(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担持体に形成されたトナー像のトナー付着量を測定する測定装置であって、
前記トナー像または前記担持体に光を照射する照射手段と、
前記トナー像または前記担持体からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光した反射光の反射波形に基づいて、前記トナー像の高さを算出する高さ算出手段と、
前記トナー像からの反射光の反射光量と前記担持体からの反射光の反射光量との差を、第二のトナー付着量に変換する第一の変換手段と、
前記トナー像の高さと前記第二のトナー付着量から前記トナー像の嵩密度を算出する嵩密度算出手段と、
前記トナー像の高さと前記嵩密度とに基づいて、前記トナー像の第一のトナー付着量を算出する第一の算出手段と、
前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量とに基づいて、前記トナー像の第三のトナー付着量を算出する第二の算出手段と、
を有し、前記嵩密度算出手段は、中間濃度領域において、前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量との差を算出し、前記差が最小となる嵩密度を算出することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記高さ算出手段は、前記反射波形のピーク位置の変化に基づいて前記トナー像の高さを決定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第二の算出手段は、前記トナー像の濃度が低い場合は前記第二のトナー付着量の重み係数が大きくなり、前記トナー像の濃度が高い場合は前記第一のトナー付着量の重み係数が大きくなるように、前記第二のトナー付着量と前記第一のトナー付着量とを合成す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】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の測定装置と、
電子写真方式により記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記第三のトナー付着量に基づいて、前記画像形成手段における画像形成プロセスを制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
コンピュータに読み込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１に記載の高さ算出手段、嵩密度算出手段、第一の算出手段、第一の変換手段、及び第二の算出手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
担持体に形成されたトナー像のトナー付着量を測定する測定方法であって、
前記トナー像または前記担持体に光を照射し、
前記トナー像または前記担持体からの反射光を受光し、
前記反射光の反射波形に基づいて、前記トナー像の高さを算出し、
前記トナー像からの反射光の反射光量と前記担持体からの反射光の反射光量との差を、第二のトナー付着量に変換し、
前記トナー像の高さと前記第二のトナー付着量から前記トナー像の嵩密度を算出し、
前記トナー像の高さと前記嵩密度とに基づいて、前記トナー像の第一のトナー付着量を算出し、
前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量とに基づいて、前記トナー像の第三のトナー付着量を算出する測定方法であって、
測定方法であって、前記嵩密度を算出する際に、中間濃度領域において、前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量との差を算出し、前記差が最小となる嵩密度を算出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、画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー像のトナー付着量の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、同一の設定条件で画像形成を行っても、形成される画像の濃度は一定しない。これは、トナーの帯電量、感光体の感度、転写効率の変動といった各種画像形成パラメータの変動、および、温湿度などの環境条件の変動などの影響による。そこで、担持体（感光体や中間転写体）上に形成されたトナー像のトナー付着量を検出し、検出結果に基づきトナーの補給や帯電電位、露光量、現像バイアスなどの各種画像形成パラメータをフィードバック制御することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、レーザをトナー像に照射し、トナー像により反射された反射光に応じた反射波形を撮像し、反射波形のピーク位置に基づいてトナー像の高さを算出する方法について開示している。