(57)【要約】【課題】拡散反射光出力の校正を精度良く行うことができ、高画質化に寄与できる拡散反射光出力変換方法を提供する。【解決手段】正反射光成分が減少し最小値に飽和するまでの領域を正反射光飽和前領域とし、階調パターンの付着量が増加しても、検出した正反射光出力中の、前記正反射光成分が最小値に飽和して変動しない領域を正反射光飽和後領域とするとき、前記正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目の付着量における拡散反射光出力を求め、これと予め求めておいた基準となる拡散反射光出力との比を取り、これを校正係数とし、該校正係数を、得られた階調パターンの拡散反射光出力に乗じることで拡散反射光検知手段に対する校正を行う。【選択図】図８
2013003211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象面上に連続的に複数個形成された付着量の異なる粉体の階調パターンを、検知対象面に対向する位置に配置され発光手段と受光手段を有して正反射光と拡散反射光を同時に検出可能な光学的検知手段により検知する装置において、得られた階調パターンの正反射光出力と、付着量との関係について、
検出した正反射光出力中の、前記発光手段から出力された光のうち前記検知対象面からの正反射による成分を正反射光成分とし、
前記正反射光成分が減少し最小値に飽和するまでの領域を正反射光飽和前領域とし、
階調パターンの付着量が増加しても、検出した正反射光出力中の、前記正反射光成分が最小値に飽和して変動しない領域を正反射光飽和後領域とするとき、
前記正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目の付着量における拡散反射光出力を求め、これと予め求めておいた基準となる拡散反射光出力との比を取り、これを校正係数とし、該校正係数を、得られた階調パターンの拡散反射光出力に乗じることで拡散反射光検知手段に対する校正を行うことを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載の拡散反射光出力変換方法において、
前記正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目とは、得られた階調パターンの正反射光出力と拡散反射光出力との関係において、
正反射光出力と拡散反射光出力との関係が原点を通過する一次線形関係になる特性と、
拡散反射光出力が増加するとともに、正反射光出力が減少から飽和を経て、増加に転じる正反射光飽和周辺特性との交点から求められることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項３】
請求項２に記載の拡散反射光出力変換方法において、
前記原点を通過する一次線形関係の傾きは、正反射光出力と拡散反射光出力との関係において、正反射光出力と拡散反射光出力との比が最小値を取った点よりも拡散反射光出力の値が大きい側の複数点によって算出されることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項４】
請求項２に記載の拡散反射光出力変換方法において、
前記原点を通過する一次線形関係の傾きは、正反射光出力と拡散反射光出力との比の最小値であることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項５】
請求項２に記載の拡散反射光出力変換方法において、
前記正反射光飽和周辺特性とは、正反射光出力と拡散反射光出力との関係において、近似や補間をし、得られた近似特性であることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項６】
請求項２に記載の拡散反射光出力変換方法において、
前記正反射光飽和周辺特性とは、前記正反射飽和前領域における正反射光出力の最小値、または前記正反射飽和前領域の近似特性の最小値における正反射光出力を通過する傾き0の直線であることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の拡散反射光出力変換方法において、
校正が完了した後、検知対象面上に形成された任意の粉体のパターンを検知し、検出された拡散反射光出力に前記校正係数を乗じて校正後の出力を得ることを特徴とする拡散反射光出力変換方法。
【請求項８】
得られた拡散反射光出力変換値を、予め求められている付着量と拡散反射光出力変換値との関係式又はテーブルデータに基づき付着量に変換する粉体付着量変換方法において、
前記拡散反射光出力変換値を、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法により求めることを特徴とする粉体付着量変換方法。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか１つの方法を、像担持体、記録媒体を担持する転写体又は中間転写体を前記検知対象面とし、且つ前記粉体をトナーとして実施する機能を有していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー等の粉体の付着量検知における拡散反射光出力変換方法、該拡散反射光出力変換方法を利用した粉体付着量変換方法、これらの方法を実施する機能を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、感光体等の像担持体上に濃度検知用トナーパッチ（階調パターン）を作成し、そのパッチ濃度を光学的検知手段（以下、単にセンサともいう）により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルを変更（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）するようになっている。
