画像形成装置、トナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法
【課題】多色カラープリンタなどの画像形成装置におけるトナー濃度やトナー位置検知制御において、トナーの消費量低減に加えて、光学センサを低消費電流で使用できるようにする。
【解決手段】中間転写体上に形成されたテストパターンにおけるトナー濃度やトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサを、主方向に対向配列された３個以上の発光部と３個以上の受光部で構成する。そして、前記反射型光学センサを制御し、該センサの検知結果に基づき画像形成プロセス条件を決定する制御手段は、中間転写体で反射された光が各受光部で所定値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、較正された電流値に基づいてトナー濃度やトナー位置を検知するのに使用する発光部を選択する手段を備え、選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成するようにする。
【解決手段】中間転写体上に形成されたテストパターンにおけるトナー濃度やトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサを、主方向に対向配列された３個以上の発光部と３個以上の受光部で構成する。そして、前記反射型光学センサを制御し、該センサの検知結果に基づき画像形成プロセス条件を決定する制御手段は、中間転写体で反射された光が各受光部で所定値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、較正された電流値に基づいてトナー濃度やトナー位置を検知するのに使用する発光部を選択する手段を備え、選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。詳しくは、画像形成装置のトナー濃度および／またはトナー位置検知のための反射型光学センサの駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に安定した画像濃度が得られるようにするため、次の如き「トナー濃度制御」が行われる。即ち、感光体や転写ベルトに「露光強度や帯電バイアス電位、現像バイアス電位等の作像条件」を異ならせて、トナー濃度の異なる複数の「トナー濃度検知用のパッチ」によるテストパターンを形成する。この形成されたテストパターンに光を照射し、反射光を検知し、検知量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して「各パッチのトナー濃度」を求める。このようにして求められた「各パッチのトナー濃度」と、このパッチを形成した作像条件における現像ポテンシャルとの関係に基づき、現像γと現像開始電圧Ｖｋを求める。「現像γ」は、現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を横軸とする「現像ポテンシャル・トナー濃度座表面」上における現像ポテンシャルとトナー濃度の関係を表す「γ曲線」の傾きであり、「現像開始電圧」は、上記現像ポテンシャル・トナー濃度におけるγ曲線の「横軸切片」である。求められた「現像γ」に基づき、トナー濃度が適正となる現像ポテンシャルが実現されるように、露光強度、帯電バイアス電位、現像バイアス電位などの作像条件を調整する。
【０００３】
また、画像形成装置として電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に適正な画像が得られるようにするため、トナー画像の位置を正確に制御している（トナー位置制御）。トナー画像の位置が適切に調整できないと、画像書き出し位置がずれてしまうレジストずれ、トナー画像の長さ誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが各色のトナー画像間で相対的にずれる色ずれなど、様々な異常画像を生じる原因となる。そのため、感光体や転写ベルトに、互いに色の異なる複数のトナー位置検知用のマークによるテストパターンを形成する。トナー濃度制御と同様に、形成されたテストパターンに光を照射し、反射光を検知し、検知量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、相互の色間のトナー位置ずれを求める。求められたトナー位置ずれに基づき、トナー画像の位置が適切になるように、書込タイミング、書込位置などの作像条件を調整する。
【０００４】
画像形成装置において、このようなトナー濃度制御やトナー位置制御を正確に行うためには、トナー濃度検知用のパッチのトナー濃度やトナー位置検知用のマークのトナー位置を正しく知る必要がある。
【０００５】
中間転写ベルト等に形成されたテストパターンに光を照射して、トナー濃度検知用のパッチやトナー位置検知用のマークの反射光を検知するの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。また、特許文献２には、発光部として１個のＬＥＤを用い、このＬＥＤからの光をパッチに照射し、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、正反射光／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。
【０００６】
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射する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常である。一方、形成される１つのトナー濃度検知用のパッチの大きさは、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）に一般に１５ｍｍ以上ある。なお、副方向の大きさも一般に１５ｍｍ以上である。また、形成される１つのトナー位置検知用のマークの長さ（大きさ）も同様であり、そのテストパターンの移動方向に直交する方向（主方向）に一般に１５ｍｍ以上ある。なお、副方向の幅（大きさ）は１ｍｍ程度が一般的である。
【０００７】
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ているのは、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差（光スポットの主方向の照射位置誤差（反射型光学センサの取り付け誤差や、発光部の取り付け誤差による光の照射方向ずれなどによって発生）や、テストパターンの主方向の位置誤差（テストパターン形成位置ずれや、感光体や中間転写ベルトの蛇行などによって発生））があっても、光スポットによりテストパターンを適正に照射することを意図したものである。
【０００８】
テストパターンを形成するトナーは、本来の画像形成に寄与しない不寄与トナーとして消費される。このため、パッチやマーク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大きくなる。したがって、このパッチやマークの面積を小さくすることは、トナー消費の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。
【０００９】
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パッチや各マークの面積を小さくすればよいが、上述のように、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射できるように、テストパターン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るため、トナーパッチやトナーマークを小さくすることには限度がある。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るといえる。
【００１０】
そのため、例えば、特許文献３では、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、従来のものよりも小さいテストパターンに対してトナー位置検知を行うことを提案している。これは、テストパターンの移動方向に直交する方向に直列的に並んだ光スポットの列を通過させることにより、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テストパターンを確実に補足することができる、という技術思想に基づくものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
トナー濃度検知用のパッチやトナー位置検知用のマークの反射光検知に用いられる反射型光学センサは、上述したようにトナー濃度制御やトナー位置制御を行うために、ＬＥＤ等の発光部を発光させている。特許文献１や特許文献２に示す従来型の反射型光学センサでは、発光部は１個であり、副方向に移動するテストパターンに照射されている。このような反射型光学センサを長期間使用すれば発光部の劣化による発光出力が低下していってしまう。そのため、トナー濃度制御やトナー位置制御を行う前に、発光部の駆動電流を増加させることにより、発光部の光量を増やし受光部の出力が所定の値になるような調整を行っている。しかしながら、長時間使用するにつれ、劣化によって消費電流が徐々に増えていってしまうという問題がある。また、発光部は１個のため、トナーパッチやトナーマークを小さくすることには限界があり、トナー消費の観点からも問題がある。特許文献３では、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るため、テストパターンのサイズを小さくでき、不寄与トナーの消費量を軽減できるが、３個以上の発光゛を順次駆動する方式であり、消費電流が増加する問題は解消されない。
【００１２】
本発明の課題は、上述の複数の発光部が主方向へ配列された反射型光学センサを用いることで、トナーパターンの大きさを小さくし、不寄与トナーの消費量を低減できることに加え、反射型光学センサを低消費電流で使用でき、安定したトナー濃度および／またはトナー位置検知制御を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、前記中間転写体上に形成されて副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサと、前記トナー濃度および／またはトナー位置の検知のために前記反射型光学センサを制御し、前記反射型光学センサの検知結果に基づき、画像形成プロセス条件を決定する制御手段とを有し、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成であって、
前記制御手段は、前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択する選択手段とを備え、
前記テストパターン形成手段は、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成することを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、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について、発光部の駆動電流値に基づいてトナー濃度および／またはトナー位置検知に使用する発光部を選択し、該選択された発光部の位置にテストパターンを形成するようにするため、不寄与トナーの消費量低減に加え、最適な消費量電流で反射型光学センサを動作し、安定したトナー濃度および／またはトナー位置検知を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略図である。
【図２】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図３】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図４】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図５】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図６】反射型光学センサと中間転写ベルト上のテストパターンとの対応関係を示す図である。
【図７】反射型光学センサの一実施形態の概略構成図である。
【図８】反射型光学センサの一実施形態の発光部と受光部の対応関係を示す図である。
【図９】反射型光学センサによる中間転写ベルト上の照射の状態を示す図である。
【図１０】反射型光学センサの回路構成を示す図である。
【図１１】発光部選択値と発光部の対応関係を示す図である。
【図１２】実施形態のカラープリンタの電気的回路構成を示す図である。
【図１３】実施形態の画像プロセス制御の処理フローチャートである。
【図１４】トナー位置検知用テストパターンを取得する様子を示す図である。
【図１５】テストパターン通過と反射型光学センサの発光部、受光部の動作タイミングを示す図である。
【図１６】反射型光学センサによるトナー位置検知用テストパターン検知の説明図である。
【図１７】反射型光学センサによるトナー位置検知用テストパターンの出力信号を示す図である。
【図１８】トナー位置検知の説明図である。
【図１９】トナー濃度検知用テストパターンを取得する様子を示す図である。
【図２０】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図２１】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターンの出力信号を示す図である。
【図２２】中間転写ベルト上のスポット光の照射領域を示す図である。
【図２３】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２４】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２５】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２６】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２７】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２８】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図２９】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図３０】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図３１】実施形態の画像プロセス制御におけるセンサ出力信号較正の処理フローチャートである。
【図３２】実施形態の画像プロセス制御における発光部選択を説明する図である。
【図３３】別の実施形態の中間転写ベルト上のテストパターンを示す図である。
【図３４】別の実施形態の反射型光学センサの発光部と受光部の対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
先ず、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の概略を図１を参照して説明する。カラープリンタ２０００は、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー画像を重ね合わせてフルカラー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る。
【００１７】
カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、像担持体としての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、中間転写体としての中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、センサ装置２２４５、通信制御装置２０８０、及び、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。後述するように、プリンタ制御装置２０９０は画像形成プロセス制御手段及びトナー濃度／位置検知制御手段としても機能する。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）との双方向の通信を制御する。
【００１８】
以下においては、図１に示すように、ＸＹＺの３次元直交座標系を想定し、各感光体ドラムの長手方向（軸方向）に沿った方向をＹ方向（図１の図面に直交する方向）、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ方向として説明する。
【００１９】
ドラム状に形成された光導電性の感光体である感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは何れも、表面に感光層が形成され、その表面が光走査装置２０１０による光走査の被走査面となっている。感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは、図示されない回転駆動機構により、図１の面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが、感光体ドラム２０３０ａを取り囲むように配置されている。
【００２１】
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、ブラック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」ともいう）を構成する。
【００２２】
感光体ドラム２０３０ｂと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｂを取り囲むように配置された、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、シアン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」ともいう）を構成する。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ｃと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｃを取り囲むように配置された、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、マゼンタ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」ともいう）を構成する。
【００２４】
感光体ドラム２０３０ｄと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｄを取り囲むように配置された、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、イエロー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」ともいう）を構成する。
【００２５】
帯電装置２０３２ａ〜２０３２ｄは、対応する感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面をそれぞれ均一に帯電させ、光走査装置２０１０とともに静電潜像形成手段を構成する。
【００２６】
光走査装置２０１０は、上位装置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）に基づき、色画像情報毎に変調された光束により、対応する感光体ドラムの表面を、Ｙ方向に光走査する。これにより、各感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄにそれぞれ、各色画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの側に移動する。光走査装置２０１０についての詳細は後述する。
【００２７】
現像ローラ２０３３ａ〜２０３３ｄが回転し、対応するトナーカートリッジからの各色トナーが表面に薄く均一に塗布される。各現像ローラ表面に塗布されたトナーは、対応する感光体ドラム表面に形成されている静電潜像をネガ現像し、トナー画像として可視化する。感光体ドラムごとに形成され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、感光体ドラムの回転に伴って移動する。そして、これらの各色トナー画像は、感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄから、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、互いに重ね合わされてカラー画像を形成する。
【００２８】
本実施形態においては、中間転写ベルト２０４０の回転に伴いトナー画像の移動する方向が「副方向」であり、副方向に直交する方向（Ｙ方向）が「主方向」である。
【００２９】
給紙トレイ２０６０に格納されたシート状記録媒体としての記録紙は、給紙コロ２０５４により給紙トレイ２０６０から１枚ずつ給紙され、レジストローラ対２０５６により、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間に向けて送られる。転写ローラ２０４２により中間転写ローラ２０４２上のカラー画像が記録紙表面に転写される。
【００３０】
カラー画像を転写された記録紙は、定着ローラ２０５０により熱と圧力を加えられてカラー画像を定着される。カラー画像を定着された記録紙は、排紙ローラ対２０５８を介して排紙トレイ２０７０上に排紙されて順次スタックされる。
【００３１】
トナー画像転写後の各感光体ドラム表面の残留トナーは、クリーニングユニット２０３１ａ〜２０３１ｄにより除去される。
【００３２】
次に、光走査装置２０の具体的構成について図２乃至図５を用いて説明する。光走査装置２０は、図２乃至図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検出用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００の所定位置に組み付けられている。
【００３３】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副方向」と略述する。
【００３４】
また、便宜上、カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリング２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２００ｄにおける主方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。
【００３５】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。
【００３６】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００３７】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００３８】
シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００３９】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、偏向走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４０】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。
【００４１】
各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。ｆθレンズ２１０５ａ及びｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ及びｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００４２】
シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａ上に光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ａを長手方向（Ｙ方向）に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する副走査方向である。
【００４３】
シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｂ、折返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｂを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する副走査方向である。
【００４４】
シリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｃ、折返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する副走査方向である。
【００４５】
シリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｄ、折返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、折返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｄを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する副走査方向である。
【００４６】
個々の感光体ドラム２０３ａ〜２０３ｄにおいて画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は有効走査領域あるいは画像形成領域と呼ばれているが、ここでは有効画像領域とも呼ぶ。
【００４７】
なお、各折返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致し、感光体ドラムへの光束の入射位置及び入射角が感光体ドラム間相互で等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００４８】
また、ｆθレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、ポリゴンミラー２１０４の偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査対応方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は走査光学系とも呼ばれる。
【００４９】