トナー高さは、トナー付着量に変換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トナー層は担持体上に積層した粉体であるため、トナー層には空隙が含まれている。そのためトナー層の空隙を考慮しなければ、トナーの高さからトナー付着量を算出しても誤差が生じてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、低濃度領域から高濃度領域までの広範囲に亘り、トナー層の嵩密度の変化によらない良好なトナー付着量の測定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、担持体に形成されたトナー像のトナー付着量を測定する測定装置であって、前記トナー像または前記担持体に光を照射する照射手段と、前記トナー像または前記担持体からの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段が受光した反射光の反射波形に基づいて、前記トナー像の高さを算出する高さ算出手段と、前記トナー像からの反射光の反射光量と前記担持体からの反射光の反射光量との差を、第二のトナー付着量に変換する第一の変換手段と、前記トナー像の高さと前記第二のトナー付着量から前記トナー像の嵩密度を算出する嵩密度算出手段と、前記トナー像の高さと前記嵩密度とに基づいて、前記トナー像の第一のトナー付着量を算出する第一の算出手段と、前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量とに基づいて、前記トナー像の第三のトナー付着量を算出する第二の算出手段と、を有し、前記嵩密度算出手段は、中間濃度領域において、前記第一のトナー付着量と前記第二のトナー付着量との差を算出し、前記差が最小となる嵩密度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナー層の嵩密度の変化によらない良好なトナー付着量の測定を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の構成の一例を示したブロック図。
【図２】画像形成装置の制御部の構成の一例を示すブロック図。
【図３】トナー量測定部の構成の一例を示すブロック図。
【図４】パッチパターンの構成の一例を示すブロック図。
【図５】第一の実施形態における信号処理部の論理構成の一例を示すブロック図。
【図６】第一の実施形態におけるトナー量測定の処理の流れを示したフローチャート図。
【図７】カーブフィッティング処理の一例を示す図。
【図８】トナー高さおよび光量差の測定結果の一例を示すプロット図。
【図９】第一の実施形態におけるトナー付着量の合成時の寄与率を示すプロット図。
【図１０】第二の実施形態における信号処理部の論理構成の一例を示すブロック図。
【図１１】第二の実施形態におけるトナー量測定の処理の流れを示したフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態は本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、また以下の実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明を構成する上で必須のものとは限らない。
【００１１】
（第１の実施形態）
＜画像形成装置の構成＞
まず、本実施形態における画像形成装置の構成について、図１から図２を参照して説明する。図１は、本発明を構成する画像形成装置の構成の一例を示した図である。
【００１２】
本実施形態における画像形成プロセスは一般的な電子写真方式に基づく。また、説明の簡便のため、本実施形態では１色のトナーを用いた画像形成についてのみ扱う。
【００１３】
露光用レーザ１０２は、パルス幅変調された入力信号Ｓに応じてレーザ光を発光する。また、感光ドラム１０１の表面は、一次帯電器１０４によって一様に帯電される。本実施例では、一次帯電器としてコロナ帯電器を設けている。
【００１４】
露光用レーザ１０２から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー１０３によって主走査方向に走査され、感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像器１０５によってトナー像に現像される。露光用レーザ１０２、現像器１０５は、トナー像を形成する画像形成手段である。トナー像は、中間転写体である転写ベルト１０６に転写され、図には示さないが、さらに記録媒体に転写、定着される。なお、主走査方向とは、感光ドラム１０１や転写ベルト１０６の面上で、感光ドラム１０１や転写ベルト１０６の移動方向に対して垂直な方向を指す。また、副走査方向とは、感光ドラム１０１や転写ベルト１０６の移動方向と平行な方向を指す。
