KR20140107134A

KR20140107134A - 센서 장치 및 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20140107134A
Application number: KR1020140021801A
Authority: KR
Inventors: 푸미카즈 호시; 사토루 스가와라; 토시히로 이시이; 요시히로 오바
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2014-09-04
Also published as: US9188530B2; JP6176435B2; CN104007636A; JP2014163858A; EP2772806B1; US20140241742A1; EP2772806A1; KR101612599B1; CN104007636B; MY172179A

Abstract

센서 장치는, 광원 및 상기 광원으로부터 출사되어 대상물에서 정반사되는 광과 확산 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광기를 포함하는 광학 센서; 상기 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 상기 대상물에 대하여 제1 방향을 형성하고, 상기 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 형성하는 경우에, 상기 복수의 수광기로부터의 기지의 상이한 종류의 복수의 대상물에 관한 출력 데이터를 포함하는 데이터베이스; 및 종류가 불명한 대상물에 상기 광원으로부터 출사되는 광을 조사하기 위해, 상기 광원으로부터 출사되는 광을 제어하고, 상기 복수의 수광기의 출력 데이터를 상기 데이터베이스와 대조(matching)함으로써, 대상물의 종류를 판별하는 처리 장치를 구비한다.

Description

센서 장치 및 화상 형성 장치{SENSOR AND IMAGE-FORMING APPARATUS}

본 발명은 센서 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이고, 특히 광학 센서를 구비한 센서 장치, 및 이 센서 장치를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

디지털 복사기, 레이저 프린터 등의 화상 형성 장치는, 인쇄용지와 같은 기록매체의 표면에 토너 화상(toner image)을 전사하고 소정의 조건에서 가열 및 가압을 통해 상(像)을 정착시켜서 화상을 형성한다. 화상 형성에 있어서, 고려해야 할 것은, 상 정착시의 가열량과 압력의 조건이다. 특히 고품질의 화상 형성이 요구되는 경우에, 정착 조건을 기록매체의 종류(type)에 따라 개별적으로 설정할 필요가 있다.

이것은, 기록매체에 있어서의 화상 품질이 재질, 두께, 습도, 평활성, 및 코팅 상태에 의해 크게 영향을 받기 때문이다. 예컨대, 평활성에 관해서는, 정착 조건에 대응하는 인쇄용지 표면의 요철에 있어서의 오목 부분의 토너의 정착율이 낮아진다. 따라서, 기록매체의 종류에 따라 정확한 조건하에서 정착을 수행하지 않으면, 색 불균형이 발생한다.

최근 화상 형성 장치의 진보와 표현 방법의 다양화에 따라, 적어도 인쇄용지를 위한 기록매체의 종류는 수백 종류가 존재한다. 또한, 각 매체에 있어서, 평량(basic weight) 또는 두께 등의 사양에 있어서의 차이점을 갖는 다양한 브랜드(brand)가 있다. 고품질 화상을 형성하기 위해, 이러한 브랜드에 따라 복잡한 정착 조건을 개별적으로 설정할 필요가 있다.

또한, 최근 보통지, 글로시 코팅지(glossy coated paper), 매트 코팅지(matt coated paper), 및 아트 코팅지(art coated paper) 등의 코팅지뿐만 아니라 플라스틱 시트와 엠보스 코딩된 특수지에 관해서도 코팅지 브랜드의 수가 증가하였다.

현재의 화상 형성 장치에서는, 인쇄시에 유저 자신이 정착 조건을 설정해야 한다. 따라서, 다양한 용지의 종류를 식별하기 위한 지식을 유저가 가지고 있어야 하고, 이 용지의 종류에 따른 설정 조건을 유저가 매번 입력해야 하는 문제가 있다. 설정 조건이 정확하지 않으면, 최적의 화상을 얻을 수 없다.

기록매체에 광을 조사하여 그 반사광과 투과광을 수광하여 기록매체의 브랜드와 표면 상태를 검출하는 광학적 검출 방법이 알려져 있다.

예컨대, JP2005-156380A에는 반사광과 투과광을 이용하여 기록매체의 종류를 식별하는 기록매체 식별 장치가 개시되어 있다.

또한, JP10-160687A에는 이동중의 시트재의 표면에서 반사되는 반사광의 양과 시트재를 투과하는 투과광의 양에 기초하여 시트재의 재질을 판별하는 시트재 재질 판별 장치가 개시되어 있다.

또한, JP2006-062842A에는 급지부에 수용되는 기록 매체의 종류를 판별하는 반사형 광학 센서와 반사형 광학 센서로부터의 검출 출력에 기초하여 급지부에 수용된 기록 매체의 유무와 급지부의 유무를 판별하는 판별 수단을 구비하는 화상 형성 장치가 개시되어 있다.

또한, JP11-249353A에는 상태 검출 수단, 고압 공급 수단, 및 출력 제어 수단을 포함하는 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 상기 상태 검출 수단은 기록매체로부터 반사돤 광의 복수의 편광 성분을 검출한다. 고압 공급 수단은 화상 형성을 위해 고압 출력값을 공급한다. 출력 제어 수단은, 상태 검출 수단에 의한 복수의 편광 성분의 검출 결과에 따라, 고압 공급 수단의 고압 출력값을 제어한다.

JP2012-127937A에는, 제1 편광방향의 직선편광을 시트상의 대상물(sheet object)에 출사하는 조사계(illuminating system)와, 조사계로부터 출사되고 대상물에서 정반사되는 광의 광로상에 배치되는 제1 광검출기와, 대상물에서 확산 반사되는 광의 제1 편광방향에 직교하는 제2 편광방향의 직선편광성분을 투과시키는 광학소자와, 이 광학소자를 투과하는 광을 수광하는 제2 광검출기를 구비한 광학 센서가 개시되어 있다.

JP3577713B에는 측정 대상물의 섬유질 배향 특성을 측정하는 검출 수단 및 광 조사 수단을 포함하는 측정 장치가 개시되어 있다. 검출 수단은 대상물의 섬유질 방향으로 전파됨으로써 측정될 대상물의 섬유 외측의 광을 검출하기 위해, 조사 수단에 의해 조사되는 광선축에 거의 평행하며 광선축을 중심으로 하는 가상 원주로부터 누출되는 광을 검출한다. 이어서, 측정 장치는 검출 수단에 의해 검출되는 광에 따라 대상물의 섬유질 배향 특성을 측정한다.

JP2801144B에는 용지의 섬유질 배향을 측정하는 측정 장치가 개시되어 있다. 측정 장치는, 지면에 대하여 수직으로 직선편광의 검출광을 조사하며, 이 직선편광의 진동방향을 입사광축을 중심으로 하여 회전시키는 투광 수단과, 입사광축을 중심으로 하여 투광수단의 회전에 동기하여 선회하고, 추직선편광과 부직선편광을 반사광으로부터 분리하여 포착하는 한쌍의 수광 수단을 구비한다.

