JP2010197639A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【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、矩形パターンのＹ軸方向に関する長さＬｐを、検出用光による光スポットと該光スポットに最も近いフレア光による光スポットとの間隔Ｌを用いて、Ｌｐ＜２Ｌとなるように指示する。
【選択図】図１６

Description

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。

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。

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。

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。

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１〜４参照）。

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Ｌｅ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集光光学系、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、前記媒体上に転写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、前記検出用パターンの主走査方向に関する長さＬｐが、前記検出用光スポットと該検出用光スポットに最も近いフレア光による光スポットとの間隔Ｌを用いて、Ｌｐ＜２Ｌとなるように指示することを特徴とする画像形成装置である。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 検出センサの配置を説明するための図である。 検出センサの照射系を説明するための図である。 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。 トナーパターンを説明するための図である。 検出用光を説明するための図である。 発光部Ｅ１から射出された光束の光路を説明するための図である。 発光部Ｅ１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。 発光部Ｅ２から射出された光束の光路を説明するための図である。 発光部Ｅ２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。 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。 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。 発光部Ｅ４から射出された光束の光路を説明するための図である。 発光部Ｅ４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。 発光部Ｅ５から射出された光束の光路を説明するための図である。 発光部Ｅ５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。 トナーパターンの位置ずれを説明するための図である。 Ｌｐ＝Ｌｅのときに、発光部Ｅ１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。 Ｌｐ＝Ｌｅのときに、発光部Ｅ２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。 Ｌｐ＝Ｌｅのときに、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。 Ｌｐ＝Ｌｅのときに、発光部Ｅ４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。 Ｌｐ＝Ｌｅのときに、発光部Ｅ５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。 Ｌｐ＝２×Ｌｅのときに、発光部Ｅ２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。 Ｌｐ＝２×Ｌｅのときに、発光部Ｅ４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。 トナーパターンの変形例を説明するための図である。 補助パターンを説明するための図である。 位置検出用パターンを説明するための図である。 検出センサの変形例１を説明するための図である。 検出センサの変形例２を説明するための図である。 検出センサの変形例３を説明するための図である。 検出センサの変形例４を説明するための図である。 検出センサの変形例５を説明するための図である。 検出センサの変形例６を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

次に、前記トナー濃度検出器２２４５について説明する。

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。

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、ここでは、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）、５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）、及び５つの受光部（Ｄ１〜Ｄ５）を有している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

受光部Ｄ１は、発光部Ｅ１の−Ｚ側に配置され、受光用集光レンズＬＤ１で集光された光束を受光する。

受光部Ｄ２は、発光部Ｅ２の−Ｚ側に配置され、受光用集光レンズＬＤ２で集光された光束を受光する。

受光部Ｄ３は、発光部Ｅ３の−Ｚ側に配置され、受光用集光レンズＬＤ３で集光された光束を受光する。

受光部Ｄ４は、発光部Ｅ４の−Ｚ側に配置され、受光用集光レンズＬＤ４で集光された光束を受光する。

受光部Ｄ５は、発光部Ｅ５の−Ｚ側に配置され、受光用集光レンズＬＤ５で集光された光束を受光する。

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。

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。

トナーパターンＴＰは、一例として図１０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。

各矩形パターンのＹ軸方向の長さＬｐは、上記Ｌｅの２．５倍（ここでは、１．０ｍｍ）となるように設定されている。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。なお、各矩形パターンの大きさ及び位置に関する情報は、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置に送られる。

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１１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。

また、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、受光用集光レンズＬＤ１を介して受光部Ｄ１に入射する。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、受光用集光レンズＬＤ２を介して受光部Ｄ２に入射する。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、受光用集光レンズＬＤ３を介して受光部Ｄ４に入射する。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、受光用集光レンズＬＤ４を介して受光部Ｄ４に入射する。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、受光用集光レンズＬＤ５を介して受光部Ｄ５に入射する。

ところで、発光部Ｅ１から射出された光束は、一例として図１２に示されるように、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、図１２及び図１３に示されるように、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（図１３では図示省略）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。

各矩形パターンのＹ軸方向の長さＬｐは、検出用光による光スポットと該光スポットに最も近いフレア光による光スポットとの間隔Ｌの２倍よりも小さい。なお、ここでは、Ｌ＝２ｍｍである。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、検出用光Ｓ１は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ１で受光される。フレア光Ｆ２は矩形パターンを照明し、矩形パターンによる拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ３及びＦ４は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ１では、転写ベルト２０４０による正反射光と矩形パターンによる拡散反射光とが混在して受光される。従って、発光部Ｅ１を発光させることは適切ではない。

