(57)【要約】【課題】音波センサによる距離計測を行う印刷装置において、その距離の計測に際して温度等の環境変化の影響を受けにくくすること。【解決手段】媒体が配置されるプラテン面を有するプラテン部と、印刷ヘッドおよび音波センサを有し、移動するキャリッジと、前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部と、を備え、前記平面部の各平面の面間距離差と音波センサによる計測により基づいて得られる前記面間における送受信時間とから関係式を導出し、前記関係式と、前記媒体で計測された送受信時間とから、前記媒体までの距離を求める印刷装置。【選択図】図２
2020124830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体が配置されるプラテン面を有するプラテン部と、
印刷ヘッドおよび音波センサを有し、移動するキャリッジと、
前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部と、
を備える印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置において、
前記平面部を構成する平面の数は、３面以上である、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の印刷装置において、
前記平面部の平面は、前記音波センサからの距離が遠い平面から順に、前記キャリッジの移動方向に沿って並んで配置されている、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記平面部は、前記プラテン部に設けられている、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記平面部は、前記媒体が配置される範囲の外にある、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記平面部の前記音波センサから最も短い距離にある平面は、前記プラテン面である、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記音波センサが配置される場所は、前記印刷ヘッドよりも、前記キャリッジの移動する方向における、先方の位置である、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記音波センサが配置される場所は、前記印刷ヘッドの、前記キャリッジの移動する方向と直交する方向における両端のそれぞれの位置である、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の印刷装置において、
制御部を備え、
前記制御部は、前記音波センサにより基づいて得られる送受信時間と
前記距離との関係式を導出し、前記媒体が前記プラテン面に配置された状態での前記音波センサからの出力と前記関係式とにより、前記媒体までの距離を算出する、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の印刷装置を用いて、
音波センサによる計測に基づいて得られる平面部の平面までのそれぞれの送受信時間から、送受信時間と距離との関係式を導出する導出工程と、
前記音波センサによる計測に基づいて得られる媒体までの前記送受信時間と、前記関係式とにより、前記媒体までの距離を算出する算出工程と、
を有する、音波センサの距離計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、媒体への印刷を行う印刷装置および音波センサによる距離計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷装置に対して、印刷品質の高品質化と、印刷の効率化が求められている。印刷を、印刷ヘッドから媒体に対してインク液滴を吐出させる、いわゆるインクジェット方式により行う印刷装置において、前記媒体と前記印刷ヘッドとの間の距離は、前記印刷品質において大きな意味を持つ。すなわち、前記媒体に皺や浮きができてしまい、前記印刷ヘッドとの距離が本来のものからずれてしまい、前記印刷ヘッドから吐出されたインク液滴の着弾位置がずれ、印刷品質の向上において妨げとなる。そこで、印刷装置は、一般的に、適正に配置された媒体に対して、該媒体と印刷ヘッドとの距離を検出する検出部を備えている。
【０００３】
従来より、媒体への印刷に際して、媒体に発生した前記浮き等を検出する検出部を備えて、印刷における不具合の発生を抑制する技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０８８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、被印刷媒体を搬送する搬送部と、搬送部により搬送される被印刷媒体に印刷する印刷ヘッドと、前記検出部としての音波式の距離センサと、距離センサの振動を検出する振動センサとを有し、被印刷媒体の搬送方法と交差する方向に移動する移動部と、を備えることにより、前記被印刷媒体に生じる浮きを検出する機能を有する印刷装置が記載されている。
【０００６】
