(57)【要約】【課題】記録材に加えられた圧力の変化に対応する記録材の構造を測定して、記録材のミクロ的な環境依存特性を評価し、ひいては、各種の記録材に対するマクロ的な環境依存特性とミクロ的な環境依存特性との関係を取得できる記録材特性測定装置を提供する。【解決手段】本発明の記録材特性測定装置は、記録材４に圧力を付与する圧力付与部材１、２と、記録材４に付与する圧力を計測する圧力計測部材８と、記録材４への圧力付与前の記録材４の構造と、記録材４への圧力付与後の記録材４の構造とを計測する構造測定装置３とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に圧力を付与する圧力付与部材と、
前記記録材に付与する圧力を計測する圧力計測部材と、
前記記録材への圧力付与前の記録材の構造と、前記記録材への圧力付与後の記録材の構造とを計測する構造測定装置と、を備えていることを特徴とする記録材特性測定装置。
【請求項２】
前記構造測定装置が前記記録材への圧力付与前の記録材の表面構造と、前記記録材への圧力付与後の表面構造とを計測可能であることを特徴とする請求項１に記載の記録材特性測定装置。
【請求項３】
前記構造測定装置が前記記録材への圧力付与前の該記録材の内部構造と、前記記録材への圧力付与後の内部構造とを計測可能であることを特徴とする請求項１に記載の記録材特性測定装置。
【請求項４】
前記圧力付与部材に対して前記記録材を相対的に摺動させる摺動部材を備え、前記圧力付与部材による前記記録材の摩擦力を測定することを特徴とする請求項２に記載の記録材特性測定装置。
【請求項５】
前記記録材の構造の寸法変化を測定するために前記記録材に対して浸透性を有する物質を吐出する吐出ノズルが前記記録材に対向して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の記録材特性測定装置。
【請求項６】
前記構造測定装置が光干渉断層法を用いて画像を取得する光干渉計装置から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の記録材特性測定装置。
【請求項７】
前記圧力付与部材が透明体から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の記録材特性測定装置。
【請求項８】
前記浸透性を有する物質が純水又はインク液であることを特徴とする請求項５に記載の記録材特性測定装置。
【請求項９】
前記記録材の表面と裏面とを反転させる記録材反転装置を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の記録材特性測定装置。
【請求項１０】
前記記録材の表面と裏面とを反転させた状態で前記記録材に浸透性を有する物質を塗布可能であることを特徴とする請求項９に記載の記録材特性測定装置。
【請求項１１】
記録材に圧力を付与する圧力付与ステップと、
前記記録材に付与する圧力を計測する圧力計測ステップと、
前記圧力を付与する前の記録材の構造と、前記圧力を付与後の記録材の構造とを計測する構造測定ステップと、を含むことを特徴とする記録材特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる記録材の記録材特性測定装置及び記録材特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、この画像形成装置に用いられる記録紙等の記録材の搬送経路に、複数のローラ対、搬送ガイド部材が設けられ、記録材はこれらの部材によって搬送される。この記録材の搬送に際し、記録材が搬送経路に詰まったり、記録材にジャムが発生する。
【０００３】
これを防止するために、各種の記録材について各種の環境条件のもとで搬送確認を行っているが、このことが、新製品開発の負担となっている。
一方、従来から、画像形成装置に用いられる記録紙等の記録材では、温度、湿度の環境条件の変化による記録材の含水率の変化、記録材に加わる張力、記録材とローラ対との摩擦、記録材と搬送経路の表面との摩擦等によって、記録材の寸法、カール等の形状、剛性等の環境依存特性が変化することが知られている。
【０００４】
そこで、記録材の含水分量と記録材の厚さとの関係である厚さ特性値を評価する技術（例えば、特許文献１参照）、記録材を変形させてその変形前と変形後の剛性の変化から記録材の残留変形量を予測する技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
また、記録材とローラとの摩擦や記録材と搬送経路との摩擦には、ローラや搬送経路に接触する記録材の実接触面積が関係するので、この実接触面積を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示の技術は、記録材の厚さ等の一部の特性に特化した技術であり、特許文献２に開示の技術は、特定の変形形状から記録材の特性を類推する技術である。
