CN103913123A - 记录介质辨别装置以及记录介质辨别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及记录介质辨别装置以及记录介质辨别方法。其提供了能够简单且高精度地辨别记录介质的厚度的技术。记录介质辨别装置具备：光照射部（LS），其朝向记录介质（M）照射光；受光部（LD），其对从光照射部被照射的光在记录介质上被漫反射后的漫反射光进行受光；反射部（RP），其能够对从光照射部照射并透射过记录介质的透射光进行反射并使之再次入射到记录介质上；切换部，其对反射状态进行切换以使反射部成为不同的反射率；辨别部，其根据以不同的反射状态被反射部反射并由受光部受光的多个所述漫反射光的光量的比值，来对记录介质的厚度进行辨别。

Description

记录介质辨别装置以及记录介质辨别方法

技术领域

本发明涉及对记录有图像的例如纸等的记录介质的厚度进行辨别的记录介质辨别装置以及记录介质辨别方法。

背景技术

在于纸以及树脂薄膜等的记录介质上记录图像的技术中，例如为了使记录介质的处理对应于其特性而最佳化，从而存在需要对所使用的记录介质的厚度进行辨别的情况。作为在这种目的下能够使用的技术，例如如专利文献1以及2所述，存在欲以光学方式对记录介质的厚度进行测定的技术。

在专利文献1所记载的技术中，通过将光照射到记录介质上，并利用厚度感应器（line sensor）来接受正反射光且检测出受光量成为最大的位置，从而根据距记录介质表面的距离来求取记录介质的厚度。此外，在专利文献2所记载的技术中，将光学传感器定位在其与记录介质之间的距离不同的两个部位处并进行对反射光的检测，且基于这些检测光量来求取记录介质的厚度。

上述现有技术均是通过光学手法而直接对任意的记录介质的厚度进行检测，而在检测精度这一点上，还存在改善的余地。即，在专利文献1所记载的技术中，由于是根据反射光强度的峰值位置来求取记录介质的厚度，因此照射光的聚光性会对检测精度造成影响。此外，由于检测中需要厚度感应器，因此还存在成本升高的问题。此外，在专利文献2所记载的技术中，由于伴随有光学传感器的移动，因此存在其定位精度对检测精度造成影响的问题。

专利文献1日本特开2006-168138号公报

专利文献2日本特开2010-042646号公报

发明内容

本发明所涉及的几种形态解决了上述课题，并提供了能够简单且高精度地辨别记录介质的厚度的技术。

本发明的一种形态为一种记录介质辨别装置，具备：光照射部，其朝向记录介质照射光；受光部，其对从所述光照射部被照射的光在所述记录介质上被漫反射后的漫反射光进行受光；反射部，其对从所述光照射部照射并透射过所述记录介质的透射光进行反射并使之再次入射到所述记录介质上；切换部，其对反射状态进行切换以使所述反射部成为不同的反射率；辨别部，其根据以不同的反射状态被所述反射部反射并由所述受光部受光的多个所述漫反射光的光量的比值，来对所述记录介质的厚度进行辨别。

此外，本发明的其他形态为一种记录介质辨别方法，其中，朝向被支承的记录介质照射光，并根据以使透射过所述记录介质的透射光成为不同的反射率的方式而以不同的反射状态被反射并受光的多个所述漫反射光的光量的比值，来对所述记录介质的厚度进行辨别。

在这些发明中，从照射光入射的一侧观察时的记录介质的背景在高反射状态与低反射状态之间被切换。所受光的漫反射光中，包括在记录介质处被反射的光、和透射过该记录介质并在其背景处被反射且相对于记录介质而再次入射以及出射的光。由于记录介质越厚，则透射过记录介质的光越减少，因此认为高反射状态下的反射光量与低反射状态下的反射光量之差将减小。本发明就是利用了这种原理的发明。

虽然会在后文进行详细叙述，但根据本申请发明人的实验得知，在相同素材的记录介质中，低反射状态下的反射光量相对于高反射状态下的反射光量之比（以下，在本说明书中将此比称为“减光比”）的值，与记录介质的厚度之间具有显著的相关性。因此，如果求得该减光比，则能够估计出记录介质的厚度。如此，根据本发明，能够简单且高精度地对记录介质的厚度进行辨别。

作为更具体的手法，例如能够采用如下方式，即，针对于记录介质的每个种类而预先求出该记录介质的厚度与减光比之间的相关性，并基于该信息而对记录介质的厚度进行辨别。如果采用这种方式，则能够对于多种记录介质中的每一种进行厚度的辨别。

此外例如，也可以基于漫反射光中波长为650nm以上的波长成分的光量而对记录介质的厚度进行辨别。在作为一般记录介质的纸张和树脂薄膜中，即使在可见光之中也仅对波长比较长的成分表现出高透射性，而短波长成分则易于被吸收。因此，通过以这种方式使用可见光，从而将增大向记录介质的另一个主面侧透射的光的比例，进而使记录介质的厚度对所受光的反射光量的影响增大。即，由于相对于记录介质的厚度的、减光比的值的变化增大，因此能够使测定的动态量程扩大并使辨别精度提高。在本申请发明的见解中，优选使用漫反射光中波长为650nm以上的波长成分。

在此，关于高反射状态与低反射状态之间的切换，例如能够采用如下方式，即，对反射部相对于对记录介质进行支承的支承部的距离进行变更。在使反射部接近于记录介质的状态下，透射的光将在反射部处被反射并再次入射到记录介质上，而在反射部被远离的状态下，来自反射部的反射光将减少。通过这种方式，从而能够简单地切换高反射状态与低反射状态。

或者例如，也可以改变光照射部与反射部之间的相对位置关系。即，也可以通过使向记录介质的光的入射位置有所不同，从而实现高反射状态与低反射状态。能够通过使光照射到设置有反射部的位置上从而实现高反射状态，此外通过使光照射到不具有反射部的位置上从而实现低反射状态。

