(57)【要約】【課題】像担持体表面の位置的な光学的反射特性変化が画質検知のための測定に影響を及ぼさないようにする。【解決手段】中間転写ベルト５に形成された画質検知パターンを光学手段により画質を検出する際、前記画質検知パターン２００が、複数色の画像を重ねて形成され、前記複数色のうち最下層の色（先頭色）の画像パターン２０１がベタ画像からなり、このベタ画像パターン２０１の上層に２番目、３番目、４番目の色のベタ画像ではない画像パターン２０２，２０３，２０４を形成し、ベタパターン２０１と各色の画像パターン２０２，２０３，２０４の濃度ムラを光学的に測定し、前記ベタパターン２０１を測定したときの出力と前記各色の画像パターン２０２，２０３，２０４を測定したときの出力をそれぞれ比較して画質を評価するようにした。【選択図】        図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出する画質検出装置において、
前記画像パターンが、複数色の画像を重ねて形成され、前記複数色のうち最下層の色の画像パターンがベタ画像からなり、このベタ画像パターンの上層にベタ画像ではない画像パターンが形成されていることを特徴とする画質検出装置。
【請求項２】
前記複数色が２色であることを特徴とする請求項１に記載の画質検出装置。
【請求項３】
前記画像がトナー像からなることを特徴とする請求項１または２に記載の画質検出装置。
【請求項４】
前記画像パターンに対してスポット光を照射する発光手段と、
前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、
前記走査手段による走査過程で前記画像パターンから反射する光量を検知する受光手段と、
この受光手段の検出結果に基づいて画質を検出する制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画質検出装置。
【請求項５】
下層の画像パターンが、前記スポット光の走査方向の少なくとも前方側または後方側で上層の画像パターンよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画質検出装置。
【請求項６】
前記受光手段が、単一の波長に感度ピーク値を有する少なくとも２種の特性の異なる受光素子からなることを特徴とする請求項４に記載の画質検出装置。
【請求項７】
前記受光手段が、複数の波長に感度ピーク値を有するライン状に配列された受光素子からなることを特徴とする請求項４に記載の画質検出装置。
【請求項８】
前記受光素子の感度波長に対して上層の画像パターンの方が下層の画像パターンよりも感度が大きい色に設定されていることを特徴とする請求項請求項６または７に記載の画質検出装置。
【請求項９】
前記画像パターンが粒状性を検出するためのパターンであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画質検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画質検出装置と、
像担持体上に複数色のトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上に形成された画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体上に形成された画像をクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を前記像担持体上から退避させる退避手段と、
前記画像形成手段を制御して画像形成を行わせるとともに、前記退避手段により前記クリーニング手段を退避させる制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記複数色の画像パターンを前記像担持体上に形成させる際に、前記画像パターンの画像形成の順序を変更するときには、前記退避手段により前記クリーニング手段を前記像担持体上から退避させることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出する画質検出方法において、
下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて前記像担持体上に画像パターンを形成し、
前記画像パターンに対してスポット光を照射し、
前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検知し、
前記検知された光量に基づいて画質を検出すること、
を特徴とする画質検出方法。
【請求項１３】
前記スポット光の少なくとも走査方向における径寸法が、形成された画像パターンに対して照射面におけるスポット光の単位面積当たりのパワーが最大値の１／ｅに低下する光ビームの両側の点の間の距離で定義されたものであることを特徴とする請求項１２記載の画質検出方法。
【請求項１４】
像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出するためのコンピュータプログラムにおいて、
下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて前記像担持体上に画像パターンを形成する手順と、
前記画像パターンに対してスポット光を照射する手順と、
前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検知する手順と、
前記検知された光量に基づいて画質を検出する手順と、
を備え、コンピュータにダウンロードされ、コンピュータによって実行されることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４記載のコンピュータプログラムがコンピュータによって読み取り可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成される画像の画質、特に画質の劣化を検出する画質検出装置、この画質検出装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置、画質検出方法、この画質検出方法を実現するためのコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に形成されたパッチパターンに対して比較的大きなスポット光（スポット径は数ミリメートル以上）を照射した時の反射光量を検知することによって、そのパッチパターンに付着しているトナー量を検知可能であることは広く知られている。そして、前記トナー量の検知結果に応じて静電潜像条件や現像条件などの画像形成条件を制御する方法も広く知られており、実際の商品においても適用されている。この検知方法を用いる場合には、階調パターンの各濃度パッチにおけるトナー付着量を検知することにより、そのときの画像形成条件における階調性並びにベタ濃度を知ることができる。そのため、もしこれらの値が規定範囲から外れている場合には、その結果に応じて適切な階調性を得るように、また、適切なベタ濃度になるように画像形成条件の制御を行って、前記階調性およびベタ濃度を修正することができる。
【０００３】
一方、画質を構成するものには、前記階調性およびベタ濃度だけでなくその他の多くの要素があることが知られている。その中でも特に画質を大きく左右してしまう要素として「粒状性（人間の視覚に訴える画像ざらつき感）」が挙げられる。電子写真プロセスにおける高画質化実現のためには、この粒状性を低い状態で維持する技術が必須となっている。この粒状性は初期的な画像形成条件によって決定されるところも大きいが、それに加えて経持的に変化（悪化）してしまうことが知られている。この経時変化の原因としては、温湿度などの環境変動に起因するものもあれば、現像剤や感光体などの劣化に起因するものもある。したがって、経持に渡って高画質の画像を維持し続けるためには、何らかの手段により粒状性もしくは粒状性と強い相関のある画質を検知し、その検知結果に基づいて画像形成条件を変更することが必要である。
