JP2008040454A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体上に形成されたテストパターンに光を照射し、その反射光を二つの受光素子で検知することで、テストパターンの濃度情報を取得する画像形成装置において、センサーに対する検知面の距離や角度変動による影響を少なくし、安定した画像品質を得ること。
【解決手段】一つの発光部５１と二つの受光部を備え、第１の受光部６２は正反射を受光する位置に配置され、第２の受光部６３は拡散光を受光する位置に配置され、かつ、前記発光部から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む面が像担持体の進行方向６４と平行になるように発光部と第１の受光部が配置され、かつ第２の受光部は、前記発光部と正反射光との光軸を含む面にないこととした。
【選択図】図２９

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。

感光体や転写ベルト上の印刷領域外にテストパターンを作成し、その反射率のデータから濃度や位置情報を類推して画像濃度や画像位置等に関する画像プロセス条件を制御する方法は広く知られている。かかる画像プロセス条件の制御では、テストパターンの読み取り終了後、作成したテストパターンは印刷画像として排出されないため、ベルトクリーナー等により廃棄するかリサイクル装置等で再利用される。またかかる画像プロセス条件の制御では、電源オンから印刷可能になるまでの準備期間にテストパターンを作成するものや、印刷中の非画像領域にテストパターンを作成するものがある。

ところで近年、粒状性の向上のためトナーが小粒径化され、重合法トナー等の製造方法により粒経が球形でかつ均一化されるようになった。これらの小粒経トナーや球形トナーをクリーニングすることが難しいことは一般に知られている。正常にクリーニングされないトナーは像担持体に残り、転写材に異常画像として発生する。

このようなクリーニング不良の発生を防ぎ、１回当たりのクリーニング性を向上させるためにはブレードクリーニング装置であれば当接圧を高くする必要があるが、その場合にはベルトとクリーニングブレードの負荷増大によるブレードの磨耗が促進され、位置ずれやジターが発生してしまう。

バイアスローラクリーニングであれば複数個のローラを設ける必要があり、両方式共に低コスト化や省スペース化に対し影響を与えるようになった。転写ベルトを複数回回すことにより、クリーニング性を向上させる等の方法も取られているが、この方法では、装置のダウンタイムが長くなってしまう。

複数の像を重ねてカラー画像を形成するカラー画像形成装置は、複数の感光体の像を転写、搬送ベルト上の転写材に転写する直接転写方式と複数の感光体の像を一旦転写ベルト上に重ね併せてから転写材に転写する中間転写方式があるが、中間転写方式は、一旦カラー画像を転写ベルトに形成するので、画像重ね精度が高く、転写材の厚さや、材質に対する許容度が高い等に利点がある。

上記中間転写方式には、転写工程を行なう手段として、（１）像を重ねる１次転写装置（一例として１次転写ベルト）と（２）紙等の転写材に像を転写する２次転写装置（一例として２次転写ローラ）、の２つの転写装置を用いる中間転写方式がある。この２つの転写装置を用いる中間転写方式では、２次転写ローラにテストパターンが転写されないように１次転写ベルトと２次転写ローラとを接離可能にする装置が必要となり、テストパターンが２次転写ローラに到達する前に１次転写ベルトと２次転写ローラとを離間する必要がある。

従って、接離機構が必要となるため、コスト高、装置大型化、レイアウト制限が増える等の問題がある。また特に印刷動作中のテストパターンを作成する必要がある場合は、印刷動作中に前記接離を行うと、転写ベルトや感光体等の像担持体の負荷変動や、潜像を形成するための露光装置へのショック等により画像ずれやジターが生じるため、印刷のための露光開始から１次転写の終了までは上記接離動作をさせることができない等の制約が発生し、スループットが低下する。

一方、前記２次転写ローラを接離しない機構とした場合、テストパターンは必然的に２次転写ローラに転写されることにより、２次転写ローラのクリーニング装置が必要となる。更には、テストパターンの読み取りは２次転写ローラに転写される前に行う必要があるので、読み取り装置のレイアウトが制限されてしまう。

また、公知の技術として、転写された各感光体から付着量検出用トナー像のトナー付着量を検出する検出手段と、画像形成条件を制御するトナー付着量制御手段を備えた画像形成装置において、転写紙の軸方向の長さをＸ、トナー付着量検出用トナー像の軸方向長さをＹ、印刷可能領域の軸方向の長さをＺとしたときに、Ｘ＜Ｚ−Ｙとなる転写紙サイズで印刷が行われるときに、印刷領域外にトナー付着量検出用トナー像を作成するトナー像作成手段を備える画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。
例えば、Ａ４縦通紙の場合に中間転写ベルト上の軸方向に余白ができるので、その部位にテストパターンを形成する。しかし、Ａ４横通紙等、軸方向いっぱいに画像領域を使用するモードでは余白がないのでテストパターンの形成が不可能である。
従来、濃度検知方法としては、主に以下の方法が知られている。
（１）正反射受光タイプ
（２）拡散反射受光タイプ
（３）正反射＋拡散反射受光タイプ
これらの濃度検知方法は、それぞれテストパターンとして像担持体上に形成されたトナー部と像担持体部の反射特性の違いを利用して、濃度検知を行うが、（１）のタイプは、高付着部に対して、感度がなく、（２）のタイプは取り付けばらつき等の影響で感度が変化した場合、補正ができないため、校正板を用いるか、取り付け精度を上げるなどが必要となり、（３）のタイプは拡散受光部の感度変化を正反射受光素子の出力で補正するものであり（例えば、特許文献２、３参照）、高感度と高精度の両立が可能である。
一方、像担持体上のトナー部を検知する検知部では（イ）図２２に示したようにセンサーＳ１で、ベルト状の像担持体Ｂ１を支持したローラＲ上を検知するタイプや（ロ）図２３に示したようにローラＲの近傍を検知するタイプ、（ハ）図２４に示したように像担持体Ｂ１の裏面に平板１を配置したもの等が提案されている。
図２２に示した（イ）のように、ローラＲ上で検知する場合は、ローラ偏心等の影響を受け、センサーＳ１に対する検知面の距離や角度ばらつきが生じる。同様に図２３に示した（ロ）のようにローラ近傍にセンサーＳ１を配置した場合や、図２４に示した（ハ）のように像担持体の裏面に平板を配置したものであってもそれぞれ図示したようにセンサーＳ１と検知面の距離や角度ばらつきが生じ、これを完全に排除することは困難である。もしセンサーと検知面の距離や角度ばらつきが生じると、濃度検知を行う際に正しい出力を読み取れないため、正確な濃度検知ができない。
図２２乃至図２４に示したように、像担持体１０５の面が変動する方向は、矢印６４で示したその進行方向を含みかつ、像担持体１０５の面に垂直な仮想平面内で振れる傾向がある。
像担持体１０５について、このような変動があると正しい濃度検知が行えない理由を述べる。
図４、図２５はセンサーとセンサーの検知面を正面から見た図である。センサー１０９（Ｐ/ＴＭセンサーとも後述する。）はセンサーケースに狭義のセンサーである以下の素子類を納めている。発光素子６０２（赤外光ＬＥＤとも後述する。）、正反射受光素子６０３、拡散反射受光素子６０４などを備えている。符号６０５はレンズ、符号１０５は中間転写ベルトなどの像担持体、符号１０７はトナーをそれぞれ表す。また図４は検知面の角度が変化していない場合、図２５は検知面の角度が図４の状態に比べて右上がりに変化した結果、正反射光が正反射受光素子６０３からずれた場合を表す。
図２５のように検知面の角度変化が生じると、発光素子６０２から照射された光の正反射受光素子６０３への光の入射量が変化する。これを時間の推移で表すと、図２６のようになる。図２６において、（ａ）部はセンサーと検知面の角度が変化した時の像担持体表面の出力部、（ｂ）部は濃度の異なるテストパターン（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）部の出力を示している。
正反射部の出力は、像担持体上の出力（Ｖｓｇ）とテストパターン部の出力（Ｖｓｐ＿ｎ）で正規化するのが一般的である。この正規化を行うと、センサーの取り付けばらつき等の感度ばらつきを吸収することができる。しかしながら、Ｖｓｇを検知する際に（ａ）部のような変動があると、正しいＶｓｇが検知できずに正規化値に誤差が生じる。
一方、拡散光出力は、像担持体表面とトナー表面の拡散反射率の差で濃度検知を行うが、図２７に示したようにセンサー（発光素子６０２、正反射受光素子６０３、拡散反射受光素子６０４など）と検知面（像担持体１０５）の角度が図２５の場合よりもさらに大きく変化し、拡散光受光素子６０４に正反射出力が入射してしまうと、感度ばらつきが生じる。
以上より、前記濃度検知方法（１）、（２）、（3）のいずれにおいても、正反射光受光素子６０３又は拡散光受光素子６０４の出力が変動すると、濃度検知精度が悪化する。