【０００７】
更に、特許文献３、特許文献４に開示の技術は、記録材の表面形状を観察する技術である。これらの技術は、いずれも記録材のマクロ的な環境依存特性を評価する技術である。
【０００８】
このため、従来技術のようなマクロ的な環境依存特性の評価では、現象を的確に評価できず、装置製品の機種ごとに異なる搬送経路の形状に対応し得る特性、カール、皺等の現象に共通して用いることのできる環境依存特性を得ることが困難であるという不都合がある。
【０００９】
なぜなら、記録材として用いられる代表的な記録紙等は、微細なバルブ繊維が複雑に絡まり合った構造体であり、その記録材のマクロ的な環境依存特性は、バルブ繊維の配向等のミクロ的な構造と、水分の分布、記録材に加わる圧力等の影響が複雑に影響して発現されるものであるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、記録材に加わる圧力に関係して記録材のミクロ的な環境依存特性を評価できる記録材特性測定装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の記録材特性測定装置は、記録材に圧力を付与する圧力付与部材と、前記記録材に付与する圧力を計測する圧力計測部材と、前記記録材への圧力付与前の記録材の構造と、前記記録材への圧力付与後の記録材の構造とを計測する構造測定装置と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、記録材に加えられた圧力の変化に対応する記録材の構造を測定できるので、記録材のミクロ的な環境依存特性を評価でき、ひいては、各種の記録材に対するマクロ的な環境依存特性とミクロ的な環境依存特性との関係を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る記録材特性測定装置の概略構成を示す模式図であって、記録材に評価用試薬を滴下する前の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例１に係る記録材特性測定装置の概略構成を示す模式図であって、記録材に評価用試薬を滴下した状態を示す説明図である。
【図３】図１、図２に示す構造測定装置の詳細構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す測定光学系の一部を拡大して示した部分拡大図である。
【図５】記録材に評価用試薬を滴下する前でかつ記録材への圧力付与前に取得された記録材の断層画像の一例を模式的に示す説明図である。
【図６】記録材に評価用試薬を滴下する前でかつ記録材への圧力付与後に取得された記録材の断層画像の一例を模式的に示す説明図である。
【図７】記録材に評価用試薬を滴下した後でかつ記録材への圧力付与前に取得された記録材の断層画像の一例を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の実施例２に係る記録材特性測定装置の概略構成を示す模式図であって、記録材に評価用試薬を滴下する前の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例３に係る記録材特性測定装置の概略構成を模式的に示す説明図であって、記録材に評価用試薬を滴下する前の状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る記録材特性測定装置の概略構成を模式的に示す説明図であって、記録材に評価用試薬を滴下する前の状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る記録材特性測定装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明に係る記録材特性測定装置及び記録材特性測定方法の実施例を図面を参照しつつ説明する。
（記録材特性測定装置の概略構成）
図１、図２は、本発明の実施例１に係る記録材特性測定装置の概略構成を示す模式図である。
【００１５】
（実施例１）
その図１において、１、２は圧力付与部材、３は構造測定装置、４は記録材、５は吐出ノズル、６はモニタである。この実施例１においては、圧力付与部材１、２は透明体（光透過性部材）としてのガラス板により構成されている。このガラス板には平らなものを用いる。
【００１６】
圧力付与部材１は、例えば、駆動部材１Ａによって記録材４の厚さ方向に往復動される。圧力付与部材２は、この実施例では固定されているが、圧力付与部材１と圧力付与部材２とを互いに反対方向に可動させて、記録材４に加わる圧力を調節可能としても良い。
