(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体に潜像を形成する露光装置と、
前記潜像にトナーを付着させトナー像を生成する現像装置と、
前記トナー像を媒体に転写する転写装置と、
前記像担持体又は前記媒体上にテストパターンを形成するテストパターン発生装置と、
少なくとも前記テストパターンのトナー濃度と、前記像担持体上又は前記媒体上での位置とのいずれか一方を検知するための反射型光学センサと、
前記反射型光学センサの検知結果によって画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御装置と、を有し、
前記反射型光学センサは、
少なくとも３つの発光部を有する照射系と、少なくとも３つの受光部を有する受光系と、を備え、
前記各発光部と前記各受光部は、それぞれ対応するレンズを有し、
前記各発光部と前記各受光部とは、前記テストパターンが移動する方向と直交する方向に配置されており、
前記照射系から出射されて、前記像担持体と、前記媒体と、前記テストパターンのうちの少なくともいずれかによって反射された光を前記受光部において受光し、
前記発光部の一つを発光させたとき、前記発光部に対応する前記レンズからの反射光を前記受光部で検知した結果に基づいて、前記発光部の発光量を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反射型光学センサは、
前記照射系から照射された光が受光部に戻らないようにするシャッターを有し、
前記シャッターを閉じて前記発光部の一つを発光させたときの前期発光部に対応する前記レンズからの反射光を前記受光部で検知した検知結果に基づいて、前記発光部の一つの発光量を決定する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記反射型光学センサは、
前記反射型光学センサの設置位置を移動させる機構を有し、前記機構により前記照射系から照射された光が前記受光部に戻らない位置に前記反射型光学センサを移動した状態で、前記発光部の一つを発光させたときの前期発光部に対応する前記レンズからの反射光を前記受光部で検知した検知結果から、前記発光部の一つの発光量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体又は前記媒体は、前記像担持体又は前記媒体の設置位置を移動させる機構を有し、
前記機構により、前記照射系から照射された光が受光部に戻らない位置に前記像担持体又は前記媒体を移動した状態で、前記発光部の一つを発光させたときの前記発光部に対応する前記レンズからの反射光を前記受光部で検知した検知結果に基づいて、前記発光部の一つの発光量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記各発光部を１つずつ順次発光させて、測定に使用する前記発光部のすべての発光量を調整する請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記少なくとも３つの発光部の一つに対応する受光部の出力値から、前記少なくとも３つの発光部の１つの発光量を決定する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記各発光部の一つに対応する受光部と、前記受光部の両隣のｎ個の受光部の出力値の合計値に基づいて、前記発光部の一つの発光量を決定する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記シャッターは、前記レンズのレンズ面の表面の清掃機能を有する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記レンズのレンズ面の表面に反射率の高い領域が設けられている請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記レンズのレンズ面の裏面に反射率の高い領域が設けられている請求項１乃至９のいずれか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、反射型光学センサを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザ光を用いた画像形成方法が広く用いられている。このような画像形成手段は、カラー画像を形成するものであれば、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(ＢＫ)の色ごとに設けられている。
【０００３】
画像出力手段には、各色に対応する感光体ドラムと、その周囲に配置された帯電器と、露光器と、現像器と、感光体クリーナーと、を備えてなる。このような構成を備える画像出力手段は、感光体の表面を帯電器により一様に帯電し、その帯電部分を露光器から出射したレーザ光によって露光し、感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器により現像し、現像された静電画像が色付きトナーによってトナー画像となり、このトナー画像が、搬送ベルトにより給紙される用紙に転写されて、画像を出力することができる。用紙は順次下流側の他の色に係る画像出力手段に搬送され、そこで他の色のトナー画像が重ねて転写される。このようにして、カラー画像が出力される。
【０００４】
転写が終わった感光体ドラムは、表面に残った不要なトナーを感光体クリーナーによりクリーニングされて、次の画像出力に備える。各色のトナー画像が転写された用紙は、転写ベルトから剥離されて定着器に搬送され、ここで転写されたトナーが定着されて、排紙される。
【０００５】
このようなカラー画像形成装置では、用紙の上に順次重ね転写される各色のトナー画像が本来位置すべき転写位置からずれると、各色のトナー画像が正しく重ならずに色ずれが発生し、出力されるカラー画像の画像品質が著しく低下する。
【０００６】
各色のトナー画像の位置ずれの原因としては、例えば、各画像出力手段に設けられている感光体ドラムの軸間間隔の誤差により生じる副走査レジストずれ、各画像出力手段に設けられている感光体ドラムの主走査方向の傾きの不揃いや光学系の傾きが原因となって生ずる傾きずれ、画像の書き出し位置がずれることによって生ずる主走査レジストずれ、色ごとに走査線の長さが異なることが原因となって生ずる倍率ずれ、などが挙げられる。
【０００７】
上記のような「ずれ」に対処するため、従来から様々な調整方法が知られている。例えば、副走査レジストずれや、主走査レジストずれに対しては、露光器により静電潜像を書き込むときの走査タイミングを調整する方法などが採用されている。傾きずれに対しては、各画像形成手段の光路の途中に設けられている折り返しミラーなどの傾きを調整する方法や折り返しミラーを変位させる方法などが採用されている。
【０００８】
また、上記のトナー画像のずれを調整する方法として、各トナー画像の位置を検出して補正する方法が知られている。当該方法は、搬送ベルトの搬送方向(副走査方向)と直交する主走査方向に位置検出用トナーマークを配列し、この位置検出用トナーマークをセンサによって検出することで、各トナー画像位置のずれを検出する。検出されたトナーマークの位置から、各色のトナー画像位置が規定の位置からずれているか否かを判定することができる。トナー画像位置がずれていると判定したときは、ずれの量と方向に応じて、画像出力手段が感光体ドラム上に形成する画像位置を補正する。このように、カラー画像を形成する画像形成装置の各色トナーの位置ずれを検出し補正する複数の方法が知られている(特許文献１乃至４を参照)。
【０００９】
上記した特許文献1乃至４に記載されている画像形成装置における位置ずれ補正方法においては、反射型光学センサを用いてトナー画像の位置ずれを検出している。これらの方法において用いられる反射センサには種々のものがある。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、などが知られている。
【００１０】
１ＬＥＤ−２ＰＤタイプの反射型光学センサでは、１個の発光部からテストパターンに照射される光は、像担持体（感光体）又は媒体（中間転写ベルト）上に１つの光スポットを形成する。一方で、２ＬＥＤ−１ＰＤタイプの反射型光学センサでは、２個の発光部からテストパターンに照射される光は、像担持体（感光体）又は媒体（中間転写ベルト）上のほぼ同一の場所に２つの光スポットを時間的な差を持って形成する。
【００１１】
この光スポットが、照射された主走査方向位置にちょうど重なるように、トナー濃度検知用のテストパターンを構成する色ごとの「パッチ」が副走査方向に移動する。このとき、光スポットの大きさは、通常２〜３ｍｍ程度である。また、副走査方向に移動するパッチ（一般に矩形状）の主走査方向の大きさは１５ｍｍ以上であって、主走査方向の光スポットの大きさよりも、十分大きくなっている。
【００１２】
上記の大きさを有するスポットを用いてトナー画像の位置検知を行うには、光スポットの主走査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、パッチの主走査方向の位置誤差（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、副走査方向に移動するパッチに、光スポットがちょうど重なるようにしなければならない。従って、上述したように、パッチの主走査方向の大きさを光スポットよりも大きくしている。
【００１３】
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」として消費されるものであるから、テストパターンの面積に比例して不寄与トナーの消費量も大きくなる。このような不寄与トナーは少なければ少ないほど良い。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（各パッチ）の面積を小さくする必要があるが、上記光スポットとパッチの主走査方向の大きさとの関係から、パッチを小さくするには限界があった。
【００１４】
上記の課題を解決しうるものとして、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て、従来よりも小さなパッチによってもトナー濃度の検知を可能にする発明が知られている（特許文献５を参照）。
【００１５】
特許文献５に記載されている反射型光学センサを用いれば、主走査方向に複数の光スポットで照射することにより、テストパターンの主走査方向の大きさが、隣接する光スポットの間隔より大きければ、たとえ光スポットの主走査方向の照射位置誤差やパッチの主走査方向の位置誤差があったとしても、テストパターンの少なくとも一部は必ずいずれかの光スポットで照射することができる。すなわち、パッチの主走査方向の大きさを従来のように１５ｍｍ以上にする必要はなく、パッチを小さくすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献５のように、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てテストパターンのトナー濃度を検知する場合には、３つ以上の発光部の１つを発光させるときの発光量が経時的に変化すると、検知精度が低下するという課題がある。
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、発光部の発光量を一定に保つことができる反射型光学センサを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、画像形成装置に関するものであって、像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する露光装置と、潜像にトナーを付着させトナー像を生成する現像装置と、トナー像を媒体に転写する転写装置と、像担持体又は媒体上にテストパターンを形成するテストパターン発生装置と、テストパターンのトナー濃度または位置を検知するための反射型光学センサと、反射型光学センサの検知結果によって画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御装置と、を有し、反射型光学センサは、少なくとも３つの発光部を有する照射系と、少なくとも３つの受光部を有する受光系と、を備え、各発光部と各受光部は、それぞれ対応するレンズを有し、各発光部と各受光部はテストパターンが移動する方向に直交する方向に配置されており、照射系から出射され、像担持体、媒体、テストパターンのうちの少なくともいずれか１つによって反射された光を受光部において受光し、発光部の一つを発光させたとき、当該発光部に対応するレンズからの反射光を、受光部で検知した結果から、発光部の発光量を決定することを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来よりも小さなテストパターンによるトナー濃度検知や、位置検知をすることができ、かつ、トナー濃度の検知精度が経時的に低下することなく、安定して高精度な検知をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す概略図である。
【図２】上記画像形成装置が備える画像形成ユニットの例を示す概略図である。
【図３】上記画像形成装置が備える露光ユニットを主方向から見た光学配置図である。
【図４】上記露光ユニットの一部を副方向からみた光学配置図である。
【図５】上記露光ユニットの別の一部を副方向からみた光学配置図である。
【図６】上記露光ユニット全体を副方向からみた光学配置図である。
【図７】上記画像形成装置が備える中間転写ベルトの例を示す斜視図である。
【図８】上記画像形成装置が備える反射型光学センサの構造の例を示す断面図である。
【図９】上記反射型光学センサの構造の例を示す断面図である。
【図１０】上記画像センサから射出される光と中間転写ベルトの関係を示す図である。
【図１１】上記画像センサが形成する光スポットの位置関係を説明する図である。
【図１２】上記画像形成装置が備える本体制御部の制御ブロック図である。
【図１３】上記画像形成装置が実行する画像プロセス制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】上記中間転写ベルト上に形成されるテストパターンと上記反射型光学センサとの位置関係を示す平面図である。
【図１５】上記画像形成装置が実行するトナー濃度検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係の例を示す概略図である。
【図１７】上記反射型光学センサの受光部における受光量の例を示すグラフである。
【図１８】上記反射型光学センサの受光部における受光量の別の例を示すグラフである。
【図１９】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係の別の例を示す平面図である。
【図２０】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図２１】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図２２】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図２３】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに例を示すグラフである。
【図２４】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図２５】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図２６】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図２７】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングの別の例を示すタイミングチャートである。
【図２８】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図２９】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３０】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３１】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３２】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３３】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３４】上記反射型光学センサの発光タイミングと受光部の出力タイミングのさらに別の例を示すタイミングチャートである。
【図３５】上記反射型光学センサとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図３６】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図３７】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図３８】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図３９】上記反射型光学センサの受光量とトナー濃度分布の相関の例を示すグラフである。
【図４０】上記反射型光学センサの発光量の制御の例を示すグラフである。
【図４１】上記反射型光学センサの発光量の制御の別の例を示すグラフである。
【図４２】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図４３】上記反射型光学センサの受光タイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図４４】上記反射型光学センサの受光部における出力信号の例の一部を拡大したグラフである。
【図４５】上記反射型光学センサの受光部における出力信号の別の例の一部を拡大したグラフである。
【図４６】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図４７】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図４８】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図４９】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５０】上記反射型光学センサの受光部における受光量のさらに別の例を示すグラフである。
【図５１】上記反射型光学センサが備える発光部からの光の反射状態を説明するための図である。
【図５２】上記反射型光学センサが備える発光部からの光の反射状態を説明するための図である。
