(57)【要約】【課題】大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  反射型光学センサは、転写ベルト２０４０における有効画像領域外の部分に配置され、主方向に沿って等間隔で配置された１１個の発光部、１１個の照明用マイクロレンズ、１１個の受光用マイクロレンズ、及び１１個の受光部などを備えている。トナーパターン（ＰａｔｔＡ、ＰａｔｔＢ）は、トナーの色毎に、互いにトナー濃度の異なる１０個の矩形パターンが２列に配列された濃度検出用パターンを有し、転写ベルト２０４０における有効画像領域外の部分に形成される。そして、プリンタ制御装置２０９０は、主方向に隣接する２つの矩形パターンのトナー濃度を同時に検出する。【選択図】図２２
2011197342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記移動体上の前記画像が形成される領域外に、前記トナーの濃度が互いに異なる複数のパッチを含むテストパターンを、前記移動体が移動する第１の方向に直交する第２の方向に少なくとも２つのパッチが並んで配置されるように作成するテストパターン作成装置と；
前記第２の方向に関して、前記第２の方向に並ぶ少なくとも２つのパッチの中心間距離よりも小さい間隔Ｌｅで配置された少なくとも３つの発光部からなる照射系と、該照射系から射出され前記テストパターンで反射された光を受光する少なくとも３つの受光部からなる受光系とを有する反射型光学センサと；
前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、前記第２の方向に並ぶ少なくとも２つのパッチのトナー濃度情報を同時に求める処理装置と；を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記少なくとも３つの発光部のうち、少なくとも２つの発光部を順次点灯・消灯させ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】
前記処理装置は、１つのパッチに対して、前記少なくとも３つの発光部のうち、少なくとも２つの発光部を個別に点灯・消灯させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記処理装置は、１つのパッチに対して、同じ発光部を複数回点灯・消灯させ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画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の方向に関して、前記テストパターンが照明される光のビーム径は、前記間隔Ｌｅと略等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の方向に関して、前記少なくとも３つの発光部のうち両端に位置する２つの発光部間の距離は、前記テストパターンの長さよりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像は、互いに色が異なる複数のトナーによって形成され、
前記テストパターンは、トナーの色毎に濃度が互いに異なる複数のパッチを含み、
前記第２の方向に並んで配置されている少なくとも２つのパッチは、互いに色が異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記移動体は、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記移動体は、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１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記移動体は、シート状の記録媒体であることを特徴とする請求項１〜７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、画像形成装置に係り、更に詳しくは、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、常に安定した画像濃度を得るために画像濃度制御が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、記録媒体を搬送する転写担持体と、記録媒体または転写担持体にトナー像を転写することによって画像を形成する画像形成手段と、転写担持体に形成されるパッチ画像の濃度を検出する濃度検出手段と、パッチ画像を除去するクリーニング手段とを備え、画像形成手段によって転写担持体に形成された階調レベルの異なる複数のパッチ画像の濃度を検出することにより記録媒体に転写する画像の画質調整を行う画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、階調レベルの異なる複数のパッチ画像を、各パッチ画像の階調レベルに応じて、転写担持体上の、主走査方向に対して複数の位置に形成し、所定のタイミング毎に、各パッチ画像を形成する主走査方向の位置を相互に入れ替えている。
【０００４】
また、特許文献２には、転写された各感光体から付着量検出用トナー像のトナー付着量を検出する検出手段と、画像形成条件を制御するトナー付着量制御手段を備えた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、転写紙の軸方向の長さをＸ、トナー付着量検出用トナー像の軸方向長さをＹ、印刷可能領域の軸方向の長さをＺとしたときに、Ｘ＜Ｚ−Ｙとなる転写紙サイズで印刷が行われるときに、印刷領域外にトナー付着量検出用トナー像を作成するトナー像作成手段を備えている。
【０００５】
また、特許文献３には、検知対象面及び検知対象面上に連続的に複数個形成された付着量の異なる階調パターンを、検知対象面に対向する位置に配置された正反射光、拡散反射光を同時に検出可能な光学的検知手段により検知した結果得られる階調パターンの正反射光出力電圧と拡散反射光出力電圧の２次元配列データに基づき、光学的検知手段の感度補正（校正）を行い、付着量ないし画像濃度を求める画像形成装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、複数の像担持体と、各像担持体を帯電する帯電装置と、各像担持体に潜像を形成する露光装置と、各像担持体に形成された潜像をそれぞれ互いに異なる色のトナーからなる複数色のトナーで現像する現像装置と、各像担持体に形成された像を、各像担持体と対向する転写位置を移動する第２の像担持体上に重ね合わせて転写してカラー像を得る第１の転写装置と、第２の像担持体上に転写形成された像を転写材に転写する第２の転写装置と、各像担持体に形成されて第２の像担持体上に転写されるテストパターン像を形成可能なテストパターン発生装置と、テストパターンの状態を検知することができるテストパターン検出装置と、テストパターンの検出結果によって画像形成条件を変えるプロセス制御及びトナー補給量を変えるトナー濃度制御の少なくとも一方を行う画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御手段と、を備え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】
【０００７】
ところで、画像形成装置において、像担持体である感光体ドラムの回転軸が所望の軸方向に対して傾いていたり、感光体ドラムの断面形状が真円からずれていたりして、現像装置と感光体ドラムとの相対距離が変動すると、出力画像に濃度むらが発生する。特に、副方向での濃度むらが発生しやすい。
【０００８】
このような状況下で、トナーの濃度が互いに異なる複数のパッチを含むテストパターンを形成すると、パッチに濃度むらが重畳され、そのトナー濃度が所望のトナー濃度からずれてしまうことがあった。そして、このパッチのトナー濃度を検知して画像濃度制御を行うと、出力画像における濃度むらを助長させるおそれがあった。
【０００９】
そして、特許文献１〜４に開示されている画像形成装置では、パッチに重畳される濃度むらに関しては考慮されていなかった。
【００１０】
また、各パッチのトナー濃度を得るためには、光学的検知手段が必要である。そして、特許文献３に開示されている光学的検知手段では、パッチを照明する光スポットは１つであるため、主方向に関して異なる位置に複数のパッチが形成されている場合には、複数の光学的検知手段を設ける必要があった。あるいは、各パッチの位置に応じて光学的検知手段を移動させる必要があった。
【００１１】
また、従来は、主方向においてパッチの位置ずれが生じても、直径が２〜３ｍｍの光スポット全体がパッチを照明できるように、パッチにおける主方向の長さを１５ｍｍ〜２５ｍｍに設定していた。そこで、印刷ジョブを停止させることなく画像濃度制御を行うため、有効画像領域外にパッチを形成しようとすると、画像形成に関わる装置の主方向の長さを長くすることが必要となり、画像形成装置の大型化を招くという不都合があった。
【００１２】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置において、前記移動体上の前記画像が形成される領域外に、前記トナーの濃度が互いに異なる複数のパッチを含むテストパターンを、前記移動体が移動する第１の方向に直交する第２の方向に少なくとも２つのパッチが並んで配置されるように作成するテストパターン作成装置と；前記第２の方向に関して、前記第２の方向に並ぶ少なくとも２つのパッチの中心間距離よりも小さい間隔Ｌｅで配置された少なくとも３つの発光部からなる照射系と、該照射系から射出され前記テストパターンで反射された光を受光する少なくとも３つの受光部からなる受光系とを有する反射型光学センサと；前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、前記第２の方向に並ぶ少なくとも２つのパッチのトナー濃度情報を同時に求める処理装置と；を備える画像形成装置である。
【００１４】
これによれば、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その２）である。
【図４】光走査装置の概略構成を説明するための図（その３）である。
【図５】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図６】トナー検出器を説明するための図である。
【図７】反射型光学センサの配置位置を説明するための図である。
【図８】反射型光学センサを説明するための図（その１）である。
【図９】反射型光学センサを説明するための図（その２）である。
【図１０】反射型光学センサを説明するための図（その３）である。
【図１１】反射型光学センサを説明するための図（その４）である。
【図１２】検出用光を説明するための図である。
