JP2015034810A - センサ装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で精度良く対象物の種類を判別することができるセンサ装置を提供する。【解決手段】 センサ装置１００は、光学センサ１１０、処理装置１３０などを有している。処理装置１３０のＲＯＭ１３２には、カラープリンタが対応可能な複数銘柄の記録紙について、記録紙の表側の面を検知面としたときの各受光器の出力レベル、及び記録紙の裏側の面を検知面としたときの各受光器の出力レベルが「銘柄別出力レベルデータ」として格納されている。そして、処理装置１３０のＣＰＵ１３１は、判別対象の記録紙について、各受光器の出力レベルを計測し、「銘柄別出力レベルデータ」を参照して適合率ＲＴ及び適合率ＲＢを算出し、適合率ＲＴと適合率ＲＢとから判別対象の記録紙の銘柄及び表裏を判別する。【選択図】図３

Description

本発明は、センサ装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光検出系を有するセンサ装置、及び該センサ装置を備える画像形成装置に関する。

デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置は、印刷用紙に代表される記録媒体の表面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でその像を定着させ画像を形成している。画像形成において考慮しなければならないのが現象条件、転写条件及び定着条件などの画像形成条件であり、特に高品質の画像形成を行うには、画像形成条件を記録媒体に応じて個別に設定する必要がある。

これは、記録媒体における画像品質が、その材質、厚さ、湿度、平滑性、及び塗工状態などに大きく影響されるためである。例えば平滑性に関しては、定着の条件によっては印刷用紙表面の凹凸において凹部分のトナーの定着率が低くなってしまう。そこで、記録媒体に応じた正しい条件で定着を行わないと色むらが生じてしまう。

さらに、近年の画像形成装置の進歩と表現方法の多様化に伴い、記録媒体の種類は印刷用紙だけでも数百種類以上存在し、さらにそれぞれの種類において坪量や厚さなどの仕様の違いで多岐にわたる銘柄がある。高品質の画像形成のためにはこれら銘柄の１つ１つに応じた細かな画像形成条件を設定する必要がある。

また、近年、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙に代表される塗工紙、プラスチックシート、表面にエンボス加工が施された特殊紙、に関しても銘柄が増加している。

現在の画像形成装置では、トレイに用紙を充填する際、ユーザ自身がトレイ毎の用紙の銘柄や印刷条件を設定する必要がある。このため、設定作業に煩わしさがあった。そして、ユーザに用紙の種類を識別するための知識が求められ、その設定内容を誤ると最適な画像を得ることができなかった。また、使用する用紙の銘柄が不明の場合には、どの銘柄として設定するのが適しているのかがわからなかった。

記録媒体に光を照射し、その反射光や透過光を受光して、該記録媒体の銘柄や表面状態などを検出する光学的な方法が知られている。

例えば、特許文献１には、反射光と透過光とを用いて記録材の種類を識別する記録材識別装置が開示されている。

また、特許文献２には、移動中のシート材の表面で反射した反射光量とシート材を透過した透過光量に基づいて、シート材の材質を判別するシート材材質判別装置が開示されている。

また、特許文献３には、給紙部に収容された記録材の種類を判別する反射型光学センサと、反射型光学センサからの検出出力に基づいて、給紙部に収容された記録材の有無と給紙部の有無とを判別する判別手段とを有する画像形成装置が開示されている。

また、特許文献４には、記録媒体に光を照射して反射された反射光の複数の偏光成分を検出する状態検出手段と、画像形成を行うための高圧出力値を供給する高圧供給手段と、状態検出手段による複数の偏光成分の検出結果に基づいて、高圧供給手段の高圧出力値を制御する出力制御手段とを具えた画像形成装置が開示されている。

また、特許文献５には、第１の偏光方向の直線偏光をシート状の対象物に射出する照射系と、照射系から射出され対象物で正反射された光の光路上に配置された第１の光検出器と、対象物で拡散反射された光の第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光成分を透過させる光学素子と、該光学素子を透過した光を受光する第２の光検出器とを備える光学センサが開示されている。

また、特許文献６には、プリントの対象となるプリント媒体の表側および裏側の両面に対応する２つの情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得された２つの情報に基づいてプリント媒体の種類を判別する判別手段とを具え、情報取得手段は、プリント媒体表面の繊維の構成状態を撮影することで得られる画像パターンの情報を取得するプリント装置が開示されている。

また、特許文献７には、１組の発光部および受光部からなる検知手段と、被記録媒体搬送手段と、を持ち、検知手段の位置は固定したままで、被記録媒体搬送手段により被記録媒体を移動することで、該被記録媒体の第１の面と、第１の面と反対側の第２の面の種類とを識別する被記録媒体種類識別装置が開示されている。

しかしながら、従来の装置では、簡単な構成で精度良く対象物の種類を判別するのは困難であった。

本発明は、第１の偏光方向を持つ直線偏光の光を対象物の検知面に向けて射出する光源と、前記光源から射出された光の前記検知面に対する入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に設置され、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光成分を透過させる光学素子と、前記対象物で正反射された光の光路上に設置された第１の光検出器と、前記光学素子を透過した光を受光する第２の光検出器とを含む光検出系と、それぞれの種類が既知であり互いに異なる複数種類の対象物に関して、予め前記検知面が一側の面のときに取得された前記光検出系の出力データである第１の出力データと、前記検知面が前記一側の面に対して反対側の面である他側の面のときに取得された前記光検出系の出力データである第２の出力データとを含むデータベースと、種類が不明の対象物に関して得られた前記光検出系の出力データである計測データを、前記データベースと照合し、前記種類が不明の対象物の種類を判別する処理装置とを備えるセンサ装置である。

