JP2014131848A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷媒体の浮上りを正確に検出し、印刷媒体の被印刷面に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を効果的に抑制する。
【解決手段】光学素子５３、受光素子５４、光源５２、光源５２と被印刷面ＰＳとの間に配置される光源側開口絞り５５、および光源側開口絞り５５と被印刷面ＰＳとの間に配置されて光源側開口絞り５５を通過する光を絞る物体側開口絞り５６を有し、物体側開口絞り５６を通過する光を被印刷面ＰＳに照射するとともに被印刷面ＰＳで反射した反射光のうち拡散反射光Ｌ３を光学素子５３を通じて受光素子５４に入射させて被印刷面ＰＳの位置に関する位置情報を受光素子５４から出力する位置検出部５と、受光素子５４から出力される位置情報に基づき印刷媒体Ｐの浮上りを検出すると、キャリッジの移動を停止させるコントローラーとを備えている。
【選択図】図２

Description

この発明は、印刷手段を搭載したキャリッジを移動させて印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置に関するものである。

この種の印刷装置の代表例として、インクジェット方式の印刷装置が周知である。この印刷装置では、印刷媒体の搬送方向、いわゆる副走査方向に対して直交する主走査方向に印刷ヘッドなどの印刷手段が印刷媒体表面（被印刷面）から上方に離間した位置で移動しながらインク滴を印刷媒体表面に向けて吐出するとともに、印刷媒体が副走査方向に順次搬送される。こうして、印刷媒体に対して画像や文字等が印刷される。

この印刷装置では、印刷媒体の搬送中における搬送ずれにより当該印刷媒体にしわが発生することがある。また、印刷媒体のインク吸収や印刷媒体の加温による伸び等によって印刷媒体が波打つ、いわゆるコックリングが発生することがある。これら現象が発生すると、印刷媒体が部分的に浮上り、印刷動作中に印刷ヘッドが印刷媒体表面と擦れる、あるいは衝突することがある。

そこで、このような問題を抑制するために、例えば特許文献１に記載の装置が提案されている。この装置は、印刷媒体と印刷ヘッドとのギャップ（間隔）を検出するセンサを設け、当該センサによる検出結果が規定量から外れた場合に、印刷媒体の浮上りが発生したと判定し、キャリッジの移動を停止する。これによって、当該装置は印刷媒体表面に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を抑制している。

特開平５−２６２０１９号公報（段落［００３５］） 特開２００６−１６８１３８号公報（図１２）

ところで、印刷ヘッドの擦れや衝突を抑制するためには、印刷媒体の浮上りを検出することが重要である。そこで、従来では、印刷媒体と印刷ヘッドとのギャップを検出するために、例えば特許文献２に記載された技術が提案されている。この特許文献２に記載の装置は、印刷媒体に光を照射するとともに印刷媒体表面からの正反射光をラインセンサで受光し、当該ラインセンサからの出力に基づいて印刷ヘッドから印刷媒体までの距離、いわゆる印刷媒体距離を算出する。

しかしながら、正反射光を用いて印刷媒体距離を求めているため、被印刷面の表面状態、特に印刷媒体に浮上りが生じているか否かによって印刷媒体に傾きを生じ正反射の角度が変化してしまい、正確な印刷媒体距離を算出することが困難となる場合がある。したがって、特許文献２に記載の発明を印刷媒体の浮上りを検出する手段として特許文献１に記載の装置に適用した場合、印刷媒体表面（被印刷面）に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を回避できない、あるいは擦れや衝突が発生しない場合であってもキャリッジの移動を停止させてしまう可能性があり、擦れ等の抑制効果が十分に発揮されないおそれがある。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷媒体の浮上りを正確に検出し、印刷媒体の被印刷面に対する印刷手段の擦れや衝突を効果的に抑制することができる印刷装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる印刷装置は、印刷手段を搭載したキャリッジと印刷媒体を相対的に移動させて、印刷媒体支持部に支持された印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置であって、絞りまたはレンズで構成される光学素子、受光素子、光源、光源と印刷媒体支持部との間に配置される光源側開口絞り、および光源側開口絞りと印刷媒体支持部との間に配置されて光源側開口絞りを通過する光を絞る物体側開口絞りを有し、物体側開口絞りを通過する光を被印刷面に照射するとともに被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光を光学素子を通じて受光素子に入射させて被印刷面の位置に関する位置情報を受光素子から出力する位置検出部と、受光素子から出力される位置情報に基づき印刷媒体の浮上りを検出すると、キャリッジの移動を停止させるコントローラーとを備えることを特徴としている。