【図１３】発光部と照明用マイクロレンズの位置関係、及び受光用マイクロレンズと受光部の位置関係を説明するための図である。
【図１４】トナーパターンを説明するための図である。
【図１５】位置検出用パターンを説明するための図である。
【図１６】濃度検出用パターンを説明するための図である。
【図１７】プリンタ制御装置によって行われるトナー検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】Ｙステーションにおけるトナーパターンの形成を説明するための図である。
【図１９】Ｍステーションにおけるトナーパターンの形成を説明するための図である。
【図２０】Ｃステーションにおけるトナーパターンの形成を説明するための図である。
【図２１】Ｋステーションにおけるトナーパターンの形成を説明するための図である。
【図２２】転写ベルトに転写されたトナーパターンを説明するための図である。
【図２３】位置検出処理を説明するための図（その１）である。
【図２４】位置検出処理を説明するための図（その２）である。
【図２５】図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、それぞれ位置検出処理を説明するための図（その３）である。
【図２６】プリンタ制御装置によって行われる基準受光量取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図２７】図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）は、それぞれ検出用光Ｓ１〜Ｓ４が転写ベルトの表面で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図２８】プリンタ制御装置によって行われる検出受光量取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図２９】反射型光学センサと濃度検出用パターンの位置関係を説明するための図である。
【図３０】図３０（Ａ）は、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１のｐ１で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図であり、図３０（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１のｐ３で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図であり、図３０（Ｃ）は、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１のｐ５で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３１】図３１（Ａ）は、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１のｐ７で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図であり、図３１（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１のｐ９で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３２】図３２（Ａ）は、検出用光Ｓ３が転写ベルトの表面で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図であり、図３２（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ１で反射されたときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３３】図３３（Ａ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ１で反射されたときの各受光部の受光量における正反射光成分を説明するための図であり、図３３（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ１で反射されたときの各受光部の受光量における拡散反射光成分を説明するための図である。
【図３４】図３４（Ａ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ３で反射されたときの各受光部の受光量における正反射光成分を説明するための図であり、図３４（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ３で反射されたときの各受光部の受光量における拡散反射光成分を説明するための図である。
【図３５】図３５（Ａ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ５で反射されたときの各受光部の受光量における正反射光成分を説明するための図であり、図３５（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ５で反射されたときの各受光部の受光量における拡散反射光成分を説明するための図である。
【図３６】図３６（Ａ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ７で反射されたときの各受光部の受光量における正反射光成分を説明するための図であり、図３６（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ７で反射されたときの各受光部の受光量における拡散反射光成分を説明するための図である。
【図３７】図３７（Ａ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ９で反射されたときの各受光部の受光量における正反射光成分を説明するための図であり、図３７（Ｂ）は、検出用光Ｓ３が矩形パターンｐ９で反射されたときの各受光部の受光量における拡散反射光成分を説明するための図である。
【図３８】各照射対象物における正反射光成分の合計値Ｄ１を説明するための図である。
【図３９】各照射対象物における拡散反射光成分の合計値Ｄ２を説明するための図である。
【図４０】各照射対象物のＤ２／Ｄ１を説明するための図である。
【図４１】各照射対象物における正反射光成分の合計値Ｄ１の相対値を説明するための図である。
【図４２】各照射対象物における拡散反射光成分の合計値Ｄ２／合計値Ｄ１の相対値を説明するための図である。
【図４３】反射型光学センサと濃度検出用パターンの位置関係の変形例を説明するための図である。
【図４４】反射型光学センサの変形例を説明するための図である。
【図４５】濃度検出用パターンの変形例１を説明するための図である。
【図４６】濃度検出用パターンの変形例２を説明するための図である。
【図４７】濃度検出用パターンの変形例３を説明するための図である。
【図４８】濃度検出用パターンの変形例４を説明するための図である。
【図４９】濃度検出用パターンの変形例５を説明するための図である。
【図５０】濃度検出用パターンの変形例６を説明するための図である。
【図５１】単色の画像を形成するレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４２に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１７】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、トナー検出器２２４５及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１８】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００１９】
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）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）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。
【００２０】
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。
【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。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００２２】
感光体ドラム２０３０ａの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが配置されている。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００２４】
感光体ドラム２０３０ｂの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、クリーニングユニット２０３１ｂが配置されている。
【００２５】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００２６】
感光体ドラム２０３０ｃの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、クリーニングユニット２０３１ｃが配置されている。
【００２７】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００２８】
感光体ドラム２０３０ｄの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、クリーニングユニット２０３１ｄが配置されている。
【００２９】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００３０】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００３１】
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、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００３２】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００３３】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００３４】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト２０４０上でトナー画像の移動する方向は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）は「主方向」と呼ばれている。