このような濃度検知用パッチ検出手段としては、発光素子（発光手段）としてＬＥＤを、受光素子（受光手段）としてＰＤ（フォトダイオード）又はＰＴｒ（フォトトランジスタ）を組み合わせた反射型センサが一般的に知られている。
【０００３】
そのセンサ構成としては、図２に示すように、正反射光のみを検出するタイプ（特開2001-324840号公報等参照）、図３に示すように、拡散反射光のみを検出するタイプ（特開平5-249787号公報、特許第3155555号公報等参照）、図４に示すように、両者を検出するタイプ（特開2001-194843号公報等参照）の３つのタイプがある。
図２、図３、図４において、符号５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは素子ホルダを、５１はＬＥＤを、５２は正反射受光素子を、５３は検知対象面を、５４は検知対象面上のトナーパッチを、５５は拡散反射受光素子をそれぞれ示している。
【０００４】
従来、図４の一発光二受光のタイプのセンサにおいては、特許文献１に記載されているように、発光素子、受光素子のロットばらつき、温度特性および経時劣化、または検知対象面である転写ベルトの経時劣化により、拡散反射光出力特性が大きくばらつくために、拡散反射受光素子の校正を以下の方法で行う必要がある。
拡散反射光出力の校正は、階調パターンを書き、校正された正反射光の受光素子を利用して検知し、算出した地肌露出率（付着量と1対1の対応関係がある）から、基準の地肌露出率での拡散反射光出力を求め、基準の地肌露出率での基準となる拡散反射光出力と比較する方式が知られていて、その有効性が確認されている。
正反射光出力の校正は、正反射光出力がベルト面で最大になるため、これを基準の値に合わせるように行えばよいことが知られている。
【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、面積階調パターンを濃度検知に利用する場合、ハーフトーン部にパイルハイト方向および面積方向のドットムラが存在することがある。
また、アナログパターンを利用する場合も２ビーム書き込み方式の高速機でビームピッチがずれる、または現像時のバンディングなどの影響で図９に示すような濃度ムラが存在することがある。
このようなムラが存在すると、実際には同じ付着量にも拘らず、局所的に地肌部が見えやすくなり、正反射光出力が増加して、図１０に示すように誤った地肌露出率が算出されてしまう。
そのため、精度のよい拡散反射光出力の校正が行えなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、拡散反射光出力の校正を精度良く行うことができ、高画質化に寄与できる拡散反射光出力変換方法の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、ドットムラや濃度ムラの出にくい高付着量領域で精度のよい校正を行うこととした。
具体的には、検知対象面上に連続的に複数個形成された付着量の異なる粉体の階調パターンを、検知対象面に対向する位置に配置され発光手段と受光手段を有して正反射光と拡散反射光を同時に検出可能な光学的検知手段により検知する装置において、得られた階調パターンの正反射光出力と、付着量との関係について、検出した正反射光出力中の、前記発光手段から出力された光のうち前記検知対象面からの正反射による成分を正反射光成分とし、前記正反射光成分が減少し最小値に飽和するまでの領域を正反射光飽和前領域とし、階調パターンの付着量が増加しても、検出した正反射光出力中の、前記正反射光成分が最小値に飽和して変動しない領域を正反射光飽和後領域とするとき、前記正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目の付着量における拡散反射光出力を求め、これと予め求めておいた基準となる拡散反射光出力との比を取り、これを校正係数とし、該校正係数を、得られた階調パターンの拡散反射光出力に乗じることで拡散反射光検知手段に対する校正を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ドットムラや濃度ムラの出やすいハーフトーン部を避けて、高付着量領域において拡散反射光出力の校正を行うことができ、粉体付着量算出精度を向上させることができる。これにより高画質化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの概要構成図である。
【図２】正反射光のみを検出するタイプの光学的検知手段の構成図である。
【図３】拡散反射光のみを検出するタイプの光学的検知手段の構成図である。
【図４】正反射光と拡散反射光を同時に検出するタイプの光学的検知手段の構成図である。
【図５】諧調パターンを示す平面図である。
【図６】正反射光として正反射光受光素子で受光される光に、純粋な正反射光成分に加え、検知対象面からの拡散反射光成分と、トナー層からの拡散反射光成分とが含まれることを示す模式図である。
