記録装置
【課題】コストを抑えたまま、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できる技術を提供する。
【解決手段】記録媒体と記録ヘッドとの間のインクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、センサからの出力信号に基づいて記録ヘッドと記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段とを具備する。センサは、発光素子と光を記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、受光素子により受光される反射光の受光量のピークが記録媒体と記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で発光素子からの光が記録媒体上で反射された場合に得られるように設定される。複数のペアは、発光素子と受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる発光素子と受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置される。
【解決手段】記録媒体と記録ヘッドとの間のインクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、センサからの出力信号に基づいて記録ヘッドと記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段とを具備する。センサは、発光素子と光を記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、受光素子により受光される反射光の受光量のピークが記録媒体と記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で発光素子からの光が記録媒体上で反射された場合に得られるように設定される。複数のペアは、発光素子と受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる発光素子と受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体上に画像を記録する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の記録装置（以下、記録装置と略す）では、記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出して記録を行なう。このような記録装置の高画質化を妨げる要因の１つとして、記録ヘッドと記録媒体との間の距離（以下、ヘッド−記録媒体間距離と略す）の変動が挙げられる。例えば、厚手と薄手の記録媒体では、ヘッド−記録媒体間距離が変わってくる。
【０００３】
このような事態に対処するため、特許文献１には、ヘッド−記録媒体間距離の変動に基づいてインクの吐出タイミングを制御することでインク液滴の記録媒体への着弾位置を補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３１３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録装置の高画質化のためには、ヘッド−記録媒体間距離を狭小化することが望ましい。狭小化するほど、インクの吐出距離が短くなり、インクの着弾位置の精度を向上させられるためである。
【０００６】
しかし、大判サイズの記録媒体（例えば、Ａ２以上のサイズ）に対応した記録装置では、記録媒体の平面性を確保することが困難な場合があり、このような記録媒体のサイズの大きさがヘッド−記録媒体間距離を狭小化するための障壁となることがある。
【０００７】
大判サイズに対応した記録装置では、一般に、巻き癖のあるロール紙が記録媒体として使用される。ロール紙では、温度や湿度によって巻き癖とは反対向きの反りが発生する場合もあれば、また、ロール紙がインクを吸収することで収縮が生じ、その表面にボコツキができる場合もある。
【０００８】
このような状況において、ヘッド−記録媒体間距離を狭小化しようとすると、記録ヘッドと記録媒体とが擦れてしまう恐れがある。このような擦れが生じてしまうと、記録媒体の表面をインクで汚してしまうため、記録品位を損ねてしまったり、また、記録ヘッドに物理的な損傷を与えてしまったりする。
【０００９】
ここで、ヘッド−記録媒体間距離を測定できるのであれば、記録媒体が記録ヘッドに擦れるほど浮き上がっていることを検知可能であると考えられる。しかし、記録装置に通常用いられる光学的センサを測定手段として使用する場合、以下に述べる２つの技術的な課題がある。
【００１０】
１つ目には、測定手段の測定レンジである。通常時のヘッド−記録媒体間距離を精度良く測定するには、その距離に適した光学的な構成が必要となる。記録ヘッドと記録媒体が擦れるほどの近接を検知するには、やはりその距離に適した光学的な構成が必要となり、通常時のヘッド−記録媒体間距離を測定する場合と両立することはできない。
【００１１】
２つ目には、記録媒体の反射の問題がある。光学的センサでは、記録媒体に向かって光を照射し、その反射光に応じて距離を測定する。記録媒体の反射率がその時々によって異なってくると、測定距離も影響を受ける。つまり、記録前の白紙の状態と記録後とでは反射が異なってくるため、測定された距離の精度に影響を与えてしまう。
【００１２】
そのため、測定精度を確保できるのは、記録前の白紙の状態のように状態が限定されてしまう。特に、記録媒体の端部に反りがあるか捲れたような状態では、光学的センサに対して反射面の角度も大きく変化する。
【００１３】
ここで、１つの光学的センサでこれら２つの問題を解決しようとすると、高価な変位センサが必要となってしまう。すなわち、直線性の優れたレーザや分解能に優れた受光素子の他、集光用のレンズ等が必要となる。そのため、記録装置の価格に適したセンサの搭載は実質的に不可能であり、コストの掛かる高精度な測定手段でなければ、上記問題を解決することはできない。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コストを抑えたまま、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できるようにした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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の記録素子を配列した記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を記録する記録装置であって、前記記録媒体と前記記録ヘッドとの間の前記インクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、前記センサからの出力信号に基づいて前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段とを具備し、前記センサは、光を照射する発光素子と該光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、前記受光素子により受光される前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において前記記録媒体と前記記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で前記発光素子からの光が前記記録媒体上で反射された場合に得られるように設定され、前記複数のペアは、前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように前記記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コストを抑えたまま、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる記録装置３０の外観斜視の一例を示す図。
【図２】記録ヘッド２０の構成の一例を示す図である。
【図３】近接センサ１０の構成の一例を示す図である。
【図４】第１の光学系及び第２の光学系と記録媒体２との位置関係の一例を示す図。
【図５】記録装置３０の制御系の構成の一例を示す図。
