(57)【要約】【課題】記録材等の測定対象物の平滑度をより高精度に測定することを課題とする。【解決手段】光源１１０からの照射光のうち記録紙２０で正反射した正反射光を受光する正反射光検出器１３０と、同記録紙で拡散反射した拡散反射光を受光する拡散反射光検出器２３０とを有する光学センサ１００において、記録紙面に対する照射光の入射角θ１が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されており、拡散反射光検出器は、記録紙面で拡散反射した反射光のうち、記録紙面法線に対する反射角度θ３が０°よりも大きく、かつ、記録紙面法線に対する正反射光の反射角度θ２よりも小さい拡散反射光を受光するように構成されている。【選択図】図２
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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正反射光受光部と、
前記発光部からの照射光のうち測定対象物で拡散反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光部とを有する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おり、
前記拡散反射光受光部は、前記測定対象物の面で拡散反射した反射光のうち、該測定対象物の面の法線に対する反射角度が０°よりも大きく、かつ、該測定対象物の面の法線に対する前記正反射光の反射角度よりも小さい拡散反射光を受光す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２】
請求項１の光学センサにおいて、
前記拡散反射光受光部は、前記測定対象物の面の法線に対する反射角度が６６°以上７０°以下の範囲内である拡散反射光を受光す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、
前記拡散反射光受光部は、前記拡散反射光の反射角度を中心とした±２°の角度範囲内の拡散反射光を集光する集光部材を有す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、
前記発光部から照射される光は赤外光であることを特徴とする光学センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学センサにおいて、
前記正反射光受光部が前記正反射光だけでなく前記発光部からの照射光のうち測定対象物の面で反射しない直接光も受光す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６】
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５のいずれか１項に記載の光学センサと、
前記光学センサにおける正反射光受光部及び拡散反射光受光部の受光結果に基づいて、前記記録材の種類を判別する記録材種類判別手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記記録材種類判別手段は、前記光学センサにおける正反射光受光部及び拡散反射光受光部の受光結果に基づいて前記記録材の表面の平滑度を算出し、算出した平滑度に基づいて前記記録材の種類を判別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及び拡散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。例えば、平滑性に関しては、定着条件によって、記録材における表面凹部へのトナー定着率が低くなり、画像濃度ムラや色ムラ等が生じて高画質な画像を得ることができない場合がある。
【０００３】
特許文献１には、記録材面に対する光の入射角θ１光源より記録材に入射する光の記録材の法線に対する角度（入射角θ１）を８０°≦θ１≦８８°とし、その正反射光及び拡散反射光を受光する光学センサが開示されている。この光学センサのような角度で光源から記録材へ光を入射させることで、その記録材からの正反射光量と当該記録材の平滑度との間に高い相関が得られる。したがって、この光学センサの正反射光量から記録材の平滑度を高精度に測定することができる。しかも、この光学センサでは、正反射光量だけでなく拡散反射光の受光量も利用して記録材の平滑度を算出するので、記録材の平滑度は正反射光量と拡散反射光量という２種類の情報から算出される。よって、正反射光量という１種類の情報から記録材の平滑度を算出する場合よりも、更に高精度に記録材の平滑度を測定することができる。その結果、当該光学センサの正反射光量及び拡散反射光量から算出される記録材の平滑度に基づいて当該記録材に適した定着条件を高精度に選択することが可能となり、様々な種類の記録材に対して高画質な画像を得ることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、本出願人は、前記特許文献１に係る特許出願の後に、特願２０１２−１８７５９６号（以下「先願」という。）において、記録材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においても、正反射光量だけでなく拡散反射光の受光量も利用して記録材の平滑度を算出しており、正反射光量と拡散反射光量という２種類の情報から記録材の平滑度を算出している。よって、正反射光量という１種類の情報から記録材の平滑度を算出する場合よりも、より高精度な記録材の平滑度測定が実現される。
【０００５】
ところが、前記特許文献１や前記先願における光学センサにおいて、記録材の平滑度の算出に用いている拡散反射光は、記録材面で拡散反射した拡散反射光のうち、当該記録材面の法線方向に向かう拡散反射光である。本発明者らは、より高精度な平滑度の測定を実現すべく鋭意研究を行った結果、平滑度の測定に用いる拡散反射光の記録材面の法線に対する反射角度を変化させることで、正反射光量及び拡散反射光量から算出される平滑度と実際の平滑度との相関度合いが変化することを見出した。そして、平滑度の測定に用いる拡散反射光の記録材面の法線に対する反射角度を変化させることにより、前記特許文献１や前記先願の光学センサよりも高精度な平滑度の測定が可能であるという知見を得た。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、記録材等の測定対象物の平滑度をより高精度に測定可能な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】