特開２００６−１７８６８号公報 特開２００４−２７９６６４号公報 特開２００４‐３５４６２３号公報

本発明は、画像形成装置においてセンサーに対する検知面の距離や角度変動による影響を少なくし、安定した画像品質を得ることを課題とする。

前記課題を達成するため請求項１にかかる発明は、像担持体上と像担持体上に形成されたテストパターンに発光素子から光を照射し、その反射光を二つの受光素子で検知することで、テストパターンの濃度情報を取得する濃度検出装置と濃度検出装置から得られた情報に基づき画像形成条件を制御する画像形成条件制御装置を有する画像形成装置において、前記濃度検出装置は、一つの発光部と二つの受光部を備え、第１の受光部は正反射を受光する位置に配置され、第２の受光部は拡散光を受光する位置に配置され、かつ、前記発光部から照射された光と像担持体面からの正反射光との光軸を含む面が像担持体の進行方向と平行になるように発光部と第１の受光部が配置され、かつ第２の受光部は、前記発光部と正反射光との光軸を含む面にないこととした。
請求項２に記載の発明では、請求項１における画像形成装置は、電子写真方式によるものであって、請求項１の画像形成条件制御装置は、現像ポテンシャルを制御するものにおいて適用することが有効である。
請求項３に記載の発明では、請求項１における画像形成装置は、タンデム型のカラー電子写真装置であって、像担持体が、転写ベルトであるものについて適用することが有効である。
請求項４に記載の発明では、請求項１における発光部の照射範囲は、像担持体の進行方向と平行方向の範囲をａとし、像担持体の進行方向と垂直方向の範囲をｂとしたとき、ａ≧ｂであることとした。
請求項５に記載の発明では、請求項１における第１の受光部の受光範囲が、像担持体の進行方向と垂直方向の範囲をａ’とし、像担持体の進行方向と平行方向の範囲をｂ’としたとき、ａ≧ｂとした。
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載した発光部と請求項５に記載した受光部の両方を用いることとした。
請求項７に記載の発明では、請求項１における画像形成装置は、第２の受光部と発光部との距離をＬ１、第１の受光部と第２の受光部の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２であることとした。
請求項８に記載の発明では、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、発光部又は第１の受光部の少なくとも一方にレンズを用いることとした。
請求項９に記載の発明では、請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置において、位置検知を併用することとした。
また、本発明は、以下の構成に対して適用することが有効である。
（１）．複数の感光体から成る第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電する帯電装置と、前記第１の像担持体に潜像を形成する露光装置と、前記第１の像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、前記第１の像担持体に形成された像を像担持体上に重ね併せてカラー像を得る第１の転写装置と、前記第１の転写装置上に形成された像を転写材に転写する第２の転写装置とを有する画像形成装置において、テストパターンを前記第１の転写装置に形成可能なテストパターン発生装置と前記テストパターンの状態を検知することができるテストパターン検出装置と、前記テストパターンの検出結果によって画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御手段とを有し、前記第２の転写装置は前記第１の転写装置に常時接触しながら前記テストパターンが前記第２の転写装置に転写されない構成。
（２）．（１）に記載の画像形成装置において、前記第１の転写装置における前記像担持体はベルト状のものであり、前記第２の転写装置はベルト状またはローラ状のものとした構成。
（３）．（２）記載の画像形成装置において、前記第１の転写装置における前記像担持体としてのベルト状のものの軸方向幅（以下、像担持体幅という。）が前記第２の転写装置としてのベルト状またはローラ状のものの軸方向幅（以下、第２の転写装置幅）よりも大きく、前記転写材の最大幅が前記第２の転写装置幅以下の大きさであり、前記像担持体幅と前記第２の転写装置幅との寸法差の領域に前記テストパターンが形成される構成。
（４）．（３）記載の画像形成装置において、前記テストパターン形成領域は、前記第１の転写装置における前記像担持体としてのベルト状のものの軸方向幅の両端部に形成される構成。
（５）．（４）記載の画像形成装置において、前記テストパターンは、トナーの付着量を検出するためのパターンと、画像位置を検出するためのパターンでなる構成。

この発明では、画像形成装置においてセンサーに対する検知面の距離や角度変動による影響を少なくし、安定した画像品質を得ることができる。

［１］テストパターンの濃度情報を取得する濃度検出装置と濃度検出装置から得られた情報に基づき画像形成条件を制御する画像形成条件制御の例
まず、本実施の形態のプリンタの構成について説明する。図１は、本実施の形態のプリンタのうち、露光、帯電、現像、転写、定着を行う画像形成工程部分（プロセスエンジン部）を示す概略構成図である。

プリンタには、図１に示した構成部材の他に、ＰＣ（パソコン）等から送られた画像データを処理し露光データに変換するプリントコントローラ（後述の図４に符号４１０で示す。）、高圧を発生させる高圧発生装置（後述の図５に符号４１６で示す。）、画像形成動作を制御する本体制御部（後述の図５に符号４０６で示す。）、記録材としての転写材である転写紙１１５の供給を行う図示しない給紙装置、転写紙１１５を手差し給紙させるための図示しない手差しトレイ、及び、画像形成済みの転写紙１１５が排紙される図示しない排紙トレイが設けられている。

図１において、本体には、第１の転写装置として、中間転写体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０５及び帯電装置（１次転写装置１０６）が設けられている。この中間転写ベルト１０５は、ベース層、弾性層及びコート層の３層構造となっている。ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料を組み合わせた構成とされる。

また、弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリルーブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層の上に形成される。また、コート層は、弾性層の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。中間転写ベルト１０５は、４つの支持ローラ１１２、１１３、１１４、１１９に張架された状態で駆動ローラとしての機能を有する支持ローラ１１２によって回転駆動される。

中間転写ベルトの張架部分には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色用の４つの画像形成ユニットがある。各色用の４つの画像形成ユニットは同じ構成で同じ構成部材からなり、図１では同じ構成部材は数字部分を同じ数字で表し、末尾に色識別符号Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）を付している。各画像形成ユニットにはそれぞれ感光体ユニット１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋや現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋが並んで配置されている。
現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋには、トナーボトル１０４Ｋ、１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍからトナーが補給されるようになっている。

これらの画像形成ユニットの下方には、露光装置２００が設けられており、画像情報に基づいて、露光装置２００の内部に設けられている図示しないレーザー露光ユニットから半導体レーザを駆動して書込光Ｌｂを出射し、各感光体ユニットに設けられる第１の像担持体としての感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。ここで、書込光の出射は、レーザに限るものではなく、例えばＬＥＤ（light emitting diode）であってもよい。

画像形成ユニットの構成について説明する。以下では、図２により黒色のトナー像を形成する画像形成ユニットを例に挙げて説明するが、他の色のトナー像を形成する画像形成ユニットも同様の構成を有する。

画像形成ユニット
図２において、黒トナー用の画像形成ユニットの構成部材は、本来、符号末尾にＫの符号を付すのであるが、ここでは省略して示している。この画像形成ユニットには、感光体ドラム１０１の周囲に、感光体ドラムを帯電する帯電装置３０１、現像装置１０２、感光体クリーニング装置３０８が設けられている。また、感光体ドラム１０１に対して中間転写ベルト１０５を介して対向する位置には、帯電装置としての１次転写装置１０６が設けられている。

帯電装置３０１は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム１０１に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。この帯電装置３０１には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。

また、現像装置１０２では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。なお、現像剤としては一成分現像剤を使用してもよい。この現像装置１０２は、現像ケース内に設けられた攪拌部３０３と現像部３０４とに大別できる。攪拌部３０３では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ３０５上に供給される。

この攪拌部３０３には、平行な２本のスクリューが設けられている。これら２本のスクリュー３０６の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケースには現像装置１０２内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサー１０４が取り付けられている。一方、現像部３０４では、現像スリーブ３０５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム１０１に転移される。

現像部３０４には、現像ケースの開口を通して感光体ドラム１０１と対向する現像スリーブ３０５が設けられており、その現像スリーブ３０５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ３０５に先端が接近するようにドクタブレード３０７が設けられている。本実施の形態では、このドクタブレード３０７と現像スリーブ３０５との間の最接近部における間隔が０．９ｍｍとなるように設定されている。

この現像装置１０２では、現像剤を２本のスクリュー３０６で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ３０５に供給する。現像スリーブ３０５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ３０５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３０５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード３０７により適正な量に規制される。

規制された現像剤は攪拌部３０３に戻される。このようにして感光体ドラム１０１と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ３０５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。

これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム１０１上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ３０５から離れ、攪拌部３０３に戻される。

このような動作の繰り返しにより、攪拌部３０３内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサー１０４が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部３０３にトナーが補給される。

１次転写装置１０６として１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０５を挟んで感光体ドラム１０１に押し当てるようにして設置されている。また１次転写ローラの両端部は図３における中間転写ベルト１０５の軸方向の幅中、転写材の最大幅に相当する範囲２０３の部分で接触している。

１次転写装置１０６は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また軸方向の範囲２０３は、転写紙１１５のうち、中間転写ベルトの回転方向と垂直な方向において最長の長さの転写紙（用いられる最大用紙を横送りする形態の転写紙）が１次転写装置１０６と中間転写ベルト１０５の間にはさまれるように設定されている。

感光体クリーニング装置３０８は、先端を感光体ドラム１０１に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード３０９を備えている。また、本実施の形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム１０１に接触する導電性のファーブラシ３１０を併用している。

このファーブラシ３１０には、図示しない金属製の電界ローラからバイアスが印加されており、その電界ローラには図示しないスクレーパの先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード３０９やファーブラシ３１０により感光体ドラム１０１から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置３０８の内部に収容され、図示しない廃トナー回収装置にて回収される。

画像形成ユニットの具体的な設定について説明する。感光体ドラム１０１の直径は４０ｍｍであり、感光体ドラム１０１を２００ｍｍ／ｓの線速で駆動している。また、現像スリーブ３０５の直径は２５ｍｍであり、現像スリーブ３０５を５６４ｍｍ／ｓの線速で駆動している。

現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−１０〜−３０μＣ／ｇの範囲となるのが好適である。また、感光体ドラム１０１と現像スリーブ３０５との間隙である現像ギャップは、０．５〜０．３ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。

感光体ドラム１０１の感光層の厚みは３０μｍであり、露光装置２００の光学系のビームスポット径は５０×６０μｍであり、その光量は約０．４７ｍＷである。一例として帯電装置３０１により、感光体ドラム１０１の表面は−７００Ｖに一様帯電され、露光装置２００によりレーザが照射された静電潜像部分の電位は、−１２０Ｖとなる。これに対して、現像バイアスの電圧を−４７０Ｖとし、３５０Ｖの現像ポテンシャルを確保する。このようなプロセス条件は電位ポテンシャル制御の結果によって適時変更される。

以上の構成をもつ図２の画像形成ユニットでは、感光体ドラム１０１の回転とともに、まず帯電装置３０１で感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。次いでプリントコントローラからの画像情報に基づいて露光装置２００からレーザによる書込光Ｌｂを照射し、感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０２により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。

