(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器と、該圧力容器内を移動する可動壁と、該可動壁を駆動する駆動部と、前記可動壁の移動量を検知する移動量検知手段と、を用いた材質判別方法であって、
前記可動壁を初期位置に停止させる工程と、
前記圧力容器の開口部を被検知物で閉塞する工程と、
前記被検知物中を気体が透過するように前記駆動部を用いて前記初期位置から前記可動壁を移動する工程と、
前記初期位置から移動した前記可動壁を移動自在状態とし、前記可動壁が前記初期位置から移動した方向とは逆方向に押し戻されて静止する静止位置を前記移動量検知手段により検出する工程と、
前記可動壁の前記初期位置と前記静止位置との差に基づいて被検知物の材質を判別する工程と、を有することを特徴とする材質判別方法。
【請求項２】
前記可動壁を前記初期位置から移動することで、圧力容器内の圧力が圧力容器外の圧力よりも高圧または低圧となることを特徴とする請求項１に記載の材質判別方法。
【請求項３】
前記被検知物は、シート状であることを特徴とする請求項１または２に記載の材質判別方法。
【請求項４】
前記可動壁が前記初期位置から前記静止位置へ移動した移動量と紙質との関係を記憶しているメモリを用いて前記被検知物の材質を判別することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の材質判別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、被検知物の材質を判別する材質判別方法に係り、詳しくは、流体が被検知物を通過することを利用して材質を判別する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、様々な技術分野において、材質を判別するための材質判別装置が注目されている。以下、その一例として、プリンタ装置に使用される判別装置であって、記録媒体の質（ＯＨＰ用紙であるかフォト光沢紙であるかコート紙であるか普通紙であるかの別）を判別するものについて説明する。
【０００３】
昨今のインクジェットプリンタ市場においては、デジタルカメラの普及等により写真画質の印刷に対するニーズが高まって来ている。また、インクジェットプリンタの低価格化により、一般家庭でも容易にカラー印刷が可能となってきている。この様に、以前と比べるとインクジェットプリンタの市場は拡大し、また、インクジェットプリンタの用途も多種多様になった。これに伴い、記録媒体の種類も、ＯＨＰ用紙、フォト光沢紙、コート紙、普通紙等のように増加してきている。
【０００４】
ところで、記録媒体の種類の判別は、ユーザ自身が行うようになっているが、記録媒体の種類が多くなればなるほどその判別が困難になり、間違い易くもなる。
【０００５】
そこで、記録媒体の種類を自動的に判別するための判別装置として、光源から用紙に光を照射した場合の光散乱等の度合いによって紙種を識別するようにしたものが、特開平９−４０２２７号公報、特開２０００−３０１８０５号公報、特開２００１−６３８７０号公報等に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した判別装置は、光学式のものであって、光源やレンズ等の多くの部品を必要とするため、装置構造が複雑になってしまう等の問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、構造の複雑化等を防止する材質判別方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、圧力容器と、該圧力容器内を移動する可動壁と、該可動壁を駆動する駆動部と、前記可動壁の移動量を検知する移動量検知手段と、を用いた材質判別方法であって、
前記可動壁を初期位置に停止させる工程と、
前記圧力容器の開口部を被検知物で閉塞する工程と、
前記被検知物中を気体が透過するように前記駆動部を用いて前記初期位置から前記可動壁を移動する工程と、
前記初期位置から移動した前記可動壁を移動自在状態とし、前記可動壁が前記初期位置から移動した方向とは逆方向に押し戻されて静止する静止位置を前記移動量検知手段により検出する工程と、