【図５３】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５４】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５５】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５６】上記反射型光学センサが形成する光スポットとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５７】上記反射型光学センサの受光タイミングの別の例を示すタイミングチャートである。
【図５８】上記反射型光学センサとテストパターンの位置関係のさらに別の例を示す平面図である。
【図５９】上記反射型光学センサの例を示す副方向断面図である。
【図６０】上記反射型光学センサの別の例を示す副方向断面図である。
【図６１】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す副方向断面図である。
【図６２】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す副方向断面図である。
【図６３】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す副方向断面図である。
【図６４】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す副方向断面図である。
【図６５】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す主方向断面図である。
【図６６】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す副方向断面図である。
【図６７】上記反射型光学センサのさらに別の例を示す主方向断面図である。
【図６８】上記反射型光学センサの備えるレンズからの反射光の受光分布の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
●画像形成装置の実施形態（１）●
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置をタンデム型のフルカラープリンタへ適用した例を示す概略構成図である。図１において、カラープリンタ１０００は、帯電、露光、現像、転写、定着を行う画像形成プロセス部分を図示し、その他の構成は省略をしている。カラープリンタ１０００には、図１で示す他に、ＰＣ等から送られた画像データを処理し、露光データに変換するプリンタコントローラ、画像形成動作を制御する本体制御部、記録材である転写紙の供給を行う給紙ユニット、転写紙を手差し給紙させるための手差しトレイ、及び、画像形成済みの転写紙が排紙される排紙トレイなどが、備えられている。
【００２２】
図１において、カラープリンタ１０００は、第１の転写ユニットとして、第２の像担持体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０５を備えている。中間転写ベルト１０５は、カラープリンタ１０００の中央付近に配置されている。この中間転写ベルト１０５は、４つの支持ローラ１１２、１１３、１１４、１１９によって張架されている。支持ローラ１１２は駆動ローラも兼ねており、この支持ローラ１１２が回転することで、中間転写ベルト１０５は張架状態を維持しながら、図中矢印方向に移動する。
【００２３】
中間転写ベルト１０５の張架部分には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する４つの画像形成ユニットが配置されている。各画像形成ユニットはそれぞれ、感光体ユニット１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋと現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋを有してなる。これらの画像形成ユニットの下方には、露光ユニット２００が設けられている。露光ユニット２００は、画像情報に基づいて半導体レーザを駆動し、これによって書込光を出射する構造を内部に備えている。この書込光によって、第１の像担持体としての感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ上に静電潜像が形成される。なお、書込光の出射はレーザに限るものではなく、例えば、ＬＥＤであってもよい。
【００２４】
●画像形成ユニットの構成
次に、画像形成ユニットの構成について図２を用いて説明する。図２に示す画像形成ユニット２０００は、各色のトナー画像を形成するために、各色に対応してカラープリンタ１０００が備えるものである。画像形成ユニット２０００の構成は、色の別に関わらず同じ構成からなる。図２では、画像形成ユニット２０００を構成する各部の符号の末尾に付与されている色の識別を示すアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は省略している。
【００２５】
図２において画像形成ユニット２０００は、感光体ドラム１０１の周囲に、帯電ユニット３０１、現像ユニット１０２、感光体クリーニングユニット３０８が配置されてなる。また、感光体ドラム１０１には、中間転写ベルト１０５を挟んだ対向位置に１次転写ユニット１０６が配置されている。
【００２６】
帯電ユニット３０１は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであって、感光体ドラム１０１に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。この帯電ユニット３０１には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００２７】
現像ユニット１０２は、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。なお、現像剤としては一成分現像剤を使用することもできる。この現像ユニット１０２は、現像ケース内に設けられた攪拌部３０３と現像部３０４に大別できる。攪拌部３０３では、二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３０５上に供給される。この攪拌部３０３は平行な２本のスクリューが設けられており、２本のスクリュー３０６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。
【００２８】
また、感光体ユニット１０３には現像ユニット１０２内の現像剤のトナー濃度を検出するためのＴＣセンサ１０４が取り付けられている。二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１０４は透磁率方式を採用しており、現像ユニット１０２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。
【００２９】
現像部３０４は、現像スリーブ３０５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム１０１に転移される。この現像部３０４には、現像ケースの開口を通して感光体ドラム１０１と対向する現像スリーブ３０５が設けられており、その現像スリーブ３０５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ３０５に先端が接近するようにドクターブレード３０７が設けられている。
【００３０】
現像ユニット１０２は、現像剤を２本のスクリュー３０６で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ３０５に供給する。現像スリーブ３０５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３０５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３０５の回転に伴って搬送され、ドクターブレード３０７により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部３０３に戻される。このようにして感光体ドラム１０１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。
【００３１】
現像領域では、現像スリーブ３０５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１０１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１０１上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム上１０１上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。
【００３２】
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て現像スリーブ３０５から離れ、攪拌部３０３に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部３０３内のトナー濃度が薄くなると、それをＴＣセンサ１０４が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部３０３にトナーが補給される。
【００３３】
１次転写ユニット１０６は、中間転写ベルト１０５を挟んで感光体ドラム１０１に押し当てられるようにして設置されている。１次転写ユニット１０６は、１次転写ローラとして用いられている。なお、１次転写ユニット１０６は、ローラ状のものでなくても、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を採用してもよい。
【００３４】
感光体クリーニングユニット３０８は、先端を感光体ドラム１０１に押し当てられるように配置される。例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード３０９を備えている。また、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム１０１に接触する導電性のファーブラシ３１０を併用している。このファーブラシ３１０には図示しない金属製の電界ローラからバイアスされており、その電界ローラには図示しないスクレーパの先端が押し当てられている。
【００３５】
クリーニングブレード３０９やファーブラシ３１０により感光体ドラム１０１から除去されたトナーは、感光体クリーニングユニット３０８の内部に収容され、図示しない廃トナー回収ユニットにて回収される。
【００３６】
以上の構成を有してなる図２に示した画像形成ユニット２０００は、感光体ドラム１０１の回転とともに、まず帯電ユニット３０１で感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。次いで、プリントコントローラ２０８０からの画像情報に基づいて露光ユニット２００からレーザＬｂ（書込光）が照射され、感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。
【００３７】
その後、現像ユニット１０２により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写ユニット１０６により中間転写ベルト１０５上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１０１の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニングユニット３０８により除去され、次の画像形成に供される。感光体ドラム１０１の軸方向を「主走査方向」とし、主方向に直交して移動する中間転写ベルト１０５の移動方向を「副走査方向」とする。
【００３８】
●露光ユニットの構成
次に、カラープリンタ１０００の下方に設けられている露光ユニット２００の構成について図３乃至図６を用いて説明する。図３は、露光ユニット２００を主走査方向からみた光学配置図である。図４は、露光ユニット２００の一部を副走査方向からみた光学配置図である。図５は、露光ユニット２００の別の一部を副走査方向からみた光学配置図である。図６は、露光ユニット２００全体を副走査方向からみた光学配置図である。
【００３９】
露光ユニット２００は、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検知用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。上記の各部材は、図６に示す光学ハウジング２３００の所定位置に組み付けられている。
【００４０】
なお、以下の説明において、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。また、以下の説明において、カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれ図３から図６中に示す座標軸におけるＺ軸方向と同じ方向である。
【００４１】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。
【００４２】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、光源２２００ａからの光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、光源２２００ｂからの光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、光源２２００ｃからの光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、光源２２００ｄからの光束を略平行光束とする。
【００４３】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００４４】
シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００４５】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４６】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。
【００４７】
各ｆθレンズ２１０５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１０３の面上に光スポットを形成し、この光スポットは主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
【００４８】
ｆθレンズ２１０５ａ及びｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ及びｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００４９】
ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向において積層されており、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層されており、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００５０】
ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介し、感光体ドラム１０１Ｋに照射されて、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０３感光体ドラム１０３ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｋ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム１０１Ｋにおける「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｋの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｋにおける「副走査方向」である。
【００５１】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介し、感光体ドラム１０１Ｍに照射されて、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｍの長手方向に移動する。すなわち、感光体１０１Ｍ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム１０１Ｍにおける「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｍの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｍにおける「副走査方向」である。
【００５２】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介し、感光体ドラム１０１Ｃに照射されて、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム１０１Ｃにおける「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｃの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｃにおける「副走査方向」である。
【００５３】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介し、感光体ドラム１０１Ｙに照射されて、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｙの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｙ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム１０１Ｙにおける「主走査方向」であり、感光体ドラム１０３ｄの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｙにおける「副走査方向」である。
【００５４】
各感光体ドラム１０１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「有効画像領域」と呼ばれる。
【００５５】
なお、各折り返しミラー２１０８は、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラム１０１に至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラム１０１における光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００５６】