【図７】光学的検知手段により実際に検知すべき反射光成分と除去すべき反射光成分との関係を示すブロック図である。
【図８】正反射飽和前領域と正反射飽和後領域を示す特性図である。
【図９】現像時のバンディングなどの影響による濃度ムラを示す平面図である。
【図１０】地肌露出率の算出値と付着量との対応関係の変化を示す特性図である。
【図１１】ハーフトーンの階調パターンに濃度ムラが生じた場合の検知対象面での露出状態の変化を示す模式図である。
【図１２】境目での付着量が一定であることを示す特性図である。
【図１３】境目での付着量が一定であることを示す他の特性図である。
【図１４】境目での拡散反射光出力と基準の拡散反射光出力との比を示す特性図である。
【図１５】正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域の境目の決定方法を示す特性図である。
【図１６】正反射光飽和周辺特性の決定方法を示す特性図である。
【図１７】正反射光飽和周辺特性の決定方法の他例を示す特性図である。
【図１８】具体的数値例に基づく校正係数の算出方法を説明するための特性図である。
【図１９】付着量変換方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における画像形成装置としての４連タンデム直接転写方式のカラーレーザプリンタの概略構成を説明する。
該カラーレーザープリンタは、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを有しており、手差しトレイ３６より給紙されたシート状記録媒体としての図示しない転写紙は給紙コロ３７により最上のものから順に１枚ずつ分離され、レジストローラ対２３へ向けて搬送される。
第１給紙トレイ３４又は第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により最上のものから順に１枚ずつ分離され、搬送ローラ対３９を介してレジストローラ対２３へ向けて搬送される。
給紙された転写紙は、レジストローラ対２３で一旦停止され、スキューを修正された後、後述する最上流に位置する感光体ドラム１４Ｙ上に形成された画像の先端と転写紙の搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで、図示しないレジストクラッチのオン制御によるレジストローラ対２３の回転動作により転写ベルト１８へ向けて搬送される。
【００１１】
転写紙は、転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とで構成される紙吸着ニップを通過する際、紙吸着ローラ４１に印加されるバイアスにより転写ベルト１８に静電力で吸着され、プロセス線速１２５ｍｍ／ｓｅｃにて搬送される。
転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８を挟んで各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の順で転写される。
【００１２】
各色の転写工程を経た転写紙は、下流側の駆動ローラ１９部位で転写ベルト１８から曲率分離され、定着装置２４へ搬送される。
定着装置２４における定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が熱と圧力により転写紙に定着される。
定着がなされた転写紙は、片面印刷モードの場合には、装置本体上面に形成されたＦＤ（フェイスダウン）トレイ３０へと排出される。予め両面印刷モードが選択されている場合には、定着装置２４を出た転写紙は、図示しない反転ユニットへ送られ、該ユニットにて表裏を反転されてから転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送される。
転写紙は該両面搬送ユニット３３から再給紙され、搬送ローラ対３９を経てレジストローラ対２３へ搬送される。
以降は、片面印刷モード時と同様の動作を経て定着装置２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００１３】
次に、上記カラーレーザプリンタの画像形成部における構成及び作像動作を詳細に説明する。
画像形成部は、各色共に同様の構成及び動作を有しているのでイエロー画像を形成する構成及び動作を代表して説明し、その他については各色に対応する符号を付して説明を省略する。
転写紙搬送方向の最上流側に位置する感光体ドラム１４Ｙの周囲には、帯電ローラ４２Ｙ、クリーニング手段４３Ｙを有する作像ユニット１２Ｙと、現像ユニット１３Ｙ、光書き込みユニット１６等が設けられている。
画像形成時、感光体ドラム１４Ｙは図示しないメインモータにより時計回り方向に回転駆動され、帯電ローラ４２Ｙに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略-５０ｖの基準電位となる。
【００１４】
次に、感光体ドラム１４Ｙは、帯電ローラ４２ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電され、その表面電位がほぼ-５００ｖ〜-７００ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。