前記可動壁の前記初期位置と前記静止位置との差に基づいて被検知物の材質を判別する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
本発明に係る材質判別装置は、被検知物の材質を判別するための装置であって、図１に符号Ａ１で示すように、流体が充填されると共に前記被検知物Ｐにより壁部の一部が構成された圧力室Ｃと、前記圧力室内の流体の圧力を調整する圧力調整手段１と、前記圧力室内の流体の圧力を検知する圧力検知手段２と、を備えており、前記圧力調整手段１によって前記流体の圧力を調整した状態で前記圧力検知手段２によって前記流体の圧力を検知することに基づき前記被検知物Ｐの材質を判別する、ように構成されている。
【００１１】
上述した圧力室Ｃは、開口部（図１の符号Ｅ参照）を有する圧力容器５と、該開口部を閉塞するように配置された被検知物Ｐと、によって形成すると良い。
【００１２】
圧力容器５としてはシリンダを用いても、それ以外の形状の容器を用いても良い。また、開口部Ｅの面積は、図３に示すようにピストンの面積よりも小さくしても良い。これにより、圧力調整手段１が小型のものであっても必要圧力を得ることができる。つまり、圧力調整手段１に大型のものを用いる必要がなく、その分、判別装置を小型にできる。
【００１３】
一方、圧力容器５としてシリンダを用いる場合、圧力調整手段１は、該シリンダ内に摺動自在に配置されたピストン１１と、該ピストン１１を駆動する駆動部１２と、によって構成すると良い。この駆動部１２は、モータや、モータを駆動する装置や、ギア等によって構成しても良く、ソレノイドバルブやその他の駆動源によって構成しても良い。また、プランジャや流体ポンプ等を圧力調整手段として用いても良い。
【００１４】
なお、シリンダ５は、ステンレスやアルミニウム等の金属材料、若しくはプラスチック等の高分子材料にて形成すると良い。また、ピストン１１は、シリンダーとの気密性を保つために、シリンダーと接触する部分はゴム等の高分子材料にて形成し、それ以外の部分はステンレス、アルミニウム等の金属材料若しくはプラスチック等の高分子材料にて形成すると良い。
【００１５】
なお、圧力容器５と前記被検知物Ｐとの間に弾性部材（ｅｘ．ゴムや樹脂等の高分子材料）６を配置し、該弾性部材６によって圧力容器５と前記被検知物Ｐとの間からの流体の漏れを防止するようにしても良い。これにより、材質判別精度を向上させることができる。
【００１６】
ところで、図１に示す圧力検知手段２は一般的な圧力センサーであるが、図２に符号１０２で示すような構造の圧力検知手段を用いても良い。すなわち、圧力検知手段１０２を、
・  片面が前記流体に接するように配置されて該流体の圧力に応じた量だけ移動する可動壁（図に符号１１で示すピストン自体も、移動自在状態とした場合にはその可動壁に相当する）と、
・  該可動壁（例えば、ピストン１１）の移動量を検知する移動量検知手段Ｄと、
によって構成しても良い。かかる場合の材質判別は、
・  前記圧力調整手段１によって前記流体の圧力を調整し（ピストン１１以外を可動壁とする場合には、圧力調整時には可動壁を固定状態にしておく必要がある）、
・  その後、該可動壁（例えば、ピストン１１）を移動自在状態とし、
・  前記可動壁（例えば、ピストン１１）が前記流体の圧力に応じた量だけ移動した後に、その移動量を前記移動量検知手段Ｄによって検知する、
ことにより行えば良い。図２に示す装置では、圧力調整手段１の構成部品としてのピストン１１を、圧力検知手段１０２の可動壁に兼用させている。したがって、装置全体として部品点数が低減され、組立て作業が簡素化されたりコスト低減を図ることができるが、ピストン１１以外に圧力検知手段専用の可動壁を設けるようにしても良い。かかる場合の可動壁は、ピストン１１が移動されて圧力調整されるまでは固定状態とされていて圧力調整には影響を与えないようにし、圧力検知時には移動自在状態とされる必要がある。
【００１７】
なお、図１に示すような一般的な圧力センサー２を用いる場合の材質判別は、
・  前記流体の圧力と前記被検知物の材質との関係を記憶している第１メモリ３と、
