(57)【要約】【課題】対象物を精度良く特定することができる光学センサを提供する。【解決手段】  光源１０はＳ偏光を射出し、光源１１はＰ偏光を射出する。偏光ビームスプリッタ１６は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する。プリンタ制御装置は、光源１０が点灯されたときの、受光器１３の出力信号と受光器１４の出力信号とに基づいて、対象物で正反射されたＳ偏光の光量を求め、光源１１が点灯されたときの、受光器１３の出力信号と受光器１５の出力信号とに基づいて、対象物で正反射されたＰ偏光の光量を求める。【選択図】図６
2014174132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光方向の直線偏光を射出する光源と、
前記光源から射出され対象物で正反射された光の光路上に配置された第１の光検出器と、
前記対象物で反射された光を前記第１の偏光方向の直線偏光と前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光とに分離する光学素子と、
前記光学素子で分離された前記第２の偏光方向の光を受光する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の出力信号と前記第２の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された光の光量を求める処理装置とを備える光学センサ。
【請求項２】
前記光学素子は、前記対象物の表面の法線方向に拡散反射された光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学センサ。
【請求項３】
前記処理装置は、前記第１の光検出器の出力レベルＳ０１、前記第２の光検出器の出力レベルＳ０２、前記第１の光検出器の増幅率と前記第２の光検出器の増幅率の比Ａ、前記光源から射出された光の前記対象物への入射角θを用いて、前記対象物で正反射された光の光量をＳ０１−２×Ｓ０２×ｓｉｎθ÷Ａで算出することを特徴とする請求項２に記載の光学センサ。
【請求項４】
前記光源は、前記第２の偏光方向の直線偏光を、前記第１の偏光方向の直線偏光とは個別に射出することができ、
前記光学素子で分離された前記第１の偏光方向の光を受光する第３の光検出器を更に備え、
前記処理装置は、前記光源から前記第２の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力信号と前記第３の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された前記第２の偏光方向の直線偏光の光量を求めることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学センサ。
【請求項５】
前記処理装置は、前記光源から前記第２の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力レベルＳ１１、前記第３の光検出器の出力レベルＳ１３、前記第１の光検出器の増幅率と前記第３の光検出器の増幅率の比Ｂを用いて、前記対象物で正反射された前記第２の偏光方向の直線偏光の光量を、Ｓ１１−２×Ｓ１３×ｓｉｎθ÷Ｂで算出することを特徴とする請求項４に記載の光学センサ。
【請求項６】
前記光源は、前記第２の偏光方向の直線偏光を、前記第１の偏光方向の直線偏光とは個別に射出することができ、
前記光学素子で分離された前記第１の偏光方向の光を受光する第３の光検出器と、
前記対象物の表面の法線方向に対して傾斜した方向に拡散反射された光の光路上に配置され、前記対象物で反射された光を前記第１の偏光方向の直線偏光と前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光とに分離する第２の光学素子と、
前記第２の光学素子で分離された前記第２の偏光方向の光を受光する第４の光検出器と、
前記第２の光学素子で分離された前記第１の偏光方向の光を受光する第５の光検出器とを更に備え、
前記処理装置は、前記光源から前記第１の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力信号と前記第２の光検出器の出力信号と前記第４の光検出器に基づいて、前記対象物で正反射された前記第１の偏光方向の直線偏光の光量を求めることを特徴とする請求項２に記載の光学センサ。
【請求項７】
前記処理装置は、前記光源から前記第２の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力信号と前記第３の光検出器の出力信号と前記第５の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された前記第２の偏光方向の直線偏光の光量を求めることを特徴とする請求項６に記載の光学センサ。
【請求項８】
第１の偏光方向の直線偏光を射出する光源と、
前記光源から射出され対象物で正反射された光の光路上に配置され、前記対象物で反射された光を前記第１の偏光方向の直線偏光と前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光とに分離する光学素子と、
前記光学素子で分離された前記第１の偏光方向の光を受光する第１の光検出器と、
前記光学素子で分離された前記第２の偏光方向の光を受光する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の出力信号と前記第２の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された光の光量を求める処理装置とを備える光学センサ。
【請求項９】
前記処理装置は、前記第１の光検出器の出力レベルＳ０１、前記第２の光検出器の出力レベルＳ０３、前記第１の光検出器の増幅率と前記第２の光検出器の増幅率の比Ｂを用いて、前記対象物で正反射された光の光量をＳ０３÷Ｂ−Ｓ０１で算出することを特徴とする請求項８に記載の光学センサ。
【請求項１０】
前記光源は、前記第２の偏光方向の直線偏光を、前記第１の偏光方向の直線偏光とは個別に射出することができ、
前記処理装置は、前記光源から前記第２の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力信号と前記第２の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された前記第２の偏光方向の直線偏光の光量を求めることを特徴とする請求項８又は９に記載の光学センサ。
【請求項１１】
前記処理装置は、前記光源から前記第２の偏光方向の直線偏光が射出されたときの、前記第１の光検出器の出力レベルＳ１１、前記第２の光検出器の出力レベルＳ１３、前記第１の光検出器の増幅率と前記第２の光検出器の増幅率の比Ｂを用いて、前記対象物で正反射された前記第２の偏光方向の直線偏光の光量を、Ｓ１１−Ｓ１３÷Ｂで算出することを特徴とする請求項１０に記載の光学センサ。
【請求項１２】
前記光源から射出された光の光路上に配置されたコリメートレンズを備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学センサ。
【請求項１３】
前記光源は、複数の発光部を有する面発光レーザアレイを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学センサ。
【請求項１４】