しかしながら、係る構造では、前記媒体の浮きの検出は、音波センサにより媒体との距離を計測することにより行なっているため、前記音波センサの周辺の環境が変わった場合には、前記媒体までの距離を正確に計測することができなかった。音波は気温、湿度および気圧といった環境の変化により変化するところ、前記印刷ヘッドを長時間連続的に使用すると、印刷ヘッドが熱を帯びるため、音波センサの使用環境が大きく変化する。これにより、音波センサにより計測された距離と、実際の距離とに誤差を生じるという虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明に係る印刷装置は、媒体が配置されるプラテン面を有するプラテン部と、印刷ヘッドおよび音波センサを有し、移動するキャリッジと、前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部と、を備えるよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る印刷装置の概略の側面図。
【図２】本発明の第１の実施例に係る印刷装置の概略正面図。
【図３】本発明の第１の実施例に係る印刷装置の概略平面図。
【図４】本発明の第１の実施例に係る印刷装置のブロック図。
【図５】音波センサと平面部の平面までの距離との関係を説明する概略図。
【図６】音波の送受信時間と、平面部の平面の距離との関係を説明するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に、本発明を概略的に説明する。  
本発明の第１の態様に係る印刷装置は、媒体が配置されるプラテン面を有するプラテン部と、印刷ヘッドおよび音波センサを有し、移動するキャリッジと、前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部と、を備えることを特徴とする。  
ここで、平面部のそれぞれの平面は、音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置されているが、配置されたそれぞれの平面の一つの基準面との各距離は、予め精密に計測され、既知となっている。
【００１０】
本態様によれば、前記印刷装置は、前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部を備えており、キャリッジが有する前記音波センサの計測に基づいて前記平面部の各平面までの、それぞれの送受信時間を得ることが可能となる。そして、前記音波センサにより得られる前記送受信時間と、既知であるそれぞれの平面の一つの基準面との各距離とから、その温度等の環境の下における、送受信時間と距離との関係式を導出することが可能となる。従って、その環境と同様の環境下でプラテン面上の媒体に対して計測して得られる前記送受信時間の値を用いれば、前記関係式を用いて、温度等の環境の変化をほとんど受けない状態で、前記媒体までの距離を求めることが可能となる。  
則ち、前記平面部を利用して前記関係式を得た環境と同様の環境の下で、プラテン面上の媒体に対して前記音波センサによって計測して前記送受信時間を求め、その送受信時間を前記関係式に代入することで、温度等の環境の変化をほとんど受けない状態で、前記媒体までの距離を求めることが可能となる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る印刷装置は、第１の態様に係る印刷装置において、前記平面部を構成する平面、則ち前記音波センサからの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面の数は、３面以上である、ことを特徴とする。
【００１２】
本態様によれば、前記印刷装置は前記平面部を構成する平面を３面以上有している。これにより、複数の前記送受信時間と既知であるそれぞれの平面の音波センサからの距離から、より信頼性の高い前記関係式を導出することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様に係る印刷装置は、第１の態様または第２の態様に係る印刷装置において、前記平面部の平面は、前記音波センサからの距離が長い順に、前記キャリッジの移動方向に沿って並んで配置されている、ことを特徴とする。
【００１４】
本態様によれば、前記平面部の平面は、前記音波センサからの距離が長い順に、並んで配置されている。これにより、前記音波センサは、キャリッジの移動により、前記音波センサから遠い距離にある平面から順に、計測することができる。また複数の平面は並んで配置されている。これにより、前記音波センサは、短い移動距離で、それぞれの前記平面を計測することができる。これにより、効率的に前記関係式を導出することができる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第３の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、前記平面部は、前記プラテン部に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本態様によれば、前記平面部は、前記プラテン部に設けられている。これにより前記平面部は、例えば、前記プラテン部を製造する際に、前記プラテン部に加工して設けることが可能となる。すなわち、前記平面部を設けるための新たな部品の追加を避けることができる。これにより、平面部を容易に設けることができる。
【００１７】
