JP2016192195A - センサ調整方法および記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】マークの位置が分からない場合でも、光学式センサの光量調整を適切に行うことができる検出装置、記録装置およびセンサ調整方法を提供すること。
【解決手段】記録媒体を搬送しながら発光部を発光させ、発光した光を検出部が検出した際に出力する値が、第1の目標値以下となるように光量を調整する。その後、マークの最大長さ分を搬送している間に、発光部が発光した光を検出部が検出した際に出力する値が、第2の目標値よりも大きくなった場合に、出力する値を第1の目標値まで下げるように光量を再度調整する。
【選択図】図6

Description

本発明は、搬送される媒体に設けられたマークを光学式センサを用いて検出する検出装置、記録装置およびセンサ調整方法に関する。
搬送されるシート状の媒体を検出するためにセンサが用いられている。このようなシート状の媒体を検出するセンサとしては、光学式センサが広く使用されている。光学式センサは非接触で媒体を検出することができるため、媒体を搬送しながら記録する記録装置等では好適な検出手段である。光学式センサで検知動作を行う前には、センサの受光レベルが適正範囲となるようにセンサの光量や感度を調整する。
特許文献1では、記録媒体のマークの位置を認識したうえで、マークが記録されていない個所で、センサの出力レベルのサンプリングを行い、サンプリングされた出力レベルの平均値に基づいて光量調整を行う記録装置が記載されている。
特開平8−25650号公報
特許文献1に記載の方法では、マークの位置を記録装置が認識しており、記録媒体のマークが無い部分がセンサの検出位置に来たタイミングで検出を行っている。つまり、マークの位置を記録装置が認識していない場合にはセンサの光量調整を行うことができない。
そこで本願発明は、マークの位置が分からない場合でも、光学式センサの光量調整を適切に行うことができる検出装置、記録装置およびセンサ調整方法を提供することを目的とする。
本発明の検出装置は、発光部から光を発光させて、搬送される媒体を照射する発光手段と、前記発光手段が前記媒体を照射した光を受光して値を出力する受光手段と、前記発光手段の発光量を制御する制御手段と、を備えた検出装置において、前記制御手段は、前記発光手段が発光可能な光量で前記発光手段を発光させ、前記発光手段が発光した光を前記受光手段が受光した際に出力する値が、第1の目標値以下となるように、前記発光手段が発光する光の光量を調整した後、前記調整した光量の光を前記受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第1の目標値以上の第2の目標値よりも大きくなった場合に、前記発光手段が発光する光の光量が前記第1の目標値以下となるように、前記発光手段が発光する光の光量を再度調整し、前記調整した光量の光を前記受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第2の目標値よりも大きくならなかった場合に、前記発光手段が発光する光の光量の調整を終了することを特徴とする。
本発明の検出装置によれば、マークの位置が分からない場合でも、光学式センサの光量調整を適切に行うことができる検出装置、記録装置およびセンサ調整方法を提供することができる。
記録装置の要部を示した概略図である。 ラベル紙の構成を示した図である。 反射型センサを使用してマークを検出している状態を示した図である。 反射型センサを駆動、検出するための電気的回路構成を示した図である。 記録中のA/D変換値の変化とマークとを対応付けて示した図である。 反射型センサの調整動作を示したフローチャートである。 A/D変換値とラベル紙の搬送距離との関係を示したグラフである。 A/D変換値とラベル紙の搬送距離との関係を示したグラフと、検出しているマークと、を対応させて示した図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1は、本実施形態を適用可能な記録装置100の要部を示した概略図である。記録装置100は、連続的な台紙の表面に複数のラベルを貼り付けたラベル紙102(媒体)に記録を行う装置である。記録装置100は、ラベル紙102を矢印方向へ搬送しつつ、反射型センサ101でマークを検出し、そこから所定距離搬送後、記録ヘッド103を駆動して記録動作を行う。記録ヘッド103には、記録装置の各記録方式に応じたヘッド、例えば、インク滴を直接記録紙に吐出するインクジェットヘッドや、インクリボンから記録紙に画像を熱転写するサーマルヘッドなどが使用される。またラベル紙102は、本実施形態では、ロール状に巻かれたロール紙となっている。