前記複数の発光部は、２次元的に配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学センサ。
【請求項１５】
前記複数の発光部は、一の方向に関して、少なくとも一部の発光部間隔が、他の発光部間隔と異なることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光学センサ 
【請求項１６】
前記光源から射出される光の波長を時間的に変化させる機構を備えることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の光学センサ。
【請求項１７】
前記機構は、前記光源に供給する駆動電流の大きさを時間的に変化させて、前記光源から射出される光の波長を時間的に変化させることを特徴とする請求項１６に記載の光学センサ。
【請求項１８】
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録媒体を対象物とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光学センサと、
前記光学センサの出力信号に基づいて画像形成条件を調整する調整装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
前記調整装置は、前記光学センサの出力信号に基づいて前記記録媒体の銘柄を特定し、該特定された銘柄に応じて画像形成条件を調整することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記調整装置は、前記光学センサの出力信号に基づいて前記記録媒体の屈折率、表面粗さ及び平滑度のいずれかを特定し、該特定された屈折率に応じて画像形成条件を調整することを特徴とする請求項１８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、光学センサ及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、対象物を特定するのに好適な光学センサ、及び該光学センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置は、印刷用紙に代表される記録媒体の表面にトナー像を転写し、所定の条件で加熱及び加圧することでその像を定着させ画像を形成している。画像形成において考慮しなければならないのがこの定着時の加熱量や圧力の条件であり、特に高品質の画像形成を行うには、定着条件を記録媒体に応じて個別に設定する必要がある。
【０００３】
これは、記録媒体における画像品質が、その材質、厚さ、湿度、平滑性、及び塗工状態などに大きく影響されるためである。例えば平滑性に関しては、定着の条件によっては印刷用紙表面の凹凸において凹部分のトナーの定着率が低くなってしまう。そこで、記録媒体に応じた正しい条件で定着を行わないと色むらが生じてしまう。
【０００４】
さらに、近年の画像形成装置の進歩と表現方法の多様化に伴い、記録媒体の種類は印刷用紙だけでも数百種類以上存在し、さらにそれぞれの種類において坪量や厚さなどの仕様の違いで多岐にわたる銘柄がある。高品質の画像形成のためにはこれら銘柄の１つ１つに応じた細かな定着条件を設定する必要がある。
【０００５】
また、近年、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙に代表される塗工紙、プラスチックシート、表面にエンボス加工が施された特殊紙に関しても銘柄が増加している。
【０００６】
現在の画像形成装置では、印刷時にユーザ自身が定着条件を設定しなければならない。このため、ユーザに紙の種類を識別するための知識が求められる上、その紙の種類に応じた設定内容をそのつど自分で入力しなければならない煩わしさがあった。そして、その設定内容を誤ると最適な画像を得ることができなかった。
【０００７】
記録媒体に光を照射し、その反射光や透過光を受光して、該記録媒体の銘柄や表面状態などを検出する光学的な方法が知られている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、反射光と透過光とを用いて記録材の種類を判別する記録材判別装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、被印刷物からの反射光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離して、被印刷物の種類、有無もしくは表面などの状態を電気的に判別する判断手段を備えた印刷装置が開示されている。
【００１０】
また、特許文献３には、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の光量と表面正反射光の光量とから、記録紙の銘柄を特定する光学センサが開示されている。
【００１１】
また、特許文献４には、ｓ偏光成分の反射強度とｐ偏光成分の反射強度とから試料表面の粗度を検出する表面検査装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、対象物を精度良く特定するのは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の偏光方向の直線偏光を射出する光源と、前記光源から射出され対象物で正反射された光の光路上に配置された第１の光検出器と、前記対象物で反射された光を前記第１の偏光方向の直線偏光と前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光とに分離する光学素子と、前記光学素子で分離された前記第２の偏光方向の光を受光する第２の光検出器と、前記第１の光検出器の出力信号と前記第２の光検出器の出力信号とに基づいて、前記対象物で正反射された光の光量を求める処理装置とを備える光学センサである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光学センサによれば、対象物を精度良く特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光学センサの構成を説明するための図である。
【図３】記録紙への入射光の入射角を説明するための図である。
【図４】３つの受光器の配置位置を説明するための図である。
【図５】反射光を説明するための図である。
【図６】偏光ビームスプリッタに向かう反射光、及び受光器１３に向かう反射光を説明するための図である。
【図７】光源１０が点灯されたときに、受光器１４で受光される反射光及び受光器１５で受光される反射光を説明するための図である。
【図８】光源１１が点灯されたときに、受光器１４で受光される反射光及び受光器１５で受光される反射光を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）は、光源１０が点灯されたときに、受光器１３で受光される反射光を説明するための図であり、図９（Ｂ）は、光源１１が点灯されたときに、受光器１３で受光される反射光を説明するための図である。
【図１０】Ｒｓ１及びＲｐ１と、記録紙の銘柄との関係を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、光源１０と光源１１が同時に点灯されたときに、各受光器で受光される反射光を説明するための図である。
【図１２】異なる特性の偏光ビームスプリッタが用いられ、光源１０が点灯されたときに、受光器１４で受光される反射光及び受光器１５で受光される反射光を説明するための図である。