このように構成された印刷装置では、被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光が光学素子を通じて受光素子に入射する。ここで、光源から射出された光をそのまま被印刷面に照射すると、後で図面を用いて詳述するが、上記光の一部が被印刷面で正反射して光学素子を通じて受光素子に入射することがあり、これが被印刷面の位置検出精度を低下させる主要因のひとつとなることがある。これに対し、本発明では、光源から発光された光を複数の開口絞りで絞って被印刷面に照射しているため、上記のように正反射光が光学素子を通じて受光素子に入射するのが防止され、受光素子には拡散反射光のみが入射する。そのため、被印刷面までの距離を正確に検出することが可能となり、印刷媒体の被印刷面に対する印刷手段の擦れや衝突を効果的に抑制することができる。

ここで、物体側開口絞りの開口部の口径が、光源側開口絞りの開口部の口径以下となるように設定してもよく、この場合、光源側開口絞りを通過する光を物体側開口絞りで効率的に絞ることができる。

また、光源の発光部の中心と、光源側開口絞りの開口部の中心と、物体側開口絞りの開口部の中心とが第１仮想直線上に位置するように、光源、光源側開口絞りおよび物体側開口絞りを配置してもよい。これにより、上記第１仮想直線を中心に光を均等に絞ることができ、良好な光学特性が得られる。

また、光源側開口絞りおよび物体側開口絞りを鏡筒に収容するように構成してもよく、この場合、物体側開口絞りを次の位置に配置するのが望ましい。つまり、発光部の発光端と第１仮想直線を挟んで発光端の反対側に位置する光源側開口絞りの開口部の内周縁部とを結んだ第２仮想直線が鏡筒の内壁と交差する位置に、物体側開口絞りを配置すると、光源側開口絞りを通過してきた光のうち物体側開口絞りを通過しない光は鏡筒の内壁で反射することなく物体側開口絞りで遮光される。その結果、正反射光が光学素子を通じて受光素子に入射するのをさらに効果的に防止することができる。

また、印刷媒体の浮上りを正確に検出してキャリッジの移動を適切に停止させるために、例えばコントローラーが、受光素子から出力される位置情報に基づき印刷手段から被印刷面までの印刷媒体距離を求める距離導出部と、距離導出部により求められた印刷媒体距離に基づき印刷媒体の浮上りを検出する浮上り検出部と、浮上り検出部が印刷媒体の浮上りを検出したときキャリッジの移動を停止させる移動停止部とを備えるように構成してもよい。

印刷媒体の浮上検出については、次のような構成を採用してもよい。例えば、印刷媒体距離が予め設定されたしきい値よりも短いか否かに基づいて浮上り検出部が印刷媒体の浮上りを検出するように構成してもよい。これにより、印刷手段が印刷媒体に接近した時点でキャリッジの移動が停止され、印刷媒体の被印刷面に対する印刷手段の擦れや衝突が抑制される。

さらに、別の構成として、キャリッジが予め設定された距離だけ移動したと仮定したときの印刷媒体距離を浮上り検出部が求め、当該予測印刷媒体距離が予め設定されたしきい値よりも短いか否かに基づいて浮上り検出部が印刷媒体の浮上りを検出するように構成してもよい。このように印刷手段の印刷媒体への接近を予測することで、印刷手段がしきい値で示される距離にまで近接する前に、キャリッジの移動停止動作を開始することができ、印刷媒体の被印刷面に対する印刷手段の擦れや衝突の抑制をより確実なものとすることができる。なお、このような予測制御を行う場合、予測印刷媒体距離を高精度に求めるのが好適であり、例えばキャリッジの移動に伴う印刷媒体距離の変化を求め、変化に基づいて予測印刷媒体距離を求めるように構成してもよい。

本発明にかかる印刷装置の第１実施形態を示す図。 位置検出部の内部構造を示す図。 光源、開口絞りおよび鏡筒の配置関係を模式的に示す図。 印刷装置の比較例を示す図。 図１に示す印刷装置の動作を示すフローチャート。 キャリッジ位置に対する印刷媒体距離の変化の一例および印刷装置の動作を示すグラフ。 本発明にかかる印刷装置の第２実施形態の動作を示すフローチャート。 本発明にかかる印刷装置の第２実施形態の動作を示すグラフ。

