であって、一方のガイドレールに併設されたベルトの回転により、ベルトに接続された処理ヘッドに動力を付与して、処理ヘッドを第二の搬送方向に搬送する搬送機構を挙げることができる（請求項６）。このような搬送機構では、ベルトから処理ヘッドに作用する力によって、処理ヘッドが傾く傾向にあるが、この搬送機構を備える電気的装置に、本発明の計測装置を内蔵すれば、光学センサの傾きによる影響を抑えて、高精度な対象物の搬送制御を実現することができる。
【００２１】
また、上述した計測装置は、電気的装置と一体に構成して製造することができる（請求項７）。例えば、本発明の計測装置は、第一の搬送機構が対象物としてのシートを搬送するシート搬送機構であり、第二の搬送機構がシートに対して画像を形成する処理ヘッドを搬送するヘッド搬送機構であり、第一及び第二の搬送機構を介した対象物及び処理ヘッドの搬送制御によって、対象物の表面に画像を形成する電気的装置としての画像形成装置と一体に構成して製造することができる（請求項８）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置１の構成を表すブロック図である。
【図２】画像形成装置１（特に用紙搬送機構２０）の機械的構成を表す断面図である。
【図３】画像形成装置１（特に印字機構３０）の機械的構成を表す上面図である。
【図４】用紙Ｑ及びキャリッジ３２の搬送動作並びに画像形成動作の実行タイミングを示したタイムチャートである。
【図５】制御ユニット５０が備えるキャリッジ３２／用紙Ｑの搬送制御機能に係る構成を表すブロック図である。
【図６】センサ信号処理部７０３が繰返し実行する処理を表すフローチャートである。
【図７】キャリッジ３２及び光学センサ３７の傾きに関する説明図である。
【図８】用紙Ｑ及びキャリッジ３２の移動量と、光学センサ３７の検出結果に基づく用紙移動量Ｍｘ，Ｍｙとの幾何学的関係を示した図である。
【図９】モータ制御部７０５が実行する角度パラメータ算出処理を表すフローチャートである。
【図１０】モータ制御部７０５が実行する用紙搬送制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
本実施例の画像形成装置１は、インクジェットプリンタである。この画像形成装置１は、図１に示すように、給紙機構１０と、用紙搬送機構２０と、印字機構３０と、制御ユニット５０と、ＡＳＦモータＭ１と、モータドライバＤＲ１と、ＬＦモータＭ２と、モータドライバＤＲ２と、ＣＲモータＭ３と、モータドライバＤＲ３と、ヘッド駆動回路ＤＲ４と、を備える。ＡＳＦモータＭ１は、給紙機構１０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ１は、ＡＳＦモータＭ１を駆動する。ＬＦモータＭ２は、用紙搬送機構２０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ２は、ＬＦモータＭ２を駆動する。ＣＲモータＭ３は、印字機構３０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ３はＣＲモータＭ３を駆動する。ヘッド駆動回路ＤＲ４は、記録ヘッド３１を駆動する。
【００２４】
給紙機構１０は、図２に示すように、給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑを１枚ずつ分離して用紙搬送機構２０に供給するものである。この給紙機構１０は、給紙トレイ１０１と、給紙ローラ１０３と、アーム１０４と、ロータリエンコーダ１０５（図１参照）と、を備える。給紙トレイ１０１には、複数枚の用紙Ｑが積層される。給紙ローラ１０３は、ＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転する。アーム１０４は、給紙ローラ１０３を回転可能な状態で保持する。ロータリエンコーダ１０５は、給紙ローラ１０３の回転に伴ってエンコーダ信号を出力する。
【００２５】
また、アーム１０４は、重力又はバネによる付勢力を用いて、給紙ローラ１０３を給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑの表面に押し当てるものである。この給紙機構１０では、給紙ローラ１０３が用紙Ｑに押し当てられた状態でＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転することによって、用紙Ｑが用紙搬送機構２０に繋がる用紙搬送路に送り出される。用紙搬送機構２０と給紙機構１０との間の用紙搬送路は、Ｕ字形状の搬送路であるＵターンパス１１１から構成されている。そして、給紙トレイ１０１から送り出される用紙Ｑは、Ｕターンパス１１１により移動を規制されて湾曲した状態で、用紙搬送機構２０が有する搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間に搬送される。
【００２６】
用紙搬送機構２０は、搬送ローラ２０１及びピンチローラ２０２を備えると共に、ロータリエンコーダ２０５（図１参照）と、排紙ローラ２１１と、ピンチローラ２１２と、を備える。ピンチローラ２０２は、搬送ローラ２０１に対向配置される。ロータリエンコーダ２０５は、搬送ローラ２０１の回転に応じたパルス信号をエンコーダ信号として出力する。ピンチローラ２１２は、排紙ローラ２１１に対向配置される。
【００２７】
また、ロータリエンコーダ２０５は、搬送ローラ２０１の回転軸上に取り付けられる回転板（図示せず）を備え、回転板に形成されたスリットを読み取って、読取結果に応じたエンコーダ信号を出力する周知のインクリメンタル型のロータリエンコーダである。
【００２８】
また、排紙ローラ２１１は、搬送ローラ２０１よりも用紙搬送路下流に設けられている。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、例えば各ローラ２０１，２１１をベルトで連結する動力伝達機構２２０（図１参照）を通じてＬＦモータＭ２からの動力を受けて、互いに連動するように回転する。具体的には、互いに周方向に同量回転する。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、この回転により協働して、給紙機構１０から供給された用紙Ｑを、排紙ローラ２１１下流の図示しない排紙トレイまで搬送する。
【００２９】
尚、ピンチローラ２０２は、搬送ローラ２０１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、搬送ローラ２０１に従動するように回転し、ピンチローラ２１２は、排紙ローラ２１１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、排紙ローラ２１１に従動するように回転する。用紙Ｑは、このように搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間で挟持され、更には、排紙ローラ２１１とピンチローラ２１２との間で挟持された状態で、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により用紙搬送路下流に搬送される。
【００３０】
また、搬送ローラ２０１と排紙ローラ２１１との間には、プラテン２４０が設けられている。プラテン２４０は、搬送ローラ２０１から搬送される用紙Ｑを下方から支持して排紙ローラ２１１へ導く。搬送ローラ２０１から排紙ローラ２１１へと搬送される用紙Ｑに対しては、このプラテン２４０上で、印字機構３０を構成する記録ヘッド３１から吐出されるインク液滴により画像が形成される。
【００３１】
印字機構３０は、図１に示すように、記録ヘッド３１と、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ３２と、リニアエンコーダ３６と、光学センサ３７とを備える。記録ヘッド３１は、ヘッド駆動回路ＤＲ４から入力される駆動信号に応じたインク液滴を、プラテン２４０に対向するノズル面から吐出する。また、この印字機構３０は、ＣＲモータＭ３からの動力を受けてキャリッジ３２を主走査方向（図２紙面の法線方向）に搬送するキャリッジ搬送機構として、図３に示すように、ＣＲモータＭ３に駆動される駆動プーリ３３１と、従動プーリ３３２と、ベルト３３３と、主走査方向に延びるガイドレール３４ａを備えるフレーム３４と、主走査方向に延びるガイドレール３５ａを備えるフレーム３５と、を備える。駆動プーリ３３１、及び、従動プーリ３３２は、副走査方向の上流側のフレーム３４に配置されている。そして、ベルト３３３は、フレーム３４に配置される駆動プーリ３３１と従動プーリ３３２との間に巻き回される。
【００３２】
キャリッジ３２は、このキャリッジ搬送機構を構成するガイドレール３４ａ，３５ａに設けられる。フレーム３４，３５は、図２に示すように、長手方向（主走査方向）に垂直な断面がＬ字形状にされたものである。そしてフレーム３４，３５の上方に向く凸部が、キャリッジ３２の移動を主走査方向（図２紙面の法線方向）に規制するガイドレール３４ａ，３５ａとして機能する。キャリッジ３２は、下面において主走査方向に平行に形成された溝部３２ａ，３２ｂにガイドレール３４ａ，３５ａが挿入されるようにしてガイドレール３４ａ，３５ａに設置される。この状態で、ガイドレール３４ａ，３５ａは、キャリッジ３２の溝部３２ａ，３２ｂの上面と接触し、キャリッジ３２を下方から上方に支持する。
【００３３】
また、キャリッジ３２は、ガイドレール３４ａ，３５ａに併設されたベルト３３３に固定され、ベルト３３３を通じてＣＲモータＭ３からの動力を間接的に受けて、主走査方向に移動する。駆動プーリ３３１（図３参照）には、ＣＲモータＭ３がギヤを介して接続されており、駆動プーリ３３１は、ＣＲモータＭ３から発生する動力を、ギヤを介して受けて回転する。この駆動プーリ３３１の回転によって、駆動プーリ３３１と従動プーリ３３２との間に巻回されたベルト３３３は、ＣＲモータＭ３からの動力を間接的に受けて回転する。そして、従動プーリ３３２は、ベルト３３３を介して、駆動プーリ３３１に従動する。上述したように、キャリッジ３２は、ガイドレール３４ａ，３５ａによって、その移動が主走査方向に規制されている。従って、ＣＲモータＭ３が回転すると、ベルト３３３の回転に連動して、キャリッジ３２は、主走査方向に移動する。本実施例では、このキャリッジ搬送機構を通じて、キャリッジ３２が主走査方向に搬送される。
【００３４】
また、リニアエンコーダ３６は、周知のリニアエンコーダと同様、キャリッジ３２の主走査方向への移動に応じたパルス信号をエンコーダ信号として制御ユニット５０（図１参照）に出力するものである。リニアエンコーダ３６は、エンコーダスケール３６ａと、エンコーダスケール３６ａを読み取るセンサ部３６ｂとを備える。エンコーダスケール３６ａは、図３に示すように、主走査方向に沿って延設されており、キャリッジ３２の上面において主走査方向に平行に設けられた溝部３２ｃ（図２参照）に挿入されている。一方、センサ部３６ｂは、キャリッジ３２の溝部３２ｃに設けられている。即ち、リニアエンコーダ３６によれば、キャリッジ３２の移動に伴って、センサ部３６ｂがエンコーダスケール３６ａを読み取る。これによりリニアエンコーダ３６は、センサ部３６ｂからキャリッジ３２の主走査方向への移動に対応したパルス信号をエンコーダ信号として制御ユニット５０に出力する。
【００３５】
また、光学センサ３７は、プラテン２４０と対向するようにしてキャリッジ３２に固定される。この光学センサ３７は、プラテン２４０上の用紙Ｑを撮影し、その撮影画像を解析することにより、光学センサ３７に対する相対的な用紙Ｑの変位量を検出する。具体的に、光学センサ３７は、用紙Ｑを撮影して、予め定められた微小時間毎に、この微小時間におけるプラテン２４０の表面に沿う第一の方向への用紙変位量ΔＤｙ、及び、この微小時間におけるプラテン２４０に沿う上記第一の方向とは直交する第二の方向への用紙変位量ΔＤｘを検出する。以下では、光学センサ３７が用紙変位量ΔＤｙを検出する方向を第一検出方向と表現し、光学センサ３７が用紙変位量ΔＤｘを検出する方向を第二検出方向と表現する。光学センサ３７は周知のものであるので詳細な説明については省略するが、光学センサ３７としては、例えば、光電変換素子が第一検出方向及び第二検出方向に沿って二次元配列された光学センサを挙げることができる。
【００３６】
また、制御ユニット５０（図１参照）は、給紙制御機能と、用紙搬送制御機能と、キャリッジ搬送制御機能と、インク液滴吐出制御機能と、を備える。給紙制御機能とは、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０への用紙Ｑの搬送制御を実現する機能である。用紙搬送制御機能とは、用紙搬送機構２０に供給された用紙Ｑの搬送制御を実現する機能である。キャリッジ搬送制御機能とは、キャリッジ３２の搬送制御を実現する機能である。インク液滴吐出制御機能とは、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出制御を実現する機能である。
【００３７】
給紙制御機能は、ロータリエンコーダ１０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、給紙制御を実現する。具体的には、給紙ローラ１０３の回転量を検出し、この検出結果に基づき、モータドライバＤＲ１からＡＳＦモータＭ１に印加する駆動電流又は電圧を調整する。この給紙制御機能によって、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０へは、用紙Ｑが１枚ずつ供給される。
【００３８】
一方、用紙搬送制御機能は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号、及び、光学センサ３７によって検出される用紙Ｑの変位量に基づいて、用紙Ｑの搬送制御を実現する。具体的には、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号、及び、光学センサ３７から入力される用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙ等に基づき、用紙Ｑの搬送制御開始時点からの用紙搬送量Ｐを特定する。そして、特定された用紙搬送量Ｐに基づき、ＬＦモータＭ２を制御する。この搬送制御により、用紙Ｑは、主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送される。
【００３９】
また、キャリッジ搬送制御機能は、リニアエンコーダ３６から入力されるエンコーダ信号に基づいて、キャリッジの搬送制御を実現する。具体的には、キャリッジ３２の位置及び速度を検出し、この検出結果に基づき、モータドライバＤＲ３を通じてＣＲモータＭ３を制御する。これにより、キャリッジ３２及び記録ヘッド３１を主走査方向に定速搬送する。このキャリッジ搬送制御機能により、キャリッジ３２及び記録ヘッド３１は主走査方向に往復動し、折返し地点付近では加減速を伴いながらも、他の領域では定速搬送される。
【００４０】
また、インク液滴吐出制御機能は、キャリッジ３２が定速搬送されている期間において、記録ヘッド３１を制御して、インク液滴の吐出制御を実現する。具体的には、記録ヘッド３１に、外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）３から入力された印刷対象の画像データに対応するインク液滴を吐出させて、用紙Ｑに所定幅のライン画像を形成する。
【００４１】
制御ユニット５０は、これらの機能を用いて、用紙搬送機構２０に用紙Ｑを１枚ずつ供給する。また制御ユニット５０は、用紙搬送機構２０に供給された用紙Ｑをプラテン２４０上の画像形成地点に用紙搬送機構２０を通じて所定量ずつ順次送り出す。そして制御ユニット５０は、当該送り出し毎の用紙Ｑの停止時には、印字機構３０を通じて用紙Ｑに、上記送り出し量に対応した所定幅のライン画像を形成する。この動作によって外部のＰＣ３から入力された印刷対象の画像データに対応する一連の画像を、用紙Ｑに形成する。
【００４２】