此外例如，也可以还具备去除部，所述去除部对附着在反射部的与记录介质对置的对置面上的异物进行去除。例如，在纸粉这种异物附着在反射部上时，透射过记录介质的光的高反射状态下的反射率会发生变动，从而在基于受光量的减光比计算中将产生误差。通过设置这种用于去除异物的结构，从而能够防止因这种误差而导致的厚度的错误辨别。

附图说明

图1为用于说明本申请发明人所进行的实验的图。

图2为表示记录介质的厚度与减光比之间的关系的图。

图3为表示各种记录介质中的漫反射光的光谱分布的图。

图4为表示使包含紫外光的光入射时的漫反射光的光谱分布的图。

图5为表示本发明所涉及的辨别装置的具体结构的一个示例的图。

图6为表示受光部的分光灵敏度特性的示例的图。

图7为表示根据已知的反射数据而求出的二叉树的一个示例的图。

图8为表示能够进行记录介质的辨别的波长成分的组合的图。

图9为表示辨别装置的更具体的结构示例的侧剖视图。

图10为表示由辨别装置实施的辨别处理动作的流程图。

图11为表示本发明的其他实施方式的第一图。

图12为表示本发明的其他实施方式的第二图。

具体实施方式

首先，对于成为本申请发明的基础的本申请发明人的见解以及基于此见解的本申请发明的原理进行说明。本申请发明人对于市场上流通着的多种记录介质，实施了对将光照射到该记录介质上时从记录介质出射的漫反射光的性质进行调查的实验，并获得了如下这种见解。

图1为用于说明本申请发明人所实施的实验的图。如图1（a）所示，将记录介质支承在压印板PL上，所述压印板PL上贯穿设置有贯穿孔H，且在该贯穿孔H中嵌入有高反射率的反射板RP，并且，从压印板PL的相反侧，自光源LS而朝向记录介质M的表面中面对贯穿孔H的位置照射了光。在与入射光Li在记录介质表面上的正反射光的光路上不同的位置处配置光检测器LD，并对来自记录介质M的漫反射光Ld1进行受光。

此外，如图1（b）所示，在拆下了反射板RP的状态下，同样地将光Li从光源LS入射到记录介质M上，并通过光检测器LD而对此时的漫反射光Ld2进行了检测。

在图1（a）所示的状态下，从记录介质M的一个主面（上表面）入射的光Li中的、透射过记录介质M并从被压印板PL所支承的另一个主面（下表面）出射的透射光，通过反射板RP而以高反射率被反射并再次入射到记录介质M上。即，在从记录介质M的上表面侧观察时，记录介质M的背景处于高反射状态。此时，再次入射到记录介质M上的光的一部分从记录介质M的上表面出射，并作为漫反射光的一部分而被光检测器LD检测出。

另一方面，在图1（b）所示的状态下，由于没有反射板RP，因此记录介质M的背景处于低反射状态。因此，透射过记录介质M的背面的光不会被反射而是就此前进，从而不会再次入射到记录介质M上。

在此，将图1（b）所示的低反射状态下的漫反射光Ld2的光量相对于图1（a）所示的高反射状态下的漫反射光Ld1的光量的比，称为“减光比”。本申请发明人使用厚度、材质以及表面加工有所不同的各种记录介质，而对记录介质的厚度与减光比（Ld2/Ld1）的相关性进行了调查。在此，准备了多种能够作为记录介质而获得的产品。具体而言，分别使用了三种在表面上施加了涂层加工且被称为“亚光纸”的涂工纸、四种被施加了树脂涂层并被称为“照相用纸”的树脂涂工纸、5种未施加涂层的被称为“普通纸”和“画材纸”的非涂工纸（包括再生纸），从而进行了实验。该实验结果被示于图2中。

图2为，表示记录介质的厚度与减光比之间的关系的图。如该图所示，在表面加工的类型相同的记录介质之间，记录介质的厚度与减光比之间大致成立线性的关系。因此，如果辨明记录介质的种类，则能够通过求取减光比而以较高的准确度辨别出其厚度。具体而言，对记录介质的背景在高反射状态与低反射状态之间切换，并分别向记录介质照射光，且对漫反射光的光量进行检测。并且，通过求取低反射状态下的反射光量相对于高反射状态下的反射光量之比（Ld2/Ld1）、即减光比，且参照图2的关系，从而能够求出该记录介质的厚度。

并且，在利用从记录介质M的一个主面侧透射到另一个主面侧的光的反射来求取厚度的原理上，需要入射光的一部分透射到另一个主面侧。在这种含义下，入射光需要为易于透射过记录介质的光。因此，优选其波长比较长，此外从检测的容易度以及检测精度的观点出发，例如能够使用可见光的红色或者近红外光。在本申请发明人的见解中，使用波长650nm以上的可见光时能够获得特别良好的效果。

在此，在所使用的记录介质的类型被预先决定了的情况下、或者例如通过使用者的设定输入而被指定了的情况下，如果确定了记录介质的种类，则基于该记录介质中的减光比与厚度之间的相关性，能够根据所求出的减光比而直接求出所供给的记录介质的厚度。另一方面，在所使用的记录介质的种类尚未决定的情况下，则需要在先确定了记录介质的种类的基础上实施厚度的辨别。因此，为了对应各种记录介质，如果具有先于厚度的辨别而对记录介质的种类进行辨别的功能会比较方便，尤其是，如果能够使用与用于进行厚度的辨别的结构共用的结构来进行记录介质的种类的辨别，则尤其优选。用于实现此目的的结构以及想到此方案的经过将在下文中进行说明。

本申请发明人对于市场上流通着的多种记录介质，对将光照射到该记录介质上时的正反射光以及漫反射光的光谱分布进行了调查。作为在记录介质的表面被反射的光的正反射光反映出了记录介质的表面状态，而漫反射光由于是在记录介质的内部散射后而再次出射的光，因此比较能够反映出记录介质的材质的特征。

