(57)【要約】【課題】  画像が形成される移動体上の異常を検知し、画像形成条件を補正することができる画像形成装置画像形成装置を得る。【解決手段】第１の方向に移動する移動体の表面に、画像情報に応じた画像形成条件で画像を形成し、第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の発光部を含む照射系と、照射系から照射された照射光が移動体の表面で反射された反射光を受光する受光部を複数含む受光系と、を備える反射型光学センサと、少なくとも２以上の受光部からの出力信号に基づいて、移動体の表面の異常の有無を判定する判定装置と、を有してなる画像形成装置による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に移動する移動体の表面に、画像情報に応じた画像形成条件で画像を形成する画像形成装置において、
前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の発光部を含む照射系と、前記照射系から照射された照射光が前記移動体の表面で反射された反射光を受光する受光部を複数含む受光系と、を備える反射型光学センサと、
少なくとも２以上の前記受光部からの出力信号に基づいて、前記移動体の表面の異常の有無を判定する判定装置と、
を有してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定装置は、前記移動体の表面の位置検出用テストパターンで反射された反射光を受光した少なくとも２以上の前記受光部からの出力信号に基づいて、前記位置検出用テストパターンからの反射光出力とは異なる異常出力の有無を判定する、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定装置は、少なくとも２以上の前記発光部が点灯して前記位置検出用テストパターンが照射されたときの少なくとも２以上の前記受光部からの出力信号に基づいて、前記異常出力の有無を判定する、
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定装置は、少なくとも２以上の前記受光部からの出力信号それぞれの出力タイミングの差に基づいて、前記異常出力の有無を判定する、
請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定装置は、少なくとも２以上の前記受光部からの出力信号それぞれの強度の差に基づいて、前記異常出力の有無を判定する、
請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記異常出力の有無の判定結果に基づいて、前記受光系からの出力信号を補正する第１の処理装置を備える、
請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の処理装置は、補正された前記受光系からの出力信号に基づいて、前記位置検出用テストパターンの位置ずれを検出し、前記検出結果に応じて前記画像形成条件を調整する、
請求項５または６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記異常出力の有無の判定結果に基づいて、前記受光系からの出力信号を記憶する記憶装置を備える、
請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記憶装置に記憶された出力信号を用いて、前記位置検出用テストパターンで反射された反射光を受光する複数の受光部からの出力信号を補正する第２の処理装置を備える、
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の処理装置は、補正された前記受光部からの出力信号に基づいて、前記位置検出用テストパターンの位置ずれを検出し、前記検出結果に応じて前記画像形成条件を調整する、
請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記照射系は、前記第２の方向に沿って配列された少なくとも３つの発光部を含み、
前記受光系は、少なくとも３つの受光部を含む、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記受光部の数は前記発光部の数と等しく、前記発光部と前記受光部が互いに１対１で対応している、
請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記移動体の表面に被検知物があるとき、
前記判定部は、前記被検知物からの反射光出力を検知した前記受光部の数に基づいて、前記被検知物の大きさを判定する、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記処理装置は、前記判定された被検知物の大きさに基づいて、前記画像形成条件を調整する、
請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記判定された被検知物の大きさの情報が記憶される記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記被検知物の大きさの情報の経時変化を判定し、前記判定の結果に基づいて異常を報知する報知部と、
を備える、
請求項１３または１４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、移動体上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高精細な画像を得るための画像形成装置として、レーザ光を用いた画像形成手段を備えるものが知られている。この画像形成装置における画像形成方法は、感光性を有するドラムの軸方向に、光走査装置を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させて、ドラムの表面に潜像を形成し、これにトナーを吸着させてトナー画像を形成し、このトナー画像を紙に転写するものである。このような画像形成装置において、ドラム上のトナー画像は、転写先の紙に対して適正な位置に形成される必要がある。
【０００３】
特に、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像やカラー画像を形成するカラーの画像形成装置においては、各色のトナー画像の転写位置が紙に対して適正な位置にならないと、種々の異常画像出力の原因となる。異常画像出力には、各カラー画像の書き出し位置が相互にずれてしまうレジストずれ、各カラー画像の寸法誤差となる倍率ずれ、さらに複数のトナー画像間での相対的な位置ズレによる色ずれなど、がある。
【０００４】
よって、カラー画像を形成するときには特に、転写先へのトナー画像の位置を、色別のトナー画像毎に適正に把握し調整しなければならない。そのためにはトナー画像の転写位置が適正な位置に維持されるように、トナー画像の位置を検出して、適正位置からずれている場合はこれを補正する制御が必要である。
【０００５】
トナー画像の位置を適正に制御する方法として、トナー画像が形成される移動体上に位置検知用のテストパターンを形成して、このテストパターンの位置を検出することでトナー画像位置を算出する方法が知られている。この方法は、移動体に光を照射し、テストパターンからの反射光による検出情報を用いて所定のアルゴリズムによる演算を行うことで、トナー画像の位置を求める方法である。また、濃度検知用のテストパッチを移動体上に形成して、このテストパッチからの反射光による検出情報（受光量）を用いて、所定のアルゴリズムによる演算によって、画像の濃度を求める方法も知られている。
【０００６】
これらの「位置検知用のテストパターン」や「濃度検知用のパッチ」からの反射光を受光するセンサとして、種々の反射型光学センサが知られている。
【０００７】
例えば、１つの発光部（例えばＬＥＤ）と１つの受光部（例えばＰＤ）を備えるタイプの反射型光学センサを用いて、上記の画像形成方法に係るトナー画像位置や濃度を把握することができる画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１の画像形成装置は、位置検知用のテストパターンを検出するために、反射型光学センサを用いる。この画像形成装置におけるテストパターン検出方法は以下のようなものである。移動体（例えば中間転写ベルト）上に形成された位置検知用のテストパターンに対して、反射型光学センサが備える発光部から射出される光を照射し、この照射光のうち、移動体部分で反射される光と、トナーが付着したテストパターン部分で反射される光を検知する。
【０００９】
テストパターン部分に照射された光は、トナーによる散乱や吸収により、反射光量が減少する。したがって、移動体部分に係る反射光量による受光部の出力信号の大きさと、テストパターン部分に係る反射光量による受光部の出力信号の大きさは異なる。そこで、受光部の出力信号が、基準となるスレッシュレベル（閾値）を横切るか否かの判定をすることで、テストパターンを検知することができる。
【００１０】
特許文献１の画像形成装置の他に、画像形成制御に必要なトナー濃度を検知するために、反射型光学センサを用いている画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この画像形成装置は、発光部として１個のＬＥＤを用い、このＬＥＤからの光をテストパターンに照射した反射光を、２個のフォトダイオードからなる受光部で受光することで、テストパターンを検知するものである。
【００１１】
特許文献２の画像形成装置は、画像の濃度制御用に反射型光学センサを用いている。しかし、反射型光学センサのうち、１個のＬＥＤからの光を濃度検知用のパッチに照射し、その正反射光を受光する１個のフォトダイオード（ＰＤ）の部分を共用することで位置検知用のテストパターンを検知し、検知された情報に基づく画像の位置制御を行うことができる。これらの反射型光学センサでは、テストパターンを照明する移動体上の光スポットは１つであり、その大きさは２〜３ｍｍとなる。
【００１２】
１つの位置検知用のテストパターンの大きさは、このテストパターンが形成される移動体（例えば中間転写ベルト）の移動方向（副方向）に直交する方向（主方向）において、一般的に１５ｍｍ以上である。また、副方向の大きさは一般に１〜２ｍｍ程度である。一方、１つの濃度検知用のパッチの大きさは、主方向で１５ｍｍ以上であり、副方向も１５ｍｍ以上である。
【００１３】
テストパターンの主方向の大きさを１５ｍｍ以上とし、光スポットの同方向の大きさより大きくすることで、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差があったとしても、光スポットによってテストパターンを適正に照明できる。
【００１４】
なお、上記相対的な位置誤差としては、（１）反射型光学センサの取り付け誤差、及び発光部の取り付け誤差による光の照射方向のずれ、などによって発生する光スポットの主方向の照射位置誤差、（２）テストパターン形成位置ずれ、及び感光体ドラムや中間転写ベルトの蛇行などによって発生するテストパターンの主方向の位置誤差、が想定される。
【００１５】
ところで、テストパターンの形成に用いられるトナーは、本来の画像形成に寄与しない不寄与トナーである。よって、テストパターンの面積が大きくなれば、それに比例して不寄与トナーの消費量も多くなるため、画像形成に係るランニングコストが増加することになる。そこで、不寄与トナーの消費量を低減させるために、テストパターン等の面積を小さくすることが求められる。
【００１６】
しかし、テストパターンを小さくするには限界がある。なぜならば、テストパターンが形成される位置と照射される光のスポット（光スポット）位置との相対的な誤差があっても、上記の様な検出を可能にするには、テストパターンの大きさをある程度以上にする必要がある。例えば、テストパターンの主方向における大きさは、光スポットより大きくしておく必要がある。このように、特許文献１や特許文献２の画像形成装置においては、光スポットとの位置誤差に対する余裕度を確保する必要性から、ある程度以上の大きさでテストパターンを形成する必要がある。
【００１７】
これらの課題を解決するものとして、３個以上の発光部と３個以上の受光部を備える反射型光学センサを用いることで、従来よりも小さいテストパターンであっても、適正な位置の検出を行うことができる画像形成装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１８】
特許文献３の画像形成装置による反射型光学センサを用いたテストパターンの位置検出方法によれば、光スポットを小さくしても、テストパターンの正確な位置を演算的に割り出すことができる。すなわち、テストパターンからの反射光を複数の受光部で捉えて、複数の受光部の出力分布からテストパターンの位置を算出することで、小さいテストパターンであっても、正確に位置を検出することができる。
【００１９】
しかし、上記の特許文献１乃至３に記載されている画像形成装置による反射型光学センサを用いたテストパターンの位置検出であっても、中間転写ベルトなどの移動体にキズや汚れ等がある場合は、このキズや汚れをテストパターンとして誤検知してしまうことがある。移動体上に形成されたキズや汚れに光が照射されると、トナー画像の場合と同様に、その反射光が減衰されるからである。
【００２０】
そこで、上記の課題を解決する画像形成装置として、移動体にキズや汚れがあったとしても、位置検出用パターンの適正な検出が行えるように、複数の反射型センサにおける受光量に対して複数のスレッシュレベルを設定し、予め知られている位置検知用のテストパターンの数と、スレッシュレベルを横切る信号の数の一致を判定することで、テストパターンの位置検出をする画像形成装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、特許文献４に記載されているテストパターンの位置検出においても、さらなる課題がある。すなわち、テストパターンによる反射光の減衰と、移動体のキズや汚れによる反射光の減衰とが近似するとき、スレッシュレベルを横切る信号が、キズによるものかテストパターンによるものかの区別はつかず、正確な判定をすることができない。
【００２２】
このように、上記特許文献１乃至４のいずれの画像形成装置においても、移動体のキズや汚れによるテストパターンの位置の誤検知は生じ、受光部の出力信号において、テストパターンとキズの区別をつけることはできない。
【００２３】
また、出力信号の強度（受光量の大きさ）ではなく、出力信号がスレッシュレベルを横切った時間によって判定する方法が考えられる。しかし、１つの受光部に係る出力信号では、既知のテストパターン間隔から算出される時間間隔から大きく異なるとき、その原因が、大きな位置ずれによるものであるか、キズや汚れによるものか、いずれによるものであるかを判定することはできない。
【００２４】
誤検知等の検知エラーが発生すると、再度位置検知を実施しなくてはならず、ダウンタイムが発生する。また、誤った位置ずれ検知結果を受けて、画像形成条件が調整されてしまうと、画像品質がかえって低下する恐れがある。