図４には、制御ユニット５０の制御によって実現される用紙Ｑの搬送動作、及び、キャリッジ３２（記録ヘッド３１）の搬送動作、及び、用紙Ｑへの画像形成動作の実行タイミングを、タイムチャートを用いて示す。このタイムチャートからも理解できるように、本実施例の画像形成装置１は、キャリッジ３２（記録ヘッド３１）を搬送しつつ、用紙Ｑへの画像形成動作を実行する。そして画像形成装置１は、画像形成動作が終了すると、キャリッジ３２を減速・停止させて、その搬送動作を完了する。そして、キャリッジ３２が停止すると、用紙Ｑの搬送動作を開始して、次の画像形成動作に必要な量、用紙Ｑを送り出す。そして、用紙の搬送動作が完了する前に、タイミングを見計らって、キャリッジ３２の搬送動作を開始し、用紙の搬送動作が完了した直後のタイミングで、効率よく画像形成動作を開始する。
【００４３】
続いて、制御ユニット５０の一部構成であって、制御ユニット５０が用紙搬送制御機能及びキャリッジ搬送制御機能を実現するために備える構成を、図５を用いて説明する。制御ユニット５０は、用紙搬送制御機能及びキャリッジ搬送制御機能を実現するための構成として、エンコーダ信号処理部７０１，７０２と、センサ信号処理部７０３と、モータ制御部７０５と、を備える。
【００４４】
エンコーダ信号処理部７０１は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙを検出するものである。上述したように、用紙Ｑは、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により搬送されるため、搬送ローラ２０１により用紙Ｑが搬送されている時の回転量Ｇｙの変化分は、その時の用紙Ｑの搬送量に対応する。即ち、エンコーダ信号処理部７０１は、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙを検出することにより、間接的には、用紙Ｑの搬送量を検出する。尚、エンコーダ信号処理部７０１により検出される搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙは、リセット時を原点とする搬送ローラ２０１の回転位置とも解釈できる。このため、以下では、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙのことをローラ位置Ｇｙとも表現する。
【００４５】
また、エンコーダ信号処理部７０２は、リニアエンコーダ３６から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ３２の搬送路におけるキャリッジ３２の位置Ｇｘ（以下、キャリッジ位置Ｇｘとも表現する。）を検出するものである。
【００４６】
一方、センサ信号処理部７０３は、光学センサ３７により検出される微小時間毎の用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの情報を逐次、光学センサ３７から取得し、用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ及び用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙを算出するものである。即ち、センサ信号処理部７０３は、図６に示すように、光学センサ３７から用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの情報を取得し（Ｓ１１０）、これまでに算出した累積値Ｄｘに、今回取得した用紙変位量ΔＤｘを加算して、累積値Ｄｘを更新すると共に、これまでに算出した累積値Ｄｙに、今回取得した用紙変位量ΔＤｙを加算して、累積値Ｄｙを更新する（Ｓ１２０）処理を、光学センサ３７による用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの検出周期に合わせて繰返し実行する。尚、検出周期は、後述するＬＦモータＭ２の制御周期以下の周期に設定される。
【００４７】
この他、モータ制御部７０５は、ＬＦモータＭ２及びＣＲモータＭ３を制御するものである。このモータ制御部７０５は、ＬＦモータＭ２に対する操作量Ｕを演算して、この操作量Ｕに対応した制御信号（例えばＰＷＭ信号）をモータドライバＤＲ２に入力することにより、ＬＦモータＭ２の回転を制御する。一方で、このモータ制御部７０５は、ＣＲモータＭ３に対する操作量Ｕを演算して、この操作量Ｕに対応した制御信号（例えばＰＷＭ信号）をモータドライバＤＲ３に入力することにより、ＣＲモータＭ３の回転を制御する。モータドライバＤＲ２は、このモータ制御部７０５から入力された制御信号（操作量Ｕ）に対応する駆動電圧又は電流でＬＦモータＭ２を駆動する。また、モータドライバＤＲ３は、このモータ制御部７０５から入力された制御信号（操作量Ｕ）に対応する駆動電圧又は電流でＣＲモータＭ３を駆動する。
【００４８】
具体的に、モータ制御部７０５は、キャリッジ搬送制御に際しては、所定の制御周期毎に、エンコーダ信号処理部７０２により検出されるキャリッジ３２の現在速度と、予め設定された目標速度軌跡に従う現在の目標速度との偏差に対応した操作量Ｕを算出する。そして、この操作量Ｕに対応した制御信号をモータドライバＤＲ３に入力することにより、キャリッジ３２の速度を目標速度軌跡に沿うように制御する。
【００４９】
一方、用紙搬送制御に際して、モータ制御部７０５は、所定の制御周期毎に、搬送制御開始時点（用紙Ｑの搬送開始地点）からの用紙搬送量Ｐを特定し、この用紙搬送量Ｐと、目標位置軌跡に従う現在の目標位置Ｐｒとの偏差Ｐｒ−Ｐに基づき、操作量Ｕを算出する。用紙搬送量Ｐは、センサ信号処理部７０３により算出される累積値Ｄｘ及び累積値Ｄｙの組合せ、又は、センサ信号処理部７０３により算出される累積値Ｄｙ及びエンコーダ信号処理部７０２により検出されるキャリッジ３２の位置Ｇｘの組合せに基づいて特定される（詳細後述）。そして、モータ制御部７０５は、算出された操作量Ｕに対応した制御信号をモータドライバＤＲ２に入力することにより、用紙搬送量Ｐを目標位置軌跡に沿うように制御する。但し、光学センサ３７と対向する位置に用紙Ｑが存在しない間は、エンコーダ信号処理部７０１によって検出されるローラ位置Ｇｙに基づいて、用紙搬送量Ｐを特定する。
【００５０】
図５における点線で囲まれた領域には、モータ制御部７０５が用紙搬送制御に用いる目標位置軌跡の形状を示す。目標位置軌跡は、目標位置Ｐｒが、用紙Ｑの搬送開始地点での位置Ｐｒ＝０から目標停止位置Ｐｔまで単調増加し、目標停止位置Ｐｔに到達した時点以降では、目標停止位置Ｐｔで一定値を採るものである。
【００５１】
ところで、モータ制御部７０５は、光学センサ３７を用いて用紙Ｑの搬送開始時点からの用紙搬送量Ｐを特定する場合、キャリッジ３２の移動中における任意の第一の時点から第二の時点までの用紙搬送量Ｌを次式（１）又は式（２）により算出する。
【００５２】
Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθ …（１）
Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθ …（２）
ここで、Ｍｙは、第一の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙ＝Ｄｙ０と第二の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙ＝Ｄｙ１との差分Ｍｙ＝Ｄｙ１−Ｄｙ０で求められる。つまりＭｙは、光学センサ３７の検出結果に基づく第一検出方向の用紙移動量Ｍｙである。また、Ｍｘは、第一の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ＝Ｄｘ０と第二の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ＝Ｄｘ１との差分Ｍｘ＝Ｄｘ１−Ｄｘ０で求められる。つまりＭｘは、光学センサ３７の検出結果に基づく第二検出方向の用紙移動量Ｍｘである。
【００５３】
また、Ｅｘは、第一の時点でエンコーダ信号処理部７０２から得られるキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ０と第二の時点でエンコーダ信号処理部７０２から得られるキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１との差分Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０で求められる第一の時点から第二時点までのキャリッジ３２の移動量Ｅｘである。但し、ここでのキャリッジ位置Ｇｘの座標系は、キャリッジ３２の搬送方向を、正方向とする座標系である。
【００５４】
この他、角度θは、図７に示すように、キャリッジ３２の搬送方向に対し、光学センサ３７によって用紙変位量ΔＤｘが検出される上記第二検出方向がなす角度である。一方で、角度θは、用紙搬送方向に対し、光学センサ３７によって用紙変位量ΔＤｙが検出される上記第一検出方向がなす角度とも言える。これは、キャリッジ３２の搬送方向と用紙搬送方向とは互いに直交関係にあり、第一検出方向と第二検出方向との間にも直交関係があるためである。
【００５５】
さて、式（１）又は式（２）を用いて用紙搬送量Ｌを特定するのは、次の理由からである。光学センサ３７は、キャリッジ３２が静止している状態で、第一検出方向が用紙搬送方向と平行となり、第二検出方向がキャリッジ搬送方向と平行となるように、キャリッジ３２に固定される。従って、この場合の角度θ＝０であり、キャリッジ３２が静止している状態では、光学センサ３７により検出される用紙変位量ΔＤｙを指標に、用紙搬送量Ｌを算出することができる。但し、ここでは、キャリッジ３２が静止している状態で第一検出方向が用紙搬送方向と一致し、第一検出方向である用紙搬送方向の正方向に対して、用紙変位量ΔＤｙが正値を採るものとする。同様に、第二検出方向がキャリッジ搬送方向と一致し、第二検出方向であるキャリッジ搬送方向の正方向に対して、用紙変位量ΔＤｘが正値を採るものとする。
【００５６】
しかしながら、キャリッジ３２の溝部３２ａ，３２ｂとガイドレール３４ａ，３５ａ（図２参照）との間には、滑らかにキャリッジ３２を搬送するために若干の隙間がある。一方、キャリッジ３２の移動時には、ベルト３３３からキャリッジ３２に作用する力の作用点Ｆ付近（図３及び図７参照）にあるキャリッジ３２の部位から力が伝播することになる。作用点Ｆは、キャリッジ３２において用紙搬送方向の上流側に位置する。これは、ベルト３３３が、副走査方向の上流側、つまり用紙搬送方向上流側のフレーム３４に配置されているためである。従って、キャリッジ３２の移動時には、力の作用点Ｆ付近にあるキャリッジ３２の部位（キャリッジ３２の用紙搬送方向の上流側の部位）が進行方向に先行する。一方で、力の作用点Ｆから遠いキャリッジ３２の部位（キャリッジ３２の用紙搬送方向の下流側の部位）が力の作用点Ｆ付近の部位に引っ張られるような状態となる。そして、キャリッジ３２において力の作用点Ｆ付近の部位が引っ張られると、上記隙間によってキャリッジ３２が傾く。
【００５７】
そして、キャリッジ３２が傾くと、キャリッジ３２に固定されている光学センサ３７も傾くことになり、キャリッジ搬送方向と第二検出方向との間、及び、用紙搬送方向と第一検出方向との間にゼロでない角度θが生じる。つまり、ゼロでない角度θを考慮して光学センサ３７により検出される用紙変位量ΔＤｙを補正しなければ、用紙搬送方向における用紙Ｑの移動量、即ち、用紙搬送量Ｌを正確に特定することができない。このような理由から、本実施例では、式（１）又は式（２）を用いて用紙搬送量Ｌを特定する。
【００５８】
式（１）又は式（２）によって正確な用紙搬送量Ｌを特定できる理由は、図８に示す幾何学的関係から理解できる。原点Ｏは、任意の第一の時点での、キャリッジ３２の位置であり、また、用紙Ｑの位置である。点Ａは、上記第一の時点から任意の時間経過後の時点である第二の時点でのキャリッジ３２の位置である。点Ｂは、上記第一の時点から任意の時間経過後の時点である第二の時点での用紙Ｑの位置である。図８に示すベクトルＯＡは、上記第二の時点でのキャリッジ３２の位置Ａと上記第一の時点でのキャリッジ３２の位置である原点Ｏとを結んだキャリッジ３２の移動ベクトルＯＡを示すものである。一方、図８に示すベクトルＯＢは、上記第二の時点での用紙Ｑの位置Ｂと上記第一の時点での用紙Ｑの位置である原点Ｏとを結んだ用紙Ｑの移動ベクトルＯＢを示すものである。
【００５９】
ここで、それぞれが直交する第一検出方向と第二検出方向とを有する光学センサ３７の座標系で考える。すると、光学センサ３７は、キャリッジ３２に固定されているので、用紙Ｑは、光学センサ３７に対してベクトルＯＡとベクトルＯＢとの合成ベクトルＯＣに対応する量変位することになる。一方、光学センサ３７が、キャリッジ搬送方向に対して角度θ傾いているものとすると、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｘは、合成ベクトルＯＣの第二検出方向成分であるベクトルＯＪの長さに一致する。また、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｙは、合成ベクトルＯＣの第一検出方向成分であるベクトルＪＣの長さに一致する。
【００６０】
そして、用紙搬送量Ｌは、長さＯＢ及び長さＡＣに一致する。従って、図８に示す幾何学的関係に従えば、式（２）に従って用紙搬送量Ｌを算出可能であることが簡単に理解できる。また、図８に示す点Ｗと点Ｂとを結ぶ辺の長さＷＢ、換言すればベクトルＯＢの第一検出方向の成分のベクトルＷＢの大きさは、用紙搬送量Ｌ及び角度θを用いてＬ・ｃｏｓθで表すことができる。更に、この長さＷＢは、図８に示すベクトルＪＣの延長線上に位置する点Ｒと点Ｊとを結んだ辺の長さＪＲに一致する。そして、点Ｂと点Ｃとを結んだ辺の長さＢＣは、キャリッジ３２の移動量Ｅｘに一致することから、点Ｃと点Ｒとを結んだ辺の長さは、キャリッジ３２の移動量Ｅｘ及び角度θを用いてＥｘ・ｓｉｎθで表すことができる。更に、ベクトルＪＣの長さは、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｙに一致する。これらの幾何学的関係から、式（１）に従って用紙搬送量Ｌを算出可能であることが理解できる。本実施例では、このような幾何学的関係に従って導出した式（１）又は式（２）に従って、用紙搬送量Ｌを特定する。
【００６１】
また、角度θについては、ベクトルＯＣがベクトルＯＡに対してなす角度θ２及びベクトルＯＣがベクトルＯＪに対してなす角度θ１に基づき、θ＝θ２−θ１により算出することができる。そして、θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）であり、θ２＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）である。従って、本実施例のモータ制御部７０５では、画像形成装置１の起動時又は画像形成装置１の出荷時に、自動で又は外部からの指令に従って、図９に示す角度パラメータ算出処理を実行し、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）＝｛ｃｏｓθ，ｓｉｎθ｝を、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従って算出する。また、算出した角度θ及び角度パラメータＫ（θ）をモータ制御部７０５に設けられたメモリ７０５ａに記憶する。但し、本実施例では、種々の実施形態を簡単に説明にするために角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の両者をメモリ７０５ａに記憶するが、いずれか一方のみをメモリ７０５ａに記憶させれば十分であることは言うまでもない。
【００６２】
