JPH09178562A - 色検出装置及びそれを用いた印刷装置 - Google Patents
色検出装置及びそれを用いた印刷装置Info
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- JPH09178562A JPH09178562A JP7350352A JP35035295A JPH09178562A JP H09178562 A JPH09178562 A JP H09178562A JP 7350352 A JP7350352 A JP 7350352A JP 35035295 A JP35035295 A JP 35035295A JP H09178562 A JPH09178562 A JP H09178562A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 色検出装置において、被検出物体又はそれに
付された色マークを、被検出物体の距離変動等の影響を
受けることなく、正確に検出する。 【解決手段】 発光素子2から投光された光は被検知物
体3にて反射し、その反射光は、受光素子4,5から成
る正反射光受光部と拡散反射光受光部とにより別個に受
光され、各受光部の出力の割合(比)に基づいて被検知
物体3の色を検出する。これにより、被検知物体の距離
変動や周囲照度の変化の影響を受けることが少なくな
り、正確な色検出が可能となる。
付された色マークを、被検出物体の距離変動等の影響を
受けることなく、正確に検出する。 【解決手段】 発光素子2から投光された光は被検知物
体3にて反射し、その反射光は、受光素子4,5から成
る正反射光受光部と拡散反射光受光部とにより別個に受
光され、各受光部の出力の割合(比)に基づいて被検知
物体3の色を検出する。これにより、被検知物体の距離
変動や周囲照度の変化の影響を受けることが少なくな
り、正確な色検出が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検知物体からの
反射光を受光し、その出力から被検知物体の色を検出す
る色検出装置及びそれを用いた印刷装置に関するもので
ある。
反射光を受光し、その出力から被検知物体の色を検出す
る色検出装置及びそれを用いた印刷装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の色検出装置として、例え
ば、図21に示すような、マークセンサと称せられるも
のがある。このマークセンサは、投光回路61により駆
動される投光素子62(LED、白熱球等)からの光を
被検出物体(ワークとも言う)3の例えばマーク上に照
射し、その反射光を受光素子63上に集光し、受光回路
64を用いて、被検出物体3の下地とマークとの反射率
の差による受光出力の違いに対して適当なスレッシュホ
ールド電圧を設定することによりマークを検出してい
る。そして、このような色検出装置においては、ワーク
の表面光沢度の影響を無くすために、拡散反射成分を受
光できるような構成とされている。
ば、図21に示すような、マークセンサと称せられるも
のがある。このマークセンサは、投光回路61により駆
動される投光素子62(LED、白熱球等)からの光を
被検出物体(ワークとも言う)3の例えばマーク上に照
射し、その反射光を受光素子63上に集光し、受光回路
64を用いて、被検出物体3の下地とマークとの反射率
の差による受光出力の違いに対して適当なスレッシュホ
ールド電圧を設定することによりマークを検出してい
る。そして、このような色検出装置においては、ワーク
の表面光沢度の影響を無くすために、拡散反射成分を受
光できるような構成とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の色検出装置は、センサとワークの距離変
動、周囲照度の変化があると、同一の色に対しても受光
出力が変動するため、正確な色検出が困難となり、時に
は、ワーク(色マーク)がないのに、検出信号が出てし
まうといったことがある。本発明は、上述した問題点を
解決するためになされたものであり、被検出物体からの
正反射光を受光する位置に受光素子を配置し、正反射成
分と拡散反射成分の割合に基づいて、被検出物体又はそ
れに付された色マークを検知することにより、被検出物
体の距離変動等の影響を受けることなく、正確な色検出
が可能な色検出装置を提供することを目的とする。ま
た、その色検出装置を用いて被検出物体や被印刷物のマ
ーク等を検出し、被検出物体の良否を判定し得る検査装
置及び被印刷物への印刷動作を適正に制御し得る印刷装
置を提供することを目的とする。
ような従来の色検出装置は、センサとワークの距離変
動、周囲照度の変化があると、同一の色に対しても受光
出力が変動するため、正確な色検出が困難となり、時に
は、ワーク(色マーク)がないのに、検出信号が出てし
まうといったことがある。本発明は、上述した問題点を
解決するためになされたものであり、被検出物体からの
正反射光を受光する位置に受光素子を配置し、正反射成
分と拡散反射成分の割合に基づいて、被検出物体又はそ
れに付された色マークを検知することにより、被検出物
体の距離変動等の影響を受けることなく、正確な色検出
が可能な色検出装置を提供することを目的とする。ま
た、その色検出装置を用いて被検出物体や被印刷物のマ
ーク等を検出し、被検出物体の良否を判定し得る検査装
置及び被印刷物への印刷動作を適正に制御し得る印刷装
置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光を投光する投光手段と、該投光の被検知
物体からの反射光を受光する受光手段とを有し、該受光
手段の出力から被検知物体の色を検出する色検出装置に
おいて、受光手段は、被検知物体からの正反射光を受光
する受光部と、拡散反射光を受光する受光部とから成
