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記錄介質辨別裝置以及記錄介質辨別方法
【專利摘要】本發明涉及記錄介質辨別裝置以及記錄介質辨別方法。其提供了一種能夠準確地辨別出多種記錄介質的技術。記錄介質辨別裝置具備：光照射部（110），其朝向記錄介質（M）照射可見光；正反射光受光部（120），其對從光照射部（110）被照射的光在記錄介質（M）上進行了正反射后的正反射光進行受光；漫反射光受光部（120），其對從光照射部（110）被照射的光在記錄介質（M）上進行了漫反射后的漫反射光進行受光；辨別部（150），其根據正反射光受光部（120）所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量、以及漫反射光受光部（130）所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量，來對記錄介質的種類進行辨別。
【專利說明】記錄介質辨別裝置以及記錄介質辨別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對記錄有圖像的例如紙等的記錄介質的種類進行辨別的記錄介質辨別裝置以及記錄介質辨別方法。
【背景技術】
[0002]在于紙以及樹脂薄膜等的記錄介質上記錄圖像的技術中，例如為了使記錄介質對應于其特性而使記錄條件以及輸送形態最佳化，從而存在需要對所使用的記錄介質的種類進行辨別的情況。作為在這種目的下能夠使用的技術，例如如專利文獻I以及2所述，存在利用了記錄介質的光學性質的技術。
[0003]在專利文獻I所記載的技術中，使來自由發光元件構成的LED的光入射到記錄介質上，并分別通過受光元件來接受其正反射光以及漫反射光，且基于這些光的強度比來辨別記錄介質的種類。此外，在專利文獻2所記載的技術中，根據將紅外光照射到記錄介質上時的正反射光以及漫反射光的各自的光量、以及將紅外光照射到記錄介質上時的從記錄介質上發出的熒光成分的光量，來辨別記錄介質的種類。
[0004]作為這種記錄介質，在市場上流通有多種。因此，雖然需求能夠準確地對這些介質的種類進行辨別，但是在現有技術中無法應對這種要求。例如，在專利文獻I所記載的技術中，由于僅通過正反射光以及漫反射光的強度比來進行辨別，因此對于在這一點上性質類似的多種記錄介質無法進行辨別。此外，在專利文獻2所記載的技術中，雖然將對于紅外光的反射特性和對于紫外光的熒光特性作為了判斷基準，但是根據后文敘述的本申請發明人等的見解，各種記錄介質對于紅外光的反射特性的差極小，此外對于紫外光的熒光則主要是由增白劑產生的，在不包含增白劑的記錄介質中，無法辨別其種類。
[0005]專利文獻I日本特開平08-314327號公報
[0006]專利文獻2日本特開2005-315856號公報

【發明內容】

[0007]本發明所涉及的幾種形態解決了上述課題，并提供了能夠準確地辨別出較多種類的記錄介質的技術。
[0008]本發明的一種形態為一種記錄介質辨別裝置，具備:光照射部，其朝向記錄介質照射可見光；正反射光受光部，其對從所述光照射部被照射的光在所述記錄介質上進行了正反射后的正反射光進行受光；漫反射光受光部，其對從所述光照射部被照射的光在所述記錄介質上進行了漫反射后的漫反射光進行受光；辨別部，其根據所述正反射光受光部所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量、以及所述漫反射光受光部所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量，來對所述記錄介質的種類進行辨別。
[0009]此外，本發明的其他形態為一種記錄介質辨別方法，其包括:朝向記錄介質照射可見光的工序，對照射光在所述記錄介質處進行了正反射后的正反射光進行受光的工序，對照射光在所述記錄介質處進行了漫反射后的漫反射光進行受光的工序，根據在所述對正反射光進行受光的工序中接受到的光成分中波長互不相同的兩種以上的可見光成分的各自的光量、以及在所述對漫反射光進行受光的工序中接受到的光成分中波長互不相同的兩種以上的可見光成分的各自的光量，來對所述記錄介質的種類進行辨別的工序。
[0010]在這些發明中，基于來自記錄介質的正反射光以及漫反射光中的各自兩種以上的可見光成分的光量，來對記錄介質的種類進行辨別。另外，在本發明中，雖然是使用正反射光以及漫反射光的各自兩種以上的可見光成分來進行辨別，但是在正反射光中所使用的光成分和漫反射光中所使用的光成分既可以相同也可以不同。
[0011]雖然會在后文詳細敘述，但根據本申請發明人的新見解可知，每種記錄介質的對于入射光的反射特性在可見區域中與紅外區域中相比差異較大，此外在可見區域內的反射特性的波長依存性也根據記錄介質的種類而有很大不同。利用這種情況，在本發明中，使用正反射光以及漫反射光的各自兩種以上的波長成分的光量來進行辨別。因此，與現有技術相比，能夠以高精度而辨別出更多種類的記錄介質。
[0012]在這些發明中，例如，可以向記錄介質照射實質上不包含紫外線的光。在本發明中，由于是基于入射到記錄介質上的可見光的正反射以及漫反射的特征來對記錄介質的種類進行辨別，因此通過使不包含紫外線的光進行入射，從而能夠減小由熒光而產生的光成分的混入所導致的光量的檢測誤差。
