(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置であって、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも小さい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置であって、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも強い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記印刷データは、第１のトナーパッチを表す第１の印刷データと、第２のトナーパッチを表す第２の印刷データとを含み、
前記第１の印刷データが前記印刷部に入力されてから所定時間後に前記第２の印刷データは前記印刷部に入力され、
前記受光手段は受光した光の光量から前記第１のトナーパッチが前記光が投光される位置に到達したことを検出し、
前記制御部は、該第１のトナーパッチの検出から前記所定時間後に、前記第２の印刷データに従って、前記投光手段に前記第１の強度の光と前記第２の強度の光とを切り替えさせる
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記印刷データが前記印刷部に入力されてから、当該印刷データに従うトナーパッチが前記光が投光される位置に到達するまでにかかる所要時間を保持していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項５】
前記受光手段によって測定される光量が所定の範囲内となるように、前記投光手段が投光する光の強度を設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷手段と、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定手段と、を備える印刷装置であって、
前記測定手段は、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも小さい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷手段と、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定手段と、を備える印刷装置であって、
前記測定手段は、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも強い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
前記印刷手段は、前記算出手段が算出したトナー量を参照して、印刷媒体上に印刷される画像が理想的な色となるように印刷制御を行うことを特徴とする、請求項６又は７に記載の印刷装置。
【請求項９】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置が行う測定方法であって、
前記測定装置の投光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光工程と、
前記測定装置の受光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光工程と、
前記測定装置の算出手段が、前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出工程と、
を備え、
前記投光工程では、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１０】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも小さい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置が行う測定方法であって、
前記測定装置の投光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光工程と、
前記測定装置の受光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光工程と、
前記測定装置の算出手段が、前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出工程と、
を備え、
