反射型光学センサ及び画像形成装置
【課題】不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる反射型光学センサを提供する。
【解決手段】 反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）は、本体部（Ｏｐｔａ、Ｏｐｔｂ、Ｏｐｔｃ）、及びγ回転駆動部（Ｒｍａ、Ｒｍｂ、Ｒｍｃ）を有している。本体部は、主方向に沿って等間隔で配置された１１個の発光部を含む照射系、及び１１個の受光部を含む受光系などを備えている。γ回転駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有し、本体部をその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。これにより、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で本体部を回動させることが可能となり、中間転写ベルト上での光スポット列の方向を、容易に精度良く、主方向に対して平行とすることができる。
【解決手段】 反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）は、本体部（Ｏｐｔａ、Ｏｐｔｂ、Ｏｐｔｃ）、及びγ回転駆動部（Ｒｍａ、Ｒｍｂ、Ｒｍｃ）を有している。本体部は、主方向に沿って等間隔で配置された１１個の発光部を含む照射系、及び１１個の受光部を含む受光系などを備えている。γ回転駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有し、本体部をその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。これにより、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で本体部を回動させることが可能となり、中間転写ベルト上での光スポット列の方向を、容易に精度良く、主方向に対して平行とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型光学センサ及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、移動体上の画像を検出する反射型光学センサ、及び該反射型光学センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。電子写真の場合、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、潜像を形成する方法が一般的である。
【０００３】
そして、該潜像はトナーによって顕像化され、トナー画像となり、記録媒体である紙に転写された後、定着される。
【０００４】
この場合、ドラム上のトナー画像は、紙の所望の位置に正しく転写される必要がある。このような適正位置へのトナー画像の転写は、ドラム上におけるトナー画像の転写されるべき紙に対する位置が適正に把握されていなければ実現できない。
【０００５】
また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像を形成する場合には、トナー画像毎に位置を把握して適正な重ね合わせが必要となる。
【０００６】
重ね合わせられる複数のトナー画像相互の位置関係が適切に調整されていないと、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、画像の寸法誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが複数のトナー画像間で相対的にずれることによる色ずれなど、様々な異常画像が生じる。
【０００７】
トナー画像の位置を適正に制御するため、従来から位置検知用のテストパターンを形成し、これに光を照射して反射光を受光し、受光量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、トナー画像の位置を求めることが行われていた。
【０００８】
トナー画像の位置検出に用いられる反射型光学センサは、従来から種々のタイプのものが提案されている。例えば、特許文献１には、正反射光検知方式或いは拡散反射光検知方式の反射型光学センサが開示されている。これは、ＬＤやＬＥＤからなる１つの光源と、検知方式に応じて光源との配置関係や受光部の構成が変更される受光センサとから構成されている。
【０００９】
このタイプの反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常であった。一方、形成されるテストパターンの大きさは、そのテストパターンの移動方向（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）に関して、一般的に１５ｍｍ以上であった。
【００１０】
また、例えば、特許文献２には、主方向の大きさが２０ｍｍ、副方向の大きさ（幅）が１ｍｍのライン状のトナーマーク（以下、「パッチ」ともいう）が複数配置されたテストパターンが開示されている。
【００１１】
テストパターンの主方向の大きさを光スポットの同方向の大きさより大きくし、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ても、光スポットによりテストパターンを適正に照明できることを意図したものである。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や、（２）パッチ形成位置ずれ、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パッチの主方向の位置誤差がある。
【００１２】
ところで、テストパターンを形成するの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。このため、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。そこで、テストパターンの面積を小さくすることは、トナー消費量の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。
【００１３】
不寄与トナーの消費量を低減するためには、テストパターンを構成する各トナーマークの面積を小さくすれば良いが、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ても光スポットによりテストパターンが適正に照明されるように、トナーマークの主方向の大きさを光スポットより大きくする必要があり、トナーマークを小さくすることには限度があった。換言すれば、光スポットとの位置誤差に対する余裕度を持たせるという考え方がトナーマークの小面積化を阻害していたといえる。
【００１４】
そこで、本出願人は、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、従来よりも小さいテストパターンの位置検出を行うことを提案した（特許文献３参照）。
【００１５】
特許文献３に開示されている反射型光学センサは、小さい光スポットでテストパターンを照明し、その反射光を複数の受光部で受光し、該複数の受光部の出力分布に基づいて正確な位置を演算的に割り出すという技術思想に基づいている。そして、主方向に沿って一列に並んでいる複数の光スポットの照明領域をテストパターンが通過するため、突発的な位置ずれがあってもテストパターンを確実に照明することができる。また、複数の受光部の出力分布に基づいてテストパターンの位置を判断するため、小さなテストパターンでも感度良く位置検出ができる。
【００１６】
このとき、発光部の発光波長と、受光部のピーク感度波長とを略一致させることにより、受光部から出力される光電変換信号のレベルを最大限に高めることができ、位置検出精度を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、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では、テストパターンを照明する光スポットが一列に並んでいるため、その並び方向（スポット列方向）と、ライン状のトナーマークの長手方向との関係が既知であることが必要である。
【００１８】
すなわち、図５６に示されるような従来から知られるようなテストパターンにおいて、光スポット列は、トナーマークＹに対しては平行に、トナーマークＮに対して４５度傾いていることが必要である。
【００１９】
この理由について以下に説明する。
【００２０】
例えば、５つの発光部と５つの受光部を有する反射型光学センサでは、ある１つの発光部（例えば、発光部３）を点灯させると、複数の受光部（例えば、受光部２、受光部３、受光部４の３つの受光部）で反射光を受光することができる。
【００２１】
平滑な移動材に対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ａ）に示され、カラートナーのベタのテストパターンに対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ｂ）に示されている。なお、各受光部の出力分布は照射系の構成などにより調整可能である。
【００２２】
ここで、発光部２と発光部３と発光部４を同時に点灯させた場合を考える。
【００２３】
トナーマークＹが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５８に示されている。ここでは、トナーマークＹと光スポット列が平行であるため、各受光部の出力は時間的に同一である。
【００２４】
トナーマークＮが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５９に示されている。ここでは、トナーマークＮが光スポット列に対して４５度傾斜しているため、各受光部の出力は、発光部の間隔ｐとトナーマークＮの移動速度ｖで決まる時間ｔ（ｔ＝ｐ／ｖ）だけ順次遅れる。
【００２５】
複数の発光部を点灯させたときの受光部出力からトナーマークの位置を算出する場合には、図５８及び図５９に示されるような受光部出力の時間的な情報が必要不可欠である。
【００２６】
すなわち、１つのトナーマークに対して複数の発光部を同時に点灯させ、得られた複数の受光部出力を合成してトナーマークの位置検出を行う場合、主方向に関する発光部の位置と、各発光部に対応する受光部出力の時間的な情報がなくては、複数の受光部出力を適切に合成することができない。
【００２７】
具体的には、図５８の場合、各受光部出力は時間的に同一であるので、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すれば良い。図５９の場合、各受光部出力は所定の時間間隔でずれているので、各受光部出力を時間軸に対してずらして加算していけば良い。
【００２８】
ところで、図６０に示されるように、光スポット列がトナーマークＹに対して傾斜していると、各受光部出力は時間的にずれることとなる。このとき、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すると、信号幅が広がってしまい、検出精度が大きく低下する。この場合、トナーマークＮを検出する際の各受光部出力も、上記時間ｔとは異なる時間のずれが生じることになる。通常、反射型光学センサを画像形成装置内の移動体（例えば、中間転写ベルト）に対向し、照射した光の反射光を受光するように取り付ける際、メカ公差内では取り付けができるものの、取り付けられた反射型光学センサからの光スポット列とトナーマークとの位置関係は不明である。そのため、光スポット列とトナーマークとの角度誤差に起因して、トナーマークの位置検出精度を高めることが困難であった。
【００２９】
なお、特許文献１及び特許文献２に開示されている反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットが１つであるため、上述した受光部出力を合成する際の不都合はない。
【００３０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる反射型光学センサを提供することにある。
【００３１】
その第２の目的は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減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】
【００３２】
本発明は、第１の観点からすると、第１の方向に移動する移動体上のパターンを検出するための反射型光学センサであって、前記第１の方向に直交する第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、該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサである。
【００３３】
これによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる。
【００３４】
本発明は、第２の観点からすると、画像情報に応じた画像形成条件で移動体上に画像を形成する画像形成装置において、前記移動体上のテストパターンを検出するための本発明の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、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
これによれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】プリンタ制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）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２）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３）である。
【図６】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図７】トナーパターン検出器を説明するための図である。
【図８】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９】反射型光学センサを説明するための図である。
【図１０】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その１）である。
【図１１】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その２）である。
【図１２】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その３）である。
【図１３】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その４）である。
【図１４】検出用光を説明するための図である。
【図１５】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その５）である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ、反射型光学センサのγ回転駆動部を説明するための図である。
【図１７】画像形成プロセス制御で用いられるトナーパターンを説明するための図である。
【図１８】スポット列傾き検出用パターンＱＰを説明するための図である。
【図１９】位置ずれ検出用パターンを説明するための図である。
【図２０】各濃度検出用パターンにおける５つの矩形パターンを説明するための図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ、反射光を説明するための図である。
【図２２】プリンタ制御装置によって行われる画像プロセス制御を説明するためのフローチャートである。
【図２３】プリンタ制御装置によって行われる光スポット列の傾き検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図２４】光スポット列の傾斜角を説明するための図である。
【図２５】検出用光スポットと位置ずれ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２６】位置ずれ検出処理での受光部Ｄ５及び受光部Ｄ６の出力信号を説明するための図である。
【図２７】位置ずれ検出処理での受光部Ｄ５の出力信号と受光部Ｄ６の出力信号を加算した信号を説明するための図である。
【図２８】位置ずれ検出方法を説明するための図である。
【図２９】図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は、それぞれ副方向及び主方向の位置ずれ検出を説明するための図である。
【図３０】検出用光スポットと矩形パターンの位置関係を説明するための図である。
【図３１】照明対象物が中間転写ベルトの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】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ１のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３３】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ２のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３４】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ３のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３５】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ４のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３６】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ５のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３７】検出用光Ｓ６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る。
【図３８】検出用光Ｓ６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３９】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ２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る。
【図４０】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ２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４１】検出用光Ｓ６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る。
【図４２】検出用光Ｓ６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４３】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ４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る。
【図４４】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ４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４５】検出用光Ｓ６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る。
【図４６】検出用光Ｓ６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４７】各照明対象物における正反射光成分の合計値Ｍ１を説明するための図である。
【図４８】各照明対象物における正反射光成分の合計値Ｍ１の相対値を説明するための図である。
【図４９】各照明対象物における拡散反射光成分の合計値Ｍ２を説明するための図である。
【図５０】各照明対象物のＭ２／Ｍ１を説明するための図である。
【図５１】各照明対象物のＭ２／Ｍ１の相対値を説明するための図である。
