(57)【要約】【課題】トナー像の極小部位の光反射率を測定することができる光反射率測定方法を提供する。【解決手段】デジタルＣＣＤカメラ３により、記録紙上に形成されたトナー像を撮像してトナー画像データを取得したり、記録紙表面を撮像して紙面データを取得したりする画像データ取得工程と、紙面画像データにおける所定の画素の画素値に基づいて紙面の明るさを把握した結果、及びトナー画像データにおける極小部位に対応する画素の画素値に基づいてその画素の明るさを把握した結果を用いて、その画素の光反射率を算出する光反射率算出工程とを実施して、トナー像お極小部位の光反射率を測定するようにした。【選択図】図１
2017032808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体表面に付着している粉体からなる被検対象の光反射率を測定する光反射率測定方法であって、
前記被検対象を撮像手段によって撮像して画像データを取得する画像データ取得工程と、前記画像データにおける前記被検対象の極小部位に対応する画素の画素値に基づいて前記画素の明るさを把握した結果を用いて、前記画素の光反射率を算出する光反射率算出工程とを実施して、前記極小部位の光反射率を測定することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項２】
請求項１の光反射率測定方法であって、
前記画像データ取得工程にて、前記物体表面を前記撮像手段によって撮像して表面画像データを取得し、且つ前記物体表面に付着している前記被検対象を前記撮像手段によって撮像して被検画像データを取得し、前記反射率分布算出工程にて、前記表面画像データにおける所定の画素の画素値に基づいて前記物体表面の明るさを把握した結果、及び前記被検画像データにおける前記極小部位に対応する画素の画素値に基づいて前記画素の明るさを把握した結果を用いて、前記画像の光反射率を算出することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項３】
請求項１の光反射率測定方法であって、
前記画像データ取得工程にて、前記物体表面を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数の前記表面画像データを取得する一方で、前記被検対象を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数の前記被検画像データを取得し、
且つ、前記光反射率算出工程にて、複数の前記表面画像データに基づいて前記物体表面についての露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する一方で、複数の前記被検画像データに基づいて、前記全ての画素のそれぞれについて露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出し、前記複数の極小部位のそれぞれについて、その極小部位の画素の前記変化勾配及び前記物体表面の前記変化勾配に基づいて光反射率を算出することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項４】
請求項２又は３の光反射率測定方法であって、
前記光反射率算出工程にて、前記被検画像データにおける前記被検対象に対応する全ての画素の画素値に基づいて前記全ての画像の明るさを把握した結果、及び前記物体表面の明るさを把握した結果に基づいて、前記被検対象における前記全ての画素のそれぞれに対応する複数の極小部位の光反射率を算出することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの光反射率測定方法であって、
前記撮像手段としてエリアカメラを用いることを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの光反射率測定方法であって、
前記画像データ取得工程にて、光源から前記被検対象に向けて発した光を第一偏向フィルターに通してから前記被検対象に到達させ、前記被検対象で反射した光を前記第一偏向フィルターの偏向方向と直交する方向に偏向する第二偏向フィルターに通してから前記撮像手段に到達させることを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの光反射率測定方法であって、
前記物体表面としての像担持体の表面に付着している前記被検対象としてのトナー像における前記極小部位の光反射率を測定することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項８】
請求項７の光反射率測定方法であって、
前記像担持体として、記録紙、感光体、又は中間転写体を用いることを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項９】