前記投光工程では、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも強い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１１】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置であって、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御手段と、
前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光するように制御する
ことを特徴とする測定装置。
【請求項１２】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷手段と、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定手段と、を備える印刷装置であって、
前記測定手段は、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御手段と、
前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光するように制御する
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項１３】
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置が行う測定方法であって、
前記測定装置の制御手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御工程と、
前記測定装置の演算手段が、前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算工程と、
を備え、
前記制御工程では、
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光するように制御する
ことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体上のトナー量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いる画像形成装置が出力する色は、環境によって変動する。例えば、温度・湿度が変動すると、潜像電位、トナー補給量、転写効率なども変化する。こうして、感光ドラムや転写ベルトに付着するトナーの量は一定にならない。そこで従来から、計測されたトナーの付着量に基づいて、露光量、現像電圧、転写電流などを制御する技術が開発されている。例えば特許文献１に記載の方法によれば、パッチデータに基づいて形成されたパッチに対して光が投射される。パッチによって反射された光を検出することにより、トナー量を計測することができる。
【０００３】
特許文献２には、光学式変位計が開示されている。特許文献２の光学式変位計は、反射光の強度が適正となるように、入射光の強度をフィードバック制御する。反射光の強度が弱すぎると正確な測定をすることは困難である。また、反射光の強度が強すぎると受光部が出力する測定値が飽和してしまう。これらの課題に対処するために、特許文献２においてはフィードバック制御が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２７３３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
黒ベタのパッチと、スクリーン技術（ハーフトーン技術、ディザリング技術を含む）を用いて形成されたパッチとの間では、付着するトナー量が異なる。従って、スクリーンが用いられている画像の形成を適切に制御するためには、スクリーンを用いて形成されたパッチのトナー量を計測する必要がある。しかしながらスクリーンを用いて形成されたパッチには、トナーが付着している部分と媒体が露出している部分とが混在している。さらには、トナーが付着している部分と媒体が露出している部分とが百数十μｍ間隔で繰り返すことも多い。トナーと媒体とは異なる反射率を有するため、このような精細なパッチを測定する際にフィードバック制御を行っても、受光量は安定しないだろう。
【０００６】
本発明は、精細なパターンを有するパッチ上のトナー量をより正確に測定することを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の測定装置は以下の構成を備える。すなわち、
印刷データに従って第１の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置であって、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第１の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を投光する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、精細なパターンを有するパッチ上のトナー量をより正確に測定することを可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例に係る印刷装置の構成の一例を示す図