【００１５】
トナー量測定部１０７は、現像器１０５の近傍に配置され、現像器１０５によって現像された感光ドラム１０１上において、測定対象物であるトナー像の高さ（厚み）ｄｔを測定する。また、トナー像の嵩密度ρｔを取得し、高さｄｔに乗算することで単位面積あたりのトナー付着量（Ｍ／Ｓ）を測定する。トナー量測定部１０７の詳細な構成およびトナー付着量の測定方法の詳細については後述する。
【００１６】
なお、トナー付着量の測定は、トナー像が感光ドラム１０１から転写ベルト１０６に転写された後、転写ベルト１０６上で行ってもよい。さらに、トナー付着量の測定は、感光ドラム１０１上、転写ベルト１０６上に限らず、記録媒体上で行うこともできる。以下では、転写前あるいは定着前のトナー像を保持する感光ドラム１０１、転写ベルト１０６、あるいは記録媒体を総称して担持体と呼ぶ。
【００１７】
また、画像形成装置は、転写ベルト１０６を使用せずに、感光ドラム１０１から記録媒体にトナー像を直接転写する構成であってもよい。
【００１８】
図２は画像形成装置の制御部の構成の一例を示したブロック図である。制御部２０１は濃度計算部２０２、コントローラ２０３、トナー帯電量計算部２０４を有する。濃度計算部２０２は、トナー量測定部１０７により測定されたトナー付着量から１次元ルックアップテーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）を用いて濃度データを計算する。
【００１９】
コントローラ２０３は、濃度計算部２０２により計算された濃度データと、トナーパッチの入力信号Ｓに対する濃度データの目標値を比較し、比較結果に基づき、画像濃度の非線形性を補正するためのガンマテーブル（γＬＵＴ）２０５を補正する。また、コントローラ２０３は計算された濃度データに基づき、画像形成プロセスである帯電プロセス２０６、露光プロセス２０７、現像プロセス２０８、転写プロセス２０９を制御する。
【００２０】
トナー帯電量計算部２０４は測定されたトナー高さとトナー付着量、嵩密度からトナー帯電量を計算し、現像プロセス２０８へのフィードバック制御を行う。トナー帯電量は、トナーの重量当たりの電荷量であり、現像剤を撹拌することでトナーとキャリアの摩擦によって発生するトナーが有する電荷Ｑと、そのトナーの質量Ｍの比（Ｑ／Ｍ）で定義される。
【００２１】
具体的には、式（１）を用いてトナー像の誘電率を算出した後、表面電位計（不図示）により測定された現像前後の潜像電位差ΔＶから、式（２）を用いて単位面積当りの電荷（Ｑ／Ｓ）を算出する。そして、トナー付着量測定部１０７によって測定されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）、算出した電荷（Ｑ／Ｓ）から式（３）を用いてトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を算出し、この（Ｑ／Ｍ）を現像プロセスにフィードバックする。
εｔ＝εｂ（ρｔ／ρｂ）＋ε０（１−ρｔ／ρｂ）                …（１）
Ｑ／Ｓ）＝ΔＶ／｛（ｄｔ／２εｔ）＋（ｄｄ／εｄ）｝          …（２）
（Ｑ／Ｍ）＝（Ｑ／Ｓ）／（Ｍ／Ｓ）                          …（３）
式（１）において、ε０は真空の誘電率、εｂはトナーのバルク状態での誘電率、ρｂはトナーのバルク密度を表す。上記式では、空気の誘電率と密度は真空に等しいものとして省略している。また、式（２）においてｄｄは感光ドラム１０１の表面層の厚み、εｄは感光ドラム１０１の表面層の誘電率を表す。
【００２２】
＜トナー量測定部１０９の構成＞
以下、本実施形態におけるトナー付着量測定装置について詳細に説明する。
【００２３】
図３は画像形成装置のトナー量測定部の構成の一例を示したブロック図である。
【００２４】
光源３０１から放射されたレーザ光（測定光）は、レーザ光をスポットに集光する集光レンズ３０２を介して、担持体３０８およびトナーパッチ３０９を照射する。担持体３０８あるいはトナーパッチ３０９からの反射光は、受光レンズ３０３によって受光素子を一列に配列したラインセンサ３０４上に結像する。ラインセンサ３０４上でのスポットの結像位置は、トナーパッチ３０９の高さによって変化する。なお、受光部にはラインセンサに限らず、二次元に受光素子を配列したイメージセンサを用いてもよい。
【００２５】
ラインセンサ３０４から出力される反射波形を示す信号は、Ａ／Ｄ変換部３０５によってデジタル信号に変換されて、記憶部３０６に格納される。信号処理部３０７は、記憶部３０６に格納された反射波形データからトナー像の高さｄｔとトナー付着量（Ｍ／Ｓ）を算出する。これら算出方法の詳細については、後述する。算出されたトナー像の高さｄｔとトナー付着量（Ｍ／Ｓ）は制御部２０１へと引き渡される。
【００２６】
＜トナーパッチの構成＞
図４は、本実施形態においてトナー付着量の測定に用いるトナーパッチ３０９の構成を示した模式図である。