図2(a)、(b)は、ラベル紙102の構成を示した図である。図2(a)は、ラベル紙102の表面を示しており、図2(b)は、ラベル紙102の裏面を示している。ラベル紙102は、連続した台紙202と、その台紙202に貼り付けられたラベル201とで構成されている。ラベル201は台紙202から容易に剥がすことができ、ユーザは記録装置100を使用してラベル201に記録を行った後、台紙202からラベル201を剥がして使用することができる。ラベル201は台紙202の記録ヘッド103と対向する側に貼られており、隣接するラベル201同士の間の台紙202の裏面には、マーク203が予め記録されている。マーク203が記録されている位置は、ラベル201が存在しない範囲と一致しており、記録装置は、マーク203が記録されていない領域をラベルが貼られている領域と認識して、その範囲内に記録を行うことができる。マーク203は通常黒またはそれに準じた濃色で形成されており、それに対して台紙は白か、水色、黄色等の淡色となっている。
図3は、反射型センサ101を使用してマークを検出している状態を示した図である。反射型センサ101は、光を発光可能な発光部301が照射した光が台紙202の裏面に当たって、反射した反射光(光量)を受光可能な受光部302で受光することでマーク203を検出している。反射型センサ101が検出する反射光は、マーク203が記録されている位置では、マークが濃色であるため反射率が低く反射光量が少なくなる。逆に、マーク203が記録されていない領域は、淡色のため反射光の反射率が高く反射光量が多くなる。反射型センサ101は、マークの記録されている位置での少ない反射光量でも検出することが可能となっている。
図4は、本実施形態における反射型センサ101を駆動、検出するための電気的回路構成を示した図である。CPU401は、反射型センサ101や装置全体の動作を制御する。D/A変換器402は、CPU401からの指示に従って電圧を出力する。一方、反射型センサ101の発光部301は、LEDで構成されており、定電流回路403によって、D/A変換器402の出力電圧に従って一定の電流が流れる。発光部301の発光量は駆動電流に応じて決まるので、D/A変換器402へのCPU401からの指示によって発光部301の光量を変更することができる。
発光部301から放たれた光は、検知対象物に当たった後、反射光が受光部302で受光され光電流に変換される。光電流は電流検出抵抗404によって電圧に変換されてA/D変換器405に入力される。入力された電圧は、A/D変換器405で、デジタル値に変換される。その結果、CPU401は、A/D変換器405で得られるデジタル値から反射型センサ101の受光部302で受光された光の量を知ることができる。
図5は、記録中のA/D変換値の変化とマーク203とを対応付けて示した図である。前述のように反射型センサ101は、ラベル紙102の裏面に記録されたマーク203を検出するべく配置されている。マーク203の検出にあたって、CPU401は、ラベル紙102を搬送しながらA/D変換器405のデジタル値をサンプリングし続け、サンプリングされた値の変化は図5のように、マーク203の位置で値が低くなる。本実施形態における受光回路では、受光量の大きさに比例してA/D変換値が大きくなるようになっており、マーク203上を反射型センサ101の光軸が横切ることに応じて反射光量が減りA/D変換値が小さくなる。
CPU401は、A/D変換値がしきい値を下回っていると反射型センサ101がマーク203を検知していると認識することができ、A/D変換値がしきい値とクロスしたタイミングをマーク203のエッジと認識することができる。CPU401は、検知されたマーク203のエッジのタイミングを基準として、記録ヘッド103と反射型センサ101との相対的な位置関係から記録開始タイミングを算出し決定する。
次に本実施形態における反射型センサ101の調整方法について説明する。反射型センサ101の出力調整が実施されていない場合、マーク203が無い箇所での反射型センサ101の出力レベルや、マーク203が有る箇所での反射型センサ101の出力レベルは未知数である。そのため、マーク203の位置が分からない状態で反射型センサ101の出力調整を行っても、その後の実際の検出において、マーク203を検出できなかったり、検出できてもその位置が正確でなかったりする。そのような状態で記録を行うと、記録を開始できなかったり、記録位置がずれてしまって、記録後にラベル201を使用することができず、ラベル紙102を無駄にしてしまうことがある。
