(57)【要約】【課題】検出用パターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出する。【解決手段】  各検出センサは、主方向に沿って等間隔で一列に配置され、転写ベルトに向けて光束を射出する１９個の発光部、各発光部から射出された光束を集光する１９個の照明用集光レンズ、転写ベルト又はトナーパターンで反射された光束を受光する１９個の受光部、及び処理装置を有している。各検出センサの処理装置は、トナーパターンが検出用光とフレア光とで照明されたときの、１９個の発光部の出力信号に基づいて各受光部の受光量を検出受光量として求め、転写ベルト２０４０が検出用光とフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、検出用パターンが検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。【選択図】図２５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの発光部及び少なくとも３つの受光部を有し、前記少なくとも３つの発光部のうちのいずれかを点灯させたときに、１つの検出用光と少なくとも１つのフレア光を射出し、媒体上の検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサにおいて、
前記検出用パターンが前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて各受光部の受光量を検出受光量として求め、
前記媒体が前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、前記検出用パターンが前記検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、前記検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する処理装置を備えることを特徴とするトナー濃度検出センサ。
【請求項２】
前記処理装置は、前記媒体が前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、前記第１の基準受光量を求めることを特徴とする請求項１に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項３】
前記処理装置は、前記検出用パターンが前記検出用光のみで照明され、かつ前記媒体が前記少なくとも１つのフレア光で照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、前記第２の基準受光量を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのフレア光は、複数のフレア光であり、
前記処理装置は、前記検出用パターンが前記検出用光と前記複数のフレア光で照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、前記検出受光量を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのフレア光は、複数のフレア光であり、
前記処理装置は、前記検出用パターンが前記検出用光と前記複数のフレア光のうちの一部のフレア光とで照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、前記検出受光量を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項６】
前記少なくとも３つの発光部から射出された各光束を集光する射出光学系を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項７】
前記媒体及び前記検出用パターンで反射された光束を集光する受光前光学系を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項８】
前記検出用パターンが前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたとき、前記少なくとも３つの受光部は、フレア光の拡散反射光を受光する受光部、及びフレア光の正反射光を受光する受光部を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサ。
【請求項９】
像担持体と；
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；
前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；
前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；
前記媒体上に転写された検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するための請求項１〜８のいずれか一項に記載のトナー濃度検出センサと；を備える画像形成装置。
【請求項１０】
前記光走査装置に前記検出用パターンの作成を指示する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記トナー濃度検出センサの処理装置が検出受光量を求める際に、検出用光と少なくとも１つのフレア光とによって照明されるような検出用パターンの作成を前記光走査装置に指示することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記検出用光及び前記少なくとも１つのフレア光によって個別に照明されるように、前記検出用パターンを複数個のパターンで構成させることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記トナー濃度検出センサの処理装置が参照する第２の基準受光量が求められる際に、検出用光のみによって照明されるような検出用パターンの作成を、前記光走査装置に指示することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記トナー濃度検出センサから出力される、前記検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計及び正反射光による受光量の合計の一方に基づいて、前記現像装置におけるトナーの付着量を制御することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記画像情報は多色の画像情報であり、
前記制御装置は、色毎に前記検出用パターンの作成を前記光走査装置に指示することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
少なくとも３つの発光部及び少なくとも３つの受光部を有し、前記少なくとも３つの発光部のうちのいずれかを点灯させたときに、１つの検出用光と少なくとも１つのフレア光を射出するトナー濃度検出センサを用いて、媒体上の検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法であって、
前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで前記検出用パターンを照明し、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を検出受光量として求める工程と；
前記媒体が前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、前記検出用パターンが前記検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、前記検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する工程と；
前記拡散反射光による受光量の合計及び前記正反射光による受光量の合計の一方に基づいて、前記検出用パターンにおけるトナー濃度を求める工程と；を含むトナー濃度検出方法。
【請求項１６】
前記分離する工程に先だって、
前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで前記媒体を照明し、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を前記第１の基準受光量として求める工程を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のトナー濃度検出方法。
【請求項１７】
前記分離する工程に先だって、
前記検出用光で前記検出用パターンを照明するとともに前記少なくとも１つのフレア光で前記媒体を照明し、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を前記第２の基準受光量として求める工程を更に含むことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のトナー濃度検出方法。
【請求項１８】
前記検出受光量として求める工程において、前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで前記検出用パターンを照明したとき、前記少なくとも３つの受光部は、フレア光の拡散反射光を受光する受光部、及びフレア光の正反射光を受光する受光部を含むことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のトナー濃度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー濃度検出センサ、画像形成装置及びトナー濃度検出方法に係り、更に詳しくは、媒体上の検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサ及びトナー濃度検出方法、前記トナー濃度検出センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーによって画像を形成する画像形成装置としては、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等が広く知られている。このような画像形成装置では、一般的には、感光性を有するドラムの表面に静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させることによっていわゆる現像を行い、「トナー画像」を得ている。
【０００３】
ところで、良好なトナー画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られている。なお、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量は、「トナー濃度」とも呼ばれている。
【０００４】
トナー濃度が低すぎると、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、画像形成装置から出力される画像（出力画像）は濃度の不十分な画像となってしまう。一方、トナー濃度が高すぎると、出力画像における濃度分布が「高濃度側」に偏り、見づらい画像となってしまう。このように、良好な出力画像を得るためには、トナー濃度が適正な範囲内になければならない。