り、正反射光受光部と拡散反射光受光部の各出力の割合
に基づいて被検知物体の色を検出するものである。
に本発明は、光を投光する投光手段と、該投光の被検知
物体からの反射光を受光する受光手段とを有し、該受光
手段の出力から被検知物体の色を検出する色検出装置に
おいて、受光手段は、被検知物体からの正反射光を受光
する受光部と、拡散反射光を受光する受光部とから成
り、正反射光受光部と拡散反射光受光部の各出力の割合
に基づいて被検知物体の色を検出するものである。
【0005】上記の構成においては、投光手段からは投
光された光は被検知物体にて反射し、その反射光は、受
光手段の正反射光受光部と拡散反射光受光部とにより別
個に受光され、各受光部の出力の割合(比)に基づいて
被検知物体の色を検出する。これにより、被検知物体の
光沢も色も同等であれば前記出力割合は略一定となり、
色が相違すれば前記出力割合は違う値となり、従って、
被検知物体の距離変動や周囲照度の変化の影響を受ける
ことが少なくなり、正確な色検出が可能となる。
光された光は被検知物体にて反射し、その反射光は、受
光手段の正反射光受光部と拡散反射光受光部とにより別
個に受光され、各受光部の出力の割合(比)に基づいて
被検知物体の色を検出する。これにより、被検知物体の
光沢も色も同等であれば前記出力割合は略一定となり、
色が相違すれば前記出力割合は違う値となり、従って、
被検知物体の距離変動や周囲照度の変化の影響を受ける
ことが少なくなり、正確な色検出が可能となる。
【0006】また、直線偏光の光(例えばS偏光)を投
光し、正反射光受光部が前記直線偏光の光と同じ偏光方
向の光(ここではS偏光)を受光し、拡散反射光受光部
が前記直線偏光の光と垂直な偏光方向の光(ここではP
偏光)を受光するようにした場合、反射面が鏡面でなく
拡散反射面であれば、拡散反射成分はS偏光の光とP偏
光の光が含まれ、このS偏光の光とP偏光の光とはほぼ
等しいものとなる。このため、正反射成分と拡散反射成
分の割合の微妙な差が、2つの受光部の出力から明確に
区別できるようになる。
光し、正反射光受光部が前記直線偏光の光と同じ偏光方
向の光(ここではS偏光)を受光し、拡散反射光受光部
が前記直線偏光の光と垂直な偏光方向の光(ここではP
偏光)を受光するようにした場合、反射面が鏡面でなく
拡散反射面であれば、拡散反射成分はS偏光の光とP偏
光の光が含まれ、このS偏光の光とP偏光の光とはほぼ
等しいものとなる。このため、正反射成分と拡散反射成
分の割合の微妙な差が、2つの受光部の出力から明確に
区別できるようになる。
【0007】また、上記の色検出装置において、投光手
段が2つの波長の光を投光し、受光手段がそれぞれの波
長毎の光に分離して受光するものであってもよい。ま
た、上記の色検出装置において、投光手段及び受光手段
が、被検出物体に対する入射角及び反射角がおよそ50
°以上となるように配置したものであってもよい。この
構成によれば、被検出物体の色差、すなわち、正反射成
分と拡散反射成分との割合の差が微妙な場合であって
も、拡散成分が相対的に少なくなるので、正反射成分の
差を感度良く検知することが可能となる。また、上記の
ような色検出装置を用いて被検出物体の色を検出し、そ
れに基づき該被検出物体の良否を判定する検査装置を構
成することができる。また、上記のような色検出装置を
用いて被印刷物に付されたタイミング用のマークを検出
し、その検出信号を基に該被印刷物に印刷を行う印刷装
置を構成することができる。また、上記のような色検出
装置を用いて被印刷物又はそれに付されたマークの色を
検出し、その検出信号を基に該被印刷物への印刷条件を
制御する印刷装置を構成することができる。
段が2つの波長の光を投光し、受光手段がそれぞれの波
長毎の光に分離して受光するものであってもよい。ま
た、上記の色検出装置において、投光手段及び受光手段
が、被検出物体に対する入射角及び反射角がおよそ50
°以上となるように配置したものであってもよい。この
構成によれば、被検出物体の色差、すなわち、正反射成
分と拡散反射成分との割合の差が微妙な場合であって
も、拡散成分が相対的に少なくなるので、正反射成分の
差を感度良く検知することが可能となる。また、上記の
ような色検出装置を用いて被検出物体の色を検出し、そ
れに基づき該被検出物体の良否を判定する検査装置を構
成することができる。また、上記のような色検出装置を
用いて被印刷物に付されたタイミング用のマークを検出
し、その検出信号を基に該被印刷物に印刷を行う印刷装
置を構成することができる。また、上記のような色検出
装置を用いて被印刷物又はそれに付されたマークの色を
検出し、その検出信号を基に該被印刷物への印刷条件を
制御する印刷装置を構成することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。 (第1実施例)図1は第1実施例による色検出装置の構
成図である。色検出装置の筐体1内には、直線偏光の光
を出射する、例えば半導体レーザ等の発光素子(投光手
段)2が配置されている。この発光素子2から出射され
た光は、被検知物体3又はそのカラーマーク3aにより
反射され、筐体1内に設けられた1対のフォトダイオー
ド(以下、PDと記す)等でなる第1及び第2の受光素
子(受光手段の受光部)4,5により受光される。これ
らの受光素子4,5は、偏光子の1つである偏光ビーム
スプリッタ(以下、PBSと記す)6により前記反射光
を互いに直交する方向の2つの偏光成分に分割された光
をそれぞれ受光する。PBS6は、透明ガラス材よりな
る平行平板を基板とし、被検知物体3からの反射光の入
射側表面に誘導体又は金属膜を含む誘電体多層膜が形成
されたものであり、入射側表面に斜め方向から入射する
反射光を互いに直交する方向の2つの偏光成分の光に分
割する。すなわち、S偏光成分の光は、PBS6の表面