【００２５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、移動体の表面にキズや汚れがあっても、正確に位置検知用のテストパターンを検知し、色ずれ等の異常画像が生じないように適切に補正を行うことができる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】
【００２６】
本発明は、第１の方向に移動する移動体の表面に、画像情報に応じた画像形成条件で画像を形成する画像形成装置であって、第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の発光部を含む照射系と、照射系から照射された照射光が移動体の表面で反射された反射光を受光する受光部を複数含む受光系と、を備える反射型光学センサと、少なくとも２以上の受光部からの出力信号に基づいて、移動体の表面の異常の有無を判定する判定装置と、を有してなることを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、移動体上に形成されているテストパターンの位置検知をより正確に行うことで、画像形成装置に係る画像形成条件の補正をより正確に行い、出力画像のずれの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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プリンタ制御装置の制御ブロック図である。
【図３】上記画像形成装置が備える光走査装置を主方向から見た光学配置図である。
【図４】上記光走査装置の一部を副方向からみた光学配置図である。
【図５】上記光走査装置の別の一部を副方向からみた光学配置図である。
【図６】上記光走査装置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画像センサの設置位置の例を示す斜視図である。
【図８】上記画像センサの設置位置の例を示す平面図である。
【図９】上記画像センサの構造の例を示す断面図である。
【図１０】上記画像センサの構造の例を示す断面図である。
【図１１】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１２】上記中間転写ベルトで反射される光と上記画像センサとの関係を示す図である。
【図１３】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１４】上記画像センサが備える発光部と受光部の関係を示す図である。
【図１５】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画像センサとの位置関係を示す平面図である。
【図１６】上記テストパターンの一部拡大図である。
【図１７】上記テストパターンの一部拡大図である。
【図１８】上記画像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１９】上記画像形成装置において実行される画像形成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２０】上記画像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を説明するための平面図である。
【図２１】上記画像センサの発光タイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図２２】上記画像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２３】上記画像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２４】上記画像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】上記画像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を説明するための平面図である。
【図２６】上記画像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２７】上記画像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２８】上記画像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２９】上記画像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３０】上記画像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３１】上記画像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３２】上記画像センサの受光部における出力信号の例を示すグラフである。
【図３３】上記画像センサの受光部における出力信号の別の例を示すグラフである。
【図３４】上記画像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を説明するための平面図である。
【図３５】上記画像センサの受光部における出力信号の例を示すグラフである。
【図３６】上記画像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３７】上記画像センサの受光部における出力信号の例を示すグラフである。
【図３８】上記画像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３９】上記画像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を説明するための平面図である。
【図４０】上記画像センサの受光部における出力信号の例を示すグラフである。
【図４１】上記画像センサの受光部における出力信号の例を示すグラフである。
【図４２】上記画像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４３】上記画像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４４】上記画像センサの受光部における出力信号の差分の例を示すグラフである。
【図４５】上記画像センサが形成する光スポットの例を示す図である。
【図４６】上記画像センサの発光タイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図４７】上記画像センサが形成する光スポットの例を示す図である。
【図４８】上記画像センサが形成する光スポットと中間転写ベルト上に生じる異常の位置関係を説明するための平面図である。
【図４９】上記画像センサの受光部における出力信号の別の例を示すグラフである。
【図５０】上記画像センサの受光部における出力信号のさらに別の例を示すグラフである。
【図５１】上記画像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５２】上記画像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５３】上記画像センサの受光部における出力信号の差分の別の例を示すグラフである。
【図５４】上記画像形成装置において実行される画像形成プロセス制御処理の別の例を示すフローチャートである。
【図５５】上記画像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を説明するための平面図である。
【図５６】上記画像センサの受光部における出力信号のさらに別の例を示すグラフである。
【図５７】上記画像形成プロセス条件調整処理によって、補正された受光部出力信号の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。まず本発明に係る画像形成装置の例であるカラープリンタの構成について説明する。図１は、カラープリンタ２０００の構成を示す概略図である。
【００３０】
●画像形成装置の実施形態（１）●
図１において、カラープリンタ２０００は、４色（マゼンタ、ブラック、シアン、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って、光走査装置２０１０と、各色に対応する４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）と、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）と、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）と、中間転写ベルト２０４０と、転写ローラ２０４２と、定着装置２０５０と、給紙コロ２０５４と、レジストローラ対２０５６と、排紙ローラ２０５８と、給紙トレイ２０６０と、排紙トレイ２０７０と、通信制御装置２０８０と、画像センサ２２４５と、上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０と、を有してなる。
【００３１】
また、カラープリンタ２０００が備える各色に対応する４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）と、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）と、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）により、画像形成ステーション２０２０が構成されている。
【００３２】
なお、以下において、色別の画像を形成する各画像形成ステーションの部材の説明において、共通する事項を説明するときは、各部材を示す符号の数字部分のみ用いて表示し、数字の後に付与されているアルファベットは表示を省略することがある。
【００３３】
また、カラープリンタ２０００を構成する上記の各部材の位置関係を示すときに用いる座標系として、図１において図示をした３次元直交座標系を用いる。この座標系は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなり、感光体ドラム２０３０の長手方向（回転軸方向）に沿った軸をＹ軸とし、感光体ドラム２０３０の配列方向に沿ったＹ軸に直交する軸をＸ軸とし、Ｙ軸とＸ軸に直交する方向をＺ軸とする。
【００３４】
また、それぞれの軸に沿った方向を「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、「Ｚ軸方向」と表記し、各軸の矢印方向を正方向、矢印と反対方向を負方向として表記する。例えば、画像センサ２２４５は中間転写ベルト２０４０の−Ｘ方向に配置されている、というように表記する。
【００３５】
●通信制御装置
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介して上位装置（例えば、パソコン、スキャナ）との双方向通信を制御し、また、公衆回線を介して情報機器（例えば、ファクシミリ装置）との双方向の通信を制御する。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。
【００３６】
●プリンタ制御装置
次に、図２を用いてプリンタ制御装置２０９０の構成の例について説明をする。図２において、破線で示されているプリンタ制御装置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記憶装置である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。後述する各種処理（例えば、異常出力の補正処理、異常出力の記憶処理、記録されている異常出力に基づく補正処理）を実行する第１の処理装置および第２の処理装置は、ＲＯＭ４０５に記憶されているコンピュータプログラムと演算処理を行うＣＰＵ４０２によって構成される。
【００３７】
ＲＯＭ４０５には、後述するテストパターンを発生させるために必要なテストパターンの形成位置や濃度情報、テストパターンの階調を形成するためのバイアス条件、テストパターンのトナー濃度を推定するための反射型光学センサ出力の濃度変換情報が格納されている。プリンタ制御装置２０９０には、通信制御装置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プリンタ制御装置２０９０に一元化した画像データとして送信する。
【００３８】
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２０００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。
【００３９】
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。通信制御装置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２０２０に信号を送り、画像形成ステーション２０２０は後述の画像形成プロセスを実行する。
【００４０】
また、Ａ／Ｄ変換回路４０１には、画像センサ２２４５の出力信号が入力される。Ａ／Ｄ変換回路４０１は、画像センサ２２４５からの信号をデジタルデータに変換する。ＣＰＵ４０１は、画像センサ２２４５からの出力信号に基づくデジタルデータを用いて、後述する位置ずれ検出処理を行う。
【００４１】
●Ｍ（マゼンタ）画像形成ステーション
次に、カラープリンタ２０００が備える画像形成ステーション２０２０の詳細な構成について、図１を用いてさらに説明する。図１において、マゼンタ色の画像を形成する画像形成ステーション２０２０は、感光体ドラム２０３０ａと、帯電装置２０３２ａと、現像ローラ２０３３ａと、トナーカートリッジ２０３４ａと、クリーニングユニット２０３１ａと、を有してなる。これらを組として使用して、マゼンタ色の画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｍステーション」という）が構成される。
【００４２】
●Ｋ（黒）画像形成ステーション
また、黒色の画像を形成する画像形成ステーション２０２０は、感光体ドラム２０３０ｂと、帯電装置２０３２ｂと、現像ローラ２０３３ｂと、トナーカートリッジ２０３４ｂと、クリーニングユニット２０３１ｂと、を有してなる。これらを組として使用して、黒の画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｋステーション」という。）が構成される。
【００４３】
●Ｃ（シアン）画像形成ステーション
また、シアン色の画像を形成する画像形成ステーション２０２０は、感光体ドラム２０３０ｃと、帯電装置２０３２ｃと、現像ローラ２０３３ｃと、トナーカートリッジ２０３４ｃと、クリーニングユニット２０３１ｃと、を有してなる。これらを組として使用して、シアン色の画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｃステーション」という。）が構成される。