【図１３】異なる特性の偏光ビームスプリッタが用いられ、光源１１が点灯されたときに、受光器１４で受光される反射光及び受光器１５で受光される反射光を説明するための図である。
【図１４】光学センサの変形例１を説明するための図である。
【図１５】変形例１の光学センサにおいて、光源１０が点灯されたときに、各受光器で受光される反射光を説明するための図である。
【図１６】変形例１の光学センサにおいて、光源１１が点灯されたときに、各受光器で受光される反射光を説明するための図である。
【図１７】光学センサの変形例２を説明するための図である。
【図１８】光学センサの変形例３を説明するための図である。
【図１９】面発光レーザアレイを説明するための図である。
【図２０】スペックルパターンのコントラスト比に及ぼす発光部数の影響を説明するための図である。
【図２１】発光部数を変化させたとき、及び各発光部の光量を変化させたときにおける、スペックルパターンのコントラスト比と総光量との関係を説明するための図である。
【図２２】面発光レーザの駆動電流を変えたときのスペックルパターンの光強度分布を説明するための図である。
【図２３】面発光レーザの駆動電流を高速に変化させたときのスペックルパターンの実効的な光強度分布を説明するための図である。
【図２４】面発光レーザアレイの変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１７】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、光学センサ２２４５、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１８】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１９】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、増幅回路、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００２１】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００２２】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００２４】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。
【００２５】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２６】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて色毎に変調された光で、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。
【００２７】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ（図示省略）からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２８】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。
【００２９】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のトナー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００３０】
定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。
【００３１】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００３２】
光学センサ２２４５は、給紙トレイ２０６０内に収容されている記録紙の銘柄を特定するのに用いられる。
【００３３】
この光学センサ２２４５は、一例として図２に示されるように、２つの光源（１０、１１）、コリメートレンズ１２、３つの受光器（１３、１４、１５）、偏光ビームスプリッタ１６、及びこれらが収納される暗箱１９０などを有している。
【００３４】
暗箱１９０は、金属製の箱部材、例えば、アルミニウム製の箱部材であり、外乱光及び迷光の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されている。
【００３５】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、記録紙Ｍの表面に直交する方向をＺ軸方向、記録紙Ｍの表面に平行な面をＸＹ面として説明する。そして、光学センサ２２４５は、記録紙Ｍの＋Ｚ側に配置されているものとする。
【００３６】
光源１０と光源１１は、Ｙ軸方向に関して近接し、ＸＺ面に正射影すると一致する位置に配置されている。記録紙Ｍに対して、光源１０はＳ偏光の直線偏光を射出し、光源１１はＰ偏光の直線偏光を射出するように設定されている。各光源からの光の記録紙Ｍへの入射角θ（図３参照）は、８０°である。なお、光源１０と光源１１は、非常に近い位置にあるので、以下では、便宜上、光源１０と光源１１は、同じ位置にあるものとして説明する。
【００３７】
光源１０と光源１１は、プリンタ制御装置２０９０によって個別に制御され、時間的に切り替えて点灯される。すなわち、光源１０と光源１１は、同時には点灯されない。
【００３８】
コリメートレンズ１２は、光源１０及び光源１１から射出される光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。これにより、各光源から射出される光束は、より正確な入射角で記録紙Ｍを照射することができる。
【００３９】
コリメートレンズ１２を介した光束は、暗箱１９０に設けられている開口部を通過して記録紙Ｍを照明する。なお、以下では、記録紙Ｍの表面における照明領域の中心を「照明中心」と略述する。また、コリメートレンズ１２を介した光束を「照射光」ともいう。
【００４０】
ところで、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線と入射点に立てた境界面の法線とを含む面は「入射面」と呼ばれている。そこで、入射光が複数の光線からなる場合は、光線毎に入射面が存在することとなるが、ここでは、便宜上、照明中心に入射する光線の入射面を、記録紙Ｍにおける入射面ということとする。すなわち、照明中心を含みＸＺ面に平行な面が記録紙Ｍにおける入射面である。
【００４１】
偏光ビームスプリッタ１６は、照明中心の＋Ｚ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ１６は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する。
【００４２】
受光器１４は、偏光ビームスプリッタ１６の＋Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ１６を透過した光を受光する。ここでは、図４に示されるように、照明中心と偏光ビームスプリッタ１６及び受光器１４の中心とを結ぶ線Ｌ１と、記録紙Ｍの表面とのなす角度ψ１は９０°である。
【００４３】
受光器１５は、偏光ビームスプリッタ１６の−Ｘ側に配置され、偏光ビームスプリッタ１６で反射された光を受光する。
【００４４】
受光器１３は、Ｘ軸方向に関して、照明中心の＋Ｘ側に配置されている。そして、図４に示されるように、照明中心と受光器１３の中心とを結ぶ線Ｌ２と、記録紙Ｍの表面とのなす角度ψ２は１７０°である。