【図５２】検出用光スポットと位置ずれ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５３】位置ずれ検出用パターンの変形例を説明するための図である。
【図５４】検出用光スポットと変形例の位置ずれ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５５】図５４に対応した各発光部の点灯タイミング、各受光部出力のサンプリングタイミングを説明するための図である。
【図５６】通常の位置ずれ検出用パターンを説明するための図である。
【図５７】図５７（Ａ）は平滑な移動材に対して光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図であり、図５７（Ｂ）はカラートナーのベタのテストパターンに対して光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図５８】図５６のトナーマークＹに対して複数の光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図５９】図５６のトナーマークＮに対して複数の光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図６０】光スポット列の傾きによる不都合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５１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。
【００３８】
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）、中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置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、トナーパターン検出器２２４５、温湿度センサ（図示省略）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。
【００３９】
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（回転軸方向）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。
【００４０】
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、スキャナ）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。
【００４１】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換器などを有している（図２参照）。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００４２】
温湿度センサは、カラープリンタ２０００内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、各感光体ドラムは、不図示の回転駆動機構により、図１における面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００４８】
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。
【００４９】
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の詳細については後述する。
【００５０】
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中間転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００５１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。ところで、中間転写ベルト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。
【００５２】
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、転写ローラ２０４２により、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００５３】
定着装置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上に順次積み重ねられる。
【００５４】
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。
【００５５】
トナーパターン検出器２２４５は、中間転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナーパターン検出器２２４５については後述する。
【００５６】
次に、前記光走査装置２０１０の詳細について説明する。
【００５７】
光走査装置２０１０は、一例として図３〜図６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つの偏向器側走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つの像面側走査レンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
各光源は、走査制御装置によって点灯及び消灯される。
【００６４】
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【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。
【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。
【００６９】
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。
【００７０】
各感光体ドラム上の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。また、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。
【００７１】
次に、前記トナーパターン検出器２２４５について説明する。
【００７２】
このトナーパターン検出器２２４５は、一例として図７に示されるように、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。
【００７３】
そして、一例として図８に示されるように、中間転写ベルト２０４０における有効画像領域内で、反射型光学センサ２２４５ａは−Ｙ側の端部近傍に配置され、反射型光学センサ２２４５ｃは＋Ｙ側の端部近傍に配置されている。反射型光学センサ２２４５ｂは、主方向に関して、反射型光学センサ２２４５ａと反射型光学センサ２２４５ｃの略中間位置に配置されている。
【００７４】
ここでは、主方向に関して、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、反射型光学センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。
【００７５】
３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）は、一例として図９に示されるように、センサ支持部材に支持されている。なお、センサ支持部材は、各反射型光学センサを個別に支持するものであっても良い。
【００７６】
そして、反射型光学センサ２２４５ａは、本体部Ｏｐｔａ及びγ回転駆動部Ｒｍａを有している。また、反射型光学センサ２２４５ｂは、本体部Ｏｐｔｂ及びγ回転駆動部Ｒｍｂを有している。さらに、反射型光学センサ２２４５ｃは、本体部Ｏｐｔｃ及びγ回転駆動部Ｒｍｃを有している。
【００７７】
３つの本体部（Ｏｐｔａ、Ｏｐｔｂ、Ｏｐｔｃ）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、本体部Ｏｐｔａを代表として、本体部の構成及び構造について説明する。
【００７８】
本体部Ｏｐｔａは、一例として図１０〜図１３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、及びそれらが保持されているセンサハウジング（図示省略）などを備えている。
【００７９】
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。また、各発光部の主方向の大きさは約０．０４ｍｍである。さらに、各発光部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、以下では、便宜上、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。
【００８１】
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。
【００８２】
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中間転写ベルト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。
【００８３】
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）として中間転写ベルト２０４０を照明するものとする（図１４参照）。そして、各検出用光によって中間転写ベルト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。
【００８４】
各検出用光スポットの大きさ（直径）は、一例として、０．４ｍｍである。この値は、上記発光部の間隔Ｌｅと等しい。なお、従来の検出用光スポットの大きさ（直径）は、通常、２〜３ｍｍ程度であった。
【００８５】
また、ここでは、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、中間転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。
【００８６】
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。
【００８７】
各受光部は、対応する発光部から射出され、中間転写ベルト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個の受光部の間隔（配列ピッチ）は、１１個の発光部の間隔Ｌｅと等しい。各受光部の主方向の大きさは約０．３５ｍｍである。また、各受光部における受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。
【００８８】
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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
具体的には、各照明用マイクロレンズでは、レンズ径は０．６１３ｍｍ、レンズの曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は０．１２９ｍｍである。
【００９３】
各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は０．７５０ｍｍ、レンズの曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は０．３１９ｍｍである。
【００９４】
ここでは、各受光用マイクロレンズのレンズ径を各照明用マイクロレンズ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した。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を各照明用マイクロレンズ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、正反射光の受光量が減らせることが可能であると考えた。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部に対応する受光部に隣接する受光部の前面に配置した受光用マイクロレンズ通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、テスト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も増加することが期待できる。
【００９５】
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。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。
【００９６】
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。また、検出用Ｓｉによる検出用光スポットを、「検出用光スポットＳｉ」と表記する。
【００９７】
また、一例として図１５に示されるように、各照明用マイクロレンズの光軸は、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。また、各受光用マイクロレンズの光軸は、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。これにより、より多くの反射光を対応する受光部に導くことができる。
【００９８】
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側の面から中間転写ベルト２０４０表面までの距離は、５ｍｍである。
【００９９】
γ回転駆動部Ｒｍａは、本体部Ｏｐｔａをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｂは、本体部Ｏｐｔｂをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｃは、本体部Ｏｐｔｃをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。
【０１００】
３つのγ回転駆動部（Ｒｍａ、Ｒｍｂ、Ｒｍｃ）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、γ回転駆動部Ｒｍａを代表として、γ回転駆動部の構成及び構造について説明する。
【０１０１】
γ回転駆動部Ｒｍａは、一例として図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有している。
【０１０２】
回転テーブルは、円板状の部材であり、センサ支持部材の−Ｚ側の面に、その中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動可能に取り付けられている。この回転テーブルの側面には、ギアに係合されるねじ溝が形成されている。そして、回転テーブルの−Ｚ側の面に本体部Ｏｐｔａが固定されている。このとき、回転テーブルの回転軸上に本体部Ｏｐｔａの中心が位置するように設定されている。そこで、回転テーブルが回転すると、本体部Ｏｐｔａは、その中心を通りＺ軸に平行な軸まわりに回転することとなる。
【０１０３】
ギアは、回転テーブルの−Ｙ側で、回転テーブルのねじ溝に係合する位置に配置されている。このギアは、シャフトを介してステッピングモータに接続されている。そこで、ステッピングモータが回転すると、ギアが回転し、回転テーブルが回転する。このステッピングモータは、プリンタ制御装置２０９０によって制御される。
【０１０４】
次に、画像形成プロセス制御で用いられる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。
【０１０５】
ここでは、一例として図１７に示されるように、Ｙ１位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成され、Ｙ２位置にパターンＱＰとパターンＰＰとパターンＤＰ１〜ＤＰ４が形成され、Ｙ３位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成される。
【０１０６】
パターンＱＰはスポット列傾き検出用パターンであり、パターンＰＰは位置ずれ検出用パターンであり、パターンＤＰ１〜ＤＰ４は、いずれも濃度検出用パターンである。
【０１０７】
スポット列傾き検出用パターンＱＰは、一例として図１８に示されるように、主方向を長手方向とし、主方向に関して、両端の発光部間の距離（ここでは、４ｍｍ）よりも長い（例えば、５．０ｍｍ）ライン状パターンであり、ブラックトナーで形成される。また、スポット列傾き検出用パターンＱＰの副方向の長さは０．５ｍｍである。
【０１０８】
位置ずれ検出用パターンＰＰは、一例として図１９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（ＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）からなる第１のパターン群と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２）からなる第２のパターン群とにより構成されている。
【０１０９】
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、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ＬＰＹ１とＬＰＹ２はペアをなし、イエロートナーで形成される。
【０１１０】
第１のパターン群では、各ライン状パターンの主方向の長さｗ１を１．２ｍｍ、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、主方向に関して、ライン状パターンの長さを、「検出用光スポットの大きさ」＋「発光部間隔Ｌｅ」×２、と等しくすることができる。
【０１１１】
また、第２のパターン群では、各ライン状パターンの傾斜角を４５°とし、主方向に関する長さｗ１を１．２ｍｍ（＝ｗ１）、線幅を０．５ｍｍとしている。
【０１１２】
濃度検出用パターンＤＰ１はブラックトナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ２はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンＤＰ３はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ４はイエロートナーで形成される。
【０１１３】
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。
【０１１４】
濃度検出用パターンＤＰは、一例として図２０に示されるように、５個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ５、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、中間転写ベルト２０４０の移動方向に沿って並んでおり、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ｐ５のトナー濃度が最も高い。
【０１１５】
ここでは、一例として、各矩形パターンの主方向の長さｗ２を１ｍｍ、副方向の長さｗ３を２ｍｍとしている。すなわち、各矩形パターンの主方向の長さｗ２は、発光部の間隔Ｌｅ（０．４ｍｍ）と検出用光スポットの大きさ（０．４ｍｍ）の和よりも大きい。この場合は、検出用光スポットは矩形パターン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可能である。また、副方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間隔は３ｍｍである。
【０１１６】
この場合は、トナーパターンを作成するのに必要なトナー量を従来の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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
