(57)【要約】【課題】記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材Ｐの表面状態を検出する記録材表面検出装置４０であって、光を照射する照射用ＬＥＤ４２、光照射領域を表面画像として撮像するＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂ、記録材Ｐの表面の凹凸状態に関する情報を検出する駆動・演算部４０Ｃ、を有し、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂは、第１光照射領域と第２光照射領域とをそれぞれ撮像しており、照射用ＬＥＤ４２が記録材Ｐに光を照射している状態において、照射用ＬＥＤ４２と第１光照射領域とを結ぶ直線を記録材Ｐに投影した直線と、照射用ＬＥＤ４２と第２光照射領域とを結ぶ直線を記録材Ｐに投影した直線とが交差する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の表面状態を検出する記録材表面検出装置であって、
記録材の表面に光を照射する光源と、
記録材の表面において前記光源からの光が照射される光照射領域を、記録材の表面画像として撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された表面画像に基づいて記録材の表面の凹凸状態に関する情報を検出する検出手段と、を有し、
前記撮像手段は、
前記光照射領域の一部である第１光照射領域と、
前記光照射領域の一部であって前記第１光照射領域とは異なる領域である第２光照射領域とをそれぞれ撮像しており、
前記光源が記録材に光を照射している状態において、
前記光源と前記第１光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、
前記光源と前記第２光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、
が交差する関係にあることを特徴とする記録材表面検出装置。
【請求項２】
前記光源と前記第１光照射領域の中心とを結ぶ線分と、
前記光源と前記第２光照射領域の中心とを結ぶ線分とが成す角は、
７５°以上１０５°以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の記録材表面検出装置。
【請求項３】
前記光源は、
前記第１光照射領域の中心と、
前記第２光照射領域の中心と、
を結ぶ線分の二等分線上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材表面検出装置。
【請求項４】
前記光源から照射される光の光路上において、
前記光源と前記光照射領域との間には遮光手段が設けられており、
前記遮光手段は、
前記光源から照射される光を前記第１光照射領域に到達する光に絞る第１スリットと、
前記光源から照射される光を前記第２光照射領域に到達する光に絞る第２スリットと、
を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録材表面検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、
前記第１光照射領域内における所定サイズのエリアを表面画像として撮像する第１エリアセンサと、
前記第２光照射領域内における所定サイズのエリアを表面画像として撮像する第２エリアセンサと、
を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録材表面検出装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、
前記第１光照射領域内における所定サイズの画素と、
前記第２光照射領域内における所定サイズの画素と、
を結ぶラインをライン画像として撮像する１つのラインセンサであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録材表面検出装置。
【請求項７】
前記検出手段は、
前記撮像手段によって撮像された表面画像のコントラストを検出していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録材表面検出装置。
【請求項８】
前記光源からの光が照射する光照射領域内に設けられた基準面と、
前記基準面からの反射光の情報に基づき前記光源の光量を補正する補正手段と、
を有し、
前記第１光照射領域を表面画像として撮像するために、前記第１光照射領域内における前記基準面からの反射光の情報に基づき前記補正手段によって補正された光量となるように前記光源が発光する第１のタイミングと、
前記第２光照射領域を表面画像として撮像するために、前記第２光照射領域内における前記基準面からの反射光の情報に基づき前記補正手段によって補正された光量となるように前記光源が発光する第２のタイミングと、
を異ならせていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録材表面検出装置。
【請求項９】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
記録材の表面に光を照射する光源と、
記録材の表面において前記光源からの光が照射される光照射領域を表面画像として撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された表面画像に基づいて記録材の表面の凹凸状態に関する情報を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された情報に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記撮像手段は、
前記光照射領域の一部である第１光照射領域と、
前記光照射領域の一部であって前記第１光照射領域とは異なる領域である第２光照射領域とをそれぞれ表面画像として撮像し、
前記光源が記録材に光を照射している状態において、
前記光源と前記第１光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、
前記光源と前記第２光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、
が交差する関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記撮像手段は、
前記第１光照射領域内における所定サイズの画素と、
前記第２光照射領域内における所定サイズの画素と、
を結ぶラインをライン画像として撮像する１つのラインセンサであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記ラインセンサは、
記録材を搬送する搬送手段によって搬送されている状態の記録材の前記光照射領域を撮像するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、
前記撮像手段によって撮像された表面画像のコントラストを検出していることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記光源からの光が照射する光照射領域内に設けられた基準面と、
前記基準面からの反射光の情報に基づき前記光源の光量を補正する補正手段と、
を有し、
前記第１光照射領域を表面画像として撮像するために、前記第１光照射領域内における前記基準面からの反射光の情報に基づき前記補正手段によって補正された光量となるように前記光源が発光する第１のタイミングと、
前記第２光照射領域を表面画像として撮像するために、前記第２光照射領域内における前記基準面からの反射光の情報に基づき前記補正手段によって補正された光量となるように前記光源が発光する第２のタイミングと、
を異ならせていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段によって撮像された表面画像に基づいて記録材の表面状態を検出する記録材表面検出装置、及び、その検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置は、現像装置によって可視化された現像剤像を所定の転写条件によって記録材に転写し、現像剤像が転写された記録材を所定の定着条件で加熱、加圧することにより、記録材上に画像を形成している。
【０００３】