本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー２１０６ａ、２１０８ａとによりＫステーションの走査光学系が、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー２１０６ｂ、２１０８ｂとによりＣステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。同様に、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー２１０６ｃ、２１０８ｃとによりＭステーションの走査光学系が、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー２１０６ｄ、２１０８ｄとによりＹステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。
【００５０】
光検知センサ２２０５ａには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｋステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ａを介して入射する。光検知センサ２２０５ｂには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｃステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｂを介して入射する。光検知センサ２２０５ｃには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｍステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｃを介して入射する。光検知センサ２２０５ｄには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｙステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｄを介して入射する。
【００５１】
光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。プリンタ制御装置２０９０は、各光検知センサの出力信号に基づいて、対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを決定し、光走査装置２０１０は、決定されたタイミングで各感光体ドラムに対する光走査による画像書き込みを開始する。以下、プリンタ制御装置２０９０の制御下で、静電潜像の形成、現像、トナー画像の転写・定着を経て転写紙の排出に至る工程が実行される。
【００５２】
本実施形態では、中間転写ベルト２０４０上にトナー画像としてテストパターンが形成され、中間転写ベルト２０４０の回転に伴い、副方向に移動する。この中間転写ベルト２０４０上に形成されて副方向へ移動するテストパターンにおけるトナー濃度とトナー位置をセンサ装置２２４５で検知する。
【００５３】
図６は、中間転写ベルト２０４０上にテストパターンが形成された状態を説明図的に平面図として示したものである。説明図であるので、各部の相対的なサイズは、実際とは異なっている。図６において、図の下方が副方向であり、中間転写ベルト２０４０の表面は、ベルト回転により副方向へ移動する。
【００５４】
図６における符号２０１Ｌ、２０１ＣＴ、２０１Ｒは、トナー位置検知用のテストパターンを示している。テストパターン２０１Ｌは、中間転写ベルト２０４０の主方向の左端部側のトナー位置検知に用いられ、テストパターン２０１ＣＴは、中間転写ベルト２０４０の主方向の中央部のトナー位置検知に用いられ、テストパターン２０１Ｒは、中間転写ベルト２０４０の主方向の右端部側のトナー位置検知に用いられる。テストパターン２０１Ｌ等によるトナー位置検知については後述する。
【００５５】
図６における符号２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙは、トナー濃度検知用のテストパターンを示している。これらテストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは、図の如く、中間転写ベルト２０４０の主方向（図の左右方向）の中央部付近に、副方向へ１列に形成される。
【００５６】
テストパターン２０１Ｋはブラックトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンであり、テストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｃはシアントナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｙはイエロートナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンである。これらテストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは何れもトナー濃度による階調が、副方向に逆行する側へ低濃度から高濃度へ４段階に変化する４個のパッチにより構成される。各パッチは副方向に長い矩形形状である。
【００５７】
図１に符号２２４５で示したセンサ装置は、図６に示すように、３つの反射型光学センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃにより構成されている。これら３個の反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃのうち、反射型光学センサ２２４５ｂはテストパターン２０１Ｌによるトナー位置検知に用いられ、反射型光学センサ２２４５ｃはテストパターン２０１Ｒによるトナー位置検知に用いられる。反射型光学センサ２２４５ａはテストパターン２０１による各色トナーのトナー濃度の検出およびテストパターン２０１ＣＴによるトナー位置検知に用いられる。
【００５８】
次に、図７乃至図１０を参照して、反射型光学センサ２２４５ａについて説明する。なお、ここでは反射型光学センサ２２４５ｂおよび２２４５ｃは２２４５ａと同じものであるので、説明を省略する。
【００５９】
図７は、反射型光学センサ２２４５ａを主方向から見た状態（副走査断面）を概念的に示したものである。反射型光学センサ２２４５ａは、１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１を主方向へ等間隔に配列一体化した発光源アレイ、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を主方向に配列一体化した照射用マイクロレンズアレイ、１１個の光源変換部Ｄ１〜Ｄ１１を主方向へ配列一体化した光電変換部アレイ、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を主方向へ配列一体化した受光用マイクロレンズアレイ及び駆動回路（不図）を有している。駆動回路については図１０にて後述する。
【００６０】
発光源アレイは、例えばＬＥＤアレイであり、１１個の発光源Ｌ１〜Ｌ１１は、主方向に所定のピッチ：Ｐで配列されている。照射用マイクロレンズアレイは、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで、且つ、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と対応するように配置されている。光電変換部アレイは、例えばＰＤアレイであり、１１個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１が、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで主方向に配列されている。受光用マイクロレンズアレイは、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一ピッチで主方向に配列されている。
【００６１】
図８に、反射型光学センサ２２４５ａの、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の対応関係を示す。発光源の任意の１つを発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズの任意の１つを照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズの任意の１つをＬＤｉ、光電変換部の任意の一つをＤｉとすると、これらにおいてｉ＝１〜１１であり、ＬＥｉとＬＤｉは対応するように配置されている。
【００６２】
図９（ａ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して中間転写ベルト２０４０の表面を照射する状態を示している。図９（ｂ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して、中間転写ベルト２０４０の表面に光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として照射される状態を示している。
【００６３】
中間転写ベルト２０４０により反射された光は、図７に示すように、受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）を介して光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）に入射する。
【００６４】
すなわち、図７〜図９に示すように、発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉ、光電変換部Ｄｉが、ｉ＝１〜１１について、副方向において同位置にあり、これらがピッチ：Ｐで主方向に配列されている。従って、光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）も、主方向にピッチ：Ｐで配列する。
【００６５】
発光源Ｅｉと照射用マイクロレンズＬＥｉは反射型光学センサにおける発光部を構成し、これら発光部の全体が照射系を構成する。また、光電変換部Ｄｉと受光用マイクロレンズＬＤｉは受光部を構成し、これら受光部の全体が受光系を構成している。受光用マイクロレンズＬＤｉは、対応する光電変換部Ｄｉへの光の集光性を高めて検知精度を高めるのに有効であるが、原理的には省略することも可能である。
【００６６】
図１０は、反射型光学センサ２２４５ａの駆動回路の構成例を示す図である。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃの駆動回路も同様である。
【００６７】
図１０において、電流生成回路２１０は、電流値設定値、発光部選択値、発光部点灯信号を入力して、発光部点灯信号のレベルが所定の値以上の状態の時（Ｈ状態の時）、電流設定値に基づいた電流を、発光部選択値により選択した発光部（発光源）に流すようにする。発光部選択値Ｍと選択される発光源Ｅ１〜Ｅ１１の関係は、例えば図１１のようになっている。電流設定値と、発光源に流れる電流の大きさは比例関係になっており、電流設定値が大きくなれば、発光源に流れる電流も大きくなるようになっている。２２０は、電流電圧変換回路で、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１に対応して１１個のＩＶ−ＡＭＰ１〜ＩＶ−ＡＭＰ１１からなる。ＩＶ−ＡＭＰｉは、光の受光により光電変換部Ｄｉから出力される電流を電圧に変換し、増幅して出力するようになっている。
【００６８】
電流生成回路２１０の電流設定値、発光部選択値、発光部点灯信号はプリンタ制御装置２０９０から与えられ、ＩＶ−ＡＭＰ１〜１１の出力電圧信号はプリンタ制御装置２０９０の入力となる。図１０の駆動回路の動作については後述する。
【００６９】
以下に図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａの具体例を説明する。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃも同様である。
【００７０】
１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１はＬＥＤであり、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで等間隔に配置されてＬＥＤアレイとなっている。発光源Ｅｉの大きさ（発光面の大きさ）は主・副方向とも０．０４ｍｍであり、中心発光波長は８５０ｎｍである。照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１は、それぞれ発光源Ｅ１〜Ｅ１１に個別に対応し、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで配列一体化されてマイクロレンズアレイを構成している。照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）は、対応する発光部Ｅｉよりも受光部側（図７で左方）に配置され、発光部Ｅｉから放射された光束を、中間転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７１】
なお、説明を簡単にするため、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光は、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）のみを通過して集光されて検出用光となり光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として、中間転写ベルト２０４０を照射するものとする。
【００７２】
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは一体化され、一体化により、これらマイクロレンズアレイを検出センサに組み付ける際の作業性を向上させることができ、またマイクロレンズ間の配置精度を高めることができる。各マイクロレンズのレンズ面は、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できる。
【００７３】
各照射用マイクロレンズ及び各受光用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、副方向に正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向と副方向のパワーが異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。
【００７４】
各光電変換部ＤｉはＰＤ（フォトダイオード）であり、受光面の大きさは主・副方向とも０．３５ｍｍで、受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。各光電変換部Ｄｉは受光量に応じた光電変換信号を出力する。
【００７５】
発光源Ｅｉの発光波長と、光電変換部Ｄｉのピーク感度波長を略一致させることにより、出力光電変換信号のレベルを最大限に高めることができる。
【００７６】
図７〜図９に示した反射型光学センサに用いられている照射用マイクロレンズアレイを構成する１１個の照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）はレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。同様に、受光用マイクロレンズアレイを構成する１１個の受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）もレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。
【００７７】
しかし、照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉとでは、レンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚は全て異なる。本実施形態では、照射用マイクロレンズＬＥｉでは、レンズ径：０．４１５ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．４３０ｍｍ、レンズ厚：１．２２９ｍｍであり、受光用マイクロレンズＬＤｉでは、レンズ径：０．７１２ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．３８０ｍｍ、レンズ厚：１．４１９ｍｍである。
【００７８】
図７に示したように、照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、発光源Ｅｉからの検出用光の反射光を、有効に受光部に導くため、発光源Ｅｉの中心を通り発光源Ｅｉに垂直な軸に対して平行に、受光系側へΔｄ＝０．０３５ｍｍずれている。受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、より多くの反射光を受光するため、対応する光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）の受光面の中心を通り該受光面に垂直な軸に対して平行に照射系側へΔｄ’＝０．０２０ｍｍずれている。副方向における照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの間隔は、０．４４５ｍｍである。また、発光源Ｅｉと、それに対応する光電変換部Ｄｉの副方向における間隔は０．５００ｍｍである。発光源Ｅｉから照射用マイクロレンズＬＥｉまでの光軸方向の距離は０．８００ｍｍであり、この距離は以下に示す全ての例において当てはまる。また、マイクロレンズアレイの裏面から被検物までの光軸方向の距離は５ｍｍである。
【００７９】
上述のように、隣接する光スポットの中心間隔は発光源のピッチ：Ｐと同じく０．４ｍｍである。すなわち、上述の光学レイアウトにおいて、各検出用光が中間転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）の大きさは、直径で０．４ｍｍ程度であり、発光源のピッチと同一である。
【００８０】
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ径を照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ径より大きくすることで、光電変換部Ｄｉで反射光をより多く受光できるようにしている。また、受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を、照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ面曲率半径に比して小さくすることにより、レンズ内部における全反射が増えるため光電変換部Ｄｉにおける正反射受光量を減らすことが可能であると考えられる。
【００８１】
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を小さくすることにより、点灯させる発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉに隣接する光電変換部Ｄｉ±１に、対応する受光用マイクロレンズＬＤｉ±１を通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、後述するようにトナーマークからの拡散反射光を受光できる光電変換部が増えて、拡散反射受光量も増加することが期待できる。
【００８２】
本実施形態では、上記の如く個々のマイクロレンズＬＥｉ、ＬＤｉは球面レンズで、図７に示すように平凸レンズであり、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズ入射面が集光パワーを有し、射出面は集光パワーを有さない。各受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズ入射面は集光パワーを有さず、射出面は集光パワーを有する。
【００８３】
図１２は、本実施形態に係るカラープリンタの電気的な回路構成のブロック図を示したものである。
図１２において、破線で囲んだ部分が各部を統括的に制御するプリンタ制御部２０９０である。本プリンタ制御装置２０９０はコンピュータ構成であり、ＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３、及びＡ／Ｄ変換回路４０４などを有してする。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０３に記憶されているプログラムを実行することで各種演算や各部の駆動制御を行う。本実施形態では、該ＣＰＵ４０１が所定のプログラムを実行することで、画像プロセス制御手段やトナー濃度／トナー位置検知制御手段などとして機能する。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１での処理に必要な各種データや処理途中のデータなどを一時的に記憶するワークメモリとして機能する。ＲＯＭ４０３は、各種プログラムや固定的データを予め記憶している。本実施形態では、該ＲＯＭ４０３には、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。Ａ／Ｄ変換回路４０４は、各種のアナログ信号をデジタル信号（デジタルデータ）に変換する回路である。
【００８４】
このプリンタ制御装置２０９０には、プリントコントローラ４１０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。
【００８５】
また、プリンタ制御装置２０９０には、モータやクラッチ４１７を駆動する駆動回路４１５、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置４１６も接続されている。例えば、ＰＣ４１１からの画像情報のプリントを行う場合、ＰＣ４１１はプリンタドライバを用いて画像情報を送信する。プリントコントローラ４１０は、プリンタドライバからのプリント情報をＣＰＵ４０２に送り、ＣＰＵ４０２は駆動回路４１５を介して駆動部の駆動を行い、画像形成ステーション４１８に信号を送り、画像形成ステーション４１８は前述の画像形成プロセスを実行する。
【００８６】
また、プリンタ制御装置２０９０には、センサ装置２２４５や温湿度センサ４１４が接続されている。温湿度センサ４１４は当該カラープリンタ内の温度・想定温度を検知し、Ａ／Ｄ変換回路４０４を通してＣＰＵ４０１に送る。センサ装置２２４５は、ＣＰＵ４０１から前述の電流設定値、発光部選択値、発光部点灯信号を入力し、光の受光により電圧信号を出力し、Ａ／Ｄ変換回路４０４を通してＣＰＵ４０１に送る。
【００８７】
また、プリンタ制御装置２０９０には、テストパターン発生装置４１９が接続されている。テストパターン発生装置４１９は、ＣＰＵ４０１の制御下で所定のテストパターンを発生して画像形成ステーション４１８に送り、画像形成ステーション４１８は中間転写ベルト上にトナーによるテストパターンを形成する。
【００８８】
次に、プリンタ制御装置２０９０のＣＰＵ４０２がコンピュータプログラムに基づいて行う画像プロセス制御の詳細を説明する。図１３は、画像プロセス制御全体の流れを示すフローチャートである。
【００８９】
画像プロセス制御は、画像形成装置本体の電源スイッチがパワーオンされた時や、印刷が開始されたときに制御の必要の有無を判断し、必要であれば実行される（ステップ５０１，５０２）。
【００９０】
パワーオン直後には、定着ヒーターの昇温時間や、プリントコントローラ４１０の準備時間が必要であり、かつはまた、それまで画像プロセス制御が実行されないままに放置された可能性や、使用環境が変化している可能性があるため、画像プロセス制御を実施することがある。また、印刷時（プリント時）にはトナーの補給や消費、感光体ドラムや中間転写ベルトの特性の変化が生じる可能性があり、画像プロセス制御を実施することがある。
【００９１】
パワーオン直後は、感光体ドラムの回転停止時間が６時間以上あるか、または、装置内温度が１０℃以上変化したか、さらには装置内の相対湿度が５０％以上変化した場合に、画像プロセス制御を実行する。
【００９２】
感光体ドラムの回転停止時間は、次のように求める。図１２において、感光体ドラムの回転が停止したら、プリントコントローラ４１０の保持しているリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、ＲＡＭ４０３に保存する。パワーオン時に同様にリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、その差分から感光体停止時間を求める。
【００９３】
また、温度や湿度の変化は、感光体ドラム停止時に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得するとともに、パワーオン時にも同様に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得し、その差分から温度変化量、相対湿度変化量を求める。
【００９４】
印刷時には、プリント枚数が所定の枚数に達したら印刷動作を中止して画像プロセス制御を実施する。この場合のプリント枚数は、予め実験等により求められるプロセス変動量によって決められる。またプリント枚数の他に、現像スリーブ３０５や中間転写ベルト１０５の走行距離等をしきい値にしてもよい。
【００９５】
画像プロセス制御を必要と判断したら、センサ装置２２４５の各反射型光学センサの出力信号の較正処理（センサ出力信号較正処理）及び反射型光学センサの中で画像プロセス制御に使用する発光部を選択する選択処理（発光部選択処理）を実行する（ステップ５０３）。センサ出力信号較正処理では、反射型光学センサについて、中間転写ベルトにより反射された光が各受光部（光電変換部）で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する。発光部選択処理では、センサ出力信号較正処理の較正結果に基づいて、当該反射型光学センサ中で画像プロセス制御に使用する発光部（発光源）を選択する。例えば、最も駆動電流が小さい発光部を選択する。このセンサ出力信号較正処理及び発光部選択処理の詳細については後述する。
【００９６】
次に、中間転写ベルト上の所定の位置にテストパターンを形成する（ステップ５０４）。すなわち、ＣＰＵ４０１によりテストパターン発生装置４１９を制御するとともに、画像形成ステーション４１８を制御して、各反射型光学センサについて、上記選択された発光部の位置にくるようにテストパターンを形成する。
【００９７】
上述の如くして、図６に示したようなテストパターンが中間転写ベルト上に形成される。すなわち、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒは、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部および両端付近の所定位置に形成される。また、その移動方向上流側には、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙが、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部付近の所定位置に形成される。
