(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を有する積
層束の前記上面、下面及び複数の側面のうち少なくとも１つの面にある第１の領域から前
記積層束内に入射するように、光を照射させる照射手段と、
前記積層束内に入射した光のうち、前記紙葉類間を伝搬し、前記積層束の複数の側面のう
ち少なくとも１つの側面にあり前記第１の領域とは別の第２の領域から射出する光の光量
分布に基づく光量分布情報を求める光量分布測定手段と、
前記光量分布情報に基づき、前記紙葉類の厚さを算出する厚さ算出手段を具備したことを
特徴とする紙葉類厚さ測定装置。
【請求項２】
前記照射手段と前記光量分布測定手段とが異なる面に対向するよう配されていることを特
徴とする請求項１記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項３】
前記照射手段は前記積層束の上面若しくは下面に向かって光を照射することを特徴とする
請求項２記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項４】
前記照射手段から前記光量分布測定手段に直接入射する光を遮る遮光手段をさらに具備し
たことを特徴とする請求項３記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項５】
前記照射手段の照射する光の光量を制御する光量制御手段をさらに具備したことを特徴と
する請求項４記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項６】
前記光量制御手段は前記照射手段が複数の前記光量の光を照射するように制御し、
前記光量分布測定手段は前記光量毎に前記光量分布情報を得ることを特徴とする請求項５
記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項７】
前記光量制御手段は、前記光量分布情報に応じて前記照射手段が照射する光の光量を制御
することを特徴とする請求項５記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項８】
前記光量分布測定手段は前記側面に対して非平行に配されたことを特徴とする請求項５記
載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項９】
前記照射手段と前記光量分布測定手段との相対的な位置関係を変更する駆動手段をさらに
具備し、
前記駆動手段は前記光量分布情報に応じて前記位置関係を変更することを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１０】
前記厚さ算出手段は、前記積層方向に沿った前記光量分布情報に基づき、前記光量の多い
ピーク位置を抽出し、前記ピーク位置から紙葉類の厚さを算出することを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１１】
前記遮光手段は、前記照射手段からの光の一部を射出する第１の射出手段を有することを
特徴とする請求項４記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１２】
前記積層束を積載するトレイを具備し、
前記トレイの前記下面と接する面に、前記下面に達した光の一部を射出する第２の射出手
段を有することを特徴とする請求項４記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１３】
前記照射手段は、前記積層束の２つ以上の面に配置された２つ以上の光源を有することを
特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１４】
前記照射手段は、２つ以上の光源を有しそれぞれ異なる発光中心波長を有することを特徴
とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１５】
前記照射手段は、前記上面若しくは下面の端辺からそれぞれ異なる距離に配置された２つ
以上の光源を有することを特徴とする請求項４記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１６】
前記照射手段は、前記上面若しくは下面の端辺に対して非平行をなすよう配置されたライ
ン状の光源であることを特徴とする請求項４記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１７】
前記照射手段と前記光量分布測定手段との相対的な位置関係を変更する駆動手段をさらに
具備し、
前記光量分布測定手段は複数の前記位置関係での前記光量分布情報を求めることを特徴と
する請求項１記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１８】
前記紙葉類間に隙間を形成する紙葉類分離手段をさらに具備したことを特徴とする請求項
１記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項１９】
前記第１の領域と前記第２の領域とが前記積層束の同一側面上にあり、前記照射手段から
の光が前記積層束内に入射せずに前記第２の領域へ到達することを阻止する遮光手段をさ
らに具備したことを特徴とする請求項１記載の紙葉類厚さ測定装置。
【請求項２０】
請求項１記載の紙葉類厚さ測定装置と、
前記紙葉類に画像を形成する画像形成手段と、
算出した前記紙葉類の厚さの情報に基づいて前記画像形成手段を制御する画像制御手段を
具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
前記画像制御手段は前記紙葉類の坪量を算出する坪量算出手段をさらに具備し、前記坪量
の情報に基づき、前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項２０記載の画像形
成装置。
【請求項２２】
前記坪量に基づき前記紙葉類の種類を判別する判別手段をさらに具備したことを特徴とす
る請求項２１記載の画像形成装置。
【請求項２３】
紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を有する積
層束の前記上面、下面及び複数の側面のうち少なくとも１つの面に向かって光を照射させ
る照射手段と、
前記照射手段が配された面とは異なる前記複数の側面のうち１つの側面に配され該側面に
達した光の光量分布を測定することで光量分布情報を求める光量分布測定手段と、
前記光量分布情報に基づき前記紙葉類の厚さを算出する厚さ算出手段を具備したことを特
徴とする紙葉類厚さ測定装置。
【請求項２４】
紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を有する積
層束の前記複数の側面のうち１つの側面に向かって光を照射させる照射手段と、
該側面に達した光の光量分布を測定することで光量分布情報を求める光量分布測定手段と
、
前記照射手段から前記光量分布測定手段に直接入射する光および該側面で反射した光を遮
る遮光手段と、
前記光量分布情報に基づき前記紙葉類の厚さを算出する紙葉類厚さ算出手段を具備したこ
とを特徴とする紙葉類厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類厚さ測定装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚紙、コピー紙、ＯＨＰフィルム等様々な種類の紙状媒体である紙葉類に印刷を行うレ
ーザプリンタ等の印刷機において、印字・定着プロセス等の各種条件を最適化するために
は、印刷をしようとする紙状媒体である紙葉類がどれ位の厚さか、どの様な種類かに関す
る情報が必要である。従来、これらの情報は、ユーザが手入力で紙葉類の種類を指定する
ことでなされていた。しかし、ユーザが紙葉類の種類を手入力するのはユーザにとっての
利便性を損ねるため、紙葉類の種類を紙葉類の搬送開始前に高精度で自動取得する方法が
望まれている。
【０００３】
印刷機のトレイに紙葉類を積層した状態で、紙葉類の厚さを測定する従来技術の光学式
紙葉類厚さ測定装置について説明する（例えば特許文献１参照）。光学式紙葉類厚さ測定
装置は、その主な構成として、複数の紙葉類を積み重ねて整合された積層束が、トレイ上
に置かれており、積層束の側面を光源によって斜め上方あるいは斜め下方から積層束の側
面の凸凹を強調するために光を照射する。照射光によって直接照射された領域からの反射
光を受光素子によって撮像し、紙葉類によって形成される明暗の波形からピーク間距離を
求め、紙葉類厚さを算出している。この場合、反射光は、紙葉類の端部では反射光が強く
、紙葉類と紙葉類との隙間からの反射光は弱いので、隙間のところで光量が低下したピー
クが現れる。
【０００４】
しかし、積層束の側面の、直接照射された領域からの反射光を撮像しただけでは、紙葉
類の厚さを正確に求めるための十分なコントラストのピークを得ることは難しく、また紙
葉類１枚ごとではなく複数枚ごとの偽りの周期を検出してしまうこともあるなど、確実に
紙葉類の厚さを検出することが困難である。また、紙葉類の１枚の厚さは６０〜３００μ
ｍにも及ぶため、１枚の厚さを確実に検出できなければ、薄手の紙が複数枚重なって厚手
の紙と誤検出されてしまうなどの問題点がある。
