(57)【要約】【課題】主方向の検出精度を向上させることができる反射型光学センサを提供する。【解決手段】  発光部、照明用レンズ、２つの受光用レンズ、２つの受光部、開口部材及び基板などを備えている。反射型光学センサから射出された検出用光による中間転写ベルト上の光スポットは楕円形状であり、該楕円における長軸方向はＸ軸方向に対して角度θだけ傾斜している。そして、検出用光スポットが平行ライン状パターンに接してから外れるまでの中間転写ベルトの移動距離Ｌｓ、検出用光スポットが傾斜ライン状パターンに接してから外れるまでの中間転写ベルトの移動距離Ｌｍを用いて、角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値となるように設定されている。【選択図】図３５
2014164163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に向けて光を射出する発光部と、
前記発光部から射出され前記移動体上に形成された検出用パターンで反射された光を受光する受光部とを備え、
前記検出用パターンは、前記移動体の移動方向に直交する第１のパターンと、前記第１のパターンに対して傾斜した第２のパターンを含み、
前記発光部から射出された光による前記移動体上の光スポットは互いに直交する２軸方向の長さが異なる形状であり、該光スポットにおける長軸方向は前記移動方向に直交する方向に対して角度θだけ傾斜しており、
前記光スポットが前記第１のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｓ、前記光スポットが前記第２のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｍを用いて、
前記角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値である反射型光学センサ。
【請求項２】
前記第２のパターンの前記第１のパターンに対する傾斜角α、前記光スポットにおける長軸の長さ２ａ、短軸の長さ２ｂ、前記第１のパターンの前記移動方向に関する長さＷ５、前記第２のパターンの前記移動方向に関する長さｌｍ、Ａ＝（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）／ａ２ｂ２、Ｂ＝２ｃｏｓθ・ｓｉｎθ（ａ２−ｂ２）／ａ２ｂ２、Ｃ＝（ａ２ｃｏｓ２θ＋ｂ２ｓｉｎ２θ）／ａ２ｂ２、を用いて、
【数１】
2014164163.tif 000008
であることを特徴とする請求項１に記載の反射型光学センサ。
【請求項３】
前記角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が０となるときの値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型光学センサ。
【請求項４】
前記発光部から射出された光を集光する照明用レンズを備え、
該照明用レンズはアナモフィックレンズであり、前記移動方向に対して、光軸まわりに前記角度θだけ傾斜してい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反射型光学センサ。
【請求項５】
前記発光部から射出された光を集光する照明用レンズを備え、
該照明用レンズのレンズ面は自由曲面レンズであ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反射型光学センサ。
【請求項６】
前記発光部から射出された光の光路上に配置され、前記光スポットの形状と相似の形状の開口部を有する開口部材を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反射型光学センサ。
【請求項７】
移動体上に検出用パターンを作成するパターン作成装置と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型光学センサと、
前記反射型光学センサの出力信号に基づいて、前記移動体上における互いに直交する２方向に関する前記検出用パターンの位置を求める処理装置と、を備える画像形成装置。
【請求項８】
移動体上に該移動体の移動方向に直交する第１のパターン、及び該第１のパターンに対して傾斜した第２のパターンを含む検出用パターンを作成するパターン作成装置と、
前記移動体に向けて光を射出する発光部、及び前記発光部から射出され前記検出用パターンで反射された光を受光する受光部を有する反射型光学センサと、
前記反射型光学センサの出力信号に基づいて、前記移動体上における互いに直交する２方向に関する前記検出用パターンの位置を求める処理装置とを備え
前記発光部から射出された光による前記移動体上の光スポットは互いに直交する２軸方向の長さが異なる形状であり、前記反射型光学センサは、該光スポットにおける長軸方向が前記移動方向に直交する方向に対して角度θだけ傾斜するように配置され、
前記光スポットが前記第１のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｓ、前記光スポットが前記第２のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｍを用いて、前記角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値である画像形成装置。
【請求項９】
前記第２のパターンの前記第１のパターンに対する傾斜角α、前記光スポットにおける長軸の長さ２ａ、短軸の長さ２ｂ、前記第１のパターンの前記移動方向に関する長さＷ５、前記第２のパターンの前記移動方向に関する長さｌｍ、Ａ＝（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）／ａ２ｂ２、Ｂ＝２ｃｏｓθ・ｓｉｎθ（ａ２−ｂ２）／ａ２ｂ２、Ｃ＝（ａ２ｃｏｓ２θ＋ｂ２ｓｉｎ２θ）／ａ２ｂ２、を用いて、
【数２】
2014164163.tif 000009
であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記移動体は、中間転写ベルト又は感光性を有する像担持体であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型光学センサ及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、対象物で反射された光を受光する反射型光学センサ、及び該反射型光学センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、及びプロッタ等の画像形成装置が広く知られている。これらの画像形成装置では、一般的に、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」ともいう）の表面に光走査装置（露光装置）によって静電潜像を形成し、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】
多色のカラー画像形成装置における画像形成プロセスでは、例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の各色に対応した複数のトナー画像を、中間転写ベルト上に重ね合わせて１次転写した後、記録紙に一括して２次転写している。
【０００４】
この画像形成プロセスでは、光走査装置（露光装置）や各色に対応した複数の感光体ドラムの調整ずれや、感光体ドラム及び中間転写ベルトを駆動する各駆動機構の変動が、そのままカラー画像での色ずれとなって現れるため、色ずれ制御も不可欠となる。
【０００５】
色ずれ制御の具体的な方法としては、一般的に、中間転写ベルト上にブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の各色の位置ずれ検出用のテストパターンを形成し、該各色のテストパターンの位置を反射型光学センサで読取り、その結果から位置ずれ量を算出し、画像情報の書込みタイミングなどにフィードバックして、記録紙上の色ずれを補正している。なお、中間転写ベルト上で、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は「主方向」と呼ばれている。
【０００６】
上記反射型光学センサは、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献７参照）。例えば、従来の反射型光学センサとして、１個の発光部と２個の受光部からなる１ＬＥＤ−２ＰＤタイプの反射型光学センサや、２個の発光部と１個の受光部からなる２ＬＥＤ−１ＰＤタイプの反射型光学センサ、などがある。
【０００７】
また、特許文献８には、像担持体上と像担持体上に形成されたテストパターンに発光素子から光を照射し、その反射光を二つの受光素子で検知することで、テストパターンの濃度情報を取得する濃度検出装置と濃度検出装置から得られた情報に基づき画像形成条件を制御する画像形成条件制御装置を有する画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像形成装置における画像品質に対する要求は、年々高くなってきている。しかしながら、従来の反射型光学センサでは主方向に関する位置の検出精度が十分でなく、該反射型光学センサを備える画像形成装置では、要求されるレベルの画像品質を得るのは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、移動体に向けて光を射出する発光部と、前記発光部から射出され前記移動体上に形成された検出用パターンで反射された光を受光する受光部とを備え、前記検出用パターンは、前記移動体の移動方向に直交する第１のパターンと、前記第１のパターンに対して傾斜した第２のパターンを含み、前記発光部から射出された光による前記移動体上の光スポットは互いに直交する２軸方向の長さが異なる形状であり、該光スポットにおける長軸方向が前記移動方向に直交する方向に対して角度θだけ傾斜しており、前記光スポットが前記第１のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｓ、前記光スポットが前記第２のパターンに接してから外れるまでの前記移動体の移動距離Ｌｍを用いて、前記角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値である反射型光学センサである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の反射型光学センサによれば、主方向に関する位置の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】プリンタ制御装置を説明するための図である。
【図３】画像形成ユニットを説明するための図である。
【図４】反射型光学センサの配置位置を説明するための図（その１）である。
【図５】反射型光学センサの配置位置を説明するための図（その２）である。
【図６】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７】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８】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９】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１０】反射型光学センサを説明するための図である。
【図１１】発光部から射出された光の光路を説明するための図である。
【図１２】開口部材を説明するための図である。
【図１３】受光用レンズ１２及び受光部１４の配置位置を説明するための図である。
【図１４】受光用レンズ１３及び受光部１５の配置位置を説明するための図である。
【図１５】中間転写ベルト上に形成されるトナーパターンを説明するための図である。
【図１６】各濃度検出用パターンにおける４つの矩形パターンを説明するための図である。
【図１７】位置ずれ検出用パターンを説明するための図である。
【図１８】プリンタ制御装置によって行われる画像プロセス制御を説明するためのフローチャートである。
【図１９】トナーパターンの形成タイミングを説明するための図である。
【図２０】検出用光スポットと各矩形パターンとの位置関係を説明するための図である。
【図２１】濃度検出用パターンが照射対象物のときの受光部１４の出力波形を説明するための図である。
【図２２】図２１における受光部１４の出力波形と照射対象物との関係を説明するための図である。
