(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する面発光レーザを有する光源と、
前記光源より出射された光の光路上に配置され、該光をコリメートするコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを介した光を記録媒体に照射し、前記記録媒体における正反射光の光の強度を検出する光検出器と、
を有し、
前記光源より前記記録媒体に入射する光の前記記録媒体の法線に対する角度は、８０°以上、８８°以下であって、
前記複数の発光部は同時に点灯されることを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
前記光検出器において検出された光の強度に基づき、前記記録媒体の平滑度を算出する処理部を有す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】
前記光源は、面発光レーザを２次元的に配列した面発光レーザアレイを有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学センサ。
【請求項４】
前記記録媒体と光検出器との間には、アパーチャが設けられており、
前記アパーチャは、前記記録媒体において正反射した光に対し、＋４°以上、−４°以下の角度の光を前記光検出器に入射させるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項５】
前記光源、前記光検出器は、筐体内部に設置されているものであって、
前記筐体には一つの面に開口部が設けられており、
前記開口部が設けられている面において、前記記録媒体は前記筐体の外部と接触部材を介し、接触しているものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項６】
前記光源と前記記録媒体との間には、前記光源から出射された光を偏向するための光偏向素子が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項７】
前記記録媒体と前記光検出器との間には、前記記録媒体において正反射された光を偏向するための光偏向素子が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項８】
前記光検出器は第１の光検出器であり、
前記光源からは、第１の偏光方向の直線偏光の光が出射されるものであって、
前記光源から出射された光が前記記録媒体に照射された位置における前記記録媒体の法線上には、第２の光検出器が設けられており、
前記記録媒体と前記第２の光検出器との間には、第１の偏光方向に対し直交する第２の偏光方向の偏光フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項９】
前記第１の光検出器において検出された光の強度及び前記第２の光検出器において検出された光強度に基づき、前記記録媒体の平滑度を算出する処理部を有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】
前記処理部は、前記記録媒体の平滑度と、前記第１の光検出器において検出された光の強度及び前記第２の光検出器において検出された光の強度との関係を示す紙種データベースを有していることを特徴とする請求項９に記載の光学センサ。
【請求項１１】
前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
請求項１から１０のいずれかに記載の光学センサを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記光学センサの出力に基づき前記記録媒体の平滑度を算出し、
前記算出された平滑度に応じて画像形成条件を設定する処理部を有することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記光学センサの出力に基づき前記記録媒体の銘柄を特定し、
前記特定された銘柄に応じて画像形成条件を設定する処理部を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記光学センサ以外の前記記録媒体の物理量を測定するセンサを有し、
前記物理量を測定するセンサにおいて検出された値に基づき前記記録媒体の銘柄を特定するものであることを特徴とする請求項１１または１２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関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ等のいわゆる電子写真方式の画像形成装置は、記録紙等の記録媒体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により、トナー像を記録紙等の記録媒体に定着させて画像を形成するものである。このような画像形成装置において考慮する必要があるのが、トナー像を定着する際の加熱量や圧力等の条件であり、特に、高画質な画像形成を行う際には、トナー像を定着するための条件を記録媒体の種類に応じて個別に設定する必要がある。
【０００３】
これは記録媒体に記録される画像品質が、記録媒体の材質、厚さ、湿度、平滑性及び塗工状態等により大きく影響されるためである。例えば、平滑性に関しては、定着の際の条件によっては、記録媒体における凹凸の程度により、凹部におけるトナーの定着率が低くなり、高画質な画像を得ることができない。即ち、画像形成される記録媒体の平滑性に応じた条件で定着を行なわないと色むら等が生じてしまい、高画質な画像を得ることができない。
【０００４】
一方、近年の画像形成装置の進歩と表現方法の多様化に伴い、記録媒体となる記録紙の種類は数百種類以上存在し、更に、各々の記録紙の種類において坪量や厚さ等の違いにより多岐にわたる銘柄が存在している。このため、高画質な画像を形成するためには、記録紙等の記録媒体の種類や銘柄等に応じて、詳細な定着条件等を設定する必要がある。
【０００５】
このような記録媒体としては、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙等の塗工紙、ＯＨＰシート等の他に、紙の表面にエンボス加工を施した特殊紙等も存在しており、このような記録媒体が増加しつつある。尚、上記においては記録媒体として記録紙等について説明しているが、記録紙等以外の記録媒体も存在している。
【０００６】
ところで、現状の画像形成装置においては、画像形成装置における定着条件の設定は、ユーザ自ら設定する必要があり、このため、ユーザに様々な記録媒体の種類等の知識が必要となる。また、定着条件はユーザ自らが設定する必要があるため、印刷等を行う際に煩わしく、更には、定着条件を誤って設定すると、所望の高画質な画像を得ることはできない。
【０００７】
このため、画像形成装置において、記録紙等の記録媒体の種類を自動で選別することのできる記録紙等の記録媒体識別センサ及び、このような記録媒体識別センサが搭載され、自動で記録媒体の選別を行ない画像形成することのできる画像形成装置に関する技術が検討されている。
【０００８】
記録紙等の記録媒体識別センサとしては、特許文献１に記載されているように触針式プローブにより表面の摩擦抵抗を検知する方法や、特許文献２に記載されているように、圧力センサ等により記録媒体のコシ（剛度）を検知する方法がある。また、特許文献３に記載されているように、非接触で記録媒体を識別する方法として、記録媒体の表面をエリアセンサ等の撮像素子により撮像し、撮像された画像より記録媒体の種類等を識別する方法がある。
【０００９】
また、他の非接触による記録媒体の識別方式としては反射光方式がある。反射光方式では、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源から発せられた光を識別対象となる記録媒体に照射し、記録媒体からの反射光量により記録媒体の銘柄等を識別する方法である。この反射光方式は、以下の３種類の方法がある。
【００１０】
第１の方法は、特許文献４に記載されているように、記録媒体の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量を検出し、検出された正反射方向における光量に基づき記録媒体の銘柄等を識別する方法である。より具体的には、特許文献４では、正反射方向における光量と、紙を透過した光量を検出して、記録媒体の銘柄を識別している。従って、正反射方向の光量のみで、識別しているわけではない。
【００１１】
第２の方法は、特許文献５に記載されているように、光量検出部を複数有するものであって、記録媒体の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量のみならず、散乱反射光の光量を検出し、検出された正反射方向における光量及び散乱反射光の光量に基づき記録媒体の銘柄等を識別する方法である。
【００１２】
第３の方法は、特許文献６に記載されているように、記録媒体の表面に照射された光の正反射方向における反射光を偏光ビームスプリッタにより分離し、分離された光の光量を測定し、測定された光量に基づき記録媒体の銘柄等を識別する方法である。
【００１３】
一方、異物検査等の方法としては、特許文献７及び８に記載されている検査装置及び検査方法が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されている方法は、接触方式であるため、記録媒体である記録紙等の表面に傷をつけてしまうといった問題点を有している。また、特許文献３に記載されている方法では、記録媒体の平滑性等は判別することができるものの、記録媒体の厚み等は判別することができない。また、特許文献４から６に記載されている方法では、記録媒体の大雑把な判別を行うことは可能であるが、例えば、エアリーク試験のような詳細に記録媒体の判別を行えるほどの精度ではない。
【００１５】
また、上述した方法に加えて、更に、超音波等を利用したセンサ等を搭載し、記録媒体の識別をより細かく行なうことも可能であるが、方式の異なる複数のセンサを搭載することにより、画像形成装置が大型化し、また、高コスト化するといった、新たな問題点が発生してしまう。