【特許文献１】特開２００５−１０４７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の手法では紙葉類の厚さを正確に求めることは困難であった。本
発明は、紙葉類を積層した状態で紙葉類の厚さを正確に測定することが可能な紙葉類厚さ
測定装置、及び紙葉類厚さの測定結果を利用した画像形成装置を提供することを目的とす
る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積
層方向に沿った面である側面を有する積層束の前記上面、下面及び複数の側面のうち少な
くとも１つの面にある第１の領域から前記積層束内に入射するように、光を照射させる照
射手段と、前記積層束内に入射した光のうち、前記紙葉類間を伝搬し、前記積層束の複数
の側面のうち少なくとも１つの側面にあり前記第１の領域とは別の第２の領域に達した光
の光量分布に基づく光量分布情報を求める光量分布測定手段と、前記光量分布情報に基づ
き、前記紙葉類の厚さを算出する厚さ算出手段を具備した紙葉類厚さ測定装置を提供する
。
【０００７】
また、紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を
有する積層束の前記上面、下面及び複数の側面のうち少なくとも１つの面に向かって光を
照射させる照射手段と、前記照射手段が配された面とは異なる前記複数の側面のうち１つ
の側面に配され該側面に達した光の光量分布を測定することで光量分布情報を求める光量
分布測定手段と、前記光量分布情報に基づき前記紙葉類の厚さを算出する厚さ算出手段を
具備したことを特徴とする紙葉類厚さ測定装置を提供する。
【０００８】
また、紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を
有する積層束の前記複数の側面のうち１つの側面に向かって光を照射させる照射手段と、
該側面に達した光の光量分布を測定することで光量分布情報を求める光量分布測定手段と
、前記照射手段から前記光量分布測定手段に直接入射する光および該側面で反射した光を
遮る遮光手段と、前記光量分布情報に基づき前記紙葉類の厚さを算出する紙葉類厚さ算出
手段を具備したことを特徴とする紙葉類厚さ測定装置を提供する。
【０００９】
また、紙葉類が積層されて上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面を有
する積層束の前記上面、下面及び複数の側面のうち少なくとも１つの面にある第１の領域
から前記積層束内に入射するように、光を照射させる照射手段と、前記積層束内に入射し
た光のうち、前記紙葉類間を伝搬し、前記積層束の複数の側面のうち少なくとも１つの側
面にあり前記第１の領域とは別の第２の領域に達した光の光量分布に基づく光量分布情報
を求める光量分布測定手段と、前記光量分布情報に基づき、前記紙葉類の厚さを算出する
厚さ算出手段を具備した紙葉類厚さ測定装置と、前記紙葉類に画像を形成する画像形成手
段と、算出した前記紙葉類の厚さの情報に基づき前記画像形成手段を制御する画像制御手
段を具備したことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、紙葉類の厚さを正確に測定するために十分な、コントラストの高い信
号を得て、高精度な測定が可能な紙葉類厚さ測定装置、およびこの測定結果を利用した画
像形成装置を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。ここで、互いに
同じ部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図１乃至図６、及び図２５を参照して説明する。
【００１３】
図１は紙葉類に画像を形成する画像形成装置の中に積層された紙葉類の種類判別を行う
紙葉類種類判別装置を抜き出して一例を示したものである。
【００１４】
まず紙葉類厚さ測定装置２６について説明する。図１に示すように、複数の紙葉類１３
が積層され上面、下面、および複数の積層方向に沿った面である側面１６を有する積層束
１４が、積載方向に上下動することができる駆動部（図示せず）を具備したトレイ１２上
に置かれている。積層束１４上方に設置され照射光量を制御する光量調整部１０１を有す
る光源１０から、積層束１４上面に向かって照射光１１を発する。上面とはトレイ１２上
に紙葉類１３を積層したときに最上段となる紙葉類１３の面であり、下面とはトレイ１２
に接する最下段となる紙葉類１３の面である。
【００１５】
また、側面１６とは積層束１４の上面及び下面を除く複数の端面である。積層方向とは
、紙葉類１３を積層させる方向であり、その方向と水平をなす積層束１４の複数の面を側
面とする。水平方向とは側面１６で積層方向と垂直をなす方向である。複数の側面１６の
うち受光素子１９が対向配置される１つの側面を１６ａとする。
【００１６】
積層束１４上面の照射光１１によって直接照射された積層束１４の面上の領域が第１の
領域３０である。光源１０から積層束１４内部に入射し積層束１４内部を伝搬して側面１
６ａにある第２の領域３１から射出した伝搬光１７は、積層束１４の側面１６ａに対向配
置された結像レンズ１８と受光素子１９によって測定される。受光素子１９は、ＣＣＤイ
メージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の素子を２次元的に配列させたエリアセンサで
ある。結像レンズ１８及び受光素子１９は駆動部（図示せず）によって積層方向及び水平
方向に移動可能である。
【００１７】
積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１は、側面１６ａから射出する伝搬光１７
を受光素子１９が測定できるならば積層束１４にある複数の側面１６のいずれであっても
良いが、光源１０が照射する第１の領域３０とは重複しない別の領域である。本実施例で
は、第１の領域３０は積層束１４の上面にあり、第２の領域３１がある積層束１４の側面
１６ａとは別であるためこれを満たす。
【００１８】
遮光部材１５は長方形の樹脂板であり、積層束１４の上面が側面１６ａと接する側端部
から１ｍｍ内側の位置で積層束１４の上面に接し、受光素子１９が伝搬光１７を見ること
ができるように設置され、伝搬光１７以外の光、たとえば光源１０による照射光１１や、
照射光１１が第１の領域３０で反射した反射光が直接受光素子１９に入射しないようにな
っている。受光素子１９で測定された第２の領域３１から射出する伝搬光１７は光量分布
情報として紙葉類厚さ情報算出部２０に出力され、紙葉類厚さ情報算出部２０は光量分布
情報から紙葉類１３の厚さを算出する。以上が本実施形態の画像形成装置が紙葉類１３の
厚さを測定する紙葉類厚さ測定装置２６に関する説明である。
【００１９】
上記した紙葉類厚さ測定装置２６と、積層束１４の全体厚さを測定する全体厚さ測定装
置２７と、積層束１４の全体重さを測定する重さ測定装置２８と、紙葉類１３の面積情報
を取得する面積情報取得装置２９が配され、それぞれの装置から出力された紙葉類１３及
び積層束１４に関する情報から紙葉類種類判別部２５は、紙葉類１３の坪量を算出し、坪
量から紙葉類１３の種類を判別する。紙葉類種類判別部２５は、坪量と当該坪量に対応す
る用紙の種類を記憶したテーブルを保持している。その後、紙葉類１３に画像を形成する
定着器の温度等、紙葉類１３に画像を印刷する際に重要な条件を出力する。以上が本実施
形態の画像形成装置のうち、紙葉類１３の種類を判別する紙葉類種類判別装置に関する説
明である。
【００２０】
図２は、光源１０から積層束１４内部に入射した照射光１１がどのように、積層束１４
の内部を伝搬するかを表した図である。図に示すように、積層束１４の上面に入射した照
射光１１は、紙葉類１３ａの表面で拡散反射するか、あるいは紙葉類１３ａの内部に浸透
して、その一部は紙葉類１３ａを透過して下の紙葉類１３ｂの表面に達する。ここで、光
の減衰率が紙葉類中と空気中では異なるため、紙葉類１３ａと紙葉類１３ｂの間の隙間２
３で光が反射をくり返し、積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１まで達する。第
２の領域３１に達した光は、伝搬光１７として第２の領域３１から射出する。
【００２１】
したがって、積層束１４の側面１６ａを見た場合、各紙葉類の隙間２３が明るく見える
。また、紙葉類１３の端部は、照射光１１が側面１６ａに到達するまでの間にほとんど吸
収されるため、暗く見える。そこで、受光素子１９によって第２の領域３１を撮像したと
きには、各紙葉類の隙間２３が高光量で輝き、受光素子１９が出力する光量分布情報には
明瞭なピークが現れる。
【００２２】
照射光１１の一部は紙葉類１３の表面で反射するが、第１の領域３０と第２の領域３１
は別の面上にあり、また遮光部材１５を配しているため受光素子１９にはほとんど届かな
い。
【００２３】
光源１０から発した照射光１１によって照射された領域である第１の領域３０と受光素
子１９が伝搬光１７を測定する第２の領域３１が重複しない別の領域であるということの
意味について説明する。受光素子１９が測定する光は、第１の領域３０から積層束１４内
部に入射し紙葉類間の隙間２３を伝搬し、積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１
に達した伝搬光１７であり、第１の領域３０から直接反射する光は測定しないことを意味
する。第１の領域３０と第２の領域３１が重ならない様、本実施形態では、第１の領域３