【０００４】
しかし、粒状性に注目して画質検知を行えるような手段に関してはこれまでに報告がなされていない。粒状性は画像の形成されている平面空間における濃度ムラであり、人間の視覚特性を考慮した場合には
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラにより粒状性が決定され、特に、
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
約０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラが、特に問題となる。
【０００５】
したがって、このような人間の視覚特性に関連のある粒状性情報を得るには、前述の空間周波数で存在する濃度ムラを検出する手段と、この手段によって検出された濃度ムラ信号を空間周波数特性に変換する手段とが必要となる。
【０００６】
一方、パッチパターン内の微細な濃度ムラを検出する手段として、特許文献１に開示された発明が公知である。この発明は、パッチパターンの広い領域に照明光を照射し、そこからの反射光を高解像度のＣＣＤによって読み取り、読み取ったパッチパターンからの反射光に基づいて微細な画像欠陥に関わる信号を得ようとしている。また、この特許文献１の発明においては、演算処理過程で空間伝達関数（ＭＴＦ）を演算する工程を備えてはいるが、この演算においては画像ムラの空間周波数特性に関わる情報を得ることができないために粒状性もしくは粒状性と大きな相関のある情報を得ることができない。さらに、この公知例では、「転写中抜け」といった微細な異常画像の検出あるいは鮮鋭性の検出に基づいて画像形成条件を制御するようにはしているが、粒状性を考慮して画像形成条件を制御しているわけでない。
【０００７】
粒状性は、微小領域の濃度を連続して測定していくことにより濃度ムラ情報を得て、それを演算することにより所望の画質情報（粒状性、鮮鋭性）を算出することにより求めている。また、画質情報を得るための画像パターンはハーフトーン程度の画像であることが多く、その画像パターンの隙間から見える下地の影響をかなり受けることになる。下地の光学的反射特性（濃度情報も含む）が均一であれば問題ないのであるが、下地となる中間転写ベルトや紙搬送ベルト等の表面特性は、摺擦痕に代表されるキズやトナー粒子固着の色ムラ等により経時的かつ位置的に変化していってしまう。
【０００８】
このようなことから、例えば特許文献２には、感光媒体の帯電、露光、現像、及び画像担持体への転写を複数回行うことによって複数色トナーによるカラー画像を形成する多色画像形成装置において、前記感光媒体又は前記画像担持体上にカラートナーによるトナー画像を形成し、前記トナー画像の上に、濃度測定用ブラックトナー画像を形成する画像形成手段、あるいは、ブラックトナーによるブラックトナー画像を形成し、更に前記ブラックトナー画像の上に、濃度測定用カラートナー画像を形成する画像形成手段と、前記濃度測定用ブラックトナー画像の濃度を測定する濃度測定手段、あるいは前記濃度測定用カラートナー画像の濃度を測定する濃度測定手段とを有し、前記濃度測定手段の測定結果により画像形成条件を制御する発明が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、画像担持体上に互いに異なる複数色の画像を形成する画像形成手段と、前記複数色のうち前記画像担持体の光学的特性とは異なる光学的特性を有する色の下地画像を前記画像担持体上に形成し、前記下地画像とは異なる光学的特性を有する色のマーク画像を前記下地画像上に多重して形成するべく前記画像形成手段を制御する制御手段と、前記下地画像上に形成された前記マーク画像の反射光を測定する測定手段とを備えた発明が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２７７７６号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平９−０３４２１０号公報
【００１２】
【特許文献３】
特許第２８４０５８４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように特許文献２には、下地光学特性の影響を排除するためにブラックトナー像の下にカラートナー像、またはカラートナー像の下にブラックトナー像を敷くようにしたことが開示されている。しかし、この発明においては、パッチの濃度を測定する時の下地光学特性の時間的かつマクロな変化のみを問題視しており、位置的な光学特性変化を問題視していない。すなわち、濃度センサ（濃度検出）に関してのみ考慮されており、画質（粒状性の検出）に関しては全く考慮されていない。また、カラーの下にブラック、ブラックの下にカラー、という分類しかなされておらず、あるカラーの下に別のカラーという選択肢が含まれていない。そのため、カラー画像形成装置における作像要素の配置によって決まる色順に対応することができない。カラーｏｎカラーという選択は色順に融通のきかない実機においては十分にあり得る選択肢であり、実用的な手段である。
【００１４】
また、特許文献３では、下地画像の上に光学的特性の異なる（つまり違う色の）マーク画像を形成して、マーク画像を検知するという手段が提案されている。この発明も下地画像を形成するが、色ずれを検出するためのもので、画像担持体とほぼ同じ色の（色ずれ用）マーク画像は検知できないので、その下に違う色の下地画像を敷くというものである。当然、この発明においても画質センサが問題とするような、像担持体表面の位置的な光学的反射特性変化に関しては考慮されていない。
【００１５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、像担持体表面の位置的な光学的反射特性変化が画質検知のための測定に影響を及ぼさないようにした画質検出装置、この画質検出装置を備えた画像形成装置、前記画質検出装置で実行される画質検出方法、この画質検出方法を実現するためのコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムをコンピュータにダウンロードして容易に実行できるようにした記録媒体を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出する画質検出装置において、前記画像パターンが、複数色の画像を重ねて形成され、前記複数色のうち最下層の色の画像パターンがベタ画像からなり、このベタ画像パターンの上層にベタ画像ではない画像パターンが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、第１の手段において、前記複数色が２色であることを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記画像パターンがトナー像からなることを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記画像パターンに対してスポット光を照射する発光手段と、前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、前記走査手段による走査過程で前記画像パターンから反射する光量を検知する受光手段と、この受光手段の検出結果に基づいて画質を検出する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第５の手段は、第４の手段において、下層の画像パターンが、前記スポット光の走査方向の少なくとも前方側または後方側で上層の画像パターンよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００２１】