【０００７】
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正反射光受光部と、前記発光部からの照射光のうち測定対象物で拡散反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光部とを有する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おり、前記拡散反射光受光部は、前記測定対象物の面で拡散反射した反射光のうち、該測定対象物の面の法線に対する反射角度が０°よりも大きく、かつ、該測定対象物の面の法線に対する前記正反射光の反射角度よりも小さい拡散反射光を受光するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定対象物の平滑度をより高精度に測定することが可能となるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エアリーク試験の説明図である。
【図２】実施形態における光学センサの構成を示す模式図である。
【図３】実施形態における光学センサの制御部の主要部を示すブロック図である。
【図４】実施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である。
【図５】記録紙における正反射光強度の面内分布の説明図である。
【図６】平滑度とプロセス条件との関係を示す表である。
【図７】記録紙の平滑度を検出するために最適な入射角を調べる実験に用いた実験装置の模式図である。
【図８】入射角θ１及び検出角θ２の角度と相関値との関係を示すグラフである。
【図９】記録紙と光学センサとの距離が所定の位置からずれている様子を示す説明図である。
【図１０】レンズの効果を確認するための実験装置の模式図である。
【図１１】光学センサにおけるレンズ径とギャップＲ１との相関を示すグラフである。
【図１２】光の取り込み角度幅を説明するための説明図である。
【図１３】正反射光の検出角と相関値との相関を示すグラフである。
【図１４】（ａ）は、アパーチャにおいて散乱された光が正反射光検出器に入射する構造を採用した光学センサの模式図である。（ｂ）は、コリメータレンズにおいて散乱された光が正反射光検出器に入射する構造を採用した光学センサの模式図である。
【図１５】記録紙の反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
【図１６】実施形態における相関値と比較例における相関値とを比較したグラフである。
【図１７】実施形態におけるカラープリンタの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
ところで、記録材としての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。この平滑度という指標は紙に関する業界で使用されており、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われてきた。すなわち、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、すなわち、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。
【００１１】
図１は、エアリーク試験を説明するための説明図である。
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。
【００１２】
次に、本実施形態における光学センサについて説明する。
図２は、本実施形態における光学センサの構成を示す模式図である。
本実施形態における光学センサ１００は、光源１１０と、光源１１０からの光をコリメートするコリメータレンズ１２０とからなる発光部を備えている。この発光部から測定対象物である記録紙２０に照射される照射光の記録紙２０の面に対する入射角θ１は、７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されている。
【００１３】
また、本実施形態における光学センサ１００は、記録紙２０からの正反射光を検出する正反射光受光部としての正反射光検出器１３０と、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レンズ１２１と、記録紙２０からの拡散反射光を検出する拡散反射光受光部としての拡散反射光検出器２３０と、拡散反射光検出器２３０に所定の角度の光のみを入射させるためのレンズ２４０とを備えている。正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０は、例えばフォトダイオードから構成される。
【００１４】
正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０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う。なお、本実施形態における光学センサ１００は、底面側に開口部１６１を有する筐体１６０を有しており、光源１１０、コリメータレンズ１２０、正反射光検出器１３０、レンズ１２１、拡散反射光検出器２３０、レンズ２４０等は、筐体１６０内に設置されている。
【００１５】
本実施形態における光学センサにおいては、光源１１０としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。ＬＥＤはチップタイプのものであって、外形が約３ｍｍ角程度のＬＥＤが用いられている。用いられたＬＥＤの発光波長は、８５０ｎｍの赤外線である。赤外線の方が正反射光検出器１３０等の光検出器の感度が高いためである。ＬＥＤにおける発光光量は注入される電流値で定まり、定格の２０ｍＡとして、電流値が常に一定になるように、不図示の電子回路で制御する。この光源１１０となるＬＥＤは、ＡＢＳ樹脂等により形成された筐体１６０に直接固定されている。
【００１６】
