JP4290131B2 - 記録媒体識別装置および記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録装置に用いられる記録媒体の種類を識別するための記録媒体識別装置および前記記録媒体識別装置を備えた記録装置に関するものである。

従来、着色されたトナーやインクを記録媒体の記録面に付着させてカラー画像などを形成し、その画像が記録された記録媒体を排出する画像形成システムの出力装置として、電子写真方式、ワイヤードット方式、インクジェット方式など様々な方式を用いた記録装置が存在している。中でも、記録ヘッドから記録媒体に対して直接インクを吐出するインクジェット方式を採る記録装置では、記録媒体上に画像が形成されるまでに要する工程が少ないため、ランニングコストおよび製造コストが安価で、カラー記録にも適し、記録動作時の騒音が静かである等の利点を有することから、ビジネス用から家庭用まで幅広い市場で注目されている。そのため、近年においては、インクジェット方式を適用した出力装置が、プリンタ、ファクシミリおよび複写機などの多くの画像形成システムに採用されている。

しかしながら、インクジェット方式を採用する記録装置において使用される記録媒体は、吐出されたインクの吸収性能が異なる多種多様なものが存在する。そのため、使用する記録媒体の種類によって大きく画質に影響が出るインクジェット方式の記録装置では、記録動作開始前に使用する記録媒体の種類を識別し、その識別結果に基いて記録動作を制御することが行われている。

従来の記録媒体の種類を識別する方法としては、記録媒体の表面に光を照射し、記録媒体から正反射した光を測定する方法が知られている。この識別方法では、記録媒体の種類によって記録媒体表面の粗さが異なることに着目し、それぞれの記録媒体からの正反射光の光量を測定することによって記録媒体の光沢度データを取得し、その取得された光沢度データと予め格納されている正反射光量の閾値データとを比較することで、記録媒体の種類を識別するものとなっている（特許文献１参照）。

特開平０６−０１５８６１号公報

しかしながら、インクジェット方式の記録装置に使用される記録媒体は、用途に応じて表面の平滑度や、塗布剤の種類などを変化させているため、多種多様のものが存在し、特許文献１の方法で記録媒体の光沢度データを取得したときに、異なる種類の記録媒体であっても同程度の正反射光量が測定されることがある。また、記録媒体は今後も新しい種類の記録媒体が開発され、さらに様々な反射特性が得られる傾向にある。従って、従来のように、可視光のみを用いる識別装置や、赤外光のみを用いる識別装置を用いて記録媒体の種類を識別する装置では、光沢度の近い記録媒体の種類の識別を精度良く行うことができず、誤った識別をする虞がある。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、種々の記録媒体を高精度に検出することが可能な記録媒体識別装置の提供を目的とする。

本発明の第１の形態は、記録装置に使用する記録媒体の種類を識別する記録媒体識別装置であって、前記記録媒体の表面に紫外光とこれより波長の長い他の光とを照射する発光部と、前記記録媒体の表面で反射された前記発光部からの光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記紫外光を記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号と、前記他の光を前記記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号と、に基づいて前記記録媒体の種類を識別する識別手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の第２の形態は、記録媒体に色材を付与することによって画像を形成する記録装置であって、前記第１の形態に記載の記録媒体識別装置と、前記記録媒体識別装置によって識別された記録媒体の種類に応じて記録動作に関連する所定の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第３の形態は、記録媒体に色材を付与する記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、前記搬送手段によって記録媒体を搬送すると共に、前記記録手段によって前記記録媒体に色材を付与することにより記録動作を行う記録装置であって、請求項１ないし７のいずれかに記載の記録媒体識別装置と、前記記録媒体識別装置によって識別された前記記録媒体の種類に応じて前記記録手段および前記搬送手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体の表面の粗さ、光沢性などに起因する光の反射特性だけでなく、記録媒体に含まれている蛍光剤などの含有量をも検出し、それぞれの検出結果に応じて記録媒体の種類を高精度に識別することができる。

＜第１の実施形態＞
（記録媒体識別装置）
図１は本発明に係る記録媒体識別装置の概念構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態における記録媒体識別装置は、光検出部１や処理装置３を備える。光検出部１は、識別すべき記録媒体に光を照射する発光部と、前記記録媒体から反射した光を受光する受光部とを有する。処理装置３は、光検出部１からの出力信号を処理して記録媒体種類の識別を行う。

光検出部１に設けられている発光部は、赤外光を発する赤外線発光部と紫外光を発する紫外線発光部とを同一のパッケージ内に収納したＬＥＤ１２によって構成されている。このＬＥＤ１２は、ここから発せられた赤外光および紫外光が、所定の記録媒体保持位置に平坦な状態で保持された記録媒体Ｐに対して所定の入射角をもって照射されるように配置されている。