图3为表示各种记录介质中的漫反射光的光谱分布的图。更详细而言为，例示了对在将钨光源的白色光照射到各种记录介质上时在该记录介质处被漫反射的光的光谱分布进行了测定的结果的一部分的图。并且，在图3中，将来自记录介质的反射光量和使照射光入射到预定的白色基板上时来自该白色基板的反射光量的比作为“反射率”来进行表示。因此，在与基准板相比反射率更高的材料中，也存在反射率超过1的情况。在照射部所照射的光中识别为受光部所受光的光量，会根据照射部的照射量和受光部的受光条件等而产生偏差。因此，在获得来自记录介质的反射光的光量时，通过使照射部与受光部的组合处于相同条件下而获得来自基准板的反射光的光量并求出比，从而能够稳定地确认出记录介质的反射状态。

照射光为，几乎不包含波长370nm以下或波长400nm以下的成分的钨光源的白色光、或者几乎不包含后面的图5（c）所示的波长400nm以下的成分以及波长700nm以上的成分而大致整体包含可视区域（大致400nm到750nm的波长范围）并且在短波长侧和长波长侧各自具有峰值的高演色性的白色光。使这种光入射到记录介质上并实施漫反射光的测定，从而本申请发明人获得了如下的见解。

即，如图3所示，在记录介质的漫反射的反射率中存在波长依存性，各个波长中的发射率的值根据记录介质的种类而有很大不同。尤其是，在大致波长400nm到500nm的短波长区域和大致波长500nm到600nm的中波长区域中各种记录介质表现出特征性的反射率，而在大致波长600nm以上的长波长区域中，每种记录介质的反射率的差异比较小。

从这些情况可以看出，通过不是简单地对漫反射光整体的光量进行检测，而是对每种波长成分的反射光量个别地进行检测，并对这些值组合进行评价，从而存在能够实现极为精细地识别出因材质的不同而导致的记录介质的反射特性的不同的可能性。

即，通过将入射光于记录介质处进行漫反射而形成的漫反射光中波长互不相同的两种以上的波长成分的反射光强度使用到辨别中，从而能够高准确度地辨别出多种记录介质。此时，入射光优选不包含紫外光成分，其理由如下文所述。

图4为表示使包含紫外光的光入射时的漫反射光的光谱分布的图。在包含紫外光成分的光被入射到记录介质上时，由于除了入射光反射而形成的成分之外，通过记录介质中所含的荧光增白剂等而被激励出的荧光也将出现在短波长区域中，因此表观上的反射率在短波长区域中将增大。因此，在中波长区域以及长波长区域中，因记录介质的种类不同而导致的反射率的差异反而会变得不醒目。当然，在不包含荧光增白剂的记录介质中，通过紫外光而被激励出的荧光会比较少。

如此，使入射光中包含紫外光，会使特定的波长成分处每种记录介质的差异显著，而使其他的波长成分处的每种记录介质的差异压缩。这种情况在根据两种以上的波长成分中的反射光量而辨别记录介质的种类的、本发明的技术思想中，会成为障碍。此外，在被检测的反射光中以无法区分的状态而混合存在有本来包含着的光成分、和由于紫外光等而被激励出的荧光成分，从而难以检测出纯粹的漫反射光成分。出于这些理由，优选为，在入射到记录介质的光中不包含激励荧光的紫外光成分。当然，在对可视区域内的测定影响较小的范围内，允许包含微小的紫外光成分。

如上所述，通过对漫反射光中所包含的两种以上的波长成分的光强度进行检测，从而能够辨别出多种记录介质的材质。另一方面，即使记录介质的基材的材质相同，有时也会根据表面加工的不同而使种类被区别开，关于这种材质能够通过正反射光的光强度来进行辨别。

由于正反射光的光谱分布在原理上与入射光的光谱分布几乎相同，因此如果能够检测出特定波长成分的正反射光的光强度，则能够实现对记录介质的表面状态的辨别。即，如果求出了漫反射光中所包含的两种以上的波长成分的光强度、和正反射光中所包含的至少一种波长成分的光强度，则在原理上就能够确定该记录介质的种类。但是，在使用了数十种市场上能够获得的记录介质的实验中可以看出，为了准确地对这些记录介质进行辨别，优选对于正反射光也使用两种以上的波长成分的反射光强度的值。即，关于正反射光的反射光强度也体现出若干的波长依存性。

基于所述见解，在本实施方式中，对于正反射光以及漫反射光各自求取了各两种以上的波长成分的光强度，并基于这些值而进行了记录介质的种类的判断。更具体而言，使用以这种方式求出的各波长成分的光强度、和在多种记录介质中根据预先求得的光学特性而设定的辨别基准，而对作为辨别对象的记录介质相当于已知的哪一种进行辨别。通过这种方式，能够高精度地辨别出多种记录介质。

而且，当辨别出记录介质的种类时，能够根据该种类中的减光比与厚度的关系（例如图2），来对记录介质的厚度进行辨别。在这种情况下，用于辨别记录介质的种类的漫反射光的受光、以及用于辨别记录介质的厚度的漫反射光的受光能够共用进程。以下，对用于辨别记录介质的种类以及厚度的装置结构及其动作进行说明。

图5为表示本发明所涉及的执行记录介质辨别的辨别装置的具体结构的一个示例的图。该辨别装置100为，被安装在印刷机、复印机、打印机等的各种图像记录装置上并对记录介质的种类以及厚度进行辨别的装置，该印刷方式并不特别限定，能够应用于转印方式、喷墨方式、电子照片方式等的各种方式中。

在图5（a）所示的结构例的辨别装置100中，在埋入有具有预定反射特性的基准反射板141的压印板140的上方，设置有光源装置110。基准反射板141优选为，例如如图5（b）中的反射特性的一个示例所示的，在400nm到700nm程度上的可见光区域内大致固定地具有比较高（例如0.75以上）的反射率的、表面为白色的部件。作为具有这种反射特性的部件，例如能够使用氮化钛、硫酸钡或氧化铝等的粉体的烧结体及陶瓷、或者白色塑料，例如丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂等的粉体的集合材料与发泡材料等。而且，为了表面的磨损以及污损的防止、或者对光泽度的调节，从而也可以使用在表面上具有玻璃等的涂敷层的材料。