プリント画像として図示しないコントローラ部より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換され、シリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズ等を有する光書き込みユニット１６により感光体ドラム１４Ｙ上に露光光１６Ｙが照射される。
照射された部分のドラム表面電位が略-５０ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００１５】
感光体ドラム１４Ｙ上のイエロー画像情報に対応した静電潜像は、現像ユニット１３Ｙにより可視像化される。
現像ユニット１３Ｙの現像スリーブ４４ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣ（-３００〜-５００ｖ）が印加されることにより、書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：-２０〜-３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
作像された各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上のトナー画像は、転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に上記転写バイアスにより転写される。
【００１６】
なお、本実施形態におけるカラーレーザプリンタでは、上記のような画像形成モードとは別に、電源投入時、またはある所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためにプロセスコントロール動作（以下プロコン動作と略す）が実行される。
このプロコン動作では、各色複数の濃度検知用パッチ（以下「Ｐパターン」と略す）を、帯電バイアス、現像バイアスとを適当なタイミングで順次切り替えることにより転写ベルト上に作像し、これらＰパターンの出力電圧を、駆動ローラ１９の近傍における転写ベルト１８の外部に配置された光学的検知手段としての濃度検知センサ（以下「Ｐセンサ」と略す）４０により検知し、その出力電圧を本発明の付着量変換方法（粉体付着量変換方法）により付着量変換して、現在の現像能力を表す（現像γ、Ｖｋ）の算出を行い、この算出値に基づき、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値の変更をする制御を行っている。
【００１７】
Ｐセンサの構成は、図４に示す通りのものであり、またその諸元については既述した通りである。
ここでは受光素子としてＰＴｒ（フォトトランジスタ）を用いたが、ＰＤ（フォトダイオード）などの受光素子を用いても良い。
【００１８】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する前に、従来技術の課題を説明する。
[階調パターン内の濃度ムラ]
本実施形態では転写ベルト上に階調パターンを作像してＰセンサで検知している。Ｐセンサの拡散反射光出力はベルト部での出力がほぼ０であり、ベルト部における出力を調整する方式が適用できない。このため、基準の付着量における出力を基準出力に合わせることで校正を行うことを考える。しかし、転写ベルト上の付着量を直接測定することはできない。
【００１９】
この課題を解決するために、特許文献１では、付着量の代用特性として地肌露出率を定義し、基準の地肌露出率における拡散反射光出力を基準のものに合わせることで校正を行っている。
地肌露出率は、ベルト部での正反射光成分と階調パターン部での正反射光成分との割合で表される。「正反射光成分」とは正反射光受光素子に入ってくる正反射光のことである。
粉体の付着量がゼロ〜1層形成までの付着量（以下、「ハーフトーン」と呼ぶ）における階調パターンの地肌露出率は付着量に対して一次線形の関係にある。そのため、ハーフトーンの階調パターンを検知することで、基準の地肌露出率において、被校正対象の拡散反射光出力が基準の拡散反射光出力となるようにすれば、拡散反射光出力を校正することが可能である。
【００２０】
しかしながら、面積階調パターンを濃度検知に利用する場合、ハーフトーンの階調パターンにパイルハイト方向および面積方向のドットムラが生じることがある。また、アナログパターンを利用する場合も２ビーム書き込み方式の高速機でビームピッチがずれる、および現像時にバンディングなどが起こる影響でハーフトーンの階調パターンに濃度ムラが生じることがある。
このとき、図１１（ａ）に示すように、ベルト部121の露出が通常時である図１１（ｂ）に比べて増え、階調パターン部での正反射光出力122が増加してしまう。すると、地肌露出率の算出値もそれに伴って増加し、図１０に示すように、地肌露出率の算出値と付着量の対応関係が変化してしまう。これでは、基準の付着量における出力を基準出力に合わせるという当初の目的が達成できなくなってしまう。
【００２１】
以上説明したように、従来技術では階調パターンが常に濃度ムラなく作られることを前提としていた。そのため、ハーフトーンにおける階調パターンに濃度ムラがあると、拡散反射光出力に校正誤差が生じる。
拡散反射光出力の校正誤差は付着量変換誤差に直結し、画像濃度安定化に関わる一連の制御系に悪影響を及ぼしてしまう。
【００２２】
本発明は従来技術に潜んでいた上記課題を解決すべくなされたものであって、階調パターンの濃度ムラの有無に拘らずＰセンサの拡散反射光出力の校正を可能にしようとするものである。
