(57)【要約】【課題】正反射センサーの取り付けの精度や転写ベルトの走行ばたつき、ローラー偏心などの影響を受けずに転写ベルトに形成したトナーパッチのトナー量を正確に推定する【解決手段】用紙Ｓに転写されるトナー像が形成される中間転写ベルト２０に少なくとも黒色トナーを含む複数色のトナーパッチを形成し、一つの光量調整の可能な光源６１と、中間転写ベルト２０からの反射光を受光する受光センサー６２と、受光センサー６２の出力に基づいてからトナー量を推定する信号処理演算手段６５と、を備える。受光センサー６２は、光源６１から照射された光が中間転写ベルト２０の表面で反射した際に正反射する光を受光可能、かつ互いに隣接する位置に配置された９個のセンサー７１〜７９を備え、信号処理演算手段６５は、センサー７１〜７９のそれぞれの信号を処理、演算してトナー量を推定する。【選択図】図１
2016090926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に転写されるトナー像が形成される像担持体に少なくとも黒色トナーを含む複数色のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、一つの光量調整の可能な光源と、前記像担持体からの反射光を受光する受光装置と、前記受光装置の出力に基づいてからトナー量を推定する信号処理演算手段とを備え、前記複数色のトナー量を推定するトナー量推定装置において、
前記受光装置は、光源から照射された光が前記像担持体の表面で反射した際に正反射する光を受光可能、かつ互いに隣接する位置に配置された複数の正反射受光部を備え、
前記信号処理演算手段は、前記正反射受光部のそれぞれの出力信号を処理、演算して前記像担持体に形成されたトナーパッチのトナー量を推定することを特徴とするトナー量推定装置。
【請求項２】
前記信号処理演算手段は前記光源の光量を変更可能であり、
前記トナーパッチが形成されていない状態での前記像担持体におけるそれぞれの前記正反射受光部からの出力信号の平均値が予め定めた基準平均値になるように前記光源の光量を調整し、
次いで、それぞれの前記正反射受光部の出力信号のうち、それぞれについて予め定めた信号基準値を超える出力信号を出力した前記正反射受光部の出力信号の平均値を求め、
この平均値が予め定めた修正基準値になるように前記光源の前記光量を調整し、
さらに、前記像担持体に形成された前記トナーパッチについて取得した、前記予め定めた信号基準値を超える出力信号を出力した前記正反射受光部の出力信号を加算して補正信号和値とし、
前記補正信号和値に基づいてトナー量を推定することを特徴とする請求項１に記載のトナー量推定装置。
【請求項３】
記録媒体に転写されるトナー像が形成される像担持体に少なくとも黒色トナーを含む複数色のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、一つの光量調整の可能な光源と、前記像担持体からの反射光を受光する受光装置と、前記受光装置の出力に基づいてからトナー量を推定する信号処理演算手段と、を備え、前記複数色のトナー量を推定するトナー量推定装置において、
前記受光装置は、前記光源から照射された光が前記像担持体の表面で反射した際に正反射を受光できない位置に複数が配置される拡散反射受光部と、正反射する光を受光可能な位置でかつ互いに隣接するように配置される複数の正反射受光部と、を備え、
前記信号処理演算手段は、前記拡散反射受光部および前記正反射受光部からのそれぞれの出力信号を処理、演算してトナー量を推定することを特徴とするトナー量推定装置。
【請求項４】
前記信号処理演算手段は前記光源の光量を変更可能であり、
前記トナーパッチが形成されていない状態での前記像担持体におけるそれぞれの前記正反射受光部の出力信号の平均値が予め定めた基準平均値になるように前記光源の光量を調整し、
次いで、それぞれの前記正反射受光部の出力信号のうち、それぞれについて予め定めた信号基準値を超える出力信号を出力した前記正反射受光部の出力信号の平均値を求め、この平均値が予め定めた修正基準値になるように前記光源の前記光量を調整し、
さらに、前記像担持体に形成された前記トナーパッチについて取得した、前記予め定めた信号基準値を超える出力信号を出力した前記正反射受光部の出力信号を加算して補正信号和値とし、
同時に検出した前記拡散反射受光部の出力信号を拡散信号値と、前記補正信号和値とに基づいてトナー量を求めることを特徴とする請求項３に記載のトナー量推定装置。
【請求項５】
前記像担持体の表面の明度は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてＬ＊＜３０、かつ６０°鏡面光沢度が光沢度８０以上、であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のトナー量推定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のトナー量推定装置と、前記像担持体に記録媒体に画像を形成するためのトナー像を形成する作像手段とを備え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、トナー量推定装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では出力媒体上の色や濃度を正しく再現するため、定着前のトナー量を適切にする必要がある。そこで転写ベルト上に所定のテスト用のトナーパッチを形成して、このトナーパッチのトナー量を検知し、画像形成条件を制御することがある。このトナー量の検知には反射型の光センサーが用いられるのが一般的である。