【００２７】
担持体３０８上の画像領域には最終的に記録媒体に転写される画像のトナー像が形成される。また、画像領域から見て主走査方向の外側の非画像領域には、図示しないパターンジェネレーターの信号に応じて、副走査方向に並んだパッチパターン４０１が形成される。
【００２８】
パッチパターン４０１は１６個のトナーパッチ３０９で構成される。各トナーパッチは２５６階調の入力濃度信号を均等分割した１６階調分の信号レベル（１６，３２，４８…２４０，２５５）を持つ。担持体上に形成されたトナーパッチは担持体の移動にともない、トナー量測定部１０７によって順次測定される。図中の点線矢印で示した線分４０２は、担持体の移動にともなうトナー量測定部１０７の測定点の相対的な移動を図似したものである。
【００２９】
なお、パッチパターン４０１は画像の階調特性を把握するに十分な組み合わせのトナーパッチを含んでいればよく、トナーパッチ３０９の数や並び、個々の階調値は上記したものに限定されない。
【００３０】
＜トナー付着量の測定方法＞
以下、本実施形態におけるトナー付着量測定方法について、構成図とフローチャートを参照して詳細に説明する。図５は本実施形態における信号処理部３０７内の詳細な論理構成の一例を示したブロック図である。また、図６は、本実施形態におけるトナー付着量の測定の流れを示したフローチャート図である。
【００３１】
ステップＳ６０１においてトナー量測定部１０７は、担持体３０８上に形成された各トナーパッチ３０９の反射波形を取得し、デジタル信号に変換した上で記憶部３０６に格納する。また、トナーパッチが形成されていない担持体のみの部分についても同様に反射波形を取得し、記憶部３０６に格納する。
【００３２】
ステップＳ６０２においてカーブフィッティング部５０１は、記憶部３０６に格納された担持体および各トナーパッチの反射波形に対し、ガウス関数によるカーブフィッティングを行う。図７は、反射波形のカーブフィッティングの一例を示す図である。ガウス関数は式（４）に示すように、ｘ＝μを中心とする釣鐘型の関数である。
ｆ（ｘ）＝｛Ａ／√（２πσ２）｝・ｅｘｐ｛−（ｘ−μ）２／２σ２｝＋Ｃ      …（４）
ここで、μはピーク位置、σはピークの幅、Ａはピークの高さに関連する特徴量である。カーブフィッティング部５０１は担持体および各トナーパッチの反射波形に対するピーク位置μ、ピーク幅σ、ピーク高さＡの値を算出する。
【００３３】
ステップＳ６０３においてトナー高さ取得部５０２は、各トナーパッチのトナー高さｄｔを算出する。具体的には各トナーパッチのピーク位置から担持体のピーク位置を減算し、位置差Δμを算出する。ここで、位置差Δμとトナー高さｄｔは比例の関係にあり、各トナーパッチの位置差Δμに対し、あらかじめ算出されている比例係数を乗算することでトナー高さｄｔが算出される。比例係数は光源３０１の入射角・ラインセンサ３０４の受光角・受光レンズ３０３の光学倍率によって決定される。各トナーパッチや担持体について複数の箇所で反射波形を取得し、それらのピーク位置μの平均値等を用いて位置差Δμやトナー高さｄｔを算出してもよい。
【００３４】
ステップＳ６０４において光量差取得部５０３は、担持体と各トナーパッチの反射光量の差を取得する。本実施形態ではピーク高さＡを反射光量の値とし使用し、光量差ΔＡを算出する。その後、光量差→トナー付着量変換部５０４が１次元ルックアップテーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）を用いて光量差ΔＡからトナー付着量（Ｍ／Ｓ）を算出する。この１Ｄ−ＬＵＴは複数の濃度のトナーパッチから実測された光量差とトナー付着量に基いてあらかじめ定義されている。
【００３５】
後述するトナー高さ→トナー付着量変換部５０６やトナー付着量演算部５０７によって算出されたトナー付着量と区別するため、以降、光量差ΔＡから算出されたトナー付着量を（Ｍ／Ｓ）ａと表記する。また、位置差Δμから算出されたトナー付着量を（Ｍ／Ｓ）ｂ、トナー付着量演算部５０７によって算出されたトナー付着量を（Ｍ／Ｓ）ｃと表記する。
【００３６】
なお、反射光量はピーク高さＡのほか、ピーク高さＡとピーク幅σを積算した値や、反射波形の積分値を用いてもよい。より高精度にトナー付着量を算出するためには、光量差とトナー付着量の関係が線形に近いことが望ましい。また、光量差からトナー付着量への変換手段は１Ｄ−ＬＵＴに限らない。例えば任意の関数で光量差とトナー付着量の関係を近似してもよい。
【００３７】
ステップＳ６０５において嵩密度算出部５０５は、中間濃度領域のトナーパッチのトナー高さｄｔと光量差から算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａとからトナー像の嵩密度ρｔを算出する。本実施形態においては、嵩密度ρｔはトナー像の濃淡によらず単一の値を使用する。
【００３８】