かかる画像形成装置では、例えば画像形成装置本体に設けられた操作パネル等に、記録材としての記録紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定されることになる。そして、その設定に応じて転写条件（例えば、転写バイアスや転写時の記録紙の搬送速度）や定着条件（例えば、定着温度や定着時の記録紙の搬送速度）が制御されている。
【０００４】
また近年では、記録材の表面をエリアセンサによって撮像し、撮像した画像から表面平滑度（表面状態）を検出し、検出結果から記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件あるいは定着条件を制御する手法が提案されている（特許文献１参照）。このように、記録材の表面をエリアセンサによって撮像する手法は、表面の凹凸に起因して生じる陰影を直接的に撮影しているため、記録材の種類を高精度に判別することができる。特にコート紙（光沢紙）とノンコート紙（普通紙）とを判別する時のように、凹凸の有無あるいはその大きさや深さが視覚的にはっきりと認識できる記録材の判別において、優れた判別精度を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば記録材としての一般オフィス用紙は、用紙の表面の凹凸に起因して生じる陰影の様子が用紙の繊維配向方向（漉き目方向）によって大きく異なる場合があり、このことが記録材の判別精度の低下を招いている。すなわち、記録材の繊維配向方向と直交する方向から光を照射すると、記録材の表面の凹凸の様子が強調された、コントラストの高い撮影像が得られる。その一方で、繊維配向方向と同一方向から光を照射した場合には、凹凸に起因した陰影が出づらくコントラストの低い撮影像となってしまう。このため、同一の記録材であっても、光の照射方向と記録材の繊維配向方向との関係がそれぞれ異なると撮影像のコントラスト差が激しくなり、例えばコート紙をノンコート紙と誤判別したり、ノンコート紙をコート紙と誤判別する虞がある。つまり記録材の判別精度が低下し、適正な画像形成条件の下で画像形成が行われず、画質の低下、画像不良が生じる。
【０００７】
このような課題に対し、特許文献１では、記録材の繊維配向方向を考慮して記録材の搬送方向に対して光を１５°〜７５°の範囲で斜めに照射し、その照射領域の表面画像をエリアセンサで撮像することにより、記録材の判別精度の向上を図っている。
【０００８】
ところが、記録材の繊維配向方向は、製造過程における記録材の原材料の配合率によっ
て異なる。例えば近年のように、様々な製造拠点での製造過程を経た記録材の繊維配向方向は多種多様であり、必ずしも記録材の縦方向あるいは横方向に対して繊維配向方向が一致（０°）もしくは±１５°以内に収まっているとは限らない。よって、記録材ごとに多種多様な繊維配向方向が存在するので、記録材の繊維配向方向と光照射方向との関係が記録材ごとにばらつく可能性が高い。そしてこの場合、上記で説明したように、一方向からの光が照射される１つの領域を撮像する構成では、同じ記録材であっても異なる判別結果になるといった課題がある。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、記録材の繊維配向方向に依存することなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
記録材の表面状態を検出する記録材表面検出装置であって、記録材の表面に光を照射する光源と、記録材の表面において前記光源からの光が照射される光照射領域を、記録材の表面画像として撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された表面画像に基づいて記録材の表面の凹凸状態に関する情報を検出する検出手段と、を有し、前記撮像手段は、前記光照射領域の一部である第１光照射領域と、前記光照射領域の一部であって前記第１光照射領域とは異なる領域である第２光照射領域とをそれぞれ撮像しており、前記光源が記録材に光を照射している状態において、前記光源と前記第１光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、前記光源と前記第２光照射領域とを結ぶ直線を該記録材に投影した直線と、が交差する関係にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、記録材の繊維配向方向に依存することなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図、及び制御部のブロック図。
【図２】第１実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図３】第１実施形態に係る記録材表面検出装置によって得られた撮影像を示す図。
【図４】第１実施形態における表面凹凸像の明度情報を表すヒストグラム。
【図５】第１実施形態において検出された明度差ΔＩの検出結果を示す図。
【図６】第２実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図７】第２実施形態における記録材表面検出装置によって得られた撮影像を示す図。
【図８】第２実施形態に係る記録材表面検出装置による記録材の判別結果を示す図。
【図９】第２実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図１０】第３実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図１１】第３実施形態において設定角度を変えて得られた撮影像を示す図。
【図１２】第３実施形態に係る記録材表面検出装置の検出結果を示す図。
【図１３】第３実施形態に係る記録材表面検出装置の上視図。
【図１４】従来の記録材表面検出装置の上視図。
【図１５】従来の記録材表面検出装置の検出結果を示す図。
【図１６】第４実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図１７】第５実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成図。
【図１８】第５実施形態における光量の補正シーケンスを示す図。
【図１９】第５実施形態における光量の補正シーケンスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
＜第１実施形態＞
本発明を適用可能な第１実施形態に係る記録材表面検出装置を備えた画像形成装置について説明する。なお、以下の説明では、まず本実施形態に係る記録材表面検出装置を備えた画像形成装置について説明し、次いで記録材表面検出装置について説明する。
【００１５】
［画像形成装置の構成］
本実施形態に係る記録材表面検出装置は、例えば電子写真方式のカラー画像形成装置に用いることが可能である。図１（ａ）に、本実施形態に係る記録材表面検出装置を備えたタンデム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す。
【００１６】
図１（ａ）に示すカラー画像形成装置には、第１から第４の画像形成部を構成する４個のプロセスカートリッジ３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋ）が装着されている。各画像形成部は、順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像を形成するものであり、全て同じ構成を有している。なお、図１（ａ）に示した符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部に対応した部材を示しており、以下では特に色を区別する必要がない場合には、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略して説明する。
【００１７】
まず画像形成動作について説明する。制御部１０が印刷画像信号を受け取ると、記録材Ｐは、給送カセット１５から給送ローラ１７及び搬送ローラ１８によって画像形成部へと送り出される。そして、後述する画像形成動作のタイミングと記録材Ｐの搬送タイミングとの同期をとるために、搬送手段としてのレジストローラ対１９ａ、１９ｂに一旦挟持され、停止した状態で待機される。一方、制御部１０は、受け取った画像信号に応じて、帯電ローラ２の作用によって一定電位に帯電した感光ドラム１（感光体）の表面を露光スキャナユニット１１によって露光し、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。なお、感光ドラム１は、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されることで画像形成動作に応じて時計周り方向に回転するように構成されている。