【００３５】
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枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００３６】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。
【００３７】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００３８】
トナー検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の＋Ｚ側であって、転写ベルト２０４０の＋Ｘ側端部近傍に配置されている。このトナー検出器２２４５については後述する。
【００３９】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００４０】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折返しミラー（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枚の光検知用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示省略、図５参照）の所定位置に組み付けられている。
【００４１】
また、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」、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」とする。さらに、Ｚ軸方向及びｗ１方向のいずれにも直交する方向を「ｍ１方向」、Ｚ軸方向及びｗ２方向のいずれにも直交する方向を「ｍ２方向」とする。
【００４２】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００４３】
ここでは、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主走査対応方向はｍ１方向であり、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向は「ｍ２方向」である。そして、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向と、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれもＺ軸と同じ方向である。
【００４４】
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。
【００４５】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４６】
カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４７】
カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４８】
カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
【００６０】
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。
【００６１】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００６２】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００６３】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００６４】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００６５】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【００６６】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「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。
【００６７】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００６８】
また、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００６９】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００７５】
走査制御装置は、ブラック画像情報に基づいて光源２２００ａを駆動制御し、シアン画像情報に基づいて光源２２００ｂを駆動制御し、マゼンタ画像情報に基づいて光源２２００ｃを駆動制御し、イエロー画像情報に基づいて光源２２００ｄを駆動制御する。また、走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する。
【００７６】
次に、前記トナー検出器２２４５について説明する。
【００７７】
このトナー検出器２２４５は、一例として図６に示されるように、２つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ）を有している。
【００７８】
そして、一例として図７に示されるように、反射型光学センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０における有効画像領域に対して＋Ｙ側の部分に対向する位置に配置され、反射型光学センサ２２４５ｂは、転写ベルト２０４０における有効画像領域に対して−Ｙ側の部分に対向する位置に配置されている。
【００７９】
ここでは、主方向（Ｙ軸方向）に関して、反射型光学センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、反射型光学センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２とする。
【００８０】
そして、テストパターンとしてのトナーパターンは、有効画像領域に対して＋Ｙ側の部分、及び有効画像領域に対して−Ｙ側の部分に形成される。
【００８１】
２つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ）は、いずれも同じ構成、同じ構造を有している。そこで、以下では、反射型光学センサ２２４５ａを代表として、反射型光学センサの構成及び構造について説明する。
【００８２】
反射型光学センサ２２４５ａは、一例として図８〜図１１に示されるように、１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）を含む照射系、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）を含む照明光学系、１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）を含む受光光学系、１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）を含む受光系などを備えている。
【００８３】
１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）は、主方向に沿って等しい間隔Ｌｅで配置されている。各発光部には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。ここでは、一例として、Ｌｅ＝０．４ｍｍとしている。この場合は、主方向に関して、Ｅ１とＥ１１との間の距離は４ｍｍ（Ｌｅ×１０）である。なお、以下では、便宜上、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。
【００８４】
１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）は、それぞれ１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）に個別に対応している。
【００８５】
各照明用マイクロレンズは、対応する発光部から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。各照明用マイクロレンズでは、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、各照明用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の発光面に直交する方向に平行である。
【００８６】
ここでは、説明をわかりやすくするため、各発光部から射出され対応する照明用マイクロレンズを通過した光束のみが、検出用光（Ｓ１〜Ｓ１１）として転写ベルト２０４０を照明するものとする（図１２参照）。そして、各検出用光によって転写ベルト２０４０の表面に形成される光スポット（以下では、便宜上「検出用光スポット」と略述する）の中心は、副方向に関して、対応する発光部と受光部の中間付近にある。
【００８７】
各検出用光スポットの大きさは、一例として、直径で０．４ｍｍである。この値は、上記１１個の発光部の配列ピッチＬｅと等しい。なお、従来の検出用光スポットの大きさは、通常、直径で２〜３ｍｍ程度であった。
【００８８】
また、ここでは、転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。
【００８９】
１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）は、それぞれ発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）に個別に対応している。
【００９０】
各受光部は、対応する発光部から射出され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。そして、１１個の受光部の配列ピッチは、１１個の発光部の配列ピッチＬｅと等しい。
【００９１】
各受光部には、ＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。そして、各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。
【００９２】
