JP2001154424A

JP2001154424A - トナー量測定装置

Info

Publication number: JP2001154424A
Application number: JP33260199A
Authority: JP
Inventors: Matsuyuki Aoki; 松之青木; Satoshi Tanaka; 智田中; Akihito Nishimura; 明仁西村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、トナーを担持するトナー担持体上で
反射された反射光を受光して該トナー担持体上に担持さ
れたトナーの量を測定するトナー量測定装置に関し、カ
ラートナー及び黒トナーいずれのトナー量も同じ処理で
高精度に測定することができるトナー量測定装置を提供
することを目的とする。【解決手段】トナー担持体５００表面での鏡面反射光１
１２ａを受光する位置に設けられた第１の光センサ１１
２と、拡散反射光１１６ａを受光する位置に設けられた
第２の光センサ１１６と、第１の光センサ１１２によっ
て得られる第１の受光信号に基づく第１の値と、前記第
２の光センサ１１６によって得られる第２の受光信号に
基づく、該第１の値より相対的に小さく抑えられた第２
の値とを求めて、これら第１の値と第２の値との差分値
を演算することにより、トナー担持体５００上に担持さ
れたトナーの量を求める演算部１３１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを担持する
トナー担持体上で反射された反射光を受光して該トナー
担持体上に担持されたトナーの濃度を測定するトナー濃
度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真技術による複写機や
プリンタ等の画像形成装置が知られている。

【０００３】また、今日では、イエロー、マゼンタ、シ
アンのカラートナーと黒トナーによる、カラー複写機や
カラープリンタ等が急速に普及してきている。

【０００４】これらカラー複写機やカラープリンタ等に
は、通常、トナーと磁性体であるキャリアとからなる二
成分現像剤を用いて現像する現像器が用いられている。

【０００５】この電子写真技術によるカラー複写機やカ
ラープリンタ等の画像形成装置は、画像を形成するにあ
たって、まず、入力信号に基づき、感光体上に静電潜像
を形成する。次に、現像器内に収納されたトナーを感光
体に転移させることにより感光体上の静電潜像を現像し
て感光体上にトナー像を形成する。さらに、感光体上に
形成されたトナー像を、最終的に、所定の記録媒体上に
転写して定着することにより記録媒体上に画像を形成す
る。

【０００６】このようなトナーを転写して作像する画像
形成装置では、現像器内のトナーは、画像形成される度
に消費されていくため、画像形成される画像の濃度を一
定に保つには、消費されたトナー量に見合ったトナー量
を補充して、現像器内のキャリアとトナーを一定の比率
に保持しておく必要がある。

【０００７】そのため、従来では、現像器内のトナー濃
度（キャリアに対するトナーの比率）と、感光体上での
単位面積あたりのトナー量（以下、単にトナー量とい
う）とが一定の比例関係にあることに着目し、感光体に
所定の標準的なトナー量のトナーパッチが形成されるこ
とを予定したパッチデータと同一のパッチデータに基づ
いて、感光体上にトナーパッチを形成し、その形成され
たトナーパッチのトナー量を測定し、測定されたトナー
量と標準的なトナー量とを比較して、現像器へのトナー
供給量を調節することが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】感光体上でのトナー量
を測定するにあたって、感光体表面での鏡面反射光を受
光する位置に光センサを設けて、感光体表面にトナーが
未担持の状態における感光体表面での反射光による受光
信号と、感光体上に担持されたトナーの反射光による受
光信号との比を求め、この比に基づいて、感光体上に担
持されたトナー量を測定することが従来から知られてい
る。この光センサとして、可視光センサに比べてコスト
的に優位な赤外領域の波長を持つ光センサを採用した場
合、黒トナーのトナー量測定時には感光体上のトナー量
が増加するのに比例して受光信号が小さくなるため、ト
ナー量を測定することが可能である。しかし、鏡面反射
光を受光する位置に配置された受光センサにも、鏡面反
射光のみでなく、トナーで拡散された後、鏡面反射光と
同じ方向に進む拡散反射光が存在し、しかも、カラート
ナーは、黒トナーよりも、光を拡散させやすいため、カ
ラートナーのトナー量測定時には、光センサに入射して
くる拡散反射光の影響が大きくなる。さらに、感光体上
のカラートナー量が一定以上になると、光センサに入射
してくる鏡面反射光よりも拡散反射光の方が優勢になる
ため、受光信号がある値よりも小さくならないという現
象が起こりやすい。このため、トナー量の測定感度が低
下してしまう恐れがある。