物体表面に付着している粉体からなる被検対象の光反射率を測定する光反射率測定方法であって、
前記被検対象で反射した反射光を互いに異なる受光時間のそれぞれで受光した場合における受光時間内での累積受光量のそれぞれを取得する工程と、
それぞれの累積受光量に基づいて、受光時間の違いによる累積受光量の変化勾配を算出し、算出結果に基づいて前記被検対象の光反射率を算出する工程とを実施して、前記被検対象の光反射率を測定することを特徴とする光反射率測定方法。
【請求項１０】
物体表面に付着している粉体からなる被検対象の粉体付着量を測定する付着布測定方法であって、
請求項１乃至９の何れかの光反射率測定方法によって測定された前記極小部位の光反射率に基づいて前記極小部位の粉体付着量を測定することを特徴とする付着量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面に付着している粉体からなる被検対象の光反射率を測定する光反射率測定方法、及びこれを用いて、被検対象の粉体付着量を測定する粉体付着量測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物体表面に付着している粉体かららなる被検対象の粉体付着量を測定する粉体付着量測定方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、物体表面としての転写ベルト表面に付着している粉体としてのトナーからなるトナー像を被検対象とし、そのトナー像のトナー付着量を測定するトナー付着量測定方法が記載されている。このトナー付着量測定方法では、トナー像のトナー付着量に応じてトナー像の光反射率が変化することを利用してトナー付着量を測定する。具体的には、反射型光学センサーの発光素子から発した光を転写ベルト表面上のトナー像に当て、トナー像の表面で得られた反射光を反射型光学センサーの受光素子に受光させる。そして、受光量に応じた出力を行う受光素子からの出力電圧に基づいて、トナー像のトナー付着量を算出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記反射型光学センサーを用いれば、被検対象の光反射率を測定することも可能である。具体的には、反射型光学センサーの発光素子から発した光を被検対象の表面で反射させ、得られた反射光を反射型光学センサーの受光素子に受光させる。そして、発光素子の発光量に対する受光素子の受光量の割合を算出することで、被検対象の光反射率を求めることができる。
【０００５】
ところが、反射型光学センサーを用いて被検対象の光反射率を測定する方法では、被検対象の表面上においてある程度の面積の光照射領域を確保する必要があることから、被検対象の平面積を少なくても１［ｃｍ２］程度にする必要がある。このため、複数のドットによって形成されたトナー像における所定のドットなど、被検対象の極小部位の光反射率を測定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、物体表面に付着している粉体からなる被検対象の光反射率を測定する光反射率測定方法であって、前記被検対象を撮像手段によって撮像して画像データを取得する画像データ取得工程と、前記画像データにおける前記被検対象の極小部位に対応する画素の画素値に基づいて前記画素の明るさを把握した結果を用いて、前記画素の光反射率を算出する光反射率算出工程とを実施して、前記極小部位の光反射率を測定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被検対象の極小部位の光反射率を測定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る光反射率測定方法で使用される測定設備を示す概略構成図。
【図２】同測定設備のカメラヘッド及びその周囲構成を示す拡大構成図。
【図３】同測定設備のリング照明を示す斜視図。
【図４】画素の露光時間の違いによる明るさの違いを説明する図。
【図５】画像データの画素値に基づく明るさと露光時間との関係を説明するための模式図。
【図６】画素値に基づく明るさと露光時間との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した光反射率測定方法及び付着量測定方法の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る光反射率測定方法について説明する。
この光反射率測定方法では、まず、物体表面としての記録紙表面を撮像して紙面画像データを取得したり、記録紙表面上に付着している粉体たるトナーからなる被検対象としてのトナー像を撮像してトナー画像データを取得したりする画像データ取得工程を実施する。その後、紙面画像データに基づいて記録紙表面の明るさを把握した結果、及びトナー画像データにおけるトナー像の複数の極小部位にそれぞれ対応する複数の画素の画素値に基づいて複数の画素の明るさを把握した結果を用いて、トナー像の複数の極小部位についてそれぞれ光反射率を算出する光反射率算出工程とを実施する。これにより、記録紙表面上に付着したトナー像の二次元の光反射率分布を画素単位で把握することができる。