【図２３】濃度検出用パターンが照射対象物のときの受光部１５の出力波形を説明するための図である。
【図２４】図２３における受光部１５の出力波形と照射対象物との関係を説明するための図である。
【図２５】検出用光スポットと各ライン状パターンとの位置関係を説明するための図である。
【図２６】位置ずれ検出用パターンが照射対象物のときの受光部１４の出力波形を説明するための図である。
【図２７】図２６における受光部１４の出力波形と照射対象物との関係を説明するための図である。
【図２８】濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）を説明するための図（その１）である。
【図２９】濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）を説明するための図（その２）である。
【図３０】位置ずれ検出用パターンが照射対象物のときの各ライン状パターンの検出時間を説明するための図である。
【図３１】位置ずれ量の算出を説明するための図である。
【図３２】図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）は、それぞれマゼンタのライン状パターンの位置ずれ量を説明するための図である。
【図３３】図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）は、それぞれ楕円を説明するための図である。
【図３４】図３４（Ａ）及び図３４（Ｂ）は、それぞれ平行ライン状パターンと楕円との関係を説明するための図である。
【図３５】図３５（Ａ）及び図３５（Ｂ）は、それぞれ傾斜ライン状パターンと楕円との関係を説明するための図である。
【図３６】平行ライン状パターンと楕円との関係をモデル化した図である。
【図３７】傾斜ライン状パターンと楕円との関係をモデル化した図である。
【図３８】Ｌｓを説明するための図である。
【図３９】Ｌｍを説明するための図である。
【図４０】楕円光スポットと楕円状光スポットを説明するための図である。
【図４１】楕円光スポット及び楕円状光スポットの強度分布を説明するための図（その１）である。
【図４２】楕円光スポット及び楕円状光スポットの強度分布を説明するための図（その２）である。
【図４３】平行ライン状パターンと楕円状光スポットとの関係を説明するための図である。
【図４４】傾斜ライン状パターンと楕円状光スポットとの関係を説明するための図である。
【図４５】図４５（Ａ）及び図４５（Ｂ）は、それぞれ円形状の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）との関係を説明するための図である。
【図４６】図４６（Ａ）〜図４６（Ｃ）は、それぞれ円形状の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図４７】図４７（Ａ）及び図４７（Ｂ）は、それぞれ楕円形状１の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）との関係を説明するための図である。
【図４８】図４８（Ａ）〜図４８（Ｃ）は、それぞれ楕円形状１の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図４９】図４９（Ａ）及び図４９（Ｂ）は、それぞれ楕円形状２の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）との関係を説明するための図である。
【図５０】図５０（Ａ）〜図５０（Ｃ）は、それぞれ楕円形状２の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図５１】図５１（Ａ）及び図５１（Ｂ）は、それぞれ楕円形状３の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）との関係を説明するための図である。
【図５２】図５２（Ａ）〜図５２（Ｃ）は、それぞれ楕円形状３の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝４５°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図５３】図５３（Ａ）は、円形状の検出用光スポットと傾斜ライン状パターン（α＝３０°）との関係を説明するための図であり、図５３（Ｂ）及び図５３（Ｃ）は、それぞれ円形状の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図５４】図５４（Ａ）及び図５４（Ｂ）は、それぞれ楕円形状４の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）との関係を説明するための図である。
【図５５】図５５（Ａ）〜図５５（Ｃ）は、それぞれ楕円形状４の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図５６】図５６（Ａ）及び図５６（Ｂ）は、それぞれ楕円形状５の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）との関係を説明するための図である。
【図５７】図５７（Ａ）〜図５７（Ｃ）は、それぞれ楕円形状５の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図５８】図５８（Ａ）及び図５８（Ｂ）は、それぞれ楕円形状６の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）との関係を説明するための図である。
【図５９】図５９（Ａ）〜図５９（Ｃ）は、それぞれ楕円形状６の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝３０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図６０】図６０（Ａ）は、円形状の検出用光スポットと傾斜ライン状パターン（α＝６０°）との関係を説明するための図であり、図６０（Ｂ）及び図６０（Ｃ）は、それぞれ円形状の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図６１】図６１（Ａ）及び図６１（Ｂ）は、それぞれ楕円形状７の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）との関係を説明するための図である。
【図６２】図６２（Ａ）〜図６２（Ｃ）は、それぞれ楕円形状７の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図６３】図６３（Ａ）及び図６３（Ｂ）は、それぞれ楕円形状８の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）との関係を説明するための図である。
【図６４】図６４（Ａ）〜図６４（Ｃ）は、それぞれ楕円形状８の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図６５】図６５（Ａ）及び図６５（Ｂ）は、それぞれ楕円形状９の検出用光スポットと平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）との関係を説明するための図である。
【図６６】図６６（Ａ）〜図６６（Ｃ）は、それぞれ楕円形状９の検出用光スポットで平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターン（α＝６０°）を検出したときの出力波形を説明するための図である。
【図６７】照明用レンズの例１を説明するための図である。
【図６８】照明用レンズの例２を説明するための図である。
【図６９】反射型光学センサの変形例１を説明するための図である。
【図７０】反射型光学センサの変形例２を説明するための図である。
【図７１】変形例２の反射型光学センサにおける開口部材の例１を説明するための図である。
【図７２】変形例２の反射型光学センサにおける開口部材の例２を説明するための図である。
【図７３】反射型光学センサ２２４５Ａを説明するための図（その１）である。
【図７４】反射型光学センサ２２４５Ａを説明するための図（その２）である。
【図７５】反射型光学センサ２２４５Ａを説明するための図（その３）である。
【図７６】反射型光学センサ２２４５Ａを説明するための図（その４）である。
【図７７】有効画像領域外に配置された２つの反射型光学センサを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６８に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１３】
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つの画像形成ユニット（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、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、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、反射型光学センサ２２４５、温湿度センサ（図示省略）及びプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１４】
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（ＰＣ））及び公衆回線を介した情報機器（例えば、ファクシミリ装置（ＦＡＸ））との双方向の通信を制御する。そして、通信制御装置２０８０は、受信した情報をプリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００１５】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している（図２参照）。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００１６】
温湿度センサは、カラープリンタ２０００内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００１７】
感光体ドラム２０３０ａと画像形成ユニット２０３４ａ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。
【００１８】
感光体ドラム２０３０ｂと画像形成ユニット２０３４ｂ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。
【００１９】
感光体ドラム２０３０ｃと画像形成ユニット２０３４ｃ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。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ｄと画像形成ユニット２０３４ｄ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。
【００２１】
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。各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。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。
【００２２】
各画像形成ユニットは、一例として図３に示されるように、対応する感光体ドラムの周囲に設けられた、帯電ユニット、現像ユニット、１次転写ユニット、及び感光体クリーニングユニットを有している。
【００２３】
ここでは、帯電ユニットとして、接触帯電方式の帯電ローラが用いられている。該帯電ローラは、感光体ドラムに接触して電圧を印加することにより感光体ドラムの表面を一様に帯電する。なお、帯電ユニットには、非接触のスコロトロンチャージャなどの非接触帯電方式のものも用いることができる。
【００２４】
現像ユニットでは、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤が使用されている。この現像ユニットは、現像ケース内に設けられた攪拌部と現像部とに大別できる。
【００２５】