図１は、本発明にかかる印刷装置の第１実施形態であるインクジェットプリンターの構成の概略を示す図である。インクジェットプリンター１は、周知の汎用コンピューターとして構成されたユーザー・パーソナルコンピュータ（以下「ユーザーＰＣ」と称する）１００から送られてきた印刷データに基づき普通紙、塗工紙、フィルムなどの印刷媒体Ｐの表面に画像や文字などを印刷する装置である。このインクジェットプリンター１は、図１に示すように、印刷媒体送りモーター２１により紙送りローラー２２を駆動することにより印刷媒体Ｐを搬送方向、つまり副走査方向Ｙに搬送する紙送り機構２と、紙送り機構２によりプラテン（印刷媒体支持部）３１上に搬送された印刷媒体Ｐの表面に印刷ヘッド３２からインク滴を吐出して印刷を行なうプリンター機構３と、インクジェットプリンター１全体をコントロールするコントローラー４とを備えている。

プリンター機構３は、メカフレーム３３の一方端（同図の右手端）に配置されたキャリッジモーター３４ａと、メカフレーム３３の他方端（同図の左手端）に配置された従動ローラー３４ｂとを有している。そして、キャリッジモーター３４ａと従動ローラー３４ｂとにキャリッジベルト３５が架設されている。このキャリッジベルト３５の一部にキャリッジ３６が連結されている。このため、コントローラー４からの動作指令に基づいてキャリッジモーター３４ａが作動すると、キャリッジ３６がキャリッジ軸３７に沿って主走査方向（同図の左右方向）Ｘに往復動する。さらに、キャリッジ３６の背面には、キャリッジ３６の移動に伴ってパルス状の信号をコントローラー４に出力するリニア式エンコーダー（図示省略）が配置されており、リニア式エンコーダーからの信号に基づいてコントローラー４は主走査方向Ｘにおけるキャリッジ３６のポジションを管理する。

キャリッジ３６には、印刷ヘッド３２、インクカートリッジ３８および位置検出部５が搭載されており、キャリッジ３６と一体的に主走査方向Ｘに移動する。インクカートリッジ３８は、溶媒としての水に着色剤としての染料または顔料を含有したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のＣＭＹＫの各色のインクを個別に収容している。そして、印刷ヘッド３２はインクカートリッジ３８からインクの供給を受けてインク滴を吐出する。なお、位置検出部５はキャリッジ３６の（＋Ｘ）方向側の側面に取り付けられ、印刷ヘッド３２からプラテン３１に支持された印刷媒体Ｐまでの距離（以下「印刷媒体距離」という）に関連する信号をコントローラー４に出力する。この位置検出部５の構成については後で詳述する。

コントローラー４は、図１に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、上記ＣＰＵ４１以外に、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）４２、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）４３、データの書込／消去可能なフラッシュメモリー４４、外部機器との情報のやり取りを行なうインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５および図示しない入出力ポートなどを備えている。ＲＡＭ４３には、印刷バッファー領域が設けられており、ユーザーＰＣ１００からインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介して送られてきた印刷データが印刷バッファー領域に記憶される。そして、ＣＰＵ４１は、印刷媒体送りモーター２１に駆動信号を出力して印刷媒体Ｐを副走査方向Ｙに順次搬送する毎に、キャリッジモーター３４ａに駆動信号を出力してキャリッジ３６を主走査方向Ｘに往復動させる。また、ＣＰＵ４１は、印刷媒体Ｐの搬送およびキャリッジ３６の往復動に対応して印刷ヘッド３２に駆動信号を与えて印刷ヘッド３２からインク滴を吐出する。これによって、印刷データに対応する画像や文字などを印刷媒体Ｐの表面、つまり被印刷面ＰＳ（図２参照）に印刷する。

このように印刷媒体Ｐへの印刷を行っている間、ＣＰＵ４１は次に説明するように構成された位置検出部５との間で種々の信号のやり取りを行い、印刷媒体距離を導出する。そして、ＣＰＵ４１は当該印刷媒体距離に基づいて被印刷面ＰＳの浮上りを検出すると、キャリッジ３６を急速停止させる。以下、位置検出部５の構成および光学的特性を図２ないし図４を参照しつつ説明した後で、上記動作について図５および図６を参照しつつ詳述する。

