JP2007169037A - 被記録媒体種類判別装置を備えた印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような場合でも、正確に安定して被記録媒体の種類を判別でき、大きさやコスト的にも有利な被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供する。
【解決手段】 被記録媒体種類検出装置の照明手段に紫外領域光を含む可視光を用い、拡散光を受光する拡散光受光部２ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、１ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有する様に構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被記録媒体種類判別装置を備えた印刷装置に関するものである。

従来から記録用紙などの被記録媒体にインクで記録を行うプリンタや印刷機等の機器が一般に普及している。

近年、被記録媒体の種類は市場の要求及び記録機器の発達とともに多様化し、用紙表面にインク受容層を設けて画質向上を実現した記録用紙やハガキ等の厚紙、あるいはプリンタで記録可能な布地など多種多様な被記録媒体が実用化されている。

これら多様な被記録媒体に対応した機器として代表的なものにインクジェットプリンタがある。

インクジェットプリンタにおいては、被記録媒体の種類によって吐出したインクの媒体上でのにじみ具合や発色の状態が異なる。したがって最良の画質を得るため、媒体に応じたインク吐出量やインクの吐出数を設定しており、ホストコンピュータあるいはプリンタの指示手段からユーザが媒体種類を指示することによりこの設定を行っている。

被記録媒体の種類増加とともにこの指示の選択肢は増え、ユーザに操作上の煩雑さを与えている。また、間違った指示をしてもプリンタからユーザに警告することが出来ないため、高画質で出力できる専用紙を用いたにもかかわらず、画質の劣った記録物を出力してしまうこともありえる。

また、ネットワークプリンタ等でユーザの近くにプリンタがない場合、被記録媒体収納部にどのような種類の記録媒体が収納されているか確認するためにプリンタ存在位置までわざわざ行った後、媒体種類を指示する必要がある。このような場合、非常に非効率的である。

このような欠点を解決するため、被記録媒体の種類を検出する考案がなされており、代表的なものは、特許文献１にあるように被記録媒体表面の反射率の差異を測定し、しきい値法によって種別を判定する方法である。

しかし、この判別方法では、普通紙とＯＨＰ用シートあるいは光沢紙との判別は出来るが、普通紙とコート紙の判別や、光沢紙グループ内の詳細判別のように反射率の差異が少ない場合には正確な判別は困難であった。具体的には、反射率の差異が非常に少ない場合には、測定値がオーバーラップすることもあったりするので、正確な判別は困難である。

そこで、被記録媒体の種類をもっと詳細に判別するための考案がなされている。代表的なものは、特許文献２にあるように蛍光現象を励起させる波長帯域を含む光ビームを用いて被記録媒体表面の蛍光強度特性を判定し、その判定結果を追加することで被記録媒体種類の判別精度を上げる方法がある。特許文献３にあるように紫外線領域に含まれる短波長光と可視光領域または赤外線領域に含まれる長波長光を被記録媒体に照射し、それぞれの照射光について得られる吸光度差に基づいて被記録媒体の判別を行う方法である。ここで吸光度差とは、照射光の強度と紙葉を透過または反射した光の強度との比を意味するものとする。
特開平２−１３８８０５号公報 特開２００２−１６７０８２号公報 特開２００３−３１５２６０号公報

しかしながら、特許文献２に記載された方法では、詳細判別のために複数の発光部若しくは光学フィルタの切り替え等が発生し、複雑な発光部の駆動回路が複数必要になり、大きさやコストの面で不都合を感じることがあった。さらに、複数発光部の劣化や温度特性のバランス維持が必要になったりして、コストの面で不都合を感じることがあった。

特許文献３に記載された方法でも、上記特許文献２に記載された方法と同じく、複数の発光部若しくは光学フィルタの切り替え等が発生するため、大きさやコストの面でも不都合を感じることがあった。また、受光部が一つしかないため、出力データがミストや紙粉といった汚れや温度変化、素子の寿命等による光量や感度の変化に対応できず、判別性能が不安定になったりして不都合を感じることがあった。

本発明は、普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような被記録媒体の種類判別が正確に安定してでき、大きさやコスト的にも有利な被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、被記録媒体の種類を判別する被記録媒体種類判別装置において、前記被記録媒体に対して紫外光を含む可視光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射された光が前記被記録媒体の表面で正反射した反射光を受光する正反射光受光手段と、前記照射手段により照射された光が前記被記録媒体の表面で拡散反射した反射光を受光する複数の拡散反射光受光手段と、前記正反射光受光手段と前記複数の拡散反射光受光手段から得られる反射光量に基づいて前記被記録媒体の種類を判別する判別手段と、を有し、前記複数の拡散反射光受光手段のうち少なくとも一つの拡散反射光受光手段は、所定の波長域の光線を遮断するフィルタにより、受光する波長域を制限することを特徴とする。