【００１８】
次に、感光ドラム１表面に形成された静電潜像を、現像器８の作用によってトナー像（現像剤像）として現像する。現像器８には回転可能な現像スリーブ５が設けられており、現像スリーブ５に不図示のバイアス印加手段から現像バイアスが印加されることで、現像スリーブ５から静電潜像にトナーが供給され、静電潜像がトナー像として現像されている。また、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器８は一体化されており、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ３１を構成している。
【００１９】
中間転写ベルト２４は、各感光ドラム１に接触しており、カラー画像形成時に反時計方向に各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの回転と同期して回転する。現像された各色トナー像は、一次転写ローラ４に印加された一次転写バイアスの作用により順次中間転写ベルト２４上に転写され、中間転写ベルト２４上には多色トナー像が形成される。
【００２０】
中間転写ベルト２４上に形成された多色トナー像は、二次転写ローラ２５とで形成される二次転写ニップ部に搬送される。これと同時に、レジストローラ対１９ａ、１９ｂに挟持された状態で待機していた記録材Ｐがレジストローラ対１９ａ、１９ｂの作用により中
間転写ベルト２４上の多色トナー像と同期を取りながら二次転写ニップ部に搬送される。そして、中間転写ベルト２４上の多色トナー像が二次転写ローラ２５に印加された二次転写バイアスの作用により記録材Ｐ上に一括転写される。なお、中間転写ベルト２４上に転写残トナーとして残ったトナーは、クリーニング手段２８によってクリーニングされ、クリーニングされた転写残トナーはクリーナ容器２９に廃トナーとして蓄えられる。
【００２１】
定着部２１は、記録材Ｐを搬送させながら、転写された多色トナー像を記録材Ｐ上に溶融定着させるものであり、図１（ａ）に示すように記録材Ｐを加熱する加熱ローラ２１ａと記録材Ｐを加熱ローラ２１ａに圧接させるための加圧ローラ２１ｂとを備えている。多色トナー像が転写された記録材Ｐが加熱ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂとによって搬送されることで、記録材Ｐに熱と圧力が加えられ、多色トナー像が記録材Ｐの表面に定着する。トナー像定着後の記録材Ｐは、排出ローラ２０によって排出トレイ１６上に排出され、一連の画像形成動作を終了する。なお、ここで説明した一連の画像形成動作は、画像形成装置内に設けられた制御部１０によって、その動作が制御されている。
【００２２】
本実施形態に係る画像形成装置では、図１（ａ）に示すように記録材表面検出装置４０をレジストローラ対１９ａ、１９ｂの手前（記録材搬送方向における上流側）に設置している。記録材表面検出装置４０は、給送カセット１５から搬送されてくる記録材Ｐの表面凹凸状態（表面平滑性）に関する情報を検出するものである。以下、この「表面凹凸状態（表面平滑性）」を単に「表面状態」と称して説明する。なお、記録材表面検出装置４０による記録材Ｐの表面状態の検出は、記録材Ｐが給送カセット１５から画像形成部へと送り出され、搬送手段としてのレジストローラ対１９ａ、１９ｂに挟持されて停止している間に行われる。
【００２３】
図１（ｂ）に、本実施の形態に係る画像形成装置の動作に関する制御ブロック図を示す。制御部１０は、記録材表面検出装置４０の駆動・演算部４０Ｃから送られてくる検出情報をもとに、各画像形成手段を最適な条件に制御して画像形成装置を動作させている。具体的には、制御部１０が制御する画像形成条件とは、一次転写ローラ４の一次転写バイアス、二次転写ローラ２５の二次転写バイアス、定着部２１が備える加熱ローラ２１ａの定着温度等である。
【００２４】
［記録材表面検出装置の構成］
本実施形態に係る記録材表面検出装置４０について説明する。図２は、記録材表面検出装置４０によって記録材Ｐの表面状態を撮像する際の概略構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図示するように、本実施形態に係る記録材表面検出装置４０は、光源である照射用ＬＥＤ４２、撮像手段であるＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂ、及び、結像手段である結像レンズ４４ＳＡ、４４ＳＢを備えている。なお、記録材表面検出装置４０は、記録材Ｐにおいて画像が形成される面と対向するように設けられており、図２では、説明の便宜上、図１（ａ）に示す記録材表面検出装置４０を１８０°回転した状態を示している。
【００２５】
記録材表面検出装置４０の照射用ＬＥＤ４２には、高い指向性を有する白色ＬＥＤ（日亜化学工業製：型番ＮＳＰＷ３００ＤＳ）が用いられている。図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、光源としての照射用ＬＥＤ４２から射出された光は、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂによって最終的に受光されている。また、照射用ＬＥＤ４２は、記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円周上に配置されている。また、照射用ＬＥＤ４２は、光源の光軸が記録材Ｐの搬送方向と４５°の角度をなすように配置されている。図２（ｃ）に示すように、光源からの光は、記録材Ｐの表面に対して１５°の角度で斜めから照射されている。このように、記録材Ｐの表面に対して低い角度から斜めに光を照射させることにより、記録材Ｐの表面の凹凸によって生じる陰影をより際立たせ
ることが可能となる。なお、記録材Ｐの表面の凹凸によって生じる陰影を際立たせるためには、記録材表面に対して０°より大きく２０°以下の範囲の低い角度で光を照射することが好ましい。
【００２６】
記録材Ｐの表面状態を反映した陰影情報を含む領域の反射光は、結像レンズ４４ＳＡ、４４ＳＢによって集光されてＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂに導かれる。第１エリアセンサとしてのＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、及び第２エリアセンサとしてのＣＭＯＳエリアセンサ４３Ｂは、反射光を利用して記録材Ｐの表面の所定領域（撮像領域）を、記録材Ｐの表面画像として撮像している。撮像が行われると、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂは、表面画像として撮像した撮像領域内の画素毎に反射光量に応じて変化する映像電圧信号を検出し、その信号を駆動・演算部４０Ｃに出力する。検出手段としての駆動・演算部４０Ｃは、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂから出力された映像電圧信号を受け取るとこれをＡ−Ｄ変換し、変換後の２５６階調のデジタル信号（明度情報）から算出したコントラスト（明度差）を検出し、制御部１０へ出力する。つまり、検出手段としての駆動・演算部４０Ｃは、撮像手段としてのＣＭＯＳエリアセンサ４３によって撮像された表面画像のコントラストを検出している。なお、本実施形態では、ＣＭＯＳエリアセンサ４３及び駆動・演算部４０Ｃは、記録材表面検出装置４０に備えられている。
【００２７】
本実施形態において、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂは、有効画素サイズとして縦１．５ｍｍ×横１．５ｍｍで６００ｄｐｉの解像度を有している。これを結像レンズ４４ＳＡ、４４ＳＢと組み合わせることによって、記録材Ｐの表面における縦３．０ｍｍ×横３．０ｍｍのエリアを３００ｄｐｉの解像度で撮像することができる。ここでエリアセンサとは、縦、横にそれぞれ複数画素の情報を２次元的に１度で撮像可能なセンサのことをいう。つまり本実施形態では、第１光照射領域内における所定サイズのエリアを表面画像として撮像する第１エリアセンサと、第２光照射領域内における所定サイズのエリアを表面画像として撮像する第２エリアセンサとを有している。