本発明の第５の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第４の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、前記平面部は、前記媒体が配置される範囲の外である、ことを特徴とする。
【００１８】
本態様によれば、前記平面部が設けられる場所は、前記媒体が配置される範囲の外である。従って、プラテン部に配置された前記媒体は前記平面部上には配置されない。これにより、例えば、前記印刷ヘッドで前記媒体に印刷を行っている最中でも、前記媒体をプラテン面に配置したまま、複数の前記平面を、前記音波センサによる計測に使用することができる。すなわち、効率的に前記関係式の導出を行うことができる。
【００１９】
本発明の第６の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第５の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、前記平面部の前記音波センサからの距離が最も近い前記平面は、前記媒体が配置されるプラテン面である、ことを特徴とする。
【００２０】
本態様によれば、前記平面部のうち音波センサから最も短い距離にある平面は、前記媒体が配置される前記プラテン面であり、新たに前記平面を設ける必要がない。すなわち、前記平面のためのスペースが不要である。これにより、例えばキャリッジの移動範囲を少なく抑えることができる。
【００２１】
本発明の第７の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第６の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、前記音波センサが配置される場所は、前記印刷ヘッドよりも、前記キャリッジの移動する方向における先方の位置である、ことを特徴とする。
【００２２】
本態様によれば、前記音波センサが、前記印刷ヘッドよりも、前記キャリッジの移動する方向における先方の位置に配置されている。これにより、例えば前記媒体の皺が大きい場合には、前記皺が前記印刷ヘッドと接触する前に、前記音波センサにより前記媒体の皺を検知することができる。これにより、前記キャリッジの移動を停止させ、印刷ヘッドの破損を回避することができる。
【００２３】
本発明の第８の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、前記音波センサが配置される場所は、前記印刷ヘッドの、前記キャリッジが移動する方向と直交する方向における、両端のそれぞれの位置である、ことを特徴とする。
【００２４】
本態様によれば、前記音波センサが配置される場所は、前記印刷ヘッドの、前記キャリッジが移動する方向と直交する方向における、両端のそれぞれの位置であるので、前記媒体の前記キャリッジが移動する方向と直交する方向における端部に皺が発生している場合でも、前記皺を検知することができる。これにより、前記キャリッジの移動を停止させ、前記皺の印刷ヘッドへの接触や、印刷ヘッドの破損を回避することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様に係る印刷装置は、第１の態様から第８の態様のいずれか一つに係る印刷装置において、更に制御部を備えており、前記制御部は、前記音波センサの計測に基づいて得られる前記各平面までのそれぞれの送受信時間と、既知であるそれぞれの平面の一つの基準面との各距離をもとに、前記送受信時間と前記距離との関係式を導出し、前記媒体が前記プラテン面に配置された状態で前記音波センサの出力と前記関係式とにより、前記媒体までの距離を算出する、ことを特徴とする。
【００２６】
本態様によれば、前記制御部は、前記媒体が前記プラテン面に配置された状態で、音波センサにより前記媒体までの送受信時間を計測することで、前記関係式を用いて、音波の伝搬速度によらず、媒体までの距離を精度良く算出することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様に係る音波センサの距離計測方法は、第９の態様に係る印刷装置を用いて、前記音波センサによる計測に基づいて得られる前記平面部のそれぞれの平面までの送受信時間から前記関係式を導出する導出工程と、前記音波センサによる計測に基づいて得られる前記媒体までの前記送受信時間と、前記関係式とにより、前記媒体までの距離を算出する算出工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
本態様によれば、音波センサの距離計測方法は、第１の態様と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
［実施例］（図１）
以下、実施例について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明を実施した場合の一例を示したものであり、これにより本発明の技術的範囲が狭く限定されることはない。なお、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
図１を参照して、第１の実施例に係る印刷装置１００について説明する。  