また、シリンドリカルレンズ２２０４とそれに対応するトロイダルレンズ２１０７とにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００５７】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラム１０３との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とから黒色トナーに係る画像を形成するＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからシアン色トナーに係る画像を形成するＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからマゼンダ色トナーに係る画像を形成するＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とから黄色トナーに係る画像を形成するＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
各光検知センサ２２０５はいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。走査制御装置は、各光検知センサ２２０５の出力信号に基づいて対応する感光体ドラム１０１への走査開始タイミングを検出する。
【００６３】
以下の説明において、主走査方向を「主方向」と表記する。また、副走査方向を「副方向」と表記する。
【００６４】
●中間転写ベルト
次に、中間転写ベルト１０５について説明する。図７に示すように、中間転写ベルト１０５は、支持ローラ（１１２、１１３、１１９、１１４）によって張架されており、支持ローラ（１１２、１１３、１１９、１１４）の回転によって、図７に示す矢印の方向に中間転写ベルト１０５は移動する。図７において、支持ローラ１１２の対向する位置に、２次転写ユニットである２次転写ローラ１０８が配置されている。
【００６５】
中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写紙１１５上に２次転写する際は、２次転写ローラ１０８を、支持ローラ１１２に巻回された中間転写ベルト１０５部分に押し当てた状態で、中間転写ベルト１０５を矢印方向に移動させる。２次転写ローラ１０８には、ローラクリーニング部１１６が当接している（図１を参照）。ローラクリーニング部１１６は、２次転写ローラ１０８に付着したトナーをクリーニングする部材である。なお、２次転写ユニットは、２次転写ローラ１０８を用いた構成に限る必要はなく、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。
【００６６】
中間転写ベルト１０５の主方向中央付近には、テストパターン２０１が形成される。テストパターン２０１の詳細は後述する。また、図７においてテストパターン２０１は、有効画像領域のほぼ中央部に１つだけ形成されているが、これに限ることなく、複数列のテストパターン２０１を形成してもよい。この場合、反射型光学センサ１０９を有効画像領域内および、有効画像領域外、もしくは、有効画像領域内か有効画像領域外のいずれかに、複数個配置し、これに対応するテストパターンを複数組形成すればよい。
【００６７】
支持ローラ１１２で張架されている中間転写ベルト１０５付近には、テストパターン２０１を検出するための反射型光学センサ１０９が配置されている。反射型光学センサ１０９の構造等については、後述する。図７において、反射型光学センサ１０９は、中間転写ベルト１０５の折り返し端部近傍の１つだけに配置されているが、カラープリンタ１０００において、複数のテストパターン２０１を形成し用いる場合は、反射型光学センサ１０９を、テストパターン２０１に合わせて増設すればよい。
【００６８】
また、支持ローラ１１３に対向する位置には、ベルトクリーニングユニット１１０が設けられている。このベルトクリーニングユニット１１０は、転写紙１１５に中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写した後に、中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００６９】
●反射型光学センサ
次に、反射型光学センサ１０９について説明する。図８から図１１を用いて説明する。図８は、反射型光学センサ１０９の副方向における断面図である。図８に示すように、反射型光学センサ１０９は、中間転写ベルト１０５に光を照射し、反射光を受光するセンサである。反射型光学センサ１０９は、発光部Ｅ（１〜１１）と、照射レンズＬＥ（１〜１１）と、受光部Ｄ（１〜１１）と、受光レンズＬＤ（１〜１１）と、を有してなる。
【００７０】
発光部（１〜１１）は、テストパターン２０１を照明する光を出射する。発光部Ｅ（１〜１１）は、発光部（１〜１１）から射出された光を中間転写ベルト１０５に集光して光スポットＳ（１〜１１）を形成するマイクロレンズである。
【００７１】
受光部Ｄ（１〜１１）は、中間転写ベルト１０５によって、または、中間転写ベルト１０５上に形成されたテストパターン２０１によって反射された光（反射光）を受光して、電気信号を出力する。受光レンズＬＤ（１〜１１）は、反射光を対応する受光部Ｄ（１〜１１）に集光するマイクロレンズである。
【００７２】
図８において、反射型光学センサ１０９は、中間転写ベルト１０５が支持ローラ１１２によって副方向に折り返す位置に、対向して配置されている。なお、以下の説明においては、発光部Ｅを特定する必要がない場合には、発光部Ｅｉと表記し、発光部Ｅｉに対応する照射用マイクロレンズを照射レンズＬＥｉと表記する。また、発光部Ｅｉから射出され照射レンズＬＥｉを通過し、中間転写ベルト１０５の位置において集光する光束を光スポットＳｉと表記する。また、発光部Ｅｉに対応する受光部を受光部Ｄｉと表記し、発光部Ｄｉに対応する受光レンズを受光レンズＬＤｉと表記する。
【００７３】
図８に示すように、照射レンズＬＥｉの光軸は、対応する発光部Ｅｉの中心を通り、この発光部Ｅｉに垂直な軸に対して受光系側にΔｄだけずれている。また、受光レンズＬＤｉ光軸は、対応する受光部Ｄｉの中心を通り、この受光部Ｄｉに垂直な軸に対して照射系側にΔｄ´だけずれている。この構成により、より多くの反射光が、対応する受光部Ｄｉに導かれる。
【００７４】
照射レンズＬＥｉは、対応する発光部Ｅｉの前方（中間転写ベルト１０５側）に配置されており、発光部Ｅｉから射出された光束を中間転写ベルト１０５の表面に向けて集光的に導く働きをする。以下の説明において、発光部Ｅｉから射出されて照射レンズＬＥｉで集光される光束は、発光部Ｅｉに対応する照射レンズＬＥｉのみを通過するものとし、この光束によってのみ、中間転写ベルト１０５上に光スポットＳｉが形成されるものとする。
【００７５】
中間転写ベルト１０５の表面は滑らかであり、中間転写ベルト１０５の表面に照射された光のほとんどは正反射するから、受光部Ｄｉは、発光部Ｅｉが中間転写ベルト１０５上に形成した光スポットＳｉからの反射光を受光する。
【００７６】
また、照射レンズＬＥｉと受光レンズＬＤｉは一体に形成されている。このように一体に形成することで、照射レンズＬＥｉと受光レンズＬＤｉを反射型光学センサ１０９に組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、レンズ面間の配置精度を高めることができる。各レンズ面は、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することができる。
【００７７】
照射レンズＬＥｉ及び受光レンズＬＤｉ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。
【００７８】
照射レンズＬＥｉおよび受光レンズＬＤｉにおいて、照射レンズＬＥｉの間、および、受光レンズＬＤｉの間においては、受光レンズＬＤｉのレンズ径、レンズの曲率半径、レンズ厚は同一値である。しかし、照射レンズＬＥｉと受光レンズＬＤｉは、レンズ径、レンズの曲率半径、レンズ厚が全て異なる値になる。
【００７９】
例えば、照射レンズＬＥｉのレンズ径は０．６１３ｍｍ、曲率半径は０４３０ｍｍ、レンズ厚は０．１２９ｍｍである。受光レンズＬＤｉのレンズ径は０．７５０ｍｍ、曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は０．３１９ｍｍである。照射レンズＬＥｉの光軸は、発光部Ｅｉからの反射光を受光部Ｄｉに導くために、対応する発光部Ｅｉの中心を通り、発光部Ｅｉに垂直な軸に対して受光系Ｄｉ側に０．０３５ｍｍずれている。一方、受光レンズＬＤｉの光軸は、より多くの反射光を受光するために対応する受光部Ｄｉの中心を通りこの受光部Ｄｉに垂直な軸に対して発光部Ｅｉ側に平行に０．０２０ｍｍずれている。
【００８０】
副方向におけるレンズ間ピッチは０．４４５ｍｍである。なお、発光部Ｅｉと、それに対応する受光部Ｄｉの副方向における間隔は０．５００ｍｍである。発光部Ｅｉから照射レンズＬＥｉまでの距離は０．８００ｍｍである。ここに列記した反射型光学センサ１０９の特性に関わる数値は、以下の説明においてすべて同様である。また、マイクロレンズアレイの裏面から被験物までの距離は５ｍｍである。
【００８１】
反射型光学センサ１０９が中間転写ベルト１０５の平面上に形成する光スポットＳｉのピッチは、発光部Ｅｉのピッチと同じ０．４ｍｍである。つまり、光スポットＳｉの直径は０．４ｍｍ程度であって、発光部Ｅｉのピッチとほぼ同等である。
【００８２】
以上のように、受光レンズＬＤｉのレンズ径を照射レンズＬＥｉより大きくすることで、反射光をより多く受光できるようになる。また、受光レンズＬＤｉの曲率半径を照射レンズＬＥｉの曲率半径に比べて小さくすることで、レンズ内部における全反射が増える。このため、正反射受光量を減らすことができる。また、受光レンズＬＤｉの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉに隣接する受光部Ｄｉ前面に配置した受光レンズＬＤｉを通過した光線を、大きく屈折させる事ができ、後述するようにテストパターン２０１からの拡散反射光が受光部Ｄｉに到達でき、拡散反射受光量も増加する。
【００８３】
個々のレンズは球面レンズであり、照射レンズＬＥｉは、レンズの入射面に集光パワーを有しているが、射出面には集光パワーを有していない。また、受光レンズＬＤｉは、レンズの入射面に集光パワーを有していないが、射出面には集光パワーを有している。
【００８４】
図９は、反射型光学センサ１０９の中間転写ベルト１０５に対向する面から見た断面図である。図９に示すように反射型光学センサ１０９は、１１個の発光部Ｅ（１〜１１）が主方向に沿って配列されている。隣接する発光部Ｅｉ同士の間隔は一定に保たれている（符号Ｌｅ）。この発光部Ｅ（１〜１１）のそれぞれに対応する１１個の照射レンズＬＥ（１〜１１）が中間転写ベルト１０５側に配置されている（図８を参照）。発光部Ｅｉと照射レンズＬＥｉによって、照明光学系が形成されている。
【００８５】
また、１１個の受光部Ｄ（１〜１１）が発光部Ｅ（１〜１１）のそれぞれに対応する主方向位置であって、副方向にずれた位置に配置されている。この受光部Ｄ（１〜１１）のそれぞれに対応する１１個の受光レンズＬＤ（１〜１１）が中間転写ベルト１０５側に配置されている（図８を参照）。受光部Ｄｉと受光レンズＬＤｉによって、受光光学系が形成されている。
【００８６】
●発光部
発光部Ｅｉには、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いればよい。ここでは、一例として、隣接する発光部Ｅｉ同士の間隔（ピッチ）Ｌｅを０．４ｍｍとして説明を続ける。
【００８７】
発光部Ｅｉ同士のピッチＬｅが０．４ｍｍの場合、主方向に関する発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１の距離は４ｍｍ（Ｌｅ×１０）となる。また、各発光部Ｅの主方向の大きさ及び副方向の大きさは、いずれも約０．０４ｍｍである。さらに、各発光部Ｅから射出される光束の波長は８５０ｎｍである。
【００８８】
１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）は、本体制御部２０９０によって点灯及び消灯される。なお、以下の説明では、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。
【００８９】
●受光部の説明
受光部Ｄｉの配列間隔（配列ピッチ）は、発光部ＥのピッチＬｅと等しい。受光部Ｄｉの主方向の大きさ及び副方向の大きさは、いずれも約０．３５ｍｍである。また、受光部Ｄｉにおける受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。
【００９０】
受光部Ｄｉには、ＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。受光部Ｄｉは、受光量に応じた信号を出力する。
【００９１】
●中間転写ベルトと反射型光学センサの関係
図１０は、反射型光学センサ１０９の構成の一部を示す断面図であって、照明光学系である発光部Ｅｉと照射レンズＬＥｉ、および中間転写ベルト１０５の照射面のみを示している。図１０に示すように、発光部Ｅｉから出射された光は、照射レンズＬＥｉによって集光的に導かれて中間転写ベルト１０５上に照射される。各照射レンズＬＥｉは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。また、各照射レンズＬＥｉの光軸は、対応する発光部Ｅｉの発光面に直交する方向に平行である。
【００９２】
●光スポットの説明
図１１は、反射型光学センサ１０９の構成の一部を示す断面図であって、中間転写ベルト１０５上に、反射型光学センサ１０９から出射された光によって形成される光スポットＳｉの例を示す図である。図１１に示すように、発光部Ｅｉから射出された光が照射レンズＬＥｉによって集光され、この集光された光が中間転写ベルト１０５上に形成する光スポット（Ｓ１〜Ｓ１１）は、副方向において、対応する発光部Ｅｉと、この発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉとの中間付近に対応する位置に形成される。光スポットＳの大きさ（直径）は、例えば０．４ｍｍである。この値は、発光部ＥｉのピッチＬｅと等しい値である。
【００９３】
●カラープリンタの電気的構成図
次に、図１２を用いてカラープリンタ１０００の電気的構成の例について説明をする。カラープリンタ１０００は本体制御部２０９０によって動作を制御される。破線で示されている本体制御部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、が接続されており、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と、を有してなる。
【００９４】
ＲＯＭ４０５には、中間転写ベルト１０５上にテストパターン２０１を形成するために必要な情報が格納されている。このＲＯＭ４０５に格納される情報は、例えばテストパターン２０１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２０１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など、である。本体制御部２０９０には、プリントコントローラ２０８０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本体制御部２０９０に一元化した画像データとして送信する。
【００９５】
ＣＰＵ４０２には、モータやクラッチ４１７を駆動する駆動回路４１５と、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置４１６と、カラープリンタ１０００内の温度と湿度を検知する温湿度センサ４１４も接続されている。
【００９６】
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２０８０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。
【００９７】
また、本体制御部２０９０のＡ／Ｄ変換回路４０１には、反射型光学センサ１０９からの出力信号が入力される。ＣＰＵ４０２は、Ａ／Ｄ変換回路４０１にてデジタルデータに変換された、反射型光学センサ１０９からの出力に基づいて、テストパターン２０１の検知処理を実行する。
【００９８】
次にカラープリンタ１０００における画像形成動作について説明する。図１に示す構成を有するカラープリンタ１０００を用いてＰＣなどの外部機器から、印刷処理を行う場合、まずＰＣ側からプリンタドライバを介して出力対象となる画像情報が送信される。プリントコントローラ２０８０は、プリンタドライバからの画像情報を受けて、露光ユニット２００(図１を参照)に露光信号を送る。
【００９９】
また、プリント処理の指示を受けた本体制御部２０９０は、図示しない駆動モータを駆動させ、支持ローラ１１２を回転駆動させる。これによって中間転写ベルト１０５が回転駆動する。また、これと同時に各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋも回転駆動する。その後、プリントコントローラ２０８０からの情報に基づいて、露光ユニット２００から感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上に書込光がそれぞれ照射される。
【０１００】
書込光によって、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上には、それぞれ静電潜像が形成され、現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋにより可視像化されて、各感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、１次転写ユニット１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋにより、順次、中間転写ベルト１０５上に重なりあうように１次転写される。この１次転写により、中間転写ベルト１０５上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。
【０１０１】
なお、２次転写後の中間転写ベルト１０５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット１１０により除去される。
【０１０２】
また、画像情報を受けて、ユーザーが選択した転写紙１１５に応じた給紙ユニットの給紙ローラ（図示せず）が回転し、給紙カセット（図示せず）の１つから転写紙１１５が送り出される。送り出された転写紙１１５は、図示しない分離ローラで１枚に分離して図示しない給紙路に入り込み、搬送ローラによってカラープリンタ１０００本体内の搬送路まで搬送される。このようにして搬送された転写紙１１５は、レジストローラ１０７に突き当たったところで止められる。
【０１０３】