【００９８】
画像プロセス制御には、トナー画像の位置を合わせるためのトナー位置制御、画像濃度を維持するための画像濃度制御（現像ポテンシャル制御や階調制御）などがあり、どの制御を行うかによって、テストパターンの形成条件は異なる。
【００９９】
トナー画像の位置を合わせるためのトナー位置制御は、トナー位置検知結果に基づいて行われる。このための位置検知用のテストパターンは、図６のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒであるが、これらは以下に述べる同一の作像条件で、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の中央部と両端付近の所定位置に形成される。
【０１００】
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ等は高濃度であることが検知精度の観点から望ましい。例えば、後述の現像ポテンシャル制御で得られる、ベタ濃度が得られる作像条件で形成するのがよい。
【０１０１】
テストパターンは、１以上のトナーマークにより構成されるが、その主方向の大きさが、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと発光部のピッチ：Ｐの和より大きいので、トナーマークに照射される光スポットはトナーマークを確実に照射できる。このため、トナーマーク検出の際の光の利用効率が高く、高精度のトナー位置検知が可能である。
【０１０２】
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒは、何れも同一パターンであり、主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさを持つライン状のトナーマークと、同様のものを副方向に４５°傾けた斜めライン状のトナーマークをＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）の順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。
【０１０３】
このように、トナーパターンの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサの主方向の発光部ピッチ（Ｐ＝０．４ｍｍ）と中間転写ベルト２０４０上に照射される光スポットの主方向の大きさ（ＳＤ＝０．４ｍｍ）との和（０．８ｍｍ）よりも大きくなっている。トナーパターンの主方向の大きさを１．０ｍｍとしたことにより、従来のトナーパターンの大きさ１５ｍｍ以上に比べて、１／１５の不寄与トナー消費量低減が可能である。
【０１０４】
画像濃度を維持するためのトナー濃度制御は、トナー濃度検知結果に基づいて行われる。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）を維持するために、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。
【０１０５】
テストパターン２０１を検知して得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より現像γと現像開始電圧：Ｖｋを求める。すなわち、必要な現像ポテンシャルを「−ｋＶ」単位で、所望の画像濃度（トナー濃度）および現像ガンマを共に「ｍｇ／ｃｍ２」単位で、現像開始電圧：Ｖｋを「−ｋＶ」単位でそれぞれ表し、次式：
［必要な現像ポテンシャル］＝［所望の画像濃度／現像γ］＋［現像開始電圧：Ｖｋ］
を用い、所望の画像濃度を確保するのに必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づき作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定する。
【０１０６】
トナー帯電量と現像ポテンシャルが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温湿度変化のある環境ではトナー帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化する。これを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等のテストパターンを用いることができる。
【０１０７】
光走査の光源が半導体レーザ（ＬＤ）である場合には、ＬＤパワーを固定しておき、発光デューティを可変とすることで、テストパターン内のパッチ毎のトナー濃度を異ならせることができる。
【０１０８】
階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が適宜変更される。具体的には、その都度新しいＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数のＬＵＴから最適なものを選択して切り換える方法などがある。
【０１０９】
トナー濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチは、主方向：１ｍｍ、副方向：２ｍｍの大きさの長方形に形成される。副方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。
【０１１０】
テストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチの副方向の大きさは、後述するように受光部出力を取得する平均化回数に応じて決定されるが、上記のように２ｍｍに設定するなら、副方向も含めた小パッチ化により、合わせて１／１００程度の不寄与トナー消費量低減が可能となる。
【０１１１】
上記のように、中間転写ベルト上にトナー位置検知用および濃度検知用のテストパターンが形成されたら、センサ装置２２４５を構成する反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用い、まず、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒのトナー位置検知を行う（ステップ５０５）。トナー位置検知では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃの受光部出力からテストパターン２０１の各パッチのトナー位置を算出する。反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用いるトナー位置検知の詳細は後述する。
【０１１２】
次に、反射型光学センサ２２４５ａを用いて、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙによるトナー濃度検知を行う（ステップ５０６）。トナー濃度検知の詳細についても後述する。
【０１１３】
次に、トナー位置検知及びトナー濃度検知の結果から、画像形成ステーションの各特性値を求めるための演算処理が実行される（ステップ５０７）。演算処理では、算出されたトナー位置により画像位置補正に関する演算処理が実行される。すなわち、各色のレジストずれや走査線傾き、色ズレなどの補正である。色ズレは、ある色（例えばＫ：ブラック）を基準としたときの、それ以外の色（説明中の例でＭ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｙ：イエロー）のズレとして定義される。また、各パッチのトナー濃度の算出結果から、前述の現像γや現像開始電圧Ｖｋを決定するための演算が実行される。これらを求めるための直線近似には「最小２乗法」が適用できる。また、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を変更するための演算処理も実行される。
【０１１４】
演算処理の後、作像条件、ＬＵＴ、および画像位置補正量などの画像プロセス条件が決定される（ステップ５０８）。
【０１１５】
ここで、図１３に示した画像プロセス制御おけるトナー位置検知の処理について詳しく説明する。トナー位置検知は、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用いて、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒを使って行われる。以下では、反射型光学センサ２２４５ａとテストパターン２０１ＣＴとによるトナー位置検知の場合を例にとって説明する。なお、反射型光学センサ２２４５ｂおよび２２４５ｃによる場合も同様である。
【０１１６】
図１４は、図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａを用いて、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴを取得する様子を示している。図の上下方向が主方向で、左右方向の左向きが副方向である。照射系の発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、受光系の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１とは主方向において同じ位置に位置し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の配列ピッチは、発光源Ｅ１〜Ｅ１１の配列ピッチと等しい。
【０１１７】
先に、図６を参照して説明したように、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴは主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさのライン状トナーマークと、同様のものを４５°傾けた斜めライン状トナーマークを、マゼンタ、ブラック、シアン、イエローの順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。なお、各ライン状トナーマークの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。発光部ピッチ：Ｐと、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤは略同じである。
【０１１８】
テストパターン２０１ＣＴにおいては、副方向（図の左右方向）の下流側（反射型光学センサ側）から上流側へ向かって、主方向に平行なライン状トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＫ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１が等間隔に形成され、その上流側には主方向に対して４５度傾いた斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２、ＬＰＫ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２が等間隔に形成されている。ライン状トナーパターンＬＰＭ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２とはマゼンタトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＫ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２とはブラックトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＣ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＣ２とはシアントナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＫＹと斜めライン状トナーパターンＬＰＫＹとはイエロートナーにより、それぞれ形成される。
【０１１９】
図１４では、テストパターン２０１ＣＴは、ライン状トナーマークＬＰＫ１等の主方向の中心位置が、反射型光学センサ２２４５ａの発光源Ｅ３の中心位置に合致するように、中間転写ベルト上に形成されているものとする。すなわち、発光部選択処理において、反射型光学センサ２２４５ａについては発光部（発光源）Ｅ３が選択されたとする。
【０１２０】
テストパターン２０１ＣＴの主方向の位置は「発光源Ｅ３の位置である」ので、反射型光学センサ２２４５ａの発光部はＥ３のみをパルス発光させる。受光部出力の取得は光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の５つで行うこととし、受光部出力取得のタイミングは、図１４に示すように、テストパターンが光スポット位置を通過するタイミングにあわせて、発光源Ｅ３をパルス発光させ、それに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でのサンプリングを行って受光部出力を取得するものとする。
【０１２１】
図１４において、ライン状トナーマークＬＰＭ１は、中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２２４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。ライン状トナーマークＬＰＭ１が形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
【０１２２】
まず、ライン状トナーマークＬＰＭ１に先立って、発光源Ｅ３がパルス発光して中間ベルトの表面を照射し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ受光部出力を取得する。
【０１２３】
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光される。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
【０１２４】
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図１６（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
【０１２５】
テストパターン２０１ＣＴが副方向に移動し、最初のライン状トナーマークＬＰＭ１が光スポット位置を通過する間も発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１２６】
中間転写ベルト上に形成されたベタのライン状トナーマークＬＰＭ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーマークＬＰＭ１を構成するマゼンタトナーにより表面反射された正反射光と、散乱された拡散反射光からなり、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光された。このときの受光部出力分布を図２７（ｂ）に示す。ライン状トナーマークＬＰＭ１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図１６（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。すなわち、図１６（ｂ）の受光部出力分布は、ライン状トナーパターンＬＰＭ１を構成するトナーによる正反射光が発生することによるものである。
【０１２７】
テストパターン２０１ＣＴがさらに副方向に移動し、ライン状トナーマークＬＰＫ１が光スポット位置を通過する間も受光部Ｄ１〜Ｄ５はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１２８】
ライン状トナーマークＬＰＫ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーマークＬＰＭ１に対してトナーの色が異なるためライン状トナーマークＬＰＭ１を構成するマゼンタトナーにより拡散された拡散反射光がないため、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４の計３個で受光される。その結果、受光部出力分布は図１６（ｃ）に示す如くになる。
【０１２９】
同様にして、ライン状トナーパターンＬＰＣ１、ＬＰＹ１、ＬＰＭ２、ＬＰＫ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２に対して受光部出力分布を取得する。
【０１３０】
このようにして、テストパターン２０１ＣＴからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。得られた受光部出力を用いて、トナー位置演算を行う。
【０１３１】
この演算を行うにあたり、中間転写ベルトおよびトナーパターンからの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が、正反射光を用いる方式が一般的であるので、本実施形態においても、この方式で説明する。
【０１３２】
また、図１６（ａ）に示したように、発光源Ｅ３に対して、正反射光は光電変換部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で受光されているが、ここでは演算の簡略化のため、発光源Ｅ３に対向する光電変換部Ｄ３のみを用いて演算する。被検物が中間転写ベルトであってもトナーパターンであっても、正反射光に着目すれば、光電変換部Ｄ２の受光部出力は、光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数倍となるため、光電変換部Ｄ３のみでも十分である。
【０１３３】
トナー位置演算では、受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割して得られる分割出力のいずれか（本実施形態では上記のように正反射光の分割出力）、に基づきトナー位置を演算的に求める。受光部出力を正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割する手法は、後述するトナー濃度の演算における場合と同様であるので、ここでは省略する。
【０１３４】
プリンタ制御装置２０９０（ＣＰＵ４０１）は、発光源Ｅ３に対応する受光部の光電変換部Ｄ３の出力信号を時間的に追跡する。発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ３でサンプリングされて得られた受光部出力を、図１７に示す。
【０１３５】
発光源Ｅ３の発光出力は中間転写ベルト検知時にほぼ４Ｖとなるように発光出力が調整されており、発光源に供給する電流値で制御している。光電変換部Ｄ３の出力信号は、中間転写ベルトを検知しているときは出力が高く、テストパターン（ライン状トナーパターン、斜めライン状トナーパターン）を検知しているときには出力が低くなる。また、ブラックトナーによる出力はカラートナーによる出力よりも低下が大きくなり、斜めライン状トナーパターンはライン状トナーパターンよりもプロファイルの幅が大きくなる。中間転写ベルトを検知しているときの信号出力をＶｓｇと呼ぶことにする。中間転写ベルトおよびトナーパターンの出力信号からトナー位置を算出する。
【０１３６】
プリンタ制御装置２０９０は、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＭ１を照射してから次のライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射するまでの時間：Ｔｋｍ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＣ１を照射するまでの時間：Ｔｋｃ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＹ１を照射するまでの時間：Ｔｋｙを検出する。
【０１３７】
プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１が、これらに対して予め設定されている基準時間と同じであれば、トナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正であると判断する。
【０１３８】
時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１が基準時間と異なる場合は、トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１の基準値からの時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量を光走査装置に通知する。光走査装置は上記ずれ量が０となるように、対応するステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。
【０１３９】
図１８（ａ）は、テストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンＬＰＫ１とＬＰＣ１との関係において、ライン状トナーパターンＬＰＣ１が副方向に距離：ΔＳ１だけずれた場合の出力信号の様子を示す。この場合、時間：Ｔｋｃは、基準時間に対し、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ１から求められる時間：ΔＴ１（＝ΔＳ１／Ｖ）だけ大きくなる。
【０１４０】
次に、プリンタ制御装置２０９０は、光スポット光が斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２を照射してから斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２を照射するまでの時間：Ｔｋｍ２、斜めラインパターンＬＰＣ２を照射するまでの時間：Ｔｋｃ２、斜めライン状トナーパターンＬＰＹ２を照射するまでの時間：Ｔｋｙ２を検出する。
【０１４１】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２を、これらに対して予め設定されている基準時間と比較する。時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がいずれも、設定されたそれらの基準時間と同じであれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係は適正であると判断し、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がそれぞれの基準時間と異なれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係にずれがあると判断する。
【０１４２】
図１８（ｂ）は、斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２に対して、斜めライン状トナーパターンＬＰＣ２が主方向に距離：ΔＳ２だけずれた場合の出力信号の様子を示す。この場合、時間：Ｔｋｃ２は、基準時間よりも、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ２から求められる時間：ΔＴ２だけ大きくなる。
【０１４３】
このとき、プリンタ制御装置２０９０は、次の（１）式を用い、マゼンタトナー画像の主方向に関する位置ずれ量：ΔＳ２を求める。
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔ４５° ・・・（１）
位置ずれ量；ΔＳ２は、光走査装置に通知される。光走査装置は位置ずれ量：ΔＳ２が０となるようにＣステーションを制御する。
【０１４４】
以上の説明と全く同様にして、図６に示す反射型光学センサ２２４５ｂ、２２４５ｃとテストパターン２０１Ｌ、２０１Ｒを使って、中間転写ベルト２０４０の主方向の有効画像領域の両端部近傍での位置ずれを検知できる。
【０１４５】
次に、図１３に示した画像形成プロセス制御におけるトナー濃度検知の処理について説明する。トナー濃度検知は、トナー位置検知に続いて、反射型光センサ４５ａを用いて行なわれる。
【０１４６】
図１９は、図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａを用いて、図６に示したマゼンタトナーによる濃度検知用のテストパターン２０１Ｍを構成する５個のパッチＭ１〜Ｍ５からの反射光を取得する様子を示している。なお、図６ではパッチ数を４個に省略している。
【０１４７】
先に、図６を参照して説明したように、トナー濃度検知用のテストパターンはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーにより形成されるが、図１９に示すテストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーにより構成されたものを示している。このテストパターン２０１Ｍは、濃度を５階調に変化させた５個の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５を副方向に形成したものである。
【０１４８】
テストパターン２０１Ｍは、濃度階調の異なる５個の矩形状パッチの集合であるが、これら濃度階調の異なる矩形状パッチは光走査の光源に用いられる半導体レーザの発光デューティの調整によって形成できる。また面積階調法によって濃度を変えることもできる。
【０１４９】
テストパターン２０１Ｍを構成する５個の矩形状パッチの濃度は、矩形状パッチＭ−１が最も低く、Ｍ−２、Ｍ−３、Ｍ−４、Ｍ−５の順に濃度が高くなる。また、テストパターン２０１Ｍの前方（下流側）に、パッチのない中間転写ベルトからの反射光を受光するための領域「ＢＥＬＴ」を持つ。
【０１５０】
各矩形状パッチは主方向に１ｍｍ、副方向に２ｍｍの大きさに形成される。副方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。なお、各矩形状パッチの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。
【０１５１】
ここでも、テストパターン２０１Ｍの主方向の位置は「発光源Ｅ３の位置である」とし、反射型光学センサ２２４５ａの発光部はＥ３のみをパルス発光するとする。受光部出力の取得は光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の５つで行うこととし、受光部出力取得のタイミングは、テストパターンが光スポット位置を通過するタイミングにあわせて、発光源Ｅ３をパルス発光させ、それに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でのサンプリングを行って受光部出力を取得するものとする。
【０１５２】
図１９において、テストパターン２０１Ｍは、中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２２４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。テストパターン２０１Ｍが形成されるタイミングは既知であり、該テストパターン２０１Ｍが形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