１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）は、それぞれ１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）に個別し、転写ベルト２０４０あるいはトナーパターンで反射された検出用光を集光する。この場合には、各受光部の受光量を増加させることが可能となる。すなわち、検出感度を向上させることができる。各受光用マイクロレンズでは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。
【００９３】
各マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、副方向に関して正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向に関するパワーと副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などを用いることができる。
【００９４】
ここでは、一例として、各マイクロレンズは球面レンズである。そして、各照明用マイクロレンズでは、入射側の光学面は集光パワーを有し、射出側の光学面は集光パワーを有していない。また、各受光用マイクロレンズでは、射出側の光学面は集光パワーを有し、入射側の光学面は集光パワーを有していない。
【００９５】
具体的には、各照明用マイクロレンズでは、レンズ径は０．４１５ｍｍ、レンズの曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は１．２２９ｍｍである。
【００９６】
各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は０．７１２ｍｍ、レンズの曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は１．４１９ｍｍである。
【００９７】
本実施形態では、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）と１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）は、一体化され、マイクロレンズアレイとなっている。これにより、各マイクロレンズを所定位置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、複数のマイクロレンズにおけるレンズ面間の位置精度を高めることができる。なお、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。
【００９８】
なお、以下では、発光部を特定する必要がない場合には、発光部Ｅｉと表示する。そして、発光部Ｅｉに対応する照明用マイクロレンズを照明用マイクロレンズＬＥｉと表示する。また、発光部Ｅｉから射出され照明用マイクロレンズＬＥｉを通過した光束を、検出用光Ｓｉと表示する。また、発光部Ｅｉに対応する受光部を受光部Ｄｉと表示する。さらに、受光部Ｄｉに対応する受光用マイクロレンズを受光用マイクロレンズＬＤｉと表示する。
【００９９】
また、一例として図１３に示されるように、各照明用マイクロレンズの光軸は、発光部からの反射光を受光部に導くために、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な軸に対して受光系側にΔｄ（ここでは、０．０３５ｍｍ）ずれている。
【０１００】
また、各受光用マイクロレンズの光軸は、より多くの反射光を受光するために、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な軸に対して照射系側にΔｄ’（ここでは、０．０２０ｍｍ）ずれている。
【０１０１】
そして、副方向に関して、照明用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ間距離は０．４４５ｍｍ、発光部Ｅｉと受光部Ｄｉの間隔は、０．５００ｍｍである。さらに、副方向に関して、発光部Ｅｉから照明用マイクロレンズＬＥｉまでの距離は、０．８００ｍｍであり、各マイクロレンズの−Ｚ側の面から転写ベルト２０４０表面までの距離は、５ｍｍである。
【０１０２】
次に、上記テストパターンとしてのトナーパターンについて説明する。
【０１０３】
ここでは、一例として図１４に示されるように、有効画像領域に対して＋Ｙ側の部分に形成されるトナーパターンをＰａｔｔＡ、有効画像領域に対して−Ｙ側の部分に形成されるトナーパターンをＰａｔｔＢとする。
【０１０４】
ＰａｔｔＡ及びＰａｔｔＢは、いずれも５種類のパターン（ＰＰ、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４）を有している。
【０１０５】
ＰＰは位置検出用パターンであり、ＤＰ１〜ＤＰ４は、いずれも濃度検出用パターンである。
【０１０６】
位置検出用パターンＰＰは、図１５に示されるように、主方向（Ｙ軸方向）に平行な４本のライン状パターン（ＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＫ１）と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＫ２）とにより構成されている。
【０１０７】
ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＹ２はペアをなし、イエロートナーで形成され、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなし、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなし、シアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＫ１とＬＰＫ２はペアをなし、ブラックトナーで形成される。
【０１０８】
各ライン状パターンのペアは、副方向に関して、２本のライン状パターンの間隔が所定の間隔をなすように設定されている。
【０１０９】
ここでは、各ライン状パターンの長さを３．４ｍｍ、幅を０．５ｍｍとし、それらの副方向の間隔を２ｍｍとしている。また、４本のライン状パターン（ＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＫ２）の傾斜角を４５°としている。
【０１１０】
濃度検出用パターンＤＰ１はイエロートナーで形成され、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はブラックトナーで形成される。なお、以下では、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。
【０１１１】
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、１０個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ１０、以下では、便宜上「矩形パターン」という）を有している。各矩形パターンは、副方向に沿って２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、ｐ５、ｐ６、ｐ７、ｐ８、ｐ９、ｐ１０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ｐ１０のトナー濃度が最も高い。
【０１１２】
各矩形パターンは、副方向の長さが２ｍｍ、主方向の長さが１ｍｍである。また、矩形パターンの中心間距離は、主方向に関して２．４ｍｍであり、副方向に関して４ｍｍである。従って、主方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間距離は、前記間隔Ｌｅよりも大きい。そして、主方向に関して、トナーパターンの長さ（３．４ｍｍ）は、両端に位置する２つの発光部（Ｅ１とＥ１１）間の距離（４ｍｍ）よりも短い。
【０１１３】
従来は、各矩形パターンは副方向に沿って１列に並んでおり、その大きさも主方向で１０ｍｍ程度、副方向で１５ｍｍ程度であった。そこで、本実施形態では、トナーパターンの全体の大きさを従来の１／１５倍とすることができる。これにより、現像及び転写に関係する部材の特性が変化したときの、矩形パターンへの影響（特に副方向での濃度むら）を小さくすることが可能となる。
【０１１４】
トナー濃度の階調は、光源から射出される光束のパワーの調整、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティの調整、帯電バイアス及び現像バイアスの調整によって変えることができる。また、網点の面積率を変えることによっても、トナー濃度の階調を変化させることができる。
【０１１５】
次に、トナー検出器２２４５を用いて行われる位置検出処理及び濃度検出処理について説明する。この位置検出処理及び濃度検出処理は、所定のタイミング毎に、及び操作者の要求によって行われる。
【０１１６】
例えば、（１）電源投入直後、（２）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（３）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、及び（４）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているときなど、使用環境が変化しているときに、位置検出処理及び濃度検出処理が実行される。
【０１１７】
また、印刷時は、（Ａ）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（Ｂ）現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、（Ｃ）転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなど、現像及び転写に関係する部材の特性が変化したと予想されるときに、位置検出処理及び濃度検出処理が実行される。
【０１１８】
本実施形態では、位置検出処理及び濃度検出処理は、プリンタ制御装置２０９０によって行われる。図１７のフローチャートは、位置検出処理及び濃度検出処理の際に、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。
【０１１９】
最初のステップ３０１では、走査制御装置に位置検出用パターン及び濃度検出用パターンの形成を指示する。
【０１２０】
これにより、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｄにおける位置Ｙ１と位置Ｙ２に、ライン状パターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２、及び濃度検出用パターンＤＰ１が形成されるようにＹステーションを制御する（図１８参照）。