【００４５】
各光源の中心と照明中心と各受光器の中心とは、記録紙Ｍにおける前記入射面と同じ平面上に存在する。以下では、便宜上、該平面を「検出平面」ともいう。
【００４６】
ところで、記録紙Ｍからの反射光は、（Ａ）記録紙Ｍの表面で反射された反射光と、（Ｂ）記録紙Ｍの内部で反射された反射光（以下では、「内部拡散反射光」ともいう。）と、に分けて考えることができる。さらに、上記（Ａ）の記録紙Ｍの表面で反射された反射光は、（ａ）正反射された反射光（以下では、「正反射光」ともいう。）と、（ｂ）１回の反射で拡散方向に反射された反射光（以下では、「拡散反射光」ともいう。）と、（ｃ）表面の凹凸で複数回反射されてから拡散方向に反射された反射光（以下では、「多重拡散反射光」ともいう。）と、に分けて考えることができる（図５参照）。
【００４７】
記録紙Ｍが一般的な印刷用紙である場合、記録紙Ｍの内部では、光は繊維と空孔との界面などで反射を多数回繰り返すため、内部拡散反射光の反射方向は等方性があるとみなすことができる。そして、内部拡散反射光の光強度分布はランバート分布で近似することができる。
【００４８】
記録紙Ｍでの反射で偏光方向が回転するには、照射光がその光軸に対して回転の向きに傾斜した面で反射されなくてはならない。本実施形態では、光源の中心と照明中心と各受光器の中心とがほぼ同一平面（検出平面）上にあり、偏光方向が回転した拡散反射光は検出平面から外れるため、いずれの受光器でも受光されない。すなわち、受光器に向かう正反射光及び拡散反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向と同じである。
【００４９】
一方、記録紙Ｍの表面で複数回反射され偏光方向が回転した多重拡散反射光や、記録紙Ｍの内部で複数回反射され偏光方向が回転した内部拡散反射光は、反射の途中で検出平面から外れても、その後の反射によって再度検出平面上に位置することがある。そこで、受光器に向かう多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、照射光の偏光方向に直交する偏光成分を含んでいる。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ１６には、拡散反射光、多重拡散反射光及び内部拡散反射光が入射する（図６参照）。
【００５１】
光源１０が点灯されたとき、拡散反射光は、偏光方向がＳ偏光であるため、偏光ビームスプリッタ１６で反射される。多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、Ｐ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１６を透過し、Ｓ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１６で反射される。そこで、光源１０が点灯されたとき、受光器１４では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が受光される（図７参照）。そして、受光器１５では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが受光される（図７参照）。
【００５２】
光源１１が点灯されたとき、拡散反射光は、偏光方向がＰ偏光であるため、偏光ビームスプリッタ１６を透過する。多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、Ｐ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１６を透過し、Ｓ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１６で反射される。そこで、光源１１が点灯されたとき、受光器１４では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが受光される（図８参照）。そして、受光器１５では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分が受光される（図８参照）。
【００５３】
受光器１３では、光源１０が点灯されたとき、正反射光（Ｓ偏光）と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが受光される（図９（Ａ）参照）。また、受光器１３では、光源１１が点灯されたとき、正反射光（Ｐ偏光）と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが受光される（図９（Ｂ）参照）。
【００５４】
各受光器は、それぞれ受光光量に対応する電気信号（光電変換信号）をプリンタ制御装置２０９０に出力する。
【００５５】
特許文献２では、被印刷物からの反射光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離して、被印刷物の種類、有無もしくは表面などの状態を電気的に判別している。これは、Ｓ偏光の反射率Ｒｓが次の（１）式で示され、Ｐ偏光の反射率Ｒｐが次の（２）式で示され、反射率Ｒｓと反射率Ｒｐの比が、被印刷物の特性の１つである屈折率ｎに依存することを利用している。
【００５６】
【数１】
2014174132.tif 000003
上記（１）式及び（２）式において、ｎは対象物の屈折率、θは入射角、σは対象物の表面粗さの標準偏差、λは照射光の波長である。
【００５７】
上記反射率Ｒｓは、Ｓ偏光の照射光量とＳ偏光の正反射光の光量とから求めることができ、反射率Ｒｐは、Ｐ偏光の照射光量とＰ偏光の正反射光の光量とから求めることができる。
【００５８】
しかしながら、特許文献２では、検出される反射光に正反射光以外の反射光が含まれており、判別精度が低かった。
【００５９】
また、特許文献４の表面検査装置は、半導体ウエハのように正反射の比率が記録紙に比べて非常に大きいものを検査対象としており、多重拡散反射光や内部拡散反射光については全く考慮されていなかった。
【００６０】
本実施形態では、Ｓ偏光の正反射光の光量及びＰ偏光の正反射光の光量を従来よりも精度良く求めている。
【００６１】
ここで、光源１０が点灯されたときの、受光器１３の出力信号における信号レベルを「Ｓ０１」、受光器１４の出力信号における信号レベルを「Ｓ０２」、受光器１５の出力信号における信号レベルを「Ｓ０３」とする。また、光源１１が点灯されたときの、受光器１３の出力信号における信号レベルを「Ｓ１１」、受光器１４の出力信号における信号レベルを「Ｓ１２」、受光器１５の出力信号における信号レベルを「Ｓ１３」とする。
【００６２】
さらに、記録紙Ｍの位置に光を鏡面反射するミラーが配置され、光源１０が点灯されたときの、受光器１３の出力信号における信号レベルを「Ｓ００」、光源１１が点灯されたときの受光器１３の出力信号における信号レベルを「Ｓ１０」とする。
【００６３】
Ｓ０１は、Ｓ偏光の正反射光と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが混在した反射光の光量情報を含んでいる。Ｓ０２は、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の光量情報を含んでいる。Ｓ０３は、Ｓ偏光の拡散反射光と多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが混在した反射光の光量情報を含んでいる。Ｓ００は、Ｓ偏光の照射光量の情報を含んでいる。