第６の手段は、第４の手段において、前記受光手段が、単一の波長に感度ピーク値を有する少なくとも２種の特性の異なる受光素子からなることを特徴とする。
【００２２】
第７の手段は、第４の手段において、前記受光手段が、複数の波長に感度ピーク値を有するライン状に配列された受光素子からなることを特徴とする。
【００２３】
第８の手段は、第６または第７の手段において、前記受光素子の感度波長に対して上層の画像パターンの方が下層の画像パターンよりも感度が大きい色に設定されていることを特徴とする。
【００２４】
第９の手段は、第１ないし第８の手段において、前記画像パターンが粒状性を検出するためのパターンであることを特徴とする。
【００２５】
第１０の手段は、第１ないし第９の手段に係る画質検出装置と、像担持体上に複数色のトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成された画像を記録媒体上に転写する転写手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【００２６】
第１１の手段は、第１０の手段において、前記像担持体上に形成された画像をクリーニングするクリーニング手段と、前記クリーニング手段を前記像担持体上から退避させる退避手段と、前記画像形成手段を制御して画像形成を行わせるとともに、前記退避手段により前記クリーニング手段を退避させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数色の画像パターンを前記像担持体上に形成させる際に、前記画像パターンの画像形成の順序を変更するときには、前記退避手段により前記クリーニング手段を前記像担持体上から退避させることを特徴とする。
【００２７】
第１２の手段は、像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出する画質検出方法において、下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて前記像担持体上に画像パターンを形成し、前記画像パターンに対してスポット光を照射し、前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検知し、前記検知された光量に基づいて画質を検出することを特徴とする。
【００２８】
第１３の手段は、第１２の手段において、前記スポット光の少なくとも走査方向における径寸法が、形成された画像パターンに対して照射面におけるスポット光の単位面積当たりのパワーが最大値の１／ｅに低下する光ビームの両側の点の間の距離で定義されたものであることを特徴とする。
【００２９】
第１４の手段は、像担持体上に形成された画像パターンの濃度ムラに基づいて画質を検出するためのコンピュータプログラムにおいて、下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて前記像担持体上に画像パターンを形成する手順と、前記画像パターンに対してスポット光を照射する手順と、前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検知する手順と、前記検知された光量に基づいて画質を検出する手順とを備え、コンピュータにダウンロードされ、コンピュータによって実行されることを特徴とする。
【００３０】
第１５の手段は、第１４の手段において、前記コンピュータプログラムがコンピュータによって読み取り可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
１．  全体構成
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置全体の概略構成を示す図、図２は本発明の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【００３３】
図１において、本実施形態に係るタンデム型のカラー画像形成装置ＭＦＰの略中央に画像形成部１が配置され、この画像形成部１のすぐ下方には給紙部２が配置され、給紙部２には各段に給紙トレイ２１が設けられている。また、画像形成部１の上方には、原稿を読み取るスキャナ部３が配設されている。画像形成部１の用紙搬送方向下流側（図示左側）には排紙収納部、所謂排紙トレイ４が設けられ、排紙された画像形成済みの記録紙が積載される。
【００３４】
画像形成部１では、図２に示すように無端状のベルトからなる中間転写ベルト５の上方に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）用の複数の作像ユニット６が並置されている。各々の作像ユニット６では、各色毎に設けられたドラム状の感光体（感光体ドラム）６１の外周に沿って、帯電チャージャ６２、露光部６５、現像ユニット６３、クリーニングユニット６４、イレーサ６７などが配置されている。帯電チャージャ６２は、感光体６１の表面に帯電処理を行い、露光部６５では、画像情報を感光体６１表面にレーザ光で照射する書込ユニット７からのレーザ光が照射される。現像ユニット６３は、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー現像して可視化し、クリーニングユニット６４は転写後に感光体６１の表面に残留したトナーを除去回収する。
【００３５】
作像プロセスとしては、中間転写ベルト５上に各色毎の画像が作像され、中間転写ベルト５上に４色が重畳されて１つのカラー画像が形成される。その際、最初に、イエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５に１次転写装置（ローラ）６６によって転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写しする。次に、マゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、中間転写ベルト５に転写し、最後に、ブラック（Ｋ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写し、４色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト５上に転写された４色のトナー像は、給紙部２から給紙されてきた記録紙２０に２次転写装置（ローラ）５１で転写され、定着ユニット８によって定着された後、排紙ローラによって排紙トレイ４に排紙され、あるいは両面ユニット９に搬送される。両面印刷時は、搬送経路は分岐部９１で分岐され、両面ユニット９を経由して、記録紙２０は反転される。そして、レジストローラ２３で用紙のスキューが補正され、表面への画像形成動作と同様にして裏面への画像形成動作が行われる。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト５の表面に残留したトナーはクリーニングユニット５２によって除去回収される。なお、符号９２は両面ユニット９からの際給紙反転経路である。また、図２では、各部の符号の後に色を表すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを付けて各色の作像部を区別している。
【００３６】
給紙部２は、給紙トレイ２１に未使用の記録紙２０が収容されており、最上位の記録紙２０がピックアップローラ２５によってピックアップされ、給紙ローラ２６の回転により、縦搬送路２７を介してレジストローラ２３側へと搬送される。レジストローラ２３は記録紙２０の搬送を一時止め、中間転写ベルト５上のトナー像と記録紙２０の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって記録紙２０を送り出す。