このトナー像は、１次転写装置１０６により中間転写ベルト１０５上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１０１の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置３０８により除去され、次の画像形成に供される。

図１、３において、中間転写ベルト１０５を間にして支持ローラ１１２と対向する位置には、第２の転写装置として２次転写ローラ１０８が設けられている。２次転写ローラ１０８は中間転写ベルト１０５上に形成されたトナー像を静電的な力で転写紙に転写する。転写ベルト１０５上のトナー像を転写紙１１５上に２次転写する際には、２次転写ローラ１０８を支持ローラ１１２に巻回された中間転写ベルト１０５部分に押し当てて２次転写を行う。

２次転写装置としては２次転写ローラ１０８を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。
中間転写ベルト１０５の軸方向幅は２次転写ローラ１０８の長手幅（軸方向幅）よりも大きく、転写紙１１５の最大幅（横送り時）が２次転写ローラ１０８の長手幅（軸方向幅）以下の大きさであり、
中間転写ベルト１０５の軸方向の幅と２次転写ローラ１０８の長手幅（軸方向幅）との寸法差の領域に前記テストパターンの形成領域が設定されていて、該テストパターン形成領域にテストパターンが形成される。
ここでは、２次転写装置としてローラ状をした２次転写ローラ１０８を用いた例で説明したが、２次転写ローラ１０８に代えて転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた場合も上記に準じて同様にテストパターンを形成することができる。
図３に示した例では、２次転写ローラ１０８の長手幅に相当する軸方向の範囲２０３は中間転写ベルト１０５の軸方向幅の中央に位置しており、テストパターン形成領域は中間転写ベルト１０５の軸方向幅の両端部に帯状に形成されている。

２次転写ローラ１０８は、上記した構成によりテストパターン形成領域とずれた位置に配置されているのでテストパターンとは非接触であり、かつ、転写時には中間転写ベルト１０５との間に転写紙が介在するので中間転写ベルト１０５上のトナー画像とも非接触であり、トナーと付着しないので、２次転写ローラ１０８の周面に摺接するクリーニング手段を付帯する必要がない。

図１において、２次転写ローラ１０８の転写紙１１５搬送方向下流側には、転写紙１１５上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置１１１が設けられている。この定着装置１１１は、加熱ローラ１１７に加圧ローラ１１８を押し当てた構成となっている。

図１、３において、中間転写ベルト１０５を間にして支持ローラ１１２と対向する位置には、テストパターンの濃度や相対位置を推定するためのフォトセンサー１０９Ｆ（手前側）、１０９Ｒ（奥側）（以後Ｐ／ＴＭセンサー１０９）が該支持ローラ１１２の軸方向手前側と奥側の２箇所に設けられている。また、中間転写ベルト１０５を間にして支持ローラ１１３に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１１０が設けられている。このベルトクリーニング装置１１０は、転写紙１１５に中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナーを除去するためのものである。

図４に示したＰ/ＴＭセンサー１０９の概要図において、Ｐ/ＴＭセンサー１０９は一つの発光素子と二つの受光素子とを有している。この発光素子とは赤外光ＬＥＤ６０２である。また、二つの受光素子とは、中間転写ベルト１０５上を鏡面反射した光を受光できる位置と正反射光を受光しない位置の２箇所にそれぞれ設けられた正反射受光素子６０３と拡散反射受光素子６０４である。発光素子は赤外光ＬＥＤに代えてレーザー発光素子等を用いてもよい。

正反射受光素子６０３、拡散反射受光素子６０４としてフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードを増幅して用いてもよい。また光路の途中には集光レンズ６０５が設けられている。なお、本構成では、受光素子として正反射受光素子６０４と拡散反射受光素子６０４とを設けているが、検知する対象や必要な情報によってはどちらか一方を用いる場合もある。

図５は本実施の形態のプリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態のプリンタには、コンピュータ構成の本体制御部４０６が備えられており、この本体制御部４０６が各部を駆動制御する。本体制御部４０６は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０２にバスライン４０９を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４０５と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）４０３とが接続されて構成されている。

ＲＯＭ４０５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、テストパターンの付着量を推定するためのＴＭ／Ｐセンサー１０９出力の付着量変換ＬＵＴ（Look up table）が格納されている（図１０参照）。

本体制御部４０６には、プリントコントローラ４１０が接続されており、プリントコントローラ４１０では、ＰＣ（パソコン）やＦＡＸ（ファクシミリ）、スキャナ等からの画像情報を本体制御部４０６に一元化した画像データとして送信する。また各種センサー情報をデジタルデータに変換するＡ/Ｄ変換回路４０１、モータやクラッチを駆動する駆動回路、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置等も接続されている。

次に、図１、５等を参照しながら、本実施の形態のプリンタの動作について説明する。
上記構成をもつプリンタを用いてＰＣからの情報でプリントを行う場合、まず、ＰＣ上の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では、プリンタドライバからのプリント情報を受けて、露光装置２００に露光信号を送る。

プリント指令を受けた本体制御部４０６は、図示しない駆動モータを駆動させ、支持ローラ１１２が回転駆動して中間転写ベルト１０５が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋも回転駆動する。

その後、プリントコントローラからの情報に基づいて、露光装置２００から、各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上に書込光Ｌｂがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋにより可視像化される。そして、各感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。

このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋにより、順次中間転写ベルト１０５上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０５上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１１０により除去される。

また、画像情報を受けて、ユーザーが選択した転写紙１０５に応じた図示しない給紙装置の給紙ローラが回転し、図示しない給紙カセットの１つから転写紙１０５が送り出される。送り出された転写紙１０５は、図示しない分離ローラで１枚に分離して図示しない給紙路に入り込み、図示しない搬送ローラによりプリンタ本体内の搬送路まで搬送される。このようにして搬送された転写紙１０５は、レジストローラ１０７に突き当たったところで止められる。

なお、図示しない給紙カセットにセットされていない転写紙１０５を使用する場合、図示しない手差しトレイにセットされた転写紙１０５を図示しない給紙ローラにより送り出し、図示しない分離ローラで１枚に分離した後、図示しない手差し給紙路を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ１０７に突き当たったところで止められる。

レジストローラ１０７は、上述のようにして中間転写ベルト１０５上に形成された合成トナー画像が２次転写ローラ１０８に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ１０７は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙１０５の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。

レジストローラ１０７により送り出された転写紙１０５は、中間転写ベルト１０５と２次転写ローラ１０８との間に送り込まれ、２次転写ローラ１０８により、中間転写ベルト１０５上の合成トナー像が転写紙１０５上に２次転写される。

その後、転写紙１０５は、２次転写ローラ１０８に吸着した状態で定着装置１１１まで搬送され、定着装置１１１で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置１１１を通過した転写紙１０５は、図示しない排出ローラにより図示しない排紙トレイに排出されスタックされる。

なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置１１１を通過した転写紙１０５の搬送方向を図示しない切替爪により切り換え、図示しない用紙反転装置に送り込む。転写紙１０５は、そこで反転し再び２次転写ローラ１０８に案内される。

次に、本実施の形態の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について図６に基づいて説明する。図６は画像プロセス制御に実行の流れを示すフローチャートを示す模式図である。

画像プロセス制御は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時に必要かどうかを判断し、必要であれば実行される（ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３）。パワーオン直後は、定着ヒーターの加温時間やプリントコントローラの準備時間が必要であり、かつそれまでに放置されたり、使用環境が変化している可能性があるために画像プロセス制御を実施することがある。

またプリント動作中はトナーの補給や消費、感光体ドラム１０１の感光体や中間転写ベルト１０５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。パワーオン直後は、感光体の停止時間が６時間以上であるかまたは、機内の温度が１０°Ｃ以上変化したか、または機内の相対湿度が５０％以上変化した場合に、画像プロセス制御を実行する。

上記のうち、感光体の停止時間は次のように求める。感光体が停止したら、図５に示した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。また温度や湿度の変化の求め方は、感光体停止時に機内温湿度センサー４１４から温度情報、相対湿度情報を取得し、パワーオン時に同様に温湿度センサー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。

印刷時は、プリント枚数が所定の間隔に達したらテストパターンの作成を行う。この場合の間隔は、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。

次に、画像プロセス制御が必要と判断されたら、テストパターンを形成する（図６のステップＳ５０４）。テストパターンが転写ベルト上に形成された状態を図７に示す。図７の２０１はトナー付着量を検出するためのテストパターン（Ｐパターン）を示す。また図７の２０２は画像位置を検出するためのテストパターン（ＴＭパターン）を示す。またＰパターン、ＴＭパターンは軸方向の手前側と奥側に形成され、それぞれ手前側Ｐパターンを２０１Ｆ、奥側Ｐパターンを２０１Ｒ、手前側ＴＭパターンを２０２Ｆ、奥側ＴＭパターンを２０２Ｒで示す。

画像プロセス制御には電位ポテンシャル制御、トナー濃度目標値補正制御、位置合わせ補正制御があり、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。最初に電位ポテンシャル制御のテストパターンの形成条件について説明する。

電位ポテンシャル制御ではテストパターン２０１を用いる。テストパターンの２０１のうち、２０１Ｆのみ形成するが、必要に応じて２０１Ｒのみ、２０１Ｆと２０１Ｒの両方を形成してもよい。２０１Ｆ、２０１Ｒは軸方向（主走査）が１０ｍｍ、中間転写ベルト１０５の進行方向（副走査）が１５ｍｍの大きさに形成される。

主走査方向の大きさはＰ／ＴＭセンサー１０９の中間転写ベルト１０５上での照射範囲（スポット径）とテストパターンがプロセス上安定的に形成される条件（エッジ効果等が発生しない領域）と主走査最大位置ずれ量から決定される。

副走査方向の大きさも主走査同様の大きさが必要であるが、更にＡ/Ｄ変換回路のサンプリング周波数や階調パターンを現像バイアスを可変にして形成する場合等は高圧発生装置４１６の立ち上がり時間等も考慮する必要がある。露光量はプリントと同様の値を用い、本実施形態例の場合０．４７ｍＷである。

