CN110285777B - 超声波传感器和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种能够高精度检测对象物的位置的超声波传感器和电子设备。超声波传感器具备：超声波收发部，执行超声波的发送以及接收，通过接收所述超声波而输出接收信号；以及位置检测部，根据所述接收信号，检测面对所述超声波收发部的对象物的位置，沿第一方向配置有多个所述超声波收发部，所述位置检测部根据由多个所述超声波收发部输出的所述接收信号，检测所述对象物相对于所述第一方向的倾斜。

Description

超声波传感器和电子设备
技术领域
本发明涉及一种超声波传感器和电子设备。
背景技术
传统上，已知一种超声波装置(边缘检测传感器)，其通过使用超声波来检测对象物的边缘(外边缘)(例如，参加专利文献1)。
专利文献1是在纸张上形成图像的打印机，在该打印机上设置有检测纸张边缘的边缘传感器。该边缘传感器具有用于发信超声波的发信器、用于接收超声波的接收器以及用于相互连接发信器和接收器的支承构件。该发信器和接收器设置成其间夹有纸张传送路径，发信器对预定检测区域发信超声波，接收器接收已经通过检测区域的超声波。因此，纸张在传送路径上的位置偏离时，由于接收器接收的超声波的信号值波动，能够判断纸张位置是否合适。
专利文献1：日本特开2010-139410号公报
然而，利用如上所述的边缘传感器，尽管能够检测纸张在与纸张传送方向交差方向(交差方向)上的位置，但是无法检测纸张相对于传送方向是否倾斜。例如在边缘传感器的位置处，即使纸张在交差方向上处于合适的位置，但是存在纸张相对于传送方向倾斜的情况。这种情况下，在所述专利文献1中，判断为纸张的位置是合适的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够高精度检测对象物的位置的超声波传感器和电子设备。
根据本发明一应用实例的超声波传感器，其特征在于，具备：超声波收发部，执行超声波的发送以及接收，通过接收所述超声波而输出接收信号；以及位置检测部，根据所述接收信号，检测面对所述超声波收发部的对象物的位置，沿第一方向配置有多个所述超声波收发部，所述位置检测部根据由多个所述超声波收发部输出的所述接收信号，检测所述对象物相对于所述第一方向的倾斜。
在本应用实例中，分别在配置于第一方向上的多个超声波收发部上执行超声波的收发处理。
其中，在本应用实例中，作为超声波收发部，可以采用发送超声波的发送部和接收超声波的接收部以预定的间隔彼此面对配置的结构，或者采用由同一收发部进行发送和接收超声波的结构，或者也可以采用在同一侧设置发送部和接收部的结构。
作为超声波收发部，相互面对设置发送部和接收的构成的情况下，由发送部发送的超声波的一部分被对象物遮挡。也就是说，由于对象物在发送部和接收部的相对区域内的插入分量，接收部接收的超声波的声压变化。即使在这种情况下，发送部(收发部)发送的超声波范围内由于对象物插入量，接收部接收的超声波的声压改变。
因此，在各超声波收发部中，能够通过接收超声波时的接收信号的信号强度，检测对象物的插入分量，也就是说对象物的位置。然后，位置检测部根据在第一方向上排列的多个超声波收发部分别检测到的对象物的位置，除检测对象物的位置之外，可以检测对象物相对于第一方向的倾斜和倾斜角。即，在本应用实例中，与仅测量对象物的位置的传统超声波传感器相比，也能够检测对象物的倾斜，从而能够高精度地检测对象物的位置。
本应用实例的超声波传感器，优选地，所述超声波传感器具备信号积分部，所述信号积分部输出在预定期间内对所述接收信号进行积分而获得的积分信号，所述位置检测部分别在多个所述超声波收发部中，根据所述积分信号的信号强度和预定第一基准值的大小关系来检测所述对象物的位置，并且根据所述对象物相对于各所述超声波收发部的位置检测所述对象物的倾斜。
如上所述，从超声波收发部面对对象物发送超声波时，超声波在超声波收发部和对象物之间多重反射。因此，在接收到对象物最初反射的超声波(1次反射分量)后，接收依次多重反射的超声波，并且依次输出接收信号。其中，仅通过接收信号的信号强度检测对象物的位置的情况下，发生多重反射的位置波动的话，接收信号的信号强度也随着发生改变，因此无法高精度地检测位置。
与此相对地，在本应用实例中，根据在预定期间内对这些接收信号进行积分而获得的积分信号，检测对象物的位置。
例如超声波发送部对对象物发送超声波，并接收其反射波的情况下，在对象物远离超声波的收发区域而偏离情况下，由于对象物反射的超声波变少，积分信号的信号强度变小。相反，对象物进入超声波的收发区域而偏离时，积分信号的信号强度变大。
另外，超声波发送部具有相互面对的发送部和接收部，超声波发送部是接收未被对象物阻挡的超声波的结构的情况下，在对象物远离超声波的收发区域而偏离情况下，由于对象物反射的超声波减少，积分信号的信号强度变大，相反，对象物进入超声波的收发区域而偏离时，积分信号的信号强度变小。
如此，使用在预定期间内对接收信号进行积分而获得的积分信号的情况下，如果对象物的位置不发生变化的话，积分信号的信号强度是恒定值。因此，比较其积分信号的信号强度和第一基准值，由大小关系检测对象物的位置，无论是否存在多重反射，都能够高精度地检测对象物的位置。
在本应用实例的超声波传感器中，优选地，所述超声波收发部具有沿第二方向配置的多个收发区域，所述第二方向与所述第一方向交差，所述位置检测部分别在多个所述超声波收发部中，根据由多个所述收发区域分别输出的所述接收信号检测所述对象物的位置，并且根据所述对象物相对于各所述超声波收发部的位置来检测所述对象物的倾斜。
在本应用实例中，各超声波收发部具有沿第二方向的多个收区域，这些收发区域分别独立地执行超声波的收发。在这样的结构中，由各收发区域上的超声波的收发结果，能够指定对象物面对的收发区域，能够检测对象物面对各超声波收发部的位置。
在本应用实例的超声波传感器中，优选地，多个所述超声波收发部分别收发的所述超声波的频率不同。
在本应用实例中，由于在各超声波收发部中收发的超声波的频率不同，能够抑制相邻的超声波收发部间的串扰。因此，在各超声波收发部中能够精度地执行超声波的收发处理，能够提高对象物的位置检测精度。
在本应用实例的超声波传感器中，优选地，所述超声波传感器具备比率计算部，所述比率计算部计算所述对象物位于基准位置时的所述接收信号的信号强度和预定的第二基准值之间的比率。
其中，基准位置是指，例如，相对于由超声波收发部发送超声波的发送区域，仅以预定的插入分量插入对象物的位置的示例。另外，超声波收发部是由相互面对配置的发送部以及接收部构成的情况下，在超声波的发送区域内未插入对象物的位置(从超声波收发部离开预定距离的位置)作为基准位置。
