(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
上記像担持体に対して画像情報に基づいて変調された光束を走査して潜像を形成する光走査装置と、
上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、
上記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、を有する画像形成装置において、
所定の副方向に移動する移動体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
上記移動体上における上記テストパターンを光学的に検知する反射型光学センサと、
上記反射型光学センサの検知結果に基づき上記光走査装置を制御する走査制御手段と、
上記反射型光学センサを制御し、上記反射型光学センサの出力に対して所定の演算処理を行う位置検知制御手段と、を有し、
上記反射型光学センサは、
Ｎ（≧３）個の発光部が、上記移動体表面に平行で上記副方向に直交する主方向へ所定のピッチ：Ｐで等間隔に配列され、各発光部からの光を上記移動体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｎ（≧３）個の受光部が上記主方向に、上記Ｎ個の発光部と対応して該発光部と同ピッチで等間隔に配列された受光系とを備え、上記照射系から射出して上記移動体もしくは上記テストパターン、または上記移動体およびテストパターンにより反射された光を上記受光系で受光する構成であり、
上記テストパターン形成手段は、主方向の大きさが、上記移動体上に照射される１個の光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと、上記発光部のピッチ：Ｐとの和：ＳＤ＋Ｐよりも大きいトナーマークにより上記テストパターンを形成するものであり、
上記位置検知制御手段は、テストパターン検知の際に、
上記テストパターンの主方向の位置を認識するテストパターン位置認識工程と、
上記テストパターン位置認識工程での結果に基づいて上記照射系の動作を決定する照射系動作決定工程と、
上記照射系動作決定工程での結果に基づいて上記受光系の動作を決定する受光系動作決定工程と、
上記照射系から射出され、上記移動体もしくは上記テストパターン、または上記移動体および上記テストパターンにより反射された光を、上記受光系で受光した受光部出力を取得する反射光取得工程と、
上記受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割して得られる分割出力のいずれかに基づき、トナー位置を演算的に求めるトナー位置演算工程と、を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段が行う上記テストパターン位置認識工程で、最後にテストパターンを検知したときの情報を基に、テストパターンの位置を推定し、該推定された位置を上記テストパターン位置認識工程での結果とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記テストパターン形成手段が、トナー位置の検出の際に、上記移動体上のテストパターンの移動方向下流側に、テストパターン位置認識用マークを形成し、
上記位置検知制御手段が行う上記テストパターン位置認識工程で、上記照射系からの光で上記テストパターン位置認識用マークを照射し、このときの上記受光部の出力に基づき、テストパターンの位置を推定し、該推定された位置を上記テストパターン位置認識工程での結果とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段が行う上記テストパターン位置認識工程で、上記移動体上のテストパターンを構成する複数のトナーマークのうちテストパターンの移動方向における最も下流側のトナーマークを上記照射系からの光で照射し、このときの上記受光部の出力に基づき、テストパターンの位置を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段が行う上記照射系動作決定工程で、上記反射型光学センサの上記照射系において発光させる発光部と、該発光させる発光部の、発光パターンと発光モードのうち少なくとも一方とを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段が行う上記受光系動作決定工程で、上記受光系のうちの受光部出力を取得する受光部と、受光部出力の取得タイミングの少なくとも一方を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２または３記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段が、上記反射光取得工程と上記トナー位置演算工程との間に、上記テストパターン位置認識工程で推定されたテストパターンの位置の正否を判定するテストパターン位置正否判定工程を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項３または７記載の画像形成装置において、
上記テストパターン位置認識用マークの主方向の大きさが、テストパターンの主方向の大きさよりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
上記テストパターン形成手段は、主方向の大きさが、上記移動体上に照射される１個の光スポットの主方向の大きさＳＤと、上記発光部のピッチ：Ｐの２倍との和：ＳＤ＋２Ｐよりも大きいトナーマークによりテストパターンを形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
上記反射型光学センサが上記移動体上に形成する光スポットの主方向の大きさＳＤが、上記発光部のピッチ：Ｐと同程度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
上記位置検知制御手段は、上記トナー位置演算工程で得られた上記トナーマーク位置間の時間を求め、該時間と所定の基準時間とを比較して時間差がある場合には該時間差に基づいて位置ずれ量を求め、
上記走査制御手段は、上記位置ずれ量に基づいて、上記光走査装置を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
トナー画像が、上記像担持体から中間転写体を介してシート状記録媒体に転写され、上記中間転写ベルトを上記移動体としてテストパターンが形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像形成装置において、
複数の像担持体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置により形成される画像はトナー画像であるが、よく知られたように、記録媒体上に適正なトナー画像を得るには、トナー画像の位置を正確に把握する必要がある。
例えば、光導電性の感光体上に形成されたトナー画像を記録媒体である紙上に転写・定着して画像形成する場合、感光体上のトナー画像は紙上の所望の位置に正しく転写される必要がある。
このような適正位置への転写は、感光体上におけるトナー画像の転写されるべき紙に対する位置が適正に把握されていなければ実現できない。
また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像やカラー画像を形成する場合においては、色の異なるトナー画像ごとに位置を把握して適正な重ね合わせを行わねばならない。
重ね合わせられるトナー画像相互の位置関係を適切に調整できないと、画像書き出し側が相互にずれてしまうレジストずれ、画像の長さの誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが各色トナー画像間で相対的にずれることによる色ずれなど、様々な異常画像を生じる原因となる。
【０００３】
トナー画像の位置を適正に制御するため、従来からトナー位置検知用のテストパターンを形成し、これに光を照射して反射光を検知し、検知量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、トナー位置を求めることが行われている。
テストパターンのトナー位置の検知に用いられる反射型光学センサは、従来から種々のタイプのものが提案されている。例えば、特許文献１には、正反射光検知方式或いは拡散反射光検知方式の反射型光学センサが開示されている。これは、LDやLEDからなる１つの光源と、検知方式に応じて光源との配置関係や受光部の構成が変更される受光センサとから構成されている。
【０００４】
このタイプの反射型光学センサではテストパターンを照射する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常である。一方、形成されるテストパターンの大きさは、そのテストパターンの移動方向（例えば中間転写ベルトの移動方向；副方向）に直交する方向（主方向）に一般に１５ｍｍ以上ある。
例えば、特許文献２には、主方向の長さが２０ｍｍ、主方向に直交する副方向（テストパターンの移動方向）の幅が１ｍｍのライン状のトナーマーク（以下、「パッチ」ともいう）が複数配置されたテストパターンが開示されている。
テストパターンの主方向の大きさを光スポットの同方向の大きさより大きくし、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差（光スポットの主方向の照射位置誤差（反射型光学センサの取り付け誤差や、発光部の取り付け誤差による光の照射方向ずれなどによって発生）や、パッチの主方向の位置誤差（パッチ形成位置ずれや、感光体や中間転写ベルトの蛇行などによって発生））があっても、光スポットによりテストパターンを適正に照射することを意図したものである。
【０００５】
テストパターンを形成するトナーは、本来の画像形成に寄与しない不寄与トナーとして消費される。このため、テストパターンの面積が大きくなれば、それに比例して不寄与トナーの消費量も大きくなる。
したがって、テストパターンの面積を小さくすることは、トナー消費の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。
不寄与トナーの消費量を低減するためには、テストパターンを構成する各トナーマークの面積を小さくすればよいが、上記のように、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差があっても光スポットによりテストパターンを適正に照射できるように、トナーマークの主方向の大きさを光スポットより大きくする必要があるため、トナーマークを小さくすることには限度がある。
換言すれば、光スポットとの位置誤差に対する余裕度を持たせるという考え方がトナーマークの小面積化を阻害しているといえる。
【０００６】
本出願人は先に、３個以上の発光部と３個以上の受光部を有する反射型光学センサを用い、従来のものよりも小さいテストパターンに対してトナー位置検知を行うことを提案した（特許文献３）。
これは、光スポットを小さくしてテストパターンを複数の受光部で捕らえ、各受光部の出力状態から正確な位置を演算的に割り出すという技術思想に基づいており、テストパターンの移動方向に直交する方向に直列的に並んだ光スポットの列を通過させることにより、突発的な位置ずれがあってもテストパターンを確実に補足することができ、各受光部出力間の出力変化で判断するため小さなテストパターンでも感度良く位置検知できるものである。
【０００７】
特許文献３には、具体的な例として、光スポットの大きさを直径：２ｍｍ、発光部の主方向の配列ピッチを３ｍｍ、隣接する光スポットの間隔を１ｍｍ、ライン状のトナーマークの主方向の大きさを１ｍｍより若干大きい大きさとする場合が開示されており、特許文献２記載の場合に比してテストパターンの大きさを極めて小さくすることができる。
多数の発光部と受光部とのアレイ化構成により、従来のセンサ構成に比べてコスト増となるが、長期的にはテストパターンを極めて小さくすることができることによる不寄与トナー消費低減の経済的メリットが大きく、ランニングコストにおいてその優位性を十分に享受できるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３の方式の場合、テストパターンの主方向の大きさが光スポットよりも小さいため、ライン状のトナーマークが隣接する光スポット間にある場合、ライン状のトナーマークが照射される面積が小さいため、トナー位置検知に利用される光の利用効率が小さくなり、トナー位置検知の精度を高めることが難しい。
【０００９】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、３個以上の発光部と受光部とを有する反射型光学センサを用いてテストパターンを検知する方式において、トナーマークを小さくして不寄与トナーの消費量を抑制しつつ、光スポットに対するテストパターンの位置に拘わらずトナー位置検知の高精度化を維持でき、センサ数を多くしたことによる検知エネルギの無駄を解消できる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体と、上記像担持体に対して画像情報に基づいて変調された光束を走査して潜像を形成する光走査装置と、上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、上記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、を有する画像形成装置において、所定の副方向に移動する移動体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、上記移動体上における上記テストパターンを光学的に検知する反射型光学センサと、上記反射型光学センサの検知結果に基づき上記光走査装置を制御する走査制御手段と、上記反射型光学センサを制御し、上記反射型光学センサの出力に対して所定の演算処理を行う位置検知制御手段と、を有し、上記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、上記移動体表面に平行で上記副方向に直交する主方向へ所定のピッチ：Ｐで等間隔に配列され、各発光部からの光を上記移動体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｎ（≧３）個の受光部が上記主方向に、上記Ｎ個の発光部と対応して該発光部と同ピッチで等間隔に配列された受光系とを備え、上記照射系から射出して上記移動体もしくは上記テストパターン、または上記移動体およびテストパターンにより反射された光を上記受光系で受光する構成であり、上記テストパターン形成手段は、主方向の大きさが、上記移動体上に照射される１個の光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと、上記発光部のピッチ：Ｐとの和：ＳＤ＋Ｐよりも大きいトナーマークにより上記テストパターンを形成するものであり、上記位置検知制御手段は、テストパターン検知の際に、上記テストパターンの主方向の位置を認識するテストパターン位置認識工程と、上記テストパターン位置認識工程での結果に基づいて上記照射系の動作を決定する照射系動作決定工程と、上記照射系動作決定工程での結果に基づいて上記受光系の動作を決定する受光系動作決定工程と、上記照射系から射出され、上記移動体もしくは上記テストパターン、または上記移動体および上記テストパターンにより反射された光を、上記受光系で受光した受光部出力を取得する反射光取得工程と、上記受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割して得られる分割出力のいずれかに基づき、トナー位置を演算的に求めるトナー位置演算工程と、を実行することを特徴とする。
【００１１】
トナー画像は、記録紙等のシート状記録媒体に転写される。トナー画像のシート状記録媒体への転写は、感光体上から直接にシート状記録媒体上に転写する直接転写方式であることもできるし、感光体上のトナー画像を一旦中間転写ベルト上に転写し、この中間転写ベルト上からシート状記録媒体へ転写する中間転写方式であることもできる。
テストパターン形成手段は、移動体上にトナーによるテストパターンを形成する手段である。
移動体は、トナーによるテストパターンを支持できる部材であり、具体的には上記像担持体（感光体）または中間転写ベルトもしくは記録媒体である。
感光体を移動体とする場合、テストパターンは感光体の帯電と露光とによりテストパターンに対応する静電潜像が形成され、この静電潜像が現像されてトナーによるテストパターンとなる。
従って、この場合テストパターン形成手段は、感光体を帯電する帯電手段と、テストパターンに応じた露光を行ってテストパターンに対応する静電潜像を形成する手段と、静電潜像を可視化する現像手段と、により構成される。
【００１２】
中間転写ベルトを移動体とする場合には、テストパターンは、感光体にテストパターンに対応する静電潜像が形成され、ついで現像によりトナーにより可視化され、可視化されたパターンが直接転写ベルトあるいは中間転写ベルト上に転写されてテストパターンとなる。
従って、この場合には、感光体を帯電する帯電手段、テストパターンに応じた露光を行ってテストパターンに対応する静電潜像を形成する手段、静電潜像を可視化する現像手段ととともに、可視化されたパターンを直接転写ベルトもしくは中間転写ベルトに転写する手段が、テストパターン形成手段を構成する。
【００１３】
反射型光学センサは、移動体上に形成されて所定の副方向へ移動するテストパターンにおけるトナー位置を光学的に検知するためのセンサである。
副方向は、テストパターンを形成された移動体の表面が移動する方向であり、移動体表面上で副方向に直交する方向を主方向と言う。
走査制御手段は、位置検知制御手段の演算処理結果に基づいて光走査装置を制御し、書き込み開始タイミングを制御する手段である。
位置検知制御手段は、トナー位置検知のために反射型光学センサを制御（検知動作制御）し、反射型光学センサの出力に対して所定の演算処理（正反射・拡散反射分離、トナーマーク間の時間差検出）を行う手段である。
照射系動作決定工程では、どの発光部（ＬＥＤ）を使うかが決定され、受光系動作決定工程では、その受光部（ＰＤ）を使うかが決定される。
走査制御手段や位置検知制御手段は、具体的にはマイクロコンピュータやＣＰＵとして実現できるが、これら制御手段は各々の制御内容を共通のマイクロコンピュータに組込んで構成することも、互いに別個に構成することもできる。
また、これら走査制御手段、位置検知制御手段の一方もしくは双方を、画像形成装置を統括的に制御する制御手段に組込んでも良い。
【００１４】
テストパターンは、１以上のトナーマークにより構成されるが、その主方向の大きさが、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと発光部のピッチ：Ｐの和よりも大きいので、トナーマークに照射される光スポットはトナーマークを確実に照射できる。このため、トナーマーク検出の際の光の利用効率が高く、高精度のトナー位置検知が可能となる。
なお、発光部からの光は、移動体表面上に光スポットとして照射されるので、発光部からの光束は指向性を持っている。例えば、光スポット用の光源としてＬＥＤを用いる場合であれば、個々のＬＥＤの光放射面（発光源）にマイクロレンズを一体に形成したものを１単位の発光部とすることができる。あるいは、個々のＬＥＤに対し、ＬＥＤとは別体のマイクロレンズを組み合わせ、ＬＥＤアレイとマイクロレンズアレイとにより発光部のアレイを構成しても良い。
なお、受光部の光電変換素子にはフォトダイオード（ＰＤ）を用いることが、移動体やトナーマークからの反射光を有効に光源変換部へ入射させるためのマイクロレンズアレイをＰＤアレイと組み合わせて受光部のアレイを構成することが好ましい。
