JP2016138875A - 光学センサ及び記録媒体判別装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサ個体毎の光源側の偏光比のバラツキを低減する。【解決手段】本発明に係る光学センサ２２４５は、第１の偏光方向の直線偏光を、対象物Ｐの表面Ｐａに向けて、該表面の法線方向に対して傾斜した入射方向から射出する照射系１００と、対象物における入射面内で、対象物で拡散反射された光の光路上に配置され、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分離する偏光光学素子１６、及び偏光光学素子で分離された第１の偏光方向の直線偏光成分を受光する第１光検出器１７を備え、照射系は、光を射出する光源１１６を備える光源部１１１を有し、照射系と第１光検出器と偏光光学素子を保持するハウジング２１に、光源部の光の射出方向に空間Ｓ１ａを介して光源部１１１を固定した。【選択図】図２

Description

本発明は、光学センサ及び記録媒体判別装置及び画像形成装置に関する。

インクやトナーを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置には、光学センサを用いて記録媒体の銘柄や表面状態などを検出するものがある。光学センサには、照射系から直線偏光した光（Ｓ偏光）を記録媒体に照射し、記録媒体での反射によってＳ偏光からＰ偏光に変化した量を光検出器で検出し、偏光が変化した成分を光検出器で受光することで、多重拡散反射光や内部拡散反射光を検出するものがある（例えば特許文献１）。

光学センサでは、直線偏光（Ｓ偏光）を照射するための光源部であっても、直接光源部に応力が作用するような取付手法であると、直線偏光（Ｓ偏光）と逆の方向の偏光成分（Ｐ偏光）との偏光比が、センサ個体毎のバラツキの要因となってしまう。
本発明は、光学センサ個体毎の光源側の偏光比のバラツキを低減することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光学センサは、第１の偏光方向の直線偏光を、対象物の表面に向けて、該表面の法線方向に対して傾斜した入射方向から射出する照射系と、照射系から射出され対象物における入射面内で、対象物で拡散反射された光の光路上に配置され、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分離する偏光光学素子、及び該偏光光学素子で分離された第２の偏光方向の直線偏光成分を受光する第１光検出器を備え、照射系は、光源を備える光源部を有し、光源部が、照射系と第１光検出器と偏光光学素子を保持するハウジングに、光源部の光の射出方向に空間を介して固定されていることを特徴としている。

本発明によれば、照射系と光検出器と偏光光学素子を保持するハウジングに、光源部の光の射出方向に空間を介して照射系の光源部を固定したので、ハウジングへの固定方法によらず光源部への直接の応力をなくし、光学センサ個体毎の光源側の偏光比のバラツキを低減することができる。

本発明の実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明する図。 本発明の実施形態１に係る光学センサの構成を説明する図。 実施形態１に係る光学センサの照射系とハウジングの構成を説明する図。 光源部の構成を説明する図。 照射系とハウジングの一般的な固定構造を説明する図。 図５に示す固定構造による不具合を説明する図。 図５に示す固定構造による不具合を説明する図。 記録媒体への入射光の入射角を説明する図。 第１及び第２光検出器の配置を説明する図。 本実施形態に係る制御系の構成を示すブロック図。 第１及び第２光検出器の出力信号と記録媒体の銘柄との関係を説明する図。 実施形態１に係る光学センサを用いた紙種判別処理の一実施形態を示すフローチャート。 本発明の実施形態２に係る光学センサの構成を説明する拡大図。 実施形態２が備える第１〜第４光検出器の配置を説明する図。 実施形態２に係る光学センサを用いた紙種判別処理の一実施形態を示すフローチャート。 本発明の実施形態３に係る光学センサの照射系の構成を説明するための概略図。 本発明の実施形態４に係る光学センサの構成を説明するための概略図。 本発明の実施形態５に係る光学センサの構成を説明するための概略図。 本発明に係る光学センサの変形例１のハウジング形状を説明する図。 本発明に係る光学センサの変形例２の照射系の固定構造を説明する図。 本発明に係る光学センサの変形例３の構成を説明するための図。 記録媒体の反射による偏光の変化と反射の分類を説明する図。 光源の組み付けによる偏光比の変化を説明する図。 光源部が射出する光の偏光比を計測した結果を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、ねじの挿入量を説明するための図であり、図２４中のＬ＝Ｌ１での状態を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、ねじの挿入量を説明するための図であり、図２４中のＬ＞Ｌ１での状態を示す図。 用紙銘柄における第１の光検出器および第２の光検出器の出力の変化を示した図。 同一のねじの締結条件にて組み付けた光センサによる第２の光検出器の出力のばらつきを計測した図。

以下、本発明に係る実施形態と変形例について図面を用いて順次説明する。各実施形態及び変形例において、同一の機能や構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために部分的に省略する場合もある。

図１は、本発明が適用された画像形成装置の一実施形態としてのカラープリンタ２０００の概略構成を示す。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トナー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る。カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、４つの像担持体としての感光体ドラム（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つの現像剤担持体としての現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、複数の回転支持部材としてのローラに巻き掛けられた転写体としての転写ベルト２０４０、１次転写部材としての転写ローラ（２０４１ａ、２０４１ｂ、２０４１ｃ、２０４１ｄ）、２次転写部材としての２次転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、媒体送り部材としての給紙コロ２０５４と排出ローラ２０５８、収納トレイ２０６０と排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、光学センサ２２４５、及び上記各部を統括的に制御する制御手段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３０００（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

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、１つのユニットとして使用され、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、１つのユニットとして使用され、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１つのユニットとして使用され、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、１つのユニットとして使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーションを構成する。

各感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）は何れも、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。各感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）は、駆動源により、図１において矢印方向に回転駆動される。各帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）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ものである。光走査装置２０１０は、制御手段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ものである。

これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）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（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）の回転に伴って対応する現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）の方向に移動する。各現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからの現像剤としてのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）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（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）は、対応する感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）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（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）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、各転写ローラ（２０４１ａ、２０４１ｂ、２０４１ｃ、２０４１ｄとの対向部位で転写ベルト２０４０上に順次１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。

収納トレイ２０６０には用紙Ｐが格納されている。収納トレイ２０６０の近傍には、用紙Ｐを収納トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す給紙コロ２０５４が配置されている。取出された用紙Ｐは、レジストローラ対２０５６によって所定のタイミングで転写ベルト２０４０と２次転写ローラ２０４２との間隙の２次転写部に向けて送り出される。そして、転写ベルト２０４０上のトナー画像は、２次転写部において用紙Ｐに転写され、定着装置２０５０に送られる。
定着装置２０５０では、熱と圧力とが用紙Ｐに加えられ、これによってトナーが用紙Ｐ上に定着される。定着された用紙Ｐは、排出ローラ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（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）は、対応する感光体ドラムの表面に残った転写後のトナー（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。

このようにカラープリンタ２０００では、印刷用紙に代表されるシート状の記録媒体となる用紙Ｐの表面Ｐａにトナー像を転写し、所定の条件で定着装置２０５０により加熱及び加圧することで、その像を定着させて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は、画像形成条件の１例である定着時の加熱量や圧力などの印刷条件であり、特に高品質の画像形成を行うには、画像形成条件を用紙Ｐの銘柄（種類）応じて個別に設定する必要がある。これは、用紙Ｐにおける画像品質が、その材質、厚さ、湿度、平滑性およ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、用紙Ｐ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、用紙Ｐ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。なお、以下では、坪量や厚さなどの仕様の違いも含めた用紙Ｐの最詳分類のことを銘柄と、銘柄を特定する判別のことを銘柄レベルでの判別とも記載する。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、記録媒体として、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。

