(57)【要約】【課題】防塵フィルムが測定結果に与える影響を軽減した光学センサを提供する。【解決手段】発光部４１及び正反射光検出器４２を内部に収容するとともに、記録材２０の面に対向する記録材対向面に開口面４６を備え、発光部からの照射光Ｌ１を開口面まで通過させるための照射光路空間４７及び記録材からの正反射光Ｌ２を開口面から正反射光検出器まで通過させるための正反射光路空間４８が形成されたセンサ筐体４３と、照射光路空間及び正反射光路空間内に配置されるレンズ４４，４５とを有する平滑度センサ４０において、レンズと開口面との間の光路空間部分を塞ぐように設置される、光透過性を有する防塵フィルム５１，５２を有し、防塵フィルムは、開口面を塞ぐように設置される場合よりも、防塵フィルムの面に対する光の入射角が小さくなるように設置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に照射する光を発光する発光部と、
前記発光部からの照射光のうち測定対象物で正反射した正反射光を受光する受光部と、
前記発光部及び前記受光部を内部に収容するとともに、測定対象物の面に対向する測定対象物対向面に開口面を備え、前記発光部からの照射光を前記開口面まで通過させるための照射光路空間及び測定対象物からの正反射光を前記開口面から前記受光部まで通過させるための正反射光路空間が形成されたセンサ筐体と、
前記照射光路空間及び前記正反射光路空間の少なくとも一方の光路空間内に配置されるレンズ部材とを有する光学センサにおいて、
前記少なくとも一方の光路空間における前記レンズ部材と前記開口面との間の光路空間部分を塞ぐように設置される、光透過性を有する防塵用薄板部材を有し、
前記防塵用薄板部材は、前記開口面を塞ぐように設置される場合よりも、当該防塵用薄板部材の面に対する光の入射角が小さくなるように、前記光路空間部分に設置されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
請求項１の光学センサにおいて、
前記測定対象物の面に対する前記照射光の入射角が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項３】
請求項１又は２の光学センサにおいて、
前記防塵用薄板部材の面に対する当該防塵用薄板部材を透過する光の入射角が、０°以上２０°以下の範囲内となるように、前記防塵用薄板部材が前記光路空間部分に設置されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学センサにおいて、
前記防塵用薄板部材が前記光路空間部分を塞ぐ使用位置と、該防塵用薄板部材が前記センサ筐体の外部へ露出する露出位置との間で、該防塵用薄板部材を移動させる移動手段を有することを特徴とする光学センサ。
【請求項５】
請求項４の光学センサにおいて、
前記移動手段は、前記使用位置と露出位置との間で前記防塵用薄板部材をスライド移動させるものであることを特徴とする光学センサ。
【請求項６】
請求項４の光学センサにおいて、
前記移動手段は、前記防塵用薄板部材を所定の回動軸回りに回動させることで前記使用位置と露出位置との間を移動させるものであることを特徴とする光学センサ。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光学センサにおいて、
前記防塵用薄板部材は、可撓性を有するフィルム状部材であることを特徴とする光学センサ。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学センサにおいて、
前記センサ筐体は、筐体本体と、該筐体本体に対して着脱可能な着脱部材とから構成されており、
前記防塵用薄板部材は、前記着脱部材を前記筐体本体から取り外したときに露出するように、前記センサ筐体に取り付けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項９】
請求項８の光学センサにおいて、
前記防塵用薄板部材は前記着脱部材に取り付けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項１０】
請求項８の光学センサにおいて、
前記防塵用薄板部材は前記筐体本体に取り付けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学センサにおいて、
前記開口面の一部から入り込む気流が前記防塵用薄板部材の面に沿って流れた後に該開口面の他部から流出するための流路が形成されるように、該防塵用薄板部材と該開口面との間の光路空間部分の内壁面が湾曲していることを特徴とする光学センサ。
【請求項１２】
記録材に画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至１１のいずれか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部から照射されて対象物で反射した正反射光を受光する反射型の光学センサ、及び、これを備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、記録紙等の記録材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、トナー像を記録材に定着させて画像を形成する。このような画像形成装置において、高画質化を図る上で考慮する必要があるのが、トナー像を定着する際の温度や圧力等の定着条件である。記録材に記録される画像品質は、記録材の材質、厚さ、湿度、平滑性、塗工状態等により影響を受けるためである。
【０００３】
特許文献１や特許文献２には、記録材に照射された光の正反射方向における反射光量と、記録材を透過した透過光量とから、記録材の種類が、普通紙であるか、光沢紙であるか、ＯＨＰシートであるかの識別を行う画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、記録材の識別結果に応じて定着条件を変更する制御を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