【００１６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであり、記録媒体の識別を詳細に行なうことができる小型の光学センサを低コストで提供することを目的とするものであり、更には、このような光学センサを搭載することにより、高画質な画像を形成することが可能な画像形成装置を大型化させることなく低コストで提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、複数の発光部を有する面発光レーザを有する光源と、前記光源より出射された光の光路上に配置され、該光をコリメートするコリメートレンズと、前記コリメートレンズを介した光を記録媒体に照射し、前記記録媒体における正反射光の光の強度を検出する光検出器と、を有し、前記光源より前記記録媒体に入射する光の前記記録媒体の法線に対する角度は、８０°以上、８８°以下であって、前記複数の発光部は同時に点灯されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記光検出器において検出された光の強度に基づき、前記記録媒体の平滑度を算出する処理部を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記光源は、面発光レーザを２次元的に配列した面発光レーザアレイを有するものであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記光源と前記記録媒体との間には、コリメートレンズが設けられており、前記コリメートレンズより出射される光の平行性が、＋４°以上、−４°以下であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記記録媒体と光検出器との間には、アパーチャが設けられており、前記アパーチャは、前記記録媒体において正反射した光に対し、＋４°以上、−４°以下の角度の光を前記光検出器に入射させるものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記光源、前記光検出器は、筐体内部に設置されているものであって、前記筐体には一つの面に開口部が設けられており、前記開口部が設けられている面において、前記記録媒体は前記筐体の外部と接触部材を介し、接触しているものであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記光源と前記記録媒体との間には、前記光源から出射された光を偏向するための光偏向素子が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記記録媒体と前記光検出器との間には、前記記録媒体において正反射された光を偏向するための光偏向素子が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記光検出器は第１の光検出器であり、前記光源からは、第１の偏光方向の直線偏光の光が出射されるものであって、前記光源から出射された光が前記記録媒体に照射された位置における前記記録媒体の法線上には、第２の光検出器が設けられており、前記記録媒体と前記第２の光検出器との間には、第１の偏光方向に対し直交する第２の偏光方向の偏光フィルタが設けられていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記第１の光検出器において検出された光の強度及び前記第２の光検出器において検出された光強度に基づき、前記記録媒体の平滑度を算出する処理部を有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記処理部は、前記記録媒体の平滑度と、前記第１の光検出器において検出された光の強度及び前記第２の光検出器において検出された光の強度との関係を示す紙種データベースを有していることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記記載の光学センサを有することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、前記光学センサの出力に基づき前記記録媒体の平滑度を算出し、前記算出された平滑度に応じて画像形成条件を設定する処理部を有することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明は、前記光学センサの出力に基づき前記記録媒体の銘柄を特定し、前記特定された銘柄に応じて画像形成条件を設定する処理部を有することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は、前記光学センサ以外の前記記録媒体の物理量を測定するセンサを有し、前記物理量を測定するセンサにおいて検出された値に基づき前記記録媒体の銘柄を特定するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、記録媒体の識別を詳細に行なうことができる小型の光学センサを低コストで提供することができ、更には、高画質な画像を形成することが可能な画像形成装置を大型化させることなく低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】エアリーク試験の説明図
【図２】記録紙を測定するための光学装置の説明図
【図３】入射角と正反射光強度との相関図（１）
【図４】入射角と正反射光強度との相関図（２）
【図５】記録紙に入射する光の説明図（１）
【図６】記録紙に入射する光の説明図（２）
【図７】記録紙に入射する光の説明図（３）
【図８】記録紙における正反射光強度の面内分布の説明図
【図９】正反射光強度と記録紙の平滑度との相関図（θ＝８０°）
【図１０】正反射光強度と記録紙の平滑度との相関図（θ＝８５°）
【図１１】第１の実施の形態における光学センサの構造図
【図１２】第１の実施の形態における他の光学センサの構造図
【図１３】第１の実施の形態における光学センサの処理部の説明図
【図１４】第１の実施の形態における光学センサを用いた検出方法のフローチャート
【図１５】平滑度とプロセス条件との関係図
【図１６】第２の実施の形態における光学センサの構造図
【図１７】記録紙と正反射光及び拡散反射光の関係図
【図１８】第２の実施の形態における光学センサの説明図
【図１９】第２の実施の形態における光学センサの処理部の説明図
【図２０】第２の実施の形態における光学センサを用いた検出方法のフローチャート
【図２１】第３の実施の形態におけるセンサの構造図
【図２２】第３の実施の形態における光学センサの処理部の説明図
【図２３】紙種ランキング表の説明図
【図２４】第３の実施の形態における光学センサを用いた検出方法のフローチャート
【図２５】第４の実施の形態における画像形成装置の構造図
【図２６】第４の実施の形態における光学センサの構造図
【図２７】面発光レーザアレイの説明図
【図２８】記録紙への入射角の説明図
【図２９】第１の光検出器及び第２の光検出器の説明図
【図３０】光を入射させた記録紙からの反射光の説明図
【図３１】記録紙からの反射光と第１の光検出器及び第２の光検出器との関係の説明図
【図３２】Ｓ１及びＳ２と記録紙の銘柄との関係の説明図
【図３３】第４の実施の形態における他の光学センサの構造図
【図３４】Ｓ１の強度と記録紙の厚さとの相関図
【図３５】Ｓ１の強度と記録紙の密度との相関図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
〔第１の実施の形態〕
ところで、記録紙の表面の状態は、共焦点顕微鏡等により測定することも可能であるが、記録紙における表面の凹凸は傾斜が急であり、測定結果にノイズ成分が多く含まれ、かつ、測定に長時間を要する。このため、製紙業界等においては、記録紙等の紙における表面状態の指標として、測定方法が簡便なエアリーク試験による測定結果に基づき紙の平滑度が評価されている。この平滑度の指標は紙に関する業界でも使用されており、例えば、複写機の開発においても、紙の平滑度を基準の一つとして、印刷条件を最適化するべく開発が行なわれてきた。即ち、紙の表面状態を示す指標としては、２乗平均高さＲａ等の一般的な表面の状態を示す指標よりも、エアリーク試験による測定結果が利用されている。しかしながら、エアリーク試験は測定が簡便であるものの、装置が大型化し、かつ、測定に時間を要するといった問題点を有している。このため、低価格で、画像形成装置等の装置内に設置することができ、エアリーク試験と同様の紙の表面状態、即ち、平滑性を検査することのできる光学センサが求められている。
【００３６】
次に、紙のエアリーク試験について説明する。紙のエアリーク試験は、エアリーク装置のヘッド１０から記録紙２０にエア１１を供給し、このエア１１が漏れる時間に基づき記録紙２０の平滑性を評価するものである。記録紙２０に供給されたエア１１は、記録紙２０の表面よりリークするエア２１と記録紙２０内部に入り込みリークするエア２２とがある。このようなエアリークの時間により記録紙２０の平滑性を評価することができる。
【００３７】
ここで、エアリーク試験の結果が異なる記録紙、即ち、平滑度の異なる記録紙について、光源より光を照射し記録紙からの正反射光を測定した結果について説明する。具体的には、図２に示される光学装置を用いて正反射光を測定した。この光学装置は、光源３１からコリメートレンズ３２を介して、照射光を記録紙２０に照射し、記録紙２０に照射された光の正反射光をフォトダイオードからなる受光器３３により検出する。このため、記録紙２０に入射する光の入射角と、記録紙２０において反射され受光器３３により検出される正反射光の反射角とは角度θで等しい。
【００３８】
図３は、この光学装置により測定された光の入射角θと正反射光の強度との関係を示す。具体的には、エアリーク試験の結果が２１ｓｅｃ、４８ｓｅｃ、９１ｓｅｃ、１３１ｓｅｃの記録紙について、光の入射角θと正反射光の強度との関係を調べたものである。また、図４は、エアリーク試験の結果が２１ｓｅｃの記録紙を基準に正反射光の強度を規格化したものである。図３及び図４に示されるように、光の入射角θが、８０°〜８８°において、エアリーク試験の結果と、正反射光の強度とが著しい相関関係にある。これにより、光学的な検査の結果によりエアリーク試験と同様の試験を行なうことができる。