攪拌部では、２成分現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ上に供給される。この攪拌部は平行な２本のスクリューを有しており、該２本のスクリューの間には、両端部で互いが連通するように仕切るために仕切り板が設けられている。また、現像ケースには現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を検出するためのＴＣセンサが取り付けられている。２成分現像剤のキャリアは磁性体、トナーは非磁性体であるため、ＴＣセンサとしては透磁率方式のものが用いられており、現像ユニット内のトナー濃度は、現像剤の透磁率、つまり単位体積あたりの現像剤の磁気抵抗に現れる。なお、現像剤として、１成分現像剤を使用することもできる。
【００２６】
現像部では、現像スリーブに付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラムに転移される。この現像部は、現像ケースの開口を通して感光体ドラムと対向する現像スリーブ、及び該現像スリーブに先端が接近するように配置されたドクターブレードを有している。また、現像スリーブ内には不図示のマグネットが固定配置されている。
【００２７】
そこで、現像ユニットでは、現像剤が２本のスクリューで攪拌されながら搬送循環され、現像スリーブに供給される。現像スリーブに供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げられて保持される。現像スリーブで汲み上げられた現像剤は、現像スリーブの回転に伴って搬送され、ドクターブレードにより適正な量に規制される。なお、余分な現像剤は攪拌部に戻される。
【００２８】
このようにして感光体ドラムと対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブに印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム上の静電潜像を顕像化する。
【００２９】
現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブから離れ、攪拌部に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部内のトナー濃度が薄くなると、それをＴＣセンサが検出し、その検出結果に基づいて攪拌部にトナーカートリッジ（図示省略）からトナーが補給される。
【００３０】
また、１次転写ユニットは、対応する感光体ドラムにおける中間転写ベルト２０４０を介して対向する位置に設けられている。
【００３１】
ここでは、１次転写ユニットとして、１次転写ローラが用いられている。該１次転写ローラは、中間転写ベルト２０４０を挟んで感光体ドラムに押し当てるようにして設置されている。なお、１次転写ユニットとして、ローラ状のもの以外に、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどが用いられても良い。
【００３２】
感光体クリーニングユニットは、先端が感光体ドラムに押し当てられるように配置されているクリーニングブレード（例えばポリウレタンゴム製）、及び感光体ドラムに接触して配置されている導電性のファーブラシを有している。このファーブラシには不図示の金属製の電界ローラからバイアス電圧が印加されており、その電界ローラには不図示のスクレーバの先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレードやファーブラシによって感光体ドラムから除去されたトナーは、感光体クリーニングユニットの内部に収容され、不図示の廃トナー回収ユニットにて回収される。
【００３３】
図１に戻り、光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０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）に基づいて色毎に変調された光で、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した静電潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された静電潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ユニットの方向に移動し、該現像ユニットによって顕像化される。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中間転写ベルト２０４０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。
【００３４】
また、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
【００３５】
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中間転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。
【００３６】
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枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここでカラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００３７】
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。ここでトナーが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上に順次積み重ねられる。
【００３８】
反射型光学センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０の近傍に配置されている。ここでは、一例として図４に示されるように、ＸＹＺ３次元直交座標系において、反射型光学センサ２２４５に対する中間転写ベルト２０４０の移動方向、すなわち、副方向を＋Ｙ方向とし、主方向をＸ軸方向とする。そして、反射型光学センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０の＋Ｚ側に配置されているものとする。
【００３９】
また、反射型光学センサ２２４５は、Ｘ軸方向に関して、中間転写ベルト２０４０の中央位置Ｘ０に対向する位置に配置されているものとする（図５参照）。すなわち、反射型光学センサ２２４５は、有効画像領域内に対応する位置に配置されている。この反射型光学センサ２２４５の詳細については後述する。
【００４０】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。光走査装置２０１０は、一例として図６〜図９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）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。
【００４１】
また、以下では、便宜上、各光学部材において、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。
【００４２】
光源２２００ａとカップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａは、感光体ドラム２０３０ａに静電潜像を形成するための光学部材である。
【００４３】
光源２２００ｂとカップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂは、感光体ドラム２０３０ｂに静電潜像を形成するための光学部材である。
【００４４】
光源２２００ｃとカップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃは、感光体ドラム２０３０ｃに静電潜像を形成するための光学部材である。
【００４５】
光源２２００ｄとカップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄに静電潜像を形成するための光学部材である。
【００４６】
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光の光路上に配置され、該光を略平行光とする。
【００４７】
各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光を整形する。
【００４８】
各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光を、光偏向器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。
【００４９】
各光源と光偏向器２１０４との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
【００５０】
光偏向器２１０４は、２段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、４面の偏向反射面を有している。そして、１段目（下段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光がそれぞれ偏向され、２段目（上段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目のポリゴンミラー及び２段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略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。
【００５１】
光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａ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。
【００５２】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、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。
【００５３】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、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。
【００５４】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄ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。
【００５５】
各感光体ドラム上の光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。各感光体ドラムにおける光スポットの移動方向が、「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が、「副走査方向」である。
【００５６】
また、光偏向器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。
【００５７】
次に、前記反射型光学センサ２２４５について説明する。この反射型光学センサ２２４５は、一例として図１０に示されるように、発光部１０、照明用レンズ１１、２つの受光用レンズ（１２、１３）、２つの受光部（１４、１５）、開口部材１６及び基板１７などを備えている。反射型光学センサ２２４５から中間転写ベルト２０４０の表面までの距離は５ｍｍである。
【００５８】
発光部１０と各受光部は、基板１７上に実装されている。照明用レンズ１１と２つの受光用レンズ（１２、１３）は、一体成型されている。
【００５９】
発光部１０として、ＬＥＤやＬＤ（レーザダイオード）を用いることができる。発光部１０は、Ｘ軸方向に関する長さが１００μｍ、Ｙ軸方向に関する長さが１００μｍの正方形状である。発光部１０からの光は、一例として図１１に示されるように、ＸＺ平面に正射影したときに、Ｚ軸に対して傾斜した方向に射出される。
【００６０】
開口部材１６は、発光部１０の−Ｚ側に配置され、Ｘ軸方向に関する長さが１．１ｍｍ、Ｙ軸方向に関する長さが６．０ｍｍ、Ｚ軸方向に関する長さが２．０ｍｍの外形を有し、一辺の長さが０．７ｍｍの正方形状の開口部が形成されている（図１２参照）。Ｘ軸方向に関して、開口部の中心と発光部１０の中心間距離は０．１ｍｍである。また、開口部材１６と基板１７との間隙は０．２ｍｍである。
