(57)【要約】【課題】  トナー付着量の検出手法に応じたトナー像のパターンを形成し、トナー付着量測定の精度を向上させる。【解決手段】  トナー像パターン制御部２１１は、トナー像の属性情報に基づいて、トナー像のトナー付着量の検出手法を判定し、その判定結果に応じてトナー像のパターンを決定して形成する。トナー付着量算出部６０５は、トナー像パターン制御部２１１により形成されたトナー像のパターンを対象にしてトナー付着量を測定する。【選択図】  図５
2010152134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定手段と、
前記決定手段により決定されたパターンで前記トナー像を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成された前記トナー像のパターンを対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法として、前記トナー像からの反射光の反射位置によりトナー付着量を検出するか、前記トナー像からの反射光の反射光量によりトナー付着量を検出するかを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段によって反射位置によりトナー付着量を検出することが判定された場合に前記決定手段により決定される前記トナー像のサイズは、前記判定手段によって反射光量によりトナー付着量を検出することが判定された場合に前記決定手段により決定される前記トナー像のサイズより小さいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記判定手段によって反射位置によりトナー付着量を検出することが判定された場合、同一の前記トナー像を複数形成することを決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー像の属性情報は、前記トナー像の濃度情報及び前記トナー像の色情報のうちの少なくとも何れか一方を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定されたパターンで前記トナー像を形成する形成ステップと、
前記形成ステップにより形成された前記トナー像のパターンを対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定ステップとを含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項７】
トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定されたパターンで形成部により形成された前記トナー像を対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを担持体に形成する形成手段と、
前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とを対象にして前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記複数の第１のトナー像はそれぞれ同じ形状であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２のトナー像は、複数形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記測定手段は、照射部から照射された光の前記第１のトナー像からの反射光の位置を検出することにより前記第１のトナー像のトナー付着量を測定し、前記照射部から照射された光の前記第２のトナー像からの反射光の光量を検出することにより前記第２のトナー像のトナー付着量を測定することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを担持体に形成する形成ステップと、
前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とを対象にして前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定ステップとを含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１３】
形成部により担持体に形成された所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記形成部により前記担持体に形成された前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを対象にして、前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、担持体上に形成されたトナー像におけるトナー付着量を測定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置が形成する画像の色は、画像形成時の装置の設定が一定であったとしても、様々な物理的パラメータの変化によって変動する。特に、現像・転写プロセスは色の変動に寄与する割合が高い。温度・湿度等の環境変動で、潜像電位、トナー補給量、転写効率等が変化し、感光ドラムや転写ベルトに付着するトナーの付着量が安定しない。
【０００３】
