JP2008020295A - 被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような場合でも、また、色付き用紙の判別に対しても、正確に安定して被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供すること。
【解決手段】 照明手段に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源を用い、拡散光を受光する拡散光受光部３ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、２ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有する様に構成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置に関するものである。

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

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

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

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

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

また、複数の人員で共有使用するネットワークプリンタ等でユーザの近くにプリンタがない場合、被記録媒体収納部にどのような種類の記録媒体が収納されているかを確認するためにプリンタ存在位置までわざわざ確認しに行った後、媒体種類を指示する必要があり非効率的である。

このような欠点を解決するため、被記録媒体の種類を検出する考案がなされており、代表的なものは、特開平２−１３８８０５号公報にあるように被記録媒体表面の反射率の差異を測定し、しきい値法によって種別を判定する方法である。

しかし、この判別方法では、普通紙とＯＨＰ用シートあるいは光沢紙との判別は出来ても、例えば普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のように非常に小さな反射率の差異による判別を要求される場合には、測定値がオーバーラップすることもあったりして、正確な判別は困難であった。

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

さらに、紫外領域光を含む可視光を照射し、それから得られる拡散光データ、正反射光データ以外に特定波長域カットフィルタを通過した拡散光データを用いて被記録媒体種類の判別精度を上げる方法もある。
特開平２−１３８８０５号公報 特開２００２−１６７０８２号公報 特開２００３−３１５２６０号公報

しかしながら、特開２００２−１６７０８２号公報に記載された方法では、詳細判別のために複数の発光部若しくは光学フィルタの切り替え等が発生し、複雑な発光部の駆動回路が複数必要になったり、複数発光部の劣化や温度特性のバランス維持が必要になったりして、大きさやコストの面でも不都合を感じることがあった。

特開２００３−３１５２６０号公報に記載された方法でも、複数の発光部若しくは光学フィルタの切り替え等が発生し、複雑な発光部の駆動回路が複数必要になったり、複数発光部の劣化や温度特性のバランス維持が必要になったりして、大きさやコストの面でも不都合を感じることがあった。また、受光部が一つしかないため、出力データがミストや紙粉といった汚れや温度変化、素子の寿命等による光量や感度の変化に対応できず、判別性能が不安定になったりして不都合を感じることがあった。

さらに、前述の紫外領域光を含む可視光を照射し、それから得られる拡散光データ、正反射光データ以外に特定波長域カットフィルタを通過した拡散光データを用いて被記録媒体種類の判別精度を上げる方法でも、照射される波長に可視光領域が含まれているため、色付き用紙の判別が不安定になったりして不都合を感じることがあった。

本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような場合でも、また、色付き用紙の判別に対しても、正確に安定して被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供することを目的とするものである。

このため、本発明においては、照明手段に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源を用い、拡散光を受光する拡散光受光部３ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、２ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有する様に構成したことにより、前記目的を達成しようとするものである。

以上説明したように、本発明によると、印刷される被記録媒体を複数枚収納可能な被記録媒体収納部と、この被記録媒体収納部から１枚ずつ被記録媒体を給送する給送手段と、一番上にある被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類検出手段と、を設けた印刷装置において、照明手段に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源を用い、拡散光を受光する拡散光受光部３ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、２ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有する様に構成したことにより、普通紙とコート紙の判別や光沢紙グループ内の詳細判別のような場合でも、また、色付き用紙の判別に対しても、正確に安定して被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置を提供することが出来る。

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

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

図２は、被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置１の縦断面図である。

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

ここで、被記録媒体種類検出ユニット４は印刷装置１のシャーシ（不図示）に点Ｐで回転可能に取り付けられ、バネ（不図示）によりＡ方向に付勢されている支持部材５及び支持部材５と被記録媒体種類検出ユニット４の間で被記録媒体３の残量の違いに対応して被記録媒体種類検出ユニット４の位置を調節するバネ６により被記録媒体収納部２上で一番上にある被記録媒体３表面に密着できているものとし、被記録媒体３が給紙される場合には、給紙ローラ（不図示）の回転に連動してＢ方向に動くシャフト７により支持部材５がＣ方向に回転させられるため、被記録媒体３表面に対する付勢が解除され、スムーズな給紙を行うことが出来る。

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

図３に、被記録媒体３の種類を検出中の被記録媒体種類検出ユニット４を示す。

ここで、その光成分の中に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源として、例えば紫色ＬＥＤチップ及び赤外ＬＥＤチップが同封されている発光部４１から出た光は図のように被記録媒体３表面を照明する。

４２、４３及び４４は被記録媒体３から拡散反射してくる光を受光するフォトダイオードやフォトトランジスタからなるセンサで、入射した光量に応じて光電変換を行い、電気信号を出力する。ここで、センサ４２への光路途中には、受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタ８が設けられている。光学フィルタ８は、例えばＳＣ４１（富士写真フィルム社製）であり、この場合４１０ｎｍよりも短い波長域は遮断される。また、センサ４４への光路途中には、受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタ９が設けられている。光学フィルタ９は、例えばＩＲ７８（富士写真フィルム社製）であり、この場合７８０ｎｍよりも短い波長域は遮断される。