【００３９】
ここで、図５に示すように、記録紙に入射する光の入射角θが７０°以下である場合、入射光は記録紙２０の内部にまで入り込むため、正反射光はあまり検出されない。また、図６に示すように、光の入射角θが８５°である場合、記録紙２０の表面の正反射であるため、正反射光量は大きく、しかも、エアリーク試験の結果を反映している。また、図７に示すように、光の入射角θが８０°である場合、入射光は記録紙２０の表面と記録紙２０の内部に進入した光の反射光の双方が含まれるため、エアリーク試験の結果を反映している。
【００４０】
図４に示すように、θが８８°を超えると、正反射光の強度は低下し、記録紙２０の平滑度の検出が困難になる。入射角を浅くすると、照射エリアは楕円になり、その楕円率は入射角に依存する。照射エリアの長軸は、ビーム径と入射角θによって、決まり、ビーム径のｔａｎθ倍となる。８０°では５．６倍となる。８４°では９．５倍、８５°では１１．４倍、８８°では２８．６倍となる。本実施の形態においては、ビーム径を実現可能な最小径である１ｍｍφ程度にしている。よって、入射角θが８８°では、記録紙２０上でのビーム長辺は２８．６ｍｍとなる。
【００４１】
ビームの照射エリアが大きすぎると、正反射光の強度は、記録紙２０の平滑度とは別の要因を受ける可能性がある。例えば、紙のクラーク硬度や紙の厚さなどの影響を受けることが考えられる。紙を固定し反射光強度を検出する際には、その固定端からの距離におよびその剛体強度によって、紙の形状が決まる。紙のクラーク硬度、一般的には紙の剛体強度は、紙自体を数箇所で固定した状態で、紙の"うねり"形状として現れる。
【００４２】
紙の表面粗さ（平均２乗高さ：Ｒａ）には、カットオフの長さによって、様々な数値が測定できる。その中で、カットオフ長さで、数１０ｍｍオーダーでも、大きなＲａを検出する。この１０ｍｍオーダーの大きなＲａを以下では"うねり"と記載する。これは、紙表面が、数１０ｍｍオーダーのうねり状になっていることを示している。このうねりによって、反射光強度が影響を受ける可能性がある。例えば、図８に示すように、反射光強度には、ある周期の凹凸が見られる。この要因は、大きな"うねり"と平滑度分布とが含まれた結果であると考えられる。この周期性は２０ｍｍ〜４０ｍｍと幅があり、かつ、数ｍｍ程度の微細構造も見えて取れる。このうねり形状は平滑度とは無関係なクラーク硬度や紙の厚さに依存するものと考えられる。
【００４３】
２０ｍｍ程度の紙表面のうねりが存在する場合、このうねりを検出し、補正するためにも、このうねりよりも小さいエリアを検出する必要がある。一般的な表面性測定のカットオフ長さを、うねりより小さくする必要がある。よって、ビーム照射エリアを２０ｍｍ程度以下にする必要があることが判る。ビームエリアがうねりの２０ｍｍ以上であった場合、その反射光強度は、クラーク硬度などの影響を受けてしまう。つまり、ビーム径が２０ｍｍ以上となる入射角θで８８°以上の場合には、平滑度とは無関係な数値を示す。従って、図４に示すように、入射角θが８８°を超えると、平滑度だけには依存せずに、その依存性が崩れてしまい、数値が急激に低下する。つまりは、平滑度のみを検出するには、入射角θは８８°以下の入射角である必要がある。
【００４４】
また、入射角θが８８°を超えると、光学系による問題で、ビーム径やビーム広がり角、受光器と被対象物との距離などによって決まる要因もあり、画像形成装置の紙搬送部やトレイ内部にセンサを設置する場合には、センサの大きさ、更には、入射角には限界があり、実用的観点から、入射角θは８８°程度が上限であるものと考えられる。
【００４５】
ここで、記録紙の平滑度（エアリーク試験の結果）と記録紙の正反射光の相対強度（エアリーク試験の結果が２１ｓｅｃの記録紙を基準とした）との関係について説明する。図９は、記録紙への光の入射角度θが８０°の場合の正反射光の相対強度と平滑度との関係を示すものであり、図１０は、記録紙への光の入射角度θが８５°の場合の正反射光の相対強度と平滑度との関係を示すものである。図４では、正反射光の相対強度は８５°の方が高いが、図９及び図１０に基づくならば、正反射光の強度と平滑度との相関は、８０°の方が高い。
【００４６】
また、光学的な試験では、非接触であり、エアリーク試験のような広い面積を必要としないため、印刷が行なわれる記録紙を印刷が行なわれる度に検査することもできる。よって、従来、エアリーク試験により行なわれていた記録紙の検査を低コストで簡単に光学的な装置により行なうことができる。
【００４７】
（光学センサ）
次に、本実施の形態における光学センサ１００について説明する。図１１に本実施の形態における光学センサ１００を示す。本実施の形態における光学センサ１００は、光源１１０、光源１１０から出射された光をコリメートするコリメートレンズ１２０、記録紙２０に正反射された光を検出するフォトダイオード等からなる正反射光検出器１３０、正反射光検出器１３０に所定の角度の光のみを入射させるためのアパーチャ１４０を有しており、記録紙２０に入射する光の角度θが、８０°以上、８８°以下のものである。また、正反射光検出器１３０には制御部１５０が接続されており、光学センサ１００の制御及び各種演算等を行なう。
（光源）
本実施の形態における光学センサにおいては、光源１１０として面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER、以下、ＶＣＳＥＬとも言う）を用いることができる。
【００４８】
安定した光源としてＬＥＤや端面ＬＤ（laser diode）が一般的である。しかし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）は発光面が広く、ＦＦＰ（ファーフィールドパターン：ビーム広がり角、半値の値）が大きいため、精度のよい光学系を形成することが難しい。本実施の形態では、記録紙２０へ精度のよいコリメート光を照射することが望まれるが、ＬＥＤではそのような光学系を形成することが難しい。また、それを実現する場合にも、光学系が非常に大型になってしまう。本実施の形態における光学センサは画像系装置に組み込むことが可能なものであり、大きさは数１０ｍｍオーダーの形状でしか利用することができない。ビーム品質の良い端面ＬＤなどを利用することも可能であるが、被対象物が非常に強い散乱体である紙であるため、スペックルによるノイズが測定精度を低下させる。複数のｃｈを同時に照射することで、スペックルによるノイズを低減する必要がある。ビーム品質がよく、スペックルを発生させないＶＣＳＥＬのマルチ光源が必要である。以下、ＶＣＳＥＬに２次元配列されているそれぞれの発光点をｃｈ（チャンネル）と標記する。また、それぞれのｃｈをｃｈ１、ｃｈ２、という標記を行う。
【００４９】
光源１１０にＶＣＳＥＬを用いることにより、ＦＦＰを１０°程度に抑えることが可能となる。ＦＦＰを１０°とすることで、レンズによって形成されるコリメート光はビーム径にして約１ｍｍφ程度に絞ることが可能である。検出精度を２０ｓｅｃオーダーにするには、高いコリメート精度が必要であり、また、照射エリアを１ｍｍ程度にすることで、平滑度検出を高精度化することが可能になる。また、高いコリメート性と小さいビーム径をマルチビームで実現するには、光源間距離を小さくできる２次元光源配列のＶＣＳＥＬしかない。高いコリメート性と照射エリアを小さくすることで、平滑度センシングが高精度化するその要因を以下に述べる。
【００５０】
図３に示したように、入射角と検出精度は非常に綿密な関係がある。つまりは、入射角を８０°とした時に、コリメート性が悪いと、その精度を±数°として、幅を持ってしまう。図に示すように、８０°から著しく感度が上昇するが、約８７°では感度が低下している。つまりは、８５°を中心とすると、±２°程度に入射角を決定する必要がある。被対象物にコリメート光で照射する場合には、８５°±２°程度で入射させる必要がる。コリメート精度は±２°程度だといえる。光源からの光を高い精度でコリメート光にするには、光源のＦＦＰは小さい方が有利である。ＶＣＳＥＬはＦＦＰを１０°程度に小さくすることができる。
【００５１】
次に、照射エリアを小さくするために、照射するコリメート光のビーム径を１ｍｍ程度とする。このセンサを利用して、Ａ４の大きさの一枚の紙の反射光強度を測定した。その結果が図８である。図には約２０％程度の凹凸が数ｍｍオーダーで検出されていることが判る。これは非常に再現性がよく、かつ、異なる紙でも同様に現れる。つまりは、紙の平滑度には面内分布があることを示している。ただし、図８には、平滑度とは無関係な紙の"うねり"の影響も含まれている。照射エリアを１ｍｍ程度にすることで、紙の面内分布があることが判明した。これは従来のように照射エリアを数ｃｍにしていた光学系では、検出できない分布である。また、平滑度を測定するエアリーク試験機では、測定エリアが数ｃｍと決まっており、このような微小エリアの分布を検出することができなかった。
【００５２】
光源１１０を端面ＬＤのようなコヒーレント性の高い品質の良いビーム光源とすれば、ビーム径を小さくすることは可能である。しかし、端面ＬＤでは非点収差があり、小さなコリメート光を形成するのは難しい。端面ＬＤでは、スペックルが発生するため、その防止策が必要である。また、端面ＬＤは、ＶＣＳＥＬのように複数のｃｈのビームを同時に一箇所に照射することは困難である。また、ビーム径を１ｍｍ程度にするには、ＶＣＳＥＬの複数ｃｈもそれと同等、それ以下に発光光源が集まっていないと、同一個所への照射ができない。ＶＣＳＥＬの発光光源を集積化し、約２００μｍ程度のエリアに、９ｃｈ（ＶＣＳＥＬの発光点をｃｈと標記し、９つの発光点を９ｃｈと標記する）を配置したものであってもよい。これにより、スペックルを低減した照射エリアが１ｍｍ程度のセンシングが可能になり、紙の面内分布を検出することが可能となった。
【００５３】