【００１７】
その圧力付与部材１と駆動部材１Ａとの間には、記録材４に加わる圧力を計測するための圧力計測部材として例えば公知のロードセル８が設けられている。また、記録材４の圧縮量の変化を測定するための記録材圧縮量計測装置として変位センサ１０が記録材４の端面に臨ませて設けられている。
【００１８】
ここでは、変位センサ１０には、公知の光学センサが用いられ、変位センサ１０は圧力付与部材の基準位置からの移動量をパルス計測することにより、間接的に記録材４の外形寸法の変化量としての圧縮量を測定する。
【００１９】
記録材４には、画像形成装置に用いられる紙、フィルム等のシート状物体が含まれ、この実施例では、記録紙が用いられている。構造測定装置３には、この実施例では、光干渉計が用いられているが、その詳細については、後述する。
【００２０】
吐出ノズル５は、記録材４の構造の寸法変化を計測するために評価用試薬７を記録材４に向けて吐出するものであり、記録材４に対向して設けられる。その評価用試薬７は、浸透性を有する液体である。具体的には、この液体は、純水や、インク等であり、記録材４に用いられた際に記録材４の状態の変化を確認するために用いられる液体である。
純水を利用するのは、記録材４と湿度との関係を評価するためである。この吐出ノズル５は、図２に示すように、矢印方向に往復動可能とされている。
【００２１】
その駆動部材１Ａは、制御部９によって制御される。その制御部９には、取得すべき記録材４の特性に応じて、適宜プログラムがロードされ、記録材４に加える圧力の大きさ、圧力付与部材１の移動速度が制御される。
【００２２】
その制御部９には、ロードセル８からのデータと変位センサ１０からのデータとが入力され、付与する圧力の大きさ（荷重）に対応する記録材４の圧縮量が測定される。また、評価用試薬７を塗布前の記録材４の構造を可視化して測定する。
【００２３】
この実施例では、内部構造の状態と表面構造の状態との測定を構造測定装置３が担っている。その圧力付与後の内部構造の状態、つまり、変化を測定するステップを実行する前に、記録材４への圧力付与前かつ記録材４への評価用試薬７の塗布前の記録材４の表面構造の状態と内部構造の状態とを事前に測定するステップを実行する。
【００２４】
（構造測定装置３の構成）
構造測定装置３には、光干渉断層法を用いて画像を取得する光干渉計装置が用いられる。
【００２５】
その光干渉計装置は、図３に示すように、光源部２１と、光合成・分割部２２と、測定光学系２３と、参照光学系２４と、干渉信号検出部２５と、信号処理制御部２６とから概略構成されている。
【００２６】
光源部２１は、光源２１ａ、集光レンズ２１ｂとから概略構成される。光源２１ａは、例えば、中心波長が０.７マイクロメートル〜２.０マイクロメートルの近赤外の波長領域にあり、かつ、可干渉距離が２０マイクロメートル以下の広帯域光Ｐ１を発生する。この光は、部分干渉性を持つ低コヒーレンス光である。
【００２７】
その広帯域光Ｐ１は、集光レンズ２１ｂにより集光され、かつ、導光ファイバ２１ｃの入射端面２１ｄに集束され、この導光ファイバ２１ｃ内を伝播して光合成・分割部２２に導かれる。
【００２８】
光合成・分割部２２は例えばフォトカップラにより構成されている。導光ファイバ２１ｃに導かれた広帯域光Ｐ１は、この光合成・分割部２２により測定光Ｐ２と参照光Ｐ３とに分割される。
【００２９】
例えば、広帯域光Ｐ１はそのフォトカップラにより、その光量が１：１に分割される。測定光Ｐ２は測定光路としての導光ファイバ２１ｅに導かれる。参照光Ｐ３は、参照光路としての導光ファイバ２１ｆに導かれる。
【００３０】
ここでは、その光合成・分割部２２は、光源部２１からの光の光路を測定光Ｐ２の光路と、参照光Ｐ３の光路とに分割する光分割部としての機能と、計測対象媒体としての記録材４からの反射・散乱光である測定光Ｐ２と参照光Ｐ３とを合成して合成光を生成する光合成部としての機能とを有する。
【００３１】
測定光学系２３は、コリメートレンズ２３ａと、ガルバノミラー（ガルバノスキャナ）２３ｂ、２３ｃと、コリメートレンズ２３ｄと、試料台２３ｅとを備えている。その試料台２３ｅには観察窓２３ｆが形成され、記録材４はその観察窓２３ｆに臨ませて設けられている。この試料台２３ｅには、この実施例では、圧力付与部材２が兼用している。観察窓２３ｆは圧力付与部材２が透明の場合、設ける必要はない。
【００３２】
コリメートレンズ２３ａは、導光ファイバ２１ｅの入出射端面２１ｅ'に臨まされている。このコリメートレンズ２３ａは導光ファイバ２１ｅから射出された測定光Ｐ２を集光して平行光束Ｐ４に変換する。その平行光束Ｐ４はガルバノミラー２３ｂ、２３ｃに導かれる。
【００３３】