０と第２の領域３１とが積層束上の異なる面にあり、伝搬光１７以外の光が受光素子１９
にできるだけ入射しないよう、遮光部材１５を設置している。また、遮光部材１５を設け
ずとも、伝搬光１７以外の光ができるだけ受光素子１９に入射しないように光源１０と受
光素子１９とが配置されていればよい。
【００２４】
ここでは、第２の領域３１の主要な領域が第１の領域３０重なっていないことを意味し
ているため、光源１０が発した照射光１１が照射する第１の領域３０が第２の領域３１と
それぞれの端においてわずかだけ重なっていたとしても、主要な領域が重なっているとは
言えないので、第１の領域３０と第２の領域３１は別であるといえる。
【００２５】
図３は、本実施形態の紙葉類厚さ測定装置によって第２の領域３１に達した光を、受光
素子１９が撮像した画像データである。白く、光量が多く撮像されている部分は、紙葉類
１３の隙間２３から射出した光を撮像したものである。紙葉類１３の隙間２３を伝搬し側
面１６ａから射出する伝搬光１７を利用している為、積層束１４の側面１６ａが平坦では
なく数枚周期の凹凸を有していたとしても、紙葉類１３内部を伝搬する光はすでに減衰し
てしまっているため、伝搬光１７は側面１６ａの凹凸からの影響を受けにくい。以上の結
果から、本実施形態の紙葉類種類判別装置の紙葉類厚さ測定方法を用いると、従来技術と
比べて紙葉類１枚ごとのピークを非常に明瞭に測定することが可能であり、紙葉類１枚の
厚さを正確に測定できることがわかる。
【００２６】
図４は、本実施形態の紙葉類厚さ測定装置２６が第２の領域３１での伝搬光１７の画像
データから紙葉類１３の厚さを算出する処理手順を示したフローチャートである。
【００２７】
まず、光源１０から積層束１４内部に入射し積層束１４内部を伝搬して側面１６ａにあ
る第２の領域３１から射出した伝搬光１７の光量分布を受光素子１９によって撮像し、図
３に示すような画像データを取得する（ＳＴ１）。（ＳＴ１）で取得した画像データには
、積層方向に沿って、明暗が繰り返された光量分布が生じている。この繰り返し間隔が紙
葉類１３の厚さに相当する。この画像データを１画素の幅をもち、積層方向に沿ったライ
ンに分割する。そのラインの各画素の画素値に基づく光量分布を、画像データ全体にわた
って水平方向に積分し、第２の領域３１での積層方向に沿った１次元の光量分布情報を取
得する（ＳＴ２）。取得した光量分布情報の波形の中から基準点を設定し、基準点から一
つ目の明瞭なピーク位置を抽出する（ＳＴ３）。次に、基準点から二つ目の明瞭なピーク
位置を抽出する（ＳＴ４）。これら２つのピーク間の距離を算出し（ＳＴ５）、そのピー
ク間の距離情報から紙葉類の厚さを決定する（ＳＴ６）。得られた紙葉類厚さ情報を出力
し（ＳＴ７）紙葉類厚さを算出する処理を終了する（ＳＴ８）。
【００２８】
この処理手順では、画像データの光量分布を水平方向に積分するステップ（ＳＴ２）を
取り入れたが、積分せずに、画像データ内から１画素の幅をもち積層方向に沿った１つの
ラインを抽出し、そのラインでの積層方向に沿った光量分布情報から紙葉類の厚さを算出
、紙葉類厚さ情報を出力してもよい。２次元の画像データを得た際には水平方向に積分す
るステップ（ＳＴ２）を経た方が、紙葉類１３の厚さに相当する明暗の周期がより明瞭に
分かることが実験から求まっている。
【００２９】
また、光量分布を水平方向に積分する（ＳＴ２）際には、積層方向に沿った伝搬光１７
の明暗がはっきりと表れ、繰り返し間隔が紙葉類１３の厚さに相当する領域を抽出し、該
領域のみで積分処理を行ってもよい。
【００３０】
また、（ＳＴ２）で算出した積層方向の光量分布の波形を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ
）で処理し、パワースペクトルのピーク位置を抽出し、そのピーク位置から紙葉類の厚さ
を算出してもよい。パワースペクトルのピークを検出することにより、紙葉類の厚さをピ
ーク毎に逐一求めることなく、厚さの平均値を精度良く求めることができる。
【００３１】
また、厚さを算出する方法は、実際に演算を行わずに求めてもよい。あらかじめ様々な
厚さをもった紙葉類毎に、（ＳＴ２）で得られる伝搬光１７の積層方向の光量分布情報と
その時の紙葉類の厚さとをデータベースに記憶しておく。そして、紙葉類の厚さ測定時に
、（ＳＴ０）〜（ＳＴ２）で得られた光量分布情報と、データベースの中に記憶された光
量分布情報とを比較し、その中で光量分布情報の波形の位相が類似するものを選択する。
選択された光量分布情報に対応づけられた紙葉類の厚さをデータベースから出力してもよ
い。
【００３２】
伝搬光１７が少ない時にはＳ／Ｎの低い信号しか得ることができず紙葉類１３の厚さを
正しく測定することが困難であると考えられる。また、紙葉類１３そのものの内部を伝搬
する光が多すぎると、受光素子１９が紙葉類１３の隙間２３を伝搬した光以外の光をも撮
像してしまうことでノイズがのってしまい、紙葉類１３の厚さを正確に測定することが困
難であると考えられる。
【００３３】
以上の手順で光量分布情報からピークを求める事ができず、最適ではないと判断した場
合は、光量調整部１０１によって光源１０が発する照射光１１の光量を調整する、または
、駆動部（図示せず）によって結像レンズ１８及び受光素子１９を移動させ測定位置を調
整することで適切な光量分布を得ることができる。具体的には、光量が多すぎると判断し
た場合には、側面１６ａの光源１０から遠ざかる方向へ、逆に光量が少なすぎると判断し
た場合には、光源１０に近づく方向へと駆動部（図示せず）を駆動動作させることで光源
１０が発する照射光１１の光量を調整したことと同様の効果を得ることができる。駆動部
（図示せず）は結像レンズ１８及び受光素子１９に取り付けたが、結像レンズ１８及び受
光素子１９と、光源１０との相対的な位置関係を変更することができれば本実施形態の効
果を得ることができる為、光源１０に駆動部（図示せず）を取り付けても同様の効果が得
られる。
【００３４】
また、複数の光量で光源１０が光を照射するように制御し、光量毎に射出する伝搬光１
７を撮像する。その中で最も適切な光量分布が得られた画像データに基づき、紙葉類１３
の厚さを算出しても良い。
【００３５】
ここでは、受光素子１９が第２の領域３１における２次元エリアでの光量を測定し、そ
の測定結果を元に処理を行っているが、少なくとも積層方向に沿った光量分布を得られれ
ば良い。そのため、受光素子１９が積層方向に沿った１次元ラインの光量分布を出力する
場合などには、画像データ全体の光量分布を水平方向に積分するステップ（ＳＴ２）は省
略してもよい。
【００３６】
図５は、素子を２次元的に配列させたエリアセンサである受光素子１９が測定した第２
の領域３１の光量分布から、図４に示した（ＳＴ１）から（ＳＴ２）までの処理手順を経
て得られた紙葉類１３の厚さ情報を含んだ積層方向の光量分布を示すものである。ここで
、横軸が側面１６ａの積層方向の長さを示し、縦軸が伝搬光１７の光量を規格化したもの
である。例えば、（ＳＴ３）で抽出する基準から一つ目のピークを図５の１２０μｍ付近
に現われているピークとすると、（ＳＴ４）で抽出する基準から二つ目のピークは図５の
２００μｍ付近に現われているピークを指す。（ＳＴ５）ではこの二つのピーク間の距離
が約８０μｍと求まり、（ＳＴ６）で紙葉類の厚さは８０μｍと決定する。
【００３７】
以上の様な手順で、積層束１４の第２の領域３１から射出する伝搬光１７を受光素子１
９により見れば紙葉類１枚の厚さに相当するピークが得られ、これにより紙葉類１３の１
枚あたりの厚さが得られる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る画像形成装置内で、紙葉類厚さ測定装置２６で得られた紙葉類
厚さ情報を元に紙葉類種類判別装置で紙葉類の種類を判別し、紙葉類１３に画像を形成す
る際の印刷パラメータを出力する一連の処理を、図６を参照しながら詳細な説明をする。
【００３９】
図６は、紙葉類種類判別部２５内での処理手順を含めた画像形成装置の機能ブロックを
示したものである。上記した方法で第２の領域３１から射出する伝搬光１７の画像データ
を光検出ブロック２００によって得ることができる。光検出ブロック２００は、結像レン
ズ１８と受光素子１９を組み合わせたものに相当する。紙葉類厚さ算出ブロック２０１は
、光検出ブロック２００によって得られた画像データから積層方向に沿った伝搬光１７の
光量分布情報を得て、その光量分布のピーク間隔を検出し、ピーク間の距離から紙葉類の
厚さを算出する機能を具備している。
【００４０】
紙葉類厚さ算出ブロック２０１は、伝搬光１７の光量から光源１０が発する照射光１１
の光量が最適であるかも判断し、もし、紙葉類１３の厚さを算出できる光量分布情報をも
った画像データを得ることができなかった場合、駆動制御ブロック２０２または光調整ブ
ロック２０３によって調整を行う。駆動制御ブロック２０２は、光検出ブロック２００に
取り付けられ水平方向及び積層方向に駆動可能な駆動部２１を制御する機能を具備してい
る。また、光調整ブロック２０３は、光源１０が発する照射光１１の光量等を調整する機
能を具備している。以上の機能によって、最適な光量分布をもった伝搬光１７を撮像し、
紙葉類厚さ算出ブロック２０１で紙葉類１３の厚さを算出する。そして、紙葉類厚さ算出
部２０１で得られた紙葉類１３の厚さに対応する各種パラメータを紙葉類情報データベー
ス２０９から読み出し、画像形成ブロック２１０に出力する。
【００４１】
積層束全体厚さ測定部２０４は、積層束１４の全体厚さを測定する。積層束全体重さ測