【０００５】
そこで、トナー濃度を適正な範囲内に制御するため、トナー濃度検出用のパターン（トナーパターン）を形成し、該トナーパターンに光（検出用光）を照射し、反射光の光量変化を検出する方法が広く行われている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１の観点からすると、少なくとも３つの発光部及び少なくとも３つの受光部を有し、前記少なくとも３つの発光部のうちのいずれかを点灯させたときに、１つの検出用光と少なくとも１つのフレア光を射出し、媒体上の検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサにおいて、前記検出用パターンが前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて各受光部の受光量を検出受光量として求め、前記媒体が前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、前記検出用パターンが前記検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、前記検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する処理装置を備えることを特徴とするトナー濃度検出センサである。
【０００７】
これによれば、検出用パターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出することが可能となる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、像担持体と；前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；前記媒体上に転写された検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するための本発明のトナー濃度検出センサと；を備える画像形成装置である。
【０００９】
これによれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。
【００１０】
本発明は、第３の観点からすると、少なくとも３つの発光部及び少なくとも３つの受光部を有し、前記少なくとも３つの発光部のうちのいずれかを点灯させたときに、１つの検出用光と少なくとも１つのフレア光を射出するトナー濃度検出センサを用いて、媒体上の検出用パターンにおけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法であって、前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで前記検出用パターンを照明し、前記少なくとも３つの受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を検出受光量として求める工程と；前記媒体が前記検出用光と前記少なくとも１つのフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、前記検出用パターンが前記検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、前記検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する工程と；前記拡散反射光による受光量の合計及び前記正反射光による受光量の合計の一方に基づいて、前記検出用パターンにおけるトナー濃度を求める工程と；を含むトナー濃度検出方法である。
【００１１】
これによれば、検出用パターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その２）である。
【図４】光走査装置の概略構成を説明するための図（その３）である。
【図５】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図６】図１におけるトナー濃度検出器を説明するための図である。
【図７】検出センサの配置を説明するための図である。
【図８】トナーパターンを説明するための図である。
【図９】検出センサを説明するための図（その１）である。
【図１０】検出センサを説明するための図（その２）である。
【図１１】検出センサを説明するための図（その３）である。
【図１２】検出用光を説明するための図である。
【図１３】発光部Ｅ１０から射出された光束の光路を説明するための図である。
【図１４】発光部Ｅ１０が点灯されたときに転写ベルトを照明する検出用光及びフレア光を説明するための図である。
【図１５】発光部Ｅ１０が点灯されたときに転写ベルトの表面で反射された光を説明するための図である。
【図１６】図１５のときの各受光部における受光量（第１の基準受光量）を説明するための図である。
【図１７】検出用光Ｓ１０及び各フレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）の光強度を説明するための図である。
【図１８】検出用光Ｓ１０のみに照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図１９】図１８における反射光を説明するための図である。
【図２０】図１８のときの各受光部における受光量（第２の基準受光量）を説明するための図である。
【図２１】第２の基準受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果を説明するための図である。
【図２２】検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ９に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２３】図２２における反射光を説明するための図である。
【図２４】図２２のときの各受光部における受光量（第１の検出受光量）を説明するための図である。
【図２５】第１の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果を説明するための図である。
【図２６】図１８におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図２７】発光部Ｅ１０から射出された光束と図２６のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２８】図２７における反射光を説明するための図である。
【図２９】検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ１１に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図３０】図２９における反射光を説明するための図である。
【図３１】図２９のときの各受光部における受光量を説明するための図である。
【図３２】図２９におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図３３】図３２における反射光を説明するための図である。
【図３４】検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図３５】図３４における反射光を説明するための図である。
【図３６】図３４のときの各受光部における受光量（第２の検出受光量）を説明するための図である。
【図３７】第２の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果を説明するための図である。
【図３８】図３４におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図３９】発光部Ｅ１０から射出された光束と図３８のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図４０】図３９における反射光を説明するための図である。
【図４１】検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図４２】図４１における反射光を説明するための図である。
【図４３】図４１のときの各受光部における受光量を説明するための図である。
【図４４】図４１におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図４５】発光部Ｅ１０から射出された光束と図４４のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図４６】図４５における反射光を説明するための図である。
【図４７】検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図４８】図４７における反射光を説明するための図である。
【図４９】図４７のときの各受光部における受光量（第３の検出受光量）を説明するための図である。
【図５０】第３の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果を説明するための図である。
【図５１】図４７におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図５２】発光部Ｅ１０から射出された光束と図５１のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図５３】図５２における反射光を説明するための図である。
【図５４】検出用光Ｓ１０と４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）に照射される大きさ及び位置のトナーパターンが形成されたときの、発光部Ｅ１０から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図５５】図５４における反射光を説明するための図である。
【図５６】図５４のときの各受光部における受光量（第４の検出受光量）を説明するための図である。
【図５７】第４の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果を説明するための図である。
【図５８】図５４におけるトナーパターンの変形例を説明するための図である。
【図５９】発光部Ｅ１０から射出された光束と図５８のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図６０】図５９における反射光を説明するための図である。
【図６１】１９個の照明用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図６２】受光系の変形例を説明するための図（その１）である。
【図６３】受光系の変形例を説明するための図（その２）である。
【図６４】１９個の受光用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図６５】位置検出用パターンを説明するための図である。