JP3734247B에는, 기록매체의 종류를 판별하는 판별 장치가 개시되어 있다. 이 판별 장치는, 기록매체의 표면으로부터의 반사각이 동일하지만 반사반향이 반대인 복수의 반사광을 수광하는 복수의 수광소자를 이용하여 기록매체의 표면의 섬유질 배향성을 검출하는 제1 검출수단과, 복수의 수광소자 중 적어도 하나의 수광소자를 이용하여 기록매체의 표면의 광택도를 검출하는 제2 검출 수단과, 검출된 섬유질 배향성과 광택도에 기초하여 기록매체의 종류를 판별하는 판별 수단을 구비한다.

그러나, 간단한 구성에 의해 높은 정확도로 대상물을 특정하는 것은 어렵다.

따라서, 간단한 구성에 의해 높은 정확도로 대상물을 특정할 수 있는 센서 장치와, 이 센서 장치를 구비한 화상 형성 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 의한 센서 장치는, 광원 및 이 광원으로부터 출사되어 대상물에서 정반사되는 광과 확산 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광기를 포함하는 광학 센서; 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 대상물에 대하여 제1 방향을 형성하고, 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 형성하는 경우에, 복수의 수광기로부터의 기지의 그리고 상이한 복수 종류의 대상물에 관한 출력 데이터를 포함하는 데이터베이스; 및 종류가 불명한 대상물에 광원으로부터 출사되는 광을 조사하기 위해 광원으로부터 출사되는 광을 제어하고, 복수의 수광기의 출력 데이터를 데이터베이스와 대조(matching)함으로써 대상물의 종류를 판별하는 처리 장치를 구비한다.

도면은 본 발명의 이해를 위해 제공되고, 본 명세서에 포함되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이며, 세부사항과 함께 본 발명의 실시형태를 예시한다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 의한 컬러 프린터의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시된 광학 센서의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 면발광 레이저 어레이(surface-emitting laser array)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 기록지로의 조사광의 입사각(θ)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 수광기(13)와 수광기(14)의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 수광기(15)의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는, 표면 정반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 표면 확산반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 7c는, 내부 확산반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 편광필터에 입사되는 반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 수광기(14)에 의해 수광되는 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 수광기(13 및 15)에 의해 수광되는 광을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는, 각각 센서 구동 기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는, 제1 자세(attitude)를 설명하기 위한 도면이고, 도 12b는 제2 자세를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 브랜드별 출력 레벨 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, P개의 검출 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는, 제1 처리 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 16은, 제2 처리 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 17 및 도 18은, 제3 처리 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 19는, 제4 처리 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 20은, 제3 자세를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은, 제4 처리 방법에 있어서 브랜드별 출력 레벨 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는, 각도 β를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은, 각도 β와 수광기(15)에 의한 수광량의 변화율 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는, 면발광 레이터 어레이의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는, 광학 센서의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

[실시형태]

이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1 내지 도 23에 기초하여 설명한다. 도 1에는, 일실시형태에 의한 컬러 프린터(2000)의 개략 구성이 도시되어 있다.

컬러 프린터(2000)는 4개의 컬러[블랙(black), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 및 옐로우(yellow)]를 오버래핑함으로써 풀 컬러(full-color) 화상을 형성하는 탠덤 시스템(tandem system)의 다중 컬러 프린터이다. 컬러 프린터(2000)는, 광 주사 장치(2010); 4개의 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 2030d); 4개의 클리닝 유닛(2031a, 2031b, 2031c, 2031d); 4개의 대전 장치(2032a, 2032b, 2032c, 2032d); 4개의 현상 롤러(2033a, 2033b, 2033c, 2033d); 전사 벨트(2040); 전사 롤러(2042); 정착 장치(2050); 급지 롤러(feeding roller)(2054); 배지 롤러(paper ejecting roller)(2058); 급지 트레이(2060); 배지 트레이(paper ejection tray)(2070); 통신 제어 장치(2080); 광학 센서(2245); 센서 구동 기구(2248)(도 1에서는 생략됨, 도 11a 및 도 11b 참조); 및 상기 각 부를 총괄적으로 제어하는 프린터 제어 장치(2090)를 구비한다.

통신 제어 장치(2080)는 네트워크 등을 통해 상위 장치(예컨대, 퍼스널 컴퓨터)와의 쌍방향 통신을 제어한다.

프린터 제어 장치(2090)는, CPU; 이 CPU 해독 가능 코드로 기술되는 프로그램 및 이 프로그램을 실행할 때 사용되는 각종 데이터가 저장되어 있는 ROM; 작업용 메모리인 RAM; 증폭회로; 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환회로 등을 포함한다. 따라서, 프린터 제어 장치(2090)는 상위 장치로부터의 요구에 따라 각 부를 제어함과 아울러 상위 장치로부터의 화상 정보를 광 주사 장치(2010)로 전송한다.

감광체 드럼(2030a), 대전 장치(2032a), 현상 롤러(2033a), 및 클리닝 유닛(2031a)은, 하나의 유닛으로서 사용되고, 블랙 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(이하, 편의상 "K 스테이션"이라 함)을 구성한다.

감광체 드럼(2030b), 대전 장치(2032b), 현상 롤러(2033b), 및 클리닝 유닛(2031b)은, 하나의 유닛으로서 사용되고, 시안의 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(이하, 편의상 "C 스테이션"이라 함)을 구성한다.

감광체 드럼(2030c), 대전 장치(2032c), 현상 롤러(2033c), 및 클리닝 유닛(2031c)은, 하나의 유닛으로서 사용되고, 마젠타의 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(이하, 편의상 "M 스테이션"이라 함)을 구성한다.

감광체 드럼(2030d), 대전 장치(2032d), 현상 롤러(2033d), 및 클리닝 유닛(2031d)은, 하나의 유닛으로서 사용되고, 옐로우의 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(이하, 편의상 "Y 스테이션"이라 함)을 구성한다.

각 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)은 모두 그 표면에 감광층이 형성된다. 즉, 각 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 표면이 피주사면이다. 각 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)은 도시되지 않은 회전 기구에 의해 도 1에 도시된 면 내에서 화살표 방향으로 회전한다.

각 대전 장치(2032a, 2032b, 2032c, 및 2032d)는 대응하는 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 표면을 각각 균일하게 대전시킨다.

광 주사 장치(2010)는, 프린터 제어 장치(2090)로부터 전송된 다중 컬러의 화상 정보(블랙 화상 정보, 시안 화상 정보, 마젠타 화상 정보, 옐로우 화상 정보)에 기초하여, 개별 컬러에 대하여 변조된 광으로, 대응하는 대전된 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 표면을, 각각 주사한다. 이에 따라, 화상 정보에 대응하는 잠상(latent image)이 각 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 표면에 각각 형성된다. 여기서 형성된 잠상은, 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 회전을 따라, 대응하는 현상 롤러(2033a, 2033b, 2033c, 및 2033d)의 방향으로 이동한다.