定部２０５は、積層束１４の全体重さを測定する。紙葉類面積情報取得部２０６は、紙葉
類１３の印刷面の面積情報を取得する。
【００４２】
それぞれのブロックから出力された積層束１４の全体厚さ情報、積層束１４の全体重さ
情報、紙葉類１３の印刷面の面積情報を坪量算出ブロック２０７に入力し、紙葉類１３の
坪量を算出する。坪量とは、紙葉類の１平方メートルあたりの重さである。つまり、坪量
は紙葉類１３の１枚あたりの重さを、紙葉類１３の印刷面の面積で割ったものである。す
なわち、積層束１４の全体厚さを紙葉類１３の１枚の厚さで割って積層束１４の枚数を求
め、それから積層束１４の全体重さと積層束１４の枚数から紙葉類１３の１枚あたりの重
さを求めることで、坪量が求まる。
【００４３】
定着パラメータ選択ブロック２０８は、紙葉類１３の坪量及び厚さに基づき、紙葉類情
報データベース２０９を参照し、紙葉類１３に画像を形成する際に必要となる、インクを
定着させる定着器の温度等、印刷において重要な条件を求め画像形成ブロック２１０に出
力する。
【００４４】
紙葉類情報データベース２０９には、あらかじめ紙葉類１３を図示しない印刷部に搬送
する際の図示しない搬送ローラの圧接力や、画像形成、つまり印刷に係る転写バイアス等
の各種パラメータの厚さに対応した最適な値が、紙葉類１３の厚さ及び坪量と対応し記憶
されている。
【００４５】
図２５は、紙葉類情報データベース２０９に保持するルックアップテーブルの例を記す
図である。紙葉類１３の厚さ及び坪量に対応し、紙葉類の種類、定着器の目標温度、画像
転写部から定着器を通過するまでの用紙搬送速度が記憶されている。
【００４６】
画像形成ブロック２１０は、入力された情報を元に実際に紙葉類１３に画像形成、つま
り印刷を行う、図示しない定着器等を制御する。
【００４７】
紙葉類厚さ算出ブロック２０１で算出した紙葉類１３の厚さに対応する搬送ローラの圧
接力を画像形成ブロック２１０に出力し、その値に応じた動作を行うことで紙葉類１３の
搬送動作を安定して行うことができる。また、転写バイアスの最適値を画像形成ブロック
２１０に出力し、その値に応じた動作を行うことでトナー像の転写不良や、転移したトナ
ーが感光体ドラムに逆転移するリトランスファーなどを防止することができる。
【００４８】
紙葉類面積情報取得部２０６で積層束１４を構成する紙葉類１３の印刷面の面積情報を
取得する方法について説明する。あらかじめ積層束１４を構成する紙葉類１３の寸法（Ａ
４判、Ｌ判など）情報を入力しておき、その寸法に対応する面積情報を取得する方法があ
る。あるいは、トレイ１２上に可動式で、積層束１４の複数の側面１６を保持するガイド
等（図示せず）を取り付け、積層束１４をトレイ１２上に設置し、積層束１４の側面１６
に沿うようにガイドを移動させ、その時のガイドの保持位置から紙葉類面積情報取得部２
０６が紙葉類１３の面積情報を算出し取得する方法も考えられる。または、手動で寸法を
入力し寸法から面積情報を取得する方法、自動で面積を測定する方法、いずれの方法であ
っても構わない。
【００４９】
以上の機能ブロックを用いて、測定された紙葉類１３の厚さ及び坪量に対応し印刷に適
したパラメータを印刷ジョブ実行前に設定することができる。
【００５０】
光源１０が発した照射光１１や第１の領域３０での反射光などの、伝搬光１７以外の光
が受光素子１９に入射すると、フレアなどを起こし画像データが劣化する。また、受光素
子１９が撮像する第２の領域３１に光源１０が発した照射光１１が当たると、側面１６ａ
が明るく照らされ、光量分布情報における信号のコントラスト低下を招く。そこで、光源
１０と受光素子１９の間に、光を透過しない遮光部材１５が設置されている。
【００５１】
ここで、遮光部材１５は、伝搬光１７以外の光が受光素子１９に入射しないようにする
効果をもついかなるものであってもここで言う遮光部材１５に該当する。たとえば、光フ
ァイバは全反射条件を満たす光を伝搬するので、中心軸に対して特定の角度以内の光しか
出射しない。したがって、受光素子１９がこの特定の角度よりも外側に来るよう配置する
と、ファイバから受光素子１９に光が直接入らないようにすることができる。このような
系においても、光ファイバはここで言う遮光部材１５に該当する。
【００５２】
遮光部材１５の形状は、長方形の板に限らず、たとえば光源１０を囲むような筒状や矩
形状としてもよい。光源１０を遮光部材によって囲んで積層束１４の上面に接して積層束
１４の内部に光が入射するよう配置すれば、伝搬光１７以外の光は受光素子１９に入射せ
ず、光量分布情報における信号のコントラストがあがる。
【００５３】
遮光部材１５の材質は、光を透過しないという目的を達成するものであれば、たとえば
樹脂、金属板やゴム等を用いることができる。また、遮光部材１５は単体ではなく、光源
１０と一体化してもよい。または、遮光部材１５と受光素子１９を一体化してもよい。
【００５４】
結像レンズ１８は屈折率分布型レンズ、シリンドリカルレンズを用いても構わない。ラ
インセンサまたはエリアセンサなどの受光素子１９と、屈折率分布型レンズを組み合わせ
た場合、側面１６ａとの撮像距離を短くすることができ構成がコンパクトになる。ライン
センサにシリンドリカルレンズを組み合わせた場合、シリンドリカルレンズは、積層束１
４の水平方向成分を集光してラインセンサに結像するため、水平方向の伝搬光１７を広く
得ることができ、エリアセンサを受光素子１９として用いた場合の実施形態と同様の効果
を持たせることが可能となる。
【００５５】
いずれにしても、積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１から射出する伝搬光１
７を撮像できる手段であれば、上記の例に限らずどのようなものを用いても構わない。
【００５６】
遮光部材１５は積層束１４に接するよう配置されるが、このときの遮光部材１５は、積
層束１４を圧縮するように押付ける、または積層束１４に接触した位置で止まる等、積層
束１４の状況によって適切な押付け力で積層束１４と接触するような構成になっている。
遮光部材１５が伝搬光１７以外の光が受光素子１９に入射するのを遮るのであれば、軽く
積層束１４に触れてもよく、押付けるように積層束１４に触れてもよい。
【００５７】
遮光部材１５の位置は、第１の実施形態では紙葉類１３の端から内側に１ｍｍとしたが
、この例に限定されるものではなく、たとえば紙葉類１３の端上としてもよい。いずれに
しても、遮光部材１５としての機能を果たす限りどのような場所に設置してもよい。
【００５８】
また、遮光部材１５自体が駆動部を有し、用紙の端からの距離などを適宜変更してもよ
い。これにより、第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量を調整することができる
。
【００５９】
積層束１４の第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量分布を測定する受光素子１
９は撮像素子を２次元的に配列させたエリアセンサに限らず、１次元的に配列されたライ
ンセンサであってもよい。
【００６０】
または受光素子１９を積層束１４の側面１６ａに直に接触させて撮像する等の工夫によ
って、撮像系をよりコンパクトにすることができる。
【００６１】
受光素子１９はフォトダイオード、光センサアレイなど、側面１６ａの少なくとも積層
方向の光量分布を測定することが可能なものであれば、その他のどのようなものを用いた
ものであってもよい。
【００６２】
また、照射光１１は赤色光、紫外光、青色光、緑色光、近赤外光いずれであってもかま
わない。波長３８０ｎｍ未満の紫外光や波長３８０ｎｍ乃至５００ｎｍの青色光を用いる
と、紙葉類１３の内部における光の減衰率が大きいため、紙葉類１３内部を伝わって出て
くる光は少なくなり、よりコントラストの高い光量分布の信号を得ることができる。波長
５００ｎｍ乃至６００ｎｍの緑色光や６００ｎｍ乃至７００ｎｍの赤色光や７００ｎｍ乃
至１１００ｎｍの近赤外光を用いると、これらの光は紙葉類１３の内部における減衰率が
小さいため、光が積層束１４の深くまで浸透し、より長い区間にわたって伝搬光１７の光
量分布の信号を得ることができる。
【００６３】
積層束１４の全体厚さを測定する積層束１４の全体厚さ測定装置２７は、図１では別途
設けられているが、積層束１４の上面に押し付ける形態の光源１０または遮光部材１５に
その機能を付加してもよい。
【００６４】
紙葉類１３を積層させた状態で一枚ごとの厚さを正確に測定する為には、紙葉類１３の
隙間２３を一つずつ検出する必要がある。
【００６５】
図２４は、従来の公知例において、積層束の側面に対して斜め上に配置された光源によ
って照射光を照射し、側面で反射した光を受光素子で測定し、側面に紙葉類側面の凹凸に
よって形成される明暗を水平方向に積分して得た積層方向の光量分布データである。
【００６６】
図２４から分かるように、側面に対して照射光を斜め上方から照射しその照射領域を撮
像すると、紙葉類の裁断工程に起因すると思われる紙葉類２〜４枚周期のピークが目立っ
ており、紙葉類１枚ごとの周波数成分よりも際立ってしまう。そのため、紙葉類１枚の厚
さに相当する周期のピークが非常に弱く、Ｓ／Ｎの悪い信号しか得ることができない。
【００６７】
図７は第１の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。図７に
おいて、積層束１４が、トレイ１２上に置かれており、積層束１４下方に設置された光源