在以下的说明中提及“反射率”时，该用语被定义为，记录介质上被检测出的反射光的光量与预先在基准反射板141中被检测出的反射光的光量之比的值。如此被定义的记录介质的“反射率”能够作为难以受到光源特性的个体偏差以及时间性变化的影响的数值，从而有助于辨别精度的提高。另外，优选为，适当实施对来自基准反射板141的反射光进行再次检测的校准。

光源装置110具备：光源部111，其出射具有预定的光谱分布以及强度的光；聚光部112，其对来自光源部的光进行聚光；光阑部113，其对被聚光的光的放射方向进行限制。光源装置110朝向压印板140上的基准反射板141从其斜上方照射光。关于从光源装置110向基准反射板141的光的入射角θ1，优选在30到60度左右，例如可以设为45度。

作为此处的照射光，例如能够使用具有图5（c）所示的光谱分布的白色光，作为光源部111，例如能够使用白色LED。虽然也可以使用氙灯等的放电灯或卤钨灯等的白热灯来作为光源，但是此时为了降低紫外光成分，从而优选使用过滤器来去除380nm以下的波长成分，更优选去除400nm以下的波长成分。

在从光源装置110被出射并在基准反射板141上被正反射的光的光路上，配置有正反射光检测装置120。即，正反射光检测装置120观察基准反射板141的角度与入射角θ1大致相同。正反射光检测装置120接受来自基准反射板141的正反射光，并输出对应于其受光量的信号。

另一方面，在以大于入射角θ1的角度θ2而观察基准反射板141的位置上，设置有接受来自基准反射板141的漫反射光的漫反射光检测装置130。关于角度θ2，可以设定为例如90度。

正反射光检测装置120具备：受光部121，其接受光并将之分光成几种波长成分且输出对应于每种成分的受光量的信号；光阑部122，其对向该入射部121入射来的光的方向进行限制。同样地，漫反射光检测装置130具有受光部131和光阑部132。正反射光检测装置120与漫反射光检测装置130能够使用互为相同结构的装置。

图6为，表示受光部的分光灵敏度特性的示例的图。在图6（a）的示例中，入射被分光成，波长400至540nm（中心波长460nm）左右的蓝色成分（B）、480至600nm（中心波长540nm）左右的绿色成分（G）、以及590至720nm（中心波长620nm至660nm）左右的红色成分（R）。此外，在图6（b）的示例中，R成分的分光灵敏度被扩张到红外区域，其波段成为590nm至1200nm（中心波长620nm至720nm）。这些为被实用化了的RGB颜色表的代表性的特性，作为具有这种分光灵敏度特性的受光部，例如能够使用一般的彩色CCD传感器或者彩色CMOS传感器等。因此，能够将装置成本抑制得较低。

返回到图5并继续对辨别装置的结构进行说明。在辨别装置100中，除了上述各个结构，还设置有管理这些动作并实施记录介质的辨别处理的控制部150。在以上述方式而构成的辨别装置100中，当在压印板140上放置（支承）成为辨别对象的记录介质M时，从光源装置110照射光，并通过正反射光检测装置120来接受该正反射光，而通过漫反射光检测装置130来接受漫反射光。正反射光检测装置120以及漫反射光检测装置130将所接受的光分光成RGB各色的成分，并对控制部150输出对应于每种成分的受光量的信号。

控制部150根据由正反射光检测装置120检测出的正反射光的RGB各成分中的两种以上的波长成分的光量的值、和由漫反射光检测装置130检测出的漫反射光的RGB各成分中的两种以上的波长成分的光量的值，来对该记录介质M的种类进行辨别。

此外，被安装在压印板140上的基准反射板141被构成为，如图5（a）中用虚线模式化所示的那样，能够根据来自控制部150的控制指令而向从压印板140向下方离开的退避位置进行移动。在基准反射板141被嵌入到压印板140中的高反射状态下，记录介质M下表面的一部分被基准反射板141支承，从光源装置111入射并透射过记录介质M的光在基准反射板141上表面的反射面上被反射，并再次入射到记录介质M上。以这种方式而再次入射的光的一部分从记录介质M的上表面（一个主面）出射并入射到漫反射光检测装置130中。即，由漫反射光检测装置130检测到的光中可能包括透射过记录介质M并在基准反射板141上被反射的光。用于对记录介质的种类进行辨别的反射光的受光，在以这种方式将基准反射板141配置在记录介质M的下方的状态下进行。

另一方面，基准反射板移动到了退避位置的状态为，其反射面所进行的反射较低的低反射状态，透射过记录介质M的光将直接向下方前进。此时，由漫反射光检测装置130检测出的光中几乎不包括透射过记录介质M并再次入射的光。如此，控制部150基于基准反射板141位于记录介质M的下方的高反射状态、与不具有基准反射板141的低反射状态下的各自所接受到的漫反射光的光量，来对记录介质M的厚度进行识别。

接下来，对控制部150实施的记录介质辨别处理进行说明。在控制部150所实施的记录介质辨别处理中，关于能够成为辨别对象的多种记录介质，按照RGB各色成分而预先求出正反射以及漫反射中的反射数据。并且，当被供给了想要检测的记录介质M时，按照RGB各色成分而对于该记录介质M检测正反射光以及漫反射光的光量，并将这些检测值与已知的记录介质的数据进行比较，从而判断为特性最接近的记录介质与该记录介质M为同一种类。此外，根据分别在高反射状态和低反射状态下接受的漫反射光的光量比（减光比）的值，来求出记录介质M的厚度。

关于作为判断对象的记录介质M与已知的记录介质的对照能够采用各种方法来实施，例如可以使用通过已知的记录介质的反射特性数据而进行了学习的学习数据来对记录介质M的特性进行分析，或利用公知的多变量解析技术来选出具有与该记录介质M接近的特性的记录介质。在此，作为适合于计算机处理的处理示例，以通过基于已知的反射数据而构筑的二叉树分析而实施的辨别为例来进行说明。