なお、検出用光が、中間転写ベルトのみを照明したときの反射光は、ほとんどが中間転写ベルト表面で正反射された反射光（正反射光）である（図２１（Ａ）参照）。一方、検出用光が、パターンを照明したときは、該検出用光は、トナーだけでなく下地の中間転写ベルト表面にも到達する（図２１（Ｂ）参照）。そこで、パターンを照明したときの反射光は、中間転写ベルト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とに大別される。なお、後者の散乱光には、中間転写ベルト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、その光量は少ないものとし、また、中間転写ベルト表面から正反射される光と区別できないため、無視して考える。すなわち、前者の中間転写ベルトに起因する光を正反射寄与分、後者のトナーに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検出用光は、正反射されるとともに拡散反射される。
【０１１９】
次に、トナーパターン検出器２２４５を用いて行われる画像形成プロセス制御処理について図２２を用いて説明する。図２２のフローチャートは、画像形成プロセス制御処理の際に、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。
【０１２０】
最初のステップ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、ここでの判断は肯定され、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、ここでの判断は否定される。
【０１２１】
画像形成プロセス制御フラグは、電源投入直後では、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時では、（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）中間転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。
【０１２２】
ステップＳ３０１での判断が否定されると、画像形成プロセス制御処理は行われない。一方、ステップＳ３０１での判断が肯定されると、画像形成プロセス制御フラグをリセットし、ステップＳ３０３に移行する。
【０１２３】
このステップＳ３０３では、走査制御装置に対してトナーパターンの作成を指示する。
【０１２４】
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。
【０１２５】
なお、各パターンを形成するため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、各位置ずれ検出用パターン及び各スポット列傾き検出用パターンＱＰ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。
【０１２６】
そして、各パターンは、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。
【０１２７】
次のステップＳ３０５では、３つの反射型光学センサについて、光スポット列の傾き検出処理を行う。各反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理は、同様にして行われるので、以下では、１つの反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理を図２３のフローチャートを用いて説明する。
【０１２８】
最初のステップＳ５０１では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を点灯させる。
【０１２９】
次のステップＳ５０３では、フラグｆを初期化（０リセット）する。
【０１３０】
次のステップＳ５０５では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５０７に移行する。なお、ここでの検出を「最初の検出」という。
【０１３１】
このステップＳ５０７では、タイマカウンタΔｔを初期化（０リセット）する。なお、タイマカウンタΔｔの値は、所定の時間（例えば、２ｍ秒）毎に起動されるタイマ割り込み処理内でカウントアップされる。
【０１３２】
次のステップＳ５０９では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１であるか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１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。
【０１３３】
このステップＳ５１１では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１であることを意味する「１」をフラグｆにセットする。
【０１３４】
次のステップＳ５１５では、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ１１のうち、最初の検出を行った受光部とは別の受光部（ここでは、受光部Ｄ１１）の出力信号を参照し、他方の検出用光スポット（ここでは、検出用光スポットＳ１１）でスポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５１７に移行する。
【０１３５】
このステップＳ５１７では、タイマカウンタΔｔ及びフラグｆ１の内容を保存する。
【０１３６】
次のステップＳ５１９では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を消灯させる。そして、光スポット列の傾き検出処理を終了し、ステップＳ３０７に移行する。
【０１３７】
なお、上記ステップＳ５０９において、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１１であれば、ステップＳ５０９での判断は否定され、ステップＳ５１３に移行する。
【０１３８】
このステップＳ５１３では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１１であることを意味する「１１」をフラグｆにセットする。そして、上記ステップＳ５１５に移行する。
【０１３９】
図２２に戻り、ステップＳ３０７では、３つの反射型光学センサについて、それぞれの光スポット列の傾き検出処理における検出結果に基づいて、γ調整処理を行う。
【０１４０】
ここでは、光スポット列の傾き検出処理で得られたタイマカウンタΔｔの値、フラグｆの値、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１の主方向に関する中心間距離Ｌ、及び中間転写ベルト２０４０の移動速度Ｖから、次の（１）式を用いて、主方向に対する光スポット列の傾斜角θγ（図２４参照）を算出する。
【０１４１】
Δｔ＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ ……（１）
【０１４２】
なお、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１が周期τで順次点灯／消灯がなされる場合には、周期τに対応する距離だけスポット列傾き検出用パターンＱＰが移動するため、受光部Ｄ１の出力と受光部Ｄ１１の出力との間の時間差Δｔ’は、次の（２）式で示される。
【０１４３】
Δｔ’＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ＋τ ……（２）
【０１４４】
そして、光スポット列が主方向に平行となるように、すなわち、光スポット列の傾斜の向きと逆の向きに角度θγだけ反射型光学センサの本体部が回動されるように、γ回転駆動部のステッピングモータを制御する。なお、ステッピングモータの駆動量と本体部が回動される角度との関係は、予め求められプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。
【０１４５】
次のステップ３０９では、３つの反射型光学センサについて、それぞれ位置ずれ検出処理を行う。ここでは、図２５に示されるように、主方向に関して、位置ずれ検出用パターンＰＰの中心位置が検出用光スポットＳ５と検出用光スポットＳ６の中間位置と略一致しているものとする。この場合は、各反射型光学センサにおける発光部Ｅ５と発光部Ｅ６を時分割で点灯／消灯させる。発光部Ｅ５からの検出用光Ｓ５及び発光部Ｅ６からの検出用光Ｓ６は、中間転写ベルト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ＬＰＫ１〜ＬＰＹ２を順次照明する。
【０１４６】
一例として図２６に、このときの受光部Ｄ５及び受光部Ｄ６の出力信号の時間変化（出力波形）が示されている。そして、受光部Ｄ５の出力波形と受光部Ｄ６の出力波形を加算する（図２７参照）。
【０１４７】
そして、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＭ１を検出するまでの時間Ｔｋｍ１、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を求める（図２８参照）。
【０１４８】
さらに、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＭ２を検出するまでの時間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Ｔｋｙ２を求める（図２８参照）。
【０１４９】
そして、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、その時間差ΔＴ１から、次の（３）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、副方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ１を求める（図２９（Ａ）参照）。ここで、Ｖは中間転写ベルト２０４０の副方向への移動速度である。
【０１５０】
ΔＳ１＝Ｖ・ΔＴ１ ……（３）
【０１５１】
また、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、その時間差ΔＴ２から、次の（４）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、主方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ２を求める（図２９（Ｂ）参照）。ここで、θはライン状パターンの主方向に対する傾斜角（ここでは、４５°）である。
【０１５２】
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔθ ……（４）
【０１５３】
次のステップＳ３１１では、トナー濃度の検出処理を行う。ここでは、反射型光学センサ２２４５ｂのみが使用される。また、図３０に示されるように、主方向に関して、矩形パターンの中心と検出用光スポットＳ６の中心とが略一致しているものとする。そこで、ここでは、発光部Ｅ６のみが点灯される。
【０１５４】
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が中間転写ベルト２０４０を照明したときの、受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３１に示されている。なお、ここでの受光部Ｄ６の受光量を「１」とする。また、Ｄ＿ＡＬＬは、５個の受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量の和である。
【０１５５】
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５を照明したときの受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３２〜図３６に示されている。
【０１５６】
なお、以下では、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それぞれ「基準受光量」ともいい、照明対象物が矩形パターンのときの各受光部の受光量をそれぞれ「検出受光量」ともいう。
【０１５７】
ここでは、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、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。以下では、照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１のときを例として説明する。
【０１５８】
（１）受光部Ｄ６の受光量について
受光部Ｄ６は点灯発光部Ｅ６に対応する受光部であるため、この受光部Ｄ６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、中間転写ベルト２０４０の反射率よりも低いため、受光部Ｄ６の検出受光量は１（基準受光量）よりも小さくなっている。
【０１５９】
（２）受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８の受光量について
受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８では、基準受光量はいずれも０であった。そこで、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８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。
【０１６０】
（３）受光部Ｄ５の受光量について
受光部Ｄ５では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ５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。
【０１６１】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ５の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ５の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１６２】
そこで、受光部Ｄ５の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ａとする）を求める。
【０１６３】
そして、受光部Ｄ６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Ｄ５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。
【０１６４】
次に、受光部Ｄ５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Ｄ５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。
【０１６５】
（４）受光部Ｄ７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Ｄ７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。
【０１６６】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ７の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ７の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１６７】
そこで、受光部Ｄ７の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ｂとする）を求める。
【０１６８】
そして、受光部Ｄ６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Ｄ７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。
【０１６９】
次に、受光部Ｄ７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Ｄ７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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５における、正反射光による受光量及び拡散反射光による受光量が、図３７〜図４６に示されている。
【０１７２】
次に、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、正反射光による受光量の合計値（Ｍ１とする）、及び拡散反射光による受光量の合計値（Ｍ２とする）を求める。
【０１７３】
各照明対象物の正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４７に示されている。また、照明対象物が中間転写ベルト２０４０のときの合計値Ｍ１を１としたときの、各矩形パターンの正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４８に示されている。これらによると、合計値Ｍ１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多くのトナーが付着しているため、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Ｍ１は１対１で対応している。そこで、合計値Ｍ１の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０１７４】
各照明対象物の拡散反射光による受光量の合計値Ｍ２が図４９に示されている。これによると、合計値Ｍ２は、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多くのトナーが付着しているため、拡散反射する光が増加し、合計値Ｍ２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Ｍ２の計測値から、その照明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。
【０１７５】
点灯発光部がＥ６のときの各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５０に示されている。また、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１の最大値を１としたときの、各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５１に示されている。これらによると、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１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Ｍ２／合計値Ｍ１からでも、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０１７６】
なお、合計値Ｍ１とトナー濃度との関係、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）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プリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。
【０１７７】
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、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、合計値Ｍ１、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）に基づいてトナー濃度を求める。これによって、トナー濃度検出処理を終了し、ステップＳ３１３に移行する。
【０１７８】
このステップＳ３１３では、画像形成プロセス条件を調整する。
【０１７９】
ここでは、先ず、上記位置ずれ検出処理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、例えば、対応する画像形成ステーションにおける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、対応する画像形成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。