【００６４】
Ｓ１１は、Ｐ偏光の正反射光と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが混在した反射光の光量情報を含んでいる。Ｓ１２は、Ｐ偏光の拡散反射光と多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが混在した反射光の光量情報を含んでいる。Ｓ１３は、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分の光量情報を含んでいる。Ｓ１０は、Ｐ偏光の照射光量の情報を含んでいる。
【００６５】
多重拡散反射光及び内部拡散反射光では、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の比率が等しいとみなすことができる。
【００６６】
そこで、光源１０が点灯されたときの、記録紙Ｍで＋Ｚ方向に反射された多重拡散反射光と内部拡散反射光の光量は、２×Ｓ０２であり、光源１１が点灯されたときの、記録紙Ｍで＋Ｚ方向に反射された多重拡散反射光と内部拡散反射光の光量は、２×Ｓ１３である。
【００６７】
ところで、記録紙Ｍで＋Ｚ方向に反射された多重拡散反射光の光量は、記録紙Ｍで＋Ｚ方向に反射された内部拡散反射光の光量に対して非常に小さい。また、内部拡散反射光は、光強度分布がランバート分布で近似することができる。
【００６８】
そこで、光源１０が点灯されたときの、記録紙Ｍで正反射方向に反射された内部拡散反射光の光量は、２×Ｓ０２×ｓｉｎθであり、光源１１が点灯されたときの、記録紙Ｍで正反射方向に反射された内部拡散反射光の光量は、２×Ｓ１３×ｓｉｎθであるとみなすことができる。
【００６９】
従って、Ｓ偏光の正反射光の光量Ｗｓ１は次の（３）式から算出され、Ｐ偏光の正反射光の光量Ｗｐ１は次の（４）式から算出される。
【００７０】
Ｗｓ１＝Ｓ０１−２×Ｓ０２×ｓｉｎθ÷Ａ  ……（３）
Ｗｐ１＝Ｓ１１−２×Ｓ１３×ｓｉｎθ÷Ｂ  ……（４）
【００７１】
上記（３）式におけるＡは、受光光量を電気信号に変換する際の受光器１３と受光器１４での増幅率の違いを補正するための補正係数であり、上記（４）式におけるＢは、受光光量を電気信号に変換する際の受光器１３と受光器１５での増幅率の違いを補正するための補正係数である。ここでは、Ａ＝Ｂ＝２００としている。
【００７２】
そして、Ｓ偏光の反射率Ｒｓ１を次の（５）式から求め、Ｐ偏光の反射率Ｒｐ１を次の（６）式から求める。
【００７３】
Ｒｓ１＝Ｗｓ１÷Ｓ００  ……（５）
Ｒｐ１＝Ｗｐ１÷Ｓ１０  ……（６）
【００７４】
本実施形態では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光を考慮しており、従来よりも精度良く、Ｓ偏光の正反射光の光量及びＰ偏光の正反射光の光量を求めることができる。そして、その結果、Ｓ偏光の反射率及びＰ偏光の反射率を従来よりも高い精度で求めることができる。各反射率は、上記（１）式及び（２）式からわかるように、記録紙Ｍの特性である屈折率及び表面粗さに依存するため、反射率Ｒｓ１と反射率Ｒｐ１とから、記録紙Ｍを従来よりも精度良く特定することができる。
【００７５】
ここでは、カラープリンタ２０００が対応可能な複数銘柄の記録紙に関して、予め調整工程等の出荷前工程で記録紙の銘柄毎にＲｓ１及びＲｐ１の値を実測し、該実測結果を「記録紙判別テーブル」としてプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納している。
【００７６】
図１０には、国内で販売されている複数銘柄の記録紙について、Ｒｓ１及びＲｐ１の実測値が示されている。なお、図１０における破線の枠は、同一銘柄のばらつき範囲が示されている。例えば、Ｒｓ１及びＲｐ１の実測値が「◇」であれば、銘柄Ｄと特定される。また、Ｒｓ１及びＲｐ１の実測値が「■」であれば、最も近い銘柄Ａと特定される。また、Ｒｓ１及びＲｐ１の実測値が「◆」であれば、銘柄Ｂあるいは銘柄Ｃのいずれかである。
【００７７】
このときは、例えば、銘柄Ｂでの平均値と実測値との差、及び銘柄Ｃでの平均値と実測値との差を演算し、その演算結果が小さいほうの銘柄に特定される。また、銘柄Ｂであると仮定して該実測値を含めてばらつきを再計算するとともに、銘柄Ｃであると仮定して該実測値を含めてばらつきを再計算し、再計算されたばらつきが小さいほうの銘柄を選択しても良い。
【００７８】
また、カラープリンタ２０００が対応可能な複数銘柄の記録紙に関して、予め調整工程等の出荷前工程で記録紙の銘柄毎に各ステーションでの最適な現像条件及び転写条件を決定し、該決定結果を「現像・転写テーブル」としてプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納している。
【００７９】
プリンタ制御装置２０９０は、カラープリンタ２０００の電源が入れられたとき、及び給紙トレイ２０６０に記録紙が供給されたときなどに、記録紙の紙種判別処理を行う。このプリンタ制御装置２０９０によって行われる紙種判別処理について以下に説明する。
【００８０】
（１）光学センサ２２４５の光源１０を点灯させる。
（２）各受光器の出力信号を取得する。
（３）光学センサ２２４５の光源１０を消灯させる。
（４）光学センサ２２４５の光源１１を点灯させる。
（５）各受光器の出力信号を取得する。
（６）光学センサ２２４５の光源１１を消灯させる。
（７）光源１０を点灯させたときの各受光器の出力信号に基づいてＲｓ１を算出する。
（８）光源１１を点灯させたときの各受光器の出力信号に基づいてＲｐ１を算出する。
（９）記録紙判別テーブルを参照し、得られたＲｓ１及びＲｐ１の値から記録紙の銘柄を特定する。
（１０）特定された記録紙の銘柄をＲＡＭに保存し、紙種判別処理を終了する。
【００８１】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、ユーザからの印刷ジョブ要求を受け取ると、ＲＡＭに保存されている記録紙の銘柄を読み出し、該記録紙の銘柄に最適な現像条件及び転写条件を、現像・転写テーブルから求める。
【００８２】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、最適な現像条件及び転写条件に応じて各ステーションの現像装置及び転写装置を制御する。例えば、転写電圧やトナー量を制御する。これにより、高い品質の画像が記録紙に形成される。
【００８３】
ところで、仮に、光源１０と光源１１を同時に点灯させると、受光器１４では、拡散反射光に含まれるＰ偏光成分と、多重拡散反射光に含まれるＰ偏光成分と、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが受光される（図１１（Ａ）参照）。そして、受光器１５では、拡散反射光に含まれるＳ偏光成分と、多重拡散反射光に含まれるＳ偏光成分と、内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが受光される（図１１（Ａ）参照）。
【００８４】
また、受光器１３では、正反射光（Ｓ偏光成分＋Ｐ偏光成分）と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが受光される（図１１（Ｂ）参照）。
【００８５】