本実施形態においては、記録紙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、コリメータレンズ１２０が設けられている。コリメータレンズ１２０は、例えば、焦点距離ｆ＝９ｍｍ、直径２ｍｍφのものが用いられており、コリメータレンズ１２０の焦点位置に、光源１１０となるＬＥＤの発光点が位置するように配置されている。コリメータレンズ１２０は、０．５ｍｍ程度の固定のりしろをとって、筐体１６０に固定されている。このように、本実施形態においては、光源１１０となるＬＥＤの発光点と、コリメータレンズ１２０の中心とを結ぶ線が光軸となる。本実施形態において、光源１１０となるＬＥＤ及びコリメータレンズ１２０は、この光軸が、記録紙２０の法線に対して、約８０°になるように設置されている。この際、コリメータレンズ１２０等が記録紙２０にぶつからないように、かつ、筐体１６０自体があまり大きくならないように、適当な位置にコリメータレンズ１２０が固定されている。
【００１７】
正反射光検出器１３０についても、光源１１０の場合と同様に筐体１６０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１３０には、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）が用いられている。用いられたＰＤは、大きさが３ｍｍ角程度あり、受光面となる光検出面が１ｍｍ角のものである。正反射光検出器１３０となるＰＤに光を入射させるためのレンズ１２１は、例えば、焦点距離ｆ＝９ｍｍ、直径３ｍｍφのものが用いられており、レンズ１２１の焦点位置に、正反射光検出器１３０となるＰＤの受光面が位置するように配置されている。これによって、正反射光検出器１３０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は、レンズ１２１の中心と正反射光検出器１３０となるＰＤの受光面中心とを結ぶ線が光軸となる。正反射光検出器１３０及びレンズ１２１は、この光軸が、記録紙２０の法線に対して、８０°となるように設置されている。このため、レンズ１２１及び正反射光検出器１３０となるＰＤは、記録紙２０に対して傾いて設置されている。
【００１８】
拡散反射光検出器２３０についても、光源１１０の場合と同様に筐体１６０内に固定されている。本実施形態においては、拡散反射光検出器２３０にも、正反射光検出器１３０と同様のフォトダイオード（ＰＤ）が用いられている。拡散反射光検出器２３０となるＰＤに光を入射させるためのレンズ２４０は、そのレンズ２４０の焦点位置に、拡散反射光検出器２３０となるＰＤの受光面が位置するように配置されている。これによって、拡散反射光検出器２３０に入射する光の取り込み角度幅は、約２°となる。本実施形態においては、レンズ２４０の中心と拡散反射光検出器２３０となるＰＤの受光面中心とを結ぶ線が光軸となる。拡散反射光検出器２３０及びレンズ２４０は、この光軸が、記録紙２０の法線に対して、６８°となるように設置されている。このため、レンズ２４０及び拡散反射光検出器２３０となるＰＤは、記録紙２０に対して傾いて設置されている。
【００１９】
本実施形態における光学センサ１００の測定対象物は、画像を記録するための紙媒体である記録紙２０である。なお、本実施形態では、このような記録紙２０であるが、平滑度の測定を要する他の測定対象物についても検出可能であり、記録紙２０は測定対象物の一例として説明するものである。記録紙２０は、例えば、不図示の搬送ローラによって搬送され、ガイドに沿って移動する。このため、本実施形態における光学センサ１００と記録紙２０との距離は、常に一定になるように構成されている。ここで、正反射光検出器１３０の光軸と光源１１０の光軸とが交差する位置を焦点位置と呼ぶ。この焦点位置は、筐体１６０の底面により形成される面より、筐体１６０の内側に約５００μｍ程度入った位置となるように形成されている、従って、筐体１６０の底面に沿って搬送される記録紙２０の位置は、この焦点位置から５００μｍ離れた位置となる。
【００２０】
本実施形態における光学センサ１００は、筐体１６０の開口部１６１より記録紙２０に光を照射し、照射された光の記録紙２０からの正反射光を正反射光検出器１３０で受光し、かつ、照射された光の記録紙２０からの拡散反射光の一部を拡散反射光検出器２３０で受光する構造となっている。筐体１６０は、光を吸収する黒色のＡＢＳ樹脂等により形成されており、筐体１６０によって、外乱光は除去される。筐体１６０の大きさは、コリメータレンズ１２０、レンズ１２１，２４０の大きさ等に依存するが、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における長さが、５０ｍｍ、１０ｍｍ、６ｍｍ程度となるように形成されている。
【００２１】
次に、本実施形態における光学センサ１００の制御部１５０について説明する。
図３は、本実施形態における光学センサ１００の制御部１５０の主要部を示すブロック図である。
制御部１５０は、光学センサ１００の正反射光検出器１３０や拡散反射光検出器２３０等と接続されており、正反射光検出器１３０や拡散反射光検出器２３０等からの信号の入出力制御を行うＩ／Ｏ部１５１、信号処理等の各種演算を行う演算処理部１５２、平均化処理等を行う平均化処理部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、本実施形態における光学センサ１００の制御部１５０は、画像形成装置本体の本体制御部等にも接続されている。なお、本実施形態における説明では、制御部１５０は、光学センサ１００に含まれているものであるが、本実施形態における光学センサ１００が画像形成装置内に含まれている場合には、画像形成装置内に設置されるものであって、本実施形態における光学センサ１００の制御等を行うものであってもよい。
【００２２】
次に、本実施形態における光学センサ１００による検出方法等を図４に基づき説明する。
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、本実施形態における光学センサ１００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、本実施形態における光学センサ１００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。
同様に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、本実施形態における光学センサ１００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。