記録材に記録される画像品質は、特に、記録材上における画像が記録される面の平滑性（以下、「記録材の平滑性」という。）によって大きな影響を受ける。記録材面上の凹凸の程度によって凹部に対するトナーの定着率が変化するため、記録材の平滑性を考慮した定着条件で定着を行わないと、高画質な画像が得られないばかりか、場合によっては定着不良などの異常画像を引き起こすおそれがあるからである。そのため、記録材の平滑性の違いに応じて定着条件を細かく変更し、その記録材に適合した定着条件で定着処理を行うことが望まれる。
【０００５】
記録材の平滑性を示す指標としては、平滑度というパラメータが知られている。したがって、記録材の平滑度に応じて定着条件を変更することができれば、多様な記録材に対して高画質化を実現することができる。しかしながら、記録材の平滑度は、多くの場合、記録材のパッケージに印字されておらず、ユーザーが容易に入手できるような情報ではない。そのため、記録材の平滑度を知るには、使用される記録材を所定の測定方法でいちいち測定して平滑度の情報を入手せざるを得ない。
【０００６】
記録材の平滑度の測定方法は、記録材の面と所定の試験板とを密着させて、その密着面を介して一定量の空気が流れ出る時間を測定するという方法（ＪＩＳ  Ｐ  ８１１９）がとられる。しかしながら、この方法では、記録材の平滑度を短時間で測定することが困難である。そのため、より短時間で記録材の平滑度を測定できる方法が望まれる。
【０００７】
本出願人は、特願２０１２−１８７５９６号（以下「先願」という。）において、反射型の光学センサを用い、記録材面からの正反射光量の違いによって平滑度を簡易に測定可能な光学センサを提案した。これは、記録材面に対する光の入射角θ１を７５°≦θ１≦８５°とすることにより、その正反射光量と記録材面の平滑度との間に高い相関が得られることを見出し、このような入射角となるように光学センサを構成したものである。この先願に係る光学センサを用いれば、記録材の平滑度を短時間で測定できるので、この光学センサによる測定結果に基づいて定着条件などを制御することにより、多様な記録材に対して高画質化を実現することが可能である。
【０００８】
ところが、本発明者らの研究の結果、前記先願に係る光学センサには次のような問題が存在することが判明した。
一般に、光学センサは、発光部と受光部がセンサ筐体内部に収容され、そのセンサ筐体の記録材対向面が記録材の面に近接するように記録材の面に対して平行になるように配置される。発光部からの光は、センサ筐体内の光路空間に配置されたレンズ部材を通過して、センサ筐体の記録材対向面に形成された開口面から射出され、記録材面に到達する。また、記録材面からの正反射光は、センサ筐体の記録材対向面に形成された当該開口面からセンサ筐体内の光路空間を通り、その光路空間内に配置されたレンズ部材を通過してセンサ筐体内の受光部に受光される。
【０００９】
このような光学センサにおいては、例えば光路空間内に配置されたレンズ部材に紙粉等の異物が付着しないように、センサ筐体の記録材対向面に形成された開口面を塞ぐように光透過性を有する防塵フィルム（防塵用薄板部材）を設置することが多い。上述したとおり、センサ筐体の記録材対向面は記録材面に略平行であるため、その記録材対向面に形成される開口面を塞ぐように防塵フィルムを設置すると、防塵フィルムの面も記録材面に対して略平行に位置決めされる。
【００１０】
従来の光学センサは、記録材面に対する光の入射角θ１が前記先願に係る光学センサほど大きくないため、開口面に設置した防塵フィルム面に対する光の入射角もあまり大きくない。そのため、防塵フィルム面での反射光はわずかであり、防塵フィルムの設置が光学センサによる測定精度に大きな影響を与えることはなかった。しかしながら、記録材面に対する光の入射角θ１が前記先願のように大きくなると、開口面に設置した防塵フィルム面に対する光の入射角も大きくなる。そのため、防塵フィルム面での反射光が従来よりも多くなる。その結果、発光部からの光の多くが防塵フィルム面を透過せずに反射してしまい、記録材面に照射される光量が不足したり、記録材面と防塵フィルム面との間で多重反射が生じてＳ／Ｎ比が悪化したりする。よって、前記先願に係る光学センサのように記録材面に対する光の入射角θ１が大きい光学センサでは、記録材面に略平行に形成される開口面に防塵フィルムを設置すると、光学センサによる測定精度を落とすという問題が生じる。
【００１１】
なお、この問題は、記録材の平滑度を測定するための光学センサに限らず、測定対象物の面に対する光の入射角が比較的大きい光学センサであれば、同様に生じ得る問題である。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、防塵フィルム等の防塵用薄板部材が測定結果に与える影響を軽減した光学センサ及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、測定対象物に照射する光を発光する発光部と、前記発光部からの照射光のうち測定対象物で正反射した正反射光を受光する受光部と、前記発光部及び前記受光部を内部に収容するとともに、測定対象物の面に対向する測定対象物対向面に開口面を備え、前記発光部からの照射光を前記開口面まで通過させるための照射光路空間及び測定対象物からの正反射光を前記開口面から前記受光部まで通過させるための正反射光路空間が形成されたセンサ筐体と、前記照射光路空間及び前記正反射光路空間の少なくとも一方の光路空間内に配置されるレンズ部材とを有する光学センサにおいて、前記少なくとも一方の光路空間における前記レンズ部材と前記開口面との間の光路空間部分を塞ぐように設置される、光透過性を有する防塵用薄板部材を有し、前記防塵用薄板部材は、前記開口面を塞ぐように設置される場合よりも、当該防塵用薄板部材の面に対する光の入射角が小さくなるように、前記光路空間部分に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、防塵用薄板部材が光学センサによる測定結果に与える影響を軽減できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態における画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】同画像形成装置における平滑度センサが設置される箇所の拡大模式図である。