ここで中間濃度領域とは、トナー高さｄｔと光量差から算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａの双方が十分な測定精度を持つ領域を示す。図８は１６個のトナーパッチ３０９それぞれについて、（ａ）がラインセンサ上での位置差Δμ（トナー高さｄｔに比例する）、（ｂ）が光量差ΔＡを測定した結果を示したものである。
【００３９】
図８（ａ）では、信号レベルが６４以下の低濃度領域で信号レベルと位置差との線形性が低下している。これは、低濃度領域ではトナーパッチ３０９表面でのトナーの被覆率が小さく、高低差の正確な検出が困難なためである。一方、図８（ｂ）では、信号レベルが１７６以上の高濃度領域で信号レベルと位置差との線形性が低下している。これは先述の通り、トナーパッチ３０９表面でのトナーの被覆率が飽和し、トナー付着量の変化に対する反射率の変化量が僅かになるためである。従って、ここでは信号レベルが８０から１６０までの６個のトナーパッチ３０９を中間濃度領域のトナーパッチとして使用する。
【００４０】
どの範囲のトナーパッチを中間濃度領域として使用するかは、事前に検討された結果により固定されていてもよいし、光量差とトナー高さの測定結果からその都度決定しても良い。
【００４１】
嵩密度ρｔの算出は、式（６）に従って中間濃度領域の各パッチの誤差Δ（Ｍ／Ｓ）を算出し、ΣΔ（Ｍ／Ｓ）２が最小となるような嵩密度ρｔを導出する。ここでΣは、中間濃度領域の（この場合は６個の）トナーパッチの総和を取ることを示す。
（Ｍ／Ｓ）ｂ＝（ｄｔρｔ）                                  …（５）
Δ（Ｍ／Ｓ）＝｜（Ｍ／Ｓ）ａ−（Ｍ／Ｓ）ｂ｜              …（６）
なお、光量差とトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａの線形性が十分に高い場合は、単純に
ρｔ＝Σ（Ｍ／Ｓ）ａ／Σｄｔ                                …（７）
として嵩密度ρｔを算出してもよい。
【００４２】
ステップＳ６０６においてトナー高さ→トナー付着量変換部５０６は、各トナーパッチのトナー高さｄｔと嵩密度算出部５０５によって算出された嵩密度ρｔを乗算し、トナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂを算出する。
【００４３】
Ｓ６０７においてトナー付着量演算部５０７は、トナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａと（Ｍ／Ｓ）ｂとを重み係数を掛けて加算し、次式に従って最終的なトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｃの値を算出する。ここでｋａは光量差から算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａの重み係数、ｋｂはトナー高さから算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂの重み係数を示す。
（Ｍ／Ｓ）ｃ＝ｋａ（Ｍ／Ｓ）ａ＋ｋｂ（Ｍ／Ｓ）ｂ          …（８）
ｋａ＋ｋｂ＝１．０                                      …（９）
図９は、信号レベルと重み係数との関係を示した図である。本実施形態では図９に示したように、トナー高さの測定が線形性を失う低濃度領域ではｋａ＝１．０となり、光量差から算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａのみが使用される。また、光量差の測定が線形性を失う高濃度領域ではｋｂ＝１．０となり、トナー高さから算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂのみが使用される。双方が十分な線形性を持つ中間濃度領域では、濃度が高くなるほどトナー高さから算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂの重みが高くなるような傾斜された重み付けを行う。
【００４４】
なお、上記説明では、１６個のトナーパッチ３０９の全てについて光量差から算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ａとトナー高さから算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂの算出を行っている。しかしながら、それぞれのトナー付着量について、重み係数が０となる領域においてはその算出処理を省略することができる。また、それらの算出に必要な光量差やトナー高さの算出、ひいてはピーク位置μ、ピーク高さＡ等の特徴量の抽出についても、可能な範囲で省略してかまわない。
【００４５】
ステップＳ６０８において信号処理部３０７は、算出したトナー高さｄｔと最終的なトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｃを制御部２０１に出力する。