具体的に、本実施例のモータ制御部７０５は、上記角度パラメータ算出処理を、画像形成装置１が備える印刷モード毎に実行する。画像形成装置１によれば、モータ制御部７０５は、印刷画質や印刷速度に応じた複数の印刷モードを備えており、外部のＰＣ３から指定された印刷モードで、ＰＣ３から入力された印刷対象の画像データを、用紙Ｑに形成する。また、この際、印刷モードに応じて、キャリッジ３２の定速搬送時の速度Ｖｃを変更する。例えば、高画質の画像を印刷する印刷モードでは、キャリッジ３２の速度Ｖｃは小さく設定される。また、低画質の画像を印刷する印刷モードや、高速に印刷を行う印刷モードでは、キャリッジ３２の速度Ｖｃは大きく設定される。そして、速度Ｖｃの変更に伴って、キャリッジ３２が速度Ｖｃに到達するまでの加速度Ａも変更される。従って、印刷モード毎に、上記角度θが異なる可能性がある。そこで、本実施例では、印刷モード毎に、角度パラメータ算出処理を実行して、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する。この角度パラメータ算出処理の実行に先立っては、制御ユニット５０が備える給紙制御機能により、給紙トレイ１０１に載置された用紙Ｑが一枚分離され、この用紙Ｑが、光学センサ３７によって用紙Ｑの移動量を検出可能な位置まで、搬送される。
【００６３】
尚、上記角度パラメータ算出処理を実行する際に、搬送ローラ２０１の回転速度は、用紙Ｑに画像を形成する際の回転速度よりも小さくすることが好ましい。これは、例えば搬送ローラ２０１の回転速度が大きければ大きいほど、搬送ローラ２０１に対して、用紙Ｑがスリップし易くなる傾向があるためである。この場合、搬送ローラの回転量Ｅｙと、用紙Ｑの搬送量とが一致しない。また、上記角度パラメータ算出処理を、用紙Ｑが搬送ローラ２０１と排紙ローラ２１１とによって搬送されているときに実行することが望ましい。例えば、搬送ローラ２０１のみによって搬送されている時は、用紙Ｑの搬送方向の下流端がプラテン２４０から浮く場合がある。すると、光学センサ３７による計測結果が不安定になり、正しく変位量Ｅｘの計測ができない。また、例えば、排紙ローラ２１１のみによって、搬送されている時は、用紙Ｑの搬送方向の上流端がプラテン２４０から浮く場合がある。すると、光学センサ３７による計測結果が不安定になり、正しく変位量Ｅｘの計測ができない。つまり、ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）の値に信頼性がなくなり、引いては角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の値が不正確となる。よって、上記角度パラメータ算出処理は、搬送ローラ２０１の回転速度を小さくして実行することと、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１とによって搬送されているときに実行することが好ましい。
【００６４】
そして、用紙Ｑが、このような条件を満足する位置であって光学センサ３７によって当該用紙Ｑの移動量を検出可能な位置まで、搬送されると、モータ制御部７０５は、図９に示される角度パラメータ算出処理を開始する。まず、モータ制御部７０５は、今回の角度パラメータ算出処理で角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する対象の印刷モードと同一の制御態様で、ＣＲモータＭ３を通じたキャリッジ３２の搬送制御及びＬＦモータＭ２を通じた用紙Ｑの搬送制御を開始することで、上記印刷モードと同一の搬送態様で、用紙Ｑ及びキャリッジ３２の搬送を開始する（Ｓ２１０）。具体的には、図４に示すように、ＬＦモータＭ２を通じた用紙Ｑの搬送制御を開始した後、ＣＲモータＭ３を通じたキャリッジ３２の搬送制御を開始する。但し、ここでは、光学センサ３７の検出結果に基づいた用紙Ｑの搬送制御については行わず、エンコーダ信号処理部７０１で検出されるローラ位置Ｇｙから特定される用紙搬送量Ｐに基づいた用紙Ｑの搬送制御を行う。
【００６５】
そして、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２の搬送が開始される時点で、エンコーダ信号処理部７０１が保持する現在のローラ位置Ｇｙを基準値Ｇｙ０として記憶し、エンコーダ信号処理部７０２が保持する現在のキャリッジ位置Ｇｘを基準値Ｇｘ０として記憶する（Ｓ２２０）。一方でＳ２２０においては、センサ信号処理部７０３が保持する用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの累積値Ｄｘ，Ｄｙを、ゼロにリセットする。
【００６６】
その後、モータ制御部７０５は、ローラ位置Ｇｙをエンコーダ信号処理部７０１から逐次取得し、このローラ位置Ｇｙ及び上記基準値Ｇｙ０に基づき、搬送ローラ２０１がＮ回転したか否かの判断を肯定判断するまで繰り返す（Ｓ２３０）。尚、Ｎは、設計段階で予め定められた１以上の整数である。そして、搬送ローラ２０１がＮ回転したと判断すると（Ｓ２３０でＹｅｓ）、モータ制御部７０５は、この時点でエンコーダ信号処理部７０１が保持するローラ位置Ｇｙ＝Ｇｙ１、この時点でエンコーダ信号処理部７０２が保持するキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１、センサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｘ＝Ｍｘ，Ｄｙ＝Ｍｙを記憶する（Ｓ２４０）。また、Ｓ２１０で開始したキャリッジ３２及び用紙Ｑの搬送制御を終了する（Ｓ２５０）。
【００６７】
その後、モータ制御部７０５は、Ｓ２２０の実行時点である第一の時点からＳ２４０の実行時点である第二の時点までのキャリッジ３２の移動量Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０を算出し、上記第一の時点から上記第二の時点までの搬送ローラ２０１の回転量Ｅｙ＝Ｇｙ１−Ｇｙ０を算出する（Ｓ２６０）。
【００６８】
そして、Ｓ２６０で算出したキャリッジ３２の移動量Ｅｘ及び搬送ローラ２０１の回転量Ｅｙ、並びに、Ｓ２４０で記憶した累積値Ｄｘ＝Ｍｘ，Ｄｙ＝Ｍｙに基づいて、モータ制御部７０５は、式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う角度θを算出する（Ｓ２７０）。更に、モータ制御部７０５は、角度パラメータＫ（θ）として、ｃｏｓθ及びｓｉｎθの組を算出する（Ｓ２８０）。そして、モータ制御部７０５は、これら角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を、対応する印刷モードの情報と関連付けて、モータ制御部７０５のメモリ７０５ａに記憶させる（Ｓ２９０）。その後、当該角度パラメータ算出処理を終了する。モータ制御部７０５は、このような角度パラメータ算出処理を、印刷モード毎に実行することにより、メモリ７０５ａに、印刷モード毎の角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を登録する。
【００６９】
また、モータ制御部７０５は、光学センサ３７の下方に用紙Ｑが位置し用紙Ｑの変位量を光学センサ３７により検出可能な期間において、用紙Ｑの搬送開始タイミングが到来すると、図１０に示す用紙搬送制御処理を実行する。当該用紙搬送制御処理により、目標停止位置Ｐｔまでの用紙搬送を実現する。そして、この際には、メモリ７０５ａに登録された角度θ又は角度パラメータＫ（θ）であって、今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、用紙搬送量Ｐを算出する。
【００７０】
図１０に示す用紙搬送制御処理を開始すると、モータ制御部７０５は、現時点でセンサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｘを基準値Ｄｘ０として記憶すると共に、センサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｙを基準値Ｄｙ０として記憶する。更に、現時点でエンコーダ信号処理部７０２が保持する現在のキャリッジ位置Ｇｘを基準値Ｇｘ０として記憶する（Ｓ３１０）。
【００７１】
更に、モータ制御部７０５は、用紙Ｑの搬送開始時からの総搬送量である用紙搬送量Ｐをゼロに初期化する（Ｓ３２０）。その後、モータ制御部７０５は、所定の制御周期（換言すれば操作量演算周期）が到来する度に（Ｓ３３０でＹｅｓ）、Ｓ３４０〜Ｓ３９５の処理を実行する。つまり、制御周期毎に、ＬＦモータＭ２に対する操作量Ｕを更新し、操作量Ｕに対応する制御信号をモータドライバＤＲ２に入力することで、用紙搬送量Ｐが予め設定された上記目標位置軌跡に従って変化するように、用紙Ｑの搬送制御を行う。
【００７２】
具体的に、Ｓ３４０では、モータ制御部７０５は、最新の累積値Ｄｘ，Ｄｙをセンサ信号処理部７０３から取得して、現在の累積値Ｄｙ＝Ｄｙ１と基準値Ｄｙ０との差分である第一検出方向への用紙移動量Ｍｙ＝Ｄｙ１−Ｄｙ０を算出する。また同時にＳ３４０では、モータ制御部７０５は、現在の累積値Ｄｘ＝Ｄｘ１と基準値Ｄｘ０との差分である第二検出方向への用紙移動量Ｍｘ＝Ｄｘ１−Ｄｘ０を算出する。
【００７３】
続くＳ３５０では、モータ制御部７０５は、最新のキャリッジ位置Ｇｘをエンコーダ信号処理部７０２から取得し、現在のキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１と基準値Ｇｘ０との差分であるキャリッジ移動量Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０を算出する。
【００７４】
続くＳ３６０では、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２が移動中であるか否かを判断する。具体的には、キャリッジ移動量Ｅｘがゼロか否かを判断することで、キャリッジ３２が移動中であるか否かを判断することができる。そして、モータ制御部７０５が、キャリッジ３２が移動中でないと判断すると（Ｓ３６０でＮｏ）、Ｓ３７０に移行する。一方でモータ制御部７０５が、キャリッジ３２が移動中であると判断すると（Ｓ３６０でＹｅｓ）、Ｓ３７５に移行する。
【００７５】
Ｓ３７０では、モータ制御部７０５は、１制御周期での用紙搬送量Ｌを、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと同一値に設定する（Ｌ＝Ｍｙ）。一方、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２及び光学センサ３７がキャリッジ３２の移動に伴って角度θ傾いているとの前提の下で、１制御周期での用紙搬送量Ｌを次の手法で算出する。具体的にＳ３７５における処理の実施形態としては、式（１）に従って用紙搬送量Ｌを算出する第一の実施形態の他、式（２）に従って用紙搬送量Ｌを算出する第二の実施形態が考えられる。
【００７６】
第一の実施形態によれば、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと、Ｓ３５０で算出されたキャリッジ移動量Ｅｘと、メモリ７０５ａに登録された今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、式（１）に従って、用紙搬送量Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθを算出する。一方、第二の実施形態によれば、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと、Ｓ３４０により算出された第二検出方向への用紙移動量Ｍｘと、メモリ７０５ａに登録された今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、式（２）に従って用紙搬送量Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθを算出する。尚、第一の実施形態及び第二の実施形態のいずれに対しても言えるが、用紙搬送量Ｌを算出するに当たっては、角度パラメータＫ（θ）を用いることによって簡単な四則演算で用紙搬送量Ｌを算出することができる。従って、第一の実施形態及び第二の実施形態のいずれにおいても、用紙搬送量Ｌの算出には角度パラメータＫ（θ）を用いるのが良い。
【００７７】
Ｓ３７０又はＳ３７５でこのようにして用紙搬送量Ｌを設定又は算出すると、モータ制御部７０５は、Ｓ３８０に移行し、この用紙搬送量Ｌを、現在保持している用紙搬送量Ｐに加算する。この動作によって、用紙搬送時からの総搬送量を表す用紙搬送量Ｐを最新値に更新する（Ｓ３８０）。更に、モータ制御部７０５は、基準値Ｄｘ０をＳ３４０で取得した最新の累積値Ｄｘ１に更新し、基準値Ｄｙ０をＳ３４０で取得した最新の累積値Ｄｙ１に更新し、基準値Ｇｘ０をＳ３５０で取得した最新のキャリッジ位置Ｇｘ１に更新する（Ｓ３８５）。
【００７８】
その後、モータ制御部７０５は、Ｓ３８０で算出した現在の用紙搬送量Ｐと目標位置Ｐｒとの偏差ｅ＝Ｐｒ−Ｐに対応した操作量Ｕを演算し、この操作量Ｕに対応する制御信号をモータドライバＤＲ２に入力して、操作量Ｕに対応した駆動電流又は電圧でＬＦモータＭ２を駆動する（Ｓ３９０）。
【００７９】
モータ制御部７０５は、用紙搬送制御の終了条件が満足されるまで（Ｓ３９５でＮｏ）、制御周期の到来毎に、このような内容の処理（Ｓ３５０〜Ｓ３９０の処理）を繰返し実行する。そして、用紙搬送制御の終了条件が満足されると（Ｓ３９５でＹｅｓ）、当該用紙搬送制御処理を終了する。Ｓ３９５では、例えば、用紙搬送量Ｐが所定時間一定値で保持されると、用紙搬送制御の終了条件が満足されたと判断することができる。その他、用紙搬送制御の開始時刻から所定時間が経過すると、終了条件が満足されたと判断されてもよい。
【００８０】
以上、本実施例の画像形成装置１について説明したが、本実施例によれば、光学センサ３７の傾きにより、光学センサ３７による用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの検出方向が、用紙Ｑの搬送方向からずれている場合でも、正確な用紙搬送量Ｐを算出することができる。
【００８１】
即ち、本実施例によれば、キャリッジ３２の停止時において、用紙搬送量Ｐを、光学センサ３７を用いて、ロータリエンコーダ２０５を用いるよりも高精度に特定できる。これはロータリエンコーダ２０５から得られる用紙搬送量Ｐは、搬送ローラ２０1の回転量から得るので間接的である。一方で、光学センサ３７から得られる用紙搬送量Ｐは、搬送される用紙Ｑを撮影するので直接的であるためである。更に、キャリッジ３２の移動時においても、光学センサ３７を用いて、用紙搬送量Ｐを高精度に特定することができる。従って、本実施例の画像形成装置１によれば、この用紙搬送量Ｐに基づいて、高精度且つ効率的な用紙Ｑの搬送制御を実現することができ、用紙Ｑに高品質な画像を形成することができる。また、本実施例によれば、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する際、搬送ローラ２０１を整数倍（Ｎ倍）回転させ、この整数倍回転期間中の移動量Ｍｘ，Ｍｙ，Ｅｘ及び回転量Ｅｙに基づき、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する。従って、本実施例によれば、偏心等により回転動作の周期的な乱れが生じることが原因で角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の算出誤差が大きくなるのを抑えることができ、高精度に、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出することができる。
【００８２】
ここで、以上に説明した実施例に関する用語間の対応関係について説明する。用紙搬送機構２０及びＬＦモータＭ２は、第一の搬送機構の一例に対応し、印字機構３０及びＣＲモータＭ３は、第二の搬送機構の一例に対応する。また、ローラ位置Ｇｙを検出するエンコーダ信号処理部７０１が実行する処理及びモータ制御部７０５が実行するＳ２２０，Ｓ２４０，Ｓ２６０の処理は、第一検出手段によって実現される処理の一例に対応し、キャリッジ位置Ｇｘを検出するエンコーダ信号処理部７０２が実行する処理及びモータ制御部７０５が実行するＳ２２０，Ｓ２４０，Ｓ２６０，Ｓ３１０，Ｓ３５０，Ｓ３８５の処理は、第二検出手段によって実現される処理の一例に対応する。また、モータ制御部７０５が実行するＳ２７０の処理は、角度情報算出手段によって実現される処理の一例に対応し、メモリ７０５ａは、角度情報記憶手段の一例に対応し、モータ制御部７０５が実行するＳ３７５の処理は、移動量算出手段によって実現される処理の一例に対応する。
【００８３】
