JP7400617B2 - 被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラムに関する。

記録媒体上に形成されたトナー画像を検査する技術として、下記特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１には、「照射光源４１からは、中間転写ベルト２上のブルートナー像４３に、まず波長：５５０ｎｍの光を照射し、次に波長６５０ｎｍの光を照射する。…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。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。」と記載されている。

特開２０１３－９２６９１号公報

ところで、トナー画像を下地粘着層とし、この下地粘着層に粉末を付着させることによって光沢感が付与された画像を形成する技術がある。このようにした形成された画像が十分な光沢感を有するか否を検査するためには、トナー画像に対する粉末の付着量を検知する必要がある。しかしながら、上述した検査技術では、複数色のトナーの付着量を算出することができるものの、トナー画像に対する粉末の付着量（粉末による被覆率）を精度良く検知することができず、目視で光沢感の検査を実施することで被覆率を検知していた。

そこで本発明は、粉末による下地粘着層の被覆率を精度良く検出することが可能な被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラムを提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明は、下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出装置であって、前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射する光源部と、前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光する受光部と、前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出する被覆率検出部を備えた構成である。

本発明によれば、粉末による下地粘着層の被覆率を精度良く検出することが可能な被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラムを提供することできる。

実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの構成図である。 下地粘着層としての画像パターンの分光反射特性を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第２センサーの構成図である。 下地粘着層としての粉末保持面の分光反射特性を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第１変形例を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第２変形例を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第３変形例を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第４変形例を示す図である。 実施形態に係る粉末の被覆率の算出を説明するための図である。 実施形態に係る被覆率検出装置が有する検査情報処理部の構成を説明するブロック図である。 粉末の被覆率に対する反射光量の被覆率特性を示す図である。 粉末の被覆率に対する反射光量の差分特性を示す図である。 各粉末の分光反射特性を示す図である。 被覆率の補正係数の一例を示す図である。 実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート（その２）である。

以下、本発明の被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラムに関する各実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

≪画像形成装置≫
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略図である。図１に示す画像形成装置１は、記録媒体Ｓの主面上に形成された画像パターンＰに、光沢を有する粉末Ｐｄを貼り付けることによって光沢画像Ｐ１を形成するためのものである。

画像パターンＰは、粉末Ｐｄを接着するための下地粘着層でもある。このような画像パターンＰは、加熱によって溶融して粘着性を発現しその後硬化することによって、粉末Ｐｄを接着する材料からなる。また画像パターンＰは、加熱によらずに粘着性を有するものであってもよい。この場合の画像パターンＰは、粉末Ｐを画像パターンＰに転写した後に、加熱または光照射によって硬化する材料からなることとする。このような画像パターンＰは、例えばトナー画像であるか、またはインク画像である。

したがって、ここでの図示は省略したが、この画像形成装置１は、記録媒体Ｓに画像パターンＰを形成する画像パターン形成装置に連結され、の画像パターン形成装置を備えたものであってもよい。

以上のような画像パターンＰに粉末Ｐｄを貼り付けて光沢画像Ｐ１を形成するための画像形成装置１は、一例として予備加熱部材１１、粉末保持部材１２、粉末供給部材１３、摺擦部材１４、転写部材１５、清掃部材１６、媒体上粉末回収部材１７、駆動制御部１８、および操作部１９を備えている。またこの画像形成装置１は、粉末Ｐｄの被覆率を検出するための被覆率検出装置２０を備えている。以下、画像形成装置１を構成する各部材の詳細を順次に説明し、次に画像形成装置１が取り扱う粉末Ｐｄの構成、および画像形成装置１に設けられた被覆率検出装置２０の詳細を説明する。
する。

＜予備加熱部材１１＞
予備加熱部材１１は、記録媒体Ｓの主面上に形成された画像パターンＰを加熱によって溶融させるためのものである。このような予備加熱部材１１は、例えば画像パターンＰの形成装置から搬送方向ｘに向かって供給される記録媒体Ｓの搬送経路上に配置されている。この予備加熱部材１１によって加熱された画像パターンＰは、溶融することによって粘着性を発現し、その後硬化することによって接着性を有することとなる。

なお、この予備加熱部材１１は、必要に応じて設ければよく、画像パターンＰが、加熱によって溶融させることなく粘着性を有するものである場合、予備加熱部材１１を設ける必要はない。ただしこの場合、画像形成装置１は、以降に説明する転写部材１５において粉末Ｐを画像パターンＰに転写した後に、画像パターンＰを硬化させるための加熱部または光照射部を備えていることとする。

＜粉末保持部材１２＞
粉末保持部材１２は、円筒状のものであって、駆動モーターによって円筒状の軸を中心として回転するものであり、円筒状の側周表面を粉末保持面１２ａとしている。この粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａは、粘着性を有する弾性層によって構成され、以降に説明する粉末Ｐｄを粘着によって保持する。このため、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａを構成する表面層は、粉末Ｐｄを接着するための下地粘着層でもある。また粉末保持部材１２は、円筒状の内部に加熱部材１２ｂを備え、粉末保持面１２ａが加熱される構成となっている。

このような粉末保持面１２ａを構成する材料としては、耐熱性を有することが好ましく、一例としてシリコンゴムが好適に用いられる。

またこのような粉末保持部材１２は、記録媒体Ｓの搬送方向ｘにおける予備加熱部材１１の下流側で、かつ記録媒体Ｓにおいて画像パターンＰが形成された主面側に配置されている。粉末保持部材１２は、記録媒体Ｓに向かう側において記録媒体Ｓの搬送方向ｘに沿った順方向に回転する構成となっている。なお、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに保持される粉末Ｐの構成は、以降に詳細に説明する。

＜粉末供給部材１３＞
粉末供給部材１３は、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに粉末Ｐｄを供給するためのものであって、円筒状の粉末保持部材１２の軸方向に沿って設けられている。このような粉末供給部材１３は、粉末Ｐｄを貯蔵する貯蔵容器１３ａと、貯蔵容器１３ａ内に収容された搬送部材１３ｂとを有する。

このうち貯蔵容器１３ａは、円筒状の粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに向かう開口部が、粉末保持部材１２の軸方向に沿って配置されたものである。

また搬送部材１３ｂは、例えば回転する円柱形状のブラシやスポンジ、さらにはスクリュー形状のものである。この搬送部材１３ｂは、粉末保持部材１２と逆方向に回転することにより、貯蔵容器１３ａ内に貯蔵された粉末Ｐｄを貯蔵容器１３ａの開口部にまで搬送し、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに粉末Ｐｄを供給する。

なお、粉末供給部材１３は、このような構成に限定されることはなく、例えば貯蔵容器１３ａ内に貯蔵された粉末Ｐｄに、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａを直接、接触させる構成のものであってもよい。

＜摺擦部材１４＞
摺擦部材１４は、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａを摺擦することにより、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａにおいて粉末Ｐｄを配向させるためのものである。このような摺擦部材１４は、粉末保持部材１２の回転方向に対して粉末供給部材１３の下流側に配置されている。

この摺擦部材１４は、円筒状を有し、粉末保持面１２ａに当接する状態で配置され、粉末保持部材１２の回転速度に対して速度差を有して回転する。これにより、摺擦部材１４は、回転する粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａを摺擦する構成となっている。また摺擦部材１４の側周面であって、粉末保持面１２ａを摺擦する面は、粉末保持面１２ａにおける余剰の粉末Ｐｄを収容するための空隙を有する材料で構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えばブラシ、スポンジまたは不織布のような多孔質材料が用いられる。

このような摺擦部材１４は、回転する粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａを摺擦することにより、粘着性を有する粉末保持面１２ａに供給された粉末Ｐｄのうち、粉末保持面１２ａに粘着していない余分な粉末Ｐｄを除去する。この際、摺擦部材１４の側周面の空隙に、余分な粉末Ｐｄを捕捉する。

これにより、粘着性を有する粉末保持面１２ａは、１層分の粉末Ｐｄを直接粘着させた状態で保持することになる。この際、粉末Ｐｄが非球形状であれば、非球形状の粉末Ｐｄは、粉末保持面１２ａに対して平行となるように方向性を揃えて配向した状態となる。これにより、非球形状の粉末Ｐｄは、粉末保持面１２ａに対する接触面積が大きくなり、粉末保持面１２ａに対する付着力が確保されるため、粉末保持面１２ａから記録媒体Ｓ上への粉末Ｐｄの落下を防止することができる。なお、粉末Ｐｄの構成については、以降に詳細に説明する。