【００３７】
スキャナ部３では、コンタクトガラス上に載置される原稿の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１および第２の走行体が往復移動する。この走行体により走査された画像情報は、レンズによって後方に設置されているＣＣＤの結像面に集光され、ＣＣＤによって画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、書込ユニット７内のレーザダイオードＬＤの発光により感光体６１の表面に光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。また、スキャナ部３の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３６が取り付けられている。
【００３８】
なお、本実施形態に係るカラー画像形成装置は、前述のように光走査して原稿を読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能によって形成された画像も同様の画像形成プロセスによって記録紙２０上に画像が形成され、すべて１つの排紙トレイ４に排紙され、収納される。画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を自動的に行うことができるために、現像剤や感光体などを即座に交換する必要が無く、現像剤や感光体などの寿命を極限まで長くすることができる。
【００３９】
２．  画質
図３及び図４は６００ｄｐｉ書き込み系を有する前記図１及び図２の画像形成装置によって記録紙２０上に形成された網点画像（１つの網点の大きさは「２ピクセル×２ピクセル」）の拡大写真（記載上の都合により便宜上、写真撮影時に２値化処理を施している）であり、図３は初期の画像ＰＴ１を、図４はある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像ＰＴ２を示す。図３に示すように初期的には均一であったハーフトーン画像ＰＴ１が、長期の作像過程における現像剤や感光体の劣化などの諸要素により、ざらつき感のあるハーフトーン画像ＰＴ２となってしまっている。このようなざらつき感は微細な濃度ムラの空間周波数特性として数値化することができ、例えば「粒状度」といった特性値として表現される。
【００４０】
すなわち粒状度の高い（粒状性の悪い）画像はざらつき感の大きな画像を示し、粒状度の低い（粒状性の良い）画像はざらつき感の少ない均一な画像を示す。しかし、濃度ムラの全てが視覚に訴えるざらつき感となる訳ではなく、プリント画像の画質に関しては人間が目視した時にざらつき感を感じなければ良い。濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を図５に示す。このように、人間の視覚により濃度ムラを感じる空間周波数は、前述のように約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］をピークとして
０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数領域に限定されることが知られている。
【００４１】
３．  画質検出装置
図６は画像の微細な濃度ムラを測定する画質検出装置の概略構成を示す図である。同図において、画質検出装置１００は、光反射型センサ（フォトリフレクタ）１１０と、この光反射型センサ１１０からの電気信号を増幅する増幅回路１２０と、この増幅回路１２０によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う演算手段としての演算回路１３０と、この演算回路１３０からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成する信号生成手段としての信号生成回路１４０とからなる。前記光反射型センサ１１０は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード−発光素子）１０１と、ＬＥＤ１０１からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する集光レンズ１０２と、像担持体１５０上の画像パターン１５１からの反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子（受光素子）１０３と、光電変換素子１０３の結像面に前記画像パターン１５１からの反射光を結像させる結像レンズ１０４とからなる。光反射型センサ１１０は、図７の走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図から分かるように照射ビーム径を絞ってスポット光ＳＰとした光反射型センサを用いる。
【００４２】
光反射型センサ１１０は、ＬＥＤ１０１からなる光源からの照射ビームを集光レンズ１０２によって集光し、像担持体１５０上に形成された画像パターン１５１面における円形ビーム径がおおよそ４００［μｍ］になるようにしている。ここから反射する光はフォトダイオードなどの光電変換素子１０３によって検出され、画像パターン１５１内のトナー粒子１５２の付着ムラは光電変換素子１０３へ入射する光量変動として捕らえることができる。
【００４３】
トナー付着量に応じた光量変動を捕らえる方法としては、トナー粒子と像担持体表面における正反射特性もしくは乱反射特性の違いによって検出する方法や、トナー粒子と像担持体表面の反射分光特性の違いによって検出する方法などがあり、これらを組み合わせることでより感度の高い検出を行うこともできる。正反射特性もしくは乱反射特性の違いを利用する場合には、一般にトナー像は乱反射特性が強いことから、像担持体１５０表面は光沢度が高く正反射特性の強い材質とするのが好ましい。また、反射分光特性の違いによって検出する場合には、トナー粒子５２の反射分光特性と像担持体１５０表面の反射分光特性とが大きく異なる光源波長を用いることが好ましい。図６の測定装置は、８７０［ｎｍ］の発光波長を有するＬＥＤ１０１を用い、トナー粒子１５２と像担持体１５０表面との乱反射特性の違いを利用した検知方法を実施する例である。ビーム径に関しては図５に示したような人間の視覚の空間周波数特性において最も感度の高い約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の濃度ムラが検知できるように、少なくともスポット光ＳＰの走査方向に関するビーム径（図７のｄ１）は１［ｍｍ］以下とする必要がある。このビーム径ｄ１は、図５における空間周波数が最大となる値１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の逆数である１［ｍｍ］から導かれ、この実施形態では、ビーム径（ｄ１）は、およそ４００［μｍ］としている。前記ビーム径ｄ１は、ビーム照射面における前記スポット光ＳＰの単位面積当たりのパワーが最大値の１／ｅに低下する光ビームの両側の点の間の距離でここでは定義している。
【００４４】
