(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知方法において、
前記画像に第１の光路から光を照射して前記画像から反射される正反射光を第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される拡散反射光を第２の受光手段によって検知し、
前記画像に前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射して前記画像から反射される拡散反射光を前記第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される正反射光を前記第２の受光手段によって検知し、
前記第１および第２の受光手段によって検知された前記正反射光および前記拡散反射光に基づいて前記画像の濃度を検知することを特徴とする画像濃度検知方法。
【請求項２】
前記画像の前記濃度の検知は、前記第１の光路からの前記光の前記正反射光と前記拡散反射光を比較する第１の演算、前記第２の光路からの前記光の前記正反射光と前記拡散反射光を比較する第２の演算、および前記第１および第２の演算の結果を比較する第３の演算によって行われる請求項１記載の画像濃度検知方法。
【請求項３】
前記第１および第２の演算の比較は、差を算出する減算であり、前記第３の演算は、前記差の平均値を算出する請求項２記載の画像濃度検知方法。
【請求項４】
前記第１および第２の演算の比較は、除算であり、前記第３の演算は前記除算の結果に所定の演算を施す請求項２記載の画像濃度検知方法。
【請求項５】
像担持体に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知装置において、
前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、
前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、
前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段を備え、
前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、
前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像濃度検知装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記第１の受光手段が受光する前記正反射光と前記第２の受光手段が受光する前記拡散反射光を比較する第１の演算、前記第１の受光手段が受光する前記拡散反射光と前記第２の受光手段が受光する前記正反射光を比較する第２の演算、および前記第１および第２の演算の結果を比較する第３の演算を実行する構成の請求項５記載の画像濃度検知装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記第１および第２の演算の比較として前記正反射光と前記拡散反射光の間で減算を行って差を算出し、前記第３の演算の比較として前記第１および第２の演算における前記差の平均値を算出する構成の請求項６記載の画像濃度検知装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記第１および第２の演算の比較として前記正反射光と前記拡散光の間で除算を行って除算結果を算出し、前記第３の演算の比較として前記第１および第２の演算における前記除算結果に所定の演算を施す構成の請求項６記載の画像濃度検知装置。
【請求項９】
像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記濃度を制御する画像濃度制御方法において、
前記画像に第１の光路から光を照射して前記画像から反射される正反射光を第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される拡散反射光を第２の受光手段によって検知し、
前記画像に前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射して前記画像から反射される拡散反射光を前記第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される正反射光を前記第２の受光手段によって検知し、
前記第１および第２の受光手段によって検知された前記正反射光および前記拡散反射光に基づいて前記画像の濃度を検知し、
検知した前記濃度に基づいて前記画像の前記濃度を所定の濃度に制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項１０】
前記像担持体の前記画像の形成は、感光体への帯電、前記感光体の前記画像に応じた露光に基づく静電潜像の形成、および前記静電潜像をトナー像にする現像によって行われ、
前記所定の濃度の制御は、前記帯電の電荷量、前記露光の光量、および前記現像の現像電圧およびトナー供給量の少なくとも１つを調整することによって行われる請求項９記載の画像濃度検知方法。
【請求項１１】
画像形成手段によって像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記濃度を制御する画像濃度制御装置において、