超声波衰减率是根据超声波的传播介质(例如空气)的温度、湿度、大气压力等的环境值而波动。因此，即使对象物的位置相同，如果温度、湿度等环境改变，超声波收发部收发超声波时的接收信号的信号强度也会波动。
在本应用实例中，计算对象物位于基准位置时的接收信号的信号强度与预定的第二基准值之间的比率。该第二基准值例如是环境值(温度、湿度、大气压力等)被设为预定值，对象物配置在基准位置时，接收信号的信号强度。因此，通过该比率，根据环境值能够判断接收信号波动的程度。
另外，对象物的位置不改变时，如果环境值波动，则由各超声波收发部输出的各接收信号的信号强度以相同的(或者基本相同)的比率均匀的波动。另一方面，对象物的位置发生改变的情况下，多个超声波收发部中，仅仅来自于相向的边缘部位置变化的超声波收发部的接收信号发生改变。因此，接收信号波动时，还能够判断是对象物的位置波动引起的接收信号改变，还是环境变化引起的接收信号改变。
此外，环境值波动的情况下，通过计算所述比率，能够对来自各超声波收发部的接收信号和第一基准值进行修正，能够提高对象物的位置检测精度。
根据本发明的一应用实例的电子设备，其特征在于，具备：如上所述超声波传感器；位置判断部，位置判断部，根据所述超声波传感器检测到的所述对象物的位置，判断所述对象物的配置是否合适。
在本应用实例的电子设备中，位置判断部根据超声波传感器检测到的对象物的位置，判断对象物是否配置在合适的位置。如上所述，在超声波传感器中，作为对象物的位置，也能够检测对象物在第一方向的倾斜，位置判断部能够高精度地判断对象物的位置是否合适。
在本应用实例的电子设备中，优选地，具备：传送部，传送外周边缘的一部分成为直线状的边缘部的所述对象物，使所述边缘部的直线方向相对于预定的第三方向在预定的允许角度内，所述第一方向和所述第三方向形成的角度小于所述允许角度。
在本应用实例中，传送部沿第三方向传送具有直线状的边缘部的对象物。此时，传送部传送的对象物，相对于第三方向以小于预定的允许角度进行传送。接下来，在本应用实例中，相对于第三方向以小于允许角度的角度配置第一方向，第一方向是超声波传感器中的多个超声波收发部的排列的方向。
利用这样的结构，由传送部传送对象物时，对象物相对于传送方向第三方向倾斜的情况下，由各超声波收发部输出的接收信号的信号强度根据倾斜角度具有不同的值。因此，能够很好地检测对象物的倾斜。
在本应用实例的电子设备中，优选地，所述第一方向和所述第三方向是相同方向。
在本应用实例中，第一方向和第三方向是同一方向。此时，对象物的边缘部以平行于第三方向被传送时，从各超声波收发部输出的接收信号的信号强度相同或者基本相同。因此，因此通过检测接收信号的变化等，能够容易判断对象物的倾斜是否在允许值以内。
附图说明
图1是表示第一实施例的打印机的外观构成示例的立体图。
图2是表示第一实施例的打印机的概要构成的框图。
图3是表示第一实施例中的边缘检测传感器的配置位置的示意图。
图4是表示第一实施例的边缘检测传感器的概要构成的框图。
图5是表示第一实施例的超声波收发部的概要构成的剖视图。
图6是表示根据第一实施例中，1个超声波收发部中的超声波换能器的配置示意图。
图7是表示第一实施例的校正处理的流程图。
图8是表示根据第一实施例中，将介质配置在基准位置而发送超声波时，从各收发列CH输出的接收信号的信号强度的一个示例的图。
图9是表示图7的步骤S13中的超声波的收发结果的一个示例的图。
图10是表示第一实施例的介质的位置检测处理的流程图。
图11是表示在发送周期T0发送超声波时，在每个超声波发送时刻的超声波收发部单独地接收超声波时的接收信号的波形的一个示例的图。
图12是表示积分信号的信号强度的变化的一个示例的图。
图13是表示介质在+X侧移动ΔX的量时，介质相对于检测孔的位置的图。
图14是表示介质在-X侧移动ΔX的量时，介质相对于检测孔的位置的图。
图15是表示基于介质移动到图13的位置时发送的超声波的接收信号的波形的一个示例的图。
图16是表示基于介质移动到图14的位置时发送的超声波的接收信号的波形的一个示例的图。
图17是表示介质倾斜时介质相对于检测孔的位置的图。
图18是表示介质移动到图17的位置时配置在Y方向不同位置的超声波收发部分别输出的接收信号的波形的一个示例的图。
图19是表示第二实施例的边缘检测传感器的概要构成的框图。
图20是表示第二实施例的打印处理的流程图。
图21是表示变形例4的边缘检测传感器的概要构成的示意图。
图22是表示变形例5中的边缘检测传感器的超声波收发部的配置例的图。
图23是表示变形例6中的边缘检测传感器的超声波收发部的配置例的图。
附图标记说明
1...打印机(电子设备)；12...传送部；15...控制单元；20、20A、20B、20C、20D...边缘检测传感器(超声波传感器)；21...超声波收发部；21A...发送单元；21B...接收单元；22...收发切换部；23...发送电路部；24...接收电路部；25...微处理器；122...台板；122A...检测孔；154...CPU；241...降噪滤波器；242...可变增益放大器；243...信号积分部；244...积分信号采样部；245...接收信号采样部；251、251A...参数设定部；252...次数设定部；253...多重指定部；254、254A...位置检测部；255...扫描部；CH...收发列(收发区域)；M...介质(对象物)；M1...边缘部；a...基准信号强度(第一基准值)；ζ...允许角度。
具体实施方式
[第一实施例]
在下文中，针对本发明的第一实施例进行说明。
在本实施例中，将对作为本发明的超声波装置的内置有边缘检测传感器的电子设备打印机进行说明。
[打印机的概要构成]
图1是表示第一实施例的打印机1的外观构成例的立体图。图2是表示根据本实施方式的打印机1的概要构成的框图。
如图1所示，打印机1具备供给单元11、传送部12(传送部)、滑架13、滑架移动单元14、控制单元15(参照图2)。
该打印机1根据例如个人电脑等的外部设备30输入的打印数据，控制各单元11、12、14以及滑架13，在介质M上打印图像。此时，打印机1为了在介质M(对象物)的期望位置上形成图像，通过传送部12向传送方向(Y方向)传送介质M，通过边缘检测传感器20，检测介质M的外周边缘中沿传送方向的线性部分(边缘部M1)的位置。并且，若由边缘检测传感器20判断为介质M的边缘部M1偏离基准位置，则控制单元15例如向用户发出警告以修正介质M的位置。
在下文中，具体说明打印机1的各构成。
供给单元11是将作为图像形成对象的介质M供给到图像形成位置的单元。该供给单元11具备例如缠绕有介质M的卷筒体111(参照图1)、卷筒驱动马达(未图示)以及卷筒驱动轮系(未图示)等。并且，根据来自控制单元15的指令，旋转驱动卷筒驱动马达，由此卷筒体111借助卷筒驱动轮系而旋转，缠绕在卷筒体111上的纸张被供给到传送方向(Y方向)中的下游侧(+Y侧)。