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、キャリッジ３２における用紙搬送方向上流側のフレーム３４にベルト３３３を接続してキャリッジ３２を搬送する画像形成装置１の構成について説明したが、キャリッジ３２における用紙搬送方向下流側のフレーム３５にベルトを接続してキャリッジ３２を搬送するように、画像形成装置１を構成してもよい。但し、この場合には、キャリッジ３２の用紙搬送方向下流側の部位が、上流側の部位に対してキャリッジ搬送方向に先行して移動することにより、キャリッジ３２が傾くことになるため、キャリッジ３２が傾く方向が上記実施例と逆となる。即ち、図８において左側に傾いている第一検出方向は、右側に傾くことになり、図８において用紙搬送方向下流側に傾いている第二検出方向は、用紙搬送方向上流側に傾くことになる。そして、角度θ＝θ１−θ２は負値を採る結果となるが、上記の場合には、この負の角度θを式（１）又は式（２）に代入することにより、上記実施例と同様に正確な用紙搬送量Ｌを算出することができる。この他、本発明は、画像形成装置１に限定されず、種々の電気的装置に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…画像形成装置、１０…給紙機構、２０…用紙搬送機構、３０…印字機構、３１…記録ヘッド、３２…キャリッジ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・溝部、３４，３５・・・フレーム、３４ａ，３５ａ・・・ガイドレール、３６…リニアエンコーダ、３６ａ…エンコーダスケール、３６ｂ・・・センサ部、３７…光学センサ、５０…制御ユニット、１０１…給紙トレイ、１０３…給紙ローラ、１０４…アーム、１０５，２０５…ロータリエンコーダ、２０１…搬送ローラ、２０２，２１２…ピンチローラ、２１１…排紙ローラ、２２０…動力伝達機構、２４０…プラテン、３３１…駆動プーリ、３３２…従動プーリ、３３３…ベルト、７０１，７０２…エンコーダ信号処理部、７０３…センサ信号処理部、７０５…モータ制御部、７０５ａ…メモリ、ＤＲ１〜ＤＲ３…モータドライバ、ＤＲ４…ヘッド駆動回路、Ｍ１…ＡＳＦモータ、Ｍ２…ＬＦモータ、Ｍ３…ＣＲモータ、Ｑ…用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置及び電気的装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を所定量ずつ搬送する一方で、用紙の搬送停止時には記録ヘッドを通じて用紙に画像を形成することにより、用紙に一連の画像を形成するインクジェットプリンタ等の画像形成装置が知られている。また、読取対象の原稿を搬送しつつ、読取ヘッドと対向する原稿の領域を、読取ヘッドを通じて読み取ることによって、原稿の読取画像を表す画像データを生成する読取装置などの電気的装置が知られている。
【０００３】
また、インクジェットプリンタとしては、記録ヘッドを搭載するキャリッジに光学センサを備え、光学センサを通じて用紙の移動量を検出するものが知られている（特許文献１参照）。光学センサは、例えば、光電変換素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が一次元又は二次元に配列されてなる受光部と光源とを備えた構成にされる。そして、この光学センサによれば、光源から用紙に照射した光を受光部にて受光することにより用紙を撮影し、この撮影画像を解析することにより用紙の移動量を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットプリンタ等に搭載されるキャリッジ搬送システムとしては、キャリッジの移動方向をガイドレールによって規制し、ガイドレールに併設されたベルトの回転によって、キャリッジを特定方向に搬送するものが良く知られている（図３参照）。しかしながら、この搬送システムでは、キャリッジの滑らかな搬送のために、ガイドレールとキャリッジとの間に若干の空隙が設けられる一方、キャリッジはベルトに引っ張られる形で搬送されるため、キャリッジ搬送時に、キャリッジが傾く（図７参照）。
【０００６】
そして、この搬送システムでは、キャリッジ搬送時に、キャリッジに固定された光学センサが傾くことになり、光学センサによる移動量の検出方向と、用紙の搬送方向である副走査方向との間に角度差が生じて、この角度差が用紙移動量の検出に誤差を与える。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、上述したキャリッジの搬送システムに関わらず、対象物に対する処理を行う処理ヘッドの移動に伴って、処理ヘッドと共に光学センサが傾くシステムにおいて、光学センサを用いて、対象物の移動量を高精度に検出可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の計測装置（請求項１）は、第一の搬送機構と、第二の搬送機構と、光学センサと、を備える電気的装置に内蔵される計測装置である。電気的装置が備える第一の搬送機構は、対象物を第一の搬送方向に搬送するものである。一方、第二の搬送機構は、対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、処理ヘッドを、第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送するものである。
【０００９】
この処理ヘッドに固定される光学センサは、対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への対象物の移動量を検出する光学センサである。この光学センサによっては、光学センサに対する相対的な対象物の移動量が検出される。また、この光学センサは、処理ヘッドが静止した状態では、第一の検出方向が第一の搬送方向に平行となり、第二の検出方向が第二の搬送方向に平行となるように、処理ヘッドに固定される。
【００１０】
このように構成される電気的装置は、第二の搬送機構を介した処理ヘッドの搬送制御を行う一方、光学センサにより検出される移動量を指標に、第一の搬送機構を介した対象物の搬送制御を行う。このような搬送制御を通じて、電気的装置は、例えば、対象物の表面に所定の処理を施す。
【００１１】
この電気的装置に内蔵される本発明の計測装置は、第一検出手段と、第二検出手段と、角度情報算出手段と、角度情報記憶手段と、移動量算出手段と、を備える。第一検出手段は、第一の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、対象物の第一の搬送方向への移動量を検出するものである。一方、第二の検出手段は、第二の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、処理ヘッドの第二の搬送方向への移動量を検出するものである。この他、角度情報算出手段は、処理ヘッドの搬送時に当該処理ヘッドが傾くことで生じる搬送方向に対して検出方向がなす角度θ及び角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出し、角度情報記憶手段は、角度情報算出手段により算出された角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を記憶するものである。この計測装置が内蔵される電気的装置の上記第二の搬送機構としては、処理ヘッドの搬送時に、当該処理ヘッドに作用する動力によって、当該処理ヘッドが第二の搬送方向から第一の搬送方向側に傾く性質を有するものを挙げることができる。
【００１２】
ここで、上記角度θは、第一の搬送方向に対して第一の検出方向がなす角度θ、又は、第二の搬送方向に対して第二の検出方向がなす角度θのことである。
具体的に、角度情報算出手段は、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する対象物の移動期間である角度算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙ及び第二の検出方向への対象物の光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、角度算出対象期間において第一検出手段により検出された対象物の移動量Ｅｙ及び第二検出手段により検出された処理ヘッドの移動量Ｅｘと、に基づき、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する構成にすることができる。角度パラメータＫ（θ）としては、コサイン値ｃｏｓθ、サイン値ｓｉｎθ及びタンジェント値ｔａｎθ等を挙げることができ、角度情報算出手段は、これらの一つ又は複数を算出する構成にすることができる。
【００１３】
そして、移動量算出手段は、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）に基づき、光学センサによる検出値を補正して、処理ヘッドの搬送時における対象物の第一の搬送方向への移動量Ｌを算出するものである。具体的に、移動量算出手段は、移動量Ｌを算出する対象物の移動期間である移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）に基づき補正することによって、移動量Ｌを算出する。
【００１４】
このように、本発明の計測装置によれば、エンコーダの出力信号から得られる情報に基づいて、処理ヘッドの搬送時に処理ヘッドが傾くことで生じる搬送方向に対して検出方向がなす角度θ及び角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出し、この角度情報に基づき、光学センサにより検出される移動量を補正して、対象物の第一の搬送方向への移動量Ｌを算出する。
【００１５】
従って、本発明によれば、処理ヘッド移動時の光学センサの傾きによる移動量の検出誤差の影響を抑えて、対象物の移動量Ｌを、光学センサを用いて高精度に計測することができる。そして、高精度な対象物の移動量Ｌの情報を提供することで、電気的装置に対しては、対象物の効率的な搬送制御や高精度な対象物の搬送制御を実現させることができる。例えば、光学センサから検出される移動量を補正しない従来技術によれば、処理ヘッドの移動時における光学センサによる対象物の移動量の検出誤差が対象物の搬送制御に及ぼす影響を回避するために、対象物の搬送制御を、処理ヘッドを停止させた状態で行うことが考えられる。一方、本発明の計測装置によれば、処理ヘッドの移動中においても、光学センサを用いて高精度に対象物の移動量を算出（計測）することができるので、本発明の計測装置を内蔵した電気的装置によれば、処理ヘッドと対象物の搬送を同時に且つ高精度に行うことができ、処理ヘッド及び対象物の搬送を効率的に行うことができる。
【００１６】
ところで、上述した移動量算出手段は、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙと、移動量算出対象期間において第二の検出手段により検出された処理ヘッドの移動量Ｅｘと、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθに従って、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを補正し、移動量Ｌを算出する構成にすることができる（請求項２）。
【００１７】
この他、移動量算出手段は、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙと、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第二の検出方向への対象物の移動量Ｍｘと、角度情報記憶手段が記憶する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従って、移動量算出対象期間において光学センサにより検出された第一の検出方向への対象物の移動量Ｍｙを補正し、移動量Ｌを算出する構成にされてもよい（請求項３）。
【００１８】
更に言えば、角度情報算出手段は、上記角度パラメータＫ（θ）として、角度θに対応したコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを算出し、角度情報記憶手段は、角度パラメータＫ（θ）として、このコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを記憶し、移動量算出手段は、角度情報記憶手段が角度パラメータＫ（θ）として記憶するコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを用いて、上記関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθ又はＬ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従う移動量Ｌを算出する構成にすることができる。このように各手段を構成すれば、移動量Ｌの算出を簡単な四則演算で実現することができて、移動量Ｌの算出を効率的に行うことができる（請求項４）。
【００１９】
また、第一の搬送機構がローラの回転により対象物を搬送する搬送機構であり、第一検出手段が対象物の第一の搬送方向への移動量としてローラの回転量を検出する手段である場合、上述の角度算出対象期間は、ローラが一周以上の整数倍回転する期間に設定されると良い（請求項５）。ローラ等では、偏心等により回転動作の周期的な乱れが生じる。このため、ローラが非整数倍回転する期間において第一検出手段により検出されたローラの回転量に基づき、角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を算出すると、偏心等による影響を受けて、角度θ又は角度パラメータＫ（θ）の算出精度が劣化する。一方、本発明のように角度算出対象期間を設定すれば、偏心等による影響を抑えてより適切な角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を算出することができる。
【００２０】
また、処理ヘッドの搬送時に、処理ヘッドに作用する動力によって処理ヘッドが第二の搬送方向から第一の搬送方向側に傾く搬送機構としては、処理ヘッドが第二の搬送方向に延びるガイドレール上を移動する機構であって、ガイドレールに併設されたベルトの回転により、ベルトに接続された処理ヘッドに動力を付与して、処理ヘッドを第二の搬送方向に搬送する搬送機構を挙げることができる。具体的には、第二の搬送方向に延びるガイドレールであって、第一の搬送方向にそれぞれが間隔を置いて配置される二つのガイドレール上を、処理ヘッドが移動する機構であって、一方のガイドレールに併設されたベルトの回転により、ベルトに接続された処理ヘッドに動力を付与して、処理ヘッドを第二の搬送方向に搬送する搬送機構を挙げることができる（請求項６）。このような搬送機構では、ベルトから処理ヘッドに作用する力によって、処理ヘッドが傾く傾向にあるが、この搬送機構を備える電気的装置に、本発明の計測装置を内蔵すれば、光学センサの傾きによる影響を抑えて、高精度な対象物の搬送制御を実現することができる。
【００２１】
また、上述した計測装置は、電気的装置と一体に構成して製造することができる（請求項７）。例えば、本発明の計測装置は、第一の搬送機構が対象物としてのシートを搬送するシート搬送機構であり、第二の搬送機構がシートに対して画像を形成する処理ヘッドを搬送するヘッド搬送機構であり、第一及び第二の搬送機構を介した対象物及び処理ヘッドの搬送制御によって、対象物の表面に画像を形成する電気的装置としての画像形成装置と一体に構成して製造することができる（請求項８）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置１の構成を表すブロック図である。
【図２】画像形成装置１（特に用紙搬送機構２０）の機械的構成を表す断面図である。
【図３】画像形成装置１（特に印字機構３０）の機械的構成を表す上面図である。
【図４】用紙Ｑ及びキャリッジ３２の搬送動作並びに画像形成動作の実行タイミングを示したタイムチャートである。
【図５】制御ユニット５０が備えるキャリッジ３２／用紙Ｑの搬送制御機能に係る構成を表すブロック図である。
