JP6665546B2 - 検出装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置及び画像形成装置に係る。

光学的な測定により対象物の特性や種類を判別する技術は、幅広い分野において有用である。一例として、画像形成用の記録紙（記録媒体）の判別がある。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紙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。画像形成時の加熱や加圧などの条件は、画像の品質に大きく影響を与える。これらの適切な条件は、記録紙の種類によって異なるため、記録紙の種類を正しく判別することが要請される。
そのため、内部拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を受光する受光器と、表面正反射光を主として受光するように配置されている受光器とを備え、各受光器の出力信号から、記録紙の銘柄を特定することが可能な光学センサが開示されている（特許文献１）。

しかし、光学特性の類似する、異なる対象物について光学的な測定を行っても、対象物を異なるものとして判別するための判別精度が得られないという課題があった。

本発明は、光源と、前記光源から照射され対象物で反射される光の反射光を検出する光検出部と、前記対象物の温度を測定する伝熱特性測定部と、前記光検出部の出力から得られる前記対象物の反射光特性と前記伝熱特性測定部の出力から得られる前記対象物の伝熱特性とに基づき、前記対象物を判別する判別部とを備え、前記伝熱特性測定部は、一端が前記対象物と接触する熱伝導部材と、前記熱伝導部材を加熱する熱源と、前記熱伝導部材の温度を複数箇所において検出する第１の温度検出部と、前記対象物の温度を複数箇所において検出する第２の温度検出部と、を備える検出装置である。

本発明によれば、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成の説明図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置を示すハードウェア構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る検出装置の構成の説明図である。 面発光レーザアレイの説明図である。 記録紙への入射光の入射角の説明図である。 ２つの受光器の配置位置の説明図である。 正反射光、表面拡散反射光、多重拡散反射光、および内部拡散反射光の説明図である。 制御装置の機能ブロック図である。 （Ａ）は複数の種類の紙におけるＳ１とＳ２の関係（分布）を示す図であり、（Ｂ）は複数の種類の紙におけるλ_{ｐａｐｅｒ}を示す図である。 （Ａ）は複数の種類の紙におけるＳ１とλ_{ｐａｐｅｒ}の関係（分布）を示す図であり、（Ｂ）は複数の種類の紙におけるＳ２とλ_{ｐａｐｅｒ}の関係（分布）を示す図であり、（Ｃ）は複数の種類の紙におけるＳ２／Ｓ１とλ_{ｐａｐｅｒ}の関係（分布）を示す図である。 用紙判別方法の一例を説明するフロー図である。 対象物の光学特性及び熱伝導率の相関を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る検出装置の構成の説明図である。 ４つの受光器の配置位置の説明図である。 検出装置の第１の変形例の説明図である。 熱伝導率の圧力依存性の説明図である。 検出装置の第２の変形例の説明図である。 従来の検出装置の構成の説明図である。

以下、本発明の一実施形態を図１から図１８に基づいて説明する。

＜画像形成装置＞
図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２００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紙（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、光走査装置２１０、４つの感光体ドラム（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ）、４つの帯電装置（２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ）、４つの現像ローラ（２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄ）、転写ベルト２３０、転写ローラ２４０、定着装置２５０、給紙トレイ２６０、給紙コロ２６１、レジストローラ対２６２、排紙ローラ２７１、排紙トレイ２７０、通信制御装置２８０、制御装置２９０、及び検出装置１００などを備えている。

通信制御装置２８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばコンピュータ）との双方向の通信を制御する。

図２は、制御装置２９０を示すハードウェア構成図である。制御装置２９０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２９１、該ＣＰＵ２９１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(Read Only Memory)２９２、作業用のメモリであるＲＡＭ(Random Access Memory)２９３、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路２９４、通信制御装置２８０又は検出装置１００との間で各種情報を送信するための外部接続Ｉ／Ｆ２９５(Interface)、上記各構成要素を図２に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン２９６などを有している。制御装置２９０は、外部接続Ｉ／Ｆ２９５を介して、通信制御装置２８０や検出装置１００と電気的に接続している。そして、制御装置２９０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２１０に送る。

図１に戻り、感光体ドラム２２０ａ、帯電装置２２２ａ、現像ローラ２２３ａ、及びクリーニングユニット２２１ａ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２２０ｂ、帯電装置２２２ｂ、現像ローラ２２３ｂ、及びクリーニングユニット２２１ｂ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２２０ｃ、帯電装置２２２ｃ、現像ローラ２２３ｃ、及びクリーニングユニット２２１ｃ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２２０ｄ、帯電装置２２２ｄ、現像ローラ２２３ｄ、及びクリーニングユニット２２１ｄ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。

上述した感光体ドラム２２０ａ〜２２０ｄ、クリーニングユニット２２１ａ〜２２１ｄ、帯電装置２２２ａ〜２２２ｄ、及び現像ローラ２２３ａ〜２２３ｄは、夫々形成する画像の色が異なるだけで基本的な構成は同一である。以下の説明において特に色を区別しないときはアルファベット符号を適宜省略して記載する。

各感光体ドラム２２０はいずれも、その表面に感光層が形成されている。 すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。 なお、各感光体ドラムは、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ものとする。

各帯電装置２２２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２１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラム２２０の表面にそれぞれ照射する。 これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。 ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラ２２３の方向に移動する。

各現像ローラ２２３は、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。 そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラム２２０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。 ここでトナーの付着により形成された像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２３０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２３０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２６０には記録紙が格納されている。 この給紙トレイ２６０に対して記録紙の搬送方向下流側には給紙コロ２６１が配置されており、該給紙コロ２６１は、記録紙を給紙トレイ２６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２６２に搬送する。 該レジストローラ対２６２は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２３０と転写ローラ２４０との間に向けて送り出す。 これにより、転写ベルト２３０上のカラー画像が記録紙に転写される。 ここで転写された記録紙は、定着装置２５０に送られる。

定着装置２５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。 ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２７１を介して排紙トレイ２７０に送られ、排紙トレイ２７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニット２２１は、対応する感光体ドラム２２０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２２２に対向する位置に戻る。

カラープリンタ２００は、検出装置１００を有している。本実施形態では、検出装置１００は、給紙トレイ２６０の近傍に配置され、給紙トレイ２６０に収容されている記録紙を判別するのに用いられる。なお、検出装置１００の配置等は特に限定されないが、例えば給紙トレイ２６０内で分離された一枚の用紙の反射光強度や温度を検出するものとすることができる。