【図２】第１の実施例に係る印刷装置の制御ブロック図
【図３】第１の実施例に係る測定装置の構成の一例を示す図
【図４】第１の実施例に係るトナー量の測定方法を示す図
【図５】第１の実施例に係る演算部３０６の詳細ブロック図
【図６】第１の実施例に係るピーク位置の検出方法を示す図
【図７】第１の実施例に係るレーザ光源３０１の光量制御方法を示す図
【図８】第１の実施例に係る測定装置の制御ブロック図
【図９】第２の実施例に係るレーザ光源３０１の光量設定方法を示す図
【図１０】第２の実施例に係るレーザ光源３０１の光量設定方法を示す図
【図１１】第３の実施例に係る測定信号の補正方法を示す図
【図１２】第１の実施例に係る処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１１】
［実施例１］
本実施例では、電子写真方式の画像形成装置における、トナー量の測定方法について説明する。図１（ａ）は、本実施例に係る画像形成装置の一例である。帯電ローラ１０４は、感光ドラム１０１の表面を帯電させる。次に露光用レーザ１０２とポリゴンミラー１０３とが、パッチデータに従って、感光ドラム１０１上に静電潜像を作成する（印刷部）。そして現像器１０５は感光ドラム１０１上にトナーパッチ１０８を形成する。感光ドラム１０１は駆動部（不図示）によって駆動され、感光ドラム１０１上のトナーパッチ１０８は転写ベルト１０６へと転写される。そして、転写ベルト１０６も駆動部（不図示）によって駆動され、転写ベルト１０６上のトナーパッチ１０８は記録媒体上に転写される。こうして、記録媒体上（印刷媒体上）に画像が形成される。
【００１２】
現像器１０５によって形成されたトナーパッチ１０８（転写部上のトナーパッチ）のトナー量は、測定装置１０７によって測定される。本実施例においては、感光ドラム１０１上のトナーパッチ１０８を、測定装置１０７は測定する。しかしながら測定装置１０７は、任意の媒体上のトナーパッチを測定することができる。例えば図１（ｂ）に示されるように、転写ベルト１０６上のトナーパッチ１０８を、測定装置１０７が測定することもできる。本明細書において、感光ドラム１０１を担持体と呼ぶことがある。また、転写ベルト１０６を転写部と呼ぶことがある。本実施例においては、測定装置１０７は、媒体上に担持されているトナーパッチ１０８のトナー量を測定する。測定装置１０７による測定対象は感光ドラム１０１及び転写ベルト１０６に限定されず、トナーを担持する任意の媒体であってよい。本明細書において「担持体又は転写部」との語は、トナーを担持する任意の媒体を意味する。例えば「担持体又は転写部」は、例えば紙のような印刷媒体へと転写されるトナー像を一時的に担持するように構成されることができる。
【００１３】
本実施例に係る測定装置１０７の一例を、図３に示す。レーザ光源３０１は、担持体（及び担持体上のトナーパッチ１０８）に対して光を投光する（投光手段）。集光レンズ３０２は、レーザ光源３０１からのレーザ光を、担持体表面上（転写部表面上）の光照射点に集光する。受光レンズは３０３、担持体からの反射光をラインセンサ３０４（受光手段）の撮像素子上に結像する。受光レンズ３０３は、光が反射された位置の担持体表面からの距離に応じて、対応する撮像素子に反射光を結像させるように構成されている。このようにラインセンサ３０４のそれぞれの撮像素子に入射した光の強度に基づいて、トナー層の厚さを決定することができる。
【００１４】
演算部３０６は、ラインセンサ３０４によって生成された信号を解析することにより、トナー層の厚さ及びトナー量を算出することができる。本実施例においては、ラインセンサ３０４を用いて、乱反射された光の反射位置と光量を同時に検出する。担持体上で正反射された光を測定できる位置にフォトダイオード３０５を設置してもよい。
【００１５】
測定装置１０７がトナー量を測定する方法について、図４を用いて詳しく説明する。図４（Ａ）に示すようにまず、レーザ光源３０１からのレーザが、トナーパッチが形成されていない担持体表面を照射するように、担持体が駆動される。すると担持体表面に乱反射された光がラインセンサ３０４に入射する。こうしてラインセンサ３０４は、図４（Ｃ）に示す乱反射波形４０１を得る。乱反射波形４０１は、ラインセンサ３０４に入射した光の、受光位置に対する強度分布を示す。
【００１６】