【００２８】
また、本実施形態では、照射用ＬＥＤ４２は、その光軸が記録材Ｐの搬送方向と４５°の角度をなすように配置されている。また、照射用ＬＥＤ４２からの光は、ＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂによって撮像される記録材表面上の２箇所の光照射領域を含む領域に対して拡散放射されている。すなわち、記録材Ｐの繊維配向方向に対して拡散光を照射し、その拡散光照射領域のうちの互いに異なる第１光照射領域、及び第２光照射領域を記録材Ｐの表面画像としてＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａ、４３Ｂが撮像している。これによると、次の効果を得ることができる。
【００２９】
例えば、一方の光照射領域の中心と光源とを結ぶ直線を記録材Ｐに投影した直線が記録材Ｐの繊維配向方向と一致した場合は、表面の凹凸レベルの割にコントラストの低い撮影像しか得ることができない。しかし、この場合はもう一方の光照射領域の中心と光源とを結ぶ直線を記録材Ｐに投影した直線が記録材Ｐの繊維配向方向に対して垂直となるので、記録材Ｐの表面の凹凸レベルを反映したコントラストの高い撮影像を得ることが可能となる。よって、これら二つの撮影像を平均化処理するなどして総合的に勘案することにより、記録材Ｐの繊維配向方向と光照射方向との関係に起因する検出結果のばらつきを軽減し、記録材Ｐの表面状態を正確に検出することができる。よって、記録材Ｐの種類の判別精度を向上させることができる。
【００３０】
本実施形態の効果を検証するために、本実施形態に係る記録材表面検出装置４０と従来の記録材表面検出装置を用いて、下記の記録材の判別実験を行った。以下、その実験結果について説明する。
【００３１】
まず記録材として、互いに繊維配向方向の異なる２種類のＬｅｄｇｅｒサイズの普通紙
（商品名：Ｘｅｒｏｘ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ４２００  ２０Ｌｂ）を用いた。一方は上記普通紙を意図的に斜めに断裁して得たＡ４サイズ紙（１）であり、他方は、繊維配向方向に縦方向（長手方向）を揃えて断裁して得たＡ４サイズ紙（２）である。これらを紙（１）、紙（２）として説明する。なお、紙（１）を顕微鏡によって観察したところ、その繊維配向方向は紙の縦方向に対して２０°傾いていた。つまり、紙（１）と紙（２）とは、互いに同じ種類の紙であるが、その繊維配向方向のみが異なっているといえる。
【００３２】
図３に、本実施形態に係る記録材表面検出装置４０を用いて紙（１）の表面を撮影した際に得られた撮影像を示す。図３（ａ）は、照射用ＬＥＤ４２によって紙（１）の縦方向と同一方向から光を照射した場合における照射領域内をＣＭＯＳエリアセンサ４３Ａで撮影した際の表面凹凸像（撮影像）である。図３（ｂ）は、照射用ＬＥＤ４２によって紙（１）の縦方向と垂直な方向（横方向）から光を照射した場合における照射領域内をＣＭＯＳエリアセンサ４３Ｂで撮影した際の表面凹凸像（撮影像）である。
【００３３】
また、これらの表面凹凸像に対応する明度情報（デジタル信号レベル）をそれぞれヒストグラム化すると図４（ａ）、図４（ｂ）のような分布が得られる。図４（ａ）、図４（ｂ）において、横軸は、各表面凹凸像に対応する明度情報（デジタル信号レベル）を階級ごとに表しており、縦軸は、撮像領域内での該当画素数を頻度として表している。
【００３４】
駆動・演算部４０Ｃは、明度情報（デジタル信号レベル）のうち明度が最も高い（電圧が高い）方から順に５つの信号の平均値Ｉｍａｘと、明度の最も低い（電圧が低い）方から順に５つの信号の平均値Ｉｍｉｎを算出している。そして、それらの差分である明度差ΔＩをそれぞれの撮影像に対して求めている。
【００３５】
図５に、前述した２種類の紙（１）、紙（２）に関する明度差ΔＩの検出結果を示す。例えば、紙（１）の縦方向と垂直な方向（横方向）から光が照射された領域は、撮影像の陰影がはっきりしているので明度差ΔＩ（１）（ｂ）は大きくなっている。一方、紙（１）の縦方向と同一方向から光が照射された領域は、撮影像の陰影の差があまり無いので明度差ΔＩ（１）（ａ）は小さくなっている。そして、それぞれの明度差ΔＩ（１）（ａ）、明度差ΔＩ（１）（ｂ）を求めた後、駆動・演算部４０Ｃが、これらΔＩ（１）（ａ）とΔＩ（１）（ｂ）の平均値である平均明度差ΔＩ（１）（ａｖｅ）の大きさを求める。同様にして、紙（２）についてもΔＩ（２）(ａ)とΔＩ（２）(ｂ)を求め、そこから平均明度差ΔＩ（２）（ａｖｅ）を算出する。
【００３６】
図５に示すように、Ａ４サイズ紙の縦方向（長手方向）に繊維配向方向を一致させた紙（２）では、ΔＩ（２）(ａ)とΔＩ（２）(ｂ)との差が大きくなっていることがわかる。一方、紙の縦方向に対して繊維配向方向が２０°傾いた紙（１）では、ΔＩ（１）(ａ)とΔＩ（１）(ｂ)の差が小さくなっていることがわかる。つまり、それぞれの表面凹凸像の明度差は、紙の繊維配向方向に依存していることがわかる。
【００３７】
しかしながら図５によると、それぞれの紙（１）、紙（２）の平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）はほぼ同じ値に収束していることがわかる。つまり、異なる２方向から照射した２つの光照射領域を撮像して、それぞれの領域の表面状態を検出し、平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）を求めることによって、繊維配向方向が異なる場合も記録材を正確に判別することができる。すなわち記録材の種類の判別精度が向上する。
【００３８】
本実施形態に対する比較例として、図１４に示すような従来の一光源一撮像タイプの記録材表面検出装置を試作し、それぞれの装置によって前述した繊維配向方向が異なる２種類の紙（１）、（２）の表面状態を検出した。ここでは、照射用ＬＥＤ４２の光軸が記録材Ｐの搬送方向に対して４５°傾くように照射用ＬＥＤ４２を配置した。なお、照射用Ｌ
ＥＤ４２の光が照射される照射領域を、１つのＣＭＯＳエリアセンサ４３のみで撮像する以外は、本実施形態と従来の記録材表面検出装置は同一の構成を有している。
【００３９】
図１５に、従来の記録材表面検出装置を用いて得られた記録材Ｐの表面状態に関する検出結果を示す。従来の装置によると、Ａ４サイズ紙の縦方向（長手方向）に繊維配向方向が一致するよう断裁した紙（２）を検出した際の明度差ΔＩに比べ、紙の縦方向に対して繊維配向方向が２０°傾いた紙（１）を検出した際の明度差ΔＩが大幅に小さくなっている。つまり、比較例として用いた従来の記録材表面検出装置では、同一の記録材の表面画像を検出しているにも関わらず、その検出結果が紙の繊維配向方向に依存して大幅に変動していることがわかる。これに対して本実施形態では、紙の繊維配向方向が検出結果に及ぼす影響を低減させることができ、検出結果のばらつきを軽減できるので、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、照射用ＬＥＤ４２と第１光照射領域の中心とを結ぶ線分と、照射用ＬＥＤ４２と第２光照射領域の中心とを結ぶ線分とが成す角（以下、設定角度という）を９０°に設定している。この構成により、一方の光照射領域における撮影像の明度差（コントラスト）が低い場合でも、もう一方の光照射領域における撮影像の明度差（コントラスト）は高くなる。つまり、いかなる繊維配向方向の記録材Ｐに対しても、２つの撮影像のコントラストを平均化した平均明度差ΔＩ（ａｖｅ)を用いることにより、記録材
Ｐの繊維配向方向に起因する検出結果のばらつきを抑えることができる。
【００４１】
