画像形成装置
【課題】作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 各検出センサは、Ｙ軸方向に沿って等間隔で一列に配置され、転写ベルト２０４０に向けて光束を射出する５つの光源（Ｅ１〜Ｅ５）、各光源から射出された光束を集光する５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び転写ベルト２０４０で反射された光束を受光する５つの受光部を有している。プリンタ制御装置は、トナー濃度検出処理を行う際に、フレア光による光スポットの少なくとも１つと検出用光による光スポットとがトナーパターンを照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示する。
【解決手段】 各検出センサは、Ｙ軸方向に沿って等間隔で一列に配置され、転写ベルト２０４０に向けて光束を射出する５つの光源（Ｅ１〜Ｅ５）、各光源から射出された光束を集光する５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び転写ベルト２０４０で反射された光束を受光する５つの受光部を有している。プリンタ制御装置は、トナー濃度検出処理を行う際に、フレア光による光スポットの少なくとも１つと検出用光による光スポットとがトナーパターンを照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、更に詳しくは、トナーによって画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーによって画像を形成する画像形成装置としては、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等が広く知られている。このような画像形成装置では、一般的には、感光性を有するドラムの表面に静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させることによっていわゆる現像を行い、「トナー画像」を得ている。
【０００３】
ところで、良好なトナー画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られている。なお、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量は、「トナー濃度」とも呼ばれている。
【０００４】
トナー濃度が低すぎると、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、画像形成装置から出力される画像（出力画像）は濃度の不十分な画像となってしまう。一方、トナー濃度が高すぎると、出力画像における濃度分布が「高濃度側」に偏り、見づらい画像となってしまう。このように、良好な出力画像を得るためには、トナー濃度が適正な範囲内になければならない。
【０００５】
そこで、トナー濃度を適正な範囲内に制御するため、トナー濃度検出用のパターン（トナーパターン）を形成し、該トナーパターンに光（検出用光）を照射し、反射光の光量変化を検出する方法が広く行われている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、像担持体と；前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；主走査方向に関して等間隔に配置され、前記媒体に向けて光束を射出する少なくとも３つの光源、各光源から射出された光束を集光する射出光学系、及び主走査方向に関して等間隔に配置され、各光源から射出され前記媒体で反射された光束を受光する少なくとも３つの受光器を含み、前記媒体上に形成された検出用パターンの濃度を検出するための濃度検出センサと；前記濃度検出センサの各光源を制御するとともに、前記光走査装置に前記検出用パターンの作成を指示する制御装置と；を備え、前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと少なくとも１つのフレア光による光スポットとが形成され、前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが前記検出用パターン上に位置するように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
これによれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その２）である。
【図４】光走査装置の概略構成を説明するための図（その３）である。
【図５】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図６】図１におけるトナー濃度検出器を説明するための図である。
【図７】検出センサの配置を説明するための図である。
【図８】検出センサの照射系を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、それぞれ検出センサの受光系を説明するための図である。
【図１０】検出用光を説明するための図である。
【図１１】発光部Ｅ３から射出された光束の光路を説明するための図である。
【図１２】発光部Ｅ３が点灯されたときに転写ベルトを照明する検出用光及びフレア光を説明するための図である。
【図１３】図１２における検出用光及び各フレア光の光強度を説明するための図である。
【図１４】トナーパターンを説明するための図である。
【図１５】発光部Ｅ３から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図１６】トナーパターンにフレア光を照明することの効果を説明するための図である。
【図１７】トナーパターンの変形例１を説明するための図である。
【図１８】トナーパターンの変形例２を説明するための図である。
【図１９】発光部Ｅ３から射出された光束と変形例２のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２０】変形例２のトナーパターン毎の５つの受光部の出力信号の信号レベルを説明するための図である。
【図２１】トナーパターンの変形例３を説明するための図である。
【図２２】発光部Ｅ３から射出された光束と変形例３のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２３】５つの照明用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｅ）は、それぞれ受光系の変形例を説明するための図である。
【図２５】５つの受光用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図２６】位置検出用パターンを説明するための図である。
【図２７】トナーパターンの変形例４を説明するための図である。
【図２８】検出センサの変形例１を説明するための図である。
【図２９】検出センサの変形例２を説明するための図である。
【図３０】検出センサの変形例３を説明するための図である。
【図３１】検出センサの変形例４を説明するための図である。
【図３２】検出センサの変形例５を説明するための図である。
【図３３】検出センサの変形例６を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６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。
【００１０】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、トナー濃度検出器２２４５及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１１】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００２０】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００２１】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２２】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト２０４０上でトナー画像の移動する方向は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）は「主方向」と呼ばれている。
【００２３】
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枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００２４】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。
【００２５】
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。
【００２６】
トナー濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナー濃度検出器２２４５については後述する。
【００２７】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００２８】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検知用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示省略、図５参照）の所定位置に組み付けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
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における主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００４９】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００５０】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００５１】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００５２】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【００５３】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」あるいは「画像形成領域」と呼ばれている。
【００５４】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００５５】
また、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００５６】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００６２】
走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する
【００６３】
次に、前記トナー濃度検出器２２４５について説明する。
【００６４】
このトナー濃度検出器２２４５は、一例として図６に示されるように、４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【００６５】
検出センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０の＋Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、検出センサ２２４５ｄは、転写ベルト２０４０の−Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置されている。検出センサ２２４５ｂは、検出センサ２２４５ａの−Ｙ側に配置され、検出センサ２２４５ｃは、検出センサ２２４５ｄの＋Ｙ側に配置されている。なお、検出センサ２２４５ｂ及び検出センサ２２４５ｃは、Ｙ軸方向に関して、各検出センサの間隔がほぼ等間隔となるように配置されている。