ガルバノミラー２３ｂ、２３ｃは、ここでは、両方共に往復駆動され、これによって、後述する３次元の断層画像データが取得される。なお、いずれか一方のガルバノミラー２３ｂ、２３ｃを駆動することにすれば、一次元の断層画像が得られる。
【００３４】
その平行光束Ｐ４は、走査光としてコリメートレンズ２３ｄに導かれる。このコリメートレンズ２３ｄは、図４に拡大して示すように、走査光をスポット光Ｐ５に変換する役割を果たす。
【００３５】
この実施例では、平行光束Ｐ４の主光線がコリメートレンズ２３ｄの光軸に対して平行、すなわち、記録材４の表面４ａに対して垂直に入射する構成であるので、断層画像の正確な取得の容易化が図られている。
【００３６】
記録材４の表面４ａは、図４に拡大して示すように、圧力付与部材２を通してスポット光Ｐ５により二次元的に走査される。その図４において、矢印Ｚはコリメートレンズ２３ｄの光軸方向を示し、矢印Ｘ、Ｙはその光軸方向Ｚと直交する走査方向を示している。
【００３７】
吐出ノズル５は、記録材４に評価用試薬７を吐出する。評価用試薬７には、記録材４に対して浸透性を有する物質が用いられる。ここでは、この評価用試薬７は既述したように純水である。その吐出ノズル５は、記録材４に向けて評価用試薬７を液滴７ａとして定量的に吐出する役割を果たす。
【００３８】
記録材４に液滴７ａが付着すると、時間の経過に伴ってその液滴７ａが記録材４の内部に浸透する。その図４において、符号４ｄは記録材４の裏面４ｂに液滴７ａが付着した時刻をｔ１として時間がΔｔだけ経過した時刻ｔ２における浸透領域４ｃの界面を示している。
【００３９】
また、その図４において、符号４ｆは時刻ｔ１から時間Δｔ'（Δｔ'＞Δｔ）だけ経過した時刻ｔ３における浸透領域４ｅの界面を示している。浸透領域４ｃ、４ｅは液滴７ａが記録材４の裏面４ｂに付着してからの時間の経過に伴って広がると共に、その記録材４の厚さ方向に浸透し、浸透領域４ｃ、４ｅの深さが深くなる。
【００４０】
なお、ここで、浸透領域４ｃ、４ｅとは記録材４の内部における空隙が評価用試薬７によって満たされた状態の領域をいい、界面４ｄ、４ｆとは記録紙４の内部における空隙が評価用試薬７によって満たされた状態の領域（浸透領域４ｃ、４ｅ）と、記録紙４の内部における空隙が評価用試薬７によって満たされていない状態の領域との境界面をいう。
【００４１】
スポット光Ｐ５は、その一部が記録材４の表面において散乱反射され、残りの一部は記録材４の内部に到達する。また、スポット光Ｐ５の一部は記録材４に吸収される。
【００４２】
その記録材４の内部に到達したスポット光Ｐ５は、その一部が浸透領域４ｃ（４ｅ）の界面４ｄ（４ｆ）において反射され、残りの一部はその界面４ｄ（４ｆ）において屈折され、その浸透領域４ｃ（４ｅ）の内部に到達する。
【００４３】
その浸透領域４ｃ（４ｅ）の界面４ｄ（４ｆ）において反射された反射光、その記録材４の表面４ａで反射された反射・散乱光は、コリメートレンズ２３ｄにより集光され、平行光束（戻り光ともいう）Ｐ４又は測定光Ｐ２としてガルバノミラー２３ｂ、２３ｃに導かれる。
【００４４】
そのガルバノミラー２３ｂ、２３ｃに導かれた測定光Ｐ２は、コリメートレンズ２３ａにより集束されて導光ファイバ２１ｅの入射出射端面２１ｅ'に導かれ、この導光ファイバ２１ｅを伝播して光合成・分割部２２に導かれる。
【００４５】
参照光学系２４は、コリメートレンズ２４ａ、２４ｂと参照ミラー２４ｃとを備えている。コリメートレンズ２４ａは導光ファイバ２１ｆの入射出射端面２１ｆ'に臨んでいる。
【００４６】
コリメートレンズ２４ａは入射出射端面２１ｆ'から射出された参照光Ｐ３を平行光束に変換する役割を果たす。この参照光Ｐ３はコリメートレンズ２４ｂにより集光されて、参照光Ｐ３を全反射する参照ミラー２４ｃに導かれる。
【００４７】
この参照ミラー２４ｃにより反射された参照光Ｐ３は、コリメートレンズ２４ｂにより集光され、元の光路を通ってコリメートレンズ２４ａに導かれ、このコリメートレンズ２４ａにより導光ファイバ２１ｆの入射出射端面２１ｆ'に集束され、この導光ファイバ２１ｆを伝播して光合成・分割部２２に導かれる。
【００４８】
導光ファイバ２１ｅにより光合成・分割部２２に導かれた測定光束Ｐ２と導光ファイバ２１ｆにより光合成・分割部２２に導かれた参照光Ｐ３とは合成されて干渉光Ｐ６として導光ファイバ２１ｇを経由して干渉信号検出部２５に導かれる。
【００４９】
なお、ここでは、光合成・分割部２２から記録材４の表面４ａまでの光路長と光合成・分割部２２から参照ミラー２４ｃまでの光路長とは互いに等しいものとするが、記録材４の断面画像を取得できる範囲内でその光路長に差異を持たせても良い。
【００５０】
干渉信号検出部２５は、集光レンズ２５ａ、２５ｂ、光電変換部材２５ｃを備えている。その干渉光は導光ファイバ２１ｇの射出端面２１ｇ'から射出され、集光レンズ２５ａにより集光されて平行光束とされた後、集光レンズ２５ｂにより集束されて光電変換部材２５ｃに照射される。