また、摺擦部材１４は、回収容器１４ａを備える。回収容器１４ａは、少なくとも摺擦部材１４の下部に配置され、摺擦部材１４によって粉末保持面１２ａから除去されて落下する粉末Ｐｄを受け止めて貯留し、記録媒体Ｓ上への粉末Ｐｄの落下を防止する。

＜転写部材１５＞
転写部材１５は、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに粘着保持された粉末Ｐｄを、記録媒体Ｓの主面上に形成された画像パターンＰに転写するためのものである。この転写部材１５は、粉末保持部材１２の回転方向に対して摺擦部材１４の下流側に配置されている。

この転写部材１５は、円筒状のものであり、粉末保持部材１２との間に記録媒体Ｓを挟持するニップ部を構成する。また転写部材１５は、円筒状の内部に加熱部材１５ｂを備えている。このような転写部材１５は、金属ローラやゴムローラを用いて構成され、ゴムローラを用いる場合は耐熱性の観点からシリコンゴムやシリコンゴムの表面にフッ素層を設けたものであることが好ましい。

以上のような転写部材１５は、粉末保持部材１２との間にニップした記録媒体Ｓ上の画像パターンＰを加熱し、画像パターンＰを溶融させることによって画像パターンＰに粘着性を発現させる。また転写部材１５は、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに配向した状態で粘着保持された粉末Ｐｄを、画像パターンＰに対して押し圧する。これにより転写部材１５は、粉末保持面１２ａから画像パターンＰに、配向した状態の粉末Ｐｄを転写する。

なお、画像パターンＰは、粉末保持部材１２と転写部材１５との間のニップ部を通過した後に温度が低下して硬化し、粉末保持部材１２から転写された粉末Ｐｄを接着して保持する。これにより、画像形成装置１は、画像パターンＰの表面に光沢を有する粉末Ｐｄが貼り付けられた光沢画像Ｐ１を形成する。

このようにして得られた光沢画像Ｐ１は、画像パターンＰに対して粉末Ｐｄが配向した状態で貼り付けられた状態となり、光沢性の高い画像となる。さらに光沢画像Ｐ１は、粉末Ｐｄと画像パターンＰとの接触面積が大きいものであるため、粉末Ｐｄが剥がれ難いものとなる。

＜清掃部材１６＞
清掃部材１６は、転写部材１５との間のニップ部を通過した粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａ上に残された粉末Ｐｄを回収し、粉末保持面１２ａを清掃するための部材である。このような清掃部材１６は、例えば円筒状の側周をブラシやスポンジで構成したものであり、側周を粉末保持面１２ａに当接して配置されることで、粉末保持面１２ａに残された粉末Ｐｄを掻き取る。またこの清掃部材１６には、清掃部材１６の側周面に対向して配置され、清掃部材１６に掻き取られた粉末Ｐｄを回収する粉末回収部材１６ａを有する。粉末回収部材１６ａは、例えばエアー吸引方式のものでもよい。さらに、清掃部材１６は、回収容器１６ｂを備える。回収容器１６ｂは、少なくとも清掃部材１６の下部に配置され、清掃部材１６によって粉末保持面１２ａから除去されて落下する粉末Ｐｄを受け止めて貯留し、記録媒体Ｓ上への粉末Ｐｄの落下を防止する。

＜媒体上粉末回収部材１７＞
媒体上粉末回収部材１７は、粉末保持部材１２と転写部材１５とのニップ部を通過した記録媒体Ｓ上の余分な粉末Ｐｄを回収するためのものである。この媒体上粉末回収部材１７は、記録媒体Ｓの搬送方向ｘにおける粉末保持部材１２と転写部材１５とのニップ部の下流側で、かつ記録媒体Ｓにおいて画像パターンＰが形成された側に配置される。ここで、記録媒体Ｓ上の余分な粉末Ｐｄとは、画像パターンＰに接着保持されていない粉末Ｐｄであることとする。

このような媒体上粉末回収部材１７は、例えばエアー吸引によって粉末Ｐｄを吸引する構成のものが例示されるが、これに限定されることはない。

＜駆動制御部１８＞
駆動制御部１８は、操作部１９からの指示、および被覆率検出装置２０での検査結果に基づいて、上述した各部および以降に説明する被覆率検出装置２０の駆動を制御するドライバーであって、計算機によって構成されている。計算機は、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（hard disk drive）のような不揮発性の記憶部、さらにはネットワークインターフェースを備えていてもよい。

＜操作部１９＞
操作部１９は、例えばこの画像形成装置１を用いて実施されるジョブの設定を入力する部分である。この操作部１９は、表示部と一体に設けたタッチパネルや操作ボタンであってよい。

＜粉末Ｐｄの構成＞
次に、粉末Ｐｄの構成を説明する。粉末Ｐは、真球ではない非球形の形状を有する。このような粉末Ｐは、鱗片状であって扁平形状であることが、粉末保持面１２ａおよび画像パターンＰに沿って配向させる観点から好ましい。

粉末Ｐｄが偏平形状であるとは、粉末Ｐにおける最大長さを長径［Ｌ］、長径［Ｌ］に直交する方向における最大長さを短径［Ｗ］、長径［Ｌ］および短径［Ｗ］に対して直交する方向の最少長さを厚み［ｔ］とするときに、厚み［ｔ］に対する短径［Ｗ］の比率が３以上である形状であることを言う。

このような扁平形状の粉末Ｐの厚み［ｔ］は、画像パターン１００に粉末Ｐが配向した状態で接着した場合の粉末Ｐｄによる光沢感を十分に発現させる観点から、０．２～１０μｍ程度であることが好ましく、０．２～５．０μｍであることがより好ましい。

粉末Ｐｄの厚み［ｔ］が小さすぎると、重なった粉末Ｐｄを回収することが難しく、粉末保持面１２ａおよび画像パターンＰに対する密着性を確保できない場合がある。また、画像形成装置１の内部で粉末Ｐｄが破壊され、粉末Ｐの大きさにバラツキが発生し易くなる。これに対し、粉末Ｐｄの厚み［ｔ］が大きすぎると、画像パターン１００に接着させた粉末Ｐが、画像パターン１００から脱離し易くなる。

また、扁平形状の粉末Ｐの長径［Ｌ］および短径［Ｗ］は、それぞれ１～５０μｍ程度であることが好ましく、１５～５０μｍであることがより好ましい。長径［Ｌ］および短径［Ｗ］が小さすぎるとハンドリングが困難になる。一方、長径［Ｌ］および短径［Ｗ］が大きすぎると、解像度の高い画像を形成することが困難になり、画像の階調性を低下させる要因となる。

また粉末Ｐは、材料が限定されることはない。粉末Ｐは、光沢画像Ｐ１に所望の光沢を発現させる観点から、金属または金属酸化物を用いて構成されていること好ましい。また粉末Ｐは、二種以上の材料の粒子を混合して用いることも可能である。また粉末Ｐは、粒子を被覆したものであってもよく、例えば、金属酸化物または樹脂でその表面が被覆されている金属粉であってもよいし、樹脂または金属でその表面が被覆されている金属酸化物粉であってもよいし、金属、金属酸化物または樹脂でその表面が被覆されている樹脂粉であってもよい。

また粉末は、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。粉末Ｐとして用いられる市販品の例としては、サンシャインベビー クロムパウダー、オーロラパウダー、パールパウダー（いずれも株式会社ＧＧコーポレーション製）、ＩＣＥＧＥＬ ミラーメタルパウダー（株式会社ＴＡＴ製）、ピカエース ＭＣシャインダスト 、エフェクトＣ（株式会社クラチ製、「ピカエース」は同社の登録商標）、ＰＲＥＧＥＬ マジックパウダー、ミラーシリーズ（有限会社プリアンファ製、「ＰＲＥＧＥＬ」は同社の登録商標）、Ｂｏｎｎａｉｌシャインパウダー（株式会社ケイズプランイング製、「ＢＯＮＮＡＩＬ」は同社の登録商標）、メタシャイン（日本板硝子株式会社製、「メタシャイン」は同社の登録商標）、エルジーｎｅｏ（尾池工業株式会社製、「エルジーｎｅｏ」は同社の登録商標）が含まれる。