図２は位置検出部の内部構造を示す図である。また、図３は位置検出部を構成する光源、開口絞りおよび鏡筒の配置関係を模式的に示す図である。この位置検出部５は発光部５２１を印刷媒体Ｐの表面、つまり被印刷面ＰＳに向けて光を射出する光源５２を有し、光源５２の発光部５２１から射出される光を被印刷面ＰＳに照射する。また、位置検出部５は絞り５３および受光素子５４を有し、上記被印刷面ＰＳで反射した光のうち拡散反射光を絞り５３を介して受光素子５４の受光面５４ａに入射して主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに対して直交する高さ方向Ｚにおける印刷媒体Ｐの表面、つまり被印刷面ＰＳの位置を検出し、それに関連する位置情報を出力する。なお本実施形態では、受光面５４ａが発光部５２１から射出される光の光軸とほぼ直角となるように受光素子５４は配置されている。このため、浮上りが発生していない場合、つまり光源５２からの光が被印刷面ＰＳに照射された領域（以下「光照射領域」という）が印刷ヘッド３２から十分に離れた高さ位置に位置している場合には、受光素子５４は受光面５４ａの光源５２に近い側（−Ｘ方向側)で拡散反射光Ｌ３を受光する。これに対し、浮上りが発生すると、光照射領域が印刷ヘッド３２に近づき、それに伴って受光素子５４は受光面５４ａの光源５２より遠い側（＋Ｘ方向側)で拡散反射光Ｌ３を受光する。

このように本実施形態では、拡散反射光に基づいて被印刷面ＰＳの位置を検出している。したがって、例えば図４に示すように光源５２で発光した光をそのまま被印刷面ＰＳに照射した場合、光源５２から射出された光の一部が被印刷面ＰＳで正反射し、その正反射光Ｌ２が絞り５３を介して受光素子５４に入射して位置検出精度の低下を招くことがある。より具体的には、被印刷面ＰＳ上の画像の有無および画像濃度に応じて正反射光Ｌ２の影響が大きく相違する。例えば被印刷面ＰＳにほとんど印刷されていない状態では、比較的高い光量で拡散反射光が発生し、拡散反射光の一部である光Ｌ３が絞り５３を介して受光素子５４の位置５４Ｒに入射する。一方、図４中の１点鎖線で示すように光源５２から射出された光Ｌ１ｆが被印刷面ＰＳで正反射し、その正反射光Ｌ２が絞り５３を介して受光素子５４の位置５４Ｆに入射するものの、正反射光Ｌ２の光量は拡散反射光に比べて少なく、実質的には正反射光Ｌ２の影響を受けることなく拡散反射光Ｌ３の受光位置５４Ｒに基づき被印刷面ＰＳの位置を高精度に検出可能となっている。

この正反射光Ｌ２の光量は、被印刷面ＰＳに印刷される画像ＩＭの濃度にはほとんど影響されずほぼ一定である。これに対し、拡散反射光Ｌ３は画像ＩＭの濃度による影響を大きく受ける。つまり、画像ＩＭの濃度が増大するにしたがって拡散反射光Ｌ３の光量が減少する。そのため、画像ＩＭの濃度が増大すると、拡散反射光Ｌ３の受光位置５４Ｒのみならず正反射光Ｌ３の受光位置５４Ｆに基づき被印刷面ＰＳの位置を検出してしまう。また、画像ＩＭの濃度がさらに増大して拡散反射光Ｌ３が正反射光Ｌ２よりも大幅に光量低下すると、正反射光Ｌ３の受光位置５４Ｆに基づき被印刷面ＰＳの位置を検出してしまうことがある。したがって、拡散反射光Ｌ３により被印刷面ＰＳの位置を高精度に検出するためには、正反射光Ｌ２の影響を抑制することが非常に重要となる。