【０００９】そこで、特開昭６２−２８０８６９号公報
には、カラートナーに対しては、鏡面反射光の進行方向
からずれた拡散反射光のみを受光する位置に光センサを
配置し、その光センサで受光される拡散反射光を用いて
感光体上に担持されたトナーのトナー量を測定すること
が示されている。その結果、感光体上に担持されたカラ
ートナーのトナー量が増加すると、拡散反射光成分が増
加するため、その光センサによる拡散反射光の受光信号
も大きくなる。

【００１０】したがって、カラートナーに関しては、感
光体表面での拡散反射光のみを受光する位置に光センサ
を設けてカラートナーのトナー量測定を行い、感光体表
面での鏡面反射光を受光する位置に光センサを設けて黒
トナーのトナー量測定を行うように２系統の光センサを
備えると、トナーの種類に応じて処理を切替えなければ
ならず、制御アルゴリズムも複雑になるという問題があ
る。

【００１１】また、感光体表面での鏡面反射光を受光す
る位置に設けた光センサを用いた黒トナーのトナー量測
定においては、黒トナーが未担持の感光体表面での鏡面
反射光の受光信号を基準としたのに対し、感光体表面で
の拡散反射光を受光する位置に設けた光センサを用いた
拡散反射光によるカラートナーのトナー量測定において
は、カラートナーが未担持の感光体表面での拡散反射光
の受光信号は、光センサの受光レベルに関係なく、ほと
んど０に近い値になってしまうため、基準となる別のパ
ッチを用意しなければならず装置が複雑化してしまう。
さらにその基準パッチの汚れや変色などによって、ばら
つきが生じる恐れがある。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑み、カラートナー
及び黒トナーいずれのトナー量も同じ処理で高精度に測
定することができるトナー量測定装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のトナー量測定装置は、トナーを担持するトナー担持
体上で反射された反射光を受光して該トナー担持体上に
担持されたトナーの量を測定するトナー量測定装置おい
て、上記トナー担持体表面での鏡面反射光を受光する位
置に設けられた第１の光センサと、上記トナー担持体上
に担持されたトナーによって拡散して反射された拡散反
射光を受光する位置に設けられた第２の光センサと、上
記第１の光センサによって得られる第１の受光信号に基
づく第１の値と、上記第２の光センサによって得られる
第２の受光信号に基づく、該第１の値より小さな値に抑
えられてなる第２の値とを求めて、これら第１の値と第
２の値との差分値を演算することにより、上記トナー担
持体上に担持されたトナーの量を求める演算部とを有す
ることを特徴とする。

【００１４】カラートナーは、光を拡散させやすいた
め、第２の光センサに入射してくる拡散反射光の受光信
号は、トナー担持体上のカラートナー量が増加するにつ
れて、大きくなる。その結果、たとえ、第１の光センサ
によって得られる受光信号よりも、第２の光センサによ
って得られる受光信号ほうが大きくなっても、本発明の
トナー濃度測定装置は、第１の値と、該第１の値より相
対的に小さく抑えられた第２の値とを求めて、これら第
１の値と第２の値との差分値を演算することにより、上
記トナー担持体上に担持されたトナーの量を求める演算
部を備えているため、カラートナー及び黒トナーいずれ
のトナー量も同じ処理で高精度に測定することができ
る。

【００１５】また、本発明のトナー量測定装置におい
て、上記演算部が、上記第２の値として、上記トナー担
持体上に少なくとも１．２ｍｇ／ｃｍ²以下のトナーが
担持された場合に上記第１の値よりも小さな値に抑えら
れてなる第２の値を得て、これら第１の値と第２の値と
の差分を求めるものであることが好ましい。

