JP5806577B2 - 記録装置、制御方法及び計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに代表される記録装置、及び記録装置に好適に使用される計測装置に関する。

記録媒体と記録ヘッドの距離を計測する測距用センサを搭載したインクジェットプリンタが知られている（特許文献１乃至３）。測距用センサの用途としては、例えば、レジストレーション調整値の補正がある。

インクジェットプリンタの双方向印刷と呼ばれる印刷モードでは、記録ヘッドを搭載するキャリッジの往路走行時と復路走行時の両方で印刷を行う。この場合、キャリッジの走査速度を考慮した、往路走査時と復路走査時の吐出位置の調整が必要となる。吐出位置の調整はレジストレーション調整と呼ばれる。

レジストレーション調整は、一般的に、記録媒体に専用のパターン画像を印刷することで行われる。近年のインクジェットプリンタではこのレジストレーション調整を自動的に行う機能を備えたものも少なくない。自動で行うレジストレーション調整では、印刷された専用のパターン画像をプリンタに内蔵された読み取り装置によって読み取り、最適な調整値を決定する。このようなレジストレーション調整は任意の記録媒体を用いて行うことができるため、調整結果はレジストレーション調整に用いた記録媒体に最適化される。

このため、記録媒体を異なる厚さのものに交換した場合、印刷結果にずれが生じる場合がある。これは、インクの記録媒体表面での着弾位置が、記録ヘッドと記録媒体表面との間の距離に影響されるからである。そこで、従来ではプリンタに取り付けられる記録用紙の種類が変わる度にレジストレーションを行うものがある。しかし、レジストレーションの機会が増加することは、ユーザの利便性の点で好ましくない。

そこで、上記の測距用センサによって、記録ヘッドと記録媒体との距離を計測してレジストレーション調整値を補正することが考えられる。例えば、ある１種の記録媒体にてレジストレーション調整が行われた場合に、その記録媒体と記録ヘッドとの距離を計測して、記録媒体の厚みを記録しておく。次に別の種類の記録媒体がプリンタに取り付けられた際、その記録媒体と記録ヘッドとの距離を計測して、記録媒体の厚みを算出する。そして、レジストレーション調整が行われた記録媒体との厚みの差を算出する。そして、算出した厚みの差に基づいて、レジストレーション調整値を補正する。

この補正されたレジストレーション調整値を適用することで、記録媒体の種類が異なる度にレジストレーション調整を行う必要がなくなる。記録媒体の厚みの算出に必要な時間は、レジストレーション調整の時間と比べれば極めて短い。したがって、ユーザの利便性を改善することができる。

特開２００７−６２２１９号公報 特開２００７−９３５８６号公報 特開２００７−９１４６７号公報

測距用センサは、様々な種類の記録媒体に対応するため、記録媒体上を移動可能なキャリッジに搭載されることが望ましい。しかし、キャリッジ周辺は記録ヘッドから吐出されるインクミスト（浮遊インク）が存在する。測距用センサにインクミストが付着すると、測距用センサの検出結果と、実際の距離との関係が崩れる場合がある。そのため、距離計測の精度が劣る場合がある。

本発明の目的は、記録ヘッドと記録媒体との距離計測の精度を維持することにある。

本発明によれば、記録媒体に記録を行うための記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体に対して予め定めた方向に往復移動されるキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離を計測する計測手段と、前記計測手段を前記記録媒体に対して昇降させる昇降手段と、前記計測手段の計測結果を較正するための較正値を設定する設定手段と、を備え、前記計測手段は、前記記録媒体に光を照射する発光素子と、前記発光素子が照射した光の、前記記録媒体からの反射光を受光して受光強度に応じた大きさの信号を出力する受光素子と、を備え、前記受光素子は前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離が所定の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、前記設定手段は、前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果から前記受光素子の最大出力値を特定し、該最大出力値に基づいて前記較正値を設定することを特徴とする記録装置が提供される。

本発明によれば、記録ヘッドと記録媒体との距離計測の精度を維持することができる。

本発明の一実施形態に係る記録装置の外観図。 上記記録装置の制御部のブロック図。 （ａ）及び（ｂ）は計測ユニットの説明図。 センサ回路の説明図。 （ａ）乃至（ｃ）は、センサユニットと測定面との距離によって変化する照射領域および受光領域の位置の変化を示す図。 測定面の位置と受光素子の出力値との関係を示す図。 距離参照テーブルの一例を示す図。 記録ヘッドと記録媒体の距離の計測処理例を示すフローチャート。 較正値設定処理例を示すフローチャート。 （ａ）は較正値設定処理中のセンサユニットの動作の説明図、（ｂ）は最大出力値の他の特定例を示す図。