そこで、感光ドラム上、又は、転写ベルト上のトナーの付着量を計測し、その計測結果に基づき露光量、現像電圧、転写電流等をフィードバック制御し、現像・転写プロセスを安定化させる必要がある。
【０００４】
一般的に、これらの制御はトナーカートリッジ交換後や所定枚数印刷後、プリンタ本体の電源投入後等といった、プリンタ環境の変動が発生する時点で実施される。トナー付着量を測定する際は、感光ドラム、もしくは、転写ベルト上に低濃度から高濃度まで様々な濃度のトナーパッチを複数形成し、これらのトナーパッチのトナー付着量をトナー付着量測定装置で測定し、その測定結果を元に適正な画像形成条件で各種制御を行う。
【０００５】
ここで、特許文献１〜３にトナー付着量を計測する技術が開示されている。
特許文献１、２には、担持体に光を照射した時の反射光量と、トナーパッチに光を照射した時の反射光量とを検出し、これらの反射光量の変化でトナー付着量を測定し、この測定値に基づいて画像濃度パラメータを制御する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、レーザ変位計によるトナーパッチの厚さ（層厚）を測定することでトナー付着量を検出する方法が開示されている。像担持体上にスポット光を照射し、担持体上に付着するトナーパッチの層厚に応じた位置に反射光を結像させ、結像位置の変化をＰＳＤ（Position Sensing Device）で検出してトナー付着量を測定する。その後、測定結果に基づいて撮像系の画像濃度パラメータをフィードバック制御を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２８０８６９号公報
【特許文献２】特開平３−２０９２８１号公報
【特許文献３】特開平８−３２７３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、反射光量で検知する手法は、高濃度領域での測定精度が悪化するという問題があった。
【０００９】
また、反射位置によってトナー付着量を測定する場合は、トナーパッチの物理形状を測定するため、トナーの色に左右されずに付着量測定を行うことができる。しかし、この反射位置で検知する手法は、低濃度領域での測定精度が悪化するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、トナー付着量の検出手法に応じたトナー像のパターンを形成し、トナー付着量測定の精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成装置の第１の態様は、トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定手段と、前記決定手段により決定されたパターンで前記トナー像を形成する形成手段と、前記形成手段により形成された前記トナー像のパターンを対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定手段とを有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置の制御方法の第１の態様は、トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定ステップと、前記判定ステップによる判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定ステップと、前記決定ステップにより決定されたパターンで前記トナー像を形成する形成ステップと、前記形成ステップにより形成された前記トナー像のパターンを対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定ステップとを含むことを特徴とする。
本発明のプログラムの第１の態様は、トナー像の属性情報に基づいて、前記トナー像のトナー付着量の検出手法を判定する判定ステップと、前記判定ステップによる判定の結果に応じて、前記トナー像のパターンを決定する決定ステップと、前記決定ステップにより決定されたパターンで形成部により形成された前記トナー像を対象にして前記トナー像のトナー付着量を測定する測定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明の画像形成装置の第２の態様は、所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを担持体に形成する形成手段と、前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とを対象にして前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定手段とを有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置の制御方法の第２の態様は、所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを担持体に形成する形成ステップと、前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とを対象にして前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定ステップとを含むことを特徴とする。