【００６１】
照明用レンズ１１は、開口部材１６の−Ｚ側に配置され、発光部１０から射出された光を中間転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。ここでは、入射側の光学面が集光パワーを有し、射出側の光学面は集光パワーを有していない。
【００６２】
以下では、便宜上、照明用レンズ１１を通過した光を「検出用光」ともいう。また、検出用光によって中間転写ベルト２０４０の表面位置に形成される光スポットを「検出用光スポット」ともいう。
【００６３】
また、ここでは、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、中間転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。
【００６４】
受光用レンズ１２は、一例として図１３及び図１４に示されるように、発光部１０から射出され、中間転写ベルト２０４０の表面、あるいは中間転写ベルト２０４０上のトナーパターンで正反射された光の光路上に配置されている。なお、以下では、正反射された光を「正反射光」と略述する。すなわち、受光用レンズ１２は、正反射光を集光する。
【００６５】
受光用レンズ１３は、一例として図１４に示されるように、発光部１０から射出され、中間転写ベルト２０４０上のトナーパターンで拡散反射された光の光路上に配置されている。なお、以下では、拡散反射された光を「拡散反射光」と略述する。すなわち、受光用レンズ１３は、拡散反射光を集光する。
【００６６】
各受光用レンズは、射出側の光学面が集光パワーを有し、入射側の光学面は集光パワーを有していない。
【００６７】
ここでは、各受光用レンズとして、光軸に対して回転非対称なアナモフィックレンズが用いられている。各受光用レンズのレンズ面は、第１の方向に関して曲率半径が１．０ｍｍ、円錐定数が−１．６５であり、該第１の方向に直交する第２の方向に関して曲率半径が１．０ｍｍ、円錐定数が−１．９である。受光レンズを備えることで、各受光部の出力は約３．８倍となった。
【００６８】
受光部１４は、受光用レンズ１２で集光された正反射光を受光する。受光部１５は、受光用レンズ１３で集光された拡散反射光を受光する。各受光部には、ＰＴｒ（フォトトランジスタ）あるいはＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。各受光部は、受光光量に応じた信号（光電変換信号）をプリンタ制御装置２０９０に出力する。
【００６９】
各受光部は、Ｘ軸方向に関する長さが１ｍｍ、Ｙ軸方向に関する長さが１ｍｍの正方形状である。また、Ｘ軸方向に関して、発光部１０と受光部１４の間隔は１．３６ｍｍである。
【００７０】
以下の説明では、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、該中間転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射されるものとする。
【００７１】
次に、反射型光学センサ２２４５の検出対象物である検出用パターンとしてのトナーパターンについて説明する。
【００７２】
このトナーパターンは、一例として図１５に示されるように、５つのパターン（ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４、ＰＰ）を有している。
【００７３】
ＤＰ１〜ＤＰ４は、いずれも濃度検出用パターンであり、ＰＰは、位置ずれ検出用パターンである。
【００７４】
濃度検出用パターンＤＰ１はブラックトナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ２はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンＤＰ３はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ４はイエロートナーで形成される。なお、濃度検出用パターンＤＰ１〜ＤＰ４を区別する必要がない場合には、総称して「濃度検出用パターンＤＰ」ともいう。
【００７５】
濃度検出用パターンＤＰは、一例として図１６に示されるように、４個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ４、以下では、便宜上「矩形パターン」という）を有している。４個の矩形パターンは、Ｙ軸方向に沿って等間隔で一列に並んでおり、それぞれ全体としてみたときにトナー濃度の階調が互いに異なっている。ここでは、トナー濃度の低い矩形パターンから、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４とする。すなわち、矩形パターンｐ１のトナー濃度が最も低く、矩形パターンｐ４のトナー濃度が最も高い。そして、矩形パターンｐ４は、最大のトナー付着量で作成されたいわゆるベタパターンである。
【００７６】
そして、一例として、各矩形パターンのＸ軸方向の長さｗ１を約１５ｍｍ、Ｙ軸方向の長さｗ２を約２５ｍｍとしている。また、Ｙ軸方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間距離ｗ３は約３０ｍｍである。
【００７７】
４つの濃度検出用パターンＤＰ１〜ＤＰ４は、Ｙ軸方向に沿って一列に並んでおり、検出用光によって照明される位置に形成されるように設定されている。なお、以下では、便宜上、４つの濃度検出用パターンＤＰ１〜ＤＰ４の列を「ＤＰパターン列」ともいう。
【００７８】
位置ずれ検出用パターンＰＰは、一例として図１７に示されるように、Ｙ軸方向に沿って一列に並ぶ８個のライン状パターン（ＬＰＫ１、ＬＰＫ２、ＬＰＭ１、ＬＰＭ２、ＬＰＣ１、ＬＰＣ２、ＬＰＹ１、ＬＰＹ２）を有している。
【００７９】
ライン状パターンＬＰＫ１及びＬＰＫ２は、ブラックトナーで形成され、ライン状パターンＬＰＭ１及びＬＰＭ２は、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンＬＰＣ１及びＬＰＣ２は、シアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＹ１及びＬＰＹ２は、イエロートナーで形成される。ここでは、各ライン状パターンは、トナー濃度としていわゆるベタ濃度で形成される。
【００８０】
ライン状パターンＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１及びＬＰＹ１は、長手方向がＸ軸方向に平行であり、ライン状パターンＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２及びＬＰＹ２は、長手方向がＸ軸方向に対して傾斜している。ここでは、傾斜角を４５°としている。
【００８１】
なお、以下では、長手方向がＸ軸方向に平行なライン状パターンを「平行ライン状パターン」ともいい、長手方向がＸ軸方向に対して傾斜しているライン状パターンを「傾斜ライン状パターン」ともいう。
【００８２】
各平行ライン状パターンは、長手方向の長さｗ４を８．０ｍｍ、短手方向の長さｗ５を１．０ｍｍとしている。また、Ｙ軸方向に関して隣接する２つの平行ライン状パターンの中心間距離ｗ６を３．５ｍｍとしている。
【００８３】
また、各傾斜ライン状パターンは、各平行ライン状パターンを４５°傾斜させたものである。
【００８４】
本実施形態では、位置ずれ検出用パターンＰＰは、濃度検出用パターンの−Ｙ側に形成されるように設定されている（図１５参照）。
【００８５】
次に、画像プロセス制御のために、反射型光学センサ２２４５を用いて行われる濃度検出処理及び位置ずれ検出処理について図１８を用いて説明する。本実施形態では、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理は、プリンタ制御装置２０９０によって行われる。図１８のフローチャートは、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理の際に、プリンタ制御装置２０９０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、以下では、濃度検出処理と位置ずれ検出処理とを合わせて「検出処理」ともいう。
【００８６】
（１）最初のステップＳ３０１では、画像プロセス制御の要求があるか否かを判断する。ここでは、画像プロセス制御フラグがセットされていれば、ここでの判断は肯定され、画像プロセス制御フラグがセットされていなければ、ここでの判断は否定される。
【００８７】
画像プロセス制御フラグは、電源投入直後では、（ａ）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（ｂ）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（ｃ）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているときなどにセットされ、印刷時では、（ｄ）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（ｅ）現像スリーブの回転回数が所定の回数に達したとき、（ｆ）中間転写ベルト２０４０の走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。
【００８８】
ステップＳ３０１での判断が否定されると、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理はいずれも行われない。一方、ステップＳ３０１での判断が肯定されると、画像プロセス制御フラグをリセットし、ステップＳ３２１に移行する。ここでは、ユーザから連続する複数枚の画像の形成が要求され、該複数枚の画像におけるｍ番目の画像が形成された後で、（ｍ＋１）番目の画像が形成される前のタイミングで画像プロセス制御フラグがセットされたものとする。
【００８９】
（２）このステップＳ３２１では、中間転写ベルト２０４０を検出用光で照明し、各受光部の出力を取得する。
【００９０】
ここでは、中間転写ベルト２０４０における反射ムラの影響を避けるため、所定のサンプリング時間（例えば２ｍｓ）で、所定の回数（例えば１０回）だけサンプリングし、各受光部の出力を取得する。
【００９１】
（３）次のステップＳ３２３では、トナーパターンの作成を走査制御装置に指示する。
【００９２】
これにより、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ａに濃度検出用パターンＤＰ１の静電潜像、感光体ドラム２０３０ｂに濃度検出用パターンＤＰ２の静電潜像、感光体ドラム２０３０ｃに濃度検出用パターンＤＰ３の静電潜像、感光体ドラム２０３０ｄに濃度検出用パターンＤＰ４の静電潜像を形成する。
【００９３】
さらに、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ａに位置ずれ検出用パターンＰＰのライン状パターンＬＰＫ１、ＬＰＫ２の各静電潜像、感光体ドラム２０３０ｂに位置ずれ検出用パターンＰＰのライン状パターンＬＰＭ１、ＬＰＭ２の各静電潜像、感光体ドラム２０３０ｃに位置ずれ検出用パターンＰＰのライン状パターンＬＰＣ１、ＬＰＣ２の各静電潜像、感光体ドラム２０３０ｄに位置ずれ検出用パターンＰＰのライン状パターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２の各静電潜像を形成する。
【００９４】
そして、各静電潜像は対応する現像ユニットで顕像化され、それぞれ所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０に転写される。これによって、中間転写ベルト２０４０上におけるｍ番目の画像に続いて、トナーパターンが形成される（図１９参照）。
【００９５】
なお、トナーパターンを形成するために必要な作像条件などはプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに予め格納されている。また、該ＲＯＭには、反射型光学センサの出力をトナー濃度に変換するための濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）も予め格納されている。
【００９６】
（４）次のステップＳ３２５では、トナーパターンを検出用光で照明し、受光部１４及び受光部１５の出力を取得する。
【００９７】
