JP2003512955A - インクジェット印刷のための背面マーク式媒体判定システム - Google Patents

インクジェット印刷のための背面マーク式媒体判定システム

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JP2003512955A JP2001534606A JP2001534606A JP2003512955A JP 2003512955 A JP2003512955 A JP 2003512955A JP 2001534606 A JP2001534606 A JP 2001534606A JP 2001534606 A JP2001534606 A JP 2001534606A JP 2003512955 A JP2003512955 A JP 2003512955A
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Abstract

(57)【要約】 印刷されるイメージを最終的に受け取る媒体(832)の印刷面と反対側の背面上にあるマーキングあるいは識別用マーク(834)にしたがって媒体を識別するための、インクジェットあるいは他の印刷機構に給送される入力媒体のタイプを分類するシステムが提供される。入力媒体(832)の印刷面は、青紫色光(520)を用いて光学的に走査され、拡散反射(840)率および鏡面反射(842,844)率の両方の値が得られる。入力媒体(832)のための空間周波数シグネチャが、種々のタイプの媒体の既知の値と比較され、主要カテゴリ(透明媒体、グロッシー仕上げフォト媒体、プレミアム紙あるいは普通紙)に対応する媒体と、これらのカテゴリ内の特定タイプの媒体(マット仕上げフォト媒体、プレミアム媒体、あるいは高グロッシーフォト媒体)とを分類する。ユーザの煩わしい介入なしに、優れたイメージを自動的に生成するために、判定された媒体タイプにしたがって最適な印刷モードが選択される。また、本方法を実施するように構成される印刷機構(515)も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連特許出願】
本発明は、2000年6月28日出願の係属中の米国特許出願第09/607
,206号の一部継続出願であり、その特許出願は、1999年10月29日出
願の米国特許出願第09/430,487号の一部継続出願であり、その特許出
願は、1998年10月29日出願の米国特許出願第09/183,086号の
一部継続出願であり、その特許出願は、2000年3月14日に付与された米国
特許第6,036,298号の一部継続出願であり、全て同じ発明人によるもの
である。
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明は全般にインクジェット印刷機構に関し、より詳細には、その印刷機構
が、ユーザの煩わしい介入を必要とせずに、特定のタイプの入力媒体上に最適な
イメージを生成するために、自動的に印刷モードを適応させるように、印刷ゾー
ンに給送される印刷媒体のタイプ(透明媒体、普通紙、プレミアム紙、フォト紙
等)についての情報を判定するための光検出システムに関する。
【0003】
【発明の背景】
インクジェット印刷機構は、「ペン」と呼ばれる場合もあるカートリッジを用
いており、そのカートリッジが、本明細書では全般に「インク」と呼ばれる液体
着色剤の液滴をページ上に噴射する。各ペンは、インク滴が発射される非常に小
さなノズルを形成されたプリントヘッドを備える。イメージを印刷するために、
プリントヘッドは、ページを横切って左右に駆動され、移動しながら所望のパタ
ーンにインク滴を噴射する。プリントヘッド内にある特定のインク噴射機構は、
圧電技術あるいはサーマルプリントヘッド技術を用いる機構のような、当業者に
知られている種々の異なる形をとる。たとえば、2つの先行するサーマルインク
噴射機構が、米国特許第5,278,584号および第4,683,481号に
記載されており、いずれも本発明の譲受人であるヒューレットパッカード社に譲
渡されている。サーマルシステムでは、インクチャネルおよび蒸発チャンバを含
む障壁層がノズルオリフィスプレートと基板層との間に配置される。この基板層
は典型的には、蒸発チャンバ内のインクを加熱するために付勢される抵抗のよう
な、ヒータ素子の線形のアレイを含む。加熱時に、インク滴は付勢された抵抗に
関連するノズルから噴射される。プリントヘッドがページにわたって移動するの
に応じて、抵抗を選択的に付勢することにより、インクは、あるパターンで印刷
媒体上に発射され、所望のイメージ(たとえば、絵、図表あるいは文字等)が形
成される。
【0004】 プリントヘッドを清潔にし、かつ保護するために、プリンタシャーシ内に典型
的には「サービスステーション」機構が設けられ、プリントヘッドがメンテナン
スのために、そのステーション上を移動できるようにする。保管するために、あ
るいは印刷を行っていない間のために、サービスステーションは通常、プリント
ヘッドノズルが汚染しないように、かつ乾燥しないように気密に封止するキャッ
ピングシステムを含む。キャップによっては、プリントヘッド上を真空状態にす
るポンピングユニットに接続することにより、プライミングを容易にするように
設計されるものもある。動作中には、「スピッティング(spitting)」として知
られるプロセスにおいて、各ノズルを通して多数のインク滴を噴射し、サービス
ステーションの「インク壷」部分に廃インクを回収することにより、プリントヘ
ッド内の障害物が定期的に取り除かれる。スピッティング後、キャッピング解除
時、あるいは場合によっては印刷中に、大部分のサービスステーションは、イン
ク残留物、およびプリントヘッド上に集められたあらゆる紙のほこり、あるいは
他の残留物を除去するためにプリントヘッドの表面を拭き取るエラストマワイパ
を備える。
【0005】 イメージを印刷するために、プリントヘッドはシート上の印刷ゾーンを横切っ
て左右に走査され、移動しながらペンがインク滴を噴射する。プリントヘッドが
シートを横切って移動するのに応じて、抵抗を選択的に付勢することにより、イ
ンクがあるパターンで印刷媒体上に吐出され、所望のイメージ(たとえば、絵、
図表あるいは文字)が形成される。ノズルは典型的には、互いに平行に、かつ走
査方向に垂直に、プリントヘッド上に通常並列に配置される線形のアレイに配列
され、ノズルアレイの長さが印刷のスワス、すなわち帯状の印刷区画を画定する
。すなわち、プリントヘッドが印刷ゾーンを通って完全に1回横断する際に、1
つのアレイの全てのノズルが連続して噴射される場合、インクの1つの帯状区画
あるいはスワスがそのシート上に現れるであろう。この帯状区画の幅は、ペンの
「スワス幅」として知られており、これは1回のパスで塗着することができるイ
ンクの最大パターンである。媒体は、典型的には一度に1スワス幅の印刷ゾーン
を通って移動するが、印刷方式によっては、たとえば、各プリントヘッドの走査
に対して1スワス幅の半分あるいは4分の1だけ増分的に媒体を移動させ、重な
り合うように短い距離でインク滴を吐着し、最終的なイメージの見栄えを良くす
る場合もある。
【0006】 家庭用プリンタ市場のために設計されるインクジェットプリンタは、種々の設
計基準で一致しない場合が多い。たとえば、大量生産で、可能な限り最低限のコ
ストで提供され、平均的な画質より良く、しかも取扱いが最も簡単であるインク
ジェットプリンタを、家庭用市場は要求する。プリンタ性能は改善され続けてお
り、これらの一致しない設計基準間のバランスを維持する試みが続けられている
。たとえば、プリンタ性能は、4つの個別の単色プリントヘッドを用いる設計が
考慮されている点まで進歩しており、その結果、全部で1200個以上のノズル
が、霧に近いほど十分に細かいインク滴を生成することができる。
【0007】 そのような高解像度の印刷は、これらの新しいペンに関して非常に厳しい製造
公差を必要とする。しかしながら、そのような厳しい公差を保持することは、新
しいペンに関して満足のいく製造歩留まりも達成しようとするときには困難な場
合がある。実際には、ペンの性能を改善することに起因してさらに厳しいプロセ
ス管理が要求され、その結果、ペンはこれらの高い品質基準を満たさないために
廃棄されるので、残念ながらペンの歩留まりは低下する。高い廃棄率を補償する
ために、そのペンの最終的な販売価格が上昇する。したがって、印刷品質を犠牲
にすることなく、わずかな偏差で経済的にペンを管理し、ペンの歩留まりを向上
させる(廃棄率を低減する)とともに、消費者に提供される価格を下げるための
方法を見つけることが望まれる。
【0008】 さらに、これらの新しいプリンタの多数のペンと、そのインク滴の極微の大き
さによって、あらゆるタイプのペン位置合わせ手順を消費者に実行してもらうこ
とを期待するのは実情にそぐわなくなった。従来、インク滴の体積が大きい今ま
でのプリンタは、消費者が精査するためにテストパターンを印刷し、その後、最
適なペン位置合わせパターンを選択した。残念ながら、新しいペンの個々の小さ
なインク滴は視認するのが難しく、プリントヘッドノズルのピッチが精細である
、すなわち印刷中に吐着される1インチ(2.54cm)当たりのドットの数(
「dpi」定格)が多いことにより、この作業は一層難しくなる。この困難な状
況から、印刷品質の進歩は、消費者によるペンの位置合わせをほぼ不可能な作業
にしており、閉ループのインクジェット印刷の概念が発展させられる。
【0009】 閉ループのインクジェット印刷は、センサを用いて、対象となる特定の属性を
判定し、その際、プリンタが、特定の属性を調整するための入力としてセンサ信
号を用いる。ペン位置合わせの場合に、センサを用いて、各プリントヘッドから
生成されるインク滴の位置を測定することができる。その後、プリンタはこの情
報を用いて、噴射用の抵抗を付勢するタイミングが調整され、結果としてインク
滴を位置合わせする。そのような閉ループシステムでは、もはやユーザの介入の
必要はなく、そのため使いやすさを最大にする。
【0010】 また、閉ループインクジェット印刷は、プリンタが個々のペン間の偏差を補償
できるようにすることにより、ペンの歩留まりを向上させることもできる。仮に
偏差が補償されなければ、厳しい品質管理基準を満たすことができず、そのペン
は廃棄されてしまうであろう。インク滴の体積は、このタイプのトレードオフの
格好の例である。従来、色相制御を維持するために、インク滴の体積の仕様は比
較的厳しい公差を有していた。閉ループシステムでは、実際のカラーバランスが
モニタされ、その後、プリンタ噴射制御システムで補償することができる。こう
して、インク滴の体積に関する設計公差は緩和することができ、より多くのペン
が品質管理に合格し、ペンの歩留まりを向上させることができる。ペンの歩留ま
りの向上によって、製造業者はより大量に生産でき、その結果、消費者に提供さ
れるペンの価格が低下するので、消費者のためになる。
【0011】 従来、閉ループインクジェット印刷システムは、家庭用プリンタ市場ではコス
トが高すぎたが、最上位製品においては実現可能なことがわかっていた。たとえ
ば、いずれもヒューレットパッカード社(Palo Alto、California)によって製
造される、DesignJet(登録商標)755インクジェットプロッタ、およびHP
カラー複写機210では、光センサを用いてペンが位置合わせされていた。Desi
gnJet(登録商標)755プロッタは、部品番号C3195−60002として
、ヒューレットパッカード社(Palo Alto、California)から購入することがで
き、本明細書では「HP’002」センサと呼ばれる光センサを用いていた。H
Pカラー複写機210は、部品番号C5302−60014として、ヒューレッ
トパッカード社(Palo Alto、California)から購入することができ、本明細書
では「HP’014」センサと呼ばれる光センサを用いている。HP’014セ
ンサは、HP’002センサと機能的には類似であるが、HP’014センサは
、付加的な緑色発光ダイオード(LED)と、より製品に特化したパッケージン
グとを用いて、HPカラー複写機210の設計にさらに適合させている。これら
の最上位機器はいずれも生産量は比較的少ないが、市場価格の高さによって、こ
れらの比較的高価なセンサを追加することが可能になっている。
【0012】 図12は、HP’002センサの光学的な構成を示す概略図であり、HP’0
14センサは、主に信号処理においてHP’002センサとは異なる。HP’0
14センサは2つの緑色のLEDを用いて信号レベルを上昇させ、付加的な外部
増幅を不要にする。さらに、可変DC(直流)オフセットが、HP’014シス
テムに組み込まれ、信号ドリフトを補償する。HP’002センサは青色光B1
を生成する青色LED Bと、緑色光G1を生成する緑色LED Gとを有する
のに対して、HP’014センサ(図示せず)は、2つの緑色LEDを用いる。
青色光ストリームB1および緑色光ストリームG1は、印刷媒体M上の位置Dに
沿ってぶつかり、その後、レンズLを通る光線B2およびG2として、媒体Mか
ら反射され、レンズLによって集束され、光線B3およびG3としてフォトダイ
オードPによって受光される。
【0013】 集束された光B3およびG3を受光すると、フォトダイオードPは、プリンタ
コントローラCに供給されるセンサ信号Sを生成する。フォトダイオードセンサ
信号Sと、プリントヘッドキャリッジあるいは媒体駆動ローラ(図示せず)上の
エンコーダEから受信された位置データS1とに応答して、プリンタコントロー
ラCは、ノズルNに隣接するプリントヘッド抵抗に送出される噴射信号Fを調整
し、インク滴出力を調整する。有色インクのスペクトル反射率に起因して、青色
LED Bは媒体M上の黄色インクの存在を検出するために用いられるのに対し
て、緑色LED Gはシアンおよびマゼンタインクの存在を検出するために用い
られ、黒色のインクを検出するためにいずれかのダイオードが用いられる。した
がって、プリンタコントローラCは、エンコーダEからのエンコーダ位置信号S
1と連係して、フォトダイオードPからの入力信号Sを与えられると、ドットあ
るいは一群のドットが、媒体M上に印刷されたテストパターン内の所望の位置に
塗着されたか否かを判定することができる。
【0014】 歴史的には、青色LEDは弱い照明装置であった。実際には、DesignJet(登
録商標)775プロッタの設計者は、この弱い青色の発光を補償するために、信
号処理方式に相当のところまでやった。HPカラー複写機210の設計者は同じ
問題に直面し、黄色のインクを直接検出する前に、代わりに2つの緑色LEDを
用いて、色を混合して黄色を検出することにした。従来、より明るい青色のLE
Dを購入できたが、少量生産の最上位製品に用いるにしても法外に値段が高かっ
た。たとえば、HP’002センサに用いられる青色LEDは、15mcd(ミ
リカンデラ)の輝度を有していた。この暗い青色光源からのセンサ信号を増大さ
せるために、この信号を100倍増幅するための100×増幅器が必要とされた
。しかしながら、その増幅器はHP’002センサのフォトダイオード部分の外
部にあるので、この増幅器構成は伝搬された雑音の影響を受けやすい。さらに、
この100×増幅器によって強いられるオフセットによって、信号がAC(交流
)結合されることが必要とされることにより、信号処理はさらに複雑になる。さ
らに、このなおも相対的に低い信号で十分な解像度を得るには、10ビットA/
D(アナログ/デジタル)信号コンバータが必要であった。
【0015】 HPカラー複写機210に用いられるHP’014センサは、DesignJet(登
録商標)755プロッタに用いられるHP’002センサと同じ光学系を含むが
、HP’014センサはよりコンパクトであり、アセンブリ内に容易に適応され
、HP’002センサの概ね40%の大きさである。HP’002センサおよび
HP’014センサはいずれも非パルスDC(直流)センサであり、すなわちL
EDは点灯され、センサによって媒体全体を走査している間、点灯したままであ
る。信号サンプルは、エンコーダストリップの状態変化によって空間的にトリガ
され、走査にわたってキャリッジ位置についてのフィードバックをプリンタコン
トローラに提供する。光学的な走査のために用いられる比較的低いキャリッジ速
度では、データをサンプリングするのに要する時間は、各エンコーダ状態変化間
の全時間に比べて短い。走査中にLEDが過熱するのを防ぐために、LEDを流
れるDC順方向電流は制限される。順方向電流が大きくなると照度が増加するの
で、過熱を防ぐためのこの電流制限は、可能な最大値より低い値にLEDの明る
さを抑制する。
【0016】 HP’014センサの設計者は、緑色LEDで黄色インクを検出するための新
しい方法を用いることにより、青色LEDの問題を回避した。具体的には、黄色
インクは、ペンの位置合わせルーチンを実行する際に、黄色インクバーの上側に
マゼンタインク滴を配置することにより検出された。マゼンタインクは黄色イン
クを通って黄色インクバーのエッジまで移動し、黄色インクバーのスペクトル反
射率を変化させ、緑色LEDによって照明されるとき、黄色インクバーのエッジ
を検出することができる。残念ながら、この黄色インク検出方式は、媒体に依存
する結果を有する。すなわち、2つのインク(マゼンタおよび黄色)を混合する
ことは、媒体の表面特性によって非常に大きな影響を受ける。家庭用プリンタ市
場において用いる場合、媒体は、特殊な写真品質のグロッシー紙から、褐色紙袋
、布地、あるいはその間の任意の媒体までの範囲に及ぶ場合がある。グロッシー
仕上げフォトタイプの媒体上では、インクの移動は最小であるが、紙袋あるいは
布地では、高い度合いの移動が行われる場合がある。したがって、インク滴の配
置を判定するためのインクの混合は、家庭用市場では非常にリスキーになる。な
ぜなら、これらの従来までのプリンタは、どのタイプの媒体がペン位置合わせル
ーチンの間に用いられているかを知る方法がないためである。
【0017】 この媒体識別の問題に対処するために、媒体検出センサが、媒体取込みピボッ
ト機構、あるいは媒体給紙トレイ上のような、プリンタの中を通る媒体経路に隣
接して配置された。媒体検出センサは、媒体の印刷面に予め印刷された不可視イ
ンクのコードを読み取る。このコードによって、ユーザの介入を全く必要とせず
に、印刷品質を最適にするために印刷モードを調整し、媒体供給物内のこれらの
相違を補償することにより、プリンタは媒体の向き、サイズおよびタイプを補償
できるようになる。インク滴検出センサおよび媒体検出センサはいずれも、光/
電圧(LVC)コンバータと、1つあるいは複数の発光ダイオード(LED)と
を用いており、各センサは、光学素子を配向し、周囲光からLVCを遮蔽するた
めのハウジングに依存する。高品質のイメージを生成する経済的なインクジェッ
ト印刷機構を消費者に提供しようとして、両方のセンサを実装することに関連す
るコストが解析された。意外なことに、両方のセンサのコストの実質的な部分は
、検出ユニット自体に関係せず、むしろ、センサをプリンタコントローラに相互
接続することと、多数の別個の部品を在庫しておくこととに関連するコストの関
数であった。
【0018】 実際には、今日の市場において市販されているインクジェットプリンタの大部
分には、媒体タイプの検出は搭載されていない。大部分のプリンタは、開ループ
プロセスを用いており、操作者がコンピュータのソフトウエアドライバを通して
媒体のタイプを選択することに依存する。したがって、実際に給紙トレイ内にあ
る媒体が、特定の印刷要求のために選択されたタイプに対応している保証はなく
、残念ながら、誤って選択された媒体で印刷することにより、悪い品質のイメー
ジが生成される場合がある。この問題を悪化させることは、大部分のユーザが全
く媒体タイプの設定を変更せず、また大部分のユーザがこれらの設定が存在して
いることに気が付いてさえもいないという事実である。それゆえ、典型的なユー
ザは常に、普通紙−ノーマルモードのデフォルトの設定で印刷する。これは、ユ
ーザが高価な写真媒体(フォト媒体)をプリンタに差し込む場合に、写真モード
ではなくノーマルモードが選択される場合には、結果として生じるイメージは標
準以下であり、ユーザが事実上、高価な写真媒体を無駄にしてしまうので問題で
ある。写真媒体に加えて、普通紙−ノーマルモードで印刷されると、透明媒体(
トランスペアレンシー)も特に悪い画質を生成する。
【0019】 透明媒体を紙と区別する問題は、ヒューレットパッカード社のDeskJet200
0Cプロフェッショナルシリーズカラーインクジェットプリンタにおいて対処さ
れており、そのプリンタは透明媒体の存在を判定するために、赤外線反射センサ
を用いている。このシステムは、透明媒体を写真媒体および普通紙と区別するた
めに、光が透明媒体を通過する事実を利用する。この識別システムは簡単で、比
較的低コストであるが、ユーザが利用することができる種々の媒体のタイプを識
別することに制限がある。
【0020】 媒体タイプを判定するための別のセンサシステムは、透過/反射センサの組み
合わせを使用した。センサの反射部分は、媒体の表面に対して角度が異なる2つ
のレセプタ(receptor)を有した。透過型検出器で検査すると、透明媒体を通っ
て光が通過することに起因して、透明媒体を検出することができた。2つの反射
センサはそれぞれ、媒体の鏡面反射率と、媒体の拡散反射率とを測定するために
用いられた。これら2つの反射率値の比を解析することにより、特定の媒体タイ
プが識別された。このシステムを実装するために、種々の媒体タイプと相関のあ
る反射率比のルックアップテーブルを含むデータベースが必要とされた。あいに
く、新たな、特徴付けられていない媒体は誤認され、印刷品質の劣化をもたらす
場合が多かった。結局、このシステムの最も悪い欠点の1つは、いくつかの異な
る媒体タイプが同じ反射率比を生成することができ、依然として全体として異な
る印刷モードの分類を有することであった。
【0021】 1つの提案されたシステムは、媒体タイプ識別に対して最終的な解決策となる
と考えられたものを提供した。このシステムでは、不可視インクコードが、媒体
の各シートの表側の場所に印刷され、その場所がプリンタに搭載されたセンサに
よって読み取られた。このコードは、媒体のタイプ、製造業者、向きおよび特性
に関する多数の情報をプリンタドライバに提供した。センサのコストは安く、シ
ステムは全体として、ユーザがドライバを通して媒体を選択することから解放さ
れ、また装填される媒体が正確に識別されることを保証する点で、非常に信頼性
が高かった。あいにく、これらの予め印刷された不可視インクコードは、一面に
印刷されたときに視認できるようになった。その後、たとえば、本発明の譲受人
であるヒューレットパッカード社に譲渡された米国特許第5,984,193号
に説明されるように、そのコードは、この問題を回避するために媒体の余白に配
置された。しかしながら、市場の要求によって、インクジェットプリンタは写真
出力装置になってきた。したがって、印刷されたイメージが紙の縁まで完全に広
がる「フルブリード」印刷方式による写真にとって、余白は望ましくない加工領
域になった。したがって、余白として用いられてきた部分にコードを配置する場
合であっても、フルブリード印刷モードで一面に印刷されるとき、深刻な印刷欠
陥を形成した。
【0022】 さらに別の媒体識別システムは、媒体の先端を変形させることにより媒体の端
部をマーキングした。これらの端部の変形は、エッジカット、パンチ孔、スカラ
ップ等の形をとり、先端部を直線ではない状態にしており、直線の端部は、普通
紙のデフォルト指示子となった。残念ながら、これらの端部変形方式は、媒体を
マーキングするために付加的な媒体処理ステップを必要とした。さらに、変形し
た端部は消費者への魅力が不足しており、大部分の消費者は、輸送中あるいはハ
ンドリング中に損傷された媒体として見えた。
【0023】 したがって、印刷機構に給送される媒体のタイプについての情報を判定し、ユ
ーザの介入を必用とせずに、かつ媒体あるいは仕上げられたイメージを損傷する
ことなく、印刷機構が最適なイメージのために印刷を自動的に調整することがで
きるようにする光検出システムを提供することが望ましい。
【0024】
【発明の概要】
本発明の一態様によれば、印刷機構に給送される入力媒体を分類するための方
法が提供され、その媒体は、印刷表面と、その反対側の、識別用マークを付され
た背面とを有する。その方法は、入力媒体の印刷表面を光学的に走査するステッ
プと、光学的に走査するステップ中に、識別用マークについての情報を収集する
ステップとを含む。解析ステップでは、識別用マークを付された種々の媒体タイ
プの既知の値と比較することにより、収集された情報が解析され、種々のタイプ
のうちの1つとして入力媒体を分類する。
【0025】 本発明のさらに別の態様によれば、光センサを有する印刷機構においてイメー
ジを受け取るために、1組の種々のタイプの媒体が提供される。その組内の個々
の媒体は、印刷表面と、反対側にある背面とを有し、印刷表面は、印刷機構によ
って印刷される際にイメージを受け取る。識別用マークは各媒体の背面に位置す
る。識別用マークは、光センサによって印刷表面から媒体を通して読み取ること
ができ、種々のタイプのマークが種々のタイプの各媒体上に現れる。
【0026】 本発明のさらに別の態様によれば、印刷表面と、その反対側の、識別用マーク
を付された背面とを有する入力媒体上に印刷を行うインクジェット印刷機構が提
供される。その印刷機構は、フレームと、入力媒体の印刷表面をモニタするため
の、フレームによって支持される媒体センサとを備える。この媒体センサは入力
媒体を照明する照明素子と、この照明された媒体から反射される光を受光するセ
ンサとを含む。照明素子によって放射される光は、センサによって読み取るため
の識別用マークを照明するために、媒体を透過する。受光された光に応じて、セ
ンサは反射率信号を生成する。コントローラが、その反射率信号と、識別用マー
クを付された種々のタイプの媒体のための既知の値とを比較し、その入力媒体に
対応する印刷モードを選択する。
【0027】 本発明の全体としての目的は、この先吐出されるインク滴が、印刷機構によっ
て調整され、使用時にユーザの介入なしに特定タイプの媒体上に高品質のイメー
ジを生成できるように、媒体のタイプを光学的に識別するための方法とともに、
インクジェット印刷機構のための光検出システムを提供することである。
【0028】 本発明の別の目的は、消費者のための最適なイメージを生成するために、媒体
タイプを補償することができる、簡単に利用可能なインクジェット印刷機構を提
供することである。
【0029】 本発明のさらに別の目的は、望ましくない印刷アーティファクトを形成する可
能がある、媒体の印刷面上に任意の特殊なマーキングを必要とすることなく、ま
たユーザの介入、または再較正を必要とすることなく、普通紙、プレミアム紙、
フォト媒体および透明媒体のような主要タイプの媒体を識別するための光検出シ
ステムを提供することである。
【0030】 本発明のさらに別の目的は、それぞれ結果的に印刷されるイメージと干渉する
ことがない一意の識別用マーキングを有する、種々のタイプのフォト媒体のよう
な1組の媒体を提供することである。
【0031】 本発明のさらに別の目的は、消費者にさらに経済的なインクジェット印刷製品
を提供するために、軽量、小型で、かつ最小限のコンポーネントで製造されるイ
ンクジェット印刷機構のための光検出システムを提供することである。
【0032】
【好適な実施形態の詳細な説明】 図1は、本発明により構成され、生産現場、オフィス、家庭あるいは他の環境
において業務報告書、通信文書、デスクトップバブリッシング、アートワーク等
を印刷するために用いられ得る、ここではインクジェットプリンタ20として示
される、インクジェット印刷機構の一実施形態を示す。種々のインクジェット印
刷機構が市販されている。たとえば、本発明を具現することができる印刷機構に
は、数例を挙げると、プロッタ、ポータブル印刷ユニット、複写機、カメラ、ビ