において反射され、第1の受光素子4に投射される。他
方、P偏光成分の光は、透明ガラス材よりなる平行平板
の基体を透過し、第2の受光素子5に投射される。
例を図面を参照して説明する。 (第1実施例)図1は第1実施例による色検出装置の構
成図である。色検出装置の筐体1内には、直線偏光の光
を出射する、例えば半導体レーザ等の発光素子(投光手
段)2が配置されている。この発光素子2から出射され
た光は、被検知物体3又はそのカラーマーク3aにより
反射され、筐体1内に設けられた1対のフォトダイオー
ド(以下、PDと記す)等でなる第1及び第2の受光素
子(受光手段の受光部)4,5により受光される。これ
らの受光素子4,5は、偏光子の1つである偏光ビーム
スプリッタ(以下、PBSと記す)6により前記反射光
を互いに直交する方向の2つの偏光成分に分割された光
をそれぞれ受光する。PBS6は、透明ガラス材よりな
る平行平板を基板とし、被検知物体3からの反射光の入
射側表面に誘導体又は金属膜を含む誘電体多層膜が形成
されたものであり、入射側表面に斜め方向から入射する
反射光を互いに直交する方向の2つの偏光成分の光に分
割する。すなわち、S偏光成分の光は、PBS6の表面
において反射され、第1の受光素子4に投射される。他
方、P偏光成分の光は、透明ガラス材よりなる平行平板
の基体を透過し、第2の受光素子5に投射される。
【0009】上記構成において、発光素子2から出射さ
れる直線偏光の光の偏光方向をS偏光方向とした時、正
反射成分は、偏光が保存されて反射するので、S偏光で
あり、拡散反射成分は、偏光がみだれて反射されるの
で、S偏光とP偏光とがほぼ等しく含まれる。従って、
PBS6の反射光を受光する受光素子4は主として正反
射光を受光し、他方のPBS6の透過光を受光する受光
素子5は主として拡散反射光を受光するので、これら2
つの受光素子4,5の受光量により、正反射成分と拡散
反射成分の割合が検知できることになる。このように、
被検知物体3からの反射光の正反射成分と拡散反射成分
の割合からカラーマーク3aを検知するようにしている
ので、被検知物体3からの反射光量に異存することな
く、色検知動作が可能となり、被検知物体3の距離変動
や光源つまり発光素子2の出力変動に対して安定とな
る。
れる直線偏光の光の偏光方向をS偏光方向とした時、正
反射成分は、偏光が保存されて反射するので、S偏光で
あり、拡散反射成分は、偏光がみだれて反射されるの
で、S偏光とP偏光とがほぼ等しく含まれる。従って、
PBS6の反射光を受光する受光素子4は主として正反
射光を受光し、他方のPBS6の透過光を受光する受光
素子5は主として拡散反射光を受光するので、これら2
つの受光素子4,5の受光量により、正反射成分と拡散
反射成分の割合が検知できることになる。このように、
被検知物体3からの反射光の正反射成分と拡散反射成分
の割合からカラーマーク3aを検知するようにしている
ので、被検知物体3からの反射光量に異存することな
く、色検知動作が可能となり、被検知物体3の距離変動
や光源つまり発光素子2の出力変動に対して安定とな
る。
【0010】ここで、図2を参照して本発明の色検出装
置による色検出の原理を説明する。色の付いている被検
知物体(カラーマーク)は、波長によって該物体による
吸収率が異なる結果、浸透深さが異なり、反射指向性が
変化する。つまり、正反射成分と拡散反射成分の割合が
変化する。例えば、図2(a)に示すように、表面の滑
らかな青色プラスチック材に赤色LEDにより赤色光を
当てた場合、光はほとんど部材内部に浸透しないので、
内部での拡散が少なく、表面で反射した、正反射成分の
多いやや鋭い指向性を呈するのに対して、同図(b)に
示すように、赤色プラスチック材に同じく赤色LEDに
より赤色光を当てた場合、光は部材内部のかなりの深さ
まで浸透するので、内部での拡散が多く、拡散反射光量
が大きくなり、ランバートパターンに近い指向性を呈す
る。従って、正反射光と拡散反射光の割合が検知できれ
ば、カラーマークを検知することが可能となる。なお、
青色プラスチック材と赤色プラスチック材との波長に対
する反射率は図2(c)に示す通りである。
置による色検出の原理を説明する。色の付いている被検
知物体(カラーマーク)は、波長によって該物体による
吸収率が異なる結果、浸透深さが異なり、反射指向性が
変化する。つまり、正反射成分と拡散反射成分の割合が
変化する。例えば、図2(a)に示すように、表面の滑
らかな青色プラスチック材に赤色LEDにより赤色光を
当てた場合、光はほとんど部材内部に浸透しないので、
内部での拡散が少なく、表面で反射した、正反射成分の
多いやや鋭い指向性を呈するのに対して、同図(b)に
示すように、赤色プラスチック材に同じく赤色LEDに
より赤色光を当てた場合、光は部材内部のかなりの深さ
まで浸透するので、内部での拡散が多く、拡散反射光量
が大きくなり、ランバートパターンに近い指向性を呈す
る。従って、正反射光と拡散反射光の割合が検知できれ
ば、カラーマークを検知することが可能となる。なお、
青色プラスチック材と赤色プラスチック材との波長に対
する反射率は図2(c)に示す通りである。
【0011】また、図3に示すように、発光手段として
は、LED(発光ダイオード)2aと偏光フィルタ7で
構成してもよい。この構成によれば、安価に直線偏光の
出射を実現できる。
は、LED(発光ダイオード)2aと偏光フィルタ7で
構成してもよい。この構成によれば、安価に直線偏光の
出射を実現できる。
【0012】(第2実施例)図4(a)(b)は第2実
施例による色検出装置の構成図である。この例は、発光
手段としてLED2aと集光用レンズ8と偏光フイルタ
7を用いている。また、受光手段にも集光用レンズ8を
用いている。このように発光手段にレンズ8を用いる場
合、偏光フイルタ7の位置は、同図(a)に示したよう