本発明のセンサ装置によれば、簡単な構成で精度良く対象物の種類を判別することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 センサ装置と記録紙との位置関係を説明するための図である。 センサ装置の構成を説明するための図である。 面発光レーザアレイを説明するための図である。 記録紙への照射光の入射角θを説明するための図である。 受光器１１３と受光器１１４の配置位置を説明するための図である。 受光器１１５の配置位置を説明するための図である。 図８（Ａ）は表面正反射光を説明するための図であり、図８（Ｂ）は表面拡散反射光を説明するための図であり、図８（Ｃ）は内部反射光を説明するための図である。 偏光フィルタに入射する反射光を説明するための図である。 受光器１１４で受光される光を説明するための図である。 受光器１１３及び受光器１１５で受光される光を説明するための図である。 図１２（Ａ）は記録紙Ｍの表側の面が検知面の場合を説明するための図であり、図１２（Ｂ）は記録紙Ｍの裏側の面が検知面の場合を説明するための図である。 銘柄別出力レベルデータを説明するための図である。 銘柄判別処理を説明するためのフローチャートである。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ記録紙に対するセンサ装置の相対的な移動を説明するための図である。 センサ装置を記録紙に対して相対的に移動させたときの検出位置を説明するための図である。 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれ普通紙の表と裏の光学特性の違いを説明するための図である。 銘柄判別処理の変形例１を説明するためのフローチャート（その１）である。 銘柄判別処理の変形例１を説明するためのフローチャート（その２）である。 銘柄判別処理の変形例２を説明するためのフローチャート（その１）である。 銘柄判別処理の変形例２を説明するためのフローチャート（その２）である。 面発光レーザアレイの変形例を説明するための図である。 光学センサの変形例１を説明するための図である。 光学センサの変形例２を説明するための図である。 光学センサの変形例３を説明するための図である。 変形例３の光学センサに対応する銘柄別出力レベルデータを説明するための図である。 センサ装置の変形例１を説明するための図である。 センサ装置の変形例２を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１７に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

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記録媒体に形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、センサ装置１００、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）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、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、操作パネル（図示省略）、及びプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

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。

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、増幅回路、アナログ信号をデジタル信号に変換する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。なお、カラープリンタ２０００が記録媒体として対応可能な複数の銘柄の記録紙について、銘柄毎で表裏毎の最適な現像条件及び転写条件が「現像・転写テーブル」としてＲＯＭに格納されている。

操作パネルは、作業者が各種設定を行うための複数のキー、及び各種情報を表示するための表示部を有している。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、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。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、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。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、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。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、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。

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。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。

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。

光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０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）に基づいて色毎に変調された光で、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、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。すなわち、ここでは、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。また、各感光体ドラムがそれぞれ像担持体である。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。

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（図示省略）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。

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。

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枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のトナ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。

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に定着される。ここでトナーが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上に順次積み重ねられる。

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。

センサ装置１００は、操作パネルの近くに、作業者が手に取ることが可能な状態で配置され、記録紙の銘柄を判別する際に用いられる。

作業者は、記録紙の銘柄を判別する際には、操作パネルの近くに設けられている平坦部に記録紙Ｍを載置し、その上にセンサ装置１００を載せるようになっている（図２参照）。なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、上記平坦部の平面に直交する方向をＺ軸方向として説明する。そして、センサ装置１００は、記録紙Ｍの＋Ｚ側に載置されるものとする。また、記録紙Ｍの＋Ｚ側の面を「検知面」ともいう。

このセンサ装置１００は、一例として図３に示されるように、光学センサ１１０、処理装置１３０、などを有している。

光学センサ１１０は、光源１１１、コリメートレンズ１１２、３つの受光器（１１３、１１４、１１５）、偏光フィルタ１１６、及びこれらが収納される暗箱１１９などを有している。

暗箱１１９は、金属製の箱部材、例えば、アルミニウム製の箱部材であり、外乱光及び迷光の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されている。

光源１１１は、複数の発光部を有している。各発光部は、垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、光源１１１は、面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）を含んでいる。ここでは、一例として図４に示されるように、９個の発光部が２次元配列されている。

光源１１１は、記録紙Ｍに対してＳ偏光の直線偏光が照射されるように配置されている。また、光源１１１からの光の記録紙Ｍへの入射角θ（図５参照）は、８０°である。この光源１１１は、処理装置１３０によって、点灯及び消灯される。

コリメートレンズ１１２は、光源１１１から射出された光の光路上に配置され、該光を略平行光とする。コリメートレンズ１１２を介した光は、暗箱１１９に設けられている開口部を通過して記録紙Ｍを照明する。なお、以下では、記録紙Ｍの検知面における照明領域の中心を「照明中心」と略述する。また、コリメートレンズ１１２を介した光を「照射光」ともいう。

ところで、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線と入射点に立てた境界面の法線とを含む面は「入射面」と呼ばれている。そこで、入射光が複数の光線からなる場合は、光線毎に入射面が存在することとなるが、ここでは、便宜上、照明中心に入射する光線の入射面を、記録紙Ｍにおける入射面ということとする。すなわち、照明中心を含みＸＺ面に平行な面が記録紙Ｍにおける入射面である。

本明細書では、記録紙Ｍへの入射光だけでなく反射光に対してもＳ偏光及びＰ偏光という表現を用いるが、これは説明をわかりやすくするために、記録紙Ｍへの入射光の偏光方向を基準とした表現であり、入射面内において入射光（ここでは、Ｓ偏光）と同一の偏光方向の光をＳ偏光、それに直交する偏光方向の光をＰ偏光と呼ぶこととする。

偏光フィルタ１１６は、照明中心の＋Ｚ側に配置されている。この偏光フィルタ１１６は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を遮光する偏光フィルタである。なお、偏光フィルタ１１６に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いても良い。

受光器１１４は、偏光フィルタ１１６の＋Ｚ側に配置され、偏光フィルタ１１６を透過した光を受光する。ここでは、図６に示されるように、照明中心と偏光フィルタ１１６の中心と受光器１１４の中心とを結ぶ線Ｌ１と、記録紙Ｍの検知面とのなす角度ψ１は９０°である。

受光器１１３は、Ｘ軸方向に関して、照明中心の＋Ｘ側に配置されている。そして、図６に示されるように、照明中心と受光器１１３の中心とを結ぶ線Ｌ２と、記録紙Ｍの検知面とのなす角度ψ２は１７０°である。

受光器１１５は、Ｘ軸方向に関して、照明中心の＋Ｘ側に配置されている。そして、図７に示されるように、照明中心と受光器１１５の中心とを結ぶ線Ｌ３と、記録紙Ｍの検知面とのなす角度ψ３は１２０°である。

光源１１１の中心と、照明中心と、偏光フィルタ１１６の中心と、各受光器の中心とは、ほぼ同一平面上に存在する。

ところで、記録紙に光を照射したときの記録紙から反射光は、記録紙の表面で反射された反射光と、記録紙の内部で反射された反射光とに分けて考えることができる。また、記録紙の表面で反射された反射光は、正反射された反射光と拡散反射された反射光とに分けて考えることができる。以下では、便宜上、記録紙の表面で正反射された反射光を「表面正反射光」、記録紙の表面で拡散反射された反射光を「表面拡散反射光」ともいう（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。