【図６６】トナーパターンの変形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】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１４】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、トナー濃度検出器２２４５及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１５】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００１６】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１７】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００１８】
感光体ドラム２０３０ａの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが配置されている。
【００１９】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ｂの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、クリーニングユニット２０３１ｂが配置されている。
【００２１】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００２２】
感光体ドラム２０３０ｃの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、クリーニングユニット２０３１ｃが配置されている。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００２４】
感光体ドラム２０３０ｄの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、クリーニングユニット２０３１ｄが配置されている。
【００２５】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００２６】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２７】
光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００２８】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００２９】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００３０】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト２０４０上でトナー画像の移動する方向は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）は「主方向」と呼ばれている。
【００３１】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００３２】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。
【００３３】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００３４】
トナー濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナー濃度検出器２２４５については後述する。
【００３５】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３６】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検知用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示省略、図５参照）の所定位置に組み付けられている。
【００３７】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００３８】
また、便宜上、カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。
【００３９】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。
【００４０】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４１】
カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４２】
カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４３】
カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４４】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。
【００４５】
開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。
【００４６】
開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。
【００４７】
開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００４８】
シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００４９】
シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５０】
シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５１】
シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５２】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００５３】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。
【００５４】
各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
【００５５】
ｆθレンズ２１０５ａ及びｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ及びｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００５６】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００５７】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００５８】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００５９】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００６０】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【００６１】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」あるいは「画像形成領域」と呼ばれている。
【００６２】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００６３】
また、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００６４】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００６５】
光検知センサ２２０５ａには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｋステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ａを介して入射する。
【００６６】
光検知センサ２２０５ｂには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｃステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｂを介して入射する。
【００６７】
光検知センサ２２０５ｃには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｍステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｃを介して入射する。
【００６８】
光検知センサ２２０５ｄには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｙステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｄを介して入射する。
【００６９】
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００７０】
走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する
【００７１】
次に、前記トナー濃度検出器２２４５について説明する。
【００７２】
このトナー濃度検出器２２４５は、一例として図６に示されるように、４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【００７３】
検出センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０の＋Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、検出センサ２２４５ｄは、転写ベルト２０４０の−Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置されている。検出センサ２２４５ｂは、検出センサ２２４５ａの−Ｙ側に配置され、検出センサ２２４５ｃは、検出センサ２２４５ｄの＋Ｙ側に配置されている。なお、検出センサ２２４５ｂ及び検出センサ２２４５ｃは、Ｙ軸方向に関して、各検出センサの間隔がほぼ等間隔となるように配置されている。
【００７４】
ここでは、一例として図７に示されるように、Ｙ軸方向に関して、検出センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、検出センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、検出センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３、検出センサ２２４５ｄの中心位置をＹ４とする。そして、検出センサ２２４５ａに対向するトナーパターンをＴＰ１、検出センサ２２４５ｂに対向するトナーパターンをＴＰ２、検出センサ２２４５ｃに対向するトナーパターンをＴＰ３、検出センサ２２４５ｄに対向するトナーパターンをＴＰ４とする。
【００７５】
ＴＰ１はイエローのトナーパターンであり、ＴＰ２はマゼンタのトナーパターンであり、ＴＰ３はシアンのトナーパターンであり、ＴＰ４はブラックのトナーパターンである。