これにより、本センサでは、紙の平滑度を検出する際に、この紙の面内分布を検出して、特徴的な面内分布を取ることができる。例えば、図８に示す面内分布データをフーリエ変換すると、周期性や振幅強度が検出できる。周期性は紙の製紙工程において、紙の脱水工程や、加圧圧縮する伸縮工程などの製紙条件によって、決まっている。製造工程の条件は同一紙種であれば、ロットが異なってもほぼ同様であり、周期性などの数値もロットが異なっても同様である。この紙種によって決まるこの指標を利用して、紙種を判断する情報となる。
【００５４】
紙の面内分布を把握し、正確に演算処理することで、平滑度の検出精度を向上することができる。例えば、Ａ４の紙を走査して、図８に示す検出したデータから、この紙の平滑度を検出する方法として、平均値を算出する方法がある。単に平均値であると、外乱要因があった場合には、検出精度を低下させる。外乱要因には、例えば、紙が走査中に微小な折れ曲がり、ゆがみを持つ場合。光学センサでは、照射エリアで、紙自体が若干でも傾くと、反射光強度が大きく影響を受ける。このゆがみによる検出値の変動は、先の紙の面内分布による変動とは、明らかに異なる。少なくとも、紙種の独自にもつ周期性などからは大きく外れる。そのため、フーリエ変換などを行うことで、外乱要因であるゆがみによる検出値の変動をキャンセルすることは容易である。
【００５５】
外乱要因には、走査する際の駆動部であるローラの振動を拾い特徴的なノイズがのることがある。これらのノイズは特定周波数であることから、その情報を取り除くことが可能である。ノイズ信号と、紙の面内分布とを判別することで、Ａ４紙の平均値を正確に算出することが可能となる。
【００５６】
精度を低下させる要因として、外乱光がある。外乱光は室内の電灯光や、太陽光である。特に偏光回転する光の強度は非常に弱いので、感度よく検出する必要がある。本実施の形態ではＶＣＳＥＬを利用して、波長を単一化することが可能である。正反射光検出器１３０は、光源１１０からの波長のみを検出する機能を持たせることで、外乱光に強い、精度の高い検出が可能となる。これはＬＥＤなどではできない機能である。
【００５７】
（コリメートレンズ）
記録紙２０への光の入射角を８０°以上にし、かつコリメート光の平行性を±４°とすることで、飛躍的に平滑度の検出感度を上昇させることができる。コリメート光を正確に作り、その光を被対象物に入射させることで、入射角が正確に実現できる。図４に示すように、平滑度を検出するには、入射角にして８０°〜８８°が最適である。入射角を８４°±４とするためには、コリメート光を±４°とし、中心入射角を８４°とすることで実現できる。ＶＣＳＥＬ光源のビームをコリメート光にするには、凸面レンズであればよく、レンズの焦点にＶＣＳＥＬがくるように配置する。また凸面レンズは単純な球面レンズでも構わないが、レンズを非球面レンズにすることで、ＶＣＳＥＬのｃｈ位置による球面収差を低減することができる。非球面レンズを用いれば、像面の異なる全てのｃｈに対して、概ねコリメート光が形成できる。
【００５８】
コリメート光を±４°とし、中心入射角を８４°とすることで、全ビームの入射角を８４°±４とすることができる。よって、被対象物に照射される全てのビームの入射角を８０°〜８８とすることが可能となる。これによって、平滑度の感度の高い光学センサを提供できる。
【００５９】
（アパーチャ）
本実施の形態における光学センサには、正反射光検出器１３０に入射する光の入射角を制限するためのアパーチャ１４０が設けられており、反射角を±４°に限定することができる。入射光を高い精度に実現しても、反射光には散乱光が混じり、それがノイズになって、検出感度を低下させる。つまり、入射角を正確に実現するともに、受光側でのＳＮ比を上げる必要がある。アパーチャ１４０によって、あまりに制限を加えてしまうと、アパーチャ１４０を透過する光量が低下し、それによってフォトディテクタの検出光量が低下し、ノイズが上昇する。つまり、アパーチャ１４０による制限をできるだけつけない方が、検出強度に対してはよりよいことになる。本発明者は、入射角および反射角について、高精度なフォトゴニオメーターを利用して、様々な被対象物を実験したところ、特に普通紙などの表面粗さ(平均２乗高さＲａ)が０．５μｍ〜１０μｍ程度の表面粗さをもつ材料に対し、図４のような結果を得ることができた。図４に示すように入射角は８０°〜８８°が良いことから、この成分をできるだけ、検出できるアパーチャ１４０が最適であることが判る。アパーチャ１４０は１°以下に制限している。図４より、最適な角度が±４°となるようにアパーチャ１４０の制限を±４°とすることで、光量を最大限確保しつつ、平滑度検出の精度を低下させることはない。
【００６０】
これによって、散乱光によるノイズを低減しつつ、光量低下によるノイズを極力抑えることができる光学センサを提供できた。
【００６１】
（接触部材）
また本実施の形態における光学センサは、図１２に示すように、全体が筐体１６０内に納められており、筐体１６０の開口部１６１より記録紙２０に光を照射し、記録紙２０からの正反射光を取り込む構造のものであってもよい。この場合、記録紙２０と筐体１６０との間には接触部材１７０を設けてもよい。
【００６２】
接触部材１７０を介し、筐体１６０と記録紙２０とが接触していることで、常に、記録紙２０と正反射光検出器１３０及び光源１１０との距離が一定になる。これにより、高精度の検出が可能になる。入射角が８０°を超えると、正反射光検出器１３０及び光源１１０と記録紙２０との距離が非常に敏感に影響を与える。接触部材１７０としては、例えば、回転体のローラなどを利用して、摩擦抵抗を下げる方法もあるが、ローラの回転振動を受けるため、測定結果にノイズがのる。
【００６３】
本実施の形態では、筐体１６０の表面にフッ素樹脂等の摩擦抵抗を低減できる部材を設置し、摺動性を確保する。今回、接触部材に採用したフッ素樹脂は被対象物である紙の上を滑ると共に、紙の平滑度に大きな影響を与えない。一般的にすべり抵抗の小さい、高い硬度のものは、被対象物を傷つけてしまう。本実施の形態では、被対象物を紙などのような弾性体を念頭においてあるため、硬いものは利用できない。フッ素樹脂等の樹脂材料は、自分自身を削りながら摩擦抵抗を低減できるので、記録紙２０を傷つけない。これにより、記録紙２０を傷つけることなく、光源１１０及び正反射光検出器１３０と記録紙２０との距離を一定にすることができ、高精度の平滑度検出が可能となる。
【００６４】
（制御部）
次に、本実施の形態における光学センサの制御部１５０について説明する。図１３に示されるように、制御部１５０には、正反射光検出器１３０等からの信号の入出力制御を行なうＩ／Ｏ部１５１、信号処理等の各種演算を行なう演算処理部１５２、平均化処理等を行なう平均化処理部１５３、各種情報が記憶されている記憶部１５４を有している。また、本実施の形態における光学センサ１００は、制御部１５０を介し画像形成装置等に接続されている。尚、本実施の形態における説明では、制御部１５０は、光学センサに含まれているものであるが、本実施の形態における光学センサが含まれる画像形成装置内に設置されるものであって、本実施の形態における光学センサの制御等を行なうものであってもよい。
【００６５】
（光学センサによる検出方法等）
次に、本実施の形態における光学センサによる検出方法等を図１４に基づき説明する。
【００６６】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示すように、本実施の形態における光学センサを用いた反射光強度検出操作を開始する。具体的には、電源をオンにする操作、または、本実施の形態における光学センサに接続されている画像形成装置に印刷の開始を知らせる信号が送られることにより、本実施の形態における光学センサを用いた反射光強度検出操作を開始する。
【００６７】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、記録紙２０が搬送される。このように記録紙２０が搬送させることにより、光源１１０から出射された光はコリメートレンズ２０を介し、搬送された記録紙２０に照射され、記録紙２０における正反射光が、正反射光検出器１３０に入射する。尚、記録紙２０が搬送されている状態において、記録紙２０に光を照射し、記録紙２０において正反射光を検出することにより、記録紙２０の一方の端から他方の端までの正反射光を検出することができる。具体的には、図８に示すような記録紙２０に光の照射された位置に対応する正反射光量を測定することができる。このような正反射光量は。記録紙の種類等により特定のパターン等を有する場合には、記録紙の種類を特定する際、非常に有利となる。
【００６８】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、記録紙２０における反射光強度検出が終了し、測定結果が処理部１５０に伝達される。
【００６９】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示すように、処理部１５０において、正反射光検出器１３０において検出された光強度を平均化する処理を行なう。この平均化する処理は、処理部１５０における平均化処理部１５３において行なわれる。
【００７０】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）に示すように、処理部１５０において、平均化処理された光強度に基づき平滑度を算出する。具体的には、処理部１５０における演算処理部１５２において、処理部１５０における記憶部１５４に記憶されている所定の変換式に基づき、光強度から平滑度を算出する。例えば、正反射光検出器１３０により検出された正反射光の強度をＸ（ｍＶ）とした場合に、平滑度Ｙ（ｓｅｃ）は、Ｙ＝０．４６×Ｘ＋１９．８となる変換式に基づき平滑度を算出することができる。
【００７１】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）に示すように、処理部１５０において、算出された平滑度に基づき、画像形成装置において記録紙２０に印刷を行う際の定着時の作像プロセス値を決定する。具体的には、処理部１５０における記憶部１５４に記憶されている図１５に示す平滑度とプロセス条件との関係に基づき、算出された平滑度に最も近い条件を定着時の作像プロセス値として決定する。