【０１８０】
次に、上記濃度検出処理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。
【０１８１】
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）の少なくともいずれかを調整する。
【０１８２】
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。
【０１８３】
現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度（例えばベタ濃度）を確保するために、現像ポテンシャル（現像バイアス−ベタ露光電位）の制御を行う。すなわち、濃度検出用パターンから得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より、現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときの傾き）と現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸（ｘ軸）、トナー濃度を縦軸（ｙ軸）としたときのｘ切片）を求める。そして、次の（５）式を用いて、所望の画像濃度を確保するために必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づいて、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定している。
【０１８４】
必要な現像ポテンシャル［−ｋＶ］＝所望の画像濃度（トナー濃度）［ｍｇ／ｃｍ２］／現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋＶ）］＋現像開始電圧Ｖｋ［−ｋＶ］ ……（５）
【０１８５】
トナーの帯電量と現像ポテンシャルとが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。それを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等の濃度検出用パターンを用いることができる。
【０１８６】
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。
【０１８７】
以上説明したように、本実施形態に係る反射型光学センサによると、本体部及びγ回転駆動部を有している。本体部は、主方向に沿って等間隔Ｌｅ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。
【０１８８】
γ回転駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有し、本体部をその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。
【０１８９】
これにより、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で本体部を回動させることが可能となり、中間転写ベルト２０４０上でのスポット列方向を、容易に精度良く、主方向に対して平行とすることができる。
【０１９０】
そこで、トナーパターンの大きさを小さくして不寄与トナーの消費量を抑制しつつ、トナーパターンの位置検出精度を向上させることができる。
【０１９１】
また、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２０１０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、各感光体ドラムからトナー画像が転写される中間転写ベルト２０４０と、中間転写ベルト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パターン検出器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。
【０１９２】
トナーパターン検出器２２４５は、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。
【０１９３】
プリンタ制御装置２０９０は、位置ずれ検出用パターンＰＰを検出するのに先立ってスポット列傾き検出用パターンＱＰを検出し、主方向に対する光スポット列の傾き情報を取得する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、光スポット列が主方向に平行となるようにγ回転駆動部のステッピングモータを制御する。
【０１９４】
これにより、トナーパターンが小さくても位置ずれの検出精度を向上させることができる。その結果、カラープリンタ２０００は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。
【０１９５】
また、この場合は、γ回転駆動部の回転テーブルを手動で回動調整することができない狭いスペースにも反射型光学センサを配置することが可能であり、画像形成装置のレイアウト自由度を増すことができる。
【０１９６】
また、この場合は、人為的な調整ミスの防止、調整時間の削減等の効果が期待できる。また、出荷前のみならず、出荷後にも調整が可能となる。
【０１９７】
そして、出荷直後に行うことで、輸送中や設置に伴う衝撃による反射型光学センサの取り付け位置の変化を調整しなおすことができる。
【０１９８】
また、定期的に光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理を実行することで、反射型光学センサの取り付け位置の経時変化や、温度変化に代表される環境変化による取り付け位置の変化を調整することができる。これにより、長期的に高い位置検出精度を維持するこができる。
【０１９９】
また、スポット列傾き検出用パターンＱＰがブラックトナーで形成されているため、反射率の低下量が大きくなり、検出精度を高くすることができる。
【０２００】
また、光スポット列の傾き検出処理において、２つの発光部を同時に点灯させているため、順次点灯／消灯させる場合に比べて、処理時間を短縮することができる。そして、γ調整処理での演算を単純化することができる。
【０２０１】
また、位置ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンの主方向の寸法を小さくすることができるため、「不寄与トナー」の量を低減させることができる。
【０２０２】
なお、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方法については、上記実施形態での方法に限定されるものではない。
【０２０３】
また、上記実施形態における光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理は、操作者からの指示によって任意のタイミングで行われても良い。このとき、該指示は、上位装置からなされても良いし、カラープリンタ２０００の操作パネルを介してなされても良い。
【０２０４】
また、上記実施形態では、位置ずれ検出処理において２つの発光部を点灯発光部とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図５２に示されるように、３つの発光部を点灯発光部としても良い。この場合は、検出精度をさらに高くすることができる。
【０２０５】
また、上記実施形態において、前記位置ずれ検出用パターンＰＰに代えて、一例として図５３に示される位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いても良い。この位置ずれ検出用パターンＰＰ’では、複数のラインパターンが２次元配列されている。ラインパターンＬＰＫ１は、主方向の長さが３．２ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。また、ラインパターンＬＰＭ１、ラインパターンＬＰＣ１、ラインパターンＬＰＹ１は、主方向の長さが１．０ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。この主方向の長さは、発光部間隔Ｌｅと検出用光スポットの大きさの和（＝０．８ｍｍ）よりも大きい。
【０２０６】
そして、副方向に関する全体の長さが、位置ずれ検出用パターンＰＰ’は、位置ずれ検出用パターンＰＰの１／２倍となるため、位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いることにより、位置ずれ検出処理に要する時間を上記実施形態の約１／２倍とすることができる。
【０２０７】
この場合は、一例として図５４に示されるように、位置ずれ検出処理では、３つの発光部（Ｅ３、Ｅ６、Ｅ９）が点灯発光部となる。３つの発光部は、一例として図５５に示されるように、時分割で点灯／消灯が繰り返される。そして、受光部Ｄ１〜Ｄ１１は、発光部の点灯タイミングに合わせてサンプリングされる。
【０２０８】
また、反射型光学センサにおけるγ回転駆動部の回動機構は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、本体部を、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で回動させることができれば良い。
【０２０９】
また、上記実施形態では、各濃度検出用パターンＤＰが５個の矩形パターン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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
また、上記実施形態では、１つの反射型光学センサが１１個の発光部及び受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。発光部及び受光部の数は、３つ以上であることが必須であるが、上限は、反射型光学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。
【０２１２】
また、上記実施形態では、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。
【０２１３】
また、上記実施形態において、組み立て工程や出荷時検査工程等において、検査員が手動でγ回転駆動部の回転テーブルを回動調整することができる。このとき、該検査員は、位置検出用のテストパターンを基準とした基準治具を用いて、反射型光学センサの取り付け状態を測定し、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。
【０２１４】
あるいは、組み立て工程や出荷時検査工程等において、反射型光学センサが取り付けられている画像形成装置が動作できる状態であれば、反射型光学センサを用いて、上記と同様な位置ずれ検出処理を行う。このとき、検査員は、反射型光学センサの出力信号を、外部モニタ等で確認しながら、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。
【０２１５】
また、上記実施形態では、γ調整処理において、光スポット列が主方向に平行となるようにする場合について説明したが、位置ずれ検出用パターンの第１のパターン群を構成するライン状パターンが主方向に対して傾斜しているときには、光スポット列が該ライン状パターンに平行となるようにγ調整処理を行っても良い。
【０２１６】
また、上記実施形態では、中間転写ベルトの表面が滑らかな場合について説明したが、これに限らず、中間転写ベルトの表面が滑らかでなくても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様にして位置ずれを検出することができる。また、中間転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２に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、濃度検出用パターンが位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３に形成されても良い。
【０２２０】
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２のみに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、濃度検出用パターンが、さらに位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３にも形成されても良い。
【０２２１】
また、上記実施形態では、４色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。
【０２２２】
また、上記実施形態では、トナーパターン検出器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。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。
【０２２３】
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、トナーパターン検出器２２４５で検出しても良い。
【０２２４】
また、上記実施形態では、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上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が、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良い。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。
【０２２５】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、カラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【０２２６】
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１のみを点灯させる場合について説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、さらに発光部Ｅ６を点灯させても良い。また、全ての発光部を点灯させても良い。この場合は、スポット列の傾斜角をさらに精度良く求めることができる。
【０２２７】
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、両端の２つの発光部を点灯発光部とする場合について説明したが、これに限定されるものではない。但し、両端の２つの発光部を点灯発光部とするのが、検出精度の点から好ましい。
【０２２８】
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さが、両端の発光部間の距離よりも長い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。但し、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さを両端の発光部間の距離よりも長くするほうが、検出精度の点から好ましい。
【０２２９】
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰが、ブラックトナーで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。但し、ブラックトナーはカラートナーに対して吸収が大きいため、受光部出力の低下が大きく、検知感度が高い。また、色ずれは、各色の相対的なずれによって表現されており、基準となる色としてブラックが採用されることが一般的であり、その基準と合わせることが好ましい。
【０２３０】
また、上記実施形態において、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良い。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良い。
【０２３２】
また、上記実施形態において、トナー濃度の検出処理では、１つの矩形パターンについて、受光部出力のサンプリングが１回であっても良いし、複数回であっても良い。複数回のときは、得られた濃度データの全てを平均化しても良いし、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて平均化しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２３３】
以上説明したように、本発明の反射型光学センサによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させるのに適している。本発明の画像形成装置によれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減するのに適している。
【符号の説明】
【０２３４】
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、２０４０…中間転写ベルト（移動体）、２０９０…プリンタ制御装置（調整装置、制御装置）、２２４５…トナーパターン検出器、２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ…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、ｐ１〜ｐ５…矩形パターン、ＱＰ…スポット列傾き検出用パターン（調整用パターン）、Ｒｍａ，Ｒｍｂ，Ｒｍｃ…γ回転駆動部（駆動系）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３５】
【特許文献１】特開２００７−２８６１７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４９３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型光学センサ及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、移動体上の画像を検出する反射型光学センサ、及び該反射型光学センサを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。電子写真の場合、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、潜像を形成する方法が一般的である。
【０００３】
そして、該潜像はトナーによって顕像化され、トナー画像となり、記録媒体である紙に転写された後、定着される。
【０００４】
この場合、ドラム上のトナー画像は、紙の所望の位置に正しく転写される必要がある。このような適正位置へのトナー画像の転写は、ドラム上におけるトナー画像の転写されるべき紙に対する位置が適正に把握されていなければ実現できない。
【０００５】
また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像を形成する場合には、トナー画像毎に位置を把握して適正な重ね合わせが必要となる。
【０００６】
重ね合わせられる複数のトナー画像相互の位置関係が適切に調整されていないと、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、画像の寸法誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが複数のトナー画像間で相対的にずれることによる色ずれなど、様々な異常画像が生じる。
【０００７】
トナー画像の位置を適正に制御するため、従来から位置検知用のテストパターンを形成し、これに光を照射して反射光を受光し、受光量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、トナー画像の位置を求めることが行われていた。
【０００８】
トナー画像の位置検出に用いられる反射型光学センサは、従来から種々のタイプのものが提案されている。例えば、特許文献１には、正反射光検知方式或いは拡散反射光検知方式の反射型光学センサが開示されている。これは、ＬＤやＬＥＤからなる１つの光源と、検知方式に応じて光源との配置関係や受光部の構成が変更される受光センサとから構成されている。
【０００９】