【図６】センサ信号処理部７０３が繰返し実行する処理を表すフローチャートである。
【図７】キャリッジ３２及び光学センサ３７の傾きに関する説明図である。
【図８】用紙Ｑ及びキャリッジ３２の移動量と、光学センサ３７の検出結果に基づく用紙移動量Ｍｘ，Ｍｙとの幾何学的関係を示した図である。
【図９】モータ制御部７０５が実行する角度パラメータ算出処理を表すフローチャートである。
【図１０】モータ制御部７０５が実行する用紙搬送制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
本実施例の画像形成装置１は、インクジェットプリンタである。この画像形成装置１は、図１に示すように、給紙機構１０と、用紙搬送機構２０と、印字機構３０と、制御ユニット５０と、ＡＳＦモータＭ１と、モータドライバＤＲ１と、ＬＦモータＭ２と、モータドライバＤＲ２と、ＣＲモータＭ３と、モータドライバＤＲ３と、ヘッド駆動回路ＤＲ４と、を備える。ＡＳＦモータＭ１は、給紙機構１０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ１は、ＡＳＦモータＭ１を駆動する。ＬＦモータＭ２は、用紙搬送機構２０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ２は、ＬＦモータＭ２を駆動する。ＣＲモータＭ３は、印字機構３０に動力を付与する直流モータである。モータドライバＤＲ３はＣＲモータＭ３を駆動する。ヘッド駆動回路ＤＲ４は、記録ヘッド３１を駆動する。
【００２４】
給紙機構１０は、図２に示すように、給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑを１枚ずつ分離して用紙搬送機構２０に供給するものである。この給紙機構１０は、給紙トレイ１０１と、給紙ローラ１０３と、アーム１０４と、ロータリエンコーダ１０５（図１参照）と、を備える。給紙トレイ１０１には、複数枚の用紙Ｑが積層される。給紙ローラ１０３は、ＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転する。アーム１０４は、給紙ローラ１０３を回転可能な状態で保持する。ロータリエンコーダ１０５は、給紙ローラ１０３の回転に伴ってエンコーダ信号を出力する。
【００２５】
また、アーム１０４は、重力又はバネによる付勢力を用いて、給紙ローラ１０３を給紙トレイ１０１に収容された用紙Ｑの表面に押し当てるものである。この給紙機構１０では、給紙ローラ１０３が用紙Ｑに押し当てられた状態でＡＳＦモータＭ１の動力を受けて回転することによって、用紙Ｑが用紙搬送機構２０に繋がる用紙搬送路に送り出される。用紙搬送機構２０と給紙機構１０との間の用紙搬送路は、Ｕ字形状の搬送路であるＵターンパス１１１から構成されている。そして、給紙トレイ１０１から送り出される用紙Ｑは、Ｕターンパス１１１により移動を規制されて湾曲した状態で、用紙搬送機構２０が有する搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間に搬送される。
【００２６】
用紙搬送機構２０は、搬送ローラ２０１及びピンチローラ２０２を備えると共に、ロータリエンコーダ２０５（図１参照）と、排紙ローラ２１１と、ピンチローラ２１２と、を備える。ピンチローラ２０２は、搬送ローラ２０１に対向配置される。ロータリエンコーダ２０５は、搬送ローラ２０１の回転に応じたパルス信号をエンコーダ信号として出力する。ピンチローラ２１２は、排紙ローラ２１１に対向配置される。
【００２７】
また、ロータリエンコーダ２０５は、搬送ローラ２０１の回転軸上に取り付けられる回転板（図示せず）を備え、回転板に形成されたスリットを読み取って、読取結果に応じたエンコーダ信号を出力する周知のインクリメンタル型のロータリエンコーダである。
【００２８】
また、排紙ローラ２１１は、搬送ローラ２０１よりも用紙搬送路下流に設けられている。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、例えば各ローラ２０１，２１１をベルトで連結する動力伝達機構２２０（図１参照）を通じてＬＦモータＭ２からの動力を受けて、互いに連動するように回転する。具体的には、互いに周方向に同量回転する。搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１は、この回転により協働して、給紙機構１０から供給された用紙Ｑを、排紙ローラ２１１下流の図示しない排紙トレイまで搬送する。
【００２９】
尚、ピンチローラ２０２は、搬送ローラ２０１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、搬送ローラ２０１に従動するように回転し、ピンチローラ２１２は、排紙ローラ２１１との間に用紙Ｑを挟んだ状態で、排紙ローラ２１１に従動するように回転する。用紙Ｑは、このように搬送ローラ２０１とピンチローラ２０２との間で挟持され、更には、排紙ローラ２１１とピンチローラ２１２との間で挟持された状態で、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により用紙搬送路下流に搬送される。
【００３０】
また、搬送ローラ２０１と排紙ローラ２１１との間には、プラテン２４０が設けられている。プラテン２４０は、搬送ローラ２０１から搬送される用紙Ｑを下方から支持して排紙ローラ２１１へ導く。搬送ローラ２０１から排紙ローラ２１１へと搬送される用紙Ｑに対しては、このプラテン２４０上で、印字機構３０を構成する記録ヘッド３１から吐出されるインク液滴により画像が形成される。
【００３１】
印字機構３０は、図１に示すように、記録ヘッド３１と、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ３２と、リニアエンコーダ３６と、光学センサ３７とを備える。記録ヘッド３１は、ヘッド駆動回路ＤＲ４から入力される駆動信号に応じたインク液滴を、プラテン２４０に対向するノズル面から吐出する。また、この印字機構３０は、ＣＲモータＭ３からの動力を受けてキャリッジ３２を主走査方向（図２紙面の法線方向）に搬送するキャリッジ搬送機構として、図３に示すように、ＣＲモータＭ３に駆動される駆動プーリ３３１と、従動プーリ３３２と、ベルト３３３と、主走査方向に延びるガイドレール３４ａを備えるフレーム３４と、主走査方向に延びるガイドレール３５ａを備えるフレーム３５と、を備える。駆動プーリ３３１、及び、従動プーリ３３２は、副走査方向の上流側のフレーム３４に配置されている。そして、ベルト３３３は、フレーム３４に配置される駆動プーリ３３１と従動プーリ３３２との間に巻き回される。
【００３２】
キャリッジ３２は、このキャリッジ搬送機構を構成するガイドレール３４ａ，３５ａに設けられる。フレーム３４，３５は、図２に示すように、長手方向（主走査方向）に垂直な断面がＬ字形状にされたものである。そしてフレーム３４，３５の上方に向く凸部が、キャリッジ３２の移動を主走査方向（図２紙面の法線方向）に規制するガイドレール３４ａ，３５ａとして機能する。キャリッジ３２は、下面において主走査方向に平行に形成された溝部３２ａ，３２ｂにガイドレール３４ａ，３５ａが挿入されるようにしてガイドレール３４ａ，３５ａに設置される。この状態で、ガイドレール３４ａ，３５ａは、キャリッジ３２の溝部３２ａ，３２ｂの上面と接触し、キャリッジ３２を下方から上方に支持する。
【００３３】
また、キャリッジ３２は、ガイドレール３４ａ，３５ａに併設されたベルト３３３に固定され、ベルト３３３を通じてＣＲモータＭ３からの動力を間接的に受けて、主走査方向に移動する。駆動プーリ３３１（図３参照）には、ＣＲモータＭ３がギヤを介して接続されており、駆動プーリ３３１は、ＣＲモータＭ３から発生する動力を、ギヤを介して受けて回転する。この駆動プーリ３３１の回転によって、駆動プーリ３３１と従動プーリ３３２との間に巻回されたベルト３３３は、ＣＲモータＭ３からの動力を間接的に受けて回転する。そして、従動プーリ３３２は、ベルト３３３を介して、駆動プーリ３３１に従動する。上述したように、キャリッジ３２は、ガイドレール３４ａ，３５ａによって、その移動が主走査方向に規制されている。従って、ＣＲモータＭ３が回転すると、ベルト３３３の回転に連動して、キャリッジ３２は、主走査方向に移動する。本実施例では、このキャリッジ搬送機構を通じて、キャリッジ３２が主走査方向に搬送される。
【００３４】
また、リニアエンコーダ３６は、周知のリニアエンコーダと同様、キャリッジ３２の主走査方向への移動に応じたパルス信号をエンコーダ信号として制御ユニット５０（図１参照）に出力するものである。リニアエンコーダ３６は、エンコーダスケール３６ａと、エンコーダスケール３６ａを読み取るセンサ部３６ｂとを備える。エンコーダスケール３６ａは、図３に示すように、主走査方向に沿って延設されており、キャリッジ３２の上面において主走査方向に平行に設けられた溝部３２ｃ（図２参照）に挿入されている。一方、センサ部３６ｂは、キャリッジ３２の溝部３２ｃに設けられている。即ち、リニアエンコーダ３６によれば、キャリッジ３２の移動に伴って、センサ部３６ｂがエンコーダスケール３６ａを読み取る。これによりリニアエンコーダ３６は、センサ部３６ｂからキャリッジ３２の主走査方向への移動に対応したパルス信号をエンコーダ信号として制御ユニット５０に出力する。
【００３５】
また、光学センサ３７は、プラテン２４０と対向するようにしてキャリッジ３２に固定される。この光学センサ３７は、プラテン２４０上の用紙Ｑを撮影し、その撮影画像を解析することにより、光学センサ３７に対する相対的な用紙Ｑの変位量を検出する。具体的に、光学センサ３７は、用紙Ｑを撮影して、予め定められた微小時間毎に、この微小時間におけるプラテン２４０の表面に沿う第一の方向への用紙変位量ΔＤｙ、及び、この微小時間におけるプラテン２４０に沿う上記第一の方向とは直交する第二の方向への用紙変位量ΔＤｘを検出する。以下では、光学センサ３７が用紙変位量ΔＤｙを検出する方向を第一検出方向と表現し、光学センサ３７が用紙変位量ΔＤｘを検出する方向を第二検出方向と表現する。光学センサ３７は周知のものであるので詳細な説明については省略するが、光学センサ３７としては、例えば、光電変換素子が第一検出方向及び第二検出方向に沿って二次元配列された光学センサを挙げることができる。
【００３６】
また、制御ユニット５０（図１参照）は、給紙制御機能と、用紙搬送制御機能と、キャリッジ搬送制御機能と、インク液滴吐出制御機能と、を備える。給紙制御機能とは、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０への用紙Ｑの搬送制御を実現する機能である。用紙搬送制御機能とは、用紙搬送機構２０に供給された用紙Ｑの搬送制御を実現する機能である。キャリッジ搬送制御機能とは、キャリッジ３２の搬送制御を実現する機能である。インク液滴吐出制御機能とは、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出制御を実現する機能である。
【００３７】
給紙制御機能は、ロータリエンコーダ１０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、給紙制御を実現する。具体的には、給紙ローラ１０３の回転量を検出し、この検出結果に基づき、モータドライバＤＲ１からＡＳＦモータＭ１に印加する駆動電流又は電圧を調整する。この給紙制御機能によって、給紙トレイ１０１から用紙搬送機構２０へは、用紙Ｑが１枚ずつ供給される。
【００３８】
一方、用紙搬送制御機能は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号、及び、光学センサ３７によって検出される用紙Ｑの変位量に基づいて、用紙Ｑの搬送制御を実現する。具体的には、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号、及び、光学センサ３７から入力される用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙ等に基づき、用紙Ｑの搬送制御開始時点からの用紙搬送量Ｐを特定する。そして、特定された用紙搬送量Ｐに基づき、ＬＦモータＭ２を制御する。この搬送制御により、用紙Ｑは、主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送される。
【００３９】
また、キャリッジ搬送制御機能は、リニアエンコーダ３６から入力されるエンコーダ信号に基づいて、キャリッジの搬送制御を実現する。具体的には、キャリッジ３２の位置及び速度を検出し、この検出結果に基づき、モータドライバＤＲ３を通じてＣＲモータＭ３を制御する。これにより、キャリッジ３２及び記録ヘッド３１を主走査方向に定速搬送する。このキャリッジ搬送制御機能により、キャリッジ３２及び記録ヘッド３１は主走査方向に往復動し、折返し地点付近では加減速を伴いながらも、他の領域では定速搬送される。
【００４０】
また、インク液滴吐出制御機能は、キャリッジ３２が定速搬送されている期間において、記録ヘッド３１を制御して、インク液滴の吐出制御を実現する。具体的には、記録ヘッド３１に、外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）３から入力された印刷対象の画像データに対応するインク液滴を吐出させて、用紙Ｑに所定幅のライン画像を形成する。
【００４１】
制御ユニット５０は、これらの機能を用いて、用紙搬送機構２０に用紙Ｑを１枚ずつ供給する。また制御ユニット５０は、用紙搬送機構２０に供給された用紙Ｑをプラテン２４０上の画像形成地点に用紙搬送機構２０を通じて所定量ずつ順次送り出す。そして制御ユニット５０は、当該送り出し毎の用紙Ｑの停止時には、印字機構３０を通じて用紙Ｑに、上記送り出し量に対応した所定幅のライン画像を形成する。この動作によって外部のＰＣ３から入力された印刷対象の画像データに対応する一連の画像を、用紙Ｑに形成する。
【００４２】
図４には、制御ユニット５０の制御によって実現される用紙Ｑの搬送動作、及び、キャリッジ３２（記録ヘッド３１）の搬送動作、及び、用紙Ｑへの画像形成動作の実行タイミングを、タイムチャートを用いて示す。このタイムチャートからも理解できるように、本実施例の画像形成装置１は、キャリッジ３２（記録ヘッド３１）を搬送しつつ、用紙Ｑへの画像形成動作を実行する。そして画像形成装置１は、画像形成動作が終了すると、キャリッジ３２を減速・停止させて、その搬送動作を完了する。そして、キャリッジ３２が停止すると、用紙Ｑの搬送動作を開始して、次の画像形成動作に必要な量、用紙Ｑを送り出す。そして、用紙の搬送動作が完了する前に、タイミングを見計らって、キャリッジ３２の搬送動作を開始し、用紙の搬送動作が完了した直後のタイミングで、効率よく画像形成動作を開始する。
【００４３】
続いて、制御ユニット５０の一部構成であって、制御ユニット５０が用紙搬送制御機能及びキャリッジ搬送制御機能を実現するために備える構成を、図５を用いて説明する。制御ユニット５０は、用紙搬送制御機能及びキャリッジ搬送制御機能を実現するための構成として、エンコーダ信号処理部７０１，７０２と、センサ信号処理部７０３と、モータ制御部７０５と、を備える。
【００４４】
エンコーダ信号処理部７０１は、ロータリエンコーダ２０５から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙを検出するものである。上述したように、用紙Ｑは、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１の回転により搬送されるため、搬送ローラ２０１により用紙Ｑが搬送されている時の回転量Ｇｙの変化分は、その時の用紙Ｑの搬送量に対応する。即ち、エンコーダ信号処理部７０１は、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙを検出することにより、間接的には、用紙Ｑの搬送量を検出する。尚、エンコーダ信号処理部７０１により検出される搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙは、リセット時を原点とする搬送ローラ２０１の回転位置とも解釈できる。このため、以下では、搬送ローラ２０１の回転量Ｇｙのことをローラ位置Ｇｙとも表現する。