【図６】信号処理部１３の比較処理の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明においては、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。記録装置は、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであっても良いし、また、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。
【００１９】
なお、以下の説明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。更に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も問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。
【００２０】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。
【００２１】
更に、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表す。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる記録装置の外観斜視の一例を示す図である。なお、ここでは、エンジン部分の機械的な構成要素のみを示し、その他の構成要素については図示を省略する。
【００２３】
インクジェット記録装置（以下、記録装置と呼ぶ）３０は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）２０をキャリッジ１に搭載する。そして、キャリッジ１をガイドシャフト３に沿って主走査方向（矢印Ａ方向：記録媒体の搬送方向と交差する方向）に往復移動させて記録を行なう。
【００２４】
プラテン４は、記録の際に必要な記録媒体２の平面保持を行なう。記録ヘッド２０から記録媒体２に向けたインクの吐出方向は、矢印Ｃ方向（プラテン４の平面と直交する方向：インク吐出方向）となる。プラテン４の両端には、インクの予備吐孔５（５ａ、５ｂ）が設けられており、インクの予備吐孔５は、記録媒体２にインクを吐出する前に予備的に吐出されたインクを回収する。
【００２５】
また、キャリッジ１には、記録ヘッド２０の他、近接センサ１０も搭載されている。近接センサ１０は、矢印Ｃ方向に沿った記録媒体２と記録ヘッド２０との間の距離を検知する。詳細については後述するが、近接センサ１０は、記録媒体２と記録ヘッド２０との間の理想的な距離（装置設計上の距離）よりも短い測定レンジに設定されている。
【００２６】
記録媒体２は、ＬＦローラ６とピンチローラ７（７ａ〜７ｅ）とで狭持されており、ＬＦローラ６の回転により搬送される。より具体的には、記録媒体２は、記録ヘッド２０に対して矢印Ｂ方向に相対移動する。
【００２７】
ここで、記録装置３０は、記録媒体２をＬＦローラ６を用いて給紙し、記録位置まで記録媒体２を搬送する。そして、その記録位置において記録ヘッド２０から記録媒体２にインクを吐出することで記録を行なう。記録ヘッド２０による１回の記録走査が終了すると、ＬＦローラ６が回転し、記録媒体２は、記録ヘッド２０の記録幅に対応した量だけ副走査方向（矢印Ｂ方向）に搬送される。このような記録走査と搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体２に画像が記録される。
【００２８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、図１に示す記録ヘッド２０の構成について説明する。まず、図２（ａ）を用いて、矢印Ｃ方向側から見た記録ヘッド２０の構成について説明する。すなわち、記録媒体２に対して対向する位置に設けられる吐出口面の構成の一例について説明する。
【００２９】
記録ヘッド２０には、記録素子として、例えば、電気熱変換体（ヒータ）が設けられている。より具体的には、記録ヘッド２０には、複数の吐出口が配列されており、各吐出口に対応して電気熱変換体が設けられている。なお、本実施形態においては、インクの吐出方式として、ヒータを用いてインクを吐出する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、様々なインクジェット方式を採用しても良い。
【００３０】
ここで、記録ヘッド２０には、複数の記録素子が所定方向に配列されることにより記録素子列２０３（２０３ａ〜２０３ｆ）が形成されている。記録素子列２０３は、記録ヘッド２０の吐出口面上に複数設けられている。記録素子列２０３ａ〜２０３ｃは、記録素子基板２０１ａに設けられており、記録素子列２０３ｄ〜２０３ｆは、記録素子基板２０１ｂに設けられている。記録ヘッド２０に損傷を与えるのは、記録媒体２と記録素子列２０３との擦れである。
【００３１】
なお、本実施形態においては、記録素子基板２０１ａ及び記録素子基板２０１ｂと、記録素子列２０３ａ〜２０３ｆとは、同一平面上にあると見なして説明する。そのため、記録媒体２と記録素子列２０３の近接は、記録媒体２と記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの近接に置き換えて考えることができる。
【００３２】
封止剤２０２ａは、記録素子基板２０１ａの周囲を覆い、記録素子基板２０１ａの内部にインクが混入するのを防ぐ役割を果たす。また、封止剤２０２ｂは、記録素子基板２０１ｂの周囲を覆い、記録素子基板２０１ｂの内部にインクが混入するのを防ぐ役割を果たす。封止剤２０２ａ及び封止剤２０２ｂにより形成される固着部は、記録素子基板２０１ａ及び記録素子基板２０１ｂから矢印Ｃ方向に突出するように形成されている。
【００３３】
次に、図２（ｂ）を用いて、矢印Ｂ方向側から見た記録ヘッド２０の構成について説明する。
【００３４】
上述した通り、封止剤２０２ａは、記録素子基板２０１ａを覆い、封止剤２０２ｂは、記録素子基板２０１ｂを覆う。これら封止剤２０２の固着部は、それぞれ矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に沿って記録媒体側に突出するように形成されている。記録媒体２は、プラテン４に平面保持されるが、図２（ａ）で説明した通り、プラテン４から矢印Ｃ方向に浮き上がることがある。
【００３５】
その要因は様々であるが、例えば、大判サイズの記録装置では、記録媒体２として巻き癖のあるロール紙が用いられるため、当該巻き癖に起因してプラテン４から浮き上がることがある。また、ロール紙は、温度や湿度によって巻き癖とは反対向きの反りが発生する場合もあれば、ロール紙がインクを吸収することで収縮が生じて表面にボコツキができる場合もある。
【００３６】
近接センサ１０は、記録媒体２の浮き上がりに起因して記録ヘッド２０と記録媒体２とが所定距離内に近接していることを検知する。近接センサ１０が主として検知可能な距離の範囲は、光学的な機構によって決められる。近接センサ１０は、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）において記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの表面から封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部の先端までの範囲（約、０．２ｍｍ程度）を検出可能となるように測定レンジが設定されている。
【００３７】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて、近接センサ１０の概略構成について説明する。
【００３８】
近接センサ１０は、発光素子としての役割を果たす発光ダイオード１０１（１０１ａ、１０１ｂ）と、受光素子としての役割を果たすフォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）とのペアを複数有している（本実施形態においては、２組の光学系）。
【００３９】
より具体的には、発光ダイオード１０１ａ（第１の発光素子）及びフォトトランジスタ（第１の受光素子）１０２ａがペアとなり、第１の光学系（第１のペア）が形成されている。また、発光ダイオード（第２の発光素子）１０１ｂ及びフォトトランジスタ（第２の受光素子）１０２ｂがペアとなり、第２の光学系（第２のペア）が形成されている。
【００４０】