このタイプの反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常であった。一方、形成されるテストパターンの大きさは、そのテストパターンの移動方向（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）に関して、一般的に１５ｍｍ以上であった。
【００１０】
また、例えば、特許文献２には、主方向の大きさが２０ｍｍ、副方向の大きさ（幅）が１ｍｍのライン状のトナーマーク（以下、「パッチ」ともいう）が複数配置されたテストパターンが開示されている。
【００１１】
テストパターンの主方向の大きさを光スポットの同方向の大きさより大きくし、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ても、光スポットによりテストパターンを適正に照明できることを意図したものである。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や、（２）パッチ形成位置ずれ、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パッチの主方向の位置誤差がある。
【００１２】
ところで、テストパターンを形成するの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。このため、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。そこで、テストパターンの面積を小さくすることは、トナー消費量の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。
【００１３】
不寄与トナーの消費量を低減するためには、テストパターンを構成する各トナーマークの面積を小さくすれば良いが、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ても光スポットによりテストパターンが適正に照明されるように、トナーマークの主方向の大きさを光スポットより大きくする必要があり、トナーマークを小さくすることには限度があった。換言すれば、光スポットとの位置誤差に対する余裕度を持たせるという考え方がトナーマークの小面積化を阻害していたといえる。
【００１４】
そこで、本出願人は、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、従来よりも小さいテストパターンの位置検出を行うことを提案した（特許文献３参照）。
【００１５】
特許文献３に開示されている反射型光学センサは、小さい光スポットでテストパターンを照明し、その反射光を複数の受光部で受光し、該複数の受光部の出力分布に基づいて正確な位置を演算的に割り出すという技術思想に基づいている。そして、主方向に沿って一列に並んでいる複数の光スポットの照明領域をテストパターンが通過するため、突発的な位置ずれがあってもテストパターンを確実に照明することができる。また、複数の受光部の出力分布に基づいてテストパターンの位置を判断するため、小さなテストパターンでも感度良く位置検出ができる。
【００１６】
このとき、発光部の発光波長と、受光部のピーク感度波長とを略一致させることにより、受光部から出力される光電変換信号のレベルを最大限に高めることができ、位置検出精度を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、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では、テストパターンを照明する光スポットが一列に並んでいるため、その並び方向（スポット列方向）と、ライン状のトナーマークの長手方向との関係が既知であることが必要である。
【００１８】
すなわち、図５６に示されるような従来から知られるようなテストパターンにおいて、光スポット列は、トナーマークＹに対しては平行に、トナーマークＮに対して４５度傾いていることが必要である。
【００１９】
この理由について以下に説明する。
【００２０】
例えば、５つの発光部と５つの受光部を有する反射型光学センサでは、ある１つの発光部（例えば、発光部３）を点灯させると、複数の受光部（例えば、受光部２、受光部３、受光部４の３つの受光部）で反射光を受光することができる。
【００２１】
平滑な移動材に対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ａ）に示され、カラートナーのベタのテストパターンに対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ｂ）に示されている。なお、各受光部の出力分布は照射系の構成などにより調整可能である。
【００２２】
ここで、発光部２と発光部３と発光部４を同時に点灯させた場合を考える。
【００２３】
トナーマークＹが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５８に示されている。ここでは、トナーマークＹと光スポット列が平行であるため、各受光部の出力は時間的に同一である。
【００２４】
トナーマークＮが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５９に示されている。ここでは、トナーマークＮが光スポット列に対して４５度傾斜しているため、各受光部の出力は、発光部の間隔ｐとトナーマークＮの移動速度ｖで決まる時間ｔ（ｔ＝ｐ／ｖ）だけ順次遅れる。
【００２５】
複数の発光部を点灯させたときの受光部出力からトナーマークの位置を算出する場合には、図５８及び図５９に示されるような受光部出力の時間的な情報が必要不可欠である。
【００２６】
すなわち、１つのトナーマークに対して複数の発光部を同時に点灯させ、得られた複数の受光部出力を合成してトナーマークの位置検出を行う場合、主方向に関する発光部の位置と、各発光部に対応する受光部出力の時間的な情報がなくては、複数の受光部出力を適切に合成することができない。
【００２７】
具体的には、図５８の場合、各受光部出力は時間的に同一であるので、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すれば良い。図５９の場合、各受光部出力は所定の時間間隔でずれているので、各受光部出力を時間軸に対してずらして加算していけば良い。
【００２８】
ところで、図６０に示されるように、光スポット列がトナーマークＹに対して傾斜していると、各受光部出力は時間的にずれることとなる。このとき、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すると、信号幅が広がってしまい、検出精度が大きく低下する。この場合、トナーマークＮを検出する際の各受光部出力も、上記時間ｔとは異なる時間のずれが生じることになる。通常、反射型光学センサを画像形成装置内の移動体（例えば、中間転写ベルト）に対向し、照射した光の反射光を受光するように取り付ける際、メカ公差内では取り付けができるものの、取り付けられた反射型光学センサからの光スポット列とトナーマークとの位置関係は不明である。そのため、光スポット列とトナーマークとの角度誤差に起因して、トナーマークの位置検出精度を高めることが困難であった。
【００２９】
なお、特許文献１及び特許文献２に開示されている反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットが１つであるため、上述した受光部出力を合成する際の不都合はない。
【００３０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる反射型光学センサを提供することにある。
【００３１】
その第２の目的は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減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】
【００３２】
本発明は、第１の観点からすると、第１の方向に移動する移動体上のパターンを検出するための反射型光学センサであって、前記第１の方向に直交する第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、該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサである。
【００３３】
これによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる。
【００３４】
本発明は、第２の観点からすると、画像情報に応じた画像形成条件で移動体上に画像を形成する画像形成装置において、前記移動体上のテストパターンを検出するための本発明の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、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
これによれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】プリンタ制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）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２）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３）である。
【図６】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図７】トナーパターン検出器を説明するための図である。
【図８】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９】反射型光学センサを説明するための図である。
【図１０】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その１）である。
【図１１】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その２）である。
【図１２】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その３）である。
【図１３】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その４）である。
【図１４】検出用光を説明するための図である。
【図１５】反射型光学センサの本体部を説明するための図（その５）である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ、反射型光学センサのγ回転駆動部を説明するための図である。
【図１７】画像形成プロセス制御で用いられるトナーパターンを説明するための図である。
【図１８】スポット列傾き検出用パターンＱＰを説明するための図である。
【図１９】位置ずれ検出用パターンを説明するための図である。
【図２０】各濃度検出用パターンにおける５つの矩形パターンを説明するための図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ、反射光を説明するための図である。
【図２２】プリンタ制御装置によって行われる画像プロセス制御を説明するためのフローチャートである。
【図２３】プリンタ制御装置によって行われる光スポット列の傾き検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図２４】光スポット列の傾斜角を説明するための図である。
【図２５】検出用光スポットと位置ずれ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２６】位置ずれ検出処理での受光部Ｄ５及び受光部Ｄ６の出力信号を説明するための図である。
【図２７】位置ずれ検出処理での受光部Ｄ５の出力信号と受光部Ｄ６の出力信号を加算した信号を説明するための図である。
【図２８】位置ずれ検出方法を説明するための図である。
【図２９】図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は、それぞれ副方向及び主方向の位置ずれ検出を説明するための図である。
【図３０】検出用光スポットと矩形パターンの位置関係を説明するための図である。
【図３１】照明対象物が中間転写ベルトの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】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ１のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３３】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ２のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３４】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ３のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３５】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ４のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３６】照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ１の矩形パターンｐ５のときの各受光部の受光量を説明するための図である。
【図３７】検出用光Ｓ６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る。
【図３８】検出用光Ｓ６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３９】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ２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る。
【図４０】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ２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４１】検出用光Ｓ６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る。
【図４２】検出用光Ｓ６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４３】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ４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る。
【図４４】検出用光Ｓ６が矩形パターンｐ４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４５】検出用光Ｓ６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る。
【図４６】検出用光Ｓ６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４７】各照明対象物における正反射光成分の合計値Ｍ１を説明するための図である。
【図４８】各照明対象物における正反射光成分の合計値Ｍ１の相対値を説明するための図である。
【図４９】各照明対象物における拡散反射光成分の合計値Ｍ２を説明するための図である。
【図５０】各照明対象物のＭ２／Ｍ１を説明するための図である。
【図５１】各照明対象物のＭ２／Ｍ１の相対値を説明するための図である。
【図５２】検出用光スポットと位置ずれ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５３】位置ずれ検出用パターンの変形例を説明するための図である。
【図５４】検出用光スポットと変形例の位置ずれ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５５】図５４に対応した各発光部の点灯タイミング、各受光部出力のサンプリングタイミングを説明するための図である。
【図５６】通常の位置ずれ検出用パターンを説明するための図である。
【図５７】図５７（Ａ）は平滑な移動材に対して光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図であり、図５７（Ｂ）はカラートナーのベタのテストパターンに対して光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図５８】図５６のトナーマークＹに対して複数の光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図５９】図５６のトナーマークＮに対して複数の光を照射したときの各受光部の出力例を説明するための図である。
【図６０】光スポット列の傾きによる不都合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５１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。
【００３８】
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）、中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置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、トナーパターン検出器２２４５、温湿度センサ（図示省略）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。
【００３９】
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（回転軸方向）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。
【００４０】
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、スキャナ）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。
【００４１】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換器などを有している（図２参照）。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００４２】
温湿度センサは、カラープリンタ２０００内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置２０９０に通知する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、各感光体ドラムは、不図示の回転駆動機構により、図１における面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００４８】
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。
【００４９】
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の詳細については後述する。
【００５０】
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中間転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００５１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。ところで、中間転写ベルト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。
【００５２】
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、転写ローラ２０４２により、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００５３】
定着装置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上に順次積み重ねられる。
