粉体付着量検知方法及び画像形成装置
【課題】トナー等の粉体の付着量検知において、多色混合画像においても正確な付着量の検知を行うことができる付着量検出方法と、この方法を実施可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】検知対象面２上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物４３に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段４２により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求める。
【解決手段】検知対象面２上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物４３に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段４２により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉体付着量検知方法及び画像形成装置に関する。粉体付着量検知方法は、トナー等の粉体の付着量の測定に使用でき、画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等として実施できる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いた複写機や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、感光体等の像担持体上に「濃度検知用トナーパッチ（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）」を形成し、パッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャル（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアス）を変更するようになっている。
【０００３】
また、２成分現像方式の場合には、現像器内のトナー濃度制御目標値を変更することにより最大目標付着量（目標ＩＤを得るための付着量）が狙いの値となるような画像濃度制御を行っている。
このような濃度検知用パッチの濃度検出手段として、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。
【０００４】
反射型センサの構成としては、正反射光のみを検出するタイプ（特許文献１等）、拡散反射光のみを検出するタイプ（特許文献２、３等）、両者を検出するタイプ（特許文献４等）の３つのタイプがある。
【０００５】
これら特許文献がカラー画像形成装置に関するものであることが示す通り、カラー画像形成装置では、画像濃度の変動が「色味変動」につながるため、画像濃度を安定させるべく、濃度検知用パターンの付着量を正確に検知し、濃度制御することが重要となる。
カラー画像を形成する場合は、原画像を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色版に分解し、それぞれの単色版を作成し、重ね合わせることでフルカラー画像を作成している。
この場合、濃度制御は「版ごと」に行っているが、それぞれの画像を重ね合わせるときに特有の悪さがでて、付着量が「単版のときとは大きく変わってしまう」ことがある。
たとえば、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｂそれぞれの色トナーを用いる現像器で作成したトナー画像を、中間転写ベルト上で重ね合わせて、画像を作成する場合を考えると、この場合、２色目を転写するとき、すでに転写ベルト上に１色目のトナー画像が存在しているため、転写不良がおきやすく「単色版で測定した付着量よりも少なくなる」ことが多い。
このような不具合を避けるには、単色画像を重ねた最終画像の付着量を測定して現像ポテンシャルを制御するのが良く、このようにすることで精度良く画像の色を管理できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、トナー等の粉体の付着量検知において、多色混合画像においても正確な付着量の検知を行うことができる付着量検出方法と、この方法を実施可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の粉体付着量検知方法は、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする。
この発明の他の粉体付着量検知方法は、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする。
【０００８】
この発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、記録媒体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、上記粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする。
【０００９】
この発明の他の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写した後、記録媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、中間転写体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、上記粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の粉体付着量検知方法によれば、トナー等の粉体の付着量検知において、多色混合画像においても正確な付着量の検知を行うことができる。また、かかる粉体付着量検知方法を実行可能な画像形成装置は、良好な画像を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光熱変換信号として音波を検出する場合の例を示す図である。
【図２】光熱変換信号として熱弾性波を検出する場合の例を示す図である。
【図３】光熱変換信号として光偏向を検出する場合の例を示す図である。
【図４】紙上に付着量を変えてトナー像を形成したサンプルに対する光音響信号と波長の関係を示す図である。
【図５】シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーの吸収波長領域を示す図である。
【図６】画像形成装置の実施の１形態を示す図である。
【図７】ブルー画像のＰパターンを説明するための図である。
【図８】実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
光照射を受けた物質は光を吸収し、吸収された光エネルギの一部が熱に変わる。
「光熱変換法」とは、この熱が引き起こす物理現象（音、熱弾性波、屈折率変化等）を測定して対象物質を調べる手法の総称である。
光熱変換法は非常に高感度であり、殆ど全ての物質に適用でき、非破壊で物質内部の情報を得ることができる。また、分光した照明を使用することにより、分光解析が可能である。
光熱変換法の「光熱変換信号の一般的な検出方式」に関しては、例えば、非特許文献１、２に詳しく解説されている。
【００１３】
光熱変換信号として「音波（光音響信号）」を検出する場合の例を図１に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０の一部ＦＰに照射する。
【００１４】
検知対象物０を照射する光は所定の振動数で強度変調されているから、光エネルギの吸収による熱膨張と放熱による収縮を上記振動数で繰り返し、これが音源となって音波を生じる。