【００２３】
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タレンズ１２０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、拡散反射光が拡散反射光検出器２３０に入射する。
【００２４】
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において正反射光及び拡散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及び拡散反射光を検出することができる。具体的には、例えば、図５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。図５に示すような正反射光量の変動波形は、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。拡散反射光量についても同様に、記録紙２０に光の照射された位置に対応する拡散反射光量を測定することができ、拡散反射光量の変動波形は、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。特に、拡散反射光検出器２３０が受光する拡散反射光には、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、すなわち、内部散乱光が含まれるので、記録紙の種類の特定には有利である。
【００２５】
そして、本実施形態における光学センサ１００では、正反射光検出器１３０により得られる正反射光量の情報と、拡散反射光検出器２３０により得られる拡散反射光量の情報という２つの情報に基づき、記録紙２０の種類等を判断するため、より高精度に記録紙２０の種類等を判断することができる。
【００２６】
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、測定結果が制御部１５０に伝達される。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、測定結果が制御部１５０に伝達される。
【００２７】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）に示すように、制御部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う。この平均化する処理は、制御部１５０における平均化処理部１５３において行われる。同様に、ステップ２１４（Ｓ２１４）に示すように、制御部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う。この平均化する処理も、制御部１５０における平均化処理部１５３において行われる。
【００２８】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）に示すように、制御部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、制御部１５０における演算処理部１５２において、制御部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Ｙを算出する。この変換式は、例えば、下記の式（１）に示す一般式で表すことができる。
Ｙ  ＝  ａ×Ｘ１  ＋  ｂ×Ｘ２  ＋  ｃ  ・・・（１）
【００２９】
前記式（１）において、Ｘ１（ｍＶ）は、正反射光検出器１３０により検出された正反射光の強度であり、Ｘ２（ｍＶ）は、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であり、ａ，ｂ，ｃは実験等によって適宜決定される定数である。本実施形態では、後述する実験において各定数を決定し、例えば、Ｙ＝０．２８×Ｘ１−１．１１×Ｘ２＋５７．０９となる変換式を用いて、平滑度Ｙ（ｓｅｃ）を算出する。
【００３０】
次に、ステップ２１８（Ｓ２１８）に示すように、制御部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条件（定着条件）を決定する。具体的には、制御部１５０における記憶部１５４に記憶されている図６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条件として決定する。
【００３１】
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に印刷が行われ、記録紙２０に画像が形成される。
【００３２】
以上により、本実施形態における光学センサ１００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。
【００３３】
次に、本実施形態における光学センサ１００について、より詳細に具体的に説明する。
図７は、記録紙２０の平滑度を検出するために最適な入射角を調べる実験に用いた実験装置の模式図である。
この実験においては、光源１１０から出射された光が、記録紙２０において反射され、正反射光検出器１３０に入射するように、光源１１０、正反射光検出器１３０、記録紙２０を配置した。記録紙２０の紙面における法線に対し、光源１１０より記録紙２０に入射する光の光軸の角度をθ１とし、記録紙２０において反射され正反射光検出器１３０に入射する光の光軸の角度を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。
【００３４】
次に、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、光源１１０及び正反射光検出器１３０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。この実験装置の光源１１０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１３０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１３０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１３０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の電流値を一定にすることにより、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１３０であるＰＤに入射した光の光量の検出を行った。