【００６６】
ここでは、一例として図７に示されるように、Ｙ軸方向に関して、検出センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、検出センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、検出センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３、検出センサ２２４５ｄの中心位置をＹ４とする。そして、検出センサ２２４５ａに対向するトナーパターンをＴＰ１、検出センサ２２４５ｂに対向するトナーパターンをＴＰ２、検出センサ２２４５ｃに対向するトナーパターンをＴＰ３、検出センサ２２４５ｄに対向するトナーパターンをＴＰ４とする。
【００６７】
ＴＰ１はイエローのトナーパターンであり、ＴＰ２はマゼンタのトナーパターンであり、ＴＰ３はシアンのトナーパターンであり、ＴＰ４はブラックのトナーパターンである。
【００６８】
そして、トナー濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理が行われる際には、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置にトナーパターンの形成が指示される。
【００６９】
そして、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｄにおける位置Ｙ１にイエローのトナーパターンＴＰ１が形成されるようにＹステーションを制御し、感光体ドラム２０３０ｃにおける位置Ｙ２にマゼンタのトナーパターンＴＰ２が形成されるようにＭステーションを制御する。さらに、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｂにおける位置Ｙ３にシアンのトナーパターンＴＰ３が形成されるようにＣステーションを制御し、感光体ドラム２０３０aにおける位置Ｙ４にブラックのトナーパターンＴＰ４が形成されるようにＫステーションを制御する。
【００７０】
そして、Ｙステーションによって形成されたイエローのトナーパターンＴＰ１は転写ベルト２０４０における位置Ｙ１に転写され、Ｍステーションによって形成されたマゼンタのトナーパターンＴＰ２は転写ベルト２０４０における位置Ｙ２に転写され、Ｃステーションによって形成されたシアンのトナーパターンＴＰ３は転写ベルト２０４０における位置Ｙ３に転写され、Ｋステーションによって形成されたブラックのトナーパターンＴＰ４は転写ベルト２０４０における位置Ｙ４に転写される。なお、トナーパターンを区別する必要がない場合には、総称して「トナーパターンＴＰ」ともいう。
【００７１】
検出センサ２２４５ａは、一例として図８〜図９（Ｅ）に示されるように、５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）、５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び５つの受光部（Ｄ１〜Ｄ５）を有している。
【００７２】
５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）は、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅに配置されている。各発光部には、ＬＥＤ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。各発光部は、転写ベルト２０４０における−Ｘ側端部に向けて、ＸＺ面に平行でＸ軸に対して傾斜した方向に光束を射出する。
【００７３】
照明用集光レンズＬＥ１は、発光部Ｅ１の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ１から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７４】
照明用集光レンズＬＥ２は、発光部Ｅ２の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ２から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７５】
照明用集光レンズＬＥ３は、発光部Ｅ３の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ３から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７６】
照明用集光レンズＬＥ４は、発光部Ｅ４の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ４から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７７】
照明用集光レンズＬＥ５は、発光部Ｅ５の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ５から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７８】
各照明用集光レンズには、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。
【００７９】
受光部Ｄ１は、発光部Ｅ１の−Ｚ側であって、発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８０】
受光部Ｄ２は、発光部Ｅ２の−Ｚ側であって、発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８１】
受光部Ｄ３は、発光部Ｅ３の−Ｚ側であって、発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８２】
受光部Ｄ４は、発光部Ｅ４の−Ｚ側であって、発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８３】
受光部Ｄ５は、発光部Ｅ５の−Ｚ側であって、発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８４】
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。各受光部は、受光光量に応じた信号を出力する。
【００８５】
他の検出センサ（２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）は、検出センサ２２４５ａと同じ構成、構造を有している。
【００８６】
発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光された光束は、一例として図１０に示されるように、検出用光Ｓ１として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光された光束は、検出用光Ｓ２として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光された光束は、検出用光Ｓ３として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光された光束は、検出用光Ｓ４として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光された光束は、検出用光Ｓ５として、転写ベルト２０４０を照明する。ここでは、一例として、各検出用光が転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットの大きさは、直径で０．２ｍｍである。なお、従来の検出用光による光スポットの大きさは、通常、直径で２〜３ｍｍ程度であった。
【００８７】
なお、転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、転写ベルト２０４０の表面に照射された光のほとんどは正反射する。そこで、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ１は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ２に入射する。
【００８８】
同様に、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ２は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ１、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ３に入射する。
【００８９】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ３は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ２、受光部Ｄ３及び受光部Ｄ４に入射する。
【００９０】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ４は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ３、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ５に入射する。
【００９１】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ５は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ５に入射する。
【００９２】
ところで、発光部Ｅ１から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ１以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４も転写ベルト２０４０を照明する。なお、照明用集光レンズＬＥ１から遠い位置にある照明用集光レンズＬＥ５では、発光部Ｅ１から射出された光束は全反射等を起こし、透過せずフレア光にならない。このとき、受光部Ｄ１では、検出用光Ｓ１の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９３】
発光部Ｅ２から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ２以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ２では、検出用光Ｓ２の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９４】
発光部Ｅ３から射出された光束は、一例として図１１に示されるように、照明用集光レンズＬＥ３以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、図１１及び図１２に示されるように、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ３では、検出用光Ｓ３の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９５】
この場合の、検出用光Ｓ３、フレア光Ｆ１、フレア光Ｆ２、フレア光Ｆ４、フレア光Ｆ５の光強度が図１３に示されている。
【００９６】
発光部Ｅ４から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ４以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ４では、検出用光Ｓ４の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９７】