【００７６】
そして、トナー濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理が行われる際には、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置にトナーパターンの形成が指示される。
【００７７】
そして、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｄにおける位置Ｙ１にイエローのトナーパターンＴＰ１が形成されるようにＹステーションを制御し、感光体ドラム２０３０ｃにおける位置Ｙ２にマゼンタのトナーパターンＴＰ２が形成されるようにＭステーションを制御する。さらに、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｂにおける位置Ｙ３にシアンのトナーパターンＴＰ３が形成されるようにＣステーションを制御し、感光体ドラム２０３０ａにおける位置Ｙ４にブラックのトナーパターンＴＰ４が形成されるようにＫステーションを制御する。
【００７８】
そして、Ｙステーションによって形成されたイエローのトナーパターンＴＰ１は転写ベルト２０４０における位置Ｙ１に転写され、Ｍステーションによって形成されたマゼンタのトナーパターンＴＰ２は転写ベルト２０４０における位置Ｙ２に転写され、Ｃステーションによって形成されたシアンのトナーパターンＴＰ３は転写ベルト２０４０における位置Ｙ３に転写され、Ｋステーションによって形成されたブラックのトナーパターンＴＰ４は転写ベルト２０４０における位置Ｙ４に転写される。なお、以下では、トナーパターンを区別する必要がない場合には、総称して「トナーパターンＴＰ」ともいう。
【００７９】
トナーパターンＴＰは、一例として図８に示されるように、５つの四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ５、以下では、便宜上「矩形パターン」という）を有している。各矩形パターンは、転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に並んでおり、それぞれトナー濃度の階調が異なっている。なお、各矩形パターンのＹ軸方向の長さをＬｐ、転写ベルト２０４０の進行方向の長さをＷｐとする。
【００８０】
トナー濃度の階調は、光源から射出される光束のパワーの調整、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティの調整、及び現像バイアスの調整によって変えることができる。
【００８１】
検出センサ２２４５ａは、一例として図９及び図１０に示されるように、１９個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）、１９個の照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）、１９個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１９）、及び不図示の処理装置を有している。
【００８２】
１９個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）は、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅに配置されている。各発光部には、ＬＥＤを用いることができる。ここでは、一例として、Ｌｅ＝０．４ｍｍとしている。各発光部は、転写ベルト２０４０に向けて、ＸＺ面に平行でＸ軸方向に対して傾斜した方向に光束を射出する（図１１参照）。
【００８３】
照明用集光レンズ（Ｅ１〜Ｅ１９）は、それぞれ発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）に個別に対応している。
【００８４】
各照明用集光レンズは、対応する発光部の＋Ｘ側に配置され、該発光部から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００８５】
各照明用集光レンズには、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。
【００８６】
受光部（Ｄ１〜Ｄ１９）は、それぞれ発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）に個別に対応している。
【００８７】
各受光部は、対応する発光部の−Ｚ側であって、該発光部から射出され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。すなわち、１９個の受光部の配列ピッチは、１９個の発光部の配列ピッチと等しい。
【００８８】
各受光部には、ＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。
【００８９】
他の検出センサ（２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）は、検出センサ２２４５ａと同じ構成、構造を有している。
【００９０】
一例として図１２に示されるように、発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）から射出され、対応する照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）で集光された光束は、検出用光（Ｓ１〜Ｓ１９）として、転写ベルト２０４０を照明する。ここでは、一例として、各検出用光が転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットの大きさは、直径で０．２ｍｍである。なお、従来の検出用光による光スポットの大きさは、通常、直径で２〜３ｍｍ程度であった。
【００９１】
なお、転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、転写ベルト２０４０の表面に照射された光のほとんどは正反射する。
【００９２】
ところで、各発光部から射出された光束は、対応する照明用集光レンズ以外の照明用集光レンズにも入射する（図１３参照）。なお、以下では、便宜上、点灯された発光部に対応する照明用集光レンズを「照明用対応集光レンズ」といい、該照明用対応集光レンズ以外の照明用集光レンズを「照明用非対応集光レンズ」という。
【００９３】
そして、照明用非対応集光レンズでカップリングされた光束は、フレア光として転写ベルト２０４０を照明する。ここでは、照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）でカップリングされた光束を、フレア光（Ｆ１〜Ｆ１９）とする。なお、照明用対応集光レンズから遠い位置にある照明用非対応集光レンズでは、入射光束は全反射等を起こし、透過せずフレア光にならない。一般的に、フレア光による光スポットの大きさは、検出用光による光スポットよりも大きい。また、フレア光による光スポットの光強度は、検出用光による光スポットの光強度よりも弱い。
【００９４】
例えば、発光部Ｅ１０が点灯されると、一例として図１４に示されるように、検出用光Ｓ１０と複数のフレア光が、転写ベルト２０４０を照明する。これらの光束は、一例として図１５に示されるように、いずれも転写ベルト２０４０で正反射される。なお、以下では、説明をわかりやすくするため、検出用光Ｓ１０と４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）のみを考慮している。
【００９５】
このときの各受光部における受光量が図１６に示されている。受光部Ｄ１〜Ｄ３の受光量はフレア光Ｆ８の正反射光のみに起因し、受光部Ｄ５〜Ｄ７の受光量はフレア光Ｆ９の正反射光のみに起因している。そして、受光部Ｄ９〜Ｄ１１の受光量は検出用光Ｓ１０の正反射光のみに起因し、受光部Ｄ１３〜Ｄ１５の受光量はフレア光Ｆ１１の正反射光のみに起因している。また、受光部Ｄ１７〜Ｄ１９の受光量はフレア光Ｆ１２の正反射光のみに起因している。受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６の４つの受光部では、いずれの正反射光も受光されない。なお、ここでは、便宜上、このときの受光部Ｄ１０の受光量を１とする。
【００９６】
図１７には、検出用光Ｓ１０及び４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）の光強度が示されている。検出用光Ｓ１０の光強度を１とすると、フレア光Ｆ８及びＦ１２の光強度は０．２であり、フレア光Ｆ９及びＦ１１の光強度は０．０４である。
【００９７】
ここで、トナー濃度検出器２２４５を用いて行われるトナー濃度検出処理について説明する。但し、各検出センサでは、１９個の発光部のうち発光部Ｅ１０のみが用いられるものとする。
【００９８】
１．プリンタ制御装置２０９０は、各検出センサの発光部Ｅ１０を点灯して転写ベルト２０４０を照明する。
【００９９】
２．各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、「第１の基準受光量」として、それぞれ不図示のメモリに格納する。
【０１００】
３．プリンタ制御装置２０９０は、走査制御装置に対して、各色毎に、フレア光には照射されずに検出用光Ｓ１０のみに照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する。ここでは、Ｌｐ＝１．０ｍｍとしている。
【０１０１】
４．プリンタ制御装置２０９０は、所定時間が経過すると、各検出センサの発光部Ｅ１０を点灯させる。ここでは、トナーパターンが形成されるタイミングは定まっており、トナーパターンが形成されてから検出センサの前方（検出領域）に到達する時間も略定まっている。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、トナーパターンが検出領域に近づいたと判断される適当なタイミングで、発光部Ｅ１０を点灯させる。
【０１０２】
これにより、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図１８に示されるように、検出用光Ｓ１０は矩形パターンを照明し、複数のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０を照明する。そして、一例として図１９に示されるように、検出用光Ｓ１０は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射し、複数のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０の表面で正反射する。以下では、便宜上、正反射した光を「正反射光」、拡散反射した光を「拡散反射光」ともいう。
【０１０３】
５．各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、「第２の基準受光量」として、それぞれ不図示のメモリに格納する。ここで得られた各受光部における受光量が、一例として図２０に示されている。
【０１０４】
６．各検出センサの処理装置は、受光部毎に、第２の基準受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１０５】
６−１．受光部Ｄ１０について