デオプリンタ、およびファクシミリ装置が含まれる。便宜上、本発明の概念は、
家庭環境において特に有用性を見出すことができるインクジェットプリンタ20
の環境において例示される。
【0033】 プリンタコンポーネントは機種毎に異なる場合があることは明らかであるが、
典型的なインクジェットプリンタ20は、ハウジングあるいはケーシングエンク
ロージャ23によって包囲されるシャーシ22を含み、その大部分は、内部コン
ポーネントを視認するのに明瞭にするために省略されている。印刷媒体ハンドリ
ングシステム24は、印刷ゾーン25を通して印刷媒体のシートを給送する。印
刷媒体は、紙、カード用の厚紙、封筒、布、透明媒体、マイラー(登録商標)等
のような適当なシート材料のうちの任意のタイプとすることができるが、典型的
には、最も一般的に用いられる印刷媒体は普通紙である。印刷媒体ハンドリング
システム24は、印刷前に媒体の供給物が装填され、かつ格納される供給トレイ
あるいは給紙トレイ26のような、媒体入力を有する。モータおよびギアアセン
ブリ27によって駆動される一連の従来の媒体前進あるいは駆動ローラ(図示せ
ず)を用いて、印刷するための印刷ゾーン25に、給紙トレイ26から印刷媒体
を移動させることができる。印刷後、媒体シートは、印刷されたシートを受け取
るために延在して示される、一対の格納式の出力乾燥翼状部材28上に載せられ
る。翼状部28は、任意の以前に印刷されたシートを出力トレイ部30内でさら
に乾燥させるために、その上側で新たに印刷されたシートを短時間だけ保持し、
その後、両側に引っ込められ、新たに印刷されたシートを出力トレイ30に落下
させる。媒体ハンドリングシステム24は、レターサイズ、法定サイズ、A4、
封筒等を含む種々のサイズの印刷媒体を収容するための一連の調整機構を含む場
合もある。媒体の長さに沿って長さ方向に概ね長方形の媒体シートを保持するた
めに、ハンドリンクシステム24は、スライド式の長さ調整レバー32と、媒体
幅にわたって幅方向に媒体シートを保持するためのスライド式の幅調整レバー3
4とを含む場合がある。
【0034】 またプリンタ20は、マイクロプロセッサ35として模式的に例示され、ホス
ト装置、典型的には、パーソナルコンピュータのようなコンピュータ(図示せず
)から命令を受信するプリンタコントローラも備える。実際には、プリンタコン
トローラ機能の多くは、ホストコンピュータによって、プリンタに搭載される電
子部品によって、あるいはその間の相互作用によって実行することができる。本
明細書で用いられる、用語「プリンタコントローラ35」は、ホストコンピュー
タ、プリンタ、その間の中間装置、あるいはそのような要素を組み合わせた相互
作用のいずれによって実行される場合であっても、これらの機能を含む。ホスト
コンピュータに結合されるモニタを用いて、操作者に、プリンタ状態、あるいは
ホストコンピュータ上で実行される特定のプログラムのような視認できる情報を
表示することができる。パーソナルコンピュータ、キーボードおよび/またはマ
ウス装置のような入力装置、およびモニタは全て、当業者によく知られている。
【0035】 シャーシ22は、走査軸38を画定するガイドロッド36を支持し、かつ走査
軸38に沿って、印刷ゾーン25を端から端まで左右に往復動させるようにイン
クジェットプリントヘッドキャリッジ40を摺動可能に支持する。キャリッジ4
0は、ここでは、キャリッジドライブDCモータ44に接続されるエンドレスベ
ルト42を含むものとして示されるキャリッジ推進システムによって駆動される
。また、キャリッジ推進システムは、従来の光エンコーダシステムのような、コ
ントローラ35にキャリッジ位置信号を伝達する位置フィードバックシステムも
備える。光エンコーダ読取り装置は、キャリッジ40に搭載され、キャリッジの
移動経路に沿って延びるエンコーダストリップ45を読み取ることができる。そ
の際、キャリッジドライブモータ44は、プリンタコントローラ35から受信さ
れる制御信号に応答して動作する。従来の可撓性の多数の導体ストリップ46を
用いて、さらに以下に記載されるように、印刷するために、イネーブルあるいは
噴射コマンド制御信号を、コントローラ35からプリントヘッドキャリッジ40
に供給することができる。
【0036】 キャリッジ40は、ガイドロッド36に沿ってサービス領域48に駆動され、
そのサービス領域は、上記の背景のセクションで記載されたように、従来の種々
のプリントヘッドサービス機能を提供するサービスステーションユニット(図示
せず)を収容することができる。種々の異なる機構(たとえば、移動あるいは回
転装置)を用いて、プリントヘッドキャップ、ワイパあるいはプライマをプリン
トヘッドと選択的に接触させることができ、それらの機構は、モータにより駆動
されるか、あるいはキャリッジ40と係合させることにより動作できる。たとえ
ば、適当な移動式あるいは浮動式そりタイプのサービスステーション動作機構は
、米国特許第4,853,717号および第5,155,497号に示されてお
り、いずれも本発明の譲受人であるヒューレットパッカード社に譲渡されている
。回転タイプのサービス機構は、カラーインクジェットプリンタの機種DeskJet
(登録商標)850C、855C、820C、870Cおよび895Cで購入で
き(ヒューレットパッカード社に譲渡された、米国特許第5,614,930号
を参照されたい)、一方、他のタイプの移動サービス機構は、全てヒューレット
パッカード社から市販される、カラーインクジェットプリンタの機種DeskJet(
登録商標)690C、693C、720Cおよび722Cで購入することができ
る。
【0037】 印刷ゾーン25では、媒体は、図1に開いた状態で示される、黒色インクカー
トリッジ50および3つの単色カラーインクカートリッジ52、54、56のよ
うな、ラッチ機構58によってキャリッジ40に固定されるインクカートリッジ
からインクを受け取る。カートリッジ50〜56は一般に、当業者によって「ペ
ン」と呼ばれる。ペン50〜56によって分配されるインクは、顔料系インク、
染料系インク、あるいはその組み合わせ、ならびに染料および顔料特性の両方を
有するパラフィン系インク、ハイブリッドあるいは複合インクとすることができ
る。
【0038】 例示されるペン50〜56はそれぞれ、その内部にインクの供給源を格納する
ためのリザーバを含む。各ペン50〜56用のリザーバは、各色のためにプリン
タに搭載される全インク供給源を含むことができ、典型的には、交換式のカート
リッジからなるか、あるいは「オフアクシス(off-axis)」インク供給システム
として知られる方式において、少量のインクの供給源のみを格納することができ
る。交換式のカートリッジシステムは、走査軸38に沿って、ペンが印刷ゾーン
25上を往復動する際に、全インク供給源を運ぶ。それゆえ、交換式カートリッ
ジシステムは「オンアクシス(on-axis)」システムと見なすことができるのに
対して、印刷ゾーン走査軸から離れた静止位置にメインインク供給源を格納する
システムは、「オフアクシス」システムと呼ばれる。オフアクシスシステムでは
、各色用のメインインク供給源は、シャーシ22によって支持される静止インク
供給容器68に収容される、4つの詰替え式あるいは交換式メインリザーバ60
、62、64、66のように、プリンタ内の静止位置に格納される。ペン50、
52、54、56はそれぞれプリントヘッド70、72、74、76を有し、静
止リザーバ60〜66から、プリントヘッド70〜76に隣接する搭載リザーバ
に、コンジットあるいはチュービングシステム78を介して供給されるインクを
吐出する。
【0039】 プリントヘッド70〜76はそれぞれ、当業者にはよく知られている態様で、
その中を通って形成される複数のノズルを備えるオリフィスプレートを有する。
各プリントヘッド70〜76のノズルは典型的には、オリフィスプレートに沿っ
て、少なくとも1つであるが、典型的には2つの線形アレイで形成される。した
がって、本明細書で用いられる用語「線形」は、「ほぼ線形」あるいは実質的に
線形と解釈することができ、たとえばジグザグ状に互いからわずかにオフセット
されたノズル配列を含む場合がある。各線形アレイは典型的には、走査軸38に
垂直な長手方向に整列しており、各アレイの長さはプリントヘッドの1回の走査
(パス)のための最大イメージスワスを決定する。例示されるプリントヘッド7
0〜76は、サーマルインクジェットプリントヘッドであるが、圧電プリントヘ
ッドのような他のタイプのプリントヘッドを用いることもできる。サーマルプリ
ントヘッド70〜76は典型的には、ノズルに関連する複数の抵抗を含む。選択
された抵抗を付勢するとき、気泡が形成され、ノズルから、ノズルの下側の印刷
ゾーン25内の紙のシートにインク滴が吐出される。プリンヘッド抵抗は、コン
トローラ35から多数の導体ストリップ46を介して受信される噴射コマンド制
御信号に応答して選択的に付勢される。
【0040】 単色光検出システム 図2および図3は、本発明により構成される単色光センサ100の一形態を示
す。センサ100は、たとえば、ねじ接続機構、スライドおよびスナップ取付け
具を用いて、あるいは接着剤を用いて接着することにより、あるいはキャリッジ
に一体的に構成されるプリンタヘッドキャリッジ40によって支持されるケーシ
ングあるいはベースユニット102を含み、種々の他の等価な態様も当業者には
知られている。カバー104は、たとえば、図2のフィンガ106のような、一
対のスナップフィットフィンガによってケース102に取り付けられる。ケーシ
ング102およびカバー104はいずれも射出成形された硬いプラスチックから
構成されることが好ましいが、他の材料でも用いるのに適している場合があるこ
とは明らかであろう。カバー104の上側にはフレキシブル回路アセンブリ10
8があり、その回路アセンブリを用いてセンサに電力を供給し、センサ信号をプ
リンタコントローラ35に返送することができる。フレキシブル回路108は、
キャリッジ40の電子装置の部分(図示せず)にセンサ100を結合しており、
その後、センサ信号は、キャリッジ40から多数の導体ストリップ46を通り、
その導体ストリップは、コントローラ35とキャリッジ40との間で伝達信号を
搬送し、プリントヘッド70〜76を駆動する。レンズアセンブリ110は、ケ
ーシング102の下側部分とカバー104との間で掴持されており、レンズアセ
ンブリ110は、図4〜図6に関して、以下にさらに詳細に説明される。ケーシ
ング102の背面部分および/または側面部分は、レンズ110を収容する1つ
あるいは複数のスロット(図示せず)を画定し、その後、カバー104がそのス
ロット内にレンズ110を固定することが好ましい。代替として、レンズアセン
ブリ110はケーシング102に接着されるか、そうでなければ当業者にはよく
知られている種々の異なる方法で固定され得る。
【0041】 図3は、ケーシング102の内部と、センサの内部コンポーネントとを露出す
るためにカバー104が取り除かれた状態の単色センサ100を示す。ケーシン
グ102は、LED(発光ダイオード)収容チャンバ112と、チャンバ112
の内部をレンズアセンブリ110の一部に接続するLED出力アパーチャ114
とを画定する。また、ケーシング102は、二対のアライメント部材116と、
青色LED120を収容するために協働するアライメントクレードルあるいはト
ラフ画定部材118とを画定する。青色LED120の背面フランジ部分122
は、各アライメント部材116の下側に対して当接され、支持体118のトラフ
部分は、出力レンズ125に隣接する、LED120の前面部124を収容する
ような形になされることが好ましい。LEDの背面フランジ122から2本の入
力リード126および128が延びており、それらの2本の入力リードは、たと
えば、ハンダ付け、圧着、あるいは当分野において知られている他の電気接続技
術によってフレキシブル回路108内の導体に電気的に結合される。1つの適切
な青色LED120は、松下電器産業(パナソニック、京都、日本)から入手す
ることができる、部品番号LNG992CF9のT−1 3/4GaN LED
である。
【0042】 光センサ100は、フォトダイオード130の増幅器部分134に電気的に結
合される光感応フォトセル132を含むフォトダイオード130も含む。また、
フォトダイオード130は、光感応フォトセル132に光を放射する入力レンズ
135も含む。フォトセル132は、入力光をフォトセル132に集束する曲面
レンズ135を含むように製造されたパッケージとして封入されることが好まし
い。また、フォトダイオード130は、キャリッジ40上の電子装置および多数
のフレキシブル導体ストリップ46を介して、フォトダイオードセンサ信号をコ
ントローラ35に供給するために、出力を増幅器134からフレキシブル回路1
08上の電気導体に結合する3本の出力リード136、137および138も有
する。フォトダイオード130は、ケーシング102によって画定されるダイオ
ード取付けチャンバ140内に収容されることが好ましい。種々の異なるフォト
ダイオードを用いることができるが、1つの好ましいフォトダイオードは、部品
番号TSL257として、テキサスアナログオプティカルシステム(TAOS)
(ダラス、テキサス)から購入することができる光/電圧コンバータである。
【0043】 ケーシング102は、チャンバ140内へ下方に延びるスプリングタブ142
を形成されることが好ましい。スプリングタブ142は、フォトダイオード増幅
器134の外部ケーシングに接触し、一対のアライメント壁144に対してフォ
トダイオード130を押し出しており、アライメント壁はその中を通る通路14
5を画定する。通路145は、ダイオード収容チャンバ140をフォーカシング
チャンバ146に結合する。ケーシング102の下側部分は、チャンバ146を
レンズアセンブリ110の一部に接続するフォトダイオード入力アパーチャ14
8を画定する。したがって、レンズアセンブリ110からの光は、入力経路上で
、アパーチャ148、チャンバ146、通路145を通過し、フォトダイオード
レンズ135に入り、フォトセル132に到達する。ケーシング102は、LE
Dチャンバ112がフォトダイオードチャンバ140および146から光学的に
分離され、青色LED120から直接放射される光がフォトセル132によって
感知されるのを防ぐように構成されることが好ましい。したがって、LED12
0の出力光路は、フォトダイオード130の入力光路から光学的に分離される。
【0044】 図2に示されるように、LEDリード126、128およびフォトダイオード
リード136〜137をフレキシブル回路108の導体に結合するために、カバ
ー104は、その中を通るLEDリード128、126のためのスロット150
と、フォトダイオードリード136〜138のための別のスロット152を画定
することが好ましい。互いからフォトダイオードリード136、137および1
38を分離するために、カバー104は、リード137を収容するための凹部(
リセス)154を画定することが好ましく、その凹部は2つのノッチによって画
定され、1つのノッチ156はリード136と137とを分離し、別のノッチ1
58はリード137と138とを分離する。リード128からリード126を分
離することが望ましい場合に、LEDリードスロット150も同様のノッチおよ
び凹部を形成され得ることは明らかである。LEDリードスロット150および
フォトダイオードリードスロット152の大きさおよび配置、ならびにフレキシ
ブル回路108の導体への取付けによって、光学コンポーネント、具体的にはL
ED出力レンズ125およびフォトダイオード入力レンズ135の相対的に正確
なアライメントおよび配向のために、LED120およびフォトダイオード13
0の両方を正確に位置合わせすることが援助される。
【0045】 図4〜図6は、レンズアセンブリ110の構成を示しており、レンズアセンブ
リは光学プラスチック材料で作ることができ、レンズアセンブリ内に形成された
レンズ要素と共に成形される。図4は、レンズ110の上側表面162に沿って
形成された回折レンズ要素160を示す。回折レンズ160は、ケーシング10
2を通って延びるLED出力アパーチャ114の真下に配置される。図4は、印
刷される媒体に向かって下方に面する下側表面164を有するレンズアセンブリ
110の底面図を示す。回折レンズ160の反対側では、下側表面164はフレ
ネルレンズ要素165を有する。図6は、下側表面164から外側に突出するフ
ォトダイオードレンズ要素166を最も明瞭に示す。レンズ166は、非球面の
凸型集光レンズであることが好ましい。図4は、フォトダイオードレンズの上側
あるいは出力レンズ要素168を示しており、その要素は入力部166の正反対
に位置する。出力レンズ要素168はレンズ110の上側表面162の平坦な延
長部であり、いくつかの実施形態では、上側表面168の外形調整が、フォトダ
イオードレンズ135への光入力を改善するために望まれる場合がある。また、
フォトダイオード出力要素168は、回折レンズであることが好ましく、上側ダ
イオードレンズ要素160が主入力レンズ要素166の色収差を補正するために
、上記のように構成され得る。
【0046】 図7は、選択された領域172において媒体170のシートを照明する際の青
色LED120およびフォトダイオード130の動作を示す。また、図7には、
青色LED120の内部コンポーネントも示される。LED120は、導体12
6に電気的に結合される負のリードフレーム174を含む。また、LED120
は、反射器カップ176内に取り付けられるダイ175も有し、反射器カップは
負のリードフレーム174によって支持される。付勢されるとき、ダイ175は
、LEDによって放射される青色波長光を生成するために用いられる。正のリー
ドフレーム178は、導体128に電気的に結合され、青色LED120がター
ンオンされるときに、電流を流すのに役立つ。負のリードフレーム174、ダイ
175、カップ176および正のリードフレーム178は全て、光をダイ175
から、照明ビーム180を形成する光線へと導く一体型のドームレンズとして出
力レンズ125を画定するように適合される透明のエポキシ樹脂本体に封入され
ることが好ましい。
【0047】 レンズアセンブリ110のLED部分は、要素160および165を含み、そ
れらの要素は、LED出力ビーム180を偏向し、集束し、拡散するとともに、
媒体170上の照明される領域172に向けて結果的に修正されたLEDビーム
182を配向するように機能する。この動作を達成するために、下側表面164
に沿ったフレネルレンズ165はフォトダイオード130の中心軸185に一致
する光軸184を有するオフアクシス要素であり、この軸184と185との間
の一致は、照明される領域172において生じる。さらに、フレネルレンズ16
5は、フレネルレンズ165と媒体170の印刷面との間の距離の半分に概ね等
しい焦点距離も有する。回折レンズ要素160はLED出力ビーム180を拡散
するが、一方、フレネルレンズ要素165は、修正されたビーム182に達する
ために、拡散されたビームを再配向する。具体的には、フレネルレンズ165は
、プリズムで分光したような動作を通して、入力するビーム180を横方向に偏
向し、それにより、LEDランプ120が、フォトダイオード130に近接して
取り付けられるようにし、単色光センサ100にコンパクトなパッケージを提供
することができる。さらに、フレネルレンズ165のプリズムのような機能は、
選択された小領域172に修正されたビーム182を部分的に集束し、一方、回
折レンズ160は、領域172において所望の照明を提供するために制御可能な
ように、光ビーム180を拡散する。
【0048】 回折レンズ160は、通過するビームが選択された方向に有効に向けられるよ
うに、干渉効果を提供するためにそれぞれ一定間隔だけ離れて、近接して配置さ
れる多数の隆起部を有することが好ましい。入力するビーム180の種々の部分
を異なる量だけ配向することにより、この配向は、変更されたビーム182のた
めの集束効果を有する。ランダムに、あるいは回折レンズ160の選択された領
域においてわずかな角度的オフセットを導入することにより、ダイオード出力ビ
ーム182を拡散するために、効率を低下させることなく、集束されたイメージ
をわずかに乱雑にする、またはスクランブルすることができる。回折レンズ16
0およびフレネルレンズ165の協働は、図8にさらに詳細に示される。
【0049】 図8は、LED出力ビーム180の実質的に平行な4つの入力ビーム186、
187、188、189を示しており、それらのビームは、それぞれビーム18
6’、187’、188’、189’としてレンズアセンブリ110を通って移
動し、その後、各ビーム186’’、187’’、188’’、189’’とし
てアセンブリ110を出る。例示される個々のビームは、フレネルレンズ要素1
65が存在する際に、複数の頂き(crest)120(図5を参照)のうちの1つ
を横切るように選択された。それぞれの頂き120は、垂直な壁部124におい
て終端する下方に弧状をなした表面122を有しており、それは、個々の入力す
るビーム186〜189に実質的に平行である。
【0050】 例示される回折レンズ160は、一群の回折セル126、127、128、1
29を含み、示される各セルは、入力するビーム186〜189のうちの1つを
レンズ110の本体内を移動するビーム186’〜189’に再配向する。セル
126〜128の曲線をなす配列は、図4の平面図に示されており、これらのセ
ルの曲線をなした態様は、光ビームを媒体170上の対象の位置172(図7)
に向けて、図8の図面の左側に配向し始める役割を果たす。この再配向する機能
に加えて、回折レンズ要素160は、レンズ要素内のあらゆる凹凸を隠すように
ビームを拡散する。
【0051】 各セル126〜129は、それぞれわずかに異なるピッチおよび向きを有する
一群の精細に規定された溝を含む。溝のピッチおよび向きを変更することにより
、各セル126〜128は、結果的にレンズから出力される光線186’’〜1
89’’がスクランブルされるように、選択されたオフセット角度だけ光線(ビ
ーム)186〜189を偏向させる。この光線のスクランブルあるいは拡散は、
図8にはやや誇張して示されているが、実質的に平行な入力ビーム186〜18
9は、それらのビームがビーム186’〜189’としてレンズ内を移動する際
には、もはや互いに実質的に平行な状態ではない。ランダムな方向に約0.5°
の制御された角度を用いて単純にオフセットすることは、許容可能な拡散効果を
有する場合があるが、各セル126〜129は、注意深く「プログラミング」さ
れる、すなわち光線186’〜189’のうちのいくつかを他の光線より注意深
く配向するように構成されることが好ましい。このプログラミングされた拡散効
果は、LED120の照明パターン内の不均一性を打ち消し合うことに貢献する
【0052】 フレネルレンズ要素165を通過するときに、それぞれの頂き120の弧状を
なす部分122は、弧122のどの部分をビームが横切るかに応じて、異なる角
度でビーム186’〜189’を偏向する役割を果たす。たとえば、出力される
ビーム186’’〜189’’は、それぞれθ1、θ2、θ3、θ4として示さ
れる屈折角を有しており、θ1は最小の屈折角であり、その後θ2からθ3に広
がり、最も大きな屈折角θ4になる。したがって、図5の底面図に示される、フ
レネルレンズ165の頂き120はさらに、入力するLEDビーム180を集め
、図7および図8の左側に再配向する役割も果たす。
【0053】 図7に戻ると、対象の領域172にぶつかり、その後、拡散反射率光ビーム2
00として媒体170から反射される、修正された光ビーム182が示される。
拡散反射光ビーム200は、ランベルトの分散に配列されるフレーム状の光線の
散乱を有する。入射光ビーム182の別の部分は、鏡面反射率光ビーム204と
して照明された領域172から反射される。鏡面反射ビーム204は、よく知ら
れている「入射角は反射角に等しい」という光学の原理にしたがって、入射光ビ
ームがシート170にぶつかるのと同じ角度でシート170を離れる。
【0054】 拡散反射光ビーム200は、レンズ110のフォトダイオード部分の凸レンズ
166に入る。例示される非球面の凸型集光レンズ166は、領域172からの
拡散反射光200の全てが、光検出器130に本質的に集束されるように選択さ
れ、それは、例示される実施形態では、約5mmの焦点距離で成し遂げられる。
センサ100のための異なるパッケージングおよび配置を有する他の実施形態で
は、これらの目標を達成するために、他の焦点距離が選択されることは明らかで
ある。フォトダイオードの上側出力レンズ168は、回折表面を成形され、それ
が、主入力凸レンズ166のあらゆる色収差を好都合に補正する。したがって、
拡散反射光波200は、レンズアセンブリ110のフォトダイオード部分の凸型
の回折部166、168によって修正され、修正された入力ビーム202をフォ
トダイオードレンズ135に供給し、その後、フォトダイオードレンズ135が
、フォトセル132で受光するためにこの入力ビーム202を集束する。
【0055】 青色LED120は、430〜500nmのピーク波長で光180を放射する
ことが好ましい。例示される実施形態では、カバー104を取り付けられたケー
シング102が、カバーとともに、単色光センサモジュールを形成し、そのモジ
ュールは約23mmの高さと、約10mmの厚さと、約14mmの幅とを有する
外形寸法を有する。例示される実施形態では、レンズ110の下側表面は、約1
0mmだけ、媒体170の上側印刷表面から間隔をおき、選択された対象の領域
172の直径が約1mmになるようにする。選択された領域172の全面積が光
検出器130によってとらえられるが、選択された領域172の全面積がLED
120からの青色光によって照明されるものと仮定すると、LED120によっ
て照明される面積はわずかに大きく、通常、約2mmの直径を有する。
【0056】 動作において、図9は、本発明により、プリンタ20に設置された単色センサ
100を含むものとして構成される単色光検出システム210を動作させる一態
様を示す流れ図を示す。操作者が、おそらくコントローラ35のプリンタドライ
バ部による指示に応じて、テストルーチン開始ステップ212を開始した後、開
始テスト信号214が、システム210のテストパターン印刷部216に送出さ
れる。その後、テストパターン印刷部216は、ノズルを駆動し、プリントヘッ
ド70〜74のうちの1つあるいは複数からインクを吐出し、媒体170上にテ
ストパターンを印刷する。たとえば、プリンタコントローラ35はペン50〜5
6に噴射信号を送出し、ペンに各色の平行なバーの2本のパターンを印刷させ、
それらのパターンは、1組の平行なバーが走査軸38と平行であり、平行なバー
の他のグループが走査軸38に垂直である。テストパターンの印刷を終了すると
、テストパターン印刷部216は、完了信号218を、システム210のセンサ
によるテストパターン走査部220に供給する。このテストパターンを印刷した
後、キャリッジ40は、印刷ゾーン25にわたって再び移動し、単色センサ10
0が各パターン上を通過するように媒体前進モータ27を動作させることにより
、媒体シート170が印刷ゾーンを通って給送される。
【0057】 このテストパターン走査中に、プリンタコントローラ35はそれぞれプリント
ヘッドキャリッジ位置エンコーダ225および媒体前進エンコーダ226からの
入力信号222および224を用いる。この走査を開始するために、テストパタ
ーン走査部220は、システム210の、走査中の青色LEDのパルス動作部2
30に対して、パルス信号228への許可を送出する。エンコーダ信号222お
よび224は、図10に関して以下に説明されるように、LEDパルスのタイミ
ングを決定するために用いられる。たとえば、キャリッジおよび/または媒体エ
ンコーダ信号222および224を用いることなく、キャリッジあるいは媒体の
移動中に、1000Hzのような周波数で時間的にパルス動作をさせることによ