【００５４】
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。
【００５５】
トナーパターン検出器２２４５は、中間転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナーパターン検出器２２４５については後述する。
【００５６】
次に、前記光走査装置２０１０の詳細について説明する。
【００５７】
光走査装置２０１０は、一例として図３〜図６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つの偏向器側走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つの像面側走査レンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
各光源は、走査制御装置によって点灯及び消灯される。
【００６４】
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【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。
【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。
【００６９】
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。
【００７０】
各感光体ドラム上の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。また、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。
【００７１】
次に、前記トナーパターン検出器２２４５について説明する。
【００７２】
このトナーパターン検出器２２４５は、一例として図７に示されるように、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。
【００７３】
そして、一例として図８に示されるように、中間転写ベルト２０４０における有効画像領域内で、反射型光学センサ２２４５ａは−Ｙ側の端部近傍に配置され、反射型光学センサ２２４５ｃは＋Ｙ側の端部近傍に配置されている。反射型光学センサ２２４５ｂは、主方向に関して、反射型光学センサ２２４５ａと反射型光学センサ２２４５ｃの略中間位置に配置されている。
【００７４】
ここでは、主方向に関して、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、反射型光学センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。
【００７５】
３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）は、一例として図９に示されるように、センサ支持部材に支持されている。なお、センサ支持部材は、各反射型光学センサを個別に支持するものであっても良い。
【００７６】
そして、反射型光学センサ２２４５ａは、本体部Ｏｐｔａ及びγ回転駆動部Ｒｍａを有している。また、反射型光学センサ２２４５ｂは、本体部Ｏｐｔｂ及びγ回転駆動部Ｒｍｂを有している。さらに、反射型光学センサ２２４５ｃは、本体部Ｏｐｔｃ及びγ回転駆動部Ｒｍｃを有している。
【００７７】
３つの本体部（Ｏｐｔａ、Ｏｐｔｂ、Ｏｐｔｃ）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、本体部Ｏｐｔａを代表として、本体部の構成及び構造について説明する。
【００７８】
本体部Ｏｐｔａは、一例として図１０〜図１３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、及びそれらが保持されているセンサハウジング（図示省略）などを備えている。
【００７９】
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。また、各発光部の主方向の大きさは約０．０４ｍｍである。さらに、各発光部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、以下では、便宜上、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。
【００８１】
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。
【００８２】
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中間転写ベルト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。
【００８３】
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）として中間転写ベルト２０４０を照明するものとする（図１４参照）。そして、各検出用光によって中間転写ベルト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。
【００８４】
各検出用光スポットの大きさ（直径）は、一例として、０．４ｍｍである。この値は、上記発光部の間隔Ｌｅと等しい。なお、従来の検出用光スポットの大きさ（直径）は、通常、２〜３ｍｍ程度であった。
【００８５】
また、ここでは、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、中間転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。
【００８６】
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。
【００８７】
各受光部は、対応する発光部から射出され、中間転写ベルト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個の受光部の間隔（配列ピッチ）は、１１個の発光部の間隔Ｌｅと等しい。各受光部の主方向の大きさは約０．３５ｍｍである。また、各受光部における受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。
【００８８】
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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
具体的には、各照明用マイクロレンズでは、レンズ径は０．６１３ｍｍ、レンズの曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は０．１２９ｍｍである。
【００９３】
各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は０．７５０ｍｍ、レンズの曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は０．３１９ｍｍである。
【００９４】
ここでは、各受光用マイクロレンズのレンズ径を各照明用マイクロレンズ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した。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を各照明用マイクロレンズ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、正反射光の受光量が減らせることが可能であると考えた。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部に対応する受光部に隣接する受光部の前面に配置した受光用マイクロレンズ通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、テスト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も増加することが期待できる。
【００９５】
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。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。
【００９６】
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。また、検出用Ｓｉによる検出用光スポットを、「検出用光スポットＳｉ」と表記する。
【００９７】
また、一例として図１５に示されるように、各照明用マイクロレンズの光軸は、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。また、各受光用マイクロレンズの光軸は、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。これにより、より多くの反射光を対応する受光部に導くことができる。
【００９８】
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側の面から中間転写ベルト２０４０表面までの距離は、５ｍｍである。
【００９９】
γ回転駆動部Ｒｍａは、本体部Ｏｐｔａをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｂは、本体部Ｏｐｔｂをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｃは、本体部Ｏｐｔｃをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。
【０１００】
３つのγ回転駆動部（Ｒｍａ、Ｒｍｂ、Ｒｍｃ）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、γ回転駆動部Ｒｍａを代表として、γ回転駆動部の構成及び構造について説明する。
【０１０１】
γ回転駆動部Ｒｍａは、一例として図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有している。
【０１０２】
回転テーブルは、円板状の部材であり、センサ支持部材の−Ｚ側の面に、その中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動可能に取り付けられている。この回転テーブルの側面には、ギアに係合されるねじ溝が形成されている。そして、回転テーブルの−Ｚ側の面に本体部Ｏｐｔａが固定されている。このとき、回転テーブルの回転軸上に本体部Ｏｐｔａの中心が位置するように設定されている。そこで、回転テーブルが回転すると、本体部Ｏｐｔａは、その中心を通りＺ軸に平行な軸まわりに回転することとなる。
【０１０３】
ギアは、回転テーブルの−Ｙ側で、回転テーブルのねじ溝に係合する位置に配置されている。このギアは、シャフトを介してステッピングモータに接続されている。そこで、ステッピングモータが回転すると、ギアが回転し、回転テーブルが回転する。このステッピングモータは、プリンタ制御装置２０９０によって制御される。
【０１０４】
次に、画像形成プロセス制御で用いられる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。
【０１０５】
ここでは、一例として図１７に示されるように、Ｙ１位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成され、Ｙ２位置にパターンＱＰとパターンＰＰとパターンＤＰ１〜ＤＰ４が形成され、Ｙ３位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成される。
【０１０６】
パターンＱＰはスポット列傾き検出用パターンであり、パターンＰＰは位置ずれ検出用パターンであり、パターンＤＰ１〜ＤＰ４は、いずれも濃度検出用パターンである。
【０１０７】
スポット列傾き検出用パターンＱＰは、一例として図１８に示されるように、主方向を長手方向とし、主方向に関して、両端の発光部間の距離（ここでは、４ｍｍ）よりも長い（例えば、５．０ｍｍ）ライン状パターンであり、ブラックトナーで形成される。また、スポット列傾き検出用パターンＱＰの副方向の長さは０．５ｍｍである。
【０１０８】
位置ずれ検出用パターンＰＰは、一例として図１９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（ＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）からなる第１のパターン群と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２）からなる第２のパターン群とにより構成されている。
【０１０９】
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、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ＬＰＹ１とＬＰＹ２はペアをなし、イエロートナーで形成される。
【０１１０】
第１のパターン群では、各ライン状パターンの主方向の長さｗ１を１．２ｍｍ、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、主方向に関して、ライン状パターンの長さを、「検出用光スポットの大きさ」＋「発光部間隔Ｌｅ」×２、と等しくすることができる。
【０１１１】
また、第２のパターン群では、各ライン状パターンの傾斜角を４５°とし、主方向に関する長さｗ１を１．２ｍｍ（＝ｗ１）、線幅を０．５ｍｍとしている。
【０１１２】
濃度検出用パターンＤＰ１はブラックトナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ２はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンＤＰ３はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ４はイエロートナーで形成される。
【０１１３】
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。
【０１１４】
濃度検出用パターンＤＰは、一例として図２０に示されるように、５個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ５、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、中間転写ベルト２０４０の移動方向に沿って並んでおり、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ｐ５のトナー濃度が最も高い。
【０１１５】
ここでは、一例として、各矩形パターンの主方向の長さｗ２を１ｍｍ、副方向の長さｗ３を２ｍｍとしている。すなわち、各矩形パターンの主方向の長さｗ２は、発光部の間隔Ｌｅ（０．４ｍｍ）と検出用光スポットの大きさ（０．４ｍｍ）の和よりも大きい。この場合は、検出用光スポットは矩形パターン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可能である。また、副方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間隔は３ｍｍである。
【０１１６】
この場合は、トナーパターンを作成するのに必要なトナー量を従来の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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
なお、検出用光が、中間転写ベルトのみを照明したときの反射光は、ほとんどが中間転写ベルト表面で正反射された反射光（正反射光）である（図２１（Ａ）参照）。一方、検出用光が、パターンを照明したときは、該検出用光は、トナーだけでなく下地の中間転写ベルト表面にも到達する（図２１（Ｂ）参照）。そこで、パターンを照明したときの反射光は、中間転写ベルト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とに大別される。なお、後者の散乱光には、中間転写ベルト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、その光量は少ないものとし、また、中間転写ベルト表面から正反射される光と区別できないため、無視して考える。すなわち、前者の中間転写ベルトに起因する光を正反射寄与分、後者のトナーに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検出用光は、正反射されるとともに拡散反射される。
【０１１９】
次に、トナーパターン検出器２２４５を用いて行われる画像形成プロセス制御処理について図２２を用いて説明する。図２２のフローチャートは、画像形成プロセス制御処理の際に、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。
【０１２０】
最初のステップ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、ここでの判断は肯定され、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、ここでの判断は否定される。
【０１２１】
画像形成プロセス制御フラグは、電源投入直後では、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時では、（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）中間転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。
【０１２２】
ステップＳ３０１での判断が否定されると、画像形成プロセス制御処理は行われない。一方、ステップＳ３０１での判断が肯定されると、画像形成プロセス制御フラグをリセットし、ステップＳ３０３に移行する。
【０１２３】
このステップＳ３０３では、走査制御装置に対してトナーパターンの作成を指示する。
【０１２４】
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。
【０１２５】
なお、各パターンを形成するため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、各位置ずれ検出用パターン及び各スポット列傾き検出用パターンＱＰ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。
【０１２６】
そして、各パターンは、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。
【０１２７】
次のステップＳ３０５では、３つの反射型光学センサについて、光スポット列の傾き検出処理を行う。各反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理は、同様にして行われるので、以下では、１つの反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理を図２３のフローチャートを用いて説明する。
【０１２８】
最初のステップＳ５０１では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を点灯させる。
【０１２９】
次のステップＳ５０３では、フラグｆを初期化（０リセット）する。
【０１３０】
次のステップＳ５０５では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５０７に移行する。なお、ここでの検出を「最初の検出」という。
【０１３１】
このステップＳ５０７では、タイマカウンタΔｔを初期化（０リセット）する。なお、タイマカウンタΔｔの値は、所定の時間（例えば、２ｍ秒）毎に起動されるタイマ割り込み処理内でカウントアップされる。
【０１３２】
次のステップＳ５０９では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１であるか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１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。
【０１３３】