【００１５】
このようにして、検知対象物０から発生した音波をマイクロフォンＭＰで検出する。
【００１６】
検出した信号はロックインアンプＬＩを用いて「変調信号を基準信号として同期検出」し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。
【００１７】
光熱変換信号として「熱弾性波」を検出する場合の例を図２に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０に照射する。
【００１８】
検知対象物０を照射する光は所定の振動数で強度変調されているから、光エネルギの吸収による熱膨張と放熱による収縮を上記振動数で繰り返し、これが「熱弾性波」となって検知対象物０内を伝搬する。
【００１９】
この熱弾性波を圧電素子ＰＲＳで検出し、検出した信号はロックインアンプＬＡを用いて変調信号を基準信号として同期検出し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。
【００２０】
光熱変換信号として「光偏向」を検出する場合の例を図３に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０に照射する。光源ＬＳと検知対象物０の間にプローブ光ＰＬを照射し、ピンホールＰＨを通ったプローブ光ＰＬを光電変換素子ＰＤにより電気信号に変換する。
変換した電気信号はロックインアンプＬＡを用いて変調信号を基準信号として同期検出し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。検知対象物０の表面が、光エネルギの吸収・放出で「周期的に温度変化」すると、プローブ光ＰＬの進行路における温度が周期的に変化し、進行路における空気の屈折率が変動して、プローブ光ＰＬを偏向させる。
上記温度変化は、検知対象物０の量（熱容量）により定まるので、プローブ光ＰＬの偏向は、検知対象物０の量により変動する。
なお、プローブ光ＰＬの「偏向による位置変化」を検出するようにしてもよい。
【００２１】
光熱変換法を用いた付着量検知結果の１例を示す。
紙上に付着量を変えてトナー像を形成したサンプルに対する「光音響信号と波長」の関係を図４に示す。
単位面積当たりの付着トナー量：Ｍ／Ａをパラメータとして、Ｍ／Ａ＝０．１、０．５、０．８の場合を示す。
トナー付着量が増加すると、光音響信号が増加することが分かる。
この傾向は「トナー像が熱定着されるなどして、形状が変化」していても同様である。
【００２２】
カラートナーは、図５に示すように、トナーの色によって、吸収波長域がそれぞれ異なる。図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーの分光透過率を示し、波線が実測値である。
【００２３】
図５（ａ）〜（ｃ）から分かるように、シアントナーは凡そ６００〜７００ｎｍ、マゼンタトナーは凡そ５００〜６００ｎｍ、イエロートナーは凡そ４００〜５００ｎｍに吸収帯域がある。
【００２４】
カラートナーは「吸収波長以外の光は殆ど透過」させるため、異なる色のトナーが複数層重なっていても、表面に露出していない内部のトナー層の光音響信号を検出できる。
【００２５】
以下、具体的な実施例を説明する。
【００２６】
「実施例１」
図６に示すように、実施形態における画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成及び動作の概要を説明する。
カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する画像読取部１Ｃを有している。
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上面には、トナー画像を形成するための構成が設けられている。
すなわち、各色トナー（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｂ：ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ（以下、符号３で代表する。）が中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
各感光体ドラム３は、それぞれ反時計回り方向に回転可能なドラムで構成され、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電手段としての帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ（以下、符号４で代表する。）、各感光体ドラム３上に画像情報に基づいて電位：ＶＬの静電潜像を形成するための露光手段としての光書込装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ（以下、符号５で代表する。）、各感光体ドラム３上の静電潜像を該静電潜像と同極性のトナーで現像する現像手段としての現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ（以下、符号６で代表する。）、一次転写手段としての転写バイアスローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ（以下、符号７で代表する。）、印加電圧部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂ（以下、符号１５で代表する。）、クリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ（以下、符号８で代表する。）が配置されている。
【００２７】
各符号に付記しているアルファベットは、感光体ドラム３と同様、トナーの色に対応している。
各現像装置６にはそれぞれカラートナーが収容されている。
中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂと対向する位置において、感光体ドラム３の回転によるドラム表面の移動方向と同方向に移動可能な構成を備えている。
転写面を支持するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対向している。
図６において、符号１０は「中間転写ベルト２を対象としたクリーニング装置」を示している。
感光体ドラム３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部１Ｃからの画像情報に基づいて感光体ドラム３Ｙ上に静電潜像が形成される。
該静電潜像は、イエローのトナーを収容した２成分（キャリアとトナー）現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は第１の転写工程として、中間転写ベルト２上に、転写バイアスローラ７Ｙに印加された電圧による電界で引き付けられて転写される。
印加電圧部材１５Ｙは、感光体ドラム３Ｙの回転方向における転写バイアスローラ７Ｙの上流側に設けられている。
【００２８】
印加電圧部材１５Ｙにより、中間転写ベルト２に感光体ドラム３Ｙの帯電極性と同極性で、且つ絶対値がベタ時「ＶＬより大きい電圧」を印加し、転写領域にトナー像が入る以前に感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へトナーが転写することを防止して、感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へのトナーの「転写時のチリ」による乱れを防止する。
【００２９】
他の感光体ドラム３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色を異ならせて同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。