【００１０】
前述した画像データ取得工程では、記録紙表面を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数の表面画像データを取得する一方で、記録紙表面に付着しているトナー像を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数のトナー画像データを取得する。
【００１１】
また、前述した光反射率算出工程では、複数の紙面画像データに基づいて記録紙表面についての露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する。また、複数のトナー画像データに基づいて、トナー像における複数の極小部位のそれぞれに対応する複数の画素のそれぞれについて露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する。その後、それらの変化勾配に基づいて、トナー像における複数の極小部位の光反射率を算出する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る光反射率測定方法で使用される測定設備を示す概略構成図である。この測定設備は、撮像手段としてのデジタルＣＣＤカメラ３、固定アーム４、載置台５、インターフェース器１０、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと言う）１１などを備えている。
【００１３】
デジタルＣＣＤカメラ３は、カメラヘッド１と、カメラヘッド１の各部を制御するカメラコントロール部２とから構成されている。カメラヘッド１は、レンズ側を鉛直方向下方に向ける姿勢で固定アーム４に固定されている。そして、その固定アーム４は、撮像対象としての記録紙を載置する載置台５に支持されている。カメラヘッド１による撮像によって得られた画像データは、カメラコントロール部２と、インターフェース器１０とを介して、演算手段としてのパソコン１１に送られる。
【００１４】
図２は、カメラヘッド１及びその周囲構成を示す拡大構成図である。カメラヘッド１には、画像を結像するためのレンズ６が装着され、そのレンズ６の入射側には偏向フィルター７が装着されている。記録紙３０を載置している載置台５と、カメラヘッド１に装着された偏向フィルター７との間には、リング照明８が配置されている。このリング照明８も、カメラヘッド１と同様に、固定アーム４（図１を参照）に固定されている。リング照明８の光出射側には、光源偏向フィルター９が装着されている。
【００１５】
リング照明８は、図３に示されるように、中央部が円柱状の貫通穴になっているリング枠８ａや、これに固定された複数のＬＥＤ８ｂからなるリング状のＬＥＤ群などから構成されている。図２において、リング照明８から鉛直方向下方に向けて発せられた光は、光源フィルター９を透過した後に、載置台５上に載置された記録紙３０を照射する。記録紙３０の表面や、記録紙３０の表面に付着したトナー像で反射した反射光の一部は、リング照明８の中央の貫通穴を通った後に、偏向フィルター７及びレンズ６を経由してカメラヘッド１内に進入する。
【００１６】
光源偏向フィルター９と、偏向フィルター７とは、互いの偏向方向を直交させる関係になるように配設されている。これにより、記録紙３０の表面やトナー像で反射した正反射光がカットされ、拡散反射光のみがカメラヘッド１に進入する。
【００１７】
カメラヘッド１及びカメラコントロール部２を具備するデジタルＣＣＤカメラ３としては、浜松ホトニクス株式会社製のＣ７７８０−２０が用いられている。また、レンズ６としては、富士フィルム株式会社製のＡＥ２０Ｂ２及びＭＡＦ７５Ｂが用いられている。また、リング照明としては、シーシーエス株式会社製のＬＤＲ２−５０−ＳＷが用いられている。また、偏向フィルター７としては、株式会社ケンコー・トキナー製の５２−Ｓ−ＰＬが用いられている。また、光源偏向フィルター９としては、シーシーエス株式会社製のＰＬ−ＬＤＲ−５０が用いられている。
【００１８】
デジタルＣＣＤカメラ３は、エリアカメラであり、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の三原色のそれぞれに対応する各チャンネルにおけるダイナミックレンジが１４［ｂｉｔ］になっている。実施形態に係る光反射率分布測定方法では、このデジタルＣＣＤカメラ３を用いた撮像により、解像度＝約３０００［ｄｐｉ］の画像データを得る。この画像データの画像サイズは１３３４画素×１０２４画素であり、その１画素の大きさは約８．５［μｍ］である。そして、１６ｂｉｔのＲＧＢカラーＴｉｆｆ画像データとして出力される。