このステップＳ５１１では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１であることを意味する「１」をフラグｆにセットする。
【０１３４】
次のステップＳ５１５では、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ１１のうち、最初の検出を行った受光部とは別の受光部（ここでは、受光部Ｄ１１）の出力信号を参照し、他方の検出用光スポット（ここでは、検出用光スポットＳ１１）でスポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５１７に移行する。
【０１３５】
このステップＳ５１７では、タイマカウンタΔｔ及びフラグｆ１の内容を保存する。
【０１３６】
次のステップＳ５１９では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を消灯させる。そして、光スポット列の傾き検出処理を終了し、ステップＳ３０７に移行する。
【０１３７】
なお、上記ステップＳ５０９において、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１１であれば、ステップＳ５０９での判断は否定され、ステップＳ５１３に移行する。
【０１３８】
このステップＳ５１３では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１１であることを意味する「１１」をフラグｆにセットする。そして、上記ステップＳ５１５に移行する。
【０１３９】
図２２に戻り、ステップＳ３０７では、３つの反射型光学センサについて、それぞれの光スポット列の傾き検出処理における検出結果に基づいて、γ調整処理を行う。
【０１４０】
ここでは、光スポット列の傾き検出処理で得られたタイマカウンタΔｔの値、フラグｆの値、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１の主方向に関する中心間距離Ｌ、及び中間転写ベルト２０４０の移動速度Ｖから、次の（１）式を用いて、主方向に対する光スポット列の傾斜角θγ（図２４参照）を算出する。
【０１４１】
Δｔ＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ ……（１）
【０１４２】
なお、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１が周期τで順次点灯／消灯がなされる場合には、周期τに対応する距離だけスポット列傾き検出用パターンＱＰが移動するため、受光部Ｄ１の出力と受光部Ｄ１１の出力との間の時間差Δｔ’は、次の（２）式で示される。
【０１４３】
Δｔ’＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ＋τ ……（２）
【０１４４】
そして、光スポット列が主方向に平行となるように、すなわち、光スポット列の傾斜の向きと逆の向きに角度θγだけ反射型光学センサの本体部が回動されるように、γ回転駆動部のステッピングモータを制御する。なお、ステッピングモータの駆動量と本体部が回動される角度との関係は、予め求められプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。
【０１４５】
次のステップ３０９では、３つの反射型光学センサについて、それぞれ位置ずれ検出処理を行う。ここでは、図２５に示されるように、主方向に関して、位置ずれ検出用パターンＰＰの中心位置が検出用光スポットＳ５と検出用光スポットＳ６の中間位置と略一致しているものとする。この場合は、各反射型光学センサにおける発光部Ｅ５と発光部Ｅ６を時分割で点灯／消灯させる。発光部Ｅ５からの検出用光Ｓ５及び発光部Ｅ６からの検出用光Ｓ６は、中間転写ベルト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ＬＰＫ１〜ＬＰＹ２を順次照明する。
【０１４６】
一例として図２６に、このときの受光部Ｄ５及び受光部Ｄ６の出力信号の時間変化（出力波形）が示されている。そして、受光部Ｄ５の出力波形と受光部Ｄ６の出力波形を加算する（図２７参照）。
【０１４７】
そして、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＭ１を検出するまでの時間Ｔｋｍ１、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を求める（図２８参照）。
【０１４８】
さらに、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＭ２を検出するまでの時間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Ｔｋｙ２を求める（図２８参照）。
【０１４９】
そして、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、その時間差ΔＴ１から、次の（３）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、副方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ１を求める（図２９（Ａ）参照）。ここで、Ｖは中間転写ベルト２０４０の副方向への移動速度である。
【０１５０】
ΔＳ１＝Ｖ・ΔＴ１ ……（３）
【０１５１】
また、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、その時間差ΔＴ２から、次の（４）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、主方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ２を求める（図２９（Ｂ）参照）。ここで、θはライン状パターンの主方向に対する傾斜角（ここでは、４５°）である。
【０１５２】
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔθ ……（４）
【０１５３】
次のステップＳ３１１では、トナー濃度の検出処理を行う。ここでは、反射型光学センサ２２４５ｂのみが使用される。また、図３０に示されるように、主方向に関して、矩形パターンの中心と検出用光スポットＳ６の中心とが略一致しているものとする。そこで、ここでは、発光部Ｅ６のみが点灯される。
【０１５４】
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が中間転写ベルト２０４０を照明したときの、受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３１に示されている。なお、ここでの受光部Ｄ６の受光量を「１」とする。また、Ｄ＿ＡＬＬは、５個の受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量の和である。
【０１５５】
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５を照明したときの受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３２〜図３６に示されている。
【０１５６】
なお、以下では、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それぞれ「基準受光量」ともいい、照明対象物が矩形パターンのときの各受光部の受光量をそれぞれ「検出受光量」ともいう。
【０１５７】
ここでは、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、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。以下では、照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１のときを例として説明する。
【０１５８】
（１）受光部Ｄ６の受光量について
受光部Ｄ６は点灯発光部Ｅ６に対応する受光部であるため、この受光部Ｄ６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、中間転写ベルト２０４０の反射率よりも低いため、受光部Ｄ６の検出受光量は１（基準受光量）よりも小さくなっている。
【０１５９】
（２）受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８の受光量について
受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８では、基準受光量はいずれも０であった。そこで、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８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。
【０１６０】
（３）受光部Ｄ５の受光量について
受光部Ｄ５では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ５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。
【０１６１】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ５の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ５の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１６２】
そこで、受光部Ｄ５の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ａとする）を求める。
【０１６３】
そして、受光部Ｄ６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Ｄ５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。
【０１６４】
次に、受光部Ｄ５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Ｄ５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。
【０１６５】
（４）受光部Ｄ７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Ｄ７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。
【０１６６】
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ７の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ７の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。
【０１６７】
そこで、受光部Ｄ７の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ｂとする）を求める。
【０１６８】
そして、受光部Ｄ６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Ｄ７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。
【０１６９】
次に、受光部Ｄ７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Ｄ７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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５における、正反射光による受光量及び拡散反射光による受光量が、図３７〜図４６に示されている。
【０１７２】
次に、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、正反射光による受光量の合計値（Ｍ１とする）、及び拡散反射光による受光量の合計値（Ｍ２とする）を求める。
【０１７３】
各照明対象物の正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４７に示されている。また、照明対象物が中間転写ベルト２０４０のときの合計値Ｍ１を１としたときの、各矩形パターンの正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４８に示されている。これらによると、合計値Ｍ１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多くのトナーが付着しているため、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Ｍ１は１対１で対応している。そこで、合計値Ｍ１の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０１７４】
各照明対象物の拡散反射光による受光量の合計値Ｍ２が図４９に示されている。これによると、合計値Ｍ２は、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多くのトナーが付着しているため、拡散反射する光が増加し、合計値Ｍ２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Ｍ２の計測値から、その照明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。
【０１７５】
点灯発光部がＥ６のときの各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５０に示されている。また、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１の最大値を１としたときの、各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５１に示されている。これらによると、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１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Ｍ２／合計値Ｍ１からでも、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
【０１７６】
なお、合計値Ｍ１とトナー濃度との関係、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）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プリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。
【０１７７】
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、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、合計値Ｍ１、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）に基づいてトナー濃度を求める。これによって、トナー濃度検出処理を終了し、ステップＳ３１３に移行する。
【０１７８】
このステップＳ３１３では、画像形成プロセス条件を調整する。
【０１７９】
ここでは、先ず、上記位置ずれ検出処理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、例えば、対応する画像形成ステーションにおける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、対応する画像形成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。
【０１８０】
次に、上記濃度検出処理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。
【０１８１】
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）の少なくともいずれかを調整する。
【０１８２】
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。
【０１８３】
現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度（例えばベタ濃度）を確保するために、現像ポテンシャル（現像バイアス−ベタ露光電位）の制御を行う。すなわち、濃度検出用パターンから得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より、現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときの傾き）と現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸（ｘ軸）、トナー濃度を縦軸（ｙ軸）としたときのｘ切片）を求める。そして、次の（５）式を用いて、所望の画像濃度を確保するために必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づいて、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定している。
【０１８４】
必要な現像ポテンシャル［−ｋＶ］＝所望の画像濃度（トナー濃度）［ｍｇ／ｃｍ２］／現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋＶ）］＋現像開始電圧Ｖｋ［−ｋＶ］ ……（５）
【０１８５】
トナーの帯電量と現像ポテンシャルとが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。それを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等の濃度検出用パターンを用いることができる。
【０１８６】
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。
【０１８７】
以上説明したように、本実施形態に係る反射型光学センサによると、本体部及びγ回転駆動部を有している。本体部は、主方向に沿って等間隔Ｌｅ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。
【０１８８】
γ回転駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有し、本体部をその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。
【０１８９】
これにより、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で本体部を回動させることが可能となり、中間転写ベルト２０４０上でのスポット列方向を、容易に精度良く、主方向に対して平行とすることができる。
【０１９０】
そこで、トナーパターンの大きさを小さくして不寄与トナーの消費量を抑制しつつ、トナーパターンの位置検出精度を向上させることができる。
【０１９１】
また、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２０１０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、各感光体ドラムからトナー画像が転写される中間転写ベルト２０４０と、中間転写ベルト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パターン検出器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。
【０１９２】
トナーパターン検出器２２４５は、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。
【０１９３】
プリンタ制御装置２０９０は、位置ずれ検出用パターンＰＰを検出するのに先立ってスポット列傾き検出用パターンＱＰを検出し、主方向に対する光スポット列の傾き情報を取得する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、光スポット列が主方向に平行となるようにγ回転駆動部のステッピングモータを制御する。