≪被覆率検出装置２０≫
次に、画像形成装置１に設けられた被覆率検出装置２０を説明する。被覆率検出装置２０は、粉末Ｐｄによる下地粘着層の被覆率を検出するためのものであって、下地粘着層が粉末Ｐで覆われている割合を算出する。本実施形態において、下地粘着層は、画像パターンＰと、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａである。このような被覆率検出装置２０は、粉末Ｐｄによる画像パターンＰの被覆率を検知するための第１センサー１００ａと、粉末Ｐｄによる粉末保持面１２ａの被覆率を検知するための第２センサー１００ｂと、情報処理部２００とを備えている。なお、第１センサー１００ａおよび第２センサー１００ｂは、必要に応じて一方だけでもよい。

これらの部材を備えた被覆率検出装置２０においては、異なる波長の光の反射率に基づいて、粉末Ｐｄの被覆率を検知する。異なる波長の光は、下地粘着層に対して吸収される吸収波長光と、下地粘着層に対して非吸収であって下地粘着層で反射される非吸収波長光である。吸収波長光と非吸収波長光とは、下地粘着層毎にそれぞれ設定される波長光である。

以下においては先ず、第１センサー１００ａの構成、第２センサー１００ｂの構成を説明し、次に吸収波長光と非吸収波長光とを用いた被覆率検出の内容を説明し、その後、情報処理部２００の構成を説明する。

＜第１センサー１００ａ＞
第１センサー１００ａは、光沢画像Ｐ１における粉末Ｐｄの被覆率であって、粉末Ｐｄによって画像パターンＰが覆われている割合を算出するためのものである。このような第１センサー１００ａは、粉末保持部材１２と転写部材１５とのニップ部を通過した記録媒体Ｓに対向する位置に配置されている。

図２は、実施形態に係る被覆率検出装置２０が有する第１センサー１００ａの構成図である。この図に示すように、第１センサー１００ａは、光源部を構成する吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎと、受光部を構成する２つの受光素子１０２とを備える。

このうち吸収波長光源１０１ａは、下地粘着層である画像パターンＰに対して吸収される波長の光として、吸収波長光Ｈａを発生する発光素子である。また非吸収波長光源１０１ｎは、下地粘着層である画像パターンＰに対して非吸収である波長の光として、非吸収波長光Ｈｎを発生する発光素子である。発光素子は例えばＬＥＤであってよい。なお、吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎの波長の範囲は、ある程度の幅を有していてよい。

吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎは、被覆率の算出精度の観点から、画像パターンＰに対する分光反射率の差が大きいほうが好ましい。具体的には、分光反射率の差は４０％以上が好ましく、７０％以上であればさらに好ましい。このような吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎの波長は、光沢画像Ｐ１を構成する画像パターンＰの分光反射特性に基づいて設定される。

図３は、下地粘着層としての画像パターンＰの分光反射特性を示す図であって、一例としてシアントナーを用いた画像パターンＰの分光反射特性である。この図に示すように、シアントナーを用いた画像パターンＰは、波長６３２ｎｍの光の分光反射率が５．８５％であり、波長８７０ｎｍの光の分光反射率が９６．６６％である。これらの波長の光の分光反射率の差は９０．８１％であって、十分に大きな差を有する。

このため、画像パターンＰがシアントナーを用いたものである場合の一例として、波長６３２ｎｍの光が吸収波長光Ｈａとして設定され、波長８７０ｎｍの光が非吸収波長光Ｈｎとして設定される。

図２に戻り、吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、記録媒体Ｓの主面に対して斜め方向から、光沢画像Ｐ１に対して吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎを照射するように配置される。また吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、光沢画像Ｐ１におけるある程度の面積に対して吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎを照射する。吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎの照射面積は、被覆率の算出精度の観点から、粉末Ｐｄに対して十分に広い面積で有ることとする。

また吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、記録媒体Ｓの搬送方向ｘに順次に配置され、駆動制御部１８での制御により、光沢画像Ｐ１における同一の領域に対して吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎを照射するように駆動される。

各受光素子１０２は、吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎから照射され、光沢画像Ｐ１の画像パターンＰおよびこれに平行な粉末Ｐｄで正反射した正反射光Ｈｒａ，Ｈｒｎを受光する位置に配置されている。つまり、一方の受光素子１０２は、吸収波長光源１０１ａから照射された吸収波長光Ｈａのうち、光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒａを受光する位置に配置されている。またもう一方の受光素子１０２は、非吸収波長光源１０１ｎから照射された非吸収波長光Ｈｎのうち、光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒｎを受光する位置に配置されている。

これらの各受光素子１０２は、受光した全波長の光を光電変換して出力するものであって、受光量に応じた電圧を出力するものである。このような受光素子１０２は、例えばフォトダイオードであってよい。なお、吸収波長光源１０１ａに対応して設けられた受光素子１０２は、少なくとも吸収波長光Ｈａの正反射光Ｈｒａに対応する波長を受光できればよい。また、非吸収波長光源１０１ｎに対応して設けられた受光素子１０２は、少なくとも非吸収波長光Ｈｎの正反射光Ｈｒｎに対応する波長を受光できればよい。

このような構成の第１センサー１００ａであれば、記録媒体Ｓを一回搬送することで、同一箇所に非吸収波長光Ｈｎと正反射光Ｈｒｎとを照射し、これらの正反射光Ｈｒａ，Ｈｒｎを受光することができるため、精度の高い被覆率の検出を実施することができる。

＜第２センサー１００ｂ＞
図１に戻り、第２センサー１００ｂは、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａにおける粉末Ｐｄの被覆率であって、粉末Ｐｄによって粉末保持面１２ａが覆われている割合を算出するためのものである。このような第２センサー１００ｂは、粉末保持部材１２の回転方向に対して、粉末保持部材１２と転写部材１５とのニップ部の上流側において、粉末保持面１２ａに対向する位置に配置されている。

図４は、実施形態に係る被覆率検出装置２０が有する第２センサー１００ｂの構成図である。この第２センサー１００ｂが、第１センサー１００ａと異なるところは、取り扱い波長にある。すなわち、第２センサー１００ｂが、光源部を構成する吸収波長光源１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ’と、受光部を構成する２つの受光素子１０２’とを備えることは、第１センサー１００ａ（図２参照）と同様である。

このうち吸収波長光源１０１ａ’は、下地粘着層である粉末保持面１２ａに対して吸収される波長の光として、吸収波長光Ｈａ’を発生する発光素子である。また非吸収波長光源１０１ｎ’は、地粘着層である粉末保持面１２ａに対して非吸収である波長の光として非吸収波長光Ｈｎ’を発生する発光素子である。なお、吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’の波長の範囲は、ある程度の幅を有していてよいことは、第１センサー１００ａと同様である。

吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’は、粉末保持面１２ａに対する分光反射率の差が大きいほうが好ましいことは、第１センサー１００ａと同様である。このような吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’の波長は、粉末保持面１２ａの分光反射特性に基づいて設定される。

図５は、下地粘着層としての粉末保持面１２ａの分光反射特性を示す図であって、一例としてシリコンゴムからなる粉末保持面１２ａの分光反射特性である。図５中の実線は、劣化のないシリコンゴムからなる粉末保持面１２ａの分光反射特性である。一方、図５中の破線は、長期使用の影響によって劣化したシリコンゴムからなる粉末保持面１２ａの分光反射特性である

この図に示すように、劣化のないシリコンゴムからなる粉末保持面１２ａは、波長５２０ｎｍの光の分光反射率が２％であり、波長７３０ｎｍの光の分光反射率が５１％である。これらの波長の光の分光反射率の差は４９％であって、十分に大きな差を有する。また劣化したシリコンゴムからなる粉末保持面１２ａは、波長５２０ｎｍの光の分光反射率が４．８％であり、波長７３０ｎｍの光の分光反射率が４６％である。これらの波長の光の分光反射率の差は４１．２％であって、十分に大きな差を有する。

このため、粉末保持面１２ａがシリコンゴムからなる場合の一例として、波長５２０ｎｍの光が吸収波長光Ｈａ’として設定され、波長７３０ｎｍの光が非吸収波長光Ｈｎ’として設定される。

図４に戻り、吸収波長光源１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ’は、粉末保持面１２ａの法線に対して斜め方向から、粉末保持面１２ａに対して吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’を照射するように配置される。また吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、粉末保持面１２ａにおけるある程度の面積であって、粉末Ｐｄに対して十分に広い面積に対して吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’を照射する。また吸収波長光源１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ’は、粉末保持部材１２の回転方向に順次に配置され、駆動制御部１８での制御により、粉末保持面１２ａにおける同一の領域に対して吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’を照射するように駆動される。