【００１９】
以下、図１に示される計測設備を用いて、実施形態に係る光反射率測定方法により、電子写真方式の画像形成装置で記録紙の表面上に作像されたブラックトナー像（以下、Ｋトナー像と言う）の光反射率を測定する態様について説明する。なお、そのＫトナー像は、定着される前の状態になっている。即ち、前記態様においては、画像形成装置内でブラックトナー像が転写された記録紙３０を定着装置に進入させる前に画像形成装置を停止させ、その記録紙３０を画像形成装置内から取り出して載置台５の上にセットする。但し、その前に、ブラックトナー像を付着させていない記録紙３０を載置台５の上にセットして記録紙３０の無垢の表面を撮像しておく。
【００２０】
以下、トナー像の光反射率を測定する具体的な手順について説明する。
［画像データ取得工程の第一手順］
まず、全く同じ銘柄の記録紙３０を少なくとも２枚用意する。一方の記録紙３０をトナー像のない無垢のままの状態で載置台５上に固定する。そして、デジタルＣＣＤカメラ３により、その記録紙３０表面を互いに異なる露光時間（シャッター速度）で四回撮像して、四つの紙面画像データを得る。露光時間としては、０．５［ｓ］、１．０［ｓ］、１．５［ｓ］、２．０［ｓ］の四通りを採用するが、実施形態に係る光反射率測定方法における露光時間はそれらの四通りに限られるものではない。記録紙３０表面の光反射性が良好である場合には、最大露光時間を２．０［ｓ］よりも短く設定する必要がある。具体的には、露光時間と、撮像される紙面画像の明るさとは相関関係にあり、露光時間が長くなるにつれて紙面画像の明るさが増加するが、ある程度まで増加すると、それ以上増加しなくなる（明るさの増加が飽和に達する）。最大露光時間については、紙面画像の明るさを飽和させない長さに留める必要がある。
【００２１】
互いに異なる露光時間で撮像する回数については、四回に限られるものではない。回数を増やすほど測定精度を向上させることが可能である。なお、理由は後述するが、ブラックではない、比較的明るい色調のトナー像については、撮像回数を一回まで低減することも可能である。また、撮像によって得られた四つの紙面画像データについては、パソコン１１に転送して記録媒体に記録しておく。
【００２２】
［画像データ取得工程の第二手順］
他方の記録紙３０を電子写真方式の画像形成装置にセットする。画像形成装置としては、電子写真プロセスによって感光体の表面上に作像したＫトナー像を記録紙３０に直接転写するもの、中間転写体に一次転写してから記録紙３０に二次転写するものの何れを用いてもよい。記録紙３０にＫトナー像を転写したら、その記録紙３０を定着装置に進入させる前に画像形成装置を停止させてその記録紙３０を機内から取り出す。
【００２３】
［画像データ取得工程の第三手順］
第二手順で画像形成装置の機内から取り出した記録紙３０を載置台５上に固定する。そして、デジタルＣＣＤカメラ３により、その記録紙３０の表面上のＫトナー像を互いに異なる露光時間で四回撮像して、四つのトナー画像データを得る。露光時間としては、１．０［ｓ］、２．０［ｓ］、３．０［ｓ］、４．０［ｓ］の四通りを採用するが、それらの四通りに限られるものではない。最大露光時間については、トナー画像の明るさを飽和させない長さに留める必要がある。なお、互いに異なる露光時間で撮像する回数は四回に限られるものではないが、紙面とトナー像とで撮像回数を同じにすることが望ましい。また、撮像によって得られた四つのトナー画像データについては、パソコン１１に転送して記録媒体に記録しておく。
【００２４】
［光反射率算出工程の第一手順］
画像データ取得工程において四つの紙面画像データ及び四つのトナー画像データを取得したら、次に、光反射率算出工程を実施する。まず、パソコン１１を利用して、四つの紙面画像データに基づいて、記録紙３０表面について、露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する。具体的には、画像データについては、１６ｂｉｔＴＩｆｆ画像として保存しておく。１６ｂｉｔＴＩｆｆ画像は、各画素におけるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのチャンネルについて、明るさを０〜６５５３５の６５５３６階調で表現するものである。図４に示されるように、各画素のそれぞれについて、四つの露光時間のそれぞれにおいて、記録紙３０表面が６５５３６階調の何れの明るさで撮像されたのかを把握する。
【００２５】