り、LED120にパルス動作を行わせるために他のタイミング機構を用いるこ
とができることは明らかであろう。パルス動作部230を用いて、システム21
0の、パルス動作中のデータ収集部234のために、データ取得信号232が生
成され、その後、データ収集部234は走査されたデータ信号235を基準値と
のデータ比較部236に転送する。各パターンを精査する際に、センサ100は
、コントローラ35に信号235を含む可変電圧信号を送出し、図7に示される
領域172のような、視界内に印刷されるインクの存在を示す。
【0058】 プリンタコントローラ35はテストマーキングの位置を追跡し、比較部236
を用いて、基準ルックアップテーブルあるいは計算部240に格納された所望の
位置あるいはパラメータ信号238を、データ信号235によって表されるよう
なセンサ100によってモニタされる実際の位置あるいはパラメータと比較する
。信号235の入力センサデータを用いて、コントローラ35は、理想的な所望
の位置に対する各テストパターンの実際の位置を計算し、必要なら、コントロー
ラ35は、後続する印刷動作のためのノズル噴射シーケンスにおいて補償の補正
を行う。比較部236は、データ許容判定部244に供給される結果信号242
を生成する。データが許容できる場合には、許容判定部244はYES信号24
5を、現在のノズル噴射パラメータを用いて印刷を開始できるようにする印刷ジ
ョブ継続部246に送出する。
【0059】 媒体172上のテストマークが所望の位置以外の位置で検出されたとき、ある
いはパラメータが所望の範囲を越えるとき、許容判定部244は、NO信号24
8を、プリンタコントローラ35のペンノズル噴射パラメータ調整部250に供
給し、その後、調整部250は、ペンの位置合わせあるいはノズル噴射シーケン
スの補正が必要とされるものと判定する。この調整部250による補正後、継続
信号252を、印刷ジョブ継続部246に送出することができる。オプションと
して、ノズル噴射調整を完了した後、調整部250は、モニタリングシステム2
10のオプションによるテストルーチンの繰返し部256に、繰返し信号254
を送出する場合もある。信号254を受信すると、テスト繰返し部256は、テ
ストルーチン開始部212に供給される新たな開始信号258を生成し、モニタ
リングシステム210を再度開始する。
【0060】 この走査プロセスは、回折レンズ要素160によってスクランブル、すなわち
拡散され、その後、フレネルレンズ165を通して屈折され、集束される光ビー
ム180を放射するために、青色LED120を活性化することを含む。屈折は
、修正された光線182の大部分が、選択された対象の領域172に入るように
、種々の量で行われる。選択された領域172上への光の衝突は、図7にビーム
204として示され、アセンブリ110のLEDレンズ要素160、165のオ
フアクシス位置に起因して、非球面の要素166の光軸から離れて反射される鏡
面反射をともなう。選択された領域172からの大きく変調された拡散反射は、
フォトダイオードレンズ166によって捕捉され、レンズ166は、光屈折部1
68と協働して、反射ビーム200を、フォトダイオード130に供給される入
力ビーム202へと集束する。上記のように、フォトダイオード130は増幅器
部134を含み、その増幅器部がフォトセル132の出力を増幅し、その後、こ
の増幅された出力信号を、導体136〜138を介して、解析のためにコントロ
ーラ35に送出する。
【0061】 図10に示されるように、その後、コントローラ35は、好適にはパルス列に
おいて青色LED120を付勢することにより提供される、データウインドウの
間に各データ点を蓄積する。図10では、曲線260および262は、従来のよ
うにエンコーダストリップ45をモニタすることにより位置の変化を検出するこ
とができる、キャリッジ40上の位置決めエンコーダの遷移を表すような、チャ
ネルA(「CHNL A」)およびチャネルB(「CHNL B」)を示す。そ
の際、チャネルAおよびBの方形波260および262は、図9の流れ図の入力
信号222を含む。媒体の前進が走査されている場合には、チャネルAおよびB
の方形波260および262は、媒体駆動モータ27の動作によって印刷ゾーン
25を通って媒体を前進中の、媒体駆動ローラのための回転位置エンコーダの遷
移を表す。代替として、モータ27がステッパタイプのモータである場合、この
入力はモータ27からの階段出力として供給されることができる。ロータリ位置
エンコーダは、媒体駆動コンポーネントの回転の角度を判定し、ロータリエンコ
ーダ読取り装置がチャネルAおよびBの方形波260および262として示され
る入力を供給し、その際、合わせて、図9に示される信号224を含むことが好
ましい。キャリッジあるいは媒体前進エンコーダのいずれかの状態が変化すると
き、曲線260および262の垂直部分であるこれらの遷移は、曲線264とし
て図10に示される、エンコーダパルスあるいは割込み信号を生成するために組
み合わせることができる。曲線264の0と1との間の各遷移は、センサ100
のためのデータ捕捉シーケンスを開始するための開始信号として機能することが
できる。
【0062】 青色LED120の照明のタイミングは、曲線265として図10に示されて
おり、値0はLEDのオフ状態を示し、値1はオン状態を示す。便宜上、曲線2
60〜265は、LED120に関して50%デューティサイクルで照明するこ
とを示すように、すなわち、青色LED120はその時間の半分の間オン状態で
あり、残りの半分の時間ではオフ状態であるように描かれている。キャリッジ4
0の走査、および印刷ゾーン25を通過する媒体シート170の前進に応じて、
10〜50%のような他のデューティサイクルが用いられ得ることは明らかであ
る。50%デューティサイクルで照明されるように青色LED120をパルス動
作させることにより、背景のセクションで前述したような、フルタイムで点灯さ
れたままになるHP’002およびHP’014LEDを用いて得られる光度の
概ね2倍の光度が得られる点で有利である。
【0063】 図10では、曲線266は、照明される領域172にインクを印刷されていな
いときのフォトダイオード130の出力を示しており、曲線266は、センサ1
00が白色の普通紙に焦点を合わせていることを示す。したがって、信号266
の最大振幅は100%として示され、それは、テストプロセスにおいて用いられ
る特定の媒体170のタイプに対して、コントローラ35に未処理(bare)の媒
体のための反射輝度基準を与える。たとえば、茶褐色紙は白色紙より低い輝度を
有し、フォトダイオード130に到達する光のレベルは小さくなるが、依然とし
て、曲線266はなおもコントローラ35によって100%インクのない基準値
と見なされるであろう。曲線268は、照明された領域172にシアンインク滴
が現れたときの、シアンインクの反射率を示す。シアンインクは、インクがない
媒体の曲線266と比較して、曲線268のレベルが小さく示されるように、白
色の普通紙の約60%の反射率を有する。
【0064】 コントローラ35がデータを収集するサイクルをモニタすることが、図10の
下側に示される。ここで、コントローラ35がセンサ100からの入力をモニタ
するデータ取得ウインドウ270は、立ち上がり時間272の後に開始する。こ
の立ち上がり時間272は、LED120のパルスの開始時に開始し、用いられ
る特定のフォトダイオードに対する製造業者の仕様から得ることができるフォト
ダイオード130の既知の立ち上がり時間の後に終了する。LED120は、所
望のパルス幅の持続時間のパルス274の間(「1」の値において)照明された
ままであり、それは曲線265にも示されており、その後、LEDはターンオフ
される(「0」の値)。立ち上がり時間272の終了と、青色LED120がタ
ーンオフされる時間との間の時間は、データ取得ウインドウ270を定義する。
LED120をターンオフした後に、フォトダイオード130は安定化させる立
ち下がり時間276を必要とするため、データ取得ウインドウ270の終了時に
モニタリングサイクルはまだ終了しない。したがって、センサ100の全サイク
ル時間278は、LED120のパルスの開始時に開始し、その後、フォトダイ
オード立ち下がり時間276の終了時に終了する。すなわち、全サイクル時間は
、データ取得ウインドウ270の持続時間に、フォトダイオード130の応答の
ための立ち上がり時間272および立ち下がり時間276を加えた時間に等しい
。このモニタリングサイクル278が終了すると、センサ100は、曲線264
によって示されるように、次のエンコーダ状態が変化するまで、休止状態になる
。データ取得ウインドウ270の間に、コントローラ35内のA/Dコンバータ
が使用可能にされ、導体136〜138を介して供給されるような、フォトダイ
オード130の出力信号を取得できるようにする。
【0065】 図10の曲線265によって示される、青色LED120のデューティサイク
ルは、キャリッジ40が印刷ゾーン25にわたって走査されている間に、所望の
順方向電流、すなわち照明レベル、およびキャリッジ40が走査される速度、あ
るいは媒体170が前進する速度に依存する。媒体前進およびキャリッジの速度
は、所望の順方向電流を与えたときの、許容可能なパルス幅持続時間を要求する
。パルス幅とダイオード電流との関係は、LED製造業者によって指定される、
用いられる特定のダイオードの熱特性に依存する。青色LED120の空間サン
プリングおよび熱制御の制約を維持するために、全ての走査が、キャリッジ40
あるいは媒体駆動モータ27の指定された一定の速度で行われることが好ましい
が、他のモニタリング実施形態では、走査中に可変あるいは加速する速度を用い
ることができることは明らかである。
【0066】 他の印刷パラメータを、単色光センサ100によってモニタし、図9に示され
る方法210を用いて、コントローラ35によって調整することもできる。たと
えば、同じサンプリング方法を用いて、単色センサ100は、カラーバランスを
判定し、それを用いて、各プリントヘッド70〜76のためのターンオンエネル
ギーを最適化することもできる。たとえば、カラーバランスを調整するために、
各主要なインクの領域がそれぞれ印刷されるか、あるいはインク滴を重ね合わせ
た複合物が印刷される場合がある。3つ全色のインクを用いる、灰色の印刷領域
が、そのようなカラーバランステストパターンに適している場合もある。図9の
ルックアップテーブル240に格納されるような、印刷された色からのLED波
長の予想される反射率を用いて、比較部236において、この予想される反射率
を測定された反射率と比較することにより、特定の色の印刷の輝度を判定し、図
9のステップ250において所望のレベルまでコントローラ35によって調整す
ることができる。
【0067】 プリントヘッド70〜76のノズルのターンオンエネルギーを測定するために
、各プリントヘッド70〜76の噴射抵抗に適用される種々のエネルギー量を用
いて、図9のステップ216において、印刷テストパターンのスワスを形成する
ことができる。噴射エネルギーが特定の閾値未満に降下すると、プリントヘッド
ノズルのいくつかは、機能するのを中止し、媒体上にイメージを印刷しないよう
になるものもあるであろう。インク滴が印刷されたエネルギーと、インク滴が媒
体170上に現れなくなった場所とをモニタすることにより、ステップ250に
おいて、コントローラ35は、この閾値より高い制限された量だけ各ノズルのた
めのターンオンエネルギーを調整し、印刷を行うのに必要な最小限のエネルギー
量だけを各抵抗に加えるようにする。過剰な電力で抵抗を過度に駆動しないこと
により、印刷品質に関して何も犠牲を払うことなく、抵抗の寿命が最大になる。
【0068】 単色光センサ100の実装は最近、より競争的な家庭用インクジェットプリン
タ市場のために実現可能になってきた。上記の背景のセクションで述べたように
、歴史的には、青色LEDは弱い照明装置であり、より明るい青色LEDは利用
可能であったが、家庭での使用向けに設計されたインクジェットプリンタに用い
るには法外に値段が高かった。最近、この価格の状況が変わり、明るい青色LE
Dが、いくつかの製造業者から購入できるようになった。この利用可能性が増大
したことにより、市場内の競争がこれらの明るい青色LEDの価格を急速に押し
下げており、ある時点では、2ヶ月以上の期間にわたって50%の価格の下落が
生じた。したがって、これらのより明るい青色LEDを利用することは、現時点
では、初期のHP’002およびHP’014センサを用いる、少量の最上位製
品について検討する領域に入っている。単色光センサ100の出現は、HP’0
02センサの緑色LEDを排除し、現時点で実現可能な家庭用インクジェットプ
リンタにおいて光センサを使用できるようにする。さらに、図10に関して上述
したような、青色LEDのパルス動作を用いることにより、1つの青色LED1
20を駆動するこの固有の態様は、走査中にLEDが常に点灯状態であった、よ
り初期のHP’002およびHP’014センサを用いて可能な出力の2〜3倍
までセンサ100の光出力をさらに増加させている。
【0069】 図11は、種々の主なインク、黒色、シアン、マゼンタおよび黄色の波長、な
らびに白色の紙媒体170の波長によるスペクトル反射率および吸光度のグラフ
である。図11では、これらの反射率および吸光度のトレースは、白の媒体曲線
280、シアン曲線282、マゼンタ曲線284、黄色曲線286および黒色曲
線288として示される。従来、緑色LEDは、図11の線289で示されるよ
うに、概ね565nmの波長で発光した。青色LED120は、図11の垂直線
290で示されるように、概ね470nmのピーク波長で発光する。示される4
70nm位置で測定することにより、各インクトレース282〜288と、媒体
トレース280との間の分離が可能になる。実際には、430nmピーク波長と
500nmピーク波長との間のあらゆる場所をモニタすることにより、単色セン
サ100を用いてモニタするのを楽にするため、完全で、適切な曲線分離が提供
される。
【0070】 図11を検討する前に、この時点でいくつかの用語を定義することが有用であ
ろう。
【0071】 「放射輝度」は、W/sr−cm2(ワット/ステラジアン−平方センチメー
トル)で表される制限されたサイズの光源によって放射される能力の尺度である
【0072】 「伝送率(transmission)」は、パーセントで表される、元の物体の放射輝度
に対するレンズ画像の放射輝度の比に関する、レンズを通過する能力の尺度であ
る。
【0073】 「透過率」は、空間的に重み付けされた伝送率であり、レンズを通って進む、
たとえばビーム182の透過される空間反射率の、入射する空間反射率、たとえ
はビーム180(図7)に対する比である。
【0074】 「鏡面反射」は、光が媒体に衝突する角度、すなわち入射角度に等しい角度で
媒体から反射する入射光の部分である。
【0075】 「反射率」は、パーセントで表された、入射光に対する鏡面反射の比である。
【0076】 「吸光度」は、反射率の逆であり、入射光に関して、入射光から鏡面反射を引
いた差の比としてパーセントで表される、物体によって反射されずに、吸収され
る光の量である。
【0077】 「拡散反射」は、反射率の角度でのみ最も高い輝度を有する鏡面反射率とは反
対に、視野角に関して、より高い、あるいは低い輝度で媒体170の表面から散
乱される入射光の部分である。
【0078】 「屈折」は、種々の物質内を通過することにより、波の部分の速度を変調する
ことによって達成される伝搬する波の偏向である。
【0079】 「屈折率」は、ガラス、水晶、水のような特定の媒体内の光の速度に対する空
気内の光の速度の比である。
【0080】 「分散」は、光の波長の変化にともなう、屈折率の変化である。
【0081】 単色光センサ100を用いる、検出システム210を発展させる際の1つの重
要な認識は、減法混色系を用いる場合、シアンインクが、印刷される紙のスペク
トル反射率を決して達成しないことであった。シアン、黄色、マゼンタの色を用
いて印刷することは、テレビおよびコンピュータ画面上のカラーイメージを生成
するために用いられるような、「加法」系と見なされる赤色、緑色および青色の
組み合わせとは反対に、「減法」混色系と見なされる。図11に見られるように
、黄色曲線286は、線289のすぐ右側にある媒体曲線280の反射率に接近
するのに対して、マゼンタ曲線284は、650nmの波長交差点付近の媒体曲
線280に接近する。シアン曲線282は、約60%反射率のレベルにある約4
60nmでピークに達し、それは、その点の媒体曲線280の反射率よりはるか
に低い。シアンインクは、2つの理由により、媒体170のスペクトル反射率に
到達しないであろう。
【0082】 第1に、大部分の紙は、紫外線(uV)周囲光を吸収し、その後、わずかに長
い青色波長で、この光を紙から蛍光発光することにより、紙をより白く見せる紫
外線蛍光化合物でコーティングされる。紙は、周囲あるいは室内光の青色スペク
トルに露出しても蛍光発光しないので、シアンインクが完全な透過率を有してい
たとしても、インクの明らかな反射率は決して100%に到達しないであろう。
この紙媒体170の蛍光発光特性に起因する差は、以下にさらに説明されるよう
な、コントローラ35によって用いられる検出信号を含む。
【0083】 第2に、シアン染料のピーク透過率は典型的には、黄色あるいはマゼンタ染料
を有するインクより低く、図11の曲線282から明らかなように、この透過率
は決して80%を越えない。この所望のスペクトルの緑色範囲までの、より長い
波長の光を容易に吸収する現時点で購入できる染料化合物は、この青色透過範囲
内の光であっても吸収し続ける傾向がある。したがって、青色透過率を増加させ
るために、染料化合物を調整する結果、たとえば、図11のグラフのシアン曲線
282の560〜750nm部分に示されるように、長い波長の吸光度がそれに
応じて減少する。それゆえ、染料の化学的な性質に固有の、未処理の媒体の反射
率とシアンインク反射率との間の差が常に存在する。この反射率の差は、単色光
センサ100によって利用されるものである。
【0084】 従来、565nmの波長で発光する緑色LEDを利用することにより、その最
小反射率(図11の左側の目盛りを参照。図11の右側の目盛りによって示され
るように、それはその最大吸光度である)でシアンおよびマゼンタを検出するこ
とができた。黄色反射率は、この緑色LED波長において白色紙の反射率に近似
したので、565nm波長における黄色の検出は、問題になることが立証された
。この問題は、予め印刷された黄色テスト帯上にマゼンタインクを印刷すること
により対処され、異なる結果は、上記の背景のセクションで説明されたように、
用いられる媒体のタイプに依存していた。
【0085】 この黄色インク検出の問題は、青色LED120の470nmピーク波長で照
明されるときに、媒体およびインク滴をモニタすることにより回避される。なぜ
なら、コントローラ35によって用いられる信号が、媒体170の吸光度に対す
るこれらのインクの吸光度であるためである。実際には、黄色インクは430n
mピーク波長と500nmピーク波長との間で容易に検出することができる。図
11から明らかなように、青色LED120の470nm波長では、インク曲線
282〜288はそれぞれ、互いからの大きさで分離される。例示される青色L
EDは470nm波長を放射するが、この値は、例示のためにだけに説明されて
おり、他の波長の単色照明を用いて、インク曲線282〜288の十分な分離が
あるグラフ上の任意の他の点を利用して、紫外線あるいは赤外線波長を含む、種
々の色の間を検出および差別化することもできることは明らかである。例示され
る実施形態では、シアンインクの吸光度はシアン信号292を生成し、その信号
は、470nm波長で照明される際に、シアンインクの吸光度と媒体の吸光度と
の間の差である。同様に、マゼンタインク信号294、黄色インク信号296お
よび黒色インク信号298はそれぞれ、青色LED120によって470nmに
おいて照明される際に、これらの各インクの吸光度と媒体170の吸光度との間
の差として生成される。したがって、シアンインク信号292は約30%の差で
あり、マゼンタインク信号294は約70%、黄色インク信号296は約80%
、黒色インク信号は約90%の差である。
【0086】 別の利点として、位置172(図7)の輝度と、コントローラ35に送出され
る結果として生じる信号内の雑音源との間に相互関係がある。全ての他の要因が
等しい場合、フォトダイオード130によって生成される雑音は、青色LEDの
パルス周波数のみの関数であり、その際、雑音は信号周波数の平方根だけ増加す
る。しかしながら、輝度が増加しても、雑音は増加しない。LED120のパル
ス動作は、ビーム180の輝度、および信号対雑音比を増加するための効率的な
方法である。雑音はパルス動作周波数の増加とともに増加することになるが、信
号のレベルは、より大きい速度で増加する。約1〜4kHzのような適度なパル
ス動作周波数では、より大きな信号に関する利点が、雑音が増加する欠点より大
きく勝っている。したがって、このLED120で媒体を照明するためのパルス
駆動方式、および図9および図10に関して上で例示されたデータサンプリング
ルーチンは、ユーザの介入なしに、プリンタ20によって自動的に媒体上のイン
ク滴の配置を効率的、かつ経済的にモニタできるようにする。
【0087】 初期のHP’002およびHP’014センサ(図12参照)に必要とされる
緑色LEDを排除することにより、単色光センサ100のために、ユニット当た
り46〜65セントだけ、センサの直接的な材料費が低減される点で有利である
。さらに、緑色LEDを排除することにより、センサパッケージは、HP’00
2センサに比べて、約30%だけサイズが縮小される点で有利である。単色光セ
ンサ100のサイズおよび重量を低減することにより、走査および印刷中にキャ
リッジ40によって支持される負荷が軽減される点で有利である。さらに、初期
のHP’002およびHP’014センサにおいて用いられた緑色LEDを排除
することにより、コントローラ35とセンサ100との間に必要とされるケーブ
ルの引回しが少なくなる。さらに、青色LED120を、全走査パスの間、オン
にしておくのではなく、パルス動作させることにより、より大きな入力信号レベ
ルをフォトダイオード130に供給し、それにより、初期のHP’002および
HP’014センサでもって可能であった設計マージンより大きなマージンで、
より簡単に信号処理を行うことができる点で有利である。最後に、単色光センサ
100の組み立ては、必要とされる部品点数が少ないために、初期のHP’00
2およびHP’014センサより簡単であり、また緑色LEDを排除することに
より、青色LEDと緑色LEDとを、不注意によってセンサパッケージ内の誤っ
た位置に取り付けてしまう組み立てミスの可能性も排除される。
【0088】 青色LEDをパルス動作させることにより輝度を増加させる場合、HP’00
2センサにおいて用いられる初期の青色LEDによって生成される15mcdの
輝度に比べて、青色LED120を用いると、約3600mcdまでの輝度が得
られる。このように単色光センサ100の輝度を増加する場合、100×増幅器
、出力信号のACカップリング、および10ビットA/Dコンバータのような、
初期のHP’002およびHP’014センサにおいて用いられた信号を強化さ
せる技術は、単色光センサ100では全て排除されるわけではない。実際には、
センサ100は、A/Dコンバータに直接結合される場合があり、A/Dコンバ
ータはプリンタコントローラ35内に設けられる特定用途向け集積回路(ASI
C)の一部を占めることが好ましい。さらに、センサ100とコントローラ35
との間で多重化信号転送方式を実施することにより、A/DコンバータおよびA
SICのコストがさらに低減される。
【0089】 要素160を構成する際に、かつオプションでレンズアセンブリ110の要素
168において、回折レンズ技術を用いることにより、センサ100の光学パッ
ケージの全体的なサイズが低減される点で有利である。さらに、ケーシング10
2およびカバー104のパッケージサイズの縮小は、緑色LEDを排除し、単色
光センサ100を、いずれも上記の背景のセクションにおいて説明された、HP
’002センサ(図12参照)のサイズの概ね30%、HP’014センサのサ
イズの概ね70%にすることにより得られる。
【0090】 さらに、単色光センサ100を使用することにより、上記の背景のセクション
で説明されたHP’014センサを用いて実行されたように、いくつかのインク
の場所を判定するために、インクを混合して用いることが回避される。ここでは
、ドット位置の検出は、用いられる媒体のタイプに依存しない。なぜなら、単色
光センサ100は、上質の光沢写真紙、茶褐色紙、あるいはその間の任意のタイ
プの媒体に滴下されるかにかかわらず、インク滴の位置を正確に記録するためで
ある。これは、単色光センサ100が、主な色、すなわち黒色、シアン、マゼン
タおよび黄色の各基本スペクトル特性を検出するために可能である。
【0091】 さらに、デューティサイクル中にLED100をパルス動作させることにより
、青色LEDは、図10に示されるLEDオン時間274中に、より高い電流レ
ベルで駆動されることができ、その後、曲線266のパルス間の残り時間の間、
冷却させることができる。したがって、全周期に対するある期間にわたる平均電
流はDC値と同じであるが、オン時間274中のピーク電流は、LED120が
パルス動作するとき、より高いピーク照明に導く。したがって、青色LED12
0のパルス動作は、より経済的なLEDを用いて、より明るい照明を得ることが
でき、その結果、印刷品質を犠牲にすることなく、エネルギーが節約され、材料
費が低減される。それらの全てが消費者のためになる。
【0092】 基本的な媒体タイプ判定システム 図13は、図2〜図9のいずれかの単色光センサ100とともに用いられ得る
、本発明により構成される好適な基本媒体タイプ判定システム(400)の一形
態を流れ図として示す。この媒体タイプ判定方法400の最初のステップは、媒
体取込みルーチン402を開始することからなり、そこにおいて、媒体の新たな
シートが、媒体ハンドリングシステム24によって給紙トレイ26から取り込ま
れる。その後、この媒体の新たなシートは、ステップ404において印刷ゾーン
に移動する。媒体取込みルーチンが終了した後、光センサ100の青色LED1
20が点灯され、ステップ405において、この照明が調整されて、約5Vのア
ナログ/デジタル(A/D)コンバータの飽和レベル付近まで、媒体の印刷され
ていない部分から受信される信号をもたらす。
【0093】 上述のように、このA/Dコンバータはコントローラ35の内部にあり、デー
タ取得ウインドウ270(図10)間に、このA/Dコンバータは使用可能にさ
れ、フォトダイオード130の出力信号を取得できるようになる。一旦、走査ス
テップ406においてLED120の照明が調整されたなら、光センサ100が
、キャリッジ40によって媒体を端から端まで走査し、反射率データ点を収集し
、進路に沿った全ての位置エンコーダの遷移においてこれらのデータ点を記録す
ることが好ましい。この位置情報は、光エンコーダストリップ45(図14)を
用いることにより取得される。したがって、走査および収集ステップ406にお
いて生成されるデータは、位置データおよび対応する反射率データの両方からな
り、反射率および位置がカウントされる。たとえば、反射率の場合、12ビット
、すなわち4096カウントに等しい212が、A/Dコンバータの0〜5V範囲
にわたって同等に分配される。したがって、各カウントは5/4096、すなわ
ち1.2mVに等しい。光(媒体からの反射率)はLVC(光/電圧コンバータ
)によって捕捉され、出力として、アナログ/デジタルコンバータによって、カ
ウント数で表されるデジタル信号に変換されるアナログ電圧信号を与える。媒体
(たとえば、紙)上の位置も、例示される実施形態では、エンコーダのインチ(