ペアとなる発光ダイオード１０１及びフォトトランジスタ１０２は、記録媒体２からの正反射光を検知するため、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に対して光軸が等角となるようにそれぞれ配置されている。すなわち、ペアとなる発光ダイオード１０１及びフォトトランジスタ１０２は、発光ダイオード１０１とフォトトランジスタ１０２とを結ぶ光軸が等角となるように配置されている。
【００４１】
絞り１０３（１０３ａ、１０３ｂ）は、発光ダイオード１０１から射出される照射光を絞り、記録媒体上に照射される光の光径を小さくする。記録媒体２上に画像が記録された状態では、照射光の反射条件は、記録媒体２上における各位置に応じて大きく変化する。また更に、照射光の反射条件は、インクが付着していない白紙の状態かインクが付着した状態かに応じて、また、付着したインクの濃淡に応じても変化する。絞り１０３を用いて照射光の光径を小さくすることで、光径によって様々な反射条件が混在することを回避することができる。
【００４２】
フォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）は、絞り１０４（１０４ａ、１０４ｂ）及びバンドパスフィルタ１０５（１０５ａ、１０５ｂ）を介して記録媒体２上からの反射光を受光する。絞り１０４（１０４ａ、１０４ｂ）は、フォトトランジスタ（１０２ａ、１０２ｂ）が受光する光の光径を絞る。より具体的には、記録媒体上からの反射光を覆い、且つ、なるべく当該反射光の光径よりも大きくならないように光を絞る。これは、記録媒体２上の反射光のうち、正反射成分以外をなるべく排除するためである。
【００４３】
バンドパスフィルタ１０５は、フォトトランジスタ１０２が受ける光の波長を制限する。バンドパスフィルタ１０５を通過する光の中心波長は、発光ダイオード１０１の中心波長に合わせて調整される。
【００４４】
ここで、発光ダイオード１０１から発せられた照射光が記録媒体上で反射され、フォトトランジスタ１０２においてその反射光の受光量のピークが検出される矢印Ｃ方向に沿った位置（ピーク位置）は、記録素子基板２０１の矢印Ｃ方向に沿った高さと一致する。すなわち、フォトトランジスタ１０２の出力信号は、矢印Ｃ方向に沿って記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの位置まで記録媒体２が浮き上がった場合にピーク値（すなわち、極大）となる。
【００４５】
ここで、第１の光学系（発光ダイオード１０１ａ、フォトトランジスタ１０２ａ）及び第２の光学系（発光ダイオード１０１ｂ及びフォトトランジスタ１０２ｂ）は、光の中心波長が互いに異なるように構成されている。これは、一方の乱反射成分が他方に与える影響を低減するためである。
【００４６】
このような構成を実現するため、本実施形態においては、第１の光学系の発光ダイオード１０１ａから出射される光を赤色（第２の光学系よりも波長の長い光）とする。また、第２の光学系の発光ダイオード１０１ｂから出射される光を緑色（第１の光学系よりも波長の短い光）とする。なお、バンドパスフィルタ１０５ａ及びバンドパスフィルタ１０５ｂを通過する光の中心波長は、それらに合わせて調整すれば良い。それぞれの光学系において使用する中心波長は、上記例示に限られず、適宜変更すれば良い。
【００４７】
また、図３（ｂ）に示すように、近接センサ１０を矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）側から見ると、第１の光学系の光軸を含む平面及び第１の光学系の光軸を含む平面は、矢印Ｃに示すインクの吐出方向と平行となることが分かる。また更に、両光学系の光軸を含む平面は、互いに直交した関係となる。
【００４８】
ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、第１の光学系及び第２の光学系と、記録媒体２との位置関係について説明する。
【００４９】
図４（ａ）の場合、記録媒体２は、矢印Ｃ方向に沿って、第１の光学系（発光ダイオード１０１ａ、フォトトランジスタ１０２ａ）のピーク位置にある。しかし、この場合、フォトトランジスタ１０２ａにおいては、記録媒体２の巻癖の影響で記録媒体２からの反射光のうち正反射成分を受光できない。すなわち、第１の光学系では、記録媒体２の近接を検知することができない。
【００５０】
ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す状態にある記録媒体２を、矢印Ｂ方向（記録媒体の搬送方向）から見た図である。図４（ｂ）を参照すると、記録媒体２は、矢印Ｃ方向に沿って、第２の光学系（発光ダイオード１０１ｂ、フォトトランジスタ１０２ｂ）のピーク位置にある。第２の光学系と記録媒体２とが図４（ｂ）に示す位置関係にある場合、ロール紙特有な巻癖があったとしても、第２の光学系のフォトトランジスタ１０２ｂは、記録媒体２からの反射光のうち正反射成分を受光することができる。そのため、記録媒体２の浮き上がりが生じている場合に、第１の光学系で近接を検知できなかったとしても、第２の光学系では、記録媒体２の近接を検知できる場合がある。これと同様に、第１の光学系で検知できて第２の光学系では検知できない場合もある。
【００５１】
このように本実施形態においては、第１の光学系と第２の光学系とにより記録媒体の近接を検知する。これにより、比較的コストを抑えながら、従来の構成よりも精度良く記録媒体の近接を検知できることになる。
【００５２】
次に、図５を用いて、記録装置３０における制御系の構成の一例について説明する。ここでは、近接センサ１０からの出力信号を処理する構成について説明する。
【００５３】
近接センサ１０には、上述した通り、第１の光学系４０ａ及び第２の光学系４０ｂが設けられている。近接センサ１０のフォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）からは、信号処理部１３に向けて出力信号がそれぞれ出力される。
【００５４】
信号処理部１３は、近接センサ１０からの出力信号を処理して、記録媒体２と記録ヘッド２０との近接を示す近接信号を出力する。信号処理部１３には、第１の比較回路１１ａと、第２の比較回路１１ｂと、論理和回路１２とが設けられる。
【００５５】
第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂは、それぞれに対して近接センサ１０から入力される出力信号が、所定の閾値を越えているか否かを比較する。より具体的には、近接センサ１０からのいずれかの出力信号が所定の閾値を越えている場合、第１の光学系４０ａ及び第２の光学系４０ｂのいずれかにおいて、記録媒体２と記録素子との近接が検知されていることを示す。
【００５６】
比較回路１１ａ及び１１ｂからの比較結果としては、近接センサ１０からのいずれかの出力信号が所定の閾値を越えている場合に「１」が出力され、そうでない場合に「０」が出力される。論理和回路１２においては、第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂからの比較結果の論理和をとり、その結果を近接信号として出力する。すなわち、論理和回路１２からは、第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂからの比較結果の少なくともいずれか一方が「１」であれば、近接していることを示す近接信号（値：１）が出力される。また、比較結果の両方の値が「０」であれば、論理和回路１２からは、近接していないことを示す近接信号（値：０）が出力される。
【００５７】
ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、信号処理部１３の第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂの比較処理の一例について説明する。
【００５８】
上述した通り、記録媒体２が、記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの矢印Ｃ方向に沿った高さと一致した場合、フォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）からの出力信号は、ピーク値となる。
【００５９】
第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂにおいては、これらフォトトランジスタ１０２からの出力信号が、閾値を越えた場合にオン（値：１）と判定する（すなわち、近接が発生したと判定する）。