前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、
前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、
前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段と、
前記演算手段によって演算された前記濃度に基づいて前記濃度を所定の濃度に制御する制御手段を備え、
前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、
前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像濃度制御装置。
【請求項１２】
前記画像形成手段は、感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体を前記画像に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像にする現像手段を有し、
前記制御手段は、前記帯電手段、露光手段、および前記現像手段の少なくとも１つの画像形成条件を制御する構成の請求項１１記載の画像濃度制御装置。
【請求項１３】
像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記像担持体に所定の濃度の画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体に前記画像を形成する画像形成手段と、
前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、
前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、
前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段と、
前記演算手段によって演算された前記濃度に基づいて前記濃度を前記所定の濃度に制御する制御手段を備え、
前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、
前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
前記画像形成手段は、感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体を前記画像に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像にする現像手段を有し、
前記制御手段は、前記帯電手段、前記露光手段、および前記現像手段の少なくとも１つの画像形成条件を制御する構成の請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記帯電手段は、グリッド電源から所定のグリッド電圧を印加されるグリッド電極を有したスコロトロン帯電器であり、
前記露光手段は、前記画像に応じたレーザー光を出射するレーザー出力部と、前記レーザー光の光量を制御する光量コントローラを有し、
前記現像手段は、現像ロールを駆動する現像ロール駆動モータと、トナー供給ディスペンサを駆動するディスペンサ用モータを有し、
前記制御手段は、前記グリッド電源、前記光量コントローラ、前記現像ロール駆動モータ、および前記ディスペンサ用モータの少なくとも１つを制御して前記画像を前記所定の濃度にする構成の請求項１４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置に関し、特に大きなダイナミックレンジを有し、かつ、トナーの汚れによって検出精度が低下するのを防止した画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の画像濃度検知装置として、例えば、特開昭６２−２８０８６９号公報、特開平２−２１０３７０号公報、特開平２−２４６９８４号公報（特公平７−９５２０８号公報）、特開平３−２０９２８１号公報、等に示されるものがある。
【０００３】
図６は、これらの公報に示される従来の画像濃度検知装置を一般化した構成を示し、波長が９５０ｎｍ付近の赤外光を感光体ドラム２上のトナー像（例えば、カラーパッチ）２５へ出射する赤外ＬＥＤ２１と、トナー像２５からの正反射光を受光する第１のホトダイオード２２と、トナー像２５からの拡散反射光を受光する第２のホトダイオード２３と、外部からのノイズ光を遮断しながら赤外光ＬＥＤ２１、第１および第２のホトダイオード２２、２３を収容するハウジング２６を有している。
【０００４】
図７はイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびサイアン（Ｃ）のカラートナーの反射スペクトルを示し、赤外ＬＥＤ２１が出射する波長が９５０ｎｍ付近の赤外光はＹ、Ｍ、Ｃのカラートナーに対して等しい反射率を有している。
【０００５】
以上の構成において、感光体ドラム２にＹ、Ｍ、Ｃあるいはブラック（Ｋ）のトナー像２５を形成し、このトナー像２５に赤外ＬＥＤ２１から波長が９５０ｎｍ付近の赤外光を出射すると、第１のホトダイオード２２は正反射光を受光し、第２のホトダイオード２３は拡散反射光を受光してそれぞれ受光量に応じた素子出力を発生する。