前述の図２は図６の光反射型センサ（画質センサ）１０を現像工程直後の中間転写ベルト５に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。スポット光ＳＰによる感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ上の画像の走査は感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋの回転駆動によってなされ、図３または図４に示したような画像ＰＴ１，ＰＴ２を用紙搬送方向（図においては長手方向）に走査したときの反射光の出力を検出する。この反射光の前記増幅回路２０からの光量（電圧）変動の状態を図８に示す。このときのスポット光ＳＰの走査条件は、走査速度が２００［ｍｍ／ｓ］、走査距離が約１１［ｍｍ］、データのサンプリング周期が７５［μｓ］、すなわち、画像上でのサンプリング間隔は約１５［μｍ］ピッチであり、平均処理工程などを含まない１回の走査のみである。なお、図８の光量平均値を求めることによってパターンに付着するトナー粒子１５２の平均付着量を算出することもできる。
【００４５】
４．  制御
４．１  ノイズ量の算出
図８に示した時間をパラメータとして光量を出力する出力状態のままでは、画像濃度ムラの空間周波数特性が読み取れないため、前記演算回路１３０によって空間周波数特性を算出する。空間周波数特性の算出においては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の公知の手法を適用するのが処理速度的にも好ましい。高速フーリエ変換による変換結果を図９に示す。なお、図９の６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］に見られるピークは図３および図４のドットパターンの繰り返し周波数によるものである。
【００４６】
図５から分かるように視覚特性は１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近の空間周波数をもつ濃度ムラに非常に敏感であることから、例えば図９における１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近のノイズ量を比較することにより、図４に示したパターン（画像ＰＴ２）の図３のパターン（画像ＰＴ１）に対する画質低下度を知ることができる。このように画質の低下が検知された場合には、適切な画像形成条件の制御を促すよう図６の測定装置における信号生成回路４０により信号の生成を行う。この信号を受けて、図６に示した画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮによって画像形成条件を自動的に制御し、可能な限り正常な画質に復元できるような自動制御を行う。
【００４７】
自動制御のみでは画質の復元が不可能と判断された場合には、制御回路ＣＯＮは、図示しない表示装置に現像剤や感光体等のパーツの交換を指示し、前記パーツの交換を促す。これらの手続きにより現像剤や感光体などの寿命を最大限に延ばすことができる。また、最低限必要なパターンの大きさが、約１［ｍｍ］×約１０［ｍｍ］程度であるため、パターン画像形成によって消費されてしまうトナー量も最小レベルに抑えることができる。
【００４８】
なお、図２の例では中間転写ベルト５表面の画質を検知するようにスポット光ＳＰが照射されているが、感光体６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ表面や記録媒体２０に形成された画像に対してスポット光ＳＰを照射するように構成することもできる。
【００４９】
４．２  視覚ノイズ量の算出
図９の空間周波数特性を得た後に、前記演算回路１３０によって前記空間周波数特性に対して図５に示した視覚空間周波数特性の重み付けを行い、視覚ノイズ量を求める。図１０は、この視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図で、演算回路１３０の視覚ノイズ量の出力状態を示している。この重み付けは図９の特性に対して図５の特性を乗算することによって行う。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検知が容易に行える。また、本実施形態では６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去することが可能となるので、注目している画質に関係のない情報を除去することもできる。このように画質に関係のない情報を除去することができると、誤検知の発生をほとんどなくすことができる。
【００５０】
４．３  視覚ノイズの総量
図１０に示した視覚ノイズ量を演算回路１３０を用いて０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の空間周波数領域に関して積分すると、図１１に示すように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
【００５１】
なお、後述の画質評価パターンは５０％程度のハーフトーン画像を使用するのが良い。これは粒状性が目立ちやすいからである。まず、図６に示したような単眼センサの場合には画像パターン上、副走査方向の濃度変動連続データ、ラインセンサの場合には主副両走査方向の濃度変動連続データを収集する。モノクロセンサの場合にはある特定波長（色）のみの連続データ、カラーセンサの場合には複数波長（色）の連続データが収集される。この収集された連続データを前述のようにしてフーリエ変換して濃度変動のパワースペクトラムを得る。このパワースペクトラムの平方根（変動の振幅）に視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）を乗算し、前述のように周波数領域において視覚特性に基づいた濃度変動の重み付けを行う。この重み付けされた濃度変動量を積分することによって、粒状度を求める。これは濃度基準の粒状度の求め方であるが、最近は人間の視覚とのリニアリティーが良い明度の粒状度も採用されている。よって明度の粒状度を求める場合には、最初に濃度データを明度データに変換しておく必要がある。またカラー粒状度を求める場合には、明度情報に色度情報も加えて粒状度を算出する。以上が濃度変動データからの、粒状性情報の求め方である。この様にして求められた粒状性情報に基づいてフィードバック制御をかけることにより、粒状性の安定した画像を連続出力することができる。
【００５２】
濃度ムラに基づいて画質の検知を行う場合には、後述のように中間転写ベルト２００上に下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて画像パターンを形成し、前記画像パターンに対してスポット光ＳＰを照射し、前記画像パターンをスポット光ＳＰにより走査して画像パターンから反射する光量を検知し、検知された光量に基づいて空間周波数特性に基づく画質を検出する。
【００５３】
この検出工程は、下層がベタ画像で上層がハーフトーン画像となるように複数色を重ねて前記像担持体上に画像パターンを形成する手順と、前記画像パターンに対してスポット光を照射する手順と、前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検知する手順と、前記検知された光量に基づいて画質を検出する手順とを備えたコンピュータプログラムにより実現することも可能であり、このようなコンピュータプログラムはコンピュータによって読み取り可能に記録された記録媒体から、あるいはネットワークを介してサーバなどからダウンロードされて使用される。
【００５４】
なお、この制御は画質検知装置１００の信号生成回路１４０からの出力信号に基づいて画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮのＣＰＵが実行する。ＣＰＵは、図示しないＲＯＭあるいはダウンロードされたプログラムに基づいて図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながら各処理を実行する。
【００５５】
５．  画質評価パターン