【００３０】
トナー像の転写後、感光体ドラム３上に残留したトナーは、クリーニング装置８により除去され、また、転写後、図示されない除電ランプにより、感光体ドラム３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて中間転写ベルト２と同方向に移動する転写ベルト９Ｃを有している。
転写ベルト９Ｃを、帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで、中間転写ベルト２上に「重畳された多色画像」あるいは担持されている「単一色の画像」をシート状記録媒体としての用紙２８に転写する。
２次転写位置には給紙部１Ｂから用紙２８が給送されるようになっている。
給紙部１Ｂには用紙２８が積載収容される複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１に収容された用紙２８を、最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１Ｂ２と、搬送ローラ対１Ｂ３と、２次転写位置の上流に位置するレジストローラ対１Ｂ４等が設けられている。
給紙カセット１Ｂ１から給紙された用紙２８は、レジストローラ対１Ｂ４で一旦停止され、「斜めずれ」等を修正された後、中間転写ベルト２上のトナー像の先端と搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイイングで、レジストローラ対１Ｂ４により２次転写位置に送られる。
【００３１】
装置本体の右側には起倒可能に手差しトレイ２９が設けられており、該手差しトレイ２９に収容された用紙２８は、給紙コロ３１により給送された給紙カセット１Ｂ１からの用紙搬送路と合流する搬送路によりレジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
光書込装置５では、画像読取部１Ｃからの画像情報、あるいは図示されないコンピュータから出力される画像情報により、書き込み光が制御されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して「画像情報に応じた書き込み光」を射出して静電潜像を形成する。
【００３２】
画像読取部１Ｃは、自動原稿給送装置１Ｃ１と、原稿載置台としてのコンタクトガラス８０を有するスキャナ１Ｃ２等を有している。
自動原稿給送装置１Ｃ１は、コンタクトガラス８０上に繰り出される原稿を反転可能な構成を有し、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
光書込装置５により形成された感光体ドラム３上の静電潜像は現像装置６によって可視像処理され、中間転写ベルト２上に１次転写される。
中間転写ベルト２に対して「各色のトナー像」が重畳転写されると、２次転写装置９により用紙２８上に、一括して２次転写される。
画像を２次転写された用紙２８は定着装置１１へ送られ、熱と圧力により未定着画像を定着される。
２次転写後の中間転写ベルト２上の残留トナーは、クリーニング装置１０により除去される。
【００３３】
定着装置１１を通過した用紙２８は、定着装置１１の下流側に設けられた搬送路切り換え爪１２により、排紙トレイ２７に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに選択的に案内される。
排紙トレイ２７に向けて搬送された場合には、排紙ローラ対３２により排紙トレイ２７上に排出され、スタックされる。
反転搬送路ＲＰへ案内された場合には反転装置３８により反転され、再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
以上の構成により、カラー複写機１では、コンタクトガラス８０上に載置された原稿を露光走査して得られる画像情報、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様に帯電された感光体ドラム３に対して静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置６によって可視像化処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された用紙２８に転写される。
多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより重畳された後、用紙２８に一括して２次転写される。
２次転写後の用紙２８は定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ２７に排出され、あるいは反転されて両面画像形成のために再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
本実施形態の「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、現像バイアスなどを適当なタイミングで順次切り替える」ことにより、中間転写ベルト２上に作像し、これらＰパターンから検出された光熱変換信号を検知し、付着量に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を変更する制御」を行っている。
【００３４】
多くの場合はＣ・Ｍ・Ｙ・Ｋの各単色についてそれぞれ行われるが、本発明では、２次色の制御も行う。
【００３５】
２次色の例として、シアン画像とマゼンタ画像からなる「ブルー画像」の、中間転写ベルト２上での付着量検出方法を説明する。
ブルー画像は、図７に示すように、中間転写ベルト２側がシアントナー層ＣＴ、その上にマゼンタトナー層ＭＴが重なった像となっている。
【００３６】
ブルー画像のＰパターンからの光熱変換信号は以下のように検出される。
【００３７】
図６に示すように、熱弾性波検知センサ４０は、支持ローラ２Ｂの近傍に配置されている。図８に、熱弾性波検知センサ４０の詳細を示す。
【００３８】
熱弾性波検知センサ４０は、照射光源４１と、照射光源４１に対向する中間転写ベルト２の裏面部分に配置される圧電素子４２を有している。符号４３はブルートナー像（ブルー画像のＰパターン）を示す。
【００３９】
圧電素子４２は、信号検知時に中間転写ベルト２に接触し、通常は、中間転写ベルト２とは接触しないようになっている。
【００４０】
即ち、この実施例は、ブルートナー像４３で発生する光熱変換信号として「熱弾性波」を検出する図２のタイプのものであり、照射光源４１は、図２に示す集光レンズＬＮを含んでおり、発光源は半導体レーザで、その発光のパワーは１００ｍＷである。
集光レンズは、レーザ光をブルートナー像４３上に、ビーム径：５０μｍに集光させて照射する。
【００４１】
照射光源４１からは、まず「２．５ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：５５０ｎｍの光」が中間転写ベルト２上のブルートナー像４３に照射される。
波長：５５０ｎｍの光は「殆どがブルートナー像４３の上層をなすマゼンタトナー層ＭＴで吸収」され、「マゼンタトナー層ＭＴをわずかに透過した光が、下層のシアントナー層ＣＴで吸収」される。
照射光は「一定の周波数：２．５ｋＨｚで強度変調」されているので、熱エネルギも同周期で繰り返し発生し、それが熱弾性波となって圧電素子４２で検知される。
次に、周波数：２．５ｋＨｚで強度変調された「波長：６５０ｎｍの光」を照射する。
【００４２】
波長：６５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴを透過」し、下層のシアントナー層ＣＴで吸収され、熱弾性波が発生し圧電素子４２で検知される。
【００４３】