【００１５】
上記発光部・受光部の配列数：Ｎは、上記の如く３以上であることが必須であるが、上限は、反射型光学センサによる主方向の検出範囲に応じて適宜定めることができる。
後述する実施の形態のように主方向の検出範囲が比較的小さい場合の実施形態での例のように「Ｎ＝１１」は好適な例の１つであり、「５≦Ｎ≦５０」は後述の実施形態に類似する形態の場合に実際的な範囲である。
【００１６】
請求項１記載の画像形成装置において、位置検知制御手段が行うテストパターン位置認識工程では最後にテストパターンを検知したときの情報を基に、テストパターンの位置を推定することができる（請求項２）。
最後にテストパターンを検知したときの情報は、前回の画像形成プロセスが行われたときの、テストパターンを検知したときの情報であり、このような情報を利用することにより特別なトナーマークを形成する必要がなくなる。
【００１７】
請求項１記載の画像形成装置は、トナー位置の検出の際に、テストパターン形成手段が移動体上のテストパターンの移動方向下流側に、テストパターン位置認識用パッチを形成し、位置検知制御手段が行うテストパターン位置認識工程で照射系からの光で上テストパターン位置認識用マークを照射し、このときの受光部の出力に基づき、テストパターンの位置を推定することができる（請求項３）。
【００１８】
請求項１記載の画像形成装置は、位置検知制御手段が行うテストパターン位置認識工程では移動体上のテストパターンの最も上流側のトナーマークを照射系からの光で照射し、このときの受光部の出力に基づき、テストパターンの位置を決定することができる（請求項４）。
【００１９】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置においては、位置検知制御手段が行う照射系動作決定工程で、反射型光学センサの照射系において発光させる発光部と、この発光部の発光パターンと発光モードの少なくとも一方を決定することができる（請求項５）。なお、前述のように発光部はＬＥＤ等の発光源とマイクロレンズとにより構成されるので、上記発光させる発光部は、発光させる発光源の意味であるが、混同の恐れは無いと思われるので、上記意味として発光部を発光させる等とも言う。
【００２０】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置においては、位置検知制御手段が行う受光系動作決定工程で、受光系のうちで受光部出力を取得する受光部と、受光部出力の取得タイミングの少なくとも一方を決定することができる（請求項６）。
【００２１】
請求項２または３記載の画像形成装置では、位置検知制御手段が反射光取得工程とトナー位置演算工程との間に、テストパターン位置認識工程で推定されたテストパターンの位置の正否を判定するテストパターン位置正否判定工程を有することができる（請求項７）。
【００２２】
請求項３または７記載の画像形成装置においては、テストパターン位置認識用マークの主方向の大きさが、テストパターンの主方向の大きさよりも小さいことが好ましい（請求項８）。
【００２３】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置におけるテストパターン形成手段は、主方向の大きさが、移動体上に照射される１個の光スポットの主方向の大きさＳＤと、発光部のピッチ：Ｐの２倍との和：ＳＤ＋２Ｐよりも大きいトナーマークによりテストパターンを形成するものであることが好ましい（請求項９）。
【００２４】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置において、反射型光学センサが移動体上に形成する光スポットの主方向の大きさ：ＳＤは発光部のピッチ：Ｐと同程度であることが好ましい（請求項１０）。このようにすると、主方向において隣接する光スポットが相互に分離しないので、トナーマークに対する光照射がより確実になり、トナー位置検知の精度を高めることができる。
【００２５】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像形成装置は、位置検知制御手段により求められたトナーマーク間の位置ずれ量に基づいて、走査制御手段により光走査装置を制御して書き込み開始位置を制御し、位置ずれを補正する（請求項１１）。
【００２６】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像形成装置は、トナー画像が、感光体上から、中間転写ベルトを介してシート状記録媒体に転写され、中間転写ベルトを移動体としてテストパターンが形成されるものであることができる（請求項１２）。
請求項１３記載の画像形成装置は、複数の感光体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像を形成するタンデム方式の画像形成装置であることができる。複数の感光体に形成されたトナー画像は、共通の中間転写ベルト上に重ね合わせて転写されて多色画像（カラー画像を含む）を構成し、共通のシート状記録媒体に転写・定着される。
【００２７】
本発明によれば、反射型光学センサの照射系により形成される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと発光部のピッチ：Ｐに対して、主方向の大きさが「ＳＤ＋Ｐ」もしくは「ＳＤ＋２Ｐ」より大きいトナーマークによるテストパターンが形成されるので、主方向におけるトナーマークの大きさを小さくすれば、それに応じてピッチ：Ｐや光スポットの大きさ：ＳＤが小さくなり、トナーマークを小さくして不寄与トナーの消費量を軽減させつつ、トナー位置検知の精度を向上させることができる。
また、テストパターンの位置認識工程の結果に基づいて照射系及び受光系の動作を決定するなどの工程を経るため、エネルギ消費が少なく、効率のよいトナー位置検知を実現できる。
従って、画像形成プロセスをより精緻に制御して良好な画像形成を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】対向走査型の光走査装置の概要平面図である。
【図３】光走査装置の一方の副走査断面における構成図である。
【図４】光走査装置の他方の副走査断面における構成図である。
【図５】光走査装置の全体の副走査断面における構成図である。
【図６】中間転写ベルト上のテストパターンと反射型光学センサとの位置関係を示す平面図である。
【図７】反射型光学センサの検知構成を示す副走査断面における図である。
【図８】反射型光学センサにおける照射系と受光系との関係を示す平面図である。
【図９】反射型光学センサの構成図で、（ａ）は副方向から見た照射系の構成図、（ｂ）は照射系と受光系と光スポット列との関係を示す平面図である。
【図１０】装置の制御ブロック図である。
【図１１】画像プロセス制御のフローチャートである。
【図１２】トナー濃度検知工程を示すフローチャートである。
【図１３】トナーパターンが光スポット列を通過する状態と、特定の受光部における出力状態を示す図である。
【図１４】トナーパターンが光スポット列を通過する状態と、特定の受光部における出力状態を示す図である。
【図１５】主方向の長さが大きいトナーパターンが光スポット列を通過する状態を示す平面図である。
【図１６】図１５のトナーパターンでの特定の受光部における出力状態を示す図である。
【図１７】中間転写ベルト上をトナーパターンが進行する様子を示す平面図である。
【図１８】図１７のトナーパターン通過時の発光タイミングと受光部出力の取得タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図１９】タイミングを変更したタイミングチャートである。
【図２０】タイミングを変更したタイミングチャートである。
【図２１】タイミングを変更したタイミングチャートである。
【図２２】タイミングを変更したタイミングチャートである。
【図２３】タイミングを変更したタイミングチャートである。
【図２４】トナーパターンが光スポット位置を通過するときの時刻を示す図である
【図２５】受光部の出力プロファイルを示す図である。
【図２６】トナー位置検知を説明するための図で、反射型光学センサとトナーパターンとの位置関係を示す平面図である。
【図２７】反射型光学センサによるトナーパターンの検出状態を示す図である。
【図２８】反射型光学センサによるトナーの位置検知における受光部の出力プロファイルを示す図である。
【図２９】トナー濃度検知を説明するための図で、反射型光学センサとトナーパターンとの位置関係を示す平面図である。
【図３０】反射型光学センサによるトナーパターン全体の検出時の出力状態を示す図である。
【図３１】反射型光学センサによる特定のトナーパターンの濃度検知状態を示す図である。
【図３２】反射型光学センサによる特定のトナーパターンの濃度検知状態を示す図である。
【図３３】反射型光学センサによる特定のトナーパターンの濃度検知状態を示す図である。
【図３４】反射型光学センサによる特定のトナーパターンの濃度検知状態を示す図である。
【図３５】反射型光学センサによる特定のトナーパターンの濃度検知状態を示す図である。
【図３６】反射型光学センサによるトナーパターンの検出に係る正反射寄与分の和と拡散反射寄与分の和を示すグラフである。
【図３７】図３６で示した拡散反射寄与分の和に対する正反射寄与分の和の割合を示すグラフである。
【図３８】正反射寄与分を基準値で規格化した相対正反射率と、図３７に示した値を基準値で規格化した値とを示すグラフである。
【図３９】テストパターンの位置認識用パッチを示す平面図である。
【図４０】中間転写ベルト上にテストパターンが存在する場合としない場合のスポット光の反射状態を示す図である。
【図４１】テストパターンの位置認識用パッチの検知状態とそのときの受光部出力を示す図である。
【図４２】テストパターンの検知状態とそのときの受光部出力を示す図である。
【図４３】テストパターンの主方向の大きさを検知する原理を示す図である。
【図４４】中間転写ベルト上のテストパターンの変形例を示す平面図である。
【図４５】図４４で示したテストパターンの位置検知用のパッチと反射型光学センサとの位置関係を示す平面図である。
【図４６】図４５で示したパッチ通過時の発光タイミングと受光部出力の取得タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
先ず、本実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略を、図１を参照して説明する。
カラープリンタ２０００は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー画像を重ね合わせてフルカラー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る。
カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、像担持体としての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、中間転写体としての中間転写ベルト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、センサ装置２４４５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。プリンタ制御装置２０９０は走査制御手段、画像形成プロセス制御手段及び位置検知制御手段としても機能する。
【００３０】
以下において、図１に示すように、ＸＹＺの３次元直交座標系を想定し、各感光体ドラムの長手方向（軸方向）に沿った方向をＹ方向（図１の図面に直交する方向）、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ方向として説明する。
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。
ドラム状に形成された光導電性の感光体である感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは何れも、表面に感光層が形成され、その表面が光走査装置２０１０による光走査の被走査面となっている。感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは、図示されない回転駆動機構により、図１の面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００３１】
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、感光体ドラム２０３０ａを取り囲むように配置されている。
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、ブラック画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
感光体ドラム２０３０ｂと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｂを取り囲むように配置された、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、シアン画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
感光体ドラム２０３０ｃと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｃを取り囲むように配置された、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、マゼンタ画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
感光体ドラム２０３０ｄと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｄを取り囲むように配置された、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、イエロー画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００３２】
帯電装置２０３２ａ〜２０３２ｄは、対応する感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面をそれぞれ均一に帯電させ、光走査装置２０１０とともに静電潜像形成手段を構成する。
光走査装置２０１０は、前記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）に基づき、色画像情報毎に変調された光束により、対応する感光体ドラムの表面を、Ｙ方向に光走査する。
これにより、各感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄにそれぞれ、各色画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの側に移動する。
光走査装置２０１０についての詳細は後述する。
【００３３】
現像ローラ２０３３ａ〜２０３３ｄが回転し、対応するトナーカートリッジからの各色トナーが表面に薄く均一に塗布される。
各現像ローラ表面に塗布されたトナーは、対応する感光体ドラム表面に形成されている静電潜像をネガ現像し、トナー画像として可視化する。
感光体ドラムごとに形成された互いに色の異なるトナー画像は、感光体ドラムの回転に伴って移動する。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像は、感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄから、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０上に順次転写され、互いに重ね合わされてカラー画像を形成する。
本実施形態においては、中間転写ベルト２０４０がテストパターンを形成される移動体であり、中間転写ベルト２０４０の回転に伴いトナー画像の移動する方向が「副方向」であり、副方向に直交する方向（Ｙ方向）が「主方向」である。
【００３４】
給紙トレイ２０６０に格納されたシート状記録媒体としての記録紙は、給紙コロ２０５４により給紙トレイ２０６０から１枚ずつ給紙され、レジストローラ対２０５６により、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間に向けて送られる。転写ローラ２０４２により中間転写ローラ２０４２上のカラー画像が記録紙表面に転写される。
カラー画像を転写された記録紙は、定着ローラ２０５０により熱と圧力を加えられてカラー画像を定着される。カラー画像を定着された記録紙は、排紙ローラ対２０５８を介して排紙トレイ２０７０上に排紙されて順次スタックされる。
トナー画像転写後の各感光体ドラム表面の残留トナーは、クリーニングユニット２０３１ａ〜２０３１ｄにより除去される。
【００３５】
次に、光走査装置２０１０の構成について詳細に説明する。
光走査装置２０１０は、図２〜図５に示すように、光源２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ、カップリングレンズ２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ、開口板２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ、シリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ、ポリゴンミラー２１０４、ｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ、折返しミラー２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、トロイダルレンズ２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、光検知センサ２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ、光検知用ミラー２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ、図示されない走査制御装置（＝走査制御手段；プリンタ制御装置２０９０が兼ねる）などを備えている。
これらは、図５に示すように、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示していない。）の所定位置に組み付けられている。
【００３６】
以下、光走査の主走査方向に対応する方向を主走査対応方向、副走査方向に対応する方向を副走査対応方向と言う。
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からポリゴンミラー２１０４に至る光路上での主走査対応方向をｍ１方向とする。
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からポリゴンミラー２１０４に至る光路上での主走査対応方向をｍ２方向とする。
なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での副走査対応方向は、いずれもＺ方向と同方向である。
【００３７】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ方向に関して離れた位置に配置され、光源２２００ａは光源２２００ｂの「−Ｚ」側に配置され（図３参照）、光源２２００ｄは光源２２００ｃの「−Ｚ」側に配置されている（図４参照）。
カップリングレンズ２２０１ａ〜２２０１ｄは、対応する光源２２００ａ〜２２００ｄから射出した光束の光路上に配置され、入射してくる光束を略平行光束とする。