[0013]此外，例如可以使在辨別中所使用的漫反射光的可見光成分中的至少一種為，相當于藍色或綠色的波長成分。此外，還可以使在辨別中所使用的正反射光的可見光成分中的至少一種為，相當于藍色的波長成分。根據本申請發明人的見解，關于每種記錄介質的反射特性的差異，與例如紅色的這種長波長成分相比，在藍色及綠色的這種短波長成分中更加顯著。因此，通過在辨別中使用這些短波長成分，從而以更高的精度而辨別出記錄介質的種類。
[0014]此外，在這些發明中，可以將包含波長相互不同的兩種以上的可見光成分的光照射到記錄介質上，并通過分別對正反射光以及漫反射光進行分光從而獲得各個光成分的光量。通過采用這種方式，從而能夠同時對各個光成分的反射光進行受光，進而能夠以較短時間來進行辨別處理。為了實現這種目的，例如可以將照射到記錄介質上的光設為白色光，并使用具備RGB濾色器的受光元件，所述RGB濾色器將入射光分光成R (紅)、G (綠)、B (藍)的各種成分。
[0015]或者例如，可以對光譜分布相互不同的兩種以上的可見光進行切換并照射到記錄介質上。在這種情況下，能夠通過不具有顏色分解功能的受光元件來對正反射光和漫反射光進行受光，而獲得本發明的作用效果。此外，將入射光的強度按照各個光成分而個別地設定變得容易，從而能夠使本發明中的動態量程擴大并使檢測精度提高。
[0016]此外例如，可以求取來自記錄介質的正反射光的光量與預定的來自基準反射部的正反射光的光量之比、以及來自記錄介質的漫反射光的光量與預定的來自基準反射部的漫反射光的光量之比。如果采用這種方式，則能夠求出作為來自基準反射部的反射光與來自記錄介質的反射光之比的反射率(詳細內容后文敘述)。因此，即使在將光照射到記錄介質上的光照射部以及對反射光進行受光的受光部的特性上存在誤差的情況下，也能夠通過基于反射率的判斷而穩定地進行辨別。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為表示各種記錄介質中的漫反射光的光譜分布的圖。
[0018]圖2為表示使包含紫外光的光入射時的漫反射光的光譜分布的圖。
[0019]圖3為表示本發明所涉及的辨別裝置的具體結構的一個示例的圖。
[0020]圖4為表示受光部的分光靈敏度特性的示例的圖。
[0021]圖5為表示根據已知的反射數據而求出的二叉樹的一個示例的圖。
[0022]圖6為表示能夠進行記錄介質的辨別的波長成分的組合的圖。
[0023]圖7為模式化地表示用于實施記錄介質辨別處理的控制部的結構的圖。
[0024]圖8為表示控制部所執行的記錄辨別處理的一個示例的流程圖。
[0025]圖9為表示辨別裝置的更具體的結構示例的側剖視圖。
[0026]圖10為表示包括校準在內的辨別處理動作的流程圖。
[0027]圖11為表示本發明所涉及的辨別裝置的具體結構的其他示例的圖。
【具體實施方式】
[0028]首先，對于成為本申請發明的基礎的本申請發明人等的見解以及基于此見解的本申請發明的原理進行說明。本申請發明人等對于市場上流通著的多種記錄介質，實施了對將光照射到該記錄介質上時從記錄介質出射的漫反射光的性質進行調查的實驗，并獲得了如下這種見解。
[0029]本申請發明人對于市場上流通著的多種記錄介質，對將光照射到該記錄介質上時的正反射光以及漫反射光的光譜分布進行了調查。作為在記錄介質的表面被反射的光的正反射光反映出了記錄介質的表面狀態，而漫反射光由于是在記錄介質的內部散射后而再次出射的光，因此比較能夠反映出記錄介質的材質的特征。
[0030]圖1為表示各種記錄介質中的漫反射光的光譜分布的圖。更詳細而言為，例示了對在將鎢光源的白色光照射到各種記錄介質上時在該記錄介質處被漫反射的光的光譜分布進行了測定的結果的一部分的圖。并且，在圖3中，將來自記錄介質的反射光量和使照射光入射到預定的白色基板上時來自該白色基板的反射光量的比作為“反射率”來進行表示。因此，在與基準板相比反射率更高的材料中，也存在反射率超過I的情況。在照射部所照射的光中識別為受光部所受光的光量，會根據照射部的照射量和受光部的受光條件等而產生偏差。因此，在獲得來自記錄介質的反射光的光量時，通過使照射部與受光部的組合處于相同條件下而獲得來自基準板的反射光的光量并求出比，從而能夠穩定地確認出記錄介質的反射狀態。
[0031]照射光為，幾乎不包含波長370nm以下或波長400nm以下的成分的鎢光源的白色光、或者幾乎不包含后面的圖5 (c)所示的波長400nm以下的成分以及波長700nm以上的成分而大致整體包含可視區域(大致400nm到750nm的波長范圍)并且在短波長側和長波長側各自具有峰值的高演色性的白色光。使這種光入射到記錄介質上并實施漫反射光的測定，從而本申請發明人等獲得了如下的見解。
[0032]S卩，如圖1所示，在記錄介質的漫反射的反射率中存在波長依存性，各個波長中的發射率的值根據記錄介質的種類而有很大不同。尤其是，在大致波長400nm到500nm的短波長區域和大致波長500nm到600nm的中波長區域中各種記錄介質表現出特征性的反射率，而在大致波長600nm以上的長波長區域中，每種記錄介質的反射率的差異比較小。