【００１６】トナー担持体が担持したトナーを転写する
際に必要な最大トナー量である１．２ｍｇ／ｃｍ²を基
準にしておけば、確実にトナー量を高精度に測定するこ
とができる。

【００１７】また、本発明のトナー量測定装置におい
て、上記演算部が、上記トナー担持体にトナーが担持さ
れた状態において得られる上記差分値を、トナーが未担
持の状態において得られる上記差分値で規格化すること
により、規格化差分値を求めるものであることが最適で
ある。

【００１８】このように演算部が規格化を行うトナー量
測定装置であれば、トナー担持体の経年変化にも対応で
き、より高精度なトナー量の測定が保証される。

【００１９】さらに、本発明のトナー量測定装置におい
て、上記トナー担持体に向けて上記第１の光センサに入
射する反射光と上記第２の光センサに入射する反射光と
の双方の起因となる光を出射する、これら第１の光セン
サと第２の光センサとに共通の光源を備えたものである
ことが好ましい。

【００２０】共通の光源にすることによって、トナー量
測定装置を安価に提供することが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
まず、図１及び図２を用いて説明する。

【００２２】図１は、本発明の第１の実施形態であるト
ナー量測定装置を備えた画像形成装置の概略構成図であ
って、中間転写体ベルト上に形成されたパッチのトナー
量をトナー量測定装置で測定している状態を示してい
る。

【００２３】図２は、本発明の第１の実施形態であるト
ナー量測定装置の反射光受光部の模式図である。

【００２４】図１に示された画像形成装置１０は、カラ
ー複写機であって、本発明の第１の実施形態であるトナ
ー量測定装置１００と、入力部２１０と、画像処理部２
２０と、パッチパターン発生器２３０と、パルス幅変調
回路２４０と、レーザードライバ２５０と、トナー像形
成部３００と、転写器４００と中間転写体ベルト５００
とを有する。中間転写体ベルト５００は、複数のロール
５０１で張架されている。本実施形態では、この中間転
写体ベルト５００が、本発明にいうトナー担持体に相当
する。

【００２５】トナー像形成部３００は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラートナー
と黒（Ｋ）トナーそれぞれのトナー像をそれぞれ独立し
て形成するものである。すなわち、トナー像形成部３０
０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
のカラートナーと黒（Ｋ）トナーそれぞれの露光器３０
１，３０２，３０３，３０４と、感光体３１１，３１
２，３１３，３１４と、帯電器３２１，３２２，３２
３，３２４と、現像器３３１，３３２，３３３，３３４
とを備えている。なお、この現像器３３１，３３２，３
３３，３３４それぞれには、各色のトナーと、磁性体で
あるキャリアとからなる二成分現像剤（不図示）が収納
されている。各トナーは、磁性体であるキャリアとの間
で所定の比率を保って、かつ、そのキャリアとともに現
像器３３１，３３２，３３３，３３４それぞれに収納さ
れている。

【００２６】また、トナー量測定装置１００は、図２も
参照して説明すると、第１の光センサ１１２と、第２の
光センサ１１６と、演算部１３１とを有している。

【００２７】これらの第１、第２の光センサ１１２，１
１６は、光源１１９とともに反射光受光部１１０を形成
している。反射光受光部１１０は、中間転写体ベルト５
００近傍に設けられている。また、第１の光センサ１１
２は、光源１１９から中間転写体ベルト５００に向けて
出射された出射光１１９ａが中間転写体ベルト５００上
で反射された結果生じた反射光のうちの、鏡面反射光１
１２ａが入射する位置に設けられ、第２の光センサ１１
６は、その反射光のうちの鏡面反射光１１２ａの進行方
向から外れた、拡散反射光１１６ａのみが入射する位置
に設けられている。なお、本実施形態では、第１の光セ
ンサ１１２と第２の光センサ１１６は、同じ構造のセン
サであり、光源１１９はそれら第１および第２の光セン
サに共通に備えられたものであるため、大量生産におい
ては、コスト的に安く抑えることができる。