【０１５３】
先ず、テストパターン２０１Ｍの前方の矩形状パッチがない中間転写ベルト位置「ＢＥＬＴ」で、発光源Ｅ３がパルス発光し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ受光部出力を取得する。
【０１５４】
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光された。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
【０１５５】
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図２０（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は、５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は、光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
【０１５６】
テストパターン２０１Ｍが副方向に移動し、最初の矩形状パッチＭ−１が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−１の副方向中央付近が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１５７】
中間転写ベルト上に形成された矩形状パッチＭ−１に照射された光スポットの反射光は、矩形状パッチを構成するトナーにより散乱された拡散反射光と、中間転写ベルト表面で反射された正反射光とからなり、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光される。このときの受光部出力分布を図２０（ｂ）に示す。矩形状パッチＭ−１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図２０（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。図２０（ｂ）の受光部出力分布は、矩形状パッチＭ−１を構成するトナーによる拡散反射光が発生するとともに、中間転写ベルト表面からの正反射光が減ることによるものである。
【０１５８】
テストパターン２０１Ｍがさらに副方向に移動し、矩形状パッチＭ−２が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−２の副方向の中央付近がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ５は１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１５９】
矩形状パッチＭ−２は、矩形状パッチＤＰ１−１に対してトナー濃度がより高濃度であるため、矩形状パッチＭ−１におけるよりもトナーによる拡散反射光が増え、中間転写ベルト表面からの正反射光がさらに減少する。その結果、受光部出力分布は図２０（ｃ）に示す如くになる。
【０１６０】
同様にして、矩形状パッチＭ−３〜Ｍ−５に対して取得された受光部出力分布を図２０（ｄ）〜（ｆ）に示す。
【０１６１】
このようにして、中間転写ベルト部分（「ＢＥＬＴ」）、及び５階調の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５からなるテストパターン２０１Ｍからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。
【０１６２】
プリンタ制御装置２０９０（ＣＰＵ４０１）は、発光源Ｅ３に対応する受光部の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力信号、を時間的に追跡する。発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でサンプリングされて受光部出力が得られる。例として、得られる光電変換部Ｄ３の受光部出力信号を図２１に示す。この出力信号から、トナー濃度を求める。
【０１６３】
以下に、矩形状パッチＭ−１の場合を例に取り、トナー濃度の演算方法を説明する。
中間転写ベルト上にテストパターンが存在しない場合、図２２（ａ）に模式図として示すように、中間転写ベルトに照射されるスポット光は、中間転写ベルト表面で略全ての光が正反射する。
【０１６４】
発光源Ｅ３からの検出用光の中間転写ベルト表面による反射光を５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５で受光すると、３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４における受光部出力は０でないが光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は０となっている。これは、中間転写ベルトからの正反射光が、反射型光学センサ２２４５ａの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に対応する受光用マイクロレンズＬＤ２〜ＬＤ４に入射するビームサイズを有しているからである。すなわち、上記正反射光は主方向に広がりつつ、受光用マイクロレンズＬＤ３とその両隣の受光用マイクロレンズＬＤ２、ＬＤ４に入射し、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に入射するが他の受光用マイクロレンズには実施的に入射せず、他の光電変換部に入射しない。
【０１６５】
中間転写ベルト上にテストパターン（矩形状パッチ２０１Ｍ）が存在する場合、図２２（ｂ）の模式図に示すように、中間転写ベルトおよびトナーに照射される光スポット、は中間転写ベルト表面から正反射される光と、少なくとも１回はトナーで反射・屈折されることにより散乱される散乱光に大別される。後者の散乱光は、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むが、その光量は少なく、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ので無視して考えられる。
【０１６６】
中間転写ベルトに起因する反射光を正反射寄与分、トナーに起因する反射光を拡散反射寄与分とする。このように、中間転写ベルト及びトナーからの反射光は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とを含むので、５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力は何れも０にならない。これは拡散反射された光が、反射型光学センサの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５に対応する受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ５に入射するビームサイズを有しているからである。
【０１６７】
発光源Ｅ３が発光したとき、光電変換部Ｄ３は正反射光しか受光しないため、その受光部主力は正反射光寄与分のみを含んでいるが、受光部Ｄ３を除く他の４つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５における受光部出力は全て拡散反射寄与分を含んでいる。
【０１６８】
２つの光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は拡散反射寄与分のみを含む。これは、光スポットが中間転写ベルトのみを照射するとき、中間転写ベルトによる正反射光が３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４のみで受光される結果である。
【０１６９】
したがって、２つの光電変換部Ｄ２とＤ４での受光部出力は、発光源Ｅ３からの光スポットにより照射された矩形状パッチＭ−１による正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在したものとなる。すなわち、図２３のように、得られた受光部出力は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割することが可能である。
【０１７０】
正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在した光電変換部Ｄ２とＤ４において、その混在比率を求める方法を説明する。
中間転写ベルトに対する受光部出力分布は正反射寄与分そのものであり、図２０（ａ）に示されるように既知である。そこで、図２０（ｂ）に示された矩形状パッチＭ−１に対する受光部出力分布から、図２０（ａ）に示された中間転写ベルトに対する受光部出力分布を定数倍して差し引くことにより、矩形状パッチＭ−１での反射光の光電変換部Ｄ２、Ｄ４の受光部出力から拡散反射寄与分のみを抽出できる。この定数をα１とすると、これは以下のように決定される。
【０１７１】
発光源Ｅ３の発光による矩形状パッチＭ−１に対する光電変換部Ｄ３の受光部出力は正反射寄与分であるから、図２０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力と、図２０（ａ）の光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数：α１倍とが等しくなるように、定数：α１を求めればよい。
【０１７２】
このようにして、図２０（ａ）の受光部出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分と、図２０（ｂ）の受光部出力分布から図２０（ａ）の出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分を差し引いた拡散反射寄与分とに分割できる。
【０１７３】
すなわち、図２０（ａ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡとし、図２０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡ１とすると、Ａは正反射寄与分のみ、Ａ１は、正反射寄与分：Ａとなるべき部分から矩形状パッチＭ−１中のトナーによる拡散反射により減少した部分である。
そこで、α１・Ａ＝Ａ１
とすると、拡散反射寄与分は、
Ａ−α１・Ａ＝（１−α１）Ａ
となる。
【０１７４】
従って、発光源Ｅ３からの光スポットが矩形状パッチＭ−１を照射しているときの正反射寄与分はＡ１すなわちα１・Ａとなり、拡散反射寄与分は（１−α１）Ａとなり、両寄与分を分離できる。
【０１７５】
同様に、図２０（ｃ）〜（ｆ）の各濃度のパッチＭ−２〜Ｍ−５についても、図２４〜図２７に示すように、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分離できる。このときは、上記定数：α１に代えて、各々定数：α２〜α５（上記と同様にして定められる。）を用いれば良い。
【０１７６】
矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の個々に対し、上記のように分割した正反射寄与分と拡散反射寄与分について、各光電変換部の受光部出力：Ｄｉ（便宜上、光電変換部の符号を記号として用いる。）の和をＤ（ＡＬＬ）＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５とするとき、各矩形状パッチに対してＤ（ＡＬＬ）をプロットしたのが図２８である。
【０１７７】
正反射寄与分の和：Ｄ（正）については光電変換部Ｄ１の受光部出力：Ｄ１、光電変換部Ｄ５の受光部出力：Ｄ５が、ともに０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（正）＝Ｄ３＋（Ｄ２とＤ４の正反射寄与分）
となる。
拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）については、光電変換部Ｄ３の受光部出力：Ｄ３が０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（拡）＝Ｄ１＋（Ｄ２とＤ４の拡散反射寄与分）＋Ｄ５
となる。
【０１７８】
図２８（ａ）に示す正反射寄与分の和：Ｄ（正）は、矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に、トナー濃度が高くなるにつれて減少している。これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度とＤ（正）は１対１対応している。換言すれば、演算されたＤ（正）に対応するトナー濃度が求められる。
【０１７９】
これに対し、図２８（ｂ）に示す拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）は、矩形状パッチＭ−２に対して極大となっており、単調な関数になっていない。従って、図２８（ｂ）に示すＤ（拡）から、トナー濃度とＤ（拡）との関係を得ることは可能ではあるが必ずしも容易ではない。
【０１８０】
直感的に考えると、Ｄ（拡）は矩形状パッチを構成するトナーの濃度が高くなるに従い、付着トナーが多くなるので、拡散反射光の増加により増大するように思われるが、図２８（ｂ）ではそのようになっていない。これは、前述した定数：α１〜α５を用いて受光部出力結果を差し引き演算していることに起因している。
Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求めた結果が図２９である。ここで、縦軸：Ｄ（拡）／Ｄ（正）は、矩形状パッチをなすトナーの濃度が、パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に高くなるにつれて増加する単調な関数になっている。従って、このＤ（拡）／Ｄ（正）を演算すれば、各矩形状パッチ（図３０の横軸）に対応したトナー濃度が求められる。
【０１８１】
図３０（ａ）に、図２８（ａ）に示す正反射寄与分を基準値（ここでは中間転写ベルト表面による正反射寄与分）で規格化した相対正反射率を示す。また、図３３（ｂ）に、図２９に示したＤ（拡）／Ｄ（正）を基準値（ここでは最大濃度での拡散反射寄与分）で規格化した値を示す。
【０１８２】
このように拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）を正反射寄与分の和：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を用いて新たな値を求め、これからトナー濃度を求めても良い。
【０１８３】
上記のような算出アルゴリズムを用い、上記Ｄ（正）や、Ｄ（拡）／Ｄ（正）を算出し、これからトナー濃度：［ｍｇ／ｃｍ２］を得ることができる。
【０１８４】
上述したトナー位置演算において、図１４のテストパターン２０１ＣＴに対する受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割する場合にも上記手法を同様に適用し、正反射光のみ又は拡散反射光のみについての受光部出力を取得すればよい。
【０１８５】
また受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割する方法については上述した方法に限定されているものではない。
【０１８６】
次に、図１３に示した画像プロセス制御におけるセンサ出力信号較正処理及び発光部選択処理（ステップ５０３）について説明する。
【０１８７】
センサ出力信号較正処理では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、中間転写ベルトで反射された光を受光した各受光部（光電変換部）が所定の電圧値（例えば４Ｖ）を出力するように較正する。
【０１８８】
図３１に、センサ出力信号較正信号処理の一実施形態のフローチャートを示す。ここでは、図１０に示した反射型光学センサ２２４５ａを例にセンサ出力信号較正処理を詳述する。
【０１８９】
まず、発光源Ｅ１を選択するように発光部選択値Ｍを１に設定し（ステップ６０１）、発光源Ｅ１を選択する（ステップ６０２）。次に、電流設定値に初期電流値を設定し（ステップ６０３）、発光部点灯信号を“Ｈ”状態にして、発光源Ｅ１を点灯させる（ステップ６０４）。発光源Ｅ１による光は中間転写ベルトで反射され、光電変換部で受光される。いま、発光源がＥ１であるので、それに正対している光電変換部Ｄ１の出力電圧Ｖｄ１のレベルを検出し（ステップ６０５）、そのレベルが所定のレベル（例えば４Ｖ）かどうかを判定する（ステップ６０６）。もし所定のレベルに達していない時は、電流値の変更を行う（ステップ６０７）。電流値変更では、出力電圧が所定のレベルより低い時は発光源の駆動電流を大きくし光量を上げるようにする。出力電圧が所定のレベルより高い時は発光源の駆動電流を小さくし光量を下げるようにする。電流値変更の後、再び光電変換部の出力電圧Ｖｄ１のレベルの検出を行い（ステップ６０５）、そのレベルが所定のレベル（例えば４Ｖ）かどうかを判定する（ステップ６０６）。所定のレベルに達していない時は、再び発光源Ｅ１の駆動電流を変更する。これを所定のレベルに達するまで繰返し行う。所定のレベルに達したら、その時の駆動電流値を保存し（ステップ６０８）、発光源Ｅ１を消灯する（ステップ６０９）。同様の較正処理を発光源Ｅ２〜発光源Ｅ１１に順次実施する（ステップ６１０，６１１）。
【０１９０】
これにより、反射型光学センサ２２４５ａについて、中間転写ベルトで反射された光を受光したときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の出力電圧を所定のレベルにするための発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を取得することができる。
【０１９１】
図３２に、反射型光学センサ２２４５ａの発光源Ｅ１〜Ｅ１１について上述した較正処理により得られた駆動電流値の一例を示す。
【０１９２】
反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについても、同様にして、中間転写ベルトで反射された光を受講した時の各受光部（光電変換部）の出力電圧を所定のレベルにするための各発光光源の駆動電流を取得することができる。
【０１９３】
発光部選択処理では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、トナー位置検知および／またはトナー濃度検知で使用する発光部（発光源）を選択する。発光源の選択は、上述した較正処理で得られた駆動電流値で最も小さい値の発光源を選択するようにする。例えば反射型光学センサ２２４５ａの場合、図３２（ａ）では、発光源Ｅ４の電流値が最も小さいので、発光源Ｅ４を選択するようにする。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについても、同様にして、電流値が最も小さい発光源を選択するようにする。
【０１９４】
先に述べたように、図１３のテストパターン作成処理（ステップ５０５）では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、上述の発光部選択処理で選択された発光部（発光源）の位置にテストパターンが来るように、中間転写ベルト上にテストパターンを形成する。例えば、反射型光学センサ２２４５ａについては、は光源Ｅ４の位置に来るように、トナー位置検知用とトナー濃度検知用のテストパターンを形成する。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについては、選択された発光源の位置に来るように、トナー位置検知用のテストパターンを形成する。
【０１９５】
上述のセンサ出力信号較正及び発光部選択の機能により、トナー位置検知や、トナー濃度検知を最も駆動電流が小さい発光源を使用して行うことができるので、反射型光学センサを低消費電流で使用することができる。
【０１９６】
なお、図７〜図９に示す反射型光学センサ２２４５ａにおいて、トナー位置検知、トナー濃度検知を発光源１つに対して光電変換部を５つ使用して行う場合には発光源Ｅ３〜発光源Ｅ９の中で最も駆動電流が小さい発光源を選択するようにすればよい。同様に、トナー位置検知、トナー濃度検知を発光源１つに対して光電変換部を３つ使用して行う場合には発光源Ｅ２〜発光源Ｅ１０の中で最も駆動電流が小さい発光源を選択するようにすればよい。これは、反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃでも同様である。
【０１９７】
次に、センサ出力信号較正処理の別の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、図３１に示すように、画像プロセス制御が必要となる都度、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、発光源Ｅ１〜Ｅ１１を全て順次点灯して、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の出力電圧が所定のレベルになるように発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を較正していた。
【０１９８】
これに対し、本実施形態では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、一度、上述のように発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を較正した後、再び画像プロセス制御が必要になった場合には、前に選択された発光源についてのみ駆動電流の較正を行い、その時に得られた駆動電流値で前に保存してある駆動電流値を書き替えるようにする。
【０１９９】
発光部選択処理は先の実施形態と同様である。すなわち、新たに書き替えられた駆動電流値とそれ以外の既に較正済みの駆動電流値の中で最も小さい値の発光源を選択するようにする。
【０２００】
本実施形態によれば、較正時間を短くすることができる。また、較正のために他の発光源を点灯させることがないので、他の発光源は較正のための点灯による劣化はなくなる。そのため、反射型光学センサの寿命を長くすることができる。
【０２０１】
例えば、反射型光学センサ２２４５ａでは、上述のように、始めは発光源Ｅ４が最も駆動電流が小さいので発光源Ｅ４が選択され、発光源Ｅ４を用いてトナー位置検知、トナー濃度検知が行われる。そして、画像プロセス制御が必要になる度に、発光源Ｅ４の駆動電流を較正し、その値が最小の間は、発光源Ｅ４を用いてトナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し行う。トナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し行っていくと発光源Ｅ４は徐々に劣化し、同じ電流に対する光量が下がっていく。較正により光電変換部の出力電圧が所定レベルになるように駆動電流を調整するが、その駆動電流が徐々に増えていく。
【０２０２】
図３２（ｂ）は発光源Ｅ４を使用してトナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し実施した後の駆動電流値の例である。図３２（ｂ）に示すように発光源Ｅ４の電流値は図３２（ａ）のときより増えている。そして、図３２（ａ）で２番目に電流が少ない発光源Ｅ７よりも大きくなっている。発部選択処理では、電流値が最も小さい発光源を選択するようにしているので、図３２（ｂ）の場合、発光源Ｅ７が選択されるようになる。
【０２０３】
以上のように、発光部（発光源）が劣化していって駆動電流が増えても、別の発光部に切り替えるで、駆動電流を少なくすることができるので、反射型光学センサーを低消費電流で使用することができる。
【０２０４】
以上、実施形態では、反射型光学センサは説明の簡単のため、発光部および受光部が１１個の場合を説明したが、発光部数も受光部数もこれに限るものではなく、さまざまな組み合わせが可能である。また、表面が滑らかな転写ベルト（表面での反射が正反射のみ）の場合を説明したが、表面が滑らかでない転写ベルト（表面での反射が拡散反射も含む）についても適用できる。すなわち、適宜の手段を用いて正反射体による検知出力分布を測定できれば、それを用いて正反射寄与分と拡散反射寄与分に分離することが可能である。
【０２０５】
また、図３３に示すように、２個の反射型光学センサ２２４５ａ，２２４５ａ’を中間転写ベルトの両端のような有効画像領域外に配置し、そこにテストパターンを作成し、トナー濃度検知、トナー位置検知を行う場合においても適用することが可能である。
【０２０６】
また、これまでの実施形態では、反射型光学センサは発光部と受光部の数が同じ場合について説明したが、図３４に示すように発光部と受光部の数が異なる場合にも適用できる。図３４においては発光源Ｅ１と光電変換部Ｄ３、発光源Ｅ２と光電変換部Ｄ６、発光源Ｅ３と光電変換部Ｄ９と正対するものどうしで較正を行うようにする。
【符号の説明】
【０２０７】
２０１０ 光走査装置
２０３０ａ〜２０３０ｄ 感光体ドラム
２０４０ 中間転写ベルト
２０９０ プリンタ制御装置
２２４５ センサ装置
４１９ テストパターン発生装置
２２４５ａ〜２２４５ｃ 反射型光学センサ
Ｅ１〜Ｅ１１ 発光部（発光源）
Ｄ１〜Ｄ１１ 受光部（光電変換部）
２０１Ｌ，２０１ＣＴ，２０１Ｒ トナー位置検知用テストパターン
２０１Ｋ，２０１Ｍ，２０１Ｃ，２０１Ｙ トナー濃度検知用テストパターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０８】
【特許文献１】特開２００７−２８６１７６号
【特許文献２】特開２００９−２１６９３０号
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。詳しくは、画像形成装置のトナー濃度および／またはトナー位置検知のための反射型光学センサの駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に安定した画像濃度が得られるようにするため、次の如き「トナー濃度制御」が行われる。即ち、感光体や転写ベルトに「露光強度や帯電バイアス電位、現像バイアス電位等の作像条件」を異ならせて、トナー濃度の異なる複数の「トナー濃度検知用のパッチ」によるテストパターンを形成する。この形成されたテストパターンに光を照射し、反射光を検知し、検知量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して「各パッチのトナー濃度」を求める。このようにして求められた「各パッチのトナー濃度」と、このパッチを形成した作像条件における現像ポテンシャルとの関係に基づき、現像γと現像開始電圧Ｖｋを求める。「現像γ」は、現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を横軸とする「現像ポテンシャル・トナー濃度座表面」上における現像ポテンシャルとトナー濃度の関係を表す「γ曲線」の傾きであり、「現像開始電圧」は、上記現像ポテンシャル・トナー濃度におけるγ曲線の「横軸切片」である。求められた「現像γ」に基づき、トナー濃度が適正となる現像ポテンシャルが実現されるように、露光強度、帯電バイアス電位、現像バイアス電位などの作像条件を調整する。
【０００３】