图7为，表示根据已知的反射数据而求出的二叉树的一个示例的图。在此示例中，使用了市售的各种记录介质中的13种，具体而言选出了了三种普通纸（普通纸1-3）、三种照相用纸（照相用纸1-3）、三种亚光纸（亚光纸1-3）、以及一种喷墨用透明OHP薄膜，并使用在这些记录介质上按照RGB各色成分而测定出的正反射以及漫反射中的反射率数据，而构筑了用于区别各记录介质的二叉树。并且，由于根据标本数据而构筑二叉树的方法、以及通过计算机处理来实施基于所构筑的二叉树而进行的判断的技术为公知的技术，因而在此省略说明。

在图中，符号Sg、Sb分别表示绿色（G）、蓝色（B）成分中的正反射光的反射率的值，符号Dr、Dg分别表示红色（R）、绿色成分中的漫反射光的反射率的值。作为反射率数据，除此之外还具有正反射光中的红色成分以及漫反射光中的蓝色成分的反射率，以下分别用符号Sr以及Db来表示这些值。

根据在作为辨别对象的记录介质M中所检测出的各种成分的光量来求取反射率，并实施基于所构筑的二叉树而进行的分析，从而能够辨别出该介质的种类。更具体而言，在二叉树的各节点处，选择所求得的反射率数据中被指定的一个值，并将其与基准值进行比较，在选择对应于其大小关系的一方的子树的同时，向下层进行探索。由此，最终将到达作为二叉树的“叶子”而被定义的13种记录介质中的某一种，并将此作为辨别结果。在此示例中，使用在各记录介质中所求得的反射率数据而构筑了二叉树的结果为，能够根据正反射光的两种颜色成分的反射率Sg、Sb和漫反射光的两种颜色成分的反射率Dr、Dg来可靠地辨别出13种记录介质。

如此，并非总是全部需要正反射光和漫反射光分别各3个的颜色成分的反射率数据。此外显然考虑到，图7所示的二叉树中的数的形状、分析中所使用的反射光成分的种类以及反射率的数值会根据预先取得数据的记录介质的组合而有所不同。但是，根据本申请发明人等对于市售的30种以上的记录介质而将处理中所应用的反射率数据的组合进行了各种变更而试行的结果可以看出，为了可靠地进行辨别，对于正反射光需要两种以上的波长成分，对于漫反射光也需要两种以上的波长成分。即，为了对记录介质进行辨别，需要反射光中的相互不同的多种波长成分的光强度的组合根据记录介质的种类而有所不同。

图8为，表示能够进行记录介质的辨别的波长成分的组合的图。如图所示可以看出，虽然如果正反射光、漫反射光各自的RGB成分全部使用，则当然能够可靠地进行辨别，但是，仅通过正反射光以及漫反射光各两个的颜色成分，也能够可靠地进行辨别。根据这些结果可以看出，关于正反射光优选在辨别中使用蓝色成分，此外关于漫反射光优选使用蓝色或绿色成分，而且优选为，在正反射光两种成分以及漫反射光两种成分这四种之中，同时包含蓝色成分和绿色成分。

如此，在对照射到记录介质上的可见光的正反射光以及漫反射光进行检测以辨别记录介质的种类时，通过在可见区域中也使用波长比较短的蓝色成分以及绿色成分的反射光的强度，从而能够实施高精度的辨别。这与图3所示的各种记录介质的反射特性、即每种记录介质的反射光量的差异在短波长区域内比较大而在长波长区域内比较小的情况是相符的。因此，作为照射光而优选为，在可见区域中也为短波长至中波长的成分、即较多地包含蓝色成分或绿色成分的光。但是，由于如果通过在照射光中包含的紫外光成分而被激励出的荧光成分包含在反射光中，则会成为误判断的原因，因此优选为，将本质上不包含紫外光成分、或者预先将紫外光成分被去除的光作为照射光。高演色性的白色LED能够适当地用作此目的的光源。

另外，如上文所述，记录介质的种类的辨别能够基于正反射光以及漫反射光各自的两种以上的波长成分的光量检测结果来进行。因此，将所接受的反射光分解成三种颜色成分（RGB）并非必要条件。但是，即使在三种颜色成分并未全部应用到辨别中的情况下，作为装置也优选具备三种颜色的颜色分解功能。其理由在于，第一，设为辨别对象的多种记录介质的组合如果被改变，则存在辨别中所使用的颜色成分也将被改变的可能性。理由之二在于，目前具有三种颜色的颜色分解功能的光学设备能够容易地获得，反而与准备两台用于仅提取两种颜色成分的硬件相比，存在将装置成本抑制得更低的可能性。

理由之三在于，在记录介质的种类的辨别中使用这种短波长的光成分比较有效，而另一方面，如前文所述，在记录介质的厚度的辨别中使用长波长的光成分比较有效。将白色光入射到记录介质M上并将反射光分光成RGB成分而接受的这种结构，对本技术思想所涉及的记录介质的种类以及厚度的辨别中的任意一种要求都能够灵活地应对。

图9为，表示辨别装置的更具体的结构示例的侧剖视图。该辨别装置10为，本发明所涉及的记录介质辨别装置的第一实施方式。该辨别装置10具备：与上述的辨别装置100的光源装置110、正反射光检测装置120、以及漫反射光检测装置130分别对应的光源单元11、正反射光受光单元12、以及漫反射光受光单元13，这些单元被收纳在壳体16内，所述壳体16在下表面上具有开口，且内部成为作为测定空间SP而发挥功能的空腔。壳体16对各单元间的位置关系进行保持，并通过使光的照射以及反射在内部空洞内进行，从而防止了由杂散光等而导致的外部干扰。

一般情况下，面对测定空间SP的壳体16的内壁面16a被设定为亚光的黑色较为优选，但是也可以设为白色或进行镜面精加工。此外，在壳体16的下表面上安装有开口光阑部16b，该开口光阑部16b用于防止基准反射板14b以外的压印板14a表面上的反射光进入到测定空间SP中的情况。