2.54cm)当たりの600の直交遷移から導出されるカウント値で表される
が、インチ当たり他の遷移、あるいはいくつかの他の線形測定値、たとえばセン
チメートル当たりの遷移が用いられ得ることは、当業者には明らかであろう。し
たがって、例示的な実施形態の1200の位置カウントは、走査の開始から12
00/600位置カウント、すなわち2.0インチ(5.08cm)の紙あるい
は他の媒体上に位置に変換される。ステップ408において、媒体は数回走査さ
れ、その際、データは全ての点に対して平均されることが好ましい。典型的には
、信頼性のある1組の平均データ点を生成するには、媒体を横切る1〜3回の走
査で十分である。走査および収集ステップ406の間に、光センサ100の視界
が媒体上に置かれ、媒体は用紙位置の上側に置かれる。透明媒体の上側にわたっ
てテープヘッダを有する、ヒューレットパッカード社によって提供される透明媒
体の場合、用紙位置の上側では、これは、テープヘッダがセンサ100によって
走査されていることを暗示する。
【0094】 走査および収集ステップ406の間に用いられるA/D変換は、エンコーダス
トリップ45の各状態遷移においてトリガされるので、サンプリングレートは空
間的な特性を有し、典型的には、例示されるプリンタ20においてインチ当たり
600サンプルで行われる。走査中に、キャリッジ速度は、毎秒5.08〜76
.2cm(2〜30インチ)であることが好ましい。その後、ステップ406の
間に収集されたデータは、プリンタコントローラ35に格納され、典型的には0
〜5V入力の範囲であり、9ビット分解能を有する。走査の終了時に、データ取
得ハードウエアが、コントローラ35に、データ収集が終了したことを通知し、
その後、データ点408を平均するステップが実行され得る。
【0095】 その後、媒体タイプ判定システム400は、空間周波数媒体識別ルーチン41
0を実行し、走査されている媒体シートが、ヘッダテープのない透明媒体か、写
真品質媒体か、ヘッダテープのある透明媒体か、普通紙かを区別する。空間周波
数媒体識別ルーチン410の最初のステップはステップ412であり、ステップ
406において記録されたデータの離散した各空間周波数成分の大きさおよび位
相の両方を判定するために、全てのデータ点においてフーリエ変換が実行される
。プリンタ20のための例示される実施形態では、データ記録は4000サンプ
ルからなり、フーリエ成分が0〜4000の範囲に入るようにする。最初に分類
される成分の大きさは、データの直流(DC)レベルである。
【0096】 テープヘッダのない透明媒体が検査されている場合には、このデータのDCレ
ベルは低いであろう。図14は、調査された一群の普通紙に関する反射率のDC
レベルのグラフ414であり、略語の一覧が以下の表1に示される。また図14
には、棒416によって示されるような、「TAPE」を付されたヘッダテープ
のある透明媒体の反射率のDCレベルと、グラフ414内の棒418によって示
されるような、「TRAN」を付されたテープヘッダなしの透明媒体の反射率の
DCレベルも示される。
【0097】
【表1】
【0098】 図14のDCレベル反射率グラフには、グラフ414においてそれぞれ棒42
0および422によって示されるような、GOSSIMER#1およびGOSS
IMER#2を付された2つのタイプのGossimerフォト紙も含まれる。
グラフ414内の残りの棒は、種々のタイプの普通紙を示しており、その棒42
4は、表1に示されるような、「MODO」を付されたMoDo DataCo
py普通紙媒体のために用いられる。グラフ414の精査から、棒418におい
てテープヘッダなしの透明媒体を通過する低レベルの光が、他のタイプの媒体の
反射率値の残りの値から容易に区別可能であり、その理由は、光が光センサ13
0に反射して戻されるのではなく、透明媒体を通過するためである。したがって
、ステップ426では、反射率データのDCレベルに基づいて判定が行われ、反
射率が200カウントより低い場合には、コントローラ35にテープなし透明媒
体の信号430を提供するためにYES信号428が生成され、その後、コント
ローラ35はそれに応じて、透明媒体のための印刷ルーチンを調整する。そうで
はなく、収集されるデータのDCレベルが200カウントより大きい場合には、
NO信号432が生成され、印刷ゾーン内に、他のどのタイプの媒体が存在する
かを判定するために、さらに調査が行われる。フーリエスペクトル値は、媒体が
テープなしの通常の透明媒体であるか否かを判定することを必要としないので、
反射率データを比較するステップ426は、フーリエ変換ステップ412の前に
実行することもできることに留意されたい。
【0099】 そのため、媒体がテープヘッダなしの透明媒体でない場合には、媒体が写真品
質媒体であるか否かの判定が行われる。この判定を行うために、普通紙、ここで
は図16に示されるMoDo DataCopyブランドの普通紙に関するフー
リエスペクトル成分グラフ436とともに、図15に示されるような、フーリエ
スペクトル成分グラフ434が用いられる。この解析の説明に入っていく前に、
これらのグラフ(および図18のグラフ)の横軸に沿った空間周波数ラベルの単
位を説明するのが妥当である。空間周波数成分は、図13の走査媒体ステップ4
06において収集される走査データにおいて生じるサイクル数である。ここで示
される例の場合、データサンプルの長さは4000サンプルになるように選択さ
れた。上述のように、例示される実施形態では、データは、センサ100の動き
に関してインチ当たり600サンプルでサンプリングされる。それゆえ、走査デ
ータの長さ内で30サイクルを終了する空間周波数は、以下の式にしたがって見
出される等価な空間周波数を有するであろう。
【0100】
【数1】 ((30サイクル)×(600サンプル/インチ))/(4000サンプル)=
4.5サイクル/インチ 例示される実施形態では、4000サンプルのデータ走査は、以下の式から、こ
こで用いられる走査距離である媒体にわたる16.8cm(6.6インチ)の横
断に等価である。
【0101】
【数2】 (4000サンプル)/(600サンプル/インチ)=16.8cm(6.6イ
ンチ)。
【0102】 グラフ434と436との比較から、カウントn=8より上のスペクトル成分
の大きさは、グラフ434のフォト媒体の場合より、グラフ436の普通紙スペ
クトルにおいて著しく大きいことがわかる。したがって、ステップ438では、
8〜30からのスペクトル成分が加算され、比較ステップ448において、その
判定によって、成分8〜30の和が、ある値、ここでは25の値より小さい場合
には、YES信号450が生成される。YES信号に応答して、ステップ452
は、印刷ルーチンがフォト媒体に対応するように調整されるように、コントロー
ラ35に与えられる信号を生成する。図15および図16では、8より小さい(
n<8)カウントを有する成分のいくつかが、グラフ434および436におい
て示される最大値より大きい周波数の大きさを有するが、それらはこの特定の調
査の対象ではなく、その厳密な値はこの説明には無関係であることに留意された
い。
【0103】 434および436のようなフーリエスペクトル成分グラフは、調査中の種々
の媒体タイプの全ての場合に構成され得る。図17は、普通紙およびフォト媒体
の種々の各タイプの場合の成分8〜30の大きさの和のグラフ440を示す。こ
こでは、棒442および444によって示される合計された成分を有するGOS
SIMER#1およびGOSSIMER#2フォト媒体を参照する。フォト媒体
の加算された成分442および444の大きさは、MoDo DataCopy
媒体の場合の棒446を含む残りの普通紙媒体のうちの任意の媒体に関する棒よ
り非常に小さいことは明らかである。したがって、図13の流れ図に戻ると、加
算成分ステップ438に応答して、比較ステップ448では、成分8〜30の和
の大きさが比較され、25の値より小さい場合には、YES信号450が生成さ
れる。
【0104】 しかしながら、印刷ゾーン25内の媒体がフォト媒体でない場合には、決定ス
テップ448はNO信号454を生成し、その媒体がヘッダテープなしの透明媒
体およびフォト媒体ではないものと判定され、その後、媒体がヘッダテープあり
の透明媒体であるか、または普通紙であるかの判定が残される。図18は、テー
プヘッダ付きの透明媒体の場合のフーリエスペクトル成分のグラフ455であり
、テープヘッダ456はグラフの下側に示されており、開始点464および終了
点466も示される。走査の期間にわたって、遭遇する3つのHPロゴ458、
および概ね17個の方向の矢印460が存在し、ユーザがどのようにプリンタ内
にその媒体を挿入するかを示す。これらのロゴおよび矢印は、グラフ455の解
析からわかるように、スペクトル内の媒体シグネチャを形成する。グラフ455
を精査することからわかるように、第3番目の成分468および第17番目の成
分470は、図16のグラフ436における第3番目の成分472および第17
番目の成分474それぞれの普通紙スペクトルの成分より著しく大きい(図18
のグラフ455における縦軸の目盛りは寸断されており、第3番目の成分468
の大きさは800を越える値であることに留意されたい)。データ点が平均され
るステップ408において補償されるが、走査開始時の位置決め誤差に起因して
、グラフ455の第16番目の成分476および第18番目の成分478はそれ
ぞれ、グラフ436の普通紙の場合の第16番目の成分480および第18番目
の成分482より著しく大きい。結果として、第17番目および第18番目の成
分も、この固有の周波数シグネチャ内に含まれる。
【0105】 図13の流れ図400に戻ると、ステップ484では、第3番目、第16番目
、第17番目および第18番目のスペクトル成分の大きさが加算され、これらの
結果的な和が図19のグラフ485に示される。テープの場合の和が棒486と
して示されており、MoDo DataCopy普通紙の場合の棒488のよう
な種々の普通紙より非常に大きな大きさを有することが明らかである。したがっ
て、ステップ490において、ステップ484によって実行される周波数副成分
3、16、17、18の和が1300より大きいか否かを決定するための判定が
行われ、大きい場合には、その媒体がテープヘッダ付きの透明媒体であることを
示すためにYES信号492が供給され、その後ステップ494において、この
情報は、後続の処理および印刷ルーチンの調整のためにプリンタコントローラ3
5に転送される。しかしながら、ステップ490による判定が、その和が130
0より小さいことを示す場合には、NO信号496が生成され、その後、判定ブ
ロック498に送出され、プリンタ内に普通紙媒体が存在することを示し、デフ
ォルトの普通紙印刷モードがコントローラ35によって用いられる。
【0106】 高性能媒体判定システム 図20は、本発明にしたがって構成される、好適な高性能媒体タイプ判定シス
テム500の一形態を流れ図として示す。この高性能媒体判定システム500の
説明において、最初に図20に関して、システム動作の概要が説明され、その後
図21〜図24に関して、プリンタ20に設置され得る好適な光媒体タイプ検出
センサが説明される。次に図25〜図28に関して、判定システム500のいく
つかの全体的な部分が説明され、その後、図29〜図32に関して、判定方法の
核心が詳細に説明される。方法を説明した後に、図33〜図38を用いて、図2
9〜図32の判定ルーチンにおいて、図21の媒体センサが如何に用いられるか
を説明し、その後、図39〜図51に関して、いくつかの異なる調査された媒体
タイプの例が図示される。最後に、図52〜図55において、媒体タイプ判定セ
ンサによって収集される光の空間周波数が調査され、システム500が、どの媒
体タイプがプリンタ20の印刷ゾーン25に入力されているかを如何に判定する
かを示す。
【0107】 1.システム概要 図20に戻ると、高性能媒体判定システム500の概要が、最初に生データ収
集ステップ502を有するものとして示される。生データを収集した後、データ
操作ルーチン504が実行され、ステップ502において収集されたデータをさ
らに解析するのに適したフォーマットにする。データ操作ステップの後、主要カ
テゴリー判定ステップ506および特定タイプ判定ステップ508が行われる。
主要および特定タイプ判定ステップ506および508は、図29〜図32に関
して記載されるように組み合わせられる。たとえば、一旦、主要カテゴリー判定
が、たとえば、プレミアム紙媒体に対して行われたなら、どの特定タイプのプレ
ミアム紙が用いられるかに関する判定がさらに行われ得る。しかしながら、プレ
ミアム紙のための主要カテゴリー判定ステップに到達するために、そのルーチン
は最初に、媒体が透明媒体、グロッシー仕上げフォト媒体、マット仕上げフォト
媒体、あるいは普通紙媒体である可能性を捨てていなければならない。その方法
によって、ステップ508において特定タイプの判定が行われた後に、検証ステ
ップ510が実行され、正確な特定媒体判定が行われていることを保証する。検
証ステップ510の後、判定システム500は、印刷モード選択ステップ512
を有し、それにより、その印刷モードと、印刷ゾーン25に入力される特定の媒
体タイプとの相関をとる。印刷モードステップ512の選択に応答して、その後
システムは、印刷ステップ514で終了し、印刷命令がプリントヘッド70〜7
6に送出され、ステップ512において選択された印刷モードにしたがってイメ
ージを印刷する。
【0108】 2.媒体センサ構成 図21は、本発明にしたがって構成される光媒体タイプ判定センサあるいは「
媒体センサ」515の一形態を示す。媒体センサ515のコンポーネントの大部
分は、上記の図7の単色光センサ100に関して説明されたように構成すること
ができ、それゆえ同じ識別番号が用いられている。媒体センサ515と単色光セ
ンサ100との間の主な違いの1つは、鏡面反射率光ビーム200’を受光する
第2のフォトダイオード130’の追加である。単色光センサ100の場合に、
上記の図7の鏡面反射率光ビーム204に関して説明されたように、鏡面反射率
光ビーム200’およびビーム204は、「入射角は反射角に等しい」というよ
く知られている光学の原理にしたがって、入力する光ビーム182が媒体に衝突
するのと同じ角度で媒体170から反射される。例示される実施形態では、入射
角および反射角は、概ね55°に選択される。この到来する鏡面反射率ビーム1
85’に対応するために、修正されたレンズアセンブリ110’が用いられる。
図22〜図24を参照すると、例示的な修正されたレンズアセンブリ110’は
、上記のレンズ要素165および160(図8参照)に関して説明されたように
構成され得る、入力フレネルレンズ165’と、出力屈折レンズ要素160’と
を含む第3のレンズ要素を有する。アセンブリ110’およびアセンブリ110
と同じ動作を提供するために、他のタイプのレンズアセンブリを用いることがで
きることは、当業者には明らかであろう。たとえば、第3のレンズ要素のアセン
ブリ110’は、非球面の屈折入力レンズと、非球面の屈折出力レンズあるいは
出力マイクロフレネルレンズとを用いて構成され得る。
【0109】 さらに、単色光センサ100のコンポーネント以外に、媒体センサ515には
、屈折レンズ要素160’および168のそれぞれ上側に配置される2つのフィ
ルタ要素516および518が加わる。これらのフィルタ516および518は
、1つの部品として構成され得るが、例示的な実施形態では、2つの独立したフ
ィルタが示される。フィルタ516および518は、青色通過領域を有し、36
0〜510nmの波長を有する低波長の青紫色LED光は、フィルタ516およ
び518内を自由に通過するが、他の光源からの他の波長の光は遮断される。フ
ィルタ要素516および518は、当業者にはよく知られているように、従来の
薄膜堆積技術を用いて、1mm厚の二酸化シリコン(ガラス)から構成されるこ
とが好ましい。
【0110】 センサ100と515との間の別の主な違いは、媒体センサ515が、単色光
センサの青色LED120よりも淡い、紫色を多く含む青色光を発光する青紫色
LED520を有することである。青紫色LED520は約428nmのピーク
波長と、464nmの主波長とを有し、約470nmのピーク波長を有する、青
色LEDより多くの紫色出力を生成する。媒体センサ515の照明成分をこのよ
うに変更したいくつかの理由は、検出システム500の機構の詳細が説明される
、詳細な説明のセクションの終わり近くで説明される。
【0111】 単色光センサ100のコンポーネント以外に媒体センサ515にさらに加わる
のは、視野絞り522および524のような、2つの視界制御要素である。視野
絞り522および524、ならびにフィルタ516および518は、センサ51
5のベース部102’の種々の部分によって適所に保持され、視野絞り522お
よび524は、ベース部102’の一部と一体的に成形されることが好ましい。
視野絞り522および524は、フォトダイオード130’および130の入力
レンズ135’および135の先端に対して概ね接線方向に配置されることが好
ましい。例示される実施形態では、視野絞り522、524はそれぞれ視界開口
部あるいはウインドウ526および528を画定する。視野絞りウインドウ52
6および528のサイズおよび向きの詳細は、以下の図36に関して説明される
【0112】 3.生データ収集ルーチン ここまでで媒体センサ515の構成が理解されたが、以下に、生データ収集ル
ーチン502に関してその利用法が説明され、それが図25に詳細に示される。
ルーチン502の最初のステップ530では、青紫色LED520がターンオン
され、LED520の輝度が調整される。ステップ530の後、走査ステップ5
32では、プリントヘッドキャリッジ40が、走査軸38と平行に、印刷ゾーン
25にわたって媒体センサ515を搬送する。走査ステップ532の間に、媒体
表面が空間的にサンプリングされ、キャリッジ光エンコーダがエンコーダストリ
ップ45に沿ってマーキングを読み取る際に状態が変化する度に、拡散反射され
た光成分200と、鏡面反射された光成分200’との両方が収集される。これ
らの拡散および鏡面反射率値は、アナログ/デジタル(A/D)カウントとして
格納され、媒体に沿った各エンコーダ位置における反射率のための1組の値を生
成する。実施形態によっては、媒体を何度も走査し、そのデータセットを生成し
、かつ平均することが望ましい場合もあるが、典型的には、良好な結果を生成す
るために媒体を走査する必要があるのは一度だけである。
【0113】 この走査ステップ532の間に、媒体のシート170は、「用紙の上端」位置
において媒体センサ515の下側に配置される。図18に示されるように、テー
プヘッダ456を有するHP透明媒体の場合、この時点でテープが媒体の底面に
沿って配置される場合であっても、テープ456は視界内に入る。実際には、テ
ープヘッダ456が、センサ515から、かつ基本媒体タイプ判定方法400(
図13)のセンサ100から離れて面している場合であっても、テープヘッダ4
56の上側にあるマーキング458および460は、センサ100および515
の両方から視認可能であり、それを用いて、上記の方法400に説明されるよう
に、この媒体タイプを識別することができる。
【0114】 生データ収集ルーチン502の最終検査ステップ534では、ステップ532
の間に収集された全データが、実際に媒体表面に依存するデータであるか否かを
判定するために、上位レベルの検査あるいはチェックが実行される。たとえば、
プリンタ20が設計された標準的なレターサイズの媒体より狭い媒体のシート(
たとえば、A4サイズ媒体あるいは特注されたグリーティングカード媒体)が用
いられる場合には、走査ステップ532の間に収集されるいくつかのデータ点は
、媒体ハンドリングシステム24の一部を形成する、プラテンあるいは「ピボッ
ト」として知られる媒体支持部材から反射された光からなるものもあるであろう
。したがって、ステップ534において、そのピボットに対応する全てのデータ
は、媒体のシートに対応するデータから分離され、その後、収集された生データ
信号536としてデータ操作ルーチン504に送出される。
【0115】 走査ステップ532のアナログ/デジタル変換部の間に、光エンコーダストリ
ップ45をモニタするキャリッジ位置エンコーダの各状態遷移において、A/D
変換がトリガされる。このようにして、空間の基準で、すなわち「空間」内にあ
るものとして空間的にデータが収集され、キャリッジ40が印刷ゾーン25にわ
たってセンサ515を移動させる際に、そのデータが空間内の特定の位置に対応
するようにする。例示されるプリンタ20の場合、サンプリングレートは典型的
には、インチ当たり600サンプル(1cm当たり1524サンプル)のレート
で生じる。この走査ステップ532の間に、キャリッジ40の速度は、毎秒2〜
3インチ(毎秒5.08〜76.2cm)の範囲にあることが好ましい。1つの
好適なアナログ/デジタル変換は、0〜5Vの範囲にわたって、9ビットの分解
能を有する。
【0116】 4.データ操作ルーチン 図26は、主要カテゴリー判定ルーチン506に送出される出力として4つ1
組の信号を生成する、データ操作ルーチン504の詳細を示す。2つのステップ
において、到来するデータの平均が求められる。具体的には、「鏡面反射平均値
算出」ステップ540と、「拡散反射平均値算出」ステップ544において、到
来する鏡面反射生データおよび拡散反射生データそれぞれの全てについての平均
のデータが求められる。鏡面反射平均ステップ540は、図26の文字「A」に
よっても示される鏡面反射平均信号542を生成し、その信号は主要カテゴリー
判定ルーチン506への入力として供給される。拡散反射平均ステップ544は
、図26の文字「B」によっても示される拡散平均信号545を生成し、その信
号は主要カテゴリー判定ルーチン506への入力として供給される。
【0117】 データ操作ルーチン504によって実行される他の主な動作は、「鏡面反射率
グラフ生成」ステップ546と、「拡散反射率グラフ生成」ステップ548とに
おいて実行される。ステップ548では、収集された生データが、ピボットある
いはプラテンに関する同じ空間位置に関係付けられる拡散および鏡面反射率値に
配列される。
【0118】 鏡面および拡散反射率グラフ生成ステップ546、548はそれぞれ、2つの
変換ステップ552および554によってそれぞれ受信される出力信号550お
よび551を生成する。ステップ552では、整列したデータ550が、ハニン
グあるいはウェルチの4乗指数窓関数(fourth power windowing function)に
通される。この操作の後、窓関数を通したデータ上で、離散高速フーリエ変換が
実行され、印刷ゾーン25に入力される媒体のシートのための周波数成分を生成
することができる。ステップ546および548の各ステップでは、以下にさら
に説明される、図39〜図45に示されるグラフのような、大きさ対(「vs」
)位置に関するグラフが生成される。周波数対大きさの二乗の棒グラフとして示
される鏡面反射空間周波数は、出力信号556であり、文字「S」を付されてお
り、主要カテゴリー判定ルーチン506に供給される。ステップ554では、到
来するデータ551が、周波数対大きさの二乗の棒グラフとして示される拡散反
射空間周波数に変換され、文字「D」を付され、主要カテゴリー判定ルーチン5
06に供給される出力信号558を生成する。変換ステップ552および554
によって与えられるグラフデータの例が、以下にさらに説明される図46〜図5
1に示される。
【0119】 したがって、データ操作ルーチン504の間に、収集された生データに関して
フーリエ変換が実行され、各チャネル、すなわち鏡面反射および拡散反射フォト
ダイオード130’および130のためのチャネルに対して記録されたデータの
離散空間周波数成分それぞれの大きさおよび位相を判定する。典型的には、この
データは、1000〜4000サンプルの記録からなる。対象のフーリエ成分は
、フォトダイオード130’および130の応答によって、典型的にはインチ当
たり100サイクル未満に制限される。一次成分の大きさは、データのDC(直
流)レベルである。その後、このDCレベルを用いて、調査されている既知の媒
体のシグネチャを特徴付ける際に用いられる所定の値にデータを正規化する。既
知の媒体のシグネチャは、プリンタ20のような所与のインクジェット印刷機構
によってサポートされる各媒体タイプの鏡面反射および拡散反射チャネル両方の
ための、典型的には大きさの値で、予め格納されたフーリエスペクトルである。
【0120】 5.検証および印刷モード選択ルーチン 図27は、媒体判定システム500の検証ステップ510および印刷モード選
択ステップ512の詳細を示す。ここでは、特定タイプ判定ステップ508から
到来するデータを受信する検証ステップ510について考えてみる。この到来す
るデータは最初に、特定の媒体タイプに関する仮定が行われる、「仮定実施」ス
テップ560によって受信される。ステップ560は、「品質適合性判定」ステ
ップ564によって受信される、仮定された特定タイプ信号562を生成する。
品質適合性判定ステップ564は、ステップ560において行われた仮定の正確
さを試験するために用いられる。探索ステップ565では、特定の各媒体タイプ
のための種々のタイプの特性のテーブルが調べられ、仮定された媒体タイプ信号
562に対応するデータが、基準データ信号566として、品質適合性ステップ
564に与えられる。品質適合性ステップ564は、基準値566および仮定さ
れた媒体タイプ信号562を処理し、印刷モード選択ルーチン512に出力信号
568を与える。
【0121】 検証ステップ510からの出力信号568は、比較ステップ570によって受
信され、仮定データ562が基準データ566と一致するか否かが判定される。
このデータが実際に一致する場合には、比較ステップ570によってYES信号
571が「印刷モード選択」ステップ572に発行される。その後、ステップ5
72は、特定の媒体タイプのための正確な印刷モードを選択し、印刷ステップ5
14に特定印刷モード信号574を発行する。しかしながら、比較ステップ57
0が、ステップ560で仮定された媒体タイプが基準データ566に一致する特
性を持たないものと判定する場合には、NO信号575が発行される。その後、
NO信号575が、「デフォルト印刷モード選択」ステップ576に送出される
。その後、デフォルト印刷モード選択ステップ576は、最初に判定された主要
媒体タイプに対応する、デフォルト印刷モード信号578を発行し、その後、こ
のデフォルト判定にしたがって、ステップ514において、到来するシートが印
刷される。
【0122】 6.媒体タイプ この時点で、主要タイプカテゴリーに入る媒体の特定の例を与えるとともに、
システム500を用いて判定され得る種々の主要な媒体タイプを説明することが
有用である。いくつかの一般的な媒体のみが調査されており、その識別情報が、
例示される判定システム500の仕様に組み込まれていることに留意されたい。
実際には、これは、プリンタのための新たな最先端領域であり、媒体のタイプを
別のものから光学的に区別するための新しい方法を判定するための調査が続けら
れている。この開発手順の進捗は、現在の特許出願によって立証されており、そ
れは、本特許出願に記載される基本媒体判定ルーチン400から、現在説明して
いる、より高度なルーチン500に進められている。実際には、他の媒体がなお
も調査され続けており、さらに特許を出願し続けることが、今のところ開発され
ていないこれらの判定方法を網羅するものと予想される。
【0123】 表2は、媒体タイプにより割り当てられる印刷モードを示す。
【0124】
【表2】
【0125】 普通紙の第1の主要タイプカテゴリーでは、表1に予め種々の異なる普通紙が
掲載されており、グラフ42、49および50に示される特定のタイプの普通紙
は、これらの種々のタイプの普通紙の代表例として、Gilbert(登録商標
)Bond媒体である。