【００４５】
また、エンコーダ信号処理部７０２は、リニアエンコーダ３６から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ３２の搬送路におけるキャリッジ３２の位置Ｇｘ（以下、キャリッジ位置Ｇｘとも表現する。）を検出するものである。
【００４６】
一方、センサ信号処理部７０３は、光学センサ３７により検出される微小時間毎の用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの情報を逐次、光学センサ３７から取得し、用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ及び用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙを算出するものである。即ち、センサ信号処理部７０３は、図６に示すように、光学センサ３７から用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの情報を取得し（Ｓ１１０）、これまでに算出した累積値Ｄｘに、今回取得した用紙変位量ΔＤｘを加算して、累積値Ｄｘを更新すると共に、これまでに算出した累積値Ｄｙに、今回取得した用紙変位量ΔＤｙを加算して、累積値Ｄｙを更新する（Ｓ１２０）処理を、光学センサ３７による用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの検出周期に合わせて繰返し実行する。尚、検出周期は、後述するＬＦモータＭ２の制御周期以下の周期に設定される。
【００４７】
この他、モータ制御部７０５は、ＬＦモータＭ２及びＣＲモータＭ３を制御するものである。このモータ制御部７０５は、ＬＦモータＭ２に対する操作量Ｕを演算して、この操作量Ｕに対応した制御信号（例えばＰＷＭ信号）をモータドライバＤＲ２に入力することにより、ＬＦモータＭ２の回転を制御する。一方で、このモータ制御部７０５は、ＣＲモータＭ３に対する操作量Ｕを演算して、この操作量Ｕに対応した制御信号（例えばＰＷＭ信号）をモータドライバＤＲ３に入力することにより、ＣＲモータＭ３の回転を制御する。モータドライバＤＲ２は、このモータ制御部７０５から入力された制御信号（操作量Ｕ）に対応する駆動電圧又は電流でＬＦモータＭ２を駆動する。また、モータドライバＤＲ３は、このモータ制御部７０５から入力された制御信号（操作量Ｕ）に対応する駆動電圧又は電流でＣＲモータＭ３を駆動する。
【００４８】
具体的に、モータ制御部７０５は、キャリッジ搬送制御に際しては、所定の制御周期毎に、エンコーダ信号処理部７０２により検出されるキャリッジ３２の現在速度と、予め設定された目標速度軌跡に従う現在の目標速度との偏差に対応した操作量Ｕを算出する。そして、この操作量Ｕに対応した制御信号をモータドライバＤＲ３に入力することにより、キャリッジ３２の速度を目標速度軌跡に沿うように制御する。
【００４９】
一方、用紙搬送制御に際して、モータ制御部７０５は、所定の制御周期毎に、搬送制御開始時点（用紙Ｑの搬送開始地点）からの用紙搬送量Ｐを特定し、この用紙搬送量Ｐと、目標位置軌跡に従う現在の目標位置Ｐｒとの偏差Ｐｒ−Ｐに基づき、操作量Ｕを算出する。用紙搬送量Ｐは、センサ信号処理部７０３により算出される累積値Ｄｘ及び累積値Ｄｙの組合せ、又は、センサ信号処理部７０３により算出される累積値Ｄｙ及びエンコーダ信号処理部７０２により検出されるキャリッジ３２の位置Ｇｘの組合せに基づいて特定される（詳細後述）。そして、モータ制御部７０５は、算出された操作量Ｕに対応した制御信号をモータドライバＤＲ２に入力することにより、用紙搬送量Ｐを目標位置軌跡に沿うように制御する。但し、光学センサ３７と対向する位置に用紙Ｑが存在しない間は、エンコーダ信号処理部７０１によって検出されるローラ位置Ｇｙに基づいて、用紙搬送量Ｐを特定する。
【００５０】
図５における点線で囲まれた領域には、モータ制御部７０５が用紙搬送制御に用いる目標位置軌跡の形状を示す。目標位置軌跡は、目標位置Ｐｒが、用紙Ｑの搬送開始地点での位置Ｐｒ＝０から目標停止位置Ｐｔまで単調増加し、目標停止位置Ｐｔに到達した時点以降では、目標停止位置Ｐｔで一定値を採るものである。
【００５１】
ところで、モータ制御部７０５は、光学センサ３７を用いて用紙Ｑの搬送開始時点からの用紙搬送量Ｐを特定する場合、キャリッジ３２の移動中における任意の第一の時点から第二の時点までの用紙搬送量Ｌを次式（１）又は式（２）により算出する。
【００５２】
Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθ …（１）
Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθ …（２）
ここで、Ｍｙは、第一の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙ＝Ｄｙ０と第二の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙ＝Ｄｙ１との差分Ｍｙ＝Ｄｙ１−Ｄｙ０で求められる。つまりＭｙは、光学センサ３７の検出結果に基づく第一検出方向の用紙移動量Ｍｙである。また、Ｍｘは、第一の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ＝Ｄｘ０と第二の時点でセンサ信号処理部７０３から得られる用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘ＝Ｄｘ１との差分Ｍｘ＝Ｄｘ１−Ｄｘ０で求められる。つまりＭｘは、光学センサ３７の検出結果に基づく第二検出方向の用紙移動量Ｍｘである。
【００５３】
また、Ｅｘは、第一の時点でエンコーダ信号処理部７０２から得られるキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ０と第二の時点でエンコーダ信号処理部７０２から得られるキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１との差分Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０で求められる第一の時点から第二時点までのキャリッジ３２の移動量Ｅｘである。但し、ここでのキャリッジ位置Ｇｘの座標系は、キャリッジ３２の搬送方向を、正方向とする座標系である。
【００５４】
この他、角度θは、図７に示すように、キャリッジ３２の搬送方向に対し、光学センサ３７によって用紙変位量ΔＤｘが検出される上記第二検出方向がなす角度である。一方で、角度θは、用紙搬送方向に対し、光学センサ３７によって用紙変位量ΔＤｙが検出される上記第一検出方向がなす角度とも言える。これは、キャリッジ３２の搬送方向と用紙搬送方向とは互いに直交関係にあり、第一検出方向と第二検出方向との間にも直交関係があるためである。
【００５５】
さて、式（１）又は式（２）を用いて用紙搬送量Ｌを特定するのは、次の理由からである。光学センサ３７は、キャリッジ３２が静止している状態で、第一検出方向が用紙搬送方向と平行となり、第二検出方向がキャリッジ搬送方向と平行となるように、キャリッジ３２に固定される。従って、この場合の角度θ＝０であり、キャリッジ３２が静止している状態では、光学センサ３７により検出される用紙変位量ΔＤｙを指標に、用紙搬送量Ｌを算出することができる。但し、ここでは、キャリッジ３２が静止している状態で第一検出方向が用紙搬送方向と一致し、第一検出方向である用紙搬送方向の正方向に対して、用紙変位量ΔＤｙが正値を採るものとする。同様に、第二検出方向がキャリッジ搬送方向と一致し、第二検出方向であるキャリッジ搬送方向の正方向に対して、用紙変位量ΔＤｘが正値を採るものとする。
【００５６】
しかしながら、キャリッジ３２の溝部３２ａ，３２ｂとガイドレール３４ａ，３５ａ（図２参照）との間には、滑らかにキャリッジ３２を搬送するために若干の隙間がある。一方、キャリッジ３２の移動時には、ベルト３３３からキャリッジ３２に作用する力の作用点Ｆ付近（図３及び図７参照）にあるキャリッジ３２の部位から力が伝播することになる。作用点Ｆは、キャリッジ３２において用紙搬送方向の上流側に位置する。これは、ベルト３３３が、副走査方向の上流側、つまり用紙搬送方向上流側のフレーム３４に配置されているためである。従って、キャリッジ３２の移動時には、力の作用点Ｆ付近にあるキャリッジ３２の部位（キャリッジ３２の用紙搬送方向の上流側の部位）が進行方向に先行する。一方で、力の作用点Ｆから遠いキャリッジ３２の部位（キャリッジ３２の用紙搬送方向の下流側の部位）が力の作用点Ｆ付近の部位に引っ張られるような状態となる。そして、キャリッジ３２において力の作用点Ｆ付近の部位が引っ張られると、上記隙間によってキャリッジ３２が傾く。
【００５７】
そして、キャリッジ３２が傾くと、キャリッジ３２に固定されている光学センサ３７も傾くことになり、キャリッジ搬送方向と第二検出方向との間、及び、用紙搬送方向と第一検出方向との間にゼロでない角度θが生じる。つまり、ゼロでない角度θを考慮して光学センサ３７により検出される用紙変位量ΔＤｙを補正しなければ、用紙搬送方向における用紙Ｑの移動量、即ち、用紙搬送量Ｌを正確に特定することができない。このような理由から、本実施例では、式（１）又は式（２）を用いて用紙搬送量Ｌを特定する。
【００５８】
式（１）又は式（２）によって正確な用紙搬送量Ｌを特定できる理由は、図８に示す幾何学的関係から理解できる。原点Ｏは、任意の第一の時点での、キャリッジ３２の位置であり、また、用紙Ｑの位置である。点Ａは、上記第一の時点から任意の時間経過後の時点である第二の時点でのキャリッジ３２の位置である。点Ｂは、上記第一の時点から任意の時間経過後の時点である第二の時点での用紙Ｑの位置である。図８に示すベクトルＯＡは、上記第二の時点でのキャリッジ３２の位置Ａと上記第一の時点でのキャリッジ３２の位置である原点Ｏとを結んだキャリッジ３２の移動ベクトルＯＡを示すものである。一方、図８に示すベクトルＯＢは、上記第二の時点での用紙Ｑの位置Ｂと上記第一の時点での用紙Ｑの位置である原点Ｏとを結んだ用紙Ｑの移動ベクトルＯＢを示すものである。
【００５９】
ここで、それぞれが直交する第一検出方向と第二検出方向とを有する光学センサ３７の座標系で考える。すると、光学センサ３７は、キャリッジ３２に固定されているので、用紙Ｑは、光学センサ３７に対してベクトルＯＡとベクトルＯＢとの合成ベクトルＯＣに対応する量変位することになる。一方、光学センサ３７が、キャリッジ搬送方向に対して角度θ傾いているものとすると、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｘの累積値Ｄｘについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｘは、合成ベクトルＯＣの第二検出方向成分であるベクトルＯＪの長さに一致する。また、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｙは、合成ベクトルＯＣの第一検出方向成分であるベクトルＪＣの長さに一致する。
【００６０】
そして、用紙搬送量Ｌは、長さＯＢ及び長さＡＣに一致する。従って、図８に示す幾何学的関係に従えば、式（２）に従って用紙搬送量Ｌを算出可能であることが簡単に理解できる。また、図８に示す点Ｗと点Ｂとを結ぶ辺の長さＷＢ、換言すればベクトルＯＢの第一検出方向の成分のベクトルＷＢの大きさは、用紙搬送量Ｌ及び角度θを用いてＬ・ｃｏｓθで表すことができる。更に、この長さＷＢは、図８に示すベクトルＪＣの延長線上に位置する点Ｒと点Ｊとを結んだ辺の長さＪＲに一致する。そして、点Ｂと点Ｃとを結んだ辺の長さＢＣは、キャリッジ３２の移動量Ｅｘに一致することから、点Ｃと点Ｒとを結んだ辺の長さは、キャリッジ３２の移動量Ｅｘ及び角度θを用いてＥｘ・ｓｉｎθで表すことができる。更に、ベクトルＪＣの長さは、光学センサ３７によって計測される用紙変位量ΔＤｙの累積値Ｄｙについての第一の時点から第二の時点までの変化分Ｍｙに一致する。これらの幾何学的関係から、式（１）に従って用紙搬送量Ｌを算出可能であることが理解できる。本実施例では、このような幾何学的関係に従って導出した式（１）又は式（２）に従って、用紙搬送量Ｌを特定する。
【００６１】
また、角度θについては、ベクトルＯＣがベクトルＯＡに対してなす角度θ２及びベクトルＯＣがベクトルＯＪに対してなす角度θ１に基づき、θ＝θ２−θ１により算出することができる。そして、θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）であり、θ２＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）である。従って、本実施例のモータ制御部７０５では、画像形成装置１の起動時又は画像形成装置１の出荷時に、自動で又は外部からの指令に従って、図９に示す角度パラメータ算出処理を実行し、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）＝｛ｃｏｓθ，ｓｉｎθ｝を、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従って算出する。また、算出した角度θ及び角度パラメータＫ（θ）をモータ制御部７０５に設けられたメモリ７０５ａに記憶する。但し、本実施例では、種々の実施形態を簡単に説明にするために角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の両者をメモリ７０５ａに記憶するが、いずれか一方のみをメモリ７０５ａに記憶させれば十分であることは言うまでもない。
【００６２】
具体的に、本実施例のモータ制御部７０５は、上記角度パラメータ算出処理を、画像形成装置１が備える印刷モード毎に実行する。画像形成装置１によれば、モータ制御部７０５は、印刷画質や印刷速度に応じた複数の印刷モードを備えており、外部のＰＣ３から指定された印刷モードで、ＰＣ３から入力された印刷対象の画像データを、用紙Ｑに形成する。また、この際、印刷モードに応じて、キャリッジ３２の定速搬送時の速度Ｖｃを変更する。例えば、高画質の画像を印刷する印刷モードでは、キャリッジ３２の速度Ｖｃは小さく設定される。また、低画質の画像を印刷する印刷モードや、高速に印刷を行う印刷モードでは、キャリッジ３２の速度Ｖｃは大きく設定される。そして、速度Ｖｃの変更に伴って、キャリッジ３２が速度Ｖｃに到達するまでの加速度Ａも変更される。従って、印刷モード毎に、上記角度θが異なる可能性がある。そこで、本実施例では、印刷モード毎に、角度パラメータ算出処理を実行して、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する。この角度パラメータ算出処理の実行に先立っては、制御ユニット５０が備える給紙制御機能により、給紙トレイ１０１に載置された用紙Ｑが一枚分離され、この用紙Ｑが、光学センサ３７によって用紙Ｑの移動量を検出可能な位置まで、搬送される。
【００６３】
尚、上記角度パラメータ算出処理を実行する際に、搬送ローラ２０１の回転速度は、用紙Ｑに画像を形成する際の回転速度よりも小さくすることが好ましい。これは、例えば搬送ローラ２０１の回転速度が大きければ大きいほど、搬送ローラ２０１に対して、用紙Ｑがスリップし易くなる傾向があるためである。この場合、搬送ローラの回転量Ｅｙと、用紙Ｑの搬送量とが一致しない。また、上記角度パラメータ算出処理を、用紙Ｑが搬送ローラ２０１と排紙ローラ２１１とによって搬送されているときに実行することが望ましい。例えば、搬送ローラ２０１のみによって搬送されている時は、用紙Ｑの搬送方向の下流端がプラテン２４０から浮く場合がある。すると、光学センサ３７による計測結果が不安定になり、正しく変位量Ｅｘの計測ができない。また、例えば、排紙ローラ２１１のみによって、搬送されている時は、用紙Ｑの搬送方向の上流端がプラテン２４０から浮く場合がある。すると、光学センサ３７による計測結果が不安定になり、正しく変位量Ｅｘの計測ができない。つまり、ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）の値に信頼性がなくなり、引いては角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の値が不正確となる。よって、上記角度パラメータ算出処理は、搬送ローラ２０１の回転速度を小さくして実行することと、搬送ローラ２０１及び排紙ローラ２１１とによって搬送されているときに実行することが好ましい。