本発明の狙いは以下に説明する本発明に関わる拡散反射光出力変換方法、およびそれを用いた画像形成装置等にて達成される。
【００２３】
以下に本発明（本実施形態）における拡散反射光出力変換方法の説明をする。この方法は正反射成分がある付着量以上で０になる特性を利用して、ハーフトーンの階調パターンを避けて校正を行う特徴を持つ。
この方法では以下の手順に従い、拡散反射光出力の校正を行っている。
（１）階調パターンの正反射光出力、拡散反射光出力をサンプリングし、
（２）検出した正反射光出力中の正反射光成分が階調パターンの付着量の増加に伴い減少し最小値に飽和するまでの領域（正反射光飽和前領域）と、正反射光成分が最小値に飽和した後の領域（正反射光飽和後領域）との境目での拡散反射光出力を求め、
（３）求めた拡散反射光出力と予め求めておいた基準の拡散反射光出力との比を取り校正係数とし、この校正係数を得られた階調パターンの拡散反射光出力に乗じる
ことで拡散反射光出力を校正する。
正反射光飽和前領域は、換言すれば、光学的検知手段のなかの正反射光検知手段において、階調パターンの付着量の増加を正反射光成分の変動として検知可能な領域である。
【００２４】
上記（１）〜（３）について以下に順を追って説明する。
（１）についての説明：
図1に示す転写ベルト１８に作像した図５に示す濃度検知用のＰパターン７０に対して、図４に示すＰセンサ４０により、図６に示すように「正反射光出力電圧」及び「拡散反射光出力電圧」を検出する。
【００２５】
（２）についての説明：
図６、図７に示す通り、ＬＥＤ５１からの照射光は、ベルト面53、トナー面67に到達時に、それぞれの面で正反射、および拡散反射する。正反射光受光素子５２で受光される光には、純粋な正反射光成分63に加え、ベルト面およびトナー層からの拡散反射光成分64、が含まれている。図６（ａ）のようにベルトが露出した状態では正反射光成分は多く、図６（ｂ）のようにトナーが被覆している状態では正反射光成分は少ない。
【００２６】
図８に示すように、正反射飽和前領域では付着量の増加に伴い、正反射光成分が単調減少する。これは、トナーがベルト面を被覆することで、ベルト面からの正反射による光が減少するからである。ベルト面が完全に被覆されると、ベルト面からの正反射がなくなるため、正反射光成分は最小値で飽和する。
この領域が正反射飽和後領域である。正反射飽和後領域では、付着量の増加に伴い正反射成分が最小値に飽和した後も、正反射光出力は増加している。これは、正反射受光素子にトナーからの拡散反射光が入射しているからである。
正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目は、正反射受光素子に入射する光全てがトナーからの拡散反射光になるところである。
【００２７】
本発明者らの用いたＰセンサについては、境目での付着量は光学特性上部品ばらつきがなく、ハーフトーン部での濃度ムラに拘らず一定であることは実験で確かめられている。
図１２および図１３はこの特性例を示している。図１２は、ドットムラの影響を受けた3種類の面積階調パターンを同じ正反射受光素子により検知し出力された正反射光成分を縦軸、測定したパターンの付着量を横軸に取った図である。
図１３は、同程度のドットムラの影響を受けた面積階調パターンを3つの異なる正反射受光素子により検知し出力された正反射光成分を縦軸、測定したパターンの付着量を横軸に取った図である。
いずれの場合も１００や１０１の正反射成分が飽和する点での付着量は同じ量になる。
そのため、変動しうるハーフトーン部を避けてこの境目において基準の拡散反射光出力となるように拡散反射光出力の校正を行えばよいといえる。
【００２８】
（３）についての説明：
正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域との境目を算出後、図１４に示すように、境目112での拡散反射光出力111と基準の拡散反射光出力110の比aを求め、得られた階調パターンの拡散反射光出力111に乗じる。
これにより、拡散反射光出力111を基準の拡散反射光出力110に校正することができる。
この方法では、部品ばらつきのない部分で、ドットムラや濃度ムラの影響を受けやすいハーフトーン部の情報を使わずに、拡散反射光出力の校正が可能となる。
【００２９】
正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域の境目の決定方法としては、正反射光出力と拡散反射光出力の関係において、図１５に示すように、正反射光飽和後領域が原点を通る直線120上に乗り、正反射光飽和周辺特性121とこの直線120との交点122が境目に相当するため、この交点122を算出すればよい。正反射光飽和周辺特性は、換言すれば、正反射光出力中の、正反射光成分が最小値に飽和する点周辺の特性である。
これにより、境目を一義的に算出することが可能となる。
【００３０】
正反射光飽和後領域を含む原点を通る直線の決定方法について説明する。得られた階調パターンの正反射光出力と拡散反射光出力の関係において、正反射光成分は付着量の増加に伴い、正反射光飽和前領域と正反射光飽和後領域の境目まで減少し、正反射光飽和後領域では最小値に飽和する。一方、拡散反射光成分は付着量の増加に伴い単調増加する。正反射受光素子では正反射光成分と拡散反射光成分の両方を、拡散反射受光素子では拡散反射光成分のみを受光する。