に、レンズ出射後の光を通すようにした方が良い。これ
により、レンズの複屈折により直線偏光が楕円偏光の光
となるような影響を無くすることができる。ただし、レ
ンズの材質として複屈折の少ないものを使う場合は、偏
光フィルタ7は、LED2aとレンズ8の間に設けた方
が、偏光フィルタ7が小さくて済む分、安価となる。
施例による色検出装置の構成図である。この例は、発光
手段としてLED2aと集光用レンズ8と偏光フイルタ
7を用いている。また、受光手段にも集光用レンズ8を
用いている。このように発光手段にレンズ8を用いる場
合、偏光フイルタ7の位置は、同図(a)に示したよう
に、レンズ出射後の光を通すようにした方が良い。これ
により、レンズの複屈折により直線偏光が楕円偏光の光
となるような影響を無くすることができる。ただし、レ
ンズの材質として複屈折の少ないものを使う場合は、偏
光フィルタ7は、LED2aとレンズ8の間に設けた方
が、偏光フィルタ7が小さくて済む分、安価となる。
【0013】なお、発光素子としてLEDを用い、偏光
方向がランダムな光を出射する場合において、被検知物
体が透明体(誘電体)であれば、被検知物体への入射角
αがブリュースタ角の時、反射光は被検知物体に対する
S偏光の光となる(実際には被検知物体の表面粗さ、α
以外で入射する光のためP偏光成分も混ざる)。この場
合、偏光フィルタは不要となり、構成が簡単となる。
方向がランダムな光を出射する場合において、被検知物
体が透明体(誘電体)であれば、被検知物体への入射角
αがブリュースタ角の時、反射光は被検知物体に対する
S偏光の光となる(実際には被検知物体の表面粗さ、α
以外で入射する光のためP偏光成分も混ざる)。この場
合、偏光フィルタは不要となり、構成が簡単となる。
【0014】(第3実施例)図5(a)は第3実施例に
よる色検出装置の構成図である。この色検出装置は、2
つの受光素子(PD1,PD2)4,5の前に、例えば
ポラライザ等の偏光フィルタ9,10を設け、被検知物
体3からの反射光の異なる偏光成分の光を受光素子4,
5で受光するようにしたものである。例えば、受光素子
4は、偏光フィルタ9により偏光された主にS偏光成分
の光を受光し、受光素子5は偏光フィルタ10により偏
光された主にP偏光成分の光を受光する。このようにし
て、例えば、受光素子4,5の受光量比から色検出が可
能となり、上記第1実施例の同様の効果が得られる。
よる色検出装置の構成図である。この色検出装置は、2
つの受光素子(PD1,PD2)4,5の前に、例えば
ポラライザ等の偏光フィルタ9,10を設け、被検知物
体3からの反射光の異なる偏光成分の光を受光素子4,
5で受光するようにしたものである。例えば、受光素子
4は、偏光フィルタ9により偏光された主にS偏光成分
の光を受光し、受光素子5は偏光フィルタ10により偏
光された主にP偏光成分の光を受光する。このようにし
て、例えば、受光素子4,5の受光量比から色検出が可
能となり、上記第1実施例の同様の効果が得られる。
【0015】図5(b)は受光手段の変形例を示す。受
光素子として、受光チップ4c,5cから成る2分割P
D11と、この各チップの前に配置した偏光フィルタ
9,10を用いる。上記図5(a)に示した実施例の場
合、受光素子4,5は異なる部分の光を受光しているた
め、被検知物体3の距離変動、傾き変動に対して不安定
であるので、受光素子4,5は可能な限り近付けた方が
よい。その点、2分割PD11を用いれば、その問題が
解消される。
光素子として、受光チップ4c,5cから成る2分割P
D11と、この各チップの前に配置した偏光フィルタ
9,10を用いる。上記図5(a)に示した実施例の場
合、受光素子4,5は異なる部分の光を受光しているた
め、被検知物体3の距離変動、傾き変動に対して不安定
であるので、受光素子4,5は可能な限り近付けた方が
よい。その点、2分割PD11を用いれば、その問題が
解消される。
【0016】次に、色検出のための回路構成を図6
(a)(b)を参照して説明する。図6(a)は、S偏
光成分を受光する受光素子4(PD1)と、P偏光成分
を受光する受光素子5(PD2)の出力の比でもって、
被検知物体のカラーマークを検知する場合の回路ブロッ
ク図である。この回路は、増幅器13、S/Pを演算す
る割算器14、判別器15から構成される。図6(b)
は、受光素子4(PD1)と受光素子5(PD2)の出
力の差/和の信号でもって、カラーマークを検知する場
合の回路ブロック図である。この回路は、増幅器13の
後に、減算器16、加算器17が挿入されている点が
(a)と相違し、割算器14は(S−P)/(S+P)
を演算する。後者の(b)の回路では、カラーマークの
有無による出力比(S/P)の信号量変化がほぼ1〜5
の間の時に分解能が上がる(但し、正反射光がS偏光の
光となる構成のとき)。
(a)(b)を参照して説明する。図6(a)は、S偏
光成分を受光する受光素子4(PD1)と、P偏光成分
を受光する受光素子5(PD2)の出力の比でもって、
被検知物体のカラーマークを検知する場合の回路ブロッ
ク図である。この回路は、増幅器13、S/Pを演算す
る割算器14、判別器15から構成される。図6(b)
は、受光素子4(PD1)と受光素子5(PD2)の出
力の差/和の信号でもって、カラーマークを検知する場
合の回路ブロック図である。この回路は、増幅器13の
後に、減算器16、加算器17が挿入されている点が
(a)と相違し、割算器14は(S−P)/(S+P)
を演算する。後者の(b)の回路では、カラーマークの
有無による出力比(S/P)の信号量変化がほぼ1〜5
の間の時に分解能が上がる(但し、正反射光がS偏光の
光となる構成のとき)。
【0017】(第4実施例)図7(a)は第4実施例に
よる色検出装置の構成を示す。この実施例では、2つの
波長帯域の光(例えば、波長500nm付近の緑色光と