あらかじめ、中間転写ベルト２のみ（トナー像４３がない状態）の検知信号強度と「既知の付着量」のマゼンタおよびシアントナー像の「検知信号強度の差」を、トナー付着量に対してプロットしたものを、トナーの色ごとに「検量線」として求めておく。
この検量線は「付着量に対する信号強度の近似式」でも良いし「算出テーブル」として持っていても良い。
【００４４】
プロコン動作時には、中間転写ベルト２のみの熱弾性波信号強度と、それぞれの波長の光を照射されたときに検知された熱弾性波信号強度から、前記検量線を用いて付着量を算出し、現像プロセスにフィードバックして「画像濃度制御」を行う。
【００４５】
「実施例２」
上記実施例１記載の画像形成装置において、照射光源４１から、まず周波数：２．５ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：５５０ｎｍの光を中間転写ベルト２上のトナー像４３に照射する。
波長：５５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴで吸収」され、わずかに透過した光が「下層のシアントナー層ＣＴで吸収」される。
照射光は、一定の周波数：２．５ｋＨｚで強度変調されているので、熱エネルギも同じ周期で繰り返し発生し、それが熱弾性波となって圧電素子４２で検知される。
次に、１．０ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：６５０ｎｍの光を、トナー像４３に照射する。
６５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴを透過」し、シアントナー層ＣＴで吸収され、発生する熱弾性波が圧電素子４２で検知される。中間転写ベルト２に近い下層のシアントナー層ＣＴに対して「低周波数の光」を照射したほうが、ロスが少なく熱弾性波を精度良く検出できる。
予め、中間転写ベルト２のみ（トナー像４３がない場合）からの検知信号強度と、既知の付着量のマゼンタおよびシアントナー像の検知信号強度の差を、トナー付着量に対してプロットしたものを、色ごとに検量線として用意する。
この検量線は「付着量に対する信号強度の近似式」でも良いし、算出テーブルとして持っていても良い。
【００４６】
プロコン動作時には、中間転写ベルト２のみのときの熱弾性波信号強度と、それぞれの波長の光を照射されたときに検知された熱弾性波信号強度から、前記検量線を用いて付着量を算出し、現像プロセスにフィードバックして画像濃度制御を行う。
【００４７】
「実施例３」
実施例１、２で、Ｐパターンは「規定の面積率の網がかかっている画像」である。
熱弾性波信号強度の検量線は、ブルー画像の場合は、中間転写ベルト２上にマゼンタトナーが「各面積率の理想付着量だけ付着している状態との検知信号の差」でシアントナー検量線を作成し、マゼンタトナー検量線は「シアントナーが各面積率の理想付着量だけ付着している状態との検知信号の差」で作成する。
【００４８】
ブルー画像以外の他の２次色の場合も同様で、一方のトナーの検量線は、他方のトナーが各面積率で「理想付着量分付着」している状態での検知信号の差から求める。
【００４９】
「実施例４」
実施例１、２では、熱弾性波信号強度から付着量を算出しているが「熱弾性波信号と変調周波数に対する位相遅れと、トナー付着量の関係」から検量線を求めるか、または算出テーブルを作成して位相差信号を抽出することにより付着量を算出することもできる。
【００５０】
即ち、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることができる。
【００５１】
上記実施例１〜４では、２次色のトナー画像の「精度良い付着量検知」が実現され、この検知方法を利用した良好な画像形成装置を提供できる。
【００５２】
上記各実施例では、分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光が照射される。また、実施例２では、波長により変調周波数も変えた光が照射される。また、検知対象面（中間転写ベルト）より遠い層ほど、強度変調周波数が高周波である。
【００５３】
また「強度変調周波数をそれぞれ変化させながら、検出手段で検知した光熱信号の変化量に基づいて付着量を求める」ことができる。
【符号の説明】
【００５４】
０ 検知対象物
ＬＳ 光源
ＯＳ オッシレータ
Ｍｐ マイクロフォン
ＬＡ ロックインアンプ
ＰＣ コンピュータ
２ 中間転写ベルト
４１ 照射光源
４２ 圧電素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００１−３２４８４０号公報
【特許文献２】特開平５−２４９７８７号公報
【特許文献３】特許第３１５５５５５号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４８４３号公報
【非特許文献】
【００５６】
【非特許文献１】澤田嗣郎編「光音響分光法とその応用−ＰＡＳ」、学会出版センター（１９８２）
【非特許文献２】澤田嗣郎編「光熱変換分光法とその応用」、学会出版センター（１９９７）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉体付着量検知方法及び画像形成装置に関する。粉体付着量検知方法は、トナー等の粉体の付着量の測定に使用でき、画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等として実施できる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いた複写機や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、感光体等の像担持体上に「濃度検知用トナーパッチ（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）」を形成し、パッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャル（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアス）を変更するようになっている。
【０００３】
また、２成分現像方式の場合には、現像器内のトナー濃度制御目標値を変更することにより最大目標付着量（目標ＩＤを得るための付着量）が狙いの値となるような画像濃度制御を行っている。
このような濃度検知用パッチの濃度検出手段として、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。
【０００４】
反射型センサの構成としては、正反射光のみを検出するタイプ（特許文献１等）、拡散反射光のみを検出するタイプ（特許文献２、３等）、両者を検出するタイプ（特許文献４等）の３つのタイプがある。
【０００５】
これら特許文献がカラー画像形成装置に関するものであることが示す通り、カラー画像形成装置では、画像濃度の変動が「色味変動」につながるため、画像濃度を安定させるべく、濃度検知用パターンの付着量を正確に検知し、濃度制御することが重要となる。
カラー画像を形成する場合は、原画像を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色版に分解し、それぞれの単色版を作成し、重ね合わせることでフルカラー画像を作成している。
この場合、濃度制御は「版ごと」に行っているが、それぞれの画像を重ね合わせるときに特有の悪さがでて、付着量が「単版のときとは大きく変わってしまう」ことがある。
たとえば、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｂそれぞれの色トナーを用いる現像器で作成したトナー画像を、中間転写ベルト上で重ね合わせて、画像を作成する場合を考えると、この場合、２色目を転写するとき、すでに転写ベルト上に１色目のトナー画像が存在しているため、転写不良がおきやすく「単色版で測定した付着量よりも少なくなる」ことが多い。