＜装置の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係る記録装置Ａの外観図である。記録装置Ａは、不図示のホストコンピュータから画像データを受信し、シート状の記録媒体Ｐにインクを吐出して、受信した画像データの画像を記録するインクジェットプリンタである。

なお、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。また、「記録媒体」には、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含まれる。本実施形態の場合、記録媒体Ｐは紙である。

記録装置Ａはキャリッジ３を備える。キャリッジ３は無端の搬送ベルト４に連結されており、シャフト５に沿って往復移動する。図中、Ｘはシャフト５の軸方向であり主走査方向である。ＹはＸと直交し、記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）である。記録媒体Ｐは不図示の搬送ローラによってプラテン７上を搬送される。ＺはＸ及びＹと直交する方向である。図示されたＸ、Ｙ、Ｚの夫々の矢印側（終点側）を下流側、その反対側を上流側と言う場合がある。

キャリッジ３には複数種類のインクタンク６が着脱自在に搭載される。キャリッジ３には、また、記録ヘッド３が搭載されている。記録の際、プラテン７上に搬送された記録媒体Ｐ上をキャリッジ１がＸ方向に移動（走査）する。キャリッジ１の移動中に、記録ヘッド３からインク滴を吐出する。インクはインクタンク６から供給される。キャリッジ１が記録媒体Ｐの側端まで移動すると、記録媒体ＰがＹ方向に一定量搬送され、次の記録を行う領域をプラテン７上に位置させる。この動作の繰り返しにより画像が記録される。

キャリッジ３には、また、センサユニット２が設けられている。センサユニット２は光学式のセンサを備える計測ユニットであって、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離（Ｚ方向の間隔）、より具体的には記録ヘッド３のインク吐出面と記録媒体Ｐの表面との距離を計測する。本実施形態の場合、センサユニット２は、記録ヘッド３と記録媒体Ｐ（対象物体）との距離の計測だけでなく、以下の用途にも利用される多目的のセンサユニットである。

すなわち、センサユニット２は、例えば、記録媒体ＰのＸ方向の端部を端部を検出することで、記録媒体Ｐの幅を計測できる。また、記録媒体ＰのＹ方向の端部を検出することで、記録媒体Ｐの先後端を検出することができる。更に、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離から記録媒体Ｐの厚さを検出することができる。

また、記録媒体Ｐ表面の状態（平滑度や光沢度など）を検出することで、記録媒体Ｐの種類を判別することもできる。さらにまた、記録媒体Ｐに記録されたパッチ（パターン）の記録濃度を検出することもできる。検出された記録濃度により、レジストレーション調整や記録色を較正するカラーキャリブレーションなどを行うことができる。

センサユニット２は、例えば、キャリッジ１の側部に設けられている。センサユニット２は、例えば、その検出領域が記録ヘッド３のインク吐出位置よりも記録媒体Ｐの搬送方向（Ｙ方向）で上流側に配置される。また、センサユニット２は、例えば、その下面が記録ヘッド３の下面とＺ方向に同じ位置かそれよりも高い位置に配置される。センサユニット２をこのような位置に設けることにより、記録前に記録媒体Ｐの幅を検出することが可能となる。また、記録媒体Ｐを逆方向に搬送させることなく記録動作を行うことができる。センサユニット２の詳細については後述する。

図２を参照して記録装置Ａの制御部及び他の構成について説明する。図２は記録装置Ａの制御部のブロック図である。

ＣＰＵ１１は記憶部１２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサの検出結果等に基づき、記録装置Ａが備えるモータ等の制御を行う。ＣＰＵ１１と他のユニットはバス１７を介して接続されており、このバス１７を通してＣＰＵ１１から各ユニットのレジスタにデータを設定することにより、ＣＰＵ１１が記録装置Ａの全てを制御する。

記憶部１２は、例えば、ＲＯＭなどの不揮発性メモリやＲＡＭなどの揮発性のメモリで構成される。この記憶部１２は、例えば、ＣＰＵ１１が動作するために必要なプログラムを記憶する部分、通信制御回路１６を通して送られてくる画像を一時的に蓄えておく画像バッファ、およびワーク領域を有する。また、バス１７を用いて、ＣＰＵ１１の介在なしに記憶部１２から記録ヘッド３の制御回路１４に画像データを転送するダイレクトメモリアクセス機能を実現することも可能である。

センサ回路１３はセンサユニット２が備えるセンサの駆動及び検出結果である出力信号の処理等を行う。詳細は後述する。

制御回路１４は、記録ヘッド３を制御するヘッド制御回路である。制御回路１４はインク吐出信号を記録ヘッド３へ出力する。インク吐出信号はエンコーダセンサＳＲ１、ＳＲ２の出力信号から計算される、記録ヘッド３の主走査方向、副走査方向の位置から特定される画像に対応する。エンコーダセンサＳＲ１は記録媒体Ｐの搬送量を計測するセンサであり、エンコーダセンサＳＲ２は記録ヘッド３（キャリッジ１）の位置を検知するセンサである。