しかし、設定角度は必ずしも９０°である必要はない。異なる２方向から光を照射し、陰影の生じ方の異なった２つの領域をそれぞれ撮像して２つの撮影像の平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）を求めれば、設定角度が９０°以外の場合でも、検出結果のばらつきを軽減させることができる。すなわち、本実施の形態によると、設定角度が９０°以外の場合も、記録材Ｐの判別精度を向上させることができる。言い換えると、光源と第１光照射領域の中心とを結ぶ直線を記録材に投影した直線と、光源と第２光照射領域の中心とを結ぶ直線を記録材に投影した直線とが交差する関係になれば十分な効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、光源として照射用ＬＥＤ４２を用いているが、例えばキセノンランプやハロゲンランプを光源として用いてもよい。すなわち、記録材Ｐの表面凹凸によって生じる陰影を際立たせるのに十分な光量を照射できるような光源であればよい。また、撮像手段として、ＣＭＯＳタイプのセンサの代わりにＣＣＤタイプのセンサを用いてもよく、記録材の表面状態を確実に撮像できるセンサであれば他のセンサを用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、ＣＭＯＳエリアセンサ４３によって撮像された表面画像のコントラストを検出する検出機能を、記録材表面検出装置４０の駆動・演算部４０Ｃに設けているが、これを画像形成装置の制御部１０に備える構成であってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、記録材表面検出装置４０によって検出された記録材Ｐの表面状態に基づき、制御部１０が転写バイアスもしくは定着温度を制御する構成とした。しかしながら、制御対象はこれらに限られるものではなく、制御部１０が、例えば静電潜像形成や現像の各プロセスにおける各種制御パラメータや、一連の画像形成速度（プロセス速度）を制御することも可能である。つまり、制御部１０は、記録材に画像を形成する画像形成動作に関する条件であれば、いかなる画像形成条件を制御するものであってもよい。
【００４５】
以上より、本実施形態によれば、記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図６〜図９を参照して、本発明を適用可能な第２実施形態に係る記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置について説明する。図６は、本実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上視図、（ｃ）は側面図である。本実施形態に係る記録材表面検出装置４０は、光源である照射用ＬＥＤ４２、撮像手段であるＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌ、及び、結像手段である結像レンズアレイ４４Ａを備えている。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態における光源としての照射用ＬＥＤ４２には、スタンダードタイプの砲弾型白色ＬＥＤ（ローム社製：型番ＳＬＲ３４３ＷＢＣ７Ｔ）を用いている。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、照射用ＬＥＤ４２は、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像される記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円周上に配置されている。また、照射用ＬＥＤ４２の光軸を記録材Ｐに投影した直線が記録材の搬送方向と一致するように照射用ＬＥＤ４２が配置されている。また、図６（ｃ）に示すように、光源からの光は、記録材Ｐの表面に対して１５°の角度で照射されているが、上記で説明したように、この角度は０°より大きく２０°以下の範囲であればよい。
【００４８】
ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌ、及び結像レンズアレイ４４Ａは、それらの長手方向が記録材搬送方向と直交するように設置されている。さらに、照射用ＬＥＤ４２からの光が照射される光照射領域内において、記録材搬送方向と直交する同一直線上の２つの光照射領域（第１光照射領域、及び第２光照射領域）を撮影可能な位置に配置されている。図示するように第１光照射領域と第２光照射領域は互いに異なる領域である。
【００４９】
記録材Ｐの表面状態を反映した陰影情報を含む反射光は、結像レンズアレイ４４Ａによって集光されてＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによってライン画像として撮像される。ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌはライン画像として撮像したライン内の画素毎に反射光量に応じて変化する映像電圧信号を検出し、駆動・演算部４０Ｃに出力する。検出手段としての駆動・演算部４０Ｃは、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌから出力された映像電圧出力信号を受け取ると、これをＡ−Ｄ変換し、変換後のデジタル信号（明度情報）を検出する。
【００５０】
記録材Ｐの判別を行う際は、記録材Ｐを搬送方向に移動させながら、このような一ライン毎の撮像動作を行いつつ、デジタル信号（明度情報）を逐次つなぎ合わせることによりエリアとしての明度情報を作成する。ここで、駆動・演算部４０Ｃは、エリアとしてのデジタル信号（明度情報）からコントラスト（明度差）を算出し、制御部１０へ出力している。つまり、検出手段としての駆動・演算部４０Ｃは、撮像手段としてのＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像されたライン画像を逐次つなぎ合わせたエリアの明度情報から算出したコントラストを検出している。本実施形態では、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌ、及び駆動・演算部４０Ｃは、記録材表面検出装置４０に備えられている。
【００５１】
本実施形態におけるＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌは、有効画素長（長手方向）が２０ｍｍで解像度は６００ｄｐｉである。制御部１０は、記録材Ｐがレジストローラ対１９ａ、１９ｂに挟持されながら二次転写ニップ部に搬送されるまでの間に、記録材Ｐを搬送方向に５ｍｍ移動させながら前述した一ライン毎の撮像動作を行う。つまり、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌは、記録材Ｐの表面の第１光照射領域内における所定サイズの画素と、記録材Ｐの表面の第２光照射領域内における所定サイズの画素とを結ぶラインをライン画像として撮像するものである。そしてＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌは、レジストローラ対１９ａ、１９ｂが記録材Ｐを搬送している状態で、記録材Ｐの表面を順次撮像している。これにより、記録材表面における縦５ｍｍ×横２０ｍｍのエリアの明度情報を６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの解像度で得ることができる。
【００５２】
なお、ここで用いられているラインセンサとは、縦に１画素、横に複数画素のライン情報を撮像可能なセンサのことをいう。つまり本実施形態では、第１光照射領域内における所定サイズの画素と、第２光照射領域内における所定サイズの画素とを結ぶラインをライン画像として撮像する１つのラインセンサのことを指している。本発明の他の実施形態として、このようなラインセンサを縦方向に複数並べて複数ラインの情報を同時に撮像可能なセンサとして利用することもできる。このようにラインセンサを用いることによって、記録材Ｐを搬送しながら記録材表面を撮像することができるので、記録材Ｐを停止させた状態で撮像する場合に比べて、画像形成装置のスループットを損なわず、記録材の表面状態を検出することができる。
【００５３】
一ライン毎の撮像動作を順次行うことによって得られたエリア画像のうち、半分の５ｍｍ×１０ｍｍのエリアは、照射用ＬＥＤ４２の左側照射（第１光照射領域）によって生じた陰影像である。また、残り半分の５ｍｍ×１０ｍｍのエリアは、照射用ＬＥＤ４２の右側照射（第２光照射領域）によって生じた陰影像である。駆動・演算部４０Ｃは、異なる２方向からの光照射領域によって各々得られた半分のエリア画像から、更にその中心付近５ｍｍ×５ｍｍのエリアを抽出している。例えば、第１実施形態で説明したものと同様の手法によって得たＡ４サイズの紙（１）を検出した場合に得られる２つの表面画像は、図７（ａ）、図７（ｂ）のようになる。そして駆動・演算部４０Ｃは、第１実施形態で説明したものと同様の解析手法により、記録材Ｐの表面状態を検出し、記録材の種類を判別し、制御部１０は判別結果に基づいて最適な転写バイアスや定着温度といった画像形成条件を制御している。