【００２８】さらに、演算部１３１は、コンパレータ１
３２とともに制御部１３０に組み込まれ、この制御部１
３０は、反射受光部１１０から第１の光センサ１１２と
第２の光センサ１１６それぞれの受光信号を受け取るも
のである。

【００２９】トナー量測定装置１００による、トナー量
の測定と、それに基づく画像形成装置１０の制御につい
ては後述するものとし、まず、画像形成装置１の画像形
成処理につき、概説する。

【００３０】画像形成装置１０の入力部２１０に画像デ
ータが入力されると、入力された画像データは画像処理
部２２０においてスクリーン処理され、次いで、パルス
幅変調回路２４０においてＰＷＭ信号に変換された後、
レーザードライバ２５０に送られる。各トナーの露光器
３０１，３０２，３０３，３０４それぞれは、帯電器３
２１，３２２，３２３，３２４により帯電された感光体
３１１，３１２，３１３，３１４それぞれを、レーザー
ドライバ２５０により制御されて露光し、静電潜像を感
光体上に形成する。感光体３１１，３１２，３１３，３
１４それぞれに形成された静電潜像は、各現像器３３
１，３３２，３３３，３３４内のトナーによって現像さ
れてトナー像となる。感光体３１１，３１２，３１３，
３１４上それぞれに形成されたトナー像は、転写器４０
０によって、中間転写体ベルト５００上に重ね合わされ
た状態に転写される。さらに、中間転写体ベルト５００
上に転写されたトナー像は、図示されていない用紙供給
部から搬送された用紙に転写され、同じく図示されてい
ない定着器により定着されることによって、用紙に画像
が形成される。

【００３１】また、上記と同じトナー像の形成処理を経
て、パッチパターン発生器２３０によりパッチデータが
パルス幅変調回路２４０に送られ、中間転写体ベルト５
００上にパッチが形成される。このパッチデータは、中
間転写体ベルト５００上に所定の標準的なトナー量のト
ナーパッチが形成されることを予定したものである。

【００３２】中間転写体ベルト５００上に形成されたパ
ッチは、トナー量測定装置１００で、そのトナー量が測
定される。また、パッチパターン発生器２３０は、中間
転写体ベルト５００上で様々なトナー量を有するパッチ
を作成することができるものである。

【００３３】図１には、中間転写体ベルト５００上にこ
のようにして形成された１つのパッチ６００が示されて
いる。

【００３４】トナー量測定装置１００による、中間転写
体ベルト５００上に形成されたパッチ６００のトナー量
の測定について、以下説明する。

【００３５】中間転写体ベルト５００上に形成されたパ
ッチ６００に向けて、光源１１９から出射光１１９ａが
出射されると、その出射光１１９ａは、パッチ６００に
よって反射される。このパッチ６００による反射で生じ
た反射光のうち、第１の光センサ１１２は、主として鏡
面反射光を受光する機能を有し、第２の光センサ１１６
は、拡散反射光を受光する機能を有する。

【００３６】中間転写体ベルト５００に担持されたパッ
チ６００のトナー量が増加すると、それに応じて、第１
の光センサ１１２からの受光信号は小さくなり、第２の
光センサ１１６からの受光信号は大きくなる。しかし、
トナー量の変化における受光信号の大きさの変化状況
は、黒トナーとカラートナーとにより異なるため、図３
を用いて以下に詳述する。

【００３７】図３（ａ）は、黒トナーのパッチにおける
トナー量と受光信号の大きさとの関係を示すグラフであ
り、図３（ｂ）は、カラートナーのパッチにおけるトナ
ー量と光センサの受光信号との関係を示すグラフであ
る。