この場合は、Ｓ偏光の正反射光の光量及びＰ偏光の正反射光の光量を精度良く求めることはできない。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態に係る光学センサ２２４５は、２つの光源（１０、１１）、コリメートレンズ１２、３つの受光器（１３、１４、１５）、偏光ビームスプリッタ１６、及び暗箱１９０などを有している。
【００８７】
記録紙Ｍに対して、光源１０はＳ偏光の直線偏光を射出し、光源１１はＰ偏光の直線偏光を射出する。偏光ビームスプリッタ１６は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する。光源１０が点灯されると、受光器１４は、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を受光し、受光器１５は、拡散反射光（Ｓ偏光）と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とを受光する。光源１１が点灯されると、受光器１４は、拡散反射光（Ｐ偏光）と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とを受光し、受光器１５は、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分を受光する。受光器１３は、光源１０及び光源１１のどちらが点灯されても、正反射光と多重拡散反射光と内部拡散反射光とが混在した反射光を受光する。
【００８８】
この場合は、上記（３）式に基づいてＳ偏光の正反射光の光量を精度良く求めることができ、上記（４）式に基づいてＰ偏光の正反射光の光量を精度良く求めることができる。そして、上記（５）式に基づいてＳ偏光の反射率を精度良く求めることができ、上記（６）式に基づいてＰ偏光の反射率を精度良く求めることができる。
【００８９】
そこで、高コスト化及び大型化を招くことなく、記録紙の銘柄を特定する精度を向上させることができる。
【００９０】
そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００は、光学センサ２２４５を備えているため、結果として、高コスト化及び大型化を招くことなく、高品質の画像を形成することができる。さらに従来の手動で設定しなければならない煩わしさや設定ミスによる印刷の失敗を解消することができる。
【００９１】
なお、上記実施形態において、前記偏光ビームスプリッタ１６に代えて、Ｓ偏光を透過させ、Ｐ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ（「偏光ビームスプリッタ１６’」という）を用いても良い。
【００９２】
この場合は、光源１０が点灯されたとき、受光器１４では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが受光される（図１２参照）。そして、受光器１５では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分が受光される（図１２参照）。
【００９３】
また、光源１１が点灯されたとき、受光器１４では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が受光される（図１３参照）。そして、受光器１５では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが受光される（図１３参照）。
【００９４】
そこで、上記（３）及び（４）式に代えて、次の（７）式及び（８）式が用いられる。
【００９５】
Ｗｓ１＝Ｓ０１−２×Ｓ０３×ｓｉｎθ÷Ｂ  ……（７）
Ｗｐ１＝Ｓ１１−２×Ｓ１２×ｓｉｎθ÷Ａ  ……（８）
【００９６】
また、上記実施形態において、図１４に示されるように、前記偏光ビームスプリッタ１６を照明中心と受光器１３との間の光路上に配置するとともに、前記受光器１５を偏光ビームスプリッタ１６で反射された光の光路上に配置しても良い。なお、前記受光器１４は不要である。
【００９７】
この場合、光源１０が点灯されたとき、受光器１３では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が受光される（図１５参照）。そして、受光器１５では、正反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが受光される（図１５参照）。
【００９８】
また、光源１１が点灯されたとき、受光器１３では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが受光される（図１６参照）。そして、受光器１５では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分が受光される（図１６参照）。
【００９９】
そこで、Ｓ偏光の正反射光の光量Ｗｓ１は、次の（９）式から算出され、Ｐ偏光の正反射光の光量Ｗｐ１は、次の（１０）式から算出される。
【０１００】
Ｗｓ１＝Ｓ０３÷Ｂ−Ｓ０１  ……（９）
Ｗｐ１＝Ｓ１１−Ｓ１３÷Ｂ  ……（１０）
【０１０１】
さらに、記録紙Ｍの位置に光を鏡面反射するミラーが配置され、光源１０が点灯されると、その正反射光は受光器１５で受光される。このときの、受光器１５の出力信号における信号レベルを「Ｓ３０」とすると、Ｓ偏光の反射率Ｒｓ１は次の（１１）式から求められる。なお、Ｐ偏光の反射率Ｒｐ１は上記（６）式から求められる。
【０１０２】
Ｒｓ１＝Ｗｓ１÷（Ｓ３０÷Ｂ）  ……（１１）
【０１０３】
また、記録紙Ｍの位置に光を鏡面反射するミラーが配置され、光源１１が点灯されると、その正反射光は受光器１３で受光される。このときの、受光器１３の出力信号における信号レベルは前記Ｓ１０と同じであり、Ｐ偏光の反射率Ｒｐ１は上記（６）式から求められる。
【０１０４】
また、上記実施形態では、入射角θが８０°の場合について説明したが、これに限定されるものではない。但し、８０°のような浅い入射角が好ましい。これは、Ｓ偏光及びＰ偏光は、フレネルの係数に従い浅い入射角では反射率が高く、各受光器の出力信号におけるＳ／Ｎを大きくすることができるためである。また、浅い入射角の場合は、屈折率及び表面粗さの違いが反射率の違いに大きく影響するため、判別の分解能を高くすることができる。
【０１０５】
また、上記実施形態において、各受光器の前方に集光レンズが設けられても良い。この場合は、信号レベルの計測ばらつきを低減することができる。反射光量に基づいて記録紙を判別する光学センサにとって、測定の再現性は重要である。光学センサは、測定時に測定面と記録紙の表面とが同一平面にあることを前提に設置されている。しかしながら、記録紙は、たわみや振動等の理由から、測定面に対し表面が傾斜又は浮き上がってしまい、記録紙表面が測定面と同一平面にならないことがある。これは、反射光の光強度分布の変化を招来し、受光光量が変化し、詳細な判別を安定して行うのは難しい。そこで、受光器の前方に集光レンズを配置すると、反射光の光強度分布が変化しても受光光量を安定化させることができる。
【０１０６】
また、受光器に受光領域が十分大きなフォトダイオード（ＰＤ）を用いたり、照射光のビーム径を狭めたりすることによっても、記録紙表面が測定面と同一平面にならない場合の不都合を解消することができる。
【０１０７】
また、受光器に受光領域がアレイ化されたＰＤを用いて、全体として反射光強度分布のシフト量に対して十分大きな受光領域を有する構成としても良い。この場合、反射光の光強度分布がシフトしたとしても、各ＰＤが検出した信号のうちの最大信号を利用すれば、受光器の出力レベルを安定化させることができる。また、複数のＰＤがアレイ化された場合に、個々のＰＤの受光領域を小さくすることにより、入射光と受光領域の中心のずれによる出力の変動も低減できるため、より正確な検出を行うことができる。