【００５１】
その光電変換部材２５ｃは、その干渉光Ｐ６を光電変換する。その光電変換部材２５ｃにより光電変換された光電変換信号Ｓ１は信号処理制御部２６に入力される。
【００５２】
その信号処理制御部２６は、制御部２６ａと、信号処理部２６ｂと、記憶部２６ｃと、表示部２６ｄとを備えている。
制御部２６ａは、光源２１ａの発光制御と、ガルバノミラー２３ｂ、２３ｃの振動制御と、吐出ノズル５による液滴７ａの吐出制御と、光電変換信号Ｓ１の取得タイミング制御と、信号処理部２６ｂ、記憶部２６ｃ、表示部２６ｄの表示制御とを行う。
【００５３】
その制御部２６ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウエアと、所定の制御プログラムとを備えている。信号処理部２６ｂは、光干渉断層法に従ったソフトウエアプログラムにより光電変換信号Ｓ１を処理し、光電変換信号Ｓ１に基づく画像強度データ（輝度データ）を用いて、記録材４の断層画像を構築する機能を有する。
【００５４】
（断層画像取得の基本原理）
光干渉断層法においては、光電変換部材２５ｃとして、分光素子とラインセンサからなる光検出素子が用いられる。
この光検出素子は、光源２１ａから射出された光の波長帯域の全域にわたるスペクトルを検出できる。
【００５５】
干渉光Ｐ６には記録材４の表面４ａ及び記録材４の内部からの戻り光である測定光Ｐ２と参照光Ｐ３とが含まれている。ここで、測定光学系２３の記録材４において、光合成・分割部２２から参照ミラー２４ｃまでの光路長と等しい光路長の位置からのみの戻り光が発生した場合を仮定すると、光検出素子においてスペクトル干渉光が観測される。
【００５６】
この状態において、光合成・分割部２２から参照ミラー２４ｃまでの光路長を固定したまま、測定光学系２３において、戻り光の発生する位置を光軸方向に変化させると、光合成・分割部２２から参照ミラー２４ｃまでの光路長と光合成・分割部２２から戻り光の発生する位置までの光路長とに差が生じ、光路差が生じ、この光路差が増大するほど、干渉縞の間隔が狭くなる。
言い換えると、観測される干渉縞の間隔は、戻り光の発生位置によってきまる。
【００５７】
干渉光Ｐ６には、記録紙４の表面４ａ及び記録材４の内部の各部位からの戻り光が合成されているので、観測されるスペクトル干渉光に基づく干渉縞の縞間隔もこれに応じたものとなる。
【００５８】
そのスペクトル干渉光による光電変換信号Ｓ１を信号処理部２６ｂにおいてフーリエ変換すると、干渉縞の間隔に応じてスペクトル分解され、これにより、戻り光の発生位置が特定される。
【００５９】
そのスペクトル干渉光の振幅は、戻り光の強度に対応して決定され、フーリエ変換後の信号（フーリエ変換信号）のスペクトル強度は、その発生位置からの戻り光の強度が大きいと大きくなる。
【００６０】
すなわち、ある戻り光の発生位置に対応するフーリエ変換信号のスペクトル強度が相対的に大きいということは、その戻り光の発生位置における反射又は散乱光の強度が相対的に大きいことを意味する。
【００６１】
従って、フーリエ変換信号のスペクトル強度に応じて、戻り光の発生位置に対応する輝度分布を決定すれば、記録材４の厚さ方向の一次元断層画像を取得できる。
これらの処理を、ガルバノミラー２３ｂ、２３ｃを二次元的に走査しながら行えば、記録材４の二次元的な断層画像を得ることができる。
【００６２】
記憶部２６ｃは、その断層画像を時系列順に記憶する機能と、界面の推定に必要なデータ、浸透速度を計算するのに必要なデータ、例えば、断層画像のスケールや断面画像取得時刻等を記憶する機能と、信号処理部２６ｂが信号処理を行うのに必要なソフトウエアプログラムを格納する機能を有する。表示部２６ｄは少なくとも断層画像を表示する機能を有する。
【００６３】
（構造寸法変化の測定）
以下、この構造測定装置３を用いて得られた内部構造の状態の変化、表面構造の状態の変化を図５、図６を参照しつつ説明する。
【００６４】
記録材４は、主として、パルプ等の繊維状構造体４ｐとこの繊維状構造体４ｐの隙間を充填する充填物質４ｑとから構成されている。図５、図６にはその繊維状構造体４ｐと充填物質４ｑとが模式的に示されている。
【００６５】
繊維状構造体４ｐは、複雑に絡まり合って構成されているが、ここでは、模式的に記録材４の厚さ方向に対して直交する方向に延びる繊維体４ｐ'とこの繊維体４ｐ'に直交する方向に延びる繊維体４ｐ"とからなるものとして説明する。また、この図５、図６には、繊維体４ｐ'４ｐ"の配向方向も簡略化して示されている。
【００６６】