[0033]從這些情況可以看出，通過不是簡單地對漫反射光整體的光量進行檢測，而是對每種波長成分的反射光量個別地進行檢測，并對這些值組合進行評價，從而存在能夠實現比現有技術更精細地識別出因材質的不同而導致的記錄介質的反射特性的不同的可能性。
[0034]S卩，通過將入射光于記錄介質處進行漫反射而形成的漫反射光中波長互不相同的兩種以上的波長成分的反射光強度使用到辨別中，從而能夠高準確度地辨別出與現有技術相比更多種類的記錄介質。此時，入射光優選不包含紫外光成分，其理由如下文所述。
[0035]圖2為表示使包含紫外光的光入射時的漫反射光的光譜分布的圖。在包含紫外光成分的光被入射到記錄介質上時，由于除了入射光反射而形成的成分之外，通過記錄介質中所含的熒光增白劑等而被激勵出的熒光也將出現在短波長區域中，因此表觀上的反射率在短波長區域中將增大。因此，在中波長區域以及長波長區域中，因記錄介質的種類不同而導致的反射率的差異反而會變得不醒目。當然，在不包含熒光增白劑的記錄介質中，通過紫外光而被激勵出的熒光會比較少。
[0036]如此，使入射光中包含紫外光，會使特定的波長成分處每種記錄介質的差異顯著，而使其他的波長成分處的每種記錄介質的差異壓縮。這種情況在根據兩種以上的波長成分中的反射光量而辨別記錄介質的種類的、本發明的技術思想中，會成為障礙。此外，在被檢測的反射光中以無法區分的狀態而混合存在有本來包含著的光成分、和由于紫外光等而被激勵出的熒光成分，從而難以檢測出純粹的漫反射光成分。本發明的技術思想為，欲對入射光中所包含的光成分在記錄介質上以何種程度反射(正反射以及漫反射)進行掌握從而對記錄介質的種類進行確定的技術思想，其并未意圖對通過光照射而在記錄介質上二次性地產生的光進行檢測。出于這些理由，優選為，在入射到記錄介質的光中不包含激勵熒光的紫外光成分。當然，在對可視區域內的測定影響較小的范圍內，允許包含微小的紫外光成分。
[0037]如上所述，通過對漫反射光中所包含的兩種以上的波長成分的光強度進行檢測，從而能夠辨別出多種記錄介質的材質。另一方面，即使記錄介質的基材的材質相同，有時也會根據表面加工的不同而使種類被區別開，關于這種材質能夠通過正反射光的光強度來進行辨別。
[0038]由于正反射光的光譜分布在原理上與入射光的光譜分布幾乎相同，因此如果能夠檢測出特定波長成分的正反射光的光強度，則能夠實現對記錄介質的表面狀態的辨別。即，如果求出了漫反射光中所包含的兩種以上的波長成分的光強度、和正反射光中所包含的至少一種波長成分的光強度，則在原理上就能夠確定該記錄介質的種類。但是，在使用了數十種市場上能夠獲得的記錄介質的本申請發明人等進行的實驗中可以看出，為了準確地對這些記錄介質進行辨別，優選對于正反射光也使用兩種以上的波長成分的反射光強度的值。即，關于正反射光的反射光強度也體現出若干的波長依存性。
[0039]基于所述見解，在本發明中，對于正反射光以及漫反射光各自求取了各兩種以上的波長成分的光強度，并基于這些值而進行了記錄介質的種類的判斷。更具體而言，使用以這種方式求出的各波長成分的光強度、和在多種記錄介質中根據預先求得的光學特性而設定的辨別基準，而對作為辨別對象的記錄介質相當于已知的哪一種進行辨別。通過這種方式，能夠高精度地辨別出多種記錄介質。[0040]圖3為表示本發明所涉及的執行記錄介質辨別的辨別裝置的具體結構的一個示例的圖。該辨別裝置100為，被安裝在印刷機、復印機、打印機等的各種圖像記錄裝置上并對記錄介質的種類進行辨別的裝置，該印刷方式并不特別限定，能夠應用于轉印方式、噴墨方式、電子照片方式等的各種方式中。
[0041]在圖3 Ca)所示的結構例的辨別裝置100中，在埋入有具有預定反射特性的基準反射板141的壓印板140的上方，設置有光源裝置110。基準反射板141優選為，例如如圖3 (b)中的反射特性的一個示例所示的,在400nm到700nm程度上的可見光區域內大致固定地具有比較高(例如0.75以上)的反射率的、表面為白色的部件。作為具有這種反射特性的部件，例如能夠使用氮化鈦、硫酸鋇或氧化鋁等的粉體的燒結體及陶瓷、或者白色塑料，例如丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂等的粉體的集合材料與發泡材料等。而且，為了表面的磨損以及污損的防止、或者對光澤度的調節，從而也可以使用在表面上具有玻璃等的涂敷層的材料。
[0042]在以下的說明中提及“反射率”時，該用語被定義為，記錄介質上被檢測出的反射光的光量與預先在基準反射板141中被檢測出的反射光的光量之比的值。如此被定義的記錄介質的“反射率”能夠作為難以受到光源特性的個體偏差以及時間性變化的影響的數值，從而有助于辨別精度的提高。另外，優選為，適當實施對來自基準反射板141的反射光進行再次檢測的校準。
[0043]光源裝置110具備:光源部111，其出射具有預定的光譜分布以及強度的光；聚光部112,其對來自光源部的光進行聚光；光闌部113,其對被聚光的光的放射方向進行限制。光源裝置110朝向壓印板140上的基準反射板141從其斜上方照射光。關于從光源裝置110向基準反射板141的光的入射角0 1，優選在30到60度左右，例如可以設為45度。