本実施例の印刷装置１００は、媒体Ｐを送出する送出部１２８から、媒体Ｐの支持部であるプラテンＡ１２２、プラテン部１２０及びプラテンＢ１２３を介して、媒体Ｐの巻取部１２９まで、媒体Ｐを搬送方向Ａ（＋）に搬送する。すなわち、送出部１２８から巻取部１２９までが印刷装置１００における媒体Ｐの搬送経路であり、プラテン１２２Ａ、プラテン部１２０及びプラテンＢ１２３は該搬送経路に設けられた媒体Ｐの支持部である。なお、送出部１２８は回転方向Ｃに回転して媒体Ｐを送出し、巻取部１２９は回転方向Ｃに回転して媒体Ｐを巻き取る。
【００３１】
なお、本実施例の印刷装置１００は、ロール状の媒体Ｐに記録を行うことが可能な構成であるが、このような構成に限定されず、単票状の媒体Ｐに記録を行うことが可能な構成であってもよい。単票状の媒体Ｐに記録を行うことが可能な構成である場合、媒体Ｐの送出部１２８として、例えば、いわゆる、給紙（給送）トレイ及び給紙（給送）カセットなどが使用される。また、媒体Ｐの回収部として、巻取部１２９以外の回収部として、例えば、所謂、排出用受部、排紙（排出）トレイ及び排紙（排出）カセットなどが使用される。
【００３２】
本実施例の印刷装置１００は、プラテンＡ１２２とプラテン部１２０との間に駆動ローラ１２６が設けられ、駆動ローラ１２６の上方には従動ローラ１２７が配置されている。駆動ローラ１２６と従動ローラ１２７の対で搬送部１２５を構成している。
【００３３】
なお、本実施例では印刷面Ｐｕが外側になるように巻かれているロール式の媒体Ｐを使用しているので、媒体Ｐを送出部１２８から送出する際、送出部１２８は回転軸を回転方向Ｃに回転する。一方、印刷面Ｐｕが内側になるように巻かれているロール式の媒体Ｐを使用する場合は、送出部１２８は回転軸を回転方向Ｃとは逆回転して媒体Ｐを送出する。  
巻取部１２９は媒体Ｐの印刷面Ｐｕが外側になるように巻き取る場合は、巻取部１２９は回転軸を回転方向Ｃに回転する。一方、印刷面Ｐｕが内側になるように巻き取る場合は、巻取部１２９は回転軸を回転方向Ｃとは逆回転して媒体Ｐを巻き取る。
【００３４】
ここで、図１において、図中の方向Ｘ及び方向Ｙは各々が直交する水平方向であり、方向Ｚは鉛直方向である。そして、本実施例の印刷装置１００においては、プラテン面１２１上における媒体Ｐの搬送方向Ａは方向Ｙに対応し、移動方向Ｂは方向Ｘに対応している。
【００３５】
＜印刷装置について＞
次に、本実施例の印刷装置１１０について、図２および図３を参照して説明する。さらに、印刷装置１１０は、後述する制御部１５０を有している（図４）。  
図２には、媒体Ｐが配置されるプラテン面１２１を有するプラテン部１２０と、印刷ヘッド１３１と音波センサ１４０とを有するキャリッジ１３０と、音波センサ１４０からの距離がそれぞれ異なるよう配置された複数の平面を有する平面部１６０と、が示されている。プラテンＡ１２２とプラテンＢ１２３は、図示しないヒーターを内蔵していてもよい。
【００３６】
＜平面部について＞
平面部１６０は、音波センサ１４０からの距離がそれぞれ異なる複数の平面から構成され、各平面は、音波センサ１４０により計測される。  
平面部１６０の各平面は、本実施例では、第１平面１６１、第２平面１６２、第３平面１６３、第４平面１６４から構成されている。平面部１６０の各平面は、キャリッジ１３０により移動する音波センサ１４０から計測可能に配置されている。すなわち、平面部１６０の各平面は、音波センサ１４０の計測方向と、幾何学上、垂直な面となっている。
【００３７】
以下、平面部１６０について図２および図３を参照して詳しく説明する。  
本実施例では、平面部１６０の有する各平面は、キャリッジ１３０がＢ（＋）方向に移動する際に、音波センサ１４０からの距離が遠いものから、第４平面１６４、第３平面１６３、第２平面１６２および第１平面１６１の順に並んでいる。音波センサ１４０から距離が遠い平面からの並びにすることで、音波センサ１４０が移動方向Ｂ（＋）に移動する際に通過する順に、計測することができる。また、平面部１６０の各平面の並びを、音波センサ１４０から距離が遠い平面から近い平面となる並びとすることで、製造時において平面部１６０がプラテン部に設けられた場合に、その加工を容易に行うことができる。さらに、平面部１６０は、単一の部材に形成されている。すなわち、各平面間に継ぎ目や隙間が生じていない。
【００３８】
本実施例では、平面部１６０は、プラテン部１２０に設けられている。これにより、製造時において、平面部１６０はプラテン部１２０と一緒に形成することが可能になる。
【００３９】
平面部は、プラテン部１２０の移動方向Ｂ（−）または（＋）における端に設けられていてもよく、プラテン部１２０の移動方向Ｂの両端に設けられていてもよい。例えば、キャリッジ１３０が、印刷ヘッド１３１が媒体Ｐの範囲外となる待機位置を移動範囲に有している場合には、その待機位置とプラテン面との間に平面部１６０を設けてもよい。これにより、印刷する際には、待機位置から媒体Ｐに向かう途中で、平面部１６０を通過するので、平面部１６０の各平面を計測して、関係式を導出することができる。  
また、プラテン部１２０の移動方向Ｂの両端に設けることにより、キャリッジ１３０が、プラテン面１２１の移動方向Ｂにおける何れの端においても、平面部１６０の平面を計測し、関係式を導出することができる。
【００４０】
本実施例では、第１平面１６１は、媒体Ｐが配置されるプラテン面１２１である。第１平面１６１を、プラテン面１２１と共通な面とすることで、新たに第１平面１６１を設ける必要がない。これにより、第１平面１６１のためのスペースが不要となるので、印刷装置１１０をより省スペース化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施例では、平面部１６０は、媒体Ｐが配置される範囲の外に設けられている。