【図３】同平滑度センサの斜視図である。
【図４】同平滑度センサの構成を示す模式図である。
【図５】同平滑度センサの制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】平滑度と定着条件との関係を示すテーブルデータの一例を示す説明図である。
【図７】実験の構成を示す説明図である。
【図８】実験結果における検出角と相関係数との関係を示すグラフである。
【図９】構成例１における平滑度センサを示す模式図である。
【図１０】構成例２における平滑度センサを示す模式図である。
【図１１】構成例２における平滑度センサの斜視図である。
【図１２】構成例３における平滑度センサを示す斜視図である。
【図１３】構成例４における平滑度センサを示す斜視図である。
【図１４】構成例５における平滑度センサを示す斜視図である。
【図１５】構成例６における平滑度センサを示す模式図である。
【図１６】平滑度センサの開口面を塞ぐように防塵フィルムを設置した例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光学センサを、画像形成装置で画像を形成する記録材の平滑度を検出するための平滑度センサとして用いた一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式を採用するものである。画像形成装置本体１００の上には画像読取装置２００が設置され、画像形成装置本体１００の図中右側面には両面ユニット３００が取り付けられている。
【００１７】
画像形成装置本体１００には、中間転写装置１０が備わっている。中間転写装置１０は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状の中間転写ベルト１１を備え、中間転写ベルト１１を図中反時計まわりに走行させる。中間転写装置１０の下側には、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）、ブラック（ｋ）の各色に対応した４つの作像装置１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ，１２ｋが、中間転写ベルト１１に沿って並べて設置されている。各作像装置１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ，１２ｋは、図中時計まわりに回転するドラム状の感光体と、その感光体の周囲に配置される帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などによって構成されている。
【００１８】
作像装置１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ，１２ｋの下側には、露光装置１３が設置されている。また、露光装置１３の下側には、給紙装置１４が設置されている。給紙装置１４には、記録材２０を収納する給紙カセット１５が二段に設けられている。そして、各給紙カセット１５の右上には、各給紙カセット１５内の記録材２０を一枚ずつ繰り出して記録材搬送路１６に送り込む給紙コロ１７が設けられている。
【００１９】
記録材搬送路１６は、画像形成装置本体１００内の図中右側を下方から上方に向けて記録材を搬送し、最終的に、画像形成装置本体１００と画像読取装置２００との間に形成する胴内排紙部１８へ排出するように形成されている。記録材搬送路１６には、レジストローラ１９、中間転写ベルト１１と対向する二次転写ローラ２１、定着装置２２、排紙ローラ２３などが設けられている。レジストローラ１９の記録材搬送方向上流側には、両面ユニット３００から再給紙され、または両面ユニット３００を横切って手差し給紙装置３６から手差し給紙される記録材２０を記録材搬送路１６に合流させる給紙路３７が設けられている。また、定着装置２２の記録材搬送方向下流側には、胴内排紙部１８へ向かう排出路と、両面ユニット３００へ向かう再給紙搬送路２４との分岐が形成されている。
【００２０】
本画像形成装置においてコピーを取るときは、画像読取装置２００で原稿画像を読み取って露光装置１３で書き込みを行い、各作像装置１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ，１２ｋのそれぞれの感光体上に各色トナー画像を形成し、そのトナー像を一次転写装置２５ｃ，２５ｍ，２５ｙ，２５ｋで順次中間転写ベルト１１上へ転写してカラー画像を形成する。一方、給紙コロ１７の１つを選択的に回転し、これに対応する給紙カセット１５から記録材２０を繰り出して記録材搬送路１６に送り込み、または手差し給紙装置３６から手差し記録材を給紙路３７へ送り込む。そして、記録材搬送路１６を通して記録材２０をレジストローラ１９で搬送し、タイミングを取って二次転写位置へと送り込む。そして、中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を二次転写ローラ２１により記録材２０上に転写する。画像転写後の記録材２０は、定着装置２２で画像定着後、排紙ローラ２３で排出して胴内排紙部１８上にスタックする。
【００２１】
記録材２０の裏面にも画像を形成するときには、再給紙搬送路２４に入れて両面ユニット３００で反転してから給紙路３７を通して再給紙し、別途中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を記録材２０に二次転写した後、再び定着装置２２で定着して排紙ローラ２３で胴内排紙部１８に排出する。