そこで本実施形態では、検出した値を所定の目標値と比較することで、マーク203が有る箇所を検出したのか、マーク203が無い箇所を検出したのかを判断して、反射型センサ101の調整動作を行う。
反射型センサ101の調整には、発光部301の光量調整とマークの有無を判定するためのしきい値の調整の2種類がある。発光部301の光量調整は、ラベル紙102を検出している際の反射型センサ101の出力レベル範囲が規定範囲内になるように調整するものである。また、しきい値は、光量調整を行った結果得られるマーク203の無い箇所でのセンサの出力レベルに基づいて、演算によって求められる。反射型センサ101の調整での検出によって得られた各値は、ラベル紙102が交換されるなどで反射型センサ101の再調整が行われるまで装置内部で保存され、記録を行う際にCPU401は保存されている各調整値を使用してマーク203の位置の検知を行う。
図6は、本実施形態における反射型センサ101の調整動作を示したフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて本実施形態における反射型センサ101の調整動作を説明する。
反射型センサ101の調整動作が開始されると、ステップS601で、反射型センサ101における発光部301のLEDを最大光量で点灯させる。その後、ステップS602で、ラベル紙102の搬送を開始する。そして、ステップS603で、最大光量で点灯させている発光部301の出力レベルでA/D変換値を取得し、ステップS604で、取得したA/D変換値が目標値1(第1の目標値)よりも大きいかを判定する。取得したA/D変換値が目標値1よりも小さい場合は、後述するステップS607に移行し、取得したA/D変換値が目標値1よりも大きい場合には、ステップS605に移行する。A/D変換値が目標値1よりも大きいということは発光部301の出力が過大であり、受光回路が飽和してしまって、出力値を正確にとらえられていない可能性がある。そこでステップS605で、LEDの光量を減少させる操作を行った後、ステップS606で予め決められたサンプリング間隔分のウェイトを行い、ステップS603へ戻り、再度ステップS603で、光量を減少させた発光部301の出力レベルでA/D変換値を取得する。
ステップS604で、A/D変換値が目標値1以下である場合、発光部301の出力は検出可能なレベルになっている。ところが、マーク203が有る位置で検出が行われていた場合、ラベル紙102を搬送してマーク203が無い位置で検出すると、A/D変換値は目標値1を超えて検出不可能な範囲になってしまう可能性がある。そこで、ステップS603で取得したA/D変換値が、マーク203を検知したものなのかどうかを確認する必要がある。そこで、まずステップS607で、搬送カウンタをリセットし、(保存したA/D変換値が有る場合)保存したA/D変換値をリセットする。この搬送カウンタは、ラベル紙102の搬送距離をカウントしており、この搬送カウンタによるカウントと、マーク203を検出するための距離である最大マーク検出長とを比較して、検出を行った距離がマーク203を検出するのに十分な距離であるかを確認する。
ステップS608では、改めてA/D変換値を取得するが、ここでの処理はステップS603でA/D変換値を取得した直後であるため、実質的にはステップS603で取得したA/D変換値とほぼ同じ値となる。その後、ステップS609で、取得したA/D変換値が目標値2(目標値2≧目標値1、第2の目標値は第1の目標値以上)よりも大きいかを判定する。ステップS604からステップS607、ステップS608を経てステップS609で判定する場合には、取得したA/D変換値は、目標値1以下であるため当然、目標値2以下である。そのため、A/D変換値が目標値2よりも大きくなる場合については後述し、ここではA/D変換値が目標値2以下の場合を説明する。A/D変換値が目標値2以下の場合、ステップS610に移行して取得したA/D変換値を保存する。ここでA/D変換値を保存するのは、後述するステップS614でA/D変換値の平均値を算出するためである。従って、A/D変換値そのものを保存するのではなく、A/D変換値の積算値を演算して保存してもよい。