【０００６】
図８はトナー像２５の画像濃度すなわち、トナー付着量に応じた素子出力および演算値を示し、第１のホトダイオード２２の素子出力に基づく拡散反射光成分ａと、第２のホトダイオード２３の素子出力に基づく拡散反射光成分ｂと、図示されない演算回路によって演算された正反射成分ａと拡散反射成分ｂの演算値（ａ−ｂ）が示されている。正反射成分ａはトナー付着量が増加すると、飽和する傾向が見られるが、演算結果（ａ−ｂ）はトナー付着量が増加しても飽和しないので、大きなダイナミックレンジでトナー付着量を正確に検出することができる。
【０００７】
図９はＹ、Ｍ、ＣおよびＫのカラートナー像の正反射光に基づく素子出力の飽和特性を示したものであり、前述したように、何れのカラートナー像においてもトナー付着量が増加すると、正反射光の素子出力が飽和するので、正反射成分だけに基づいてトナー付着量を検出しようとすると、タイナミックレンジが小さくなることを示している。
【０００８】
図１０は図６に示した従来の画像濃度検知装置の汚れの影響を示している。この画像濃度検知装置は未定着トナー像の濃度を検出しているので、ホトダイオード２２、２３の受光面がトナー等によって汚れると、ホトダイオード２２の素子出力がａからａ’に低下し、ホトダイオード２３の素子出力がｂからｂ’に低下する。
【０００９】
図１１はホトダイオード２２、２３の素子出力が低下したときの画像濃度検知誤差を示す。図示から明らかなように、ホトダイオード２２、２３がともに同じ程度に汚れていれば、曲線（ａ’−ｂ’）で示すように、ホトダイオード２２、２３が同じ程度に汚れていないときの曲線（ａ−ｂ）とほぼ同じになって誤差を有しない演算値が得られる。しかし、ホトダイオード２２、２３の一方だけが汚れているとき、あるいは汚れの程度が異なるとき、曲線（ａ−ｂ’）あるいは（ａ’−ｂ）で示す演算値が得られる。その結果、トナー付着量の演算値が誤差±ｅを有することになる。この種の誤差±ｅがある限り、画像再現性の目標レベルを人間の色差認識限界値であるΔＥ＝３以下にすることができない。色差認識限界値については、ＣＯＬＯＲ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１４  Ｎｕｍｂｅｒ  ３，  Ｊｕｎｅ  １９８９の１３９〜１５１ページに述べられている。
【００１０】
一方、従来のトナー汚れ防止装置（トナー汚れ清掃装置）として、例えば、受光用開口面を下向きにするものが実開平２−１１９２７０号公報に、トナー付着防止のために回転する透明筒状ケースにホトダイオードを収容したものが特開平４−２６００７７号公報に、ホトダイオードを後退可能な構造にして感光体を取り外さないで清掃できるようにしたものが実開平５−４３１６５号公報にそれぞれ記載されている。
【００１１】
このトナー汚れ防止装置を従来の画像濃度検知装置に設けると、前述した誤差±ｅをある程度は解決することができる、と考えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の画像濃度検知装置によると、トナー汚れ防止装置を設けて２つの受光素子にトナー汚れの差が生じないようにすると、余分な機能を付加したことになるので、構造が複雑化し、コストアップになる。また、トナー汚れ防止装置を設けたとしても、２つの受光素子の清掃度に差が生じることが避け難いので、前述した誤差±ｅに基づく検出精度の低下が生じ、人間の色差認識限界値以下の画像再現性を得ることができない。
【００１３】
従って、本発明の目的は２つの受光素子の汚れの差によって検出精度が低下するのを防ぎ、これによって人間の色差認識限界値以下の画像再現性を得ることができる画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的はトナー汚れ防止装置を設けなくとも高い検出精度で画像濃度を検出することができる画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は構造の複雑化とコストアップを抑え、かつ、光検知にとって避け難いノイズや迷光の影響を排除することができる画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を実現するため、第１の特徴により、像担持体に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知方法において、前記画像に第１の光路から光を照射して前記画像から反射される正反射光を第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される拡散反射光を第２の受光手段によって検知し、前記画像に前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射して前記画像から反射される拡散反射光を前記第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される正反射光を前記第２の受光手段によって検知し、前記第１および第２の受光手段によって検知された前記正反射光および前記拡散反射光に基づいて前記画像の濃度を検知することを特徴とする画像濃度検知方法を提供する。
【００１７】