記録紙の表面は、平面部と斜面部とで構成され、その割合で記録紙表面の平滑性が決定される。平面部で反射された光は表面正反射光となり、斜面部で反射された光は表面拡散反射光となる。表面拡散反射光は、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。そして、平滑性が高くなるほど表面正反射光の光量が増加する。

一方、記録紙の内部からの反射光は、該記録紙が一般の印刷用紙である場合、その内部の繊維中で多重散乱するため拡散反射光のみとなる。以下では、便宜上、記録紙の内部からの反射光を「内部反射光」ともいう（図８（Ｃ）参照）。この内部反射光も、表面拡散反射光と同様に、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。

受光器に向かう表面正反射光及び表面拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向と同じである。ところで、記録紙の表面で偏光方向が回転するには、入射光がその入射方向に対して該回転の向きに傾斜した面で反射されなくてはならない。ここでは、光源の中心と照明中心と各受光器の中心とが同一平面上にあるため、記録紙の表面で偏光方向が回転した反射光は、いずれの受光器の方向にも反射されない。

一方、受光器に向かう内部反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して回転している。これは、記録紙の内部に侵入した光は、繊維中を透過し、多重散乱される間に旋光し、偏光方向が回転するためと考えられる。

偏光フィルタ１１６には、表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する（図９参照）。

偏光フィルタ１１６に入射する表面拡散反射光は入射光と同じＳ偏光であるため、偏光フィルタ１１６で遮光される。一方、内部反射光はＳ偏光とＰ偏光とが混在しているため、Ｐ偏光成分が偏光フィルタ１１６を透過する。すなわち、内部反射光に含まれるＰ偏光成分が受光器１１４で受光される（図１０参照）。なお、以下では、便宜上、内部反射光に含まれるＰ偏光成分を「Ｐ偏光内部反射光」ともいう。また、内部反射光に含まれるＳ偏光成分を「Ｓ偏光内部反射光」ともいう。

Ｐ偏光内部反射光の光量は、記録紙の厚みや密度に相関を持つことが発明者らによって確認されている。これは、Ｐ偏光内部反射光の光量が、記録紙の繊維中を通過する際の経路長に依存するためである。

受光器１１３には、表面正反射光と表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する。この受光位置では、表面正反射光の光量に比べて表面拡散反射光及び内部反射光の光量は非常に小さいので、受光器１１３の受光光量は、表面正反射光の光量であるとみなすことができる（図１１参照）。

受光器１１５には、表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する。この受光位置では、表面拡散反射光の光量に比べて内部反射光の光量は非常に小さいので、受光器１１５の受光光量は、表面拡散反射光の光量であるとみなすことができる（図１１参照）。

各受光器は、それぞれ受光光量に対応する電気信号（電流信号）を処理装置１３０に出力する。

図３に戻り、処理装置１３０は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、光源駆動回路１３４、電流電圧変換回路１３５、ＡＤ変換回路１３６などを有している。

ＲＯＭ１３２には、ＣＰＵ１３１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。ＲＡＭ１３３は、作業用のメモリである。

光源駆動回路１３４は、ＣＰＵ１３１の指示に応じて、光源駆動信号を光源１１１に出力する。

電流電圧変換回路１３５は、各受光器からの電流信号を電圧信号に変換する。ＡＤ変換回路１３６は、電流電圧変換回路１３５からの電圧信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。

ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２に格納されているプログラムに従って記録紙の銘柄を判別する。なお、判別結果はプリンタ制御装置２０９０に通知される。

処理装置１３０は、暗箱１１９に固定されている。なお、作業者が手に持ちやすいような外形の筐体内に、光学センサ１１０及び処理装置１３０が収納されていても良い。

本実施形態では、予め、カラープリンタ２０００が対応可能な複数の銘柄の記録紙について、記録紙の表側の面を検知面とし（図１２（Ａ）参照）、光学センサ１１０の光源１１１を点灯させたときの各受光器の出力レベル、及び記録紙の裏側の面を検知面とし（図１２（Ｂ）参照）、光学センサ１１０の光源１１１を点灯させたときの各受光器の出力レベルを取得している。この取得結果は、「銘柄別出力レベルデータ」として処理装置１３０のＲＯＭ１３２に格納されている。すなわち、銘柄別出力レベルデータは、それぞれの銘柄が既知であり互いに異なる複数銘柄の記録紙に関して、予め検知面が記録紙の表側の面の場合及び裏側の面の場合とでそれぞれ取得された複数の受光器の出力データを含むデータベースである。

ここでは、検知面が記録紙の表側の面の場合での、受光器１１３の出力レベルをＳ１Ｔ、受光器１１４の出力レベルをＳ２Ｔ、受光器１１５の出力レベルをＳ３Ｔとし、検知面が記録紙の裏側の面の場合での、受光器１１３の出力レベルをＳ１Ｂ、受光器１１４の出力レベルをＳ２Ｂ、受光器１１５の出力レベルをＳ３Ｂとする（図１３参照）。すなわち、Ｓ１Ｔ、Ｓ２Ｔ、Ｓ３Ｔが第１の出力データであり、Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ｂが第２の出力データである。

次に、銘柄が不明の記録紙Ｍの銘柄を判別する処理（銘柄判別処理）について説明する。

先ず、銘柄判別処理の際に作業者によって行われる作業について説明する。
１．前記平坦部に判別対象の記録紙を載置する。
２．センサ装置１００を手に持ち、記録紙の上にセンサ装置１００を載せる。
３．操作パネルを介して判別処理要求を入力する。

この判別処理要求は、操作パネルからプリンタ制御装置２０９０を経由してセンサ装置１００の処理装置１３０に通知される。

処理装置１３０は、判別処理要求を受け取ると、銘柄判別処理を開始する。図１４のフローチャートは、銘柄判別処理の際に、処理装置１３０のＣＰＵ１３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。

最初のステップＳ４０１では、タイマカウンタの値が格納される変数ｔｃを０クリアする。なお、ここでは、一例として、１０ｍ秒毎のタイマ割り込み処理において変数ｔｃの値がカウントアップ（＋１）されるものとする。