検出装置１００は、後述する測定を行い、検出結果を制御装置２９０に出力する。

処理部としての制御装置２９０は、検出装置１００での検出結果に基づき、記録紙の銘柄を判別し、制御装置２９０のＲＡＭ２９３に保存する。

制御装置２９０は、検出装置１００の出力に基づき、判別された記録紙の銘柄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。即ち、調整装置としての制御装置２９０は、ユーザから印刷ジョブ要求を受け取ると、ＲＡＭ２９３に保存されている記録紙の銘柄を読み出し、調整工程を行う。例えば、記録紙の各銘柄について最適な画像形成条件（現像条件や転写条件など）を記憶している画像形成条件テーブルから、該記録紙の銘柄に最適な画像形成条件を決定する。

そして、制御装置２９０は、最適な画像形成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。

＜検出装置＞
本実施形態の検出装置１００は、複数の対象物が類似の光学特性（例えば反射光特性）を有する場合にも、対象物の伝熱特性により対象物を判別可能とするものである。反射光特性としては、反射光強度の他、異なる方向への反射光の強度比や、偏光方向の異なる反射光の強度比等、対象物で反射した光に関する特性を用いることができる。また、伝熱特性としては、以下の実施形態で説明する熱伝導率の他、対象物を加熱あるいは冷却するときの一定期間での温度変化率や、一定時間経過後の温度等、対象物における伝熱に関する特性を用いることができる。また、対象物の判別とは、以下で説明する記録紙の銘柄を特定することの他、対象物の特性の違いを検出することや、対象物の特性の違いに基づき分類することをも含むものである。

検出装置１００は、一例として図３に示されるように、暗箱１０、光源１１、コリメートレンズ１２（光学素子の一例）、受光器１３（第１の光検出器の一例）、偏光フィルタ１４（偏光光学素子の一例）、受光器１５（第２の光検出器の一例）、２つの金属部材２０、２１（熱伝導部材の一例）、熱源２２、冷却源２３、温度検出器２４、２５、２６、厚さ検出器２７などを有している。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、記録紙Ｍの表面に直交する方向をＺ軸方向、記録紙Ｍの表面に平行な面をＸＹ面として説明する。 そして、暗箱１０は、記録紙の＋Ｚ側に配置されているものとする。

また、以下では、記録紙に照射される光束を「照射光」といい、照射光の照射される領域を「照射領域」といい、「照射領域」の中心を「照明中心」とする。

また、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を「入射面」という。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、以下では、便宜上、照明中心Ｏに入射する光線の入射面を、記録紙における入射面ということとする。すなわち、照明中心Ｏを含みＸＺ面に平行な面が記録紙における入射面である。

また、説明においては記録紙Ｍへの入射光だけでなく、反射光に対してもＳ偏光やＰ偏光という表現を用いるが、これは説明の便宜のために記録紙Ｍへの光の入射面を基準とした表現であり、入射面に垂直な偏光をＳ偏光、入射面に平行な偏光をＰ偏光と呼ぶこととする。

暗箱１０は、光源１１、コリメートレンズ１２、受光器１３、偏光フィルタ１４、受光器１５を収納する箱部材である。暗箱１０の−Ｚ側の面には、開口部１０１が形成されている。暗箱１０は、金属製、例えばアルミニウム製であり、その表面には外乱光及び迷光の影響を低減するために黒アルマイト処理が施されている。

光源１１は、半導体レーザを有し、レーザ光を射出する。本実施形態では、半導体レーザは、垂直共振器型の面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：VCSEL）であり、詳しくは、図４に示すように、同一の基板上に形成された複数の発光部１１２を有する面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）１１１である。図４には一例として９個の発光部１１２が２次元配列され、各発光部１１２が配線部材１１３を介して電極パッド１１４に接続されている面発光レーザアレイ１１１を示している。
光源１１は、制御装置２９０の制御によって、点灯及び消灯される。

光源１１は、記録紙に対してＳ偏光（第１の偏光方向の直線偏光）を照射するように配置されている。

コリメートレンズ１２は、光源１１から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光とする。

光源１１から射出された光は、暗箱１０に設けられている開口部１０１を通過して、記録紙Ｍ表面の法線方向に対して傾斜した入射角度から、記録紙に入射する。ここでは、記録紙に入射する光の入射角θ（図５参照）を８０°としている。なお、図５では、暗箱１０の図示を省略している。

受光器１３および受光器１５は、Ｘ軸方向に関して、照明中心Ｏの＋Ｘ側に配置されている。図６に示されるように、照明中心Ｏと受光器１３の中心とを結ぶ線と、記録紙Ｍの表面とのなす角度φ１は１７０°であり、照明中心Ｏと受光器１５の中心とを結ぶ線と、記録紙Ｍの表面とのなす角度φ２は９０°である。

偏光フィルタ１４は、特定の直線偏光を分離するためのものであり、照明中心Ｏと受光器１５との間に配置されている。この偏光フィルタ１４は、Ｐ偏光（第２の偏光方向の直線偏光）を透過させ、Ｓ偏光を遮光するように配置されている。なお、偏光フィルタ１４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。

光源１１の中心と、照明中心Ｏと、受光器１３、１５の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。即ち、光源１１、コリメートレンズ１２、受光器１３、偏光フィルタ１４、受光器１５は、記録紙Ｍにおける入射面内に配置されている。受光器１３は記録紙Ｍで正反射される光の光路上に配置される。また、偏光フィルタ１４及び受光器１５は、記録紙Ｍで拡散反射される光の光路上に配置される。

ところで、図７に示すように、対象物（記録紙Ｍ）に光を照射したときの対象物からの反射光は、対象物の表面で反射された反射光と、対象物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。また、対象物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と、一度の反射で拡散方向に反射された反射光と、対象物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と、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」、「表面拡散反射光」及び「多重拡散反射光」ともいう。また、対象物の内部で反射された反射光を「内部拡散反射光」ともいう。

すなわち、対象物からの反射光は、正反射光、表面拡散反射光、多重拡散反射光及び内部拡散反射光に分類できる。

対象物が一般の印刷用紙（記録紙Ｍ）である場合、対象物の内部に入射した光は、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、その反射方向に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。

正反射光及び表面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、記録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。

本実施形態では、光源１１の中心と照明中心Ｏと受光器１３、１５の中心とがほぼ同一平面上にある。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ので、記録紙表面で一度反射して、受光器１３，１５へ向かう反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向と同じである。一方で、記録紙表面で複数回反射した多重拡散反射光や記録紙内部で複数回反射した内部拡散反射光には、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も含まれる。このような、多重拡散反射光や、内部拡散反射光の偏光方向は、照射光の偏光方向とは異なる。そのため、受光器１３、１５に向かう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。