その後のステップS611は、前述したステップS606での処理と同様である。ステップS612では、搬送カウンタをインクリメントし、ステップS607以降の一連の工程が継続して行われている間のラベル紙102の搬送距離をカウントする。ステップS613では、搬送カウンタによるカウント(累計搬送距離)が最大マーク検出長相当以上に達しているか否かを判定するもので、ステップS607からの累計搬送距離が最大マーク検出長を超えたかどうかを判定する。累計搬送距離が最大マーク検出長を超えた場合には、LEDの光量調整動作を終了させてステップS614へ進み、最大マーク検出長以下の場合は、ステップS608へ戻る。累計搬送距離は、搬送カウンタに対してサンプリング間隔を乗じて計算される。
ここで、ステップS613からステップS608に戻った場合で、ステップS609でステップS608で取得したA/D変換値が目標値2よりも大きい場合について説明する。ステップS608で取得したA/D変換値が目標値2よりも大きい場合、ステップS603で取得したA/D変換値は、マーク203を検出したものと考えられ、現在のLEDの光量では出力が過大であると判断する。そこで、ステップS605に戻ってLEDの光量を再度調整して減少させる。
このような光量の調整後に、ステップS608からステップS613の処理を繰り返す間に、ステップS609でA/D変換値が目標値2よりも大きくならずにステップS614へ移行した場合は、ステップS603で取得したA/D変換値は、マーク203以外の領域を検出したと判断する。ステップS608からステップS613の処理は、搬送カウンタが最大マーク検出長を超えるまで行われ、その間、受光部302は反射光を所定回数受光し、所定回数、値(光電流)を出力する。
ステップS613からステップS614へ移行すると、ステップS614では、ステップS608で取得したA/D変換値の平均値を(受光部302が所定回数出力した値に基づいて)算出する。その後、ステップS615では、ステップS614で算出した平均値に係数0.5を掛けて、マーク203を検出するためのしきい値を算出する。
ここで係数は、反射型センサ101がマーク203を検知していない状態のセンサ出力レベルに対する反射型センサ101がマーク203を検知している状態でのセンサ出力値の割合から予め決定することができる。本実施形態では、反射型センサ101がマーク203を検知している状態でのセンサ出力レベルがほぼ0となることを想定して係数を0.5としている。なお、反射型センサ101がマーク203を検知している状態で、出力レベルが例えば最大で0.4程度にしかならない濃度のマークを使用する可能性がある場合には、係数が0.5では検出中に発生するノイズ等によって誤検知する恐れがある。そのため、そのような場合には係数を少し大きくしては0.7付近にするとよい。ステップS615でしきい値を設定して、反射型センサ101の調整動作が終了する。
このような一連の処理によって、反射型センサの調整である発光量調整としきい値の設定を実施することができる。
図7は、反射型センサ101の調整動作において、マーク203が無い領域が検出されて調整を行う場合に取得されるA/D変換値とラベル紙102の搬送距離との関係を示したグラフである。以下、マーク203が無い領域が検出された場合の調整におけるA/D変換値の変化について説明する。タイミングT1では、発光部301のLEDは最大光量で点灯されているためA/D変換値は高い値を示している(ステップS601〜ステップS602)。その後、最大光量におけるA/D変換値が取得され目標値1よりも大きいため、光量を減少させる処理が行われ、タイミングT2でA/D変換値は目標値1以下となる(ステップS603〜ステップS606)。その後、タイミングT2からT3で、マーク203が無い領域が検出されて調整を行う場合にはA/D変換値は変化することがないため、取得されるA/D変換値は一定値(目標値)のままサンプリングが所定回数行われる(ステップS608〜ステップS613)。