次のステップＳ４０３では、各受光器の出力信号を取得した回数が格納される変数ｍを０クリアする。

次のステップＳ４０５では、光源１１１を点灯させる。ここでは、複数の発光部を同時に点灯させる。

次のステップＳ４０７では、変数ｔｃの値が３００以上であるか否かを判断する。すなわち、光源１１１が点灯されてから３秒が経過したか否かを判断する。ここでの判断が否定されると、ステップＳ４０９に移行する。

このステップＳ４０９では、各受光器の出力信号を取得する。

次のステップＳ４１１では、変数ｍの値を＋１する。

次のステップＳ４１３では、ステップＳ４０９で取得されたデータを変数ｍの値とともにＲＡＭ１３３に保存する。そして、上記ステップＳ４０７に戻る。

以下、ステップＳ４０７での判断が肯定されるまでステップＳ４０９からステップＳ４１３までの処理を繰り返す。

ステップＳ４０７での判断が肯定されると、ステップＳ４１５に移行する。

このステップＳ４１５では、光源１１１を消灯させる。このときの変数ｍの値をＰとすると、受光器毎にＰ個のデータがＲＡＭ１３３に保存されている。

次のステップＳ４１７では、受光器毎に、Ｐ個の出力レベルを平均化する。受光器１１３の出力レベルの平均値をＳ１'、受光器１１４の出力レベルの平均値をＳ２'、受光器１１５の出力レベルの平均値をＳ３'とする。Ｓ１'、Ｓ２'、Ｓ３'が計測データである。

次のステップＳ４１９では、ＲＯＭ１３２に格納されている銘柄別出力レベルデータを参照し、各銘柄について、次の（１）式を用いて適合率ＲＴを算出し、次の（２）式を用いて適合率ＲＢを算出する。

次のステップＳ４２１では、算出された適合率ＲＴあるいはＲＢが最大となる銘柄を抽出し、該抽出された銘柄を記録紙の銘柄とする。

次のステップＳ４２３では、適合率ＲＴとＲＢとに基づいて、検知面が表側の面であるか裏側の面であるかを判別する。ここでは、ＲＴ＞ＲＢであれば、検知面は表側の面であると判別し、ＲＴ＜ＲＢであれば、検知面は裏側の面であると判別する。

次のステップＳ４２５では、判別された記録紙の銘柄及び表裏をプリンタ制御装置２０９０に通知する。そして、銘柄判別処理を終了する。

ところで、作業者は、上記銘柄判別処理で光源１１１が点灯されている間、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、センサ装置１００及び記録紙Ｍの少なくとも一方を移動させても良い。この場合は、一例として図１６に示されるように、記録紙Ｍにおける互いに異なるＰ個の位置を検出位置とすることができる。なお、Ｐ個の位置は、必ずしも等間隔とは限らない。

また、上記銘柄判別処理で光源１１１が点灯されている間、作業者が、センサ装置１００及び記録紙Ｍのどちらも移動させない場合は、１つの検出位置で、データがＰ回取得されることとなる。

プリンタ制御装置２０９０は、センサ装置１００で判別された記録紙の銘柄及び表裏を、操作パネルの表示部に表示させるとともにＲＡＭに保存する。

作業者は、判別された記録紙の銘柄及び表裏が操作パネルの表示部に表示されると、センサ装置１００を元の配置位置に戻す。そして、銘柄及び表裏が判別された記録紙を給紙トレイ２０６０にセットする。なお、操作パネルの表示部に表示されている記録紙の銘柄及び表裏を、作業者が操作パネルのキーを用いてプリンタ制御装置２０９０に登録しても良い。

プリンタ制御装置２０９０は、ユーザから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及び表裏を読み出し、該記録紙の銘柄及び表裏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。

ところで、記録紙は、表面処理がなされていない普通紙であっても、その製造工程により表側の面と裏側の面とで平滑度などの特性に差異が生じる。すなわち、記録紙には、その製造方法に起因して、表側の面と裏側の面とで表面状態や表面近傍の内部構造に差異が生じる。このため、光が照射される面によっては同じ記録紙でも異なる反射特性が得られる（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、片面塗工などの処理が施されていない普通紙の表面及び裏面に対して、光学センサ１１０を用いて面内の複数箇所について正反射光及び拡散反射光の受光量を取得した結果が示されている。正反射光の受光量は裏面より表面の方が大きいことがわかる。一方、拡散反射光の受光量は表面より裏面の方が大きい。これは、この銘柄では表面の平滑度が高いため用紙表面での反射率が大きくなり、用紙内部に拡散する光量の割合が小さくなるためである。

特に近年の高画質が求められるプロダクションプリンタにおいては、表側の面と裏側の面のわずかな差異まで反映した印刷条件設定が必要となってきている。そのため、より高品質な画像形成のためには印刷する面に適した印刷条件を設定し、記録紙をトレイに充填する際、印刷面が適切な向きになるようにセットする必要がある。したがって、ユーザに用紙の表裏の識別を強いることとなり、設定作業がより煩雑になっていた。

また、各銘柄とも用紙の表面に対して印刷条件が最適化された画像形成装置においては、表裏を誤ってセットした場合、高品質な画像を得ることが困難であった。さらには画像形成装置の故障を招く一因となる可能性があった。

記録紙の種類や表面状態などの特性を検知するために、発光素子から光を照射し、その反射光や透過光を受光素子で受光する光学的な方法が広く知られている。

特許文献１には、反射光と透過光とを用いて記録材の種類を識別する記録材識別装置が開示されており、記録紙表面をＣＣＤ等の撮像素子にて読み込み、そのパターンから記録紙を識別する方式を示している。しかしながらこの方式では、読み込み画像にブレが生じ良質な画像が得られず正確な記録紙の識別ができないという不都合があった。そして、ブレを低減するためには、より高性能な撮像素子が必要となり高コスト化を招くという不都合があった。また、高品質な画像を得たとしてもそれから記録紙を識別するための高性能な画像解析装置が必要になるという不都合があった。

そこで、非接触でより簡素な構成の記録紙識別センサが必要とされた。この条件を満たす方式が反射光方式である。反射光方式は、光源からの光を識別したい記録紙に照射し、その反射光量で記録紙を識別する方式である。この反射光方式の従来技術は以下３つの特許文献に代表される３種類に分類できる。