【００３８】図３（ａ）、図３（ｂ）それぞれのグラフ
とも、横軸は中間転写体ベルト５００上のパッチ６００
のトナー量を示し、縦軸は光センサからの受光信号の大
きさを示している。また、これらのグラフに示された点
線Ｌ１は、トナー量と、第１の光センサ１１２で受光さ
れた反射光の受光信号Ｖ１との関係を示すものであっ
る。また、もう一方の点線Ｌ２は、トナー量と、第２の
光センサ１１６で受光された反射光の受光信号Ｖ２との
関係を示すものである。さらに、各グラフ中に示された
実線Ｌは、トナー量と、第１の光センサ１１２によって
得られる受光信号Ｖ１から第２の光センサ１１６によっ
て得られる受光信号Ｖ２を引き算した差分値Ｖ３を示す
ものである。したがって、第１の光センサ１１２で受光
された反射光の受光信号Ｖ１は、本発明にいう第１の受
光信号に相当し、第２の光センサ１１６で受光された反
射光の受光信号Ｖ２は、本発明にいう第２の受光信号に
相当する。

【００３９】黒トナーのパッチの場合、図３（ａ）に示
されるごとく、トナー量の増加につれて第１の光センサ
１１２によって得られる受光信号Ｖ１は大幅に減少する
が、第２の光センサ１１６によって得られる受光信号Ｖ
２はほとんど変化しない。この黒トナーのパッチの場合
は、拡散反射が極めて小さいため、第１の光センサ１１
２によって得られる受光信号Ｖ１は鏡面反射光の受光信
号とみなすことができ、第２の光センサ１１６によって
得られる受光信号Ｖ２は拡散反射光の受光信号である。

【００４０】一方、図３（ｂ）に示されるように、カラ
ートナーのパッチの場合、黒トナーのパッチに比べて拡
散反射が大きいため、拡散反射光を受光する位置に設け
られた第２の光センサ１１６によって得られる受光信号
Ｖ２は、黒トナーのパッチの場合に比べて大きく上昇す
る。一方、鏡面反射光を受光する位置に設けられた第１
のセンサ１１２は、トナー量が増加すればするほど、強
い拡散反射光を受光する。したがって、第１の光センサ
１１２によって得られた受光信号Ｖ１は、鏡面反射光の
受光信号とみなすことはできず、拡散反射光がかなり入
り込んでいるものとなる。その結果、トナー量が多い領
域では、第１の光センサ１１２への拡散反射光の入射の
影響で、受光信号が小さくなっていく傾向が大幅に弱ま
る。

【００４１】ここで、図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較
すると、トナー量の変化に対する受光信号の大きさの変
化状況は、黒トナーとカラートナーとで異なるが、実線
Ｌで示された差分値Ｖ３のトナー量における変化状況
は、黒トナーとカラートナーいずれの場合にも、トナー
量の増加に伴って、小さくなっていくものである。

【００４２】一方、図４に示す関係も考慮する必要があ
る。

【００４３】図４は、カラートナーのパッチにおけるト
ナー量と受光信号の大きさとの関係を示す図３（ｂ）と
は異なる関係のグラフであるが、グラフの横軸と、縦軸
とは、図３（ｂ）のグラフの横軸と、縦軸と同じ意味を
有する。また、点線Ｌ１，Ｌ２、及び実線Ｌ自体それぞ
れが有する意味は、図３（ｂ）のグラフのそれらそれぞ
れが有する意味と同じである。

【００４４】上述のごとく、カラートナーのパッチで
は、第２の光センサ１１６によって得られる受光信号Ｖ
２は大きく上昇する。このため、中間転写体ベルト５０
０上に担持されたトナーを用紙等の媒体に転写する際に
必要な最大トナー量である１．２ｍｇ／ｃｍ²の８０〜
９０％以上の領域（図４中の矢印参照）では第２の光セ
ンサ１１６によって得られる受光信号Ｖ２が、第１の光
センサ１１２によって得られる受光信号Ｖ１よりも図４
に示すごとく大きくなってしまう場合がある。

【００４５】このような逆転現象が起こると、差分値Ｖ
３は負となってしまう。この場合、差分値Ｖ３を処理す
るために後段に位置する装置や回路には、正負の２電源
が必要となり、画像形成装置としてのコストアップにつ
ながるため好ましくない。