受光部Ｄ１０は、点灯されている発光部Ｅ１０に対応する受光部である。そこで、受光部Ｄ１０の第２の基準受光量は、その全てが検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量である。なお、矩形パターンの反射率は転写ベルト２０４０の反射率よりも小さいため、受光部Ｄ１０の第２の基準受光量は、受光部Ｄ１０の第１の基準受光量よりも少ない。
【０１０６】
６−２．受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６について
各受光部では、第１の基準受光量はいずれも０であった（図１６参照）。そこで、各受光部の第２の基準受光量は、いずれも、その全てが検出用光Ｓ１０の拡散反射光による受光量である。
【０１０７】
６−３．受光部Ｄ１〜受光部Ｄ３、受光部Ｄ５〜受光部Ｄ７、受光部Ｄ１３〜受光部Ｄ１５、及び受光部Ｄ１７〜受光部Ｄ１９について
各受光部では、フレア光の正反射光と検出用光Ｓ１０の拡散反射光とが混在した光が受光される。そして、各受光部の第２の基準受光量は、いずれも第１の基準受光量に比べて、検出用光Ｓ１０の拡散反射光の分だけ増加している。そこで、各受光部では、第２の基準受光量から第１の基準受光量を差し引いた値が検出用光Ｓ１０の拡散反射光による受光量であり、第１の基準受光量がフレア光の正反射光による受光量である。
【０１０８】
６−４．受光部Ｄ９について
受光部Ｄ９における検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量と受光部Ｄ１０における検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量との比率は、検出用光Ｓ１０が転写ベルト２０４０を照明する場合であっても、検出用光Ｓ１０が矩形パターンを照明する場合であっても同じである。そこで、（１）受光部Ｄ９の第１の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ａとする）を求める。ここでは、比率Ａは、０．３５である（図１６参照）。（２）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量に比率Ａを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ９の第２の基準受光量に含まれる検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量（受光量ａとする）である。（３）受光部Ｄ９の第２の基準受光量から受光量ａを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ９の第２の基準受光量に含まれる検出用光Ｓ１０の拡散反射光による受光量である。
【０１０９】
６−５．受光部Ｄ１１について
受光部Ｄ１１における検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量と受光部Ｄ１０における検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量との比率は、検出用光Ｓ１０が転写ベルト２０４０を照明する場合であっても、検出用光Ｓ１０が矩形パターンを照明する場合であっても同じである。そこで、（１）受光部Ｄ１１の第１の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ｂとする）を求める。ここでは、比率Ｂは、０．３５である（図１６参照）。（２）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量に比率Ｂを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ１１の第２の基準受光量に含まれる検出用光Ｓ１０の正反射光による受光量（受光量ｂとする）である。（３）受光部Ｄ１１の第２の基準受光量から受光量ｂを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ１１の第２の基準受光量に含まれる検出用光Ｓ１０の拡散反射光による受光量である。
【０１１０】
このようにして、第２の基準受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図２１に示されている。
【０１１１】
７．プリンタ制御装置２０９０は、走査制御装置に対して、各色毎に、検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ９が照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する。ここでは、Ｌｐ＝２．０ｍｍとしている。
【０１１２】
これにより、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図２２に示されるように、検出用光Ｓ１０及びフレア光Ｆ９は矩形パターンを照明し、フレア光Ｆ９以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０を照明する。そして、一例として図２３に示されるように、検出用光Ｓ１０及びフレア光Ｆ９は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射し、フレア光Ｆ９以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０の表面で正反射する。
【０１１３】
８．各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、「検出受光量」として、それぞれ不図示のメモリに格納する。ここで得られた各受光部における受光量が、一例として図２４に示されている。ここでは、１９個の受光部には、フレアＦ９の拡散反射光を受光する受光部、及びフレア光Ｆ９の正反射光を受光する受光部が含まれている。
【０１１４】
９．各検出センサの処理装置は、受光部毎に、検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１１５】
９−１．受光部Ｄ９〜受光部Ｄ１１について
各受光部における検出受光量は、いずれも第２の基準受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、検出受光量から第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１１６】
９−２．受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６について
各受光部における検出受光量は、いずれも第２の基準受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。そこで、各受光部における検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
【０１１７】
９−３．受光部Ｄ１〜受光部Ｄ３、受光部Ｄ１３〜受光部Ｄ１５、受光部Ｄ１７〜受光部Ｄ１９について
各受光部における検出受光量は、いずれも第２の基準受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、検出受光量から第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１１８】
９−４．受光部Ｄ５〜受光部Ｄ７について
各受光部における検出受光量は、いずれも第２の基準受光量よりも小さくなっている。これは、フレア光Ｆ９の照射対象物が転写ベルト２０４０から矩形パターンに代わったためである。また、矩形パターンの反射率は、光の入射角が変化してもほとんど変化しない。そこで、（１）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ｃとする）を求める。（２）各受光部（Ｄ５〜Ｄ７）における、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量に比率Ｃを乗じる。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ５〜Ｄ７）の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｃとする）である。（３）各受光部（Ｄ５〜Ｄ７）の検出受光量から受光量ｃを差し引く。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ５〜Ｄ７）の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１１９】
このようにして、検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図２５に示されている。なお、ここで得られた、検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値及び検出受光量に含まれる正反射光による受光量の合計値は、プリンタ制御装置２０９０に通知される。
【０１２０】
なお、矩形パターンにおけるトナー濃度が変化すると、拡散反射光を受光した受光部の出力も変化する。具体的にはトナー濃度が濃くなる（トナー付着量が多くなる）と、正反射光が減少し、拡散反射光が増加する。
【０１２１】
１０．プリンタ制御装置２０９０は、検出センサ２２４５ａの処理装置からの検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値に基づいて、イエローのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｂの処理装置からの検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値に基づいて、マゼンタのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｃの処理装置からの検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値に基づいて、シアンのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｄの処理装置からの検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値に基づいて、ブラックのトナー濃度が適切であるか否かを判断する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度が適切でないと判断すると、適切となるように対応するステーションの現像処理系を制御する。
【０１２２】
ところで、検出用光Ｓ１０のみが矩形パターンを照明するときに比べて、検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ９が矩形パターンを照明するときは、拡散反射光による受光量の合計値が増大している。このように、拡散反射光による受光量の合計値が増大することは、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が拡大されることを意味する。そして、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が大きくなると、トナー濃度を変化させたトナーパターンを精度よく判別することができる。すなわち、トナー濃度の検出精度が向上する。