１つは、特許文献２に開示されているように、光を被測定物の表面に照射し正反射方向で反射光量を測定するものである。これは、被測定物の光沢度を求める鏡面光沢度測定方法（ＪＩＳ−Ｚ８７４１）として知られている。この鏡面光沢度測定方法は、規定された入射角度で被測定物に平行光を照射し、正反射方向の反射光量を光検出器で検出し、検出した反射光量を標準面（屈折率１．５６７のガラス）で検出された反射光量によって規準化したものを鏡面光沢度とする測定方法である。

この鏡面光沢度測定方法では、一般的には鏡面光沢度の大きい被測定物の測定には入射角が小さい測定方法を、鏡面光沢度の小さい被測定物の測定には入射角が大きい測定方法を用いることが好ましいとされている。

２つめは、特許文献３に開示されているように、散乱反射光量を測定するものである。この測定方法は、表面光沢度測定がもとになっており、受光部を複数個持ち、正反射方向の反射光量とその他の反射方向の反射光量とから被測定物の種類を識別する。正反射方向と異なる方向に設けられた受光部は、普通紙などの比較的表面状態に凹凸のある用紙に光を照射した際に、その凹凸によって正反射方向とは異なる方向に散乱された光量を検出し記録紙の種類を識別している。つまり、正反射光量に対する散乱反射光量の比から記録紙の平滑性を検出し記録紙を識別している。

３つめは、特許文献４に開示されているように、正反射光を偏光ビームスプリッタで分離して測定を行うものである。特許文献４では、発光ダイオード（ＬＥＤ）から射出された光を偏光フィルタで記録紙に対して直線偏光とする光源部を有している。そして、正反射方向の反射光を偏光ビームスプリッタでＳ波とＰ波とに分離し、それらの検出値から記録紙の表面状態を識別し、事前に取得したテーブルをもとに種類を非塗工紙／塗工紙／ＯＨＰシートの３種類に分けて識別している。

これら簡素な構成で紙種を識別する従来技術においては、普通紙と塗工紙とＯＨＰシートなどの違いのみであり、高品質な画像形成に必要な銘柄まで特定することはできなかった。

また特許文献５には、記録用紙の一方の面に直線偏光の光を照射し、正反射光や、拡散反射光に含まれる照射光の偏光に対して直交する偏光成分を検出して銘柄を判別する光学センサー装置が開示されている。この発明によれば、非塗工紙／塗工紙／ＯＨＰシートといった用紙の種類だけでなく、より詳細な用紙銘柄まで識別することが可能である。しかし、表面と裏面とで性質が異なる用紙銘柄の判別において、表面を測定した場合と裏面を測定した場合とで異なる銘柄を推定する可能性がある。

また、表側の面と裏側の面とで性質の異なる用紙の種類を識別する技術においては、以下のような従来技術がある。

特許文献６では、記録用紙の被記録面及びその裏面に光を照射し、それぞれの面における光の反射率を測定し、その差分値とあらかじめ測定されている絶対値とを組み合わせて、記録用紙の種類を判別することを特徴としている。

特許文献７では、記録用紙の被記録面及びその裏面に光を照射し、それぞれの面において正反射光及び拡散反射光を検出して用紙の表裏を判別することを特徴としている。

これらの発明によれば、例えば表側の面は塗工紙、裏側の面は普通紙というような表側の面と裏側の面とで種類が異なる記録紙において、記録紙の表裏及びその種類（塗工紙／非塗工紙／ＯＨＰ）を判別することができる。しかし、高品質の画像形成に必要な銘柄レベルでの判別をした上で、普通紙のような片面塗工がなされていない記録紙の表側の面と裏側の面との差異まで判別することはできなかった。

本実施形態のセンサ装置１００は、記録紙の銘柄を判別する際に参照するデータベースである銘柄別出力レベルデータに、記録紙の表側の面に光を照射した場合及び裏側の面に光を照射した場合の各受光器の出力レベルが、多数の銘柄について含まれているため、判別対象の記録紙について各受光器の出力レベルを計測し、銘柄別出力レベルデータに含まれている各受光器の出力レベルとの適合率を算出することにより、判別対象の記録紙の銘柄と裏表の両方を同時に判別することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るセンサ装置１００は、光学センサ１１０、処理装置１３０、などを有している。

処理装置１３０は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、光源駆動回路１３４、電流電圧変換回路１３５、ＡＤ変換回路１３６などを有し、ＲＯＭ１３２には、予め、カラープリンタ２０００が対応可能な複数銘柄の記録紙について、記録紙の表側の面を検知面とし光学センサ１１０の光源１１１を点灯させたときの各受光器の出力レベル、及び記録紙の裏側の面を検知面とし光学センサ１１０の光源１１１を点灯させたときの各受光器の出力レベルが銘柄別出力レベルデータとして格納されている。

そして、ＣＰＵ１３１は、判別対象の記録紙について、光学センサ１１０の光源１１１を点灯させたときの各受光器の出力レベルを計測し、銘柄別出力レベルデータを参照して上記（１）から適合率ＲＴを算出し、上記（２）から適合率ＲＢを算出する。さらに、ＣＰＵ１３１は、適合率ＲＴと適合率ＲＢとに基づいて判別対象の記録紙の銘柄及び表裏を判別する。

そこで、センサ装置１００によると、簡単な構成で精度良く対象物を判別することができる。

また、本実施形態では、光源として面発光レーザアレイを用いているため、直線偏光の照射光を得るための偏光フィルタが不要である。さらに、面発光レーザアレイでは、従来用いられてきたＬＥＤ等では困難であった複数の発光部の高密度な集積化が可能となる。この場合は、複数の発光部を有する小型の光源が実現できる。また、コリメートレンズの光軸付近に全てのレーザ光を集中させることができるため、入射角を一定にして複数の光を略平行にすることが可能となる。この場合は、安価なコリメート光学系を用いることができる。そこで、光学センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。

また、銘柄判別処理では、面発光レーザアレイの複数の発光部を同時に点灯させている。このため、各受光部の出力におけるＳ／Ｎが向上し、判別精度を高めることができる。

また、複数の発光部を同時に点灯させることによりスペックルパターンのコントラスト比が低減され、より正確な反射光量の取得が可能になるため、判別精度を高めることができる。

また、複数の発光部を同時に点灯させることにより内部反射光の光量を増加させることができ、光学センサ１１０では、従来は微弱で分離することが困難であった記録紙内部からの反射光を高精度で分離することができる。記録紙内部からの反射光は、記録紙の内部状態に関する情報を含んでいる。