図8は、反射型センサ101の調整動作において、マーク203が有る領域が検出されて調整を行う場合に取得されるA/D変換値とラベル紙102の搬送距離との関係を示したグラフと、検出しているマーク203と、を対応させて示した図である。以下、マーク203が有る領域が検出された場合の調整におけるA/D変換値の変化について説明する。タイミングT1では、発光部301のLEDは最大光量で点灯されているためA/D変換値は高い値を示している(ステップS601〜ステップS602)。この時の最大光量で点灯する発光部301の光量はとても多いため、このタイミングでのA/D変換値は、マーク203が無い領域を検出している場合とほとんど差がない。その後、最大光量におけるA/D変換値が取得され目標値1よりも大きいため、光量を減少させる処理が行われ、タイミングT2でA/D変換値は目標値1以下となる(ステップS603〜ステップS606)。その後、検出する領域がマーク203が有る領域を外れると、マーク203が無い領域を検出し始めるため、取得されるA/D変換値は上昇を開始し、タイミングT4で目標値2を上回る。目標値2を上回ると、目標値1になるまで、再度光量を減少させる処理が行われる(ステップS609からステップS605へ移行)。その後、タイミングT5で取得されるA/D変換値が目標値1になると、A/D変換値は変化することなく、一定値(目標値)のままサンプリングが所定回数行われる(ステップS608〜ステップS613)。
このように本実施形態では、光量調整を行うにあたってマーク203がある領域を検出した場合でも、目標値1と目標値2とで検出した値の判別を行うことで継続して光量を調整でき、その後マーク203の無い領域をサンプリングしてしきい値を設定する。
なお、ステップS604における目標値1と、ステップS609における目標値2とは同じでもよいし、異ならせてもよい。検出中のノイズの多い状況で同じ目標値を使用すると、ノイズによってステップS603〜ステップS606までの処理と、ステップS607〜ステップS613までの処理が切り替わる回数が多くなり、処理ステップが多くなるため調整時間が長くなる可能性がある。そこで、ステップS609における目標値2をステップS604における目標値1よりも大きくすることで、しきい値にヒステリシスを設けることができ、多少のセンサ検出レベルの変動によって処理ステップが多くなることを防止することができる。
また、ステップS606やステップS611におけるウェイトは、短ければ短いほど調整時間を短縮することができるため、本発明による効果を最大限にすることができる。従ってウェイト時間は、A/D変換速度やCPUの処理速度、発光回路や受光回路の応答速度に応じてなるべく短く設定することが推奨される。
本実施形態では、センサとして光学式の反射型センサを用いたが、例えばラベル紙102を低透過率のラベルを高透過率の台紙に載せたものとし、透過型センサによってラベルを検出する構成であっても同様な制御が可能である。その場合、図6のステップS601では、LEDを最小光量として、ステップS604とステップS609とにおける比較演算子を逆にし、ステップS605ではLEDの光量を増加させる必要があるが、本質的には本実施形態と同様の技術に基づいた制御である。
また、本実施形態において、CPUは発光手段の発光量を調整するものであったが、これを受光回路の感度を調整するものとしても同じ制御で同様の効果を得ることができる。その場合、図6のステップS601では、受光部302の受光感度を最高感度にする。
このように本発明では、発光部を最大光量で発光させ、発光した光を検出部が検出した際に出力する値が、目標値1以下となるように光量を調整する。その後、発光部が発光した光を検出部が検出した際に出力する値が、目標値2よりも大きくなった場合に、出力する値を目標値1まで下げるように光量を調整する。これによって、マークの位置が分からない状況での光学式センサの調整動作において、適切な発光量の調整を行うことができる検出装置、記録装置およびセンサ調整方法を実現することができた。
100 記録装置
101 反射型センサ
102 ラベル紙
201 ラベル
202 台紙
203 マーク
301 発光部
302 受光部

Claims (10)

  1. 発光部から光を発光させて、搬送される媒体を照射する発光手段と、
    前記発光手段が前記媒体を照射した光を受光して値を出力する受光手段と、
    前記発光手段の発光量を制御する制御手段と、
    を備えた検出装置において、
    前記制御手段は、前記発光手段が発光可能な光量で前記発光手段を発光させ、前記発光手段が発光した光を前記受光手段が受光した際に出力する値が、第1の目標値以下となるように、前記発光手段が発光する光の光量を調整した後、
    前記調整した光量の光を前記受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第1の目標値以上の第2の目標値よりも大きくなった場合に、前記発光手段が発光する光の光量が前記第1の目標値以下となるように、前記発光手段が発光する光の光量を再度調整し、