４５は被記録媒体３から正反射してくる光を受光するフォトダイオードやフォトトランジスタからなるセンサで、入射した光量に応じて光電変換を行い、電気信号を出力する。

この拡散反射光（途中に光学フィルタ８及び９を設けた場合と設けない場合）による電気信号出力と正反射光による電気信号出力とを組み合わせて、予めデータとして保存しておいた各被記録媒体での値と比べることにより被記録媒体３の種類を詳細に判別することが出来る。

この場合、センサ４２へは光学フィルタ８を通り抜けた光、すなわち紫色ＬＥＤに含まれる紫外領域光によって励起された光（中心波長４２０〜４５０ｎｍ近辺）と赤外ＬＥＤによる反射光が到達し検出される。センサ４３へは紫色ＬＥＤ（中心波長４００ｎｍ近辺）自身の反射光と紫色ＬＥＤに含まれる紫外領域光によって励起された光（中心波長４２０〜４５０ｎｍ近辺）及び赤外ＬＥＤによる反射光が到達し検出される。また、センサ４４へは赤外ＬＥＤによる反射光のうち、光学フィルタ９を通り抜けた赤外領域光のみが到達し検出される。

図４に、各種被記録媒体３を紫外領域光及び赤外領域光を含む発光部４１で照射した場合における、光学フィルタ９を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＩＲ７８））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値と光学フィルタ８を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＳＣ４１））を光学フィルタ８及び９を設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））で除算した値との関係を示す。

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

従来例のように、各種被記録媒体３を紫外領域光で照射し、光学フィルタを設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値と光学フィルタ８を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＳＣ４１））を光学フィルタを設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））で除算した値で判別しようとした場合は、図５に示すように普通紙である色付き用紙の一部が光沢紙の一部と近づいてしまい、グループ判別さえも明確に出来ない場合があった。

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

ここで、発光部４１は紫色ＬＥＤや赤外ＬＥＤを用いなくても、紫外領域光及び赤外領域光を含む光源であれば何でもよい。

また、受光センサ４２、４４は受光し易いように傾けて設置されてもよく、拡散光が受光出来る範囲であれば、受光センサ４２、４３、４４の位置は順番を換えたり、横に並べたりしたとしてもかまわない。

本発明に係る被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置の斜視図である。 本発明に係る被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置の縦断面図である。 本発明に係る被記録媒体種類検出ユニットの構成を示す図である。 本発明において、各種被記録媒体を紫外領域光及び赤外領域光を含む発光部で照射した場合における、光学フィルタ（ＩＲ７８）を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＩＲ７８））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値と光学フィルタ（ＳＣ４１）を設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＳＣ４１））を光学フィルタを設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））で除算した値との関係を示す図である。 従来例において、各種被記録媒体を紫外領域光及び可視領域光を含む発光部で照射した場合における、光学フィルタを設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））を正反射光センサ出力信号値（Ｓ１）で除算した値と光学フィルタを設けた場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（ＳＣ４１））を光学フィルタを設けない場合の拡散光センサ出力信号値（Ｓ２（フィルタなし））で除算した値との関係を示す図である。

符号の説明

１ 被記録媒体種類検出装置を備えた印刷装置本体
２ 被記録媒体収納部
２１ 給紙口
２２，２３ 搬送ローラ
２４ プリントヘッド
２５ 排紙ローラ
２６ 拍車
３ 被記録媒体
４ 被記録媒体種類検出ユニット
４ｃ 斜面部
４１ 紫外領域光及び赤外領域光を含む発光部
４２ 拡散光用受光部
４３ 拡散光用受光部
４４ 拡散光用受光部
４５ 正反射光用受光部
４７，４８ コロ
５ 支持部材
６ バネ
７ シャフト
８ 光学フィルタ（ＳＣ４１）
９ 光学フィルタ（ＩＲ７８）

Claims (3)

1. 印刷される被記録媒体を複数枚収納可能な被記録媒体収納部と、
   この被記録媒体収納部から１枚ずつ被記録媒体を給送する給送手段と、
   一番上にある被記録媒体の種類を判別できる被記録媒体種類検出手段と、
   を設けた印刷装置において、
   前記被記録媒体種類検出手段は被記録媒体を照射する照明手段と、
   被記録媒体からの反射光を受光して光電変換する光電変換手段からなり、
   前記照明手段に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源を用い、
   前記光電変換手段に紫外領域光及び赤外領域光を含む光源による被記録媒体表面での
   拡散光を受光する拡散光受光部３ヶ所と正反射光を受光する正反射光受光部を設け、
   ２ヶ所の拡散光受光部には受光すべき波長域外にある特定の波長域の光線を遮断する光学フィルタを有することを特徴とする印刷装置。
2. 前記光学フィルタの１つは、紫外領域光により励起された光の波長よりも短い波長の光を遮断するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 前記光学フィルタの１つは、赤外領域光の波長よりも短い波長の光を遮断するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。

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