開口板２２０２ａ〜２２０ｄはそれぞれ、開口部を有し、対応するカップリングレンズ２２０１ａ〜２２０１ｄからの光束を整形する。
シリンドリカルレンズ２２０４ａ〜２２０４ｄはそれぞれ、開口板２２０２ａ〜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副走査対応方向に関して結像する。
【００３８】
ポリゴンミラー２１０４は、偏向反射面を４面持つ４面鏡をＺ方向に２段に重ねた構造を有し、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｄからの光束をそれぞれ偏向し、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂ、２２０４ｃからの光束をそれぞれ偏向するように配置されている。
１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、回転軸の周りに互いに４５度をなしてずれており、回転の位相が４５°ずれ、偏向走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
シリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の「−Ｘ」側において偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ、２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の「＋Ｘ」側において偏向される。
【００３９】
ｆθレンズ２１０５ａ〜２１０５ｄ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２０３０ａ〜２０３０ｄの表面（被走査面）上で光スポットが主走査方向に等速で移動するような光学特性を有する非円弧面形状を有している。
ｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂはポリゴンミラー２１０４の「−Ｘ」側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ、２１０５ｄはポリゴンミラー２１０４の「＋Ｘ」側に配置されている。
図５に示すように、ｆθレンズ２１０５ａと２１０５ｂとはＺ方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡にそれぞれ対向している。ｆθレンズ２１０５ｃと２１０５ｄもＺ方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡にそれぞれ対向している。
【００４０】
シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａ上に光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ａを長手方向（Ｙ方向）に光走査する。
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する副走査方向である。
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で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｂ、折返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｂを長手方向に光走査する。
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する副走査方向である。
【００４１】
シリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｃ、折返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに光スポットを形成し、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を長手方向に光走査する。
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する副走査方向である。
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で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｄ、折返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、折返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｄを長手方向に光走査する。
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する副走査方向である。
【００４２】
個々の感光体ドラムにおいて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が、ここでは有効画像領域とも呼ぶ。
上記各折返しミラーは、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し、感光体ドラムへの光束の入射位置及び入射角が感光体ドラム間相互で等しくなるように、それぞれ配置されている。
また、ｆθレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、ポリゴンミラーの偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査対応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。
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る。
【００４３】
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とによりＫステーションの走査光学系が、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とによりＣステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。
同様に、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とによりＭステーションの走査光学系が、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とによりＹステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。
【００４４】
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。
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。
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。
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。
【００４５】
光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
図示されない走査制御装置は、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決定し、光走査装置２０１０は、決定されたタイミングで各感光体ドラムに対する光走査による画像書き込みを開始する。
以下、静電潜像の形成、現像、トナー画像の転写・定着を経て転写紙の排出に至る工程が実行される。
【００４６】
図６を参照して、テストパターンとテストパターンによるトナー位置検出と、濃度検知との概略を説明する。
図６は、移動体である中間転写ベルト２０４０上にテストパターンが形成された状態を説明図的に平面図として示している。説明図であるので、各部の相対的なサイズは、実際とは異なっている。図６に示す如く、図の下方が副方向であり、中間転写ベルト２０４０の表面は、ベルト回転により副方向へ移動する。
図６における符号２０１Ｌ、２０１ＣＴ、２０１Ｒは、トナー位置検知用のテストパターンを示している。テストパターン２０１Ｌは、中間転写ベルト２０４０の主方向の左端部側の位置検知に用いられ、テストパターン２０１ＣＴは、中間転写ベルト２０４０の主方向の中央部の位置検知に用いられ、テストパターン２０１Ｒは、中間転写ベルト２０４０の主方向の右端部側の位置検知に用いられる。
テストパターン２０１Ｌ等による位置検知については後述する。
【００４７】
図６における符号２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙは、トナー濃度検知用のテストパターンを示している。
テストパターン２０１Ｋはブラックトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンであり、テストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｃはシアントナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｙはイエロートナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンである。
これらテストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは何れもトナー濃度による階調が、副方向に逆行する側へ低濃度から高濃度へ４段階に変化する４個のパッチにより構成される。各パッチは副方向に長い矩形形状である。
【００４８】
テストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは、図の如く、中間転写ベルト２０４０の主方向（図の左右方向）の中央部付近に、副方向へ１列に形成される。
図１に符号２４４５で示したセンサ装置は、図６に示すように３つの反射型光学センサ２４４５ａ、２４４５ｂ、２４４５ｃにより構成されている。
これら３個の反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃのうち、反射型光学センサ２４４５ｂはテストパターン２０１Ｌによる位置検知に用いられ、反射型光学センサ２４４５ｃはテストパターン２０１Ｒによる位置検知に用いられる。
反射型光学センサ２４４５ａはテストパターン２０１による各色トナーのトナー濃度の検出およびテストパターン２０１ＣＴによる位置検知に用いられる。
反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃは、同一構造のものである。
【００４９】
図７〜図９を参照して、反射型光学センサを説明する。同一構造であるので、反射型光学センサ２４４５ａを例にとって説明する。
図７は、反射型光学センサ２４４５ａを主方向から見た状態（副走査断面）を概念的に示している。
反射型光学センサ２４４５ａは、１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１を主方向へ等間隔に配列一体化した発光源アレイ、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を主方向に配列一体化した照射用マイクロレンズアレイ、１１個の光源変換部Ｄ１〜Ｄ１１を主方向へ配列一体化した光電変換部アレイ、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を主方向へ配列一体化した受光用マイクロレンズアレイ及び、図示されない処理装置を有している。
【００５０】
発光源アレイは、例えばＬＥＤアレイであり、１１個の発光源Ｌ１〜Ｌ１１は、主方向に所定のピッチ：Ｐで配列されている。
照射用マイクロレンズアレイは、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで、且つ、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と対応するように配置されている。
光電変換部アレイは、例えばＰＤアレイであり、１１個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１が、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで主方向に配列されている。
受光用マイクロレンズアレイは、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一ピッチで主方向に配列されている。
【００５１】
図８に、反射型光学センサ２４４５ａの、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の対応関係を示す。
発光源の任意の１つを発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズの任意の１つを照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズの任意の１つをＬＤｉ、光電変換部の任意の一つをＤｉとすると、これらにおいてｉ＝１〜１１である。
図９（ａ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して中間転写ベルト２０４０の表面を照射する状態を示している。
図９（ｂ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して、中間転写ベルト２０４０の表面に光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として照射される状態を示している。
【００５２】
中間転写ベルト２０４０により反射された光は、図７に示すように、受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）を介して光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）に入射する。
すなわち、図７〜図９に示すように、発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉ、光電変換部Ｄｉが、ｉ＝１〜１１について、副方向において同位置にあり、これらがピッチ：Ｐで主方向に配列されている。従って、光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）も、主方向にピッチ：Ｐで配列する。
発光源Ｅｉと照射用マイクロレンズＬＥｉは反射型光学センサにおける発光部を構成し、これら発光部の全体が照射系を構成する。また、光電変換部Ｄｉと受光用マイクロレンズＬＤｉは受光部を構成し、これら受光部の全体が受光系を構成している。
受光用マイクロレンズＬＤｉは、対応する光電変換部Ｄｉへの光の集光性を高めて検知精度を高めるのに有効であるが、原理的には省略することも可能である。
【００５３】
図７〜図９に示した反射型光学センサの具体例を説明すると、１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１はＬＥＤであり、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで等間隔に配置されてＬＥＤアレイとなっている。発光源Ｅｉの大きさ（発光面の大きさ）は主・副方向とも０．０４ｍｍであり、中心発光波長は８５０ｎｍである。
照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１は、それぞれ発光源Ｅ１〜Ｅ１１に個別に対応し、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで配列一体化されてマイクロレンズアレイを構成している。
照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）は、対応する発光部Ｅｉよりも受光部側（図７で左方）に配置され、発光部Ｅｉから放射された光束を、中間転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
なお、説明を簡単にするため、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光は、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）のみを通過して集光されて検出用光となり光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として、中間転写ベルト２０４０を照射するものとする。
また、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかで、その表面に照射された光の殆どが正反射する。そして、光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）からの検出用光が中間転写ベルト２０４０に照射されたとき、受光部Ｄ１〜Ｄ１１が、発光源Ｅ１〜Ｅ１１からの検出用光の正反射光のみを受光するようになっている。
【００５４】
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは一体化され、一体化により、これらマイクロレンズアレイ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、またマイクロレンズ間の配置精度を高めることができる。各マイクロレンズのレンズ面は、フォトリソグラフィやモールド成形などの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成できる。
各照射用マイクロレンズ及び各受光用マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、副方向に正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向と副方向のパワーが異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。
【００５５】
各光電変換部ＤｉはＰＤ（フォトダイオード）であり、受光面の大きさは主・副方向とも０．３５ｍｍで、受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。各光電変換部Ｄｉは受光量に応じた光電変換信号を出力する。
発光源Ｅｉの発光波長と、光電変換部Ｄｉのピーク感度波長を略一致させることにより、出力光電変換信号のレベルを最大限に高めることができる。
図７〜ズ９に示した反射型光学センサに用いられている照射用マイクロレンズアレイを構成する１１個の照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）はレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。
同様に、受光用マイクロレンズアレイを構成する１１個の受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）もレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。
【００５６】
しかし、照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉとでは、レンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚は全て異なる。
