JP4559347B2 - 印刷物情報測定装置および印刷装置 - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、カラープリンタやカラー複写機の制御部に印刷物の色情報および位置情報を出力する印刷物情報測定装置、および、この印刷物情報測定装置を用いた印刷装置に関する。
この印刷物情報測定装置は、発光部から波長の異なる複数の光を印刷物に照射し、この印刷物からの反射光のうちの拡散反射光および正反射光の各波長の反射光強度を測定することによって印刷物の色情報を検出すると共に、この印刷物からの反射光のうちの正反射光の各波長の反射光強度を測定することによって印刷物の位置情報を検出する。
近年、コンピュータの出力装置として、様々な種類のカラープリンタが広く用いられている。この種類の中で、インクジェットプリンタは、ここ数年、技術開発が進み、インクの耐水性や耐候性の向上、および、メディアの急速な技術開発によって、より低価格で高画質化を実現して、銀塩写真をも上回るような写真画質を得ることができた。
このインクジェットプリンタでは、シアン(Ｃ)、マゼンダ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)の３色の色インクにブラック(Ｋ)を加えた４色インク、または、この４色に淡シアン（ｌｃ）および淡マゼンダ（ｌｍ）を加えた６色インクでカラー画像を印刷する。
しかしながら、温度や湿度等のプリンタがおかれた環境条件の変化や、印刷に用いられるインクや用紙の特性のわずかな違いなどに起因して、印刷後の画像の濃度や色調が変化し、また、プリンタによって印刷後の画像の濃度等が異なることがある。また、このような特性の変化や違いは、プリンタを構成する各要素の経時変化によって生じるものである。
そこで、プリンタの出力部付近にカラーセンサを設置し、印刷物の印字状態をカラーセンサでモニターし、カラーセンサの出力をプリンタにフィードバックすることにより、濃度または色度の調整を行なうことが望まれている。
このようなカラーセンサとしては、例えば、図１２Ａに示すようなカラーセンサ１１０がある（特開２００３−１０７８３０号公報：特許文献１参照）。このカラーセンサ１１０では、白色光源１１１から照射された光束は、被測定物１１２で反射して、受光素子１１３に入射する。この受光素子１１３は、図１２Ｂに示すように、赤、緑、青のそれぞれ独立した画素１１４,１１５,１１６を備え、この各画素１１４,１１５,１１６は、それぞれ光電変換素子を備える。
この各画素１１４,１１５,１１６は、それぞれ、赤、緑、青の波長を透過する波長フィルタを備えている。この各画素１１４,１１５,１１６において、それぞれ、赤、緑、青の光強度を測定することによって、上記被測定物１１２の色情報を数値化することができる。この色情報を数値化して得た出力を、図示しないプリンタへ、フィードバックすることで、プリンタの印刷状態の補正を行なうことができる。
また、インクジェットプリンタでは、より低価格で高画質化を実現したことから、個人消費者がデジタルカメラで撮った写真を直接印刷するのに用いられている。個人消費者が写真などをインクジェットプリンタで印刷するときには、より本物に近い質感が得られるフチなし印刷が求められている。
しかしながら、用紙が想定した位置からずれている場合、用紙上の想定した位置に画像が形成されないばかりか、用紙の端部近傍に形成される予定であった画像が、用紙からはみ出してしまうこともある。この場合には、インク滴が本来着弾すべき用紙端部からはずれてプリンタ箱体上に着弾してしまい、その後同じ場所を通過する用紙が汚れてしまう。このことからも、用紙の位置を検出することは、非常に重要である。
そして、この用紙位置検出装置としては、例えば、図１３に示すような用紙位置検出装置１２３がある（特開２００２−１０３７２１号公報：特許文献２参照）。この用紙位置情報測定装置１２３は、発光ダイオード１２０とフォトトランジスタ１２２から構成されており、上記発光ダイオード１２０は、所定の検出地点に向けて光を射出し、上記フォトトランジスタ１２２は、その反射光を受けて光量の変化を電流の変化に変換する。上記用紙１２１によって反射された反射光を、上記フォトトランジスタ１２２が受光したか否かに応じて、上記用紙１２１のエッジが検出地点にあるか否かを判定する。
このように、印刷物の情報を測定する装置として、印刷物の色情報を測定する装置、および、印刷物の位置情報を測定する装置が、必要になり、コストが高く、大型になっていた。
特開２００３−１０７８３０号公報
特開２００２−１０３７２１号公報
そこで、この発明の課題は、印刷物の色情報と位置情報を同時に測定できる安価で小型で高精度な一体型の印刷物情報測定装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の印刷物情報測定装置は、
波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する拡散反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を形成し、
この照射領域は、上記拡散反射光が上記対物側集光部と上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記拡散反射光受光部に入射するような拡散反射光観測領域を、含んでいることを特徴としている。
波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する拡散反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を形成し、
この照射領域は、上記拡散反射光が上記対物側集光部と上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記拡散反射光受光部に入射するような拡散反射光観測領域を、含んでいることを特徴としている。
ここで、上記印刷物とは、例えば、印刷装置から出力される用紙をいう。
この発明の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部から波長が互いに異なる複数の光を発光し、上記発光部側集光部により上記発光部から放射された光をコリメート光に変換して、上記対物側集光部により上記印刷物へ照射する。
そして、上記印刷物からの反射光は上記対物側集光部により、コリメート光に変換され、上記拡散反射光集光部により上記拡散反射光受光部上へ、上記正反射光集光部により上記正反射光受光部上へ集光される。
上記各受光部は、受光した波長が互いに異なる複数の光を、それぞれ、受光強度に比例する電気信号に変換して出力する。つまり、上記各受光部が出力する電気信号によって、上記印刷物で反射する各波長の反射光の強度を測定できる。
そして、上記算出部は、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出することができる。
したがって、上記印刷物の色情報および位置情報を同時に測定でき、安価で小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、上記拡散反射光スリット部の上記スリットの形状を適切に設計することで、上記拡散反射光観測領域を所望の大きさに設定することができ、印刷物情報測定装置の空間分解能を適切に設計することができる。
また、上記拡散反射光スリット部の上記スリットの形状を適切に設計することで、上記拡散反射光観測領域を所望の大きさに設定することができ、印刷物情報測定装置の空間分解能を適切に設計することができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部は、発光波長が互いに異なる３つの発光素子を有している。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部は、上記３つの発光素子によって、波長の異なる３つの光を発生し、上記発光部側集光部、上記対物側集光部を経由し、上記印刷物へ照射する。この３つの光の３つの波長を選択することによって、可視光全体に渡る測定が容易となり、安価で高精度な印刷物情報測定装置を提供することができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記３つの発光素子は、それぞれ、発光波長が赤、緑、青に対応している。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記３つの発光素子の発光波長を赤、緑、青に対応することにより、可視光全域に渡る測定を効果的に行なうことができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光スリット部の上記スリットの形状は、円形である。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光スリット部の上記スリットの形状は、円形であるので、上記印刷物上の上記拡散反射光観測領域を円形にできる。この円形の拡散反射光観測領域により、上記印刷物上の上記照射領域から効果的に光量を確保して受光でき、上記拡散反射光受光部でのＳ/Ｎ比を高くできる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、