【００４６】そこで、本実施形態のトナー量測定装置１
００では、演算部１３１において、第１の光センサ１１
２によって得られる受光信号Ｖ１から第２の光センサ１
１６によって得られる受光信号Ｖ２を引き算する際に、
その差分値が常に正の値となるように、得られた受光信
号Ｖ１，Ｖ２それぞれを係数で調整する。すなわち、次
式の演算を行っている。

【００４７】ａＶ１−ｂＶ２＝Ｖ３’ ただし、ａ，ｂは係数である。

【００４８】なお、差分値Ｖ３’が常に正の値に保つこ
とができるように係数ａ，ｂの値は決定される。

【００４９】したがって、本実施形態の如く、第１の光
センサ１１２と第２の光センサ１１６とが同能力のセン
サであった場合でも、差分値Ｖ３’を常に正の値に保つ
ことができ、また、他の実施形態で、第１の光センサ１
１２が第２の光センサ１１６よりも低出力のセンサであ
ってもた場合にも、演算値Ｖ３’ を常に正の値に保つ
ことができる。したがって、上式中のａＶ１は、本発明
の第１の値に相当し、ｂＶ２は、本発明の第２の値に相
当する。

【００５０】このようにして得られた差分値Ｖ３’を、
本実施形態では、コンパレータ１３２で、パッチデータ
の標準的なトナー量と比較させ、差分値Ｖ３’のほうが
大きければ、現像器内のトナー濃度が低いことになるの
で、制御部１３０によって、不図示のトナーディスペン
サーを制御し、現像器３３１，３３２，３３３，３３４
へのトナー供給を行い、逆に、差分値Ｖ３のほうが小さ
ければ、現像器３３１，３３２，３３３，３３４へのト
ナー供給を中止させて、現像器内のトナー濃度を一定に
保つようにしている。

【００５１】また、図１に示す画像形成装置１０におい
て、以下に説明するような演算部での受光信号の調整方
法を採用してもよい。

【００５２】ここでは、第１の光センサ１１２によって
得られた受光信号を不図示の増幅器でゲイン調整する調
整機能を備えた形態を第２の実施形態と称し、第２の光
センサ１１６によって得られた受光信号を不図示の増幅
器でゲイン調整する調整機能を備えた形態を第３の実施
形態と称する。

【００５３】これらの増幅器の機能につき、図５（ａ）
と図５（ｂ）を各実施形態に合わせて参照し、説明す
る。

【００５４】図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態で
あるトナー量測定装置のゲイン調整を表したグラフであ
って、図５（ｂ）は、本発明の第３の実施形態であるト
ナー量測定装置の第２の光センサによって得られる受光
信号のゲイン調整を表したグラフである。

【００５５】図５に示された２つのグラフはともに、上
述の図３（ｂ）のグラフと同じく、横軸はトナー量を示
し、縦軸は光センサによって得られる受光信号の大きさ
を示している。また、点線Ｌ１、点線Ｌ２自体それぞれ
が有する意味は、図３（ｂ）のグラフのそれらそれぞれ
が有する意味と同じである。一方、図５（ａ）に示され
た２点鎖線Ｌ３は、トナー量と、第１の光センサ１１２
によって得られる受光信号に基づく値Ｖ１’との関係を
示すものである。さらに、実線Ｌ’は、トナー量と、第
１の光センサ１１２によって得られる受光信号に基づく
値Ｖ１’から第２の光センサ１１６によって得られる受
光信号Ｖ２を引き算した差分値を示すものである。ま
た、図５（ｂ）に示された２点鎖線Ｌ４は、トナー量
と、第２の光センサ１１６によって得られる受光信号に
基づく値Ｖ２’との関係を示すものである。さらに、実
線Ｌ’’は、トナー量と、第１の光センサ１１２によっ
て得られる受光信号Ｖ１から第２の光センサ１１６によ
って得られる受光信号に基づく値Ｖ２’を引き算した差
分値を示すものである。