【００２２】
図２は、本実施形態における平滑度センサが設置される箇所の拡大模式図である。
本実施形態の画像形成装置本体１００には、二次転写位置に搬送される記録材２０の種類、より詳しくは記録材２０の平滑度を検出するための平滑度センサ４０が設けられている。本実施形態の平滑度センサ４０は、給紙カセット１５からの記録材２０、手差し給紙装置３６からの記録材２０はいずれも通るが、両面ユニット３００からの記録材２０は通らない記録材搬送路１６の箇所に設置されている。給紙カセット１５からの記録材２０又は手差し給紙装置３６からの記録材２０は、搬送ローラ対２６に挟持されて送り出されることで、平滑度センサ４０の記録材対向面に沿って記録材２０が搬送されるように案内される。このため、本実施形態における平滑度センサ４０の記録材対向面と記録材２０の面との距離は、常に一定になるように構成されている。
【００２３】
次に、本実施形態における画像形成装置で画像を形成する記録材の平滑度を検出するための平滑度センサの構成について説明する。
図３は、平滑度センサ４０の斜視図である。
図４は、平滑度センサ４０の構成を示す模式図である。
本実施形態の平滑度センサ４０は、反射型の光学センサで構成されている。具体的には、発光部４１、発光部４１から出射された照射光をコリメートするレンズ部材としてのコリメートレンズ４４、記録材２０の面に正反射した正反射光を検出するフォトダイオード等からなる受光部としての正反射光検出器４２、正反射光検出器４２に所定の角度の光のみを入射させるためのレンズ部材としてのレンズ４５を、センサ筐体４３の内部に収容して構成されている。
【００２４】
センサ筐体４３は、測定対象物である記録材２０の面に対向する記録材対向面（測定対象物対向面）が平面状に形成されており、その記録材対向面に開口面４６が形成されている。発光部４１からの照射光Ｌ１は、センサ筐体４３の内部に形成された照射光路空間４７を通ってコリメートレンズ４４を通過し、開口面４６から記録材２０の面に向けて射出される。また、記録材２０の面からの正反射光Ｌ２は、開口面４６からセンサ筐体４３の内部に入り込み、センサ筐体４３の内部に形成された正反射光路空間４８を通ってレンズ４５を通過し、正反射光検出器４２に受光される。
【００２５】
本実施形態の発光部４１は、開口面４６の法線Ｎに対する照射光Ｌ１の光軸の角度θ１が７５°以上８５°以下の範囲内となるように、センサ筐体４３内に位置決めされている。上述したように、測定対象物である記録材２０は、この開口面４６が形成されている記録材対向面を沿うようにして搬送されるため、本実施形態の平滑度センサ４０は、記録材２０の面に対する照射光の入射角が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されている。なお、本実施形態においては、記録材２０の面に対する照射光の入射角が約８０°となるように構成されている。
【００２６】
本実施形態における平滑度センサ４０において、発光部４１の光源には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を好適に用いることができる。ＬＥＤは、チップタイプのもので、外形が約３ｍｍ角程度のものを用いることができる。発光波長は、８５０ｎｍの赤外線を用いる。赤外線の方が正反射光検出器４２の感度が高いためである。ただし、可視光などの他の発光波長であってもよい。発光部４１のＬＥＤは、ＡＢＳ樹脂等により形成されたセンサ筐体４３に直接固定されている。
【００２７】
また、記録材２０には精度のよいコリメート光が照射されることが好ましいことから、照射光路空間にはコリメートレンズ４４が設けられている。コリメートレンズ４４は、例えば、焦点距離ｆが９ｍｍ、直径が２ｍｍのものを用いることができ、コリメートレンズ４４の焦点位置に発光部４１の発光点が位置するように配置されている。コリメートレンズ４４は、０．５ｍｍ程度の固定のりしろをとって、センサ筐体４３に固定されている。本実施形態においては、発光部４１の発光点と、コリメートレンズ４４の中心とを結ぶ線が照射光の光軸となる。
【００２８】
正反射光検出器４２についても、発光部４１の場合と同様に、センサ筐体４３内に固定されている。本実施形態において、正反射光検出器４２には、フォトダイオード（ＰＤ：photodiode）が用いられている。ＰＤは、大きさが３ｍｍ角程度あり、受光面となる光検出面が１ｍｍ角のものを用いることができる。正反射光検出器４２に光を入射させるためのレンズ４５は、例えば、焦点距離ｆが９ｍｍ、直径が３ｍｍのものが用いることができ、レンズ４５の焦点位置に、正反射光検出器４２のＰＤ受光面が位置するように配置されている。これにより、正反射光検出器４２に入射する光の取り込み角度幅は、約５°となる。本実施形態において、レンズ４５の中心と正反射光検出器４２となるＰＤの受光面中心とを結ぶ線が正反射光の光軸となる。
【００２９】
本実施形態におけるセンサ筐体４３は、光を吸収する黒色のＡＢＳ樹脂等により形成されており、センサ筐体４３によって外乱光は除去される。センサ筐体４３の内部には、発光部４１、コリメートレンズ４４、正反射光検出器４２、レンズ４５等を固定して設置することができるように形成されている。センサ筐体４３の大きさは、コリメートレンズ４４やレンズ４５の大きさ等に依存する。
【００３０】
なお、本実施形態の平滑度センサ４０は、記録材２０からの正反射光を受光する受光部のみを設けた構成であるが、拡散反射光を受光する受光部を追加で設けた構成としてもよい。
【００３１】