次に図４（Ｂ）に示すように、レーザ光源３０１からのレーザがトナーパッチ１０８を照射するように、担持体が駆動される。するとトナーパッチ１０８に乱反射された光がラインセンサ３０４に入射する。こうしてラインセンサ３０４は、図４（Ｄ）に示す乱反射波形４０３を得る。
【００１７】
実際には担持体はある一定の速度（プロセススピード）で駆動される。したがって、トナーパッチ１０８は自動的に測定装置１０７の下を通過する。ラインセンサを十分短い周期で連続的に動作させることにより、ラインセンサ３０４は、複数のトナーパッチ１０８の位置に対応する波形データを複数取得することができる。
【００１８】
図５は、演算部３０６の構成の一例を示す。図５を参照して、トナー量の算出処理について説明する。ラインセンサ３０４によって検出された波形データは、記憶部５０１に記憶される。位置検出部５０２は、記憶部５０１に記憶されている波形データが示す波形のピーク位置を検出する。ここでピーク位置とは、最も高い強度を示す画素位置を示す。位置検出部５０２は、担持体表面で反射された光の波形４０１と、トナーパッチ上で反射された光の波形４０３とを比較する。そして位置検出部５０２は、波形４０１と波形４０３との間でのピーク位置の移動量を検出する。ピーク位置の移動量は、担持体表面からのトナーの高さに相当する。
【００１９】
光量算出部５０３は、記憶部５０１に記憶されている波形データが示す波形のピーク部分の面積を計算する。詳細には、光量算出部５０３は、担持体表面で反射された光の波形４０１と、トナーパッチ上で反射された光の波形４０３とについて、ピーク部分の面積を計算する。そして光量算出部５０３は、波形４０１と波形４０３との間でのピーク部分の面積の変化量を検出する。ピーク部分の面積の変化量は、乱反射光量の変化量に対応する。
【００２０】
トナー量算出部５０５は、位置検出部５０２が検出したピーク位置の移動量と、光量算出部５０３が検出したピーク部分の面積の変化量とに基づいて、担持体上のトナー量を算出する。トナー量の算出は例えば、トナー量算出部５０５が保持しているルックアップテーブルに基づいて行うことができる。適切な計算式に従ってトナー量算出部５０５が計算を行うことにより、トナー量を算出することもできる。
【００２１】
上述のようにラインセンサ３０４は、複数のトナーパッチ１０８の位置に対応する波形データを取得することができる。トナー量算出部５０５は、それぞれの波形についてトナー量（トナーの厚み）を算出することができる。トナー量算出部５０５は、トナーパッチ１０８のそれぞれの位置に対応するトナー量から、トナーパッチ１０８全体についてのトナー量を計算することもできる。
【００２２】
上述のように位置検出部５０２（及び光量算出部５０３）は、波形４０１，４０３中のピークを検出する。本実施例において位置検出部５０２は、ピークを検出するためにガウス関数とのフィッティングを行う。位置検出部５０２は最小二乗法を用いてフィッティングを行う。そして、フィッティング後のガウス関数のパラメータを用いてピーク位置を検出する。
【００２３】
ガウス関数は釣鐘型のピークを持つ、式（１）で示される関数である。式（１）において、μはピーク位置のＸ座標を示すパラメータである。また、Ａはピークの高さ及び幅を示すパラメータである。
【数１】
0005414922.tif 000002
この式を波形データにフィッティングすることにより得られるμ及びＡを、波形の特徴量とすることができる。位置検出部５０２はこうして得られたパラメータμからピーク位置を求めることができる。
【００２４】
本実施例ではガウス関数とのフィッティングが行われた。しかしながら、ガウス関数以外の式とのフィッティングが行われてもよい。たとえば、例えばローレンツ関数（式（２））や二次関数（式（３））を用いることもできる。また、最大値を検出することによりピーク位置を求めてもよい。
【数２】
0005414922.tif 000003
【００２５】
図２は、本実施例に従う画像形成装置が行う印字プロセスを示すブロック図である。画像形成プロセス２０１においては、帯電工程２０２、露光工程２０３、現像工程２０４、転写工程２０５及び定着工程２０６が順次行われる。本実施例においては、現像工程２０４又は転写工程２０５の後に、測定工程２０７が行われる。測定工程２０７において測定装置１０７は、トナーパッチ１０８のトナー量を測定する。測定工程２０７における測定結果に従って、転写制御工程２０８と、現像制御工程２０９と、露光制御工程２１０とが行われる。
【００２６】
トナーパッチ１０８を形成するために用いられたパッチデータと、測定工程２０７における測定結果との比較結果に基づいて、形成される画像が理想的な色となるように各印刷制御工程２０８〜２１０は行われる。例えば、転写制御工程２０８においては転写工程２０５における転写電流が制御される。現像制御工程２０９においては、現像工程２０４における現像バイアス電圧又はトナー補給量が制御される。露光制御工程２１０においては、例えば階調γ特性が制御される。