１０が発した照射光１１が、積層束１４下面に向かって照射する。積層束１４の側面１６
ａには結像レンズ１８と受光素子１９とが対向設置され、光源１０が発した照射光１１が
積層束１４内部に浸透し、積層束１４内部を伝搬して積層束１４の側面１６ａにある第２
の領域３１から射出する伝搬光１７の光量分布を受光素子１９によって測定する。積層束
１４の下面とは、トレイ１２の底に面する印刷面である。この場合、光源１０および遮光
部材１５をトレイ１２の底に配置できるため、構成がコンパクトになる。
【００６８】
また、光源１０を積層束１４の受光素子１９が対向配置されていない複数の側面１６に
配しても、伝搬光１７を測定できればよい。
【００６９】
また、光源１０を積層束１４の上面および下面の２箇所に設け、これらを同時または交
互に積層束１４の内部に向かって照射光１１を照射し、積層束１４の側面１６ａに配置さ
れた受光素子１９により積層束１４の上部と下部における紙葉類厚さを得てもよい（図示
せず）。
【００７０】
また、光源１０が対向配置され、第１の領域３０がある面は、受光素子１９が対向配置
された第２の領域３１がある側面１６ａと別の面であれば、本実施例の効果を得ることが
できる。
【００７１】
なお、本実施形態の紙葉類厚さ測定装置２６および紙葉類種類判別装置は、ＭＦＰ（Ｍ
ｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）やレーザプリンタに限らず、バブル
ジェット（登録商標）プリンタやインクジェットプリンタ等のプリンタにおいても紙葉類
１３の情報を得る手段として用いることができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図８および図９を参照して説明する。
【００７３】
図８および図９は、第２の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構造図である。図８
において、光源１０から積層束１４の受光素子１９のある側面１６ａに向かって照射光１
１を照射する。その照射された領域が第１の領域３０である。側面１６ａにある第１の領
域３０に向かって照射された照射光１１は、積層束１４の内部に浸透し、積層束１４を構
成する各紙葉類の隙間２３を拡散伝搬して、側面１６ａにある第２の領域３１に達する。
この第２の領域３１から射出する伝搬光１７は、第２の領域３１に向けて設置された結像
レンズ１８を経て受光素子１９に集光され、画像データを得ることができる。遮光部材１
５は、第１の領域３０と第２の領域３１との間に、積層束１４の側面１６ａに接触して設
置され、受光素子１９に光源１０から直接入射する光、及び第１の領域３０で直接反射し
た光を遮光する。つまり、光源１０が照射する第１の領域３０と、結像レンズ１８と受光
素子１９が撮像する第２の領域３１とが、それぞれ重複しない別の領域となり、受光素子
１９が伝搬光１７を測定できるよう配されている。
【００７４】
ここで、遮光部材１５がその端にゴム等の軟素材を有する構造であると、軟素材部分が
積層束１４の側面１６ａに存在する凹凸に合わせて変形して遮光し、積層束１４と遮光部
材１５との隙間から漏れる光によるノイズを減らすことができる。
【００７５】
次に第２の実施形態にかかる効果について説明する。第２の実施形態では、照射光１１
を積層束１４の側面１６ａに照射、積層束１４の内部で拡散伝搬して側面１６ａにある第
２の領域３１から射出する伝搬光１７を、同じ側面１６ａを撮像する受光素子１９より得
ている。これにより、光源１０、遮光部材１５および受光素子１９を積層束１４の同一の
側面１６ａに配置することができ、省スペースな構成とすることができる。 
図９は、第２の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。図９
では、側面１６ａにある遮光部材１５と光量分布測定手段である受光素子１９とが積層束
１４の積載方向にならんでいる。この場合、紙葉類１３を積層していることによって積層
束１４の側面１６ａに生じる凸凹による、遮光部材１５からの光漏れが少なくなるという
特徴がある。
【００７６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について、図１０および図１１を参照して説明する。
【００７７】
図１０は、第３の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である。図１０
に示される実施形態では、２個の光源１０が、それぞれ積層束１４の上面の端辺からの距
離が異なるように積層束１４上面に対向配置されている。それぞれの光源１０は、側面１
６ａ上の第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量が最適になるよう、照射光１１の
光を調整することができる光量制御機構が設けられ（図示せず）、各々の照射光量を変化
させる、または同時または相互に発光することができる。
【００７８】
遮光部材１５は、伝搬光１７以外の光が受光素子１９に入射しないよう、積層束１４の
上面に接する形で設置され、光源１０が発する照射光１１が照射する第１の領域３０と、
受光素子１９が撮像する第２の領域３１は、それぞれが重複しない。
【００７９】
積層束１４の上面に照射された照射光１１は、積層束１４の内部に浸透し、積層束１４
を構成する各紙葉類の隙間２３を拡散伝搬して、積層束１４の側面１６ａに達する。積層
束１４の側面１６ａにおける伝搬光１７は、側面１６ａに向けて設置された結像レンズ１
８を経てＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の素子を２次元的に配列させ
たエリアセンサである受光素子１９に集光される。結像レンズ１８及び受光素子１９は図
示しない駆動部によって、水平方向及び積載方向への移動が可能となっている。
【００８０】
本発明では、紙葉類１３の隙間２３を伝搬する光を利用して測定する為、紙葉類１３の
厚さや密度に応じて光源１０や受光素子１９の位置等を調整する方が好ましい。このとき
、光源１０の照明位置の違いによって伝搬光１７の光量に差が生じる。たとえば端から１
．５mmの位置に配した光源１０を発光したときの伝搬光１７の光量が多くても、端から３
mmの位置に配した光源１０を発光させると、端からの距離が遠い分だけ光の減衰が大きく
、伝搬光１７の光量が少なくなり、各紙葉類の隙間２３から射出する伝搬光１７によるピ
ークの検出が可能となる。この端からの位置は、実施に合わせて調整すればよい。光源１
０の発光は、１つずつおこなってもよく、それでも光量が足りないときは、複数の光源１
０を同時に発光することで光量を補うことができる。
【００８１】
また、紙葉類１３の厚さが厚いときは、積層束１４の上面に入射した照射光１１が紙葉
類１３の内部を伝搬する際に吸収され、側面１６ａにある第２の領域３１から射出する伝
搬光１７の光量が少なくなる。従って、紙葉類１３の厚さを測定するための十分な光量が
得られなくなることが考えられる。
【００８２】
逆に紙葉類１３の厚さが薄いときは、積層束１４の上面に入射した照射光１１が紙葉類
１３の内部を伝搬する際に吸収されにくく、紙葉類１３そのものの内部を透過する光が多
くなる。すると、受光素子１９が紙葉類１３の隙間２３を伝搬した光以外をも撮像してし
まい、ノイズが乗って紙葉類１３の厚さを測定できなくなることが考えられる。
【００８３】
また、紙葉類１３の材質や密度によっても、紙葉類の内部における光の透過のしやすさ
は変化する。
【００８４】
よって、伝搬光１７の光量が少ないときには受光素子１９が光量を測定する位置を駆動
部（図示せず）によって水平に移動させ、光源１０が積層束１４の辺に近いところにある
第２の領域３１から射出する伝搬光１７を測定することによって、充分な光量が得られる
と考えられる。また、伝搬光１７の光量が多すぎる時には逆に光源１０が積層束１４の辺
から遠いところにある第２の領域３１から射出する伝搬光１７を測定すればよい。以上の
ことから、積層束１４の側面１６ａにおける撮像位置を駆動部（図示せず）によって水平
方向に調整すれば、紙葉類１３の厚さに応じて光量が最適な位置で撮像する機構ができる
。これを利用して、側面１６ａの第２の領域３１で、受光素子１９が測定する伝搬光１７
の光量が適正となった領域を抽出してコントラストの高い光量分布の信号を得ることがで
きる。また、光量分布情報から、積層束１４における光の減衰率を測定することで、紙葉
類１３の密度を算出してもよい。また、光源１０は積層束１４の上面だけでなく下面や側
面１６にあってもよい。
【００８５】
測定された光量が最適であると判断した後、受光素子１９によって撮像された画像デー
タは、第１の実施形態に記載した処理手順を経て紙葉類１３の厚さ情報を得ることができ
る。
【００８６】
２個の光源１０のうち、紙葉類１３の端から遠い方を、赤色光を発するＬＥＤとし、紙
葉類１３の端から近い方を、青色光を発するＬＥＤとしてもよい。青色光は紙葉類１３の
内部において光が減衰しやすいため、紙葉類１３の内部を伝搬してきた光が少なくなるの
で紙葉類１３の厚さを測定するために十分な光量分布の信号を得ることができるが、積層
束１４の浅いところまでしか浸透しないため撮像可能な第２の領域３１が狭くなってしま
う可能性がある。赤色光は紙葉類１３内部において光が減衰しにくく、積層束１４の深く
まで浸透するが、紙葉類１３の内部であっても光が減衰しづらいため、第２の領域３１か
ら射出する伝搬光１７が隙間２３を伝搬してきた光だけでなく紙葉類１３の内部を伝搬し