각 현상 롤러(2033a, 2033b, 2033c, 및 2033d)의 회전을 따라, 대응하는 토너 카트리지(도시 생략)로부터 공급되는 토너가, 각 현상 롤러(2033a, 2033b, 2033c, 및 2033d)의 표면에, 얇고 균일하게 도포된다. 따라서, 각 현상 롤러(2033a, 2033b, 2033c, 및 2033d) 표면의 토너가 대응하는 감광체 드럼(2030a, 2030b, 2030c, 및 2030d)의 표면에 접촉하면, 토너는 광이 조사되는 부분에만 이행되고(transferred), 거기에 부착된다. 즉, 현상 롤러(2033a)는, 감광체 드럼(2030a)의 표면에 형성되는 잠상에 토너를 부착시켜서 현상화(顯像化)시킨다. 여기서 토너가 부착된 상(토너 화상)은, 감광체 드럼(2030a)의 회전을 따라 현상 롤러의 방향으로 이동한다.

옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 각 토너 화상은, 소정의 타이밍으로 전사 벨트(2040) 상에 순차적으로 전사된다. 따라서, 각 토너 화상을 오버래핑함으로써 다중 컬러 화상이 형성된다.

급지 트레이(2060)에는 기록지(M)가 저장되어 있다. 이 급지 트레이(2060)의 근방에는 급지 롤러(2054)가 배치되어 있다. 이 급지 롤러(2054)는 기록지를 급지 트레이(2060)로부터 한번에 1매씩 인출한다. 이 기록지(M)는 소정의 타이밍에 전사 벨트(2040)와 전사 롤러(2042)의 간극을 향하여 송출시킨다. 이러한 구성에 의해, 전사 벨트(2040) 상의 토너 화상이 기록지에 전사된다. 토너 화상이 전사된 기록지(M)는, 정착 장치(2050)로 전달된다.

정착 장치(2050)에서는, 열과 압력이 기록지(M)에 가해지고, 토너가 기록지(M) 상에 정착된다. 기록지(M)는 배지 롤러(2058)를 통해 배지 트레이(2070)로 전달되고, 배지 트레이(2070) 상에 순차적으로 적층된다.

클리닝 유닛(2031a)은 감광성 드럼(2030a)의 표면 상의 잔여 토너를 제거한다. 잔여 토너가 제거된 감광체 드럼(2030a)의 표면은, 다시 대응하는 대전 장치에 대향하는 위치로 리턴된다. 클리닝 유닛(2031b, 2031c, 및 2031d)은 클리닝 유닛(2031a)와 마찬가지로 동작한다.

광학 센서(2245)는, 급지 트레이(2060) 내에 수용되어 있는 기록지(M)의 브랜드를 특정하는데 사용된다.

여기서, 광학 센서(2245)는, 일례로서 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(10), 콜리메이트 렌즈(collimate lens)(12), 3개의 수광기(13, 14, 및 15), 편광 필터(16), 및 이들이 수납되는 암상(暗箱, camera obscure)(19)을 포함한다.

암상(19)은, 상자 부재, 예컨대 알루미늄으로 이루어진 상자 부재이다. 외난광(外亂光, disturbing light) 및 미광(迷光, stray light)의 영향을 저감시키기 위해, 암상(19)의 표면에 블랙 알루미늄 처리가 실시된다.

여기에서는, XYZ 3차원 직교 좌표계에 있어서, 기록지(M)의 표면에 직교하는 방향을 Z방향으로 설명하고, 기록지(M)의 표면에 평행한 면을 XY면으로 설명한다. 광학 센서(2245)는 기록지(M)의 +Z측에 배치되어 있다.

광원(10)은 복수의 발광부를 포함한다. 각 발광부는 수직 공진기형의 면발광 레이저(VCSEL: Vertical Cavity Surface-Emitting Laser)이다. 즉, 광원(10)은 면발광 레이저 어레이(VCSEL array)를 포함한다. 일례로서 도 3에 도시된 바와 같이, 9개의 발광부가 2차원으로 배열되어 있다.

광원(10)은 기록지(M)에 대한 S 편광의 직선 편광이 조사되도록 배치되어 있다. 또한, 광원(10)으로부터의 광의 기록지(M)로의 입사각(θ)(도 4 참조)은, 80°이다.

광원(10)은 프린터 제어 장치(2090)를 통해 점등 및 소등된다.

도 2에서, 콜리메이트 렌즈(12)는 광원(10)으로부터 출사되는 광의 광로 상에 배치되고, 이 광을 거의 평행광이 되게 한다. 콜리메이트 렌즈(12)를 통과한 광은 암상(19)에 형성된 개구부를 통과하여 기록지(M)를 조명한다. 이하에서는, 기록지(M)의 표면에 있어서 조명 영역의 중심을 조명 중심이라 약칭한다. 또한, 콜리메이트 렌즈(12)를 통과한 광을 조사광이라 한다.

광이 매질의 경계면에 입사될 때, 입사광선과 입사점에서의 경계면의 법선을 포함하는 면은 입사면이라 칭한다. 입사광이 복수의 광선으로 형성된 경우에, 복수의 광선 각각에 대하여 입사면이 존재한다. 따라서, 편의상, 조명 중심에 입사되는 광선의 입사면을 기록지(M)의 입사면이라 한다. 즉, 조명 중심을 포함하고 X-Z면에 평행한 면이 기록지(M)의 입사면이다.

본 명세서에서는, 기록지(M)로 입사되는 입사광만이 아니라 반사광에 대해서도 S 편광 및/또는 P 편광으로서 설명한다. 이것은 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 기록지(M)로의 입사광의 편광 방향을 기준으로 한 표현이다. 입사면 내에 있어서 입사광(여기서는 S 편광)과 동일한 편광 방향을 S 편광이라 칭하고, 입사면 내에 있어서 입사광(S 편광)에 수직인 편광 방향을 P 편광이라 칭한다.

편광 필터(16)는 조명 중심의 +Z측에 배치된다. 이 편광 필터(16)는, P 편광을 투과시키고, S 편광을 차광한다. 편광 필터(16)에 대신하여, 동등한 기능을 갖는 편광 빔 스플리터(polarized-light beam splitter)가 사용될 수 있다.

수광기(14)는, 편광 필터(16)의 +Z측에 배치되고, 편광 필터(16)를 투과한 광을 수광한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 조명 중심과 편광 필터(16) 및 수광기(14)의 중심을 연결한 선(L1)과, 기록지(M)의 표면에 의해 형성되는 각도(φ1)는 90°이다.

수광기(13)는 X축 방향에 관하여 조명 중심의 +X측에 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 조명 중심과 수광기(13)의 중심을 연결한 선(L2)과, 기록지(M)의 표면에 의해 형성되는 각도(φ2)는 170°이다.

수광기(15)는 X축 방향에 관하여 조명 중심의 +X측에 배치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 조명 중심과 수광기(15)의 중심을 연결한 선(L3)과, 기록지(M)의 표면에 의해 형성되는 각도(φ3)는 120°이다.

광원(10)의 중심과, 조명 중심과, 편광 필터(16)의 중심과, 각 수광기(13 내지 15)의 중심은, 거의 동일 평면 상에 존재한다.

기록지(M)를 조명할 때의 기록지(M)로부터의 반사광은, 기록지(M)의 표면에서 반사되는 반사광과 기록지(M)의 내부에서 반사되는 반사광으로 분리하여 생각할 수 있다. 또한, 기록지(M)의 표면에서 반사되는 반사광은, 정반사된 반사광과 확산 반사된 반사광으로 분리하여 생각할 수 있다. 이하에서는, 편의상, 기록지(M)의 표면에서 정반사된 반사광을 표면 정반사광이라 하고, 확산 반사된 반사광을 표면 확산 반사광이라 한다(도 7a 및 도 7b 참조).