これにより、印刷中においても、媒体Ｐを移動することなく、平面部１６０の各平面を計測することができる。
【００４２】
図５に表すように、平面部１６０の各平面は、音波センサ１４０からそれぞれ異なる距離となるよう配置されている。さらに、平面部１６０の各平面は、音波センサ１４０が、Ｂ（＋）方向に移動する際に、音波センサ１４０からの距離が遠い順に、第４平面１６４、第３平面１６３、第２平面１６２、第１平面１６１を通過するよう配置されている。すなわち、平面部１６０の各平面の、音波センサ１４０からの距離は、第１平面１６１まではＤ１、第２平面１６２まではＤ２、第３平面１６３まではＤ３、第４平面１６４まではＤ４である。  
第１平面１６１と第２平面１６２との距離（Ｄ２−Ｄ１）と、第２平面１６２と第３平面１６３との距離（Ｄ３−Ｄ２）と、第３平面１６３と第４平面１６４との距離（Ｄ４−Ｄ３）とは、本実施例では同じ寸法に設定されている。これらの各距離は同じ寸法でなくてもよい。
【００４３】
また、図５に表すように、音波センサ１４０から第１平面１６１までの距離Ｄ１と、音波センサ１４０から各平面までの距離の差である面間距離差ｄＤiは、第２平面１６２ではｄＤ２、第３平面１６３ではｄＤ３、第４平面１６４ではｄＤ４である。即ち、第１平面１６１を基準面として、他の各平面１６２，１６３，１６４の前記一つの基準面（１６１）との各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４の関係は、ｄＤ２＜ｄＤ３＜ｄＤ４である。  
尚、平面部１６０は、プラテン部１２０のＢ（＋）方向における端に設けられていてもよいし、両方の端に設けられていてもよい。
【００４４】
平面部１６０を構成する平面の数は、本実施例では４面であるが、音波センサ１４０からの距離がそれぞれ異なる複数の平面から構成されていればよく、特に限定されるものではない。尚、３面以上が好ましい。
【００４５】
平面部１６０の各平面１６１，１６２，１６３，１６４の各面間の距離（Ｄ２−Ｄ１）、（Ｄ３−Ｄ２）、（Ｄ４−Ｄ３）は、音波センサ１４０の分解能および平面部１６０の平面の加工精度よりも十分大きいものであればよく、特に限定されるものではない。前記面間の距離（Ｄ２−Ｄ１）、（Ｄ３−Ｄ２）、（Ｄ４−Ｄ３）は、例えば０.５ｍｍ或いは１ｍｍが挙げられる。
【００４６】
平面部１６０の各平面の大きさは、キャリッジ１３０により移動する音波センサ１４０で計測できる大きさがあればよく、特に限定されるものではない。平面が十分大きければ一つの平面において複数の点で計測することができる。これにより、例えば複数の点で計測された距離の平均をとって該平面の距離とすることで、平面の加工精度等による計測誤差を、より少なくすることができる。
【００４７】
平面部１６０の各平面の、移動方向Ｂにおける位置および各平面１６２，１６３，１６４の前記一つの基準面（１６１）との各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４は、予め機知のデータとして制御部１５０に与えられている。特に、各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４は、予めレーザー測長器等により精密に計測されている。
【００４８】
図２と図３に表されているように、キャリッジ１３０は、印刷ヘッド１３１と音波センサ１４０を有し、移動方向Ｂに往復移動する。プラテン面１２１には、従動ローラ１２７側から搬送される媒体Ｐが配置される。印刷ヘッド１３１はキャリッジ１３０に媒体Ｐにインクを吐出して印刷可能に取り付けられている。また、音波センサ１４０はキャリッジ１３０に媒媒体Ｐを計測可能に取り付けられている。
【００４９】
図２および図４に表されているように、キャリッジ１３０は、プラテン面１２１に対して移動方向Ｂにおいて往復移動が可能である。また、キャリッジ１３０は、後述する制御部１５０からの指示に基づいて回転駆動するキャリッジモータ１５７（図４）により、位置精度よく移動することができる。これにより、印刷ヘッド１３１および音波センサ１４０を媒体Ｐの所定の位置に移動させることができる。
【００５０】
キャリッジ１３０は、モータ駆動部１５６からの指示に基づき回転駆動するキャリッジモータ１５７により、例えばプーリアンドベルト機構や、ラックアンドピニオン機構などの直動機構により往復移動する。キャリッジモータ１５７は、印刷ヘッド１３１および音波センサ１４０を位置精度よく移動するものであれば、特に限定されるものではない。キャリッジモータ１５７は、例えばモータ駆動部１５６から送られたパルス量に基づいた量の回転をする、いわゆるステッピングモータである。
【００５１】
印刷ヘッド１３１は、プラテン面１２１に対して移動するキャリッジ１３０に、媒体Ｐに印刷を行う印刷部として備えられている。印刷装置１１０は、制御部１５０からの指示に基づき、キャリッジ１３０により移動方向Ｂに印刷ヘッド１３１を往復移動させながら、印刷ヘッド１３１の吐出面１３２（図２）から媒体Ｐにインクを吐出させて所望の画像を形成する。
【００５２】
印刷ヘッド１３１により、媒体Ｐの一定領域に印刷されたのち、搬送部１２５により搬送方向Ａ（＋）に所定長送られ、次の領域に対して印刷が行われる。