本発明のプログラムの第２の態様は、形成部により担持体に形成された所定の閾値より高濃度の複数の第１のトナー像と、前記形成部により前記担持体に形成された前記第１のトナー像のサイズより大きく、前記所定の閾値以下の濃度の第２のトナー像とを対象にして、前記第１のトナー像と前記第２のトナー像とのトナー付着量を測定する測定ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナー付着量の検出手法に応じたトナー像のパターンを形成することが可能となり、トナー付着量測定の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、実施形態に係る電子写真方式による画像形成装置の構成を示す図である。図１に示すように、本画像形成装置は、プリンタコントローラ２１３及びプリンタエンジン２１４から構成される。
【００１５】
プリンタコントローラ２１３は、トナー像パターン制御部２１１、トナー付着量を濃度に変換する濃度変換部２０６及びγＬＵＴ２０７から構成される。
【００１６】
プリンタエンジン２１４は、その機能的な構成として、帯電プロセス２０１、露光プロセス２０２、現像プロセス２０３及び転写プロセス２０４を備えるとともに、ハードウェア構成としてのトナー付着量測定装置２０５を備える。
【００１７】
なお、プリンタコントローラ２１３、プリンタエンジン２１４には、その他様々な機能構成を有するが、ここでは特徴的な構成のみを記述した。
【００１８】
図２は、実施形態に適用されるプリンタエンジン２１４のハードウェア構成を示す図である。
【００１９】
図２に示すように、プリンタエンジン２１４は、像担持体としての感光ドラム３０１、露光用レーザ３０２、ポリゴンミラー３０３、帯電ローラ３０４、現像器３０５、転写ベルト３０６、トナー付着量測定装置２０５を備える。
【００２０】
以下、図１及び図２を用いて、本実施形態に係る画像形成装置の処理について説明する。
先ず、図１を用いて画像形成装置の処理について説明する。トナー像パターン制御部２１１は、所望のトナーパッチ（トナー像）のパッチ濃度情報２０８とパッチ色情報２０９とを基に、最適なトナー像パターン（パッチサイズ情報２１０、パッチピッチ（パッチ間隔）情報２１１及びパッチ数情報２１２）を決定する。トナー像パターンの決定方法の詳細については、図７のフローチャートを用いて後述する。
【００２１】
次に、トナー像パターン制御部２１１は、決定したトナー像パターンを、濃度γ特性データが格納されたγＬＵＴ２０７で補正する。
【００２２】
次に、図２（ａ）を用いて画像形成装置の処理について説明する。プリンタエンジン２１４は、補正されたトナー像パターンを感光ドラム３０１上に静電潜像として形成する。すなわち、プリンタエンジン２１４は、帯電ロータ３０４で感光ドラム３０１を帯電させ（帯電プロセス２０１）、露光用レーザ光３０２をポリゴンミラー３０３を用いて感光ドラム３０１上に照射し像を形成する（露光プロセス２０２）。
【００２３】
このようにして感光ドラム３０１上に静電潜像が形成されると、プリンタエンジン２１４は、現像器３０５で上記静電潜像を感光ドラム３０１上にトナーパッチ３０９として現像する（現像プロセス２０５）。
【００２４】
次に、プリンタエンジン２１４は、感光ドラム３０１から転写ベルト３０６にトナーパッチ３０９を転写する（転写プロセス２０４）。
【００２５】
次に、プリンタエンジン２１４は、トナー付着量測定装置２０５で転写ベルト３０６上のトナーパッチのトナー付着量を測定する。
【００２６】
なお、図２（ｂ）に示すように、トナー付着量測定は、現像直後の感光ドラム３０１上で行う構成であってもよい。
【００２７】
次に、図１に示すように、トナー付着量測定装置２０５は測定したトナー付着量データをプリンタコントローラ２１３にフィードバックする。フィードバックされたトナー付着量データは、濃度変換部２０６で濃度値に変換される。
【００２８】
プリンタコントローラ２１３は、現像したトナーパッチの濃度データ（設定値）と、トナー付着量測定装置２０５で実際に測定したトナー濃度データ（実測値）とを比較し、これらのデータを基に濃度のγ特性を記憶するγ−ＬＵＴ２０７を修正する。
【００２９】
以上、本画像形成装置では、トナー像パターン制御部２１１で決定した最適なトナー像パターンをトナー付着量測定装置２０５で計測し、得られたトナー付着量をプリンタコントローラ２１３にフィードバックすることにより、画像形成装置での色変動を抑える。
【００３０】
図３は、本実施形態におけるトナー付着量測定装置２０５の構成を示す図である。
本実施形態におけるトナー付着量測定装置２０５は、レーザ光源４０１、集光レンズ４０２、受光レンズ４０３、ＣＭＯＳラインセンサ４０４、フォトダイオード４０５及びトナー付着量演算部４０６で構成される。
【００３１】
レーザ光源４０１は、担持体（転写ベルト３０６又は感光ドラム３０９）及びトナーパッチにレーザ光を照射する。集光レンズ４０２は、レーザ光を小さくスポット状に集光する。受光レンズ４０３は、トナーパッチからの反射光をトナーパッチの層厚に応じて撮像素子上に結像する。ＣＭＯＳラインセンサ４０４は、受光レンズ４０３により結像された光の乱反射波形を撮像する。フォトダイオード４０５は、正反射した光の光量（正反射光量）のみを測定する。トナー付着量演算部４０６は、得られた乱反射波形データ及び正反射光量データからトナー付着量を算出する。本実施形態においては、受光レンズ４０３及びＣＭＯＳラインセンサ４０４は乱反射光のみを受光する立体角内位置に配置し、乱反射した光の反射位置と反射光量をＣＭＯＳラインセンサ４０４で同時に検出する。また、正反射光量に関しては、正反射位置に設置したフォトダイオード４０５で検出する。