レジストローラ１０７は、上述のようにして中間転写ベルト１０５上に形成された合成トナー画像が２次転写ローラ１０８に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ１０７は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙１１５の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。レジストローラ１０７により送り出された転写紙１１５は、中間転写ベルト１０５と２次転写ローラ１０８との間に送り込まれ、２次転写ローラ１０８により、中間転写ベルト１０５上の合成トナー像が転写紙１１５上に２次転写される。
【０１０４】
その後、転写紙１１５は、２次転写ローラ１０８から定着ユニット１１１へ搬送され、定着ユニット１１１で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着ユニット１１１を通過した転写紙１１５は、図示しない排出ローラにより図示しない排紙トレイに排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着ユニット１１１を通過した転写紙１１５の搬送方向を図示しない切替爪により切り換え、図示しない用紙反転ユニットに送り込む。転写紙１１５は、そこで反転し再び２次転写ローラ１０８に案内される。
【０１０５】
次に、本発明に係る画像形成装置において実行される画像プロセス制御の処理の流れについて、図１３のフローチャートを用いて説明する。なお、図１３において、各処理ステップをＳ５０１、Ｓ５０２、・・・のように表記する。図１３に示す画像プロセス制御は、ＣＰＵ４０２がコンピュータプログラムに基づいて行う処理である。
【０１０６】
まず、カラープリンタ１０００の電源スイッチがパワーオンされたとき、または、ＰＣなどの外部装置からカラープリンタ１０００へ印刷開始の指示がされるまでは、待ち状態になる（Ｓ５０２のＮｏ）。
【０１０７】
カラープリンタ１０００の電源スイッチがパワーオンされたとき、または、印刷指示がされたとき（Ｓ５０２のＹｅｓ）、画像プロセス制御の要否を判定する（Ｓ５０３）。上記の条件のいずれかを満たせば画像プロセス制御が実行される（Ｓ５０３のＹｅｓ）。その理由は以下の通りである。すなわち、パワーオンの直後は、定着ヒーターの加温時間やプリントコントローラ２０８０の準備時間が必要であり、また、未使用の間に使用環境が変化している可能性もある。このようなときには、位置ずれなどが生じやすいため、画像プロセス制御を実行する。また、印刷時においては、トナーの補給や消費、感光体ユニット１０３や中間転写ベルト１０５などの特性に変化が生じることもあり、位置ずれが生じる可能性があるため、画像プロセス制御を実行する。
【０１０８】
具体的には、パワーオン直後の場合は、感光体ユニット１０３の停止時間が６時間以上であるとき、または、カラープリンタ１０００の装置内温度が１０℃以上変化した場合、または、カラープリンタ１０００の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（Ｓ５０３のＹｅｓ）。なお、感光体ドラム１０１の停止時間は、感光体ドラム１０１が停止した時刻を、プリントコントローラ２０８０の保持しているリアルタイムクロックから取得してＲＡＭ４０３に保存し、パワーオンされたときのリアルタイムクロックから取得する時刻との差分を求めることで、算出できる。
【０１０９】
また温度や湿度の変化は、感光体ドラム１０１が停止した時に温湿度センサ４１４によって、温度情報と相対湿度情報を取得してＲＡＭ４０３に記憶しておき、パワーオンされたときの温湿度センサ４１４から温度情報と相対湿度情報を取得し、これらの差分を算出することで求めることができる。
【０１１０】
また、印刷指示がされたときは、累積プリント枚数が所定の値に達したときに、印刷動作を中止して画像プロセス制御を実行する（Ｓ５０３のＹｅｓ）。
【０１１１】
画像プロセス制御が実行されると、まず、テストパターン２０１の作成が行われる（Ｓ５０４）。テストパターン２０１を作成する時間間隔は、予め行う実験等により求められるプロセス変動量によって決定する。また累積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。
【０１１２】
ここで、処理Ｓ５０４において作成されるテストパターン２０１について説明をする。図１４は、テストパターン２０１が中間転写ベルト１０５上に形成された状態図の例を示す平面図である。図１４において、中間転写ベルト１０５の主方向中央部付近に、トナー濃度検知用のテストパターンであるパッチＤＰと、トナー位置検知用のテストパターンであるラインＰＰと、からなるテストパターン２０１が形成されている。パッチＤＰは、トナー色ごとに階調が異なる矩形からなる。図１４において、パッチＤＰはトナー色ごとに４階調の矩形で表されている。ラインＰＰは、トナー色ごとに、主方向に沿った直線と、主方向に対して角度を持った直線と、から形成されている。
【０１１３】
テストパターン２０１の下流にはテストパターン２０１のうち、ラインＰＰのみが、中間転写ベルト１０５の有効画像領域内の中央部および両端付近に形成されている。
【０１１４】
画像プロセス制御には、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）、画像位置を合わせるための画像位置補正制御などがある。どの画像プロセス制御を行うかによって、テストパターン２０１の形成条件は異なる。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。この制御には、テストパターン２０１のうちパッチＤＰを用いる。パッチＤＰ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。
【０１１５】
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は、所望の画像濃度（トナー濃度）（ｍｇ／ｃｍ２）を、現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋｖ）］によって除算した値に、現像開始電圧Ｖｋ（−ｋｖ）を加算することで演算により求めることができる。算出された現像ポテンシャル（−ｋｖ）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）が決定される。
【０１１６】
現像ポテンシャル（−ｋｖ）は、その算定式から明らかなように、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。しかし、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してしまう。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じくパッチＤＰを用いることができる。
【０１１７】
露光ユニット２００が有する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することで、パッチＤＰ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。
【０１１８】
パッチＤＰは主方向に１ｍｍ、副方向に２ｍｍの大きさで形成される。副方向に並んだパッチＤＰ同士の間隔は３ｍｍである。なお、パッチＤＰの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサ１０９の主方向の発光部ピッチ（Ｌｅ＝０．４ｍｍ）と中間転写ベルト１０５上に照射される光スポットＳｉの主方向の大きさ（０．４ｍｍ）との和よりも大きくなっている。
【０１１９】
主方向におけるパッチＤＰの大きさを１.０ｍｍとしたことで、従来のもの（大きさが１５ｍｍ以上）に比べて、１／１５のトナー消費量低減が可能である。副方向におけるパッチＤＰ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に設定したとするならば、副方向も含めた小パッチ化により、合わせて１／１００程度のトナー消費量低減が可能となる。
【０１２０】
画像位置補正制御では、トナー位置検知用のラインＰＰをある同一の作像条件に基づいて、中間転写ベルト１０５の有効画像領域内の中央部と両端付近に形成する。
【０１２１】
このラインＰＰは、検知精度の観点から高濃度であることが望ましい。例えば、前述の現像ポテンシャル制御で得られるベタ濃度の作像条件と同様の条件が適している。トナー位置検知用のラインＰＰは、主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさのラインと、同様の大きさ位のラインを４５°傾けたラインを、各色のトナーの順番に沿って、例えばＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙのように順番に沿って形成する。なお、副方向のライン間隔は１ｍｍである。
【０１２２】
上記のようにテストパターン２０１が形成された後、反射型光学センサ１０９を用いて、まずパッチＤＰのトナー濃度検知を行う（Ｓ５０５）。トナー濃度検知（Ｓ５０５）は、受光部Ｄｉの出力から、所定の算出アルゴリズムを用いて、パッチＤＰ毎のトナー濃度を算出する。反射型光学センサ１０９でのトナー濃度検知処理の詳細については、後述する。
【０１２３】
続いて、反射型光学センサ１０９を用いたトナー位置検知用のラインＰＰによる、トナー位置検知処理を行う（Ｓ５０６）。トナー位置検知処理においても、反射型光学センサ１０９の受光部の検知量から、トナー位置を算出する。トナー位置検知処理の詳細についても、後述する。
【０１２４】
続いて、反射型光学センサ１０９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）。テストパターン２０１を構成するパッチＤＰのトナー濃度の算出結果より、前述した現像γや現像開始電圧Ｖｋを決定するための演算処理が実行される。これらを求めるための直線近似は最小二乗法が適用できる。また、ＬＵＴを変更するための演算処理も実行される。また、算出されたトナー位置より画像位置補正に関する演算処理が実行されて、各色のレジストずれや走査線傾き、色ズレなどに係るデータが算出される。色ズレは、ある色（例えばＫ）を基準としたときの、それ以外の色（例えばＭ、Ｃ、Ｙ）のズレとして定義される。
【０１２５】
上記演算処理の結果、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）。
【０１２６】
●トナー濃度検知処理（Ｓ５０５）の詳細
次に、トナー濃度検知処理（Ｓ５０５）における詳細な処理の流れについて図１５を用いて説明する。図１５において、各処理ステップをＳ６０１、Ｓ６０２・・・のように表記する。まず、反射型光学センサ１０９でテストパターン２０１の主方向の位置を認識する（Ｓ６０１）。
【０１２７】
すでに説明をしたとおり、照射系から射出された光スポットＳｉ（φ０．４ｍｍ）は、中間転写ベルト１０５上に１１個並ぶ。両端の発光部Ｅ１とＥ１１の間の長さは４ｍｍである。これに対して、前述したようにパッチＤＰの主方向の大きさは１ｍｍである。パッチＤＰの主方向の位置は、１１個の光スポットＳｉの中心位置と重なることが好ましいが、パッチＤＰ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１０１や中間転写ベルト１０５の蛇行などによって発生）があるため、必ずしもその通りにはならない。
【０１２８】
このような位置誤差を解消するには、パッチＤＰの主方向の位置を予め認識しておくことが必要である。最後にトナー濃度検知を行った情報、つまりパッチＤＰを検知したときの情報を基に、パッチＤＰの位置を推定することができる。
【０１２９】
例えば、ＲＡＭ４０３等に記憶されたパッチＤＰを検知したときの受光部Ｄｉからの出力の結果によって、次にパッチＤＰが形成される位置を推定することもできる。具体的には、発光部Ｅｉが発光したときに、対応する受光部Ｄｉの受光部出力から判断することができる。
【０１３０】
パッチＤＰは、発光部Ｅｉが発光したとき受光部Ｄｉが受光する中間転写ベルト１０５からの正反射光と、発光部Ｅｉが発光したとき中間転写ベルト１０５上のパッチＤＰからの正反射光との出力差ΔＤｉが、最も大きくなる発光部Ｅｉの主方向位置に、存在することとなる。
【０１３１】
ここで、反射型光学センサ１０９の受光部Ｄｉからの出力によって、テストパターン２０１の位置を検出する処理（Ｓ６０１）の詳細について説明をする。図１６は、反射型光学センサ１０９の発光部Ｅｉから射出された光が形成する光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）とテストパターン２０１の位置関係の例を示す概略図である。図１６において、光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）は、紙面右側からＳ１、Ｓ２・・・Ｓ１１として配置されている。パッチＤＰの長辺に沿って記載されている矢印は、中間転写ベルト１０５の移動方向、すなわち、パッチＤＰの移動方向を示している。
【０１３２】
図１６において、テストパターン２０１を構成するパッチＤＰの主方向の中心位置は、発光部Ｅ６によって形成される光スポットＳ６の主方向位置と等しい位置にある状態を示している。パッチＤＰの主方向の大きさは１ｍｍであるから、光スポットＳｉの主方向の大きさと、主方向の発光部Ｅｉ同士のピッチとの和よりも大きい。図１６に示すように、パッチＤＰには、光スポットＳ６の全範囲が照射されているが、光スポットＳ５とＳ７は、一部が照射されている状態である。
【０１３３】
図１６に示した状態において、発光部Ｅ６が発光したときに、受光部Ｄ６が受光する反射光のうち、中間転写ベルト１０５で正反射された反射光による受光部Ｄ６の出力（Ｄ６ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ６の出力（Ｄ６ｐ）、および、出力Ｄ６ｂと出力Ｄ６ｐとの差（ΔＤ６）の例を図１７に示す。図１７に示すように、発光部Ｅ６により形成される光スポットＳ６は、その全てがパッチＤＰに照射されることで、パッチＤＰを形成するトナーにより光が散乱するため、出力Ｄ６ｐは、出力Ｄ６ｂに比べて小さくなる。
【０１３４】
また、図１６に示した状態において、発光部Ｅ７が発光したときに、受光部Ｄ７が受光する反射光のうち、中間転写ベルト１０５で正反射された反射光による受光部Ｄ７の出力（Ｄ７ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ７の出力（Ｄ７ｐ）、および、出力Ｄ７ｂと出力Ｄ７ｐとの差（ΔＤ７）の例を図１８に示す。図１８に示すように、発光部Ｅ７により形成される光スポットＳ７が、中間転写ベルト１０５において正反射されたことによる受光部Ｄ７の出力Ｄ７ｂは、出力Ｄ６ｂと同じになる。しかし、出力Ｄ７ｐは、出力Ｄ６ｐに比べて大きい値を取る。
【０１３５】
なぜならば、発光部Ｅ７により形成される光スポットＳ７は、中間転写ベルト１０５とパッチＤＰの両方に照射されるからである。これによって、トナーにより散乱される反射光は光スポットＳ６の反射光よりも小さくなるから、出力Ｄ７ｐは、出力Ｄ６ｐに比べて大きい値になり、差ΔＤ６＞差ΔＤ７になる。
【０１３６】
また、図１６に示した状態において、図示はしないが、発光部Ｅ５が発光したときに、受光部Ｄ５が受光する反射光のうち、中間転写ベルト１０５で正反射された反射光による受光部Ｄ５の出力（Ｄ５ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ５の出力（Ｄ５ｐ）を比べると、出力Ｄ５ｐは、出力Ｄ６ｐに比べて大きくなり、差ΔＤ５は、ΔＤ５＜ΔＤ６となる。
【０１３７】
さらに、図１６から明らかなように、発光部Ｅ１〜Ｅ４、および発光部Ｅ８〜Ｅ１１に対応する位置にはパッチＤＰは存在しないので、ΔＤ１〜ΔＤ４、およびΔＤ８〜ΔＤ１１はゼロである。
【０１３８】
このように、受光部Ｄｉの出力の差ΔＤｉが最も大きい受光部を特定することでテストパターン２０１の主方向の位置は発光部Ｅ６によって形成される光スポットＳ６に対応する位置にあると判定することができる。もちろん、検知のばらつきを無視すれば、Ｄｉｂ（ｉ＝１〜１１）の出力は全て等しくなるから、Ｄｉの出力Ｄｉｐが最も小さい発光部Ｅｉの主方向位置に、パッチＤＰが存在すると判定してもよい。
【０１３９】
次に、光スポットＳｉとテストパターン２０１と位置関係について別の例を用いて説明する。図１９は、テストパターン２０１を構成するパッチＤＰの主方向の中心位置が、発光部Ｅ６によって形成される光スポットＳ６と、発光部Ｅ７によって形成される光スポットＳ７の中間にある状態を例示する図である。すでに説明をしたとおり、パッチＤＰの主方向の大きさは１ｍｍである。
【０１４０】
図１９に示す状態において、発光部Ｅ６が発光したときに、受光部Ｄ６が受光する反射光のうち、中間転写ベルトで正反射された反射光による受光部Ｄ６の出力（Ｄ６ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ６の出力（Ｄ６ｐ）、および、出力Ｄ６ｐと出力Ｄ６ｐとの差（ΔＤ６）の例を図２０に示す。また、図１９に示す状態においては、発光部Ｅ７が発光したときの、中間転写ベルトで正反射された反射光による受光部Ｄ７の出力（Ｄ７ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ７の出力（Ｄ７ｐ）、および、出力Ｄ７ｐと出力Ｄ６ｐとの差（ΔＤ７）も、図２０に示すグラフのようになる。すなわち、発光部Ｅ６により形成される光スポットＳ６、および、発光部Ｅ７により形成される光スポットＳ７は、その全てがパッチＤＰに照射されるので、パッチＤＰを形成するトナーにより光が散乱し、出力Ｄ６ｐは、出力Ｄ６ｂに比べて小さくなり、出力Ｄ７ｐは、出力Ｄ７ｂに比べて小さくなる。
【０１４１】
一方、図１９に示す状態において、発光部Ｅ５が発光したときに、中間転写ベルト１０５で正反射された反射光による受光部Ｄ５の出力（Ｄ５ｂ）、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ５の出力（Ｄ５ｐ）、出力Ｄ５ｂと出力Ｄ５ｐとの差（ΔＤ５）の例は、図２０に示すようになる。また、発光部Ｅ８が発光したときに、中間転写ベルト１０５で正反射された反射光による受光部Ｄ８の出力（Ｄ８ｂ）と、パッチＤＰで正反射された反射光による受光部Ｄ８の出力（Ｄ８ｐ）と、出力Ｄ８ｂと出力Ｄ８ｐとの差（ΔＤ８）の例は、図２０に示すようになる。
【０１４２】
図１９に示す状態においては、発光部Ｅ５により形成される光スポットＳ５は、その一部がパッチＤＰに照射され、他の一部は、中間転写ベルト１０５に照射されるので、パッチＤＰを形成するトナーにより散乱される光量が小さい。同様に、発光部Ｅ８により形成される光スポットＳ８は、その一部がパッチＤＰに照射され、他の一部は、中間転写ベルト１０５に照射されるので、パッチＤＰを形成するトナーにより散乱される光量が小さい。そのために、出力Ｄ５ｂと出力Ｄ５ｐとの差ΔＤ５も、出力Ｄ８ｂと出力Ｄ８ｐとの差ΔＤ８も、ΔＤ６またはΔＤ７に比べて大きい。
【０１４３】
このように、発光部Ｅｉ（ｉ＝６、７）が発光したときのΔＤ６またはΔＤ７は、発光部Ｅｊ（ｊ＝５、８）が発光したときのΔＤ５またはΔＤ８よりも大きく、かつ、ΔＤ６≒ΔＤ７である。これらの検出結果から、テストパターン２０１の主方向の位置は、発光部Ｅ６および発光部Ｅ７によって形成される光スポットＳ６およびＳ７に対応する位置、つまりは発光部Ｅ６と発光部Ｅ７の中間にあると判定することができる。