其中，在本实施例中，示出了供给缠绕于卷筒体111上的纸张的示例，但本发明不限于此。介质M可以通过任何供给方法而被供给，例如，通过辊等一张一张的供给堆叠于托盘等上的纸张等介质M。
传送部12沿Y方向传送从供给单元11供给的介质M。即Y方向对应于本发明的第三方向。该传送部12包括由传送辊121、从动辊(未图示)以及台板122构成，其中从动辊与传送辊121夹着介质M，从动于传送辊121。
传送辊121通过控制单元15的控制而驱动未图示的传送马达旋转，在与从动辊夹持介质M的状态下，沿Y方向传送介质M。
在通过传送部12传送介质M时，预先调节传送辊121的传送量，使得传送量在±X侧相同。从而，即使介质M的厚度有偏差的情况下，通过传送部12进行传送，以使得沿着介质M的边缘部M1的直线方向相对于传送方向Y方向在预定的允许角度ζ以内。
另外，在传送辊121的Y方向的下游侧(+Y侧)上，设置有面对滑架13的台板122(载置台)。并且，在本实施例中，在该台板122上设置有边缘检测传感器20。
其中，稍后详细的说明边缘检测传感器20。
滑架13上安装有打印部16，打印部16通过对介质M喷出墨水来打印图像。
打印部16根据来自控制单元15的指令信号，在面对介质M的部分，分别在介质M上喷出墨水，进行在介质M上形成图像的打印处理(对介质M进行图像形成处理)。
滑架移动单元14根据来自控制单元15的指令，使滑架13沿X方向往复移动。
例如图1所示，该滑架移动单元14包括由滑架导轴141、滑架马达142以及同步带143而构成。
沿X方向配置滑架导轴141，其两端固定在打印机1的例如壳体上。滑架马达142驱动同步带143。与滑架导轴141基本平行地支承同步带143，滑架13的一部分被固定。并且，若根据控制单元15的指令驱动滑架马达142，则同步带143正向反向行进，滑架导轴141引导固定于同步带143的滑架13进行往复移动。
如图2所示，控制单元15包括I/F151、单元控制电路152、存储器153以及CPU(Central Processing Unit)154而构成。
I/F151向CPU154输入由外部设备30输入的打印数据。
单元控制电路152具备分别控制供给单元11、传送部12、滑架移动单元14、打印部16、以及边缘检测传感器20的控制电路，根据CPU154的指令信号，控制各单元的动作。其中，各单元的控制电路可以与控制单元15分别设置，也可以与控制单元15连接。
存储器153存储有控制打印机1动作的各种程序以及各种数据。作为各种数据例如可以举出打印简档数据，打印简档数据存储有针对作为打印数据而包括的颜色数据的每种墨水的喷出量。
CPU154通过读取并执行存储器153中存储的各种程序，进行供给单元11、传送部12、以及滑架移动单元14的驱动控制，打印部16的打印控制。
另外，CPU154根据由边缘检测传感器20输入的介质M的位置，判断介质M的位置是否合适。即，CPU154作为本发明的位置判断部而发挥功能。并且，若CPU154判断为介质M的位置不合适，则将报告介质M位置偏差的错误信息输出到例如外部设备30(显示器)进行表示，或者通过声音发出警告声以警告用户。
[边缘检测传感器20的结构]
图3是表示本实施例中的边缘检测传感器的配置位置的图。
如图3所示，台板122上，在沿着介质M的-X侧端部的Y方向边缘(边缘部M1)相对的位置上设置有检测孔122A，在该检测孔122A上设置有本发明的超声波传感器即边缘检测传感器20。其中，在本实施例中，检测孔122A以及边缘检测传感器20设置在与介质M的-X侧端部的边缘部M1相对的位置上，但是也可以设置在与介质M的+X侧端部的边缘部相对的位置，也可以设置在介质M的±X侧端部的双方。
图4是表示边缘检测传感器20的概要构成的框图。图5是表示超声波收发部21的概要构成的剖视图。
如图4所示，本实施例的边缘检测传感器20具备超声波收发部21、收发切换部22、发送电路部23、接收电路部24以及微处理器25。
(超声波收发部21的结构)
超声波收发部21从检测孔122A向-Z侧发送超声波，并接收由介质M反射的超声波。如图3所示，沿Y方向配置有多个该超声波收发部21，且超声波收发部21被独立驱动。即，在本实施例中，作为多个超声波收发部21的配置方向的第一方向是Y方向，且与作为介质M的传送方向的第三方向是相同方向。
其中，尽管图3示出的各超声波收发部21在Y方向上连续(相邻)的示例，但是也可以以预定间隔配置各超声波收发部21，也可以在各超声波收发部21的边界位置上设置分隔检测孔122A的分隔壁。
如图5所示，超声波收发部21包括例如元件基板211和压电元件212而构成。
如图5所示，元件基板211具备基板主体单元211A以及设置于基板主体单元211A一侧(例如+Z侧)的振动膜211B。
基板主体单元211A是支承振动膜211B的基板，例如由Si等的半导体基板构成。在基板主体单元211A上沿Z方向设置有穿过基板主体单元211A的开口部211A1。该开口部211A1的开口宽度规定了由超声波收发部21收发的超声波的频率。在本实施例中，在多个超声波收发部21中，形成有不同尺寸的开口部211A1的开口宽度。即，由各超声波收发部21收发的超声波的频率分别是不同的频率。
振动膜211B例如由SiO2、SiO2以及ZrO2的层叠体等构成，设置在基板主体单元211A的+Z侧。该振动膜211B通过构成开口部211A1的分隔壁211A2支承，封闭开口部211A1的+Z侧。在振动膜211B中，从Z方向观察时，与开口部211A1重叠的部分构成振动部211B1。
从振动膜211B的一个表面(例如+Z侧面)且从Z方向观察时，在与各振动部211B1(各开口部211A1)重叠的位置上设置有压电元件212。如图5所示，该压电元件212由按依次在振动膜211B上层叠第一电极212A、压电膜212B以及第二电极212C构成。
其中，由振动部211B1以及设置在该振动部211B1上的压电元件212构成超声波换能器Tr(收发元件)。
图6是表示1个超声波收发部21中的超声波换能器Tr的配置的示意图。
在本实施例中，如图6所示，在超声波收发部21中，沿X方向以及Y方向将超声波换能器配置成二维阵列结构。
具体地，在Y方向配置的多个超声波换能器Tr的第一电极212A相互连接，通过设置在±Y侧端部的第一端子部212A1连接到收发切换部22。
另外，在X方向配置的多个超声波换能器Tr的第二电极212C相互连接，例如通过±X侧端部的公共电极212D连接。公共电极212D与Y方向上排列的多个第二电极212C彼此连接，例如与设置在±Y侧端部的第二端子部212D1连接。第二端子部212D1与未图示的公共电位电路连接，被施加公共电位(例如-3V等)。