    前記調整した光量の光を前記受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第2の目標値よりも大きくならなかった場合に、前記発光手段が発光する光の光量の調整を終了することを特徴とする検出装置。
  2. 発光部から光を発光させて、搬送される媒体を照射する発光手段と、
    前記発光手段が前記媒体を照射した光を受光して値を出力する受光手段と、
    前記受光手段の受光感度を制御する制御手段と、
    を備えた検出装置において、
    前記制御手段は、前記受光手段が受光可能な光量で前記発光手段を発光させ、前記発光手段が発光した光を前記受光手段が受光した際に出力する値が、第1の目標値以下となるように、前記受光手段の受光感度を調整した後、
    前記調整した受光感度で受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第1の目標値以上の第2の目標値よりも大きくなった場合に、前記受光手段が出力する値が前記第1の目標値以下となるように、前記受光手段の受光感度を再度調整し、
    前記調整した受光感度で前記受光手段が所定回数受光して出力する値が、前記第2の目標値よりも大きくならなかった場合に、前記受光手段の受光感度の調整を終了することを特徴とする検出装置。
  3. 前記第1の目標値は前記第2の目標値であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の検出装置。
  4. 前記発光手段の光を前記受光手段が受光した際に出力する値が前記第1の目標値以下となるように調整された前記発光手段が発光した光が、前記媒体が備えた所定の濃度の色のマークに反射した反射光を前記受光手段が検出すると、前記受光手段は、前記第1の目標値以下の値を出力することを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
  5. 前記発光手段が光を発光して次に発光するまでの間に前記媒体が搬送される長さは、前記媒体が搬送される方向における前記マークの長さよりも短いことを特徴とする請求項4に記載の検出装置。
  6. 前記受光手段が調整後に受光する前記所定回数の値は、前記媒体が搬送される方向における前記マークの長さを、前記発光手段が光を発光して次に発光するまでの間に前記媒体が搬送される長さで除した値よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の検出装置。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれかの検出装置を備えていることを特徴とする記録装置。
  8. 前記媒体は、連続した台紙に複数のラベルが貼られたラベル紙であることを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
  9. 前記ラベル紙の隣接する前記ラベルの間には、所定の濃度の色のマークが設けられていることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。
  10. 発光部から光を発光させて、搬送される媒体を照射する発光工程と、
    前記発光工程で前記媒体に照射した光を受光して値を出力する受光工程と、
    前記発光工程における前記発光部の発光量を制御する制御工程と、
    を有したセンサ調整方法において、
    前記制御工程は、
    前記発光工程で発光可能な光量で前記発光部を発光させ、
    前記発光工程で発光した光を前記受光工程で受光して出力する値が、第1の目標値以下となるように、前記発光工程で発光する光の光量を調整し、
    前記調整した光量の光を前記受光工程で所定回数受光して出力する値が、前記第1の目標値以上の第2の目標値よりも大きくなった場合に、前記発光工程で発光する光の光量が前記第1の目標値以下となるように、前記発光工程で発光する光の光量を再度調整し、
    前記調整した光量の光を前記受光工程で所定回数受光して出力する値が、前記第2の目標値よりも大きくならなかった場合に、前記発光工程で発光する光の光量の調整を終了することを特徴とするセンサ調整方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7077532B2 (ja) 2017-05-15 2022-05-31 セイコーエプソン株式会社 印刷装置、及び、印刷装置の制御方法

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