また、光検出部１に設けられている受光部は、記録媒体Ｐに対して照射された光の入射角と等しい角度で反射する光（正反射光）を検出するための正反射光センサ１３と、記録媒体Ｐに対して照射された光の入射角と異なる角度で反射する光（拡散反射光、または散乱反射光）を検出するための拡散反射光センサ１４とにより構成されている。 そして、各光センサ１３，１４には、ＬＥＤ１２によって記録媒体Ｐの表面に照射された赤外光および紫外光の光量を検出するフォトダイオードなどの光電変換素子を用いている。

ここで、この実施形態における記録媒体識別装置によって識別し得る記録媒体Ｐは、紙だけでなく、布やプラスチックフィルムなど様々な記録媒体を含む。さらに、記録媒体の種類を判別するための閾値を決定する際に基準となる反射基準シートおよび光検出部１のキャリブレーションのために使用される反射基準シートなども含む。

一方、前記処理装置は、信号処理部３１、光量決定部３２、光量変化部３３、識別制御信号出力部３４、識別信号入力部３５を有している。信号処理部３１は、光検出部１の正反射光センサ１３と拡散反射光センサ１４とから送出された出力信号に基づき、記録媒体Ｐの種類の識別処理や光検出部１の各部に制御信号を送出する。光量決定部３２は光センサ１３、１４で検出される受光量が所定の光量となるように前記ＬＥＤ１２が照射する光量を決定し、光量変化部３３は前記光量決定部３２によって決定された光量の光が照射されるように、信号処理部３１からの制御信号に従って前記ＬＥＤから発せられる光出力を変化させる。識別制御信号出力部３４は前記信号処理部３１から出力された識別制御信号を記録装置などの適用機器へと出力し、識別信号入力部３５は前記適用機器から送出される様々な識別制御信号を入力させる。

ここで、前記信号処理部３１は、演算処理および制御処理を行うＣＰＵと、データを一時的に格納するＲＡＭ、および制御プログラムなどが格納されたＲＯＭ、光センサ１３、１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有する。また、前記光量変化部３３は、信号処理部から送出された制御信号に応じたパルス幅のパルス信号を送出するＰＷＭ発信回路３３ａと、このＰＷＭ発信回路３３ａから送出されるパルス信号によってＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路３３ｂとからなる。

そして、上記構成を有する記録媒体識別装置は、処理装置３からの識別制御信号出力と処理装置３への識別信号入力とにより、記録装置などの適用機器と連動して動作する。

上記のように構成された実施形態における記録媒体識別装置では、光検出部１から赤外光または紫外光を記録媒体Ｐへと照射し、記録媒体Ｐの表面で反射した反射光量を各光センサ１３，１４によって検出し、検出値に基づいて記録媒体種類の識別を行う。具体的には、まず、ＬＥＤ１２から赤外光を発生させて記録媒体Ｐに照射し、正反射光を正反射光センサ１３によって受光すると共に、拡散反射光を拡散反射光センサ１４によって受光する。各センサ１３，１４からは受光量に応じた信号（電流値または電圧値）が出力され、その信号はＡ／Ｄ変換回路３１ａを経て信号処理部３１のＣＰＵに入力される。ＣＰＵは正反射光センサ１３から出力された検出値を、拡散反射光センサ１３から出力された検出値で除算する。次に、赤外光を照射したときの受光量の検出と同様に、は、ＬＥＤ１２から照射した紫外光の正反射光、拡散反射光をセンサ１３、１４により受光し、受光量に応じた信号を出力する。なお、このとき、ＬＥＤ１２から照射した光の反射光を、正反射光センサ１３、拡散反射光センサ１４で同時に検出しても良いし、複数回ＬＥＤ１２を発光させて、別々に正反射光、または拡散反射光を検出しても良い。

図２は、上記のようにしてＬＥＤ１２からの赤外光を、インクジェットプリンタに用いられる一般的な複数種の記録媒体に照射し、記録媒体Ｐからの反射光を受光した拡散反射光センサ１４の出力信号値を正反射光センサ１３からの出力信号値で除算した値を示す図である。ここでは、記録媒体Ｐとして、普通紙１，普通紙２、光沢紙１，光沢紙２、マット紙１，マット紙２を対象として、正反射光受光量および拡散反射光受光量から得られる除算値を算出した。なお、これらの記録媒体Ｐは、その表面の光沢度の低い順に、マット紙１、マット紙２、普通紙１、普通紙２、光沢紙１、光沢紙２となっている。普通紙１，２は、正反射光センサ１３、拡散反射光センサ１４から得られる反射特性が少々異なるものの、同じ種類の記録媒体である。同様に、光沢紙１，２、マット紙１，２も反射特性が異なる同じ種類の記録媒体である。なお、本実施形態では、反射特性が異なるものの同じ種類である普通紙１，２は、普通紙として識別するように、記録媒体の種類を正確に識別することを目的としている。様々な種類の記録媒体は、ユーザが望む出力結果が得られるように出力される画像に合うように作られている。それぞれの記録媒体の特徴は次のとおりである。コピー用紙としてオフィスなどでよく使用される普通紙は、紙を構成するパルプの繊維を表面に見ることができる。そのため、他の記録媒体と比較して表面が粗く、凸凹しており、光沢度は低い。マット紙や光沢紙は、基材となる紙にインクの浸透性を高めるための受容層をコーティングしたものである。特に、彩色が良くグラフィック文字などの出力に用いられるマット紙（またはコート紙）は、基材である普通紙の表面にシリカなどの顔料を塗布した記録媒体であり、普通紙よりも表面の凹凸は小さいが、光沢度は低い。また、写真データの記録時に用いられる光沢紙は、光沢仕上げされた銀塩写真と同等の出力結果が得られるように作られたものであり、記録媒体表面の平滑度を高めるために、基材に対して幾層にもコーティング剤や受容層を塗布したものである。光沢紙は他の記録媒体と比較して表面が滑らかで光沢度が高い。