【００７２】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）に示すように、画像形成装置において記録紙２０に印刷が行なわれ、記録紙２０に画像が形成される。
【００７３】
以上により、本実施の形態における光学センサを用いて平滑度を検出することができ、検出された平滑度に基づき画像形成装置の印刷条件を設定することができる。
【００７４】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における光学センサは、図１６に示されるように、光源１１０と、光源１１０からの光をコリメートするコリメートレンズ１２０、記録紙２０からの正反射光を検出する正反射光検出器（第１の光検出器）１３０、記録紙２０からの拡散反射光を検出する拡散反射光検出器（第２の光検出器）２３０、拡散反射光検出器２３０に所定の偏光成分の光のみを入射させるための偏光フィルタ２４０を有している。
【００７５】
本実施の形態において光学センサでは、光源１１０は、直線偏光を有しており、正反射光検出器１３０とは異なる位置に拡散反射光検出器２３０を配置し、拡散反射光検出器２３０は、光源１１０の偏光方向と、有限の角度を持つ方向の偏光をのみを受光する選択機能を有している。これにより、記録紙２０の種類の選択をより高い精度で正確に行なうことができる。
【００７６】
本実施の形態における光学センサにおいては、光源１１０から記録紙２０に照射された光の正反射光を受光する正反射光検出器１３０は、記録紙２０の表面において正反射した光のみを受光する。また、拡散反射光検出器２３０は、記録紙２０の内部に入射した光が、記録紙２０の内部において散乱し、記録紙２０の内部で偏光方向が回転した光、即ち、内部散乱光を受光する。内部散乱光の光強度は記録紙２０の密度等に大きく影響を受けるため、拡散反射光検出器２３０において検出される信号強度には、記録紙２０の密度の情報が含まれている。本実施の形態における光学センサでは、正反射光検出器１３０により得られる情報と、拡散反射光検出器２３０により得られる情報との２つの情報に基づき、記録紙２０の種類等を判断するため、より正確に記録紙２０の種類等を判断することができる。
【００７７】
前述したように、記録紙２０のエアリーク試験では、記録紙２０の内部に入り込むエア２２が存在しており、このエア２２の量は記録紙２０の密度と相関関係にある。本実施の形態では、拡散反射光検出器２３０により、記録紙２０の内部に進入した光の情報も得ることができるため、記録紙２０の密度等の情報を得ることができ、記録紙２０の種類等をより正確に判断することができる。尚、記録紙２０の密度とは記録紙２０を形成しているセルロースである紙の繊維と空隙のとの占める割合で決定される。
【００７８】
尚、正反射光検出器１３０では表面の状態を評価することはできるが、これだけでは、エアリーク試験の平滑度との整合性は十分ではない場合がある。これは記録紙２０の平滑度は記録紙２０の表面近傍の内部エアリークの状況によっても変化するからであるものと考えられる。
【００７９】
本実施の形態における光学センサでは、拡散反射光検出器２３０を設け、偏光フィルタ２４０を透過した入射光の偏光方向と垂直な偏光方向の光を入射させ検出することにより、記録紙２０の内部において、偏光方向が回転した量を定量化することができ、記録紙２０の内部の情報を得る。記録紙２０の表面における反射光及び散乱光は偏光方向が回転しないが、記録紙２０の内部において散乱した光は偏光方向が回転する。このため偏光フィルタ２４０により、記録紙２０の表面において反射した光及び散乱した光の成分を除去することにより、記録紙２０の内部に侵入した内部散乱光のみを拡散反射光検出器２３０により検出することができる。
【００８０】
このような偏光フィルタ２４０を用いることにより、正反射光検出器１３０において検出された情報と拡散反射光検出器２３０において検出された情報とは独立したものとなる。
【００８１】
次に、図１７には実際に測定した正反射光検出器１３０と拡散反射光検出器２３０の検出結果を示す。これは１１種類の記録紙２０について、各々３箇所ずつ測定した結果である。この数値に基づき、以下の（１）に示す式に合わせた多変量解析を行った。尚、Ｘ１は第１の受光部の信号強度、Ｘ２は第２の受光部の信号強度、ａは第１の定数、ｂは第２の定数、ｃは第３の定数である。
Ｙ＝ａＸ１＋ｂＸ２＋ｃ・・・・・（１）
本実施の形態では、第１の定数、第２の定数、第３の定数の最適化を行ない、ａを１．６２、ｂを−２．８５、ｃを８１．１７と定めた。図１８（ａ）には、拡散反射光検出器２３０により検出された信号強度と、正反射光検出器１３０により検出された信号強度の値とを用いて、上記の（１）に示す式により求めた計算値Ｙを１８Ａとして示す。このときの相関関係の値を算出したところＲ２＝０．８６６であった。
【００８２】
これに対し、図１８（ｂ）には、正反射光検出器１３０により検出された信号強度を用いて、下記の（２）に示す式より求めた計算値Ｙを１８Ｂとして示す。尚、Ｘ１は第１の受光部の信号強度、ｄは第１の定数、ｅは第２の定数である。このときの相関関係の値を算出したところＲ２＝０．８４５であった。
Ｙ＝ｄＸ１＋ｅ・・・・・・・・・（２）
以上より、拡散反射光検出器２３０により検出された信号強度を用い、上記（１）に示す式により算出した値は、記録紙の平滑度との相関関係の値を０．０２高めることができる。このように、正反射光検出器１３０により検出された値と拡散反射光検出器２３０により検出された信号強度とを用いることにより、平滑度の検出精度を上げることができる。これは、エアリーク試験においても、図１に示すように、記録紙２０の表面の状態のみならず、記録紙２０の内部の状態にも依存するものと考えると、本実施の形態のように、記録紙２０における内部の情報を加えることにより、整合性が高まり、記録紙２０の平滑度をより高い精度で検出することができると考えられる。
【００８３】
（制御部）
次に、本実施の形態における光学センサの制御部１５０について説明する。図１９に示されるように、制御部１５０には、正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０等からの信号の入出力制御を行なうＩ／Ｏ部１５１、信号処理等の各種演算を行なう演算処理部１５２、平均化処理等を行なう平均化処理部１５３、各種情報が記憶されている記憶部１５４を有している。また、本実施の形態における光学センサは、制御部１５０を介し画像形成装置等に接続されている。尚、本実施の形態における説明では、制御部１５０は、光学センサに含まれているものであるが、本実施の形態における光学センサが含まれる画像形成装置内に設置されるものであって、本実施の形態における光学センサの制御等を行なうものであってもよい。
【００８４】
（光学センサによる検出方法等）
次に、本実施の形態における光学センサによる検出方法等を図２０に基づき説明する。
【００８５】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、本実施の形態における光学センサを用いた正反射光の強度検出操作を開始する。具体的には、電源をオンにする操作、または、本実施の形態における光学センサに接続されている画像形成装置に印刷の開始を知らせる信号が送られることにより、正反射光強度検出操作を開始する。
【００８６】
同様に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、本実施の形態における光学センサを用いた拡散反射光強度検出操作を開始する。具体的には、ステップ２０２と同様である。
【００８７】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）に示すように、記録紙２０が搬送される。このように記録紙２０が搬送させることにより、光源１１０から出射された光はコリメートレンズ２０を介し、搬送された記録紙２０に照射され、記録紙２０における正反射光が正反射光検出器１３０に入射し、内部拡散反射光が拡散反射光検出器２３０に入射する。
【００８８】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）に示すように、記録紙２０における正反射光強度の測定が終了し、測定結果が処理部１５０に伝達される。
【００８９】
同様に、ステップ２１０（Ｓ２１０）に示すように、記録紙２０における拡散反射光強度の測定が終了し、測定結果が処理部１５０に伝達される。
【００９０】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）に示すように、処理部１５０において、正反射光検出器１３０において検出された正反射光強度を平均化する処理を行なう。この平均化する処理は、処理部１５０における平均化処理部１５３において行なわれる。
【００９１】
同様に、ステップ２１４（Ｓ２１４）に示すように、処理部１５０において、拡散反射光検出器２３０において検出された拡散反射光強度を平均化する処理を行なう。この平均化する処理は、処理部１５０における平均化処理部１５３において行なわれる。
【００９２】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）に示すように、処理部１５０において、平均化処理された正反射光強度及び拡散反射光強度に基づき平滑度を算出する。具体的には、処理部１５０における演算処理部１５２において、処理部１５０における記憶部１５４に記憶されている所定の変換式に基づき、光強度から平滑度を算出する。この変換式は、上述した（１）に示す式であり、正反射光検出器１３０により検出された正反射光の強度をＸ（ｍＶ）とし、拡散反射光検出器２３０により検出された拡散反射光の強度をＸ（ｍＶ）とした場合に、Ｙ＝１．６２×Ｘ１−２．８５×Ｘ２＋８１．１７となる変換式であり、この変換式に基づき平滑度Ｙ（ｓｅｃ）を算出することができる。
【００９３】
次に、ステップ２１８（Ｓ２１８）に示すように、処理部１５０において、算出された平滑度に基づき、画像形成装置において記録紙２０に印刷を行う際の定着時の作像プロセス値を決定する。具体的には、処理部１５０における記憶部１５４に記憶されている図１５に示す平滑度とプロセス条件との関係に基づき、算出された平滑度に最も近い条件を定着時の作像プロセス値として決定する。
【００９４】