【０００３】
ここで、転写ベルトは、感光体からのトナーを適切に転写するために表面電気抵抗を適切な値にする必要があり、このためカーボン等の抵抗制御材料を混入するため、転写ベルトは通常黒色となる。従って、一般的なスキャナや濃度計のように光源を拡散反射して受光すると、転写ベルトと黒色トナーの感度差が十分に得られず、検知精度が悪くなる。そこで、転写ベルトの表面の光沢度を高くして、形成されたトナーとの光沢度の差を検知する正反射方式のものが用いられる。またカラートナーの場合は、同様に転写ベルトとトナーとの光沢度差により検知することができるが、より高濃度部（高明度部）を検知するため、スキャナや濃度計と同じように、光源を拡散受光するように配置することがある。
【０００４】
黒色トナー、カラートナーの両方を一つのセンサーで検知するためには、正反射と拡散反射を受光できる位置に２つ受光装置を設けることとなる。この場合、黒色トナーについては正反射受光して転写ベルトのトナー表面の光沢度の違いからトナー量を検知する、一方カラートナーについては、拡散受光部の出力を検知してトナー量を検知する。
【０００５】
また、さらにカラートナーをより精度よく検知するには、黒ベルト以外に明度が明らかな白基準を設けて補正を行うことや、黒トナーと同様に低濃度側ではトナー表面からの拡散光が明度上昇より大きくなる特性を利用して拡散出力を補正するものがある。これにより、光源の光量ばらつきや、取り付け位置による拡散光の変化により発生するトナー量検知のばらつきを防止する。
【０００６】
反射光の光軸のずれによるトナー濃度の検出結果への影響を補正する技術として、特許文献１には、トナー濃度センサーに近接して２つのＬＥＤと２つのフォトダイオードが、転写ベルトから所定距離で、ＬＥＤから照射され転写ベルト表面で反射した光のフォトダイオードでの受光光量が等しくなるよう配置され、ＬＥＤを発光させ、転写ベルト表面からの反射光の、フォトダイオードでの受光光量のバランスによって、反射光の光軸のずれを検出し、そのずれに基づいてトナー濃度の検出結果を補正するものが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、像担持体上に形成された黒以外のトナーパターン像に発光素子の光を照射し、その反射光量を受光素子で検出した結果によって作像条件を制御するトナー濃度検出・制御手段を備えた画像形成装置において、トナー濃度検出・制御手段は、像担持体表面からの正反射光量を受光する第１の受光素子と拡散反射光量を受光する第２の受光素子を備え、像担持体上のトナーが１層以下のときは第１の受光素子で正反射光量を検出し、その結果によってトナー濃度（トナー付着量）を算出し、像担持体上のトナーが１層以上のときは第２の受光素子で拡散反射光量を検出し、その結果によってトナー濃度（トナー付着量）を算出するものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、黒色転写ベルトの黒色トナーおよびカラートナーのトナー量を検知するときに、共に正反射受光が用いられることがある。しかし、正反射を受光センサーで検出する場合、受光センサーの取り付け状態や、転写ベルトの走行ばたつき、転写ベルトのセンサーへの対向部をローラーで支持している場合におけるローラーの偏心や円柱度により、センサーの光軸合わせが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、正反射センサーの取り付けの精度や、転写ベルトの走行ばたつき、ローラー偏心などの影響を受けずに転写ベルトに形成したトナーパッチのトナー量を正確に推定することができるトナー量推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るトナー量推定装置は、記録媒体に転写されるトナー像が形成される像担持体に少なくとも黒色トナーを含む複数色のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、一つの光量調整の可能な光源と、前記像担持体からの反射光を受光する受光装置と、前記受光装置の出力に基づいてからトナー量を推定する信号処理演算手段とを備え、前記複数色のトナー量を推定するトナー量推定装置において、前記受光装置は、光源から照射された光が前記像担持体の表面で反射した際に正反射する光を受光可能、かつ互いに隣接する位置に配置された複数の正反射受光部を備え、前記信号処理演算手段は、前記正反射受光部のそれぞれの出力信号を処理、演算して前記像担持体に形成されたトナーパッチのトナー量を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、正反射センサーの取り付けの精度や、転写ベルトの走行ばたつき、ローラー偏心などの影響を受けずに転写ベルトにしたトナー量を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るトナー量推定装置を示す模式図である。