【００５３】
＜音波センサについて＞
音波センサ１４０は、図４で表すとおり、制御部１５０からの指示に基づき、媒体Ｐおよび平面部の各平面部までを計測する。音波センサ１４０からの出力は、入出力部１５９を経由して制御部１５０に送られる。音波センサ１４０は、キャリッジ１３０が移動する場合に、常に計測を行なっていてもよい。
【００５４】
図３において、音波センサ１４０は、印刷ヘッド１３１の、移動方向Ｂ（＋）方向における先方となる位置に取り付けられている。これにより、音波センサ１４０は印刷ヘッド１３１より先に媒体Ｐを計測する位置に到達することができので、印刷ヘッド１３１に接触する皺があると解った場合に、キャリッジ１３０の移動を停止させて接触を回避することができる。  
また、音波センサ１４０は、印刷ヘッド１３１の、移動方向Ｂ（＋）における先方の位置１３３に配置されているので、印刷ヘッド１３１からインク液滴が吐出される前に、媒体に対する計測を行うことができる。これにより、インクが印刷される前に媒体Ｐを計測することができるほか、インク液滴が音波センサ１４０に付着するおそれを低減することができる。
【００５５】
尚、音波センサ１４０は、さらに、印刷ヘッド１３１の、移動方向Ｂ（−）における先方の位置１３４に配置されていてもよい。音波センサ１４０が、印刷ヘッド１３１の、移動方向（−）における先方に配置されることで、キャリッジ１３０が移動方向Ｂ（−）に移動した場合にも、媒体Ｐの皺を印刷ヘッド１３１が移動してくるより先に検出することができ、前記効果を得ることができる。
【００５６】
図３に表したように、本実施例では、音波センサ１４０は、印刷ヘッド１３１の搬送方向Ａにおける両端の位置１３５、１３６に取り付けられている。上述したように、媒体Ｐは従動ローラ１２７側より搬送される際に、媒体Ｐの搬送方向Ａにおける全域に渡る皺を生じることがある。音波センサ１４０を、両端１３５、１３６に取り付けることで、前記皺をより確実に検出することができる。
【００５７】
＜音波センサの計測原理について＞
以下に、音波センサ１４０の計測原理について簡単に説明する。  
音波センサ１４０による計測は、いわゆるパルスエコー法により計測される。具体的には、制御部１５０の指示に基づき、音波センサ１４０の先端に配置された圧電振動子から音波が発信された時間から、音波が対象物に反射され、圧電振動子により受信されるまでの間の時間を計測する。すなわち、音波センサ１４０により計測される送受信時間には、音波が対象物に対して往復する時間が含まれている。
【００５８】
一つの平面の複数の箇所において送受信時間を計測した場合、計測された各送受信時間の、例えば平均値を、その平面における送受信時間とすることが好ましい。これにより、送受信時間の計測誤差を一層少なくすることができる。
【００５９】
圧電振動子からの音波の発信は、例えば圧電振動子に交流電圧を掛けて圧電振動子を変形させることにより振動させて行なわれる。ここで圧電振動子は、厚み方向に変形するものでもよい。また、圧電振動子による音波の受信は、圧電振動子が音波により振動させられて変形することにより行なわれる。分極して発生した電荷量を、チャージアンプにより電圧値に変換することにより行なわれる。
【００６０】
音波センサ１４０からの出力は、圧電振動子で発生した電荷量をチャージアンプで電圧値に変換して得られた電圧値の変化から求められた送受信時間である。  
また音波センサ１４０からの出力は、送受信時間と関係式とから算出された距離であってもよい。なお、この場合における算出式は、制御部１５０から書き換え可能である。
【００６１】
＜音波センサによる距離の計測について＞
音波センサ１４０による距離の計測は、一般的には、上述した送受信時間を１／２したものに、音波の伝搬速度を掛けることにより算出される。しかし、音波は、媒質である空気の密度に変化を生じさせ伝搬させるものであるが、音波の伝搬速度ｃは、ｃ＝√（比熱比・気圧／媒質密度）で定義されることからも分かるように、音波の伝搬速度ｃは、気圧や空気の密度により変化する。すなわち、気圧や空気の密度は、気温や湿度により大きく変化を受けることから、音波の伝搬速度ｃは、気温や湿度により大きく変化する。  
また、乾燥空気中での音波の伝搬速度ｃは、簡易的に、ｃ≒３３１．５×（（２７３＋θ）／２７３）で与えられる。ここで、θは気温（℃）である。すなわち、乾燥空気中においても、音波の伝搬速度は、気温により変化する。これにより、上述した通り、印刷ヘッドやプラテン部のような変化が大きい環境下では計測誤差を生じる。  
本実施例では、上述した計測誤差が生じることを解消すべく、音波の伝搬速度によらず、送受信時間から関係式を用いて距離を算出する。具体的には、既知となっている距離について送受信時間を計測して、送受信時間と距離との関係式を導出し、対象物を計測して得られた送受信時間から関係式を用いて距離を算出する。
【００６２】
＜制御部について＞
次に、本実施例に係る印刷装置１１０における電気的な構成である制御部１５０について、図４を参照して説明する。  
図４に示す制御部１５０には、印刷装置１００の全体の制御を司るＣＰＵ１５１が設けられている。ＣＰＵ１５１は、システムバス１５２を介して、ＣＰＵ１５１が実行する各種制御プログラムやメンテナンスシーケンス等を格納したＲＯＭ１５３と、データを一時的に格納可能なＲＡＭ１５４と、接続されている。
【００６３】