現像バイアスはテストパターン露光部が感光体１０１上と現像スリーブ３０５の対向位置にくる直前約５０ｍｓｅｃに切り替えられる。この切り替えタイミングは高圧発生回路の応答を考慮して設定する。テストパターンは、５種類形成され、現像バイアスの値はそれぞれ一番目から、−１００Ｖ、−１５０Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖ、−３００Ｖに切り替える。

帯電バイアスは現像バイアスに対し、常に２００Ｖのポテンシャルを維持するように設定され、この場合−３００Ｖ、−３５０Ｖ、−４００Ｖ、−４５０Ｖ、−５００Ｖに設定する。この場合の電位ポテンシャル制御用のテストパターンは現像バイアスを可変にして形成されるため、プリント動作と同時には実行できないため、図８に示すプリント中の非画像形成領域７１０のタイミングで形成する。但し、テストパターンの現像ポテンシャルによる階調（現像γ）を得るために露光エネルギーを可変にして形成する場合は、プリントと同時にテストパターンを形成してもよい。トナー濃度目標値補正制御もこの電位ポテンシャル制御と同じテストパターンを用いて制御を行う。

次に位置合わせ補正制御のテストパターンの形成条件について説明する。位置合わせ補正制御では手前側ＴＭパターン２０２Ｆ、奥側ＴＭパターン２０２Ｒを用いる。手前側ＴＭパターン２０２Ｆ、奥側ＴＭパターン２０２Ｒは主走査方向に１０ｍｍ、副走査方向に１ｍｍの大きさのものと同様のものを４５°傾けたものを形成する。

副走査方向の大きさは、Ｐ／ＴＭセンサー１０９の中間転写ベルト１０５上での照射範囲（スポット径）で決定する。また各色をＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙのように順番に形成する。露光量はプリントと同様の値（本実施例の場合０．４７ｍＷ）を用いるが、検知パターン専用のものを用いてもよい。現像バイアス、帯電バイアスはプリントと同じ値を用いるが、プリントと同時でない場合はテストパターン部のトナー付着量が中間転写ベルト１０５の表面が被覆されている条件であれば、個別に設定してもよい。なお位置ずれ補正制御についての詳細は後述する。

次に電位ポテンシャル制御のテストパターン検知方法と演算方法について説明する。最初に形成されたテストパターンがＰ／ＴＭセンサー１０９を通過するより以前にＰ／ＴＭセンサー１０９Ｆ（手前側）、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｒ（奥側）について発光素子６０３の発光光量調整（Ｖｓｇ調整）を行う。Ｖｓｇ調整はテストパターンがＰ／ＴＭセンサー１０９を通過するより以前に終了していればよい。

Ｖｓｇ調整について説明する。Ｖｓｇ調整が開始したらＬＥＤをＯＮする。この時の電流ＰＷＭ値はＲＡＭ４０３に保存されている前回調整値（ＩＦ）を用いる。次に正反射出力素子６０３の出力データを読み取る。この時のサンプリング時間の間隔は２ｍｓｅｃで中間転写ベルト１０５の反射ムラの影響を受けないようにするため１０ポイントサンプリングし平均値を求める。この平均値をＶｓｇ＿ＲＥＧと呼ぶ。

Ｖｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖ±０．５Ｖ以内であれば、ＩＦは更新せずに前回値のままとする。Ｖｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖ±０．５Ｖ以内でなければ、調整動作を行う。調整動作として２分割探索法を用いてＶｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖに最も近くなるようなＩＦを検出する。

ＩＦが見つかったら、ＲＡＭ４０３上のＩＦデータを更新する。ＩＦが見つからなかったら、調整異常とし、異常であることをプリントコントローラ４１０に通知し、異常である旨をプリンタドライバや本体の操作部などに表示させる。また最終的なＩＦを用いてＶｓｇ＿ＲＥＧを検出する時に同時に拡散反射受光素子６０４の出力電圧も検出する。この値をＶｓｇ＿ＤＩＦと呼ぶ。

次にＶｓｇ＿ＲＥＧとＶｓｇ＿ＤＩＦはＲＡＭ４０３に保存する。引き続きＰ／ＴＭセンサー用の赤外ＬＥＤ６０２をＯＮしていると、テストパターンがＰ／ＴＭセンサー１０９の中間転写ベルト１０５の光照射部位置に到達する。テストパターンがＰ／ＴＭセンサー１０９に到達するタイミングで出力を２ｍｓｅｃ毎にサンプリングし、Ａ／Ｄ変換回路４０１によりデジタルデータに変換する。

デジタル変換されたデータは、ＲＯＭ４０５に予め設定されている変換式により、アナログ出力データに戻される。ＣＰＵ４０２では、テストパターンの副走査の大きさは１５ｍｍ、線速は２００ｍｍ／ｓｅｃであるので、サンプリングは（１５／２００×１０００）／２≒３８個のデータをサンプリングする。

サンプリングされたデータはノイズを除去するために値の大きいものから１０個と小さいものから１０個を取り除き、残りのデータの平均値を求め、１個目のテストパターン正反射出力データ（Ｖｓｐ［１］＿ＲＥＧ）としてＲＡＭに保存する。同様にして拡散受光素子の出力データもＶｓｐ［１］＿ＤＩＦとして求める。２個目以降のテストパターンについても同様に（Ｖｓｐ［２〜５］＿ＲＥＧ、Ｖｓｐ［２〜５］＿ＤＩＦ）求める。

次に（Ｖｓｐ［ｎ］）のデータをトナー付着量データに変換する方法について説明する。図９（a）にカラートナー付着量と正反射受光素子６０３の出力電圧の関係を示す。また図９（ｂ）にカラートナー付着量と拡散反射受光素子６０４の出力電圧の関係を示す。
また図９（ｃ）にブラックトナー付着量と正反射受光素子６０３の出力電圧の関係を示す。なおブラックトナーは拡散反射成分を持たないため、拡散反射受光素子６０４はブラックトナーの検出には用いない。

本実施形態では、カラートナー付着量の変換に正反射受光素子６０３のみを使用した場合について説明する。最初に得られたデータＶｓｐ［１〜５］＿ＲＥＧ、Ｖｓｐ［１〜５］＿ＤＩＦの関係から以下の正反射受光素子６０３の感度補正係数（Ｋ２）を求める。Ｋ２は以下の式（１）から求める。
Ｋ２＝ＭＩＮ（Ｖｓｐ［ｎ］＿ＲＥＧ／Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ）・・・式（１）

次に正反射受光素子６０３の出力電圧からトナー拡散反射成分を除去した値（Ｋ［ｎ］）を求める式（２）。この値はテストパターン部の中間転写ベルト１０５からの正反射光成分を表す。
Ｋ［ｎ］＝（Ｖｓｐ［ｎ］＿ＲＥＧ−Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ２）／（Ｖｓｇ［ｎ］＿ＲＥＧ−Ｖｓｇ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ２）・・・式（２）

次に拡散反射受光素子６０４の出力電圧を中間転写ベルト１０５からの拡散反射成分を除去し、カラートナーからの拡散反射成分のみに分離する。この分離方法は以下の式(３)のように求める。
Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈ＝Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ−Ｖｓｇ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ［ｎ］＿・・・式（３）

次に拡散反射受光素子６０４のトナー出力のばらつきを補正するためのゲイン調整を行う。このゲイン調整はゲイン調整係数Ｋ５を求めることによる行う。式（４）にＫ５の求め方を示す。
Ｋ５＝１．６３／（α×０．１５＾２＋β×０．１５×γ）・・・式（４）
式（４）においてα、β、γは、Ｘ軸に各テストパターンのＫ［ｎ］、Ｙ軸に各テストパターンのＶｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈとした時の２次近似により求めた２乗項の係数、１乗項の係数、ｙ切片を表す。なお近似直線は最小二乗法により求める。また式（４）中の定数は予め実験等により求める値である。

次に正規化計算を行う。正規化値（Ｒ［ｎ］）を求める式を式（５）に示す。
Ｒ［ｎ］[ＹＣＭＫ]＝Ｋ５×Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈ・・・式（５）
この時点で検知系の持つセンサーの取り付けや個体ばらつき、中間転写ベルト１０５の反射特性変化はほぼキャンセルされ、一意的に決定される。次に予め実験等により求められたＲ［ｎ］とカラーＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋについてトナー付着量の関係をテーブルにした図１０に示すＬＵＴとＲ［ｎ］、[ＹＣＭＫ]からトナー付着量ＭＡ［ｎ］を求める。

次にブラックトナーの付着量の求め方について説明する。ブラックトナーの場合はほぼ中間転写ベルト１０５からの正反射光反射率とトナーの光吸収特性のみで決定されるので以下の式（６）の関係を求めればよい。
Ｒ［ｎ］［Ｂｋ］＝Ｖｓｐ＿ＲＥＧ／Ｖｓｇ＿ＲＥＧ・・・式（６）
Ｒ［ｎ］［Ｂｋ］が求まったら、カラートナーと同様に予め実験等により求められたＲ［ｎ］［Ｂｋ］とトナー付着量の関係をテーブルにした図１０に示すＬＵＴとＲ［ｎ］、［Ｂｋ］からブラックＢｋについてトナー付着量ＭＡ［ｎ］［Ｂｋ］を求める。

付着量ＭＡ［ｎ］が求まったら、テストパターンの現像バイアスＶｂ［ｎ］と付着量ＭＡ［ｎ］の関係を直線近似する。直線近似は最小二乗法により求める。次に予め求められた付着量の目標値（ＭＡ＿ＲＥＦ）と近似直線式から最適現像バイアスＶｂを求めて、ＲＡＭに保存する。帯電バイアスＶｃはＶｃ＝Ｖｂ＋２００（Ｖ）の関係で決定し同様にＲＡＭに保存する。