波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記正反射光集光部と上記正反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する正反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を有し、
この照射領域は、上記正反射光が上記対物側集光部と上記正反射光集光部と上記正反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記正反射光受光部に入射するような正反射光観測領域を、含んでいる。
波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記正反射光集光部と上記正反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する正反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を有し、
この照射領域は、上記正反射光が上記対物側集光部と上記正反射光集光部と上記正反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記正反射光受光部に入射するような正反射光観測領域を、含んでいる。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部から波長が互いに異なる複数の光を発光し、上記発光部側集光部により上記発光部から放射された光をコリメート光に変換して、上記対物側集光部により上記印刷物へ照射する。
そして、上記印刷物からの反射光は上記対物側集光部により、コリメート光に変換され、上記拡散反射光集光部により上記拡散反射光受光部上へ、上記正反射光集光部により上記正反射光受光部上へ集光される。
上記各受光部は、受光した波長が互いに異なる複数の光を、それぞれ、受光強度に比例する電気信号に変換して出力する。つまり、上記各受光部が出力する電気信号によって、上記印刷物で反射する各波長の反射光の強度を測定できる。
そして、上記算出部は、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出することができる。
したがって、上記印刷物の色情報および位置情報を同時に測定でき、安価で小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、上記正反射光スリット部の上記スリットの形状を適切に設計することで、上記正反射光観測領域を所望の大きさに設定することができ、印刷物情報測定装置の空間分解能を適切に設計することができる。
そして、上記印刷物からの反射光は上記対物側集光部により、コリメート光に変換され、上記拡散反射光集光部により上記拡散反射光受光部上へ、上記正反射光集光部により上記正反射光受光部上へ集光される。
上記各受光部は、受光した波長が互いに異なる複数の光を、それぞれ、受光強度に比例する電気信号に変換して出力する。つまり、上記各受光部が出力する電気信号によって、上記印刷物で反射する各波長の反射光の強度を測定できる。
そして、上記算出部は、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出することができる。
したがって、上記印刷物の色情報および位置情報を同時に測定でき、安価で小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、上記正反射光スリット部の上記スリットの形状を適切に設計することで、上記正反射光観測領域を所望の大きさに設定することができ、印刷物情報測定装置の空間分解能を適切に設計することができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記正反射光スリット部の上記スリットの形状は、長方形である。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記正反射光スリット部の上記スリットの形状は、長方形であるので、上記印刷物上の上記正反射光観測領域を長方形にできる。また、上記正反射光スリット部の上記スリットの長方形を、上記印刷物の搬送方向の上記正反射光観測領域の長さを小さくし、かつ、上記印刷物の搬送方向と直交する方向の上記正反射光観測領域の長さを大きくするような形状にすることで、上記印刷物の搬送方向の位置検出精度を向上することができ、かつ、光量を大きくしてＳ/Ｎ比を向上することができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部側集光部は、レンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部側集光部は、レンズで構成されているので、小型で安価な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光集光部は、レンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光集光部は、レンズで構成されているので、小型で安価な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の刷物情報測定装置では、上記正反射光集光部は、レンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記正反射光集光部は、レンズで構成されているので、小型で安価な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記対物側集光部は、レンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記対物側集光部は、レンズで構成されているので、小型で安価な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光集光部および上記正反射光集光部は、１つのレンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光集光部および上記正反射光集光部は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より安価な印刷物情報測定装置が実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部は、１つのレンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より小型で安価な印刷物情報測定装置が実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部は、１つのレンズで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より小型で安価な印刷物情報測定装置が実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部の少なくとも一つは、フレネルレンズである。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部の少なくとも一つは、フレネルレンズであるので、容易にレンズを一体化することができ、より小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記３つの発光素子は、同一の基板上に実装されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記３つの発光素子は、同一の基板上に実装されているので、省スペース化を図れ、より小型な印刷物情報測定装置を提供できる。