【００４４】
●Ｙ（黄色）画像形成ステーション
また、黄色の画像を形成する画像形成ステーション２０２０は、感光体ドラム２０３０ｄと、帯電装置２０３２ｄと、現像ローラ２０３３ｄと、トナーカートリッジ２０３４ｄと、クリーニングユニット２０３１ｄと、を有してなる。これらをくみとして使用して、黄色の画像を形成する画像形成ステーション（以下「Ｙステーション」という）が構成される。
【００４５】
次に、各画像形成ステーション２０２０を構成する各部材の説明をする。各画像形成ステーション２０２０は、上記のように画像を形成する４色それぞれに対応して設けられており、同じ機能構成を備えた部材には、同じ数字符号が付与されている。また、画像形成ステーション２０２０を構成する各部材の数字符号の後に付与されている英字符号は、「ａ」がＭステーションに係るものを示し、「ｂ」がＫステーションに係るものを示し、「ｃ」がＣステーションに係るものを示し、「ｄ」がＹステーションに係るものを示している。以下の各部材の説明では、英字符号は表示を省略する。
【００４６】
●感光体ドラム
各色に対応する感光体ドラム２０３０はいずれも、その表面に感光層が形成されている。各感光体ドラム２０３０の表面がそれぞれ、光走査装置２０１０による光走査の被走査面である。なお、各感光体ドラム２０３０は、図示しない回転駆動機構によって、図１に示すように、Ｙ軸方向からみたＸ−Ｚ面内において、時計周りに回転する。
【００４７】
●クリーニングユニット
クリーニングユニット２０３１は、対応する感光体ドラム２０３０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２０３０の表面は、対応する帯電装置２０３２に対向する位置に戻る。
【００４８】
●帯電装置
各色に対応する帯電装置２０３２は、対応する感光体ドラム２０３０の表面をそれぞれ均一に帯電させる装置である。
【００４９】
●現像ローラ
現像ローラ２０３３の表面には、現像ローラ２０３３の回転にともなって対応するトナーカートリッジ２０３４からのトナーが薄く均一に塗布される。そして、現像ローラ２０３３の表面に塗布されたトナーは、対応する感光体ドラム２０３０の表面に接すると、この表面上において、後述する光が照射された部分にだけ移行して付着する。すなわち、現像ローラ２０３３は、対応する感光体ドラム２０３０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部材である。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラム２０３０の回転に伴って中間転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００５０】
●光走査装置
次に感光体ドラム２０３０の表面にトナー画像を形成するための潜像を形成する光走査装置２０１０について、説明をする。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（マゼンタ（Ｍ）画像情報、ブラック（Ｋ）画像情報、シアン（Ｃ）画像情報、イエロー（Ｙ）画像情報）に基づいて、色ごとに変調された光束を対応する帯電された感光体ドラム２０３０の表面にそれぞれ照射する。帯電された表面に照射された光によって、当該表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失して、色ごとの画像情報に対応した潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム２０３０の回転に伴って、対応する現像ローラ２０３３の方向に移動する。
【００５１】
●中間転写ベルト
以上の構成からなる画像形成ステーション２０２０において、各ステーションの感光体ドラム２０３０に形成された各色のトナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０上に順次転写されて、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。中間転写ベルト２０４０は、図１に示すように−Ｘ方向に移動しながら、Ｙステーションで形成されたトナー画像が転写された後に、Ｃステーション、Ｋステーション、Ｍステーション、の順で、それぞれにおいて形成されたトナー画像の転写を順次行う。この中間転写ベルト２０４０の移動する方向を副方向という。また、この副方向に直交する方向であって、Ｙ軸に沿う方向を主方向という。
【００５２】
●給紙トレイ
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されていて、この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されている。この給紙コロ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に搬送する部材である。レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。そして、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が、転写ローラ２０４２により、記録紙に転写される。ここで転写された記録ｑ紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００５３】
●定着装置
定着装置２０５０は、記録紙に熱と圧力を加える。この熱と圧力によってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。
【００５４】
●画像センサ
画像センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０上に形成されるテストパターンを検知するセンサであって、中間転写ベルト２０４０が副方向に進行して感光体ドラム２０３０から離れる方向に折り返す位置の近傍に配置されている。図１において示す座標系に基づけば、画像センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０の−Ｘ方向端部近傍に配置されている。この画像センサ２２４５の詳細は後述する。
【００５５】
●光走査装置２０１０の構成●
次に、光走査装置２０１０の詳細な構成について図３乃至図６を用いて説明する。図３は、光走査装置２０１０を主方向からみた光学配置図である。図４は、光走査装置２０１０の一部を副方向からみた光学配置図である。図５は、光走査装置２０１０の別の一部を副方向からみた光学配置図である。図６は、光走査装置２０１０全体を副方向からみた光学配置図である。
【００５６】
光走査装置２０１０は、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）と、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）と、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）と、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）と、ポリゴンミラー２１０４と、４つの偏向器側走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）と、８枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）と、４つの像面側走査レンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）と、を有してなる。この他にも、光走査装置２０１０は、図示はしていないが走査制御装置などを備えている。
【００５７】
●各色の潜像を形成する光学部材●
光源２２００ａ、カップリングレンズ２２０１ａ、開口板２２０２ａ、シリンドリカルレンズ２２０４ａ、偏向器側走査レンズ２１０５ａ、像面側走査レンズ２１０７ａ、２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）は、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。これら光学部材群によって、マゼンタ色トナーに係る潜像が感光体ドラム２０３０ａに形成される。
【００５８】
光源２２００ｂ、カップリングレンズ２２０１ｂ、開口板２２０２ｂ、シリンドリカルレンズ２２０４ｂ、偏向器側走査レンズ２１０５ｂ、像面側走査レンズ２１０７ｂ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）は、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。これら光学部材群によって、黒色トナーに係る潜像が感光体ドラム２０３０ｂに形成される。
【００５９】
光源２２００ｃ、カップリングレンズ２２０１ｃ、開口板２２０２ｃ、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ、偏向器側走査レンズ２１０５ｃ、像面側走査レンズ２１０７ｃ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）は、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。これら光学部材群によって、シアン色トナーに係る潜像が感光体ドラム２０３０ｃに形成される。
【００６０】
光源２２００ｄ、カップリングレンズ２２０１ｄ、開口板２２０２ｄ、シリンドリカルレンズ２２０４ｄ、偏向器側走査レンズ２１０５ｄ、像面側走査レンズ２１０７ｄ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）は、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。これら光学部材群によって、黄色トナーに係る潜像が感光体ドラム２０３０ｄに形成される。
【００６１】
なお、上記の各光源の点灯及び消灯は、走査制御装置によって制御される。
【００６２】
●カップリングレンズ
各カップリングレンズ２２０１は、対応する光源２２００から射出された光束の光路上に配置され、この光束を略平行光束とする。各開口板２２０２は、開口部を有し、対応するカップリングレンズ２２０１からの光束を整形する。
【００６３】
●シリンドリカルレンズ
各シリンドリカルレンズ２２０４は、対応する開口板２２０２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軸方向において結像する。
【００６４】
●ポリゴンミラー
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。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。
【００６５】
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、偏向器側走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６ａ、像面側走査レンズ２１０７ａ、及び折り返しミラー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。
【００６６】
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、偏向器側走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、像面側走査レンズ２１０７ｂ、及び折り返しミラー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。
【００６７】
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、偏向器側走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、像面側走査レンズ２１０７ｃ、及び折り返しミラー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。
【００６８】
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、偏向器側走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、像面側走査レンズ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。
【００６９】
各感光体ドラム２０３０上に形成された光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０の長手方向（主方向）に移動する。各感光体ドラム２０３０における画像情報が書き込まれる主方向の走査領域を「有効走査領域」、「画像形成領域」あるいは「有効画像領域」という。
【００７０】
●画像センサの詳細
次に、画像センサ２２４５について説明をする。まず、図７と図８を用いて画像センサ２２４５の配置について説明する。図７は、画像センサ２２４５と中間転写ベルト２０４０の位置関係を説明するための斜視図である。図７に示すように、画像センサ２２４５は、３つの反射型光学センサからなる。以下の説明において、３つの反射光学センサを区別して説明するときには、それぞれを画像センサ２２４５ａ、画像センサ２２４５ｂ、画像センサ２２４５ｃとして表記する。また、区別する必要がないときは画像センサ２２４５として表記する。画像センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０の副方向折り返し端の近傍（−Ｘ端）に、主方向に沿って等間隔に配置されている。図７に示す座標軸に基づいて説明すると、Ｙ軸の原点側から、画像センサ２２４５ａ、画像センサ２２４５ｂ、画像センサ２２４５ｃ、の順にＹ軸に沿って配置されている。
【００７１】
図８は、画像センサ２２４５と中間転写ベルト２０４０の位置関係を示す、Ｚ軸方向から見た平面図である。図８に示すように、画像センサ２２４５の一部を構成する画像センサ２２４５ｂは、中間転写ベルト２０４０における有効画像領域内の中央付近に配置されている。また、画像センサ２２４５ａは、図８に正対した状態において、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の右側端部近傍に配置され、画像センサ２２４５ｃは、図８に正対した状態において、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の左側端部近傍に配置されている。
【００７２】
以下の説明において、中間転写ベルト２０４０の主方向における、画像センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、画像センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、画像センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。