ところで、本実施形態の平滑度センサ４０は、上述したとおり、記録材２０の面に対する照射光の入射角θ１が７５°以上８５°以下の範囲内という大きな値となる構成となっている。そのため、図１６に示すように、記録材２０の面と略平行な開口面４６を塞ぐように防塵フィルム５０を設置すると、その防塵フィルム５０の内面に対する照射光Ｌ１の入射角も大きな値となる。その結果、多くの照射光Ｌ１が防塵フィルム５０を透過できなくなり、記録材２０に照射される照射光の光量が不足してしまう。正反射光Ｌ２についても、図１６に示すように開口面４６を塞ぐように防塵フィルム５０を設置すると、その防塵フィルム５０の外面に対する正反射光Ｌ２の入射角が大きな値となり、記録材２０の面と防塵フィルム５０の外面との間で多重反射が生じてＳ／Ｎ比が悪化してしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態の平滑度センサ４０では、図４に示すように、開口面４６ではなく、照射光路空間４７及び正反射光路空間４８の内部に、それぞれ防塵フィルム５１，５２を設けている。より詳しくは、照射光路空間４７内の防塵フィルム５１は、コリメートレンズ４４と開口面４６との間の光路空間部分を塞ぐように設けられ、正反射光路空間４８内の防塵フィルム５２は、開口面４６とレンズ４５との間の光路空間部分を塞ぐように設けられている。
【００３３】
そして、本実施形態においては、防塵フィルム５１，５２の面に対する照射光Ｌ１及び正反射光Ｌ２の入射角が、開口面４６を塞ぐように防塵フィルム５０を設置した図１６の例よりも小さくなるように、防塵フィルム５１，５２が配置されている。これにより、図１６の例と比べて、防塵フィルムで反射してしまう光量を減らすことができるので、記録材２０に照射される照射光Ｌ１の光量不足や、記録材２０の面と防塵フィルム５０との間の多重反射によるＳ／Ｎ比の悪化を抑制することができる。
【００３４】
特に、本実施形態においては、防塵フィルム５１，５２を通過する照射光Ｌ１及び正反射光Ｌ２の光軸に対して防塵フィルム５１，５２の面が略直角となるように防塵フィルム５１，５２が配置されている。これにより、照射光Ｌ１及び正反射光Ｌ２が防塵フィルム５１，５２で反射する光量をほぼゼロに抑えることができるので記録材２０に照射される照射光Ｌ１の光量不足や多重反射によるＳ／Ｎ比の悪化を効果的に抑制できる。
【００３５】
なお、防塵フィルム５１，５２の面に対する照射光Ｌ１及び正反射光Ｌ２の入射角が０°以上２０°以下の範囲内となるように構成すれば、実際上問題とならない。ただし、フィルタ寸法が３ｍｍで、フィルタ設置公差を±０．２ｍｍ程度として考えると、この入射角の設計公差は±４°程度となる。
【００３６】
防塵フィルム５１，５２としては、レンズ４４，４５よりも紙粉等の異物が表面に付着するときの付着力が弱まるようなものであれば、特に限定はなく、例えば、ポリエステル等の透明な薄板部材を用いることができる。また、帯電防止剤として酸化スズ等を用いた透明導電膜を用いることもできる。
【００３７】
図５は、本実施形態における平滑度センサ４０の制御部１５０の概略構成を示すブロック図である。
制御部１５０は、平滑度センサ４０の正反射光検出器４２等と接続されており、正反射光検出器４２等に対する信号の入出力制御を行うＩ／Ｏ部１５１と、信号処理等の各種演算を行う演算処理部１５２と、平均化処理等を行う平均化処理部１５３と、各種情報が記憶される記憶部１５４とを有している。
【００３８】
平滑度センサ４０を用いて記録材２０の平滑度を検出する場合、発光部４１から出射された照射光Ｌ１が、コリメートレンズ４４を介して、平滑度センサ４０の開口面４６との対向位置に搬送されてくる記録材２０の面に照射される。これにより、記録材２０の面で正反射した正反射光が正反射光検出器４２に入射する。本実施形態では、搬送中の記録材２０に対して、照射光Ｌ１を連続的に照射し、記録材２０からの正反射光を連続的に検出することで、記録材２０の搬送方向一端から他端までの正反射光を検出することが可能である。
【００３９】
このような正反射光の光量の検出結果は制御部１５０に送られる。制御部１５０では、平均化処理部１５３において、正反射光検出器４２から連続的に出力される正反射光量を平均化する処理を行う。そして、平均化処理された正反射光量に基づき、演算処理部１５２において平滑度を算出する処理を行う。この処理では、記憶部１５４に記憶されている所定の変換式を用いて、正反射光量から平滑度を算出する。例えば、正反射光量を示す正反射光検出器４２の出力信号値をＸ［ｍＶ］とした場合、平滑度Ｙ［ｓｅｃ］は、Ｙ＝０．４６×Ｘ＋１９．８となる変換式を用いて平滑度を算出することができる。
【００４０】
このようにして平滑度を算出したら、次に、制御部１５０は、演算処理部１５２において、算出した平滑度に基づき、その記録材２０に対する定着条件を決定する処理を行う。具体的には、例えば、記憶部１５４に記憶されている図６に示す平滑度と定着条件との関係を示すテーブルデータに基づき、算出された平滑度に最も近い定着条件を選定する。
【００４１】
次に、本実施形態における平滑度センサ４０において、記録材２０の平滑度を検出するための最適な入射角θ１を調べる実験結果について説明する。
本実験では、図７に示すように、発光部４１から出射された光が、記録材２０において正反射し、その正反射光が正反射光検出器４２に入射するように、発光部４１、正反射光検出器４２、記録材２０を配置した。記録材２０の紙面における法線に対し、発光部４１より記録材２０に入射する照射光Ｌ１の光軸の角度（入射角）をθ１とし、記録材２０において反射され正反射光検出器４２に入射する正反射光の光軸の角度をθ２とした場合、角度（入射角）θ１と角度（検出角）θ２とが等しくなるように配置する。
【００４２】
本実験では、入射角θ１及び検出角θ２を６０°から９０°まで変化させる。この際に、入射角θ１と検出角θ２とが同一となるように、発光部４１及び正反射光検出器４２を同時に移動させる。測定には高精度のフォトゴニオメーターを利用した。発光部４１にはレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、図７には不図示のコリメータレンズにより、ビーム径が約１ｍｍ程度の平行光とした。正反射光検出器４２には、検出領域が約２ｍｍ角のフォトダイオード（ＰＤ）を用いた。正反射光検出器４２であるＰＤに入射する光は、図７には不図示のレンズを介して入射する。正反射光検出器４２における光の取り込み角度幅を０．５°程度とし、入射角θ１及び検出角θ２を０．１°刻みに変化させて実験を行った。ＬＤは電流値を一定しにすることにより、発光強度を一定にした。ＰＤにおいては、入射した光が光量に応じた電流へ変換され、更に、オペアンプによって電圧に変換される。この電圧値を読み取ることにより、正反射光検出器４２であるＰＤに入射した正反射光Ｌ２の光量の検出を行った。
