(57)【要約】【課題】非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、印刷中、像担持体に形成する印刷対象の画像の間に、像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインをそれぞれが有する複数の検出画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成する画像形成手段と、像担持体に形成された複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、画像形成条件を制御する制御手段と、を備えており、検出手段は、像担持体に光を照射する発光手段と、発光手段が発光し、像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する検出信号の値の差に応じた信号を出力信号として出力する出力手段と、を備えている。【選択図】図１１
2014119729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷中、像担持体に形成する印刷対象の画像の間に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインをそれぞれが有する複数の検出画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成する画像形成手段と、
前記像担持体に形成された前記複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、
前記検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、前記画像形成条件を制御する制御手段と、
を備えており、
前記検出手段は、
前記像担持体に光を照射する発光手段と、
前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出画像を形成するために、前記ラインの前記像担持体の表面の移動方向の幅がＭドット（Ｍは整数）であり、ライン間の幅がＮドット（Ｎは整数）の画像データを使用し、Ｍ＜Ｎであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像の１ドットの計算上の径に対する、実際に形成される１ドットの径の比をＡとすると、前記Ｎドットは、Ｍ＋（Ａ−１）×２で求めた値の小数点以下を切り上げ又は切り捨てて求めた整数であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像データでは、各画素の走査時間が定義されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記受光手段は、交互に配置される複数の第１の受光部と複数の第２の受光部とを含み、
前記出力手段は、前記複数の第１の受光部の総受光量と、前記複数の第２の受光部の総受光量の差に応じた信号を前記出力信号として出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光手段が前記検出画像に光を照射することで、前記受光手段が設けられた位置に生じる当該検出画像の複数のラインによる複数の影のピッチは、前記複数の第１の受光部のピッチと、前記複数の第２の受光部のピッチに等しいことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記発光手段が前記検出画像に光を照射することで、前記受光手段が設けられた位置に生じる当該検出画像のラインによる影は、前記像担持体の表面の移動により第１方向に移動し、
前記第１の受光部の受光面及び前記第２の受光部の受光面それぞれの前記第１方向における幅は互いに等しいことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記出力手段は、前記検出信号の複数の第１の時間位置の値の和と、前記第１の時間位置とは所定の期間だけ離れた複数の第２の時間位置の値の和との差に応じた信号を前記出力信号として出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の時間位置の値は、前記検出信号の第１の区間の平均値であり、前記第２の時間位置の値は、前記第１の区間とは前記所定の期間だけ離れた第２の区間の平均値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】
前記複数の第１の時間位置の時間間隔及び前記複数の第２の時間位置の時間間隔は、前記複数のラインのピッチだけ前記像担持体が移動する時間に対応することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記複数の検出画像を前記検出手段で検出して、前記画像形成条件と前記検出手段からの出力信号のピーク値との関係を求めて、前記検出手段からの出力信号のピーク値が目標値となる様に前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記目標値は、前記検出手段からの出力信号のピーク値の最大値であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、印刷を行っていない間、前記像担持体に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインを有する画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成して、当該画像を前記検出手段で検出し、前記検出手段の出力信号のピーク値が前記目標値となる様に、当該画像形成条件を設定することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記画像形成手段は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像バイアスを印加することで前記静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、を備えており、
前記画像形成条件は、前記現像バイアスと、前記感光体の前記露光手段により露光された位置の電位との差である現像コントラストである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、印刷を行っていない間は、前記露光手段の露光強度を変化させて前記現像コントラストを制御し、印刷中は、前記現像バイアスを変化させて前記現像コントラストを制御することを特徴とする請求項１４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、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置におけるキャリブレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置は、印刷スピードの高速化のために、感光体を色毎に設けた構成であるタンデム型が主流となっている。タンデム型の画像形成装置では、例えば中間転写ベルトに色ずれや濃度検出のためのパターンである検出画像を形成し、検出画像からの反射光を光学センサで検出することで色ずれや濃度の補正、つまり、キャリブレーションを実行している。このキャリブレーションは、例えば、感光体を含むカートリッジの交換時や、所定枚数の印刷後や、所定時間の経過後や、温湿度環境の変化等のタイミングで実行される。