構造測定装置３は、図５に示すように、記録材４への圧力付与前かつ記録材４への評価用試薬７の塗布前の断層画像Ｇ１を取得する。この図５に示す断層画像Ｇ１から記録材４の幅Ｗ0、厚さｄ0の評価領域内における繊維状構造体４ｐの直径ΦＤ0、繊維状構造体４ｐの長さＬ0、繊維状構造体４ｐが水平と為す角度（記録材４の表面４ａに対して繊維状構造体４ｐの配向角度）θ0、表面の凹凸量（記録材４に対する単位面積当たりの圧力付与部材２の実接触面積Ｓ0）を測定する。なお、この実接触面積Ｓ0は、凹凸の個数の総和に一定の係数を積算することによって近似的に求めることができる。
【００６７】
なお、記録材４の繊維状構造体４ｐには、主としてパルプ等の天然素材が用いられているため、繊維状構造体４ｐの直径ΦＤ0、長さ（寸法）Ｌ0、角度θ0等を複数の任意の評価領域に渡って求め、これら値の分布状態を求める。
【００６８】
また、これらから、繊維状構造体４ｐの密度や、繊維状構造体４ｐの平均的配向方向を求め、これらを総合的に考慮して、記録材４のミクロな特性を評価する。これらのミクロな特性の結果として、記録材４のマクロ的な特性が発現される。
【００６９】
記録材４に圧力を付加すると、図６に示すように、記録材４が圧力を付加された方向に縮んで、内部構造の密度が増大する。また、この記録材４に付加される圧力の増大に伴って、表面の凹凸量が小さくなり、記録材４に対する圧力付与部材２の実接触面積Ｓ0も増大する。
【００７０】
この圧力の作用により、断層画像Ｇ１の評価領域が幅Ｗ0、厚さｄ0から幅ＷT、厚さｄTに変化する。
また、繊維状構造体４ｐの長さはＬ0からＬTに変化し、その直径はΦＤ0からΦＤTに変化し、実接触面積がＳ0からＳTに変化する。
【００７１】
記録材４に評価用試薬７を塗布した場合にも、同様の測定を行う。
記録材４に圧力を付与しない状態で、評価用試薬７としての純水を滴下すると、記録材４が膨潤し、記録材４の評価領域が図５に示す幅Ｗ0から図７に示すように幅ＷWに変化し、図５に示す厚さｄ0から図７に示す厚さｄWに変化する。
【００７２】
また、繊維状構造体４ｐの直径は、図５に示す直径ΦＤ0から図７に示すΦＤWに変化し、その長さはＬ0からＬWに変化する。更に、記録材４の実接触面積もＳ0からＳWに変化する。
【００７３】
この記録材４を膨潤させた状態で、記録材４に圧力を付与することにより、図５、図６に対応する特性値を得ることができる。すなわち、内部構造の状態の変化、表面構造の状態の変化を可視化して測定できる。
【００７４】
以上説明したように、画像形成装置に用いられる記録材４に圧力を付与する圧力付与部材１、２と、記録材４に付与する圧力を計測するロードセル（圧力計測部材）８と、記録材４への圧力付与前の記録材４の内部構造に対して記録材４への圧力付与後の記録材４の内部構造の状態の変化を計測する構造測定装置３とを備える構成として、画像形成装置に用いられる記録材４に圧力を付与する圧力付与ステップと、記録材４に付与する圧力を計測する圧力計測ステップと、圧力を付与する前の記録材４の内部構造の状態と、圧力を付与後の記録材の内部構造の状態とを計測する構造測定ステップとを実行するので、記録材４の内部構造と圧力との関係を測定でき、記録材４のミクロ特性と記録材４のマクロな特性とを関連づけることができる。
また、記録材４に付与した圧力の履歴を保存しておいて、実接触面積の変化とを関連づけることもできる。
【００７５】
更に、構造測定装置３が記録材４への圧力付与前の記録材４の表面構造の状態と、記録材４への圧力付与後の表面構造の状態とを計測可能な構成であるので、マクロ的な圧力の変化と記録材４のミクロ的な構造の変化とを関連づけることができる。
なお、記録材４の表面形状と圧力との関係については、構造測定装置３とは別に、表面構造寸法計測装置を独立して設けて測定する構成としても良い。
【００７６】
記録材４の構造の状態を測定するための評価用試薬７を吐出する吐出ノズル５が記録材４に対向して設けられているので、記録材４の評価用試薬７の含水率に関係してミクロ特性の変化とマクロ特性の変化とを関連づけて測定できる。
圧力付与部材１、２を透明体から構成しているので、光干渉計装置を用いて、記録材４の内部構造の変化や、表面構造の変化を効率的に測定できる。
【００７７】
以上、実施例１においては、圧力付与部材１、２として、平たいガラス板を用いることにして説明したが、これに限らす、圧力付与部材１、２には、透明アクリル板等の材料を用いることもできる。また、圧力付与部材１、２を平たい構造のものとして説明したが、表面が湾曲した構造のものを用いても良い。
【００７８】
（実施例２）
図８は、本発明の実施例２に係る記録材特性測定装置の模式図を示している。この実施例２では、記録材４を圧力付与部材１、２に対して相対的に摺動させる摺動部材３０が設けられている。
【００７９】