【００３５】
本実験においては、記録紙２０となる普通紙を３０種選定した。選定した３０種の普通紙は市場で流通している紙種とほぼ同じである。この普通紙の平滑度を図１に示したように平滑度測定装置で予め測定する。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。
【００３６】
図８は、入射角θ１及び検出角θ２の角度と相関値との関係を示すグラフである。
このグラフは、横軸には入射角θ１及び検出角θ２を代表して検出角をとり、縦軸には所定の相関関数により算出される相関値をとったものである。なお、この相関値は、その値が大きいほど、正反射光検出器１３０で検出した正反射光量Ｘから算出される平滑度Ｙｓｅｃ）が、予め測定しておいたエアリーク試験による平滑度の値が近いことを意味する。なお、本実験において、正反射光検出器１３０で検出した正反射光量Ｘから平滑度Ｙ（ｓｅｃ）を算出するための変換式には、Ｙ＝０．４６×Ｘ＋１９．８を用いた。また、前記における相関値は、下記の式（２）に示される式に基づき算出したものである。
【００３７】
【数１】
2015081892.tif 000003
【００３８】
図８に示されるように、入射角θ１及び検出角θ２は約８０°において、相関値がピークとなっており、ピークとなる相関値は０．８に近い。これに対し、入射角θ１及び検出角θ２が５°ずれている８５°や７５°においては、相関値は約０．７となる。記録紙の平滑度で画像形成装置の制御を行うには、相関値が０．７以上であることが求められるので、相関値が０．７を下回ってしまうと記録紙の平滑度計測としては不十分である。したがって、本実施形態における光学センサ１００を記録紙の平滑度測定に用いる場合には、記録紙への照射光の入射角θ１及び記録紙からの正反射光の検出角θ２は、８０±５°の範囲、すなわち、７５°≦θ１≦８５°であることが好ましい。
【００３９】
ところで、入射角θ１及び検出角θ２が、８０°等の浅い角度となるように光学センサ１００が形成されている場合、図９に示されるように、記録紙２０と光学センサ１００との距離が所定の位置よりずれると、検出精度が低下してしまう。記録紙２０と光学センサ１００における焦点位置との距離（ギャップ）は、記録紙２０を搬送する際に、記録紙２０がばたつくことによって、数ｍｍのオーダーで変化してしまう。光学センサ１００は、この記録紙２０の搬送による記録紙２０のばたつき等によるギャップの変動に強いものであることが好ましい。
【００４０】
このような光学センサ１００は、本実施形態のように、記録紙２０と正反射光検出器１３０との間に、レンズ１２１を設けることにより得ることができる。記録紙２０と正反射光検出器１３０との間にレンズ１２１を設けることにより、レンズ１２１の口径内に入射してくる光を正反射光検出器１３０であるＰＤに集光させることができる。すなわち、レンズ１２１の中心部のみならず、レンズ１２１の有効径内部に平行に入ってくる光であれば集光される。つまりは、レンズ１２１を設けることにより、レンズ有効径と同じ大きさの入射光の入射位置ばらつきを許容することができる。
【００４１】
このような効果について、実験に基づき説明する。
図１０は、レンズ１２１の効果を確認するための実験装置の模式図である。
光源１１０にはＬＥＤを用いており、図１０には不図示のコリメータレンズにより平行光とした光を記録紙２０に照射する。照射された光のうち、記録紙２０において反射された光は、正反射光検出器１３０に入射するが、記録紙２０と正反射光検出器１３０との間には、直径３ｍｍ、焦点距離ｆ＝９ｍｍのレンズ１２１が設置されている。この際、正反射光検出器１３０の受光面が、レンズ１２１の焦点位置となるように設置する。
【００４２】
この実験においては、ＮＡを一致させ、レンズ径を変えたレンズ１２１を４つ作製し、各々のレンズを搭載した光学センサ１００において、ギャップを変化させた際の光の検出強度を測定した。ギャップを広げていくと、光量がだんだんと下がっていく。これは、反射面となる記録紙２０が離れるため、記録紙２０からの反射光がレンズ１２１に入らなくなるからである。
【００４３】
ここで、焦点位置における光量に対して、その光量が９０％になってしまうギャップ位置をギャップＲ１とする。このギャップＲ１はレンズの大きさに依存する。具体的には、図１１に示されるように、レンズ径とギャップＲ１との間には相関関係があり、レンズ径が大きいほどギャップＲ１が大きくなる。なお、比較のために、レンズ１２１を入れていない光学センサ１００については、レンズ径０ｍｍとして示している。レンズ１２１を入れていない場合には、ギャップＲ１は１ｍｍに満たないのに対し、レンズ径が５ｍｍのレンズ１２１を設置することにより、ギャップＲ１は１ｍｍを超える。したがって、記録紙２０と正反射光検出器１３０との間にレンズ１２１を設けることにより、ギャップ変動に強い光学センサ１００を得ることができる。
【００４４】
また、レンズ１２１は平行光を正反射光検出器１３０に集光する機能を有している。これは理想的に正反射光検出器１３０の面積が小さい場合には、ほぼ平行光のみしか集光できない。これに対し、正反射光検出器１３０が有限の有効径である場合には、平行光から若干ずれた光も集光することができるようになる。本実施形態においては、この平行光からずれた角度を光の取り込み角度と記載する。
【００４５】
図１２に模式的に記載されるように、ここでの光の取り込み角度幅φは上下で２倍になるため、図１２に示される角度φ／２は、光の取り込み角度幅φの半分の値となる。この光の取り込み角度幅φは、正反射光検出器１３０における受光面の面積と、レンズ１２１のｆ値に依存する。光の取り込み角度幅φが大きいと、検出角θ２の幅が広がり、誤差が生じてしまう。すなわち、光の取り込み角度幅φが大きくなると、図１３に示すように相関値が低下する。具体的には、光の取り込み角度幅φが５°の場合では、相関値のピークは約０．７９であり、光の取り込み角度幅φが１０°の場合では、相関値のピークは０．７７以上である。これに対し、光の取り込み角度幅φが１５°の場合では、相関値は、０．７７を下回る。よって、正反射光の取り込み角度幅φは１０°以下であることが好ましい。
【００４６】