そこで、本実施形態では、光源５２とプラテン３１との間に２枚の開口絞り５５、５６を配置することで光Ｌ１ｆが被印刷面ＰＳに到達するのを防止している。より詳しくは、開口絞り５５が光源５２とプラテン３１との間に位置するように鏡筒５７内に配置されて光源５２の発光部５２１から射出される光を絞る。また、この鏡筒５７内では、開口絞り５５とプラテン３１との間に位置するように開口絞り５６が配置されている。このように開口絞り５５が光源５２に近い側に配置される一方、開口絞り５６が印刷媒体Ｐに近い側に配置されており、本実施形態では開口絞り５５が本発明の「光源側開口絞り」として機能するとともに、開口絞り５６が本発明の「物体側開口絞り」として機能する。

また、本実施形態では、物体側開口絞り５６の開口部５６１の口径を、光源側開口絞り５５の開口部５５１の口径以下に設定しており、物体側開口絞り５６が光源側開口絞り５５を通過する光をさらに絞り、被印刷面ＰＳに照射する。しかも、図３に示すように光源５２の発光部５２１の中心と、光源側開口絞り５５の開口部５５１の中心と、物体側開口絞り５６の開口部５６１の中心とが第１仮想直線ＶＬ１上に位置するように、光源５２、光源側開口絞り５５および物体側開口絞り５６が配置される。このため、２枚の開口絞り５５、５６で絞られた結果、被印刷面ＰＳでの光の光量分布は図３に示すように第１仮想直線ＶＬ１との交点を中心に同心円状となっている。つまり、光源５２からの光が被印刷面ＰＳに照射される、いわゆる光照射領域では、中心部分ＩＲａは比較的高い光量を有する一方、その中心部分ＩＲａを取り囲む周辺領域ＩＲｂは中心部分ＩＲａよりも低い光量を有する。そして、周辺領域ＩＲｂよりも外側に達しようとする光は開口絞り５５、５６のいずれかにより遮光され、周辺領域ＩＲｂよりも外側部分における光量はほぼゼロとなっている。つまり、上記したように図４で示す比較例において問題視される光Ｌ１ｆが２枚の開口絞り５５、５６のいずれかに遮光されて被印刷面ＰＳに到達するのを防止することができる。したがって、受光素子５４には拡散反射光Ｌ３のみが入射し、被印刷面までの距離を正確に検出することが可能となる。

なお本実施形態では、図３に示すように、発光部５２１の発光端５２２と第１仮想直線ＶＬ１を挟んで発光端５２２の反対側に位置する光源側開口絞り５５の開口部５５１の内周縁部とを結んだ直線ＶＬ２を「第２仮想直線」とし、この第２仮想直線ＶＬ２が鏡筒５７の内壁と交差する位置ＰＴに物体側開口絞り５６を配置している。このため、光鏡筒５７の内壁のうち光源側開口絞り５５と物体側開口絞り５６間で反射され、物体側開口絞り５６の開口部５６１を通過して迷光となるのを防止される。また、光源側開口絞り５５と物体側開口絞り５６の物体側、光源側両面と、鏡筒５７の内壁を艶消しの黒色面とすることでより迷光となるのを防止される。したがって、正反射光Ｌ２が絞り５３を通じて受光素子５４に入射するのをさらに効果的に防止することができる。

受光素子５４から出力される位置情報に基づき、コントローラー４のＣＰＵ４１がＲＯＭ４２に記憶されている処理プログラムに従って上記位置情報に基づいて印刷媒体距離を算出し、それを測定値としている（印刷媒体距離の測定）。また、ＣＰＵ４１は測定値に基づいて印刷媒体Ｐの浮上りの有無を検出するとともに、浮上り検出時にはキャリッジ３６の主走査方向Ｘの移動を停止させる。このように、本実施形態では、ＣＰＵ４１は本発明の「距離導出部」、「浮上り検出部」および「移動停止部」として機能しており、装置各部を制御して図５に示す動作を実行する。

図５は図１に示す印刷装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、印刷動作中、上記した印刷媒体距離の測定処理が繰り返して実行される（ステップＳ１）。当該測定処理の繰り返しにより、例えば図６に示すようなキャリッジ位置に対する印刷媒体距離の変化が得られる。例えば同図では、キャリッジ位置２００［ｍｍ］付近で印刷媒体Ｐの浮上りが発生して印刷媒体距離が大幅に減少して印刷媒体Ｐの被印刷面ＰＳ（図３参照）が印刷ヘッド３２と衝突する。そこで、本実施形態では、プラテン３１と印刷ヘッド３２との間隔の１０％ないし３０％程度の値を「しきい値」として設定し、測定値がしきい値以上である間（ステップＳ２で「ＮＯ」）はキャリッジ３６を主走査方向Ｘに移動させながら印刷媒体距離の測定を継続して行う。一方、測定値がしきい値未満になる（ステップＳ２で「ＹＥＳ」）と、ＣＰＵ４１からの移動停止指令に応じてキャリッジ３６の移動が強制停止される（ステップＳ３）。これによって、印刷媒体Ｐに対する印刷ヘッド３２の擦れや衝突を効果的に抑制することが可能となっている。