カラープリンタ２０００は、用紙Ｐに光を照射して、その反射光を受光することで用紙Ｐを光学的に検出する光学センサ２２４５を備えている。光学センサ２２４５は、収納トレイ２０６０内に収容されている用紙Ｐの銘柄を特定するのに用いられる。なお、光学センサ２２４５は、収納トレイ２０６０外に単体の記録媒体検出手段として別途設置する形態でもよい。

ここで、図２２を用いて、用紙からの反射光について説明する。反射光には、用紙の表面で反射された反射光と、用紙の内部で反射された反射光に分けて考えることができる。用紙の表面で反射された反射光は、さらに、正反射された反射光、一度の反射で拡散方向に反射された反射光、及び用紙表面の凹凸で複数回反射し拡散方向に反射された反射光に分類できる。以下では、便宜上、それぞれの反射光を「正反射光」、「拡散反射光」及び「多重拡散反射光」ともいう。一方、用紙の内部で反射された反射光（以下では「内部拡散反射光」ともいう）は、用紙が一般的な印刷用紙である場合、その内部の繊維と空孔の界面などで反射を多数回繰り返すため、その反射方向は等方性があるとみなせ、強度分布はランバート分布に近似できる。結果として、用紙からの反射光は、正反射光、拡散反射光、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に分類できる。
正反射光及び拡散反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向と同じである。一方、多重拡散反射光及び内部拡散反射光は、照射光の偏光方向に直交する偏光成分を含んでいる。ここで、用紙での反射で偏光方向が回転するのは、照射光がその進行方向に対して回転の向きに傾斜した面で反射されたときである。

特許文献１に開示されている用紙銘柄を判別する光学センサでは、直線偏光した光（Ｓ偏光）を用紙に照射し、用紙での反射によってＳ偏光からＰ偏光に変化した量を検出している。偏光が変化した成分を受光することで、上記の多重拡散反射光や内部拡散反射光を検出し、その大きさを銘柄判別のためのパラメータとしている。
なお、以下、用紙の反射で変化する偏光に関して言及する場合、基本的に照射する光がＳ偏光であり、反射によって変化した成分をＰ偏光として記載する。ただし、光学センサの実施形態としては照射する光をＰ偏光とし、反射によって変化したＳ偏光成分を検出する構成の光学センサであってもよい。

一般的な用紙を判別するための光学センサでは、低コスト化のために光源の偏光比は
高いものではない。直線偏光を照射するための光源であっても、逆の方向の偏光成分を含
んでいる。すなわち、開示されている光学センサの光源も、完全にＳ偏光のみからなる光源ではなくＰ偏光を含んでいる。ここで、光源からの光にＰ偏光の成分が含まれている場合、判別の対象物である用紙での反射（多重拡散反射や内部拡散反射）によって変化する偏光成分よりも、光源由来のＰ偏光の成分を拡散反射光として検出してしまうと、判別が困難になってしまう。そのため、偏光の変化を検出する構成として、光源由来のＰ偏光成分を極力含まない、例えば正反射近傍の検出方向では検出しないなどの構成であることが必要となる。
ただし、完全に光源由来のＰ偏光成分を光学センサで検出できないレベルまでに無にすることは、最終的には光源の偏光比を高めることが必要となり高コスト化を招いてしまう。そこで精度向上のためには、光学センサは光源由来のＰ偏光成分を検出しながらも、光学センサ個体ごとの光源の偏光比の再現性を高めることとなる。すなわち、光学センサ毎の偏光比の再現性が高ければ判別性は保たれる。用紙判別のためのシステムにおいて避けるべきは、光学センサごとに光源由来のＰ偏光成分が紛れ込む量が異なってしまう状況であって、テーブルを作成した光学センサと量産機としての光学センサの出力に含まれる、光源由来のＰ偏光成分が再現されていればよい。
このような理由から、光学センサでは、偏光比の違いによる光学センサの出力のバラツキを低減することが求められる。

偏光特性に影響する要素は主として、光源部への応力、照射する光量、光学系における設置位置の確かさ、の３つが挙げられる。一般的に、半導体レーザなどの光源では、光源素子自身に外来の応力が加わると、偏光比は変化してしまう。これは、一例として、光源素子が偏光を安定させる手段としてレーザの射出部分付近に一方向にスリットをもつ構造物を設けるなどの手段が取られており、外来の応力によってこの構造が変形してしまうためである。
また、半導体レーザなどの光源では、発光する光量と偏光比には相関があることが知られている。
偏光比は、光学系における設置位置によっても変化してしまう。これは、光源とその他の光学センサを構成する部品との組みつけの誤差によるものである。光源の直線偏光の方向とは、照射する対象平面や受光素子が受光する偏光方向などに対する相対的な位置関係で決まることである。例えば、図２２に示されるように、設計上の設置位置に対して、光源が光線の回転方向にずれて組みつけてしまった場合には、照射する対象物には光源単体の特性以上にＰ偏光が含まれてしまう。図２３（ａ）には光源が正しく設置され対象平面に直線偏光の光がＳ偏光のみとして照射できる例を示した。図２３（ｂ）には光源を光線の回転方向にずれて組みつけてしまい、対象平面に直線偏光の光がＰ偏光としても照射される例を示した。

本実施形態における光センサでは、一例として、Ｓ偏光を照射した際の拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を用紙銘柄の判別の手段として用いている。すなわち、Ｐ偏光成分は用紙Ｐでの反射によって初めて偏光が変化した成分であり、用紙Ｐにおける光の反射の散乱の度合いを示す指標でもあるためである。つまり、Ｐ偏光成分は用紙銘柄を判別するために必要な対象物固有の情報である。しかしながら、上記の要因で光センサの偏光比にもばらつきがあり、光センサごとに光源由来のＰ偏光成分が紛れ込む量が異なってしまう。光源由来のＰ偏光成分を用紙Ｐによる反射によるＰ偏光成分と一緒に光検出器が検出してしまう。

（実施形態１）
本実施形態に係る光学センサ２２４５は、図２に示すように、照射系１００、第２光検出系１０１、第１光検出系１０２、コリメートレンズ１２、これらの部品の位置関係を保持するためのハウジング２１、及びこれらが収納される暗箱１９０を備えている。ハウジング２１と暗箱１９０は共通部品であっても、別部材であっても良い。
暗箱１９０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。暗箱１９０は、樹脂製であってもよく、ここでは材質を限定するものではない。暗箱１９０には照射系１００から射出された照射光を対象物の表面となる用紙Ｐの表面Ｐａに照射するための開口部１９１が形成されている。
照射系１００は、第１の偏光方向の直線偏光を、用紙Ｐの表面Ｐａに向けて、該表面Ｐａの法線方向に対して傾斜した入射方向から射出するものである。コリメートレンズ１２は、照射系１００から射出されて光の光路（開口孔２１ａ）上に固定されて配置されている。
ハウジング２１には、照射系１００から射出された光を開口部１９１まで案内する開口孔２１ａと、開口孔２１ｂと開口孔２１ｃ形成されている。開口孔２１ｂは、開口部１９１において用紙Ｐの表面Ｐａで正反射された光が通る通路であり、開口孔２１ｃは、用紙Ｐにおける入射面内で用紙Ｐの表面Ｐａで拡散反射された光が通る通路である。コリメートレンズ１２は、照射系１００から射出されて光の光路（開口孔２１ａ）上にハウジング２１に固定されて配置されている。