よって、受光器１３には、正反射光、表面拡散反射光、多重拡散反射光及び内部拡散反射光が混在する反射光が入射する。ただし、この受光位置では、正反射光の光量に比べて表面拡散反射光、多重拡散反射光及び内部拡散反射光の光量は非常に小さいので、受光器１３の受光光量は正反射光の光量であるとみなすことができる。即ち、受光器１３は、正反射光の受光光量に対応する電気信号（検出信号）を出力する。

また、偏光フィルタ１４には、表面拡散反射光、多重拡散反射光、内部拡散反射光が入射する。ここで、表面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、表面拡散反射光は、偏光フィルタ１４で遮蔽（遮光）される。一方、多重拡散反射光、内部拡散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ため、多重拡散反射光および内部拡散反射光はＳ偏光とＰ偏光とを含むものであり、このうちＰ偏光成分が偏光フィルタ１４を透過する。

なお、以下では、便宜上、多重拡散反射光に含まれるＰ偏光成分を「多重拡散反射光のＰ偏光成分」ともいう。また、多重拡散反射光に含まれるＳ偏光成分を「多重拡散反射光のＳ偏光成分」ともいう。更に、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。

受光器１５は、偏光フィルタ１４を透過した、「多重拡散反射光のＰ偏光成分」及び「内部拡散反射光のＰ偏光成分」を受光する。即ち、受光器１３は、多重拡散反射光のＰ偏光成分と内部拡散反射光のＰ偏光成分が合計された受光光量に対応する電気信号（検出信号）を出力する。

本実施形態では、光源１１およびコリメートレンズ１２は光照射部の一例であり、受光器１３、偏光フィルタ１４および受光器１５は光検出部の一例である。また、光照射部と光検出部とが反射光測定部Ｒを構成する。

金属部材２０は記録紙Ｍの＋Ｚ側に、金属部材２１は記録紙Ｍの−Ｚ側に金属部材２０に対向して、それぞれ配置されている。即ち、金属部材２０は、測定時に一端が記録紙Ｍと接触する。金属部材２０、２１のＸＹ面内での位置は略同一である。金属部材２０、２１の材料としては熱伝導率の高い金属が好ましく、例えば銅（Ｃｕ）である。

金属部材２０を加熱する熱源２２は、金属部材２０の＋Ｚ側に接して、金属部材２１を冷却する冷却源２３は、金属部材２１の−Ｚ側に接して、それぞれ配置されている。熱源２２および冷却源２３としては、例えば、熱源としても冷却源としても使用できるペルチェ素子を用いることができる。また、熱源２２として熱線などの発熱素子を用いてもよく、冷却源２３としてヒートシンクなどの放熱素子を用いても良い。

温度検出器２４は金属部材２０の＋Ｚ側端部に、温度検出器２５は金属部材２０の−Ｚ側端部に、温度検出器２６は金属部材２１の＋Ｚ側端部に、それぞれ配置されている。ここで、温度検出器２４と温度検出器２５は金属部材２０の温度を複数箇所（２箇所）において検出する一組の温度検出器であり、第１の温度検出部として機能する。また、温度検出器２５と温度検出器２６は記録紙Ｍの温度を複数箇所（２箇所）において検出する一組の温度検出器であり、第２の温度検出部として機能する。温度検出器２４、２５、２６としては、例えば熱電対を用いることができる。温度検出器２４、２５、２６は、それぞれ温度に対応する信号を制御装置２９０に出力する。各温度検出器からの出力の信号レベルをそれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３とする。

厚さ検出器２７は、金属部材２１と並んで配置され、対象物の厚さを測定する。厚さ検出器としては、例えば変位量を検出する変位センサを用いることができる。厚さ検出器２７は、対象物の厚さに対応する信号を制御装置２９０に出力する。厚さ検出器２７からの出力の信号レベルをｘとする。

金属部材２０、２１、熱源２２、冷却源２３、温度検出器２４〜２６および厚さ検出器２７は、伝熱特性測定部の一例としての熱伝導率測定部Ｈとして動作する。熱伝導率測定部Ｈは、各検出器からの出力を制御装置２９０に出力し、制御装置２９０は記録紙Ｍの熱伝導率を算出する。式（１）に熱伝導率を計算するための式を示す。
［式（１）］

ここで、λ_{ｐａｐｅｒ}は記録紙Ｍの熱伝導率、λ_{ｍｅｔａｌ}は金属部材２０の熱伝導率、∂θ_{ｍｅｔａｌ}は金属部材２０の温度差（温度検出器２４と温度検出器２５の温度差）、∂θ_{ｐａｐｅｒ}は記録紙の温度差（温度検出器２５と温度検出器２６の温度差）、∂Ｘ_{ｍｅｔａｌ}は金属部材２０の長さ（温度検出器２４と温度検出器２５間の距離）、∂Ｘ_{ｐａｐｅｒ}は紙厚（温度検出器２５と温度検出器２６間の距離）である。すなわち、温度検出器２４と２５の間の距離（ここでは金属部材２０の長さ）と、金属部材２０の熱伝導率が既知であれば、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と距離ｘを測定することで、金属部材２０における温度勾配（∂θ_{ｍｅｔａｌ}／∂Ｘ_{ｍｅｔａｌ}）と記録紙における温度勾配（∂θ_{ｐａｐｅｒ}／∂Ｘ_{ｐａｐｅｒ}）がわかり、記録紙の熱伝導率を求めることができる。

受光器１３及び受光器１５は、それぞれ受光光量に対応する電気信号（検出信号）を制御装置２９０に出力する。なお、以下では、光源１１が点灯されたときの、受光器１３の出力を「Ｓ１」、受光器１５の出力を「Ｓ２」という。

また、温度検出器２４〜２６は、それぞれ検出された温度を制御装置２９０に出力する。位置センサは、検出された位置を制御装置２９０に出力する。制御装置２９０は、温度および位置の情報に基づき式（１）の計算を行い、記録紙Ｍの熱伝導率λ_{ｐａｐｅｒ}を算出する。本実施形態の検出装置１００では、記録紙の光学特性と熱伝導率を同時に測定することができる。

続いて、図８を用いて、制御装置２９０の機能構成について説明する。図８は制御装置２９０の機能ブロック図である。制御装置２９０は、反射光測定制御部３０１と熱伝導率測定制御部３０２と比較部３０３と判別部３０４を有する。