以上のように、第１実施形態によれば、２枚の開口絞り５５、５６を設けることで受光素子５４への正反射光Ｌ２の入射を確実に防止することができ、受光素子５４には拡散反射光Ｌ３のみが入射する。したがって、画像ＩＭが印刷されていない場合や画像ＩＭの濃度が比較的低い場合はもちろんのこと、画像ＩＭの濃度が高い場合であっても、印刷媒体Ｐの浮上りを正確に検出することができる。その結果、印刷媒体Ｐの被印刷面ＰＳへの印刷ヘッド３２の擦れや衝突を効果的に抑制することができる。

このように本実施形態では、印刷ヘッド３２が本発明の「印刷手段」の一例に相当している。また、方向Ｚにおける被印刷面ＰＳにおける光照射領域（ＩＲａ＋ＩＲｂ）の位置、つまり高さ位置が本発明の「被印刷面の位置」に相当する。さらに、絞り５３が本発明の「光学素子」の一例に相当している。

図７は本発明にかかる印刷装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートであり、図８は本発明にかかる印刷装置の第２実施形態の動作を示すグラフである。第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は印刷媒体距離の予測動作を追加した点である。すなわち、第１実施形態では、ＣＰＵ４１は、印刷媒体距離の測定毎に当該測定値がしきい値を下回ったか否かを判定することで印刷媒体Ｐの浮上りを検出している。したがって、印刷媒体距離の測定値がしきい値以上となっている間、つまりステップＳ２で「ＮＯ」と判定している間、ＣＰＵ４１は単にキャリッジ３６の移動に同期して印刷媒体距離を繰り返して測定しているに過ぎない。これに対し、第２実施形態では、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２で印刷媒体Ｐの浮上りを実際に検出する前に、印刷媒体距離を測定する毎に、当該測定値とそれ以前に測定された測定値とに基づいて印刷媒体Ｐの浮上りを予測し、キャリッジ３６の停止を行う。なお、第２実施形態では、ＲＡＭ４３は測定値をＮ個（Ｎ≧２）記憶する配列（メモリ空間）を有しており、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）方式で測定値の書き換えを行い、ＣＰＵ４１は当該配列に記憶される測定値に基づき以下のようにして装置各部を制御する。以下、図７および図８を参照しつつ予測動作について詳述する。

印刷動作中、上記した印刷媒体距離の測定処理が繰り返して実行される（ステップＳ１）。そして、印刷媒体距離を測定する毎に、ＣＰＵ４１は、測定値がしきい値を下回ったか否かを判定し（ステップＳ２）、当該ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判定すると、第１実施形態と同様にキャリッジ３６の移動を強制停止させる（ステップＳ３）。

一方、当該ステップＳ２で「ＮＯ」と判定すると、ＣＰＵ４１は印刷媒体距離の測定値をＲＡＭ４３の配列に新たに追加する（ステップＳ４）。なお、測定値の追加に対応して配列に記憶されていた測定値のうち最も古い測定値はＲＡＭ４３から削除される。こうして、印刷媒体距離の測定をＮ回実行した後においては、最新のＮ個の測定値がＲＡＭ４３の配列に記憶されている。

次のステップＳ５で、最新の測定値が予測計算距離を下回ったか否かをＣＰＵ４１は判定する。この「予測計算距離」は印刷媒体距離の予測動作の実行基準となるものであり、予測計算距離を設定することで無駄な予測計算（ステップＳ６、Ｓ７）を省いている。つまり、印刷媒体距離が十分に大きく、浮上りの発生確率が低い間（ステップＳ５で「ＮＯ」）、次に説明する予測計算処理（ステップＳ６、Ｓ７）を行うことなく、ステップＳ１に戻って印刷媒体距離の測定を実行する。なお、本実施形態では、図８に示すように予測計算距離をプラテン３１と印刷ヘッド３２との間隔の４０％程度の値に設定しているが、しきい値より大きい値であれば、予測計算距離の設定値は任意であるが、無駄な予測計算（ステップＳ６、Ｓ７）を省くという観点からすれば、５０％未満を上限とするのが好適である。