また、光学センサ１００において高精度の検出を行うために、キャリブレーションを行うことが必要となる場合がある。図１４に示される光学センサ１００では、入射角θ１が浅くなるように形成し、直接、コリメータレンズ１２０またはアパーチャ１２５において散乱された光が正反射光検出器１３０に入射する構造となっている。具体的には、図１４（ａ）では、アパーチャ１２５において散乱された光が正反射光検出器１３０に入射する構造となっており、図１４（ｂ）では、コリメータレンズ１２０において散乱された光が正反射光検出器１３０に入射する構造となっている。なお、図１４では、拡散反射光検出器２３０及びレンズ２４０の図示は省略してある。
【００４７】
このような構造とすることにより、光源１１０から出射した光を、記録紙２０を介することなく、直接、正反射光検出器１３０に入射させることができる。すなわち、記録紙２０が存在していない状態であっても、正反射光検出器１３０には光源１１０からの光が入射するため、所定の光量の光が検出される。この光量をモニタすることにより、例えば、コリメータレンズ１２０等に紙紛などが付着することによって、光量が低下した場合において、その状況に合わせた光量変動を検出することができる。具体的には、記録紙の存在しない状態において、正反射光検出器１３０により光量Ｓ０を検出し、この光量Ｓ０を基準として、実際に記録紙が搬送され測定位置に記録紙が存在している状態において得られた光量Ｓ１との差（Ｓ１−Ｓ０）または比（Ｓ１／Ｓ０）を算出し、これに基づきキャリブレーションを行うことができる。このようなキャリブレーションを光学センサ１００による平滑度検出前に行うことにより、精度のよい検出を行うことが可能となる。
【００４８】
このような光センサは、図１４（ａ）に示されるように、光源１１０と、光源１１０から出射される光が通過する第１のアパーチャ１２５と、第１のアパーチャ１２５を通過した光が記録紙２０において反射され、この反射した光が通過する第２のアパーチャ１２６と、第２のアパーチャ１２６からの光が入射し、入射光を電気信号へ変換する検出面を有する正反射光検出器１３０とを有するものであってもよい。また、図１４（ｂ）に示されるように、光源１１０と、光源１１０から出射される光を透過するコリメータレンズ１２０と、コリメータレンズ１２０を透過した光が記録紙２０において反射され、この反射した光が透過するレンズ１２１と、レンズ１２１からの光が入射し、入射光を電気信号へ変換する検出面を有する正反射光検出器１３０とを有するものであってもよい。
【００４９】
また、記録紙２０の表面における正反射光を検出する場合、記録紙２０の内部において生じる光吸収などの影響を受けにくいことが考えられるが、実際には、記録紙２０として普通紙を用いた場合等においては散乱が非常に大きい。そのため、検出角θ２を８０°とした場合でも、記録紙２０の繊維が光吸収する影響を受けてしまい、高精度の平滑度検出が難しい場合がある。
【００５０】
図１５は、入射角θ１を４５°とし、検出角θ２を０°とし、光源１１０にランプ光源を用いた場合における記録紙のスペクトルを測定したものである。図１５に示すグラフは、１７種の紙Ｓａ１〜Ｓａ１７について、最も光量の低いものを基準として規格化した結果（相対強度）を示すものである。図１５に示されるように、紙種類によって、蛍光体物質量や種類が異なり、波長によって検出される光量が変動している。特に、５００〜７５０ｎｍにおいては波長によって、検出される光量が変動して、光量強度の順位が入れ替わっている。これに対し、７５０ｎｍ以上では波長変動が少なく安定している。この波長域における光量強度順位が、記録紙２０の平滑度に高い相関を示していることが知見として得られている。すなわち、光源１１０から出射される光の波長が７５０ｎｍ以上の赤外光であれば、記録紙２０における平滑度との相関関係を高めることができる。
【００５１】
ここで、正反射光検出器１３０により受光した正反射光量は、主に記録紙２０の表面の状態を評価するのには適しているが、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の平滑度が記録紙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。そこで、本実施形態においては、正反射光検出器１３０により受光した正反射光量の情報だけでなく、拡散反射光検出器２３０により受光した拡散反射光量の情報も用い、記録紙２０の平滑度をより高精度に測定する。
【００５２】
そこで、まず、正反射光検出器１３０による正反射光量という１つの情報から平滑度を検出した比較例のケースと、正反射光検出器１３０による正反射光量及び拡散反射光検出器２３０による拡散反射光量という２つの情報から平滑度を検出した本実施形態のケースとの間で、両者の相関値を比較した実験を行った。この実験では、３０種類の記録紙を用い、光源１１０からの照射光の入射角θ１及び正反射光検出器１３０による正反射光の検出角θ２は、８０°に固定する。
【００５３】
前記比較例については、入射角θ１及び検出角θ２が８０°に固定された状態において、３０種類の記録紙についての正反射光検出器１３０の検出結果から多変量解析を行い、正反射光検出器１３０の検出結果から得られる平滑度とエアリーク試験による平滑度との相関値を求めた。一方、本実施形態については、入射角θ１及び検出角θ２が８０°に固定された状態において、拡散反射光検出器２３０による拡散反射光の検出角θ３を０°から９０°まで変化させたときの正反射光検出器１３０および拡散反射光検出器２３０の検出結果から多変量解析を行い、正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０の検出結果から得られる平滑度とエアリーク試験による平滑度との相関値を求めた。
【００５４】
図１６は、本実施形態における相関値と比較例における相関値とを比較したグラフである。
このグラフは、横軸に拡散反射光の検出角θ３をとり、縦軸に相関値をとったものである。
まず、比較例については、３０種類の記録紙についての正反射光検出器１３０の検出結果から多変量解析を行って、Ｙ＝ｄ×Ｘ１＋ｅという関係式における各定数ｄ，ｅの最適化を行った。このとき、定数ｄの最適値は０．１７となり、定数ｅの最適値は−１７．２となり、その相関値は０．６１であった。
【００５５】