【００７３】
●画像センサの構造
画像センサ２２４５を構成する３つの画像センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃは、いずれも同じ構成、同じ構造を有している。図９は、画像センサ２２４５の副方向における断面図である。図９に示すように、画像センサ２２４５は、中間転写ベルト２０４０に対向する側に、照明用マイクロレンズＬＥと、照明用マイクロレンズＬＥに対応する位置に発光部Ｅが配置され、照明用マイクロレンズＬＥに並んで受光用マイクロレンズＬＤと、受光用マイクロレンズＬＤに対応する位置に受光部Ｄが配置されている。
【００７４】
図９において、画像センサ２２４５が対向する中間転写ベルト２０４０は、Ｚ軸と平行になっているが、これは、−Ｘ方向に移動してきた中間転写ベルト２０４０が＋Ｘ方向に折り返す位置に、画像センサ２２４５が配置されていることを表している。
【００７５】
図１０は、画像センサ２２４５の中間転写ベルト２０４０に対向する面から見た断面図である。図１０に示すように画像センサ２２４５は、１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）が主方向に沿って配列されている。隣接する発光部同士の間隔は一定に保たれている（符号Ｌｅ）。この発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）のそれぞれに対応する１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）が中間転写ベルト２０４０側に配置されている（図９を参照）。発光部Ｅと照明用マイクロレンズＬＥによって、照明光学系が形成されている。
【００７６】
また、１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）が発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）のそれぞれに対応する主方向位置の副方向にずれた位置に配置されている。この受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）のそれぞれに対応する１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）が中間転写ベルト２０４０側に配置されている（図９を参照）。受光部Ｄと受光用レンズＬＤによって、受光光学系が形成されている。
【００７７】
以下の説明において、発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）と、照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）と、受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）と、受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）のそれぞれを総称して、「発光部Ｅ」、「照明用マイクロレンズＬＥ」、「受光部Ｄ」、「受光用マイクロレンズＬＤ」と表記する。
【００７８】
●発光部
発光部Ｅ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Ｅ同士の間隔Ｌｅを０．４ｍｍとして説明を続ける。
【００７９】
発光部Ｅ同士の間隔Ｌｅが０．４ｍｍであれば、主方向に関して発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１の距離は、４ｍｍ（Ｌｅ×１０）である。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。
【００８０】
１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）は、プリンタ制御装置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。
【００８１】
●受光部の説明
受光部Ｄの配列間隔（配列ピッチ）は、発光部Ｅの間隔Ｌｅと等しい。各受光部Ｄ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、各受光部Ｄにおける受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。
【００８２】
各受光部Ｄには、ＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。各受光部Ｄは、受光量に応じたレベルの電気信号を出力する。
【００８３】
●中間転写ベルトと画像センサに係る光の関係
図１１は、画像センサ２２４５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Ｅと照明光学系である照明用マイクロレンズＬＥ、および中間転写ベルト２０４０の照射面のみを示している。図１１に示すように、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。発光部Ｅから出射された光は、照明用マイクロレンズＬＥによって集光的に導かれて中間転写ベルト２０４０上を照明する。各照明用マイクロレンズＬＥ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ＬＥの光軸は、対応する発光部Ｅの発光面に直交する方向に平行である。
【００８４】
図１２は、画像センサ２２４５の構成の一部を示す断面図であって、照明光学系である受光部Ｄと受光光学系である受光用マイクロレンズＬＤ、および中間転写ベルト２０４０の照射面のみを示している。図１２に示すように、発光部Ｅから出射された光が中間転写ベルト２０４０で反射されて、受光用マイクロレンズＬＤを介して、受光部Ｄにおいて受光される。また、各受光用マイクロレンズＬＤの光軸は、対応する受光部Ｄの発光面に直交する方向に平行である。なお、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）に個別対応し、中間転写ベルト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ＬＤ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。
【００８５】
照明用マイクロレンズＬＥ、受光用マイクロレンズＬＤのいずれにおいても、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。
【００８６】
本実施形態において、照明用マイクロレンズＬＥと受光用マイクロレンズＬＤを構成するマイクロレンズは、例えば、球面レンズである。この場合、各照明用マイクロレンズＬＥの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ＬＥの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。
【００８７】
具体的には、各照明用マイクロレンズＬＥのレンズ径は０．４１４ｍｍ、レンズの曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は１．２２９ｍｍである。
【００８８】
各受光用マイクロレンズＬＤのレンズ径は０．７１２ｍｍ、レンズの曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は１．４１９ｍｍである。
【００８９】
上記のように、各受光用マイクロレンズＬＤのレンズ径を各照明用マイクロレンズＬＥ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、各受光用マイクロレンズＬＤの曲率半径を各照明用マイクロレンズＬＥ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ため、正反射光の受光量を減らすことができる。また、各受光用マイクロレンズＬＤの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部Ｅに対応する受光部Ｄに隣接する受光部Ｄの前面に配置した受光用マイクロレンズＬＤ通過後の光線を大きく屈折させることができる。これによって、テストパターンからの反射光が拡散光であっても、受光部Ｄにおける受光量も増加することが期待できる。
【００９０】
●光スポット
ここでは、説明の便宜上、各発光部Ｅから射出され、対応する照明用マイクロレンズＬＥを通過した光束のみが、テストパターンを検出するための検出用光が中間転写ベルト２０４０上を照明する光スポット（Ｓ１〜Ｓ１１）を形成するものとする。図１３を用いて、光スポットの概要を説明する。図１３に示すように、発光部Ｅから射出された光が照明用マイクロレンズＬＥによって集光され、この集光された光が中間転写ベルト２０４０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Ｅと、この発光部Ｅに対応する受光部Ｄとの中間付近に対応する位置に形成される。
【００９１】
各光スポットＳの大きさ（直径）は、例えば０．４ｍｍである。この値は、発光部Ｅの間隔Ｌｅと等しい値である。なお、従来の光スポットＳの大きさ（直径）は、通常、２〜３ｍｍ程度であった。
【００９２】
以下の説明において、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであるものとし、中間転写ベルト２０４０の表面に形成された光スポットＳに係る光のほとんどは正反射されるものとする。
【００９３】
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、一体化されて、マイクロレンズアレイを構成している。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。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。
【００９４】
なお、以下の説明において、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と表記する。また、発光部Ｅｉから射出されて照明用マイクロレンズＬＥｉを通過し中間転写ベルト２０４０を照明する光を、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と表記する。
【００９５】
●照明光と反射光の関係
次に、画像センサ２２４５からの照明用光と、中間転写ベルト２０４０で反射された光の関係について図１４を用いて示す。図１４に示すように、照明用マイクロレンズ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。Δｄの寸法は、例えば０．０３５ｍｍである。
【００９６】
また、受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸は、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。Δｄ´の寸法は、例えば０．０２０ｍｍである。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。
【００９７】
Ｚ軸方向において、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、例えば０．４４５ｍｍであって、発光部Ｅｉと受光部Ｄｉの間隔は、例えば０．５００ｍｍである。また、Ｚ軸方向において、発光部Ｅｉから照明用マイクロレンズＬＥｉまでの距離は、例えば０．８００ｍｍであって、各マイクロレンズと中間転写ベルト２０４０表面までの距離は、例えば５ｍｍである。
【００９８】
●テストパターン●
次に、本発明に係る画像形成装置の画像形成プロセス制御に用いるテストパターンについて説明する。
【００９９】
本実施形態に係るテストパターンの例を図１５に示す。位置ずれ検出用のパターンＰＰと、トナー濃度検出用のパターンＤＰからなるテストパターンは、中間転写ベルト２０４０上に形成される。Ｙ１位置とＹ３位置には、位置ずれ検出用のパターンＰＰのみ形成され、Ｙ２位置には位置ずれ検出用のパターンＰＰと、濃度検出用のパターンＤＰ１〜ＤＰ４が形成される。濃度検出用のパターンＤＰ１〜ＤＰ４は、画像形成に用いる４色に対応している。
【０１００】
●位置ずれ検出用パターン
次に、図１６を用いて、位置ずれ検出のパターンＰＰについて説明をする。図１６に示すように、パターンＰＰは、主方向（Ｙ軸方向）に平行な４本のライン状パターン（ＬＰＭ１、ＬＰＫ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）からなる第１のパターン群ＰＰ１と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＭ２、ＬＰＫ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２）からなる第２のパターン群ＰＰ２により構成されている。
【０１０１】
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。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。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る。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る。各ライン状パターンは、ベタパターンである。
【０１０２】
第１のパターン群ＰＰ１は、主方向の長さｗ１を１ｍｍ、副方向の長さを０．５ｍｍとし、それらの副方向の間隔を１ｍｍとしている。この場合は、パターンＰＰ１の各ラインの主方向の長さを、「光スポットＳｉの大きさ」＋「発光部Ｅの間隔Ｌｅ」以上とすることができる。
【０１０３】
また、第２のパターン群ＰＰ２は、主方向に対して傾斜角を４５°とし、主方向に関するパターンＰＰ２の長さを１ｍｍ（＝ｗ１）、線幅を０．５ｍｍとしている。
【０１０４】
●濃度検出用パターンの説明
図１５に戻る。濃度検知用のパターンＤＰ１はマゼンタトナーで形成され、濃度検出用のパターンＤＰ２はブラックトナーで形成される。また、濃度検出用のパターンＤＰ３はシアントナーで形成され、濃度検出用のパターンＤＰ４はイエロートナーで形成される。
【０１０５】
なお、以下では、濃度検出用のパターンＤＰ１〜ＤＰ４を区別する必要がない場合には、総称して「濃度検知用のパターンＤＰ」ともいう。
【０１０６】
濃度検出用のパターンＤＰの例について、図１７を用いて説明する。図１７に示されるように、５個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ５）を有している。なお、以下の説明においてパターン（ｐ１〜ｐ５）を総称して「矩形パッチｐ」ともいう。矩形パッチｐは、中間転写ベルト２０４０の移動方向（副方向）に沿って並んでおり、全体としてみたときにそれぞれの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ッチから、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５とする。