【０１２３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像形成装置２０００では、トナー濃度検出器２２４５によって本発明のトナー濃度検出センサが構成されている。そして、１９個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）によって少なくとも３つの発光部が構成され、１９個の照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）によって集光光学系が構成され、１９個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１９）によって少なくとも３つの受光部が構成されている。
【０１２４】
また、プリンタ制御装置２０９０によって本発明の制御装置が構成され、トナーパターンによって本発明の検出用パターンが構成されている。
【０１２５】
また、上記トナー濃度検出処理において、処理装置によって本発明のトナー濃度検出方法が実施されている。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、トナー画像を転写ベルト２０４０に転写する転写ローラ２０４２と、転写ベルト２０４０に転写されたトナーパターンの濃度を検出するためのトナー濃度検出器２２４５と、全体を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【０１２７】
そして、トナー濃度検出器２２４５は、各色に対応する４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【０１２８】
各検出センサは、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅで一列に配置され、転写ベルト２０４０に向けて光束を射出する１９個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）、各発光部から射出された光束を集光する１９個の照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）、転写ベルト２０４０又はトナーパターンで反射された光束を受光する１９個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１９）、及び処理装置を有している。
【０１２９】
各検出センサの処理装置は、トナーパターンが検出用光とフレア光とで照明されたときの、１９個の発光部の出力信号に基づいて各受光部の受光量を検出受光量として求め、転写ベルト２０４０が検出用光とフレア光とで照明されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、検出用パターンが検出用光のみで照明されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離している。この場合には、拡散反射光による受光量として、検出用光の拡散反射光による受光量、及びフレア光の拡散反射光による受光量を得ることができる。
【０１３０】
そしてプリンタ制御装置２０９０は、各検出センサの処理装置からの検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量の合計値に基づいて、トナー濃度が適切であるか否かを判断し、トナー濃度が適切でないと判断すると、適切となるように対応するステーションの現像処理系を制御している。この場合には、検出用光の拡散反射光だけでなく、フレア光の拡散反射光も利用しているため、検出用パターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出することが可能となる。
【０１３１】
ところで、トナー濃度を検出する従来のトナー濃度検出センサは、１個又は２個の発光部、あるいは波長特性の異なる３個の発光部と、反射光を受光するための１個または２個の受光部から構成されていた。そして、トナー濃度検出センサに対するトナーパターンの位置ずれが生じても、検出用光による光スポット全体がトナーパターンを照明できるように、トナーパターンにおける主方向（ここでは、Ｙ軸方向）の長さ（ここでは、Ｌｐ）を１５ｍｍ〜２５ｍｍに設定していた。また、トナー濃度検出処理が行われている間は本来の画像形成を行うことができないため、トナーパターンを形成するのに時間がかかると、本来の画像形成に対する作業効率を低下させることとなる。そして、トナーパターンのトナーは、本来の画像形成に寄与しない、いわゆる「不寄与トナー」であり、トナーカートリッジの交換時期に影響を与える。
【０１３２】
本実施形態では、トナーパターンにおける主方向の長さを、従来の１０分の１以下にすることができるため、トナーパターンを形成するのに要する時間を従来よりも大幅に短縮することが可能である。従って、画像形成において、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。また、トナーパターンの大きさ（面積）は、従来の１００分の１以下にすることができるため、不寄与トナーの量を従来よりも大幅に減少させることが可能である。そこで、トナーカートリッジの交換時期を遅らせることができる。
【０１３３】
なお、上記実施形態において、一例として図２６〜図２８に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ９が個別に照明するように、２つの長方形状のパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１３４】
また、上記実施形態において、一例として図２９及び図３０に示されるように、トナー濃度検出処理を行う際に、プリンタ制御装置２０９０が、走査制御装置に対して、検出用光Ｓ１０による光スポットとフレア光Ｆ１１による光スポットとがトナーパターンを照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示しても良い。上記実施形態と同様にして、各受光部における検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離することができる。検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ１１が矩形パターンを照明する場合の各受光部における検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図３１に示されている。また、この場合においても、一例として図３２及び図３３に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０とフレア光Ｆ１１が個別に照明するように、２つの長方形状のパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。
【０１３５】
また、上記実施形態において、トナー濃度検出処理を行う際に、プリンタ制御装置２０９０は、更に走査制御装置に対して、検出用光Ｓ１０による光スポットと２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）による光スポットとがトナーパターンを照明するような大きさ及び位置のトナーパターンの作成を指示しても良い。
【０１３６】
この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図３４に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）は矩形パターンを照明し、２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０を照明する。そして、一例として図３５に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射し、２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０の表面で正反射する。
【０１３７】
各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、それぞれ不図示のメモリに格納する。ここで得られた各受光部における受光量が、一例として図３６に示されている。なお、以下では、便宜上、上記実施形態で得られた検出受光量を「第１の検出受光量」といい、ここで得られた受光量を「第２の検出受光量」ともいう。
【０１３８】
Ａ．各検出センサの処理装置は、受光部毎に、第２の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１３９】
Ａ−１．受光部Ｄ９〜Ｄ１１について
各受光部における第２の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第２の検出受光量から第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第２の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１４０】
Ａ−２．受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６について
各受光部における第２の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。そこで、各受光部における第２の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
【０１４１】
Ａ−３．受光部Ｄ５〜Ｄ７、受光部Ｄ１３〜Ｄ１５、受光部Ｄ１７〜Ｄ１９について
各受光部における第２の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第２の検出受光量から第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第２の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１４２】
Ａ−４．受光部Ｄ１〜Ｄ３について
各受光部における第２の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも小さくなっている。これは、フレア光Ｆ８の照射対象物が転写ベルト２０４０から矩形パターンに代わったためである。また、矩形パターンの反射率は、光の入射角が変化してもほとんど変化しない。そこで、（１）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ｃ）を求める。（２）各受光部（Ｄ１〜Ｄ３）における、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量に比率Ｃを乗じる。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１〜Ｄ３）の第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｄとする）である。（３）各受光部（Ｄ１〜Ｄ３）の第２の検出受光量から受光量ｄを差し引く。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１〜Ｄ３）の第２の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１４３】