このような不具合を避けるには、単色画像を重ねた最終画像の付着量を測定して現像ポテンシャルを制御するのが良く、このようにすることで精度良く画像の色を管理できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、トナー等の粉体の付着量検知において、多色混合画像においても正確な付着量の検知を行うことができる付着量検出方法と、この方法を実施可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の粉体付着量検知方法は、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする。
この発明の他の粉体付着量検知方法は、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする。
【０００８】
この発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、記録媒体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、上記粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする。
【０００９】
この発明の他の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写した後、記録媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、中間転写体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、上記粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の粉体付着量検知方法によれば、トナー等の粉体の付着量検知において、多色混合画像においても正確な付着量の検知を行うことができる。また、かかる粉体付着量検知方法を実行可能な画像形成装置は、良好な画像を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光熱変換信号として音波を検出する場合の例を示す図である。
【図２】光熱変換信号として熱弾性波を検出する場合の例を示す図である。
【図３】光熱変換信号として光偏向を検出する場合の例を示す図である。
【図４】紙上に付着量を変えてトナー像を形成したサンプルに対する光音響信号と波長の関係を示す図である。
【図５】シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーの吸収波長領域を示す図である。
【図６】画像形成装置の実施の１形態を示す図である。
【図７】ブルー画像のＰパターンを説明するための図である。
【図８】実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
光照射を受けた物質は光を吸収し、吸収された光エネルギの一部が熱に変わる。
「光熱変換法」とは、この熱が引き起こす物理現象（音、熱弾性波、屈折率変化等）を測定して対象物質を調べる手法の総称である。
光熱変換法は非常に高感度であり、殆ど全ての物質に適用でき、非破壊で物質内部の情報を得ることができる。また、分光した照明を使用することにより、分光解析が可能である。
光熱変換法の「光熱変換信号の一般的な検出方式」に関しては、例えば、非特許文献１、２に詳しく解説されている。
【００１３】
光熱変換信号として「音波（光音響信号）」を検出する場合の例を図１に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０の一部ＦＰに照射する。
【００１４】
検知対象物０を照射する光は所定の振動数で強度変調されているから、光エネルギの吸収による熱膨張と放熱による収縮を上記振動数で繰り返し、これが音源となって音波を生じる。
【００１５】
このようにして、検知対象物０から発生した音波をマイクロフォンＭＰで検出する。
【００１６】
検出した信号はロックインアンプＬＩを用いて「変調信号を基準信号として同期検出」し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。
【００１７】
光熱変換信号として「熱弾性波」を検出する場合の例を図２に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０に照射する。
【００１８】
検知対象物０を照射する光は所定の振動数で強度変調されているから、光エネルギの吸収による熱膨張と放熱による収縮を上記振動数で繰り返し、これが「熱弾性波」となって検知対象物０内を伝搬する。
【００１９】
この熱弾性波を圧電素子ＰＲＳで検出し、検出した信号はロックインアンプＬＡを用いて変調信号を基準信号として同期検出し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。
【００２０】
光熱変換信号として「光偏向」を検出する場合の例を図３に示す。
光源ＬＳからの光をオッシレータＯＳで強度変調し、強度変調した光を、集光レンズＬＮを介して検知対象物０に照射する。光源ＬＳと検知対象物０の間にプローブ光ＰＬを照射し、ピンホールＰＨを通ったプローブ光ＰＬを光電変換素子ＰＤにより電気信号に変換する。
変換した電気信号はロックインアンプＬＡを用いて変調信号を基準信号として同期検出し、検出データをコンピュータＰＣで処理する。検知対象物０の表面が、光エネルギの吸収・放出で「周期的に温度変化」すると、プローブ光ＰＬの進行路における温度が周期的に変化し、進行路における空気の屈折率が変動して、プローブ光ＰＬを偏向させる。
上記温度変化は、検知対象物０の量（熱容量）により定まるので、プローブ光ＰＬの偏向は、検知対象物０の量により変動する。
なお、プローブ光ＰＬの「偏向による位置変化」を検出するようにしてもよい。
【００２１】
光熱変換法を用いた付着量検知結果の１例を示す。
紙上に付着量を変えてトナー像を形成したサンプルに対する「光音響信号と波長」の関係を図４に示す。
単位面積当たりの付着トナー量：Ｍ／Ａをパラメータとして、Ｍ／Ａ＝０．１、０．５、０．８の場合を示す。
トナー付着量が増加すると、光音響信号が増加することが分かる。
この傾向は「トナー像が熱定着されるなどして、形状が変化」していても同様である。
【００２２】
カラートナーは、図５に示すように、トナーの色によって、吸収波長域がそれぞれ異なる。図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーの分光透過率を示し、波線が実測値である。
【００２３】
図５（ａ）〜（ｃ）から分かるように、シアントナーは凡そ６００〜７００ｎｍ、マゼンタトナーは凡そ５００〜６００ｎｍ、イエロートナーは凡そ４００〜５００ｎｍに吸収帯域がある。
【００２４】
カラートナーは「吸収波長以外の光は殆ど透過」させるため、異なる色のトナーが複数層重なっていても、表面に露出していない内部のトナー層の光音響信号を検出できる。
【００２５】
以下、具体的な実施例を説明する。
【００２６】
「実施例１」
図６に示すように、実施形態における画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成及び動作の概要を説明する。
カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する画像読取部１Ｃを有している。
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上面には、トナー画像を形成するための構成が設けられている。