[0044]作為此處的照射光，例如能夠使用具有圖3 (C)所示的光譜分布的白色光，作為光源部111，例如能夠使用白色LED。雖然也可以使用氙燈等的放電燈或鹵鎢燈等的白熱燈來作為光源，但是此時為了降低紫外光成分，從而優選使用過濾器來去除380nm以下的波長成分，更優選去除400nm以下的波長成分。
[0045]在從光源裝置110被出射并在基準反射板141上被正反射的光的光路上，配置有正反射光檢測裝置120。即，正反射光檢測裝置120觀察基準反射板141的角度與入射角Θ I大致相同。正反射光檢測裝置120接受來自基準反射板141的正反射光，并輸出對應于其受光量的信號。
[0046]另一方面，在以大于入射角Θ I的角度Θ 2而觀察基準反射板141的位置上，設置有接受來自基準反射板141的漫反射光的漫反射光檢測裝置130。關于角度Θ 2，可以設定為例如90度。
[0047]正反射光檢測裝置120具備:受光部121，其接受光并將之分光成幾種波長成分且輸出對應于每種成分的受光量的信號；光闌部122,其對向該入射部121入射來的光的方向進行限制。同樣地，漫反射光檢測裝置130具有受光部131和光闌部132。正反射光檢測裝置120與漫反射光檢測裝置130能夠使用互為相同結構的裝置。
[0048]圖4為，表示受光部的分光靈敏度特性的示例的圖。在圖4 (a)的示例中，入射被分光成，波長400至540nm (中心波長460nm)左右的藍色成分(B)、480至600nm (中心波長540nm)左右的綠色成分(G)、以及590至720nm (中心波長620nm至660nm)左右的紅色成分(R)。此外，在圖4 (b)的示例中，R成分的分光靈敏度被擴張到紅外區域，其波段成為590nm至1200nm(中心波長620nm至720nm)。這些為被實用化了的RGB顏色表的代表性的特性，作為具有這種分光靈敏度特性的受光部，例如能夠使用一般的彩色CCD傳感器或者彩色CMOS傳感器等。因此，能夠將裝置成本抑制得較低。
[0049]返回到圖3并繼續對辨別裝置的結構進行說明。在辨別裝置100中，除了上述各個結構，還設置有管理這些動作并實施記錄介質的辨別處理的控制部150。在以上述方式而構成的辨別裝置100中，當在壓印板140上放置成為辨別對象的記錄介質M時，從光源裝置110照射光，并通過正反射光檢測裝置120來接受該正反射光，而通過漫反射光檢測裝置130來接受漫反射光。正反射光檢測裝置120以及漫反射光檢測裝置130將所接受的光分光成RGB各色的成分，并對控制部150輸出對應于每種成分的受光量的信號。
[0050]控制部150根據由正反射光檢測裝置120檢測出的正反射光的RGB各成分中的兩種以上的波長成分的光量的值、和由漫反射光檢測裝置130檢測出的漫反射光的RGB各成分中的兩種以上的波長成分的光量的值，來對該記錄介質M的種類進行辨別。接下來對此控制部150所實施的記錄介質辨別處理進行說明。
[0051]在控制部150所實施的記錄介質辨別處理中，關于能夠成為辨別對象的多種記錄介質，按照RGB各色成分而預先求出正反射以及漫反射中的反射數據。并且，當被供給了想要檢測的記錄介質M時，按照RGB各色成分而對于該記錄介質M檢測正反射光以及漫反射光的光量，并將這些檢測值與已知的記錄介質的數據進行比較，從而判斷為特性最接近的記錄介質與該記錄介質M為同一種類。
[0052]關于作為判斷對象的記錄介質M與已知的記錄介質的對照能夠采用各種方法來實施，例如可以使用通過已知的記錄介質的反射特性數據而進行了學習的學習數據來對記錄介質M的特性進行分析，或利用公知的多變量解析技術來選出具有與該記錄介質M接近的特性的記錄介質。在此，作為適合于計算機處理的處理示例，以通過基于已知的反射數據而構筑的二叉樹分析而實施的辨別為例來進行說明。
[0053]圖5為表示根據已知的反射數據而求出的二叉樹的一個示例的圖。在此示例中，使用了市售的各種記錄介質中的13種，具體而言選出了了三種普通紙(普通紙1-3)、三種照相用紙(照相用紙1-3)、三種亞光紙(亞光紙1-3)、以及一種噴墨用透明OHP薄膜，并使用在這些記錄介質上按照RGB各色成分而測定出的正反射以及漫反射中的反射率數據，而構筑了用于區別各記錄介質的二叉樹。并且，由于根據標本數據而構筑二叉樹的方法為公知的方法，因而在此省略說明。
[0054]在圖中，符號Sg、Sb分別表示綠色(G)、藍色(B)成分中的正反射光的反射率的值，符號Dr、Dg分別表示紅色(R)、綠色成分中的漫反射光的反射率的值。作為反射率數據，除此之外還具有正反射光中的紅色成分以及漫反射光中的藍色成分的反射率，以下分別用符號Sr以及Db來表示這些值。
[0055]根據在作為辨別對象的記錄介質M中所檢測出的各種成分的光量來求取反射率，并實施基于所構筑的二叉樹而進行的分析，從而能夠辨別出該介質的種類。更具體而言，在二叉樹的各節點處，選擇被求得的反射率數據中被指定的一個值，并將其與基準值進行比較，在選擇對應于其大小關系的一方的子樹的同時，向下層進行探索。由此，最終將到達作為二叉樹的“葉子”而被定義的13種記錄介質中的某一種，并將此作為辨別結果。在此示例中，使用在各記錄介質中所求得的反射率數據而構筑了二叉樹的結果為，能夠根據正反射光的兩種顏色成分的反射率Sg、Sb和漫反射光的兩種顏色成分的反射率Dr、Dg來可靠地辨別13種記錄介質。