制御回路１５は、モータＭ１、Ｍ２の回転方向、回転速度を制御する。モータＭ１は搬送ベルト４を走行させる駆動源であり、キャリッジ１を移動させる。モータＭ２は記録媒体Ｐを副走査方向に移動させるための駆動源であり、不図示の搬送ローラを回転させて記録媒体Ｐを搬送する。

通信制御回路１６は、ＬＡＮ、ＵＳＢ等に代表される通信を制御する回路で、信号線１６ａを介して記録装置Ａのホストコンピュータから送信される画像データの通信制御を司るユニットである。画像データは、記憶部１２に格納され、ＣＰＵ１１がインク色・形成すべき解像度など記録ヘッドに対応したデータに変換する。

昇降装置１８は、センサユニット２を記録媒体Ｐに対してＺ方向に昇降させる装置である。本実施形態の場合、昇降装置１８はキャリッジ１を昇降し、これによりセンサユニット２も昇降することになる。一般に、インクジェットプリンタの分野においては、記録ヘッドから記録媒体へのインクの飛翔距離を調整すること等の目的で、キャリッジを昇降する装置を設ける場合がある。昇降装置１８もこの公知技術を利用して構成できる。

例えば、昇降装置１８は、シャフト５の端部に配設され、シャフト５をＺ方向に移動する装置として構成できる。この場合、昇降装置１８は、シャフト５をＺ方向に移動可能に案内する移動機構と、モータ等の駆動源と、駆動源の駆動力をシャフト５に伝達する伝達機構と、から構成することができる。更に、シャフト５の位置を検出するセンサを設けることもできる。また、昇降装置１８は、例えば、シャフト５をその軸線回りに回動させる装置として構成することもできる。

本実施形態では、このように、昇降装置１８によりキャリッジ１を昇降する構成を想定しているが、少なくともセンサユニット２を昇降できればよい。このため、例えば、昇降装置１８をキャリッジ１に設けてセンサユニット２を昇降する構成としてもよい。その際、センサユニット２と記録ヘッド３とを昇降する構成としてもよい。

＜センサユニット＞
次に、図３を参照してセンサユニット２について説明する。図３（ａ）はセンサユニット２の平面図（透視図）、図３（ｂ）はセンサユニット２の断面図である。センサユニット２は、記録媒体Ｐに光を照射する発光素子２０、２１と、発光素子２０、２１が照射した光の、記録媒体Ｐからの反射光を受光する受光素子２２、２３と、を備える。

本実施形態の場合、発光素子２０、２１はいずれもＬＥＤであり、受光素子２２、２３はいずれもフォトトランジスタである。本実施形態の場合、これらの素子として、全て直径が最大部分で約4mmの砲弾型素子（一般的なφ3.0〜3.1サイズの量産型タイプ）を用いた場合を想定している。

なお、砲弾型素子以外にも、チップタイプやサイドビュータイプの素子も採用可能である。また、発光素子２０、２１はＬＥＤ以外の発光素子も採用可能である。また、受光素子２２、２３はフォトトランジスタ以外の受光素子（例えばフォトダイオード）であってもよく、記録媒体Ｐからの反射光を受光して受光強度に応じた大きさの信号を出力するものであればよい。

発光素子２０は、例えば、３色ＬＥＤであり、青（発光波長約４６０〜４８０ｎｍ）、緑（約５１０〜５３０ｎｍ）、赤（約６２０〜６４０ｎｍ）の波長の光を選択的に発光可能である。発光素子２１は、例えば、単色ＬＥＤであり、赤（発光波長約６２０〜６４０ｎｍ）の波長の光を発光可能である。

発光素子２０はＸ−Ｙ平面と平行な記録媒体Ｐの表面（以下、測定面ともいう。）に対して９０度の照射角を持って配置されている。図３（ｂ）において破線で示すように、発光素子２０の照射光の光軸（以下、照射軸ともいう。）はＺ方向を向いている。照射軸は照射光の照射光の光束の中心である。

発光素子２１は測定面に対して４５度の照射角を持って配置されており、その照射軸は発光素子２０の照射軸と所定の位置で交差している。この交差する位置（基準交点）のＺ方向の位置を基準位置ＨＳとし、センサユニット２下面から基準位置ＨＳまでの距離を基準距離と呼ぶ。

発光素子２０、２１の照射光は、センサユニット２のハウジングに開口部を設けてその照射光の幅を調整することが好ましい。この開口部は、例えば、基準位置ＨＳにある測定面に直径４〜５ｍｍの照射領域が形成されるよう、形成されることが好ましい。また、開口部付近にレンズを設置して光学的な調整を行ってもよい。