기록지(M)의 표면은, 평면부와 사면부(斜面部)로 구성된다. 평면부와 사면부의 비율에 의해 기록지(M) 표면의 평활성(平滑性)이 결정된다. 평면부에서 반사되는 광은 표면 정반사광이 되고, 사면부에서 반사되는 광은 표면 확산 반사광이 된다. 표면 확산 반사광은 기록지(M)의 표면으로부터 완전히 확산 반사된 반사광으로 간주될 수 있다. 표면 확산 반사광은 반사 방향에서 등방성을 가질 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 평활성이 증가됨에 따라, 표면 정반사광의 광량이 증가된다.

한편, 기록지(M)가 일반 인쇄용지인 경우에, 기록지(M)의 내부로부터의 반사광이 기록지(M) 내부의 섬유 중에서 다중 확산되기 때문에, 기록지(M)의 내부로부터의 반사광은 확산 반사광만 된다. 이하에서는, 편의상 기록지(M)의 내부로부터의 반사광을 내부 확산 반사광(도 7c 참조)이라 한다. 이 내부 확산 반사광도, 표면 확산 반사광과 마찬가지로, 기록지(M)로부터 완전히 확산 반사되는 반사광이다. 내부 반사광은 반사 방향에서 등방성을 가질 수 있는 것으로 생각할 수 있다.

표면 정반사광 및 표면 확산 반사광의 편광 방향은, 입사광의 편광 방향과 동일하다. 기록지(M)의 표면에서 편광 방향을 회전시키기 위해, 입사광이 그 입사 방향에 대하여 이 회전 방향을 향하여 경사진 표면에서 반사될 필요가 있다. 따라서, 광원(10)의 중심과, 조명 중심과, 각 수광기(13 내지 15)의 중심이 동일 평면 상에 있기 때문에, 기록지(M)의 표면에서 편광 방향이 회전하는 반사광은, 어느 수광기의 방향으로도 반사되지 않는다.

한편, 내부 확산 반사광의 편광 방향은, 입사광의 편광 방향에 대하여 회전한다. 기록지(M)의 내부에 침입하는 광은 섬유를 통과하고, 다중 확산되는 동안에 광학적으로 회전하여 편광 방향이 회전하기 때문인 것으로 생각된다.

따라서, 편광 필터(16)에는, 표면 확산 반사광과 내부 확산 반사광이 혼재하는 반사광이 입사된다(도 8 참조).

표면 확산 반사광은, 입사광과 마찬가지로 S 편광이기 때문에, 편광 필터(16)에 의해 차광된다. 한편, 내부 확산 반사광은, S 편광과 P 편광이 혼재하기 때문에, P 편광 성분이 편광 필터(16)를 투과한다. 즉, 내부 확산 반사광에 포함되는 P 편광 성분이 수광기(14)에 의해 수광된다(도 9 참조). 이하에서는, 편의상, 내부 확산 반사광에 포함되는 P 편광 성분을 P 편광 내부 확산 반사광으로 나타내고, 내부 확산 반사광에 포함되는 S 편광 성분을 S 편광 내부 확산 반사광으로 나타낸다.

P 편광 내부 확산 반사광의 광량은, 기록지(M)의 두께 또는 밀도에 상관을 갖는다는 것을 발명자들이 확인하였다. 이것은, P 편광 내부 확산 반사광의 광량이, 기록지(M)의 섬유를 광이 통과할 때의 경로 길이에 의존하기 때문이다.

수광기(13)에는 표면 정반사광과 표면 확산 반사광과 내부 확산 반사광이 혼재하는 반사광이 입사된다. 표면 정반사광의 광량에 비해 표면 확산 반사광 및 내부 확산 반사광의 광량이 매우 적다. 따라서, 수광기(13)에 의한 수광량은, 표면 정반사광의 광량으로 간주될 수 있다(도 10 참조).

수광기(15)에는 표면 확산 반사광과 내부 확산 반사광이 혼재하는 반사광이 입사된다. 표면 확산 반사광의 광량에 비해 내부 확산 반사광의 광량은 매우 적다. 따라서, 수광기(15)에 의한 수광량은, 표면 확산 반사광의 광량으로 간주될 수 있다(도 10 참조).

수광기(13) 및 수광기(15)는 각 수광기에 의한 수광량에 따른 전기신호(광전변환신호)를 프린터 제어 장치(2090)에 출력한다.

센서 구동 기구(2248)는 광학 센서(2245)를 Z축 주위에서 회동시킴과 아울러 기록지(M)의 길이 방향을 따라 이동시킨다. 이하에서는, 편의상, 기록지(M)의 길이 방향을 L 방향이라 하고, 짧은 방향을 W 방향이라 한다.

일례로서 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 센서 구동 기구(2248)는, 베이스(2248a), 샤프트(shaft)(2248b), 가이드(2248c), 제1 모터(2248d), 테이블(2248e), 테이블축(2248f), 및 제2 모터(2248g)를 포함한다.

베이스(2248a)는 직사각형의 판상 부재이다. 베이스(2248a)는, +W측 단부에 샤프트(2248b)가 삽입되는 나사형 구멍; -W측 단부에 가이드(2248c)가 삽입되는 관통 구멍; 및 중앙부에 테이블축(2248f)이 삽입되는 관통 구멍을 포함한다.

샤프트(2248b)는, L 방향을 길이 방향으로 하는 라운드 바(round bar)이고, 그 표면에 나사산(screw thread)이 형성되어 있다. 가이드(2248c)는 L 방향을 길이 방향으로 하는 라운드 바이다. 샤프트(2248b)와 가이드(2248c)는 W 방향에서 서로 이격되어 배치된다. 샤프트(2248b)를 회전시키기 위해, 제1 모터(2248d)가 제공된다.

테이블(2248e)은 디스크형 부재이고, -Z측의 면에 광학 센서(2245)가 부착되어 있다. 테이블축(2248f)은 테이블(2248e)의 +Z축의 면의 중앙에 부착된다. 테이블축(2248f)을 회전시키기 위해 제2 모터(2248f)가 제공된다.

제1 모터(2248d) 및 제2 모터(2248g)는 프린터 제어 장치(2090)에 의해 구동된다. 제1 모터(2248d)가 구동되면, 베이스(2248a)는 L 방향을 따라 이동한다. 이와 동시에, 광학 센서(2245)도, L 방향을 따라 이동한다. 제2 모터(2248g)가 구동되면, 테이블(2248e)은 테이블축(2248f) 주위에서 회동하고, 이에 대응하여 광학 센서(2245)도 Z축 주위에서 회동한다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 광학 센서(2245)의 X축 방향과 기록지(M)의 L 방향이 평행할 때의 광학 센서(2245)의 회동 자세를 "제1 자세"로 나타낸다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 광학 센서(2245)의 Y축 방향과 기록지(M)의 L 방향이 평행일 때의 광학 센서(2245)의 회동 자세를 "제2 자세"로 나타낸다.