本実施形態では、照射用マイクロレンズＬＥｉでは、レンズ径：０．４１５ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．４３０ｍｍ、レンズ厚：１．２２９ｍｍであり、受光用マイクロレンズＬＤｉでは、レンズ径：０．７１２ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．３８０ｍｍ、レンズ厚：１．４１９ｍｍである。
図７に示したように、照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、発光源Ｅｉからの検出用光の反射光を、有効に受光部に導くため、発光源Ｅｉの中心を通り発光源Ｅｉに垂直な軸に対して平行に、受光系側へΔｄ＝０．０３５ｍｍずれている。
受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、より多くの反射光を受光するため、対応する光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）の受光面の中心を通り該受光面に垂直な軸に対して平行に照射系側へΔｄ’＝０．０２０ｍｍずれている。
副方向における照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの間隔は、０．４４５ｍｍである。また、発光源Ｅｉと、それに対応する光電変換部Ｄｉの副方向における間隔は０．５００ｍｍである。
発光源Ｅｉから照射用マイクロレンズＬＥｉまでの光軸方向の距離は０．８００ｍｍであり、この距離は以下に示す全ての例において当てはまる。また、マイクロレンズアレイの裏面から被検物までの光軸方向の距離は５ｍｍである。
【００５７】
上述のように、隣接する光スポットの中心間隔は発光源のピッチ：Ｐと同じく０．４ｍｍである。すなわち、上述の光学レイアウトにおいて、各検出用光が中間転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）の大きさは、直径で０．４ｍｍ程度であり、発光源のピッチと同一である。
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ径を照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ径より大きくすることで、光電変換部Ｄｉで反射光をより多く受光できるようにしている。
また、受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を、照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ面曲率半径に比して小さくすることにより、レンズ内部における全反射が増えるため光電変換部Ｄｉにおける正反射受光量を減らすことが可能であると考えられる。
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を小さくすることにより、点灯させる発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉに隣接する光電変換部Ｄｉ±１に、対応する受光用マイクロレンズＬＤｉ±１を通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、後述するようにトナーマークからの拡散反射光を受光できる光電変換部が増えて、拡散反射受光量も増加することが期待できる。
【００５８】
本実施形態では、上記の如く個々のマイクロレンズＬＥｉ、ＬＤｉは球面レンズで、図７に示すように平凸レンズであり、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズ入射面が集光パワーを有し、射出面は集光パワーを有さない。各受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズ入射面は集光パワーを有さず、射出面は集光パワーを有する。
【００５９】
上記カラープリンタの電気的な回路構成を示すブロック図を図１０に示す。
図１０に示すように、カラープリンタは、コンピュータ構成の上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０を備え、前述の如く、プリンタ制御装置２００９が、各部を統括的に駆動制御する。
破線で囲んだプリンタ制御部２０９０は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ４０２にバスライン４０９を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ４０５と、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ４０３とが接続され、各種のアナログ入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路４０１を有して成る。
ＲＯＭ４０５には、テストパターンを発生させるために必要なテストパターンの形成位置や濃度情報、テストパターンの階調を形成するためのバイアス条件、テストパターンのトナー濃度を推定するための反射型光学センサ出力の濃度変換情報が格納されている。
プリンタ制御装置２０９０には、プリントコントローラ４１０が接続され、ＰＣ４１１やスキャナ４１２、ＦＡＸ４１３等の上位装置からの画像情報をプリンタ制御装置２０９０に一元化した画像データとして送信する。
また、モータやクラッチ４１７を駆動する駆動回路４１５、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置４１６も接続されている。
【００６０】
例えば、ＰＣ４１１からの画像情報のプリントを行う場合、ＰＣ４１１のプリンタドライバを用いて画像情報を送信する。プリントコントローラ４１０は、プリンタドライバからのプリント情報をＣＰＵ４０２に送り、ＣＰＵ４０２は駆動回路４１５を介して駆動部の駆動を行い、画像形成ステーション４１８に信号を送り、画像形成ステーション４１８は前述の画像形成プロセスを実行する。
【００６１】
次に、プリンタ制御装置２０９０のＣＰＵ４０２がコンピュータプログラムに基づいて行う画像プロセス制御を図１１に基づいて説明する。図１１は画像プロセス制御の実行の流れを示すフローチャートである。
画像プロセス制御は、画像形成装置本体の電源スイッチがパワーオンされた時や、印刷が開始されたときに制御の必要の有無を判断し、必要であれば実行される（Ｓ５０２、Ｓ５０３）。
パワーオン直後には、定着ヒーターの昇温時間や、プリントコントローラ４１０の準備時間が必要であり、かつはまた、それまで画像形成プロセスが実行されないままに放置された可能性や、使用環境が変化している可能性があるため、画像プロセス制御を実施することがある。
また印刷時(プリント時)にはトナーの補給や消費、感光体ドラムや中間転写ベルトの特性の変化が生じる可能性があり、画像プロセス制御を実施することがある。
【００６２】
パワーオン直後は、感光体ドラムの回転停止時間が６時間以上あるか、または、装置内温度が１０℃以上変化したか、さらには装置内の相対湿度が５０％以上変化した場合に、画像プロセス制御を実行する。
上記のうち、感光体ドラムの回転停止時間は以下のように求める。図１０において、感光体ドラムの回転が停止したら、プリントコントローラ４１０の保持しているリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、ＲＡＭ４０３に保存する。パワーオン時に同様にリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、その差分から感光体停止時間を求める。
また温度や湿度の変化の求め方は、感光体ドラム停止時に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得するとともに、パワーオン時にも同様に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得し、その差分から温度変化量、相対湿度変化量を求める。
【００６３】
印刷時には、プリント枚数が所定の枚数に達したら印刷動作を中止してテストパターンの作成を行う。この場合のプリント枚数は、予め実験等により求められるプロセス変動量によって決められる。またプリント枚数の他に、現像スリーブ３０５や中間転写ベルト１０５の走行距離等をしきい値にしてもよい。
次に、画像プロセス制御を必要と判断したらテストパターンを形成する（Ｓ５０４）。
すなわち、ＣＰＵ４０２によりテストパターン発生装置を制御するとともに、画像形成ステーション４１８を制御して、図６に示したようなテストパターンを形成する。
上述の如く、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒが、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部および両端付近に形成される。
その移動方向上流側には、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙが、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部付近に形成される。
【００６４】
画像プロセス制御には、画像位置を合わせるための画像位置補正制御、画像濃度を維持するための画像濃度制御（現像ポテンシャル制御や階調制御）などがあり、どの制御を行うかによって、テストパターンの形成条件は異なる。
画像位置を合わせるための画像位置補正制御は、トナー位置検知結果に基づいて行われる。
このための位置検知用のテストパターンは、図６のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒであるが、これらは以下に述べる同一の作像条件で、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の中央部と両端付近に形成される。
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ等は高濃度であることが検知精度の観点から望ましい。例えば、後述の現像ポテンシャル制御で得られる、ベタ濃度が得られる作像条件で形成するのがよい。
【００６５】
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒは、何れも同一パターンであり、主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさを持つライン状のトナーパターンと、同様のものを副方向に４５°傾けた斜めライン状のトナーパターンをＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）の順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。
このように、トナーパターンの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサの主方向の発光部ピッチ（Ｐ＝０．４ｍｍ）と中間転写ベルト２０４０上に照射される光スポットの主方向の大きさ（ＳＤ＝０．４ｍｍ）との和（０．８ｍｍ）よりも大きくなっている。
トナーパターンの主方向の大きさを１．０ｍｍとしたことにより、従来のトナーパターンの大きさ１５ｍｍ以上に比べて、１／１５の不寄与トナー消費量低減が可能である。
【００６６】
画像濃度を維持するための画像濃度制御は、トナー濃度検知結果に基づいて行われる。
現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度（例えばベタ濃度）を維持するために、現像ポテンシャル（現像バイアス−ベタ露光電位）の制御を行う。
テストパターン２０１を検知して得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より現像γと現像開始電圧：Ｖｋを求める。
すなわち、必要な現像ポテンシャルを「−ｋＶ」単位で、所望の画像濃度（トナー濃度）および現像ガンマを共に「ｍｇ／ｃｍ２」単位で、現像開始電圧：Ｖｋを「−ｋＶ」単位でそれぞれ表し、次式：
［必要な現像ポテンシャル］＝［所望の画像濃度／現像γ］＋［現像開始電圧：Ｖｋ］
を用い、所望の画像濃度を確保するのに必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づき作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定する。
【００６７】
トナー帯電量と現像ポテンシャルが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温湿度変化のある環境ではトナー帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化する。これを補正するために階調制御が行われる。
階調制御も現像ポテンシャル制御と同等のテストパターンを用いることができる。
光走査の光源が半導体レーザ（ＬＤ）である場合には、ＬＤパワーを固定しておき、発光デューティを可変とすることで、テストパターン内のパッチ毎のトナー濃度を異ならせることができる。
階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が適宜変更される。具体的には、その都度新しいＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数のＬＵＴから最適なものを選択して切り換える方法などがある。
【００６８】
トナー濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチは、主方向：１ｍｍ、副方向：２ｍｍの大きさの長方形に形成される。副方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。
【００６９】
テストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチの副方向の大きさは、後述するように受光部出力を取得する平均化回数に応じて決定されるが、上記のように２ｍｍに設定するなら、副方向も含めた小パッチ化により、合わせて１／１００程度の不寄与トナー消費量低減が可能となる。
上記のようにトナー位置検知用および濃度検知用のテストパターンが形成されたら、反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃを用い、まず、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒのトナー位置検知を行う（Ｓ５０５）。
【００７０】
トナー位置検知では、反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃの受光部出力からテストパターン２０１の各パッチのトナー位置を算出する。
反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃを用いるトナー位置検知の工程についての詳細は後述する。
次に、反射型光学センサ２４４５ａを用いて、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙによるトナー濃度検知を行う（Ｓ５０６）。トナー濃度検知の工程については後述する。
続いて、反射型光学センサ２４４５ａ等の検知結果から、各特性値を求めるための演算処理が実行される（Ｓ５０７）。
演算処理では、算出されたトナー位置により画像位置補正に関する演算処理が実行される。すなわち、各色のレジストずれや走査線傾き、色ズレなどの補正である。
色ズレは、ある色（例えばＫ：ブラック）を基準としたときの、それ以外の色（説明中の例でＭ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｙ：イエロー）のズレとして定義される。
【００７１】
また、各パッチのトナー濃度の算出結果から、前述の現像γや現像開始電圧Ｖｋを決定するための演算が実行される。これらを求めるための直線近似には「最小２乗法」が適用できる。また、ＬＵＴを変更するための演算処理も実行される。
演算処理の後、作像条件、ＬＵＴ、および画像位置補正量などの画像プロセス条件が決定される（Ｓ５０８）。
【００７２】
以下に、トナー位置検知を行う工程を図１２を参照して説明する。
トナー位置検知が開始されたら、まず反射型光学センサで検知するテストパターンの主方向の位置を認識する（「テストパターン位置認識」Ｓ１０２）。
図９に示したように、照射系から射出された直径：０．４ｍｍの光スポットＳｉが１１個並んでおり、両端の発光部間の長さは４ｍｍある。テストパターン２０１の各パッチの主方向の大きさは１ｍｍである。
テストパターン２０１の主方向の位置は、狙いとしては１１個の光スポットの中心位置（光スポットＳ６の中心位置）と重なることが好ましいが、パッチの主方向の位置誤差（パッチ形成位置ずれや、感光体ドラム周面やや中間転写ベルト周面の蛇行などによって発生する。）があるため、必ずしもその通りにはならない。
【００７３】
そこで、テストパターンの主方向の位置を予め認識するテストパターン位置認識が必要となる。
この認識のため、最後に行ったトナー位置検知の情報、つまり前回テストパターン２０１を検知したときの情報を基に、テストパターン２０１の主方向の位置を推定する。
例えば、メモリ等に記憶された、前回テストパターンを検知したときの受光部出力の結果から、今度は主方向のどの位置にテストパターンがくるかを推定することも可能である。
具体的には、発光源Ｅｉが発光したときに、対応する光電変換部Ｄｉの出力から判断できる。すなわち、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）が発光したとき、光電変換部Ｄｉで受光する中間転写ベルト２０４０からの正反射光と、中間転写ベルト２０４０上のライン状のトナーパターンからの正反射光の出力差：ΔＤｉが最も大きい発光部Ｅｉの主方向位置に、テストパターン２０１が存在する。
【００７４】
図１３（ａ）に示すベタのライン状のトナーパターンとしてのトナーマークＴＭは、図６に示したテストパターン２０１ＣＴのうちの１つである。
図１３（ａ）はベタのライン状のトナーパターンの主方向の中心位置が、発光源Ｅ６の主方向位置にある場合の光スポットとライン状のトナーパターンの配置関係を示している。このとき、ライン状のトナーパターンの主方向の大きさは１ｍｍで、光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）の主方向の大きさ：０．４ｍｍと、主方向の発光部ピッチ：０．４ｍｍとの和：０．８ｍｍ以上である。
図１３（ｂ）は、発光源Ｅ６が発光したとき、光電変換部Ｄ６が受光する中間転写ベルト２０４０からの正反射光による受光部出力：Ｄ６（ベ）と、光電変換部Ｄ６が受光するライン状のトナーパターンからの正反射光による受光部出力：Ｄ６（ラ）との受光部出力の差：ΔＤ６を示す。
【００７５】
発光源Ｅ６により形成させる光スポットＳ６は、光スポットを構成する全ての光がライン状のトナーパターンに照射され、ライン状のトナーパターンを構成するトナーにより、散乱（カラートナーの場合）や吸収（ブラックトナーの場合）されるため、受光部出力：Ｄ６（ラ）は受光部出力：Ｄ６（ベ）よりも小さい値を取る。
図１３（ｃ）は、発光源Ｅ７が発光したとき、光電変換部Ｄ７が受光する「中間転写ベルトからの正反射光」による受光部出力：Ｄ７（ベ）と、光電変換部Ｄ７が受光する「ライン状のトナーパターンからの正反射光」による受光部出力（ラ）との受光部出力の差：ΔＤ７を示す。