図示のように、信号処理部３１によって算出された除算値（拡散反射光センサの出力値／正反射光センサの出力値）は、光沢紙１，光沢紙２から得られた値が最も低く、これに続いて普通紙１，普通紙２、マット紙１，マット紙２の順となっている。図２に示すように、光沢紙１および光沢紙２から得られた値と、光沢紙以外の紙から得られた値との間には、比較的大きな差が生じている。これは、光沢紙１および光沢紙２が他の紙よりも平滑であって光沢性が高く、赤外光が記録媒体上で拡散する光量が少なくなるため、正反射光センサ１３が受光する光量が大きく、拡散反射光センサ１４が受光する光量が小さくなる特徴が見られるためである。

このため、本実施形態では、光沢紙１または光沢紙２から得られる除算値と、普通紙１または普通紙２から得られる除算値との間の値を赤外光照射時の閾値（第２の閾値）として予め設定し、算出された除算値が第２の閾値以上であるか否かを判断し、これによって光を照射した記録媒体が光沢紙１または光沢紙２であるか、それ以外の記録紙であるかを識別している。

図２に示すように、普通紙１または普通紙２から得られた除算値と、マット紙１またはマット紙２から得られた除算値との間に生じる差は僅かであるため、普通紙１および普通紙２とマット紙１およびマット紙２との識別を誤る可能性がある。
そこで、本実施形態では、赤外光を照射したときに得られる検出値のみで記録媒体の判別を行わず、さらに紫外光を記録媒体に照射したときに得られる検出値を用いることによって、普通紙１，普通紙２とマット紙１，マット紙２とを正確に識別する。

図３は、ＬＥＤ１２からの紫外光を、複数種の記録媒体（普通紙１，普通紙２、光沢紙１，光沢紙２、マット紙１，マット紙２）に照射し、各記録媒体Ｐからの反射光を受光した拡散反射光センサ１４からの出力信号値を示す図である。

図示のように、マット紙１またはマット紙２から得られる出力信号値と、それ以外の記録媒体（普通紙１または普通紙２、および光沢紙１または光沢紙２）から得られる出力信号値との間には大きな差が生じている。これは、マット紙１およびマット紙２には、それ以外の記録紙に比べ、表面を覆うコーティング材（シリカなどの顔料）に多くの蛍光増白剤が含有されていることによる。すなわち、紫外光が照射されることによって、蛍光増白剤を多く含んだマット紙１およびマット紙２からは、より多くの蛍光が発生するため、拡散反射光センサ１４が受光する蛍光成分を含んだ光（拡散反射光）の光量が大きくなる特徴が見られる。これに対し、光沢紙１および光沢紙２および普通紙１および普通紙２では、含有される蛍光増白剤の量がマット紙１およびマット紙２に比べて少ないため、拡散反射光センサ１４が受光する受光量は小さくなり、信号処理部３１に出力する値も小さな値となる。

この実施形態では、マット紙１またはマット紙２から得られる拡散反射光センサ１４からの出力値と、光沢紙１または光沢紙２から得られる拡散反射光センサ１４からの出力値との間の値を紫外光照射時の閾値（第１の閾値）として予め設定し、取得された出力値が紫外光照射時の閾値以上であるか否かを判断し、これによって光を照射した記録媒体がマット紙１またはマット紙２であるか、それ以外の記録媒体であるかを識別している。このように記録媒体識別装置により識別された記録媒体に応じた記録データを生成することで、記録媒体の種類に適した記録を行うことができる。なお、ここでは、記録装置において記録媒体の種類を識別しているが、記録装置の光検出部１からの出力結果を記録装置の外部に接続されるホスト装置に送信し、ホスト装置のプリンタドライバ内に含まれているプログラムによって記録媒体の種類を識別する構成としても良い。