反射光測定制御部３０１は、制御装置２９０のＣＰＵ２９１がＲＯＭ２９２から読み出したプログラムを実行することによって実現されるモジュールである。反射光測定制御部３０１は、光源１１の発光を制御すると共に、受光器１３、１５から出力された電気信号から出力Ｓ１、Ｓ２の値を求める。

熱伝導率測定制御部３０２は、制御装置２９０のＣＰＵ２９１がＲＯＭ２９２から読み出したプログラムを実行することによって実現されるモジュールである。熱伝導率測定制御部３０２は、熱源２２および冷却源２３の動作を制御すると共に、温度検出器２４、２５、２６の出力Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３および厚さ検出器２７の出力ｘに基づき、紙の熱伝導率λｐａｐｅｒを算出する。

比較部３０３は、記録紙判別テーブルを管理する管理部として機能する。管理部としての比較部３０３は、記録紙判別テーブルが記憶された制御装置２９０のＲＯＭ２９２と、制御装置２９０のＣＰＵ２９１がＲＯＭ２９２から読み出したプログラムを実行することと、によって実現されるモジュールである。記録紙判別テーブルの詳細については後述する。
また、比較部３０３は、入力されたＳ１、Ｓ２、λｐａｐｅｒと、記録紙判別テーブルを比較する手段として機能する。比較手段としての比較部３０３は、制御装置２９０のＣＰＵ２９１がＲＯＭ２９２から読み出したプログラムを実行することによって実現されるモジュールである。

判別部３０４は、制御装置２９０の制御装置２９０のＣＰＵ２９１がＲＯＭ２９２から読み出したプログラムを実行することによって実現されるモジュールである。判別部３０４はＲＯＭ２９２から記録紙判別テーブルを読み出して、比較部３０３の比較結果に基づき、判別するべき対象物について該当する銘柄を判別する。

図９（Ａ）に、１８種類の合成紙、２１種類の普通紙および１４種類のグロスコート紙からなる群について、上述の反射光測定部Ｒを有する検出装置３００を用いて反射光特性を測定した結果の分布図を示す。なお、検出装置３００は、図１８に示すような、本実施形態の検出装置１００から熱伝導率測定部Ｈを省いたものである。また、図９（Ｂ）に、上記の群について、上述の熱伝導率測定部Ｈを用いて熱伝導率を測定した結果を示す。なお、図９（Ｂ）は一次元のグラフであり、縦軸に意味はない。

本明細書で説明する分布図において、同一の記号であっても、異なる点は異なる紙種を示している。図９（Ａ）からわかるように、合成紙の中には、Ｓ１（正反射光の反射光特性）およびＳ２（多重拡散反射光と内部拡散反射光のＰ偏光成分の反射光特性）が、普通紙やグロスコート紙におけるＳ１およびＳ２と類似したものが存在している。即ち、反射光特性のみに基づいて記録紙の銘柄を特定する従来の検出装置では、このような記録紙の判別において誤った種類を出力してしまうおそれがある。また、図９（Ｂ）からわかるように、熱伝導率のみを測定しても、類似の熱伝導率を示す記録紙が複数存在するため、熱伝導率の測定のみにより紙種判別を行うことは困難である。

そこで、上記１８種類の合成紙のうち特に判別が困難であった５種類の合成紙と、上記の２１種類の普通紙および１４種類のグロスコート紙からなる群について、本実施形態の検出装置１００を用いて反射光特性および熱伝導率特性の測定を行った。この結果を図１０（Ａ）、Ｂ、Ｃに示す。図１０（Ａ）は、反射光特性（Ｓ１）と熱伝導率（λ_{ｐａｐｅｒ}）の分布図であり、図１０（Ｂ）は、反射光特性（Ｓ２）と熱伝導率（λ_{ｐａｐｅｒ}）の分布図であり、図１０（Ｃ）は、反射光特性（Ｓ２／Ｓ１）と熱伝導率（λ_{ｐａｐｅｒ}）の分布図である。いずれの場合も、合成紙についての測定結果を、他の銘柄の記録紙についての測定結果から大きく分離することができ、判別が容易になったことがわかる。

反射光特性と熱伝導率特性を用いることで銘柄判別が容易になった理由について考察する。正反射光の測定で得られるＳ１は、主に記録紙の表面状態に依存すると考えられる。また、表面拡散反射光の偏光変化成分の測定で得られるＳ２は、主に記録紙の密度に依存すると考えられる。一方、熱伝導率の測定で得られるλ_{ｐａｐｅｒ}は、主に記録紙の材質と密度に依存すると考えられる。そのため、反射光特性のみに基づいて記録紙の銘柄を特定する従来の検出装置では、記録紙の材質に関連する情報を得ることが困難である。また、熱伝導率の測定のみでは、記録紙の表面状態に関連する情報が得られないだけでなく、材質と密度に関連する情報を個別に得ることもできない。本実施形態では、反射光特性と熱伝導率特性を用いているため、対象物の表面状態、密度、材質に関連する情報を有効に取得することができる。

以上説明したように、反射光特性（ここでは、Ｓ２／Ｓ１）および熱伝導率（λ_{ｐａｐｅｒ}）の情報を合わせて取得することで、分布図において普通紙やグロスコート紙から合成紙を分離することが可能になっている。これにより、合成紙を普通紙やグロスコート紙と誤って判別してしまう可能性は大きく低減され、検出装置１００の判別精度が向上する。

以上では、互いに材質が大きく異なる、普通紙またはグロスコート紙と合成紙との判別精度向上について説明したが、これには限定されない。例えば同じ普通紙であっても、これを構成する繊維には少なからず違いがあり、熱伝導率の測定により光学的な測定では得られない情報を得ることができるためである。

また、上記の実施形態では、対象物の厚み方向の熱伝導率を測定するよう構成している。これにより、例えばグロスコート紙のように、厚み方向において異なる複数の材質からなる対象物について、厚み方向全体の熱伝導率を測定することができる。一方、対象物の表面層の熱伝導率を主に測定したい場合には、対象物の面方向（厚み方向に垂直な方向、対象物の表面に沿った方向）の熱伝導率を測定するよう構成しても良い。

＜対象物の判別方法＞
次に、図１１に基づき、検出装置１００での検出結果に基づく記録紙判別方法の一例を説明する。図１１は、制御装置２９０での記録紙判別方法の一例を説明するフロー図である。