発光部Ｅ２から射出された光束は、一例として図１４に示されるように、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、図１４及び図１５に示されるように、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（図１５では図示省略）も転写ベルト２０４０を照明する。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、検出用光Ｓ２は矩形パターンを照明し、その拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、すべての受光部で矩形パターンによる拡散反射光が受光される。従って、発光部Ｅ２を発光させることにより、矩形パターンの反射特性の信号を得ることができる。

発光部Ｅ３から射出された光束は、一例として図１６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１６及び図１７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。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、検出用光Ｓ３は矩形パターンを照明し、その拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、すべての受光部で矩形パターンによる拡散反射光が受光される。従って、発光部Ｅ３を発光させることにより、矩形パターンの反射特性の信号を得ることができる。

発光部Ｅ４から射出された光束は、一例として図１８に示されるように、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、図１８及び図１９に示されるように、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（図１９では図示省略）、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。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、検出用光Ｓ４は矩形パターンを照明し、その拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、すべての受光部で矩形パターンによる拡散反射光が受光される。従って、発光部Ｅ４を発光させることにより、矩形パターンの反射特性の信号を得ることができる。

発光部Ｅ５から射出された光束は、一例として図２０に示されるように、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、図２０及び図２１に示されるように、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（図２１では図示省略）、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。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、検出用光Ｓ５は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ５で受光される。フレア光Ｆ４は矩形パターンを照明し、矩形パターンによる拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ３、Ｆ２は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ５では、転写ベルト２０４０による正反射光と矩形パターンによる拡散反射光とが混在して受光される。従って、発光部Ｅ５を発光させることは適切ではない。

本実施形態では、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、各検出センサにおいて、発光部Ｅ２〜発光部Ｅ４を繰り返し順次点灯させる。すなわち、（１）発光部Ｅ２の点灯、（２）発光部Ｅ２の消灯、（３）発光部Ｅ３の点灯、（４）発光部Ｅ３の消灯、（５）発光部Ｅ４の点灯、（６）発光部Ｅ４の消灯、が高速で繰り返し行われる。すなわち、転写ベルト２０４０の表面は、検出用光Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の光スポットで、Ｙ軸方向に走査されることとなる。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。

ところで、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、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。すなわち、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。この場合は、フレア光による影響を受けることなく、各色毎にトナー濃度を精度良く検出することができるため、各現像ローラでのトナーの付着量を、常に適切な付着量とすることができる。その結果、高い画像品質を維持することができる。

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。

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。

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。

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）、転写ベルト２０４０で反射された光束を集光する５つの受光用集光レンズ（ＬＤ１〜ＬＤ５）、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。

プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、矩形パターンのＹ軸方向に関する長さＬｐを、検出用光による光スポットと該光スポットに最も近いフレア光による光スポットとの間隔Ｌを用いて、Ｌｐ＜２Ｌとなるように設定する。

この場合には、フレア光による影響を受けることなく、トナー濃度を精度良く検出することができる。

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。

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Ｌｐが１．０ｍｍであり、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。

なお、上記実施形態において、一例として図２２に示されるように、Ｙ軸方向に関して、トナーパターンの位置がずれて、トナーパターンの端部を検出用光Ｓ２が照明するようになると、検出用光による光スポットの半分はトナーパターンを照明するが、残りの半分は転写ベルト２０４０を照明する。このとき、トナーパターンからの拡散反射光と、転写ベルト２０４０からの正反射光とが混在した光が受光部Ｄ２に入射し、それらを分離することができない。この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、発光部Ｅ３と発光部Ｅ４を繰り返し順次点灯させる。このように、検出用光による光スポット全体が、きちんとトナーパターンを照明していることが重要である。

また、上記実施形態では、ＬｐがＬｅの２．５倍の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２３〜図２７に示されるように、ＬｐがＬｅと同じであっても良い。

この場合に、矩形パターンが検出センサの前方に位置すると、発光部Ｅ１を点灯させると、検出用光Ｓ１は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ１で受光される。フレア光Ｆ２は矩形パターンを照明し、矩形パターンによる拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ３及びＦ４は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ１では、転写ベルト２０４０による正反射光と矩形パターンによる拡散反射光とが混在して受光される。従って、発光部Ｅ１を発光させることは適切ではない。

発光部Ｅ２を点灯させると、検出用光Ｓ２は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ２で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ２では、転写ベルト２０４０による正反射光のみが受光される。従って、発光部Ｅ２を発光させることは適切ではない。

発光部Ｅ３を点灯させると、検出用光Ｓ３は矩形パターンを照明し、その拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、すべての受光部で矩形パターンによる拡散反射光が受光される。従って、発光部Ｅ３を発光させることにより、矩形パターンの反射特性の信号を得ることができる。