波長700nm付近の赤色光)を出射するLED20を
使用している。受光部は、ダイクロイックミラー21で
波長分離を行ってから、PBS6a,PBS6bによ
り、それぞれの波長の光を偏光分離して、受光素子4
a,5a及び受光素子4b,5bにて別個に受光する。
受光素子4a,4bはS偏光成分を、受光素子5a,5
bはP偏光成分をそれぞれ受光する。図7(b)は発光
手段を変形した例を示す。この例では、異なる波長の光
を出射する2つのLED20a,20bの光をハーフミ
ラー又はダイクロイックミラー22で合成して出射する
ものとしている。ハーフミラーよりもダイクロイックミ
ラーの方が損失が少ない。
よる色検出装置の構成を示す。この実施例では、2つの
波長帯域の光(例えば、波長500nm付近の緑色光と
波長700nm付近の赤色光)を出射するLED20を
使用している。受光部は、ダイクロイックミラー21で
波長分離を行ってから、PBS6a,PBS6bによ
り、それぞれの波長の光を偏光分離して、受光素子4
a,5a及び受光素子4b,5bにて別個に受光する。
受光素子4a,4bはS偏光成分を、受光素子5a,5
bはP偏光成分をそれぞれ受光する。図7(b)は発光
手段を変形した例を示す。この例では、異なる波長の光
を出射する2つのLED20a,20bの光をハーフミ
ラー又はダイクロイックミラー22で合成して出射する
ものとしている。ハーフミラーよりもダイクロイックミ
ラーの方が損失が少ない。
【0018】発光素子20aを緑色LEDとし、発光素
子20bを赤色LEDとしたときの、ダイクロイックミ
ラー21の波長に対する透過率の設計例を図8に示す。
なお、緑色LEDは約550nm、赤色LEDは約65
0nmの波長の光を発光する。上記の各構成において、
受光素子4aは緑色LED光のS偏光成分を受光し、受
光素子5aは緑色LED光のP偏光成分を受光する。ま
た、受光素子4bは赤色LED光のS偏光成分を受光
し、受光素子5bは赤色LED光のP偏光成分を受光す
る。
子20bを赤色LEDとしたときの、ダイクロイックミ
ラー21の波長に対する透過率の設計例を図8に示す。
なお、緑色LEDは約550nm、赤色LEDは約65
0nmの波長の光を発光する。上記の各構成において、
受光素子4aは緑色LED光のS偏光成分を受光し、受
光素子5aは緑色LED光のP偏光成分を受光する。ま
た、受光素子4bは赤色LED光のS偏光成分を受光
し、受光素子5bは赤色LED光のP偏光成分を受光す
る。
【0019】上記の複数波長の光を使用する第4実施例
の効果は次の通りである。色検出装置に使用する光の波
長によっては、識別したい2つの色差が大きく取れない
ものがある。そこで、従来の反射形センサでは、識別し
たい色に応じて、センサの光源を変えるなどの対策を施
していたが、上記実施例のように、赤、緑等の2波長を
使えば、大抵の色差が区別可能となる。地色に対するカ
ラーマークの色差が区別可能か否かを図9に示す。赤、
緑に加えて青色のLEDを用いて3波長を混合すれば、
フルカラー対応となる。
の効果は次の通りである。色検出装置に使用する光の波
長によっては、識別したい2つの色差が大きく取れない
ものがある。そこで、従来の反射形センサでは、識別し
たい色に応じて、センサの光源を変えるなどの対策を施
していたが、上記実施例のように、赤、緑等の2波長を
使えば、大抵の色差が区別可能となる。地色に対するカ
ラーマークの色差が区別可能か否かを図9に示す。赤、
緑に加えて青色のLEDを用いて3波長を混合すれば、
フルカラー対応となる。
【0020】(第5実施例)図10(a)は第5実施例
による色検出装置の構成を示す。この実施例は、第4実
施例における受光部を、ハーフミラー22と偏光フィル
タ9,10と受光素子4,5からなる構成に置き換えた
ものである。そして、発光部では、発光波長の異なるL
ED20a,LED20bを交互に時分割点灯し、受光
部では受光素子4によりP偏光成分を受光し、受光素子
5によりS偏光成分を受光できるように、偏光フィルタ
9,10を配置する。同図(b)はLED20a,LE
D20bの時分割点灯の様子を示す。本実施例によれ
ば、小型、安価に上述の実施例と同等の効果が得られ
る。
による色検出装置の構成を示す。この実施例は、第4実
施例における受光部を、ハーフミラー22と偏光フィル
タ9,10と受光素子4,5からなる構成に置き換えた
ものである。そして、発光部では、発光波長の異なるL
ED20a,LED20bを交互に時分割点灯し、受光
部では受光素子4によりP偏光成分を受光し、受光素子
5によりS偏光成分を受光できるように、偏光フィルタ
9,10を配置する。同図(b)はLED20a,LE
D20bの時分割点灯の様子を示す。本実施例によれ
ば、小型、安価に上述の実施例と同等の効果が得られ
る。
【0021】図11(a)(b)は、第4、第5実施例
に用いられる回路構成例を示す。波長毎に上述した図6
と同等の回路を有しており、2波長のどちらか一方の波
長において色差があると判断された場合に、OR回路2
3から検知信号が出力される。第5実施例のように発光
部を時分割点灯する場合は、図の点線枠のみの構成でよ
い。判別器15は、一方の例えば赤色LEDが点灯した
ときの受光パルスと、他方の例えば緑色LEDが点灯し
たときの受光パルスのそれぞれで色差の有無を判断し、
どちらかで色差があると判断された場合に、検知信号を
出力するようにしている。
に用いられる回路構成例を示す。波長毎に上述した図6
と同等の回路を有しており、2波長のどちらか一方の波
長において色差があると判断された場合に、OR回路2
3から検知信号が出力される。第5実施例のように発光
部を時分割点灯する場合は、図の点線枠のみの構成でよ
い。判別器15は、一方の例えば赤色LEDが点灯した
ときの受光パルスと、他方の例えば緑色LEDが点灯し