なお、前記赤外光照射時の閾値および紫外光照射時の閾値などの記録媒体の種類を判別するための閾値は、上記各記録媒体Ｐから得られる除算値を算出し、各除算値に基いて各閾値を求めることによって予め設定するようにしても良いが、赤外光照射時と紫外光照射時のそれぞれにおいて、適正な閾値が得られるような反射基準シートをそれぞれ用意し、それらの基準反射シートから得られる除算値を、各々の閾値として予め設定するようにすることも可能である。なお、これらの閾値の設定は、ユーザにより行われるようにしても良いし、また、出荷前に設定して置くようにしてもよい。また、本実施形態においては、紫外光照射時には、拡散反射光センサ１４からの出力値のみを用いて記録媒体の種類を識別しているが、赤外光照射時と同様に、正反射光センサ１３と拡散反射光センサ１４との除算値を記録媒体の識別に用いてもよい。

以上のように、この実施形態においては、赤外光と紫外光とをそれぞれ記録媒体に照射し、記録媒体から反射される各々の反射光の光量に応じて、記録媒体が、マット紙、普通紙、および光沢紙のいずれであるかを確実に識別することができる。図６は、本実施形態における記録媒体種類の識別手順を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートでは、先に赤外光による記録媒体の識別を行っているが、紫外光による測定を先に行って記録媒体がマット紙であるか、それ以外の記録媒体であるかを識別してから、赤外光による測定を行って普通紙であるか、光沢紙であるかを識別するようにしてもよい。

また、この実施形態では、記録媒体からの反射光を検出するセンサとして、正反射光センサ１３と拡散反射光センサ１４とを用い、各センサから得られる値の除算値を用いて、記録媒体の種類を識別するようにしたため、ＬＥＤ１２、各光センサ１３，１４にミストや紙紛などの汚れが付着したときや、温度（環境）変化、経年変化などによる出力特性、受光特性などに誤差が生じた場合にも、これをキャンセルすることができ、長期に亘って良好な識別性能を得ることができる。但し、本発明は正反射光センサ１３と拡散反射光センサ１４とを用いる場合に限らず、照射部から照射される複数種類の光（赤外光や紫外光）の反射光量を検出することができれば、単一の光電変換素子を用いることも可能であり、照射部や光センサの配設位置も適宜設定可能である。

また、前述のように記録媒体の種類を判別するための閾値を予め設定しておく場合には、実際の記録に使用する記録媒体の種類識別動作を開始する際に、その都度、光検出部１にて所定の反射特性を有する基準反射シートを検出させ、その検出値に基き、前述の閾値あるいは光検出部１からの出力を補正（キャリブレーション）するようにすれば、記録媒体の種類を長期に亘って適正に識別することが可能になる。なお、記録媒体の種類識別動作の時間を短縮するためには、種類識別動作時に毎回キャリブレーションを行うのではなく、記録装置の電源をＯＮにしたときや、種類識別動作を所定回数行う毎に行うようにしてもよい。

なお、上記実施形態において、光検出部１の正反射光センサ１３と拡散反射光センサ１４のパッケージに、特定波長域を遮断する光学フィルタ特性を持つ樹脂を用い、赤外光と紫外光のみを透過させ、他の波長域の光を遮断するようにすれば、各光センサ１３，１４の出力信号をより安定して得ることができる。その遮断すべき波長域としては、例えば、短波長側を４８０ｎｍ、長波長側を７３０ｎｍとすることが好ましい。なお、本実施形態では、赤外光または紫外光を照射したときの反射光量を測定する受光センサ１３、１４に、赤外光および紫外光を検出できる感度特性のセンサを用いているが、赤外光のみの感度特性のセンサと紫外光のみの感度特性のセンサとを組み合わせて正反射光センサ１３、または拡散反射光センサ１４としてもよい。また、紫外光を照射した際に、記録媒体に含まれる蛍光成分によって励起される光を受光するために、記録媒体上で乱反射した紫外光を遮断するように、４１０ｎｍ短波長カットフィルタを用いてもよい。蛍光成分によって励起された光は照射された光と波長が異なるため、紫外光の波長域を遮断するフィルタを用いることで、励起した光のみを受光することが可能となる。

また、上記実施形態では、発光部として赤外線発光部と紫外線発光部とを一つのパッケージに収納したＬＥＤを用いたが、赤外光を発するＬＥＤと、紫外光を発するＬＥＤとを別個に配置することも可能であり、また、信号処理部を構成する演算部や記憶部などの処理部は、組み込まれる機器にあわせた最適な位置に配置することも可能である。

さらに上記実施形態では、紫外光と赤外光とを記録媒体に照射する場合を例に採り説明したが、記録媒体に対して紫外光と可視光とを照射するようにしても良く、この場合にも上記実施形態と同様に、記録媒体からの各光の反射量に応じて記録媒体の種類を識別することが可能である。つまり、紫外光（紫外線：１０〜３８０ｎｍ程度）と、紫外線よりも波長の長い可視光（可視光線：３８０〜７８０ｎｍ程度）や赤外光（赤外光：７８０ｎｍ〜１００μｍ程度）を記録媒体に照射したときの反射光量に応じて記録媒体の種類を識別することが可能である。