また、ＣＰＵ１５１は、システムバス１５２を介して、印刷ヘッド１３１を駆動するためのヘッド駆動部１５５と接続されている。  
また、ＣＰＵ１５１は、システムバス１５２を介して、モータ駆動部１５６と接続されており、モータ駆動部１５６は、キャリッジ１３０を移動させるためのキャリッジモータ１５７、送出部１２８の駆動源である送出モータ、駆動ローラ１２６の駆動源である搬送モータ、および巻取部１２９の駆動源である巻取モータと接続されている。  
さらに、ＣＰＵ１５１は、システムバス１５２を介して、入出力部１５９と接続されており、入出力部１５９は、音波センサ１４０および記録データ等を印刷装置１００に入力する外部装置であるＰＣ１５８と接続されている。
【００６４】
本実施例に係る制御部１５０は、印刷装置１１０の制御を行う。例えば、音波センサ１４０により媒体Ｐの浮きを検出した場合には、媒体Ｐの搬送を停止する制御や、キャリッジ１３０の移動を停止する制御などを行う。  
また、本実施例に係る制御部１５０は、音波センサ１４０が平面部１６０の、計測した送受信時間と既知であるそれぞれの平面の一つの基準面との各距離より、送受信時間と距離との関係式を導出し、計測した媒体Ｐまでの送受信時間と関係式とから媒体Ｐまでの距離の算出を行なっている。  
さらに制御部１５０は、印刷装置１００の全体の制御を行っている。
【００６５】
＜関係式の導出について＞
送受信時間と距離との関係式の導出について、図５を参照して説明する。  
図５は、平面部１６０の各平面を、音波センサ１４０が移動して計測する際の概略図である。図５において、音波センサ１４０は、移動方向Ｂ（＋）に移動しながら、平面部１６０の各平面を計測する。
【００６６】
平面部１６０の各平面は、上述したように、キャリッジ１３０により移動する音波センサ１４０からの距離は、第１平面１６１ではＤ１、第２平面１６２ではＤ２、第３平面１６３ではＤ３、第４平面１６４ではＤ４である。  
また、上述したように、音波センサ１４０と第１平面１６１との距離Ｄ１と、音波センサ１４０から各平面までの距離の差である面間距離差ｄＤiは、第２平面１６２ではｄＤ２、第３平面１６３ではｄＤ３、第４平面１６４ではｄＤ４である。即ち、第１平面１６１を基準面として、他の各平面１６２，１６３，１６４の前記一つの基準面（１６１）との各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４の関係は、ｄＤ２＝Ｄ２−Ｄ１、ｄＤ３＝Ｄ３−Ｄ１、ｄＤ４＝Ｄ４−Ｄ１であり、ｄＤ２＜ｄＤ３＜ｄＤ４である。  
ここで、各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４が既知となっていればよく、平面部１６０の各平面の音波センサ１４０からの距離Ｄ１、Ｄ２，Ｄ３およびＤ４は、既知でなくてもよい。  
ここで、平面部１６０を構成する平面の数は、４面より多くてもよい。平面部１６０を構成する平面の数を多くすることで、多くの送受信時間差と面間距離差とに基づき、関係式を導出することができるので、関係式の信頼性をより高くすることができる。  
尚、音波センサ１４０がキャリッジ１３０の側面等の印刷ヘッド１３１よりも上方となる位置に配置されている場合は、平面部１６０の各平面は、プラテン面１２１より、Ｚ方向における上方に設けられてもよい。
【００６７】
音波センサ１４０で計測された平面部１６０の各平面での送受信時間Ｔiは、第１平面１６１ではＴ１、第２平面１６２ではＴ２、第３平面１６３ではＴ３、第４平面１６４ではＴ４である。また、各平面で計測される送受信時間の、第１平面で計測される送受信時間との差である送受信時間差ｄＴｉは、第２平面ではｄＴ２、第３平面ではｄＴ３、第４平面ではｄＴ４である。ここで、ｄＴ２＝Ｔ２−Ｔ１、ｄＴ３＝Ｔ３−Ｔ１、ｄＴ４＝Ｔ４−Ｔ１である。
【００６８】
前記関係式は、送受信時間と距離との関係を表す。関係式は、平面部１６０の各平面１６２，１６３，１６４の、計測された送受信時間の第１平面１６１との差である送受信時間差ｄＴ２、ｄＴ３、ｄＴ４を１／２したものと、既知である前記各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４とから導出される。
【００６９】
前記関係式は、送受信時間Ｔを独立変数、距離Ｄを説明変数とした場合に、距離Ｄは送受信時間Ｔと直線的な関係があると推察できるので、（１）のような一次関数式で表すことができる。ここで、αはＴに対するＤの傾きを表し、βはＤ軸との切片を表す。  
Ｄ＝α・Ｔ＋β・・・（１）
【００７０】
関係式を導出する手法は、一般的に用いられる方法であれば特に限定されるものではない。関係式は、既知である平面部１６０の各平面の各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４と、計測された各平面の送受信時間差ｄＴ２、ｄＴ３、ｄＴ４を１／２したものとに対して、直線フィッテングにより導出されてもよい。関係式は、例えば最小二乗法により導出されてもよい。関係式は、単純に既知である各平面の各距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４を、計測された送受信時間差ｄＴ２、ｄＴ３、ｄＴ４を１／２したもので割ることで得てもよい。
【００７１】