また、画像形成装置として電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に適正な画像が得られるようにするため、トナー画像の位置を正確に制御している（トナー位置制御）。トナー画像の位置が適切に調整できないと、画像書き出し位置がずれてしまうレジストずれ、トナー画像の長さ誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが各色のトナー画像間で相対的にずれる色ずれなど、様々な異常画像を生じる原因となる。そのため、感光体や転写ベルトに、互いに色の異なる複数のトナー位置検知用のマークによるテストパターンを形成する。トナー濃度制御と同様に、形成されたテストパターンに光を照射し、反射光を検知し、検知量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、相互の色間のトナー位置ずれを求める。求められたトナー位置ずれに基づき、トナー画像の位置が適切になるように、書込タイミング、書込位置などの作像条件を調整する。
【０００４】
画像形成装置において、このようなトナー濃度制御やトナー位置制御を正確に行うためには、トナー濃度検知用のパッチのトナー濃度やトナー位置検知用のマークのトナー位置を正しく知る必要がある。
【０００５】
中間転写ベルト等に形成されたテストパターンに光を照射して、トナー濃度検知用のパッチやトナー位置検知用のマークの反射光を検知するの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。また、特許文献２には、発光部として１個のＬＥＤを用い、このＬＥＤからの光をパッチに照射し、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、正反射光／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。
【０００６】
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射する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常である。一方、形成される１つのトナー濃度検知用のパッチの大きさは、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）に一般に１５ｍｍ以上ある。なお、副方向の大きさも一般に１５ｍｍ以上である。また、形成される１つのトナー位置検知用のマークの長さ（大きさ）も同様であり、そのテストパターンの移動方向に直交する方向（主方向）に一般に１５ｍｍ以上ある。なお、副方向の幅（大きさ）は１ｍｍ程度が一般的である。
【０００７】
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ているのは、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差（光スポットの主方向の照射位置誤差（反射型光学センサの取り付け誤差や、発光部の取り付け誤差による光の照射方向ずれなどによって発生）や、テストパターンの主方向の位置誤差（テストパターン形成位置ずれや、感光体や中間転写ベルトの蛇行などによって発生））があっても、光スポットによりテストパターンを適正に照射することを意図したものである。
【０００８】
テストパターンを形成するトナーは、本来の画像形成に寄与しない不寄与トナーとして消費される。このため、パッチやマーク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大きくなる。したがって、このパッチやマークの面積を小さくすることは、トナー消費の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。
【０００９】
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パッチや各マークの面積を小さくすればよいが、上述のように、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射できるように、テストパターン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るため、トナーパッチやトナーマークを小さくすることには限度がある。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るといえる。
【００１０】
そのため、例えば、特許文献３では、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、従来のものよりも小さいテストパターンに対してトナー位置検知を行うことを提案している。これは、テストパターンの移動方向に直交する方向に直列的に並んだ光スポットの列を通過させることにより、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テストパターンを確実に補足することができる、という技術思想に基づくものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
トナー濃度検知用のパッチやトナー位置検知用のマークの反射光検知に用いられる反射型光学センサは、上述したようにトナー濃度制御やトナー位置制御を行うために、ＬＥＤ等の発光部を発光させている。特許文献１や特許文献２に示す従来型の反射型光学センサでは、発光部は１個であり、副方向に移動するテストパターンに照射されている。このような反射型光学センサを長期間使用すれば発光部の劣化による発光出力が低下していってしまう。そのため、トナー濃度制御やトナー位置制御を行う前に、発光部の駆動電流を増加させることにより、発光部の光量を増やし受光部の出力が所定の値になるような調整を行っている。しかしながら、長時間使用するにつれ、劣化によって消費電流が徐々に増えていってしまうという問題がある。また、発光部は１個のため、トナーパッチやトナーマークを小さくすることには限界があり、トナー消費の観点からも問題がある。特許文献３では、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るため、テストパターンのサイズを小さくでき、不寄与トナーの消費量を軽減できるが、３個以上の発光゛を順次駆動する方式であり、消費電流が増加する問題は解消されない。
【００１２】
本発明の課題は、上述の複数の発光部が主方向へ配列された反射型光学センサを用いることで、トナーパターンの大きさを小さくし、不寄与トナーの消費量を低減できることに加え、反射型光学センサを低消費電流で使用でき、安定したトナー濃度および／またはトナー位置検知制御を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、前記中間転写体上に形成されて副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサと、前記トナー濃度および／またはトナー位置の検知のために前記反射型光学センサを制御し、前記反射型光学センサの検知結果に基づき、画像形成プロセス条件を決定する制御手段とを有し、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成であって、
前記制御手段は、前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択する選択手段とを備え、
前記テストパターン形成手段は、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成することを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、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について、発光部の駆動電流値に基づいてトナー濃度および／またはトナー位置検知に使用する発光部を選択し、該選択された発光部の位置にテストパターンを形成するようにするため、不寄与トナーの消費量低減に加え、最適な消費量電流で反射型光学センサを動作し、安定したトナー濃度および／またはトナー位置検知を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略図である。
【図２】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図３】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図４】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図５】光走査装置の実施形態の構成図である。
【図６】反射型光学センサと中間転写ベルト上のテストパターンとの対応関係を示す図である。
【図７】反射型光学センサの一実施形態の概略構成図である。
【図８】反射型光学センサの一実施形態の発光部と受光部の対応関係を示す図である。
【図９】反射型光学センサによる中間転写ベルト上の照射の状態を示す図である。
【図１０】反射型光学センサの回路構成を示す図である。
【図１１】発光部選択値と発光部の対応関係を示す図である。
【図１２】実施形態のカラープリンタの電気的回路構成を示す図である。
【図１３】実施形態の画像プロセス制御の処理フローチャートである。
【図１４】トナー位置検知用テストパターンを取得する様子を示す図である。
【図１５】テストパターン通過と反射型光学センサの発光部、受光部の動作タイミングを示す図である。
【図１６】反射型光学センサによるトナー位置検知用テストパターン検知の説明図である。
【図１７】反射型光学センサによるトナー位置検知用テストパターンの出力信号を示す図である。
【図１８】トナー位置検知の説明図である。
【図１９】トナー濃度検知用テストパターンを取得する様子を示す図である。
【図２０】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図２１】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターンの出力信号を示す図である。
【図２２】中間転写ベルト上のスポット光の照射領域を示す図である。
【図２３】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２４】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２５】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２６】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２７】反射型光学センサによるトナー濃度検知の説明図である。
【図２８】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図２９】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図３０】反射型光学センサによるトナー濃度検知用テストパターン検知の説明図である。
【図３１】実施形態の画像プロセス制御におけるセンサ出力信号較正の処理フローチャートである。
【図３２】実施形態の画像プロセス制御における発光部選択を説明する図である。
【図３３】別の実施形態の中間転写ベルト上のテストパターンを示す図である。
【図３４】別の実施形態の反射型光学センサの発光部と受光部の対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
先ず、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の概略を図１を参照して説明する。カラープリンタ２０００は、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー画像を重ね合わせてフルカラー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る。
【００１７】
カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、像担持体としての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、中間転写体としての中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、センサ装置２２４５、通信制御装置２０８０、及び、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。後述するように、プリンタ制御装置２０９０は画像形成プロセス制御手段及びトナー濃度／位置検知制御手段としても機能する。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）との双方向の通信を制御する。
【００１８】
以下においては、図１に示すように、ＸＹＺの３次元直交座標系を想定し、各感光体ドラムの長手方向（軸方向）に沿った方向をＹ方向（図１の図面に直交する方向）、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ方向として説明する。
【００１９】
ドラム状に形成された光導電性の感光体である感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは何れも、表面に感光層が形成され、その表面が光走査装置２０１０による光走査の被走査面となっている。感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは、図示されない回転駆動機構により、図１の面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが、感光体ドラム２０３０ａを取り囲むように配置されている。
【００２１】
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、ブラック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」ともいう）を構成する。
【００２２】
感光体ドラム２０３０ｂと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｂを取り囲むように配置された、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、シアン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」ともいう）を構成する。
【００２３】
感光体ドラム２０３０ｃと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｃを取り囲むように配置された、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、マゼンタ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」ともいう）を構成する。
【００２４】
感光体ドラム２０３０ｄと、その回転方向に沿って感光体ドラム２０３０ｄを取り囲むように配置された、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、イエロー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」ともいう）を構成する。
【００２５】
帯電装置２０３２ａ〜２０３２ｄは、対応する感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面をそれぞれ均一に帯電させ、光走査装置２０１０とともに静電潜像形成手段を構成する。
【００２６】
光走査装置２０１０は、上位装置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）に基づき、色画像情報毎に変調された光束により、対応する感光体ドラムの表面を、Ｙ方向に光走査する。これにより、各感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄにそれぞれ、各色画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの側に移動する。光走査装置２０１０についての詳細は後述する。
【００２７】
現像ローラ２０３３ａ〜２０３３ｄが回転し、対応するトナーカートリッジからの各色トナーが表面に薄く均一に塗布される。各現像ローラ表面に塗布されたトナーは、対応する感光体ドラム表面に形成されている静電潜像をネガ現像し、トナー画像として可視化する。感光体ドラムごとに形成され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、感光体ドラムの回転に伴って移動する。そして、これらの各色トナー画像は、感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄから、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、互いに重ね合わされてカラー画像を形成する。
【００２８】
本実施形態においては、中間転写ベルト２０４０の回転に伴いトナー画像の移動する方向が「副方向」であり、副方向に直交する方向（Ｙ方向）が「主方向」である。
【００２９】
給紙トレイ２０６０に格納されたシート状記録媒体としての記録紙は、給紙コロ２０５４により給紙トレイ２０６０から１枚ずつ給紙され、レジストローラ対２０５６により、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間に向けて送られる。転写ローラ２０４２により中間転写ローラ２０４２上のカラー画像が記録紙表面に転写される。
【００３０】
カラー画像を転写された記録紙は、定着ローラ２０５０により熱と圧力を加えられてカラー画像を定着される。カラー画像を定着された記録紙は、排紙ローラ対２０５８を介して排紙トレイ２０７０上に排紙されて順次スタックされる。
【００３１】
トナー画像転写後の各感光体ドラム表面の残留トナーは、クリーニングユニット２０３１ａ〜２０３１ｄにより除去される。
【００３２】
次に、光走査装置２０の具体的構成について図２乃至図５を用いて説明する。光走査装置２０は、図２乃至図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検出用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００の所定位置に組み付けられている。
【００３３】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副方向」と略述する。
【００３４】
また、便宜上、カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリング２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２００ｄにおける主方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。
【００３５】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。
【００３６】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００３７】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００３８】
シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００３９】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、偏向走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４０】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。
【００４１】
各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。ｆθレンズ２１０５ａ及びｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ及びｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００４２】
シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａ上に光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ａを長手方向（Ｙ方向）に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａに対する副走査方向である。
【００４３】
シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｂ、折返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｂを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂに対する副走査方向である。
【００４４】
シリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｃ、折返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃに対する副走査方向である。
【００４５】
シリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、ｆθレンズ２１０５ｄ、折返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、折返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに光スポットを形成し、光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴い、感光体ドラム２０３０ｄを長手方向に光走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する主走査方向であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄに対する副走査方向である。
【００４６】
個々の感光体ドラム２０３ａ〜２０３ｄにおいて画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は有効走査領域あるいは画像形成領域と呼ばれているが、ここでは有効画像領域とも呼ぶ。
【００４７】
なお、各折返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致し、感光体ドラムへの光束の入射位置及び入射角が感光体ドラム間相互で等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００４８】
また、ｆθレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、ポリゴンミラー２１０４の偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査対応方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は走査光学系とも呼ばれる。
【００４９】
本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー２１０６ａ、２１０８ａとによりＫステーションの走査光学系が、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー２１０６ｂ、２１０８ｂとによりＣステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。同様に、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー２１０６ｃ、２１０８ｃとによりＭステーションの走査光学系が、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー２１０６ｄ、２１０８ｄとによりＹステーションの走査光学系がそれぞれ構成されている。
【００５０】
光検知センサ２２０５ａには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｋステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ａを介して入射する。光検知センサ２２０５ｂには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｃステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｂを介して入射する。光検知センサ２２０５ｃには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｍステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｃを介して入射する。光検知センサ２２０５ｄには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｙステーションの走査光学系を介した光束のうち、書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２２０７ｄを介して入射する。
【００５１】
光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。プリンタ制御装置２０９０は、各光検知センサの出力信号に基づいて、対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを決定し、光走査装置２０１０は、決定されたタイミングで各感光体ドラムに対する光走査による画像書き込みを開始する。以下、プリンタ制御装置２０９０の制御下で、静電潜像の形成、現像、トナー画像の転写・定着を経て転写紙の排出に至る工程が実行される。
【００５２】
本実施形態では、中間転写ベルト２０４０上にトナー画像としてテストパターンが形成され、中間転写ベルト２０４０の回転に伴い、副方向に移動する。この中間転写ベルト２０４０上に形成されて副方向へ移動するテストパターンにおけるトナー濃度とトナー位置をセンサ装置２２４５で検知する。
【００５３】
図６は、中間転写ベルト２０４０上にテストパターンが形成された状態を説明図的に平面図として示したものである。説明図であるので、各部の相対的なサイズは、実際とは異なっている。図６において、図の下方が副方向であり、中間転写ベルト２０４０の表面は、ベルト回転により副方向へ移動する。
【００５４】