【００３２】
図４は、トナーパッチ及び担持体からの反射光の測定信号を説明するための図である。
トナー付着量を測定する際は、先ず、トナーパッチが形成されていない担持体表面部にレーザ光を照射し、ＣＭＯＳラインセンサ４０４からは乱反射波形データ５０１が、フォトダイオード４０５からは正反射光量データ５０２が検出される。
【００３３】
次いでレーザ照射位置をトナーパッチ部に移動させると、ＣＭＯＳラインセンサ４０４からはトナーパッチからの乱反射波形データ５０３が、フォトダイオード４０５からは正反射光量データ５０４が検出される。
【００３４】
トナー付着量の演算は、こうして得られた担持体（基準）とトナーパッチ（変化分）から得られた乱反射波形データと正反射光量データとに対して後に述べる信号処理を施し、それぞれのデータの変化量を算出することでトナー付着量を演算する。
【００３５】
図５は、トナー付着量を計算するトナー付着量測定装置２０５とプリンタコントローラ２１３との機能構成を示すブロック図である。
【００３６】
反射データ記憶部６０１は、ＣＭＯＳラインセンサ４０４から得られる乱反射波形データとフォトダイオード４０５から得られる正反射光量データとを、測定タイミング制御部６１１からの指示で記憶する。
【００３７】
測定タイミング制御部６１１は、プリンタコントローラ２１３のトナー像パターン制御部２１１からパッチサイズ情報２１０、パッチピッチ情報２１１、パッチ数情報２１２を取得する。そして、測定タイミング制御部６１１は、これらの情報から反射データ記憶部６０１が乱反射波形データや正反射光量データを記憶するタイミングを求め、反射記憶部６０１にタイミングを指示する。
【００３８】
位置検出部６０２は、反射データ記憶部６０１に記憶されている乱反射波形データの最も高い強度を示すピークの位置を検出することで反射位置を計算し、担持体とトナーパッチにおける反射位置の変化量５０５（図４）を検出する。
【００３９】
乱反射光量算出部６０３は、反射データ記憶部６０１に記憶されている乱反射波形データのピーク部分の面積を計算し、担持体とトナーパッチにおける乱反射光量の変化量を検出する。
【００４０】
正反射光量算出部６０４は、反射データ記憶部６０１に記憶されている担持体とトナーパッチの正反射光量の変化量５０６（図４）を検出する。
【００４１】
なお、乱反射波形データからピーク位置を検出する方法としては、例えば、ガウス関数を用いた最小二乗法によりカーブフィッティングを行うことで、フィッティング後のガウス関数のパラメータから予測演算する方法が挙げられる。ガウス関数は式１で示すように、x =μを中心とする釣鐘型のピークを持つ関数であり、μはピーク位置を、Aはピークの高さや幅の増減を示す。
【００４２】
【数１】
2010152134.tif 000003
【００４３】
この式を反射データ記憶部６０１に記憶されている乱反射波形データにフィッティングさせることで、乱反射波形の形状を表す特徴量を数式のパラメータの値として演算することができる。こうして得られたパラメータのμを試料から反射した光の反射位置として使用することができる。
【００４４】
なお、ガウス関数以外の式、例えばローレンツ関数（式２）や二次関数（式３）にフィッティングしても良い。また、フィッティングを行わず、最大値検出を行うだけでも良い。
【００４５】
【数２】
2010152134.tif 000004
【００４６】
反射光量でトナー付着量を検出する方式は、高濃度領域での測定精度が悪化する。これは、高濃度領域でのトナー載り量に対する反射光量の変化が微小であり、有効なＳ／Ｎが得られないことに起因する。
【００４７】
一方、反射位置でトナー付着量を検出する方式は、トナーパッチが薄く付着された低濃度領域のトナー付着量計測においては、トナー載り量に対する反射波形のピーク点の位置変化が微かであり、充分なＳ／Ｎ比が得られず、計測精度が悪化する。
【００４８】
また、デジタル画像においてハーフトーンやディザ等で画像濃度の階調を表現する場合は、トナー厚さを一定とし印字するトナードットの面積と担持体面積の比率で濃度を変化させている。この面積階調による濃度変化を与えたトナー像の場合は、厚さが一定であるため、トナー反射波形と支持体反射波形のピーク位置が一定となり、ピーク位置検出だけではトナー付着量を高精度に検出することができない。従って、トナー層厚が薄く、かつ、面積階調効果の強まる低濃度領域では、反射位置による測定精度が悪化する。
【００４９】
そこで、本実施形態では、低濃度部については反射光量を用いてトナー付着量を算出し、
高濃度部については反射位置を用いてトナー付着量を算出する。
【００５０】
転写ベルトまたは感光ドラムの表面は平面性が高い。したがって、４５°でレーザ光を入射した場合、ほとんどの光を正反射方向に反射する（すなわち、正反射成分が多く、乱反射（散乱）成分が少ない）。また、転写ベルトまたは感光ドラムに黒トナーが付着するに従い入射光が吸収されるため、正反射光量は減少する。これに対して、色トナーが付着するに従い入射光が、色トナーで散乱（乱反射）されるため、乱反射光量が増加する。そこで、本実施形態では、低濃度の黒パッチについては正反射成分の反射光量からトナー付着量を算出し、低濃度部の色パッチについては乱反射成分の反射光量からトナー付着量を算出する。
【００５１】
このようにすることにより、本実施形態では、高精度なトナーパッチのトナー付着量の測定を実現している。
【００５２】