発光部Ｅ５から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ５以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４も転写ベルト２０４０を照明する。なお、照明用集光レンズＬＥ５から遠い位置にある照明用集光レンズＬＥ１では、発光部Ｅ５から射出された光束は全反射等を起こし、透過せずフレア光にならない。このとき、受光部Ｄ５では、検出用光Ｓ５の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９８】
そこで、検出用光及びすべてのフレア光が転写ベルト２０４０の表面を照明しているときには、５つの受光部における受光量の分布状態は、フレア光には依存せず、検出用光のみに依存している。この場合、受光部で受光される光は、検出用光の正反射光である。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第１分布状態」ともいう。そして、プリンタ制御装置２０９０は、適宜「第１分布状態」を求め、その情報を不図示のメモリに格納する。
【００９９】
トナーパターンＴＰは、一例として図１４に示されるように、５つ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、転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に並んでおり、それぞれトナー濃度の階調が異なっている。なお、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、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、各矩形パターンのＹ軸方向の中心が、発光部Ｅ３と対向するように設定されている。
【０１００】
ここで、プリンタ制御装置２０９０において行われるトナー濃度検出処理について説明する。但し、５つの発光部のうち発光部Ｅ３のみを用いるものとする。
【０１０１】
（１）走査制御装置に対して、フレア光には照射されずに検出用光Ｓ３のみに照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する。
【０１０２】
（２）発光部Ｅ３を点滅させ、各受光部の出力信号に基づいて、５つの受光部における受光量の分布状態を求める。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第２分布状態」ともいう。
【０１０３】
このとき、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ５で受光される光は、検出用光Ｓ３の拡散反射光である。また、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ４で受光される光は、検出用光Ｓ３の拡散反射光と正反射光が混在している。
【０１０４】
そこで、次に、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ４の出力信号を、検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号と正反射光による信号とに分離する。
【０１０５】
（３）上記「第１分布状態」における受光部Ｄ３の出力信号の信号レベルと受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルとの比（Ｒ２とする）を求める。
【０１０６】
（４）上記「第１分布状態」における受光部Ｄ３の出力信号の信号レベルと受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルとの比（Ｒ４とする）を求める。
【０１０７】
（５）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルに、上記Ｒ２を乗じる。この値が受光部Ｄ２の出力信号における検出用光Ｓ３の正反射光による信号レベル（Ｌ２とする）である。
【０１０８】
（６）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルに、上記Ｒ４を乗じる。この値が受光部Ｄ４の出力信号における検出用光Ｓ３の正反射光による信号レベル（Ｌ４とする）である。
【０１０９】
（７）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルから、上記Ｌ２を減じる。この値が受光部Ｄ２の出力信号における検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号レベルである。
【０１１０】
（８）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルから、上記Ｌ４を減じる。この値が受光部Ｄ４の出力信号における検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号レベルである。
【０１１１】
これによって、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明したときの、５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を知ることができる。
【０１１２】
（９）走査制御装置に対して、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ４が照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する（図１５参照）。ここでは、Ｌｐ＝１．５mmとしている。
【０１１３】
（１０）発光部Ｅ３を点滅させ、各受光部の出力信号に基づいて、５つの受光部における受光量の分布状態を求める。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第３分布状態」ともいう。
【０１１４】
このとき、フレア光Ｆ４の正反射光は、５つの受光部における受光量に影響しないが、フレア光Ｆ４の拡散反射光は、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明するときに比べて、５つの受光部における受光量を増大させる。
【０１１５】
（１１）上記「第２分布状態」での５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を参照し、「第３分布状態」での５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を求める。そして、各受光部における拡散反射光に起因する信号レベルの合計値を求め、該合計値に基づいてトナー濃度が適切であるか否かを判断する。
【０１１６】
ところで、一例として図１６に示されるように、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明するときに比べて、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ４がトナーパターンを照明するときは、拡散反射光の受光量の合計値が増大している。このように、拡散反射光の受光量の合計値が増大することは、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が拡大されることを意味する。そして、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が大きくなると、トナー濃度を変化させたトナーパターンを精度よく判別することができる。すなわち、トナー濃度の検出精度が向上する。
【０１１７】
なお、トナーパターンが形成されるタイミングは定まっており、トナーパターンが形成されてから検出センサの前方（検出領域）に到達する時間も略定まっている。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、トナーパターンが検出領域に近づいたと判断される適当なタイミングで、発光部を点滅制御する。
【０１１８】
そして、矩形パターンにおけるトナー濃度が変化すると、拡散反射光を受光した受光部の出力も変化する。具体的にはトナー濃度が濃くなる（トナー付着量が多くなる）と、正反射光が減少し、拡散反射光が増加する。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、検出センサ２２４５ａの各受光部の出力信号から、イエローのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｂの各受光部の出力信号から、マゼンタのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｃの各受光部の出力信号から、シアンのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｄの各受光部の出力信号から、ブラックのトナー濃度が適切であるか否かを判断する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度が適切でないと判断すると、適切となるように対応するステーションの現像処理系を制御する。
【０１１９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像形成装置２０００では、トナー濃度検出器２２４５によって濃度検出センサが構成されている。そして、発光部（Ｅ１〜Ｅ５）によって光源が構成され、照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）によって集光光学系が構成され、受光部（Ｄ１〜Ｄ５）によって受光器が構成されている。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、トナー画像を転写ベルト２０４０に転写する転写ローラ２０４２と、転写ベルト２０４０に転写されたトナーパターンの濃度を検出するトナー濃度検出器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。
【０１２１】
トナー濃度検出器２２４５は、各色に対応する４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【０１２２】
各検出センサは、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅで一列に配置され、転写ベルト２０４０に向けて光束を射出する５つの光源（Ｅ１〜Ｅ５）、各光源から射出された光束を集光する５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び転写ベルト２０４０で反射された光束を受光する５つの受光部（Ｄ１〜Ｄ５）を有している。
【０１２３】
プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、走査制御装置に対して、フレア光による光スポットの少なくとも１つと検出用光による光スポットとがトナーパターンを照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示する。
【０１２４】
この場合には、トナーパターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出することができる。
【０１２５】
ところで、トナー濃度を検出する従来の濃度検出センサは、１個又は２個の発光部、あるいは波長特性の異なる３個の発光部と、反射光を受光するための１個または２個の受光部から構成されていた。そして、濃度検出センサに対するトナーパターンの位置ずれが生じても、検出用光による光スポット全体がトナーパターンを照明できるように、トナーパターンにおける主方向（ここでは、Ｙ軸方向）の長さ（ここでは、Ｌｐ）を１５ｍｍ〜２５ｍｍに設定していた。トナー濃度検出処理が行われている間は本来の画像形成を行うことができないため、トナーパターンを形成するのに時間がかかると、本来の画像形成に対する作業効率を低下させることとなる。また、トナーパターンのトナーは、本来の画像形成に寄与しない、いわゆる「不寄与トナー」であり、トナーカートリッジの交換時期に影響を与える。
【０１２６】