【００５４】
図８に、本実施形態に係る記録材検出装置を用いた場合の記録材種類の判別結果を示す。記録材としては、表面平滑性の高いグロス紙（コート紙）として２種類、表面平滑性が平均的な普通紙（ノンコート紙）として６種類、表面平滑性の低いラフ紙として３種類を用意して判別実験を行った。ここで、記録材の種類に関する３段階の区分けは、記録材の表面平滑性を考慮して、発明者らが定義したものである。
【００５５】
図８では、各記録材についてそれぞれ５枚を撮影し、第１実施形態と同様の手法によって撮影像から算出した平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）を比較している。横軸に各紙種と同一紙種の各５枚を並べて示し、縦軸を平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）としてプロットしている。この結果より、平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）は、図８中１点鎖線で示したグロス紙−普通紙判別ラインと、２点鎖線で示した普通紙−ラフ紙判別ラインによって、３種類の紙種を誤判別することなく区分けすることができた。以上のように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、異なる２方向から光を照射し、２箇所の照射領域を撮像することで記録材Ｐの種類を判別している。よって、記録材Ｐの繊維配向方向が及ぼす影響を低減させることができ、検出結果のばらつきを軽減でき、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態では設定角度を９０°として説明したが、設定角度は必ずしも９０°である必要はない。光源と第１光照射領域の中心とを結ぶ直線を記録材に投影した直線と、光源と第２光照射領域の中心とを結ぶ直線を記録材に投影した直線とが交差する関係にあればよい。
【００５７】
また、本実施形態では、記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円周上に照射用ＬＥＤ４２を配置している。そして、その際の照射用ＬＥＤ４２の光軸が、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像される２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円の中心を通過するようにしている。すなわち、照射用ＬＥＤ４２は、第１光照射領域の中心と第２光照射領域の中心とを結ぶ線分の二等分線上に配置されている。この構成により、照射用ＬＥＤからの光が照射する左側照射（第１光照射領域）と右側照射（
第２光照射領域）の光量分布はほぼ等しくなるので、１度の拡散光照射において同程度の光量を２つの光照射領域に照射することができる。よって、より精度良く記録材を判別することができる。
【００５８】
また、照射用ＬＥＤ４２の位置は、図６に示す位置に限られるものではない。例えば、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像される記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円周上の任意の位置に配置される構成でもよい。ただし、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す構成では、照射用ＬＥＤからの光が照射される左側照射（第１光照射領域）と右側照射（第２光照射領域）の光量分布は異なる。よって、各光照射領域に対応するように光量補正を行った後に、光照射した領域を撮像する構成、つまり、１つの撮像領域に対して光量補正と光照射を、その都度行う構成とすれば、それぞれの撮像に適した光量が得られ、記録材を精度良く判別することができる。
【００５９】
以上より、本実施形態によれば、記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【００６０】
＜第３実施形態＞
図１０〜図１３を参照して、本発明を適用可能な第３実施形態に係る記録材表面検出装置４０について説明する。図１０は、本実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成を示した図であり、図１０（ａ）は設定角度が７５°の場合、（ｂ）は、設定角度が１０５°の場合を示している。なお、本実施形態に係る記録材表面検出装置の構成は、第２実施形態と同一であり、設定角度のみが第２実施形態と異なっている。以下では第２実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、同一の構成に関しては説明を省略する。
【００６１】
図１０に示すように、照射用ＬＥＤ４２はＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像される記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円Ｃｒの円周上から、照射用ＬＥＤ４２の光軸方向にずれた位置に配置されている。図１０（ａ）には、円Ｃｒと同心的であって、相似拡大した円Ｃｌ（設定角度７５°の場合）、図１０(ｂ)には、相似縮小した円Ｃｓ（設定角度１０５°の場合）上に照射用ＬＥＤ４２が配置された構成を示している。
【００６２】
ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌ、及び結像レンズアレイ４４Ａは、記録材搬送方向と直交する同一直線上の２箇所を撮影可能なように、その長手方向が記録材搬送方向と直交するように設置されている。照射用ＬＥＤ４２から射出された光は、記録材Ｐの表面に対して１５°の角度で、記録材搬送方向と直交する同一直線上の２箇所を照射している。上記でも説明したように、この角度は０°より大きく２０°以下であるとよい。
【００６３】
ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌおよび結像レンズアレイ４４Ａは、記録材搬送方向と直交する同一直線上の２つの光照射領域（第１光照射領域、及び第２光照射領域）を撮影可能なように、それらの長手方向が記録材搬送方向と直交するように設置されている。ここで、第１光照射領域と第２光照射領域は互いに異なる領域である。本実施形態では、第２実施形態と同様にラインセンサを用いている。この構成により、記録材Ｐを搬送しながら記録材表面を撮像することができるので、記録材Ｐを停止させた状態で撮像する場合に比べて、画像形成装置のスループットを損なわず、記録材Ｐの表面状態を検出することができる。
【００６４】
図１１に、本実施形態に係る記録材表面検出装置４０を用いて、設定角度を変えて、実際に記録材を撮像した際の表面凹凸像を示す。ここでは記録材として表面平滑性が最も一
般的である普通紙（ノンコート紙）を使用した。また、設定角度を（i）６７．５°（ii
）７５°、（iii）９０°、（iv）１０５°、（v）１１２．５°に設定した。
【００６５】
図１２に、設定角度を変えて撮像した表面凹凸像から記録材を判別した場合の判別結果を示す。ここでは、表面平滑性が平均的な普通紙（ノンコート紙）として、ラフ紙に近い普通紙１種類と、表面平滑性の低いラフ紙として、普通紙に近いラフ紙１種類を用意して判別実験を行った。つまり、記録材の種類を区分けして判別したいが、表面平滑性にそれほど差がなく判別し難い種類の普通紙とラフ紙を用いて判別実験を行った。
【００６６】
図１２において、各紙種についてそれぞれ３枚を撮影し、第２実施形態と同様の手法によって撮影像から算出した平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）を比較した結果を示している。横軸には、２種類の紙種と同一紙種の各３枚（測定紙１〜３）について、設定角度を６０°〜１２０°の範囲で７．５°おきに変化させた場合を示している。縦軸には、記録材の繊維配向方向の影響を確認するために、記録材搬送方向に対して光源の光軸を０°から１８０°まで、７．５°ずつ変化させた場合における撮影像から得られた平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）を測定点としてプロットしている。