【０００３】
画像形成装置においては、複数の記録材に連続して画像形成を行うと装置内温度が上昇し、画像形成条件が変化し、画像濃度や色味が変動してしまうことがある。このため特許文献１は、連続印刷を行いながら、キャリブレーションを逐次実行する構成を開示している。具体的には、中間転写ベルトの、記録材に転写する画像の後端と次の記録材に転写する画像の先端の間の領域（以下、非転写領域と呼ぶ。）において、検出画像の形成と検出を行うというものである。特許文献１の構成では、キャリブレーションの実行のために画像形成を中断する必要がなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０９２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中間転写ベルトを使用する画像形成装置では、中間転写ベルトのトナー像を除去するクリーニングブレード等は、トナー像を記録材に転写する二次転写ローラより、中間転写ベルトの回転移動方向において下流側に配置されている。そのため、非転写領域に形成した検出画像は、二次転写ローラに付着し、よって、その後に通過する記録材の裏側に検出画像のトナーが付着する裏汚れ現象が発生する。この裏汚れを防止するためには、検出画像が二次転写ローラを通過するタイミングで、二次転写ローラが出力する転写バイアスを転写時とは逆極性に切り替えれば良い。しかしながら、転写バイアスを逆極性に切り替える制御を行っても、検出画像の濃度が高い場合には、依然、検出画像が二次転写ローラに付着する。
【０００６】
本発明は、非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、画像形成装置は、印刷中、像担持体に形成する印刷対象の画像の間に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインをそれぞれが有する複数の検出画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成された前記複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、前記検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、前記画像形成条件を制御する制御手段と、を備えており、前記検出手段は、前記像担持体に光を照射する発光手段と、前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による光学センサを示す図。
【図２】一実施形態による光学センサの制御回路を示す図。
【図３】一実施形態による光学センサが出力する信号の説明図。
【図４】一実施形態による光学センサが出力する信号を示す図。
【図５】一実施形態による光学センサが出力する信号の振幅値の特性を示す図。
【図６】一実施形態によるパターン画像の形成方法の説明図。
【図７】図６（Ｄ）及び（Ｆ）のパターン画像に対する光学センサの出力信号を示す図。
【図８】一実施形態によるパターン画像の形成方法の説明図。
【図９】一実施形態による濃度変動と光学センサの出力信号の関係を示す図。
【図１０】レーザ光のパワー決定の説明図。
【図１１】一実施形態による現像バイアスの決定の説明図。
【図１２】一実施形態によるパターン画像の形成方法の説明図。
【図１３】ＭドットＭスペースの画像データで形成されたパターン画像の説明図。
【図１４】一実施形態による現像バイアスの決定の説明図。
【図１５】一実施形態による画像形成装置を示す図。
【図１６】一実施形態による光学センサの出力信号に対する処理の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の各図において、同様の構成要素には同様の参照符号を使用する。
【００１１】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態による画像形成装置１０１について図１５を用いて説明する。図１５の参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれ、対応する部材が対象とする現像剤（トナー）の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、以下の説明において色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省いた参照符号を使用する。帯電部２は、図中の矢印の方向に回転駆動される、像担持体である感光体１を一様に帯電し、露光部７は、感光体１にレーザ光を照射して感光体１に静電潜像を形成する。現像部３は、現像バイアスを印加することで、静電潜像に現像剤であるトナーを供給して、静電潜像を可視像であるトナー像とする。一次転写ローラ６は、一次転写バイアスにより感光体１のトナー像を中間転写ベルト８に転写する。なお、中間転写ベルト８は、矢印８１の方向に回転駆動される。各感光体１が中間転写ベルト８にトナー像を重ねて転写することでカラー画像が形成される。クリーニングブレード４は、中間転写ベルト８に転写されず感光体１に残ったトナーを除去する。
【００１２】
搬送ローラ１４、１５及び１６は、カセット１３内の記録材を搬送路９に沿って二次転写ローラ１１まで搬送する。二次転写ローラ１１は、二次転写バイアスにより中間転写ベルト８のトナー像を記録材に転写する。なお、記録材に転写されず中間転写ベルト８に残ったトナーは、クリーニングブレード２１により除去され、廃トナー回収容器２２へと回収される。トナー像が転写された記録材は、定着部１７において、加熱及び加圧されてトナー像の定着が行われ、搬送ローラ２０により装置外へと排出される。尚、エンジン制御部２５は、マイクロコントローラ２６を搭載しており、画像形成装置１０１の図示しない各種の駆動源のシーケンス制御や、センサを用いた各種制御等を行う。また、中間転写ベルト８に対向する位置に光学センサ２７が設けられている。
【００１３】
例えば、タンデム型のカラー画像形成装置では、装置製造時の組み付け誤差、部品公差、部品の熱膨張等により機械寸法が設計値からずれ、これにより、色毎の位置ずれが発生する。このため、各色の色ずれを検出するための検出画像を中間転写ベルト８等に形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ２７で検出する。そして、その検出結果に基づいて、主走査及び副走査方向の書き出し位置や画像クロックを色毎に調整することにより色ずれの補正を行う。また、画像形成装置１０１では、経時変化又は連続印刷により出力される画像の色味や濃度等が変化し得る。この変動を補正するために、濃度制御が行われる。濃度制御においては、中間転写ベルト８等に各色の濃度を検出するための検出画像を形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ２７で検出する。そして、その検出結果を各電圧条件やレーザ光のパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度や、ハーフトーン階調特性を補正する。光学センサ２７による濃度検出は、検出画像を光源で照射し、反射光の強度を受光素子で検出する方式が一般的である。反射光の強度に対応する信号は、マイクロコントローラ２６で処理され、プロセス形成条件にフィードバックされる。最大濃度の制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと、トナーの載り過ぎによる色重ねした画像の飛び散りや、定着不良を防止することを目的とする。一方、ハーフトーンの階調制御は、非線形的な入出力特性によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止することを目的としている。