【００４６】
以上説明したフローにより、本実施形態におけるトナー付着量の測定が完了する。
【００４７】
本実施形態によれば、トナー層の嵩密度の変化によらず、低濃度領域から高濃度領域までの広範囲に亘り良好なトナー付着量の測定結果を得ることが可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、異なる階調においてもトナー像の嵩密度が一定であるものとして、光量差から算出された中間濃度領域のトナー付着量から嵩密度を取得する手法について説明を行った。しかしながら、トナーの特性や現像プロセス・転写プロセスの特性によっては、同一環境であっても階調ごとの嵩密度に差異が生じる場合がある。ここでは、使用されるトナーパッチの階調ごとに別個に嵩密度の値を取得し、トナー付着量の算出を行う手法について説明を行う。
【００４９】
図１０は本実施形態における信号処理部３０７内の論理構成の一例を示したブロック図である。また、図１１は、本実施形態におけるトナー付着量の測定の流れを示したフローチャート図である。
【００５０】
ステップＳ１１０１では、トナー量測定部１０７が担持体３０８と担持体３０８上に形成された各トナーパッチ３０９の反射波形を取得し、デジタル信号に変換した上で記憶部３０６に格納する。本実施形態においては、副走査方向に並んだパッチパターン４０１に対して担持体３０８を移動しつつ連続的に反射波形の取得を行うことで、担持体３０８と１６個のトナーパッチ３０９を含む線分４０２上の多数の測定点について反射波形を取得する。
【００５１】
ステップＳ１１０２では、カーブフィッティング部５０１が記憶部３０６に格納された線分４０２上の各測定点の反射波形に対し、第１の実施形態と同様にガウス関数によるカーブフィッティングを行う。
【００５２】
ステップＳ１１０３では、特徴量算出部１００１が線分４０２上の多数の測定点から各トナーパッチ上の測定点を抽出し、トナーパッチごとにピーク位置μ、ピーク幅σ、ピーク高さＡの平均値の算出を行う。担持体についても同様に平均値の算出を行う。
【００５３】
ステップＳ１１０４では、トナー高さ取得部５０２が第１の実施形態と同様に各トナーパッチのトナー高さｄｔを算出する。
【００５４】
ステップＳ１１０５では、嵩密度算出部１００２が各トナーパッチ内でのピーク位置μの変位から嵩密度ρｔの算出を行う。本実施形態では嵩密度ρｔはトナーパッチの階調ごとに別個に算出される。
【００５５】
ここで、トナーパッチ内の各測定点でのピーク位置μの変位はトナー像表面の凹凸の状態を示している。トナー像の嵩密度が高い場合、トナー像表面は空隙が少なく、表面凹凸が小さくなる。嵩密度算出部１００２はピーク位置μの変位から表面の凹凸状態を定量化し、定量化された凹凸状態から１次元ルックアップテーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）を用いて嵩密度の算出を行う。ピーク位置μの変位から凹凸状態を定量化する方法には、例えば算術平均粗さＲａなどの値が使用できる。
【００５６】
また、凹凸状態の定量化には反射波形のピーク幅σを用いてもよい。測定光のスポット内に高低差が存在する場合、反射波形は複数の位置のピークの合成波となるため、凹凸がない場合に比べて反射波形のピーク幅σが大きくなる。こうした測定光のスポット径より狭い幅の凹凸はピーク位置μの変位から形状を取得することは困難であるが、ピーク幅σを利用することで凹凸の度合いを推定することが可能である。
【００５７】
ステップＳ１１０６では、トナー高さ→トナー付着量変換部５０６が、各トナーパッチのトナー高さｄｔと嵩密度算出部５０５によって算出された各トナーパッチの嵩密度ρｔを乗算し、トナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂを算出する。
【００５８】
ステップＳ１１０７では、信号処理部３０７は算出したトナー高さｄｔとトナー高さから算出されたトナー付着量（Ｍ／Ｓ）ｂを制御部２０１に出力する。以上説明したフローにより、本実施形態におけるトナー付着量の測定が完了する。
【００５９】
以上、本実施形態により、階調ごとにトナー層の嵩密度が異なる場合においても、嵩密度の変化によらず良好なトナー付着量の測定結果を得ることが可能となる。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６１】
５０１  カーブフィッティング部
５０２  トナー高さ取得部
５０３  光量差取得部
５０４  光量差→トナー付着量変換部
５０５  嵩密度算出部
５０６  トナー高さ→トナー付着量変換部
５０７  トナー付着量演算部
【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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