第２光検出系１０１は、照射系１００から射出されて用紙Ｐの表面Ｐａで正反射された光の光路（開口孔２１ｂ）上に配置され、正反射された光を受光する第２光検出器としての受光素子１５を有している。
第１光検出系１０２は、用紙Ｐにおける入射面内で、用紙Ｐの表面Ｐａで拡散反射された光の光路（開口孔２１ｃ）上に配置され、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分離する偏光光学素子としての偏光フィルタ１６を備えている。第１光検出系１０２は、偏光フィルタ１６で分離された第２の偏光方向の直線偏光成分を受光する第１光検出器としての受光素子１７を有している。偏光フィルタ１６は、用紙Ｐの表面Ｐａの法線方向に拡散反射された光の光路（開口孔２１ｃ）上にハウジング２１に固定されて配置されている。
処理部１０９は、受光素子１５及び受光素子１７からの出力信号に基づいて、用紙Ｐを特定するものである。本実施形態では、光学センサ２２４５と処理部１０９とを個別にしているので、これら光学センサ２２４５と処理部１０９によって記録媒体判別装置３００（図１参照）が構成されている。つまり、画像形成装置であるカラープリンタ２０００は、記録媒体判別装置３００を備えている。
なお、光学センサ２２４５と処理部１０９とを個別に配置しないで、処理部１０９を光学センサ２２４５と一体的に配置してもよい。この場合、処理部１０９を有する光学センサ２２４５は、記録媒体判別部材ともなる。本実施形態において、処理部１０９は、制御手段２０９０内に設けられている。

図２に示すＸＹＺ３次元直交座標系において、用紙Ｐの表面Ｐａに直交する方向をＺ軸方向、用紙Ｐの表面Ｐａに平行な面をＸＹ面として説明する。そして、光学センサ２２４５は、一例として用紙Ｐの＋Ｚ側に配置されているものとする。なお、以下では、用紙Ｐの表面Ｐａ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１２を介した光を「照射光」ともいう。
ところで、光が用紙Ｐ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。なお、以下では、入射面内において、入射光線に平行な方向をＸ’軸方向、入射光線に直交する方向をＺ’軸方向として説明する。また、実施形態中においては、用紙Ｐへの入射光だけでなく反射光に対してもＳ偏光やＰ偏光という表現を用いる。これは説明の便宜のために用紙Ｐ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（本実施形態ではＳ偏光）と同一の偏光方向をＳ偏光、それに直交する偏光方向をＰ偏光と呼ぶこととする。なお、実施形態中、光源部の光の射出方向は、Ｘ’軸方向とし、光源部の光の射出方向の軸はＸ’軸としている。

本実施形態において、照射系１００は、図３に示すように、光を射出する光源部１１１と、光源部１１１が取り付けられる回路基板１１２を備えている。光学センサ２２４５は、光源部１１１を制御する制御部となる制御手段２０９０に回路基板１１２を介して接続されている。本実施形態において、制御手段２０９０が制御部としての機能を備えているが、制御手段２０９０とは個別に光源部１１１を制御する制御部を設けるようにしても良い。
光源部１１１は、ハウジング２１に形成された開口孔２１ａの一方の端部と対向するようにハウジング２１に取り付けられて配置されている。光源部１１１は、パッケージ１１５と、パッケージ１１５に実装された光源１１６を備えている。本実施形態において、光源１１６は、垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）アレイであり、図４に示すように、同一（１つ）の基板上に形成された複数の発光部１１１Ａを有する。図４に示す光源１１６は、９個の発光部１１１Ａが同一の基板上に２次元配列されていて、各発光部１１１Ａに電極パッド１１３がそれぞれ接続されている。光源１１６がＶＣＳＥＬアレイのような複数の発光部１１１Ａを持つものであった場合、拡散反射を起こす用紙Ｐなどの対象物に可干渉距離の長い半導体レーザ光を照射した際に特有のスペックル・パターンによるセンサ出力のバラツキを低減することができる。なお、ここでは、光源部１１１の光源１１６が９個の発光部１１１Ａを有するＶＣＳＥＬアレイを備え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。

一般的な照射系１００では、図５に示すように、光源部１１１とコリメートレンズ１２との距離の精度を高めるために、光源部１１１を開口孔２１ａが開口しているハウジング２１の部位（本実施形態におけるＸ’軸方向に位置する底部２１１ａ１）に接触させることで位置出しすることが多い。しかしながら、この取り付け方法においては、図６に示すように、ハウジング２１や光源部１１１の高さの公差の範囲で、ハウジング２１と回路基板１１２の間に隙間Ｓが生じる場合がある。隙間Ｓが生じた状態で、光源部１１１をハウジング２１に固定してしまうと、図７に示すように、光源部１１１が底部２１１ａ１と回路基板１１２に挟まれてしまい、光源部１１１を支点として回路基板１１２からの応力Ｆが光源部１１１に加わってしまう。応力Ｆが加われば、偏光比が変化して判別精度の低下を招いてしまう。このような応力Ｆの発生は、光源部１１１と回路基板１１２とを個別な構成としたものだけでなく、光源部１１１と回路基板１１２とが一体化された１つの光源部であっても同様である。
このため、一般的な光学センサは、用紙Ｐの反射による偏光の変化を判別のためのパラメータとしているセンサであって、特に銘柄までを判別するといった細分化された判別をする場合には、上記のように光源部１１１の偏光の個体差までを考慮し低減する必要がある。

本実施形態では、図３に示すように、照射系１００は、ハウジング２１に対し、回路基板１１２を介してねじなどの締結部材１１４で締結固定されて配置されている。光源部１１１は、光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）に向かって突出するように回路基板１１２に設けられている。照射系１００をハウジング２１に対し固定する際に、光源部１１１は、照射系１００の回路基板１１２とハウジング２１とが接触し、ハウジング２１に対して非接触となる寸法および回路基板１１２の位置に配置されている。すなわち、光学センサ２２４５では、照射系１００と第１光検出系１０２及び第２光検出系１０１を保持するハウジング２１に、光源部１１１が直接接触することなく、回路基板１１２を介して固定されている。
このため、ハウジング２１に対して光源部１１１を固定する際に、光源部１１１に直接応力がかかり、光源部１１１の偏光比が変化してしまうことを低減することができる。

また、ハウジング２１は、回路基板１１２との接触領域が、回路基板１１２とハウジング２１との締結固定部２１３周辺のみであって、安定した保持が可能な範囲内で接触領域面積が小さい構造になっている。つまり、本実施形態では、光源部１１１の偏光比の変化を避けるために、ハウジング２１の形状誤差によって光源部１１１がハウジング２１との間に挟まれることなく応力Ｆが加わらない構造となっている。すなわち、ハウジング２１には、光源部１１１を固定するための固定部となる複数のボス部２１０と、光源部１１１を収容するための凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）に向かって窪んでいる。この凹部２１１の底部２１１ａには、開口孔２１ａが開口されている。底部２１１ａから回路基板１１２が固定されるボス部２１０の取付面２１０ａまでの間隔Ｓ１は、光源部１１１の取付面１１１ｂから光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）に位置する面１１１ａまでの高さ（突出量）Ｓ２よりも大きく形成されている。このため、光源部１１１を取り付けた回路基板１１２をボス部２１０の取付面２１０ａに固定した際に、光源部１１１の面１１１ａとハウジング２１の底部２１１ａとの間に空間Ｓ１ａが形成される。すなわち、光源部１１１は、照射系１００と偏光フィルタ１６と受光素子１７を保持するハウジング２１に光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）においてハウジング２１に挟まれないように光の射出方向（Ｘ’軸方向）に空間Ｓ１ａを介してハウジング２１に固定される。