【００１４】
以下、本実施形態の光学センサ２７の詳細について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）は、光学センサ２７の斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ方向から見た図である。本実施形態による光学センサ２７は、基板２７１の上に配置された、発光素子２７２と、複数の受光素子２７３ｎ、２７３ｐ、２７４ｎ及び２７４ｐを含む受光部２７０と、制御回路２７５と、遮光壁２７６と、を有している。発光素子２７２は、例えば、反射板の付帯がないＬＥＤチップを有し、光学部材等により照射光の絞り込みを行うことなく、点光源の発散光束を中間転写ベルト８に照射する。受光部２７０の各受光素子は、中間転写ベルト８の移動方向８１に沿ってアレイ状に配列されている。各受光素子は、例えば、受光量に応じた電流を出力するフォトダイオードである。なお、本実施形態において、中間転写ベルト８での反射光は、集光レンズ等の、集光するための、或いは、光を絞るための光学部材を経由することなく受光素子において受光量に応じた信号に変換される。また、以下の説明においては、受光素子２７３ｎ及び受光素子２７４ｎを受光部Ａｎとも呼び、受光素子２７３ｐ及び２７４ｐを受光部Ａｐとも呼ぶ。つまり、受光部２７０は、受光部Ａｐ（第１の受光部）と受光部Ａｎ（第２の受光部）が交互に配置されたものである。この様に、本実施形態では、１つの受光部Ａｐが１つの受光素子２７３ｐ、２７４ｐに対応し、１つの受光部Ａｎが１つの受光素子２７３ｎ、２７４ｎに対応するものであるが、１つの受光部Ａｐ及び１つの受光部Ａｎは、複数の受光素子を含むものであっても良い。つまり、本実施形態は、それぞれが１つ以上の受光素子で構成される受光部Ａｐと受光部Ａｎを交互に配置したものとすることができる。
【００１５】
図１（Ａ）に示す様に、本実施形態において、受光部Ａｐ及びＡｎの配列方向の幅は等しくＷｓｎｓであり、受光部Ａｐ及び受光部Ａｎのピッチは等しく、その値Ｐｓｎｓは、受光部Ａｐ及び受光部Ａｎの幅の２倍である。なお、本実施形態において受光部Ａｐのピッチとは、隣接する受光部Ａｐの対応する位置間の距離を意味し、隣接する受光部Ａｐの間の距離を意味するものではない。同様に、本実施形態において受光部Ａｎのピッチとは、隣接する受光部Ａｎの対応する位置間の距離を意味し、隣接する受光部Ａｎの間の距離を意味するものではない。なお、本実施形態においては、各受光部Ａｐ及び各受光部Ａｎの受光面の配列方向の幅は略Ｗｓｎｓに等しく、かつ、各受光部Ａｐ及び各受光部Ａｎの受光面積は等しいものとする。
【００１６】
制御回路２７５は、発光素子２７２及び受光部２７０に電気的に接続されており、後述する信号処理回路が構成されている。遮光壁２７６は、発光素子２７２が照射した光が中間転写ベルト８を介さずに受光部２７０に入射することを防止するために設けられている。なお、中間転写ベルト８の表面は、光沢状にコーティング処理が行われており、発光素子２７２から照射された光はほぼ正反射する。一方、中間転写ベルト８に形成された画像のトナー部分では、発光素子２７２から照射された光は吸収又は拡散反射される。例えば、光源が赤色ＬＥＤの場合、照射光は、シアンとブラックのトナーに吸収され、イエローとマゼンタのトナーにより拡散反射される。また、例えば、光源が赤外ＬＥＤの場合、照射光は、ブラックのトナーに吸収され、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナーにより拡散反射される。図１（Ａ）及び（Ｂ）では、発光素子２７２が照射し、中間転写ベルト８の表面で正反射した光を矢印で示している。なお、図１（Ｂ）においては、照射光がトナーに吸収又はトナーで拡散反射されることにより、受光部２７０が形成された領域において反射光が弱くなる様子、つまり、トナーにより影ができる様子を符号２７９で示している。
【００１７】
以下、濃度の検出画像であるパターン画像４０と、受光部２７０上に投影される光の関係について説明する。本実施形態において、パターン画像４０は、中間転写ベルト８０表面の移動方向８１と直交する方向のラインを、移動方向８１に沿って２つ形成した縞状のトナー像とする。なお、本実施形態においてラインは、最適な実線を例として説明するが、細かな斑状となる点線や破線であっても良い。なお、形成するラインの数は例示であり、２以上の任意の数を使用できる。以後、パターン画像４０のライン間の部分をスペースと呼ぶものとする。図１（Ａ）に示す様に、本実施形態のパターン画像４０のライン幅はＷｔ４０であり、スペース幅はＷｂ４０であり、ライン間のピッチはＰｔ４０である。なお、パターン画像４０のライン幅は、例えば、数ドットレベル（６００ｄｐｉの解像度で、１ドットは４２．３μｍ）である。なお、本実施形態においてライン間のピッチとは、隣接する２つのラインの対応する位置間の距離を意味するものであり、スペースの幅を意味するものではない。
【００１８】
発光素子２７２は点光源の発散光束を照射するタイプのＬＥＤであるため、中間転写ベルト８に形成されたパターン画像４０による像は、所定の倍率で受光部２７０に投影される。本実施形態においては、中間転写ベルト８と、基板２７１は平行に配置されているため、発光素子２７２から中間転写ベルト８への入射光と正反射光は等角である。さらに、発光素子２７２と受光部２７０は基板２７１上の表面高さが同一になるように構成されている。つまり、入射光（往路）と正反射光（復路）の光路長は等しくなっている。そのため、中間転写ベルト８に形成した縞状のパターン画像４０は、２倍の大きさの像となって受光部２７０上に投影される。つまり、中間転写ベルト８のパターン画像４０のライン幅Ｗｔ４０、スペース幅Ｗｂ４０、ライン間のピッチＰｔ４０は、受光部２７０上に投影されたときには総て２倍の大きさとなる。受光部２７０の位置において２倍の大きさとなるパターン画像４０による明暗は、中間転写ベルト８の移動により移動し、受光部Ａｐ及び受光部Ａｎは、この明暗の移動方向（第１方向）に沿って配置されている。
【００１９】
次に、制御回路２７５について図２を用いて説明する。制御回路２７５は、基板２７１上で受光部２７０と接続されている。さらに、制御回路２７５の内部では、受光部Ａｐを構成する受光素子２７３ｐと２７４ｐが接続されており、受光部Ａｎを構成する受光素子２７３ｎと２７４ｎが接続されている。また、受光部Ａｐは、ＩＶ変換アンプ２８１に接続され、受光部Ａｎは、ＩＶ変換アンプ２８４に接続されている。そして、受光部２７０が光を受光すると、受光部Ａｐの総受光量に対応する電流Ｉａｐと、受光部Ａｎの総受光量に対応する電流Ｉａｎが、それぞれ、ＩＶ変換アンプで電圧に変換される。