ここでは、プリンタ制御装置２０９０は、トナーパターンが反射型光学センサ２２４５に対向する位置に到達する少し前のタイミングで、発光部１０を点灯させる。検出用光スポットは、中間転写ベルト２０４０が副方向に移動するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、各色の各階調の矩形パターンを順次照明する（図２０参照）。そして、プリンタ制御装置２０９０は、受光部１４の出力信号と受光部１５の出力信号を時間的に追跡する。
【００９８】
このとき、矩形パターンにおける濃度ムラの影響を避けるため、矩形パターンをｘ軸方向に関して互いに長さが等しい所定の個数（例えば４０個）の領域に分割し、該分割された各領域でデータのサンプリングができるサンプリング時間（例えば２ｍｓ）を設定し、矩形パターン毎に上記所定の個数（例えば４０個）のデータを取得する。
【００９９】
図２１には、受光部１４の出力信号の時間変化が示されている。図２２は、図２１に照射対象物を記載したものである。なお、矩形パターン以外のタイミングでの照射対象物は、中間転写ベルト２０４０である。図２２に示されるように、受光部１４の出力信号は、照射対象物が中間転写ベルト２０４０のときは出力レベルが高く、照射対象物が矩形パターンのときは出力レベルが低い。
【０１００】
図２３には、受光部１５の出力信号の時間変化が示されている。図２４は、図２３に照射対象物を記載したものである。なお、矩形パターン以外のタイミングでの照射対象物は、中間転写ベルト２０４０である。図２４に示されるように、受光部１５の出力信号は、照射対象物が中間転写ベルト２０４０のときは出力レベルが低く、ブラックトナー以外のカラートナーで形成された矩形パターンが照射対象物のときは出力レベルが高い。
【０１０１】
検出用光スポットは、ＤＰパターン列における全ての矩形パターンの照明が終了すると、続いて、位置ずれ検出用パターンＰＰを照明する（図２５参照）。
【０１０２】
図２６には、受光部１４の出力信号の時間変化が示されている。図２７は、図２６に照射対象物を記載したものである。なお、ラインパターン以外のタイミングでの照射対象物は、中間転写ベルト２０４０である。図２６に示されるように、受光部１４の出力信号は、照射対象物が中間転写ベルト２０４０のときは出力レベルが高く、照射対象物がラインパターンのときは出力レベルが低い。
【０１０３】
なお、各受光部の出力は、各受光部での受光量にそれぞれ対応しているため、以下では、便宜上、受光部の出力を「受光量」ともいう。また、各受光部の出力の時間変化を「出力波形」ともいう。
【０１０４】
（５）次のステップＳ３２７では、ＤＰパターン列における各矩形パターンのトナー濃度を算出する。
【０１０５】
（５−１）上記ステップＳ３２１で取得された各受光部の出力の平均値を求める。以下では、ここで得られた受光部１４の出力の平均値を「Ｖｓｇ＿ｓｐｅ」と表記し、受光部１５の出力の平均値を「Ｖｓｇ＿ｄｉｆ」と表記する。
【０１０６】
（５−２）矩形パターン毎に、上記ステップＳ３２５で取得された各受光部の出力の平均値を求める。なお、サンプリングされたデータのばらつきが大きいときは、例えば、値の大きいものから１０個、及び値の小さいものから１０個を取り除き、残りのデータの平均値を求めても良い。
【０１０７】
以下では、便宜上、照射対象物が濃度検出用パターンＤＰｎ（ｎ＝１、２、３、４）の矩形パターンｐｍ（ｍ＝１、２、３、４）のときの受光部１４の出力の平均値を、「Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｓｐｅ」と表記する。
【０１０８】
同様に、照射対象物が濃度検出用パターンＤＰｎ（ｎ＝１、２、３、４）の矩形パターンｐｍ（ｍ＝１、２、３、４）のときの受光部１５の出力の平均値を、「Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ」と表記する。
【０１０９】
（５−３）照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４のときの受光部１４の感度補正係数Ｋ２を求める。
【０１１０】
ここでは、先ず、矩形パターン毎に、次の（１）式を用いて、係数Ｂ［ＤＰｎ＿ｐｍ］を算出する。
【０１１１】
Ｂ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＝Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｓｐｅ／Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ  ……（１）
【０１１２】
そして、算出された係数Ｂ［ＤＰｎ＿ｐｍ］のなかで最も小さい値を、受光部１４の感度補正係数Ｋ２とする。
【０１１３】
（５−４）照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４のときの正反射光の受光量を求める。
【０１１４】
ここでは、矩形パターン毎に、次の（２）式を用いて、正反射光の受光量Ｋ［ＤＰｎ＿ｐｍ］を算出する。
【０１１５】
Ｋ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＝（Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｓｐｅ  −  Ｋ２×Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ）／（Ｋ２×Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ）  ……（２）
【０１１６】
（５−５）照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４のときの拡散反射光の受光量を求める。
【０１１７】
ここでは、矩形パターン毎に、次の（３）式を用いて、拡散反射光の受光量Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ’を算出する。
【０１１８】
Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ’＝Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ  −  Ｖｓｇ＿ｄｉｆ×Ｋ［ＤＰｎ＿ｐｍ］  ……（３）
【０１１９】
（５−６）受光部１５のゲイン調整係数Ｋ５を求める。
【０１２０】
ここでは、先ず、横軸をＫ［ＤＰｎ＿ｐｍ］、縦軸（Ｙ軸）をＶｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ’としたときの、Ｋ［ＤＰｎ＿ｐｍ］とＶｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ’との関係を表す２次近似式を最小二乗法を用いて求める。
【０１２１】
そして、上記２次近似式における２乗の項の係数をα、１乗の項の係数をβ、Ｙ切片をγとする。
【０１２２】
次に、次の（４）式を用いて、ゲイン調整係数Ｋ５を算出する。
【０１２３】
Ｋ５＝１．６３／（α×０．１５２＋β×０．１５＋γ）  ……（４）
【０１２４】
なお、上記（４）式における定数（ここでは、１．６３及び０．１５）は、装置固有の値であり、予め実験などにより決定されている。
【０１２５】
（５−７）正規化を行う。
【０１２６】
ここでは、次の（５）式を用いて、正規化値Ｒ［ＤＰｎ＿ｐｍ］を算出する。
【０１２７】
Ｒ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＝Ｋ５×Ｖｓｐ［ＤＰｎ＿ｐｍ］＿ｄｉｆ’  ……（５）
【０１２８】
この時点で、反射型光学センサ２２４５の特性誤差や取り付け位置の誤差、及び中間転写ベルト２０４０における反射特性のばらつきはほぼキャンセルされる。
【０１２９】
（５−８）プリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに予め格納されている濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）を用いて、矩形パターン毎に、正規化値Ｒ［ＤＰｎ＿ｐｍ］からトナー付着量ＭＡ［ＤＰｎ＿ｐｍ］を求める。図２８には、マゼンタトナーの濃度変換ＬＵＴが示されている。
【０１３０】
（５−９）照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１のときの正規化値を求める。
【０１３１】
ブラックトナーの場合の正規化値は、下地の中間転写ベルト２０４０からの正反射光の受光量とブラックトナーの光吸収特性のみで決定されるので、ここでは、次の（６）式を用いて、正規化値Ｒ［ＤＰ１＿ｐｍ］を算出する。
【０１３２】
Ｒ［ＤＰ１＿ｐｍ］＝Ｖｓｐ［ＤＰ１＿ｐｍ］＿ｓｐｅ／Ｖｓｇ＿ｓｐｅ  ……（６）
【０１３３】
（５−１０）プリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに予め格納されている濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）（図２９参照）を用いて、矩形パターン毎に、正規化値Ｒ［ＤＰ１＿ｐｍ］からトナー付着量ＭＡ［ＤＰ１＿ｐｍ］を求める。
【０１３４】
（６）次のステップＳ３２９では、位置ずれ検出用パターンＰＰにおけるライン状パターンの位置ずれ量を算出する。
【０１３５】
（６−１）閾値電圧を求める。
【０１３６】
ここでは、次の（７）式を用いて、トナーの色毎に閾値電圧Ｖｔｈを算出する。ここでの単位はボルトである。また、照射対象物がライン状パターンのときの受光部１４の出力をＶｐとし、照射対象物が中間転写ベルト２０４０のみのときの受光部１４の出力をＶｂとする。
【０１３７】
Ｖｔｈ＝Ｖｐ＋（Ｖｂ−Ｖｐ）×０．５  ……（７）
【０１３８】
（６−２）各ライン状パターンの計算上の検出時間を求める。
【０１３９】
ここでは、図３０に示されるように、ライン状パターン毎に、受光部１４の出力波形における立ち下がり時、及び立ち上がり時に、受光部１４の出力が閾値電圧Ｖｔｈと一致するタイミング（図３０では×印で示されている）を求め、該２つのタイミングの中間を検出時間とする。なお、検出時間を求める方法はこれに限定されるものではない。
【０１４０】
（６−３）一例として図３１に模式図的に示されるように、受光部１４の出力波形における、ライン状パターンＬＰＫ１の検出時間からライン状パターンＬＰＭ１の検出時間までの時間Ｔｋｍ１、ライン状パターンＬＰＫ１の検出時間からライン状パターンＬＰＣ１の検出時間までの時間Ｔｋｃ１、ライン状パターンＬＰＫ１の検出時間からライン状パターンＬＰＹ１の検出時間までの時間Ｔｋｙ１を求める。
【０１４１】
また、受光部１４の出力波形における、ライン状パターンＬＰＫ２の検出時間からライン状パターンＬＰＭ２の検出時間までの時間Ｔｋｍ２、ライン状パターンＬＰＫ２の検出時間からライン状パターンＬＰＣ２の検出時間までの時間Ｔｋｃ２、ライン状パターンＬＰＫ２の検出時間からライン状パターンＬＰＹ２の検出時間までの時間Ｔｋｙ２を求める。
【０１４２】
（６−４）時間Ｔｋｍ１、時間Ｔｋｃ１、及び時間Ｔｋｙ１と、あらかじめ得られているそれらの基準時間との差（時間差ΔＴｍ１、ΔＴｃ１、ΔＴｙ１とする）をそれぞれ求める。該時間差が許容範囲内であれば、該色のトナー画像のブラックのトナー画像に対するｘ軸方向に関する位置関係は適正であると判断する。一方、該時間差が許容範囲内でなければ、該色のトナー画像のブラックのトナー画像に対するｘ軸方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、該時間差から上記位置関係のずれ量（ずれ量ΔＳ１とする）を求め、該ずれ量ΔＳ１を走査制御装置に通知する。
【０１４３】
（６−５）時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２と、あらかじめ得られているそれらの基準時間との差（時間差ΔＴｍ２、ΔＴｃ２、ΔＴｙ２とする）をそれぞれ求める。該時間差が許容範囲内であれば、該色のトナー画像のブラックのトナー画像に対するｙ軸方向に関する位置関係は適正であると判断する。一方、該時間差が許容範囲内でなければ、該色のトナー画像のブラックのトナー画像に対するｙ軸方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、該時間差から上記位置関係のずれ量（ずれ量ΔＳ２とする）を求め、該ずれ量ΔＳ２を走査制御装置に通知する。
【０１４４】