【０１０８】
また、上記実施形態において、図１７に示されるように、２つの受光器（１７、１８）、偏光ビームスプリッタ１９を更に有していても良い。偏光ビームスプリッタ１９は、偏光ビームスプリッタ１６と同様に、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する。受光器１７の中心と、受光器１８の中心と、偏光ビームスプリッタ１９の中心は、前記検出平面上に存在する。そして、照明中心と受光器１７の中心とを結ぶ線Ｌ３と、記録紙Ｍの表面とのなす角度ψ３は一例として１５０°である。
【０１０９】
この場合、光源１０が点灯されたとき、拡散反射光は、偏光方向がＳ偏光であるため、偏光ビームスプリッタ１９で反射される。多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、Ｐ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１９を透過し、Ｓ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１９で反射される。そこで、光源１０が点灯されたとき、受光器１７では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が受光される。そして、受光器１８では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分とが受光される。
【０１１０】
光源１１が点灯されたとき、拡散反射光は、偏光方向がＰ偏光であるため、偏光ビームスプリッタ１９を透過する。多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、Ｐ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１９を透過し、Ｓ偏光成分が偏光ビームスプリッタ１９で反射される。そこで、光源１１が点灯されたとき、受光器１７では、拡散反射光と、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分とが受光される。そして、受光器１８では、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分が受光される。
【０１１１】
ここで、光源１０が点灯されたときの、受光器１７の出力信号における信号レベルを「Ｓ０４」、受光器１８の出力信号における信号レベルを「Ｓ０５」とする。また、光源１１が点灯されたときの、受光器１７の出力信号における信号レベルを「Ｓ１４」、受光器１８の出力信号における信号レベルを「Ｓ１５」とする。
【０１１２】
Ｓ偏光の正反射光の光量Ｗｓ２は次の（１２）式から算出され、Ｐ偏光の正反射光の光量Ｗｐ２は次の（１３）式から算出される。
【０１１３】
Ｗｓ２＝Ｓ０１−２×Ｓ０２×ｓｉｎθ÷Ａ−２×Ｓ０４×α÷Ｃ  ……（１２）
Ｗｐ２＝Ｓ１１−２×Ｓ１３×ｓｉｎθ÷Ｂ−２×Ｓ１５×α÷Ｄ  ……（１３）
【０１１４】
上記（１２）式におけるＣは、受光光量を電気信号に変換する際の受光器１３と受光器１７での増幅率の違いを補正するための補正係数であり、上記（１３）式におけるＤは、受光光量を電気信号に変換する際の受光器１３と受光器１８での増幅率の違いを補正するための補正係数である。
【０１１５】
また、上記（１２）式及び上記（１３）式におけるαは、多重拡散反射光の方位分布を反映した値であり、受光器１７及び受光器１８の検出する方向（角度ψ３の方向）と記録紙Ｍ固有の値になるため、予め記録紙の銘柄毎に計測され、「記録紙Ｍ判別テーブル」に付加されている。
【０１１６】
ところで、角度ψ３の方向では、多重拡散反射光の光量が内部拡散反射光の光量に対して非常に大きくなる。そこで、Ｓ偏光の正反射光の光量Ｗｓ２は、上記Ｗｓ１よりも精度が高く、Ｐ偏光の正反射光の光量Ｗｐ２は、上記Ｗｐ１よりも精度が高い。
【０１１７】
また、図１８に示されるように、更に受光器２０を有していても良い。受光器２０の中心は、前記検出平面上に存在する。そして、照明中心と受光器２０の中心とを結ぶ線Ｌ４と、記録紙Ｍの表面とのなす角度ψ４は一例として１２０°である。
【０１１８】
この場合、記録紙判別テーブルに受光器２０の出力を付加しておくと、記録紙の銘柄を特定する際に、Ｓ偏光の反射率及びＰ偏光の反射率に、受光器２０の出力を加味することにより、更に精度良く記録紙の銘柄を特定することができる。
【０１１９】
また、上記実施形態において、光源１０及び光源１１が複数の発光部を有していても良い。例えば、各光源が垂直共振器型の面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ、図１９参照）を有していても良い。この場合は、照射光を平行光にするための調整が容易になる。そこで、光学センサの小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【０１２０】
但し、この場合、複数の発光部から射出されたコヒーレント光が、記録紙の表面のような粗面の各点で乱反射され、互いに干渉しスペックルパターンを発生させるおそれがある。
【０１２１】
スペックルパターンは光の照射部位によって異なるため、各受光器における受光光量のばらつきの原因となり検出精度の低下を招く。
【０１２２】
発明者らは、複数の発光部が２次元配列された面発光レーザアレイを光源に用い、発光部数とスペックルパターンのコントラスト比との関係を求めた（図２０参照）。ここでは、スペックルパターンの観測強度における最大値と最小値の差を規格化した値を、スペックルパターンのコントラスト比として定義する。なお、以下では、便宜上、スペックルパターンのコントラスト比を単に「コントラスト比」ともいう。
【０１２３】
拡散方向にビームプロファイラを配置し、該ビームプロファイラによるスペックルパターンの観測結果からコントラスト比を算出した。試料には、互いに平滑度が異なる３種類の普通紙（普通紙Ａ、普通紙Ｂ、普通紙Ｃ）と光沢紙とを用いた。普通紙Ａは、王研式平滑度が３３秒の普通紙であり、普通紙Ｂは、王研式平滑度が５０秒の普通紙であり、普通紙Ｃは、王研式平滑度が１００秒の普通紙である。
【０１２４】
図２０から、発光部数が増加するとコントラスト比が減少する傾向にあることがわかる。また、この傾向は紙種には依存しないことがわかる。
【０１２５】
また、発明者らは、このコントラスト比を低減する効果が、総光量の増加によるものではなく、発光部数の増加によるものであることを確認するための実験も行った。
【０１２６】
図２１には、各発光部の光量は一定（１．６６ｍＷ）で発光部の数を変えた場合と、発光部の数を３０個に固定して各発光部の光量を変えた場合とについて、総光量とコントラスト比との関係が示されている。
【０１２７】
発光部数を固定して各発光部の光量を変えた場合は、光量によらずコントラスト比が一定であるのに対し、各発光部の光量を固定して発光部数を変えた場合は、発光部数が少ないときにはコントラスト比が大きく、発光部数の増加とともにコントラスト比が減少している。このことから、コントラスト比の低減効果は、光量の増加によるものではなく発光部数の増加によるものであることが確認できる。
【０１２８】
また、発明者らは、光源から射出される光の波長を時間的に変化させることでスペックルパターンを抑制することができるか否かの検討を行った。
【０１２９】