前述のとおり、受光器１３の出力信号における信号レベルは「Ｓ１」、受光器１５の出力信号における信号レベルは「Ｓ２」である。

制御装置２９０のＲＯＭには、カラープリンタ２００が対応可能な複数銘柄の記録紙に関する記録紙判別テーブルが格納されている。記録紙判別テーブルは、出荷前工程にて予め計測された、複数種類の記録紙についてその銘柄毎のＳ１（反射光の強度）、Ｓ２（反射光の強度）、λ_{ｐａｐｅｒ}（伝熱特性）の値を含んでいる。Ｓ１、Ｓ２、λ_{ｐａｐｅｒ}は、記録紙を判別するための判別情報である。記録紙判別テーブルにおいて管理されるＳ１、Ｓ２、λ_{ｐａｐｅｒ}は、それぞれ、複数回測定したときの平均値であっても良いし、複数回測定したときの上限値、下限値を含んでも良い。図１２は、記録紙判別テーブルにおいて管理されている銘柄毎のＳ１、Ｓ２、λ_{ｐａｐｅｒ}の相関を表すグラフの一例である。図１２において、破線の枠で囲まれたそれぞれの領域は、同一銘柄に対する測定値のばらつき範囲を示している。なお、ここではＳ２／Ｓ１とλ_{ｐａｐｅｒ}のテーブルを用いて説明するが、記録紙判別テーブルはＳ１またはＳ２とλ_{ｐａｐｅｒ}の２つのパラメータや、Ｓ１、Ｓ２、λ_{ｐａｐｅｒ}の３つのパラメータからなるテーブルであっても良い。

制御装置２９０は、カラープリンタ２００の電源が入れられたとき、または給紙トレイ２６０に記録紙が供給されたときなどに、記録紙の銘柄を判別する処理（銘柄判別処理）を行う。この銘柄判別処理では、以下の各ステップが実行される。
（１−１）反射光測定制御部３０１は光源を発光させる（ＳＴＥＰ１）。
（１−２）受光器１３及び受光器１５はＳ１、Ｓ２（電気信号）を出力する（ＳＴＥＰ２）。
（１−３）反射光測定制御部３０１はＳ１、Ｓ２の値（反射光特性）を求め、さらにＳ２／Ｓ１（反射光特性）を算出する（ＳＴＥＰ３）。
（２−１）熱伝導率測定制御部３０２は熱伝導率測定部Ｈの熱源２２と冷却源２３を起動させる（ＳＴＥＰ４）。
（２−２）熱伝導率測定部Ｈの温度検出器２４、２５、２６は温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を出力する（ＳＴＥＰ５）。
（２−３）熱伝導率測定部Ｈの厚さ検出器２７は厚さｘを出力する（ＳＴＥＰ６）。
（２−４）熱伝導率測定制御部３０２はＴ１、Ｔ２、Ｔ３、ｔから式（１）に基づきλ_{ｐａｐｅｒ}を求める（ＳＴＥＰ７）。
（３）比較部３０３はＳ１、Ｓ２、λ_{ｐａｐｅｒ}と記録紙判別テーブルを比較する（ＳＴＥＰ８）。
（４）判別部３０４は、比較部３０３の比較結果に基づき記録紙の銘柄を判別する（ＳＴＥＰ９）。
（５）判別された記録紙の銘柄をＲＡＭ２９３に保存し、銘柄判別処理を終了する。

なお、（１−１）〜（１−３）と（２−１）〜（２−４）との順は限定されず、また、並行して行うことも可能である。

上記の（３）において、例えば、図１２に示す計測値「ａ」のように、Ｓ２／Ｓ１とλ_{ｐａｐｅｒ}がともに銘柄Ａの範囲内に入れば、対象物は銘柄Ａであると判別される。また、計測値「ｂ」のように、Ｓ２／Ｓ１と熱伝導率の一方または両方の値が、銘柄Ｂの範囲から外れている場合でも、他に類似する値の紙種が存在しない場合は、対象物は計測値「ｂ」に最も近い領域の銘柄である銘柄Ｂであると判別しても良い。また、計測値「ｃ」のように、測定された値が銘柄Ｃの範囲と銘柄Ｄの範囲にまたがっている場合、例えば、銘柄Ｃでの平均値と計測値との差、及び銘柄Ｄでの平均値と計測値との差を演算し、その演算結果が小さいほうの銘柄と判別しても良い。また、銘柄Ｃであると仮定して、得られた計測値を含めてばらつきを再計算するとともに、銘柄Ｄであると仮定して、得られた計測値を含めてばらつきを再計算し、再計算されたばらつきが小さいほうの銘柄を選択しても良い。

上述のとおり、本実施形態の検出装置１００では、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角度で光を照射し、対象物で反射された光を検出する光検出部と、対象物の熱伝導率を測定する熱伝導率測定部と、光検出部での測定結果と熱伝導率測定部での測定結果に基づき対象物を判別する制御装置を有している。反射光強度および熱伝導率の測定結果を合わせて判別することで、反射光の測定のみまたは熱伝導率の測定のみでは類似の特性が得られる対象物についても、高い精度で判別を行うことができる。

なお、本実施形態により判別する対象は合成紙のみには限定されず、互いに熱伝導率の異なる対象物に対して本発明を利用することができる。

また、上記実施形態において、検出装置は、受光器１３、１５に追加して他の受光器を備えても良い。図１３に、検出装置１００の構成に加えて、受光器１６、偏光フィルタ１７および受光器１８を更に備える検出装置１００Ａを示す。なお、図１３では、制御装置２９０および制御装置２９０への配線を省略している。

光源１１の中心と、照明中心Ｏと、受光器１６の中心と、偏光フィルタ１７の中心と、受光器１８の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。

受光器１６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１７は偏光フィルタ１４と同様、Ｐ偏光を透過させるよう配置されている。受光器１８は、偏光フィルタ１７を透過した光を受光する。偏光フィルタ１７を透過する光は、多重拡散反射及び内部拡散反射光のＰ偏光である。

ここでは、照明中心Ｏと受光器１６の中心とを結ぶ線と、記録紙の表面とのなす角度φ３は１２０°であり、照明中心Ｏと受光器１８の中心とを結ぶ線と、記録紙の表面とのなす角度φ４は１５０°である（図１４参照）。

受光器１６及び受光器１８は、それぞれ受光光量に対応する電気信号（検出信号）を制御装置２９０に出力する。以下では、光源１１が点灯されたときの、受光器１６の出力を「Ｓ３」、受光器１８の出力を「Ｓ４」という。