一例として、時間差ΔＴｍ１が許容範囲内でない場合が模式図的に図３２（Ａ）に示されている。また、時間差ΔＴｍ２が許容範囲内でない場合が模式図的に図３２（Ｂ）に示されている。この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、次の（８）式を用いて、ブラックのトナー画像に対するマゼンタのトナー画像のｙ軸方向に関する位置ずれ量ΔＳ２を求める。ここで、Ｖは中間転写ベルト２０４０の副方向への移動速度である。
【０１４５】
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴｍ２・ｃｏｔ４５°  ……（８）
【０１４６】
（７）次のステップＳ３３１では、画像プロセス制御を実施する。
【０１４７】
ここでは、上記トナー濃度の算出工程において得られたトナー濃度から、トナーの色毎に、トナー濃度のずれ量を求める。そして、トナー濃度のずれ量が許容限を超えている場合には、トナー濃度が狙いのトナー濃度となるように、或いは、トナー濃度のずれ量が許容限内となるように制御する。
【０１４８】
例えば、トナー濃度のずれ量に応じて、対応する画像形成ステーションにおいて、現像ポテンシャル制御、及び階調制御などを行う。
【０１４９】
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）を確保するために、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。すなわち、濃度検出用パターンから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（現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときの傾き）と現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸（ｘ軸）、トナー濃度を縦軸としたときのｘ切片）を求める。そして、次の（９）式を用いて、所望の画像濃度を確保するために必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づいて、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定している。
【０１５０】
必要な現像ポテンシャル［−ｋＶ］＝所望の画像濃度（トナー濃度）［ｍｇ／ｃｍ２］／現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋＶ）］＋現像開始電圧Ｖｋ［−ｋＶ］  ……（９）
【０１５１】
トナーの帯電量と現像ポテンシャルとが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。そ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濃度検出用パターンを用いることができる。
【０１５２】
また、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ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）が適宜変更される。具体的には、その都度、新しい階調補正用ＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数の階調補正用ＬＵＴから最適なものを選択する方法などがある。
【０１５３】
また、上記位置ずれ量の算出工程において、ブラックのトナー画像に対するｘ軸方向に関する位置関係にずれがあると、該ずれ量がほぼ０となるように、例えば、対応する感光体ドラムに対する画像の書き込みタイミングを変更する。
【０１５４】
また、上記位置ずれ量の算出工程において、ブラックのトナー画像に対するｙ軸方向に関する位置関係にずれがあると、該ずれ量がほぼ０となるように、例えば、対応する感光体ドラムに画像を書き込む際の画素クロックの位相を調整する。そして、検出処理を終了する。
【０１５５】
ところで、従来の反射型光学センサを用いた場合、上記位置ずれ検出処理において、主方向に関する位置の検出精度が副方向に関する位置の検出精度よりも低かった。この差が生じる要因は、位置ずれ検出処理において、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形の形状と傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形の形状とが異なっているためと考えられる。そこで、該２つの出力波形の形状を同一あるいは相似とすることができれば、上記検出精度の差を従来よりも小さくすることができる。なお、以下では、便宜上、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形を「副方向検出波形」ともいい、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形を「主方向検出波形」ともいう。
【０１５６】
副方向検出波形の形状と主方向検出波形の形状とを同一あるいは相似とするには、検出用光スポットが１つの平行ライン状パターンに接してから外れるまでに要する時間と、検出用光スポットが１つの傾斜ライン状パターンに接してから外れるまでに要する時間との差が小さくなれば良い。
【０１５７】
上記時間差を小さくするには、検出用光スポットの大きさを小さくすることが考えられるが、この場合は、トナー濃度の検出精度の低下を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、トナー濃度を検出する際の従来の検出用光スポット（直径が約１．５ｍｍ）に対して面積を変えないで、検出用光スポットの形状を楕円形状とした。
【０１５８】
図３３（Ａ）には、長軸方向がＸ軸方向に平行で、短軸方向がＹ軸方向に平行な楕円形が示されている。長軸の長さを２ａ、短軸の長さを２ｂ、楕円の中心を原点とすると、該楕円の形状は、次の（１０）式で示される。
（Ｘ／ａ）２＋（Ｙ／ｂ）２＝１  ……（１０）
【０１５９】
図３３（Ｂ）には、図３３（Ａ）の楕円を、上記原点まわりに角度θだけ回動させた場合が示されている。この場合、該楕円の形状は、次の（１１）式〜（１６）式で示される。以下では、図３３（Ｂ）に示されるような形状の検出用光スポットを、便宜上、「検出用楕円光スポット」ともいう。
【０１６０】
ＡＸ’２＋Ｂ（Ｘ’×Ｙ’）＋ＣＹ’２＝１  ……（１１）
Ｘ’＝Ｘｃｏｓθ＋Ｙｓｉｎθ  ……（１２）
Ｙ’＝−Ｘｓｉｎθ＋Ｙｃｏｓθ  ……（１３）
Ａ＝（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）／ａ２ｂ２  ……（１４）
Ｂ＝２ｃｏｓθ・ｓｉｎθ（ａ２−ｂ２）／ａ２ｂ２  ……（１５）
Ｃ＝（ａ２ｃｏｓ２θ＋ｂ２ｓｉｎ２θ）／ａ２ｂ２  ……（１６）
【０１６１】
図３４（Ａ）には、平行ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接するタイミングが示され、図３４（Ｂ）には、平行ライン状パターンが検出用楕円光スポットから外れるタイミングが示されている。平行ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接してから外れるまでに平行ライン状パターンが移動した距離をＬｓとする。
【０１６２】
図３５（Ａ）には、傾斜ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接するタイミングが示され、図３５（Ｂ）には、傾斜ライン状パターンが検出用楕円光スポットから外れるタイミングが示されている。傾斜ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接してから外れるまでに傾斜ライン状パターンが移動した距離をＬｍとする。
【０１６３】
図３６における符号ｃは、上記（１１）式〜（１３）式から、次の（１７）式で示される。
【０１６４】
【数１】
2014164163.tif 000003
【０１６５】
図３７における符号ｃ’は、上記（１１）式〜（１３）式から、次の（１８）式で示される。
【０１６６】
【数２】
2014164163.tif 000004
【０１６７】
そこで、図３８に示されるように、平行ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接してから外れるまでに平行ライン状パターンが移動した距離Ｌｓは、次の（１９）式で示される。
【０１６８】
【数３】
2014164163.tif 000005
【０１６９】
また、図３９に示されるように、傾斜ライン状パターンが検出用楕円光スポットに接してから外れるまでに傾斜ライン状パターンが移動した距離Ｌｍは、次の（２０）式及び（２１）式で示される。ここでは、αは傾斜ライン状パターンの傾斜角である。
【０１７０】
【数４】
2014164163.tif 000006
【０１７１】
そこで、角度θを｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値とすることにより、副方向検出波形の形状と主方向検出波形の形状とを同一あるいは相似とすることができる。すなわち、主方向に関する位置の検出精度を向上させ、副方向に関する位置の検出精度との差を小さくすることができる。
【０１７２】
ところで、理想的な楕円形状の検出用光スポットを中間転写ベルト２０４０上に形成するのは困難である。以下では、便宜上、理想的な楕円形状の光スポットを「楕円光スポット」といい、実際の楕円形状の光スポットを「楕円状光スポット」という（図４０参照）。
【０１７３】
図４１及び図４２には、楕円光スポット及び楕円状光スポットにおける光強度分布が示されている。ここでは、楕円光スポットは、ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝０．５ｍｍとし、スポットの重心で光強度が最も大きく、重心から離れるにつれて弱くなるものとした。図４１及び図４２では、縦軸は相対値であり光強度の最大値が１．０となるように規格化されている。楕円光スポットの裾では光強度が０になっているのに対し、楕円状光スポットでは裾が広がってしまい、楕円光スポットの裾に相当する位置では、光強度は０となっていない。
【０１７４】
そこで、本実施形態では、一例として、相対強度が０．０３となる位置を光スポットの縁とし、相対強度が０．０３以上となる領域の長さをビーム幅とする。従って、パターンが光スポットに接するとは、光スポットにおける相対強度が０．０３となる位置にパターンの端部が位置することをいう（図４３及び図４４参照）。
【０１７５】
次に、平行ライン状パターン及び傾斜ライン状パターンについて、検出用光スポットの形状と、各パターンを検出したときの正反射光を受光する受光部の出力波形との関係について説明する。なお、位置ずれ検出に影響を与える変動が全くない理想的な検出状態下で、各パターンが検出されたものとする。また、受光部の出力は相対値（ａ．ｕ．）であり、出力の最大値が１．０となるように規格化されている。
【０１７６】
先ず、傾斜ライン状パターンの傾斜角αが４５°のときについて検討した。
【０１７７】
（１）検出用光スポットが円形状（半径０．７５ｍｍ）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４５（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４５（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図４６（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図４６（Ｂ）に示されている。
【０１７８】
また、図４６（Ａ）と図４６（Ｂ）を合わせた図が図４６（Ｃ）に示されている。ここでは、相対出力値が０．４〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内で、各ライン状パターンで同一の相対出力値となる位置での出力波形の傾きは一致しない。
【０１７９】
（２）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝２．２５ｍｍ、ｂ＝０．２５ｍｍ、θ＝２６．９２°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４７（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４７（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図４８（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図４８（Ｂ）に示されている。