図２５（ａ）に示したパッケージ１１５の端面１１５ａとハウジング２１は接触せずにパッケージ１１５が実装されている回路基板１１２とハウジング２１が接触している構成と、図２５（ｂ）に示した光源部１１１のパッケージ１１５の端面１１５ａとハウジング２１が接触している構成を用いて、ねじ１１４の締結過程における光源部１１１が射出する光の偏光比の変化を計測した。図２４はその計測結果を示す。光源素子１１６への応力は、締結するねじ１１４の回転数（挿入量Ｌ）によって変化させた。
この結果からは、パッケージ１１５の端面１１５ａとハウジング２１が接触している図２５（ｂ）側の構成でのみ、偏光比が大きく変化することが確認できる。図２４では、パッケージ１１５に対し応力が発生し始めるねじ位置（回路基板１１２が湾曲しはじめる位置）から変化が確認できる。なお、図２５（ａ）、図２５（ｂ）、図２６（ａ）、図２６（ｂ）は、上記の２つの構成におけるねじの挿入量Ｌを説明するための図である。図２５（ａ）、図２５（ｂ）は、図２４中のＬ＝Ｌ１、図２６（ａ）、図２６（ｂ）は図２４中のＬ＞Ｌ１での状態を示した。

このため、光源部１１１が底面２１０ａに圧接することがなく、応力Ｆを受けることがない。このため、光源部１１１（照射系１００）に対する直接的な応力Ｆをなくし、光学センサ２２４５の個体毎の偏光比のバラツキを低減することができる。
光源部の構成としては、光源部１１１と回路基板１１２とが一体化された光源部でもよい。この場合でも、光源部の面１１１ａがハウジング２１の底面２１０ａに圧接せずに、光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）においてハウジング２１に挟まれないように光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）に空間Ｓ１ａを介してハウジング２１に固定する。これにより応力Ｆを受けることがなくなり、光学センサの個体毎の偏光比のバラツキを低減することができる。

ここで、パッケージ１１５の端面１１５ａとハウジング２１が接触している構成において、上記図２４の計測と同様にねじの締結により応力をかけ、複数の用紙Ｐで反射光を計測した。本計測における用紙４６の計測位置は同一位置としている。図２７は、計測時の第１の光検出器および第２の光検出器の出力の変化を示したものである。ここでの第１の光検出器は、正反射を検出する検出器であり、第２の光検出器は偏光フィルタを備え偏光の変化成分を検出する検出器である。図２７（ａ）は、第１の光検出器の出力変化を示し、図２７（ｂ）は第２の光検出器の出力変化を示す。図２７を計測した構成は、図８の構成である。
図２７（ａ）、図２７（ｂ）に記載の線分は、計測した用紙銘柄の結果である。偏光の変化を検出する光検出器（第２の光検出器）においては、図２７（ｂ）に示すように、応力に起因した偏光比の変化による影響が顕著であることが確認できる。用紙銘柄によって異なるがこの実験では概ね０〜５％までの変化が見られた。一方、正反射を検出する光検出器（第１の光検出器）においては、図２７（ａ）に示すように、その変化はあまり見られない。このことから、光源素子１１６への応力は、用紙Ｐに反射において特に偏光に関わる光検出に敏感であると言える。
つまり、第２の光検出器の出力がばらつき、対象物をより細かく特に銘柄まで判別する場合においては、似た反射特性をもつ銘柄同士で誤って判別してしまうことがあった。そのため、本実施形態では、パッケージ１１５の端面１１５ａとハウジング２１は接触せずに、パッケージ１１５が実装されている回路基板１１２とハウジング２１が接触し、光学センサの個体ごとの偏光比のばらつきを低減させている。
このため、本実施形態における光センサでの用紙銘柄の識別は、予め用意されたデータベースの値と照合することで判別を行っている。データベースは、原器たる光センサで計測された各光検出器の出力であるが、ねじの挿入量Ｌが誤差要因となって光センサごとに第２の光検出器の出力がばらついてしまうと、用紙銘柄を誤ってしまうことを招く。
図２８は、同一のねじの締結条件にて組み付けた光センサ（各構成ともに１２台）で、第２の光検出器の出力のばらつきを計測したものである。この計測では、同一用紙の同一箇所を計測し、構成ごとに１２台の平均値に対し規格化した値を示した。上記のように本発明実施のパッケージ１１５とハウジング２１が接触していない構成にすることで、第２の光検出器の出力のばらつき（センサ個体差）を低減する効果がある。このため、本実施形態によれば、安定して用紙銘柄の判別を行うことができる。

光源部１１１（照射系１００）の固定方式については、締結部材１１４による締結固定に限定するものではなく、例えばＵＶ硬化樹脂などによる接着固定方式であってもよい。この場合であっても、回路基板１１２は、各ボス部２１０に接着固定すればよい。なお、図３中、符号Ａは、締結部材１１４による締結固定部２１３の固定ピッチを示す。

図８に示すように、照射系１００は、用紙Ｐに対して光源部１１１からのＳ偏光の直線偏光が射出されるように配置されている。コリメートレンズ１２は、光源部１１１から射出された光の光路（２１ａ）上に配置され、該光を略平行光とする。コリメートレンズ１２を介した光は、暗箱１９０に設けられている開口部１９１を通過して、開口部１９１と対向位置にある用紙Ｐの表面Ｐａを照明する。図８において、光源部１１１（照射系１００）からの光の用紙Ｐへの入射角θは、８０°である。ここでは、図９に示すように、受光素子１５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、照明中心と受光素子１５の中心とを結ぶ線Ｌ１と、用紙Ｐの表面Ｐａとのなす角度ψ１は１７０°である。光源部１１１の発光する発光中心と、照明中心と、偏光フィルタ１６の中心と、受光素子１７の中心と、受光素子１５の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。また、照明中心と偏光フィルタ１６及び受光素子１７の各中心とを結ぶ線Ｌ２と、用紙Ｐの表面Ｐａとのなす角度ψ２は１５０°である。なお、図８、図９では、ハウジング２１の構成を省略している。

本実施形態では、照射系１００の光源部１１１の発光中心と照明中心と受光素子１７の中心とがほぼ同一平面上にあるため、用紙Ｐの表面Ｐａで一度反射し偏光方向が回転した拡散反射光は、受光素子１７で検出されない。一方、用紙Ｐの表面Ｐａで複数回反射して偏光方向が回転した多重拡散反射光や用紙Ｐの内部で複数回反射して偏光方向が回転した内部拡散反射光は、反射の経路で上記平面から外れた後、複数回反射することで再度この平面上に反射された光を含む。このため、これら多重拡散反射光や内部拡散反射光は、照射系１００の光源部１１１の発光中心と照明中心と同一平面上にある受光素子１７でも検出される。