また各受光素子１０２’は、吸収波長光源１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ’から照射され、粉末保持面１２ａおよび粉末保持面１２ａと平行な粉末Ｐｄで正反射した正反射光Ｈｒａ’，Ｈｒｎ’を受光する位置に配置されている。つまり、一方の受光素子１０２’は、吸収波長光源１０１ａ’から照射された吸収波長光Ｈａ’のうち、粉末保持面１２ａで正反射した正反射光Ｈｒａ’を受光する位置に配置されている。またもう一方の受光素子１０２’は、非吸収波長光源１０１ｎ’から照射された非吸収波長光Ｈｎ’のうち、粉末保持面１２ａで正反射した正反射光Ｈｒｎ’を受光する位置に配置されている。

また第２センサー１００ｂの各受光素子１０２’は、受光した全波長の光を光電変換して出力するものであって、受光量に応じた電圧を出力するものである。なお、吸収波長光源１０１ａ’に対応して設けられた受光素子１０２’は、少なくとも吸収波長光Ｈａ’の正反射光Ｈｒａ’に対応する波長を受光できればよい。また、非吸収波長光源１０１ｎ’に対応して設けられた受光素子１０２’は、少なくとも非吸収波長光Ｈｎ’の正反射光Ｈｒｎ’に対応する波長を受光できればよい。

このような構成の第２センサー１００ｂであれば、粉末保持部材１２を一回転することで、同一箇所に非吸収波長光Ｈｎ’と正反射光Ｈｒｎ’とを照射し、これらの正反射光Ｈｒａ’，Ｈｒｎ’を受光することができるため、精度の高い被覆率の検出を実施することができる。

＜第１センサーおよび第２センサーの変形例＞
第１センサー１００ａおよび第２センサー１００ｂは、以上説明したような構成に限定されることはなく、それぞれに設定した吸収波長光Ｈａまたは吸収波長光Ｈａ’と、非吸収波長光Ｈｎまたは非吸収波長Ｈｎ’の各反射率を個別に検知可能な構成であればよい。以下に第１センサー１００ａを例示して、第１センサー１００ａの変形例を説明するが、説明する各変形例は第２センサー１００ｂとしても同様に適用可能であり、それぞれ個別に適用可能である。

［第１変形例］
図６は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第１変形例を示す図である。この図に示す第１変形例の第１センサー１００ａ－１は、１つの白色光源１０１ｗと、２つの受光素子１０２と、吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎを備える。

白色光源１０１ｗは、白色光Ｈｗを発光する発光素子であって、白色光は少なくとも上述した吸収波長光Ｈａと非吸収波長光Ｈｎとを含む。また白色光源１０１ｗは、光沢画像Ｐ１の法線に対して斜め方向から光沢画像Ｐ１に対して白色光Ｈｗを照射するように配置され、光沢画像Ｐ１におけるある程度の面積に対して白色光Ｗを照射する。また白色光源１０１ｗは、光沢画像Ｐ１におけるある程度の面積であって、粉末Ｐｄに対して十分に広い面積に対して白色光Ｗを照射する。

また２つの受光素子１０２は、白色光源１０１ｗから照射され光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒを受光する位置に配置されている。これらの受光素子１０２は、実施形態で説明した第１センサー１００ａの受光素子１０２と同様のものであってよい。

吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎは、受光素子１０２の光入射面に配置され、各受光素子１０２に入射する光を制限する。このうち、吸収波長フィルター１０３ａは、白色光源１０１ｗから照射され光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒのうち、吸収波長光Ｈａを透過し非吸収波長光Ｈｎを遮光する光フィルターである。吸収波長フィルター１０３ａは、吸収波長光Ｈａのみを、一方の受光素子１０２に入射させる。また非吸収波長フィルター１０３ｎは、白色光源１０１ｗから照射され光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒのうち、非吸収波長光Ｈｎを透過し吸収波長光Ｈａを遮光する光フィルターである。非吸収波長フィルター１０３ｎは、非吸収波長光Ｈｎのみを、一方の受光素子１０２に入射させる。

このような第１変形例の構成は、１回のタイミングで、同一箇所から異なる波長の正反射光Ｈｒａ，Ｈｒｎを受光することができるため、光照射位置が異なることや照射のタイミングが異なることによる被覆率の検出誤差を防止できる。

なお、第１センサー１００ａ－１のさらなる変形例として、吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎと受光素子１０２に変えて、それぞれが特定の波長領域の光のみを受光して光電変換する２つの受光素子を設けた構成が例示される。この場合、一方の受光素子１０２は、非吸収波長光Ｈｎを含まず、吸収波長光Ｈａを含む波長範囲の光のみを受光する。また、もう一方の受光素子１０２は、吸収波長光Ｈａを含まず、非吸収波長光Ｈｎを含む波長範囲の光のみを受光する。

［第２変形例］
図７は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第２変形例を示す図である。
この図に示す第２変形例の第１センサー１００ａ－２は、吸収波長光源１０１ａと、非吸収波長光源１０１ｎと、１つの受光素子１０２とを備える。

吸収波長光源１０１ａは、上述した吸収波長光Ｈａを発光する素子であり、非吸収波長光源１０１ｎは、上述した非吸収波長光Ｈｎを発光する素子である。吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、光沢画像Ｐ１の法線に対して斜め方向から光沢画像Ｐ１に対して吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎを照射するように配置される。また吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎは、光沢画像Ｐ１におけるある程度の面積であって、粉末Ｐｄに対して十分に広い面積に対して、吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎを順次に照射する。

受光素子１０２は、少なくとも上述した吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈを含む波長領域の光を受光して光電変換するものである。このような受光素子１０２は、吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎから順次に照射される吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎのうち、光沢画像Ｐ１で正反射した正反射光Ｈｒａ，Ｈｒｎを受光する位置に配置されている。

［第３変形例］
図８は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第３変形例を示す図である。この図に示す第３変形例の第１センサー１００ａ－３は、１つの白色光源１０１ｗと、１つの受光素子１０２と、吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎを備える。

白色光源１０１ｗは、第１変形例で説明した白色光Ｈｗと同様のものであってよい。また受光素子１０２は、第２変形例で説明した受光素子１０２と同様のものであってよい。

また吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎは、第１変形例で説明したものと同様のものである。これらの吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎは、受光素子１０２の光入射面において入れ替え自在に配置され、駆動制御部１８での制御により受光素子１０２に入射する光を順次に制限する。

［第４変形例］
図９は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第１センサーの第４変形例を示す図である。この図に示す第４変形例の第１センサー１００ａ－４が、第３変形例のものと異なるところは、吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎの配置箇所にある。

すなわち、第４変形例の第１センサー１００ａ－４において、吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎは、白色光源１０１ｗの光射出面において入れ替え自在に配置され、白色光源１０１ｗから射出する光を制限する。このうち、吸収波長フィルター１０３ａは、白色光源１０１ｗから照射された光のうち、吸収波長光Ｈａを透過し非吸収波長光Ｈｎを遮光する光フィルターである。また非吸収波長フィルター１０３ｎは、白色光源１０１ｗから照射された光のうち、非吸収波長光Ｈｎを透過し吸収波長光Ｈａを遮光する光フィルターである。

これらの吸収波長フィルター１０３ａおよび非吸収波長フィルター１０３ｎは、駆動制御部１８での制御により、白色光源１０１ｗの光射出面において入れ替え自在に配置されている。

＜吸収波長光と非吸収波長光とを用いた被覆率の算出について＞
図１０は、実施形態に係る粉末の被覆率の算出を説明するための図であって、下地粘着層が画像パターンＰである場合を例示している。この図は、先に説明した吸収波長光源１０１ａと非吸収波長光源１０１ｎとから、記録媒体Ｓ上に形成された画像パターンＰと光沢画像Ｐ１とに対して、吸収皮波長光Ｈａと非吸収波長光Ｈｎを斜め方向から照射した場合の模式例（ａ）～（ｄ）を示す。またこの図には、吸収皮波長光Ｈａと非吸収波長光Ｈｎの入射光量を１００とした場合の、各模式例（ａ）～（ｄ）においての吸収光、乱反射光、および正反射光の割合を模式的に示している。