本実施形態では、トナーパターンにおけるＹ軸方向の長さを、従来の１０分の１以下にすることができるため、トナーパターンを形成するのに要する時間を従来よりも大幅に短縮することが可能である。従って、画像形成において、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。また、トナーパターンの大きさ（面積）は、従来の１００分の１以下にすることができるため、不寄与トナーの量を従来よりも大幅に減少させることが可能である。そこで、トナーカートリッジの交換時期を遅らせることができる。
【０１２７】
なお、上記実施形態において、一例として図１７に示されるように、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示しても良い。この場合には、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差がさらに大きくなり、トナー濃度の検出精度をさらに向上させることができる。なお、ここでは、Ｌｐ＝６．０mmとしている。この場合であっても、トナーパターンにおけるＹ軸方向の長さは、従来よりも小さい。
【０１２８】
なお、上記実施形態において、一例として図１８及び図１９に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が個別に照明するように、５つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ５）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度をさらに向上させるとともに、トナー消費量を削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１２９】
この場合に、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が個別に照明される５つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ５）からの反射光による各受光部の出力分布の例が図２０に示されている。通常、トナー濃度検出のためには、全ての受光部の出力信号が用いられるが、ＤＰ１による各受光部の出力信号の信号レベル及びＤＰ５による各受光部の出力信号の信号レベルが、ＤＰ２による各受光部の出力信号の信号レベル、ＤＰ３による各受光部の出力信号の信号レベル、ＤＰ４による各受光部の出力信号の信号レベルに比べて著しく小さいときには、一例として図２１及び図２２に示されるように、３つの長方形状のパターン（ＤＰ２〜ＤＰ４）を形成しても良い。これにより、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を削減することができる。
【０１３０】
また、上記実施形態では、各受光部が、対応する発光部の−Ｚ側に配置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。要するに、対応する発光部からの光束の射出方向に応じた位置に各受光部が配置されていれば良い。
【０１３１】
また、上記実施形態では、４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）がＹ軸方向に関して、等間隔に配置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。
【０１３２】
また、上記実施形態において、前記プリンタ制御装置２０９０によって行われる処理の一部を他の装置が行っても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態において、一例として図２３に示されるように、前記５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）を一体化しても良い。
【０１３４】
また、上記実施形態において、一例として図２４（Ａ）〜図２４（Ｅ）に示されるように、各検出センサが、それぞれ５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）を有していても良い。
【０１３５】
受光用集光レンズＬＤ１は、照明用集光レンズＬＥ１の−Ｚ側であって、発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３６】
受光用集光レンズＬＤ２は、照明用集光レンズＬＥ２の−Ｚ側であって、発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３７】
受光用集光レンズＬＤ３は、照明用集光レンズＬＥ３の−Ｚ側であって、発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３８】
受光用集光レンズＬＤ４は、照明用集光レンズＬＥ４の−Ｚ側であって、発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３９】
受光用集光レンズＬＤ５は、照明用集光レンズＬＥ５の−Ｚ側であって、発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１４０】
各受光用集光レンズには、Ｚ軸方向に関して集光機能を有するシリンドリカルレンズ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。
【０１４１】
この場合に、一例として図２５に示されるように、５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）が一体化されても良い。
【０１４２】
また、上記実施形態において、一例として図２６に示されるように、感光体ドラム表面における光スポットの位置ずれを検出するための位置検出用パターンを、各トナーパターンの前方に形成しても良い。この場合には、位置検出用パターンから、Ｙ軸方向に関するトナーパターンの位置を求めることができる。なお、位置検出用パターンを用いた光スポットの位置ずれ検出は公知である（例えば、特開２００８−２７６０１０号公報、特開２００５−２３８５８４号公報参照）。
【０１４３】
また、上記実施形態において、一例として図２７に示されるように、ＴＰ１〜ＴＰ４を転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に配置しても良い。この場合には、トナー濃度検出器２２４５は、１つの検出センサを有していれば良い。
【０１４４】
また、上記実施形態では、検出センサが５つ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（図２８参照）。要するに３つ以上の発光部を有していれば良い。
【０１４５】
また、上記実施形態では、５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）が、Ｙ軸方向に沿って一列に配置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（図２９参照）。また、Ｙ軸方向に対して傾斜した方向に沿って配置されていても良い（図３０参照）。また、Ｙ軸方向に沿った複数列のいわゆる千鳥配置されていても良い。要するにＹ軸方向に関して等間隔に配置されていれば良い。
【０１４６】
また、上記実施形態では、発光部の数と受光部の数とが同じ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（図３１〜図３３参照）。
【０１４７】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、例えば１つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するプリンタにも適用することができる。
【０１４８】
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持するのに適している。
【符号の説明】
【０１５０】
２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３３ａ〜２０３３ｄ…現像ローラ（現像装置の一部）、２０３４ａ〜２０３４ｄ…トナーカートリッジ（現像装置の一部）、２０４０…転写ベルト（媒体）、２０４２…転写ローラ（転写装置の一部）、２０９０…プリンタ制御装置（制御装置）、２２４５…トナー濃度検出器（濃度検出センサ）、Ｄ１〜Ｄ５…受光部（受光器）、Ｅ１〜Ｅ５…発光部（光源）、ＬＤ１〜ＬＤ５…受光用集光レンズ（受光前光学系）、ＬＥ１〜ＬＥ５…照明用集光レンズ（集光光学系）、ＴＰ１〜ＴＰ４…トナーパターン（検出用パターン）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５１】
【特許文献１】特開平１−３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６１２号公報
【特許文献４】特許第４１５４２７２号公報
【特許文献５】特許第４１１００２７号公報
【特許文献６】特開２００５−７７６８５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、更に詳しくは、トナーによって画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーによって画像を形成する画像形成装置としては、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等が広く知られている。このような画像形成装置では、一般的には、感光性を有するドラムの表面に静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させることによっていわゆる現像を行い、「トナー画像」を得ている。
【０００３】
ところで、良好なトナー画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られている。なお、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量は、「トナー濃度」とも呼ばれている。
【０００４】
トナー濃度が低すぎると、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、画像形成装置から出力される画像（出力画像）は濃度の不十分な画像となってしまう。一方、トナー濃度が高すぎると、出力画像における濃度分布が「高濃度側」に偏り、見づらい画像となってしまう。このように、良好な出力画像を得るためには、トナー濃度が適正な範囲内になければならない。
【０００５】
そこで、トナー濃度を適正な範囲内に制御するため、トナー濃度検出用のパターン（トナーパターン）を形成し、該トナーパターンに光（検出用光）を照射し、反射光の光量変化を検出する方法が広く行われている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、像担持体と；前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；主走査方向に関して等間隔に配置され、前記媒体に向けて光束を射出する少なくとも３つの光源、各光源から射出された光束を集光する射出光学系、及び主走査方向に関して等間隔に配置され、各光源から射出され前記媒体で反射された光束を受光する少なくとも３つの受光器を含み、前記媒体上に形成された検出用パターンの濃度を検出するための濃度検出センサと；前記濃度検出センサの各光源を制御するとともに、前記光走査装置に前記検出用パターンの作成を指示する制御装置と；を備え、前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと少なくとも１つのフレア光による光スポットとが形成され、前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが前記検出用パターン上に位置するように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
これによれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その２）である。
【図４】光走査装置の概略構成を説明するための図（その３）である。
【図５】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図６】図１におけるトナー濃度検出器を説明するための図である。
【図７】検出センサの配置を説明するための図である。
【図８】検出センサの照射系を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、それぞれ検出センサの受光系を説明するための図である。
【図１０】検出用光を説明するための図である。
【図１１】発光部Ｅ３から射出された光束の光路を説明するための図である。
【図１２】発光部Ｅ３が点灯されたときに転写ベルトを照明する検出用光及びフレア光を説明するための図である。
【図１３】図１２における検出用光及び各フレア光の光強度を説明するための図である。
【図１４】トナーパターンを説明するための図である。
【図１５】発光部Ｅ３から射出された光束とトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図１６】トナーパターンにフレア光を照明することの効果を説明するための図である。
【図１７】トナーパターンの変形例１を説明するための図である。
【図１８】トナーパターンの変形例２を説明するための図である。
【図１９】発光部Ｅ３から射出された光束と変形例２のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２０】変形例２のトナーパターン毎の５つの受光部の出力信号の信号レベルを説明するための図である。
【図２１】トナーパターンの変形例３を説明するための図である。
【図２２】発光部Ｅ３から射出された光束と変形例３のトナーパターンとの関係を説明するための図である。
【図２３】５つの照明用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｅ）は、それぞれ受光系の変形例を説明するための図である。
【図２５】５つの受光用集光レンズの一体化を説明するための図である。
【図２６】位置検出用パターンを説明するための図である。
【図２７】トナーパターンの変形例４を説明するための図である。
【図２８】検出センサの変形例１を説明するための図である。
【図２９】検出センサの変形例２を説明するための図である。
【図３０】検出センサの変形例３を説明するための図である。
【図３１】検出センサの変形例４を説明するための図である。
【図３２】検出センサの変形例５を説明するための図である。
【図３３】検出センサの変形例６を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６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。
【００１０】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、トナー濃度検出器２２４５及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１１】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００２０】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００２１】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２２】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト２０４０上でトナー画像の移動する方向は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）は「主方向」と呼ばれている。
【００２３】
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枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００２４】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。
【００２５】
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。
【００２６】
トナー濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナー濃度検出器２２４５については後述する。
【００２７】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００２８】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８つの折返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つのトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知センサ（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの光検知用ミラー（２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示省略、図５参照）の所定位置に組み付けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
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における主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００４９】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００５０】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００５１】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００５２】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【００５３】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」あるいは「画像形成領域」と呼ばれている。
【００５４】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００５５】
また、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００５６】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００６２】
走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する
【００６３】
次に、前記トナー濃度検出器２２４５について説明する。
【００６４】
このトナー濃度検出器２２４５は、一例として図６に示されるように、４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【００６５】
検出センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０の＋Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、検出センサ２２４５ｄは、転写ベルト２０４０の−Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置されている。検出センサ２２４５ｂは、検出センサ２２４５ａの−Ｙ側に配置され、検出センサ２２４５ｃは、検出センサ２２４５ｄの＋Ｙ側に配置されている。なお、検出センサ２２４５ｂ及び検出センサ２２４５ｃは、Ｙ軸方向に関して、各検出センサの間隔がほぼ等間隔となるように配置されている。
【００６６】
ここでは、一例として図７に示されるように、Ｙ軸方向に関して、検出センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、検出センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、検出センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３、検出センサ２２４５ｄの中心位置をＹ４とする。そして、検出センサ２２４５ａに対向するトナーパターンをＴＰ１、検出センサ２２４５ｂに対向するトナーパターンをＴＰ２、検出センサ２２４５ｃに対向するトナーパターンをＴＰ３、検出センサ２２４５ｄに対向するトナーパターンをＴＰ４とする。
【００６７】
ＴＰ１はイエローのトナーパターンであり、ＴＰ２はマゼンタのトナーパターンであり、ＴＰ３はシアンのトナーパターンであり、ＴＰ４はブラックのトナーパターンである。
【００６８】
そして、トナー濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理が行われる際には、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置にトナーパターンの形成が指示される。
【００６９】
そして、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｄにおける位置Ｙ１にイエローのトナーパターンＴＰ１が形成されるようにＹステーションを制御し、感光体ドラム２０３０ｃにおける位置Ｙ２にマゼンタのトナーパターンＴＰ２が形成されるようにＭステーションを制御する。さらに、走査制御装置は、感光体ドラム２０３０ｂにおける位置Ｙ３にシアンのトナーパターンＴＰ３が形成されるようにＣステーションを制御し、感光体ドラム２０３０aにおける位置Ｙ４にブラックのトナーパターンＴＰ４が形成されるようにＫステーションを制御する。
【００７０】
そして、Ｙステーションによって形成されたイエローのトナーパターンＴＰ１は転写ベルト２０４０における位置Ｙ１に転写され、Ｍステーションによって形成されたマゼンタのトナーパターンＴＰ２は転写ベルト２０４０における位置Ｙ２に転写され、Ｃステーションによって形成されたシアンのトナーパターンＴＰ３は転写ベルト２０４０における位置Ｙ３に転写され、Ｋステーションによって形成されたブラックのトナーパターンＴＰ４は転写ベルト２０４０における位置Ｙ４に転写される。なお、トナーパターンを区別する必要がない場合には、総称して「トナーパターンＴＰ」ともいう。
【００７１】
検出センサ２２４５ａは、一例として図８〜図９（Ｅ）に示されるように、５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）、５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び５つの受光部（Ｄ１〜Ｄ５）を有している。
【００７２】
５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）は、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅに配置されている。各発光部には、ＬＥＤ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。各発光部は、転写ベルト２０４０における−Ｘ側端部に向けて、ＸＺ面に平行でＸ軸に対して傾斜した方向に光束を射出する。
【００７３】
照明用集光レンズＬＥ１は、発光部Ｅ１の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ１から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７４】