また、上記３つの発光素子によって上記印刷物上に照射したときの全照射領域に対する共通の照射領域の割合を高くできて、光の利用効率が上がり、より経済的である。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部を駆動する信号は、強度変調されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部を駆動する信号は、強度変調されているので、上記発光部での平均消費電流を抑えることができ、上記発光部の寿命も伸びるので経済的である。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部を駆動する信号は、矩形波であり、この矩形波のデューティ比は、０.１以下である。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部を駆動するパルスのデューティ比を０.１以下にすることにより、平均消費電流を抑えながらも、上記発光部が発生する光の光量を必要量まで上げることが可能となる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部は、上記複数の光を時分割で発光する。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部は、上記複数の光を時分割で発光するので、上記複数の光は、互いに、混在しない。したがって、上記受光部は、互いに異なる波長のそれぞれに対応して、電気信号を出力できて、上記印刷物の色情報を精度よく測定できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記発光部は、発光ダイオードで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記発光部は、発光ダイオードで構成されているので、安価な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、フォトダイオードで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、フォトダイオードで構成されているので、安価で高精度な測定ができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置は、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部のフォトダイオードは、同一の基板上に形成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部のフォトダイオードは、同一の基板上で形成されているので、小型な印刷物情報測定装置を提供できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、分割フォトダイオードで構成されている。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、分割フォトダイオードで構成されているので、より小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記算出部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備え、上記信号処理部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化する。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記信号処理部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化するので、常に一定のものさしで規格化できて、測定の精度を向上できる。また、上記算出部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備えるので、温度などの周囲環境により変化する上記拡散反射光受光部の出力信号のバラツキを基準信号による規格化により相殺できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記算出部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備え、上記信号処理部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化する。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記信号処理部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化するので、常に一定のものさしで規格化できて、測定の精度を向上できる。また、上記算出部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備えるので、温度などの周囲環境により変化する上記正反射光受光部の出力信号のバラツキを基準信号による規格化により相殺できる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記上限基準信号は、上記拡散反射光受光部が白色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号であり、
上記下限基準信号は、上記拡散反射光受光部が黒色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号である。
上記下限基準信号は、上記拡散反射光受光部が黒色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号である。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記上限基準信号は、上記拡散反射光受光部が白色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号であり、上記下限基準信号は、上記拡散反射光受光部が黒色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号であるので、上記上限基準信号および上記下限基準信号を固定することができて、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号による色情報を、絶対的な数値にて、あらわすことができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記上限基準信号は、上記正反射光受光部が白色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号であり、
上記下限基準信号は、上記正反射光受光部が黒色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号である。
上記下限基準信号は、上記正反射光受光部が黒色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号である。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記上限基準信号は、上記正反射光受光部が白色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号であり、上記下限基準信号は、上記正反射光受光部が黒色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号であるので、上記上限基準信号および上記下限基準信号を固定することができて、上記正反射光受光部が出力する電気信号による色情報を、絶対的な数値にて、あらわすことができる。
また、一実施形態の印刷物情報測定装置では、上記算出部は、上記正反射光受光部の規格化出力の各波長の平均値が（上限基準信号＋下限基準信号）/２となったときの上記印刷物の位置を、上記印刷物の位置情報として、算出する。
この実施形態の印刷物情報測定装置によれば、上記正反射光受光部の規格化出力の各波長による平均値をとることで、波長によるバラツキを抑えることができる。さらに、上記正反射光受光部の規格化出力の各波長による平均値が、（上限基準信号＋下限基準信号）/２となったときの上記印刷物の位置を検出することで、正確で簡潔に上記印刷物の位置を測定できる。