図６に、既知である平面部１６０の各平面の第１平面との面間距離差ｄＤi（ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４）と、計測された各平面の送受信時間差ｄＴｉの散布図を示す。図６に示す直線６００は、既知である平面部１６０の各平面の第１平面との面間距離差ｄＤi（距離ｄＤ２、ｄＤ３、ｄＤ４）と、計測された各平面の第１平面との送受信時間差ｄＴｉとから導出した、送受信時間Ｔに対する距離Ｄを推定する関係式を表したものである。  
さらに、各平面の、実際に計測された送受信時間ｄＴと面間距離差ｄＤと、得られた関係式との相関係数を算出し、前記相関係数の数値が所定値以下である場合に、再度送受信時間の計測を行なうように構成してもよい。
【００７２】
＜距離の算出について＞
関係式から媒体Ｐまでの距離を求める手法について、以下に示す。  
媒体Ｐまでの距離ＤＰは、音波センサ１４０により、媒体Ｐに対して計測して得られた送受信時間ＴＰを１／２したものを、導出された関係式（１）に代入することにより算出される。  
すなわち、音波センサ１４０で計測された計測位置Ｐｉにおける媒体Ｐまでの送受信時間ＴＰiを１／２したものを関係式（１）代入すると、計測位置Ｐｉにおける媒体Ｐまでの距離ＤＰｉは、ＤＰi=α・ＴＰｉ／２＋βとなる。
【００７３】
ここで、媒体Ｐまでの距離ＤＰの計測は、上述のとおり、媒体Ｐの移動方向Ｂにおける複数の計測位置Ｐｉにおいて行なわれて平均を取ってもよいほか、さらに、媒体Ｐを搬送部により搬送方向Ａに所定長搬送することにより、媒体Ｐの搬送方向Ａにおける複数の計測位置を計測位置Ｐｉとして行なわれてもよい。
【００７４】
＜音波センサの距離計測方法＞
以下に本発明の第２の実施例として音波センサの距離計測方法を、説明する。  
本実施例に係る音波センサの距離計測方法は、前記制御部１５０を有する印刷装置１１０を用いており、導出工程と、算出工程とにより構成される。  
導出工程においては、上述したように、キャリッジ１３０により移動する音波センサ１４０による平面部１６０の各平面の計測に基づいて得られる送受信時間Ｔと距離Ｄとの関係式を導出する。  
算出工程においては、上述したように、導出工程にて導出された関係式と、キャリッジ１３０により移動する音波センサ１４０による媒体Ｐの各計測位置Ｐｉでの計測に基づいて得られた送受信時間Ｔｉとから、各計測位置Ｐｉにおける媒体Ｐまでの距離Ｄｉを算出する。
【００７５】
＜他の実施例＞
本発明の他の実施例として、印刷装置１１０は、プラテン部１２０側に、音波センサ１４０を有する図示しないセンサーキャリッジを備えていてもよい。すなわち、音波センサ１４０は、プラテン部１２０が有するセンサーキャリッジにより、プラテン面１２１の移動方向Ｂに沿って設けられたスリットを通して、媒体Ｐの印刷面Ｐｕの反対面を計測してもよい。これにより、音波センサ１４０は、印刷面Ｐｕの反対の面から媒体Ｐを計測するので、例えば媒体Ｐに印刷されたインクや、印刷ヘッドから吐出されたインク液滴などの影響を受けることがない。これにより、精度良く媒体Ｐを計測することができ、効率的に印刷をすることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００…印刷システム、１１０…印刷装置、１２０…プラテン部、
１２１…プラテン面、１２２…プラテンＡ、１２３…プラテンＢ、
１２５…搬送部、１２６…駆動ローラ、１２７…従動ローラ、１２８…送出部、
１２９…巻取部、１３０…キャリッジ、１３１…印刷ヘッド、１３２…吐出面、
１３３、１３４…印刷ヘッドの移動方向における先方の位置、
１３５、１３６…印刷ヘッドの搬送方向における端の位置、
１４０…音波センサ１４０、１４１…センサ面、１５０…制御部、
１５１…ＣＰＵ、１５２…システムバス、１５３…ＲＯＭ、１５４…ＲＡＭ、
１５５…ヘッド駆動部、１５６…モータ駆動部、１５７…キャリッジモータ、
１５８…ＰＣ、１５９…入出力部、
１６０…平面部、１６１…第１平面、１６２…第２平面、１６３…第３平面、
１６４…第４平面、
６００…導出された関係式により表される直線
Ａ…搬送方向、Ｂ…移動方向、Ｃ…回転方向、ｃ…音波の伝播速度
Ｄ１…超音波センサから第１平面までの物理的距離、
Ｄ２…超音波センサから第２平面までの物理的距離、
Ｄ３…超音波センサから第３平面までの物理的距離、
Ｄ４…超音波センサから第４平面までの物理的距離、
ＤＰ…超音波センサから媒体までの関係式により算出される距離、
ｄＤ２…第１平面と第２平面とにおける超音波センサからの物理的距離差、
ｄＤ３…第１平面と第３平面とにおける超音波センサからの物理的距離差、
ｄＤ４…第１平面と第４平面とにおける超音波センサからの物理的距離差、
Ｐ…媒体、Ｐｕ…媒体Ｐの印刷面、
Ｔ１…超音波センサから第１平面までの送受信時間、
Ｔ２…超音波センサから第２平面までの送受信時間、
Ｔ３…超音波センサから第３平面までの送受信時間、
Ｔ４…超音波センサから第４平面までの送受信時間、
ＴＰ…超音波センサから媒体までの送受信時間、
ｄＴ２…第１平面と第２平面とにおける音波センサの送受信時間差、
ｄＴ３…第１平面と第３平面とにおける音波センサの送受信時間差、
ｄＴ４…第１平面と第４平面とにおける音波センサの送受信時間差
【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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