この際、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、一つのチャンネルだけに基づいて把握してもよいし、三つのチャンネルに基づいて把握してもよい。例えば、紙面画像データにおけるＧチャンネルの階調値だけを利用し、その階調値をそのまま明るさとして把握してもよい。また、三つのチャンネルにおけるそれぞれの階調値のうち、最大値及び最小値の平均を求めてその結果（＝明度）を明るさとして把握してもよい。また、「輝度Ｌ＝０．２９８９１×Ｒの階調値＋０．５８６６１×Ｇの階調値＋０．１１４４８×Ｂの階調値」という式によって輝度Ｌを求めてその結果を明るさとして把握してもよい。
【００２６】
上述したように、撮像によって得られる画像データの画像サイズは１３３４画素×１０２４画素である。それらのうち、１０２４画素×１０２４画素の領域をトリミングして、光反射率の算出に用いる。１３６６０１６個の画素で構成されている。記録紙３０の表面について画像の明るさを把握する場合には、１０２４×１０２４＝１０４８５７６個の画素のうち、少なくとも一個の画素の階調値を用いて画像の明るさを把握すればよい。望ましくは、いくつかの画素の階調値に基づいて、明るさの平均を求めるとよい。
【００２７】
四つの露光時間のそれぞれについて画像の明るさを把握したら、それら四つの明るさに基づいて、縦軸（ｙ）＝明るさ、横軸（ｘ）＝露光時間の二次元座標内における明るさの変化勾配を算出する。具体的には、最小二乗法により、前記二次元座標内における明るさと露光時間との近似直線式（ｙ＝ａｘ）を算出し、その近似直線式におけるａを変化勾配（傾き）とする。以下、記録紙３０の表面について求めたその変化勾配ａを特に紙面明るさ勾配α０と言う。
【００２８】
［光反射率算出工程の第二手順］
パソコン１１を利用して、四つのトナー画像データのそれぞれから、１３６６０１６個の画素から１０４８５７６個の画素をトリミングする。そして、それら１０４８５７６個の画素のそれぞれについて、露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する。明るさについては、紙面画像データと同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの何れか一つだけを用いて把握してもよいし、二つ（明度）又は三つ（輝度Ｌ）を用いて把握してもよい。但し、一つだけを用いる場合には、トナー像の色に応じてチャンネルを選択することが望ましい。具体的には、シアントナーからなるＣトナー像を被検対象とする場合には、シアンの吸収波長帯域が比較的長いことに起因してシアントナー付着量の増減に対して最も顕著に反射光量の変化が起こるのが、Ｒ、Ｇ、ＢのうちＲになる。このため、Ｒチャンネルを選択することが望ましい。これに対し、Ｋトナー像を被検対象にする場合には、何れのチャンネルを採用しても測定精度はほぼ同じである。
【００２９】
１０４８５７６個の画素のそれぞれについて、四つの露光時間についての明るさを把握したら、それら四つの明るさに基づいて、縦軸（ｙ）＝明るさ、横軸（ｘ）＝露光時間の二次元座標内における明るさの変化勾配を算出する。それら１０４８５７６個の画素のそれぞれにおける変化勾配も、最小二乗法による近似直線式（ｙ＝ａｘ）近似直線式におけるａを変化勾配とする。以下、トナー像の各画素のそれぞれについて求めたその変化勾配ａを特に像内画素明るさ勾配α（ｘ，ｙ）と言う。この（ｘ，ｙ）は、１０２４画素×１０２４画素のマトリクス内における注目画素の座標を示している。
【００３０】
［光反射率算出工程の第三手順］
図５は、画像データの画素値に基づく明るさと露光時間ｔ（ｉ）との関係を説明するための模式図である。露光時間ｔ（ｉ）における（ｉ）は、複数の露光時間ｔ（ｉ）のそれぞれで撮像された画像データにおける露光時間番号を示している。周知のように、撮像によって得られる画像データの画像は、露光時間ｔ（ｉ）が長くなるほど明るくなる。紙面画像データの画像の明るさＳ０は、紙面の光反射率Ｒｐと露光時間ｔ（ｉ）との乗算によって求められる。また、トナー画像データにおける各画素の明るさＳ（ｘ，ｙ）は、その画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）と、紙面の光反射率Ｒｐと露光時間ｔ（ｉ）との乗算によって求められる。なお、（ｘ，ｙ）は、トナー画像データの１０２４画素×１０２４画素の画素マトリクス内における画素の座標（ｘ，ｙ）を示している。
【００３１】
像内画素の明るさＳ（ｘ、ｙ）や像内画素明るさ勾配α（ｘ，ｙ）は、それぞれの画素に固有の数値であることから、画素マトリクス内での座標を示す（ｘ，ｙ）が付されている。これに対し、紙面の明るさＳ０や紙面明るさ勾配α０は、全ての画素についての代表値であることから、座標を示す（ｘ，ｙ）が付されていない。記録紙表面における各画素の光反射率や明るさのバラツキは、トナー像における各画素の光反射率や明るさのバラツキに比べて非常に小さい。このため、紙面の明るさＳ０や、紙面明るさ勾配α０については、各画素に固有の数値の代わりに、代表値を用いても差し支えない。
【００３２】