【００２０】
電圧Ｖｃｃを抵抗２８７及び２８８で分圧することにより生成した基準電圧Ｖｒｅｆ１がボルテージフォロア２８９により、ＩＶ変換アンプ２８１及び２８４の非反転入力端子に入力されている。従って、受光部２７０が光を受光していないときには、ＩＶ変換アンプ２８１及び２８４は基準電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、光を受光したときには、ＩＶ変換アンプ２８１及び２８４は、それぞれ、次式で表わされる電圧Ｓ１及び電圧Ｓ２を出力する。
Ｓ１＝Ｖｒｅｆ１−（Ｒ２８２×Ｉａｐ）
Ｓ２＝Ｖｒｅｆ１−（Ｒ２８５×Ｉａｎ）
ここで、Ｒ２８２は抵抗２８２の抵抗値であり、Ｒ２８５は抵抗２８５の抵抗値である。なお、コンデンサ２８３及び２８６は位相補償およびノイズ除去のために設けられている。
【００２１】
抵抗２９１から２９４と共に構成される差動アンプ２９０の非反転入力端子には、ボルテージフォロア２９８から基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。なお、基準電圧Ｖｒｅｆ２は、電圧Ｖｃｃを抵抗２９６及び２９７により分圧して生成したものである。差動アンプ２９０は、基準電圧Ｖｒｅｆ２と、Ｓ１及びＳ２の差動増幅を行って端子２９５に光学センサ２７の出力信号であるセンサ信号Ｖｓｎs＝Ｖｒｅｆ２＋Ｓ２−Ｓ１を出力する。よって、受光部Ａｐの総受光量と、受光部Ａｎの総受光量が等しいとき、センサ信号は基準電圧Ｖｒｅｆ２となる。一方、受光部Ａｐの総受光量が、受光部Ａｎの総受光量より大きいと、センサ信号は基準電圧Ｖｒｅｆ２より大きくなる。これに対して、受光部Ａｐの総受光量が、受光部Ａｎの総受光量より小さいと、センサ信号は基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さくなる。つまり、光学センサ２７は、受光部Ａｐの総受光量から受光部Ａｎの総受光量を減じた値に応じた振幅の信号を出力する。
【００２２】
次に、発光素子２７２の点灯回路について説明する。制御回路２７５には発光素子２７２を定電流駆動するために、オペアンプ２９９及び付帯回路が設けられている。オペアンプ２９９は、トランジスタ３０２を駆動することにより発光素子２７２を電流駆動して点灯させる。点灯時に発光素子２７２を流れる電流は抵抗器３０１により検出され、オペアンプ２９９の反転入力端子でモニタされる。一方、オペアンプ２９９の非反転入力端子には、発光素子２７２の駆動電流をマイクロコントローラ２６が設定するための電圧入力端子Ｔｒｇｔが接続される。つまり、オペアンプ２９９は端子Ｔｒｇｔから設定された値になるように発光素子２７２を定電流駆動する。
【００２３】
次に、光学センサ２７が中間転写ベルト８のパターン画像４０を検出したときの出力信号について説明する。パターン画像４０を検出するため、マイクロコントローラ２６は、発光素子２７２を点灯し、受光部２７０が反射光を検出する。受光部２７０が出力する受光量に応じた電流は、上述した制御回路２７５で処理されてセンサ信号として出力される。図３（Ａ）は、光学センサ２７の受光部２７０と、中間転写ベルト８上に形成されたパターン画像４０により受光部２７０の位置に生じる光の明暗との様々な位置関係を示している。なお、光の明暗は、実際には受光部２７０上にできるが、図３（Ａ）では図を見やすくするため上下にずらして表示している。図３（Ｂ）は、光学センサ２７の出力信号と図３（Ａ）の各状態との関係を示したものである。なお、ここでは、中間転写ベルト８に形成したパターン画像４０のライン及びスペース幅Ｗｔ４０とＷｂ４０は等しく、かつ、受光部Ａｐ及び受光部Ａｎの幅Ｗｓｎｓの半分としている。
【００２４】
状態０は、中間転写ベルト８のパターン画像４０のラインによる影が光学センサ２７の検出領域に到達していない状態であり、総ての受光部Ａｐ及び受光部Ａｎに正反射光が入射する。よって、この時の光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"０"で示すアナログ基準電圧Ｖｒｅｆ２となる。
【００２５】
状態１は、パターン画像４０のラインの１つによる影が受光部Ａｎの１つを覆っている状態である。この状態では受光部Ａｎの１つへの正反射光が遮られるために、電流Ｉａｎがほぼ半減して、出力Ｓ２が出力Ｓ１より大きくなる。従って、光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"１"で示すアナログ基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高い電位となる。
【００２６】
状態２は、中間転写ベルト８の移動が進み、パターン画像４０のラインの１つによる影が受光部Ａｐの１つを覆っている状態である。この状態では受光部Ａｐの１つへの正反射光が遮られるために、電流Ｉａｐが半減して出力Ｓ１が出力Ｓ２より大きくなる。従って、光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"２"で示すアナログ基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも低い電位となる。
【００２７】
状態３は、更に中間転写ベルト８が移動して、パターン画像４０のラインによる影が、総ての受光部Ａｎを覆っている状態である。この状態では、総ての受光部Ａｎへの正反射光が遮られるために、電流Ｉａｎがほぼ０に減少し、出力Ｓ２が最大値となる。従って、光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"３"で示す様に最大となる。なお、パターン画像４０のトナーの色が照射光を拡散する色である場合、パターン画像４０のラインからの拡散反射光が総ての受光素子に均等に拡散した状態で照射されるように、パターン画像４０のピッチが形成されているため、拡散光による電流ＩａｐとＩａｎの増減量は等しい。従って、制御回路２７５での差動処理で拡散反射光は相殺され、光学センサ２７の出力信号は拡散反射光の影響を受けない。
【００２８】
状態４は、更に中間転写ベルト８が移動して、パターン画像４０のラインによる影が、総ての受光部Ａｐを覆っている状態である。この状態では、総ての受光部Ａｐへの正反射光が遮られるために、電流Ｉａｐがほぼ０に減少し、出力Ｓ１が最大値となる。従って、光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"４"で示す様に最小となる。
【００２９】
状態５は、更に中間転写ベルト８が移動して、パターン画像４０のラインによる影が、１つの受光部Ａｐを覆っている状態である。この状態では受光部Ａｐの１つへの正反射光が遮られるために、光学センサ２７の出力は、図３（Ｂ）において"５"で示すアナログ基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも低い電位となる。
【００３０】