【０１０７】
矩形パッチｐの寸法は、例えば、主方向の長さｗ２が１ｍｍ、副方向の長さｗ３が２ｍｍである。この寸法によれば、各矩形パッチの主方向の長さｗ２は、発光部Ｅｉの間隔Ｌｅ（０．４ｍｍ）と光スポットＳｉの大きさ（０．４ｍｍ）の和よりも大きい。この場合は、光スポットＳｉは矩形パッチｐを確実に照明することができ、光の利用効率を高くすることができる。また、副方向に関して、隣接する２つの矩形パッチｐの中心間隔は３ｍｍである。
【０１０８】
このように、本発明に係る画像形成装置によれば、テストパターンを小さくしても精度よくこれを検出することができるから、テストパターンの形成に使用するトナー量を従来に比べて１／１００程度とすることができる。すなわち、不寄与トナーの量を大幅に減少させることができる。その結果、トナーカートリッジの交換時期を延長させることができる。
【０１０９】
ところで、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。
【０１１０】
●テストパターンによる位置検出方法
上記において説明をしたテストパターンを検出することで、形成される画像の位置ズレの検出や、濃度の検出をすることができ、適正なものに補正することができるようになる。ここで、テストパターンの検出について図１８を用いて説明をする。図１８は、画像センサ２２４５から射出された光が、照明対象である中間転写ベルト２０４０によって反射される様子を示す概略図である。図１８（ａ）に示すように、テストパターンを照明する光が、中間転写ベルト２０４０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２０４０の表面で正反射される。
【０１１１】
一方、図１８（ｂ）に示すように、テストパターンを照明する光が、テストパターンを形成するトナーと、テストパターンの下地である中間転写ベルト２０４０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２０４０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。
【０１１２】
散乱光には、中間転写ベルト２０４０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２０４０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。
【０１１３】
すなわち、中間転写ベルト２０４０に起因する光を正反射寄与分として、テストパターン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、パターン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。
【０１１４】
●画像形成プロセス
次に、画像センサ２２４５のテストパターン検出による画像形成プロセス制御処理の流れの例について、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。図１９において各処理ステップはＳ３０１、Ｓ３０２・・・のように表す。
【０１１５】
まずステップＳ３０１では、画像形成プロセス制御の要求があるか否かを判断する。ここでは、画像形成プロセス制御フラグがセットされていれば（Ｓ３０１のＹＥＳ）、処理Ｓ３０２に移行し、画像形成プロセス制御フラグがセットされていなければ（Ｓ３０１のＮＯ）、当該処理を終了する。
【０１１６】
画像形成プロセス制御フラグは、種々の条件下でセットされるフラグである。例えば電源投入直後においては、（１）感光体ドラム２０３０の停止時間が６時間以上のとき、（２）カラープリンタ２０００内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）カラープリンタ２０００内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、にセットされる。また例えば、印刷時においては、（４）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（５）現像ローラ２０３３の回転回数が所定の回数に達したとき、（６）中間転写ベルト２０４０の走行距離が所定の距離に達したとき、にセットされる。
【０１１７】
ステップＳ３０２では、走査制御装置に対してテストパターンの元となるトナーパターンの作成を指示する。これにより走査制御装置は、各感光体ドラムにおける所定位置に、トナーパターンが形成されるように各ステーションを制御する。
【０１１８】
なお、テストパターンの形成に必要な「パターンの形成位置情報」、「濃度情報」、「濃度検出用パターンの各諧調に対応したバイアス条件」、「トナー濃度」を推定するための反射型光学センサの出力の濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）は、走査制御装置のメモリに予め格納されている。また、位置ずれ検出用のパターンＰＰは、同一の作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスなど）で形成される。
【０１１９】
ステップＳ３０２において形成されたトナーパターンは、それぞれ所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０に転写される。
【０１２０】
次に、ステップＳ３０３において、画像センサ２２４５による位置ずれ検出処理を行う。ここでは、図２０に示すように、主方向において、パターンＰＰの中心位置が光スポットＳ３とＳ４の中心位置と略一致しているものとする。
【０１２１】
パターンＰＰは、副方向に移動し、照明領域（Ｓ１〜Ｓ１１）に近づく。パターンＰＰが形成されるタイミングは既知である。またパターンＰＰの形成される位置、大きさも既知である。よって、パターンＰＰが正常な位置と大きさで形成されていれば、正常に検出されるタイミングをもって、発光部Ｅ３およびＥ４の点灯制御を開始する。
【０１２２】
ここで、パターンＰＰが照明領域を通過するタイミングと、発光部Ｅ３およびＥ４の発光パターンおよび、受光部（Ｄ１〜Ｄ６）の受光パターンの例を図２１に示す。図２１に示すように、中間転写ベルト２０４０上のパターンＰＰが照明領域を通過するタイミングに同期して、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４が発光している。発光部Ｅ３と発光部Ｅ４から射出された光が中間転写ベルト２０４０で反射され、この反射光が受光部（Ｄ１〜Ｄ６）で受光されるので、受光パターンは発光パターンに同期している。
【０１２３】
発光部Ｅ３の発光によって中間転写ベルト２０４０上に形成される光スポットＳ３は、中間転写ベルト２０４０表面で略正反射し、受光部Ｄ２〜Ｄ４の３個で受光されて、残りの受光部では受光されない。また、発光部Ｅ４によって中間転写ベルト２０４０上に形成される光スポットＳ４は、中間転写ベルト２０４０の表面で略正反射し、受光部Ｄ３〜Ｄ５の３個で受光されて、残りの受光部では受光されない。各受光部における受光量は、各受光部の出力レベルから相対的に求めることができる。
【０１２４】
すなわち、発光部Ｅｉからの光スポットＳｉが、中間転写ベルト２０４０の表面に照射されて正反射されたとき、この反射光は、発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉと、これに隣接する受光部Ｄｉ±１でのみ受光される。
【０１２５】
●受光量分布
次に、発光部Ｅ３の点灯による受光部Ｄ１からＤ５の受光量分布について、説明をする。図２２は、横軸を発光部Ｅ３から射出された光の反射光を受光する受光部とし、縦軸を受光部の受光量とするグラフであって、パターンＰＰが形成されていない中間転写ベルト２０４０の表面で反射された光のみを受光したときの、各受光部の受光量を示している。なお、各受光部の受光量は、受光部Ｄ３の受光量を１とした場合の比率で表されている。また、横軸にある「Ｄ＿ＡＬＬ」は、受光部Ｄ１乃至Ｄ５の受光量の合計値を示している。
【０１２６】
なお、ライン状パターンＬＰＭ１（図１６を参照）を照明する光スポットＳ４は、光スポットＳ３よりも主方向に０．４ｍｍだけずれている。しかし、発光部Ｅ４の点灯による受光部Ｄ２からＤ６の受光量分布は、発光部Ｅ３が点灯したときの受光部Ｄ１乃至Ｄ５の受光量分布（図２２）とほぼ同様とみなせる。よって、図示は省略する。
【０１２７】
前述のとおり、中間転写ベルト２０４０のみを照明するタイミングの後、所定のタイミングで、パターンＰＰを構成するライン状パターンＬＰＭ１〜ＬＰＹ２(図１６を参照)が照明されて、パターンＰＰからの反射光による受光部Ｄ１〜Ｄ６の受光量が順次取得される。
【０１２８】
ここで、発光部Ｅ３の点灯によって、ライン状パターンＬＰＭ１が照明されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量分布の例を図２３に示す。ライン状パターンＬＰＭ１からの反射光は、受光部Ｄ１〜Ｄ５で受光される。
【０１２９】
また、発光部Ｅ３の点灯によって、ライン状パターンＬＰＫ１が照明されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量分布の例を図２４に示す。ライン状パターンＬＰＫ１からの反射光は、受光部Ｄ２〜Ｄ４で受光される。
【０１３０】
ここで、発光部Ｅ４が点灯してライン状パターンＬＰＭ１が照明されたとき、および、ライン状パターンＬＰＫ１が照明されたときの受光部Ｄ２〜Ｄ６の受光量分布は、発光部Ｅ３が点灯したときの受光部Ｄ１乃至Ｄ５の受光量分布（図２３、図２４）とほぼ同様とみなせるため、図示は省略する。
【０１３１】
次に、ステップＳ３０４において、トナー濃度検出用のパターンＤＰの検出処理を行う。ここでは、画像センサ２２４５ｂのみが使用される。また、図２５に示されるように、主方向に関して、矩形パターン群（パッチＤＰ）の中心位置と、光スポットＳ３と光スポットＳ４の境界の位置は、略一致しているものとする。
【０１３２】
トナー濃度検出用のパターンＤＰは、中間転写ベルト２０４０の回転に伴って副方向に移動し、画像センサ２２４５ｂが形成する光スポットＳｉの照射領域に近づく。最初の濃度検出用のパターンＤＰ１が照射領域に近づくタイミングは、パターンＤＰ１が形成されてからの経過時間で推測することができる。そして、パターンＤＰ１が、照射領域に近づく適当なタイミングで発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４の順次点灯を開始する。
【０１３３】
まず、パターンＤＰ１の矩形パッチｐ１(図１７参照)に先立って、照明対象物が中間転写ベルト２０４０のときの各受光部の受光量を取得する。
【０１３４】
図２６は、横軸を発光部Ｅ３から射出された光の反射光を受光する受光部とし、縦軸を各受光部の受光量とするグラフであって、矩形パッチｐ１が形成されていない中間転写ベルト２０４０の表面で反射された光のみを受光したときの、各受光部の受光量を示している。なお、各受光部の受光量は、受光部Ｄ３の受光量を１とした場合の比率で表されている。また、横軸にある「Ｄ＿ＡＬＬ」は、受光部Ｄ１乃至Ｄ５の受光量の合計を示している。なお、発光部Ｅ４が点灯したときの受光部Ｄ２〜Ｄ６の受光量分布も図２６とほぼ同様とみなせる。
【０１３５】
前述のとおり、中間転写ベルト２０４０のみを照明するタイミングの後所定のタイミングで、パターンＤＰを構成する矩形パッチｐ１〜ｐ４(図１７を参照)が照明されて、パターンＤＰからの反射光による受光部Ｄ１〜Ｄ６の受光量が順次取得される。
【０１３６】
続いて、矩形パッチｐ１〜ｐ５が照明されたときの受光部Ｄ１〜Ｄ６の受光量を順次取得する。ここでは、各矩形パッチｐが照明領域を通過するタイミングに合わせて発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させ、矩形パッチｐが照明領域の中心付近を通過するタイミングで、受光部Ｄ１〜Ｄ６でのサンプリングを１回行う。
【０１３７】
発光部Ｅ３が点灯して光スポットＳ３がパターンＤＰ２の矩形パッチｐ１〜ｐ５を照明したときの受光部Ｄ１〜Ｄ５の受光量の例を、図２７乃至図３１に示す。
【０１３８】
発光部Ｅ４が点灯して光スポットＳ４が濃度検出用のパターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５を照明したときの受光部Ｄ２〜Ｄ６の受光量も図２７〜図３１とほぼ同様とみなせる。
【０１３９】
図１９に戻る。次に、ステップＳ３０５において、位置ずれ検出用のパターンＰＰの検出結果に基づいて、位置ずれ量を算出する演算処理を行う。なお、この演算で処理においては、正反射光を用いる方式と拡散反射光を用いる方式がある。正反射光を用いる方式が一般的であるので、ここでは、正反射光を用いる方式を用いて説明する。
【０１４０】
発光部Ｅｉが点灯したとき、正反射光は３つの受光部（Ｄｉ−１、Ｄｉ、Ｄｉ＋１）で受光される。しかし、演算処理を簡略化するため、受光部Ｄｉの受光量のみを用いることとする。なぜならば、照明対象物が中間転写ベルト２０４０であっても、ライン状パターン（ＬＰＭ２〜ＬＰＹ２）であっても、正反射光に着目すれば、受光部Ｄｉ−１及び受光部Ｄｉ＋１の受光量は、図２２乃至図２４に示したように受光部Ｄｉの受光量に比べて非常に小さいためである。よって、受光部Ｄｉの受光量のみによって、パターンＰＰの位置ずれを検出する演算処理を行っても、問題は生じない。
【０１４１】
●パターンＰＰの位置ずれ検出処理
ここで、受光部Ｄ３およびＤ４が、発光部Ｅｉから射出された光の反射光を受光したときに出力する出力信号の波形パターンを用いて、パターンＰＰの位置ずれ検出について説明をする。図３２は、受光部Ｄ３の出力信号パターンの例を示している。図３３は、受光部Ｄ４の出力信号パターンの例を示している。
【０１４２】
図３２および図３３において、ともに横軸は時間（ｓ）であり、縦軸は受光部Ｄ３またはＤ４の出力レベル（ｖ）である。縦軸に付されている数値は例示であり、画像センサ２２４５が有する受光部の出力値が、これに限定されることはない。また、横軸の時間は、所定の時刻からの経過時間を示している。発光部Ｅ３またはＥ４が順次点灯する時間経過に応じて、各パターンＰＰが検出されて、受光部Ｄｉの出力信号が変動することを示すために用いている。
【０１４３】
図３２において、照明対象物が中間転写ベルト２０４０であるときの受光部Ｄ３の出力は、ほぼ４Ｖとなるように発光部Ｅ３の発光パワーが調整されているものとする。図３３に示すように、受光部Ｄ４の出力信号も同様である。発光パワーの調整は、発光部Ｅｉに供給する電流値の制御で行われる。
【０１４４】