てきた光を含みやすいので紙葉類１３の厚さを測定するのに十分なコントラストの信号を
得ることができない可能性がある。そこで、それぞれの光源１０を制御して二つの異なる
発光中心波長の特性を活かし互いの光量を調整することで、測定する紙葉類に応じて第２
の領域３１から射出する伝搬光１７の光量を調整することが可能となり、コントラストの
高い光量分布の信号を得ることが可能である。また、積層束１４の端から遠い方を赤色光
を発するＬＥＤ、近い方を青色光を発するＬＥＤという組み合わせに限らず、コントラス
トの高い光量分布の信号が得られるならば、どのような組み合わせを用いてもよい。
【００８７】
また、積層束１４の端から同じ距離に２個のＬＥＤを並べ、それぞれが発する光を青色
光と赤色光としてもよい。青色光と赤色光とでは、紙葉類１３の内部における透過率が異
なるために第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量も異なる。また、波長の違いに
よる透過率の違いを利用し、適した伝搬光１７を測定できるようそれぞれのＬＥＤが発す
る照射光１１の光量を制御することもできる。
【００８８】
また、ＬＥＤの個数は２個に限らず、３個以上としてもよい。また、光源１０はＬＥＤ
に限らず、レーザやその他の光源を用いてもよい。
【００８９】
図１１は、第３の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。図
１１では、細長い蛍光管等のライン状の照射面をもつ光源１０を積層束１４の端辺と角度
θをなすように配置している。ライン状の照射面をもつ光源１０が、積層束１４の第２の
領域３１がある側面１６ａと第１の領域３０がある上面とがなす端辺から近いと、積層束
１４の側面１６ａにある第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量が多いが、光源１
０のその端辺からの距離が遠ざかるにつれて第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光
量が減っていく。
【００９０】
受光素子１９が得た画像データが、紙葉類１３の厚さ情報を得るには光量が最適ではな
いと判断した時に、結像レンズ１８及び受光素子１９の位置を水平方向に移動することで
測定する伝搬光１７の光量を調整することができる。
【００９１】
以上のことから、図１１によれば、ライン状の光源１０という簡単な構成かつ、積層束
１４の側面１６ａにおける撮像位置を水平方向に調整するだけで、最適な光量を得る機構
ができる。
【００９２】
また、光源１０は積層束１４の上面だけでなく下面や側面にあってもよい。
【００９３】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。
【００９４】
図１２は、第４の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である。図１２
に示す紙葉類厚さ測定装置の、光源１０はハロゲンランプと光ファイバによるライトガイ
ド１５２で構成される。ライトガイド１５２の照射面から発した照射光１１は、トレイ１
２上に置かれた、紙葉類１３を積み重ねた積層束１４の上面に向かって照射される。照射
位置は、積層束１４上面の端から内側に１ｍｍのところとする。遮光部材１５はハロゲン
ランプからの光を導く円形光ファイバの周囲をシールドする金属筒であり、これが積層束
１４に軽く押付けられているため、積層束１４の上面に照射された照射光１１は、一部の
光は紙葉類１３の表面で反射するが、遮光部材１５に阻まれて受光素子１９に届かない。
それ以外の光は積層束１４の内部に浸透し、積層束１４を構成する各紙葉類の隙間２３を
伝搬して、積層束１４の側面１６ａに達する。
【００９５】
受光素子１９は、ラインセンサである。受光素子１９は屈折率分布型レンズからなる結
像レンズ１８を有しており、センサの受光素子の大きさとほぼ等倍で積層束１４の側面１
６ａにある第２の領域３１から射出する伝搬光１７を測定できる。これにより、積層束１
４の側面１６ａから射出する伝搬光１７を、簡便な光学系かつ高い分解能で撮像すること
ができる。駆動部２１は、積層束１４の積載方向に受光素子を並べたラインセンサの受光
素子１９をモータとベルトなどによって積層束１４の水平方向に移動することができる。
【００９６】
受光素子１９は、駆動部２１によって積層束１４の水平方向に移動させることで、少な
い画素数で広い領域の画像データを得ることができる。また、ラインセンサのもつ高い分
解能で、積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１から射出する伝搬光１７を、広い
面積で測定することができる。
【００９７】
受光素子１９よって出力された画像データは、紙葉類厚さ算出部２０により積層方向に
おける光量のピークの間隔をライン毎に抽出し、得られた結果を統合してピーク間隔が求
められる。求められたピーク間隔に基づき、紙葉類厚さ情報を得る。
【００９８】
次に、第４の実施形態の効果について説明する。光源１０にはその照射光量を調整可能
なハロゲンランプとし、ハロゲンランプからの照射光１１は、光ファイバを用いたライト
ガイド１５２によって照射位置まで伸ばされる。ライトガイド１５２の照射部は金属製の
円筒ケースで覆われており、ライトガイド１５２の照射部を積層束１４に押し当てれば、
照射光１１を漏らすことなく任意の場所で積層束１４の内部に浸透させることができる。
ここで光源１０はハロゲンランプとしたが、光源１０はたとえばメタルハライドランプ
やその他の種類のランプを用いてもかまわない。照射光１１は白色光に限定するものでは
なく、たとえばハロゲンランプとバンドパスフィルタを組み合わせて青色光や緑色光や赤
色光や近赤外光を照射してもよい。
【００９９】
また、ライトガイド１５２の照射面の形状は円形状としたが、たとえばライン状の照射
面であっても、半円状の照射面であっても構わない。いずれにしても、光ファイバの周囲
が、遮光部材１５によって遮光されていれば、どのような形態としてもよい。
【０１００】
図１２では、光源１０は積層束１４の上面を照射したが、積層束１４の下面を照射して
もよく、または積層束１４のいずれか一つ以上の側面１６を照射してもよい。
【０１０１】
また、駆動部２１によってセンサの位置を水平方向に移動していたが、これに限らず積
層束１４を移動させて同等の結果を得てもよい。
【０１０２】
図１３は、第４の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。
【０１０３】
図１３では、積層束１４の側面１６ａのある一点に焦点を合わせた結像レンズ１８を持つ
フォトダイオードを、モータとベルト等で構成される駆動部２１を用いて積層方向に移動
すれば、より簡単な構成で伝搬光１７を検出することができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、駆動部２１によって受光素子１９等が水平方向または垂直方向
に移動する構成となっていたが、側面１６ａとの距離を変更するように移動する構成でも
よい。これによって、結像レンズ１８のピントが正しく側面１６ａに合うように調整する
ことができる。
【０１０５】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について、図１４乃至図１６を参照して説明する。
【０１０６】
図１４は、第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である。図１４
において、トレイ１２は紙葉類分離手段として送風機構によって積層束１４の複数の側面
の内いずれか一つの側面１６に空気を当て、積層束１４の隙間２３に空気を吹き込むこと
で密着した紙葉類１３同士を分離する送風分離機構２２１を具備している。
【０１０７】
次に、第５の実施形態の効果について説明する。積層された紙葉類１３は裁断時のバリ
が絡んでしまう、長時間互いに密着した状態にある等の要因から、隣接する紙葉類１３同
士で吸着を起こすことがある。紙葉類１３同士が吸着を起こすと、紙葉類１３の厚さ情報
を得る為に必要となる紙葉類の隙間２３がなくなってしまい、紙葉類１３の厚さを測定す
るために十分な伝搬光１７が得られないことがある。送風分離機構２２１により送風され
た空気は、積層束１４の側面１６にあたり、紙葉類１３の隙間２３に空気が吹き込まれる
。これによって密着した紙葉類１３同士を分離することができる。紙葉類１３に隙間２３
が生ずれば、内部を伝搬する光が側面１６ａまで達しやすくなり、紙葉類１３の厚さの検
出が容易になる。
【０１０８】
図１５は第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。図１
５では、紙葉類分離機構として積層束１４の上面に振動子を押し当て、超音波を積層束１
４に与えることにより紙葉類１３間に隙間２３を生じさせる超音波加振機構２２を具備し
ている。超音波加振機構２２により紙葉類１３が振動を起こし、これによって密着した紙
葉類１３同士を分離することができる。紙葉類１３に隙間２３が生ずれば、内部を伝搬す
る光が側面１６ａまで達しやすくなり、紙葉類１３の厚さの検出が容易になる。
【０１０９】
図１６は第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図である。図１