【0126】 いくつかの異なるタイプの媒体がプレミアム紙カテゴリーに入り、これらのプ
レミアム紙のうちのいくつかは、基礎をなす基体層上にコーティングが塗着され
る。プレミアム紙媒体上に塗着されるコーティング、ならびに透明媒体およびグ
ロッシー仕上げフォト媒体は、膨張性の種類あるいは多孔性の種類からなるいず
れであっても、インク保持層(「IRL」)として当分野において知られている
。プレミアムコーティングは典型的には、インク内の水分あるいは他の揮発性成
分が気化するまで、液体インクがこれらの多孔内に溜まるようにできる多孔性を
有しており、顔料あるいは染料が各キャビティの内部に密着したままにしておく
。そのような多孔性を有するプレミアム紙の1つのグループは、クレーの精細な
層で厚い普通紙をコーティングすることにより形成される。これらのクレーコー
ティングを有するプレミアム紙は、「2,2」印刷モードを用いて印刷される。
【0127】 別のタイプのプレミアム紙はわずかに光沢のある外観を有し、膨張性のポリマ
ー層で普通紙をコーティングすることにより形成される。インクを受け取ると、
そのコーティング層は膨張する。インク組成物内の水分あるいは他の揮発性成分
が気化した後、そのコーティング層は、元の形状に収縮し、インク組成物の着色
剤部分であるインク染料および顔料を保持する。この膨張タイプの媒体は、「2
,3」印刷モードで印刷される。プレミアム紙カテゴリーに入る別のタイプの媒
体は、予め切れ目を入れたグリーティングカード紙であり、コーティングのない
厚手の滑らかな紙である。しかしながら、グリーティングカード媒体の肉厚の性
質により、普通紙より多くのインクを保持することができ、グリーティングカー
ド紙にしわが寄り始める(紙の繊維が飽和状態になる際に、媒体がゆがむ現象の
ことであり、プリントヘッドに接触するほど媒体のゆがみが高くなる場合には、
プリントヘッドの損傷を招く恐れがある)。したがって、グリーティングカード
紙は、普通紙で可能なものより、最終的なイメージ内に豊富な色がある場合、イ
ンクの飽和が高い状態で印刷される場合がある。グリーティングカード紙のため
に選択される印刷モードは、「2,4」で指定される。
【0128】 判定システム500によって用いられる第3の主要カテゴリーは写真用媒体で
ある。これまで調査された種々のフォト媒体は典型的には、吸湿性のあるポリマ
ーコーティングを有する。すなわち、そのコーティングは水と親和する。この吸
湿性コーティングはインク内の水分を吸収し、上記のわずかに光沢のあるプレミ
アム媒体に関して説明されたように、これらのコーティングはインクを吸収する
のに応じて膨張し、水分が気化するまでその水分を保持する。「3,0」の印刷
モード選択を有するGossimer紙は、グロッシー仕上げ(光沢のある)媒
体であり、厚みのあるプラスチック基部のような、ポリマー製のフォトベース基
層上に塗着された膨張性のポリマーコーティングを有する。別の一般的なタイプ
のフォト媒体は複合化媒体であり、「3,1」の印刷モードを有する。この複合
化媒体は、Gossimer媒体と同じ膨張性のポリマーコーティングを有する
が、複合化媒体は、Gossimerのために用いられるポリマー基層ではなく
、フォト紙上にこのコーティングが塗着される。したがって、この複合化フォト
媒体は、フォトタイプ媒体として印刷されることになる光沢のあるポリマー面と
、最良のイメージを達成するためにプレミアム紙印刷モード下で印刷されること
になる普通あるいはダル仕上げ面とを有する。
【0129】 印刷モード「3,2」にしたがって印刷される高グッロシー仕上げフォト媒体
は、Gossimer媒体に類似である。高グッロシー仕上げフォト媒体は、G
ossimerのようなプラスチックの背面支持層あるいは基層を用いるが、基
層上に膨張性のポリマーからなる2つの層を適用し、Gossimer媒体より
も非常に光沢のある表面仕上げを生成する。
【0130】 調査された最後の主要媒体タイプは透明媒体であり、基本媒体判定システム4
00に関して説明された2つの主要カテゴリー、具体的にはHP透明媒体あるい
はHP以外の透明媒体以外には調査されていない。さらに、互いからそのような
透明媒体を区別する特性および方法を判定するために、さらなる透明媒体を調査
することができるが、この調査はこれから着手されなければならない。
【0131】 判定方法500の説明に戻る前に、このシステムによって選択される種々の印
刷モードは、標準的な品質設定、たとえばユーザが選択することができる精細、
標準、ドラフトに影響を与えないことに留意されたい。これらの精細/標準/ド
ラフト品質の選択は、プリンタが動作する速度に影響を与え、印刷モード、ある
いは媒体上にドットを配置するために用いられるカラーマップには影響を与えな
い。精細/標準/ドラフト選択は、印刷品質と速度との間のバランスであり、ド
ラフトモードでは低品質で高速度が得られ、精細モードでは、低速度において高
品質が得られる。実際には、ここで、発明者の一人は、プロトタイププリンタの
設定を速度のためにドラフトモードにしておくことを選択し、媒体判定システム
500が、用いられる媒体のタイプのために精細印刷モードを選択するために動
作できるようにする。
【0132】 たとえば、プレゼンテーションのために準備をし、最終草稿を、オーバーヘッ
ドプロジェクションのための透明媒体、配布用印刷物のためのプレミアム紙ある
いはフォト媒体、プレゼンタが発表の間に用いるノート用の普通紙の組み合わせ
に変更する際に、ユーザが印刷のシーケンスを中断し、用いられる種々の各タイ
プの媒体のために調整することを必要とすることなく、それらの変更される媒体
上の全てのイメージを高品質で素早く作成することができる。実際には、直前に
述べたことは、ユーザが、ソフトウエアドライバプログラム画面に進入し、プリ
ンタの給紙トレイ26にどの媒体タイプを配置するかを手動で選択するために、
複雑なことを行う場合があることを想定している。残念ながら、ユーザの大部分
はこの複雑なことを行わず、典型的には全ての媒体タイプに関してデフォルトの
普通紙印刷モードで印刷し、許容可能ではあるが、必然的に最適ではない印刷品
質のイメージを生成する。最適な品質は、プリンタが、どの媒体タイプが印刷さ
れることになるかに関する情報入力を有する場合に、完全に達成することができ
る品質である。したがって、全てのユーザが、用いられる特定の媒体タイプに一
致する最適な印刷品質を得ることができるようにするために、高性能媒体判定シ
ステム500が、少なくともこれまでに調査された主要な媒体タイプ、および最
も一般的な特定タイプに関して、その解決策になる。
【0133】 7.重み付けおよびランキングルーチン 主要媒体タイプおよび特定媒体タイプ判定ルーチン506および508を深く
掘り下げる前に、図28に関して、重み付けおよびランキングルーチン580が
説明される。この重み付けおよびランキングルーチン580は、検証ルーチン5
10の品質適合性ステップ564の間に実行される。最初に、特定タイプの仮定
信号562が、誤差算出ステップ582によって受信される。誤差算出ステップ
582は、タイプ特性テーブル565のサブテーブル584を参照する。サブテ
ーブル584は、調査された特定の各媒体タイプに対する、各空間周波数のため
の平均値あるいは基準値を含む。その後、誤差算出ステップ582は、各媒体タ
イプについて、測定された空間周波数の値と、その空間周波数の基準値とを比較
する。対応する周波数のための各値は、各媒体タイプのためのテーブル584に
格納され、この比較中に、誤差値、すなわち測定された周波数値と各媒体タイプ
の対応する周波数の値との間の差を生成する。この結果的な誤差信号は、重み割
当てステップ585に送出される。
【0134】 その後、重み割当てステップ585は、ルックアップテーブル565の別のサ
ブテーブル586を参照する。サブテーブル586は、各媒体タイプのための各
空間周波数において、調査中に検出された標準偏差を格納する。その後、割当て
ステップ585は、ステップ582によって生成された各誤差に対して、テーブ
ル586に格納された対応する標準偏差を用いる。その後、ステップ585によ
って生成された全ての重み付けされた誤差は、ランキングステップ588におい
てランク付けされる。ステップ588によって割り当てられるようにランク付け
された後、各媒体タイプのランキングが、加算ステップ590において加算され
る。当然、そのルーチンを通過する最初のパスでは、以前にステップ590によ
って値は蓄積されていない。
【0135】 加算ステップ590の後に、カウントステップ592が行われ、調査中の特定
の周波数Xが、最後の周波数値Nと比較される。調査中の特定の周波数Xが最後
の周波数値Nにまだ到達していない場合には、カウントステップ592は、NO
信号594を発行する。NO信号594は、インクリメントステップ595によ
って受信され、調査中の周波数Xが1だけインクリメントされる(「X=X+1
」)。ステップ595の後に、ステップ582〜ステップ592が繰り返され、
空間反射率および拡散反射率の両方のための各周波数が、ステップ582によっ
て各媒体タイプと比較され、その後、ステップ585によって各周波数および媒
体タイプのための標準偏差にしたがって重み付け係数を割り当てられ、ステップ
588によってランク付けされ、その後、ステップ590において、そのランキ
ングが加算される。
【0136】 最後の空間周波数Nに到達すると、カウントステップ592は、最後の周波数
Nに到達している(X=N)ことを検出し、YES信号596が発行される。こ
のYES信号596を受信すると、選択ステップ598が、ランキング加算ステ
ップ590から最も大きい数を選択することにより、特定の媒体タイプを選択す
る。その後、この特定のタイプは、検証ブロック510からの信号568として
出力される。この重み付けおよびランキングルーチン580は、判定方法500
の種々の部分とともに用いられ、印刷ゾーン25に入力される媒体タイプに関し
て、より正確な推定を与えることができる。
【0137】 重み付けおよびランキングルーチン580間に、所与の媒体のシートに関して
鏡面反射および拡散反射の両方の測定値を解析する標準的なレターサイズの媒体
シートの場合、全84イベントが、各媒体タイプのための鏡面反射および拡散反
射波形の両方に対して比較される。印刷ゾーンに入力される目的の媒体は、周波
数をインクリメントすることにより各媒体タイプと比較されてきたが、他の方法
を用いて、たとえば、各媒体タイプを別々に検査し、その後、各媒体タイプ内の
周波数によってインクリメントするのではなく、各媒体タイプのための結果的な
ランキングを比較することにより、このデータを生成することもできることは明
らかである。しかしながら、例示される方法は、その特性が調査され、編集(co
mpile)される際に、媒体の新しい分類を追加するのに、より適しているので好
ましい。
【0138】 各媒体タイプのために予め格納されるフーリエスペクトルの各成分は、媒体調
査の間に判定された関連する偏差を有する。図28のルックアップテーブル58
6に格納される標準偏差は、調査される特定の各媒体タイプの何百ページに対し
て何百回も走査してスペクトルを解析することにより到達されることが好ましい
。印刷ゾーン25に入力される新しい媒体のシートの各成分と、格納されたシグ
ネチャの各成分との間の差は、図28の誤差算出ステップ582において計算さ
れる。その後、標準偏差に対する誤差の比(「x」)が判定される。この比が2
未満(x<2)であることが見出された場合には、誤差は1倍に重み付けされる
。この比が2〜3の間(2<x<3)にあることが見出された場合には、その誤
差は2倍に重み付けされる。この比が3より大きい(x>3)ことが見出された
場合には、この誤差は4倍に重み付けされる。このステップ585の「重み付け
」は、調査されている特徴付けられた各媒体タイプのための統計値の組を考慮す
る。例示的な実施形態では、最も低く重み付けされた誤差を有する媒体タイプは
、3ポイントのランキングを割り当てられる。2番目に最も低い誤差を有する媒
体タイプは、2ポイントのランキングを割り当てられ、3番目に最も低い誤差を
有する媒体タイプは、1ポイントのランキングが与えられ、それが図28に示さ
れる。
【0139】 その後、全ての鏡面反射および拡散反射周波数成分にわたってランキングポイ
ントの最も大きい合計値を有する媒体タイプが、印刷ゾーン25に入力される新
しい媒体のシートを特徴付けるのに最も適しているものとして選択される。その
後、選択印刷モードルーチン512が、最良の印刷モードを選択し、そのモード
が印刷ルーチン514に供給され、用いられる特定の媒体タイプ上で最適な品質
のイメージを生成するために、対応するレンダリングおよびカラーマッピングが
実行される。
【0140】 8.主要カテゴリーおよび特定タイプの媒体タイプ判定ルーチン 前置きで与えられたように、ここで行われる説明は、主要カテゴリー判定およ
び特定タイプ判定ルーチン506および508に向けられる。この説明は、多数
の検証および印刷モード選択ステップに情報を提供するために、ルーチン506
および508が如何に絡み合い、最終的に、既知の利用可能な情報に照らして、
シート上に最適なイメージを生成するために、ルーチン500によって選択され
た印刷モードにしたがって入力された媒体のシート上にイメージを印刷するかを
網羅する。図29〜図32はともに、主要カテゴリーおよび特定タイプ判定ルー
チン506および508を記載する。
【0141】 最初に図29を参照すると、データ操作ルーチン504は、最初に鏡面反射空
間周波数データ556および拡散反射空間周波数データ558をシグネチャ一致
ステップ600に供給するものとして示される、ステップ600は、主要カテゴ
リールックアップテーブル604から入力信号602を受信する。テーブル60
4は、一般的なグロッシー仕上げ媒体および一般的なダル仕上げ媒体のための、
鏡面反射および拡散反射両方の空間周波数情報を含む。ここで用いられる「一般
的な」は、基本的に全体分類ルーチンに対応する、平均的な、あるいは一般的な
情報のカテゴリーを意味する。その後、シグネチャ一致ルーチン600が、鏡面
反射率556および拡散反射率558両方のための入力される操作済みデータを
、テーブル604からの基準値602と比較し、その後、一致信号605を生成
する。比較ステップ606では、入力される一致信号605がダル仕上げを有す
る媒体に対応するか否かが判定される。対応する場合には、YES信号608が
普通紙、プレミアム紙あるいはマット仕上げフォト媒体分岐ルーチン610に発
行される。フォト媒体分岐ルーチン610は出力信号612を発行し、その信号
はさらに、以下に図31に関して説明されるように処理される。しかしながら、
ダル仕上げ判定ステップ606が、シグネチャ一致出力信号605がダル仕上げ
でないものと判定する場合には、NO信号614が、フォトまたは透明媒体判定
分岐615に発行される。
【0142】 フォトまたは透明媒体分岐615は、操作済み鏡面反射空間周波数データ55
6および拡散反射空間周波数データ558を搬送するデータ信号616を、別の
シグネチャ一致ステップ618に送出する。第2の主要カテゴリールックアップ
テーブル620は、第2のシグネチャ一致ステップ618に入力622を供給す
る。テーブル620により供給されるデータは、2つの媒体タイプ、具体的には
、一般的なフォト仕上げ媒体および一般的な透明媒体のための鏡面反射および拡
散反射空間周波数情報である。その後、シグネチャ一致ステップ618は、入力
されるデータ616が、全体分類ルーチンにしたがって、一般的なフォト仕上げ
媒体のデータ、あるいは一般的な透明媒体のデータのいずれに、より密接に対応
するかを判定する。シグネチャ一致ステップ618の出力624は、比較ステッ
プ626に供給され、シグネチャ一致出力信号624が透明媒体に対応するか否
かが判定される。対応しない場合には、NO信号628が、グロッシー仕上げフ
ォトあるいはマット仕上げフォト分岐630に発行される。
【0143】 しかしながら、シグネチャ一致出力624が透明媒体に対応する場合には、比
較ステップ626はYES信号632を発行する。YESの場合、透明媒体信号
632が、比生成ステップ634によって受信される。YES信号632を受信
したことに応答して、比生成ステップ634は、データ操作ルーチン504から
、平均鏡面反射(A)信号542と、平均拡散反射(B)信号545とを受信す
る。これらの到来する信号542および545から、比生成ステップ634は、
鏡面反射平均に対する拡散反射平均の比(B/A)を生成し、100を掛けてそ
の比をパーセンテージに変換し、その値は比出力信号635として供給される。
比較ステップ636では、比信号635の値が比較され、パーセンテージとして
の比B/Aが80%未満であるか否かが判定される(「%」記号は、簡潔にする
ために図29において省略されている)。80%以上である場合には、比較ステ
ップ636がNO信号638を、グロッシー仕上げフォトあるいはマット仕上げ
フォト分岐630に発行する。
【0144】 したがって、平均鏡面反射および拡散反射データは、透明媒体判定が正確か否
かを判定するための検査として用いられる。鏡面反射平均値に対する拡散反射平
均値の比が、ステップ636によって80%未満であるものと判定される場合に
は、検証ステップ642にYES信号640が供給される。検証ステップ642
は、図27に関して上述したように実行することができる。この検証ルーチンの
間、ステップ560にしたがって、印刷ゾーン内の媒体が透明媒体であるという
仮定がなされ、検証ルーチン642が実際にそうであるものと判定する場合には
、YES信号644が発行される。YES信号644は、透明媒体モード選択ス
テップ646によって受信され、そのステップ646が、透明媒体印刷信号64
8を発行し、透明媒体ステップ650を開始する。ステップ646によって選択
される印刷モードは「4,0」印刷モードに対応し、ここでは透明媒体のための
デフォルト値を選択する。
【0145】 図18に関して上述したように、ヒューレットパッカード(HP)透明媒体が
特定される場合には、基本媒体判定システム400に関して上述したように、特
定のHP透明媒体のためにカスタム印刷モードが用いられ、結果として「4,1
」印刷モードが用いられる。検証ステップ642が、印刷ゾーン内の媒体が透明
媒体でないものと判定する場合には、NO信号652が発行される。NO信号6
52を受信すると、デフォルト選択ステップ654がデフォルトのプレミアム紙
印刷モードを選択し、印刷信号656を発行する。信号656を受信すると、印
刷ステップ658は、一般的なプレミアム紙媒体印刷モード「2,0」にしたが
って媒体上に印刷を行う。
【0146】 図30は、操作済み鏡面反射空間周波数データ信号(S)556および拡散反
射空間周波数データ信号(D)558をやり遂げ、出力信号660を発行した、
図29からのグロッシー仕上げフォトあるいはマット仕上げフォト分岐630で
開始される。入力信号660は、到来するデータ660が特定のグロッシー仕上
げフォト媒体タイプに対応するか、特定のマット仕上げフォト媒体タイプに対応
するかを判定する判定ステップ662によって受信される。これを達成するため
に、特定媒体ルックアップテーブル664が、入力信号665を、判定ステップ
662に与える。テーブル664は、「グロッシー仕上げA」、「グロッシー仕
上げB」等〜「マット仕上げA」、「マット仕上げB」等としてテーブル664
に示される、種々のタイプのグロッシー仕上げフォト媒体およびマット仕上げフ
ォト媒体に対応する鏡面反射および拡散反射の空間周波数に対応する基準データ
を含む。いくつかのグロッシー仕上げフォト媒体およびマット仕上げフォト媒体
のタイプが、表2に関して上述された。
【0147】 いったん、判定ステップ662がテーブル664に格納された値から適切な一
致を検出する場合には、比較ステップ668に出力信号667が発行される。比
較ステップ668は、到来する信号667がマット仕上げフォト媒体のものであ
るか否かを判定する。そうである場合には、YES信号670が発行される。そ
の後、YES信号670は、図29および図31に示されるような、普通紙/プ
レミアム紙/マット仕上げフォト媒体分岐610に供給される。比較ステップ6
68が、判定ステップ662の出力がマット仕上げフォ媒体に対応しないことを
見出す場合には、NO信号672が発行される。NO信号672は、別の判定ス
テップ674に、鏡面反射および拡散反射空間周波数データを供給する。ステッ
プ674は、グロッシー仕上げフォト媒体ルックアップテーブル676からの信
号675を介して受信されるデータを用いて、印刷ゾーン25にどの特定タイプ
のグロッシー仕上げフォト媒体が入力されているかを判定する。テーブル664
および676は、2つの独立したテーブルとして図面に示されているが、判定ス
テップ674は、各特定タイプのためのグロッシー仕上げフォト媒体データを得
るために、テーブル664を照会することもできる。
【0148】 ステップ674が、印刷ゾーン25内に、どの特定タイプのグロッシー仕上げ
フォト媒体があるかを判定した後、図27および図28に関して上述したように
仮定を検証し始める検証ルーチン680に信号678が発行される。検証ルーチ
ン680が、判定ステップ674が正確であることを見出す場合には、特定のグ
ロッシー仕上げフォト媒体印刷モード選択ステップ684にYES信号682が
発行される。選択ステップ684は、印刷ステップ688を開始する印刷モード
信号686を生成する。その後、印刷ステップ688は、選択された媒体に対応
する印刷モード、ここでは、Gossimer媒体の場合に「3,0」印刷モー
ド、複合化媒体の場合に「3,1」印刷モード、高グロッシー仕上げフォト媒体
の場合に「3,2」印刷モードにしたがった印刷モードを用いて、グロッシー仕
上げフォト媒体のシート上に印刷する。
【0149】 検証ルーチン680が、判定ステップ674が選択された特定タイプのグロッ
シー仕上げフォト媒体に関して誤っていることを見出す場合には、NO信号69
0が発行される。NO信号690を受信するのに応答して、デフォルト選択ステ
ップ692が一般的なグロッシー仕上げフォト媒体印刷モードを選択し、印刷ス
テップ696に信号694を発行する。その後、印刷ステップ696は、一般的
な印刷モード、ここでは「3,0」印刷モードとして選択される印刷モードにし
たがって、媒体上に印刷する。
【0150】 ここで図31に進むと、図29からの入力信号608と、図30からの別の入
力信号670とを受信する普通紙/プレミアム紙/マット仕上げフォト媒体分岐
610が示される。信号608および670はいずれも、印刷ゾーン25に入力
される媒体のための鏡面反射および拡散反射空間周波数データを搬送する。信号
608あるいは670のいずれかを受信するのに応答して、分岐610は、シグ
ネチャ一致ルーチン700に空間周波数データを搬送する出力信号612を発行
する。シグネチャ一致ルーチン700は、一般的なダル仕上げフォト媒体および
一般的なマット仕上げフォト媒体のためのデータが格納されるルックアップテー
ブル704から受信される基準データ702を精査する。一致ステップ700が
テーブル704に格納されたデータ702に関して、到来するデータ612を解
析し終えたとき、出力信号705が発行される。
【0151】 判定ステップ706は出力信号705を精査し、一致ステップ700が、入力
される媒体がマット仕上げを有することを見出したか否かを判定する。見出せな
かった場合には、比較ステップ706は、普通紙/プレミアム紙分岐710に供
給されるNO信号708を発行する。NO信号708を受信するのに応答して、
分岐710は、図32に示される主要および特定タイプ判定ルーチン506およ
び508の最後の部分に移行する出力信号712を発行する。図31を離れる前
に、そこに示される残りのステップを説明する。
【0152】 比較ステップ706が、一致ステップ700が入力される媒体がマット仕上げ
を有することを見出したものと判定する場合には、YES信号714が発行され
る。判定ステップ715はYES信号714を受信し、その後、印刷ゾーン25
に、どの特定タイプのマット仕上げフォト媒体が入力されているかを判定する。
判定ステップ715は、種々の異なるマット仕上げフォト媒体に関するデータを
格納することができるマット仕上げフォト媒体ルックアップテーブル718から
基準データ信号716を受信する。テーブル718は独立したテーブルとして示
されるが、判定ステップ715は図30の特定媒体ルックアップテーブル664
を調べて、このデータを取得することもできることに留意されたい。例示の目的
上、「マット仕上げA」および「マット仕上げB」媒体のためのテーブル664
および718の両方にデータが示されており、今までのところ、1つのマット仕
上げフォト媒体のみの場合の特性が特定されており、他のタイプのマット仕上げ
フォト媒体を特定できるようにするためには、さらに調査して基準データを生成
する必要があることに留意されたい。
【0153】 判定ステップ715を終了した後に、検証ルーチン722に出力信号720が
発行される。検証ルーチン722が、正確なタイプのマット仕上げフォト媒体が
特定されたものと判定する場合には、YES信号724が発行される。YES信
号724に応答して、選択ステップ726は、どの特定のマット仕上げフォト媒
体印刷モードが用いられるかを選択し、印刷ステップ730に信号728を発行
する。その後、印刷ステップ730は、給送されるシート上で印刷を行う際に、
「2,1」印刷モードを使用する。検証ルーチン722が、判定ステップ715
が誤っていたことを見出す場合には、NO信号732が発行される。選択ステッ
プ734は、デフォルトのマット仕上げフォト媒体印刷モードを選択することに
より、到来するNO信号732に応答する。選択が行われた後、ステップ734
は、印刷ステップ738に出力信号736を発行する。印刷ステップ738では
、デフォルト印刷モード、ここでは、例示される実施形態においてプレミアム紙
のためのデフォルト印刷モードに対応する「2,0」印刷モードを用いて媒体上
に印刷される。
【0154】 ここで図32を参照すると、普通紙/プレミアム紙分岐710が示されており
、印刷ゾーン25に入力される媒体の鏡面反射および拡散反射空間周波数両方の
ためのデータを含む出力信号712を発行する。信号712を受信したことに応
答して、一致ステップ740は、到来するデータと、ルックアップテーブル74
4からの信号724を介して受信される基準データとを比較する。ルックアップ
テーブル744は、一般的な普通の仕上げ媒体と一般的なプレミアムの仕上げ媒
体とに対応するデータを格納する。その後、一致ステップ740は、到来するデ
ータ712が、普通紙媒体、あるいはプレミアム紙媒体のいずれに密接に対応す
るかを判定し、出力信号745を発行する。比較ステップ746では、一致ステ
ップ740の出力がプレミアム紙に対応するか否かが判定される。対応しない場
合には、判定ステップ750にNO信号748が発行される。
【0155】 判定ステップ750は、普通紙ルックアップテーブル754から信号752を
介して受信される基準データを使用する。ルックアップテーブル754は、予め
調査された種々のタイプの普通紙媒体に対応するデータを格納することができる
。いったん、判定ステップ750が、どのタイプの普通紙が印刷ゾーンに入力さ
れているかを判定した場合には、出力信号755が発行される。検証ルーチン7
56は出力信号755を受信し、印刷ゾーン25に入力されている媒体のシート
が実際に、判定ステップ750において選択されたタイプの普通紙に対応するか
否かを検証する。検証ステップ756が、正確な選択が行われたことを見出す場
合には、選択ステップ760にYES信号758が発行される。選択ステップ7
60では、識別された特定タイプの普通紙媒体に対応する印刷モードが選択され
、印刷ステップ764に出力信号762が発行される。その後、印刷ステップ7
64は、「0,1」印刷モードにしたがって給送される媒体シート上に印刷する