面発光レーザでは、駆動電流によって射出光の波長を制御することができる。これは、駆動電流が変化すると面発光レーザ内部の温度変化によって屈折率が変化し、実効的な共振器長が変化するためである。
【０１３０】
図２２には、面発光レーザの駆動電流を変えて射出光量を１．４ｍＷ〜１．６ｍＷに変化させたときのスペックルパターンをビームプロファイラで観測して得られた光強度分布が示されている。この図２２から、駆動電流の変化に伴って、すなわち、面発光レーザから射出される光の波長の変化に伴って、光強度分布が変化することが確認できる。
【０１３１】
図２３には、面発光レーザの駆動電流を高速に変化させた場合の実効的な光強度分布が示されている。この光強度分布は、図２２に示されている複数の駆動電流における光強度分布の平均値と同等であり、光強度の変動が抑制されている。このように駆動電流を高速に変化させた場合のコントラスト比は０．７２となり、駆動電流を一定にした場合のコントラスト比０．９６よりも低減されている。
【０１３２】
つまり、照射光の波長を時間的に変化させることで、スペックルパターンが抑制されることがわかった。そこで、面発光レーザの駆動電流を、例えば三角波形状のように電流値が時間的に変化する駆動電流にすれば、コントラスト比を低減することが可能である。
【０１３３】
すなわち、光源１０及び光源１１が面発光レーザアレイを有する場合は、プリンタ制御装置２０９０のＣＰＵは、三角波形状の駆動電流を該面発光レーザアレイに供給する。これにより、スペックルパターンが抑制され、正確な反射光量の検出が可能になる。そして、記録紙の識別精度を高めることができる。
【０１３４】
また、面発光レーザアレイの複数の発光部は、少なくとも一部の発光部間隔が、他の発光部間隔と異なっていても良い（図２４参照）。つまり、隣り合う発光部の間隔が相違していても良い。これにより、スペックルパターンの規則性が乱され、コントラスト比を更に低減することが可能である。
【０１３５】
また、面発光レーザアレイが、Ｐ偏光を射出する複数の発光部とＳ偏光を射出する複数の発光部とを有していても良い。この場合は、光源１０と光源１１を一体化させることができる。
【０１３６】
ところで、内部拡散反射光の光量は、記録紙の厚みや密度に相関を持つことが発明者らによって確認されている。これは、内部拡散反射光の光量が、記録紙中を通過する際の経路長に依存するためである。そこで、Ｓ偏光の反射率Ｒｓ１とＳ０２とから記録紙の銘柄を特定しても良い。この場合は、光源１１はなくても良い。同様に、Ｐ偏光の反射率Ｒｐ１とＳ１３とから記録紙の銘柄を特定しても良い。この場合は、光源１０はなくても良い。
【０１３７】
そして、光学センサ２２４５は、内部拡散反射光を含む反射光の光量（例えば、Ｓ０２、Ｓ１３）に基づいて、対象物（記録紙）の厚さ及び密度を求めることができる。そして、対象物（記録紙）の厚さ及び密度の少なくとも一方に応じて画像形成条件を調整しても良い。但し、内部拡散反射光を含む反射光の光量と対象物の厚さ及び密度との関係を示すデータを予め取得し、データベースとしてプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納しておく必要がある。従来の厚さセンサ及び密度センサは透過型の構成となっており、必ず対象物を挟んだ双方向に光学系をそれぞれ配置しなければならなかった。そのため、支持部材などが必要であった。一方、光学センサ２２４５では、反射光のみで厚さ及び密度を検出するため、対象物の一側にのみ光学系を配置すれば良い。そこで、部品点数を少なくすることができ、低コスト化及び小型化が可能となる。
【０１３８】
また、上記（１）式のＲｓにＲｓ１を代入し、上記（２）式のＲｐにＲｐ１を代入し、上記（１）式及び上記（２）式における入射角θ及び照射光の波長λに具体的な値を代入することにより、対象物（記録紙）の屈折率及び表面粗さを求めることができる。そして、対象物（記録紙）の屈折率及び表面粗さの少なくとも一方に応じて画像形成条件を調整しても良い。
【０１３９】
また、Ｓ偏光の正反射光の光量及びＰ偏光の正反射光の光量と対象物（記録紙）の平滑度との関係を予め求めて、データベースとしてプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納しておき、該データベースを参照して光学センサ２２４５の出力に基づいて対象物（記録紙）の平滑度を特定し、該特定された平滑度に応じて画像形成条件を調整しても良い。
【０１４０】
また、上記実施形態において、光学センサ２２４５に処理装置を設け、プリンタ制御装置２０９０での処理の一部を該処理装置で行っても良い。
【０１４１】
また、上記実施形態では、給紙トレイが１つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、給紙トレイが複数あっても良い。この場合は、給紙トレイ毎に光学センサ２２４５を設けても良い。
【０１４２】
また、上記実施形態において、搬送中に記録紙の銘柄を特定しても良い。この場合は、光学センサ２２４５は搬送路近傍に配置される。例えば、光学センサ２２４５を、前記給紙コロ２０５４と前記転写ローラ２０４２との間の搬送路近傍に配置しても良い。
【０１４３】
また、光学センサ２２４５によって識別される対象物は、記録紙に限定されるものではない。
【０１４４】
なお、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モノクロ画像を形成するレーザプリンタであっても良い。また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【０１４５】
また、上記実施形態では、画像形成装置が４つの感光体ドラムを有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５つの感光体ドラムを有するプリンタであっても良い。
【０１４６】
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が感光体ドラムから記録紙に直接転写される画像形成装置であっても良い。
【０１４７】
また、光学センサ２２４５は、記録紙にインクを吹き付けて画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０…光源、１１…光源、１２…コリメートレンズ、１３…受光器（第１の光検出器）、１４…受光器（第２の光検出器）、１５…受光器（第３の光検出器）、１６…偏光ビームスプリッタ（光学素子）、１９０…暗箱、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３２ａ，２０３２ｂ，２０３２ｃ，２０３２ｄ…帯電装置、２０３３ａ，２０３３ｂ，２０３３ｃ，２０３３ｄ…現像ローラ、２０４０…転写ベルト、２０４２…転写ローラ、２０５０…定着装置、２０９０…プリンタ制御装置（処理装置、調整装置、機構）、２２４５…光学センサ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４９】
【特許文献１】特開２００５−１５６３８０号公報
【特許文献２】特許第３３６２３６０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２７９３７号公報
【特許文献４】特許第３８３０２６７号公報
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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