【図３】同トナー量推定装置におけるセンサーへの受光状態を示す模式図である。
【図４】同トナー量推定装置のセンサーにおける受光エリアを示す模式図である。
【図５】同トナー量推定装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】正反射光位置の素子が傾いた場合のトナー量検知誤差の一例を示すグラフである。
【図７】受光センサーの傾き状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態に係るトナー量推定装置、および画像形成装置について説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。実施形態に係る画像形成装置１は、フルカラー画像が形成可能なタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００１５】
画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のカラートナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する。画像形成装置１は、作像手段として４台の作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを備える。この作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋから、中間転写ベルト２０に各色のカラートナー像が一次転写される。中間転写ベルト２０は、複数のローラー２１、２２、２３、２５、３２、３３にかけ回された無端状のベルト部材である。また、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、中間転写ベルト２０上部走行辺に沿って並べて設けられている。複数のローラー２１、２２、２３、２５、３２、３３のうち符号２１で示したローラーは駆動ローラーをなす。
【００１６】
各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、扱うトナーの色が異なるだけで、その構成は同一である。作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周りに配置された帯電手段１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１４と、一次転写ローラー１５とを備える。一次転写ローラー１５は、感光体ドラム１１に対向するように中間転写ベルト２０の内側に配置され一次転写部を構成する。
【００１７】
また、本実施形態に係る画像形成装置１は、各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋごとに露光手段１６を備えている。この露光手段１６としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が帯電手段１２と現像装置１３の間に位置して配置されている。なお、露光手段としては、各作像ユニット１０に共通の露光装置、例えばレーザー書き込み装置を用いることもできる。また、この画像形成装置１は、中間転写ベルト２０の転写対向ローラーをなすローラー３２に対向して二次転写部材である二次転写ローラー３１が配置されている。この例では、中間転写ベルト２０および二次転写ローラー３１で転写ニップＮを形成し、二次転写部３０をなす。
【００１８】
二次転写ローラー３１の上流側には記録媒体である用紙Ｓを移送する搬送部材である搬送ローラー対５４が、図中左側には無端状のベルト５５ａを備える搬送装置５５が配置されている。また、搬送装置５５の、図中左側には定着装置４０が設けられている。 この定着装置４０は、加熱ローラー４１と定着ローラー４２とに掛け渡された定着ベルト４３を有するベルト定着装置であり、定着ベルト４３を挟んで定着ローラー４２に加圧ローラー４４が押しつけられている。 
【００１９】
画像形成装置１内の下部には複数の用紙Ｓからなる用紙束を収納する給紙トレイ５０が配置されている。給紙トレイ５０には、給紙手段としてピックアップコロ５１、分離給送ローラー５２が配置されている。また、図１において、一点鎖線で示す用紙搬送経路中の適宜の位置には、搬送ローラー５３が配置される。さらに、用紙ガイドが適宜設けられる。この他、必要に応じて、手差し給紙部や用紙反転部を設けることもできる。また、画像読取装置（スキャナ）や自動原稿給送装置（ＡＤＦ）などを装着することも可能である。
【００２０】
次に画像形成装置１における画像形成動作について説明する。以下、各色の作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋにおいて同一の動作をなす。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの各感光体ドラム１１が図示しない駆動手段によって図中反時計方向に回転駆動され、感光体ドラム１１の表面が帯電手段１２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には露光手段１６からの走査光が照射され、これによって各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１表面に静電潜像が形成される。 