【００４３】
実験においては、記録材２０となる普通紙を３０種類選定した。選定した３０種類の普通紙は市場で流通している紙種とほぼ同じである。これらの普通紙の平滑度を予め所定の平滑度測定方法（ＪＩＳ  Ｐ  ８１１９）により測定しておく。普通紙において平滑度測定を行った領域とフォトゴニオメーターでの測定する領域とをほぼ同じ領域とする。
【００４４】
図８は、入射角θ１及び検出角θ２の角度と相関係数との関係を示すグラフである。
このグラフは、入射角θ１及び検出角θ２を代表して検出角を横軸にとり、相関係数を縦軸にとったものである。図８に示すように、入射角θ１及び検出角θ２が約８０°であるときに相関係数がピークを示しており、そのピークとなる相関関数の値は０．８に近い。このピークに対し、入射角θ１及び検出角θ２が５°ずれている８５°や７５°までの間においては、相関係数の値が約０．７以上を維持している。相関係数の値が０．７を下回ってしまうと、記録材２０の平滑度測定としては不十分であり、記録材２０の平滑度に応じて定着条件等の制御を行うには相関係数が０．７以上であることが求められる。
【００４５】
よって、平滑度センサ４０を用いて記録材２０の平滑度を測定し、その測定結果を定着条件等の制御に用いる場合には、記録材２０への照射光Ｌ１の入射角θ１及び検出角θ２は、８０±５°の範囲内、すなわち、７５°≦θ１≦８５°であることが好ましい。
なお、本実験における相関係数の値は、下記の数１に示される式に基づき算出したものである。
【数１】
2015048239.tif 000003
【００４６】
ここで、本実施形態の平滑度センサ４０は、センサ外部に露出している開口面４６ではなく、センサ筐体４３の内部に入り込んだ光路空間部分に防塵フィルム５１，５２が配置されている。そのため、防塵フィルム５１，５２に付着した異物を清掃したり、防塵フィルム５１，５２を交換したりするメンテナンス作業がやりにくいという新たな不具合が生じる。そのため、防塵フィルム５１，５２のメンテナンス作業がやりやすくなるような構成を付加することが好ましい。
【００４７】
防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める方法としては、開口面４６の記録材搬送方向長さを広くとり、センサ外部から開口面４６を介して防塵フィルム５１，５２にアクセスしやすいようにすることが有効である。しかしながら、このように開口面４６の記録材搬送方向長さを広くとると、その開口面４６の縁に記録材２０の先端が引っ掛かりやすくなり、記録材２０の搬送不良を引き起こしやすくなる。したがって、開口面４６の記録材搬送方向長さを広くせずに、防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める方策が好ましい。
【００４８】
〔構成例１〕
図９は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める一構成例（以下「構成例１」という。）を示す模式図である。
本構成例１は、防塵フィルム５１，５２が光路空間４７，４８を塞ぐ使用位置（図９中破線で示す位置）と、防塵フィルム５１，５２がセンサ筐体４３の外部へ露出する露出位置（図９中実線で示す位置）との間で、防塵フィルム５１，５２を移動させる移動手段を備えている。本構成例１の移動手段は、センサ筐体４３にスリット５４を設け、このスリット５４を通じて、防塵フィルム５１，５２を使用位置と露出位置との間でのスライド移動を可能とするものである。より詳しくは、使用位置に位置する防塵フィルム５１，５２は、その一部がスリット５４に挟持されることで保持され、その防塵フィルム５１，５２をスリット５４を介して外部へ引き抜くことができる。
【００４９】
〔構成例２〕
図１０は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める他の構成例（以下「構成例２」という。）を示す模式図である。
本構成例２も、防塵フィルム５１，５２が光路空間４７，４８を塞ぐ使用位置（図１０中破線で示す位置）と、防塵フィルム５１，５２がセンサ筐体４３の外部へ露出する露出位置（図１０中実線で示す位置）との間で、防塵フィルム５１，５２を移動させる移動手段を備えている。ただし、本構成例２の移動手段は、所定の回転軸５５に回動可能に支持された回動部材５６に防塵フィルム５１，５２を取り付け、その回動動作により使用位置と露出位置との間で防塵フィルム５１，５２を移動させるものである。
【００５０】
より詳しくは、本構成例２においても、センサ筐体４３にスリット５４を設けられており、回動部材５６を回転軸５５の回りで回動させることで、防塵フィルム５１，５２をスリット５４から出し入れすることができる。本構成例２によれば、防塵フィルム５１，５２が回動部材５６を介してセンサ筐体４３に接続されたまま、防塵フィルム５１，５２を使用位置と露出位置との間で移動させることができるので、防塵フィルム５１，５２が紛失してしまう事態が抑制される。
【００５１】
また、本構成例２においては、防塵フィルム５１，５２が可撓性を有するものであるため、図１１に示すように、防塵フィルム５１，５２の出し入れの際に防塵フィルム５１，５２を撓ませることができる。これにより、防塵フィルム５１，５２の取り扱いの自由度が高まり、防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性が更に向上する。なお、防塵フィルム５１，５２に可撓性を持たせてメンテナンス性を向上させることは、本構成例２に限らない。
【００５２】
〔構成例３〕