（記録装置）
次に、上記の記録媒体の種類識別装置を組み込んだ記録装置の一例を図４と共に説明する。
図中、１０はインクジェット記録装置であり、このインクジェット記録装置１０は、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドと称す）５をキャリッジ６と共に紙面と直交する方向へと往復移動させつつ記録動作（インク吐出動作）を行うシリアルプリンタ型のインクジェット記録装置となっている。また、インクジェット記録装置１０には、記録媒体積載部１０ａに積載された複数の記録媒体Ｐを順次搬送路Ｒへと給送する給送ローラ７が設けられると共に、搬送路Ｒ中に給送された記録媒体を記録ヘッド５の対向位置へと間欠的に搬送する搬送ローラ８と、記録ヘッド５によって記録された記録媒体を排紙部１０ｂへと搬送する排紙ローラ９とが設けられている。

また、１１は記録媒体積載部７の上方に設置されたセンサアームであり、このセンサアーム１１の先端には、記録媒体積載部１０ａの積載面に対向してセンサヘッド１１ａが配置されている。このセンサヘッド１１ａは、図１に示す光検出部１のようにＬＥＤ１２、正反射光センサ１３、および拡散反射光センサ１４（図５参照）が設けられている。センサヘッド１１ａのＬＥＤ１は記録媒体積載部１０ａに積載された最上位の記録媒体Ｐに対して紫外線または赤外線を照射し、正反射光センサ１３および拡散反射光センサ１４は最上位の記録媒体Ｐから反射された反射光を受光する。

また、記録媒体積載部の底部には、光検出部１のキャリブレーションを行うための反射基準シートＰ１が設置されており、記録媒体積載部１０ａに記録媒体が積載されていない場合には、記録媒体種類の識別装置のキャリブレーションを行う。具体的には、ＬＥＤ１２から光を前記反射基準シートＰ１に照射し、その反射光を受光した拡散反射光センサ１４と正反射光センサ１３の検出値に基づいて各光センサ１３，１４の検出性能の誤差を算出し、算出された誤差に従って記媒媒体の種類を識別するために設定される閾値などの補正（キャリブレーション）を行う。なお、図中、４は記録装置内に保持された回路基板で、記録装置の各部の制御を行う制御系および処理装置の一部または全部が実装されている。

また、図５は、記録装置の記録動作を制御する制御系の概略構成を示すブロック図である。
図５において、１００は記録装置のコントロール部であり、このコントロール部１００は、種々の演算、判別、制御などの処理を行うＣＰＵ１０１、このＣＰＵ１０１の処理動作中のデータを格納する領域や入力データなどを一時的に格納するため領域などを有するＲＡＭ１０２、前記ＣＰＵ１０１によって制御される制御プログラムなどを格納したＲＯＭ１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０４および入出力部（図示せず）などを有する。

また、コントロール部１００には、前記給送ローラ７を回転させる給送モータ４７を駆動させるモータ駆動回路４７ａ、前記搬送ローラ８を回転させる搬送モータ４８を駆動させるモータ駆動回路４８ａ、前記排出ローラ９を回転させる排出モータ４９を駆動させるモータ駆動回路４９ａ、記録ヘッド５を保持しつつ往復移動するキャリッジ６を駆動するキャリッジモータ４６を駆動するモータ駆動回路５０および記録ヘッド５を駆動するヘッド駆動回路４５ａが接続されている。さらに、コントロール部１００には、この実施形態のインクジェット記録装置に搭載された記録媒体識別装置における光量変化部３３、光量決定部３２、が接続されており、光量変化部３３およびＡ／Ｄ変換回路１０４には、検出部１が接続されている。

また、４１はコントロール部１００に接続されたインターフェース回路であり、このインターフェース回路４１を介してホストコンピュータ２００との間で信号の授受を行うようになっている。

なお、このインクジェット記録装置に搭載される記録媒体識別装置は、図１に示すものと同様に、光検出部１と処理装置３とにより構成されており、処理装置３における信号処理部３１は、コントロール部１００を構成するＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３と、前記Ａ／Ｄ変換回路１０４とにより構成されている。

以上のように構成された記録装置において、記録媒体積載部１０ａに記録媒体が積載されているときには、記録媒体積載部１０ａに積載された複数枚の記録媒体の最上位の記録媒体Ｐに対して、図１ないし図３において説明した記録媒体識別装置と同様に、ＬＥＤ１２から発せられた赤外光と紫外光とをそれぞれ照射する。そして、ＣＰＵ１０１は、拡散反射光センサ１４の出力値を正反射光センサ１３の出力値によって除算し、その除算値と予め設定されている閾値とを比較して記録媒体積載部１０ａに積載されている記録媒体Ｐの種類を識別する。記録媒体Ｐの種類を識別した後、ＣＰＵ１０１は、その記録媒体Ｐに適した形態を選択し、その形態に応じて、前記各モータ４７、４８、４９および記録ヘッド５などを制御し、記録媒体Ｐに吐出される単位面積当たりのインク量と、単位時間内に前記記録媒体Ｐに吐出されるインク量の少なくとも一方を制御して記録動作を行う。