一方、本実施形態については、３０種類の記録紙についての正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０の検出結果から多変量解析を行って、前記式（１）に示す変換式、すなわち、Ｙ＝ａ×Ｘ１＋ｂ×Ｘ２＋ｃという関係式における各定数の最適化を行った。本実施形態の場合、拡散反射光の検出角θ３が６９．５°であるとき、定数ａの最適値は０．２８となり、定数ｂの最適値は−１．１１となり、定数ｃの最適値は５７．０９となり、このときの相関値が最も高く、その相関値は０．８０であった。
【００５６】
ここで、拡散反射光の検出角θ３が０°であるとき、定数ａの最適値は０．１６となり、定数ｂの最適値は−０．８７となり、定数ｃの最適値は１８．６７となり、このときの相関値は０．６７であった。すなわち、拡散反射光の検出角θ３が０°である場合でも、正反射光量の情報のみから平滑度を検出する比較例よりも高い相関値が得られることがわかる。しかしながら、本実施形態のように正反射光量と拡散反射光量という２つの情報から平滑度を検出する場合、図１６に示すように、拡散反射光の検出角θ３が０°から大きくなるほど、得られる相関値が高くなる傾向が見られる。ただし、拡散反射光の検出角θ３が正反射光の検出角θ２と同じ８０°に近づくと、図１６に示すように、得られる相関値が急激に低下することが判明した。これは、拡散反射光の検出角θ３が正反射光の検出角θ２とほぼ同じだと、拡散反射光検出器２３０での受光量は正反射光量が支配的となり、拡散反射光量の情報を適切に得ることができないためである。この場合、正反射光検出器１３０と拡散反射光検出器２３０から得られる結果は、実質的には同じ結果を示すものとなり、正反射光量という１種類の情報から平滑度を検出する比較例と同程度の相関値しか得られない。
【００５７】
以上より、正反射光量と拡散反射光量という２つの情報から平滑度を検出する場合、拡散反射光の検出角θ３を、０°よりも大きく、かつ、正反射光の検出角θ２よりも小さい角度に設定すれば、正反射光量の情報のみから平滑度を検出する比較例（相関値＝０．６１）よりも、また、拡散反射光の検出角θ３が０°である場合（相関値＝０．６７）よりも、高い相関値を得ることができる。特に、０．７以上の相関値が得られる角度範囲、具体的には、４０°以上７５°以下の角度範囲に設定すれば、記録紙の平滑度で画像形成装置の制御を行うのに十分な精度で記録紙の平滑度を測定することができる。拡散反射光の検出角θ３における最も好ましい角度範囲は、６６°以上７０°以下である。
【００５８】
次に、前述した光学センサ１００を搭載した画像形成装置の一例について説明する。
図１７は、本実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の一例を示す模式図である。
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１００、及び前記各部を統括的に制御する本体制御部であるプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１７における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
光学センサ１００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。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面をＸＹ面として説明する。そして、光学センサ１００は、記録紙の＋Ｚ側に配置されているものとする。
【００７５】
従来の識別方法で用いられていた記録紙表面の情報（正反射光量の情報）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（拡散反射光量の情報）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。
【００７６】
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。
【００７７】
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説明すると、まず、光学センサ１００の光源１１０を点灯させる。その後、正反射光検出器１３０及び拡散反射光検出器２３０の出力信号からそれぞれの正反射光量Ｓ１及び拡散反射光量Ｓ２の値を求める。そして、記録紙判別テーブルを参照し、得られた正反射光量Ｓ１及び拡散反射光量Ｓ２の値から記録紙の銘柄を特定し、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。
【００７８】
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、その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。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。
【００７９】
また、本実施形態においては、記録紙の平滑度を検出することができるため、記録紙の平滑度に最適な定着条件を設定することができるため、低消費電力の画像形成装置を提供できる。
【００８０】
なお、本実施形態では、給紙トレイが１つの場合であるが、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１００を設けても良い。
また、本実施形態において、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１００は搬送路近傍に配置される。例えば、光学センサ１００を、給紙コロ２０５４とレジストローラ対２０５６との間の搬送路近傍に配置しても良い。
【００８１】
なお、本実施形態では、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。
【００８２】
また、本実施形態では、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。
【００８３】
また、光学センサ１００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。
【００８４】
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）