【０１２１】
また、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｃにおける位置Ｙ１と位置Ｙ２に、ライン状パターンＬＰＭ１、ＬＰＭ２、及び濃度検出用パターンＤＰ２が形成されるようにＭステーションを制御する（図１９参照）。
【０１２２】
また、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｂにおける位置Ｙ１と位置Ｙ２に、ライン状パターンＬＰＣ１、ＬＰＣ２、及び濃度検出用パターンＤＰ３が形成されるようにＣステーションを制御する（図２０参照）。
【０１２３】
さらに、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ａにおける位置Ｙ１と位置Ｙ２に、ライン状パターンＬＰＫ１、ＬＰＫ２、及び濃度検出用パターンＤＰ４が形成されるようにＫステーションを制御する（図２１参照）。
【０１２４】
そして、各ステーションによって形成されたライン状パターン及び濃度検出用パターンは、それぞれ所定のタイミングで転写ベルト２０４０に転写される。
【０１２５】
これによって、転写ベルト２０４０における位置Ｙ１及び位置Ｙ２に、それぞれＰａｔｔＡとＰａｔｔＢが形成される（図２２参照）。
【０１２６】
ここでは、主方向に関して、２つの矩形パターンが含まれる領域の長さは３．４ｍｍであり、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１との間の距離は４ｍｍ（Ｌｅ×１１）よりも短い。これにより、矩形パターンに検出用光が照射されないことを防止できる。
【０１２７】
なお、主方向に関して、両端にある２つの発光部間の長さを、転写ベルトの主方向の位置ずれや、トナーパターンが形成され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、トナーパターンの主方向の長さより長くしても良い。これにより、反射型光学センサの主方向の大きさを過不足なく設定することができる。
【０１２８】
ところで、転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射されるが、矩形パターンの表面に照射された検出用光は、正反射及び拡散反射される。なお、以下では、便宜上、正反射した光を「正反射光」、拡散反射した光を「拡散反射光」ともいう。
【０１２９】
本実施形態では、受光用マイクロレンズのレンズ径を、照明用マイクロレンズのレンズ径よりも大きくすることで、反射光をより多く受光できるようにしている。また、受光用マイクロレンズの曲率半径を、照明用マイクロレンズの曲率半径よりも小さくすることで、レンズ内部における全反射が増加し、正反射光の受光量が減少するようにしている。
【０１３０】
また、受光用マイクロレンズの曲率半径を、照明用マイクロレンズの曲率半径よりも小さくすることで、点灯発光部に対応する受光部に隣接する受光部に対応する受光用マイクロレンズを通過した光線を大きく屈折させることが可能となる。これにより、矩形パターンからの拡散反射光が受光部に到達でき、拡散反射光の受光量が増加するようにしている。
【０１３１】
図１７に戻り、次のステップ３０３では、位置検出処理を行う。
【０１３２】
《位置検出処理》
プリンタ制御装置２０９０は、位置検出用パターンＰＰが反射型光学センサに近づくタイミングを計って、発光部Ｅ６を連続点灯させる。発光部Ｅ６からの検出用光は、転写ベルト２０４０が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、ライン状パターンＬＰＹ１〜ＬＰＫ２を順次照射する（図２３参照）。
【０１３３】
なお、トナーパターンの形成が指示されてから、トナーパターンが反射型光学センサの前方に到達するまでの時間は略定まっており、プリンタ制御装置２０９０は、位置検出用パターンＰＰが反射型光学センサの前方に近づいたと判断される適切なタイミングで、発光部の点灯を指示する。
【０１３４】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、各受光部の出力信号を時間的に追跡し、検出用光がライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＭ１を照射するまでの時間Ｔｙｍ、検出用光がライン状パターンＬＰＭ１を照射してからライン状パターンＬＰＣ１を照射するまでの時間Ｔｍｃ、検出用光がライン状パターンＬＰＣ１を照射してからライン状パターンＬＰＫ１を照射するまでの時間Ｔｃｋを検出する（図２４参照）。なお、ここでは、わかりやすくするため、各受光部の出力信号は、増幅及び反転され、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。
【０１３５】
さらに、プリンタ制御装置２０９０は、検出用光がライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＹ２を照射するまでの時間Ｔｙ、検出用光がライン状パターンＬＰＭ１を照射してからライン状パターンＬＰＭ２を照射するまでの時間Ｔｍ、検出用光がライン状パターンＬＰＣ１を照射してからライン状パターンＬＰＣ２を照射するまでの時間Ｔｃ、検出用光がライン状パターンＬＰＫ１を照射してからライン状パターンＬＰＫ２を照射するまでの時間Ｔｋを検出する（図２４参照）。
【０１３６】
そして、例えば、次の（１）式を用いて、イエロートナー画像の主方向に関する位置ずれ量ΔＳを求める（図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）参照）。ここで、Ｖは転写ベルト２０４０の副方向への移動速度、ΔＴは時間Ｔｙと基準時間の差、θはライン状パターンＬＰＹ２の主方向に対する傾斜角である。
【０１３７】
ΔＳ＝Ｖ・ΔＴ・ｃｏｔθ  ……（１）
【０１３８】
また、プリンタ制御装置２０９０は、位置ずれ量ΔＳから、主方向に関するトナーパターンの中心位置を求める。
【０１３９】
なお、プリンタ制御装置２０９０は、反射型光学センサ２２４５ａの出力信号から得られた位置情報と、反射型光学センサ２２４５ｂの出力信号から得られた位置情報を平均化し、それを検出結果としても良いし、反射型光学センサ２２４５ａの出力信号と反射型光学センサ２２４５ｂの出力信号とを平均化し、それから位置情報を求め、それを検出結果としても良い。
【０１４０】
図１７に戻り、次のステップ３０５では、濃度検出処理を行う。
【０１４１】
《濃度検出処理》
１．先ず、転写ベルト２０４０に検出用光を照射して「基準受光量」を取得する。この基準受光量を取得する処理（以下では、「基準受光量取得処理」という）について、図２６のフローチャートを用いて説明する。なお、この基準受光量取得処理は、最初の矩形パターンが反射型光学センサの前方に搬送される前に行われる。
【０１４２】
最初のステップＳ４０１では、発光部を特定するための変数ｉに初期値１をセットする。
【０１４３】
次のステップＳ４０３では、発光部Ｅｉを点灯させる。
【０１４４】
次のステップＳ４０５では、各受光部の出力信号を取得する。
【０１４５】
次のステップＳ４０７では、受光部毎に、取得した出力信号から受光量を求めて「基準受光量」とし、発光部Ｅｉと関連付けて不図示のメモリに保存する。
【０１４６】
次のステップＳ４０９では、発光部Ｅｉを消灯させる。
【０１４７】
次のステップＳ４１１では、変数ｉの値を＋１する。
【０１４８】
次のステップＳ４１３では、変数ｉの値が発光部の数（本実施形態では、１１）を超えているか否かを判断する。ここでは、ｉ＝１なので、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ４０３に戻る。
【０１４９】
以降、ステップＳ４１３での判断が肯定されるまで、ステップＳ４０３〜ステップＳ４１３の処理を繰り返し行う。
【０１５０】
そして、変数ｉの値が発光部の数を超えると、ステップＳ４１３での判断が肯定され、基準受光量を求める処理を終了する。
【０１５１】
この基準受光量取得処理では、発光部Ｅ１〜発光部Ｅ１１を順次、点灯・消灯させている。発光部Ｅ１〜Ｅ１１まで点灯・消灯が１巡する周波数は数ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚであり、各発光部はさらに分割された短い時間で点灯・消灯が順次行われる。そこで、転写ベルト２０４０の表面は、検出用光によってスポット走査されることとなる。
【０１５２】
ここでは、転写ベルト２０４０からの正反射光は、点灯発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉと該受光部Ｄｉに隣接する２つの受光部の計３個の受光部のみで受光されるように設定されている（図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）参照）。そして、便宜上、発光部Ｅｉを点灯させ、検出用光Ｓｉが転写ベルト２０４０によって正反射されたときの受光部Ｄｉの受光量を１とする。
【０１５３】
例えば、発光部Ｅ３が点灯されたとき、発光部Ｅ３から射出された検出用光Ｓ３の転写ベルト表面での正反射光は、発光部Ｅ３に対応する受光部Ｄ３と、受光部Ｄ３に隣接する受光部Ｄ２及び受光部Ｄ４とで受光され、その他の受光部Ｄ１、及び受光部Ｄ５〜１１では受光されない。そこで、受光部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の出力レベルは０ではないが、受光部Ｄ１、Ｄ５〜１１の出力レベルは０となる。
【０１５４】
なお、ここでは、点灯発光部がＥ３のときとＥ９のときの基準受光量のみをメモリに格納しても良い。
【０１５５】
２．次に、各矩形パターンに検出用光を照射して「検出受光量」を取得する。この検出受光量を取得する処理（以下では、「検出受光量取得処理」という）について、図２８のフローチャートを用いて説明する。
【０１５６】
ここでは、一例として、上記位置検出処理で得られた主方向に関するトナーパターンの中心位置が、発光部Ｅ６の位置であるものとする（図２９参照）。そして、３つの発光部（Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）に対向する位置に、矩形パターンｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９が順次搬送され、３つの発光部（Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０）に対向する位置に、矩形パターンｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、ｐ１０が順次搬送されるものとする。但し、そのうち４つの発光部（Ｅ２、Ｅ４、Ｅ８、Ｅ１０）からの検出用光は、矩形パターンと転写ベルト２０４０の両方を照明することとなるため、ここでは、矩形パターンｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９に対しては発光部Ｅ３を点灯させたときの各受光部の出力を考慮し、矩形パターンｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、ｐ１０に対しては発光部Ｅ９を点灯させたときの各受光部の出力を考慮する。