【0156】 検証ステップ756が、判定ステップ750が誤っていたことを見出す場合に
は、選択ステップ766にNO信号765が発行される。選択ステップ766で
は、デフォルト普通紙印刷モードが選択され、印刷ステップ770に出力信号7
68が発行される。印刷モード770では、給送される媒体のシートが、普通紙
のための「0,0」のデフォルト印刷モードにしたがって印刷される。
【0157】 プレミアム紙比較ステップ746に戻ると、シグネチャ一致ステップ740に
おいて特定された媒体がプレミアム紙であるものと見出された場合には、YES
信号772が発行される。YES信号722を受信したことに応答して、判定ス
テップ774は、印刷ゾーン25に、どの特定タイプのプレミアム紙があるかを
判定する。これを行うために、判定ステップ774は、プレミアム紙ルックアッ
プテーブル776からの信号775を介して受信される基準データを調べる。印
刷ゾーン25に、どのタイプの特定のプレミアム紙媒体が入力されているかを判
定すると、判定ステップ774は出力信号778を発行する。信号778を受信
すると、ステップ774によって行われた選択の正確性を判定するために、検証
ステップ780が開始される。検証ステップ780が、ステップ774によって
確かに正確な判定が行われたものと判定する場合には、選択ステップ784にY
ES信号782が発行される。その後、選択ステップ784は、ステップ774
において識別された特定タイプのプレミアム紙媒体に対応する特定のプレミアム
紙印刷モードを選択する。選択が行われた後、印刷ステップ788に出力信号7
85が発行される。その後、印刷ステップ788は、例示される実施形態では、
クレーコーティングを有するプレミアム紙媒体に対応する「2,2」印刷モード
か、膨張性のポリマー層を有する普通紙に対応する「2,3」印刷モードか、あ
るいは厚手のグリーティングカード紙に対応する「2,4」印刷モードとするこ
とができる、ステップ784によって確立される特定のプレミアム紙媒体印刷モ
ードにしたがって給送される媒体のシート上に印刷する。
【0158】 検証ステップ780が、判定ステップ774が誤っていたことを見出す場合に
は、選択ステップ792にNO信号790が発行される。選択ステップ792で
は、デフォルトのプレミアム紙印刷モードが選択され、別の印刷ステップ796
に出力信号794が発行される。印刷ステップ796では、給送される媒体のシ
ートが「2,0」のデフォルト印刷モードにしたがって印刷される。
【0159】 9.媒体センサの動作 次の説明では、媒体センサ515(図21)の好適な構成、および高性能媒体
タイプ検出システム500と、初期の基本媒体タイプ判定システム400との間
の差が詳細に説明される。
【0160】 基本媒体判定システム400は、図7に示されるように、拡散反射率情報しか
用いない。基本システム400は、拡散反射率データに関するフーリエ変換を実
行することにより、媒体の固有の反射率特性に関して、より多くの情報を抽出し
た。基本方法400によって生成される空間周波数成分は、媒体を(1)透明媒
体、(2)フォト媒体、(3)普通紙の一般的なカテゴリーにグループ化するた
めに十分満足いくように媒体を特徴付けた。基本方法400の主な利点の1つは
、インク滴を検出するために市販のプリンタにおいて既に供給されている既存の
センサを用いたことであった。図33は、基本媒体判定システム400において
用いられる、単色光センサLED120の出力振幅グラフ797を示す。上述し
たように、青色LED120は、470nmのピーク波長を有しており、フォト
ダイオード130は、青色スペクトル内に入る、約470〜500nmにおいて
反射率を測定する。
【0161】 より高性能な媒体タイプ判定が望まれたが、センサ100を用いて拡散反射率
のみの空間周波数を利用することは、透明媒体、フォト媒体および普通紙からな
るより大きなカテゴリー内の特定の媒体タイプを一意に特定するには不十分であ
った。基本判定システム400は、マット仕上げフォト媒体、およびGossi
merのようなグロッシー仕上げフォト媒体などの特殊媒体間を簡単に区別する
ことができなかった。これらの特定タイプを区別するために、より多くの特性、
特に、媒体表面上のコーティングに関連する特性を測定する必要があった。これ
らの付加的な特性についての情報を収集するために選択された方法は、鏡面反射
率光200’および拡散反射率光200を収集することであった。
【0162】 高性能の媒体センサ515では、青色LED120は、図34に示されるグラ
フ798のような出力を有する青紫色LED520によって置き換えられた。グ
ラフ798では、約428nmでピーク振幅出力を有する青紫色LED520が
示される。また、その出力は、約340nmまで下がって延び、約400nmの
可視光領域の端部を過ぎて紫外線領域に入る。青色LED出力グラフ797と青
紫色LED出力グラフ798とを比較すると、青紫色LED520は、青色LE
D120より著しく広いスペクトルを網羅することがわかる。実際には、より大
きな波長に向かってさらにシフトすると、青紫色LED520の464nmの支
配的な波長が生成され、その波長はLED520に、青色LED120より紫色
に近い色相を与える。428nmの例示的なピーク波長が示されているが、40
0〜430nmのピーク波長を有するLEDを用いれば、適切な結果を得ること
ができるものと考えられる。
【0163】 青紫色LED520の短い波長は、生データ収集ルーチン502の2つの重要
な目的を果たす。第1に、青紫色LED520は、シアンインクを含む全ての色
のインクからの十分な信号を生成し、センサ515が、単色光センサ100の代
わりのセンサとして、図11に関して説明されたようなインクの検出のために用
いられるようにできる。したがって、センサ515のLED130によって測定
される拡散反射は、センサ100に関して上述したように、ペン位置合わせを実
行するためにも用いることができる。青紫色LED520によって果たされる第
2の目的は、700〜1100nmの赤外線LEDとは反対の短い波長が、表2
に関して上述したような、媒体コーディングの微妙な違いを検出するのに優れて
いることである。
【0164】 図35は、印刷ゾーン25に入力される2mm厚の媒体シート170の表面上
を走査する媒体センサ515を示す。ここでは、鏡面反射フォトダイオード13
0’によって受信されるように視野絞りウインドウ526を通過する鏡面反射率
ビーム802を生成する入力ビーム800が示される。図35には、鏡面反射率
ビーム806とともに、第2の照明光ビーム804も示される。上述のように、
鏡面反射ビームは、照明の点における媒体の接線方向面に関して、照明ビームの
入射の角度に等しい反射の角度を有する。媒体シート170は、プラテンあるい
はピボット814のテーブル状の部分から上方に突出する、一対のカクル(cock
le)リブ810および812によって支持されるものとして図35に示される。
カクルリブ810、812は、印刷ゾーン25内の媒体を支持し、飽和した媒体
がプリントヘッドに偶発的に接触し、損傷してしまう可能性がある場所で上方に
空間を提供するのではなく、インクで飽和する印刷された媒体がリブ間で下方に
延びる空間を提供する。
【0165】 媒体センサ515の向きに関して、図35、図37および図38の概念を構成
する際に、いくつかの描画的自由度(artistic license)が取られている。カク
ルリブ810および812は、走査軸38に厳密に垂直をなすように向けられ、
LED520およびセンサ130および130’はプリンタ20の例示的な実施
形態における向きに垂直に向けられる。図36は、XYZ座標系に関して、プリ
ンタ20内の媒体センサ515の所望の向きを示す。
【0166】 入力される媒体シート170がリブ810、812上に置かれると、リブ上の
媒体に頂部815のような頂部が形成され、リブ間に谷部816のような谷部も
形成される。谷部816に沿って衝突する到来ビーム800は入射角818を有
し、鏡面反射されたビーム802は反射角820を有しており、角度818およ
び820は等しい。同様に、到来ビーム804は入射角822を有し、その鏡面
反射ビーム806は反射角824を有しており、角度822および824は等し
い。したがって、キャリッジ40が媒体センサ515を、媒体にわたって走査軸
38の方向に移動させるのに応じて、到来する光ビーム800、804は媒体上
を移動するので、光ビーム800、804は頂部815上と、谷部816を通っ
て横断し、それにより、鏡面反射率ビーム802、806が、鏡面反射フォトダ
イオード130’に対して変調するようになる。したがって、媒体支持プラテン
814上のカクルリブ810、812と媒体170のこの相互作用により、高性
能判定方法500によって用いられ得る情報の組に変調が生じ、印刷ゾーン25
に入力される媒体シート170についてもっと知ることになる。
【0167】 図36は、走査軸38に対する、視野絞りウインドウ526および528の向
きを示す。例示される実施形態では、視野絞りウインドウ526および528は
長方形であり、鏡面反射視野絞りウインドウ526は走査軸38に概ね平行な主
軸826を有し、拡散反射視野絞りウインドウ528は、走査軸38に概ね垂直
な主軸828を有する。視野絞りウインドウ526および528のこの向きによ
って、拡散反射フォトダイオード130は、鏡面反射フォトダイオード130’
によって収集されるデータからさらに区別され得るデータを収集することができ
る。
【0168】 10.エネルギー情報 入力される媒体シートを特定するための情報は、LED520によって供給さ
れるエネルギーの量と、鏡面反射および拡散反射フォトダイオード130’、1
30によって受光されるエネルギーの量とを知ることにより収集され得る。たと
えば、図35の媒体170が透明媒体であるものと仮定する。この場合には、ビ
ーム800から到来する光のある量が、透過ビーム825として透明媒体170
を通過する。したがって、ダイオード130および130’によって受光され得
る残りのエネルギーの量は、たとえば、普通紙の場合より小さい。グロッシー仕
上げフォト媒体の反射率は、普通紙と透明媒体との間にあり、フォトダイオード
130によって受光されることになる拡散反射エネルギーより、ダイオード13
0’によって受光されることになる鏡面反射エネルギーのほうが多い、より輝き
のある表面を有する。
【0169】 これらのエネルギーの差が以下の表3に示されており、媒体を全体として3つ
の主要カテゴリーに分類するための1つの方法を提供する。
【0170】
【表3】
【0171】 さらに、青紫色LED520によって供給される入力エネルギーと、鏡面反射
および拡散反射センサ130および130’によって受光される出力エネルギー
とを知ることにより、媒体の透過率特性の値、すなわち媒体シート170を通過
する光ビーム825内のエネルギーの量が判定される(図35参照)。透過率の
大きさは、到来ビーム800の入力エネルギーから、鏡面反射ビーム802のエ
ネルギーと、図21の光200のような拡散反射ビームのエネルギーとを引いた
値に等しい。プリンタ20の組み立て後、初期の工場較正中に、普通紙のシート
が印刷ゾーン25に給送され、鏡面反射センサ130’および拡散反射センサ1
30によって受光されるエネルギーのレベルとともに、LED520からの入力
光エネルギーの量が測定される。普通紙の場合に知られているこれらの値を与え
ると、フォト紙および透明媒体の透過率が必要に応じて判定される。しかしなが
ら、フォト紙および透明媒体の透過率を計算するのではなく、普通紙あるいはプ
レミアム紙、フォト紙および透明媒体の間を区別する好適な方法は、表3に示さ
れる情報を用いて達成される。
【0172】 したがって、透明媒体の場合、拡散反射エネルギーの大部分は、透明媒体を直
接通り抜け、透明媒体上にコーティングされているあらゆるインク保持層は、フ
ォトダイオード130に向かう拡散反射光のうちの少量を反射するように作用す
る。透明媒体の輝きのある表面は光の良好な反射体であり、それゆえフォトダイ
オード130’によって受光される鏡面反射エネルギーは、拡散反射フォトダイ
オード130によって受光されるエネルギーよりはるかに大きい。表3に示され
る媒体のこれらの幅広いカテゴリーによって残されるエネルギーシグネチャは、
判定システム500のステップ552および554において用いられ得る。エネ
ルギー比は、周波数成分の大きさを実質的に決定する。所与の拡散反射および鏡
面反射周波数の場合、エネルギーバランスは、それらの相対的な大きさを比較す
ることにより見出すことができる。
【0173】 11.媒体支持相互作用情報 図35に関して上述したように、プリンタの媒体支持構造体、ここではピボッ
トと媒体との相互作用を用いて、到来する媒体シートについて情報を収集するこ
とができる、別の実装形態では、この情報は、別のプリンタ機構のコンポーネン
トで媒体センサ515を支持し、媒体にある程度の曲げを付与する既知の表面上
の凹凸を有し、媒体の透過率に明らかな変化をもたらすコンポーネントでセンサ
の反対側にある媒体の背面を支持することにより、別の場所において収集するこ
とができる。たとえば、連続ロールにおいて供給される媒体を用いるプロッタで
は、印刷ジョブを終了した後、カッタが媒体を端から端まで横断し、供給ロール
の残りの部分から印刷されたシートを切断する。センサ515は、媒体を横断す
るためのカッタキャリッジに搭載され得る。しかしながら、そのようなシステム
は、到来するシートの先端部を走査後にプリントヘッドの下の用紙上端位置へ後
方に移動させることが必要となる場合がある。実際には、別の実装形態では、媒
体がセンサと、媒体センサ515の反対側に既知の表面の凹凸を有する背面支持
あるいは支持部材との間に配置される場合には、印刷ゾーン25から離れて、た
とえば、媒体給紙トレイに隣接して、あるいは給紙トレイと印刷ゾーン25との
間の媒体経路に沿って、媒体センサ515を配置することが望ましい場合がある
【0174】 例示的なプリンタ20では、カクルリブ810および812は、センサ515
が媒体シート170上の頂部815と谷部816との上を通過するのに応じて、
変調するシグネチャを生成する。リブ810および812上の媒体シート170
の曲げの度合いは、弾性係数(ヤング率)と、媒体の厚さとの関数である。した
がって、媒体シート170の曲げの度合いを用いて、印刷ゾーン25に入力され
るシートについての付加情報を収集することができる。
【0175】 たとえば、プレミアム紙の中には、グリーティングカード媒体および背面に糊
付けされたステッカー媒体のような、普通紙媒体と同じ表面特性を有するものも
ある。しかしながら、ステッカー媒体およびグリーティングカード媒体はいずれ
も、従来の普通紙媒体より厚く、これらのプレミアム紙媒体の曲げシグネチャは
、普通紙の曲げシグネチャとは異なる。具体的には、空間周波数シグネチャは、
空間周波数スペクトルの低域側の端部、特に1.4〜0.1サイクル/インチの
範囲内で異なる。空間周波数スペクトルのこの下側部分では、より厚いプレミア
ム紙の場合、ならびにグロッシー仕上げフォト媒体およびマット仕上げフォト媒
体の場合に、低い振幅が見られる。したがって、カクルリブ810および812
の効果によって付与されるシグネチャを用いて、判定システム500のステップ
710の場合のように、プレミアム紙媒体と普通紙媒体とを区別することができ
る。印刷ゾーン25において、リブ810および812以外の異なる媒体支持方
式、あるいは媒体支持部材の他の構成を用いる他の印刷機構が、既知の位置(S
)において媒体に曲面を付与するために解析されることができるそれ自体の固有
の特性の組を生成することができ、その後、この既知の情報を用いて種々の媒体
タイプに付与される曲げの度合いを調査できることが明らかであろう。
【0176】 12.表面コーティング情報 カクルリブ810および812の効果は、約10サイクル/インチより低い周
波数のような、低域空間周波数において現れるが、表面コーティングの効果は、
10〜40サイクル/インチ内の周波数のような、より高い空間周波数を解析す
ることにより明らかになる。図37は、背面シートあるいは基層832と、膨張
性材料、あるいは多孔性材料からなるインク保持層のようなコーティング834
とを有するコーティングされた媒体シート830を示しており、そのいくつかの
例が、表2に関して上述されている。図37では、コーティング層834および
基層832を通り抜け、鏡面反射ビーム836のようにリブ810から反射され
る、1つの到来する光ビーム835が示される。3つの異なるタイプの反射ビー
ム、すなわち(1)拡散反射センサ130によって受光される一群の拡散反射ビ
ーム840、(2)鏡面反射センサ130’によって受光される上側表面鏡面反
射ビーム842、(3)到来するビーム838の一部がコーティング層834を
通過し、基部832とコーティング層834との間で画定される境界845から
反射される際に形成される境界層鏡面反射ビーム844を生成する青紫色LED
520からの別の到来するビーム838が示される。この境界845は、基体層
832の上側表面であると見なすこともできる。
【0177】 境界反射ビーム844によって与えられる特徴を用いて、基体層832上に塗
着されているコーティング834のタイプについての情報を見つけることができ
る。たとえば、表2に関して上述された、グロッシー仕上げフォト媒体および低
グロッシー仕上げプレミアム紙媒体に用いられる膨張性コーティングは典型的に
は、透明な可塑性のポリマー層であり、それによりインク保持層834内に閉じ
こめられているインク滴を視認することができる。種々のタイプの光透過性の固
体および液体は、種々の屈折率を有し、屈折率は光学系の調査における基本原理
である。ガラス、水、水晶等のような特定の材料の屈折率は、その特定の媒体内
の光の速度に対する空気中の光の速度の比によって求められる。すなわち、ガラ
スを通過する光は、空気中を移動する場合より低速度で移動する。固体あるいは
液体に入る光ビームの低速化は、ビームが光学的媒体に入る境界における光ビー
ムの曲がりと、光ビームが光学的媒体から出る境界における再度の曲がりとして
現れる。この変化は、到来する光ビーム838の部分846に関して見ることが
できる。到来するビーム838と同じ経路で続くのではなく、ビーム846は、
コーティング層834を通過することにより速度が落ち、到来するビーム838
がコーティング層834の外部表面上で遭遇する角度より、急な角度で境界層8
45に向かって進行する。その後、到来するビーム846の入射角は、境界層8
45に対して反射されたビーム848の反射角に等しくなる。反射ビーム848
がコーティング層834から出るとき、そのビームは、反射ビーム844の残り
の角度によって示されるように、周囲の空気内を、より高速で進行する。
【0178】 そこで、屈折率は特定の媒体内の光の速度に対する空気中の光の速度の比であ
り、この情報を用いて、コーティング層834の特性を見出すことができること
は理解されよう。上述のように「分散」は、光の波長の変化をともなう屈折率の
変化である。グロッシー仕上げフォト媒体およびいくつかのプレミアム紙媒体に
おいて用いられるポリマーコーティングのような、プラスチックでは、この分散
は紫外光範囲において増加する。したがって、青色LED120の代わりに青紫
色LED520を用いることにより、この分散効果が好都合に強められる。した
がって、この分散効果は、短波長の紫外光(図34)により出力するビーム84
4の角度の変化が強められるので、種々のタイプのグロッシー仕上げフォト媒体
間を区別するために用いることができる別のレベルの変調を導入し、その後、こ
の情報を用いて、特定のグロッシー仕上げフォト媒体を区別する。この分散の変
調は、媒体判定システム500のステップ574において用いられ得る。
【0179】 図35において、透過ビーム825は、わずかな描画的自由度で描かれており
、実際にはシート170を通過して直進する透過ビーム825が示される際に入
射角が無視されているが、今では、周囲の空気を通る経路に比べて媒体シートを
通る経路がより急傾斜であることを示すより正確な図であることに留意されたい
。次に進む前に、媒体センサ515によって収集される情報におけるリブ810
および812の効果に関する別の点にも留意されたい。図35は、リブ810と
812との間の媒体シート170内を通り抜ける透過ビーム825を示すのに対
して、図37は鏡面反射ビーム836としてリブ810から反射される到来ビー
ム835を示す。図37に示される媒体はコーティングされた基層であるが、普
通紙であっても、ビーム836に示されるようなリブ810から光を反射するで
あろう。したがって、センサ515がリブ810および812上を通過する際の
鏡面反射センサ130’によって、その後、センサ515がリブ間の谷部816
を通過する際に受信される光の量によって、より多くの光が見られる。谷部81
6を横断する際に受信される低エネルギーは、到来するビーム800によって供
給されるエネルギーが802においてセンサ130’に全く反射されないという
事実に起因する。なぜなら、到来するエネルギーのうちのある量は、透過ビーム
825の形で媒体170を通過するためである。したがって、鏡面反射センサ1
30’によって受光されるエネルギーレベルの変動は、リブ810および812
の存否に関して変動する。図38は、判定システム500を用いて、種々のタイ
プの媒体が分類され得る2つの他の方法を示す。図38では、多層化された媒体
シート850が示されており、背面支持あるいは基体層852と、透明な膨張性
コーティング層854とを有する。ここでは、コーティング層854と基層85
2との間に凹凸のある境界855を形成する、凹凸のある表面を有する基体層8
52が示される。到来する光ビーム856が境界層855に衝突するのがどの点
であるかによって、結果的に反射される鏡面反射ビーム858は、そのビームが
凹凸のある境界層855を横断する、すなわち走査軸38に平行にキャリッジ4
0によって動かされる際に高い変調を有する。図38の媒体850が凹凸のある
背面支持層を有するのに対して、図37に示される媒体830は、滑らかな内部
境界845を達成する背面支持層を有する。表2に関して上述したように、Go
ssimer媒体は、ポリマーフォト基層上に塗着された膨張性のポリマーコー
ティングを有しており、基層は図37の媒体830に、より類似している滑らか
な表面を有する。また、プラスチック製の背面支持基層上にポリマーコーティン
グからなる2つの層を有する高グロッシー仕上げの媒体は、図37に示されるよ
うな滑らかな境界層845を有する。しかしながら、複合化フォト媒体は、Go
ssimer媒体と同じポリマーコーティングを有するが、このコーティングは
フォト紙上に塗着されており、図38の境界層855に、より類似している凹凸
のある境界を有する。したがって、境界層855についてのこの情報を用いて、
判定システム500のステップ674(図30)のような、特定のフォト媒体タ
イプ間を区別することができる。
【0180】 図38に関して調査され得る他の現象は、コーティング層854の上側表面か
ら反射する鏡面反射ビームの特性である。図38では、コーティング層854の
上側表面862から反射し、鏡面反射ビーム864を生成する到来光ビーム86
0が示される。上述のように、コーティング854のようなコーティングによっ
て形成されるインク保持層は透明な層であり、典型的には、基層852上にコー
ティング854を広げるためにローラを用いて塗着される。これまで調査された
媒体では、これらのコーティング層854を塗着するために、種々の製造業者が
種々のタイプのローラを用いることがわかっている。各製造業者のローラの固有
性によって、コーティング層854の上側表面862に一意のシグネチャが付与
される。すなわち、このコーティング塗着プロセス中に、ローラは、図38に示
されるような、表面862上に波状部またはしわ状部を形成する。コーティング
上側表面862に沿ったこれらの波状部は低い大きさ、高周波数シグネチャを有
し、それらを用いて、種々のグロッシー仕上げフォト媒体タイプを区別すること
ができる。
【0181】 代替として、鏡面反射空間周波数グラフ内の特定の変調シグネチャを探すので
はなく、上側表面862に形成された波状部は、インク保持層854に厚さの変
動も与える。コーティング層854内のこの変動する厚さは、到来ビーム856
および反射ビーム858がインク保持層854の変動する厚さを通って横断する
際に、境界反射ビーム858に変化をもたらす。ここで、Gossimer媒体
のようなフォト媒体、複合化媒体および高グロッシー仕上げフォト媒体上の膨張
性のコーティングは、コーティング上側表面862に沿って、この波状部の作用
を受けることに留意されたい。対照的に、マット仕上げフォト媒体、あるいはク
レーコーティングされた媒体のような、プレミアム紙媒体上に用いられる多孔性
のコーティングは、図37の媒体シート830に関して示されるように、その上
側表面に沿って実質的に波状部のない、非常に均一なコーティングである。した
がって、コーティングの表面特性を用いて、非常に滑らかな表面特性を有する多
孔性のプレミアム紙コーティングから、波状部のある、あるいは凹凸のある上側
表面を有する膨張性のコーティングを区別することができる。表2のプレミアム
紙カテゴリーの1つの例外は低グロッシー仕上げ媒体であり、その低グロッシー
仕上げ媒体は、図38のコーティング854に類似であるが、普通紙上に塗着さ
れる膨張性のインク保持層を有する。普通紙上に塗着される膨張性のインク保持
層(IRL)を有する、この低グロッシー仕上げ媒体は、図38の境界層855
においてフォト媒体のより滑らかな表面と、普通紙の凹凸のある性質とを比較す
ることによってフォト紙上に膨張性のIRLを有する媒体から区別することがで
きる。代替として、リブ810および812によって形成される頂部815およ
び谷部816を用いて、この判定を行うことができ、フォト紙基層媒体基層が、
印刷ゾーン25を通過する際に普通紙基層に比べて堅く、少ない曲がりであり、
異なる反射率シグネチャを生成することがわかっている。
【0182】 紫外線LED520を用いることの別の利点は、到来する光ビームの波長が短
くなるのに応じて、ポリマーコーティング層834、854を介する屈折が大き
くなることである。したがって、より短い波長の紫外線LED520(図34)
を用いることにより、屈折が大きくなる。コーティング854の厚みが増す、す
なわち屈折率が変化すると、たとえば、コーティングの構造の不完全性に起因し
て、短い波長の紫外光は、鏡面反射センサ130’の視界内および視界外に移動
するだけの十分な角度によって屈折する。図34、図35、図37および図38
に示されるように、鏡面反射視野絞り522は、センサ515の中心軸に沿って
位置合わせされたミラー軸866で配向されるウインドウ526を有する。した
がって、鏡面反射視野絞り522は、照明の軸において非常に小さな視界を与え
ており、それが図35、図37および図38のページに平行に示される。したが
って、鏡面反射ビーム802、858および864のこの変調は、これらのビー
ムが視野絞りウインドウ526の内外に移動する際に、鏡面反射フォトダイオー
ド130’によってより鋭敏に検出される。
【0183】 13.生データ解析 ここで、媒体センサ515によって収集されるデータを、高性能媒体判定シス
テム500が如何に用いるかが一層理解され、種々の媒体タイプのために収集さ
れた生データのいくつかの例が、図39〜図45に関して説明される。次のセク
ションは、データ操作ルーチン504において、この生データから生成される結
果的なフーリエスペクトル成分を説明する。
【0184】 図39は、高グロッシー仕上げフォト媒体のためのルーチン502間に収集さ
れる生データを示す。ここでは、鏡面反射データ曲線870が示される。図39
は拡散反射曲線872も示す。図40は、グロッシー仕上げフォト媒体、および