受光部出力：Ｄ７（ベ）とＤ６（ベ）は同じであるが、受光部出力：Ｄ７（ラ）は受光部出力：Ｄ６（ラ）より大きい値を取る。
すなわち、図１３（ａ）から明らかなように、発光源Ｅ７により形成される光スポットＳ７は、中間転写ベルトとライン状のトナーパターンの両方を照射しているため、トナーにより散乱や吸収される反射光成分は光スポットＳ６の場合よりも小さい。従って、ΔＤ６＞ΔＤ７となる。
同様に、発光源Ｅ５が発光したとき、光電変換部Ｄ５が受光する中間転写ベルトからの正反射光による受光部出力：Ｄ５（ベ）と、ライン状のトナーパターンからの正反射光による受光部出力：Ｄ５（ラ）との受光部出力の差：ΔＤ５については、ΔＤ５＜ΔＤ６となる。
【００７６】
さらに、図１３から明らかなように、発光源Ｅ１〜Ｅ４および発光源Ｅ８〜Ｅ１１に対応する位置にライン状のトナーパターンは存在しないので、受光部出力の差：ΔＤ１〜ΔＤ４、ΔＤ８〜ΔＤ１１はゼロである。
すなわち、テストパターン（のライン状のトナーパターン）の主方向の位置は、受光部出力の差：ΔＤｉが最も大きいｉ＝６の発光源Ｅ６によって形成される光スポットＳ６に対応する位置であることが分かる。
勿論、検知のばらつきを無視すれば、受光部出力：Ｄｉ（ベ）はｉ＝１〜１１に対し、全て等しいので受光部出力：Ｄｉ（ラ）が最も小さい発光部Ｅｉの主方向位置に、テストパターンが存在するとしても良い。
【００７７】
別の例として、図１４（ａ）に、テストパターンのライン状のトナーパターンの主方向の中心位置が、発光源Ｅ６とＥ７による光スポットＳ６とＳ７の中間にある場合の光スポットとライン状のトナーパターンの配置関係を示す。このときもライン状のトナーパターンの主方向の大きさは１．０ｍｍである。
図１４（ｂ）、（ｃ）に示すように、発光源Ｅｉ（ｉ＝６、７）が発光したときの受光部出力の差：ΔＤｉは、発光源Ｅｊ（ｊ＝５、８）が発光したときの受光部出力の差：ΔＤｊよりも大きく、かつ、ΔＤ６≒ΔＤ７なので、テストパターン（ライン状のトナーパターン）の主方向の位置は、発光源Ｅ６とＥ７によって形成される光スポットＳ６とＳ７に対応する位置、すなわち、発光源Ｅ６とＥ７の中間にあることが分かる。
また、受光部出力の結果を見なくとも最後にテストパターン２０１ＣＴを検知してからの経過時間や環境条件の変化が小さい場合には、テストパターン２０１ＣＴの位置は一般に、主方向に大きく変化しないため、最後に検知したときと同じ位置であると推定できる。
【００７８】
上記の如くテストパターン２０１ＣＴの主方向の位置を認識できたら、照射系の動作を決定する（図１２の「照射系動作決定」Ｓ１０３）。
照射系の決定すべき動作として、トナー濃度を検知するために発光させる発光源の決定と、その発光源をどのように発光させるのか（発光パターンと発光モード）の決定がある。発光させる発光源としては幾つかの発光源を発光させる場合と、全ての発光源を発光させる場合とがある。
幾つかの発光源を発光させる場合には、前述したテストパターン２０１ＣＴの主方向の位置認識結果に基づき、発光させる発光源を決定することができる。
例えば、図１３に示した例においては、発光させる発光源を発光源Ｅ６のみと決定することができる。
なぜなら、発光源Ｅ１〜Ｅ４、及び発光源Ｅ８〜Ｅ１１を発光させても、光スポットＳ１〜Ｓ４及びＳ８〜Ｓ１１はテストパターン２０１ＣＴのライン状のトナーパターンを照射しないのでトナー位置検知に寄与しない。
また、発光源Ｅ５とＥ７を発光させても、光スポットＳ５とＳ７の一部がライン状のトナーパターンを照射しないので、トナー位置検知に対し光の利用効率が小さく、トナー位置検知の精度は低い。従って、必要最小限として、発光源Ｅ６のみを発光させればよい。
【００７９】
また、テストパターン２０１ＣＴが副方向に移動している際のライン状のトナーパターンの主方向位置誤差により、光スポットＳ６がライン状のトナーパターンから外れてしまう不具合が生じないように、余裕を見て、発光源Ｅ６の両側の発光部Ｅ５とＥ７も加え、発光させる発光源を発光源Ｅ５〜Ｅ７の３個と決定することもできる。
画像形成装置の性能（ライン状のトナーパターン形成に対する位置ずれ性能や、感光体や中間転写ベルトの蛇行に対する性能など）によって上記余裕分を決定できる。
【００８０】
別の例として、図１４に示した例においては、発光させる発光源として、発光源Ｅ６とＥ７の２つに決定することができる。なぜなら、発光源Ｅ１〜Ｅ４及Ｅ９〜Ｅ１１を発光させても、光スポットＳ１〜Ｓ４及びＳ９〜Ｓ１１はテストパターン２０１のライン状のトナーパターンを照射しないのでトナー位置検知には寄与しないからである。
また、発光源Ｅ５とＥ８を発光させても、光スポットＳ５とＳ８の一部がライン状のトナーパターンを照射しないため、トナー位置検知に対して光の利用効率が小さく、トナー位置検知の精度は低い。
このことから、発光源Ｅ６とＥ７の２つを発光させればよいことが分かる。この場合、後述するように、発光源１つに対してトナー位置の演算結果が得られるので、２つの発光源Ｅ６とＥ７に対して得られたトナー位置を平均化することにより、１つのライン状のトナーパターンに対するトナー位置検知精度を高めることができる。
【００８１】
また、発光部Ｅ６又は発光部Ｅ７のどちらか一方を選択して、必要最小限として、発光部を１つのみを発光させることもできる。さらには、テストパターン２０１ＣＴが副方向に移動している際のライン状のトナーパターンの主方向位置誤差により、光スポットＳ６がライン状のトナーパターンから外れてしまう不具合が起きないように、余裕を見て、発光源Ｅ６及びＥ７の両側の発光部Ｅ５及びＥ８も加え、発光させる発光源をＥ５〜Ｅ８の４つとすることもできる。
全ての発光源Ｅ１〜Ｅ１１を発光させる場合には、トナー位置検知のために反射型光学センサが有する全ての発光源を用いる。この場合は、前述したテストパターンの主方向位置の認識結果に拘わらず、万が一突発的にテストパターンの主方向位置が変化しても、ライン状のトナーパターンがスポット光から外れてしまう不具合が起きにくい。
【００８２】
発光源をどのように発光させるかについては、発光パターンと発光モードがある。
発光パターンとしては、発光させる発光源が複数のとき、これらを同時に発光する場合と、順次に発光する場合とがある。
発光モードとしては、発光源を常時発光させる場合と、パルス発光させる場合がある。複数の発光源は、これらを同時に発光させ、あるいは順次に発光させることができる。
複数の発光源、例えば、２つの発光源Ｅα、Ｅβを同時に発光させ、光スポットＳα、Ｓβにより１つのライン状のトナーパターンを照射し、その反射光を複数の光電変換部で検知する際、光スポットＳαに対する反射光と、Ｓβに対する反射光が、同一の光電変換部に受光されてしまう場合には反射光が混合し、これらを分離できない。
しかし、発光源ＥαとＥβを順次に発光させる場合は、光スポットＳαに対する反射光と、光スポットＳβに対する反射光が、同一の光電変換部に受光されても、その順次の発光タイミングによって受光部出力を時間的に分離できる。
【００８３】
一方で、ライン状のトナーパターンからの反射光が混合しない場合には、複数発光源を同時発光させることが可能である。もちろん順次発光させても良い。
反射型光学センサとして、複数の発光源を１回ずつ同時又は順次に発光する周期をライン周期とすれば、同時発光の方がライン周期を高められるメリットがある。
なお、ライン状のトナーパターンからの反射光が混合するかどうかは、発光させる複数の発光源の位置、ライン状のトナーパターンからの拡散反射特性（反射光の角度分布）、照射用マイクロレンズや受光用マイクロレンズのレンズ形状等の、反射型光学センサの各部のレイアウトに依存する。
【００８４】
例えば、図１５に示すように、テストパターン２０１ＣＴのライン状のトナーパターン（ベタのライン状のトナーパターン）の主方向の大きさを大きくし、発光させる発光源として、主方向に離れた発光源Ｅ３とＥ９のように互いの距離を離した場合には、発光源Ｅ３によるライン状のトナーパターンからの反射光と、発光源Ｅ９によるライン状のトナーパターンからの反射光が互いに混合しないレイアウトを取ることが容易である。
つまり、発光源Ｅ３が発光したとき、その反射光は光電変換部Ｄ１〜Ｄ５で受光されるが、光電変換部Ｄ６〜Ｄ１１では受光されない。発光源Ｅ９が発光したとき、その反射光は光電変換部Ｅ７〜Ｅ１１では受光されるが、光電変換部Ｄ１〜Ｄ６では受光されない。このようなレイアウトでは、発光源Ｅ３とＥ９を同時発光可能である。
【００８５】
図１４に示した例において、発光させる発光源が発光源Ｅ６とＥ７のときのように隣接する発光源の場合、発光源Ｅ６が発光したときのライン状のトナーパターンからの反射光は、光電変換部Ｄ６とＤ７で受光され、発光源Ｅ７が発光したときにも、ライン状のトナーパターンからの反射光は光電変換部Ｄ６とＤ７で受光されるレイアウトとなっている。
このような場合は、光電変換部Ｄ６とＤ７に受光された光は、発光源Ｅ６によるものか、発光源Ｅ７によるものかを分離できない。
このような場合には、発光源Ｅ６とＥ７を順次に（この場合は２つなので交互に）発光させ、受光部出力を時間的に分離する必要がある。
また、図１４に示した例において、発光させる発光源が発光源Ｅ５〜Ｅ８の４つの場合、発光源Ｅ５からＥ８を順次に、発光源Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ５、Ｅ６・・・の順に繰り返し発光させる。
【００８６】
続いて、発光モード（常時発光させる場合とパルス発光させる場合）について説明する。
図１３に示した例において、発光させる発光源が発光源Ｅ６のみである場合、発光源Ｅ６は常時発光させることも、パルス発光させることもできる。
発光させる発光源が複数ある場合、例えば、図１４に示した例のように、発光させる発光源が発光源Ｅ６とＥ７であるときには、これらを順次点灯する必要があり、各発光源はパルス発光させる必要がある。
図１５に示した例のように、発光させる発光源が発光源Ｅ３とＥ９であるときは、これらを同時発光でき、さらに各発光源は常時発光させることもパルス発光させることもできる。発光源Ｅ３とＥ９を順次発光する場合には、各発光源はパルス発光の必要がある。
【００８７】
このように、発光させる発光源が複数で、これらを順次発光する場合には、各発光源はパルス発光する必要があるが、そうでない場合には、各発光源の発光は常時発光およびパルス発光の選択が可能である。
常時発光は、発光源の「発光／消灯の回数」を減らすことができ、駆動回路が容易となるメリットがある。
パルス発光は、発光している時間を短くでき、発光源の劣化を抑え長寿命化の効果が得られ、発光源の温度上昇を抑えられるメリットがある。
【００８８】
上述のように、トナー位置を検知するために発光させる発光源と、その発光源の発光パターンと発光モードとの少なくとも１つを、図１２の照射系動作決定工程（Ｓ１０３）において決定することができる。
反射型光学センサとして、上記のいずれもを選択できる照射系の駆動回路」が組まれる場合もあるが、発光源をどのように発光させるのか（発光パターンと発光モード）については予め所望の駆動回路が組まれている場合もある。
前者の場合駆動回路は複雑になるが、様々な画像形成装置に対して種々の動作が可能である。後者の場合発光源を発光させる発光パターンと発光モードが決まっているので駆動回路は容易で低コスト化が可能である。発光させる発光源についてはテストパターン２０１の主方向の大きさや画像形成装置の性能（パッチ形成位置ずれ性能や、感光体や中間転写ベルトの蛇行性能など）によって可変とでき実用的である。
なお、上記ではテストパターン２０１ＣＴと反射型光学センサ２４４５ａに着目したが、他のテストパターン２０１Ｌ、２０１Ｒと反射型光学センサ２４４５ｂ、２４４５ｃについても同様である。
【００８９】
次に、上記の如く照射系の動作が決定されたら、受光系の動作を決定する(図１２の「受光系動作決定」Ｓ１０４)。
受光系に対して決定すべき動作に、受光部出力を取得する光電変換部の決定と、受光部出力の取得タイミングの決定とがある。
受光部出力を取得する受光部として、幾つかの受光部で受光部出力を取得する場合と、全ての受光部で受光部出力を取得する場合とがある。
幾つかの受光部で受光部出力を取得する場合には、前述した「発光させる発光源の決定結果」に基づき、受光部出力を取得する光電変換部を決定できる。
例えば、図１３に示した例において発光源Ｅ６のみを発光させる場合、受光部出力を取得する光電変換部は、発光源Ｅ６に対応する光電変換部Ｄ６と、近隣の光電変換部のみで良い。
【００９０】
図１６に、発光源Ｅ６が発光したときの受光部出力分布の例を示す。同図（ａ）は中間転写ベルトからの反射光を光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）で受光したときの受光部出力分布、（ｂ）は中間転写ベルト上のライン状のカラートナーパターンからの反射散乱光を光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）で受光したときの受光部出力分布である。
図１６（ａ）、（ｂ）に示す場合とも、受光部出力の取得に必要なのは光電変換部Ｄ４〜Ｄ８の５つである。なぜなら、光電変換部Ｄ１〜Ｄ３及びＤ９〜Ｄ１１は受光部出力がゼロであるからである。
同様に、図１４に示した例で、発光源Ｅ６とＥ７の２つを順次点灯する場合には、発光源Ｅ６に対して必要なのは光電変換部Ｄ４〜Ｄ８、発光源Ｅ７に対して必要なのは光電変換部Ｄ５〜Ｄ９であり、合わせて光電変換部Ｄ４〜Ｄ９の６つのみが必要である。
同様に、図１５に示した例で、発光源Ｅ３とＥ９の２つを、同時点灯もしくは順次点灯する場合は、発光源Ｅ３に対して光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が必要であり、発光源Ｅ９に対しては光電変換部Ｄ７〜Ｄ１１が必要であるから、光電変換部Ｄ６を除く１０個の光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜５、ｉ＝７〜１１）が必要である。
【００９１】
このように、トナー位置検知に不要な受光部出力を取得しないことにより、データ量の削減、後述するトナー位置演算の際には演算量の削減に繋がる。
全ての受光部出力を取得する場合には、トナー位置を検知するために反射型光学センサが有する全ての受光部を使用する。この場合は、前述の「発光させる発光源の決定結果」に拘わらず全ての受光部出力を取得し、その出力がゼロである受光部出力であれば、後述するトナー位置の演算の際にはゼロの値として用いられる。
もちろん、前述した「発光させる発光源の決定結果が全ての発光源の発光」であれば、全ての受光部出力を取得する。
【００９２】
受光部出力の取得タイミングとしては、発光源が発光している間に受光部出力をどのタイミングでどれくらい取得するかがある。
図１３に示した例を参照し、発光源Ｅ６のみを常時発光させる場合について説明する。
受光部出力を取得するのは光電変換素子Ｄ４〜Ｄ８の５つである。
図１７は、図７〜図９に示した反射型光学センサを用いて、トナー位置検知用のテストパターン２０１ＣＴが中間転写ベルト上に形成され、紙面の左方向（副方向）に進行する様子を示している。
図１８は、図１７に合わせて、光スポットの位置をテストパターン２０１ＣＴが通り過ぎるタイミング、発光源Ｅ６が発光（ＯＮ）するタイミング、受光部出力を取得（ＯＮ）するタイミングを示したタイミングチャートである。
発光源Ｅ６はテストパターン２０１ＣＴの通過に先立ち、発光を開始（ＯＮ）する。
その後、光電変換部Ｄ４〜Ｄ８は受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）し、受光部出力を取得する。テストパターンが光スポット位置を通過した後に、サンプリングを停止し、発光源Ｅ６を消灯する（ＯＦＦ）。
【００９３】
このとき、発光源の発光（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）のタイミングと、受光部出力のサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングは必ずしも一致している必要はなく、受光部サンプリングが始まってから、発光を開始し、テストパターンが光スポット位置を通過した後に、消灯し、受光サンプリングが終了しても良い。これは、以降に示す図１９〜図２２の場合も同様である。
別の例として、図１９に、図１８に相当するタイミングチャートを示す。ここでは、各ライン状トナーパターンが光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ６が発光（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）している場合である。光電変換部Ｄ４〜Ｄ８は最初のパルス発光時から最後のパルス発光までの間、受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）し、受光部出力を取得している。
【００９４】
さらに別の例として、図２０に、図１８に相当するタイミングチャートを示す。ここでは、各ライン状トナーパターンが光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ６が発光（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）しており、さらに、光電変換部Ｄ４〜Ｄ８は発光源Ｅ６が発光している間のみ、受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）し、受光部出力を取得している。
図１９に比べて、発光源Ｅ６が発光していない部分の不要なデータ取得しないため、データ量が削減できる。
図２１には、図１９よりも発光源Ｅ６がパルス発光している時間を短くした場合を示す。
発光源Ｅ６がパルス発光している時間を、パッチが光スポット位置を通過する時間より短くすることもできる。発光源の温度上昇による発光量低減に対して効果が大きい。
【００９５】
図２２では、図１８と似ているが、発光源Ｅ６はテストパターンの通過に先立ち、パルス発光を開始する。その後、光電変換部Ｄ４〜Ｄ８は受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）し、受光部出力を取得する。テストパターンが光スポット位置を通過した後に、サンプリングを停止し、パルス発光を停止する。発光源の温度上昇による発光量低減に対してさらなる効果があり、長寿命化にも有利である。この場合には、発光源のパルス発光のタイミングと、受光部出力のサンプリングタイミングは同期させ、発光部Ｅ６が発光している瞬間に受光部出力を取得する。
良好なトナー位置検知を行うために、画像形成装置が必要とする、各ライン状トナーパターンに対するサンプリング時間が設定されれば、照射系動作に合わせて、様々な受光部出力の取得タイミングの設定が可能である。
【００９６】
次に、複数の発光部が発光する場合を説明する。
図１４に示した例を参照し、発光源Ｅ６とＥ７を順次発光させる場合を説明する。
受光部出力を取得するのは光電変換部Ｄ４〜Ｄ９の６つである。このときのタイミングチャートを図２３に示す。
発光源Ｅ６とＥ７は、パッチの通過に先立ち、順次発光を開始する。前述したように各発光源Ｅ６、Ｅ７の発光はパルス発光となる。発光源Ｅ６が発光／消光した後、発光源Ｅ７が発光／消光する順次発光を１ライン発光と呼ぶと、ここでは２ライン発光を行う。
ライン発光の周期であるライン周期は「Ｔ」である。
その後、光電変換部Ｄ４〜Ｄ８は、発光源Ｅ６及びＥ７のパルス発光のタイミングに合わせ、受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）し、受光部出力を取得する。テストパターンが光スポット位置を通過した後に、パルス発光を停止する。
【００９７】
ライン周期Ｔを短くすることにより、副方向におけるサンプリング時間を短くすることができ、トナー位置検知精度を高めることができる。
ここで、サンプリングした受光部出力のプロファイルの様子を示す。