図１２は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める更に他の構成例（以下「構成例３」という。）を示す模式図である。
本構成例３は、防塵フィルム５１，５２がセンサ筐体４３に固定された構成となっている。ただし、センサ筐体４３が、筐体本体４３Ａと、筐体本体４３Ａに対して着脱可能な着脱部材４３Ｂとから構成されており、着脱部材４３Ｂを筐体本体４３Ａから取り外したときに防塵フィルム５１，５２がセンサ外部に露出するように構成されている。本構成例３では、筐体本体４３Ａに防塵フィルム５１，５２が固定されており、着脱部材４３Ｂに開口面４６が形成された構成となっている。本構成例３によれば、着脱部材４３Ｂを筐体本体４３Ａから取り外すことで、防塵フィルム５１，５２へアクセスするための開口面が広くなるので、メンテナンス性が向上する。
【００５３】
〔構成例４〕
図１３は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める更に他の構成例（以下「構成例４」という。）を示す模式図である。
本構成例４も、防塵フィルム５１，５２がセンサ筐体４３に固定された構成となっており、センサ筐体４３が、筐体本体４３Ａと、筐体本体４３Ａに対して着脱可能な着脱部材４３Ｂとから構成されている。ただし、本構成例４では、着脱部材４３Ｂに防塵フィルム５１，５２が固定されており、着脱部材４３Ｂに開口面４６が形成された構成となっている。本構成例４によれば、防塵フィルム５１，５２を含む着脱部材４３Ｂを筐体本体４３Ａから取り外すことで、防塵フィルム５１，５２のメンテナンス作業のスペースに制限が無くなる結果、メンテナンス性が向上する。
【００５４】
〔構成例５〕
図１４は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める更に他の構成例（以下「構成例５」という。）を示す模式図である。
本構成例５も、防塵フィルム５１，５２がセンサ筐体４３に固定された構成となっており、センサ筐体４３が、筐体本体４３Ａと、筐体本体４３Ａに対して着脱可能な着脱部材４３Ｂとから構成されている。本構成例５では、筐体本体４３Ａに防塵フィルム５１，５２が固定されており、着脱部材４３Ｂを筐体本体４３Ａから取り外したときに防塵フィルム５１，５２がセンサ外部に露出するように構成されている。より詳しくは、記録材搬送方向上流側に向くセンサ筐体側面又は記録材搬送方向下流側に向くセンサ筐体側面を構成するセンサ筐体部分が着脱部材４３Ｂとなっており、この着脱部材４３Ｂを取り外すことで、防塵フィルム５１，５２へアクセスするためのスペースが確保される。記録材対向面側から防塵フィルム５１，５２へアクセスすることが難しいときには、上述した構成例３よりも、本構成例５の方がメンテナンス性を高めることができる。
【００５５】
〔構成例６〕
図１５は、本実施形態における防塵フィルム５１，５２のメンテナンス性を高める更に他の構成例（以下「構成例６」という。）を示す模式図である。
本構成例６では、図１５の矢印Ａで示すように、開口面４６の一部から入り込む気流が防塵フィルム５１，５２の面に沿って流れた後に開口面４６の他部から流出するための流路が形成されるように、防塵フィルム５１，５２と開口面４６との間の光路空間部分の内壁面が湾曲している。このように光路空間部分の内壁面を湾曲させることで、開口面４６の一部から清掃用のエアを送り込んだときに、そのエアが防塵フィルム５１，５２の面に沿って開口面４６の他部からスムーズに流れ出る気流を生じさせることができる。これにより、防塵フィルム５１，５２の面に付着していた異物がエアで落とされた後、光路空間内の角部に異物が残留してしまうことなく、開口面４６から外部へ排出することができる。
【００５６】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
記録材２０等の測定対象物に照射する光を発光する発光部４１と、前記発光部からの照射光のうち測定対象物で正反射した正反射光を受光する正反射光検出器４２等の受光部と、前記発光部及び前記受光部を内部に収容するとともに、測定対象物の面に対向する記録材対向面等の測定対象物対向面に開口面４６を備え、前記発光部からの照射光Ｌ１を前記開口面まで通過させるための照射光路空間４７及び測定対象物からの正反射光Ｌ２を前記開口面から前記受光部まで通過させるための正反射光路空間４８が形成されたセンサ筐体４３と、前記照射光路空間及び前記正反射光路空間の少なくとも一方の光路空間内に配置されるコリメートレンズ４４やレンズ４５等のレンズ部材とを有する平滑度センサ４０等の光学センサにおいて、前記少なくとも一方の光路空間における前記レンズ部材と前記開口面との間の光路空間部分を塞ぐように設置される、光透過性を有する防塵フィルム５１，５２等の防塵用薄板部材を有し、前記防塵用薄板部材は、前記開口面を塞ぐように設置される場合よりも、当該防塵用薄板部材の面に対する光の入射角θ１が小さくなるように、前記光路空間部分に設置されていることを特徴とする。
本態様における防塵用薄板部材は、センサ筐体の測定対象物対向面に形成されている開口面ではなく、紙粉等の異物の付着を抑制したい対象となるレンズ部材と当該開口面との間の光路空間部分を塞ぐように設置される。そして、この防塵用薄板部材は、当該開口面を塞ぐように設置される場合よりも、当該防塵用薄板部材の面に対する光の入射角が小さくなるように設置されている。そのため、当該開口面を塞ぐように防塵用薄板部材を設置する場合よりも、防塵用薄板部材の面での反射光が少なくなるので、防塵用薄板部材が光学センサによる測定結果に与える影響が軽減される。
【００５７】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記測定対象物の面に対する前記照射光の入射角が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、測定対象物の面の平滑度を、短時間で高精度に測定することが可能となる。
【００５８】
（態様Ｃ）