決定したＶｃ，Ｖｂは次回プリント動作時に使用する。トナー濃度目標値補正制御は近似直線式の傾きのデータを用いて制御を行う。近似直線式の傾きは現像γ（Ｙ軸が感光体上のトナー付着量、Ｘ軸が現像ポテンシャルとしたときの傾き）の代替特性になるので、近似直線傾き目標値に対して、トナー補給制御の目標値を制御する。

以下、位置ずれ補正制御について、特開２００２−２０７３３８公報を参考にして実施例を示す。
図１１に、「色合わせ」（ＣＰＡ）の内容を示す。この「色合わせ」（ＣＰＡ）に進むとＣＰＵ４０２は、先ず、「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）にて、中間転写ベルト１０５上に、図１２に示すように、リアｒ側（軸方向奥側）、フロントｆ側（軸方向手前側）のそれぞれに、スタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆならびに８セット（フロント第１セット〜フロント第８セット）のテストパターンを形成して、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒでマークを検出（図６のステップＳ５０５、Ｓ５０６）して、マーク検出信号Ｓｄｒ、ＳｄｆをＡ／Ｄ変換回路４０１でデジタルデータすなわちマーク検出データＤｄｒ、Ｄｄｆに変換して読みこむ。
以下、図６のフローチャートでは、ステップＳ５０７の演算プロセスを経て、プロセス条件の決定（ステップＳ５０８）に至るが、ステップＳ５０７の演算プロセスの詳細は以下で述べるとおりである。

各マークの中心点の、中間転写ベルト１０５上の位置（分布）を算出する。更に、リア側８セットの平均パターン（マーク位置の平均値群）と、同様なフロント側８セットの平均パターンを算出する。この「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）の内容は後述する。

平均パターンを算出すると、平均パターンにもとづいてＢｋ、Ｙ、ＣおよびＭ作像ユニットのそれぞれによる作像のずれ量を算出し（ＤＡＣ）、算出したずれ量に基づいてずれをなくするための調整を行う（ＤＡＤ）。

図１３に、「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）のフローチャートを示す。これに進むとＣＰＵ４０２は、図１２に示すように、２００ｍｍ／ｓｅｃで定速駆動している中間転写ベルト１０５のリアｒ側およびフロントｆ側の表面のそれぞれに同時に、例えばマークのＹ方向の幅ｗが１ｍｍ、Ｘ方向の長さＡが例えば1０ｍｍ、ピッチｄが例えば６ｍｍ、セット間の間隔ｃが例えば９ｍｍの、スタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆならびに８セットのテストパターンの形成を開始し、スタートマークＭｓｒ、ＭｓｆがＰ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒの直下に到来する直前のタイミングを図るための、時限値がＴｗ１のタイマＴｗ１をスタートして（ステップ１）、該タイミングになるのを待つ。

すなわちタイマＴｗ１がタイムオーバするのを待つ（ステップ２）。タイマＴｗ１がタイムオーバすると、今度は、リアおよびフロントそれぞれで８セットのテストパターンの最後のものが、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ，１０９Ｒを通過し終わるタイミングを図るための、時限値がＴｗ２のタイマＴｗ２をスタートする（ステップ３）。

Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒの視野にＢｋ、Ｙ、Ｃ又はＭのマークが存在しないときには、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒの検出信号Ｓｄｒ、Ｓｄｆは高レベルＨ（約４Ｖ）、マークが存在すると低レベルＬ（約１Ｖ）であり、中間転写ベルト１０５の定速移動により、検出信号Ｓｄｒが図１４に示すようなレベル変動を生ずる。変動の一部分を拡大して図１５（ａ）に示す。

図１５（ａ）において、マーク検出信号のレベルが低下している下降域は、マークの先端エッジ領域に対応し、上昇している上昇域は、マークの後端エッジ領域に対応し、下降域と上昇域との間が、マーク幅ｗの領域である。

図１３のステップ４では、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒの視野にスタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆが到来して検出信号Ｓｄｒ，ＳｄｆがＨからＬに変化する過程で、図１６のウィンドゥコンパレータ３９ｒ又は３９ｆが、検出信号Ｓｄｒ又はＳｄｆが、２〜３Ｖにあることを表す検出信号Ｓｗｒ＝Ｌ又はＳｗｆ＝Ｌになるのを待つ。すなわち、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ，１０９Ｒの視野にスタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆのすくなくとも一方のエッジ領域が到来したかを監視する。

到来すると、時限値がＴｓｐ（たとえば５０μｓｅｃ）のタイマＴｓｐをスタートしてそれがタイムオーバすると図１７に示す「タイマＴｓｐの割込み」（ＴＩＰ）を実行する、タイマ割り込みを許可する（図１３のステップ５）。そして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓを０に初期化し、ＣＰＵ４０２内のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリ（リア側マーク読取りデータ記憶領域）およびｆメモリ（フロント側マーク読取りデータ記憶領域）の書込みアドレスＮｏａｒおよびＮｏａｆをスタートアドレスに初期化する（図１３のステップ６）。そして、タイマＴｗ２がタイムオーバするのを待つ。すなわち、８セットのテストパターンのすべてが、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒの視野を通過し終わるのを待つ（図１３のステップ７）。

ここで、図１７を参照して、上記の、「タイマＴｓｐの割込み」（図１７のステップＴＩＰ）の内容を説明する。この処理は、時限値がＴｓｐのタイマＴｓｐがタイムオーバする度に実行する点に注目されたい。ＣＰＵ４０２は、この処理の最初には、タイマＴｓｐを再スタートして（図１７のステップ１１）、Ａ／Ｄ変換回路４０１にＡ／Ｄ変換を指示する（図１７のステップ１２）。すなわち、指示信号Ｓｃｒ、Ｓｃｆを、一時的に、Ａ／Ｄ変換指示レベルＬとする。そして、指示回数である、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓを、１インクレメントする（図１７のステップ１３）。

これにより、Ｎｏｓ×Ｔｓｐが、スタートマークＭｓｒ又はＭｓｆの先端エッジを検出してからの経過時間（＝スタートマークＭｓｒ又はＭｓｆを基点とする、中間転写ベルト１０５の表面に沿うベルト移動方向ｙの、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ，１０９Ｒによる現在の中間転写ベルト１０５上の検出位置）を表す。

そして、ウィンドウコンパレータ３９Ｒ（図１６参照）の検出信号ＳｗｒがＬ（Ｐ／ＴＭセンサー２０Ｒがマークのエッジ部を検出中で、２Ｖ≦Ｓｄｒ≦３Ｖ）であるかをチェックして（図１７のステップ１４）、そうであると、ｒメモリのアドレスＮｏａｒに、書込みデータとして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値ＮｏｓおよびＡ／Ｄ変換データＤｄｒ（Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｒのマーク検出信号Ｓｄｒの値）を書込む（図１７のステップ１５）。

そして、ｆメモリの書込みアドレスＮｏａｒを１インクレメントする（図１７のステップ１６）。ウィンドウコンパレータ３９Ｒ，３９ｆの検出信号ＳｗｒがＨ（Ｓｄｒ＜２Ｖ又は３Ｖ＜Ｓｄｒ）であるときには、ｒメモリへのデータの書込みはしない。これは、メモリへの書込みデータ量を低減し、しかも、後のデータ処理を簡易にするためである。

次に同様に、ウィンドウコンパレータ３９ｆの検出信号ＳｗｆがＬ（Ｐ／ＴＭセンサー１０９ｆがマークのエッジ部を検出中で、２Ｖ≦Ｓｄｆ≦３Ｖ）であるかをチェックして（図１７のステップ１７）、そうであると、ｆメモリのアドレスＮｏａｆに、書込みデータとして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値ＮｏｓおよびＡ／Ｄ変換データＤｄｆ（Ｐ／ＴＭセンサー１０９ｆのマーク検出信号Ｓｄｆの値）を書込む（図１７のステップ１８）。そして、ｆメモリの書込みアドレスＮｏａｆを１インクレメントする（図１７のステップ１９）。

このような割込み処理がＴｓｐ周期で繰返し実行されるので、Ｐ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒのマーク検出信号Ｓｄｒ，Ｓｄｆが図１５（ａ）に示すように高，低に変化するとき、ＣＰＵ４０２内のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリおよびｆメモリには、図１５（ｂ）に示す、２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内の、検出信号Ｓｄｒ，ＳｄｆのデジタルデータＤｄｒ，Ｄｄｆのみが、サンプリング回数値Ｎｏｓと共に、格納される。

Ｔｓｐ周期でサンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓが１インクレメントされるので、また、中間転写ベルト１０５が定速移動するので、回数値Ｎｏｓは、検出したスタートマークを基点とする中間転写ベルト１０５上の表面に沿う、ｙ位置を示すものである。

なお、図１５（ｂ）に示す、２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内の、マーク検出信号のレベルが低下している下降域の中心位置ａと、その次の上昇している上昇域の中心位置ｂの中間点Ａｋｒｐが、１つのマークＡｋｒのｙ方向の中心位置であり、同様に、それらの次に現われるマーク検出信号のレベルが低下している下降域の中心位置ｃと、その次の上昇している上昇域の中心位置ｄの中間点Ａｙｒｐが、もう１つのマークＡｙｒのｙ方向の中心位置である。後述のマーク中心点位置の算出ＣＰＡ（図１３、図１８）で、これらの、マーク中心位置Ａｋｒｐ、Ａｙｒｐ，・・・を算出する。

図１３を、再度参照する。テストパターン中の最後の第８セットの最後のマークがＰ／ＴＭセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒを通過した後に、タイマＴｗ２がタイムオーバする。するとＣＰＵ４０２は、タイマＴｓｐの割り込みを禁止する（図１３のステップ７、８）。