すなわち、各色トナー（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｂ：ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ（以下、符号３で代表する。）が中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
各感光体ドラム３は、それぞれ反時計回り方向に回転可能なドラムで構成され、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電手段としての帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ（以下、符号４で代表する。）、各感光体ドラム３上に画像情報に基づいて電位：ＶＬの静電潜像を形成するための露光手段としての光書込装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ（以下、符号５で代表する。）、各感光体ドラム３上の静電潜像を該静電潜像と同極性のトナーで現像する現像手段としての現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ（以下、符号６で代表する。）、一次転写手段としての転写バイアスローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ（以下、符号７で代表する。）、印加電圧部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂ（以下、符号１５で代表する。）、クリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ（以下、符号８で代表する。）が配置されている。
【００２７】
各符号に付記しているアルファベットは、感光体ドラム３と同様、トナーの色に対応している。
各現像装置６にはそれぞれカラートナーが収容されている。
中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂと対向する位置において、感光体ドラム３の回転によるドラム表面の移動方向と同方向に移動可能な構成を備えている。
転写面を支持するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対向している。
図６において、符号１０は「中間転写ベルト２を対象としたクリーニング装置」を示している。
感光体ドラム３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部１Ｃからの画像情報に基づいて感光体ドラム３Ｙ上に静電潜像が形成される。
該静電潜像は、イエローのトナーを収容した２成分（キャリアとトナー）現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は第１の転写工程として、中間転写ベルト２上に、転写バイアスローラ７Ｙに印加された電圧による電界で引き付けられて転写される。
印加電圧部材１５Ｙは、感光体ドラム３Ｙの回転方向における転写バイアスローラ７Ｙの上流側に設けられている。
【００２８】
印加電圧部材１５Ｙにより、中間転写ベルト２に感光体ドラム３Ｙの帯電極性と同極性で、且つ絶対値がベタ時「ＶＬより大きい電圧」を印加し、転写領域にトナー像が入る以前に感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へトナーが転写することを防止して、感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へのトナーの「転写時のチリ」による乱れを防止する。
【００２９】
他の感光体ドラム３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色を異ならせて同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。
【００３０】
トナー像の転写後、感光体ドラム３上に残留したトナーは、クリーニング装置８により除去され、また、転写後、図示されない除電ランプにより、感光体ドラム３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて中間転写ベルト２と同方向に移動する転写ベルト９Ｃを有している。
転写ベルト９Ｃを、帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで、中間転写ベルト２上に「重畳された多色画像」あるいは担持されている「単一色の画像」をシート状記録媒体としての用紙２８に転写する。
２次転写位置には給紙部１Ｂから用紙２８が給送されるようになっている。
給紙部１Ｂには用紙２８が積載収容される複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１に収容された用紙２８を、最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１Ｂ２と、搬送ローラ対１Ｂ３と、２次転写位置の上流に位置するレジストローラ対１Ｂ４等が設けられている。
給紙カセット１Ｂ１から給紙された用紙２８は、レジストローラ対１Ｂ４で一旦停止され、「斜めずれ」等を修正された後、中間転写ベルト２上のトナー像の先端と搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイイングで、レジストローラ対１Ｂ４により２次転写位置に送られる。
【００３１】
装置本体の右側には起倒可能に手差しトレイ２９が設けられており、該手差しトレイ２９に収容された用紙２８は、給紙コロ３１により給送された給紙カセット１Ｂ１からの用紙搬送路と合流する搬送路によりレジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
光書込装置５では、画像読取部１Ｃからの画像情報、あるいは図示されないコンピュータから出力される画像情報により、書き込み光が制御されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して「画像情報に応じた書き込み光」を射出して静電潜像を形成する。
【００３２】
画像読取部１Ｃは、自動原稿給送装置１Ｃ１と、原稿載置台としてのコンタクトガラス８０を有するスキャナ１Ｃ２等を有している。
自動原稿給送装置１Ｃ１は、コンタクトガラス８０上に繰り出される原稿を反転可能な構成を有し、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
光書込装置５により形成された感光体ドラム３上の静電潜像は現像装置６によって可視像処理され、中間転写ベルト２上に１次転写される。
中間転写ベルト２に対して「各色のトナー像」が重畳転写されると、２次転写装置９により用紙２８上に、一括して２次転写される。
画像を２次転写された用紙２８は定着装置１１へ送られ、熱と圧力により未定着画像を定着される。
２次転写後の中間転写ベルト２上の残留トナーは、クリーニング装置１０により除去される。
【００３３】
定着装置１１を通過した用紙２８は、定着装置１１の下流側に設けられた搬送路切り換え爪１２により、排紙トレイ２７に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに選択的に案内される。
排紙トレイ２７に向けて搬送された場合には、排紙ローラ対３２により排紙トレイ２７上に排出され、スタックされる。
反転搬送路ＲＰへ案内された場合には反転装置３８により反転され、再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