状態６は、更に中間転写ベルト８が移動して、パターン画像４０のラインによる影が、受光部２７０の外側にある状態であり、状態０と同様に、光学センサ２７が出力する電圧はアナログ基準電圧Ｖｒｅｆ２となる。
【００３１】
以上説明したように、パターン画像４０を投影した光の明暗が受光部２７０を通過すると、光学センサ２７は、基準電圧Ｖｒｅｆ２を中心に振動するセンサ信号を出力する。光学センサ２７は、受光部Ａｐの送受光量から受光部Ａｎの総受光量を減じた値に対応する振幅の信号を出力するため、その振幅のピーク値は、パターン画像４０を投影した光の明暗のデューティ比が５０％のとき、つまり、明部と暗部の幅が同じときに最大となる。図５に、光の明暗の比率と光学センサ２７の出力信号の振幅の最大値との関係を示す。
【００３２】
尚、図３ではパターン画像４０は、２本のラインを有するものであったが、パターン画像４０のライン数は任意の数とすることができる。図４は、５本のラインを有するパターン画像４０を形成したときの、光学センサ２７の出力信号である。パターン画像の本数を５本とすることで、図３（Ｂ）に示す出力信号と比較して、最大振幅と最少振幅の出現回数が、増加したラインの本数に相当する３回だけ増加していることがわかる。
【００３３】
続いて、パターン画像４０と、光学センサ２７における受光部Ａｐ及びＡｎの配置ピッチについて説明する。図１に示す光学センサ２７の受光部Ａｐ及びＡｎの配置ピッチ、つまり、図１のＰｓｎｓは、様々な値で製造することが可能である。一方、パターン画像４０のラインのピッチは、画像形成装置の解像度に応じた制限がある。例えば、画像形成装置の解像度得を６００ｄｐｉとすると、１ドットのサイズは約４２．３μｍとなる。したがって、副走査方向においては、基本的にこの整数倍の単位でのみ、トナーによる縞状パターンを形成することが可能である。一方、中間転写ベルト８に形成する縞状パターンと、光学センサ２７を用いて受光部２７０に投影された、その正反射像は、本実施形態では１：２の大きさの比率となる。つまり、光学センサ２７の受光部Ａｎ及びＡｐの配置ピッチ（Ｐｓｎｓ）は、画像形成装置の１ドットサイズの２倍とすることが最適であり、本実施形態の受光部Ａｎ及びＡｐはこの配置ピッチで形成されている。
【００３４】
次に、上述した縞状のパターン画像４０の形成方法について説明する。本実施形態では、ライン及びスペースの幅がＫドット（Ｋは整数）となるトナーによる縞状パターンを形成するために、ラインがＭドットであり、スペースがＮドット（Ｍ＜Ｎ：Ｍ及びＮは整数）の画像データを用いる。なお、本実施形態ではＭ＋Ｎ＝２Ｋの関係がある。
【００３５】
図６は、２ドットのラインと２ドットのスペースの繰り返しとなるパターン画像４０の形成方法の説明図である。図６（Ａ）は、形成目標となるパターン画像４０を示している。ライン及びスペースが２ドットであるため、パターン画像４０のラインのピッチは４ドット（約１６９．３μｍ）となる。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の図に１ドット単位の仕切り線を入れたものである。画像形成装置では、この１ドットごとに各画素データが与えられて画像が形成されている。ライン幅及びスペース幅は共に２ドットに等しく、画像データではラインとスペースの比率が５０対５０、つまり、デューティ比は５０％である。
【００３６】
しかしながら、現像されたパターン画像４０のデューティ比は５０％にはならない。図６（Ｃ）は、現像された１ドットのトナー像を示している。図６（Ｃ）に示す様に、実際に現像されるトナー像は、理想的な１ドット四方のエリアにはならず、理想的な４２．３μｍ四方のサイズよりも大きい略円状になる。例えば、図６（Ｃ）では径が約８５μｍとなっている。トナー像のドット径が図６（Ｃ）に示す８５μｍである場合に形成されるパターン画像４０を図６（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）に示す様に、隣接するトナー像の各ドットは、互いに現像領域がオーバーラップするが、隣接する２つのドットのトナー像の副走査方向の幅、つまりラインの幅ＬＤ２は、目標とするＴＷよりも大きくなってしまう。よって、スペースの幅ＬＳ２は目標とするＴＷよりも小さくなってしまう。つまり、形成されるパターン画像４０のデューティ比は５０％にはならない。
【００３７】
したがって、本実施形態では、図６（Ｅ）に示す様に、ラインを１ドットとし、スペースを３ドットとする画像データによりパターン画像４０を形成する。図６（Ｅ）の画像データにより形成したパターン画像４０を図６（Ｆ）に示す。なお、１ドットのトナー像の径は図６（Ｃ）に示す様に８５μｍとする。図６（Ｆ）に示す様に、トナーのライン幅ＬＤ１は８５μｍであり、目標とするＴＷ（２ドット）にほぼ等しくなる。よって、スペース幅ＬＳ３も目標とするＴＷにほぼ等しくなる。つまり、１ドットのラインと、３ドットのスペースの画像データを用いてパターン画像４０を形成することにより、デューティ比が略５０％となるパターン画像４０を形成することが可能となる。つまり、本例のように、１ドットのトナー像の径が８５μｍの場合、６００ｄｐｉの１ドットサイズ（約４２．３μｍ）よりも、実際のトナー像は約１ドット分太くなり、実際のスペース部分の幅は、約１ドット分細くなる。従って、本例ではラインがＭドット、スペースがＮドットにおいて、Ｎ＝Ｍ＋２とすれば、現像されたトナー像のラインとスペースの比率を約５０対５０とすることができる。仮に、トナー像の径が約１００μｍであれば、Ｎ＝Ｍ＋３とすれば、現像されたトナー像のラインとスペースの比率を約５０対５０とすることができる。これを式で示すと、
Ｎ＝Ｍ＋（Ａ−１）×２
となる。ここで、Ａは、トナー像の１ドットの計算上の径に対する、実際に形成される１ドットの径の比である。なお、Ｎは整数となるので、上記式で求めた値の小数点以下を切り上げ又は切り捨てることで求める。トナー像の径が８５μｍと１００μｍの場合、それぞれ
Ｎ＝Ｍ＋（２−１）×２＝Ｍ＋２
Ｎ＝Ｍ＋（２．５−１）×２＝Ｍ＋３
となる。
【００３８】
既に説明した様に、デューティ比が５０％で形成されていない場合には、図５に示す様に光学センサ２７の出力信号のピーク値が低下する。図７は、図６（Ｄ）のパターン画像と、図６（Ｆ）に示すパターン画像それぞれに対して光学センサ２７が出力するセンサ信号を示している。
【００３９】
続いて、印刷中において、非転写領域にパターン画像４０を形成して濃度変動を検出する方法について説明する。なお、画像形成装置１０１は、印刷処理を行っていない状態等においては、従来からの公知の濃度制御を行うものとする。また、以下の処理は、各色に対してそれぞれ行うものであるが、以下では１つの色についてのみ説明を行う。まず、画像形成装置１０１は、通常の濃度制御後の状態において、デューティ比がほぼ正確に５０％となるパターン画像を形成するための基準となるレーザ光の露光強度、つまり、パワーを判定して設定しておく。
【００４０】