【０１８０】
また、図４８（Ａ）と図４８（Ｂ）を合わせた図が図４８（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．６〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１８１】
（３）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝０．３７５ｍｍ、θ＝２８．１５°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４９（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図４９（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５０（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５０（Ｂ）に示されている。
【０１８２】
また、図５０（Ａ）と図５０（Ｂ）を合わせた図が図５０（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．４〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１８３】
また、図５０（Ｃ）と図４８（Ｃ）とを比較すると、図５０（Ｃ）のほうが、傾き差がほぼ０となる領域が広い。
【０１８４】
（４）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．１２５ｍｍ、ｂ＝０．５ｍｍ、θ＝３４．２２°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５１（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５１（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５２（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５２（Ｂ）に示されている。
【０１８５】
また、図５２（Ａ）と図５２（Ｂ）を合わせた図が図５２（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．３〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１８６】
また、図５２（Ｃ）と図５０（Ｃ）とを比較すると、図５２（Ｃ）のほうが、傾き差がほぼ０となる領域が広い。
【０１８７】
次に、傾斜ライン状パターンの傾斜角αが３０°のときについて検討した。
【０１８８】
（５）検出用光スポットが円形状（半径０．７５ｍｍ）の場合
傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５３（Ａ）に示されている。そして、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５３（Ｂ）に示されている。
【０１８９】
また、図４６（Ａ）と図５３（Ｂ）を合わせた図が図５３（Ｃ）に示されている。ここでは、相対出力値が０．４〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内で、各ライン状パターンで同一の相対出力値となる位置での出力波形の傾きは一致しない。
【０１９０】
（６）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝２．２５ｍｍ、ｂ＝０．２５ｍｍ、θ＝１６．３１°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５４（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５４（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５５（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５５（Ｂ）に示されている。
【０１９１】
また、図５５（Ａ）と図５５（Ｂ）を合わせた図が図５５（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．３〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１９２】
（７）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝０．３７５ｍｍ、θ＝１７．２１°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５６（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５６（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５７（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５７（Ｂ）に示されている。
【０１９３】
また、図５７（Ａ）と図５７（Ｂ）を合わせた図が図５７（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．２〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１９４】
また、図５７（Ｃ）と図５５（Ｃ）とを比較すると、図５７（Ｃ）のほうが、傾き差がほぼ０となる領域が広い。
【０１９５】
（８）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．１２５ｍｍ、ｂ＝０．５ｍｍ、θ＝２０．２８°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５８（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図５８（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５９（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図５９（Ｂ）に示されている。
【０１９６】
また、図５９（Ａ）と図５９（Ｂ）を合わせた図が図５９（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．１５〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０１９７】
また、図５９（Ｃ）と図５７（Ｃ）とを比較すると、図５９（Ｃ）のほうが、傾き差がほぼ０となる領域が広い。
【０１９８】
次に、傾斜ライン状パターンの傾斜角αが６０°のときについて検討した。
【０１９９】
（９）検出用光スポットが円形状（半径０．７５ｍｍ）の場合
傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６０（Ａ）に示されている。そして、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６０（Ｂ）に示されている。
【０２００】
また、図４６（Ａ）と図６０（Ｂ）を合わせた図が図６０（Ｃ）に示されている。ここでは、相対出力値が０．４〜０．８（ａ．ｕ．）の範囲内で、各ライン状パターンで同一の相対出力値となる位置での出力波形の傾きは一致しない。
【０２０１】
（１０）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝２．２５ｍｍ、ｂ＝０．２５ｍｍ、θ＝４１．５２°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６１（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６１（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６２（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６２（Ｂ）に示されている。
【０２０２】
また、図６２（Ａ）と図６２（Ｂ）を合わせた図が図６２（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．７５〜０．８５（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０２０３】
（１１）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝０．３７５ｍｍ、θ＝４４．４０°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６３（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６３（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６４（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６４（Ｂ）に示されている。
【０２０４】
また、図６４（Ａ）と図６４（Ｂ）を合わせた図が図６４（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．６〜０．８５（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０２０５】
また、図６４（Ｃ）と図６２（Ｃ）とを比較すると、図６４（Ｃ）のほうが、傾き差がほぼ０となる領域が広い。
【０２０６】
（１２）検出用光スポットが楕円形状（ａ＝１．１２５ｍｍ、ｂ＝０．５ｍｍ、θ＝７１．６１°）の場合
平行ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６５（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンと検出用光スポットとの関係が図６５（Ｂ）に示されている。そして、平行ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６６（Ａ）に示され、傾斜ライン状パターンを検出したときの出力波形が図６６（Ｂ）に示されている。
【０２０７】
また、図６６（Ａ）と図６６（Ｂ）を合わせた図が図６６（Ｃ）に示されている。各ライン状パターンで同一の相対出力値をとる位置での出力波形の傾き差がほぼ０となる領域は、相対出力値が０．６〜０．８５（ａ．ｕ．）の範囲内である。この場合、位置ずれ量を算出する際に、該範囲内の任意の相対出力値を閾値電圧に設定することで、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０２０８】
また、図６６（Ｃ）と図６４（Ｃ）とを比較すると、傾き差がほぼ０となる領域はほぼ同じであった。
【０２０９】
以上のように、中間転写ベルト２０４０上における検出用光の照射領域の面積を変えずに、検出用光スポットを適切な楕円形状にするとともに、傾斜ライン状パターンの傾斜角に応じて適切な角度で傾けることにより、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度をほぼ等しくすることができる。
【０２１０】
次に、具体例について説明する。
【０２１１】
（Ａ）傾斜ライン状パターンの傾斜角αが４５°で、検出用光パターンの形状がａ＝１．１２５、ｂ＝０．５の楕円形状の場合について説明する。この場合は、θ＝３４．２２°であれば、平行ライン状パターンと傾斜ライン状パターンの位置検出精度の差を小さくすることができる。なお、θ＝３４．２２°は適切な解の一つであり、これに限定されるものではない。
【０２１２】
検出用光パターンをθ＝３４．２２°とする方法について説明する。
【０２１３】