【０１４４】
また、受光部出力の結果を見なくとも、最後にパッチＤＰ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、パッチＤＰの位置は一般に大きく変化しないため、そのときと同じ位置であると推定できる。
【０１４５】
処理Ｓ６０１によって、パッチＤＰの主方向の位置が認識できた後、照明系動作決定処理（Ｓ６０２）が実行される。この処理では、トナー濃度を検知するために発光させる発光部Ｅｉの決定と、その発光部Ｅｉ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）を決定する処理が実行される。発光させる発光部Ｅｉとして、幾つかの発光部Ｅｉを発光させる場合と、全ての発光部Ｅｉを発光させる場合とがある。
【０１４６】
幾つかの発光部を発光させる場合には、前述したパッチＤＰの主方向の位置認識（Ｓ６０１）の結果に基づき、発光させる発光部Ｅｉを決定することができる。例えば、図１６に示した例においては、発光させる発光部Ｅｉを「発光部Ｅ６」とすることができる。なぜなら、発光部Ｅ１〜Ｅ４、及び発光部Ｅ８〜Ｅ１１を発光させても光スポットＳ１〜Ｓ４、及びＳ８〜Ｓ１１はパッチＤＰに照射されないため、トナー濃度の検知には寄与しないからである。また、発光部Ｅ５及びＥ７を発光させても光スポットＳ５及びＳ７の一部しかパッチＤＰを照射しないため、トナー濃度の検知に対して、光の利用効率が小さく、トナー濃度検知の精度は低くなるからである。このように、図１６の例によれば、必要最小限として、発光部Ｅ６のみを発光させればよい。
【０１４７】
また、パッチＤＰが副方向に移動している際のパッチＤＰの主走査向位置の誤差により、光スポットＳ６がパッチＤＰから外れてしまうという事態が想定される。このような不具合が起きないように、余裕を見て発光部Ｅ６の両端の発光部Ｅ５及びＥ７も加えて、発光させる発光部をＥ５〜Ｅ７の３つと決定することもできる。これら発光させる発光部Ｅｉの決定は、カラープリンタ１０００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、複数の決定条件がある。
【０１４８】
また図１９に示した例においては、発光させる発光部Ｅｉとして、発光部Ｅ６及びＥ７の２つと決定することができる。なぜなら、発光部Ｅ１〜Ｅ４、及び発光部Ｅ９〜Ｅ１１を発光させても光スポットＳ１〜Ｓ４、及びＳ９〜Ｓ１１はパッチＤＰを照射しないため、トナー濃度の検知には寄与しないからである。また、発光部Ｅ５及びＥ８を発光させても光スポットＳ５及びＳ８の一部しかパッチＤＰを照射しないため、トナー濃度の検知に対して、光の利用効率が小さく、トナー濃度検知の精度は低い。このことにより、発光部Ｅ６及びＥ７の２つを発光させればよい。
【０１４９】
この場合、後述するように、発光部１つに対して、トナー濃度の演算結果が得られるので、２つの発光部Ｅ６及びＥ７に対して得られたトナー濃度を平均化することにより、１つのパッチに対するトナー濃度検知精度を高めることができる。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、パッチＤＰが副方向に移動している際のパッチＤＰの主方向位置の誤差により、光スポットＳ６がパッチＤＰから外れてしまうという事態が想定される。このような不具合が起きないように、余裕を見て発光部Ｅ６及びＥ７の両端の発光部Ｅ５及びＥ８も加えて、発光させる発光部をＥ５〜Ｅ８の４つとすることもできる。
【０１５０】
全ての発光部Ｅｉを発光させる場合には、トナー濃度を検知するために反射型光学センサ１０９が有する全ての発光部Ｅｉを使用する。この場合には、前述したパッチＤＰの主方向位置の認識結果に関わらず、万が一、突発的にパッチＤＰの主方向位置が変化しても、パッチＤＰが光スポットＳｉのいずれからも外れてしまうという不具合が起きにくい。
【０１５１】
また、発光部Ｅｉをどのように発光させるのかについては、発光パターンと発光モードがある。発光パターンは、発光させる発光部Ｅｉが複数のときには、これらを同時に発光させるパターンと、順次に発光させるパターンがある。発光モードは、発光部Ｅｉを常時発光させるパターンと、パルス発光させるパターンがある。
【０１５２】
複数の発光部Ｅｉがある場合においては、例えば発光部ＥαとＥβを同時に発光させたときの光スポット（Ｓα、Ｓβ）が、１つのパッチＤＰを照射した場合、その反射光を複数の受光部Ｄｉで受光したとすると、Ｓαによる反射光と、Ｓβによる反射光は、同じ受光部Ｄｉで受光され混合してしまう。この場合には、受光部Ｄｉの出力が、光スポットＳαによるものか光スポットＳβよるものかの、分離をすることはできない。
【０１５３】
しかし、発光部Ｅαと発光部Ｅβを順次発光する場合には、Ｓαによる反射光と、Ｓβによる反射光が、同一の受光部Ｄｉに受光されたとしても、その発光タイミングの違いによって、受光部Ｄｉの出力を時間的に分離することができる。一方、パッチＤＰからの反射光が混合しない場合には、同時発光させることは可能であり、もちろん順次発光させても良い。反射型光学センサ１０９の発光動作は、複数の発光部を同時に発光させるものと、複数の発光部を順次（タイミングを変えて）発光させるものがあるが、いずれの動作においても、複数の発光部が発光する周期がある。この周期をライン周期という。上記２つの発光動作のうち、同時の複数の発光部を発光させる動作の方が、ライン周期を短くすることができる。
【０１５４】
なお、パッチＤＰ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部Ｅｉの位置、パッチＤＰからの拡散反射特性（反射光の角度分布）、照射レンズＬＥｉや受光レンズＬＤｉの形状等の反射型光学センサ１０９のレイアウトに依存する。例えば、図２２に示すように、テストパターン２０１を構成するパッチＤＰの主方向のサイズを大きくし、発光させる発光部Ｅｉとして、Ｅ３及びＥ９のように離れた位置にある発光部Ｅｉを用いるときは、発光部Ｅ３に起因するパッチＤＰからの反射光と、発光部Ｅ９に起因するパッチＤＰからの反射光は混合しない。
【０１５５】
つまり、発光部Ｅ３が発光したとき、その反射光は受光部Ｄ１〜Ｄ５では受光するが、受光部Ｄ６〜Ｄ１１では受光しない。また、発光部Ｅ９が発光したとき、その反射光は受光部Ｅ７〜Ｅ１１では受光するが、受光部Ｄ１〜Ｄ６では受光しない。このように、離れてレイアウトされている発光部Ｅｉを同時に発光させることが可能である。
【０１５６】
図１９に示した例において、発光させる発光部がＥ６及びＥ７のときのように、隣接する発光部Ｅｉの場合、発光部Ｅ６が発光したときのパッチからの反射光は受光部Ｄ６及びＤ７で受光され、発光部Ｅ７が発光したときにもパッチからの反射光は受光部Ｄ６及びＤ７で受光されるレイアウトとなっている。このような場合には、受光部Ｄ６及びＤ７に受光された光は、発光部Ｅ６に起因するものか、発光部Ｅ７に起因するものか分離することができない。
【０１５７】
このような場合には、発光部Ｅ６及びＥ７を順次に（この場合は２つなので、交互に）発光させ、時間的に分離する必要がある。また、図１９に示した例において、発光させる発光部がＥ５〜Ｅ８の４つの場合には、発光部Ｅ５からＥ８を順次に、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７・・・という順に発光させる。
【０１５８】
ここで、発光モード（常時発光する場合とパルス発光する場合）について説明する。図１６に示した例において、発光部Ｅ６のみを発光させる場合、発光部Ｅ６は常時発光させたり、パルス発光させたりすることができる。図１９に示した例のように、発光させる発光部Ｅ６およびＥ７のように複数ある場合は、順次点灯にする必要があり、各発光部（Ｅ６およびＥ７）はパルス発光にする必要がある。
【０１５９】
図２２に示した例のように発光させる発光部がＥ３及びＥ９であるときには、同時発光をさせることができ、さらに各発光部（Ｅ３及びＥ９）を常時発光させることも、パルス発光させることもできる。また、この場合、発光部Ｅ３及びＥ９を順次発光することもでき、各発光部Ｅ３及びＥ９をパルス発光させる必要がある。このように、発光させる発光部Ｅｉが複数あり順次発光する場合には、各発光部Ｅｉはパルス発光する必要があるが、そうでない場合には、各発光部Ｅｉは常時発光およびパルス発光の選択が可能である。
【０１６０】
常時発光は、発光部Ｅｉの発光/消灯の回数を減らすことができ、駆動回路が容易にできるメリットがある。一方で、パルス発光は、発光している時間を短くすることができ、発光部の劣化を抑えられる（長寿命化）。また、発光部の温度上昇を抑えられるというメリットがある。
【０１６１】
上述したように、トナー濃度を検知するために発光させる発光部Ｅｉと、その発光部Ｅｉの発光パターンと、その発光部Ｅｉの発光モードとの少なくとも１つを、照射系動作決定処理（Ｓ６０２）において、決定する。
【０１６２】
反射型光学センサ１０９として、上記のいずれもが選択できるような照射系の駆動回路が組まれている場合もあるが、発光部Ｅｉ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。
【０１６３】
前者であれば、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。後者であれば、発光部Ｅｉ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になり、低コスト化が可能である。発光させる発光部Ｅｉについては、テストパターン２０１の主方向の大きさやカラープリンタ１０００の性能（パッチ形成位置ずれ性能や、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１０５の蛇行性能など）によって可変できる。
【０１６４】
次に、受光系動作決定処理が実行される（Ｓ６０３）。決定すべき受光系の動作としては、受光部出力を取得する受光部Ｄｉと、受光部出力の取得タイミングの決定がある。受光部出力を取得する受光部Ｄｉとして、幾つかの受光部出力を取得する場合と、全ての受光部出力を取得する場合とがある。
【０１６５】
幾つかの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部Ｅｉの決定結果に基づき、受光部出力を取得する受光部Ｄｉを決定することができる。例えば、図１６に示した例であれば、発光させる発光部がＥ６のみであるから、受光部出力を取得する受光部Ｄｉは、発光部Ｅ６に対応する受光部Ｄ６のみで良い。
【０１６６】
図２３および図２４に、発光部Ｅ６が発光したときの受光部出力分布の例を示す。図３２は、中間転写ベルト２０１からの反射光を受光した受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）の出力分布の例を示している。図２４は、パッチＤＰからの反射光を受光した受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）の出力分布の例を示している。図２３に示すように、中間転写ベルト１０５で正反射された光は、そのほとんどが受光部Ｄ６によって受光されている。一方、図２４に示すように、パッチＤＰで反射された光は、トナーによって拡散するので、受光部Ｄ６における出力レベルが下がるが、周辺の受光部Ｄｉ（ｉ＝４、５、７、８）における出力レベルが上がっている。このように、照射系動作決定処理においては、発光部Ｅ６のみを発光させるときは、受光部Ｄ４からＤ８の出力を検知すればよい。なぜなら、受光部Ｄ１〜Ｄ３及びＤ９〜Ｄ１１の受光部出力はゼロであるからである。
【０１６７】
同様に、図１９に示した例であれば、発光させる発光部はＥ６とＥ７であるから、この２つの発光部を順次点灯する場合には、発光部Ｅ６に対して必要な受光部はＤ４〜Ｄ８であり、発光部Ｅ７に対して必要な受光部はＤ５〜Ｄ９である。よって、図１９に示した例の場合、必要な受光部Ｄｉは、受光部Ｄ４〜Ｄ９の６つである。
【０１６８】
また、図２２に示した例であれば、発光させる発光部がＥ３とＥ９であるから、この２つの発光部を同時点灯、もしくは順次点灯する場合には、発光部Ｅ３に対して必要な受光部はＤ１〜Ｄ５であり、発光部Ｅ９に対して必要な受光部はＤ７〜Ｄ１１である。よって、図２２に示した例の場合、必要な受光部は受光部Ｄ６を除く他の受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜５、７〜１１）である。このように不要な受光部Ｄｉの受光部出力を取得しないことにより、データ量の削減と、後述するトナー濃度演算における演算量の削減を図ることができる。
【０１６９】
また、全ての受光部Ｄｉの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部Ｅｉの決定結果に関わらず、全ての受光部Ｄｉの出力を取得し、その中に出力がゼロのものがあれば、後述するトナー濃度演算において、値ゼロが演算に用いられる。もちろん、前述した発光させる発光部Ｅｉの決定結果が全ての発光部Ｅｉであれば、全ての受光部Ｄｉの出力を取得する。
【０１７０】
受光部Ｄｉの出力を取得するタイミングについて、図１６に示した例を用いて、説明をする。図１６に示した例は、発光させる発光部Ｅｉは発光部Ｅ６のみである。ここでは、発光部Ｅ６を常時発光させている場合について説明する。受光部出力を取得する受光部Ｄｉは、前述のとおり、Ｄ４〜Ｄ８の５つである。
【０１７１】
図２５は、発光部Ｅｉによって形成される光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）と、中間転写ベルト１０５上に形成されるテストパターン２０１を構成するパッチＤＰの例を示している。図２５において、パッチＤＰは、紙面左方向から、パッチＤＰ１、パッチＤＰ２、パッチＤＰ３、パッチＤＰ４の順に並んでいる。紙面の矢印は中間転写ベルト１０５の進行方向であって、副方向を示している。なお、ここではパッチＤＰ１の進行方向前方には、光スポットＳｉの照明領域には、中間転写ベルト１０５だけであって、パッチＤＰは形成されていない。この照明領域に該当する中間転写ベルト１０５の領域を示すために。擬似的に矩形を描いている。この矩形領域は、符号ＢＥＬＴを付して、以下の説明に使用する。
【０１７２】
図２６は、図２５に例示した光スポットＳｉの照射タイミング（発光部Ｅｉの発光タイミング）と、光スポットＳｉの照射領域を、中間転写ベルト１０５（ＢＥＬＴ）およびパッチＤＰ１〜４が通り過ぎるタイミングと、受光部出力を取得する（ＯＮ）タイミングの、例を示すタイミングチャートである。
【０１７３】
図２６に示すように、発光部Ｅ６は、パッチＤＰ１の通過に先立ち、発光を開始（ＯＮ）する。その後、中間転写ベルト１０５が移動し、ＢＥＬＴによる受光部出力をサンプリング（ＯＮ／ＯＦＦ）して、受光部出力を１回取得する。その後、発光部Ｅ６は発光したまま、最初のパッチＤＰ１が光スポットＳｉの位置を通過する。そのタイミングに合わせて、パッチＤＰ１の副方向の中央付近で受光部出力を１回サンプリングする。以降、同様に、発光部Ｅ６は発光したまま、パッチＤＰ１２、パッチＤＰ３、パッチＤＰ４に対して、各１回ずつサンプリングする。パッチＤＰ４のサンプリングが終了し、パッチＤＰ４が光スポット位置を通過した後に、発光部Ｅ６を消灯する（ＯＦＦ）。
【０１７４】
ここでは、受光部Ｄｉは、発光部Ｅｉが発光している間に、パッチＤＰ１の副方向の中央付近が、光スポットＳｉの照射領域を通過するタイミングに合わせて、反射光を受光したことによる受光部出力を１回サンプリングしている。なお、図２５では、パッチＤＰ１が形成されていない中間転写ベルト１０５の位置（ＢＥＬＴ）を、各パッチＤＰ１と同じ大きさの領域となるように四角で囲ってその領域を図示しているが、この領域については各パッチＤＰ１と同じ大きさである必要はない。パッチＤＰ１がないときの受光部出力は、テストパターン２０１がないときに取得すればよい。
【０１７５】
また別の例として、図２７を用いて説明する。図２７は、図２６に相当するタイミングチャートの別の例であって、受光部Ｄｉは、発光部Ｅｉが発光している間に、各パッチＤＰ１の副方向の前後を除いた部分が光スポットＳｉを通過するタイミングに合わせて、３回サンプリングし、受光部出力を取得している。後述するように、１回の受光部出力に対して、トナー濃度の演算結果が得られるので、３回の受光部出力に対して得られたトナー濃度を副方向（パッチの移動方向）に平均化することにより、１つのパッチに対するトナー濃度検知精度を高めることができる。
【０１７６】
さらに別の例として、図２８に示すタイミングチャートは、各パッチＤＰ１が光スポットＳＩを通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅｉがパルス発光（ＯＮ／ＯＦＦ）している場合を示している。この場合において、受光部Ｄｉの出力は、発光部Ｅｉのパルス発光のタイミングに合わせて、１回サンプリングされている。
【０１７７】
さらに別の例として、図２９に示すタイミングチャートは、発光部Ｅｉがパルス発光している時間を短くしている場合の例をしている。この場合、パッチＤＰ１が光スポットＳｉの位置を通過する時間より、パルス発光している時間が短くても良く、発光部Ｅｉの温度上昇低減に対して効果が大きい。受光部Ｄｉの出力は発光部Ｅｉのパルス発光のタイミングに合わせて、１回サンプリングされている。
【０１７８】
さらに別の例として、図３０に示すタイミングチャートは、発光部Ｅｉがパルス発光している場合であって、受光部Ｄｉの出力は発光部Ｅｉのパルス発光のタイミングに合わせて、３回サンプリングされている例を示している。また、図３１には、各パッチＤＰ１が光スポットＳｉの位置を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅｉが２回パルス発光し、そのパルス発光のタイミングに合わせて、受光部Ｄｉが１回ずつサンプリングして受光部出力を取得する例を示す。この場合、各パッチＤＰ１に対しては、計２回のサンプリングが行われている。
【０１７９】
さらに別の例として、図３２に示すタイミングチャートは、発光部ＥｉがパッチＤＰ１の通過に先だってパルス発光を開始し、パッチＤＰ４が通過する後に消光するまで、パルス発光を継続する例を示している。図３２において、受光部出力は発光部Ｅｉのパルス発光のタイミングに合わせて常にサンプリングされている。このサンプリング結果のうち、パッチＤＰ１〜ＤＰ４のそれぞれに対して、数回ずつのサンプリング結果を抜き出すことができる。良好なトナー濃度検知を行うために、カラープリンタ１０００が必要とする各パッチＤＰ１に対するサンプリング回数が設定されれば、照射系動作に合わせて、様々な取得タイミングの設定が可能である。
【０１８０】
次に、複数の発光部Ｅｉが発光する場合について説明する。図１９に示した例では、発光させる発光部がＥ６及びＥ７である。この発光部Ｅ６とＥ７を、順次発光させ、そのときに取得される受光部出力の取得タイミングの例を図３３に示す。図１９の例において、受光部出力を取得する受光部はＤ４〜Ｄ９の６つである。
【０１８１】