【００５６】上述のごとく、図５（ａ）、図５（ｂ）そ
れぞれにも示すように、中間転写体ベルト５００上に担
持されたトナーを用紙等の媒体に転写する際に必要な最
大トナー量である１．２ｍｇ／ｃｍ²の８０〜９０％以
上の領域では第２の光センサ１１６によって得られる受
光信号Ｖ２が、第１の光センサ１１２によって得られる
受光信号Ｖ１よりも大きくなってしまう場合がある。そ
こで、第２の実施形態では、不図示の増幅器のゲイン調
整によって、第１の光センサ１１２によって得られる受
光信号を第２の光センサ１１６によって得られる受光信
号よりも大きくなるように増幅し（図５（ａ）中の矢印
参照）、図５（ａ）に示された２点鎖線Ｌ３のような値
を得ている。また、第３の実施形態では、不図示の増幅
器のゲイン調整によって、第２の光センサ１１６によっ
て得られる受光信号を第１の光センサ１１２によって得
られる受光信号よりも小さくし（図５（ｂ）中の矢印参
照）、図５（ｂ）に示された２点鎖線Ｌ４のような値を
得ている。したがって、第２、第３の実施形態では、第
２の光センサ１１６によって得られる受光信号に基づく
値は、第１の光センサ１１２によって得られる受光信号
に基づく値よりも中間転写体ベルト５００上に担持され
たトナーのトナー量が１．２ｍｇ／ｃｍ²以下では常に
小さく抑えられている。このため、実線Ｌ’および実線
Ｌ’’で示されるように、差分値は常に正の値となる。

【００５７】第２、第３の実施形態における増幅器のゲ
イン調整は、中間転写体ベルト５００上にトナー量が
１．２ｍｇ／ｃｍ²となるようにトナーを担持させて行
ってもよいが、トナー量が１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うにトナーを担持させた中間転写体ベルト５００と同条
件の基準板を作成してトナー量測定装置の製造前に調整
しておくことが好ましい。

【００５８】以上のような、増幅器のゲイン調整によっ
て受光信号の調整を行うトナー量測定装置であれば、装
置構成が簡単となり、より安価にトナー量測定装置を提
供することが可能となる。

【００５９】さらに、本発明の第４の実施形態のトナー
量測定装置を用いることが好ましい。

【００６０】本発明の第４の実施形態は、より高精度な
トナー量の測定を行えるように、先の第１の実施形態の
演算部に新たな機能を追加したものであって、他の構成
は第１の実施形態と同じであるため、図１を参照して説
明する。

【００６１】パッチ６００が形成される中間転写体ベル
ト５００は、使用によって、トナーの付着や、汚れ、さ
らには摩耗による表面変化を受け、中間転写体ベルト５
００表面による鏡面反射や拡散反射も影響を受ける恐れ
がある。このため、中間転写体ベルト５００の状態によ
って、同一のパッチであっても、測定の都度、トナー量
が変化する恐れがある。

【００６２】一方、コンパレータ１３２で用いられる、
パッチデータの標準的なトナー量は、画像形成装置の使
用によっては変化しない所定の値である。

【００６３】そこで、第４の実施形態では、中間転写体
ベルト５００上にトナーが未担持の状態において、第１
の光センサ１１２によって受光信号Ｖ１ｃを得て、第２
の光センサ１１６によっても受光信号Ｖ２ｃを得て、こ
れらの得られた受光信号Ｖ１ｃ，Ｖ２ｃを用いて、演算
部において規格化を行い規格化差分値Ｖ３’’を求める
ものである。

【００６４】すなわち、演算部では、次式の演算を行っ
ている。

【００６５】（ａＶ１−ｂＶ２）／（Ｖ１ｃ−Ｖ２ｃ）＝Ｖ３’’ ただし、ａ，ｂは係数以上の第１の実施形態から第４の実施形態のトナー量測
定装置は、中間転写体ベルト５００を本発明のトナー担
持体としたが、本発明はこれに限らず、感光体をトナー
担持体として、感光体上に形成されたトナーによる反射
光を反射光受光部で受光してもよい。