偏光フィルタ１６には、拡散反射光、多重拡散反射光、内部拡散反射光が入射する。ここで、拡散反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向と同じＳ偏光であるため、拡散反射光は、偏光フィルタ１６で遮蔽（遮光）される。一方、多重拡散反射光、内部拡散反射光及び下地反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向に対して回転している。このため、多重拡散反射光、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分は、偏光フィルタ１６を透過する。すなわち、受光素子１７では多重拡散反射光、内部拡散反射に含まれるＰ偏光成分のみが受光される。
なお、便宜上、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を「内部拡散反射光のＰ偏光成分」ともいう。また、内部拡散反射光に含まれるＳ偏光成分を「内部拡散反射光のＳ偏光成分」ともいう。内部拡散反射光の光量は、用紙Ｐ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、内部拡散反射光の光量が、用紙Ｐの繊維中を通過する際の経路長に依存するためである。

次に制御手段２０９０の構成について説明する。制御手段２０９０は、図１０に示すように、ＣＰＵ２０９１、ＣＰＵ２０９１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ＲＯＭ２０９２、作業用のメモリであるＲＡＭ２０９３、増幅回路２０９４、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２０９５などを有している。制御手段２０９０は、図１に記載した上位装置３０００からの要求に応じてカラープリンタ２０００の各部を制御するとともに、上位装置３０００からの画像情報を光走査装置２０１０に送って画像形成動作を制御する。
この制御手段２０９０は、光学センサ２２４５からの出力信号の信号レベルに応じて記録媒体となる用紙Ｐの銘柄を特定する処理部１０９を備えている。この処理部１０９は、ＣＰＵ２０９１とＲＯＭ２０９２から主に構成されている。
受光素子１５及び受光素子１７は、受光光量に対応する電気信号（光電変換信号）を処理部１０９に出力する。なお、処理部１０９に出力する値は、ある一定時間（以下、サンプリング時間と記載する）の電気信号の平均値などであってもいい。

本実施形態において、照射系１００からの光束が用紙Ｐに照射されたときの、受光素子１５の出力信号における信号レベルを「Ｓ０１」、受光素子１７の出力信号における信号レベルを「Ｓ０２」と呼ぶ。
処理部１０９を有する制御手段２０９０は、照射系１００からの光束が用紙Ｐに照射された際の受光素子１５の出力信号の「Ｓ０１」および受光素子１７の出力信号の「Ｓ０２」に基づいて用紙Ｐの銘柄を推定（特定）する。ここでは、カラープリンタ２０００が対応可能な複数銘柄の用紙Ｐに関して、予め調整工程等の出荷前工程で用紙Ｐの銘柄毎にＳ０１及びＳ０２の値を計測し、該計測結果を「用紙Ｐ判別テーブル」として制御手段２０９０のＲＯＭ２０９２に格納している。

図１１は、日本国内で販売されている３０銘柄の用紙ＰについてのＳ０１及びＳ０２の計測値を示す。なお、図１１における破線で示す角形の枠は、同一銘柄のバラツキ範囲を示すものである。例えば、Ｓ０１及びＳ０２の計測値が「◇」であれば、処理部１０９によって銘柄Ｄと特定される。Ｓ０１及びＳ０２の計測値が「■」であれば、処理部１０９によって最も近い銘柄Ｃと特定される。Ｓ０１及びＳ０２の計測値が「◆」であれば、処理部１０９によって銘柄Ａあるいは銘柄Ｂのいずれかと推定される。このときは、例えば、銘柄Ａでの平均値と計測値との差、及び銘柄Ｂでの平均値と計測値との差を制御手段２０９０で演算し、その演算結果の小さい方の銘柄に処理部１０９によって特定される。また、制御手段２０９０によって、銘柄Ａであると仮定して該計測値を含めてバラツキを再計算するとともに、銘柄Ｂであると仮定して該計測値を含めてバラツキを再計算する。そして再計算されたバラツキが小さい方の銘柄を、処理部１０９によって選択するようにしても良い。

ところで、制御手段２０９０は、カラープリンタ２０００の電源が入れられたとき、及び収納トレイ２０６０に用紙Ｐを供給するとき等に、光学センサ２２４５からの出力信号と処理部１０９によって用紙Ｐの紙種判別処理を行う。この制御手段２０９０によって行われる紙種判別処理について図１２に示すフローチャートを用いて説明する。光学センサ２２４５を用いた制御手段２０９０の処理部１０９による紙種判別処理では、図１２のステップＳＴ１において、光学センサ２２４５の複数の発光部１１１Ａを発光させる。紙種判別処理では、ステップＳＴ２において、受光素子１５及び受光素子１７の出力信号から信号レベルであるＳ０１、Ｓ０２の値を求める。紙種判別処理では、ステップＳＴ３において、ＲＯＭ２０９２に記憶されている用紙判別テーブルを参照し、得られたＳ０１及びＳ０２の値から用紙Ｐの銘柄を特定する。紙種判別処理では、ステップＳＴ４において、特定された用紙Ｐの銘柄をＲＡＭ２０９３に保存し、紙種判別処理を終了する。すなわち、実施形態１に係る処理部１０９（制御手段２０９０）は、第１及び第２光検出器である受光素子１７、１５の出力信号の信号レベルに基づいて用紙Ｐを特定する。

制御手段２０９０は、ユーザからの印刷ジョブ要求を受け取ると、ＲＡＭ２０９３に保存されている用紙Ｐの銘柄を読み出し、用紙Ｐの銘柄に最適な画像形成条件の一例である現像条件及び転写条件を、ＲＯＭ２０９２に記憶されている現像・転写テーブルから求める。そして、制御手段２０９０は、最適な現像条件及び転写条件に応じて、カラー印刷の場合には核色の画像ステーションの現像装置及び転写装置をそれぞれ制御する。例えば、転写電圧やトナー量を制御する。これにより、高い品質の画像が用紙Ｐに形成される。すなわち、カラープリンタ２０００は、記録媒体判別装置３００で特定された対象物としての用紙Ｐに応じて画像形成条件を調整する調整装置として機能する制御手段２０９０を備えている。また、調整装置である制御手段２０９０は、光学センサ２２４５の出力信号の信号レベルに基づいて用紙Ｐの銘柄を特定し、その特定された銘柄に応じて画像形成条件を調整する機能を備えている。

（実施形態２）
外乱光や迷光の影響で、誤った紙種判別をすることも想定される。
そこで本実施形態では、図１３に示すように、実施形態１の構成に対して光検出系を増やしている。図１３に示す光学センサ２２４５Ａは、２つの受光素子１５、１７を備えた光学センサ２２４５の構成に、第３光検出系１０３と第４光検出系１０４を備えている。第３光検出系１０３は、第３光検出器として受光素子１８を備えている。第４光検出系１０４は、偏光光学素子としての偏光フィルタ１９及び第４光検出器としての受光素子２０を備えている。すなわち、実施形態２に係る光学センサ２２４５Ａは、第１〜第４光検出系１０１〜１０４を備えている。
光学センサ２２４５Ａは、ハウジング２１に、開口孔２１ａ〜開口孔２１ｃと開口孔２１ｄ、２１ｅが形成されている。開口孔２１ｄは、用紙Ｐにおける入射面内で用紙Ｐの表面Ｐａで拡散反射された光が通る通路であり、開口孔２１ｅは、用紙Ｐにおける入射面内で用紙Ｐの表面Ｐａで拡散反射された光が通る通路である。
受光素子１８は、用紙Ｐにおける入射面内で、用紙Ｐで拡散反射された光の光路（開口孔２１ｄ）上に配置されている。受光素子１８は、表面拡散反射光、多重拡散反射及び内部拡散反射光を受光する位置に配置されている。
偏光フィルタ１９は、用紙Ｐにおける入射面内で、用紙Ｐで拡散反射された光の光路（開口孔２１ｅ）上に配置され、受光素子２０は、同光の光路（開口孔２１ｅ）上に配置され、偏光フィルタ１９が分離した光を受光するものである。偏光フィルタ１９は偏光フィルタ１６と同様、Ｐ偏光を透過する向きに設置し、受光素子２０は多重拡散反射及び内部拡散反射光を受光する位置に配置されている。