照明用集光レンズＬＥ２は、発光部Ｅ２の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ２から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７５】
照明用集光レンズＬＥ３は、発光部Ｅ３の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ３から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７６】
照明用集光レンズＬＥ４は、発光部Ｅ４の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ４から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７７】
照明用集光レンズＬＥ５は、発光部Ｅ５の＋Ｘ側に配置され、発光部Ｅ５から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。
【００７８】
各照明用集光レンズには、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。
【００７９】
受光部Ｄ１は、発光部Ｅ１の−Ｚ側であって、発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８０】
受光部Ｄ２は、発光部Ｅ２の−Ｚ側であって、発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８１】
受光部Ｄ３は、発光部Ｅ３の−Ｚ側であって、発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８２】
受光部Ｄ４は、発光部Ｅ４の−Ｚ側であって、発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８３】
受光部Ｄ５は、発光部Ｅ５の−Ｚ側であって、発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【００８４】
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。各受光部は、受光光量に応じた信号を出力する。
【００８５】
他の検出センサ（２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）は、検出センサ２２４５ａと同じ構成、構造を有している。
【００８６】
発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光された光束は、一例として図１０に示されるように、検出用光Ｓ１として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光された光束は、検出用光Ｓ２として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光された光束は、検出用光Ｓ３として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光された光束は、検出用光Ｓ４として、転写ベルト２０４０を照明する。発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光された光束は、検出用光Ｓ５として、転写ベルト２０４０を照明する。ここでは、一例として、各検出用光が転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットの大きさは、直径で０．２ｍｍである。なお、従来の検出用光による光スポットの大きさは、通常、直径で２〜３ｍｍ程度であった。
【００８７】
なお、転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、転写ベルト２０４０の表面に照射された光のほとんどは正反射する。そこで、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ１は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ２に入射する。
【００８８】
同様に、転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ２は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ１、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ３に入射する。
【００８９】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ３は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ２、受光部Ｄ３及び受光部Ｄ４に入射する。
【００９０】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ４は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ３、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ５に入射する。
【００９１】
転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光Ｓ５は、転写ベルト２０４０の表面で正反射され、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ５に入射する。
【００９２】
ところで、発光部Ｅ１から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ１以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ１から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４も転写ベルト２０４０を照明する。なお、照明用集光レンズＬＥ１から遠い位置にある照明用集光レンズＬＥ５では、発光部Ｅ１から射出された光束は全反射等を起こし、透過せずフレア光にならない。このとき、受光部Ｄ１では、検出用光Ｓ１の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９３】
発光部Ｅ２から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ２以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４、発光部Ｅ２から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ２では、検出用光Ｓ２の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９４】
発光部Ｅ３から射出された光束は、一例として図１１に示されるように、照明用集光レンズＬＥ３以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、図１１及び図１２に示されるように、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４、発光部Ｅ３から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ３では、検出用光Ｓ３の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９５】
この場合の、検出用光Ｓ３、フレア光Ｆ１、フレア光Ｆ２、フレア光Ｆ４、フレア光Ｆ５の光強度が図１３に示されている。
【００９６】
発光部Ｅ４から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ４以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ１でカップリングされたフレア光Ｆ１、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ４から射出され照明用集光レンズＬＥ５でカップリングされたフレア光Ｆ５も転写ベルト２０４０を照明する。このとき、受光部Ｄ４では、検出用光Ｓ４の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９７】
発光部Ｅ５から射出された光束は、照明用集光レンズＬＥ５以外の照明用集光レンズにも入射する。そこで、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ２でカップリングされたフレア光Ｆ２、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ３でカップリングされたフレア光Ｆ３、発光部Ｅ５から射出され照明用集光レンズＬＥ４でカップリングされたフレア光Ｆ４も転写ベルト２０４０を照明する。なお、照明用集光レンズＬＥ５から遠い位置にある照明用集光レンズＬＥ１では、発光部Ｅ５から射出された光束は全反射等を起こし、透過せずフレア光にならない。このとき、受光部Ｄ５では、検出用光Ｓ５の正反射光のみが受光される。また、転写ベルト２０４０の表面で正反射されたフレア光は、どの受光部でも受光されない。
【００９８】
そこで、検出用光及びすべてのフレア光が転写ベルト２０４０の表面を照明しているときには、５つの受光部における受光量の分布状態は、フレア光には依存せず、検出用光のみに依存している。この場合、受光部で受光される光は、検出用光の正反射光である。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第１分布状態」ともいう。そして、プリンタ制御装置２０９０は、適宜「第１分布状態」を求め、その情報を不図示のメモリに格納する。
【００９９】
トナーパターンＴＰは、一例として図１４に示されるように、５つ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、転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に並んでおり、それぞれトナー濃度の階調が異なっている。なお、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、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、各矩形パターンのＹ軸方向の中心が、発光部Ｅ３と対向するように設定されている。
【０１００】
ここで、プリンタ制御装置２０９０において行われるトナー濃度検出処理について説明する。但し、５つの発光部のうち発光部Ｅ３のみを用いるものとする。
【０１０１】
（１）走査制御装置に対して、フレア光には照射されずに検出用光Ｓ３のみに照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する。
【０１０２】
（２）発光部Ｅ３を点滅させ、各受光部の出力信号に基づいて、５つの受光部における受光量の分布状態を求める。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第２分布状態」ともいう。
【０１０３】
このとき、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ５で受光される光は、検出用光Ｓ３の拡散反射光である。また、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ４で受光される光は、検出用光Ｓ３の拡散反射光と正反射光が混在している。
【０１０４】
そこで、次に、受光部Ｄ２及び受光部Ｄ４の出力信号を、検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号と正反射光による信号とに分離する。
【０１０５】
（３）上記「第１分布状態」における受光部Ｄ３の出力信号の信号レベルと受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルとの比（Ｒ２とする）を求める。