受光部Ｄ３の出力信号は、照明対象物がパターンＰＰになると、そのレベルが低下する。図３２において、まず第１のパターン群ＰＰ１による出力信号の変動が生じている。すなわち、第１のパターン群ＰＰ１を構成する４本のライン状パターンＬＰＭ１、ＬＰＫ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１（図１６を参照）が照明対象物になると、それぞれのパターンを照射した光スポットＳ３の反射光量はパターンＰＰの吸収により低下する。その結果、受光部Ｄ３における受光量が減少し、受光部Ｄ３からの出力信号のレベルが下がる。なお、受光部Ｄ３の出力信号は、照明対象物がブラックトナーのときはカラートナーのときよりもレベル低下が大きい。また、受光部Ｄ３の出力信号は、照明対象物が第１のパターン群ＰＰ１のときよりも第２のパターン群ＰＰ２の方がレベル低下の幅が大きい。
【０１４５】
図３３に示すように、受光部Ｄ４の出力信号においても、受光部Ｄ３の出力信号とほぼ同様な傾向をもって変動している。しかし、発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４が順次点灯しているため、発光部Ｅ３に対する発光部Ｅ４の発光時間遅れδＴに起因して、全体として発光部Ｅ４の出力信号は、発光部Ｅ３の出力信号に対してδＴだけ遅れている。
【０１４６】
第２のパターン群ＰＰ２に着目すると、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４の出力信号には、さらなる違いがある。これについて図３４を用いて説明する。図３４に示すように、第２のパターン群ＰＰ２は、光スポットＳｉの列に対して傾斜している。このため、発光部Ｅ３が第２のパターン群ＰＰ２を照明する時刻と、発光部Ｅ４が第２のパターン群ＰＰ２を照明する時刻には、δＳに相当する距離を中間転写ベルト２０３４の移動速度で除した分の時間差が生じる。すなわち、発光部Ｅ４での照明が発光部Ｅ３による照明に対してδＳだけ遅れることになる。なお、第１のパターン群ＰＰ１は主方向に対して平行であるから、δＳに相当する遅れは生じない。
【０１４７】
このように、この発光時間遅れδＴに起因する時間的な波形の差異は既知である。具体例として、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４を各５０ｋＨｚ、２つ合わせて１００ｋＨｚでパルス発光しているとする。このときの発光時間遅れδＴは１０μｓとなる。一方、発光部位置の主方向のずれを０．４ｍｍ、中間転写ベルトの移動速度を２８０ｍｍ／ｓとすると、第１のパターン群ＰＰ１と第２のパターン群ＰＰ２の間の出力信号の遅れは１．４ｍｓとなる。
【０１４８】
つまり、パターンＰＰの位置を検出するために、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４によって照明されたパターンＰＰからの反射光による受光部Ｄ３とＤ４の出力信号の変動を用いるとき、各受光部の出力信号の時間的なずれは、既知のものである。よって、これらの時間的なずれを考慮することで、各出力信号に基づく、パターンＰＰの位置検出を精度よく行うことができる。
【０１４９】
次に受光部Ｄ３およびＤ４の出力信号を用いて、パターンＰＰを構成する各ライン状パターンの検出方法について説明する。図３５に示すように、図３２で示される出力信号に、所定の閾値となるスレッシュレベルＳＬを設定し、このスレッシュレベルＳＬを出力信号が横切る２点間の中心を、各ライン状パターンの検出時間Ｔとする。なお、スレッシュレベルＳＬは任意に設定することができるが、ここでは、Ｖｓｇレベルである４．０Ｖと、ライン状パターンで光が減衰したときのＬＰＭ１、ＬＰＫ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１の最小値である０．５Ｖの平均値である２．２５Ｖとする。
【０１５０】
パターンＰＰの検出時間について、より詳細に説明をする。図３６は、図３５に示した出力信号パターンの一部を拡大した信号パターン図である。図３６に示すように、ライン状パターンＬＰＭ１部分の出力信号が、スレッシュレベルＳＬを横切る２点それぞれの時刻を検出することができる。パターンＰＰが形成されるタイミングは既知であるから、ＬＰＭ１、ＬＰＫ１などが形成されている正常位置も既知である。よってパターンＰＰが形成されるタイミングを基準時として、そこからの経過時間と受光部Ｄ３の出力信号がＳＬを横切る時刻を取得すれば、この２点間の中心の時刻Ｔｍ１を算出することができる。同様にライン状パターンＬＰＫ１部分の出力信号が、スレッシュレベルＳＬを横切る２点間の中心の時刻をＴｋ１として算出する。これらを用いて、Ｔｋ１とＴｍ１の時間差Ｔｋｍ１を算出する。
【０１５１】
その他のライン状パターン部分（ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）についても、時刻Ｔｋ１を基準としてとらえれば、図３７に示すように、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＣ１を検出するまでの時間Ｔｋｃ１、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＹ１を検出するまでの時間Ｔｋｙ１として算出することができる。
【０１５２】
また、同様に、ライン状パターンＬＰＭ２を検出してからライン状パターンＬＰＫ２を検出するまでの時間をＴｋｍ２、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＣ２を検出するまでの時間をＴｋｃ２、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＹ２を検出するまでの時間をＴｋｙ２として算出することができる。
【０１５３】
●各色の画像の位置ずれ量算出方法
上記のように各ライン状パターンの検出時間差を算出することで、各パターンＰＰを形成する各色のトナー画像の位置ずれ量を算出することができる。図３８（ａ）に示すように、時間Ｔｋｍ１、時間Ｔｋｃ１、及び時間Ｔｋｙ１をそれぞれ予め得られている基準時間と比較して、その時間差ΔＴ１を算出する。中間転写ベルト２０４０の移動速度Ｖは既知であるから、ＶとΔＴ１を乗じた値（Ｖ・ΔＴ１）が、基準とするブラックのトナー画像（ライン状パターンＬＰＫ１）に対する、副方向におけるマゼンタ（ライン状パターンＬＰＭ１）、シアン（ライン状パターンＬＰＣ１）、及びイエロー（ライン状パターンＬＰＹ１）の位置ズレ量ΔＳ１となる。
【０１５４】
また、第２のパターン群ＰＰ２においては図３８（ｂ）に示すように、時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２をそれぞれ予め得られている基準時間と比較して、その時間差ΔＴ２を算出する。中間転写ベルト２０４０の移動速度Ｖは既知であるから、ＶとΔＴ２を乗じた値に第２のパターン群ＰＰ２の主方向に対する傾斜角θのコサイン値を乗じた値（Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｓθ）が、基準とするブラックのトナー画像（ライン状パターンＬＰＫ２）に対する、主方向におけるマゼンタ（ライン状パターンＬＰＭ２）、シアン（ライン状パターンＬＰＣ２）、及びイエロー（ライン状パターンＬＰＹ２）の位置ズレ量ΔＳ２となる。
【０１５５】
以上のように、パターンＰＰを検出することで、位置ずれの大きさと方向を算出することができる。
【０１５６】
図１９に戻る。次に、ステップＳ３０６において、トナー濃度検出用パターンの検出結果に基づいて、トナー濃度の演算処理を行う。
【０１５７】
次に、ステップＳ３０７において、画像形成プロセス条件を調整する。ここでは、先ず、上記位置ずれ検出処理（Ｓ３０３）で検出された位置ずれ量に基づいて、ブラックのトナー画像に対する副方向のずれ量が０となるように調整をする。例えば、Ｋステーションの画像の書き出しタイミングの変更を走査制御装置に指示する。また、ブラックのトナー画像に対する主方向のずれ量が０となるように、例えば、Ｋステーションにおける画素クロックの位相調整を走査制御装置に指示する。同様の処理をＭステーション、Ｃステーション、Ｙステーションに対しても行う。
【０１５８】
次に、上記濃度検出処理（Ｓ３０６）で得られたトナー濃度に基づいて、トナーの色毎に、トナー濃度のずれ量を求める。そして、トナー濃度のずれ量が０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トナー濃度に関連する各種調整を行う。
【０１５９】
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、現像バイアスの少なくともいずれかを調整する。
【０１６０】
ところで、画像濃度を維持するための画像濃度制御には、現像ポテンシャル制御、及び階調制御がある。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。すなわち、トナー濃度検出用のパターンＤＰから得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より、現像γと現像開始電圧Ｖｋを求める。
【０１６１】
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［−ｋＶ］は、所望の画像濃度（トナー濃度）［ｍｇ／ｃｍ２］／現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋＶ）］＋現像開始電圧Ｖｋ［−ｋＶ］によって決定される。この現像ポテンシャルに基づいて、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定する。
【０１６２】
トナーの帯電量と現像ポテンシャルが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。それを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等の濃度検出用のパターンＤＰを用いることができる。
【０１６３】
階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）が適宜変更される。具体的には、その都度、新しい階調補正用ＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数の階調補正用ＬＵＴから最適なものを選択する方法などがある。
【０１６４】
●移動体上の異常判定方法●
以上説明をした位置ずれ量の補正処理は、パターンＰＰの検出を精度よく行うことが必要である。ところが、パターンＰＰが形成される中間転写ベルト２０４０上に微細なキズや汚れが付いた場合は、上記の処理のみでは、正確なパターンＰＰの検出をすることができない。そこで本発明に係る画像形成装置においては、以下に説明をするパターンＰＰの検出処理によって、中間転写ベルト２０４０上に微細なキズや汚れがあっても、パターンＰＰを精度よく検出し、上記のように画像形成プロセスに係る条件の補正精度を高める。
【０１６５】
本実施形態に係るカラープリンタ２０００は、中間転写ベルト２０４０にキズや汚れが発生したとき、位置ずれ検出用のパターンＰＰからの反射光出力に重畳される異常出力の有無を判定することができ、パターンＰＰの検出を正確に行うことができる。
【０１６６】
図３９は、中間転写ベルト２０４０上のパターンＰＰが形成される位置にキズ２０４１が生じた状態の例を示す概略図である。図３９においては、第１のパターン群ＰＰ１と第２のパターン群ＰＰ２との間にキズ２０４１が付いている。主方向に沿って並ぶ光スポットＳｉのうち、発光部Ｅ３によって形成される光スポットＳ３と、発光部Ｅ４によって形成される光スポットＳ４の主方向における境界近傍に、パターンＰＰの主方向の中心位置がある。なお、中間転写ベルト２０４０の表面に生じるキズの大きさは、実際にはパターンＰＰの大きさに比べて非常に小さくなることがほとんどである。図３９は説明のために、キズ２０４１の大きさを誇張している。
【０１６７】
すでに説明をしたとおり、パターンＰＰが光スポットＳｉの形成される位置を通過するタイミングに合わせて発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させ、この点灯に同期して受光部Ｄ１〜Ｄ６によって出力信号のサンプリングを行う。発光部Ｅ３の点灯に同期する受光部Ｄ３の出力信号の例を図４０に示す。第１のパターン群ＰＰ１と第２のパターン群ＰＰ２との間に、パターンＰＰによらない出力信号レベルの低下が生じている。これがキズ２０４１の影響により生じた出力信号レベルの低下である。
【０１６８】
パターンＰＰは８つのライン状テストパターンから構成されるから、受光部Ｄ３の出力信号がスレッシュレベルＳＬを横切る２点間の中心を、パターンＰＰの検出時刻とする場合、スレッシュレベルＳＬを横切る回数によって、パターンＰＰの検出数をカウントする。そうすると、キズ２０４１による出力信号の変動をライン状パターンＬＰＭ２のものと誤検知してしまう。また、この誤検知により８本目のライン状テストパターンＬＰＹ２は検知されないことになる。
【０１６９】
これに対処するために、例えばスレッシュレベルＳＬを小さくし（例えば０．７Ｖにし）、キズ２０４１による出力信号がスレッシュレベルＳＬにかからないようにすることもできるが、パターンＰＰによる出力信号波形の上部（４Ｖ付近）や下部（０．５Ｖ付近）は、パターンＰＰ自体の濃度変動を受けて変動しやすく、出力信号波形の安定性に欠ける。一般にスレッシュレベルＳＬは出力信号波形の上部と下部の中心（５０％相当、ここでは２．２５Ｖ）の近く、およそ４０〜６０％に設定することが好ましい。よって、スレッシュレベルＳＬを下げることは、前述の誤検知防止に効果的ではない。
【０１７０】
図４１に発光部Ｅ４が点灯したときの受光部Ｄ４の出力信号パターンの例を示す。すでに説明をしたとおり、受光部Ｄ４の出力信号は、受光部Ｄ３の出力信号に対して時間的に遅れるが、その時間差は既知である。よって、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の時間差を補正すれば、両者はほぼ同等の出力信号パターンとなるはずである。
【０１７１】
つまり、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の差分に異常があれば、それは位置検知用のパターンＰＰ（第１のパターン群と第２のパターン群）からの反射光とは異なる反射光であることを意味している。
【０１７２】
換言すれば、Ｄ３の出力信号とＤ４の出力信号との差異は既知であるから、いずれか一方の出力信号の時間位置を既知の値で補正し、他方との差分をとればその差分信号の値はゼロとなる。もちろん、移動体や位置検知用のパターンＰＰからの反射光は全く同じ値となることはなく、完全にゼロにはならない。
【０１７３】
ところが、キズ２０４１が生じているときは、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の時間差を補正しても、両者の出力信号パターンには差異が残る。これは、光スポットＳ３または光スポットＳ４による反射光によって検出されたパターンＰＰ（第１のパターン群と第２のパターン群）とは異なる要因（キズ２０４１）による反射光が、受光部Ｄ３およびＤ４に受光されて、それぞれの出力信号に重畳されるからである。