以上の構成により、カラー複写機１では、コンタクトガラス８０上に載置された原稿を露光走査して得られる画像情報、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様に帯電された感光体ドラム３に対して静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置６によって可視像化処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された用紙２８に転写される。
多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより重畳された後、用紙２８に一括して２次転写される。
２次転写後の用紙２８は定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ２７に排出され、あるいは反転されて両面画像形成のために再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
本実施形態の「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、現像バイアスなどを適当なタイミングで順次切り替える」ことにより、中間転写ベルト２上に作像し、これらＰパターンから検出された光熱変換信号を検知し、付着量に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を変更する制御」を行っている。
【００３４】
多くの場合はＣ・Ｍ・Ｙ・Ｋの各単色についてそれぞれ行われるが、本発明では、２次色の制御も行う。
【００３５】
２次色の例として、シアン画像とマゼンタ画像からなる「ブルー画像」の、中間転写ベルト２上での付着量検出方法を説明する。
ブルー画像は、図７に示すように、中間転写ベルト２側がシアントナー層ＣＴ、その上にマゼンタトナー層ＭＴが重なった像となっている。
【００３６】
ブルー画像のＰパターンからの光熱変換信号は以下のように検出される。
【００３７】
図６に示すように、熱弾性波検知センサ４０は、支持ローラ２Ｂの近傍に配置されている。図８に、熱弾性波検知センサ４０の詳細を示す。
【００３８】
熱弾性波検知センサ４０は、照射光源４１と、照射光源４１に対向する中間転写ベルト２の裏面部分に配置される圧電素子４２を有している。符号４３はブルートナー像（ブルー画像のＰパターン）を示す。
【００３９】
圧電素子４２は、信号検知時に中間転写ベルト２に接触し、通常は、中間転写ベルト２とは接触しないようになっている。
【００４０】
即ち、この実施例は、ブルートナー像４３で発生する光熱変換信号として「熱弾性波」を検出する図２のタイプのものであり、照射光源４１は、図２に示す集光レンズＬＮを含んでおり、発光源は半導体レーザで、その発光のパワーは１００ｍＷである。
集光レンズは、レーザ光をブルートナー像４３上に、ビーム径：５０μｍに集光させて照射する。
【００４１】
照射光源４１からは、まず「２．５ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：５５０ｎｍの光」が中間転写ベルト２上のブルートナー像４３に照射される。
波長：５５０ｎｍの光は「殆どがブルートナー像４３の上層をなすマゼンタトナー層ＭＴで吸収」され、「マゼンタトナー層ＭＴをわずかに透過した光が、下層のシアントナー層ＣＴで吸収」される。
照射光は「一定の周波数：２．５ｋＨｚで強度変調」されているので、熱エネルギも同周期で繰り返し発生し、それが熱弾性波となって圧電素子４２で検知される。
次に、周波数：２．５ｋＨｚで強度変調された「波長：６５０ｎｍの光」を照射する。
【００４２】
波長：６５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴを透過」し、下層のシアントナー層ＣＴで吸収され、熱弾性波が発生し圧電素子４２で検知される。
【００４３】
あらかじめ、中間転写ベルト２のみ（トナー像４３がない状態）の検知信号強度と「既知の付着量」のマゼンタおよびシアントナー像の「検知信号強度の差」を、トナー付着量に対してプロットしたものを、トナーの色ごとに「検量線」として求めておく。
この検量線は「付着量に対する信号強度の近似式」でも良いし「算出テーブル」として持っていても良い。
【００４４】
プロコン動作時には、中間転写ベルト２のみの熱弾性波信号強度と、それぞれの波長の光を照射されたときに検知された熱弾性波信号強度から、前記検量線を用いて付着量を算出し、現像プロセスにフィードバックして「画像濃度制御」を行う。
【００４５】
「実施例２」
上記実施例１記載の画像形成装置において、照射光源４１から、まず周波数：２．５ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：５５０ｎｍの光を中間転写ベルト２上のトナー像４３に照射する。
波長：５５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴで吸収」され、わずかに透過した光が「下層のシアントナー層ＣＴで吸収」される。
照射光は、一定の周波数：２．５ｋＨｚで強度変調されているので、熱エネルギも同じ周期で繰り返し発生し、それが熱弾性波となって圧電素子４２で検知される。
次に、１．０ｋＨｚの周波数で強度変調された波長：６５０ｎｍの光を、トナー像４３に照射する。
６５０ｎｍの光は「殆どが表層のマゼンタトナー層ＭＴを透過」し、シアントナー層ＣＴで吸収され、発生する熱弾性波が圧電素子４２で検知される。中間転写ベルト２に近い下層のシアントナー層ＣＴに対して「低周波数の光」を照射したほうが、ロスが少なく熱弾性波を精度良く検出できる。
予め、中間転写ベルト２のみ（トナー像４３がない場合）からの検知信号強度と、既知の付着量のマゼンタおよびシアントナー像の検知信号強度の差を、トナー付着量に対してプロットしたものを、色ごとに検量線として用意する。
この検量線は「付着量に対する信号強度の近似式」でも良いし、算出テーブルとして持っていても良い。
【００４６】
プロコン動作時には、中間転写ベルト２のみのときの熱弾性波信号強度と、それぞれの波長の光を照射されたときに検知された熱弾性波信号強度から、前記検量線を用いて付着量を算出し、現像プロセスにフィードバックして画像濃度制御を行う。
【００４７】
「実施例３」
実施例１、２で、Ｐパターンは「規定の面積率の網がかかっている画像」である。
熱弾性波信号強度の検量線は、ブルー画像の場合は、中間転写ベルト２上にマゼンタトナーが「各面積率の理想付着量だけ付着している状態との検知信号の差」でシアントナー検量線を作成し、マゼンタトナー検量線は「シアントナーが各面積率の理想付着量だけ付着している状態との検知信号の差」で作成する。
【００４８】
ブルー画像以外の他の２次色の場合も同様で、一方のトナーの検量線は、他方のトナーが各面積率で「理想付着量分付着」している状態での検知信号の差から求める。
【００４９】
「実施例４」
実施例１、２では、熱弾性波信号強度から付着量を算出しているが「熱弾性波信号と変調周波数に対する位相遅れと、トナー付着量の関係」から検量線を求めるか、または算出テーブルを作成して位相差信号を抽出することにより付着量を算出することもできる。
【００５０】
即ち、検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることができる。
【００５１】
上記実施例１〜４では、２次色のトナー画像の「精度良い付着量検知」が実現され、この検知方法を利用した良好な画像形成装置を提供できる。
【００５２】
上記各実施例では、分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光が照射される。また、実施例２では、波長により変調周波数も変えた光が照射される。また、検知対象面（中間転写ベルト）より遠い層ほど、強度変調周波数が高周波である。
【００５３】