この図１０において、模式例（ａ）は、被覆率０％の画像パターンＰに、吸収波長光Ｈａを照射した場合を例示している。この場合、画像パターンＰに照射された吸収波長光Ｈａは、その大部分が画像パターンＰでの吸収光（１）となり、一部が画像パターンＰでの乱反射光（２）、または画像パターンＰでの正反射光（３）となる。このうちの正反射光（３）が、受光素子１０２で受光される正反射光Ｈｒａとなる。

模式例（ｂ）は、被覆率０％の画像パターンＰに、非吸収波長光Ｈｎを照射した場合を例示している。この場合、画像パターンＰに照射された非吸収波長光Ｈｎは、画像パターンＰでは吸収されず、その大部分が画像パターンＰでの乱反射光（２）、または画像パターンＰでの正反射光（３）となる。このうちの正反射光（３）が、受光素子１０２で受光される正反射光Ｈｒｎとなる。

模式例（ｃ）は、光沢画像Ｐ１に吸収波長光Ｈａを照射した場合を例示している。この場合、画像パターンＰの露出部分に照射された吸収波長光Ｈａは、その大部分が画像パターンＰでの吸収光（１）となり、一部が画像パターンＰでの乱反射光（２）、または画像パターンＰでの正反射光（３）となる。このうちの正反射光（３）が、正反射光Ｈｒａの一部として受光素子１０２で受光される。

またこの場合、粉末Ｐｄに照射された吸収波長光Ｈａは、ほとんど粉末Ｐｄでは吸収されずに、粉末Ｐｄでの正反射光（４）、または粉末Ｐｄでの乱反射光（５）となる。このうちの正反射光（４）が、正反射光Ｈｒａの一部として受光素子１０２で受光される。

模式例（ｄ）は、光沢画像Ｐ１に非吸収波長光Ｈｎを照射した場合を例示している。この場合、画像パターンＰの露出部分に照射された非吸収波長光Ｈｎは、画像パターンＰでは吸収されず、その大部分が画像パターンＰでの乱反射光（２）、または画像パターンＰでの正反射光（３）となる。このうちの正反射光（３）の一部が、正反射光Ｈｒｎとして受光素子１０２で受光される。

またこの場合、粉末Ｐｄに照射された非吸収波長光Ｈｎは、ほとんどが粉末Ｐｄでは吸収されずに、粉末Ｐｄでの正反射光（４）、または粉末Ｐｄでの乱反射光（５）となる。このうちの正反射光（４）が、正反射光Ｈｒａの一部として受光素子１０２で受光される。これは、吸収波長光Ｈａを照射した場合の模式例（ｃ）と同様である。

ここで、光沢を有する粉末Ｐｄは、画像パターンＰに対する吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎの両方ともを、殆ど吸収することなく反射する。このため、上述模式例（ｃ），（ｄ）間において、吸収波長光Ｈａの正反射光Ｈｒａの合計の受光量と、非吸収波長光Ｈｎの正反射光Ｈｒｎの合計の受光量との差分ΔＨは、画像パターンＰでの正反射光（３）の差分に相当することがわかる。この差分ΔＨの大きさは、画像パターンＰの露出面積の大きさに対応する値であって、粉末Ｐｄによる被覆率に応じた値であるが、粉末Ｐｄの配向状態には影響されない値となる。したがって、この差分ΔＨに基づいて、粉末Ｐｄの配向状態に由来する誤差を取り除いた粉末Ｐｄの被覆率を検出することができる。

つまり、粉末Ｐｄでの乱反射光（５）の大部分は、画像パターンＰに対しての配向が不十分で、画像パターンＰの表面に対して斜めに接着された粉末Ｐｄにおいて正反射した光であって、受光素子１０２で受光されない反射光である。このため、このような粉末Ｐｄでの乱反射光（５）発生は、単一の波長光を用いた通常の被覆率の算出においては誤差成分となる。しかしながら、上述した差分ΔＨは、この誤差成分も差し引いた値であるため、この差分ΔＨに基づいて算出される粉末Ｐｄによる被覆率は、粉末Ｐｄの配向状態による誤差成分を含まない値となる。したがって、差分ΔＨに基づいて、粉末Ｐｄの被覆率を精度良好に検出することができるのである。

＜情報処理部２００＞
図１に戻り、被覆率検出装置２０を構成する情報処理部２００の構成を説明する。この情報処理部２００は、上述した差分ΔＨに基づく被覆率の検出を実施する。このような情報処理部２００は、第１センサー１００ａおよび第２センサー１００ｂから得た信号と、操作部１９から得た情報とに基づいて粉末Ｐｄの被覆率を検出する。また情報処理部２００は、算出した被覆率に基づいて画像形成装置１の各部に補正指示を行う。

このような情報処理部２００は、計算機によって構成されている。計算機は、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（hard disk drive）のような不揮発性の記憶部、さらにはネットワークインターフェースを備えていてもよい。このような計算機によって構成された情報処理部２００は、被覆率の算出および補正指示のための被覆率検出プログラムを不揮発性の記憶部に保存し、保存された被覆率検出プログラムに基づく処理を実行することにより、被覆率の算出および補正指示を実施する。

図１１は、実施形態に係る被覆率検出装置２０が有する情報処理部２００の構成を説明するブロック図である。この図に示すように、情報処理部２００は、第１センサー１００ａ、第２センサー１００ｂ、駆動制御部１８、および操作部１９と接続されている。このような情報処理部２００は、保存された被覆率検出プログラムを実行する各機能部として、特性保持部２０１と、補正係数保持部２０２と、光源調整部２０３と、被覆率検出部２０４と、補正指示部２０５とを備える。これらの各機能部は、以下の通りである。

［特性保持部２０１］
特性保持部２０１は、粉末の被覆率に対する反射光量を被覆率特性として保持する。特性保持部２０１は、下地粘着層毎に、すなわち画像パターンＰの種類毎、および粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａの構成毎に、それぞれの被覆率特性を保持する。これらの被覆率特性は、あらかじめ実験的に取得された情報であって、例えば操作部１９から入力された情報であることとする。

図１２は、粉末の被覆率に対する反射光量の被覆率特性を示す図であって、下地粘着層が画像パターンＰである場合の例である。図１２における縦軸のセンサー出力値は、各正反射光Ｈｒａ，Ｈｅｎを受光した受光素子の出力値であって、上述した受光量に相当する。このような被覆率特性は、次のようにして取得される。

先の図１および図２を参照し、先ず、粉末Ｐｄによる被覆率を変化させた複数種類の光沢画像Ｐ１を用意する。これらの光沢画像Ｐ１は、粉末供給部材１３による粉末Ｐｄの供給量、摺擦部材１４の摺擦条件、清掃部材１６の清掃条件を変更することによって、粉末Ｐｄによる被覆率を変化させる。次に、用意した光沢画像Ｐ１を、画像読み取り装置を用いて読み取り、読取画像の観察により、粉末Ｐｄが重なっておらず、画像パターンＰの表面に対して粉末Ｐｄが平行であって良好に配向した光沢画像Ｐ１のみを選択する。そして、読取画像を画像処理ソフトによって二値化し、選択した各光沢画像Ｐ１においての粉末Ｐｄによる被覆率を検出する。

また、各光沢画像Ｐ１に対し、吸収波長光Ｈａを照射してその正反射光Ｈｒａを検出し、また非吸収波長光Ｈｎを照射してその正反射光Ｈｅｎを検出する。そして、各正反射光Ｈｒａ，Ｈｅｎの検出値を、各光沢画像Ｐ１に対して算出した被覆率に対してプロットする。これにより、粉末Ｐｄの被覆率と、各正反射光Ｈｒ，Ｈｅｎの検出値（つまり受光量であってセンサー出量値）との関係を得る。

なお、図１２に示す関係は、以下の場合の実測例である。
記録媒体Ｓ：エスプリＦＰ（日本製紙社製商品名）
下地粘着層（画像パターンＰ）：シアントナー（コニカミノルタ社製プロダクションプリント製品向けトナー）
粉末Ｐｄ：シルバー粉末：エルジーｎｅｏ＃３２５（尾池工業株式会社製）
吸収波長光源１０１ａ：砲弾型ＬＥＤ（ニチコン社製：ピーク波長６３２ｎｍ：入射角２０度）
非吸収波長光源１０１ｎ：砲弾型ＬＥＤ（スタンレー社製：ピーク波長８７０ｎｍ：受光角２０度）

特性保持部２０１は、このようにして得られた各センサー出力値（受光量）の差分を、差分特性として保持していてもよい。この差分は、図１０を参照した上述の差分ΔＨに相当する。