【００６０】
また、記録済みの記録媒体２では、出力信号の大きさが変化する。白紙の状態では、記録媒体２における反射が強くなり出力信号が大きくなる。逆に、濃度の濃い記録が行なわれた状態では、記録媒体２における反射が弱くなり出力信号が小さくなる。
【００６１】
そのため、閾値には、状況に応じた適切な値を設定する必要がある。このような適切な閾値を設定することにより、記録の有無によらず、記録媒体２が矢印Ｃ方向に沿った所定位置に浮き上がったことを判定することができる。
【００６２】
なお、図６（ｂ）に示すように、いずれかのフォトトランジスタ１０２（この場合、１０２ｂ）のみで近接が判定される場合もある。この場合、フォトトランジスタ１０２ａでは、記録媒体２が所定以上に浮き上がっているにもかかわらず、正反射光を受光できておらず、出力信号が閾値に達していない。
【００６３】
そのため、フォトトランジスタ１０２ａからの出力信号では、記録媒体２の近接を検知できない。しかし、このような場合であっても、フォトトランジスタ１０２ｂにおいて、正反射成分を受光できているため、記録媒体２と記録ヘッド２０との近接を検知できることになる。
【００６４】
以上説明したように本実施形態によれば、記録媒体と記録ヘッドとの間の装置設計上の距離よりも短い測定レンジを有する第１の光学系と第２の光学系との２組を用いて、記録媒体と記録ヘッドとが所定距離内に近接しているか否かを検知する。
【００６５】
そのため、記録媒体の反射面の角度が１組の光学系にとって正反射成分を受光できないような場合であっても、他の組の光学系が正反射成分を受光可能となり、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できる。
【００６６】
また、第１の光学系及び第２の光学系は、第１の光学系の光軸を含む平面と、第２の光学系の光軸を含む平面とがインク吐出方向（矢印Ｃ方向：すなわち、光軸方向）から見た場合に直交するように配置されている。そのため、１組の光学系にとって記録媒体の反射面の角度が不利な状態であっても、直交する他の組の光学系が反射面の角度を検知することができる。すなわち、近接検知に際して記録媒体の反射面の角度による影響を低減できるため、近接検知を精度良く行なえることになる。また更に、ある程度の大きさを持った発光素子及び受光素子を用いる場合であっても、直交した位置関係に両光学系を配置するため、省スペース化を図れるので無理なく実装することができる。
【００６７】
また、第１の光学系と第２の光学系とにおいては、互いに中心波長の異なる光を用いるため、一方の乱反射成分が他方に与える影響を低減できる。
【００６８】
また、第１の光学系及び第２の光学系においては、受光素子（フォトトランジスタ）に入射される光の波長を制限するバンドパスフィルタが設けられているため、それぞれの光学系において互いに乱反射成分が与える影響を低減できる。
【００６９】
また、受光素子の出力信号の大きさを所定の閾値と比較する比較回路を用いて受光素子の出力信号をアナログ的に処理せず、オン／オフで処理するため、近接検知に際して反射条件の変化の影響を低減できる。
【００７０】
また更に、第１の光学系及び第２の光学系は、発光素子（発光ダイオード）、受光素子（フォトトランジスタ）、バンドパスフィルタ、及びそれらへの絞りから構成されているため、安価な構成となり、コスト面においても優れているといえる。
【００７１】
以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
【００７２】
例えば、上述した実施形態においては、反射光の受光量のピークを検出できる矢印Ｃ方向に沿った位置（ピーク位置）が、記録素子基板２０１の矢印Ｃ方向における位置と一致するように設定する場合について説明した。この場合、近接センサ１０からの出力信号がオン（値：１）であれば、記録素子に記録媒体２が接触しており、記録ヘッド２０を損傷させるような近接であると判定できる。近接が検知された場合には、例えば、記録動作を停止させて、ユーザに警告を通知するようにしても良い。
【００７３】
また、上記ピーク位置は、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に沿った封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部の先端に設定するようにしても良い。この場合、記録素子に対して記録媒体２は接触しないが、封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部に記録媒体２が接触し、記録媒体２を汚すような近接を判定することができる。近接が検知された場合には、例えば、記録動作を停止させるようにしても良いが、記録動作の停止は、ユーザの判断に委ねても良い。これにより、記録媒体に汚れが付くのを嫌うユーザの場合は、記録動作を停止でき、記録品質よりも生産性を重要視するユーザの場合は、記録動作を続行できる。
【００７４】
また、上述した実施形態においては、第１の光学系の光軸を含む平面と、第２の光学系の光軸を含む平面とが矢印Ｃ方向から見た場合に直交するように両光学系が設けられている場合について説明したが、両光学系の位置関係はこれに限られない。例えば、両光学系は、両光学系の光軸を含む平面が互いに交差（クロス）するような位置関係で配置されても良い。この場合にも、近接検知に際してある程度の精度を維持できるとともに、また、省スペースを図ることができる。
【００７５】
また、上述した実施形態においては、第１の光学系と第２の光学系との２組を用いて、近接検知を行なう場合について説明したが、これに限られず、３組以上の光学系で近接検知を行なうようにしても良い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体上に画像を記録する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の記録装置（以下、記録装置と略す）では、記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出して記録を行なう。このような記録装置の高画質化を妨げる要因の１つとして、記録ヘッドと記録媒体との間の距離（以下、ヘッド−記録媒体間距離と略す）の変動が挙げられる。例えば、厚手と薄手の記録媒体では、ヘッド−記録媒体間距離が変わってくる。
【０００３】
このような事態に対処するため、特許文献１には、ヘッド−記録媒体間距離の変動に基づいてインクの吐出タイミングを制御することでインク液滴の記録媒体への着弾位置を補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３１３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録装置の高画質化のためには、ヘッド−記録媒体間距離を狭小化することが望ましい。狭小化するほど、インクの吐出距離が短くなり、インクの着弾位置の精度を向上させられるためである。
【０００６】
しかし、大判サイズの記録媒体（例えば、Ａ２以上のサイズ）に対応した記録装置では、記録媒体の平面性を確保することが困難な場合があり、このような記録媒体のサイズの大きさがヘッド−記録媒体間距離を狭小化するための障壁となることがある。
【０００７】
大判サイズに対応した記録装置では、一般に、巻き癖のあるロール紙が記録媒体として使用される。ロール紙では、温度や湿度によって巻き癖とは反対向きの反りが発生する場合もあれば、また、ロール紙がインクを吸収することで収縮が生じ、その表面にボコツキができる場合もある。
【０００８】
このような状況において、ヘッド−記録媒体間距離を狭小化しようとすると、記録ヘッドと記録媒体とが擦れてしまう恐れがある。このような擦れが生じてしまうと、記録媒体の表面をインクで汚してしまうため、記録品位を損ねてしまったり、また、記録ヘッドに物理的な損傷を与えてしまったりする。
【０００９】
ここで、ヘッド−記録媒体間距離を測定できるのであれば、記録媒体が記録ヘッドに擦れるほど浮き上がっていることを検知可能であると考えられる。しかし、記録装置に通常用いられる光学的センサを測定手段として使用する場合、以下に述べる２つの技術的な課題がある。
【００１０】
１つ目には、測定手段の測定レンジである。通常時のヘッド−記録媒体間距離を精度良く測定するには、その距離に適した光学的な構成が必要となる。記録ヘッドと記録媒体が擦れるほどの近接を検知するには、やはりその距離に適した光学的な構成が必要となり、通常時のヘッド−記録媒体間距離を測定する場合と両立することはできない。