図６は、画素値に基づく明るさＳと露光時間ｔ（ｉ）との関係を示すグラフである。図示のように、露光時間ｔ（ｉ）が長くなるほど、画素の明るさＳは大きくなる（明るく写される）。
【００３３】
トナー像の上方において、トナー像に向けて進む光は、トナー像を通過した後に、記録紙３０の表面で反射する。そして、再びトナー像を通過した後に、デジタルＣＣＤカメラ３に到達する。このため、デジタルＣＣＤカメラ３によって写されるトナー像の明るさは、トナー像に対する光透過率の二乗と、記録紙３０表面における光反射率とを乗算した値に比例する。また、トナー像に対する光透過率の二乗は反射率と同じ値になる。さらに、露光時間ｔ（ｉ）が長くなるほど、デジタルＣＣＤカメラ３によって受光される反射光量が多くなる。これらの結果、トナー画像データにおける像内画素の明るさＳ（ｘ，ｙ）は、次の式によって表される。
「Ｓ（ｘ，ｙ）＝Ｒｔ（ｘ，ｙ）×Ｒｐ×ｔ（ｉ）＝α（ｘ，ｙ）×ｔ（ｉ）」
【００３４】
この式からわかるように、像内画素明るさ勾配α（ｘ，ｙ）は、像内画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）と紙面の光反射率Ｒｐとを乗算した値と同じになる。
【００３５】
また、像内画素の明るさＳ０は、次の式によって表される。
「Ｓ０＝Ｒｐ×ｔ（ｉ）＝α０×ｔ（ｉ）
【００３６】
この式からわかるように、紙面明るさ勾配α０は、紙面の光反射率Ｒｐと同じ値になる。そして、上述したように、像内画素明るさ勾配α（ｘ，ｙ）は、画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）と紙面の光反射率Ｒｐとを乗算した値と同じになるので、次の数式が成立することになる。
「α（ｘ，ｙ）／α０＝Ｒｔ（ｘ，ｙ）」
【００３７】
つまり、像内画素明るさ勾配α（ｘ，ｙ）を紙面明るさ勾配α０で除算することで、像内画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）を求めることが可能なのである。このようにして、１０４８５７６個の画素のそれぞれについて、光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）を求める。これにより、トナー像における光反射率の分布を画素単位で把握することができる。
【００３８】
トナー像を互いに異なる露光時間ｔ（ｉ）で撮像した結果に基づいて各画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）を算出することで、ランダムに現れるノイズを除去して、Ｓ／Ｎ比を高くすることが可能なので、測定精度を向上させることができる。また、Ｋトナー像のように、光反射率の非常に低いトナー像であっても、画素間の光反射率の違いを有効に検出することができる。具体的には、所定の１つの露光時間だけで撮像する場合には、画素の光反射率の増加に対する明るさＳ（ｘ，ｙ）の増加が光反射率の低い領域で飽和に達することから、画素間の光反射率の違いを有効に検出することができない。これに対し、複数の露光時間で撮像する場合には、紙面、トナー像のそれぞれについて、画素の光反射率の増加に対する明るさＳ（ｘ，ｙ）の増加を敏感に捉え得る露光時間で撮像を行って、画素間の光反射率の違いを有効に検出することができる。
【００３９】
なお、像担持体たる記録紙３０上のトナー像における光反射率分布を測定する例について説明したが、像担持体たる感光体や中間転写体上のトナー像における光反射率分布を測定してもよい。
【００４０】
被検対象の極小部位の光反射率を測定することを主目的にした光反射率方法の実施形態について説明したが、暗い色調の被検対象であってもその光反射率を精度良く測定することを主目的にするのであれば、次のようにしてもよい。即ち、デジタルＣＣＤカメラ３に代えて反射型光学センサーを用いて、累積受光量取得工程と、光反射率算出工程とを実施する。累積受光量取得工程では、被検対象で反射した反射光を互いに異なる受光時間のそれぞれで反射型光学センサーによって受光した場合における受光時間内での累積受光量のそれぞれを取得する。このとき、反射型光学センサーの受光素子からの出力電圧を所定の時間間隔で取得し、取得結果を累積加算していくことで、累積受光量を把握することが可能である。また、光反射率算出工程では、それぞれの累積受光量に基づいて、受光時間の違いによる累積受光量の変化勾配を算出し、算出結果に基づいて被検対象の光反射率を算出する。
【００４１】
次に、実施形態に係る付着量分布測定方法について説明する。
実施形態に係る付着量分布測定方法では、実施形態に係る光反射率分布測定方法で測定した各画素の光反射率Ｒｔ（ｘ，ｙ）に基づいて、各画素のトナー付着量を算出する。これにより、トナー像におけるトナーの二次元の付着量分布を画素単位で測定する。
【００４２】
以下、トナー付着量の算出方法について詳述する。