本実施形態において、光学センサ２２４５Ａは、照射系１００の発光する発光部１１１の中心と、照明中心と、偏光フィルタ１９の中心と、受光素子１８および受光素子２０の中心が、ほぼ同一平面上に存在する。図１４に示すように、照明中心と受光素子１８の中心とを結ぶ線Ｌ３と、用紙Ｐの表面Ｐａとのなす角度ψ３は１２０°である。また、照明中心と受光素子２０の中心とを結ぶ線Ｌ４と、用紙Ｐの表面Ｐａとのなす角度ψ４は９０°である。

次に、光学センサ２２４５Ａからの出力信号と制御手段２０９０の処理部１０９によって行われる紙種判別処理について以下に説明する。なお、照射系１００からの光が用紙Ｐに照射されたときの、図１０で説明した制御手段２０９０の増幅回路２０９４で増幅される受光素子１８の出力信号における信号レベルを「Ｓ０３」、受光素子２０の出力信号における信号レベルを「Ｓ０４」と呼ぶ。また、本実施形態では、Ｓ０３やＳ０４がＳ０２と略同等の大きさになるように、受光素子１８や受光素子２０を受光素子１７よりも照明中心に近い位置に設け、反射光の取込角度を受光素子１７での反射光の取込角度よりも大きくしている。なお、必ずしも全ての光検出系の出力信号レベルを同等にしなくても良い。例えば、正反射光を検出する第２光検出器である受光素子１５の出力信号が別の増幅回路２０９４によって増幅される場合には、第１光検出器、第３光検出器、第４光検出器である受光素子１７、１８、２０の出力信号レベルを同等にすれば良い。第２の実施形態に係る処理部１０９（制御手段２０９０）は、第１、第２、第３及び第４光検出器である受光素子１７、１５、１８、２０の出力信号の信号レベルに基づいて用紙Ｐを特定する。

光学センサ２２４５Ａを用いた制御手段２０９０の処理部１０９による紙種判別処理では、図１５に示すステップＳＴ１１において、光学センサ２２４５の複数の発光部１１１Ａを同時に発光させる。紙種判別処理では、ステップＳＴ１２において、各受光素子１５、１７、１８、２０の出力信号から信号レベルＳ０１〜Ｓ０４の値を求める。紙種判別処理では、ステップＳＴ１３において、ＲＯＭ２０９２に記憶されている用紙判別テーブルを参照し、得られたＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４の値から用紙Ｐの銘柄を特定する。紙種判別処理では、ステップＳＴ１４において、特定された用紙Ｐの銘柄をＲＡＭ２０９３に保存し、紙種判別処理を終了する。この場合、カラープリンタ２０００が対応可能な複数銘柄の用紙Ｐに関し、予め調整工程等の出荷前工程で用紙Ｐの銘柄毎にＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４の値を計測し、該計測結果を「用紙Ｐ判別テーブル」として制御手段２０９０のＲＯＭ２０９２に格納しておけばよい。

このように、互いに異なる方向に反射された光をそれぞれ検出する第１〜第４の複数の光検出系１０１〜１０４（受光素子１７、１５、１８、２０と偏向フィルタ１６、１９）を設け、各受光素子１５、１７、１８、２０での検出値である出力信号の出力レベルを用いて用紙Ｐを判別することにより、外乱光や迷光などがあっても正確な判別を行うことができる。
第１〜第４の複数の光検出系１０１〜１０４を備えた構成の場合、制御手段２０９０は、信号レベルであるＳ０１とＳ０２を用いて大まかに紙種を絞り込み、信号レベルであるＳ０３とＳ０４を用いて用紙Ｐの銘柄を特定しても良い。このように、互いに異なる方向に反射された光をそれぞれ検出する複数の光検出系（受光素子１５、１７、１８、２０と偏向フィルタ１６、１９）を設け、各受光素子１５、１７、１８、２０での出力信号の出力レベルを用いて用紙Ｐを判別することにより、外乱光や迷光などがあっても正確な判別を行うことができる。
なお、本実施形態では、光検出系として第３及び第４の光検出系１０３、１０４を備えた構成を説明したが、実施形態１で説明した光学センサ２２４５に、第３の光検出系１０３を追加した３つの光検出系を備えた光学センサであってもよい。

（実施形態３）
図１６に示すように、本実施形態に係る光学センサ２２４５Ｂは、光源部１１１に発光部１１１Ａの発光量を確認するための第５光検出系１０５を備えたものである。第５光検出系１０５は、発光部１１１Ａの直後に配置され照射光の一部を分離する光学素子としてのビームスプリッタ２３と、ビームスプリッタ２３が分離した光を受光する第５の光検出器としての受光素子２２とを有している。これら受光素子２２とビームスプリッタ２３は光源部１１１内に設置されている。本実施形態では、受光素子２２の出力信号における信号レベルを「Ｓ０５」と呼ぶ。
第５光検出系１０５は、発光部１１１Ａの発光量を確認するために、光路中のハウジング２１の開口孔２１ａの前部に設置する必要がある。これは、第５の光検出系１０５が光路中のハウジング２１の開口孔２１ａの後部に配置された場合、受光素子２２が検出する光量は、照射光の全光束のうち開口孔２１ａを通過した光束の光量であって、発光部自身の発光量とは異なるためである。すなわち、本実施形態において、照射光量と発光部１１１Ａの発光量は異なっている。

本実施形態において、光学センサ毎の照射光の偏光比にバラツキが生じないよう、Ｓ０５を基に処理部１０９（制御手段２０９０）が発光部１１１Ａの発光量を同等に調整する。なお、この場合、上記開口孔２１ａの理由のために用紙Ｐに照射される光量が光学センサ毎にバラツキを含んでしまう。よって、用紙Ｐの銘柄を特定する場合には、処理部１０９は、例として得られた信号レベルＳ０１／Ｓ０５、Ｓ０２／Ｓ０５、Ｓ０３／Ｓ０５、Ｓ０４／Ｓ０５、と発光量で規格化した値から判別を行う。すなわち、第３の実施形態に係る処理部１０９（制御手段２０９０）は、第１、第２、第３、第４及び第５光検出器である受光素子１７、１５、１８、２０、２２の出力信号の信号レベルに基づいて用紙Ｐを特定する。また、本実施形態において、処理部１０９は、受光素子２２の出力信号の信号レベルであるＳ０５に基づいて、発光部１１１Ａの発光量を規定の量に保つように制御するものである。
このように、発光部１１１Ａの発光量を一定にすることで、光学センサ個体によっては偏光比が低下した個体を存在させることを回避でき、ひいてはより正確な判別が可能となる。