在这样的结构中，通过Y方向上配置的多个超声波换能器Tr构成1个收发列CH，沿X方向排列配置多个收发列CH。即，各收发列CH构成本发明的收发区域，作为各收发列CH的排列方向的X方向是本发明的第二方向。
其中，在本实施例中，超声波换能器Tr是在X方向以及Y方向上平行配置的二维阵列结构，因此收发列CH的排列方向第二方向是X方向，但是第二方向也可以是相对于Y方向以垂直之外的角度交差的方向。也就是说，在与Y方向交差的方向上配置收发列CH。
该超声波收发部21向各超声波换能器Tr的第一电极212A以及第二电极212C之间施加预定频率的脉冲波电压，由此压电膜212B伸缩，设置有压电元件212的振动部211B1以与开口部211A1的开口宽度对应的频率振动，由振动部211B1的-Z侧(检测孔122A侧)传送超声波。在本实施例中，超声波收发部21发送的超声波的发送范围是XY平面上的检测孔122A内的范围。
另外，若由介质M反射的超声波从检测孔122A侧通过开口部211A1输入到超声波换能器Tr，则振动部211B1振动，在压电膜212B的上下产生电位差。因此，输出与该电位差对应的接收信号，通过检测该接收信号，检测超声波的接收。
(收发切换部22、发送电路部23、以及接收电路部24的结构)
对应于1个超声波收发部21，分别设置1个收发切换部22、1个发送电路部23以及1个接收电路部24。
收发切换部22与超声波收发部21的各超声波换能器Tr、发送电路部23以及接收电路部24连接。该收发切换部22由开光电路构成，切换连接各超声波换能器Tr和发送电路部23的发送连接以及连接各超声波换能器Tr和接收电路部24的接收连接。
发送电路部23与收发切换部22以及微处理器25连接，收发切换部22切换到发送连接时，根据微处理器25的控制，向各超声波换能器Tr输出驱动信号，使超声波收发部21发送超声波。
接收电路部24与收发切换部22以及微处理器25连接，收发切换部22切换到接收连接时，从各超声波换能器Tr输入接收信号。
该接收电路部24具备降噪滤波器241、可变增益放大器242、信号积分部243、积分信号采样部244以及接收信号采样部245而构成。
降噪滤波器241是消除接收信号中包含的噪音的滤波器，例如能够使用消除高频成分的低通滤波器等。另外，降噪滤波器241具备低压切断功能，用于切断预定信号强度以下的信号。
可变增益放大器242是在微处理器25的控制下改变增益的放大器。可变增益放大器242输出的接收信号输入到信号积分部243以及微处理器25。
信号积分部243输出每个预定期间内(预定期间)对接收信号进行积分而获得的积分信号。其中，信号积分部243对各收发列CH输出的接收信号进行加算而获得的加算接收信号进行积分，并输出积分信号。
积分信号采样部244以预定的采样频率采样积分信号。
接收信号采样部245以预定的采样频率采样由可变增益放大器242输出的输出接收信号。其中，接收信号采样部245分别采样各收发列CH输出的接收信号。
(微处理器25的结构)
微处理器25(微控制器)控制边缘检测传感器20的动作。另外，微处理器25通过读取并执行内部存储器记录的程序，而作为参数设定部251、次数设定部252、多重指定部253、位置检测部254等发挥功能。
参数设定部251设定用于边缘检测传感器20对介质M进行边缘检测处理(本测定)的各参数(执行校正处理)。
另外，参数设定部251也可作为本发明的比率计算部而发挥功能，计算介质M位于基准位置时的接收信号的信号强度和预定的第二基准值之间的比率。
次数设定部252根据执行校正时的接收信号，设定信号积分部243积分的接收信号的次数(第一次数)。也就是说，在信号积分部243中，从超声波的发送时刻到接收到第一次数的多重反射超声波引起的接收信号的预定期间作为积分时间τ，对接收信号进行积分。在本实施例中，次数设定部252设定接收信号的信号强度大于等于第一阈值的接收信号的最大次数N作为第一次数。
多重指定部253根据执行校正处理时的接收信号，指定接收多重反射超声波时的接收信号，计算其接收周期。
位置检测部254根据执行校正处理后的边缘检测处理的积分信号的信号强度，检测介质M的位置，也就是说，检测介质M在基准位置上的偏差以及介质M的倾斜。
[超声波测量方法]
接下来，对如上所述的打印机1中的边缘检测传感器20的超声波测量方法进行说明。
在本实施例中，作为执行介质M的位置检测的预处理，执行例如打印机1的电源接通、打印处理前的边缘检测传感器20的校正处理。
(校正处理)
图7是表示校正处理的流程图。
在该校正处理中，传送介质M，设定介质M的位置(基准位置)，以使得如图3所示，沿介质M的Y方向的边缘部M1位于检测孔122A的X方向上的中心。也就是说，通过将介质M配置在基准位置，由超声波收发部21发送的超声波的发送范围是1/2范围，即介质M覆盖检测孔122A的一半。
在校正处理中，微处理器25控制收发切换部22、发送电路部23以及接收电路部24，多个超声波收发部21中，依次驱动在预定的1个超声波收发部21(例如，配置在Y方向中心的超声波收发部21)的各收发列CH(步骤S11)。因此，从各收发列CH依次发送超声波，通过接收由介质M反射的反射波，输出接收信号。
图8示出了从各收发列CH输出的接收信号的信号强度的一个示例。其中，图8的左图示出了边缘检测传感器20的设置环境中的环境值(室温、湿度、大气压力等参数)是预定的基准环境值时的接收信号(基准接收信号)的一个示例。另一方面，图8的右图示出了边缘检测传感器20的设置环境波动情况下，接收信号的信号强度的一个示例。在图8中，横轴表示接收超声波的收发列CH的位置，并且配置在+X侧端部的收发列CH作为“1”。
依次驱动各收发列CH时，在面对介质M的位置处的收发列CH中，接收由介质M发射的较高音压的超声波，并输出信号强度较大的接收信号。另一方面，在面对边缘部M1的位置处的收发列CH中，超声波的一部分未被介质M反射，从而降低了接收信号的信号强度。另外，在不面对介质M的位置处的收发列CH中，接收信号的信号强度进一步减小。
顺便提及，由超声波收发部21发送超声波时，超声波的衰减率根据传播超声波的媒介(空气)的状态而波动。例如，传播超声波的空气中的湿度较高情况，与湿度较低的情况相比，超声波更大地衰减。
因此，如图8所示，若边缘检测传感器20的设置环境波动并且在空气中传播的超声波衰减，则接收信号的信号强度变小。超声波根据环境值的波动而衰减时，接收信号的信号强度的变化比率在各收发列CH中相同(或者基本相同)。因此，从各收发列CH的接收信号的信号强度以相同的比例增减时，能够容易地确定不是因为介质M的位置偏差或者倾斜引起的信号强度的减小，而是因为环境值的波动引起的。