図２４に、トナーパターンが光スポット位置を通過するときの時刻を示し、そのときの受光部出力の様子を図２５に示す。
発光源としてＥ６、光電変換部としてＤ６に着目し、トナーパターンはブラックトナーからなるライン状トナーパターンを例とする。
発光源Ｅ６はトナーパターンの通過に先立ち、発光を開始する。図２４に示すように、時刻（Ａ）では、トナーパターンは光スポット位置の手前にあり、光電変換部Ｄ６がサンプリングした受光部出力は、中間転写ベルトからの正反射光を検知した電流値から、Ｉ−Ｖ変換回路や増幅回路を経て得られる電圧Ｖである。
時刻（Ｂ）は、トナーパターンが光スポット位置にちょうど差し掛かったところである。いまだ光電変換部Ｄ６の受光部出力は電圧Ｖのままである。
その後、トナーパターンが光スポット位置に照射されることにより、ブラックトナーでの吸収が発生するため、中間転写ベルトからの正反射光は減少していく。
時刻（Ｃ）は、トナーパターンが光スポットにより完全に照明された状態である。ここでは光電変換部Ｄ６の受光部出力はほぼゼロとなる（わずかにトナーパターンでの表面反射が発生する）。
その後、トナーパターンが移動するにつれ、先ほどとは逆に、光電変換部Ｄ６の受光部出力は徐々に増加していく。
時刻（Ｄ）は、トナーパターンが光スポット位置をちょうど通り過ぎたところであり、光電変換部Ｄ６の受光部出力は電圧Ｖに到達する。
その後、光電変換部Ｄ６の受光部出力は電圧Ｖのまま、時刻（Ｅ）を迎える。光電変換部Ｄ６はサンプリングを停止し、発光源Ｅ６は消灯する。
【００９８】
図１８、図１９や図２０のように、トナーパターンが通過している時間よりも発光源の発光している時間が長い場合には上記のようなプロファイルが得られる。
一方で、図２１のように、トナーパターンが通過している時間より発光源の発光している時間が短い場合には、上記時刻（Ｂ）や時刻（Ｄ）に相当する時刻に発光源は消灯しているため、受光部出力はゼロのままである。
図２５（ｂ）に、受光部出力の様子を示す。
発光源Ｅ６は時刻（Ｂ）の後、ある時刻Ｂ’に発光を開始する。光電変換部Ｄ６は既にサンプリングを開始しているので、発光に合わせて受光部出力としてある電圧が得られる。発光源Ｅ６は時刻（Ｃ）の後、ある時刻Ｃ’に消灯し、受光部出力はゼロとなる。
図２５（ｃ）に示す例では、発光源Ｅ６はパルス発光している。パルス発光している期間は、トナーパターンが通過している時間より長いので、図２５（ａ）と同じような受光部プロファイルが得られる。
なお、図２５（ａ）〜（ｃ）の受光部出力（Ｄ６）は実線で描いているが、実際には受光部のサンプリングに応じたデジタル出力（離散値）である。
【００９９】
図２５に示した受光部出力において、図２５（ａ）、（ｃ）のような受光部プロファイルであれば、あるスレッシュレベルで決まる２点間の中心位置や、最も受光部出力が低いピーク位置などから、トナーパターンの位置を決定することができる。
一方で、図２５（ｂ）のような場合には相対的な（たとえば５０％）スレッシュレベルを求めることができないので、絶対的なスレッシュレベル（ある電圧値）で決まる２点間の中心位置や、ピーク位置などから、トナーパターンの位置を決定することができる。
【０１００】
以上の３工程、すなわち、テストパターン位置認識工程、照射系動作決定工程、受光系動作決定工程を実施することにより、トナー位置検知のための反射光の受光部出力を取得する前準備が完了する。
前準備が完了した後、トナー位置を求めるために反射光の取得を行う。
図２６は、図７〜図９に示した反射型光学センサ２４４５ａを用いて、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴを取得する様子を示している。図の上下方向が主方向で、左右方向の左向きが副方向である。
トナー位置検知は反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃを用いて、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒを使って行われる。前述したように、本例では、反射型光学センサ２４４５ａ〜２４４５ｃは同一構造のものであるので、図２６では反射型光学センサ２４４５ａとテストパターン２０１ＣＴとを用いるトナー位置検知を例にとって説明する。
【０１０１】
照射系の発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、受光系の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１とは主方向において同じ位置に位置し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の配列ピッチは、発光源Ｅ１〜Ｅ１１の配列ピッチと等しい。
先に、図６を参照して説明したように、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴは主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさのライン状トナーパターンと、同様のものを４５°傾けた斜めライン状トナーパターンを、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。
なお、各ライン状トナーパターンの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。
発光部ピッチ：Ｐと、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤは略同じである。
【０１０２】
テストパターン２０１ＣＴにおいては、副方向（図の左右方向）の下流側（反射型光学センサ側）から上流側へ向かって、主方向に平行なライン状トナーパターンＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１が等間隔に形成され、その上流側には主方向に対して４５度傾いた斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２が等間隔に形成されている。
ライン状トナーパターンＬＰＫ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２とはブラックトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＭ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２とはマゼンタトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＣ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＣ２とはシアントナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＫＹと斜めライン状トナーパターンＬＰＫＹとはイエロートナーにより、それぞれ形成される。
図２６では、テストパターン２０１ＣＴは、ライン状トナーパターンＬＰＫ１等の主方向の中心位置が、反射型光学センサ２４４５ａの発光源Ｅ３の中心位置に合致するように、中間転写ベルト上に形成されているものとする。
【０１０３】
図２６に示す具体例において、上記前準備として得られた結果を示す。
テストパターン位置認識工程により、テストパターン２０１ＣＴの主方向の位置は発光源Ｅ３の位置であると推定された。
この結果に基づき照射系動作決定工程により、発光源Ｅ３のみを発光させることとし、発光モードはパルス発光と決定された。
続いて受光系動作決定工程により、受光部出力の取得を光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の５つで行うこととし、受光部出力取得のタイミングは、図２２に示すタイプとし、テストパターンが光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ３をパルス発光させ、それに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でのサンプリングを行って受光部出力を取得するものとして決定された。
【０１０４】
上記の前準備結果に基づき、反射光を取得する手順を以下に説明する。
図２６において、ライン状トナーパターンＬＰＫ１は、移動体である中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２４４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。
ライン状トナーパターンＬＰＫ１が形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
先ず、ライン状トナーパターンＬＰＫ１が光スポット位置を通過する前で、発光源Ｅ３がパルス発光し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ受光部出力を取得する。
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光された。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
【０１０５】
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。
このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図２７（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
テストパターン２０１ＣＴが副方向に移動し、最初のライン状トナーパターンＬＰＫ１が光スポット位置を通過する間も発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１０６】
中間転写ベルト上に形成されたベタのライン状トナーパターンＬＰＫ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーパターンＬＰＫ１を構成するブラックトナーにより表面反射された正反射光からなり、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４の計３個で受光された。
このときの受光部出力分布を図２７（ｂ）に示す。ライン状トナーパターンＬＰＫ１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図２７（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。
図２７（ｂ）の受光部出力分布は、ライン状トナーパターンＬＰＫ１を構成するトナーによる正反射光が発生することによるものである。
テストパターン２０１ＣＴがさらに副方向に移動し、ライン状トナーパターンＬＰＭ１が光スポット位置を通過する間も受光部Ｄ１〜Ｄ５はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１０７】
ライン状トナーパターンＬＰＭ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーパターンＬＰＫ１に対してトナーの色が異なるため「ライン状トナーパターンＬＰＭ１を構成するマゼンタトナーにより散乱された拡散反射光」が増え、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光された。その結果、受光部出力分布は図２７（ｃ）に示す如くになった。
上記と同様にして、ライン状トナーパターンＬＰＣ１、ＬＰＹ１、ＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２に対して受光部出力分布を取得する。
このようにして、テストパターン２０１ＣＴからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。
【０１０８】
次に、上記反射光取得工程にて得られた受光部出力に基づき図１２のテストパターン位置正否判定（Ｓ１０６）を行う。
この判定は省略することも可能であるが、テストパターン位置認識工程において、その位置を推定した場合には行うことが好ましい。しかし、後述するように、テストパターンの位置を直接検知して決定する場合には上記判定は不要である。
なんらかの突発的な原因が作用して、テストパターン位置認識工程において推定した位置にテストパターンが存在しない場合、取得した受光部出力分布には、トナーによる吸収（ブラックトナー）や拡散反射（カラートナー）の影響がないため、受光部出力分布は中間転写ベルトを検知したときと同一の結果が得られる。
【０１０９】
これによりテストパターン位置の推定が正しくないと判定できる。
また、テストパターンが、テストパターン位置認識工程で推定した位置よりも、主方向に大きく移動し、光スポットがライン状トナーパターンの一部しか照射しない場合には、トナーによる吸収（ブラックトナー）や拡散反射（カラートナー）の影響が小さいため、以前に取得したデータとの比較によりテストパターン位置の推定が正しくないと判定できる。
このように、テストパターン位置が正しくなく、テストパターン検知が正常に行われていないと判定された場合には、再度、トナー位置検知工程を実行する必要がある。
【０１１０】
テストパターン位置正否判定が適正である場合や判定を省略した場合は、図１２の反射光取得工程（Ｓ１０５）で得られた受光部出力から、トナー位置を演算的に求める。
上記反射光取得工程にて得られた受光部出力を用いて、トナー位置演算（Ｓ１０７）を行う。
この演算を行うにあたり、中間転写ベルトおよびトナーパターンからの正反射光を用いる方式と拡散反射光を用いる方式があるが、正反射光を用いる方式が一般的であるので、本実施例においても、この方式で説明する。
また、図２７（ａ）に示したように、発光源Ｅ３に対して、正反射光は光電変換部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で受光されているが、ここでは演算の簡略化のため、発光源Ｅ３に対向する光電変換部Ｄ３のみを用いて演算する。被検物が中間転写ベルトであってもトナーパターンであっても、正反射光に着目すれば、光電変換部Ｄ２の受光部出力は、光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数倍となるため、上記Ｄ３のみでも十分である。
【０１１１】
トナー位置演算工程では、受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割して得られる分割出力のいずれか（本実施形態では上記のように正反射光の分割出力）、に基づきトナー位置を演算的に求める。
受光部出力を正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割する手法は、後述するトナー濃度の演算における場合と同様であるので、ここでは省略する。
【０１１２】
位置検知制御手段としてのプリンタ制御装置２０９０は、発光源Ｅ３に対応する受光部の光電変換部Ｄ３の出力信号を時間的に追跡する。図２５（ｃ）に示したように、発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ３でサンプリングされて得られた受光部出力を、図２８に示す。
光電変換部Ｄ３の出力信号は、中間転写ベルトを検知しているときは出力が高く、テストパターン（ライン状トナーパターン、斜めライン状トナーパターン）を検知しているときには出力が低くなる。また、図２８には多少誇張して描いているが、ブラックトナーによる出力はカラートナーによる出力よりも低下が大きくなり、斜めライン状トナーパターンはライン状トナーパターンよりもプロファイルの幅が大きくなる。
このようにして、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してから次のライン状トナーパターンＬＰＭ１を照射するまでの時間：Ｔｋｍ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＣ１を照射するまでの時間：Ｔｋｃ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＹ１を照射するまでの時間：Ｔｋｙを検出する。
なお、各光電変換部の出力信号は、増幅され、所定の基準値と比較する比較回路を介しているものとする。
【０１１３】
プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ、Ｔｋｃ、Ｔｋｙが、これらに対して予め設定されている基準時間と同じであればトナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正であると判断する。
時間：Ｔｋｍ、Ｔｋｃ、Ｔｋｙが基準時間と異なる場合は、トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがあると判断する。
この場合、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ、Ｔｋｃ、Ｔｋｙの基準値からの時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量を走査制御装置に通知する。走査制御装置は上記ずれ量が０となるように、光走査装置２０１０を制御して対応するステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。
【０１１４】
図２８（ｂ）は、テストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンＬＰＫ１とＬＰＭ１との関係において、ライン状トナーパターンＬＰＭ１が副方向に距離：ΔＳ１だけずれた場合の出力信号の様子を示す。
この場合、時間：Ｔｋｍは、基準時間に対し、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ１から求められる時間：ΔＴ１（＝ΔＳ１／Ｖ）だけ大きくなる。
プリンタ制御装置２０９０は、図２８（ａ）に示すように、光スポット光が斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２を照射してから斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２を照射するまでの時間：Ｔｋｍ２、斜めラインパターンＬＰＣ２を照射するまでの時間：Ｔｋｃ２、斜めライン状トナーパターンＬＰＹ２を照射するまでの時間：Ｔｋｙ２を検出する。
そして、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙを、これらに対して予め設定されている基準時間と比較する。
プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がいずれも、設定されたそれらの基準時間と同じであれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係は適正であると判断し、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がそれぞれの基準時間と異なれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係にずれがあると判断する。
【０１１５】
図２８（ｃ）は、斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２に対して、斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２が主方向に距離：ΔＳ２だけずれた場合の出力信号の様子を示す。この場合、時間：Ｔｋｍ２は、基準時間よりも、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ２から求められる時間：ΔＴ２だけ大きくなる。
