(57)【要約】【課題】  トナー付着量の測定精度を向上させる。【解決手段】  反射位置検出部５０２は、トナー像からの反射光の反射位置を検出する。乱反射光量検出部５０３及び正反射光量検出部５０４は、トナー像からの反射光の反射光量を検出する。トナー付着量算出部５０５は、トナー像の濃度に応じて、反射位置検出部５０３により検出された反射位置、又は、乱反射光量検出部５０３及び正反射光量検出部５０４により検出された反射光量に基づいて、トナー像のトナー付着量を算出する。【選択図】  図５
2010152132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の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トナー付着量測定装置であって、
前記トナー像に対して光を照射する照射手段と、
前記トナー像からの反射光の反射位置を検出する位置検出手段と、
前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する光量検出手段と、
前記トナー像の濃度に応じて、前記位置検出手段により検出された反射位置又は前記光量検出手段により検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出手段とを有し、
前記光量検出手段は、
前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出手段と、
前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出手段とを有し、
前記算出手段は、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出手段により検出された光量又は前記正反射光量検出手段により検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記トナー像の濃度が所定の濃度以上である場合に、前記位置検出手段により検出された反射位置に基づいて前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とする請求項１に記載のトナー付着量測定装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記トナー像からの反射光から検出された反射波形データのピークの位置を検出することにより、反射光の反射位置を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー付着量測定装置。
【請求項４】
前記乱反射光量検出手段又は前記正反射光量検出手段は、前記トナー像からの反射光から検出された反射波形データのピーク部分の面積を計算することにより、反射光の反射光量を検出することを特徴とする請求項１に記載のトナー付着量測定装置。
【請求項５】
前記乱反射光量検出手段又は前記正反射光量検出手段は、フォトダイオードを用いて反射光量を検出することを特徴とする請求項４に記載のトナー付着量測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のトナー付着量測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記算出手段により算出された前記トナー像のトナー付着量に基づいて画像形成パラメータを制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置の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トナー付着量測定方法であって、
前記トナー像に対して光を照射する照射ステップと、
前記トナー像からの反射光の反射位置を検出するとともに、前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する検出ステップと、
前記トナー像の濃度に応じて、前記検出ステップにより検出された反射位置又は前記検出ステップにより検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出ステップとを含み、
前記検出ステップは、
前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出ステップと、
前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出ステップとを含み、
前記算出ステップは、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出ステップにより検出された光量又は前記正反射光量検出ステップにより検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とするトナー付着量測定方法。
【請求項９】
画像形成装置の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トナー付着量測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記トナー像上に走査された照射部から照射された光の反射光の反射位置を検出するとともに、前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する検出ステップと、
前記トナー像の濃度に応じて、前記検出ステップにより検出された反射位置又は前記検出ステップにより検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出ステップとをコンピュータに実行させ、
前記検出ステップは、
前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出ステップと、
前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出ステップとを含み、
前記算出ステップは、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出ステップにより検出された光量又は前記正反射光量検出ステップにより検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の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】