以下に、基準となるレーザ光のパワーの判定について説明する。なお、本例では、既に説明した様に、ライン幅及びスペース幅が共に２ドットのパターン画像４０を形成するために、１ドットのラインと３ドットのスペースを形成する画像データを使用する。マイクロコントローラ２６は、図１０（Ａ）に示す様に、レーザ光のパワーを段階的に変更した縞状のパターン画像５０を中間転写ベルト８に形成する。なお、図１０（Ａ）の８０ｈ、ＦＦｈ等は２５６階調でＰＷＭ制御されるレーザ光のパワーである。そして、パターン画像５０を光学センサ２７で検出する。図１０（Ｂ）に示す様に、光学センサ２７の出力信号のピーク値は、デューティ比が５０％のときに最大となる。よって、マイクロコントローラ２６は、光学センサ２７の出力信号のピーク値が最大となるパターン画像５０の位置を判定し、判定した位置を形成したときのレーザ光のパワーを判定する。この判定したレーザ光のパワーが、ラインのデューティ比を５０％とするものである。マイクロコントローラ２６は、この様にして求めたレーザ光のパワーと、パターン画像５０を形成したときの現像部３の現像バイアスを以後の画像形成において使用する。
【００４１】
このとき、画像形成装置１０１は、現像バイアスと光学センサ２７の出力信号の振幅値との関係を示す図９（Ｅ）のグラフの黒丸で示す位置で動作することになる。また、この現像バイアスにより、図９（Ｂ）に示す５０％のデューティ比のパターン画像が形成される。なお、図９（Ｂ）は、パターン画像と、当該パターン画像をミクロレベルで拡大した状態をそれぞれ表示している。
【００４２】
図９（Ｅ）に示す状態から濃度変動が生じた場合には、図９（Ｄ）及び図９（Ｆ）の黒丸で示すように、光学センサ２７の出力ピーク値と現像バイアスの関係がシフトする。従って、そのままの現像バイアスを使用すると、図９（Ａ）及び図９（Ｃ）のように、パターン画像のデューティ比が５０％ではなくなる。なお、図９（Ａ）は、図９（Ｄ）の状態に対するパターン画像であり、なお、図９（Ｃ）は、図９（Ｆ）の状態に対するパターン画像である。なお、図９（Ａ）及び（Ｃ）は、それぞれ、パターン画像と、当該パターン画像をミクロレベルで拡大した状態をそれぞれ表示している。本実施形態は、印刷処理中において、図９（Ｅ）の状態となる様に現像バイアスを制御することで、印刷処理中に濃度補正を行うものである。
【００４３】
本実施形態の画像形成装置１０１は、印刷中に濃度補正を行う場合、中間転写ベルト８の非転写領域に、つまり、印刷対象の画像の間の領域に、図１１（Ａ）に示すパターン画像５１を形成する。図１１（Ａ）においては、非転写領域に２本のラインを含むパターン画像５１を、Ａ１からＡ７の位置に７つ形成している。なお、１つの非転写領域に形成するパターン画像５１の数は他の数であっても良く、また、複数の非転写領域にパターン画像５１を形成するものであっても良い。つまり、例えば、Ａ１からＡ４の４つのパターン画像５１を１つの非転写領域に形成し、Ａ５からＡ７の３つのパターン画像５１を１つの非転写領域に形成することもできる。さらに、例えば、Ａ１からＡ７の７つのパターン画像５１を、それぞれ、異なる非転写領域に形成することもできる。本実施形態においては、各パターン画像５１を形成する際の現像バイアスを段階的に変化させている。なお、図１１（Ａ）においては、Ａ１の位置のパターン画像５１を形成する際の現像バイアスが最も小さく、以後、順に現像バイアスを増加させて、Ａ７の位置のパターン画像５１を形成する際の現像バイアスを最も大きくしている。
【００４４】
光学センサ２７がパターン画像５１を検出したときの出力信号のピーク値は、デューティ比が５０％のときに最大となる。したがって、各パターン画像５１を検出したときの光学センサ２７の出力信号のピーク値を求め、そのピーク値が最大となるパターン画像５１を形成したときの現像バイアスを、マイクロコントローラ２６は、濃度補正後の現像バイアスとして設定する。例えば、図１１（Ｂ）に示す現像バイアスと光学センサ２７の出力との関係が得られた場合には、Ａ４の位置のパターン画像５１を形成したときの現像バイアスに設定することで濃度補正が行われる。その後、再度、パターン画像５１を形成したときの現像バイアスと光学センサ２７の出力との関係が図１１（Ｃ）の様になった場合、現像バイアスをＡ３の位置で使用した現像バイアスに設定することで濃度補正が行われる。
【００４５】
なお、図１１では現像バイアスを変化させながら７つのパターン画像５１を形成した。ここで、使用する現像バイアスの値を少なくすることで、濃度制御の時間が短くなる。しかしながら、この場合、光学センサ２７の出力信号のピーク値の最大値を直接検出できない場合が生じ得る。この場合は、以下に図１４を用いて説明する様に、線形補間により光学センサ２７の出力信号のピーク値が最大となる現像バイアスを判定することができる。
【００４６】
図１４（Ａ）は、印刷処理中において濃度補正を行う場合に形成するパターン画像５２である。図１４（Ａ）においては、非転写領域に５本のラインを含むパターン画像５２を４つ形成している。本実施形態においても、位置Ｂ１からＢ４にパターン画像５２を形成する際の現像バイアスを段階的に変化させている。なお、図１４（Ａ）においては、位置Ｂ１における現像バイアスが最も小さく、以後、順に現像バイアスを増加させて、位置Ｂ４における現像バイアスが最も大きいものとする。
【００４７】
図１４（Ｂ）に示す様に光学センサ２７の出力信号のピーク値は、位置Ｂ２のパターン画像５２を検出しているときが、位置Ｂ１のパターン画像５２を検出しているときより大きくなっている。また、光学センサ２７の出力信号のピーク値は、位置Ｂ３のパターン画像５２を検出しているときが、位置Ｂ４のパターン画像５２を検出しているときより大きくなっている。よって、位置Ｂ２で形成した時の現像バイアスと、位置Ｂ３で形成した時の現像バイアスの間の現像バイアスにおいて光学センサ２７の出力信号のピーク値が最大となることが分かる。
【００４８】
ここで、現像バイアスと光学センサ２７の出力信号のピーク値は、増加領域と減少領域のそれぞれにおいて比例関係にある。したがって、図１４（Ｂ）に示す様に、位置Ｂ１及びＢ２でパターン画像５２を形成したときの現像バイアスと光学センサ２７の出力信号のピーク値を線形補間する。同様に、位置Ｂ３及びＢ４でパターン画像５２を形成したときの現像バイアスと光学センサ２７の出力信号のピーク値を線形補間する。そして、それらの交点Ｂ０を求める。求めた交点Ｂ０に対応する現像バイアスが、光学センサ２７の出力信号のピーク値を最大にする現像バイアスとなる。
【００４９】
なお、パターン画像５２では、ラインを５本としているが、これは、ラインを５本とすると図４に示す様に、光学センサ２７の出力のピーク値が複数回継続するため、これらピーク値を平均化することにより、信号のノイズ成分を減少させることができるためである。また、上記実施形態では、濃度に関する画像形成条件として、印刷前においてはレーザ光のパワーを制御し、印刷中においては現像バイアスを制御していた。これらはいずれも、感光体１の静電潜像が形成された位置の電位と現像バイアスとの差である現像コントラストを制御するものである。よって、印刷前や印刷中において、現像コントラストを変化させる任意の値を制御する形態とすることもできる。
【００５０】