【０１９４】
これにより、トナーパターンが小さくても位置ずれの検出精度を向上させることができる。その結果、カラープリンタ２０００は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。
【０１９５】
また、この場合は、γ回転駆動部の回転テーブルを手動で回動調整することができない狭いスペースにも反射型光学センサを配置することが可能であり、画像形成装置のレイアウト自由度を増すことができる。
【０１９６】
また、この場合は、人為的な調整ミスの防止、調整時間の削減等の効果が期待できる。また、出荷前のみならず、出荷後にも調整が可能となる。
【０１９７】
そして、出荷直後に行うことで、輸送中や設置に伴う衝撃による反射型光学センサの取り付け位置の変化を調整しなおすことができる。
【０１９８】
また、定期的に光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理を実行することで、反射型光学センサの取り付け位置の経時変化や、温度変化に代表される環境変化による取り付け位置の変化を調整することができる。これにより、長期的に高い位置検出精度を維持するこができる。
【０１９９】
また、スポット列傾き検出用パターンＱＰがブラックトナーで形成されているため、反射率の低下量が大きくなり、検出精度を高くすることができる。
【０２００】
また、光スポット列の傾き検出処理において、２つの発光部を同時に点灯させているため、順次点灯／消灯させる場合に比べて、処理時間を短縮することができる。そして、γ調整処理での演算を単純化することができる。
【０２０１】
また、位置ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンの主方向の寸法を小さくすることができるため、「不寄与トナー」の量を低減させることができる。
【０２０２】
なお、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方法については、上記実施形態での方法に限定されるものではない。
【０２０３】
また、上記実施形態における光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理は、操作者からの指示によって任意のタイミングで行われても良い。このとき、該指示は、上位装置からなされても良いし、カラープリンタ２０００の操作パネルを介してなされても良い。
【０２０４】
また、上記実施形態では、位置ずれ検出処理において２つの発光部を点灯発光部とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図５２に示されるように、３つの発光部を点灯発光部としても良い。この場合は、検出精度をさらに高くすることができる。
【０２０５】
また、上記実施形態において、前記位置ずれ検出用パターンＰＰに代えて、一例として図５３に示される位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いても良い。この位置ずれ検出用パターンＰＰ’では、複数のラインパターンが２次元配列されている。ラインパターンＬＰＫ１は、主方向の長さが３．２ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。また、ラインパターンＬＰＭ１、ラインパターンＬＰＣ１、ラインパターンＬＰＹ１は、主方向の長さが１．０ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。この主方向の長さは、発光部間隔Ｌｅと検出用光スポットの大きさの和（＝０．８ｍｍ）よりも大きい。
【０２０６】
そして、副方向に関する全体の長さが、位置ずれ検出用パターンＰＰ’は、位置ずれ検出用パターンＰＰの１／２倍となるため、位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いることにより、位置ずれ検出処理に要する時間を上記実施形態の約１／２倍とすることができる。
【０２０７】
この場合は、一例として図５４に示されるように、位置ずれ検出処理では、３つの発光部（Ｅ３、Ｅ６、Ｅ９）が点灯発光部となる。３つの発光部は、一例として図５５に示されるように、時分割で点灯／消灯が繰り返される。そして、受光部Ｄ１〜Ｄ１１は、発光部の点灯タイミングに合わせてサンプリングされる。
【０２０８】
また、反射型光学センサにおけるγ回転駆動部の回動機構は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、本体部を、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で回動させることができれば良い。
【０２０９】
また、上記実施形態では、各濃度検出用パターンＤＰが５個の矩形パターン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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
また、上記実施形態では、１つの反射型光学センサが１１個の発光部及び受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。発光部及び受光部の数は、３つ以上であることが必須であるが、上限は、反射型光学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。
【０２１２】
また、上記実施形態では、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。
【０２１３】
また、上記実施形態において、組み立て工程や出荷時検査工程等において、検査員が手動でγ回転駆動部の回転テーブルを回動調整することができる。このとき、該検査員は、位置検出用のテストパターンを基準とした基準治具を用いて、反射型光学センサの取り付け状態を測定し、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。
【０２１４】
あるいは、組み立て工程や出荷時検査工程等において、反射型光学センサが取り付けられている画像形成装置が動作できる状態であれば、反射型光学センサを用いて、上記と同様な位置ずれ検出処理を行う。このとき、検査員は、反射型光学センサの出力信号を、外部モニタ等で確認しながら、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。
【０２１５】
また、上記実施形態では、γ調整処理において、光スポット列が主方向に平行となるようにする場合について説明したが、位置ずれ検出用パターンの第１のパターン群を構成するライン状パターンが主方向に対して傾斜しているときには、光スポット列が該ライン状パターンに平行となるようにγ調整処理を行っても良い。
【０２１６】
また、上記実施形態では、中間転写ベルトの表面が滑らかな場合について説明したが、これに限らず、中間転写ベルトの表面が滑らかでなくても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様にして位置ずれを検出することができる。また、中間転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２に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、濃度検出用パターンが位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３に形成されても良い。
【０２２０】
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２のみに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、濃度検出用パターンが、さらに位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３にも形成されても良い。
【０２２１】
また、上記実施形態では、４色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。
【０２２２】
また、上記実施形態では、トナーパターン検出器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。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。
【０２２３】
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、トナーパターン検出器２２４５で検出しても良い。
【０２２４】
また、上記実施形態では、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上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が、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良い。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。
【０２２５】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、カラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【０２２６】
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１のみを点灯させる場合について説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、さらに発光部Ｅ６を点灯させても良い。また、全ての発光部を点灯させても良い。この場合は、スポット列の傾斜角をさらに精度良く求めることができる。
【０２２７】
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、両端の２つの発光部を点灯発光部とする場合について説明したが、これに限定されるものではない。但し、両端の２つの発光部を点灯発光部とするのが、検出精度の点から好ましい。
【０２２８】
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さが、両端の発光部間の距離よりも長い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。但し、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さを両端の発光部間の距離よりも長くするほうが、検出精度の点から好ましい。
【０２２９】
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰが、ブラックトナーで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。但し、ブラックトナーはカラートナーに対して吸収が大きいため、受光部出力の低下が大きく、検知感度が高い。また、色ずれは、各色の相対的なずれによって表現されており、基準となる色としてブラックが採用されることが一般的であり、その基準と合わせることが好ましい。
【０２３０】
また、上記実施形態において、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良い。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良い。
【０２３２】
また、上記実施形態において、トナー濃度の検出処理では、１つの矩形パターンについて、受光部出力のサンプリングが１回であっても良いし、複数回であっても良い。複数回のときは、得られた濃度データの全てを平均化しても良いし、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて平均化しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２３３】
以上説明したように、本発明の反射型光学センサによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させるのに適している。本発明の画像形成装置によれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減するのに適している。
【符号の説明】
【０２３４】
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、２０４０…中間転写ベルト（移動体）、２０９０…プリンタ制御装置（調整装置、制御装置）、２２４５…トナーパターン検出器、２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ…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、ｐ１〜ｐ５…矩形パターン、ＱＰ…スポット列傾き検出用パターン（調整用パターン）、Ｒｍａ，Ｒｍｂ，Ｒｍｃ…γ回転駆動部（駆動系）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３５】
【特許文献１】特開２００７−２８６１７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４９３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に移動する移動体上のパターンを検出するための反射型光学センサであって、
前記第１の方向に直交する第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、
該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、
前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサ。
【請求項２】
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つの受光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型光学センサ。
【請求項３】
画像情報に応じた画像形成条件で移動体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記移動体上のテストパターンを検出するための請求項１又は２に記載の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、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記テストパターンは、ライン状パターンを含み、
前記反射型光学センサの照射系から射出され前記移動体を照明する複数の光スポットからなる光スポット列が、前記ライン状パターンに平行となるように、前記反射型光学センサの駆動系を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記移動体上に前記ライン状パターンに平行な調整用パターンが作成され、
前記制御装置は、前記反射型光学センサによる前記調整用パターンの検出結果に基づいて、前記反射型光学センサの駆動系を制御することを特徴とする請求項４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、前記調整用パターンの長さは、前記照射系における両端の発光部間の距離よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記調整用パターンを前記反射型光学センサで検出する際、前記両端の発光部を同時に点灯させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整用パターンは、黒色であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御装置は、予め設定されている所定のタイミングで、前記反射型光学センサの駆動系を制御することを特徴とする請求項４〜８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、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
第１の方向に移動する移動体上のパターンを検出するための反射型光学センサであって、
前記第１の方向に直交する第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、
該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、
前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサ。
【請求項２】
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つの受光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型光学センサ。
【請求項３】
画像情報に応じた画像形成条件で移動体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記移動体上のテストパターンを検出するための請求項１又は２に記載の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、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記テストパターンは、ライン状パターンを含み、
前記反射型光学センサの照射系から射出され前記移動体を照明する複数の光スポットからなる光スポット列が、前記ライン状パターンに平行となるように、前記反射型光学センサの駆動系を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記移動体上に前記ライン状パターンに平行な調整用パターンが作成され、
前記制御装置は、前記反射型光学センサによる前記調整用パターンの検出結果に基づいて、前記反射型光学センサの駆動系を制御することを特徴とする請求項４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、前記調整用パターンの長さは、前記照射系における両端の発光部間の距離よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記調整用パターンを前記反射型光学センサで検出する際、前記両端の発光部を同時に点灯させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整用パターンは、黒色であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御装置は、予め設定されている所定のタイミングで、前記反射型光学センサの駆動系を制御することを特徴とする請求項４〜８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、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５３】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図１７】
【図２０】
【図２４】
【図２５】
【図３０】
【図５２】
【図５４】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５３】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図１７】
【図２０】
【図２４】
【図２５】
【図３０】
【図５２】
【図５４】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【公開番号】特開２０１２−１７３６６３（Ｐ２０１２−１７３６６３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７８４７（Ｐ２０１１−３７８４７）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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