電子写真方式を用いる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。なぜならば、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からである。
【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、ドラム、もしくは、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する。そして、これらの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にトナーの付着量を計測する技術が開示されている。
例えば特許文献１、２では、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。本従来例は、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る。そして、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し、この測定結果に基づいて作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】
なお、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。
【０００８】
【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】
【０００９】
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。
【００１０】
一方、反射位置でトナー付着量を検出する方式は、トナー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。
【００１１】
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。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、色トナーおよび黒トナー付着量の測定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】
【００１３】
本発明のトナー付着量測定装置は、画像形成装置の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トナー付着量測定装置であって、前記トナー像に対して光を照射する照射手段と、前記トナー像からの反射光の反射位置を検出する位置検出手段と、前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する光量検出手段と、前記トナー像の濃度に応じて、前記位置検出手段により検出された反射位置又は前記光量検出手段により検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出手段とを有し、前記光量検出手段は、前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出手段と、前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出手段とを有し、前記算出手段は、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出手段により検出された光量又は前記正反射光量検出手段により検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とする。
本発明のトナー付着量測定方法は、画像形成装置の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トナー付着量測定方法であって、前記トナー像に対して光を照射する照射ステップと、前記トナー像からの反射光の反射位置を検出するとともに、前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する検出ステップと、前記トナー像の濃度に応じて、前記検出ステップにより検出された反射位置又は前記検出ステップにより検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出ステップとを含み、前記検出ステップは、前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出ステップと、前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出ステップとを含み、前記算出ステップは、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出ステップにより検出された光量又は前記正反射光量検出ステップにより検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とする。
本発明のプログラムは、画像形成装置の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トナー付着量測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記トナー像上に走査された照射部から照射された光の反射光の反射位置を検出するとともに、前記トナー像からの反射光の反射光量を検出する検出ステップと、前記トナー像の濃度に応じて、前記検出ステップにより検出された反射位置又は前記検出ステップにより検出された反射光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出する算出ステップとをコンピュータに実行させ、前記検出ステップは、前記トナー像で乱反射された反射光の光量を検出する乱反射光量検出ステップと、前記トナー像で正反射された反射光の光量を検出する正反射光量検出ステップとを含み、前記算出ステップは、前記トナー像の色に応じて、前記乱反射光量検出ステップにより検出された光量又は前記正反射光量検出ステップにより検出された光量に基づいて、前記トナー像のトナー付着量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー像の濃度に応じて、トナー像からの反射光の反射位置又は反射光量に基づいて、トナー像のトナー付着量を算出するように構成しているため、色トナーおよび黒トナー付着量の測定精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明によれば、トナー像の色に応じて、トナー像で乱反射された反射光量又は正反射された反射光量に基づいて、トナー像のトナー付着量を算出するように構成しているため、トナー付着量の測定精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態及び後述する第２〜第３の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【００１８】