次に、ステップ２２０（Ｓ２２０）に示すように、画像形成装置において記録紙２０に印刷が行なわれ、記録紙２０に画像が形成される。
【００９５】
以上により、本実施の形態における光学センサを用いて平滑度を検出することができ、検出された平滑度に基づき画像形成装置の印刷条件を設定することができる。
【００９６】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００９７】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態における光学センサに記録紙２０の厚さを測定する紙厚測定センサを有するものである。本実施の形態は、図２１に示されるように、光源１１０と、光源１１０からの光をコリメートするコリメートレンズ１２０、記録紙２０からの正反射光を検出する正反射光検出器１３０、記録紙２０からの拡散反射光を検出する拡散反射光検出器２３０、拡散反射光検出器２３０に所定の偏光成分の光のみを入射させるための偏光フィルタ２４０、記録紙２０の厚さを測定する紙厚測定センサ３１０を有するものである。このような紙厚測定センサ３１０を設けることにより、記録紙２０の紙厚に依存して光学センサの測定値が変動する変動分を調節することができ、より正確な記録紙２０の判別を行なうことができる。
【００９８】
尚、本実施の形態では、紙厚測定センサ３１０を用いた場合について説明するが、記録紙２０の物理量を測定することのできるセンサであればよく、例えば、この紙厚測定センサ３１０に代えて、紙密度、紙の電気抵抗等を測定する各種センサを用いることが可能である。また、本実施の形態におけるセンサと接続される画像形成装置等において、紙種の銘柄のデータベースを有しており、そのデータベースから各種測定結果から紙種と特定する。紙のデータベースは、通信機能によって、常に新しい情報を入手できることができる。紙種を特定した後に、その紙種の色見などの補正を行うことで、高精度な平滑度検出が可能になる。
【００９９】
記録紙２０では、紙繊維の色見や蛍光材料などが誤差となる。紙種には全世界で数１００を超える銘柄があり、その銘柄ごとに生産手法が異なる。しかしながら、銘柄ごとに、紙の色見や蛍光材の量はほぼ安定しており、銘柄が判れば、補正することが可能である。よって、本実施の形態におけるセンサにより、記録紙２０の平滑度の測定をより正確に行なうことができ、これにより、より精度の高い記録紙２０の判別を行なうことができる。
【０１００】
（制御部）
次に、本実施の形態におけるセンサの制御部３５０について説明する。図２２に示されるように、制御部３５０には、正反射光検出器１３０、拡散反射光検出器２３０、紙厚測定センサ３１０等からの信号の入出力制御を行なうＩ／Ｏ部１５１、信号処理等の各種演算を行なう演算処理部１５２、平均化処理等を行なう平均化処理部１５３、各種情報が記憶されている記憶部１５４、紙種データベース３５１、フーリエ変換部３５２、紙種ランキング作成部３５３、平滑度補正部３５４を有している。フーリエ変換部３５２では図８に示すように記録紙２０の面内分布を示すグラフから、フーリエ変換することで、横軸を周期性とするパワースペクトルを算出する。この周期性は平滑度の分布など、一般的に"地合い"と呼ばれる紙がもつ独特の面内分布であり、作成条件が同じであれば、ほぼ同様な周期性を持ったパワースペクトルを示すことが判った。このパワースペクトルを全ての紙種について測定し、紙種データベースとしてコンピューター内に保管しておく。具体的には、紙種と正反射光検出器１３０、拡散反射光検出器２３０、紙厚、平滑度等の関係を記録して保管する。この紙種データベースと測定された数値との誤差を算出し、図２３に示す紙種ランキング表を作成し、誤差の最も少ない紙種を測定された記録紙２０の紙種と判断するものである。また、本実施の形態におけるセンサは、制御部３５０を介し画像形成装置等に接続されている。尚、本実施の形態における説明では、制御部３５０は、光学センサに含まれているものであるが、本実施の形態におけるセンサが含まれる画像形成装置内に設置されるものであって、本実施の形態におけるセンサの制御等を行なうものであってもよい。
【０１０１】
（センサによる検出方法等）
次に、本実施の形態におけるセンサによる検出方法等を図２４に基づき説明する。
【０１０２】
最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）に示すように、正反射光検出器１３０を用いた正反射光の強度検出操作を開始する。具体的には、電源をオンにする操作、または、本実施の形態におけるセンサに接続されている画像形成装置に印刷の開始を知らせる信号が送られることにより、正反射光強度検出操作を開始する。
【０１０３】
同様に、ステップ３０４（Ｓ３０４）に示すように、拡散反射光検出器２３０を用いた拡散反射光強度検出操作を開始する。具体的には、ステップ３０２と同様である。
【０１０４】
同様に、ステップ３０６（Ｓ３０６）に示すように、紙厚測定センサ３１０により記録紙２０の紙厚の測定が開始する。
【０１０５】
次に、ステップ３０８（Ｓ３０８）に示すように、記録紙２０が搬送される。このように記録紙２０が搬送させることにより、光源１１０から出射された光はコリメートレンズ２０を介し、搬送された記録紙２０に照射され、記録紙２０における正反射光が正反射光検出器１３０に入射し、内部拡散反射光が拡散反射光検出器２３０に入射する。また、紙厚測定センサ３１０において記録紙２０の厚さが測定される。
【０１０６】
次に、ステップ３１０（Ｓ３１０）に示すように、記録紙２０における正反射光強度の測定が終了し、測定結果が処理部３５０に伝達される。
【０１０７】
同様に、ステップ３１２（Ｓ３１２）に示すように、記録紙２０における拡散反射光強度の測定が終了し、測定結果が処理部３５０に伝達される。
【０１０８】
同様に、ステップ３１４（Ｓ３１４）に示すように、記録紙２０における厚さの測定が終了し、測定結果が処理部３５０に伝達される。
【０１０９】
次に、ステップ３１６（Ｓ３１６）に示すように、処理部３５０において、記録紙２０における正反射光強度の平均化及びフーリエ変換を行なう。具体的には、平均化処理部１５３及びフーリエ変換部３５２において行なわれる。
【０１１０】
同様に、ステップ３１８（Ｓ３１８）に示すように、処理部３５０において、記録紙２０における拡散反射光強度の平均化及びフーリエ変換を行なう。具体的には、平均化処理部１５３及びフーリエ変換部３５２において行なわれる。
【０１１１】
同様に、ステップ３２０（Ｓ３２０）に示すように、処理部３５０において、記録紙２０における厚さの平均化及びフーリエ変換を行なう。具体的には、平均化処理部１５３及びフーリエ変換部３５２において行なわれる。
【０１１２】
次に、ステップ３２２（Ｓ３２２）に示すように、処理部３５０において、紙種データベース３５１に記憶されている情報に基づき、記録紙２０における正反射光強度の平均化及びフーリエ変換された情報、記録紙２０における拡散反射光強度の平均化及びフーリエ変換された情報、記録紙２０における厚さの平均化及びフーリエ変換された情報より、図２３に示す紙種ランキング表を作成する。具体的には、紙種ランキング作成部３５３において行なわれる。
【０１１３】
次に、ステップ３２４（Ｓ３２４）に示すように、処理部３５０において、図２３に示す紙種ランキング表に基づき、最も近い値のもの、即ち、誤差の最も小さいものを記録紙２０の紙種として決定する。具体的には、演算処理部１５２等において行なわれる。
【０１１４】
一方、ステップ３２６（Ｓ３２６）に示すように、処理部３５０において、平均化処理された正反射光強度及び拡散反射光強度等に基づき平滑度を算出する。具体的には、処理部３５０における演算処理部１５２において、処理部３５０における記憶部１５４に記憶されている所定の変換式に基づき、光強度から平滑度を算出する。
【０１１５】
次に、ステップ３２８（Ｓ３２８）に示すように、処理部３５０において、決定された紙種と、算出された平滑度に基づき、平滑度を決定する。具体的には、紙種データベース３５１に記憶されている決定された紙種の平滑度と、算出された平滑度に基づき、平滑度を決定する。
【０１１６】
次に、ステップ３３０（Ｓ３３０）に示すように、処理部３５０において、決定された平滑度に基づき、画像形成装置において記録紙２０に印刷を行う際の定着時の作像プロセス値を決定する。具体的には、処理部３５０における記憶部１５４に記憶されている図１５に示す平滑度とプロセス条件との関係に基づき、算出された平滑度に最も近い条件を定着時の作像プロセス値として決定する。
【０１１７】
次に、ステップ３３２（Ｓ３３２）に示すように、画像形成装置において記録紙２０に印刷が行なわれ、記録紙２０に画像が形成される。
【０１１８】
以上により、本実施の形態におけるセンサを用いて平滑度を検出することができ、検出された平滑度に基づき画像形成装置の印刷条件を設定することができる。
【０１１９】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【０１２０】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、画像形成装置である。図２５に基づき本実施の形態における画像形成装置としてのカラープリンタ２０００について説明する。
【０１２１】
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）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ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。
【０１２４】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、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。
【０１２５】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、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。