【００１１】
２つ目には、記録媒体の反射の問題がある。光学的センサでは、記録媒体に向かって光を照射し、その反射光に応じて距離を測定する。記録媒体の反射率がその時々によって異なってくると、測定距離も影響を受ける。つまり、記録前の白紙の状態と記録後とでは反射が異なってくるため、測定された距離の精度に影響を与えてしまう。
【００１２】
そのため、測定精度を確保できるのは、記録前の白紙の状態のように状態が限定されてしまう。特に、記録媒体の端部に反りがあるか捲れたような状態では、光学的センサに対して反射面の角度も大きく変化する。
【００１３】
ここで、１つの光学的センサでこれら２つの問題を解決しようとすると、高価な変位センサが必要となってしまう。すなわち、直線性の優れたレーザや分解能に優れた受光素子の他、集光用のレンズ等が必要となる。そのため、記録装置の価格に適したセンサの搭載は実質的に不可能であり、コストの掛かる高精度な測定手段でなければ、上記問題を解決することはできない。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コストを抑えたまま、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できるようにした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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の記録素子を配列した記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を記録する記録装置であって、前記記録媒体と前記記録ヘッドとの間の前記インクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、前記センサからの出力信号に基づいて前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段とを具備し、前記センサは、光を照射する発光素子と該光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、前記受光素子により受光される前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において前記記録媒体と前記記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で前記発光素子からの光が前記記録媒体上で反射された場合に得られるように設定され、前記複数のペアは、前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように前記記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コストを抑えたまま、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる記録装置３０の外観斜視の一例を示す図。
【図２】記録ヘッド２０の構成の一例を示す図である。
【図３】近接センサ１０の構成の一例を示す図である。
【図４】第１の光学系及び第２の光学系と記録媒体２との位置関係の一例を示す図。
【図５】記録装置３０の制御系の構成の一例を示す図。
【図６】信号処理部１３の比較処理の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明においては、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。記録装置は、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであっても良いし、また、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。
【００１９】
なお、以下の説明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。更に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も問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。
【００２０】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。
【００２１】
更に、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表す。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる記録装置の外観斜視の一例を示す図である。なお、ここでは、エンジン部分の機械的な構成要素のみを示し、その他の構成要素については図示を省略する。
【００２３】
インクジェット記録装置（以下、記録装置と呼ぶ）３０は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）２０をキャリッジ１に搭載する。そして、キャリッジ１をガイドシャフト３に沿って主走査方向（矢印Ａ方向：記録媒体の搬送方向と交差する方向）に往復移動させて記録を行なう。
【００２４】
プラテン４は、記録の際に必要な記録媒体２の平面保持を行なう。記録ヘッド２０から記録媒体２に向けたインクの吐出方向は、矢印Ｃ方向（プラテン４の平面と直交する方向：インク吐出方向）となる。プラテン４の両端には、インクの予備吐孔５（５ａ、５ｂ）が設けられており、インクの予備吐孔５は、記録媒体２にインクを吐出する前に予備的に吐出されたインクを回収する。
【００２５】
また、キャリッジ１には、記録ヘッド２０の他、近接センサ１０も搭載されている。近接センサ１０は、矢印Ｃ方向に沿った記録媒体２と記録ヘッド２０との間の距離を検知する。詳細については後述するが、近接センサ１０は、記録媒体２と記録ヘッド２０との間の理想的な距離（装置設計上の距離）よりも短い測定レンジに設定されている。
【００２６】
記録媒体２は、ＬＦローラ６とピンチローラ７（７ａ〜７ｅ）とで狭持されており、ＬＦローラ６の回転により搬送される。より具体的には、記録媒体２は、記録ヘッド２０に対して矢印Ｂ方向に相対移動する。
【００２７】
ここで、記録装置３０は、記録媒体２をＬＦローラ６を用いて給紙し、記録位置まで記録媒体２を搬送する。そして、その記録位置において記録ヘッド２０から記録媒体２にインクを吐出することで記録を行なう。記録ヘッド２０による１回の記録走査が終了すると、ＬＦローラ６が回転し、記録媒体２は、記録ヘッド２０の記録幅に対応した量だけ副走査方向（矢印Ｂ方向）に搬送される。このような記録走査と搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体２に画像が記録される。
【００２８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、図１に示す記録ヘッド２０の構成について説明する。まず、図２（ａ）を用いて、矢印Ｃ方向側から見た記録ヘッド２０の構成について説明する。すなわち、記録媒体２に対して対向する位置に設けられる吐出口面の構成の一例について説明する。
【００２９】
記録ヘッド２０には、記録素子として、例えば、電気熱変換体（ヒータ）が設けられている。より具体的には、記録ヘッド２０には、複数の吐出口が配列されており、各吐出口に対応して電気熱変換体が設けられている。なお、本実施形態においては、インクの吐出方式として、ヒータを用いてインクを吐出する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、様々なインクジェット方式を採用しても良い。
【００３０】
ここで、記録ヘッド２０には、複数の記録素子が所定方向に配列されることにより記録素子列２０３（２０３ａ〜２０３ｆ）が形成されている。記録素子列２０３は、記録ヘッド２０の吐出口面上に複数設けられている。記録素子列２０３ａ〜２０３ｃは、記録素子基板２０１ａに設けられており、記録素子列２０３ｄ〜２０３ｆは、記録素子基板２０１ｂに設けられている。記録ヘッド２０に損傷を与えるのは、記録媒体２と記録素子列２０３との擦れである。
【００３１】