本発明は、上記の目的を実現するため、第２の特徴により、像担持体に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知装置において、前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段を備え、前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像濃度検知装置を提供する。
【００１８】
本発明は、上記の目的を実現するため、第３の特徴により、像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記濃度を制御する画像濃度制御方法において、前記画像に第１の光路から光を照射して前記画像から反射される正反射光を第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される拡散反射光を第２の受光手段によって検知し、前記画像に前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射して前記画像から反射される拡散反射光を前記第１の受光手段によって検知するとともに、前記画像から反射される正反射光を前記第２の受光手段によって検知し、前記第１および前記第２の受光手段によって検知された前記正反射光および前記拡散反射光に基づいて前記画像の濃度を検知し、検知した前記濃度に基づいて前記画像の前記濃度を所定の濃度に制御することを特徴とする画像濃度制御方法を提供する。
【００１９】
本発明は、上記の目的を実現するため、第４の特徴により、画像形成手段によって像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記濃度を制御する画像濃度制御装置において、前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算された前記濃度に基づいて前記濃度を所定の濃度に制御する制御手段を備え、前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像濃度制御装置を提供する。
【００２０】
本発明は、上記の目的を実現するため、第５の特徴により、像担持体に形成された画像の濃度を検知して前記像担持体に所定の濃度の画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体に前記画像を形成する画像形成手段と、前記画像に第１の光路および前記第１の光路と異なる第２の光路から光を照射する第１および第２の光照射手段と、前記第１の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される正反射光および拡散反射光を受光し、前記第２の光路からの前記光に基づいて前記画像から反射される拡散反射光および正反射光を受光する第１および第２の受光手段と、前記第１の受光手段の前記正反射光および前記拡散反射光、および前記第２の受光手段の前記拡散反射光および前記正反射光に基づいて前記画像の濃度を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算された前記濃度に基づいて前記濃度を前記所定の濃度に制御する制御手段を備え、前記第１の照射手段および前記第１の受光手段は、前記像担持体の法線の両側に前記法線に対して第１の角度を有して配置され、前記第２の照射手段および前記第２の受光手段は、前記法線の両側に前記第１の角度とは異なる第２の角度を有して配置されたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態を示し、帯電された感光体ドラム２に記録画像に応じたレーザー光を出射するレーザー出力部１と、コンピュータ（図示せず）等のメモリから読み出された読出画像信号に所定の信号処理を施してレーザー出力部１へ記録画像信号を出力する信号処理部５と、感光体ドラム２を帯電するスコロトロン帯電器３と、レーザー光によって形成された感光体ドラム２の静電潜像をトナー現像する現像器６と、感光体ドラム２上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー像濃度検出部１２と、感光体ドラム２上のトナー像を用紙搬送路４に搬送される用紙に転写する転写器７と、用紙上の転写像を定着する定着器８と、感光体ドラム２の残留トナーを除去するクリーナ１１を有する。信号処理部５は原稿走査によって発生する原稿読取信号、あるいは原稿読取信号をストアするメモリから読み出される読出画像信号を入力して信号処理する構成であっても良い。
【００２３】
図２は図１の画像形成装置の制御系を示し、図１と同一の部分は同一の引用数字で示したので重複する説明は省略するが、トナー像濃度検出部１２より出力される濃度信号を演算して誤差を含まない補正濃度信号を出力する濃度演算部３１と、補正濃度信号を入力してトナー像の現像条件を制御する制御信号を出力する現像器制御部３２と、補正濃度信号を入力して静電潜像の形成条件を制御する制御信号を出力する画像濃度制御部３５と、現像器制御部３２から制御信号を入力して現像器６の現像ロールを所定の回転数で回転させる現像ロール駆動モータ３３と、現像器制御部３２から制御信号を入力して現像器６へトナーを供給するディスペンサのトナー供給量を所定の量にするディスペンサ用モータ３４と、画像濃度制御部３６から制御信号を入力してレーザー出力部１から出射されるレーザー光の光量を制御する光量コントローラ３６と、画像濃度制御部３６から制御信号を入力してスコロトロン帯電器３のグリットに制御された電圧を印加するグリット電源３７と、画像濃度制御部３５から制御信号を入力して感光体ドラム２に、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍのカラーパッチを形成する基準パターン信号を発生する基準パターン信号発生器３８を有する。