この摺動部材３０は、例えば、記録材４の端部を挟持するチャック部材３１とステッピングモータとから構成されている。そのチャック部材３１には、静止摩擦力測定部材としてのロードセル８'が設けられている。
【００８０】
なお、この実施例２では、チャック部材３１により記録材４の端部を挟持する前に変位センサ１０による変位量の測定を行い、チャック部材３１による記録材４の端部のチャック時には変位センサ１０を退避させて、摩擦力の測定を行うものである。
【００８１】
この実施例２によれば、圧力付与部材１、２により適宜の圧力を加えた状態で、チャック部材３１に所定の荷重を加えて、記録材４が圧力付与部材１、２に対して摺動を開始する際の圧力を計測することにより、静止摩擦力を測定できる。
【００８２】
すなわち、記録材４に加える圧縮荷重の大きさは適宜設定する。摺動部材３０によって、記録材４を圧力付与部材１、２に対して摺動させる。その摺動開始時にチャック部材３１に加えた摺動方向の力を最大静止摩擦力として定義する。
ついで、記録材４が圧力付与部材１、２に対して動き出したときにチャック部材３１に加わっている力を動摩擦力と定義する。
静止摩擦係数は、最大静止摩擦力を加えた圧縮荷重で除算することにより求められる。
同様に、動摩擦係数は、記録材４が圧力付与部材、１、２に対して動き出したときにチャック部材３１に加わっている力を圧縮荷重で除算することにより求められる。
【００８３】
また、なお、記録材４と接触する圧力付与部材１、２の各面に記録材４との摩擦力を測定したい材料を貼り付けて、その材料に対する記録材４の摩擦力を測定する構成とすることもできる。
この場合、摩擦力を測定したい材料を貼り付けた圧力付与部材のいずれか一方（例えば、圧力付与部材１）に対して、いずれか他方の圧力付与部材（例えば、圧力付与部材２）には摩擦係数の小さい材料、例えば、ＰＴＦＥによりコーティングし、記録材４に対して摩擦力を測定したい材料の摩擦力を測定できるようにしても良い。
その他の構成は、実施例１と同様の構成であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００８４】
（実施例３）
図９は本発明の実施例３に係る記録材特性測定装置の模式図を示している。
実施例２では、記録材４を圧力付与部材１、２に対して摺動させる構成として、記録材４の圧力付与部材１に対する静止摩擦力、動摩擦力を測定する構成とした。
【００８５】
これに対して、この実施例３では、圧力付与部材１、２を互いに相対的に反対方向に駆動して記録材４に対して摺動させる構成とすることにより、記録材４の圧力付与部材１、２に対する摩擦力を測定する構成としたものである。
【００８６】
この実施例３では、圧力付与部材１のみを摺動させる構成として説明しているが、圧力付与部材１、２の双方を記録材４に対して反対方向に摺動させる構成としても良い。なお、この実施例３では、圧力付与部材１に固定したロードセル８が静止摩擦力、動摩擦力を測定するのに兼用されている。
【００８７】
この実施例２、３によれば、圧力付与部材１、２による記録材４への圧力付与前に記録材４を圧力付与部材１、２に対して相対的に摺動させることにより圧力付与部材１、２に対する記録材４の摩擦力を測定でき、圧力付与部材１、２による記録材４への圧力付与後に記録材４を圧力付与部材１、２に対して相対的に摺動させることにより圧力付与部材１、２に対する記録材４の摩擦力を測定できる。
【００８８】
（実施例４）
図１０は本発明の実施例４に係る記録材特性測定装置の模式図を示している。この実施例４では、圧力付与部材１、２には、光の透過を阻止する不透明体が用いられている。
その圧力付与部材２には観察窓２３ｆとしての貫通穴２ｚが設けられ、測定光Ｐ２はこの貫通穴２ｚを通じて記録材４に照射される。
【００８９】
（実施例５）
図１１は本発明の実施例５に係る記録材特性測定装置の模式図を示している。
この実施例５において、実施例１に係る記録材特性測定装置の構成要素と同一構成要素については、同一符号を付して説明することとする。
【００９０】
この実施例５では、記録材４を反転する記録材反転装置４０が設けられている。記録材反転装置４０は、圧力付与部材１、２の両端部を挟持するチャック部材４１Ａ、４１Ｂを有する。
【００９１】
チャック部材４１Ａには回転軸部４２Ａが設けられている。チャック部材４１Ｂには回転軸部４２Ｂが設けられている。その回転軸部４２Ａは軸受部材４３にボールベアリング４３Ａを介して回転可能に支持されている。
【００９２】
その回転軸部４２Ｂは駆動モータ４４の出力軸に連結されている。
チャック部材４１Ｂの内部には、圧力付与部材１に臨ませて変位センサ１０が設けられると共に、圧力付与部材２に臨ませて変位センサ１０’が設けられている。
【００９３】