また、この発明の印刷装置は、上記印刷物情報測定装置によって測定された上記印刷物の色情報および位置情報に基づいて、以後に印刷される印刷物の色および位置を制御することを特徴としている。
この発明の印刷装置によれば、上記印刷物情報測定装置によって測定された上記印刷物の色情報および上記印刷物の送り方向のエッジを検出して得られる位置情報に基づいて、以後に印刷される印刷物の色および位置を制御するので、高精度な印刷が可能になる。
この発明の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部を備えるので、上記印刷物の色情報および位置情報を同時に測定でき、安価で小型な印刷物情報測定装置を実現できる。
また、この発明の印刷装置によれば、上記印刷物情報測定装置によって測定された上記印刷物の色情報および位置情報に基づいて、以後に印刷される印刷物の色および位置を制御するので、高精度な印刷が可能になる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明の印刷物情報測定装置の第１実施形態である模式図を示している。この印刷物情報測定装置は、印刷装置から出力される印刷物の色情報と位置情報を測定する。上記印刷装置としては、例えば、カラープリンタやカラー複写機である。上記印刷物としては、例えば、ＯＨＰや用紙である。具体的に述べると、上記印刷物情報装置は、上記印刷装置にて印刷された用紙３２の色情報および位置情報を、この印刷装置のケーシング４１上で、測定する。つまり、上記印刷物情報装置は、用紙情報センサであり、矢印にて示す上記用紙３２の搬送方向に直交する方向から測定する。
図１は、この発明の印刷物情報測定装置の第１実施形態である模式図を示している。この印刷物情報測定装置は、印刷装置から出力される印刷物の色情報と位置情報を測定する。上記印刷装置としては、例えば、カラープリンタやカラー複写機である。上記印刷物としては、例えば、ＯＨＰや用紙である。具体的に述べると、上記印刷物情報装置は、上記印刷装置にて印刷された用紙３２の色情報および位置情報を、この印刷装置のケーシング４１上で、測定する。つまり、上記印刷物情報装置は、用紙情報センサであり、矢印にて示す上記用紙３２の搬送方向に直交する方向から測定する。
この用紙情報センサは、発光部３０と、発光部側集光部としての発光集光レンズ３１と、対物側集光部としての対物集光レンズ３３と、拡散反射光集光部としての拡散反射光集光レンズ３４と、拡散反射光スリット部３５と、拡散反射光受光部としての拡散反射光フォトダイオード３６と、正反射光集光部としての正反射光集光レンズ３７と、正反射光スリット部３８と、正反射光受光部としての正反射光フォトダイオード３９と、算出部２０とを備える。
上記発光部３０は、波長が互いに異なる複数の光を発光する。上記発光集光レンズ３１は、上記発光部３０からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する。
上記対物集光レンズ３３は、上記発光集光レンズ３１からの上記コリメート光を上記用紙３２上に照射すると共にこの用紙３２からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する。
上記拡散反射光フォトダイオード３６は、上記用紙３２からの上記拡散反射光を電気信号に変換する。上記正反射光フォトダイオード３９は、上記用紙３２からの上記正反射光を電気信号に変換する。
上記拡散反射光集光レンズ３４は、上記対物集光レンズ３３と上記拡散反射光フォトダイオード３６の間に位置し、上記対物集光レンズ３３からの上記コリメート光を上記拡散反射光フォトダイオード３６上に集光する。
上記正反射光集光レンズ３７は、上記対物集光レンズ３３と上記正反射光フォトダイオード３９の間に位置し、上記対物集光レンズ３３からの上記コリメート光を上記正反射光フォトダイオード３９上に集光する。
上記拡散反射光スリット部３５は、上記拡散反射光集光レンズ３４と上記拡散反射光フォトダイオード３６との間に配置されると共にスリットを有する。上記正反射光スリット部３８は、上記正反射光集光レンズ３７と上記正反射光フォトダイオード３９との間に配置されると共にスリットを有する。
上記算出部２０は、上記拡散反射光フォトダイオード３６および上記正反射光フォトダイオード３９の少なくとも一方からの出力により上記用紙３２の色情報を算出すると共に、上記正反射光フォトダイオード３９からの出力により上記用紙３２の位置情報を算出する。上記拡散反射光フォトダイオード３６によって、上記用紙３２の色味を測定する。上記正反射光フォトダイオード３９によって、上記用紙３２の光沢と位置を測定する。
上記発光部３０は、複数の発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。この複数のＬＥＤは、発光波長が互いに異なっている。このＬＥＤは、安価でかつ長寿命であり、可視光全域に渡って、様々な発光スペクトルのものが量産されているので、設計の自由度もあり、上記用紙情報センサの上記発光部３０を構成するのに好適である。
一般に、物体の色情報を測定する場合、各波長における用紙の反射率を測定するので、ＬＥＤ群による発光のスペクトルは、可視光領域全域に渡っていることが望ましい。しかし、可視光領域全域をカバーするために、多数の発光波長の異なるＬＥＤを使用することは、コストアップ要因となるので好ましくない。
そこで、この広帯域性とコスト低減という相反する２つの要求を満たすために、この第１の実施形態では、ＬＥＤ群は、３つの異なる波長を出射している。つまり、上記発光部３０は、発光波長が互いに異なる３つのＬＥＤを有している。また、この３つのＬＥＤによる３つの異なる発光波長は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色であることが好ましい。すなわち、上記３つの波長を、ＲＧＢに対応するように設定することによって、上記３つのＬＥＤから出射される３つの光のスペクトル分布を、波長軸に沿って可視光領域を約３等分することができる。したがって、上記設定により、上記３つのＬＥＤから出射される３つの光は、可視光領域全域を効率的にカバーすることができる。
ここで、図２の平面図に、上記発光部３０の構成の一例を模式的に示す。この発光部３０は、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｒ））７０と緑色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｇ））７１と青色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｂ））７２とを有する。図２において、各ＬＥＤ７０，７１，７２は同一の基板上に実装されていて、仮想的な三角形の略頂点に配置されている。
このように、上記３つのＬＥＤ７０，７１，７２は、同一の基板上に実装されているので、省スペース化を図れ、より小型な印刷物情報測定装置を提供できる。また、上記３つのＬＥＤ７０，７１，７２によって上記用紙３２上に照射したときの全照射領域に対する共通の照射領域の割合を高くできて、光の利用効率が上がり、より経済的である。なお、各ＬＥＤ７０，７１，７２の配置は、これに限ったものではない。
各ＬＥＤ７０，７１，７２から出射されたＲＧＢの光は、上記発光集光レンズ３１により、略コリメート光に変換され、さらに、上記対物集光レンズ３３により、上記用紙３２上に照射される。
図３に、上記発光部３０の各ＬＥＤ７０，７１，７２から出射された３つの光が、上記発光集光レンズ３１および上記対物集光レンズ３３を経由して、上記用紙３２の表面に照射されている様子を示す。領域９１は、上記ＬＥＤ（Ｒ）７０からの光の照射領域であり、領域９２は、上記ＬＥＤ（Ｇ）７１からの光の照射領域であり、領域９３は、上記ＬＥＤ（Ｂ）７２からの光の照射領域である。上記３つの光の照射領域９１，９２，９３は、上記用紙３２の表面上で、ハッチングにて示す共通の照射領域９０を有する。
さらに、図１に示すように、上記用紙３２で反射した光は、再び、上記対物集光レンズ３３でコリメート光に変換され、拡散反射光成分は、上記拡散反射光集光レンズ３４により上記拡散反射光フォトダイオード３６上に集光される。一方、正反射光成分は、上記正反射光集光レンズ３７により上記正反射光フォトダイオード３９上に集光され、それぞれの上記フォトダイオード３６，３９では、受光量に比例した電気信号に変換される。