これにより、図１７に示すＴｓｐ周期の、検出信号Ｓｄｒ，ＳｄｆのＡ／Ｄ変換が停止する。ＣＰＵ４０２は、その内部のＦＩＦＯメモリのＲメモリおよびｆメモリの、検出データＤｄｒ、Ｄｄｆに基づいて、マークの中心位置を算出し（図１３のステップＣＰＡ）、リアＲおよびフロントｆそれぞれの、８セットのパターンのそれぞれの検出したマーク中心点位置の分布の適否を検証して、不適な検出パターン（セット）は削除して（図１３のステップＳＰＣ）、適正な検出パターンの、平均パターンを求める（図１３のステップＭＰＡ）。

図１３および図１８に、「マーク中心点位置の算出」（ＣＰＡ）の内容を示す。ここでは「リアｒのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｒ）および「フロントｆのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｆ）を実行する。

「リアｒのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｒ）ではＣＰＵ４０２は先ず、その内部のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリの読出しアドレスＲＮｏａｒを初期化して、中心点番号レジスタＮｏｃのデータを、第１エッジを意味する１に初期化する（図１８のステップ２１）。

そして１エッジ領域内サンプル数レジスタＣｔのデータＣｔを１に初期化し、下降回数レジスタＣｄおよび上昇回数レジスタＣｕのデータＣｄおよびＣｕを０に初期化する（図１８のステップ２２）。そして、エッジ域データ群先頭アドレスレジスタＳａｄに、読出しアドレスＲＮｏａｒを書込む（図１８のステップ２３）。以上が、第１エッジ領域のデータ処理のための準備処理である。

ＣＰＵ４０２は次に、ｒメモリのアドレスＲＮｏａｒから、データ（ｙ位置Ｎｏｓ：Ｎ・ＲＮｏａｒ，検出レベルＤｄｒ：Ｄ・ＲＮｏａｒ）を、またその次のアドレスＲＮｏａｒ＋１からもデータ（ｙ位置Ｎｏｓ：Ｎ・（ＲＮｏａｒ＋１），検出レベルＤｄｒ：Ｄ・（ＲＮｏａｒ＋１））を読出して、先ず、両データのｙ位置差がＥ（例えばＥ＝ｗ／２＝例えば１／２ｍｍ相当値）以下（同一エッジ領域上）かをチェックし（図１８のステップ２４）、そうであると、マーク検出データＤｄｒが下降傾向か、上昇傾向かをチェックして（図１８のステップ２５）、下降傾向であると下降回数レジスタＣｄのデータＣｄを１インクレメントし（図１８のステップ２７）、上昇傾向であると上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕを１インクレメントする（図１８のステップ２６）。

そして１エッジ内サンプル数レジスタＣｔのデータＣｔを１インクレメントする（２８）。そしてｒメモリ読出しアドレスＲＮｏａｒがｒメモリのエンドアドレスかをチェックして（図１８のステップ２９）、エンドアドレスになっていないと、メモリ読出しアドレスＲＮｏａｒを１インクレメントして（図１８のステップ３０）、上述の処理（図１８のステップ２４〜３０）を繰返す。

読出しデータのｙ位置（Ｎｏｓ）が、次のエッジ領域のものに変わると、図１８のステップ２４でチエックする、前後メモリアドレスの各位置データの位置差がＥより大きく、ＣＰＵ４０２は、図１８のステップ２４から、図１９のステップ３１に進む。ここでは、１つのマークエッジ（先端エッジ又は後端エッジ）領域のサンプリングデータのすべての、下降，上昇傾向のチエックを終えたことになる。

そこで、このときの１エッジ内サンプル数レジスタＣｔのサンプル数データＣｔが、１エッジ領域内（２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内）の相当値であるかをチェックする。すなわち、Ｆ≦Ｃｔ≦Ｇであるかをチェックする（図１９のステップ３１）。Ｆは、正常に形成されたマークの先端エッジ又は後端エッジを検出した場合の、検出信号Ｓｄｒが２Ｖ以上３Ｖ以下にある間の、ｒメモリへのサンプル値Ｄｄｒの書込み回数の下限値（設定値）、Ｇは上限値（設定値）である。

ＣｔがＦ≦Ｃｔ≦Ｇであると、読取りとデータ格納が正常に行われた１つのマークエッジのデータの正誤チェックを完了し、その結果が「適正」ということになるので、このマークエッジに関して得た検出データ群が、エッジ領域（２Ｖ以上３Ｖ以下）の全体として、下降傾向か上昇傾向かをチェックする（図１９のステップ３２，３４）。

この実施形態では、下降回数レジスタＣｄのデータＣｄが、それと上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕの和Ｃｄ＋Ｃｕの７０％以上であると、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに、下降を意味する情報Ｄｏｗｎを書込み（図１９のステップ３３）、上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕが、Ｃｄ＋Ｃｕの７０％以上であると、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに、上昇を意味する情報Ｕｐを書込む（図１９のステップ３５）。更に、当該エッジ領域のｙ位置データの平均値すなわちエッジ領域の中心点位置（図１５（ｂ）のａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・）を算出して、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに書込む（図１９のステップ３６）。

次にエッジＮｏ．Ｎｏｓが１３０以上になったか、すなわち、スタートマークＭｓｒおよび８セットのマークパターンのすべての、先端エッジ領域および後端エッジ領域の、中心位置算出を完了したかをチエックする（図１９のステップ３７）。これを完了していると、或いは、ｒメモリから格納データの読出しをすべて完了していると、エッジ中心点位置データ（ステップ３６で算出したｙ位置）に基づいて、マーク中心点位置を算出する（図１９のステップ３９）。

すなわち、メモリのエッジＮｏ．アドレスのデータ（下降／上昇データ＆エッジ中心点位置データ）を読出して、先行の下降エッジ領域の中心点位置とその直後の上昇エッジ領域の中心点位置との位置差が、マークのｙ方向幅ｗ相当の範囲内であるかをチックして、外れているとこれらのデータを削除する。

範囲内であると、これらのデータの平均値を、１つのマークの中心点位置として、先頭からのマークＮｏ．宛てに、メモリに書込む。マーク形成，マーク検出および検出データ処理のすべてが適正であると、リアｒに関して、スタートマークＭｓｒおよび８セットのマーク（１セット８マーク×８セット＝６４マーク）、合わせて６５個のマーク中心点位置データが得られ、メモリに格納される。

次にＣＰＵ４０２は、「フロントｆのマーク中心点位置の算出」（図１９のステップＣＰＡｆ）を実行して、上述の「リアｒのマーク中心点位置の算出」ＣＰＡｒ（図１８参照）のデータ処理を、fメモリ上の測定データに同様に実施する。フロントｆに関して、マーク形成、測定および測定データ処理のすべてが適正であると、スタートマークＭｓｆおよび８セットのマーク（６４マーク）、合わせて６５個のマーク中心点位置データが得られ、メモリに格納される。

図１３を再度参照する。上述のようにマーク中心点位置を算出すると（図１３のステップＣＰＡ）、ＣＰＵ４０２は、つぎの「各セットのパターンの検証」（図１３のステップＳＰＣ）で、メモリに書きこんだマーク中心点位置データ群が、図１７に示すマーク分布相当の中心点分布であるかを検証する。ここで、図１７に示すマーク分布相当から外れるデータは、セット単位で削除して、図１７に示すマーク分布相当の、分布パターンとなるデータセット（１セットは８個の位置データ群）のみを残す。すべて適正な場合は、リアｒ側に８セット、フロントｆ側にも８セットのデータが残る。

次にＣＰＵ４０２は、リアｒ側のデータセットの、先頭のセット（第１セット）の第１中心点位置に、第２セット以降の各セットの中の第１マークの中心点位置データを変更し、第２〜８マークの中心点位置データも、変更した差分値分変更する。すなわち、第２セット以降の各セットの中心点位置データ群を、各セットの先頭を第１セットの先頭に合わせるようにｙ方向にシフトした値に変更する。フロントｆ側の第２セット以降の各セットの中の中心点位置データも同様に変更する。

次にＣＰＵ４０２は、「平均パターンの算出」（図１３のステップＭＰＡ）で、リアｒ側の全セットの、各マークの中心点位置データの平均値Ｍａｒ〜Ｍｈｒ（図２０）を算出し、また、フロントｆ側の全セットの、各マークの中心点位置データの平均値Ｍａｆ〜Ｍｈｆ（図２０）を算出する。これらの平均値は、図２０に示すように分布する仮想の、平均位置マークＭＡｋｒ（Ｂｋのリア直交マークの代表）、ＭＡｙｒ（Ｙのリア直交マークの代表）、ＭＡｃｒ（Ｃのリア直交マークの代表）、ＭＡｍｒ（Ｍのリア直交マークの代表）、ＭＢｋｒ（Ｂｋのリア斜交マークの代表）、ＭＢｙｒ（Ｙのリア斜交マークの代表）、ＭＢｃｒ（Ｃのリア斜交マークの代表）、および、ＭＢｍｒ（Ｍのリア斜交マークの代表）、ならびに、ＭＡｋｆ（Ｂｋのフロント直交マークの代表）、ＭＡｙｆ（Ｙのフロント直交マークの代表）、ＭＡｃｆ（Ｃのフロント直交マークの代表）、ＭＡｍｆ（Ｍのフロント直交マークの代表）、ＭＢｋｆ（Ｂｋのフロント斜交マークの代表）、ＭＢｙｆ（Ｙのフロント斜交マークの代表）、ＭＢｃｆ（Ｃのフロント斜交マークの代表）、および、ＭＢｍｒ（Ｍのフロント斜交マークの代表）の中心点位置を示す。
以上が、図１３以降に示す「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）の内容である。

図１１を、再度参照する。中間転写ベルト１０５の１周長に形成するテストパターンの分布を、感光体ドラムの回転角度対応のマーク形成位置ずれと共に示した図２１も参照されたい。図１１に示すずれ量算出（ＤＡＣ）では、ＣＰＵ４０２は、次のように、作像ずれ量を算出する。Ｙの作像ずれ量の算出（Ａｃｙ）を、具体的に次に示す。