（実施形態４）
図１７に示すように、本実施形態に係る光学センサ２２４５Ｃは、照射系１００の構成として、ハウジング２１に、光源部１１１および回路基板１１２のＸ’軸を中心軸とした矢印Ｂで示す回転方向を規制するガイド部２１２Ａ、２１２Ｂを備えたものである。このガイド部２１２Ａ、２１２Ｂは、回路基板１１２とハウジング２１との締結固定部２１３よりも外側に配置されている。
このように、ガイド部２１２Ａ、２１２Ｂを備えることで、Ｘ’軸を中心軸とした回転方向Ｂへの設置位置のバラツキを低減できる。これにより、図２２で説明した理由で、光学センサ個体によっては偏光比が低下した個体を存在させることを回避でき、ひいてはより正確な判別が可能となる。なお、本変形例ではＺ’軸の平行となる２辺のガイド部２１２Ａ、２１２Ｂをハウジング２１に設ける例を示したが、回転方向の規定を可能とするものであれば、この形状に限定するものではない。
また、本実施形態では、光源部１１１における、光源部１１１の光の射出方向（Ｘ’軸方向）に位置する面１１１ｂを開口２１ａ内に配置している。本実施形態では、光の射出方向に位置する回路基板１１２の面１１２ａと凹部２１１の底部２１１ａとの間の空間Ｓ１ｂを形成するように回路基板１１２をハウジング２１に固定している。つまり、光源部１１１と回路基板１１２とが別構成な場合、光の射出方向の空間とは、開口２１ａ内の空間Ｓ１ｃとなり、光源部と回路基板とが一体に構成された光源部の場合、光の射出方向の空間とは空間Ｓ１ａ２となる。
このように光源部１１１と開口２１ａの大きさによっては、面１１１ｂを開口２１ａ内に配置し、回路基板１１２の面１１２ａと底部２１１ａとが接触しないようにハウジング２１に固定することでも、応力Ｆを受けることがなくなり、光学センサの個体毎の偏光比のバラツキを低減することができる。

（実施形態５）
実施形態１〜実施形態４において、処理部１０９は各光学センサ２２４５〜２２４５Ｃの外部に設置する構成として説明したが、本実施形態に係る光学センサ２２４５Ｄは、図１８に示すように、光学センサ２２４５Ｄ自身が処理部１０９を備えものである。この場合、処理部１０９の設置場所としては、暗箱１９０が挙げられるが、暗箱１９０に限定するものではない。
このように光学２２４５Ｄ自身が処理部１０９を備えていると、制御手段２０９０の処理負荷を軽減できるとともに、光学センサ２２４５Ｄ単独で記録媒体判別装置を構成することができるので好ましい。
なお、実施形態１〜実施形態５において、ハウジング２１は照射光の光路中心を遮るものではない。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（変形例１）
図１９に示す変形例１は、照射系１００が光源部１１１から設置可能な範囲で遠い箇所で回路基板１１２を介しハウジング２１に固定されたものである。すなわち、本実施形態では、光源部１１１からの光の出射方向と交差する凹部２１１の幅Ｃを実施形態１に比べて大きくするとともに、符号Ａ２で示す締結部材１１４による締結固定部２１３の固定ピッチを、実施形態１の固定ピッチＡ１よりも広げている。これは光源部１１１かかる応力Ｆは、固定のために加わる力のモーメントに相当するためである。これにより、上記で応力Ｆによる理由で、光学センサ個体によっては偏光比が低下した個体を存在させることを回避でき、ひいてはより正確な判別が可能となる。

（変形例２）
各実施形態では、ハウジング２１と回路基板１１２の締結固定部２１３が４箇所の場合について説明したが、ハウジング２１と回路基板１１２の位置関係を保つことができる範囲で少ない箇所で保持されていることが望ましい。これは接触する部分の形状誤差によっては回路基板１１２および光源部１１１にかかる応力が発生するためであり、その誤差因子を省くためである。例えば、平面的な回路基板１１２を保持する上では図２０に示すように３点保持が望ましく、ハウジング２１と回路基板１１２の締結固定部２１３が３箇所であってもよい。

（変形例３）
各実施形態において、各受光素子の前方（入射側）に少なくとも１つの光学素子である集光レンズをそれぞれ設けても良い。図２１は、実施形態１で説明した光学センサ２２４５を構成する受光素子１５、１７の前方（入射側）集光レンズ１５１、１７１を配置した変形例を示している。
このように受光素子１５、１７の前方（入射側）に集光レンズ１５１、１７１を配置する場合、出力信号の信号レベルの計測のバラツキを低減することができる。反射光量に基づいて用紙Ｐを判別する光学センサにとって、測定の再現性は重要である。光学センサは、測定時に測定面と用紙Ｐの表面Ｐａとが同一平面にあることを前提に設置されている。しかしながら、用紙Ｐは、撓みや振動等の理由から、測定面に対し表面Ｐａが傾斜又は浮き上がってしまい、用紙Ｐの表面Ｐａが測定面と同一平面にならないことがある。これは、反射光の光強度分布の変化を招来し、受光光量が変化するため、詳細な判別を安定して行うことが難しい。そこで、各受光素子の前方に集光レンズを配置することで、反射光の光強度分布が変化しても受光光量を安定化させることができる。
無論、受光素子の前方（入射側）に少なくとも１つの光学素子である集光レンズを設ける構成は、実施形態２〜実施形態４の構成に適用することで、実施形態１への適用と同等の効果を得ることができる。

各受光素子に受光領域が十分大きなフォトダイオード（ＰＤ）を用いたり、照射光のビーム径を狭めたりすることによっても、用紙Ｐの表面Ｐａが測定面と同一平面にならない場合の不都合を解消することができる。
各受光素子に受光領域がアレイ化されたフォトダイオードを用いて、全体として反射光強度分布のシフト量に対して十分大きな受光領域を有する構成としても良い。この場合、反射光の光強度分布がシフトしたとしても、各フォトダイオードが検出した信号のうちの最大信号を利用すれば、各受光素子の出力レベルを安定化させることができる。また、複数のフォトダイオードがアレイ化された場合に、個々のフォトダイオードの受光領域を小さくすることにより、入射光と受光領域の中心のずれによる出力の変動も低減できるため、より正確な検出を行うことができる。

Ｓ偏光の正反射光の光量及びＰ偏光の正反射光の光量と対象物である用紙Ｐの平滑度や厚さおよび坪量との関係を予め求めて、データベースとして制御手段２０９０のＲＯＭ２０９２に格納しておく。そしてこのデータベースを参照して各光学センサ２２４５、２２４５Ａ、２２４５Ｂ、２２４５Ｃ、２２４５Ｄの出力信号（の信号レベル）に基づいて対象物である用紙Ｐの平滑度や厚さおよび坪量を特定し、該特定された平滑度や厚さおよび坪量に応じて画像形成条件を調整しても良い。

各実施形態では、収納トレイ２０６０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、収納トレイ２０６０が複数あっても良い。この場合は、収納トレイ毎にそれぞれ同一構成の光学センサを設けるのが好ましい。

各実施形態では、収納トレイ２０６０の近傍に各光学センサを配置し、収納トレイ２０６０に収納されている用紙Ｐの銘柄を各光学センサで特定しているが、光学センサの設置場所や用紙Ｐの銘柄特定時はとしてはこのような形態に限定するものではない。
例えば、用紙Ｐの搬送中に用紙Ｐの銘柄を特定しても良い。この場合は、光学センサ２２４５、２２４５Ａ、２２４５Ｂ、２２４５Ｃ、２２４５Ｄは、用紙搬送路の近傍に配置する。例えば、光学センサ２２４５を、給紙コロ２０５４と２次転写ローラ２０４２との間の搬送路に配置し、２次転写部に向かって搬送されている用紙Ｐに光学センサ２２４５から光を照射して銘柄を特定する。
あるいは、用紙Ｐを収納トレイ２０６０に充填する以前に、用紙Ｐの銘柄を特定しても良い。この場合は、各光学センサはカラープリンタ２０００の外部に設置される。例えば、各光学センサをカラープリンタ２０００の外装の上面に据え置きしても良い。また、一例として光学センサをハンディースキャナのように、作業者が手で持ちやすく、カラープリンタ２０００が離脱可能とし、用紙Ｐの銘柄を特定する際に各光学センサを手で持って用紙Ｐの銘柄を特定するようにして良い。