たときの受光パルスのそれぞれで色差の有無を判断し、
どちらかで色差があると判断された場合に、検知信号を
出力するようにしている。
【0022】(第6実施例)図12は第6実施例による
色検出装置の構成を示す。この実施例は、第1又は第2
実施例において、被検知物体3に対して大きく斜め(5
0°以上)に光を投光するようにしたものである。この
構成によれば、被検知物体3の反射光の指向性が類似し
ていて、色差(正反射成分と拡散反射成分の割合の差)
が微妙な場合であっても、拡散反射成分の少ない位置で
受光することにより、正反射成分の差を感度良く検知す
ることが可能となる。ここで、正反射成分と拡散反射成
分の割合の差で比較する場合、被検知物体3に対する入
射角が大きい方が、差が明確となり感度が上がる理由
を、図13(a)(b)を参照して説明する。S波とP
波との入射角に対する反射率特性は(b)に示すごとく
であり、入射角が大きい場合は、入射角が小さい場合に
比べて、拡散反射光成分が小さく、正反射光成分が大き
い。従って、同じ演算を行っても(例えばS/P)、正
反射光と拡散反射光の割合の差が大きく表れることにな
り、感度が高くなるのである。
色検出装置の構成を示す。この実施例は、第1又は第2
実施例において、被検知物体3に対して大きく斜め(5
0°以上)に光を投光するようにしたものである。この
構成によれば、被検知物体3の反射光の指向性が類似し
ていて、色差(正反射成分と拡散反射成分の割合の差)
が微妙な場合であっても、拡散反射成分の少ない位置で
受光することにより、正反射成分の差を感度良く検知す
ることが可能となる。ここで、正反射成分と拡散反射成
分の割合の差で比較する場合、被検知物体3に対する入
射角が大きい方が、差が明確となり感度が上がる理由
を、図13(a)(b)を参照して説明する。S波とP
波との入射角に対する反射率特性は(b)に示すごとく
であり、入射角が大きい場合は、入射角が小さい場合に
比べて、拡散反射光成分が小さく、正反射光成分が大き
い。従って、同じ演算を行っても(例えばS/P)、正
反射光と拡散反射光の割合の差が大きく表れることにな
り、感度が高くなるのである。
【0023】(第7実施例)図14は、第7実施例を示
し、上記各種実施例に示されるような1つの色検出装置
センサを用いて、搬送ラインに流れるワーク3の色もし
くはカラーマークを検知する検査装置を構成したもので
ある。センサ35は搬送ラインを流れてくるワーク3か
らの反射光を受光し、ワーク3の色を判別し、このセン
サ35からの信号に基づいてコントローラ36はワーク
3の良否を判定し、それに基づいてプッシャ37を駆動
する。それにより、不良品のワーク3は不良品搬送路3
9に押し込まれ、良品搬送路38から排除される。図1
5(a)は上記実施例の制御回路ブロックを、(b)は
その内のセンサ55の具体構成例を示している。この回
路を用いることにより、反射光の様子、つまり、正反射
光と拡散反射光の割合(S−P)/(S+P)の演算を
行うことで、ワーク3の色柄を検出し、光量の大小から
ワーク3の有無を検出し、出力することができる。図1
6は、同上検査装置におけるコントローラ36の処理手
順を示すフローチャートである。このような処理を実行
することで、上記のように不良品排除の機能の他に、ワ
ーク3の総数、良品、不良品の数、不良品の理由等をメ
モリすることが可能となる。
し、上記各種実施例に示されるような1つの色検出装置
センサを用いて、搬送ラインに流れるワーク3の色もし
くはカラーマークを検知する検査装置を構成したもので
ある。センサ35は搬送ラインを流れてくるワーク3か
らの反射光を受光し、ワーク3の色を判別し、このセン
サ35からの信号に基づいてコントローラ36はワーク
3の良否を判定し、それに基づいてプッシャ37を駆動
する。それにより、不良品のワーク3は不良品搬送路3
9に押し込まれ、良品搬送路38から排除される。図1
5(a)は上記実施例の制御回路ブロックを、(b)は
その内のセンサ55の具体構成例を示している。この回
路を用いることにより、反射光の様子、つまり、正反射
光と拡散反射光の割合(S−P)/(S+P)の演算を
行うことで、ワーク3の色柄を検出し、光量の大小から
ワーク3の有無を検出し、出力することができる。図1
6は、同上検査装置におけるコントローラ36の処理手
順を示すフローチャートである。このような処理を実行
することで、上記のように不良品排除の機能の他に、ワ
ーク3の総数、良品、不良品の数、不良品の理由等をメ
モリすることが可能となる。
【0024】(第8実施例)図17は、第8実施例を示
し、インクジェット方式のプリンタにおいて、プリント
のタイミングをとるタイミング用カラーマーク3aの検
出用として、上記各種実施例に示されるような色検出装
置センサを用いたものである。このインクジェットプリ
ンタ40は、工場のライン等で搬送される製品3にプリ
ントするものであり、インク液滴を噴射するインクジェ
ット部41とコントロール部42とセンサ部43とから
構成される。先の第7実施例と同様に、受光量(S+
P)か、製品3の有無検知も同時に検出可能である。ま
た、カラーマーク3aの色によって、プリント内容を変
えることも可能となる。本実施例においては、製品3の
距離変動に対して、比較的安定して、色差検出を行うこ
とが可能となる。また、タイミング用カラーマークでな
く、製品の図柄の一部(色)を検出してプリントするこ
とも可能である。
し、インクジェット方式のプリンタにおいて、プリント
のタイミングをとるタイミング用カラーマーク3aの検
出用として、上記各種実施例に示されるような色検出装
置センサを用いたものである。このインクジェットプリ
ンタ40は、工場のライン等で搬送される製品3にプリ
ントするものであり、インク液滴を噴射するインクジェ
ット部41とコントロール部42とセンサ部43とから