このとき、プリンタ制御装置２０９０は、次の（１）式を用い、マゼンタトナー画像の主方向に関する位置ずれ量：ΔＳ２を求める。
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔ４５°  ・・・（１）
位置ずれ量；ΔＳ２は、走査制御装置に通知される。
走査制御装置は位置ずれ量：ΔＳ２が０となるように光走査装置２０１０を制御してＭステーションを制御する。
【０１１６】
上の説明と全く同様にして、図６に示す反射型光学センサ２２３５ｂ、２４４５ｃとテストパターン２０１Ｌ、２０１Ｒを使って、中間転写ベルト２０４０の主方向の両端部近傍での位置ずれを検知できる。
【０１１７】
次に、図１１に示した画像形成プロセス制御におけるトナー濃度検知（Ｓ５０６）を説明する。トナー濃度検知は「トナー位置検知（Ｓ５０５）」に続いて行なわれる。
図２９は、図７〜図９に示した反射型光学センサを用いて、図６に示したマゼンタトナーによる濃度検知用のテストパターン２０１Ｍを構成する５個のパッチＭ１〜Ｍ５からの反射光を取得する様子を示している。
なお、図６ではパッチ数を４個に省略している。
先に、図６を参照して説明したように、トナー濃度検知用のテストパターンはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーにより形成されるが、図２９に示すテストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーにより構成されたものを示している。
このテストパターン２０１Ｍは、濃度を５階調に変化させた５個の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５を副方向に形成したものである。
【０１１８】
すなわち、テストパターン２０１Ｍは、濃度階調の異なる５個の矩形状パッチの集合であるが、これら濃度階調の異なる矩形状パッチは光走査の光源に用いられる半導体レーザの発光デューティの調整によって形成できる。また面積階調法によって濃度を変えることもできる。
テストパターン２０１Ｍを構成する５個の矩形状パッチの濃度は、矩形状パッチＭ−１が最も低く、Ｍ−２、Ｍ−３、Ｍ−４、Ｍ−５の順に濃度が高くなる。また、テストパターン２０１Ｍの前方（下流側）に、パッチのない中間転写ベルトからの反射光を受光するための領域「ＢＥＬＴ」を持つ。
【０１１９】
各矩形状パッチは主方向に１ｍｍ、副方向に２ｍｍの大きさに形成される。
副方向に並んだパッチの中心間隔は3ｍｍである。なお、各矩形状パッチの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。
図２９において、テストパターン２０１Ｍは、移動体である中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２４４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。
テストパターン２０１Ｍが形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
【０１２０】
先ず、テストパターン２０１Ｍの前方の矩形状パッチがない中間転写ベルト位置「ＢＥＬＴ」で、発光源Ｅ３がパルス発光し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ受光部出力を取得する。
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光された。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。
【０１２１】
このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図３０（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は、５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は、光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
テストパターン２０１Ｍが副方向に移動し、最初の矩形状パッチＭ−１が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−１の副方向中央付近が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
中間転写ベルト上に形成された矩形状パッチＭ−１に照射された光スポットの反射光は、矩形状パッチを構成するトナーにより散乱された拡散反射光と、中間転写ベルト表面で反射された正反射光とからなり、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光された。
このときの受光部出力分布を図３０（ｂ）に示す。矩形状パッチＭ−１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図３０（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。
図３０（ｂ）の受光部出力分布は、矩形状パッチＭ−１を構成するトナーによる拡散反射光が発生するとともに、中間転写ベルト表面からの正反射光が減ることによるものである。
【０１２２】
テストパターン２０１Ｍがさらに副方向に移動し、矩形状パッチＭ−２が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−２の副方向の中央付近がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ５は１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
矩形状パッチＭ−２は、矩形状パッチＤＰ１−１に対してトナー濃度がより高濃度であるため、矩形状パッチＭ−１におけるよりもトナーによる拡散反射光が増え、中間転写ベルト表面からの正反射光がさらに減少する。その結果、受光部出力分布は図３０（ｃ）に示す如くになった。
上記と同様にして、矩形状パッチＭ−３〜Ｍ−５に対して取得された受光部出力分布を図３０（ｄ）〜（ｆ）に示す。
【０１２３】
このようにして、中間転写ベルト部分（「ＢＥＬＴ」）、及び５階調の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５からなるテストパターン２０１Ｍからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。
上に説明した矩形状パッチＭ−１の場合を例に取り、トナー濃度の演算方法を説明する。
中間転写ベルト上にテストパターンが存在しない場合、図４０（ａ）に模式図として示すように、中間転写ベルトに照射されるスポット光は、中間転写ベルト表面で略全ての光が正反射する。
発光源Ｅ３からの検出用光の中間転写ベルト表面による反射光を５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５で受光すると、３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４における受光部出力は０でないが光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は０となっている。
これは、中間転写ベルトからの正反射光が、反射型光学センサの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に対応する受光用マイクロレンズＬＤ２〜ＬＤ４に入射するビームサイズを有しているからである。
【０１２４】
すなわち、上記正反射光は主方向に広がりつつ、受光用マイクロレンズＬＤ３とその両隣の受光用マイクロレンズＬＤ２、ＬＤ４に入射し、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に入射するが他の受光用マイクロレンズには実施的に入射せず、他の光電変換部に入射しない。
中間転写ベルト上にテストパターン（矩形状パッチ２０１Ｍ）が存在する場合、図４０（ｂ）の模式図に示すように、中間転写ベルトおよびトナーに照射される光スポット、は中間転写ベルト表面から正反射される光と、少なくとも１回はトナーで反射・屈折されることにより散乱される散乱光に大別される。
後者の散乱光は、中間転写ベルト表面から正反射される方向と同一方向に散乱されるものも含むが、その光量は少なく、中間転写ベルト表面から正反射される光と区別できないので無視して考えられる。
【０１２５】
上記中間転写ベルトに起因する反射光を正反射寄与分、トナーに起因する反射光を拡散反射寄与分とする。
このように、中間転写ベルト及びトナーからの反射光は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とを含むので、５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力は何れも０にならない。これは拡散反射された光が、反射型光学センサの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５に対応する受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ５に入射するビームサイズを有しているからである。
発光源Ｅ３が発光したとき、光電変換部Ｄ３は正反射光しか受光しないため、その受光部主力は正反射光寄与分のみを含んでいるが、受光部Ｄ３を除く他の４つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５における受光部出力は全て拡散反射寄与分を含んでいる。
【０１２６】
２つの光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は拡散反射寄与分のみを含む。これは、光スポットが中間転写ベルトのみを照射するとき、中間転写ベルトによる正反射光が３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４のみで受光される結果である。
したがって、２つの光電変換部Ｄ２とＤ４での受光部出力は、発光源Ｅ３からの光スポットにより照射された矩形状パッチＭ−１による正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在したものとなる。
図３１のように得られた受光部出力は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割することが可能である。
【０１２７】
次に、正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在した光電変換部Ｄ２とＤ４において、その混在比率を求める方法を説明する。
中間転写ベルトに対する受光部出力分布は正反射寄与分そのものであり、図３０（ａ）に示されるように既知である。
そこで、図３０（ｂ）に示された矩形状パッチＭ−１に対する受光部出力分布から、図３０（ａ）に示された中間転写ベルトに対する受光部出力分布を定数倍して差し引くことにより矩形状パッチＭ−１での反射光の光電変換部Ｄ２、Ｄ４の受光部出力から拡散反射寄与分のみを抽出できる。この定数をα１とすると、これは以下のように決定される。
発光源Ｅ３の発光による矩形状パッチＭ−１に対する光電変換部Ｄ３の受光部出力は正反射寄与分であるから、図３０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力と、図３０（ａ）の光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数：α１倍とが等しくなるように、定数：α１を求めればよい。
このようにして、図３０（ａ）に示すように、図３０（ａ）の受光部出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分と、図３０（ｂ）の受光部出力分布から図３０（ａ）の出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分を差し引いた拡散反射寄与分とに分割できる。
【０１２８】
すなわち、図３０（ａ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡとし、図３０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡ１とすると、Ａは正反射寄与分のみ、Ａ１は、正反射寄与分：Ａとなるべき部分から矩形状パッチＭ−１中のトナーによる拡散反射により減少した部分である。
そこで、α１・Ａ＝Ａ１
とすると、拡散反射寄与分は、
Ａ−α１・Ａ＝（１−α１）Ａ
となる。
従って、発光源Ｅ３からの光スポットが矩形状パッチＭ−１を照射しているときの正反射寄与分はＡ１すなわちα１・Ａとなり、拡散反射寄与分は（１−α１）Ａとなり、両寄与分を分離できる。
【０１２９】
同様に、図３０（ｃ）〜（ｆ）の各濃度のパッチＭ−２〜Ｍ−５についても、図３２〜図３５に示すように、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分離できる。このときは、上記定数：α１に代えて、各々定数：α２〜α５（上記と同様にして定められる。）を用いれば良い。
矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の個々に対し、上記のように分割した正反射寄与分と拡散反射寄与分について、各光電変換部の受光部出力：Ｄｉ（便宜上、光電変換部の符号を記号として用いる。）の和をＤ（ＡＬＬ）＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５とするとき、各矩形状パッチに対してＤ（ＡＬＬ）をプロットしたのが図３６である。
正反射寄与分の和：Ｄ（正）については光電変換部Ｄ１の受光部出力：Ｄ１、光電変換部Ｄ５の受光部出力：Ｄ５が、ともに０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（正）＝Ｄ３＋（Ｄ２とＤ４の正反射寄与分）
となる。
拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）については、光電変換部Ｄ３の受光部出力：Ｄ３が０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（拡）＝Ｄ１＋（Ｄ２とＤ４の拡散反射寄与分）＋Ｄ５
となる。
【０１３０】
図３６（ａ）に示す正反射寄与分の和：Ｄ（正）は、矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に、トナー濃度が高くなるにつれて減少している。
これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度とＤ（正）は１対１対応している。
換言すれば、演算されたＤ（正）に対応するトナー濃度が求められる。
これに対し、図３６（ｂ）に示す拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）は、矩形状パッチＭ−２に対して極大となっており、単調な関数になっていない。
従って、図３６（ｂ）に示すＤ（拡）から、トナー濃度とＤ（拡）との関係を得ることは可能ではあるが必ずしも容易ではない。
【０１３１】
直感的に考えると、Ｄ（拡）は矩形状パッチを構成するトナーの濃度が高くなるに従い、付着トナーが多くなるので、拡散反射光の増加により増大するように思われるが、図３６（ｂ）ではそのようになっていない。
これは、前述した定数：α１〜α５を用いて受光部出力結果を差し引き演算していることに起因している。
Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求めた結果が図３７である。
図３７に示された縦軸：Ｄ（拡）／Ｄ（正）は、矩形状パッチをなすトナーの濃度が、パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に高くなるにつれて増加する単調な関数になっている。従って、このＤ（拡）／Ｄ（正）を演算すれば、各矩形状パッチ（図３０の横軸）に対応したトナー濃度が求められる。
【０１３２】
図３８（ａ）は、図３６（ａ）に示す正反射寄与分を基準値（ここでは中間転写ベルト表面による正反射寄与分）で規格化した相対正反射率を示す。
図３８（ｂ）には、図３７に示したＤ（拡）／Ｄ（正）を基準値（ここでは最大濃度での拡散反射寄与分）で規格化した値を示す。
このように拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）を正反射寄与分の和：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を用いて新たな値を求め、これからトナー濃度を求めても良い。
上記のような算出アルゴリズムを用い、上記Ｄ（正）や、Ｄ（拡）／Ｄ（正）を算出し、これからトナー濃度：［ｍｇ／ｃｍ２］を得ることができる。
上述したトナー位置演算工程において、図２６のテストパターン２０１ＣＴに対する受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割する場合にも上記手法を同様に適用し、正反射光のみ又は拡散反射光のみについての受光部出力を取得すればよい。
【０１３３】
本実施形態における反射型光学センサは、１つのセンサに発光部が複数あり、検出用光による光スポットが主走査方向に並んで配置されるため、主方向に複数列配置されたライン状トナーパターンや矩形状パッチを同時に照射することができる。
また、受光部も複数あり、各発光部に応じて役割（正反射光を受光する場合、拡散反射光を受光する場合、あるいはその両方）が変わることにより、上述のような受光部出力の正反射寄与分と拡散反射寄与分への分離が可能となっている。このことから、１つの反射型光学センサで複数列配置された矩形状パッチを同時に検知できる。
主方向に複数列配置されたライン状トナーパターンや矩形状パッチを発光部の発光源が順次発光して照明する場合、厳密に言えば、照明する時間にはわずかな時間差があるが、１ライン走査内で複数列配置された矩形状パッチを検知できれば同時検知と見なすことができる。
また、発光部が微小であることから、光スポットを小さくでき、ライン状トナーパターンや矩形状パッチのサイズを小さくできている。さらに、発光部と受光部が近接していることにより、中間転写ベルト、およびライン状トナーパターンや矩形状パッチへの検出用光の入射角、反射角を小さくでき、中間転写ベルトがトナーの影になってしまうシャドーファクターの影響や、中間転写ベルト表面の振動的なばたつき（反射型光学センサと中間転写ベルトの距離変動）による検出誤差の影響も低減できる。
テストパターンを構成するライン状トナーパターンやパッチを小さくできるので、画像形成に寄与しない不寄与トナーの消費量を低減できる。
【０１３４】
上記では、説明の簡単のため、１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１と１１個の受光部の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の場合を説明したが、発光部数も受光部数もこれに限るものではない。
また、表面が滑らかな転写ベルト（表面での反射が正反射のみ）の場合を説明しげたが、表面が滑らかでない転写ベルト（表面での反射が拡散反射も含む）についても適用できる。すなわち、適宜の手段を用いて正反射体による検知出力分布を測定できれば、それを用いて正反射寄与分と拡散反射寄与分に分離することが可能である。