一方、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定すると、ＲＡＭ４３の配列からはN個の測定値を読み出し、それらに基づいてキャリッジ位置に対する印刷媒体距離の関係式を予測計算式として導出する（ステップＳ６）。本実施形態では、図８の点線で示すように、最小二乗法により求めた一次関数式を予測計算式としている。もちろん、予測計算式はこれに限定されるものではなく、外挿法（あるいは補外法ともいう）に適した計算式を求めればよい。

次のステップＳ７でＣＰＵ４１は測定時点でのキャリッジ位置よりも先の位置、例えば５［ｍｍ］先のキャリッジ位置での印刷媒体距離（以下「予測距離」という）を予測計算式に基づいて算出する。そして、予測距離がしきい値以上である間（ステップＳ８で「ＮＯ」）はＣＰＵ４１はステップＳ１に戻ってキャリッジ３６を主走査方向Ｘに移動させながら印刷媒体距離の測定を継続して行う。一方、予測距離がしきい値未満になる（ステップＳ８で「ＹＥＳ」）と、ＣＰＵ４１はキャリッジ３６の移動を強制停止させる（ステップＳ３）。

以上のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様にして印刷媒体Ｐの浮上りを検出しているので、第１実施形態と同様に作用効果が得られる。また、第２実施形態においては印刷媒体距離の変化を予測して浮上りを検出しており、第１実施形態に比べて早期に印刷媒体Ｐの浮上りを検出することができる。このため、第２実施形態は第１実施形態の作用効果をさらに補強することができる。つまり、第２実施形態によれば、予測検出を行うことで余裕を持ってキャリッジ３６を強制停止させることができ、被印刷面ＰＳへの印刷ヘッド３２の擦れや衝突を抑制する効果をさらに高めることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、２枚の開口絞り５５、５６によって正反射光Ｌ２が受光素子５４に入射するのを防止しているが、開口絞りの枚数はこれに限定されるものではなく、例えば３枚以上の開口絞りを設けてもよい。なお、この場合においても第１実施形態と同様に、物体側開口絞りについては位置ＰＴに配置するのが好適である。

また、上記実施形態では、拡散反射光Ｌ３が絞り５３を通じて受光素子５４の受光面５４ａに入射するように構成しているが、絞り５３の代わりにレンズを用いてもよく、この場合、レンズが本発明の「光学素子」として機能する。

また、上記実施形態では、キャリッジ３６の（＋Ｘ）方向側に位置検出部５を取り付けているが、当該位置検出部５に代えて、位置検出部をキャリッジ３６の（−Ｘ）方向側に取り付けてもよい。また、（＋Ｘ）方向側および（−Ｘ）方向側に位置検出部５を取り付けてもよく、この場合、キャリッジ３６が（＋Ｘ）方向に移動する間に（＋Ｘ）方向側の位置検出部５により印刷媒体Ｐの浮上りを検出する一方、キャリッジ３６が（−Ｘ）方向に移動する間に（−Ｘ）方向側の位置検出部５により印刷媒体Ｐの浮上りを検出するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、図２に示すように受光面５４ａが発光部５２１から射出される光の光軸とほぼ直角となるように受光素子５４が配置されているが、受光素子５４の配置態様はこれに限定されるものではなく、例えば受光面５４ａが発光部５２１から射出される光の光軸とほぼ平行となるように受光素子５４を配置してもよい。この場合、浮上りが発生していない場合、つまり光照射領域が印刷ヘッド３２から十分に離れた高さ位置に位置している場合には、受光素子５４は受光面５４ａの被印刷面ＰＳから離れた側で拡散反射光Ｌ３を受光する。これに対し、浮上りが発生すると、光照射領域が印刷ヘッド３２に近づき、それに伴って受光素子５４は受光面５４ａの被印刷面ＰＳに近い側で拡散反射光Ｌ３を受光する。