発光部Ｅ６と発光部Ｅ７は、パッチＤＰ１の通過に先だって、順次発光を開始する。前述したように各発光部Ｅｉはパルス発光となる。発光部Ｅ６が発光／消光した後、発光部Ｅ７が発光／消光する順次発光を１ライン発光と呼ぶ。よって、図３３に示すタイミングチャートは２ライン発光の例であって、ライン周期はＴである。
【０１８２】
受光部Ｄ４〜Ｄ９はパッチＤＰ１がない中間転写ベルト１０５の位置（ＢＥＬＴ）では、各発光部Ｅｉがパルス発光するタイミングに合わせて、受光部出力をサンプリングし、受光部出力を取得する。つまり、２つの発光部（Ｅ６、Ｅ７）が２ライン発光しているので、受光部出力は４回のサンプリングを行うことになる。次に、最初のパッチＤＰ１が光スポットＳｉの位置を通過するタイミングに合わせて、パッチＤＰ１の副方向の中央付近で、発光部Ｅ６と発光部Ｅ７を２ライン発光させる。受光部Ｄ４〜Ｄ９は発光部Ｅ６と発光部Ｅ７がパルス発光するタイミングに合わせて、受光部出力を４回サンプリングする。以降、同様の動作をパッチＤＰ２、パッチＤＰ３、パッチＤＰ４に対して実施する。
【０１８３】
後述するように、１回の受光部出力に対して、トナー濃度の演算結果が得られるので、順次発光する２つの発光部（Ｅ６、Ｅ７）に対して得られたトナー濃度を主方向に平均化できる。さらに、発光部（Ｅ６、Ｅ７）は１つのパッチＤＰ１に対して２回の受光部出力を取得しているので、得られたトナー濃度を副方向に平均化できる。すなわち、４つのトナー濃度検知結果が平均化できるので、１つのパッチＤＰ１に対するトナー濃度検知精度を高めることができる。
【０１８４】
発光部Ｅ６とＥ７を発光させて取得する受光部出力の取得タイミングの別の例を図３４に示す。図３４において、発光部Ｅ６と発光部Ｅ７はパッチＤＰ１の通過に先立ち、ライン周期Ｔ’にて継続的に順次発光を行う。受光部Ｄ４〜Ｄ９は、発光部Ｅ６と発光部Ｅ７がパルス発光するタイミングに合わせて、受光部出力をサンプリングし、受光部出力を取得する。パッチＤＰ４の通過後に順次発光は終了する。このサンプリング結果のうち、パッチＤＰ１からＤＰ４に対して数回のサンプリング結果を抜き出すことができる。ライン周期を短くすることで、副方向におけるサンプリング回数を増やすことができる。これによって、トナー濃度検知精度を高めることができる。
【０１８５】
以上の３つの処理、すなわち、テストパターン位置認識ステップ（Ｓ６０１）と、照射系動作決定ステップ（Ｓ６０２）と、受光系動作決定ステップ（Ｓ６０３）を実施することにより、反射光の受光部出力を取得する前準備が完了する。
【０１８６】
図１５に戻る。前準備が完了した後、トナー濃度を算出するために反射光の取得を行う（Ｓ６０４）。反射光取得処理（Ｓ６０４）について、図３５を用いて説明をする。図３５は、反射型光学センサ１０９とパッチＤＰの位置関係の例を示す図である。図３５において、パッチＤＰは階調の異なる複数のパッチＤＰ１〜ＤＰ５から構成されている。図３５に示すように、反射型光学センサ１０９の発光部Ｅｉと受光部Ｄｉは、主方向に所定の間隔を持って配置されている。紙面右方向から中間転写ベルト１０５が移動して、パッチＤＰ１〜ＤＰ５が、順次、反射型光学センサ１０９に近づく。照射系をなす発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）と、受光系をなす受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）は、「主方向において同じ位置」に位置し、受光部Ｄｉの配列ピッチは、発光部Ｅｉの配列ピッチと等しい。なお、発光部Ｅｉは、紙面の上から下に向けて、発光部Ｅ１、Ｅ２・・・Ｅ１１の順に配置されている。同様に、受光部Ｄｉは受光部Ｄ１、Ｄ２・・・Ｄ１１の順に配置されている。
【０１８７】
トナー濃度検知用のテストパターン２０１であるパッチＤＰはそれぞれ、ブラック（Ｋ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色トナーにより形成されるが、図３５に示すパッチＤＰ１は、そのうちの一色により構成されたもののみを図示している。このパッチＤＰは、濃度を複数階調（図の例では５階調）に変化させた矩形状のパッチを副方向に５つ形成したものである。すなわち、パッチＤＰ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」によっても濃度を変えることもできる。
【０１８８】
パッチＤＰを構成する５個の「矩形状パッチ」は、図３５に示すように、副方向の進行順に濃度が低いものからパッチＤＰ１、ＤＰ２、・・、ＤＰ５とする。また、パッチＤＰがない領域を中間転写ベルト１０５からの反射光を受光するための領域（ＢＥＬＴ）とする。各パッチは主方向に１ｍｍ、副方向に２ｍｍの大きさをもって形成される。走査方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。なお、各パッチの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサ１０９の主方向の発光部ＥｉのピッチＬｅ（０．４ｍｍ）と中間転写ベルト１０５上に照射される光スポットの主方向の大きさ（０．４ｍｍ）との和よりも大きくなっている。また、発光部Ｅｉのピッチと、光スポットＳｉの主方向の大きさはほぼ同じである。
【０１８９】
まず図３５に示す例を用いて、前準備（Ｓ６０１からＳ６０３）で得られる結果の例について説明をする。テストパターン位置認識処理（Ｓ６０１）により、テストパターン２０１の主方向の位置は発光部Ｅ３の位置である、と推定される。この結果に基づき、照射系動作決定処理（Ｓ６０２）により、発光させる発光部ＥｉはＥ３のみとされて、発光モードはパルス発光させると決定される。続いて、受光系動作決定処理（Ｓ６０３）により、受光部出力を取得する受光部はＤ１〜Ｄ５の５つとされて、取得タイミングは、図２８に示すように、パッチＤＰが光スポットＳｉの位置を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３がパルス発光し、受光部Ｄｉは発光部Ｅ３の発光タイミングに応じて１回サンプリングする。これによって、受光部出力を取得する。
【０１９０】
上記前準備結果に基づいて、反射光取得処理（図１５のＳ６０４）について説明する。パッチＤＰは、中間転写ベルト１０５の表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ１０９からの光スポットＳｉの照射領域に近づいていく。パッチＤＰ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のパルス発光を開始する。まずパッチＤＰの前方のパッチがない中間転写ベルト１０５の領域（ＢＥＬＴ）に対して、発光部Ｅ３がパルス発光し、そのタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ５は１回サンプリングして、受光部出力を取得する。
【０１９１】
中間転写ベルト１０５の表面は滑らかであるので、発光部Ｅ３によって形成される光スポットＳ３による、「中間転写ベルト１０５表面からの反射光」は、ほぼ正反射するとみなすことができる。よって、対応する受光部Ｄ３、及び対応する受光部Ｄ３に隣接する２つの受光部Ｄ２及びＤ４の計３個の受光部で受光すればよく、残りの受光部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。このときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力の分布例を図３６に示す。図３６において、横軸は各受光部Ｄｉを示し、縦軸は各受光部Ｄｉの受光部出力の例を示している。なお、各受光部Ｄｉの受光部出力は、受光部Ｄ３の受光部出力を「１」としたときの相対値で表している。また、横軸にあるＤ（ＡＬＬ）は受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力の和を表している。
【０１９２】
続いてパッチＤＰが副方向に移動すると、最初のパッチＤＰ１が光スポットＳｉの位置を通過する。このタイミングに合わせて、発光部Ｅ３はパルス発光し、パッチＤＰ１の副方向の中央付近が光スポットＳｉの位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ５は１回サンプリングする。これによって、各受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜５）は、受光部出力を取得する。
【０１９３】
中間転写ベルト１０５上に形成されたパッチＤＰ１に照射された光スポットＳの反射光は、トナーにより散乱された拡散反射光と、中間転写ベルト１０５の表面で反射された正反射光に大別でき、受光部Ｄ１〜Ｄ５によって受光される。このときの受光部出力分布の例を図３７に示す。図３７において、横軸と縦軸は、図３６を同様である。図３７に示すように、パッチＤＰ１は、中間転写ベルト１０５のみではなくトナーが存在するため、その受光部出力は、図３６と異なる。トナーによる拡散反射光が発生する一方で、中間転写ベルト１０５表面からの正反射光が減っているから、図３６に示した分布にくらべて、図３７に示す分布の方が、受光部Ｄ３の受光量が低くなっており、受光部Ｄ１と受光部Ｄ５においても受光部出力が取得されている。
【０１９４】
さらに、パッチＤＰが副方向に移動すると、パッチＤＰ２が光スポットＳｉを通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３がパルス発光し、パッチＤＰ２の副方向の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受光部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングをし、受光部出力を取得する。パッチＤＰ２は、パッチＤＰ１に比べ高濃度である（トナー量が多い）から、図３７に示した受光量分布に対して、トナーによる拡散反射光が増える一方、中間転写ベルト１０５表面からの正反射光がさらに減る状態になる。以降、同様に、パッチＤＰ３〜ＤＰ５からの反射光による受光部出力分布を取得することができる。
【０１９５】
次に、パッチＤＰ１を例に、トナー濃度演算処理について説明する（図１５のＳ６０６）。図５１及び図５２は、反射型光学センサ１０９から射出された光が、照明対象である中間転写ベルト１０５によって反射される様子を示す概略図である。図５１に示すように、テストパターン２０１を照明する光が、中間転写ベルト１０５のみを照明したときは、その反射光のほとんどが中間転写ベルト１０５の表面で正反射される。
【０１９６】
一方、図５２に示すように、テストパターン２０１を照明する光が、テストパターン２０１を形成するトナーと、テストパターン２０１の下地である中間転写ベルト１０５の表面にも到達して反射したときは、その反射光は、中間転写ベルト１０５の表面で正反射された光と、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た光が含まれる。
【０１９７】
散乱光には、中間転写ベルト１０５の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まれるが、その光量は少なく、中間転写ベルト１０５の表面から正反射される光と区別できないため、無視してもよい。
【０１９８】
すなわち、中間転写ベルト１０５に起因する光を正反射寄与分として、テストパターン２０１によって起因する光を拡散反射寄与分とする。このように、テストパターン２０１を照明した光スポットＳｉは、正反射されるとともに拡散反射される。
【０１９９】
このように、中間転写ベルト１０５に照射される光スポットは、中間転写ベルト１０５の表面でほぼすべての光が正反射するので、「中間転写ベルト１０５の表面からの反射光」を５つの受光部Ｄ１〜Ｄ５で受光すると、３つの受光部Ｄ２〜Ｄ４における受光部出力は０でないが、受光部Ｄ１とＤ５における受光部出力は０となっている（図３６を参照）。
【０２００】
これは中間転写ベルト１０５からの正反射光が、反射型光学センサ１０９の受光レンズＬＤ上において、受光部Ｄ２〜Ｄ４に対応する受光レンズＬＤに入射するビームサイズを有しているからである。中間転写ベルト１０５上にテストパターン２０１（パッチＤＰ１）が存在する場合、図５２に示すように、中間転写ベルト１０５およびトナーに照射される光スポットＳｉは、中間転写ベルト１０５の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光が含まれる。散乱光には、中間転写ベルト１０５の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まれるが、その光量は少なく、また、中間転写ベルト１０５の表面から正反射される光と区別できないため、無視してよい。
【０２０１】
すなわち、中間転写ベルト１０５に起因する光を正反射寄与分、トナーに起因する光を拡散反射寄与分とすると、中間転写ベルト１０５及びトナーからの反射光は正反射されるとともに拡散反射されるので、５つの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力はいずれも０にならない（図３７を参照）。これは拡散反射された光が、反射型光学センサ１０９の受光レンズＬＤｉ上において、受光部Ｄ１〜Ｄ５に対応する受光用マイクロレンズに入射するビームサイズを有しているからである。
【０２０２】
発光部Ｅ３が発光したとき、受光部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。但し、２つの受光部Ｄ１とＤ５における受光部出力は「拡散反射寄与分」しか含んでいない。これは、照射対象物を中間転写ベルト１０５としたとき、中間転写ベルト１０５による正反射光が３つの受光部Ｄ２〜Ｄ４でしか受光されていないためである。
【０２０３】
したがって、２つの受光部Ｄ２とＤ４における受光部出力は、発光部Ｅ３からの光スポットにより照射されたパッチＤＰ１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。このように、図３７に例示した受光量分布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。
【０２０４】
次に、正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在した受光部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１０５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３６に示すように既知である。図３７に示す受光部出力分布から、図３６に示す受光部出力分布を定数倍して差し引くことにより「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。
【０２０５】
パッチＤＰ１に対する受光部Ｄ３の受光部出力は正反射寄与分であるから、図３７に示す受光部Ｄ３の受光部出力と、図３６に示す受光部Ｄ３の受光部出力の定数α１倍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３８に示すように、図３６の出力分布を定数：α１倍した「正反射寄与分」と、図３７の出力分布から「図３６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」に分割できる。
【０２０６】
すなわち、図３６における受光部Ｄ３の受光部出力を「Ａ」とし、図３７における受光部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パッチＤＰ１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、発光部Ｅ３からの光スポットＳ３がパッチＤＰ１を照射しているときの正反射寄与分は「Ａ１」は「α１・Ａ」であり、拡散反射寄与分は「（１−α１）Ａ」となる。このように、演算によって、正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在した受光部Ｄ２とＤ４において、その混在比率を求めることができ、これらを分割することができる。同様にして、パッチＤＰ１〜ＤＰ５についても、正反射寄与分と拡散反射寄与分とを分割することができる。
【０２０７】
各パッチＤＰ１〜ＤＰ５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、各受光部Ｄｉの受光部出力：Ｄｉの和をＤ（ＡＬＬ）＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５とするとき、各パッチのトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）に対して、Ｄ（ＡＬＬ）をプロットすると、図３９に示すグラフのようになる。図３９において、横軸はトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）、縦軸は正反射光寄与分の受光量の和を示している。なお、正反射寄与分については「受光部Ｄ１とＤ５が０」であるから、Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（正）＝Ｄ３＋（Ｄ２とＤ４の正反射寄与分）となり、拡散反射寄与分については、受光部Ｄ３が０であるため、Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（拡）＝Ｄ１＋（Ｄ２とＤ４の拡散反射寄与分）＋Ｄ５となる。ここで、Ｄ（拡）とは、受光部Ｄｉが受光した光のうち、拡散反射光の受光による出力分を意味する。また、Ｄ（ＡＬＬ）とは、受光部Ｄｉからの出力を意味する。Ｄ（正）とは、受光部Ｄｉが受光した光のうち、正規反射光の受光による出力分を意味する。Ｄ（拡）、Ｄ（正）、Ｄ（ＡＬＬ）の意味は、以下の説明においても同様とする。
【０２０８】
図３９に示す正反射寄与分の和：Ｄ（正）は、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正反射する光が減少するためである。しかし、トナー濃度が高い領域ではトナー濃度に対するＤ（正）の変化量は小さい。そのため、演算されたＤ（正）を用いて高濃度領域のトナー濃度は求めることは困難である。
【０２０９】
これに対し、図３９に示す拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）は、全てのトナー濃度領域において単調に増加する関数になっている為、演算されたＤ（拡）から、図３９に示したトナー濃度とＤ（拡）との関係を用いて全ての領域においてトナー濃度を得ることができる。
【０２１０】
●画像形成装置の実施形態（２）
次に、本発明に係る画像形成装置の別の実施の形態について説明をする。まず、画像形成装置であるカラープリンタ１０００が備える反射型光学センサ１０９を構成する発光部Ｅｉの発光量の調整方法について図４０を用いて説明する。図４０は、縦軸を発光部Ｅｉの発光量としたときの経時的変化の例を示すグラフである。発光部Ｅｉを発光させるとき、常にある決まった順電流値で発光させた場合は、発光部Ｅｉは経時的に劣化して発光量が低下する（符号Ｇ１）。また、発光部Ｅｉを発光させたとき、中間転写ベルト１０５からの反射光の検出値が常に一定になるように発光量を制御した場合（符号Ｇ２）、中間転写ベルト１０５は２次転写時に用紙と接触によって、また、クリーニングブレード３０９との接触によって、経時的に磨耗する。これによって、中間転写ベルト１０５の反射率は低下する。反射率の低下を補うために、発光部Ｅｉの発光量が増加する。