본 실시형태에서는, 컬러 프린터(2000)가 대응 가능한 복수의 브랜드의 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향과 일치하도록 광학 센서(2245)의 각 수광기(13-15)의 출력 레벨을 제1 자세 및 제2 자세 모두에서, 각각 취득한다. 이 취득 결과는 브랜드별 출력 레벨 데이터로서 프린터 제어 장치(2090)의 ROM에 저장된다.

여기서, 제1 자세에서의, 수광기(13)의 출력 레벨을 S1H로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨을 S2H로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨을 S3H로 나타낸다. 제2 자세에서의, 수광기(13)의 출력 레벨을 S1V로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨을 S2V로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨을 S3V로 나타낸다(도 13 참조).

프린터 제어 회로(2090)는, 컬러 프린터(2000)의 전원이 턴 온될 때, 및 용지 트레이(2060)에 기록지(M)가 공급될 때에, 기록지(M)의 지종(紙種) 판별 처리를 행한다. 지종 판별 처리로서 다양한 처리 방법이 고려될 수 있다. 이하에서는, 4개의 처리 방법(제1 처리방법 내지 제4 처리방법)에 대하여 설명할 것이다. 기록지(M) 상의 L 방향에 있어서의 상이한 P(P는 자연수)개의 위치가 검출 위치가 된다(도 14 참조).

(제1 처리 방법)

이하에서, 도 15에 도시된 플로우차트를 참조하여 제1 처리 방법을 설명한다. 이 플로우차트는 제1 처리 방법에서 프린터 제어 장치(2090)의 CPU에 의해 실행되는 일련의 처리 알고리즘에 대응한다.

최초의 스텝 S401에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 제1 자세로 회동시킨다.

다음 스텝 S403에서는, 검출 위치를 특정하기 위한 값이 저장되는 변수(m)에 초기값 1을 세팅한다.

다음 스텝 S405에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 m번째 검출 위치로 이동시킨다.

다음 스텝 S407에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 점등(turn on)시킨다.

다음 스텝 S409에서는, 각 수광기(13-15)의 출력 신호를 취득하여 RAM에 저장한다.

다음 스텝 S411에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 소등(turn off)시킨다.

다음 스텝 S413에서는, 변수(m)의 값이 P 이상인지 여부를 판단한다. 변수(m)의 값이 P 미만이면, 여기서의 판단은 부정되고, 상기 처리는 스텝 S415로 이행한다.

스텝 S415에서는, 변수(m)의 값에 1을 더하고(+1), 상기 처리는 상기 스텝 S405로 돌아간다.

이하, 스텝 S413에서의 판단이 긍정될 때까지, 스텝 S405 내지 스텝 415를 계속해서 반복한다.

변수(m)의 값이 P 이상으로 되면, 스텝 S413에서의 판단은 긍정되고, 상기 처리는 스텝 S417로 이행한다.

이 스텝 S417에서는, 각 수광기(13-15)에 P개의 출력 레벨을 평균화한다. 수광기(13)의 출력 레벨의 평균값을 S1'으로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨의 평균값을 S2'로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨의 평균값을 S3'로 나타낸다.

다음 스텝 S419에서는, 프린터 제어 장치(2090)의 ROM에 저장된 각 브랜드별 출력 레벨 데이터를 참조하여, 각 브랜드에 관하여, 다음 (1)식을 이용한 적합율(precision ratio)(RH)를 산출하고, 다음 (2)식을 이용하여 적합율(RV)를 산출한다.

다음 스텝 S421에서는, 브랜드에 의해 산출되는 적합율(RH) 및 적합율(RV)에 따라, 적합율(RH)과 적합율(RV) 중 하나에서 최대 비(maximum ratio)를 갖는 브랜드를 추출한다. 따라서, 추출된 브랜드를 기록지(M)의 브랜드로서 여긴다.

다음 스텝 S423에서는, 특정된 기록지(M)의 브랜드를 RAM에 저장한다. 그리고 제1 처리 방법을 종료한다.

(제2 처리 방법)

이하에서, 도 16에 도시된 플로우차트를 참조하여 제2 처리 방법을 설명한다. 이 플로우차트는 제2 처리 방법에서 프린터 제어 장치(2090)의 CPU에 의해 실행되는 일련의 처리 알고리즘에 대응한다.

제2 처리 방법은, 상기 제1 처리 방법에서의 스텝 S401이 스텝 S401'로 변경되는 것을 제외하고, 제1 처리 방법과 유사한 스텝을 포함한다.

스텝 S401'에서는, 센서 구동 기구(2248)을 통해 광학 센서(2245)를 제2 자세로 회동시킨다. 후속 스텝은 제1 처리 방법과 동일하다.

즉, 제2 처리 방법은 광학 센서(2245)의 자세만이 제1 처리 방법과 상이하다.

(제3 처리 방법)

이하에서, 도 17 및 도 18에 도시된 플로우차트를 참조하여 제3 처리 방법을 설명한다. 이 플로우차트는 제3 처리 방법에서 프린터 제어 장치(2090)의 CPU에 의해 실행되는 일련의 처리 알고리즘에 대응한다.

최초 스텝 S501에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 제1 자세로 회동시킨다.

다음 스텝 S503에서는, 검출 위치를 특정하기 위한 값이 저장되는 변수(m)에 초기값 1을 세팅한다.

다음 스텝 S505에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 m번째의 검출 위치로 이동시킨다.

다음 스텝 S507에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 점등시킨다.

다음 스텝 S509에서는, 각 수광기(13-15)의 출력 신호를 취득하고, RAM에 저장한다.

다음 스텝 S511에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 소등시킨다.

다음 스텝 S513에서는, 변수(m)의 값이 P 이상인지 여부를 판단한다. 변수(m)의 값이 P 미만이면, 여기서의 판단은 부정되고, 상기 처리는 스텝 S515로 이행한다.

이 스텝 S515에서는, 변수(m)의 값에 1을 더하고(+1), 상기 처리는 상기 스텝 S505로 돌아간다.

이하, 스텝 S513에서의 판단이 긍정될 때까지, 스텝 S505 내지 스텝 S515를 계속해서 반복한다.

변수(m)의 값이 P 이상으로 되면, 스텝 S513에서의 판단이 긍정되고, 스텝 S521로 이행한다.

이 스텝 S521에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 제2 자세로 회동시킨다.

다음 스텝 S523에서는, 검출 위치를 특정하기 위한 값이 저장되는 변수(m)에 초기값 1을 세팅한다.

다음 스텝 S525에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 m번째 검출 위치로 이동시킨다.

다음 스텝 S527에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 점등시킨다.

다음 스텝 S529에서는, 각 수광기(13-15)의 출력 신호를 취득하고, RAM에 저장한다.

다음 스텝 S531에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 소등시킨다.

다음 스텝 S533에서는, 변수(m)의 값이 P 이상인지 여부를 판단한다. 변수(m)의 값이 P 미만이면, 여기서의 판단은 부정되고, 상기 처리는 스텝 S535로 이행한다.

이 스텝 S535에서는, 변수(m)의 값에 1을 더하고(+1), 상기 스텝 S525로 돌아간다.