さらに、本実施形態は、デューティ比が５０％となるライン幅を基準として濃度制御を行うものであった。よって、光学センサ２７の出力信号のピーク値の最大値を目標値とし、光学センサ２７の出力信号のピーク値が当該目標値となる様に現像コントラストを制御していた。しかしながら、所定のデューティ比となるライン幅を目標値とすることもできる。この場合、目標とするライン幅に対応する光学センサ２７の出力信号のピーク値を目標値として現像コントラストを制御することになる。なお、図５より、目標とするデューティ比が５０％ではない場合、目標値に対応するデューティ比は２つあるが、制御部２５は、光学センサ２７が検出しているパターン画像のデューティ比がどちらであるかについては、最大値に対する位置により判定できる。また、本実施形態では、パターン画像の正反射像は、受光部２７０の位置では２倍となっていた。しかしながら、パターン画像により受光部２７０の位置に生じる正反射像のラインのピッチが、受光部Ａｎのピッチ及び受光部Ａｐのピッチと等しければ、任意の倍数であって良い。
【００５１】
また、上述した実施形態では、検出画像４０のラインは、中間転写ベルト８の移動方向に直交する方向であるもので説明したが、例えば、直交する方向に対して斜めに引いたラインであっても良い。つまり、検出画像４０は、中間転写ベルト８の移動方向において、トナー量（現像剤量）が規則的に変化する画像であれば良く、検出画像４０の移動方向とは異なる方向のラインを含むものとすることができる。
【００５２】
以上の構成により、非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行することができる。本実施形態で使用するパターン画像４０、５１及び５２は、微小幅の縞状のパターンであり、記録材への裏汚れを防止することが可能となる。
【００５３】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、１ドットのトナー像の径が８５μｍであり、形成目標のライン幅にほぼ等しいものであった。しかしながら、１ドットのトナー像の径は画像形成装置の様々な要因によって製品ごとに異なっており同一ではない。本実施形態では、１ドットのトナー像の径が形成目標のライン幅より大きい場合について説明する。以下の説明においては、１ドットのトナー像の径が１００μｍであるものとする。なお、それ以外の部分については、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５４】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図６（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。図８（Ｃ）は、本実施形態における１ドットのトナー像であり、その径は約１００μｍである。図（８）Ｄは、２ドットのライン及びスペースの画像データで形成したトナー像である。図８（Ｄ）に示す様にライン幅ＬＤ２は、目標とするライン幅Ｔｗより太く、スペース幅ＬＳ２は、目標とするスペース幅Ｔｗより狭くなっている。図６（Ｅ）は、１ドットのライン及び３ドットのスペースの画像データであり、図６（Ｆ）は、図６（Ｅ）の画像データで形成したトナー像である。図６（Ｃ）に示す様に、１ドットのトナー像の径は１００μｍであるため、形成されたライン幅ＬＤ１も１００μｍとなり、よって、目標とするライン幅Ｔｗ＝８４．６μｍよりも太くなる。つまり、デューティ比は５０％ではない。そこで、本実施形態では、図８（Ｇ）に示す様に、ラインを形成する各画素の画素データの濃度を下げることによりデューティ比を５０％に調整する。具体的には、各画素のレーザの走査時間は、ＰＷＭ制御により多段階で調整可能であり、各画素の走査時間を定義して１ドットのトナー像の径が略８５μｍとなる様にする。図８（Ｈ）は、図８（Ｇ）の画像データにより形成したトナー像である。図８（Ｇ）に示す様に、ラインに対応する画素の濃度を下げ、走査時間を短くしてトナー像の径を略８５μｍとすることで、ＬＤ１１を目標とするライン幅である８４．６μｍにほぼ等しくさせることができる。
【００５５】
以上、１ドットのトナー像の径が１００μｍの場合について、レーザ光の露光強度を調整することによって、トナー画像のラインとスペースの比率を５０：５０にする方法を説明した。しかし、Ｍドット、（Ｍ＋３）スペースで約５０：５０となるようにした状態でレーザ光の露光強度をさらに微調整し５０：５０にしても良い。
【００５６】
＜第三実施形態＞
第一実施形態及び第二実施形態では、１ドット幅のラインを形成するための画像データを用いてデューティ比が略５０％となるパターン画像を形成していた。しかしながら、画像データは、複数ドット幅のラインを形成するための画像データであっても良い。本実施形態では、２ドット幅のラインの画像データを用いる場合について説明する。その他の部分については、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
図１２（Ａ）は、ライン幅が２ドットであり、スペース幅が３ドットの画像データであり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の画像データで形成したパターン画像である。なお、１ドットのトナー像の径は８５μｍとする。図１２（Ｂ）に示す様に、ＬＤ２は、目標とするライン幅Ｔｗ、本例では２．５ドットに等しい１０５．７５μｍより太くなる。したがって、本実施形態では、図１２（Ｃ）に示す様、ラインを構成する画素の走査時間を短くして濃度を下げた画像データを使用する。図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）のラインを構成する画素の画像データにより形成されるトナー像の径を示している。図１２（Ｃ）に示す画像データにより、図１２（Ｄ）に示す様に１ドットのトナー像の径が６３．５μｍになる。図１２（Ｅ）は、図１２（Ｃ）の画像データで形成したパターン画像である。図１２（Ｅ）においては、ライン幅ＬＤ２１及びスペース幅ＬＳ３１は共に約１０５．８μｍであり、目標幅ＴＷとほぼ等しくなっている。以上の様に、画像データのライン幅が２ドット以上であってもデューティ比が略５０％であるパターン画像を形成可能である。
【００５８】
なお、Ｍドット（Ｍは自然数）のラインとＭドットのスペースの画像データでは、マイクロコントローラ２６によりレーザ光のパワーを制御しても、パターン画像のデューティ比を５０％とすることが困難であり、以下にその理由を説明する。図１３（Ａ）は、３ドット幅のラインと、３ドット幅のスペースの画像データである。既に説明した様に、図１３（Ａ）の画像データでは、形成されるパターン画像のライン幅が太くなるため、図１３（Ｂ）に示す様にラインを形成する画素の濃度を下げた画像データを使用する。このとき、デューティ比を略５０％にするためには、図１３（Ｃ）に示す様に、トナー像のドット径を約４２．３μｍまで小さくしなければならない。図１３（Ｄ）は、図１３（Ｂ）の画像データで形成したパターン画像である。図１３（Ｄ）に示す様に、トナー像のドット径が小さくなりすぎるため、トナー像の各ドット間に隙間が生じてしまうことになる。この隙間により、光学センサ２７の出力信号の振幅は低下することになる。逆に、隙間が生じない様なドット径となる様に画素の濃度を調整すると、ライン幅が太くなりすぎることになる。
【００５９】
以上、デューティ比が５０％のパターン画像を形成するための画像データは、ライン幅がスペース幅より小さいものである必要がある。
【００６０】
なお、パターン画像のライン幅は、ライン及びスペース幅の微小な変動を検知できれば良く、上記各実施形態で使用した数ドット幅より大きくても良い。しかしながら、ライン及びスペース幅が太くなりすぎると、幅の微小な変動に対するダイナミックレンジが減少するので、例えば、１０ドット程度までが妥当な範囲である。