さらに、上記実施形態に限らず、キャリッジ３６を主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに移動させることで、印刷媒体Ｐの被印刷面ＰＳに画像を形成してもよいし、印刷媒体Ｐを主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに搬送させることで、印刷媒体Ｐの被印刷面ＰＳに画像を形成してもよい。前述のいずれの形態でも、位置検出部５は、キャリッジ３６に対して、キャリッジ３６および印刷媒体Ｐの相対的な移動方向の少なくとも一方に取り付けるのが好ましく、キャリッジ３６の（＋Ｙ）方向側および（−Ｙ）方向側の少なくとも一方に位置検出部５を取り付けてもよい。

１…インクジェットプリンター（印刷装置）、 ４…コントローラー、 ５…位置検出部、 ３１…プラテン（印刷媒体支持部）、 ３２…印刷ヘッド（印刷手段）、 ３６…キャリッジ、 ４１…ＣＰＵ（距離導出部、浮上り検出部、移動停止部）、 ５２…光源、 ５３…絞り（光学素子）、 ５４…受光素子、 ５５…光源側開口絞り、 ５６…物体側開口絞り、 Ｌ２…正反射光、 Ｌ３…拡散反射光、 Ｐ…印刷媒体、 ＰＳ…被印刷面、 ＶＬ１…第１仮想直線、 ＶＬ２…第２仮想直線、 Ｘ…主走査方向

Claims (8)

1. 印刷手段を搭載したキャリッジと印刷媒体を相対的に移動させて、印刷媒体支持部に支持された前記印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置であって、
   絞りまたはレンズで構成される光学素子、受光素子、光源、前記光源と前記印刷媒体支持部との間に配置される光源側開口絞り、および前記光源側開口絞りと前記印刷媒体支持部との間に配置されて前記光源側開口絞りを通過する光を絞る物体側開口絞りを有し、前記物体側開口絞りを通過する光を前記被印刷面に照射するとともに前記被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光を前記光学素子を通じて前記受光素子に入射させて前記被印刷面の位置に関する位置情報を前記受光素子から出力する位置検出部と、
   前記受光素子から出力される位置情報に基づき前記印刷媒体の浮上りを検出すると、前記キャリッジの移動を停止させるコントローラーと
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記物体側開口絞りの開口部の口径は、前記光源側開口絞りの開口部の口径以下である印刷装置。
3. 請求項１または２に記載の印刷装置であって、
   前記光源の発光部の中心と、前記光源側開口絞りの開口部の中心と、前記物体側開口絞りの開口部の中心とが第１仮想直線上に位置するように、前記光源、前記光源側開口絞りおよび前記物体側開口絞りが配置される印刷装置。
4. 請求項３に記載の印刷装置であって、
   前記位置検出部は前記光源側開口絞りおよび前記物体側開口絞りを収容する鏡筒を有し、
   前記物体側開口絞りは、前記発光部の発光端と前記第１仮想直線を挟んで前記発光端の反対側に位置する前記光源側開口絞りの開口部の内周縁部とを結んだ第２仮想直線が前記鏡筒の内壁と交差する位置に配置される印刷装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記コントローラーは、
   前記受光素子から出力される位置情報に基づき前記印刷手段から前記被印刷面までの印刷媒体距離を求める距離導出部と、
   前記距離導出部により求められた印刷媒体距離に基づき前記印刷媒体の浮上りを検出する浮上り検出部と、
   前記浮上り検出部が前記印刷媒体の浮上りを検出したとき前記キャリッジの移動を停止させる移動停止部とを備える印刷装置。
6. 請求項５に記載の印刷装置であって、
   前記浮上り検出部は、前記印刷媒体距離が予め設定されたしきい値よりも短いか否かに基づいて前記印刷媒体の浮上りを検出する印刷装置。
7. 請求項５に記載の印刷装置であって、
   前記浮上り検出部は、前記キャリッジが予め設定された距離だけ移動したと仮定したときの印刷媒体距離を予測印刷媒体距離として求め、前記予測印刷媒体距離が予め設定されたしきい値よりも短いか否かに基づいて前記印刷媒体の浮上りを検出する印刷装置。
8. 請求項７に記載の印刷装置であって、
   前記浮上り検出部は、前記キャリッジの移動に伴う前記印刷媒体距離の変化を求め、前記変化に基づいて前記予測印刷媒体距離を求める印刷装置。

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