副走査ずれ量ｄｙｙ：リアｒ側のＢｋ直交マークＭＡｋｒとＹ直交マークＭＡｙｒの中心点位置の差（Ｍｂｒ−Ｍａｒ）の、基準値ｄ（図１７）に対するずれ量ｄｙｙ＝（Ｍｂｒ−Ｍａｒ）−ｄ。

主走査ずれ量ｄｘｙ：リアｒ側の直交マークＭＡｙｒと斜交マークＭＢｙｒの中心点位置の差（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ）の、基準値４ｄ（図１７）に対するずれ量ｄｘｙｒ＝（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ）−４ｄ
と、フロントｆ側の直交マークＭＡｙｆと斜交マークＭＢｙｆの中心点位置の差（Ｍｆｆ−Ｍｂｆ）の、基準値４ｄ（図１７）に対するずれ量
ｄｘｙｆ＝（Ｍｆｆ−Ｍｂｆ）−４ｄ
との平均値
ｄｘｙ＝（ｄｘｙｒ＋ｄｘｙｆ）／２＝（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ＋Ｍｆｆ−Ｍｂｆ−８ｄ）／２。

スキューｄＳｑｙ：リアＲ側の直交マークＭＡｙｒとフロントｆ側の直交マークＭＡｙｆの中心点位置の差
ｄＳｑｙ＝（Ｍｂｆ−Ｍｂｒ）。

主走査線長のずれ量ｄＬｘｙ：リアｒ側の斜交マークＭＢｙｒとフロントｆ側の斜交マークＭＢｙｆの中心点位置の差（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）から、スキューｄＳｑｙ＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）を減算した値
ｄＬｘｙ＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）−ｄＳｑｙ
＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）−（Ｍｂｆ−Ｍｂｒ）。

他の、ＣおよびＭの作像ずれ量は、上記Ｙに関する算出と同様にして算出する（Ａｃｃ，Ａｃｍ）。Ｂｋも大略では同様であるが、この実施例では、副走査方向ｙの色あわせはＢｋを基準にしているので、Ｂｋに関しては、副走査方向の位置ずれ量ｄｙｋの算出は行わない（Ａｃｋ）。

図１１に示すずれの調整（ＤＡＤ）では、ＣＰＵ４０２は、次のように、各色の作像ずれ量を調整する。Ｙのずれ量調整（Ａｄｙ）を、具体的に次に示す。

副走査ずれ量ｄｙｙの調整：Ｙトナー像形成のための画像露光（潜像形成）の開始タイミングを、基準のタイミング（ｙ方向）から、算出したずれ量ｄｙｙずらして設定する。

主走査ずれ量ｄｘｙの調整：Ｙトナー像形成のための画像露光（潜像形成）の、ライン先頭をあらわすライン同期信号に対する、露光装置１０９の露光レーザ変調器への、ライン先頭の画像データの送出タイミング（ｘ方向）を、基準のタイミングから、算出したずれ量ｄｘｙ分ずらして設定する。

スキューｄＳｑｙの調整：露光装置１０９の、感光体ドラム１０１に対向してＹ画像データで変調したレーザビームを反射して感光体ドラム１０１に投射する、軸方向に延びるミラーのリアｒ側は支点支持され、フロントｆ側が、ｙ方向に摺動可のブロックで支持されている。このブロックをパルスモータとスクリューを主体とするｙ駆動機構で、ｙ方向に往、復駆動してスキューｄＳｑｙを調整できる。「スキューｄＳｑｙの調整」では、このｙ駆動機構のパルスモータを駆動して、ブロックを基準のｙ位置から、算出したスキューｄＳｑｙに相当する分駆動する。

主走査線長のずれ量ｄＬｘｙの調整：ライン上に画素単位で画像データを割りつける画素同期クロックの周波数を、基準周波数×Ｌｓ／（Ｌｓ＋ｄＬｘｙ）に設定する。Ｌｓは基準ライン長である。

他の、ＣおよびＭの作像ずれ量の調整は、上記Ｙに関する調整と同様にして調整する（Ａｄｃ，Ａｄｍ）。Ｂｋも大略では同様であるが、この実施例では、副走査方向ｙの色あわせはＢｋを基準にしているので、Ｂｋに関しては、副走査方向の位置ずれ量ｄｙｋの調整は行わない（Ａｄｋ）。次回の「色合わせ」まで、このように調整した条件でカラー画像形成を行う。

［２］センサーに対する検知面の距離や角度変動による影響を少なくした例
例１．
像担持体上と像担持体上に形成されたテストパターンに発光素子から光を照射し、その反射光を二つの受光素子で検知することで、テストパターンの濃度情報を取得する濃度検出装置において、この濃度検出装置は、図２８乃至図３１において図示を省略したケース内に、一つの発光部５１（図４、図２５、図２７における発光素子６０２が相当する。）と第１の受光部６２（図４、図２５、図２７における正反射受光素子６０３が相当する。）と第２の受光部６３（図４、図２５、図２７における拡散反射受光素子６０４が相当する。）を備える。

図２８、図２９において、第１の受光部６２は発光部５１及び像担持体１０５との関係において正反射光を受光する位置に配置され、第２の受光部６３は拡散光を受光する位置に配置され、かつ、前記発光部５１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む面（より詳しくは、発光部５１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む仮想平面が像担持体面と交差する箇所にできる仮想直線の方向）が矢印６４で示した像担持体１０５の進行方向と平行になるように発光部５１と第１の受光部６２が配置され、かつ第２の受光部６３は、発光部５１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む面にないように配置している。

この構成で課題が改善可能な理由を述べる。
図３０に正反射検知部の模式図を示す。これは図２８、図２９におけるセンサーの配置に準拠している。符号４１は発光部、符号４２は受光部、符号Ｒは正面から見たときの発光ビーム径、符号４４は像担持体１０５面上でのスポット径の断面、符号Ｘは正面から見たときのスポット径、符号Ｙは側面から見たときのスポット径、符号θ1は照射角をそれぞれ示す。発光ビーム径は真円とする。この場合、正面から見たスポット径Ｘは次の＜式１＞のように表わすことができる。
Ｘ＝Ｒ／ＣＯＳ（９０−θ１）・・・＜式１＞
この＜式１＞に従えば、
例えば、θ＝６０度、Ｒ＝１．０ｍｍであれば、Ｘ≒１．１５ｍｍである。

従って、像担持体１０５面で正反射する際に像担持体面を照射する光のスポットは像担持体面に対して斜めに入射するため楕円形状となり、発光部４１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む仮想平面が、像担持体１０５面と交差する箇所にできる仮想直線の方向（図３０において像担持体１０５を示した直線方向）と平行方向のスポット径の方が長い。

図３１、図３２に前記現象を模式的に表したものを示す。図３１において白抜きの楕円５１は像担持体面における照射範囲、クロスハッチングで示した楕円の長軸方向の三日月形状部５２は像担持体面の角度が変化した場合の照射面積の拡大量を表す。つまり、スポット径Ｙは変動せずに、スポット径ＸがＸ’に増加し、その増加に伴う照射面積の拡大量が三日月形状部５２ということになる。

これに対して図３２は、比較例として示したもので、図２９において、像担持体１０５の進行方向が矢印６４と直交する矢印６４０と想定した場合であり、発光部５１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む仮想平面が像担持体面と交差する箇所にできる仮想直線の方向）が矢印６４０で示した像担持体１０５の進行方向と垂直になるように発光部５１と第１の受光部６２を配置した場合において、像担持体１０５がその進行方向を含む仮想平面内で変動した際に像担持体面を照射するスポットの変位を示している。
この場合には、像担持体１０５面で正反射する際に像担持体面を照射する光のスポットは像担持体面に対して斜めに入射するため楕円形状となり、発光部４１から照射された光と像担持体１０５面からの正反射光との光軸を含む仮想平面が、像担持体１０５面と交差する箇所にできる仮想直線の方向に長軸をもつ楕円となる点は図３１と同じであるが、楕円のずれる方向が９０度ずれる。このため、図３２において白抜きの楕円５１は像担持体面における照射範囲であるが、クロスハッチングで示した楕円の短軸方向の三日月形状部５２０が像担持体面の角度が変化した場合の照射面積の拡大量を表す。つまり、スポット径Ｘは変動せずに、スポット径ＹがＹ’に増加し、その増加に伴う照射面積の拡大量が三日月形状部５２０ということになる。

図３１、図３２の比較において像担持体（テストパターン）上での照射光のずれる面積は、楕円の長軸方向の増加となる図３１場合のほうが小さく、楕円の短軸方向の増加となる図３２場合のほうが大きいことは明らかである。よって、発光部から照射された光と像担持体面からの正反射光との光軸を含む面が像担持体の進行方向と平行になるように発光部５１と第１の受光部６２を配置することで、像担持体１０５の角度変動に対して、受光部の出力変化が小さくなる。

図２２乃至図２４で説明したように、像担持体１０５の面が変動する方向は、矢印６４で示した像担持体１０５の進行方向を含みかつ、像担持体１０５の面に垂直な仮想平面内で振れる傾向がある。よって、像担持体の角度の変化する上記像担持体が振れる仮想平面に平行に受発光部を配置したほうが、受光部における受光範囲外に反射光がはずれる面積は小さい。

図３３に示すように、像担持体１０５が矢印６４で示したその進行方向を含みかつ、像担持体１０５の面に垂直な仮想平面内で角度αの振れ角で変化した場合、仮に受光部４２が拡散光受光部であってこれが発光部４１と正反射光との光軸を含む面にあるとすると、この拡散受光部に正反射光が入射する可能性がある。よって図２８、図２９で説明したとおり、第１の受光部６２は正反射を受光する位置に配置され、第２の受光部６３は拡散光を受光する位置に配置され、かつ、前記発光部４１から照射された光と像担持体面からの正反射光との光軸を含む面が像担持体１０５の進行方向と平行になるように発光部４１と第１の受光部６２が配置され、かつ第２の受光部６３は、前記発光部４１と正反射光との光軸を含む面にないように配置することにより、像担持体の角度変動に対し、ばらつきの小さい濃度検出が可能となる。