図６は、トナー付着量算出部６０５の処理を示すフローチャートである。ステップＳ７０１〜Ｓ７０８は各処理ステップを表す。
【００５３】
トナー付着量算出部６０５は、プリンタコントローラ２１３のトナー像パターン制御部２１１からパッチ濃度情報２０８、パッチ色情報２０９、パッチサイズ情報２１０、パッチピッチ情報２１１、パッチ数情報２１２を取得する（ステップＳ７０１）。
【００５４】
トナー付着量算出部６０５は、測定タイミング制御部６１１からのタイミング信号を基に、位置検出部６０２、乱反射光量算出部６０３及び正反射光量検出部６０４からそれぞれ反射位置データ、乱反射光量データ及び正反射光量データを取得する（ス６０２）。
【００５５】
続いて、トナー付着量算出部６０５は、パッチ濃度情報２０８に基づき取得したパッチ濃度情報が所定の閾値以上であるかを判定する（ステップＳ７０３）。
【００５６】
パッチ濃度情報２０８が所定の閾値以上である場合、トナー付着量算出部６０５は、反射位置検出によるトナー付着量測定の方が精度が高い高濃度領域であると判断し、反射位置データからトナー付着量を算出する（ステップＳ７０４）。
【００５７】
パッチ濃度情報が所定の閾値以下であった場合、トナー付着量算出部６０５は、反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高い低濃度領域と判断し、光量データを算出するステップ７０５以降に進む。
【００５８】
ステップＳ７０５では、トナー付着量算出部６０５は、取得したパッチ色情報が黒トナーであるかを判定する。黒トナーである場合、トナー付着量算出部６０５は、正反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高いと判断し、正反射光量データからトナー付着量を算出する（ステップＳ７０６）。
【００５９】
一方、パッチ色情報が色トナーである場合、トナー付着量算出部６０５は、乱反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高いと判断し、乱反射光量データからトナー付着量を算出する（ステップＳ７０７）。
【００６０】
以上のように、トナー付着量算出部６０５では、反射位置データ、乱反射光量データ及び正反射光量データと、プリンタコントローラ２１３から取得した情報とを基にトナー付着量を算出する。ステップＳ７０４、Ｓ７０６、Ｓ７０７で算出された各トナー付着量はプリンタコントローラ２１３側に出力される（ステップＳ７０８）。なお、ステップＳ７０４、Ｓ７０６、Ｓ７０７は、測定手段の処理例である。
【００６１】
図７は、トナー像パターン制御部２１１におけるトナー像パターン制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ８０１〜Ｓ８０８は各処理ステップを表す。        
【００６２】
先ず、トナー像パターン制御部２１１は、所望のトナーパッチのパッチ濃度情報及びパッチ色情報を取得する（ステップＳ８０１）。なお、パッチ濃度情報及びパッチ色情報は、属性情報の適用例となる構成である。
【００６３】
続いて、トナー像パターン制御部２１１は、トナー濃度情報から当該トナーパッチの濃度が所定の閾値以上であるかを判定する（ステップＳ８０２）。濃度が所定の閾値以上である場合、トナー像パターン制御部２１１は、反射位置検出によるトナー付着量測定の方が精度の高い高濃度領域であると判断し、トナー付着量を計測する手法として反射位置検出を選択する（ステップＳ８０４）。
【００６４】
続いて、トナー像パターン制御部２１１は、反射位置検出に最適なトナーパッチのサイズ、ピッチ、数を決定する（ステップＳ８０７）。反射位置検出手法は、トナーパッチの下地のうねりを受けやすい手法である。
【００６５】
図９に反射位置検出手法でトナーパッチの高さを実測した結果を示す。図９に示すように、下地のうねり、凹凸、ばたつきがトナーパッチの高さに対して無視することができず、トナー層厚を正確に算出することが困難である。そこで、トナーパッチのエッジ部からトナー層厚を求める手法が有効であると考えられる。トナーパッチのエッジ部から高さを算出することで、うねりの影響を軽減させることができる。
【００６６】
このエッジ検出手法だと、トナーパッチを小さくすることが可能である。しかし、一つのトナーパッチからエッジ部は２箇所しかとれないため、ランダムノイズの影響を受けやすい。そこで、パッチサイズを小さくし、かつ同じトナーパッチを複数作成することで安定した測定値が得ることができる。上記理由から、反射位置検出の場合、パッチサイズを小さくし、かつ同じパッチを複数作成することとした。なお、パッチサイズ、パッチピッチ、パッチ数の最適値は、予め実測に基づき経験的に決めておく必要がある。
【００６７】
続いて、トナー像パターン制御部２１１は、ステップＳ８０７で決定したトナー像パターンを転写ベルト３０６上に形成する（ステップＳ８０９）。
【００６８】
一方、当該トナーパッチの濃度が所定の閾値以下であった場合、トナー像パターン制御部２１１は、反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高い低濃度領域と判断し、トナー付着量を計測する手法として光量検出を選択し、ステップ８０３に進む。
【００６９】