【０１０６】
（４）上記「第１分布状態」における受光部Ｄ３の出力信号の信号レベルと受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルとの比（Ｒ４とする）を求める。
【０１０７】
（５）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルに、上記Ｒ２を乗じる。この値が受光部Ｄ２の出力信号における検出用光Ｓ３の正反射光による信号レベル（Ｌ２とする）である。
【０１０８】
（６）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルに、上記Ｒ４を乗じる。この値が受光部Ｄ４の出力信号における検出用光Ｓ３の正反射光による信号レベル（Ｌ４とする）である。
【０１０９】
（７）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ２の出力信号の信号レベルから、上記Ｌ２を減じる。この値が受光部Ｄ２の出力信号における検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号レベルである。
【０１１０】
（８）上記「第２分布状態」における受光部Ｄ４の出力信号の信号レベルから、上記Ｌ４を減じる。この値が受光部Ｄ４の出力信号における検出用光Ｓ３の拡散反射光による信号レベルである。
【０１１１】
これによって、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明したときの、５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を知ることができる。
【０１１２】
（９）走査制御装置に対して、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ４が照射される大きさ及び位置のトナーパターンの形成を指示する（図１５参照）。ここでは、Ｌｐ＝１．５mmとしている。
【０１１３】
（１０）発光部Ｅ３を点滅させ、各受光部の出力信号に基づいて、５つの受光部における受光量の分布状態を求める。なお、以下では、便宜上、このときの５つの受光部における受光量の分布状態を「第３分布状態」ともいう。
【０１１４】
このとき、フレア光Ｆ４の正反射光は、５つの受光部における受光量に影響しないが、フレア光Ｆ４の拡散反射光は、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明するときに比べて、５つの受光部における受光量を増大させる。
【０１１５】
（１１）上記「第２分布状態」での５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を参照し、「第３分布状態」での５つの受光部における正反射光による受光量の分布状態、及び拡散反射光による受光量の分布状態を求める。そして、各受光部における拡散反射光に起因する信号レベルの合計値を求め、該合計値に基づいてトナー濃度が適切であるか否かを判断する。
【０１１６】
ところで、一例として図１６に示されるように、検出用光Ｓ３のみがトナーパターンを照明するときに比べて、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ４がトナーパターンを照明するときは、拡散反射光の受光量の合計値が増大している。このように、拡散反射光の受光量の合計値が増大することは、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が拡大されることを意味する。そして、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差が大きくなると、トナー濃度を変化させたトナーパターンを精度よく判別することができる。すなわち、トナー濃度の検出精度が向上する。
【０１１７】
なお、トナーパターンが形成されるタイミングは定まっており、トナーパターンが形成されてから検出センサの前方（検出領域）に到達する時間も略定まっている。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、トナーパターンが検出領域に近づいたと判断される適当なタイミングで、発光部を点滅制御する。
【０１１８】
そして、矩形パターンにおけるトナー濃度が変化すると、拡散反射光を受光した受光部の出力も変化する。具体的にはトナー濃度が濃くなる（トナー付着量が多くなる）と、正反射光が減少し、拡散反射光が増加する。そこで、プリンタ制御装置２０９０は、検出センサ２２４５ａの各受光部の出力信号から、イエローのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｂの各受光部の出力信号から、マゼンタのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｃの各受光部の出力信号から、シアンのトナー濃度が適切であるか否かを判断し、検出センサ２２４５ｄの各受光部の出力信号から、ブラックのトナー濃度が適切であるか否かを判断する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度が適切でないと判断すると、適切となるように対応するステーションの現像処理系を制御する。
【０１１９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像形成装置２０００では、トナー濃度検出器２２４５によって濃度検出センサが構成されている。そして、発光部（Ｅ１〜Ｅ５）によって光源が構成され、照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）によって集光光学系が構成され、受光部（Ｄ１〜Ｄ５）によって受光器が構成されている。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、トナー画像を転写ベルト２０４０に転写する転写ローラ２０４２と、転写ベルト２０４０に転写されたトナーパターンの濃度を検出するトナー濃度検出器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。
【０１２１】
トナー濃度検出器２２４５は、各色に対応する４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）を有している。
【０１２２】
各検出センサは、Ｙ軸方向に沿って等間隔Ｌｅで一列に配置され、転写ベルト２０４０に向けて光束を射出する５つの光源（Ｅ１〜Ｅ５）、各光源から射出された光束を集光する５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）、及び転写ベルト２０４０で反射された光束を受光する５つの受光部（Ｄ１〜Ｄ５）を有している。
【０１２３】
プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、走査制御装置に対して、フレア光による光スポットの少なくとも１つと検出用光による光スポットとがトナーパターンを照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示する。
【０１２４】
この場合には、トナーパターンが小さくてもトナー濃度を精度良く検出することができる。
【０１２５】
ところで、トナー濃度を検出する従来の濃度検出センサは、１個又は２個の発光部、あるいは波長特性の異なる３個の発光部と、反射光を受光するための１個または２個の受光部から構成されていた。そして、濃度検出センサに対するトナーパターンの位置ずれが生じても、検出用光による光スポット全体がトナーパターンを照明できるように、トナーパターンにおける主方向（ここでは、Ｙ軸方向）の長さ（ここでは、Ｌｐ）を１５ｍｍ〜２５ｍｍに設定していた。トナー濃度検出処理が行われている間は本来の画像形成を行うことができないため、トナーパターンを形成するのに時間がかかると、本来の画像形成に対する作業効率を低下させることとなる。また、トナーパターンのトナーは、本来の画像形成に寄与しない、いわゆる「不寄与トナー」であり、トナーカートリッジの交換時期に影響を与える。
【０１２６】
本実施形態では、トナーパターンにおけるＹ軸方向の長さを、従来の１０分の１以下にすることができるため、トナーパターンを形成するのに要する時間を従来よりも大幅に短縮することが可能である。従って、画像形成において、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。また、トナーパターンの大きさ（面積）は、従来の１００分の１以下にすることができるため、不寄与トナーの量を従来よりも大幅に減少させることが可能である。そこで、トナーカートリッジの交換時期を遅らせることができる。
【０１２７】
なお、上記実施形態において、一例として図１７に示されるように、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が照明するようにトナーパターンの大きさ及び位置を指示しても良い。この場合には、転写ベルト２０４０とトナーパターンの反射特性の差がさらに大きくなり、トナー濃度の検出精度をさらに向上させることができる。なお、ここでは、Ｌｐ＝６．０mmとしている。この場合であっても、トナーパターンにおけるＹ軸方向の長さは、従来よりも小さい。
【０１２８】
なお、上記実施形態において、一例として図１８及び図１９に示されるように、前記各矩形パターンのそれぞれを、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が個別に照明するように、５つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ５）に分割しても良い。この場合には、トナー濃度の検出精度をさらに向上させるとともに、トナー消費量を削減することができる。なお、各長方形状のパターンのＹ軸方向の長さは１ｍｍ程度で良い。
【０１２９】
この場合に、検出用光Ｓ３とフレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５が個別に照明される５つの長方形状のパターン（ＤＰ１〜ＤＰ５）からの反射光による各受光部の出力分布の例が図２０に示されている。通常、トナー濃度検出のためには、全ての受光部の出力信号が用いられるが、ＤＰ１による各受光部の出力信号の信号レベル及びＤＰ５による各受光部の出力信号の信号レベルが、ＤＰ２による各受光部の出力信号の信号レベル、ＤＰ３による各受光部の出力信号の信号レベル、ＤＰ４による各受光部の出力信号の信号レベルに比べて著しく小さいときには、一例として図２１及び図２２に示されるように、３つの長方形状のパターン（ＤＰ２〜ＤＰ４）を形成しても良い。これにより、トナー濃度の検出精度を維持しつつ、トナー消費量を削減することができる。
【０１３０】
また、上記実施形態では、各受光部が、対応する発光部の−Ｚ側に配置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。要するに、対応する発光部からの光束の射出方向に応じた位置に各受光部が配置されていれば良い。
【０１３１】
また、上記実施形態では、４つの検出センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄ）がＹ軸方向に関して、等間隔に配置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。
【０１３２】
また、上記実施形態において、前記プリンタ制御装置２０９０によって行われる処理の一部を他の装置が行っても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態において、一例として図２３に示されるように、前記５つの照明用集光レンズ（ＬＥ１〜ＬＥ５）を一体化しても良い。
【０１３４】
また、上記実施形態において、一例として図２４（Ａ）〜図２４（Ｅ）に示されるように、各検出センサが、それぞれ５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）を有していても良い。