受光素子２２、２３は互いにＸ、Ｚ方向にずらして配置されている。受光素子２２、２３は測定面が基準位置ＨＳにあるときに、その受光軸が発光素子２１が照射した光の反射光の中心軸と平行になる角度で配置される。受光軸とは、測定面において、受光素子２２、２３が反射光を受光可能である受光領域の中心点と受光素子２２、２３の中心とを結ぶ線を受光素子の光軸である。受光軸は、測定面で反射して、受光素子２２、２３に受光される反射光の光束の中心でもある。

本実施形態の場合、受光素子２２は、測定面が基準位置ＨＳにあるとき、その受光軸と測定面との交点の位置が、基準交点からＸ方向に−２ｍｍ、Ｚ方向に−２ｍｍ移動した位置となるように配置される。また、受光素子２３は、測定面が基準位置ＨＳにあるとき、その受光軸と測定面との交点の位置が、基準交点からＸ方向に＋２ｍｍ、Ｚ方向に＋２ｍｍ移動した位置となるように配置される。

なお、本実施形態の場合、測定面が基準位置ＨＳにあるとき、発光素子２１から照射された光の反射角は４５度であり、照射角と等しい角度で反射した反射光を特に正反射光と呼ぶ。

測定面が基準位置ＨＳにあるとき、受光素子２２、２３の各受光領域は、基準交点を挟むように形成されることが好ましい。そのため、受光素子２２、２３の間にはスペーサーを設けて、互いに受光した光が回り込まないような構造とすることが好ましい。また、受光素子２２、２３への入光範囲を制限するために、センサユニット２のハウジングに開口部を設けることが好ましい。この開口部は、測定面が基準位置ＨＳにある場合に、受光領域が直径３〜４ｍｍの範囲となるよう、形成されることが好ましい。また、開口部付近にレンズを設置して光学的な調整を行ってもよい。

＜センサ回路＞
図４はセンサ回路１３のうち、特に、センサユニット２に関わる部分を示す説明図である。ＣＰＵ１１はセンサ回路１３を介して、発光素子２０、２１のオン／オフの制御や、受光素子２２、２３の出力のサンプリング処理等を行う。

駆動回路１３１は、ＣＰＵ１１からの命令に従って発光素子２０、２１へ定電流を流し、発光させる。ＩＶ変換回路１３２は、受光素子２２、２３から電流値として出力される出力信号を電圧値に変換する。増幅回路１３３はＩＶ変換回路１３２の出力信号を、Ａ／Ｄ変換において最適なレベルまで増幅する。ＣＰＵ１１は増幅回路１３３のゲイン調整が可能となっている。

Ａ／Ｄ変換回路１３４は、増幅回路１３３で増幅されたアナログ出力信号をデジタル信号（例えば１０ｂｉｔ）に変換してＣＰＵ１３４に入力する。ＣＰＵ１１はＡ／Ｄ変換回路１３４から出力される受光素子２２、２３の出力値をサンプリングして記憶部１２に記憶する。更に、記憶部１２に記憶されたデータに基づいて、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離の演算等を行う。比較回路１３５は、受光素子２２、２３の出力を比較し、比較結果が所定の場合に割り込み信号をＣＰＵ１１に送信する。比較回路１３５は、例えば、比較結果から記録媒体Ｐの端部を検出して、割込み信号を送信する。

＜距離の計測例＞
次にセンサユニット２を用いた記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離の計測例について説明する。本実施形態の場合、発光素子２１と受光素子２２、２３とを用いて距離の計測を行う。なお、本実施形態では、２つの受光素子（２２、２３）を用いて距離を計測するが、受光素子は一つでもよい。但し、距離の計測精度の点で受光素子を２つ以上用いることが望ましい。

受光素子２２、２３の出力は、受光強度に応じた大きさとなる。つまり、受光素子２２、２３の出力は、測定面までの距離によって変化する発光素子２１の照射領域と受光素子２２、２３の受光領域とが重なる面積に関連した変化を見せる。図５（ａ）乃至（ｃ）は、センサユニット２と測定面との距離によって変化する照射領域および受光領域の位置の変化を示している。図５（ａ）乃至（ｃ）において、領域Ｒ１は発光素子２１の記録媒体Ｐ上の照射領域、領域Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ、受光素子２２、２３の記録媒体Ｐ上の受光領域を示す。また、図６は測定面の位置と受光素子２２、２３の出力との関係を示す図であり、ＯＵＴ２２は受光素子２２の出力信号の大きさを、ＯＵＴ２３は受光素子２３の出力信号の大きさを、それぞれ示している。なお、図中の受光素子２２、２３の出力はそれぞれ正規化されている。