このようにして、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）が矩形パターンを照明する場合の各受光部における第２の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図３７に示されている。
【０１４４】
なお、この場合に、一例として図３８〜図４０に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）が個別に照明するように、３つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ３）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１４５】
また、上記実施形態において、トナー濃度検出処理を行う際に、プリンタ制御装置２０９０は、更に走査制御装置に対して、検出用光Ｓ１０による光スポットと２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）による光スポットとがトナーパターンを照明するような大きさ及び位置のトナーパターンの作成を指示しても良い。
【０１４６】
この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図４１に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）は矩形パターンを照明し、２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０を照明する。そして、一例として図４２に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射し、２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０の表面で正反射する。各検出センサの処理装置は、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９）が矩形パターンを照明する場合と同様にして、各受光部における受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離することができる。検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）が矩形パターンを照明する場合の各受光部における受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図４３に示されている。
【０１４７】
また、このときに、一例として図４４〜図４６に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ１１、Ｆ１２）が個別に照明するように、３つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ３）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１４８】
また、上記実施形態において、トナー濃度検出処理を行う際に、プリンタ制御装置２０９０は、更に走査制御装置に対して、検出用光Ｓ１０による光スポットと２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）による光スポットとがトナーパターンを照明するような大きさ及び位置のトナーパターンの作成を指示しても良い。
【０１４９】
この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図４７に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）は矩形パターンを照明し、２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０を照明する。そして、一例として図４８に示されるように、検出用光Ｓ１０及び２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射し、２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）以外のフレア光は、いずれも転写ベルト２０４０の表面で正反射する。
【０１５０】
各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、それぞれ不図示のメモリに格納する。ここで得られた各受光部における受光量が、一例として図４９に示されている。なお、以下では、便宜上、ここで得られた受光量を「第３の検出受光量」ともいう。
【０１５１】
Ｂ．各検出センサの処理装置は、受光部毎に、第３の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１５２】
Ｂ−１．受光部Ｄ９〜Ｄ１１について
各受光部における第３の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、第３の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第３の検出受光量から第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第３の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１５３】
Ｂ−２．受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６について
各受光部における第３の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。そこで、各受光部における第３の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
【０１５４】
Ｂ−３．受光部Ｄ１〜Ｄ３、受光部Ｄ５〜Ｄ７、受光部Ｄ１７〜Ｄ１９について
各受光部における第３の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、第３の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第３の検出受光量から第１の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第３の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１５５】
Ｂ−４．受光部Ｄ１３〜Ｄ１５について
各受光部における第３の検出受光量は、いずれも第１の検出受光量よりも小さくなっている。これは、フレア光Ｆ９の照射対象物が転写ベルト２０４０から矩形パターンに代わったためである。また、矩形パターンの反射率は、光の入射角が変化してもほとんど変化しない。そこで、（１）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ｃ）を求める。（２）各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５）における、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量に比率Ｃを乗じる。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５）の第３の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｅとする）である。（３）各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５）の第３の検出受光量から受光量ｅを差し引く。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５）の第３の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１５６】
このようにして、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）が矩形パターンを照明する場合の各受光部における第３の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図５０に示されている。
【０１５７】
なお、この場合に、一例として図５１〜図５３に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０と２つのフレア光（Ｆ９、Ｆ１１）が個別に照明するように、３つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ３）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１５８】
また、トナー濃度検出処理を行う際に、プリンタ制御装置２０９０は、更に走査制御装置に対して、検出用光Ｓ１０による光スポットと４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）による光スポットとがトナーパターンを照明するような大きさ及び位置のトナーパターンの作成を指示しても良い。
【０１５９】
この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、一例として図５４に示されるように、検出用光Ｓ１０及び４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）は矩形パターンを照明する。そして、一例として図５５に示されるように、検出用光Ｓ１０及び４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）は矩形パターンの表面で正反射及び拡散反射する。
【０１６０】
各検出センサの処理装置は、各受光部の出力信号に基づいて、各受光部の受光量を個別に求め、それぞれ不図示のメモリに格納する。ここで得られた各受光部における受光量が、一例として図５６に示されている。なお、以下では、便宜上、ここで得られた受光量を「第４の検出受光量」ともいう。
【０１６１】
Ｃ．各検出センサの処理装置は、受光部毎に、第４の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１６２】
Ｃ−１．受光部Ｄ９〜Ｄ１１について
各受光部における第４の検出受光量は、いずれも第２の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８及びフレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で受光されているためである。すなわち、各受光部において、第４の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第４の検出受光量から第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第４の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１６３】