参数设定部251计算步骤S11中得到的接收信号的信号强度与例如内部存储器中存储的基准接收信号的信号强度(第二基准值)之间的比率(接收信号的信号强度/第二基准值)作为环境修正值R(步骤S12)。此时，参数设定部251优选的将各收发列CH的接收信号中的信号强度最大的接收信号作为对象，计算环境修正值R。也就是说，多个收发列CH中，介质M配置在基准位置时，使用由介质M覆盖的收发列CH的接收信号，计算环境修正值R。更优选地，使用配置在+X侧端部的收发列CH的接收信号。如此，通过使用信号强度最大的接收信号，抑制噪声等的影响，能够计算精度高的环境修正值R。
其中，参数设定部251计算由分别各收发列CH的接收信号与对应于各收发列CH的基准接收信号之间的比值，其代表值可以作为环境修正值R。可以使用例如平均值最频值等作为代表值。
接下来，微处理器25控制收发切换部22、发送电路部23以及接收电路部24，在各超声波收发部21执行超声波的收发处理(步骤S13)。
在该步骤S13中，参数设定部251同时输入单一脉冲的驱动电压至超声波收发部21的各收发列CH，由各超声波换能器Tr发送单一脉冲的超声波。
通过步骤S13，来自可变增益放大器242的接收信号由接收信号采样部245进行采样并输入到微处理器25。其中，在接收信号采样部245中，对各收发列CH的接收信号进行采样。在步骤S13中，参数设定部251生成在同一时刻采样的来自各收发列CH的接收信号进行加算而获得的加算接收信号。
图9是表示步骤S13中的超声波的收发结果的一个示例的图，示出加算接收信号相对于时间的信号强度。
如图9所示，由超声波收发部21发送超声波时，从超声波的发送时刻开始经过时间t变为t＝t1的接收定时，在介质M最初反射的1次反射超声波被超声波收发部21所接收，输出1次接收信号。另外，超声波在超声波收发部21与介质M之间多重反射，超声波收发部21接收到多重反射分量时，也接收到接收信号。其中，介质M上n次反射的超声波作为n次多重反射超声波，若此时的接收信号作为n次接收信号，则n次接收信号的接收定时是从超声波发送到1次接收信号的接收定时的时间t1的整数倍(tn＝nt1)。另外，超声波收发部21和介质M之间的距离为d，音速是c，则tn＝2nd/c。
之后，多重指定部253根据步骤S13中接收的如图9所示的加算接收信号，指定接收多重反射超声波时的加算接收信号(步骤S14)。加算接收信号的峰值位置可以检测例如对加算接收信号进行微分，微分值是“0”时且加算信号的信号强度大于等于预定的第二阈值时的接收信号的接收定时。另外，在接收1次接收信号的时间T1的整数时刻接收多重反射超声波的n次接收信号。因此，如上所述获得的峰值位置中，指定从发送时刻开始到接收定时的时间t以t1的整数倍增大的各加算接收信号，作为接收多重反射超声波时的加算接收信号。
接下来，次数设定部252根据如图9所示的加算接收信号，对在信号积分部243进行积分的接收信号的次数进行设定(步骤S15)。在该步骤S15中，次数设定部252指定在加算接收信号中，信号强度大于等于第一阈值的最大次数N的接收信号作为第一次数。也就是说，N次接收信号的信号强度在第一阈值以上，N+1次之后的接收信号的信号强度小于第一阈值的最大次数N设定为第一次数。
另外、次数设定部252调整可变增益放大器242的增益，以便不接收N+1次以后的加算接收信号。例如，降低增益，使得N+1次以后的接收信号的信号强度在预定的第三阈值以下。因此，N+1次以后的接收信号的信号强度变为微小值，并且抑制了该接收信号与其他接收信号重叠时的信号强度的增加。
另外，参数设定部251根据步骤S13得到的加算接收信号，设定超声波的发送时刻(发送周期T0)以及积分时间τ(步骤S16)。
其中，优选地，在参数设定部251中，积分信号采样部244的采样周期在2倍以上，且超声波收发部21接收到2次多重反射超声波的时间t2为最大时间，设定超声波的发送周期T0。即，超声波的发送周期T0被设定为大于t2，积分信号不收敛到恒定值。相对的，通过超声波的发送周期T0被设定为t2以下的周期，能够使积分信号的信号强度稳定为恒定值。
另外，参数设定部251设定通过信号积分部243对加算接收信号进行积分的积分时间τ。具体地，设定τ＝2Nd/c作为积分时间τ。即，从超声波收发部21发送超声波开始，到超声波收发部21接收N次的多重反射超声波的时间tn作为积分时间τ。
(介质M的位置检测处理)
接下来，对介质的位置检测处理进行说明。
图10是表示介质M的位置检测处理的流程图。
控制单元15控制供给单元11、传送部12、滑架移动单元14以及打印部16，向Y方向传送介质M的同时，打印部16开始打印(步骤S21)。
例如，在打印处理时执行所述校正处理的情况下，校正处理完成时，微处理器25对控制单元15输出打印许可信号。控制单元15接收到来自微处理器25的打印许可信号时，开始打印处理。另外，在接通电源的定时，完成校正处理的情况下，通过用户的输入操作，输入指示打印处理开始的操作信号的时刻，控制单元15开始打印处理。
并且，开始打印处理时，微处理器25控制收发切换部22、发送电路部23以及接收电路部24，根据在校正处理设定的参数，各超声波收发部21进行超声波的收发(步骤S22)。即，微处理器25以在步骤S16中设定的发送周期T0，从各超声波收发部21发送超声波。
图11表示是在发送周期T0发送超声波时，超声波收发部21单独地在每个超声波发送时刻接收超声波时的加算接收信号的波形的一个示例。在该图11中，示出了包含于加算接收信号中的每个超声波发送时刻的信号分量，并且实际上，输出对这些信号分量进行加算而获得的信号。
如图11所示，在发送周期T0发送超声波时，在各超声波发送时刻发送的超声波的1次接收信号重叠成N次接收信号。
图12是积分信号的信号强度的变化的示例图。
通过信号积分部243对在积分时间τ期间输出的加算接收信号进行积分，其积分信号的信号强度如图12所示波动。
在图12中，开始步骤S22的时刻设定为t＝0。信号积分部243对积分时间τ＝2Nd/c之间输出的加算接收信号进行积分，因此从经过时间t变为t＝ta(＝2Nd/c)的时刻开始输出积分信号。经过时间t从t＝ta到t＝tb的期间，依次对在发送周期T0发送的超声波的2次接受信号进行加算，因此积分值增加。在经过时间t从t＝tb到t＝tc的期间，对在发送周期T0发送的各超声波的1次接收信号和2次接收信号进行积分而获得恒定值。经过时间t从t＝tc到t＝td的期间，对在发送周期T0发送的各超声波的3次接收信号进行加算，因此积分值是增加的。之后，随着经过的时间，积分信号的信号强度在增加和维持恒定值直接反复。并且，积分信号的信号强度在第N次达到恒定值时，从这之后只要介质M的位置不波动，积分信号的信号强度维持在恒定值(基准信号强度a是第一基准值)。
并且，位置检测部254监视由信号积分部243输出的积分信号的信号强度b，根据该信号强度b，检测边缘部M1的位置(步骤S23)。在该步骤S23中，位置检测部254监视分别与在Y方向排列的各超声波收发部21对应设置的接收电路部24输出的积分信号。