図１３は、粉末の被覆率に対する反射光量の差分特性を示す図であって、下地粘着層が画像パターンＰである場合の例である。図１３における縦軸の出力差は、吸収波長光Ｈａの正反射光Ｈｒａを受光した受光素子の出力値（センサー出力値）と、非吸収波長光Ｈｎの正反射光Ｈｒｎを受光した受光素子の出力値（センサー出力値）との差分であって、上述した差分ΔＨに相当する。

［補正係数保持部２０２］
図１１に示す補正係数保持部２０２は、特性保持部２０１が保持する被覆率特性を補正するための補正係数を保持する。この補正係数は、粉末における吸収波長光・非吸収波長光の正反射光の受光量を同程度にするための数値であって、粉末毎、および吸収波長光・非吸収波長光の波長毎に予め取得され、例えば操作部１９から入力された情報であることとする。次に、この補正係数の詳細を説明する。

図１４は、各粉末の反射率特性を示す図であって、赤色粉末、銀色粉末、および青色粉末の３種類の光沢を有する粉末の分光反射特性を、反射率の積分値が同等になるように規格化した図である。赤色粉末、銀色粉末、および青色粉末は、エルジーｎｅｏ＃３２５Blue、Silver、Red(尾池工業株式会社製商品名)である。

図１４に示すように、各粉末は、その種類毎に特有の分光反射特性を有し、吸収波長光の反射率と、非吸収波長光の反射率とは、同一であるとは限らない。そして、上述した差分ΔＨにおいて、粉末の配向状態を無視するためには、吸収波長光・非吸収波長光の正反射光の受光量を同程度にすることで、粉末での吸収波長光・非吸収波長光の正反射光の受光量に関する数値を、差分ΔＨから排除する必要がある。

例えば下地粘着層に対する吸収波長光および非吸収波長光として、波長５２０ｎｍの吸収波長光と、波長７３０ｎｍの非吸収波長を用いて青色粉末の被覆率を検出する場合を想定する。

図１４に示されるように、青色粉末に対する波長５２０ｎｍの吸収波長光の反射率は１９％であり、波長７３０ｎｍの非吸収波長の反射率は１１％である。したがって、粉末の被覆率が１００％の場合、吸収波長光の正反射光の受光量は、非吸収波長の正反射光の受光量に対し、１９％÷１１％＝１．７３倍となり、相対的な受光量が大きく出力されることになる。これに対し、粉末の被覆率が０％の場合、吸収波長光の正反射光の受光量および非吸収波長の正反射光の受光量は、粉末の分光反射率特性の影響を受けないため、吸収波長光の正反射光の受光量は、非吸収波長の正反射光の受光量に対して１倍である。

これらの値から、被覆率に依存せず、吸収波長光の正反射光の受光量と、非吸収波長の正反射光の受光量とが常に１倍となるような補正係数を算出しておく。図１５は、被覆率の補正係数の一例を示す図であって、吸収波長光の正反射光の受光量が、非吸収波長の正反射光の受光量に対して１倍となるように算出した補正係数である。補正係数保持部２０２は、このような補正係数を、粉末毎、および吸収波長光・非吸収波長光の波長毎に保持する。

ただし、図１４の銀色粉末の分光反射特性に見られるように、吸収波長と非吸収波長とで分光反射率がほぼ一定の場合であれば、粉末の分光反射特性を考慮した補正を行う必要がない。このような粉末に対しては、補正係数を用意する必要はない。

なお、補正係数保持部２０２は、粉末毎の分光反射特性を保持し、操作部１９において、粉末の種類と、吸収波長光・非吸収波長光の波長とが入力された場合に、粉末毎の反射率特性から該当する反射率を読み出して補正係数を算出する構成であってもよい。

また各粉末の分光反射特性は、粉末の製品化に際して、センサーの光源の照射面積よりも大面積の粉末を抜き取り、装置中のセンサーにおいて測定し、補正係数保持部２０２に保持させればよい。

［光源調整部２０３］
図１１に示す光源調整部２０３は、吸収波長光源１０１ａ，１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ，１０１ｎ’の出力を調整する。この光源調整部２０３は、粉末の被覆率が０％の場合の下地粘着層の反射率が所定の値となるように、吸収波長光源１０１ａ，１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ，１０１ｎ’の出力を調整する。この場合の下地粘着層の反射率とは、下地粘着層に対する吸収波長光と非吸収波長光の正反射光のセンサー出力値であってよい。

ここで、例えば図５に示したように、下地粘着層が粉末保持部材である場合、経時的な粉末保持部材の劣化や、装置環境により、粉末保持部材の分光反射特性が変動する。また下地粘着層が画像パターンである場合には、画像パターンを構成するトナーの種類、画像パターンの下地となる記録媒体の種類によって、画像パターンの分光反射特性が変動する。さらに、吸収波長光源および非吸収波長光源は、経時的な劣化、装置環境、および装置内の汚染などにより、同じ電流を印可しても実際に発光される光量が変動する。

そこで、光源調整部２０３は、粉末の被覆率を０％とした下地粘着層においての吸収波長光および非吸収波長光の正反射光のセンサー出力値が、所定値となるように、吸収波長光源および非吸収波長光源の出力を調整するのである。例えば、図１２を参照し、吸収波長光の正反射光のセンサー出力値が０．１［Ｖ］、非吸収波長光の正反射光のセンサー出力値が０．３［Ｖ］となるように、吸収波長光源および非吸収波長光源の出力を調整する。なお、このような光源調整部２０３による光源調整の手順は、以降の被覆率検出方法において説明する。

［被覆率検出部２０４］
図１１に示す被覆率検出部２０４は、操作部１９、第１センサー１００ａ、および第２センサー１００ｂからの情報と、特性保持部２０１に保持された被覆率特性または差分特性と、補正係数保持部２０２に保持された補正係数とに基づいて、粉末による被覆率を検出する。被覆率検出部２０４による被覆率の検出の手順は、以降の被覆率検出方法において説明する。

［補正指示部２０５］
補正指示部２０５は、被覆率検出部２０４で検出した被覆率に基づいて、粉末Ｐｄによる画像パターンＰの被覆率および粉末保持面１２ａの被覆率が、それぞれに設定された所望の被覆率となるように、駆動制御部１８に対して各駆動部の駆動条件の補正を指示する。駆動条件の補正の対象は、一例として、粉末供給部材１３による粉末Ｐｄの供給量、摺擦部材１４の摺擦条件、清掃部材１６の清掃条件などである。補正指示部２０５による補正の指示は、被覆率検出部２０４で検出された被覆率によって、予め決められていることとする。

以上説明した被覆率検出装置２０は、少なくとも特性保持部２０１と被覆率検出部２０４とを備えていればよく、説明した各部の全てを備えている必要はない。また、被覆率検出装置２０は、画像形成装置１とは独立したパーソナルコンピューターや他の外部装置外部装置として設けられたものであってもよい。

≪被覆率検出方法≫
次に、以上のような被覆率検出装置２０によって実施される被覆率検出方法を説明する。図１６は、実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート（その１）であって、光源調整の手順を示す。また図１７は、実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート（その２）であって、被覆率の検出の手順を示す。これらのフローチャートは、被覆率検出装置２０が有する被覆率検出プログラムによって実施される被覆率検出方法の手順を示している。以下、図１６および図１７のフローチャートに沿って、先の図１～図１５を参照しつつ、実施形態の画像処理方法を説明する。

＜光源調整＞
［ステップＳ１０１］
図１６のステップＳ１０１において、光源調整部２０３（図１１参照）は、粉末Ｐｄの被覆率０％の画像パターンＰに対して、吸収波長光Ｈａと非吸収波長Ｈｎとを照射した場合の、２つの受光素子１０２のセンサー出力値を取得する（図２参照）。同様に、光源調整部２０３は、粉末Ｐｄの被覆率０％の粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに対して、吸収波長光Ｈａ’と非吸収波長Ｈｎ’とを照射した場合の、２つの受光素子１０２’のセンサー出力値を取得する（図４参照）。これらのセンサー出力値は、操作部１９から入力された値であってもよい。

なお、粉末Ｐｄの被覆率０％の画像パターンＰのセンサー出力は、画像形成装置１（図１参照）において、末保持部材１２と転写部材１５の熱源を停止した状態で、画像パターンＰが形成された記録媒体Ｓを、第１センサー１００ａに供給することで得た値である。または粉末保持部材１２の回転を停止させたり離間させた状態で、画像パターＰが形成された記録媒体Ｓを、第１センサー１００ａに供給することで得た値である。