【０２１１】
しかし、発光部Ｅｉを発光させたときに、発光部Ｅｉに対応する照射レンズＬＥｉによって反射される光（レンズ反射光）を受光部Ｄｉで検出したとき、この値が常に一定になるように発光部Ｅｉの発光量を調整すれば（符号Ｇ３）、照射レンズＬＥｉの反射率は変化しないから、発光部Ｅｉの発光量を常に一定に保つことができる。
【０２１２】
上記にて説明をした、３つ発光量制御方式を用いた場合のトナー濃度検知精度について図４１を用いて説明する。常に決まった順電流値で発光させた場合（符号Ｇ１１）、経時劣化で発光量が低下(ｔ＝Ｔ)すると、低下する前(ｔ＝０)に比べてトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）に対するＤ(拡)が低下してしまう。その為に経時的に検知精度が低下してしまう。また、中間転写ベルト１０５からの反射光の検出値が常に一定になるように発光量を制御した場合（符号Ｇ２１）、中間転写ベルト１０５の経時劣化で反射率が低下(t＝Ｔ)すると、低下する前（ｔ＝０）よりもトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）に対するＤ(拡)が増加してしまう。その為に経時的に検知精度が低下してしまう。
【０２１３】
一方、照射レンズＬＥｉからのレンズ反射光を受光部Ｄｉで検出した値が常に一定になるように発光部Ｅｉの発光量を調整した場合（符号Ｇ３１）、照射レンズＬＥｉのレンズの反射率は経時的に変化しない為、発光部Ｅｉの発光量を常に一定に保つことができる。その為にトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）に対するＤ(拡)の関係はほとんど変わらず、常に精度良く、トナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）を検出することが可能となる。
【０２１４】
ここで、レンズ反射光を受光部Ｄｉで検出する場合、中間転写ベルト１０５からの正反射光が受光部Ｄｉに入らない状態で行う必要がある。例えば、図５９に示すように中間転写ベルト１０５上の照射スポット領域にテストパターン２０１がある状態では、発光部Ｅ３を発光させて受光部Ｄ３によって反射光を受光すると、中間転写ベルト１０５からの正反射光成分は検出されない。しかし、テストパターン２０１からの拡散反射光は検出される。その為、テストパターン２０１のトナー濃度が経時的に変化しない場合は、同一光量をテストパターン２０１に照射した時の拡散反射光の検出値は経時的に変化しない。そこで、テストパターン２０１がスポット光Ｓｉの照射される位置にある状態で光量制御を行えば、発光部Ｅｉからの発光量を経時的に一定に制御できる。
【０２１５】
●画像形成装置の実施形態（３）
次に、本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施の形態について説明をする。図６１、図６２、図６３は、本実施形態に係るカラープリンタ１０００が備える反射型光学センサ１０９主方向断面図の別の例である。図６１において、反射型光学センサ１０９は、発光部Ｅｉの発光量を調整するときに、レンズ反射光のみを検出できるように、照射レンズＬＥｉの外側にシャッター１０９０を備えている。
【０２１６】
図６１に示すように、反射型光学センサ１０９は、照射レンズＬＥｉの外側に、シャッター１０９０を備え、受光部Ｄｉにおいてレンズ反射光を検出するときに、発光部Ｅｉから出射された光が中間転写ベルト１０５に照射されることがないように、シャッター１０９０を閉じるようになっている。シャッター１０９０は、発光部Ｅｉからの照射光が照射レンズＬＥｉにのみによって反射された分を受光部Ｄｉにて受光されるようにするための機構である。よって、シャッター１０９０に光を反射する部材を用いるときは、シャッター１０９０の反射面からの反射光が受光部にて受光されないようにしなくてはならない。そのため、シャッター１０９０に反射部材を用いるときは、照射レンズＬＥｉの前面を覆うのではなく、図６１に示すように、シャッター１０９０の反射面から受光部に反射光が戻らないように、シャッター１０９０の反射面に角度を付ける。
【０２１７】
また、図６２に示すように、反射型光学センサ１０９がレンズ反射光を検出するときに、シャッター１０９０を照射レンズＬＥｉの前面に配置するようにし、さらに、シャッター１０９０の照射レンズＬＥｉ対向面に清掃部材１０９１を備えてもよい。これによって、レンズ反射光の検出をするときに、照射レンズＬＥｉのレンズ面の清掃をすることができ、発光部Ｅｉの発光量が、照射レンズＬＥｉに付着する汚れやホコリによって減衰することを防ぐことができる。またこの場合において、清掃部材１０９１からの反射光が受光部ＬＤｉで検知されないように、ＬＥｉ対向面の清掃部材１０９１には、照射光を吸収する部材を用いるとよい。
【０２１８】
また、図６３に示すように、シャッター１０９０の一端を照射レンズＬＥｉの前面に当接し、この当接部分に清掃機能１０９１ａを配置してもよい。これによって、反射型光学センサ１０９がレンズ反射光の検出をするときに、シャッター１０９０を、照射レンズＬＥｉの面に沿って移動させれば、照射レンズＬＥｉのレンズ面に付着する汚れやホコリの清掃をすることができる。その結果、発光部Ｅｉの発光量が、照射レンズＬＥｉに付着する汚れやホコリによって減衰することを防ぐことができる。またこの場合において、シャッター１０９０の反射面からの反射光が受光部ＬＤｉにて受光されることがないように、シャッター１０９０の反射面からの反射光が受光部ＬＤｉに戻らないような角度で、シャッター１０９０の反射面を固定すればよい。
【０２１９】
●画像形成装置の実施形態（４）
また、図６０に示すように、反射型光学センサ１０９に回動機構を設けて、中間転写ベルト１０５に照射光が照射されない状態にしてから、レンズ反射光を受光部Ｄｉにおいて受光してもよい。これによって、シャッター機構を設けなくても、反射型光学センサ１０９がレンズ反射光のみを検出することができる。
【０２２０】
●画像形成装置の実施形態（５）
または感光ドラム１０１または中間転写ベルト１０５を移動させて、中間転写ベルト１０５に照射光が照射されない状態、または、照射されたとしても反射光が受光部Ｄｉで受光されない状態にした後に、受光部Ｄｉにおいてレンズ反射光を検出してもよい。このようにすれば、照射レンズＬＥｉのレンズ反射光だけを受光することができる。
【０２２１】
●画像形成装置の実施形態（６）
テストパターン２０１の検出に図３５を用いて説明をした発光部Ｅ１〜Ｅ１１を使用するときは、Ｅ１を発光させて受光部Ｄ１の検出値からＥ１の発光量を決定し、Ｅ２を発光させて受光部Ｄ２の検出値からＥ２の発光量を決定し、同様にＥ３からＥ１１までの発光量を決定すればよい。このようにすれば、Ｅ１からＥ１１の発光量を一定値に制御することができる。
【０２２２】
●画像形成装置の実施形態（７）
また、テストパターン２０１の検出において、例えば発光部Ｅ４〜Ｅ６を使用する場合、Ｅ４を発光させたときの受光部Ｄ４による検出値が一定値になるように、発光部Ｅ４の発光量を調整し、同様に発光部Ｅ５、発光部Ｅ６の発光量を調整すればよい。このようにすれば、発光部Ｅ４〜Ｅ６の発光量を一定値にすることができる。
【０２２３】
●画像形成装置の実施形態（８）
以上説明をした実施形態において、反射型光学センサ１０９への照射レンズＬＥｉの取り付け誤差などが原因で、それぞれの発光部Ｅｉを発光させたときに、図６８（ａ）に示すように、それぞれの発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉの受光部出力にばらつきが生じる場合がある。その場合、各発光部Ｅｉの発光量の調整精度が変わってしまう。
【０２２４】
そこで、例えば、発光部Ｅ４を発光させた場合に、受光部Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の受光部出力の和が一定になるように発光部Ｅ４の発光量を調整し、発光部Ｅ５、発光部Ｅ６の発光量も同様に調整する。その結果、図６８（ｂ）に示すように、各発光部Ｅｉを発光させたときの受光部Ｄｉの受光部出力に生じるバラツキが小さくなり、各発光部Ｅｉの発光量の調整精度のバラツキを小さくすることができる。同様に発光部Ｅｉを発光させたときの受光部出力Ｄ（ｉ−ｎ）＋・・＋Ｄｉ＋・・＋Ｄ（ｉ＋ｎ）が一定になるようにＥｉの発光量を調整し、Ｅ（ｉ＋１）、Ｅ（ｉ＋２）に関しても同様の調整を行っても、同様の効果が得られる。ただし、ｎ≧１である。
【０２２５】
●画像形成装置の実施形態（９）
また、発光部Ｅｉの発光量を一定にすることができても、照射レンズＬＥｉのレンズ面にトナーなどの汚れが付着する場合、経時的にテストパターンに照射される光量が変化し、拡散反射光成分／規格化正反射成分とトナー濃度（ｍｇ／ｃｍ２）との関係を用いて正確にテストパターン２０１のトナー濃度を算出することができなくなる。そのため、図６２または図６３に示したようにシャッターにレンズ清掃機能を付加して常にレンズ面を綺麗な状態に保てば、これらの問題は解決される。図６２に示した方式の場合、シャッター部材１０９１は、照射光を吸収する材質又は構造として、照明光を反射しないものを用いる必要がある。
【０２２６】
●画像形成装置の実施形態（１０）
また、図６４及び図６５に示すように、受光レンズＬＤｉに近接した照射レンズＬＥｉの表面位置に、反射率の高い領域１０９２を設けてもよい。これによって照射レンズＬＥｉからの反射光量が増大し、発光部Ｅｉの発光量の調整を精度良く行うことができる。
【０２２７】
●画像形成装置の実施形態（１１）
さらに、図６６および図６７に示すように、受光レンズＬＤｉに近接した照射レンズＬＥｉの裏面位置に、反射率の高い領域１０９２を設けてもよい。これによって照射レンズＬＥｉからの反射光量が増大し、発光部Ｅｉの発光量の調整を精度良く行うことができる。
【０２２８】
●画像形成装置の実施形態（１２）
以上説明をしたとおり、本実施形態に係るカラープリンタ１０００が備える反射型光学センサ１０９を用いることで、トナー濃度演算を精度良く行うことができる（図１５のＳ６０６）。次に、トナー位置検知処理が実行される（図１３のＳ５０６）。トナー位置検知処理（Ｓ５０６）もトナー濃度検知処理（Ｓ５０５）と同様に、反射型光学センサ１０９の受光部Ｄｉの受光部出力量から、ラインＰＰのトナー位置を算出する。
【０２２９】
トナー位置検知用のラインＰＰは主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさのラインと、同様のものを４５°傾けたラインからなる。副方向のライン間隔は１ｍｍである。各ラインにはそれぞれ色が付されている。主方向に沿って形成されているラインと４５°の傾きをもって形成されているラインそれぞれに、黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）のラインが形成されている。
【０２３０】
●トナー位置検知の説明
次に、反射型光学センサ１０９を用いて行われるトナー位置検知処理（Ｓ５０６）について図４２を用いて説明する。図４２は、ラインＰＰの例を示す図である。図４２に示すように、主方向において、例えば、発光部Ｅ３の中心位置とラインＰＰの中心位置が一致するように、ラインＰＰが形成される。この場合、本体制御部２０９０は、ラインＰＰが反射型光学センサ１０９に近づくタイミングを計って、発光部Ｅ３を連続発光させる。
【０２３１】
発光部Ｅ３からの光スポットＳ３は、中間転写ベルト１０５が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、トナー位置検知用のラインＰＰを構成するＬＰＫ１〜ＬＰＹ２を順次照射する。
【０２３２】
発光部Ｅ３からの光によって形成された光スポットＳ３の反射光を、対応する受光部Ｄ３が受光して、受光部出力を経時的に出力する。図４３に出力信号の模式図を示す。受光部Ｄ３の受光部出力は、光スポットＳ３が中間転写ベルト１０５を照射しているとときには出力値が大きく、ラインＰＰのいずれかを照射しているときには、出力値が小さくなる。光スポットＳ３がラインＰＰの一部であるテストパターンＬＰＫ１を照射してから次のテストパターンＬＰＭ１を照射するまでの時間をＴｋｍ、光スポットＳ３がテストパターンＬＰＫ１を照射してからテストパターンＬＰＣ１を照射するまでの時間をＴｋｃ、光スポットＳ３がテストパターンＬＰＫ１を照射してからテストパターンＬＰＹ１を照射するまでの時間をＴｋｙとする（図４３）。なお、ここでは、わかりやすくするため、各受光部Ｄｉ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。
【０２３３】
ラインＰＰが形成されるタイミングは既知であり、発光部Ｅｉの発光タイミングはそれに応じて制御されている。よって、ラインＰＰを構成するテストパターンＬＰＫ１からテストパターンＬＰＹ２までの、それぞれが検知されるタイミングは既知である。この既知のタイミングを基準時間として、上記の時間Ｔｋｍ、時間Ｔｋｃ、及び時間Ｔｋｙを比較すると、トナー画像相互の副方向に関する位置関係が適正であるか否か判定することができる。
【０２３４】
仮に、時間Ｔｋｍ、時間Ｔｋｃ、時間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ていることになる。この場合、本体制御部２０９０（図１２参照）は、時間Ｔｋｍ、時間Ｔｋｃ、時間Ｔｋｙを、ぞれぞれの基準値との時間差から、位置関係のずれ量を算出し、算出したずれ量が０となるように、それぞれに対応する画像形成ステーションの光走査開始タイミングを調整する。
【０２３５】
次に、ラインＰＰの検知時刻と、トナー位置ずれの関係について、図４４および図４５を用いて説明する。図４４は、ラインＰＰを構成するテストパターンＬＰＫ１とテストパターンＬＰＭ１のみを抜き出し、テストパターンＬＰＭ１が副方向に距離ΔＳ１だけずれた場合の受光部出力の例を示す。この場合、時間Ｔｋｍは基準時間に対し中間転写ベルト１０５の移動速度と距離ΔＳ１から求められる時間ΔＴ１だけ大きくなる。
【０２３６】
また、図４３に示すように、光スポットＳｉがパターンＬＰＫ２を照射してからパターンＬＰＭ２を照射するまでの時間Ｔｋｍ２、光スポットＳｉがパターンＬＰＫ２を照射してからパターンＬＰＣ２を照射するまでの時間Ｔｋｃ２、光スポットＳｉがパターンＬＰＫ２を照射してからＬＰＹ２を照射するまでの時間Ｔｋｙ２を検出する。
【０２３７】
検出された時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙを、あらかじめ得られているそれらの基準時間と比較し、時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２のいずれも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される。しかし、時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２のいずれかが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される。
【０２３８】
図４５において、パターンＬＰＫ２とＬＰＭ２のみを抜き出して、パターンＬＰＭ２が主方向に距離ΔＳ２だけずれた場合の受光部出力の様子を示す。この場合には、時間Ｔｋｍ２は、基準時間に対し中間転写ベルトの移動速度と距離ΔＳ２から求められる時間ΔＴ２だけ大きくなる。
【０２３９】
この場合には、本体制御部２０９０は、次の（式１）を用いて、トナー画像の主方向に関する位置ずれ量ΔＳ２を求めることができる。ここで、Ｖは中間転写ベルト１０５の副方向への移動速度である。この位置ずれ量ΔＳ２は、図示しない走査制御装置に通知される。図示しない走査制御装置は、位置ずれ量ΔＳ２が０となるようにＭステーションを調整する。
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔ４５°・・（式１）
【０２４０】
以上説明した実施の形態においては、反射型光学センサ１０９が１１個の発光部Ｅ１〜Ｅ１１と１１個の受光部Ｄ１〜Ｄ１１を備える例を用いたが、本発明に係る画像形成装置において、発光部の数および受光部の数はこれに限らない。また、中間転写ベルト１０５は、表面が滑らかであって、表面での反射が正反射のみの場合を例に用いたが、表面が滑らかでない（表面で拡散反射する）中間転写ベルト１０５であっても、本発明は適用可能である。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割する」ことが可能である。
【０２４１】
例えば、予め正反射体を用いて検知出力分布を測定しておき、測定された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るし、可動式の正反射体を画像形成装置中に備えて、必要なときにその正反射体を可動して検出することもできる。
【０２４２】
また、図１３に示した画像プロセス制御の例では、トナー濃度検知（Ｓ５０５）を先に実行しているが、トナー位置検知（Ｓ５０６）を先に実行してもよい。
【０２４３】
●画像形成装置の実施形態（１３）
以上説明をしたトナー位置検知処理（図１３のＳ５０６）は、最後にラインＰＰを検知したときの情報を基に、その主方向の位置を推定していた。以下、トナー位置検知処理の別の実施の形態について説明をする。本実施形態は、トナー位置の推定精度を高めるために、ラインＰＰの上流に、テストパターン位置認識用パッチを新たに配置する。この位置認識用パッチの主方向位置を検知することで、このテストパターン位置認識用パッチの下流にある濃度検知用のテストパターン２０１の主方向位置を推定することができる。
【０２４４】
図４６は、反射型光学センサ１０９とパッチＤＰの位置関係の例を示す図であって、図３５で示したパッチＤＰに、テストパターン位置認識用パッチＴＰを新たに配置した例である。パッチＴＰは、トナー濃度検知を行うためのパッチＤＰの上流に配置されている。パッチＴＰの大きさは主方向に０．５ｍｍ、副方向に１ｍｍである。これはパッチＤＰの主方向の大きさよりも小さい。パッチＤＰに先立ち、テストパターン位置認識用パッチＴＰは、中間転写ベルト１０５の表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ１０９からの光スポットＳｉの照射領域に近づく。
【０２４５】