上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部は、レンズで構成されているので、安価で効率的に光束を集光することができ、小型で安価な用紙情報センサを実現できる。
また、上記発光部３０は、発光ダイオードで構成されているので、安価な用紙情報センサを実現できる。また、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、フォトダイオードで構成されているので、安価で高精度な測定ができる。
図３の点線で表した領域９４，９５は、上記用紙３２上の領域で、この領域からの反射光が、上記フォトダイオード３６，３９で受光できる領域であり、上記フォトダイオード３６，３９の観測領域と呼ぶ。上記領域９４は、上記拡散反射光フォトダイオード３６の観測領域を示しており、拡散反射光観測領域と呼ぶ。上記領域９５は、上記正反射光フォトダイオード３９の観測領域を示しており、正反射光観測領域と呼ぶ。
上記観測領域９４，９５は、上記共通の照射領域９０よりも小さく、この共通の照射領域９０は、上記観測領域９４，９５を含んでいる。したがって、上記フォトダイオード３６，３９は、ＲＧＢの上記照射領域９１，９２，９３が重なった共通の照射領域９０が内包する上記観測領域９４，９５からの３色の反射光を受光する。
言い換えると、上記共通の照射領域９０は、上記拡散反射光が上記対物集光レンズ３３と上記拡散反射光集光レンズ３４と上記拡散反射光スリット部３５の上記スリットとを経由して上記拡散反射光フォトダイオード３６に入射するような拡散反射光観測領域９４を、含んでいる。一方、上記共通の照射領域９０は、上記正反射光が上記対物集光レンズ３３と上記正反射光集光レンズ３７と上記正反射光スリット部３８の上記スリットとを経由して上記正反射光フォトダイオード３９に入射するような正反射光観測領域９５を、含んでいる。
したがって、同一領域（上記共通の領域９０）からの３色の反射光の強度を、等価に観測することができ、測定精度が向上する。さらに、上記スリット部３５，３８の上記スリットを円形や長方形などにすることで、上記フォトダイオード３６，３９の観測領域の形状も変化し、所望の観測領域の形状を作り出すことができる。また、上記スリットは、不要な外乱光を遮光でき、受光信号のＳ／Ｎ比を改善する利点もある。
上記拡散反射光スリット部３５は、図４Ａに示すように、円形のスリット８１を有する。したがって、図３に示すように、上記拡散反射光観測領域９４を円形にすることができる。これは、上記拡散反射光観測領域９４を中心から等距離の集合である円形にすることで、円の中心を測定したいポイントに合わせ、円の半径により空間分解能を決定でき、効率的に光量を確保できるというメリットがある。したがって、上記拡散反射光観測領域９４は円形の領域であることが最適である。
一方、上記正反射光スリット部３８は、図４Ｂに示すように、長方形のスリット８２する。したがって、図３に示すように、上記正反射光観測領域９５を長方形にすることができる。
上記正反射光フォトダイオード３９からは、主に、図３の矢印に示す上記用紙３２の送り方向に対する位置を測定するので、上記用紙３２の送り方向に対しては、空間分解能を小さく設定する必要がある。
これは、上記正反射光スリット部３８のスリットを小さくしていけば、上記正反射光観測領域９５を小さくでき、空間分解能を向上することはできる。しかし、上記正反射光スリット部３８のスリットを小さくしすぎると、上記正反射光フォトダイオード３９で光量が取れなくなって、Ｓ／Ｎ比が悪化する。この相反する２つの条件を満たすために、上記正反射光スリット部３８のスリットを長方形にすることが望ましい。
上記正反射光スリット部３８のスリットの形状を長方形にすることにより、用紙送り方向には高い空間分解を実現でき、さらに、適当な光量を受光できることにより、高いＳ／Ｎ比で測定をすることができる。
上記フォトダイオード３６，３９では、出力する電気信号が温度などの周囲環境により変化するので、何らかの基準信号で規格化することが望ましい。すなわち、上記フォトダイオード３６，３９が出力する電気信号に基づいて、上記用紙３２の色情報や位置情報の正確な測定を行なうために、上記規格化の一例として、まず、上限の規格化基準信号と下限の規格化基準信号を決定する。
つまり、受光信号に基づいて、色情報を数値化するにあたり、この数値化のものさしにあたる部分として上限の基準信号と下限の基準信号を先に固定しておく。上記上限の基準信号と上記下限の基準信号を、絶対的基準としている。
なお、一例として、この実施形態では、上記各フォトダイオード３６，３９が上記用紙３２の白色部分からの反射光を受光したときに出力する電気信号を、上限の基準信号とし、上記各フォトダイオード３６，３９が黒色である上記ケーシング４１からの反射光を受光したときに出力する電気信号を、下限の基準信号としている。
これは、上記用紙３２が存在しない場合、上記用紙情報センサから出射される光束が、上記ケーシング４１で反射する時、上記ケーシング４１上の領域は、黒色でなくてはいけない。上記ケーシング４１を黒色にすることにより、上記用紙３２が存在する場合に、上記用紙情報センサから出射した光が上記用紙３２を透過して、上記ケーシング４１で反射し、さらに上記用紙３２を再透過し、上記用紙情報センサに入射する迷光の光強度を低減できるので、上記用紙情報センサの測定精度を向上することができる。
また、下限の基準信号は、上記用紙３２の黒色部分からの反射光を受光したときに出力する電気信号としてもよい。また、上記用紙３２からの反射光が上記フォトダイオード３６，３９に入射しない時の上記フォトダイオード３６，３９の出力信号を、下限の基準信号としてもよい。
上記規格化方法で測定したときの上記拡散反射光フォトダイオード３６と上記正反射光フォトダイオード３９の出力より、上記用紙３２の色情報および位置情報を測定する一例を説明する。
まず、上記用紙３２の色情報の測定であるが、上記拡散反射光フォトダイオード３６の出力から上記用紙３２の色味を測定し、上記正反射光フォトダイオード３９の出力から上記用紙３２の光沢を測定する。
図５の横軸の「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」のそれぞれの項目は、赤色，緑色，青色の上記ＬＥＤ７０，７１，７２からの光が、上記用紙３２上の円形の上記観測領域９４で反射して、上記拡散反射光フォトダイオード３６に入射したときに、上記拡散反射光フォトダイオード３６が出力する受光信号に対応している。
また、図５の横軸の（黒)、(赤)、(緑)、(青)、(マゼンタ)、(シアン)、(イエロ)、(白)の各欄は、上記用紙３２の上記観測領域９４が赤色、緑色、青色、マゼンタ、シアン、黄色、白色である場合を表している。図５の縦軸は、３色の反射光のそれぞれに対応する受光信号を、前述の通り、上記ケーシング４１の黒色部分からの受光信号を下限の基準信号とすると共に上記用紙３２の白色部分からの受光信号を上限の基準信号とする基準信号で規格化した出力値を、表している。
また、図５の横軸の(白)の欄の項目「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」では、上記用紙３２の白色部分からの３色の反射光を受光した上記フォトダイオード３６の受光信号を規格化した値を表している。この実施形態では、上記用紙３２の白色部分は、上限の基準信号に対応しているため、「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の各規格化出力値は、１になっている。
また、図５の横軸の(黒)の欄の項目「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」では、上記用紙３２の黒色部分は、下限の基準信号である上記ケーシング４１の黒色に光学的にほぼ等しいので「Ｒ］，「Ｇ」，「Ｂ」の各規格化出力値は、０になっている。
また、図５の横軸の(赤)の欄の項目「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」では、上記用紙３２の赤色部分からの３色の反射光を受光した上記フォトダイオード３６の受光信号を規格化した値を表している。上記用紙３２の上記観測領域９４が赤色である場合、上記ＬＥＤ（Ｒ）７０からの光が上記観測領域９４で反射した反射光による受光信号である「Ｒ」の信号出力が高い。したがって、この(赤)の欄の項目「Ｒ」の規格化出力値は、「Ｇ」，「Ｂ」に比べて１に近い。