【００６１】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、受光部Ａｐと受光部Ａｎそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うものであった。受光部Ａｐと受光部Ａｎは中間転写ベルト８の移動方向に沿って配置されている。したがって、受光部Ａｐと受光部Ａｎの受光量の時間変化は、互いに、受光部Ａｐと受光部Ａｎの距離と中間転写ベルト８の移動速度で決まる時間だけずらしたものである。したがって、受光部Ａｐと受光部Ａｎそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うことは、例えば、１つの受光部が出力する受光量に対応する信号を２分岐した後、互いに所定の時間だけずらして差動処理を行うことでも実現できる。このときにずらす時間は、受光部Ａｐと受光部Ａｎの距離と中間転写ベルト８の移動速度で決まる時間である。つまり、上記各実施形態は、１つ以上の受光部Ａｐの総受光量と、１つ以上の受光部Ａｎの総受光量との差動処理を行うものであったが、１つの受光部の受光量を示す信号の、１つ以上の第１の時間位置の和と、１つ以上の第２の時間位置の和との差動処理を行うことと等価である。例えば、複数のラインのパターン画像を移動させると、受光部における受光量は複数のラインに応じた周期で振動する。したがって、例えば、各第１の時間位置は、この周期が互いに同相となる様に設定し、各第２の時間位置も、この周期が互いに同相となる様に設定する。これは、例えば、複数の第１の時間位置間の時間間隔をラインのピッチだけ中間転写ベルト８が移動する時間とすることに対応する。複数の第２の時間位置間の時間間隔についても同様である。一方、第１の時間位置と第２の時間位置は、この周期の位相が異なる様に、例えば、逆相になる様に設定する。
【００６２】
また、上記実施形態において、受光部Ａｐと受光部Ａｎの受光面の配列方向の幅と、ラインの幅の関係について説明した。ここで、受光部Ａｐ及びＡｎはその受光面で同時にある領域からの反射光を受光し、これは、同時に受光する反射光の平均値を求めていることに等しい。よって、受光面の配列方向の幅を増加させることは、例えば、受光部Ａｐと受光部Ａｎが出力する受光量の時間変化を示す信号に対して移動平均を求めることに等しい。ここで、１つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態では、信号を分岐してずらすためにメモリが必要となる。したがって、このメモリを利用することで、１つの受光部が出力する信号に第１の区間と第２の区間の２つの区間を設定し、第１の区間の移動平均値と、第２の区間の移動平均値の差動処理を容易に行うことができる。これにより、ラインの幅に応じた区間を、受光面の幅を変化させることなく容易に設定することができる。なお、このとき、第１の区間と第２の区間の時間間隔は、上記実施形態における受光部Ａｐと受光部Ａｎの距離に相当し、第１の区間と第２の区間の区間長は、受光面の配列方向の幅に相当する。
【００６３】
図１６は、１つの受光部が出力する信号に対する上記処理を行うための構成図である。なお、１つの受光部が出力する信号の異なる時間の差動処理を行う本形態では、例えば、光学センサ２７は、単に、受光部の受光量に対応する光検出信号をエンジン制御部２５に出力する。なお、図１６のサンプリング部３１、移動平均処理部３２及び３３、差動処理部３４は、例えば、エンジン制御部２５に設けられる。しかしながら、サンプリング部３１、移動平均処理部３２及び３３、差動処理部３４を、例えば、制御回路２７５に設けても良い。光検出信号は、サンプリング部３１でサンプリングされ、それぞれ、移動平均処理部３２及び３３へと出力される。移動平均処理部３２及び３３は、所定長の区間の移動平均値を求め、求めた移動平均値をそれぞれ差動処理部３４へと出力する。なお、移動平均処理部３２が出力する移動平均値に対応する区間と、移動平均処理部３３が同じ時刻に出力する移動平均値に対応する区間との間の期間は、上述した様に、例えば、光検出信号の位相が異なる様に設定する。差動処理部３４は、移動平均処理部３２及び３３から移動平均値の差動処理を行う。この構成により差動処理部３４は、例えば、図２の差動アンプ２９０の出力信号と同様の出力信号を出力する。
【００６４】
なお、言い換えると、上記実施形態は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト８表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものともいえる。例えば、これは、同じ時間に受光部Ａｐと受光部Ａｎが受光する正反射光は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト８表面の異なる位置で反射したものであることから明らかである。また、１つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態も、パターン画像及びその周囲の中間転写ベルト８表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。例えば、光検出信号の第１の時間位置と、第１の時間位置より後の第２の時間位置との差動処理を行うものとする。なお、第１の時間において受光部への正反射光の反射位置であるパターン画像上の位置を第１の位置とし、第２の時間において受光部への正反射光の反射位置を第２の位置とする。この場合、第１の位置と第２の位置との距離は、中間転写ベルト８の表面の移動速度に第１の時間と２の時間との差分を乗じた値に等しい。よって、第１の時間位置と第２の時間位置の差動処理を行うことは、受光部が第１の位置から正反射光を受光しているときの総受光量と、受光部が第２の位置から正反射光を受光しているときの総受光量との差動処理を行うことに相当するからである。
【００６５】
以上、発光素子が発散光束を中間転写ベルト８に照射することで、中間転写ベルト８のある程度広い範囲が発光素子により照らされることになる。したがって、受光素子が受光するパターン画像のラインによる拡散反射光は、パターン画像がこの照射領域を通過する間において略一定となる。したがって、複数の受光素子の受光量の差、或いは、１つの受光素子の異なる時間位置での受光量の差により、拡散反射光を除去又は抑圧し、正反射光成分のみを取り出すことができる。この構成により、拡散反射光の影響を抑えた濃度制御が可能となる。
【００６６】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
2014119729.tif 000003
【図２】
2014119729.tif 000004
【図３】
2014119729.tif 000005
【図４】
2014119729.tif 000006
【図５】
2014119729.tif 000007
【図６】
2014119729.tif 000008
【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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