図６における符号２０１Ｌ、２０１ＣＴ、２０１Ｒは、トナー位置検知用のテストパターンを示している。テストパターン２０１Ｌは、中間転写ベルト２０４０の主方向の左端部側のトナー位置検知に用いられ、テストパターン２０１ＣＴは、中間転写ベルト２０４０の主方向の中央部のトナー位置検知に用いられ、テストパターン２０１Ｒは、中間転写ベルト２０４０の主方向の右端部側のトナー位置検知に用いられる。テストパターン２０１Ｌ等によるトナー位置検知については後述する。
【００５５】
図６における符号２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙは、トナー濃度検知用のテストパターンを示している。これらテストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは、図の如く、中間転写ベルト２０４０の主方向（図の左右方向）の中央部付近に、副方向へ１列に形成される。
【００５６】
テストパターン２０１Ｋはブラックトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンであり、テストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｃはシアントナーのトナー濃度を検知するためのテストパターン、テストパターン２０１Ｙはイエロートナーのトナー濃度を検知するためのテストパターンである。これらテストパターン２０１Ｋ〜２０１Ｙは何れもトナー濃度による階調が、副方向に逆行する側へ低濃度から高濃度へ４段階に変化する４個のパッチにより構成される。各パッチは副方向に長い矩形形状である。
【００５７】
図１に符号２２４５で示したセンサ装置は、図６に示すように、３つの反射型光学センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃにより構成されている。これら３個の反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃのうち、反射型光学センサ２２４５ｂはテストパターン２０１Ｌによるトナー位置検知に用いられ、反射型光学センサ２２４５ｃはテストパターン２０１Ｒによるトナー位置検知に用いられる。反射型光学センサ２２４５ａはテストパターン２０１による各色トナーのトナー濃度の検出およびテストパターン２０１ＣＴによるトナー位置検知に用いられる。
【００５８】
次に、図７乃至図１０を参照して、反射型光学センサ２２４５ａについて説明する。なお、ここでは反射型光学センサ２２４５ｂおよび２２４５ｃは２２４５ａと同じものであるので、説明を省略する。
【００５９】
図７は、反射型光学センサ２２４５ａを主方向から見た状態（副走査断面）を概念的に示したものである。反射型光学センサ２２４５ａは、１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１を主方向へ等間隔に配列一体化した発光源アレイ、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を主方向に配列一体化した照射用マイクロレンズアレイ、１１個の光源変換部Ｄ１〜Ｄ１１を主方向へ配列一体化した光電変換部アレイ、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を主方向へ配列一体化した受光用マイクロレンズアレイ及び駆動回路（不図）を有している。駆動回路については図１０にて後述する。
【００６０】
発光源アレイは、例えばＬＥＤアレイであり、１１個の発光源Ｌ１〜Ｌ１１は、主方向に所定のピッチ：Ｐで配列されている。照射用マイクロレンズアレイは、１１個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで、且つ、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と対応するように配置されている。光電変換部アレイは、例えばＰＤアレイであり、１１個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１が、発光源のピッチ：Ｐと同一のピッチで主方向に配列されている。受光用マイクロレンズアレイは、１１個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を、発光源のピッチ：Ｐと同一ピッチで主方向に配列されている。
【００６１】
図８に、反射型光学センサ２２４５ａの、発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の対応関係を示す。発光源の任意の１つを発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズの任意の１つを照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズの任意の１つをＬＤｉ、光電変換部の任意の一つをＤｉとすると、これらにおいてｉ＝１〜１１であり、ＬＥｉとＬＤｉは対応するように配置されている。
【００６２】
図９（ａ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して中間転写ベルト２０４０の表面を照射する状態を示している。図９（ｂ）は、発光源Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光が対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）を介して、中間転写ベルト２０４０の表面に光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として照射される状態を示している。
【００６３】
中間転写ベルト２０４０により反射された光は、図７に示すように、受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）を介して光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）に入射する。
【００６４】
すなわち、図７〜図９に示すように、発光源Ｅｉ、照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉ、光電変換部Ｄｉが、ｉ＝１〜１１について、副方向において同位置にあり、これらがピッチ：Ｐで主方向に配列されている。従って、光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）も、主方向にピッチ：Ｐで配列する。
【００６５】
発光源Ｅｉと照射用マイクロレンズＬＥｉは反射型光学センサにおける発光部を構成し、これら発光部の全体が照射系を構成する。また、光電変換部Ｄｉと受光用マイクロレンズＬＤｉは受光部を構成し、これら受光部の全体が受光系を構成している。受光用マイクロレンズＬＤｉは、対応する光電変換部Ｄｉへの光の集光性を高めて検知精度を高めるのに有効であるが、原理的には省略することも可能である。
【００６６】
図１０は、反射型光学センサ２２４５ａの駆動回路の構成例を示す図である。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃの駆動回路も同様である。
【００６７】
図１０において、電流生成回路２１０は、電流値設定値、発光部選択値、発光部点灯信号を入力して、発光部点灯信号のレベルが所定の値以上の状態の時（Ｈ状態の時）、電流設定値に基づいた電流を、発光部選択値により選択した発光部（発光源）に流すようにする。発光部選択値Ｍと選択される発光源Ｅ１〜Ｅ１１の関係は、例えば図１１のようになっている。電流設定値と、発光源に流れる電流の大きさは比例関係になっており、電流設定値が大きくなれば、発光源に流れる電流も大きくなるようになっている。２２０は、電流電圧変換回路で、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１に対応して１１個のＩＶ−ＡＭＰ１〜ＩＶ−ＡＭＰ１１からなる。ＩＶ−ＡＭＰｉは、光の受光により光電変換部Ｄｉから出力される電流を電圧に変換し、増幅して出力するようになっている。
【００６８】
電流生成回路２１０の電流設定値、発光部選択値、発光部点灯信号はプリンタ制御装置２０９０から与えられ、ＩＶ−ＡＭＰ１〜１１の出力電圧信号はプリンタ制御装置２０９０の入力となる。図１０の駆動回路の動作については後述する。
【００６９】
以下に図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａの具体例を説明する。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃも同様である。
【００７０】
１１個の発光源Ｅ１〜Ｅ１１はＬＥＤであり、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで等間隔に配置されてＬＥＤアレイとなっている。発光源Ｅｉの大きさ（発光面の大きさ）は主・副方向とも０．０４ｍｍであり、中心発光波長は８５０ｎｍである。照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１は、それぞれ発光源Ｅ１〜Ｅ１１に個別に対応し、主方向に沿ってピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍで配列一体化されてマイクロレンズアレイを構成している。照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）は、対応する発光部Ｅｉよりも受光部側（図７で左方）に配置され、発光部Ｅｉから放射された光束を、中間転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７１】
なお、説明を簡単にするため、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１１）から放射された光は、対応する照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）のみを通過して集光されて検出用光となり光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）として、中間転写ベルト２０４０を照射するものとする。
【００７２】
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは一体化され、一体化により、これらマイクロレンズアレイを検出センサに組み付ける際の作業性を向上させることができ、またマイクロレンズ間の配置精度を高めることができる。各マイクロレンズのレンズ面は、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できる。
【００７３】
各照射用マイクロレンズ及び各受光用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、副方向に正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向と副方向のパワーが異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。
【００７４】
各光電変換部ＤｉはＰＤ（フォトダイオード）であり、受光面の大きさは主・副方向とも０．３５ｍｍで、受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。各光電変換部Ｄｉは受光量に応じた光電変換信号を出力する。
【００７５】
発光源Ｅｉの発光波長と、光電変換部Ｄｉのピーク感度波長を略一致させることにより、出力光電変換信号のレベルを最大限に高めることができる。
【００７６】
図７〜図９に示した反射型光学センサに用いられている照射用マイクロレンズアレイを構成する１１個の照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）はレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。同様に、受光用マイクロレンズアレイを構成する１１個の受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）もレンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が同一である。
【００７７】
しかし、照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉとでは、レンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚は全て異なる。本実施形態では、照射用マイクロレンズＬＥｉでは、レンズ径：０．４１５ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．４３０ｍｍ、レンズ厚：１．２２９ｍｍであり、受光用マイクロレンズＬＤｉでは、レンズ径：０．７１２ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．３８０ｍｍ、レンズ厚：１．４１９ｍｍである。
【００７８】
図７に示したように、照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、発光源Ｅｉからの検出用光の反射光を、有効に受光部に導くため、発光源Ｅｉの中心を通り発光源Ｅｉに垂直な軸に対して平行に、受光系側へΔｄ＝０．０３５ｍｍずれている。受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜１１）の光軸は、より多くの反射光を受光するため、対応する光電変換部Ｄｉ（ｉ＝１〜１１）の受光面の中心を通り該受光面に垂直な軸に対して平行に照射系側へΔｄ’＝０．０２０ｍｍずれている。副方向における照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの間隔は、０．４４５ｍｍである。また、発光源Ｅｉと、それに対応する光電変換部Ｄｉの副方向における間隔は０．５００ｍｍである。発光源Ｅｉから照射用マイクロレンズＬＥｉまでの光軸方向の距離は０．８００ｍｍであり、この距離は以下に示す全ての例において当てはまる。また、マイクロレンズアレイの裏面から被検物までの光軸方向の距離は５ｍｍである。
【００７９】
上述のように、隣接する光スポットの中心間隔は発光源のピッチ：Ｐと同じく０．４ｍｍである。すなわち、上述の光学レイアウトにおいて、各検出用光が中間転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットＳｉ（ｉ＝１〜１１）の大きさは、直径で０．４ｍｍ程度であり、発光源のピッチと同一である。
【００８０】
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ径を照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ径より大きくすることで、光電変換部Ｄｉで反射光をより多く受光できるようにしている。また、受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を、照射用マイクロレンズＬＥｉのレンズ面曲率半径に比して小さくすることにより、レンズ内部における全反射が増えるため光電変換部Ｄｉにおける正反射受光量を減らすことが可能であると考えられる。
【００８１】
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を小さくすることにより、点灯させる発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉに隣接する光電変換部Ｄｉ±１に、対応する受光用マイクロレンズＬＤｉ±１を通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、後述するようにトナーマークからの拡散反射光を受光できる光電変換部が増えて、拡散反射受光量も増加することが期待できる。
【００８２】
本実施形態では、上記の如く個々のマイクロレンズＬＥｉ、ＬＤｉは球面レンズで、図７に示すように平凸レンズであり、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズ入射面が集光パワーを有し、射出面は集光パワーを有さない。各受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズ入射面は集光パワーを有さず、射出面は集光パワーを有する。
【００８３】
図１２は、本実施形態に係るカラープリンタの電気的な回路構成のブロック図を示したものである。
図１２において、破線で囲んだ部分が各部を統括的に制御するプリンタ制御部２０９０である。本プリンタ制御装置２０９０はコンピュータ構成であり、ＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３、及びＡ／Ｄ変換回路４０４などを有してする。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０３に記憶されているプログラムを実行することで各種演算や各部の駆動制御を行う。本実施形態では、該ＣＰＵ４０１が所定のプログラムを実行することで、画像プロセス制御手段やトナー濃度／トナー位置検知制御手段などとして機能する。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１での処理に必要な各種データや処理途中のデータなどを一時的に記憶するワークメモリとして機能する。ＲＯＭ４０３は、各種プログラムや固定的データを予め記憶している。本実施形態では、該ＲＯＭ４０３には、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。Ａ／Ｄ変換回路４０４は、各種のアナログ信号をデジタル信号（デジタルデータ）に変換する回路である。
【００８４】
このプリンタ制御装置２０９０には、プリントコントローラ４１０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。
【００８５】
また、プリンタ制御装置２０９０には、モータやクラッチ４１７を駆動する駆動回路４１５、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置４１６も接続されている。例えば、ＰＣ４１１からの画像情報のプリントを行う場合、ＰＣ４１１はプリンタドライバを用いて画像情報を送信する。プリントコントローラ４１０は、プリンタドライバからのプリント情報をＣＰＵ４０２に送り、ＣＰＵ４０２は駆動回路４１５を介して駆動部の駆動を行い、画像形成ステーション４１８に信号を送り、画像形成ステーション４１８は前述の画像形成プロセスを実行する。
【００８６】
また、プリンタ制御装置２０９０には、センサ装置２２４５や温湿度センサ４１４が接続されている。温湿度センサ４１４は当該カラープリンタ内の温度・想定温度を検知し、Ａ／Ｄ変換回路４０４を通してＣＰＵ４０１に送る。センサ装置２２４５は、ＣＰＵ４０１から前述の電流設定値、発光部選択値、発光部点灯信号を入力し、光の受光により電圧信号を出力し、Ａ／Ｄ変換回路４０４を通してＣＰＵ４０１に送る。
【００８７】
また、プリンタ制御装置２０９０には、テストパターン発生装置４１９が接続されている。テストパターン発生装置４１９は、ＣＰＵ４０１の制御下で所定のテストパターンを発生して画像形成ステーション４１８に送り、画像形成ステーション４１８は中間転写ベルト上にトナーによるテストパターンを形成する。
【００８８】
次に、プリンタ制御装置２０９０のＣＰＵ４０２がコンピュータプログラムに基づいて行う画像プロセス制御の詳細を説明する。図１３は、画像プロセス制御全体の流れを示すフローチャートである。
【００８９】
画像プロセス制御は、画像形成装置本体の電源スイッチがパワーオンされた時や、印刷が開始されたときに制御の必要の有無を判断し、必要であれば実行される（ステップ５０１，５０２）。
【００９０】
パワーオン直後には、定着ヒーターの昇温時間や、プリントコントローラ４１０の準備時間が必要であり、かつはまた、それまで画像プロセス制御が実行されないままに放置された可能性や、使用環境が変化している可能性があるため、画像プロセス制御を実施することがある。また、印刷時（プリント時）にはトナーの補給や消費、感光体ドラムや中間転写ベルトの特性の変化が生じる可能性があり、画像プロセス制御を実施することがある。
【００９１】
パワーオン直後は、感光体ドラムの回転停止時間が６時間以上あるか、または、装置内温度が１０℃以上変化したか、さらには装置内の相対湿度が５０％以上変化した場合に、画像プロセス制御を実行する。
【００９２】
感光体ドラムの回転停止時間は、次のように求める。図１２において、感光体ドラムの回転が停止したら、プリントコントローラ４１０の保持しているリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、ＲＡＭ４０３に保存する。パワーオン時に同様にリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、その差分から感光体停止時間を求める。
【００９３】
また、温度や湿度の変化は、感光体ドラム停止時に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得するとともに、パワーオン時にも同様に温湿度センサ４１４から温度情報・相対湿度情報を取得し、その差分から温度変化量、相対湿度変化量を求める。
【００９４】
印刷時には、プリント枚数が所定の枚数に達したら印刷動作を中止して画像プロセス制御を実施する。この場合のプリント枚数は、予め実験等により求められるプロセス変動量によって決められる。またプリント枚数の他に、現像スリーブ３０５や中間転写ベルト１０５の走行距離等をしきい値にしてもよい。
【００９５】
画像プロセス制御を必要と判断したら、センサ装置２２４５の各反射型光学センサの出力信号の較正処理（センサ出力信号較正処理）及び反射型光学センサの中で画像プロセス制御に使用する発光部を選択する選択処理（発光部選択処理）を実行する（ステップ５０３）。センサ出力信号較正処理では、反射型光学センサについて、中間転写ベルトにより反射された光が各受光部（光電変換部）で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する。発光部選択処理では、センサ出力信号較正処理の較正結果に基づいて、当該反射型光学センサ中で画像プロセス制御に使用する発光部（発光源）を選択する。例えば、最も駆動電流が小さい発光部を選択する。このセンサ出力信号較正処理及び発光部選択処理の詳細については後述する。
【００９６】
次に、中間転写ベルト上の所定の位置にテストパターンを形成する（ステップ５０４）。すなわち、ＣＰＵ４０１によりテストパターン発生装置４１９を制御するとともに、画像形成ステーション４１８を制御して、各反射型光学センサについて、上記選択された発光部の位置にくるようにテストパターンを形成する。
【００９７】
上述の如くして、図６に示したようなテストパターンが中間転写ベルト上に形成される。すなわち、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒは、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部および両端付近の所定位置に形成される。また、その移動方向上流側には、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙが、中間転写ベルト２０４０の主方向における有効画像領域内の中央部付近の所定位置に形成される。
【００９８】
画像プロセス制御には、トナー画像の位置を合わせるためのトナー位置制御、画像濃度を維持するための画像濃度制御（現像ポテンシャル制御や階調制御）などがあり、どの制御を行うかによって、テストパターンの形成条件は異なる。
【００９９】
トナー画像の位置を合わせるためのトナー位置制御は、トナー位置検知結果に基づいて行われる。このための位置検知用のテストパターンは、図６のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒであるが、これらは以下に述べる同一の作像条件で、中間転写ベルト２０４０の有効画像領域内の中央部と両端付近の所定位置に形成される。
【０１００】
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ等は高濃度であることが検知精度の観点から望ましい。例えば、後述の現像ポテンシャル制御で得られる、ベタ濃度が得られる作像条件で形成するのがよい。
【０１０１】
テストパターンは、１以上のトナーマークにより構成されるが、その主方向の大きさが、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤと発光部のピッチ：Ｐの和より大きいので、トナーマークに照射される光スポットはトナーマークを確実に照射できる。このため、トナーマーク検出の際の光の利用効率が高く、高精度のトナー位置検知が可能である。
【０１０２】
位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒは、何れも同一パターンであり、主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさを持つライン状のトナーマークと、同様のものを副方向に４５°傾けた斜めライン状のトナーマークをＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）の順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。
【０１０３】
このように、トナーパターンの主方向の大きさ（１．０ｍｍ）は、反射型光学センサの主方向の発光部ピッチ（Ｐ＝０．４ｍｍ）と中間転写ベルト２０４０上に照射される光スポットの主方向の大きさ（ＳＤ＝０．４ｍｍ）との和（０．８ｍｍ）よりも大きくなっている。トナーパターンの主方向の大きさを１．０ｍｍとしたことにより、従来のトナーパターンの大きさ１５ｍｍ以上に比べて、１／１５の不寄与トナー消費量低減が可能である。
【０１０４】
画像濃度を維持するためのトナー濃度制御は、トナー濃度検知結果に基づいて行われる。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）を維持するために、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。
【０１０５】
テストパターン２０１を検知して得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より現像γと現像開始電圧：Ｖｋを求める。すなわち、必要な現像ポテンシャルを「−ｋＶ」単位で、所望の画像濃度（トナー濃度）および現像ガンマを共に「ｍｇ／ｃｍ２」単位で、現像開始電圧：Ｖｋを「−ｋＶ」単位でそれぞれ表し、次式：
［必要な現像ポテンシャル］＝［所望の画像濃度／現像γ］＋［現像開始電圧：Ｖｋ］
を用い、所望の画像濃度を確保するのに必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づき作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定する。