特にGossimerのための生データを示しており、鏡面反射データが曲線8
74によって示され、拡散反射データが曲線876によって示される。図41は
、マット仕上げフォト媒体のための生データを示しており、鏡面反射データが曲
線878として示され、拡散反射データが曲線880として示される。図42は
、普通紙媒体、具体的にはGilbert(登録商標)Bond媒体のための生
データを示しており、鏡面反射データが曲線882として示され、拡散反射デー
タが曲線884として示される。図43は、プレミアム紙媒体のための生データ
を示しており、鏡面反射データが曲線886として示され、拡散反射データが曲
線887として示される。図44は、HP透明媒体のための生データを示してお
り、鏡面反射データが曲線888として示され、拡散反射データが曲線889と
して示される。図45は、一般的な透明媒体のための生データを示しており、鏡
面反射データが曲線890として示され、拡散反射データが曲線892として示
される。
【0185】 表2に関して上述したように、高グロッシー仕上げフォト媒体は、図38の媒
体850に類似の、プラスチック背面支持基体層上に塗着される膨張性のポリマ
ーからなる2つの層を有する。高グロッシー仕上げフォト媒体(図39)の鏡面
反射曲線870は、高グロッシー仕上げの媒体上の二重のポリマーコーティング
層に起因して、図40のグロッシー仕上げ(Gossimer)フォト媒体のた
めの鏡面反射曲線874より非常に大きな振幅の揺れを有する。したがって、鏡
面反射曲線870および874を用いて、グロッシー仕上げフォト媒体から高グ
ロッシー仕上げフォト媒体を区別することができ、一方、拡散反射曲線872お
よび876は概ね同じ振幅および形状であるが、高グロッシー仕上げフォト媒体
の拡散反射曲線872は、グロッシー仕上げフォト媒体の拡散反射曲線876に
よりわずかに大きな振幅を有する。
【0186】 図39および図40の曲線と図41のマット仕上げフォト媒体の曲線とを比較
すると、マット仕上げフォト媒体のための鏡面反射率曲線878は、フォト媒体
の鏡面反射曲線870および874のいずれよりも非常に小さな振幅であること
がわかる。さらに、マット仕上げフォト媒体の鏡面反射曲線878内の変動、す
なわち振幅の変化はほとんどないが、それは、紙の基層であるマット仕上げフォ
ト基層上の多孔性のコーティングが、図37および図38に関して上述したよう
に、グロッシー仕上げフォト媒体および高グロッシー仕上げフォト媒体上に塗着
される膨張性のコーティングより非常に滑らかな表面を有するので予想されるべ
きことである。マット仕上げフォト媒体の拡散反射曲線880は、高グロッシー
仕上げフォト媒体およびグロッシー仕上げフォト媒体のための拡散反射曲線87
2および876に類似の形状からなるが、マット仕上げフォト媒体の拡散反射曲
線880の振幅は、高グロッシー仕上げフォト媒体の拡散反射曲線872の振幅
により近い。
【0187】 図42は、図39〜図41に示される曲線とは非常に異なる曲線882および
884を有する。図39〜図41の曲線に対する図42の曲線の主な違いの1つ
は、鏡面反射曲線882が拡散反射曲線884より振幅が小さいことであり、そ
れは図39〜図41に示される位置付けの反対であり、鏡面反射曲線870、8
74および878はそれぞれ、拡散反射曲線872、876および880より大
きな振幅からなる。実際には、図39〜図42の鏡面反射および拡散反射曲線の
相対的な大きさを利用することが、表3に関して上述されている。普通紙曲線8
82、884の別の大きな違いは、鏡面反射曲線882と拡散反射曲線884と
の波形における類似性である。図39〜図41では、拡散反射曲線872、87
6および880に対する鏡面反射曲線870、874および878の形状には大
きな違いがある。
【0188】 図43は、プレミアム紙媒体の反射率を示す。プレミアム紙の鏡面反射および
拡散反射曲線886および887は、図42の普通紙曲線882および884に
最も類似しているが、それらは実際には、図32のシグネチャ一致ステップ74
0において互いに区別することができる。鏡面反射曲線882および886の厳
密な検査により、プレミアム紙媒体の鏡面反射曲線886が、普通紙媒体の鏡面
反射曲線882より非常に滑らかであることがわかる。より滑らかな曲線886
は、より粗い、コーティングが施されていない普通紙に対して、プレミアム紙媒
体上のより滑らかなIRL表面コーティングに起因して予想されるべきことであ
る。
【0189】 この時点で、鏡面反射曲線および拡散反射曲線の相対的な振幅が、媒体センサ
515を変更することにより、所望の範囲に調整できることに留意されたい。た
とえば、視野絞りウインドウ526および528のサイズを変更することにより
、フォトダイオードセンサ130’および130に到達することになる光を加減
し、結果的な反射率曲線の振幅が反射率グラフ図39〜図45において上下にシ
フトするようにできるが、その曲線の相対的な形状は基本的には同じままである
。この振幅のシフトは他の手段を通して、たとえば、増幅回路の利得を調整する
ことにより達成することもできる。実際に、曲線の振幅は、鏡面反射曲線と拡散
反射曲線が実際にグラフ上の場所を切り換える点に調整することができる。たと
えば図43では、鏡面反射視野絞りウインドウ526を縮小することにより、鏡
面反射曲線886の振幅は、例示された475カウント範囲から225カウント
範囲に近い場所に降下させることができる。そのような視野絞りのサイズおよび
増幅器利得の変更は、当然、図39〜図42および図44〜図45内の他の反射
率曲線にも影響を与える。
【0190】 図44および図45は、テープヘッダ456付きのHP透明媒体の反射率、お
よびテープヘッダなしの透明媒体の反射率をそれぞれ示す。図44は、鏡面反射
曲線888および拡散反射曲線889を示す。図45は、鏡面反射曲線890お
よび拡散反射曲線892を示す。図44と図45両方において、鏡面反射曲線8
88および890は、拡散反射曲線889および892の上側にある。しかしな
がら、図44の反射性のテープを有する透明媒体によって受光される信号の振幅
は、図45の反射性のテープのない透明媒体の振幅より著しく大きくなっており
、それは、テープなしの透明媒体を通過する際に透過損失が生じ、普通透明媒体
を視認する際にセンサ130および130’によって受光されることになる光が
ほとんどないことに起因して予想されるべきことである。
【0191】 図44および図45のグラフ間の相対的な振幅の他に、拡散反射波形889お
よび892には著しい違いがあるが、鏡面反射波形は概ね同じ形状であり、リブ
810および812の位置が、図44および図45の波の頂部894において示
される。拡散波形889および892に関して、テープヘッダを有するHP透明
媒体は、相対的に平坦な曲線889を有する。なぜなら、テープの底面が、到来
するビームを拡散反射センサ130に向けて上方に反射しているためである。図
45の拡散反射波形は、図35内のビーム800のように、到来するビームが透
過損失を受け、透過ビーム825の形でエネルギーを損失し、媒体表面から拡散
反射センサ130へ上方に反射するために利用可能なエネルギーがほとんどない
ことに起因しているという点で、より興味深い。実際に、リブ間810と812
との間に存在する谷部816の場所が図45の点895で示されており、リブは
点896で示される。
【0192】 プリンタ20の媒体支持構造体の別の興味深い特徴は、用紙ハンドリングシス
テム24内の1つあるいは複数のキッカー部材を含むことである。これらのキッ
カーを用いて、出力する媒体のシートを媒体乾燥翼状部28に押し出す。これら
のキッカー部材が媒体に係合し、印刷ゾーンから出力するシートを押し出せるよ
うにするために、プラテン814は、図35に示されるスロット897のような
キッカースロットを構築される。光センサ515はスロット897上を移行する
ので、ビーム825によって引き起こされる透過損失は増加し、拡散反射センサ
130によって受光されるために利用可能な光は一層少なくなり、結果として、
非常に大きな谷部、すなわち落ち込み(canyon)が場所898において拡散反射
波形892に現れる。
【0193】 したがって、図39〜図45のグラフの比較から、センサ515によって収集
される生データを単に解析することにより、媒体の種々の主要カテゴリーを分離
するために、様々な区別を容易に行うことができる。
【0194】 14.空間周波数解析 媒体について、より多くの情報を見出すために、データ操作ルーチン504は
、図46〜図51に示されるような、フーリエスペクトル成分を生成するために
、ステップ552および554において図39〜図45の生データを用いる。ス
テップ546および548では、データ伝送ルーチン504は、図39〜図45
に示される曲線を生成した。図46および図47は、プレミアム紙媒体、ここで
はマット仕上げフォト媒体の、それぞれ拡散反射および鏡面反射のフーリエスペ
クトル成分を示す。図48および図49は、プレミアム紙媒体、ここでは高グロ
ッシー仕上げフォト媒体の、それぞれ拡散反射および鏡面反射のフーリエスペク
トル成分を示す。図50および図51は、プレミアム紙媒体、ここでは普通紙媒
体、具体的にはGilbert(登録商標)Bondの、それぞれ拡散反射およ
び鏡面反射のフーリエスペクトル成分を示す。
【0195】 図46〜図51のグラフを比較する際に、その拡散反射の値と、他の拡散反射
曲線(図46、図48および図50)とを比較することと、その鏡面反射曲線と
、他の鏡面反射曲線(図47、図49および図51)とを比較することを思い起
こされたい。たとえば、マット仕上げフォト媒体と高グロッシー仕上げフォト媒
体との間を区別するために、図47および図49の鏡面反射曲線の10サイクル
/インチの周波数が比較され得る。図47では、マット仕上げフォト媒体は、図
47の項目番号886において示されるような約10カウントの周波数の大きさ
を有する。比較すると、高グロッシー仕上げフォト媒体の図49では、10サイ
クル/インチの空間周波数における周波数の大きさは、図49の項目番号888
によって示されるように、概ね42カウントの大きさである。
【0196】 5つの基本的な媒体タイプのフーリエスペクトル成分の、よりわかりやすい表
現が、図52および図53のグラフによって示される。図52および図53のグ
ラフでは、示される種々のデータ点は、フーリエスペクトル成分のための図46
〜図51に示されるような、一般的な棒グラフから得られる選択された周波数の
大きさのピーク値に対応する。したがって、図52および図53のグラフに示さ
れる点は、40サイクル/インチまでの選択された空間周波数に対応する最大の
周波数の大きさを表しており、それは高性能判定システム500によって用いら
れる有用なデータを含む。図52および図53では、選択されたスペクトル成分
が、5つの一般的な媒体タイプ、すなわち普通紙媒体、プレミアム紙媒体、マッ
ト仕上げフォト媒体、グロッシー仕上げフォト媒体、透明媒体に関して示されて
おり、図52および図53の各グラフの左側半分は、左に向かって低い空間周波
数値に対応し、右に向かって高い空間周波数値に対応しており、各グラフの低周
波数部分と高周波数部分との間の境界は、約10あるいは20サイクル/インチ
を生じる。
【0197】 ここまでで、媒体判定システム500のロードマップが図20および図25〜
図32に関して、また図33〜図51に関して媒体から情報を抽出する方法の複
雑さがわかりやすく説明されてきたが、以下に、そのロードマップとこれらの複
雑さとの間の相互関係が説明される。実際に、ロードマップとの類似性において
図面を描くために、図29〜図32の主要カテゴリー判定および特定タイプ判定
内の種々の分岐は、道路における分岐のように検討されることができ、これらの
判定を行うために用いられる種々の方式が、本明細書の行程(journey)に沿っ
て対象となる場所であるものと見なされる。
【0198】 以下の表4は、本明細書の行程を終了することができる、すなわち特定の媒体
タイプを選択することにより終了する種々の対象の場所および行き先のいくつか
を掲載する。
【0199】
【表4】
【0200】 図51〜図54のグラフは、4つの象限に分割されており、図52および図5
4の一般的な拡散反射空間周波数グラフは、(1)低い周波数と高い大きさとを
有する第1象限900と、(2)高い周波数と高い大きさとを有する第2象限9
02と、(3)低い周波数と低い大きさとを有する第3象限904と、(4)高
い周波数と低い大きさとを有する第4象限906とを有し、図53および図55
の一般的な鏡面反射空間周波数グラフは、(1)低い周波数と低い大きさとを有
する第1象限910と、(2)高い周波数と高い大きさとを有する第2象限91
2と、(3)低い周波数と高い大きさとを有する第3象限914と、(4)高い
周波数と低い大きさとを有する第4象限916とを有する。
【0201】 図52〜図55のグラフに示される種々の媒体タイプのデータを比較すること
により、表4の動作#3〜10において行われる判定が決定される。以前に説明
された、より基本的な他のデータを用いて、表4の動作#1および#2にしたが
って、給送される媒体シートが、以前に説明されたような、テープヘッダ付きの
透明媒体か、テープヘッダなしの透明媒体か(△)を判定する。以下の表5は、
表4の動作#3〜10の媒体タイプを判定するために、どのグラフのどの象限が
用いられるかを示す。
【0202】
【表5】
【0203】 表4の第3の動作(#3)では、グロッシー仕上げフォト媒体とマット仕上げ
フォト媒体との間の区別は、図52の象限904か、あるいは図53の象限91
0および914のデータを検査することにより行なうことができる。図52では
、マット仕上げフォト媒体(×)の空間周波数の大きさは、グロッシー仕上げフ
ォト媒体(◇)の空間周波数の大きさよりも大きい。図52よりさらにわかりす
いと考えられるが、図53には、鏡面反射の空間周波数の場合の違いが示されて
おり、象限914内に入るマット仕上げフォト媒体(×)の空間周波数と、象限
910内に入るグロッシー仕上げフォト媒体(◇)の空間周波数とが示される。
したがって、拡散反射センサ130によって供給される情報を用いて、図52に
示されるように、グロッシー仕上げフォト媒体とマット仕上げフォト媒体との間
の判定を行うことができるが、図53に関して示されるように、より明らかな区
別は、鏡面反射センサ130’によって収集されるデータを用いて行われる。
【0204】 表4の動作#4では、その方法は、普通紙媒体、プレミアム紙媒体およびマッ
ト仕上げフォト媒体の間を区別する。この区別は再び、図53の象限914内の
データを用いて達成することができる。象限914では、マット仕上げフォト媒
体(×)の空間周波数は、普通紙(□)の空間周波数およびプレミアム紙(○)
の空間周波数より大きさが著しく大きい。したがって、動作#4のマット仕上げ
フォト媒体の選択は非常に簡単である。
【0205】 表4の動作#5および#6では、普通紙媒体およびプレミアム紙媒体の特性が
比較される。図52の拡散反射空間周波数グラフを参照すると、象限904には
プレミアム紙(○)の空間周波数が現れ、一方、象限900には普通紙(□)の
空間周波数が現れる。
【0206】 表4の動作#6にしたがえば、印刷ゾーン25に入力される媒体シートは、そ
の主要カテゴリータイプ、すなわち透明媒体(テープヘッダ付き/なし)、グロ
ッシー仕上げフォト媒体、マット仕上げフォト媒体、プレミアム紙媒体あるいは
普通紙媒体にしたがって分類されている。前述の元の表2では、マット仕上げフ
ォト媒体がプレミアム紙媒体のサブカテゴリーとして説明されていたが、図29
〜図32に関して詳細に示されるように、マット仕上げフォト媒体の種々の特性
は、主要カテゴリーおよび特定タイプ判定ルーチン506および508を通して
作業する際に独立した判定に容易に適していることに留意されたい。
【0207】 これらの主要カテゴリーの判定にしたがえば、媒体シート上に最終的に印刷さ
れるイメージに関して、さらに良好な結果を提供するために、少なくとも2つの
特定タイプ判定を行うことが望ましいであろう。特定タイプの普通紙(図32の
テーブル754)間のような、特定の媒体タイプ間で他の区別が行われる場合が
あるが、実際にはこれまでのところ、基本的には今までに調査された普通紙媒体
であったので、種々のタイプの普通紙媒体の異なる印刷ルーチンを奨励する特別
な利点はなく、図32のステップ770に示されるように、普通紙デフォルト印
刷モード(「0,0」)にしたがって印刷が行われる際に、その全てが類似の結
果を提供する。しかしながら、将来において、種々の普通紙タイプのための印刷
ルーチンに適応させることが望ましくなる場合には、適応した普通紙印刷モード
(図32)を可能にするためにステップ760および764を含むことにより、
方法500は、このオプションを考慮するように設計されている。主要カテゴリ
ーのうちの2つ、特にマット仕上げフォト媒体とグロッシー仕上げフォト媒体は
、特定タイプ媒体判定にさらに適しており、種々の印刷モードを考慮する。
【0208】 特定タイプ判定は、図54および図55に示されるデータにしたがって行われ
るであろう。したがって、表4の動作#7および#8を用いて、多孔性コーティ
ングを有するマット仕上げフォト媒体から、膨張性コーティングを有するマット
仕上げフォト媒体を区別する。図52および図53からのマット仕上げフォト媒
体(×)からのデータは引き続き図54および図55にも示される。図52〜図
55の×で示されるマット仕上げフォト媒体データは膨張性コーティングあるい
はインク保持層(「IRL」)のためのものである。多孔性コーティングあるい
はIRLを有するマット仕上げフォト媒体のための空間周波数は、図54および
図55に▲で示される。図55の鏡面反射データを用いて、多孔性コーティング
(▲)から膨張性コーティング(×)を有するマット仕上げフォト媒体を区別す
ることができるが、象限906に示される拡散反射データは、より簡単に区別す
るのに適している。象限906には、多孔性コーティングされたマット仕上げフ
ォト媒体(◆)より大きな大きさを有するように、膨張性コーティングのマット
仕上げフォト媒体(×)の空間周波数が示される。したがって、象限906の情
報は、表4の動作#7および#8の判定を行うために最も適している。
【0209】 他の望まれる特定タイプ媒体の区別は、グロッシー仕上げフォト媒体(Gos
simer)と高グロッシー仕上げフォト媒体(二重ポリマーIRLコーティン
グ)との間である。図54の拡散反射データを用いて、高グロッシー仕上げフォ
ト媒体(●)とグロッシー仕上げGossiemr媒体(*)との間の区別を判
定することができるが、図55に示される鏡面反射データに関して、より容易な
区別が行われる。象限910に示されるように、高グロッシー仕上げフォト媒体
(●)の空間周波数は、グロッシー仕上げGossimer媒体(*)の空間周
波数より大きな大きさを有する。したがって、象限910に示されるデータは、
表4の第9および第10の動作#9および#10において行われる区別を考慮す
る。
【0210】 背面マーク式媒体判定システム 用いられる特定のタイプの媒体に対して実現可能な最良のイメージを得るため
に種々の印刷ルーチンを必要とする新しいフォト媒体が開発されると、その媒体
間を区別するのが一層難しくなる。上述のような広範な判定方式を与える場合で
あっても、ある時点では、フォト媒体の種々のブランドの間を細かく区別(たと
えば、図38のコーティング854の表面形状862を解釈すること)するため
に必要とされる計算処理時間の量と、現時点で出力を印刷するためのユーザの希
望との間のトレードオフに達し、それは、最適な印刷品質よりわずかに劣る品質
で印刷するにしても同じである。単純な解決策は、ある計算処理時間を越える場
合にはデフォルトの印刷モードで印刷することであろうが、本発明者は、印刷さ
れる全てのイメージについて最も良好な可能な印刷品質を消費者に提供したいと
考えている。したがって、判定システム500から非常に類似の特性を有するよ
うに見える、フォト媒体のブランド間を素早く区別するための方法の研究を開始
した。
【0211】 上記の背景のセクションにおいて説明されたように、媒体の印刷面、すなわち
最終的にイメージを有することになる面上のマーキングは、結果として生じるイ
メージをだめにする。余白内のマーキングも、現在では消費者が、業界において
「フルブリード」印刷、すなわち余白を残さずに、シートの端部まで完全に印刷
することとして知られる処理を望むので、従来、そのマーキングが持っていたの
と同じ魅力をもはや持たない。シートの端部を変形させるタイプも、やはり背景
のセクションで説明した理由により除外された。製造業者が媒体上に識別用のマ
ーキングを配置し、センサ515によって素早く、かつ容易に読み取ることがで
きる場所は他にあるのだろうか。本発明者は、媒体の背面上に製造業者がマーク
を入れれば、判定システム500が容易に識別するように適応させることができ
るものと考えた。
【0212】 テープヘッダを有する透明媒体が識別された態様を思い起こされたい。図18
を参照すると、テープヘッダ456は、予め印刷された種々のマーク、ここでは
ヒューレットパッカード社ロゴ458、および間隔をおいて矢印で終端されるよ
うに示される垂直なバー460を有する。この透明媒体のシートがプリンタ20
(図1)に装填されるとき、プリンタの前面に位置する消費者は、テープヘッダ
456が上向きに面し、そのロゴ458を読み取ることができ、その矢印460
がプリンタ20内を指示するように、給紙トレイ26内にシートを置く。その後
、媒体前進モータ27が動作し、そのシートを、給紙トレイ26から媒体前進ロ
ーラを介して印刷ゾーン25内に引き込む。この媒体前進ルーチンでは、給紙ト
レイ内のシートの底面に相当する部分が、印刷時には、イメージを受け取るため
の印刷面(あるいは印刷表面)としてペン50〜56に提供されるように、媒体
が裏返しにされる。したがって、ヘッダテープ456は、この時点ではペン50
〜56から離れて、かつキャリッジ搭載光センサ515から離れて面している。
さらに、上述の基本媒体判定システム400の説明において留意されたように、
ロゴ458および矢印460は、普通紙のシートから透明媒体ヘッダ456を区
別するために用いられる、スペクトル(図16、図18および図19のグラフを
参照)の一意の媒体シグネチャを作成した。したがって、光センサは、光センサ
から離れて面する側に印刷される情報を読み取るために本質的にシートを通して
「視認」して、シートの底面、すなわち印刷されない面上に現れるマーキングあ
るいはマークを読み取ることができた。実際には、媒体を「通して視認する」た
めの能力が開発されたこの時点では、それは邪魔物と考えられていた。なぜなら
、初期の媒体を区別する研究を損なうことになり、結局は上述の基本的な媒体タ
イプ判定システム400に仕上がると考えられたからである。
【0213】 シートの印刷されない面、すなわち最終的にイメージが印刷されることになる
表面と反対側の背面上に印刷された情報をセンサが読み取ることができるように
なり、判定システム500がこの情報を解釈することができるようになると、本
発明者には、次の論理的なステップは、種々のタイプのフォト媒体を素早く区別
するように背面にマークを入れるマーキング方式を開発するために、媒体製造業
者とともに作業することであることが明らかになった。実際に、幅広い意味では
、透明媒体ヘッダ456は、非常に短いシートではあっても媒体のシートであり
、さらに幅広く考えると、ここではロゴ458と、矢印で終端するように示され
るバーコード460として示される、背面に入れられた識別用マークを付された
非透明の媒体のシートである。
【0214】 識別用マークを有するようになされた背面マーク付きシートは、製造の観点か
らは実現可能である。現在、多数の媒体製造業者が、販売促進の意味で背面のマ
ークを用いて、そのイメージが特定の製造業者によって製造された媒体のシート
上に印刷されること、あるいは印刷されたことを消費者に気付かせるようにして
いる。典型的には、背面のマークは、非常に薄く、またはかすかに印刷され、通
常の光の下ではシートの印刷面から消費者が視認できないようにしているが、明
るい光にさらすと、背面のマークのいくつかは、シートを通して視認され得る。
たとえば、現在ヒューレットパッカード社は、グロッシーHPプレミアムフォト
ペーパの背面にわたって対角線状に、ロゴ458のような一連のロゴを印刷して
いる。したがって、識別用マークを有する背面マーク付きシートには特に製造上
の障害はない。しかしながら、このHPプレミアムフォトペーパの新しい箱から
次々に引き出された一群のシートを視認すると、背面に付与されたロゴは、シー
トの先端部で開始しているか、先端部上で部分的にのみ印刷されているか、ある
いは約2cmだけ先端部から内側に配置されているということに簡単に気が付く
。これらの対角線状に印刷されたロゴは媒体を識別するために用いることができ
るが、端部に対するロゴの配置に一貫性がないことにより、媒体タイプ判定シス
テム500に対して問題が持ち上がる。
【0215】 たとえば、光センサ515は、ロゴが検出されるまで、媒体を前進させながら
、何回かの走査パスを行うことを要求されるであろう。その後、ロゴがシート上
に見当たらず、結果的にデフォルト印刷モードに仮定がなる前に、センサ515
が、どのくらいシートの下側まで「視認」すべきかに関して決定されなければな
らない。ロゴがさらにその場所にない場合にサーチしつづける全ての時間は、有
用な時間を消費し、それは特に、ハードコピー出力を熱心に待っている消費者を
いらいらさせる時間である。さらに、このサーチは、各イメージが印刷される前
に行われ、プリンタ20のスループット定格(ページ/分)を減少させる。さら
に、そのシートは、印刷するために印刷ゾーン25に戻される必要があり、余計
に時間がかかるばかりか、戻り行程が完全に直線でない場合には媒体が斜めにな
る可能性も生じ、その結果、媒体上にイメージが曲がって印刷されることになる
【0216】 さらに優れた媒体判定システムは、シートが印刷ゾーン25に入る際に、光セ
ンサによって読み取るための、シートの先端部に沿ってむらなく印刷された背面
マーク式識別用マークを有するであろう。次に、その先端部に沿ったマークの配
置がクリティカルであるか否かの問いに関しては、クリティカルではないという
答えになる。ヒューレットパッカード社の透明媒体上のヘッダストリップ456
は、ストリップの各端部でランダムに開始し、ロゴ458で開始するか、ロゴ4
58の一部で開始するか、矢印406で開始するか、あるいは空白部分で開始し
ており、それでも、そのロゴおよび矢印は、識別可能な空間周波数スペクトルの
一意の媒体シグネチャを形成する。好適な背面マーク式媒体識別システムは、繰
返しのパターンである場合も、そうでない場合もある一貫したパターンで、媒体
の端部に沿ってロゴ458およびバー460のような識別用マークを配置する。
代替の実施形態では、背面に付与される識別用マークは、端部に沿った場所、あ
るいは中央、または角の特定の場所に配置されることができ、センサ515が常
に、識別用マークを素早く検査するために矛盾のない位置を有するようにする。
【0217】 さらに別の実施形態では、センサ515が特定の位置においてそのマークを検
出するとき、システム500が、どのタイプの媒体が印刷ゾーンに給送されつつ
あるかを素早く判定できるように、種々のタイプの媒体に対して、端部に沿った
種々の場所が割り当てられる場合もある。本システムは、走査中にセンサ515
によって遭遇される、背面に付与されたロゴが最初に発生する場所を注意深く制
御することにより実現され得る。走査軸38に沿ったキャリッジ位置を用いると
、システム500が特定のタイプの媒体を示すために、シートの側面端部(Y軸
と平行である)から離れた背面付与のロゴの場所が解釈されるであろう。このマ
ーキング方式は比較的、大部分の消費者に気付かれずに済むであろう。上述の別