【００６７】
この実験結果より、普通紙およびラフ紙の表面凹凸像の平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）は、設定角度が７５°から１０５°（９０°±１５°）の範囲で上下にそれぞれの紙種に区画分けできることがわかった。しかしながら、６７．５°以下や１１２．５°以上の設定角度になると、それぞれの平均明度差ΔＩ（ａｖｅ）のバラツキが大きくなり、区分けしたい紙種同士でオーバーラップする場合があった。このため、記録材の種類を誤判別する可能性がある。このような誤判別を防ぐべく、各紙種の設定角度における有効判別角度を図１２中の矢印の範囲に示した。
【００６８】
図示するように、設定角度が７５°以上１０５°以下の範囲内となるように、照射用ＬＥＤ４２を配置すれば、多様な繊維配向方向を有する記録材に対しても、判別し難い種類の普通紙とラフ紙の境目を区分けすることができる。つまり記録材の種類の判別精度を向上させることができる。
【００６９】
さらに図６、図９で示したように、照射用ＬＥＤ４２が、ＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像される記録材表面上の２つの光照射領域の中心間距離Ｌを直径とする円周上の任意の位置に配置される構成と、本実施の形態の構成を組み合せてもよい。そうすることにより、照射用ＬＥＤ４２の位置は、図１３中のハッチで示す範囲内が許容される。よって、照射用ＬＥＤ４２の配置の自由度が高まるとともに、組立て誤差を許容することにより、製作歩留まりを向上させることが可能となる。
【００７０】
このような構成の記録材表面検出装置４０を用いることにより（装置の動作は第２実施形態と同一）、記録材の表面状態を検出し、その検出結果から最適な転写バイアスや定着温度といった画像形成条件を制御することができる。つまり本実施形態では、第１、第２施形態と同様に、異なる２方向からの光が照射した領域を撮像してそれぞれ検出しているので、記録材の繊維配向方向が及ぼす影響を低減することができ、検出結果のばらつきを軽減でき、判別精度を向上させることができる。
【００７１】
以上より、本実施形態によれば、記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
図１６を参照して、本発明を適用可能な第４実施形態に係る記録材表面検出装置につい
て説明する。図１６は、本実施形態に係る記録材表面検出装置の概略構成を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上視図、（ｃ）は側面図である。本実施形態に係る記録材表面検出装置４０は、光源である照射用ＬＥＤ４２、２つのスリットを有する遮光手段としての遮光板４６、撮像手段であるＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌ、及び、結像手段である結像レンズアレイ４４Ａを備えている。なお、第１実施形態または第２実施形態と同一の構成については説明を省略する。
【００７３】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、光源としての照射用ＬＥＤ４２は、光源の光軸を記録材Ｐに投影した直線が記録材Ｐの搬送方向と一致するように配置されている。また、図１６（ｃ）に示すように、光源からの光は記録材Ｐの表面に対して１５°の角度で入射しており、記録材搬送方向と直交する同一直線上の２つの領域を照射している。
【００７４】
遮光板４６は、照射用ＬＥＤ４２からの光が記録材Ｐの表面の光照射領域に到達するまでの光路上に配置されている。また遮光板４６は、照射用ＬＥＤ４２からの拡散光を第１光照射領域に到達する光に絞る第１スリット４６ａと、照射用ＬＥＤ４２からの拡散光を第２光照射領域に到達する光に絞る第２スリット４６ｂとを有している。このようなスリットを有する遮光板４６を設けることにより以下のような効果が得られる。
【００７５】
すなわち、必要とする２つの光照射領域（第１光照射領域、及び第２光照射領域）にはスリット４６ａ、４６ｂをそれぞれ通過した一方向からの光を入射させ、それ以外の光を遮光板４６によって遮ることができる。つまり、照射用ＬＥＤ４２からの拡散光の一部が記録材表面上の撮像領域の近傍にある周辺部品（記録材表面検出装置４０の壁面等）で反射した後に、本来必要としない別方向からの迷光として撮像領域に入射するといった問題を防止することができる。これにより、得られる陰影像のコントラストをより明確にすることが可能になり、記録材の判別精度が向上する。
【００７６】
また、記録材Ｐの表面凹凸状態（表面平滑性）を反映した陰影情報を含む領域の反射光は、結像レンズアレイ４４Ａによって集光されてＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによってライン画像として撮像される。本実施形態では、第２実施形態と同様のラインセンサを用いている。この構成により、記録材Ｐを搬送しながら記録材表面を撮像することができるので、記録材Ｐを停止させた状態で撮像する場合に比べて、画像形成装置のスループットを損なわず、記録材Ｐの表面状態を検出することができる。
【００７７】
そしてＣＭＯＳラインセンサ４３Ｌによって撮像された画像の情報に基づき、駆動・演算部４０Ｃは、第２実施形態で説明した解析手法を行い、記録材Ｐの表面状態を検出する。制御部１０は、その検出結果から最適な転写バイアスや定着温度といった画像形成条件を制御する。
【００７８】
以上のように本実施形態では、第１実施形態〜第３実施形態と同様に、光源からの光を異なる２方向へ照射し、照射された領域をそれぞれ撮像する構成としたので、記録材の繊維配向方向が及ぼす影響を低減させることができ、検出結果のばらつきを軽減できる。よって、記録材の判別精度を向上させることができる。さらに、本実施形態では、光の照射領域に対応する２つのスリットを有する遮光板４６を設けることにより、迷光が撮像領域に入射することを軽減でき、得られる陰影像のコントラストを十分に確保できる。
【００７９】
従って、本実施形態によれば、記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【００８０】
＜第５実施形態＞
図１７〜図１９を参照して、本発明を適用可能な第５実施形態に係る記録材表面検出装置について説明する。本実施形態では、光源としての照射用ＬＥＤ４２から照射される光量を補正し、補正された光量によって第１光照射領域、及び第２光照射領域のそれぞれに対して、異なるタイミングで照射用ＬＥＤ４２を発光させていることを特徴とする。なお、記録材表面検出装置、及び画像形成装置の構成は、下記で説明する白色基準板を設ける構成以外は、第１〜第４実施形態と異なるものではないので、同一の部分に関してはその説明を省略する。
【００８１】
（照射用ＬＥＤ４２の光量補正について）
まず、光量補正について説明する。上記第１〜第４実施形態では、場合によっては照射用ＬＥＤ４２からの光が光量過多となって記録材表面からの反射光が多くなることで、凹凸像全体が明るくなり、明るい側の画像情報が飽和する可能性がある。反対に、照射用ＬＥＤ４２からの光が光量不足となることで、凹凸像全体が暗くなり、暗い側の画像情報が飽和する可能性がある。そこで本実施形態では、照射用ＬＥＤ４２からの光の光量を補正する補正手段を設け、過不足なく適切な量の光が記録材表面の第１光照射領域、及び第２光照射領域に照射されるようにしている。
【００８２】
具体的には、図１７に示される様に、撮像手段であるＣＭＯＳエリアセンサ４３と対向する位置に白色基準板４１（基準面）を配置し、白色基準板４１から反射される乱反射画像を取得することによって、制御部１０が光量を補正している。この白色基準板４１は、記録材が搬送される搬送路において、光照射領域内に設けられている。また、本実施形態では撮像手段としてＣＭＯＳエリアセンサ４３Ｌを用いているが、撮像手段はこれに限定されるものではなく、例えば上記で説明したＣＭＯＳラインセンサを用いる構成であってもよい。
【００８３】