【００２１】
このとき、各感光体ドラム１１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１３によって各色のトナーが付与され、トナー像として可視化される。また、中間転写ベルト２０が図中時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１０において一次転写ローラー１５の作用により感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に各色トナー像が順次重ね転写される。 
【００２２】
このようにして中間転写ベルト２０はその表面にフルカラーのトナー像を保持する。なお、作像ユニット１０のいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、複数の作像ユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒の作像ユニット１０Ｂｋを用いて画像形成を行う。
【００２３】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム１１表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１４によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示しない除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。一方、給紙トレイ５０から用紙Sが搬送され、搬送ローラー対５４によって、中間転写ベルト２０上に保持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送り出される。
【００２４】
二次転写ローラー３１によって中間転写ベルト２０に形成されたトナー像が転写ニップＮにおいて用紙Sに一括して転写される。トナー像を転写された用紙Sは搬送装置５５によって定着装置４０へと送られ、定着装置４０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙Ｓに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは図示しない排紙トレイに排出される。画像形成装置１には、画像形成に際して実施形態に係るトナー量推定装置でトナー量が適正であるかが検知され、画像形成条件を調整する。
【００２５】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係るトナー量推定装置６０について説明する。図２は本発明の実施形態１に係るトナー量推定装置を示す模式図、図３は正反射受光素子における反射光の状態を示す模式図、図４は同トナー量推定装置のセンサーにおける受光エリアを示す模式図である。
【００２６】
トナー量推定装置６０は、一つの光量調整の可能な光源６１と、中間転写ベルト２０からの反射光を受光する受光装置である受光センサー６２と、受光センサー６２の出力に基づいてからトナー量を推定する信号処理演算手段６５とを備える。そして、受光センサー６２は、光源６１から照射された光が中間転写ベルト２０の表面で反射した際に正反射する光を受光可能、かつ互いに隣接する位置に配置された複数の正反射受光部である９つのセンサー７１〜７９を備える。そして、信号処理演算手段６５がセンサー７１〜７９のそれぞれの信号を処理、演算してトナー量を推定する。
【００２７】
受光センサー６２は、９区分に分けられ隣接したエリア「１」〜エリア「９」に配置されている。エリア「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」には、正反射受光素子であるセンサー７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９が配置されている。なお、図２において、中間転写ベルト２０には、２つのトナーパッチ８０が表示されている。トナーパッチ８０は、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋのうちの所定のものをトナーパッチ形成手段として作動して複数色のものが作成できる。実施形態１に係るトナー量推定装置６０では、黒色トナーによるトナーパッチを作成する。
【００２８】
実施形態１に係るトナー量推定装置６０において、中間転写ベルト２０は、図２に示すように、駆動ローラーであるローラー２１と、ベルト支持ローラー６４に支持されている。また、光源６１と受光センサー６２とは、信号処理演算手段６５に接続されている。信号処理演算手段６５は、受光センサー６２からの信号を演算処理して、トナー量を推定する。
【００２９】
信号処理演算手段６５は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータで構成することができる。信号処理演算手段６５では、ＣＰＵで処理プログラムを実行することにより、各処理を実行する。また、信号処理演算手段６５はテーブル６６を備えている。テーブル６６は、最終的に検出した電圧をトナー量に換算するために使用するＬＵＴ（Look up Table）である。
【００３０】