図１（ａ）に示す画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１０１、露光用レーザ１０２、ポリゴンミラー１０３、帯電ローラ１０４、現像器１０５、転写ベルト１０６、トナー付着量測定装置１０７で構成される。まず、画像形成装置は、帯電ローラ１０４で感光ドラム１０１表面を帯電し、露光用レーザ１０２とポリゴンミラー１０３で静電潜像を作成する。次に、画像形成装置は、現像器１０５で感光ドラム１０１上にトナーパッチ（トナー像）１０８を形成し、現像後の位置に設置したトナー付着量測定装置１０７でトナーパッチ１０８のトナー付着量を測定する。なお、図１（ｂ）に示すように、感光ドラム１０１から転写ベルト１０６にトナーパッチ１０８を転写した後に、転写ベルト１０６上でトナー付着量測定を行っても良い。トナー付着量測定装置１０７は、トナー付着量測定装置の適用例となる構成である。
【００１９】
図２は、トナー付着量測定装置１０７によって測定された付着量データに基づき、コントローラ２０７で画像形成プロセス２０１を制御する際の制御構成を示すブロック図である。
【００２０】
コントローラ２０７は、パッチ濃度情報２０８とパッチ色情報２０９をもとに、印字画像設定部２１１で印字するトナーパッチの濃度と色を設定し、コントローラ２０７で画像形成プロセス２０１を駆動する。トナーパッチは帯電プロセス２０２・露光プロセス２０３・現像プロセス２０４の各プロセスを経た後、図１における感光ドラム１０１上、もしくは、転写プロセス２０５を経た後、転写ベルト１０６上に所望の濃度で形成される。
【００２１】
続いて、トナー付着量測定装置１０７は、形成されたトナーパッチ１０８のトナー付着量を測定し、測定したトナー付着量データをコントローラ２０７にフィードバックする。
【００２２】
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２１０で濃度値に変換される。コントローラ２０７は、印字画像設定部２１１で設定していたトナーパッチ濃度情報（設定値）と、トナー付着量測定装置１０７で実際に測定した濃度（実測値）とを比較し、これらのデータをもとに印字画像設定部２１１を適切に補正する。
【００２３】
図３にトナー付着量測定装置１０７の構成を示す。トナー付着量測定装置１０７は、感光ドラム１０１、もしくは、転写ベルト１０６（以下、担持体と表記）とトナーパッチ１０８に光を照射する為のレーザ光源３０１、レーザ光を小さくスポット状に集光する為の集光レンズ３０２、反射光をトナーパッチの層厚に応じた撮像素子上に結像するための受光レンズ３０３、受光レンズ３０３により結像された光の反射波形を撮像するラインセンサ３０４、反射光の光量を測定するフォトダイオード３０５、ラインセンサ３０４とフォトダイオード３０５で検出された信号からトナー付着量を算出するトナー付着量演算部３０６、で構成される。なお、レーザ光源３０１は、照射手段、照射部の適用例となる構成である。
【００２４】
なお、第１の実施形態においては、受光レンズ３０３及びラインセンサ３０４は乱反射光のみを受光する立体角内位置に配置し、１つのラインセンサ３０４で乱反射した光の反射位置と乱反射光量を同時に検出する。また、正反射位置に設置したフォトダイオード３０５で正反射光量を検出する。
【００２５】
図４を用いてトナー付着量を測定する手順、及び、ラインセンサ３０４で検出される反射波形とフォトダイオード３０５で検出される反射光量を説明する。
【００２６】
トナー付着量を測定する際は、図４（ａ）に示すように、先ずトナーパッチ１０８が形成されていない担持体表面部にレーザ光を照射し、ラインセンサ３０４は乱反射波形４０１（図４（ｃ））を検出する。また、フォトダイオード３０５は正反射光量４０２（図４（ｅ））を検出する。
【００２７】
次いで図４（ｂ）に示すように、担持体を駆動し、レーザ照射位置をトナーパッチ１０８部に移動させ、トナーパッチからの乱反射波形４０３（図４（ｄ））と正反射光量４０４を検出する。トナー付着量の演算は、こうして得られた担持体（基準）と担持体上のトナーパッチ（変化分）とから得られたデータに対して後に述べる信号処理をトナー付着量演算部３０６で実行する。そして、それぞれの反射部で検出した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。
【００２８】
次に、図５のブロック図を用いて、第１の実施形態におけるトナー付着量演算のプロセスを説明する。
ラインセンサ３０４とフォトダイオード３０５とで検出された反射データは反射データ記憶部５０１に記憶される。反射位置検出部５０２は、反射データ記憶部５０１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検出し、担持体とトナーパッチで変化した、図４（ｄ）におけるピーク移動量４０５を検出する。乱反射光量算出部５０３は、反射データ記憶部５０１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。正反射光量算出部５０４は、反射データ記憶部５０１に記憶されている担持体とトナーパッチで変化した、図４における正反射光量の変化量４０６を検出する。反射位置検出部５０２は、位置検出手段の適用例となる構成である。なお、乱反射光量算出部５０３は、乱反射光量算出手段の適用例となる構成である。また、正反射光量算出部５０４は、正反射光量算出手段の適用例となる構成である。
【００２９】