構成される。先の第7実施例と同様に、受光量(S+
P)か、製品3の有無検知も同時に検出可能である。ま
た、カラーマーク3aの色によって、プリント内容を変
えることも可能となる。本実施例においては、製品3の
距離変動に対して、比較的安定して、色差検出を行うこ
とが可能となる。また、タイミング用カラーマークでな
く、製品の図柄の一部(色)を検出してプリントするこ
とも可能である。
【0025】図18(a)は第8実施例の制御回路ブロ
ック図、(b)はその内のセンサ部43の具体構成例を
示している。また、図19(a)(b)は、カラーマー
ク3aの色(例えば、赤、青、黄の3色)によってプリ
ント内容を変える場合のコントロール部42の動作手順
を示すフローチャート、及び、検出されたカラーマーク
3aの色に応じて設定された印字内容を示すテーブルで
ある。
ック図、(b)はその内のセンサ部43の具体構成例を
示している。また、図19(a)(b)は、カラーマー
ク3aの色(例えば、赤、青、黄の3色)によってプリ
ント内容を変える場合のコントロール部42の動作手順
を示すフローチャート、及び、検出されたカラーマーク
3aの色に応じて設定された印字内容を示すテーブルで
ある。
【0026】(第9実施例)図20は第9実施例を示
す。この実施例は、上記各種実施例に示されるような色
検出装置センサを備えたカラー印刷装置を構成したもの
である。ここで、印刷装置とは、いわゆる印刷機、複写
機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、プロッタ等、物
体に文字や線を描き出す機器をいう。本実施例のカラー
印刷装置50は、潜像を形成する感光ドラム51と、現
像装置、転写装置等を備え、用紙ストック部52から給
送された用紙上に画像を形成し、ソータ53に排出す
る。用紙上に転写されたカラー画像を検知し得る位置に
カラーセンサ55が配置されている。このカラーセンサ
55により、カラー文字(線)が印字されているか否か
の検知(特にテストパターン検知)を行うことで、トナ
ー有無の検知等が可能で、これに基づき、カラー印刷調
整を行うことができる。また、受光量の変化(例えば、
第1実施例の受光素子4,5の出力和)から用紙の有無
(通過)を検知することも可能である。
す。この実施例は、上記各種実施例に示されるような色
検出装置センサを備えたカラー印刷装置を構成したもの
である。ここで、印刷装置とは、いわゆる印刷機、複写
機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、プロッタ等、物
体に文字や線を描き出す機器をいう。本実施例のカラー
印刷装置50は、潜像を形成する感光ドラム51と、現
像装置、転写装置等を備え、用紙ストック部52から給
送された用紙上に画像を形成し、ソータ53に排出す
る。用紙上に転写されたカラー画像を検知し得る位置に
カラーセンサ55が配置されている。このカラーセンサ
55により、カラー文字(線)が印字されているか否か
の検知(特にテストパターン検知)を行うことで、トナ
ー有無の検知等が可能で、これに基づき、カラー印刷調
整を行うことができる。また、受光量の変化(例えば、
第1実施例の受光素子4,5の出力和)から用紙の有無
(通過)を検知することも可能である。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明に係る色検出装置に
よれば、被検出物体からの反射光の正反射成分と拡散反
射成分の割合(比)から被検出物体の色を検知するた
め、被検出物体からの反射光量に依存することなく検出
が可能であり、そのため、被検出物体までの距離変動に
影響を受けず、また、投光手段の投光光源の出力変動に
対しても安定な検出特性を確保でき、検出能力の大幅な
向上が図れる。また、S偏光した光を投光し、正反射光
受光部によりS偏光成分の光を受光し、拡散反射光受光
部によりP偏光成分の光を受光することにより、拡散反
射成分には略同じ等しいS偏光の光とP偏光の光が含ま
れるので、正反射成分と拡散反射成分の割合が微妙な差
であるような場合であっても明確に色の判別ができる。
また、上記のような色検出装置を用いて被検出物体の色
を検出し、その被検出物体の良否を判定する検査装置を
実現できる。また、被印刷物に付されたタイミング用の
マークを検出し、その被印刷物に印刷を行う印刷装置を
実現できる。また、被印刷物又はそれに付されたマーク
の色を検出し、その被印刷物への印刷条件を制御する印
刷装置を実現できる。
よれば、被検出物体からの反射光の正反射成分と拡散反
射成分の割合(比)から被検出物体の色を検知するた
め、被検出物体からの反射光量に依存することなく検出
が可能であり、そのため、被検出物体までの距離変動に
影響を受けず、また、投光手段の投光光源の出力変動に
対しても安定な検出特性を確保でき、検出能力の大幅な
向上が図れる。また、S偏光した光を投光し、正反射光
受光部によりS偏光成分の光を受光し、拡散反射光受光
部によりP偏光成分の光を受光することにより、拡散反
射成分には略同じ等しいS偏光の光とP偏光の光が含ま
れるので、正反射成分と拡散反射成分の割合が微妙な差
であるような場合であっても明確に色の判別ができる。
また、上記のような色検出装置を用いて被検出物体の色
を検出し、その被検出物体の良否を判定する検査装置を
実現できる。また、被印刷物に付されたタイミング用の
マークを検出し、その被印刷物に印刷を行う印刷装置を
実現できる。また、被印刷物又はそれに付されたマーク
の色を検出し、その被印刷物への印刷条件を制御する印
刷装置を実現できる。
【図1】本発明の第1実施例による色検出装置の構成図
である。
である。
【図2】本発明の色検出装置による色検出の原理を説明
する図である。
する図である。
【図3】発光手段の変形例を示す図である。