なお、本実施形態においては、記録素子基板２０１ａ及び記録素子基板２０１ｂと、記録素子列２０３ａ〜２０３ｆとは、同一平面上にあると見なして説明する。そのため、記録媒体２と記録素子列２０３の近接は、記録媒体２と記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの近接に置き換えて考えることができる。
【００３２】
封止剤２０２ａは、記録素子基板２０１ａの周囲を覆い、記録素子基板２０１ａの内部にインクが混入するのを防ぐ役割を果たす。また、封止剤２０２ｂは、記録素子基板２０１ｂの周囲を覆い、記録素子基板２０１ｂの内部にインクが混入するのを防ぐ役割を果たす。封止剤２０２ａ及び封止剤２０２ｂにより形成される固着部は、記録素子基板２０１ａ及び記録素子基板２０１ｂから矢印Ｃ方向に突出するように形成されている。
【００３３】
次に、図２（ｂ）を用いて、矢印Ｂ方向側から見た記録ヘッド２０の構成について説明する。
【００３４】
上述した通り、封止剤２０２ａは、記録素子基板２０１ａを覆い、封止剤２０２ｂは、記録素子基板２０１ｂを覆う。これら封止剤２０２の固着部は、それぞれ矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に沿って記録媒体側に突出するように形成されている。記録媒体２は、プラテン４に平面保持されるが、図２（ａ）で説明した通り、プラテン４から矢印Ｃ方向に浮き上がることがある。
【００３５】
その要因は様々であるが、例えば、大判サイズの記録装置では、記録媒体２として巻き癖のあるロール紙が用いられるため、当該巻き癖に起因してプラテン４から浮き上がることがある。また、ロール紙は、温度や湿度によって巻き癖とは反対向きの反りが発生する場合もあれば、ロール紙がインクを吸収することで収縮が生じて表面にボコツキができる場合もある。
【００３６】
近接センサ１０は、記録媒体２の浮き上がりに起因して記録ヘッド２０と記録媒体２とが所定距離内に近接していることを検知する。近接センサ１０が主として検知可能な距離の範囲は、光学的な機構によって決められる。近接センサ１０は、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）において記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの表面から封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部の先端までの範囲（約、０．２ｍｍ程度）を検出可能となるように測定レンジが設定されている。
【００３７】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて、近接センサ１０の概略構成について説明する。
【００３８】
近接センサ１０は、発光素子としての役割を果たす発光ダイオード１０１（１０１ａ、１０１ｂ）と、受光素子としての役割を果たすフォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）とのペアを複数有している（本実施形態においては、２組の光学系）。
【００３９】
より具体的には、発光ダイオード１０１ａ（第１の発光素子）及びフォトトランジスタ（第１の受光素子）１０２ａがペアとなり、第１の光学系（第１のペア）が形成されている。また、発光ダイオード（第２の発光素子）１０１ｂ及びフォトトランジスタ（第２の受光素子）１０２ｂがペアとなり、第２の光学系（第２のペア）が形成されている。
【００４０】
ペアとなる発光ダイオード１０１及びフォトトランジスタ１０２は、記録媒体２からの正反射光を検知するため、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に対して光軸が等角となるようにそれぞれ配置されている。すなわち、ペアとなる発光ダイオード１０１及びフォトトランジスタ１０２は、発光ダイオード１０１とフォトトランジスタ１０２とを結ぶ光軸が等角となるように配置されている。
【００４１】
絞り１０３（１０３ａ、１０３ｂ）は、発光ダイオード１０１から射出される照射光を絞り、記録媒体上に照射される光の光径を小さくする。記録媒体２上に画像が記録された状態では、照射光の反射条件は、記録媒体２上における各位置に応じて大きく変化する。また更に、照射光の反射条件は、インクが付着していない白紙の状態かインクが付着した状態かに応じて、また、付着したインクの濃淡に応じても変化する。絞り１０３を用いて照射光の光径を小さくすることで、光径によって様々な反射条件が混在することを回避することができる。
【００４２】
フォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）は、絞り１０４（１０４ａ、１０４ｂ）及びバンドパスフィルタ１０５（１０５ａ、１０５ｂ）を介して記録媒体２上からの反射光を受光する。絞り１０４（１０４ａ、１０４ｂ）は、フォトトランジスタ（１０２ａ、１０２ｂ）が受光する光の光径を絞る。より具体的には、記録媒体上からの反射光を覆い、且つ、なるべく当該反射光の光径よりも大きくならないように光を絞る。これは、記録媒体２上の反射光のうち、正反射成分以外をなるべく排除するためである。
【００４３】
バンドパスフィルタ１０５は、フォトトランジスタ１０２が受ける光の波長を制限する。バンドパスフィルタ１０５を通過する光の中心波長は、発光ダイオード１０１の中心波長に合わせて調整される。
【００４４】
ここで、発光ダイオード１０１から発せられた照射光が記録媒体上で反射され、フォトトランジスタ１０２においてその反射光の受光量のピークが検出される矢印Ｃ方向に沿った位置（ピーク位置）は、記録素子基板２０１の矢印Ｃ方向に沿った高さと一致する。すなわち、フォトトランジスタ１０２の出力信号は、矢印Ｃ方向に沿って記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの位置まで記録媒体２が浮き上がった場合にピーク値（すなわち、極大）となる。
【００４５】
ここで、第１の光学系（発光ダイオード１０１ａ、フォトトランジスタ１０２ａ）及び第２の光学系（発光ダイオード１０１ｂ及びフォトトランジスタ１０２ｂ）は、光の中心波長が互いに異なるように構成されている。これは、一方の乱反射成分が他方に与える影響を低減するためである。
【００４６】
このような構成を実現するため、本実施形態においては、第１の光学系の発光ダイオード１０１ａから出射される光を赤色（第２の光学系よりも波長の長い光）とする。また、第２の光学系の発光ダイオード１０１ｂから出射される光を緑色（第１の光学系よりも波長の短い光）とする。なお、バンドパスフィルタ１０５ａ及びバンドパスフィルタ１０５ｂを通過する光の中心波長は、それらに合わせて調整すれば良い。それぞれの光学系において使用する中心波長は、上記例示に限られず、適宜変更すれば良い。
【００４７】
また、図３（ｂ）に示すように、近接センサ１０を矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）側から見ると、第１の光学系の光軸を含む平面及び第１の光学系の光軸を含む平面は、矢印Ｃに示すインクの吐出方向と平行となることが分かる。また更に、両光学系の光軸を含む平面は、互いに直交した関係となる。
【００４８】
ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、第１の光学系及び第２の光学系と、記録媒体２との位置関係について説明する。
【００４９】
図４（ａ）の場合、記録媒体２は、矢印Ｃ方向に沿って、第１の光学系（発光ダイオード１０１ａ、フォトトランジスタ１０２ａ）のピーク位置にある。しかし、この場合、フォトトランジスタ１０２ａにおいては、記録媒体２の巻癖の影響で記録媒体２からの反射光のうち正反射成分を受光できない。すなわち、第１の光学系では、記録媒体２の近接を検知することができない。
【００５０】
ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す状態にある記録媒体２を、矢印Ｂ方向（記録媒体の搬送方向）から見た図である。図４（ｂ）を参照すると、記録媒体２は、矢印Ｃ方向に沿って、第２の光学系（発光ダイオード１０１ｂ、フォトトランジスタ１０２ｂ）のピーク位置にある。第２の光学系と記録媒体２とが図４（ｂ）に示す位置関係にある場合、ロール紙特有な巻癖があったとしても、第２の光学系のフォトトランジスタ１０２ｂは、記録媒体２からの反射光のうち正反射成分を受光することができる。そのため、記録媒体２の浮き上がりが生じている場合に、第１の光学系で近接を検知できなかったとしても、第２の光学系では、記録媒体２の近接を検知できる場合がある。これと同様に、第１の光学系で検知できて第２の光学系では検知できない場合もある。