例えば、予め正反射体を用いて受光出力分布を測定しておき、測定された受光出力分布をメモリ等に記憶しておくこともできるし、転写ベルトの一部に表面が滑らかな部分を形成し、この部分での正反射を検出することもでき、また、可動式の正反射体を画像形成装置中に備えて、必要に応じてその正反射体を可動して検出することもできる。
【０１３５】
図６に示したテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙは、有効画像領域のほぼ中央部に１列に形成されているが、これは従来の画像形成装置にあるように、反射型光学センサを有効画像領域内、及び／または有効画像領域外に複数個配置し、テストパターンも複数配置し、複数組を持たせてもよい。
図１１に示した画像プロセス制御の例では、トナー位置検知（Ｓ５０５）をトナー濃度検知（Ｓ５０６）より先に実行しているが、もちろんこれらの順序を入れ替えても良い。
本実施形態ではテストパターン位置認識工程において、最後にテストパターンを検知したときの情報を基に主方向の位置を推定している。
【０１３６】
以下に説明する実施の形態では、テストパターン位置の推定精度を高めるため、テストパターンの移動方向下流にテストパターン位置認識用マークとしてのテストパターン位置認識用パッチをさらに形成配置し、このパッチの主方向位置を検知することにより、このテストパターン位置認識用パッチの移動方向上流にある濃度検知用のテストパターンの主方向位置を推定する。
【０１３７】
図３９に、図２６に示したテストパターンの例に、テストパターン位置認識用パッチＴＰを新たに形成配置した例を示す。
テストパターン位置認識用パッチＴＰは、トナー位置検知を行うためのテストパターン２０１ＣＴの上流に形成配置されたブラックのベタパッチであり、パッチサイズは主方向に０．５ｍｍ、副方向に０．５ｍｍである。これはテストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンの主方向の大きさよりも小さい。
テストパターン２０１ＣＴに先立つテストパターン位置認識用パッチＴＰは、移動体である中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２４４５ａからの光スポットの照射領域に近づく。
テストパターン位置認識用パッチＴＰが形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域を通過する適当なタイミングで、全ての発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）の順次発光を開始する。
順次発光は１ライン発光（発光源Ｅ１〜Ｅ１１を１回ずつ順次に点滅させる。）、または数ライン発光程度（上記順次の点滅を複数回繰り返す。）で十分である。受光部出力の取得は、発光源Ｅｉのタイミングに合わせ、受光部の光電変換部Ｄｉのみを行えばよい。
発光源Ｅｉが発光し、光スポットが中間転写ベルト上に照射されるので、そのスポット光位置におけるテストパターン位置認識用パッチＴＰの有無は、光電変換部Ｄｉの受光部出力をみれば判別できる。
すなわち、テストパターン位置認識用パッチＴＰがあれば、ない場合よりも、パッチによる吸収が発生し受光部出力は低下する。
【０１３８】
従って、テストパターン位置認識用パッチＴＰに対し、少なくとも１ライン発光を行い、取得した受光部出力Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）から、どの発光源Ｅｉに対応する位置にテストパターン位置認識用パッチＴＰが存在するかが分かる。
図４１は、テストパターン位置認識用パッチＴＰが、光スポットＳ１〜Ｓ１１に到達して（図４１（ａ））１ライン発光したときの、発光源Ｅｉに対する光電変換部Ｄｉの受光部出力を示す（図４１（ｂ））。
光電変換部Ｄ１および光電変換部Ｄ５〜Ｄ１１は中間転写ベルトからの正反射光を受光しており、受光部出力は高い。光電変換部Ｄ２とＤ４では、それより少し受光部出力が低く、光電変換部Ｄ３では受光部出力は大きく低下している。このことから、テストパターン位置認識用パッチＴＰはちょうど発光部Ｅ３に対応する位置にあることがわかる。
また、発光部ピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍ、テストパターン位置認識用パッチＴＰの主方向の大きさ：０．５ｍｍであることと、光電変換部Ｄ２とＤ４の受光部出力より、テストパターン位置認識用パッチＴＰの両端部が少し、光スポットＳ２とＳ４により照射されたことがわかる。
このように、受光部出力が最も低い光電変換部Ｄｉに対応する位置に、テストパターン位置認識用パッチＴＰが存在することがわかる。
【０１３９】
テストパターン位置認識用パッチＴＰの下流に、その主方向の中心位置を同じくして位置検知用のテストパターン２０１ＣＴを形成配置すれば、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴの主方向位置の推定を高精度に行うことができる。
なお、この実施の形態において、テストパターン位置認識用パッチＴＰの色はブラックとしたが、パッチの色に制約はなく、マゼンタでもシアンでもイエローでもよい。また、ベタパッチを例示したが、勿論中間調のパッチでも良い。
発光部での出力低下が大きいという観点からは、ブラックトナーやカラートナーであれば高濃度であることが好ましい。
テストパターン位置認識用パッチＴＰの大きさは、上記の大きさに限定されるものではなく、その主方向の位置が分かればよいので、トナー消費量を削減する上でもテストパターン２０１ＣＴの主方向の大きさよりも小さいことが好ましい。
さらには、光スポットによりテストパターン位置認識用パッチの一部が照射されることにより、パッチでの吸収や散乱による受光部出力の低下が判別できるなら、テストパターン位置認識用パッチの主方向の大きさを発光部ピッチより小さくすることもできる。
【０１４０】
さらに、別の実施の形態を説明する。
上に説明したテストパターン位置認識工程の２例では、いずれも主方向の位置を推定している。すなわち位置検知用のテストパターンの主方向の位置を直接的には検知していない。
以下に説明する実施の形態では、位置検知用のテストパターンの主方向の位置を直接的に検知することにより、上記位置を決定できる。
図４２（ａ）に、テストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンＬＰＫ１が光スポットＳ１〜Ｓ１１の照射領域に到達した状態、この状態で全発光源により１ライン発光したときの発光源Ｅｉに対する光電変換部Ｄｉの受光部出力を同図（ｂ）に示す。
テストパターン２０１ＣＴが形成されるタイミングは既知であるので、ライン状トナーパターンＬＰＫ１が照射領域を通過する適当なタイミングで、全ての発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）の順次点滅を開始する。
【０１４１】
順次点滅は１ライン発光または数ライン発光程度で十分である。
受光部出力の取得は、発光源Ｅｉの発光タイミングに合わせて、対応する光電変換部Ｄｉのみで行えばよい。
発光源Ｅｉが発光するとき、その光スポット位置にテストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンＬＰＫ１があるか否かは、光電変換部Ｄｉの受光部出力をみれば判別できる。ライン状トナーパターンＬＰＫ１が発光源Ｅｉによる光スポットの照射位置に存在すれば、存在しない場合よりもパッチによる吸収が発生した分、光電変換部Ｄｉによる受光部出力は低下する。
受光出力分布が図４２（ｂ）に示す如くであった場合、光電変換部Ｄ１およびＤ５〜Ｄ１１は受光部出力が高く、光電変換部Ｄ２とＤ４ではそれより受光部出力が低く、光電変換部Ｄ３ではさらに低い。このことから、図４２（ａ）に示すように、ライン状トナーパターンＬＰＫ１はちょうど発光源Ｅ３に対応する位置にあることがわかる。
また、発光部ピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍ、ライン状トナーパターンＬＰＫ１の主方向の大きさ：１ｍｍであることと、光電変換部Ｄ２とＤ４の受光部出力より、光スポットＳ２、Ｓ４の相当部分がライン状トナーパターンＬＰＫ１に照射されたことがわかる。
このように、受光部出力が最も低い受光部Ｄｉに対応する主方向位置に、ライン状トナーパターンＬＰＫ１が存在することがわかる。
【０１４２】
ライン状トナーパターンＬＰＫ１はテストパターン２０１ＣＴの一部であり、ライン状トナーパターンＬＰＫ１に続いて、各トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１、ＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２が連なっている。従って、この実施の形態では、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴの主方向位置を推定するまでもなく決定できる。
このテストパターン位置決定後に、前述の照射系動作決定工程および受光系動作決定工程を行い、ライン状トナーパターンＬＰＫ１を用いて反射光取得の工程を実施する。
テストパターン位置認識工程、照射系動作決定工程、受光系動作決定工程を行うためにある程度の時間が必要である場合は、先頭のトナーパターン（説明中の例ではライン状トナーパターンＬＰＫ１）の副方向の大きさを、他のパッチより大きくすることもできる。
【０１４３】
次に、テストパターンの主方向の大きさについて図４３を参照して説明する。
上述の説明ではテストパターンの主方向の大きさを１ｍｍとした。図４３の例では、テストパターン（ブラックベタのライン状トナーパターン）の主方向の大きさを１．２ｍｍとしている。
図４３（ａ）に示された状態では、テストパターン（ブラックベタのライン状トナーパターン）の主方向の中心位置は、発光源Ｅ６による光スポットＳ６の位置にある。
テストパターンの主方向の大きさは１．２ｍｍで、光スポットの主方向の大きさ：０．４ｍｍと、発光部ピッチ：０．４ｍｍの２倍（０．０８ｍｍ）との和に等しい。
図４３（ａ）の状態では、テストパターンを３つの発光源Ｅ５〜Ｅ７による光スポットＳ５〜Ｓ７により主方向に過不足なく照射できるので、これら３つの発光源に関してトナー位置を算出できる。
図４３（ｂ）の状態では、ブラックベタのライン状トナーパターンの主方向の中心位置が、発光源Ｅ６とＥ７による光スポットＳ６、Ｓ７の中間位置にある。この場合は、２つの発光源Ｅ６とＥ７による光スポットでベタパッチを照射しており、２つの発光源Ｅ６、Ｅ７に関してトナー位置を算出できる。
【０１４４】
このように、パッチの主方向の大きさを、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと、発光部ピッチ：Ｐの２倍との和（２Ｐ＋ＳＤ）以上とすることにより、２以上の発光部に関してトナー位置を算出でき、これら複数のトナー位置に平均化処理を施すことにより主方向に平均化されたトナー位置を得ることができ、トナー位置の検知精度が向上する。
３つのトナー位置を算出できる場合には、最大・最小を省いた中間の値を採用したり、４つ以上のトナー位置が得られる場合であれば、最大・最小の値を除いた残りの平均値を採用したりして、異常値などを除去して検知精度を向上させることもできる。
【０１４５】
テストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｒ、２０１Ｌの別の例として、主方向に複数のパッチを持つ場合の実施例を図４４に示す。テストパターンの配置以外は図１３と同様である。
図４４は、図１の画像形成装置におけるテストパターンを作像した転写ベルト２０４０の上面図を示し、主方向の中央部付近にトナー濃度を検知するためのテストパターン２０１が形成されている。
図４４では色ズレの基準なるブラックトナーパターンに続いて、カラートナーパターン（マゼンタ、シアン、イエロー）を主方向に３つ配置している。
図６の場合に比べ、テストパターンの副方向の長さが１／２となり、テストパターンを検知する時間が約１／２に短縮できる。また、その下流にはトナー濃度を検知するためのトナー濃度検知用テストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙは、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の中央部付近に形成されている。
【０１４６】
図４５は、図７〜図９に示した反射型光学センサを用い、図４４のライン状トナーパターン（ＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）を検知する例を示す。上下方向が「主方向」、左右方向の左向きが「副方向」である。
図４４に示したように、トナー位置検知用のテストパターンはライン状トナーパターンと斜めライン状トナーパターンからなるテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｒ、２０１Ｌにより形成されるが、図４５に示すテストパターンは、テストパターン２０１ＣＴのうち、ライン状トナーパターンＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１のみを示している。
ブラックのライン状トナーパターンＬＰＫ１は主方向に３．２ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさに形成され、カラーのライン状トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１は主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍに形成される。
なお、主走査方向の大きさは、いずれも、反射型光学センサの主方向の発光部ピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。
【０１４７】
まず、図２６に示した例と同様にして、図４５の具体例において、前準備として得られた結果を示す。
テストパターン位置認識工程により、テストパターンの主方向の位置は、発光部Ｅ３と発光部Ｅ６と発光部Ｅ９の位置であると推定された。
その結果に基づき、照射系動作決定工程により、発光させる発光部はＥ３とＥ６とＥ９とし、発光モードは順次発光させると決定された。続いて、受光系動作決定工程により、受光部出力を取得する受光部はＤ１〜Ｄ１１のすべてとし、取得タイミングは、図４６に示すように、各トナーパターンの通過に先立ち、発光部Ｅ３とＥ６とＥ９は順次発光を開始する。受光部Ｄ１〜Ｄ１１は、発光部のパルス発光のタイミングに合わせ、受光部出力をサンプリングし、受光部出力を取得する、と決定された。
上記前準備結果に基づき反射光を取得する手順を図４６に示す。
テストパターン２０１ＣＴは、移動体である中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２４４５ａからのスポット光照射領域に近づいていく。
テストパターン２０１ＣＴが形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光部Ｅ３とＥ６とＥ９の順次発光を開始する。
【０１４８】
まず、テストパターン２０１ＣＴの通過に先立ち、発光部Ｅ３とＥ６とＥ９は順次にパルス発光し、そのタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ１１はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
続いてテストパターン２０１ＣＴは副方向に移動し、最初のトナーパターンＬＰＫ１がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３とＥ６とＥ９は順次発光し、トナーパターンＬＰＫ１がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ１１はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
さらに、テストパターン２０１ＣＴは副方向に移動し、トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３とＥ６とＥ９は順次発光し、トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ１１はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１４９】
このようにして、テストパターン２０１ＣＴからの反射光、すなわち受光部出力分布が取得できる。
よって、その取得結果に基づき、上述したように、トナー位置を演算的に求めることができる。
このようにテストパターン２０１ＣＴを配置することにより、１つの反射型光学センサで、同時に（１ライン発光の間に）複数のトナーパターンに対して受光部出力を取得することができる。
もちろん、反射型光学センサの発光部の数および受光部の数に応じて、上記以外の複数のトナーパターンに対して受光部出力を取得することができる。
これにより、テストパターンの副方向の長さを短くすることができ、検知時間の短縮化が図れる。
【０１５０】
画像形成装置は感光体や現像装置の構成によっては、副方向に回動する部材が用いられることが多いため、その部材の変動によって、副方向に画像濃度むらが発生しやすい。すなわち、この濃度むらが発生した場合には、テストパターンに重畳してしまう。
そのため、テストパターンの副方向の長さが短くなれば、この濃度むらの影響を低減させることが可能となる。
なお、このようなテストパターンの配置は図４５のものに限定されるものではない。
複数の発光部の配列長さ、すなわち、中間転写ベルトに照射する光スポット列を、主方向に並んだ複数のトナーパターンの長さよりも大きくすることにより、トナーパターンに光スポットが照射されないことを防止する。
さらには、複数の発光部の配列長さを、中間転写ベルトが搬送されるときの主方向の位置ずれや、トナーパターンを形成したときの主走査方向の位置ずれのマージンも考慮した分だけ、主方向に並んだ複数のパッチの長さより大きくすることが望ましい。これにより、反射型光学センサの主方向の大きさを過不足無く設定することができる。
【０１５１】
直接転写方式の画像形成装置では感光体ドラム上にテストパターンを形成するが、上に説明した実施の各形態のように、移動体が（平滑な）中間転写ベルトである中間転写方式では、移動体上にテストパターンを形成する。この場合の方が先に述べた副方向への濃度むらが発生しやすいため、副方向のテストパターンの長さを短くできる反射型光学センサの適用が好ましい。
【符号の説明】
【０１５２】
Ｅｉ  発光部としての発光源
ＬＥｉ  発光部としての照射用マイクロレンズ
Ｄｉ  受光部としての光電変換部
ＬＤｉ  受光部としての受光用マイクロレンズ
２０１Ｌ、２０１ＣＴ、２０１Ｒ  テストパターン
２０３０  像担持体としての感光体ドラム
２０４０  移動体としての中間転写ベルト
２４４５ａ〜ｃ  反射型光学センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５３】
【特許文献１】特開２００７−２８６１７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４９３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０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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