また粉末Ｐｄの被覆率０％の粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａのセンサー出力は、少なくとも下記の状態で粉末保持部材１２を回転させた後に、第２センサー１００ｂに対して粉末保持部材１２を回転させることで得た値である。すなわち、画像形成装置１（図１参照）において、粉末供給部材１３の搬送部材１３ｂを停止し、粉末保持部材面１２ａへの粉末Ｐｄの供給を停止した状態。また、画像形成装置１（図１参照）において、転写部材１５にて粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに粘着保持された粉末Ｐｄを、記録媒体Ｓの主面上に形成された画像パターンＰに転写する状態。さらに、画像形成装置１（図１参照）において、清掃部材１６で粉末保持部材面１２ａに残留した粉末Ｐｄを掻き取る状態。

［ステップＳ１０２］
ステップＳ１０２において、光源調整部２０３は、取得したセンサー出力値が、予め設定した各センサー出力値となるように、駆動制御部１８に対して光源調整を指示する。これにより、駆動制御部１８は、粉末Ｐｄの被覆率０％の場合のセンサー出力値が予め設定された出力値となるように、第１センサー１００ａの吸収波長光源１０１ａおよび非吸収波長光源１０１ｎ、さらには第２センサー１００ｂの吸収波長光源１０１ａ’および非吸収波長光源１０１ｎ’の出力を調整する。

なお、このような光源調整は、次に説明する被覆率の検出に先立って、その都度に実施してもよく、所定のタイミングで実施してもよい。

＜被覆率の検出＞
［ステップＳ２０１］
ステップＳ２０１において、被覆率検出部２０４は、粉末Ｐｄに関する情報と、波長情報とを取得する。粉末Ｐｄに関する情報は、粉末Ｐｄの種類であってよく、補正係数保持部２０２において補正係数が関連付けされている粉末Ｐｄの種類である。波長情報は、第１センサー１００ａで取り扱う吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎ、さらには第２センサー１００ｂで取り扱う吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’の波長に対応する情報である。これらの情報は、例えば被覆率の検出に際して、操作部１９から入力された情報であってよい。

［ステップＳ２０２］
ステップＳ２０２において、被覆率検出部２０４は、補正係数の取得処理を実施する。この際、被覆率検出部２０４は、補正係数保持部２０２を参照し、ステップＳ２０１において取得した粉末Ｐｄの種類および波長情報に対して関連付けされた補正係数を取得する。この補正係数は、第１センサー１００ａで取り扱う吸収波長光Ｈａおよび非吸収波長光Ｈｎに対応する補正係数と、第２センサー１００ｂで取り扱う吸収波長光Ｈａ’および非吸収波長光Ｈｎ’に対応する補正係数である。

［ステップＳ２０３］
ステップＳ２０３において、被覆率検出部２０４は、被覆率特性の補正処理を実施する。この際、被覆率検出部２０４は、先ず、特性保持部２０１から、下地粘着層の被覆率特性を取得する。取得する被覆率特性は、画像パターンＰの被覆率特性（図１２参照）と、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａの被覆率特性（図示省略）である。

被覆率検出部２０４は、取得した各被覆率特性を、ステップＳ２０２で取得した補正係数で補正する。例えば、図１２に示した被覆率特性であれば、このうちの吸収波長の各値を図１５の補正係数で補正する。

［ステップＳ２０４］
ステップＳ２０４において、被覆率検出部２０４は、補正した被覆率特性から差分特性を算出する。この場合、画像パターンＰの被覆率特性と、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａの被覆率特性とについて、補正された吸収波長の被覆率特性から、非吸収波長の被覆率特性を差し引き、画像パターンＰに関する差分特性と、粉末保持面１２ａに関する差分特性を得る。

なお、例えば粉末が銀色粉末の場合のように、被覆率特性の補正が必要のない場合であれば、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３は実施せず、本ステップＳ２０３においては、特性保持部２０１から該当する差分特性を取得すればよい。

［ステップＳ２０５］
ステップＳ２０５において、被覆率検出部２０４は、光沢画像Ｐ１に対して吸収波長光Ｈａと非吸収波長Ｈｎとを照射した場合の、２つの受光素子１０２のセンサー出力値を取得する（図２参照）。同様に、被覆率検出部２０４は、粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａに対して吸収波長光Ｈａ’と非吸収波長Ｈｎ’とを照射した場合の、２つの受光素子１０２’のセンサー出力値を取得する（図４参照）。

この際、光沢画像Ｐ１は、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２において、第１センサー１００ａおよび第２センサー１００ｂの光源調整がなされた画像形成装置１で形成されたものであることとする。

さらに粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａは、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２において、第２センサー１００ｂの光源調整がなされた粉末保持部材１２の粉末保持面１２ａである。またこの際、粉末保持面１２ａにおいてのセンサー出力値の取得領域は、光源調整に際してセンサー出力の取得領域と一致していることが好ましい。これにより、粉末保持部材１２の回転方向のばらつきを抑制することができる。

［ステップＳ２０６］
ステップＳ２０６において、被覆率検出部２０４は、ステップＳ２０５で取得したセンサー出力の差分の算出を実施する。この際、被覆率検出部２０４は、第１センサー１００ａの２つの受光素子１０２のセンサー出力値の差分を算出し、同様に第２センサー１００ｂの２つの受光素子１０２’のセンサー出力値の差分を算出する。

［ステップＳ２０７］
ステップＳ２０７において、被覆率検出部２０４は、ステップＳ２０４で算出した各差分特性（例えば図１３）を参照し、ステップＳ２０６で算出したセンサー出力の差分に相当する被覆率を検出する。この際、被覆率検出部２０４は、画像パターンＰに関する差分特性を参照して、第１センサー１００ａの２つの受光素子１０２のセンサー出力値の差分に相当する被覆率を、粉末Ｐｄによる画像パターンＰの被覆率として検出する。また、被覆率検出部２０４は、粉末保持面１２ａに関する差分特性を参照して、第２センサー１００ｂの２つの受光素子１０２’のセンサー出力値の差分に相当する被覆率を、粉末Ｐｄによる粉末保持面１２ａの被覆率として検出する。

≪実施形態の効果≫
以上説明した実施形態によれば、図１０を用いて説明したように、粉末Ｐｄの配向状態に影響されることなく、粉末Ｐｄによる被覆率を検出することができる。したがって、画像パターンＰの表面や粉末保持面１２ａに対して斜めに傾いて接着した粉末があったとしても、その影響を受けることなく精度の高い被覆率の検出を実施することが可能である。特に、粉末Ｐｄがメタリック様であって分光反射率の高いほど、異なる波長の光を用いない通常の反射型センサーを用いた場合の被覆率の検出では、粉末の配向状態の影響によって被覆率が低く検出されてしまう。このため本実施形態は、特に分光反射率が高い粉末Ｐｄを用いた場合に対して効果が発揮される。

本発明を適用し、図１に示す画像形成装置１を用いて光沢画像Ｐ１を形成した場合において、粉末Ｐｄによる画像パターンＰの被覆率と、粉末Ｐｄによる粉末保持面１２ａの被覆率の検出を行った。

被覆率の検出を行った試料１～６の構成は、下記の表１に示す通りである。

試料１～３を構成する各材料は次の通りである。
・記録媒体：平滑な記録媒体（日本製紙製：エスプリFP）、表面凹凸な記録媒体（日本製紙製：npi上質紙）
・画像パターン：シアントナー（コニカミノルタ製プロダクションプリント製品向け）

試料４～６を構成する各材料は次の通りである。
・粉末保持部材：新品、劣化品ともシリコンゴム（昭和電線社製：シリコンゴムＸＨ２７９）
・粉末種：シルバー、レッド（尾池工業株式会社製：エルジーｎｅｏ＃３２５)

以上のような構成の試料１～６について、摺擦部材１４での摺擦強度を変更することで、粉末Ｐｄの配向状態と、被覆率とが異なる３水準のものを作成した。これらの３水準は、次の通りである。
・水準１：被覆率２６％、斜めに傾いて接着した粉末少なめ
・水準２：被覆率４９％、斜めに傾いて接着した粉末中程度
・水準３：被覆率５０％、斜めに傾いて接着した粉末多め
なお、この被覆率は、読み取り画像の画像処理によって算出した値である。