記録紙２０等の測定対象物に照射する光を発光する光源１１０及びコリメータレンズ１２０等の発光部と、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レンズ１２１及び正反射光検出器１３０等の正反射光受光部と、前記発光部からの照射光のうち測定対象物で拡散反射した拡散反射光を受光するレンズ２４０及び拡散反射光検出器２３０等の拡散反射光受光部とを有する光学センサ１００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θ１が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成されており、前記拡散反射光受光部は、前記測定対象物の面で拡散反射した反射光のうち、該測定対象物の面の法線に対する反射角度（検出角θ３）が０°よりも大きく、かつ、該測定対象物の面の法線に対する前記正反射光の反射角度（検出角θ２）よりも小さい拡散反射光を受光するように構成されていることを特徴とする。
前述のように、測定対象物の面に対する発光部からの照射光の入射角θ１が７５°以上８５°以下の範囲内となるように構成された光学センサにおいては、図１６に示したとおり、平滑度の測定に用いる拡散反射光の測定対象物面の法線に対する反射角度が０°よりも大きくなるにつれて、正反射光量及び拡散反射光量から得られる平滑度Ｙと実際の平滑度との相関度合い（相関値）が高まることが判明した。ただし、平滑度の測定に用いる拡散反射光の測定対象物面の法線に対する反射角度（検出角θ３）を正反射光の測定対象物面の法線に対する反射角度（検出角θ２）とほぼ一致させると、拡散反射光受光部で受光される受光量は正反射光量が支配的となってしまう。そのため、拡散反射光受光部により拡散反射光量の情報を適切に得ることができず、実質的に正反射光量という１種類の情報から平滑度を得る構成と同程度の精度でしか平滑度を測定することができない。
本態様における拡散反射光受光部は、測定対象物面の法線に対する反射角度（検出角θ３）が０°よりも大きく、かつ、測定対象物面の法線に対する正反射光の反射角度（検出角θ２）よりも小さい拡散反射光を受光する。よって、測定対象物面の法線に対する反射角度（検出角θ３）が０°である拡散反射光の受光量から平滑度を算出する構成（前記特許文献１や前記先願の光学センサ）よりも、正反射光量及び拡散反射光量から得られる平滑度と実際の平滑度との間の高い相関が得られ、より高精度な平滑度の測定が可能となる。
【００８５】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記拡散反射光受光部は、前記測定対象物の面の法線に対する反射角度（検出角θ３）が６６°以上７０°以下の範囲内である拡散反射光を受光す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、正反射光量及び拡散反射光量から得られる平滑度と実際の平滑度との間の相関がより高まり、更に高精度な平滑度の測定が可能となる。
【００８６】
（態様Ｃ）
前記態様Ａ又はＢにおいて、前記拡散反射光受光部は、前記拡散反射光の反射角度を中心とした±２°の角度範囲内の拡散反射光を集光するレンズ２４０等の集光部材を有することを特徴とする。
これによれば、発光部と測定対象物との距離が多少変動しても、所望の反射角度をもつ拡散反射光を拡散反射光受光部で受光することが可能となるので、安定して高精度な平滑度の測定が可能となる。
【００８７】
（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記発光部から照射される光は赤外光であることを特徴とする。
これによれば、前述したとおり、より高精度な平滑度の測定が可能となる。
【００８８】
（態様Ｅ）
前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、前記正反射光受光部が前記正反射光だけでなく前記発光部からの照射光のうち測定対象物の面で反射しない直接光も受光す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、当該光学センサのキャリブレーションを簡易に行うことができる。
【００８９】
（態様Ｆ）
記録紙２０等の記録材に画像を形成するカラープリンタ２０００等の画像形成装置において、前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係る光学センサ１００と、前記光学センサにおける正反射光受光部及び拡散反射光受光部の受光結果に基づいて、前記記録材の種類を判別するプリンタ制御装置２０９０等の記録材種類判別手段とを有することを特徴とする。
光学センサ１００によれば、記録材についての高精度な平滑度の測定が可能であるため、平滑度の違いを利用した記録材の種類判別を高精度に行うことが可能となる。
【００９０】
（態様Ｇ）
前記態様Ｆにおいて、前記記録材種類判別手段は、前記光学センサにおける正反射光受光部及び拡散反射光受光部の受光結果に基づいて前記記録材の表面の平滑度を算出し、算出した平滑度に基づいて前記記録材の種類を判別することを特徴とする。
これによれば、平滑度の違いを利用した記録材の種類判別を高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００９１】
２０  記録紙
１００  光学センサ
１１０  光源
１２０  コリメータレンズ
１２１，２４０  レンズ
１２５，１２６  アパーチャ
１３０  正反射光検出器
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
２３０  拡散反射光検出器
２０００  カラープリンタ
２０３０  感光体ドラム
２０４０  転写ベルト
２０５０  定着装置
２０５４  給紙コロ
２０５６  レジストローラ対
２０６０  給紙トレイ
２０９０  プリンタ制御装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２０１２−１９４４４５号公報
【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１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図１５】
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