[0056]如此，并非總是全部需要正反射光和漫反射光分別各3個的顏色成分的反射率數據。此外顯然考慮到，圖5所示的二叉樹中的樹的形狀、分析中所使用的反射光成分的種類以及反射率的數值會根據預先取得數據的記錄介質的組合而有所不同。但是，根據本申請發明人等對于市售的30種以上的記錄介質而將處理中所應用的反射率數據的組合進行了各種變更而試行的結果可以看出，為了可靠地進行辨別，對于正反射光需要兩種以上的波長成分，對于漫反射光也需要兩種以上的波長成分。即，為了對記錄介質進行辨別，需要反射光中的相互不同的多種波長成分的光強度的組合根據記錄介質的種類而有所不同。
[0057]圖6為，表示能夠進行記錄介質的辨別的波長成分的組合的圖。如圖所示可以看出，雖然如果正反射光、漫反射光各自的RGB成分全部使用，則當然能夠可靠地進行辨別，但是，僅通過正反射光以及漫反射光各兩個的顏色成分，也能夠可靠地進行辨別。根據這些結果可以看出，關于正反射光優選在辨別中使用藍色成分，此外關于漫反射光優選使用藍色或綠色成分，而且優選為，在正反射光兩種成分以及漫反射光兩種成分這四種之中，同時包含藍色成分和綠色成分。
[0058]如此，在對照射到記錄介質上的可見光的正反射光以及漫反射光進行檢測以辨別記錄介質的種類時，通過在可見區域中也使用波長比較短的藍色成分以及綠色成分的反射光的強度，從而能夠實施高精度的辨別。這與圖1所示的各種記錄介質的反射特性、即每種記錄介質的反射光量的差異在短波長區域內比較大而在長波長區域內比較小的情況是相符的。因此，作為照射光而優選為，在可見區域中也為短波長至中波長的成分、即較多地包含藍色成分或綠色成分的光。但是，由于如果通過在照射光中包含的紫外光成分而被激勵出的熒光成分包含在反射光中，則會成為誤判斷的原因，因此優選為，將本質上不包含紫外光成分、或者預先將紫外光成分被去除的光作為照射光。高演色性的白色LED能夠適當地用作此目的的光源。
[0059]另外，如上文所述，記錄介質的種類的辨別能夠基于正反射光以及漫反射光各自的兩種以上的波長成分的光量檢測結果來進行。因此，將所接受的反射光分解成三種顏色成分(RGB)并非必要條件。但是，即使在三種顏色成分并未全部應用到辨別中的情況下，作為裝置也優選具備三種顏色的顏色分解功能。其理由在于，第一，設為辨別對象的多種記錄介質的組合如果被改變，則存在辨別中所使用的顏色成分也將被改變的可能性。理由之二在于，目前具有三種顏色的顏色分解功能的光學設備能夠容易地獲得，反而與準備兩臺用于僅提取兩種顏色成分的硬件相比，存在將裝置成本抑制得更低的可能性。
[0060]圖7為模式化地表示用于實施記錄介質辨別處理的控制部的結構的圖。更詳細而言，圖7 (a)為表示控制部150的結構例的圖，圖7 (b)為表示被設置在控制部150中的辨別數據庫陣列的數據構造例的圖。如圖7 (a)所示，在控制部150中，設置有執行各種處理的CPU151、和作為CPU151在辨別處理中進行參照的參照數據保存目的地的辨別數據庫陣列152。在CPU151中被輸入有:從正反射光檢測裝置120輸出的正反射光的各種顏色成分的反射率數據Sr、Sg、Sb，以及從漫反射光檢測裝置130輸出的漫反射光的各種顏色成分的反射率數據Dr、Dg、Db。CPU151使用如此被給予的反射率數據與辨別數據庫陣列152，來執行記錄介質辨別處理。
[0061]辨別數據庫陣列152如圖7 (b)所示，具有由多組辨別數據組構成的辨別數據庫、和由多組介質數據組構成的介質數據庫。
[0062]介質數據庫相當于將圖5中的二叉樹作為容易進行計算機處理的數據構造體而表現的數據庫，且由與二叉樹的節點數相對應的組數的辨別數據構成。辨別數據中的一組辨別數據包括:二叉樹的一個節點處的分支判斷中所使用的與反射光數據的種類有關的信息(辨別反射光種類)及其閾值(辨別基準數據)、與分支條件成立時以及不成立時的各自的辨別數據庫陣列152內的跳轉目標(條件成立時的跳轉目標以及條件不成立時的跳轉目標)有關的信息等。此外，還具有表示辨別處理是記錄進行還是結束的圖表。在辨別數據中，這些圖表一律被設定為表示“否(NO)”的值。
[0063]介質數據庫具有，與預先登記的記錄介質的種類數相對應的組數的介質數據，各個介質數據包含對各個介質進行區別的固有的名稱(記錄介質種類名)以及該記錄介質被供給到印刷進程中時的處理條件、例如輸送條件或圖像濃度等的參數(印刷參數)。此外，還具有表示辨別處理是記錄進行還是結束的圖表。在辨別數據中，這些圖表一律被設定為表示“是(YES)”的值。
[0064]圖8為，表示控制部所執行的記錄辨別處理的一個示例的流程圖。首先，將指示了辨別數據庫陣列中的參照地址的點的值設定到辨別數據庫陣列的先頭地址中(步驟S101)。并且，從辨別數據庫中讀入所指定的地址的辨別數據(步驟S102)。