【０１０６】
トナー帯電量と現像ポテンシャルが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温湿度変化のある環境ではトナー帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化する。これを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等のテストパターンを用いることができる。
【０１０７】
光走査の光源が半導体レーザ（ＬＤ）である場合には、ＬＤパワーを固定しておき、発光デューティを可変とすることで、テストパターン内のパッチ毎のトナー濃度を異ならせることができる。
【０１０８】
階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が適宜変更される。具体的には、その都度新しいＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数のＬＵＴから最適なものを選択して切り換える方法などがある。
【０１０９】
トナー濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチは、主方向：１ｍｍ、副方向：２ｍｍの大きさの長方形に形成される。副方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。
【０１１０】
テストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙの各パッチの副方向の大きさは、後述するように受光部出力を取得する平均化回数に応じて決定されるが、上記のように２ｍｍに設定するなら、副方向も含めた小パッチ化により、合わせて１／１００程度の不寄与トナー消費量低減が可能となる。
【０１１１】
上記のように、中間転写ベルト上にトナー位置検知用および濃度検知用のテストパターンが形成されたら、センサ装置２２４５を構成する反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用い、まず、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒのトナー位置検知を行う（ステップ５０５）。トナー位置検知では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃの受光部出力からテストパターン２０１の各パッチのトナー位置を算出する。反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用いるトナー位置検知の詳細は後述する。
【０１１２】
次に、反射型光学センサ２２４５ａを用いて、濃度検知用のテストパターン２０１Ｋ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙによるトナー濃度検知を行う（ステップ５０６）。トナー濃度検知の詳細についても後述する。
【０１１３】
次に、トナー位置検知及びトナー濃度検知の結果から、画像形成ステーションの各特性値を求めるための演算処理が実行される（ステップ５０７）。演算処理では、算出されたトナー位置により画像位置補正に関する演算処理が実行される。すなわち、各色のレジストずれや走査線傾き、色ズレなどの補正である。色ズレは、ある色（例えばＫ：ブラック）を基準としたときの、それ以外の色（説明中の例でＭ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｙ：イエロー）のズレとして定義される。また、各パッチのトナー濃度の算出結果から、前述の現像γや現像開始電圧Ｖｋを決定するための演算が実行される。これらを求めるための直線近似には「最小２乗法」が適用できる。また、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を変更するための演算処理も実行される。
【０１１４】
演算処理の後、作像条件、ＬＵＴ、および画像位置補正量などの画像プロセス条件が決定される（ステップ５０８）。
【０１１５】
ここで、図１３に示した画像プロセス制御おけるトナー位置検知の処理について詳しく説明する。トナー位置検知は、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃを用いて、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴ、２０１Ｌ、２０１Ｒを使って行われる。以下では、反射型光学センサ２２４５ａとテストパターン２０１ＣＴとによるトナー位置検知の場合を例にとって説明する。なお、反射型光学センサ２２４５ｂおよび２２４５ｃによる場合も同様である。
【０１１６】
図１４は、図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａを用いて、図６に示した位置検知用のテストパターン２０１ＣＴを取得する様子を示している。図の上下方向が主方向で、左右方向の左向きが副方向である。照射系の発光源Ｅ１〜Ｅ１１と、受光系の光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１とは主方向において同じ位置に位置し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の配列ピッチは、発光源Ｅ１〜Ｅ１１の配列ピッチと等しい。
【０１１７】
先に、図６を参照して説明したように、位置検知用のテストパターン２０１ＣＴは主方向に１．０ｍｍ、副方向に０．５ｍｍの大きさのライン状トナーマークと、同様のものを４５°傾けた斜めライン状トナーマークを、マゼンタ、ブラック、シアン、イエローの順に形成する。副方向のライン間隔は１ｍｍである。なお、各ライン状トナーマークの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。発光部ピッチ：Ｐと、光スポットの主方向の大きさ：ＳＤは略同じである。
【０１１８】
テストパターン２０１ＣＴにおいては、副方向（図の左右方向）の下流側（反射型光学センサ側）から上流側へ向かって、主方向に平行なライン状トナーパターンＬＰＭ１、ＬＰＫ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１が等間隔に形成され、その上流側には主方向に対して４５度傾いた斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２、ＬＰＫ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２が等間隔に形成されている。ライン状トナーパターンＬＰＭ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２とはマゼンタトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＫ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２とはブラックトナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＣ１と斜めライン状トナーパターンＬＰＣ２とはシアントナーにより、ライン状トナーパターンＬＰＫＹと斜めライン状トナーパターンＬＰＫＹとはイエロートナーにより、それぞれ形成される。
【０１１９】
図１４では、テストパターン２０１ＣＴは、ライン状トナーマークＬＰＫ１等の主方向の中心位置が、反射型光学センサ２２４５ａの発光源Ｅ３の中心位置に合致するように、中間転写ベルト上に形成されているものとする。すなわち、発光部選択処理において、反射型光学センサ２２４５ａについては発光部（発光源）Ｅ３が選択されたとする。
【０１２０】
テストパターン２０１ＣＴの主方向の位置は「発光源Ｅ３の位置である」ので、反射型光学センサ２２４５ａの発光部はＥ３のみをパルス発光させる。受光部出力の取得は光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の５つで行うこととし、受光部出力取得のタイミングは、図１４に示すように、テストパターンが光スポット位置を通過するタイミングにあわせて、発光源Ｅ３をパルス発光させ、それに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でのサンプリングを行って受光部出力を取得するものとする。
【０１２１】
図１４において、ライン状トナーマークＬＰＭ１は、中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２２４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。ライン状トナーマークＬＰＭ１が形成されるタイミングは既知であるので、形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
【０１２２】
まず、ライン状トナーマークＬＰＭ１に先立って、発光源Ｅ３がパルス発光して中間ベルトの表面を照射し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ受光部出力を取得する。
【０１２３】
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光される。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
【０１２４】
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図１６（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
【０１２５】
テストパターン２０１ＣＴが副方向に移動し、最初のライン状トナーマークＬＰＭ１が光スポット位置を通過する間も発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５がサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１２６】
中間転写ベルト上に形成されたベタのライン状トナーマークＬＰＭ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーマークＬＰＭ１を構成するマゼンタトナーにより表面反射された正反射光と、散乱された拡散反射光からなり、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光された。このときの受光部出力分布を図２７（ｂ）に示す。ライン状トナーマークＬＰＭ１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図１６（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。すなわち、図１６（ｂ）の受光部出力分布は、ライン状トナーパターンＬＰＭ１を構成するトナーによる正反射光が発生することによるものである。
【０１２７】
テストパターン２０１ＣＴがさらに副方向に移動し、ライン状トナーマークＬＰＫ１が光スポット位置を通過する間も受光部Ｄ１〜Ｄ５はサンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１２８】
ライン状トナーマークＬＰＫ１に照射された光スポットの反射光は、ライン状トナーマークＬＰＭ１に対してトナーの色が異なるためライン状トナーマークＬＰＭ１を構成するマゼンタトナーにより拡散された拡散反射光がないため、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４の計３個で受光される。その結果、受光部出力分布は図１６（ｃ）に示す如くになる。
【０１２９】
同様にして、ライン状トナーパターンＬＰＣ１、ＬＰＹ１、ＬＰＭ２、ＬＰＫ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２に対して受光部出力分布を取得する。
【０１３０】
このようにして、テストパターン２０１ＣＴからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。得られた受光部出力を用いて、トナー位置演算を行う。
【０１３１】
この演算を行うにあたり、中間転写ベルトおよびトナーパターンからの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が、正反射光を用いる方式が一般的であるので、本実施形態においても、この方式で説明する。
【０１３２】
また、図１６（ａ）に示したように、発光源Ｅ３に対して、正反射光は光電変換部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で受光されているが、ここでは演算の簡略化のため、発光源Ｅ３に対向する光電変換部Ｄ３のみを用いて演算する。被検物が中間転写ベルトであってもトナーパターンであっても、正反射光に着目すれば、光電変換部Ｄ２の受光部出力は、光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数倍となるため、光電変換部Ｄ３のみでも十分である。
【０１３３】
トナー位置演算では、受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割して得られる分割出力のいずれか（本実施形態では上記のように正反射光の分割出力）、に基づきトナー位置を演算的に求める。受光部出力を正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割する手法は、後述するトナー濃度の演算における場合と同様であるので、ここでは省略する。
【０１３４】
プリンタ制御装置２０９０（ＣＰＵ４０１）は、発光源Ｅ３に対応する受光部の光電変換部Ｄ３の出力信号を時間的に追跡する。発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ３でサンプリングされて得られた受光部出力を、図１７に示す。
【０１３５】
発光源Ｅ３の発光出力は中間転写ベルト検知時にほぼ４Ｖとなるように発光出力が調整されており、発光源に供給する電流値で制御している。光電変換部Ｄ３の出力信号は、中間転写ベルトを検知しているときは出力が高く、テストパターン（ライン状トナーパターン、斜めライン状トナーパターン）を検知しているときには出力が低くなる。また、ブラックトナーによる出力はカラートナーによる出力よりも低下が大きくなり、斜めライン状トナーパターンはライン状トナーパターンよりもプロファイルの幅が大きくなる。中間転写ベルトを検知しているときの信号出力をＶｓｇと呼ぶことにする。中間転写ベルトおよびトナーパターンの出力信号からトナー位置を算出する。
【０１３６】
プリンタ制御装置２０９０は、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＭ１を照射してから次のライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射するまでの時間：Ｔｋｍ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＣ１を照射するまでの時間：Ｔｋｃ、光スポットがライン状トナーパターンＬＰＫ１を照射してからライン状トナーパターンＬＰＹ１を照射するまでの時間：Ｔｋｙを検出する。
【０１３７】
プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１が、これらに対して予め設定されている基準時間と同じであれば、トナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正であると判断する。
【０１３８】
時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１が基準時間と異なる場合は、トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ１、Ｔｋｃ１、Ｔｋｙ１の基準値からの時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量を光走査装置に通知する。光走査装置は上記ずれ量が０となるように、対応するステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。
【０１３９】
図１８（ａ）は、テストパターン２０１ＣＴのライン状トナーパターンＬＰＫ１とＬＰＣ１との関係において、ライン状トナーパターンＬＰＣ１が副方向に距離：ΔＳ１だけずれた場合の出力信号の様子を示す。この場合、時間：Ｔｋｃは、基準時間に対し、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ１から求められる時間：ΔＴ１（＝ΔＳ１／Ｖ）だけ大きくなる。
【０１４０】
次に、プリンタ制御装置２０９０は、光スポット光が斜めライン状トナーパターンＬＰＭ２を照射してから斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２を照射するまでの時間：Ｔｋｍ２、斜めラインパターンＬＰＣ２を照射するまでの時間：Ｔｋｃ２、斜めライン状トナーパターンＬＰＹ２を照射するまでの時間：Ｔｋｙ２を検出する。
【０１４１】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２を、これらに対して予め設定されている基準時間と比較する。時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がいずれも、設定されたそれらの基準時間と同じであれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係は適正であると判断し、時間：Ｔｋｍ２、Ｔｋｃ２、Ｔｋｙ２がそれぞれの基準時間と異なれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係にずれがあると判断する。
【０１４２】
図１８（ｂ）は、斜めライン状トナーパターンＬＰＫ２に対して、斜めライン状トナーパターンＬＰＣ２が主方向に距離：ΔＳ２だけずれた場合の出力信号の様子を示す。この場合、時間：Ｔｋｃ２は、基準時間よりも、中間転写ベルトの副方向の移動速度：Ｖと距離：ΔＳ２から求められる時間：ΔＴ２だけ大きくなる。
【０１４３】
このとき、プリンタ制御装置２０９０は、次の（１）式を用い、マゼンタトナー画像の主方向に関する位置ずれ量：ΔＳ２を求める。
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔ４５° ・・・（１）
位置ずれ量；ΔＳ２は、光走査装置に通知される。光走査装置は位置ずれ量：ΔＳ２が０となるようにＣステーションを制御する。
【０１４４】
以上の説明と全く同様にして、図６に示す反射型光学センサ２２４５ｂ、２２４５ｃとテストパターン２０１Ｌ、２０１Ｒを使って、中間転写ベルト２０４０の主方向の有効画像領域の両端部近傍での位置ずれを検知できる。
【０１４５】
次に、図１３に示した画像形成プロセス制御におけるトナー濃度検知の処理について説明する。トナー濃度検知は、トナー位置検知に続いて、反射型光センサ４５ａを用いて行なわれる。
【０１４６】
図１９は、図７〜図９に示した反射型光学センサ２２４５ａを用いて、図６に示したマゼンタトナーによる濃度検知用のテストパターン２０１Ｍを構成する５個のパッチＭ１〜Ｍ５からの反射光を取得する様子を示している。なお、図６ではパッチ数を４個に省略している。
【０１４７】
先に、図６を参照して説明したように、トナー濃度検知用のテストパターンはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーにより形成されるが、図１９に示すテストパターン２０１Ｍはマゼンタトナーにより構成されたものを示している。このテストパターン２０１Ｍは、濃度を５階調に変化させた５個の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５を副方向に形成したものである。
【０１４８】
テストパターン２０１Ｍは、濃度階調の異なる５個の矩形状パッチの集合であるが、これら濃度階調の異なる矩形状パッチは光走査の光源に用いられる半導体レーザの発光デューティの調整によって形成できる。また面積階調法によって濃度を変えることもできる。
【０１４９】
テストパターン２０１Ｍを構成する５個の矩形状パッチの濃度は、矩形状パッチＭ−１が最も低く、Ｍ−２、Ｍ−３、Ｍ−４、Ｍ−５の順に濃度が高くなる。また、テストパターン２０１Ｍの前方（下流側）に、パッチのない中間転写ベルトからの反射光を受光するための領域「ＢＥＬＴ」を持つ。
【０１５０】
各矩形状パッチは主方向に１ｍｍ、副方向に２ｍｍの大きさに形成される。副方向に並んだパッチの中心間隔は３ｍｍである。なお、各矩形状パッチの主方向の大きさ：１．０ｍｍは、反射型光学センサの主方向の発光部のピッチ：Ｐ＝０．４ｍｍと中間転写ベルト上に照射される光スポットの主方向の大きさ：ＳＤ＝０．４ｍｍとの和よりも大きくなっている。
【０１５１】
ここでも、テストパターン２０１Ｍの主方向の位置は「発光源Ｅ３の位置である」とし、反射型光学センサ２２４５ａの発光部はＥ３のみをパルス発光するとする。受光部出力の取得は光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の５つで行うこととし、受光部出力取得のタイミングは、テストパターンが光スポット位置を通過するタイミングにあわせて、発光源Ｅ３をパルス発光させ、それに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でのサンプリングを行って受光部出力を取得するものとする。
【０１５２】
図１９において、テストパターン２０１Ｍは、中間転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ２２４５ａからの光スポット照射領域に近づいていく。テストパターン２０１Ｍが形成されるタイミングは既知であり、該テストパターン２０１Ｍが形成されてから照射領域に近づく適当なタイミングで発光源Ｅ３のパルス発光を開始する。
【０１５３】
先ず、テストパターン２０１Ｍの前方の矩形状パッチがない中間転写ベルト位置「ＢＥＬＴ」で、発光源Ｅ３がパルス発光し、そのタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ受光部出力を取得する。
【０１５４】
中間転写ベルトの表面は滑らかであり、発光源Ｅ３からベルト表面に照射される光スポットの中間転写ベルト表面での反射は略正反射と見なすことができ、発光源Ｅ３に対応する光電変換部Ｄ３と、これに隣接する光電変換部Ｄ２、Ｄ４の計３個で受光された。残りの光電変換部Ｄ１及びＤ５では反射光は受光されない。
【０１５５】
すなわち、発光源Ｅｉからの光スポットが中間転写ベルト表面に照射されてベルト表面により正反射されるときは、反射光は、発光源Ｅｉに対応する光電変換部Ｄｉとこれに隣接する光電変換部Ｄｉ±１でのみ受光される。このときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力分布を図２０（ａ）に示す。図の横軸のＤ（ＡＬＬ）は、５個の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力和を表し、縦軸は、光電変換部Ｄ３の受光部出力を１に規格化した値である。
【０１５６】
テストパターン２０１Ｍが副方向に移動し、最初の矩形状パッチＭ−１が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−１の副方向中央付近が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて光電変換部Ｄ１〜Ｄ５が１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１５７】
中間転写ベルト上に形成された矩形状パッチＭ−１に照射された光スポットの反射光は、矩形状パッチを構成するトナーにより散乱された拡散反射光と、中間転写ベルト表面で反射された正反射光とからなり、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の計５個で受光される。このときの受光部出力分布を図２０（ｂ）に示す。矩形状パッチＭ−１では、中間転写ベルト上にトナーが存在するため受光部出力分布は、図２０（ａ）の受光部出力分布（中間転写ベルトでの反射による）と異なる。図２０（ｂ）の受光部出力分布は、矩形状パッチＭ−１を構成するトナーによる拡散反射光が発生するとともに、中間転写ベルト表面からの正反射光が減ることによるものである。
【０１５８】
テストパターン２０１Ｍがさらに副方向に移動し、矩形状パッチＭ−２が光スポット位置を通過するタイミングに合わせて、発光源Ｅ３がパルス発光し、矩形状パッチＭ−２の副方向の中央付近がスポット光位置を通過するタイミングに合わせて受光部Ｄ１〜Ｄ５は１回サンプリングされ、受光部出力を取得する。
【０１５９】
矩形状パッチＭ−２は、矩形状パッチＤＰ１−１に対してトナー濃度がより高濃度であるため、矩形状パッチＭ−１におけるよりもトナーによる拡散反射光が増え、中間転写ベルト表面からの正反射光がさらに減少する。その結果、受光部出力分布は図２０（ｃ）に示す如くになる。
【０１６０】
同様にして、矩形状パッチＭ−３〜Ｍ−５に対して取得された受光部出力分布を図２０（ｄ）〜（ｆ）に示す。
【０１６１】
このようにして、中間転写ベルト部分（「ＢＥＬＴ」）、及び５階調の矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５からなるテストパターン２０１Ｍからの反射光、すなわち受光部出力分布を取得できる。
【０１６２】
プリンタ制御装置２０９０（ＣＰＵ４０１）は、発光源Ｅ３に対応する受光部の光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の出力信号、を時間的に追跡する。発光源Ｅ３がパルス発光し、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５でサンプリングされて受光部出力が得られる。例として、得られる光電変換部Ｄ３の受光部出力信号を図２１に示す。この出力信号から、トナー濃度を求める。
【０１６３】
以下に、矩形状パッチＭ−１の場合を例に取り、トナー濃度の演算方法を説明する。
中間転写ベルト上にテストパターンが存在しない場合、図２２（ａ）に模式図として示すように、中間転写ベルトに照射されるスポット光は、中間転写ベルト表面で略全ての光が正反射する。
【０１６４】
発光源Ｅ３からの検出用光の中間転写ベルト表面による反射光を５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５で受光すると、３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４における受光部出力は０でないが光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は０となっている。これは、中間転写ベルトからの正反射光が、反射型光学センサ２２４５ａの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に対応する受光用マイクロレンズＬＤ２〜ＬＤ４に入射するビームサイズを有しているからである。すなわち、上記正反射光は主方向に広がりつつ、受光用マイクロレンズＬＤ３とその両隣の受光用マイクロレンズＬＤ２、ＬＤ４に入射し、光電変換部Ｄ２〜Ｄ４に入射するが他の受光用マイクロレンズには実施的に入射せず、他の光電変換部に入射しない。