図５（ａ）乃至（ｃ）の例は、記録媒体Ｐの表面（測定面）の位置がＺ方向に異なる場合を示している。いずれの場合も、受光領域Ｒ２、Ｒ３の中心は照射領域Ｒ１の中心を外れている。このため、受光領域が照射領域の中心を通る位置を測定するセンサ配置に比べ、本実施形態のセンサ配置は、センサから測定面までの距離のわずかな変動によって受光領域Ｒ２、Ｒ３の重なりが大きく変化する。

図５（ａ）は、測定面が基準位置ＨＳより約１ｍｍ、センサユニット２に近い位置ＨＡにある場合を示している。この場合、受光領域Ｒ３の大部分が照射領域Ｒ１と重なっている。従って、図６に示すように、このときの受光素子２３の出力値（ＯＵＴ２３）は最大となる。これに対して、受光領域Ｒ２は照射領域Ｒ１から外れているので、図６に示すように受光素子２２の出力値（ＯＵＴ２２）は低いレベルとなる。

図５（ｂ）は測定面が基準位置ＨＳにある場合を示している。この場合、受光領域Ｒ３と照射領域Ｒ１とが重なる面積が受光領域Ｒ２と照射領域Ｒ１とが重なる面積とほぼ同じとなる。従って、そのときの受光素子２２、２３からの出力値は、図６に示すようにほぼ同じとなる。

図５（ｃ）は測定面が基準位置ＨＳより約１ｍｍ、センサユニット２から遠い位置ＨＢにある場合を示している。この場合、受光領域Ｒ２の大部分が照射領域Ｒ１と重なっている。従って、図６に示すように、このときの受光素子２２からの出力値（ＯＵＴ２２）は最大となる。これに対して、受光領域Ｒ３は照射領域Ｒ１から外れているので、受光素子２３からの出力値（ＯＵＴ２３）は低いレベルとなる。

このように、測定面の位置に応じて、受光素子２２、２３の出力が変化する。これにより、センサユニット２から測定面までの距離が計測できる。センサユニット２と記録ヘッド３とは、共にキャリッジ１に搭載されている。よって、センサユニット２による測距結果により、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離が計測されることになる。センサユニット２の下面と、記録ヘッド３のインク吐出面とのＺ方向の位置が同じである場合、センサユニット２から測定面までの距離が、記録ヘッド３から測定面までの距離となる。

本実施形態の場合、受光素子２２、２３の出力値が最大となる測定面の位置が、それぞれ異なっている。つまり、第１の受光素子２２は記録ヘッド３と記録媒体Ｐの距離が第１の距離である場合に（測定面が位置ＨＢの場合に）、その出力値が最大となるように配置されている。また、第２の受光素子２３は第１の距離とは異なる第２の距離である場合に（測定面が位置ＨＡの場合に）、その出力値が最大となるように配置されている。

受光素子２２、２３の出力値が最大となる位置の間隔（位置ＨＡと位置ＨＢの差）は受光素子２２、２３のＺ方向への相対的なずれ量、測定面に対する傾き及び発光素子２１の測定面に対する傾きとによって定められる。この配置は距離の測定範囲を基準として最適化される。すなわち、本実施形態では、位置ＨＡ、ＨＢが基準位置ＨＳから約１ｍｍずれた位置にあるが、これに限られない。

本実施形態の場合、受光素子２２、２３の出力値から、以下の距離係数Ｌを求め、センサユニット２から測定面までの距離の演算を行う。距離係数Ｌは、受光素子２３の出力をＶａ、受光素子２２の出力をＶｂとしたとき、次のような式によって求められる。

距離係数Ｌ＝（Ｖｂ−Ｖａ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）
受光素子２３の出力値が最大となるとき（図６の破線ＨＡ）、距離計数Ｌの値は最小となる。一方、受光素子２２の出力値が最大となるとき（図６の破線ＨＢ）、距離計数Ｌの値は最大となる。距離計数Ｌはセンサユニット２から測定面までの距離に応じて値が変化するので、距離係数Ｌを、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離として扱うことができる。

しかし、距離係数Ｌは２つの受光素子２２、２３の出力特性の影響で距離に対してわずかに曲線的な増減を示す。そこで、距離係数Ｌから、より正確に距離を演算するために、距離参照テーブルを用意して、距離を演算することもできる。図７は距離参照テーブルの一例であり、センサユニット２から測定面までの距離と距離係数Ｌとの関係を示す。距離参照テーブルは記憶部１２に記憶しておくことができる。距離係数Ｌを算出し、算出した距離係数Ｌに基づき距離参照テーブルから得た距離を記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離として扱うことができる。