この場合も、上記実施形態と同様に銘柄判別処理を行うことができる。制御装置２９０により銘柄判別処理を行う場合、記録紙判別テーブルとしては、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４およびλ_{ｐａｐｅｒ}の値を個別に含むテーブルを用いても良いし、Ｓ３／Ｓ１やＳ４／Ｓ２等、各受光器での検出値の比などの演算した値およびλ_{ｐａｐｅｒ}の値を含むテーブルを用いても良い。各受光器での検出値を演算した値を用いる場合には、外乱光や迷光などの影響を低減することができる。

また、受光器１６及び受光器１８が検出する光は、受光器１３や受光器１５が検出する光とは異なる方向に反射されたものであり、それぞれ異なる情報を含んでいる。よって、検出装置１００は、受光器１６及び受光器１８の少なくとも一方を備えることで、対象物の判別の精度を向上させることができる。

他の方法として、Ｓ１とＳ２を用いておおまかに紙種を絞り込み、Ｓ３とＳ４を用いて記録紙の銘柄を特定することも可能である。

これまで説明した検出装置１００において、変形例を以下説明する。

＜検出装置の変形例１＞
図１５に示す検出装置１００Ｂは、金属部材２０を記録紙Ｍの方向（−Ｚ方向）に加圧するばね２８を検出装置１００に追加したものである。なお、図１５では、制御装置２９０および制御装置２９０への配線を省略している。ばね２８は、記録紙Ｍと金属部材２０との接触部に圧力を加える加圧部材の一例である。ここでは、熱源２２にばね２８が接続されており、記録紙の熱伝導率を測定する際に、記録紙と金属部材２０、２１との接触面に圧力を加える。

加圧による効果を以下説明する。図１６に、普通紙の熱伝導率を測定したときの、記録紙と金属部材２０、２１との接触面にかかる圧力と、測定された紙の熱伝導率（λ_{ｐａｐｅｒ}）の関係を示す。図１６から明らかなように、圧力が小さいと、測定される熱伝導率の値が小さくなる傾向があり、圧力を５００ｇ／ｃｍ^２以上とすると、一定の熱伝導率値が得られている。つまり、加圧によって、より正確に熱伝導率値を得ることができると考えられる。また、加圧を行わない場合には、接触面にかかる圧力が測定毎に異なるものとなり、熱伝導率の計測値にばらつきが出てしまうおそれがある。本変形例によれば、測定時の圧力ばらつきによる熱伝導率値のばらつきを低減させることができるため、より精度の高い判別を行うことが可能となる。

上記では加圧部材を金属部材２０側に設けたが、金属部材２１側に設けてもよく、また金属部材２０および金属部材２１の両方に設けても良い。また、加圧部材は熱伝導部材を対象物の配置される方向に加圧するものであればよく、ばねのように弾性力を利用する方法の他、錘による重力を利用する方法等も利用することができる。

＜検出装置の変形例２＞
図１７に示す検出装置１００Ｃは、検出装置１００における金属部材２０、２１の記録紙Ｍと接触する側の端部（一端）に、弾性部材の一例としてのゴム製シート２９を追加したものである。なお、図１７では、制御装置２９０および制御装置２９０への配線を省略している。ゴム製シート２９は、金属部材２０、２１よりも弾性率の小さい材料からなる。

例えば記録紙の表面に大きな凹凸がある場合など、金属部材２０、２１との密着性が悪いと、記録紙と金属部材の隙間に空気の層ができるため、熱伝導率を正確に測定できないおそれがある。本変形例によれば、記録紙と金属部材の密着性を向上させて、記録紙の熱伝導率の測定精度を向上させることができる。

ゴム製シート２９としては、弾性率が小さく（変形しやすく）かつできるだけ熱伝導率の高いものが好ましい。また、ゴム製シート２９は、熱伝導の観点から、密着性を維持できる範囲でできるだけ薄いことが好ましい。

上記実施形態では、反射光測定結果と熱伝導率測定結果に基づいて対象物の判別を行う方法について説明したが、通常は反射光測定結果に基づいて判別を行い、十分な判別精度が得られない場合にλ_{ｐａｐｅｒ}の値を利用するようにしても良い。

また、上記実施形態では、金属部材２０の一端と他端の温度を測定したが、これには限定されず、金属部材２０において所定の距離だけ離間した２点間の温度差がわかれば良い。また、温度検出器２４と温度検出器２５との間に温度検出器２４´を設けて、温度検出器２４と温度検出器２４´の温度差からλ_{ｍｅｔａｌ}を求めるようにしても良い。

また、上記実施形態では、相対的に高温の金属部材の温度を検出するようにしたが、相対的に低温の金属部材の温度を検出しても良い。また、上記実施形態において熱源２２と冷却源２３とを逆に配置しても良い。

また、上記実施形態では、熱伝導率測定部Ｈの一部が暗箱１０内に配置される構成としたが、熱伝導率測定部Ｈが暗箱１０の外に配置される構成としても良い。

また、上記では温度傾斜法による熱伝導率の導出方法を示したが、熱伝導率の検出方法は温度傾斜法に限るものではなく、熱線法やレーザーフラッシュ法など他の熱伝導率測定方法を用いても良い。

また、上記実施形態では、受光器１３と受光器１５とをともに備える構成としたが、少なくとも１つの受光器を備えていれば良い。

また、上記実施形態において、各受光器の前方（各受光器よりも光源側）に集光レンズが設けられても良い。この場合は、信号レベルの計測ばらつきを低減することができる。記録紙のたわみや測定時の振動等により、記録紙表面が正規の測定面に対して傾斜したり浮き上がったりしてしまうと、反射光の光強度分布が変化し、受光光量が変化してしまう。そこで、受光器の前方に集光レンズを配置すると、反射光の光強度分布が変化した場合にも受光光量を安定化させることができる。

また、上記実施形態では、制御装置２９０が記録紙の銘柄を判別する場合について説明したが、銘柄の判別を行うことは必須ではない。例えば、測定結果から直接調整工程を行うよう構成しても良い。

また、上記実施形態では、制御装置２９０が処理部および調整装置の機能を有する場合について説明したが、検出装置１００に処理装置を設け、銘柄判別処理の際の制御装置２９０での処理の少なくとも一部を、該処理装置で行っても良い。また、銘柄判別処理の際の制御装置２９０での処理の少なくとも一部を、上位装置が備える処理装置で行っても良い。

また、上記実施形態では、対象物に照射される光が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、偏光フィルタ１４としてＳ偏光を透過させる偏光フィルタが用いられ、受光器１５は、内部反射光に含まれるＳ偏光成分を受光する。

また、上記実施形態では、光源１１が複数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く、光源１１が１つの発光部を有していても良い。