在辨别装置10的下方配置有压印板14a，相对于在其局部上贯穿设置的贯穿孔，以可拆装的方式而设置有基准反射板14b。这些构件为，相当于前文所说明的压印板140以及基准反射板141的构件。基准反射板14b通过反射板转动机构18而被支承。更详细而言，反射板转动机构18具备：转动部件18a，其在外周部上形成有齿列，并以转动自由的方式被轴支承；转动驱动部18b，其与该齿列啮合并对转动部件18a进行转动驱动。基准反射板14b被固定在转动部件18a上，并在通过来自转动驱动部18b的驱动而使转动部件18a转动时，基准反射板14b围绕转动部件18a的转动轴而与转动部件18a一体地转动。由此，基准反射板14b在嵌合位置（用虚线表示）与退避位置（用实线表示）之间进行往复移动，其中，所述嵌合位置为，基准反射板14b嵌合到压印板14a的贯穿孔中且其上表面与压印板14a的上表面成为大致同一平面的位置；所述退避位置为，与该嵌合位置相比靠下方且与压印板14a分离了的位置。由于与平齿轮18a一起进行转动，因此基准反射板14b在嵌合位置上成为大致水平姿态，而在退避位置上成为大致垂直姿态。

在退避位置上，擦拭器18c相对于在嵌合位置上成为上表面的基准反射板14b的一个表面而抵接。擦拭器18c通过擦拭器移动装置、具体而言通过擦拭器驱动部18d和擦拭器导轨18e而被支承。擦拭器驱动部18d例如通过齿轮齿条机构而使擦拭器18c上下移动。此外，擦拭器导轨18e对擦拭器18c的移动方向进行限制。通过这些作用，从而擦拭器18c沿着基准反射板14b的表面而进行上下移动。

由于从记录介质M上会产生纸粉等的微小的脱离物，此外基准反射板14b会在与记录介质M的抵接、分离之时带电，因此在基准反射板14b的表面上容易附着异物。由于因这种异物的附着而导致的反射率的变动会成为误辨别的原因，因此采用了使擦拭器18c擦拭基准反射板14b的表面，从而擦去所附着的异物的结构。并且，作为除去附着在基准反射板14b上的异物的去除部，并不限定为擦拭器，也可以为其他结构，例如能够使用刷状或辊状的装置。

在基准反射板14b被定位在反射位置的状态下，被装载在压印板14a上的记录介质M的背景成为高反射状态，而在基准反射板14b被定位在退避位置的状态下，被装载在压印板14a上的记录介质M的背景成为低反射状态。

此外，壳体16通过壳体升降机构17而被升降自如地保持。即，壳体16的上部安装有朝向上方延伸的升降臂17a，该升降臂17a随着例如通过由电磁阀构成的升降驱动部17b的动作而进行上下运动。因此，通过升降驱动部17b的工作，从而壳体16进行升降并相对于压印板14a而接近、远离运动。在壳体16下降到最低的状态下，壳体16的下表面直接、或经由被放置在压印板14a上的记录介质M而与压印板14a抵接。由此，能够防止朝向测定空间SP的外部光的侵入。

光源单元11具备：高演色白色LED11a，其成为光源；聚光透镜11b，其使该出射光收敛；射出光阑11c，其对收敛光的射出方向进行限制。此外，正反射光受光单元12具备：光传感器12a，其接受来自基准反射板14b或记录介质的正反射光；入射光阑12b，其限制朝向光传感器12a的入射光。同样地，漫反射光受光单元13具备：光传感器13a，其接受来自基准反射板14b或记录介质的漫反射光；入射光阑12b，其限制朝向光传感器12a的入射光。

此外，此辨别装置具备控制部15，所述控制部15对上述的各部进行控制并且执行如下的辨别处理动作，所述辨别处理动作为，根据由光传感器所接受到的光量而对记录介质的种类以及厚度进行辨别的辨别处理动作。关于由控制部15所执行的辨别处理动作，在下文中进行说明。

图10为表示由辨别装置实施的辨别处理动作的流程图。首先，在记录介质被装载在压印板14a上之前，通过壳体升降机构17而使辨别装置10被降下，并将壳体16的下表面置于紧贴在压印板14a的上表面上的状态（步骤S101）。此时基准反射板14b通过反射板转动机构18而设置在，嵌入到压印板14a的贯穿孔中的位置上。在此状态下，作为照射光源的LED11发光（步骤S102），并被实施光量调节以成为适合于测定且稳定的光量（步骤S103）。

在此状态下，来自基准反射板14b的正反射光以及漫反射光通过正反射光受光单元12以及漫反射光受光单元13而被接受，并被求出RGB各成分中的每一种的受光量。这些值作为求取记录介质的反射率时的基准值而被取得（步骤S104）。通过以这种方式而取得来自基准反射板14b的反射光，从而能够不受光源以及受光部的特性偏差及其时间性影响而获得稳定的辨别结果。即，此处的基准值的取得具有作为辨别装置的校准的意义。而且，对各成分的受光光量进行判定（步骤S105），由于在具有未达到预先设定的预定值的成分时会怀疑出现了辨别装置的异常状况，因而设为错误而结束。

如果各受光量为正常，则通过壳体升降机构17而使辨别装置10上升并暂时从压印板14a的表面上离开（步骤S106），在作为辨别对象的记录介质M被输送到辨别装置10正下方的判断位置处之后（步骤S107），再次使辨别装置10降下并使壳体16的下表面成为与记录介质M的上表面紧贴的状态（步骤S108）。

在此状态下，朝向记录介质M的表面照射光，并实施正反射光以及漫反射光的测定（步骤S109）。更具体而言，在于记录介质M的下部配置有基准反射板14b的高反射状态下按各种颜色成分而测定来自记录介质M的正反射光、漫反射光的光量，之后，通过反射板转动机构18而使基准反射板14b向从记录介质M上离开的退避位置进行移动，并在于记录介质M的下部不存在基准反射板14b的低反射状态下进行漫反射光的测定。在此，漫反射光中至少实施红色（R）成分的测定。