また、信号処理演算手段６５は、光源６１の光量を変更可能としている。さらに、この実施形態では、中間転写ベルト２０の表面の明度は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてＬ＊＜３０、かつ６０°鏡面光沢度が光沢度８０以上とする。
【００３１】
光源６１は、波長９５０ｎｍの赤外光を出射するＬＥＤ（light emitting diode）で構成される。光源６１から照射された光は中間転写ベルト２０で反射され受光センサー６２で受光される。このとき、中間転写ベルト２０の表面からの反射光は、中間転写ベルト２０の光沢度が高いため正反射される。図２中に、受光センサー６２において、多くの光が投影される多光量領域６３を斜線領域で示した。多光量領域６３の周囲の環状の領域は、光量が少ない小光量領域（図２の符号６３の外側。但し、符号６４は支持ローラーと重複）である。図３（ａ）に示した状態は、受光センサー６２の取り付けやベルト支持ローラー６４が正しい位置にある場合である。多光量領域６３は、受光センサー６２の中央に位置する。
【００３２】
一方、図３（ｂ）に示すように、受光センサー６２の取り付け状態が不良であったり、ベルト支持ローラー６４に偏心があったりすると、多光量領域６３は、受光センサー６２の中央からずれる。
【００３３】
次にトナー量推定装置６０において、トナー量を推定する処理について説明する。図５はトナー量推定装置６０の処理を示すフローチャートである。検知が開始されるとローラー２１を駆動して中間転写ベルト２０を回転させる（ステップＳ１）。同時に光源６１を所定の光量Ｐで発光させる（ステップＳ２）。このとき各エリア「１」〜エリア「９」に配置されたセンサー７１〜センサー７９には中間転写ベルト２０の上面から反射した光に比例した電流が流れる。そして、エリア「１」〜エリア「９」に配置されたセンサー７１〜センサー７９のそれぞれの出力回路には電流に比例した出力信号として出力電圧Ｖ１〜Ｖ９が出力される。信号処理演算手段６５は、この出力電圧Ｖ１〜Ｖ９を読み取る（ステップＳ３）。
【００３４】
この出力電圧Ｖ１〜Ｖ９は予め想定される光量に見合った電圧が得られるようにゲインが決められている。ここでは０〜５Ｖの出力が得られるようにした。次に信号処理演算手段６５は、Ｖ１〜Ｖ９の平均出力Ｖａｖｇを求める（ステップＳ４）。平均出力はＶ１〜Ｖ９を加算した信号和値総和値（ΣＶｎ）を、素子数「９」で除して得られる。
【００３５】
次に信号処理演算手段６５は、この平均出力Ｖａｖｇが予め定めた所定の基準平均値Ｖｒｅｆとなるように光源の光量を調整する（ステップＳ５、ステップＳ６）。ここでは基準平均値Ｖｒｅｆは、例えば“４Ｖ”とする。次に出力電圧Ｖ１〜Ｖ９の値を所定の信号基準値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ９と比較する（ステップＳ７）。信号基準値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ９は理想の位置（図３（ａ）の位置）になった状態でそれぞれのセンサー７１〜７９で得られる値から求められ、センサー７１〜７９ごとによって定められている。
【００３６】
センサー７５で得られる出力電圧Ｖ５が最も電圧が高く、その周りのセンサーは受光面積によってその出力電圧がほぼ定まる。ここでは、Ｖ５が“１．５Ｖ”、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８が“０．４Ｖ”、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ７、Ｖ９が“０．３Ｖ”であったとする。次に各出力が信号基準値Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ９未満のものを除外する（ステップＳ８）。図３（ｂ）に示す状態ではエリア「１」、エリア「４」、エリア「７」、エリア「８」、エリア「９」のセンサー（の出力値）は、信号基準値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ４、Ｖｔｈ７、Ｖｔｈ８、Ｖｔｈ９以下となって、以下の処理対象から除外される。
【００３７】
次に除外されなかったセンサー、すなわち、各信号基準値を越えたエリア「２」、エリア「３」、エリア「５」、エリア「６」のセンサー７２、７３、７５、７６に基づいて再び光量調整を行う（ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２）。
【００３８】
即ち、信号処理演算手段６５が、有効としたセンサー７２、７３、７５、７６の出力電圧Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を読み取り（ステップＳ９）、これらの平均値Ｖａｖｇ２を算出し（ステップＳ１０）する。この処理は、有効なセンサー７２、７３、７５、７６の出力電圧Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を加算して、素子数「４」で除して求める。そして、この平均値Ｖａｖｇ２を予め定めた修正基準値Ｖｒｅｆ２と比較して（ステップＳ１１）、光源６１の光量を調整する（ステップＳ１２）。この修正基準値Ｖｒｅｆ２は、上述した基準平均値Ｖｒｅｆと同じ値とすることができる。