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、端面発光型レーザを用いても良い。

また、上記実施形態では、検出装置１００が給紙トレイ２６０の近傍に配置されてい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、記録紙の搬送路近傍に検出装置１００が配置されていても良い。また、検出装置１００がカラープリンタ２００とは別体として構成されていても良い。

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。そして、給紙トレイ毎に検出装置１００が設けられても良い。

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２００の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。

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。

また、検出装置１００は、記録紙にインクを吹き付けて画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。

また、上記実施形態では、検出装置１００による記録紙の判別について説明したが、対象物は記録紙に限定されるものではない。例えば、金属薄膜や樹脂シート等、種々の対象物に適用可能である。

＜本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ＞
本発明は、以下の態様にて実施可能である。
＜＜第１の実施態様＞＞
検出装置１００は、光源１１と、光源から照射され対象物（記録紙Ｍ）で反射される光の反射光を検出する光検出部（受光器１３、偏光フィルタ１４および受光器１５）と、対象物の温度を測定する伝熱特性測定部（熱伝導率測定部Ｈ）と、光検出部の出力から得られる対象物の反射光特性と伝熱特性測定部の出力から得られる対象物の伝熱特性とに基づき、対象物を判別する判別部３０４とを備える。
ここで、反射光特性としては、反射光強度の他、異なる方向への反射光の強度比や、偏光方向の異なる反射光の強度比等、対象物で反射した光に関する特性を用いることができる。伝熱特性としては、熱伝導率の他、対象物を加熱あるいは冷却するときの一定期間での温度変化率や、一定時間経過後の温度等、対象物における伝熱に関する特性を用いることができる。

従来、正反射光や表面拡散反射光、内部拡散反射光を検出して記録紙の銘柄を推定することが行われていた（特許文献１）。一方、近年では、普通紙の他、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、エンボス紙、合成樹脂を原料とする合成紙など、記録紙の種類が増加している。これにより、従来の技術による測定では、一部の記録紙において他の記録紙と類似する反射光特性が得られ、これらの判別が困難になってしまう場合がある。
判別が困難である場合の一例として、普通紙またはグロスコート紙と、合成紙との判別がある。合成紙とは、合成樹脂を主原料として製造された「紙」であり、木材パルプを主原料とする一般的な紙とは異なる材質を有する。一方で、合成紙には一般的な紙が持つ性質が付与されており、詳しくは後述するように、合成紙には、普通紙またはグロスコート紙と類似の光学特性を有するものがある。
合成紙の原料は樹脂であるため、高温での印刷（例えば高温条件下でのトナー定着）により熱収縮し、画像品質を低下させてしまうおそれがある。そのため、普通紙やグロスコート紙との判別精度を向上させることが求められている。

本態様においては、対象物の表面状態、密度、材質に関連する情報として反射光特性と伝熱特性とに基づき対象物を判別する。対象物の判別に伝熱特性を用いるので、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。

＜＜第２の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００は、複数種類の対象物（記録紙）について、夫々、対象物の反射光特性（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２／Ｓ１）、及び対象物の伝熱特性（λ_{ｐａｐｅｒ}）を示す判別情報を管理する管理部（比較部３０３）と、光検出部（受光器１３、偏光フィルタ１４および受光器１５）の出力から得られる対象物の反射光特性および伝熱特性測定部（熱伝導率測定部Ｈ）の出力から得られる対象物の伝熱特性を、判別情報と比較する比較部３０３と、を有し、判別部３０４は、比較部の比較結果に基づき対象物を判別する。
本態様においては、対象物の表面状態、密度、材質に関連する情報である判別情報と、測定により得られた対象物の反射光特性と伝熱特性とを比較し、比較結果に基づき対象物を判別する。対象物の判別に伝熱特性を用いるので、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。

＜＜第３の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００において、伝熱特性は、対象物（記録紙Ｍ）の厚み方向の熱伝導率である。
例えばグロスコート紙のように、厚み方向において異なる複数の材質からなる記録紙を対象物とする場合、対象物に含まれる複数の材質を加味した熱伝導率を伝熱特性として利用する。その結果、対象物の判別精度を向上させることが可能となる。

＜＜第４の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００において、伝熱特性測定部（熱伝導率測定部Ｈ）は、一端が対象物（記録紙Ｍ）と接触する熱伝導部材（金属部材２０、２１）と、熱伝導部材を加熱する熱源２２と、熱伝導部材の温度を複数箇所において検出する第１の温度検出部（温度検出器２４、２５）と、対象物の温度を複数箇所において検出する第２の温度検出部（温度検出器２５、２６）と、を備える。
対象物の判別には、伝熱特性として熱伝導率を用いることができる。本態様においては、熱伝導部材と対象物の温度を複数箇所において検出することにより、熱伝導率の算出に必要な情報を得るものである。

＜＜第５の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００Ｂは、対象物（記録紙Ｍ）と熱伝導部材（金属部材２０、２１）との接触部に圧力を加えるための加圧部材（ばね２８）を備える。
本態様によれば、測定時の圧力ばらつきによる伝熱特性値のばらつきを低減させることができるため、より精度の高い判別を行うことが可能となる。

＜＜第６の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００Ｃは、熱伝導部材（金属部材２０、２１）の一端に、熱伝導部材よりも弾性率の小さい弾性部材（ゴム製シート２９）を備える。
例えば対象物（記録紙Ｍ）の表面に大きな凹凸がある場合など、熱伝導部材との密着性が悪いと、対象物と熱伝導部材の隙間に空気の層ができるため、伝熱特性の一つである熱伝導率を正確に測定できないおそれがある。本態様によれば、対象物と熱伝導部材の密着性を向上させて、対象物の熱伝導率の測定精度を向上させることができる。

＜＜第７の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００は、光源１１を含み、対象物（記録紙Ｍ）の表面に向けて表面の法線方向に対して傾斜した入射角度（入射角θ）で第１の偏光方向の直線偏光（Ｓ偏光）を照射する照射部（光源１１およびコリメートレンズ１２）を備え、光検出部（受光器１３、偏光フィルタ１４および受光器１５）は、照射部から射出され対象物で正反射される光の光路上に配置される第１の光検出器（受光器１３）と、対象物における入射面内で、対象物で拡散反射される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（Ｐ偏光）を分離する偏光光学素子（偏光フィルタ１４）と、偏光光学素子で分離された第２の偏光方向の直線偏光の光の光路上に配置される第２の光検出器（受光器１５）と、を備える。
対象物に光を照射したときの対象物からの反射光は、対象物の表面で反射された反射光と、対象物の内部で反射された反射光（内部拡散反射光）に分けて考えることができる。また、対象物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（正反射光）と、一度の反射で拡散方向に反射された反射光（表面拡散反射光）と、対象物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（多重拡散反射光）と、に分類できる。
正反射光及び表面拡散反射光の偏光方向は、照射部から照射される照射光の偏光方向（第１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（第２の偏光方向の直線偏光）を含んでいる。
即ち、検出装置においては、第１の光検出器によって正反射光を検出し、第２の光検出器によって内部拡散反射光と多重拡散反射光を検出する。