【０１６５】
中間転写ベルト上にテストパターン（矩形状パッチ２０１Ｍ）が存在する場合、図２２（ｂ）の模式図に示すように、中間転写ベルトおよびトナーに照射される光スポット、は中間転写ベルト表面から正反射される光と、少なくとも１回はトナーで反射・屈折されることにより散乱される散乱光に大別される。後者の散乱光は、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むが、その光量は少なく、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ので無視して考えられる。
【０１６６】
中間転写ベルトに起因する反射光を正反射寄与分、トナーに起因する反射光を拡散反射寄与分とする。このように、中間転写ベルト及びトナーからの反射光は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とを含むので、５つの光電変換部Ｄ１〜Ｄ５の受光部出力は何れも０にならない。これは拡散反射された光が、反射型光学センサの受光用マイクロレンズアレイ上において、光電変換部Ｄ１〜Ｄ５に対応する受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ５に入射するビームサイズを有しているからである。
【０１６７】
発光源Ｅ３が発光したとき、光電変換部Ｄ３は正反射光しか受光しないため、その受光部主力は正反射光寄与分のみを含んでいるが、受光部Ｄ３を除く他の４つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５における受光部出力は全て拡散反射寄与分を含んでいる。
【０１６８】
２つの光電変換部Ｄ１とＤ５における受光部出力は拡散反射寄与分のみを含む。これは、光スポットが中間転写ベルトのみを照射するとき、中間転写ベルトによる正反射光が３つの光電変換部Ｄ２〜Ｄ４のみで受光される結果である。
【０１６９】
したがって、２つの光電変換部Ｄ２とＤ４での受光部出力は、発光源Ｅ３からの光スポットにより照射された矩形状パッチＭ−１による正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在したものとなる。すなわち、図２３のように、得られた受光部出力は、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分割することが可能である。
【０１７０】
正反射寄与分と拡散反射寄与分とが混在した光電変換部Ｄ２とＤ４において、その混在比率を求める方法を説明する。
中間転写ベルトに対する受光部出力分布は正反射寄与分そのものであり、図２０（ａ）に示されるように既知である。そこで、図２０（ｂ）に示された矩形状パッチＭ−１に対する受光部出力分布から、図２０（ａ）に示された中間転写ベルトに対する受光部出力分布を定数倍して差し引くことにより、矩形状パッチＭ−１での反射光の光電変換部Ｄ２、Ｄ４の受光部出力から拡散反射寄与分のみを抽出できる。この定数をα１とすると、これは以下のように決定される。
【０１７１】
発光源Ｅ３の発光による矩形状パッチＭ−１に対する光電変換部Ｄ３の受光部出力は正反射寄与分であるから、図２０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力と、図２０（ａ）の光電変換部Ｄ３の受光部出力の定数：α１倍とが等しくなるように、定数：α１を求めればよい。
【０１７２】
このようにして、図２０（ａ）の受光部出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分と、図２０（ｂ）の受光部出力分布から図２０（ａ）の出力分布を定数：α１倍した正反射寄与分を差し引いた拡散反射寄与分とに分割できる。
【０１７３】
すなわち、図２０（ａ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡとし、図２０（ｂ）における光電変換部Ｄ３の受光部出力をＡ１とすると、Ａは正反射寄与分のみ、Ａ１は、正反射寄与分：Ａとなるべき部分から矩形状パッチＭ−１中のトナーによる拡散反射により減少した部分である。
そこで、α１・Ａ＝Ａ１
とすると、拡散反射寄与分は、
Ａ−α１・Ａ＝（１−α１）Ａ
となる。
【０１７４】
従って、発光源Ｅ３からの光スポットが矩形状パッチＭ−１を照射しているときの正反射寄与分はＡ１すなわちα１・Ａとなり、拡散反射寄与分は（１−α１）Ａとなり、両寄与分を分離できる。
【０１７５】
同様に、図２０（ｃ）〜（ｆ）の各濃度のパッチＭ−２〜Ｍ−５についても、図２４〜図２７に示すように、正反射寄与分と拡散反射寄与分とに分離できる。このときは、上記定数：α１に代えて、各々定数：α２〜α５（上記と同様にして定められる。）を用いれば良い。
【０１７６】
矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の個々に対し、上記のように分割した正反射寄与分と拡散反射寄与分について、各光電変換部の受光部出力：Ｄｉ（便宜上、光電変換部の符号を記号として用いる。）の和をＤ（ＡＬＬ）＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５とするとき、各矩形状パッチに対してＤ（ＡＬＬ）をプロットしたのが図２８である。
【０１７７】
正反射寄与分の和：Ｄ（正）については光電変換部Ｄ１の受光部出力：Ｄ１、光電変換部Ｄ５の受光部出力：Ｄ５が、ともに０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（正）＝Ｄ３＋（Ｄ２とＤ４の正反射寄与分）
となる。
拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）については、光電変換部Ｄ３の受光部出力：Ｄ３が０であるから、
Ｄ（ＡＬＬ）≡Ｄ（拡）＝Ｄ１＋（Ｄ２とＤ４の拡散反射寄与分）＋Ｄ５
となる。
【０１７８】
図２８（ａ）に示す正反射寄与分の和：Ｄ（正）は、矩形状パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に、トナー濃度が高くなるにつれて減少している。これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度とＤ（正）は１対１対応している。換言すれば、演算されたＤ（正）に対応するトナー濃度が求められる。
【０１７９】
これに対し、図２８（ｂ）に示す拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）は、矩形状パッチＭ−２に対して極大となっており、単調な関数になっていない。従って、図２８（ｂ）に示すＤ（拡）から、トナー濃度とＤ（拡）との関係を得ることは可能ではあるが必ずしも容易ではない。
【０１８０】
直感的に考えると、Ｄ（拡）は矩形状パッチを構成するトナーの濃度が高くなるに従い、付着トナーが多くなるので、拡散反射光の増加により増大するように思われるが、図２８（ｂ）ではそのようになっていない。これは、前述した定数：α１〜α５を用いて受光部出力結果を差し引き演算していることに起因している。
Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求めた結果が図２９である。ここで、縦軸：Ｄ（拡）／Ｄ（正）は、矩形状パッチをなすトナーの濃度が、パッチＭ−１〜Ｍ−５の順に高くなるにつれて増加する単調な関数になっている。従って、このＤ（拡）／Ｄ（正）を演算すれば、各矩形状パッチ（図３０の横軸）に対応したトナー濃度が求められる。
【０１８１】
図３０（ａ）に、図２８（ａ）に示す正反射寄与分を基準値（ここでは中間転写ベルト表面による正反射寄与分）で規格化した相対正反射率を示す。また、図３３（ｂ）に、図２９に示したＤ（拡）／Ｄ（正）を基準値（ここでは最大濃度での拡散反射寄与分）で規格化した値を示す。
【０１８２】
このように拡散反射寄与分の和：Ｄ（拡）を正反射寄与分の和：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を用いて新たな値を求め、これからトナー濃度を求めても良い。
【０１８３】
上記のような算出アルゴリズムを用い、上記Ｄ（正）や、Ｄ（拡）／Ｄ（正）を算出し、これからトナー濃度：［ｍｇ／ｃｍ２］を得ることができる。
【０１８４】
上述したトナー位置演算において、図１４のテストパターン２０１ＣＴに対する受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割する場合にも上記手法を同様に適用し、正反射光のみ又は拡散反射光のみについての受光部出力を取得すればよい。
【０１８５】
また受光部出力を、正反射光に起因する正反射寄与分と、拡散反射光に起因する拡散反射寄与分とに分割する方法については上述した方法に限定されているものではない。
【０１８６】
次に、図１３に示した画像プロセス制御におけるセンサ出力信号較正処理及び発光部選択処理（ステップ５０３）について説明する。
【０１８７】
センサ出力信号較正処理では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、中間転写ベルトで反射された光を受光した各受光部（光電変換部）が所定の電圧値（例えば４Ｖ）を出力するように較正する。
【０１８８】
図３１に、センサ出力信号較正信号処理の一実施形態のフローチャートを示す。ここでは、図１０に示した反射型光学センサ２２４５ａを例にセンサ出力信号較正処理を詳述する。
【０１８９】
まず、発光源Ｅ１を選択するように発光部選択値Ｍを１に設定し（ステップ６０１）、発光源Ｅ１を選択する（ステップ６０２）。次に、電流設定値に初期電流値を設定し（ステップ６０３）、発光部点灯信号を“Ｈ”状態にして、発光源Ｅ１を点灯させる（ステップ６０４）。発光源Ｅ１による光は中間転写ベルトで反射され、光電変換部で受光される。いま、発光源がＥ１であるので、それに正対している光電変換部Ｄ１の出力電圧Ｖｄ１のレベルを検出し（ステップ６０５）、そのレベルが所定のレベル（例えば４Ｖ）かどうかを判定する（ステップ６０６）。もし所定のレベルに達していない時は、電流値の変更を行う（ステップ６０７）。電流値変更では、出力電圧が所定のレベルより低い時は発光源の駆動電流を大きくし光量を上げるようにする。出力電圧が所定のレベルより高い時は発光源の駆動電流を小さくし光量を下げるようにする。電流値変更の後、再び光電変換部の出力電圧Ｖｄ１のレベルの検出を行い（ステップ６０５）、そのレベルが所定のレベル（例えば４Ｖ）かどうかを判定する（ステップ６０６）。所定のレベルに達していない時は、再び発光源Ｅ１の駆動電流を変更する。これを所定のレベルに達するまで繰返し行う。所定のレベルに達したら、その時の駆動電流値を保存し（ステップ６０８）、発光源Ｅ１を消灯する（ステップ６０９）。同様の較正処理を発光源Ｅ２〜発光源Ｅ１１に順次実施する（ステップ６１０，６１１）。
【０１９０】
これにより、反射型光学センサ２２４５ａについて、中間転写ベルトで反射された光を受光したときの光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の出力電圧を所定のレベルにするための発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を取得することができる。
【０１９１】
図３２に、反射型光学センサ２２４５ａの発光源Ｅ１〜Ｅ１１について上述した較正処理により得られた駆動電流値の一例を示す。
【０１９２】
反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについても、同様にして、中間転写ベルトで反射された光を受講した時の各受光部（光電変換部）の出力電圧を所定のレベルにするための各発光光源の駆動電流を取得することができる。
【０１９３】
発光部選択処理では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、トナー位置検知および／またはトナー濃度検知で使用する発光部（発光源）を選択する。発光源の選択は、上述した較正処理で得られた駆動電流値で最も小さい値の発光源を選択するようにする。例えば反射型光学センサ２２４５ａの場合、図３２（ａ）では、発光源Ｅ４の電流値が最も小さいので、発光源Ｅ４を選択するようにする。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについても、同様にして、電流値が最も小さい発光源を選択するようにする。
【０１９４】
先に述べたように、図１３のテストパターン作成処理（ステップ５０５）では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、上述の発光部選択処理で選択された発光部（発光源）の位置にテストパターンが来るように、中間転写ベルト上にテストパターンを形成する。例えば、反射型光学センサ２２４５ａについては、は光源Ｅ４の位置に来るように、トナー位置検知用とトナー濃度検知用のテストパターンを形成する。反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃについては、選択された発光源の位置に来るように、トナー位置検知用のテストパターンを形成する。
【０１９５】
上述のセンサ出力信号較正及び発光部選択の機能により、トナー位置検知や、トナー濃度検知を最も駆動電流が小さい発光源を使用して行うことができるので、反射型光学センサを低消費電流で使用することができる。
【０１９６】
なお、図７〜図９に示す反射型光学センサ２２４５ａにおいて、トナー位置検知、トナー濃度検知を発光源１つに対して光電変換部を５つ使用して行う場合には発光源Ｅ３〜発光源Ｅ９の中で最も駆動電流が小さい発光源を選択するようにすればよい。同様に、トナー位置検知、トナー濃度検知を発光源１つに対して光電変換部を３つ使用して行う場合には発光源Ｅ２〜発光源Ｅ１０の中で最も駆動電流が小さい発光源を選択するようにすればよい。これは、反射型光学センサ２２４５ｂ，２２４５ｃでも同様である。
【０１９７】
次に、センサ出力信号較正処理の別の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、図３１に示すように、画像プロセス制御が必要となる都度、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、発光源Ｅ１〜Ｅ１１を全て順次点灯して、光電変換部Ｄ１〜Ｄ１１の出力電圧が所定のレベルになるように発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を較正していた。
【０１９８】
これに対し、本実施形態では、反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｃについて、一度、上述のように発光源Ｅ１〜Ｅ１１の駆動電流を較正した後、再び画像プロセス制御が必要になった場合には、前に選択された発光源についてのみ駆動電流の較正を行い、その時に得られた駆動電流値で前に保存してある駆動電流値を書き替えるようにする。
【０１９９】
発光部選択処理は先の実施形態と同様である。すなわち、新たに書き替えられた駆動電流値とそれ以外の既に較正済みの駆動電流値の中で最も小さい値の発光源を選択するようにする。
【０２００】
本実施形態によれば、較正時間を短くすることができる。また、較正のために他の発光源を点灯させることがないので、他の発光源は較正のための点灯による劣化はなくなる。そのため、反射型光学センサの寿命を長くすることができる。
【０２０１】
例えば、反射型光学センサ２２４５ａでは、上述のように、始めは発光源Ｅ４が最も駆動電流が小さいので発光源Ｅ４が選択され、発光源Ｅ４を用いてトナー位置検知、トナー濃度検知が行われる。そして、画像プロセス制御が必要になる度に、発光源Ｅ４の駆動電流を較正し、その値が最小の間は、発光源Ｅ４を用いてトナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し行う。トナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し行っていくと発光源Ｅ４は徐々に劣化し、同じ電流に対する光量が下がっていく。較正により光電変換部の出力電圧が所定レベルになるように駆動電流を調整するが、その駆動電流が徐々に増えていく。
【０２０２】
図３２（ｂ）は発光源Ｅ４を使用してトナー位置検知、トナー濃度検知を繰返し実施した後の駆動電流値の例である。図３２（ｂ）に示すように発光源Ｅ４の電流値は図３２（ａ）のときより増えている。そして、図３２（ａ）で２番目に電流が少ない発光源Ｅ７よりも大きくなっている。発部選択処理では、電流値が最も小さい発光源を選択するようにしているので、図３２（ｂ）の場合、発光源Ｅ７が選択されるようになる。
【０２０３】
以上のように、発光部（発光源）が劣化していって駆動電流が増えても、別の発光部に切り替えるで、駆動電流を少なくすることができるので、反射型光学センサーを低消費電流で使用することができる。
【０２０４】
以上、実施形態では、反射型光学センサは説明の簡単のため、発光部および受光部が１１個の場合を説明したが、発光部数も受光部数もこれに限るものではなく、さまざまな組み合わせが可能である。また、表面が滑らかな転写ベルト（表面での反射が正反射のみ）の場合を説明したが、表面が滑らかでない転写ベルト（表面での反射が拡散反射も含む）についても適用できる。すなわち、適宜の手段を用いて正反射体による検知出力分布を測定できれば、それを用いて正反射寄与分と拡散反射寄与分に分離することが可能である。
【０２０５】
また、図３３に示すように、２個の反射型光学センサ２２４５ａ，２２４５ａ’を中間転写ベルトの両端のような有効画像領域外に配置し、そこにテストパターンを作成し、トナー濃度検知、トナー位置検知を行う場合においても適用することが可能である。
【０２０６】
また、これまでの実施形態では、反射型光学センサは発光部と受光部の数が同じ場合について説明したが、図３４に示すように発光部と受光部の数が異なる場合にも適用できる。図３４においては発光源Ｅ１と光電変換部Ｄ３、発光源Ｅ２と光電変換部Ｄ６、発光源Ｅ３と光電変換部Ｄ９と正対するものどうしで較正を行うようにする。
【符号の説明】
【０２０７】
２０１０ 光走査装置
２０３０ａ〜２０３０ｄ 感光体ドラム
２０４０ 中間転写ベルト
２０９０ プリンタ制御装置
２２４５ センサ装置
４１９ テストパターン発生装置
２２４５ａ〜２２４５ｃ 反射型光学センサ
Ｅ１〜Ｅ１１ 発光部（発光源）
Ｄ１〜Ｄ１１ 受光部（光電変換部）
２０１Ｌ，２０１ＣＴ，２０１Ｒ トナー位置検知用テストパターン
２０１Ｋ，２０１Ｍ，２０１Ｃ，２０１Ｙ トナー濃度検知用テストパターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０８】
【特許文献１】特開２００７−２８６１７６号
【特許文献２】特開２００９−２１６９３０号
【特許文献３】特開２０１０−０３９４６０号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
前記中間転写体上に形成されて副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサと、
前記トナー濃度および／またはトナー位置の検知のために前記反射型光学センサを制御し、前記反射型光学センサの検知結果に基づき、画像形成プロセス条件を決定する制御手段とを有し、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成であって、
前記制御手段は、前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択する選択手段とを備え、
前記テストパターン形成手段は、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反射型光学センサのＭ個の受光部は、少なくとも発光部に対向配置された受光部を有し、
前記較正手段は、前記発光部に対向配置された受光部の値を用いて発光部の駆動電流を較正する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値のうち、最も電流値が小さい発光部を選択する、
ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記較正手段は、一度、Ｎ（≧３）個の発光部全ての較正を行い、以後は前記選択手段で選択された発光部のみを較正する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成し、前記中間転写体上を副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を反射型光学センサにより検知するトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法であって、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成とし、
前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正し、前記較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択し、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成する、
ことを特徴とするトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【請求項６】
前記反射型光学センサについて、前記較正された駆動電流の電流値のうち、最も電流値が小さい発光部を選択する、
ことを特徴とする請求項５記載のトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【請求項７】
前記反射型光学センサについて、一度、Ｎ（≧３）個の発光部全ての較正を行い、以後は前記選択された発光部のみを較正する、
ことを特徴とする請求項５もしくは６記載のトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【請求項１】
画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
前記中間転写体上に形成されて副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知する反射型光学センサと、
前記トナー濃度および／またはトナー位置の検知のために前記反射型光学センサを制御し、前記反射型光学センサの検知結果に基づき、画像形成プロセス条件を決定する制御手段とを有し、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成であって、
前記制御手段は、前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正する較正手段と、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択する選択手段とを備え、
前記テストパターン形成手段は、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反射型光学センサのＭ個の受光部は、少なくとも発光部に対向配置された受光部を有し、
前記較正手段は、前記発光部に対向配置された受光部の値を用いて発光部の駆動電流を較正する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記較正手段で較正された駆動電流の電流値のうち、最も電流値が小さい発光部を選択する、
ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記較正手段は、一度、Ｎ（≧３）個の発光部全ての較正を行い、以後は前記選択手段で選択された発光部のみを較正する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー画像として可視化し、前記トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に転写し、定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記中間転写体上にトナーによるテストパターンを形成し、前記中間転写体上を副方向へ移動する前記テストパターンにおけるトナー濃度および／またはトナー位置を反射型光学センサにより検知するトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法であって、
前記反射型光学センサは、Ｎ（≧３）個の発光部が、前記中間転写体表面に平行で主方向へ配列され、各発光部からの光を前記中間転写体上に光スポットとして照射する照射系と、Ｍ（≧３）個の受光部が主方向に、前記Ｎ個の発光部と平行に配列された受光系とを備え、前記照射系から射出して前記中間転写体、前記テストパターンにより反射された光を前記受光系で受光する構成とし、
前記反射型光学センサについて、前記中間転写体により反射された光が各受光部で所定の値になるように各発光部の駆動電流を較正し、前記較正された駆動電流の電流値に基づいて、前記トナー濃度および／またはトナー位置を光学的に検知するために使用する発光部を選択し、前記中間転写体上の、前記選択された発光部の位置に前記テストパターンを形成する、
ことを特徴とするトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【請求項６】
前記反射型光学センサについて、前記較正された駆動電流の電流値のうち、最も電流値が小さい発光部を選択する、
ことを特徴とする請求項５記載のトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【請求項７】
前記反射型光学センサについて、一度、Ｎ（≧３）個の発光部全ての較正を行い、以後は前記選択された発光部のみを較正する、
ことを特徴とする請求項５もしくは６記載のトナー濃度および／またはトナー位置検知制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３４】
【図６】
【図９】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３４】
【図６】
【図９】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１３−５７９００（Ｐ２０１３−５７９００Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７４７８（Ｐ２０１１−１９７４７８）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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