【００２４】
図３はトナー像濃度検知部１２を示し、感光体ドラム２の法線に対して角度θ１  （０＜θ１  ＜９０°）を有して設けられた第１の赤外ＬＥＤ２１と、法線に対して角度θ１  を有し、第１の赤外ＬＥＤ２１の反対側に設けられた第１のホトダイオード２２と、法線に対して角度θ２  （０＜θ２  ＜９０°）を有して設けられた第２の赤外ＬＥＤ２４と、法線に対して角度θ２  を有し、第２の赤外ＬＥＤ２４の反対側に設けられた第２のホトダイオード２３と、第１および第２の赤外ＬＥＤ２１、２４および第１および第２のホトダイオード２２、２３を収容するとともに外部のノイズ光、定着部８の熱線（赤外光）等の侵入を防ぐ、例えば、アルミニウムのハウジング２６を有している。感光体ドラム２には、カラーパッチ２５が形成されている。
【００２５】
以上の構成において、以下動作を説明する。
【００２６】
入力した読出画像信号は、信号処理部５で適切な信号処理を受けて記録画像信号にされてレーザー出力部１に入力され、レーザー光を変調する。このようにして、記録画像信号によって変調されたレーザー光が、感光体ドラム２にラスター照射される。
【００２７】
一方、感光体ドラム２はスコロトロン帯電器３によって一様に帯電され、レーザー光が照射されると、その表面には記録画像信号に対応した静電潜像が形成される。次いで、現像器６により静電潜像がトナー現像され、転写器７によってトナー像が用紙（図示せず）上に転写され、定着器８によって定着される。その後、感光体ドラム２はクリーナ１１によりクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。
【００２８】
以上の画像形成装置において、画像濃度制御部３５からの指示により基準パターン信号発生器３８から基準パターン信号がレーザー出力部１に送られ、感光体ドラム２に基準パターンのトナー像２５が形成される。例えば、トナー像２５は２０ｍｍ×２０ｍｍの領域に面積比にして６０％のカラートナーを有するようにして形成される。次に、トナー像濃度検出部１２によってこの基準パターンのトナー像２５の濃度が測定される。
【００２９】
図４はトナー像濃度検出部１２の駆動タイミングを示し、第１の赤外ＬＥＤ２１と第２の赤外ＬＥＤ２４が交互にオンされ、それぞれ波長が９５０ｎｍ付近の赤外光を出射する。第１の赤外ＬＥＤ２１がオンすると、第１のホトダイオード２２がトナー像２５からの正反射光を受光し、第２のホトダイオード２３が拡散反射光を受光する。一方、第２の赤外ＬＥＤ２４がオンすると、第２のホトダイオード２３がトナー像２５からの正反射光を受光し、第１のホトダイオード２２が拡散反射光を受光する。このようにして、第１および第２のホトダイオード２２、２３は受光量に基づく濃度信号をそれぞれ濃度演算部３１へ出力する。
【００３０】
図５は濃度演算部３１の演算内容を示し、（ａ−ｂ’）は、トナーの汚れのない受光面を通して受光されることによりレベル低下を生じていない正反射成分に基づく濃度信号ａと、トナーによって汚れている受光面を通して受光されることによりレベル低下を生じた拡散反射成分に基づく濃度信号ｂ’との差であり、（ａ’−ｂ）は、トナーによって汚れている受光面を通して受光されることによりレベル低下を生じた正反射成分に基づく濃度信号ａ’と、トナーの汚れのない受光面を通して受光されることによりレベル低下を生じていない拡散反射成分に基づく濃度信号ｂとの差である。
【００３１】
前述したように、第１の赤外ＬＥＤ２１がオンしたとき、トナー像濃度検出部１２より濃度信号ａ，ｂ’，あるいはａ’，ｂが濃度演算部３１へ出力され、第２の赤外ＬＥＤ２４がオンしたとき、濃度信号ａ’，ｂ，あるいはａ，ｂ’が出力される。
【００３２】
濃度演算部３１は入力した濃度信号ａ，ａ’，ｂ，ｂ’をメモリにストアした後、ｃ＝｛（ａ−ｂ’）＋（ａ’−ｂ）｝／２の演算を行って補正濃度信号ｃを現像器制御部３２と画像濃度制御部３５へ出力し、かつレベル低下の生じていない正反射成分に基づく濃度信号ａを現像器制御部３２へ出力する。
【００３３】
現像器制御部３２は、前述した６０％のカラーパッチの正反射成分に基づく濃度目標値として以下のテーブルを有する。
【表１】
0003591144.tif 000002
【００３４】
現像器制御部３２は、トナー像２５がイエロートナーで形成されている場合、濃度信号ａと目標値の３３％を比較し、かつ、補正濃度信号ｃを考慮した制御信号を発生して現像ロール駆動モータ３３とトナー供給用ディスペンサ用モータ３４の回転数を制御する。これによってトナー付着量が所定の値に制御される。
【００３５】
画像濃度制御部３５は、補正濃度信号ｃを入力すると、スコロトロン帯電器３のグリット電源３７およびレーザ出力部１の光量コントローラ３６を制御してスコロトロン帯電器３のグリット電圧およびレーザ出力部１より出射されるレーザー光の光量を所定の値にする。これによって静電潜像のコントラスト比が所定の値に制御される。