例えば、光沢紙は、写真調の高品質な画像の形成に適し、インクの吸収性が高いため、単位面積に対するインクの吐出量を多くして階調（濃度）が綺麗にでるように画像を形成する。このとき、同じ画素に対して複数滴のインクを吐出して階調を出すように、単位面積に対する単位時間当たりのインク吐出量を抑えるようなインク吐出動作および記録媒体の搬送動作を行う。その具体的な記録形態としては、比較的パス数の多いマルチパス記録などがある。また、インク吸収性の高いマット紙に対しては、記録動作速度を高める上で、比較的パス数の少ないマルチパス記録あるいは１パス記録などを実行する。さらに、文字などスループットを求められる文書の記録に用いられる普通紙に対しては、インク吸収性が低いため、単位面積に対するインクの吐出量を少なくし、比較的パス数の少ないマルチパス、あるいは１パス記録などを実行する。なお、この１パス記録とは、所定の記録範囲を記録ヘッドの１回の記録走査で画像を完成させることであり、マルチパスとは所定の記録範囲を記録ヘッドの複数回の記録走査で画像を完成させることである。所定の記録範囲の画像を完成させるときに記録走査を行った回数をパス数と称している。

このように、本実施形態における記録装置によれば、識別装置によって正確に記録媒体の種類を識別し、その識別結果に応じて記録動作の形態を決定するため、記録媒体積載部１０ａに種々の記録媒体が混在する場合にも、各記録媒体に対応する記録形態で適正な画像を形成することが可能となる。

なお、記録媒体の種類識別装置による識別結果は、最良の記録形態を選択する上での一つの判断要素とすることも可能である。例えば、種類識別装置による識別結果を、ユーザーが要求する記録速度、記録品質などと共に記録形態を決定するための一要素とし、それらの要素を総合的に判断することによって、記録形態を決定するようにすることも可能である。

また、記録媒体積載部１０ａなどから給紙される記録媒体の種類を識別し、記録媒体積載部から給送しようとしている記録媒体が、記録に用いるべき記録媒体の種類と一致するか否かを判別し、記録媒体とは異なる種類の記録媒体であった場合に、給紙動作をはじめとする一連の記録動作を停止させ、記録装置あるいはこれに接続されているホストコンピュータなどの表示部にエラーを表示するようにすることも可能である。これによれば、不要な記録動作が実行されるのを回避することが可能となる。

また、本実施形態では、普通紙１，２は普通紙として記録媒体の種類のみを大きく判別したが、さらに詳細に測定を行うことで同じ種類の記録媒体をそれぞれ識別しても良い。その際、記録媒体の照射する光の強さを変更したり、受光センサの感度を良くすることで詳細な測定を行うことが可能となる。

ところで、上述した実施形態は、一例として掲げたものであり、本発明を限定するものではない。すなわち、上記実施形態における記録媒体の種類識別装置は、光源として、赤外線発光部と紫外線発光部とを一つのパッケージに収納したＬＥＤを用いたが、赤外光を発するＬＥＤと、紫外光を発するＬＥＤとを別個に配置することも可能であり、また、信号処理部を構成する演算部や記憶部などの処理部は、組み込まれる機器にあわせた最適な位置に配置することも可能である。

さらに、上記実施形態では、本発明に係る記録媒体識別装置をシリアルプリンタ型のインクジェット記録装置に適用した場合を例に採り説明したが、本発明に係る記録媒体識別装置は、ラインプリンタ型のインクジェット記録装置あるいは、電子写真方式、ワイヤードット方式などの記録装置にも適用可能である。

＜第２の実施形態＞
本実施形態は、記録媒体識別装置のＬＥＤ１２と光センサ（受光素子）１３、１４の配置を規定するものである。
図７に本実施形態における記録媒体種類の識別装置の光検出部の構成を示す。
第１の実施形態と同じ部品に関しては同じ番号を振ってある。本実施形態においては、紫外光、または赤外光を照射するＬＥＤ１２はそれぞれの光を発光するチップを備えており、１２ａは赤外光を発光する赤外光チップ、１２ｂは紫外光を発光する紫外光チップである。別チップにより複数の光を発光させる場合には、チップの設置場所によって、それぞれのチップから発光される光の法角（記録媒体Ｐの表面に垂直な方向から光軸の角度）は変化する。図７に示すように、赤外光チップ１２ａから照射された光の法角はθ１（図７中のθ１は入射角とも称する）であり、紫外光チップ１２ｂから照射された光の法角はθ２であり、法角θ１の方が法角θ２よりも大きい。正反射光センサ１３、および拡散反射光センサ１４は、紫外光または赤外光それぞれの法角が多少異なっても共に受光可能な位置に設けることが好ましい。光検出部以外の構成は第１の実施形態と同じため詳細な説明は省略する。