如图12所示，从经过时间t为t＝4Nd/c的定时开始进行积分信号的信号强度b的监视。而且，位置检测部254基于积分信号的信号强度相对于基准信号强度a的增减量来检测介质M。
其中，基准信号强度a是例如边缘检测传感器20设定在基准环境值的环境的情况下，存储于内部存储器的基准信号强度，位置检测部254检测介质M的位置时，通过环境修正值R修正内部存储器存储的基准信号强度，并使用。具体地，位置检测部254将存储于存储器中的基准环境值乘以环境修正值R而进行修正。
图13是表示M在+X侧移动ΔX的量时，介质M相对于检测孔122A的位置的图。图14是表示介质在-X侧移动ΔX的量时，介质M相对于检测孔的位置的图。另外，图15是宝石介质M移动到图13的位置时，发送的超声波引起的接收信号的波形，图16是介质M移动到图14的位置时，发送的超声波引起的接收信号的波形。图17是表示介质倾斜时，介质M相对于检测孔122A的位置的图。图18是表示介质M移动到图17的位置时，在Y方向中配置在不同位置的超声波收发部21分别输出的接收信号的波形的图。其中,在图18中，实线表示图17中来自超声波收发部21A的接收信号，虚线表示图17中来自超声波收发部21b的接收信号，点划线表示图17中来自超声波收发部21C的接收信号。
如图13所示，若介质M向+X侧移动，则与各超声波收发部21重叠的介质M的面积(与超声波的发送范围重叠的介质M的面积)变小。因此，分别在各超声波收发部21上由介质M反射的超声波减少，如图15所示，由各超声波收发部21输出的接收信号的信号强度降低。在这种情况下，如图12所示的线B1所示，由与各超声波收发部21对应的信号积分部243输出的积分信号的信号强度b也降低，成为b＜a。
另一方面，如图14所示，若介质M向-X侧移动，则与各超声波收发部21重叠的介质M的面积(与超声波的发送范围重叠的介质M的面积)变大。因此，因此，分别在各超声波收发部21上由介质M反射的超声波增加，如图16所示，由各超声波收发部21输出的接收信号的信号强度增加。在这种情况下，如图12所示的线B2所示，由与各超声波收发部21对应的信号积分部243输出的积分信号的信号强度b也增加，成为b＞a。
进一步，如图17所示，在介质M倾斜的情况下，与各超声波收发部21重叠的介质M的面积，在超声波收发部21的位置上分别是不同的面积。如图17所示，介质M面对+Y侧向+X侧倾斜的情况下，如图18所示，在多个超声波收发部21中，配置在-Y侧的超声波收发部21(例如超声波收发部21A)的接收信号的信号强度最大，面对+Y侧的超声波收发部21的接收信号的信号强度变小。
在图17和图18的示例是介质M面对+Y侧向+X侧倾斜的示例，但是在介质M面对+Y侧而向-X侧倾斜的情况下，相反的，面对+Y侧的超声波收发部21的接收信号的信号强度变大。
在步骤S23中，位置检测部254将与各超声波收发部21对应的积分信号的信号强度b与基准信号强度a进行比较，并从其大小关系检测边缘部M1的位置。
此时，计算对应于各超声波收发部21的积分信号的信号强度b相对于基准信号强度a的增减量，位置检测部254根据增减量检测边缘部M1的位置。其中，边缘部M1相对于增减量的位置存储于例如内部存储器中。与多个超声波收发部21对应的积分信号的信号强度是一样的增减量的情况下，位置检测部254能够检测介质M向X方向平行移动以及其移动量。另外，与多个超声波收发部21对应的积分信号的信号强度沿Y方向改变(例如逐渐增加或逐渐减小)的情况下，位置检测部254能够检测介质M的倾斜以及其倾斜量(倾斜角度)。
步骤S23以后，边缘检测传感器20将检测到的边缘部M1的位置输出到控制单元15。控制单元15的CPU154根据输入的边缘部M1的位置，判断介质M是否位于合适的位置(步骤S24)。例如，在边缘检测传感器20中，检测到介质M在X方向上平行移动的情况下，判断其移动量是否在预定的允许值以内。另外，在边缘检测传感器20中检测到介质M倾斜的情况下，判断其倾斜量是否在预定的允许值以内。
在步骤S24中，判断为否的情况下(介质M的位置不合适的情况)，控制单元15(CPU154)输出警告信号(步骤S25)。例如，控制供给单元11、传送部12、滑架移动单元14以及打印部16，使打印处理中断，输出指示介质M位置偏差的警报。警报可以是，例如向与打印机1连接的显示器显示错误信息、设置在打印机1上的警告灯(未图示)点亮，通过语音输出错误信息或者警告音等。
另一方面，在步骤S24判断为是的情况下，控制单元15判断打印部16的打印处理是否完成(步骤S26)。在步骤S26中判断为是时，则控制单元15停止边缘检测传感器20中的超声波发送，并且完成边缘检测处理。在步骤S26判断为否的情况下，返回到步骤S23，例如，边缘检测传感器20继续位置检测处理，直到打印处理完成。
[本实施例的作用效果]
本实施例的边缘检测传感器20(超声波传感器)具备沿Y方向配置的多个超声波收发部21以及根据各超声波收发部21输出的接收信号来检测介质M(对象物)位置的位置检测部254。并且，位置检测部254根据来自各超声波收发部21的接收信号，检测与面对各超声波收发部21的介质M的边缘部M1的位置，从而检测介质M的倾斜。
也就是说，在本实施例中，作为介质M的位置偏差，除了介质M在X方向平行移动的情况下介质M的位置偏差之外，也能够检测介质M的倾斜。进行高精度的介质M的位置检测。
本实施例的边缘检测传感器20在发送周期T0(预定间隔)从各超声波收发部21对介质M发送超声波，通过接收由介质M等反射的超声波，输出接收信号。另外，边缘检测传感器20具备在积分时间τ(预定期间)内的接收信号进行积分，并输出积分信号的信号积分部243，位置检测部254根据其积分信号的信号强度b与基准信号强度a(预定的基准值)之间的大小关系，检测介质M的位置偏差、倾斜。
如果介质M的位置不变化的话，这样的积分信号的信号强度是恒定值。因此，在本实施例的边缘检测传感器20中，与仅使用接收信号的信号强度检测介质M的位置的情况相比，能够进行高精度的介质M的位置的检测。
另外，不需要将超声波的发送时刻与多重反射超声波的接收定时错开，因此容易控制超声波的发送时刻。
进一步，可以在短周期发送超声波，因此能够对连续传送的介质M进行高精度地位置检测。并且，传送介质M的同时，边缘检测传感器20可以进行边缘检测处理，所以边缘检测处理以及打印处理的处理速度也是高速的。
在本实施例的边缘检测传感器20中，具备多重指定部253，其可以指定在介质M和超声波收发部21之间进行多重反射的多重反射超声波引起的接收信号。并且，发送超声波之后，信号积分部243对超声波收发部21接收到最大次数N的多重反射超声波期间(积分时间τ)输出的接收信号进行积分。