なお、反射位置検出部５０２において、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演算する方法が挙げられる。ガウス関数は式１に示すように、x =μを中心とする釣鐘型のピークを持つ関数であり、μはピーク位置のＸ座標を、Aはピークの高さや幅の増減を示すパラメータである。
【００３０】
【数１】
2010152132.tif 000003
【００３１】
この式を反射波形データにフィッティングさせることで、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。
【００３２】
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。
【００３３】
【数２】
2010152132.tif 000004
【００３４】
トナー付着量算出部５０５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、コントローラ２０７から取得したパッチ濃度情報及びパッチ色情報とをもとにトナー付着量を算出し、コントローラ２０７にフィードバックする。なお、トナー付着量算出部５０５は、算出手段の適用例となる構成である。
【００３５】
図６は、第１の実施形態におけるトナー付着量演算部３０６の処理を示すフローチャートである。ステップＳ６０１〜Ｓ６０８は各ステップを表す。
【００３６】
先ず、トナー付着量算出部５０５は、反射位置検出部５０２、乱反射光量算出部５０３及び正反射光量検出部５０４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（ステップＳ６０１）。
【００３７】
続いて、トナー付着量算出部５０５は、コントローラ２０７からパッチ濃度情報２０８とパッチ色情報２０９とを取得する（ステップＳ６０２）。
【００３８】
続いて、トナー付着量算出部５０５は、取得したパッチ濃度情報が設定された所定の濃度以上（閾値以上）であるかを判定する（ステップＳ６０３）。
【００３９】
パッチ濃度情報が閾値以上である場合、トナー付着量算出部５０５は、反射位置検出による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Ｓ６０４）。そして、トナー付着量算出部５０５は、算出したトナー付着量を出力する（ステップＳ６０８）。画像形成装置は、ここで出力されたトナー付着量に基づいて、露光量、現像電圧、転写電流等の各種パラメータ（画像形成パラメータ）を制御する。
【００４０】
一方、パッチ濃度情報が閾値以下であった場合、トナー付着量算出部５０５は、反射光量検出による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Ｓ６０５〜Ｓ６０７に進む。
【００４１】
ステップＳ６０５では、トナー付着量算出部５０５は、パッチ色が黒トナーであるかを判定する。
【００４２】
黒トナーである場合、トナー付着量算出部５０５は、正反射光量検出によるトナー付着量算出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Ｓ６０６）。そして、トナー付着量算出部５０５は、算出したトナー付着量を出力する（ステップＳ６０８）。
【００４３】
一方、パッチ色が色トナー（ＣＭＹ）である場合、トナー付着量算出部５０５は、乱反射光量検出によるトナー付着量算出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Ｓ６０７）。そして、トナー付着量算出部５０５は、算出したトナー付着量を出力する（ステップＳ６０８）。
【００４４】
コントローラ２０７は、以上のトナー付着量測定装置１０７で高精度に計測されたトナー付着量に基づいて画像形成装置を制御する。
【００４５】
本実施形態によれば、測定対象のパッチの濃度に応じて反射光量からトナー付着量を算出する方法と、反射位置からトナー付着量を算出する方法とを切り替える。これにより、低濃度領域から高濃度領域まで高精度に計測することができる。
【００４６】
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。このようにすることにより、色トナーおよび黒トナー付着量の測定精度を向上させることができる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、コントローラ２０７からのパッチ濃度情報２０８とパッチ色情報２０９とを取得せずに、反射光量から自動的にこれらの情報を判断し、トナー付着量を演算する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４８】
図７は、第２の実施形態におけるトナー付着量演算のプロセスを説明するためのブロック図である。第１の実施形態と同様に、反射データ記憶部７０１に記憶される反射データを用いて、反射位置検出部７０２、乱反射光量算出部７０３及び正反射光量検出部７０４で各測定値を算出する。
【００４９】
トナー付着量算出部７０５は測定したトナーパッチの濃度を判定する濃度判定部７０７と測定したトナーパッチの色を判定する色判定部７０８とを有し、これら２つの判定部でトナーパッチの状態を判定する。
【００５０】
図８は、第２の実施形態におけるトナー付着量演算部３０６の処理を示すフローチャートである。ステップＳ８０１〜Ｓ８０８は各ステップを示す。
【００５１】
先ず、トナー付着量算出部７０５は、反射位置検出部７０２、乱反射光量算出部７０３及び正反射光量検出部７０４からそれぞれ測定データ（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（ステップＳ８０１）。
【００５２】
続いて、トナー付着量算出部７０５はパッチ色を判定する（ステップＳ８０２）。トナーパッチの色は、乱反射光量データから判定することができる。図９（ａ）に示す通り、黒トナーと担持体とでは乱反射率がほぼ等しいため、どの濃度のトナーパッチを形成しても、照射した光の乱反射光量の変化はゼロに近い。一方、色トナーと担持体とでは乱反射率が大きく異なるため、図９（ｂ）に示す通り、パッチの濃度に応じて乱反射光量が変化する。従って、ステップＳ８０２において、乱反射光量が設定された光量閾値Ａ以下の場合は黒トナー、光量閾値以上の場合は色トナーと判断する。
【００５３】
黒トナーのパッチ色と判定された場合、トナー付着量算出部７０５は、黒トナーパッチの濃度を判定する（ステップＳ８０３）。
【００５４】