一方、上記観測領域９４の色が緑色である(緑)の欄では、項目「Ｇ」の規格化出力値が、他の項目「Ｒ」，「Ｂ」の規格値に比べて高い。同様に、上記観測領域９４の色が青色である(青)の欄では、項目「Ｂ」の規格化出力値が、他の項目「Ｒ」，「Ｇ」の規格値に比べて高い。
同様に、図５の横軸の(マゼンタ)、(シアン)、(イエロ)の各欄に、上記用紙３２の上記観測領域９４の色がマゼンタ、シアン、黄色の場合の「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の各規格化出力値を示している。上記用紙３２の上記観測領域９４が混色の場合も同様なことが言え、例えば、上記用紙３２の上記観測領域９４の色がマゼンダ(赤と青の混色)である場合、項目「Ｒ」の規格化出力値と項目「Ｂ」の規格化出力値が、項目「Ｇ」の規格化出力値に比べ高くなる。
このようにして、上記用紙情報センサは、上記用紙３２の上記観測領域９４の赤,緑,青の色成分に比例して、３色の反射光のそれぞれ対応する受光信号を上限基準信号と下限基準信号とで規格化した値を表す信号を出力することにより、用紙の色味を判断できる。
また、上記正反射光フォトダイオード３９と上記拡散反射光フォトダイオード３６の出力を比較することにより、上記用紙３２の光沢を判別することができる。つまり、上記用紙３２の光沢が高い場合、正反射光成分が多く、拡散反射光成分が少ないため、上記正反射光フォトダイオード３９の出力が大きく、上記拡散反射光フォトダイオード３６の出力が低い。逆に、上記用紙３２の光沢が低い場合、正反射光成分が少なく、拡散反射光成分が多いため、上記正反射光フォトダイオード３９の出力が小さくなり、上記拡散反射光フォトダイオード３６の出力が大きい。
この用紙情報センサによれば、上記用紙３２の色情報（光沢も含む）を管理していくことで、印刷装置の印刷状態を常時モニタすることができ、印刷装置の経時変化による印刷状態の変化にも対応することができる。また、上記用紙３２の色味と光沢の測定より、上記用紙３２の識別も可能である。
次に、上記正反射光フォトダイオード３９の出力から、上記用紙３２の位置情報を測定する一例を説明する。
印刷装置では、上記用紙３２は一次元的に送られるので、上記用紙３２の送り方向の上記用紙３２のエッジを検出できれば、上記用紙３２の位置を特定できる。図６は、上記用紙３２が送られてきたときの上記用紙３２の位置に対する上記正反射光フォトダイオード３９の出力を上記規格化方法で規格化したものである。
上記用紙３２が送られてくる前、図６の縦軸の上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力値は０である。つまり、上記用紙３２がない状態では、上記正反射光フォトダイオード３９は、上記ケーシング４１の黒色部分からの反射光を受光している。この出力を上記規格化方法では、下限の基準信号としたので、上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力値は０である。
そして、この状態から徐々に上記用紙３２が送られ、上記正反射光フォトダイオード３９の長方形の上記観測領域９５に上記用紙３２がかかると出力が上がりはじめ、完全に上記観測領域９５が上記用紙３２上の白色部分に来ると、図６に示すように、規格化出力値が１となる。
これは、上記規格化方法では、上記用紙３２の白色部分からの反射光を受光したときの上記正反射光フォトダイオード３９の出力を、上限の基準信号としているからである。この用紙送りの経時変化において、用紙位置に対する上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力を示したのが図６である。
ここで、図６において、用紙位置に対するＲＧＢ各色の用紙からの反射光強度が若干異なっているが、規格化しているので、設計上同じ出力になるはずである。これは、レンズ材が波長分散性をもち、レンズ材の屈折率がＲＧＢ各色によりわずかに異なるからである。したがって、厳密には、上記正反射光フォトダイオード３９の上記用紙３２上の上記観測領域９５は、ＲＧＢ各色によりわずかに異なる。これを解消するには、レンズを単レンズではなく、複数枚の合わせレンズ（色消しレンズ）を使用する必要があるが、コストが高くなり現実的ではない。
この実施形態では、図６に示すように、ＲＧＢ各色の反射光のわずかなずれを修正するために、上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力値をＲＧＢ各色で平均し、この平均の信号を用いて上記用紙３２の位置を検出する。図６において、上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力値のうち、ＲＧＢ各色の平均の出力が０．５（＝（上限基準信号＋下限基準信号）／２）となった時、上記観測領域９５が、半分は上記用紙３２の白色で、半分は上記ケーシング４１の黒色の領域であると言える。つまり、規格化出力値が０．５になった時に、図３において、上記観測領域９５を用紙搬送方向に二分する線分９６上に上記用紙３２のエッジが存在すると言える。つまり、この線分９６は、用紙搬送方向の用紙検出位置である。このように、上記正反射光フォトダイオード３９の規格化出力値より、上記用紙３２の位置情報を測定することができる。
この用紙情報センサによれば、上記用紙３２の位置情報を高精度で検出することにより、上記用紙３２上の想定した位置に画像を形成することができる。また、フチなし印刷する場合も、高精度で位置情報が制御できるため、上記用紙３２からはみ出たインクが上記ケーシング４１を汚してしまうこともない。したがって、その後、同じ場所を通過する用紙が汚れてしまうこともない。
図７に示すように、上記算出部２０は、上記拡散反射光フォトダイオード３６が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化すると共に、上記正反射光フォトダイオード３９が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部２００を備える。
この信号処理部２００は、上記拡散反射光フォトダイオード３６と上記正反射光フォトダイオード３９の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２０３と、上記規格方法における規格化上限信号と規格化下限信号を記憶するメモリ部２０４と、上記規格化方法に沿って信号処理して計算結果をプリンタ側に出力する演算部２０５とを有する。
また、上記信号処理部２００は、基準信号を発生する基準信号発生回路２０１と、この基準信号に基づいて、上記ＬＥＤ（Ｒ）７０、上記ＬＥＤ（Ｇ）７１および上記ＬＥＤ（Ｂ）７２のそれぞれの駆動信号を発生するＬＥＤ駆動信号発生回路２０２とを有する。
そして、上記算出部２０では、この発光タイミングを時分割受発光方式で制御することにより、受光側でのＲＧＢ信号の混信を避けている。図８に、この受発光タイミングのタイミングチャートの一例を示す。
まず、上記基準信号発生回路２０１から出力される所定周期のパルス波形を有する基準信号３００を、基準とし、この基準信号３００をすべての信号の基準とする。この基準信号３００から一定時間だけ遅延した信号を上記ＬＥＤ（Ｒ）７０に入力する駆動信号ＬＥＤ（Ｒ）３０１とする。また、同様に、上記ＬＥＤ（Ｇ）７１に入力する駆動信号ＬＥＤ（Ｇ）３０２と上記ＬＥＤ（Ｂ）７２に入力する駆動信号ＬＥＤ（Ｂ）３０３は、上記基準信号３００から一定時間だけ遅延した信号である。
ここで重要なのは、発光する順番ではなく、各色の発光タイミングがオーバーラップしていないことである。このように、各色の発光タイミングでのオーバーラップを防ぐことにより、受光側でも各色受光信号の混信を防ぐことができ、測定の精度を向上することができる。
このような発光方式における上記拡散反射光フォトダイオード３６と上記正反射光フォトダイオード３９の受光信号の一例が、それぞれ、拡散反射光受光信号３０４、正反射光受光信号３０５である。ここで、受光信号３０４，３０５は、図８に示すように、ＲＧＢ各色の反射光が互いに影響を及ぼさない程度、時分割されていることが重要である。
したがって、上記ＬＥＤ駆動信号３０１，３０２，３０３は、強度変調されている。一例として、上記ＬＥＤ駆動信号３０１，３０２，３０３は、デューティ比が０.１以下でパルス駆動されるのが望ましい。
これにより、上記フォトダイオード３６，３９において、受光信号の各色の干渉を防止することができる。また、上記ＬＥＤ７０，７１，７２でも，パルス駆動方式でデューティを下げることにより、ＤＣ(直流)駆動方式に比べ、同じ平均消費電流でより大光量の発光パワーを得られる。