이하, 스텝 S533에서의 판단이 긍정될 때까지, 스텝 S525 내지 스텝 S535를 계속해서 반복한다.

변수(m)의 값이 P 이하이면, 스텝 S533에서의 판단은 긍정되고, 상기 처리는 스텝 S551로 이행한다.

이 스텝 S551에서는, 광학 센서(2245)가 제1 자세인 동안의 각 수광기(13-15)의 P개의 출력 레벨을 평균화한다. 수광기(13)의 출력 레벨의 평균값을 S1H'로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨의 평균값을 S2H'로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨의 평균값을 S3H'로 나타낸다.

다음 스텝 S553에서는, 광학 센서(2245)가 제2 자세인 동안의 각 수광기(13-15)의 P개의 출력 레벨을 평균화한다. 수광기(13)의 출력 레벨의 평균값을 S1V'로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨의 평균값을 S2V'로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨의 평균값을 S3V'로 나타낸다.

다음 스텝 S555에서는, 프린터 제어 장치(2090)의 ROM에 저장되는 각 브랜드의 출력 레벨을 참조하여, 각 브랜드에 관하여, (3)식을 이용하여 적합율(RH)을 산출하고, (4)식을 이용하여 적합율(RV)을 산출하고, (5)식을 이용하여 적합율(RH')을 산출하고, (6)식을 이용하여 적합율(RV')을 산출한다.

다음 스텝 S557에서는, 브랜드에 의해 산출되는 적합율(RH, RV, RH', RV')에 따라, RH×RV와 RH'×RV' 중 하나에서 최대비를 갖는 브랜드를 추출한다. 따라서, 추출된 브랜드를 기록지(M)의 브랜드로서 여긴다.

다음 스텝 S559에서는, 특정된 기록지(M)의 브랜드를 RAM에 저장한다. 따라서, 제3 처리 방법을 종료한다.

(제4 처리 방법)

이하에서, 도 19에 도시된 플로우차트를 참조하여 제4 처리 방법을 설명한다. 이 플로우차트는 제4 처리 방법에서 프린터 제어 장치(2090)의 CPU에 의해 실행되는 일련의 처리 알고리즘에 대응한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 광학 센서(2245)의 X축 방향과 기록지(M)의 L 방향이 형성하는 각도가 0°＜α＜90° 일 때 광학 센서(2245)의 회동 자세를 "제3 자세"로 규정한다. 또한, 각 브랜드의 출력 레벨 데이터는, 광학 센서(2245)가 제3 자세로 있는 경우의 수광기(13)의 출력 레벨(S1A), 수광기(14)의 출력 레벨(S2A), 및 수광기(15)의 출력 레벨(S3A)을 포함한다(도 21 참조). 여기서, 일례로서, α=45°이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

최초의 스텝 S601에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 제3 자세로 회동시킨다.

다음 스텝 S603에서는, 검출 위치를 특정하기 위한 값이 저장되는 변수(m)에 초기값 1을 세팅한다.

다음 스텝 S605에서는, 센서 구동 기구(2248)를 통해 광학 센서(2245)를 m번째 검출 위치로 이동시킨다.

다음 스텝 S607에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 점등시킨다.

다음 스텝 S609에서는, 각 수광기(13-15)의 출력 신호를 취득하고, RAM에 저장한다.

다음 스텝 S611에서는, 광학 센서(2245)의 광원(10)을 소등시킨다.

다음 스텝 S613에서는, 변수(m)의 값이 P 이상인지 여부를 판단한다. 변수(m)의 값이 P 미만이면, 여기서의 판단은 부정되고, 상기 처리는 스텝 S615로 이행한다.

이 스텝 S625에서는, 변수(m)의 값에 1을 더하고(+1), 상기 처리는 상기 스텝 S605로 돌아간다.

이하, 스텝 S613에서의 판단이 긍정될 때까지, 스텝 S605 내지 스텝 S615를 계속해서 반복한다.

변수(m)의 값이 P 이상으로 되면, 스텝 S613에서의 판단은 긍정되고, 상기 처리는 스텝 S617로 이행한다.

이 스텝 S617에서는, 각 수광기(13-15)에 대한 P개의 출력 레벨을 평균화한다. 수광기(13)의 출력 레벨의 평균값을 S1''로 나타내고, 수광기(14)의 출력 레벨의 평균값을 S2''로 나타내고, 수광기(15)의 출력 레벨의 평균값을 S3''로 나타낸다.

다음 스텝 S619에서는, 프린터 제어 장치(2090)의 ROM에 저장되는 각 브랜드의 출력 레벨을 참조하여, 각 브랜드에 관하여, (7)식을 이용하여 적합율(RH)을 산출하고, (8)식을 인용하여 적합율(RV)을 산출하고, (9)식을 이용하여 적합율(RA)를 산출한다.

다음 스텝 S621에서는, 브랜드에 의해 산출되는 적합율(RH, RV, 및 RA)에 관하여, RH, RV, 및 RA 중 하나에서 최대비를 갖는 브랜드를 추출한다. 따라서, 추출된 브랜드를 기록지(M)의 브랜드로서 여긴다.

다음 스텝 S623에서는, 추출된 기록지(M)의 브랜드를 RAM에 저장한다. 따라서, 제4 처리 방법을 종료한다.

프린터 제어 장치(2090)는, 유저에 의한 인쇄 잡 요구(job-request for print)를 수신하면, RAM에 저장된 기록지(M)의 브랜드의 정보를 판독하고, 현상 및 전사 테이블로부터 기록지(M)의 브랜드에 대한 최적의 현상 조건 및 전사 조건을 결정한다.

따라서, 프린터 제어 장치(2090)는, 최적의 현상 조건 및 전사 조건에 따라 각 스테이션의 현상 장치 및 전사 장치를 제어한다. 예컨대, 전사 전압 및 토너량이 제어될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기록지(M)에 고품질의 화상이 형성될 수 있다.

한편, 기록지(M)는, 제조 공정에 기인하여, 이 기록지를 구성하는 섬유질의 배향을 포함한다. 이 섬유질 배향은, 섬유질 방향으로도 불리고, 제조 공정 중에 기록지(M)의 섬유질 방향을 따라 형성된다. 따라서, 동일 종류의 기록지에서도, 조사광의 입사 방향이 상이하면, 반사 특성이 상이하게 될 수 있다. 여기서, 도 22에 도시된 바와 같이, 기록지(M)의 표면에 직교하는 면에 정사영했을 때의 조사광의 입사 방향과 L 방향에 의해 형성되는 각도를 β로 나타낸다.

도 23에서, 상이한 각 브랜드의 복수의 기록지에 관하여, 각도 β와 수광기(15)에 의한 수광량의 변화율의 관계가 도시되어 있다. 브랜드 A의 섬유질 방향은 L 방향에 평행하다. 브랜드 B, 브랜드 C, 및 브랜드 D의 섬유질 방향은 L 방향과 직교한다. 도 23에 의하면, 브랜드 A에서의 수광량은 각도 β가 약 90°일 때 최대이다. 브랜드 B, 브랜드 C, 및 브랜드 D 각각의 수광량은 각도 β가 약 90°일 때 최소이다. 이것은, 입사면이 섬유질 방향에 대하여 평행한 경우에, 기록지(M) 표면에서의 확산 반사가 가장 작고, 입사면이 섬유질 방향에 대하여 직교하는 경우에, 기록지(M) 표면에서의 확산 반사가 가장 크다는 것을 나타낸다.