【０１３５】
受光用集光レンズＬＤ１は、照明用集光レンズＬＥ１の−Ｚ側であって、発光部Ｅ１から射出され、照明用集光レンズＬＥ１で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３６】
受光用集光レンズＬＤ２は、照明用集光レンズＬＥ２の−Ｚ側であって、発光部Ｅ２から射出され、照明用集光レンズＬＥ２で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３７】
受光用集光レンズＬＤ３は、照明用集光レンズＬＥ３の−Ｚ側であって、発光部Ｅ３から射出され、照明用集光レンズＬＥ３で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３８】
受光用集光レンズＬＤ４は、照明用集光レンズＬＥ４の−Ｚ側であって、発光部Ｅ４から射出され、照明用集光レンズＬＥ４で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１３９】
受光用集光レンズＬＤ５は、照明用集光レンズＬＥ５の−Ｚ側であって、発光部Ｅ５から射出され、照明用集光レンズＬＥ５で集光され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。
【０１４０】
各受光用集光レンズには、Ｚ軸方向に関して集光機能を有するシリンドリカルレンズ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関して集光機能を有する球面レンズやアナモフィックレンズを用いることができる。
【０１４１】
この場合に、一例として図２５に示されるように、５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）が一体化されても良い。
【０１４２】
また、上記実施形態において、一例として図２６に示されるように、感光体ドラム表面における光スポットの位置ずれを検出するための位置検出用パターンを、各トナーパターンの前方に形成しても良い。この場合には、位置検出用パターンから、Ｙ軸方向に関するトナーパターンの位置を求めることができる。なお、位置検出用パターンを用いた光スポットの位置ずれ検出は公知である（例えば、特開２００８−２７６０１０号公報、特開２００５−２３８５８４号公報参照）。
【０１４３】
また、上記実施形態において、一例として図２７に示されるように、ＴＰ１〜ＴＰ４を転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に配置しても良い。この場合には、トナー濃度検出器２２４５は、１つの検出センサを有していれば良い。
【０１４４】
また、上記実施形態では、検出センサが５つ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（図２８参照）。要するに３つ以上の発光部を有していれば良い。
【０１４５】
また、上記実施形態では、５つの発光部（Ｅ１〜Ｅ５）が、Ｙ軸方向に沿って一列に配置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（図２９参照）。また、Ｙ軸方向に対して傾斜した方向に沿って配置されていても良い（図３０参照）。また、Ｙ軸方向に沿った複数列のいわゆる千鳥配置されていても良い。要するにＹ軸方向に関して等間隔に配置されていれば良い。
【０１４６】
また、上記実施形態では、発光部の数と受光部の数とが同じ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（図３１〜図３３参照）。
【０１４７】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限らず、例えば１つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するプリンタにも適用することができる。
【０１４８】
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持するのに適している。
【符号の説明】
【０１５０】
２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３３ａ〜２０３３ｄ…現像ローラ（現像装置の一部）、２０３４ａ〜２０３４ｄ…トナーカートリッジ（現像装置の一部）、２０４０…転写ベルト（媒体）、２０４２…転写ローラ（転写装置の一部）、２０９０…プリンタ制御装置（制御装置）、２２４５…トナー濃度検出器（濃度検出センサ）、Ｄ１〜Ｄ５…受光部（受光器）、Ｅ１〜Ｅ５…発光部（光源）、ＬＤ１〜ＬＤ５…受光用集光レンズ（受光前光学系）、ＬＥ１〜ＬＥ５…照明用集光レンズ（集光光学系）、ＴＰ１〜ＴＰ４…トナーパターン（検出用パターン）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５１】
【特許文献１】特開平１−３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６１２号公報
【特許文献４】特許第４１５４２７２号公報
【特許文献５】特許第４１１００２７号公報
【特許文献６】特開２００５−７７６８５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と；
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；
前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；
前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；
主走査方向に関して等間隔に配置され、前記媒体に向けて光束を射出する少なくとも３つの光源、各光源から射出された光束を集光する射出光学系、及び主走査方向に関して等間隔に配置され、各光源から射出され前記媒体で反射された光束を受光する少なくとも３つの受光器を含み、前記媒体上に形成された検出用パターンの濃度を検出するための濃度検出センサと；
前記濃度検出センサの各光源を制御するとともに、前記光走査装置に前記検出用パターンの作成を指示する制御装置と；を備え、
前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと少なくとも１つのフレア光による光スポットとが形成され、
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが前記検出用パターン上に位置するように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度検出センサは、前記媒体で反射された光束を集光する受光前光学系を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと複数のフレア光による光スポットとが形成され、
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの２つと前記検出用光スポットとが同時に含まれるように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの全てと前記検出用光スポットとが同時に含まれるように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示す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】
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが個別に前記検出用パターン上に位置するように、前記検出用パターンを複数個のパターンで構成させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御装置は、更に前記濃度検出センサの各受光器の出力信号に基づいて、現像装置におけるトナーの付着量を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像情報は多色の画像情報であり、
前記制御装置は、色毎に前記検出用パターンの作成を指示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と；
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置と；
前記潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する現像装置と；
前記トナー画像を媒体に転写する転写装置と；
主走査方向に関して等間隔に配置され、前記媒体に向けて光束を射出する少なくとも３つの光源、各光源から射出された光束を集光する射出光学系、及び主走査方向に関して等間隔に配置され、各光源から射出され前記媒体で反射された光束を受光する少なくとも３つの受光器を含み、前記媒体上に形成された検出用パターンの濃度を検出するための濃度検出センサと；
前記濃度検出センサの各光源を制御するとともに、前記光走査装置に前記検出用パターンの作成を指示する制御装置と；を備え、
前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと少なくとも１つのフレア光による光スポットとが形成され、
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが前記検出用パターン上に位置するように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度検出センサは、前記媒体で反射された光束を集光する受光前光学系を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記少なくとも３つの光源のうちのいずれかを発光させたときに、前記媒体上に１つの検出用光スポットと複数のフレア光による光スポットとが形成され、
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの２つと前記検出用光スポットとが同時に含まれるように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの全てと前記検出用光スポットとが同時に含まれるように前記検出用パターンの大きさ及び個数の少なくともいずれかを指示す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】
前記制御装置は、前記フレア光による光スポットの少なくとも１つと前記検出用光スポットとが個別に前記検出用パターン上に位置するように、前記検出用パターンを複数個のパターンで構成させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御装置は、更に前記濃度検出センサの各受光器の出力信号に基づいて、現像装置におけるトナーの付着量を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像情報は多色の画像情報であり、
前記制御装置は、色毎に前記検出用パターンの作成を指示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図７】
【図１４】
【図１８】
【図２１】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図７】
【図１４】
【図１８】
【図２１】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−１９７６４１（Ｐ２０１０−１９７６４１Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１７５６（Ｐ２００９−４１７５６）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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