の実施形態のように、上記の背景のセクションで最初に説明された、米国特許第
5,984,193号に説明されるようなバーコード方式460も、背面マーク
式媒体識別のために用いることができる。マーク線460の間隔および太さを変
更することにより、種々の媒体に対して固有のパターンを割り当て、判定システ
ム500によって相関をとることができる。線間隔は、特定のタイプの媒体に対
応して一群の固有の周波数成分を生成するために選択されるのが好ましい。たと
えば、背面マーク付与式の「媒体シグネチャ」は、図18において、大きな第3
番目、第16番目、第17番目および第18番目の成分468、476、470
および478を有するテープヘッダ付き透明媒体のグラフに示されるように、大
きくスパイクする3つの周波数成分を生成するように選択され得る。
【0218】 媒体上の背面マーク式識別用マークの概念が、媒体の背面に「印刷」されるマ
ークに関して例示されてきたが、この概念は、より幅広い適用可能性を有してい
る。マークを「印刷」するのではなく、判定システム400、500によって解
釈され得るマークは、製造業者によって媒体上に配置される透かしを含むことが
できる。実際には、センサ515は、エンボス加工されたマークを検出するため
に用いられることもでき、その場合、マークは、媒体の一部を圧縮して、周囲の
媒体より濃い密度を有するようになされたマーキング含む。代替として、センサ
515は、周囲の媒体より密度が少ない薄くしたマーキングを形成するために、
媒体の一部を除去して窪みを形成することにより形成されたマークを検出するた
めに用いられてもよい。当然、マークを付けるために穿孔を用いてもよいが、媒
体に穴をあけることは好ましくない。なぜなら、穴はシートの好ましい外観を損
なわせるばかりでなく、その穴を通して、媒体の反対面にインクがにじみ出る可
能性があるためである。別のタイプの媒体識別用マークは、センサからの光が、
シートを通してフォトダイオード130、130’に反射して戻される際に、そ
れ自体の固有の媒体シグネチャを形成する媒体の背面に接着される、ヘッダ45
6に類似の反射テープあるいはステッカーである。代替として、反射性の識別用
マークは、図37に示されるようにセンサ515に光を戻すために媒体の背面に
塗着される反射性コーティングであってもよい。
【0219】
【結言】
したがって、図20および図25〜図32の高性能媒体判定システム500を
用いて、並びに図13に示される、より簡単な基本判定方法400を用いて、種
々の利点を実現することができる。実際には、図13の基本方法の部分、具体的
には、ヘッダテープなしの透明媒体の識別が、高性能判定システム500に組み
込まれて、用いられることが好ましい。基本媒体判定システム400は、普通紙
からフォト媒体を分類し、テープヘッダ付き/なしの透明媒体を区別することが
できたが、種々のタイプのプレミアム紙と、種々のタイプのフォト媒体との間を
区別するために、より高性能の媒体判定システムが望まれた。種々のタイプのプ
レミアム紙とフォト媒体とを識別するためのこの要求は、写真品質のイメージを
ユーザに提供するための要求によって駆り立てられた。現在のプリンタドライバ
によって、ユーザはプログラムに進入し、特定のタイプの媒体を選択することが
できるが、大部分のユーザは、プログラムに進入し、これらの判定を行うための
知識または欲求を欠いていることがわかっている。知識の欠如の問題ではない場
合も多いが、ユーザは、そのような選択を行うだけの時間がない場合や、印刷す
るために手元にある媒体が、フォト媒体あるいはプレミアム紙媒体のうちのどの
タイプの媒体であるかを単に知らない場合もある。どのような理由にしろ、簡単
に利用するために、印刷ゾーンに入力される媒体タイプのための最適な印刷モー
ドを選択する自動媒体判定システムが望まれており、高性能判定システム500
がこれらの目的を達成する。
【0220】 さらに、媒体センサ515を利用することは、経済的で、軽量の小型ユニット
である点と、既存のプリンタアーキテクチャに容易に組み込まれる点の両方で有
利である。高性能媒体判定システム500と、媒体センサ515の利用に関する
別の利点は、システムが媒体シート上に行われる特殊なマーキングを全く必要と
しないことである。以前のシステムでは、媒体の供給元が、センサによって解釈
される、媒体上に特殊なマーキングを配置する必要があったが、残念ながら、こ
れらのマーキングは多くの場合に印刷されるイメージ内に行きあたり、その結果
、望ましくない印刷のアーティファクト欠陥を生成した。
【0221】 さらに、媒体センサ515は、印刷されたインク滴を検出し、単色光センサ1
00に関して上述したようなペン位置合わせルーチンを支援するためにも用いる
ことができる。さらに、高性能判定システム500は、センサ515によって行
われる測定が相対的な測定であるので、各媒体タイプに対して工場において絶対
較正を行うことを必要とせずに動作し、必用な工場での較正は、上述のように普
通紙媒体の使用だけに集中する。したがって、例示される媒体センサ515とと
もに、高性能媒体判定システム500を用いて種々の利点が実現され、消費者が
経済的に、容易に印刷ユニットを用いることができるようにし、ユーザの介入な
しに優れた印刷品質出力が提供される。
【0222】 さらに、背面マーク式媒体判定システムを用いることにより、媒体識別をさら
に高速に行い、プリンタ20の全体的なスループット(ページ/分)を向上させ
ることができる。新しいプリンタ20および媒体判定システム400、500を
提供することに加えて、背面マーク式識別システムを有するような新しい媒体も
提供される。実際には、印刷ゾーン25に入力される特定のタイプの媒体のため
に特に選択された最適な印刷モードで印刷されるハードコピー出力をユーザに提
供するために、それぞれ個々の背面に付与された識別用マークを有する、1組の
異なるタイプの媒体も提供される。この背面マーク式媒体識別システムを用いる
ことにより、マークがシートの印刷面に現れていた初期のバーコード方式を用い
ていた場合のように、結果として生じるイメージを損なう可能性があるマーキン
グのアーティファクトを残すことなく、媒体タイプを好都合に素早く判定できる
。したがって、本背面マーク式媒体識別システムは、素早く印刷され、かつ煩わ
しいユーザの介入を必要とせずに、消費者に最適なイメージを好都合に提供する
【図面の簡単な説明】
【図1】 印刷機構の印刷ゾーン部分に給送される入力媒体シートについての情報を収集
するために、本発明の光検出システムの一形態を含む、ここではインクジェット
プリンタである、インクジェット印刷機構の一形態の部分斜視図である。
【図2】 プリントヘッドキャリッジの一部に搭載されて示され、図1の検出システムの
単色光センサの拡大した部分斜視図である。
【図3】 図2の単色光センサの内部の斜視図である。
【図4】 図2の単色光センサのレンズアセンブリの一形態の平面図である。
【図5】 図4のレンズアセンブリの底面図である。
【図6】 図4のレンズアセンブリの側面図である。
【図7】 図2の単色光センサの動作を示す概略的な側面図である。
【図8】 図4のレンズアセンブリの動作を示す、図4のレンズアセンブリの一部の拡大
断面図である。
【図9】 図2の単色光検出システムを動作させる一態様の流れ図である。
【図10】 図2の単色光検出システムに用いられるいくつかの信号のタイミングおよび相
対的な振幅を示す信号タイミング図である。
【図11】 媒体上に印刷されたイメージをモニタする際に、白色媒体、シアン、黄色、マ
ゼンタ、および黒色インクのための照明波長に対する相対スペクトル反射率およ
びスペクトル吸光度、ならびに図2の単色光検出システムによって供給される相
対的な信号の大きさを示すグラフである。
【図12】 上記の背景のセクションにおいて説明される、HP’002光センサを用いる
従来のモニタシステムを示す概略図である。
【図13】 図1〜図10の単色光センサが、テープなしの透明媒体、GOSSIMERフ
ォト媒体、テープヘッダを有する透明媒体、および普通紙を互いに区別するため
に用いられ得る態様を示す流れ図である。
【図14】 透明媒体(「TRAN」)およびテープヘッダなしの透明媒体(「TAPE」
)、およびGOSSIMERフォト紙(「GOSSIMER#1」および「GO
SSIMER#2」)のためのエントリを含む、全ての普通紙のための高レベル
拡散反射率対媒体タイプのグラフである。
【図15】 GOSSIMERフォト媒体のための、30成分までのフーリエスペクトル成
分のグラフである。
【図16】 図14において、「MODO」を付されたMoDo Datacopyにより
提供される典型的な普通紙のための30成分までのフーリエスペクトル成分のグ
ラフである。
【図17】 図14に示される全ての媒体のためのフーリエスペクトル成分の和のグラフで
ある。
【図18】 図14に「TAPE」として示される、テープヘッダ付きの透明媒体ための、
30成分までのフーリエスペクトル成分のグラフである。
【図19】 「TRAN」で示される透明媒体にわたるテープヘッダに加えて、図14に示
される普通紙媒体のための合計された第3番目、第16番目、第17番目、およ
び第18番目のフーリエスペクトル成分のグラフである。
【図20】 媒体の主要カテゴリー、たとえば普通紙、プレミアム紙、フォト紙および透明
媒体のうちのどの媒体が図1のプリンタの印刷ゾーンに入力されているかを判定
し、かつ一般的なプレミアム紙、マット仕上げフォトプレミアム紙、予め切れ目
をつけた厚手のグリーティングカード紙の間を区別するように、主要媒体カテゴ
リー内の特定の媒体タイプを判定するための方法の一形態の流れ図である。
【図21】 図20の方法で用いられ得る高性能媒体タイプ判定光センサの一形態の概略的
な側面図である。
【図22】 図21の媒体光センサのレンズアセンブリの一形態の平面図である。
【図23】 図21のレンズアセンブリの底面図である。
【図24】 図21のレンズアセンブリの側面図である。
【図25】 図20の方法の「生データを収集する」部分の流れ図である。
【図26】 図20の方法の「データの操作」部分の流れ図である。
【図27】 図20の方法の「検証」および「印刷モードを選択する」部分の流れ図である
【図28】 図20の方法の「検証」および「印刷モードを選択する」部分の両方に用いら
れるデータ重み付けおよびランキングルーチンの流れ図である。
【図29】 図20の方法の「主要カテゴリー判定」および「特定タイプ判定」の部分を示
す流れ図の一部であり、特に透明媒体判定を示す図である。
【図30】 図20の方法の「主要カテゴリー判定」および「特定タイプ判定」の部分を示
す流れ図の一部であり、特にグロッシーフォト媒体判定を示す図である。
【図31】 図20の方法の「主要カテゴリー判定」および「特定タイプ判定」の部分を示
す流れ図の一部であり、特にマット仕上げフォト媒体判定を示す図である。
【図32】 図20の方法の「主要カテゴリー判定」および「特定タイプ判定」の部分を示
す流れ図の一部であり、特に普通紙およびプレミアム紙判定を示す図である。
【図33】 青色の発光ダイオード(「LED」)を用いる、図2〜図8の単色光センサの
スペクトル光出力を示すグラフである。
【図34】 青紫色LEDを用いる、図21のセンサの媒体タイプ判定のスペクトル光出力
を示すグラフである。
【図35】 図1のプリンタの印刷ゾーンに給送される普通紙、あるいは透明媒体のシート
をモニタすることが示される、図21の媒体タイプ光センサの概略的な拡大側面
図である。
【図36】 線36−36に沿って取られた、図21の媒体タイプ光センサの底面図である
【図37】 図1のプリンタの印刷ゾーンに給送されるプレミアム紙のシートをモニタする
ことを示す、図21の媒体タイプ光センサの概略的な拡大側面図である。
【図38】 図1のプリンタの印刷ゾーンに給送されるフォト媒体のシートをモニタするこ
とを示す、図21の媒体タイプ光センサの概略的な拡大側面図である。
【図39】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特に高グロッシー仕上げフォト媒体の場合のデータを示すグラフであ
る。
【図40】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特にグロッシー仕上げフォト媒体の場合のデータを示すグラフである
【図41】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特にマット仕上げ写真媒体の場合のデータを示すグラフである。
【図42】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特に普通紙媒体、具体的にはGilbert(登録商標)Bondの
場合のデータを示すグラフである。
【図43】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特にプレミアム媒体の場合のデータを示すグラフである。
【図44】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特にテープヘッダ付きのHP社の透明媒体の場合のデータを示すグラ
フである。
【図45】 図20の方法の「生データを収集する」部分の間に蓄積される生データのグラ
フであり、特にテープヘッダなしの透明媒体の場合のデータを示すグラフである
【図46】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特にマット仕上げ
フォト媒体拡散反射を示すグラフである。
【図47】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特にマット仕上げ
フォト媒体鏡面反射を示すグラフである。
【図48】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特に高グロッシー
仕上げフォト媒体拡散反射を示すグラフである。
【図49】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特に高グロッシー
仕上げフォト媒体鏡面反射を示すグラフである。
【図50】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特に普通紙媒体拡
散反射を示すグラフである。
【図51】 100成分までのフーリエスペクトル成分のグラフであり、特に普通紙媒体鏡
面反射を示すグラフである。
【図52】 普通紙媒体、プレミアム紙媒体、マット仕上げフォト媒体、グロッシー仕上げ
フォト媒体および透明媒体を含むいくつかの一般的な媒体の拡散空間周波数のグ
ラフである。
【図53】 普通紙媒体、プレミアム紙媒体、マット仕上げフォト媒体、グロッシー仕上げ
フォト媒体および透明媒体を含むいくつかの一般的な媒体の鏡面反射空間周波数
のグラフである。
【図54】 普通紙媒体、プレミアム紙媒体、マット仕上げフォト媒体、グロッシー仕上げ
フォト媒体および透明媒体を含むいくつかの特定の媒体の拡散空間周波数のグラ
フである。
【図55】 普通紙媒体、プレミアム紙媒体、マット仕上げフォト媒体、グロッシー仕上げ
フォト媒体および透明媒体を含むいくつかの特定の媒体の鏡面反射空間周波数の
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/651,769 (32)優先日 平成12年8月30日(2000.8.30) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),JP (72)発明者 スコフィールド,スチュワート,エイ アメリカ合衆国ワシントン州98604,バト ルグラウンド,ノースイースト・オールワ ース・ロード・22833 Fターム(参考) 2C056 EA09 EB06 EB13 EB45 EC80 FA10 KD06 2C058 AB16 AC07 AE02 AE08 AF04 GB04 GB16 GB30 GB36 2C061 AQ05 HK07 LL01

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印刷機構に給送される入力媒体を分類する方法であって、前
    記媒体は、印刷面と、その反対側の、識別用マークを付された背面とを有し、 前記入力媒体の前記印刷面を光学的に走査するステップと、 前記光学的に走査するステップ中に、前記識別用マークについての情報を収集
    するステップと、及び 前記識別用マークを付された種々のタイプの媒体のうちの1つとして前記入力
    媒体を分類するために、前記種々のタイプの媒体用の既知の値と比較することに
    より、前記収集された情報を解析するステップとからなる、方法。
  2. 【請求項2】 前記解析するステップの後に、前記入力媒体の前記印刷面上
    に選択されたイメージを印刷するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法
  3. 【請求項3】 前記解析するステップと前記印刷するステップとの間に、前
    記印刷するステップのために最適化された印刷モードを選択するステップをさら
    に含み、その印刷モードは、前記入力媒体を前記種々のタイプのうちの1つとし
    て分類することにより最適化される、請求項3に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記識別用マークが、前記識別用マークを付された前記種々
    のタイプの媒体の全てに対して特定の位置に配置され、前記光学的に走査するス
    テップが、前記特定の位置のみを光学的に走査することを含む、請求項1に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 前記識別用マークが、前記識別用マークを付された前記種々
    のタイプの媒体の1つにそれぞれ対応する種々の位置に配置され、 前記光学的に走査するステップが、前記識別用マークに遭遇するまで、前記入
    力媒体のみを光学的に走査することを含み、及び 前記収集するステップが、前記光学的に走査するステップ中に、前記識別用マ
    ークに遭遇した位置が、前記種々の位置のうちのどの位置かに関する情報を収集
    することを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記識別用マークがバーコードを含み、 前記光学的に走査するステップが、前記バーコードを光学的に走査することを
    含み、及び 前記解析するステップが、前記走査されたバーコードを前記種々のタイプの媒
    体用の既知のバーコード値と比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記識別用マークがロゴを含み、 前記光学的に走査するステップが、前記ロゴを光学的に走査することを含み、
    及び 前記解析するステップが、前記走査されたロゴを前記種々のタイプの媒体用の
    既知のロゴと比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記識別用マークが繰返しパターンを含み、 前記光学的に走査するステップが、前記繰返しパターンを光学的に走査するこ
    とを含み、及び 前記解析するステップが、前記走査された繰返しパターンを前記種々のタイプ
    の媒体用の既知のパターンと比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記識別用マークが文字を含み、 前記光学的に走査するステップが、前記文字を光学的に走査することを含み、
    及び 前記解析するステップが、前記走査された文字を前記種々のタイプの媒体用の
    既知の文字と比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記識別用マークが透かしを含み、 前記光学的に走査するステップが、前記透かしを光学的に走査することを含み
    、及び 前記解析するステップが、前記走査された透かしを前記種々のタイプの媒体用
    の既知の透かしと比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記入力媒体が、第1の密度の第1の領域を有し、 前記識別用マークが、前記第1の密度とは異なる第2の密度の第2の領域を含
    み、 前記光学的に走査するステップが、前記第2の領域を光学的に走査することを
    含み、及び 前記解析するステップが、前記走査された第2の領域を前記種々のタイプの媒
    体用の既知の値と比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記第2の密度が、前記第1の密度より大きい請求項11
    に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記識別用マークが反射部材からなり、 前記光学的に走査するステップが、前記反射部材を光学的に走査することを含
    み、及び 前記解析するステップが、前記走査された反射部材を前記種々のタイプの媒体
    用の既知の値と比較するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記反射部材が、前記媒体の前記背面に塗着されるコーテ
    ィングからなる、請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記反射部材が、前記媒体の前記背面に接着される、請求
    項13に記載の方法。
  16. 【請求項16】 光センサを有する印刷機構においてイメージを受け取るた
    めの1組の種々のタイプの媒体であって、 印刷面と、その反対側の背面とを有する、前記組における個々の媒体であって
    、前記印刷機構によって印刷される際に、前記印刷面が前記イメージを受け取る
    、個々の媒体と、 前記個々の媒体の前記背面に配置され、前記光センサによって前記印刷面から
    前記個々の媒体を通して読み取ることができる識別用マークであって、種々のタ
    イプのマークが前記種々のタイプの各媒体上に現れる、識別用マークとからなる
    、1組の種々のタイプの媒体。
  17. 【請求項17】 前記識別用マークはそれぞれ、前記種々のタイプの媒体の
    全てに対して特定の位置に配置される、請求項16に記載の1組の種々のタイプ
    の媒体。
  18. 【請求項18】 前記識別用マークが、前記種々のタイプの媒体のうちの1
    つにそれぞれ対応する種々の位置に配置される、請求項16に記載の1組の種々
    のタイプの媒体。
  19. 【請求項19】 前記識別用マークがバーコードを含む、請求項16に記載
    の1組の種々のタイプの媒体。
  20. 【請求項20】 前記識別用マークがロゴを含む、請求項16に記載の1組
    の種々のタイプの媒体。
  21. 【請求項21】 前記識別用マークが繰返しパターンを含む、請求項16に
    記載の1組の種々のタイプの媒体。
  22. 【請求項22】 前記識別用マークが文字を含む、請求項16に記載の1組
    の種々のタイプの媒体。
  23. 【請求項23】 前記識別用マークが透かしを含む、請求項16に記載の1
    組の種々のタイプの媒体。
  24. 【請求項24】 前記組の前記個々の媒体が、第1の密度の第1の領域を有
    し、及び 前記識別用マークが、前記第1の密度とは異なる第2の密度の第2の領域を含
    む、請求項16に記載の1組の種々のタイプの媒体。
  25. 【請求項25】 前記第2の密度が前記第1の密度より大きい請求項24に
    記載の1組の種々のタイプの媒体。
  26. 【請求項26】 前記識別用マークが反射部材からなる、請求項16に記載
    の1組の種々のタイプの媒体。
  27. 【請求項27】 前記反射部材が、前記媒体の前記背面に塗着されるコーテ
    ィングからなる、請求項26に記載の1組の種々のタイプの媒体。
  28. 【請求項28】 前記反射部材が前記媒体の前記背面に接着される、請求項
    26に記載の1組の種々のタイプの媒体。
  29. 【請求項29】 前記種々のタイプのうちの少なくとも1つのタイプの媒体
    が、 内側表面と、その反対側にある、前記背面を含む露出表面とを有する基体層と
    、及び 前記基体層の前記内側表面を覆うコーティング層とからなり、前記コーティン
    グ層が前記印刷面からなる露出表面を有する、請求項16に記載の1組の種々の
    タイプの媒体。
  30. 【請求項30】 前記基体層が透明である請求項29に記載の1組の種々の
    タイプの媒体。
  31. 【請求項31】 前記基体層が不透明である請求項29に記載の1組の種々
    のタイプの媒体。
  32. 【請求項32】 前記基体層が紙材料からなる請求項29に記載の1組の種
    々のタイプの媒体。
  33. 【請求項33】 前記基体層がプラスチック材料からなる請求項29に記載
    の1組の種々のタイプの媒体。
  34. 【請求項34】 前記コーティング層が膨張性材料からなる請求項29に記
    載の1組の種々のタイプの媒体。
  35. 【請求項35】 前記コーティング層が多孔性材料からなる請求項29に記
    載の1組の種々のタイプの媒体。
  36. 【請求項36】 前記コーティング層がグロッシー仕上げの表面外観を有す
    る請求項29に記載の1組の種々のタイプの媒体。
  37. 【請求項37】 前記コーティング層がマット仕上げの表面外観を有する請
    求項29に記載の1組の種々のタイプの媒体。
  38. 【請求項38】 印刷面と、その反対側にある、識別用マークを付された背
    面とを有する入力媒体上で印刷を行うインクジェット印刷機構であって、 フレームと、 前記入力媒体の前記印刷面をモニタするための、前記フレームによって支持さ
    れる媒体センサであって、その媒体センサは、前記入力媒体を照明する照明素子
    と、前記照明された媒体から反射される光を受光し、それに応じて、反射率信号
    を生成するセンサとを含み、前記照明素子によって放射される光は、前記媒体を
    透過して、前記センサによって読み取るための前記識別用マークを照明する、媒
    体センサと、及び 前記入力媒体に対応する印刷モードを選択するために、前記反射率信号を前記
    識別用マークを付された種々のタイプの媒体用の既知の値と比較するコントロー
    ラとを含む、インクジェット印刷機構。
  39. 【請求項39】 前記入力媒体にわたって横断するキャリッジをさらに含み
    、前記キャリッジが、前記入力媒体にわたって走査するための前記媒体センサを
    支持する、請求項38に記載のインクジェット印刷機構。
  40. 【請求項40】 前記センサは、 前記照明された媒体から反射される拡散反射光を受光し、前記反射率信号の拡
    散反射信号部分を生成する拡散反射センサであって、前記拡散反射信号部分が、
    前記媒体の拡散反射率に比例する振幅を有する、拡散反射センサと、及び 前記照明された媒体から反射される鏡面反射光を受光し、前記反射率信号の鏡
    面反射信号部分を生成する鏡面反射センサであって、前記鏡面反射信号部分が、
    前記媒体の鏡面反射率に比例する振幅を有する、鏡面反射センサとを含む、請求
    項38に記載のインクジェット印刷機構。
  41. 【請求項41】 前記照明素子は、400〜430nmの範囲から選択され
    るピーク波長を有する青紫色光を放射する、請求項38に記載のインクジェット
    印刷機構。
  42. 【請求項42】 前記拡散反射センサによって受光される光を制限する拡散
    反射視野絞りと、及び 前記鏡面反射センサによって受光される光を制限する鏡面反射視野絞りとをさ
    らに含む、請求項38に記載のインクジェット印刷機構。
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