そして、ＣＰＵ１３１は、３つの受光器の出力信号から記録紙の銘柄を判別している。すなわち、記録紙の内部状態に関する情報を加味することにより、紙種の判別レベルを、従来困難であった銘柄のレベルまで向上させている。

また、複数種類のセンサを組み合わせることなく、簡潔な部品構成であるため、低コストで、小型のセンサ装置を実現することができる。

そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００は、センサ装置１００を備えているため、結果として、高コスト化及び大型化を招くことなく、高品質の画像を形成することができる。さらに従来の手動で設定しなければならない煩わしさや設定ミスによる印刷の失敗が解消される。

なお、上記実施形態において、記録紙Ｍにおいて表側の面と裏側の面の区別が容易であれば、銘柄判別処理で、表側の面を検知面としたときの各受光器の出力レベルと、裏側の面を検知面としたときの各受光器の出力レベルとをそれぞれ計測しても良い。この場合、処理装置１３０は、次の（３）式を用いて適合率ＲＴを算出し、次の（４）式を用いて適合率ＲＢを算出し、ＲＴ×ＲＢの値が最大値となる銘柄を、記録紙Ｍの銘柄と判別しても良い。

ここでは、表側の面を検知面としたときの受光器１１３の出力レベルの平均値をＳ１Ｔ'、受光器１１４の出力レベルの平均値をＳ２Ｔ'、受光器１１５の出力レベルの平均値をＳ３Ｔ'としている。Ｓ１Ｔ'、Ｓ２Ｔ'、Ｓ３Ｔ'が第１の計測データである。

ここでは、裏側の面を検知面としたときの受光器１１３の出力レベルの平均値をＳ１Ｂ'、受光器１１４の出力レベルの平均値をＳ２Ｂ'、受光器１１５の出力レベルの平均値をＳ３Ｂ'としている。Ｓ１Ｂ'、Ｓ２Ｂ'、Ｓ３Ｂ'が第２の計測データである。

この場合に作業者によって行われる作業について説明する。
１．前記平坦部に判別対象の記録紙をその表側の面が検知面となるように載置する。
２．センサ装置１００を手に持ち、記録紙の上にセンサ装置１００を載せる。
３．操作パネルを介して判別処理要求を入力する。

図１８及び図１９のフローチャートは、この場合に、銘柄判別処理の際に、処理装置１３０のＣＰＵ１３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。

最初のステップＳ５０１〜ステップＳ５１７は、上記実施形態におけるステップＳ４０１〜ステップＳ４１７と同じである。

次のステップＳ５１９では、ＲＯＭ１３２に格納されている銘柄別出力レベルデータを参照し、各銘柄について、上記（３）式を用いて適合率ＲＴを算出する。

次のステップＳ５２１では、プリンタ制御装置２０９０を介して、操作パネルの表示部に、記録紙の裏側の面を検知面とするように指示するメッセージを表示させる。

作業者は、上記メッセージにしたがって記録紙の裏側の面を検知面とし、操作パネルを介して判別処理継続要求を入力する。この判別処理継続要求は、操作パネルからプリンタ制御装置２０９０を経由してセンサ装置１００の処理装置１３０に通知される。

処理装置１３０は、判別処理継続要求を受け取ると、ステップＳ５２３での判断が肯定され、ステップＳ５５１に移行する。

ステップＳ５５１〜ステップＳ５６７は、上記実施形態におけるステップＳ４０１〜ステップＳ４１７と同じである。

次のステップＳ５６９では、ＲＯＭ１３２に格納されている銘柄別出力レベルデータを参照し、各銘柄について、上記（４）式を用いて適合率ＲＢを算出する。

次のステップＳ５７１では、ＲＴ×ＲＢの値が最大値となる銘柄を抽出し、該抽出された銘柄を記録紙の銘柄とする。

次のステップＳ５７３では、判別された記録紙の銘柄をプリンタ制御装置２０９０に通知する。そして、銘柄判別処理を終了する。

また、上記実施形態において、記録紙Ｍにおいて表側の面と裏側の面の区別が困難であれば、銘柄判別処理で、一方の面を検知面としたときの各受光器の出力レベルと、他方の面を検知面としたときの各受光器の出力レベルとをそれぞれ計測しても良い。この場合、処理装置１３０は、次の（５）式を用いて適合率Ｒ１を算出し、次の（６）式を用いて適合率Ｒ２を算出し、次の（７）式を用いて適合率Ｒ３を算出し、次の（８）式を用いて適合率Ｒ４を算出し、Ｒ１×Ｒ４、又はＲ２×Ｒ３の値が最大値となる銘柄を、記録紙Ｍの銘柄と判別しても良い。

ここでは、上記一方の面を検知面としたときの受光器１１３の出力レベルの平均値をＳ１１'、受光器１１４の出力レベルの平均値をＳ２１'、受光器１１５の出力レベルの平均値をＳ３１'としている。Ｓ１１'、Ｓ２１'、Ｓ３１'が第１の計測データである。

ここでは、上記他方の面を検知面としたときの受光器１１３の出力レベルの平均値をＳ１２'、受光器１１４の出力レベルの平均値をＳ２２'、受光器１１５の出力レベルの平均値をＳ３２'としている。Ｓ１２'、Ｓ２２'、Ｓ３２'が第２の計測データである。

この場合、Ｒ１×Ｒ４＞Ｒ２×Ｒ３であれば、上記一方の面は表側の面であると判別し、Ｒ１×Ｒ４＜Ｒ２×Ｒ３であれば、上記一方の面は裏側の面であると判別することができる。

この場合に作業者によって行われる作業について説明する。
１．前記平坦部に判別対象の記録紙をその一方の面が検知面となるように載置する。
２．センサ装置１００を手に持ち、記録紙の上にセンサ装置１００を載せる。
３．操作パネルを介して判別処理要求を入力する。

図２０及び図２１のフローチャートは、この場合に、銘柄判別処理の際に、処理装置１３０のＣＰＵ１３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。

最初のステップＳ６０１〜ステップＳ６１７は、上記実施形態におけるステップＳ４０１〜ステップＳ４１７と同じである。

次のステップＳ６１９では、ＲＯＭ１３２に格納されている銘柄別出力レベルデータを参照し、各銘柄について、上記（５）式を用いて適合率Ｒ１を算出し、上記（６）式を用いて適合率Ｒ２を算出する。