본 실시형태에서는, 각 브랜드의 출력 레벨 데이터는 입사면이 L 방향에 평행한 경우의 각 수광기(13-15)의 출력 레벨을 포함한다. 또한, 각 브랜드의 출력 레벨 데이터는 입사면이 L 방향에 직교하는 경우의 각 수광기(13-15)의 출력 레벨을 포함한다. 따라서, 특정될 기록지(M)의 브랜드와 섬유질 방향 모두가 동시에 얻어진다.

예컨대, 상기 제1 처리 방법에 있어서, 적합율(RH)이 최대인 경우는, 섬유질 방향이 L 방향에 평행인 것으로 판단될 수 있고, 적합율(RV)이 최대인 경우는, 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향에 직교하는 것으로 판단될 수 있다.

마찬가지로, 상기 제2 처리 방법에 있어서, 적합율(RH)이 최대인 경우는, 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향에 평행인 것으로 판단될 수 있고, 적합율(RV)이 최대인 경우는, 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향에 직교하는 것으로 판단될 수 있다.

상기 제3 처리 방법에 있어서, 적합율(RH×RV)이 최대인 경우는, 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향에 평행인 것으로 판단될 수 있고, 적합율(RH'×RV')이 최대인 경우는, 기록지(M)의 섬유질 방향이 L 방향에 직교하는 것으로 판단될 수 있다.

상기 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 컬러 프린터(2000)에서, 프린터 제어 장치(2090)는 처리 장치[processing unit(processor)] 및 조정 장치[調整裝置, controlling unit(controller)]를 포함하고, 각 브랜드의 출력 레벨 데이터는 본 발명의 데이터베이스를 구성한다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 광학 센서(2245)는 광원(10), 콜리메이트 렌즈(12), 3개의 수광기(13-15), 편광 필터(16), 암상(19) 등을 포함한다.

광원(10)은 S 편광을 출사시키고, 수광기(13)는 표면 정반사광을 주로 수광하고, 수광기(14)는 내부 확산 반사광에 포함되는 P 편광 성분을 수광하고, 수광기(15)는 표면 확산 반사광을 주로 수광하도록 배치된다.

프린터 제어 장치(2090)의 ROM에는, 광학 센서(2245)가 제1 자세 또는 제2 자세일 때, 각 수광기(13-15)의 예비 실측된 출력 레벨이 각 브랜드의 출력 레벨 데이터로서 저장된다. 각 수광기(13-15)의 출력 레벨은 브랜드가 분명한 복수 종류의 기록지(M)에 대응한다.

프린터 제어 장치(2090)는, 컬러 프린터(2000)의 전원이 입력되거나 용지 트레이(2060)에 기록지(M)가 공급되는 경우에, 기록지(M)의 지종 판별 처리를 수행한다. 이 지종 판별 처리에서, 프린터 제어 장치(2090)는, 광원(10)으로부터의 광을 기록지(M)에 조사하고 각 수광기(13-15)의 출력 레벨을 결정한 이후에, 각 브랜드의 출력 레벨 데이터를 참조하고, 각 브랜드에 대한 적합율(RH) 및 적합율(RV)을 산출하고, 상기 적합율 중 하나에서 가장 큰 비를 갖는 브랜드를 기록지(M)의 브랜드로서 추출한다.

이 경우에, 기록지(M)의 섬유질 방향을 고려하여 지종 판별이 수행되기 때문에, 종래의 방법보다 더 정확하게 지종 판별 처리가 수행된다. 참고로, 종래의 지종 판별 처리에서는 섬유질 방향이 전혀 고려되지 않는다.

또한, 본 실시형태에서, 면발광 레이저 어레이가 광원(10)으로서 제공되기 때문에, 직선 편광의 조사광을 얻기 위한 편광 필터(16)가 필요하지 않다. 또한, 종래에 사용되는 LED 등에서는 어렵지만, 면발광 레이저 어레이에서 복수의 발광부를 고밀도로 집적하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에, 복수의 발광부를 갖는 소형의 광원이 실현될 수 있다. 또한, 콜리메이트 렌즈의 광축 부근에 전체 레이버 빔을 집중시킬 수 있기 때문에, 복수의 광은 일정한 입사광을 갖는 거의 평행한 광이 될 수 있다. 이 경우에, 저렴한 콜리메이트 광학계가 제공될 수 있다. 따라서, 소형화되고 저렴한 광학 센서가 달성될 수 있다.

프린터 제어 장치(2090)에서, 면발광 레이저 어레이의 복수의 발광부가 동시에 점등된다. 따라서, 내부 확산 반사광의 P 편광 성분의 광량을 증가시킬 수 있다.

따라서, 광학 센서(2245)가 기록지(M)의 내부로부터의 반사광을 고정밀도로 분리할 수 있다. 이에 비하여, 광이 너무 미약하기 때문에 종래의 센서에 의해서는 광을 분리하기가 어려웠다. 기록지(M)의 내부로부터의 반사광은 기록지(M)의 내부 상태에 관한 정보를 포함한다.

프린터 제어 장치(2090)는, 3개의 수광기(13-15)의 출력 신호를 통해 기록지(M)의 브랜드를 특정한다. 즉, 기록지(M)의 내부 상태에 관한 정보를 고려함으로써, 지종의 판별 레벨이 향상된다. 따라서, 프린터 제어 장치(2090)가 기록지(M)의 종류를 높은 레벨로 특정할 수 있기 때문에 종래 기술에 의해 특정하기 어려운 브랜드를 특정할 수 있다.

복수 종류의 센서를 조합하지 않은 간단한 부품 구성이기 때문에, 저비용으로 소형의 광학 센서를 실현할 수 있다.

광학 센서(2245)에 의하면, 간단한 구성과 고정밀도로 대상물을 검출할 수 있다.

본 실시형태에 의한 컬러 프린터(2000)는, 광학 센서(2245)를 구비하고 있기 때문에, 비용의 증가 및 사이즈의 증가를 초래하지 않으면서, 고품질의 화상을 형성할 수 있다.

상기 실시형태에서, 4개의 처리 방법(제1 처리 방법 내지 제4 처리 방법)이 지종 판별 처리로서 설명했지만 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 실시형태에서, 검출 위치가 복수인 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시형태에서는, 제4 처리 방법에서의 S1A, S2A, 및 S3A가 실측값이 될 수 있다. 마찬가지로, 각 수광기(13-15)의 출력 레벨과 각도 β 사이의 관계를 근사화하는 정현파상 곡선(sine curve)의 근사 곡선(approximate curve)을 이용하여 상기 값들을 산출할 수 있다.

상기 실시형태에서, 기록지(M)의 브랜드에 따라, 최적의 현상 조건 및 전사 조건을 설정하는 경우를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 기록지(M)의 브랜드 및 섬유질 방향 중 적어도 하나에 따라, 최적의 현상 조건 및 전사 조건이 결정된다.