６では、紙葉類分離機構として積層束１４の上面に押し当てることにより紙葉類１３間に
隙間２３を生じさせるへら２３３を具備している。へら２２３は、先端に行くにつれ細く
なる形状で、先端部が丸くなっている。トレイ１２は、積層束１４下面と接する底面の一
部に凹構造２２４を有してもよい。凹構造２２４とへら２２３を押し付ける位置は、積層
束１４を挟んだ対応する位置にある。積層束１４上面に対しへら２２３の先端部を押付け
ることで、積層束１４の端が反り返り、紙葉類１３に隙間２３を生ずることができる。紙
葉類１３に隙間２３が生ずれば、内部を伝搬する光が側面１６ａまで達しやすくなり、紙
葉類１３の厚さの検出が容易になる。
【０１１０】
また、紙葉類１３を搬送する機構などにより、紙葉類１３や積層束１４を動かすことで
紙葉類同士を分離し、紙葉類１３の隙間２３を生じてもよい。
【０１１１】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について、図１７を参照して説明する。
【０１１２】
図１７は、本発明の第６の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である
。図１７に示される実施形態では、光源１０、遮光部材１５、結像レンズ１８、受光素子
１９はひとつのユニットとして構成されている。光源１０から発した照射光１１は、トレ
イ１２上の、紙葉類１３を積み重ねた積層束１４の上面に向かって照射される。遮光部材
１５は、光源１０と受光素子１９と一体となり、光源１０と受光素子１９それぞれの周り
を覆う形状をしており、照射光１１が受光素子１９に入射しないよう、照明領域を制限し
ている。積層束１４の上面に照射された照射光１１は、積層束１４の内部に浸透し、積層
束１４を構成する各紙葉類の隙間２３を拡散伝搬して、積層束１４の側面１６ａに達する
。積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１より射出する伝搬光１７は、側面１６ａ
に向けて設置された結像レンズ１８を経て受光素子１９に集光される。
【０１１３】
受光素子１９によって撮像された画像データは、紙葉類厚さを算出する紙葉類厚さ算出
部２０により紙葉類１３の厚さを算出する処理がなされ、紙葉類厚さ情報を出力する。
【０１１４】
次に第６の実施形態の効果について説明する。第６の実施形態では、光源１０、遮光部
材１５、結像レンズ１８、受光素子１９がひとつのユニットとして構成されている。光源
１０が、紙葉類１３の端から１ｍｍとなる位置に配置されている。受光素子１９には屈折
率分布型レンズをもつエリアセンサが使われ、これらを保持および遮光する枠は、樹脂で
形成されている。これらの部品で構成されたユニットを積層束１４に押付けることで、積
層束１４の内部を拡散伝搬して積層束１４の側面１６ａにある第２の領域３１から射出す
る伝搬光１７を、外光によるノイズの影響を抑えて測定することが可能となる。また、積
層束１４に押し付ける際の移動手段（図示せず）を一つでまかなうことができ、簡単な構
成が実現できる。
【０１１５】
また、光源１０は下面および側面に配置されてユニットを構成してもよい。光源１０は
ＬＥＤ以外のものであってもかまわない。
【０１１６】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について、図１８を参照して説明する。
【０１１７】
図１８の上図は、第７の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である。
図１８の下図は、トレイ１２１と遮光部材１５１を抜き出して示した図である。
【０１１８】
第７の実施形態のトレイ１２１は、積層束１４下面と接する底部に溝１２２を有する。
遮光部材１５１は、積層束１４と上面で接する端部にスリット１５２を有する。
【０１１９】
光源１０が発する照射光１１は、積層束１４の上面に光を照射する。光源１０が発する
照射光１１はそのほとんどが遮光部材１５１によって遮られるが、一部の光はスリット１
５２を通り、受光素子１９に入射する。また、積層束１４の内部を伝搬して積層束１４の
下面に到達した一部の光は溝１２２を通り、受光素子１９に入射する。よって、受光素子
１９は積層束１４の最上面および最下面の位置を示す基準となる光を得ることができる。
紙葉類厚さ算出部２０は、基準光及び紙葉類１３の隙間２３から射出する伝搬光１７に基
づき、紙葉類１３の厚さおよび紙葉類１３の枚数を測定することができる。
【０１２０】
また、積層された紙葉類１３はその枚数が少ないときは紙葉類１３間の隙間２３から出
る伝搬光１７のピーク数も少なくなる。そこで、遮光部材１５１およびトレイ１２１の底
面に溝及びスリット等の適切な隙間を形成することで、積層束１４の上面及び下面を示す
基準光を得ることができる。基準光によって、ピークの数を増やすことができ、少ない枚
数であっても紙葉類１３の厚さを測定することができる。
【０１２１】
例えば、紙葉類１３の枚数が１枚の場合であっても、スリット１５２および溝１２２か
ら射出する基準光による２つのピーク値をもった光量分布情報を受光素子１９は得ること
ができる。よって、２つのピーク値から紙葉類厚さ情報算出部２０は、紙葉類１３の厚さ
を求めることができる。
【０１２２】
また、溝１２２やスリット１５２から射出する基準光と、積層束１４の側面１６ａにあ
る第２の領域３１から射出する伝搬光１７を区別可能な様に、溝１２２やスリット１５２
を特徴的な形状に形成してもよい。あらかじめ基準光による光量分布のパターンを紙葉類
情報データベース２０９に記憶することで伝搬光１７との区別を容易にすることができる
。
【０１２３】
また、遮光部材１５およびトレイ１２の底面に設けた隙間は、溝によらず表面を粗くす
ることで同様の効果を得てもよい。また、ＯＨＰシートのような光を透過する透明または
半透明材質の薄板を貼り付けることで同様の効果を得てもよい。
【０１２４】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について、図１９乃至図２１をを参照して説明する。本実施形態
は、積層状況の誤差によらない伝搬光１７の光量分布の測定を可能とするためになされた
ものである。
【０１２５】
図１９は、本発明の第８の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である
。受光素子１９は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の素子を２次元的
に配列させたエリアセンサである。結像レンズ１８及び受光素子１９は、側面１６ａの鉛
直方向からθだけずれた角度から側面１６ａを撮像するように配されている。紙葉類厚さ
情報算出部２０は、画像データのうち画像のコントラストが最も高くなる積層方向での光
量分布情報を用いて、紙葉類１３の厚さを算出する。
【０１２６】
図２０は、本実施形態の紙葉類厚さ算出ブロック２０１の構成を抜き出して示した図で
ある。本実施形態の紙葉類厚さ算出ブロック２０１は、合焦領域決定手段２０１０と厚さ
算出手段２０１１を備える。
【０１２７】
合焦領域決定手段２０１０は、光検出ブロック２００が撮像した２次元の画像データか
ら、結像レンズ１８の焦点が最も合っていると推定される積層方向の領域である合焦領域
を決定する。厚さ算出手段２０１１は、合焦領域の画像データに基づき、紙葉類１３の厚
さを算出する。
【０１２８】
図２１は、本実施形態の紙葉類厚さ測定装置が紙葉類１３の厚さ及び坪量を算出する処
理を示したフローチャートである。
【０１２９】
まず、光源１０が発した照射光１１が積層束１４内部に浸透し積層束１４内部を伝搬し
て側面１６ａにある第２の領域３１から射出する伝搬光１７の光量分布を、積層束１４の
側面１６に対し非平行に配置された結像レンズ１８と受光素子１９によって撮像し、画像
データを取得する（ＳＴ１１）。合焦領域決定手段２０１０は、この画像データを、カメ
ラの被写界深度が０．２ｍｍであれば０．２ｍｍ相当の幅に画像の領域を分割する（ＳＴ
１２）。画像内の全画素に対し、積層方向で隣接する画素間の差の絶対値を算出する（Ｓ
Ｔ１３）。そして領域毎に差の絶対値の総和を計算し（ＳＴ１４）、最大値となる領域を
合焦領域として選択する（ＳＴ１５）。厚さ算出手段２０１１は、合焦領域内の画素値を
横方向に足し合わせ（ＳＴ１６）、足し合わせた値を縦方向に見た波形から局所的な背景
レベルを推定して差し引き（ＳＴ１７）、背景レベルを差し引いた波形からピークらしさ
をもつ点の座標位置をそれぞれ記録し（ＳＴ１８）、それらピークの座標位置からピーク
の間隔を求め、ピークの間隔とカメラの解像度から厚さを推定し、さらには一般的な紙葉
類の密度（０．７５〜０．８５ｇ／ｃｍ３）から紙葉類１３の坪量を算出する（ＳＴ１９
）。紙葉類１３の厚さや坪量などのパラメータを定着パラメータ選択ブロック２０８に出
力し（ＳＴ２０）、処理を終了する（ＳＴ２１）。
【０１３０】
この処理では積層束１４全体の位置ずれに対応するために（ＳＴ１２）で画像の領域を
縦に分割したが、積層束１４自体の積層ずれに対応するために、画像の領域を縦横に分割
して処理してもよい。
【０１３１】
本実施形態の効果について説明する。積層束１４は受光素子１９に対して常に一定の距
離にあるとは限らず、積層状況によって誤差を生じる。また、積層束１４の側面１６が鉛
直方向と平行となるよう揃えられているとは限らず、多少のうねりを生じる場合もある。
本実施形態によれば、結像レンズ１８と受光素子１９が鉛直方向からずれた角度から積層