【０１７４】
図４０、図４１に示した出力信号のうち、ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＭ２に係る部分の出力信号を拡大した図を、図４２及び図４３に示す。上述したように、受光部Ｄ３の出力信号によって、ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＭ２の検知時刻Ｔｙ１とＴｍ２を算出することができる。同様に、キズ２０４１の検知時刻Ｋも算出することができる。また受光部Ｄ４の出力信号においても同様に、ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＭ２の検知時刻Ｔｙ１’とＴｍ２’を算出でき、キズ２０４１の検知時間Ｋ’を算出することができる。
【０１７５】
第１のパターン群ＰＰ１の検知時刻である時刻Ｔｙ１と時刻Ｔｙ１’の時間差は既知であるし、第２のパターン群の検知時刻である時刻Ｔｍ２と時刻Ｔｍ２’の差も既知である。つまり、これらの時刻の差（時間）を算出して、既知の時間と比較することで、この出力信号の変動は位置ずれ検出用のパターンＰＰによるものであると識別することができる。しかし、キズ２０４１による検知時刻Ｋと検知時刻Ｋ’の差は未知である。よって、この時刻の差（時間）を算出し、上記の既知の時間と比較することで、異なる時間であることを判定することができる。これによって、キズ２０４１による出力信号の異常（異常出力）を判定することができる。
【０１７６】
●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形態について図４４を用いて説明をする。図４４は、図４２に示した受光部Ｄ３の出力信号と図４３に示した受光部Ｄ４の出力信号に対して、既知の値を用いて時間遅れを修正した上での、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の差分の例である。
【０１７７】
図４４に示すように、ライン状パターンＬＰＹ１とライン状パターンＬＰＭ２による出力信号の変動は、既知の値を用いて時間遅れを修正すれば、その差分は略ゼロになる。しかし、キズ２０４１の検出時間に相当する部分には、大きな信号強度として明確に現れる。このように２つの受光部Ｄ３とＤ４の出力信号の差分を用いることで、パターンＰＰからの反射光と、未知のキズ２０４１からの反射光を明確に分離して識別することができる。これによって、キズ２０４１による受光部の異常出力の有無を判定することできる。
【０１７８】
このように、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によれば、移動体である中間転写ベルト２０４０上にキズ２０４１が生じていても、キズによる受光部の異常信号出力を判定することができる。異常出力の判定ができれば、前述した位置ずれの補正処理において異常出力の影響を排除することができ、正確な位置ずれ補正処理を行うことができる。
【０１７９】
●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形態について説明をする。上記のように、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４から射出された光によって形成される光スポットＳ３とＳ４において、受光部Ｄ３とＤ４の出力信号の差分を用いてキズ２０４１による異常出力を判定するだけでなく、パターンＰＰを検出した時刻の差も含めて、異常出力の判定をしてもよい。これによって、キズ２０４１の検知の信頼性を高めることができる。また、パターンＰＰを検出した時刻の差、もしくは、出力信号の差分のいずれかのみを用いて、キズ２０４１による異常出力を判定すれば、キズ２０４１の判定における取りこぼしを減らすこともできる。
【０１８０】
●画像形成装置の実施形態（４）
次に、本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施形態について説明をする。図４２と図４３に示すように、キズ２０４１が検出される時刻Ｋと時刻Ｋ´の差が未知であっても、異常信号出力の影響を排除することができる。すなわち、時刻Ｋと時刻Ｋ´の時間差であるΔＫを算出し、このΔＫに基づいて、受光部Ｄ３の出力信号または受光部Ｄ４の出力信号のいずれかを、ΔＫだけシフトさせて、ＫとＫ´の時刻を合わせる。
【０１８１】
キズ２０４１の検出時刻を合わせると、パターンＰＰの検出時間差が未知の時間差になる。そこで、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号におけるキズ２０４１の検出時刻を合わせた後に、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の差分を算出する。そうすると、キズ２０４１によって生じた異常出力が除かれた出力信号を得ることができる。こうして得た出力信号を用いて、前述したパターンＰＰの検出処理を行うことで、中間転写ベルト２０４０にキズや汚れなどが生じていても、正確な位置ずれの補正をすることができる。
【０１８２】
さらに、キズ２０４１に起因する出力信号を差し引いて得られた出力信号(受光部Ｄ３またはＤ４のいずれかの出力信号をΔＫにより補正した出力信号)を用いて、前述したように位置ずれ量を算出し、その結果に応じて画像形成条件を調整することで、より精度の高い画像形成条件の調整をすることができる。
【０１８３】
●画像形成装置の実施形態（５）
次に、本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施形態について説明をする。これまで説明した実施形態においては、隣接する２つの受光部（Ｄ３とＤ４）の出力信号を用いて、出力信号に重畳されるキズ２０４１による異常出力の有無を判定した。本実施形態では、このように隣接する受光部のみを用いることに限るものではない。
【０１８４】
離れた位置にある２つの受光部（例えば受光部Ｄ２と受光部５）の出力信号を用いて、キズ２０４１による異常出力の有無を判定することができる。この場合、異常出力が生じる受光部の数によって、キズ２０４１の有無のみならず、キズ２０４１がどのような範囲で生じているのかを判定することができるので、主方向のキズの大きさもおよそ判定することができる。
【０１８５】
判定された被検知物であるキズ２０４１の大きさに基づいて、点灯させる発光部Ｅｉの数を決定し、点灯された発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉからの複数の出力信号を用いて、前述に示したように位置ずれ量を算出し、その結果に応じて画像形成条件を調整することで、より精度の高い画像形成条件の調整をすることができる。
【０１８６】
また、上記各実施形態においては、中間転写ベルト２０４０上の被検知物であるキズ２０４１の大きさを検知したときに、大きさに係る情報を図示しない記憶部に記憶しておき、経時的に検知されるキズ２０４１の大きさが、所定の閾値よりも大きくなるか、以前に検知したキズ２０４１の大きさとの差分が、所定の閾値をよりも大きいときに、画像形成装置２０００が備える図示しない報知部を用いて、キズ２０４１が大きくなりつつあることを報知してもよい。これによって、微小な傷２０４１であれば無視できる場合であっても、経時的にキズ２０４１が大きくなるときに、予めキズ２０４１の大きさの変化を検知して、異常を報知することができる。
【０１８７】
これまで説明した実施形態に係る画像形成装置によれば、トナー画像の位置ズレ補正を、光学的検知手段を用いて行う場合、検知部分にキズや汚れによる反射光の異常出力が、正常な反射光の出力信号に重畳されたとしても、キズ等の影響を排除することができる。これによって、従来では補正しきれなかった色ずれをも補正し、画像形成条件の調整精度を高めることができる。
【０１８８】
●移動体上の異常判定方法２●
次に、本発明に係る画像形成装置における、移動体上の異常判定方法のさらに別の実施形態について説明をする。上記にて説明をしたとおり、画像センサ２２４５の出力信号の変動によって、移動体である中間転写ベルト２０４０上に生じるキズや汚れなど異常の有無を判定することができる。この異常判定処理を、パターンＰＰの検出タイミング以外で行なえば、パターンＰＰが形成される前に、予め中間転写ベルト２０４０上の異常の有無を判定することができる。
【０１８９】
この異常判定処理は、例えば、電源投入直後に実施をしてもよいし、画像形成プロセス制御処理（図１９を参照）のステップＳ３０３の前に実施をしてもよい。中間転写ベルト２０４０上にキズや汚れが付着するタイミングを事前に知ることはできないので、異常の有無を精度よく判定するには異常判定処理の頻度を多くすることが望ましい。しかし、異常判定処理を行っている間は、画像形成処理（例えば印刷処理）を実行することができないため、異常判定処理の頻度が多すぎると生産性の低下が懸念される。そこで、画像形成装置の生産性や使用状況によって、異常判定処理の頻度を設定することが望ましい。
【０１９０】
図４８は、中間転写ベルト２０４０上に、位置ずれ検出用のパターンＰＰが形成される前に生じたキズ２０４１の例を示している。パターンＰＰが形成される主方向の中心位置は既知であるから、キズ２０４１の検出も、パターンＰＰを検出するために用いる光スポットＳ３とＳ４による反射光を用いればよい。
【０１９１】
図４８に示すように、発光部Ｅ３によって形成される光スポットＳ３と、発光部Ｅ４によって形成される光スポットＳ４の主方向位置に、キズ２０４１が付いているとする。なお、図４８は説明のために、キズ２０４１の大きさを誇張して表示している。
【０１９２】
パターンＰＰが形成されていない所定のタイミングにおいて、中間転写ベルト２０４０を回動させながら発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させる。この点灯に同期させて受光部Ｄ１〜Ｄ６の出力信号のサンプリングを行う。
【０１９３】
発光部Ｅ３が点灯したときに、受光部Ｄ３がサンプリングした出力信号の例を図４９に示す。中間転写ベルト２０４０上に異常がなければ、受光部Ｄ３の出力信号は略一定となる。図４９においては、中間転写ベルト２０４０上に異常がない部分からの反射光による受光部Ｄ３の出力信号レベルを略４ｖとしている。キズ２０４１からの反射光を受光したタイミングで、出力信号のレベルは低下する。同様に、発光部Ｅ４が点灯したときに、受光部Ｄ４がサンプリングした出力信号の例を図５０に示す。中間転写ベルト２０４０上に異常がなければ、受光部Ｄ４の出力信号は略一定となるが、キズ２０４１からの反射光を受光したタイミングで、受光部Ｄ４の出力信号のレベルは低下する。
【０１９４】
すでに説明をしたとおり、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４は所定の時間差をもって順次点灯するから、受光部Ｄ４の出力信号は、受光部Ｄ３の出力信号に対して時間的に遅れる。よって、受光部Ｄ３の出力信号の波形（図４９）と受光部Ｄ４の出力信号の波形（図５０）は、時間的に差異がある。しかし、その時間差は既知であるから、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号のいずれか一方の時間位置を、既知の時間差を用いて補正し、その上で、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の差分をとったとき、中間転写ベルト２０４０上に異常がなければ、その差はゼロになるはずである。もちろん、移動体である中間転写ベルト２０４０からの反射光が、完全に同じ状態になることはないから、時間位置の補正をしても、受光部Ｄ３と受光部Ｄ４の出力信号の差が完全にゼロになることはない。
【０１９５】
すなわち、受光部Ｄ３の出力信号と受光部Ｄ４の出力信号の時間差を補正して差分を算出したときに、その差分信号が略ゼロにならなければ、中間転写ベルト２０４０上に異常が生じていると判定することができる。
【０１９６】
図４９及び図５０に示した出力信号のうち、キズ２０４１に係る部分の出力信号を拡大した図を、図５１及び図５２に示す。発光部Ｅ３と発光部Ｅ４の発光タイミングは既知であるから、キズ２０４１による反射光を受光した受光部Ｄ３の出力信号に係る検知時間Ｋを算出することができる。同様に、キズ２０４１による反射光を受光した受光部Ｄ４の出力信号に係る検知時間Ｋを算出することができる。
【０１９７】
ここで、中間転写ベルト２０４０の変動や変形（カール癖）が生じた場合の出力信号について考える。これらの変動や変形が生じると、その影響によって中間転写ベルト２０４０からの反射光量は変化する。しかし、これらは中間転写ベルト２０４０の回動方向に垂直な方向（主方向）においては、中間転写ベルト２０４０の変動や変形（カール癖）は同時に発生する。すなわち、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４の点灯に同期する受光部Ｄ３と受光部Ｄ４の出力信号には、時間的な波形の差異はあるが、その差異は既知である。すなわち、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４の発光時間遅れδＴが、受光部Ｄ３と受光部Ｄ４の出力信号の時間差となる。つまり、図４８に示すキズ２０４１がＹ軸と平行なものであれば、キズ２０４１の検知時間ＫとＫ’の時間差はδＴとなる。しかし、キズ２０４１がＹ軸と平行に生じる可能性は非常に低いので、キズ２０４１の検知時間ＫとＫ’の時間差に基づいて、それがキズ２０４１であるか否かの判定をしても、実際には問題とはならない。
【０１９８】
図５３は、図５１に示した受光部Ｄ３の出力信号と、図５２に示した受光部Ｄ４の出力信号の差分信号の例であって、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４の発光時間遅れδＴによって、互いの時間遅れを修正して合わせた上で算出した差分信号である。
【０１９９】
図５３に示すように、中間転写ベルト２０４０からの反射光に係る出力信号の部分は、ほぼゼロに差し引かれている。しかし、キズ２０４１からの反射光に係る出力信号の部分は、大きな信号強度として明確に現れている。このように２つの受光部の出力信号を用いることで、中間転写ベルト２０４０からの反射光と、未知のキズ２０４１からの反射光の出力とを明確に分離することができる。そのため、未知のキズ２０４１による異常出力の有無を判定することができる。
【０２００】
また、検知時間の差と信号強度の差をそれぞれ算出し、これらが異常であると判定されたら（つまり、差が略ゼロにならなかったら）、キズ２０４１が生じていると判定してもよい。このように、検知時間差と信号強度差を用いることで、異常判定の信頼性を高めることができる。その一方で、検知時間差と信号強度差のいずれかが異常であると判定されたらキズ２０４１と判定することで、キズ検知の取りこぼしを減らすことができる。
【０２０１】