次のステップＳ６２１では、プリンタ制御装置２０９０を介して、操作パネルの表示部に、記録紙の反対側の面を検知面とするように指示するメッセージを表示させる。

作業者は、上記メッセージにしたがって記録紙の反対側の面である他方の面を検知面とし、操作パネルを介して判別処理継続要求を入力する。この判別処理継続要求は、操作パネルからプリンタ制御装置２０９０を経由してセンサ装置１００の処理装置１３０に通知される。

処理装置１３０は、判別処理継続要求を受け取ると、ステップＳ６２３での判断が肯定され、ステップＳ６５１に移行する。

ステップＳ６５１〜ステップＳ６６７は、上記実施形態におけるステップＳ４０１〜ステップＳ４１７と同じである。

次のステップＳ６６９では、ＲＯＭ１３２に格納されている銘柄別出力レベルデータを参照し、各銘柄について、上記（７）式を用いて適合率Ｒ３を算出し、上記（８）式を用いて適合率Ｒ４を算出する。

次のステップＳ６７１では、Ｒ１×Ｒ４、又はＲ２×Ｒ３の値が最大値となる銘柄を抽出し、該抽出された銘柄を記録紙の銘柄とする。

次のステップＳ６７３では、適合率Ｒ１〜Ｒ４に基づいて、上記一方の面が表側の面であるか裏側の面であるかを判別する。ここでは、Ｒ１×Ｒ４＞Ｒ２×Ｒ３であれば、上記一方の面は表側の面であると判別し、Ｒ１×Ｒ４＜Ｒ２×Ｒ３であれば、上記一方の面は裏側の面であると判別する。

次のステップＳ６７５では、判別された記録紙の銘柄及び表裏をプリンタ制御装置２０９０に通知する。そして、銘柄判別処理を終了する。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ１３１によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。

また、上記実施形態では、記録紙に照射される光がＳ偏光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、記録紙に照射される光がＰ偏光であっても良い。但し、この場合は、前記偏光フィルタ１１６に代えて、Ｓ偏光を透過させる偏光フィルタが用いられ、受光器１１４は、内部反射光に含まれるＳ偏光成分を受光する。

また、上記実施形態において、面発光レーザアレイの複数の発光部は、少なくとも一部の発光部間隔が、他の発光部間隔と異なっていても良い（図２２参照）。つまり、隣り合う発光部の間隔が相違していても良い。

また、上記実施形態では、光源１１１が９個の発光部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。

また、上記実施形態において、面発光レーザアレイに代えて、レーザダイオードを用いても良い。

また、上記実施形態では、光源１１１から直線偏光が射出され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。但し、この場合は、一例として図２３に示されるように、光源１１１から射出された光をＳ偏光にするための偏光フィルタ１２６が必要となる。

また、上記実施形態において、各受光器の前方に集光レンズが配置されていることがより好ましい。この場合は、各受光器での受光光量の変動を低減することができる。

また、上記実施形態では、銘柄判別処理が処理装置１３０によって行われる場合について説明したが、これに限らず、例えば、銘柄判別処理がプリンタ制御装置２０９０で行われても良い。この場合、前記銘柄別出力レベルデータは、プリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されていても良い。

また、上記実施形態では、銘柄判別処理における光源１１１の点灯時間が３秒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い。また、銘柄判別処理における光源１１１の点灯時間を操作パネルから設定できるようにしても良い。

また、上記実施形態において、センサ装置１００が、判別処理の開始ボタンを備えていても良い。この場合は、作業者は、操作パネルを介して判別処理要求を入力する必要はない。

また、上記実施形態において、センサ装置１００が、光源１１１の点灯／消灯に連動したＬＥＤを備えていても良い。この場合は、作業者は、光源１１１の点灯／消灯状態を視覚的に知ることができる。

また、上記実施形態において、センサ装置１００が、表示部を備えていても良い。この場合は、処理装置１３０は、判別結果を該表示部に表示させることができる。

また、上記実施形態では、光学センサ１１０が３つの受光器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く、要求される判別精度に応じて、例えば光学センサ１１０における受光器の数が２つであっても良いし、４つであっても良い。

図２４には、上記実施形態の光学センサ１１０において、前記受光器１１５が除かれた光学センサ１１０Ａが示されている。この場合、次の（９）式を用いて適合率ＲＴを算出し、次の（１０）式を用いて適合率ＲＢを算出する。

また、図２５には、上記実施形態の光学センサ１１０において、偏光フィルタ１１７と受光器１１８とが追加された光学センサ１１０Ｂが示されている。偏光フィルタ１１７は、表面拡散反射光及び内部反射光の光路上に配置されている。この偏光フィルタ１１７は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を遮光する偏光フィルタである。受光器１１８は、偏光フィルタ１１７を透過した光の光路上に配置されている。そこで、受光器１１８は、内部反射光に含まれるＰ偏光成分を受光する。この場合、次の（１１）式を用いて適合率ＲＴを算出し、次の（１２）式を用いて適合率ＲＢを算出する。

ここでは、銘柄別出力レベルデータ（図２６参照）に格納されている表側の面を検知面としたときの受光器１１８の出力レベルをＳ４Ｔ、表側の面を検知面としたときの受光器１１８の出力レベルをＳ４Ｂ、判別対象の記録紙に光を照射したときの受光器１１８の出力レベルの平均値をＳ４'としている。

また、上記実施形態において、一例として図２７に示されるように、センサ装置１００の暗箱１１９に、作業者が視認可能なＬＥＤ１４１が取り付けられ、処理装置１３０にＬＥＤ駆動回路１３７が付加されても良い。そして、ＣＰＵ１３１は、例えば、検知面が裏面のときに、ＬＥＤ駆動回路１３７を介してＬＥＤ１４１を点灯させても良い。この場合、画像形成装置が各銘柄とも用紙の表面に対して印刷条件が最適化されていると、作業者（使用者）は、ＬＥＤ１４１の点灯を視認したときに、印刷面が表面になるよう、用紙をセットしなおすことができる。すなわち、用紙の表裏の判別結果を作業者（使用者）に通知することで、高品質な印刷に適した面が印刷面となるように用紙をセットすることを作業者に促すことができる。なお、ＬＥＤに代えて他の発光体を用いても良い。