【０１２６】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、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。
【０１２７】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、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。
【０１２８】
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。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図２５における面内で矢印方向に回転するものとする。
【０１２９】
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。
【０１３０】
光走査装置２０１０は、上位装置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、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、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。
【０１３１】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラ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。
【０１３５】
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上に順次スタックされる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
この光学センサ２２４５は、一例として図２６に示されるように、光源１１０、コリメートレンズ１２０、第１の光検出器１３０、第２の光検出器２３０、偏光フィルタ２４０、及びこれらが収納される暗箱１６０等を有している。尚、光学センサ２２４５は、第１の実施の形態または第２の実施の形態の光学センサ、第３の実施の形態のセンサであってもよい。
【０１３９】
暗箱１６０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。
【０１４０】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、記録紙の表面に直交する方向をＺ軸方向、記録紙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、記録紙の＋Ｚ側に配置されているものとする。
【０１４１】
光源１１０は、複数の発光部を有している。各発光部は、同一の基板上に形成された垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、光源１１０は、面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）を含んでいる。ここでは、一例として図２７に示されるように、９個の発光部（ｃｈ１〜ｃｈ９）が２次元配列されている。
【０１４２】
光源１１０は、記録紙に対してＳ偏光が照射されるように配置されている。また、光源１１０からの光束の記録紙への入射角θ（図２８参照）は、８０°である。
【０１４３】
コリメートレンズ１２０は、光源１１０から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。コリメートレンズ１２０を介した光束は、暗箱１６０に設けられている開口部を通過して記録紙を照明する。なお、以下では、記録紙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１２０を介した光束を「照射光」ともいう。
【０１４４】
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おける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における入射面である。
【０１４５】
偏光フィルタ２４０は、照明中心の＋Ｚ側に配置されている。この偏光フィルタ２４０は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を遮光する偏光フィルタである。なお、偏光フィルタ２４０に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いてもよい。
【０１４６】
第１の光検出器１３０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、照明中心と第１の光検出器１３０の中心とを結ぶ線Ｌ１と、記録紙の表面とのなす角度φ１は１７０°である。
【０１４７】
第２の光検出器２３０は、偏光フィルタ２４０の＋Ｚ側に配置されている。ここでは、図２９に示されるように、照明中心と偏光フィルタ２４０及び第２の光検出器２３０の中心とを結ぶ線Ｌ２と、記録紙の表面とのなす角度φ２は９０°である。受光器の前には、アパーチャ１４０が配置され、散乱光が受光器に入るのを防いでいる。
【０１４８】
光源１１０の中心と、照明中心と、偏光フィルタ２４０の中心と、第２の光検出器２３０の中心と、第１の光検出器１３０の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。
【０１４９】
ところで、記録紙を照明したときの記録紙から反射光は、記録紙の表面で反射された反射光と、記録紙の内部で反射された反射光に分けて考えることができる。また、記録紙の表面で反射された反射光は、正反射された反射光と拡散反射された反射光に分けて考えることができる。以下では、便宜上、記録紙の表面で正反射された反射光を「表面正反射光」、拡散反射された反射光を「表面拡散反射光」ともいう（図３０（ａ）及び図３０（ｂ）参照）。
【０１５０】
記録紙の表面は、平面部と傾面部とで構成され、その割合で記録紙表面の平滑性が決定される。平面部で反射された光は表面正反射光となり、斜面部で反射された光は表面拡散反射光となる。表面拡散反射光は、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。そして、平滑性が高くなるほど表面正反射光の光量が増加する。
【０１５１】
一方、記録紙の内部からの反射光は、該記録紙が一般の印刷用紙である場合、その内部の繊維中で多重散乱するため拡散反射光のみとなる。以下では、便宜上、記録紙の内部からの反射光を「内部拡散反射光」ともいう（図３０（ｃ）参照）。この内部拡散反射も、表面拡散反射光と同様に、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。
【０１５２】
表面正反射光及び表面拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向と同じである。ところで、記録紙の表面で偏光方向が回転するには、入射光がその光軸に対して該回転の向きに傾斜した面で反射されなくてはならない。ここでは、光源の中心と照明中心と各受光器の中心とが同一平面上にあるため、記録紙の表面で偏光方向が回転した反射光は、いずれの受光器の方向にも反射されない。
【０１５３】
一方、内部拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して回転している。これは、繊維中を透過し、多重散乱される間に旋光し、偏光方向が回転するためと考えられる。
【０１５４】
そこで、偏光フィルタ２４０には、表面拡散反射光及び内部拡散反射光が入射する。表面拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向と同じＳ偏光であるため、表面拡散反射光は、偏光フィルタ２４０で遮光される。一方、内部拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して回転しているため、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が、偏光フィルタ２４０を透過する。すなわち、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分が第２の光検出器２３０で受光される（図３１参照）。
【０１５５】
内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の光量は、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、該Ｐ偏光成分の光量が、記録紙の繊維中を通過する際の経路長に依存するためである。
【０１５６】
第１の光検出器１３０には、表面正反射光と、表面拡散反射光及び内部拡散反射光のごく一部が入射する。すなわち、第１の光検出器１３０には、主として、表面正反射光が入射する。
【０１５７】
第２の光検出器２３０及び第１の光検出器１３０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。なお、以下では、光源１１０からの光束が記録紙に照射されたときの、第２の光検出器２３０の出力信号における信号レベルを「Ｓ１」、第１の光検出器１３０の出力信号における信号レベルを「Ｓ２」という。
【０１５８】
本実施の形態では、Ｓ１によって得られた数値から、概ね、平滑度を検出することが可能であるが、Ｓ２によって得られた情報によって、補正を加えることで、正確な平滑度を検出している。補正方法は、第２の実施の形態において示した方法により行なう。これによって得られた平滑度を元に、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。上記方法以外に、平滑度の検出ではなく、紙種を特定し、画像形成品質を向上させる手法もある。以下にその紙種特定の手法について記す。
【０１５９】