Ｃ−２．受光部Ｄ４、受光部Ｄ８、受光部Ｄ１２、及び受光部Ｄ１６について
各受光部における第４の検出受光量は、いずれも第２の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８及びフレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で更に受光されているためである。そこで、各受光部における第４の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
【０１６４】
Ｃ−３．受光部Ｄ１〜Ｄ３、受光部Ｄ５〜Ｄ７について
各受光部における第４の検出受光量は、いずれも第２の検出受光量よりも大きくなっている。これは、フレア光Ｆ８及びフレア光Ｆ９の拡散反射光が各受光部で更に受光されているためである。すなわち、各受光部において、第４の検出受光量に含まれる正反射光による受光量は、第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量と同じである。そこで、各受光部において、第４の検出受光量から第２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量を差し引くことにより、第４の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量をそれぞれ求めることができる。
【０１６５】
Ｃ−４．受光部Ｄ１３〜Ｄ１５、受光部Ｄ１７〜Ｄ１９について
各受光部における第４の検出受光量は、いずれも第２の検出受光量よりも小さくなっている。これは、フレア光Ｆ８及びフレア光Ｆ９の照射対象物が転写ベルト２０４０から矩形パターンに代わったためである。また、矩形パターンの反射率は、光の入射角が変化してもほとんど変化しない。そこで、（１）受光部Ｄ１０の第２の基準受光量を受光部Ｄ１０の第１の基準受光量で除した値（比率Ｃ）を求める。（２）各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５、Ｄ１７〜Ｄ１９）における、第２の基準受光量に含まれる正反射光による受光量に比率Ｃを乗じる。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５、Ｄ１７〜Ｄ１９）の第４の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｆとする）である。（３）各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５、Ｄ１７〜Ｄ１９）の第４の検出受光量から受光量ｆを差し引く。ここで得られた値が、各受光部（Ｄ１３〜Ｄ１５、Ｄ１７〜Ｄ１９）の第４の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１６６】
このようにして、検出用光Ｓ１０と４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）が矩形パターンを照明する場合の各受光部における第４の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離した結果が、図５７に示されている。
【０１６７】
なお、この場合に、一例として図５８〜図６０に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ１０と４つのフレア光（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２）が個別に照明するように、５つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ５）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を更に削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１６８】
また、上記実施形態において、一例として図６１に示されるように、前記１９個の照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１９）に代えて、前記１９個の照明用集光レンズが一体化された照明用集光レンズＬＥＡを用いても良い。この場合は、照明用集光レンズを検出センサに組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、レンズ面間の配置精度を高めることができる。なお、ここでは、照明用光学系ＬＥＡは、入射面のみに集光パワーを有しているが、勿論、射出面も集光パワーを有していても良い。各レンズ面は、フォトリソグラフィやナノインプリントなどの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成することができる。
【０１６９】
また、上記実施形態において、一例として図６２及び図６３に示されるように、各検出センサが、それぞれ、１９個の受光部に個別に対応する１９個の受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１９）を有していても良い。各受光用集光レンズには、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。これにより、反射光は受光用集光レンズにより集光性を高められて対応する受光部で受光される。なお、この場合に、一例として図６４に示されるように、上記１９個の受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１９）に代えて、該１９個の受光用集光レンズが一体化された受光用集光レンズＬＤＡを用いても良い。この場合は、受光用集光レンズを検出センサに組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、レンズ面間の配置精度を高めることができる。なお、ここでは、受光用集光レンズＬＤＡは、射出面のみに集光パワーを有しているが、勿論、入射面も集光パワーを有していても良い。
【０１７０】
また、上記実施形態において、一例として図６５に示されるように、感光体ドラム表面における光スポットの位置ずれを検出するための位置検出用パターン（例えば、特開２００８−２７６０１０号公報、特開２００５−２３８５８４号公報参照）を、各トナーパターンの前方に形成しても良い。この場合には、位置検出用パターンから、Ｙ軸方向に関するトナーパターンの位置を求めることができる。
【０１７１】
また、上記実施形態において、一例として図６６に示されるように、ＴＰ１〜ＴＰ４を転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に配置しても良い。この場合には、トナー濃度検出器２２４５は、１つの検出センサを有していれば良い。
【０１７２】
また、上記実施形態において、各検出センサの処理装置での処理の少なくとも一部を、プリンタ制御装置２０９０が行っても良い。
【０１７３】
また、上記実施形態では、トナー濃度検出処理を行う際に、検出受光量を求めるのに先立って、第１の基準受光量及び第２の基準受光量を求める場合について説明したが、これに限らず、例えば、電源投入時や、待機状態の時に第１の基準受光量及び第２の基準受光量の少なくとも一方を、予め求めておき、不図示のメモリに保存しておいても良い。この場合は、トナー濃度検出処理に要する時間を短縮することができる。
【０１７４】
また、上記実施形態では、トナー濃度検出処理を行う際に、発光部Ｅ１０が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。トナーパターンの位置に応じて、適切な発光部を選択しても良い。
【０１７５】
また、上記実施形態では、検出センサが１９個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに３つ以上の発光部を有していれば良い。
【０１７６】
また、上記実施形態では、１９個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１９）が、Ｙ軸方向に沿って一列に配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。また、Ｙ軸方向に対して傾斜した方向に沿って配置されていても良い。また、Ｙ軸方向に沿った複数列のいわゆる千鳥配置されていても良い。要するにＹ軸方向に関して等間隔に配置されていれば良い。
【０１７７】
また、上記実施形態では、発光部の数と受光部の数とが同じ場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１７８】
また、上記実施形態では、転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像形成装置の形態によっては、感光体や中間転写ベルト上のトナーパターンを検出しても良い。
【０１７９】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、例えば１つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するプリンタにも適用することができる。
【０１８０】
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
以上説明したように、本発明のトナー濃度検出センサ及びトナー濃度検出方法によれば、検出用パターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持するのに適している。
【符号の説明】
【０１８２】
２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３３ａ〜２０３３ｄ…現像ローラ（現像装置の一部）、２０３４ａ〜２０３４ｄ…トナーカートリッジ（現像装置の一部）、２０４０…転写ベルト（媒体）、２０４２…転写ローラ（転写装置の一部）、２０９０…プリンタ制御装置（制御装置）、２２４５…トナー濃度検出器（トナー濃度検出センサ）、Ｄ１〜Ｄ１９…受光部、Ｅ１〜Ｅ１９…発光部、Ｆ８…フレア光、Ｆ９…フレア光、Ｆ１１…フレア光、Ｆ１２…フレア光、ＬＤ１〜ＬＤ１９…受光用集光レンズ（受光前光学系）、ＬＥ１〜ＬＥ１９…照明用集光レンズ（射出光学系）、Ｓ１０…検出用光、ＴＰ１〜ＴＰ４…トナーパターン（検出用パターン）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８３】
【特許文献１】特開平１−３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６１２号公報
【特許文献４】特許第４１５４２７２号公報
【特許文献５】特許第４１１００２７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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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