距離計数Ｌの性質上、距離の測定範囲は、図７に示すように２つの受光素子２２の最大値から受光素子２３の最大値までの範囲とすることが望ましい。この場合、距離の測定範囲は基準位置から約±１ｍｍとなる。距離係数Ｌを求めるための受光素子２２、２３の出力値はそれぞれの最大出力値によって正規化する必要があるが、最大出力値を得る方法については後述する。

次に、このような計測手法により、ＣＰＵ１１が記録ヘッド３と記録媒体Ｐの距離を計測する計測処理例について説明する。図８はそのフローチャートである。なお、本実施形態では、昇降装置１８によりキャリッジ１（センサユニット２）を昇降可能となっている。記録ヘッド３と記録媒体Ｐの距離の計測は、キャリッジ１を予め定めた初期位置に位置させた状態で行う。

まず、センサユニット２の計測位置が記録媒体Ｐ上に位置するようにキャリッジ１の移動及び記録媒体Ｐの搬送を行う（Ｓ１）。キャリッジ１の移動及び記録媒体Ｐの搬送が完了したら、発光素子２１を点灯させ、受光素子２２、２３の出力値を取得する（Ｓ２）。続いて、Ｓ２で取得した出力値から距離係数Ｌを算出する（Ｓ３）。続いて、記憶部１２から距離参照テーブルを読み出す（Ｓ４）。最後に、Ｓ３で算出した距離係数ＬとＳ４で読みだした距離参照テーブルから、距離を決定する。以上により一単位の処理が終了する。距離の計測結果は、記録媒体Ｐの厚さの特定に利用できる。例えば、プラテン７を測定面としたときの距離と記録媒体Ｐを測定面としたときの距離との差を求めることで記録媒体Ｐの厚さが求められる。

＜受光素子の出力値の較正例＞
上記のとおり、本実施形態の場合、記録ヘッド３と記録媒体Ｐの距離の計測は、２つの受光素子２２、２３の出力比が用いられる。受光素子２２、２３の出力特性に変化が無ければ、受光素子２２、２３の比は常に一定となるため、安定した距離の測定ができることになる。

しかし、センサユニット２には記録動作の過程で発生したインクミストが付着する可能性がある。インクミストがセンサユニット２の受光素子２２、２３に付着した場合、発光素子２１から照射された光の反射光の一部を付着したインクミストが吸収してしまうため、受光素子２２、２３の出力が低下する。この低下量が２つの受光素子の間で異なると、出力比も変化してしまうため、距離計数Ｌの算出結果と、実際の距離とにずれが生じる。そこで、本実施形態では受光素子２２、２３の出力値の較正値を予め設定し、図８のＳ３で距離係数Ｌを算出する際、受光素子２２、２３の出力値の較正（補正）を行う。

較正値は、受光素子２２、２３の最大出力値に基づき設定する。インクミストが受光素子２２、２３に付着した場合、受光素子２２、２３の最大出力値が下がる。例えば、測定面が位置ＨＡにある場合、受光素子２３の出力値は図６で示した最大値に達しなくなる。そこで、現在の受光素子２２、２３の最大出力値を特定できれば、出力値の較正が可能となる。

本実施形態では、昇降装置１８を利用してセンサユニット２をＺ方向に移動させ、その際の受光素子２２、２３の出力結果から、各最大出力値を特定する。そして、特定した最大出力値に基づいて較正値を設定する。

図９はＣＰＵ１１が実行する較正値設定処理例を示すフローチャートである。本処理は、例えば、給紙動作時に行うことが望ましい。給紙動作時とは、例えば、記録媒体Ｐが新規に取り付けられた場合や、交換された場合等である。

Ｓ１１では、センサユニット２の計測位置が記録媒体Ｐ上に位置するようにキャリッジ１の移動及び記録媒体Ｐの搬送を行う。Ｓ１２では、昇降装置１８によりキャリッジ１のＺ方向の位置を変更し、その後、発光素子２１を点灯させる。キャリッジ１のＺ方向の位置の変更とは、すなわち、センサユニット２の位置の変更である。

キャリッジ１はその初期位置よりも記録媒体Ｐ側の降下位置と、初期位置よりも記録媒体Ｐから離れる上昇位置と、の間で昇降装置１８により移動される。本実施形態の場合、Ｓ１２では、キャリッジ１を降下位置に移動させ、その後上昇させる。しかし、Ｓ１２でキャリッジ１を上昇位置に移動させ、その後降下させてもよい。

Ｓ１３では、昇降装置１８によりキャリッジ１を降下位置から上昇位置まで上昇させながら、受光素子２２、２３の出力をサンプリングし、キャリッジ１の位置と共に記憶部１２に記憶する。キャリッジ１の上昇により、センサユニット２が移動し、その際の受光素子２２、２３の出力がサンプリングされていくことになる。