【００６６】さらに、本発明のトナー量測定装置におい
て、鏡面反射光を受光する第１の光センサ自体を、第２
の光センサよりも、高出力のものとしてた場合には、第
２の光センサによって得られる受光信号に基づく値を第
１の光センサによって得られる受光信号に基づく値より
小さな値に抑えることが簡単に可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、カラートナー及び黒トナーいずれのトナー量も同じ
処理で高精度に測定することができるトナー量測定装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるトナー量測定
装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態であるトナー量測定
装置の反射光受光部の模式図である。

【図３】（ａ）は、黒トナーのパッチにおけるトナー
量と受光信号との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、
カラートナーのパッチにおけるトナー量と受光信号との
関係を示すグラフである。

【図４】カラートナーのパッチにおけるトナー量と受
光信号との関係を示す図３（ｂ）とは異なる関係のグラ
フである。

【図５】（ａ）は本発明の第２の実施形態であるトナ
ー量測定装置のゲイン調整を表したグラフであって、
（ｂ）は、本発明の第３の実施形態であるトナー量測定
装置の第２の光センサによって得られる受光信号のゲイ
ン調整を表したグラフである。

【符号の説明】

１０画像形成装置１００トナー量測定装置１１０反射光受光部１１２第１の光センサ１１２ａ鏡面反射光１１６第２の光センサ１１６ａ拡散反射光１１９光源１１９出射光１３０制御部１３１演算部１３２コンパレータ２１０入力部２２０画像処理部２３０パッチパターン発生器２４０パルス幅変調回路２５０レーザドライバ３００トナー像形成部３０１，３０２，３０３，３０４露光器３１１，３１２，３１３，３１４感光体３２１，３２２，３２３，３２４帯電器３３１，３３２，３３３，３３４現像器４００転写器５００中間転写体ベルト５０１ロール６００パッチＶ１，Ｖ１’，Ｖ１ｃ第１の光センサによって得ら
れる受光信号Ｖ２，Ｖ２’，Ｖ２ｃ第２の光センサによって得ら
れる受光信号Ｖ３，Ｖ３’ 差分値Ｖ３’’ 規格化差分値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村明仁神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA10 DE02 EA06 EC09 ED10 EF09 FA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを担持するトナー担持体上で反射
された反射光を受光して該トナー担持体上に担持された
トナーの量を測定するトナー量測定装置おいて、前記トナー担持体表面での鏡面反射光を受光する位置に
設けられた第１の光センサと、前記トナー担持体上に担持されたトナーによって拡散し
て反射された拡散反射光を受光する位置に設けられた第
２の光センサと、前記第１の光センサによって得られる第１の受光信号に
基づく第１の値と、前記第２の光センサによって得られ
る第２の受光信号に基づく、該第１の値より小さな値に
抑えられてなる第２の値とを求めて、これら第１の値と
第２の値との差分値を演算することにより、前記トナー
担持体上に担持されたトナーの量を求める演算部とを有
することを特徴とするトナー量測定装置。
【請求項２】前記演算部が、前記第２の値として、前
記トナー担持体上に少なくとも１．２ｍｇ／ｃｍ²以下
のトナーが担持された場合に前記第１の値よりも小さな
値に抑えられてなる第２の値を得て、これら第１の値と
第２の値との差分を求めるものであることを特徴とする
請求項１記載のトナー量測定装置。
【請求項３】前記演算部が、前記トナー担持体にトナ
ーが担持された状態において得られる前記差分値を、ト
ナーが未担持の状態において得られる前記差分値で規格
化することにより、規格化差分値を求めるものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のトナー量測定装置。
【請求項４】前記トナー担持体に向けて前記第１の光
センサに入射する反射光と前記第２の光センサに入射す
る反射光との双方の起因となる光を出射する、これら第
１の光センサと第２の光センサとに共通の光源を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のトナー量測定装置。