・  前記圧力検知手段２の検知結果と前記メモリ３とから前記被検知物Ｐの材質を判別する第１判別部４と、
を設けておいて、これらを利用して行うようにすると良い。
【００１８】
また、図２に示すような圧力検知手段１０２を用いる場合の材質判別は、
・  可動壁（例えば、ピストン１１）の移動量と前記被検知物の材質との関係を記憶している第２メモリ１０３と、
・  前記移動量検知手段Ｄの検知結果と前記メモリ１０３とから前記被検知物の材質を判別する第２判別部１０４と、
を設けておいて、これらを利用して行うようにすると良い。
【００１９】
さらに、図１に示す装置の場合の圧力検知は、
・  前記圧力調整手段１によって前記流体の圧力を調整した直後に開始して、圧力変化の度合い（つまり、単位時間当たりの圧力変化量）に対して行っても、
・  前記圧力調整手段１によって前記流体の圧力を調整してから一定時間が経過した時に行っても、
良い。なお、前者の場合には、圧力調整手段１の作動状態（例えば、ピストン１１の位置）を逐一検知し、該作動状態を考慮したタイミングで圧力検知しなければ正確な判別はできない。そこで、図４に符号８で示すような作動状態検知手段を設けて、圧力調整手段１の作動状態を検知できるようにしておくと良い。
【００２０】
本実施の形態においては、前記圧力調整手段１によって前記被検知物の表裏に圧力差を設ければ足りるのであって、圧力室内の方が圧力室外より高圧であっても、低圧であっても良い。
【００２１】
被検知物Ｐとしては様々な形状のものを挙げることができる。被検知物Ｐがシート状のもの（例えば、記録紙等の紙）である場合には、該被検知物は、被検知物保持手段Ｂ１によって撓まないように保持すると良い。つまり、本発明に係る材質判別装置では被検知物の表裏に圧力差を発生させるため、被検知物がシート状のものの場合には低圧の側に撓んでしまうおそれがあり、その撓みを放置すれば検知結果が不正確になるおそれがある。かかる撓みを防止すべく被検知物保持手段Ｂ１を配置すると良い。図１に示す被検知物保持手段Ｂ１は、圧力容器５との間で被検知物Ｐを挟持するように作用するが、シート状被検知物Ｐに張力を与えて撓み量を低減するようにすると良い。また、撓みを規制するような構造（例えば、後述する貫通孔７を小さくかつ複数にしたり、シート状被検知物Ｐが撓む側に網状部材を配置するような構造）にしても良い。なお、被検知物保持手段として図１に符号Ｂ１で示すような板状部材を用いる場合、圧力室Ｃに対応する位置には、流体が流れる経路としての貫通孔７を設けておくと良い。
【００２２】
上述した流体としては、空気等の気体の他、液体や、ゲル状材料を挙げることができる。液体を用いる場合、アルコール等の揮発性液体の方が速乾性があって好ましい（例えば、被検知物Ｐが紙である場合には紙がふやけたりすることを防止でき、印字面への影響を少なくできる）。
【００２３】
なお、被検知物Ｐが紙である場合、前記第１メモリ３には、一般的な紙（例えば、ＯＨＰ用紙や光沢紙等）毎に流体圧力を記憶させておくと良く、紙厚に応じた流体圧力を記憶させておくと良い。また、前記第２メモリ１０３についても同様で、一般的な紙毎に移動量を記憶させておくと良く、紙厚に応じた移動量を記憶させておくと良い。
【００２４】
以上のような構造の材質判別装置は、複写機やインクジェットプリンタ等の印刷装置に搭載すると良い。
【００２５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２６】
いま、圧力調整手段１によって圧力室内の流体の圧力を所定値に調整する。これにより、被検知物Ｐを挟んで圧力室内外にて圧力差が発生し、流体は被検知物Ｐを通って移動する。その結果、圧力室内の流体の圧力が変化するが、該変化を圧力検知手段２によって検知することにより、被検知物Ｐの材質を判別する。
【００２７】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００２８】
本実施の形態によれば、被検知物Ｐの材質を判別することができる。
【００２９】
また、光学的検知方法と違って部品点数を低減して、構造の簡素化を図ることができる。