【００３６】
このようにして所定の画像濃度を有した品質の高い記録画像を得ることができる。
【００３７】
ここで、第１および第２の赤外ＬＥＤ２１、２４の点灯と第１および第２のホトダイオード２２、２３の出力の関係を整理すると、以下の通りである。
【表２】
0003591144.tif 000003
【００３８】
以上、本発明の画像形成装置を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形等が可能である。
（１）  読み取り用のカラーパッチを作らないで、通常の出力画像を用いてトナー像濃度検知を行ってもよい。
（２）  帯電量、露光量、現像バイアス、現像ロール回転数、トナー供給係数のうち少なくともいずれかの操作量を制御すれば良いが、これ以外の操作量を用いて  もよい。また、画像濃度制御あるいはトナー補給制御以外の制御にも適用することができる。
（３）  トナー濃度信号を、例えば、判断、警告表示、等に使用してもよい。
（４）  用紙上の転写像、中間転写体上のトナー像、あるいは定着後の画像の濃度を検出するようにしてもよい。
（５）  発光手段および受光手段の配置角度は、θ１  ＞θ２  でもよい。また、第２のホトダイオード２３を、感光体面の法線に対して、第１の赤外ＬＥＤ２１と同じ側に配置しているが、感光体面の法線に対して第１の赤外ＬＥＤ２１の反対側であってもよい。
（６）  発光手段として、例えば、ハロゲンランプ、レーザーダイオード、等を使用することができ、受光手段として、例えば、光電管、光電子増倍管、ホトコンダクター、等を使用することができる。
（７）  受発光手段に集光光学系を備えてもよい。
（８）  濃度演算は前述した減算に限定することなく、以下の除算や他の演算を用いてもよい。
【数１】
0003591144.tif 000004
（９）  演算式｛（ａ−ｂ’）＋（ａ’−ｂ）｝／２の代わりに以下の演算式を用いても良い。
【表３】
0003591144.tif 000005
（１０）受発光素子をそれぞれ、あるいは何れかを１つにし、正反射成分と拡散反射成分を受光できるように２つの位置間で移動できるようにしてもよい。
（１１）２つの受光素子が同じ程度に汚れているときは、前述した演算は省略してもよい。
（１２）２つの発光素子を同時にオンし、その前あるいは後に何れか１つの発光素子をオンした駆動方式の演算効果から画像濃度を算出しても良い。
（１３）正反射成分の現像器制御部への出力を行わなくても良い。
（１４）正反射成分を画像濃度制御部だけへ出力しても良く、あるいは現像器制御部と画像濃度制御部の両方へ出力しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の画像濃度検知方法および装置、画像濃度制御方法および装置、および画像形成装置によると、画像からの正反射成分と拡散反射成分の両成分を受光する２つの受光素子の検出信号に所定の演算処理を施して画像の濃度を検出するようにしたので、２つの受光素子に汚れの差があっても高い精度で画像濃度を検出することができる。従って、トナー汚れ防止装置（トナー汚れ清掃装置）を設けなくとも、人間の色差認識限界値以下の画像再現性を得ることができ、かつ、構成の複雑化およびコストアップを抑えることができる。また、ノイズや迷光が侵入したとしても、２つの受光素子の検出信号に施される前述した所定の演算式によってある程度除去することができるので、信頼性の高い検出結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置を示す説明図。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態における画像形成装置の画像濃度検出部を示す説明図。
【図４】本発明の実施の形態における画像形成装置の画像濃度検出部の赤外ＬＥＤの駆動タイミングを示すタイミングチャート
【図５】本発明の実施の形態における画像形成装置の画像濃度検出部の濃度信号の演算値とトナー付着量の関係を示すグラフ。
【図６】従来の拡散／反射型濃度検知装置を示す説明図。
【図７】イエロー・マゼンダ・サイアンの各カラートナーの反射スペクトルを示す説明図。
【図８】従来の拡散／反射型濃度検知装置におけるトナー付着量と各受光素子出力および演算値の関係を示すグラフ。
【図９】従来の拡散／反射型濃度検知装置におけるイエロー・マゼンダ・サイアン・黒の各トナー付着量と各受光素子出力の関係を示すグラフ。
【図１０】従来の拡散／反射型濃度検知装置におけるトナー付着量と各受光素子出力の関係を示すグラフ。
【図１１】従来の拡散／反射型濃度検知装置における濃度信号の演算値とトナー付着量の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１，  レーザ出力部
２，  感光体ドラム
３，  スコロトロン帯電器
４，  用紙搬送路
５，  信号処理部
６，  現像器
７，  転写器
８，  定着器
１２，画像濃度検出部
２１，赤外ＬＥＤ
２２，ホトダイオード
２３，ホトダイオード
２４，赤外ＬＥＤ
【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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