【図4】第2実施例による色検出装置の構成図である。
【図5】第3実施例による色検出装置の構成図である。
【図6】色検出のための回路構成図である。
【図7】第4実施例による色検出装置の構成図である。
【図8】ダイクロイックミラーの波長に対する透過率の
設計例を示す図である。
設計例を示す図である。
【図9】地色に対するカラーマークの色差が区別可能か
否かを示す図である。
否かを示す図である。
【図10】第5実施例による色検出装置の構成図であ
る。
る。
【図11】第4、第5実施例に用いられる回路構成図で
ある。
ある。
【図12】第6実施例による色検出装置の構成図であ
る。
る。
【図13】被検知物体に対する入射角が大きい方が感度
が上がる理由を説明するための図である。
が上がる理由を説明するための図である。
【図14】第7実施例による色検出装置センサを用いた
検査装置の構成図である。
検査装置の構成図である。
【図15】上記実施例の制御回路ブロック図である。
【図16】検査装置におけるコントローラの処理手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図17】第8実施例によるインクジェット方式のプリ
ンタの構成を示す図である。
ンタの構成を示す図である。
【図18】第8実施例の制御回路ブロック図である。
【図19】カラーマークの色によってプリント内容を変
える場合のコントロール部の動作手順及びテーブルを示
す図である。
える場合のコントロール部の動作手順及びテーブルを示
す図である。
【図20】第9実施例によるカラー印刷装置の構成図で
ある。
ある。
【図21】従来の色検出装置の構成図である。
2 発光素子(投光手段) 2a LED 3 被検知物体 3a カラーマーク 4,5 受光素子(受光手段の受光部) 6 偏光ビームスプリッタ 7 偏光フィルタ 35 センサ 40 インクジェットプリンタ 43 センサ部 50 カラー印刷装置 55 カラーセンサ
Claims (7)
- 【請求項1】 光を投光する投光手段と、該投光の被検
知物体からの反射光を受光する受光手段とを有し、該受
光手段の出力から被検知物体の色を検出する色検出装置
において、 前記受光手段は、被検知物体からの正反射光を受光する
受光部と、拡散反射光を受光する受光部とから成り、 前記正反射光受光部と拡散反射光受光部の各出力の割合
に基づいて被検知物体の色を検出することを特徴とする
色検出装置。 - 【請求項2】 前記投光手段は直線偏光の光を投光し、
前記正反射光受光部は前記直線偏光の光と同じ偏光方向
の光を受光し、前記拡散反射光受光部は前記直線偏光の
光と垂直な偏光方向の光を受光することを特徴とする請
求項1に記載の色検出装置。 - 【請求項3】 前記投光手段は2つの波長の光を投光
し、前記受光手段はそれぞれの波長毎の光に分離して受
光することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
色検出装置。 - 【請求項4】 前記投光手段及び受光手段は、被検出物
体に対する入射角及び反射角がおよそ50°以上となる
ように配置したことを特徴とする請求項2又は請求項3
に記載の色検出装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4に記載の色検出装
置を用いて被検出物体の色を検出し、それに基づき該被
検出物体の良否を判定する検査装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項4に記載の色検出装
置を用いて被印刷物に付されたタイミング用のマークを
検出し、その検出信号を基に該被印刷物に印刷を行うこ
とを特徴とする印刷装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項4に記載の色検出装
置を用いて被印刷物又はそれに付されたマークの色を検
出し、その検出信号を基に該被印刷物への印刷条件を制
御することを特徴とする印刷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350352A JPH09178562A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 色検出装置及びそれを用いた印刷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350352A JPH09178562A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 色検出装置及びそれを用いた印刷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178562A true JPH09178562A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18409911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7350352A Withdrawn JPH09178562A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 色検出装置及びそれを用いた印刷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178562A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-12-21 JP JP7350352A patent/JPH09178562A/ja not_active Withdrawn
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