【００３０】
本実施の形態に係る材質判別装置を記録紙に適用した場合には、紙種の判別をより適確に行うことができる。以下、その点について説明する。
【００３１】
記録紙は、その用途に応じてインクの吸収速度等を異ならせる必要があることから、材料や層構造も紙種によって異なる。したがって、空気等の流体の抜け易さと紙種との関係がほぼ一義的に決まる（普通紙、コート紙、光沢紙、ＯＨＰシートの順で空気が抜けにくくなる）ため、上述のような判別装置を用いて流体圧力を検知することにより紙種を適確に判別することができる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００３３】
（実施例１）
本実施例では図４に示す構造の材質判別装置Ａ３を作製し、記録紙の紙種を検知するようにした。
【００３４】
紙（被検知物）Ｐを挟み込むようにシリンダ５と土台Ｂ１とを配置した。つまり、本実施例においては圧力容器としてシリンダ５を用い、そのシリンダ５と紙Ｐとによって圧力室Ｃを形成した（被検知物である紙Ｐが圧力室Ｃの壁部の一部を構成することになる）。また、土台Ｂ１には、シリンダ５の開口部Ｅに対応する位置に、開口部Ｅとほぼ同じ大きさの貫通孔７を形成した。なお、本実施例においては、開口部Ｅ及び貫通孔７の大きさはほぼ同様とした。このように圧力室Ｃに対応する部分に貫通孔７を設けることにより、圧力室中の空気が外部に抜ける度合いは、専らその紙質にのみ依存することとなり、空気の抜け具合を上述のような圧力センサー２によって検知することによりその紙質を確実に検知することができる。
【００３５】
なお、シリンダ５の開口部Ｅの縁部にはゴムからなる密着層６を配置し、この密着層６によってシリンダ５と紙Ｐとの間からの空気漏れを防止するようにした。
【００３６】
さらに、シリンダ５の内部には摺動自在なピストン１１を配置し、該ピストン１１は駆動部１２によって駆動されるようにした。つまり、これらピストン１１と駆動部１２とによって上述の圧力調整手段１が構成されることとなる。また、流体としては空気を用い、圧力室Ｃには、その空気圧を測定できる圧力センサー（圧力検知手段）２を配置した。さらに、シリンダ５に沿うようにストロークセンサ（作動状態検知手段）８を配置しておいて、ピストン１１の位置を検知できるようにした。
【００３７】
そして、上述した圧力センサー２は紙質判別部（第１判別部）４に接続して、検知結果を送るように構成した。また、この紙質判別部４は、空気圧力と紙質との関係を記憶しているメモリ（第１メモリ）３にも接続しておき、圧力センサ２からの検知結果とメモリ３から紙質を判別できるようにした。
【００３８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００３９】
紙質を判別するに際しては、駆動部１２を操作してピストン１１を初期位置（図４に示す位置）に停止させておき、土台Ｂ１の上に記録紙Ｐを配置し、その上にシリンダ５をセットする。この状態では、密着層６は記録紙Ｐに均一に密着されている。
【００４０】
次に、駆動部１２を操作してピストン１１を初期位置（図４に示す位置）から移動させる（図５参照）。そのときのピストン位置はストロークセンサ８によって確認するが、ピストン１１が図４に示す位置から図５に示す位置まで移動する間の圧力変化量（単位時間当たりの圧力変化量）を圧力センサ２によって検知する。
【００４１】
このとき、記録紙Ｐの表裏で圧力差が発生するため、圧力室内の空気は記録紙Ｐを通って外部に漏れ出る。その漏れ出る量は、紙質によって異なり、ＯＨＰ用紙、コート紙、普通紙の順序で多くなる。したがって、上述のように圧力室内の圧力変化度合いを圧力センサ２で測定すると、紙質判別部４によって紙質を判別することができる。そして、かかる判別部４からの信号をプリンタ装置本体に送ることによって、印字モードを自動的に設定することができる。
【００４２】
次に、本実施例の効果について説明する。
【００４３】
本実施例によれば、簡単な構造でありながら、適確に紙質を判別することができる。
【００４４】
（実施例２）
本実施例では、図２に示す構造の材質判別装置Ａ２を作製し、記録紙の紙種を検知するようにした。