【００６４】
そして、用紙Ｑが、このような条件を満足する位置であって光学センサ３７によって当該用紙Ｑの移動量を検出可能な位置まで、搬送されると、モータ制御部７０５は、図９に示される角度パラメータ算出処理を開始する。まず、モータ制御部７０５は、今回の角度パラメータ算出処理で角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する対象の印刷モードと同一の制御態様で、ＣＲモータＭ３を通じたキャリッジ３２の搬送制御及びＬＦモータＭ２を通じた用紙Ｑの搬送制御を開始することで、上記印刷モードと同一の搬送態様で、用紙Ｑ及びキャリッジ３２の搬送を開始する（Ｓ２１０）。具体的には、図４に示すように、ＬＦモータＭ２を通じた用紙Ｑの搬送制御を開始した後、ＣＲモータＭ３を通じたキャリッジ３２の搬送制御を開始する。但し、ここでは、光学センサ３７の検出結果に基づいた用紙Ｑの搬送制御については行わず、エンコーダ信号処理部７０１で検出されるローラ位置Ｇｙから特定される用紙搬送量Ｐに基づいた用紙Ｑの搬送制御を行う。
【００６５】
そして、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２の搬送が開始される時点で、エンコーダ信号処理部７０１が保持する現在のローラ位置Ｇｙを基準値Ｇｙ０として記憶し、エンコーダ信号処理部７０２が保持する現在のキャリッジ位置Ｇｘを基準値Ｇｘ０として記憶する（Ｓ２２０）。一方でＳ２２０においては、センサ信号処理部７０３が保持する用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの累積値Ｄｘ，Ｄｙを、ゼロにリセットする。
【００６６】
その後、モータ制御部７０５は、ローラ位置Ｇｙをエンコーダ信号処理部７０１から逐次取得し、このローラ位置Ｇｙ及び上記基準値Ｇｙ０に基づき、搬送ローラ２０１がＮ回転したか否かの判断を肯定判断するまで繰り返す（Ｓ２３０）。尚、Ｎは、設計段階で予め定められた１以上の整数である。そして、搬送ローラ２０１がＮ回転したと判断すると（Ｓ２３０でＹｅｓ）、モータ制御部７０５は、この時点でエンコーダ信号処理部７０１が保持するローラ位置Ｇｙ＝Ｇｙ１、この時点でエンコーダ信号処理部７０２が保持するキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１、センサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｘ＝Ｍｘ，Ｄｙ＝Ｍｙを記憶する（Ｓ２４０）。また、Ｓ２１０で開始したキャリッジ３２及び用紙Ｑの搬送制御を終了する（Ｓ２５０）。
【００６７】
その後、モータ制御部７０５は、Ｓ２２０の実行時点である第一の時点からＳ２４０の実行時点である第二の時点までのキャリッジ３２の移動量Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０を算出し、上記第一の時点から上記第二の時点までの搬送ローラ２０１の回転量Ｅｙ＝Ｇｙ１−Ｇｙ０を算出する（Ｓ２６０）。
【００６８】
そして、Ｓ２６０で算出したキャリッジ３２の移動量Ｅｘ及び搬送ローラ２０１の回転量Ｅｙ、並びに、Ｓ２４０で記憶した累積値Ｄｘ＝Ｍｘ，Ｄｙ＝Ｍｙに基づいて、モータ制御部７０５は、式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う角度θを算出する（Ｓ２７０）。更に、モータ制御部７０５は、角度パラメータＫ（θ）として、ｃｏｓθ及びｓｉｎθの組を算出する（Ｓ２８０）。そして、モータ制御部７０５は、これら角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を、対応する印刷モードの情報と関連付けて、モータ制御部７０５のメモリ７０５ａに記憶させる（Ｓ２９０）。その後、当該角度パラメータ算出処理を終了する。モータ制御部７０５は、このような角度パラメータ算出処理を、印刷モード毎に実行することにより、メモリ７０５ａに、印刷モード毎の角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を登録する。
【００６９】
また、モータ制御部７０５は、光学センサ３７の下方に用紙Ｑが位置し用紙Ｑの変位量を光学センサ３７により検出可能な期間において、用紙Ｑの搬送開始タイミングが到来すると、図１０に示す用紙搬送制御処理を実行する。当該用紙搬送制御処理により、目標停止位置Ｐｔまでの用紙搬送を実現する。そして、この際には、メモリ７０５ａに登録された角度θ又は角度パラメータＫ（θ）であって、今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、用紙搬送量Ｐを算出する。
【００７０】
図１０に示す用紙搬送制御処理を開始すると、モータ制御部７０５は、現時点でセンサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｘを基準値Ｄｘ０として記憶すると共に、センサ信号処理部７０３が保持する累積値Ｄｙを基準値Ｄｙ０として記憶する。更に、現時点でエンコーダ信号処理部７０２が保持する現在のキャリッジ位置Ｇｘを基準値Ｇｘ０として記憶する（Ｓ３１０）。
【００７１】
更に、モータ制御部７０５は、用紙Ｑの搬送開始時からの総搬送量である用紙搬送量Ｐをゼロに初期化する（Ｓ３２０）。その後、モータ制御部７０５は、所定の制御周期（換言すれば操作量演算周期）が到来する度に（Ｓ３３０でＹｅｓ）、Ｓ３４０〜Ｓ３９５の処理を実行する。つまり、制御周期毎に、ＬＦモータＭ２に対する操作量Ｕを更新し、操作量Ｕに対応する制御信号をモータドライバＤＲ２に入力することで、用紙搬送量Ｐが予め設定された上記目標位置軌跡に従って変化するように、用紙Ｑの搬送制御を行う。
【００７２】
具体的に、Ｓ３４０では、モータ制御部７０５は、最新の累積値Ｄｘ，Ｄｙをセンサ信号処理部７０３から取得して、現在の累積値Ｄｙ＝Ｄｙ１と基準値Ｄｙ０との差分である第一検出方向への用紙移動量Ｍｙ＝Ｄｙ１−Ｄｙ０を算出する。また同時にＳ３４０では、モータ制御部７０５は、現在の累積値Ｄｘ＝Ｄｘ１と基準値Ｄｘ０との差分である第二検出方向への用紙移動量Ｍｘ＝Ｄｘ１−Ｄｘ０を算出する。
【００７３】
続くＳ３５０では、モータ制御部７０５は、最新のキャリッジ位置Ｇｘをエンコーダ信号処理部７０２から取得し、現在のキャリッジ位置Ｇｘ＝Ｇｘ１と基準値Ｇｘ０との差分であるキャリッジ移動量Ｅｘ＝Ｇｘ１−Ｇｘ０を算出する。
【００７４】
続くＳ３６０では、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２が移動中であるか否かを判断する。具体的には、キャリッジ移動量Ｅｘがゼロか否かを判断することで、キャリッジ３２が移動中であるか否かを判断することができる。そして、モータ制御部７０５が、キャリッジ３２が移動中でないと判断すると（Ｓ３６０でＮｏ）、Ｓ３７０に移行する。一方でモータ制御部７０５が、キャリッジ３２が移動中であると判断すると（Ｓ３６０でＹｅｓ）、Ｓ３７５に移行する。
【００７５】
Ｓ３７０では、モータ制御部７０５は、１制御周期での用紙搬送量Ｌを、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと同一値に設定する（Ｌ＝Ｍｙ）。一方、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、キャリッジ３２及び光学センサ３７がキャリッジ３２の移動に伴って角度θ傾いているとの前提の下で、１制御周期での用紙搬送量Ｌを次の手法で算出する。具体的にＳ３７５における処理の実施形態としては、式（１）に従って用紙搬送量Ｌを算出する第一の実施形態の他、式（２）に従って用紙搬送量Ｌを算出する第二の実施形態が考えられる。
【００７６】
第一の実施形態によれば、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと、Ｓ３５０で算出されたキャリッジ移動量Ｅｘと、メモリ７０５ａに登録された今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、式（１）に従って、用紙搬送量Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθを算出する。一方、第二の実施形態によれば、Ｓ３７５では、モータ制御部７０５は、Ｓ３４０により算出された第一検出方向への用紙移動量Ｍｙと、Ｓ３４０により算出された第二検出方向への用紙移動量Ｍｘと、メモリ７０５ａに登録された今回の印刷モードに対応する角度θ又は角度パラメータＫ（θ）を用いて、式（２）に従って用紙搬送量Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθを算出する。尚、第一の実施形態及び第二の実施形態のいずれに対しても言えるが、用紙搬送量Ｌを算出するに当たっては、角度パラメータＫ（θ）を用いることによって簡単な四則演算で用紙搬送量Ｌを算出することができる。従って、第一の実施形態及び第二の実施形態のいずれにおいても、用紙搬送量Ｌの算出には角度パラメータＫ（θ）を用いるのが良い。
【００７７】
Ｓ３７０又はＳ３７５でこのようにして用紙搬送量Ｌを設定又は算出すると、モータ制御部７０５は、Ｓ３８０に移行し、この用紙搬送量Ｌを、現在保持している用紙搬送量Ｐに加算する。この動作によって、用紙搬送時からの総搬送量を表す用紙搬送量Ｐを最新値に更新する（Ｓ３８０）。更に、モータ制御部７０５は、基準値Ｄｘ０をＳ３４０で取得した最新の累積値Ｄｘ１に更新し、基準値Ｄｙ０をＳ３４０で取得した最新の累積値Ｄｙ１に更新し、基準値Ｇｘ０をＳ３５０で取得した最新のキャリッジ位置Ｇｘ１に更新する（Ｓ３８５）。
【００７８】
その後、モータ制御部７０５は、Ｓ３８０で算出した現在の用紙搬送量Ｐと目標位置Ｐｒとの偏差ｅ＝Ｐｒ−Ｐに対応した操作量Ｕを演算し、この操作量Ｕに対応する制御信号をモータドライバＤＲ２に入力して、操作量Ｕに対応した駆動電流又は電圧でＬＦモータＭ２を駆動する（Ｓ３９０）。
【００７９】
モータ制御部７０５は、用紙搬送制御の終了条件が満足されるまで（Ｓ３９５でＮｏ）、制御周期の到来毎に、このような内容の処理（Ｓ３５０〜Ｓ３９０の処理）を繰返し実行する。そして、用紙搬送制御の終了条件が満足されると（Ｓ３９５でＹｅｓ）、当該用紙搬送制御処理を終了する。Ｓ３９５では、例えば、用紙搬送量Ｐが所定時間一定値で保持されると、用紙搬送制御の終了条件が満足されたと判断することができる。その他、用紙搬送制御の開始時刻から所定時間が経過すると、終了条件が満足されたと判断されてもよい。
【００８０】
以上、本実施例の画像形成装置１について説明したが、本実施例によれば、光学センサ３７の傾きにより、光学センサ３７による用紙変位量ΔＤｘ，ΔＤｙの検出方向が、用紙Ｑの搬送方向からずれている場合でも、正確な用紙搬送量Ｐを算出することができる。
【００８１】
即ち、本実施例によれば、キャリッジ３２の停止時において、用紙搬送量Ｐを、光学センサ３７を用いて、ロータリエンコーダ２０５を用いるよりも高精度に特定できる。これはロータリエンコーダ２０５から得られる用紙搬送量Ｐは、搬送ローラ２０1の回転量から得るので間接的である。一方で、光学センサ３７から得られる用紙搬送量Ｐは、搬送される用紙Ｑを撮影するので直接的であるためである。更に、キャリッジ３２の移動時においても、光学センサ３７を用いて、用紙搬送量Ｐを高精度に特定することができる。従って、本実施例の画像形成装置１によれば、この用紙搬送量Ｐに基づいて、高精度且つ効率的な用紙Ｑの搬送制御を実現することができ、用紙Ｑに高品質な画像を形成することができる。また、本実施例によれば、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する際、搬送ローラ２０１を整数倍（Ｎ倍）回転させ、この整数倍回転期間中の移動量Ｍｘ，Ｍｙ，Ｅｘ及び回転量Ｅｙに基づき、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出する。従って、本実施例によれば、偏心等により回転動作の周期的な乱れが生じることが原因で角度θ及び角度パラメータＫ（θ）の算出誤差が大きくなるのを抑えることができ、高精度に、角度θ及び角度パラメータＫ（θ）を算出することができる。
【００８２】
ここで、以上に説明した実施例に関する用語間の対応関係について説明する。用紙搬送機構２０及びＬＦモータＭ２は、第一の搬送機構の一例に対応し、印字機構３０及びＣＲモータＭ３は、第二の搬送機構の一例に対応する。また、ローラ位置Ｇｙを検出するエンコーダ信号処理部７０１が実行する処理及びモータ制御部７０５が実行するＳ２２０，Ｓ２４０，Ｓ２６０の処理は、第一検出手段によって実現される処理の一例に対応し、キャリッジ位置Ｇｘを検出するエンコーダ信号処理部７０２が実行する処理及びモータ制御部７０５が実行するＳ２２０，Ｓ２４０，Ｓ２６０，Ｓ３１０，Ｓ３５０，Ｓ３８５の処理は、第二検出手段によって実現される処理の一例に対応する。また、モータ制御部７０５が実行するＳ２７０の処理は、角度情報算出手段によって実現される処理の一例に対応し、メモリ７０５ａは、角度情報記憶手段の一例に対応し、モータ制御部７０５が実行するＳ３７５の処理は、移動量算出手段によって実現される処理の一例に対応する。
【００８３】
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、キャリッジ３２における用紙搬送方向上流側のフレーム３４にベルト３３３を接続してキャリッジ３２を搬送する画像形成装置１の構成について説明したが、キャリッジ３２における用紙搬送方向下流側のフレーム３５にベルトを接続してキャリッジ３２を搬送するように、画像形成装置１を構成してもよい。但し、この場合には、キャリッジ３２の用紙搬送方向下流側の部位が、上流側の部位に対してキャリッジ搬送方向に先行して移動することにより、キャリッジ３２が傾くことになるため、キャリッジ３２が傾く方向が上記実施例と逆となる。即ち、図８において左側に傾いている第一検出方向は、右側に傾くことになり、図８において用紙搬送方向下流側に傾いている第二検出方向は、用紙搬送方向上流側に傾くことになる。そして、角度θ＝θ１−θ２は負値を採る結果となるが、上記の場合には、この負の角度θを式（１）又は式（２）に代入することにより、上記実施例と同様に正確な用紙搬送量Ｌを算出することができる。この他、本発明は、画像形成装置１に限定されず、種々の電気的装置に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…画像形成装置、１０…給紙機構、２０…用紙搬送機構、３０…印字機構、３１…記録ヘッド、３２…キャリッジ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・溝部、３４，３５・・・フレーム、３４ａ，３５ａ・・・ガイドレール、３６…リニアエンコーダ、３６ａ…エンコーダスケール、３６ｂ・・・センサ部、３７…光学センサ、５０…制御ユニット、１０１…給紙トレイ、１０３…給紙ローラ、１０４…アーム、１０５，２０５…ロータリエンコーダ、２０１…搬送ローラ、２０２，２１２…ピンチローラ、２１１…排紙ローラ、２２０…動力伝達機構、２４０…プラテン、３３１…駆動プーリ、３３２…従動プーリ、３３３…ベルト、７０１，７０２…エンコーダ信号処理部、７０３…センサ信号処理部、７０５…モータ制御部、７０５ａ…メモリ、ＤＲ１〜ＤＲ３…モータドライバ、ＤＲ４…ヘッド駆動回路、Ｍ１…ＡＳＦモータ、Ｍ２…ＬＦモータ、Ｍ３…ＣＲモータ、Ｑ…用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を第一の搬送方向に搬送する第一の搬送機構と、
前記対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、前記処理ヘッドを、前記第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送する第二の搬送機構と、