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Ｓ１及びＳ２の値を計測し、該計測結果を「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。図３２には、国内で販売されている３０銘柄の記録紙について、Ｓ１及びＳ２の計測値が示されている。なお、図３２における枠は、同一銘柄のばらつき範囲が示されている。例えば、Ｓ１及びＳ２の計測値が「◇」であれば、銘柄Ｄと特定される。また、Ｓ１及びＳ２の計測値が「■」であれば、最も近い銘柄Ｃと特定される。また、Ｓ１及びＳ２の計測値が「◆」であれば、銘柄Ａあるいは銘柄Ｂのいずれかである。このときは、例えば、銘柄Ａでの平均値と計測値との差、及び銘柄Ｂでの平均値と計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Ａであると仮定して該計測値を含めてばらつきを再計算するとともに、銘柄Ｂであると仮定して該計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よい。
【０１６０】
従来は、正反射光の光量から記録紙表面の光沢度を検出し、正反射光の光量と拡散反射光の光量の比から記録紙表面の平滑度を検出し、記録紙を識別しようとしていた。これに対し、本実施形態では、記録紙表面の光沢度及び平滑度のみならず、記録紙の他の特性である厚さ及び密度も含んだ情報を反射光から検出し、識別可能な記録紙の種類を従来よりも拡大させている。
【０１６１】
また、第３の実施の形態のように、紙の厚さを検出する第３のセンサなどを用いて、さらに、紙種検出精度を上げることも可能である。紙厚センサに関しては、例えば、紙の搬送ローラの移動をホールセンサで検出する方法などがある。
【０１６２】
例えば、従来の識別方法で用いられていた記録紙表面の情報のみでは、普通紙とマットコート紙の区別は困難であった。本実施形態では、記録紙表面の情報に、記録紙内部の情報を加えることにより、普通紙とマットコート紙の区別だけでなく、複数銘柄の普通紙、及び複数銘柄のマットコート紙もそれぞれ区別することが可能となった。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
（１）光学センサ２２４５の複数の発光部を同時に点灯させる。
（２）第２の光検出器２３０及び第１の光検出器１３０の出力信号からＳ１及びＳ２の値を求める。
（３）記録紙判別テーブルを参照し、得られたＳ１及びＳ２の値から記録紙の銘柄を特定
する。
（４）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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
ところで、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の光量は、記録紙に照射される光の光量（照射光量）に対して微小であることが確認されている。例えば、入射角θが８０°のとき、拡散反射光の光量は、照射光量に対して４桁ほど小さく、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の光量は、さらにその半分以下である。
【０１６８】
そこで、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を精度良く検出するには、光源の出力を高くするとともに、正確かつ検出量が最大となる受光条件で内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を受光することが望ましい。
【０１６９】
内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を正確かつ検出量が最大となるように受光するためには、以下のことが重要である。
（１）内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の検出は、少なくとも表面正反射光が含まれる方向では行わない。
【０１７０】
これは、実際には照射光を完全にＳ偏光だけにすることは困難であり、表面での反射光もＰ偏光成分を含んでしまうことによる。このため、表面正反射光が含まれる方向では、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分よりも、照射光にもともと含まれていて表面で反射されたＰ偏光成分のほうが大きくなってしまう。そこで、仮に表面正反射光が含まれる方向に偏光フィルタ２４０及び第２の光検出器２３０を配置すると、記録紙内部の情報が含まれる反射光量を精度良く検出することができない。
【０１７１】
ところで、照射光を完全にＳ偏光だけにするために、消光比の高い偏光フィルタを用いることも考えられるが、高コスト化を招く。
（２）内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分の検出を、記録紙における照明中心の法線方向で行う。
【０１７２】
これは、内部拡散反射光が完全拡散反射とみなせるため、検出方向に対する反射光量はランバート分布で近似でき、照明中心の法線方向が最も反射光量が多くなることによる。照明中心の法線方向に偏光フィルタ２４０及び第２の光検出器２３０を配置すると、Ｓ／Ｎが高く、最も精度が高い。
【０１７３】
また、本実施の形態において、光学センサ２２４５は、一例として図３３に示されるように、２つのミラー（４１０、４２０）を更に備えていても良い。
【０１７４】
ここでは、光源１１０は、Ｚ軸に平行な方向に光束を射出し、コリメートレンズ１２０は、光軸がＺ軸に平行となるように配置されている。
【０１７５】
そして、ミラー４１０は、コリメートレンズ１２０を介した光束を、記録紙での入射角が８０°となるように、その光路を曲げる。
【０１７６】
ミラー４２０は、ミラー４１０と同等のミラーであり、Ｘ軸方向に関して、開口部を挟んでミラー４１０と対向する位置に配置されている。そこで、記録紙からの表面正反射光は、その進行方向がＺ軸に平行になるように、その光路が曲げられる。
【０１７７】
そして、第１の光検出器１３０は、ミラー４２０の＋Ｚ側に配置され、ミラー４２０で光路が曲げられた表面正反射光を受光する。
【０１７８】
この場合は、光源及び受光器を傾斜した状態でそれぞれ支持する部材が不要であり、かつ電気回路を簡素化することができる。これにより、低コストで、小型化が可能な光学センサを実現できる。
【０１７９】
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よい。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。
【０１８０】
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よい。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２５０４と前記レジストローラ対２０５６の間の搬送路近傍に配置しても良い。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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く、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であってもよい。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
なお、光学センサ２２４５を対象物の厚さ検出へ応用することができる（図３４参照）。従来の厚さ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。そして、対象物の厚さ検出を必要とする画像形成装置内に設置するには最適である。
【０１８６】
また、光学センサ２２４５を対象物の密度検出へ応用することができる（図３５参照）。従来の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。そして、対象物の密度検出を必要とする画像形成装置内に設置するには最適である。
【０１８７】
また、上述した実施の形態における光学センサ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。
【０１８８】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１８９】
２０        記録紙
１００      光学センサ
１１０      光源
１２０      コリメータレンズ
１３０      正反射光検出器（第１の光検出器）
１４０      アパーチャ
１５０      制御部
１５１      Ｉ／Ｏ部
１５２      演算処理部
１５３      平均化処理部
１５４      記憶部
１６０      筐体
１６１      開口部
１７０      接触部材
２３０      拡散反射光検出器（第２の光検出器）
２４０      偏光フィルタ
２０００    カラープリンタ（画像形成装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９０】
【特許文献１】特開２００２−３４０５１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２１７０号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６３８０号公報
【特許文献４】特開平１０−１６０６８７号公報
【特許文献５】特開２００６−６２８４２号公報
【特許文献６】特開平１１−２４９３５３号公報
【特許文献７】特開平８−５５７３号公報
【特許文献８】特許第３３４９０６９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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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