【０１５７】
最初のステップＳ５０１では、点灯・消灯が一巡する間に受光部の受光量を保存した回数を示すカウンタｋ、一つ前の一巡で受光部の受光量を保存した回数を示す変数ｊ、及び検出した副方向の矩形パターン数を示すカウンタｃに初期値「０」をセットする。
【０１５８】
次のステップＳ５０３では、発光部を特定するための変数ｉに初期値１をセットする。
【０１５９】
次のステップＳ５０５では、発光部Ｅｉを点灯させる。
【０１６０】
次のステップＳ５０７では、各受光部の出力信号を取得する。
【０１６１】
次のステップＳ５０９では、受光部Ｄｉの出力信号を参照し、その信号レベルが予め設定されている閾値レベル以下であるか否かを判断する。なお、閾値レベルは、検出用光Ｓｉが転写ベルト２０４０を照明したときにその正反射光を受光した受光部Ｄｉから出力される信号レベルよりも若干低いレベルである。このとき、受光部Ｄｉの信号レベルが閾値レベル以下でなければ、ここでの判断は否定され、ステップＳ５１５に移行する。一方、受光部Ｄｉの信号レベルが閾値レベル以下であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５１１に移行する。
【０１６２】
このステップＳ５１１では、上記ステップＳ５０７で取得した各受光部の出力を保存する。
【０１６３】
次のステップＳ５１３では、カウンタｋの値を＋１する。
【０１６４】
次のステップＳ５１５では、発光部Ｅｉを消灯させる。
【０１６５】
次のステップＳ５１７では、変数ｉの値を＋１する。
【０１６６】
次のステップＳ５１９では、変数ｉの値が発光部の数（本実施形態では、１１）を超えているか否かを判断する。ここでは、ｉ＝１なので、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ５０５に戻る。
【０１６７】
そして、変数ｉの値が発光部の数を超えると、点灯・消灯が一巡したとして、ステップＳ５１９での判断が肯定され、ステップＳ５２１に移行する。
【０１６８】
このステップＳ５２１では、変数ｊ、カウンタｋの値を参照し、ｊ＝０かつｋ＞ｊであるか否かを判断する。ｊ＝０かつｋ＞ｊでなければ、主方向に並ぶ矩形パターンの一群をまだ抜けていないとして、ここでの判断は否定され、ステップＳ５２５に移行する。一方、ｊ＝０かつｋ＞ｊであれば、主方向に並ぶ矩形パターンの一群を抜けたとして、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５２３に移行する。
【０１６９】
このステップＳ５２３では、カウンタｃの値を＋１する。
【０１７０】
次のステップＳ５２５では、カウンタｋの値を変数ｊに代入する。
【０１７１】
次のステップＳ５２７では、カウンタｋに「０」をセットする。
【０１７２】
次のステップＳ５２９では、変数ｊ、カウンタｋ、カウンタｃの値を参照し、ｊ＝０、かつ、ｋ＝０、かつ、ｃが副方向の矩形パターン数より大きいか否かを判断する。ここでの判断が否定されると、未検出の矩形パターンが残っているとして、ステップＳ５０３へ戻る。一方、ここでの判断が肯定されると、全ての矩形パターンの検出が完了したとして、検出受光量取得処理を終了する。
【０１７３】
以上により取得した受光量情報を矩形パターン毎の情報に分別し、各々平均を取り、これらから矩形パターン毎のトナー濃度が算出できる。矩形パターン毎の情報の分別は、予め決められている矩形パターンの配置情報と、取得した受光量の分布情報から、容易に可能である。また、矩形パターン毎の情報に分別した後、異常値と思われる値を除く処理を加えても良い。これにより、検出精度を更に向上させることができる。
【０１７４】
なお、ここでは、点灯発光部がＥ３のときとＥ９のときの検出受光量のみをメモリに格納しても良い。
【０１７５】
図３０（Ａ）には、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ１に照射されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５における受光量が示されている。図３０（Ｂ）には、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ３に照射されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５における受光量が示されている。図３０（Ｃ）には、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ５に照射されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５における受光量が示されている。
【０１７６】
図３１（Ａ）には、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ７に照射されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５における受光量が示されている。図３１（Ｂ）には、検出用光Ｓ３が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ９に照射されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５における受光量が示されている。
【０１７７】
図３０（Ａ）〜図３１（Ｂ）に示されるように、トナー濃度が高くなるにつれて、各受光部の受光量が低くなっていることがわかる。なお、Ｄ＿ＡＬＬには、受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量の合計値が示されている。
【０１７８】
３．次に、トナーの色毎に、矩形パターン毎に、各受光部の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。
【０１７９】
ここでは、一例として、発光部Ｅ３のみを点灯させたときの各受光部（Ｄ１〜Ｄ５）の検出受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する場合について説明する。図３２（Ａ）には、検出用光Ｅ３の照射対象物が転写ベルト２０４０のときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量（基準受光量）が示され、図３２（Ｂ）には、検出用光Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ１のときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量（検出受光量）が示されている。なお、Ｄ＿ＡＬＬには、受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量の合計値が示されている。
【０１８０】
（１）受光部Ｄ３の受光量について
受光部Ｄ３は点灯発光部Ｅ３に対応する受光部であるため、この受光部Ｄ３の検出受光量は全て正反射光による受光量であると仮定する。一般的に、トナーパターンの反射率は、転写ベルト２０４０の反射率よりも低いため、受光部Ｄ３の検出受光量は１（基準受光量）よりも小さくなっている。
【０１８１】
（２）受光部Ｄ１及び受光部Ｄ５の受光量について
受光部Ｄ１及び受光部Ｄ５では、基準受光量はいずれも０であった。そこで、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ５の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
【０１８２】
（３）受光部Ｄ２の受光量について
受光部Ｄ２では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ２の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
【０１８３】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ２の検出受光量と受光部Ｄ３の検出受光量の比率は、受光部Ｄ２の基準受光量と受光部Ｄ３の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１８４】
そこで、受光部Ｄ２の基準受光量を受光部Ｄ３の基準受光量で除した値（比率Ａとする）を求める。
【０１８５】
そして、受光部Ｄ３の検出受光量に比率Ａを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ２の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ａとする）である。
【０１８６】
次に、受光部Ｄ２の検出受光量から上記受光量ａを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ２の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１８７】
（４）受光部Ｄ４の受光量について
この受光部では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ４の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
【０１８８】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ４の検出受光量と受光部Ｄ３の検出受光量の比率は、受光部Ｄ４の基準受光量と受光部Ｄ３の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１８９】
そこで、受光部Ｄ４の基準受光量を受光部Ｄ３の基準受光量で除した値（比率Ｂとする）を求める。
【０１９０】
そして、受光部Ｄ３の検出受光量に比率Ｂを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ４の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｂとする）である。
【０１９１】