言い換えれば、パルス駆動方式とＤＣ駆動方式で同じだけの光量を発光させようとすると、パルス駆動方式の方が少ない平均消費電流となるので経済的である。さらに、パルス駆動方式はＤＣ駆動方式に対して、ＬＥＤの寿命も伸び、放熱性もよくなるので、出力が安定化する。
なお、上記算出部２０を印刷装置の一部としてもよい。つまり、上記拡散反射光フォトダイオード３６と上記正反射光フォトダイオード３９からアナログ信号を、上記印刷装置側に出力し、この印刷装置側のメモリや演算部を使用して上記信号処理をしてもよい。
なお、上記実施形態では、上記発光部３０は、上記赤色ＬＥＤ７０、上記緑色ＬＥＤ７１および上記青色ＬＥＤ７２を備えている。しかし、上記発光部３０が備えるＬＥＤとしては、赤色、緑色、青色以外の互いに異なる他の色の光を発生する２つあるいは４つ以上のＬＥＤであってもよい。
また、上記発光部３０は、複数の異なる発光波長のレーザーダイオードを備えてもよい。また、上記実施形態では、上記受光部としてフォトダイオードを採用したが、フォトトランジスタやフォトＩＣ等の他の受光素子を採用してもよい。
また、上記拡散反射光フォトダイオード３６および上記正反射光フォトダイオード３９を、同一の基板上に形成してもよく、小型な印刷物情報測定装置（用紙情報センサ）を提供できる。
（第２の実施形態）
図９は、この発明の印刷物情報測定装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、図１の上記拡散反射光集光レンズ３４および上記正反射光集光レンズ３７を、１つの一体型レンズ４０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図９は、この発明の印刷物情報測定装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、図１の上記拡散反射光集光レンズ３４および上記正反射光集光レンズ３７を、１つの一体型レンズ４０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
上記構成の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光集光レンズ３４および上記正反射光集光レンズ３７は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より安価な印刷物情報測定装置（用紙情報センサ）が実現できる。
（第３の実施形態）
図１０は、この発明の印刷物情報測定装置の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、図１の上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３を、１つの一体型レンズ５０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図１０は、この発明の印刷物情報測定装置の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、図１の上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３を、１つの一体型レンズ５０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
上記構成の印刷物情報測定装置によれば、上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より小型で安価な印刷物情報測定装置（用紙情報センサ）が実現できる。
（第４の実施形態）
図１１は、この発明の印刷物情報測定装置の第４の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、図１の上記発光集光レンズ３１、上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３を、１つの一体型レンズ６０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図１１は、この発明の印刷物情報測定装置の第４の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図１）と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、図１の上記発光集光レンズ３１、上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３を、１つの一体型レンズ６０で構成している。なお、図１の上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
上記構成の印刷物情報測定装置によれば、上記発光集光レンズ３１、上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３は、１つのレンズで構成されているので、光学系の部品点数を減らすことができ、製造工程でより工数が少なく、より小型で安価な印刷物情報測定装置（用紙情報センサ）が実現できる。
また、上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部は、分割フォトダイオード６１で構成されている。したがって、製造工程での工数を減らせるので、コストが削減できるとともに、分割フォトダイオードの方が小型な光学系を構成できるので、小型で安価な用紙情報センサを提供できる。
なお、上記一体型レンズ６０を、フレネルレンズとしてもよい。ここで、フレネルレンズとは、レンズ内部の光が直進する部分の肉厚部分をそぎ落とすことによって、通常の球面レンズに比べて厚みを抑えることができるレンズである。フレネルレンズを採用することにより、通常の球面レンズよりも薄型でＦ値が小さい短焦点で明るいレンズを実現できる。このように、フレネルレンズを用いた方が、良好な光学特性が得られるので好適である。
なお、上記第１の実施形態の上記発光集光レンズ３１、上記拡散反射光集光レンズ３４、上記正反射光集光レンズ３７および上記対物集光レンズ３３や、上記第２の実施形態の上記一体型レンズ４０や、上記第３の実施形態の上記一体型レンズ５０を、フレネルレンズ化してもよい。
また、この発明の印刷装置は、上記第１〜上記第４の実施形態のいずれか１つの上記用紙情報センサによって測定された印刷物としての上記用紙３２の色情報および位置情報に基づいて、以後に印刷される用紙の色および位置を制御している。
したがって、この発明の印刷装置によれば、上記用紙情報センサによって測定された上記用紙３２の色情報および位置情報に基づいて、以後に印刷される上記用紙３２の色および位置を制御するので、高精度な印刷が可能になる。
２０ 算出部
３０ 発光部
３１ 発光集光レンズ（発光部側集光部）
３２ 用紙（印刷物）
３３ 対物集光レンズ（対物側集光部）
３４ 拡散反射光集光レンズ（拡散反射光集光部）
３５ 拡散反射光スリット部
３６ 拡散反射光フォトダイオード（拡散反射光受光部）
３７ 正反射光集光レンズ（正反射光集光部）
３８ 正反射光スリット部
３９ 正反射光フォトダイオード（正反射光受光部）
４０ 一体型レンズ
４１ （印刷装置の）ケーシング
５０ 一体型レンズ
６０ 一体型レンズ
６１ 分割フォトダイオード
７０ 赤色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｒ））
７１ 緑色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｇ））
７２ 青色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｂ））
８１ 拡散反射光スリット
８２ 正反射光スリット
９０ 共通の照射領域
９１ 赤色発光ダイオードによる照射領域
９２ 緑色発光ダイオードによる照射領域
９３ 青色発光ダイオードによる照射領域
９４ 拡散反射光フォトダイオードによる観測領域
９５ 正反射光フォトダイオードによる観測領域
２００ 信号処理部
２０１ 基準信号発生回路
２０２ ＬＥＤ駆動信号発生回路
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ メモリ部
２０５ 演算部
３００ 基準信号
３０１ 赤色発光ダイオードの駆動信号
３０２ 緑色発光ダイオードの駆動信号
３０３ 青色発光ダイオードの駆動信号