＜＜第８の実施態様＞＞
本態様に係る検出装置１００において対象物は、記録媒体である。
本態様によれば、類似する光学特性を有する記録媒体の判別精度を向上させることが可能となる。

＜＜第９の実施態様＞＞
本態様は、検出装置１００を備える画像形成装置（カラープリンタ２００）である。
合成樹脂を主原料として製造された合成紙には、普通紙またはグロスコート紙と類似の光学特性を有するものがある。合成紙の原料は樹脂であるため、高温での印刷（例えば高温条件下でのトナー定着）により熱収縮し、画像品質を低下させてしまうおそれがある。
本態様によれば、対象物の判別に伝熱特性を用いるので、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。また、判別した対象物について最適な画像形成条件（現像条件や転写条件など）を決定し、画像形成条件（転写電圧やトナー量など）を制御することができるので、高い品質の画像を対象物に形成することができる。

＜＜第１０の実施態様＞＞
本態様に係る画像形成装置（カラープリンタ２００）は、検出装置１００の出力に基づき、画像形成条件を調整する調整装置（制御装置２９０）を備える。
合成樹脂を主原料として製造された合成紙には、普通紙またはグロスコート紙と類似の光学特性を有するものがある。合成紙の原料は樹脂であるため、高温での印刷（例えば高温条件下でのトナー定着）により熱収縮し、画像品質を低下させてしまうおそれがある。
本態様によれば、対象物の判別に伝熱特性を用いるので、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。また、判別した対象物について最適な画像形成条件（現像条件や転写条件など）を決定し、画像形成条件（転写電圧やトナー量など）を制御することができるので、高い品質の画像を対象物に形成することができる。

＜＜第１１の実施態様＞＞
本態様に係る画像形成装置（カラープリンタ２００）において、調整装置（制御装置２９０）は、検出装置１００の出力に基づき対象物の種類（記録紙Ｍの銘柄）を判別し、該判別された種類に応じて画像形成条件を調整する。
合成樹脂を主原料として製造された合成紙には、普通紙またはグロスコート紙と類似の光学特性を有するものがある。合成紙の原料は樹脂であるため、高温での印刷（例えば高温条件下でのトナー定着）により熱収縮し、画像品質を低下させてしまうおそれがある。
本態様によれば、対象物の判別に伝熱特性を用いるので、類似する光学特性を有する対象物の判別精度を向上させることが可能となる。また、判別した対象物について最適な画像形成条件（現像条件や転写条件など）を決定し、画像形成条件（転写電圧やトナー量など）を制御することができるので、高い品質の画像を対象物に形成することができる。

１０…暗箱、１１…光源、１２…コリメートレンズ（光学素子）、１３…受光器（第１の光検出器）、１４…偏光フィルタ（偏光光学素子）、１５…受光器（第２の光検出器）、１６…受光器、１７…偏光フィルタ、１８…受光器、２０…金属部材（熱伝導部材）、２１…金属部材（熱伝導部材）、２２…熱源、２３…冷却源、２４…温度検出器、２５…温度検出器、２６…温度検出器、２７…厚さ検出器、２８…ばね（加圧部材）、２９…ゴム製シート（弾性部材）、２００…カラープリンタ、２１０…光走査装置、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ…感光体ドラム、２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ…クリーニングユニット、２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ…帯電装置、２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄ…現像ローラ、２３０…転写ベルト、２４０…転写ローラ、２５０…定着装置、２９０…制御装置、３０１…反射光測定制御部、３０２…熱伝導率測定制御部、３０３…比較部（管理部）、３０４…判別部、１００…検出装置、Ｍ…記録紙、Ｒ…反射光測定部、Ｈ…熱伝導率測定部。

特開２０１２−１２７９３７公報

Claims (10)

1. 光源と、
   前記光源から照射され対象物で反射される光の反射光を検出する光検出部と、
   前記対象物の温度を測定する伝熱特性測定部と、
   前記光検出部の出力から得られる前記対象物の反射光特性と前記伝熱特性測定部の出力から得られる前記対象物の伝熱特性とに基づき、前記対象物を判別する判別部とを備え、
   前記伝熱特性測定部は、一端が前記対象物と接触する熱伝導部材と、前記熱伝導部材を加熱する熱源と、前記熱伝導部材の温度を複数箇所において検出する第１の温度検出部と、前記対象物の温度を複数箇所において検出する第２の温度検出部と、を備える検出装置。
2. 複数種類の対象物について、夫々、該対象物の反射光特性、及び該対象物の伝熱特性を示す判別情報を管理する管理部と、
   前記光検出部の出力から得られる前記対象物の反射光特性および前記伝熱特性測定部の出力から得られる前記対象物の伝熱特性を、前記判別情報と比較する比較部と、を有し、
   前記判別部は、前記比較部の比較結果に基づき前記対象物を判別する請求項１に記載の検出装置。
3. 前記伝熱特性は、前記対象物の厚み方向の熱伝導率である請求項１または２に記載の検出装置。
4. 前記対象物と前記熱伝導部材との接触部に圧力を加えるための加圧部材を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の検出装置。
5. 前記熱伝導部材の前記一端に、前記熱伝導部材よりも弾性率の小さい弾性部材を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の検出装置。
6. 前記光源を含み、前記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角度で第１の偏光方向の直線偏光を照射する照射部を備え、
   前記光検出部は、
   前記照射部から射出され前記対象物で正反射される光の光路上に配置される第１の光検出器と、
   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る光の光路上に配置され、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を分離する偏光光学素子と、
   前記偏光光学素子で分離された第２の偏光方向の直線偏光の光の光路上に配置される第２の光検出器と、を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の検出装置。
7. 前記対象物は、記録媒体である請求項１から６のいずれか一項に記載の検出装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の検出装置を備える画像形成装置。
9. 前記検出装置の出力に基づき、画像形成条件を調整する調整装置を備える請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記調整装置は、前記検出装置の出力に基づき前記対象物の種類を判別し、該判別された種類に応じて画像形成条件を調整する請求項９に記載の画像形成装置。

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