前記態様Ａ又はＢにおいて、前記防塵用薄板部材の面に対する当該防塵用薄板部材を透過する光の入射角が、０°以上２０°以下の範囲内となるように、前記防塵用薄板部材が前記光路空間部分に設置されていることを特徴とする。
これによれば、防塵フィルムで反射してしまう光量を十分に減らすことができるので、防塵用薄板部材が光学センサによる測定結果に与える影響が大幅に軽減できる。
【００５９】
（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記防塵用薄板部材が前記光路空間部分を塞ぐ使用位置と、該防塵用薄板部材が前記センサ筐体の外部へ露出する露出位置との間で、該防塵用薄板部材を移動させる移動手段を有することを特徴とする。
これによれば、防塵用薄板部材を露出位置に位置させることで、防塵用薄板部材のメンテナンス性を向上させることができる。
【００６０】
（態様Ｅ）
前記態様Ｄにおいて、前記移動手段は、前記使用位置と露出位置との間で前記防塵用薄板部材をスライド移動させるものであることを特徴とする。
これによれば、簡易な構成で、露出位置と使用位置との間で防塵用薄板部材を移動させることができる。
【００６１】
（態様Ｆ）
前記態様Ｄにおいて、前記移動手段は、前記防塵用薄板部材を所定の回動軸回りに回動させることで前記使用位置と露出位置との間を移動させるものであることを特徴とする。
これによれば、防塵用薄板部材のメンテナンス時に防塵用薄板部材が紛失してしまう事態を抑制できる。
【００６２】
（態様Ｇ）
前記態様Ｄ〜Ｆのいずれかの態様において、前記防塵用薄板部材は、可撓性を有するフィルム状部材であることを特徴とする。
これによれば、防塵用薄板部材の取り扱いの自由度が高まり、防塵用薄板部材のメンテナンス性が向上する。
【００６３】
（態様Ｈ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記センサ筐体は、筐体本体４３Ａと、該筐体本体に対して着脱可能な着脱部材４３Ｂとから構成されており、前記防塵用薄板部材は、前記着脱部材を前記筐体本体から取り外したときに露出するように、前記センサ筐体に取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、着脱部材４３Ｂを取り外すことで、防塵用薄板部材を露出させることができ、防塵用薄板部材のメンテナンスが容易になる。
【００６４】
（態様Ｉ）
前記態様Ｈにおいて、前記防塵用薄板部材は前記着脱部材に取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、取り外した着脱部材に防塵用薄板部材が取り付けられているため、防塵用薄板部材のメンテナンス作業のスペースに制限が無くなる結果、メンテナンス性が向上する。
【００６５】
（態様Ｊ）
前記態様Ｈにおいて、前記防塵用薄板部材は前記筐体本体に取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、着脱部材４３Ｂを取り外すことで、筐体本体に取り付けられた防塵用薄板部材を露出させることができ、防塵用薄板部材を容易にメンテナンスすることができる。
【００６６】
（態様Ｋ）
前記態様Ａ〜Ｊのいずれかの態様において、前記開口面の一部から入り込む気流が前記防塵用薄板部材の面に沿って流れた後に該開口面の他部から流出するための流路が形成されるように、該防塵用薄板部材と該開口面との間の光路空間部分の内壁面が湾曲していることを特徴とする。
これによれば、前記構成例６で説明したように、防塵用薄板部材の面に付着していた異物が気流により落とされた後、光路空間内の角部に異物が残留してしまうことなく、開口面から外部へ排出することができる。
【００６７】
（態様Ｌ）
記録材２０に画像を形成する画像形成装置において、前記態様Ａ〜Ｋのいずれかの態様に係る光学センサを有することを特徴とする。
これによれば、防塵用薄板部材が光学センサによる測定結果に与える影響が軽減され、光学センサにより測定対象物の測定を高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１  中間転写ベルト
１２  作像装置
１３  露光装置
１５  給紙カセット
１６  記録材搬送路
１９  レジストローラ
２０  記録材
２１  二次転写ローラ
２２  定着装置
２５  一次転写装置
４０  平滑度センサ
４１  発光部
４２  正反射光検出器
４３  センサ筐体
４３Ａ  筐体本体
４３Ｂ  着脱部材
４４  コリメートレンズ
４５  レンズ
４６  開口面
４７  照射光路空間
４８  正反射光路空間
５０，５１，５２  防塵フィルム
５４  スリット
５５  回転軸
５６  回動部材
１００  画像形成装置本体
１５０  制御部
２００  画像読取装置
３００  両面ユニット
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開平１０−１６０６８７号公報
【特許文献２】特開２００６−６２８４２号公報
【図１】
2015048239.tif 000004
【図２】
2015048239.tif 000005
【図３】
2015048239.tif 000006
【図４】
2015048239.tif 000007
【図５】
2015048239.tif 000008
【図６】
2015048239.tif 000009
【図７】
2015048239.tif 000010
【図８】
2015048239.tif 000011
【図９】
2015048239.tif 000012
【図１０】
2015048239.tif 000013
【図１１】
2015048239.tif 000014
【図１２】
2015048239.tif 000015
【図１３】
2015048239.tif 000016
【図１４】
2015048239.tif 000017
【図１５】
2015048239.tif 000018
【図１６】
2015048239.tif 000019