【００２７】
露光制御工程２１０においては、露光用レーザ１０２の出力が直接制御されてもよい。一方で露光制御工程２１０においては、画像形成装置を駆動するのに用いられる印字データの生成が制御されてもよい。例えば、本実施例に係る画像形成装置が入力された画像データを印字データへと変換する処理が、露光制御工程２１０において制御されてもよい。また、本実施例に係る画像形成装置へと入力される印字データをコンピュータなどの情報処理装置が画像データから生成する処理が、露光制御工程２１０において制御されてもよい。各印刷制御工程２０８〜２１０は、例えば図８に示されるコントローラ５０６が行うことができる。
【００２８】
上述のように位置検出部５０２（及び光量算出部５０３）は、波形４０１，４０３中のピークを検出する。しかしながら、ピーク検出の精度はラインセンサ３０４に入射する光の強度に依存する。以下で図６を用いて、光量とピーク検出精度との関係を説明する。図６（Ａ）においては、撮像波形６０１に対して、波形６０２がフィッティングされている。図６（Ａ）に示されるように、撮像波形６０１のピーク位置と、波形６０２のピーク位置との間にはズレが存在する。
【００２９】
図６（Ｂ）のグラフは、レーザ光源３０１の出力レーザパワーと、上述のズレとの関係を示す。図６（Ｂ）に示されるように、レーザパワーが減少するとズレは増加する。すなわち、レーザパワーをより高くすることにより、より正確なフィッティングを行うことが可能となる。この結果、ピーク位置をより正確に検出することが可能となる。
【００３０】
しかしながら一般的に、担持体の反射特性とトナー面の反射特性とは一致しない。図４の例においては、担持体の反射率は、トナー面の反射率よりもより低い。従って、担持体に反射され、ラインセンサ３０４に入射する光の光量はより小さい。一方でトナー面に反射され、ラインセンサ３０４に入射する光の光量はより大きい。入射光量が大きすぎると、ラインセンサ３０４によって測定される光量値が飽和してしまい、正確な波形を得られなくなってしまう。
【００３１】
以上のように、レーザ光源３０１の適正な出力は、光が担持体面に入射するか、トナー面に入射するのかによって異なる。本実施例では、ラインセンサ３０４による測定値が飽和しないように、かつラインセンサ３０４に入射する光量が十分に大きくなるように、レーザ光源３０１の出力が制御される。本実施例においては、レーザ光源３０１からの光が入射する点の反射率に応じて、レーザ光源の出力が制御される。例えば、レーザ光源３０１からの光が担持体面に入射するのかトナー面に入射するのかが判断される（判断手段）。この判断結果に応じて、レーザ光源３０１の出力が制御される。
【００３２】
一般的には担持体の反射率は低く、トナーの反射率が高い。この場合レーザ光源３０１は、担持体面に対してより強い光を投射し、トナー面に対してより弱い光を投射すればよい。こうしてより正確に波形のピーク位置を検出することができるために、より正確にトナー量を測定することができる。
【００３３】
光量の制御方法について図７を参照してより詳しく説明する。図７においては、トナー７０２，７０３が付着した担持体７０１が、測定装置１０７を通過する。担持体７０１上の位置Ｐ０が測定装置１０７を通過する時刻をｔ０とする。同様に、担持体７０１上の位置Ｐ１〜Ｐ５が測定装置１０７を通過する時刻を、ｔ１〜ｔ５とする。
【００３４】
図７においては、Ｐ０とＰ１との間、Ｐ２とＰ３との間、及びＰ４とＰ５との間にトナーが付着している。トナーが付着する位置の制御は露光用レーザ１０２へと入力される制御信号によって行われる。露光用レーザ１０２に制御信号が入力されてから、この制御信号に従って形成されたトナー像が測定装置１０７を通過するまでの所要時間は通常一定である。したがって、測定装置１０７の制御部８０１がこの制御信号を取得することにより、測定装置１０７は時刻ｔ０〜ｔ５を知ることができる。例えば、トナー７０３の生成を開始する制御信号（位置Ｐ２に相当する）が入力されてから上述の所要時間後が、時刻ｔ２となる。こうして測定装置１０７の制御部８０１は、レーザ光源３０１の出力を制御するタイミング信号を生成することができる。
【００３５】
このタイミング信号に従ってレーザ光源３０１を駆動することにより、ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、及びｔ４〜ｔ５において、レーザ光源３０１の出力を落とすことができる。例えば、ｔ２〜ｔ３においてはレーザ光源３０１の光量が７１２のようにより低くされる。また、ｔ３〜ｔ４においてはレーザ光源３０１の光量が７１１のようにより高くされる。
【００３６】