（方法１）照明用レンズ１１として、光軸に対して回転非対称な形状で、第１の軸方向に関するパワーと第２の軸方向に関するパワーとが互いに異なるアナモフィックレンズを用いる。そして、第１の軸及び第２の軸の一方がＸ軸方向に対して３４．２２°傾斜するように、軸方向を設定する（図６７参照）。なお、ここでは、第１の軸方向に関して、曲率半径は１．５８ｍｍ、円錐定数は−１．１である。また、第２の軸方向に関して曲率半径は１．１９ｍｍ、円錐定数は−１．５である。
【０２１４】
（方法２）第１の軸及び第２の軸の一方がＸ軸方向に対して３４．２２°傾斜するように、照明用レンズ１１全体を光軸まわりに回動させて取り付ける（図６８参照）。
【０２１５】
（方法３）照明用レンズ１１の第１の軸及び第２の軸の一方がＸ軸方向に対して３４．２２°傾斜するように、反射型光学センサ２２４５を回動させて配置する。
【０２１６】
（方法４）照明用レンズ１１のレンズ面を自由面とする。この自由面は、レンズ面の光軸における座標を（ｘ，ｙ）＝（０，０）、光軸におけるレンズ高さをｚ＝０としたときに、該レンズ面上における各座標でのレンズ高さが、次の（２２）式（ＸＹポリノミアル多項式）で示される。
【０２１７】
【数５】
2014164163.tif 000007
である。
【０２１８】
上記（２２）式におけるｌは６６まで取り得るが、ここでは、ｌ＝６とした。また、Ｃ２＝０、Ｃ３＝０、Ｃ４＝０．０６、Ｃ５＝０．０８、Ｃ６＝０．０２とした。
【０２１９】
以上説明したように、本実施形態に係る反射型光学センサ２２４５によると、発光部１０、照明用レンズ１１、２つの受光用レンズ（１２、１３）、２つの受光部（１４、１５）、開口部材１６及び基板１７などを備えている。
【０２２０】
反射型光学センサ２２４５から射出された検出用光による中間転写ベルト２０４０上の光スポットは楕円形状であり、該楕円における長軸方向はＸ軸方向に対して角度θだけ傾斜している。そして、検出用光スポットが平行ライン状パターンに接してから外れるまでの中間転写ベルト２０４０の移動距離Ｌｓ、検出用光スポットが傾斜ライン状パターンに接してから外れるまでの中間転写ベルト２０４０の移動距離Ｌｍを用いて、角度θは、｜Ｌｍ−Ｌｓ｜が最小となるときの値となるように設定されている。
【０２２１】
この場合、位置ずれ検出用パターンの主方向に関する検出精度を向上させ、副方向に関する検出精度との差を小さくすることができる。
【０２２２】
また、受光用レンズを有しているため、反射光を効率的に受光部へ導光することができる。この場合は、発光部への注入電流を下げて消費電力を低く抑えることができる。また、発光部への注入電流を下げる代わりに、受光部の増幅率を抑えても良い。増幅率を抑えることができれば、受光部の出力信号におけるノイズを低減できる。
【０２２３】
そして、カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、４つの画像形成ステーション、中間転写ベルト２０４０、反射型光学センサ２２４５、及びプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【０２２４】
プリンタ制御装置２０９０は、光走査装置２０１０と画像形成ステーションを介して中間転写ベルト２０４０上に濃度検出用パターンと位置ずれ検出用パターンを形成し、各パターンを検出したときの反射型光学センサ２２４５の出力信号に基づいて、トナー濃度と、副方向及び主方向に関するパターンの位置ずれ量を求める。そして、プリンタ制御装置２０９０は、得られたトナー濃度及び位置ずれ量に基づいて画像プロセス制御を行う。
【０２２５】
この場合は、主方向の位置ずれ量を従来よりも精度良く求めることができる。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、従来よりも高品質の画像を安定して形成することができる。
【０２２６】
なお、上記実施形態において、トナー濃度を検出する必要がない場合は、受光用レンズ１３と受光部１５は不要である（図６９参照）。
【０２２７】
また、上記実施形態において、発光部１０及ぶ各受光部に、面実装型の素子を用いても良い（図７０参照）。一例として、反射型光学センサ２２４５から中間転写ベルト２０４０表面までの距離は１．６ｍｍである。開口部材１６の開口部は、長軸が０．８４５ｍｍ、短軸が０．３７５ｍｍの楕円形状（図７１参照）であり、高さは５．０ｍｍである。そして、該開口部の楕円形状の長軸は、Ｘ軸方向に対して３４．２２°だけ傾斜している。これにより、検出用光ビームは、長軸がＸ軸方向に対して３４．２２°だけ傾斜した楕円形状となる。
【０２２８】
また、この場合に、開口部の楕円形状の長軸を、Ｘ軸方向に平行とし、検出用光ビームの長軸がＸ軸方向に対して３４．２２°だけ傾斜するように、反射型光学センサ２２４５自体を傾斜させても良い。
【０２２９】
また、上記実施形態では、検出用光スポットの形状が楕円形状の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。例えば、検出用光スポットの形状が長方形状であっても良い。要するに、互いに直交する２方向の長さが異なっていれば良い。
【０２３０】
なお、上記実施形態において、反射光の光量が多ければ前記受光用レンズはなくても良い。
【０２３１】
上記実施形態では、反射型光学センサが１つ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く、複数の発光部を有していても良い。そして、この場合、複数の受光部を有していても良い。例えば、図７２〜図７５に示される反射型光学センサ２２４５Ａは、１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）、１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）、１１個の照射用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）、１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）を有している。この場合においても、各発光部から射出された検出用光による中間転写ベルト２０４０上の光スポットが楕円形状であり、該楕円における長軸方向がＸ軸方向に対して角度θだけ傾斜するように設定することにより、位置ずれ検出用パターンの主方向に関する検出精度を向上させ、副方向に関する検出精度との差を小さくすることができる。
【０２３２】
また、上記実施形態では、中間転写ベルトの表面が滑らかな場合について説明したが、これに限らず、中間転写ベルトの表面が滑らかでなくても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様にして上記検出処理を行うことができる。また、中間転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。
【０２３３】
また、上記実施形態において、反射型光学センサ２２４５に処理装置を設け、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理におけるプリンタ制御装置２０９０での処理の少なくとも一部を、該処理装置が行っても良い。
【０２３４】
また、上記実施形態において、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理におけるプリンタ制御装置２０９０での処理の少なくとも一部を、走査制御装置が行っても良い。
【０２３５】
また、上記実施形態において、前記トナーパターンの前にダミーパターンを付加しても良い。
【０２３６】
また、上記実施形態におけるトナーパターンは一例であり、大きさ（寸法）、形状、個数などがこれに限定されるものではない。
【０２３７】
上記実施形態では、各濃度検出用パターンがそれぞれ４個の矩形パターンから構成さ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く、例えば、５個の矩形パターンから構成されていても良い。
【０２３８】
また、上記実施形態では、反射型光学センサ２２４５がＸ軸方向に関して有効画像領域の中央に対応する位置に設け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。例えば、反射型光学センサ２２４５がＸ軸方向に関して有効画像領域外に対応する位置に設けられても良い。この場合は、画像形成の作業効率が低下するのを抑制でき、かつ、リアルタイムでの検出処理が可能となる。
【０２３９】
また、上記実施形態では、反射型光学センサ２２４５が１つ設け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く、反射型光学センサ２２４５が複数設けられても良い。この場合は、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理での検出精度を更に高めることができる。
【０２４０】
一例として図７６には、前記反射型光学センサ２２４５と同等の２つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ）がＸ軸方向に関して有効画像領域外に対応する位置に設けられている場合が示されている。
【０２４１】
また、上記実施形態では、４色のトナー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。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。
【０２４２】
また、上記実施形態では、反射型光学センサ２２４５が、中間転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出対象と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、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出対象としても良い。なお、感光体ドラムの表面は、中間転写ベルト２０４０と同様に正反射体に近い。
【０２４３】
また、上記実施形態において、トナーパターンを記録紙に転写し、該記録紙上のトナーパターンを、反射型光学センサ２２４５の検出対象としても良い。
【０２４４】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、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、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。
【符号の説明】
【０２４５】
１０…発光部、１１…照明用レンズ、１２…受光用レンズ、１３…受光用レンズ、１４…受光部、１５…受光部、１６…開口部材、１７…基板、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置（パターン作成装置の一部）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム、２０４０…中間転写ベルト（移動体）、２０９０…プリンタ制御装置（処理装置）、２２４５…反射型光学センサ、２２４５Ａ…反射型光学センサ、Ｄ１〜Ｄ１１…受光部、ＤＰ１〜ＤＰ４…濃度検出用パターン、Ｅ１〜Ｅ１１…発光部、ＬＤ１〜ＬＤ１１…受光用マイクロレンズ、ＬＥ１〜ＬＥ１１…照明用マイクロレンズ、ＰＰ１〜ＰＰ４…位置ずれ検出用パターン（検出用パターン）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２４６】
【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
【特許文献６】特開２００５−９１２５２号公報
【特許文献７】特許第４６８９２９２号公報
【特許文献８】特開２００８−４０４５４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１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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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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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図７７】
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