また、上記実施形態において、一例として図２８に示されるように、センサ装置１００の暗箱１１９に、作業者が視聴可能なブザー１４２が取り付けられ、処理装置１３０にブザー駆動回路１３８が付加されても良い。そして、ＣＰＵ１３１は、例えば、検知面が裏面のときに、ブザー駆動回路１３８を介してブザー１４２をならしても良い。この場合、画像形成装置が各銘柄とも用紙の表面に対して印刷条件が最適化されていると、作業者（使用者）は、ブザー１４２の音を視聴したときに、印刷面が表面になるよう、用紙をセットしなおすことができる。なお、ブザーに代えて他の発音体を用いても良い。

また、ＬＥＤ１４１及びブザー１４２が操作パネルに設けられていても良い。要するに、用紙の表裏の判別結果が作業者（使用者）に通知できれば良い。

また、上記実施形態では、給紙トレイが１つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、給紙トレイが複数あっても良い。

また、センサ装置１００によって判別される対象物は、記録紙に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モノクロ画像を形成するレーザプリンタであっても良い。また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置が４つの感光体ドラムを有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５つの感光体ドラムを有するプリンタであっても良い。

また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が感光体ドラムから記録紙に直接転写される画像形成装置であっても良い。

１００…センサ装置、１１０…光学センサ、１１１…光源、１１２…コリメートレンズ、１１３…受光器（第１の光検出器）、１１４…受光器（第２の光検出器）、１１５…受光器（第３の光検出器）、１１６…偏光フィルタ（光学素子）、１１９…暗箱、１２６…偏光フィルタ、１３０…処理装置、１３１…ＣＰＵ、１３２…ＲＯＭ、１３７…ＬＥＤ駆動回路（通知手段の一部）、１３８…ブザー駆動回路（通知手段の一部）、１４１…ＬＥＤ（通知手段の一部）、１４２…ブザー（通知手段の一部）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３２ａ，２０３２ｂ，２０３２ｃ，２０３２ｄ…帯電装置、２０３３ａ，２０３３ｂ，２０３３ｃ，２０３３ｄ…現像ローラ、２０４０…転写ベルト、２０４２…転写ローラ、２０５０…定着装置、２０９０…プリンタ制御装置（調整装置）、Ｍ…記録紙（対象物、記録媒体）。

特開２００５−１５６３８０号公報 特開平１０−１６０６８７号公報 特開２００６−０６２８４２号公報 特開平１１−２４９３５３号公報 特開２０１２−１２７９３７号公報 特許第３６６７１８３号公報 特開２００６−２１９２８１号公報

Claims (12)

1. 第１の偏光方向を持つ直線偏光の光を対象物の検知面に向けて射出する光源と、
   前記光源から射出された光の前記検知面に対する入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に設置され、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の直線偏光成分を透過させる光学素子と、前記対象物で正反射された光の光路上に設置された第１の光検出器と、前記光学素子を透過した光を受光する第２の光検出器とを含む光検出系と、
   それぞれの種類が既知であり互いに異なる複数種類の対象物に関して、予め前記検知面が一側の面のときに取得された前記光検出系の出力データである第１の出力データと、前記検知面が前記一側の面に対して反対側の面である他側の面のときに取得された前記光検出系の出力データである第２の出力データとを含むデータベースと、
   種類が不明の対象物に関して得られた前記光検出系の出力データである計測データを、前記データベースと照合し、前記種類が不明の対象物の種類を判別する処理装置とを備えるセンサ装置。
2. 前記計測データは、前記種類が不明の対象物の一の面を前記検知面としたときの前記光検出系の出力データであり、
   前記処理装置は、前記複数種類の対象物に関して、前記データベースに含まれている前記第１の出力データと前記計測データとの一致の度合いを表す第１の適合率と、前記データベースに含まれている前記第２の出力データと前記計測データとの一致の度合いを表す第２の適合率とを算出し、前記第１の適合率と前記第２の適合率とに基づいて前記種類が不明の対象物の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記処理装置は、前記第１の適合率と前記第２の適合率とに基づいて、更に前記一の面が前記一側の面及び前記他側の面のいずれであるかを判別することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記計測データは、前記種類が不明の対象物の前記一側の面を前記検知面としたときの前記光検出系の出力データである第１の計測データと、前記種類が不明の対象物の前記第他側の面を前記検知面としたときの前記光検出系の出力データである第２の計測データとを含み、
   前記処理装置は、前記複数種類の対象物に関して、前記データベースに含まれている前記第１の出力データと前記第１の計測データとの一致の度合いを表す第１の適合率と、前記データベースに含まれている前記第２の出力データと前記第２の計測データとの一致の度合いを表す第２の適合率とを算出し、前記第１の適合率と前記第２の適合率とに基づいて前記種類が不明の対象物の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
5. 前記計測データは、前記種類が不明の対象物の第１の面を前記検知面としたときの前記光検出系の出力データである第１の計測データと、前記種類が不明の対象物の前記第１の面に対して反対側の面である第２の面を前記検知面としたときの前記光検出系の出力データである第２の計測データを含み、
   前記処理装置は、前記複数種類の対象物に関して、前記データベースに含まれている前記第１の出力データと前記第１の計測データとの一致の度合いを表す第１の適合率と、前記データベースに含まれている前記第２の出力データと前記第１の計測データとの一致の度合いを表す第２の適合率と、前記データベースに含まれている前記第１の出力データと前記第２の計測データとの一致の度合いを表す第３の適合率と、前記データベースに含まれている前記第２の出力データと前記第２の計測データとの一致の度合いを表す第４の適合率とを算出し、前記第１の適合率と前記第２の適合率と前記第３の適合率と前記第４の適合率とに基づいて前記種類が不明の対象物の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
6. 前記処理装置は、前記第１の適合率と前記第２の適合率と前記第３の適合率と前記第４の適合率とに基づいて、更に前記第１の面が前記一側の面及び前記他側の面のいずれであるかを判別することを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。
7. 前記検知面が前記一側の面及び前記他側の面のいずれであるかを使用者に通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサ装置。
8. 前記処理装置は、前記検知面の複数位置に前記光源からの光を照射し、照射位置毎に前記複数の光検出器の出力データを取得することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
9. 前記光検出系は、前記入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に設置された第３の光検出器を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサ装置。
10. 前記光源は、面発光レーザアレイを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ装置。
11. 記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
    前記記録媒体を対象物とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサ装置と、
    前記センサ装置の判別結果に基づいて画像形成条件を調整する調整装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記センサ装置の判別結果は、前記記録媒体の種類に関する情報、あるいは前記記録媒体の種類及び表裏に関する情報であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。