本発明によると、印刷される被記録媒体を複数枚収納可能な被記録媒体収納部と、この被記録媒体収納部から１枚ずつ被記録媒体を給送する給送手段と、照明手段に紫外領域光を含む可視光を用い、拡散光を受光する拡散光受光部２ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、１ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有する様に構成したことにより、普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような場合でも、正確に安定して被記録媒体の種類を判別でき、大きさやコスト的にも有利な被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供することが出来る。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の符号を付したものは、同様の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。

＜実施の形態１＞
図１Ａに、本発明に係る被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置１の斜視図を示す。ここで、２は被記録媒体収納部、３は被記録媒体収納部２に収納されている被記録媒体である。

図１は、被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置１の縦断面図である。

この図を用いて印刷を行う場合を説明する。まず被記録媒体種類検出ユニット４により被記録媒体収納部２上で一番上にある被記録媒体３の種類を判別し、最適の印刷が出来る条件を整えておく。次に印刷の指示が出た時点で被記録媒体収納部２に収納されている被記録媒体３は、給紙ローラ（不図示）の回転により被記録媒体収納部２から一枚ずつ給紙口２１から搬送ローラ２２、２３間のニップ部に挿通される。被記録媒体３は印刷が行われる位置まで搬送された後、キャリッジ（不図示）上のプリントヘッド２４による印刷が被記録媒体３の行送りとともに続けられて排紙ローラ２５と押さえ部である拍車２６を経てＺ方向に排出される。

ここで、被記録媒体種類検出ユニット４は支持部材５に取り付けられている。この支持部材は、印刷装置１のシャーシ（不図示）に点Ｐで回転可能に取り付けられ、バネ（不図示）によりＡ方向に付勢されている。また、支持部材５と被記録媒体種類検出ユニット４の間には、被記録媒体３の残量の違いに対応して被記録媒体種類検出ユニット４の位置を調節するバネ６がある。このバネ６により被記録媒体収納部２上で一番上にある被記録媒体３表面に密着できているようになっている。なお、被記録媒体３が給紙される場合には、給紙ローラ（不図示）の回転に連動してＢ方向に動くシャフト７により、支持部材５がＣ方向に回転するため、被記録媒体３表面に対する付勢が解除され、スムーズな給紙が可能となる。

また、被記録媒体３を被記録媒体収納部２にセットするときは、被記録媒体種類検出ユニット４の斜面部４ｃを利用して下に入り込んだ被記録媒体３をセットする力でバネ６を縮ませることが出来る。また、被記録媒体種類検出ユニット４には、被記録媒体種類検出ユニット４に軸支され、被記録媒体３の動きに従動して回転するコロ４７、４８が設けられているため、セットはスムーズに行うことが出来る。

図２に、被記録媒体３の種類を検出中の被記録媒体種類検出ユニット４を示す。

ここで、その光成分の中に紫外領域光を含む可視光として、例えば紫色ＬＥＤからなる発光部４１から出た光は図のように被記録媒体３表面を照明する。

４２及び４３は被記録媒体３から拡散反射してくる光を受光するフォトダイオードやフォトトランジスタからなるセンサで、入射した光量に応じて光電変換を行い、電気信号を出力する。ここで、センサ４２への光路途中には、受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタ８が設けられている。光学フィルタ８は、例えばＳＣ４１（富士写真フィルム社製）であり、この場合４１０ｎｍよりも短い波長域は遮断される。

４４は被記録媒体３から正反射してくる光を受光するフォトダイオードやフォトトランジスタからなるセンサで、入射した光量に応じて光電変換を行い、電気信号を出力する。

この紫色光を基にした拡散反射光による電気信号出力と正反射光による電気信号出力とを組み合わせて、予めデータとして保存しておいた各被記録媒体での値と比べることにより被記録媒体３の種類を詳細に判別することが出来る。なお、拡散反射光による電気信号出力は、途中に光学フィルタ８を設けた場合と設けない場合とで別の出力を得る。

この場合、センサ４２へは光学フィルタ８を通り抜けた光、すなわち紫色ＬＥＤ４１に含まれる紫外領域光によって励起された光（中心波長４２０〜４５０ｎｍ近辺）のみが到達し検出される。センサ４３へは紫色ＬＥＤ４１（中心波長４００ｎｍ近辺）自身の反射光と紫色ＬＥＤ４１に含まれる紫外領域光によって励起された光（中心波長４２０〜４５０ｎｍ近辺）の両方の光が到達し検出される。