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部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、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、発光部Ｅｉのタイミングに合わせて、受光部Ｄｉのみを行えばよい。発光部Ｅｉに発光によって、光スポットＳｉが中間転写ベルト１０５上に照射されると、その光スポットＳｉの照射位置にパッチＴＰがあるか否かの判定は、受光部Ｄｉの受光部出力によって行うことができる。すなわち、パッチＴＰが照射領域にあるときは、パッチＴＰを形成するトナーによって、光スポットＳｉが拡散するため、その分、受光部出力は低下する。よって、パッチＴＰに対して、少なくとも１ライン発光を行うことで取得した受光部出力Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）から、どの発光部Ｅｉに対応する位置にパッチＴＰが存在するか判定することができる。
【０２４６】
次に、図４７および図４８を用いて、パッチＴＰが光スポットＳ１〜Ｓ１１に到達し、１ライン発光したときの、発光部Ｅｉに対する受光部Ｄｉの受光部出力について説明をする。図４７は、パッチＴＰが光スポットＳｉの照明領域に到達している状態を例示している。図４７において、光スポットＳｉは紙面上方から、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓ１１の順となっている。よって、パッチＴＰは、光スポットＳ３の照明領域にある。図４８は、図４７に例示する状態において、パッチＴＰが光スポットＳ３の照明領域にあるときの、受光部Ｄｉの受光部出力の分布を示すグラフである。
【０２４７】
光スポットＳ１と、Ｓ５からＳ１１に係る照明領域にはパッチＴＰはないので、受光部Ｄ１および受光部Ｄ５〜Ｄ１１は中間転写ベルト１０５からの正反射光のみを受光しているから、受光部出力は高い。一方、光スポットＳ２とＳ４の照明領域の一部に、パッチＴＰが係っているので、それに応じて受光部Ｄ２およびＤ４の受光部出力は低くなっている。光スポットＳ３の照明領域の全体に、パッチＴＰが係っているので、受光部Ｄ３の受光部出力は大きく低下する。このように、受光部出力は大きく低下している光スポットＳｉを照射する発光部Ｅ３に対応する位置に、パッチＴＰがあると判定できる。
【０２４８】
また、発光部ピッチが０．４ｍｍ、パッチＴＰの主方向の大きさが０．５ｍｍであることと、受光部Ｄ２およびＤ４の受光部出力より、パッチＴＰの両端部が少し光スポットＳ２およびＳ４に照射されたことがわかる。このように、受光部出力がもっとも低い受光部Ｄｉに対応する位置にパッチＴＰは存在する。このパッチＴＰの下流に、その主方向の中心位置を同じくして濃度検知用のテストパターンＤＰを配置すれば、濃度検知用のテストパターンＤＰの主方向位置の推定を、高精度に行うことができる。
【０２４９】
なお、パッチＴＰの色に制約はない。また、パッチＴＰはベタパッチ（塗りつぶし）を例示しているが、中間調でも同様である。ただし、発光部出力の差が大きくなる方が、検知精度が高まることから、ブラックや、カラートナーであれば高濃度であることが望ましい。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パッチＤＰの主方向の大きさよりも小さいことが望ましい。
【０２５０】
さらには、光スポットにパッチＴＰの一部が照射されることにより、パッチＴＰにおける照射光の散乱による受光部出力の低下が判別できるならば、発光部Ｅｉのピッチよりも小さくてもよい。
【０２５１】
●画像形成装置の実施形態（１４）
次に、本発明に係る画像形成装置において実行されるトナー位置検知処理のさらに別の実施の形態について説明をする。上記にて説明をしたトナー位置検知処理の例は、いずれも主方向の位置を推定するものである。すなわち、直接、濃度検知用のパッチＤＰの主方向の位置を検知する処理ではない。本実施形態においては、直接的に濃度検知用のパッチＤＰの主方向の位置を検知することにより、トナー位置を決定することができる。
【０２５２】
図４９は、光スポットＳｉの照射領域に、パッチＤＰ１の先頭に形成されているパッチＤＰ１到達している例である。図５０は、図４９に示す状態における、受光部Ｄｉの受光部出力の分布の例を示すグラフである。
【０２５３】
パッチＤＰ１が形成されるタイミングは既知であるので、パッチＤＰ１が光スポットＳｉの照射領域を通過する適当なタイミングにおいて、全ての発光部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、または数ライン発光程度でよい。受光部出力の取得は、発光部Ｅｉのタイミングに合わせて、受光部Ｄｉのみを行えばよい。発光部Ｅｉが発光し、光スポットＳｉが中間転写ベルト１０５上に照射される。その光スポットＳｉの照射位置にパッチＤＰ１があるか否かは、受光部Ｄｉの受光部出力の分布を用いることで判定できる。すなわち、パッチＤＰ１が光スポットＳｉの照明領域に到達していれば、そのパッチＤＰ１がある光スポットＳｉの照明領域からの反射光量は低くなるため、この光スポットＳｉからの反射光を受光する受光部Ｄｉからの受光部出力は低下する。
【０２５４】
図５０に示すように、受光部Ｄ１および受光部Ｄ５〜Ｄ１１は中間転写ベルト１０５からの正反射光を受光しているから、受光部出力は高い。一方、受光部Ｄ２およびＤ４では、正反射光を受光している受光部Ｄｉよりも受光部出力が低く、受光部Ｄ３はさらに低い。このように、受光部出力が低くなっている受光部Ｄｉに対応する光スポットＳｉを照射する発光部Ｅ３の位置にパッチＤＰ１があることが判定できる。また、発光部ピッチが０．４ｍｍ、パッチＤＰ１の主方向の大きさが１ｍｍであることから、受光部Ｄ２およびＤ４の受光部出力より、ＤＰ１の大部分に光スポットＳ２およびＳ４が照射されたことも判定できる。このように、受光部出力がもっとも低い受光部Ｄｉに対応する位置にパッチＤＰ１は存在すると判定できる。
【０２５５】
このパッチＤＰ１はテストパターンそのものであり、パッチＤＰ１に続いて、パッチＤＰ２、ＤＰ３、・・・が連なっている。すなわち、濃度検知用のテストパターンＤＰの主方向位置を推定するまでもなく、決定することができる。このパッチＤＰの位置を決定した後、前述の照射系動作決定処理(図１５のＳ６０２)および受光系動作決定処理（図１５のＳ６０３）を行い、このパッチＤＰを用いて反射光取得処理（図１５のＳ６０４）を実行する。
【０２５６】
トナー位置検知処理（図１３のＳ５０６）、照射系動作決定処理(図１５のＳ６０２)、および受光系動作決定処理（図１５のＳ６０３）を行うための時間が必要な場合には、先頭のパッチ（ここではパッチＤＰ１）の副方向の大きさを、他のパッチより大きくすればよい。
【０２５７】
なお、図４９においては、図３５に図示したパッチＤＰ１がない中間転写ベルト１０５の領域（ＢＥＬＴ領域）を省略している。前述したように、パッチＤＰ１がないときの受光部出力は、テストパターンＤＰ１がないときにいつでもその受光部出力を取得することができるので、ＢＥＬＴ領域として、各パッチ間（ＤＰ１とＤＰ２の間など）や、パッチＤＰ５の後ろとしてもよい。また、ＢＥＬＴ領域を先頭のパッチＤＰ１より上流とする場合（図３５参照）には、テストパターン２０１の位置が決定されていないため、全ての発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）を発光させて、受光部出力を取得しておいてもよい。
【０２５８】
次に、パッチＤＰの主方向の大きさについて図５３を用いて説明する。上述の説明では、パッチＤＰの主方向の大きさが１ｍｍである場合について説明してきた。図５３は、パッチＤＰの主方向の大きさが１．２ｍｍである場合について説明する。
【０２５９】
図５３は、図１６に示したものと同様に、パッチＤＰの主方向の中心位置が、発光部Ｅ６の主方向位置と等しい位置にあった場合の、光スポットＳｉとパッチＤＰとの位置関係の例を示している。ただし、このときのパッチＤＰの主方向の大きさは１．２ｍｍであり、光スポットＳｉの主方向の大きさと、主方向の発光部ＥｉのピッチＬｅの２倍との和以上である。この場合にはパッチＤＰを３つの発光部Ｅ５〜Ｅ７で過不足なく照射できるので、これら３つの発光部Ｅｉ（ｉ＝５、６、７）を用いてトナー濃度を算出すればよい。
【０２６０】
図５４は、パッチＤＰの主方向の中心位置が、発光部Ｅ６とＥ７の中心位置と等しい位置にあった場合の光スポットＳｉとパッチＤＰとの位置関係の例を示す。この場合には、２つの発光部Ｅ６とＥ７でパッチＤＰを照射しており、２つの発光部Ｅｉ（ｉ＝６，７）を用いてトナー濃度を算出することができる。
【０２６１】
このように、パッチＤＰの主方向の大きさを、光スポットＳｉの主方向の大きさと、主方向の発光部ピッチの２倍との和以上とすることで、少なくとも２つ以上の発光部Ｅｉに関してトナー濃度を算出することができ、その複数のトナー濃度を用いて、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濃度を得ることができる。これにより、検知精度が向上できる。３つのトナー濃度が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。
【０２６２】
次に、テストパターン２０１の別の実施の形態を説明する。図５５において、テストパターン２０１ａは、副方向の同じ位置において、主方向に沿って２列のトナーパターンが形成されている。テストパターン２０１ａの主方向配置は図１４に示したテストパターン２０１と同様である。図５５において、テストパターン２０１の別の例であるテストパターン２０１ａが、中間転写ベルト１０５の主方向中央部付近に、形成されている。テストパターン２０１ａは、トナー濃度検知用のテストパターンであるパッチＤＰａと、トナー位置検知用のテストパターンであるラインＰＰａと、からなる。パッチＤＰａは、トナー色ごとに階調が異なる矩形からなる。図５６において、パッチＤＰはトナー色ごとに２階調の矩形で表されている。ラインＰＰａは、トナー色ごとに、主方向に沿った直線と、主方向に対して角度を持った直線と、から形成されている。
【０２６３】
パッチＤＰａが有する４階調のパッチは、トナー色毎に主方向に２つ、副方向に２つの計４つ配置されている。これによって、図１４に示したテストパターン２０１に比べて、副方向の長さが１／２になり、テストパターン２０１ａを検知する時間が、テストパターン２０１を検知する時間に比べて、約１／２に短縮できる。また、その下流にはトナー位置を検知するためのトナー位置検知用ラインＰＰａは中間転写ベルト１０５の有効画像領域内の中央部および両端付近に形成されている。
【０２６４】
図５６は図８から図１１にて示した反射型光学センサ１０９を用いて、パッチＤＰａからの反射光を取得する様子を示す概略図である。なお、紙面上下方向が「主方向」、紙面左右方向の左向きが「副方向」である。
【０２６５】
図５６に示したように、パッチＤＰａ１は、濃度を複数階調（図５６の例では４階調）に変化させた矩形を主方向に２つ、副方向に２つ配置しており、副方向の先頭に濃度が低いものからパッチＤＰａ１とＤＰａ２を配置し、パッチＤＰａ１の副方向下流側にパッチＤＰａ３を、パッチＤＰａ２の副方向下流側にＤＰａ４を、それぞれ配置している。また、パッチＤＰ１ａとパッチＤＰａ２の前方には表記されている矩形領域（ＢＥＬＴ）は、中間転写ベルト１０５の表面を表している。
【０２６６】
パッチＤＰａは、主方向が１ｍｍ、副方向が２ｍｍである。主方向に並んだパッチＤＰａ１とＤＰａ２の中心間隔は２．４ｍｍである。なお、各パッチＤＰａの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサ１０９の主方向の発光部ピッチ（Ｌｅ＝０．４ｍｍ）と中間転写ベルト上に照射される光スポットＳｉの主方向の大きさ（０．４ｍｍ）との和よりも大きくなっている。
【０２６７】
図３５に示した例と同様に、図５６を具体例として用いて、前準備（図１５のＳ６０１からＳ６０３）で得られる結果の例について説明する。テストパターン位置認識処理（Ｓ６０１）により、テストパターン２０１ａの主方向の位置は発光部Ｅ３と発光部Ｅ９の位置である、と推定される。この結果に基づいて、照射系動作決定処理（Ｓ６０２）により、発光させる発光部をＥ３とＥ９に決定し、発光モードを順次発光として決定される。続いて、受光系動作決定処理（Ｓ６０３）において、受光部出力を取得する受光部をＤ１〜Ｄ１１のすべての受光部Ｄｉに決定し、受光部出力の取得タイミングを、図５７に示すように、各パッチ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部Ｅ３とＥ９が順次発光したタイミングで１回サンプリングする、と決定する。
【０２６８】
以下、上記の前準備の結果に基づき、反射光を取得する手順を示す。
パッチＤＰ１は、支持部材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１０９からの光スポット照射領域に近づいていく。パッチＤＰ１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Ｅ９の順次発光を開始する。 
【０２６９】
まずパッチＤＰ１の前方のパッチがない領域ＢＥＬＴに向けて、発光部Ｅ３とＥ９がパルス発光し、そのタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ１１の受光部出力は、１回サンプリングされる。続いてパッチＤＰａは副方向に移動して、最初のパッチＤＰａ１とＤＰａ２が光スポットＳｉの照射領域に到達する。このタイミングに合わせて、発光部Ｅ３およびＥ９を順次発光させて、パッチＤＰａ１とＤＰａ２が光スポットＳ３とＳ９を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ１１の受光部出力を１回サンプリングする。
【０２７０】
さらに、パッチＤＰａは副方向に移動して、パッチＤＰａ３とＤＰａ４が光スポットＳｉの照射領域を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３とＥ９を順次発光させて、パッチＤＰａ３とＤＰａ４が光スポットＳ３とＳ９を通過するタイミングに合わせて、受光部Ｄ１〜Ｄ１１の受光部出力を１回サンプリングする。
【０２７１】
このようにして、中間転写ベルト１０５からの反射光に係る受光部出力分布と、４階調のパッチＤＰａからの反射光に係る受光部出力分布と、を取得することができる。これを用いて上述したように、トナー濃度を演算により求めることができる。このようにテストパターン２０１ａを形成することで、１つの反射型光学センサ１０９を用いて同時に（１ライン発光の間に）２つのパッチＤＰａに対して受光部出力を取得することができる。
【０２７２】
もちろん、反射型光学センサ１０９の発光部Ｅｉの数および受光部Ｄｉの数に応じて、２以上のパッチに対して受光部出力を取得することもできる。この場合、テストパターン２０１ａの副方向の長さを短くすることができ、検知時間を短縮することができる。
【０２７３】
画像形成装置は像担持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。
【０２７４】
なお、テストパターン２０１ａの配置は図５６に限定されるものではない。すなわち、図５８に示すように、異なる主方向の位置を通過するパッチＤＰａのトナー消費量をできるだけ均等にするように、濃度の最も薄いパッチＤＰａ１とパッチＤＰａ４の主方向位置を同じにし、パッチＤＰａ２とパッチＤＰａ３の主方向位置を同じにするように、形成してもよい。
【０２７５】
複数の発光部Ｅｉの長さ、すなわち、中間転写ベルト１０５を照射する光スポットＳｉの列を、主方向に並んだ複数のパッチＤＰａの長さよりも大きくすることにより、パッチＤＰａに光スポットＳｉが照射されない状態を防ぐことができる。
【０２７６】
さらには、複数の発光部Ｅｉの長さを、中間転写ベルト１０５が搬送されるときの主方向の位置ずれや、パッチＤＰａを形成したときの主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ＤＰａ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１０９の主方向の大きさを過不足無く設定することができる。
【０２７７】
直接転写方式の画像形成装置では像担持体上にテストパターン２０１ａを形成するが、本実施形態に示すように、媒体が（平滑な）中間転写ベルトである中間転写方式では、媒体上にテストパターン２０１ａを形成する。後者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１０９の適用上好ましい。
【符号の説明】
【０２７８】
１０１    感光体ドラム
１０３    感光体ユニット
１０５    中間転写ベルト
１０９    反射型光学センサ
１１２    支持ローラ
２００    露光ユニット
２０１    テストパターン
１０００  カラープリンタ
１０９０  シャッター
２０００  画像形成ユニット
２０９０  本体制御部
２０８０  プリンタコントローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２７９】
【特許文献１】特開２００３−１８６２７８号公報
【特許文献２】特開２００９−０６６８０３号公報
【特許文献３】特開２００９−０６９７６７号公報
【特許文献４】特開２００６−１９８８９６号公報
【特許文献５】特開２００９−０２５８６０１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】
0005915298.tif 000040
【図４３】
0005915298.tif 000041
【図４７】
0005915298.tif 000042
【図４８】
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【図５０】
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【図５１】
0005915298.tif 000045
【図５２】
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【図５３】
0005915298.tif 000047
【図５４】
0005915298.tif 000048
【図５５】
0005915298.tif 000049
【図５７】
0005915298.tif 000050
【図５９】
0005915298.tif 000051
【図６０】
0005915298.tif 000052
【図６１】
0005915298.tif 000053
【図６２】
0005915298.tif 000054
【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２５】
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【図３５】
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【図４２】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４９】
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【図５６】
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【図５８】
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