以上のように複数の受光部Ｄｉの出力信号に基づいて，中間転写ベルト２０４０上のキズや汚れを適切に判定することができる。この判定結果に基づき、合理的に中間転写ベルト２０４０の交換タイミングを決定してもよく、色ずれ等の異常画像を未然に防ぐ画像形成装置を提供することができる。
【０２０２】
なお、中間転写ベルト２０４０に異常があると判定されたとき、受光部Ｄ３と受光部Ｄ４の出力信号を記憶装置であるＲＡＭ４０３（図２を参照）に記憶させてもよい。
【０２０３】
次に、本発明に係る画像形成装置が実行する画像形成プロセス制御処理のさらに別の例について、図５４のフローチャートを用いて説明する。本実施例に係る画像形成プロセス制御処理は、図１９を用いて既に説明をした処理と同等の処理を含んでいる。以下の説明において、既に説明をした処理と同等の処理には同じ符号を用いて、詳細な説明を省略する。ステップＳ３０１では、画像形成プロセス制御の要求があるか否かを判断し、画像形成プロセス制御フラグがセットされていれば（Ｓ３０１のＹＥＳ）、画像形成プロセス制御フラグをリセットしてステップＳ４０１に移行し、画像形成プロセス制御フラグがセットされていなければ（Ｓ３０１のＮＯ）処理は終了する。
【０２０４】
ステップＳ４０１では、すでに説明をした処理に基づいて受光部Ｄ３と受光部Ｄ４の出力信号から異常の有無を判定する。「異常なし」と判定されたとき（Ｓ４０１のＮＯ）、ステップＳ３０３に移行する。一方，ステップＳ４０１で「異常あり」と判定されたときは（Ｓ４０１のＹｅｓ）、Ｓ４０２に移行する。このステップＳ４０２では、記憶装置（ＲＡＭ４０３）に受光部Ｄｉの出力信号を記憶させる処理を行う。受光部Ｄｉの出力信号を記憶させた後に、ステップＳ３０２に移行する。
【０２０５】
ここで、ＲＡＭ４０３に記憶される出力信号の例について説明をする。例えば、位置ずれ検知用のパターンＰＰが形成されていない状態において、中間転写ベルト２０４０を１周期移動する間（時間Ｔａ）、発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させて、受光部Ｄ１からＤ６の出力信号をサンプリングする。
【０２０６】
すでに説明をした判定処理によって、「異常あり」と判定されたときには、この間（中間転写ベルト２０４０の１周期分）の各受光部Ｄｉからの出力信号をＲＡＭ４０３に記憶させる。記憶された中間転写ベルト２０４０の１周期分の出力信号を用いて異常判定をすることで、どのタイミングで「異常あり」と判定されたかを、特定することができる。すなわち、中間転写ベルト２０４０のどの位置に異常があるかを特定することができる。
【０２０７】
さらに別の例について説明する。位置検知用のパターンＰＰが形成されていない状態において、中間転写ベルト２０４０を所定の時間回動させる。例えば、パターンＰＰを検知する時間と同等の時間Ｔｂ（＜Ｔａ）において、発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させて、受光部Ｄ１〜受光部Ｄ６の出力信号をサンプリングする。サンプリングした出力信号を用いて上述の判定処理を行った結果、「異常あり」と判定されたときには、この間の各受光部Ｄｉからの出力信号をＲＡＭ４０３に記憶させる。この場合、発光部Ｅｉを点灯させた時間Ｔｂが、中間転写ベルト２０４０のどの位置に相当するかを、中間転写ベルト２０４０の駆動ローラ等に設置されるエンコーダにより別途検出して記憶させておけばよい。これにより、中間転写ベルト２０４０のどの位置に異常があるかを特定することができる。
【０２０８】
上記のとおり、本実施例に係る画像形成プロセス制御処理によれば、受光系（受光部Ｄｉ）の出力信号を記憶装置（ＲＡＭ４０３）に記憶させることにより、移動体である中間転写ベルト２０４０上の異常の有無だけではなく、その異常が生じている中間転写ベルト２０４０上の位置も特定することができる。この異常判定の結果を反映してパターンＰＰを形成させれば、予め生じている異常を避けてパターンＰＰを形成させることができる（Ｓ３０２）。
【０２０９】
パターンＰＰが形成された後（Ｓ３０２）、位置ずれ検出用のパターンＰＰの検出処理を行う（Ｓ３０３）。続いて、トナー濃度検出用のパターンＤＰの検出処理（Ｓ３０４）を行う。続いて、位置ずれ検出用のパターンＰＰの検出処理（Ｓ３０３）の結果に基づいて、位置ずれ量を算出する演算処理を行う（Ｓ３０５）。
【０２１０】
位置ずれ量の演算処理（Ｓ３０５）において、「異常なし」と判定されたときは、Ｓ３０６に移行する。一方で、「異常あり」と判定されたときには、Ｓ５０１に移行する。ステップＳ５０１では、ＲＡＭ４０３に記憶されている異常出力に係る出力信号を参照して、パターンＰＰに係る出力信号の補正処理を行う。
【０２１１】
ＲＡＭ４０３に記憶されている出力信号は、中間転写ベルト２０４０上の位置に対応付ける情報とともに記憶されている。よって、位置ずれ検知用のパターンＰＰが形成された位置が、予め検出されていた異常（キズ２０４１）の位置に重なるか否かを判定することができる。すなわち、受光部Ｄｉの出力信号のうち、パターンＰＰに係る出力信号に、異常（キズ２０４１）に係る出力信号が重畳されているか否かを判定することができる。
【０２１２】
また、ステップＳ３０２において、ステップＳ４０２で記憶された異常に関する情報を用いて、異常（キズ２０４１）が存在する位置を避けてトナーパターンを作成してもよい。しかし、予め規定されているトナーパターンの作成タイミングによると、異常（キズ２０４１）の位置にトナーパターンを形成することになり、これを避けると待ち時間が発生することがある。この場合、ステップＳ３０２においては所定のタイミングでトナーパターンを形成して、トナーパターンが異常（キズ２０４１）に重畳する状態になったとしても、補正処理（Ｓ５０１）によって、異常に係る出力信号を除去する。その結果、位置ずれ量の演算処理を精度よく行うことができる。
【０２１３】
出力信号の補正例について説明する。図４９に示した出力信号が記憶装置であるＲＡＭ４０３に記憶されているとする。画像形成プロセス制御処理が実行されステップＳ３０３において形成された位置ずれ検知用のパターンＰＰが、キズ２０４１に重畳した状態の例を図５５に示す。パターンＰＰが照明領域を通過するタイミングに合わせて、発光部Ｅ３及び発光部Ｅ４を順次点灯させ、受光部Ｄ１〜Ｄ６の出力信号をサンプリングして得られる受光部Ｄ３の出力信号の例を図５６に示す。第１のパターン群ＰＰ１と第２のパターン群ＰＰ２の間に、パターンＰＰによらない出力信号のレベル低下が生じている。これがキズ２０４１による出力レベルの変動である。
【０２１４】
この場合、ステップＳ３０５にて位置ずれ量の演算処理を実行すると「異常有り」と判定される。そこで、ステップ５０１に移行し、異常出力が重畳された出力信号（図５６）から、記憶装置（ＲＡＭ４０３）に記憶されている異常出力信号（図４９）を参照して、出力信号（図５６）から異常出力信号（図４９）を差し引く補正処理を行う（Ｓ５０１）。補正処理によって得られる出力信号の例を図５７に示す。図５７に示すように、キズ２０４１による異常出力部分が消えているので、この補正後の出力信号を用いて、ステップＳ３０５において、パターンＰＰの位置ずれ量を算出する。
【０２１５】
算出された位置ずれ量に応じて、Ｓ３０７において、画像形成プロセス条件の調整をする。このように、本実施例に係るカラープリンタ２０００によれば、位置ずれ検知用のパターンＰＰに重畳するキズ２０４１の影響を適切に排除し、位置ずれ量をより正確に検出することができる。
【０２１６】
なお、上記各実施形態においては、移動体を中間転写ベルト２０４０とし、中間転写ベルト２０４０上のキズ２０４１に係る異常出力を判定しているが、異常出力の原因は、キズだけではなく、紙粉やトナー、異物などの付着による汚れなどもある。また、中間転写ベルト２０４０とこれを回動させるローラの間にゴミが入り、このローラにキズが生じることで、異常出力が発生する場合もある。これまで説明した実施形態によれば、このような位置検知用のパターンＰＰの反射光とは異なる異常出力を判定することもできる。
【０２１７】
また、上記各実施形態では、中間転写ベルト２０４１の表面は滑らかな状態を想定し、中間転写ベルト２０４１表面における反射は正反射のみとしている。しかし、本発明に係る画像形成装置はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルト２０４１の表面が照射された光を拡散反射させるものであってもよい。キズや汚れ等が中間転写ベルト２０４０と異なる拡散反射特性であれば、その正反射光で検知することもできる。よって、この場合は、拡散反射光を検知する画像センサを使用すればよい。
【０２１８】
また、上記各実施形態では、位置検出用のパターンＰＰの主方向に関する長さを１ｍｍとして説明をした。しかし、本発明に係る画像形成装置は、これに限定されるものではない。一例として図４２に示すように、パターンＰＰの主方向に関する長さが１．２ｍｍであってもよい。この場合は、図４５に示すように３つの発光部（例えば、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）から射出される光によって形成される光スポットＳ３、Ｓ４、Ｓ５の反射光を用いてパターンＰＰの検知をすればよい。
【０２１９】
このとき、３つの発光部Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５の点灯制御は、図４６に示すように、所定の時間Ｔをもって時分割による点灯・消灯の制御を行えばよい。これによって、各発光部による反射光から得られた位置ずれ算出結果を、平均化することにより、検出精度をさらに向上させることができる。また、検出結果の最大値、最小値あるいは異常値を除去して検出精度をさらに向上させることもできる。
【０２２０】
なお、この場合に、一例として図４７に示すように、２つの発光部（例えば、Ｅ３、Ｅ４）を点灯発光部とすることができる。発光部Ｅ３およびＥ４から射出されて形成される光スポットＳ３、Ｓ４からの反射光を受けて、受光部Ｄ３およびＤ４が出力する出力信号を平均化することによって、発光部Ｅ毎に得られた結果から、テストパターンの検出精度を向上させることができる。
【０２２１】
また、上記各実施形態における発光部の数、及び受光部の数は一例であり、これに限定されるものではない。上限は、画像センサによる主方向の検出範囲に応じて適宜定めることができる。
【０２２２】
また、上記各実施形態では、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。
【０２２３】
また、上記各実施形態では、全ての反射型光学センサが同一個数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。
【０２２４】
また、上記各実施形態において、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、この処理装置が行ってもよい。
【０２２５】
また、上記各実施形態において、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よい。
【０２２６】
また、上記各実施形態では、４色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であってもよい。
【０２２７】
また、上記各実施形態では、画像センサ２２４５が、中間転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出する場合について説明したが、これに代えて、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出してもよい。なお、感光体ドラムの表面は、中間転写ベルト２０４０と同様に正反射体に近い。
【０２２８】
また、上記各実施形態では、画像形成装置が、感光体ドラム上のトナー画像を一旦中間転写ベルト上に転写し、この中間転写ベルトからシート状の記録媒体へ転写する中間転写方式の画像形成装置である場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム上のトナー画像を直接にシート状の記録媒体上に転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。この場合は、シート状の記録媒体を搬送する無端ベルトである直接転写ベルトが移動体となる。
【０２２９】
また、上記各実施形態では、画像形成装置として、カラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であってもよい。
【０２３０】
また、上記各実施形態において、位置ずれ検出処理とトナー濃度の検出処理の順番が逆であってもよい。この場合は、その順番に応じてトナーパターンが形成される。
【０２３１】
また、上記各実施形態において、トナーパターンの主方向に関する位置を推定するためのパターンが形成されてもよい。
【符号の説明】
【０２３２】
４０３    ＲＡＭ
２０００  カラープリンタ
２０１０  光走査装置
２０２０  画像形成ステーション
２０４０  中間転写ベルト
２０４１  キズ
２２４５  画像センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３３】
【特許文献１】特開２００３−２４１４７２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６９３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０号公報
【特許文献３】特開２０１０−０４８９０６号公報
【図１】
2013225085.tif 000003
【図２】
2013225085.tif 000004
【図３】
2013225085.tif 000005
【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】
2013225085.tif 000011
【図１０】
2013225085.tif 000012
【図１１】
2013225085.tif 000013
【図１２】
2013225085.tif 000014
【図１３】
2013225085.tif 000015
【図１４】
2013225085.tif 000016
【図１５】
2013225085.tif 000017
【図１６】
2013225085.tif 000018
【図１７】
2013225085.tif 000019
【図１８】
2013225085.tif 000020
【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】
2013225085.tif 000028
【図２７】
2013225085.tif 000029
【図２８】
2013225085.tif 000030
【図２９】
2013225085.tif 000031
【図３０】
2013225085.tif 000032
【図３１】
2013225085.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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