ここで、センサ４２及び４３の受光孔４５及び４６は光軸と平行になるような形状に設けられてあったとしてもかまわない。

図４に、被記録媒体検出ユニットを用いて複数種類の記録媒体の表面を検出した結果を示す。横軸は、各種被記録媒体３を紫色ＬＥＤ４１で照射した場合における、光学フィルタ８を設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値を示している。縦軸は、光学フィルタ８を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＳＣ４１））を光学フィルタ８を設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））で除算した値である。

この場合、ＯＨＰ、光沢紙、普通紙、コート紙といったグループ判別だけでなく、各被記録媒体３毎に判別することが可能である。

従来例のように、拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値だけで判別しようとする例を図５に示す。図５から分かるように、普通紙とコート紙における値の一部がオーバーラップしてしまい、グループ判別さえも満足に出来ない場合がある。また、光沢紙についてもグループ判別は可能であるが、各光沢紙毎の判別は出来ない場合がある。

本発明は、フィルタ付きの拡散光センサ出力をフィルタなしの拡散光センサ出力で除算した値やフィルタなしの拡散光センサ出力を正反射光センサ出力で除算した値を用いて判別しているため、長期間安定した紙種判別を行える。具体的には、ミストや紙粉といった汚れや温度変化、素子の寿命等による光量や感度の変化などが生じた場合にも、これらをキャンセルすることが出来るため、長期に亘って判別性能の安定した紙種判別を行うことができる。

ここで、発光部４１として紫外領域光を含む可視光（紫色ＬＥＤ）を用いているため、紫外光ＬＥＤ（中心波長３６５〜３８５ｎｍ近辺）を用いた場合と比べて、コスト的に非常に有利となる。さらに、光軸上に一列に並んだ構成のため、大きさ的にも有利である。

また、一つの発光部しか持たないことから、複数の発光部を持つ場合と比べて、複雑なＬＥＤ駆動回路が一つで済んだり、各ＬＥＤの劣化速度や温度特性のバランスを考える必要もなく非常に使い易くコスト的にも有利である。

＜実施の形態２＞
図３に示すように、センサ４２及び４３を光軸上ではなく光軸近辺の左右に配置したとしても、図２と同等の効果が得られる。

この場合、図２の構成と比べて横幅を小さく出来る（Ｌ’＜Ｌ）特徴があるが、奥行方向は大きくなる（Ｄ’＞Ｄ）。

本発明に係る被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置の縦断面図である。 本発明に係る第１の実施形態における被記録媒体種類検出ユニットの構成を示す図である。 本発明に係る第２の実施形態における被記録媒体種類検出ユニットの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態における被記録媒体種類検出ユニットを用いて複数種類の記録媒体の表面を検出した結果を示す図である。 本発明の第１の実施形態において、被記録媒体種類検出ユニットを用いて複数種類の記録媒体の表面を検出した結果を示す図である。

符号の説明

１ 被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置本体
２ 被記録媒体収納部
２１ 給紙口
２２、２３ 搬送ローラ
２４ プリントヘッド
２５ 排紙ローラ
２６ 拍車
３ 被記録媒体
４ 被記録媒体種類検出ユニット
４ｃ 斜面部
４１ 紫色光発光部
４２ 拡散光用受光部
４３ 拡散光用受光部
４４ 正反射光用受光部
４５ 受光孔
４６ 受光孔
４７，４８ コロ
５ 支持部材
６ バネ
７ シャフト
８ 光学フィルタ（ＳＣ４１）

Claims (3)

1. 被記録媒体の種類を判別する被記録媒体種類判別装置において、
   前記被記録媒体に対して紫外光を含む可視光を照射する照射手段と、
   前記照射手段により照射された光が前記被記録媒体の表面で正反射した反射光を受光する正反射光受光手段と、
   前記照射手段により照射された光が前記被記録媒体の表面で拡散反射した反射光を受光する複数の拡散反射光受光手段と、
   前記正反射光受光手段と前記複数の拡散反射光受光手段から得られる反射光量に基づいて前記被記録媒体の種類を判別する判別手段と、を有し、
   前記複数の拡散反射光受光手段のうち少なくとも一つの拡散反射光受光手段は、しょていの波長域の光線を遮断するフィルタにより、受光する波長域を制限することを特徴とする被記録媒体種類判別装置。
2. 印刷される被記録媒体を複数枚収納可能な被記録媒体収納部と、前記被記録媒体収納部に収納された前記被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類判別手段を備えた印刷装置において、
   前記被記録媒体を照射する照明手段と、
   被記録媒体からの反射光を受光して光電変換する光電変換手段からなり、
   前記照明手段に紫外領域光を含む可視光を用い、
   前記光電変換手段に紫外領域光を含む可視光による被記録媒体表面での拡散光を受光する拡散光受光部２ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、１ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有することを特徴とする印刷装置。
3. 前記光学フィルタは、励起された光の波長よりも短い波長の光を遮断するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。

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