次に、図１８を参照して、本実施形態における光量の補正シーケンスについて説明する。まず光量補正開始Ｓ２００のステップを実行し、最初に照射用ＬＥＤ４２をＯＦＦにした状態で画像取得Ｓ２０１を行う。その後、Ｓ２０２において照射用ＬＥＤ４２を初期設定の電流値でＯＮし、照射用ＬＥＤ４２の発光が安定するまで待つ。その後、Ｓ２０３においてＣＯＭＯＳエリアセンサ４３の全撮像領域に白色基準板４１を配置し、白色基準板４１からの乱射画像を取得する。そして取得した画像を確認し、現状の光量が目標範囲内であるか否かをＳ２０４において確認する。この際、光量が目標範囲外である場合は、光量が目標範囲内になるように照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を変更する（Ｓ２０７）。
【００８４】
光量が目標範囲内に入った場合は、Ｓ２０４からＳ２０５へ移行し、目標範囲内の上限光量及び下限光量の検知確認を行う。例えば光量の目標範囲が１００ｈ〜１１０ｈの場合、測定された光量が１００ｈを超えた場合、もしくは１１０ｈを超えた場合の駆動電流設定を記憶しておく。これは、照射用ＬＥＤ４２を目標光量範囲内で発光させる電流値を確認するために行うものである。なお、Ｓ２０５において上限光量、下限光量を共に検知できない場合は、Ｓ２０７に戻り、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を変更してＳ２０３へ戻る。
【００８５】
目標光量範囲の上限光量と下限光量を検知確認すると、Ｓ２０６へ移行し、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を決定する。本実施形態では、上限光量を検知した時の駆動電流値と、下限光量を検知した時の駆動電流値の中間値（両方の電流値を足して２で割った値）を、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流値に設定している。以上の処理を行い、Ｓ２０９において再度基準乱反射画像を取得する。その後、Ｓ２１０に移行して光量補正を終了する。
【００８６】
（第１光照射領域と第２光照射領域を撮像するタイミングについて）
上記補正手段を有する構成において、照射用ＬＥＤ４２の光軸が大きく傾いている場合
に、第１光照射領域と第２光照射領域のそれぞれに照射される光量を、白色基準板４１から反射される光の情報に基づいて光量補正すると、以下の課題を生じる虞がある。つまり、一方の光照射領域では、照度不足もしくは照度過多として除かれる画像情報数が、記録材の表面状態を検出するのに必要な画像情報数に満たない可能性がある。そこで本実施形態では、白色基準板４１によって、第１光照射領域、第２光照射領域に照射される光量をそれぞれ補正し、それぞれの光照射領域ごとに設定された補正後の光量に基づいて照射用ＬＥＤ４２を発光させている。
【００８７】
図１９に、第１光照射領域、第２光照射領域に照射される光量をそれぞれ補正し、それぞれの光照射領域ごとに設定された補正後の光量に基づいて、照射用ＬＥＤ４２を発光させる補正シーケンスを示す。本実施形態では、まず画像形成装置の出荷前に照射用ＬＥＤ４２の照射角度について第１光照射領域、第２光照射領域のバランスを測定し、不図示の記憶手段に記憶しておき、その記憶手段の値から出荷時の照射光量バランスが適切であるかを確認している。照射光量バランスは、例えば第１光照射領域の照射光量が適切な範囲内であっても、第２光照射領域の照射光量が適切な範囲外でかつ明るい側に飽和もしくは飽和に近い場合、もしくは暗い側に飽和もしくは飽和に近い場合は不適切と判断する。
【００８８】
照射光量バランスが適切であると判断した場合は、上記で説明した通常の光量補正（Ｓ２００）を行なう。しかし照射光量バランスが不適切と判断した場合は、それぞれの照射領域ごとに適切な光量補正を行う必要がある。そのため、シーケンスＳ６０２以降の処理を行なう。まず、最初に照射用ＬＥＤ４２をＯＦＦにした状態で画像取得Ｓ６０２を行なう。その後、Ｓ６０３において照射用ＬＥＤ４２を初期設定の電流値でＯＮし、ＬＥＤの発光が安定するまで待ち、シーケンスＳ６０４において基準面から戻ってくる乱反射画像を取得する。そして取得した画像を確認し、現状の光量が目標範囲内であるか否かをシーケンスＳ６０５において判定する。
【００８９】
本実施形態では、第１光照射領域から判定を行なっている。第１光照射領域に配置されている白色基準板４１からの画像情報が目標範囲外だった場合は、その結果に応じて照射用ＬＥＤ４２の駆動電流をシーケンスＳ６０６にて変更し、再びシーケンスＳ６０４へ戻る。この動作を繰り返し、光量が目標範囲に入った場合に、シーケンスＳ６０５からシーケンスＳ６０７へ移行し、目標光量範囲内の上限光量及び下限光量の検知確認を行う。シーケンスＳ６０７にて上限光量及び下限光量を共に検知していない場合は、シーケンスＳ６０６へ再び戻り、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を変更してシーケンスＳ６０４へ戻る。
【００９０】
この動作を繰り返し、目標光量範囲内の上限光量及び下限光量を検知確認できた場合は、シーケンスＳ６０７からシーケンスＳ６０８へ移行し、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を設定する。この駆動電流の設定では、上述したように、上限光量及び下限光量の中間値を求めている（Ｓ６０８）。以上の処理を行い、第１光照射領域の光量補正を行った後、第２光照射領域の光量補正を行う。
【００９１】
第２光照射領域の光量補正では、まずシーケンスＳ６０９で現状の光量が目標範囲内かを判定する。第２光照射領域に配置されている白色基準板４１からの画像情報が目標範囲外だった場合は、その結果に応じて照射用ＬＥＤ４２の駆動電流をシーケンスＳ６１０にて変更し、再びシーケンスＳ６０９へ戻る。この動作を繰り返し、光量が目標範囲に入った場合に、シーケンスＳ６０９からシーケンスＳ６１１へ移行し、目標光量範囲内の上限光量及び下限光量の検知確認を行う。シーケンスＳ６１１にて上限光量及び下限光量を共に検知していない場合は、シーケンスＳ６１０へ再び戻り、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を変更してシーケンスＳ６０９へ戻る。
【００９２】
この動作を繰り返し、目標光量範囲内の上限光量及び下限光量を検知確認できた場合は
、シーケンスＳ６１１からシーケンスＳ６１２へ移行し、照射用ＬＥＤ４２の駆動電流を設定する。設定方法は上述した通りである（Ｓ６１２）。以上の処理を行い、第２光照射領域の光量補正を終了する。
【００９３】
第１光照射領域、及び第２光照射領域のそれぞれの光量補正を行った後、それぞれの照射領域に対して設定された電流値によって、照射用ＬＥＤ４２を異なるタイミングで発光させ、ＣＭＯＳエリアセンサ４３が記録材の表面画像としてそれぞれ撮像する。例えば、まず第１光照射領域に対応した補正後の光量で照射用ＬＥＤ４２が発光し、ＣＭＯＳエリアセンサ４３が第１光照射領域の表面画像を撮像する（第１のタイミング）。その後、第２光照射領域に対応した補正後の光量で照射用ＬＥＤ４２が発光し、ＣＭＯＳエリアセンサ４３が第２光照射領域の表面画像を撮像する（第２のタイミング）。つまり互いに異なる第１のタイミングと第２のタイミングによって照射用ＬＥＤ４２が発光し、記録材の表面画像を撮像しているので、より適切な光量によって第１光照射領域、及び第２光照射領域の表面画像を撮像することが可能になる。
【００９４】
なお、本実施形態の構成、シーケンスは、上記で説明した第１〜第４実施形態に係る記録材表面検出装置、及び画像形成装置の構成と組み合わせることが可能である。また、ここでは第１光照射領域から光量の補正、及び表面画像の撮像を行っているが、第２光照射領域から光量の補正、表面画像の撮像を行う構成でもよい。
【００９５】
以上より、本実施形態によれば、記録材の繊維配向方向の影響を受けることなく、精度良く記録材を判別することが可能な記録材表面検出装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００９６】
１０    制御部
４０    記録材表面検出装置
４０Ｃ  駆動・演算部（検出手段）
４２    照射用ＬＥＤ（光源）
４３Ａ  ＣＭＯＳエリアセンサ（撮像手段）
４３Ｂ  ＣＭＯＳエリアセンサ（撮像手段）
４３Ｌ  ＣＭＯＳラインセンサ（撮像手段）
４４ＳＡ結像レンズアレイ（結像手段）
４４ＳＢ結像レンズアレイ（結像手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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