ステップＳ８０３では、トナー像パターン制御部２１１は、上記所望のトナーパッチのパッチ色が黒トナーであるかを判定する。黒トナーである場合、トナー像パターン制御部２１１は、正反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高いと判断し、正反射光量から付着量を算出する手法を選択する（ステップＳ８０５）。
【００７０】
一方、上記所望のトナーパッチのトナー色が色トナーである場合、トナー像パターン制御部２１１は、乱反射光量検出によるトナー付着量測定の方が精度が高いと判断し、乱反射光量検出を選択する（ステップＳ８０６）。
【００７１】
ステップＳ８０５又はＳ８０６の後、トナー像パターン制御部２１１は、反射光量検出手法に最適なトナーパッチのパッチサイズ、パッチピッチ、パッチ数を決定する（ステップＳ８０８）。本実施形態では、乱反射光量検出と正反射光量検出でのトナー像パターンを同じにしたが、個別に最適なトナー像パターンを決めておいてもよい。
【００７２】
反射光量検出手法では、トナーパッチの下地のうねりを受けにくい手法であるため、パッチサイズを反射位置検出手法のときより大きくすることで、長い区間において測定値を平均化でき、ランダムノイズを除去した安定した測定値を得ることができる。従って、本実施形態では、反射光量検出の場合、パッチサイズを大きく、パッチピッチを大きくする。
【００７３】
ステップＳ８０９では、トナー像パターン制御部２１１は、ステップＳ８０８で決定したトナー像パターンを転写ベルト３０６上に形成する。なお、ステップＳ８０２〜Ｓ８０６は、判定手段の処理例である。また、ステップＳ８０７、Ｓ８０８は、決定手段の処理例である。さらに、ステップＳ８０９は、形成手段、形成部の処理例である。
【００７４】
トナー像パターン制御部２１１は、上述した処理を各濃度のトナーパッチについて実施し、最適なトナー像パターンを形成する。図８に本処理で作成したトナー像パターンの例を示す。
【００７５】
上述のように、所定の閾値より高濃度のトナーパッチでは、高さ検知、特にトナーエッジからの高さ測定を行うため、トナーパッチのパッチサイズを小さくし、同一のトナーパッチを複数形成する。当該所定の閾値以下の濃度（低濃度）のトナーパッチでは、光量検出測定を行うため、トナーパッチを大きくする。すなわち、本実施形態では、レーザ光源４０１（照射部）から照射された光の、高濃度のトナーパッチ（第１のトナー像）からの反射光の位置を検出することにより当該トナーパッチのトナー付着量を測定する。また、レーザ光源４０１から照射された光の、低濃度のトナーパッチ（第２のトナー像）からの反射光の光量を検出することにより当該トナーパッチのトナー付着量を測定する。
【００７６】
以上のように、トナー付着量の反射光量検出あるいは反射位置検出の測定手法に応じて、最適なトナー像パターンを形成することでトナー量測定の精度が向上する。また、最適なパッチパターンを形成することでトナー消費量を削減することができる。さらに、測定時間の短縮も期待できる。
【００７７】
上記実施形態では、図７に示されるように、パッチサイズ、パッチピッチ、パッチ数を、パッチの濃度情報および色情報から算出した。しかしながら、予め算出した結果を保持しておくようにしても構わない。つまり、パッチの濃度と色とに対応づけてパッチサイズ、パッチピッチ、パッチ数を保持しておいても構わない。
【００７８】
上述した本発明の実施形態を構成する各手段及び各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【００７９】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００８０】
なお、本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム又は装置に直接、又は遠隔から供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００８１】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【００８２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。更に、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００８３】
更に、その他の方法として、まず記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施形態に係る電子写真方式による画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態に適用されるプリンタエンジンのハードウェア構成を示す図である。
【図３】実施形態におけるトナー付着量測定装置の構成を示す図である。
【図４】トナーパッチ及び担持体からの反射光の測定信号を説明するための図である。
【図５】トナー付着量を計算するトナー付着量測定装置２０５とプリンタコントローラ２１３との機能構成を示すブロック図である。
【図６】トナー付着量算出部の処理を示すフローチャートである。
【図７】トナー像パターン制御部におけるトナー像パターン制御処理を示すフローチャートである。
【図８】実施形態で作成されるトナー像パターンの例を示す図である。
【図９】反射位置検出手法でトナー像の高さを実測した結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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