次に、受光部Ｄ４の検出受光量から上記受光量ｂを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ４の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
【０１９２】
このようにして、各受光部の検出受光量を、正反射光による受光量と拡散反射光による受光量とに分離することができる。
【０１９３】
発光部Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ１のときの、正反射光による受光量が図３３（Ａ）に示され、拡散反射光による受光量が図３３（Ｂ）に示されている。
【０１９４】
発光部Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ３のときの、正反射光による受光量が図３４（Ａ）に示され、拡散反射光による受光量が図３４（Ｂ）に示されている。
【０１９５】
発光部Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ５のときの、正反射光による受光量が図３５（Ａ）に示され、拡散反射光による受光量が図３５（Ｂ）に示されている。
【０１９６】
発光部Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ７のときの、正反射光による受光量が図３６（Ａ）に示され、拡散反射光による受光量が図３６（Ｂ）に示されている。
【０１９７】
発光部Ｅ３の照射対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ９のときの、正反射光による受光量が図３７（Ａ）に示され、拡散反射光による受光量が図３７（Ｂ）に示されている。
【０１９８】
４．次に、トナーの色毎に、矩形パターン毎に、正反射光による受光量の合計値（Ｄ１とする）、及び拡散反射光による受光量の合計値（Ｄ２とする）を求める。
【０１９９】
各照射対象物の正反射光による受光量の合計値Ｄ１が図３８に示されている。これによると、合計値Ｄ１はトナー濃度が高くなるにつれて単調に減少している。これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度と合計値Ｄ１は１対１で対応している。そこで、合計値Ｄ１の計測値から、その照射対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０２００】
各照射対象物の拡散反射光による受光量の合計値Ｄ２が図３９に示されている。これによると、合計値Ｄ２は、矩形パターンｐ３で極大となっており、トナー濃度に対して単調な関数になっていない。なお、直感的には、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、拡散反射する光が増加し、合計値Ｄ２はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加すると思われがちであるが、拡散反射光による受光量は、検出受光量から正反射光による受光量を減算して求めているため、単調に増加していないものと考えられる。そこで、合計値Ｄ２の計測値から、その照射対象物のトナー濃度を知ることは、不可能ではないが必ずしも容易ではない。
【０２０１】
各照射対象物の合計値Ｄ２／合計値Ｄ１が図４０に示されている。これによると、合計値Ｄ２／合計値Ｄ１はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加している。そこで、合計値Ｄ２／合計値Ｄ１からでも、その照射対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０２０２】
また、転写ベルト２０４０の正反射率を１としたときの合計値Ｄ１の相対値が図４１に示され、最大値を１としたときの合計値Ｄ２／合計値Ｄ１の相対値が図４２に示されている。
【０２０３】
なお、発光部Ｅ９が点灯されたときについても同様な方法で、各受光部の検出受光量を、正反射光による受光量と拡散反射光による受光量とに分離することができる。
【０２０４】
５．次に、トナーの色毎に、矩形パターン毎に、トナー濃度を求める。
【０２０５】
なお、トナーの色毎に、合計値Ｄ１とトナー濃度との関係、あるいは合計値Ｄ２／合計値Ｄ１とトナー濃度との関係があらかじめ求められ、濃度テーブルとして不図示のメモリに格納されている。
【０２０６】
そこで、プリンタ制御装置２０９０は、上記濃度テーブルを参照し、トナーの色毎に、矩形パターン毎に、合計値Ｄ１、あるいは合計値Ｄ２／合計値Ｄ１に基づいてトナー濃度を求める。
【０２０７】
図１７に戻り、次のステップ３０７では、画像形成条件の補正を行う。
【０２０８】
Ａ．位置ずれ補正
プリンタ制御装置２０９０は、上記位置検出処理で得られた、時間Ｔｙｍ、時間Ｔｍｃ、及び時間Ｔｃｋがほぼ同じであれば、トナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正であると判断する。一方、時間Ｔｙｍ、時間Ｔｍｃ、及び時間Ｔｃｋがほぼ同じでなければ、トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、時間Ｔｙｍ、時間Ｔｍｃ、及び時間Ｔｃｋにおける時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量が０となるように、例えば、対応する画像形成ステーションの副方向の書き出しタイミングを変更する。
【０２０９】
また、プリンタ制御装置２０９０は、上記位置検出処理で得られた、位置ずれ量ΔＳが予め設定されている許容範囲内であれば、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する。一方、位置ずれ量ΔＳが予め設定されている許容範囲外であれば、位置ずれ量ΔＳが０となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。
【０２１０】
Ｂ．濃度補正
プリンタ制御装置２０９０は、上記濃度検出処理で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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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、光源から射出される光束のパワー、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティ、帯電バイアス、現像バイアス（例えば、特開２００９−２１６９３０号公報参照）、及び画像データ（ディザパターン）の少なくともいずれかを調整する。
【０２１３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るカラープリンタ２０００では、反射型光学センサ２２４５ａ及び反射型光学センサ２２４５ｂによって、本発明の画像形成装置における反射型光学センサが構成されている。
【０２１４】
また、プリンタ制御装置２０９０によって、本発明の画像形成装置における処理装置が構成されている。
【０２１５】
以上説明したように、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、トナー画像を転写ベルト２０４０に転写する転写ローラ２０４２と、転写ベルト２０４０に転写されたトナーパターンを検出するためのトナー検出器２２４５と、全体を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【０２１６】
トナー検出器２２４５は、反射型光学センサ２２４５ａ及び反射型光学センサ２２４５ｂを有し、各反射型光学センサは、転写ベルト２０４０における有効画像領域外の部分に配置されている。
【０２１７】
そして、各反射型光学センサは、主方向に沿って等間隔で配置された１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）を含む照射系、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）を含む照明光学系、１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）を含む受光光学系、及び１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）を含む受光系などを備えている。
【０２１８】
トナーパターンは、トナーの色毎に、互いにトナー濃度の異なる１０個の矩形パターンが２列に配列された濃度検出用パターンを有し、転写ベルト２０４０における有効画像領域外の部分に形成される。そして、主方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間距離は、隣接する２つの発光部の間隔Ｌｅよりも長い。
【０２１９】
この場合には、主方向に隣接する２つの矩形パターンに検出用光をほぼ同時に照射することができる。また、各発光部の受光量を正反射光による受光量と拡散反射光による受光量とに分離することが容易である。このことから、１つの反射型光学センサで、主方向に隣接する２つの矩形パターンのトナー濃度をほぼ同時に検出することができる。
【０２２０】
また、発光部が微小であるため、検出用光のスポットを小さくすることができ、その結果として、矩形パターンの大きさを小さくすることができる。このことは、画像形成に使用されない不寄与トナーの消費量を低減できるメリットもある。
【０２２１】
さらに、発光部と受光部とが近接しているため、照射対象物への検出用光の入射角及び反射角を小さくすることができる。その結果、転写ベルトがトナーの影になってしまうファドーファクターや、転写ベルトのばたつき（反射型光学センサと転写ベルトの距離の変動）による検出誤差を低減することができる。
【０２２２】
また、トナーパターンが有効画像領域外の部分に形成されているため、印刷ジョブを停止させることなく画像濃度制御を行うことができる。すなわち、カラープリンタ２０００のダウンタイムを低減することができる。
【０２２３】
また、濃度検出用パターンは、トナーの色毎に、互いにトナー濃度の異なる１０個の矩形パターンが２列に配列されているため、副方向に関するトナーパターンの長さを従来の約１／２とすることができる。これにより、前記副方向での濃度むらの影響を小さくすることができる。
【０２２４】
この場合は、大型化を招くことなく、トナー濃度をほぼリアルタイムで所望のトナー濃度にすることができ、その結果として、環境変化があっても、常に安定した画像濃度を得ることができる。すなわち、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することが可能である。