前記対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサであって、前記処理ヘッドが静止した状態では、前記第一の検出方向が前記第一の搬送方向に平行となり、前記第二の検出方向が前記第二の搬送方向に平行となるように、前記処理ヘッドに固定された光学センサと、
を備え、前記第二の搬送機構を介した前記処理ヘッドの搬送制御、及び、前記光学センサにより検出される前記移動量に基づく前記第一の搬送機構を介した前記対象物の搬送制御を行う電気的装置
に内蔵される計測装置であって、
前記第一の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量を検出する第一検出手段と、
前記第二の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、前記処理ヘッドの前記第二の搬送方向への移動量を検出する第二検出手段と、
前記処理ヘッドの搬送時に前記処理ヘッドが前記第二の搬送方向から前記第一の搬送方向側に傾くことで生じる、前記第一の搬送方向に対して前記第一の検出方向がなす角度θ及び前記角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する手段であって、前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する前記対象物の移動期間である角度算出対象期間において、前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙ及び前記第二の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、前記角度算出対象期間において前記第一検出手段により検出された前記対象物の移動量Ｅｙ及び前記第二検出手段により検出された前記処理ヘッドの移動量Ｅｘと、に基づき、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する角度情報算出手段と、
前記角度情報算出手段により算出された前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を記憶する角度情報記憶手段と、
前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）に基づき、前記処理ヘッドの搬送時における前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量Ｌを算出する手段であって、前記移動量Ｌを算出する前記対象物の移動期間である移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の移動量Ｍｙを、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）に基づき補正することによって、前記移動量Ｌを算出する移動量算出手段と、
を備えること
を特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記移動量算出手段は、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙと、前記移動量算出対象期間において前記第二の検出手段により検出された前記処理ヘッドの移動量Ｅｘと、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθに従って、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙを補正し、前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記移動量算出手段は、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙと、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第二の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従って、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の移動量Ｍｙを補正し、前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項４】
前記角度情報算出手段は、前記角度パラメータＫ（θ）として、前記角度θに対応したコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを算出するものであり、
前記移動量算出手段は、前記角度情報記憶手段が前記角度パラメータＫ（θ）として記憶する前記コサイン値ｃｏｓθ及び前記サイン値ｓｉｎθを用いて、前記関係式に従う前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の計測装置。
【請求項５】
前記第一の搬送機構は、ローラの回転により前記対象物を搬送する搬送機構であり、
前記第一検出手段は、前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量として、前記ローラの回転量を検出する手段であり、
前記角度算出対象期間は、前記ローラが一周以上の整数倍回転する期間であること
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の計測装置。
【請求項６】
前記第二の搬送機構は、前記第二の搬送方向に延びるガイドレールであり、前記第一の搬送方向にそれぞれが間隔を置いて配置される二つのガイドレール上を、前記処理ヘッドが移動する機構であって、一方の前記ガイドレールに併設されたベルトの回転により、前記ベルトに接続された前記処理ヘッドに動力を付与して、前記処理ヘッドを前記第二の搬送方向に搬送する搬送機構であること
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の計測装置。
【請求項７】
対象物を第一の搬送方向に搬送する第一の搬送機構と、
前記対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、前記処理ヘッドを、前記第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送する第二の搬送機構と、
前記対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサであって、前記処理ヘッドが静止した状態では、前記第一の検出方向が前記第一の搬送方向に平行となり、前記第二の検出方向が前記第二の搬送方向に平行となるように、前記処理ヘッドに固定された光学センサと、
を備え、前記第二の搬送機構を介した前記処理ヘッドの搬送制御、及び、前記光学センサにより検出される前記移動量に基づく前記第一の搬送機構を介した前記対象物の搬送制御を行う電気的装置であって、
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の計測装置としての機能を更に備えること
を特徴とする電気的装置。
【請求項８】
前記第一の搬送機構は、前記対象物としてのシートを搬送するシート搬送機構であり、
前記第二の搬送機構は、前記シートに対して画像を形成する前記処理ヘッドを搬送するヘッド搬送機構であり、
前記電気的装置は、前記第一及び第二の搬送機構を介した前記対象物及び前記処理ヘッドの搬送制御によって、前記対象物の表面に画像を形成すること
を特徴とする請求項７記載の電気的装置。
【請求項１】
対象物を第一の搬送方向に搬送する第一の搬送機構と、
前記対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、前記処理ヘッドを、前記第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送する第二の搬送機構と、
前記対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサであって、前記処理ヘッドが静止した状態では、前記第一の検出方向が前記第一の搬送方向に平行となり、前記第二の検出方向が前記第二の搬送方向に平行となるように、前記処理ヘッドに固定された光学センサと、
を備え、前記第二の搬送機構を介した前記処理ヘッドの搬送制御、及び、前記光学センサにより検出される前記移動量に基づく前記第一の搬送機構を介した前記対象物の搬送制御を行う電気的装置
に内蔵される計測装置であって、
前記第一の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量を検出する第一検出手段と、
前記第二の搬送機構に設けられたエンコーダからの出力信号に基づき、前記処理ヘッドの前記第二の搬送方向への移動量を検出する第二検出手段と、
前記処理ヘッドの搬送時に前記処理ヘッドが前記第二の搬送方向から前記第一の搬送方向側に傾くことで生じる、前記第一の搬送方向に対して前記第一の検出方向がなす角度θ及び前記角度θに対応する角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する手段であって、前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する前記対象物の移動期間である角度算出対象期間において、前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙ及び前記第二の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、前記角度算出対象期間において前記第一検出手段により検出された前記対象物の移動量Ｅｙ及び前記第二検出手段により検出された前記処理ヘッドの移動量Ｅｘと、に基づき、関係式θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｅｙ／Ｅｘ）−ａｒｃｔａｎ（Ｍｙ／Ｍｘ）に従う前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を算出する角度情報算出手段と、
前記角度情報算出手段により算出された前記角度θ及び前記角度パラメータＫ（θ）の少なくとも一方を記憶する角度情報記憶手段と、
前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）に基づき、前記処理ヘッドの搬送時における前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量Ｌを算出する手段であって、前記移動量Ｌを算出する前記対象物の移動期間である移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の移動量Ｍｙを、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）に基づき補正することによって、前記移動量Ｌを算出する移動量算出手段と、
を備えること
を特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記移動量算出手段は、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙと、前記移動量算出対象期間において前記第二の検出手段により検出された前記処理ヘッドの移動量Ｅｘと、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝（Ｍｙ＋Ｅｘ・ｓｉｎθ）／ｃｏｓθに従って、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙを補正し、前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記移動量算出手段は、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｙと、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第二の検出方向への前記対象物の前記光学センサに対する相対的な移動量Ｍｘと、前記角度情報記憶手段が記憶する前記角度θ又は前記角度パラメータＫ（θ）と、に基づき、関係式Ｌ＝Ｍｙ・ｃｏｓθ＋Ｍｘ・ｓｉｎθに従って、前記移動量算出対象期間において前記光学センサにより検出された前記第一の検出方向への前記対象物の移動量Ｍｙを補正し、前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項４】
前記角度情報算出手段は、前記角度パラメータＫ（θ）として、前記角度θに対応したコサイン値ｃｏｓθ及びサイン値ｓｉｎθを算出するものであり、
前記移動量算出手段は、前記角度情報記憶手段が前記角度パラメータＫ（θ）として記憶する前記コサイン値ｃｏｓθ及び前記サイン値ｓｉｎθを用いて、前記関係式に従う前記移動量Ｌを算出すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の計測装置。
【請求項５】
前記第一の搬送機構は、ローラの回転により前記対象物を搬送する搬送機構であり、
前記第一検出手段は、前記対象物の前記第一の搬送方向への移動量として、前記ローラの回転量を検出する手段であり、
前記角度算出対象期間は、前記ローラが一周以上の整数倍回転する期間であること
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の計測装置。
【請求項６】
前記第二の搬送機構は、前記第二の搬送方向に延びるガイドレールであり、前記第一の搬送方向にそれぞれが間隔を置いて配置される二つのガイドレール上を、前記処理ヘッドが移動する機構であって、一方の前記ガイドレールに併設されたベルトの回転により、前記ベルトに接続された前記処理ヘッドに動力を付与して、前記処理ヘッドを前記第二の搬送方向に搬送する搬送機構であること
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の計測装置。
【請求項７】
対象物を第一の搬送方向に搬送する第一の搬送機構と、
前記対象物に対して所定の処理を行う処理ヘッドを備え、前記処理ヘッドを、前記第一の搬送方向とは直交する第二の搬送方向に搬送する第二の搬送機構と、
前記対象物を撮影して、互いに直交する第一及び第二の検出方向への前記対象物の移動量を検出する光学センサであって、前記処理ヘッドが静止した状態では、前記第一の検出方向が前記第一の搬送方向に平行となり、前記第二の検出方向が前記第二の搬送方向に平行となるように、前記処理ヘッドに固定された光学センサと、
を備え、前記第二の搬送機構を介した前記処理ヘッドの搬送制御、及び、前記光学センサにより検出される前記移動量に基づく前記第一の搬送機構を介した前記対象物の搬送制御を行う電気的装置であって、
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の計測装置としての機能を更に備えること
を特徴とする電気的装置。
【請求項８】
前記第一の搬送機構は、前記対象物としてのシートを搬送するシート搬送機構であり、
前記第二の搬送機構は、前記シートに対して画像を形成する前記処理ヘッドを搬送するヘッド搬送機構であり、
前記電気的装置は、前記第一及び第二の搬送機構を介した前記対象物及び前記処理ヘッドの搬送制御によって、前記対象物の表面に画像を形成すること
を特徴とする請求項７記載の電気的装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７５４８９（Ｐ２０１３−７５４８９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８１７９（Ｐ２０１１−２１８１７９）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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