또한, 상기 실시형태에서, 프린터 제어 장치(2090)의 CPU를 통해 프로그램에 따르는 처리의 적어도 일부가 하드웨어에 의해 구성될 수 있다. 그렇지 않으면, 모든 부품이 하드웨어에 의해 구성될 수 있다.

상기 실시형태에서, 센서 구동 기구(2248)는, 베이스(2248a), 샤프트(2248b), 가이드(2248c), 제1 모터(2248d), 테이블(2248e), 테이블축(2248f), 및 제2 모터(2248g)를 포함하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시형태에서는, 기록지(M)에 조사되는 광이 S 편광이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 기록지에 조사되는 광이 P 편광이 될 수 있다. 그러나, 이 경우에, S 편광을 투과시키는 편광 필터가 상기 편광 필터(16) 대신 사용될 수 있고, 수광기(14)는 내부 확산 반사광 내의 S 편광 성분을 수광한다.

또한, 상기 실시형태에 의하면, 면발광 레이저 어레이의 복수의 발광부에서, 적어도 일부의 발광부 사이의 간극이 다른 발광부 사이의 간극과 상이할 수 있다(도 24 참조). 즉, 인접한 발광부의 간극이 상이하게 될 수 있다.

상기 실시형태에서, 광원(10)이 9개의 발광부를 포함하는 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시형태에서, 광원(10)이 직선 편광을 출사시키는 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 경우에, 예로서 도 25에 도시된 바와 같이, 조사광이 S 편광이 되게 하는 편광 필터(26)가 필요하다.

또한, 상기 실시형태에서, 각 수광기(13-15)의 전방에 집광 렌즈가 배치되어 있는 것이 더 바람직하다. 이 경우에, 각 수광기(13-15)에 의해 수광되는 광량의 변동을 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 광학 센서(2245)는 처리 장치를 포함할 수 있고, 프린터 제어 장치(2090)에 의해 실행될 수 있는 처리의 일부를 실행할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 급지 트레이가 1개인 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 복수의 급지 트레이가 배치될 수 있다. 이 경우에, 각 급지 트레이마다 광학 센서(2245)가 배치될 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 반송 중에 기록지(M)의 브랜드를 특정할 수 있다. 이 경우에, 기록지(M)의 반송로 근방에 광학 센서(2245)가 배치된다. 예컨대, 급지 롤러(2054)와 전사 롤러(2042) 사이의 반송로 근방에 광학 센서(2245)가 배치될 수 있다.

또한, 광학 센서(2245)에 의해 특정될 대상물이 상기 기록지(M)에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 실시형태에서는, 화상 형성 장치가 컬러 프린터(2000)인 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 모노크롬 화상(monochrome image)을 형성하는 레이저 프린터가 적용될 수 있다. 마찬가지로, 프린터가 아닌, 복사기, 팩시밀리, 또는 이것들이 집약된 복합기 등의 화상 형성 장치가 될 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 화상 형성 장치가 4개의 감광체 드럼을 포함하는 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 5개의 감광체 드럼을 포함하는 프린터가 될 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 토너 화상이 감광체 드럼으로부터 전사 벨트를 통해 전사되는 화상 형성 장치를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 토너 화상이 감광체 드럼으로부터 기록지에 직접 전사되는 화상 형성 장치가 될 수 있다.

또한, 광학 센서(2245)는 기록지에 잉크를 뿌림(spraying)으로써 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 적용 가능하다.

본 발명의 광학 센서에 의하면, 간단한 구성에 의해 고정밀도로 대상물이 특정될 수 있다.

본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 변형들이, 통상의 기술자에 의해 서술되는 실시형태로 이루어질 수 있다는 것을 인식해야 한다.

Claims

센서 장치에 있어서,
광원 및 상기 광원으로부터 출사되어 대상물에서 정반사되는 광과 확산 반사되는 광을 수광하는 복수의 수광기를 포함하는 광학 센서;
상기 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 상기 대상물에 대하여 제1 방향을 형성하고, 상기 광원으로부터 출사되는 광의 입사 방향이 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 형성하는 경우에, 상기 복수의 수광기로부터의 기지의 상이한 종류의 복수의 대상물에 관한 출력 데이터를 포함하는 데이터베이스; 및
종류가 불명한 대상물에 상기 광원으로부터 출사되는 광을 조사하기 위해, 상기 광원으로부터 출사되는 광을 제어하고, 상기 복수의 수광기의 출력 데이터를 상기 데이터베이스와 대조(matching)함으로써, 대상물의 종류를 판별하는 처리 장치를 구비하는, 센서 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 종류가 불명한 대상물에 대하여 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 하나로부터 광을 조사하는 것인, 센서 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 종류가 불명한 대상물에 대하여 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향의 양 방향으로부터 광을 조사하는 것인, 센서 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 종류가 불명한 대상물에 대하여 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 모두와 상이한 제3 방향으로부터 광을 조사하는 것인, 센서 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 종류가 불명한 대상물인 경우의 상기 수광기의 출력 데이터와, 상기 테이터베이스 내의 각 종류의 데이터의 일치도(matching degree)를 나타내는 적합율(precision ratio)을 산출하고, 상기 적합율에 따라 상기 종류가 불명한 대상물의 종류를 판별하는 것인, 센서 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 종류가 불명한 대상물의 복수 위치에 상기 광원으로부터의 광을 조사하고, 조사 위치마다 상기 복수의 수광기의 출력 데이터를 취득하는 것인, 센서 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 면발광 레이저 어레이(surface-emitting laser array)를 포함하는 것인, 센서 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은, 제1 편광 방향을 갖는 직선 편광의 광을 출사하고,
상기 광학 센서는, 상기 대상물의 입사면 내에서 상기 대상물에 의해 확산 반사되는 광의 광로 상에 배치되고, 상기 제1 편광 방향에 직교하는 제2 편광 방향의 직선 편광 성분을 투과시키는, 광학 소자를 포함하고,
상기 복수의 수광기는, 상기 대상물에서 정반사되는 광의 광로 상에 배치되는 제1 수광기 및 상기 광학 소자를 통해 투과되는 광을 수광하는 제2 수광기를 포함하는 것인, 센서 장치.
제8항에 있어서, 상기 복수의 수광기는 상기 대상물의 입사면 내에서 상기 대상물에 의해 확산 반사되는 광의 광로 상에 배치되는 제3 수광기를 포함하는 것인, 센서 장치.
제5항에 있어서, 상기 대상물은 용지이며, 상기 제1 방향은 용지의 섬유질 방향에 평행한 것인, 센서 장치.
제10항에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 적합율에 따라 상기 종류가 불명한 대상물의 상기 섬유질 방향을 산출하는 것인, 센서 장치.
기록 매체 상에 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 있어서,
기록 매체가 대상물인 제10항에 기재된 센서 장치; 및
상기 센서 장치의 판별 결과에 따라 화상 형성 조건을 조정하는 조정 장치(controller)를 구비하는, 화상 형성 장치.
제12항에 있어서, 상기 조정 장치는, 상기 기록 매체의 브랜드(brand)와 섬유질 방향 중 적어도 하나에 따라 상기 화상 형성 조건을 조정하는 것인, 화상 형성 장치.