前述のように図１の画像形成装置において、“複数色のトナー像を重ねて出力する”像担持体は中間転写ベルト５であり、“その画像を測定することにより画質を検出する”ための画質センサ１０は中間転写ベルト５上に設置される。この実施形態では、図２に示すように画質センサ１０は中間転写ベルト５上、最後尾の感光体ユニット６Ｋの後ろに設置されており、これは中間転写ベルト５上に形成可能なあらゆるコンビネーションの色重ね画像を測定できる位置である。並んでいる感光体ユニットの現像色に関しては、機種によって色の並び順が異なっている。よって、自然と重ねられる色順は機種によって限定されてしまうことになる。
【００５６】
また、図３及び図４に示したパターンでは、図６に示すようにトナーの下地は中間転写ベルト５である。前述したように粒状性は、微小領域の濃度を連続して測定していくことにより濃度ムラ情報を得て、それを演算することにより所望の画質情報を算出することにより求めている。また、画質情報を得るための画像パターンはハーフトーン程度の画像であることが多く、その画像パターンの隙間から見える下地の影響をかなり受けることになる。下地の光学的反射特性（濃度情報も含む）が均一であれば問題ないのであるが、下地となる中間転写ベルトや紙搬送ベルト等の表面特性は、摺擦痕に代表されるキズやトナー粒子固着の色ムラ等により経時的かつ位置的に変化する。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図１２に示すような画質評価パターンを使用する。この画質検知（評価）パターン２００は最下層のトナー像２０１がベタパターンである場合の、画像パターンの例を示したものである。最下層のベタパターン２０１の色は、少なくともその上に乗る画質評価パターンの色よりも中間転写ベルト５の回転方向上流側（前方）に設置されている作像ユニットの現像剤色である必要があり、この図においては４色全て重ねられているので、必然的にベタパターン２０１は先頭ユニット６Ｙの現像剤色であるイエロー（Ｙ）になる。その上に２、３、４番目の作像ユニット６Ｃ，６Ｍ，６Ｋの現像剤色（シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫ）によって現像される画質検知（評価）パターン２０２，２０３，２０４が描かれている。図１２においては図６に示したような単眼のセンサ１１０を用いて、副走査方向のみの画質変動を測定するイメージで画像パターン（画質検知（評価）パターン２００）を描いているのでパターンが副走査方向（搬送方向）に長くなっているが、ラインセンサを用いる場合には、主走査方向の画質変動も測定できるので軸方向にも長いパターンを形成することになる。この場合の例を図１３及び図１４に示す。
【００５８】
図１３は主走査方向いっぱいの長さを持つラインセンサを設置してある場合で、中間転写ベルト５の搬送方向に直交する方向（ベルトの幅方向）に横並びのパターン２００を形成できる。このようなパターン２００の場合には紙間で画質検出する場合に有利である。また、図１４は、主走査方向の一部分の長さしかないラインセンサを設置してある場合で、中間転写ベルト５の搬送方向に縦並びのパターン２００を形成している。このようなパターン２００は、正規画像形成領域外のベルト端部に評価用画像パターンを形成する場合に採用される。なお、図１２ないし図１４の画質検知（評価）パターン２００のように全色のパターンを出力して画質を検知する場合には、複数の波長にピーク値を有するフルカラーセンサを用いることが必要条件となる。
【００５９】
図１５は重ねて出力するトナー像が２色の場合の画質検知（評価）パターン２１０の一例である。ベタパターン２１１に使用される色は当然、画質検知（評価）パターン２１２に使用される色よりも前に設置されている作像ユニットの色ということになる。センサの感度波長やユニットの色順によって、実際に形成できるパターン色の組合せは変わってくるが、ベタパターン２１１が１色目の場合は画質検知（評価）パターン２１２は２、３、４色目の何れか、ベタパターン２１１が２色目の場合は画質検知（評価）パターン２１２は３、４色目の何れか、ベタパターン２１１が３色目の場合は画質検知（評価）パターン２１２は４色目ということになる。またこの図においても、前述のように単眼のセンサ１１０を用いて副走査方向のみの画質変動を測定するイメージで、搬送方向に長いパターンを描いているが、軸方向に長いラインセンサを用いれば、図１３の例のように軸方向にもある程度の長さを持つ画像パターンとなる。また、２色の画質検知（評価）パターンは図１６のように形成することもできる。
【００６０】
この図１６に示した例では、先頭色のベタパターン２２１の上に２番目の色の画質検知（評価）パターン２２２を、２番目の色のベタパターン２２３の上に３番目の色の画質検知（評価）パターン２２４を、３番目の色のベタパターン２２５の上に４番目の色のベタパターン２２６をそれぞれ形成して画質の評価を行うようにする。このようなパターンを描いた場合には、それぞれのパターンにおいて検知すべき反射光の波長特性が異なるので、感度波長の異なるモノクロのセンサを各パターン位置に応じて設置するか、若しくはフルカラーのラインセンサを設置することにより、それぞれのパターンの濃度ムラを測定することになる。
【００６１】
図１２ないし図１６のパターンでは、下層のトナー像（ベタパターン）の面積が上層のトナー像（画質検知（評価）パターン）の面積よりも大きい。中間転写ベルト５等の像担持体表面の光学的反射特性のムラを覆うためだけならば、上層の画質検知（評価）パターンと同サイズのベタパターンを敷いておけば良いが、ベタパターンの画質特性もその時の画像形成条件によって多少変化する。実際、下地のベタパターンの画質変動が画質検知（評価）パターンの検出画質に影響を与えているとの実験結果も得られているので、ベタパターンのみの画像領域を形成してその部分の画質をリファレンスとして検出しておくことにより、画質検知（評価）パターンから検出した画質情報に対するオフセット量として扱うことによって、検出画質の信頼性を高めることができる。なお、この実施形態では、下層のトナー像の面積が上層のトナー像の面積よりも大きくなるように画像を形成しているが、画質の検出方向（発光素子による走査方向）の前側または後側にベタパターンの部分があれば、ハーフトーンの画質検知（評価）パターンの計測値からベタパターンの計測値を減算するため、演算する上では前でも後でもかまわない。
【００６２】
図１７は、図６の画質検出装置の光学部がある単一の波長に感度ピーク値を有する単眼のセンサのヘッド部の概略構成を示す図である。同図（ａ）はセンサヘッド１６０に投光素子（ＬＥＤ１０１）と受光素子（光電変換素子１０３）が内蔵され、直接投受光するタイプのものであり、同図（ｂ）はセンサアンプ部１７０に投光素子１０１、受光素子１０３が内蔵され、光ファイバ１７１を用いて投受光するタイプのものである。同図（ａ）のタイプは光ファイバ１７１が不要な分、安価であるのに対してセンサヘッド１６０が大きくなるので設置に関して不利となる。また、同図（ｂ）のタイプは光ファイバ１７１を使用するので狭い場所にも設置できるがコスト面で不利となる。このような単眼のセンサは、投光素子１０１の発光波長特性、受光素子１０３の感度波長特性によって（通常この２つの特性の波長をマッチングさせる）検知できる色が限定されるもので、図１９に示す分光反射特性図のどの波長帯域に感度を持っているかという特性に応じてどの色を検知できるか決定される。なお、この分光反射特性図はある種類のフルカラー現像剤の特性であり、現像剤の種類によっては多少特性が異なってくる。例えば４５０ｎｍに感度があれば、シアンは検知できるがイエローはほぼ検知できない。５５０ｎｍならば、イエローは検知できるがマゼンタは検知できない。６５０ｎｍならば、イエロー・マゼンタは検知できるがシアンは検知できないといった具合である。また、ブラックは全帯域を通じて検知できない。このように、ある単一の波長にピーク値を有するセンサの場合には、検知できる（感度のある）色と検知できない（感度のない）色が明確に分かれることになる。そのため、少なくとも特性の異なる２種のセンサがあれば、画質評価が可能になる。この場合は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍのいずれかに感度を有するセンサを２種用意すればよい。なお、いずれのセンサにおいてもブラックＫは全帯域を通じて検知できない。そのため、ブラックの粒状性を評価する場合には、ブラック以外の感度の高い色をベタパターンにして、ブラックをハーフトーンの画質検知（評価）パターンとする。