因此，信号积分部243输出接收到最大次数N为止的多重反射超声波，也就是说，输出从1次到N次的接收信号进行接收的积分信号。以这种方式，通过固定进行积分的接收信号的次数，介质M的位置没有波动的情况下，积分信号上没有重叠N+1次以后接收信号，因此信号强度b是恒定值，能够提高介质M的位置检测精度。
另外，接收电路部24包括降噪滤波器241，通过可变增益放大器242调整增益，通过降噪滤波器241能够除去短程噪音和火花噪音等的噪音分量。因此，可以有效地抑制介质M的位置不波动的情况下积分信号的信号强度b的波动，能够提高介质M的位置的检测精度。
在本实施例中，各超声波收发部21分别收发的超声波的频率不同。因此，即使各超声波收发部21同时收发超声波的情况下，也能够抑制相邻超声波收发部21间的串扰。因此，在各超声波收发部21中执行高精度的超声波的收发处理，能够提高介质M的位置检测精度。
在本实施例中，介质M配置在基准位置的校正处理中，参数设定部251计算各超声波收发部21中的接收信号的信号强度和基准接收信号的信号强度(第二基准值)之间的比率作为环境修正值R。
这样，通过计算环境修正值R，从而位置检测部254检测对象物的位置时，根据环境修正值R修正基准信号强度a。因此，边缘检测传感器20根据对应于设置环境的合适的基准信号强度a，能够进行介质M的位置检测。
在本实施例的打印机1(电子设备)中，控制单元15(CPU154)根据边缘检测传感器20检测到的介质M的位置，判断介质M是否位于合适的位置。并且，介质M的位置不合适的情况下，输出错误信息，不执行打印部16的打印。因此，能够在介质M的预定位置打印图像。
在本实施例的打印机1中，传送部12向Y方向传送介质M，使得介质M的边缘部M1平行于Y方向。并且，沿该Y方向配置边缘检测传感器20的多个超声波收发部21。
因此，从传送部12传送的介质M相对于Y方向倾斜的情况下，各超声波收发部21分别输出不同的接收信号，可以检测到介质M的倾斜。
[第二实施例]
接下来，对第二实施例进行说明。
在如上所述的第一实施例中，根据积分时间τ期间对接收信号进行积分的积分信号，面对各超声波收发部21的边缘部M1的位置进行检测的示例。相对的，在第二实施例中，通过构成各超声波收发部21的各收发列CH检测边缘部M1的位置的点与所述第一实施例不同。
其中，在以下的说明中，已经说明的项目，标记了相同的附图标记，省略或者简化对其的说明。
图19是表示根据第二实施例的边缘检测传感器20A的概略构成的框图。
如图19所示，在本实施例中，接收电路部24A中设置有降噪滤波器241、可变增益放大器242以及接收信号采样部245。也就是说，可以不设置第一实施例中所示的信号积分部243和积分信号采样部244，简化接收电路部24A的结构。
另外，本实施例的微处理器25A可以用作参数设定部251A、扫描部255以及位置检测部254A。
参数设定部251A可以作为本发明的比率计算部而发挥功能，计算介质M位于基准位置时的接收信号和基准接收信号之间的信号强度的比率。
扫描部255依次驱动各超声波收发部21中的收发列CH。
位置检测部254A根据扫描部255的超声波的收发结果，检测面对各超声波收发部21的边缘部M1在X方向上的位置。另外，边缘部M1面对各超声波收发部21的位置中，检测介质M的位置偏差、倾斜。
接下来，关于本实施例中的打印处理进行说明。
在本实施例的边缘检测传感器20A中，在如图7所示的校正处理中，可以省略步骤S13到步骤S16的处理。
图20是根据本实施例的打印处理的流程图。
在本实施例的打印处理中，控制单元15将介质M传送到预定位置(步骤S31)。
之后，扫描部255执行超声波扫描处理(步骤S32)。也就是说，扫描部255依次驱动各超声波收发部21中的各收发列CH，分别获取由各收发列CH输出的接收信号。
接下来，位置检测部254A根据在步骤S32中得到的来自各收发列CH的接收信号，检测各超声波收发部21的边缘部M1的位置(步骤S33)。
也就是说，在X方向排列的收发列CH中，在面对介质M(被介质M覆盖)的收发列CH中，接收信号最大。另一方面，面对边缘部M1的位置的收发列CH中，部分的超声波没有被介质M反射，因此接收信号的信号强度降低。另外，在没有与介质M相对的收发列CH中，没有由介质M反射的超声波，所以输出以串扰分量和噪音分量为主的非常小的接收信号。因此，各超声波收发部21沿X方向执行超声波扫描时，位置检测部254A检测接收信号波动的位置作为面对边缘部M1的位置。
此时，可以通过校正处理计算的环境修正值R修正接收信号。在这种情况下，通过抑制环境值影响的接收信号，执行边缘部M1的位置检测。
通过以上的处理，与第一实施例相似，由于检测沿Y方向的边缘部M1的位置，位置检测部254A能够检测介质M沿X方向的平行移动以及对于Y方向的倾斜，并且计算其移动量以及倾斜量。
在步骤S33之后，位置检测部254A将检测到的介质M的位置发送至控制单元15。因此，与第一实施例的步骤S24类似，控制单元15判断介质M的位置是否合适，在步骤S24中判断为否的情况下，与步骤S25类似，输出一个警6告信号，警告介质M的位置异常。
另外，在步骤S24中判断为是的情况下，控制单元15控制打印部16，对介质M执行打印(步骤S34)。
在步骤S34中，若打印部的打印完成，则控制单元15判断打印处理是否完成(步骤S35)。在步骤S35中判断为否，且继续打印处理的情况下，返回到步骤S31，将介质M传送到下一个图像形成位置。另外，在步骤S35中，判断为是的情况下，完成打印处理。
[本实施例的作用效果]
在本实施例的超声波传感器中，超声波收发部21具有沿X方向配置的多个收发列CH(收发区域)。并且，位置检测部254A依次驱动分别多个超声波收发部21中的多个收发列CH，根据由各收发列CH分别输出的接收信号，检测边缘部M1的位置。
在这样的结构中，因为能够指定面对各收发列CH位置的边缘部M1的位置，与第一实施例类似，能够检测介质M的位置偏差和倾斜。另外，能够简化接收电路部24的电路构成，并且降低边缘检测传感器20A的成本。
[变形例]
其中，本发明不限于所述实施例，并且在实现本发明的目的范围内的变化，改良等包括在本发明中。
(变形例1)
在所述第一实施例中，参数设定部251计算环境修正值R的示例，但是也可以不计算环境修正值R。
在这种情况下，在校正处理中，在步骤S16之后，微处理器25以设定的发送周期T0驱动超声波收发部21。并且，从超声波的发送时刻开始经过时间t，在成为t＝4Nd/c的定时的信号强度设定为基准信号强度a。
(变形例2)
在所述第一实施例中，通过环境修正值R修正基准信号强度a，提高对象物的位置检测精度，但是本发明不限于此。