【００５１】
このように本実施形態においては、第１の光学系と第２の光学系とにより記録媒体の近接を検知する。これにより、比較的コストを抑えながら、従来の構成よりも精度良く記録媒体の近接を検知できることになる。
【００５２】
次に、図５を用いて、記録装置３０における制御系の構成の一例について説明する。ここでは、近接センサ１０からの出力信号を処理する構成について説明する。
【００５３】
近接センサ１０には、上述した通り、第１の光学系４０ａ及び第２の光学系４０ｂが設けられている。近接センサ１０のフォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）からは、信号処理部１３に向けて出力信号がそれぞれ出力される。
【００５４】
信号処理部１３は、近接センサ１０からの出力信号を処理して、記録媒体２と記録ヘッド２０との近接を示す近接信号を出力する。信号処理部１３には、第１の比較回路１１ａと、第２の比較回路１１ｂと、論理和回路１２とが設けられる。
【００５５】
第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂは、それぞれに対して近接センサ１０から入力される出力信号が、所定の閾値を越えているか否かを比較する。より具体的には、近接センサ１０からのいずれかの出力信号が所定の閾値を越えている場合、第１の光学系４０ａ及び第２の光学系４０ｂのいずれかにおいて、記録媒体２と記録素子との近接が検知されていることを示す。
【００５６】
比較回路１１ａ及び１１ｂからの比較結果としては、近接センサ１０からのいずれかの出力信号が所定の閾値を越えている場合に「１」が出力され、そうでない場合に「０」が出力される。論理和回路１２においては、第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂからの比較結果の論理和をとり、その結果を近接信号として出力する。すなわち、論理和回路１２からは、第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂからの比較結果の少なくともいずれか一方が「１」であれば、近接していることを示す近接信号（値：１）が出力される。また、比較結果の両方の値が「０」であれば、論理和回路１２からは、近接していないことを示す近接信号（値：０）が出力される。
【００５７】
ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、信号処理部１３の第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂの比較処理の一例について説明する。
【００５８】
上述した通り、記録媒体２が、記録素子基板２０１ａ及び２０１ｂの矢印Ｃ方向に沿った高さと一致した場合、フォトトランジスタ１０２（１０２ａ、１０２ｂ）からの出力信号は、ピーク値となる。
【００５９】
第１の比較回路１１ａ及び第２の比較回路１１ｂにおいては、これらフォトトランジスタ１０２からの出力信号が、閾値を越えた場合にオン（値：１）と判定する（すなわち、近接が発生したと判定する）。
【００６０】
また、記録済みの記録媒体２では、出力信号の大きさが変化する。白紙の状態では、記録媒体２における反射が強くなり出力信号が大きくなる。逆に、濃度の濃い記録が行なわれた状態では、記録媒体２における反射が弱くなり出力信号が小さくなる。
【００６１】
そのため、閾値には、状況に応じた適切な値を設定する必要がある。このような適切な閾値を設定することにより、記録の有無によらず、記録媒体２が矢印Ｃ方向に沿った所定位置に浮き上がったことを判定することができる。
【００６２】
なお、図６（ｂ）に示すように、いずれかのフォトトランジスタ１０２（この場合、１０２ｂ）のみで近接が判定される場合もある。この場合、フォトトランジスタ１０２ａでは、記録媒体２が所定以上に浮き上がっているにもかかわらず、正反射光を受光できておらず、出力信号が閾値に達していない。
【００６３】
そのため、フォトトランジスタ１０２ａからの出力信号では、記録媒体２の近接を検知できない。しかし、このような場合であっても、フォトトランジスタ１０２ｂにおいて、正反射成分を受光できているため、記録媒体２と記録ヘッド２０との近接を検知できることになる。
【００６４】
以上説明したように本実施形態によれば、記録媒体と記録ヘッドとの間の装置設計上の距離よりも短い測定レンジを有する第１の光学系と第２の光学系との２組を用いて、記録媒体と記録ヘッドとが所定距離内に近接しているか否かを検知する。
【００６５】
そのため、記録媒体の反射面の角度が１組の光学系にとって正反射成分を受光できないような場合であっても、他の組の光学系が正反射成分を受光可能となり、従来の構成よりも、記録ヘッドと記録媒体との近接を精度良く判定できる。
【００６６】
また、第１の光学系及び第２の光学系は、第１の光学系の光軸を含む平面と、第２の光学系の光軸を含む平面とがインク吐出方向（矢印Ｃ方向：すなわち、光軸方向）から見た場合に直交するように配置されている。そのため、１組の光学系にとって記録媒体の反射面の角度が不利な状態であっても、直交する他の組の光学系が反射面の角度を検知することができる。すなわち、近接検知に際して記録媒体の反射面の角度による影響を低減できるため、近接検知を精度良く行なえることになる。また更に、ある程度の大きさを持った発光素子及び受光素子を用いる場合であっても、直交した位置関係に両光学系を配置するため、省スペース化を図れるので無理なく実装することができる。
【００６７】
また、第１の光学系と第２の光学系とにおいては、互いに中心波長の異なる光を用いるため、一方の乱反射成分が他方に与える影響を低減できる。
【００６８】
また、第１の光学系及び第２の光学系においては、受光素子（フォトトランジスタ）に入射される光の波長を制限するバンドパスフィルタが設けられているため、それぞれの光学系において互いに乱反射成分が与える影響を低減できる。
【００６９】
また、受光素子の出力信号の大きさを所定の閾値と比較する比較回路を用いて受光素子の出力信号をアナログ的に処理せず、オン／オフで処理するため、近接検知に際して反射条件の変化の影響を低減できる。
【００７０】
また更に、第１の光学系及び第２の光学系は、発光素子（発光ダイオード）、受光素子（フォトトランジスタ）、バンドパスフィルタ、及びそれらへの絞りから構成されているため、安価な構成となり、コスト面においても優れているといえる。
【００７１】
以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
【００７２】
例えば、上述した実施形態においては、反射光の受光量のピークを検出できる矢印Ｃ方向に沿った位置（ピーク位置）が、記録素子基板２０１の矢印Ｃ方向における位置と一致するように設定する場合について説明した。この場合、近接センサ１０からの出力信号がオン（値：１）であれば、記録素子に記録媒体２が接触しており、記録ヘッド２０を損傷させるような近接であると判定できる。近接が検知された場合には、例えば、記録動作を停止させて、ユーザに警告を通知するようにしても良い。
【００７３】
また、上記ピーク位置は、矢印Ｃ方向（インクの吐出方向）に沿った封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部の先端に設定するようにしても良い。この場合、記録素子に対して記録媒体２は接触しないが、封止剤２０２ａ及び２０２ｂの固着部に記録媒体２が接触し、記録媒体２を汚すような近接を判定することができる。近接が検知された場合には、例えば、記録動作を停止させるようにしても良いが、記録動作の停止は、ユーザの判断に委ねても良い。これにより、記録媒体に汚れが付くのを嫌うユーザの場合は、記録動作を停止でき、記録品質よりも生産性を重要視するユーザの場合は、記録動作を続行できる。
【００７４】
また、上述した実施形態においては、第１の光学系の光軸を含む平面と、第２の光学系の光軸を含む平面とが矢印Ｃ方向から見た場合に直交するように両光学系が設けられている場合について説明したが、両光学系の位置関係はこれに限られない。例えば、両光学系は、両光学系の光軸を含む平面が互いに交差（クロス）するような位置関係で配置されても良い。この場合にも、近接検知に際してある程度の精度を維持できるとともに、また、省スペースを図ることができる。
【００７５】