例２．
本発明が適用される画像形成装置は、電子写真方式によるものである。また、画像形成条件制御装置は、現像ポテンシャルを制御する。電子写真方法の画像形成装置では、濃度検出装置の結果を用いて、画像濃度を制御する方式が一般的であるが、濃度検出装置の結果に誤差が生じると、画像濃度変化や二成分現像剤の場合、トナー濃度が変化し、地肌汚れやトナー飛散が発生することがある。

この点、電子写真方式を用いた画像形成装置であって、画像形成条件制御装置として現像ポテンシャルを制御するので、環境や経年劣化により画像形成条件が変化しても、正確に濃度検知を行うことで画像濃度を一定に保つことができる。

例３．
本発明が適用される画像形成装置は、タンデム型のカラー電子写真装置である。そして、像担持体は、転写ベルトである。タンデム型のカラー画像形成装置では、感光体が複数あるので、感光体上で濃度検知を行う場合は、複数のセンサーが必要であった。また転写体で濃度検知を行ったほうが、転写後の濃度を測定するので、より画像に近い濃度が検出できるというメリットがある。しかしながら一般的に転写ベルトは感光体のような剛性がないので、走行が不安定であり、濃度検知部においては、不安定な走行がセンサーに対する角度変化として現れ、その結果濃度検知誤差となる。この点、画像形成装置がタンデム型のカラー電子写真装置であって、像担持体が、転写ベルトであれば、少ないセンサーで複数色の濃度を正確に検知することで安価で安定した画像を形成することができる。

例４．
本例では、図２９において、発光部５１の照射範囲が、像担持体１０５の矢印６４で示す進行方向と平行方向の範囲をａとし、像担持体の矢印６４で示す進行方向と垂直方向の範囲をｂとしたとき、ａ≧ｂとする。これは、特に正反射受光部の検知ばらつきの課題に対して、有効なものであり、正確な濃度検知を行うことができる。像担持体の角度変化に伴う照射面積の変動方向には受光部の受光範囲は広いほうが出力変化が小さく有利である。よって発光部５１のビーム径は、図２９に示したように、発光部５１の照射範囲が、矢印６４で示した像担持体の進行方向と平行方向の範囲をａとし、像担持体の進行方向と垂直方向の範囲をｂとしたとき、ａ≧ｂとすると、感度ＵＰと像担持体の角度変化に対するロバスト性の両立が可能となる。

例５．
本例では、図２９において、第１の受光部６２の受光範囲が、矢印６４で示す像担持体１０５の進行方向と平行方向の範囲をａ’として、像担持体１０５の矢印６４で示した進行方向と垂直方向の範囲をｂ’としたとき、ａ’≧ｂ’であることとした。これは、特に正反射受光部の検知ばらつきの課題に対して、有効なものであり、より正確な濃度検知を行うことができる。

例６．
本例では前記例４における発光部の照射範囲と前記例５における受光部の受光範囲の両方を用いることとした。特に正反射受光部の検知ばらつきの課題に対して有効であり、発光部の照射範囲受光部の受光範囲の両方を用いるのでより正確な濃度検知を行うことができる。発光部の照射範囲と受光部の受光範囲について像担持体の変動分の影響が少なくすることで、組み合わせによりと更に感度ＵＰと像担持体の角度変化に対するロバスト性の両立が図れる。

例７．
図２８において、第２の受光部６３と発光部５１との距離をＬ１、第１の受光部６２と第２の受光部６３の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２とする。より正確な濃度検知を行うことができる。正反射受光部と発光部の距離をＬ１、正反射受光部と拡散反射受光部との距離をＬ２としたとき、正反射受光部に近ければ近い程、像担持体の反射面の角度が変化した場合、拡散受光部に正反射光が入射する可能性が高くなる。よって、Ｌ１＜Ｌ２であれば、拡散受光部の検出精度が向上する。

例８．
本例は、発光部５１又は第１の受光部６２の少なくとも一方にレンズを用いる。より検知精度を向上させより正確な濃度検知を可能にするものである。
レンズを用いるとＬＥＤから照射した光はレンズ部でビーム径を正確に制御することができる。よってレンズにより、発光部の照射範囲ａ、ｂをより正確に制御することができるので、感度ＵＰと像担持体の角度変化に対するロバスト性の両立が図れる。

例８．
位置検知を併用するものである。例示した濃度検知に対する課題を解決するばかりでなく、位置ずれ検知においても同様の課題を解決できる。よって、位置検知を併用することで安価に位置ずれ検知精度を向上させることができる。

画像形成工程部分を示す画像形成装置の概略図である。 画像形成ユニットの正面図である。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の斜視図である。 Ｐ／ＴＭセンサーの構成図である。 画像形成プロセス制御系の全体概要図である。 画像形成プロセス制御のフローチャートである。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の中間転写ベルト上面図である。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の中間転写ベルト上面図である。 （ａ）は中間転写ベルト上のテストパターンのカラートナー付着量を正反射受光素子で検出した場合の特性図、（ｂ）は中間転写ベルト上のテストパターンのカラートナー付着量を拡散反射受光素子で検出した場合の特性図、（ｃ）は中間転写ベルト上のテストパターンのブラックトナー付着量を正反射受光素子で検出した場合の特性図である。 正規化値をトナー付着量に変換する際に用いるテーブルを示した図である。 「色合わせ」ＣＰＡの概要を示すフローチャートである。 中間転写ベルトと、その表面に形成される各色マークを模式的に示した平面図である。 テストパターンの形成と計測に係るフローチャートである。 中間転写ベルトに形成されるカラーマークの分布、および、光センサーのマーク検出信号レベル変化を示すタイムチャートを並べて示した図である。 （ａ）は、図１４に示した検出信号のタイムチャートの一部を拡大して示すタイムチャート、（ｂ）は、（ａ）に示した検出信号の中、そのＡ／Ｄ変換データがＣＰＵの内部のＦＩＦＯメモリに書込まれる範囲のみを摘出して示したタイムチャートである。 本体制御部の一部分の構成を示したブロック図である。 図１３中のステップ５で許可する割り込み処理の内容を示すフローチャートである。 図１３に示した「マーク中心点位置の算出」ＣＰＡの内容の一部を示すフローチャートである。 図１３に示した「マーク中心点位置の算出」ＣＰＡの内容の残部を示すフローチャートである。 図１３に示した「平均パターンの算出」ＭＰＡによって算出される平均値データと、それらが中心点位置となる仮想マークを示す平面図である。 中間転写ベルト１周長に形成するテストパターンの分布を感光体ドラムの回転角度対応のマーク形成位置ずれと共に示したグラフである。 像担持体の変動例を説明した図である。 像担持体の変動例を説明した図である。 像担持体の変動例を説明した図である。 センサーの構成図である。 発光素子から照射された光の正反射受光素子への光の入射量変化を時間の推移で表した図である。 センサーの構成図である。 （ａ）はセンサの配置を説明した正面図、（ｂ）はセンサの配置を説明した側面図、（ｃ）はセンサの配置を説明した平面図である。 センサの配置を説明した斜視図である。 像担持体の状態と照射スポットの関係を説明した図である。 楕円からなる照射スポット変位方向による変動分を説明した図である。 楕円からなる照射スポット変位方向による変動分を説明した図である。 像担持体の状態と照射スポットの関係を説明した図である。

符号の説明

４１、５１ 発光部
４２ 受光部
４４ スポットの断面
５１ 楕円（白抜き）
６２ 第１の受光部（正反射受光素子）
６３ 第２の受光部（拡散反射受光素子）
６４ 矢印
１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋ 感光体ドラム（第１の像担持体）
１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋ 現像装置
１０５ （第１の転写装置を構成する）中間転写ベルト
１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋ （第１の転写装置を構成する）１次転写装置
１０８ ２次転写ローラ（第２の転写装置）
２００ 露光装置
２０１ テストパターン（Ｐパターン）
２０１Ｆ 手前側Ｐパターン
２０１Ｒ 奥側Ｐパターン
２０２Ｆ 手前側ＴＭパターン
２０２Ｒ 奥側ＴＭパターン
２０２ テストパターン（ＴＭパターン
３０１ 帯電装置

Claims (9)

1. 像担持体上と像担持体上に形成されたテストパターンに発光素子から光を照射し、その反射光を二つの受光素子で検知することで、テストパターンの濃度情報を取得する濃度検出装置と濃度検出装置から得られた情報に基づき画像形成条件を制御する画像形成条件制御装置を有する画像形成装置において、
   前記濃度検出装置は、一つの発光部と二つの受光部を備え、第１の受光部は正反射を受光する位置に配置され、第２の受光部は拡散光を受光する位置に配置され、かつ、前記発光部から照射された光と像担持体面からの正反射光との光軸を含む面が像担持体の進行方向と平行になるように発光部と第１の受光部が配置され、かつ第２の受光部は、前記発光部と正反射光との光軸を含む面にないことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１における画像形成装置は、電子写真方式によるものであって、請求項１の画像形成条件制御装置は、現像ポテンシャルを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１における画像形成装置は、タンデム型のカラー電子写真装置であって、像担持体は、転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１における発光部の照射範囲は、像担持体の進行方向と平行方向の範囲をａとし、像担持体の進行方向と垂直方向の範囲をｂとしたとき、ａ≧ｂであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１における第１の受光部の受光範囲が、像担持体の進行方向と垂直方向の範囲をａ’とし、像担持体の進行方向と平行方向の範囲をｂ’としたとき、ａ≧ｂであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４に記載した発光部と請求項５に記載した受光部の両方を用いることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１における画像形成装置は、第２の受光部と発光部との距離をＬ１、第１の受光部と第２の受光部の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、
   発光部又は第１の受光部の少なくとも一方にレンズを用いることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置において、
   位置検知を併用することを特徴とする画像形成装置。

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