【００６３】
図１８は、画質検出装置の光学部がある単一の波長に感度ピーク値を有するラインセンサからなる場合、及び複数の波長に感度ピーク値を有するラインセンサからなる場合の、センサの構成例である。同図（ａ）は主走査方向いっぱいの長さがある場合、同図（ｂ）は主走査方向の一部分の長さしかない場合のラインセンサである。同図（ａ）のラインセンサの場合は図１３に示したような画像パターンの画質を検知することが可能であり、同図（ｂ）のラインセンサの場合には必然的に図１４に示したような画像パターンとなる（フルカラーラインセンサの場合）。
【００６４】
このラインセンサが単一の波長に感度ピーク値を有するモノクロセンサである場合には、検知できる色の組合せが限定され、かつその感度波長特性に最適な色の組合せが決定される。よってモノクロセンサの場合には、画質検知（評価）パターンは何色、下地ベタパターンの色は何色、という最適な組合せが自ずと決定されることになる。このモノクロセンサをラインセンサによって構成すれば、前述したように副走査方向のみならず主走査方向の画質も検出できる。また、このラインセンサが複数の波長に感度ピーク値を有するフルカラーセンサである場合には、検知できる色の組合せは限定されないというメリットがある。よって、図１３及び図１４の画質検知（評価）パターン２００のように先頭色のベタパターンの上に、２、３、４色目の画質検知（評価）パターンを載せたパターンでも、図１６のように画質検知（評価）パターンの色に応じてベタパターンの色が変えられているパターン２２０でも、正常にその画質を検出することができる。複数の波長に感度ピーク値を持たせる際の手法は、可視光帯域をカバーするようなブロード光を発光側に用い、受光側に色フィルタを介したブロードな特性を持つ受光素子を用いるか、若しくは狭帯域の感度を持つ受光素子を並べるか、の何れかの手法が採用される。ラインセンサの受光素子としてはＣＣＤアレイやＣＭＯＳアレイ等が使用できる。ここではセンサに関しては限定するものではない。
【００６５】
図２０は、画質検出装置１００の感度波長に対して上層のトナー色を感度の大きい色、下層のトナー色を感度の小さい色とした場合、図２２は上層のトナー色を感度の小さい色、下層のトナー色を感度の大きい色とした場合の、２色パターンの色組合せを示す図である。モノクロセンサを使用した場合、図１９の各色の分光反射特性を示す図を参照して説明したようにモノクロセンサの感度波長に対して最適な色組合せが存在することになる。それぞれ感度波長が、
ａ）４５０ｎｍ（ほぼ青色）
ｂ）５５０ｎｍ（ほぼ緑色）
ｃ）６５０ｎｍ（赤色）
と設定しているが、それぞれの波長に対して感度の大きい色と小さい色を組み合わせると図２０及び図２１に示すようになり、これらの色の組合せが実用的な組合せとなる。当然、図２０と図２１は上層と下層の画像パターンの色が逆転しただけである。このような組み合わせにおいて、感度の大小と、トナー像の上下関係を検討すると、実験的には感度のある色が上層（画質検知（評価）パターン）、感度のない色が下層（下地のベタパターン）であるのが良いという結果が得られている。この理由は、感度の大きい色からは出力の大きい反射光が返ってくるので、その分濃度ムラ（これが画質に直結する）が見えやすくなっており、ベタパターンからも多少の濃度ムラが検出されてしまうことになる。逆に感度の小さい色のベタパターンの濃度ムラは非常に見えづらく、ほぼ濃度ムラは検出されない。したがって、感度の小さい色のベタパターンの上に感度の大きい色の画質検知（評価）パターンを載せるということは、均一な濃度変動のないバックグラウンドの上に画質評価用のパターンを作成するという理想的な形態となっていると考えられる。これにより画質検知（評価）パターンのみの画質データを高感度で再現性良く検出できる。
【００６６】
これに対して、感度の大きい色のベタパターンの上に感度の小さい色の画質検知（評価）パターンを載せると、下地のベタパターンのベタムラの上に画質検知（評価）パターン自体のムラが載ることになり、両者のムラを合わせた濃度ムラデータを収集することになって画質変動データも両者の影響を受けることになる。その結果、下地のベタムラの様相が少し異なると、検出される画質データもそれに影響を受けるため再現性が悪くなってしまう。しかし、例えば図２に示すような色順及び感度波長が固定されている画像形成装置においては、感度の大きい色はＹ、Ｍ、感度の小さい色はＣ、Ｋと決まってしまい、かつ、重ねられる色順も自然と決まってしまう。したがって、マゼンタＭの画質を測定したい場合にはＭｏｎＣ（図２０ｃ）を形成できるが、ＣやＫの画質を測定したい場合にはＣｏｎＹ及びＫｏｎＹ、ＫｏｎＭ（図２１ｃ）にしかならない。よって実機においては、感度の大きいベタパターン上で感度の小さい画質検知（評価）パターンを測定するという状況がどうしても生まれてしまう。ただ、感度や再現性の面で感度の小さいベタパターン上に感度の大きい画質検知（評価）パターンを載せる方法には劣るが、画質データを測定できていない訳ではなく、この方式でも画質の評価は可能である。
【００６７】
作像ユニット６の色順は、前述のように画像形成装置のハード構成によって決まってしまう。そのため、図２の示したように先頭色がイエローＹであり、その後、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫという色順でカラー画像を形成する画像形成装置では、先頭色であるイエローＹの画質データが測定できないということになってしまう。これはイエローＹの前に下地のベタパターンを形成できないからである。これを解消するために、中間転写ベルト５のクリーニングユニット５２を中間転写ベルト５の表面から退避させた上で通常の色順とは異なる色重ね順で中間転写ベルト５上にカラーが像を形成できるようにする。図２においては中間転写ベルト５の清掃部材を記載していないが、図１に示す位置に二次転写における残トナーを清掃する中間転写ベルト５のクリーニングユニット５２が設置されている。このクリーニングユニット５２を接離動作可能に構成し、図２におけるイエローＹの画質測定モードの際には、例えばブラックＫのベタパターンを形成し、紙転写部を素通り（バイアスをかけない、場合によっては紙転写圧も解除する）させ更に離間されたクリーニングユニット５２をすり抜けた後に、その上にイエローＹの画質検知（評価）パターンを形成すれば、イエローＹの画質を検出できる。
【００６８】
以上のように本実施形態によれば、下記のような効果を奏する。
【００６９】
▲１▼  画質検知（評価）パターンの下地パターンとして別色の一様画像を敷くことにより、その下地パターン以下の層の画像若しくは像担持体（典型的には中間転写ベルト５や紙搬送ベルト等）表面の微細な色ムラや光沢ムラ、傷等の影響を受けることなく、画質検知（評価）を行うことができる。
【００７０】