まず、予め光反射率をトナー付着量に換算するための換算式を構築しておく。具体的には、例えば、画像形成装置によって記録紙３０上にトナー像を作像し、そのトナー像を記録紙３０に定着させないまま、そのトナー像における光反射率分布を実施形態に係る光反射率分布測定方法によって測定する。次に、吸引機を使用してトナー像のトナーを記録紙３０表面上から吸い取って回収し、回収されたトナーの質量を計測する。そして、質量の計測結果と、トナー像の平面積と、画素の大きさとに基づいて、一画素におけるトナー付着量の平均値（平均トナー付着量）を算出する。その後、光反射率分布測定方法で求めたトナー画像データにおける各画素の光反射率に基づいて、トナー像全体の光反射率の平均値（平均光反射率）を求める。
【００４３】
単位面積当たりのトナー付着量を異ならせる条件で複数回に渡ってトナー像を記録紙３０上にトナー像を作像し、それぞれのトナー像について、トナー像全体の平均光反射率と、一画素の平均トナー付着量との組み合わせを複数算出する。そして、それらの算出結果に基づいて、トナー像全体の平均光反射率と、一画素の平均トナー付着量との関係を示す非線形近似曲線式を求める。この非線形近似曲線式を換算式として用いる。
【００４４】
実施形態に係る光反射率分布測定方法によって測定したトナー画像データにおける各画素の光反射率のそれぞれを、前述の換算式によってトナー付着量に換算する。これにより、トナー像におけるトナー付着量分布を把握することができる。
【００４５】
像担持体たる記録紙３０上に作像したトナー像のトナー付着量分布を測定する例について説明したが、感光体や中間転写ベルト上に作像したトナー像のトナー付着量分布を測定することも可能である。感光体や中間転写ベルト上に作像したトナー像のトナーを吸引機によって吸引してその質量を計測すればよい（サックイン方式）。なお、中間転写ベルト上のトナー像については、サックイン方式に代えて、反射型フォトセンサによる光反射率の計測結果に基づいて、トナー像全体のトナー付着量を算出してもよい。
【００４６】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
物体表面（例えば記録紙３０表面）に付着している粉体（例えばトナー）からなる被検対象（例えばトナー像）の光反射率を測定する光反射率測定方法であって、前記被検対象を撮像手段（例えばデジタルＣＣＤカメラ３）によって撮像して画像データ（例えばトナー画像データや紙面画像データ）を取得する画像データ取得工程と、前記画像データにおける前記被検対象の極小部位に対応する画素の画素値に基づいて前記画素の明るさを把握した結果を用いて、前記画素の光反射率を算出する光反射率算出工程とを実施して、前記極小部位の光反射率を測定することを特徴とするものである。
【００４７】
かかる構成においては、被検対象を撮像して得た画像データにおける被検対象の極小部位に対応する画素の画素値に基づいて、被検対象の極小部位の光反射率を測定することができる。
【００４８】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａであって、前記画像データ取得工程にて、前記物体表面を前記撮像手段によって撮像して表面画像データ（例えば紙面画像データ）を取得し、且つ前記物体表面に付着している前記被検対象を前記撮像手段によって撮像して被検画像データ（例えばトナー画像データ）を取得し、前記反射率分布算出工程にて、前記表面画像データにおける所定の画素の画素値に基づいて前記物体表面の明るさを把握した結果、及び前記被検画像データにおける前記極小部位に対応する画素の画素値に基づいて前記画素の明るさを把握した結果を用いて、前記画像の光反射率を算出することを特徴とするものである。かかる構成では、表面画像データに基づいて把握した物体表面の明るさに対する、前記極小部位の明るさの割合を求めることで、前記極小部位の光反射率をより精度良く測定することができる。
【００４９】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂであって、前記画像データ取得工程にて、前記物体表面を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数の前記表面画像データを取得する一方で、前記被検対象を互いに異なる露光時間で複数回撮像して複数の前記被検画像データを取得し、且つ、前記光反射率算出工程にて、複数の前記表面画像データに基づいて前記物体表面についての露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出する一方で、複数の前記被検画像データに基づいて、前記全ての画素のそれぞれについて露光時間の違いによる明るさの変化勾配を算出し、前記複数の極小部位のそれぞれについて、その極小部位の画素の前記変化勾配及び前記物体表面の前記変化勾配に基づいて光反射率を算出することを特徴とするものである。かかる構成では、実施形態で説明したように、例えばＫトナー像のような色調の暗い被検対象であっても、その極小部位の光反射率を精度良く測定することができる。