３０４ 拡散反射光受光信号
３０５ 正反射光受光信号
３０ 発光部
３１ 発光集光レンズ（発光部側集光部）
３２ 用紙（印刷物）
３３ 対物集光レンズ（対物側集光部）
３４ 拡散反射光集光レンズ（拡散反射光集光部）
３５ 拡散反射光スリット部
３６ 拡散反射光フォトダイオード（拡散反射光受光部）
３７ 正反射光集光レンズ（正反射光集光部）
３８ 正反射光スリット部
３９ 正反射光フォトダイオード（正反射光受光部）
４０ 一体型レンズ
４１ （印刷装置の）ケーシング
５０ 一体型レンズ
６０ 一体型レンズ
６１ 分割フォトダイオード
７０ 赤色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｒ））
７１ 緑色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｇ））
７２ 青色発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｂ））
８１ 拡散反射光スリット
８２ 正反射光スリット
９０ 共通の照射領域
９１ 赤色発光ダイオードによる照射領域
９２ 緑色発光ダイオードによる照射領域
９３ 青色発光ダイオードによる照射領域
９４ 拡散反射光フォトダイオードによる観測領域
９５ 正反射光フォトダイオードによる観測領域
２００ 信号処理部
２０１ 基準信号発生回路
２０２ ＬＥＤ駆動信号発生回路
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ メモリ部
２０５ 演算部
３００ 基準信号
３０１ 赤色発光ダイオードの駆動信号
３０２ 緑色発光ダイオードの駆動信号
３０３ 青色発光ダイオードの駆動信号
３０４ 拡散反射光受光信号
３０５ 正反射光受光信号
Claims (13)
- 波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する拡散反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を形成し、
この照射領域は、上記拡散反射光が上記対物側集光部と上記拡散反射光集光部と上記拡散反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記拡散反射光受光部に入射するような拡散反射光観測領域を、含んでいることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 波長が互いに異なる複数の光を発光する発光部と、
この発光部からの光を略平行状態であるコリメート光に変換する発光部側集光部と、
この発光部側集光部からの上記コリメート光を印刷物上に照射すると共にこの印刷物からの拡散反射光および正反射光を略平行状態であるコリメート光に変換する対物側集光部と、
上記印刷物からの上記拡散反射光を電気信号に変換する拡散反射光受光部と、
上記印刷物からの上記正反射光を電気信号に変換する正反射光受光部と、
上記対物側集光部と上記拡散反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記拡散反射光受光部上に集光する拡散反射光集光部と、
上記対物側集光部と上記正反射光受光部の間に位置し、上記対物側集光部からの上記コリメート光を上記正反射光受光部上に集光する正反射光集光部と、
上記拡散反射光受光部および上記正反射光受光部の少なくとも一方からの出力により上記印刷物の色情報を算出すると共に、上記正反射光受光部からの出力により上記印刷物の位置情報を算出する算出部と
を備え、
上記正反射光集光部と上記正反射光受光部との間に配置されると共にスリットを有する正反射光スリット部を備え、
上記発光部から上記印刷物に照射される上記複数の光は、上記印刷物上で、共通の照射領域を有し、
この照射領域は、上記正反射光が上記対物側集光部と上記正反射光集光部と上記正反射光スリット部の上記スリットとを経由して上記正反射光受光部に入射するような正反射光観測領域を、含んでいることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１に記載の印刷物情報測定装置において、
上記拡散反射光スリット部の上記スリットの形状は、円形であることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項２に記載の印刷物情報測定装置において、
上記正反射光スリット部の上記スリットの形状は、長方形であることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１または２に記載の印刷物情報測定装置において、
上記発光部側集光部、上記拡散反射光集光部、上記正反射光集光部および上記対物側集光部の少なくとも一つは、フレネルレンズであることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１または２に記載の印刷物情報測定装置において、
上記発光部を駆動する信号は、強度変調されていることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項６に記載の印刷物情報測定装置において、
上記発光部を駆動する信号は、矩形波であり、
この矩形波のデューティ比は、０.１以下であることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１または２に記載の印刷物情報測定装置において、
上記算出部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備え、
上記信号処理部は、上記拡散反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化することを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１または２に記載の印刷物情報測定装置において、
上記算出部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を基準信号を用いて規格化する信号処理部を備え、
上記信号処理部は、上記正反射光受光部が出力する電気信号を上限基準信号と下限基準信号を用いて規格化することを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項８に記載の印刷物情報測定装置において、
上記上限基準信号は、上記拡散反射光受光部が白色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号であり、
上記下限基準信号は、上記拡散反射光受光部が黒色部分からの拡散反射光を受光したときに出力する電気信号であることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項９に記載の印刷物情報測定装置において、
上記上限基準信号は、上記正反射光受光部が白色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号であり、
上記下限基準信号は、上記正反射光受光部が黒色部分からの正反射光を受光したときに出力する電気信号であることを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項９に記載の印刷物情報測定装置において、
上記算出部は、上記正反射光受光部の規格化出力の各波長の平均値が（上限基準信号＋下限基準信号）/２となったときの上記印刷物の位置を、上記印刷物の位置情報として、算出することを特徴とする印刷物情報測定装置。 - 請求項１または２に記載の上記印刷物情報測定装置によって測定された上記印刷物の色情報および上記印刷物の送り方向のエッジを検出して得られる位置情報に基づいて、以後に印刷される印刷物の色および位置を制御することを特徴とする印刷装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2005338717A JP4559347B2 (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | 印刷物情報測定装置および印刷装置 |
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|---|---|---|---|
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