【００３９】
次に、中間転写ベルト２０を回転させつつトナーパッチ８０を形成する（ステップＳ１３）。そして、中間転写ベルト２０の移動に伴い、トナーパッチ８０が受光センサー６２の読取部にくるタイミングで光量再調整時に選択したセンサー７２、７３、７５、７６、で出力を読み取る（ステップＳ１４）。このとき、光源６１の光量は調整した状態である。そして、エリア「２」、エリア「３」、エリア「５」、エリア「６」におけるセンサー７２、７３、７５、７６の出力電圧Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を加算して、補正信号和値を求め、この補正信号和値をセンサーの数「４」で除して平均値Ｖａｖｇｓｐを求める。次に光量調整時の平均出力Ｖａｖｇと平均値Ｖａｖｇｓｐとの比を求める。ここでは平均値Ｖａｖｇｓｐ＝１．０Ｖとする。次に予め決定された信号処理演算手段６５に内蔵したテーブル（ＬＵＴ）６６に格納されたデータに基づいてトナー量を推定する。テーブルの内容は例えば表１に示す通りである。
【００４０】
【表１】
2016090926.tif 000003
【００４１】
このようにして、最終的にトナーパッチ８０のトナー量が推定できる。この値は、センサー正反射センサーの取り付けの精度や、転写ベルトの走行ばたつき、ローラー偏心などの影響を受けることがないので、転写ベルトに形成したトナー量を正確に推定することができる。なお受光センサー６２のエリアの数、面積、センサー７１〜７９の感度等は、光源の反射特性や転写ベルトの光沢度、センサー取り付け位置の公差による正反射光受光特性に応じて決定する。また、転写ベルトの光沢むらの影響を軽減するため、副走査方向に配置される複数のエリアでの測定値を利用するとより効果を得ることができる。
【００４２】
ここで、受光センサーに傾き等が生じた場合の影響について説明する。図６はセンサーの取り付け角度が変更された状態におけるトナー量検知誤差の一例を示すグラフ、図７はセンサーの傾き状態を示す模式図である。図６に示すグラフは、図７に示すように、受光センサー６２を、中間転写ベルト２０の走行方向と直交する方向を軸としてあおり方向に傾けた場合のトナー量検出の誤差量を％で表したものである。図６に示すように、受光センサー６２の取り付けのばらつきにより、理想的に配置した受光素子に拡散光が進入することで、転写ベルトの表面の正反射光と、トナー面からの正反射光の割合が変化し、トナー量推定誤差を生じることがわかる。
【００４３】
本実施形態に係るトナー量推定装置６０によれば、このような取り付け誤差などにより光軸がずれた場合でも常に正反射を受光しているエリアを選択する。このため、誤差を低減できる。トナー量の検知誤差低減は、画像の色や濃度の適正化にとどまらず、電子写真作像プロセスを適切に制御することが可能となる。このため、プロセス設定のばらつきによる現像のかぶりや転写異常放電によりライン画像の「トナー飛び散り」、定着不足による「トナーはがれ」などの異常現象を抑制できる。これは転写ベルトが黒で正反射出力を用いないと黒色トナーの感度が十分に得られない場合に特に有効である。また、副走査方向に配置される複数のエリアでの測定値を利用するので、転写ベルトの光沢むらの影響を軽減することができる。
【００４４】
＜実施形態２＞
次に実施形態２に係るトナー量推定装置について説明する。実施形態２に係るトナー量推定装置は、カラートナー量を求めるため、実施形態１に係るトナー量推定装置６０の構成に加えて、光源６１の拡散受光領域に拡散反射受光部として拡散受光素子を備える。また、信号処理演算手段６５は、拡散受光素子から拡散信号値を取得しカラートナー量を推定する。また、信号処理演算手段６５は、信号処理演算手段６５は、実施形態１と同様に受光センサー６２の各センサー７１〜７９の出力値に基づいて黒色トナーのトナー量を算出する。
【００４５】
正反射を検出する場合は転写ベルトの面が完全に被覆している領域においては、感度がほぼなくなるが、拡散反射を検出する場合はトナー表面の明度変化により、さらに高濃度部のトナー量が検知できる。
【００４６】
以上のように、実施形態２に係るトナー量推定装置は、カラートナーのトナー量を拡散出力で検知する場合においても、正反射出力で拡散出力とトナー量の感度ばらつきを補正することができより高い効果が得られる。
【符号の説明】
【００４７】
１：画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ：作像ユニット（作像手段）
２０：中間転写ベルト（像担持体）
３０：二次転写部
３１：二次転写ローラー
４０：定着装置
５０：給紙トレイ
６０：トナー量推定装置
６１：光源
６２：受光センサー（受光装置）
６５：信号処理演算手段
７１〜７９：センサー（正反射受光部）
８０：トナーパッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２０１２−０３７２５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４７５３号公報
【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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