図８は、法角を変えて記録媒体に赤外光を照射したときの反射光量を示す図である。
図８は、赤外光や可視光を照射したときの反射特性が似ていて誤認しやすいコート紙と普通紙に対して法角を変化させて赤外光（ＩＲ）を照射したものであり、それぞれの法角における正反射光量と拡散反射光量の比（ＩＲ比）の関係を示している。正反射光量と拡散反射光量の比は、第１の実施形態と同様に、拡散反射光センサの検出値（Ｓ２）を正反射光センサの検出値（Ｓ１）で除算した値である。図８から分かるように、法角が大きくなるに従って、コート紙と普通紙のＩＲ比の差が大きくなる。そのため、法角θ１が大きくなるようにＬＥＤならびに光センサを配置すれば、コート紙と普通紙とを正確に識別することが可能となる。

図９は、法角を変えて記録媒体に紫外光を照射したときの反射光量を示す図である。
図９は、コート紙と普通紙に対して法角を変化させて紫外光（ＵＶ）を照射したものであり、それぞれの法角における拡散反射光量（Ｓ２）の関係を示している。図９から分かるように、法角が小さくなる従って、コート紙と普通紙の拡散反射光量の差が大きくなる。そのため、法角θ２を小さくなるようにＬＥＤならびに光センサを配置すれば、コート紙と普通紙とを正確に識別することが可能となる。

以上のように、本実施形態によると、異なる部材により紫外光と赤外光を照射する場合に、赤外光の法角が紫外光の法角よりも大きくなるようにそれぞれの発光部材を配置することにより、記録媒体の種類を正確に識別することが可能となる。

なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、記録媒体種類の識別に用いる光として、紫外光と紫外光よりも波長の長い光（赤外光または可視光など）を用いてよい。

また、図９において法角と拡散反射光量の関係を説明したが、正反射光量と拡散反射光量の比を用いてよい。正反射光量と拡散反射光量の比を用いることにより、ＬＥＤや受光素子の経年変化や、環境変化に対する誤差を低減させることが可能となる。

＜その他の実施形態＞
図１０にその他の実施形態における記録媒体識別装置の３面図を示す。
図１０は、赤外光を照射するＬＥＤ１２１と紫外光を照射するＬＥＤ１２２とを別々に配置する例をしめしている。図１０において、紫外光の反射光は拡散反射光のみを受光する構成となっている。図に示すようにＬＥＤ１２１、１２２を配置することにより、光センサ１３、１４は共通のものを用いることが可能となる。このような構成とすることにより、赤外光と紫外光を照射するユニットではなく、通常の赤外光または紫外光を照射するＬＥＤを用いることができ、コストを押さえることが可能となる。また、共通の受光素子を用いることにより、装置の小型化が可能となる。

さらに、図１１に他の実施形態における記録媒体識別装置の３面図を示す。図１１の１５は、透明のプラスチック部材等の導光体であり、紫外光ＬＥＤ１２２の光の一部を取り込み、反射部１５１で光の向きを変えて正反射光センサ１３で受光できるようにしている。このように、照射部からの紫外光の発光量を、導光体１５によって導かれた光を正反射光センサにより受光することで、経年変化や環境変化などの誤差を低減させることが可能となる。具体的には、正反射光センサで受光した紫外光の発光量と、拡散反射光量の比を算出することで、誤差を低減させることができる。

また、図１２に示すように、導光体を用いる構成において、導光体のコア部材にＰＭＭＡ、クラッド材料にフッ素系樹脂からなるプラスチック光ファイバ１６を用いることにより、紫外光ＬＥＤ１２２の光の一部を正反射光センサ１３で効率よく受光することが可能となる。なお、導光体を用いて、照射した紫外光の一部を正反射光センサに導いたとしても、正反射光センサには記録媒体の表面で拡散反射した反射光が受光することがある。その場合には、正反射光センサからの出力値から、拡散反射光量を差し引くことで正確な照射光量を知ることができ、より誤差の低減を図ることが可能となる。

さらにまた、本発明の他の実施形態においては、光沢紙１、光沢紙２は光沢紙としてそれぞれ細かく識別しない構成としたが、詳細に分類できる場合には細かく識別しても良い。より詳細に記録媒体の種類を識別することにより、記録媒体の詳細な種類に適した画像の出力を行うことが可能となる。図１３は様々な種類の記録媒体の反射特性を示す図である。図１３では、異なる反射特性を有する様々な種類の記録媒体として、光沢フィルム、光沢紙１、光沢紙２、光沢紙３、光沢紙４、普通紙１、普通紙２、普通紙３、マット紙１、マット紙２を用いている。また、図１４は、記録媒体の種類を詳細に判別する際に用いるフローチャートである。図１３では、それぞれの記録媒体が取り得る反射特性の範囲を囲んである。赤外光を照射したときに光センサ１３、１４により得られる値が取り得る範囲をそれぞれの記録媒体毎にＲＮ（Ｎ＝１〜１０）で示している。また、紫外光を照射したときに光センサ１３、１４により得られる値が取り得る範囲をそれぞれの記録媒体毎にＵＭ（Ｍ＝１〜１２）で示している。赤外光を照射したときに光センサにより得られる値（ｉＲ）、紫外光を照射したときに光センサにより得られる値（ｕｖ）が、それぞれＲＮ、ＵＭのどの領域にあるかに応じて、記録媒体の種類を詳細に識別することができる。