別の方法として、トナー７０２（第１のトナーパッチ）をトリガーとして用いることにより、測定装置が時刻ｔ０及びｔ１が来たことを知ることもできる。すなわち、第１の制御信号（第１の印刷データ）に従って露光用レーザ１０２を駆動することにより、トナー７０２のような所定のパターンが担持体７０１上に形成される。測定装置１０７がこの所定のパターンが到達したことを確認した時に、測定装置１０７は時刻ｔ０及びｔ１が来たことを知ることができる。また、第１の制御信号が露光用レーザ１０２に入力されてから所定時間後（ｔ２−ｔ０）に、トナー７０３（第２のトナーパッチ）を示す第２の制御信号（第２の印刷データ）が露光用レーザ１０２に入力される。すなわち測定装置１０７は、時刻ｔ０から所定時間が経過した時に、トナー７０３が到達したものと判断することができる。
【００３７】
露光用レーザ１０２へと入力される制御信号を取得することにより、測定装置１０７は時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間を知ることができる。同様に測定装置１０７は時間ｔ２〜ｔ３、時間ｔ３〜ｔ４、及び時間ｔ４〜ｔ５を知ることもできる。こうして、測定装置１０７は時刻ｔ２〜ｔ５を知ることができる。
【００３８】
測定装置１０７の一例を示す図８と、測定装置１０７が行う処理の一例を示す図１２とを用いて、本実施例に係る処理を説明する。ステップＳ１３０１において制御部８０１が有するタイミング生成部８０５は、印刷データ生成部５０７からトナー位置情報７０６を取得する。入力された画像データに基づいて画像を印刷する場合、印刷データ生成部５０７は画像データに基づいて露光用レーザ１０２を制御するための印刷データを生成する。図１２のフローチャートにおいては、トナー量の測定が行われるため、印刷データ生成部５０７は所定の測定パッチを印刷するための印刷データを生成する。
【００３９】
露光用レーザ１０２、ポリゴンミラー１０３、帯電ローラ１０４及び現像器１０５は、印刷データ生成部５０７が生成した印刷データに基づいて感光ドラム１０１上にトナーを付着させる。タイミング生成部８０５はこの印刷データを取得し、担持体上のどの位置にトナーが付着するのかを示すトナー位置情報７０６を抽出する。得られたトナー位置情報７０６は、タイミング生成部８０５が有する情報保持部８０４に格納される。ステップＳ１３０１においてタイミング生成部８０５はさらに、レーザ光源３０１に印刷データが入力されてから、形成されたトナー像が測定装置１０７を通過するまでの時間を示す、速度情報７１０を取得する。
【００４０】
ステップＳ１３０２においてタイミング生成部８０５は、レーザ光源３０１の出力を切り換えるタイミングを示すタイミング信号８０７を生成する。タイミング信号８０７は、図７を用いて説明したように、タイミング生成部８０５によって生成されることができる。すなわちタイミング生成部８０５は、トナー位置情報７０６に従って、レーザが照射される位置にトナーが存在するか否かを判断し、タイミング信号８０７を生成する。
【００４１】
ステップＳ１３０３においてタイミング生成部８０５は、生成したタイミング信号８０７を光量切換部８０８に送る。ステップＳ１３０４において制御部８０１が有する光量切換部８０８は、タイミング信号８０７に従って、規定された強度のレーザを放出するようにレーザ光源３０１の出力を切り換える。ステップＳ１３０５において、ラインセンサ３０４が測定した波形に基づいて、演算部３０６は感光ドラム１０１上のトナー量を算出する。算出されたトナー量はコントローラ５０６へとフィードバックされる。コントローラ５０６は、トナー量に応じて、印刷データ生成部５０７及びプロセス制御部５０８を制御する。
【００４２】
本実施例においては、担持体上のトナーの有無に応じて、入射光強度を変化させる方法について主に説明した。しかしながら、担持体上のトナーの種類に応じて入射光強度を変化させることもできる。例えば、タイミング生成部８０５は、どの色のトナーが担持体上のどの位置に付着するのかを示すトナー位置情報７０６を取得することができる。こうしてタイミング生成部８０５は、トナーの色に合った強度の光を投射するように、光量切換部８０８及びレーザ光源３０１を制御することができる。例えば、ＣＭＹＫ４色のそれぞれのトナーに対して、異なる強度の光が投射されてもよい。
【００４３】
さらに光量切換部８０８は、担持体の光反射率を考慮して、レーザ光源３０１が投射する光強度を制御することもできる。また、担持体上のトナーの有無に応じて、光量切換部８０８がラインセンサ３０４の受光感度を制御することもできる。本実施例においては担持体よりもトナーの方が光反射率が低いものとして説明を行った。しかしながら、本実施例の方法は担持体よりもトナーの方が光反射率が高い場合にも適用可能である。この場合、トナー面に対するレーザ光強度を、担持体に対するレーザ光強度（第１の強度）よりも弱くすればよい。