圧力付与部材１、２には、評価用試薬７を記録材４に滴下するための貫通穴１ａ、２ａが形成されている。その記録材反転装置４０は、例えば、構造測定装置３の光軸に対してＸ―Ｙ方向の位置決めを行うベース盤に載置されている。
【００９４】
記録材反転装置４０は、駆動部材１Ａが圧力付与部材１から退避された状態で、例えば、吐出ノズル５による評価用試薬７の記録材４の裏面４ｂへの塗布前に、記録材４を反転させる機能を有する。この反転制御には、例えば、制御部９を用いる。
【００９５】
この実施例５の場合、駆動部材１Ａによる加圧前の状態でかつ吐出ノズル５による評価用試薬７の記録材４の裏面４ｂへの塗布前の状態で、構造測定装置３により、記録材４の表面４ａの光学的な状態を測定する。
【００９６】
ついで、記録材反転装置４０により記録材４を反転させ、記録材４の裏面４ｂを構造測定装置３に臨ませ、記録材４の裏面４ｂの光学的な状態を測定する。この記録材４の表面４ａの光学的な状態と裏面４ｂの光学的な状態とに関する情報は、例えば、記憶部２６ｃ（図３参照）に記憶される。
【００９７】
ついで、記録材反転装置４０は、再度、記録材４の表面４ａが構造測定装置３に臨むように記録材４を反転させる。ついで、駆動部材１Ａを圧力付与部材１に接近させ、圧力付与部材１、２により記録部材４を加圧する。
【００９８】
そして、吐出ノズル５により実施例１と同様に評価用試薬７を記録材４の裏面４ｂに塗布して、記録材４の構造を測定する。
この実施例５によれば、評価用試薬７の塗布前に、記録材４の表面4ａの光学的な状態に関する情報と裏面４ｂの光学的な状態とに関する情報とを取得できる。
【００９９】
従って、評価用試薬７の塗布前の表面４ａの光学的な情報（反射光量）と裏面４ｂの光学的な情報（反射光量）とを用いて、例えば、評価用試薬７の塗布前の表面４ａの光学的な情報（反射光量）と評価用試薬７の塗布後の裏面４ｂの光学的な情報（反射光量）との差、評価用試薬７の塗布前の裏面４ｂの光学的な情報（反射光量）と塗布後の裏面４ｂの光学的な情報（反射光量）との差を求め、この差を考慮して画像を解析することにより、記録材４の内部構造をより一層精密に測定できる。
【０１００】
また、記録材４の裏面４ｂを反転させて構造測定装置３に臨ませ、記録材４の表面４ａを吐出ノズル５に臨ませて、記録材４の表面４ａに評価用試薬７を塗布して、記録材４の内部構造を測定することもできる。
【０１０１】
この実施例５によれば、記録材４をチャック部材４１Ａ、４１Ｂにより挟持して構造測定装置３に対して、記録材４のＸ−Ｙ方向の位置決めを行った状態で、記録材４の表面４ａと裏面４ｂとを反転させる構成であるので、記録材４の反転前後のＸ−Ｙ方向の位置精度を保つことができる。
なお、この実施例５に係るチャック部材４１Ａ、４１Ｂに実施例２に係る摺動部材３０を組み込む構成とすることもできる。
【０１０２】
以上、これらの実施例では、評価用試薬７を用いて記録材４の含水率を変化させているが、本発明は、これに限られるものではない。
例えば、記録材特性測定装置全体を、温度と湿度とを管理可能な環境槽に設置し、記録材４を環境槽に一定時間放置して、記録材４が環境に十分なじんだ状態のもとで、環境依存特性の測定を行う構成としても良い。
この場合には、記録材４の含水率の測定が可能な含水率計測装置を用いて、含水率の計測を行うのが望ましい。
【０１０３】
また、評価用試薬７として、純水とインク液等の二種類の液体を用いて、環境依存特性の評価を行うことにすれば、片面にインク液等で印字されかつ他面が白紙の記録材４に印字を行うという、いわゆる記録材４を裏紙で使用する場合の環境依存特性の評価も行うことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、２…圧力付与部材
３…構造測定装置
４…記録材
５…吐出ノズル
６…モニタ
７…評価用試薬
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特許第５２１２１６７号公報
【特許文献２】特許第４８０３０１８号公報
【特許文献３】特開平第８−２４７７４７号公報
【特許文献４】特許第５００３９７０号公報
【図１】
2016029354.tif 000003
【図２】
2016029354.tif 000004
【図３】
2016029354.tif 000005
【図４】
2016029354.tif 000006
【図５】
2016029354.tif 000007
【図６】
2016029354.tif 000008
【図７】
2016029354.tif 000009
【図８】
2016029354.tif 000010
【図９】
2016029354.tif 000011
【図１０】
2016029354.tif 000012
【図１１】
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