【００４５】
シリンダ５に沿うようにストロークセンサ（移動量検知手段）Ｄを配置して、ピストン１１の移動量（及び移動位置）を検知できるようにした。このピストン１１は、上述した可動壁に相当するものであって、片面が圧力室内空気に接するように配置され、圧力調整後は移動自在状態にされて、圧力室内圧力に応じた量だけ移動するようになる。つまり、本実施例においては、上記ストロークセンサＤとピストン１１とによって圧力検知手段１０２が構成され、ピストン１１の移動位置を検知することによって圧力室内圧力を検知するようになっている。
【００４６】
そして、ストロークセンサＤは紙質判別部（第２判別部）１０４に接続して、検知結果を送るように構成した。また、この紙質判別部１０４は、ピストン移動位置と紙質との関係を記憶しているメモリ（第２メモリ）１０３にも接続しておき、ストロークセンサＤからの検知結果とメモリ１０３から紙質を判別できるようにした。その他の構造は上記実施例１と同様とした。
【００４７】
次に、本実施例の作用について図２及び図６に沿って説明する。
【００４８】
紙質を判別するに際しては、駆動部１２を操作してピストン１１を初期位置（図２に示す位置）に停止させておき、土台Ｂ１の上に記録紙Ｐを配置し、その上にシリンダ５をセットする。
【００４９】
次に、駆動部１２を操作してピストン１１を初期位置（図２に示す位置）から移動させる（図６(a) 参照）。
【００５０】
このとき、記録紙Ｐの表裏で圧力差が発生するため、圧力室内の空気は記録紙Ｐを通って外部に漏れ出る。その漏れ出る量は、紙質によって異なり、ＯＨＰ用紙、コート紙、普通紙の順序で多くなる。
【００５１】
その後、ピストン１１を移動自在状態にする。これにより、ピストン１１は圧力室内圧力に応じた量だけ押し戻される（図６(b) 参照）。この位置がストロークセンサＤによって検知され、その検知結果に基づき紙質判別部１０４が紙質を判別する。
【００５２】
本実施例によれば、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
本実施例によれば、圧力センサ２は不要であるため、実施例１の装置よりもさらに構造が簡素化される。
【００５４】
（実施例３）
本実施例では、実施例１と同様の装置を用いて紙種を判別したが、流体としてはアルコールを用いた。
【００５５】
本実施例によっても、実施例１と同様の効果が得られた。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、簡単な構造でありながら、材質を適確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る材質判別装置の構造の一例を示す模式図。
【図２】本発明に係る材質判別装置の構造の他の例を示す模式図。
【図３】シリンダの形状の他の例を説明するための図。
【図４】本発明に係る材質判別装置の構造の他の例を示す模式図。
【図５】材質判別装置の作用を説明するための図。
【図６】材質判別装置の作用を説明するための図。
【符号の説明】
１        圧力調整手段
２        圧力検知手段
３        メモリ（第１メモリ）
４        紙質判別部（第１判別部）
５        シリンダ（圧力容器）
６        密着層（弾性部材）
１１      ピストン（可動壁）
１２      駆動部
１０３    メモリ（第２メモリ）
１０４    紙質判別部（第２判別部）
Ａ１      材質判別装置
Ａ２      材質判別装置
Ａ３      材質判別装置
Ｂ１      土台（被検知物保持手段）
Ｃ        圧力室
Ｄ        ストロークセンサ（移動量検知手段）
Ｅ        開口部
Ｐ        記録紙（被検知物）
【図１】
0004072373.tif 000002
【図２】
0004072373.tif 000003
【図３】
0004072373.tif 000004
【図４】
0004072373.tif 000005
【図５】
0004072373.tif 000006
【図６】
0004072373.tif 000007