また「強度変調周波数をそれぞれ変化させながら、検出手段で検知した光熱信号の変化量に基づいて付着量を求める」ことができる。
【符号の説明】
【００５４】
０ 検知対象物
ＬＳ 光源
ＯＳ オッシレータ
Ｍｐ マイクロフォン
ＬＡ ロックインアンプ
ＰＣ コンピュータ
２ 中間転写ベルト
４１ 照射光源
４２ 圧電素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００１−３２４８４０号公報
【特許文献２】特開平５−２４９７８７号公報
【特許文献３】特許第３１５５５５５号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４８４３号公報
【非特許文献】
【００５６】
【非特許文献１】澤田嗣郎編「光音響分光法とその応用−ＰＡＳ」、学会出版センター（１９８２）
【非特許文献２】澤田嗣郎編「光熱変換分光法とその応用」、学会出版センター（１９９７）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項２】
請求項１記載の粉体付着量検知方法において、
分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項３】
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項４】
請求項３記載の粉体付着量検知方法において、
分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
波長により変調周波数も変えた光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項６】
請求項５記載の粉体付着量検知方法において、
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体が層状に重なっている検知物に、検知対象面より遠い層ほど強度変調周波数を高周波とすることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
強度変調周波数をそれぞれ変化させながら検出手段で検知した光熱信号の変化量に基づいて付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段としてマイクロフォンを用いることとを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項９】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段として圧電素子を用いることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段として光電変換素子を用いることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項１１】
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
記録媒体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、請求項１〜１０の任意の１に記載の粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写した後、記録媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
中間転写体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、請求項１〜１０の任意の１に記載の粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の画像形成装置において、
検知対象面上に形成した複数個のトナーパターンから付着量を検知し、その付着量に基づき、画像濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号の量に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項２】
請求項１記載の粉体付着量検知方法において、
分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項３】
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体からなる検知物に、強度変調した波長の異なる光を照射し、光熱変換作用を検出する検出手段により、光熱信号を検知し、該光熱信号と基準信号との位相差に基づいて検知物の付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項４】
請求項３記載の粉体付着量検知方法において、
分光透過率の異なる複数種類の粉体に対して、それぞれ吸収波長帯域の波長の光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
波長により変調周波数も変えた光を照射することを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項６】
請求項５記載の粉体付着量検知方法において、
検知対象面上に形成された分光透過率の異なる複数種類の粉体が層状に重なっている検知物に、検知対象面より遠い層ほど強度変調周波数を高周波とすることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
強度変調周波数をそれぞれ変化させながら検出手段で検知した光熱信号の変化量に基づいて付着量を求めることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段としてマイクロフォンを用いることとを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項９】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段として圧電素子を用いることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の任意の１に記載の粉体付着量検知方法において、
検知手段として光電変換素子を用いることを特徴とする粉体付着量検知方法。
【請求項１１】
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
記録媒体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、請求項１〜１０の任意の１に記載の粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写した後、記録媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
中間転写体を検知対象面とし、粉体をトナーとして、請求項１〜１０の任意の１に記載の粉体付着量検知方法を実施可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の画像形成装置において、
検知対象面上に形成した複数個のトナーパターンから付着量を検知し、その付着量に基づき、画像濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９２６９１（Ｐ２０１３−９２６９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５３２６（Ｐ２０１１−２３５３２６）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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