而且，基于高反射状态下的正反射光以及漫反射光的测定结果，来辨别记录介质M的种类（步骤S110），并根据记录介质M的种类的辨别结果、以及高反射状态和低反射状态下的分别被测定出的漫反射光的红色成分的光量比（减光比），来辨别记录介质M的厚度（步骤S111）。这些辨别的原理如之前所说明的那样，而用于实现其的实际处理为，例如使预先测定出的各种记录介质的反射率数据以及减光比和厚度的相关关系数据库化，从而能够决定该记录介质M的种类以及厚度。关于厚度，可以直接计算出厚度的数值，此外也可以分类成预先设定的多个阶段中的某一个。当以这种方式而识别出记录介质的种类以及厚度时，辨别装置10上升而从记录介质M上离开（步骤S112），并使记录介质M被搬出（步骤S113），进而结束处理。

图11以及图12为，表示本发明的其他实施方式的图。另外，在以下所说明的各种实施方式中，辨别装置10的结构本身全部与前文所述的第一实施方式的结构为共通，仅其周边的结构相互不同。因此，关于辨别装置10对其整体标记符号10，而对于各构成部件省略符号。此外，关于其他的结构，也对与第一实施方式相同的结构标记相同的符号并省略说明。

图11（a）图示了本发明所涉及的记录介质辨别装置的第二实施方式。在此实施方式中，在基准反射板24b中在退避位置上成为下端的部位处安装有超声波振子24c。另一方面，省略了在第一实施方式中所设置的擦拭器及其驱动机构。在基准反射板24b位于退避位置时，通过超声波振子24c进行工作，从而使基准反射板24b振动进而使附着物落下。

图11（b）图示了本发明所涉及的记录介质辨别装置的第三实施方式。此实施方式中的基准反射板34b以滑动自如的方式被安装在退避导轨上，所述退避导轨从压印板14a的贯穿孔正下方起朝向斜下方延伸设置，并且，通过例如由齿轮齿条机构以及线性电机构成的反射板移动机构38b，从而使基准反射板34b在反射位置和退避位置之间沿着退避导轨38a而在维持水平姿态的状态下进行移动，其中，所述反射位置为，被嵌入到压印板14a的贯穿孔中的位置，所述退避位置为，从压印板14a向下方离开的位置。在退避位置的附近具备：与基准反射板34b的上表面抵接的擦拭器38c、对擦拭器38c以在水平方向上移动自如的方式而进行支承的擦拭器导轨38e、以及沿着擦拭器导轨38e的延伸方向对擦拭器38c进行往复驱动的擦拭器驱动部38d。

在这些结构中，与第一实施方式同样，通过使基准反射板24b、34b在反射位置与退避位置之间进行移动，从而使记录介质的背后在高反射状态与低反射状态之间切换。此外，超声波振子24c或擦拭器38c能够作为对附着在基准反射板上的异物进行去除的除去部而发挥功能。

另外，在第一至第三实施方式中，基准反射板的退避位置并非位于设置在压印板14a上的贯穿孔的正下方，而是被设定在向侧方偏移了的位置上。通过这种设置，从而即使从记录介质上脱离了的纸粉等的异物从贯穿孔落下，也能够防止其附着在基准反射板上。

图12（a）图示了本发明所涉及的记录介质辨别装置的第四实施方式。此外，图12（B）图示了本发明所涉及的记录介质辨别装置的第五实施方式。在这些实施方式中，代替将基准反射板相对于压印板进行插拔的方式，而采用了如下方式，即，在压印板上设置高反射区域和低反射区域，并通过在与各自的对置位置之间使辨别装置10进行移动，从而进行高反射状态与低反射状态之间的切换。

在图12（a）的结构中，在压印板44a上设置有安装了基准反射板44b的贯穿孔H1和未安装基准反射板44b的贯穿孔H2，并在与这些贯穿孔的对置位置之间使辨别装置10移动的移动机构49。在辨别装置10与基准反射板44b对置时，成为如下的高反射状态，即，光被朝向基准反射板44b照射并通过基准反射板44b而以高分反射率被反射的状态；而面对不具有基准反射板的贯穿孔H2的状态成为低反射状态。

在图12（b）的结构中，在压印板54a的上表面上形成有非反射性的或者黑色的被膜54c，且在其局部上设置有贯穿孔并安装有基准反射板54b。移动机构59使辨别装置10在与基准反射板54b的对置位置、以及与除此之外的压印板54a的上表面对置的位置之间移动。在此结构中，辨别装置10位于与基准反射板54b对置的位置时成为高反射状态，而辨别装置10位于与除此之外的压印板54a的上表面对置的位置的状态成为低反射状态。

并且，在图12（a）以及图12（b）的结构中，虽然并非必须，但是如果在非必要时预先将基准反射板移动到适当的退避位置上，则能够防止朝向基准反射板上表面的异物附着。

在这些实施方式中，也通过在使记录介质抵接于辨别装置10的下表面上的状态下进行光量检测，从而防止了伴随于辨别装置10的移动的光轴的偏移，从而使辨别装置移动的情况将不会成为减低辨别精度的原因。

如以上所述，在本发明所涉及的记录介质辨别装置的各个实施方式中，对记录介质照射光，并根据将记录介质的背后在高反射状态和低反射状态之间进行切换时的漫反射光量的比值，来辨别记录介质的厚度。更具体而言，通过求取低反射状态下的反射光量相对于高反射状态下的反射光量之比（减光比）的值，并应用在预先求出的记录介质的厚度与减光比的相关关系（图2）中，从而对记录介质的厚度进行辨别。通过实施上述操作，从而能够简单且高精度地求出记录介质的厚度。

在以这种方式而求取记录介质的厚度的技术中，需要确定记录介质的种类。因此，在上述实施方式中，为了能够对应各种记录介质，在厚度的辨别之前，先光学性地对记录介质的种类进行辨别。

在辨别记录介质的种类时，对于其正反射光以及漫反射光，各自对分别两种以上的波长成分的光量进行检测。并且，利用正反射光中的两种以上、以及漫反射光中的两种以上的波长成分的反射光量的检测结果，来辨别出是否相当于预先已知特性的多种记录介质中的某一种。通过采用这种方式，从而与仅通过正反射光以及漫反射光的总光量来进行辨别、或基于由紫外光而激励出的荧光或红外区域中的反射光来进行辨别的现有技术相比，能够以高精度而辨别出多种记录介质。