【００５０】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｂ又はＣであって、前記光反射率算出工程にて、前記被検画像データにおける前記被検対象に対応する全ての画素の画素値に基づいて前記全ての画像の明るさを把握した結果、及び前記物体表面の明るさを把握した結果に基づいて、前記被検対象における前記全ての画素のそれぞれに対応する複数の極小部位の光反射率を算出することを特徴とするものである。かかる構成では、被検対象における複数の極小部位におけるそれぞれの光反射率を測定することで、被検対象の表面方向における二次元の光反射率分布を把握することができる。
【００５１】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ〜Ｄの何れかであって、前記撮像手段としてエリアカメラを用いることを特徴とするものである。かかる構成では、市販のエリアカメラを用いて被検対象の極小部位の光反射率を測定することができる。
【００５２】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｅの何れかであって、前記画像データ取得工程にて、光源（例えばリング照明８）から前記被検対象に向けて発した光を第一偏向フィルター（例えば光源偏向フィルター９）に通してから前記被検対象に到達させ、前記被検対象で反射した光を前記第一偏向フィルターの偏向方向と直交する方向に偏向する第二偏向フィルター（例えば偏向フィルター７）に通してから前記撮像手段に到達させることを特徴とするものである。かかる構成では、拡散反射光のみを撮像手段に進入させることで、測定精度を向上させることができる。
【００５３】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜Ｆの何れかであって、前記物体表面としての像担持体の表面に付着している前記被検対象としてのトナー像における前記極小部位の光反射率を測定することを特徴とするものである。かかる構成では、トナー像の極小部位の光反射率を測定することができる。
【００５４】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｇであって、前記像担持体として、記録紙、感光体、又は中間転写体を用いることを特徴とするものである。かかる構成では、市販の画像形成装置によって記録紙、感光体又は中間転写体の表面上に作像したトナー像の極小部位の光反射率を測定することができる。
【００５５】
［態様Ｉ］
態様Ｉは、物体表面に付着している粉体からなる被検対象の光反射率を測定する光反射率測定方法であって、前記被検対象で反射した反射光を互いに異なる受光時間のそれぞれで受光した場合における受光時間内での累積受光量のそれぞれを取得する工程と、それぞれの累積受光量に基づいて、受光時間の違いによる累積受光量の変化勾配を算出した結果に基づいて前記被検対象の光反射率を算出する工程とを実施して、前記被検対象の光反射率を測定することを特徴とするものである。かかる構成では、態様Ｃと同様の理由により、Ｋトナー像のような色調の暗い被検対象であっても、その極小部位の光反射率を精度良く測定することができる。
【００５６】
［態様Ｊ］
態様Ｊは、物体表面に付着している粉体からなる被検対象の粉体付着量を測定する付着布測定方法であって、態様Ａ〜Ｉ９の何れかによって測定された前記極小部位の光反射率に基づいて前記極小部位の粉体付着量を測定することを特徴とするものである。かかる構成では、被検対象の極小部位の粉体付着量を測定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１：カメラヘッド（撮像手段の一部）
２：カメラコントロール部（撮像手段の一部）
３：デジタルＣＣＤカメラ（撮像手段）
４：固定アーム
５：載置台
７：偏向フィルター（第二偏向フィルター）
８：リング照明（光源）
９：光源偏向フィルター（第一偏向フィルター）
１０：インターフェース器
１１：パソコン
３０：記録紙（物体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００３−１３１４４３号公報
【図１】
2017032808.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017032808.tif 000006
【図５】
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【図６】
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