黒トナーパッチの濃度は正反射光量データから判定することができる。図１０（ａ）に示す通り、黒トナーと担持体とでは正反射率が大きく異なるため、正反射光量データからパッチ濃度を判定することができる。
【００５５】
正反射光量データが設定された光量閾値Ｂ以下の場合、トナー付着量算出部７０５は、反射位置検出による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Ｓ８０４）。一方、正反射光量データが光量閾値Ｂ以上の場合、トナー付着量算出部７０５は、低濃度領域と判断し、正反射光量データからトナー付着量を算出する。
【００５６】
ステップ８０５において、トナー付着量算出部７０５は色トナーパッチの濃度を判定する。色トナーパッチの濃度は乱反射光量データから判定することができる。図１０（ｂ）に示す通り、色トナーと担持体とでは乱反射率が大きく異なるため、乱反射光量からパッチ濃度を判定することができる。
【００５７】
乱反射光量データが設定された光量閾値Ｃ以上の場合、トナー付着量算出部７０５は、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Ｓ８０４）。
【００５８】
一方、乱反射光量データが光量閾値Ｃ以下の場合、トナー付着量算出部７０５は、低濃度領域と判断し、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Ｓ８０７）。
【００５９】
ステップＳ８０８では、トナー付着量算出部７０５は、ステップＳ８０６、Ｓ８０４又はＳ８０７で算出されたトナー付着量を出力する。画像形成装置は、ここで出力されたトナー付着量に基づいて、露光量、現像電圧、転写電流等の各種パラメータ（画像形成パラメータ）を制御する。
【００６０】
コントローラ２０７は、以上のトナー付着量測定装置１０７で高精度に計測されたトナー付着量に基づいて画像形成装置を制御する。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、乱反射量はフォトダイオードで測定し、正反射量と反射位置とを１つのラインセンサで測定する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００６２】
図１１は、第３の実施形態におけるトナー付着量測定装置１０７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１０７は、担持体１０１、１０６とトナーパッチ１０８に光を照射する為のレーザ光源１１０１、レーザ光を小さくスポット状に集光する為の集光レンズ１１０２、反射光をトナーパッチ１０８の層厚に応じた撮像素子上に結像するための受光レンズ１１０３、受光レンズ１１３により結像された光の反射波形を撮像するラインセンサ１１０４、反射光の光量を測定するフォトダイオード１１０５、ラインセンサ１１０４とフォトダイオード１１０５で検出された信号からトナー付着量を算出するトナー付着量演算部１１０６、で構成される。
【００６３】
なお、本実施形態においては、受光レンズ１１０３及びラインセンサ１１０４は正反射光のみを受光する立体角内位置に配置し、１つのラインセンサ１１０４で正反射した光の反射位置と正反射光量を同時に検出する。また、乱反射位置に設置したフォトダイオード１１０５で乱反射光量を検出する。
【００６４】
以降、本実施形態においても第１、第２の実施形態同様に、パッチ濃度情報及びパッチ色情報に基づいて反射位置データ、乱反射光量データ及び正反射光量データから高精度にトナー付着量を計測し、画像形成装置を制御する。
【００６５】
以上説明した実施形態によれば、トナーパッチで反射した光の反射位置と正反射光量と乱反射光量を検出する。そして、測定するトナーパッチの濃度及び色に応じて適正な検出結果を選択、もしくは、ある重みをおいてトナー付着量を演算することで互いに精度が不足する測定領域を補正するようにしているため、測定精度、測定範囲、直線性が向上する。
【００６６】
また、正反射光のみ、もしくは、乱反射光のみを結像・受光する位置に反射位置検出用の結像レンズと撮像素子を配置することで、１つの撮像素子で２つの情報（反射位置情報と正反射光、もしくは、乱反射光の光量情報）を同時に計測することが可能となる。従って、使用するセンサ数が一つ減るため、トナー付着量測定装置のサイズの縮小やコスト・信号配線の低減等の効果が得られる。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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】
【００７３】
【図１】第１〜第３の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】トナー付着量測定装置によって測定された付着量データに基づき、コントローラで画像形成プロセスを制御する際の制御構成を示すブロック図である。
【図３】第１及び第２の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】トナー付着量を測定する手順、及び、ラインセンサで検出される反射波形とフォトダイオードで検出される反射光量を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態におけるトナー付着量演算のプロセスを説明するためのブロック図である。
【図６】第１の実施形態におけるトナー付着量演算部の処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態におけるトナー付着量演算のプロセスを説明するためのブロック図である。
【図８】第２の実施形態におけるトナー付着量演算部の処理を示すフローチャートである。
【図９】トナーパッチの色と乱反射光量との関係を示す図である。
【図１０】トナーパッチの色と正反射光量との関係を示す図である。
【図１１】第３の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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【図１０】
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【図１１】
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