由于用于对记录介质的种类进行辨别的光学测定、和对其厚度进行辨别的光学测定之间能够共享一部分的结果，因此能够短时间且高效地实施从种类的辨别到厚度的辨别的一系列的辨别处理。此外，能够共享用于检测的装置结构。

在此辨别方法中，光源以及受光部均能够由在可见区域中进行动作的设备构成。由于作为这种设备有较多的产品已经被实用化，因此通过适当地从中进行选择，从而能够构成对应于使用目的和价格等的辨别装置。

如以上说明所述，在此实施方式中，辨别装置10相当于本发明中的“记录介质辨别装置”，光源单元11作为本发明中的“光照射部”而发挥功能，漫反射光受光单元13作为本发明中的“受光部”而发挥功能。此外，基准反射板14b、141等作为本发明的“反射部”而发挥功能。此外，在上述实施方式中，控制部15作为本发明的去除部而发挥功能。

此外，在上述第四以及第五实施方式中，由于通过由移动机构49、59使辨别装置10移动，从而使高反射状态与低反射状态被切换，因此这些构件作为本发明的“切换部”而发挥功能。此外，在上述各实施方式中，擦拭器18c、38c、超声波振子24c等作为本发明的“去除部”而发挥功能。

并且，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其思想，则能够在上述以外进行各种改变。例如，在上述实施方式中，是根据反射光的检测结果来辨别记录介质的种类并对其厚度进行辨别的，但是对记录介质的辨别并不是必需的。例如在记录介质的种类被预先决定、或通过用户的设定输入而被确定的情况下，能够省略记录介质的种类的辨别。此外，也可以通过其他手法来进行种类的辨别。

此外，在上述实施方式中，使白色光照射到记录介质上，并将反射光分光成RGB各颜色成分且进行受光，但是并不限定于此。即，如果是以求取记录介质的厚度为目的，则照射光也可以为单色光，例如，将红色LED作为本发明的“照射部”，此外例如也可以将半导体传感器、光电子倍增管、以及使用了硫化镉等的光导电性材料的光导电单元等的不具有颜色分解功能的受光元件作为“受光部”而使用。

此外，即使在使用多种颜色成分来进行处理的情况下，也可以代替包含多种波长成分的白色光而使用例如多色发光LED而在照射光源侧对出射光的波长进行切换并输出。在这种情况下，受光部也不需要颜色分解功能。

此外，在上述辨别装置10以及使用该辨别装置10的记录介质辨别处理中，使辨别装置10紧贴于记录介质。虽然这是为了使从光源装置到达正反射光受光装置的正反射光的光轴稳定并且防止外部光的入侵，但是根据用途也可以省略辨别装置的升降机构。例如，在印刷装置等的筐体内部设置辨别装置从而不存在外部光的影响的情况就相当于此。

此外，虽然在上述实施方式中，是将辨别装置配置在被放置在平面状的压印板上的记录介质的上方而进行辨别的，但是记录介质与辨别装置的位置关系并不限定于此，例如也可以相对于在垂直方向上被输送的记录介质而在其侧方设置辨别装置，此外还可以在被水平地放置的记录介质的下表面侧配置辨别装置。此外，除了在平面状的压印板上配置记录介质的结构以外，也可以采用如下结构，即，相对于被压贴在引导部件上的记录介质的表面、或被卷绕成卷筒状并弯曲的记录介质的表面进行光照射并检测反射光的结构。

此外，在进行辨别处理时记录介质处于停止中并非必须，也可以采用如下结构，即，对于以预定的输送速度被输送移动着的记录介质的表面进行光照射，并检测反射光的结构。

符号说明

10…辨别装置（记录介质辨别装置）、11…光源单元（光照射部）、12…正反射光受光单元、13…漫反射光受光单元（受光部）、14b、24b、34b…基准反射板（反射部）、15…控制部（辨别部）、18…反射板转动机构（切换部）、18c、38c…擦拭器（去除部）、24c…超声波振子（去除部）、38b…反射板移动机构（切换部）、49、59…移动机构（切换部）、M…记录介质。

Claims (7)

1.一种记录介质辨别装置，其特征在于，具备：

光照射部，其朝向记录介质照射光；

受光部，其对从所述光照射部被照射的光在所述记录介质上被漫反射后的漫反射光进行受光；

反射部，其能够对从所述光照射部照射并透射过所述记录介质的透射光进行反射并使之再次入射到所述记录介质上；

切换部，其对反射状态进行切换以使所述反射部成为不同的反射率；

辨别部，其根据以不同的反射状态而被所述反射部反射并由所述受光部受光的多个所述漫反射光的光量的比值，来对所述记录介质的厚度进行辨别。

2.如权利要求1所述的记录介质辨别装置，其中，

所述辨别部根据按照记录介质的每个种类而被预先求出的、与该记录介质的厚度和所述漫反射光的光量之间的比值的相关性有关的信息，来对所述记录介质的厚度进行辨别。

3.如权利要求1或2所述的记录介质辨别装置，其中，

所述辨别部基于所述漫反射光中波长为650nm以上的波长成分的光量而对所述记录介质的厚度进行辨别。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的记录介质辨别装置，其中，

所述切换部对所述反射部相对于所述记录介质的支承部的距离进行变更。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的记录介质辨别装置，其中，

所述切换部能够改变所述光照射部与所述反射部之间的相对位置关系。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的记录介质辨别装置，其中，

具备去除部，所述去除部对附着在所述反射部的与所述记录介质对置的对置面上的异物进行去除。

7.一种记录介质辨别方法，其特征在于，

朝向记录介质照射光，

对所述光透射过所述记录介质后的透射光被反射并再次入射到所述记录介质上的反射状态进行切换，并基于以成为不同的所述透射光的反射率的方式而以不同的反射状态被受光的多个所述漫反射光的光量的比值，来对所述记录介质的厚度进行辨别。