そのため、正反射光出力と拡散反射光出力との比を取りその値が最小となった後のサンプルに対して、図１５に示すような原点を通る近似直線１２０を引くことで、正反射光飽和後領域を含む原点を通る直線を求めることができる。
この方法では正反射光飽和後領域を確実に含む形で、測定ばらつきをある程度考慮できるように数サンプルに対して最小二乗法を適用できる利点がある。
【００３１】
また、正反射光出力と拡散反射光出力との比の最小値を傾きとして、原点を通る図１５に示すような近似直線１２０を引くことでも、正反射光飽和後領域を含む原点を通る直線を求めることができる。
これは、正反射受光素子が高付着量領域で拡散反射光を十分受光できず、上記のような方法では傾きを得にくい場合に有効である。
【００３２】
正反射光飽和周辺特性の決定方法については、図１６に示すように、正反射光出力と拡散反射光出力の関係を近似や補間をすると、正反射光飽和周辺特性130を得ることができる。特に、3次関数を用いて近似を行うと関係全体の形状を表現でき、精度よく近似できることが実験により確かめられている。
また、2次関数以下でも、正反射光飽和前領域、正反射光飽和後領域の境目近傍のみの狭い範囲に絞って近似や補間を行うと、近似誤差を少なくすることができ、精度よく上記境目を求めることができる。
【００３３】
別の正反射光飽和周辺特性の決定方法について述べる。図１７に示すように、正反射光飽和前領域、正反射光飽和後領域のデータから二次近似140などを行い、正反射光出力の最小値141を算出する。この最小値141から高付着量側にかけての一定区間は出力が飽和していて、増減しないと仮定する。
そして、この飽和終了直後に正反射光飽和後領域が現れるとすると、最小値141を通過する傾き0の直線142を正反射光飽和周辺特性とすることができる。
この方法は、正反射受光素子が高付着量領域で拡散反射光を十分受光できず、図１６で説明したのような方法では境目が得にくい場合に有効である。
【００３４】
本実施形態における代表的な数値例は図１８に示す通りである。なお、ここでは正反射光出力をy、拡散反射光出力をxとおく。そして、検知対象面上に連続的に複数個形成された付着量の異なる粉体の階調パターンを検知し、これらを利用して校正を行う。
なお、本来基準Ｐセンサの境目は予め実験を行って算出しておくものであり、本実施形態では予め行った実験データに基づき基準Ｐセンサの境目算出を行うものとする。そのため、基準Ｐセンサの境目算出の項目に存在するデータは既知である。
［１．基準Ｐセンサの境目算出］
（１）：正反射光飽和後領域を最小二乗法で算出する
y=0.835x
（２）：最小二乗法でデータ点の3次近似を行い、境目近傍領域の近似特性を求める
y=-0.193x^3+1.747x^2-3.965x+4.163
（３）：（１）と（２）の交点（境目）での拡散反射光出力を最急降下法などで算出する
x=2.094
［２．校正対象のＰセンサの境目算出］
（１）：正反射光飽和後領域を最小二乗法で算出する
y=1.012x
（２）：最小二乗法でデータ点の3次近似を行い、境目近傍領域の近似特性を求める
y=-0.570x^3+3.470x^2-5.831x+4.394
（３）：（１）と（２）の交点（境目）での拡散反射光出力を最急降下法などで算出する
x=1.557
［３．校正係数の算出］
a=2.094/1.557=1.345
【００３５】
以上により求めた校正係数aを校正対象のＰセンサの拡散反射光出力に乗じれば校正が完了する。
なお、本実施形態で扱った方式以外の数値例は省略する。
【００３６】
校正が完了後は予め求められている付着量と校正後拡散反射光出力値との関係式又はテーブルデータに基づいて付着量に変換することが可能である。この付着量変換方法のフローを図１９に示す。
また校正の完了後も、この拡散反射光出力変換方法により得られた校正係数を、任意のパターンに対して得られた拡散反射光出力に乗じることで、拡散反射光出力変換、付着量変換することもできる。
なお、この拡散反射光出力変換方法はトナーを用いた画像形成装置や粉体付着量検出装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１４  像担持体
１８、５３、１２１  検知対象面
５１  発光手段
５２、５５  受光手段
７０  階調パターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特許第４４５６８２８号公報
【図１】
2013003211.tif 000003
【図２】
2013003211.tif 000004
【図３】
2013003211.tif 000005
【図４】
2013003211.tif 000006
【図５】
2013003211.tif 000007
【図６】
2013003211.tif 000008
【図７】
2013003211.tif 000009
【図８】
2013003211.tif 000010
【図９】
2013003211.tif 000011
【図１０】
2013003211.tif 000012
【図１１】
2013003211.tif 000013
【図１２】
2013003211.tif 000014
【図１３】
2013003211.tif 000015
【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】
2013003211.tif 000021