各実施形態において、光学センサ２２４５、２２４５Ａ、２２４５Ｂ、２２４５Ｃ、２２４５Ｄによって特定（推定、識別）される対象物は、記録媒体の一例である用紙Ｐとして説明したが、用紙Ｐに限定されるものではない。

各実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００を例に説明したが、画像形成装置の形態としては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。
各実施形態では、像担持体として４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）を有するカラープリンタ２０００を用いた場合について説明したが、このような形態に限定されるものではない。例えば、像担持体として５つの感光体ドラムを有するカラープリンタであっても良い。
各実施形態では、トナー像が各感光体ドラム２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄから転写ベルト２０４０を介して用紙Ｐに転写される中間転写方式の画像形成装置について説明したが、このような形態に限定されるものではない。例えば、トナー像が感光体ドラムから用紙Ｐに直接転写されるモノクロ又はカラーの画像形成装置であっても良い。
各実施形態では、光学センサ２２４５、２２４５Ａ、２２４５Ｂ、２２４５Ｃ、２２４５Ｄを、用紙Ｐにトナー像を用いて画像形成する電子写真方式の画像形成装置に適用しているが、適用対象となる画像形成装置としては、用紙Ｐにインクを吹き付けて画像を形成する画像形成装置であっても良い。

本発明ら係る各実施の形態及び各変形例に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１２ コリメートレンズ
１５ 第２光検出器（受光素子）
１６ 偏光光学素子（偏光フィルタ）
１７ 第１光検出器（受光素子）
１８ 第３光検出器（受光素子）
１９ 偏光光学素子（偏光フィルタ）
２０ 第４光検出器（受光素子）
２１ ハウジング
２１ｂ〜２１ｅ 光路
２２ 第５光検出器（受光素子）
２３ 光学素子（ビームスプリッタ）
１０１ 第２光検出系
１０２ 第１光検出系
１０３ 第３光検出系
１０４ 第４光検出系
１０５ 第５光検出系
１０９ 処理部
１００ 照射系
１１１ 光源部
１１１Ａ 複数の発光部
１１２ 回路基板
１１５ パッケージ
１１６ 光源
１５１、１７１ 光学素子
１９０ 暗箱
２１２Ａ、２１２Ｂ ガイド部
３００ 記録媒体判別装置
２０００ 画像形成装置
２０１０ 光走査装置
２０９０ 調整装置（プリンタ制御装置）
２２４５（Ａ、Ｂ、Ｃ） 光学センサ
２２４５Ｄ 光学センサ、記録媒体判別装置
Ｂ 光源部の回転方向
Ｆ 応力
Ｐ 対象物、記録媒体
Ｐａ 対象物の表面、入射面（記録媒体の表面）
Ｓ０１〜Ｓ０５ 光検出器の出力信号の信号レベル
Ｓ１ａ１、Ｓ１ａ２、Ｓ１ａ３ 空間
Ｘ’ 光源部の光の射出方向

特開２０１２−１２７９３７号公報

Claims (20)

1. 第１の偏光方向の直線偏光を、対象物の表面に向けて、該表面の法線方向に対して傾斜した入射方向から射出する照射系と、
   前記照射系から射出され対象物における入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に配置され、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分離する偏光光学素子、及び該偏光光学素子で分離された第２の偏光方向の直線偏光成分を受光する第１光検出器を備え、
   前記照射系は、光を射出する光源を備える光源部を有し、
   前記光源部が、前記照射系と前記第１光検出器と前記偏光光学素子を保持するハウジングに、前記光源部の光の射出方向に空間を介して固定されている光学センサ。
2. 前記照射系から射出され前記対象物で正反射された光の光路上に配置され、正反射された光を受光する第２光検出器を有する請求項１に記載の光学センサ。
3. 前記照射系は、前記光源部を取り付ける回路基板を有し、
   前記光源部は、前記ハウジングに直接接触することなく、前記回路基板を介して前記ハウジングに固定されている請求項１又は２に記載の光学センサ。
4. 前記光源は、複数の発光部を有する請求項１、２又は３に記載の光学センサ。
5. 前記光源部は、前記光源が実装されたパッケージを備える請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学センサ。
6. 前記偏光光学素子は、前記対象物の表面の法線方向に拡散反射された光の光路上に配置されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学センサ。
7. 前記対象物における入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に配置された少なくとも１つの第３光検出器を備えた請求項１乃至６の何れか１項に記載の光学センサ。
8. 前記対象物における入射面内で、前記対象物で拡散反射された光の光路上に配置され、前記第２の偏光方向の直線偏光を分離させる少なくとも１つの光学素子、及び前記少なくとも１つの光学素子が分離した光を受光する少なくとも１つの第４光検出器を備えた請求項１乃至７の何れか１項に記載の光学センサ。
9. 前記照射系が射出する光の光路中、前記発光部の直後に配置され照射光の一部を分離する光学素子と、該光学素子が分離した光を受光する第５光検出器を備えた請求項４乃至８の何れか１項に記載の光学センサ。
10. 前記ハウジングは、前記光源部の光の射出方向を軸とした前記光源部の回転方向への移動を規制するガイド部を有する請求項１乃至９の何れか１項に記載の光学センサ。
11. 前記第１光検出器及び第２光検出器の出力信号に基づいて、前記対象物を特定する処理部を備えた請求項２乃至６の何れか１項に記載の光学センサ。
12. 前記第１、第２及び第３光検出器の出力信号に基づいて前記対象物を特定する処理部を備えた請求項７に記載の光学センサ。
13. 前記第１、第２、第３及び第４光検出器の出力信号に基づいて前記対象物を特定する処理部を備えた請求項８に記載の光学センサ。
14. 前記第１、第２、第３、第４及び第５光検出器の出力信号に基づいて前記対象物を特定する処理部を備えた請求項９に記載の光学センサ。
15. 前記処理部は、前記第５光検出器の出力信号に基づいて、前記発光部の発光量を規定の量に保つように制御する請求項１４に記載の光学センサ。
16. 光学センサと、前記光学センサからの出力信号に基づいて対象物を特定する処理部を備えた記録媒体判別装置であって、
    前記光学センサが請求項１乃至１０の何れかに１つに記載の光学センサである記録媒体判別装置。
17. 少なくとも請求項１１乃至１５の何れか１つに記載の光学センサを備えた記録媒体判別装置。
18. 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１６又は１７に記載の記録媒体判別装置を備えた画像形成装置。
19. 前記記録媒体判別装置で特定された対象物に応じて画像形成条件を調整する調整装置を備えた請求項１８に記載の画像形成装置。
20. 前記調整装置は、前記光学センサの出力信号の信号レベルに基づいて前記記録媒体の銘柄を特定し、該特定された銘柄に応じて画像形成条件を調整する請求項１９に記載の画像形成装置。

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