図１０（ａ）はＳ１３の処理の際のセンサユニット２の移動態様を示している。実線は、キャリッジ１が降下位置ＬＰにある場合を示し、破線はキャリッジ１が上昇位置ＨＰにある場合を示している。初期位置ＩＰは降下位置ＬＰと上昇位置ＨＰとの間にある。

センサユニット２の移動範囲、つまり、降下位置ＬＰから上昇位置ＨＰまでの移動範囲は、受光素子２２、２３の出力値が最大となる位置を含んでいる必要がある。本実施形態の場合、図５（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明した通り、受光素子２２、２３の出力値が最大となる位置ＨＡ、ＨＢは、それぞれ基準位置ＨＳから約１ｍｍの位置にある。そこで、降下位置ＬＰ及び上昇位置ＨＰは、それぞれ、初期位置ＩＰから１ｍｍ以上離れた位置とする。

図９に戻り、Ｓ１４ではＳ１３でサンプリングした受光素子２２、２３の出力結果から、受光素子２２、２３毎に、その最大値と、最大値が出力されたキャリッジ１の位置と、を特定する。受光素子２２、２３の出力結果の波形は、図６と同様のものとなる。但し、インクミストの付着が多いと、振幅が小さくなる。Ｓ１４の処理により特定した受光素子２２、２３の各最大値を、較正値を設定するための最大出力値とし、較正値を設定可能であるが、本実施形態では、更に、増幅回路１３３のゲイン調整等のため、以下の処理を行う。

Ｓ１５では、受光素子２２、２３のうちの一つを対象受光素子とし、対象受光素子が最大値を出力した位置に昇降装置１８によりキャリッジ１を移動する。キャリッジ１の移動後、対象受光素子の出力値の範囲が所定範囲の出力値となるよう増幅回路１３３のゲインを調整する。ゲインは受光素子２２、２３毎に調整可能であり、次回の較正値設定処理まで、調整した値が維持される。次に、ゲイン調整後に得られた、対象受光素子の増幅後の出力値（最大出力値）を較正値として記憶部１２に記憶する（Ｓ１６）。これにより、対象受光素子の較正値が設定されたことになる。本実施形態では出力値（最大出力値）をそのまま較正値とするが、較正方式に合わせて較正値の設定態様が定まることになる。

Ｓ１７では、全受光素子２２、２３について処理が終了したかを判定し、該当する場合は一単位の処理を終了し、該当しない場合はＳ１５へ戻る。例えば、先に受光素子２２を対象受光素子とした場合は、次に受光素子２３を対象受光素子としてＳ１５、Ｓ１６の処理を行う。

Ｓ１６で設定した較正値は、受光素子２２、２３の出力値をこの較正値で正規化するために用いることができる。例えば、図７の距離参照テーブルを作成した際（工場出荷時）の受光素子２２、２３の最大出力値をそれぞれ、Ｖ２２、Ｖ２３とし、Ｓ１６で設定した較正値をそれぞれＶ２２’、Ｖ２３’とする。図８に示した計測処理のＳ２で受光素子２２、２３の出力値をｖ２２、ｖ２３とする。なお、念のために述べると、これらの値はいずれも、Ａ／Ｄ変換回路１３４の出力値である。

較正後の値をｖ２２’、ｖ２３’とすると、それぞれ、ｖ２２’＝Ｖ２２’／Ｖ２２×ｖ２２、ｖ２３’＝Ｖ２３’／Ｖ２３×ｖ２３、となる。図８に示した計測処理のＳ３で、距離係数Ｌの演算式に代入する出力値は、較正後の値とすればよい。

以上のように較正値を設定し、距離計測時に受光素子２２、２３の出力値を較正することで、記録ヘッド３と記録媒体Ｐとの距離計測の精度を維持することができる。

一般的にインクジェットプリンタでは、装置内に取り付けられたセンサは汚れ等の影響による特性変化の可能性があるにも関わらず較正が困難であった。このようなセンサを較正するにはサービスマンによる現場での較正作業が必要になるか、ユーザーによるセンサの清掃作業もしくは部品の交換などが考えられる。また、自動的な較正をするためには規準板のような較正専用の部品などを付加させる必要があった。

本実施形態では、インクミストの付着等によって２つの受光素子２２、２３の出力特性が変化したとしても、定期的な較正値の設定によって出力値を較正することが可能である。また、その較正には昇降装置１８が必要となるが、キャリッジ１を昇降する昇降装置が既に備わっているインクジェットプリンタであれば、コストアップを招かない。