[0065]接下來，對所讀入的數據中的辨別結束標記的值進行判斷(步驟S103)。由于在辨別數據庫中的各辨別數據中該標識被設定為“否”，因此在該時間點處的判斷結果為“否”，從而接下來執行的是步驟S104。即，從辨別數據庫中取得辨別基準數據和辨別反射光種類(步驟S104、S105)。而且，從來自記錄介質M的反射光中所測定出的反射率數據之中選出根據辨別反射光種類而確定的一個數據(步驟S106)，并將其值與從辨別數據庫中取得的辨別基準數據進行比較(步驟S107 )。
[0066]在此，在“(測定數據)< (基準數據)”的條件成立時(在步驟S107中為是)，則將指針更新為由辨別數據所表示的條件成立時的跳轉目標(步驟S109)，而在條件不成立時(在步驟S107中為否)，則將指針更新為條件不成立時的跳轉目標(步驟S108)。之后，返回到步驟S102并重新進行數據的讀出。
[0067]此時，由指針所指定的跳轉目標如果在辨別數據庫內，則根據被指定的辨別數據而重復實施上述處理。這意味著二叉樹中的分支判斷進入了深一層。另一方面，在指針所指定的跳轉目標在介質數據庫內，則接下來被讀出的數據為介質數據。由于在介質數據中辨別終了標記被設定為“是”，因此步驟S103中的判斷成為“是”，從而進入到步驟S110，并從由指針所指定的介質數據中取得記錄介質種類名和印刷參數且結束處理。這意味著沿著而二叉樹而進行的探索到達了一個“葉子”，從而作為辨別結果，獲得了對應于該葉子的記錄介質的種類。
[0068]在裝備此辨別裝置100的記錄介質等中，作為辨別結果而獲得的記錄介質種類名例如能夠作為向用戶報知辨別結果的目的而使用。此外能夠使用于，在所要執行的印刷進程與記錄介質不相符的情況下，進行警告報知故意或中止印刷進程等的用途中。此外，關于從介質數據庫讀出的印刷參數，例如能夠用于實現印刷進程的處理條件的最優化。[0069]圖9為，表示辨別裝置的更具體的結構示例的側剖視圖。在圖9 Ca)所例示該辨別裝置10中，具備:與上述的辨別裝置100的光源裝置110、正反射光檢測裝置120、以及漫反射光檢測裝置130分別對應的光源單元11、正反射光受光單元12、以及漫反射光受光單元13，這些單元被收納在殼體16內，所述殼體16在下表面上具有開口，且內部成為作為測定空間SP而發揮功能的空腔。殼體16對各單元間的位置關系進行保持，并通過使光的照射以及反射在內部空洞內進行，從而防止了由雜散光等而導致的外部干擾。
[0070]一般情況下，面對測定空間SP的殼體16的內壁面16a被設定為亞光的黑色較為優選，但是也可以設為白色或進行鏡面精加工。并且，如圖9 (B)所示，可以使用內壁面18(a)的截面形狀為半圓形的殼體18。此外，如圖9 (C)所示，為了防止來自基準反射板14b以外的壓印板14a表面上的反射光的混入,可以在殼體16的下表面上設置開口光闌部19。
[0071]在辨別裝置10的下方配置有壓印板14a，相對于在其局部上貫穿設置的貫穿孔而嵌入有基準反射板14b。這些構件為，相當于前文所說明的壓印板140以及基準反射板141的構件。
[0072]此外，殼體16通過殼體升降機構17而被升降自如地保持。即，殼體16的上部安裝有朝向上方延伸的升降臂17a，該升降臂17a隨著例如通過由電磁閥構成的升降驅動部17b的動作而進行上下運動。因此，通過升降驅動部17b的工作，從而殼體16進行升降并相對于壓印板14a而接近、遠離運動。在殼體16下降到最低的狀態下，殼體16的下表面直接、或經由被放置在壓印板14a上的記錄介質M而與壓印板14a抵接。由此，能夠防止朝向測定空間SP的外部光的侵入。
[0073]光源單元11具備:高演色白色LEDlla，其成為光源；聚光透鏡11b，其使該出射光收斂；射出光圈11c，其對收斂光的射出方向進行限制。此外，正反射光受光單元12具備:光傳感器12a，其接受來自基準反射板14b或記錄介質的正反射光；入射光圈12b，其限制朝向光傳感器12a的入射光。同樣地，漫反射光受光單兀13具備:光傳感器13a,其接受來自基準反射板14b或記錄介質的漫反射光；入射光圈13b，其限制朝向光傳感器13a的入射光。
[0074]圖10為，表示由辨別裝置實施的包括校準在內的辨別處理動作的流程圖。首先，在記錄介質被轉載在壓印板14a上之前，通過殼體升降機構17而使辨別裝置10被降下，并將殼體16的下表面置于緊貼在壓印板14a的上表面上的狀態(步驟S201)。在此狀態下，作為照射光源的LEDll發光，并被實施光量調節以成為適合于測定且穩定的光量(步驟S202)。
[0075]在此狀態下，來自基準反射板14b的正反射光以及漫反射光通過正反射光受光單元12以及漫反射光受光單元13而被受光，并被求出RGB各成分中的每一種的受光量。這些值作為求取記錄介質的反射率時的基準值而被取得(步驟S204)。通過以這種方式而取得來自基準反射板14b的反射光，從而能夠不受光源以及受光部的特性偏差及其時間性影響而獲得穩定的辨別結果。即，此處的基準值的取得具有作為辨別裝置的校準的意義。而且，對各成分的受光光量進行判定(步驟S205)，由于在具有未達到預先設定的預定值的成分時會懷疑出現了辨別裝置的異常狀況，因而設為錯誤而結束。
[0076]如果各受光量為正常，則通過殼體升降機構17而使辨別裝置10上升并暫時從壓印板14a的表面上離開(步驟S206)，在作為辨別對象的記錄介質M被輸送到辨別裝置10正下方的判斷位置處之后(步驟S207)，再次使辨別裝置10降下并使殼體16的下表面成為與記錄介質M的上表面緊貼的狀態(步驟S208)。在此狀態下，朝向記錄介質M的表面照射光，并實施正反射光以及漫反射光的測定(步驟S209)。