【００４４】
また本実施例においてタイミング生成部８０５は、レーザ光源３０１に印刷データが入力されてから、形成されたトナー像が測定装置１０７を通過するまでの時間を示す、速度情報７１０をプロセス制御部５０８から取得した。しかしながら、印刷データ生成部５０７が生成した所定の印刷データをレーザ光源３０１に入力してから、測定装置１０７がこの印刷データに従うトナー像を観測するまでの時間が、実際に測定されてもよい。
【００４５】
［実施例２］
本実施例では、実施例１に従ってトナー量を測定する前に、既知の大きさのパッチを測定することによりベルト搬送速度と適切な投射光量とを決定する。本実施例において、実施例１と同様の要素については同一の符号が付されており、その説明は省略される。図９は、本実施例を説明するための図である。本実施例においては、担持体７０１上に形成した既知の長さのトナー７０２，７０３を、一定出力のレーザ光源３０１を用いて測定する。パッチの長さＬ（９０５）は、例えば測定装置１０７の近傍に配置された装置を用いて測定することができる。
【００４６】
ラインセンサは、担持体７０１又はトナー７０２，７０３のトナー面が反射した光の強度を測定する。こうして演算部３０６は、光量プロファイル９０３を得ることができる。光量プロファイル９０３によれば、長さＬのトナー７０３が通過するのにかかる時間はΔｔ＝ｔ３−ｔ２である。こうして、担持体の搬送速度をＳ＝Ｌ／Δｔとして算出することができる。複数のパッチを測定し、統計値、例えば平均値を求めることにより、担持体の搬送速度を算出することもできる。
【００４７】
光量プロファイル９０３からは、トナー面で反射された光の光量９０１と、担持体面で反射された光の光量９０２とを知ることができる。これらを用いて、図７における光量７１１と７１２とを決定することができる。光量７１１，７１２を決定する際には、ラインセンサ３０４の測定値が所定の範囲内となるようにする。例えば、ラインセンサ３０４の測定値が飽和しないようにする必要がある。例えば図１０に示すように、ラインセンサ３０４によって出力される波形１００１において、出力電圧が飽和電圧レベル１００２を超えないようにする必要がある。
【００４８】
これを防ぐためには、飽和電圧レベルより低い許容範囲１００３にピーク電圧１００４が収まるように、レーザ出力又はセンサ感度を設定すればよい。例えば、レーザ光源３０１の出力を変化させながら測定を繰り返すことにより、適切な光量７１１，７１２を決定することができる。
【００４９】
測定された搬送速度、又は決定された光量は、例えば光量切換部８０８に記憶されてもよい。この場合、トナー量の測定を開始する場合に毎回、これらの測定を行う必要はない。所定枚数の印刷が行われるか、又はラインセンサ３０４が出力するピーク電圧が変動した場合に、再び測定が行われればよい。また、トナーの色に応じて異なる光量７１１，７１２が決定されてもよい。
【００５０】
［実施例３］
実施例１においては、担持体上のトナーの有無に応じて、入射光強度が変化した。従って、担持体又はトナー面に反射された光量を得るためには、ラインセンサ３０４による測定値を入射光強度に従って補正する必要がある。以下では、ラインセンサ３０４による測定値を補正する方法について説明する。本実施例において、実施例１及び２と同様の要素については、同一の符号が付され、説明は省略される。
【００５１】
図１１は、光量を７１１又は７１２に切り換えながらトナー付着量を測定した場合の、信号の時間変化を示す。図１１の１１０１は光量タイミングチャートである。反射率の低い担持体７０１を測定している時は、大きな光量７１１のレーザが照射される。また、反射率の高いトナー７０３を測定している時は、小さな光量７１２のレーザが照射される。したがって、ラインセンサ３０４は変動の少ない波形１１０２のような信号を出力する。
【００５２】
波形１１０２に対して、光量７１１と光量７１２との比を乗じることにより、反射光の強度を正しく反映した波形１１０３を得ることができる。具体的には、演算部３０６はタイミング信号８０７をタイミング生成部８０５から取得する。また演算部３０６は、光量切換部８０８が有している光量７１１及び７１２を示す値を取得する。こうして演算部３０６は、ラインセンサ３０４から取得した波形１１０２を補正する。
【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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【図１２】
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