また、上述した実施形態においては、第１の光学系と第２の光学系との２組を用いて、近接検知を行なう場合について説明したが、これに限られず、３組以上の光学系で近接検知を行なうようにしても良い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子を配列した記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を記録する記録装置であって、
前記記録媒体と前記記録ヘッドとの間の前記インクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、
前記センサからの出力信号に基づいて前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段と
を具備し、
前記センサは、
光を照射する発光素子と該光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、前記受光素子により受光される前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において前記記録媒体と前記記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で前記発光素子からの光が前記記録媒体上で反射された場合に得られるように設定され、
前記複数のペアは、
前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように前記記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置される
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記複数のペアは、２つのペアであり、
光を照射する第１の発光素子と、前記光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する第１の受光素子とを有する第１のペアと、
光を照射する第２の発光素子と、前記光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する第２の受光素子とを有する第２のペアと
を具備することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、異なる中心波長の光を出射する
ことを特徴とする請求項２記載の記録装置。
【請求項４】
前記複数の記録素子は、
前記記録ヘッドの前記吐出口面に形成される記録素子基板に配されており、
前記記録素子基板は、
前記インクの吐出方向に沿って前記記録媒体側に突出するように封止剤の固着部が形成されており、
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子により受光する前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において一致するように構成されており、
前記インクの吐出方向に沿った前記ピークの位置は、
前記インクの吐出方向に沿った記録素子基板から前記封止剤の固着部の先端までの範囲で設定される
ことを特徴とする請求項２又は３記載の記録装置。
【請求項５】
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
それぞれの光軸を含む平面が直交する位置関係となるように配される
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子へ入射する光の波長を制限するためのバンドパスフィルタ
を更に具備することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子それぞれからの出力信号と、所定の閾値とを比較し、いずれかの出力信号が前記所定の閾値を越えていれば、前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接していると判定する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項１】
複数の記録素子を配列した記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を記録する記録装置であって、
前記記録媒体と前記記録ヘッドとの間の前記インクの吐出方向に沿った距離を検知するセンサと、
前記センサからの出力信号に基づいて前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接しているか否かを判定する信号処理手段と
を具備し、
前記センサは、
光を照射する発光素子と該光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する受光素子とのペアを複数有するとともに、前記受光素子により受光される前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において前記記録媒体と前記記録ヘッドとの装置設計上の距離よりも短い距離で前記発光素子からの光が前記記録媒体上で反射された場合に得られるように設定され、
前記複数のペアは、
前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面が、他のいずれかのペアに含まれる前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光軸を含む平面と交差する位置関係を持つように前記記録ヘッドの吐出口面と平行する平面上に配置される
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記複数のペアは、２つのペアであり、
光を照射する第１の発光素子と、前記光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する第１の受光素子とを有する第１のペアと、
光を照射する第２の発光素子と、前記光を前記記録媒体に照射して得られる反射光を受光する第２の受光素子とを有する第２のペアと
を具備することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、異なる中心波長の光を出射する
ことを特徴とする請求項２記載の記録装置。
【請求項４】
前記複数の記録素子は、
前記記録ヘッドの前記吐出口面に形成される記録素子基板に配されており、
前記記録素子基板は、
前記インクの吐出方向に沿って前記記録媒体側に突出するように封止剤の固着部が形成されており、
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子により受光する前記反射光の受光量のピークが前記インクの吐出方向において一致するように構成されており、
前記インクの吐出方向に沿った前記ピークの位置は、
前記インクの吐出方向に沿った記録素子基板から前記封止剤の固着部の先端までの範囲で設定される
ことを特徴とする請求項２又は３記載の記録装置。
【請求項５】
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
それぞれの光軸を含む平面が直交する位置関係となるように配される
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記第１のペア及び前記第２のペアは、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子へ入射する光の波長を制限するためのバンドパスフィルタ
を更に具備することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子それぞれからの出力信号と、所定の閾値とを比較し、いずれかの出力信号が前記所定の閾値を越えていれば、前記記録ヘッドと前記記録媒体とが近接していると判定する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３５２１６（Ｐ２０１３−３５２１６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３２７６（Ｐ２０１１−１７３２７６）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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