[0077]并且，根據測定結果來執行記錄介質辨別處理(步驟S210)，但其處理內容與圖8所示的內容相同。當以這種方式辨別出記錄介質的種類時，辨別裝置10上升并從記錄介質M離開(步驟S211)，且記錄介質M被送出(步驟S212)，并結束處理。
[0078]圖11為，表示本發明所涉及的辨別裝置的具體結構的其他示例的圖。在圖11(a)所示結構例的辨別裝置200中，對于被放置在設有基準反射板241的壓印板240上的記錄介質M，從光源210照射光。光源裝置210具有:光源部211，其使具有多種波長成分的光出射；聚光部212，其對來自光源211的出射光進行聚光；光闌部213，其對被聚光后的光的放射方向進行限制；過濾器214，其選擇性地使通過光闌部213而出射的光中的僅預定波長的成分通過。過濾器214為，能夠對透射過的光的波長進行切換的裝置。即，在該辨別裝置200中，通過過濾器214的切換，從而能夠使被照射到記錄介質M上的光的光譜分布發生變化。
[0079]此外，在圖11 (b)所示的結構例的辨別裝置300中，對于被放置在設有基準反射板341的壓印板340上的記錄介質M，從光源310照射光。光源裝置310具有:光源部311，其能夠對出射的光的波長進行切換；聚光部312，其對來自光源311的出射光進行聚光；光闌部313，其對被聚光后的光的放射方向進行限制。作為光源部311，例如能夠使用將RGB各色的發光元件組裝到一個封裝件中的多色LED。即，在該辨別裝置300中，通過使來自光源部311的出射光成分變化，從而能夠使被照射到記錄介質M上的光的光譜分布發生變化。
[0080]在這些結構中，正反射光以及漫反射光也按照每種波長成分而被受光并且該光量檢測結果被用于記錄介質M的種類辨別中。但是，在圖3的結構例中，是將同時包含多種波長成分的白色光照射到記錄介質M上并在受光測進行分光，而相對于此，在這些方式中，光的波長成分在入射到記錄介質上的階段已經被限制了。因此，作為對反射光進行受光的受光部，除了同樣能夠應用圖3以及圖4所示的這種具有分光功能的裝置之外，還能夠應用例如圖11 (c)所示的這種對于寬頻帶的光具有靈敏度的受光元件。作為這種受光元件，例如可以使用半導體傳感器、光電子倍增管、以及使用了硫化鉀等的光導電性材料的光導電單元等。
[0081]作為這種能夠對入射光的波長進行切換的光源部與不具有顏色分解功能的受光元件的組合所實現的優點，具有能夠個別地設定每種波長成分的入射光量這一點。如圖1所示，每種記錄介質的反射光量的差異、即光量測定中的動態量程根據光的波長而有很大不同。在本申請發明人等進行的實驗中，從圖1可以看出，在可見區域中的長波長側、即紅色區域中動態量程縮小。因此，例如如果將紅色成分的入射光的光強度設為大于其他顏色成分的入射光的光強度，則能夠擴大測定時的紅色成分的動態量程從而實現高精度的檢測、進而能夠進一步提高辨別的準確度。
[0082]例如，在偏黑色紙的這種底色較大程度地偏離于白色的記錄介質中，反射光中所包含的短波長成分減少，反而紅色成分及紅外成分增多。因此，通過擴大此波長區域的動態量程，從而能夠更高精度地檢測出每種記錄介質的反射特性的差異，以實現高準確度的辨別。
[0083]關于正反射光以及漫反射光，如果分別求出兩種以上的波長成分的反射光量，則能夠使用這些值而以與上述相同的方式來辨別記錄介質的種類。
[0084]如以上所述，在此發明所涉及的辨別裝置的實施方式中，能夠向記錄介質照射可見光，并對于其正反射光以及漫反射光，各自對分別兩種以上的波長成分的光量進行檢測。并且，利用正反射光中的兩種以上、以及漫反射光中的兩種以上的波長成分的反射光量的檢測結果，來辨別出是否相當于預先已知特性的多種記錄介質中的某一種。通過采用這種方式，從而與僅通過正反射光以及漫反射光的總光量來進行辨別、或基于由紫外光而激勵出的熒光或紅外區域中的反射光來進行辨別的現有技術相比，能夠以高精度而辨別出更多種類的記錄介質。
[0085]在本發明人等所進行的實驗中，對分別多張的30種以上的記錄介質、共計150張左右進行了辨別后確認到，以100%的準確率而正確地辨別出了種類。
[0086]在此辨別方法中，光源以及受光部均能夠由在可見區域中進行動作的設備構成。由于作為這種設備有較多的產品已經被實用化，因此通過適當地從中進行選擇，從而能夠構成對應于使用目的和價格等的辨別裝置。
[0087]如以上說明所述，在此實施方式中，辨別裝置10、100相當于本發明中的“記錄介質辨別裝置”，光源裝置110、210、310作為本發明中的“光照射部”而發揮功能，正反射光檢測裝置120以及漫反射光反射光檢測裝置130分別作為本發明中的“正反射光受光部”以及“漫反射光受光部”而發揮功能。此外，控制部150作為本發明的“辨別部”而發揮功能，基準反射板141作為本發明中的“基準反射部”而發揮功能。