束１４の側面１６ａを撮像することで、画像内に合焦領域が生じやすくなる。これによっ
て、積層束１４の積載状況による誤差に左右されない安定した測定が可能となる。よって
、被写界深度の広い撮像系を実現することができる。
【０１３２】
また、上記の実施形態では画像内の合焦領域を、高周波成分を得ることで検出している
が、例えば測距離計を使って積層束１４の積載位置を検出し、積層束１４に対し非平行に
配置された受光素子１９との距離から合焦領域を選択処理してもよい。
【０１３３】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態について、図２２を参照して説明する。
【０１３４】
図２２は第９の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図である。紙葉類１
３は、重力方向と略平行をなすように積層されている。光源１０は、積層束１４の下面に
向かって光を照射している。トレイ１２３は、下面には開口部１２４が設けられている。
開口部１２４によって、積層束１４は自重によって下方に向かってたわみを生じ、紙葉類
１３間に隙間２３を生じる。
【０１３５】
次に、第９の実施形態の効果について説明する。トレイ１２はその底面に開口部を形成
されており、これによりトレイ１２上に積層された積層束１４はその開口部１２４から下
の方向にたわむ。
【０１３６】
たわみは光源１０によってそのたわみ量を制限されており、これにより積層束１４自体
の重みによるたわみ量は抑えられる。このため、たわみによって生じる隙間２３が適切な
ものとなり、隙間２３から射出する伝搬光１７を観察しやすくなる。また、隙間２３を形
成する手段としてトレイ１２の底面の一部を掘り下げる構成であってもよい。
【０１３７】
（第１０の実施形態）
次に、第１０の実施形態について図２３を参照して説明する。
【０１３８】
図２３は第１０の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の、光源の配する位置を示す図
である。
【０１３９】
本実施形態の紙葉類厚さ装置は光源として、２つのＬＥＤ１０２、１０３を有する。Ｌ
ＥＤ１０２は、積層束１４の上面に向かって光を照射する。また、ＬＥＤ１０３は、積層
束１４の受光素子１９が対向し撮像する側面１６ａとは別の側面１６に向かって光を照射
する。受光素子１９はＬＥＤ１０２、１０３が照射し、隙間２３を伝搬して側面１６ａか
ら射出する伝搬光１７を撮像する。なお、光源から受光素子１９に直接入射する光を遮光
する遮光部材は省略した。
【０１４０】
本実施形態では、上面および側面から同時または交互にＬＥＤ１０２、１０３を照射す
ることで、積層束１４の積層方向及び水平方向の広範囲にわたって伝搬光１７を受光素子
１９が撮像することができる。
【０１４１】
ＬＥＤ１０２、１０３の照射する光の波長は、同波長でも、異なる波長であっても良い
。異なる波長の光を照射するＬＥＤを組み合わせることで、より広範囲にわたって伝搬光
１７を撮像することができるようにすることもできる。
【０１４２】
上記の各実施形態は種々の変形が可能であるが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、これ
らの変形はすべて本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】第１の実施形態による紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図２】積層束内部の光の伝搬現象を模式的に示す図。
【図３】積層束の側面にある第２の領域に達した伝搬光を撮像した図。
【図４】伝搬光の画像データから紙葉類の厚さを算出する処理手順を示したフローチャート。
【図５】図３の画像を水平方向に積分して得た積層束の側面での伝搬光の積層方向に沿った光量分布のグラフ。
【図６】第１の実施形態に関する紙葉類種類判別装置の機能ブロック図。
【図７】第１の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図８】第２の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図９】第２の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図１０】第３の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図１１】第３の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図１２】第４の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図１３】第４の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図１４】第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図１５】第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図１６】第５の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の別の構成を示す図。
【図１７】第６の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図１８】第７の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図１９】第８の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図２０】第８の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の紙葉類厚さ算出ブロックの構成を抜き出して示す図。
【図２１】第８の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の処理を示すフローチャート。
【図２２】第９の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図２３】第１０の実施形態に関する紙葉類厚さ測定装置の構成を示す図。
【図２４】従来技術によって撮像した積層束の側面の像を水平方向に積分して得た積層方向の光量分布のグラフ。
【図２５】紙葉類情報データベースが保持するテーブルの例を示す図。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  光源
１０１  光量調整部
１１  照射光
１２，１２１  トレイ
１３  紙葉類
１４  積層束
１５，１５１  遮光部材
１６，１６ａ  積層束１４の側面
１７  伝搬光
１８  結像レンズ
１９  受光素子
２０  紙葉類厚さ情報算出部
２１  駆動部
２２  超音波加振機構
２３  紙葉類と紙葉類の隙間
２５  紙葉類種類判別部
２６  紙葉類厚さ測定装置
２７  積層束１４の全体厚さ測定装置
２８  積層束１４の全体重さ測定装置
２９  紙葉類１枚の面積情報取得装置
３０  光源１０が照射する第１の領域
３１  受光素子が撮像する第２の領域
１０２、１０３  ＬＥＤ
１２２  溝
１５２  スリット
１２４  開口部
１５２  ライトガイド
２００  光検出ブロック
２０１  紙葉類厚さ算出ブロック
２０２  駆動制御ブロック
２０３  光調整ブロック
２０４  積層束全体厚さ測定部
２０５  積層束全体重さ測定部
２０６  紙葉類面積情報取得部
２０７  坪量算出ブロック
２０８  定着パラメータ選択ブロック
２０９  紙葉類情報データベース
２１０  画像形成ブロック
２２１  送風分離機構
２２３  へら
２２４  凹構造
２０１０  合焦領域決定手段
２０１１  厚さ算出手段
【図１】
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【図２】
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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】
0004945500.tif 000010
【図１１】
0004945500.tif 000011
【図１２】
0004945500.tif 000012
【図１３】
0004945500.tif 000013
【図１４】
0004945500.tif 000014
【図１５】
0004945500.tif 000015
【図１６】
0004945500.tif 000016
【図１７】
0004945500.tif 000017
【図１８】
0004945500.tif 000018
【図１９】
0004945500.tif 000019
【図２０】
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【図２１】
0004945500.tif 000021
【図２２】
0004945500.tif 000022
【図２３】
0004945500.tif 000023
【図２４】
0004945500.tif 000024
【図２５】
0004945500.tif 000025
【図３】
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