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図面 (19)

課題

光学特性の類似している異なる対象物判別精度を向上させる。

解決手段

検出装置100は、対象物で反射された光を検出する反射光測定部Rと、対象物の熱伝導率を測定する熱伝導率測定部Hとを有する。また、検出装置100は、反射光測定部Rの出力と熱伝導率測定部Hの出力とに基づいて、対象物を判別する判別部304を有する。これにより、光学特性の類似している異なる対象物の判別精度を向上させることができる。

概要

背景

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)。

概要

光学特性の類似している異なる対象物の判別精度を向上させる。検出装置100は、対象物で反射された光を検出する反射光測定部Rと、対象物の熱伝導率を測定する熱伝導率測定部Hとを有する。また、検出装置100は、反射光測定部Rの出力と熱伝導率測定部Hの出力とに基づいて、対象物を判別する判別部304を有する。これにより、光学特性の類似している異なる対象物の判別精度を向上させることができる。

目的

効果

実績

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請求項1

光源と、前記光源から照射され対象物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る検出装置

請求項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。

請求項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。

請求項4

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、を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の検出装置。

請求項5

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4に記載の検出装置。

請求項6

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4または5に記載の検出装置。

請求項7

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6のいずれか一項に記載の検出装置。

請求項8

前記対象物は、記録媒体である請求項1から7のいずれか一項に記載の検出装置。

請求項9

請求項1から8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

請求項10

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9に記載の画像形成装置。

請求項11

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10に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、検出装置及び画像形成装置に係る。

背景技術

0002

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)。

発明が解決しようとする課題

0003

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。

課題を解決するための手段

0004

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る検出装置である。

発明の効果

0005

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。

図面の簡単な説明

0006

本発明の一実施形態に係るカラープリンタ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λpaperを示す図である。
(A)は複数の種類の紙におけるS1とλpaper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λpaper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λpaper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。

実施例

0007

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。

0008

<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。

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

図1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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

<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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

また、光が媒質境界面に入射するとき、入射光線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。

0035

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。

0036

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。

0037

光源11は、半導体レーザを有し、レーザ光射出する。本実施形態では、半導体レーザは、垂直共振器型面発光レーザ(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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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、対象物表面凹凸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。

0045

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。

0046

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、強度分布ランバート分布近似できる。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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。

0057

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。

0058

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)]

0059

ここで、λpaperは記録紙Mの熱伝導率、λmetalは金属部材20の熱伝導率、∂θmetal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)、∂θpaper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)、∂Xmetal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)、∂Xpaper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(∂θmetal/∂Xmetal)と記録紙における温度勾配(∂θpaper/∂Xpaper)がわかり、記録紙の熱伝導率を求めることができる。

0060

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。

0061

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λpaper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。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。

0066

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。

0067

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)は一次元グラフであり、縦軸に意味はない。

0068

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。

0069

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(λpaper)の分布図であり、図10(B)は、反射光特性(S2)と熱伝導率(λpaper)の分布図であり、図10(C)は、反射光特性(S2/S1)と熱伝導率(λpaper)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。

0070

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λpaper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。

0071

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(λpaper)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。

0072

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。

0073

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。

0074

<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。

0075

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。

0076

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)、λpaper(伝熱特性)の値を含んでいる。S1、S2、λpaper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、λpaper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、λpaper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λpaper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λpaperの2つのパラメータや、S1、S2、λpaperの3つのパラメータからなるテーブルであっても良い。

0077

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λpaperを求める(STEP7)。
(3)比較部303はS1、S2、λpaper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。

0078

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。

0079

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λpaper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。

0080

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。

0081

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。

0082

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。

0083

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。

0084

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。

0085

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)。

0086

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。

0087

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λpaper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λpaper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。

0088

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。

0089

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。

0090

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。

0091

<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。

0092

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(λpaper)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/cm2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。

0093

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、による重力を利用する方法等も利用することができる。

0094

<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。

0095

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。

0096

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。

0097

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λpaperの値を利用するようにしても良い。

0098

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λmetalを求めるようにしても良い。

0099

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。

0100

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。

0101

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。

0102

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。

0103

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。

0104

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。

0105

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。

0106

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。

0107

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。

0108

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。

0109

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。

0110

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。

0111

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、光プロッタデジタル複写装置であっても良い。

0112

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。

0113

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。

0114

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、金属薄膜樹脂シート等、種々の対象物に適用可能である。

0115

<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。

0116

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。

0117

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。

0118

<<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(λpaper)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。

0119

<<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。

0120

<<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。

0121

<<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。

0122

<<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。

0123

<<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。

0124

<<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。

0125

<<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。

0126

<<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。

0127

<<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。

0128

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。

先行技術

0129

特開2012−127937公報

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