【０２２５】
なお、上記実施形態では、矩形パターンの中心間距離が、主方向に関して２．４ｍｍ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、矩形パターンの中心間距離が、主方向に関して２．０ｍｍであっても良い。そして、矩形パターンｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９の中心が発光部Ｅ３とＥ４の中間を通過し、矩形パターンｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、ｐ１０の中心が発光部Ｅ８とＥ９の中間を通過するようにできる（図４３参照）。この場合は、発光部Ｅ３を点灯させたときの各受光部の出力信号から、及び発光部Ｅ４を点灯させたときの各受光部の出力信号から、それぞれ個別に矩形パターンｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９のトナー濃度を求めることができる。同様に、発光部Ｅ８を点灯させたときの各受光部の出力信号から、及び発光部Ｅ９を点灯させたときの各受光部の出力信号から、それぞれ個別に矩形パターンｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、ｐ１０のトナー濃度を求めることができる。これにより、検出精度を向上させることができる。
【０２２６】
また、上記実施形態では、反射型光学センサが１１個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０２２７】
例えば、反射型光学センサが、９つの発光部、９つの受光部を有し、主方向に２列に並んだ矩形パターンの中心間間隔を１．６ｍｍとしても良い（図４４参照）。この場合は、転写ベルトの主方向の長さも小さくでき、その結果として画像形成装置の小型化を図ることができる。また、反射型光学センサの主方向の小型化も可能である。
【０２２８】
また、上記実施形態では、発光部Ｅ３が点灯されたときには、矩形パターンｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、ｐ１０には検出用光は照射されず、転写ベルトからの反射光も受光部Ｄ７〜Ｄ１１には入らない。また、発光部Ｅ９が点灯されたときには、矩形パターンｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７、ｐ９には検出用光は照射されず、転写ベルトからの反射光も受光部Ｄ１〜Ｄ５には入らない。すなわち、発光部Ｅ３からの検出用光と発光部Ｅ９からの検出用光は、矩形パターンに対して干渉しない。そこで、上記実施形態において、発光部Ｅ３と発光部Ｅ９を同時に点灯させても良い。
【０２２９】
また、上記実施形態では、検出受光量取得処理において、発光部Ｅ１〜発光部Ｅ１１を順次、繰り返し点灯・消灯させる場合について説明したが、発光部Ｅ３と発光部Ｅ９のみを順次、繰り返し点灯・消灯させても良い。すなわち、発光部Ｅ３と発光部Ｅ９を交互に点灯・消灯させても良い。この場合は、繰り返しの周波数を上げることができる。また、消費電力の低減を図ることができる。
【０２３０】
また、上記実施形態において、１つの矩形パターンに複数の発光部が対応しても良い。この場合に、検出受光量取得処理において、１つの矩形パターンに対して、少なくとも２つの発光部を個別に点灯・消灯させることができる。そして、発光部毎に該矩形パターンのトナー濃度を求め、その平均値を検出結果としても良い。また、その際に、最大値と最小値、あるいは異常値を除いても良い。また、この場合に、発光部毎に得られた受光量の平均値からトナー濃度を求め、そのトナー濃度を検出結果としても良い。これにより、検出精度を向上させることができる。
【０２３１】
また、上記実施形態では、トナーの色毎に、互いにトナー濃度の異なる１０個の矩形パターンが形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い。例えば、トナーの色毎に、互いにトナー濃度の異なる６個の矩形パターンが形成されても良い。
【０２３２】
また、上記実施形態では、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、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な考え方でトナー濃度を求めることができる。
【０２３３】
また、転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。
【０２３４】
また、可動式の正反射体を画像形成装置中に備えておき、必要なときにその正反射体を所定の位置に移動させ、前記基準受光量を求めても良い。
【０２３５】
また、上記実施形態では、トナーの色毎に、矩形パターンが２列に配列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い。例えば、図４５及び図４６に示されるように、トナーの色毎に、矩形パターンが３列に配列されても良い。
【０２３６】
また、矩形パターンの配列の順序についても、上記実施形態の配列に限定されるものではない（図４７及び図４８参照）。
【０２３７】
また、一例として図４９及び図５０に示されるように、トナーの色毎に、矩形パターンが１列に配列され、互いに異なるトナー色の矩形パターンが主方向に隣接して形成されても良い。要するに、複数の矩形パターンが主方向に隣接して形成されていれば良い。
【０２３８】
また、上記実施形態では、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）と１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）が一体化されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０２３９】
また、上記実施形態では、位置検出用パターンが濃度検出用パターンよりも先に反射型光学センサで検出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、濃度検出用パターンが位置検出用パターンよりも先に反射型光学センサで検出されても良い。但し、この場合は、濃度検出処理が位置検出処理よりも先に行われる。
【０２４０】
なお、矩形パターンの主方向に関する位置は、最初だけすべての発光部を順次点灯・消灯させ、そのときの受光部の出力から知ることができる。また、濃度検出用パターンの先頭に、矩形パターンの位置を検出するための予備パターンを配置しておき、それをすべての検出用光で１度だけ照明し、矩形パターンの主方向に関する位置を把握することもできる。
【０２４１】
また、上記実施形態において、複数組（例えば、８組）の位置検出用パターンＰＰが形成されても良い。この場合は、位置検出の精度を向上させることができる。
【０２４２】
また、上記実施形態において、反射型光学センサに処理装置を設け、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。
【０２４３】
また、上記実施形態において、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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
また、上記実施形態では、トナー検出器２２４５が、転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出しても良い。
【０２４６】
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、トナー検出器２２４５が検出しても良い。
【０２４７】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、例えば、図５１に示されるように、１つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するレーザプリンタ１０００にも適用することができる。
【０２４８】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、トナー検出器１０４５、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。
【０２４９】
トナー検出器１０４５は、前記トナー検出器２２４５の反射型光学センサと同様な反射型光学センサを有し、感光体ドラム１０３０表面のトナーパターンを検出する。
【０２５０】
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持するのに適している。
【符号の説明】
【０２５２】
１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置（テストパターン作成装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０４０…転写ベルト（中間転写ベルト）、２０９０…プリンタ制御装置（処理装置）、２２４５ａ…反射型光学センサ、２２４５ｂ…反射型光学センサ、Ｄ１〜Ｄ１１…受光部、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、ＰａｔｔＡ…トナーパターン（テストパターン）、ＰａｔｔＢ…トナーパターン（テストパターン）、ｐ１〜ｐ１０…矩形パターン（パッチ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２５３】
【特許文献１】特許第４２６５９５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８６８号公報
【特許文献３】特開２００６−１３９１８０号公報
【特許文献４】特開２００９−１６９０３１号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図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５１】
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【図１６】
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【図２９】
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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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