▲２▼  像担持体上の画質評価パターンを検知する際の、像担持体表面の僅かなクリーニング残トナー、若しくはその固着による微細な色ムラ、及び部材の摺擦による微細な傷等による像担持体表面の光学特性の変動は、濃度変動を微細に検知した上で算出される画質特性値に大きく影響を与えてしまうが、本実施形態によれば、この影響を下層の画像パターンにより排除してしまうので、下層の画像パターンを下地として別色の一様画像を出力し、バックグランドからのノイズ若しくはオフセット量を予め調整することができる。
【００７１】
▲３▼  このような画質検出制御であれば、異なる機種において像担持体（中間転写ベルト５）の表面光学特性（色、表面性）が異なる場合においても、その影響を考えずに画質を検出でき、ソフトウエアの共通パーツ化を図ることができる。
【００７２】
▲４▼  下層の画像パターンを最大濃度の一様なベタパターンとすることにより、像担持体表面の光学特性の変動を効率よく遮ることができ、かつ下層の画像パターン自体の濃度ムラも安定するので、画質検出精度と検出結果の安定性が向上する。
【００７３】
▲５▼  画質特性は各色毎にその特性を問われるものであり、画質評価パターンとして測定する色に対して、感度の正反対となる色を下地のベタパターンとしているので、感度の良い検出が可能となる。測定する色に対して感度の正反対となる色は、センサの感度波長によっても異なるため、そのセンサの感度波長に合わせてパターンを２色構成にするのが最も現実的である。
【００７４】
▲６▼  下層のベタパターンの面積をその上に乗る画質評価パターンよりも大きくしているので、ベタパターンのみの領域における画質をリファレンスとして検出することができる。これにより、画質評価パターンから画質を算出した場合の下層の画像パターンの影響度合を判断でき、このリファレンス値をオフセット量として扱うことにより、画質検出精度と検出結果の安定性を向上させることができる。
【００７５】
▲７▼  モノクロセンサ（単眼、ラインに関わらず）を使用する場合には、重ねるパターン色はセンサの感度波長において大きく感度が異なる組合せとすることにより、高感度かつ安定した状態で濃度変動を測定できるため、感度及び安定性に優れた画質検出が可能となる。
【００７６】
▲８▼  中間転写ベルト５のクリーニングユニット５２を中間転写ベルト５から退避（離間）させることができるので、固定された画像形成の色順にかかわらず、所望の色の組み合わせの画質検出（評価）パターンを形成することができる。すなわち、画像形成装置内の現像色順は固定されており、これは機種によって異なっているものである。したがって、通常のプリント動作においては、重ねられる色順はこの画像形成装置固有の色順によって制限されてしまう。しかし、画質検出用にパターンを重ねる場合、機械本体の色順では下流側にあたる色を下地パターンとしたい場合があるが、本実施形態のように構成することにより、下流側の色を下層の画像パターンとして中間転写ベルト５（像担持体）上に形成することが可能になる。
【００７７】
▲９▼  重ねた画像によって画質特性値を検知することにより、それぞれに関してフィードバック制御を行うことができ、画質安定性を向上させることができる。また、許容範囲を越えて画質が劣化してしまった場合には、画像形成装置の動作を停止させることなどによって不要に異常劣化画像をプリントしてしまうことを防ぐことができ、記録紙及びトナーの浪費を回避できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、像担持体表面の位置的な光学的反射特性変化が画質検知のための測定に影響を及ぼさないようにした画質検出装置及び画質検出方法、前記画質検出装置を備えた画像形成装置、前記画質検出方法を実現するコンピュータプログラム並びにこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラーの画像形成装置全体を示す図である。
【図２】図１における感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【図３】６００ｄｐｉ書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像の初期の画像を示す図である。
【図４】６００ｄｐｉ書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像のある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像を示す図である。
【図５】濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における画像の微細な濃度ムラを測定する画質検出装置の概略構成及び画像形成装置の制御回路を示す図である。
【図７】走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図である。
【図８】図６反射光の増幅回路からの光量（電圧）変動を示す図である。
【図９】図８の測定結果から高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により算出された空間周波数特性を示す図である。
【図１０】視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図である。
【図１１】算出された視覚ノイズの総量を示す図である。
【図１２】最下層の１色のベタパターンの上に３色の画質検知（評価）パターンが副走査方向に沿って長く形成された画像パターンを示す図である。
【図１３】最下層の１色のベタパターンの上に３色の画質検知（評価）パターンが主走査方向に沿って形成された画像パターンを示す図である。
【図１４】主走査方向の一部分の長さしかないラインセンサを設置したときの中間転写ベルトの搬送方向に縦並びで形成された画像パターンを示す図である。
【図１５】重ねて出力するトナー像が２色の場合の画質検知（評価）パターンを示す図である。
【図１６】先頭色のベタパターンの上に２番目の色の画質検知（評価）パターンを、２番目の色のベタパターンの上に３番目の色の画質検知（評価）パターンを、３番目の色のベタパターンの上に４番目の色のベタパターンをそれぞれ形成た画像パターンを示す図である。
【図１７】図６の画質検出装置の光学部がある単一の波長に感度ピーク値を有する単眼のセンサのヘッド部の概略構成を示す図である。
【図１８】図６の画質検出装置の光学部がある単一の波長に感度ピーク値を有するラインセンサの概略構成を示す図である。
【図１９】各色の分光反射特性を示す図である。
【図２０】画質検出装置の感度波長に対して上層のトナー色を感度の大きい色、下層のトナー色を感度の小さい色とした場合の２色の画質検知（評価）パターンの組み合わせを示す図である。
【図２１】画質検出装置感度波長に対して上層のトナー色を感度の小さい色、下層のトナー色を感度の大きい色とした場合の２色の画質検知（評価）パターンの組み合わせを示す図である。
【符号の説明】
１  画像形成部
５  中間転写ベルト
６  作像部
７  露光ユニット
１０  画質センサ
２０  記録紙
６１  感光体（感光体ドラム）
１０１  ＬＥＤ（発光素子）
１０２  集光レンズ
１０３  光電変換素子（受光素子）
１０４  結像レンズ
１２０  増幅回路
１３０  演算回路
１４０  信号生成回路
２００，２１０，２２０  画質検知（評価）パターン
２０１，２１１、２２１，２２３，２２５  下層の画像パターン（下層のベタパターン）
２０２，２０３，２０４，２１２，２２２，２２４，２２６  上層の画質検知（評価）パターン
ＣＯＮ  制御回路
ＭＦＰ  画像形成装置
ＳＰ  スポット光
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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