第１センサー１００ａの構成は次の通りである。
・吸収波長光源１０１ａ：ピーク波長６３２ｎｍ（ニチコン社製砲弾型ＬＥＤ）
・非吸収波長光源１０１ｎ：ピーク波長８７０ｎｍ（スタンレー社製砲弾型ＬＥＤ）
・入射角：２０度
・受光角：２０度

第２センサー１００ｂの構成は次の通りである。
・吸収波長光源１０１ａ’：ピーク波長５２０ｎｍ（Kingbright製：L-7113VGC-H）
・非吸収波長光源１０１ｎ’：ピーク波長７３０ｎｍ（EverlightElectronics製：ELSH-Q61F1-0LPNM-JF3F8）
・入射角：２０度
・受光角：２０度

試料１～６の被覆率の検出に際し、実施例１～実施例３においては、事前の光源調整と粉末種による補正の実施を下記の通りとした。
・実施例１：事前の光源調整なし／粉末種による補正なし
・実施例２：事前の光源調整なし／粉末種による補正あり
・実施例３：事前の光源調整あり／粉末種による補正あり

また比較例として、一つの波長光のみを用いた被覆率の検出を実施した。用いた光は、ピーク波長８７０ｎｍ（スタンレー製砲弾型ＬＥＤ）であり、入射角および受光角ともに２０度とした。事前の光源調整なし／粉末種による補正なしとした。

以上の実施例１～実施例３および比較例のようにして検出した被覆率を、画像処理によって算出した被覆率と比較した。評価は、画像処理によって算出した被覆率と、実施例１～実施例３または比較例で検出した被覆率との差が、５％以下である場合には、乖離が小さいとし、３水準ともに乖離が小さい場合のみ良好とした。この評価結果を、上記表１にあわせて示した。

表１にあるように、比較例は、斜めに傾いて接着した粉末の影響を受けるため、全ての試料において被覆率の検出値が、画像処理による算出値と乖離していて、精度の高い被覆率の検出を行うことができなかった。

これに対して、実施例１は、光源調整なし／粉末種による補正なしの条件ではあったものの、分光反射特性が一定であるシルバーの粉末を用いた試料１および試料４においては、被覆率の検出結果が、画像処理による算出値と乖離しておらず、良好な結果が得られた。これにより、本発明を適用して下地粘着層に対する吸収波長光と非吸収波長光とを用いて被覆率を検出する効果が確認された。

また実施例２は、光源調整なし／粉末種による補正ありの条件での検出であり、下地粘着層の表面状態が平滑な試料１，２，４，５においては、被覆率の検出結果が、画像処理による算出値と乖離しておらず、良好な結果が得られた。これにより、粉末種による補正を行うことの効果が確認された。

さらに実施例３は、事前の光源調整あり／粉末種による補正ありの条件での検出であり、試料１～６の全てにおいて、被覆率の検出結果が、画像処理による算出値と乖離しておらず、良好な結果が得られた。ここで、試料３は、表面凹凸な記録媒体Ｓを用いており、その凹凸は数十μｍであった。この上部に形成した画像パターンＰは、厚み４μｍ程度であり、画像パターンＰの表面も凹凸が大きかった。また試料６は、下地粘着層である粉末保持部材１２が長期使用品であって凹凸が大きい表面状態のものであった。しかしながら、事前の光量調整を実施することにより、下地粘着層の表面状態に影響されずに、精度の高い被覆率の検出が可能となることが確認された。

１…画像形成装置
１２…粉末保持部材
１２ａ…粉末保持面（下地粘着層）
１５…転写部材
２０…被覆率検出装置
１０１ａ，１０１ａ’…吸収波長光源
１０１ｎ，１０１ｎ’…非吸収波長光源
１０１ｗ…白色光源
１０２，１０２’…受光素子
１０３ａ…吸収波長フィルター
１０３ｎ…非吸収波長フィルター
２０１…特性保持部
２０２…補正係数保持部
２０３…光源調整部
２０４…被覆率検出部
２０５…補正指示部
Ｈａ，Ｈａ’…吸収波長光（反射率が異なる光）
Ｈｎ，Ｈｎ’…非吸収波長光（反射率が異なる光）
Ｈｒａ，Ｈｒａ’…正反射光（吸収波長光）
Ｈｒｎ，Ｈｒｎ’…正反射光（非吸収波長光）
Ｐｄ…粉末
Ｐ…画像パターン（下地粘着層）
Ｓ…記録媒体

Claims (15)

1. 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出装置であって、
   前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射する光源部と、
   前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光する受光部と、
   前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出する被覆率検出部を備えた
   被覆率検出装置。
2. 前記反射率が異なる光は、前記下地粘着層に吸収される吸収波長光と、前記吸収波長光よりも前記下地粘着層に対する吸収量が少ない非吸収波長光とである
   請求項１に記載の被覆率検出装置。
3. 前記被覆率に対する前記各受光量の特性を保持する特性保持部を備え、
   前記被覆率検出部は、前記各受光量の差分を算出し、前記算出した差分と前記特性保持部に保持された前記特性とに基づいて、前記被覆率を検出する
   請求項１または２に記載の被覆率検出装置。
4. 前記被覆率に因らずに前記各反射光の受光量が１：１となる補正係数を、前記粉末の種類毎、前記反射率が異なる光の波長毎に保持する補正係数保持部を備え、
   前記被覆率検出部は、
   前記被覆率を検出する際の前記粉末の種類と前記反射率が異なる光の波長とに基づいて、前記補正係数保持部から前記被覆率の検出に用いる補正係数を取得し、
   前記取得した補正係数によって前記特性保持部が保持する特性を補正し、前記補正した特性に基づいて前記被覆率を検出する
   請求項３に記載の被覆率検出装置。
5. 前記反射率が異なる光は、前記粉末の付着面に対して斜め方向から照射した光であり、
   前記各反射光は、前記反射率が異なる光を前記粉末の付着面で正反射させた正反射光である
   請求項１～４のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
6. 前記光源部は、前記反射率が異なる光をそれぞれ照射する複数の光源を備えた
   請求項１～５のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
7. 前記光源部は、
   前記反射率が異なる光の全てを照射する光源と、
   前記反射率が異なる光をそれぞれ個別に通過させる複数のフィルターとを備え、
   前記複数のフィルターは、前記光源の光射出面において入れ替え自在に設けられた
   請求項１～５のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
8. 前記受光部は、前記粉末の付着面で反射した前記各反射光を、それぞれ個別に受光する複数の受光素子を備えた
   請求項１～７のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
9. 前記受光部は、前記粉末の付着面で反射した前記各反射光の全てを受光する受光素子と、
   前記各反射光をそれぞれ個別に通過させる複数のフィルターとを備え、
   前記複数のフィルターは、前記受光素子の受光面において入れ替え自在に設けられた
   請求項１～７のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
10. 前記粉末が付着していない前記下地粘着層に対して前記反射率が異なる光を照射して得られた前記各受光量が所定値となるように、前記受光量に対応する前記光源部からの出力を調整する光源調整部を備えた
    請求項１～９のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
11. 前記被覆率検出部で検出した被覆率に基づいて、前記下地粘着層に前記粉末を付着させる装置の駆動制御部に対して駆動条件の補正を指示する補正指示部を備えた
    請求項１～１０のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置。
12. 記録媒体の一主面上に形成された画像パターンに粉末を接着した画像を形成するための画像形成装置であって、
    請求項１～１１のうちの何れか１項に記載の被覆率検出装置を備えた
    画像形成装置。
13. 粘着によって粉末を保持する粉末保持面を有する粉末保持部材と、
    前記粉末保持部材の粉末保持面と対向する位置に設けられ、前記粉末保持面との間に前記画像パターンが形成された記録媒体を挟持することにより、前記粉末保持面に粘着によって保持された前記粉末を前記画像パターンに対して転写する転写部材とを備え、
    前記被覆率検出装置は、前記粉末保持面または前記画像パターンの少なくとも一方を前記下地粘着層として、前記粉末による被覆率を検出する
    請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出方法であって、
    光源部が、前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射し、
    受光部が、前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光し、
    被覆率検出部が、前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出する
    被覆率検出方法。
15. 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出プログラムであって、
    光源部に対し、前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射させ、
    受光部に対し、前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光させ、
    被覆率検出部に対し、前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出させるための
    被覆率検出プログラム。

Images