例如，与第二实施例类似，通过环境修正值R，可以修正由各超声波收发部21(各收发列CH)输出的接收信号，或者加算接收信号的信号强度。
(变形例3)
在所述第一实施例中，示出了各超声波收发部21分别收发频率的超声波示例，但是例如也可以是收发相同频率超声波的结构。
在这种情况下，通过错开Y方向上相邻超声波收发部21的驱动时刻，能够抑制串扰的影响。例如，使用在Y方向以奇数配置的超声波收发部21执行边缘部M1的检测之后，使用在Y方向以偶数配置的超声波收发部21执行边缘部M1的检测。
(变形例4)
在第一实施例中，使用进行超声波的发送以及接收的超声波换能器Tr,通过收发切换部22切换发送连接和接收连接，执行超声波的收发处理。另一方面，超声波收发部21可以使具备用于超声波发送的超声波换能器Tr以及用于超声波接收的超声波换能器Tr而构成。在这种情况下，可以抑制切换超声波的收发时产生的火花噪音。
另外，在第一实施例中，示出了超声波收发部21配置在相对于对象物(介质M)一侧(+Z侧)的示例，但不发明不限于此。例如，超声波收发部21可以采用发送超声波的发送单元和接收超声波的接收单元是分离的单元件，对象物夹在发送单元和接收单元之间的结构。
图21是表示变形例4的边缘检测传感器的概略结构的示意图。
在图21所示的边缘检测传感器20B(超声波传感器)中，超声波收发部21由发送超声波的发送单元21A以及接收超声波的接收单元21B构成。发送单元21A配置在介质M(对象物)的一侧(例如-Z侧)，接收单元21B配置在介质M的另一侧(例如+Z侧)，介质M配置在发送单元21A和接收单元21B之间。
在这样的边缘检测传感器20B中，接收单元21B接收从发送单元21A发送的超声波中未被介质M遮挡的超声波成分。因此，如果发送单元21A发送超声波的发送区域与介质M重叠的部分的面积变大，则来自接收单元21B的接收信号的信号强度变小。
另外，在边缘检测传感器20B中，与所述第一以及第二实施例类似，在Y方向配置多个由发送单元21A以及接收单元21B构成的超声波收发部21，因此与第一以及第二实施例类似，除了介质M的平行移动引起的位置偏差之外，可以检测介质M的倾斜。
另外，如图21所示，在夹着介质M的传送位置配置发送单元21A以及接收单元21B的情况下，作为计算环境修正值R时的介质M的基准位置，可以是在发送单元21A以及接收单元21B之间没有配置介质M的位置。也就是说，在边缘检测传感器20B中，在发送单元21A以及接收单元21B之间没有配置介质M的状态下，进行超声波的收发，从接收单元21B获得较高信号强度的接收信号，能够计算精度较高的环境修正值R。
(变形例5)
在所述实施例中，边缘检测传感器20具备沿Y方向排列的多个超声波收发部21的示例，但本发明不限于此。
图22是表示变形例5中的边缘检测传感器20C的超声波收发部的配置的图。
如图22所示，边缘检测传感器20C可以是具备在相对于Y方向倾斜的方向排列的多个超声波收发部21的结构。此时，超声波收发部21的排列方向(第一方向)与介质M的传送方向(第三方向)之间形成的角度在，通过传送部12传送介质M时的允许角度ζ以内。
在这样的边缘检测传感器20C中，介质M倾斜到传送部12允许的极限角度时，由各超声波收发部21输出相同的接收信号。另一方面，向Y方向正常传送介质M，边缘部M1与Y方向平行，来自各超声波收发部21的接收信号是不同的值。
(变形例6)
在所述第一实施例中，各超声波收发部21具备在X方向上排列的多个收发列CH，这些收发列CH是可独立驱动的结构，但是本发明不限于此。
例如，可以采用相对于1个超声波收发部21设置1个超声波换能器Tr的结构。另外，也可以采用在1个超声波收发部21中，可以设置多个超声波换能器Tr，并且，各超声波换能器Tr的第一电极212A相互连接而共用，第二电极212C也相互连接而共用的结构。即使在这种情况下，对来自各超声波收发部21的接收信号进行积分，通过监视其积分信号，能够检测介质M的位置偏差以及倾斜。
另外，如图23所示的边缘检测传感器20D，可以在X方向以及Y方向上将所述的超声波收发部21配置成二维阵列状。此时，将介质M配置在基准位置时，设置至少一个超声波收发部21被介质M覆盖，与所述第一实施例类似，能够计算精度较高的环境修正值R。
(变形例7)
在所述实施例中，通过边缘检测传感器20、20A，检测在打印机1中，向Y方向传送的介质M在-X侧的边缘部M1的示例，但是本发明不限于此。本发明的超声波装置以及超声波测量方法可以用于检测对象物的移动和位置的各种用途。例如，在工厂等的制造装置中，使工件移动到预定位置进行加工时，可以使用超声波装置等判断工件是否移动到预定位置。
(变形例8)
在所述实施例中，示出使用纸张作为介质M的示例，但是本发明不限于此。可以使用PVC以及布等各种介质。
此外，在可以实现本发明的目的的范围内，可以将实施本发明时的具体结构适当地改变为其他结构等。

Claims (4)

1.一种超声波传感器，其特征在于，具备：
多个超声波收发部，执行超声波的发送以及接收，通过接收所述超声波而输出接收信号；位置检测部，根据所述接收信号，检测面对所述超声波收发部的对象物的位置；以及信号积分部，输出如下的积分信号：对从多个超声波收发部发送所述超声波开始至由多个超声波收发部接收到预定次数的多重反射超声波为止的期间的所述接收信号进行积分而获得的积分信号，
沿第一方向配置有多个所述超声波收发部，
所述位置检测部分别在多个所述超声波收发部中，根据所述积分信号的信号强度和预定的第一基准值的大小关系来检测所述对象物的位置，并且根据所述对象物相对于各所述超声波收发部的位置来检测所述对象物的倾斜，
多个所述超声波收发部分别收发的所述超声波的频率不同，
所述超声波传感器具备比率计算部，所述比率计算部计算所述对象物位于基准位置时的所述接收信号的信号强度和预定的第二基准值之间的比率作为环境修正值，在检测所述对象物的位置时，根据所述环境修正值修正所述第一基准值。
2.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1所述的超声波传感器；以及
位置判断部，根据所述超声波传感器检测到的对象物的位置，判断所述对象物的配置是否合适。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，
所述电子设备具备：
传送部，传送外周边缘的一部分成为直线状的边缘部的所述对象物，使所述边缘部的直线方向相对于预定的第三方向在预定的允许角度内，
所述第一方向和所述第三方向形成的角度小于所述允许角度。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，
所述第一方向和所述第三方向是相同的方向。
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