また、較正専用の部品を付加させる較正においては、その部品の汚れに対する影響なども考慮する必要があるが、本実施形態の較正方法では記録媒体Ｐ上にて較正動作をおこなうため、汚れの影響を気にしなくてもよい。

なお、本実施形態では、較正値を、各受光素子２２、２３毎に、ゲイン調整後に得られた対象受光素子の出力値（Ｓ１６）としたが、これに限られない。例えば、ゲイン調整後に得られた各受光素子２２、２３の出力値の比（出力比）を較正値としてもよい。そして、距離係数Ｌを算出する際に、出力比で較正しても同様の結果を得ることができる。

また、本実施形態では、Ｓ１４において、Ｓ１３でサンプリングした受光素子２２、２３の出力結果の中の最大値を最大出力値として特定したが最大出力値の特定方法はこれに限られない。例えば、Ｓ１３でサンプリングした受光素子２２、２３の出力結果から推定してもよい。

例えば、図１０（ｂ）において、黒点で示す出力結果が得られた場合に、破線で示すように、受光素子の出力特性を示す近似曲線を求める。そして、この近似曲線上の最大値を最大出力値として特定する。このような方法を用いれば、例えば、昇降装置１８によるキャリッジ１の移動が、０．１ｍｍ間隔といった比較的粗い間隔でしか行えない構成であってもより精度の高い較正を行うことが可能となる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、記録媒体Ｐを対象物体として、センサユニット（計測ユニット）２を、記録媒体Ｐとの間の距離を計測するために用い、また、その計測結果の較正値を設定する例について説明した。しかし、本発明は他の物体を対象とした距離の計測及びその計測結果の較正値の設定を行う各種の計測装置に適用可能である。

Claims (7)

1. 記録媒体に記録を行うための記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体に対して予め定めた方向に往復移動されるキャリッジと、
   前記キャリッジに設けられ、前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離を計測する計測手段と、
   前記計測手段を前記記録媒体に対して昇降させる昇降手段と、
   前記計測手段の計測結果を較正するための較正値を設定する設定手段と、を備え、
   前記計測手段は、
   前記記録媒体に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子が照射した光の、前記記録媒体からの反射光を受光して受光強度に応じた大きさの信号を出力する受光素子と、を備え、
   前記受光素子は前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離が所定の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、
   前記設定手段は、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果から前記受光素子の最大出力値を特定し、該最大出力値に基づいて前記較正値を設定することを特徴とする記録装置。
2. 前記設定手段は、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果の中の最大値を前記最大出力値として特定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記設定手段は、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果から推定して前記最大出力値を特定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記受光素子として、第１の受光素子と第２の受光素子とを備え、
   前記第１の受光素子は前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離が第１の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、
   前記第２の受光素子は前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、
   前記設定手段は、
   前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子について、それぞれ前記最大出力値を特定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 前記受光素子が出力する信号を増幅する増幅回路を備え、
   前記設定手段は、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の増幅後の出力結果の中の最大値となった位置を特定し、
   特定した位置に前記計測手段を再び移動させ、前記増幅回路のゲインを調整し、調整後に前記増幅回路から出力される、前記受光素子の増幅後の出力値を前記最大出力値として特定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
6. 記録装置の制御方法であって、
   前記記録装置が、
   記録媒体に記録を行うための記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体に対して予め定めた方向に往復移動されるキャリッジと、
   前記キャリッジに設けられ、前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離を計測する計測手段と、
   前記計測手段を前記記録媒体に対して昇降させる昇降手段と、を備え、
   前記計測手段は、
   前記記録媒体に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子が照射した光の、前記記録媒体からの反射光を受光して受光強度に応じた大きさの信号を出力する受光素子と、を備え、
   前記受光素子は前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離が所定の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、
   前記制御方法は、
   前記計測手段の計測結果を較正して前記記録ヘッドと前記記録媒体との距離を演算する工程と、
   前記較正のための較正値を設定する設定工程と、を含み、
   前記設定工程では、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果から前記受光素子の最大出力値を特定し、該最大出力値に基づいて前記較正値を設定することを特徴とする制御方法。
7. 物体との間の距離を計測するための計測手段と、
   前記計測手段を前記物体に対して昇降させる昇降手段と、
   前記計測手段の計測結果を較正するための較正値を設定する設定手段と、を備え、
   前記計測手段は、
   前記物体に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子が照射した光の、前記物体からの反射光を受光して受光強度に応じた大きさの信号を出力する受光素子と、を備え、
   前記受光素子は前記計測手段と前記物体との間が所定の距離である場合に、その出力値が最大となるように配置され、
   前記設定手段は、
   前記昇降手段により前記計測手段を移動させ、その際の前記受光素子の出力結果から前記受光素子の最大出力値を特定し、該最大出力値に基づいて前記較正値を設定することを特徴とする計測装置。

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