[0088]并且，本發明并不限定于上述實施方式，只要不脫離其思想，則能夠在上述以外進行各種改變。例如，在上述實施方式中，是使用基于從已知的記錄介質取得的反射率數據而構筑的二叉樹，并根據從作為辨別對象的記錄介質所取得的反射率數據，來對其種類進行辨別的。但是，本發明的主要部分為，使用正反射光以及漫反射光的各自兩種以上的波長成分的光量值來進行辨別這一點，對于用于實施使用這些數據而進行的辨別的運算處理的內容沒有特別限定。
[0089]此外，雖然在上述實施方式中，使用容易獲得的RGB濾色器而進行了反射光的分光，但是，關于將反射光分解成幾種波長成分、以及使用哪種波長成分，則并不限定于上述方式而是為任意方式。
[0090]此外，在上述辨別裝置10以及使用該辨別裝置10的記錄介質辨別處理中，使辨別裝置10緊貼于記錄介質。雖然這是為了使從光源裝置到達正反射光受光裝置的正反射光的光軸穩定并且防止外部光的入侵，但是根據用途也可以省略辨別裝置的升降機構。例如，在印刷裝置等的筐體內部設置辨別裝置從而不存在外部光的影響的情況就相當于此。此夕卜，在采用將辨別裝置與記錄介質(或者記錄介質的支承部)分離接觸的結構的情況下，也可以使記錄介質(或者記錄介質的支承部)側進行移動。
[0091]此外，雖然在上述實施方式中，是將辨別裝置配置在被放置在平面狀的壓印板上的記錄介質的上方而進行辨別的，但是記錄介質與辨別裝置的位置關系并不限定于此，例如也可以相對于在垂直方向上被輸送的記錄介質而在其側方設置辨別裝置，此外還可以在被水平地放置的記錄介質的下表面側配置辨別裝置。此外，除了在平面狀的壓印板上配置記錄介質的結構以外，也可以采用如下結構，即，相對于被壓貼在引導部件上的記錄介質的表面、或被卷繞成卷筒狀并彎曲的記錄介質的表面進行光照射并檢測反射光的結構。[0092]此外，在進行辨別處理時記錄介質處于停止中并非必須，也可以采用如下結構，即，對于以預定的輸送速度被輸送移動著的記錄介質的表面進行光照射，并檢測反射光的結構。
[0093]符號說明
[0094]10,100..?辨別裝置(記錄介質辨別裝置)、110、210、310..?光源單元(光照射部)、111...白色LED (光源部)、120..?正反射光檢測裝置(正反射光受光部)、130..?漫反射光檢測裝置(漫反射光受光部)、140..?壓印板、141..?基準反射板、M...記錄介質。
【權利要求】
1.一種記錄介質辨別裝置，其特征在于，具備: 光照射部，其朝向記錄介質照射可見光； 正反射光受光部，其對從所述光照射部被照射的光在所述記錄介質上進行了正反射后的正反射光進行受光； 漫反射光受光部，其對從所述光照射部被照射的光在所述記錄介質上進行了漫反射后的漫反射光進行受光； 辨別部，其根據所述正反射光受光部所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量、以及所述漫反射光受光部所接受的光成分中波長相互不同的兩種以上的可見光成分的各自的光量，來對所述記錄介質的種類進行辨別。
2.如權利要求1所述的記錄介質辨別裝置，其中， 所述光照射部向所述記錄介質照射實質上不包含紫外線的光。
3.如權利要求1或2所述的記錄介質辨別裝置，其中， 所述辨別部在所述辨別中所使用的所述漫反射光的可見光成分中的至少一種為，相當于藍色或綠色的波長成分。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的記錄介質辨別裝置，其中， 所述辨別部在所述辨別中所使用的所述正反射光的可見光成分中的至少一種為，相當于藍色的波長成分。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的記錄介質辨別裝置，其中， 所述光照射部將包含波長相互不同的兩種以上的可見光成分的光照射到所述記錄介質上，所述正反射光受光部以及所述漫反射光受光部將入射光分光并獲得各個光成分的光量。
6.如權利要求1至4中的任一項所述的記錄介質辨別裝置，其中， 所述光照射部對光譜分布相互不同的兩種以上的可見光進行切換并照射到所述記錄介質上。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的記錄介質辨別裝置，其中， 具備被照射來自所述光照射部的光的基準反射部，所述辨別部求取通過所述正反射光受光部而受光的來自所述記錄介質的正反射光的光量與來自所述基準反射部的正反射光的光量之比、以及通過所述漫反射光受光部而受光的來自所述記錄介質的漫反射光的光量與來自所述基準反射部的漫反射光的光量之比。
8.—種記錄介質辨別方法，其特征在于，包括， 朝向記錄介質照射可見光的工序， 對照射光在所述記錄介質上進行了正反射后的正反射光進行受光的工序， 對照射光在所述記錄介質上進行了漫反射后的漫反射光進行受光的工序， 根據在所述對正反射光進行受光的工序中接受到的光成分中波長互不相同的兩種以上的可見光成分的各自的光量、以及在所述對漫反射光進行受光的工序中接受到的光成分中波長互不相同的兩種以上的可見光成分的各自的光量，來對所述記錄介質的種類進行辨別的工序。
【文檔編號】G01N21/55GK103913437SQ201410006797
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2013年1月7日
【發明者】遠藤恒延, 兔川優斗, 黑澤正吾 申請人:精工愛普生株式會社