発光部Ｅ４を点灯させると、検出用光Ｓ４は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ４で受光される。フレア光Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５はいずれも転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ４では、転写ベルト２０４０による正反射光のみが受光される。従って、発光部Ｅ４を発光させることは適切ではない。

発光部Ｅ５を点灯させると、検出用光Ｓ５は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光が受光部Ｄ５で受光される。フレア光Ｆ４は矩形パターンを照明し、矩形パターンによる拡散反射光はすべての受光部で受光される。フレア光Ｆ３及びＦ２は転写ベルト２０４０の表面を照明し、その正反射光はいずれの受光部においても受光されない。そこで、受光部Ｄ５では、転写ベルト２０４０による正反射光と矩形パターンによる拡散反射光とが混在して受光される。従って、発光部Ｅ５を発光させることは適切ではない。

そこで、この場合には、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、各検出センサにおいて、発光部Ｅ３のみを繰り返し点滅させる。

なお、この場合に、トナーパターンの中心がいずれかの発光部の＋Ｘ側に位置するときは良いが、発光部間の中心にあるときには、トナーパターンの両端部がちょうど発光部の＋Ｘ側に位置し、発光に適した発光部は存在しない。

そこで、トナーパターンの中心が発光部間の中心に位置する場合には、Ｌｐ＝Ｌｅ＋検出用光のスポットサイズ（上記実施形態では、０．２ｍｍ）、とすることにより、発光に適した発光部が２つ存在できる。

また、ＬｐがＬｅの２倍であっても良い。但し、この場合には、一例として図２８及び図２９に示されるように、検出用光Ｓ２及びＳ４は、トナーパターンの端部を照明するため、プリンタ制御装置２０９０は、トナー濃度検出処理を行う際に、各検出センサにおいて、発光部Ｅ３のみを繰り返し点滅させる。

また、上記実施形態において、一例として図３０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。

また、上記実施形態では、転写ベルト２０４０上に転写されたトナーパターンを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。画像形成装置の形態によっては、像担持体としての感光体や中間転写ベルト（または中間転写体）上に形成されたトナーパターンを検出しても良い。

また、上記実施形態では、検出用光Ｓ３が、トナーパターンのＹ軸方向の中心を照明する場合について説明したが、感光体ドラムにおける有効走査領域のずれや長さの変化、転写ベルト２０４０の蛇行、検出センサの取り付け位置のずれや該取り付け位置の経時的変化等により、検出用光Ｓ３が、トナーパターンのＹ軸方向の中心からずれた位置を照明する場合がある。

そのおそれがあるときには、プリンタ制御装置２０９０は、全ての発光部を順に点灯、消灯させ、いずれかの検出用光がトナーパターンを照明したときの各受光部の出力信号から、トナーパターンのＹ軸方向に関する位置を求める。この場合には、例えば、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などから、トナーパターンのＹ軸方向に関する位置を、Ｌｅの数分の１から１／１０程度の精度で求めることができる。そして、プリンタ制御装置２０９０は、得られたトナーパターンのＹ軸方向に関する位置に応じて、トナー濃度検出処理を行う際に点灯させる発光部を決定する。

また、上記実施形態において、一例として図３１に示されるように、Ｙ軸方向に関するトナーパターンの位置を求めるための補助パターンを、各トナーパターンの前方に形成しても良い。この場合、Ｙ軸方向に関する補助パターンの長さをＬｐと同じにすると良い。

また、上記実施形態において、一例として図３２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）。

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３３参照）。要するに３つ以上の発光部を有していれば良い。

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３４参照）。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３５参照）。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。

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３６〜図３８参照）。

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。

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。

また、上記実施形態では、検出センサが受光用集光レンズ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く、受光用集光レンズがなくても良い。

また、上記実施形態では、Ｌｅが０．４ｍｍの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。

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。

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。

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。

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。

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）、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）。

特開昭６４−３５４６６号公報 特開２００４−３０９２９２号公報 特開２００４−２１１６４号公報 特開２００２−７２６１２号公報

Claims (4)

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Ｌｅ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集光光学系、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、前記媒体上に転写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、前記検出用パターンの主走査方向に関する長さＬｐが、前記検出用光スポットと該検出用光スポットに最も近いフレア光による光スポットとの間隔Ｌを用いて、Ｌｐ＜２Ｌとなるように指示することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記Ｌｐは前記Ｌｅの略２倍であり、
   前記制御装置は、前記少なくとも３つの光源のうち、前記検出用パターンに対向する１つの光源を点灯させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 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又は２に記載の画像形成装置。
4. 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１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。