このように、本発明は、その特許請求の範囲に記載されている技術事項を逸脱しない範囲で、種々の態様にて実施可能である。

本発明における記録媒体の種類識別装置の概念構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態において、ＬＥＤからの赤外光を複数種の記録媒体に照射した際に拡散反射光センサからの信号値で正反射光センサから得られる信号値を除した値を示す図である。 本発明の第１の実施の形態において、ＬＥＤからの赤外光を複数種の記録媒体に照射した際に拡散反射光センサからの信号値で正反射光センサから得られる信号値を除した値を示す図である。 本発明の実施形態における記録装置の概念構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における記録媒体種類の識別手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における記録媒体の種類識別装置の光検出部の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態において、記録媒体に赤外光を照射したときの法角と反射特性を示す図である。 本発明の第２の実施形態において、記録媒体に紫外光を照射したときの法角と反射特性を示す図である。 本発明のその他の実施形態における記録媒体識別装置の３面図である。 本発明のその他の実施形態における記録媒体識別装置の３面図である。 本発明のその他の実施形態における記録媒体識別装置の概略図である。 様々な種類の記録媒体と反射光特性との関係を示す図である。 本発明のその他の実施形態における記録媒体種類の識別方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 光検出部
３ 処理装置
４ 回路基板
５ 記録ヘッド
６ キャリッジ
７ 給送ローラ
８ 搬送ローラ
９ 排紙ローラ
１０ 記録装置
１０ａ 記録媒体積載部
１０ｂ 排紙部
１１ 光検出部を搭載したアーム
１２ ＬＥＤ
１２ａ 赤外光チップ
１２ｂ 紫外光チップ １３ 正反射光センサ
１４ 拡散反射光センサ
１５ 導光体
１２１ 赤外光ＬＥＤ
１２２ 紫外光ＬＥＤ
Ｐ 記録媒体

Claims (12)

1. 記録装置に使用する記録媒体の種類を識別する記録媒体識別装置であって、
   前記記録媒体の表面に紫外光とこれより波長の長い他の光とを照射する発光部と、
   前記発光部により照射され、前記記録媒体の表面で反射した光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光部と、
   前記紫外光を記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号と、前記他の光を前記記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号と、に基づいて前記記録媒体の種類を識別する識別手段と、を有し、
   前記紫外光の入射角が前記他の光の入射角よりも小さくなるよう前記発光部を配置することを特徴とする記録媒体識別装置。
2. 前記識別手段は、前記受光部における前記紫外光の受光量と第１の閾値とを比較するとともに、前記受光部における前記他の光の受光量と第２の閾値とを比較し、当該比較結果に応じて前記記録媒体の種類を識別することを特徴とする請求項１に記載の記録媒体識別装置。
3. 前記第１の閾値は、前記記録媒体に含まれる蛍光剤の含有量に基づいて設定することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の記録媒体識別装置。
4. 前記第２の閾値は、記録媒体表面の光沢度に基づいて設定することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
5. 前記受光部は、受光すべき光の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請求項１ないし４のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
6. 前記識別手段が識別する記録媒体は、普通紙、光沢紙、マット紙を含み、
   前記識別手段は、前記紫外光を前記記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号に応じてマット紙であるか否かを判別すると共に、
   前記他の光を前記記録媒体に照射した際に前記受光部から出力される信号に応じて光沢紙であるか否かを判別することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
7. 前記他の光は、赤外光であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
8. 前記他の光は、可視光であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
9. 前記受光部は、前記紫外光の一部を直接受光するための導光体を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の記録媒体識別装置。
10. 前記導光体は、コア材料にＰＭＭＡを、クラッド材料にフッ素系樹脂からなるプラスチック光ファイバを用いたことを特徴とする請求項９に記載の記録媒体識別装置。
11. 記録媒体に色材を付与することによって画像を形成する記録装置であって、
    請求項１ないし７のいずれかに記載の記録媒体識別装置と、
    前記記録媒体識別装置によって識別された記録媒体の種類に応じて記録動作に関連する所定の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする記録装置。
12. 記録媒体に色材を付与する記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、前記搬送手段によって記録媒体を搬送すると共に、前記記録手段によって前記記録媒体に色材を付与することにより記録動作を行う記録装置であって、
    請求項１ないし７のいずれかに記載の記録媒体識別装置と、
    前記記録媒体識別装置によって識別された前記記録媒体の種類に応じて前記記録手段および前記搬送手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする記録装置。

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